浙江省杭州市2026-2027学年高三上学期9月月考自编模拟物理试卷
2026-09-29
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内容正文:
绝密★启用前
· 浙江省杭州市2026~2027学年高三上学期9月份月考
· 物理测试卷
考试时间90分钟,满分100分
考生注意:
1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不给分)
1.下列物理量是矢量且其在国际单位制(SI)的单位正确的是( )
A.电场强度,m B.力,N
C.速率,m/s D.磁通量,Wb
2.某跳水运动员进入水中后因受到水的阻力而竖直向下做减速运动,运动员质量为,水对运动员的阻力大小恒为,那么在运动员减速下降深度为的过程中(已知重力加速度为),下列说法正确的是( )
A.运动员的动能减少了 B.运动员的动能减少了
C.阻力对运动员做功 D.运动员的机械能减少了
3.如图,高一某教室有一竖直铁质的公告栏,通知纸用磁吸块压在公告栏上,下列说法正确的是( )
A.通知纸受到4个力作用
B.磁吸块受到的摩擦力方向竖直向下
C.通知纸受到公告栏的摩擦力大小大于其自身重力大小
D.磁吸块对通知纸的弹力和公告栏对通知纸的弹力大小不相等
4.已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同,它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球,下列说法正确的是( )
A.质量相同
B.密度相同
C.P、Q第一宇宙速度大小之比为1∶3
D.同步卫星距星球表面的高度之比为1∶1
5.如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球,开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,偏角为θ,电源的内阻不能忽略,则下列判断正确的是( )
A.小球带正电
B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变大
C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从下向上
D.当滑动头停在a处时,电源的输出功率一定大于滑动头在ab中点处时电源的输出功率
6.如图所示,一半径为的绝缘圆环水平放置,均匀地带有电荷量,环心为点,质量为的带正电的小球从点正上方高的点静止释放,并能穿过带电环,则下列说法正确的是:(取无限远处电势为零,重力加速度为,静电力常数为)( )
A.圆环中心点的电场强度、电势均为零
B.小球从到的过程中加速度一定先减小后增大
C.、两点的电势差为
D.点电场强度大小为
7.湖南江永山井湾风电场是湘南最大山地风电集群核心。在风力作用下,风力发电机的风叶带动与杆固连的磁铁转动而产生交流电,通过传感器显示电流随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.交流电的频率是50 Hz B.交流电电流的有效值是6 A
C.磁铁的转速是 D.电流瞬时值表达式是
8.如图,一物块位于倾角的足够长固定斜面上。时由静止释放物块,同时给物块施加一个水平向右的推力,其大小与时间的关系为(常数)。已知物块与斜面间的动摩擦因数,,。取沿斜面向上为正方向,则下列关于物块加速度随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖MNPQ上,穿过玻璃后从下表面射出a、b两束单色光,则下列说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率较大
B.a、b两束单色光互相平行
C.b光在玻璃砖中速度较大
D.若增大MN面上的入射角,b光可能在PQ面上发生全反射
10.游乐场的转转杯由一个大圆盘和四个杯子构成,其简化示意图如图所示,大圆盘以绕顺时针转动,杯子随大圆盘转动的同时以绕顺时针转动。大圆盘和杯子的半径分别为3R和R,A为杯子边缘的一点,某时刻,、、A恰好共线,下列说法正确的是( )
A.点A的运动轨迹是一个椭圆
B.经过,A点的位移是6R
C.点A的运动周期是点的2倍
D.点A的线速度是点线速度的3倍
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.将相同材料做成的两根内径不同、两端开口的圆柱形毛细管竖直插入某种与管壁浸润的液体内,下列说法正确的是( )
A.毛细管内液面都下降,且液面与管壁接触处比液面中间低
B.毛细管内液面都上升,且液面与管壁接触处比液面中间高
C.内径小的毛细管内液面上升的高度比内径大的高
D.内径小的毛细管内液面上升的高度比内径大的低
12.现有a、b两束光通过同一狭缝,分别产生了如图甲和乙所示的衍射图样,则下列说法正确的是_______
A.a光的波长小于b光
B.若用a光照射某金属板产生了光电效应,则用b光照射该板一定也会产生光电效应
C.两束光分别从同一光密介质射向同一光疏介质,入射角从90°逐渐减小到0°的过程中,最先看到折射光线的是b光
D.将分别能发出a光和b光的两个点光源安装在水下同一深度,水面上的人从光源的正上方看下去,感觉到a光的深度大
E.将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪,条纹间距较大的是a光
13.如图所示,在某一均匀介质中有两个波源和,其振幅均为,振动频率均为,以为原点,所在的直线为轴建立平面直角坐标系,在轴正半轴上(图中未画出)。时,波源从平衡位置开始垂直纸面向外起振做简谐运动。时,波源从平衡位置开始垂直纸面向里起振做简谐运动,两波源所激发的横波向四周传播。规定垂直纸面向外为简谐运动的正方向。时,波源发出的简谐波的最远波谷传到了图中的虚线位置,且恰好与波源发出的简谐波的最远波谷只有一个交点,下列说法正确的是( )
A.波的传播速度是
B.波源的坐标为
C.在轴上两波源之间有4个振动加强点
D.时,波峰与波峰相遇的位置有3个
三、实验题(本题共3小题,共16分)
14.研究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。若实际频率小于50Hz,则测出的加速度________。(填“偏大”“偏小”“准确”)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B. C.k D.
15.某项目式学习小组设计并制作了一种利用电压表示数反映物体加速度的测量装置,其原理图如图甲所示。质量为1kg的滑块2可在内部底面光滑的水平框架1中水平移动,滑块两侧用劲度系数均为的相同轻质弹簧拉着,滑块静止时,两弹簧均处于原长状态。为粗细均匀的金属丝,3是固定在滑块2中心的轻质光滑金属滑片(宽度不计)。所用到的器材还有:电源(电动势与内阻未知),理想电压表V(量程0~3V),电阻箱R(),毫米刻度尺,螺旋测微器,开关,导线等。操作步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d,用毫米刻度尺测量金属丝两端A、B间的长度L,测量结果如图乙所示,则________mm,________cm;
(2)闭合开关S和,多次改变电阻箱的阻值R,记录对应的电压表示数,绘制关系图像,图像为一条斜率为k、纵截距为b的倾斜直线,则电源电动势为________,内阻为________(用b、k表示);
(3)通过步骤(2),测得电源电动势为3.0V,内阻为。闭合开关S,断开开关,使滑片位于金属丝中点,调整电阻箱R的阻值,使电压表示数恰为1.5V。将滑片从金属丝的A端向B端滑动,记录滑片到A端的距离x,以及对应的电压表示数U,得到如图丙所示的图像。由图像可知金属丝的阻值为________,结合步骤(1)、(2)中的测结果,测得该金属丝的电阻率为________(结果保留两位有效数字);
(4)将此测量装置水平固定在待测物体上,闭合开关S,断开开关,当物体水平向右运动时,电压表示数如图丁所示,则物体的加速度方向________(选填“向左”或“向右”),加速度的大小为________。
16.如图甲所示是测量A、B两个箱子质量的实验装置,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计),D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,另外,该实验小组还准备了一套总质量m0=1.00kg的砝码和刻度尺。
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码全部放在B箱子中,让A从位置O由静止开始下降。
(2)用游标卡尺测量遮光条宽度d的读数如图乙所示,其读数为______mm,测得遮光条通过光电门的时间为,则箱子在下落过程中的加速度大小______(用d、、h表示)。
(3)按(1)中操作要求,保持h不变,改变m,测得相应遮光条通过光电门的时间,算出加速度a,得到多组m与a的数据,作出图像如图丙所示,可得A的质量mA=__________kg,B的质量mB=______kg(取重力加速度大小,计算结果保留三位有效数字)。
四、解答题(本题共4小题,共42分)
17.某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作,该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。一定质量的理想气体所经历的奥托循环的图像如图所示。
(1)若,,,则等于多少?
(2)若在的过程中,外界对气体做的功为,在的过程中,气体吸收的热量为,在的过程中,气体放出的热量为。则过程中,气体对外界做的功为多少?
18.如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距为L。abcd区域有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向上,静置于磁场中的细金属杆N到两侧边界距离相等。初始始终与导轨垂直。已知杆M的质量为m,在导轨间的电阻为R,杆N的质量为m,在导轨间的电阻为,杆M与杆N恰好共速时同时离开磁场右侧cd边界。可忽略感应电流产生的磁场、导轨的电阻以及细金属杆的粗细对问题的影响。求:
(1)细金属杆M刚进入磁场时所受安培力F的大小和方向;
(2)在磁场内运动过程中细金属杆N上产生的热量;
(3)细金属杆M在磁场中运动的时间。
19.如图所示,一质量的长木板静置在光滑水平面上,某时刻一可视为质点的质量的滑块从木板的左端以的速度滑上木板。当滑块和木板共速时,滑块恰好从A点滑上与木板等高的平台AB,平台的长度。随后滑块再从B点滑出平台,从C点沿着CD方向切入倾角,长度,以顺时针转动的传送带。已知滑块与木板,滑块与平台,滑块与传送带之间的动摩擦因数都为,重力加速度,,,求:
(1)滑块运动到B点时的速度大小;
(2)传送带的C端距平台的B端的水平距离s和竖直高度h;
(3)滑块在传送带上留下的划痕长度。
20.如图,边长L=0.8 m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直于区域的横截面(纸面)向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10-2 T.带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其他区域形成的电场),MN放在ad边上,两板左端M、P恰在ab边上,两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF.EF中间有一小孔O,金属板长度、板间距、挡板长度均为d=0.4m.在M和P的中间位置有一离子源S,能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子,离子的电荷量均为q=3.2×10-19C,质量均为m=6.4×10-26kg.不计离子的重力,忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板上后的反弹.
(1)当电场强度E=1.0×104 N/C时,求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率;
(2)适当调整电场强度取值,可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子能从dc边射出,求电场强度满足的条件?
试卷第10页(共10页)
试卷第1页(共1页)
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《浙江省杭州市2026~2027学年高三上学期9月份月考物理测试卷》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
C
B
C
D
C
B
B
B
题号
11
12
13
答案
BC
BDE
ABD
1.B
【难度】0.94
【详解】A.电场强度有大小又有方向是矢量,其国际制单位为V/m,故A错误;
B.力有大小又有方向是矢量,其国际制单位为N,故B正确;
C.速率有大小没有方向是标量,故C错误;
D.磁通量的加减用代数方法计算,不使用平行四边形法则运算,是标量,故D错误。
故选B。
2.D
【难度】0.72
【详解】AB.根据动能定理,动能变化等于合外力做功,下降过程中重力做正功,阻力做负功,总功为,因运动员减速,,故动能减少量为,不是,故AB错误;
C.阻力方向与位移方向相反,阻力做功为,故C错误;
D.除重力外的其他力做功等于机械能的变化量,本题中只有阻力是重力外的力,阻力做功为,即机械能减少了,故D正确。
故选D。
3.C
【难度】0.85
【详解】A.重力、墙面的支持力和摩擦力、磁吸块的压力和摩擦力,则通知纸受到5个力作用,A错误;
B.磁吸块受到的摩擦力方向竖直向上,与磁吸块的重力等大反向,B错误;
C.通知纸受到公告栏的摩擦力大小等于其自身重力大小与磁吸块的重力大小之和,C正确;
D.有水平方向受力平衡可知,磁吸块对通知纸的弹力和公告栏对通知纸的弹力大小相等,D错误。
故选C。
4.B
【难度】0.4
【详解】AB.设星球的半径为R,密度为,若,有
得
若,有
得
即当时,
当时,
结合图像可知,时,两图像斜率相同,故P、Q星球密度相同,且,
故P、Q星球质量不相同,故A错误,B正确;
C.设星球的第一宇宙速度为v,根据重力提供向心力有
得
由图像可知,P、Q星球表面的重力加速度之比为,半径之比为,故P、Q第一宇宙速度大小之比为,故C错误;
D.设同步卫星距星球表面的高度为h,则同步卫星所在轨道的重力加速度等于向心加速度,即得
解得
故同步卫星距星球表面的高度之比等于星球的半径之比,即,故D错误。
故选B。
5.C
【难度】0.45
【详解】A.根据题图电路可知A板电势低于B板电势,A、B间电场强度方向水平向左。小球受力平衡,故受电场力水平向右,即小球带负电,故A错误;
B.当滑动头从a向b滑动时,电阻值减小,根据
可知路端电压减小,故电容器两端的电压减小,极板间电场强度随之减小,小球所受电场力减小,故细线的偏角变小,故B错误;
C.当滑动头从a向b滑动时,极板间电压减小时,根据可知,极板所带电荷量将减小,电容器放电,由于A板原来带负电,故放电电流从下向上流过电流表,故C正确;
D.由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定,所以无法判断电源的输出功率的变化规律,故当滑动头停在a处时,电源的输出功率与滑动头在ab中点处时电源的输出功率大小无法判断,故D错误。
故选C。
6.D
【难度】0.4
【详解】A.圆环中心点的电场强度、电势不均为零,故A错误;
B.圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小,方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;也可能小球从A点到圆环中心的过程中,电场力一直在减小,加速度一直在增大,故B错误;
C小球从到的过程根据动能定理
故C错误;
D.设圆环上取单位长度的电荷
在A点产生的场强大小
在竖直方向的分场强
整个圆环水平方向分场强相互叠加抵消
整个圆环竖直方向的合场强即点电场强度,大小为
故D正确。
故选D。
7.C
【难度】0.7
【详解】A.由图可知周期为T=0.04s
交流电的频率是,故A错误;
B.交流电电流的有效值是,故B错误;
C.根据
又有
可得磁铁的转速是,故C正确;
D.电流瞬时值表达式是,故D错误。
故选C。
8.B
【难度】0.4
【详解】第一阶段:物块沿斜面向下运动(速度向下,摩擦力沿斜面向上)
垂直于斜面方向平衡
滑动摩擦力
沿斜面方向,根据牛顿第二定律
解得
符合时为负(初始加速度沿斜面向下);且随线性增大,斜率为正。
的面积表示速度变化量,当加速度增大至时,物块速度为零。
第二阶段:当物块向下减速到速度为0后,若物块要向上运动,摩擦力变为沿斜面向下
沿斜面方向,根据牛顿第二定律
解得,向上的推力分量始终小于重力分量与最大静摩擦力之和,物块无法被拉动,将保持静止,摩擦力则为静摩擦力,物块加速度恒为0。因此,速度减为0后,一直为0。
故选B。
9.B
【难度】0.65
【详解】A.因为b光的偏折程度大,则b光的折射率较大,故A错误;
C.b光的折射率较大,由可知b光在玻璃砖中速度较小,故C错误;
BD.光线通过玻璃砖发生了两次折射,第二次的入射角等于第一次的折射角,根据光路可逆性原理可知,光不可能在a、b的下表面发生全反射,一定能从下表面射出玻璃砖。根据光路的可逆性,出射光线与入射光线平行,所以a、b两束单色光互相平行。故B正确,D错误。
故选B。
10.B
【难度】0.45
【详解】AB.大圆盘以绕顺时针转动,杯子随大圆盘转动的同时以绕顺时针转动,当相对转过的角度为时,点A相对转过的角度为,画出不同时刻对应情景如图所示
由图可知,点A的运动轨迹不是一个椭圆;经过,转过的角度为
此时点A处于大圆盘最右端,A点的位移为,故A错误,B正确;
C.由上图,根据对称性可知,经过
转了一圈回到初始位置,此时A点也回到初始位置,可知点A的运动周期与点的运动周期相等,故C错误;
D.点A的实际运动不是圆周运动,不同时刻线速度大小不相等,故D错误。
故选B。
11.BC
【难度】0.4
【详解】AB.根据毛细现象可知,当液体浸润管壁时,管内液面要高于管外液面,所以毛细管内液面都上升,由于液体表面张力的影响,液面呈凹形,即液面与管壁接触处比液面中间高,故A错误,B正确;
CD.毛细管内液面的高度与毛细管的内径、液体的性质和液体密度有关,毛细管内径越大,管内液体上升的高度就越低,故C正确,D错误。
故选BC。
12.BDE
【难度】0.65
【详解】A.由衍射图样可知,a光的衍射比较明显,则a光的波长较长,选项A错误;
B.a光的波长较长,则频率较小,若用a光照射某金属板产生了光电效应,则用b光照射该板一定也会产生光电效应,选项B正确;
C.a光频率较小,则折射率较小,临界角较大,则两束光分别从同一光密介质射向同一光疏介质,入射角从90°逐渐减小到0°的过程中,最先不能发生全反射的是a光,则首先看到折射光线的是a光,选项C错误;
D.折射率越小,则由水中射向空气时偏折程度越小,则视深越大,选项D正确;
E.将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪,根据 可知,a光波长大,则条纹间距较大的是a光,选项E正确;
故选BDE.
点睛:此题首先要能从衍射图样中获取两光的信息,从而分析出波长关系、频率关系、折射率关系、临界角关系等;知道发生明显衍射现象的条件以及何为明显衍射现象.
13.ABD
【难度】0.38
【详解】A.由频率,可得周期
在时波源发出的简谐波已振动1.5T且最远波谷传到了图示中的位置,则
因此波长为
所以传播速度,故A正确;
B.时,波源S2从平衡位置开始垂直纸面向里起振做简谐运动,时,波源发出的简谐波的最远波谷恰好与波源S2发出的简谐波的最远波谷只有一个交点,可知S2波源的位置应为(3m,0),故B正确;
C.两波源都处于平衡位置且振动方向相同,两波源振动情况相同,则振动加强点满足条件
通过计算两波源之间有3个加强点(x=0.5m,1.5m,2.5m),故C错误;
D. 时波源发出的简谐波在空间有两个波峰,波源S2发出的简谐波在空间只有一个波峰,且波源的第二个波峰与波源S2的波峰恰好在x轴上相遇,出现一个相切点,同时空间中波源的第一个波峰与波源S2的波峰相交,出现两个交点,因此波峰与波峰相遇的位置有3个,故D正确。
故选ABD。
14. BCD 1.3 偏大 D
【难度】0.65
【详解】(1)[1]AE.本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M,故AE错误;
B.先拿下砂桶,然后将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确;
C.打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要同时记录弹簧测力计的示数,故C正确;
D.要改变砂和砂桶质量,从而改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随F变化关系,故D正确。
故选BCD。
(2)[2]根据公式
∆x=aT2
依据逐差法可得小车加速度。由于两计数点间还有二个点没有画出,故相邻计数点的时间间隔为 T=0.06s,可得
[3]若实际频率小于50Hz,则打点周期大于0.02s,打出的点迹间距偏大,若计算时还用0.02s计算,则测出的加速度偏大;
(3)[4]由牛顿第二定律
得
对图来说,图象的斜率
得
对于斜率k,不能根据
k=tanθ
求解,所以不能根据
可求小车的质量M,故ABC错误,D正确。
故选D。
15.(1) 0.300/0.299/0.301 50.00/49.99/50.01
(2)
(3) 8.0
(4) 向左 25
【难度】0.5
【详解】(1)[1]螺旋测微器,固定刻度读数,可动刻度读数,故
[2]毫米刻度尺,A在刻度,B在处,故
(2)[1]闭合、时,被短路,电压表测电阻箱电压,由闭合电路欧姆定律
整理得
对比图像,斜率
纵截距
解得
[2]
(3)[1]闭合断开,串联入电路,电流恒定,电压表测R和到滑片段的电压,电路满足
总电压,。由图,时,;时;且中点时,
解得,
[2]由电阻定律,
代入,,
得
(4)[1]物体向右运动时,电压表示数
说明滑片向右(B端)偏移,滑块相对于框架右移,说明合力向左,因此加速度方向向左。
[2]由关系:
静止时对应,偏离中点位移
滑块合力
代入,,,,得
16. 11.3 5.00 2.00
【难度】0.4
【详解】[1]图乙可知游标卡尺精度为0.1mm,则读数为
[2]测得遮光条通过光电门的速度
则箱子在下落过程中的加速度大小
[3][4]对整体有
整理得
结合图丙可知斜率
纵截距
联立解得
17.(1)
(2)
【难度】0.65
【详解】(1)气体由状态到状态为等容变化,根据查理定律
其中,,,解得
(2)从过程,根据题意可知吸收的总热量
在的过程中,外界对气体做的功为,设在的过程中,气体对外界做的功为,过程,根据热力学第一定律可得
解得
18.(1),方向水平向左
(2)
(3)
【难度】0.46
【详解】(1)金属杆M刚进入磁场瞬间,有
闭合电路欧姆定律有
安培力大小为
联立解得
方向水平向左
(2)从金属杆M刚进入磁场到两金属杆共速时恰好离开的过程,对系统由动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
根据串联电路电流特点可知
联立解得
(3)从金属杆M刚进入磁场到两金属杆共速时恰好离开的过程,对金属杆M,由动量定理有
可求得两金属杆的相对位移为
因为金属杆N初态时处于磁场中间位置,即
由于两金属杆的质量相等、安培力相等,所以加速度大小相等,绘制两金属杆的v-t图像,如图所示
可得
则金属杆M在磁场中的运动时间为
19.(1)
(2),
(3)1m
【难度】0.32
【详解】(1)滑块刚滑上木板时,对滑块,根据牛顿第二定律可得
解得
对木板,根据牛顿第二定律可得
解得
设滑块在木板上滑动的时间为,两者共速时的速度大小为,则
解得,
滑块在AB间运动过程中,根据牛顿第二定律可得
解得
则
解得
(2)滑块从B点滑出平台后做平抛运动,滑块从C点沿着CD方向运动到传送带上,可知,在C点时
解得
则滑块从B点到C点运动的时间为
传送带的C端距平台的B端的水平距离为
竖直高度为
(3)滑块在C点的速度大小为
所以滑块在C点时受到的摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律
解得
滑块加速到与传送带共速所需时间为
滑块在传送带上运动的位移大小为
即滑块与传送带共速时,滑块还未运动到最低点,此过程中,划痕在滑块的前方,长度为
此后因为
所以滑块继续加速,根据牛顿第二定律
解得
设滑块继续加速后,到达传送带低端,根据运动学公式可得
解得
此过程中,划痕在滑块的后方,长度为
因为
所以滑块在传送带上留下的划痕长度为1m。
20.(1)5.0×105m/s;(2)E800N/C
【难度】0.85
【详解】(1)离子在金属板间受到F=Eq,f=qv0B
穿过孔O的离子在金属板间需满足:qv0B=Eq
代入数据得:v0=5.0×105m/s.
(2)穿过孔O的离子在金属板间仍需满足:qvB=Eq
离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动,有:qvB=m
由以上两式得:E=
从dc边射出的离子,其临界轨迹如图,由几何关系可得:R=0.4m
离子能从dc边射出满足:r≥R
由此可得:E
E≥800N/C
答案第10页(共12页)
答案第9页(共12页)
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