精品解析：广东省三校2024-2025学年高三下学期开学联考物理试题

2025届广东省三校高三联考 高三物理试卷 满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。 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，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列说法中，符合物理学发展过程或事实的选项是（　　） A. 卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的“枣糕模型” B. 原子核的结合能越大，表示核子结合得越牢固，原子就越稳定 C 查德威克用粒子轰击获得核，并发现了中子 D. ，其中X为粒子 2. 如图为、、三种光在同一光电效应装置中测光电流和电压的关系．由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ） A. B. C D. 3. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t=1s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播，波速为3m/s B. 该波可以与另一列频率为0.5Hz的波发生干涉 C. 波在传播过程中遇到100m尺度的障碍物能发生明显的衍射 D. 某人向着该波源运动时观测到的频率小于0.5Hz 4. “套圈”是很多小朋友喜欢的游戏项目。某小朋友第一次从 P 点将套圈水平抛出，套圈落在Q点，第二次仍从P点斜向上抛出，抛出速度与水平方向夹角为37°，结果套圈仍落在Q点，空气阻力不计，对这两次“套圈”，下列说法正确的是（　　） A. 套圈运动的时间相等 B. 套圈的最小速度相等 C. 套圈的速度变化快慢相同 D. 套圈重力的平均功率相等 5. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　） A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 6. 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示。设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 空气阻力大小与球速大小的比例系数k= B. 空气阻力大小与球速大小的比例系数k= C. 在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式tanθ=+tanθ0 D. 在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式tanθ=+tanθ0 7. 如图甲所示，金属细圆环固定，圆环的左半部分处于随时间均匀变化的匀强磁场中。该圆环电阻为R、半径为r，从t=0时刻开始，该圆环所受安培力大小随时间变化的规律如图乙所示，则磁感应强度的变化率为（　　） 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. 如图（a），在倾角为固定斜面上，有一质量为的拖把头被水平力推着沿斜面向上做匀速直线运动，轻杆质量不计，拖把头与斜面的动摩擦因数为。重力加速度取为。有位同学对此作了受力分析如图（b），并列写下列关系式，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，一个固定斜面与水平地面平滑连接，斜面与水平地面均光滑。小物块P放在水平地面上，小物块Q自斜面上某位置处由静止释放，P、Q之间的碰撞为弹性正碰，斜面与水平面足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 若，Q不会与P发生第二次碰撞 B. 若，Q会与P发生第二次碰撞 C. 若，则P、Q只能发生一次碰撞 D. 若，则P，Q只能发生一次碰撞 10. 如图甲所示，平面直角坐标系xOy处在匀强电场中，电场强度方向与坐标平面平行，P点是y轴上y=3m处的一点，Q是x轴上x=3m处的一点，x轴上x=0至x=2m区域内的电势分布如图乙所示，将一个电荷量为q=-1×10-5C的点电荷从坐标原点沿y轴正向移动1.5m，克服电场力做功为8×10-5J。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计点电荷的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 匀强电场方向与x轴正向夹角为60° C. y轴上P点电势为-8V D. 将一个电荷量为+1×10-5C的点电荷从P点移到Q点，电场力做功为-4×10-5J 三、实验题（共18分） 11. 第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______． 12. 小明同学准备测定长金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是____mm。 （2）小明按图（a）组装完成了简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡。 ①图（a）中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 ②关于R6的使用，下列说法正确的是________ A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C.使用电流挡时，调整R6使电表指针指在表盘右端电流最大的位置 D.使用电压挡时，调整R6使电表指针指在表盘右端电压最大的位置 ③某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。 （3）小明还要较精确测量金属丝的阻值（Rx约为100 Ω），利用下列器材设计电路，尽量准确地多组测量。①请画出实验电路图________，并标明器材代号。 电源E （电动势10V，内阻约为10Ω） 电流表A1（量程0~150mA，内阻R1=5Ω） 电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5Ω） 滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A）开关S及导线若干 ②某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx=____。从设计原理看，其测量值与真实值相比____（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 四、计算题（共36分） 13. 汽车真空轮胎（无内胎轮胎），又称“低压胎”、“充气胎”，在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起对胎内表面形成一定的压力，提高了对破口的自封能力。 （1）汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp。若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量； （2）若轮胎胎内气压只有p1=1.6个标准大气压，要使胎内气压达到p2=2.8个标准大气压，用气筒向胎里充气，已知每次充气能充入p0=1个标准大气压的气体V0=0.5L，轮胎内部空间的体积为V=3×10-2m3，且充气过程中保持不变，胎内外气体温度也始终相同，气体看成理想气体，需要充气的次数n是多少？ 14. 如图所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，一带电量为+q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP=d，OQ=2d。不计粒子重力。 （1）求粒子过Q点时速度的大小和方向； （2）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。 15. 如图，=37°的足够长且固定的粗糙绝缘斜面顶端放有质量M=0.024kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不计，导体框与斜面之间的动摩擦因数。一电阻R=3、长度L=0.6m的光滑金属棒CD置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF，且EF与斜面底边平行。初始时CD与EF相距s0=0.03m，让金属棒与导体框同时由静止开始释放，金属棒下滑距离s1=0.03m后匀速进入方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边刚好进入磁场并保持匀速运动。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，且在运动中金属棒始终未脱离导体框。磁场的磁感应强度大小B=1T、方向垂直于斜面向上，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）棒CD在磁场中运动时棒中感应电流I的大小和方向； （2）棒CD的质量m以及金属棒在磁场中运动时导体框的加速度a； （3）从开始到导体框离开磁场的过程中，回路产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届广东省三校高三联考 高三物理试卷 满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。 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，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列说法中，符合物理学发展过程或事实的选项是（　　） A. 卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的“枣糕模型” B. 原子核的结合能越大，表示核子结合得越牢固，原子就越稳定 C. 查德威克用粒子轰击获得核，并发现了中子 D. ，其中X为粒子 【答案】C 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的“核式结构模型”，故A错误； B．原子核的比结合能越大，表示核子结合得越牢固，原子就越稳定，故B错误； C．查德威克用粒子轰击获得核，并发现了中子，故C正确； D．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故D错误。 故选C。 2. 如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系．由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由光电效应方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误． 3. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t=1s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播，波速为3m/s B. 该波可以与另一列频率为0.5Hz的波发生干涉 C. 波在传播过程中遇到100m尺度的障碍物能发生明显的衍射 D. 某人向着该波源运动时观测到的频率小于0.5Hz 【答案】B 【解析】 【详解】A．从乙图可知，t=1s时刻，P质点正在平衡位置向y轴正方向运动，由同侧法判断可得，波沿x轴正方向传播，由图甲可知 由图乙可知 则波速为 故A错误； B．频率 稳定干涉需要两列波频率相同，则与其发生干涉的波的频率也为0.5Hz，故B正确； C．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长短或相差不多，此波波长为4m，而障碍物的尺寸大小100m，则不能发生明显的衍射现象，故C错误； D．由多普勒现象可知，当波源和观察者相互靠近时，观察到的波的频率比波源的频率要高，所以向着波源方向奔跑，观察到的波的频率大于0.5Hz，故D错误。 故选B。 4. “套圈”是很多小朋友喜欢的游戏项目。某小朋友第一次从 P 点将套圈水平抛出，套圈落在Q点，第二次仍从P点斜向上抛出，抛出速度与水平方向夹角为37°，结果套圈仍落在Q点，空气阻力不计，对这两次“套圈”，下列说法正确的是（　　） A. 套圈运动的时间相等 B. 套圈的最小速度相等 C. 套圈的速度变化快慢相同 D. 套圈重力的平均功率相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．套圈第一次竖直方向做自由落体运动，第二次竖直方向做竖直上抛运动，第二次运动时间长，A错误； B．两次套圈在最高点的速度最小，在由最高点到Q点运动过程中，第二次高度高，水平位移小，因此最小速度小，B错误； C．两次重力加速度相同，速度变化快慢相同，C正确； D．两次套圈过程中重力做功相等，但是时间不等，所以重力的平均功率不相等，D错误。 故选C。 5. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　） A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 【答案】B 【解析】 【详解】A．设月球质量为，地球质量为M，苹果质量为，则月球受到的万有引力为 苹果受到的万有引力为 由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误； B．根据牛顿第二定律 ， 整理可以得到 故选项B正确； C．在地球表面处 在月球表面处 由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误； D由C可知，无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。 故选B。 6. 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示。设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 空气阻力大小与球速大小的比例系数k= B. 空气阻力大小与球速大小的比例系数k= C. 在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式tanθ=+tanθ0 D. 在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式tanθ=+tanθ0 【答案】A 【解析】 【详解】在匀速运动阶段，有 解得 加速阶段，设球拍对球的支持力为N'，有， 可得 故选A。 7. 如图甲所示，金属细圆环固定，圆环的左半部分处于随时间均匀变化的匀强磁场中。该圆环电阻为R、半径为r，从t=0时刻开始，该圆环所受安培力大小随时间变化的规律如图乙所示，则磁感应强度的变化率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设匀强磁场 （ ） 感应电动势 安培力 结合图像可知 所以磁感应强度的变化率 故D正确ABC错误。 故选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. 如图（a），在倾角为的固定斜面上，有一质量为的拖把头被水平力推着沿斜面向上做匀速直线运动，轻杆质量不计，拖把头与斜面的动摩擦因数为。重力加速度取为。有位同学对此作了受力分析如图（b），并列写下列关系式，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．对如图（b）中的重力和水平力进行正交分解，得如图所示 因为匀速直线运动受力平衡，得支持力大小为 滑动摩擦力大小为 由牛顿第三定律可得 得 沿斜面方向的平衡力为 故A正确，B、C错误； D．如图（b）拖把头在4个力作用下做匀速直线运动，受力平衡合力为零，那么任意两个力的合力与另外两个力的合力一定大小相等，方向相反，合力为零，所以通过勾股定理求重力和水平力合力大小一定等于滑动摩擦力和支持力的合力大小，即 故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，一个固定斜面与水平地面平滑连接，斜面与水平地面均光滑。小物块P放在水平地面上，小物块Q自斜面上某位置处由静止释放，P、Q之间的碰撞为弹性正碰，斜面与水平面足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 若，Q不会与P发生第二次碰撞 B. 若，Q会与P发生第二次碰撞 C. 若，则P、Q只能发生一次碰撞 D. 若，则P，Q只能发生一次碰撞 【答案】BD 【解析】 【详解】设Q滑到水平面上时速度大小为v，P、Q相碰，由动量守恒知由能量守恒知 联立解得第一次碰后， 若，第一次碰后， 之后Q滑上斜面并返回，会与P发生第二次碰撞； ，第一次碰后， 之后Q滑上斜面并返回，会与P发生第二次碰撞两次碰撞，Q滑上斜面并返回，速度等大反向，若不能追上P，则有 解得 故选BD。 10. 如图甲所示，平面直角坐标系xOy处在匀强电场中，电场强度方向与坐标平面平行，P点是y轴上y=3m处的一点，Q是x轴上x=3m处的一点，x轴上x=0至x=2m区域内的电势分布如图乙所示，将一个电荷量为q=-1×10-5C的点电荷从坐标原点沿y轴正向移动1.5m，克服电场力做功为8×10-5J。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计点电荷的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 匀强电场方向与x轴正向夹角为60° C. y轴上P点的电势为-8V D. 将一个电荷量为+1×10-5C的点电荷从P点移到Q点，电场力做功为-4×10-5J 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．由图乙知，电场强度沿x轴的分量，方向沿x轴正向，大小为 依题意有，电场强度沿y轴的分量，方向沿y轴正向，大小为 故该匀强电场的场强大小为 设场强方向与x轴正向的夹角为α，则 可得 故A正确，B错误； C．根据匀强电场电场强度与电势差的关系有，， 可得P点电势为-8V，故C正确； D．点电势为-4V，由动能定理 故D正确。 故选ACD。 三、实验题（共18分） 11. 第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______． 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】由，能量的单位为，频率的单位为，故h的单位为，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为，则h的单位为 12. 小明同学准备测定长金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是____mm。 （2）小明按图（a）组装完成了简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡。 ①图（a）中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 ②关于R6的使用，下列说法正确的是________ A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C.使用电流挡时，调整R6使电表指针指在表盘右端电流最大的位置 D.使用电压挡时，调整R6使电表指针指在表盘右端电压最大的位置 ③某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。 （3）小明还要较精确测量金属丝的阻值（Rx约为100 Ω），利用下列器材设计电路，尽量准确地多组测量。①请画出实验电路图________，并标明器材代号。 电源E （电动势10V，内阻约为10Ω） 电流表A1（量程0~150mA，内阻R1=5Ω） 电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5Ω） 滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A）开关S及导线若干 ②某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx=____。从设计原理看，其测量值与真实值相比____（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）0200（0.196~0.204均可） （2） ①. 黑 ②. B ③. 110Ω ④. 2.96V （3） ①. ②. ③. 相等 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以读数为 【小问2详解】 [1]根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，红表笔与内置电源负极相连，由图示电路图可知，A端与黑表笔相连； [2]由电路图可知，R6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流挡及电压挡时也不需要进行调节。 故选B。 [3]若与3连接，则为欧姆挡×10Ω挡，读数为110Ω； [4]若与5连接，则量程为5V，故读数为2.96V。 【小问3详解】 [1]本实验是测金属丝电阻，给出实验器材中没有电压表而有两个电流表，但没有定值电阻或电阻箱，不能用电流表改装成电压表使用，故首先要考虑利用电流表A1（因为内阻已知）作为电压表使用，故设计电路时电流表A1与待测电阻要并联，而电流表A2放在测量电路的干路上。在控制电路的设计时，滑动变阻器选用分压式接法能有效防止电流表被烧坏，并能最大限度的扩大调节范围，综上所述，电路图设计如图所示 。 [2]由电路图可知待测电阻两端的电压即为电流表A1的电压为 待测电阻的电流为 故待测电阻为Rx= [3]仅从电路的设计原理来看，测量待测电阻的电压和电流都是准确的，故测量值和真实值相等。 四、计算题（共36分） 13. 汽车真空轮胎（无内胎轮胎），又称“低压胎”、“充气胎”，在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起对胎内表面形成一定的压力，提高了对破口的自封能力。 （1）汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp。若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量； （2）若轮胎胎内气压只有p1=1.6个标准大气压，要使胎内气压达到p2=2.8个标准大气压，用气筒向胎里充气，已知每次充气能充入p0=1个标准大气压的气体V0=0.5L，轮胎内部空间的体积为V=3×10-2m3，且充气过程中保持不变，胎内外气体温度也始终相同，气体看成理想气体，需要充气的次数n是多少？ 【答案】（1） （2）72 【解析】 【小问1详解】 装载货物前后，气体进行等温变化，设装载货物后气体体积变化ΔV，根据玻意尔定律可得 可得 【小问2详解】 根据题意知 解得 14. 如图所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，一带电量为+q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP=d，OQ=2d。不计粒子重力。 （1）求粒子过Q点时速度的大小和方向； （2）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。 【答案】（1）2，与x轴正方向夹角45° （2） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初速度为v0，过Q点时速度的大小为v，沿y轴方向分速度的大小为vy，速度与x轴正方向间的夹角为θ，由牛顿第二定律得 由运动学公式得d=，，，， 联立解得， 【小问2详解】 如图所示 设粒子做圆周运动的半径为R2，由几何分析可知，粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，可得 粒子在第二、第四象限轨迹为长度相等线段，可得 设粒子两次经过Q点时间为t，则有 联立可得 15. 如图，=37°的足够长且固定的粗糙绝缘斜面顶端放有质量M=0.024kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不计，导体框与斜面之间的动摩擦因数。一电阻R=3、长度L=0.6m的光滑金属棒CD置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF，且EF与斜面底边平行。初始时CD与EF相距s0=0.03m，让金属棒与导体框同时由静止开始释放，金属棒下滑距离s1=0.03m后匀速进入方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边刚好进入磁场并保持匀速运动。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，且在运动中金属棒始终未脱离导体框。磁场的磁感应强度大小B=1T、方向垂直于斜面向上，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）棒CD在磁场中运动时棒中感应电流I的大小和方向； （2）棒CD的质量m以及金属棒在磁场中运动时导体框的加速度a； （3）从开始到导体框离开磁场的过程中，回路产生的焦耳热Q。 【答案】（1），从D端流向C端；（2），；（3）； 【解析】 【详解】（1）根据题意，由右手定则可得，金属棒CD中的感应电流方向是从D端流向C端；另外，金属棒在没有进入磁场时做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 由运动学规律可得 代入数据解得 金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得 由闭合回路的欧姆定律可得 （2）导体棒刚进入磁场时受到的安培力 金属棒CD进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒在匀强磁场区域内匀速运动，可得 代入数据解得 此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 （3）设磁场区域的宽度为x，则金属棒在磁场中运动的时间为 金属棒与导体框同时由静止开始释放后，金属棒在磁场外运动的时间为 代入数据解得 导体框在磁场外运动的时间为 代入数据解得 由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入磁场，则有时间关系 联立以上可得 由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入线框，金属框进入磁场时匀速运动，此时的导体线框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得 代入数据解得 则在金属棒与导体框同时由静止开始释放后，到导体框离开磁场时，回路中产生的焦耳热与同一时间内回路中的部分电路克服安培力做的功大小相等 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $