精品解析:四川省内江市第一中学2025-2026学年高三上学期暑期自学效果检测物理试题
2025-09-05
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 内江市 |
| 地区(区县) | 东兴区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.60 MB |
| 发布时间 | 2025-09-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53788182.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
内江一中2025年9月开学考试物理试题
一、单选题(本题共7个小题,每题4分,共28分)
1. 下列各图为教材中图像的简化示意图,则( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹
C. 由图丙可知,当分子间的距离r<r0分子间的作用力F>0,即表现为引力
D. 由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
2. 我国四川省首个深地核天体物理实验项目JUNA—锦屏深地核天体物理实验,其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置。某次实验中的核反应方程是,其中参与反应的原子核X为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,a、b两束平行的单色光照射到半径为R的半圆形玻璃砖的上表面,折射后会聚到玻璃砖的顶点P,a、b两束光对比( )
A. a光的频率大
B. a光在玻璃砖中的传播速度小
C. 两束光经P点折射后传播路径重合
D. 用b光照射某种金属能发生光电效应,则用a光照射该金属一定能发生光电效应
4. 如图,一个原子核X经过一系列α衰变、β衰变后,生成稳定的原子核Y,质量数与中子数的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. X的比结合能比Y大
B. X、Y的质子数之比为9:8
C. X变成Y经历了8次α衰变,6次β衰变
D. 发生β衰变时,放出的β粒子来自原子核外
5. 升降机从井底以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,再经过4s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动 B. 矿井的深度为80m
C. 螺钉落到井底时的速度大小为45m/s D. 螺钉松脱后运动的整个过程中平均速率为15m/s
6. 甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10s处,则下列说法正确的是( )
A. 在0时刻,乙车的速度大小为
B. 乙车的初位置在处
C. 乙车的加速度大小为
D. 5s时两车相遇,此时甲车速度较大
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示,Q是平衡位置在x=7 m处的质点。若t=2 s时质点Q第一次到达波谷,则该简谐横波的周期为
A. 4 s B. 8 s C. 12 s D. 16 s
二、多选题(本题共3个小题,每题6分,选对但不全的得3分,共计18分)
8. 北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主研发的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。北斗导航卫星中的“北斗三号”搭载了氢原子钟,原子钟通过氢原子能级跃迁产生电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图,则( )
A. 用10.5eV的光子照射,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B. 用10.5eV的电子束撞击,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可以辐射出6种不同频率的光子
D. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可以辐射出3种不同频率的光子
9. 如图甲是t=0时刻波形图,图乙是其中A点的振动图像,则( )
A. 这列波的波速是25m/s
B. 这列波沿x轴正方向传播
C. 质点 A 在任意1s内所通过的路程为0.4m
D. 若此波能与另一列波发生干涉,则另一列波的频率一定为1.25 Hz
10. 一辆汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后保持匀速运动。已知汽车在启动后的第2s内前进了6m,第4s内前进了13.5m,下列说法正确的是( )
A. 汽车匀加速时的加速度大小为6m/s2 B. 汽车在前4s内前进了31.5m
C. 汽车的最大速度为14m/s D. 汽车的加速距离为20m
三、非选择题
11. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中电火花打点计时器是______(填“A”或“B”);
(2)打点计时器使用的电源为______(填“交流”或“直流”)电源;
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是______;
A.先按通电源,后让纸带运动 B.先让纸带运动,再按通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先按通电源都可以
(4)一小车在重物牵引下拖着纸带沿平直轨道加速运动.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,若在打出的纸带上选取的相邻两个计数点之间还有2个点,则相邻两计数点的时间间隔为______;如图为某一实验小组的实验纸带,其中两相邻计数点问有4个点未画出,则小车连接在纸带的______(选填“左端”或“右端”),打A点时小车运动的速度大小______m/s,小车运动的加速度大小_______。(结果均保留两位小数)
12. 某学生小组用以下器材测量了校园附近的重力加速度。为了便于携带,该组同学将一单摆固定于某一开口向下的透明塑料杯顶端(单摆的下半部分露于杯外),塑料杯的深度h,如图甲所示。每次实验前,组内同学测出杯子的下端口到小球球心的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T。实验开始时,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,且单摆在摆动过程中悬线不会碰到杯巷,最后利用测得的数据,以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像,如图乙所示。
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径d=______mm。
(2)测量单摆的周期时,某同学在摆球某次(记为第一次)通过最低点时按下停表开始计时,同时数0,当摆球第二次通过最低点时数1,依此法往下数,当他数到60时,按下停表停止计时,读出这段时间t,则该单摆的周期为______。
A. B.
C. D.
(3)在正确操作且不考虑偶然误差的情况下,实验所得到的 关系图线应是图乙中的______(选填a、b、c),由此可得当地的重力加速度g= ______m/s2(π取3.14,结果保留小数点后两位)
13. 如图所示,ΔABC为一直角三棱镜的横截面,BC面涂有反光膜,,CM⊥AB,垂足M与B点的距离为L。与AC平行的一光线PM从M点射入三棱镜,经BC反射后的光线射到CA上的E点(图中未画出)。三棱镜对该光线的折射率,光在真空中的传播速度大小为c。
(1)光线从M点进入玻璃时的折射角;
(2)通过计算判断该光线射到E点时是否发生全反射;
(3)求该光线从M点传播到E点的时间t。
14. 某一长直的赛道上,一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。
(1)求赛车出发3 s末的瞬时速度大小;
(2)赛车何时追上安全车?追上之前与安全车最远相距多少米?
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4 m/s2 的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不发生相碰)
15. 图甲为我国某电动轿车的空气减震器(由活塞、气缸组成,活塞底部固定在车轴上)。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器,图乙是其中一个空气减震器的简化模型结构图,导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动,并通过连杆与车轮轴连接。封闭气柱初始温度T1=300K、长度L1=20cm、压强p1=3.0×106Pa,重力加速度g取10m/s2。
(1)为应对复杂地形需升高汽车底盘离地距离,通过气泵向一个气缸内充入与缸内气体温度相同、压强p0=1.0×105Pa、体积V=3000cm3的气体,气缸缓慢上升,此过程中气体温度保持不变。求气缸上升高度ΔL及充入气体质量Δm与缸内原有气体的质量m之比;
(2)在(1)问情况下,当车辆载重时,相当于在每个气缸顶部加一物体A,气缸下降,稳定时气缸内气柱长度变为L2=22cm,气体温度变为T2=330K。
①求物体A的质量M;
②若该过程中气体放出热量Q=32.5J,气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示,求该过程中一个气缸气体内能的变化量ΔU。
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内江一中2025年9月开学考试物理试题
一、单选题(本题共7个小题,每题4分,共28分)
1. 下列各图为教材中图像的简化示意图,则( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹
C. 由图丙可知,当分子间的距离r<r0分子间的作用力F>0,即表现为引力
D. 由图丁可知,在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,状态①的分子速率分布曲线峰值更低且向速率大的一方偏移,说明状态①中分子的平均动能较大,其温度较高,即状态②的温度比状态①的温度低,故A错误;
B.图乙中水中小炭粒每隔30s时间位置的连线,仅仅是按时间顺序连接的离散位置点,由于布朗运动是永不停息的无规则运动,两点间的实际运动仍然是无规则的,故该折线不能表示小炭粒做布朗运动的真实轨迹,故B错误;
C.由图丙可知,横轴以上表示斥力,横轴以下表示引力,当分子间的距离时,分子间的作用力,表现为斥力,故C错误;
D.由图丁可知,当分子间距离为时分子势能最小,在由变到的过程中,分子间距逐渐增大,且由于此区间内分子间距小于平衡距离,分子间作用力表现为斥力,斥力向外,分子间距增大(即位移向外),因此分子力做正功(也可根据此过程分子势能逐渐减小,判断出分子力做正功),故D正确。
故选D。
2. 我国四川省首个深地核天体物理实验项目JUNA—锦屏深地核天体物理实验,其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置。某次实验中的核反应方程是,其中参与反应的原子核X为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由质量数守恒和电荷数守恒可知,该核反应方程为
其中参与反应的原子核X为。
故选B。
3. 如图所示,a、b两束平行的单色光照射到半径为R的半圆形玻璃砖的上表面,折射后会聚到玻璃砖的顶点P,a、b两束光对比( )
A. a光的频率大
B. a光在玻璃砖中的传播速度小
C. 两束光经P点折射后传播路径重合
D. 用b光照射某种金属能发生光电效应,则用a光照射该金属一定能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,ra>rb,根据折射定律(),可得na<nb
光的折射率越大,频率越大,所以b光的频率大,故A错误;
B.由,可得va>vb,故B错误;
C.过P点的切面与玻璃砖上表面平行,两束光在P点折射后,传播方向与入射方向平行,故两束光经P点折射后传播路径重合,故C正确;
D.由前面分析知b光的频率大,由ε=hν知,b光子能量大,b光能使金属发生光电效应,a光不一定能使金属发生光电效应,故D错误。
故选C。
4. 如图,一个原子核X经过一系列α衰变、β衰变后,生成稳定的原子核Y,质量数与中子数的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. X的比结合能比Y大
B. X、Y的质子数之比为9:8
C. X变成Y经历了8次α衰变,6次β衰变
D. 发生β衰变时,放出的β粒子来自原子核外
【答案】C
【解析】
【详解】A.衰变是释放能量的反应,反应后产物比反应前稳定,元素越稳定,比结合能越大,则X的比结合能小于Y,故A错误;
B.由图像可得原子核X的质子数为
原子核Y的质子数为
则X、Y的质子数之比为46:41,故B错误;
C.根据衰变前后质量数守恒、电荷数守恒,则有X变成Y的衰变方程为
故X变成Y经历了8次α衰变,6次β衰变,故C正确;
D.β衰变中产生的β粒子即电子,是由原子核中的一个中子转变为一个电子和一个质子放出的,故D错误。
故选C。
5. 升降机从井底以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,再经过4s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动 B. 矿井的深度为80m
C. 螺钉落到井底时的速度大小为45m/s D. 螺钉松脱后运动的整个过程中平均速率为15m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.螺钉松脱时具有与升降机相同的初速度(5m/s向上),因此先做竖直上抛运动,到达最高点后再自由下落,并非自由落体运动,故A错误;
B.升降机在4s内匀速上升的位移为
螺钉的位移为
所以矿井深度为,故B正确;
C.螺钉落至井底时的速度为
即螺钉落至井底时的速度大小为35m/s,故C错误;
D.螺钉松脱后上升的位移大小为
所以平均速率为,故D错误。
故选B。
6. 甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10s处,则下列说法正确的是( )
A. 在0时刻,乙车的速度大小为
B. 乙车的初位置在处
C. 乙车的加速度大小为
D. 5s时两车相遇,此时甲车速度较大
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由图像可知,乙车在末的速度为零,在的时间内,根据逆向思维,可得其加速度大小为
在0时刻,乙车的速度大小为
乙车的初位置在
故AC错误,B正确;
D.由图可知,时两车处在同一位置,即两车相遇,甲车的速度为
乙车的速度为
可知,乙车速度较大,故D错误。
故选B。
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示,Q是平衡位置在x=7 m处的质点。若t=2 s时质点Q第一次到达波谷,则该简谐横波的周期为
A. 4 s B. 8 s C. 12 s D. 16 s
【答案】D
【解析】
【详解】波沿x轴正方向传播,质点Q左侧第一个波谷质点的平衡位置到质点Q的平衡位置的距离x=1 m
则波速v==0.5 m/s
又波长λ=8 m
故该简谐横波的周期T==16 s
故选D。
二、多选题(本题共3个小题,每题6分,选对但不全的得3分,共计18分)
8. 北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主研发的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。北斗导航卫星中的“北斗三号”搭载了氢原子钟,原子钟通过氢原子能级跃迁产生电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图,则( )
A. 用10.5eV的光子照射,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B. 用10.5eV的电子束撞击,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可以辐射出6种不同频率的光子
D. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可以辐射出3种不同频率的光子
【答案】BC
【解析】
【详解】A.用10.5eV的光子照射,若能使基态的氢原子跃迁,则跃迁后的能级大小为,没有这个能级值大小,故A错误;
B.用10.5eV的电子束撞击时,电子能量大于能级差,可以让基态氢原子跃迁到第一激发态,故B正确;
CD.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,可以辐射种光,故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图甲是t=0时刻波形图,图乙是其中A点的振动图像,则( )
A. 这列波的波速是25m/s
B. 这列波沿x轴正方向传播
C. 质点 A 在任意1s内所通过的路程为0.4m
D. 若此波能与另一列波发生干涉,则另一列波的频率一定为1.25 Hz
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图甲可知波长为,由图乙可知周期为,则波速为,故A正确;
B.由图乙可知,在时刻A点的速度方向沿y轴正方向,所以在图甲中,根据“上下坡”法可知这列波沿x轴负方向传播,故B错误;
C.根据
可知如果是从图示位置开始计时,A点通过的路程为
但A点做简谐运动,不同时刻作为起点,A点在任意1s内所通过的路程不一定是,故C错误;
D.这列波的频率为
产生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相等,故若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为,故D正确。
故选AD。
10. 一辆汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后保持匀速运动。已知汽车在启动后的第2s内前进了6m,第4s内前进了13.5m,下列说法正确的是( )
A. 汽车匀加速时的加速度大小为6m/s2 B. 汽车在前4s内前进了31.5m
C. 汽车的最大速度为14m/s D. 汽车的加速距离为20m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设汽车启动时的加速度大小为a,假设汽车在第2s末达到最大速度,则
解得
则第4s内做匀速直线运动,应前进
则说明假设不成立,汽车达到最大速度的时刻应在2s之后,故A错误;
BCD.若汽车在第4s初达到最大速度,则汽车在第4s内前进
若汽车在第4s末达到最大速度,则汽车在第4s内前进
所以以上两种假设均不成立,汽车应在第4s内的某时刻达到最大速度,设汽车加速时间为t,则有
解得
汽车的最大速度为
前4s内前进的位移为
汽车的加速距离为
故BC正确,D错误。
故选BC。
三、非选择题
11. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中电火花打点计时器是______(填“A”或“B”);
(2)打点计时器使用的电源为______(填“交流”或“直流”)电源;
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是______;
A.先按通电源,后让纸带运动 B.先让纸带运动,再按通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先按通电源都可以
(4)一小车在重物牵引下拖着纸带沿平直轨道加速运动.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,若在打出的纸带上选取的相邻两个计数点之间还有2个点,则相邻两计数点的时间间隔为______;如图为某一实验小组的实验纸带,其中两相邻计数点问有4个点未画出,则小车连接在纸带的______(选填“左端”或“右端”),打A点时小车运动的速度大小______m/s,小车运动的加速度大小_______。(结果均保留两位小数)
【答案】 ①. A ②. 交流 ③. A ④. 0.06s ⑤. 左 ⑥. 0.34 ⑦. 0.39
【解析】
【详解】(1)[1]A、B是两种打点计时器的图片,其中电火花打点计时器是A。
(2)[2]打点计时器使用的电源为交流电源。
(3)[3]为了充分利用纸带,应先接通电源,后让纸带运动。故选A。
(4)[4]打点计时器使用的交流电频率为50Hz,所以打点时间间隔为
若在打出的纸带上选取的相邻两个计数点之间还有2个点,则相邻两计数点的时间间隔为
[5]小车做加速运动,相同时间内通过的位移越来越大,可知小车连接在纸带的左端;
[6]相邻两个计数点之间还有4个点未画出,则相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打A点时小车运动的速度大小为
[7]根据逐差法可得,小车运动的加速度大小为
12. 某学生小组用以下器材测量了校园附近的重力加速度。为了便于携带,该组同学将一单摆固定于某一开口向下的透明塑料杯顶端(单摆的下半部分露于杯外),塑料杯的深度h,如图甲所示。每次实验前,组内同学测出杯子的下端口到小球球心的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T。实验开始时,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,且单摆在摆动过程中悬线不会碰到杯巷,最后利用测得的数据,以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像,如图乙所示。
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径d=______mm。
(2)测量单摆的周期时,某同学在摆球某次(记为第一次)通过最低点时按下停表开始计时,同时数0,当摆球第二次通过最低点时数1,依此法往下数,当他数到60时,按下停表停止计时,读出这段时间t,则该单摆的周期为______。
A. B.
C. D.
(3)在正确操作且不考虑偶然误差的情况下,实验所得到的 关系图线应是图乙中的______(选填a、b、c),由此可得当地的重力加速度g= ______m/s2(π取3.14,结果保留小数点后两位)
【答案】(1)12.0 (2)C
(3) ①. a ②. 9.86
【解析】
【小问1详解】
由游标卡尺读数规律可知,。
【小问2详解】
从小球通过最低点时数0开始,每2次经过最低点为一个单摆的周期,一共计时60次,共有30个周期,故周期的大小为。
故ABD错误,C正确。
【小问3详解】
[1][2]摆线在杯内的长度为h,由单摆周期公式
可得
其关系图像应为a
斜率
计算可得
13. 如图所示,ΔABC为一直角三棱镜的横截面,BC面涂有反光膜,,CM⊥AB,垂足M与B点的距离为L。与AC平行的一光线PM从M点射入三棱镜,经BC反射后的光线射到CA上的E点(图中未画出)。三棱镜对该光线的折射率,光在真空中的传播速度大小为c。
(1)光线从M点进入玻璃时的折射角;
(2)通过计算判断该光线射到E点时是否发生全反射;
(3)求该光线从M点传播到E点的时间t。
【答案】(1)
(2)会发生全反射 (3)
【解析】
【小问1详解】
作出光路图,如图所示
由几何关系可知,该光线在M点的入射角
根据折射率的定义式有
解得
【小问2详解】
设临界角为,则有
解得
由几何关系可知,该光线在E点的入射角
由于
则有
可知该光线射到E点时会发生全反射。
【小问3详解】
结合上述光路图,由几何关系可知,
则光从M点传播到E点的路程
根据折射率与速度关系有
该光线从M点传播到E点的时间
解得
14. 某一长直的赛道上,一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。
(1)求赛车出发3 s末的瞬时速度大小;
(2)赛车何时追上安全车?追上之前与安全车最远相距多少米?
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4 m/s2 的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不发生相碰)
【答案】(1)6 m/s;(2)20 s,225 m;(3)20 s
【解析】
【详解】(1)赛车在3 s末的速度
v1=a1t1=2×3 m/s=6 m/s
(2)设经t2时间追上安全车,由位移关系得
v0t2+200=
解得
t2=20 s
此时赛车的速度
v=a1t2=2×20 m/s=40 m/s
当两车速度相等时,两车相距最远。
由v0=a1t3得两车速度相等时,需要的时间
两车最远相距
Δs=v0t3+200 -
=(10×5+200-×2×52)m=225 m
(3)设再经t4时间两车第二次相遇,由位移关系得
vt4-=v0t4
解得
t4=15 s
由于赛车停下来的时间
所以t4=15 s不合实际,所以两车第二次相遇再经时间t5,应满足
解得
t5=20 s
15. 图甲为我国某电动轿车的空气减震器(由活塞、气缸组成,活塞底部固定在车轴上)。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器,图乙是其中一个空气减震器的简化模型结构图,导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动,并通过连杆与车轮轴连接。封闭气柱初始温度T1=300K、长度L1=20cm、压强p1=3.0×106Pa,重力加速度g取10m/s2。
(1)为应对复杂地形需升高汽车底盘离地距离,通过气泵向一个气缸内充入与缸内气体温度相同、压强p0=1.0×105Pa、体积V=3000cm3的气体,气缸缓慢上升,此过程中气体温度保持不变。求气缸上升高度ΔL及充入气体质量Δm与缸内原有气体的质量m之比;
(2)在(1)问情况下,当车辆载重时,相当于在每个气缸顶部加一物体A,气缸下降,稳定时气缸内气柱长度变为L2=22cm,气体温度变为T2=330K。
①求物体A的质量M;
②若该过程中气体放出热量Q=32.5J,气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示,求该过程中一个气缸气体内能的变化量ΔU。
【答案】(1),
(2)①;②
【解析】
【小问1详解】
设充入气体后气缸上升的高度为ΔL,气缸上升过程缸内气体压强保持不变,对于充入的气体有
解得
充入气体的质量Δm,缸内原有气体的质量m,满足
解得
【小问2详解】
①由理想气体状态方程有
解得
根据受力平衡有
解得
②外界对气体做功
解得
由热力学第一定律有
解得
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