精品解析：2026届河北衡水中学高三下学期检测（四）物理试题

河北衡水中学2025-26届高三年级下学期检测（四） 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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. 高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 患者服用碘131后，碘131会聚集到人体的甲状腺区域，可用于靶向治疗甲状腺疾病。某次治疗中，医生给患者服用一定量的碘131，并记录其原子核数目随时间的变化情况，得到如下关系：当时，；当天时，。则碘131的半衰期约为（　　） A. 4天 B. 6天 C. 8天 D. 12天 3. “自热米饭”盒的内部结构如图所示，加热层有氧化钙等物质，遇水反应放热，可实现无火无电条件下加热食材，加热时食材层内空气温度缓慢上升，通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化，食材层内空气可视为理想气体，则加热过程中，下列说法正确的是（　　） A. 食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变 B. 食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量 C. 食材层内空气的压强与热力学温度成正比 D. 食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变 4. 如图所示，交流发电机的矩形导线框电阻值为，通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有阻值为的定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比为2：1。矩形导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则定值电阻消耗的功率变为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 5. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷，已知A、B处点电荷的电荷量均为-q，三角形中心O点的电场强度大小为E，方向由O指向C。静电力常量为k，则A、B连线中点M处的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，在离地面高度为处先后水平向右抛出两小球和与地面碰撞瞬间水平速度不变，竖直速度大小不变、方向反向，运动过程中不考虑空气阻力，两小球的运动轨迹交点到地面的高度为，则水平抛出小球和的初速度大小之比为（　　） A. 3：5 B. 1：3 C. D. 7. 如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A. 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，竖直平面内存在与水平面成角的匀强电场，一长为不可伸长的绝缘轻质细线一端固定于点，另一端系着质量为、电荷量为的带电小球，小球在竖直面内绕点做完整的圆周运动，当小球经过与点等高的点时，细线的拉力恰好为零。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 电场方向斜向右上 B. 电场方向斜向左上 C. 小球经过点时的速度大小为0 D. 小球经过点时的速度大小为 9. 两节性能不同的动车，其额定功率和在平直铁轨上能达到的最大速度如下表所示，若每节动车运行时受到的阻力与自身质量及运行速度的乘积成正比即，其中为常数。现将两节动车机械连接组成动车组，整体以总额定功率在平直铁轨上运行。下列说法正确的是（　　） 动车 额定功率 最大速度 甲 4.8 120 乙 6.0 150 A. 甲、乙两节动车的质量之比为4：5 B. 甲、乙两节动车的质量之比为5：4 C. 动车组能达到的最大速度为 D. 动车组能达到的最大速度为 10. 在测试汽车刹车性能时，为避免汽车未刹停造成损失，常在道路尾端安设电磁阻尼减速器，其简化原理如图。匀强磁场的宽度，磁感应强度大小，方向竖直向上。一轻质弹簧右端固定，垂直于磁场边界水平放置，左端恰与磁场右边界平齐。汽车可看作100匝，宽为，长为的矩形硬质金属线框ABCD，质量，总电阻。汽车以的速度沿光滑水平面进入磁场，且正对弹簧向右运动，AB边向右穿过磁场右边界后开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内，汽车CD边始终未进入磁场。下列说法正确的是（　　） A. 汽车刚进入磁场时，线框中感应电流方向为ABCD B. 汽车刚进入磁场时，线框中感应电流为 C. 汽车刚进入磁场时，汽车的加速度大小为 D. 汽车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 为使校园智慧农场里的蔬菜长得更好，某小组设计了自动补光系统。 （1）该系统核心元件为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。小组成员首先对光敏电阻进行研究。 ①在自然光照下利用多用电表粗测的阻值，图甲为多用电表示意图，下列操作正确的是______。 A.测量前调节，使指针指在左端的“0”刻度位置 B.欧姆调零时，将红黑表笔短接，调节，使指针指在右端的“0”刻度位置 C.测量过程中，若指针偏角过小，应换用更大倍率挡并重新欧姆调零 D.测量结束后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡 ②在自然光照下测得光敏电阻阻值约为，为精确研究的阻值，该小组设计了如图乙所示的实验电路。提供的器材有：待测光敏电阻、直流电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表V（量程、内阻约）、电流表A（量程、内阻约）、滑动变阻器、开关S、导线若干。 ⅰ.请根据实验目的，用笔画线代替导线完成图乙中的实物电路连接______。 ⅱ.实验测得两不同光照强度下的伏安特性曲线如图丙中所示，图示中光照强度较小条件下，的电阻值为______。 （2）基于上述研究，小组设计了如图丁所示的自动补光电路。控制电路由电源、光敏电阻、滑动变阻器和电磁继电器组成；工作电路由电源和补光灯组成。继电器线圈有一定电阻，当光照强度低于设定值时，电磁继电器吸合衔铁，触点接通，补光灯L自动点亮。在某次调试过程中，发现当光照强度已低于设定值时，补光灯L仍未点亮。为使系统正常工作，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）端适当移动。 12. 用气垫导轨、数字计时器、光电门、滑块、遮光片等器材验证动量守恒定律。 （1）将气垫导轨摆放在桌面上，然后________（填选项符号） A.将滑块放在气垫导轨上，再接通气泵 B.接通气泵，再将滑块放在气垫导轨上 （2）取一滑块置于气垫导轨上，轻推，使之从右向左依次通过两个光电门，遮光片遮光时间分别为＝0.012s，＝0.018s，则需调节________（填“固定支架”或“调平螺丝”）使气垫导轨右侧升高。再次轻推滑块，当＝时，说明气垫导轨已经调平； （3）测得滑块上遮光片的宽度均为d＝1.00cm，滑块1、2的质量分别为＝260.0g，＝165.0g； （4）将滑块1静置于OA之间，将滑块2静置于AB之间。轻推滑块1，两滑块发生碰撞，数字计时器连续记录下三个时间，依次为＝0.010s，＝0.009s，＝0.042s，如果表达式________（用给出的物理量符号表示）成立，则验证了系统动量守恒； （5）根据上述测得数据计算可得碰前滑块1的动量为＝________kg·m/s，碰后滑块1的动量，滑块2的动量； （6）将以上数据代入公式，计算出实验中的相对误差。 13. 如图所示，在坐标系平面内，位于处的波源开始振动（记为计时起点），产生的机械波沿轴负方向传播，经该波恰好传到处的点。已知轴两侧介质不同，该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍，该波穿过轴后振幅变为原来的，求： （1）该波在介质2中的传播速度大小； （2）处的质点在内运动的路程。 14. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场，第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场（磁场均没有画出）。从点发射一质量为、电荷量为的粒子，粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点，且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力，已知，求： （1）粒子从点发射时的速度大小； （2）第二象限圆形磁场区域的最小面积； （3）粒子从点第一次运动到点的时间。 15. 自动化机械臂系统常采用电磁驱动方案，其为生产建设提供巨大便利。其模型简化如图所示，ab、cd、ef、gh为四条足够长的光滑平行金属轨道，abcd轨道平面与efgh轨道平面均与水平面平行，abcd轨道位于efgh轨道正上方，两轨道宽度都为，高度差为，通过导线ae、cg相连，轨道和导线电阻忽略不计。两轨道置于磁感应强度大小为，方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中（未画出），相同的两个金属机械臂1和2分别位于abcd轨道和efgh轨道上，质量均为，电阻均为。机械臂1与机械臂2的距离d不能超过5m（两机械臂中点连线距离），否则机械臂2无法接收机械臂1发送的信号而断连。上方轨道左侧接有电容为的电容器。初始时，开关K断开，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，机械臂2位于机械臂1正下方，忽略电磁辐射效应。 （1）求初始时刻机械臂2的加速度大小； （2）保持开关K断开，通过计算判断机械臂1、2是否会断连； （3）保持开关K闭合，其他初始条件不变，求机械臂系统达到稳定状态时电容C的电压。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北衡水中学2025-26届高三年级下学期检测（四） 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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. 高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】同种介质对不同色光的折射率不同，紫光频率大于红光，因此冰晶对紫光（）的折射率大于对红光（）的折射率，即 ，紫光偏折程度更大、侧移量更大。 光从空气进入冰晶时，折射率越大，折射角越小，越靠近法线，因此冰晶内部紫光（）比红光（）更靠上。 光从冰晶射出到空气时，折射率越大侧移量越大，因此最终出射后，红光（）偏折小、位置靠下，紫光（）偏折大、位置靠上。 故选B。 2. 患者服用碘131后，碘131会聚集到人体的甲状腺区域，可用于靶向治疗甲状腺疾病。某次治疗中，医生给患者服用一定量的碘131，并记录其原子核数目随时间的变化情况，得到如下关系：当时，；当天时，。则碘131的半衰期约为（　　） A. 4天 B. 6天 C. 8天 D. 12天 【答案】C 【解析】 【详解】放射性元素衰变的剩余原子核数满足衰变公式 其中为碘131的半衰期。 将题目已知条件天时代入公式 约去后， 因此可得 底数相同则指数相等，即 解得天。 故选C。 3. “自热米饭”盒的内部结构如图所示，加热层有氧化钙等物质，遇水反应放热，可实现无火无电条件下加热食材，加热时食材层内空气温度缓慢上升，通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化，食材层内空气可视为理想气体，则加热过程中，下列说法正确的是（　　） A. 食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变 B. 食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量 C. 食材层内空气的压强与热力学温度成正比 D. 食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变 【答案】D 【解析】 【详解】B．根据热力学第一定律 虽然气体体积不变，但是气体分子数减小，有气体泄漏，可视作气体体积增大，可得 所以，故B错误； CD．压强的物理意义就是分子对单位面积器壁的平均作用力，由于盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变，所以食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变，故C错误，D正确； A．设在时间内撞击器壁的分子数为，分子的平均速度为，器壁受到的平均作用力为，根据动量定理可得 解得单位时间内撞击器壁的分子数 根据选项D可知不变，随着加热食材层内温度升高，分子的平均速度增大，可得减小，故A错误。 故选D。 4. 如图所示，交流发电机的矩形导线框电阻值为，通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有阻值为的定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比为2：1。矩形导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则定值电阻消耗的功率变为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 【答案】D 【解析】 【详解】交流发电机感应电动势有效值  而  因此（转速） 当转速变为原来的2倍，电动势有效值变为原来的 2倍，即 理想变压器副边接电阻 ，原副匝数比  副边电阻等效到原边的阻值为 发电机线框内阻为 ，因此原边总电阻为  总电阻不变。 原边电流 因此 转速加倍后 根据变压器电流关系 得副边电流 因此转速加倍后 定值电阻的功率 因此新功率 即功率变为原来的4倍。 故选D。 5. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷，已知A、B处点电荷的电荷量均为-q，三角形中心O点的电场强度大小为E，方向由O指向C。静电力常量为k，则A、B连线中点M处的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据几何关系可得 所以A、B处点电荷在O点处的合场强大小为 方向由O指向M，所以 A、B处点电荷在M点处的合场强为零，所以A、B连线中点M处的电场强度大小为 联立解得 故选B。 6. 如图所示，在离地面高度为处先后水平向右抛出两小球和与地面碰撞瞬间水平速度不变，竖直速度大小不变、方向反向，运动过程中不考虑空气阻力，两小球的运动轨迹交点到地面的高度为，则水平抛出小球和的初速度大小之比为（　　） A. 3：5 B. 1：3 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设A初速度为，B初速度为，重力加速度为。B直接从高度平抛到交点（高度），竖直方向下落距离为 由自由落体规律 解得 A先下落到地面，再竖直上抛到交点。下落到地面的时间满足 得 落地时竖直速度大小 竖直上抛到的时间，由竖直上抛位移公式 代入整理得 解得上升到的时间（取较小根，对应上升过程） 因此A总运动时间 两球从同一点抛出，交点水平位移相等，即 因此 故选C。 7. 如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】风筝受三个力，如图所示 根据平衡条件列方程，初始状态风筝平面、风筝线与水平面夹角均为，因此水平方向 竖直方向 联立解得 风力变为原来的2倍，即 风筝平面倾角不变，故方向不变。设调整后风筝线拉力为，风筝线与水平面夹角为，重新列平衡方程，水平方向 竖直方向 代入 化简得： ​ 利用同角三角函数关系 两式平方相加得 即 解得 故选A。 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，竖直平面内存在与水平面成角的匀强电场，一长为不可伸长的绝缘轻质细线一端固定于点，另一端系着质量为、电荷量为的带电小球，小球在竖直面内绕点做完整的圆周运动，当小球经过与点等高的点时，细线的拉力恰好为零。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 电场方向斜向右上 B. 电场方向斜向左上 C. 小球经过点时的速度大小为0 D. 小球经过点时的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球在P点做圆周运动，向心力需要沿半径指向O点（水平向左），且此时细线拉力为零，向心力由重力和电场力的合力的径向分量提供。 小球带正电，电场与水平面成，若电场斜向右上，电场力斜向右上，水平分量向右，无法提供向左的向心力，故A错误； B．若电场斜向左上，电场力斜向左上，水平分量向左，满足向心力方向要求；同时电场与水平成，电场力的竖直分量向上，平衡竖直向下的重力，故B正确； CD．由竖直方向有 可得电场力的水平分量 P点拉力为零，径向合力提供向心力 代入 得 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 9. 两节性能不同的动车，其额定功率和在平直铁轨上能达到的最大速度如下表所示，若每节动车运行时受到的阻力与自身质量及运行速度的乘积成正比即，其中为常数。现将两节动车机械连接组成动车组，整体以总额定功率在平直铁轨上运行。下列说法正确的是（　　） 动车 额定功率 最大速度 甲 4.8 120 乙 6.0 150 A. 甲、乙两节动车的质量之比为4：5 B. 甲、乙两节动车的质量之比为5：4 C. 动车组能达到的最大速度为 D. 动车组能达到的最大速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当动车达到最大速度时，牵引力等于阻力，满足 结合题目阻力公式 可得 则 代入数据可得，故A错误，B正确； CD．两节连接后，总额定功率 总阻力 可得 则 代入和 得到 设， 代入解得，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 在测试汽车刹车性能时，为避免汽车未刹停造成损失，常在道路尾端安设电磁阻尼减速器，其简化原理如图。匀强磁场的宽度，磁感应强度大小，方向竖直向上。一轻质弹簧右端固定，垂直于磁场边界水平放置，左端恰与磁场右边界平齐。汽车可看作100匝，宽为，长为的矩形硬质金属线框ABCD，质量，总电阻。汽车以的速度沿光滑水平面进入磁场，且正对弹簧向右运动，AB边向右穿过磁场右边界后开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内，汽车CD边始终未进入磁场。下列说法正确的是（　　） A. 汽车刚进入磁场时，线框中感应电流方向为ABCD B. 汽车刚进入磁场时，线框中感应电流为 C. 汽车刚进入磁场时，汽车的加速度大小为 D. 汽车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为 【答案】AB 【解析】 【详解】ABC．汽车刚进入磁场时，根据楞次定律的增反减同，感应电流的磁场方向为竖直向下，再根据右手螺旋定则知，线框中感应电流方向为ABCD，据 由闭合电路的欧姆定律有 汽车所受安培力大小为 故汽车的加速度大小为，故AB正确，C错误； D．AB边向右穿过磁场过程中通过某一截面的电荷量为 设AB边向右穿过磁场时汽车的速度为 由动量定理有 联立解得 由系统机械能守恒有，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 为使校园智慧农场里的蔬菜长得更好，某小组设计了自动补光系统。 （1）该系统核心元件为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。小组成员首先对光敏电阻进行研究。 ①在自然光照下利用多用电表粗测的阻值，图甲为多用电表示意图，下列操作正确的是______。 A.测量前调节，使指针指在左端的“0”刻度位置 B.欧姆调零时，将红黑表笔短接，调节，使指针指在右端的“0”刻度位置 C.测量过程中，若指针偏角过小，应换用更大倍率挡并重新欧姆调零 D.测量结束后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡 ②在自然光照下测得光敏电阻阻值约为，为精确研究的阻值，该小组设计了如图乙所示的实验电路。提供的器材有：待测光敏电阻、直流电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表V（量程、内阻约）、电流表A（量程、内阻约）、滑动变阻器、开关S、导线若干。 ⅰ.请根据实验目的，用笔画线代替导线完成图乙中的实物电路连接______。 ⅱ.实验测得两不同光照强度下的伏安特性曲线如图丙中所示，图示中光照强度较小条件下，的电阻值为______。 （2）基于上述研究，小组设计了如图丁所示的自动补光电路。控制电路由电源、光敏电阻、滑动变阻器和电磁继电器组成；工作电路由电源和补光灯组成。继电器线圈有一定电阻，当光照强度低于设定值时，电磁继电器吸合衔铁，触点接通，补光灯L自动点亮。在某次调试过程中，发现当光照强度已低于设定值时，补光灯L仍未点亮。为使系统正常工作，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）端适当移动。 【答案】（1） ①. CD ②. ③. （2）左 【解析】 【小问1详解】 [1]AB．多用电表测电阻时，测量前机械调零需调节（机械调零旋钮），使指针指左端电流零刻度；欧姆调零时红黑表笔短接，调节（欧姆调零旋钮）使指针指右端欧姆零刻度，故A、B错误； C．测量时指针偏角过小，说明被测电阻阻值较大，应换用更大倍率挡位，重新欧姆调零，故C正确； D．测量结束后，需将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，故D正确。 故选CD。 [2]待测，滑动变阻器总阻值远小于，限流接法电压调节范围极小，因此采用分压式接法；比较得​，为大电阻，电流表内接误差更小，因此采用电流表内接法。 [3]光敏电阻阻值随光照强度减小而增大，图线斜率 斜率越小电阻越大，因此低光照对应图线。取时， 得 【小问2详解】 光照强度低于设定值时，光敏电阻阻值增大，此时电流不足，继电器无法吸合，补光灯不亮；要增大控制电路电流，需要减小总电阻，即减小滑动变阻器接入电路的阻值。由图丁可知，滑片向左移动时，接入阻值减小，总电流增大，可使继电器吸合，系统正常工作。 12. 用气垫导轨、数字计时器、光电门、滑块、遮光片等器材验证动量守恒定律。 （1）将气垫导轨摆放在桌面上，然后________（填选项符号） A.将滑块放在气垫导轨上，再接通气泵 B.接通气泵，再将滑块放在气垫导轨上 （2）取一滑块置于气垫导轨上，轻推，使之从右向左依次通过两个光电门，遮光片遮光时间分别为＝0.012s，＝0.018s，则需调节________（填“固定支架”或“调平螺丝”）使气垫导轨右侧升高。再次轻推滑块，当＝时，说明气垫导轨已经调平； （3）测得滑块上遮光片的宽度均为d＝1.00cm，滑块1、2的质量分别为＝260.0g，＝165.0g； （4）将滑块1静置于OA之间，将滑块2静置于AB之间。轻推滑块1，两滑块发生碰撞，数字计时器连续记录下三个时间，依次为＝0.010s，＝0.009s，＝0.042s，如果表达式________（用给出的物理量符号表示）成立，则验证了系统动量守恒； （5）根据上述测得数据计算可得碰前滑块1的动量为＝________kg·m/s，碰后滑块1的动量，滑块2的动量； （6）将以上数据代入公式，计算出实验中的相对误差。 【答案】 ①. B ②. 调平螺丝 ③. ## ④. 0.260##0.26 【解析】 【详解】[1]使用气垫导轨时，需要先接通气泵喷出气体形成气垫，再放置滑块，避免滑块和导轨直接接触摩擦损坏器材。 故选B。 [2]滑块从右向左运动时，依次通过两个光电门的时间 滑块向左减速，导轨未水平，需要调节调平螺丝使气垫导轨右侧升高。 [3]轻推滑块1后，碰撞前滑块1经过光电门1，速度 碰撞后，滑块2碰后向左运动，先经过光电门2，速度 滑块1继续向左，后经过光电门2，速度 验证系统动量守恒，需满足 代入速度整理得表达式 化简得 [4]代入，，碰前滑块1的速度为 代入，碰前滑块1的动量为 13. 如图所示，在坐标系平面内，位于处的波源开始振动（记为计时起点），产生的机械波沿轴负方向传播，经该波恰好传到处的点。已知轴两侧介质不同，该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍，该波穿过轴后振幅变为原来的，求： （1）该波在介质2中的传播速度大小； （2）处的质点在内运动的路程。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在介质1中，由题意可知振动周期为 波的传播速度 解得 由题意知波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍，则波在介质2中的传播速度 【小问2详解】 波在介质1中传播的时间 波在介质2中传到点的时间 点振动的时间 波在介质2中的周期与介质1中的相同 由图可知，波在介质1中的振幅 在介质2中的振幅 在内运动的路程 解得 14. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场，第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场（磁场均没有画出）。从点发射一质量为、电荷量为的粒子，粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点，且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力，已知，求： （1）粒子从点发射时的速度大小； （2）第二象限圆形磁场区域的最小面积； （3）粒子从点第一次运动到点的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在第一象限运动时，粒子轨迹圆半径，根据几何关系有 解得 根据 联立解得 【小问2详解】 由几何关系，从点进入第二象限时速度垂直连线，与轴负方向夹角，在第二象限轨迹圆半径为，则有 解得 可知，粒子回到点时速度垂直连线，与轴负方向的夹角仍为，故粒子在第二象限中运动时速度方向改变了，在有界磁场中轨迹所对的圆心角为，所以圆形磁场最小半径为 所以最小面积为 联立解得 【小问3详解】 粒子在第二象限的磁场中运动时间为 粒子在第二象限有界磁场外做匀速直线运动的距离 则粒子在第二象限做匀速直线运动的时间为 粒子相邻两次经过点的时间为 联立解得 15. 自动化机械臂系统常采用电磁驱动方案，其为生产建设提供巨大便利。其模型简化如图所示，ab、cd、ef、gh为四条足够长的光滑平行金属轨道，abcd轨道平面与efgh轨道平面均与水平面平行，abcd轨道位于efgh轨道正上方，两轨道宽度都为，高度差为，通过导线ae、cg相连，轨道和导线电阻忽略不计。两轨道置于磁感应强度大小为，方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中（未画出），相同的两个金属机械臂1和2分别位于abcd轨道和efgh轨道上，质量均为，电阻均为。机械臂1与机械臂2的距离d不能超过5m（两机械臂中点连线距离），否则机械臂2无法接收机械臂1发送的信号而断连。上方轨道左侧接有电容为的电容器。初始时，开关K断开，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，机械臂2位于机械臂1正下方，忽略电磁辐射效应。 （1）求初始时刻机械臂2的加速度大小； （2）保持开关K断开，通过计算判断机械臂1、2是否会断连； （3）保持开关K闭合，其他初始条件不变，求机械臂系统达到稳定状态时电容C的电压。 【答案】（1） （2）不会断连 （3） 【解析】 【小问1详解】 设机械臂1感应电动势为，机械臂2所受安培力为，加速度为，则，，， 联立解得 【小问2详解】 因为两个机械臂的最大距离为5m，且，所以机械臂1与2之间相对位移的最大值为 当机械臂1与2共速时，系统稳定，此时达到最大值，根据系统动量守恒有 解得 对机械臂2应用动量定理 解得 又知 解得，故不会断连。 【小问3详解】 保持开关K闭合，系统达到稳态时电路电流为0，两个机械臂共速，设共同速度为，故 对机械臂1应用动量定理 对机械臂2应用动量定理 设电容器最终的电荷量为，故 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $