精品解析：2026届吉林省吉林市朝鲜族中学高三下学期模拟预测物理试题

高三物理 一、选择题（1-7为单选，8-10为多选） 1. 关于物理学家及其重要成就，下列说法正确的是（　　） A. 法拉第发现了电流的磁效应 B. 奥斯特发现了电磁感应现象 C. 普朗克提出了“能量子”假说 D. 麦克斯韦提出了电磁场理论并用实验证实了电磁波的存在 2. 如图为“正义使命-2025”军事演习中导弹发射的情景，则（　　） A. 研究导弹的飞行轨迹时可将导弹视为质点 B. 飞行的导弹只受重力作用 C. 导弹斜向上加速时处于失重状态 D. 导弹的运动一定是匀变速曲线运动 3. 一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其过程如图中直线段所示。已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 4. 如图，可视为质点的物块A、B用一不可伸长的轻绳连接，A穿在光滑竖直细杆上，细杆底部固定。轻绳跨过轻质光滑定滑轮。A、B的质量分别为，，定滑轮到杆的距离为，细绳长为。现让A从与定滑轮等高处由静止释放，不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小，重力加速度为。关于A下落过程中的说法正确的是（　　） A. 物块A的机械能一直增大 B. 物块A的速度始终小于物块B的速度 C. 物块A下落的最大距离为 D. 物块A、B等高时物块B的速度大小为 5. 如图所示，在水平地面上有一固定的、内表面光滑的薄壁开口容器，其通过竖直轴的截面轮廓为一抛物线，O点为抛物线顶点。两个相同的小球a、b，分别在容器内和高度处的水平面内做匀速圆周运动，且，则a、b两球（　　） A. 所受弹力之比为 B. 所受合力之比为 C. 周期之比为 D. 线速度之比为 6. 太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，引力常量为G，则（　　） A. 直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同 B. 直线三星系统的运动周期为4πR C. 三角形三星系统中星体间的距离为L＝R D. 三角形三星系统的线速度大小为 7. 如图1所示，频率相同的简谐波源、分别位于、，轴左右两侧存在两种不同的均匀介质。时，两波源开始沿轴振动，两列简谐波沿轴相向传播，波在介质Ⅰ中的传播速度为。质点的平衡位置位于处，其振动图像如图2所示，则（　　） A. 产生的波先到质点 B. 两波源起振方向相反 C. 之间有4个振动加强点 D. 内，质点经过的路程为 8. 关于向心加速度，以下说法中正确的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直 B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 9. 卡诺循环广泛应用于内燃机以提高能源转化效率。如图所示，是一定质量的理想气体经历一次卡诺循环的p-V图像，其中a→b和c→d为等温过程，b→c和d→a为绝热过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态a时的温度低于状态d时的温度 B. c→d过程中，外界对气体做功 C. b→c过程中，气体内能增加 D. a→b过程气体吸收的热量大于c→d过程气体放出的热量 10. 如图所示，单刀双掷开关S与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘通过电阻R的电流随时间变化的图像和AB两板电势差随时间变化的图像。关于两图像的大致形状，下列四幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题 11. 小青同学研究平抛运动规律的实验装置如图所示，让质量为的小球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。为了测量小球在点的速度和在轨道上损失的机械能、她准备了一块木板，木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角始终为。 （1）小青同学进行了下列实验步骤：将轨道末端调整至水平状态；轨道末端重锤线的延长线与水平地面的交点记为点；让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰、此时木板与地面的接触点记为点。若小球离开点时的速度大小为，则小球与木板刚好不相碰时的速度大小为___________。 （2）在某次实验中，测得挡板底部到地面的高度，轨道末端到地面的高度点到点的距离，取重力加速度大小。小球可视为质点，则小球离开点时的速度大小为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________。（结果均保留两位有效数字） 12. 利用如图甲所示的电路探究电流表的不同接法对电阻测量误差大小的影响，实验器材如下： 电压表V（测量范围0~3V，内阻约为）； 电流表A（测量范围0~0.6A，内阻约为）； 电阻箱（）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）； 学生电源（输出电压3V） 开关S，单刀双掷开关K，导线若干 （1）请用连线代替导线把图乙所示的电路连接补充完整______； （2）按照甲图正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片调到______（填“左”或“右”）端，闭合开关S，将单刀双掷开关K与、中的某一端相连接，将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线①（直线方程如图）；保持单刀双掷开关K的连接不变，再将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线②（直线方程如图）；根据图丙中的信息，判断此实验过程中单刀双掷开关K与______（选填“”或“”）端相连； （3）已知测量电阻的相对误差 ①保持单刀双掷开关K与端相连接，电阻箱的阻值调整为，测出对应的、值，并计算出所测电阻箱电阻的相对误差，改变电阻箱的阻值，重复以上测量，并描绘出图像。下列的关系图像可能正确的是______： A.B. C.D. ②实验中将电阻箱的阻值调为，当单刀双掷开关K分别与、连接时，两种情况下所测电阻的相对误差相等，则电流表内阻、电压表内阻和之间的关系为______（用、表示）。 13. 如图所示，质量、长的长木板静置在水平地面上，质量、可视为质点的小滑块放置在长木板左端，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，圆弧轨道最低点的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与点相距。现用水平向右的外力作用在小滑块上，长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，长木板与轨道碰后立即静止并粘在轨道上。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）长木板与轨道相碰时，滑块的速度大小； （2）滑块经过点时，对轨道的压力为多大； （3）滑块最终静止时到点的距离为多少。 14. 高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 （1）求图乙中左、右侧气体的压强之比； （2）求活塞的质量； （3）若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 15. 如图所示，直角坐标系的第二、三、四象限内均存在沿轴负方向的相同匀强电场，第四象限内还存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。第一象限内存在垂直纸面向外的非匀强磁场，磁感应强度大小沿轴方向满足（、均为已知量）。比荷为的带正电粒子（不计重力）从坐标为的点以沿轴正方向、大小为的初速度开始运动，粒子恰好从坐标原点射入第四象限。粒子第一次在第四象限内运动至最低点时的速度大小为。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）第四象限内磁场的磁感应强度大小； （3）粒子第二、三次穿过轴的过程中运动轨迹到轴的最远距离及该轨迹与轴所围的面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 一、选择题（1-7为单选，8-10为多选） 1. 关于物理学家及其重要成就，下列说法正确的是（　　） A. 法拉第发现了电流的磁效应 B. 奥斯特发现了电磁感应现象 C. 普朗克提出了“能量子”假说 D. 麦克斯韦提出了电磁场理论并用实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流的磁效应是奥斯特发现的，法拉第的核心贡献是发现电磁感应现象，故A错误； B．电磁感应现象是法拉第发现的，奥斯特的核心贡献是发现电流的磁效应，故B错误； C．普朗克为解释黑体辐射的实验规律，首次提出“能量子”假说，故C正确； D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言了电磁波的存在，是赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选C。 2. 如图为“正义使命-2025”军事演习中导弹发射的情景，则（　　） A. 研究导弹的飞行轨迹时可将导弹视为质点 B. 飞行的导弹只受重力作用 C. 导弹斜向上加速时处于失重状态 D. 导弹的运动一定是匀变速曲线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．在研究导弹飞行轨迹时，导弹的大小和形状对研究问题没有影响，可以看作质点，故A正确； B．飞行的导弹除受重力作用外，还受到阻力作用，故B错误； C．导弹斜向上加速时，竖直方向有向上的加速度，所以处于超重状态，故C错误； D．飞行的导弹受重力和阻力作用，合外力不断变化，加速度不断变化，所以不是做匀变速曲线运动，故D错误。 故选A。 3. 一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其过程如图中直线段所示。已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对a状态、b状态、c状态，由理想气体状态方程有 整理可得 一定质量的理想气体内能只和温度有关，温度越高内能越大，因此。 故选A。 4. 如图，可视为质点的物块A、B用一不可伸长的轻绳连接，A穿在光滑竖直细杆上，细杆底部固定。轻绳跨过轻质光滑定滑轮。A、B的质量分别为，，定滑轮到杆的距离为，细绳长为。现让A从与定滑轮等高处由静止释放，不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小，重力加速度为。关于A下落过程中的说法正确的是（　　） A. 物块A的机械能一直增大 B. 物块A的速度始终小于物块B的速度 C. 物块A下落的最大距离为 D. 物块A、B等高时物块B的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由静止释放物块A，物块A向下运动的过程中，重力做正功，绳子的拉力做负功，物块A的机械能减小，故A错误； B．设物块A下滑的过程中绳与竖直方向的夹角为，则 所以，物块A的速度大于物块B的速度，当物块A的速度为零时，物块B的速度也为零，故B错误； C．当物块A的速度为零时，物块A的下落高度最大，此时物块B的速度也为0，设物块A下落的最大高度为，根据机械能守恒定律有 解得，故C正确； D．设物块A、B处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为，根据几何关系有 又知， 联立解得 根据动能定理有 又知 联立解得，物块A、B等高时物块B的速度大小为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在水平地面上有一固定的、内表面光滑的薄壁开口容器，其通过竖直轴的截面轮廓为一抛物线，O点为抛物线顶点。两个相同的小球a、b，分别在容器内和高度处的水平面内做匀速圆周运动，且，则a、b两球（　　） A. 所受弹力之比为 B. 所受合力之比为 C. 周期之比为 D. 线速度之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．抛物线方程为；根据数学导数知识，抛物线在某点的斜率与横坐标成正比，即，由于支持力与接触的切面垂直，根据几何可知，切面与水平面的夹角等于支持力与竖直方向的夹角θ，所以 因，可知所受弹力之比不等于，A错误； B．合力为 因，可知ab所受合力之比为，B错误； C．根据 又r=x，所以 则周期，k是常数，与两球高度无关，所以容器中两球周期和角速度相等，故C错误。 D．线速度，可知线速度之比为，D正确。 故选D。 6. 太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，引力常量为G，则（　　） A. 直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同 B. 直线三星系统的运动周期为4πR C. 三角形三星系统中星体间的距离为L＝R D. 三角形三星系统的线速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．因两种系统的运动周期相同,则直线三星系统中甲星和丙星角速度相同，又运动半径相同，由 甲星和丙星的线速度大小相等，方向不同，故A错误； B．万有引力提供向心力 得，故B正确； C．两种系统的运动周期相同，根据题意可得，三星系统中任意星体所受合力为 则 轨道半径r与边长L的关系为 解得，故C错误； D．三角形三星系统的线速度大小为 得，故D错误。 故选B。 7. 如图1所示，频率相同的简谐波源、分别位于、，轴左右两侧存在两种不同的均匀介质。时，两波源开始沿轴振动，两列简谐波沿轴相向传播，波在介质Ⅰ中的传播速度为。质点的平衡位置位于处，其振动图像如图2所示，则（　　） A. 产生的波先到质点 B. 两波源起振方向相反 C. 之间有4个振动加强点 D. 内，质点经过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．波源产生的简谐波在介质Ⅰ中传播的距离，速度，用时 剩余在介质Ⅱ中传播，波源到质点的距离 由振动图像知，第一列波在到达质点A，第二列波在时到达质点A。若产生的波先到质点，则波在介质Ⅱ中的波速 则产生的波到质点的时间为 若产生的波先到质点，则波在介质Ⅱ中的波速 则产生的波到质点的时间为 综上，产生的波先到质点，故A错误； B．产生​的波在时先到达质点A后，质点A从平衡位置向上振动，说明起振方向向上；在时，质点A回到平衡位置向下振动，此时产生的波到达质点A，使质点A的振幅减小，说明​起振方向向上，因此两波源起振方向相同，故B错误； C．两波源起振方向相同时，到两波源路程差为波长的整数倍的点振动加强。由振动图像得周期，介质Ⅱ中的波长 在时，产生​的波到达点，此时产生​的波传播到 设频率相同的简谐波源、分别位于、处，沿轴向两侧传播，则之间任意点到两波源的路程差为 可得 当（为整数）时为振动加强点，则可取-2，-1，0，1，则振动加强点为，，，，共有4个加强点，故C正确； D．在时间内A未振动，路程为0。在时间内只有带动的振动，振幅为，半个周期的路程为 在时间内两波叠加，振幅为，一个半周期的路程为 总路程为，故D错误。 故选C。 8. 关于向心加速度，以下说法中正确的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直 B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．向心加速度方向沿半径指向圆心，线速度方向沿圆周切线方向，二者始终垂直，故A正确； B．向心加速度与线速度方向垂直，在线速度方向的分量为0，因此只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，故B正确； C．做变速圆周运动的物体，合加速度包含向心加速度和切向加速度，合加速度方向不指向圆心，并非所有圆周运动的加速度都始终指向圆心，故C错误； D．物体做匀速圆周运动时，切向加速度为0，只有向心加速度，因此加速度方向始终指向圆心，故D正确。 故选ABD。 9. 卡诺循环广泛应用于内燃机以提高能源转化效率。如图所示，是一定质量的理想气体经历一次卡诺循环的p-V图像，其中a→b和c→d为等温过程，b→c和d→a为绝热过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态a时的温度低于状态d时的温度 B. c→d过程中，外界对气体做功 C. b→c过程中，气体内能增加 D. a→b过程气体吸收的热量大于c→d过程气体放出的热量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在图像中，等温线离原点的距离远，温度就越高，由此可知气体在状态时的温度高于状态的温度，故A错误； B．过程为等温压缩过程，气体体积减小，即外界压缩气体对气体做功故B正确； C．根据题意可知，过程为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，故C错误； D．经过整个循环过程，气体内能不变，对外做功，而过程和过程绝热，根据热力学第一定律，过程气体吸收的热量与过程气体放出的热量之差等于气体对外做的功，故过程气体吸收的热量大于过程气体放出的热量，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，单刀双掷开关S与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘通过电阻R的电流随时间变化的图像和AB两板电势差随时间变化的图像。关于两图像的大致形状，下列四幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．充电过程中，电流流向电容器正极板，随着电荷量积累，电势差增大，电流逐渐减小；放电过程中，电容器相当于电源，电流从正极板流出，方向与充电时相反，且随着电荷量减少，电流逐渐减小，故图像应先正向减小至零，再反向减小至零，故A正确，B错误； CD．图像的斜率表示与电流大小有关，因为，充电时增大，电流减小，图像斜率减小；放电时减小，初始电流最大，图像斜率绝对值最大，随后电流减小，斜率绝对值减小，故C错误D正确。 故选AD。 二、非选择题 11. 小青同学研究平抛运动规律的实验装置如图所示，让质量为的小球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。为了测量小球在点的速度和在轨道上损失的机械能、她准备了一块木板，木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角始终为。 （1）小青同学进行了下列实验步骤：将轨道末端调整至水平状态；轨道末端重锤线的延长线与水平地面的交点记为点；让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰、此时木板与地面的接触点记为点。若小球离开点时的速度大小为，则小球与木板刚好不相碰时的速度大小为___________。 （2）在某次实验中，测得挡板底部到地面的高度，轨道末端到地面的高度点到点的距离，取重力加速度大小。小球可视为质点，则小球离开点时的速度大小为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） ①. 2.0 ②. 2.0×10-2 【解析】 【小问1详解】 设小球从点离开轨道后经过时间到达木板处，此时小球在竖直方向的分速度与水平方向的分速度大小相等，即竖直分速度大小 小球与木板刚好不相碰时的速度大小 【小问2详解】 [1][2]根据平抛运动规律有， 由几何关系可知 解得 小球在轨道上损失的机械能 解得 12. 利用如图甲所示的电路探究电流表的不同接法对电阻测量误差大小的影响，实验器材如下： 电压表V（测量范围0~3V，内阻约为）； 电流表A（测量范围0~0.6A，内阻约为）； 电阻箱（）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）； 学生电源（输出电压3V） 开关S，单刀双掷开关K，导线若干 （1）请用连线代替导线把图乙所示的电路连接补充完整______； （2）按照甲图正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片调到______（填“左”或“右”）端，闭合开关S，将单刀双掷开关K与、中的某一端相连接，将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线①（直线方程如图）；保持单刀双掷开关K的连接不变，再将电阻箱的阻值调为，改变滑动变阻器的触片位置，测得多组、值，拟合出图像，如图丙中的直线②（直线方程如图）；根据图丙中的信息，判断此实验过程中单刀双掷开关K与______（选填“”或“”）端相连； （3）已知测量电阻的相对误差 ①保持单刀双掷开关K与端相连接，电阻箱的阻值调整为，测出对应的、值，并计算出所测电阻箱电阻的相对误差，改变电阻箱的阻值，重复以上测量，并描绘出图像。下列的关系图像可能正确的是______： A.B. C.D. ②实验中将电阻箱的阻值调为，当单刀双掷开关K分别与、连接时，两种情况下所测电阻的相对误差相等，则电流表内阻、电压表内阻和之间的关系为______（用、表示）。 【答案】（1） （2） ①. 左 ②. （3） ①. D ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]电路连接如图所示 【小问2详解】 [2]为了保护电路，使电压表两端的电压从零开始调节，应将滑动变阻器的滑片调到左端； [3]图丙中的图线斜率为电阻的测量值，两次测量值都小于真实值，故可知其选用的是外接法，所以此实验过程中单刀双掷开关与a端相连。 【小问3详解】 [4]保持单刀双掷开关K与a端相连接，此时为外接法，电阻箱的阻值调整为，则 可知逐渐增大时，从零逐渐增大，增加的幅度逐渐变小，最后趋近于。 故选D。 [5]实验中将电阻箱的阻值调为时发现，当单刀双掷开关K分别与a连接时，测量值为 当单刀双掷开关K分别与b连接时，测量值为 两种情况下所测电阻的相对误差相等，则 化简得 13. 如图所示，质量、长的长木板静置在水平地面上，质量、可视为质点的小滑块放置在长木板左端，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，圆弧轨道最低点的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与点相距。现用水平向右的外力作用在小滑块上，长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，长木板与轨道碰后立即静止并粘在轨道上。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）长木板与轨道相碰时，滑块的速度大小； （2）滑块经过点时，对轨道的压力为多大； （3）滑块最终静止时到点的距离为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小滑块由牛顿第二定律 解得 对长木板由牛顿第二定律 解得 长木板经时间与轨道相碰，则有 此时滑块的速度大小 此时间内滑块相对木板向右滑行的位移 【小问2详解】 因长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，对滑块 解得 设其滑上点的速度为，由 滑块在点由牛顿第二定律 联立解得， 根据牛顿第三定律则其对轨道的压力 【小问3详解】 对滑块由能量守恒 解得 即滑块最终静止时到点的距离为 14. 高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 （1）求图乙中左、右侧气体的压强之比； （2）求活塞的质量； （3）若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 【答案】（1）2:1 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 关闭通气阀门后，从图甲到图乙，图乙中左、右侧气体均做等温变化，由玻意耳定律得 ， 解得， 压强之比 【小问2详解】 在图甲中，活塞在气缸正中间且受力平衡，设弹簧的劲度系数为k，由胡克定律得 活塞受力平衡，有 在图乙中，活塞受力平衡，有 代入化简得 解得 【小问3详解】 从图甲到图乙，左侧气体做等温变化，内能不变，体积收缩，活塞对左侧气体做功，由热力学第一定律得 其中， 可得 故左侧气体向外界放热。 15. 如图所示，直角坐标系的第二、三、四象限内均存在沿轴负方向的相同匀强电场，第四象限内还存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。第一象限内存在垂直纸面向外的非匀强磁场，磁感应强度大小沿轴方向满足（、均为已知量）。比荷为的带正电粒子（不计重力）从坐标为的点以沿轴正方向、大小为的初速度开始运动，粒子恰好从坐标原点射入第四象限。粒子第一次在第四象限内运动至最低点时的速度大小为。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）第四象限内磁场的磁感应强度大小； （3）粒子第二、三次穿过轴的过程中运动轨迹到轴的最远距离及该轨迹与轴所围的面积。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【详解】（1）粒子从点运动至坐标原点，做类平抛运动，平行于轴方向上有 平行于轴方向上有 其中 解得 （2）解法一：粒子经过坐标原点时的速度大小 设粒子第一次在第四象限内运动至最低点时到轴的距离为，有 平行于轴方向上有 解得 解法二：粒子经过坐标原点时平行于轴方向的分速度大小 将粒子经过坐标原点时的速度分解为沿轴正方向、大小为的分速度，满足 另一分速度大小 粒子在第四象限内的运动可视为沿轴方向、速度为的匀速直线运动和速率为的匀速圆周运动的合运动，粒子运动至最低点时的速度大小 解得， （3）设粒子经过坐标原点时速度方向与轴正方向的夹角为，则有 粒子第二次经过轴时速度大小仍为，平行于轴方向的分速度大小仍为，平行于轴方向的分速度大小为，方向沿轴正方向，粒子第二、三次穿过轴的过程中运动至离轴最远时，平行于轴方向的分速度大小变为0，平行于轴方向的分速度大小变为，平行于轴方向上有 其中 利用如图所示的图像可知 解得 平行于轴方向上有 其中 其中为对应轨迹与轴所围的面积，利用对称性可知，粒子第二、三次穿过轴的过程中运动轨迹与轴所围的面积 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $