精品解析：江苏南京市中华中学2026届高三下学期4月校内模拟测试物理试题

中华中学2026届高三年级4月校内模拟测试 物 理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A. 图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝、间的距离d，相邻亮条纹间距离将增大 B. 图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波 2. 关于人造卫星的发射和运行，下列说法中不正确的是（　　） A. 发射人造地球卫星时，发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，是利用了赤道处自转的线速度最大的特点 B. 空间站绕地球运行时，宇航员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具不会落向地面 C. 人造地球卫星运行时，根据向心力公式F＝m，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到3倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的 D. 人造地球卫星运行时，根据卫星的向心力是地球对它的引力，由公式F=G推断，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的 3. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子波长最长 B. 图乙中，射线③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 C. 图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的波长大于R的波长 D. 图丁中，a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，金属a的截止频率大 4. 一列波长大于1m的横波沿x轴负方向传播，处在的质点A和的质点B各自的振动图像如图所示，由此可知（　　） A. 波长等于两米 B. 波速为1m/s C. 3s末质点B的振动方向为y轴负方向 D. 2s末至3s末A、B两质点振动的平均速度相同 5. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 6. 在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在的该点的电势的代数和。电荷量分别为和的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏特），则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若（　　） A. 电容C增大，L1灯泡变亮 B. 频率f增大，L2灯泡变亮 C. RG上光照增强，L3灯泡变暗 D. S接到b时，三个泡均变暗 8. 如图所示，a、b两个小球从不同高度处水平抛出，忽略空气阻力，模拟出两小球的运动轨迹的交点为Q，则下列说法正确的是（　　） A. 若两小球同时落地，则必须要同时抛出 B. 若两小球同时落地，则必须先抛出b球 C. 若两小球同时落地，a球后经过Q点 D. 无论怎么抛出，两小球都不可能在空中相碰 9. 2026年春晚舞台上人形机器的表演展示了我国在具身智能领域的突破。某款机器人测试模仿人类把手指上的水滴甩掉的过程，现把该过程的上臂、前臂、手掌的结构简化为图中所示，P为水滴，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 水滴静止在图中A点时，受到手竖直向上的弹力 B. 从图中A至B缓慢甩水过程，手对水滴的作用力不变 C. 从图中A至C快速甩水过程，水滴P绕肩关节做圆周运动 D. 水滴从图中C点甩出后，其加速度大于重力加速度 10. 如图所示，原长为l的柔软弹性轻绳一端固定在宽度也为l的平台左侧壁上的O点，另一端连接质量为1kg的小物块，物块套在距平台为1.5m的竖直固定杆上，与杆间的动摩擦因数为0.2，弹性绳被拉长时其弹力大小与伸长量成正比，比例系数为10N/m。现将物块自杆上与O点等高处P点由静止释放后，弹性绳绕过固定在平台边缘的光滑小滑轮Q而转动，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取。则物块（　　） A. 物块刚释放时的加速度为 B. 物块与杆间的滑动摩擦力大小始终为2N C. 物块向下运动时最远可以到达距离P点1.4m处 D. 物块向上运动时不可看作简谐运动 11. 如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩（　　） A. 可能一直做曲线运动 B. 可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动 C. 若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ D. 若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某兴趣小组自制了一个四挡位（“”“”“”和“”）的欧姆表。 （1）小聪同学欲测量100Ω左右的电阻，需将选择开关调至________挡位，________调零后，进行测量，如图甲所示，则电阻阻值为________Ω； （2）该小组讨论后，设计的欧姆表内部结构如图乙所示，已知电源为一节干电池（，r=1Ω），其b端应为电源的________；（选填“正极”或“负极”） （3）已知电流计的量程为60μA，内阻Rg=1000Ω，经计算可求出4个定值电阻的阻值之和R总，则R总=________Ω。 13. 一种能汲取地下水的装置压水井结构如图乙所示，取水时先按下手柄同时带动皮碗向上运动，此时上单向阀门关闭。皮碗向上运动到某个位置时，下单向阀门被顶开，水流进入腔体内。设某次下压手柄前，腔体只有空气，空气的体积和压强分别为V0和p0。现缓慢下压手柄，直至下单向阀门刚被顶开的瞬间，下单向阀门到水面距离为h（），如图所示。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，下单向阀门质量为m，（阀门的重力不可忽略）横截面积为S，重力加速度为g。 （1）简要说明缓慢下压手柄过程，腔内气体是吸热还是放热； （2）求下单向阀门刚被顶开时，腔体内气体的体积。 14. 2025年我国重大科技基础设施“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，EAST是利用强磁场约束带电粒子运动从而实现可控核聚变的装置。其原理如图所示，在xOy平面内有圆心为O，内径为L外径为2L的环形匀强磁场，环形磁场磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。位于坐标为的S点有一放射源，可以发出任意方向的质量为m、电荷量为q的带负电粒子，忽略粒子的重力。（，） （1）若放射源发射的负电粒子沿x轴正方向从S点射出，恰好不进入中间无磁场圆形区域，求粒子速度大小； （2）若放射源发射的负电粒子沿y轴正方向从S点射出，经磁场一次偏转后恰能经过O点，求粒子从S点到O点的时间。 15. 如图所示，一半径为4a、质量为2m的四分之一圆柱形工件OMN放置在光滑的水平面上，其表面固定有内壁光滑的圆形轻质细管（细管直径远小于a），细管在如图工件的四分之一圆的截面上，轻绳左端固定在竖直墙面上的P点，右端连接一质量为m的小球（看成质点），球在管中。PM间的轻绳水平且足够长，工件在水平向右的推力F（未知）作用下保持静止，小球静止在Q点，OQ连线与水平方向夹角θ=60°，已知重力加速度为g。 （1）求此时推力大小F； （2）若撤去轻绳和推力F，将小球放置在M点，由静止释放小球和工件，求小球滑至N点时速度的大小； （3）若如题干描述保持轻绳连接小球，将工件缓慢向右移动至小球刚好到M点时撤去推力，给工件轻微扰动，小球从顶点M滑落至底端N，求此过程中P点对绳拉力冲量的大小I。 16. 电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，如图所示是某个电磁驱动模型的俯视图，水平面上每间隔L分布有宽度也为L的有界匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B、方向竖直向上，控制所有磁场以速度水平向右匀速运动。放在水平面上的正方形导线框abcd从图示位置由静止释放，在安培力的驱动下向右运动，经过时间达到最大速度。已知导线框质量为m、边长为L、电阻为R，运动过程中所受阻力大小恒为，ab边始终与磁场边界平行，求导线框： （1）释放瞬间的加速度大小； （2）经过时间达到的最大速度大小； （3）时间内运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中华中学2026届高三年级4月校内模拟测试 物 理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A. 图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝、间的距离d，相邻亮条纹间距离将增大 B. 图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知只增大两缝距离d，相邻亮条纹间距离将减小，A错误； B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B错误； C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，C正确； D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D错误。 故选C。 2. 关于人造卫星的发射和运行，下列说法中不正确的是（　　） A. 发射人造地球卫星时，发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，是利用了赤道处自转的线速度最大的特点 B. 空间站绕地球运行时，宇航员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具不会落向地面 C. 人造地球卫星运行时，根据向心力公式F＝m，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到3倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的 D. 人造地球卫星运行时，根据卫星的向心力是地球对它的引力，由公式F=G推断，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的 【答案】C 【解析】 【详解】A．发射人造地球卫星时，发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，是利用了赤道处自转的线速度最大的特点，故A正确，不符合题意； B．空间站绕地球运行时，宇航员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具由于处于完全失重状态不会落向地面，故B正确，不符合题意； C．人造地球卫星运行时，万有引力提供向心力，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，根据可知，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的，故C错误，符合题意， D．人造地球卫星运行时，万有引力提供向心力，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，根据可知，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的，D正确，不符合题意。 故选C。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子波长最长 B. 图乙中，射线③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 C. 图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的波长大于R的波长 D. 图丁中，a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，金属a的截止频率大 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子对应的能级差最大，则波长最短，A错误； B．图乙中，射线③的穿透力最强，电离作用最弱，属于原子核内释放的γ光子，B正确； C．图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的截止电压大于R，根据，可知Q的波长小于R的波长，C错误； D．图丁中， a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，根据，金属a的截止频率小，D错误。 故选B。 4. 一列波长大于1m的横波沿x轴负方向传播，处在的质点A和的质点B各自的振动图像如图所示，由此可知（　　） A. 波长等于两米 B. 波速为1m/s C. 3s末质点B的振动方向为y轴负方向 D. 2s末至3s末A、B两质点振动的平均速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因为该波沿x轴负方向传播，所以A与B相隔个周期，间距为1m，故波速为1m/s，由振动图像可知周期T=4s，可得波长为4m，故A错误，B正确； C．由图像可知3s末A、B两质点的位移分别为，，所以3s末质点B的振动方向为y轴正方向，故C错误； D．由图可知2~3s末,质点A从平衡位置运动到波谷，质点B从波谷运动到平衡位置，两质点的平均速度大小相等但是方向不同，故D错误。 故选B。 5. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，M点做匀速圆周运动，线速度方向始终沿圆周的切线方向，始终与ON垂直，而非沿PM方向，故A错误； B．由题意可知，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，M点以O点为圆心做匀速圆周运动，所以向心加速度方向始终沿M指向圆心O，不是沿MP方向，故B错误； C．由匀速圆周运动规律可知 由于， 所以有 所以N点线速度大小是M点的2倍，故C正确； D．由向心加速度公式可知 由于， 所以有 所以N点的向心加速度大小是M点的2倍，故D错误。 故选C。 6. 在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在的该点的电势的代数和。电荷量分别为和的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏特），则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】根据两点电荷周围的电势分布可知带正电，带负电；由图中电势为0的等势线可知 由图中距离关系可知 联立解得 故选B。 7. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若（　　） A. 电容C增大，L1灯泡变亮 B. 频率f增大，L2灯泡变亮 C. RG上光照增强，L3灯泡变暗 D. S接到b时，三个泡均变暗 【答案】A 【解析】 【详解】A．电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确； B．频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误； C．光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则L3灯泡电流增大，变亮，故C错误； D．S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个泡均变亮，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，a、b两个小球从不同高度处水平抛出，忽略空气阻力，模拟出两小球的运动轨迹的交点为Q，则下列说法正确的是（　　） A. 若两小球同时落地，则必须要同时抛出 B. 若两小球同时落地，则必须先抛出b球 C. 若两小球同时落地，a球后经过Q点 D. 无论怎么抛出，两小球都不可能在空中相碰 【答案】C 【解析】 【详解】AB．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 解得 由图可知 球的抛出点高度大于 球的抛出点高度，即 所以 球的落地时间长 若两小球同时落地，则 球必须先抛出，故AB错误； C．若两小球同时落地，设落地时刻为 ，点离地高度为 球经过点时，已下落高度 ，竖直分速度 球经过 点时，已下落高度 ，竖直分速度 因为 ，所以 从点到落地，两球竖直位移均为 根据 ，竖直分速度 越大，所用时间 越短，所以球从点到落地的时间小于球从点到落地的时间 球经过 点的时刻为，球经过点的时刻为 因为，所以，即球后经过点，故C正确； D．两球轨迹相交于 点，说明空间位置重合。 球到达点所需时间 球到达点所需时间 因为，所以 若球先抛出，且时间差，则两球可同时到达点而在空中相碰，故D错误。 故选C。 9. 2026年春晚舞台上人形机器的表演展示了我国在具身智能领域的突破。某款机器人测试模仿人类把手指上的水滴甩掉的过程，现把该过程的上臂、前臂、手掌的结构简化为图中所示，P为水滴，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 水滴静止在图中A点时，受到手竖直向上的弹力 B. 从图中A至B缓慢甩水过程，手对水滴的作用力不变 C. 从图中A至C快速甩水过程，水滴P绕肩关节做圆周运动 D. 水滴从图中C点甩出后，其加速度大于重力加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．水滴静止在图中A点时，受到重力、弹力以及摩擦力，故弹力方向垂直手指接触面向上，故A错误； B．从图中A至B缓慢甩水过程，水滴始终处于平衡状态，手对水滴的作用力始终与水滴重力等大反向，重力不变，故手对水滴的作用力不变，故B正确； C．从图中A至C快速甩水过程，水滴与的距离发生变化，故水滴P不是绕肩关节做圆周运动，故C错误； D．水滴从图中C点甩出后，只受到重力作用，其加速度等于重力加速度，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，原长为l的柔软弹性轻绳一端固定在宽度也为l的平台左侧壁上的O点，另一端连接质量为1kg的小物块，物块套在距平台为1.5m的竖直固定杆上，与杆间的动摩擦因数为0.2，弹性绳被拉长时其弹力大小与伸长量成正比，比例系数为10N/m。现将物块自杆上与O点等高处P点由静止释放后，弹性绳绕过固定在平台边缘的光滑小滑轮Q而转动，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取。则物块（　　） A. 物块刚释放时的加速度为 B. 物块与杆间的滑动摩擦力大小始终为2N C. 物块向下运动时最远可以到达距离P点1.4m处 D. 物块向上运动时不可看作简谐运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．比例系数为10N/m，设，物块受杆的弹力为 物块与杆间的摩擦力为 对物块，竖直方向有 可得刚释放时的加速度为，故A错误； B．弹力的水平分量 支持力恒定，因此滑动摩擦力，故B错误； C．物块下滑到最远点时初末动能均为0，由动能定理  解得（为初始位置，舍去），故C正确； D.向上运动过程中，速度方向不变，摩擦力方向、大小恒定，竖直方向合力满足  符合简谐运动的线性回复力条件（仅平衡位置平移），可以看作简谐运动，D错误。 故选C。 11. 如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩（　　） A. 可能一直做曲线运动 B. 可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动 C. 若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ D. 若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和斜面向下（或向上）方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度方向垂直，故AB错误、D正确； C．若匀速运动，则μ=tanθ，即最终速度表达式里可以没有μ，故C错误 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某兴趣小组自制了一个四挡位（“”“”“”和“”）的欧姆表。 （1）小聪同学欲测量100Ω左右的电阻，需将选择开关调至________挡位，________调零后，进行测量，如图甲所示，则电阻阻值为________Ω； （2）该小组讨论后，设计的欧姆表内部结构如图乙所示，已知电源为一节干电池（，r=1Ω），其b端应为电源的________；（选填“正极”或“负极”） （3）已知电流计的量程为60μA，内阻Rg=1000Ω，经计算可求出4个定值电阻的阻值之和R总，则R总=________Ω。 【答案】（1） ①. ②. 欧姆 ③. 110 （2）负极 （3）1500 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]欧姆表读数指针需指到表盘中央附近，故需选择“”挡位，欧姆调零后，再进行测量，读数为 【小问2详解】 表笔的连接为“红进黑出”，故端应为电源的负极。 【小问3详解】 开关接4时对应最大倍率，该欧姆表表盘中值刻度为15，因此欧姆表总内阻（中值电阻） 满偏总电流  表头满偏电流，因此分流支路（四个定值电阻总电阻）的电流 根据并联电路电压相等 代入数据得  13. 一种能汲取地下水的装置压水井结构如图乙所示，取水时先按下手柄同时带动皮碗向上运动，此时上单向阀门关闭。皮碗向上运动到某个位置时，下单向阀门被顶开，水流进入腔体内。设某次下压手柄前，腔体只有空气，空气的体积和压强分别为V0和p0。现缓慢下压手柄，直至下单向阀门刚被顶开的瞬间，下单向阀门到水面距离为h（），如图所示。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，下单向阀门质量为m，（阀门的重力不可忽略）横截面积为S，重力加速度为g。 （1）简要说明缓慢下压手柄过程，腔内气体是吸热还是放热； （2）求下单向阀门刚被顶开时，腔体内气体的体积。 【答案】（1）吸热 （2） 【解析】 【小问1详解】 下压手柄带动皮碗向上运动，气体体积变大对外做功。缓慢移动过程中，气体内能不变，根据热力学第一定律，则气体应吸热。 【小问2详解】 设下阀门恰好要被顶开时，腔内气体压强为，体积为，则 根据玻意耳定律有 联立得 14. 2025年我国重大科技基础设施“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，EAST是利用强磁场约束带电粒子运动从而实现可控核聚变的装置。其原理如图所示，在xOy平面内有圆心为O，内径为L外径为2L的环形匀强磁场，环形磁场磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。位于坐标为的S点有一放射源，可以发出任意方向的质量为m、电荷量为q的带负电粒子，忽略粒子的重力。（，） （1）若放射源发射的负电粒子沿x轴正方向从S点射出，恰好不进入中间无磁场圆形区域，求粒子速度大小； （2）若放射源发射的负电粒子沿y轴正方向从S点射出，经磁场一次偏转后恰能经过O点，求粒子从S点到O点的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 带负电的粒子沿x轴正方向从S点射出，恰好不进入中间无磁场圆形区域，粒子运动轨迹如图所示 由几何知识得 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 带负电粒子沿y轴正方向从S点射出，经磁场一次偏转后恰能经过O点，粒子运动轨迹如图所示 由几何知识得 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 由几何知识得 则 粒子在磁场中转过的圆心角 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 粒子在磁场中的运动时间 粒子离开磁场运动到O点需要的时间 粒子从S点到O点的时间 15. 如图所示，一半径为4a、质量为2m的四分之一圆柱形工件OMN放置在光滑的水平面上，其表面固定有内壁光滑的圆形轻质细管（细管直径远小于a），细管在如图工件的四分之一圆的截面上，轻绳左端固定在竖直墙面上的P点，右端连接一质量为m的小球（看成质点），球在管中。PM间的轻绳水平且足够长，工件在水平向右的推力F（未知）作用下保持静止，小球静止在Q点，OQ连线与水平方向夹角θ=60°，已知重力加速度为g。 （1）求此时推力大小F； （2）若撤去轻绳和推力F，将小球放置在M点，由静止释放小球和工件，求小球滑至N点时速度的大小； （3）若如题干描述保持轻绳连接小球，将工件缓慢向右移动至小球刚好到M点时撤去推力，给工件轻微扰动，小球从顶点M滑落至底端N，求此过程中P点对绳拉力冲量的大小I。 【答案】（1）F=0.5mg （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设绳子的拉力为，对整体分析可得 对⼩球分析有 联立解得F=0.5mg 【小问2详解】 设小球滑至N点时，因为水平方向系统总动量守恒且恒为零，所以工件速度及⼩球的水平方向分速度⼤⼩为均为零，⼩球速度方向竖直向下，设为，由系统机械能守恒可 解得 【小问3详解】 在极短时间内工件前进，⼩球在管内运动的弧长也为，即⼩球相对工件的速度大⼩等于⼯件前进的速度，⼩球运动到N时⼩球相对工件的速度与⼯件速度垂直，其竖直方向分速度大小等于水平方向分速度大小。设小球运动到N时，工件的速度为，⼩球的合速度v3，则 由系统机械能守恒可知 由动量定理可得 16. 电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，如图所示是某个电磁驱动模型的俯视图，水平面上每间隔L分布有宽度也为L的有界匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B、方向竖直向上，控制所有磁场以速度水平向右匀速运动。放在水平面上的正方形导线框abcd从图示位置由静止释放，在安培力的驱动下向右运动，经过时间达到最大速度。已知导线框质量为m、边长为L、电阻为R，运动过程中所受阻力大小恒为，ab边始终与磁场边界平行，求导线框： （1）释放瞬间的加速度大小； （2）经过时间达到的最大速度大小； （3）时间内运动的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导线框释放瞬间，由法拉第电磁感应定律可知导线框的电动势 导线框的电流 由牛顿第二定律可知导线框的加速度满足 解得 【小问2详解】 经过时间导线框达到最大速度时，安培力的大小与阻力大小相等，满足 设导线框的最大速度为，导线框的电动势满足 导线框的电流 两式联立解得 【小问3详解】 在时间内，以向右为正方向，设任意时刻导线框的速度大小为，对应的电流大小为，由动量定理得 其中 整理得 其中， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $