2026届辽宁省大连市高三上学期高考模拟物理试卷（一）

2026届辽宁省大连市高考模拟试卷（一） 高三物理 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.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。 1．某赛车场示意图如图所示，赛车路面视为平面，赛车由A位置出发，依次通过①、②、③.....位置，再回到出发点A，该过程赛车（　　） A．路程为零 B．平均速度为零 C．经过弯道①、②位置的速度相同 D．经过弯道②位置时的合力为零 2．现在很多高层建筑都采用玻璃外墙，具有良好采光及美观作用。但玻璃的维护及清理只能靠工人从外部进行，如图甲所示，工人为遂宁国际金融中心进行外墙玻璃清洗，用一根绳索吊着自己，脚蹬着竖直墙壁，悬停在空中作业。设悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的支持力大小为F2，忽略脚与外墙玻璃间的摩擦力，如图乙所示，则在缓慢增加悬绳的长度过程中（　　） A．F1增大，F2增大 B．F1增大，F2减小 C．F1减小，F2增大 D．F1减小，F2减小 3．航母电磁弹射系统将舰载机在水平轨道上由静止开始加速。某次测试中，舰载机的加速度a随时间t的变化关系如图所示，轨道长度足够长，以v表示舰载机的速度，以x表示舰载机相对于出发点的位移，下列图像正确的是（　　） A B C D 4．“水染青红带一条，和云和雨系天腰”是宋代释智嵩《赋虹霓》中的浪漫诗句。某同学利用特殊材质的塑料球（其折射率与水接近）模拟小水滴，探究大气光学现象虹和霓的成因。图甲和图乙分别是模拟虹和霓的形成过程，图中的出射光线分别为红光和紫光，下列说法正确的是（　　） A．a光是红光，b光是紫光 B．形成虹的主要原因是光的干涉 C．形成霓的主要原因是光的折射 D．若用a光和b光分别照射同一金属板，b光更易发生光电效应 5．近年来我国的航天事业取得了举世瞩目的成就，2013年6月20日上午10时，我国航天员在天宫一号目标飞行器进行了太空授课，演示了包括质量的测量在内的一系列实验。如图所示是航天员聂海胜在空间站完全失重状态下用质量测量仪测定质量的情景：一个支架形状的质量测量仪固定在舱壁上，测量时，聂海胜把自己固定在支架的一端，王亚平将支架打开到指定位置，松手后支架拉着聂海胜从静止返回到舱壁，此过程中支架能够产生一个恒定的拉力F，用光栅测速装置能够测得支架复位时的速度v和复位经历的时间t，则聂海胜的质量为（　　） A． B． C． D． 6．某仪器两极间的电场线分布如图所示中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，质子从O点沿直线OA以某一初速度仅在电场力作用下运动到A点。取0点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。从O到A运动过程中，关于质子运动速度v和加速度a随时间t的变化、质子的动能Ek和运动轨迹上各点的电势φ随位移x的变化图线中可能正确的是（　　） A B C D 7．如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，回路中的电流为I＝ B．磁场方向竖直向下 C．若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D．闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 8．波源O发出一列向右传播的简谐绳波。t＝0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系如图所示，则一段时间后在绳上形成的波形可能正确的有（　　） A B C D 9．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生某种衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（　　） A．轨迹1是新核的 B．轨迹2是新核的 C．磁场方向垂直纸面向里 D．磁场方向垂直纸面向外 10．如图1所示，一质量为M的足够长木板静止在地面上，其左端放置一个质量为m的小物块，t＝0时刻起在物块上加一个水平向右的力F，大小与时间满足关系F＝kt，其中k＝18 N/s，从此时起，木板和物块的加速度大小随时间变化的关系如图2所示，重力加速度g取10 m/s2。根据题干及图2中所给出的数据可知（　　） A．长木板的质量为4 kg B．t＝2 s时小物块的速度大小为4 m/s C．物块和长木板之间的动摩擦因数为0.4 D．物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下： ①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用螺旋测微器测量遮光条的宽度d； ②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平； ③用米尺测量遮光条与光电门间距x； ④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t； ⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。 回答下列问题： （1）测量d时，某次螺旋测微器的示数如图乙所示，其读数为 mm。 （2）根据实验得到的数据，以 （选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m＝3M，则滑块和桌面间的动摩擦因数为μ＝ （用k、g、d表示）。 12．（8分）实验小组测量某弹性导电绳的电阻率。实验过程如下： 装置安装和电路连接。如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关S1、S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。 （1）然后断开开关S2，电流表的示数 （选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离L1和横截面积S1，则此时导电绳的电阻Rx＝ （结果用含U0、U1和I0的式子表示）； （2）多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ＝ ，保护电阻R0＝ （结果用含k或d的式子表示）； （3）若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 13．（12分）链球运动是一项田径竞远项目，如图甲，运动员两手握着链球上铁链的把手，带动链球旋转，最后使球脱手而出做斜抛运动。链球的质量m＝4 kg，如图乙所示，在某次比赛中，链球抛出前做半径R＝2 m的圆周运动，抛出时离地高度h＝1.2 m，抛出后经t＝4 s落地，水平运动的距离为x＝60 m，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，链球可视为质点。求： （1）链球抛出时的水平速度和竖直速度大小； （2）链球在抛出前瞬间所受向心力大小； （3）若链球上的铁链长L＝1.2 m，在垂直链球旋转平面的方向上地磁场的磁感应强度大小为B，链球离手前的速度为v，该瞬间铁链上的感应电动势多大？（用B、v表示） 14．（12分）气压式缓冲机是一种利用压缩空气来减缓冲击力或振动的机械装置。气压式缓冲机主要由气缸和活塞组成。气缸是一个封闭的空间，内部充有一定量的空气。当缓冲机受到外部冲击时，活塞在气缸内移动，压缩气缸内的空气吸收和分散冲击能量，达到减缓或消除冲击和振动的目的。某生产线上一个工件质量为m1＝50 kg（工件可视为质点），从长度为L＝10 m的水平传送带左端静止释放，传送带始终以v0＝2 m/s匀速运行，传送带与工件间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，为防止工件损坏，工件到传送带右端后与固定在传送带右端平台上的气压式缓冲机活塞碰撞（工件与气缸壁不碰撞），并与活塞结合为一个整体。工件和气压式缓冲机活塞与气缸内壁间均无摩擦且不漏气，活塞与气缸均绝热良好，活塞质量为m2＝30 kg，当活塞速度减为零时立即锁定活塞，压缩气体转化的内能都被气体获得。气缸中为理想气体。求： （1）工件运动到传送带右端需要多长时间； （2）锁定活塞时气体的内能比最初增加多少； （3）若活塞刚被锁定时气体的压强为外界大气压的2倍，活塞锁定后通过缸壁上的阀门释放气体，经过足够长时间，测定有原有气体的释放到周围环境，且缸内气体温度下降到环境温度300 K，则活塞刚被锁定时气体的温度为多少。 15．（16分）如图所示，竖直面内的圆形虚线区域内有一匀强电场，电场方向平行圆平面。圆形区域的半径为R， PQ是一条直径， 与水平方向的夹角θ＝30°，A点位于P点的正下方。一个质量为m，带电荷量为＋q的粒子，从P点由静止释放后，从A点以速度v0射出电场区域，不计带电粒子的重力。求： （1）匀强电场的电场强度大小和方向； （2）若粒子从P点水平射入电场，要使粒子恰好能从Q点射出，求粒子的入射速度？ （3）若粒子从P点沿某一方向射入电场时，电势能变化量最大，求此过程中粒子电势能变化量的最大值？ 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届辽宁省大连市高考模拟试卷（一） 高三物理 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.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。 1．某赛车场示意图如图所示，赛车路面视为平面，赛车由A位置出发，依次通过①、②、③.....位置，再回到出发点A，该过程赛车（　　） A．路程为零 B．平均速度为零 C．经过弯道①、②位置的速度相同 D．经过弯道②位置时的合力为零 【答案】B 【详解】A．路程为路径的长度，则整个过程的路程不为零，A错误； B．因最终回到出发点，则位移为零，平均速度为零，B正确； C．经过弯道①、②位置的速度方向不同，则速度不相同，C错误； D．经过弯道②位置时，因做曲线运动，则加速度不为零，即合力不为零，D错误。 2．现在很多高层建筑都采用玻璃外墙，具有良好采光及美观作用。但玻璃的维护及清理只能靠工人从外部进行，如图甲所示，工人为遂宁国际金融中心进行外墙玻璃清洗，用一根绳索吊着自己，脚蹬着竖直墙壁，悬停在空中作业。设悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的支持力大小为F2，忽略脚与外墙玻璃间的摩擦力，如图乙所示，则在缓慢增加悬绳的长度过程中（　　） A．F1增大，F2增大 B．F1增大，F2减小 C．F1减小，F2增大 D．F1减小，F2减小 【答案】D 【详解】对工人受力分析，工人受竖直向下的重力G，沿绳向上的拉力F1和墙壁对工人水平向左的弹力F2，设绳与竖直方向的夹角为α，根据平衡条件可得F1＝，F2＝Gtanα，缓慢增加悬绳的长度，细绳与竖直方向的夹角α变小，cosα变大，tanα变小，则F1变小，F2变小。 3．航母电磁弹射系统将舰载机在水平轨道上由静止开始加速。某次测试中，舰载机的加速度a随时间t的变化关系如图所示，轨道长度足够长，以v表示舰载机的速度，以x表示舰载机相对于出发点的位移，下列图像正确的是（　　） A B C D 【答案】D 【详解】AB．x—t图像斜率表示速度，0~t1时间内斜率应逐渐增大，t1~t2时间内斜率继续增加，t2以后斜率恒定，AB错误； CD．0~t1时间内，加速度恒定且为正，速度随时间均匀增大，v—t图像为倾斜向上的直线，t1~t2时间内，加速度减小，v—t图像斜率减小，t2以后加速度保持不变，v—t图像为水平直线，C错误，D正确。 4．“水染青红带一条，和云和雨系天腰”是宋代释智嵩《赋虹霓》中的浪漫诗句。某同学利用特殊材质的塑料球（其折射率与水接近）模拟小水滴，探究大气光学现象虹和霓的成因。图甲和图乙分别是模拟虹和霓的形成过程，图中的出射光线分别为红光和紫光，下列说法正确的是（　　） A．a光是红光，b光是紫光 B．形成虹的主要原因是光的干涉 C．形成霓的主要原因是光的折射 D．若用a光和b光分别照射同一金属板，b光更易发生光电效应 【答案】C 【详解】A．由光路图可知，塑料球对a光的偏折程度较大，可知a光的折射率较大，频率较大，即a光是紫光，b光是红光，A错误； BC．形成霓和虹的主要原因都是光的折射造成的，B错误、C正确； D．若用a光和b光分别照射同一金属板，因a光的频率较大，可知a光更易发生光电效应，D错误。 5．近年来我国的航天事业取得了举世瞩目的成就，2013年6月20日上午10时，我国航天员在天宫一号目标飞行器进行了太空授课，演示了包括质量的测量在内的一系列实验。如图所示是航天员聂海胜在空间站完全失重状态下用质量测量仪测定质量的情景：一个支架形状的质量测量仪固定在舱壁上，测量时，聂海胜把自己固定在支架的一端，王亚平将支架打开到指定位置，松手后支架拉着聂海胜从静止返回到舱壁，此过程中支架能够产生一个恒定的拉力F，用光栅测速装置能够测得支架复位时的速度v和复位经历的时间t，则聂海胜的质量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】对聂海胜由动量定理得Ft＝mv，解得聂海胜的质量为m＝。 6．某仪器两极间的电场线分布如图所示中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，质子从O点沿直线OA以某一初速度仅在电场力作用下运动到A点。取0点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。从O到A运动过程中，关于质子运动速度v和加速度a随时间t的变化、质子的动能Ek和运动轨迹上各点的电势φ随位移x的变化图线中可能正确的是（　　） A B C D 【答案】A 【详解】A．沿场强方向电势逐渐降低，可知从O到A的电势逐渐降低；电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A场强先增大后减小，由于φ—x图像的切线斜率绝对值表示电场强度的大小，则从O到A的电势随位移的变化图线的切线斜率绝对值先增大后减小，A正确； B．根据电场线的疏密程度可知，从O到A场强先增大后减小，电荷受到的电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，B错误； C．根据动能定理可得qEx＝ΔEk＝Ek－mv02，可知Ek—x图像的切线斜率表示电场力，由于电荷带正电，从O到A电场力做正功，电荷的动能增大，且Ek—x图像的切线斜率先增大后减小，C错误； D．v—t图像的切线斜率表示加速度，则v—t图像的切线斜率先增大后减小，D错误。 7．如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，回路中的电流为I＝ B．磁场方向竖直向下 C．若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D．闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 【答案】D 【详解】B．从上往下看，流过炮弹的电流为逆时针方向，炮弹所受安培力水平向右，根据左手定则可知磁场方向竖直向上，B错误； AD．闭合开关瞬间电流为I＝，则安培力为F＝BIL＝，D正确，A错误； C．若同时将电流和磁场方向反向，根据左手定则可知，炮弹发射方向不变，C错误。 8．波源O发出一列向右传播的简谐绳波。t＝0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系如图所示，则一段时间后在绳上形成的波形可能正确的有（　　） A B C D 【答案】AC 【详解】由波源的振动图像可知，t＝0时波源开始向上振动，可知波传到某个质点时，质点起振方向向上，若振源振动一个周期，只让波形图为A；若波源振动T，则波形图为C。 9．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生某种衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（　　） A．轨迹1是新核的 B．轨迹2是新核的 C．磁场方向垂直纸面向里 D．磁场方向垂直纸面向外 【答案】BC 【详解】AB．衰变后新核和粒子的运动方向相反，由洛伦兹力提供向心力可知，新核和粒子的电性相反，新核带正电荷，则粒子带负电荷，发生的是β衰变，根据动量守恒新核和粒子的动量大小相等，方向相反，在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力qvB＝m，整理得r＝＝。电子的电荷量小于新核的电荷量，所以其运动半径大于新核的运动半径，判断出轨迹2是新核的，A错误，B正确； CD．根据电子的运动方向，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，C正确，D错误。 10．如图1所示，一质量为M的足够长木板静止在地面上，其左端放置一个质量为m的小物块，t＝0时刻起在物块上加一个水平向右的力F，大小与时间满足关系F＝kt，其中k＝18 N/s，从此时起，木板和物块的加速度大小随时间变化的关系如图2所示，重力加速度g取10 m/s2。根据题干及图2中所给出的数据可知（　　） A．长木板的质量为4 kg B．t＝2 s时小物块的速度大小为4 m/s C．物块和长木板之间的动摩擦因数为0.4 D．物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5 【答案】BD 【详解】ACD．由图2可知，当F＞0时，物块和长木板开始运动，所以地面与长木板间没有摩擦力。当t＝2 s时a2＝4 m/s2，F2＝36 N。设长木板的质量为M，根据牛顿第二定律F2＝（M＋m）a2，当t＞2 s时，物块和长木板发生相对滑动，对物块根据牛顿第二定律F－μmg＝ma，又F＝kt，整理可得a＝t－μg。联立，解得m＝4 kg，M＝5 kg，μ＝0.5，AC错误，D正确； B．0~2 s过程中，物块和长木板一直处于相对静止，对整体，根据动量定理t＝（M＋m）v，解得v＝4 m/s，故B正确。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下： ①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用螺旋测微器测量遮光条的宽度d； ②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平； ③用米尺测量遮光条与光电门间距x； ④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t； ⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。 回答下列问题： （1）测量d时，某次螺旋测微器的示数如图乙所示，其读数为 mm。 （2）根据实验得到的数据，以 （选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m＝3M，则滑块和桌面间的动摩擦因数为μ＝ （用k、g、d表示）。 【答案】（1）5.300 （2），3－ 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图乙可知其读数为5 mm＋30.0×0.01 mm＝5.300 mm （2）[1]滑块经过光电门时速度为v＝，由运动学公式可得v2＝2ax，联立可得x＝·。根据实验得到的数据，以为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像； [2]由x＝·可知，该图像的斜率为k＝。设绳子拉力为F，对滑块应用牛顿第二定律F－μMg＝Ma，对重物应用牛顿第二定律mg－F＝ma，联立可得mg－μMg＝（M＋m）a，又m＝3M，联立解得滑块和桌面间的动摩擦因数为μ＝3－。 12．（8分）实验小组测量某弹性导电绳的电阻率。实验过程如下： 装置安装和电路连接。如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关S1、S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。 （1）然后断开开关S2，电流表的示数 （选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离L1和横截面积S1，则此时导电绳的电阻Rx＝ （结果用含U0、U1和I0的式子表示）； （2）多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ＝ ，保护电阻R0＝ （结果用含k或d的式子表示）； （3）若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】变小，，k，d，不变 【详解】（1）[1]然后断开开关S2，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小； [2]根据电路欧姆定律，先闭合开关S1、S2时，I0＝；然后断开开关S2时，I0＝。联立解得此时导电绳的电阻Rx＝。 （2）[3][4]根据题意分析＝R0＋ρ，则图线的斜率k＝ρ，与纵轴的截距为d＝R0 （3）[5]若考虑电流表的内阻，则＝R0＋rA＋ρ，则图线的斜率不变，则（2）中的电阻率的测量值不变。 13．（12分）链球运动是一项田径竞远项目，如图甲，运动员两手握着链球上铁链的把手，带动链球旋转，最后使球脱手而出做斜抛运动。链球的质量m＝4 kg，如图乙所示，在某次比赛中，链球抛出前做半径R＝2 m的圆周运动，抛出时离地高度h＝1.2 m，抛出后经t＝4 s落地，水平运动的距离为x＝60 m，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，链球可视为质点。求： （1）链球抛出时的水平速度和竖直速度大小； （2）链球在抛出前瞬间所受向心力大小； （3）若链球上的铁链长L＝1.2 m，在垂直链球旋转平面的方向上地磁场的磁感应强度大小为B，链球离手前的速度为v，该瞬间铁链上的感应电动势多大？（用B、v表示） 【答案】（1）15 m/s，19.7 m/s （2）1226.18 N （3）0.84Bv 【详解】（1）根据运动学公式，水平方向上x＝vxt，可得链球抛出时的水平速度大小为vx＝15 m/s 竖直方向上有－h＝vyt－gt2，可得链球抛出时的竖直速度大小为vy＝19.7 m/s。 （2）链球在抛出前瞬间所受向心力大小为F向＝m，又v2＝vx2＋vy2，联立解得F向＝1226.18 N。 （3）感应电动势为E＝BL，把手处速度v1＝v，则有＝，联立可得E＝0.84Bv。 14．（12分）气压式缓冲机是一种利用压缩空气来减缓冲击力或振动的机械装置。气压式缓冲机主要由气缸和活塞组成。气缸是一个封闭的空间，内部充有一定量的空气。当缓冲机受到外部冲击时，活塞在气缸内移动，压缩气缸内的空气吸收和分散冲击能量，达到减缓或消除冲击和振动的目的。某生产线上一个工件质量为m1＝50 kg（工件可视为质点），从长度为L＝10 m的水平传送带左端静止释放，传送带始终以v0＝2 m/s匀速运行，传送带与工件间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，为防止工件损坏，工件到传送带右端后与固定在传送带右端平台上的气压式缓冲机活塞碰撞（工件与气缸壁不碰撞），并与活塞结合为一个整体。工件和气压式缓冲机活塞与气缸内壁间均无摩擦且不漏气，活塞与气缸均绝热良好，活塞质量为m2＝30 kg，当活塞速度减为零时立即锁定活塞，压缩气体转化的内能都被气体获得。气缸中为理想气体。求： （1）工件运动到传送带右端需要多长时间； （2）锁定活塞时气体的内能比最初增加多少； （3）若活塞刚被锁定时气体的压强为外界大气压的2倍，活塞锁定后通过缸壁上的阀门释放气体，经过足够长时间，测定有原有气体的释放到周围环境，且缸内气体温度下降到环境温度300 K，则活塞刚被锁定时气体的温度为多少。 【答案】（1）6 s （2）62.5 J （3）540 K 【详解】（1）工件放到传送带上，由牛顿第二定律有μm1g＝m1a 工件需要t1时间与传送带共速，则有v0＝at1，解得t1＝2 s，该时间内工件的位移为x＝v0t1＝2 m。之后工件匀速到达传送带右端L－x＝v0t2，解得t2＝4s，则有t＝t1＋t2＝6 s。 （2）工件与活塞发生完全非弹性碰撞，则有m1v0＝（m1＋m2）v，解得v＝ m/s。由题意可知ΔU＝（m1＋m2）v2＝62.5 J。 （3）对剩余在气缸中的气体，根据理想气体状态方程有＝，解得活塞刚被锁定时气体的温度T1＝540 K。 15．（16分）如图所示，竖直面内的圆形虚线区域内有一匀强电场，电场方向平行圆平面。圆形区域的半径为R， PQ是一条直径， 与水平方向的夹角θ＝30°，A点位于P点的正下方。一个质量为m，带电荷量为＋q的粒子，从P点由静止释放后，从A点以速度v0射出电场区域，不计带电粒子的重力。求： （1）匀强电场的电场强度大小和方向； （2）若粒子从P点水平射入电场，要使粒子恰好能从Q点射出，求粒子的入射速度？ （3）若粒子从P点沿某一方向射入电场时，电势能变化量最大，求此过程中粒子电势能变化量的最大值？ 【答案】（1）E＝，由P指向A （2）v'0＝v0 （3）mv02 【详解】（1）根据题意可知，带电粒子从P点静止释放后，从A点射出，则匀强电场的方向是沿PA，且由P指向A。从P点到A点的过程中，由动能定理可得qE·lPA＝mv02－0，由几何关系可知lPA＝R，解得匀强电场的电场强度大小为E＝。 （2）设粒子的入射速度为v'0，粒子从P点到Q点的时间为t，由题意可得粒子在电场中做类平抛运动，所以有R＝at2，a＝，R＝v'0·t。解得粒子的入射速度为v'0＝v0。 （3）当粒子从圆心的正下方射出时，电场力做功最多，粒子电势能变化量最大。则有W电＝qER（1＋sin30°） 由于W电＝－ΔEpmax，所以可得，粒子电势能变化量的最大值为mv02。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $