精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市平罗县平罗中学2025-2026学年高三上学期期末物理试题

平罗中学2025-2026学年度高三年级第一次适应性考试试卷 高三物理 满分：100分时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 2020年12月4日，中国规模最大、参数最高的“人造太阳”，在成都正式建成并成功放电。这颗“人造太阳”其实就是中国新一代可控核聚变装置“中国环流器二号M”（），它的建成与开始放电，意味着中国“进一步加快人类探索未来能源的步伐”。在“中国环流器二号M”中，主要发生如下两种核反应：，，则X与Y分别是（　　） A. 与 B. 与 C. 与 D. 与 2. 排球比赛前，常通过观察排球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断其弹性。某同学拍摄了该过程，借助AI生成排球运动的图像如图所示，、、、四点中对应排球位置最高的是（　　） A. 点 B. 点 C. 点 D. 点 3. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ） A. 卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s B. 卫星在轨道稳定运行时，经过A点时的速率比过B点时小 C. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 D. 现欲将卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，则需在B点通过点火减速来实现 4. 随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，为受电线圈，为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，端输入电压。下列说法正确的是（　　） A. 、端输入的交变电流方向每秒变化100次 B. 送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C. 受电线圈产生的电动势的有效值为 D. 在时，送电线圈的电动势最大 5. 如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M。则下列说法中正确的是（　　） A. 如果a为蓝色光，则b可能为红色光 B. 在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大 C. 棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大 D. a光的折射率小于b光折射率 6. 孔府是中国传统建筑的杰出代表，采用了瓦片屋顶，屋顶结构可简化为如图，弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，重力加速度为g，则（　　） A. 每根椽子对瓦片的摩擦力大小为 B. 每根椽子对瓦片的支持力大小为 C. 椽子对瓦片支持力的合力大小为 D. 椽子对瓦片作用力的合力大小为 7. 如图所示，一轻绳绕过光滑的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量为的小物块连接。直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，是直杆上的一点，且。直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将物块从点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg B. 物块下滑至绳与杆垂直时，物块的速度最大 C. 物块下滑至绳与杆垂直时，物块的机械能最大 D. 物块下滑至点时，小球重力的瞬时功率为零 8. 在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I的方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观测到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是（ ） A. 经1.4s质点P运动的路程为70cm B. 波速为0.5m/s C. t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第四次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz 10. 如图所示，水平面上固定有形状如图的光滑金属导轨MON、PO′Q，OO′左右导轨的宽度分别为2L、L，两侧匀强磁场的方向分别为竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B0，导体棒a、b垂直于导轨放在OO′两侧，长度分别为2L、L。已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，两导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻。使导体棒b获得水平向右的初速度v0，直到导体棒b达到稳定状态的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒b克服安培力做的功等于其产生的焦耳热 B. 导体棒a上产生的焦耳热为 C. 导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动 D. 通过a棒的电荷量为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验题（本大题14分） 11. 图1为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为砝码及砝码盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器（图中未画出）相连，计时器接50Hz交流电。小车A的质量为M，砝码及砝码盘B的质量为m。 （1）下列说法正确的是______。 A. 实验时应先释放小车后接通电源 B. 本实验M应远小于m C. 在用图像法探究加速度与质量关系时，应作a-图像 （2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤。则他测量得到的a-F图线可能是图2中的图线______（选填“甲”“乙”或“丙”）。 （3）图3为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点未画出。由此可求得小车的加速度大小为______m/s2（结果保留2位有效数字）。 12. 某实验小组测金属丝电阻率，在测其电阻Rx时，先用多用电表进行粗测，后采用“伏安法”较准确地测量。 （1）该实验小组分别用刻度尺、螺旋测微器测量其长度L和直径d，某次直径测量结果如甲图所示，则直径d=______mm； （2）该小组先用欧姆表粗测该金属丝的电阻，进行了如下操作：先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，于是讨论应该改换用“×1”挡还是用“×100”挡，在进行正确选择后换挡、重新欧姆调零后再进行测量，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻Rx=______Ω。 （3）实验室提供的器材如下： A．待测电阻Rx的金属丝； B．电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； C．电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； D．滑动变阻器R（0~10Ω）； E．电源E（电动势为12V，内阻不计）； F．开关、若干导线。 根据所给的实验器材，应选用电路图______进行实验。 A. B. C. D. （4）通过测量可知，金属丝接入电路的长度为L，直径为d；通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=______（用本小题所给的字母表示）； 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，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. 如图所示，用质量m＝1kg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝1.0m，气体的温度t1=27℃ 。现将汽缸缓慢加热至t2=207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能ΔU＝300J。已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，活塞横截面积S＝5.0×10-4 m2。求： (ⅰ)初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2； (ⅱ)此过程中缸内气体吸收的热量Q。 14. 如图所示，在光滑水平桌面EAB上有质量为M＝0.2 kg的小球P和质量为m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之间压缩一轻弹簧（轻弹簧与两小球不拴接），桌面边缘E处放置一质量也为m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧，P、Q两小球被轻弹簧弹出，小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道，恰好能够通过半圆形轨道的最高点C；小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出，落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h＝0.2 m，D点到桌面边缘的水平距离为x＝0.2 m，重力加速度为g＝10 m/s2，求： （1）小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小NB′； （2）小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ； （3）被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。 15. 如图所示，竖直面内的三个区域中分别存在电场和磁场。在x<0区域内匀强电场E1方向沿x轴正方向，在y轴右侧分布着相邻的匀强电场E2和匀强磁场B，电场E2方向沿y轴正向，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=T。一质量为m=6.0×10-5kg、带电量为q=+4.0×10-5C的油滴从x轴上的P点无初速释放，沿直线到达y轴上的Q点时，速度与y轴负方向夹角θ=53。；到达竖直电场右边界的M点时，速度与x轴正方向夹角仍为θ=53。O、P两点间距离d=5.4m，M、Q两点的竖直高度差h=8.75m。已知重力加速度g取10m/s2，sin53。=0.8，cos53。=0.6带电油滴的运动均在真空中。求： （1）水平电场E1的大小及油滴到达Q点时的速度大小； （2）竖直电场E2的大小及油滴到达M点时的速度大小； （3）油滴在磁场中运动的速度的最大值vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 平罗中学2025-2026学年度高三年级第一次适应性考试试卷 高三物理 满分：100分时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 2020年12月4日，中国规模最大、参数最高的“人造太阳”，在成都正式建成并成功放电。这颗“人造太阳”其实就是中国新一代可控核聚变装置“中国环流器二号M”（），它的建成与开始放电，意味着中国“进一步加快人类探索未来能源的步伐”。在“中国环流器二号M”中，主要发生如下两种核反应：，，则X与Y分别是（　　） A. 与 B. 与 C. 与 D. 与 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据质量数和电荷数守恒得，X是，Y是。 故选A。 2. 排球比赛前，常通过观察排球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断其弹性。某同学拍摄了该过程，借助AI生成排球运动的图像如图所示，、、、四点中对应排球位置最高的是（　　） A. 点 B. 点 C. 点 D. 点 【答案】B 【解析】 【详解】由图像可知，速度为负值时表示排球向下运动，当向下运动到速度最大时排球与地面接触，运动发生突变，速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至点，此时速度第一次向上减为零，到达离地面最远的位置。故、、、四点中对应排球位置最高的是点。 故选B。 3. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ） A. 卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s B. 卫星在轨道稳定运行时，经过A点时的速率比过B点时小 C. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 D. 现欲将卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，则需在B点通过点火减速来实现 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度，根据 解得 可知轨道半径越大线速度越小，同步轨道Ⅲ的半径远大于地球半径，则卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度小于，故A错误。 B．卫星在轨道稳定运行时，若指圆轨道Ⅰ和Ⅲ，由知，则，若指椭圆轨道Ⅱ，根据开普勒第二定律知近地点速度大于远地点速度，即，故B错误。 C．根据开普勒第三定律，轨道Ⅰ的半径、轨道Ⅱ的半长轴、轨道Ⅲ的半径满足，则，故C正确。 D．卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，需在B点加速做离心运动，使万有引力等于向心力，故需在B点通过点火加速来实现，故D错误。 故选C。 4. 随着科技的发展，新能源电动汽车无线充电技术应运而生，如图所示，为受电线圈，为送电线圈，可视为理想变压器。已知送电、受电线圈匝数比，端输入电压。下列说法正确的是（　　） A. 、端输入的交变电流方向每秒变化100次 B. 送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率 C. 受电线圈产生的电动势的有效值为 D. 在时，送电线圈的电动势最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题可知，该交流电的频率 由于交流电的方向在一个周期内改变2次，、端输入的交变电流在1s内呈现50个周期性的变化，因此该交流电的电流方向每秒变化100次，故A正确； B．理想变压器的输入功率等于输出功率，因此送电线圈的输入功率等于受电线圈的输出功率，故B错误； C．送电线圈电压的有效值为 根据电压之比与线圈匝数之比的关系 解得，故C错误； D．时，代入 解得，故D错误。 故选A。 5. 如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M。则下列说法中正确的是（　　） A. 如果a为蓝色光，则b可能为红色光 B. 在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大 C. 棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大 D. a光的折射率小于b光折射率 【答案】A 【解析】 【详解】AD．由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光。故A正确，D错误； B．由 a光的折射率大于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误； C．由临界角公式 分析可知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C错误。 故选A。 6. 孔府是中国传统建筑的杰出代表，采用了瓦片屋顶，屋顶结构可简化为如图，弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，重力加速度为g，则（　　） A. 每根椽子对瓦片的摩擦力大小为 B. 每根椽子对瓦片的支持力大小为 C. 椽子对瓦片支持力的合力大小为 D. 椽子对瓦片作用力的合力大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A．两根椽子对瓦片的摩擦力的合力为，摩擦力方向与椽子平行，所以每根椽子对瓦片的摩擦力大小为。故A正确； BC．两根椽子对瓦片的支持力的合力为，瓦片有弧度，所以每根椽子对瓦片的支持力大小不是。故BC错误； D．椽子对瓦片的作用力包括支持力和摩擦力，合力大小为mg。故D错误。 故选A。 7. 如图所示，一轻绳绕过光滑的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量为的小物块连接。直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，是直杆上的一点，且。直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将物块从点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg B. 物块下滑至绳与杆垂直时，物块的速度最大 C. 物块下滑至绳与杆垂直时，物块的机械能最大 D. 物块下滑至点时，小球重力的瞬时功率为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，小球也向下，处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力2mg，A错误； B．物块下滑至绳与杆垂直时，物块的加速度为 加速度不为0，速度不是最大，故B错误； C．物块下滑至绳与杆垂直前，物块受绳子拉力一直做正功，则物块的机械能一直增大，物块下滑至绳与杆垂直后，拉力做负功，物块机械能减小，则物块下滑至绳与杆垂直时，物块的机械能最大，故C正确； D．因为，物块下滑至D点时，物块的重力势能转化为系统动能，小球的速度不为0，则重力的瞬时功率不为零，故D错误。 故选C。 8. 在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I的方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】根据左手定则，磁感线垂直穿过手心，四指直线电流方向，则拇指指向安培力方向。 A．安培力方向应向下，A错误； B．安培力方向应向左，B正确； C．安培力方向应向左，C正确； D．电流与磁场平行，安培力为零，D错误。 故选BC。 9. 一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观测到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是（ ） A. 经1.4s质点P运动的路程为70cm B. 波速为0.5m/s C. t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第四次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题图可知波长，振幅。波向右传播，时刻质点位于平衡位置且向上振动，第三次到达波峰经历时间 解得周期 波速 经过，质点运动的路程，故A正确，B错误； C．波传到点所需时间 时点振动了 点起振方向向上，此时点第三次到达波谷，故C错误； D．发生干涉的条件是频率相同，该波频率，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，水平面上固定有形状如图的光滑金属导轨MON、PO′Q，OO′左右导轨的宽度分别为2L、L，两侧匀强磁场的方向分别为竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B和2B0，导体棒a、b垂直于导轨放在OO′两侧，长度分别为2L、L。已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，两导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻。使导体棒b获得水平向右的初速度v0，直到导体棒b达到稳定状态的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒b克服安培力做的功等于其产生的焦耳热 B. 导体棒a上产生的焦耳热为 C. 导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动 D. 通过a棒的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．导体棒b克服安培力做的功等于回路中产生的总电能，即总焦耳热，而 所以克服安培力做的功大于b棒产生的焦耳热，故A错误； B．两棒组成的系统水平方向所受合外力为零，系统动量守恒，设最终共同速度为，取向右为正方向，由动量守恒定律得 解得 导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动，由能量守恒定律得回路产生的总焦耳热 两棒串联，产生的焦耳热与电阻成正比，即 则导体棒a上产生的焦耳热，故B正确，C错误； D．对导体棒a应用动量定理，有 又 联立解得，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验题（本大题14分） 11. 图1为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为砝码及砝码盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器（图中未画出）相连，计时器接50Hz交流电。小车A的质量为M，砝码及砝码盘B的质量为m。 （1）下列说法正确的是______。 A. 实验时应先释放小车后接通电源 B. 本实验M应远小于m C. 在用图像法探究加速度与质量关系时，应作a-图像 （2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤。则他测量得到的a-F图线可能是图2中的图线______（选填“甲”“乙”或“丙”）。 （3）图3为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点未画出。由此可求得小车的加速度大小为______m/s2（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2）丙 （3）0.49 【解析】 【小问1详解】 A．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，以充分利用纸带，故A错误； B．为了使砝码及砝码盘的重力近似等于小车受到的拉力，应满足小车质量远大于砝码及砝码盘质量，故B错误； C．由牛顿第二定律 可知 在一定时，与成反比，作图像为过原点的直线，便于判断关系，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则小车受到的合力为拉力减去摩擦力，即。根据牛顿第二定律，当拉力小于摩擦力时，加速度，即图线在轴上有截距。观察图2，图线丙在轴上有正截距，符合未平衡摩擦力的特征。 【小问3详解】 相邻计数点间还有四个点未画出，则计数点间的时间间隔 根据逐差法公式 代入数据得 12. 某实验小组测金属丝电阻率，在测其电阻Rx时，先用多用电表进行粗测，后采用“伏安法”较准确地测量。 （1）该实验小组分别用刻度尺、螺旋测微器测量其长度L和直径d，某次直径测量结果如甲图所示，则直径d=______mm； （2）该小组先用欧姆表粗测该金属丝的电阻，进行了如下操作：先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，于是讨论应该改换用“×1”挡还是用“×100”挡，在进行正确选择后换挡、重新欧姆调零后再进行测量，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻Rx=______Ω。 （3）实验室提供的器材如下： A．待测电阻Rx的金属丝； B．电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； C．电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； D．滑动变阻器R（0~10Ω）； E．电源E（电动势为12V，内阻不计）； F．开关、若干导线。 根据所给的实验器材，应选用电路图______进行实验。 A. B. C. D. （4）通过测量可知，金属丝接入电路的长度为L，直径为d；通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=______（用本小题所给的字母表示）； 【答案】（1）0.920 （2）12 （3）D （4） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为，则直径 【小问2详解】 欧姆表指针偏转角度过大，说明被测电阻阻值较小，应换用小倍率挡位，即“”挡位，读数为。 【小问3详解】 因为待测阻值大于滑动变阻器总阻值，所以采用分压式接法，既能保证电压表安全又能减小系统误差。且，所以采用外接法。 故选D。 【小问4详解】 根据欧姆定律得 根据电阻定律得 其中截面积 联立解得 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，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. 如图所示，用质量m＝1kg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝1.0m，气体的温度t1=27℃ 。现将汽缸缓慢加热至t2=207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能ΔU＝300J。已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，活塞横截面积S＝5.0×10-4 m2。求： (ⅰ)初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2； (ⅱ)此过程中缸内气体吸收的热量Q。 【答案】(i)1.2×105Pa，1.6m；(ii)336J 【解析】 【详解】(i)初始时汽缸内气体的压强 p1=p0+=1.2×105Pa 气体做等压变化，根据盖一吕萨克定律可得 即 解得 h2=1.6m (ii)在气体膨胀的过程中，气体对外做功为 W=p1S（h2-h1）=[1.2×105×（1.6-1.0）×5.0×10-4]J=36J 根据热力学第一定律可得气体内能的变化为 △U=-W+Q 解得 Q=△U+W=336J 14. 如图所示，在光滑水平桌面EAB上有质量为M＝0.2 kg的小球P和质量为m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之间压缩一轻弹簧（轻弹簧与两小球不拴接），桌面边缘E处放置一质量也为m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧，P、Q两小球被轻弹簧弹出，小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道，恰好能够通过半圆形轨道的最高点C；小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出，落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h＝0.2 m，D点到桌面边缘的水平距离为x＝0.2 m，重力加速度为g＝10 m/s2，求： （1）小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小NB′； （2）小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ； （3）被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。 【答案】（1）12 N；（2）2 m/s；（3）0.3 J 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球P恰好能通过半圆形轨道的最高点C，则有 解得 对于小球P，从B→C，由动能定理有 解得 在B点，受力分析有 解得 由牛顿第三定律有NB′＝NB＝12N （2）设Q与S做平抛运动的初速度大小为v，所用时间为t， 根据公式 解得t＝0.2s 根据公式x＝vt 代入数据，得v＝1 m/s 碰撞前后Q和S组成的系统动量守恒，则有mvQ＝2mv 解得vQ＝2m/s （3）P、Q和弹簧组成的系统动量守恒，则有MvP＝mvQ 解得vP＝1m/s P、Q和弹簧组成的系统，由能量守恒定律有 解得Ep＝0.3J 15. 如图所示，竖直面内的三个区域中分别存在电场和磁场。在x<0区域内匀强电场E1方向沿x轴正方向，在y轴右侧分布着相邻的匀强电场E2和匀强磁场B，电场E2方向沿y轴正向，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=T。一质量为m=6.0×10-5kg、带电量为q=+4.0×10-5C的油滴从x轴上的P点无初速释放，沿直线到达y轴上的Q点时，速度与y轴负方向夹角θ=53。；到达竖直电场右边界的M点时，速度与x轴正方向夹角仍为θ=53。O、P两点间距离d=5.4m，M、Q两点的竖直高度差h=8.75m。已知重力加速度g取10m/s2，sin53。=0.8，cos53。=0.6带电油滴的运动均在真空中。求： （1）水平电场E1的大小及油滴到达Q点时的速度大小； （2）竖直电场E2的大小及油滴到达M点时的速度大小； （3）油滴在磁场中运动的速度的最大值vm。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 油滴在区域受重力和电场力作用做直线运动，合力方向沿连线。由几何关系可知 代入数据解得 油滴从到过程，合外力做功等于动能变化，即 解得 【小问2详解】 油滴在区域水平方向不受力，分速度保持不变，有 解得 竖直方向上，油滴受重力和电场力作用做匀加速运动，初速度竖直分量向下大小为 末速度竖直分量向上大小为 由运动学公式 解得 根据牛顿第二定律 代入数据解得 【小问3详解】 如图所示将速度进行分解 其中 故油滴的运动可分解为沿水平方向的匀速直线运动和一个匀速圆周运动 由余弦定理可得 联立解得 当两速度方向相同时，油滴的速度最大 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $