精品解析：陕西省咸阳市武功县普集高级中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题

物理 （75分钟 100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金27银24铜，创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录，金牌总数与美国并列第一。其中，邓雅文获自由式小轮车女子公园赛冠军，比赛中，小轮车沿曲线从a点向b点运动的过程中，速度逐渐减小，在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 2024年9月2日，台湾花莲县近海发生里氏规模5.5级地震。“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波在时的波动图像，乙图是该波传播方向上介质中某质点从时刻起的振动图像，M、N是介质中平衡位置为和的两个质点，下列说法正确的是（ ） A. 该波的频率为0.25Hz，波速是2m/s B. 在时刻，M、N两质点的速度相同 C. 若该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一波时，可能发生稳定的干涉现象 D. 在0~4s内，质点M运动的路程为56cm 3. 如图甲为氦离子的能级图，大量处在的激发态的氦离子在向低能级跃迁的过程中，用其中所辐射出的能量最小的光去照射光电管阴极K，电路图如图乙所示，合上开关，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.64V时，电流表示数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.64V时，电流表读数为零。则光电管阴极材料的逸出功为（ ） A. 1.00eV B. 1.28eV C. 1.64eV D. 2.64eV 4. A、B两位同学在百米赛跑对抗赛中，速度v与时间t的关系图像如图所示，其中实线为A的运动图像，虚线为B的运动图像，关于A、B两位同学的运动，下列说法正确的是（ ） A. 两位同学在冲线时都可以将其看作质点 B. 时间内，A的平均加速度大于B的平均加速度 C. 时间内，两位同学的平均速度一样大 D. 时刻后，A做加速运动，B做减速运动 5. 如图甲所示，农民用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次一颗谷粒从M点水平飞出到达N点，谷粒位移方向与水平面夹角为θ，谷粒运动轨迹如图乙所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 谷粒在空中的运动过程中相同时间内速度大小的变化量相等 B. 谷粒在空中的运动过程中速度方向与线段MN的夹角越来越大 C. 谷粒在空中的运动过程中速度方向与加速度方向的夹角越来越小 D. 谷粒在空中的运动过程中重力的功率保持不变 6. 甲、乙、丙为三个完全相同的可视为质点的金属小球分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球甲的带电量为q，球乙的带电量为6q，球丙不带电且离球甲和球乙很远，此时球甲、乙之间作用力的大小为。现使球丙先与球乙接触，再与球甲接触，然后将球丙移至远处，此时甲、乙之间作用力的大小为。由此可知（ ） A. ，且和方向相反 B. ，且和方向相同 C. ，且和方向相反 D. ，且和方向相同 7. 我国的北斗卫星导航系统由若干静止轨道卫星、中地球轨道卫星组成，如图所示，若地球半径为R，其中中地球轨道卫星A绕地球做匀速圆周运动的半径为4R，静止轨道卫星B绕地球做匀速圆周运动的半径为7R．已知地球表面的重力加速度大小。忽略地球自转。则下列说法正确的是（ ） A. 卫星A的向心加速度大小为 B. 卫星A的运行周期与卫星B运行周期之比为 C. 卫星B在6h内转动的圆心角是 D. 卫星A从中地球轨道变轨到静止轨道，需向前方喷气减速 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. 2024年10月1日，中国天眼景区元宇宙XR沉浸式体验馆将在平塘县中国天眼景区开业，为人们带来一场前所未有的宇宙探索之旅。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（ ） A. 天眼接收的射电波是可见光 B. 天眼接收的射电波的频率区间为 C. 天眼只能在白天晴朗的天气工作 D. 天眼接收宇宙中的信号，说明电磁波的传播不需要介质 9. 如图甲所示，平行板M、N水平固定放置，两板长和板间距均为L，在两板间加上如图乙所示的交变电压，图中T已知，未知，在两板中线最左端有一个粒子源O，沿中线向右不断地射出初速度相同且质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，所有粒子穿过两板的时间均为T，在时刻射入的粒子恰好从N板右侧边缘射出电场；在M、N板的右侧有一边长为L的正方形区域abc，ac、bd分别与M、N板平齐，正方形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，所有粒子进入正方形区域后经磁场偏转均刚好经过d点，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子从O点射出的初速度大小为 B. 电压 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 磁场的最小面积为 10. 可视为质点的物体A和B紧靠在一起放在水平地面上，其中A物体左侧粗糙，A物体与左侧粗糙地面间的动摩擦因数为0.3，B物体右侧光滑。两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，两物体获得的总能量．已知A、B两物体的质量均为1kg，重力加速度大小，则（ ） A. 分离瞬间A的速度大小为1.5m/s B. 分离瞬间B的速度大小为3m/s C. 从分离到A停止运动经过的时间是1s D. 从分离到A停止运动，A、B两物体间的距离是3m 三、非选择题（本题共5小题，共54分。） 11. 某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为，。 （1）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式_______。 （2）实验中，不断增大入射角，_______（填“能”或“不能”）观察到全反射现象。 （3）为减小实验误差，实验中应适当_______（填“增大”或“减小”）单色光在O点的入射角。 12. 某同学在测量某一定值电阻阻值的实验中： （1）首先用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_______（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示，其读数为_______。 （2）再进行精确测的电阻，除了、开关S、导线外，还有下列器材供选用： A．电流表（量程0~1mA，内阻约30Ω） B．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.05Ω） C．电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ） D．电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ） E．电源（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计） F．电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计） G．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流2A） 为使测量尽量准确，电流表选用_______，电压表选用_______，电源选用_______。（均填器材的字母代号） （3）在方框中画出测量阻值的实验电路图。 （4）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值，原因是_______。 13. 中国是瓷器的故乡，瓷器是中国劳动人民的一个重要的创造。瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献，在英文中“瓷器（china）”与中国（China）同为一词。现代瓷器烧制通常采用电加热式气窑，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温7℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1407℃。求： （1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少K； （2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 14. 如图所示，不可伸长的细绳上端固定于横梁上的A点，细绳的下端挂一边长为、总电阻为的正方形金属框abcd，水平对角线bd下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场，在到时间内，磁感应强度大小随时间的变化关系为，求： （1）在到时间内，金属框中的感应电流的大小和方向； （2）时金属框所受安培力的大小； （3）在到时间内，金属框产生的焦耳热。 15. 如图所示，上表面粗糙的长的长木板与半径的光滑四分之一圆弧轨道平滑连接（二者构成一个整体），静止在光滑水平面上，整体的总质量，质量的物块放在长木板上的左端。一根长度不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度并恰好接触。拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球与物块沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后，物块沿着长木板上的轨道运动，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度大小g取。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离长木板，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 （75分钟 100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金27银24铜，创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录，金牌总数与美国并列第一。其中，邓雅文获自由式小轮车女子公园赛冠军，比赛中，小轮车沿曲线从a点向b点运动的过程中，速度逐渐减小，在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据曲线运动的特点可知，速度矢量与合力矢量分别在运动轨迹的两侧，合力方向指向轨迹的凹侧；由于小轮车的速度在逐渐减小，所以合力方向与速度方向之间的夹角大于90°，图B符合要求。 故选B。 2. 2024年9月2日，台湾花莲县近海发生里氏规模5.5级地震。“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波在时的波动图像，乙图是该波传播方向上介质中某质点从时刻起的振动图像，M、N是介质中平衡位置为和的两个质点，下列说法正确的是（ ） A. 该波的频率为0.25Hz，波速是2m/s B. 在时刻，M、N两质点的速度相同 C. 若该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一波时，可能发生稳定的干涉现象 D. 在0~4s内，质点M运动的路程为56cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，波长为4m，周期为4s，频率为 波速为 故A错误； B．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可得此时质点M速度方向向上，质点N速度方向向下，在时刻，M、N两质点的速度不相同，故B错误； C．频率相同是两列波产生稳定干涉的必要条件，所以该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一波时，可能发生稳定的干涉现象，故C正确； D．周期为4s，在0~4s内，质点M运动一个周期，路程为 故D错误。 故选C。 3. 如图甲为氦离子的能级图，大量处在的激发态的氦离子在向低能级跃迁的过程中，用其中所辐射出的能量最小的光去照射光电管阴极K，电路图如图乙所示，合上开关，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.64V时，电流表示数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.64V时，电流表读数为零。则光电管阴极材料的逸出功为（ ） A. 1.00eV B. 1.28eV C. 1.64eV D. 2.64eV 【答案】A 【解析】 【详解】大量处在的激发态的氦离子在向低能级跃迁的过程中，所辐射出的能量最小的光的能量为 当电压表读数大于或等于1.64V时，电流表读数为零，所以遏止电压为 则 根据爱因斯坦光电效应 解得光电管阴极材料的逸出功 故选A。 4. A、B两位同学在百米赛跑对抗赛中，速度v与时间t的关系图像如图所示，其中实线为A的运动图像，虚线为B的运动图像，关于A、B两位同学的运动，下列说法正确的是（ ） A. 两位同学在冲线时都可以将其看作质点 B. 时间内，A的平均加速度大于B的平均加速度 C. 时间内，两位同学的平均速度一样大 D. 时刻后，A做加速运动，B做减速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．当物体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，物体就可以看成质点。冲线时，人的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能看作质点，A错误； B．图像的斜率等于加速度，可知时间内，A的平均加速度小于B的平均加速度，B错误； C．时间内，A的位移小于B的位移，由于时间相同，所以A的平均速度小于B的平均速度，C错误； D．由图像可知，时刻后，A做加速运动，B做减速运动，D正确。 故选D。 5. 如图甲所示，农民用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次一颗谷粒从M点水平飞出到达N点，谷粒位移方向与水平面夹角为θ，谷粒运动轨迹如图乙所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 谷粒在空中的运动过程中相同时间内速度大小的变化量相等 B. 谷粒在空中的运动过程中速度方向与线段MN的夹角越来越大 C. 谷粒在空中的运动过程中速度方向与加速度方向的夹角越来越小 D. 谷粒在空中的运动过程中重力的功率保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．平抛运动竖直方向做自由落体运动，则相同时间内竖直方向速度大小变化相同，但水平方向速度一直不变，则合速度大小变化不同，选项A错误； B．当谷粒运动到离线段MN最远的位置时，速度与线段MN是平行关系，此时夹角为零，所以谷粒速度方向与线段MN的夹角先减小后增大，选项B错误； C．运动过程中，竖直速度越来越大，水平速度不变，则合速度与竖直方向的夹角越来越小，选项C正确； D．由于竖直速度越来越大，而重力的功率等于竖直速度与重力的乘积，则重力的功率越来越大，选项D错误。 故选C。 6. 甲、乙、丙为三个完全相同的可视为质点的金属小球分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球甲的带电量为q，球乙的带电量为6q，球丙不带电且离球甲和球乙很远，此时球甲、乙之间作用力的大小为。现使球丙先与球乙接触，再与球甲接触，然后将球丙移至远处，此时甲、乙之间作用力的大小为。由此可知（ ） A. ，且和方向相反 B. ，且和方向相同 C. ，且和方向相反 D. ，且和方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】设甲、乙距离为r，则球甲、乙之间作用力为 则丙与乙接触后，它们带的电量均为，再将丙与甲接触后，它们带的电的电量均为，将球丙移至远处后，球甲、乙之间作用力为 和方向相同。 故选B。 7. 我国的北斗卫星导航系统由若干静止轨道卫星、中地球轨道卫星组成，如图所示，若地球半径为R，其中中地球轨道卫星A绕地球做匀速圆周运动的半径为4R，静止轨道卫星B绕地球做匀速圆周运动的半径为7R．已知地球表面的重力加速度大小。忽略地球自转。则下列说法正确的是（ ） A. 卫星A的向心加速度大小为 B. 卫星A的运行周期与卫星B运行周期之比为 C. 卫星B在6h内转动的圆心角是 D. 卫星A从中地球轨道变轨到静止轨道，需向前方喷气减速 【答案】A 【解析】 【详解】A．在地球表面为的物体，有 对卫星A有 联立可得卫星A向心加速度大小为 选项A正确； B．设M表示地球的质量，m表示卫星的质量，根据万有引力提供向心力 可得 则有 选项B错误； C．卫星B在6h内转动的圆心角为，选项C错误； D．因为卫星B的轨道半径大于卫星A的轨道半径，所以卫星A从中地球轨道变轨到静止轨道，需向后方喷气加速做离心运动，选项D错误。 故选A。 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. 2024年10月1日，中国天眼景区元宇宙XR沉浸式体验馆将在平塘县中国天眼景区开业，为人们带来一场前所未有的宇宙探索之旅。如图所示是中国天眼FAST-500m口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是（ ） A. 天眼接收的射电波是可见光 B. 天眼接收的射电波的频率区间为 C. 天眼只能在白天晴朗的天气工作 D. 天眼接收宇宙中的信号，说明电磁波的传播不需要介质 【答案】BD 【解析】 【详解】A．天眼接收的射电波是无线电波，故A错误； B．根据，因主要工作波长在分米到米的范围，即范围，而，则接收电磁波的频率区间为，故B正确； C．天眼接收的是无线电波，由于无线电波不太会受光照和气候的影响，因此它可以全天候工作，故C错误； D．宇宙中的信号能传输到地球，说明电磁波的传播不需要介质，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，平行板M、N水平固定放置，两板长和板间距均为L，在两板间加上如图乙所示的交变电压，图中T已知，未知，在两板中线最左端有一个粒子源O，沿中线向右不断地射出初速度相同且质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，所有粒子穿过两板的时间均为T，在时刻射入的粒子恰好从N板右侧边缘射出电场；在M、N板的右侧有一边长为L的正方形区域abc，ac、bd分别与M、N板平齐，正方形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，所有粒子进入正方形区域后经磁场偏转均刚好经过d点，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子从O点射出的初速度大小为 B. 电压 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 磁场的最小面积为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子在平行板M、N间沿平行M、N板方向做匀速直线运动，所以O点射出的速度大小为 故A正确； B．从时刻射入的粒子恰好从N板的右侧边缘射出，则在沿垂直M、N板方向 根据牛顿第二定律有 解得 故B正确； C．所有粒子射出两板时的速度方向均沿水平方向，速度大小均为 所有粒子在ab边以垂直ab的方向进入正方形区域，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，根据磁聚焦原理可知，粒子做匀速圆周运动的半径为 根据牛顿第二定律 解得 故C错误； D．磁场最小面积如图所示 根据几何关系，最小面积 故D正确。 故选ABD。 10. 可视为质点的物体A和B紧靠在一起放在水平地面上，其中A物体左侧粗糙，A物体与左侧粗糙地面间的动摩擦因数为0.3，B物体右侧光滑。两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，两物体获得的总能量．已知A、B两物体的质量均为1kg，重力加速度大小，则（ ） A. 分离瞬间A的速度大小为1.5m/s B. 分离瞬间B的速度大小为3m/s C. 从分离到A停止运动经过的时间是1s D. 从分离到A停止运动，A、B两物体间的距离是3m 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．炸药爆炸后，设分离瞬间物体A的速度大小为，物体B的速度大小为，对A、B两物体组成的系统由动量守恒定律得 由能量守恒得 联立可得 选项A错误、B正确； C．A、B两物体分离后，A物体向左匀减速滑行，对A受力分析，根据牛顿第二定律得 根据运动学公式得从分离到A物体停止运动，经过的时间 选项C正确； D．物体A运动的位移为 物体B运动的位移 故两物体之间的距离 选项D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分。） 11. 某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为，。 （1）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式_______。 （2）实验中，不断增大入射角，_______（填“能”或“不能”）观察到全反射现象。 （3）为减小实验误差，实验中应适当_______（填“增大”或“减小”）单色光在O点的入射角。 【答案】（1） （2）不能 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 OC所在光线为反射光线，OD所在光线为折射光线，玻璃砖折射率的表达式 【小问2详解】 光是从光疏介质射入光密介质，所以不能观察到全反射现象。 【小问3详解】 为减小实验测量的误差，OC、OD的距离应适当大些，所以实验中应适当减小单色光在O点的入射角。 12. 某同学在测量某一定值电阻阻值的实验中： （1）首先用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_______（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示，其读数为_______。 （2）再进行精确测的电阻，除了、开关S、导线外，还有下列器材供选用： A．电流表（量程0~1mA，内阻约30Ω） B．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.05Ω） C．电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ） D．电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ） E．电源（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计） F．电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计） G．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流2A） 为使测量尽量准确，电流表选用_______，电压表选用_______，电源选用_______。（均填器材的字母代号） （3）在方框中画出测量阻值的实验电路图。 （4）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值，原因是_______。 【答案】（1） ①. ②. 10 （2） ①. A ②. D ③. F （3） （4） ①. 大于 ②. 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压（其他表述正确也可） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，则应该换用“”挡；进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图所示，其读数为 【小问2详解】 [1][2][3]若电源选用E，则通过的最大电流为0.15mA，电流表选用A还达不到半偏，故电源应选用F，电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用D；由此可知电路中的电流最大值约为1.2mA，故电流表选用A。 【小问3详解】 因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法。因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示 【小问4详解】 [1][2]因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为与电流表串联后两端电压，，而，所以。 13. 中国是瓷器的故乡，瓷器是中国劳动人民的一个重要的创造。瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献，在英文中“瓷器（china）”与中国（China）同为一词。现代瓷器烧制通常采用电加热式气窑，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温7℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1407℃。求： （1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少K； （2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有初态压强，温度 末态，由查理定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 开始排气后，气窑内气体维持压强不变，则有 设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖—吕萨克定律可得 解得 由于气体的密度不变，则有 代入数据解得 14. 如图所示，不可伸长的细绳上端固定于横梁上的A点，细绳的下端挂一边长为、总电阻为的正方形金属框abcd，水平对角线bd下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场，在到时间内，磁感应强度大小随时间的变化关系为，求： （1）在到时间内，金属框中的感应电流的大小和方向； （2）时金属框所受安培力的大小； （3）在到时间内，金属框产生的焦耳热。 【答案】（1），方向是abcda （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属框中产生的感应电动势为 金属框中的电流为 由楞次定律可知金属框中的感应电流的方向是abcda。 【小问2详解】 时磁感应强度 金属框处于磁场中的有效长度为 此时金属框所受安培力大小为 【小问3详解】 0~2.0s内金属框产生的焦耳热为 15. 如图所示，上表面粗糙的长的长木板与半径的光滑四分之一圆弧轨道平滑连接（二者构成一个整体），静止在光滑水平面上，整体的总质量，质量的物块放在长木板上的左端。一根长度不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度并恰好接触。拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球与物块沿水平方向发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后，物块沿着长木板上的轨道运动，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度大小g取。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离长木板，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理 解得小球摆动到最低点的速度大小 在最低点，对小球由牛顿第二定律 解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 【小问2详解】 小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律 小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小为。 【小问3详解】 若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与长木板整体由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与长木板整体由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $