精品解析：2025届陕西省咸阳市高三下学期二模物理试题

咸阳市2025年高考模拟检测（二） 物理试题 注意事项： 1、本试题共6页，满分100分，时间75分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。1改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在试卷上无效。 4、考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、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，只有一项符合题目要求。 1. 根据如图所给图片及课本中有关历史事实，结合有关物理知识，判断下列说法正确的是（  ） A. 图1是发生光电效应现象的示意图，如滑片向右滑动，电流表示数一定增大 B. 图2是链式反应的示意图，该链式反应方程式可能是 C. 图3是氢原子能级图，一个处于n=4能级的氢原子，跃迁最多可以产生3种光子 D. 图4是氡的衰变规律示意图，氡的半衰期是3.8天，若有16个氡原子核，经过7.6天后一定只剩下4个氡原子核 2. 离子推进器可以为宇宙飞船提供推力，其原理简化图如图所示，近乎静止的正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，期间撞击由中性粒子组成的推进剂，使推进剂加速向后喷出，从而向前推进飞船。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的小 B. 电极A的电势高于电极B的电势 C. 正离子与中性粒子组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D. 同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近小 3. 2024年9月20日17时43分，我国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天启星座29~32星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于卫星运行速度的三次方与其周期的倒数的关系图像，下列各图正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 右图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为，其推进器工作时飞船受到的平均推力为，在飞船与质量更大的空间站对接后，推进器工作时间内，飞船和空间站速度变化量为，则（　　） A. 空间站的质量为 B. 空间站的质量为 C. 飞船对空间站的平均推力为 D. 飞船对空间站的平均推力为 5. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a，时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法不正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴正方向运动 B. 的振动方程为 C. 时，经过了2A的路程 D. 该列绳波的波速为 6. 如图甲所示，某宇航员在特定座椅上做竖直方向上的冲击耐力训练。图乙为该宇航员在做冲击耐力训练过程中的加速度a随时间t变化的图像。已知训练开始前宇航员处于静止状态，宇航员（含装备）质量为M，重力加速度大小为g，以竖直向上为正方向，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 时，宇航员速度最大 B. 时间内宇航员处于失重状态 C. 时，宇航员恰好回到初始位置 D. 时，座椅对宇航员的支持力大小为 7. 高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为d＇时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. “海上充电宝”——南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最大 B. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 C. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D. 线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 9. 如图所示，“封盖”也叫“盖帽”，是篮球比赛中常用的防守方式。投篮运动员出手点离地面的高度m，封盖的运动员击球点离地面的高度m，两运动员竖直起跳点的水平距离m。封盖运动员击球时手臂竖直伸直，这时篮球及封盖运动员均恰好运动至最高点，击球后，篮球以击球前速度的3倍水平飞出。已知封盖运动员站立单臂摸高m，取m/s2，不计空气阻力，篮球可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. 球脱离投篮运动员时的速度大小为2m/s B. 封盖运动员竖直起跳离地时的速度大小为4m/s C. 篮球从被封盖到落地过程的水平位移大小为4.8m D. 封盖运动员在篮球投出前0.4s开始起跳 10. 如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧有竖直向下、磁感应强度为B匀强磁场。a、b是两根粗细均匀的金属棒，质量均为m，电阻分别为R和2R。b棒静止于水平导轨上，初始时与MN相距s。a棒由静止从距水平面高度为h的倾斜轨道下滑，运动过程中与b棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. a棒刚进入磁场时，回路中感应电流大小为 B. b棒的最大速度为 C. 整个过程中，b棒上产生的焦耳热为 D. 稳定后，a、b棒间的距离为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为________mm。图1中的________（填“a”或“b”）是细丝Ⅱ的衍射图样。 （2）如图所示是小明同学改为参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中________。 A．缝距d一定大 B．光的强度较小 C．光源离双缝的距离较大 D．双缝离光传感器的距离L可能较小 12. 物理小组的同学在实验室练习电阻的测量，老师提供了如下器材： A．待测电阻（阻值较小） B．电源（电动势为3V） C．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； D．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； E．电流表（内阻未知） F．电流表（内阻未知） G．电阻箱R H．开关S I．导线若干 经过讨论，他们设计了如图1所示的电路，得到老师的肯定。 （1）应选择的滑动变阻器为__________（填“C”或“D”）。 （2）请根据电路图帮他们连接完整实物图。 （3）闭合开关S前，图1中滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器__________（填“左端”“右端”或“中间”）位置。 （4）先将电阻箱R调为0，然后闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置使电流表的示数接近满量程，逐渐增加电阻箱R的阻值，同时记录电流表的示数、电流表的示数及电阻箱的R数值，并作出图像如图3所示，则电流表的内阻为__________，待测电阻阻值为__________（均用含a、b、c的式子表示）。 13. 四冲程柴油机由吸气、压缩、做功和排气四个冲程构成一个工作循环。如图，吸气冲程活塞下移，进入汽缸的是纯空气（看作理想气体），活塞到达最低点时缸内气体压强为，温度为27℃；压缩冲程终点（活塞到最高点）时缸内气体温度为527℃，压缩冲程的体积压缩比（汽缸最大容积与最小容积之比）为；压缩冲程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于的恒力使活塞移动0.1m的距离，该过程气体内能增加170J。求： （1）压缩冲程终点缸内气体的压强； （2）在压缩气体的过程中，气体传递给汽缸的热量。 14. 现代科学仪器中常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图，在轴上方的平面内，有范围足够大的垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和方向沿轴正方向、电场强度为E的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的带正电荷的粒子在O点由静止释放，则粒子运动的轨迹为一曲线，且曲线上离y轴最远的点的曲率半径为该点到y轴距离的两倍；当该粒子在O点以初速度沿轴正方向射入，则粒子在xOy平面内做周期性运动，且任一时刻粒子速度的y分量与其到y轴的距离成正比，比例系数与电场强度E大小无关。粒子重力不计。求粒子在О点 （1）由静止释放，运动到坐标为点时的动量大小； （2）由静止释放，在运动过程中第一次离开轴最大的距离； （3）以初速度沿轴正方向射入时，粒子运动过程中的最小速度。 15. 如图，足够长的水平面上，两小滑块a、b间有压缩的轻弹簧，弹簧锁定，P点左侧粗糙，右侧光滑。水平面上还放置一静止的带弧形轨道的滑块c，c的左端与水平面相切。现解除弹簧锁定，a、b在弹力作用下与弹簧分离，取走弹簧，分离时a刚好滑到P点，之后b滑上c且不会从c的右端冲出。已知a、b、c的质量分别为，解除锁定前弹簧储存的弹性势能为，a、b间的碰撞为弹性碰撞，a、b滑块与P点左侧水平面间的动摩擦因数均为，b在滑块c上运动时间，，a，b均可视为质点。求： （1）弹簧恢复原长瞬间，a、b速度的大小； （2）滑块c的高度h满足的条件； （3）a、b间的最终距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 咸阳市2025年高考模拟检测（二） 物理试题 注意事项： 1、本试题共6页，满分100分，时间75分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。1改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在试卷上无效。 4、考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、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，只有一项符合题目要求。 1. 根据如图所给图片及课本中有关历史事实，结合有关物理知识，判断下列说法正确的是（  ） A. 图1是发生光电效应现象的示意图，如滑片向右滑动，电流表示数一定增大 B. 图2是链式反应的示意图，该链式反应方程式可能是 C. 图3是氢原子能级图，一个处于n=4能级的氢原子，跃迁最多可以产生3种光子 D. 图4是氡的衰变规律示意图，氡的半衰期是3.8天，若有16个氡原子核，经过7.6天后一定只剩下4个氡原子核 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图1是发生光电效应现象的示意图，若已达到饱和电流，则滑片向右滑动时，电流表示数不变，故A错误； B．图2是链式反应的示意图，根据电荷数和质量数守恒可知，该链式反应方程式可能是 故B正确； C．图3是氢原子能级图，一个处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁，释放n-1=3种频率的光子，故C正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计学规律，16个氡核经过7.6天后不一定还剩4个，故D错误。 故选BC。 2. 离子推进器可以为宇宙飞船提供推力，其原理简化图如图所示，近乎静止的正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，期间撞击由中性粒子组成的推进剂，使推进剂加速向后喷出，从而向前推进飞船。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的小 B. 电极A的电势高于电极B的电势 C. 正离子与中性粒子组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D. 同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线越密集的地方，场强越大，则中性粒子C附近电场强度比中性粒子D附近的大，故A错误； BD．正离子在高压电场作用下，从针状电极A向环形电极B运动，则电场方向向右，沿着电场线，电势逐渐降低，则电极A的电势高于电极B的电势，根据可知，正离子在电势高的位置电势能较大，则同一正离子的电势能在电极A附近比在电极B附近大，故B正确，D错误； C．碰撞期间动量守恒，机械能减小，故C错误； 故选B。 3. 2024年9月20日17时43分，我国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天启星座29~32星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于卫星运行速度的三次方与其周期的倒数的关系图像，下列各图正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由万有引力提供向心力，有，化简可得 根据 解得 联立可得 故图像为过原点的倾斜直线。 故选B。 4. 右图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为，其推进器工作时飞船受到的平均推力为，在飞船与质量更大的空间站对接后，推进器工作时间内，飞船和空间站速度变化量为，则（　　） A. 空间站的质量为 B. 空间站的质量为 C. 飞船对空间站的平均推力为 D. 飞船对空间站的平均推力为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．把飞船、空间站作为整体，由牛顿第二定律有 因为 联立解得空间站质量 故A正确，B错误； CD．对空间站，由牛顿第二定律有 联立以上，解得飞船对空间站的平均推力 故CD错误。 故选A。 5. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a，时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法不正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴正方向运动 B. 的振动方程为 C. 时，经过了2A的路程 D. 该列绳波的波速为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由时的波形图可知，波刚好传到质点，根据波形平移法可知，此时质点沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，即时，质点沿y轴正方向运动，质点的振动方程为 故AB正确，不满足题意要求； C．由题图可知，在时，质点已经振动了半个周期，因此路程为2A，故C正确，不满足题意要求； D．由题图可知 可得波长为 故该列绳波的波速为 故D错误，满足题意要求。 故选D。 6. 如图甲所示，某宇航员在特定座椅上做竖直方向上的冲击耐力训练。图乙为该宇航员在做冲击耐力训练过程中的加速度a随时间t变化的图像。已知训练开始前宇航员处于静止状态，宇航员（含装备）质量为M，重力加速度大小为g，以竖直向上为正方向，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 时，宇航员速度最大 B. 时间内宇航员处于失重状态 C. 时，宇航员恰好回到初始位置 D. 时，座椅对宇航员的支持力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，可知时，宇航员速度最大，选项A错误； B．时间内宇航员加速度向上，则处于超重状态，选项B错误； C．时，宇航员速度变化量为 宇航员先向上加速再向上减速，则时到达最高点，选项C错误； D．时，座椅对宇航员的支持力大小为 选项D正确。 故选D。 7. 高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为d＇时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据血液是匀速流动，说明受力平衡，即血压产生的压力等于阻力，则在正常情况下有 血管变细后有 因为在相同时间内流过的血液量不变，则有 即 又，所以 则 解得 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. “海上充电宝”——南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最大 B. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 C. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D. 线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．如图所示，穿过线圈的磁通量为0，该位置与中性面垂直，线圈经过中性面时，电流方向发生变化，经过与中性面垂直位置时，感应电流最大，则线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，且感应电流最大，故A正确，B错误； C．线圈产生的电动势峰值为 故线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故C错误； D．线圈转动到如图所示为止时，根据右手定则可知线圈内部电流方向由b流向a，电源内部电流从低电势流向高电势，则a端电势高于b端电势，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，“封盖”也叫“盖帽”，是篮球比赛中常用的防守方式。投篮运动员出手点离地面的高度m，封盖的运动员击球点离地面的高度m，两运动员竖直起跳点的水平距离m。封盖运动员击球时手臂竖直伸直，这时篮球及封盖运动员均恰好运动至最高点，击球后，篮球以击球前速度的3倍水平飞出。已知封盖运动员站立单臂摸高m，取m/s2，不计空气阻力，篮球可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. 球脱离投篮运动员时的速度大小为2m/s B. 封盖运动员竖直起跳离地时的速度大小为4m/s C. 篮球从被封盖到落地过程的水平位移大小为4.8m D. 封盖运动员在篮球投出前0.4s开始起跳 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，篮球从出手到被封盖，可看作平抛运动的逆运动，则有， 联立解得 则球脱离投篮运动员时的速度大小 故A错误； B．封盖运动员的起跳看作竖直上抛运动，有 代入题中数据，解得封盖运动员竖直起跳离地时的速度大小 故B正确； C．篮球从被封盖到落地，在竖直方向上有 在水平方向上有 联立解得 故C正确； D．篮球从出手到最高点的时间，封盖运动员从起跳到最高点的时间 则封盖运动员从篮球被投出前 故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧有竖直向下、磁感应强度为B匀强磁场。a、b是两根粗细均匀的金属棒，质量均为m，电阻分别为R和2R。b棒静止于水平导轨上，初始时与MN相距s。a棒由静止从距水平面高度为h的倾斜轨道下滑，运动过程中与b棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. a棒刚进入磁场时，回路中感应电流大小为 B. b棒的最大速度为 C. 整个过程中，b棒上产生的焦耳热为 D. 稳定后，a、b棒间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设棒下落到底端刚进入磁场瞬间的速度大小为，由机械能守恒定律可得 解得 则a棒刚进入磁场时产生的感应电动势的大小为 由欧姆定律知，回路中感应电流大小为 故A正确； B．由右手定则和左手定则可知棒所受安培力水平向右，棒从静止开始向右做加速运动，棒受到安培力水平向左，a棒进入磁场后以初速度做减速运动，直到、棒最终达到共速，之后一起做匀速直线运动，b棒的速度达到最大，由、棒组成的系统动量守恒可知 解得b棒的最大速度为 故B错误； C．在运动过程中由能量守恒可得 又 联立解得 而、棒串联，则产生的焦耳热等于电阻之比，由此可得棒上产生的焦耳热为 故C错误； D．棒从静止开始向右做加速运动的过程中，由动量定理有 又 联立解得 故稳定后，a、b棒间的距离为，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为________mm。图1中的________（填“a”或“b”）是细丝Ⅱ的衍射图样。 （2）如图所示是小明同学改为参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中________。 A．缝距d一定大 B．光的强度较小 C．光源离双缝的距离较大 D．双缝离光传感器的距离L可能较小 【答案】 ①. 0.731##0.732 ②. a ③. D 【解析】 【详解】（1）[1]细丝Ⅱ的直径为 [2]当激光束的波长大于障碍物的尺寸或与障碍物的尺寸接近，激光束将发生明显的衍射，细丝Ⅱ直径较大，未发生明显的衍射，故是细丝Ⅱ的衍射图样； （2）[3] A．由图可知第一次实验得到的条纹间距较小，根据双缝干涉条纹间距公式 可知第一次实验中缝距d可能较大，故A错误； B．光的强度与双缝干涉条纹间距无关，故B错误； C．光源离双缝的距离，与双缝干涉条纹间距无关，故C错误； D．根据双缝干涉条纹间距公式可知，双缝离光传感器的距离L可能较小，故D正确。 故选D。 12. 物理小组的同学在实验室练习电阻的测量，老师提供了如下器材： A．待测电阻（阻值较小） B．电源（电动势为3V） C．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； D．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； E．电流表（内阻未知） F．电流表（内阻未知） G．电阻箱R H．开关S I．导线若干 经过讨论，他们设计了如图1所示的电路，得到老师的肯定。 （1）应选择的滑动变阻器为__________（填“C”或“D”）。 （2）请根据电路图帮他们连接完整实物图。 （3）闭合开关S前，图1中滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器__________（填“左端”“右端”或“中间”）位置。 （4）先将电阻箱R调为0，然后闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置使电流表的示数接近满量程，逐渐增加电阻箱R的阻值，同时记录电流表的示数、电流表的示数及电阻箱的R数值，并作出图像如图3所示，则电流表的内阻为__________，待测电阻阻值为__________（均用含a、b、c的式子表示）。 【答案】（1）C （2） （3）左端 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 因电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器应选择小量程。 故选C。 【小问2详解】 根据电路图连接完整实物图，如图所示 【小问3详解】 为保障仪器安全，滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器的左端，此时待测电路电压为0，从而保证电表的安全。 【小问4详解】 [1][2]对该电路有 由欧姆定律可得 变形得 由图像可得 联立可得，电流表的内阻为 待测电阻阻值为 13. 四冲程柴油机由吸气、压缩、做功和排气四个冲程构成一个工作循环。如图，吸气冲程活塞下移，进入汽缸的是纯空气（看作理想气体），活塞到达最低点时缸内气体压强为，温度为27℃；压缩冲程终点（活塞到最高点）时缸内气体温度为527℃，压缩冲程的体积压缩比（汽缸最大容积与最小容积之比）为；压缩冲程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于的恒力使活塞移动0.1m的距离，该过程气体内能增加170J。求： （1）压缩冲程终点缸内气体的压强； （2）在压缩气体的过程中，气体传递给汽缸的热量。 【答案】（1） （2）20J 【解析】 【小问1详解】 气体初始初状态， 气体的末状态：， 根据理想气体状态方程 解得 【小问2详解】 外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 所以，气体传递给汽缸的热量为20J。 14. 现代科学仪器中常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图，在轴上方的平面内，有范围足够大的垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和方向沿轴正方向、电场强度为E的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的带正电荷的粒子在O点由静止释放，则粒子运动的轨迹为一曲线，且曲线上离y轴最远的点的曲率半径为该点到y轴距离的两倍；当该粒子在O点以初速度沿轴正方向射入，则粒子在xOy平面内做周期性运动，且任一时刻粒子速度的y分量与其到y轴的距离成正比，比例系数与电场强度E大小无关。粒子重力不计。求粒子在О点 （1）由静止释放，运动到坐标为点时的动量大小； （2）由静止释放，在运动过程中第一次离开轴最大的距离； （3）以初速度沿轴正方向射入时，粒子运动过程中的最小速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）洛伦兹力不做功，由动能定理有 解得 因此粒子运动到坐标为点时的动量大小为 （2）设粒子在运动过程中第一次离开轴最大的距离时速度为，方向竖直向上，所需向心力由洛伦兹力和电场力提供，有 根据题意有 联立解得 （3）由题意可设任一时刻粒子速度的y分量为 比例系数k与电场强度E大小无关，则可知当电场强度时 洛伦兹力提供向心力有 粒子离y轴最远的点应满足条件 解得 分析可知，当存在匀强电场时，只有电场力做功，因此粒子运动过程具有最小速度时应在x轴负半轴上方某位置，且此时速度方向竖直向下，设该点的横坐标为-xm，由动能定理有 其中 综合解得 15. 如图，足够长的水平面上，两小滑块a、b间有压缩的轻弹簧，弹簧锁定，P点左侧粗糙，右侧光滑。水平面上还放置一静止的带弧形轨道的滑块c，c的左端与水平面相切。现解除弹簧锁定，a、b在弹力作用下与弹簧分离，取走弹簧，分离时a刚好滑到P点，之后b滑上c且不会从c的右端冲出。已知a、b、c的质量分别为，解除锁定前弹簧储存的弹性势能为，a、b间的碰撞为弹性碰撞，a、b滑块与P点左侧水平面间的动摩擦因数均为，b在滑块c上运动时间，，a，b均可视为质点。求： （1）弹簧恢复原长瞬间，a、b速度的大小； （2）滑块c的高度h满足的条件； （3）a、b间的最终距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 弹簧解除锁定到恢复原长过程，以向右为正方向，根据动量守恒和能量守恒，有， 解得 【小问2详解】 b沿c向上运动的过程，系统水平方向动量守恒，b未从c的右端冲出，根据水平方向动量守恒有 根据能量守恒有 解得 要满足题意即 【小问3详解】 b从c左侧底端上滑，再返回底端过程，根据水平方向动量守恒，有 根据能量守恒有 联立解得 滑块a与弹簧分离后，根据牛顿运动定律有 运动的时间 解得 可得滑块b与a碰前，a已经停止，则 滑块b与a碰撞，根据动量守恒和能量守恒，有， 解得 故a，b间的最终距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $