精品解析：2026届安徽阜阳市临泉第一中学高三下学期4月模拟预测物理试题

高三4月23-24日物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年除夕之夜的央视春晚，合肥分会场潘建伟院士向全球观众讲述量子科技的中国突破，并发出“量子的未来，就在我们手中”的铿锵誓言。潘建伟院士团队的反冲光子干涉实验证明了波粒二象性在量子界是跷跷板，一端翘起，另一端必然下沉，波动性和粒子性不会同时显现。下列能反映光的波动性的是（　　） A. 光的衍射现象 B. 黑体辐射现象 C. 光电效应 D. 康普顿效应 2. 如图所示，某火星探测器从地球发射后，经过地火转移轨道1从点进入停泊轨道2，运行一段时间后再从点进入近火轨道3。已知停泊轨道2的远火点到火星中心的距离约为近火点到火星中心距离的倍，下列说法正确的是（　　） A. 地球发射火星探测器的速度至少为才能进入地火转移轨道 B. 探测器在停泊轨道运行时，、两点的速度大小关系约为 C. 火星探测器从停泊轨道2进入近火轨道3时必须加速 D. 火星探测器在停泊轨道2的周期小于在近火轨道3的周期 3. 雨滴从高空无初速下落且下落过程中质量不变，已知雨滴下落过程中受到的空气阻力与速度的平方成正比，即（为比例常数）。设雨滴下落的距离为，重力势能为，机械能为，阻力的瞬时功率大小为，动能为。以地面为零势能面，下列关于各物理量与下落距离的关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图1所示为生活中常用来搬运重物的小车，图2为其简图。紧靠“”形挡板放置一个表面光滑的匀质圆柱形物体，挡板P与挡板Q垂直，当挡板Q与水平方向的夹角从缓慢增大到的过程中，挡板P对圆柱形物体的支持力和挡板Q对圆柱形物体的支持力的变化情况是（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 5. 有一个单摆，摆锤质量为，当摆锤摆到最高点时绳子对摆锤的拉力等于，当摆锤摆到平衡位置时，绳子对摆锤的拉力等于，重力加速度为，则以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，此时平衡位置在处的质点沿轴正方向振动，在时刻质点第2次到达波谷。质点的平衡位置坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 波速为 C. 时刻，质点处于波峰位置 D. 、两质点速度方向始终相反 7. 如图所示，水平放置的两平行金属板间有一匀强电场，板长为，板间距离为，在距离板右端处有一竖直放置的屏M。一带电荷量为、质量为的微粒沿两板中心线以速度水平向右射入板间，最后打在M屏与中心线的交点，微粒未与金属板碰撞，重力加速度为，则下列结论正确的是（　　） A. 微粒打在点时速度方向垂直于屏 B. 整个过程中合力对微粒做功为零 C. 板间电场强度大小为 D. 两金属板间电势差为 8. 如图所示，实线为宽度为、长度足够大的长方体玻璃砖块的横截面图，其折射率为，玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束光线垂直左侧面从点射入砖块后从右侧面射出，在光屏上出现一亮点；现保持入射光线不变，将砖块绕点顺时针转过（图中虚线位置），光屏上亮点位置变为，，则、两点在屏上的距离为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 风力发电是一种绿色环保的发电方式，图1是某风力发电的场景，图2是该风力发电的简化示意图。已知风轮机叶片转速为每秒转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，转轴垂直磁场方向，发电机线圈面积为，匝数为，匀强磁场的磁感应强度为，为输电线路总电阻，为负载电阻，A为理想交流电表。忽略其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A. 当线框转到图2位置时电流表示数为零 B. 发电机产生电动势的有效值为 C. 从图2时刻开始计时，发电机产生的瞬时电动势可表示为 D. 若叶片转速增大，负载不变，则输电线路电阻消耗的功率也增大 10. 如图所示，在一水平面上放置一质量m=0.09 kg的小木块，小木块与水平面间的动摩擦因数。一块长厚度忽略不计的薄板，可水平固定在小木块前进路径上的不同位置，小木块滑上、滑离薄板时无动能损失，小木块与薄板间的动摩擦因数。用一射钉枪将一颗质量为的钉子以的速度在极短时间内射入小木块中，木块向右运动，重力加速度取，木块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 钉子射入后瞬间小木块的速度大小为 B. 小木块从开始滑行到停止的最短减速距离为 C. 薄板左端距点时，小木块的滑行时间最短 D. 小木块运动的最短时间为 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某实验小组设计一个可以测量物体重量的台秤，其结构原理如图1所示，轻弹簧下端固定于铁架台，弹簧上端放置一托盘，重力加速度取。 （1）不放托盘和砝码，弹簧竖直放置时，弹簧下端在0刻度线，上端指在图2所示位置，请读出这时弹簧的自然长度为_________cm。 （2）放上托盘并在托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表格，由数据算得劲度系数_________（保留2位有效数字）。 砝码质量（g） 10 30 50 弹簧长度（cm） 7.60 6.62 5.64 （3）通过换算，将质量数据标在刻度尺的不同位置处，一个简易台秤就制作成功了，则40 g应该标在刻度尺_______cm的位置（保留3位有效数字）。若换了一个轻一点的托盘，该位置标的质量数据_______（填“需要”或“不需要”）改变。 12. 某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 （1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节___________（填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 （2）将选择开关旋至欧姆挡“”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至________（填“”或“”）倍率，然后欧姆调零，再测量，指针指在图1中的实线位置，则________。 （3）图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，和为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是___________（填“”或“”）倍率。 （4）若图2中电源电动势，表头满偏电流，内阻，欧姆表的中值刻度是15.0，则___________（结果保留2位有效数字）。 13. 如图所示为某同学设计的超重报警装置示意图，高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直放置在水平面上，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时活塞到气缸底部的距离为。有一预警传感器设置在离容器底部处，当重物放置在活塞上，活塞下降到预警传感器位置会引发报警。已知环境的热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。 （1）为了不引发报警，求该状态下活塞上所放重物的最大质量； （2）若将此装置放在的环境温度下，大气压强不变，在此状态下，为了不引发报警，求活塞上能放重物的最大质量。 14. 如图所示，倾角的光滑倾斜金属轨道和足够长的光滑水平金属轨道平滑连接。导轨间距为，电阻不计，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。在水平导轨远端有一单刀双掷开关，可以分别连接一个电容器和一个定值电阻，，。单刀双掷开关接1，将一质量、电阻、长度的金属棒ab垂直倾斜导轨放置，从静止释放，金属棒到倾斜导轨底端前已达到最大速度。重力加速度取，。 （1）求金属棒在水平轨道能滑行的距离； （2）若金属棒以最大速度滑过斜面底端的瞬间，单刀双掷开关接2，求金属棒最终的速度大小。 15. 如图所示，直角坐标系的第二象限内有沿轴负方向的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点以速度水平向右射出，经电场偏转后从点进入第四象限，不计粒子重力，求： （1）电场强度的大小； （2）带电粒子从点进入第四象限的速度大小和方向； （3）在第一、三、四象限的某个矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子在该磁场中偏转后能垂直轴指向点再次进入第二象限，求该矩形磁场区域的最小面积和对应的磁感应强度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三4月23-24日物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年除夕之夜的央视春晚，合肥分会场潘建伟院士向全球观众讲述量子科技的中国突破，并发出“量子的未来，就在我们手中”的铿锵誓言。潘建伟院士团队的反冲光子干涉实验证明了波粒二象性在量子界是跷跷板，一端翘起，另一端必然下沉，波动性和粒子性不会同时显现。下列能反映光的波动性的是（　　） A. 光的衍射现象 B. 黑体辐射现象 C. 光电效应 D. 康普顿效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．衍射是波特有的固有性质，光的衍射现象可以直接反映光的波动性，故A正确； B．黑体辐射的实验规律无法用经典波动理论解释，普朗克通过能量子假说才完成解释，体现的是辐射能量的量子化，不能反映光的波动性，故B错误； C．光电效应需用光子说解释，证明光具有一份一份的能量，反映的是光的粒子性，故C错误； D．康普顿效应证明光子除了能量外还具有动量，光子和实物粒子一样满足动量、能量守恒，反映的是光的粒子性，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，某火星探测器从地球发射后，经过地火转移轨道1从点进入停泊轨道2，运行一段时间后再从点进入近火轨道3。已知停泊轨道2的远火点到火星中心的距离约为近火点到火星中心距离的倍，下列说法正确的是（　　） A. 地球发射火星探测器的速度至少为才能进入地火转移轨道 B. 探测器在停泊轨道运行时，、两点的速度大小关系约为 C. 火星探测器从停泊轨道2进入近火轨道3时必须加速 D. 火星探测器在停泊轨道2的周期小于在近火轨道3的周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．地球发射火星探测器，需要脱离地球引力的束缚，但未脱离太阳引力的束缚，所以发射速度应大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故A错误； B．探测器在停泊轨道2运行时，根据开普勒第二定律 有，已知，解得，故B正确； C．探测器从停泊轨道2进入近火轨道3，是在点做近心运动，需要减速，使万有引力大于所需的向心力，故C错误； D．根据开普勒第三定律，停泊轨道2的半长轴，近火轨道3的半径，因为，所以，则探测器在停泊轨道2的周期大于在近火轨道3的周期，故D错误。 故选B。 3. 雨滴从高空无初速下落且下落过程中质量不变，已知雨滴下落过程中受到的空气阻力与速度的平方成正比，即（为比例常数）。设雨滴下落的距离为，重力势能为，机械能为，阻力的瞬时功率大小为，动能为。以地面为零势能面，下列关于各物理量与下落距离的关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．设雨滴初始高度为，下落距离为时，高度为，则重力势能，可知与成一次函数关系，图像应为倾斜直线，故A错误； B．根据功能关系，除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，即，则。雨滴下落过程中速度逐渐增大，阻力逐渐增大，故图像切线斜率的绝对值应逐渐增大，图像应为向下弯曲的曲线，故B错误； C．雨滴下落过程中根据牛顿第二定律有 解得 阻力瞬时功率 代入v—x关系有 故C正确； D．根据动能定理，则。随着下落距离增大，速度增大，阻力增大，合外力减小，故图像切线的斜率应逐渐减小，图像应为向上弯曲的曲线，故D错误。 故选C。 4. 如图1所示为生活中常用来搬运重物的小车，图2为其简图。紧靠“”形挡板放置一个表面光滑的匀质圆柱形物体，挡板P与挡板Q垂直，当挡板Q与水平方向的夹角从缓慢增大到的过程中，挡板P对圆柱形物体的支持力和挡板Q对圆柱形物体的支持力的变化情况是（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】对圆柱形物体进行受力分析，物体受到重力、挡板P的支持力和挡板Q的支持力。由于挡板P与挡板Q垂直，所以与互相垂直。物体处于动态平衡状态，这三个力构成一个封闭的直角三角形，其中重力对应斜边。 根据几何关系，挡板Q与水平方向夹角为，则支持力与竖直方向夹角也为。 由平衡条件可得，   当从缓慢增大到的过程中，逐渐增大，逐渐减小； 所以逐渐增大，逐渐减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 有一个单摆，摆锤质量为，当摆锤摆到最高点时绳子对摆锤的拉力等于，当摆锤摆到平衡位置时，绳子对摆锤的拉力等于，重力加速度为，则以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设摆长为，最高点摆线与竖直方向夹角为，最高点摆锤速度为0，径向向心力为0，沿绳方向合力为0，故 平衡位置有 从最高点到最低点 整理得 故选C。 6. 如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，此时平衡位置在处的质点沿轴正方向振动，在时刻质点第2次到达波谷。质点的平衡位置坐标为，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 波速为 C. 时刻，质点处于波峰位置 D. 、两质点速度方向始终相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，时刻处的质点P位于波峰左侧，且沿y轴正方向振动。根据波形平移法或“上下坡法”，若波向右传播，P点应向下振动；若波向左传播，P点向上振动。故波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由图可知波长。波沿x轴负方向传播，时刻P点 (右侧最近的波谷在处。波传到P点使P第一次到达波谷，波形需向左平移 P点第2次到达波谷，波形需向左平移 由，故B正确； C．波的周期 ，经过整数倍周期，质点Q回到时刻的位置，不在波峰位置，故C错误； D．P、Q两质点平衡位置间距 不是半波长的奇数倍，两质点不是反相点，速度方向不是始终相反，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，水平放置的两平行金属板间有一匀强电场，板长为，板间距离为，在距离板右端处有一竖直放置的屏M。一带电荷量为、质量为的微粒沿两板中心线以速度水平向右射入板间，最后打在M屏与中心线的交点，微粒未与金属板碰撞，重力加速度为，则下列结论正确的是（　　） A. 微粒打在点时速度方向垂直于屏 B. 整个过程中合力对微粒做功为零 C. 板间电场强度大小为 D. 两金属板间电势差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．微粒在水平方向做匀速直线运动，在板间运动时间，离开板后运动时间，即 在竖直方向，微粒先做初速度为零的匀加速直线运动（设加速度为，方向向上），后做匀减速直线运动（加速度为，方向向下）。 设板间竖直位移为，出板时竖直分速度为，板外竖直位移为， 由运动学公式， 离开板后 因为微粒打在点，总竖直位移为 0，即 代入得 因，解得 微粒打在点时的竖直分速度，即速度方向不垂直于屏，故A错误； B．整个过程中，微粒起点和终点在同一水平线上，重力做功为零。但在板间微粒向上偏转，电场力竖直向上，电场力做正功； 根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，由于电场力做正功，合力做功不为零，故B错误； C．在板间，根据牛顿第二定律有 代入，解得，即，故C错误； D．两金属板间电势差，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，实线为宽度为、长度足够大的长方体玻璃砖块的横截面图，其折射率为，玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束光线垂直左侧面从点射入砖块后从右侧面射出，在光屏上出现一亮点；现保持入射光线不变，将砖块绕点顺时针转过（图中虚线位置），光屏上亮点位置变为，，则、两点在屏上的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】玻璃砖未转动时，光线垂直入射，沿直线传播，亮点在原入射水平轴线上。 玻璃砖绕顺时针转后，入射角，根据折射定律 代入、， 得 平行玻璃砖出射光线与入射光线平行，因此出射光线仍为水平方向，、的间距等于光线的侧移量， 平行玻璃砖侧移量为  利用三角恒等展开  ​ 即、间距为 故选C。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 风力发电是一种绿色环保的发电方式，图1是某风力发电的场景，图2是该风力发电的简化示意图。已知风轮机叶片转速为每秒转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，转轴垂直磁场方向，发电机线圈面积为，匝数为，匀强磁场的磁感应强度为，为输电线路总电阻，为负载电阻，A为理想交流电表。忽略其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A. 当线框转到图2位置时电流表示数为零 B. 发电机产生电动势的有效值为 C. 从图2时刻开始计时，发电机产生的瞬时电动势可表示为 D. 若叶片转速增大，负载不变，则输电线路电阻消耗的功率也增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电流表示数为电流有效值，当线框转到图2位置时电流表示数不为零，故A错误； B．由题意可知线框转动的角速度为 则发电机产生电动势的最大值为 发电机产生电动势的有效值为，故B错误； C．当线框转到图2位置时，线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0；则从图2时刻开始计时，发电机产生的瞬时电动势可表示为，故C正确； D．若叶片转速增大，则角速度增大，发电机产生的电动势增大，升压变压器的输出电压增大，负载不变，则输电线路的电流增大，根据可知，输电线路电阻消耗的功率增大，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，在一水平面上放置一质量m=0.09 kg的小木块，小木块与水平面间的动摩擦因数。一块长厚度忽略不计的薄板，可水平固定在小木块前进路径上的不同位置，小木块滑上、滑离薄板时无动能损失，小木块与薄板间的动摩擦因数。用一射钉枪将一颗质量为的钉子以的速度在极短时间内射入小木块中，木块向右运动，重力加速度取，木块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 钉子射入后瞬间小木块的速度大小为 B. 小木块从开始滑行到停止的最短减速距离为 C. 薄板左端距点时，小木块的滑行时间最短 D. 小木块运动的最短时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．钉子射入木块过程时间极短，动量守恒 代入 得 故A正确； B．木块在普通水平面的加速度（减速） 木块在薄板上的加速度（减速） 薄板摩擦更大，要总减速距离最短，需要木块在薄板上滑完整个长度，由动能定理 代入数据得总最短距离，故B错误； C．要滑行时间最短，因为​，需尽可能早地用大加速度减速，木块刚好滑完薄板时速度减为0，此时时间最短，设滑上薄板前的速度为，滑完薄板速度为0，满足 解得 薄板左端到O点的距离满足 解得 即薄板左端距O点时滑行时间最短，故C错误。 D．总最短时间 故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某实验小组设计一个可以测量物体重量的台秤，其结构原理如图1所示，轻弹簧下端固定于铁架台，弹簧上端放置一托盘，重力加速度取。 （1）不放托盘和砝码，弹簧竖直放置时，弹簧下端在0刻度线，上端指在图2所示位置，请读出这时弹簧的自然长度为_________cm。 （2）放上托盘并在托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表格，由数据算得劲度系数_________（保留2位有效数字）。 砝码质量（g） 10 30 50 弹簧长度（cm） 7.60 6.62 5.64 （3）通过换算，将质量数据标在刻度尺的不同位置处，一个简易台秤就制作成功了，则40 g应该标在刻度尺_______cm的位置（保留3位有效数字）。若换了一个轻一点的托盘，该位置标的质量数据_______（填“需要”或“不需要”）改变。 【答案】（1） （2） （3） ①. 6.13 ②. 需要 【解析】 【小问1详解】 估读到分度值的下一位，读数为。 【小问2详解】 设砝码质量为，托盘质量为，弹簧原长为，压缩后长度为，则有 可得 代入数据解得。 【小问3详解】 [1]将和表中一组数据，代入 解得； [2]更换更轻的托盘后，改变，不变，由可知，不同的对应的值与有关，刻度尺不同位置标的质量数据需要改变。 12. 某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 （1）使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节___________（填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 （2）将选择开关旋至欧姆挡“”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至________（填“”或“”）倍率，然后欧姆调零，再测量，指针指在图1中的实线位置，则________。 （3）图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，和为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是___________（填“”或“”）倍率。 （4）若图2中电源电动势，表头满偏电流，内阻，欧姆表的中值刻度是15.0，则___________（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）机械调零 （2） ①. ②. 1300 （3） （4）9.0 【解析】 【小问1详解】 使用多用电表前，若指针未对齐左端“0”刻度线，则需进行机械调零。 【小问2详解】 [1]多用电表欧姆挡选择倍率时，应使指针尽量指向表盘中间三分之一区域（中值电阻附近）。指针的偏角小，说明待测电阻的阻值较大，应换更高倍率，即“”倍率； [2]待测电阻为 【小问3详解】 表头的满偏电流一定，通过并联电阻可以增大电流表的最大电流即量程，因开关K接“1”时并联电阻为，开关接“2”时仅并联，则开关接2时分流较多，量程较大，即 根据欧姆表调零的原理有 因电动势和一定，则改装后的电流表量程越小，欧姆表的倍率越大，则开关K接“1”时量程小，倍率较大为倍率挡； 【小问4详解】 开关K接“2”时为倍率挡，有 即量程为 可得 开关K接“1”时为倍率挡，有 即量程为 可得 联立各式可得， 则有， 13. 如图所示为某同学设计的超重报警装置示意图，高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直放置在水平面上，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时活塞到气缸底部的距离为。有一预警传感器设置在离容器底部处，当重物放置在活塞上，活塞下降到预警传感器位置会引发报警。已知环境的热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。 （1）为了不引发报警，求该状态下活塞上所放重物的最大质量； （2）若将此装置放在的环境温度下，大气压强不变，在此状态下，为了不引发报警，求活塞上能放重物的最大质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 封闭的理想气体初态体积为， 对活塞有 薄壁容器导热性能良好，则放上重物后，气体的温度和环境温度始终相同，即气体发生等温变化，设所放重物的最大质量为，活塞下降到预警传感器位置会引发报警时，气体体积为 由 联立可得 【小问2详解】 初态的环境温度即为理想气体的温度为，末态的温度为 设所放重物的最大质量为，有 由理想气体状态方程有 可得 14. 如图所示，倾角的光滑倾斜金属轨道和足够长的光滑水平金属轨道平滑连接。导轨间距为，电阻不计，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。在水平导轨远端有一单刀双掷开关，可以分别连接一个电容器和一个定值电阻，，。单刀双掷开关接1，将一质量、电阻、长度的金属棒ab垂直倾斜导轨放置，从静止释放，金属棒到倾斜导轨底端前已达到最大速度。重力加速度取，。 （1）求金属棒在水平轨道能滑行的距离； （2）若金属棒以最大速度滑过斜面底端的瞬间，单刀双掷开关接2，求金属棒最终的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 开关接1（定值电阻），金属棒在斜面上速度最大时加速度为0，受力平衡，磁场竖直向上，金属棒速度沿斜面向下，切割磁感线的感应电动势 回路电流 安培力水平向左，沿斜面向上的分力与重力分力平衡 代入整理得 代入数值 解得 金属棒在水平轨道运动，感应电动势 安培力 对运动过程列动量定理 整理得 又（总滑行距离） 代入数值得 【小问2详解】 滑到水平轨道后接电容器，最终稳定时电流为0，电容器电压等于感应电动势，即 带电量 对金属棒用动量定理 总充电电量 代入得 整理得 代入数值 得 15. 如图所示，直角坐标系的第二象限内有沿轴负方向的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点以速度水平向右射出，经电场偏转后从点进入第四象限，不计粒子重力，求： （1）电场强度的大小； （2）带电粒子从点进入第四象限的速度大小和方向； （3）在第一、三、四象限的某个矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子在该磁场中偏转后能垂直轴指向点再次进入第二象限，求该矩形磁场区域的最小面积和对应的磁感应强度大小。 【答案】（1） （2）速度大小为，方向为与x轴正方向成角斜向右下 （3）最小面积为，磁场大小为 【解析】 【小问1详解】 粒子在第二象限做类平抛运动。水平方向（x方向）匀速运动 得运动时间 竖直方向（y方向）匀加速运动 加速度 将和代入竖直方向公式 化简得 【小问2详解】 粒子到达O点时，竖直分速度 合速度大小 设速度与x轴正方向的夹角为，向下为正 解得 即速度方向为与x轴正方向成角斜向右下。 【小问3详解】 粒子进入磁场后做逆时针匀速圆周运动（正电荷，磁场向里），洛伦兹力提供向心力 即 根据题意，粒子偏转后出磁场速度水平向左，匀速运动后指向P点（P纵坐标为），因此出磁场后速度沿向左，可得圆周运动出射点纵坐标为。结合几何关系（O点速度方向为向下，出射速度向左，圆心坐标为，出射点坐标为），得 即​ 将、代入得 解得 求最小矩形面积。由几何关系，矩形长为，宽为 因此面积为 将​代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $