精品解析：2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考物理试卷

2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考 物理试卷 一、单选题 1. 我国首座钍基熔盐实验堆采用钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放。吸收中子后会发生的一系列核反应： 已知的半衰期为16万年，某次实验中生成0.5g的。下列说法正确的是（　　） A. x衰变α衰变 B. 比多1个质子 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 经过24万年，剩余质量约为0.177g 2. 以下电路中，能够最有效发射电磁波的是（　　） A. V B. C. D. 3. 哈雷彗星是目前唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期性彗星。哈雷彗星的质量远小于地球的质量，它绕太阳运动的周期约为年。如图所示，地球的公转轨道可近似看作圆，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的。假设哈雷彗星运动过程中只受太阳的引力作用，已知，下列说法正确的是（　　） A. 哈雷彗星在近日点运行加速度小于地球绕太阳运行的加速度 B. 哈雷彗星在近日点运行的加速度等于其在远日点运行的加速度 C. 地球公转线速度约为哈雷彗星在近日点线速度的 D. 哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍 4. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）（　　） A. 时刻小球动能最大 B. 时刻小球动能最大 C. 这段时间内，小球增加的机械能等于弹簧减少的弹性势能 D. 这段时间内，小球的动能先减小后增加 5. 火灾报警工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A. 发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B. 发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C. 为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D. 的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 6. 如图所示是电子双缝干涉实验示意图，电子枪中从金属丝逸出的电子被电压为U的电场加速，形成一束高能电子束，用该电子束照射双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得相邻两条亮条纹中心的间距为。已知电子质量为m，元电荷为e，普朗克常量为h，则（ ） A. 仅增大加速电压，会变大 B. 仅增大双缝的间距，会变大 C. 射入双缝的电子动量为 D. 双缝间距为 7. 如图所示，矩形玻璃砖平行于光屏P放置于上方高处，两束平行的单色光A、斜射到玻璃砖的面，两个入射点间距离为，穿过玻璃砖下表面后，射在光屏P上两个点间距离为，已知。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状态保持不变，射在光屏上两个点（ ） A. 位置不变，距离不变 B. 位置右移，距离不变 C. 位置左移，距离变大 D. 位置右移，距离变大 8. 如图所示为研究光电效应的实验装置，用频率为的光照射电极K，从电极K逸出的光电子可向各个方向运动。某同学进行了如下操作：（1）用频率为的光照射光电管，此时微安表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数。（2）用频率为的光照射光电管，重复（1）中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为。下列说法正确的是（　　） A. 为了使微安表示数为零，实验中滑动变阻器的滑片P应该向端移动 B. 根据题中数据可以得到普朗克常量为 C. 若仅降低（1）中的光照强度，则微安表最初读数减小，遏止电压会变小 D. 滑动变阻器的滑片位于端时，流过微安表的电流方向是从上往下 9. 篮球投出后经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。篮球受到的空气阻力大小相等，方向始终与速度方向相反，则篮球（　　） A. 速度大小一直在减小 B. 加速度大小先减小后增大 C. 相邻位置动量变化量一直减小 D. 相邻位置的机械能变化量先增大后减小 二、多选题 10. 一列沿x轴传播的简谐波在t=0时刻的波形如图所示，P、Q是在波的传播方向上平衡位置相距1m的两个质点，质点P此时刻恰过平衡位置并沿y轴负方向振动。已知波的周期为6s，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波沿x轴负方向传播 C. t=0.5s时刻， P、Q速度相同 D. t=1.0s时刻， P、Q速度相同 11. 如图所示，两个可看做点电荷的带电绝缘小球均紧靠着塑料圆盘边缘，小球A固定不动（图中未画出）。小球B绕圆盘边缘在平面内从沿逆时针缓慢移动，测量圆盘中心O处的电场强度，获得沿x方向的电场强度随变化的图像（如图乙）和沿y方向的电场强度随变化的图像（如图丙）。下列说法正确的是（　　） A. 小球A带正电荷，小球B带负电荷 B. 小球A、B所带电荷量之比为 C. 小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度先增大后减小 D. 小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度最小值为 三、实验题 12. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，气垫导轨上有平行于导轨的标尺，在导轨上架设两个光电门1、2，滑块上侧固定一竖直遮光条，滑块左侧所挂细线绕过定滑轮与钩码相连；细线与导轨平行，光电门1固定，其中心与标尺的0刻度线对齐。实验操作如下： （1）如图乙，用游标卡尺测出遮光条的宽度d=________mm。 （2）实验时，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端________（选填“升高”或“降低”）一些。 （3）在滑块上挂上细线与钩码，接通气源，将滑块从导轨右端由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t₁、t₂，由标尺读出光电门2中心所在位置的刻度x。 （4）用天平测出滑块和遮光条的总质量M及钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，重力加速度为g，滑块运动过程中钩码始终未着地。用以上物理量写出验证机械能守恒定律的关式________。 （5）多次改变光电门2的位置，重复（3）的步骤，实验中，利用所测数据，作出关系图像如图丙所示，则当地重力加速度大小为________（结果保留三位有效数字）。 四、解答题 13. 如图甲所示为交流发电机示意图，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时通过滑环和电刷保持与外电路连接，已知外电路电阻R=5Ω，图示线圈匝数n=50匝（其电阻可忽略不计），穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，求： （1）发电机输出电压随时间变化的瞬时值表达式； （2）电流表的读数。 14. 图为演示实验所使用的牛顿管，课后某同学在观察实验使用的抽气真空泵后，得知做演示实验时牛顿管内依然残留有稀薄的气体，并不是绝对真空。若某天下午物理课期间环境温度为27℃，抽气完成后的牛顿管内气体压强为，且课后未打开牛顿管的通气阀门。大气压强恒为，牛顿管气密性和导热性均良好，将管中空气视为理想气体，求： （1）当天傍晚环境温度降到17℃时，牛顿管内气体压强； （2）演示时抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比。 15. 观察发现青蛙竖直向上起跳，跳起的最大高度为。一长木板静止放置在光滑水平地面上，木板质量为。一质量为的青蛙静止蹲在长木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起，恰好落至长木板右端且立刻相对木板静止。青蛙继续向右上方第二次跳起，落到地面。青蛙第三次从地面向右上方起跳并落地。三次向右上方跳跃过程都恰能使青蛙相对地面水平位移最大。木板的厚度不计。已知每次起跳青蛙做功相同，起跳与着陆过程时间极短，青蛙可看作质点，忽略空气阻力，重力加速度为。求： （1）每次青蛙起跳做的功； （2）青蛙第三次向右上方跳跃的水平距离； （3）若长木板的长度为，青蛙第二次向右上方起跳的水平位移（用木板长度表示）； （4）长木板的长度与的关系。 16. 某种粒子诊断测量简化装置如图所示，竖直平面内存在边界为矩形、方向垂直纸面向内的匀强磁场，探测板的下端K在的右侧延长线上，该板平行于竖直放置，且能沿水平方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计的离子束持续从边界沿垂直方向射入磁场，a束离子在磁场中偏转后射出磁场，a、b束离子射入磁场的速度大小分别为、，b、c束离子在磁场中的运动时间均相同。已知a、b、c三束离子射入点距F的距离分别为，三束离子每束每秒射入磁场的离子数均为n，离子质量均为m、电荷量均为，探测板的长度为，不计离子重力及离子间的相互作用，离子在磁场内、外均不会相撞，。 （1）求磁感应强度B的大小和c束离子在磁场中的运动时间t； （2）求无法探测到离子束时探测板与边界的最小距离； （3）若打到探测板上的离子全部被吸收，探测板到距离为S，求粒子束对探测板的平均作用力的水平分量f。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考 物理试卷 一、单选题 1. 我国首座钍基熔盐实验堆采用钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放。吸收中子后会发生的一系列核反应： 已知的半衰期为16万年，某次实验中生成0.5g的。下列说法正确的是（　　） A. x衰变为α衰变 B. 比多1个质子 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 经过24万年，剩余质量约为0.177g 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可知x衰变β衰变，故A错误； B．的质子为92，的质子为90，所以比多2个质子，故B错误； C．根据衰变过程放出能量，所以生成的新核更稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故C错误； D．根据半衰期公式，可得经过24万年，剩余的质量为g 故D正确。 故选D。 2. 以下电路中，能够最有效发射电磁波的是（　　） A. V B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】有效发射电磁波要满足两个条件：1、振荡电路的频率足够高（频率公式）；2、振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中，即开放电路； D项中具备小电感、小电容，同时采用开放结构，最有效发射电磁波。 故选D。 3. 哈雷彗星是目前唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期性彗星。哈雷彗星的质量远小于地球的质量，它绕太阳运动的周期约为年。如图所示，地球的公转轨道可近似看作圆，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的。假设哈雷彗星运动过程中只受太阳的引力作用，已知，下列说法正确的是（　　） A. 哈雷彗星在近日点运行的加速度小于地球绕太阳运行的加速度 B. 哈雷彗星在近日点运行的加速度等于其在远日点运行的加速度 C. 地球公转线速度约为哈雷彗星在近日点线速度的 D. 哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍 【答案】D 【解析】 【分析】本题考查开普勒第三定律。 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 解得加速度 哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的，因此哈雷彗星在近日点运行的加速度大于地球绕太阳运行的加速度，AB项错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得线速度 假设哈雷彗星以近日点与太阳中心的距离为半径做匀速圆周运动，哈雷彗星在近日点到太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的，则地球公转线速度为假设的哈雷彗星做匀速圆周运动的线速度的，但实际哈雷彗星在近日点的速度大于假设的哈雷彗星做匀速圆周运动的线速度，因此地球公转线速度不等于哈雷彗星在近日点线速度的，C项错误； D．哈雷彗星绕太阳运动的周期约为年，，设哈雷彗星轨道的半长轴为，根据开普勒第三定律有 解得哈雷彗星椭圆轨道的半长轴为地球公转轨道半径的18倍，设哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离为，则有 解得 则有哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍，D项正确。 故选D。 4. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）（　　） A. 时刻小球动能最大 B. 时刻小球动能最大 C. 这段时间内，小球增加的机械能等于弹簧减少的弹性势能 D. 这段时间内，小球的动能先减小后增加 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球在接触弹簧之前做自由落体运动，碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知t1时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大；t2时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小。选项AB错误； C．t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；t2−t3这段时间内，小球先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，即小球增加的机械能等于弹簧减少的弹性势能，选项C正确； D.综上分析，这段时间内，小球的动能先增加后减小；这段时间内，小球的动能先增加后减小。所以这段时间内，小球的动能先增加后减小再增加后减小，选项D错误。 故选C。 5. 火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A. 发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B. 发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C. 为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D. 的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．发生火灾时，温度升高，热敏电阻阻值变小，根据欧姆定律可知副线圈电流变大，则报警装置检测到电流变大；根据可知，原线圈电流也变大，故AB错误； C．为了降低报警温度，即对应的热敏电阻阻值变大，根据可知，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，则的滑片P应向下滑动，故C正确； D．根据可知，副线圈电压由原线圈电压及匝数比决定，故D错误。 故选C。 6. 如图所示是电子双缝干涉实验示意图，电子枪中从金属丝逸出的电子被电压为U的电场加速，形成一束高能电子束，用该电子束照射双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得相邻两条亮条纹中心的间距为。已知电子质量为m，元电荷为e，普朗克常量为h，则（ ） A. 仅增大加速电压，会变大 B. 仅增大双缝的间距，会变大 C. 射入双缝的电子动量为 D. 双缝间距为 【答案】D 【解析】 【详解】C．电子经过电场加速，根据动能定理可得 可得 则射入双缝的电子动量为 故C错误； ABD．根据 ， 联立可得 可得 双缝间距为 可知仅增大加速电压，会变小；仅增大双缝的间距，会变小，故AB错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，矩形玻璃砖平行于光屏P放置于上方高处，两束平行的单色光A、斜射到玻璃砖的面，两个入射点间距离为，穿过玻璃砖下表面后，射在光屏P上两个点间距离为，已知。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状态保持不变，射在光屏上两个点（ ） A. 位置不变，距离不变 B. 位置右移，距离不变 C. 位置左移，距离变大 D. 位置右移，距离变大 【答案】A 【解析】 【详解】根据光的折射知识可知，两束单色光射出玻璃后仍相互平行，根据题意作出光的折射的光路图，如图所示 当只向上平移玻璃砖，如图虚线的位置，由于入射角不变，折射角不变，则移动玻璃砖前后，同一个光线在玻璃砖内的折射光线平行，射出玻璃砖后的折射光线平行，根据几何关系可得，向上平移玻璃砖后，穿过玻璃砖下表面光线通过平移前的出射点，则射在光屏P上的位置不变，距离不变。 故选A。 8. 如图所示为研究光电效应的实验装置，用频率为的光照射电极K，从电极K逸出的光电子可向各个方向运动。某同学进行了如下操作：（1）用频率为的光照射光电管，此时微安表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数。（2）用频率为的光照射光电管，重复（1）中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为。下列说法正确的是（　　） A. 为了使微安表的示数为零，实验中滑动变阻器的滑片P应该向端移动 B. 根据题中数据可以得到普朗克常量为 C. 若仅降低（1）中的光照强度，则微安表最初读数减小，遏止电压会变小 D. 滑动变阻器的滑片位于端时，流过微安表的电流方向是从上往下 【答案】B 【解析】 【详解】A．滑片P向端滑动，微安表中的电流会增大，然后保持不变，故A错误； B．设材料的逸出功为，由光电效应方程 ， 解得 故B正确； C．用频率为的光照射光电管，微安表中有电流，说明发生了光电效应，降低光照强度，仍然能发生光电效应，只是电流会变小，光电子的最大初动能不变，遏止电压不会变，故C错误； D．滑动变阻器的滑片位于端时，A端电势高，光电子做加速运动，光电子从K端到A端，微安表中电流方向向上，故D错误。 故选B。 9. 篮球投出后经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。篮球受到的空气阻力大小相等，方向始终与速度方向相反，则篮球（　　） A. 速度大小一直在减小 B. 加速度大小先减小后增大 C. 相邻位置的动量变化量一直减小 D. 相邻位置的机械能变化量先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．重力与空气阻力的夹角，在上升阶段为锐角，下降阶段为钝角，角度一直在增大，知加速度一直在减小，速度先减小后增大，故AB错误； C．因 知一直减小，故C正确； D．空气阻力做功引起机械能的变化，相邻位置轨迹长度先减小后增大，变化量也先减小后增大，相邻位置的机械能变化量先减小后增大，故D错误。 故选C。 二、多选题 10. 一列沿x轴传播的简谐波在t=0时刻的波形如图所示，P、Q是在波的传播方向上平衡位置相距1m的两个质点，质点P此时刻恰过平衡位置并沿y轴负方向振动。已知波的周期为6s，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波沿x轴负方向传播 C. t=0.5s时刻， P、Q速度相同 D. t=1.0s时刻， P、Q速度相同 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由于P点沿y轴负方向振动，根据“同侧法”，波沿x轴正方向传播，A正确，B错误； C．由题可知，波长，波速 t=0.5s时刻，波向右传播了 平衡位置恰好处于3.5m处， P、Q到平衡位置的水平距离均为0.5m，根据对称性，两者速度相同，C正确； D．t=1.0s时刻，波向右传播了 Q恰好运动到平衡位置，速度最大，而P点运动到平衡位置下方，速度小于最大速度，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，两个可看做点电荷的带电绝缘小球均紧靠着塑料圆盘边缘，小球A固定不动（图中未画出）。小球B绕圆盘边缘在平面内从沿逆时针缓慢移动，测量圆盘中心O处的电场强度，获得沿x方向的电场强度随变化的图像（如图乙）和沿y方向的电场强度随变化的图像（如图丙）。下列说法正确的是（　　） A. 小球A带正电荷，小球B带负电荷 B. 小球A、B所带电荷量之比 C. 小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度先增大后减小 D. 小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度最小值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由乙、丙两图可知，当时，小球B在O点正上方，此时Ex=0，Ey=-6V/m，则说明小球A一定在y轴上固定；当θ=0时，Ex=-4V/m，Ey=0，小球B在O点正右侧，而水平方向场强方向为x轴负向，则说明小球B为正电荷，此时Ey=-2V/m，竖直方向的场强方向为y轴负向，若小球A在O点正上方固定，则小球A带正电荷，若小球A在O点正下方固定，则小球A带负电荷，所以小球A的带电性质不能确定，故A错误； B．由于两小球都紧靠在塑料圆盘的边缘，所以到O点的距离，相同，当θ=0时，Ex=-4V/m，Ey=-2V/m，由 可得 QA：QB=1：2 故B正确； C．盘中心O处的电场强度为小球A和小球B在O点产生的场强的矢量和，随着小球B从θ=0转到2π的过程中，EA和EB大小都不变，EA和EB的夹角在增大的过程中，当 时，O处的合场强最大；当时，O处的合场强最小，所以小球B从θ=0转到2π的过程中，中心O处的合场强先增大后减小再增大，故C错误； D．小球B绕圆盘旋转一周过程中，当时，O处的合场强最小，其值大小为 E=EA+EB=（-2+4）V/m=2V/m 故D正确。 故选BD。 三、实验题 12. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，气垫导轨上有平行于导轨的标尺，在导轨上架设两个光电门1、2，滑块上侧固定一竖直遮光条，滑块左侧所挂细线绕过定滑轮与钩码相连；细线与导轨平行，光电门1固定，其中心与标尺的0刻度线对齐。实验操作如下： （1）如图乙，用游标卡尺测出遮光条的宽度d=________mm。 （2）实验时，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端________（选填“升高”或“降低”）一些。 （3）在滑块上挂上细线与钩码，接通气源，将滑块从导轨右端由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t₁、t₂，由标尺读出光电门2中心所在位置的刻度x。 （4）用天平测出滑块和遮光条的总质量M及钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，重力加速度为g，滑块运动过程中钩码始终未着地。用以上物理量写出验证机械能守恒定律的关式________。 （5）多次改变光电门2的位置，重复（3）的步骤，实验中，利用所测数据，作出关系图像如图丙所示，则当地重力加速度大小为________（结果保留三位有效数字）。 【答案】 ①. 3.30 ②. 升高 ③. 见解析 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺测出遮光条的宽度为 （2）[2]依题意，滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块从右向左做减速运动，右端较低，为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端升高一些。 （4）[3]若机械能守恒定律，则有 整理，可得 （5）[4]由上一问关系式，可变形为 结合图像可知 解得 四、解答题 13. 如图甲所示为交流发电机示意图，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时通过滑环和电刷保持与外电路连接，已知外电路电阻R=5Ω，图示线圈匝数n=50匝（其电阻可忽略不计），穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，求： （1）发电机输出电压随时间变化的瞬时值表达式； （2）电流表的读数。 【答案】（1）e=10πcosπt(V) （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知 发电机输出电压瞬时表达式为 【小问2详解】 电流表示数为电流的有效值，则 所以 14. 图为演示实验所使用的牛顿管，课后某同学在观察实验使用的抽气真空泵后，得知做演示实验时牛顿管内依然残留有稀薄的气体，并不是绝对真空。若某天下午物理课期间环境温度为27℃，抽气完成后的牛顿管内气体压强为，且课后未打开牛顿管的通气阀门。大气压强恒为，牛顿管气密性和导热性均良好，将管中空气视为理想气体，求： （1）当天傍晚环境温度降到17℃时，牛顿管内气体压强； （2）演示时抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比。 【答案】（1）29Pa；（2） 【解析】 【详解】（1）因为牛顿管气密性和导热性均良好，所以可以认为是等容变化，根据查理定律，有 代入数据，得 解得傍晚环境温度降到17℃时，牛顿管内气体压强为29Pa； （2）抽气前后的过程，以抽气前牛顿管中的气体为研究对象，根据玻意耳定律，有 代入数据解得 抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比等于体积之比，即 15. 观察发现青蛙竖直向上起跳，跳起的最大高度为。一长木板静止放置在光滑水平地面上，木板质量为。一质量为的青蛙静止蹲在长木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起，恰好落至长木板右端且立刻相对木板静止。青蛙继续向右上方第二次跳起，落到地面。青蛙第三次从地面向右上方起跳并落地。三次向右上方跳跃过程都恰能使青蛙相对地面水平位移最大。木板的厚度不计。已知每次起跳青蛙做功相同，起跳与着陆过程时间极短，青蛙可看作质点，忽略空气阻力，重力加速度为。求： （1）每次青蛙起跳做的功； （2）青蛙第三次向右上方跳跃的水平距离； （3）若长木板的长度为，青蛙第二次向右上方起跳的水平位移（用木板长度表示）； （4）长木板的长度与的关系。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 对青蛙竖直起跳过程列动能定理 解得每次青蛙起跳做的功 【小问2详解】 对第三次青蛙起跳过程，设青蛙起跳初速度大小为，方向与水平方向夹角为，运动时间为，则 竖直方向 水平方向 联立解得 则当时， 对青蛙起跳 解得青蛙第三次向右上方跳起水平距离 【小问3详解】 青蛙第一、二次向右上方起跳均在木板上，且均相对地面水平位移最大，故两次相对地面位移相同。对青蛙第一次在木板向右上方起跳过程，水平方向动量守恒有 由几何关系 联立解得 【小问4详解】 对青蛙第一次向右上方起跳，设青蛙起跳的竖直初速度为，水平初速度为，木板后退速度为。则对青蛙，竖直方向 水平方向 对青蛙和木板系统 青蛙相对地面位移 对青蛙第一次起跳 联立得 又由于 可知当时，青蛙跳的最远，则 16. 某种粒子诊断测量简化装置如图所示，竖直平面内存在边界为矩形、方向垂直纸面向内的匀强磁场，探测板的下端K在的右侧延长线上，该板平行于竖直放置，且能沿水平方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计的离子束持续从边界沿垂直方向射入磁场，a束离子在磁场中偏转后射出磁场，a、b束离子射入磁场的速度大小分别为、，b、c束离子在磁场中的运动时间均相同。已知a、b、c三束离子射入点距F的距离分别为，三束离子每束每秒射入磁场的离子数均为n，离子质量均为m、电荷量均为，探测板的长度为，不计离子重力及离子间的相互作用，离子在磁场内、外均不会相撞，。 （1）求磁感应强度B的大小和c束离子在磁场中的运动时间t； （2）求无法探测到离子束时探测板与边界的最小距离； （3）若打到探测板上离子全部被吸收，探测板到距离为S，求粒子束对探测板的平均作用力的水平分量f。 【答案】（1），；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）离子运动轨迹如图，没a、b、c圆周运动半径分别为r1，r2、r3，由几何知识，对a有 解得 r1=R a离子在磁场中运动有 可得 对b离子有 由几何知识 解得 b、c在磁场中运动时间相同，则有 c束离子在磁场中的运动时间为 （2）对c，由几何知识 解得 当c恰好打到HK的顶端时，HK离FD的距离为 得 当a恰好打在HK底部时，HK离FD的距离为 由子S1>S2，所以 （3）当b恰好打到HK的顶端时，HK离FD的距离为 得 当时，a、b、c都可打在HK上，对c有 得 由动量定理 解得 当时，a、c打在HK上 得 当时，c打在HK上 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$