内容正文:
2026届辽吉黑高考物理模拟练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.与发生的三种核反应:,,。下列结合能关系排列正确的是( )
A. B.
C. D.
2.杂技演员每隔相等时间竖直向上抛出一小球(不计一切阻力,小球间互不影响,重力加速度的大小为),若每个小球抛出时的初速度大小都是,他一共有5个小球,要想使节目连续不断表演下去,在他的手中总要有1个小球停留,则每个小球在手中停留的时间约为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,原线圈与定值电阻串联接在电压有效值恒定的正弦交流电上,原副线圈匝数分别为和,副线圈接入电阻箱。单匝线圈绕过铁芯连接理想交流电压表,电压表示数用U表示。调整阻值,下列说法正确的是( )
A.当,匝,时,的功率为2.0W
B.当变大时,的功率可能先增大后减小
C.当变大时,的功率可能先增大后减小
D.当变大时,U可能先增大后减小
4.如图所示,卫星绕地球沿椭圆轨道ABCDA运行,其轨道近地点与地心的距离可视为地球半径。卫星只受地球引力作用,关于该卫星下列说法正确的是( )
A.从A到B的过程中,其加速度逐渐增大 B.整个运动过程中,其速度始终小于第一宇宙速度
C.从B到C的过程中,受到地球的万有引力做负功 D.从D到A的过程中,机械能逐渐减小
5.如图,A、B、C、D、E五个钢球用等长细绳悬挂后,紧密地排列在同一水平直线上,组成“牛顿摆”。拉起A球使之从偏离平衡位置高度为h0处静止释放,发生对心碰撞后,发现E球被弹起偏离平衡位置的最大高度也为h0,而A、B、C、D四球均保持静止。现将A、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的高度为hA、hE,先后释放后,两球同时到达最低点并发生对心碰撞。第一次碰撞发生后,A、E两球回弹的最大高度分别为HA、HE。已知细绳不可伸长且始终张紧,下列情况能发生的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则, D.若,则,
6.如图所示,竖直平面内平行正对的两水平金属板、的间距和板长均为,上极板接地,下极板不带电。一发射源从点沿方向以相同速度持续喷射出质量为、电荷量为(很小)的油滴(视为质点),第1滴油滴落在下极板中点处,油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为,不计空气阻力,忽略油滴间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.油滴喷射的初速度大小为
B.最终稳定时,油滴沿方向做匀变速直线运动
C.油滴在平行板间运动的最短与最长时间之比为1:4
D.油滴在平行板间运动时电势能最多减少
7.如图所示,三根平行直导线a、b、c垂直于纸面固定放置在等边三角形的三个顶点上,O为a、b连线的中点。a、b、c三根导线中均通有方向垂直于纸面向里的恒定电流,大小分别为I、2I、3I时,O点处的磁感应强度的大小为。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度,其中k为常量,I为导线中的电流,r为该点到导线的距离。如果将b中的电流反向,其他条件不变,则O点处磁感应强度的大小为( )
A.2 B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.在上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界。若风洞内总的向上的风速和风量保持不变,质量为m的表演者通过调整身姿,可改变所受的向上的风力大小,以获得不同的运动效果,假设表演者受风力大小与正对面积成正比,已知水平横躺时受风力面积最大,且表演者站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的,风洞内表演者可上下移动的空间总高度为H。如图所示,开始时,若表演者与竖直方向成一定角度倾斜,受风力有效面积是最大值的一半,恰好可以静止或匀速飘移;后来,表演者从最高点A开始由静止先以向下的最大加速度匀加速下落,经过某处B后,再以向上的最大加速度匀减速下落,刚好能在最低点C处减速为零,则以下说法正确的有( )
A.由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgH
B.表演者向上的最大加速度是g
C.表演者向下的最大加速度是
9.如图甲所示,两端封闭、粗细均匀、导热性能良好的 U形细玻璃管竖直放在水平桌面上两侧管臂竖直,管中有一段水银隔开了两部分理想气体A、B,稳定后左臂水银面比右臂低,两部分气体体积,下列哪些操作一定能使水银向B端移动( )
A.仅缓慢升高环境温度;
B.仅缓慢降低环境温度;
C.环境温度不变,以管底边 CD为转轴,把U形管向里缓慢旋转见图乙
D.环境温度不变,以 C点过垂直纸面内轴线为轴,把 U形管在竖直面内逆时针缓慢旋转见图丙
10.某电磁缓冲装置如图所示,两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内,导轨宽度为,导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连,导轨BC段与段粗糙,其余部分光滑,右侧处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场,最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R,与粗糙导轨间的摩擦因数为,金属杆在区域运动的时间为,AB=BC=d。导轨电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.金属杆经过的速度等于
B.在整个过程中,定值电阻R产生的热量为
C.金属杆经过区域,金属杆所受安培力的冲量大小为
D.若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离等于4d
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某同学用如图甲所示的装置通过两球相碰来验证碰撞中的动量守恒。图中AB是斜槽,BC是水平槽,斜槽与水平槽平滑相接,先将小球1从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,落在水平面上的记录纸上留下印迹,重复上述操作多次,根据小球1落在记录纸上的印迹确定小球1在记录纸上的平均位置P。再把小球2放在水平槽的最右端处,让小球1从斜槽轨道上原来的固定点由静止释放,与小球2碰后两小球分别落在记录纸上留下落点印迹,重复上述操作多次,确定两小球在记录纸上落点的平均位置M、N。
(1)实验中小球1的质量为,半径为;小球2的质量为,半径为,则小球的质量和半径需要满足( )
A., B.,
C., D.,
(2)图甲中点为相撞后小球______(填“1”或“2”)的落点平均位置。正确操作实验后,测量得出的落点距点的水平距离,如图乙所示,则在实验误差允许的范围内,______(填具体数值),则相撞中的动量守恒得到验证。
12.(9分)惠斯通电桥是一种精密的电阻测量电路,其实验电路图如图1所示,电桥电路由四个电阻、、、、一个直流电源和一个高灵敏度电流表G组成。
(1)若灵敏电流表G的示数为零,则四个电阻、、、满足关系式______。
(2)某同学根据惠斯通电桥电路,对电路进行修改,其实验电路图如图2所示。其中为待测电阻,为分度值为的电阻箱,AB为一段粗细均匀的电阻丝。
(3)实验过程中该同学调节滑片P的位置并调节电阻箱阻值,使得灵敏电流表G的示数为零,记录下此时滑片P距离电阻丝端的距离以及电阻箱的阻值。
(4)重复上述过程,并作的图像如图3所示,
已知在图像中,截距为、斜率为,则电阻丝AB的长度为______,待测电阻的阻值为______。(均用、表示)
(5)为了进一步精确测量待测电阻的阻值,该同学交换了图2中待测电阻和电阻箱的位置重新实验,并根据实验数据在图像中得到一条如图4所示的直线,其截距为,斜率为,则待测电阻的阻值可以用和表示为______。
13.(9分)当一束光的反射光与折射光垂直时,对应的入射角称为布儒斯特角。布儒斯特角通过控制光的偏振态,在需要高精度偏振控制或低反射干扰的场景中发挥关键作用。如图所示,截面为矩形的玻璃砖的厚度L=3cm,若某波长为λ的单色光从上表面射入,入射角i=60°,反射光与折射光刚好垂直。已知普朗克常量为h,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)该单色光的能量子ε的值(用λ、h、c表示);
(2)该玻璃砖的折射率n;
(3)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移距离d。
14.(14分)如图a所示,超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。已知水平面上固定着两根金属导轨MN、PQ,两导轨的间距为L。质量为m的运输车下方固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2,每根导体棒的电阻为R,每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计,重力加速度为g。不考虑摩擦及空气阻力。
(1)当运输车由静止离站时,在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源,此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平面向下的匀强磁场中,如图b所示。(电源内阻不计,不考虑电磁感应现象)
a、求刚接通电源时回路内的干路电流;
b、求刚接通电源时运输车的加速度大小。
(2)当运输车进站时,管道内依次分布磁感应强度为B,宽度为D的匀强磁场,且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度从如图c通过距离D后的速度。
(3)当运输车进站时,运输车以速度减速直至停下的过程中行进的距离为nD,则n为多少?
15.(16分)一游戏装置由四分之一光滑圆弧轨道,水平粗糙轨道,目标区域组成。如图所示,一可视为质点的滑块从上距某一高度处由静止释放,经后从点水平抛出,落入区域为游戏成功。已知圆弧半径之间的距离分别为间的高度,滑块质量,与间的动摩擦因数,滑块释放高度与滑块滑至点时的速度之间满足,轨道间平滑连接,滑块落到任一位置后不再弹起。
(1)若,求滑块经过轨道的最低点时,对轨道的压力大小;
(2)要求滑块能够落入目标区域,求的范围:
(3)为调节滑块的落点位置,在轨道上安装一位置可调节宽度不计的减速装置(图中未画出),滑块经过减速装置前后瞬间的速度大小之比为滑块从某一高度范围内释放时,通过调节减速装置的位置(设减速装置距点的位置为,滑块总能打到目标区域的所有位置,已知,求和的范围分别为多大。
答案第10页,共12页
2
学科网(北京)股份有限公司
$
2026届辽吉黑高考物理模拟练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.与发生的三种核反应:,,。下列结合能关系排列正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】核反应释放的能量满足关系
自由核子(质子、中子)没有结合过程,结合能为0。设的结合能为,由第一个反应得
由第二个反应得
由第三个反应得
综上分析可得结合能大小关系为
故选C。
2.杂技演员每隔相等时间竖直向上抛出一小球(不计一切阻力,小球间互不影响,重力加速度的大小为),若每个小球抛出时的初速度大小都是,他一共有5个小球,要想使节目连续不断表演下去,在他的手中总要有1个小球停留,则每个小球在手中停留的时间约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】单个小球竖直上抛运动的时间
由运动对称性,下落时间和上升时间相等,因此小球在空中总时间
由于共有5个小球,手中始终停留1个,说明同一时刻空中有个小球,要使表演连续,相邻两次抛球的时间间隔(即小球在手中停留的时间)需把总空中时间均分,因此每个小球在手中停留的时间,故选C。
3.如图所示,原线圈与定值电阻串联接在电压有效值恒定的正弦交流电上,原副线圈匝数分别为和,副线圈接入电阻箱。单匝线圈绕过铁芯连接理想交流电压表,电压表示数用U表示。调整阻值,下列说法正确的是( )
A.当,匝,时,的功率为2.0W
B.当变大时,的功率可能先增大后减小
C.当变大时,的功率可能先增大后减小
D.当变大时,U可能先增大后减小
【答案】B
【详解】A.时,磁通量的变化率为0.2V,则两端的电压有效值为,的功率为,A错误;
B.变压器和等价于的电阻,,的功率最大,所以变大时,的功率可能先增大后减小,故B正确;
C.当变大时,设正弦交流电有效值为U0,由于,则I1减小,所以的功率减小,故C错误;
D.变大时,变小,则原线圈的电压变大,变大,故D错误。
故选B。
4.如图所示,卫星绕地球沿椭圆轨道ABCDA运行,其轨道近地点与地心的距离可视为地球半径。卫星只受地球引力作用,关于该卫星下列说法正确的是( )
A.从A到B的过程中,其加速度逐渐增大 B.整个运动过程中,其速度始终小于第一宇宙速度
C.从B到C的过程中,受到地球的万有引力做负功 D.从D到A的过程中,机械能逐渐减小
【答案】C
【详解】A.卫星从A运动至B的过程中,距离地心越来越远,由可知加速度逐渐减小,A错误;
B.在A点,需要加速离心才能从近地轨道进入椭圆轨道,近地轨道速度为第一宇宙速度,所以在A点的速度大于第一宇宙速度,故B错误;
C.从B到C的过程中,引力与速度夹角为钝角,受到地球的万有引力做负功,故C正确;
D.人造卫星运动过程中只有引力做功,机械能守恒,D错误。
故选C。
5.如图,A、B、C、D、E五个钢球用等长细绳悬挂后,紧密地排列在同一水平直线上,组成“牛顿摆”。拉起A球使之从偏离平衡位置高度为h0处静止释放,发生对心碰撞后,发现E球被弹起偏离平衡位置的最大高度也为h0,而A、B、C、D四球均保持静止。现将A、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的高度为hA、hE,先后释放后,两球同时到达最低点并发生对心碰撞。第一次碰撞发生后,A、E两球回弹的最大高度分别为HA、HE。已知细绳不可伸长且始终张紧,下列情况能发生的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则, D.若,则,
【答案】D
【详解】拉起A球使之从偏离平衡位置高度为h0处静止释放,发生对心碰撞后,发现E球被弹起偏离平衡位置的最大高度也为h0,而A、B、C、D四球均保持静止。说明碰撞依次发生在相邻的两个小球之间,而且每次碰撞都是弹性碰撞,速度发生交换。根据机械能守恒定律
根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
根据题意
解得
根据机械能守恒定律
解得
同理,现将A球分别向左拉起偏离平衡位置的高度为hA,释放后,到达最低点经过依次发生相邻两球弹性碰撞后,E球弹起的最大高度分别为
同理,现将E球分别向左拉起偏离平衡位置的高度为hE,释放后,到达最低点经过依次发生相邻两球弹性碰撞后,A球弹起的最大高度分别为
同理,现将A、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的高度为hA、hE,且,先后释放后,两球同时到达最低点经过依次发生相邻两球弹性碰撞,第一次碰撞发生后,A、E两球回弹的最大高度分别为
故选D。
6.如图所示,竖直平面内平行正对的两水平金属板、的间距和板长均为,上极板接地,下极板不带电。一发射源从点沿方向以相同速度持续喷射出质量为、电荷量为(很小)的油滴(视为质点),第1滴油滴落在下极板中点处,油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为,不计空气阻力,忽略油滴间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.油滴喷射的初速度大小为
B.最终稳定时,油滴沿方向做匀变速直线运动
C.油滴在平行板间运动的最短与最长时间之比为1:4
D.油滴在平行板间运动时电势能最多减少
【答案】D
【详解】A.板长和间距均为,初速度沿,故,总初速度
第一滴油滴下落时板间无电场,仅受重力,可分解为水平方向的匀速直线运动、竖直方向的竖直上抛运动。落在下极板中点C,在水平方向,有
在竖直方向,有
联立解得
总初速度,故A错误;
B.随着电荷量的积累,两板间电场强度逐渐增大,粒子竖直方向上的加速度减小,水平方向的位移逐渐增大,直至下极板的电荷量积累至油滴刚好离开点为止,之后粒子将一直从点射出,故B错误;
C.水平方向的分运动决定了油滴在平行板间运动的时间,因此最短、最长时间对应于油滴落在C点和点的时间,则时间之比为1:2,故C错误;
D.电场力做功最多时油滴向上运动至最高点,由运动的对称性和分析知,水平方向上
竖直方向上,做匀减速直线运动,至最高点时,位移
联立解得
从点到最高点的过程中,由动能定理,有
解得
即电势能最多减少,故D正确。
故选D。
7.如图所示,三根平行直导线a、b、c垂直于纸面固定放置在等边三角形的三个顶点上,O为a、b连线的中点。a、b、c三根导线中均通有方向垂直于纸面向里的恒定电流,大小分别为I、2I、3I时,O点处的磁感应强度的大小为。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度,其中k为常量,I为导线中的电流,r为该点到导线的距离。如果将b中的电流反向,其他条件不变,则O点处磁感应强度的大小为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【详解】设a、b、c在O点产生的磁感应强度分别为、、,等边三角形的边长为,由题可知,,
根据安培定则及矢量的合成定则可得
若仅将b中的电流反向,则b在O点的产生的磁感应强度大小不变,方向与原方向相反,则此时O点的磁感应强度大小为
联立解得
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.在上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界。若风洞内总的向上的风速和风量保持不变,质量为m的表演者通过调整身姿,可改变所受的向上的风力大小,以获得不同的运动效果,假设表演者受风力大小与正对面积成正比,已知水平横躺时受风力面积最大,且表演者站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的,风洞内表演者可上下移动的空间总高度为H。如图所示,开始时,若表演者与竖直方向成一定角度倾斜,受风力有效面积是最大值的一半,恰好可以静止或匀速飘移;后来,表演者从最高点A开始由静止先以向下的最大加速度匀加速下落,经过某处B后,再以向上的最大加速度匀减速下落,刚好能在最低点C处减速为零,则以下说法正确的有( )
A.由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgH
B.表演者向上的最大加速度是g
C.表演者向下的最大加速度是
D.B点的高度是H
【答案】AD
【详解】A.对A至C全过程应用动能定理可得,解得,故A正确;
B.设最大风力为,由于表演者受风力大小与正对面积成正比,故表演者站立时所受风力为,由于表演者受风力有效面积是最大值的一半时,恰好可以静止或匀速飘移,故重力,表演者平躺匀减速下落时有向上的最大加速度,故B错误;
C.表演者站立加速下降时有向下的最大加速度,故C错误;
D.设下降过程中的最大速度为v,由运动学公式可知,加速下降过程的位移
减速下降过程的位移,故
所以,故D正确。
故选AD。
9.如图甲所示,两端封闭、粗细均匀、导热性能良好的 U形细玻璃管竖直放在水平桌面上两侧管臂竖直,管中有一段水银隔开了两部分理想气体A、B,稳定后左臂水银面比右臂低,两部分气体体积,下列哪些操作一定能使水银向B端移动( )
A.仅缓慢升高环境温度;
B.仅缓慢降低环境温度;
C.环境温度不变,以管底边 CD为转轴,把U形管向里缓慢旋转见图乙
D.环境温度不变,以 C点过垂直纸面内轴线为轴,把 U形管在竖直面内逆时针缓慢旋转见图丙
【答案】AC
【详解】AB.假设水银不动,由查理定律得
升高环境温度,那么气体A的压强变化比较大,水银将向B端移动,故A正确,B错误
C.竖放时
平放后
所以气体A的压强减小,气体B的压强变大,水银向B端移动,故C正确;
D.逆时针旋转后
可知气体A的压强可能变大、也可能变小或者不变,那么水银可能向B端移动,但不是一定,故D错误。
故选AC。
10.某电磁缓冲装置如图所示,两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内,导轨宽度为,导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连,导轨BC段与段粗糙,其余部分光滑,右侧处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场,最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R,与粗糙导轨间的摩擦因数为,金属杆在区域运动的时间为,AB=BC=d。导轨电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.金属杆经过的速度等于
B.在整个过程中,定值电阻R产生的热量为
C.金属杆经过区域,金属杆所受安培力的冲量大小为
D.若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离等于4d
【答案】ABC
【详解】A.设平行金属导轨间距为L,金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有E=BL
由闭合电路的欧姆定律
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于
则上面方程左右两边累计求和,可得
则
金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0,同理可得,则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于,故A正确;
B.在整个过程中,根据能量守恒有
则在整个过程中,定值电阻R产生的热量为,故B正确;
C.金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域,金属杆所受安培力的冲量为
金属杆经过BB1C1C区域滑行距离为,金属杆所受安培力的冲量,故C正确;
D.根据A选项可得,金属杆以初速度在磁场中运动有
杆的初速度加倍,设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为,全过程对金属棒分析得
联立整理得
分析可知当金属杆速度加倍后,金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大,故,可得,可见若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍,故D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某同学用如图甲所示的装置通过两球相碰来验证碰撞中的动量守恒。图中AB是斜槽,BC是水平槽,斜槽与水平槽平滑相接,先将小球1从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,落在水平面上的记录纸上留下印迹,重复上述操作多次,根据小球1落在记录纸上的印迹确定小球1在记录纸上的平均位置P。再把小球2放在水平槽的最右端处,让小球1从斜槽轨道上原来的固定点由静止释放,与小球2碰后两小球分别落在记录纸上留下落点印迹,重复上述操作多次,确定两小球在记录纸上落点的平均位置M、N。
(1)实验中小球1的质量为,半径为;小球2的质量为,半径为,则小球的质量和半径需要满足( )
A., B.,
C., D.,
(2)图甲中点为相撞后小球______(填“1”或“2”)的落点平均位置。正确操作实验后,测量得出的落点距点的水平距离,如图乙所示,则在实验误差允许的范围内,______(填具体数值),则相撞中的动量守恒得到验证。
【答案】 C 1
【详解】(1)[1]为使两球正碰且碰撞后都做平抛运动,小球1的质量应大于小球2的质量,且半径相同,即,。
故选C。
(2)[2][3]点水平位移最小,是碰撞后小球1的落点平均位置。根据动量守恒定律
代入数据得
12.(9分)惠斯通电桥是一种精密的电阻测量电路,其实验电路图如图1所示,电桥电路由四个电阻、、、、一个直流电源和一个高灵敏度电流表G组成。
(1)若灵敏电流表G的示数为零,则四个电阻、、、满足关系式______。
(2)某同学根据惠斯通电桥电路,对电路进行修改,其实验电路图如图2所示。其中为待测电阻,为分度值为的电阻箱,AB为一段粗细均匀的电阻丝。
(3)实验过程中该同学调节滑片P的位置并调节电阻箱阻值,使得灵敏电流表G的示数为零,记录下此时滑片P距离电阻丝端的距离以及电阻箱的阻值。
(4)重复上述过程,并作的图像如图3所示,
已知在图像中,截距为、斜率为,则电阻丝AB的长度为______,待测电阻的阻值为______。(均用、表示)
(5)为了进一步精确测量待测电阻的阻值,该同学交换了图2中待测电阻和电阻箱的位置重新实验,并根据实验数据在图像中得到一条如图4所示的直线,其截距为,斜率为,则待测电阻的阻值可以用和表示为______。
【答案】
【详解】[1]在惠斯通电桥电路中,若灵敏电流表电流为零,则四个电阻满足的关系。
[2][3]根据电路图2可知
经过变换可得
因此,
由此可知,
[4]根据电路图2可知交换和后有
变换后有
因此,
解得
13.(9分)当一束光的反射光与折射光垂直时,对应的入射角称为布儒斯特角。布儒斯特角通过控制光的偏振态,在需要高精度偏振控制或低反射干扰的场景中发挥关键作用。如图所示,截面为矩形的玻璃砖的厚度L=3cm,若某波长为λ的单色光从上表面射入,入射角i=60°,反射光与折射光刚好垂直。已知普朗克常量为h,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)该单色光的能量子ε的值(用λ、h、c表示);
(2)该玻璃砖的折射率n;
(3)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据光子能量公式
解得该单色光的能量子为
(2)由题意知反射光与折射光垂直,根据几何关系可知入射角 与折射角 之和为 ,即
已知 ,则折射角 ,根据折射定律
代入数据得
(3)光线穿过平行玻璃砖发生侧移,设玻璃砖厚度为 ,折射角为 ,入射角为 。光在玻璃砖内的路径长度
侧移距离 为入射光线延长线与出射光线间的垂直距离,由几何关系可得
代入 ,,,得
14.(14分)如图a所示,超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。已知水平面上固定着两根金属导轨MN、PQ,两导轨的间距为L。质量为m的运输车下方固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2,每根导体棒的电阻为R,每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计,重力加速度为g。不考虑摩擦及空气阻力。
(1)当运输车由静止离站时,在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源,此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平面向下的匀强磁场中,如图b所示。(电源内阻不计,不考虑电磁感应现象)
a、求刚接通电源时回路内的干路电流;
b、求刚接通电源时运输车的加速度大小。
(2)当运输车进站时,管道内依次分布磁感应强度为B,宽度为D的匀强磁场,且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度从如图c通过距离D后的速度。
(3)当运输车进站时,运输车以速度减速直至停下的过程中行进的距离为nD,则n为多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)根据串并联电路有
闭合电路欧姆定律有
作用在导体棒1上的安培力
作用在导体棒2上的安培力
由牛顿第二定律有
解得
(2)当运输车运动过程中任意时刻速度为时,根据法拉第电磁感应定律,回路中感应电动势
回路中电流
则每根导体棒上安培力
由动量定理有
联立上式可得
当时,解得
(3)根据(2)分析可知,运输车运动过程中,动量定理可得
根据题意小车停下来,即,联立解得
则
15.(16分)一游戏装置由四分之一光滑圆弧轨道,水平粗糙轨道,目标区域组成。如图所示,一可视为质点的滑块从上距某一高度处由静止释放,经后从点水平抛出,落入区域为游戏成功。已知圆弧半径之间的距离分别为间的高度,滑块质量,与间的动摩擦因数,滑块释放高度与滑块滑至点时的速度之间满足,轨道间平滑连接,滑块落到任一位置后不再弹起。
(1)若,求滑块经过轨道的最低点时,对轨道的压力大小;
(2)要求滑块能够落入目标区域,求的范围:
(3)为调节滑块的落点位置,在轨道上安装一位置可调节宽度不计的减速装置(图中未画出),滑块经过减速装置前后瞬间的速度大小之比为滑块从某一高度范围内释放时,通过调节减速装置的位置(设减速装置距点的位置为,滑块总能打到目标区域的所有位置,已知,求和的范围分别为多大。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当时,
在点,由牛顿第二定律得
得
(2)从点平抛,
速度
落到,由
得,
同理,
落到点,由得
,
综上,释放的高度
(3)设滑块经过减速装置前后速度,平抛初速度为,则有
解得
①打到点时
由释放
,故无法打到点
当时,,此时
由释放,
此时
即
相应的
②打到点时
由释放
,
由释放,,此时,故打不到点
当,,
即
相应的
综上,,
答案第10页,共12页
2
学科网(北京)股份有限公司
$