精品解析：2026届湖北孝感市第一高级中学等校高三下学期二模物理试题

高三物理 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，只有一项符合题目要求。 1. 对于离开太阳系的航天器，太阳无法为它们提供能源，主要利用核电池作为能源。科学家设计一种核电池利用衰变为和粒子Y时放出的能量工作，已知的半衰期为88年，下列说法正确的是（　　） A. 粒子Y形成的射线可用于金属探伤 B. 核的比结合能比核的大 C. 钚形成化合物四氟化钚后，放射性会消失 D. 24个核经过88年后还剩12个 2. 中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号”奔月的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（　　） A. 轨道Ⅱ上Q点的加速度与轨道Ⅲ上Q点的加速度大小相等 B. 16h轨道与24h轨道半长轴的平方与公转周期的立方之比相等 C. 轨道Ⅲ上Q点的速度等于轨道Ⅱ上Q点的速度 D. 轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需向后喷气 3. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔，孔内安装一透明材料，厚度与坦克壁厚度相同。已知坦克壁厚度d为15cm，该材料对光的折射率为。不考虑光在左右侧面的反射，若坦克内的人通过这块材料（可移动观察）能看到的外界角度范围最大为，则透明材料的宽度L为（　　） A. B. C. D. 4. 空间中存在两点做简谐运动产生甲、乙两列简谐横波，在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为，时刻的波形图如图所示。平衡位置位于处的质点在时的位移和0~9s内的路程分别为（　　） A. ，30cm B. 5cm，30cm C. ，45cm D. 5cm，45cm 5. 如图所示，长杆水平固定，在杆O点正下方的Q点固定一光滑定滑轮，物块甲（可视为质点）套在长杆上，其下端用轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。物块甲在水平外力的作用下从P点右侧以速度匀速向左运动，为运动过程中连接甲的轻绳与竖直方向的夹角，当物块甲运动到P点时为。下列说法正确的是（　　） A. 物块甲运动到O点时，物块乙的速度不为0 B. 物块甲运动到P点时，物块乙的速度大小为 C. 物块甲运动到为的位置时，物块乙的速度大小为 D. 物块甲从P点运动至O点的过程中，物块乙处于失重状态 6. 如图，机场传送带以速度顺时针匀速转动，传送带与水平面的夹角，底端A点和顶端B点之间距离。现将一个质量且可视为质点的行李无初速度地放在传送带A点，行李与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力。从行李放上传送带开始计时，直到行李到达B点，下列说法正确的是（　　） A. 行李加速运动阶段加速度大小为 B. 行李加速运动阶段，摩擦力对行李做功为2.56J C. 时，摩擦力对行李做功的瞬时功率为4.8W D. 整个过程因摩擦产生的热量为3.84J 7. 如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻、D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A. 时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B. 原线圈中交变电流的频率为 C. 1s内原线圈输入的能量为 D. 0~0.005s内，流过电荷量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 一项新型娱乐项目“娱乐风洞”，是在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好悬浮在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　） A. 气流速度大小为 B. 单位时间内流过风洞内横截面的气体体积为 C. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 D. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 9. 两个点电荷、分别固定在x轴上原点O和坐标为的位置。一带正电的粒子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位置x变化的关系如图所示，图线最高点对应横坐标为，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A 带负电 B. 处的电场强度为零 C. 的电荷量比小 D. 从到的过程中带电粒子的加速度一直减小 10. 如图所示，在xOy坐标系中，第一、二象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为Bv，第三、四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带正电的粒子在y轴上的M点，以大小为v的初速度沿着与y轴垂直的方向向左射出，粒子的质量为m，带电量为q，粒子第一次到达x轴时沿着与x轴正方向为的方向进入电场。不计粒子重力。对粒子的运动，以下说法正确的是（　　） A. 粒子自开始射出至第一次到达x轴时的时间间隔为 B. 粒子再次与y轴相交时速度最小 C. 粒子运动过程中的最小速度为 D. 粒子离开M点后，其速度第n次与初速度相同时距M点的距离为 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组探究用单摆测定重力加速度，回答下列问题。 （1）用游标卡尺测摆球直径如图所示，则________cm （2）测量时，若测得g值偏大，可能是因为（　　） A. 开始计时时，过早按下停表 B. 开始计时时，过晚按下停表 C. 测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动 D. 测量周期时，把次全振动误认为是n次全振动 （3）若发现摆球质量分布不均匀，只知道连接小球的细线长度分别为、时，测得单摆做简谐运动的周期分别为、，由此可知当地的重力加速度大小________。 12. 某研究性学习小组，将毫安表的表盘改装成可直接读取重力数值的表盘，电路图如图甲所示。 实验器材如下： 电源E（电动势15V，内阻为） 灵敏毫安表mA（满偏电流10mA，内阻为） 电阻箱R（最大阻值为） 拉力敏感电阻丝 开关S，导线若干 已知拉力敏感电阻丝的阻值随拉力F变化的规律如图乙所示。 （1）未悬挂重物时，调节电阻箱，使灵敏毫安表满偏，此时电阻箱R的阻值为________，改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的________（填“左”或“右”）端。 （2）若毫安表指针指向表盘正中间刻度，此时拉力敏感电阻丝所受的拉力________N。 （3）若所挂重物重力为，此时电阻丝与竖直方向的夹角，则拉力敏感电阻丝的阻值________，通过毫安表的电流为________mA（，）。 13. 洗衣机通过测量竖直圆柱形均匀细管内的压强来实现自动控制进水量。如图所示，细管上端封闭且与压力传感器相连，下端与洗衣缸底部相通。注水时，细管内空气被封闭且随水面上升逐渐被压缩。若刚开始进水时细管内空气柱刚被封闭的长度为，洗衣缸的液面高度达到时，压力传感器启动停止注水程序。封闭空气看作质量不变的理想气体，缓慢注水时气体温度保持不变。细管横截面积，大气压强，重力加速度，水的密度。（） （1）缓慢注水过程中封闭气体内能如何变化？对外界是放热还是吸热？ （2）求启动停止注水程序时，细管内被封闭空气的长度L。 14. 如图所示，质量为的木板放在水平地面上处于静止状态，木板左、右两端固定竖直挡板M、N。质量为的木块开始时位于木板正中间的标记点A处，木块可视为质点。当木板被锁定时，木块以的初速度向右运动并与挡板N、M各碰撞一次，最后恰好回到标记点A处。假设每次碰撞时间极短且不损失能量，木块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取。 （1）求木板的长度l； （2）解除木板锁定，若地面光滑，要使木块还能与挡板N、M各碰撞一次后恰好回到标记点A处，求木块的初速度大小； （3）解除木板锁定，若木块光滑，木板与地面间的动摩擦因数为，当木块以的初速度向右运动，求最终木块与挡板N的距离。 15. 如图所示，空间中水平虚线1、2和2、3间分别存在磁感应强度大小均为B、方向相反的两个匀强磁场区域。相距为h的虚线1、2之间磁场方向垂直纸面向里，相距为H的虚线2、3之间磁场方向垂直纸面向外，且。一个质量为m，阻值为R的矩形单匝线框abcd从虚线1上方某位置由静止释放，ab边到虚线1时线框恰好开始做匀速运动，经过一段时间，ab边到虚线3线框恰好再次开始做匀速运动。已知ab长为L，ad边长为h，下落过程中ab边始终保持水平，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求： （1）整个下落过程中导线框上产生的焦耳热Q； （2）线框初始位置ab边到虚线1的距离x； （3）线框穿过磁场区域经历的总时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 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，只有一项符合题目要求。 1. 对于离开太阳系的航天器，太阳无法为它们提供能源，主要利用核电池作为能源。科学家设计一种核电池利用衰变为和粒子Y时放出的能量工作，已知的半衰期为88年，下列说法正确的是（　　） A. 粒子Y形成的射线可用于金属探伤 B. 核的比结合能比核的大 C. 钚形成化合物四氟化钚后，放射性会消失 D. 24个核经过88年后还剩12个 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知粒子Y为α粒子，α射线穿透力极弱，无法穿透金属，不能用于金属探伤，故A错误； B．该衰变过程释放能量，说明生成物核比反应物核更稳定，而原子核的比结合能越大则越稳定，因此核的比结合能更大，故B正确； C．放射性是原子核的固有属性，与元素的化学状态无关，形成化合物后原子核结构不变，放射性不会消失，故C错误； D．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，仅适用于大量原子核的样本，对少量（24个）原子核不适用，无法确定准确剩余数量，故D错误。 故选B。 2. 中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号”奔月的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（　　） A. 轨道Ⅱ上Q点的加速度与轨道Ⅲ上Q点的加速度大小相等 B. 16h轨道与24h轨道半长轴平方与公转周期的立方之比相等 C. 轨道Ⅲ上Q点的速度等于轨道Ⅱ上Q点的速度 D. 轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需向后喷气 【答案】A 【解析】 【详解】A．“嫦娥一号”在不同轨道绕月球运行时，均只受万有引力，故同一点加速度大小应相等，故A正确； B．根据开普勒第三定律可知，16h轨道与24h轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等，故B错误； CD．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处向前喷气减速，所以“嫦娥一号”在轨道Ⅲ上Q点的速度大于轨道Ⅱ上Q点的速度，故CD错误。 故选A。 3. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔，孔内安装一透明材料，厚度与坦克壁厚度相同。已知坦克壁厚度d为15cm，该材料对光的折射率为。不考虑光在左右侧面的反射，若坦克内的人通过这块材料（可移动观察）能看到的外界角度范围最大为，则透明材料的宽度L为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】光路图如图所示 由光的折射定律可得， 又， 可得，故选A。 4. 空间中存在两点做简谐运动产生甲、乙两列简谐横波，在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为，时刻的波形图如图所示。平衡位置位于处的质点在时的位移和0~9s内的路程分别为（　　） A. ，30cm B. 5cm，30cm C. ，45cm D. 5cm，45cm 【答案】C 【解析】 【详解】根据时刻的波形图可知，甲波和乙波的波长均为4m，由于波速均为，故两列波的周期，两列波的频率相同，两列波叠加时，可发生波的干涉。 结合题意可知，前乙波未传播到处，故0~6s时间内，处的质点的路程为； 6s后两列波在处叠加，由于两列波到达处的波程差为半波长的3倍，故处为振动减弱点，6~9s这段时间恰好等于四分之三个周期，故时质点的位移为； 6~9s内，质点运动的路程为，则总路程为 故选C。 5. 如图所示，长杆水平固定，在杆O点正下方的Q点固定一光滑定滑轮，物块甲（可视为质点）套在长杆上，其下端用轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。物块甲在水平外力的作用下从P点右侧以速度匀速向左运动，为运动过程中连接甲的轻绳与竖直方向的夹角，当物块甲运动到P点时为。下列说法正确的是（　　） A. 物块甲运动到O点时，物块乙的速度不为0 B. 物块甲运动到P点时，物块乙的速度大小为 C. 物块甲运动到为的位置时，物块乙的速度大小为 D. 物块甲从P点运动至O点的过程中，物块乙处于失重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块甲、乙沿着绳方向的分速度大小是相等的，所以甲在O点时，，所以，故A错误。 B．甲运动到P点时， 所以，故B正确。 C．甲运动到为的位置时， 所以，故C错误。 D．根据公式有 其中是绳与竖直方向的夹角，物块甲从P运动到O的过程中，角度逐渐减小，所以物块乙的速度逐渐减小，物块乙向下做减速运动，加速度方向向上，所以处于超重状态，故D错误。 故选B。 6. 如图，机场传送带以速度顺时针匀速转动，传送带与水平面的夹角，底端A点和顶端B点之间距离。现将一个质量且可视为质点的行李无初速度地放在传送带A点，行李与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力。从行李放上传送带开始计时，直到行李到达B点，下列说法正确的是（　　） A. 行李加速运动阶段的加速度大小为 B. 行李加速运动阶段，摩擦力对行李做功为2.56J C. 时，摩擦力对行李做功的瞬时功率为4.8W D. 整个过程因摩擦产生的热量为3.84J 【答案】C 【解析】 【详解】AB．行李在加速阶段有 解得，方向沿传送带向上 加速到与传送带共速的时间 加速位移 加速阶段摩擦力做功，故AB错误； C．时行李已处于匀速阶段，根据平衡条件，可得静摩擦力 摩擦力对行李做功的瞬时功率，故C正确； D．整个过程产生的摩擦热，故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻、D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A. 时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B. 原线圈中交变电流的频率为 C. 1s内原线圈输入的能量为 D. 0~0.005s内，流过的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在时，磁通量的变化率最大；根据图像，此时图像的斜率为负，表示穿过线圈向里（正方向）的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向里，根据安培定则，可知感应电流方向为顺时针，故A错误； B．原线圈中交变电流的频率应为磁感应强度变化周期的倒数，即50赫兹，故B错误； C．原线圈中电动势的最大值为 原线圈电压的有效值为 副线圈两端电压的有效值为 电阻消耗功率为 由于理想二极管D的单向导电性，电阻只在半个周期内有电流通过，其消耗的功率是正常工作时的一半，即 输入功率等于副线圈端总功率 在1s内原线圈输入的能量为，故C错误； D．在0~0.005s时间内，根据法拉第电磁感应定律，原线圈中的平均感应电动势为 副线圈的平均电动势为 流过的平均电流为 流过的电荷量为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 一项新型娱乐项目“娱乐风洞”，是在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好悬浮在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　） A. 气流速度大小为 B. 单位时间内流过风洞内横截面的气体体积为 C. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 D. 若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，对时间内吹向游客的气体，设气体质量为，根据动量定理可得 由于游客处于静止状态，根据受力分析，游客受力平衡， 另外，联立可得，故A错误； B．单位时间内流过风洞某横截面的气体体积为，故B正确； CD．若风速变为原来的，则根据动量定理可得 其中，， 可得 由牛顿第二定律 可得游客，C正确，D错误。 故选BC。 9. 两个点电荷、分别固定在x轴上原点O和坐标为的位置。一带正电的粒子仅在电场力作用下沿x轴运动，其电势能随位置x变化的关系如图所示，图线最高点对应横坐标为，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. 带负电 B. 处的电场强度为零 C. 的电荷量比小 D. 从到的过程中带电粒子的加速度一直减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电势能的定义式 结合图像可知处的电势等于零，靠近原点O处电势趋于负无穷，所以原点O处的带负电，处的带正电，故A错误； BC．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，则处的电场力为0。由可知处的电场强度为0，则离更近电荷量更小，故B正确，C错误； D．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，可知从到粒子受到的电场力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知其加速度也逐渐减小，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在xOy坐标系中，第一、二象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为Bv，第三、四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带正电的粒子在y轴上的M点，以大小为v的初速度沿着与y轴垂直的方向向左射出，粒子的质量为m，带电量为q，粒子第一次到达x轴时沿着与x轴正方向为的方向进入电场。不计粒子重力。对粒子的运动，以下说法正确的是（　　） A. 粒子自开始射出至第一次到达x轴时的时间间隔为 B. 粒子再次与y轴相交时速度最小 C. 粒子运动过程中的最小速度为 D. 粒子离开M点后，其速度第n次与初速度相同时距M点的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类斜抛运动， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得，周期 由题意知，粒子自开始射出至第一次到达x轴时速度偏转角 在磁场中的运动时间，A正确； C．粒子在电场中做类斜抛运动，运动至最高点时速度最小，此时竖直方向的分速度减为0，则有最小速度为，C错误； B．设粒子在电场中做类斜抛运动至最高点过程所用时间为，水平方向匀速 竖直方向为匀变速运动 其中 综上可得，可知最高点位置在y轴左侧，即粒子再次与y轴相交时速度不是最小， B错误； D．结合上述，由于 则粒子进入电场中做类斜抛运动后将从坐标原点再次进入磁场，根据对称性可知，粒子离开M点后，其速度第n次与初速度相同时距M点的距离 结合上述解得，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组探究用单摆测定重力加速度，回答下列问题。 （1）用游标卡尺测摆球直径如图所示，则________cm。 （2）测量时，若测得g值偏大，可能是因为（　　） A 开始计时时，过早按下停表 B. 开始计时时，过晚按下停表 C. 测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动 D. 测量周期时，把次全振动误认为是n次全振动 （3）若发现摆球质量分布不均匀，只知道连接小球的细线长度分别为、时，测得单摆做简谐运动的周期分别为、，由此可知当地的重力加速度大小________。 【答案】（1）2.170 （2）BD （3） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为,由题图可知该摆球的直径为 【小问2详解】 根据单摆周期公式，可得 A．开始计时时，过早按下停表，则周期测量值偏大，测得g值偏小，故A错误； B．开始计时时，过晚按下停表，则周期测量值偏小，测得g值偏大，故B正确； C．测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动，则周期测量值偏大，测得g值偏小，故C错误； D．测量周期时，把次全振动误认为是n次全振动，则周期测量值偏小，测得g值偏大，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 设细线下端到系统重心的距离为，则有， 联立解得当地的重力加速度大小为 12. 某研究性学习小组，将毫安表的表盘改装成可直接读取重力数值的表盘，电路图如图甲所示。 实验器材如下： 电源E（电动势15V，内阻为） 灵敏毫安表mA（满偏电流10mA，内阻为） 电阻箱R（最大阻值为） 拉力敏感电阻丝 开关S，导线若干 已知拉力敏感电阻丝阻值随拉力F变化的规律如图乙所示。 （1）未悬挂重物时，调节电阻箱，使灵敏毫安表满偏，此时电阻箱R的阻值为________，改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的________（填“左”或“右”）端。 （2）若毫安表指针指向表盘正中间刻度，此时拉力敏感电阻丝所受的拉力________N。 （3）若所挂重物的重力为，此时电阻丝与竖直方向的夹角，则拉力敏感电阻丝的阻值________，通过毫安表的电流为________mA（，）。 【答案】（1） ①. 497.0##497 ②. 右 （2）7500 （3） ①. 1500 ②. 7.5 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知没有悬挂重物时 根据闭合电路欧姆定律有 解得 [2]由于电阻丝的阻值随拉力F的增大而增大，因此电流随拉力的增大而减小，因此重力为零时，电流最大，毫安表的示数最大，故改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的“右端”。 【小问2详解】 若毫安表指针指向表盘正中间刻度，根据闭合电路欧姆定律有 解得 图乙可知 联立解得 【小问3详解】 [1]若所挂重物的重力为，则拉力大小为 根据图乙可知 则拉力敏感电阻丝的阻值 根据闭合电路欧姆定律有 联立解得 13. 洗衣机通过测量竖直圆柱形均匀细管内的压强来实现自动控制进水量。如图所示，细管上端封闭且与压力传感器相连，下端与洗衣缸底部相通。注水时，细管内空气被封闭且随水面上升逐渐被压缩。若刚开始进水时细管内空气柱刚被封闭的长度为，洗衣缸的液面高度达到时，压力传感器启动停止注水程序。封闭空气看作质量不变的理想气体，缓慢注水时气体温度保持不变。细管横截面积，大气压强，重力加速度，水的密度。（） （1）缓慢注水过程中封闭气体内能如何变化？对外界是放热还是吸热？ （2）求启动停止注水程序时，细管内被封闭空气的长度L。 【答案】（1）内能不变，放热 （2）50cm 【解析】 【小问1详解】 理想气体的内能仅由温度决定，缓慢注水时气体温度保持不变，因此空气柱的内能不变。 根据热力学第一定律有，故有 气体被压缩 所以，故气体放热。 【小问2详解】 封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律有 又知道 几何关系，（S为细管横截面积） 联立解得 14. 如图所示，质量为的木板放在水平地面上处于静止状态，木板左、右两端固定竖直挡板M、N。质量为的木块开始时位于木板正中间的标记点A处，木块可视为质点。当木板被锁定时，木块以的初速度向右运动并与挡板N、M各碰撞一次，最后恰好回到标记点A处。假设每次碰撞时间极短且不损失能量，木块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取。 （1）求木板的长度l； （2）解除木板锁定，若地面光滑，要使木块还能与挡板N、M各碰撞一次后恰好回到标记点A处，求木块的初速度大小； （3）解除木板锁定，若木块光滑，木板与地面间的动摩擦因数为，当木块以的初速度向右运动，求最终木块与挡板N的距离。 【答案】（1）0.375m （2） （3）0.125m 【解析】 【小问1详解】 当木板被锁定时，木块与木板每次碰撞时间极短且不损失能量，木块最后恰好回到标记点A处时速度为零，则木块的运动可等效为匀减速直线运动，运动的加速度大小为 木块运动总时间为 设木板的长度为l，则 解得 【小问2详解】 木块恰好回到标记点A处时与木板有共同速度，规定向右为正方向，对木块与木板，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律可知 联立解得木块的初速度大小 【小问3详解】 木块第一次与挡板N碰撞，木块的速度从变为，木板的速度从0变为，由动量守恒 由能量守恒有 解得， 即木块与木板的速度在碰撞后互换，同理，每次在挡板M或N发生碰撞后，木块与木板的速度互换。若在整个运动过程中木板的位移为，由能量守恒 解得 而 故， 15. 如图所示，空间中水平虚线1、2和2、3间分别存在磁感应强度大小均为B、方向相反的两个匀强磁场区域。相距为h的虚线1、2之间磁场方向垂直纸面向里，相距为H的虚线2、3之间磁场方向垂直纸面向外，且。一个质量为m，阻值为R的矩形单匝线框abcd从虚线1上方某位置由静止释放，ab边到虚线1时线框恰好开始做匀速运动，经过一段时间，ab边到虚线3线框恰好再次开始做匀速运动。已知ab长为L，ad边长为h，下落过程中ab边始终保持水平，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求： （1）整个下落过程中导线框上产生的焦耳热Q； （2）线框初始位置ab边到虚线1的距离x； （3）线框穿过磁场区域经历的总时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，线框穿过虚线1和虚线3均有安培力和重力平衡，速度相等，则从ab边到虚线1至cd边到虚线3，由能量守恒定律有 【小问2详解】 线框穿过虚线1速度为，则感应电动势为 感应电流为 线框所受安培力为 整理可得 线框匀速运动，由平衡条件有 解得 ab边进入磁场前自由落体运动 联立解得 【小问3详解】 线框匀速穿过虚线1、3时间均为 线框穿过虚线2过程中某时刻速度为v，则有，， ab，cd边所受安培力均为 ab边从虚线2运动到虚线3过程中，由动量定理 其中 解得 穿过磁场总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $