精品解析：2026届河南郑州市高三下学期第二次质量预测物理试题

郑州市2026年高中毕业年级第二次质量预测物理试题卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，只交答题卡。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年3月，我国成功研制高精度锶原子光钟。如图为锶原子的能级结构示意图，锶原子吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态；吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态。已知光速为，则锶原子从激发态跃迁到激发态时辐射出的光子频率为（　　） A. B. C. D. 2. 如图，倾角为的光滑斜面上铺有一轻质丝绸，物块A、B置于丝绸上。用沿斜面向上的力拉物块，系统保持静止。已知物块、的质量分别为、，重力加速度大小为，则丝绸中的张力大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图为某昆虫机器人翅膀结构原理图。M、N为固定电极，P为柔性机翼电极，其间有绝缘液体电解质，可视为电容器。电极M、P、N通过单刀双掷开关连接在直流电源上，P极接地。实验时，开关S掷于1端，P向上摆动；开关S掷于2端，P向下摆动，从而模拟翅膀振动。已知为间一点，则缓慢向上摆动达到点前（　　） A. M板的电势逐渐减小 B. M极电荷量逐渐减小 C. O点的场强逐渐减小 D. O点的电势逐渐减小 4. 新能源汽车普遍具有“动能回收”功能，减速时可将机械能转化为电能储存起来。测试时，让汽车在粗糙水平路面上运动。若关闭“动能回收”功能，汽车自由滑行，其动能随位移变化关系如图中①所示；若启动“动能回收”功能，其动能随位移变化关系如图中②所示，忽略空气阻力，则（　　） A. 过程①中，汽车受到的合力逐渐减小 B. 过程②中，汽车受到的合力逐渐增大 C. 过程②中，回收的动能为 D. 过程②中，回收的动能为 5. 如图甲为可调理想变压器，输入端电压不变，通过调节开关，改变输出电压。已知副线圈总匝数为，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数，开关接2时输出电压随时间变化的图像如图乙所示，则接3时输出电压随时间变化的图像为（　　） A. B. C. D. 6. 某同学在粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，然后将其竖直浮在较大的装有水的杯中。、、是木筷上等间距的各点，静止时，点恰好与水面平齐。现把木筷向上提起至点与水面平齐后由静止释放，木筷做周期为3 s的简谐振动，则一个周期内点在水面以下的时间是（　　） A. B. C. 2s D. 7. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为点，轴线为轴建立坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从点以大小为的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 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. 我国十五五规划将建设低轨卫星互联网列为重点工程。该工程中的国网星座采用500千米以下极低轨与1145千米近地轨的双层架构，兼顾低时延与广覆盖需求。如图，P、Q分别为极低轨和近地轨上的两颗卫星，均以地心为圆心做匀速圆周运动。在两卫星运行过程中，PQ连线和OQ连线的夹角最大值为，则（　　） A. 卫星P的加速度大于卫星Q B. P、Q两卫星与点连线在一段时间内扫过的面积相等 C. P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 D. P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 9. 某静电实验装置如图所示，MN、PQ是平行金属极板，MN接电源正极。现从MN左端边缘的点沿极板向右以大小为的速度发射一带正电的粒子。它与上下两极板发生多次弹性碰撞，且每次碰撞后，粒子的带电量大小不变，电性与碰撞的极板相同。若忽略粒子重力和空气阻力，不计碰撞时间，则（　　） A. 若增大两极板的距离，则粒子在极板间的运动时间不变 B. 若减小两极板的距离，则粒子在极板间的运动时间变短 C. 粒子第1、2次碰撞的时间间隔与第2、3次碰撞的时间间隔之比为 D. 粒子第1、2次碰撞的时间间隔与第2、3次碰撞的时间间隔之比为 10. 如图，轻质橡皮筋左端固定在墙上点，跨过小滑轮后右端与小球相连。小球套在竖直粗糙固定杆上，滑轮与点及杆上的点等高。、间距等于橡皮筋原长。若小球从点由静止开始释放，则到达点速度恰好为零；若小球在点以初动能向上运动，则刚好又能到达点。已知橡皮筋满足胡克定律且劲度系数为，小球与杆间摩擦因数为，长度为，长度为，重力加速度大小为，则（　　） A. 小球下滑过程中摩擦力逐渐增大 B. 小球下滑过程克服摩擦力做功 C. 小球下滑过程中速度最大时与点相距 D. 小球在点获得的动能为 三、非选择题；本题共5小题，共54分。 11. 某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）实验测量时，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数为10.200mm。 （2）若已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，则实验所测红光波长为__________nm。 （3）图丙是本实验中从目镜中看到的红光干涉条纹，若换用更窄的双缝，则看到的条纹应是图丁中的__________（填“A”或“B”）。 12. 为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度（符号为）描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位是勒克斯（符号为）。 （1）某同学测量一个光敏电阻在不同照度下的阻值如下表（未完成）。已知其用倍率为的欧姆表测量光敏电阻阻值，照度调为时电表示数如图甲所示，读数为__________。 组数 1 2 3 4 5 6 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 75 40 28 23 18 （2）该同学用图像法处理表格数据，已在图乙中描出了部分点，请继续补充完整，并作出电阻随照度变化的关系图线。 （3） 天黑自动启动的照明系统，该同学设计出电路原理草图如图丙所示，其中当控制开关1、2两端电压大于等于2V时，自动启动照明系统。另有实验器材如下： 直流电源（电动势，内阻不计）；定值电阻三个（阻值分别为、、）；开关及导线若干。 ①现要求照度降低至1.0（）时启动照明系统，则定值电阻应选择__________kΩ； ②请在图丙虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响，定值电阻用表示）。__________ （4）若为了更加节能，即天更暗时才点亮照明系统，可以更换一个阻值__________（填“更大”或“更小”）的定值电阻。 13. 某同学自制的角速度测量装置原理如图所示。粗细均匀两端封闭的导热玻璃管内有一质量为的小液柱（长度不计），玻璃管总长度。当玻璃管水平静置时，液柱恰好停在玻璃管中间，两端的气体压强等于大气压强。为测量某转盘（图中未画出）水平转动时的角速度，将玻璃管沿转盘某一半径固定，且一端与转盘中心重合。当转盘匀速转动时，液柱沿径向的位移为6 cm。已知整个过程环境温度不变，玻璃管内壁光滑，液柱横截面积为，大气压强，求转动时 （1）靠近转轴气体柱的压强； （2）转盘角速度的大小。 14. 如图，有两块大小不同的圆形薄板（厚度不计），质量分别为和，半径分别为和，两板之间用一根长为的轻质刚绳连接。开始时，两板水平放置并叠合在一起，在其正下方处有一固定支架C，支架上有一半径为的圆孔，圆孔与两薄板的中心均在同一竖直线上。让两个圆形薄板自由下落，大板与支架C发生弹性碰撞，在轻绳绷紧瞬间，两薄板具有共同速度。取重力加速度，忽略空气阻力。 （1）若，求的值以及由于轻绳绷紧损失的机械能占绷紧前总动能的百分比； （2）若，要使的方向向上，求值的范围。 15. 如图，两间距为的光滑平行金属导轨固定在水平面内，左端连接有电流为的恒流电源。以为原点，水平向右为正方向建立轴，处的 两点用极短的光滑绝缘材料将导轨分成左右两部分。左侧导轨间存在垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度大小。右侧导轨间放置一质量为的“コ”型金属框，各边长度均为，其中边垂直于导轨、电阻为，其余边电阻不计。金属框右侧存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨足够长且最右端接有阻值为的定值电阻。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直于导轨放置在处。闭合开关，金属棒受到安培力作用向右运动，与“コ”型金属框发生碰撞并粘在一起形成闭合金属框，碰撞过程极短。整个滑动过程棒及金属框始终和导轨接触良好，导轨电阻不计。求 （1）开关S闭合时棒受到安培力的大小及棒滑到前瞬间所受安培力的大小； （2）金属棒与“コ”型金属框发生碰撞后的速度大小； （3）从边进入磁场起，棒运动的距离及其在运动过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 郑州市2026年高中毕业年级第二次质量预测物理试题卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，只交答题卡。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年3月，我国成功研制高精度锶原子光钟。如图为锶原子的能级结构示意图，锶原子吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态；吸收波长为的光子，从基态跃迁到激发态。已知光速为，则锶原子从激发态跃迁到激发态时辐射出的光子频率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设基态能量为，激发态能量为​，激发态​能量为，根据题意 从基态跃迁至有 从基态跃迁至有​ 从跃迁到时，辐射光子的能量满足 联立得​ 故选B。 2. 如图，倾角为的光滑斜面上铺有一轻质丝绸，物块A、B置于丝绸上。用沿斜面向上的力拉物块，系统保持静止。已知物块、的质量分别为、，重力加速度大小为，则丝绸中的张力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对物块A进行受力分析，物块A受到重力、斜面的支持力以及丝绸沿斜面向上的拉力。由于系统保持静止，物块A处于平衡状态，在沿斜面方向上，重力的分力与丝绸的拉力平衡，即 故选A。 3. 如图为某昆虫机器人翅膀结构原理图。M、N为固定电极，P为柔性机翼电极，其间有绝缘液体电解质，可视为电容器。电极M、P、N通过单刀双掷开关连接在直流电源上，P极接地。实验时，开关S掷于1端，P向上摆动；开关S掷于2端，P向下摆动，从而模拟翅膀振动。已知为间一点，则缓慢向上摆动达到点前（　　） A. M板的电势逐渐减小 B. M极电荷量逐渐减小 C. O点的场强逐渐减小 D. O点的电势逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S掷于1端，P向上摆动, 因 故电极M电势不变，故A错误； B．开关S掷于1端，P向上摆动,两板间距变小，由 ,M极电荷量逐渐增多，故B错误； C．由 两板间距变小，O点的场强逐渐增大，故C错误； D．因 场强逐渐增大，O点到电极M距离不变，故增大，O点的电势逐渐减小，故D正确。 故选D。 4. 新能源汽车普遍具有“动能回收”功能，减速时可将机械能转化为电能储存起来。测试时，让汽车在粗糙水平路面上运动。若关闭“动能回收”功能，汽车自由滑行，其动能随位移变化关系如图中①所示；若启动“动能回收”功能，其动能随位移变化关系如图中②所示，忽略空气阻力，则（　　） A. 过程①中，汽车受到的合力逐渐减小 B. 过程②中，汽车受到的合力逐渐增大 C. 过程②中，回收的动能为 D. 过程②中，回收的动能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据动能定理，结合图像可知汽车减速运动的过程中，动能变化满足 整理得 因此图像斜率的绝对值等于汽车所受合外力的大小。过程①中，图像斜率保持不变，汽车受到的合力恒定；过程②中，图像斜率逐渐减小，汽车受到的合力逐渐减小，故A、B错误； CD．关闭动能回收时，只有滑动摩擦力做功，由图可知初动能，总位移 ，由动能定理  解得滑动摩擦力 启动动能回收后，汽车总位移后动能减为0，总初动能一部分被摩擦力做功转化为热能消耗，剩余部分被回收。克服摩擦力做功为 因此回收的动能为，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图甲为可调理想变压器，输入端电压不变，通过调节开关，改变输出电压。已知副线圈总匝数为，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数，开关接2时输出电压随时间变化的图像如图乙所示，则接3时输出电压随时间变化的图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】变压器不改变交流电的周期，设原线圈的匝数为，其输入电压的最大值为开关接2时，由原、副线圈两端的电压与匝数成正比有 开关接3时，由原、副线圈两端的电压与匝数成正比有 解得 故选C。 6. 某同学在粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，然后将其竖直浮在较大的装有水的杯中。、、是木筷上等间距的各点，静止时，点恰好与水面平齐。现把木筷向上提起至点与水面平齐后由静止释放，木筷做周期为3 s的简谐振动，则一个周期内点在水面以下的时间是（　　） A. B. C. 2s D. 【答案】C 【解析】 【详解】木筷静止时O点与水面平齐，说明O点是简谐振动的平衡位置。设O、P、Q三点的间距为L，将木筷提至Q点与水面平齐时释放，此时O点在水面上方2L处，且静止释放，因此简谐振动的振幅A=2L 周期T=3s，角频率 以平衡位置O为原点，向下为正方向，t=0s时O点位移x=−2L 初速度为0，因此位移方程为 P点在O点下方L处，因此P点相对于水面的位置为 P点在水面以下，即，代入位移方程得 化简得 令，一个周期内。由于 解得 对应时间 解得 因此一个周期内P点在水面以下的时长为 故选C。 7. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为点，轴线为轴建立坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从点以大小为的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．离子在运动过程中受到电场力和洛伦兹力作用，电场力恒定，但洛伦兹力方向随速度方向变化而变化，所以合力变化，加速度变化，故A错误； B．离子在平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动。离子恰好未与真空室壁接触，说明离子在平面内做圆周运动的直径等于圆柱体半径，即 解得 由洛伦兹力提供向心力 结合比荷 解得，故B错误； C．离子从点运动到点，说明离子在平面内运动了整数个周期回到轴线，即() 周期 所以 当时，，不可能是，故C错误； D．离子在轴方向做匀加速直线运动，加速度 已知，则 点的坐标 当时，，此时点坐标为，故D正确。 故选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. 我国十五五规划将建设低轨卫星互联网列为重点工程。该工程中的国网星座采用500千米以下极低轨与1145千米近地轨的双层架构，兼顾低时延与广覆盖需求。如图，P、Q分别为极低轨和近地轨上的两颗卫星，均以地心为圆心做匀速圆周运动。在两卫星运行过程中，PQ连线和OQ连线的夹角最大值为，则（　　） A. 卫星P的加速度大于卫星Q B. P、Q两卫星与点连线在一段时间内扫过的面积相等 C. P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 D. P、Q两卫星做圆周运动的周期之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律及万有引力有 解得，由，则卫星P的加速度大于卫星Q，故A正确； B C D．根据几何关系有，由开普勒第三定律 解得，即 t时间内卫星与地心连线扫过的面积 解得，故BD错误、C正确。 故选AC。 9. 某静电实验装置如图所示，MN、PQ是平行金属极板，MN接电源正极。现从MN左端边缘的点沿极板向右以大小为的速度发射一带正电的粒子。它与上下两极板发生多次弹性碰撞，且每次碰撞后，粒子的带电量大小不变，电性与碰撞的极板相同。若忽略粒子重力和空气阻力，不计碰撞时间，则（　　） A. 若增大两极板的距离，则粒子在极板间的运动时间不变 B. 若减小两极板的距离，则粒子在极板间的运动时间变短 C. 粒子第1、2次碰撞的时间间隔与第2、3次碰撞的时间间隔之比为 D. 粒子第1、2次碰撞的时间间隔与第2、3次碰撞的时间间隔之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由分析可知，粒子在水平方向不受力，做匀速直线运动。设金属板的长度为，则粒子在两金属板间的运动时间为 由此可知，粒子在两金属板间的运动时间只与和有关，与两极板的距离无关，所以增大或减小两极板的距离，粒子在极板间的运动时间不变，故A正确，B错误； CD．粒子第一次与金属板发生碰撞前，在竖直方向做从静止开始的匀加速直线运动，设其加速度为，则根据牛顿第二定律有 设两金属板间的距离为，粒子第一次与金属板发生碰撞前的运动时间为，则根据运动学公式有 解得 粒子第一次与金属板发生碰撞瞬间竖直方向的速度大小为 由于粒子与上下两极板的碰撞都为弹性碰撞，且每次碰撞后，粒子的带电量大小不变，电性与碰撞的极板相同，故粒子第一次与金属板发生碰撞后，粒子在竖直方向上将以的初速度向上做匀加速直线运动，加速度大小仍为，设粒子第1、2次与两极板碰撞的时间间隔为，则根据运动学公式有 解得 同理可求得粒子第2、3次与两极板碰撞的时间间隔为 所以粒子第1、2次碰撞的时间间隔与第2、3次碰撞的时间间隔之比为，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图，轻质橡皮筋左端固定在墙上点，跨过小滑轮后右端与小球相连。小球套在竖直粗糙固定杆上，滑轮与点及杆上的点等高。、间距等于橡皮筋原长。若小球从点由静止开始释放，则到达点速度恰好为零；若小球在点以初动能向上运动，则刚好又能到达点。已知橡皮筋满足胡克定律且劲度系数为，小球与杆间摩擦因数为，长度为，长度为，重力加速度大小为，则（　　） A. 小球下滑过程中摩擦力逐渐增大 B. 小球下滑过程克服摩擦力做功 C. 小球下滑过程中速度最大时与点相距 D. 小球在点获得的动能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球受杆的弹力等于橡皮筋弹力的水平分量，设橡皮筋与杆的夹角为，则弹力 又，则小球下滑过程中摩擦力不变，故A错误； B．由功计算公式，小球下滑过程克服摩擦力做功，故B正确； C．设橡皮筋与杆的夹角为，小球下滑过程中速度最大时与点相距为，由加速度为零有， 联立解得，故C错误； D．下滑过程动能定理有，上滑过程由动能定理有 联立解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题；本题共5小题，共54分。 11. 某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）实验测量时，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数为10.200mm。 （2）若已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，则实验所测红光波长为__________nm。 （3）图丙是本实验中从目镜中看到的红光干涉条纹，若换用更窄的双缝，则看到的条纹应是图丁中的__________（填“A”或“B”）。 【答案】（1）3.700 （2）650 （3）B 【解析】 【小问1详解】 图乙中手轮上的示数为 【小问2详解】 第1条亮条纹到第5条亮条纹的间隔为 所以，相邻亮纹间距  根据双缝干涉公式，波长为 【小问3详解】 根据公式，换用更窄的双缝，即双缝间距减小，故相邻亮纹间距增大，条纹间距变宽的是丁图中的B。 故填B。 12. 为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度（符号为）描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位是勒克斯（符号为）。 （1）某同学测量一个光敏电阻在不同照度下的阻值如下表（未完成）。已知其用倍率为的欧姆表测量光敏电阻阻值，照度调为时电表示数如图甲所示，读数为__________。 组数 1 2 3 4 5 6 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 75 40 28 23 18 （2）该同学用图像法处理表格数据，已在图乙中描出了部分点，请继续补充完整，并作出电阻随照度变化的关系图线。 （3） 天黑自动启动的照明系统，该同学设计出电路原理草图如图丙所示，其中当控制开关1、2两端电压大于等于2V时，自动启动照明系统。另有实验器材如下： 直流电源（电动势，内阻不计）；定值电阻三个（阻值分别为、、）；开关及导线若干。 ①现要求照度降低至1.0（）时启动照明系统，则定值电阻应选择__________kΩ； ②请在图丙虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响，定值电阻用表示）。__________ （4）若为了更加节能，即天更暗时才点亮照明系统，可以更换一个阻值__________（填“更大”或“更小”）的定值电阻。 【答案】（1）20 （2） （3） ①. 40 ②. （4）更大 【解析】 【小问1详解】 欧姆表倍率为×1k，因此读数为20kΩ。 【小问2详解】 电阻随照度变化的关系图线如下图： 【小问3详解】 [1]天黑时光敏电阻阻值更大，要满足天黑（照度降低到1.0lx）时，控制开关电压达到2V启动，控制开关应并联在光敏电阻两端。 1.0lx时，，电源电动势，因此定值电阻两端电压 串联电路电压与电阻成正比，代入数据得 [2]将和​串联后接在电源两端，控制开关1、2并联在光敏电阻​两端，示意图如下： 【小问4详解】 控制开关电压达到2V启动，串联电路电压与电阻成正比，启动条件整理得 要天更暗才点亮（即只有​更大，照度更暗时才满足启动条件），需要更大的​，因此更换阻值更大的定值电阻。 13. 某同学自制的角速度测量装置原理如图所示。粗细均匀两端封闭的导热玻璃管内有一质量为的小液柱（长度不计），玻璃管总长度。当玻璃管水平静置时，液柱恰好停在玻璃管中间，两端的气体压强等于大气压强。为测量某转盘（图中未画出）水平转动时的角速度，将玻璃管沿转盘某一半径固定，且一端与转盘中心重合。当转盘匀速转动时，液柱沿径向的位移为6 cm。已知整个过程环境温度不变，玻璃管内壁光滑，液柱横截面积为，大气压强，求转动时 （1）靠近转轴气体柱的压强； （2）转盘角速度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对内侧气体由等温变化 解得 【小问2详解】 由题意知玻璃管内外侧的气体压力之差提供小液柱做匀速圆周运动的向心力，设内侧气体压强为，外侧气体压强为 由牛顿第二定律有 对外侧气体由等温变化 联立解得 14. 如图，有两块大小不同的圆形薄板（厚度不计），质量分别为和，半径分别为和，两板之间用一根长为的轻质刚绳连接。开始时，两板水平放置并叠合在一起，在其正下方处有一固定支架C，支架上有一半径为的圆孔，圆孔与两薄板的中心均在同一竖直线上。让两个圆形薄板自由下落，大板与支架C发生弹性碰撞，在轻绳绷紧瞬间，两薄板具有共同速度。取重力加速度，忽略空气阻力。 （1）若，求的值以及由于轻绳绷紧损失的机械能占绷紧前总动能的百分比； （2）若，要使的方向向上，求值的范围。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 设大板与C碰前，二者的共同速度为，取竖直向下为正方向，根据运动学知识可知 解得 大板与C发生弹性碰撞，碰后速度 选大板为参考系，则小板相对于大板的速度 此后经时间轻绳绷紧，则 设轻绳绷紧前大板速度为，小板速度为，由速度公式有， 解得， 轻绳绷紧时，由动量守恒 代入数据得 由于轻绳绷紧损失的机械能为 绷紧前的总动能为 则百分比为 【小问2详解】 由（1）中轻绳绷紧时的动量守恒方程得 若要求的方向向上，则，又 代入数据得 解得 15. 如图，两间距为的光滑平行金属导轨固定在水平面内，左端连接有电流为的恒流电源。以为原点，水平向右为正方向建立轴，处的 两点用极短的光滑绝缘材料将导轨分成左右两部分。左侧导轨间存在垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度大小。右侧导轨间放置一质量为的“コ”型金属框，各边长度均为，其中边垂直于导轨、电阻为，其余边电阻不计。金属框右侧存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨足够长且最右端接有阻值为的定值电阻。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直于导轨放置在处。闭合开关，金属棒受到安培力作用向右运动，与“コ”型金属框发生碰撞并粘在一起形成闭合金属框，碰撞过程极短。整个滑动过程棒及金属框始终和导轨接触良好，导轨电阻不计。求 （1）开关S闭合时棒受到安培力的大小及棒滑到前瞬间所受安培力的大小； （2）金属棒与“コ”型金属框发生碰撞后的速度大小； （3）从边进入磁场起，棒运动的距离及其在运动过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）1.2N，2N （2）2m/s （3），J 【解析】 【小问1详解】 开关S闭合时棒受到安培力的大小 其中 解得 棒滑到前瞬间所受安培力的大小 其中 解得 【小问2详解】 运动到MN过程中，安培力为变力，做功 该过程根据动能定理有 解得碰撞前的速度大小 碰撞过程，根据动量守恒有 解得碰撞后的速度大小 【小问3详解】 碰撞后整体总质量M=2m=0.08kg 回路总电阻 棒从边进入磁场到运动停止的过程，根据动量定理有 又 解得从边进入磁场起，棒运动的距离 由能量守恒，回路中产生的总焦耳热 该过程棒产生的焦耳热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $