精品解析:2026届广西南宁市第三中学高三下学期收网题物理试卷
2026-07-05
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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) | 广西壮族自治区 |
| 地区(市) | 南宁市 |
| 地区(区县) | 兴宁区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.15 MB |
| 发布时间 | 2026-07-05 |
| 更新时间 | 2026-07-05 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58658694.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
南宁三中2026届毕业班收网题
物理
一、选择题:1~7小题,只有一项是符合题目要求,每小题4分,共28分。8~10题有多个选项正确,每小题6分,有错选不得分。
1. 一款自动驾驶汽车正在空旷的封闭道路上做直线行驶数据采集,记录仪因为受到某些干扰,输出了一些现实中不可能出现的图像,根据所学的物理知识推断,不可能的v-t图像是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,送餐智能机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时,端着的盘子保持水平,简化截面示意图如图乙所示,盘子里的水平碟子上有三块并排放置的小蛋糕。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法正确的是( )
A. 匀速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
B. 匀速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
C. 加速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
D. 加速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
3. 近日,中国宣布拟在700~800km高度的晨昏轨道建设由多颗卫星组成的大型数据中心系统,以缓解地面数据中心耗电、散热等难题。已知晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道,圆轨道面与地球晨昏线(黑夜与白昼的分界线)始终近似重合。下列说法正确的是( )
A. 晨昏轨道卫星不可能在更低的高度运行
B. 该数据中心系统绕地球运行的周期约为24h
C. 晨昏轨道卫星的环绕速度小于7.9km/s
D. 晨昏轨道卫星的环绕速度大于7.9km/s
4. 将锌板与验电器相连,验电器指针闭合。用紫外线灯照射锌板,验电器指针张开一定张角,如图所示。移去紫外线灯,验电器张角保持稳定。随后用红外线灯照射锌板,验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是( )
A. 紫外线灯照射后,验电器带负电
B. 延长红外线照射时间,验电器指针张角将增大
C. 增大红外线光照强度,验电器指针张角将增大
D. 用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板,验电器指针张角将增大
5. 如图所示为运动员投篮训练时的场景及篮球轨迹的示意图。完全相同的篮球甲、乙的运动轨迹分别对应图中虚线1、2,运动员两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平直线上。不计空气阻力和篮球自转,篮球从投出到进筐的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲球在空中运动的时间小于乙球在空中运动的时间
B. 甲球在空中运动的时间等于乙球在空中运动的时间
C. 甲球在空中运动的时间大于乙球在空中运动的时间
D. 不能确定甲、乙两球在空中运动时间的大小关系
6. 如图所示,一根粗细均匀、导热性能良好的玻璃管,用长度h=25cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体,固定静置在倾角为37°、足够长的光滑平板上。大气压强p0=76cmHg,环境温度不变,不计水银与管壁摩擦。下列说法正确的是( )
A. 被封气体的压强为101cmHg
B. 被封气体的压强为61cmHg
C. 若解除固定,水银柱再次相对玻璃管静止时,被封气体的压强为76cmHg
D. 若解除固定,水银柱再次相对玻璃管静止时,被封气体的压强为91cmHg
7. 如图所示,间距为d的足够长平行光滑金属导轨倾斜放置,导轨倾角为θ,导轨上端接有自感系数为L的电感线圈,质量为m、长度为d的金属棒垂直导轨放置,导轨处于垂直导轨平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属棒与导轨接触良好,重力加速度为g,不考虑电磁辐射,电感线圈的直流电阻和金属棒以及导轨的电阻均不计。t=0时刻将金属棒从导轨上某处静止释放,在金属棒运动全过程中,下列说法正确的是( )
A. 金属棒在导轨上先匀加速后匀减速运动 B. 金属棒的速度最大时,电流为
C. 金属棒的速度最大时,磁场能最大 D. 金属棒的最大位移为
8. 静电透镜是电子透镜中的一种,由带电导体所产生的静电场来使电子束聚集和成像的装置,它广泛应用于电子器件和电子显微镜中。已知某静电透镜内部的电场线的分布如图所示,其中A、B和C为电场中三个点,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的电场方向相同
B. B点的电场强度比C点的电场强度大
C. C点的电势比A点的电势低
D. 电子从A点运动至C点,电势能增大
9. 2026年5月18日00∶21、21∶44,柳州市柳南区(北纬24.38°,东经109.26°)先后发生两次5.2级地震,地震波有纵波和横波。若某次地震时波源产生横波的振动方程为,产生的横波的波长为3km,纵波的传播速度为6km/s,纵波和横波同时从波源传出,在震源正上方的A地感受到纵波和横波引起振动的时间差为s,下列判断正确的是( )
A. 在A地,先感觉到房屋上下晃动 B. 在A地,先感觉到房屋左右晃动
C. 地震产生的横波的频率为Hz D. A地离震源的距离为8km
10. 如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h。质量为m、电荷量为的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域后做圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度方向竖直向下
B. 粒子在上、下部分区域运动的轨道半径之比为
C. 粒子不从NS边界飞出的最小入射速度为
D. 粒子以的速度射入,恰好能经过Q点从MT边界飞出
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某小组用智能手机测重力加速度的大小。如图所示,先将手机固定在支架上,正对竖直放置的毫米刻度尺,再调节手机至慢动作模式,并将帧率设置为120fps(即1s拍摄120张照片)。开启手机录制视频,让小钢球从刻度尺上方静止释放,最后导出照片。实验中每间隔1帧选取1张照片,记录小钢球球心对应的刻度尺读数如下表。
照片编号
1
2
3
4
5
6
7
小钢球球心位置(单位:cm)
5.23
7.41
9.82
12.50
15.43
18.66
22.14
(1)选取后的连续两张照片拍摄的时间间隔________s(结果用分式表示);
(2)拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小________m/s(结果保留3位有效数字);
(3)分析表中数据,测得的重力加速度大小________(结果保留3位有效数字)。
12. 某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻,恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流,R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D,其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。
(1)由图乙可知,元件D的电阻随两端电压的增加而变________(填“大”或“小”)。
(2)当流过元件D的电流为10mA时,电阻箱R两端的电压为________V(保留一位小数),电阻箱接入电路的阻值为________(保留整数)。
(3)增大电阻箱接入电路的阻值,流过元件D的电流将变________(填“大”或“小”)。
(4)如丙图,设置电阻箱接入电路的电阻为180,并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的,元件,用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电,此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW(保留整数)。
13. 如图所示,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射.已知,BC边长为2L,该介质的折射率为.求:
(i)入射角i
(ii)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:或).
14. 如图所示,有一右端带光滑圆弧轨道的长直木板放置光滑水平面上,总质量为M=500g,水平部分长度L=2m,动摩擦因数μ=0.75,b、c两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点。现将一个质量为9m的小滑块放置在木板最左端a点,m=10g的子弹以v0=100m/s的水平速度向右射向小滑块,并在极短时间内打入小滑块,且留在其中。小滑块从b点切入圆弧轨道,并恰能冲到c点。(小钢球、小滑块均可视为质点,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)滑块对子弹的冲量;
(2)滑块从a点运动到b点的时间t;
(3)小滑块经b点时对轨道的压力大小。
15. 利用物理模型对问题进行分析,是重要的科学思维方法。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。氢原子核外电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为-e(e>0),求等效电流的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为、半径为的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为(为已知量)。
a、由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小;
b、设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功为定值。
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南宁三中2026届毕业班收网题
物理
一、选择题:1~7小题,只有一项是符合题目要求,每小题4分,共28分。8~10题有多个选项正确,每小题6分,有错选不得分。
1. 一款自动驾驶汽车正在空旷的封闭道路上做直线行驶数据采集,记录仪因为受到某些干扰,输出了一些现实中不可能出现的图像,根据所学的物理知识推断,不可能的v-t图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】汽车正在空旷的封闭道路上做直线运动,一个时刻对应一个速度(即速度不能突变),综合可知A选项不符合题意。
故选A。
2. 如图所示,送餐智能机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时,端着的盘子保持水平,简化截面示意图如图乙所示,盘子里的水平碟子上有三块并排放置的小蛋糕。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法正确的是( )
A. 匀速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
B. 匀速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
C. 加速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
D. 加速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.机器人匀速向前时,小蛋糕受力平衡,合力为0,不受摩擦力,故A、B错误;
CD.机器人沿斜坡方向加速向前运动时,合力沿斜面向上,摩擦力的方向平行于接触面,水平向前,故C正确,D错误。
故选 C。
3. 近日,中国宣布拟在700~800km高度的晨昏轨道建设由多颗卫星组成的大型数据中心系统,以缓解地面数据中心耗电、散热等难题。已知晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道,圆轨道面与地球晨昏线(黑夜与白昼的分界线)始终近似重合。下列说法正确的是( )
A. 晨昏轨道卫星不可能在更低的高度运行
B. 该数据中心系统绕地球运行的周期约为24h
C. 晨昏轨道卫星的环绕速度小于7.9km/s
D. 晨昏轨道卫星的环绕速度大于7.9km/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.晨昏轨道卫星的轨道平面与地球晨昏线近似重合,与地球一起绕太阳公转,且高度大小是不确定的(仅近似垂直于太阳光),故A错误;
B.由万有引力提供向心力得
轨道半径小于同步卫星轨道半径,所以周期小于24h,故B错误;
CD.由可知近地卫星的速率为——第一宇宙速度,晨昏轨道,其运行速率一定小于(第一宇宙速度),故C正确,D错误。
故选C。
4. 将锌板与验电器相连,验电器指针闭合。用紫外线灯照射锌板,验电器指针张开一定张角,如图所示。移去紫外线灯,验电器张角保持稳定。随后用红外线灯照射锌板,验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是( )
A. 紫外线灯照射后,验电器带负电
B. 延长红外线照射时间,验电器指针张角将增大
C. 增大红外线光照强度,验电器指针张角将增大
D. 用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板,验电器指针张角将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.紫外线灯照射在锌板上,验电器张开,表明紫外线可使锌板产生光电效应,原本不带电的锌板因为发射光电子带上正电,所以验电器带正电,故A错误;
BC.换成红外线灯后,验电器指针张角不变,表明红外线不能使锌板产生光电效应,光电效应产生与否只与光的频率有关,因此无论是延长红外线照射时间还是增大红外线光照强度,都不能使锌板发射光电子,因此验电器指针张角保持不变,故BC错误;
D.丝绸摩擦的玻璃棒带正电,将其靠近锌板,由于静电感应,将使验电器指针张角进一步增大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示为运动员投篮训练时的场景及篮球轨迹的示意图。完全相同的篮球甲、乙的运动轨迹分别对应图中虚线1、2,运动员两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平直线上。不计空气阻力和篮球自转,篮球从投出到进筐的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲球在空中运动的时间小于乙球在空中运动的时间
B. 甲球在空中运动的时间等于乙球在空中运动的时间
C. 甲球在空中运动的时间大于乙球在空中运动的时间
D. 不能确定甲、乙两球在空中运动时间的大小关系
【答案】A
【解析】
【详解】将斜抛运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向竖直上抛运动,由,得竖直初速度
总运动时间
故
故选A。
6. 如图所示,一根粗细均匀、导热性能良好的玻璃管,用长度h=25cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体,固定静置在倾角为37°、足够长的光滑平板上。大气压强p0=76cmHg,环境温度不变,不计水银与管壁摩擦。下列说法正确的是( )
A. 被封气体的压强为101cmHg
B. 被封气体的压强为61cmHg
C. 若解除固定,水银柱再次相对玻璃管静止时,被封气体的压强为76cmHg
D. 若解除固定,水银柱再次相对玻璃管静止时,被封气体的压强为91cmHg
【答案】C
【解析】
【详解】AB.玻璃管静止时,封闭气体的气压,故AB错误;
CD.当玻璃管沿平板稳定下滑时,对整个玻璃管,有
对水银柱,有
解得,故C正确;D错误。
故选C。
7. 如图所示,间距为d的足够长平行光滑金属导轨倾斜放置,导轨倾角为θ,导轨上端接有自感系数为L的电感线圈,质量为m、长度为d的金属棒垂直导轨放置,导轨处于垂直导轨平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属棒与导轨接触良好,重力加速度为g,不考虑电磁辐射,电感线圈的直流电阻和金属棒以及导轨的电阻均不计。t=0时刻将金属棒从导轨上某处静止释放,在金属棒运动全过程中,下列说法正确的是( )
A. 金属棒在导轨上先匀加速后匀减速运动 B. 金属棒的速度最大时,电流为
C. 金属棒的速度最大时,磁场能最大 D. 金属棒的最大位移为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.金属棒切割磁感线产生感应电动势,电感线圈两端电压,由于电阻不计,则,即
变形得
即
两边累加得
解得
金属棒受重力分力和安培力,由牛顿第二定律得
代入电流表达式得
可知金属棒做简谐运动,加速度随位移变化,不是匀变速运动,当加速度为零时速度最大,此时
解得,故A错误B正确;
C.磁场能,电流最大时磁场能最大。由可知位移最大时电流最大,此时速度为零,所以速度最大时磁场能不是最大,故C错误;
D.金属棒从静止开始运动,初始位置为简谐运动的一个端点,平衡位置满足
解得
根据简谐运动对称性,最大位移为,故D错误。
故选B。
8. 静电透镜是电子透镜中的一种,由带电导体所产生的静电场来使电子束聚集和成像的装置,它广泛应用于电子器件和电子显微镜中。已知某静电透镜内部的电场线的分布如图所示,其中A、B和C为电场中三个点,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的电场方向相同
B. B点的电场强度比C点的电场强度大
C. C点的电势比A点的电势低
D. 电子从A点运动至C点,电势能增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.电场线的疏密反映电场强度大小,切线方向为该点场强方向,可知A、B两点的电场方向不相同,B点的电场强度比C点的电场强度小,故AB错误;
C.沿电场线方向电势降低,可知点的电势比A点的电势低,又等势面和电场线垂直,点的电势等于C点的电势,得C点的电势比A点的电势低,故C正确,
D.电子从A点运动至C点,电势降低,根据可知电势能变大,故D正确。
故选CD。
9. 2026年5月18日00∶21、21∶44,柳州市柳南区(北纬24.38°,东经109.26°)先后发生两次5.2级地震,地震波有纵波和横波。若某次地震时波源产生横波的振动方程为,产生的横波的波长为3km,纵波的传播速度为6km/s,纵波和横波同时从波源传出,在震源正上方的A地感受到纵波和横波引起振动的时间差为s,下列判断正确的是( )
A. 在A地,先感觉到房屋上下晃动 B. 在A地,先感觉到房屋左右晃动
C. 地震产生的横波的频率为Hz D. A地离震源的距离为8km
【答案】AD
【解析】
【详解】C.横波振动方程
可知其频率为,故C错误;
D.根据
A地离震源的距离满足
解得,故D正确;
AB.纵波的传播速度大,可知在A地,纵波先到达,先感觉到房屋上下振动再感觉到左右晃动,故A正确,B错误。
故选AD。
10. 如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h。质量为m、电荷量为的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域后做圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度方向竖直向下
B. 粒子在上、下部分区域运动的轨道半径之比为
C. 粒子不从NS边界飞出的最小入射速度为
D. 粒子以的速度射入,恰好能经过Q点从MT边界飞出
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对粒子受力分析,受到的重力和电场力是一对平衡力,电场力竖直向上,由于该粒子带正电,所以匀强电场的电场强度方向竖直向上,故A错误;
BC.如图所示
设粒子不从NS边飞出的入射速度最小值为,对应的粒子在上下区,由
得
有
,
故粒子在上、下部分区域运动的轨道半径之比为
由
解得
故B正确,C错误;
D.如图所示
设粒子的入射速度为v,粒子在上下方区域的运动半径为和,粒子第一次通过KL时距离K点为x,由题意可知,粒子运动轨迹是对称的,有
且
得
(n小于等于3即可)
根据几何关系
得
即时
时
时
故粒子以的速度射入,恰好能经过Q点从MT边界飞出,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某小组用智能手机测重力加速度的大小。如图所示,先将手机固定在支架上,正对竖直放置的毫米刻度尺,再调节手机至慢动作模式,并将帧率设置为120fps(即1s拍摄120张照片)。开启手机录制视频,让小钢球从刻度尺上方静止释放,最后导出照片。实验中每间隔1帧选取1张照片,记录小钢球球心对应的刻度尺读数如下表。
照片编号
1
2
3
4
5
6
7
小钢球球心位置(单位:cm)
5.23
7.41
9.82
12.50
15.43
18.66
22.14
(1)选取后的连续两张照片拍摄的时间间隔________s(结果用分式表示);
(2)拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小________m/s(结果保留3位有效数字);
(3)分析表中数据,测得的重力加速度大小________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)
(2)1.68 (3)9.48
【解析】
【小问1详解】
因为实验中每间隔1帧选取1张照片,故
【小问2详解】
拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小
【小问3详解】
由逐差法得
12. 某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻,恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流,R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D,其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。
(1)由图乙可知,元件D的电阻随两端电压的增加而变________(填“大”或“小”)。
(2)当流过元件D的电流为10mA时,电阻箱R两端的电压为________V(保留一位小数),电阻箱接入电路的阻值为________(保留整数)。
(3)增大电阻箱接入电路的阻值,流过元件D的电流将变________(填“大”或“小”)。
(4)如丙图,设置电阻箱接入电路的电阻为180,并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的,元件,用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电,此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW(保留整数)。
【答案】(1)小 (2) ①. 4.2 ②. 210
(3)大 (4)90
【解析】
【小问1详解】
根据,可知图像的斜率表示电阻的倒数,由图乙可知电压增加,斜率变大,电阻变小。
【小问2详解】
[1][2]当D中电流为10mA时,由图乙知其两端电压为4.2V,电阻箱两端电压也为4.2V,流过电阻箱的电流为20mA,阻值为
【小问3详解】
若D元件电流变小,则电阻箱电流变大,电压变小,与电阻箱阻值变大矛盾,故D元件电流变大。
【小问4详解】
D和D1的电压相同,均设为U,它们的电流也相同,均设为I,于是电阻箱R的电压和电流分别为U和,于是有
整理为
在图乙中作出如图所示
图像与D元件伏安特性曲线的交点即为D和D1的工作状态。可得此时流过D和D1的电流均为5mA,两端电压均为3.6V。所以流过R的电流为20mA,R和D1的总电流为25mA,则消耗的总功率为
13. 如图所示,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射.已知,BC边长为2L,该介质的折射率为.求:
(i)入射角i
(ii)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:或).
【答案】(i);(ii)
【解析】
【详解】(i)根据全反射规律可知,光线在AB面上P点的入射角等于临界角C,由折射定律得
①
代入数据得
②
设光线在BC面上的折射角为,由几何关系得
③
根据光的折射定律
④
联立③④式代入数据得
⑤
(ii)在中,根据正弦定理得
⑥
设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得
⑦
⑧
联立⑥⑦⑧式,代入数据得
⑨
14. 如图所示,有一右端带光滑圆弧轨道的长直木板放置光滑水平面上,总质量为M=500g,水平部分长度L=2m,动摩擦因数μ=0.75,b、c两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点。现将一个质量为9m的小滑块放置在木板最左端a点,m=10g的子弹以v0=100m/s的水平速度向右射向小滑块,并在极短时间内打入小滑块,且留在其中。小滑块从b点切入圆弧轨道,并恰能冲到c点。(小钢球、小滑块均可视为质点,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)滑块对子弹的冲量;
(2)滑块从a点运动到b点的时间t;
(3)小滑块经b点时对轨道的压力大小。
【答案】(1),方向水平向左
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
子弹打入滑块内力远大于外力,打入过程可认为子弹滑块构成的系统动量守恒
可得
对子弹,应用动量定理
解得
冲量的大小为,方向水平向左
【小问2详解】
滑块从a点运动到b点过程中,对小滑块,根据牛顿第二定律
对长木板,根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动的位移时间关系,
位移关系
联立解得
【小问3详解】
滑块到达b点时,小滑块的速度
长木板的速度
经b点时,根据牛顿第二定律
由题意知,到c点滑块与木板速度相同,设共同速度为,水平方向动量守恒
机械能守恒
联立解得
根据牛顿第三定律,可知小滑块对轨道的压力
15. 利用物理模型对问题进行分析,是重要的科学思维方法。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。氢原子核外电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为-e(e>0),求等效电流的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为、半径为的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为(为已知量)。
a、由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小;
b、设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功为定值。
【答案】(1)
(2)a、;b、见解析
【解析】
【小问1详解】
等效电流的大小为
电子运动一周时间
解得
【小问2详解】
a、由题意
圆环运动一周
解得
等效电流为
得
磁通量与该电流成正比有
根据法拉第电磁感应定律有
b、圆环每转一圈外力所做的功,一部分增加了电能,另一部分使圆环动能增加。圆环每转一圈电能的增加量
角速度为时圆环上各点的线速度大小为
整个圆环的总动能为
故圆环转一圈的初、末动能分别为,
则
根据功能关系有
得
表达式中各量均为常量,可知圆环每转一圈外力所做的功W为定值。
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