精品解析：2026届湖北仙桃中学高三下学期模拟预测物理试题

仙桃中学高三年级第三次强化训练 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对而不全得2分，有选错或不答得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 结合能越大的原子核越稳定 B. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性 C. 入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大 D. β射线产生的物理原理是原子的外层电子受到激发后产生 2. 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间图像如图所示，其中乙的图像为抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. 时间内，甲、乙两车相距越来越远 B. 出发后甲、乙两车可相遇两次 C. 时刻两车的速度刚好相等 D. 时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度 3. 如图所示，在定滑轮C的正下方固定一个带负电的小球A，另一带电小球B用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使小球B处于静止状态。现拉动细线，使小球B缓慢地向定滑轮移近一小段距离，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球A对小球B的库仑力先减小后增大 B. 细线对小球B的拉力可能先增大后减小 C. 小球A与小球B之间的电势能不变 D. 小球B所经位置的电势逐渐升高 4. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在u=Umcos(t+)的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表 A1 、A2的示数之比为2∶1 B. 电压表 V1 、V2的示数之比为1∶2 C. 滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小 D. 原线圈的输入功率可能减小 5. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90o、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧 上的光，则上有光透出的部分的弧长为（　　） A. B. C. D. 6. 为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击时单位面积所承受的力，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中雨水上升了15mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10m/s，设雨滴撞击睡莲叶面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3，据此估算睡莲叶面单位面积上的平均受力约为（　　） A. 0.25N B. 25N C. 0.15N D. 1.5N 7. 如图所示，曲线Ⅰ是绕地球做圆周运动卫星1的轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是绕地球做椭圆运动卫星2的轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A. 椭圆轨道的长轴AB长度为R B. 若OA=0.5R，则卫星在B点的速率 C. 在Ⅰ轨道上卫星1的速率为v0，在Ⅱ轨道的卫星2在B点的速率为vB，则v0<vB D. 两颗卫星运动到C点时，卫星1和卫星2的加速度不同 8. 图a为一列简谐横波在时刻的波形图，Q是平衡位置为处的质点，图b为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是 A. 该波的周期是 B. 该波的传播速度为 C. 该波沿x轴的正方向传播 D. 时，质点Q的速度方向向上 9. 如图所示，在竖直平面xOy内存在大小、方向未知的匀强电场。一质量为m的小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限，速度方向沿x轴正方向，经过x轴上Q点时的速度大小也为v，方向与x轴夹角为37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。不计空气阻力，小球从P点运动到Q点的过程中（　　） A. 速度的最小值为 B. 所受电场力的最小值为 C. 动能与电势能之和一直减小 D. 水平位移与竖直位移的大小之比为2:1 10. 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD以及直宽轨EF、GH组合而成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB、CD等长且与EF、GH均相互平行，BE、GD等长、共线，且均与AB垂直，窄轨间距为，宽轨间距为L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L、质量为m、电阻为R。初始时b棒静止于导轨EF段某位置，a棒从AB段某位置以初速度v0向右运动，且a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长，下列判断正确的是（　　） A. a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为 B. 经过足够长的时间，a棒的速度为 C. 整个过程中通过回路的电荷量为 D. 整个过程中b棒产生的焦耳热为 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功，在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。 实验过程如下∶ （1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d； （2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置，并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=______（用题中所给符号表示）； （3）多次改变滑块的质量m，重复（2）的操作，得到多组'm与v的值。根据这些数值、作出的图像，如图乙。根据图像，可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为_______；还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数为_____（用题中所给符号表示，重力加速度为g）。 12. 某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为250μA、内阻为100Ω）、滑动变阻器R（最大值为10kΩ）和一节新型电池，将微安表改装成欧姆表。 （1）将两表笔短接，调节R使微安表指针指在“250μA”处； （2）当两表笔之间接入阻值为4.5kΩ的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则改装后欧姆表的内阻为________kΩ，则该电池的电动势为________V； （3）将微安表上μA处标明“Ω”，“250”处添加“0”，“100”位置处添加“________kΩ”，并在其他位置添加相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表； （4）经过一段时间之后，电池的电动势降低到1.8V，内阻增大，欧姆表仍可调零。若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为900Ω，则这个待测电阻的真实阻值为________Ω。 三、计算题（本题共3小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，答案中还必须写出数值和单位） 13. 如图所示为某一温度计的结构原理图，利用汽缸底部高度变化反映环境温度变化。质量为m=10kg的导热汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸内横截面积S=100cm2，长L=20cm。活塞厚度不计且与汽缸壁间无摩擦，环境温度为t1=27℃时，活塞刚好位于汽缸正中间，整个装置静止。已知大气压为p0=1.0×105Pa，T=t+273（K），重力加速度g=10m/s2。 （1）试证明刻度表的刻度是均匀的，并求出测量的最高温度t2为多少摄氏度？ （2）若封闭气体缓慢从温度t1升至t2过程中，内能增加了∆U=150J，求气体从外界吸收的热量Q。 14. 质量为M=3kg的长木板正在水平地面上向右运动，在t=0时刻将一质量为m=1kg的小物块轻放到木板右端，以后木板运动的速度与时间图像如图所示，物块始终没有从木板上滑下，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块与木板间的动摩擦因数μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2； （2）木板的长度L至少为多少； （3）在物块与木板相对滑动中，物块与木板间的摩擦生热Q。 15. 如图所示，在坐标系xOy中，直线PQ和y轴交于Q点，夹角θ=30°，OQ=3l，两者之间有一垂直纸面向外的匀强磁场区域（包括直线PQ）。在第一象限区域内，加上方向沿y轴负方向、大小为的匀强电场，在x=3l处垂直于x轴放置一足够大的平面荧光屏，与x轴交点为A。质量为m，电荷量为q的带正电粒子束以相同的速度v0从OQ间垂直于y轴射入磁场，已知从y轴上y=-2l的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O点，忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力。求： （1）磁场区域的磁感应强度B； （2）所有射入电场的粒子在磁场中的运动轨迹与y轴围成的面积S，以及粒子在电场中运动的最长时间tm； （3）求射入电场的粒子最终打到荧光屏上时距离A点的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 仙桃中学高三年级第三次强化训练 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对而不全得2分，有选错或不答得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 结合能越大的原子核越稳定 B. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性 C. 入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大 D. β射线产生的物理原理是原子的外层电子受到激发后产生 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子核的稳定性由比结合能（核子平均结合能）决定，比结合能越大原子核越稳定；结合能的大小与核子数有关，核子越多结合能越大，但不一定稳定，故A错误； B．光电效应证明光具有量子化的能量特性，康普顿效应证明光子具有动量，二者都揭示了光的粒子性，故B正确； C．根据光电效应方程，光电子的最大初动能仅由入射光的频率决定，与入射光强度无关，故C错误； D．β射线是原子核发生β衰变的产物，本质是原子核内的中子转化为质子和电子，电子从原子核内部释放形成β射线，不是原子外层电子受激发产生的，故D错误。 故选B。 2. 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间图像如图所示，其中乙的图像为抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. 时间内，甲、乙两车相距越来越远 B. 出发后甲、乙两车可相遇两次 C. 时刻两车的速度刚好相等 D. 时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．位移—时间图像的交点表示两车在某一时刻相遇，由题可知，两车由同一地点沿同一方向做直线运动，则可知两车在时刻相遇，故A错误； B．位移—时间图像的斜率表示物体的速度，由图像可知，甲乙两车在时刻相遇后，乙图的斜率始终大于甲图的斜率，即乙车的速度始终大于甲车的速度，因此出发后甲、乙两车只能相遇一次，故B错误； C．位移—时间图像的斜率表示物体的速度，由图像可知，甲车的图线为倾斜的直线，则甲车做匀速直线运动，而乙的图像为抛物线，且图线的斜率逐渐增大，可知，乙车做匀加速直线运动，而匀变速直线运动在某段时间内的中间时刻的瞬时速度就等于这段时间内的平均速度，可知在这段时间的中间时刻，即时刻的瞬时速度等于乙车在这段时间内的平均速度，又因为这段时间内甲乙两车的位移相同，则可知在这段时间内甲乙两车的平均速度相同，因此可知时刻两车的速度刚好相等，故C正确； D．时间内，乙车位移与甲车的位移相等，因此在这段时间内乙车的平均速度等于甲车的平均速度，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，在定滑轮C的正下方固定一个带负电的小球A，另一带电小球B用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使小球B处于静止状态。现拉动细线，使小球B缓慢地向定滑轮移近一小段距离，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球A对小球B的库仑力先减小后增大 B. 细线对小球B的拉力可能先增大后减小 C. 小球A与小球B之间的电势能不变 D. 小球B所经位置的电势逐渐升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．对B进行受力分析，如图所示， 小球B缓慢移动，可认为一直处于平衡状态在B缓慢移动过程中，设B与A点的距离为R，根据三角形关系和矢量三角形相似可得，整个过程中满足 得B与点电荷间的距离不变，B受到的库仑力大小不变，故A错误； B．同理，根据三角形关系和矢量三角形相似可得 当L逐渐减小时，比值不变，F逐渐减小，故B错误； CD．B与点电荷间的距离不变，库仑力始终与位移方向垂直，不做功。小球A与小球B之间的电势能不变，小球B的电势不变，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在u=Umcos(t+)的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表 A1 、A2的示数之比为2∶1 B. 电压表 V1 、V2的示数之比为1∶2 C. 滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小 D. 原线圈的输入功率可能减小 【答案】C 【解析】 【详解】B．根据原副线圈电压与匝数成正比得 故B错误； A．理想变压器输入功率和输出功率相等可得 则 故A错误； C．当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，由于输入电压不变，所以输出电压也不变，则滑动变阻器R消耗的功率 则，当 时，滑动变阻器R消耗的功率最大，故滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小，也可能一直增大，故C正确； D．由于理想变压器输入功率和输出功率相等，理想变压器输入功率随着输出功率的变化而变化，副线圈两端电压不变，副线圈回路电阻变小，副线圈电流变大，则输出功率 变大，变压器输入功率变大，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90o、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧 上的光，则上有光透出的部分的弧长为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据折射定律有： 可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．根据临界角公式： 得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为： 180°-（120°+45°）=15° 所以A到D之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为： 90°-（30°+15°）=45° 所以有光透出的部分的弧长为。 故选B。 【点睛】 6. 为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击时单位面积所承受的力，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中雨水上升了15mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10m/s，设雨滴撞击睡莲叶面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3，据此估算睡莲叶面单位面积上的平均受力约为（　　） A. 0.25N B. 25N C. 0.15N D. 1.5N 【答案】A 【解析】 【详解】时间内落到面积上的雨水总质量 其中为内杯中水位上升高度。雨滴撞击后无反弹、末动量为0，不计雨滴重力，根据动量定理 可得叶面受到的作用力 单位面积受力为 代入数值解得 所以睡莲叶面单位面积上的平均受力约为0.25N。 故选A。 7. 如图所示，曲线Ⅰ是绕地球做圆周运动卫星1的轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是绕地球做椭圆运动卫星2的轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A. 椭圆轨道的长轴AB长度为R B. 若OA=0.5R，则卫星在B点的速率 C. 在Ⅰ轨道上卫星1的速率为v0，在Ⅱ轨道的卫星2在B点的速率为vB，则v0<vB D. 两颗卫星运动到C点时，卫星1和卫星2的加速度不同 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律得，a为半长轴，已知卫星在两轨道上运动的卫星的周期相等，所以椭圆轨道的长轴长度为2R，故A错误； B．若OA=0.5R，则OB=1.5R，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力 如果卫星以OB为轨道半径做匀速圆周运动， 从该圆轨道进入Ⅱ轨道，卫星在B点要减速，做近心运动，所以卫星在B点的速率，故B正确。 C．B点为椭圆轨道的远地点，速度比较小，即vC＞vB，而在圆上，v0表示做匀速圆周运动的速度，则有v0＞vC，因此v0＞vB．故C错误； D．由于两卫星在C点时离地高度相同，故两卫星受到的万有引力产生的加速度相同，故D错误； 故选B。 8. 图a为一列简谐横波在时刻的波形图，Q是平衡位置为处的质点，图b为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是 A. 该波的周期是 B. 该波的传播速度为 C. 该波沿x轴的正方向传播 D. 时，质点Q的速度方向向上 【答案】BD 【解析】 【详解】由a图得到该波的波长为 λ=8m，由b图得到该波的周期为 T=0.2s，所以波速为：，故B正确，A错误；t=0.1s时Q点处在平衡位置上，且向下振动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C错误；t=0.1s时Q点处在平衡位置上，且向下振动，根据振动规律可知t=0.40s时Q的速度方向向上，故D正确．所以BD正确，AC错误． 9. 如图所示，在竖直平面xOy内存在大小、方向未知的匀强电场。一质量为m的小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限，速度方向沿x轴正方向，经过x轴上Q点时的速度大小也为v，方向与x轴夹角为37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。不计空气阻力，小球从P点运动到Q点的过程中（　　） A. 速度的最小值为 B. 所受电场力的最小值为 C. 动能与电势能之和一直减小 D. 水平位移与竖直位移的大小之比为2:1 【答案】AB 【解析】 【详解】D．将小球在Q点的速度v分解为水平分量vcos37°和竖直分量vsin37°。 由位移时间公式可得：小球水平分位移为 小球竖直分位移为 解得，故D错误； A．根据题中所述，可知小球水平方向先向右做匀减速直线运动，小球水平向右方向的分加速度大小为 小球竖直向下方向的分加速度大小为 设小球合加速度方向与竖直方向夹角为θ，则有 可知，小球在空中做类斜抛运动，可以将该运动分解为垂直于合加速度方向的匀速直线运动与沿合加速度方向的匀加速直线运动，可知匀速直线运动的分速度即为速度的最小值，则有vmin=vcosθ 结合上述解得，故A正确； B．根据上述小球所受电场力与重力的合力大小为F=ma，该合力方向与竖直方向夹角亦为θ，可知，当电场力方向与合力方向垂直时，电场力达到最小值，则有最小电场力 可求得 从而求得，故B正确； C．根据上述可知，小球从P点运动到Q点的过程中重力一直做正功，重力势能一直减小，小球运动过程中只有重力势能、动能与电势能的转化，可知动能与电势能之和一直增大，故C错误。 故选AB。 10. 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD以及直宽轨EF、GH组合而成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB、CD等长且与EF、GH均相互平行，BE、GD等长、共线，且均与AB垂直，窄轨间距为，宽轨间距为L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L、质量为m、电阻为R。初始时b棒静止于导轨EF段某位置，a棒从AB段某位置以初速度v0向右运动，且a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长，下列判断正确的是（　　） A. a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为 B. 经过足够长的时间，a棒的速度为 C. 整个过程中通过回路的电荷量为 D. 整个过程中b棒产生的焦耳热为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．a棒刚开始运动时，a棒产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得电路中的感应电流为 对b棒，根据牛顿第二定律得 联立解得b棒的加速度大小为，故A错误； BC．设经过足够长的时间，a、b棒的速度分别为。经过足够长的时间，两棒产生的感应电动势大小相等，回路中没有感应电流，两棒不受安培力，均做匀速直线运动，则有 规定向右为正方向，对b棒，由动量定理得 对a棒，由动量定理得 联立解得， 整个过程中通过回路的电荷量为 联立解得，故B错误，C正确； D．整个过程中b棒产生的焦耳热为 联立解得，故D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功，在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。 实验过程如下∶ （1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d； （2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置，并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=______（用题中所给符号表示）； （3）多次改变滑块的质量m，重复（2）的操作，得到多组'm与v的值。根据这些数值、作出的图像，如图乙。根据图像，可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为_______；还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数为_____（用题中所给符号表示，重力加速度为g）。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【分析】 【详解】（2）[1]用遮光条通过光电门的平均速度近似等于滑块通过光电门的瞬时速度，即； （3）[2][3]在滑块运动过程中，应用动能定理： 根据图像，构建函数 则图像的斜率，所以 则图像与纵轴的截距，则 12. 某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为250μA、内阻为100Ω）、滑动变阻器R（最大值为10kΩ）和一节新型电池，将微安表改装成欧姆表。 （1）将两表笔短接，调节R使微安表指针指在“250μA”处； （2）当两表笔之间接入阻值为4.5kΩ的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则改装后欧姆表的内阻为________kΩ，则该电池的电动势为________V； （3）将微安表上μA处标明“Ω”，“250”处添加“0”，“100”位置处添加“________kΩ”，并在其他位置添加相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表； （4）经过一段时间之后，电池的电动势降低到1.8V，内阻增大，欧姆表仍可调零。若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为900Ω，则这个待测电阻的真实阻值为________Ω。 【答案】 ①. 8 ②. 2 ③. 12 ④. 810 【解析】 【详解】[1][2]将两表笔短接，调节R使微安表指针指在“250μA”处（即满偏电流处），则欧姆表内阻为 图乙所示电流为160μA，则有 联立解得， [3]电流为100μA时有 联立解得 故“100”位置处添加“12kΩ”。 [4]电动势变化后，欧姆表内阻为 因此有 联立解得 三、计算题（本题共3小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，答案中还必须写出数值和单位） 13. 如图所示为某一温度计的结构原理图，利用汽缸底部高度变化反映环境温度变化。质量为m=10kg的导热汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸内横截面积S=100cm2，长L=20cm。活塞厚度不计且与汽缸壁间无摩擦，环境温度为t1=27℃时，活塞刚好位于汽缸正中间，整个装置静止。已知大气压为p0=1.0×105Pa，T=t+273（K），重力加速度g=10m/s2。 （1）试证明刻度表的刻度是均匀的，并求出测量的最高温度t2为多少摄氏度？ （2）若封闭气体缓慢从温度t1升至t2过程中，内能增加了∆U=150J，求气体从外界吸收的热量Q。 【答案】（1）升温过程，气体做等压变化，设汽缸上移动x时，气体温度为t，则有解得 可知t与x成一次函数（线性）关系，故刻度表的刻度是均匀的； （2） 【解析】 【小问1详解】 气体初态压强为 可知升温过程，气体做等压变化，设汽缸上移动x时，气体温度为t，则有 解得 可知t与x成一次函数（线性）关系，故刻度表的刻度是均匀的。当时温度最高，代入上式有 【小问2详解】 封闭气体缓慢从温度t1升至t2过程中，气体做等压变化且对外做功，则 代入题中数据解得 又因为 根据 联立解得 14. 质量为M=3kg的长木板正在水平地面上向右运动，在t=0时刻将一质量为m=1kg的小物块轻放到木板右端，以后木板运动的速度与时间图像如图所示，物块始终没有从木板上滑下，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块与木板间的动摩擦因数μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2； （2）木板的长度L至少为多少； （3）在物块与木板相对滑动中，物块与木板间的摩擦生热Q。 【答案】（1）， （2）0.98m （3）1.12J 【解析】 【小问1详解】 从t=0时开始，物块加速，木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。由图可知，在时，物块和木板的速度相同（即为0.7m/s），则t=0到时间内，物块加速度大小 对物块，根据牛顿第二定律有 联立解得 由图可知0.7s前，木板加速度大小 对木板，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 因为，可知两者达到相等速度0.7m/s后不能够保持相对静止，二者均做减速运动，此后物块加速度大小仍为，木板加速度大小 从时刻到物块停止用时 从时刻到木板停止用时 故木板在1.0s末减速到零，画出整个过程中物块和木板的图像如图 t=0到时间间隔内，物块相对木板向左运动，之后相对木板向右运动直到停止，则物块相对木板向左的最大位移即为图中阴影部分面积，由图可知 因此木板的长度至少为0.98m。 【小问3详解】 由图可知 根据功能关系可知，在物块与木板相对滑动中，物块与木板间的摩擦生热 15. 如图所示，在坐标系xOy中，直线PQ和y轴交于Q点，夹角θ=30°，OQ=3l，两者之间有一垂直纸面向外的匀强磁场区域（包括直线PQ）。在第一象限区域内，加上方向沿y轴负方向、大小为的匀强电场，在x=3l处垂直于x轴放置一足够大的平面荧光屏，与x轴交点为A。质量为m，电荷量为q的带正电粒子束以相同的速度v0从OQ间垂直于y轴射入磁场，已知从y轴上y=-2l的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O点，忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力。求： （1）磁场区域的磁感应强度B； （2）所有射入电场的粒子在磁场中的运动轨迹与y轴围成的面积S，以及粒子在电场中运动的最长时间tm； （3）求射入电场的粒子最终打到荧光屏上时距离A点的最远距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 正电粒子垂直y轴向左射入磁场，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，设轨道半径为r，由洛伦兹力公式得 已知y=−2l处射入的粒子轨迹过O点，粒子速度水平，圆心在y轴上，直径为2l，故r=l 解得 【小问2详解】 所有粒子轨道半径均为r=l，入射点，每个粒子轨迹为直径在y轴上，直径长2l的左半圆，圆心y坐标从−l到l 围成区域：上下各为四分之一圆（面积各为），中间为长2l宽l的矩形（面积）总面积  粒子进入电场时速度沿x正方向，大小为，y方向初速度为0，加速度 沿y负方向。粒子在电场中运动到y=0时离开电场，位移 由 得 Y最大为2l，解得最长时间 【小问3详解】 所有粒子到达x=3l前都已离开电场 设出射点纵坐标为Y，在类平抛过程中根据类平抛运动规律 位移偏转角正切值 速度偏转角正切值 推导得最终打在荧光屏上距离A(3l,0)的距离 这是关于的开口向下的二次函数，顶点在 解得最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $