精品解析：2026届河北沧州市黄骅中学高三下学期考前学情自测物理试题

高三物理卷 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. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A. Sr衰变为Y时产生α粒子 B. Pu衰变为U时产生β粒子 C. 50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D. 87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 2. 某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A点以i=45°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A. 0.5 B. C. D. 2 3. 如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为，始终以恒定速率顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A. 鱼在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向先沿斜面向上后沿斜面向下 B. 虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动 C. 虾与传送带间的动摩擦因数一定小于 D. 鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于 4. 在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. 当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B. 当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 C. 仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 D. 减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变 5. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一根长的不可伸长的绝缘细线，一端连着一质量的带电小球，另一端固定于O点。把小球拉起至A点，此时细线水平，把小球从A点由静止释放，小球经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零，与夹角为，g取。则（　　） A 小球一定带负电 B. 小球从A点经过B点再到C点的过程中，机械能先增加后减小 C. 细线所受的最大拉力为 D. 小球到达B点时动能为 6. 某同学玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来。下列说法正确的是（ ） A. 人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车没有做功 B. 人停止蹬地后，人和滑板车还能继续向前运动，是因为他们受到惯性的作用 C. 人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，不再受到力的作用 D. 人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，其运动状态发生改变 7. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上 B. 1~2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反 C. 0~2s内线圈中产生的感应电动势为 D. 2~4s内线圈中产生的焦耳热为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共 18 分。每个小题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. 如图甲所示，某弹簧振子在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是 （　　） A. 弹簧振子振动的圆频率为 B. 弹簧振子的振动方程为 C. 在t=3s和t=5s时刻弹簧的弹性势能相同 D. 在t=3s和t=5s时刻弹簧的弹性势能不同 9. 由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内做相同角速度的匀速圆周运动。如图，三颗星体的质量均为m，三角形的边长为L，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 每个星体运动时的向心力大小均为 B. 每个星体运动的线速度大小均为 C. 每个星体运动的周期均为 D. 每个星体运动的角速度大小均为 10. 如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；导轨上放一质量为的金属杆（如图甲），金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的拉力作用在金属杆上，使杆运动，当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度也会变化，已知和的关系如图乙。（重力加速度取）则（　　） A. 金属杆受到的拉力与速度成正比 B. 该磁场磁感应强度B为0.25T C. 图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小 D. 导轨与金属杆之间的动摩擦因数为 三、实验题（共2小题，共14分） 11. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： （1）图中所示是______（选填“A”或“B”） A．电磁打点计时器 B．电火花计时器 （2）一小车在重物牵引下拖着穿过限位孔的纸带沿平直轨道加速运动，下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 ①图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=______s； ②小车的加速度为a=_____（计算结果保留2位有效数字）； 12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为，于是就找来一支新HB铅笔，想尽量准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A．电源E：电动势约为3.0V； B．电流表：量程为，内阻； C．电流表：量程为0~10mA，内阻； D．电流表：量程为0~100mA，内阻； E．滑动变阻器：最大阻值为； F．滑动变阻器：最大阻值为； G．电阻箱，最大阻值； H．开关S，导线若干。 （1）根据实验室提供的仪器，他设计图所示的电路，图中电流表a应选用______，电流表b应选用______；滑动变阻器R应选用______。（均选填器材前的字母） （2）将电阻箱阻值调成合适的值，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表a的示数和电流表b的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值______（用k，，，或表示）。 四、计算题（本题共3小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 足够长的A、B两薄壁汽缸的质量分别为，，分别用质量与厚度均不计的活塞C、D将理想气体M、N封闭在汽缸内，C、D两薄活塞用一跨过两定滑轮且不可伸长的柔软轻绳连接，汽缸B放置在水平地面上，系统在图示位置静止时，汽缸A的底部距离地面的高度h＝22cm，C、D两活塞距离地面的高度分别为2h与3h。外界大气压恒为，气体M的热力学温度，C、D两活塞的横截面积均为，取重力加速度大小，不计一切摩擦。对气体M缓慢加热，气体N的热力学温度始终保持在300K，求： （1）汽缸A的底部刚接触地面时气体M的热力学温度； （2）气体M的温度上升到时活塞D距离地面的高度。 14. 如图所示，半径为光滑圆弧曲面与倾角为37°足够长的固定粗糙斜面在点平滑相接，质量为的小物块B恰好静止在斜面上，此时物块B与点的距离为。另一质量为的小物块A从与圆心等高处由静止释放，通过点滑上斜面，与物块B发生弹性碰撞。已知物块A与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，两物块均可视为质点，碰撞时间极短。求： （1）物块A运动到点时对曲面的压力； （2）物块A与B碰撞前的速度； （3）从物块A与B第一次碰撞到两物块再次碰撞经历时间。 15. 用如图所示的装置进行实验探究：将比荷均为的正、负粒子，一起注入加速电场的中心，忽略各粒子的初速度，部分粒子经电场加速形成的粒子束从正极板的小孔射出，然后进入磁分析器部分粒子经电场加速后形成粒子束从负极板上的小孔射出，沿半径为的圆弧轨迹通过静电分析器，接着通过速度选择器（已知只有沿直线运动的粒子才能通过速度选择器），最后在磁分析器中沿半圆弧轨迹偏转回到点。其中加速电场的电压大小为，静电分析器中与圆心等距离的各点电场强度大小相等，方向指向圆心，磁分析器中以为圆心的足够大的半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场。整个系统处于真空中，磁分析器与静电分析器到加速电场与速度选择器的距离相等，不计重力、粒子间的相互作用力及相对论效应。 （1）求静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小。 （2）分析两束粒子是否会相撞，并求磁分析器中匀强磁场磁感应强度大小。 （3）若速度选择器中磁场的磁感应强度大小为磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小的，则速度选择器中电场的电场强度为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理卷 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. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A. Sr衰变为Y时产生α粒子 B. Pu衰变为U时产生β粒子 C. 50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D. 87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即粒子，故A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即粒子，故B错误； CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故C错误，故D正确。 故选D。 2. 某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A点以i=45°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A. 0.5 B. C. D. 2 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，作出光路图如图所示 令折射角为，根据几何关系有 则玻璃砖对该单色光的折射率为 解得 故选B。 3. 如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为，始终以恒定速率顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A. 鱼在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向先沿斜面向上后沿斜面向下 B. 虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动 C. 虾与传送带间的动摩擦因数一定小于 D. 鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于 【答案】D 【解析】 【详解】AD．由于鱼落在斜面时有沿着斜面向下的初速度，鱼相对于传送带向下运动，鱼受到沿斜面向上的滑动摩擦力，鱼均能被传送到上端收集箱中，鱼所受重力沿斜面的分力小于滑动摩擦力，即 解得 则鱼先沿斜面向下做匀减速直线运动，当速度减为0后，沿斜面向上做匀加速直线运动，当鱼的速度与传送带共速时，做匀速直线运动，鱼在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向一直沿斜面向上，故A错误，D正确； BC．由于虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度，虾相对于传送带向下运动，虾受到沿斜面向上的滑动摩擦力，当虾所受重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力时，虾沿斜面向下做匀加速直线运动，当虾所受重力沿斜面的分力等于滑动摩擦力时，虾沿斜面向下做匀速直线运动，当虾所受重力沿斜面的分力小于滑动摩擦力时，虾沿斜面向下做匀减速直线运动，这三种情况虾均能把虾传送至下端收集箱中，故虾与传送带间的动摩擦因数不一定小于，故BC错误。 故选D。 4. 在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. 当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 B. 当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加 C. 仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大 D. 减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．当A板上所带正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故A错误； B．当B板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故B错误； C．仅减小电容器两极板间的距离，根据 可知电容器电容变大，LC振荡电路的周期将变大，故C正确； D．减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，根据 可知电容器电容变大，电感线圈自感系数变大，则LC振荡电路的周期将变大，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一根长的不可伸长的绝缘细线，一端连着一质量的带电小球，另一端固定于O点。把小球拉起至A点，此时细线水平，把小球从A点由静止释放，小球经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零，与夹角为，g取。则（　　） A 小球一定带负电 B. 小球从A点经过B点再到C点的过程中，机械能先增加后减小 C. 细线所受的最大拉力为 D. 小球到达B点时的动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对全过程，重力做正功，可知电场力做负功，可知电场力方向向右，则小球带正电，A 错误； B．小球从A点经过B点再到C点的过程中，电场力一直做负功，可知小球的机械能一直减小，B错误； C．对全过程根据动能定理可得 解得 重力和电场力的合力 与水平方向夹角的正切值 可得 如图所示 此时合力方向与圆弧的焦点为等效最低点，此时绳子的拉力最大，根据动能定理 在等效最低点，根据牛顿第二定律 联立解得细线所受的最大拉力 C错误； D．从A到B根据动能定理可得 D正确 故选D。 6. 某同学玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来。下列说法正确的是（ ） A. 人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车没有做功 B. 人停止蹬地后，人和滑板车还能继续向前运动，是因为他们受到惯性的作用 C. 人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，不再受到力的作用 D. 人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，其运动状态发生改变 【答案】D 【解析】 【详解】A．人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车有力的作用，滑板车在力的方向上通过一段距离，人对滑板车做功，故A错误； B．人停止蹬地后，人和滑板车由于惯性还能继续向前运动，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故B错误； C．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，还受到重力、地面的支持力和阻力作用，故C错误； D．人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，运动速度发生改变，其运动状态发生改变，故D正确。 故选D。 7. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上 B. 1~2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反 C. 0~2s内线圈中产生的感应电动势为 D. 2~4s内线圈中产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】A．0~1s内磁场方向竖直向下且均匀减小，则穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向下，故A错误； B．1~2s内磁场方向竖直向上且均匀增大，则穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向与图甲所示方向相同，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律可知，0~2s内线圈中产生的感应电动势为 故C错误； D．由法拉第电磁感应定律可知，2~4s内线圈中产生的感应电动势为 2~4s内线圈中产生的焦耳热为 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。每个小题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. 如图甲所示，某弹簧振子在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是 （　　） A. 弹簧振子振动的圆频率为 B. 弹簧振子的振动方程为 C. 在t=3s和t=5s时刻弹簧的弹性势能相同 D. 在t=3s和t=5s时刻弹簧的弹性势能不同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，周期，弹簧振子振动的圆频率，故A错误； B．由图乙可知，振幅A=20cm，设弹簧振子的振动方程为 代入数据可得，故B正确； CD ．因为弹簧振子是在竖直方向上的振动，平衡位置并不是原长位置，所以在t=3s和t=5s时刻时刻弹簧振子的弹簧形变量不同，弹性势能也不相同，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内做相同角速度的匀速圆周运动。如图，三颗星体的质量均为m，三角形的边长为L，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 每个星体运动时的向心力大小均为 B. 每个星体运动的线速度大小均为 C. 每个星体运动的周期均为 D. 每个星体运动的角速度大小均为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.对于任意一颗星体，其他两星体万有引力的合力充当向心力，则 A错误； B. 每个星体运动的半径为 根据 解得 B正确； C.根据 解得 C错误； D根据 可得 D正确。 故选BD。 10. 如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；导轨上放一质量为的金属杆（如图甲），金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的拉力作用在金属杆上，使杆运动，当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度也会变化，已知和的关系如图乙。（重力加速度取）则（　　） A. 金属杆受到的拉力与速度成正比 B. 该磁场磁感应强度B为0.25T C. 图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小 D. 导轨与金属杆之间的动摩擦因数为 【答案】CD 【解析】 【详解】ACD．当杆的运动达到稳定时，根据受力平衡可得 又 联立可得 可知金属杆受到的拉力与速度不成正比关系；当时，，即图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小，由图像可得 解得 故A错误，CD正确； B．根据 可得 可知图像的斜率为 解得该磁场磁感应强度为 故B错误。 故选CD。 三、实验题（共2小题，共14分） 11. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： （1）图中所示是______（选填“A”或“B”） A．电磁打点计时器 B．电火花计时器 （2）一小车在重物牵引下拖着穿过限位孔的纸带沿平直轨道加速运动，下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 ①图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=______s； ②小车的加速度为a=_____（计算结果保留2位有效数字）； 【答案】 ①. A ②. 0.10 ③. 0.39 【解析】 【详解】（1）[1]图中所示是电磁打点计时器，故填A。 （2）①[2] 打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次点，每相邻两计数点之间还有4个点未画出，会有5个时间间隔，故相邻两计数点的时间间隔为 ②[3]根据，可得小车的加速度大小 12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为，于是就找来一支新HB铅笔，想尽量准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A．电源E：电动势约为3.0V； B．电流表：量程为，内阻； C．电流表：量程为0~10mA，内阻； D．电流表：量程为0~100mA，内阻； E．滑动变阻器：最大阻值为； F．滑动变阻器：最大阻值为； G．电阻箱，最大阻值； H．开关S，导线若干。 （1）根据实验室提供的仪器，他设计图所示的电路，图中电流表a应选用______，电流表b应选用______；滑动变阻器R应选用______。（均选填器材前的字母） （2）将电阻箱阻值调成合适的值，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表a的示数和电流表b的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值______（用k，，，或表示）。 【答案】（1） ①. C ②. D ③. E （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]由题图可知，实验是用伏安法测电阻的电路，电流表a和电阻箱串联相当于电压表，电流表b测电流表a和电阻箱的总电流，量程比电流表a大。若电流表a选用B，电流表a和电阻箱的总电阻最大约为1100Ω，电流表a和电阻箱的总电流约为 当电流表a满偏时无论电流表b选用C还是D示数都太小（未达到三分之一），所以电流表B无法使用，电流表a应选用C。 [2]电流表b应选用D。 [3]滑动变阻器是分压式接法，因此为方便调节，所以滑动变阻器应选用阻值较小的E。 【小问2详解】 根据部分电路欧姆定律得 整理得 可知图像的斜率 解得 。 四、计算题（本题共3小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 足够长的A、B两薄壁汽缸的质量分别为，，分别用质量与厚度均不计的活塞C、D将理想气体M、N封闭在汽缸内，C、D两薄活塞用一跨过两定滑轮且不可伸长的柔软轻绳连接，汽缸B放置在水平地面上，系统在图示位置静止时，汽缸A的底部距离地面的高度h＝22cm，C、D两活塞距离地面的高度分别为2h与3h。外界大气压恒为，气体M的热力学温度，C、D两活塞的横截面积均为，取重力加速度大小，不计一切摩擦。对气体M缓慢加热，气体N的热力学温度始终保持在300K，求： （1）汽缸A底部刚接触地面时气体M的热力学温度； （2）气体M的温度上升到时活塞D距离地面的高度。 【答案】（1）600K；（2） 【解析】 【详解】（1）对气体M缓慢加热过程中，气体体积变大，活塞C相对地面的位置不变，汽缸A的底部下降，最后接触地面，整个过程气体进行等压变化，则 初态：V1=Sh ， 末态：V2=2Sh 根据盖吕萨克定律 解得 T2=600K （2）开始时，对汽缸A进行受力分析可得，绳子拉力 开始时活塞静止，则气体M、N的压强分别为 ， 气体M的温度上升T2=600K时，汽缸A的底部接触地面，之后气体温度继续增加，活塞C上升，活塞D下降，当气体N压强增大，当气体N压强等于大气压强时，设活塞D下降高度为h1，由玻意耳定律可得 解得 此时绳子拉力为0，则气体N的压强也等于大气压强，设M的气体温度为，由理想气体状态方程 解得 则气体M的温度上升到时，绳子一直保持拉紧状态，绳子拉紧状态时，气体M、N的压强相等，设气体M的温度上升到时活塞C上升∆h，则活塞D下降∆h；气体M、N的压强为p1，则对气体M、N，由理想气体状态方程和玻意耳定律可得 ， 联立解得 则气体M的温度上升到时活塞D距离地面的高度 14. 如图所示，半径为的光滑圆弧曲面与倾角为37°足够长的固定粗糙斜面在点平滑相接，质量为的小物块B恰好静止在斜面上，此时物块B与点的距离为。另一质量为的小物块A从与圆心等高处由静止释放，通过点滑上斜面，与物块B发生弹性碰撞。已知物块A与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，两物块均可视为质点，碰撞时间极短。求： （1）物块A运动到点时对曲面的压力； （2）物块A与B碰撞前的速度； （3）从物块A与B第一次碰撞到两物块再次碰撞经历的时间。 【答案】（1），与竖直方向夹角斜向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块A从静止开始下滑到底端的过程中，由机械能守恒得 设物块A运动到N点时受到曲面的支持力为，由牛顿第二定律得 联立解得 由牛顿第三定律得曲面受到的压力 与竖直方向夹角斜向下； （2）滑上斜面后，对物块A，设加速度为a，与物块B碰撞前速度为v，由牛顿第二定律可得 由运动运动学公式可得 联立解得 （3）物块A与物块B发生弹性碰撞，碰撞后物块A速度为，物块B速度为，满足动量守恒、动能守恒，即 联立解得 因为物块B恰好静止在斜面上，碰撞后物块B匀速运动，物块A与物块B碰后，物块A以加速度a匀加速运动，设经时间t第二次碰撞，由运动学公式可得 解得 15. 用如图所示的装置进行实验探究：将比荷均为的正、负粒子，一起注入加速电场的中心，忽略各粒子的初速度，部分粒子经电场加速形成的粒子束从正极板的小孔射出，然后进入磁分析器部分粒子经电场加速后形成粒子束从负极板上的小孔射出，沿半径为的圆弧轨迹通过静电分析器，接着通过速度选择器（已知只有沿直线运动的粒子才能通过速度选择器），最后在磁分析器中沿半圆弧轨迹偏转回到点。其中加速电场的电压大小为，静电分析器中与圆心等距离的各点电场强度大小相等，方向指向圆心，磁分析器中以为圆心的足够大的半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场。整个系统处于真空中，磁分析器与静电分析器到加速电场与速度选择器的距离相等，不计重力、粒子间的相互作用力及相对论效应。 （1）求静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小。 （2）分析两束粒子是否会相撞，并求磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小。 （3）若速度选择器中磁场的磁感应强度大小为磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小的，则速度选择器中电场的电场强度为多大？ 【答案】（1） （2）不会相撞， （3） 【解析】 【小问1详解】 在加速电场中，由动能定理有 在静电分析器中，有 解得 【小问2详解】 由题可知粒子束带负电，粒子束带正电； 根据 可得 它们的速率大小相等，可知正、负粒子在磁分析器中运动的圆周半径均为，圆周运动的周期也相等，则两粒子同时进入速度选择器； 粒子束虽然可以通过磁分析器进入速度选择器，但是负粒子从左侧进入速度选择器，受到的洛伦兹力与电场力方向都向下，将向下偏转打到下极板上，不会与粒子束相撞； 粒子在磁分析器中运动由洛伦兹力提供向心力，有 解得。 【小问3详解】 带正电的粒子能通过速度选择器，则有 可得 又 联立解得。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $