精品解析：2026届广东广州市铁一中学高三下学期考前学情自测物理试题

2026年广州市铁一中学高三第三次模拟考试 物理 本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（　　） A. 地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上 B. 地面对车轮的支持力沿车身的方向斜向上 C. 只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D. 赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 2. 如图所示为某品牌光控开关的核心部件——光电管，用一束单色光照射光电管阴极的光敏材料，发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 增大该单色光的照射强度，光电子的最大初动能一定增大 B. 若改用频率更高的单色光照射该光电管，遏止电压将变大 C. 光电效应现象说明光具有波动性 D. 光电效应中，一个电子可以同时吸收多个光子，从而逸出金属表面 3. 如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A. 波速为 B. 波源的平衡位置距离P点 C. 时，波源处于平衡位置且向下运动 D. 时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 4. 如图，一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象，在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光（o光）和非常光（e光），两束光射出晶体（上下表面平行），通过偏振片后射到光屏上，则（　　） A. 该现象体现了方解石晶体的各向同性 B. 旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化同步 C. 若已知偏振片的透振方向，可确定两束光的偏振方向 D. 若增大入射角，o光有可能在晶体下表面发生全反射 5. 一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ） A. B. C. D. 6. 如图，足够长的光滑细杆MN水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度l＝0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为3m/s B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆MN处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了1J 7. 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动，滑动过程PQ始终与垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　　） A. PQ中电流先增大后减小 B. PQ两端电压先减小后增大 C. PQ上拉力的功率先减小后增大 D. 线框消耗的电功率先减小后增大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某人在春分那天（太阳光直射赤道）站在地球赤道上用天文望远镜观察他正上方的一颗静止卫星，他发现在日落后连续有一段时间t观察不到此卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，圆周率为π，仅根据g、t、T、π可推算出（　　） A. 地球的质量 B. 地球的半径 C. 卫星距地面的高度 D. 卫星与地心的连线在t时间内转过的角度 9. 如图甲所示是沈阳东北亚国际滑雪场的某倾斜足够长的直滑雪道，可简化为图乙所示倾角为的斜面，一滑雪爱好者从滑雪道的顶点开始下滑，在图中某位置开始计时，其位移x随时间t变化的图像如图丙中的曲线1所示，其中曲线1是抛物线，直线2是曲线1在点的切线，则滑雪爱好者在下滑的过程中，加速度、速度随时间，动能、机械能E随位移x的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 局部空间的地磁场对宇宙射线的作用原理可以用如下的简化模型来研究。如图所示，正圆柱体形状的空间内存在沿轴线方向、大小为B的匀强磁场。一个电量大小为e、质量为m的电子以的初速度从圆柱体的底面O点出发，沿与轴线成角的方向射入磁场，一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心点。不考虑洛伦兹力以外的其它力，下列说法正确的是（　　） A. 圆柱体空间的底面半径一定不小于 B. 电子在圆柱体空间内运动的时间可能为 C. 圆柱体空间的高可能为 D. 电子在圆柱体空间内运动的某段时间里动量变化量不可能为零 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 打点计时器接在50Hz的交流电源上时，每隔_______s打一个点．做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器，纸带上记录的点如图，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出．已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为_______m/s2，方向与小车运动方向___________（填“相同”或“相反”）；打C点时，小车的瞬时速度________m/s．（计算结果均保留三位有效数字） 12. 图a为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。 (1)虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为，满偏电流为100mA，电阻，由此可知，改装后电流表的量程为_________mA。 (2)实验步骤如下，请完成相应的填空： ①将滑动变阻器R的滑片移到_________端（选填“左”或“右”），闭合开关S； ②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图b所示，其读数为_________mA； ③以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图象，如图c所示； ④根据图象求得电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留到小数点后两位） 四、解答题 13. 用如图所示的水银血压计测量血压时，先用气囊向袖带内充气8次（开始袖带内无空气），每次冲入压强为（为外界大气压强）、体积为的空气，充气后袖带内的空气体积为，然后缓慢放气，当袖带内空气体积变为时，袖带内空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体，忽略充气和放气过程中空气温度的变化，求： （1）充气后袖带内空气的压强p； （2）袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。 14. 如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提上来，如此周而复始（夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程）。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s，滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3，夯杆质量m=1×103kg，坑深h=6.4m，假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，取g=10m/s2。求： （1）夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，加速度的大小；并在给出的坐标图中定性画出夯杆在一个打夯周期内速度v随时间t变化的图象； （2）每个打夯周期中，电动机对夯杆做的功； （3）每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量。 15. 如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ，P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区域宽度与细管长度相等，大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场，之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。 （1）求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1； （2）从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q，求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式； （3）小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内，该区域在桌面上的边界为矩形abcd，已知ab边与虚线重合，ab=L，，从小球进入电场区域到离开的过程中，求电场力对小球做的功W与场强E的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年广州市铁一中学高三第三次模拟考试 物理 本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（　　） A. 地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上 B. 地面对车轮的支持力沿车身的方向斜向上 C. 只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D. 赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】A 【解析】 【详解】A B．弹力的方向总是垂直于接触面的，则地面对车轮的支持力垂直于水平路面向上，A正确，B错误； C．由于路面水平，赛车手与摩托车整体做圆周运动向心力只能由摩擦力提供，则转弯时一定会受到摩擦力作用，故 C错误； D．赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力的作用，这三个力的合力是向心力，D错误。 故选A。 2. 如图所示为某品牌光控开关的核心部件——光电管，用一束单色光照射光电管阴极的光敏材料，发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 增大该单色光的照射强度，光电子的最大初动能一定增大 B. 若改用频率更高的单色光照射该光电管，遏止电压将变大 C. 光电效应现象说明光具有波动性 D. 光电效应中，一个电子可以同时吸收多个光子，从而逸出金属表面 【答案】B 【解析】 【详解】A．最大初动能只与入射光的频率有关，与强度无关，A项错误； B．由，，可知光的频率越高，遏止电压越大，B项正确； C．光电效应说明光具有粒子性，C项错误； D．光电效应中，一个电子一次只能吸收一个光子，D项错误。 故选B。 3. 如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A. 波速为 B. 波源的平衡位置距离P点 C. 时，波源处于平衡位置且向下运动 D. 时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据波形可知， 可得 故波速为 故A错误； B．设波源的平衡位置距离P点距离为，根据左侧时的波形可知 解得 故B错误； C．根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下，由于，故可知此时波源处于平衡位置且向上运动，故C错误； D．由于，可知波源的平衡位置距离Q点距离为 故波传到PQ两点的时间分别为， 故时，平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为， 由于波源刚开始向下振动，故时，P处质点处于平衡位置向上振动，Q处质点处于平衡位置向下振动，故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。 故D正确。 故选D。 4. 如图，一束单色光入射到方解石晶体的一个平面上发生双折射现象，在晶体中分成振动方向相互垂直的寻常光（o光）和非常光（e光），两束光射出晶体（上下表面平行），通过偏振片后射到光屏上，则（　　） A. 该现象体现了方解石晶体的各向同性 B. 旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化同步 C. 若已知偏振片的透振方向，可确定两束光的偏振方向 D. 若增大入射角，o光有可能在晶体下表面发生全反射 【答案】C 【解析】 【详解】A．该现象体现了方解石晶体在不同方向的透光性质不同，即各向异性，A错误； B．因为寻常光（o光）和非常光（e光）振动方向相互垂直，可知旋转偏振片，光屏上两光斑的明暗变化不同步，B错误； C．因当偏振片的透振方向与光束的偏振方向平行时透光强度最大，垂直时透光强度最小，可知若已知偏振片的透振方向，可确定两束光的偏振方向，C正确； D．因光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，则若增大入射角，o光不可能在晶体下表面发生全反射，D错误。 故选C。 5. 一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】图示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大为 根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为 故选A。 6. 如图，足够长的光滑细杆MN水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度l＝0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为3m/s B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆MN处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了1J 【答案】D 【解析】 【详解】A．当B在A的右侧运动时，细绳弹力对A一直做正功，可知当B再次回到最低点时，A的速度最大，根据水平方向动量守恒定律和机械能守恒有， 解得，A错误； B．对B分析，可知B在竖直方向有加速与减速过程，即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程，系统所受外力的合力不为0，系统的动量不守恒，但是系统在水平方向上所受外力的合力为0，即系统在水平方向上动量守恒，B错误； C．设物块B恰好到达最高点上升的高度为h，此时A、B速度相等，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒有， 解得 可知物块B不能够到达细杆MN处，C错误； D．根据上述可知，物块B从开始运动到最大高度的过程中，B减小的机械能与A增加的机械能相等，则有，D正确。 故选D。 7. 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动，滑动过程PQ始终与垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　　） A. PQ中电流先增大后减小 B. PQ两端电压先减小后增大 C. PQ上拉力的功率先减小后增大 D. 线框消耗的电功率先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】设PQ左侧线框电阻为，则右侧线框电路的电阻为，所以外电路的总电阻为 在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电路电阻先增大后减小。 A．PQ中电流 可知PQ中电流先减小后增大，A错误； B．PQ中电流先减小后增大，内电压先减小后增大，PQ两端电压（电源的路端电压）先增大后减小，B错误； C．PQ做匀速运动，拉力等于安培力，即 拉力的功率 该功率先减小后增大，C正确； D．外电路的电阻 当PQ运动到中间位置时，外电路的电阻最大为，小于电源内阻，可得输出功率 输出功率随外电阻的变化如图所示 当内外电路电阻越接近，电源的输出功率越大；当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大。电源输出功率与外电阻的关系如图。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电阻与电源内阻的大小关系是先接近再远离所以线框消耗的电功率（电源输出功率）先增大后减小，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某人在春分那天（太阳光直射赤道）站在地球赤道上用天文望远镜观察他正上方的一颗静止卫星，他发现在日落后连续有一段时间t观察不到此卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，圆周率为π，仅根据g、t、T、π可推算出（　　） A. 地球的质量 B. 地球的半径 C. 卫星距地面的高度 D. 卫星与地心的连线在t时间内转过的角度 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】D．根据光的直线传播规律，日落有t时间该观察者看不见此卫星图示如图所示： 静止卫星相对地心转过角度为 θ=2α， 结合 可解得出卫星与地心的连线在t时间内转过的角度θ，故D正确。 B．对静止卫星根据 和 可得 联立 可解除地球半径R和轨道半径r，则卫星的高度可求出，故B、C均正确； A．由可知由于引力常量G未知，故地球质量M无法求出，A错误。 故选BCD。 【点睛】解决天体问题把握两条思路：一是万有引力提供向心力，二是重力等于万有引力。针对本题关键还要分析好几何关系来求解。 9. 如图甲所示是沈阳东北亚国际滑雪场的某倾斜足够长的直滑雪道，可简化为图乙所示倾角为的斜面，一滑雪爱好者从滑雪道的顶点开始下滑，在图中某位置开始计时，其位移x随时间t变化的图像如图丙中的曲线1所示，其中曲线1是抛物线，直线2是曲线1在点的切线，则滑雪爱好者在下滑的过程中，加速度、速度随时间，动能、机械能E随位移x的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由曲线1可知，滑雪爱好者做匀加速直线运动，由曲线2可知，初速度不为零，故A正确，B错误； C．在图像中，斜率表示合力，而滑雪爱好者的合力保持不变，故C错误； D．在图像中，斜率反映除重力以外的其他力，即滑雪爱好者受到的摩擦阻力，而滑雪爱好者做匀加速直线运动，则有 可知摩擦阻力也保持不变，且机械能减小，故D正确。 故选AD。 10. 局部空间的地磁场对宇宙射线的作用原理可以用如下的简化模型来研究。如图所示，正圆柱体形状的空间内存在沿轴线方向、大小为B的匀强磁场。一个电量大小为e、质量为m的电子以的初速度从圆柱体的底面O点出发，沿与轴线成角的方向射入磁场，一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心点。不考虑洛伦兹力以外的其它力，下列说法正确的是（　　） A. 圆柱体空间的底面半径一定不小于 B. 电子在圆柱体空间内运动的时间可能为 C. 圆柱体空间的高可能为 D. 电子在圆柱体空间内运动的某段时间里动量变化量不可能为零 【答案】BC 【解析】 【详解】A．将速度分解为沿磁场方向和垂直于磁场方向 则电子在沿磁场方向做匀速直线运动，在垂直于磁场方向做匀速圆周运动，由 可得其圆周运动半径 由几何关系可知，圆柱体半径应不小于2r 故A错误； B．一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心点，则运动时间与圆周运动周期关系为 ， 当时 故B正确； C．电子沿磁场方向位移 当时 故C正确； D．电子运动时间为周期整数倍时动量变化量为零，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 打点计时器接在50Hz的交流电源上时，每隔_______s打一个点．做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器，纸带上记录的点如图，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出．已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为_______m/s2，方向与小车运动方向___________（填“相同”或“相反”）；打C点时，小车的瞬时速度________m/s．（计算结果均保留三位有效数字） 【答案】 ①. 0.02 ②. 0.740 ③. 相反 ④. 0.472 【解析】 【分析】 【详解】[1][2]打点计时器接在50Hz的交流电源上时，每隔0.02s打一个点．因相邻两计数点间有4个点没标出，则T=0.1s．已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为 [3][4]负号说明方向与小车运动方向相反；AB中间时刻的速度 则打C点时，小车的瞬时速度 12. 图a为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。 (1)虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为，满偏电流为100mA，电阻，由此可知，改装后电流表的量程为_________mA。 (2)实验步骤如下，请完成相应的填空： ①将滑动变阻器R的滑片移到_________端（选填“左”或“右”），闭合开关S； ②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图b所示，其读数为_________mA； ③以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图象，如图c所示； ④根据图象求得电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留到小数点后两位） 【答案】 ①. 500 ②. 右 ③. 56 ④. 1.48 ⑤. 0.8 【解析】 【详解】(1)[1]由题可知 解得量程 (2)[2]为了保护电路，闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到最右端。 [3]毫安表读数为56mA。 [4] [5]改装成新的电流表的内阻 由于电流表改装后量程扩大了5倍，但电流读数仍为原表头读数，因此根据闭合电路欧姆定律 根据图象可知，图象与纵轴的交点等于电动势，斜率绝对值等于，因此可得 ， 四、解答题 13. 用如图所示的水银血压计测量血压时，先用气囊向袖带内充气8次（开始袖带内无空气），每次冲入压强为（为外界大气压强）、体积为的空气，充气后袖带内的空气体积为，然后缓慢放气，当袖带内空气体积变为时，袖带内空气的压强刚好与大气压强相等。空气可视为理想气体，忽略充气和放气过程中空气温度的变化，求： （1）充气后袖带内空气的压强p； （2）袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值k。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 充气过程中空气做等温变化，末态压强为p，体积为V0，根据玻意耳定律，有 解得 【小问2详解】 设放出压强为的空气体积为，根据玻意耳定律，则有 袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值 联立解得 14. 如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提上来，如此周而复始（夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程）。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s，滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3，夯杆质量m=1×103kg，坑深h=6.4m，假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，取g=10m/s2。求： （1）夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，加速度的大小；并在给出的坐标图中定性画出夯杆在一个打夯周期内速度v随时间t变化的图象； （2）每个打夯周期中，电动机对夯杆做的功； （3）每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量。 【答案】（1）2m/s2， ；（2）7.2×104J；（3）4.8×104J 【解析】 【分析】（1）夯杆底端刚到达坑口的运动过程中，先做匀加速直线运动，当速度达到滚轮的线速度时，做匀速直线运动，到达坑口后，做竖直上抛运动；根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动学公式求解速度； （2）夯杆先受到滑动摩擦力，然后受静摩擦力，电动机对夯杆所做的功等于摩擦力做的功； （3）求出在每个周期内滚轮与夯杆间的相对位移，从而根据求出因摩擦产生的热量。 【详解】（1）夯杆加速上升阶段：加速度 解得 夯杆在一个运动周期内v﹣t图象如图所示 （2）夯杆加速上升的高度 在加速上升阶段，电动机对夯杆做的功 夯杆匀速上升阶段上升高度 电动机对夯杆做的功 每个打夯周期中，电动机对夯杆所做的功 （3）夯杆加速上升的时间 滚轮边缘转过的距离是 相对夯杆的位移是 摩擦产生的热量 代入数据 15. 如图所示，光滑的水平桌面上，平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ，P端位于x轴上，管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场区域宽度与细管长度相等，大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止，某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动，以速率u进入磁场，之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。 （1）求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1； （2）从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q，求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式； （3）小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内，该区域在桌面上的边界为矩形abcd，已知ab边与虚线重合，ab=L，，从小球进入电场区域到离开的过程中，求电场力对小球做的功W与场强E的关系。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 由分析可知，小球进入磁场后，在洛伦兹力的作用下沿y轴方向从静止开始做匀加速直线运动，设其加速度为a，则根据牛顿第二定律有 解得 设细管的长度为l，则根据运动学公式有 解得小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度为 【小问2详解】 从小球进入磁场开始计时，直到到达管口Q的过程中，设小球的运动时间为t0，则根据运动学公式有 解得 小球沿y轴方向做匀加速直线运动的速度表达式为 则小球受到的洛伦兹力沿x轴方向的分力为 设管壁对小球的弹力为N，由于沿x轴方向小球受力平衡，则有 所以管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式为 【小问3详解】 小球进入匀强电场区域后，沿y轴方向不受力，将以的速度做匀速直线运动；小球沿x轴方向将做匀变速直线运动，设其加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律有 解得 若小球从cd边离开，则小球运动的时间为 同时小球在沿x轴方向的位移应满足 根据运动学公式有 联立解得 则此时电场力对小球做的功为 由分析可知，当时，小球将从bc边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 当时，小球将从ad边离开，则此时小球沿x轴方向的位移为 所以电场力对小球做的功为 综上所述，电场力对小球做的功W与场强E的关系为：当时，；当时，；当时，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $