精品解析：2025届吉林省东北三省教育教学联合体高三下学期3月联合模拟预测物理试题

东北三省教育教学联合体2025年3月联合考试 高三物理 考试范围：高考范围；考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、选择题（1-7题为单项选择题，8-10题为多项选择题；单项选择题每题4分，多项选择题每题6分，部分选对得一半分，有错误选项不得分。） 1. 在物理学的发展过程中，科学家们创造了许多物理思想与研究方法，下列说法正确的是（ ） A. “重心”概念的建立，体现了等效替代的思想 B. “瞬时速度”概念的建立，体现了理想模型的研究方法 C. 电场强度的公式，利用了比值定义法 D 卡文迪什利用扭秤测量引力常量，利用了类比法 2. 科学家们创造出了许多物理思维方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和比值定义法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A. 根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在某时刻的瞬时速度，应用了微元法 B. 在探究两个互成角度的力的合成规律时，采用了控制变量的方法 C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想 D. 加速度的定义采用的是比值定义法 3. 如图1所示，一个竖直圆盘绕a匀速转动，周期，固定在圆盘上的小圆柱b带动一个T形支架在竖直方向上下振动，T形支架下面固定一小球组成的振动系统，一轻质长绳与小球相连。某时刻绳子的某段波形如图2中实线所示。则（　　） A. 圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度为零 B. 小球振动稳定后，它振动的频率是 C. 绳子上产生的波的传播速度为 D. 圆盘的半径为0.05m 4. 2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图为探针卫星的发射过程示意图，图中①为近地圆轨道，其轨道半径为，运行周期为；②为椭圆变轨轨道；③是探针卫星所在圆轨道，其轨道半径为。下列说法正确的是（　　） A. 探针卫星沿轨道①运行的周期大于沿轨道②运行的周期 B. 探针卫星在轨道②上经过P、Q点的速率 C. 探针卫星在轨道②上运行的周期为 D. 探针卫星在轨道①上P点的加速度大于轨道②上P点的加速度 5. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（ ） A. 电压表示数不变 B. 电流表示数减小 C. 电源总功率增大 D. 电源内阻消耗的电功率减小 6. 下雨时，关于雨滴下落过程的说法中，正确的是（　　） A. 雨滴的位移就是路程 B. 雨滴很小，一定可以看成质点 C. 在无风环境中雨滴做自由落体运动 D. 要研究雨滴的运动必须先选定参考系 7. 我国空间站与地面的通讯需要中继卫星中转，如图为中继卫星和空间站的运动简图，两者均视做圆周运动，绕行方向相同，某时地面发出的信号通过中继卫星中转后传到空间站，用时最短，再经过时间t，第二次出现用时最短。已知中继卫星和空间站做圆周运动的周期之比为n，地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转，则空间站离地球表面的高度为（ ） A. B. C. D. 8. 光刻机是推动芯片科技发展的核心设备，某款光刻机光源的原子能级图如图所示，可提供能量为56.9eV的极紫外线，极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线，下列说法错误的是（　　） A. 一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的 B. 一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的 C. 极紫外线的波长比紫色光更长 D. 对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应 9. 如图甲所示，单匝等腰直角三角形线框abc的电阻，直角边长，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 线框中的感应电流沿逆时针方向 B. 感应电流的大小为0.4A C. 0~4s内通过ab边横截面的电荷量为0.8C D. 0~4s内线框内产生热量为 10. 如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（ ） A. 质点D比质点O晚起振2s B. 时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C. 若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为π D. 若取走波源C，稳定后质点O等于质点D的振幅 二、实验题（每空2分，共11分） 11. 某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供了如下的实验器材： A．电源（电动势E=3V，内阻不计） B．电流表A1（量程为600mA，内阻r1=5Ω） C．电流表A2（量程为1A，内阻r2约为2Ω） D．定值电阻R0（作保护电阻） E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω） F．滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω） G．待测电阻Rx（阻值约为几欧） H．开关S、导线若干 （1）实验时要求电流表的电流从0开始调节，则滑动变阻器应选择__________（填正确器材前面的字母）。 （2）利用以上的实验器材设计电路，并将设计好的电路图画在虚线框甲中_________。 （3）某同学已经将所用器材连接了一部分导线，如图乙所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整________。 （4）闭合开关S，调节滑动变阻器，电流表A1、A2的读数分别记为I1、I2，则待测电阻的阻值Rx=_________（用测量量和已知量表示）。 （5）实验测得待测电阻的阻值__________（填“大于”“小于”或“等于”）它的真实值。 12. 某实验小组采用如图所示的装置验证动量守恒定律，小球a、b均为质量均匀分布的弹性小球，小球a自由悬垂状态时恰好与支架上的小球b接触，已知两小球的质量关系为，两小球的球心位于同一水平线上。 （1）除了图中画出的器材之外，实验还需要的器材有__________（填正确答案标号）。 A. 天平和砝码 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）除了图中标识的小球a由静止释放时细悬线与竖直方向的角度、小球b在支架上静止时小球到地面的距离h、碰撞后小球b的水平位移x之外，实验中还需要测量的物理量有__________（填正确答案标号）。 A. 小球a、b的质量 B. 释放时小球a的球心到悬点的距离L C. 小球a从释放到与小球b碰撞前运动时间 D. 碰撞后细悬线偏离竖直方向的最大角度 E. 从碰撞到落地过程小球b运动的时间 （3）在误差允许的范围内，如果验证的关系式____________________（用图中标出的物理量及（2）中提到的物理量的字母表示）成立，则说明小球a、b对心碰撞过程中满足动量守恒定律。 三、解答题（共43分） 13. 建筑工地上工人用液态金属浇筑一个金属立柱时，由于工艺缺陷在柱体内部浅层形成了一个不规则的空腔，为修补空腔需要测出空腔的体积，在金属立柱上打一个小孔，用细管将空腔内部与一个封闭的汽缸相连通（如图所示），做好密封使空腔、汽缸、细管内部组成一个密闭的空间。汽缸上部由横截面积的活塞密封，初始状态汽缸内封闭的气体体积为。现对活塞施加一个竖直向下的变力，使活塞缓慢下移，当汽缸内气体体积变为时，外力的大小为，上述过程中外力做的功。已知外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，不计活塞质量、活塞与汽缸间的摩擦力、细管中气体的体积，大气压强。求： （1）金属立柱内空腔体积； （2）汽缸内气体体积由变为的过程中，汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量。 14. 冬季，鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门，栖息于筼筜湖等水域。如图甲，一质量为的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后作减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力，重力加速度大小取，求： （1）鸬鹚加速过程中加速度的大小； （2）鸬鹚加速过程的时间及位移的大小； （3）过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。 15. 为了探测粒子的轨迹，云室中常用电场和磁场来控制粒子的运动，如图所示，直角坐标系平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度从点垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 （1）求电场强度E的大小和磁感应强度B的大小； （2）若粒子在磁场中受到与速度方向相反、大小与速度成正比的阻力（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； （3）在第（2）问情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 东北三省教育教学联合体2025年3月联合考试 高三物理 考试范围：高考范围；考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、选择题（1-7题为单项选择题，8-10题为多项选择题；单项选择题每题4分，多项选择题每题6分，部分选对得一半分，有错误选项不得分。） 1. 在物理学的发展过程中，科学家们创造了许多物理思想与研究方法，下列说法正确的是（ ） A. “重心”概念的建立，体现了等效替代的思想 B. “瞬时速度”概念的建立，体现了理想模型的研究方法 C. 电场强度的公式，利用了比值定义法 D. 卡文迪什利用扭秤测量引力常量，利用了类比法 【答案】A 【解析】 【详解】A．重心概念建立体现了等效替代的思想，故A正确； B．瞬时速度概念建立体现了极限的方法，故B错误； C．电场强度是匀强电场场强与电势差的关系，没有应用比值定义法，故C错误； D．卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想，故D错误； 故选A。 2. 科学家们创造出了许多物理思维方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和比值定义法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　） A. 根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在某时刻的瞬时速度，应用了微元法 B. 在探究两个互成角度的力的合成规律时，采用了控制变量的方法 C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想 D. 加速度的定义采用的是比值定义法 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在某时刻瞬时速度，应用了极限法，故A错误； B．在探究两个互成角度的力的合成规律时，利用合力的效果与分力的效果一样，采用了等效替代的方法，故B错误； C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了理想模型的思想，故C错误； D．比值定义的基本特点是被定义的物理量与分子与分母上物理量无关，在数值上等于二者的比值而已，加速度的定义式为采用的是比值定义法，故D正确。 故选D。 3. 如图1所示，一个竖直圆盘绕a匀速转动，周期，固定在圆盘上的小圆柱b带动一个T形支架在竖直方向上下振动，T形支架下面固定一小球组成的振动系统，一轻质长绳与小球相连。某时刻绳子的某段波形如图2中实线所示。则（　　） A. 圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度为零 B. 小球振动稳定后，它振动的频率是 C. 绳子上产生的波的传播速度为 D. 圆盘的半径为0.05m 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据速度分解规律可知，圆盘上的小圆柱线速度在垂直于T形支架上侧水平线的分速度等于支架运动的速度，可知，圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度达到最大值，大小恰好等于小圆柱线速度，故A错误； B．小球振动稳定后，它振动的频率等于圆盘上的小圆柱圆周运动的频率，则有 C．绳子上产生的波的传播速度 故C正确； D．图中小圆柱至最高点与最低点时，小球也恰好运动至最高点与最低点，即小球简谐运动的振幅恰好等于小圆柱圆周运动的半径，即小圆柱体圆周运动的半径为0.05m，则圆盘的半径大于0.05m，故D错误。 故选C。 4. 2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图为探针卫星的发射过程示意图，图中①为近地圆轨道，其轨道半径为，运行周期为；②为椭圆变轨轨道；③是探针卫星所在圆轨道，其轨道半径为。下列说法正确的是（　　） A. 探针卫星沿轨道①运行的周期大于沿轨道②运行的周期 B. 探针卫星在轨道②上经过P、Q点的速率 C. 探针卫星在轨道②上运行的周期为 D. 探针卫星在轨道①上P点的加速度大于轨道②上P点的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．轨道①的半径小于轨道②的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探针卫星沿轨道①运行的周期小于沿轨道②运行的周期，故A错误； B．取经历极短时间，根据开普勒第二定律可知，探针卫星在轨道②上经过P、Q点时有 解得 故B错误； C．根据开普勒第三定律有 解得 故C正确； D．根据 解得 可知，探针卫星在轨道①上P点的加速度等于轨道③上P点的加速度，故D错误。 故选C。 5. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（ ） A. 电压表示数不变 B. 电流表示数减小 C. 电源总功率增大 D. 电源内阻消耗的电功率减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，接入电路的阻值变小，即电路的总电阻变小，根据 可知电路的干路电流I增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知，电路的路端电压U减小，即电压表示数变小，则定则电阻R的电流变小，根据 可知滑动变阻器的电流增大，即电流表示数增大，故AB错误； C．电源总功率，干路电流I增大，可知电源总功率增大，故C正确； D．电源内阻消耗功率，干路电流I增大，可知电源内阻消耗的电功率增大，故D错误。 故选C。 6. 下雨时，关于雨滴下落过程的说法中，正确的是（　　） A. 雨滴的位移就是路程 B. 雨滴很小，一定可以看成质点 C. 在无风环境中雨滴做自由落体运动 D. 要研究雨滴的运动必须先选定参考系 【答案】D 【解析】 【详解】A．位移是矢量，是从初位置指向末位置有向线段；路程是标量，是物体运动轨迹的长度。雨滴下落过程中，只有做直线运动时，位移的大小等于路程，但位移和路程是不同的概念，不能说位移就是路程，故A错误； B．当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，物体可看成质点。虽然雨滴很小，但如果研究雨滴的旋转等自身的运动状态时，就不能把雨滴看成质点，故B错误； C．自由落体运动是初速度为零，只在重力作用下的运动。在无风环境中，雨滴下落过程中除了受重力，还受到空气阻力，不是自由落体运动，故C错误； D．描述一个物体的运动，必须选择一个物体作为参考，即参考系，所以要研究雨滴的运动必须先选定参考系，故D正确。 故选D。 7. 我国空间站与地面的通讯需要中继卫星中转，如图为中继卫星和空间站的运动简图，两者均视做圆周运动，绕行方向相同，某时地面发出的信号通过中继卫星中转后传到空间站，用时最短，再经过时间t，第二次出现用时最短。已知中继卫星和空间站做圆周运动的周期之比为n，地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转，则空间站离地球表面的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设中继卫星和空间站做圆周运动的周期分别为、，角速度分别为、，由题意可得 根据 可得 由于 可得 对于空间站，根据万有引力充当向心力有 在地球表面有 联立解得 故选B。 8. 光刻机是推动芯片科技发展的核心设备，某款光刻机光源的原子能级图如图所示，可提供能量为56.9eV的极紫外线，极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线，下列说法错误的是（　　） A. 一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的 B. 一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的 C. 极紫外线的波长比紫色光更长 D. 对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据波尔理论可知，原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子，光子的能量由两级能量差决定，光刻机光源的原子可以提供能量为56.9eV的极紫外线，说明极紫外线一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的，A错误，符合题意；B正确，不符题意； C．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据波速、波长、频率的关系可知，极紫外线的波长比紫色光更短，C错误，符合题意； D．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据光电效应理论可知，对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应，D正确，不符题意。 故选AC。 9. 如图甲所示，单匝等腰直角三角形线框abc的电阻，直角边长，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 线框中的感应电流沿逆时针方向 B. 感应电流的大小为0.4A C. 0~4s内通过ab边横截面的电荷量为0.8C D. 0~4s内线框内产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，线框中的感应电流沿逆时针方向，选项A正确； B．感应电动势 感应电流的大小为 选项B错误； C．0~4s内通过ab边横截面的电荷量为q=It=0.8C 选项C正确； D．0~4s内线框内产生的热量为 选项D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（ ） A. 质点D比质点O晚起振2s B. 时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C. 若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为π D. 若取走波源C，稳定后质点O等于质点D的振幅 【答案】D 【解析】 【详解】A．当B点的振动传到O点时，O点开始起振，则用时间 当AC两点的振动传到D点时D开始起振，用时间 可知质点D比质点O晚起振4s，故A错误； B．因B点的振动经过6s传到O点，AC两点的振动传到O点需要8s，则t=7.2s时刻由振动图像可知，质点O正在向远离平衡位置方向振动，此时质点O的速度方向与加速度方向相反，故B错误； C．若取走波源B，因质点O、D的起振时间差为 可知稳定后质点O、D的相位差始终为2π，故C错误； D．因波长为 若取走波源C，因D点到AB的距离之差为4cm，则D点振动加强；因O点到AB的距离之差为4cm，则O点振动加强；稳定后质点O的振幅等于质点D的振幅，均为4cm，故D正确。 故选D。 二、实验题（每空2分，共11分） 11. 某同学要测量一个未知电阻的阻值，实验室提供了如下的实验器材： A．电源（电动势E=3V，内阻不计） B．电流表A1（量程为600mA，内阻r1=5Ω） C．电流表A2（量程为1A，内阻r2约为2Ω） D．定值电阻R0（作保护电阻） E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω） F．滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω） G．待测电阻Rx（阻值约为几欧） H．开关S、导线若干 （1）实验时要求电流表的电流从0开始调节，则滑动变阻器应选择__________（填正确器材前面的字母）。 （2）利用以上的实验器材设计电路，并将设计好的电路图画在虚线框甲中_________。 （3）某同学已经将所用器材连接了一部分导线，如图乙所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整________。 （4）闭合开关S，调节滑动变阻器，电流表A1、A2的读数分别记为I1、I2，则待测电阻的阻值Rx=_________（用测量量和已知量表示）。 （5）实验测得待测电阻的阻值__________（填“大于”“小于”或“等于”）它的真实值。 【答案】（1）E （2） （3） （4） （5）等于 【解析】 【小问1详解】 因为要求电流表的示数从0开始调节，则滑动变阻器应用分压式接法，所以滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择E。 【小问2详解】 由于电流表A1的内阻已知，且 则在本实验中用并联分流原理测量，定值电阻R0用作保护电路，则电路图如图所示。 【小问3详解】 根据电路图，实物图连接如图所示。 【小问4详解】 由电路图可知，待测电阻两端的电压 通过待测电阻Rx的电流为，所以 【小问5详解】 是待测电阻的实际电压，是流过待测电阻的实际电流，所以未知电阻的测量值等于它的实际值。 12. 某实验小组采用如图所示的装置验证动量守恒定律，小球a、b均为质量均匀分布的弹性小球，小球a自由悬垂状态时恰好与支架上的小球b接触，已知两小球的质量关系为，两小球的球心位于同一水平线上。 （1）除了图中画出的器材之外，实验还需要的器材有__________（填正确答案标号）。 A. 天平和砝码 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）除了图中标识的小球a由静止释放时细悬线与竖直方向的角度、小球b在支架上静止时小球到地面的距离h、碰撞后小球b的水平位移x之外，实验中还需要测量的物理量有__________（填正确答案标号）。 A. 小球a、b的质量 B. 释放时小球a的球心到悬点的距离L C. 小球a从释放到与小球b碰撞前运动的时间 D. 碰撞后细悬线偏离竖直方向的最大角度 E. 从碰撞到落地过程小球b运动的时间 （3）在误差允许的范围内，如果验证的关系式____________________（用图中标出的物理量及（2）中提到的物理量的字母表示）成立，则说明小球a、b对心碰撞过程中满足动量守恒定律。 【答案】（1）AB （2）ABD （3） 【解析】 【小问1详解】 验证动量守恒定律需要用天平和砝码称出两个小球的质量，需要刻度尺测量高度、长度等物理量，不需要秒表和弹簧测力计，实验还需要的器材有AB 【小问2详解】 根据机械能守恒定律有 解得碰前瞬间小球a的速度 同理根据机械能守恒定律有 解得碰后瞬间小球a的速度 根据平抛运动规律对小球b有 解得 如果碰撞过程中满足动量守恒定律，则有 结合上述分析，可知还需要测量的物理量有ABD。 【小问3详解】 将，，代入 化简可得 在误差允许范围内，满足此关系式即可验证小球a、b对心碰撞过程中动量守恒。 三、解答题（共43分） 13. 建筑工地上工人用液态金属浇筑一个金属立柱时，由于工艺缺陷在柱体内部浅层形成了一个不规则的空腔，为修补空腔需要测出空腔的体积，在金属立柱上打一个小孔，用细管将空腔内部与一个封闭的汽缸相连通（如图所示），做好密封使空腔、汽缸、细管内部组成一个密闭的空间。汽缸上部由横截面积的活塞密封，初始状态汽缸内封闭的气体体积为。现对活塞施加一个竖直向下的变力，使活塞缓慢下移，当汽缸内气体体积变为时，外力的大小为，上述过程中外力做的功。已知外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，不计活塞质量、活塞与汽缸间的摩擦力、细管中气体的体积，大气压强。求： （1）金属立柱内空腔的体积； （2）汽缸内气体体积由变为的过程中，汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量。 【答案】（1） （2）328J 【解析】 【小问1详解】 以整体气体为研究对象，根据等温方程有 解得 【小问2详解】 上述过程中外力做的功 大气对活塞的压力 可知大气对活塞做功 外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，内能不变，根据热力学第一定律可知 解得汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量 14. 冬季，鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门，栖息于筼筜湖等水域。如图甲，一质量为的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后作减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力，重力加速度大小取，求： （1）鸬鹚加速过程中加速度大小； （2）鸬鹚加速过程的时间及位移的大小； （3）过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 鸬鹚俯冲过程，由牛顿第二定律 得 【小问2详解】 鸬鹚加速过程 得 加速下落过程满足 得 故鸬鹚加速时间为，位移为。 【小问3详解】 解法一：，鸬鹚在水中减速，规定竖直向下为正方向，由动量定理得 得 负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。 解法二：规定竖直向下为正方向，鸬鹚运动全程，由动量定理得 得 负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。 15. 为了探测粒子的轨迹，云室中常用电场和磁场来控制粒子的运动，如图所示，直角坐标系平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度从点垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 （1）求电场强度E的大小和磁感应强度B的大小； （2）若粒子在磁场中受到与速度方向相反、大小与速度成正比的阻力（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； （3）在第（2）问的情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作出粒子运动轨迹如图所示 粒子在电场中做类斜抛运动，利用逆向思维有， 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 根据几何关系有 解得 【小问2详解】 将粒子的速度沿x轴与y轴分解，在x轴方向，根据动量定理有 其中， 结合上述解得 即Q点的坐标为。 【小问3详解】 令粒子在Q点的速度为，结合上述，在y轴方向，根据动量定理有，， 结合上述解得 根据题意洛伦兹力方向与阻力方向始终垂直，令粒子的速度为v，沿速度方向利用动量定理有 则有 结合上述解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$