精品解析：2026届广东湛江市雷州市第八中学高三下学期第三次集训训练物理试题

2026届雷州八中高三集训第三份物理试题 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. 核潜艇通过声呐信号探测敌方舰船的位置，并通过雷达信号纠正导弹的弹道轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 声呐信号和雷达信号能发生干涉现象 B. 雷达发射的信号可以在真空中传播，且是横波 C. 声呐发射的信号在水中发生衰减，指其频率不断减小 D. 若声呐接收到的信号频率大于发射频率，说明敌方舰船正在远离 2. 转角h-BN/石墨烯是一种新型的结构，当两层原子薄膜以微小的角度堆叠时，会形成一个类似氢原子两个能级形式的结构，两能级之间的能量差的大小满足。当电子从该结构的高能级跃迁到低能级时，释放的能量以一个波长为的光子形式放出，已知光速为c，则可推断常量k与普朗克常量h的关系为（　　） A. B. C. D. 3. 如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A. 在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B. 在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做负功 C. 在做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D. 在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 4. 如图甲所示，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物。该电鳗头部附近的电场线分布情况如图乙中实线所示，虚线为某一带电粒子的运动轨迹，只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 该带电粒子带正电 B. 该带电粒子在A点的速度小于在B点的速度 C. 该带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 D. 该带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 5. 图为应用于新能源汽车某生产环节的“无接触电磁限位”装置示意图，铁芯上绕有线圈，其正前方有一闭合铝环，二者共轴。当线圈中电流突然增大时，则（ ） A. 穿过铝环的磁通量变小 B. 铝环与线圈之间无作用力 C. 铝环与线圈之间有相互吸引的作用力 D. 轴线上，铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反 6. 新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩的输出电压，充电桩实际功率为，变压器均视为理想变压器，则（　　） A. 配电设施输出电流的频率为 B. 输电线损失的电压为 C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为 D. 该情境下输电效率为 7. 果农在约5米高的树上采摘榴莲时，割断果柄，树下另一人则双手撑开一个厚实的布袋。假设榴莲脱落后做自由落体运动，被布袋兜住的瞬间，接果的果农顺势将布袋下沉一段距离，榴莲在袋内经过约0.3秒速度减为零，整个过程榴莲完好无损。已知这颗榴莲质量为，重力加速度g取。关于这一接果过程，下列说法正确的是（　　） A. 榴莲从脱离树梢到刚接触布袋的过程中，动能随时间均匀增大 B. 榴莲刚接触布袋时，其动能大小为 C. 在布袋缓冲榴莲的过程中，布袋对榴莲的平均作用力大小为 D. 若果农没有顺势下沉而是僵住不动，使榴莲在内速度减为零，则榴莲受到的平均冲击力将超过 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 我国计划发射“天问三号”探测器，开展火星取样返回相关任务。设想“天问三号”在完成取样后，从半径为R的火星表面发射升空，先进入近火点高度为R、远火点高度为5R的椭圆轨道Ⅰ，然后在远火点变轨进入半径为6R的圆轨道Ⅱ，并与在轨运行的轨道器对接，如图所示。已知探测器的引力势能表达式为，（G为引力常量，M为火星质量，m为探测器质量，r为探测器到火星中心的距离）。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度 B. 探测器从轨道Ⅰ的近火点运动到远火点过程中，机械能逐渐增大 C. 探测器在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为 D. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的速度大小为 9. 如图所示，真空中位于同一高度的P、Q为带电量均为的点电荷，O点为P、Q连线的中点。一可视为质点、带电量为的小球从O点正上方的A点处由静止释放，A、P的连线与水平方向夹角，A、B两点关于O点对称。若以O点为位移零点、竖直向下为正方向、无限远处电势为零，则下列关于小球从A点运动到B点的过程中，其加速度、重力势能、机械能、电势能等随其位移变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，水平面内建立坐标系，在范围内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为的正方形导线框的边恰好位于磁场左边界上，导线框质量为，电阻为。某时刻给导线框瞬时冲量使其沿轴做减速运动，其感应电流随位移的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 刚进入磁场瞬间，导线框的电流沿顺时针方向 B. 导线框的加速度大小随速度大小均匀变化 C. 导线框沿轴移动的最大距离是 D. 导线框的位移是最大距离的时，导线框的电功率为 三、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 物理兴趣小组设计了如图甲所示的装置来验证动量守恒定律。O点为圆轨道竖直直径和水平挡板的交点。A球质量为，B球质量为，两球均看作质点；先让A球从右侧轨道上某一高度由静止释放，经过圆轨道最高点后做平抛运动，记下水平挡板上的落点M；然后在圆轨道最高处放上B球（由一小支架支撑），再让A球从同一位置由静止释放，当A球到达轨道最高点时，与B球发生对心碰撞，碰后两球平抛落在水平挡板上，记录两球的落点。 （1）在调节水平挡板时，发现挡板上水平仪中的气泡在右侧，如图乙所示，此时应将水平挡板左侧适当调______（选填“高”或“低”）。 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　）。 A. 需要测量圆弧轨道最高点到水平挡板之间的距离 B. 轨道的摩擦力对实验没有影响 C. 只能用A球撞击B球，不能用B球撞击A球 （3）设，当关系式______成立，即可验证两球碰撞过程动量守恒（用字母表示）。 12. 近年来，我国打响了碧水保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻。测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。 （1）利用图2中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤： a、分别将和的阻值调至最大； b、合上开关； c、调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； d、合上开关； e、反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的一半，此时的读数为。则灵敏电流计内阻为___________。 （2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图3所示，则___________cm。 （3）图1中与A极相连的是灵敏电流计的___________接线柱（填“正”或“负”）。 （4）闭合图1中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图4所示，则污水接入电路的电阻为___________。（用题中的字母a、b、c、v、D、表示） 13. 光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过在光纤另端接收到该光束。求： （1）光纤的折射率； （2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。 14. 如图，春节期间燃放的“火箭”型爆竹由A、B两部分构成，质量分别为m1＝0.2 kg、m2＝0.3 kg。现将“火箭”垂直于斜面静止摆放在倾角为37°的斜面上。点燃B底部火药（第一次爆炸），当A、B速度水平时，A、B间火药发生第二次爆炸，A、B分离瞬间，B速度为0，A速度大小为v1＝30 m/s，最终A撞击在与第一次爆炸位置同一高度的泥土堆上的C点。已知A撞击泥土堆的作用时间△t＝0.02 s，重力加速度大小g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，不计火药质量、空气阻力及“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，求： （1）第二次爆炸前瞬间，A、B整体的速度大小v共； （2）第一次爆炸过程中，火药释放的化学能E； （3）A撞击泥土堆过程中，泥土堆对A的冲量方向与水平方向夹角的正切值。 15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一个粒子源于处不断释放质量为，带电量为的离子，其初速度视为零，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀径向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为，不计离子重力。求： （1）离子进入静电分析器时的速度大小； （2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届雷州八中高三集训第三份物理试题 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. 核潜艇通过声呐信号探测敌方舰船的位置，并通过雷达信号纠正导弹的弹道轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 声呐信号和雷达信号能发生干涉现象 B. 雷达发射的信号可以在真空中传播，且是横波 C. 声呐发射的信号在水中发生衰减，指其频率不断减小 D. 若声呐接收到的信号频率大于发射频率，说明敌方舰船正在远离 【答案】B 【解析】 【详解】A．声呐信号是机械波，雷达信号是电磁波，二者本质不同、频率不同，不能发生干涉，故A错误； B．雷达发射的信号是电磁波，电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，且其振动方向与传播方向垂直，属于横波，故B正确； C．波的频率由波源决定，在传播过程中保持不变。声呐信号在水中衰减是指振幅减小、能量降低，频率不变，故C错误； D．根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发射频率；相互远离时接收到的频率小于发射频率。因此接收到的信号频率大于发射频率时，敌方舰船正在靠近，故D错误。 故选B。 2. 转角h-BN/石墨烯是一种新型的结构，当两层原子薄膜以微小的角度堆叠时，会形成一个类似氢原子两个能级形式的结构，两能级之间的能量差的大小满足。当电子从该结构的高能级跃迁到低能级时，释放的能量以一个波长为的光子形式放出，已知光速为c，则可推断常量k与普朗克常量h的关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题干给出的能级差公式 直接变形可得，故A错误； BD．电子跃迁释放的光子能量等于两能级差，光子能量满足 因此有 联立解得，故B正确,D错误； C．推导结果与正确公式的分子、分母关系不符，且缺少物理量的位置错误，故C错误。 故选B。 3. 如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A. 在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B. 在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做负功 C. 在做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D. 在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 【答案】D 【解析】 【详解】AB．压缩冲程中，柱塞对汽缸内气体做正功，柱塞机械能转化为气体内能，汽缸内气体内能增大，汽缸内气体温度升高，故AB错误； CD．做功冲程中，汽缸内气体对柱塞做正功，将内能转化为机械能，汽缸内气体内能减少，汽缸内气体温度降低；由于汽缸内气体质量不变，气体体积增大，由理想气体状态方程可知气体压强变小，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物。该电鳗头部附近的电场线分布情况如图乙中实线所示，虚线为某一带电粒子的运动轨迹，只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 该带电粒子带正电 B. 该带电粒子在A点的速度小于在B点的速度 C. 该带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 D. 该带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子所受电场力指向轨迹的凹侧，由图可知电场力方向沿电场线向左，图中电场方向沿电场线向右，电场力方向与电场方向相反，因此粒子带负电，故A错误。 B．若粒子从到,则电场力向右，位移向右，电场力做正功，动能增大，故 若粒子从到，则电场力向右，位移向左，电场力做负功，动能减小，，故B错误； C．电场线的疏密表示电场强度大小，A点电场线比B点更密，因此 由 可得，即A点加速度大于B点的加速度，故C正确； D．沿电场线方向电势降低，电场向右，因此 粒子带负电（），由电势能公式 可得 即A点电势能小于B点，故D错误； 故选C。 5. 图为应用于新能源汽车某生产环节的“无接触电磁限位”装置示意图，铁芯上绕有线圈，其正前方有一闭合铝环，二者共轴。当线圈中电流突然增大时，则（ ） A. 穿过铝环的磁通量变小 B. 铝环与线圈之间无作用力 C. 铝环与线圈之间有相互吸引的作用力 D. 轴线上，铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】A．当线圈中电流突然增大时，电流产生的磁场，其磁感应强度变大，根据可知穿过铝环的磁通量增大，故A错误； BC．根据楞次定律可知铝环与线圈之间有力的作用，且为斥力，故BC错误； D．根据楞次定律可知轴线上，铝环感应电流的磁场与线圈产生的磁场方向相反，故D正确。 故选D。 6. 新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩的输出电压，充电桩实际功率为，变压器均视为理想变压器，则（　　） A. 配电设施输出电流的频率为 B. 输电线损失的电压为 C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为 D. 该情境下输电效率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由充电桩输出电压表达式可知，角速度，则交流电的频率 变压器不改变交流电的频率，故配电设施输出电流的频率为，故A错误； B．充电桩输出电压的有效值 根据功率可得充电桩电流 根据理想变压器电流与匝数成反比，可得输电线电流 则输电线损失的电压，故B正确； C．根据理想变压器电压与匝数成正比，可得降压变压器原线圈电压 升压变压器副线圈电压 则升压变压器原、副线圈的匝数比，故C错误； D．输电线上损失的功率 输电效率，故D错误。 故选B。 7. 果农在约5米高的树上采摘榴莲时，割断果柄，树下另一人则双手撑开一个厚实的布袋。假设榴莲脱落后做自由落体运动，被布袋兜住的瞬间，接果的果农顺势将布袋下沉一段距离，榴莲在袋内经过约0.3秒速度减为零，整个过程榴莲完好无损。已知这颗榴莲质量为，重力加速度g取。关于这一接果过程，下列说法正确的是（　　） A. 榴莲从脱离树梢到刚接触布袋的过程中，动能随时间均匀增大 B. 榴莲刚接触布袋时，其动能大小为 C. 在布袋缓冲榴莲的过程中，布袋对榴莲的平均作用力大小为 D. 若果农没有顺势下沉而是僵住不动，使榴莲在内速度减为零，则榴莲受到的平均冲击力将超过 【答案】D 【解析】 【详解】A．榴莲做自由落体运动，速度 动能 可知动能与时间的平方成正比，不是随时间均匀增大，故A错误； B．榴莲刚接触布袋时，下落高度 根据机械能守恒定律，动能 ，故B错误； C．榴莲刚接触布袋时的速度 在缓冲过程中，取竖直向上为正方向，根据动量定理有 解得平均作用力 ，故C错误； D．若果农僵住不动，作用时间 ，根据动量定理有 解得 因为 ，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。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 我国计划发射“天问三号”探测器，开展火星取样返回相关任务。设想“天问三号”在完成取样后，从半径为R的火星表面发射升空，先进入近火点高度为R、远火点高度为5R的椭圆轨道Ⅰ，然后在远火点变轨进入半径为6R的圆轨道Ⅱ，并与在轨运行的轨道器对接，如图所示。已知探测器的引力势能表达式为，（G为引力常量，M为火星质量，m为探测器质量，r为探测器到火星中心的距离）。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度 B. 探测器从轨道Ⅰ的近火点运动到远火点过程中，机械能逐渐增大 C. 探测器在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为 D. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可得， 所以，故A正确； B．探测器从轨道Ⅰ的近火点运动到远火点过程中，只有引力做功，机械能守恒，故B错误； C．根据开普勒第三定律可得 所以探测器在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为，故C错误； D．探测器在轨道Ⅰ上由近火点运动到远火点，机械能守恒，则 根据开普勒第二定律可得 联立解得，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，真空中位于同一高度的P、Q为带电量均为的点电荷，O点为P、Q连线的中点。一可视为质点、带电量为的小球从O点正上方的A点处由静止释放，A、P的连线与水平方向夹角，A、B两点关于O点对称。若以O点为位移零点、竖直向下为正方向、无限远处电势为零，则下列关于小球从A点运动到B点的过程中，其加速度、重力势能、机械能、电势能等随其位移变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球带正电，设点电荷到O点的距离为L，中垂线某点到O的距离为x，则该点电场为 根据数学求导可知 令该导数为0，解得时，电场强度最大，则从A点到O点和从O点到B点，电场强度都是先增大，后减小； 根据牛顿第二定律可知在A点有 在B点有 可见从A点到O点加速度先减小，后增大；从O点到B点，加速度先增大后减小，且A点的加速度小于B点的加速度，但小球在B点的加速度应大于O点加速度g，故A错误； B．重力势能的计算公式为，可知重力势能与位移成线性关系，随着x的增大不断减小，故B正确； C．电场力对小球先做负功，再做正功，则机械能应先减小，后增大； 根据可知，图像斜率代表电场力，即在O处，斜率为0，故C正确； D．电场力做功为 电场力对小球先做负功，再做正功，则电势能先增大，后减小，故D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，水平面内建立坐标系，在范围内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为的正方形导线框的边恰好位于磁场左边界上，导线框质量为，电阻为。某时刻给导线框瞬时冲量使其沿轴做减速运动，其感应电流随位移的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 刚进入磁场瞬间，导线框的电流沿顺时针方向 B. 导线框的加速度大小随速度大小均匀变化 C. 导线框沿轴移动的最大距离是 D. 导线框的位移是最大距离的时，导线框的电功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，线框向右运动，向里的磁通量增加，感应电流产生的磁场要阻碍磁通量增加，因此感应电流的磁场方向向外。由右手螺旋定则，电流应为逆时针，A错误。 B．感应电流 安培力 加速度 即与成正比，随速度均匀变化，B正确。 C．线框所受安培力的冲量等于其动量的变化量。线框初速度 初动量 线框运动分为进入（）和离开（）两个阶段，通过的总电荷量 由 得 解得最大位移，C错误。 D．由图乙，电流随位移线性变化：时，时电流大小为。 当位移为最大距离的时，电流大小为，电功率，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 物理兴趣小组设计了如图甲所示的装置来验证动量守恒定律。O点为圆轨道竖直直径和水平挡板的交点。A球质量为，B球质量为，两球均看作质点；先让A球从右侧轨道上某一高度由静止释放，经过圆轨道最高点后做平抛运动，记下水平挡板上的落点M；然后在圆轨道最高处放上B球（由一小支架支撑），再让A球从同一位置由静止释放，当A球到达轨道最高点时，与B球发生对心碰撞，碰后两球平抛落在水平挡板上，记录两球的落点。 （1）在调节水平挡板时，发现挡板上水平仪中的气泡在右侧，如图乙所示，此时应将水平挡板左侧适当调______（选填“高”或“低”）。 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　）。 A. 需要测量圆弧轨道最高点到水平挡板之间的距离 B. 轨道的摩擦力对实验没有影响 C. 只能用A球撞击B球，不能用B球撞击A球 （3）设，当关系式______成立，即可验证两球碰撞过程动量守恒（用字母表示）。 【答案】（1）高 （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 水平仪的气泡会向位置更高的一侧偏移，气泡在右侧说明挡板右侧偏高、左侧偏低，因此需要将挡板左侧适当调高，让挡板恢复水平。 【小问2详解】 A．两球碰撞后均做平抛运动，下落高度相同，运动时间相等，水平位移，因此速度与水平位移成正比，验证动量守恒时可以直接用水平位移替代速度，不需要测量平抛运动的竖直下落高度，故A错误； B．实验要求入射球每次从同一位置由静止释放，以保证碰撞前的速度恒定。只要释放点固定，轨道摩擦力的影响就是固定的，不会改变“每次到达圆轨道最高点速度相同”这一前提，因此对验证动量守恒本身没有影响，故B正确； C．如果用质量大的球去撞击质量小的球，球会向右运动，一样可以根据动量守恒定律得到相关表达式。只要球的落点在水平挡板上就可以测量数据，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 碰撞前，只有球运动，落点为，水平位移大小为。碰撞后，球落点为，水平位移大小为；球反弹，落点为，水平位移大小为。题目中点为圆心投影，在的左侧，在的右侧。设碰撞前球的速度大小为。碰撞后球的速度大小为，球的速度大小为，根据动量守恒定律可得 两边同乘以平抛运动时间，将速度转换为水平位移可得 当上式成立，即可验证两球碰撞过程动量守恒。 12. 近年来，我国打响了碧水保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻。测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。 （1）利用图2中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤： a、分别将和的阻值调至最大； b、合上开关； c、调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； d、合上开关； e、反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的一半，此时的读数为。则灵敏电流计内阻为___________。 （2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图3所示，则___________cm。 （3）图1中与A极相连的是灵敏电流计的___________接线柱（填“正”或“负”）。 （4）闭合图1中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图4所示，则污水接入电路的电阻为___________。（用题中的字母a、b、c、v、D、表示） 【答案】 ①. ②. 3.035 ③. 正 ④. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]实验中应保持合上与断开两种情况下的示数为G的满偏电流，当合上时，G的示数为 此时流过的电流也为，得 （2）[2]由游标卡尺读数原理可得，直径 。 （3）[3]由左手定则可得正离子往A极方向运动、负离子往C极方向运动，所以与A极相连的是灵敏电流计的正接线柱。 （4）[4]由 得电源电动势为 由欧姆定律可得 其中r为污水的电阻，所以 由图像可得斜率 纵截距 所以 故 13. 光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过在光纤另端接收到该光束。求： （1）光纤的折射率； （2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。 【答案】（1）1.5；（2）0.4mm 【解析】 【详解】（1）光在长直光纤中传输 解得 光纤的折射率 解得 （2）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射 由几何关系可知 又 解得 14. 如图，春节期间燃放的“火箭”型爆竹由A、B两部分构成，质量分别为m1＝0.2 kg、m2＝0.3 kg。现将“火箭”垂直于斜面静止摆放在倾角为37°的斜面上。点燃B底部火药（第一次爆炸），当A、B速度水平时，A、B间火药发生第二次爆炸，A、B分离瞬间，B速度为0，A速度大小为v1＝30 m/s，最终A撞击在与第一次爆炸位置同一高度的泥土堆上的C点。已知A撞击泥土堆的作用时间△t＝0.02 s，重力加速度大小g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，不计火药质量、空气阻力及“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，求： （1）第二次爆炸前瞬间，A、B整体的速度大小v共； （2）第一次爆炸过程中，火药释放的化学能E； （3）A撞击泥土堆过程中，泥土堆对A的冲量方向与水平方向夹角的正切值。 【答案】（1） （2） （3）0.54 【解析】 【小问1详解】 第二次爆炸过程时间极短，水平方向动量守恒，爆炸后速度为0，速度为，由动量守恒定律 代入，， 解得 【小问2详解】 第一次爆炸后，整体沿垂直斜面向上做斜抛运动，最高点速度水平，即最高点速度就是斜抛的水平分速度​。 斜面倾角，垂直斜面方向与水平方向夹角为，因此斜抛初速度满足 代入， 得 第一次爆炸释放的化学能全部转化为整体动能，因此 代入数据解得 【小问3详解】 斜抛上升过程中，初速度竖直分量 由运动对称性，下落到与爆炸点同高的点时，竖直速度大小，方向向下； 爆炸后水平速度保持不变。 对撞击过程应用动量定理，设泥土冲量的水平分量大小为，竖直分量大小为，撞击后速度为0。 水平方向​ 竖直方向 设冲量与水平方向夹角为，则 代入，，， 解得 15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一个粒子源于处不断释放质量为，带电量为的离子，其初速度视为零，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀径向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为，不计离子重力。求： （1）离子进入静电分析器时的速度大小； （2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速电场中运动，由动能定理   解得 【小问2详解】 ① 静电分析器中，径向电场力提供离子圆周运动的向心力   代入 化简得：  ② 离子沿直径进入磁场，偏转后速度水平向右垂直打在硅片上，可得偏转角为。对圆形磁场中沿直径入射的离子，由几何关系得离子轨迹半径 。 洛伦兹力提供向心力   代入，化简得 【小问3详解】 设离子在磁场中轨迹半径为，由 可知越大，越小。 硅片与等高，因此只有离子打在硅片上（为交点纵坐标）才符合要求，推导得与满足 离子全部打在硅片上。 将代入不等式   解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $