2026届湖南长沙市立信中学高三下学期全真模拟适应性考试物理试题

**基本信息** 以阿秒激光（诺贝尔物理学奖）、磁流体发电机等科技前沿为情境，通过光的衍射、理想气体状态方程等知识考查物理观念，实验题验证机械能守恒培养科学探究能力，适配高三三模综合检测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|光的衍射、理想气体状态方程、波的干涉|结合圆孔衍射实验（题1）考查物理观念| |多选题|4/20|光的波动、气体实验定律、圆周运动|通过光电传感器实验（题7）体现科学思维| |实验题|2/18|机械能守恒|设计气垫导轨实验（题11）强化科学探究| |计算题|3/38|动量守恒、电磁感应、磁流体发电|以磁流体发电机（题15）考查实际应用|

绝密★启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是 A. 此实验说明了光沿直线传播 B. 圆孔变小，衍射图样的范围反而变大 C. 圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D. 用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同 2.一定质量的理想气体从状态开始。第一次经绝热过程到状态；第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。图像如图所示。则(    ) A. 过程气体从外界吸热 B. 过程比过程气体对外界所做的功多 C. 气体在状态时比在状态时的分子平均动能小 D. 气体在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少 3.如图所示，，是同频率同步调的两个水波波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，、、、四个点为相应线条的交点，下列说法中正确的是(    ) A. 图中点到两波源、的距离之差等于该波半波长的奇数倍 B. 图中两波源、发出的波在点的振动步调总是相同的 C. 图中处质点的位移等于两列波各自在点引起的位移的矢量和 D. 不管波源、的频率如何变化，点总处于振动减弱区 4.有一个标有“，”的灯泡，一个标有“，”的滑动变阻器，一个电压为的恒压电源，一个电键，一个符合各自设计要求的电阻或，导线若干。甲和乙两同学分别设计出如下的调光电路：使电键闭合后，滑动变阻器的滑片由一端滑到另一端时，灯由正常发光逐渐变暗。下面评价他们所设计的电路的优点和缺点中正确的是(    ) A. 甲电路耗电量小，亮度变化范围大 B. 甲电路耗电量小，亮度变化范围小 C. 乙电路耗电量小，亮度变化范围大 D. 乙电路耗电量大，亮度变化范围小 5.科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是 A. 普朗克利用经典电磁理论，成功解释了图的粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B. 图表示的核反应属于重核聚变，聚变过程释放能量 C. 中向左偏转的是粒子，向右偏转的是粒子，不偏转的是粒子 D. 锌的逸出功为，用中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为 6.电源的两个重要参数分别是电动势和内电阻。对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值。现有一个电动势为、内电阻为的电源和一阻值为的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示。设新的等效电源的电动势为，内电阻为。试根据以上信息，判断下列说法中正确的是(    ) A. 甲图中的， B. 甲图中的， C. 乙图中的， D. 乙图中的， 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.小刚同学用光电传感器研究光的波动现象，实验装置如图甲所示，某次实验中，得到了如图乙所示的光照强度分布图，则下列说法正确的是 A. 该同学观察到的是光的干涉图样 B. 该同学观察到的是光的衍射图样 C. 若仅减小单色光光源和中间缝屏的距离，则观察到的条纹的宽度将不变 D. 若换用光强度更大、频率更低的激光，则观察到的条纹的宽度将变大 8.如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中，和为等温过程，为等压过程，为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是(    ) A. 过程中，气体分子的平均动能不变 B. 过程中，气体温度增加 C. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D. 过程中，气体温度增加 9.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台由静止开始缓慢加速转动，经过后小物块恰好滑离转台做平抛运动。已知小物块质量，转台半径，转台离水平地面的高度，小物块平抛落地过程水平位移的大小。假设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。则从小物块开始转动到滑离转台过程中(    ) A. 小物块与转台间的动摩擦因数为 B. 转台对小物块做功为 C. 摩擦力对小物块的冲量大小为 D. 小物块动量的变化量大小为 10.有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈、两端加上交变电流。已知是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是(    ) A. 开关始终接，当滑片向下滑动时电压表示数不变，电压表示数变大，电流表示数变小 B. 开关始终接，当滑片向上滑动时的电功率增大，示数的变化量与示数的变化量之比不变 C. 保持滑片的位置不变，将开关由改接，变压器输入功率变大 D. 保持滑片的位置不变，将开关由改接，电容器所带电荷量的最大值将增大 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.利用图所示的装置验证机械能守恒定律。 关于本实验的下列操作步骤，必要的是          。 A.用天平测量重物的质量 B.先接通电源后释放纸带 C.用秒表测量重物下落的时间 D.在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 实验得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到重物下落的起始点的距离分别为。已知当地重力加速度为，计时器打点周期为，设重物的质量为，从点到点的过程中，重物重力势能的减少量为          ，动能的增加量为          。 某同学用两个物体、分别进行实验，多次记录下落的高度和对应的速度大小，作出图像如图所示，实验操作规范。通过图像可以确定          。 A.受到的阻力大小恒定 B.的质量小于的质量 C.选择进行实验误差更小 某同学利用图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是          ，将该物理量用表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为          。 12.如图所示，间距的两平行竖直导轨空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，其中、两处为处于同一高度、长度可忽略不计的绝缘物质，其余部分均由金属材料制成，其上、下分别接有电阻和电容，开始时电容器不带电。现将一质量的导体棒从上磁场边界上方不同高度处紧贴导轨静止释放，导体棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻极小，忽略一切摩擦，不计回路自感，重力加速度取，上下导轨足够长。 试定性分析导体棒进入上方磁场区域时运动的情况，并画出其速率随时间变化可能的关系曲线。           导体棒通过后一瞬间，求电容器所带的电荷量。           求导体棒运动到下方处的速度大小。           四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上，长木板的右侧沿直线等间距放置着个相同的滑块，滑块的质量均为现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板，在长木板与滑块发生碰撞前，物块和长木板已共速．长木板上表面粗糙程度一致，所有的碰撞均为弹性碰撞，物块和滑块均可看作质点，重力加速度大小取． 若物块与长木板间的动摩擦因数为，则从物块滑上长木板至两者第一次共速时，物块相对于长木板运动的距离为多少？ 长木板与滑块碰撞后瞬间，二者的速度大小分别为多少？ 物块最终的速度大小为多少结果用表示？ 14.如图所示，一质量为的物块与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块向运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，、的图像如图所示已知从到时间内，物块运动的距离为、分离后，滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞，之后再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同斜面倾角为，与水平面光滑连接，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内求 第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值； 第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值； 物块与斜面间的动摩擦因数． 15.如图为利用海水流动发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为、宽为、高为的矩形水平管道。发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关和定值电阻相连。整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率朝正东方向流动，发电管道相当于电源，、两端相当于电源的两极，发电管道内海水的电阻为可视为电源内阻。管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为。不计地磁场的影响。 判断、两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势； 由于管道内海水中有电流通过，求磁场对管道内海水作用力的大小； 发电管道进、出口两端压力差的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率。求开关闭合后，该发电机的效率；在发电管道形状确定、海水的电阻、外电阻和管道内海水所受的摩擦阻力保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2026届高三全真模拟适应性考试 物理 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是 A. 此实验说明了光沿直线传播 B. 圆孔变小，衍射图样的范围反而变大 C. 圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D. 用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同 【答案】B  【解析】略 2.一定质量的理想气体从状态开始。第一次经绝热过程到状态；第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。图像如图所示。则(    ) A. 过程气体从外界吸热 B. 过程比过程气体对外界所做的功多 C. 气体在状态时比在状态时的分子平均动能小 D. 气体在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少 【答案】B  【解析】【分析】 本题主要考查了热力学第一定律的相关应用，理解图像的物理意义，能根据一定质量的理想气体的状态方程分析出气体状态参量的变化，结合热力学第一定律即可完成分析。 【解答】A.过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小。该过程气体对外不做功，故气体向外界放热， A错误； B.由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多， B正确； C.过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态时比在状态时的分子平均动能大，C错误； D.过程，气体的压强相等，体积变大温度变高，分子的平均动能变大，由气体压强的微观解释可知，在状态时比在状态时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。 故选B。 3.如图所示，，是同频率同步调的两个水波波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，、、、四个点为相应线条的交点，下列说法中正确的是(    ) A. 图中点到两波源、的距离之差等于该波半波长的奇数倍 B. 图中两波源、发出的波在点的振动步调总是相同的 C. 图中处质点的位移等于两列波各自在点引起的位移的矢量和 D. 不管波源、的频率如何变化，点总处于振动减弱区 【答案】C  【解析】A.在点波峰与波峰相遇，为振动加强点，到两波源、的距离之差等于该波半波长的偶数倍，故A错误； B.在点波峰与波谷相遇，为振动减弱点，两波源、发出的波在点的振动步调总是相反的，故B错误； C.由波的叠加原理可知，图中处质点的位移等于两列波各自在点引起的位移的矢量和，故C正确； D.由图可知，、是同频率同步调时，点处于振动减弱区，但、频率变化时，波长将发生变化，点到两波源的距离之差不一定等于半波长的奇数倍，所以点不一定处于振动减弱区，故D错误。 故选C。 4.有一个标有“，”的灯泡，一个标有“，”的滑动变阻器，一个电压为的恒压电源，一个电键，一个符合各自设计要求的电阻或，导线若干。甲和乙两同学分别设计出如下的调光电路：使电键闭合后，滑动变阻器的滑片由一端滑到另一端时，灯由正常发光逐渐变暗。下面评价他们所设计的电路的优点和缺点中正确的是(    ) A. 甲电路耗电量小，亮度变化范围大 B. 甲电路耗电量小，亮度变化范围小 C. 乙电路耗电量小，亮度变化范围大 D. 乙电路耗电量大，亮度变化范围小 【答案】B  【解析】略 5.科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是 A. 普朗克利用经典电磁理论，成功解释了图的粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B. 图表示的核反应属于重核聚变，聚变过程释放能量 C. 中向左偏转的是粒子，向右偏转的是粒子，不偏转的是粒子 D. 锌的逸出功为，用中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为 【答案】D  【解析】解析： A.卢瑟福成功解释了图的  粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，故A错误； B.图表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，故B错误； C.根据左手定则，粒子带负电，所受洛伦兹力向右，即向右偏转的是粒子；粒子带正电，所受洛伦兹力向左，即向左偏转的是粒子；粒子不带电，不受洛伦兹力，即粒子不偏转，故C错误； D.一群处于  能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为， 锌的逸出功为，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为，故D正确。 故选D。 6.电源的两个重要参数分别是电动势和内电阻。对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值。现有一个电动势为、内电阻为的电源和一阻值为的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示。设新的等效电源的电动势为，内电阻为。试根据以上信息，判断下列说法中正确的是(    ) A. 甲图中的， B. 甲图中的， C. 乙图中的， D. 乙图中的， 【答案】D  【解析】略 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.小刚同学用光电传感器研究光的波动现象，实验装置如图甲所示，某次实验中，得到了如图乙所示的光照强度分布图，则下列说法正确的是 A. 该同学观察到的是光的干涉图样 B. 该同学观察到的是光的衍射图样 C. 若仅减小单色光光源和中间缝屏的距离，则观察到的条纹的宽度将不变 D. 若换用光强度更大、频率更低的激光，则观察到的条纹的宽度将变大 【答案】BCD  【解析】略 8.如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中，和为等温过程，为等压过程，为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是(    ) A. 过程中，气体分子的平均动能不变 B. 过程中，气体温度增加 C. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D. 过程中，气体温度增加 【答案】AB  【解析】A.为等温过程，气体温度不变，所以气体分子的平均动能不变，故A正确； B.过程为等压变化，根据盖吕萨克定律，即有 从题图可知，由于气体体积在变大，所以气体温度增加，故B正确； C.为等温过程，从题图可知，气体体积在变大，单位体积分子数减少，且过程中分子平均动能不变，气体压强变小，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数在减少，故C错误； D.为等容变化，根据查理定律有 从题图可知，由于气体压强在变小，所以气体温度在降低，故D错误。 故选AB。 9.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台由静止开始缓慢加速转动，经过后小物块恰好滑离转台做平抛运动。已知小物块质量，转台半径，转台离水平地面的高度，小物块平抛落地过程水平位移的大小。假设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。则从小物块开始转动到滑离转台过程中(    ) A. 小物块与转台间的动摩擦因数为 B. 转台对小物块做功为 C. 摩擦力对小物块的冲量大小为 D. 小物块动量的变化量大小为 【答案】BD  【解析】A.在竖直方向上有，在水平方向上有，联立解得， 物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有，又，联立解得，故A错误 B. 根据动能定理可知，此过程中转台对小物块做功为，故B正确； ．小物块动量的变化量大小为，根据动量定理可知，此过程中摩擦力对小物块的冲量大小为，故C错误，D正确。 故选BD。 10.有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈、两端加上交变电流。已知是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是(    ) A. 开关始终接，当滑片向下滑动时电压表示数不变，电压表示数变大，电流表示数变小 B. 开关始终接，当滑片向上滑动时的电功率增大，示数的变化量与示数的变化量之比不变 C. 保持滑片的位置不变，将开关由改接，变压器输入功率变大 D. 保持滑片的位置不变，将开关由改接，电容器所带电荷量的最大值将增大 【答案】ABD  【解析】A、开关始终接不变，变压器输入电压不变，当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由于原、副线圈的匝数不变，变压器输出电压不变，即电压表示数不变，由于负载的电阻变大，所以电流会减小，电流表示数变小，而，所以会变大，即电压表示数变大，故A正确； B、根据变流比，：：可知，开关始终接，当滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据欧姆定律可知，电流表示数增大，电阻消耗的电功率增大，将原线圈和电阻看作等效电源，则示数的变化量与示数的变化量之比等于等效电源的内阻，恒定不变，故B正确； C、保持滑片的位置不变，将开关由改接时，原线圈匝数增大，根据变压比可知，：：，可知变小，副线圈输出功率变小，则原线圈输入功率变小，故C错误； D、保持滑片的位置不变，将开关由改接，原线圈匝数减小，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，电容器两端电压增大，最大值增大，，所带电荷量的最大值增大，故D正确。 故选：。 此题考查了理想变压器的构造和原理，解题的关键是电路结构的分析，明确电容器两端的电压，根据变压比和变流比分析各个量的变化。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.利用图所示的装置验证机械能守恒定律。 关于本实验的下列操作步骤，必要的是          。 A.用天平测量重物的质量 B.先接通电源后释放纸带 C.用秒表测量重物下落的时间 D.在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 实验得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到重物下落的起始点的距离分别为。已知当地重力加速度为，计时器打点周期为，设重物的质量为，从点到点的过程中，重物重力势能的减少量为          ，动能的增加量为          。 某同学用两个物体、分别进行实验，多次记录下落的高度和对应的速度大小，作出图像如图所示，实验操作规范。通过图像可以确定          。 A.受到的阻力大小恒定 B.的质量小于的质量 C.选择进行实验误差更小 某同学利用图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是          ，将该物理量用表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为          。 【答案】 遮光条初始位置到光电门的距离   【解析】若机械能守恒定律，需要验证，整理可得，故不需要测量重物的质量，A错误； B.利用打点计时器打点时，要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，B正确； C.打点计时器本身就可以记录打点的时间，故不需要秒表记录时间，C错误； D.验证机械能守恒，需要知道重物下落的高度，通过再纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到重物下落的高度，D正确。 故选BD。 由题可知，重力势能的减少量。 由匀变速直线运动规律可得，打点计时器打出点时重物的速度，重物动能的增加量。 设重物下落过程中受到的阻力为，由动能定理有，整理得，故在  图像中，其斜率为 。 A.由于的是一条通过原点的直线，即其斜率不变，故受到的阻力不变，A正确； 由图像可知的斜率大于的斜率，即有，解得，故用进行实验误差更小，B错误，C正确。 故选AC。 由于要计算重力势能的变化量，需要知道重物下落的高度，故需要测量遮光条释放的位置到光电门之间的距离； 要验证系统的机械能守恒，则需要验证，即，其中，整理可得。 12.如图所示，间距的两平行竖直导轨空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，其中、两处为处于同一高度、长度可忽略不计的绝缘物质，其余部分均由金属材料制成，其上、下分别接有电阻和电容，开始时电容器不带电。现将一质量的导体棒从上磁场边界上方不同高度处紧贴导轨静止释放，导体棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻极小，忽略一切摩擦，不计回路自感，重力加速度取，上下导轨足够长。 试定性分析导体棒进入上方磁场区域时运动的情况，并画出其速率随时间变化可能的关系曲线。           导体棒通过后一瞬间，求电容器所带的电荷量。           求导体棒运动到下方处的速度大小。           【答案】导体棒进入上方磁场区域时，根据牛顿第二定律可知 导体棒做加速度减小的变速运动，当加速度为零时，做匀速运动，速度大小 画出其速率随时间变化可能的关系曲线如图所示。 导体棒运动到之后一瞬间，由动量定理 回路，充电电流极大，则，而 解得， 导体棒速度突变后，由牛顿第二定律有， 解得根据可得。   【解析】略 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上，长木板的右侧沿直线等间距放置着个相同的滑块，滑块的质量均为现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板，在长木板与滑块发生碰撞前，物块和长木板已共速．长木板上表面粗糙程度一致，所有的碰撞均为弹性碰撞，物块和滑块均可看作质点，重力加速度大小取． 若物块与长木板间的动摩擦因数为，则从物块滑上长木板至两者第一次共速时，物块相对于长木板运动的距离为多少？ 长木板与滑块碰撞后瞬间，二者的速度大小分别为多少？ 物块最终的速度大小为多少结果用表示？ 【答案】以物块的初速度方向为正方向，物块与长木板组成的系统动量守恒，有，解得， 根据能量守恒定律，有，解得． 物块第一次与长木板共速后，长木板与滑块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得，，解得，，故长木板与滑块速度大小均为． 由于所有滑块质量相等，发生的碰撞都是弹性碰撞，所以滑块之间碰撞后交换速度，则第个滑块碰后的速度为，其他滑块处于静止状态， 长木板与滑块第一次碰撞后，物块第二次与长木板共速过程，根据动量守恒定律有，解得， 同理，可知长木板与滑块第二次发生弹性碰撞后的速度分别为、， 可知滑块碰后的速度为， 接着物块第三次与长木板共速的速度为， 长木板与滑块第三次发生弹性碰撞后的速度分别为，， 综上分析可知，长木板与滑块第次发生弹性碰撞后，物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度，．   【解析】略 14.如图所示，一质量为的物块与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块向运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，、的图像如图所示已知从到时间内，物块运动的距离为、分离后，滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞，之后再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同斜面倾角为，与水平面光滑连接，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内求 第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值； 第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值； 物块与斜面间的动摩擦因数． 【答案】解：设物块的质量为，时刻物块A、达到共速，弹簧弹性势能此时最大，设为，时间内两物块作用过程满足动量守恒定律，以水平向右为正方向，结合图数据得： 解得： 此过程对、和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得： 解得：； 时刻物块A、达到共速，此弹簧压缩量最大 因时间内两物块受到合力大小等于弹簧的弹力大小，故两物块所受合力大小相等，方向相反，又因 由牛顿第二定律可知物块做减速直线运动的加速度大小始终等于物块做加速直线运动的加速度大小的，那么在相同时间内，物块的速度减小量始终等于物块的速度增加量的，由图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，如图所所示： 已知：时间内，物块运动的距离为。即图中面积 物块相对匀速运动而减小的位移大小等于图中面积，由前述分析可知： 则时间内，物块运动的位移大小为： 由位移关系可得第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为： ； 已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同，且为。 设第一次下滑到斜面底端时的速度大小为其方向水平向左，与再次碰撞后的速度为，以水平向右为正方向，对与再次碰撞的过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，结合图数据得： 联立解得： 设在斜面上上滑的最大高度为，与斜面间的动摩擦因数为，对第一次滑上斜面到达最高点的过程，由动能定理得： 对第一次滑上斜面又到达斜面底端的过程，由动能定理得： 联立代入数据解得：。 答：第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为；； 第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为； 物块与斜面间的动摩擦因数为。  【解析】时刻物块、达到共速，弹簧弹性势能此时最大。时间内两物块作用过程，由动量守恒定律求得的质量；由机械能守恒定律求解弹簧弹性势能最大值； 时刻物块、达到共速，此时弹簧压缩量最大。已知时间内，物块运动的距离，根据牛顿第二定律，分析两物块运动中的物理量的关系，根据图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，求得物块位移，再由两物块的位移关系求解； 已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同。根据动量守恒定律和机械能守恒定律，求得第一次下滑到斜面底端时的速度大小；对在斜面上滑动的过程，由动能定理求解。 本题考查了力学三大原理，牛顿第二定律、功能关系、动量守恒定律的综合应用，运动过程较多，难度大。对于满足动量守恒定律的弹簧的碰撞问题，两物体共速时弹簧弹性势能最大；弹簧由原长变化到原长的过程类似于弹性碰撞。本题第问是加速度变化的过程，两物块的加速度大小存在恒定的比例关系，可利用图像的面积分析运动位移关系。 15.如图为利用海水流动发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为、宽为、高为的矩形水平管道。发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关和定值电阻相连。整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率朝正东方向流动，发电管道相当于电源，、两端相当于电源的两极，发电管道内海水的电阻为可视为电源内阻。管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为。不计地磁场的影响。 判断、两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势； 由于管道内海水中有电流通过，求磁场对管道内海水作用力的大小； 发电管道进、出口两端压力差的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率。求开关闭合后，该发电机的效率；在发电管道形状确定、海水的电阻、外电阻和管道内海水所受的摩擦阻力保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施。 【答案】由右手定则可知，海水中的正离子向端偏转，负离子向端偏转，故端电势高于端，可知端为电源的正极。 当开关断开时，两端的电压等于电源的电动势，即，稳定后导电离子匀速通过管道，所受电场力与洛伦兹力等大反向，则有  解得 开关闭合且稳定后，管道内的海水中有从端到端的电流，根据闭合电路欧姆定律得  根据安培力的表达式可得磁场对管道内海水作用力的大小为  稳定后还有匀速通过管道，以发电管道内的海水为研究对象，其受力平衡，可得压力差满足：安 由题意可得输入功率为  定值电阻消耗的电功率为：  该发电机的效率为：  将发电机的效率的表达式变形为：  可见在、、、保持不变的情况下，可采取增大发电管道内海水的流速和增强磁感应强度可以提高发电机效率。   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $