精品解析：河南驻马店市2025-2026学年高三上学期期末物理试卷

高三上学期期末物理测试卷 一、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. 下列说法正确的是（ ） A. 用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光强度越大，逸出的光电子的最大初动能越大 B. 按照波尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的总能量减小 C. 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 D. 汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子核内有复杂的结构 2. 如图所示，某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）．则（ ） A. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下 B. 小物块受到滑动摩擦力大小为ma C. 小物块受到静摩擦力大小为 D. 小物块受到斜面的弹力大小 3. 在图乙电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．电阻R的阻值为，电表均为理想电表．下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 该交变电流的有效值为 C. 电阻R一个周期内产生的热量一定大于9J D. 电流表示数为 4. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的复色光从空气射向边的中点，入射方向与边的夹角为，经三棱镜折射后分为、两束单色光，单色光折射到边的中点，单色光折射到点，则下列说法中正确的是（　　） A. 光在棱镜中的传播速度大于光 B. 对同一障碍物光比光衍射现象更明显 C. 入射光线从之间且垂直边射入，则光不能从边射出 D. 用、光分别照射同一种金属，若光能发生光电效应，则光也一定能发生光电效应 5. 图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（　　） A. 此时质点P也处于加速运动过程 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置 D. 在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s 6. 2022年左右，我国将建成载人空间站，其运行轨道距地面高度约为，已知地球半径约为，万有引力常量为，地球表面重力加速度为，静止卫星距地面高度约为，设空间站绕地球做匀速圆周运动，则（　　） A. 空间站运行速度比静止卫星小 B. 空间站运行周期比地球自转周期小 C. 可以估算空间站受到地球的万有引力 D. 受大气阻力影响，空间站运行的轨道半径将会逐渐减小，速度逐渐减小 7. 在如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（　　） A. 三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动 B. 甲、丙中，ab棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 C. 甲、丙中，ab棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 D. 三种情形下导体棒ab最终都静止 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 两个带异种电荷的枕型导体周围的电场线分布如图所示，a、b、c和d是电场中的四个点，其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为和，同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. a、b、c、d四点中c点的电场强度最大 B. a、b、c、d四点中c点的电势最高 C. D. 9. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k＝50N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为15N，方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 外力施加的瞬间，A的加速度大小为 B. 当弹簧压缩量减小0.05m时，A、B间弹力大小为2.5N C. A、B分离时，A物体的位移大小为0.1m D. B物体速度达到最大时，弹簧被压缩了0.2m 10. 如图所示MNPQ矩形区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向与MN边平行，一个带电粒子以某一初速度从A点垂直MN边进入这个区域做直线运动，从C点离开区域。如果仅将磁场撤去，则粒子从B点离开电场区；如果仅将电场撤去，则粒子从D点离开磁场区，设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别为t1、t2和t3，离开B、C、D三点时的动能分别为Ek1、Ek2和Ek3，粒子重力忽略不计，则( ) A. t1< t2＝t3 B. t1＝t2<t3 C. Ek1>Ek2＝Ek3 D. Ek1＝Ek2<Ek3 三、实验题（17分） 11. 利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律时，通过读取拉力传感器的示数，可以进行相关的计算与验证。已知重力加速度为，实验步骤如下： （1）选择大小相同、质量相等的小钢球A、B，测出小球质量为，使用游标卡尺测量小球直径，如图2，则小球直径_____cm。 （2）将小钢球A、B用长度均为的不可伸长轻质细线悬挂在同一高度处，悬挂点、间距。 （3）保持A球、B球与在同一竖直面内，将A球拉开一定角度且细线绷紧。由静止释放A球。A球与B球碰撞后，A球静止不动，B球继续摆动。读取拉力传感器数据，记录球A摆动过程最大拉力，球B摆动过程最大拉力。 （4）碰撞前瞬间，A球的动量大小为_____（用题中所给物理量字母表示）；若满足关系式_____（用、表示），则验证碰撞中动量守恒。 12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为______kΩ。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最______（选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表的示数为2.25mA，的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为______kΩ。 （3）经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越______（选填“快”或“慢”）。 （4）该同学利用此热敏电阻设计汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E＝6.0V，定值电阻R＝1.8kΩ，长为l＝50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______cm。 四、解答题（40分） 13. 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的一部分轨道，AB是一段圆弧形轨道，BC段水平。一运动员从AB轨道上的P点以一定的初速度下滑，到达B点的速度大小为6m/s，不计圆弧轨道上的摩擦和空气阻力，已知运动员与滑板的总质量为50kg，h＝1.35m，重力加速度取，求： （1）从P点运动到B点的过程中，运动员与滑板组成的系统机械能是否守恒？ （2）运动员从P点运动到B点的过程中，运动员和滑板的总重力做的功W是多少？ （3）运动员在P点的初速度的大小是多少？ 14. 如图所示，导热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝20kg，活塞质量m＝1kg，活塞横截面积S＝100cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2。求： （1）汽缸内气体的压强p1； （2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，汽缸内气体的温度升高了多少。 15. 如图所示，空间直角坐标系（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出）中，在的区域Ⅰ内存在沿x轴负方向的匀强电场，的区域Ⅱ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为（可以调节），的区域Ⅲ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为m、电荷量为的带电粒子在xOy平面内从原点O以速度大小v、方向与x轴正方向的夹角为45°射入区域Ⅱ，当区域Ⅱ可调磁场的磁感应强度时，粒子恰好不能进入区域Ⅲ（不计带电粒子的重力）。 （1）求的值； （2）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度且带电粒子经电场偏转后直接回到原点O，求电场强度的大小E； （3）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，求带电粒子在以后的运动过程中： ①经过x轴时的x坐标； ②z轴坐标的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三上学期期末物理测试卷 一、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. 下列说法正确的是（ ） A. 用频率一定光照射某金属发生光电效应时，入射光强度越大，逸出的光电子的最大初动能越大 B. 按照波尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的总能量减小 C. 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 D. 汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子核内有复杂的结构 【答案】C 【解析】 【详解】A．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光强度越大，单位时间逸出的光电子的数目越多，最大初动能不变，A错误； B．按照波尔理论，氢原子从一种能级跃迁到另一种能级时，会吸收或辐射一定频率的光子。氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子吸收光子，氢原子的总能量增大，B错误； C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，C正确； D．汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，D错误。 故选C。 2. 如图所示，某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）．则（ ） A. 小物块受到摩擦力方向平行斜面向下 B. 小物块受到的滑动摩擦力大小为ma C. 小物块受到的静摩擦力大小为 D. 小物块受到斜面的弹力大小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．以木块为研究对象，分析受力情况：重力mg、斜面的支持力N和摩擦力为静摩擦力f，f沿斜面向上，A错误； BC．根据牛顿第二定律得 解得 方向平行斜面向上， B错误C正确； D．小球受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力 D错误。 故选C。 3. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．电阻R的阻值为，电表均为理想电表．下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 该交变电流的有效值为 C. 电阻R一个周期内产生热量一定大于9J D. 电流表的示数为 【答案】D 【解析】 【详解】由焦耳定律得，可得电压有效值U=6V，电表读数为有效值，故A错；电压变的读数为有效值，即U=6V，故B错误；热量根据有效值进行计算，则，故C错误；电流表读数为有效值，则，故D正确． 4. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的复色光从空气射向边的中点，入射方向与边的夹角为，经三棱镜折射后分为、两束单色光，单色光折射到边的中点，单色光折射到点，则下列说法中正确的是（　　） A. 光在棱镜中的传播速度大于光 B. 对同一障碍物光比光衍射现象更明显 C. 入射光线从之间且垂直边射入，则光不能从边射出 D. 用、光分别照射同一种金属，若光能发生光电效应，则光也一定能发生光电效应 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由光路可知，棱镜对光的偏折程度较大，可知光的折射率较大，根据 可知，在棱镜中传播，光的传播速度较小，频率较大，波长较短，对同一障碍物光比光衍射现象更明显，故A、B错误； C．因光的折射率为 设临界角为，有 即 若入射方向与边垂直，射到边时的入射角为60°，则光在边发生全发射，不能从边射出，C正确； D．由于光的频率较大，由爱因斯坦光电效应方程可知，用、光分别照射同一种金属，若光能发生光电效应，则光不一定能发生光电效应，D错误。 故选C。 5. 图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（　　） A. 此时质点P也处于加速运动过程 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置 D. 在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s 【答案】C 【解析】 【详解】B．由于Q点正在加速，说明Q点正向平衡位置运动，该波沿x轴正方向传播，B错误； A．由于波沿x轴正方向传播，P点正在远离平衡位置，因此P点处于减速运动过程，A错误； C．从时刻起，由于Q点正向平衡位置运动，而P点正向最大位移处运动，因此，质点P比质点Q晚回到平衡位置，C正确； D．在时刻，N点处于负的最大位移处，因此速度为零，D错误。 故选C。 6. 2022年左右，我国将建成载人空间站，其运行轨道距地面高度约为，已知地球半径约为，万有引力常量为，地球表面重力加速度为，静止卫星距地面高度约为，设空间站绕地球做匀速圆周运动，则（　　） A. 空间站运行速度比静止卫星小 B. 空间站运行周期比地球自转周期小 C. 可以估算空间站受到地球的万有引力 D. 受大气阻力影响，空间站运行的轨道半径将会逐渐减小，速度逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 ① 即轨道半径越大，运动速度越小，因此空间站运行速度比静止卫星大，A错误； B．根据 空间站的轨道半径小而运动速度大，因此空间站的运行周期小于静止卫星的运行周期，B正确； C．根据 由于无法知道空间站的质量，因此无法估算估算空间站受到地球的万有引力，C错误； D．受大气阻力影响，空间站运行的轨道半径将会逐渐减小，根据①式可知，运行速度逐渐增大，D错误。 故选B。 7. 在如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（　　） A. 三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动 B. 甲、丙中，ab棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 C. 甲、丙中，ab棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 D. 三种情形下导体棒ab最终都静止 【答案】B 【解析】 【详解】图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动。 故选B。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 两个带异种电荷的枕型导体周围的电场线分布如图所示，a、b、c和d是电场中的四个点，其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为和，同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. a、b、c、d四点中c点的电场强度最大 B. a、b、c、d四点中c点的电势最高 C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．c点处的电场线最密，则场强最强，故A正确； B．电导体的表面是等势面，又沿着电场线电势降低，则有a点电势高于c点电势，故B错误； C．电导体的表面是等势面，又沿着电场线电势降低，所以c点电势高于d点电势，而负电荷在电势高的地方电势能小，则，故C错误； D．因，而W=qU，则，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k＝50N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为15N，方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 外力施加的瞬间，A的加速度大小为 B. 当弹簧压缩量减小0.05m时，A、B间弹力大小为2.5N C. A、B分离时，A物体的位移大小为0.1m D. B物体速度达到最大时，弹簧被压缩了0.2m 【答案】CD 【解析】 【详解】A．施加外力前，系统处于静止状态，合力为零，外力施加的瞬间，合外力，由牛顿第二定律得 解得 A错误； B．初始时系统处于静止状态，即 解得 当弹簧压缩量减小0.05m时，设A、B间弹力大小为，此时物体的加速度大小为，由牛顿第二定律，对A 对B 联立解得 B错误； C．设A、B分离时，弹簧的形变量为，物体的加速度为，对A 对B 联立解得 所以A物体的位移大小为 C正确； D．当B物体的合力为零时速度达到最大，由C选项的分析知A、B分离时有向上的加速度所以速度最大时A、B已经分离，由合力为零得 解得 D正确。 故选CD。 10. 如图所示MNPQ矩形区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向与MN边平行，一个带电粒子以某一初速度从A点垂直MN边进入这个区域做直线运动，从C点离开区域。如果仅将磁场撤去，则粒子从B点离开电场区；如果仅将电场撤去，则粒子从D点离开磁场区，设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别为t1、t2和t3，离开B、C、D三点时的动能分别为Ek1、Ek2和Ek3，粒子重力忽略不计，则( ) A. t1< t2＝t3 B. t1＝t2<t3 C. Ek1>Ek2＝Ek3 D. Ek1＝Ek2<Ek3 【答案】BC 【解析】 【详解】设粒子质量为m，初速为，由题意可知，带电粒子从A到C所用的时间为 粒子离开C点时的动能为 如果仅将磁场撤去，粒子在此过程中做类平抛运动，粒子从A到B所用的时间为 此过程中电场力做粒子做正功，粒子离开B点时的动能 如果仅将电场撤去，则粒子从D点离开磁场区，粒子在此过程中做匀速圆周运动，粒子从A到D所用的时间等于AD的弧长除以速率，AD的弧长大于LAC，故 粒子离开D点时的动能 综上 故选BC。 三、实验题（17分） 11. 利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律时，通过读取拉力传感器的示数，可以进行相关的计算与验证。已知重力加速度为，实验步骤如下： （1）选择大小相同、质量相等的小钢球A、B，测出小球质量为，使用游标卡尺测量小球直径，如图2，则小球直径_____cm。 （2）将小钢球A、B用长度均为的不可伸长轻质细线悬挂在同一高度处，悬挂点、间距。 （3）保持A球、B球与在同一竖直面内，将A球拉开一定角度且细线绷紧。由静止释放A球。A球与B球碰撞后，A球静止不动，B球继续摆动。读取拉力传感器数据，记录球A摆动过程最大拉力，球B摆动过程最大拉力。 （4）碰撞前瞬间，A球的动量大小为_____（用题中所给物理量字母表示）；若满足关系式_____（用、表示），则验证碰撞中动量守恒。 【答案】 ①. 1.070 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精度为，则读数为 （4）[2][3]小球摆动到最低点时，细线拉力最大。对A小球受力分析，有 则小球碰撞前的动量为 同理，小球B碰撞后的动量为 若小球A、B动量守恒，则 联立解得 12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为______kΩ。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最______（选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表的示数为2.25mA，的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为______kΩ。 （3）经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越______（选填“快”或“慢”）。 （4）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E＝6.0V，定值电阻R＝1.8kΩ，长为l＝50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______cm。 【答案】 ①. 1.9 ②. 左 ③. 3.0##3 ④. 慢 ⑤. 10 【解析】 【详解】（1）[1]由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为 （2）[2] [3]滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端，由于和并联，故有 代入数据解得 （3）[4]由图丙可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐减小，从曲线的斜率可以看出，图线斜率越来越小，故该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越慢； （4）[5]设警戒液面到油箱底部的距离为x，温度为30℃时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为 同理，可得油液外热敏电阻的阻值为 其中，由闭合电路欧姆定律有 将E＝6V、I＝2.4mA、R＝1.8kΩ代入可得 x＝10cm 四、解答题（40分） 13. 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的一部分轨道，AB是一段圆弧形轨道，BC段水平。一运动员从AB轨道上的P点以一定的初速度下滑，到达B点的速度大小为6m/s，不计圆弧轨道上的摩擦和空气阻力，已知运动员与滑板的总质量为50kg，h＝1.35m，重力加速度取，求： （1）从P点运动到B点的过程中，运动员与滑板组成的系统机械能是否守恒？ （2）运动员从P点运动到B点的过程中，运动员和滑板的总重力做的功W是多少？ （3）运动员在P点的初速度的大小是多少？ 【答案】（1）守恒 （2）675J （3）3m/s 【解析】 【小问1详解】 因为不计圆弧轨道上的摩擦和空气阻力，在运动员与滑板组成的系统从P点运动到B点的过程中，只有重力做功，没有其他力做功，所以系统机械能守恒。 【小问2详解】 运动员从P点到B点的过程中，重力做的功为 【小问3详解】 以水平轨道为零势能面，运动员从P点到B点的过程中，根据机械能守恒定律有 代入数据解得运动员在P点初速度的大小为 14. 如图所示，导热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝20kg，活塞质量m＝1kg，活塞横截面积S＝100cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2。求： （1）汽缸内气体的压强p1； （2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，汽缸内气体的温度升高了多少。 【答案】（1）1.2×105Pa；（2）300K 【解析】 【详解】（1）以汽缸研究对象，受力分析如图所示： 由平衡方程 Mg＋p0S＝p1S 代入数据得 （2）缸内气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得 其中有 T1=(27+237)K=300K V1=0.5LS V2=LS 代入数据得 T2=600K 升高温度为 15. 如图所示，空间直角坐标系（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出）中，在的区域Ⅰ内存在沿x轴负方向的匀强电场，的区域Ⅱ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为（可以调节），的区域Ⅲ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为m、电荷量为的带电粒子在xOy平面内从原点O以速度大小v、方向与x轴正方向的夹角为45°射入区域Ⅱ，当区域Ⅱ可调磁场的磁感应强度时，粒子恰好不能进入区域Ⅲ（不计带电粒子的重力）。 （1）求的值； （2）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度且带电粒子经电场偏转后直接回到原点O，求电场强度的大小E； （3）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，求带电粒子在以后的运动过程中： ①经过x轴时的x坐标； ②z轴坐标的最大值。 【答案】（1） （2） （3）①；② 【解析】 【小问1详解】 临界轨迹与区域Ⅲ左边界相切，设半径为，根据几何关系 根据几何关系可得半径 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，根据洛伦兹力提供向心力有 可知半径 粒子进入区域Ⅱ做类斜抛运动，根据几何关系，可知y方向位移为 由运动的合成分解可得 则有 又 联立解得 【小问3详解】 若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 由几何关系易得粒子在x轴上l与x轴成45°角进入区域Ⅲ做等距螺旋运动，分解为直线和圆周运动，圆周运动的周期 一个周期内沿x轴运动的距离 粒子此后经过x轴时对应的x轴坐标 根据洛伦兹力提供向心力有 粒子等距螺旋的圆的半径为 到达z轴正方向坐标的最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $