精品解析：2026届陕西西安市西北工业大学附属中学高三下学期大练习5物理试题

2026届高三物理大练习5 一、单选题（共20分） 1. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是（　　） A. 卡文迪什利用扭秤实验装置测出了引力常量，被称为“称量地球质量”第一人 B. 第谷通过大量天文观测总结出了行星绕太阳运动的轨道为椭圆 C. 库仑首先提出了电场的概念，并引入了电场线来形象地描述电场 D. 静电场并不存在，是科学家为了研究问题的方便引入的虚拟模型 2. 如图所示，所有质点同时从O点沿不同倾角的光滑斜面无初速滑下，若将各质点在斜面上运动时间相同的点连成一线，则连线的性质为（ ） A. 圆弧 B. 抛物线 C. 水平线 D. 斜线 3. 一透明体的横截面如图所示，周围是空气，O点为圆弧AC的圆心，，，为圆弧AC上的点且，现有一平行AB方向的单色光沿PQ射入透明体后，经BC边反射从O点垂直于AB第一次射出透明体。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入透明体，不会折射 B. 折射率与材料无关 C. 透明体的折射率 D. 光线从Q点传播到O点的时间 4. 如图所示，直角△MNP区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。，MP=L，C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源可沿平行PN方向射入速度大小不同的正、负电子。电子的质量为m、电荷量为e，不考虑电子间的相互作用不计正、负电子所受的重力。下列说法正确的是（ ） A. 可能有正电子从M点射出磁场 B. 负电子从D点离开磁场时的速度大小为 C. 从MN边射出的正电子在磁场中运动的最长时间为 D. 正电子在磁场中运动的最长时间为 5. 如图所示，质量为M、倾角为的光滑斜劈置于光滑水平地面上，质量为m的小球第①次和第②次分别以方向水平向右和水平向左、大小均为的初速度与静止的斜劈相碰，碰撞中无机械能损失。重力加速度用g表示，下列说法正确的是（　　） A. 这两次碰撞过程小球和斜劈组成的系统动量都守恒 B. 第②次碰撞后斜劈的速度小于 C. 第②次碰撞过程中地面对斜劈的支持力等于 D. 第①次碰撞前、后小球的速度方向一定在同一直线上；第②次碰撞前、后小球速度方向与斜面法线的夹角一定相等 6. 如图所示，轻绳的一端固定在天花板上，另一端连接一轻小光滑滑轮，轻绳与竖直方向的夹角为，另一轻绳绕过滑轮，一端连着一重物，某人拉着轻绳的另一端水平向右运动，将重物缓慢吊起，绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程，下列说法正确的是（ ） A. 夹角与夹角的比值保持不变 B. 夹角与夹角的比值不变 C. 连接滑轮的轻绳上的弹力不变 D. 人与地面之间的摩擦力逐渐增大 7. 两波源分别位于和处，产生的简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，左侧波源的振幅为2cm，波速为0.4m/s，右侧波源的振幅为3cm。如图所示为时刻两列相向传播的波形图（背向传播的波形未画出），此刻平衡位置位于和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是（ ） A. 处的质点为振动加强点，之后其位移大小为5cm保持不变 B. 处的质点在时向y轴负方向振动 C. 处的质点在时向y轴负方向振动 D. 在0~2025s内处的质点运动的路程比的质点多6cm 二、多选题（共18分） 8. 如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图乙是航天控制中心大屏上显示卫星FZ01的“星下点”在一段时间内的轨迹，已知地球静止卫星的轨道半径为r、地球半径为R，且r≈6.7R，FZ01绕行方向和地球自转方向如图甲所示。则下列说法正确的（　　） A. 卫星FZ01的轨道半径约为 B. 卫星FZ01的轨道半径约为 C. 卫星FZ01可以记录到北极点的气候变化 D. 卫星FZ01不可以记录到北极点的气候变化 9. 如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为，从A点向圆形平面内不同方向发射速率相同的质子（不计质子间相互作用），发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（　　） A. CD间电势差 B. CD间电势差 C. 电场强度 D. 电场强度 10. 矩形线框放在光滑水平面上，边长为，边长为，线框共有匝，总电阻为，质量为。有界匀强磁场的宽度为，方向垂直于水平面向上，使线框从图示位置以初速度向右滑去，当线框边刚好出磁场时线框的速度为零，线框运动过程中边始终与磁场边界平行，则下列判断正确的是（　　） A. 边刚进磁场时线框的加速度大小为 B. 边刚要出磁场时的速度大小为 C. 边通过磁场过程中，通过线框某匝线圈的电量为 D. 边通过磁场过程中，每匝线圈产生的焦耳热为 三、实验题（共14分） 11. 某同学进行“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”，在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下，创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面，把摆线一端固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。小角度拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动。某次实验中，该同学通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力F随时间t变化的关系如图2所示，其中已知，当地的重力加速度大小为g，摆球质量为m。 （1）实验中测得摆球的周期T为__________（用表示）。 （2）如图1所示，若摆球在A点的摆角为，则摆球在A点的回复力是__________（填选项序号）。 A. B. C. D. （3）该同学多次调节料面的倾角，测出相应的控球周期T，并以为纵坐标，以__________（填“”或“”）为横坐标，绘制的图像是一条直线，则可以得到实验结论。 12. 某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验. （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过小，应该换用__________（填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为__________； （2）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图乙所示，其直径__________；再用刻度尺测出电阻丝的长度为； （3）为了准确测量电阻丝的电阻，某同学设计了如图丙所示的电路.闭合，当接时，电压表示数为，电流表示数为；当接时，电压表示数为，电流表示数为，则该电阻丝的电阻率__________（用题中所给物理量符号表示）. 四、解答题（共60分） 13. 今年11月25日，南非科学家确定了其境内出现令人“极度担忧”的新冠新变种病毒B.1.1.529，是至今进化得最多的新冠毒株，即对疫苗抵抗性更大，可能比德尔塔毒株还大。新冠肺炎在全球肆虐，医院氧气用量激增。一个贮氧钢瓶容积200L，在室外测得氧气压强为2.5×106Pa，室外温度为250K，医院病房内温度300K（钢瓶的热胀冷缩可以忽略）。则： （1）移入室内达热平衡后钢瓶内氧气的压强为多少？ （2）现在室内对容积L内部真空的小钢瓶分装氧气，分装后每个小钢瓶压强为2×105Pa，在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变，最后大钢瓶内还应剩有200L的氧气，则最多可分装出多少瓶小瓶供病人使用。 14. 如图1所示，两物块A、B之间拴接一轻弹簧，静止在光滑的水平地面上，弹簧恰好处于原长，物块A 的质量 。现给物块A一向右的初速度，并把此时记为0时刻，规定向右为正方向，在 时间内A、B物块运动的a-t图像如图2所示。已知 时刻它们的加速度最大，此时A 的速度 ，位移 求： （1）物块A的初速度的大小； （2）时间内弹簧对物块A 做的功； （3）内 B的位移大小和弹簧的劲度系数。 15. 如图甲所示，在水平面的上方，A、B为同一竖直面内的两点，A、B之间的高度差为h，水平距离为2h，将质量为m的不带电小球自A点以一定初动能（未知）水平抛出，经过一段时间小球运动至B点。若该小球带正电、电荷量为q，并在竖直面内加上周期性变化的匀强电场，其变化规律如图乙所示。将小球在时刻仍从A点以的初动能水平向右抛出，在时，小球恰好以的动能竖直向下经过B点。（m、q、h均为已知量，重力加速度为g，运动过程中小球的电荷量保持不变，小球始终没落到水平面上）。求： （1）不带电小球水平抛出初动能； （2）0~T时间内匀强电场的场强E0的大小； （3）从抛出开始计时经过3T的时间内，带电小球动能的最小值和全过程位移的大小。 16. 如图所示是两组固定的间距皆为d的平行金属导轨（倾角为30°的abce和光滑水平桌面上的fghj），两者在e、b两点绝缘但平滑连接。abce处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，ac间接一阻值为R的电阻。fh间接一恒流源（电流大小恒为I且方向如圆圈中箭头所示），fghj所在的正方形区域kpqn处于另一磁场中。正方形金属线框水平放置在fg、hj间，左侧紧靠pq。线框右侧水平导轨间有一个长度为的区域，处于竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。将质量为m、电阻为R的导体棒A从倾斜导轨上某一位置静止释放，其在到达be前已达稳定速度。A始终与导轨垂直且接触良好，经过kpqn时磁场方向水平向左、磁感应强度大小（x为A到kn的距离）。已知线框质量为3m、边长为、自感系数为L，不计线框电阻；A与线框发生弹性碰撞后即撤出导轨区域。除kp、nq两段导轨动摩擦因数为外，其余部分皆光滑。求： （1）倾斜导轨所处磁场的磁感应强度大小； （2）A经过区域kpqn过程中摩擦产生的热量Q； （3）线框出磁场时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三物理大练习5 一、单选题（共20分） 1. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是（　　） A. 卡文迪什利用扭秤实验装置测出了引力常量，被称为“称量地球质量”第一人 B. 第谷通过大量天文观测总结出了行星绕太阳运动的轨道为椭圆 C. 库仑首先提出了电场的概念，并引入了电场线来形象地描述电场 D. 静电场并不存在，是科学家为了研究问题的方便引入的虚拟模型 【答案】A 【解析】 【详解】A．卡文迪什通过扭秤实验首次测出引力常量G，并由此计算地球质量，故A正确； B．第谷通过长期天文观测积累了精确数据，但总结出行星椭圆轨道规律的是开普勒，故B错误； C．法拉第首先提出电场概念并引入电场线，库仑的贡献是库仑定律，故C错误； D．静电场是客观存在的物质，电场线才是虚拟模型，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，所有质点同时从O点沿不同倾角的光滑斜面无初速滑下，若将各质点在斜面上运动时间相同的点连成一线，则连线的性质为（ ） A. 圆弧 B. 抛物线 C. 水平线 D. 斜线 【答案】A 【解析】 【详解】设轨道与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，物体的加速度 a = = gcosθ 所有小物体在相等时间内的位移 由图可知 gt2是竖直方向直径的长度，通过几何关系知，某一时刻这些小物体所在位置构成的面是圆弧。 故选A。 3. 一透明体的横截面如图所示，周围是空气，O点为圆弧AC的圆心，，，为圆弧AC上的点且，现有一平行AB方向的单色光沿PQ射入透明体后，经BC边反射从O点垂直于AB第一次射出透明体。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入透明体，不会折射 B. 折射率与材料无关 C. 透明体的折射率 D. 光线从Q点传播到O点的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．光线从空气射入透明体的入射角等于，光线会发生折射，故A错误； B．折射率等于光在真空中的速度与光在该材料中的速度之比，折射率与材料有关，故B错误； C．根据题意作出光的折射图像 根据几何关系可解得 根据折射定律有 故C错误； D．根据几何关系可得△OEQ为等腰三角形，可知 则光线从Q点传播到O点的路程为 光在介质中传播的速度 光线从Q点传播到O点的时间为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，直角△MNP区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。，MP=L，C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源可沿平行PN方向射入速度大小不同的正、负电子。电子的质量为m、电荷量为e，不考虑电子间的相互作用不计正、负电子所受的重力。下列说法正确的是（ ） A. 可能有正电子从M点射出磁场 B. 负电子从D点离开磁场时的速度大小为 C. 从MN边射出的正电子在磁场中运动的最长时间为 D. 正电子在磁场中运动的最长时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据粒子的运动的轨迹可知，粒子不可能从B点射出磁场，选项A错误； B．负电子从D点离开磁场时 解得 则负电子的速度大小为 选项B错误； C．当正电子运动的轨迹与MN相切时从MN射出的时间最长，由几何关系可知圆心角为120°，则最长时间 选项C正确； D．正电子从CM之间射出时用时间最长，则在磁场中运动的最长时间为 选项D错误。 故选C。 5. 如图所示，质量为M、倾角为的光滑斜劈置于光滑水平地面上，质量为m的小球第①次和第②次分别以方向水平向右和水平向左、大小均为的初速度与静止的斜劈相碰，碰撞中无机械能损失。重力加速度用g表示，下列说法正确的是（　　） A. 这两次碰撞过程小球和斜劈组成的系统动量都守恒 B. 第②次碰撞后斜劈的速度小于 C. 第②次碰撞过程中地面对斜劈的支持力等于 D. 第①次碰撞前、后小球的速度方向一定在同一直线上；第②次碰撞前、后小球速度方向与斜面法线的夹角一定相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．第①次碰撞小球和斜劈组成的系统合外力不为0，系统动量不守恒，第②次碰撞过程中，系统的合外力不为0，动量不守恒，故A错误； B．第②次碰撞前的速度分解如图甲所示，则 ， 第②次碰撞后小球平行于斜面方向的速度不变，设第②次碰撞后斜劈的速度为u，如图乙所示，以小球和斜劈组成的系统为研究对象，系统水平方向动量守恒，有 解得 根据题意可知碰撞过程中无机械能损失，根据机械能守恒定律可知 联立解得 故B正确； C．第②次碰撞后小球和斜劈组成的系统的动量有竖直向上的分量，则可知地面对斜劈的支持力大于，故C错误； D．第①次碰撞前、后小球的速度方向一定在同一直线上，综上所述可知第②次碰撞后小球沿垂直于斜面方向的速度 则第②次碰撞前后小球速度方向与斜面法线的夹角一定不相等，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，轻绳的一端固定在天花板上，另一端连接一轻小光滑滑轮，轻绳与竖直方向的夹角为，另一轻绳绕过滑轮，一端连着一重物，某人拉着轻绳的另一端水平向右运动，将重物缓慢吊起，绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程，下列说法正确的是（ ） A. 夹角与夹角的比值保持不变 B. 夹角与夹角的比值不变 C. 连接滑轮的轻绳上的弹力不变 D. 人与地面之间的摩擦力逐渐增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．轻小滑轮受力平衡，绕过滑轮的两段轻绳拉力的合力方向沿夹角的角平分线，且与轻绳共线，因此。人向右运动时逐渐增大，将该关系代入A项所述两个夹角的比值，可知该比值随变化，故A错误； BC．轻小滑轮受力平衡，绕过滑轮的两段轻绳张力均为，两拉力的合力沿夹角的角平分线，轻绳的张力与该合力方向相反，因此 即，轻绳的张力大小 人向右运动时逐渐增大，因此保持不变，而逐渐减小，故B正确，C错误。 D．以人为研究对象，水平方向受力平衡，地面对人的摩擦力大小。由于不变且逐渐增大，故逐渐增大，故D正确。 故选BD。 7. 两波源分别位于和处，产生的简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，左侧波源的振幅为2cm，波速为0.4m/s，右侧波源的振幅为3cm。如图所示为时刻两列相向传播的波形图（背向传播的波形未画出），此刻平衡位置位于和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是（ ） A. 处的质点为振动加强点，之后其位移大小为5cm保持不变 B. 处的质点在时向y轴负方向振动 C. 处的质点在时向y轴负方向振动 D. 在0~2025s内处的质点运动的路程比的质点多6cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知两列波的波长均为，两波源到，处的波程差为 该处为振动加强点，两列波均到达后振幅为 但质点位移随时间周期性变化，并非保持不变，故A错误； B．处与处到右侧波源的距离相等，两处振动状态相同。由图中处为最大位移处， 时速度为， 并非沿轴负方向振动，故B错误； C．波的周期为 左、右两列波的波前到达，处所需时间分别为， 两列波到达时均使质点从平衡位置沿轴负方向开始振动，且。在时，右侧波已作用，质点正由负最大位移返回平衡位置，此时两列波均使质点沿轴正方向振动，与题述相反，故C错误； D．在时，与处的质点分别只受左、右两列波影响，另一列波到达各点所需时间均为 质点从平衡位置开始做简谐运动，在内的路程为，因此 由关系式 两列波均到达后，两点处两列波的波程差均为 两点均为振动减弱点，合振动的振幅均为 由于两点到右侧波源的波程相差 两点的合振动相位相反，任意时刻速率相等，所以此后相同时间内路程相等。故在内两质点的路程差为，故D正确。 故选D。 二、多选题（共18分） 8. 如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图乙是航天控制中心大屏上显示卫星FZ01的“星下点”在一段时间内的轨迹，已知地球静止卫星的轨道半径为r、地球半径为R，且r≈6.7R，FZ01绕行方向和地球自转方向如图甲所示。则下列说法正确的（　　） A. 卫星FZ01的轨道半径约为 B. 卫星FZ01的轨道半径约为 C. 卫星FZ01可以记录到北极点的气候变化 D. 卫星FZ01不可以记录到北极点的气候变化 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 解得静止卫星的周期为 卫星FZ01的周期为 由于，所以 故A正确，B错误； CD．卫星FZ01纬度最高时，根据图乙可知 如图所示 卫星离地球球心所在水平面的高度为 即卫星高度大于北极点的高度，卫星FZ01可以记录到北极点的气候变化，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为，从A点向圆形平面内不同方向发射速率相同的质子（不计质子间相互作用），发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（　　） A. CD间电势差 B. CD间电势差 C. 电场强度 D. 电场强度 【答案】BD 【解析】 【详解】CD．从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大，可知电场力做功最大，沿电场线方向的位移最大，可知场强沿CD方向，则 可得电场强度 故C项错误，D项正确。 AB．CD间电势差 故A项错误，B项正确。 故选BD。 10. 矩形线框放在光滑水平面上，边长为，边长为，线框共有匝，总电阻为，质量为。有界匀强磁场的宽度为，方向垂直于水平面向上，使线框从图示位置以初速度向右滑去，当线框边刚好出磁场时线框的速度为零，线框运动过程中边始终与磁场边界平行，则下列判断正确的是（　　） A. 边刚进磁场时线框的加速度大小为 B. 边刚要出磁场时的速度大小为 C. 边通过磁场过程中，通过线框某匝线圈的电量为 D. 边通过磁场过程中，每匝线圈产生的焦耳热为 【答案】AC 【解析】 【详解】B．当ab边从进入磁场到出磁场的过程，由动量定理可知， 其中 同理cd边从进入磁场到出磁场的过程，由动量定理可知， 其中 联立解得 即边刚要出磁场时的速度大小为，B错误； A．边刚进磁场时线框的加速度大小为 结合、以及 可得，，A正确； C．根据 边通过磁场过程中，通过线框某匝线圈的电量为 又 解得，C正确； D．边通过磁场过程中，线圈产生的焦耳热 则每匝线圈产生的焦耳热为，D错误。 故选AC。 三、实验题（共14分） 11. 某同学进行“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”，在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下，创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面，把摆线一端固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。小角度拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动。某次实验中，该同学通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力F随时间t变化的关系如图2所示，其中已知，当地的重力加速度大小为g，摆球质量为m。 （1）实验中测得摆球的周期T为__________（用表示）。 （2）如图1所示，若摆球在A点的摆角为，则摆球在A点的回复力是__________（填选项序号）。 A. B. C. D. （3）该同学多次调节料面的倾角，测出相应的控球周期T，并以为纵坐标，以__________（填“”或“”）为横坐标，绘制的图像是一条直线，则可以得到实验结论。 【答案】（1） （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 摆球经过最高点时，拉力最小，经过最低点时，拉力最大，由图可知，摆球的周期T为。 【小问2详解】 由于摆球在斜面内摆动，所以在A点的回复力为小球所受重力沿斜面向下的分量再分解到A点切线方向的分力，所以，故选C。 【小问3详解】 根据单摆周期公式， 所以 所以应以T2为纵坐标，以为横坐标，绘制的图像是一条直线，则可以得到实验结论。 12. 某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验. （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过小，应该换用__________（填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为__________； （2）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图乙所示，其直径__________；再用刻度尺测出电阻丝的长度为； （3）为了准确测量电阻丝的电阻，某同学设计了如图丙所示的电路.闭合，当接时，电压表示数为，电流表示数为；当接时，电压表示数为，电流表示数为，则该电阻丝的电阻率__________（用题中所给物理量符号表示）. 【答案】 ①. ②. 1100 ③. 1.700 ④. 【解析】 【详解】（1）[1][2]用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过小，说明被测电阻很大，应该换用大量程电阻挡，用“”挡；指针静止时指在如图乙所示刻度，读数为11，乘挡位“”，所以是； （2）[3]根据螺旋测微器读数规则可得 . （3）[4]当接时，则有 当接时，则有 联立两式可得 根据电阻定律 可得 . 四、解答题（共60分） 13. 今年11月25日，南非科学家确定了其境内出现令人“极度担忧”的新冠新变种病毒B.1.1.529，是至今进化得最多的新冠毒株，即对疫苗抵抗性更大，可能比德尔塔毒株还大。新冠肺炎在全球肆虐，医院氧气用量激增。一个贮氧钢瓶容积200L，在室外测得氧气压强为2.5×106Pa，室外温度为250K，医院病房内温度300K（钢瓶的热胀冷缩可以忽略）。则： （1）移入室内达热平衡后钢瓶内氧气的压强为多少？ （2）现在室内对容积L内部真空的小钢瓶分装氧气，分装后每个小钢瓶压强为2×105Pa，在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变，最后大钢瓶内还应剩有200L的氧气，则最多可分装出多少瓶小瓶供病人使用。 【答案】（1）3.0×106Pa；（2）560（瓶） 【解析】 【详解】（1）气体等容变化，由查理定律可得 代入数据解得 p2=3.6×106pa （2）气体温度保持不变，由玻意耳定律得 代入数据解得 N=560（瓶） 14. 如图1所示，两物块A、B之间拴接一轻弹簧，静止在光滑的水平地面上，弹簧恰好处于原长，物块A 的质量 。现给物块A一向右的初速度，并把此时记为0时刻，规定向右为正方向，在 时间内A、B物块运动的a-t图像如图2所示。已知 时刻它们的加速度最大，此时A 的速度 ，位移 求： （1）物块A的初速度的大小； （2）时间内弹簧对物块A 做的功； （3）内 B的位移大小和弹簧的劲度系数。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 在弹簧压缩过程中，A、B受到的弹力大小相等，方向相反，分别对A、B，根据牛顿第二定律有 ， 结合图2可知，取向右为正，在弹簧有弹力时，可知A物体受到向左的弹力，故其加速度向左，为负值；B物体受到向右的弹力，故其加速度向右，为正值，则两物体的加速度大小关系为 故联立可得 解得 当时，A、B的加速度最大，此时速度相同，即，根据动量守恒定律 解得 【小问2详解】 当时，弹簧恢复原长，根据能量守恒定律有 根据动量守恒定律有 解得 ， 则时间内弹簧对物块做功 解得 【小问3详解】 在内，设的速度，设的速度，根据动量守恒定律有 两边乘以时间t，则变形得 代入数据解得 弹簧的形变量为 解得 根据牛顿第二定律，可得弹力 根据胡克定律，可得弹簧的劲度系数 解得 15. 如图甲所示，在水平面的上方，A、B为同一竖直面内的两点，A、B之间的高度差为h，水平距离为2h，将质量为m的不带电小球自A点以一定初动能（未知）水平抛出，经过一段时间小球运动至B点。若该小球带正电、电荷量为q，并在竖直面内加上周期性变化的匀强电场，其变化规律如图乙所示。将小球在时刻仍从A点以的初动能水平向右抛出，在时，小球恰好以的动能竖直向下经过B点。（m、q、h均为已知量，重力加速度为g，运动过程中小球的电荷量保持不变，小球始终没落到水平面上）。求： （1）不带电小球水平抛出初动能； （2）0~T时间内匀强电场的场强E0的大小； （3）从抛出开始计时经过3T的时间内，带电小球动能的最小值和全过程位移的大小。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球从A点运动到B点做平抛运动，可知 小球在A点的动能 【小问2详解】 带电小球从A点运动到B点的过程中，在水平方向做匀减速直线运动，设在A点时的水平方向速度为，在水平方向的加速度为。由牛顿第二定律有 由运动学公式有 由题可知 解得电场强度的水平向左分量 带电小球从A点运动到B点的过程中，在竖直方向做匀加速直线运动，设在B点时的速度为，在竖直方向的加速度为。由牛顿第二定律有 由运动学公式有 由题可知 解得电场强度的竖直向下分量 则电场强度的大小 【小问3详解】 小球在水平方向的运动规律是：内小球水平向右做加速度为的匀减速直线运动；内电场反向，电场力的水平分力向右，小球水平向右做加速度为的匀加速直线运动，之后再重复前面的运动。因此，小球在时间内水平位移 小球在竖直方向的运动规律是：内小球竖直向下做加速度为的匀加速直线运动；内电场反向，竖直向上的电场力分力与重力平衡，所以小球竖直向下做匀速直线运动，之后重复前面的运动。因此，小球在竖直方向，0~T时间内位移 T~2T时间内位移 2T~3T时间内位移 所以在3T时间内竖直方向的总位移为 小球的位移大小 当带电小球的运动方向与小球所受的合力方向垂直时动能最小，电场力与重力的合力 设合力与竖直方向的夹角为，则 如图所示 所以带电小球动能的最小值 16. 如图所示是两组固定的间距皆为d的平行金属导轨（倾角为30°的abce和光滑水平桌面上的fghj），两者在e、b两点绝缘但平滑连接。abce处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，ac间接一阻值为R的电阻。fh间接一恒流源（电流大小恒为I且方向如圆圈中箭头所示），fghj所在的正方形区域kpqn处于另一磁场中。正方形金属线框水平放置在fg、hj间，左侧紧靠pq。线框右侧水平导轨间有一个长度为的区域，处于竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。将质量为m、电阻为R的导体棒A从倾斜导轨上某一位置静止释放，其在到达be前已达稳定速度。A始终与导轨垂直且接触良好，经过kpqn时磁场方向水平向左、磁感应强度大小（x为A到kn的距离）。已知线框质量为3m、边长为、自感系数为L，不计线框电阻；A与线框发生弹性碰撞后即撤出导轨区域。除kp、nq两段导轨动摩擦因数为外，其余部分皆光滑。求： （1）倾斜导轨所处磁场的磁感应强度大小； （2）A经过区域kpqn过程中摩擦产生的热量Q； （3）线框出磁场时的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）若，则线框向左出磁场，速度大小为；若，则线框向右出磁场，速度大小为 【解析】 【详解】（1）导体棒在到达be前已达稳定速度，根据受力平衡可得 又 ， 联立解得 （2）A经过区域kpqn过程中，受到的支持力为 受到的摩擦力为 可知阻力与满足线性关系，则摩擦生热为 （3）根据动能定理可得 解得导体棒离开区域kpqn时的速度为 导体棒与线框发生弹性碰撞，则有 解得弹性碰撞后，框的速度为 根据 可得 则有 可得线框受到的安培力为 若线框刚好从右侧穿过磁场，则有 解得 若，则线框向左出磁场，速度大小为； 若，则线框向右出磁场，根据动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $