精品解析：江西赣州市大余县部分校2026-2027学年高三上学期开学物理试题

大余县梅关中学2026-2027学年度高三上学期物理第一次练习 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 天然放射性元素都可以同时发生α衰变和β衰变，并同时发出α、β、γ三种射线 B. 核反应方程为α衰变，方程中的X表示中子 C. 铀经多次α、β衰变形成稳定的铅的过程中，有6个中子转变成质子 D. 原子核氡衰变成α粒子和钋，钋的比结合能小于氡的比结合能 2. 如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A. 透明塑料的折射率应小于 B. 塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C. 油量增加时，亮区范围变小 D. 对于透明塑料和油来说，透明塑料是光密介质 3. 如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终位置保持不变，下列说法中正确的是（　　） A. b对c的摩擦力可能先减小后增大 B. 绳上张力可能增大 C. c对地面的摩擦力方向可能向左 D. 弹簧一定处于压缩状态 4. 如图所示，水平面固定有两条平行且相距d的光滑金属导轨，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面．金属棒ab垂直于导轨放置，并与导轨始终保持良好接触．导轨的右端用导线与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接入理想电压表和可变电阻R，现施加外力使金属棒ab沿导轨左右运动，速度的变化规律为v=v0cosωt（v0、ω一定）．已知原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，导轨和金属棒电阻忽略不计．下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为 B. 通过电阻R的交变电流频率为 C. 电阻R越大，一个周期内导体棒克服安培力做功越多 D. 电阻R越小，一个周期内外力做功越多 5. 在均匀介质中坐标原点处有一波源做简谐运动，其振动满足，从0时刻起，该波开始从原点沿轴正方向传播，时刻波刚好传播到处，波形图像如图所示，则（　　） A. 波源开始振动时的运动方向沿轴负方向 B. 截止到时刻，点已经运动了 C. 时刻之后点第一次到达处所需时间是 D. 时刻之后点第二次到达处所需时间是 6. 如图所示，细环1固定在天花板上，三根不可伸长的相同轻绳，一端等间距地系在半径为的细环1上，另一端穿过半径为的细环2同样等间距的系在半径为的细环3上，整个系统处于平衡状态。已知轻绳与竖直方向的夹角为，环2和环3质量之比为，不计任何摩擦，则环2和环3的竖直距离为（ ） A. B. C. D. 7. 电介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场真空中与最终介质中电场的比值即为该介质的介电常数。把一介电常数为的电介质放置在真空中场强大小为的匀强电场中，最终介质中的电场强度方向与相同。则感应电荷在该介质内部产生的场强大小为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每题6分，漏选3分，错选0分，共18分） 8. 预计2025年底，我国高铁营业总里程将突破5万公里，占全球高铁总里程的三分之二以上。一高速列车从甲站由静止开始以恒定的加速度大小启动，经的时间速度达到，匀速行驶后再以加速度大小匀减速进站，最终停止在乙站。假设甲、乙两站之间的轨道为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 加速的时间是减速时间的2倍 B. 加速过程的平均速度为减速过程平均速度的2倍 C. 甲、乙两站之间的距离为 D. 整个过程的平均速度大小为 9. 如图，一足够大的水平圆形转盘可绕其中心竖直轴以角速度匀速转动，点为转盘的圆心。转盘上有沿直径方向的光滑直槽（物体只能在槽内沿径向运动）。质量分别为、的、两小球（均可视为质点）置于槽内，用一原长、劲度系数的轻弹簧与转轴点相连；、之间通过一长的不可伸长轻绳连接，在的外侧。已知小球在整个运动过程中始终未离开直槽，弹簧始终处于弹性限度内，轻绳始终拉直。则下列说法正确的是（　　） A. 系统稳定转动时，弹簧处于拉伸状态 B. 当时，、间距离为，轻绳中张力大小为 C. 系统稳定转动时，轻绳中张力大小随角速度（单位：）变化的关系为 D. 若系统能保持稳定转动，则转盘转动的角速度一定小于 10. 如图所示，光滑平行金属导轨所在平面与水平面成θ角，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，导轨上端连接平行板电容器C，a、b是电容器的两个极板，金属棒MN垂直放置在导轨上，不计导轨和金属棒的电阻。现让金属棒由静止开始释放，金属棒的加速度大小a、电容器所带的电荷量Q、电容器极板间的电场强度大小E、金属棒中的电流I与时间t的关系图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、实验题（每空2分，共20分） 11. （1）打点计时器接_______（选填“交流”或“直流”）电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔_______秒打一个点。 （2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是______ A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度 （3）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是_____ A．电磁打点计时器使用的是36V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 （4）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，求BD段的平均速度及E点的瞬时速度。______m/s； _____m/s。（结果保留两位有效数字） 12. 某同学为测定电阻Rx的阻值，做如下测量： （1）用多用电表粗测该电阻的阻值，按正确的实验步骤操作后，多用电表的表头如图甲表示，测得该电阻的阻值为________Ω； （2）为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值，实验室提供以下实验器材： A.电流表A1（量程0~90mA、内阻r1＝1Ω） B.电流表A2（量程0~15mA、内阻r2＝30Ω） C.电流表A3（量程0~0.6A、电阻r3约为0.2Ω） D.电压表V（量程6V、内阻约为10kΩ） E.定值电阻R0＝20Ω F.滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω G.电源E（电动势1.5V，内阻很小） H.开关S、导线若干 测量要求电表读数不得小于其量程的； ①该同学设计了如图乙所示的部分电路以后，又给出了以下四种设计方案准备接入a、b两点之间，其中合理的是（ ） ②根据所选择的电路，说明实验中应测物理量__________________________；写出测定电阻Rx阻值的字母表达式__________________。 四、解答题 13. 有一火灾报警装置，其原理如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境温度为，活塞与卡柱的距离为；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到，从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知，，，，，，。 （1）求未发生火灾时容器内的压强； （2）在图2中画出从至过程中容器内气体的图像； （3）求从至过程中，气体吸收的热量。 14. 如图所示的直角坐标系中，在0≤y≤3L的区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场。一厚度不计，长度为5L的收集板MN放置在y=2L的直线上，M点的坐标为（L，2L）。一粒子源位于P点，可连续发射质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子（初速度近似为零），粒子经电场加速后沿y轴进入磁场区域（加速时间很短，忽略不计）。若收集板上下表面均可收集粒子，粒子与收集板接触后被吸收并导走，电场加速电压连续可调，不计粒子重力和粒子间的作用力。求： （1）若某粒子在（L，0）处离开磁场，则该粒子的加速电压U0的大小； （2）收集板MN的下表面收集到的粒子在磁场中运动的最长时间； （3）收集板下表面收集到粒子区域的x坐标范围； （4）收集板上表面收集到粒子区域的x坐标范围。 15. 如图甲所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧轨道AB固定在光滑水平地面上，A点与圆心O等高，圆弧轨道与放在地面上质量为M=1kg的长木板上表面相切于B点，木板右侧距离为x处固定弹性挡板。现将质量m=3kg的小物块从A点由静止释放，小物块从B点离开圆弧后滑上长木板，一段时间后长木板与右侧弹性挡板发生第一次弹性碰撞（碰撞时间忽略不计），第一次碰撞完瞬间开始的内物块的v-t图像如图乙所示，小物块始终没有滑离木板。重力加速度，求： （1）小物块滑至圆弧末端B点时对圆弧的压力大小； （2）x应满足什么条件； （3）长木板的最小长度及当x取最小值时整个过程中长木板运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大余县梅关中学2026-2027学年度高三上学期物理第一次练习 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 天然放射性元素都可以同时发生α衰变和β衰变，并同时发出α、β、γ三种射线 B. 核反应方程为α衰变，方程中的X表示中子 C. 铀经多次α、β衰变形成稳定的铅的过程中，有6个中子转变成质子 D. 原子核氡衰变成α粒子和钋，钋的比结合能小于氡的比结合能 【答案】C 【解析】 【详解】A．天然放射性元素并非都能同时发生α衰变和β衰变，且γ射线仅伴随α或β衰变产生，不会同时释放三种射线，故A错误； B．根据质量数守恒、电荷数守恒，X的质量数为 电荷数为 可知X为中子，但该反应为原子核的人工转变，不是自发进行的α衰变，故B错误； C．设α衰变次数为n，β衰变次数为m，由质量数守恒得 解得 再由电荷数守恒得 解得 β衰变的本质是中子转化为质子并释放电子，每1次β衰变对应1个中子转变成质子，因此共有6个中子转变成质子，故C正确； D．衰变是放能过程，产物原子核比反应物更稳定，比结合能更大，因此钋的比结合能大于氡的比结合能，故D错误。 故选C。 2. 如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A. 透明塑料的折射率应小于 B. 塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C. 油量增加时，亮区范围变小 D. 对于透明塑料和油来说，透明塑料是光密介质 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示 光由上面射入塑料板中，在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮，光在从透明塑料板射向空气，此时发生全反射的条件是 折射率即透明塑料的折射率应大于，故A错误； B．光从塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故B错误； C．油量增加时，被浸入到油中的塑料锯齿增多，则全反射光线减小，则亮区范围变小，故C正确； D．透明塑料的折射率小于油的折射率，对于透明塑料和油来说，油是光密介质，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终位置保持不变，下列说法中正确的是（　　） A. b对c的摩擦力可能先减小后增大 B. 绳上张力可能增大 C. c对地面的摩擦力方向可能向左 D. 弹簧一定处于压缩状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细线拉力的大小关系，故不能确定静摩擦力的方向，故随着沙子质量的增加，静摩擦力可能增加、可能减小，也有可能先减小后增大，故A正确； B．a、b、c始终处于静止状态，则弹簧的长度不变，由胡克定律可知弹簧的弹力大小不变，对a分析可知绳子的拉力不变，，故B错误； C．以b与c组成的整体为研究对象，整体受到重力、支持力，若绳子有向右上方的拉力，则地面对c有摩擦力，整体位置不变，水平方向除摩擦力外，只有绳子的拉力有一个向右的分力，所以可知地面对c的摩擦力的方向向左，由牛顿第三定律可知，c对地面的摩擦力方向向右，故C错误； D．如果绳子对a的拉力是大于a的重力，则弹簧处于拉伸状态，而如果绳子对a的拉力是小于a的重力，则弹簧处压缩状态，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，水平面固定有两条平行且相距d的光滑金属导轨，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面．金属棒ab垂直于导轨放置，并与导轨始终保持良好接触．导轨的右端用导线与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接入理想电压表和可变电阻R，现施加外力使金属棒ab沿导轨左右运动，速度的变化规律为v=v0cosωt（v0、ω一定）．已知原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，导轨和金属棒电阻忽略不计．下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为 B. 通过电阻R的交变电流频率为 C. 电阻R越大，一个周期内导体棒克服安培力做功越多 D. 电阻R越小，一个周期内外力做功越多 【答案】D 【解析】 【详解】原线圈产生的电压：U1=Bdv=Bdv0cosωt，电压的峰值为Bdv0，则有效值为，原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，则电压表的读数：．故A错误；变压器不改变交流电的频率，通过电阻R的交变电流频率为f=．故B错误；一个周期内导体棒克服安培力做的功：W=，可知电阻R越大，一个周期内导体棒克服安培力做功越少．故C错误；变压器的输入功率等于输出功率，所以外力做功的功率等于R消耗的电功率，根据W=可知，电阻R越小，一个周期内外力做功越多．故D正确． 5. 在均匀介质中坐标原点处有一波源做简谐运动，其振动满足，从0时刻起，该波开始从原点沿轴正方向传播，时刻波刚好传播到处，波形图像如图所示，则（　　） A. 波源开始振动时的运动方向沿轴负方向 B. 截止到时刻，点已经运动了 C. 时刻之后点第一次到达处所需时间是 D. 时刻之后点第二次到达处所需时间是 【答案】C 【解析】 【详解】A．因，0时刻,其速度 即 波源开始振动时的运动方向沿轴正方向，故A错误； B．由波形图知，由振动方程 波速 由波动方程 令，得 波从传至需时 故截止到时刻，点已经运动了，故B错误； CD．由知，当， 即质点从平衡位置到或从到其平衡位置所需的最短时间为，据对称性，其从平衡位置到，用时也为，，故从图（时刻）所示到达处，共经，再经波谷后第二次到达处, 故时刻之后点第二次到达处所需时间是，故C正确,D错误。 故选C。 6. 如图所示，细环1固定在天花板上，三根不可伸长的相同轻绳，一端等间距地系在半径为的细环1上，另一端穿过半径为的细环2同样等间距的系在半径为的细环3上，整个系统处于平衡状态。已知轻绳与竖直方向的夹角为，环2和环3质量之比为，不计任何摩擦，则环2和环3的竖直距离为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设每根轻绳的拉力大小为，环2和环3的质量分别为、。对环3，每根绳的竖直分力为，有 对环2，每根绳上段竖直向上拉环2，下段对环2的竖直分力向下，故每根绳对环2的竖直合力大小为 有 由 得 解得，所以 环2、环3上对应系绳点的水平距离为 设两环竖直距离为，由几何关系有 解得，故C正确。 故选C。 7. 电介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场真空中与最终介质中电场的比值即为该介质的介电常数。把一介电常数为的电介质放置在真空中场强大小为的匀强电场中，最终介质中的电场强度方向与相同。则感应电荷在该介质内部产生的场强大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设感应电荷在介质内部产生的场强大小为E，则 解得。故选A。 二、多选题（每题6分，漏选3分，错选0分，共18分） 8. 预计2025年底，我国高铁营业总里程将突破5万公里，占全球高铁总里程的三分之二以上。一高速列车从甲站由静止开始以恒定的加速度大小启动，经的时间速度达到，匀速行驶后再以加速度大小匀减速进站，最终停止在乙站。假设甲、乙两站之间的轨道为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 加速的时间是减速时间的2倍 B. 加速过程的平均速度为减速过程平均速度的2倍 C. 甲、乙两站之间的距离为 D. 整个过程的平均速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意，列车加速时的加速度大小为 高铁减速时的加速度大小为，则列车减速的时间为 则加速的时间是减速时间的一半，故A错误； B．由匀变速直线运动的规律可知加速过程的平均速度为 减速过程的平均速度为 所以加速和减速过程的平均速度相等，故B错误； C．列车加速的位移为 高铁匀速的位移为 高铁减速的位移为 所以甲、乙两站之间的距离为，故C正确； D．整个过程的平均速度为，故D正确。 故选CD。 9. 如图，一足够大的水平圆形转盘可绕其中心竖直轴以角速度匀速转动，点为转盘的圆心。转盘上有沿直径方向的光滑直槽（物体只能在槽内沿径向运动）。质量分别为、的、两小球（均可视为质点）置于槽内，用一原长、劲度系数的轻弹簧与转轴点相连；、之间通过一长的不可伸长轻绳连接，在的外侧。已知小球在整个运动过程中始终未离开直槽，弹簧始终处于弹性限度内，轻绳始终拉直。则下列说法正确的是（　　） A. 系统稳定转动时，弹簧处于拉伸状态 B. 当时，、间距离为，轻绳中张力大小为 C. 系统稳定转动时，轻绳中张力大小随角速度（单位：）变化的关系为 D. 若系统能保持稳定转动，则转盘转动的角速度一定小于 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．轻绳对球的拉力沿半径向外，而球的向心合力必须指向，因此弹簧须向内拉球，处于伸长状态，故A正确； BC．设球到的距离为，轻绳张力为。绳拉直且球在球外侧，故 对球，由胡克定律和牛顿第二定律，沿指向圆心的方向列式为 对球，沿同一方向列式为 以下以为单位取数值，代入已知量并联立，得 再代入球的向心力方程，得 当时，，，故B错误，C正确； D．令弹簧伸长量为，则 由两球的向心力方程得 稳定转动时且，上式右端为正，所以 代入质量和劲度系数得，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，光滑平行金属导轨所在平面与水平面成θ角，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，导轨上端连接平行板电容器C，a、b是电容器的两个极板，金属棒MN垂直放置在导轨上，不计导轨和金属棒的电阻。现让金属棒由静止开始释放，金属棒的加速度大小a、电容器所带的电荷量Q、电容器极板间的电场强度大小E、金属棒中的电流I与时间t的关系图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒在重力和安培力的作用下沿导轨向下运动，根据牛顿第二定律，有 其中 联立可得 由此可知金属棒加速度不变，沿导轨向下做匀加速直线运动，故A错误； B．金属棒的速度 电容器的电荷量 图像为正比例函数图像，故B正确； C．电容器极板间的电场强度大小（d为极板间距离） 图像为正比例函数图像，故C错误； D．金属棒中的电流 则电流恒定不变，故D正确； 故选BD。 三、实验题（每空2分，共20分） 11. （1）打点计时器接_______（选填“交流”或“直流”）电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔_______秒打一个点。 （2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是______ A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度 （3）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是_____ A．电磁打点计时器使用的是36V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 （4）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，求BD段的平均速度及E点的瞬时速度。______m/s； _____m/s。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 交流 ②. 0.02 ③. AB##BA ④. C ⑤. 0.21 ⑥. 0.31 【解析】 【详解】（1）[1]打点计时器接交流电源。 [2]当频率是50Hz时，打点计时器的打点间隔为 （2）[3]可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔和位移，故选AB。 （3）[4] A．电磁打点计时器使用的是交流电源，故A错误； B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，再让物体运动，故B错误； C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确； D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢，故D错误。 故选C。 （4）[5] BD段的平均速度为 [6] E点的瞬时速度为 12. 某同学为测定电阻Rx的阻值，做如下测量： （1）用多用电表粗测该电阻的阻值，按正确的实验步骤操作后，多用电表的表头如图甲表示，测得该电阻的阻值为________Ω； （2）为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值，实验室提供以下实验器材： A.电流表A1（量程0~90mA、内阻r1＝1Ω） B.电流表A2（量程0~15mA、内阻r2＝30Ω） C.电流表A3（量程0~0.6A、电阻r3约为0.2Ω） D.电压表V（量程6V、内阻约为10kΩ） E.定值电阻R0＝20Ω F.滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω G.电源E（电动势1.5V，内阻很小） H.开关S、导线若干 测量要求电表读数不得小于其量程的； ①该同学设计了如图乙所示的部分电路以后，又给出了以下四种设计方案准备接入a、b两点之间，其中合理的是（ ） ②根据所选择的电路，说明实验中应测物理量__________________________；写出测定电阻Rx阻值的字母表达式__________________。 【答案】 ①. 90 ②. D ③. 电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知多用电表选择“×10”挡，则该电阻的阻值为 9×10Ω=90Ω （2）①[2]因为电动势为E=1.5V，电压表量程为6V，指针偏角过小，误差较大，舍去； 电流表A3的量程太大，导致偏角较小，误差较大，舍去，故应将电流表A1放在干路，A2放在支路，因为Rx的阻值约为90Ω，定值电阻R0=20Ω，电流表A2内阻r2=30Ω，故为了使电表读数不得小于量程的，应将Rx与电流表A2串联后再并上定值电阻R0。 故四种设计方案合理的是D。 ②[3]根据①中所选电路实验中应测物理量为电流表A1的读数I1与电流表A2的读数I2。 [4]根据串并联电路特点结合欧姆定律可得电阻Rx表达式 四、解答题 13. 有一火灾报警装置，其原理如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境温度为，活塞与卡柱的距离为；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到，从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知，，，，，，。 （1）求未发生火灾时容器内的压强； （2）在图2中画出从至过程中容器内气体的图像； （3）求从至过程中，气体吸收的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 未发生火灾时，对活塞有 解得 【小问2详解】 活塞刚到达卡柱时的温度为，对等压变化有，， 解得 之后气体做等容变化，可得容器内气体的图像如图所示 【小问3详解】 气体仅在等压膨胀阶段做功，有 从至过程中容器中气体内能增加了9.6J，代入热力学第一定律 可得气体吸收的热量为 14. 如图所示的直角坐标系中，在0≤y≤3L的区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场。一厚度不计，长度为5L的收集板MN放置在y=2L的直线上，M点的坐标为（L，2L）。一粒子源位于P点，可连续发射质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子（初速度近似为零），粒子经电场加速后沿y轴进入磁场区域（加速时间很短，忽略不计）。若收集板上下表面均可收集粒子，粒子与收集板接触后被吸收并导走，电场加速电压连续可调，不计粒子重力和粒子间的作用力。求： （1）若某粒子在（L，0）处离开磁场，则该粒子的加速电压U0的大小； （2）收集板MN的下表面收集到的粒子在磁场中运动的最长时间； （3）收集板下表面收集到粒子区域的x坐标范围； （4）收集板上表面收集到粒子区域的x坐标范围。 【答案】（1）（2）（3）L＜x≤2L（4） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由题意知，粒子在边界距d点L处离开磁场，则粒子做圆周运动的半径为 由洛伦兹力通过粒子做圆周运动的向心力，即有 粒子在电场中，受到电场力，在电场力的作用下，做加速运动，由动能定理得 得 （2）如图，轨迹1为打在下板粒子在磁场运行最长时间对应轨迹，则粒子在磁场中运行的时间为 （3）打到下板面最右端的粒子轨迹与板下表面相切，如图轨迹1 由几何关系得，切点E离y轴距离为 xE＝2L ∴下表面能打到的区域 L＜x≤2L （4）打到上极板面，存在两个临界情况，如图轨迹2所示，与收集板左端点相交，上极板粒子达到的最近点F，由几何关系 得 R=2.5L 由几何关系可得点F到y轴的距离为 xF＝R＋（R-L）＝4L 如图轨迹3所示，与磁场上边界相切，上极板粒子达到的最远点G 由几何关系可得，轨迹半径为 R＝3L 点G到y轴的距离为 故，收集板上表面收集到粒子区域的x坐标范围 点睛：带电粒子在电场、磁场中的运动一直是考试，尤其是选考计算题的重点．通过带电粒子在电场中加速和在磁场中偏转这两个情境，通过改变加速电压（变量问题），本质上改变的是带电粒子在磁场中的速度，在磁场中做圆周运动的半径（缩放圆模型），考查了学生处理带电粒子在地磁场中运动的综合问题（临界问题）。 15. 如图甲所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧轨道AB固定在光滑水平地面上，A点与圆心O等高，圆弧轨道与放在地面上质量为M=1kg的长木板上表面相切于B点，木板右侧距离为x处固定弹性挡板。现将质量m=3kg的小物块从A点由静止释放，小物块从B点离开圆弧后滑上长木板，一段时间后长木板与右侧弹性挡板发生第一次弹性碰撞（碰撞时间忽略不计），第一次碰撞完瞬间开始的内物块的v-t图像如图乙所示，小物块始终没有滑离木板。重力加速度，求： （1）小物块滑至圆弧末端B点时对圆弧的压力大小； （2）x应满足什么条件； （3）长木板的最小长度及当x取最小值时整个过程中长木板运动的路程。 【答案】（1）90N （2）x≥0.375m （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据题意，小物块由A到B过程中，根据机械能守恒定律有 解得 在B点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，小物块滑至圆弧末端B点时对圆弧的压力大小为90N； 【小问2详解】 根据速度-时间图像的斜率表示加速度，由图乙可知 根据牛顿第二定律 解得 小物块在长木板上滑行，系统动量守恒，则有 解得 可知长木板与挡板碰撞前已共速，所以共速碰撞时最小，对长木板根据动能定理有 解得 即应满足 【小问3详解】 经过多次碰撞，长木板最终停在挡板处，对系统的全过程，根据能量守恒可得 解得 小物块滑上木板后，木板的加速度大小为 解得 木板与挡板第一次碰撞前，小物块与木板刚好共速，木板与挡板C第一次碰撞后，向左减速到速度为0运动的距离为 解得 然后向右匀加速运动直到与物块共速，有 由于，所以物块和木板会先共速，再与挡板发生二次碰撞，碰后速度反向，大小不变，加速度不变，向左运动的位移为 解得 同理可知木板和物块会再次共速然后和挡板发生碰撞反弹向左运动，，，···构成等比数列， 的总路程 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $