精品解析：2024届安徽高三下学期三模物理试卷

2024年安徽省高考物理三模试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的（　　） A. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B. 在研究光电效应饱和电流时，由可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度越大，饱和电流越大 C. 入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3v时，此时光电流的遏止电压为 D. 用一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，A错误； B．在研究光电效应饱和电流时，光电管所加电压与饱和电流无关，饱和电流与光照强度有关，光照强度越大，饱和电流越大，B错误； C．入射光频率为时，刚好发生光电效应现象，由光电效应规律可知 将入射光频率变为时，由爱因斯坦光电效应方程可得 解得 由动能定理可得 解得此时光电流的遏止电压为 C正确； D．根据光电效应方程 光子能量一定，光电子的最大初动能大，说明金属的截止频率低，D错误。 故选C。 2. 为测定某一质量为的带电小球所带的电荷量，某同学将该电荷用长为的绝缘细线悬挂在两竖直放置的平行金属板间，调整两板间距为，给两板加的电压时，测得小球偏离竖直方向的距离为，重力加速度取，则小球所带的电荷量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据小球向左偏可知，小球带负电，设绳与竖直夹角为，则 根据 解得 故选A。 3. 如图所示，小木块A用细线悬挂在O点，此刻小木块的重力势能为零。一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角为处。如果保持子弹入射的速度大小不变，而使子弹的质量增大，则最大摆角、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差有（　　） A. 角增大，也增大 B. 角增大，减小 C. 角减小，增大 D. 角减小，也减小 【答案】A 【解析】 【详解】设子弹的初速度为，质量为，木块A的质量为，在子弹与木块相互作用达到共同速度的过程中，因时间极短，二者组成的系统动量守恒，则有 解得 子弹和木块一起摆动到最大摆角过程，根据机械能守恒可得 解得 则越大，越小，则角也越大。获得共同速度后，在向上摆动的过程中，A和B的机械能守恒，则初态的机械能等于末态的机械能，所以子弹的初动能与系统在最高点时的机械能之差 则越大，越大。 故选A。 4. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中 A. 先做匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知：由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的，A错误； B．由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到O，电势是先升高后降低，B错误； C．由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，C错误； D．由b到ac连线的中点O的过程中，电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D正确； 故选D． 考点：等量同号电荷的电场特点． 【名师点睛】bd连线即为ac连线的中垂线，因此解决本题的关键是明确等量正电荷连线的中垂线上电场特点，从而进一步判断所受电场力、电势、电势能等变化情况． 5. 如图所示，横截面为四分之一圆的柱状透明介质放在水平地面上，半径为R，介质折射率为。一束水平光线垂直界面由A点射入介质，经介质折射后射到水平地面上的B点。已知O、A间距为，则O、B之间的距离为（　　） A. B. C. 2R D. 【答案】B 【解析】 【详解】作出光路图，如图 则 解得 则 由折射率 解得 由几何关系知 则 解得 则O、B之间的距离为 故B正确。 故选B。 6. 如图所示，在水平地面上固定一倾角为30°的光滑斜面，一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧，其下端固定在斜面底端，整根弹簧足够长且处于自然状态。质量为m=2.0kg的滑块从距离弹簧上端x0=0.35m处由静止释放。设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度大小为g=10m/s2。规定滑块释放处为坐标原点O、沿斜面向下为位移x正方向。则（　　） A. 滑块下滑到距离O点0.45m处时，速度达最大值 B. 滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块的机械能守恒 C. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为a=10m/s2 D. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为a=（25-50x）m/s2 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．速度达最大值时加速度为0，则有 解得 所以滑块下滑到距离O点0.45m处时，速度达最大值，则A正确； B．滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能守恒，滑块的机械能不守恒，所以B错误； C．当滑块下滑位移时，其加速度大小为 所以C错误； D．当滑块下滑位移时，其加速度大小为 所以D错误； 故选A。 7. 北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C. 分别由轨道1与轨道2经过P点时，加速度大小相等 D. 在轨道2上经过Q点时的速度小于经过轨道1上P点时的速度 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．嫦娥五号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥五号的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，A错误； B．卫星在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，B错误； C．在P点嫦娥五号卫星产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在P点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等，方向相同，C正确； D．卫星的运行速度由轨道半径决定，半径越大，运行速度越小 所以在轨道1上经过P点做圆周运动的运行速度小于经过Q点绕月球做圆周运动的运行速度，又因为卫星在轨道2经过Q点要做离心运动，所以其速度大于经过Q点做圆周运动的速度，那么，卫星在轨道2经过Q点时速度就大于轨道1经过P点时的速度，D错误； 故选C。 8. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为运动员进行的带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿x轴负方向传播 B. 该时刻P点的位移为 C. 再经过0.25s，P点到达平衡位置 D. 质点Q的振动方程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时，质点Q向上运动，根据波传播的“上波下、下波上”的特点，波沿轴正方向传播，故A错误； C．波速为 由乙图可知，质点的振幅，时质点Q向上振动，质点P向下振动，起振的时间差 故二者的初相位相差，故从开始时质点P的振动方程为 故再经过时 即P点到达平衡位置，故C正确； B．由图甲可知，波长 由P点和Q点平衡位置相距可知，时P点的位移 故B错误； D．时Q点向下振动，故质点Q的振动方程为 故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25m，人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度18m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 运动员匀加速运动的距离为81m B. 匀加速过程中，绳子的平均弹力为200N C. 运动员入弯时的向心力为648N D. 入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．运动员匀加速运动的加速度为 运动员匀加速运动的距离为 故A错误； B．匀加速过程中，绳子的平均弹力为 故B正确； C．运动员入弯时的向心力为 故C正确； D．入弯时冰刀与水平冰面的夹角的正切值为 可知入弯时冰刀与水平冰面的夹角小于，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，质量为、长为的金属杆，以一定的初速度从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行，轨道平面与水平面成角，轨道平面处于磁感应强度为、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，两导轨上端用一阻值为的电阻相连，轨道与金属杆的电阻均不计，金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端，则金属杆（　　） A. 在上滑和下滑过程中的平均速度均小于 B. 在上滑过程中克服安培力做的功等于下滑过程中克服安培力做的功 C. 在上滑过程中电阻上产生的焦耳热等于金属杆减少的动能 D. 在上滑过程中通过电阻的电荷量等于下滑过程中通过电阻的电荷量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．上滑时由牛顿第二定律 即上滑时导体棒做加速度减小的减速运动，可知上滑时的位移小于做匀减速运动的时的位移，则上滑时的平均速度小于；同理知道，下滑时由牛顿第二定律  下滑过程中ab杆做加速度逐渐减小的变加速直线运动，由于机械能有损失，所以ab杆经过同一位置时上滑的速度大于下滑的速度，则下滑过程的平均速度小于上滑的平均速度，即小于， 选项A正确； B．经过同一位置时下滑的速度小于上滑的速度，下滑时ab杆受到的安培力小于上滑所受的安培力，则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值，所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功；故B错误； C．在上滑过程中，金属杆ab减小的动能转化为焦耳热和棒的重力势能；故上滑过程中电阻R上产生的焦耳热小于金属杆ab减小的动能；故C错误； D．根据感应电量经验公式 知上滑过程和下滑过程回路磁通量的变化量相等，则通过电阻R的电荷量相等，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率实验，在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像。 （1）以下说法正确的是___________； A．入射角越大越好 B．入射角越小越好 C．P1、P2及P3、P4之间的距离越小越好 D．P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 （2）该玻璃砖的折射率___________，另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时，在另一侧任何方向看不到大头针的像，可能的原因是___________。 【答案】 ①. D ②. ③. 发生了全反射 【解析】 【详解】(1)[1]为了提高实验的精确度，实验时大头针之间的距离适当大些，入射角适当大些。故ABC错误；D正确。 故选D。 (2)[2]根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为 [3] 另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时，在另一侧任何方向看不到大头针的像，可能的原因是发生了全反射。 12. 为了测定一电压表的内阻，给定以下器材： A.电压表，内阻约为几千欧   电流表 C.电流表 滑动变阻器欧 E.电源的干电池节 开关及导线若干 （1）为了获得多组测量数据，请设计电路图并画在虚线框内______ （2）实验中电流表应选用B，不应该选用C，其理由是______ （3）下表是此次实验中测得的组数据 试验次数 电压 电流 请在坐标纸上描点作出图线______。 （4）根据图线，计算得到电压表的内阻为______ 【答案】（1） （2）由于待测电压表的满偏电流在1mA左右，远小于电流表C的额定电流，故不能选电流表C （3） （4）4 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆定律可求出电压表的额定电流在1mA左右，与电流表B量程接近，故可将待测电压表与电流表B串联，又因为滑动变阻器最大阻值远小于待测电压表内阻，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示 【小问2详解】 由于待测电压表的满偏电流在1mA左右，远小于电流表C的额定电流，故不能选电流表C。 【小问3详解】 根据表中数据取标度、描点、连线如图所示 【小问4详解】 U-I图像斜率代表电阻，根据U-I图像可求出电压表内阻 RV=k=4 四、计算题：本大题共1小题，共14分。 13. 在滑雪比赛中，某运动员从跳台上的A点以速度与水平方向成角斜向上起跳，落在倾角的斜坡上的B点，着陆时速度方向与斜坡的夹角，如图所示。已知运动员和装备（均可视为质点）总质量，着陆缓冲的时间，着陆缓冲过程运动员不反弹、沿斜坡方向的速度不变，重力加速度大小，不计空气阻力，，，，。求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员着陆缓冲过程受到的平均支持力大小。 【答案】（1）2.5s；（2）1152N 【解析】 【详解】（1）运动员在空中做斜抛运动，根据抛体运动规律 解得 （2）运动员着陆时，由动量定理 解得 五、简答题：本大题共2小题，共28分。 14. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移时再次平衡。已知室温为，大气压强，不计一切摩擦，。 （1）求倾倒的沙子的质量； （2）若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度为多大？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以活塞为研究的对象，倒上沙子后 以气体为研究的对象，活塞下移的过程中温度不变，则 其中 联立可得 （2）对缸底缓慢加热的过程中气体的压强不变温度升高，物体增大，初状态：，；末状态：， 由盖吕萨克定律可知 即 解得 15. 我国的东方超环（EAST）是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子，没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，速度为v，两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。 （1）两极板间不加电压，只利用磁场使离子发生偏转，若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬，求磁场的磁感应强度的大小B。 （2）以下极板左端点为坐标原点建立坐标系，沿板建立x轴，垂直板建立y轴，如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U，恰好所有离子均被吸附在下极板。 a．求极板的长度L，并分析落在x轴上坐标为范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范围。 b．离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律，若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为，求随x变化的规律，在图2中作出图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。（若远小于x，则） 【答案】（1）；（2）a．，；b．，，图线下的面积代表单位时间内落在下极板的离子数。 【解析】 【详解】（1）离子恰好被全部吞噬时，离子的运动半径 由洛伦兹力提供向心力 得 （2）a．离子恰好全部落在下极板，则从上极板边缘进入电场中的离子沿板方向做匀速直线运动有 离子受到电场力 根据牛顿第二定律有 垂直板方向做匀变速直线运动有 得 落在下极板 位置的离子，在电场中的运动时间 进入电场时的纵坐标 同理，落在下极板位置的离子，进入电场时纵坐标 离子从 区间进入电场。 b．单位时间从范围内进入电场的离子，落在区间，由离子数量相等有 得 图像如图所示 图线下的面积代表单位时间内落在下极板的离子数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年安徽省高考物理三模试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的（　　） A. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B. 在研究光电效应饱和电流时，由可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度越大，饱和电流越大 C. 入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3v时，此时光电流的遏止电压为 D. 用一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高 2. 为测定某一质量为的带电小球所带的电荷量，某同学将该电荷用长为的绝缘细线悬挂在两竖直放置的平行金属板间，调整两板间距为，给两板加的电压时，测得小球偏离竖直方向的距离为，重力加速度取，则小球所带的电荷量为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，小木块A用细线悬挂在O点，此刻小木块的重力势能为零。一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角为处。如果保持子弹入射的速度大小不变，而使子弹的质量增大，则最大摆角、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差有（　　） A. 角增大，也增大 B. 角增大，减小 C. 角减小，增大 D. 角减小，也减小 4. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中 A. 先做匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大 5. 如图所示，横截面为四分之一圆的柱状透明介质放在水平地面上，半径为R，介质折射率为。一束水平光线垂直界面由A点射入介质，经介质折射后射到水平地面上的B点。已知O、A间距为，则O、B之间的距离为（　　） A. B. C. 2R D. 6. 如图所示，在水平地面上固定一倾角为30°的光滑斜面，一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧，其下端固定在斜面底端，整根弹簧足够长且处于自然状态。质量为m=2.0kg的滑块从距离弹簧上端x0=0.35m处由静止释放。设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度大小为g=10m/s2。规定滑块释放处为坐标原点O、沿斜面向下为位移x正方向。则（　　） A. 滑块下滑到距离O点0.45m处时，速度达最大值 B. 滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块的机械能守恒 C. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为a=10m/s2 D. 当滑块下滑位移时，其加速度大小为a=（25-50x）m/s2 7. 北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C. 分别由轨道1与轨道2经过P点时，加速度大小相等 D. 在轨道2上经过Q点时的速度小于经过轨道1上P点时的速度 8. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为运动员进行的带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿x轴负方向传播 B. 该时刻P点的位移为 C. 再经过0.25s，P点到达平衡位置 D. 质点Q的振动方程为 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25m，人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度18m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 运动员匀加速运动的距离为81m B. 匀加速过程中，绳子的平均弹力为200N C. 运动员入弯时的向心力为648N D. 入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于 10. 如图所示，质量为、长为的金属杆，以一定的初速度从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行，轨道平面与水平面成角，轨道平面处于磁感应强度为、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，两导轨上端用一阻值为的电阻相连，轨道与金属杆的电阻均不计，金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端，则金属杆（　　） A. 在上滑和下滑过程中的平均速度均小于 B. 在上滑过程中克服安培力做的功等于下滑过程中克服安培力做的功 C. 在上滑过程中电阻上产生的焦耳热等于金属杆减少的动能 D. 在上滑过程中通过电阻的电荷量等于下滑过程中通过电阻的电荷量 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率实验，在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像。 （1）以下说法正确的是___________； A．入射角越大越好 B．入射角越小越好 C．P1、P2及P3、P4之间的距离越小越好 D．P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 （2）该玻璃砖的折射率___________，另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时，在另一侧任何方向看不到大头针的像，可能的原因是___________。 12. 为了测定一电压表的内阻，给定以下器材： A.电压表，内阻约为几千欧   电流表 C.电流表 滑动变阻器欧 E.电源的干电池节 开关及导线若干 （1）为了获得多组测量数据，请设计电路图并画在虚线框内______ （2）实验中电流表应选用B，不应该选用C，其理由是______ （3）下表是此次实验中测得的组数据 试验次数 电压 电流 请在坐标纸上描点作出图线______。 （4）根据图线，计算得到电压表的内阻为______ 四、计算题：本大题共1小题，共14分。 13. 在滑雪比赛中，某运动员从跳台上的A点以速度与水平方向成角斜向上起跳，落在倾角的斜坡上的B点，着陆时速度方向与斜坡的夹角，如图所示。已知运动员和装备（均可视为质点）总质量，着陆缓冲的时间，着陆缓冲过程运动员不反弹、沿斜坡方向的速度不变，重力加速度大小，不计空气阻力，，，，。求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员着陆缓冲过程受到的平均支持力大小。 五、简答题：本大题共2小题，共28分。 14. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移时再次平衡。已知室温为，大气压强，不计一切摩擦，。 （1）求倾倒的沙子的质量； （2）若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度为多大？ 15. 我国的东方超环（EAST）是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子，没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，速度为v，两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。 （1）两极板间不加电压，只利用磁场使离子发生偏转，若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬，求磁场的磁感应强度的大小B。 （2）以下极板左端点为坐标原点建立坐标系，沿板建立x轴，垂直板建立y轴，如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U，恰好所有离子均被吸附在下极板。 a．求极板的长度L，并分析落在x轴上坐标为范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范围。 b．离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律，若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为，求随x变化的规律，在图2中作出图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。（若远小于x，则） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $