精品解析：吉林松花江中学2025-2026学年高三下学期阶段性检测物理试题

吉林市松花江中学高三年级阶段性检测 物理 一、选择题 1. 下列说法正确的是（　　） 、 A. 如图甲，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，光子散射后波长变短 B. 如图乙，汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子并测定了电子的电荷量 C. 如图丙，卢瑟福分析了α粒子散射实验的数据，提出了原子的核式结构模型 D. 如图丁，德布罗意做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性 2. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向加速行驶。如图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（　　） A. c→a过程中，气体对外界做功 B. a→b是等容变化 C. 气体在状态a时体积最大 D. 三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 4. 小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 光线在玻璃球中的速度为 B. 该玻璃半球的折射率为2 C. 实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D. 实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 5. 如图，极板足够长的平行板电容器水平放置，电容器与一直流电源相连。闭合开关，一带正电小球以一定的初速度从两个极板中央水平射入。关于小球在电场中运动时的加速度大小、速度大小、动能和机械能随运动时间的变化关系图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 2025年是人工智能规模化应用元年，越来越多的人在工作和学习中使用人工智能体。某同学通过人工智能体查询到在地球两极的重力加速度为，地球赤道上的重力加速度为，将地球视为质量分布均匀的球体，已知引力常量G和地球半径R，则地球密度为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，某同学利用绝缘弧形细条按照“小雪花”的基本形状摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（　　） A. b、d两点的场强相等 B. a、c两点的电势相等 C. ab两点电势差大于bc两点电势差 D. 正试探电荷从b到d电势能增加 8. 2024年5月19日，我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应，即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现，用波长为的蓝光照射金属锌恰好能发生光电效应，而红光照射时不能使锌发生光电效应，下列说法中正确的是（　　） A. 红光的频率小于金属锌的截止频率 B. 红光光子能量大于蓝光光子能量 C. 若红光照射金属锌的时间足够长，也能发生光电效应 D. 若用紫光照射该金属锌，一定能发生光电效应 9. 如图甲所示，在平面内存在均匀介质，波源位于处，质点位于处。时刻波源开始振动，质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 波的周期为4s B. 波的波长为4m C. 波的波速为 D. 从时刻经4s质点向右移动2m 10. xOy空间存在一范围足够大匀强磁场和匀强电场。磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小为B；电场方向为y轴正向，电场强度为E，一质量为m，电荷量为q（q＞0）的粒子从坐标原点O以初速度v0沿y轴正向发射，其运动轨迹如图所示。不计粒子重力，则（　　） A. 粒子向y轴正向上运动的过程中电势能逐渐减小 B. 运动过程中粒子的最大速度为 C. 运动过程中粒子的最小速度为 D. 粒子能到达最低点距x轴距离为 二、非选择题 11. （1）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用，反射光可视为光源S在平面镜中的虚像S'发出的光，这样S和S'形成两个相干光源。两束光照射到光电传感器，经计算机处理后，得到如图乙所示图像，横轴为垂直于干涉条纹的距离，若单缝S到平面镜的垂直距离d=0.2mm，单缝到光电传感器的距离D=1.2m，则单色光的波长为_______m(保留2位有效数字)。 （2）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图丙是教材中的实验方案，图丁是拓展方案，其实验操作步骤如下： ①挂上托盘和砝码，改变木板倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a； ③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a-F的关系。 需要满足条件的方案是________（选填“丙”、“丁”或“丙和丁”）；在作a-F图像时，把mg作为F值的是________（选填“丙”、“丁”或“丙和丁”）。 12. 某研究性学习小组利用图1所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻， 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径； ②按图1连接电路，将金属夹B固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数、； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的和、； ⑥以为纵轴，为横轴，作出图像如图2所示；以为纵轴，为横轴，作出图像如图3所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图4所示，则该次测量金属丝直径为________mm。 （2）若图2中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为________（结果用k、d表示）。 （3）由图3可知，电源电动势为________V（结果保留3位有效数字），电源的内阻为________（结果保留2位有效数字）。 （4）不考虑偶然误差，电源电动势的测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，电源内阻的测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 13. 如图所示，跳台滑雪时，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险。设一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0＝20m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ取37°，斜坡可以看成一斜面，不计空气阻力。（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）A、B间的距离； （3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？ 14. 某种肺活量测试的规则为：一次尽力吸气（气体在人体内热力学温度可视为），快速尽力呼出后，呼出气体的温度可视为不变，压强变为大气压强，体积为（未知），则为肺活量测试的结果。甲同学用如图甲所示的装置进行测试，绝热气缸的底面积为、总高度为，导热活塞可在气缸内无摩擦滑动而不漏气，活塞的质量和厚度均忽略不计。测试前，气缸顶部的小孔和底部软管均与大气连通，活塞位于气缸底部，环境大气压强为、热力学温度为；测试时，先将气缸顶部的小孔密闭，甲同学尽力吸气后，快速尽力呼出，通过软管把气体吹入气缸中活塞的下部，然后关闭软管的阀门，稳定时如图乙所示，活塞上升的高度为，软管内气体忽略不计，吸气和呼气中水蒸气的影响可忽略不计，人呼出的气体可视为理想气体。求： （1）该次测试中，甲同学的肺活量； （2）若甲同学测试后活塞上升的高度，乙同学按照相同的方法在环境温度为时进行测试，测试后活塞上升的高度，则甲乙两人的肺活量之比是多少。 15. 电磁制动是通过电磁规律实现制动的技术，具有响应速度快，方便控制，不易磨损等优点，广泛用于现代各种机械设备中。某学习小组对矩形线圈进入磁场的制动特点进行研究。如图甲所示是位于光滑水平桌面上的直角坐标系，在的一侧，存在匀强磁场，磁场方向垂直平面向里，磁感应强度的大小为。在水平面区域有矩形线框，边长分别为和，每个边电阻为0，每个边电阻为，线框初速度沿轴正方向。若矩形线框受力，其形变可忽略不计。 （1）研究小组发现线框进入磁场区域速度会逐渐变小。实验中小组成员给线框施加外力，使线框保持初速度大小和方向不变，匀速进入磁场区域，求此线框进入磁场全过程中外力做功。 （2）研究小组对线框进行改造，3个题干所述矩形线框，其中1个线框保持不变，其余2个线框各去掉一个边，如图乙所示焊接在一起。已知该大线框整体质量为，忽略自感效应。若要改造后大金属框能够整体进入题述磁场区域，求初速度大小的最小值。 （3）研究小组对线框制动的另一改造设想为降低环境温度，使单个线框始终保持超导状态。若给线框初速度，线框沿轴正方向减速，边未全部进入磁场区域即减速为0。已知单个线框质量为，自感系数为。求此线框边进入磁场到减速为0所用时间。 （提示：超导状态线圈电阻为零，自感电动势与动生电动势等大反向，即整个回路有） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉林市松花江中学高三年级阶段性检测 物理 一、选择题 1. 下列说法正确的是（　　） 、 A. 如图甲，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，光子散射后波长变短 B. 如图乙，汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子并测定了电子的电荷量 C. 如图丙，卢瑟福分析了α粒子散射实验的数据，提出了原子的核式结构模型 D. 如图丁，德布罗意做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性 【答案】C 【解析】 【详解】A．当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子动量会变小，光子散射后波长变长，故A错误； B．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子并测定了电子的比荷，电子的电荷量由密立根油滴实验测得，故B错误； C．卢瑟福分析了粒子散射实验的数据，提出了原子的核式结构模型，故C正确； D．戴维孙做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性，故D错误。 故选C。 2. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向加速行驶。如图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车从M点向N点加速行驶，汽车做曲线运动，所以合外力F的方向应指向曲线的内侧，且F和速度方向成锐角。 故选C。 3. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（　　） A. c→a过程中，气体对外界做功 B. a→b是等容变化 C. 气体在状态a时体积最大 D. 三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程中气体体积减小，外界对气体做功，故A错误； B．过程中气体压强与温度的比值不变，由理想气体状态方程可知，该过程气体体积不变，故B正确； C．气体体积变大，气体体积减小，所以状态c气体体积最大，故C错误； D．气体循环在图像中与坐标轴所围成的面积等于气体做功大小，而题中给出的是图像，故D错误。 故选B。 4. 小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 光线在玻璃球中的速度为 B. 该玻璃半球的折射率为2 C. 实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D. 实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 【答案】B 【解析】 【详解】B．在实验一中，光线正对入射，方向不变，到达底面点时恰好发生全反射，此时入射角等于临界角 根据全反射临界角公式 解得，故B错误； A．光线在玻璃球中的速度为，故A错误； C．只有当入射角时，才会发生全反射，光线反射回半球面形成亮斑，亮斑对应的圆心角为： 弧长，故C错误； D．实验二中，入射角刚好等于临界角时发生全反射，由正弦定理，得 解得 如图所示 实验二的所有光线中发生全反射后再从玻璃球底端射出的传播距离最长，即传播时间最长，最长时间为，故D错误。 故选B 5. 如图，极板足够长的平行板电容器水平放置，电容器与一直流电源相连。闭合开关，一带正电小球以一定的初速度从两个极板中央水平射入。关于小球在电场中运动时的加速度大小、速度大小、动能和机械能随运动时间的变化关系图像，可能正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在平行板电容器中运动时，受到恒定电场力和重力的作用，故加速度恒定，而图像中加速度随时间减小，故A错误； B．若小球受到的重力与电场力大小不相等，小球做类平抛运动，水平分速度恒定，竖直分速度 合速度 不是的一次函数，因此图像不可能是倾斜直线， 故B错误； C．由动能定理得： 是的二次函数，图像为开口向上、斜率逐渐增大的抛物线，与选项C一致， 故C正确； D．机械能变化等于电场力做功， 因此机械能 是的二次函数，图像应为曲线，不是倾斜直线， 故D错误。 故选C。 6. 2025年是人工智能规模化应用元年，越来越多的人在工作和学习中使用人工智能体。某同学通过人工智能体查询到在地球两极的重力加速度为，地球赤道上的重力加速度为，将地球视为质量分布均匀的球体，已知引力常量G和地球半径R，则地球密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】BD．在两极无自转影响，重力加速度等于引力加速度，即 解得 地球密度 其中地球体积 解得 B正确，D错误； AC．地球赤道上受地球自转影响有 由于未知，不能直接表示，故不能求得地球密度，AC错误。 故选B。 7. 如图所示，某同学利用绝缘弧形细条按照“小雪花”的基本形状摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（　　） A. b、d两点的场强相等 B. a、c两点的电势相等 C. ab两点电势差大于bc两点电势差 D. 正试探电荷从b到d电势能增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．将左半部分正电荷、右半部分负电荷对、点的场强分解：在竖直对称轴（所在直线）上，任意点的场强竖直分量会被上下对称的电荷抵消，水平分量均沿水平向右；且、到中心点距离相等，场强大小相等、方向相同，因此、场强相等，故A正确； B．电场整体方向从左（正电荷侧）向右（负电荷侧），沿电场线电势降低，因此（正电荷侧）电势为正，（负电荷侧）电势为负，，故B错误； C．等量异种电荷中垂线（竖直对称轴所在直线）是等势面，电势为，即；由对称性可知 因此： ，，即，故C错误； D．都在等势的中垂线上，，正试探电荷的电势能，因此正电荷从到电势能不变，故D错误。 故选A。 8. 2024年5月19日，我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应，即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现，用波长为的蓝光照射金属锌恰好能发生光电效应，而红光照射时不能使锌发生光电效应，下列说法中正确的是（　　） A. 红光的频率小于金属锌的截止频率 B. 红光光子能量大于蓝光光子能量 C. 若红光照射金属锌的时间足够长，也能发生光电效应 D. 若用紫光照射该金属锌，一定能发生光电效应 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因为红光不能使锌发生光电效应，所以红光的频率小于金属锌的截止频率，A正确； B．蓝光频率高于红光，根据可知，蓝光光子能量更大，B错误； C．光电效应的发生只与入射光频率有关，与照射时间无关，红光频率低于截止频率，因此无论照射多久都不能发生光电效应，C错误； D．紫光频率高于蓝光，而题中所述蓝光频率为锌的截止频率，所以紫光频率大于锌的截止频率，一定能发生光电效应，D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，在平面内存在均匀介质，波源位于处，质点位于处。时刻波源开始振动，质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 波的周期为4s B. 波的波长为4m C. 波的波速为 D. 从时刻经4s质点向右移动2m 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据图乙可知波周期，故A正确； C．根据图乙可知时，波传播到质点处，可得波速，故C错误； B．根据A、C选项，可得波长，故B正确； D．在波的传播过程中，‌介质中的质点并不会随波迁移，而是在各自的平衡位置附近做往复振动。根据图乙可知，质点的振动方向在轴方向，所以质点不会向右移动，故D错误。 故选AB。 10. xOy空间存在一范围足够大的匀强磁场和匀强电场。磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小为B；电场方向为y轴正向，电场强度为E，一质量为m，电荷量为q（q＞0）的粒子从坐标原点O以初速度v0沿y轴正向发射，其运动轨迹如图所示。不计粒子重力，则（　　） A. 粒子向y轴正向上运动的过程中电势能逐渐减小 B. 运动过程中粒子的最大速度为 C. 运动过程中粒子最小速度为 D. 粒子能到达的最低点距x轴距离为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．正电荷向y轴正向上运动，沿电场方向运动，电场力做正功，电势能减小，故A正确； BCD．将分解为，如图所示 且使满足 可得 即引起的洛伦兹力与粒子所受电场力平衡，则粒子的运动可以分解为：由引起的沿x轴正方向的匀速直线运动，由引起的在xOy平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 因为 联立解得 粒子能到达的最低点距x轴距离 解得 粒子实际的运动就是这两个分运动的合运动，当两个分运动的速度均沿x轴正方向时，粒子的合速度最大，即 当两个分运动的速度反向时，粒子的合速度最小，即，故B正确，CD错误。 故选AB。 二、非选择题 11. （1）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用，反射光可视为光源S在平面镜中的虚像S'发出的光，这样S和S'形成两个相干光源。两束光照射到光电传感器，经计算机处理后，得到如图乙所示图像，横轴为垂直于干涉条纹的距离，若单缝S到平面镜的垂直距离d=0.2mm，单缝到光电传感器的距离D=1.2m，则单色光的波长为_______m(保留2位有效数字)。 （2）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图丙是教材中的实验方案，图丁是拓展方案，其实验操作步骤如下： ①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a； ③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a-F的关系。 需要满足条件的方案是________（选填“丙”、“丁”或“丙和丁”）；在作a-F图像时，把mg作为F值的是________（选填“丙”、“丁”或“丙和丁”）。 【答案】（1） （2） ①. 丙 ②. 丙和丁 【解析】 【小问1详解】 洛埃镜实验中，相干光源S和虚像S'的间距，等效为双缝间的距离 由图乙得相邻亮纹的间距 根据双缝干涉公式 解得 【小问2详解】 [1][2]对于丙方案，平衡摩擦力后，对整体和小车受力分析，由牛顿第二定律，得拉力 只有满足时，才有，因此丙需要满足，且将作为拉力。 对于丁方案，第一步挂上托盘和砝码让小车匀速下滑，受力平衡得 取下托盘和砝码后小车下滑的合力 合力等于，不需要满足，但仍将作为合力。 因此需要满足的是丙，把作为值的是丙和丁。 12. 某研究性学习小组利用图1所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻， 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径； ②按图1连接电路，将金属夹B固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数、； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的和、； ⑥以为纵轴，为横轴，作出图像如图2所示；以为纵轴，为横轴，作出图像如图3所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图4所示，则该次测量金属丝直径为________mm。 （2）若图2中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为________（结果用k、d表示）。 （3）由图3可知，电源的电动势为________V（结果保留3位有效数字），电源的内阻为________（结果保留2位有效数字）。 （4）不考虑偶然误差，电源电动势的测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，电源内阻的测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1）#### （2） （3） ①. ②. （4） ①. 等于 ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的最小刻度为，故金属丝直径为 考虑估读带来的偶然误差，金属丝直径的取值范围为 【小问2详解】 根据欧姆定律，接入电路中的金属丝电阻满足 解得 结合图2可知斜率 金属丝的电阻率为 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律，电压表和电流表的示数满足 结合图3可知斜率 结合题干数据 截距 【小问4详解】 [1][2]因电流表内阻已知，表达式不存在因未考虑电流表分压造成的误差，故电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值等于真实值。 13. 如图所示，跳台滑雪时，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险。设一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0＝20m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ取37°，斜坡可以看成一斜面，不计空气阻力。（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）A、B间的距离； （3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？ 【答案】（1）3s （2）75m （3）1.5s 【解析】 【小问1详解】 运动员由A点到B点做平抛运动，水平方向的位移x＝v0t 竖直方向的位移 又 联立以上三式得运动员在空中的飞行时间t＝3 s。 【小问2详解】 由题意知 得A、B间的距离s＝75 m 【小问3详解】 当运动员的速度与斜坡平行时，运动员离斜坡最远，此时竖直速度vy1＝v0tan37° 设所用时间为t1，则vy1＝gt1 所以t1＝1.5 s 14. 某种肺活量测试的规则为：一次尽力吸气（气体在人体内热力学温度可视为），快速尽力呼出后，呼出气体的温度可视为不变，压强变为大气压强，体积为（未知），则为肺活量测试的结果。甲同学用如图甲所示的装置进行测试，绝热气缸的底面积为、总高度为，导热活塞可在气缸内无摩擦滑动而不漏气，活塞的质量和厚度均忽略不计。测试前，气缸顶部的小孔和底部软管均与大气连通，活塞位于气缸底部，环境大气压强为、热力学温度为；测试时，先将气缸顶部的小孔密闭，甲同学尽力吸气后，快速尽力呼出，通过软管把气体吹入气缸中活塞的下部，然后关闭软管的阀门，稳定时如图乙所示，活塞上升的高度为，软管内气体忽略不计，吸气和呼气中水蒸气的影响可忽略不计，人呼出的气体可视为理想气体。求： （1）该次测试中，甲同学的肺活量； （2）若甲同学测试后活塞上升的高度，乙同学按照相同的方法在环境温度为时进行测试，测试后活塞上升的高度，则甲乙两人的肺活量之比是多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设完成测试后，下方气体温度为，则对下方吹入的气体① 对上方封闭气体② 由①②式可得 【小问2详解】 同理由（1）得乙同学的肺活量 代入数据可得甲乙的肺活量之比为。 15. 电磁制动是通过电磁规律实现制动的技术，具有响应速度快，方便控制，不易磨损等优点，广泛用于现代各种机械设备中。某学习小组对矩形线圈进入磁场的制动特点进行研究。如图甲所示是位于光滑水平桌面上的直角坐标系，在的一侧，存在匀强磁场，磁场方向垂直平面向里，磁感应强度的大小为。在水平面区域有矩形线框，边长分别为和，每个边电阻为0，每个边电阻为，线框初速度沿轴正方向。若矩形线框受力，其形变可忽略不计。 （1）研究小组发现线框进入磁场区域速度会逐渐变小。实验中小组成员给线框施加外力，使线框保持初速度大小和方向不变，匀速进入磁场区域，求此线框进入磁场全过程中外力做的功。 （2）研究小组对线框进行改造，3个题干所述矩形线框，其中1个线框保持不变，其余2个线框各去掉一个边，如图乙所示焊接在一起。已知该大线框整体质量为，忽略自感效应。若要改造后大金属框能够整体进入题述磁场区域，求初速度大小的最小值。 （3）研究小组对线框制动的另一改造设想为降低环境温度，使单个线框始终保持超导状态。若给线框初速度，线框沿轴正方向减速，边未全部进入磁场区域即减速为0。已知单个线框质量为，自感系数为。求此线框边进入磁场到减速为0所用时间。 （提示：超导状态线圈电阻为零，自感电动势与动生电动势等大反向，即整个回路有） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框进入磁场切割磁感线，产生的电动势大小为 线框中的电流大小 外力所做的功转化为焦耳热 【小问2详解】 在第一个边进入磁场的过程中，设第一个线框完全进入后的速度大小为，根据动量定理 其中 在第二个边进入磁场的过程中，设第二个线框完全进入后的速度大小为，则 其中， 在第三个边进入磁场的过程中，设第三个线框完全进入后的速度大小为，当取最小值时 其中， 由上述分析可知 解得 【小问3详解】 由自感电动势与动生电动势等大反向可知 在时间内 即 可得 线框所受安培力为 故线框所受合外力与位移成正比，且方向与位移方向相反，则线框做简谐运动，由简谐运动周期公式可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $