内容正文:
2026年抚顺市普通高中高三模拟考试物理
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,再选涂其它答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,有选错的得0分。
1. 某人在河边发现一名落水者。他奋不顾身地快速游到落水者身边,并拖动落水者以的恒定速率游向岸边,若当时河水流速恒为,落水点距河岸的垂直距离为60m,则某人和落水者最快到达岸边所需要的时间约为( )
A. 75s B. 120s C. 100s D. 200s
【答案】D
【解析】
【详解】根据运动的独立性原理,要最短时间到达岸边,需使人游动的速率垂直河岸方向,得最短时间
故选D。
2. 用频率为的单色光照射截止频率为的某种金属时,逸出的光电子的最大初动能为(普朗克常量为h)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦光电效应方程有
故选A。
3. 某地开通无人机医疗物资应急配送工作。如图所示为某次任务中,无人机在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为2.0kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,。下列说法正确的是( )
A. 无人机在1~2s内处于失重状态
B. 在此过程中无人机上升的最大高度为4m
C. 无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
D. 在1s末配送物资所受无人机的拉力大于其自身重力
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据图像,可知无人机在1~2s内竖直向上做加速度运动,加速度向上,处于超重状态,根据牛顿第二定律有
可得,故A错误,D正确;
B.根据图像与时间轴围成的面积表示位移,可知4s时无人机运动至最高点,则在此过程中无人机上升的最大高度为,故B错误;
C.根据图像的斜率绝对值表示加速度的大小,可得第1s内无人机的加速度大小为
第4s内无人机的加速度大小为
可知,故C错误。
故选D。
4. 在杨氏双缝干涉实验中,使用单色光作为光源,屏上呈现明暗相间的条纹。若使相邻亮条纹之间的距离增大,可采用的方法是( )
A. 增大单色光的强度 B. 增大双缝之间的距离
C. 增大单缝到双缝之间的距离 D. 增大双缝到屏的距离
【答案】D
【解析】
【详解】相邻亮条纹间距公式为,其中为光波长,为双缝到屏的距离,为双缝间距。
A.增大单色光强度仅影响条纹亮度,不影响间距,故A错误;
B.增大双缝间距会导致减小,故B错误;
C.单缝到双缝的距离未出现在公式中,不影响,故C错误;
D.增大双缝到屏的距离会直接使增大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示为探究滑块从同一高度沿不同轨道下滑时,水平位移大小关系的示意图,所有轨道均处在同一竖直平面内。某次实验中让滑块沿AB轨道从A点由静止释放,滑块最终停在水平面上的C点,且A、C连线与水平方向夹角为37°。滑块可视为质点,且不计经过弯角处的能量损失,滑块与所有接触面的动摩擦因数均相同。以下结论正确的是( )
A. 滑块与接触面间的动摩擦因数为0.75
B. 滑块从A点由静止释放,沿AD轨道下滑,将停止在C点左侧
C. 滑块从A点由静止释放,沿AED轨道下滑,将停止在C点
D. 滑块从A点由静止释放,沿AED轨道下滑与沿AD轨道下滑,到达D点时速度大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.设高度为h,AB倾角为α,AD倾角为θ,则有滑块沿AB轨道从A点由静止释放,滑块最终停在水平面上的C点,根据能量守恒有
解得,故A正确;
B.滑块从A点由静止释放,沿AD轨道下滑,根据能量守恒有
联立解得
即滑块沿AD轨道下滑将停止在C点,故B错误;
CD.滑块从A点由静止释放,沿AD轨道下滑与沿AED轨道下滑,重力做功相同,但沿AED路径长,且滑块有沿指向轨迹内侧的向心力作用,则
可见滑块受到斜面的支持力增大,摩擦力增大,则摩擦力做功大,故到达轨道底端时的动能减小,速度减小,将不会到达C点,故CD错误。
故选A。
6. 某实验室正在研究一种新型的“人工分子”电子器件。在纳米尺度上将三个带正电的金属探针尖端精确地排列成一个等边三角形,形成三角形的静电势阱阵列。研究人员标记了几个关键位置:为三角形中心;为三边中点;两点关于直线对称,如图所示。实验时,他们向该区域发射探测电子,并测量电子在不同位置的电势能,以绘制出系统的等势面与电场线分布(图中实线即为模拟计算的电场线),规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是( )
A. 点和点的电场强度相同 B. 点的电场强度和电势均为零
C. 电子在点的电势能相等 D. 电子在点的电势能大于在点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图中、的电场线,可知两点的电场强度方向不同,电场强度大小相等,故A错误。
B.根据题意可知,、、为3个带等量正电的点电荷,可知处的电场方向指向外侧,而无穷远处电势为零,故点电势大于零;根据库仑定律,结合3个等量正电荷在等边三角形的顶点,即对称性分布特点,可知处电场强度为零,故B错误。
C.根据对称性特点,可知、、点的电势相等,电子在这三个点的电势能相等,故C正确。
D.根据三个等量点电荷的位置,结合电场的对称性分布特点,可知、处的电势大小相等,电子在这两个点的电势能大小相等,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,真空中平行板电容器间有匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里,右侧圆形区域内(含右半圆边界)有垂直纸面向外的匀强磁场。极板间距离为,板长为,忽略电容器边缘效应,圆形区域左侧与极板右端连线相切,上侧与上极板的延长线相切于点,下侧与下极板的延长线相切于点。一束宽度为、比荷一定但速率不同的带正电粒子平行于极板方向射入电容器中,足够长,只有沿直线运动的粒子才能离开平行板电容器。若平行板间电场强度大小为、磁感应强度大小为,圆形区域中磁感应强度大小为,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 进入圆形磁场区域的粒子在电容器内运动的时同为
B. 通过电容器的粒子都将从点离开圆形磁场区域
C. 若粒子的比荷为,距上、下极板处射出极板的粒子在圆形磁场区域运动的时间之比为2:1
D. 若粒子的比荷为,紧贴上极板的带电粒子从进入电容器到离开右侧圆形磁场区域,运动的总时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.能够进入圆形区域的粒子必沿直线运动,满足
粒子在极板间运动时间为
A错误;
BD.要使进入圆形区域的粒子都从点离开电场,还需满足粒子运动半径,由
解得
此时紧贴电容器进入圆形磁场的粒子运动总时间为,BD错误;
C.若,粒子都将由点离开圆形磁场,由几何关系知,距上、下极板处射出极板的粒子在圆形磁场中转过的圆心角分别为120°、60°,又粒子运动周期为
故粒子在圆形磁场区域运动时间分别为
,
解得
C正确。
故选C。
8. 二十四节气是中华民族的文化遗产之一,如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,下列关于地球绕太阳公转说法正确的是( )
A. 春分时加速度最小 B. 夏至时的角速度比秋分时的角速度小
C. 冬至时线速度最大 D. 可根据地球的公转周期求出地球的质量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由得
可知夏至时地球距离太阳最远,即r大,因此加速度最小,故A错误;
BC.由开普勒第二定律可知地球在近日点运行速度最大,在远日点速度最小,冬至时地球在近日点运行速度最大,夏至时地球在远日点运行速度最小;又因,夏至时的r最大,最小,因此夏至时的最小,故BC正确;
D.由
可知根据地球的公转周期计算的是中心天体太阳的质量,不能计算地球的质量,故D选项错误;
故选BC。
9. 图甲是一列简谐横波在某时刻的波形图,质点分别位于介质中、处。该时刻横波恰好传播至点,图乙为质点从该时刻开始的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 波源起振方向沿轴正方向 B. 此波在该介质中的传播速度为1.25m/s
C. 当质点起振后,与质点振动步调完全一致 D. 此波传播至点的过程中,质点的路程为0.5m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由波形图知该时刻质点P跟着它前面的质点向y轴正方向振动,则波源起振方向沿轴正方向,故A正确;
B.由波形图知,由振动图像知
则,故B错误;
C.质点间距离
则当质点起振后,它们的振动步调完全相反,故C错误;
D.此波由传播至点所需时间
在此时间内质点的路程为,故D正确。
故选AD。
10. 一劲度系数的轻质弹簧一端固定在倾角为足够长的光滑固定斜面的底端。另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,系统处于静止状态,如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在前时间内为变力,以后为恒力,,,,下列说法正确的是( )
A. 系统处于静止状态时,弹簧的压缩量为0.12m
B. 物块Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小为
C. 两物块P、Q分离时,弹簧的压缩量为0.06m
D. 力的最大值与最小值的差值为36N
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设系统处于静止状态时弹簧的压缩量为,根据平衡条件有
解得,故A正确;
BC.由题知,在前0.2s内F为变力,0.2s以后F为恒力,表明0.2s时物块P、Q之间的弹力恰好为0,两物块恰好分离,由于加速度向上,弹簧仍然处于压缩状态,设压缩量为,向上做匀加速直线的加速度为,对P,根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
其中
联立解得,,故B错误,C正确;
D .刚刚施加拉力时,拉力最小值,对整体,根据牛顿第二定律有
P、Q分离时及之后,拉力最大,对Q,根据牛顿第二定律有
解得
故力的最大值与最小值的差值为,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时速度平方与位移的关系。小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。
某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出点时小车位置为初始位置,测出打各点时小车对应的位移,并计算出小车对应各点速度的平方为______。
(2)根据表中数据得到小车平均速度随位移的变化关系,如图(c)所示。
从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中_____。(结果保留2位有效数字)
(3)根据(2)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,则加速度大小______。(结果用题中字母表示)
【答案】(1)1.44
(2)2.0 (3)
【解析】
【小问1详解】
由图知,C点速度为
代入数据解得
则
【小问2详解】
由图(c)可知,当时,,则
【小问3详解】
由匀变速直线速度与位移关系式知
由直线方程知
可知
则
12. 某课外研究小组用图甲所示的电路测定电源的电动势与内阻。电流表的量程符合实验要求,其内阻很小。
(1)定值电阻的作用是______。
(2)闭合开关S,读出电阻箱的示数及相应的电流表示数,调节电阻箱,得到多组值与相应的值,作出图像如图乙所示。若不考虑电流表内阻,定值电阻,定值电阻,则该电源的电动势______V、内阻______Ω(结果均保留2位有效数字)。
(3)若去掉,其余电路不变,还______(填“能”“不能”)测出电源的电动势和内阻?
【答案】(1)保护电路
(2) ①. 4.0 ②. 2.4
(3)能
【解析】
【小问1详解】
定值电阻连接在干路上,具有保护实验电路的作用。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律有
整理可得
结合题图乙有,
解得,
【小问3详解】
由(2)可知,若去掉,其余电路不变,仍能测出电源的电动势和内阻。
13. 已知某滑雪场比赛雪道由两段倾斜雪道和一段水平雪道组成。如图所示,滑雪运动员从雪道上的点由静止开始下滑,经过一段时间后从点沿水平方向飞出,落在倾斜雪道上的点。已知雪道的倾角为,雪道的倾角为的长度,不考虑雪道摩擦和空气阻力,不计滑雪运动员经过点时的机械能损失,,。求:
(1)运动员在间运动的时间;
(2)雪道的长度是多少。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑雪者在雪道做匀加速运动,沿着斜面方向有
根据动力学公式
联立解得
【小问2详解】
因
滑雪者从点沿水平方向飞出,在空中做平抛运动
竖直方向有
水平方向
解得
14. 某物理探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态。活塞保持不动,气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中,气体内能增加了,大气压强,重力加速度取,求:
(1)气体在状态时的压强;
(2)气体由状态到状态的过程中,从外界吸收的热量;
(3)达到状态后,由于意外导致容器开始缓慢漏气,漏气过程中容器内温度视为不变,求活塞与卡口刚要分离时,漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。
【答案】(1)
(2)170J (3)
【解析】
【小问1详解】
气体在状态时,有
解得
气体由状态到状态过程中,气体的压强不变
由盖吕萨克定律有
解得
气体由状态到状态过程中,气体的体积不变,由查理定律有
解得
【小问2详解】
气体从状态到状态的过程中,气体对外做的功为
由热力学第一定律有
解得
【小问3详解】
活塞与卡口刚要分离时气体压强为
由(1)知
根据
解得
漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比
15. 如图所示,平面左侧区域有间距为的两平行光滑倾斜金属导轨,上端分别为和,和两点到平面的距离为。导轨与水平面夹角为,导轨电阻不计。平面左侧区域充满垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为;平面右侧区域充满方向竖直向上的匀强电场,电场强度大小为,还有平行于直线、由指向的水平向右逐渐增强的递变磁场,磁感应强度大小满足为常数,为到平面的距离大小。现在金属导轨上端处放置质量为、长度为的绝缘塑料棒,其上均匀分布着单位长度电荷量为的正电荷;在棒的下面分别放置质量为、长度为的导体棒,以及质量为、长度为的导体棒。两导体棒的电阻均为。初始时三个棒均被锁定,棒与棒的距离为时解除锁定,并用大小为、方向沿斜轨道向上的恒力拉动棒,经过一段时间,两棒刚好达到最大速度,此时,棒与棒恰好相遇并发生弹性碰撞,同时撤去恒力。已知三个棒运动过程中始终与导轨垂直,且棒上的电荷量在碰撞前后保持不变。不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)求两金属棒各自的最大速度;
(2)求从时刻到、两棒相遇所用的时间;
(3)若棒与棒碰撞后的瞬间在平面左侧区域内施加大小为、方向平行于导轨向下的匀强电场,且电场仅存在,测得棒进入右侧区域后第一次与平面距离最大时的最大距离为,求常数的大小。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设两棒的最大速度分别为和,根据,
且安培力
因为
所以两棒组成的系统在沿导轨方向动量守恒
有
解得,
【小问2详解】
设两棒达到最大速度时的位移分别为和,运动时间为,对于棒,用动量定理得
即
其中
将代入得
又有,
由平均动量守恒得
联立得
【小问3详解】
根据
以斜面向上为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
根据
得
时间
棒离开后电场即消失,
,
又因为,所以棒在平面右侧区域运动时动能不变
在竖直方向上
在竖直方向上,由动量定理得
即
解得
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2026年抚顺市普通高中高三模拟考试物理
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,再选涂其它答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,有选错的得0分。
1. 某人在河边发现一名落水者。他奋不顾身地快速游到落水者身边,并拖动落水者以的恒定速率游向岸边,若当时河水流速恒为,落水点距河岸的垂直距离为60m,则某人和落水者最快到达岸边所需要的时间约为( )
A. 75s B. 120s C. 100s D. 200s
2. 用频率为的单色光照射截止频率为的某种金属时,逸出的光电子的最大初动能为(普朗克常量为h)( )
A. B. C. D.
3. 某地开通无人机医疗物资应急配送工作。如图所示为某次任务中,无人机在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为2.0kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,。下列说法正确的是( )
A. 无人机在1~2s内处于失重状态
B. 在此过程中无人机上升的最大高度为4m
C. 无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
D. 在1s末配送物资所受无人机的拉力大于其自身重力
4. 在杨氏双缝干涉实验中,使用单色光作为光源,屏上呈现明暗相间的条纹。若使相邻亮条纹之间的距离增大,可采用的方法是( )
A. 增大单色光的强度 B. 增大双缝之间的距离
C. 增大单缝到双缝之间的距离 D. 增大双缝到屏的距离
5. 如图所示为探究滑块从同一高度沿不同轨道下滑时,水平位移大小关系的示意图,所有轨道均处在同一竖直平面内。某次实验中让滑块沿AB轨道从A点由静止释放,滑块最终停在水平面上的C点,且A、C连线与水平方向夹角为37°。滑块可视为质点,且不计经过弯角处的能量损失,滑块与所有接触面的动摩擦因数均相同。以下结论正确的是( )
A. 滑块与接触面间的动摩擦因数为0.75
B. 滑块从A点由静止释放,沿AD轨道下滑,将停止在C点左侧
C. 滑块从A点由静止释放,沿AED轨道下滑,将停止在C点
D. 滑块从A点由静止释放,沿AED轨道下滑与沿AD轨道下滑,到达D点时速度大小相等
6. 某实验室正在研究一种新型的“人工分子”电子器件。在纳米尺度上将三个带正电的金属探针尖端精确地排列成一个等边三角形,形成三角形的静电势阱阵列。研究人员标记了几个关键位置:为三角形中心;为三边中点;两点关于直线对称,如图所示。实验时,他们向该区域发射探测电子,并测量电子在不同位置的电势能,以绘制出系统的等势面与电场线分布(图中实线即为模拟计算的电场线),规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是( )
A. 点和点的电场强度相同 B. 点的电场强度和电势均为零
C. 电子在点的电势能相等 D. 电子在点的电势能大于在点的电势能
7. 如图所示,真空中平行板电容器间有匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里,右侧圆形区域内(含右半圆边界)有垂直纸面向外的匀强磁场。极板间距离为,板长为,忽略电容器边缘效应,圆形区域左侧与极板右端连线相切,上侧与上极板的延长线相切于点,下侧与下极板的延长线相切于点。一束宽度为、比荷一定但速率不同的带正电粒子平行于极板方向射入电容器中,足够长,只有沿直线运动的粒子才能离开平行板电容器。若平行板间电场强度大小为、磁感应强度大小为,圆形区域中磁感应强度大小为,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 进入圆形磁场区域的粒子在电容器内运动的时同为
B. 通过电容器的粒子都将从点离开圆形磁场区域
C. 若粒子的比荷为,距上、下极板处射出极板的粒子在圆形磁场区域运动的时间之比为2:1
D. 若粒子的比荷为,紧贴上极板的带电粒子从进入电容器到离开右侧圆形磁场区域,运动的总时间为
8. 二十四节气是中华民族的文化遗产之一,如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,下列关于地球绕太阳公转说法正确的是( )
A. 春分时加速度最小 B. 夏至时的角速度比秋分时的角速度小
C. 冬至时线速度最大 D. 可根据地球的公转周期求出地球的质量
9. 图甲是一列简谐横波在某时刻的波形图,质点分别位于介质中、处。该时刻横波恰好传播至点,图乙为质点从该时刻开始的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 波源起振方向沿轴正方向 B. 此波在该介质中的传播速度为1.25m/s
C. 当质点起振后,与质点振动步调完全一致 D. 此波传播至点的过程中,质点的路程为0.5m
10. 一劲度系数的轻质弹簧一端固定在倾角为足够长的光滑固定斜面的底端。另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,系统处于静止状态,如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在前时间内为变力,以后为恒力,,,,下列说法正确的是( )
A. 系统处于静止状态时,弹簧的压缩量为0.12m
B. 物块Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小为
C. 两物块P、Q分离时,弹簧的压缩量为0.06m
D. 力的最大值与最小值的差值为36N
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时速度平方与位移的关系。小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。
某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出点时小车位置为初始位置,测出打各点时小车对应的位移,并计算出小车对应各点速度的平方为______。
(2)根据表中数据得到小车平均速度随位移的变化关系,如图(c)所示。
从实验结果可知,小车运动的图线可视为一条直线,此直线用方程表示,其中_____。(结果保留2位有效数字)
(3)根据(2)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,则加速度大小______。(结果用题中字母表示)
12. 某课外研究小组用图甲所示的电路测定电源的电动势与内阻。电流表的量程符合实验要求,其内阻很小。
(1)定值电阻的作用是______。
(2)闭合开关S,读出电阻箱的示数及相应的电流表示数,调节电阻箱,得到多组值与相应的值,作出图像如图乙所示。若不考虑电流表内阻,定值电阻,定值电阻,则该电源的电动势______V、内阻______Ω(结果均保留2位有效数字)。
(3)若去掉,其余电路不变,还______(填“能”“不能”)测出电源的电动势和内阻?
13. 已知某滑雪场比赛雪道由两段倾斜雪道和一段水平雪道组成。如图所示,滑雪运动员从雪道上的点由静止开始下滑,经过一段时间后从点沿水平方向飞出,落在倾斜雪道上的点。已知雪道的倾角为,雪道的倾角为的长度,不考虑雪道摩擦和空气阻力,不计滑雪运动员经过点时的机械能损失,,。求:
(1)运动员在间运动的时间;
(2)雪道的长度是多少。
14. 某物理探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态。活塞保持不动,气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中,气体内能增加了,大气压强,重力加速度取,求:
(1)气体在状态时的压强;
(2)气体由状态到状态的过程中,从外界吸收的热量;
(3)达到状态后,由于意外导致容器开始缓慢漏气,漏气过程中容器内温度视为不变,求活塞与卡口刚要分离时,漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。
15. 如图所示,平面左侧区域有间距为的两平行光滑倾斜金属导轨,上端分别为和,和两点到平面的距离为。导轨与水平面夹角为,导轨电阻不计。平面左侧区域充满垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为;平面右侧区域充满方向竖直向上的匀强电场,电场强度大小为,还有平行于直线、由指向的水平向右逐渐增强的递变磁场,磁感应强度大小满足为常数,为到平面的距离大小。现在金属导轨上端处放置质量为、长度为的绝缘塑料棒,其上均匀分布着单位长度电荷量为的正电荷;在棒的下面分别放置质量为、长度为的导体棒,以及质量为、长度为的导体棒。两导体棒的电阻均为。初始时三个棒均被锁定,棒与棒的距离为时解除锁定,并用大小为、方向沿斜轨道向上的恒力拉动棒,经过一段时间,两棒刚好达到最大速度,此时,棒与棒恰好相遇并发生弹性碰撞,同时撤去恒力。已知三个棒运动过程中始终与导轨垂直,且棒上的电荷量在碰撞前后保持不变。不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)求两金属棒各自的最大速度;
(2)求从时刻到、两棒相遇所用的时间;
(3)若棒与棒碰撞后的瞬间在平面左侧区域内施加大小为、方向平行于导轨向下的匀强电场,且电场仅存在,测得棒进入右侧区域后第一次与平面距离最大时的最大距离为,求常数的大小。
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