精品解析：陕西西安市某校2025-2026学年高三下学期考前模拟物理试卷

陕西省西安中学高2026届高三第十次模拟考试 物理试题 （时间：75分钟满分：100分） 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. BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A. 燃料会发生链式反应 B. 聚变反应吸收能量而不是释放能量 C. 若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D. 高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力，从而发生核裂变 2. 广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是（　　） A. 羚羊处于平衡状态 B. 猎豹做匀变速运动 C. 羚羊经过D点时的加速度最大 D. 猎豹经过C点时受到的合外力最大 3. 自动投料机通过控制系统对绝缘性良好的陶瓷粉末进行投放。工作时保持开关闭合，如图所示，随着陶瓷粉末的持续减少，下列说法正确的是（　　） A. 电路中电流方向b→a B. 电极两端电压变大 C. 电极间的电容变大 D. 电容器内存储的电场能增加 4. 如图所示为车载电磁实验简易装置，弹性线圈与A、B两个发光二极管组成的回路装置固定在小车上表面，小车置于光滑水平桌面上。实验中发现当条形磁体沿轴线快速靠近或远离线圈时，小车会向右或向左运动，同时两个二极管会交替发光，则条形磁体（ ） A. N极靠近线圈时，小车向右运动，二极管A发光 B. N极远离线圈时，小车向左运动，二极管B发光 C. N极靠近线圈时，线圈有扩大的趋势 D. 无论N极或S极，只要靠近线圈时，小车均向右运动 5. 武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果，某演员（未画出）在下列四种拍摄场景中均在空中做匀速运动，由绳①和绳②连接演员，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（　　） A. 通过金属线框的磁通量最大值为 B. 时，线框中的感应电流最大 C. 0到时间内，通过线框的电量为 D. 线框中产生的交变电动势的最大值为 7. 如图甲所示，光滑水平面上两个质量均为的相同小球A和B靠在一起，A与轻绳组成单摆，B与劲度系数为的轻弹簧组成弹簧振子，刚开始A和B均处于静止状态，此时轻绳的拉力大小等于。现将小球A向左拉开一个较小角度（小于）并由静止释放，经最低点时与小球B发生碰撞，碰撞时间忽略不计，此后小球B运动的图像如图乙所示。两球发生的碰撞均为弹性正碰，重力加速度为，不计空气阻力，则（　　） A. A球释放时离地的高度为 B. 弹簧振子的周期等于 C. 弹簧振子的振幅为 D. 单摆的摆长等于 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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分。 8. 如图所示，将一个空玻璃试管放在盛满水的透明水槽中，从水槽外侧可以观察到试管浸入水中的玻璃侧壁更亮一些。已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A. 光从水射向试管玻璃壁，折射光线往法线方向偏折 B. 侧壁更亮一些是因为光从水射向玻璃侧壁时发生全反射 C. 光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，频率始终不变 D. 光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，传播速度始终不变 9. 探测器绕太阳沿椭圆轨道运动，其近日点距太阳中心为，其远日点距太阳中心为。另有一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动，其轨道半径为。已知引力常量为，太阳半径为，探测器与小行星运行的周期均为，下列说法正确的是（　　） A. 小行星绕太阳运行的速率为 B. 太阳的质量可表示为 C. 太阳的密度可表示为 D. 探测器在近日点与远日点的速率之比为 10. 如图所示，竖直平面内平行正对的两水平金属板A1B1、A2B2的间距和板长均为d，上极板接地，下极板不带电。一发射源从A1点沿A1B2方向以相同速度持续喷射出质量为m、电荷量为+q（q很小）的油滴（视为质点），第1滴油滴落在下极板中点C处，油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为g，不计空气阻力，忽略油滴间的相互作用，则（ ） A. 油滴喷射的初速度大小为 B. 最终稳定时，油滴沿A1B2方向做匀速直线运动 C. 油滴在平行板间运动的最短、最长时间之比为1∶2 D. 油滴在平行板间运动时电势能最多减少 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示，已知当地重力加速度。 （1）除重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器外还必须使用的器材是__________。 A. 刻度尺 B. 秒表 C. 干电池若干 D. 天平 （2）在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点，得到的纸带如图2所示，已知交流电源频率为50Hz，打下B点时重物的速度为_____m/s（结果保留3位有效数字）。 （3）测得重物的质量，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为_______J（结果保留2位有效数字）。如果在误差允许范围内重力势能减小量与动能增加量相等，则可证明机械能守恒。 12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值_____。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最_____（填“左”或“右”）端。在某次测量中，若毫安表的示数为，的示数为，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为_____（结果保留两位有效数字）。 （3）经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示，该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为，油液外热敏电阻的温度为，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为_____cm（结果保留一位有效数字）。 13. 某兴趣小组设计了一个自动开关空调的装置，其原理图如图所示。一定质量的理想气体封闭在导热汽缸内，活塞上表面涂有导电物质，活塞和导电物质的厚度、质量均不计，活塞横截面积；开始时室内温度，活塞距汽缸底部的高度，当室内温度上升，活塞上移时，活塞上表面的导电物质与电路中的两固定触点、接触，空调开始工作。不计一切摩擦，大气压强，求： （1）为使空调能在时启动，开始活塞距固定触点、的距离； （2）若从开始到空调刚启动过程气体吸收的热量为，则此过程气体内能的增加量为多少。 14. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一个粒子源于处不断释放质量为，带电量为的离子，其初速度视为零，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀径向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为，不计离子重力。求： （1）离子进入静电分析器时的速度大小； （2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 15. 如图所示，质量为的木板A静止于足够长的光滑水平面上，质量为可视为质点的小物块C静止在A的左端，C与A间的动摩擦因数为。与A质量相同、等高的木板B（足够长）静止在A右侧的水平面上，与C质量相同且静止的物块D左端固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于原长。现对小物块施加的恒力，后撤去力，此时A正好到达B的左端并和B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），小物块恰好从A的右端滑上了B的左端，B、C共速时B恰好与弹簧接触，此后再经弹簧压缩量最大，此时B、C间刚要发生相对滑动。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，为弹簧劲度系数，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求： （1）木板A的长度L； （2）B恰好与弹簧接触时的速度大小； （3）木板B与C间的动摩擦因数，及内物块D的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省西安中学高2026届高三第十次模拟考试 物理试题 （时间：75分钟满分：100分） 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. BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A. 燃料会发生链式反应 B. 聚变反应吸收能量而不是释放能量 C. 若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D. 高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力，从而发生核裂变 【答案】C 【解析】 【详解】A．链式反应是核裂变的特征，核聚变是轻核聚合成较重核的过程，不会发生链式反应，故A错误； B．核聚变反应存在质量亏损，根据质能方程可知聚变反应释放能量，高温是反应发生的条件，并非反应吸收能量，故B错误； C．核反应满足质量数和电荷数守恒，左边总质量数为5，总电荷数为2，右边氦核质量数为4、电荷数为2，中子质量数为1、电荷数为0，总质量数5，总电荷数为2，守恒关系成立，反应方程正确，故C正确； D．高温的目的是使原子核具有足够动能克服库仑斥力发生核聚变，不是核裂变，故D错误。 故选C。 2. 广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是（　　） A. 羚羊处于平衡状态 B. 猎豹做匀变速运动 C. 羚羊经过D点时的加速度最大 D. 猎豹经过C点时受到的合外力最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题意知羚羊做曲线运动，所受合外力指向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，猎豹的加速度不断变化，不是匀变速运动，故AB错误； CD．羚羊、猎豹的速度大小不变，D点的弯曲程度最大，C点的弯曲程度比D的小，根据 可知D点向心加速度最大，根据 可知猎豹经过D点时受到的合外力最大，故D错误，C正确。 故选C。 3. 自动投料机通过控制系统对绝缘性良好的陶瓷粉末进行投放。工作时保持开关闭合，如图所示，随着陶瓷粉末的持续减少，下列说法正确的是（　　） A. 电路中电流方向b→a B. 电极两端电压变大 C. 电极间的电容变大 D. 电容器内存储的电场能增加 【答案】A 【解析】 【详解】B．该装置可等效为电容器，两个电极是电容器极板，绝缘陶瓷是介电常数大于空气的电介质，开关保持闭合，因此电容器始终与电源相连，电极两端电压保持不变，故B错误； C．根据电容决定式，陶瓷粉末减少后，极板间平均相对介电常数εr减小，因此电容C减小，故C错误； A．电容器的C减小，U不变，由Q=CU，可知电容器带电量Q减小，电容器放电。电容器左极板接电源正极带正电，右极板（接a端）接电源负极带负电；放电时负电荷从右极板经a流向b，电流方向与负电荷运动方向相反，因此电流方向为b→a，故A正确； D．电容器放电，电容器内存储的电场能减少，故D错误。 故选A。 4. 如图所示为车载电磁实验简易装置，弹性线圈与A、B两个发光二极管组成的回路装置固定在小车上表面，小车置于光滑水平桌面上。实验中发现当条形磁体沿轴线快速靠近或远离线圈时，小车会向右或向左运动，同时两个二极管会交替发光，则条形磁体（ ） A. N极靠近线圈时，小车向右运动，二极管A发光 B. N极远离线圈时，小车向左运动，二极管B发光 C. N极靠近线圈时，线圈有扩大的趋势 D. 无论N极或S极，只要靠近线圈时，小车均向右运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．极靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律的推论“来拒去留”，线圈受到向右的排斥力，小车向右运动；根据楞次定律，感应电流的磁场方向向左，由安培定则可知线圈中电流从下端流出，经二极管流回上端，二极管发光，故A错误； B．极远离线圈时，穿过线圈的磁通量减少，根据“来拒去留”，线圈受到向左的吸引力，小车向左运动；感应电流的磁场方向向右，由安培定则可知线圈中电流从上端流出，经二极管流回下端，二极管发光，故B错误； C．极靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律的推论“增缩减扩”，线圈有收缩的趋势，故C错误； D．无论极或极，只要靠近线圈时，根据“来拒去留”，线圈均受到向右的排斥力，小车均向右运动，故D正确。 故选D。 5. 武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果，某演员（未画出）在下列四种拍摄场景中均在空中做匀速运动，由绳①和绳②连接演员，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】分析演员的受力，演员受到自身重力，绳①和绳②的拉力；绳②的拉力方向不变，绳①的拉力方向在变化，三个力使演员处于平衡状态，三个力构成矢量三角形，利用动态三角形进行求解，如图所示 由图可知，当与垂直时最小。 故选A。 6. 如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（　　） A. 通过金属线框的磁通量最大值为 B. 时，线框中的感应电流最大 C. 0到时间内，通过线框的电量为 D. 线框中产生的交变电动势的最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．图示位置穿过线框的磁通量最大，为 故A错误 B．当时，可知线框刚好振动一圈，回到图示位置，此时穿过线框的磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0，感应电流为0，故B错误； C．当，即 线圈转到与图示垂直位置，此时磁通量为零，则0到时间内，通过线框的电量为 故C正确； D．线框中产生的交变电动势的最大值为 故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，光滑水平面上两个质量均为的相同小球A和B靠在一起，A与轻绳组成单摆，B与劲度系数为的轻弹簧组成弹簧振子，刚开始A和B均处于静止状态，此时轻绳的拉力大小等于。现将小球A向左拉开一个较小角度（小于）并由静止释放，经最低点时与小球B发生碰撞，碰撞时间忽略不计，此后小球B运动的图像如图乙所示。两球发生的碰撞均为弹性正碰，重力加速度为，不计空气阻力，则（　　） A. A球释放时离地的高度为 B. 弹簧振子的周期等于 C. 弹簧振子的振幅为 D. 单摆的摆长等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球A下摆过程机械能守恒，设碰撞前A的速度为，碰撞为弹性正碰，且两球质量相等，有， 解得， 即二球交换速度，对A球有 解得，故A错误； B．由图乙可知，B球回到碰撞位置时与A球再次弹性碰撞，速度交换，B球的速度变为0时的时刻为，时B球的速度又变为，可知A球的周期满足 可得 时B球的速度为，经过速度减为零，对应周期，可知弹簧振子的周期等于，故B错误； C．弹簧振子的最大速度为，由机械能守恒定律 解得振幅为，故C错误； D．根据 解得摆的摆长等于，故D正确。 故选D。 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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分。 8. 如图所示，将一个空玻璃试管放在盛满水的透明水槽中，从水槽外侧可以观察到试管浸入水中的玻璃侧壁更亮一些。已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A. 光从水射向试管玻璃壁，折射光线往法线方向偏折 B. 侧壁更亮一些是因为光从水射向玻璃侧壁时发生全反射 C. 光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，频率始终不变 D. 光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，传播速度始终不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．光从水（光疏介质）射向玻璃（光密介质），根据折射规律，折射光线会向法线方向偏折，故A正确； B．全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，而水是光疏介质、玻璃是光密介质，光从水射向玻璃不会发生全反射。实际是光从玻璃射向试管内的空气时发生全反射，才让侧壁更亮，故B错误； C．光的频率由光源决定，在不同介质中传播时频率不变，故C正确； D．由可知，光在不同介质中的传播速度不同，故D错误。 故选AC。 9. 探测器绕太阳沿椭圆轨道运动，其近日点距太阳中心为，其远日点距太阳中心为。另有一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动，其轨道半径为。已知引力常量为，太阳半径为，探测器与小行星运行的周期均为，下列说法正确的是（　　） A. 小行星绕太阳运行的速率为 B. 太阳的质量可表示为 C. 太阳的密度可表示为 D. 探测器在近日点与远日点的速率之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小行星做匀速圆周运动，周长为 周期为，平均速率为，故A正确； B．对小行星，万有引力提供向心力： 整理得太阳质量，故B错误； C．太阳密度 太阳体积 将代入得： 根据开普勒第三定律，探测器半长轴 且 即： 代入密度表达式得：，故C正确； D．根据开普勒第二定律，对椭圆轨道的探测器，相同时间内扫过面积相等，取极短时间，近日点速度，远日点速度，则 整理得：，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，竖直平面内平行正对的两水平金属板A1B1、A2B2的间距和板长均为d，上极板接地，下极板不带电。一发射源从A1点沿A1B2方向以相同速度持续喷射出质量为m、电荷量为+q（q很小）的油滴（视为质点），第1滴油滴落在下极板中点C处，油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为g，不计空气阻力，忽略油滴间的相互作用，则（ ） A. 油滴喷射的初速度大小为 B. 最终稳定时，油滴沿A1B2方向做匀速直线运动 C. 油滴在平行板间运动的最短、最长时间之比为1∶2 D. 油滴在平行板间运动时电势能最多减少 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知粒子的初速度方向与水平方向呈，第1滴油滴落在下极板中点C处，水平方向上满足，竖直方向上满足 解得油滴喷射的初速度，故A错误； B．随着电荷量的积累，两板间电场强度逐渐增大，粒子竖直方向上的加速度减小，水平方向的位移逐渐增大，直至下极板的电荷量积累至油滴刚好离开B1点为止，之后粒子将一直从B1点射出，故B错误； C．水平方向的分运动决定了油滴在平行板间运动的时间，因此最短、最长时间之比为1∶2，故C正确； D．电场力做功最多时油滴向上运动至最高点（最终从B1点离开），由运动的对称性分析知，水平方向上，竖直方向上，从A1点到最高点由动能定理有 联立解得 即电势能最多减少，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示，已知当地重力加速度。 （1）除重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器外还必须使用的器材是__________。 A. 刻度尺 B. 秒表 C. 干电池若干 D. 天平 （2）在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点，得到的纸带如图2所示，已知交流电源频率为50Hz，打下B点时重物的速度为_____m/s（结果保留3位有效数字）。 （3）测得重物的质量，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为_______J（结果保留2位有效数字）。如果在误差允许范围内重力势能减小量与动能增加量相等，则可证明机械能守恒。 【答案】（1）A （2）2.07 （3）0.52 【解析】 【小问1详解】 本实验中需要用刻度尺测量计数点间的距离，打点计时器使用交流电源，不需要电池，打点计时器可以记录时间，不需要秒表。 故选A。 【小问2详解】 由题意可知，打点周期为 打下B点时重物的速度为 【小问3详解】 由题意可知，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为 12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值_____。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最_____（填“左”或“右”）端。在某次测量中，若毫安表的示数为，的示数为，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为_____（结果保留两位有效数字）。 （3）经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示，该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为，油液外热敏电阻的温度为，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为_____cm（结果保留一位有效数字）。 【答案】（1）1.9 （2） ①. 左 ②. 3.0 （3）5 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，表盘的指针位置为19，测电阻所用的挡位为“”挡，所以读数结果为 【小问2详解】 [1] 为了保证被测部分的电压从零开始逐渐增大，对仪器起到保护作用，则在闭合开关前，电路图中滑动变阻器的滑片应置于最左端。 [2] 由于并联电路，各支路两端的电压相同，则根据欧姆定律可得热敏电阻的阻值为 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，电路报警时电路的总电阻为 所以此时热敏电阻的总阻值为 由图丙可知，油液内热敏电阻的温度为时，热敏电阻的阻值为 同理油液外热敏电阻的温度为时，热敏电阻的阻值为 设报警液面到油箱底部的距离为，则热敏电阻的总阻值为 解得 13. 某兴趣小组设计了一个自动开关空调的装置，其原理图如图所示。一定质量的理想气体封闭在导热汽缸内，活塞上表面涂有导电物质，活塞和导电物质的厚度、质量均不计，活塞横截面积；开始时室内温度，活塞距汽缸底部的高度，当室内温度上升，活塞上移时，活塞上表面的导电物质与电路中的两固定触点、接触，空调开始工作。不计一切摩擦，大气压强，求： （1）为使空调能在时启动，开始活塞距固定触点、的距离； （2）若从开始到空调刚启动过程气体吸收的热量为，则此过程气体内能的增加量为多少。 【答案】（1）0.03m （2）16J 【解析】 【小问1详解】 气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 得 代入数据，解得 【小问2详解】 气体等压膨胀对外做功，则 代入数据解得 由热力学第一定律得 代入数据，解得 14. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一个粒子源于处不断释放质量为，带电量为的离子，其初速度视为零，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀径向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为，不计离子重力。求： （1）离子进入静电分析器时的速度大小； （2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速电场中运动，由动能定理   解得 【小问2详解】 ① 静电分析器中，径向电场力提供离子圆周运动的向心力   代入 化简得：  ② 离子沿直径进入磁场，偏转后速度水平向右垂直打在硅片上，可得偏转角为。对圆形磁场中沿直径入射的离子，由几何关系得离子轨迹半径 。 洛伦兹力提供向心力   代入，化简得 【小问3详解】 设离子在磁场中轨迹半径为，由 可知越大，越小。 硅片与等高，因此只有离子打在硅片上（为交点纵坐标）才符合要求，推导得与满足 离子全部打在硅片上。 将代入不等式   解得 15. 如图所示，质量为的木板A静止于足够长的光滑水平面上，质量为可视为质点的小物块C静止在A的左端，C与A间的动摩擦因数为。与A质量相同、等高的木板B（足够长）静止在A右侧的水平面上，与C质量相同且静止的物块D左端固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于原长。现对小物块施加的恒力，后撤去力，此时A正好到达B的左端并和B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），小物块恰好从A的右端滑上了B的左端，B、C共速时B恰好与弹簧接触，此后再经弹簧压缩量最大，此时B、C间刚要发生相对滑动。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，为弹簧劲度系数，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求： （1）木板A的长度L； （2）B恰好与弹簧接触时的速度大小； （3）木板B与C间的动摩擦因数，及内物块D的位移大小。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 恒力作用的内，对A，由牛顿第二定律，得 解得 对C由牛顿第二定律，得 解得 A的长度等于C和A的位移差，由匀变速直线运动位移与时间的关系，得 【小问2详解】 撤去时，由匀变速直线运动速度与时间的关系，得A速度 C的速度 A与B发生弹性碰撞，没有动能损失且动量守恒，有， 解得碰撞后：， 碰撞时间极短，C速度不变仍为 C滑上B后到共速过程，BC系统动量守恒，有 解得 即B接触弹簧时速度为。 【小问3详解】 设弹簧压缩到最短时，压缩量为，B、C、D共同速度为，对B、C、D组成的系统，动量守恒，有 解得 系统机械能守恒，有 解得 B、C恰好相对滑动时，对B、C整体，由牛顿第二定律，有 对C，由牛顿第二定律，有 联立解得 在时间，设BC和D的速度分别为、，对任意时刻满足动量守恒，有 等式两边同乘时间内一段极短时间并求和，得 设BC和D的位移分别为、，则有 压缩量与、关系为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $