内容正文:
2025年普通高等学校招生全国统一考试
物理试卷
( 银川一中第二次模拟考试 )
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(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,只有一项是符合题目要求)
1. 物理学家的科学研究推动了人类社会文明的进程,下列说法正确的是( )
A. 库仑最早通过扭秤实验测量了元电荷的数值为1.6×10-19C
B. 安培提出分子电流假说,成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质
C. 奥斯特发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D. 欧姆发现了欧姆定律,说明了电现象和热现象之间存在联系
【答案】B
【解析】
【详解】A.密立根最早通过油滴实验测量了元电荷的数值为1.6×10-19C,选项A错误;
B.安培提出分子电流假说,成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质,选项B正确;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了磁现象和电现象之间的联系,选项C错误;
D.焦耳发现了焦耳定律,说明了电现象和热现象之间存在联系,选项D错误。
故选B。
2. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆,大圆与小圆的直径之比为,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】此粒子的径迹圆与反冲核的径迹圆外切,根据左手定则可知,粒子的电性与反冲核电性相同,带正电。设粒子质量为,速度为,电量为,反冲核质量为,速度为,电量为。根据动量守恒定律有
由
得
因为大圆与小圆的直径之比为,粒子与反冲核动量大小相等,所以
只有和满足要求,故ACD错误,B正确。
故选B。
3. 在某静电场中,x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,规定x轴正方向为场强正方向。下列判断正确的是( )
A. x1和x3处的电场强度相同
B. 从x2处到x4处,电势逐渐降低
C. 一电子从x2处沿直线运动到x4处,速度先增大后减小
D. 一电子从x1处沿直线运动到x4处,电势能一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.x1和x3处的电场强度大小相等,方向相反,则x1和x3处的电场强度不相同,故A错误;
B.从x2处到x4处,场强为正值,则电场线指向沿x轴正方向,由于沿电场线电势降低,可知,从x2处到x4处电势逐渐降低,故B正确;
C.结合上述可知,从x2处到x4处,场强为正值,则电场线指向沿x轴正方向,一电子从x2处沿直线运动到x4处,静电力一直对其做负功,则电子速度一直减小,故C错误;
D.从x1处到x2处,场强为负值,则电场线指向沿x轴负方向,可知,电势升高,从x2处到x4处,电势降低,则一电子从x1处沿直线运动到x4处,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,三根在竖直平面内的光滑细管A、B、C上端平齐,B管竖直放置,A管与B管的夹角为α,C管与B管的夹角为β,且α﹤β。三个小球同时从管口顶端静止释放,经过相同的时间,三球所处位置正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示,ABCD为同一圆上的点,圆的半径为R,小球从A沿光滑杆AB、AC、AD滑下,
从AB下滑用时,有
解得
从AC下滑,有
而AC的长度为
故有
解得
同理若从AD下滑,时间为,即小球到达圆上三点所用时间相同;
依此结论可知,而现在三个小球均从管口上方下滑且无摩擦,相同时间后小球的位置是在同一个圆弧上,且所在位置与竖直位置连线与倾斜轨道夹角为直角,故选C。
5. 简谐横波某时刻的图像如图所示,其中P、Q两质点的横坐标分别为0.5m和2.5m,此刻P正在沿y轴负方向运动,下列判断正确的是( )
A. 波沿x轴正方向传播 B. 经过一段时间质点Q会运动到P点
C. 此刻质点Q沿y轴负方向运动 D. 当质点P位移为2cm时,Q的位移一定为-2cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题知,P正在沿y轴负方向运动,根据“上下坡法”可知波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.各个质点只在平衡位置上下振动,不会随波运动,故B错误;
C.波沿x轴负方向传播,根据“上下坡法”可知质点Q沿y轴正方向运动,故C错误;
D.由题可知,波长为,而质点P与质点Q的平衡位置间距离为
故质点P总是落后质点Q半个周期,振动步调相反,所以当质点P位移为2cm时,Q的位移一定为-2cm,故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,两颗人造地球卫星1、2在同一平面内沿同一方向绕地球做圆周运动,周期分别为、,轨道半径分别为、。某时刻开始计时,两卫星间距随时间变化的关系如图乙所示,已知,则等于( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】B
【解析】
【详解】根据图像可知,经过时间两卫星再次相距最近,则有
根据题意有
解得
根据开普勒第三定有律
解得
故选B
7. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m的圆环相连,圆环套在倾斜的粗糙固定杆上,杆与水平面之间的夹角为α,圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放,到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v,恰好能回到A。已知,B是AC的中点,弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为g,则( )
A. 下滑过程中,环的加速度逐渐减小
B. 下滑过程中,环与杆摩擦产生的热量为
C. 从C到A过程,弹簧对环做功为
D. 环经过B时,上滑的速度小于下滑的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.环由A到C,初速度和末速度均为0,可知环先加速后减速。圆环所受弹簧的弹力逐渐增大,弹簧一直处于伸长状态。并且,弹簧弹力方向越来越靠近斜杆,分析圆环的受力可知,其合力先沿着斜杆向下,再沿着斜杆向上,且合力的大小先减小后增大,所以圆环的加速度先减小后增大,故A错误;
B.环由A到C,有
环由C到A,有
解得
故B错误,C正确;
D.由功能关系可知,圆环由A下滑至B,有
圆环由B上滑至A,有
则
即环经过B时,上滑的速度大于下滑的速度,故D错误。
故选C。
二、多选题(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. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球型物品。如图所示, 一个质量分布均匀的透明水晶球, 过球心的截面是半径为r的圆。一单色细光束平行直径PQ从A点射入球内, 折射光线AQ与PQ夹角为30°。已知光在真空中的传播速度为c, 则( )
A. 水晶球的折射率为
B. 光在水晶球中的传播速度为
C. 光在水晶球中的传播时间为
D. 若逐渐增大射向水晶球表面光入射角,光可能因发生全反射而无法射出水晶球
【答案】BC
【解析】
【详解】A.如图所示
由几何关系可知,光线射入时的入射角α为2θ,折射率为
故A错误;
B.光在水晶球中的传播速度为
故B正确;
C.由几何关系可知
光在水晶球中的传播时间为
故C正确;
D.由几何关系可知
若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角,光不会因为全反射而无法射出水晶球,故D错误。
故选BC
9. 如图所示,边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈处于磁感应强度为、水平向右的匀强磁场中,线圈以角速度绕轴匀速转动,外接电阻值为,则下列说法正确的是 ( )
A. 图示状态时线圈磁通量变化率最小
B. 从图示位置转过时理想电压表的示数为
C. 图示位置时理想电压表的示数为0
D. 线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻的电荷量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图示状态时线圈平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量最小,但磁通量的变化率最大,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律得感应电动势峰值
感应电动势有效值
理想电压表的示数
各式联立得从图示位置转过时理想电压表的示数为,故B正确;
C.理想电压表测量有效值,不为0,故C错误;
D.在时间段内,通过电阻R的电荷量为
由闭合电路欧姆定律得回路电流
由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势
而,,
各式联立得线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻的电荷量为,故D正确;
故选BD。
10. 如图所示,在空间直角坐标系中,yOz平面左侧存在沿z轴正方向的匀强磁场,右侧存在沿y轴正方向的匀强磁场,左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等,yOz平面右侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间坐标为的M点发射一质量为m、电荷量为的粒子、粒子的初速度大小为,方向沿xOy平面且与x轴正方向的夹角为60°,经一段时间后粒子垂直于y轴进入yOz平面右侧,已知在yOz平面右侧轨迹上第一次离yOz平面最远的点恰好落在xOz平面上,不计粒子的重力。则下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度大小为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 粒子第2次经过yOz平面时的位置坐标
D. 粒子第2次经过yOz平面时的速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据几何关系粒子在平面做圆周运动的半径
根据
可得左侧匀强磁场的磁感应强度
故A错误;
B.粒子第一次经过y轴后在y方向向下做匀加速运动,同时在洛伦兹力作用下做圆周运动,因轨迹上离平面最远的点恰好落在平面上,可知粒子到达平面上时恰好做个圆周运动,则用时间
竖直方向
解得
故B正确;
C.粒子第2次经过平面时做半个圆周运动,则所用时间为
则沿y轴负方向做匀加速运动,因O点上方和下方用时间相等,可知位置坐标
沿z轴坐标
即粒子第2次经过平面时的位置坐标,故C正确;
D.粒子第2次经过平面时,沿着轴负方向的速度大小
经过半个周期,方向的速度沿着负方向,大小为,根据运动的合成可知粒子第2次经过yOz平面时的速度大小
故D错误。
故选BC。
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 如图1为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定,左支点高度可调,装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
(1)要测量滑块的动量,除了前述实验器材外,还必需的实验器材是_____。
A. 打点计时器 B. 光电门 C. 天平 D. 刻度尺
(2)为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做_____运动。
(3)测得滑块B的质量为1kg,两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图2所示,其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向,由图中数据可得滑块A碰后的图线为_____(选填“②”“③”“④”),滑块B碰后的动量为_____。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)C (2)匀速直线
(3) ①. ③ ②.
【解析】
【小问1详解】
滑块的速度可由带刻度尺的气垫导轨以及具有计时功能的摄像机求出,要测量滑块的动量,还需要测量滑块的质量,故还需要的器材是天平。
【小问2详解】
为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动。
小问3详解】
[1]由题意可知①图线为滑块B碰前的图线,根据图像可知④图线为碰前A物块的图线,且碰后A、B均向负方向运动,即碰后A碰反向运动,B保持原来速度方向运动,根据速度合理性可知,碰后A的速度大小大于B的速度大小,根据图像的斜率绝对值表示速度大小可知,图线③为碰后A物块的图线。
[2]根据图线②可知滑块B碰后的速度为
滑块B碰后的动量为
12. 某实验小组利用如图甲所示的电路图,测量电压表的内阻和电流表的内阻已知定值电阻的阻值为,闭合开关后,调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R,电压表、电流表的示数分别为U、I,多测几组U、I、R的对应数据,根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示(图中a、b均已知)。
(1)闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_____(填“左”或“右”)端。
(2)由图乙可知,_____,_____(用、a、b表示)。
【答案】(1)左 (2) ①. a ②.
【解析】
【小问1详解】
为防止烧坏电表,电表两端的电压应从零开始,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最左端。
【小问2详解】
[1][2]根据电路图的串并联关系,结合欧姆定律可得
整理可得
可知图像的纵截距为
图像的斜率为
解得,
四、解答题(本大题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 用如图所示的水银血压计测量血压时,先用气囊向袖带内充气8次(开始袖带内无空气),每次冲入压强为(为外界大气压强)、体积为的空气,充气后袖带内的空气体积为,然后缓慢放气,当袖带内空气体积变为时,袖带内空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体,忽略充气和放气过程中空气温度的变化,求:
(1)充气后袖带内空气的压强p;
(2)袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
充气过程中空气做等温变化,末态压强为p,体积为V0,根据玻意耳定律,有
解得
【小问2详解】
设放出压强为的空气体积为,根据玻意耳定律,则有
袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值
联立解得
14. 如图甲所示, 小球P用轻质细线悬挂在O点, 用一个垂直于细线的力F作用在小球P上,小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现使力F的方向顺时针缓慢转动,同时改变力F的大小,保持细线与竖直方向的夹角θ不变,该过程中细线拉力T的大小与力F转过的角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球P的质量m;
(2)细线与竖直方向的夹角θ的正切值tanθ;
(3)当力F的方向转至水平向右时, 此时力F的大小为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
依题并结合图像可知,,拉力,由小球平衡条件可知
当,可知,此时拉力,由小球平衡条件可知
联立以上解得
【小问2详解】
以上分析可知,;
【小问3详解】
当力F的方向转至水平向右时,由小球平衡条件可知
15. 如图所示,水平面内足够长的两平行光滑金属直导轨,左侧与的定值电阻相连接,右端与两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接,与直导轨垂直,轨道仅在左侧空间存在竖直向上,大小为的匀强磁场。将质量为、电阻为的金属棒静置在水平直导轨上,图中棒长和导轨间距均为距足够远,金属导轨电阻不计。开始时,用一恒为的拉力作用于,使向右加速运动直至运动稳定,当运动到处时撤去外力,随后择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒,当速度变为时恰好与在处发生第1次弹性碰撞。随后反向冲上圆弧轨道。已知之后与每次碰撞前均已静止,所有碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,M、N始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度。求:
(1)金属棒M稳定运动时的速度大小;
(2)与之间的距离;
(3)自金属棒M发生第1次碰撞后到最终静止,金属棒M的总位移。
【答案】(1),方向水平向右
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒M稳定运动时回路中电流恒定,金属棒做匀速运动,得
又,,
联立解得金属棒稳定运动时的速度为,方向水平向右。
【小问2详解】
根据题意当速度变为时恰好与在处发生碰撞,对金属棒从到之间应用动量定理
即
又由
联立求得
【小问3详解】
绝缘棒N滑到圆周最低点时,由动能定理可得
求得
金属棒,绝缘棒弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒,
求得
因为
对绝缘棒分析可知绝缘棒将滑过圆弧轨道的最高点后继续向上运动然后再返回圆弧轨道,再以的速度与金属棒相碰
发生第一次碰撞后,金属棒向左位移为,根据动量定理可得
即
根据前面分析同理可知
联立求得
由题可知,绝缘棒第二次与金属棒碰前速度为,方向水平向左,碰后速度为,金属棒的速度为,由弹性碰撞可得,
求得
金属棒再次向左运动到静止的位移,同理得
求得
同理可知,金属棒与绝缘棒第三次碰撞后的瞬时速度
绝缘棒第三次碰撞后的瞬时速度
金属棒向左的位移
求得
同理可知,金属棒与绝缘棒第四次碰撞后的瞬时速度
金属棒向左的位移
求得
以此类推,金属棒与绝缘棒第次碰撞后金属棒向左的位移
发生第1次碰撞后到最终两棒都静止,金属棒的总位移
当趋于无穷大时得
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2025年普通高等学校招生全国统一考试
物理试卷
( 银川一中第二次模拟考试 )
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(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,只有一项是符合题目要求)
1. 物理学家的科学研究推动了人类社会文明的进程,下列说法正确的是( )
A. 库仑最早通过扭秤实验测量了元电荷的数值为1.6×10-19C
B. 安培提出分子电流假说,成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质
C. 奥斯特发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间联系
D. 欧姆发现了欧姆定律,说明了电现象和热现象之间存在联系
2. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆,大圆与小圆的直径之比为,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )
A. B.
C. D.
3. 在某静电场中,x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,规定x轴正方向为场强正方向。下列判断正确的是( )
A. x1和x3处的电场强度相同
B. 从x2处到x4处,电势逐渐降低
C. 一电子从x2处沿直线运动到x4处,速度先增大后减小
D. 一电子从x1处沿直线运动到x4处,电势能一直增大
4. 如图所示,三根在竖直平面内的光滑细管A、B、C上端平齐,B管竖直放置,A管与B管的夹角为α,C管与B管的夹角为β,且α﹤β。三个小球同时从管口顶端静止释放,经过相同的时间,三球所处位置正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 简谐横波某时刻的图像如图所示,其中P、Q两质点的横坐标分别为0.5m和2.5m,此刻P正在沿y轴负方向运动,下列判断正确的是( )
A. 波沿x轴正方向传播 B. 经过一段时间质点Q会运动到P点
C. 此刻质点Q沿y轴负方向运动 D. 当质点P位移为2cm时,Q的位移一定为-2cm
6. 如图甲所示,两颗人造地球卫星1、2在同一平面内沿同一方向绕地球做圆周运动,周期分别为、,轨道半径分别为、。某时刻开始计时,两卫星间距随时间变化的关系如图乙所示,已知,则等于( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
7. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m的圆环相连,圆环套在倾斜的粗糙固定杆上,杆与水平面之间的夹角为α,圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放,到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v,恰好能回到A。已知,B是AC的中点,弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为g,则( )
A. 下滑过程中,环的加速度逐渐减小
B. 下滑过程中,环与杆摩擦产生热量为
C. 从C到A过程,弹簧对环做功为
D. 环经过B时,上滑的速度小于下滑的速度
二、多选题(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. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球型物品。如图所示, 一个质量分布均匀的透明水晶球, 过球心的截面是半径为r的圆。一单色细光束平行直径PQ从A点射入球内, 折射光线AQ与PQ夹角为30°。已知光在真空中的传播速度为c, 则( )
A. 水晶球的折射率为
B. 光在水晶球中的传播速度为
C. 光在水晶球中的传播时间为
D. 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角,光可能因发生全反射而无法射出水晶球
9. 如图所示,边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈处于磁感应强度为、水平向右的匀强磁场中,线圈以角速度绕轴匀速转动,外接电阻值为,则下列说法正确的是 ( )
A 图示状态时线圈磁通量变化率最小
B. 从图示位置转过时理想电压表的示数为
C. 图示位置时理想电压表的示数为0
D. 线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻的电荷量为
10. 如图所示,在空间直角坐标系中,yOz平面左侧存在沿z轴正方向的匀强磁场,右侧存在沿y轴正方向的匀强磁场,左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等,yOz平面右侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间坐标为的M点发射一质量为m、电荷量为的粒子、粒子的初速度大小为,方向沿xOy平面且与x轴正方向的夹角为60°,经一段时间后粒子垂直于y轴进入yOz平面右侧,已知在yOz平面右侧轨迹上第一次离yOz平面最远的点恰好落在xOz平面上,不计粒子的重力。则下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度大小
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 粒子第2次经过yOz平面时的位置坐标
D. 粒子第2次经过yOz平面时的速度大小为
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 如图1为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定,左支点高度可调,装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
(1)要测量滑块的动量,除了前述实验器材外,还必需的实验器材是_____。
A. 打点计时器 B. 光电门 C. 天平 D. 刻度尺
(2)为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做_____运动。
(3)测得滑块B的质量为1kg,两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图2所示,其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向,由图中数据可得滑块A碰后的图线为_____(选填“②”“③”“④”),滑块B碰后的动量为_____。(结果保留两位有效数字)
12. 某实验小组利用如图甲所示的电路图,测量电压表的内阻和电流表的内阻已知定值电阻的阻值为,闭合开关后,调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R,电压表、电流表的示数分别为U、I,多测几组U、I、R的对应数据,根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示(图中a、b均已知)。
(1)闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_____(填“左”或“右”)端。
(2)由图乙可知,_____,_____(用、a、b表示)。
四、解答题(本大题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 用如图所示的水银血压计测量血压时,先用气囊向袖带内充气8次(开始袖带内无空气),每次冲入压强为(为外界大气压强)、体积为的空气,充气后袖带内的空气体积为,然后缓慢放气,当袖带内空气体积变为时,袖带内空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体,忽略充气和放气过程中空气温度的变化,求:
(1)充气后袖带内空气的压强p;
(2)袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。
14. 如图甲所示, 小球P用轻质细线悬挂在O点, 用一个垂直于细线的力F作用在小球P上,小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现使力F的方向顺时针缓慢转动,同时改变力F的大小,保持细线与竖直方向的夹角θ不变,该过程中细线拉力T的大小与力F转过的角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球P的质量m;
(2)细线与竖直方向夹角θ的正切值tanθ;
(3)当力F的方向转至水平向右时, 此时力F的大小为多少?
15. 如图所示,水平面内足够长的两平行光滑金属直导轨,左侧与的定值电阻相连接,右端与两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接,与直导轨垂直,轨道仅在左侧空间存在竖直向上,大小为的匀强磁场。将质量为、电阻为的金属棒静置在水平直导轨上,图中棒长和导轨间距均为距足够远,金属导轨电阻不计。开始时,用一恒为的拉力作用于,使向右加速运动直至运动稳定,当运动到处时撤去外力,随后择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒,当速度变为时恰好与在处发生第1次弹性碰撞。随后反向冲上圆弧轨道。已知之后与每次碰撞前均已静止,所有碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,M、N始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度。求:
(1)金属棒M稳定运动时的速度大小;
(2)与之间的距离;
(3)自金属棒M发生第1次碰撞后到最终静止,金属棒M的总位移。
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