精品解析:2026届湖南衡阳市第八中学高考适应性练习卷(一)物理试题
2026-06-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 衡阳市 |
| 地区(区县) | 雁峰区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.74 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58399122.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
衡阳市八中2026年高考适应性练习卷(一)
物 理 试 题
时量75分钟 满分100分
一、单项选择题
1. 柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝,这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,在光屏上形成稳定的衍射图样,当细铜丝变粗时,下列说法正确的是( )
A. 中间亮条纹变窄,两侧暗条纹间距变小
B. 中间亮条纹变宽,两侧暗条纹间距变小
C. 整个图像向一侧偏移
D. 图像没有明显变化
2. 如图所示为某电场中的一根电场线,电场线上有A、B、C三点且AB=BC,一电子从A点出发经B点运动到C点。下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. 在A、B、C三点中,A点的电势最高
C. 在A、B、C三点中,A点的电场强度最大
D. 在A、B、C三点中,电子在A点的电势能最大
3. 如图甲是我国自主研制的新概念武器—电磁枪,这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。图乙是用电磁弹射技术制造的电磁枪原理图,质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动,并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入,通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场,可视为匀强磁场,磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速运动距离L后从轨道右边以速度 高速射出。不计一切阻力,下列说法中正确的是( )
A. 弹体在轨道上滑动时受到的安培力变小
B. 弹体射出速度与电流大小成正比
C. 弹体射出速度与加速距离L的大小成正比
D. 若电流I从N轨道左边流入,M轨道左边流回,则弹体向左边射出
4. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1kg,木箱的质量为5kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.4,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中(未与地面碰撞)地面对木箱的支持力大小为( )
A. 65N B. 67N C. 60N D. 58N
5. 如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一弹性橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)( )
A. 橡皮绳的弹性势能一直增大
B. 圆环的机械能先不变后增大
C. 橡皮绳的弹性势能增加了mgh
D. 橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大
6. 如图所示,辽篮某球员在比赛中进行投篮。已知A、B、C是篮球运动轨迹中的三个点,其中A为球抛出点,B为球运动轨迹的最高点,C为球落入篮框的点,且A、B连线垂直于B、C连线,A、B连线与水平方向的夹角为,不计空气阻力。则篮球从A到B与从B到C的运动时间之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动,则施力F后,下列说法正确的是( )
A. A、B之间的摩擦力一定变大 B. B与墙之间可能没有摩擦力
C. B与墙面间的弹力可能不变 D. B与墙面间的弹力变大
二、多项选择题
8. 下列说法正确的是( )
A. 多晶体都具有各向同性的特点
B. 液体的饱和汽压与温度有关
C. 第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
D. 一定质量的理想气体,放热的同时外界对其做功,其内能可能减少
E. 当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快,所以分子间的作用力一定表现为引力
9. 如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程( )
A. 杆的速度最大值为
B. 流过电阻R的电量为
C. 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的焦耳热
D. 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
10. 如图所示,两足够长的U形光滑金属导轨固定在水平面上,间距为L,电阻忽略不计,导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。时刻,导体棒a、b分别以、的速度同时向左运动,a棒在时刻的速度为0,之后时刻开始做匀速直线运动。a、b的质量分别为m和2m,长度均为L,电阻均为R,与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是( )
A. 0~时间内a、b棒的加速度之比逐渐减小
B. 0~时间内通过a棒的电量为
C. 0~时间内两棒滑行的距离之和为
D. 0~时间内两棒中产生的焦耳热为
三、实验题
11. 在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中,某同学打出了一条纸带。已知实验中使用的电源频率是50Hz,他按打点的先后顺序,从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,分别标为O、A、B、C、D,如图所示,则:
相邻两计数点间的时间间隔为________s,打A点时的瞬时速度大小为________m/s。(后一空结果保留两位小数)
12. 某实验小组利用如图甲装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。图中直径为D的水平圆盘可绕竖直中心轴转动,盘边缘侧面上有很小一段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来,从而记录反光时间。长为 的细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力 ,用游标卡尺测量反光材料的长度。实验小组采取了下列实验步骤:
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量和旋转半径保持不变,某次记录的反光时间为,则角速度______;
(2)以 为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示的直线,图线的斜率为,则滑块的质是为______(结果用字母表示);图线不过坐标原点的原因是______。
四、解答题
13. 如图所示,真空中有一正方形区域ABCD,边长为d, M、N分别为AB、CD 边的中点。整个空间内有一平行于 ABCD平面的匀强电场(图中未画出)。一个质量为m、电荷量为q的质子,从M点由静止释放,到N点的速度大小为ν,不计质子的重力。求:
(1)电场强度的大小和方向;
(2)若将(1)中电场方向调整为与AB平行,且由A指向B,质子以的初速度由M点沿MN方向射出,质子离开正方形ABCD区域的位置到C点的距离。
14. 如图(a)所示,“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球,作为一种长期留空平台,具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔,主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体),副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时,活塞与左挡板刚好接触,弹簧处于原长状态。在气球升空过程中,大气压强逐渐减小,弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时,活塞与右挡板刚好接触,氦气体积变为地面时的1.5倍,此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K,弹簧始终处于弹性限度内,活塞厚度忽略不计。
(1)设气球升空过程中氦气温度不变,求目标高度处的大气压强p;
(2)气球在目标高度处驻留期间,设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时,弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。
15. 如图导热汽缸A、B固定在同一水平面上,A的横截面积为S,B的横截面积为A的2倍,用两不计质量的活塞密封了等高的理想气体气柱,起初连接两活塞的轻绳均处于伸直状态,但绳中无张力,现向A汽缸的活塞上方缓慢加入细沙,直至A汽缸中气体体积减小为原来的一半。已知大气压强为p0,求此时:
(1)B汽缸中气体的压强;
(2)加入细沙的质量。
16. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面(纸面)内,的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,x轴上方的区域Ⅱ内存在沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从原点O处以大小为的速度垂直磁场射入第二象限,方向与x轴负方向夹角,一段时间后垂直虚线边界进入电场。已知,,区域Ⅱ中电场的场强。求:
(1)区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子从原点O出发到离开电场的总时间t;
(3)粒子离开电场时的速度大小v。
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衡阳市八中2026年高考适应性练习卷(一)
物 理 试 题
时量75分钟 满分100分
一、单项选择题
1. 柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝,这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,在光屏上形成稳定的衍射图样,当细铜丝变粗时,下列说法正确的是( )
A. 中间亮条纹变窄,两侧暗条纹间距变小
B. 中间亮条纹变宽,两侧暗条纹间距变小
C. 整个图像向一侧偏移
D. 图像没有明显变化
【答案】A
【解析】
【详解】根据激光发生明显衍射现象的条件,障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多时,会发生明显的衍射现象,该装置运用了光的衍射现象,当细铜丝变粗时,大于激光波长,衍射现象减弱,故中间亮条纹变窄,两侧暗条纹间距变小。
故选A。
2. 如图所示为某电场中的一根电场线,电场线上有A、B、C三点且AB=BC,一电子从A点出发经B点运动到C点。下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. 在A、B、C三点中,A点的电势最高
C. 在A、B、C三点中,A点的电场强度最大
D. 在A、B、C三点中,电子在A点的电势能最大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.只有一条电场线不能确定是否为匀强电场,A错误;
B.沿电场线的方向,电势降低,A点的电势最高,C点的电势最低,B正确;
C.电场线的疏密表示电场的强弱,一条电场线无法比较疏密,所以无法比较强弱,C错误;
D.电子带负电,受力与电场方向相反,沿电场线方向,电场力对电子做负功,电势能增大,故电子在A点的电势能最小,D错误。
故选B。
3. 如图甲是我国自主研制的新概念武器—电磁枪,这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。图乙是用电磁弹射技术制造的电磁枪原理图,质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动,并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入,通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场,可视为匀强磁场,磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速运动距离L后从轨道右边以速度 高速射出。不计一切阻力,下列说法中正确的是( )
A. 弹体在轨道上滑动时受到的安培力变小
B. 弹体射出速度与电流大小成正比
C. 弹体射出速度与加速距离L的大小成正比
D. 若电流I从N轨道左边流入,M轨道左边流回,则弹体向左边射出
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于磁感应强度的大小与电流I成正比,设比例系数为 ,则有
弹体在轨道上滑动时受到的安培力大小为
由于弹体在轨道上滑动时电流不变,轨道间距离不变,所以弹体在轨道上滑动时受到的安培力也不变,故A错误;
BC.对弹体进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得弹体的加速度大小为
根据运动学公式有
解得弹体射出时的速度大小为
所以 与成正比,与成正比,而非与成正比,故B正确,C错误;
D.若电流从N轨道左边流入,M轨道左边流回,由于电流的方向发生了改变,则磁感应强度的方向也会发生改变,根据左手定则可知弹体所受安培力的方向不变,所以弹体仍向右边射出,故D错误。
故选B。
4. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1kg,木箱的质量为5kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.4,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中(未与地面碰撞)地面对木箱的支持力大小为( )
A. 65N B. 67N C. 60N D. 58N
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,物块甲、乙的质量 ,木箱的质量
研究物块甲,根据牛顿第二定律
研究物块乙,根据牛顿第二定律
解得
以甲、乙和木箱整体为研究对象,设地面对木箱的支持力为,在竖直方向上用系统牛顿第二定律
解得
故选B。
5. 如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一弹性橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)( )
A. 橡皮绳的弹性势能一直增大
B. 圆环的机械能先不变后增大
C. 橡皮绳的弹性势能增加了mgh
D. 橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.橡皮绳开始处于原长,弹性势能为零,圆环刚开始下滑到橡皮绳再次伸直达到原长过程中,弹性势能始终为零,A错误;
B.圆环在下落的过程中,橡皮绳的弹性势能先不变后不断增大,根据机械能守恒定律可知,圆环的机械能先不变,后减小,B错误;
C.从圆环开始下滑到滑至最低点过程中,圆环的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能,C正确;
D.橡皮绳达到原长时,圆环受合外力方向沿杆方向向下,对环做正功,动能仍增大,D错误。
故选C。
6. 如图所示,辽篮某球员在比赛中进行投篮。已知A、B、C是篮球运动轨迹中的三个点,其中A为球抛出点,B为球运动轨迹的最高点,C为球落入篮框的点,且A、B连线垂直于B、C连线,A、B连线与水平方向的夹角为,不计空气阻力。则篮球从A到B与从B到C的运动时间之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将篮球从A到B运动的逆过程与从B到C运动的过程看作两个平抛运动,将AB过程沿水平和竖直方向分解,如图所示
水平方向则有
竖直方向则有
由几何知识可得
解得
同理可得
故
根据数学知识,
解得
则
故
故选B。
7. 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动,则施力F后,下列说法正确的是( )
A. A、B之间的摩擦力一定变大 B. B与墙之间可能没有摩擦力
C. B与墙面间的弹力可能不变 D. B与墙面间的弹力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.对A物体,开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止,开始A所受的静摩擦力大小为,若,则A、B之间的静摩擦力大小还是等于,所以A、B之间的摩擦力可能不变,故A错误;
B.对整体分析,因为AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力,摩擦力大小等于力F在竖直方向的分力,方向竖直向下,故B错误;
CD.以整体为研究对象,开始时B与墙面的弹力为零,施加力F后,B与墙面的弹力变为Fcosα,弹力增大,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题
8. 下列说法正确的是( )
A. 多晶体都具有各向同性的特点
B. 液体的饱和汽压与温度有关
C. 第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
D. 一定质量的理想气体,放热的同时外界对其做功,其内能可能减少
E. 当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快,所以分子间的作用力一定表现为引力
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,故A正确;
B、饱和汽压随温度的升高而增大,降低而减小,故B正确;
C、第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律,但不违反能量守恒定律,故C错误;
D、一定质量的理想气体,放热的同时外界对其做功,即有Q<0,W 0,根据热力学第一定律,△U可能减少,故D正确;
E、当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,斥力减小得更快;当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,故E错误.
9. 如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程( )
A. 杆的速度最大值为
B. 流过电阻R的电量为
C. 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的焦耳热
D. 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当杆达到最大速度时,拉力F与摩擦力和安培力相平衡,因此有
解得
故A错误;
B.由于
又因为
又因为
整理有
可得电荷量为
故B正确;
C.在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有
其中
,
恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,故C错误;
D.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两足够长的U形光滑金属导轨固定在水平面上,间距为L,电阻忽略不计,导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。时刻,导体棒a、b分别以、的速度同时向左运动,a棒在时刻的速度为0,之后时刻开始做匀速直线运动。a、b的质量分别为m和2m,长度均为L,电阻均为R,与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是( )
A. 0~时间内a、b棒的加速度之比逐渐减小
B. 0~时间内通过a棒的电量为
C. 0~时间内两棒滑行的距离之和为
D. 0~时间内两棒中产生的焦耳热为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.a棒、b棒为串联关系,通过的电流相等,0~时间内,根据牛顿第二定律,可知a棒、b棒之比为
可知二者加速度比值为定值,故A错误;
B.题意可知时刻a棒速度为0,规定向左为正方向,对a棒,根据动量定理有
解得,故B正确;
C.设0~时间内两棒滑行的距离之和为s,因为
联立解得,故C错误;
D.题中图形可等效如下
题意可知时刻a棒开始做匀速直线运动,可知最终两棒共速相同,则时间内,由系统动量守恒有
解得共同速度
根据功能关系可知,可知0~时间内两棒中产生的焦耳热
联立解得,故D正确。
故选BD。
三、实验题
11. 在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中,某同学打出了一条纸带。已知实验中使用的电源频率是50Hz,他按打点的先后顺序,从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,分别标为O、A、B、C、D,如图所示,则:
相邻两计数点间的时间间隔为________s,打A点时的瞬时速度大小为________m/s。(后一空结果保留两位小数)
【答案】 ①. 0.1 ②. 0.18
【解析】
【详解】[1]每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打A点时的瞬时速度大小为
12. 某实验小组利用如图甲装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。图中直径为D的水平圆盘可绕竖直中心轴转动,盘边缘侧面上有很小一段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来,从而记录反光时间。长为的细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力 ,用游标卡尺测量反光材料的长度。实验小组采取了下列实验步骤:
(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块质量和旋转半径保持不变,某次记录的反光时间为,则角速度______;
(2)以 为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示的直线,图线的斜率为 ,则滑块的质是为______(结果用字母表示);图线不过坐标原点的原因是______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 滑块受到摩擦力的作用
【解析】
【小问1详解】
根据控制变量法,为了探究向心力与角速度的关系,需要控制滑块的质量和旋转半径不变;物体转动的线速度为
又
解得
。
【小问2详解】
根据向心力公式可知
联立解得
由于
可得滑块的质量为
由图线可知,当 时,,可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的作用。
四、解答题
13. 如图所示,真空中有一正方形区域ABCD,边长为d, M、N分别为AB、CD 边的中点。整个空间内有一平行于 ABCD平面的匀强电场(图中未画出)。一个质量为m、电荷量为q的质子,从M点由静止释放,到N点的速度大小为ν,不计质子的重力。求:
(1)电场强度的大小和方向;
(2)若将(1)中电场方向调整为与AB平行,且由A指向B,质子以的初速度由M点沿MN方向射出,质子离开正方形ABCD区域的位置到C点的距离。
【答案】(1)电场强度方向由M指向N,;(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意可判断电场强度方向由M指向N,
对质子,由动能定理
得
(2)对质子,MN方向
AB方向
由牛顿第二定律得
当粒子离开正方形区域时C点的距离为
得
14. 如图(a)所示,“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球,作为一种长期留空平台,具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔,主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体),副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时,活塞与左挡板刚好接触,弹簧处于原长状态。在气球升空过程中,大气压强逐渐减小,弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时,活塞与右挡板刚好接触,氦气体积变为地面时的1.5倍,此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K,弹簧始终处于弹性限度内,活塞厚度忽略不计。
(1)设气球升空过程中氦气温度不变,求目标高度处的大气压强p;
(2)气球在目标高度处驻留期间,设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时,弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。
【答案】(1) 5.0×104Pa;(2) 266K
【解析】
【详解】(1)汽囊中的温度不变,则发生的是等温变化,设气囊内的气体在目标位置的压强为,由玻意耳定律
解得
由目标处的内外压强差可得
解得
(2)有胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的,则活塞受到弹簧的压力也变为原来的,即
设此时气囊内气体的压强为,对活塞压强平衡可得
由理想气体状态方程可得
其中
解得
15. 如图导热汽缸A、B固定在同一水平面上,A的横截面积为S,B的横截面积为A的2倍,用两不计质量的活塞密封了等高的理想气体气柱,起初连接两活塞的轻绳均处于伸直状态,但绳中无张力,现向A汽缸的活塞上方缓慢加入细沙,直至A汽缸中气体体积减小为原来的一半。已知大气压强为p0,求此时:
(1)B汽缸中气体的压强;
(2)加入细沙的质量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设开始时汽缸B内气体为VB,后来体积,由题可知
=1.5VB
对汽缸B的气体
解得
(2)对汽缸A的气体
即
pA=2p0
对汽缸B活塞进行受力分析,由受力平衡
对汽缸A活塞进行受力分析,由受力平衡
mg+p0S=T+pAS
解得加入细沙的质量
16. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面(纸面)内,的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,x轴上方的区域Ⅱ内存在沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从原点O处以大小为的速度垂直磁场射入第二象限,方向与x轴负方向夹角,一段时间后垂直虚线边界进入电场。已知,,区域Ⅱ中电场的场强。求:
(1)区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子从原点O出发到离开电场的总时间t;
(3)粒子离开电场时的速度大小v。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,在磁场中做圆周运动的半径设为,由几何关系可得
又
解得区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小
【小问2详解】
粒子运动圆轨迹所对的圆心角为,在磁场中运动时间设为,则
其中
粒子在电场中做类平拋运动,设该粒子的加速度大小为,在电场中运动时间为,沿轴负方向运动的距离为,则有
解得
其中
解得
由于
粒子从电场边界离开,则总时间
解得
【小问3详解】
由动能定理得
解得
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