2026年高考物理猜押密卷02(适用:辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古)
2026-04-28
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 内蒙古自治区,辽宁省,吉林省,黑龙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.68 MB |
| 发布时间 | 2026-04-28 |
| 更新时间 | 2026-04-29 |
| 作者 | 满山红叶ljl |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57581776.html |
| 价格 | 6.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦高考物理核心模块,通过光电效应、电磁驱动等真实情境命题,非选择题如第14题电磁场粒子碰撞综合考查科学思维与模型建构,适配模拟预测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|光电效应、天体运动等,注重物理观念|第9题结合手机防窥膜情境,体现时代性|
|非选择题|5/54|实验(动摩擦因数测量)、电磁驱动等,突出科学探究|第15题电磁驱动模型,考查科学推理与社会责任|
内容正文:
2026年高考物理猜押密卷
2026年高考物理猜押密卷02
(适用:辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古等)
(考试版)
(考试时间:75分钟 分值:100分)
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂:非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔记清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第一部分 选择题(46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.钾的逸出功为,在某次光电效应实验中,用紫外线照射钾板,检测到一个逃逸电子的动能为,则所用紫外线的能量可能为( )
A. B. C. D.
2.两相同的球通过相同长度的轻绳悬于竖直平面内直角杆的不同位置上,整个装置绕竖直杆稳定转动,下列图中符合两球实际位置关系的是( )
A. B. C. D.
3.某同学在一多层书柜前做竖直上抛运动实验。他利用手机录像,将一小体积重物从第二层上挡板(如图中所示)竖直上抛,恰好到达天花板且无碰撞。该同学将录像用电脑软件进行处理,从抛出开始,每经过相同时间T取一帧图像,合成类似频闪照片的效果。已知重力加速度为g,小球没有落地,书柜每层高度相同,下列说法正确的是( )
A.书柜每层高度为
B.小球从抛出到运动到天花板的时间为
C.小球初速度为
D.天花板到地面的高度为
4.如图所示,认为月球绕地球做匀速圆周运动,月球的一颗人造卫星绕月球做匀速圆周运动。月球的质量为,地球的质量为,卫星与月球中心的距离为,月球中心与地球中心的距离为。已知月球绕地球的周期为,万有引力常量为,下列说法正确的是( )
A.卫星绕月球运动的加速度大小与月球绕地球运动的加速度大小之比为
B.卫星绕月球运动的线速度大小与月球绕地球运动的线速度大小之比为
C.卫星绕月球做匀速圆周运动的周期为
D.可求出人造卫星的质量
5.如图所示1,竖直线、两端点固定两个等量点电荷,带电量大小均为,长,为连线的中点,以中垂线为轴,其正半轴的场强变化如图2所示,图中的阴影“面积”为(),以沿轴正方向为电场强度的正方向,静电力常数为。下列说法正确的是( )
A. 、两点的点电荷为异种电荷
B. 直线上场强最大值为
C. 将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中,电势能先增大后减小
D. 将一带电量为的点电荷由处静止释放,到达点时的动能为
6.宇宙射线进入地球大气层时会产生大量的中子,中子撞击大气中的会引发核反应产生,而具有放射性,可自发衰变为。下列说法正确的是( )
A.中子撞击的核反应为裂变反应
B.发生的是衰变
C.不同时间段产生的的半衰期不同
D.衰变产物除了之外,另一粒子来源于碳原子的核外电子
7.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时(俯视),a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为。下列判断正确的是( )
A.,金属框中无电流
B.,金属框中电流方向沿a→b→c→a
C.,金属框中无电流
D.,金属框中电流方向沿a→c→b→a
8.一列简谐横波沿轴传播,时的波形图如图甲,图乙为介质中质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为0.5m/s
B.波沿轴负方向传播
C.时,质点的振动速度为零
D.每经过0.2s,质点沿波的传播方向移动10cm
9.某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对发光像素单元可视角度的控制,其原理如图所示。发光像素单元(可视为点光源)紧贴在防窥膜下表面,位于相邻两屏障正中间,发出的两条光线的夹角为。下列说法正确的是( )
A.透明介质的折射率
B.透明介质的折射率
C.增大屏障高度,可以减小可视角度,使防窥效果更好
D.减小屏障高度,可以减小可视角度,使防窥效果更好
10.两足够长且间距为的平行金属导轨与水平面夹角为,导轨上端与一阻值为的定值电阻相连,导轨段与段粗糙,其余部分光滑,下方存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场。一质量为的金属杆垂直导轨放置在处,现将金属杆由静止释放,最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值也为,且与粗糙导轨间的动摩擦因数,,,导轨电阻不计,金属杆与导轨接触良好,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.金属杆通过区域所用的时间为
B.在整个过程中,定值电阻产生的热量为
C.金属杆经过与区域,金属杆所受安培力的冲量相同
D.金属杆经过区域,金属杆所受安培力随位移线性变化
第二部分 非选择题(54分)
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. (8分)某同学设计如图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数,在长木板下端固定一光电门,调整长木板与水平地面之间的夹角。
(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片的宽度__________;
(2)若挡光片经过光电门的时间为,则滑块经过光电门速度大小,__________(用测得的物理量符号表示);
(3)使滑块以某一初速度沿斜面向上运动,往返过程中滑块两次经过光电门的速度大小分别记为、。其他条件不变,改变滑块的初速度,多次实验得到多组数据,作出图像如图丙所示,则滑块与长木板间的动摩擦因数__________(结果保留两位有效数字);
(4)该同学发现将滑块以一定的初速度沿斜面向上运动,改变斜面倾角,滑块在斜面上运动的距离发生变化,通过反复实验,测得当斜面倾角为时,滑块在斜面上滑行的距离最小,据此可得滑块与长木板间的动摩擦因数__________。
12. (8分)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.(8分)如图,太空舱的体积为V1=21m3,气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭,气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱,首先要经过气闸舱.先打开门A,空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa;然后闭合门A,对气闸舱进行抽气,当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变,所有气体均视为理想气体,宇航员的体积忽略不计,求:
(1)门A打开前,太空舱内气体的压强p1;
(2)门A闭合后,从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。
14.(14分)如图,在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场;区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放,沿直线从坐标原点O进入磁场区域后,与静止在点P(a,a)、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰,且有一半电荷量转移给粒子2.不计碰撞后粒子间的相互作用,忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。
(1)求电场强度的大小E,以及粒子1到达O点时的速度大小;
(2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、,并说明碰撞后两粒子的带电属性;
(3)若两粒子碰撞后立即撤去电场,求两粒子在磁场中运动的轨道半径、,以及从碰撞到两粒子再次相遇的时间间隔;
15.(16分)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均为B、方向竖直向上,控制所有磁场以速度v0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t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t间达到的最大速度大小;
(3)时间t内运动的距离.
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$2026年高考物理猜押密卷
2026年高考物理猜押密卷02
(适用:辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古等)
(全解全析)
(考试时间:75分钟 分值:100分)
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂:非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔记清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第一部分 选择题(46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.钾的逸出功为,在某次光电效应实验中,用紫外线照射钾板,检测到一个逃逸电子的动能为,则所用紫外线的能量可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】题中电子的动能不一定是最大初动能,根据光电效应方程可得紫外线光子能量,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.两相同的球通过相同长度的轻绳悬于竖直平面内直角杆的不同位置上,整个装置绕竖直杆稳定转动,下列图中符合两球实际位置关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设细线与竖直方向的夹角为,小球的质量为,摆长为L,两球在水平面内做匀速圆周运动,将两球的圆周运动等效成圆锥摆,根据牛顿第二定律可知
可得
h为等效悬点到小球的高度差,由于两球的角速度相同,因此h相同,分别将两球的悬线延长与竖直转轴相交,即符合两球实际位置关系的图像为D选项。
故选D。
3.某同学在一多层书柜前做竖直上抛运动实验。他利用手机录像,将一小体积重物从第二层上挡板(如图中所示)竖直上抛,恰好到达天花板且无碰撞。该同学将录像用电脑软件进行处理,从抛出开始,每经过相同时间T取一帧图像,合成类似频闪照片的效果。已知重力加速度为g,小球没有落地,书柜每层高度相同,下列说法正确的是( )
A.书柜每层高度为
B.小球从抛出到运动到天花板的时间为
C.小球初速度为
D.天花板到地面的高度为
【答案】C
【详解】BC.将小球上抛的逆过程看作是向下的自由落体运动,则由图可知小球从抛出到运动到天花板的时间为t=3T,可知小球初速度为,B错误,C正确;
A.由图可知
解得书柜每层高度为,A错误;
D.天花板到地面的高度为,D错误。
故选C。
4.如图所示,认为月球绕地球做匀速圆周运动,月球的一颗人造卫星绕月球做匀速圆周运动。月球的质量为,地球的质量为,卫星与月球中心的距离为,月球中心与地球中心的距离为。已知月球绕地球的周期为,万有引力常量为,下列说法正确的是( )
A.卫星绕月球运动的加速度大小与月球绕地球运动的加速度大小之比为
B.卫星绕月球运动的线速度大小与月球绕地球运动的线速度大小之比为
C.卫星绕月球做匀速圆周运动的周期为
D.可求出人造卫星的质量
【答案】C
【详解】A.由万有引力提供向心力得,
可得卫星绕月球运动的加速度大小与月球绕地球运动的加速度大小之比为,故A错误;
B.由向心加速度表达式,
可得卫星绕月球运动的线速度大小与月球绕地球运动的线速度大小之比为,故B错误;
C.由,
可得卫星绕月球做匀速圆周运动的周期为,故C正确;
D.在列式的过程中,人造卫星的质量被消除,因此无法求出人造卫星的质量,故D错误。
故选C。
5.如图所示1,竖直线、两端点固定两个等量点电荷,带电量大小均为,长,为连线的中点,以中垂线为轴,其正半轴的场强变化如图2所示,图中的阴影“面积”为(),以沿轴正方向为电场强度的正方向,静电力常数为。下列说法正确的是( )
A. 、两点的点电荷为异种电荷
B. 直线上场强最大值为
C. 将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中,电势能先增大后减小
D. 将一带电量为的点电荷由处静止释放,到达点时的动能为
【答案】B
【解析】A.由题图2可知点的电场强度为零,轴上的场强方向沿轴正方向,则A、B两点的点电荷为等量正点电荷,A错误;
B.在的处放一正试探电荷,、点电荷在该点的场强方向如图所示
根据对称性可知该点的合场强
又根据几何关系可知
解得沿轴正半轴场强最大值,B正确;
C.将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中,电场力做负功,电势能一直增加,C错误;
D.根据的面积表示电势的变化量,即,从到根据动能定理,可得到达点时的动能为,D错误。
故选B。
6.宇宙射线进入地球大气层时会产生大量的中子,中子撞击大气中的会引发核反应产生,而具有放射性,可自发衰变为。下列说法正确的是( )
A.中子撞击的核反应为裂变反应
B.发生的是衰变
C.不同时间段产生的的半衰期不同
D.衰变产物除了之外,另一粒子来源于碳原子的核外电子
【答案】B
【详解】A.裂变反应指重核分裂为几个中等质量原子核的反应,中子撞击生成属于人工核转变,不属于裂变,故A错误;
B.衰变生成的过程中,质量数不变,电荷数增加1,放出的是电子,符合β衰变的反应规律,故B正确;
C.半衰期是放射性元素原子核的固有属性,由原子核内部结构决定,与产生时间无关,不同时间段产生的半衰期完全相同,故C错误;
D.β衰变放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的,并非来自碳原子的核外电子,故D错误。
故选B。
7.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时(俯视),a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为。下列判断正确的是( )
A.,金属框中无电流
B.,金属框中电流方向沿a→b→c→a
C.,金属框中无电流
D.,金属框中电流方向沿a→c→b→a
【答案】C
【详解】ABD.导体棒bc、ac做切割磁感线运动,产生感应电动势,根据右手定则,导体棒bc感应电动势的方向从b到c,导体棒ac感应电动势的方向从a到c,因三角形金属框abc逆时针转动过程中磁通量始终为零,故金属框中无感应电流;导体棒ab不切割磁感线,不产生感应电动势,故ab两点电势相等,综上有,,故A、B、D错误;
C.根据法拉第电磁感应定律,导体棒bc产生的感应电动势大小
所以
因三角形金属框磁通量始终为零,故金属框中无感应电流,故C正确。
故选C。
8.一列简谐横波沿轴传播,时的波形图如图甲,图乙为介质中质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为0.5m/s
B.波沿轴负方向传播
C.时,质点的振动速度为零
D.每经过0.2s,质点沿波的传播方向移动10cm
【答案】AB
【详解】A.由题图甲可知波长,由题图乙可知周期为,根据可得波速为0.5m/s,故A正确;
B.时介质中质点在平衡位置,振动方向沿轴负方向,根据“上下坡法”可得波沿轴负方向传播,故B正确;
C.时,质点在平衡位置,可知质点的振动速度不为零,故C错误;
D.质点沿轴上下振动,不随波移动,故D错误。
故选AB。
9.某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对发光像素单元可视角度的控制,其原理如图所示。发光像素单元(可视为点光源)紧贴在防窥膜下表面,位于相邻两屏障正中间,发出的两条光线的夹角为。下列说法正确的是( )
A.透明介质的折射率
B.透明介质的折射率
C.增大屏障高度,可以减小可视角度,使防窥效果更好
D.减小屏障高度,可以减小可视角度,使防窥效果更好
【答案】BC
【详解】AB.由光路图可知,折射角为,入射角为,根据折射定律可知,故A错误,B正确;
CD.设相邻屏障间距为L,由几何关系有
增大屏障高度,减小,则减小,可视角度减小,使防窥效果更好,故C正确,D错误;
故选BC。
10.两足够长且间距为的平行金属导轨与水平面夹角为,导轨上端与一阻值为的定值电阻相连,导轨段与段粗糙,其余部分光滑,下方存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场。一质量为的金属杆垂直导轨放置在处,现将金属杆由静止释放,最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值也为,且与粗糙导轨间的动摩擦因数,,,导轨电阻不计,金属杆与导轨接触良好,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.金属杆通过区域所用的时间为
B.在整个过程中,定值电阻产生的热量为
C.金属杆经过与区域,金属杆所受安培力的冲量相同
D.金属杆经过区域,金属杆所受安培力随位移线性变化
【答案】ABD
【详解】A.设金属杆经过的速度为,由动量定理可知金属杆通过区域所用的时间满足
金属杆在区域内的运动由动量定理可知
代入
联立解得,故A正确;
B.全程运动根据能量守恒可知
代入
解得
定值电阻产生的热量,故B正确;
C.由上述分析可知金属杆通过、区域,所受安培力的冲量分别为,,故C错误;
D.在区域,设金属棒下滑距离为时,速度减小为,由动量定理可知
将代入,变形可知
而金属杆所受安培力
解得
可知安培力与位移为线性关系,故D正确。
故选ABD。
第二部分 非选择题(54分)
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. (8分)某同学设计如图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数,在长木板下端固定一光电门,调整长木板与水平地面之间的夹角。
(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片的宽度__________;
(2)若挡光片经过光电门的时间为,则滑块经过光电门速度大小,__________(用测得的物理量符号表示);
(3)使滑块以某一初速度沿斜面向上运动,往返过程中滑块两次经过光电门的速度大小分别记为、。其他条件不变,改变滑块的初速度,多次实验得到多组数据,作出图像如图丙所示,则滑块与长木板间的动摩擦因数__________(结果保留两位有效数字);
(4)该同学发现将滑块以一定的初速度沿斜面向上运动,改变斜面倾角,滑块在斜面上运动的距离发生变化,通过反复实验,测得当斜面倾角为时,滑块在斜面上滑行的距离最小,据此可得滑块与长木板间的动摩擦因数__________。
【答案】(1)8.018 ~ 8.022(2分)
(2)(2分)
(3)0.38(2分)
(4)(亦可)(2分)
【详解】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为,可动刻度读数为,所以最终读数为。
由于存在估读偏差,因此均正确
(2)光电门的工作原理是用挡光片的平均速度代替滑块通过光电门的瞬时速度,即
(3)滑块沿斜面向上运动,根据能量守恒定律有
全过程,根据能量守恒定律有
联立解得
进一步解得
由图像斜率
解得
(4)向上滑块滑行距离
不变,S最小,则有
根据数学知识,可知,且有
解得
12. (8分)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)乘以10 (2分) 欧姆(1分) 110 (2分)
(2)负极 (1分) (3)1500(2分)
【详解】(1)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:。
(2)表笔的连接为“红进黑出”,故端应为电源的正极。
(3)由欧姆表工作原理可知,图乙中、、、挡位分别对应“”“”“”和“”四个挡位。当选择“”挡位时,内阻,
满偏电流
此时、、、串联,再和电流计并联,电流计的量程为60µA,即为,故流过、、、的电流为40µA,因
可得:R1+R2+R3+R4=1500Ω
13.(8分)如图,太空舱的体积为V1=21m3,气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭,气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱,首先要经过气闸舱.先打开门A,空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa;然后闭合门A,对气闸舱进行抽气,当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变,所有气体均视为理想气体,宇航员的体积忽略不计,求:
(1)门A打开前,太空舱内气体的压强p1;
(2)门A闭合后,从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)整个过程温度不变,将太空舱和气闸舱的气体看作整体,
根据玻意耳定律(2分)
代入已知条件,、、
得
解得(2分)
(2)门A闭合后,气闸舱内原有气体压强为、体积为,温度不变。对抽气过程,设原有气体在压强下的总体积为,由玻意耳定律 (2分)
理想气体同温下,质量比等于体积比,抽出气体的体积为,因此(1分)
代入
化简得(1分)
14.(14分)如图,在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场;区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放,沿直线从坐标原点O进入磁场区域后,与静止在点P(a,a)、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰,且有一半电荷量转移给粒子2.不计碰撞后粒子间的相互作用,忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。
(1)求电场强度的大小E,以及粒子1到达O点时的速度大小;
(2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、,并说明碰撞后两粒子的带电属性;
(3)若两粒子碰撞后立即撤去电场,求两粒子在磁场中运动的轨道半径、,以及从碰撞到两粒子再次相遇的时间间隔;
【答案】(1),
(2),,粒子均带负电
(3),,
【详解】(1)粒子1从到做匀速圆周运动,轨道半径,洛伦兹力提供向心力(1分)
解得粒子1到达点的速度(1分)
粒子1从S点到点做直线运动,可知(1分)
解得电场强度(1分)
(2)两粒子发生完全弹性碰撞,系统动量守恒(1分)
系统机械能守恒(1分)
联立解得碰撞后瞬间速度大小为
(1分)
其中粒子1速度反向,带电属性:粒子1的一半负电荷转移给中性粒子2,因此两粒子均带负电,电荷量均为(1分)
(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力(1分)
得轨道半径公式(1分)
代入粒子1的质量、速度和电荷量,得轨道半径(1分)
代入粒子2的质量、速度和电荷量,得轨道半径(1分)
粒子做匀速圆周运动的周期公式
分别计算两粒子的周期
(1分)
两粒子再次相遇时,转过的圈数均为整数,取两周期的最小公倍数,得相遇时间间隔(1分)
15.(16分)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均为B、方向竖直向上,控制所有磁场以速度v0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t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t间达到的最大速度大小;
(3)时间t内运动的距离.
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)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(1分)
导线框的电流(1分)
由牛顿第二定律可知导线框的加速度满足 (1分)
解得(1分)
(2)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(1分)
设导线框的最大速度为,导线框的电动势满足(2分)
导线框的电流 (2分)
两式联立解得(1分)
(3) 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 (2分)
其中
整理得(1分)
其中, (1分)
解得(2分)
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