精品解析：江苏省南京市秦淮中学2023-2024学年高三上学期8月底学情调研物理试题

2023-2024学年度第一学期高三8月学情调研 物理 注意事项： 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间75分钟。 考生将第Ⅰ卷、第Ⅱ卷答案填涂在答题卡上，答在试卷上无效。 第Ⅰ卷（选择题 共40分） 一、单选题：本题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（  ） A. 图（1）中水黾停在水面上是因为水的表面张力作用 B. 图（2）中石英晶体像玻璃一样，没有固定的熔点 C. 图（3）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃 D. 图（4）中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向同性 2. 神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则（　　） A. 飞船通过加速逐步向上靠近核心舱 B. 速度大于7.9km/s才能最终靠近核心舱 C. 相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度 D. 相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度 3. 如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，电感L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A. 开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B. 开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C. 开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D. 开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 4. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ） A. 两谷粒从O到P的运动时间相同 B. 两谷粒从O到P的平均速度相同 C. 两谷粒从O到P的加速度相同 D. 两谷粒从O到P的重力做的功相同 5. 如图，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（ ） A. 在O点所受静电力最小 B. 一直做加速直线运动 C. 由E到O的时间小于由O到F的时间 D. 由E到F的过程中电势能先增大后减小 6. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是（ ） A. 从图示时刻开始质点a的加速度将增大 B. 从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.2m C. 若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，会发生明显的衍射现象 D. 若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为20Hz 7. 如图所示，将一根粗细均匀的导体棒折成梯形线框PQMN，各边长度为PQ=PN=QM=L，MN=2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边P、Q两点与直流电源两端相接，已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框PQMN受到的安培力大小为（　　） A. B. C. 5F D. 0 8. 如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计一切摩擦，小球向左摆到最低点过程中（ ） A. 小车和小球组成的系统动量守恒 B. 车的机械能守恒 C. 细绳中的拉力对小车做正功 D. 小球的机械能增加 9. 如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，一小球从距弹簧上端处自由下落到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧始终处于弹性限度内。若以地面为零势能面，则小球下降过程中的机械能随下降的高度h变化的关系图像可能为（ ） A. B. C. D. 10. 某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（  ） A. 线圈转动的角速度为 B. 灯泡两端电压有效值为 C. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 D. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 二、实验题：每空3分，共15分。 11. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题： （1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______ A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 甲、乙、丙 （2）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______（甲、乙、丙）。 （3）实验时，甲、乙、内三组同学的操作均完全正确，他们作出的图线（F为所挂重物重力、测力计读数、传感器读数），如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______（A、B、C）。 （4）下图是实验中获取的一条纸带，O、A，B、C、D、E，F是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），各相邻计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算得小车的加速度大小______，打C点时物块速度______。（结果均保留两位小数） 三、计算题：本题包括4小题，共45分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图，等腰直角ABC玻璃砖固定，ab两束单色光垂直AC入射，其中a光刚好不能从AB面射出，而b光穿过AB面后进入光电管，并使G表产生电流（未饱和）。请回答下列问题： （1）玻璃砖对a光的折射率n为多少？不改变光的频率，如何增大G表电流？ （2）若将图中电源反向，滑片P向右滑动过程中，发现电压表示数为U0时，G表示数刚好为零。已知光电管内金属材料的逸出功为W0，电子电量为e，则光电管的入射光的能量是多少？ 13. 如图所示，质量为M、内部高为H、底面积为S的绝热汽缸内部带有加热装置，汽缸顶部有挡板，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，用绳将活塞悬挂在天花板上，开始时缸内气体温度为T0，活塞到汽缸底部的距离为0.5H。已知大气压强恒为p0，忽略活塞和汽缸壁的厚度，不计一切摩擦。 （1）求活塞刚碰到挡板时气体温度； （2）汽缸内气体的温度从T0升高到3T0的过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的增加量。 14. 如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，求： （1）B的最大加速度； （2）若A、B发生相对运动，F的最小拉力； （3）当时，A的加速度大小。 15. 如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。 （1）求电场强度的大小。 （2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。 （3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第一学期高三8月学情调研 物理 注意事项： 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间75分钟。 考生将第Ⅰ卷、第Ⅱ卷答案填涂在答题卡上，答在试卷上无效。 第Ⅰ卷（选择题 共40分） 一、单选题：本题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（  ） A. 图（1）中水黾停在水面上是因为水的表面张力作用 B. 图（2）中石英晶体像玻璃一样，没有固定的熔点 C. 图（3）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃 D. 图（4）中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向同性 【答案】A 【解析】 【详解】A．图（1）中水蛭停在水面上是因为水的表面张力作用，故A正确； B．图（2）中石英晶体有固定的熔点，而玻璃是非晶体，没有固定的熔点，故B错误； C．图（3）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃，故C错误； D．图（4）中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，因此表现为各向异性，故D错误。 故选A。 2. 神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则（　　） A. 飞船通过加速逐步向上靠近核心舱 B. 速度大于7.9km/s才能最终靠近核心舱 C. 相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度 D. 相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据可知飞船向上逐步接近核心舱实现对接过程中，半径逐渐增大，线速度逐渐增大，所以飞船通过加速逐步向上靠近核心舱，故A正确； B．第一宇宙速度（7.9km/s）等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，由万有引力提供向心力有 解得 飞船和核心舱的轨道半径都大于地球的半径，所以其线速度都小于第一宇宙速度，最终飞船与核心舱对接时的速度小于7.9km/s，故B错误； C．相对静止时二者的角速度相同，飞船的轨道半径小于核心舱的轨道半径，根据可知飞船的速度小于核心舱的速度，故C错误； D．根据可知相对静止时，飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度，故D错误。 故选A。 3. 如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，电感L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A. 开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮 B. 开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭 C. 开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭 D. 开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由于二极管具有单向导电性，所以开关S从断开状态突然闭合时，二极管不能导通，L2一直不亮；此时L1、L3和L串联在同一回路中，L产生自感电动势阻碍通过其电流增大，所以通过L1和L3的电流逐渐增大，L1和L3均逐渐变亮，故AB错误； CD．开关S从闭合状态突然断开时，通过L3的电流立即变为零，所以L3立即熄灭；L产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时自感电动势的方向满足二极管导通的条件，所以L1、L2和L串联在同一回路中，通过L1的电流逐渐减小，L1逐渐熄灭，而由于L2开始时不亮，所以L2突然变亮，然后逐渐变暗熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ） A. 两谷粒从O到P的运动时间相同 B. 两谷粒从O到P的平均速度相同 C. 两谷粒从O到P的加速度相同 D. 两谷粒从O到P的重力做的功相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，谷粒1在竖直方向做自由落体运动，谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向位移相同时，设与水平方向夹角为，在竖直方向上 谷粒1 谷粒2 比较两式可知 故A错误； B．两谷粒的位移相同，但是时间不相同，所以两谷粒从O到P的平均速度不相同，故B错误； C．两谷粒从O到P均仅受重力作用，所以加速度都为重力加速度，因此加速度相同。故C正确； D．重力做功公式，因为两谷粒的质量大小未知，所以两谷粒从O到P的重力做的功无法比较，故D错误。 故选C。 5. 如图，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（ ） A. 在O点所受静电力最小 B. 一直做加速直线运动 C. 由E到O的时间小于由O到F的时间 D. 由E到F的过程中电势能先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由公式点电荷的电场强度大小可知，两正电荷在O点的电场强度大小相等，方向相反，所以O点的合场强为零，负电的点电荷在该点所受静电力也为零。故A正确； BD．由两个带等量正电的点电荷在中垂线上的电场强度方向特点可知，负电荷由E到O的运动时，电场力做正功，点电荷加速运动，电势能减小；O到F的运动时，电场力做负功，点电荷减速运动，电势能增大，故BD错误。 C．由两个带等量正电的点电荷的电场线特点可知，负电荷由E到O的运动与由O到F的运动具有对称性，所以由E到O的时间等于由O到F的时间。C错误； 故选A。 6. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是（ ） A. 从图示时刻开始质点a的加速度将增大 B. 从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.2m C. 若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，会发生明显的衍射现象 D. 若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为20Hz 【答案】C 【解析】 【详解】A．在图示时刻，质点a处于正的最大位移处，此时加速度最大，故A错误； B．由图像可知，波长 周期为 所以经过0.01s，即半个周期，质点a通过的路程为2倍振幅，即0.4m，故B错误； C．由于此波的波长为4m，所以该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，将会发生明显的衍射现象，故C正确； D．此波的频率为 若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为50Hz，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，将一根粗细均匀的导体棒折成梯形线框PQMN，各边长度为PQ=PN=QM=L，MN=2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边P、Q两点与直流电源两端相接，已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框PQMN受到的安培力大小为（　　） A. B. C. 5F D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知，流过支路的电流和流过支路的电流关系为 已知导体棒受到的安培力为，方向向上，支路在磁场的有效长度为，故支路所受安培力为 方向向上，故整个线框PQMN受到的安培力大小为 故选A。 8. 如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计一切摩擦，小球向左摆到最低点过程中（ ） A. 小车和小球组成的系统动量守恒 B. 车的机械能守恒 C. 细绳中的拉力对小车做正功 D. 小球的机械能增加 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．小球在摆动得过程中，小球和小车系统只受重力和支持力作用，水平方向合力为零，所以系统水平方向动量守恒，在竖直方向上，只有小球有竖直方向的分速度，且各位置的分速度不相等，则竖直方向动量不守恒，所以系统动量不守恒，A错误； BCD．小球在摆动过程中，系统机械能守恒，小球拉力做正功，因小球的部分机械能转化为小车的机械能，所以小球机械能减小，小车机械能增大，BD错误，C正确。 故选C。 9. 如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，一小球从距弹簧上端处自由下落到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧始终处于弹性限度内。若以地面为零势能面，则小球下降过程中的机械能随下降的高度h变化的关系图像可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在未接触弹簧过程小球只有重力做功，机械能不变。接触弹簧后，弹力随位移均匀变化，下落位移h>h0过程，弹簧压缩，此过程弹力做功 弹力做负功，小球机械能减少，接触后机械能 接触后图象为开口向下得抛物线，选项C正确。 故选C。 10. 某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（  ） A. 线圈转动的角速度为 B. 灯泡两端电压有效值为 C. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 D. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据 根据题意可知大轮与小轮半径之比为4∶1，则小轮转动的角速度为，线圈转动的角速度为，故A错误； B．线圈产生感应电动势的最大值 又 联立可得 则线圈产生感应电动势的有效值 根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为 故B错误； C．若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据可知小轮和线圈的角速度变小，根据 知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，故C错误； D．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值 此时线圈产生感应电动势的有效值 根据电阻定律 可知线圈电阻变为原来的2倍，即为2R，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值 故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 二、实验题：每空3分，共15分。 11. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题： （1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______ A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 甲、乙、丙 （2）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______（甲、乙、丙）。 （3）实验时，甲、乙、内三组同学的操作均完全正确，他们作出的图线（F为所挂重物重力、测力计读数、传感器读数），如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______（A、B、C）。 （4）下图是实验中获取的一条纸带，O、A，B、C、D、E，F是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），各相邻计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算得小车的加速度大小______，打C点时物块速度______。（结果均保留两位小数） 【答案】（1）C （2）甲 （3）C、A、B （4） ①. 2.45 ②. 0.75 【解析】 【小问1详解】 三个图小车与长木板都存在摩擦力，为保证小车所受拉力等于合力，都需要平衡摩擦力。 故选C。 【小问2详解】 乙、丙两图中的拉力可直接用弹簧测力计和力传感器读取，不需要用重物的重力表示；而甲图中的拉力需要用重物的重力代替，为了减小误差，必须满足M远大于m。 【小问3详解】 甲图中的拉力近似等于重物的重力，当m增大至不满足M远大于m时，图像发生弯曲，所以甲图对应图线C；对乙图，根据牛顿第二定律可得 可得 对丙图，根据牛顿第二定律可得 可得 可知乙图对应斜率大于丙图对应的斜率，则乙图对应图线A，丙图对应图像B；所以甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是C、A、B。 【小问4详解】 [1]每相邻两计数点间还有4个点未标出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度大小为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打C点时物块速度为 三、计算题：本题包括4小题，共45分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图，等腰直角ABC玻璃砖固定，ab两束单色光垂直AC入射，其中a光刚好不能从AB面射出，而b光穿过AB面后进入光电管，并使G表产生电流（未饱和）。请回答下列问题： （1）玻璃砖对a光的折射率n为多少？不改变光的频率，如何增大G表电流？ （2）若将图中电源反向，滑片P向右滑动过程中，发现电压表示数为U0时，G表示数刚好为零。已知光电管内金属材料的逸出功为W0，电子电量为e，则光电管的入射光的能量是多少？ 【答案】（1），增大b光的强度；（2） 【解析】 【详解】（1）由于a光好不能从AB面射出，则在AB面恰好发生全反射，所以 由几何可得。所以可得玻璃砖对a光的折射率 不改变光的频率，增大b光的强度可令单位时间内光电子的数量增多，电流表示数变大。 （2）G表示数刚好为零时，电压表示数U0即为遏止电压，由光电效应方程 所以光电管的入射光的光子能量为 13. 如图所示，质量为M、内部高为H、底面积为S的绝热汽缸内部带有加热装置，汽缸顶部有挡板，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，用绳将活塞悬挂在天花板上，开始时缸内气体温度为T0，活塞到汽缸底部的距离为0.5H。已知大气压强恒为p0，忽略活塞和汽缸壁的厚度，不计一切摩擦。 （1）求活塞刚碰到挡板时气体温度； （2）汽缸内气体的温度从T0升高到3T0的过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的增加量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在活塞碰到挡板前，气体等压变化，则 解得 （2）从T0升高到3T0的过程中，气体先做等压变化，活塞碰到挡板后气体做等容变化，在等压变化过程中，设气体的压强为p，对汽缸有 此过程气体对外做功 根据热力学第一定律 解得 14. 如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，求： （1）B的最大加速度； （2）若A、B发生相对运动，F的最小拉力； （3）当时，A的加速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）B所受合力的最大 则B的最大加速度 （2）设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为，A加速度为，当时A、B发生相对滑动。对A，由牛顿第二定律有 解得 （3）当 A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有 解得 15. 如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。 （1）求电场强度的大小。 （2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。 （3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为v，电场强度为E，可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿x轴正方向，根据平衡条件得 ① 又 ② 解得 ③ （2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，在y方向位移 ④ 由②④式得 ⑤ 于是 又有 ⑥ 解得 ⑦ （3）仅有磁场时，入射速度，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有 ⑧ 又因为 ⑨ 由③⑦⑧⑨式得 ⑩ 由几何关系 解得 带电粒子在磁场中运动周期 则带电粒子在磁场中运动时间 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $