陜西省兩校2023-2024學(xué)年高三年級下冊模擬考試物理試題（解析版）

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場號、座位號、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題K答案』后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的工答案』標(biāo)號涂

黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他［答案』標(biāo)號。回答非選擇題時，將I答案］

寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、選擇題：

1.北京時間2023年10月3日17時45分許，諾貝爾物理學(xué)獎揭曉，皮埃爾?阿戈斯蒂尼、

費倫茨?克勞斯和安妮?呂利耶因在阿秒光脈沖方面所做出的貢獻(xiàn)獲獎。阿秒是十億分之一秒

的十億分之一，電子繞氫原子核運行一周需要15。阿秒，微觀世界的時間尺度如圖所示。若

將最短光脈沖視為光波的一個振動周期，則光脈沖由飛秒量級到阿秒量級，下列說法正確的

是()

納秒(ns)皮秒(ps)飛秒(fs)阿秒(as)仄秒(zs)

________________10為10」2sioi5sio/8s10-2加

結(jié)構(gòu)動力學(xué)(表

化學(xué)反應(yīng)面，晶格，納分子轉(zhuǎn)動分子振動電子運動核粒子運動？

米結(jié)構(gòu))

A波長變短B.波長變長C.周期變長D,光子能量不變

K答案》A

(解析》光脈沖由飛秒量級到阿秒量級，由圖可知周期變短，頻率變大，根據(jù)光子能量表

達(dá)式

￡=hv

可知光子能量變大；根據(jù)

可知波長變短。

故選Ao

2.如圖所示，等邊三角形線框ZAW由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，。為線框的幾何中心。

線框頂點〃、N與直流電源兩端相接，已知電流為/的直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度計算

公式為B=kL(左為常數(shù)，r為某點到直導(dǎo)線的距離)，若MN邊在。點產(chǎn)生的磁場的磁感

r

應(yīng)強(qiáng)度大小為1義10一41，則地、LN兩邊在O點產(chǎn)生的合磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及方向為

B.1x104T＞垂直紙面向里

C.1.5xl0^T;垂直紙面向外D.2X10-4T，垂直紙面向里

［答案》B

k解析》設(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻為R,長度為L則電路中，上下兩路電阻之比為

K:g=2:1

根據(jù)并聯(lián)電路兩端各電壓相等的特點可知，上下兩路電流之比

，：/2=1：2

又因為通電直導(dǎo)線在。點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度成正比，根據(jù)右手螺

旋定則和矢量的疊加原理可知，支路電流在。點產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)

度與邊在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，為IxlOYT。

故選B。

3.一物體做平拋運動，從拋出時開始計時，第1s內(nèi)的位移為事第2s內(nèi)的位移為巧，第

九1

3s內(nèi)的位移為七，已知r則下列關(guān)于彳的說法正確的是

122%33%4

A.0<^<-B.c.D.

演22七33尤344演5

（答案IB

［［解析X設(shè)第1s內(nèi)水平方向的位移為X、豎直方向的位移為y,則第2s內(nèi)水平方向的位移

為X、豎直方向的位移為3?第3s內(nèi)水平方向的位移為無、豎直方向的位移為5y,可知第

1s內(nèi)的位移

玉=G+y2

第2s內(nèi)的位移

%2=信+⑶1

第3s內(nèi)的位移

/=J/+（5y『

其中

%1_1

X22

聯(lián)立解得

x2_V10

七5

故選B。

4.北京冬奧會引發(fā)了全國冰雪運動熱潮。某滑雪愛好者的運動情景可簡化為如圖所示的模

型。他以初速度％從斜坡底端沖上斜坡，到達(dá)某一高度后又返回底端，滑雪板與斜坡之間

的摩擦不可忽略，關(guān)于他在斜坡上運動的速度V、加速度。、重力勢能Ep和機(jī)械能E隨時間

的變化關(guān)系，下列圖像描述可能正確的是（）

1答案》c

k解析』B.滑雪愛好者以初速度％從斜坡底端沖上斜坡的過程為勻減速直線運動，根據(jù)

牛頓第二定律

mgsin0+jLimgcos0=ma

解得

a=gsin夕+cos0

方向沿斜面向下，返回底端的過程為勻加速速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律

mgsin0-"mgcos0=ma'

解得

a'=gsin，一Agcos0

方向沿斜面向下，故

a'豐a

故B錯誤；

A.又v-r圖像斜率表示加速度，圖線斜率不變，與

dwa

矛盾，故A錯誤；

C.愛好者沖上斜坡的過程，重力勢能從零不斷增大，最高點重力勢能最大，然后開始下滑,

重力勢能不斷減小到零，重力勢能的變化量與高度變化成正比關(guān)系，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律知高度

與時間不成正比例關(guān)系，故丸-才圖線是非線性關(guān)系，當(dāng)

a=2a'

時，根據(jù)

v

t=-

a

知下滑時間為上滑時間的2倍，故C正確；

D.根據(jù)功能關(guān)系知，阻力做的負(fù)功等于機(jī)械能的減小量，故機(jī)械能E一直變小，與D不

符，故D錯誤。

故選C。

5.如圖所示，直角坐標(biāo)系xQy位于豎直平面內(nèi)，y軸豎直向上。第HI、IV象限內(nèi)有垂直于

坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，第IV象限同時存在方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場（圖中末畫出）。

若將一質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為-q（q>0）的小球從無軸上的A點由靜止釋放，小球恰好從P

點垂直于v軸進(jìn)入第IV象限做圓周運動，從Q點垂直于無軸進(jìn)入第I象限，。點距。點的

距離為d,已知重力加速度為g。下列說法正確的是（）

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為生心

q\d

C.小球在經(jīng)過尸點前瞬間的曲率半徑為4d

D.小球在第m、w象限運動的總時間為"小藥

［答案XB

K解析1A.小球恰好從尸點垂直于y軸進(jìn)入第IV象限做圓周運動，說明小球在第IV象限

電場力與重力平衡，即

mg=qE

所以電場強(qiáng)度的大小為

q

A錯誤；

B.小球在第III象限受到重力和洛倫茲力，洛倫茲力不做功，設(shè)小球到達(dá)尸點的速度為V,

由題意知

OP=OQ=d

則由動能定理可得

mgd=—mv2-0

解得P點速度為

V=yl2gd

小球恰好從尸點垂直于y軸進(jìn)入第IV象限做圓周運動，所以小球在第IV象限所受合外力為

洛倫茲力，小球恰好從。點垂直于x軸進(jìn)入第I象限，。點距。點的距離為d,所以圓周運

動半徑為

R—d

洛倫茲力提供向心力，則

v2

qvB=m——

R

解得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

人生因

q\d

B正確；

C.小球在尸點受到豎直向下的重力，豎直向上的洛倫茲力，此時重力與洛倫茲力的合力提

供向心力，設(shè)小球在經(jīng)過尸點前瞬間的曲率半徑為r,可得

V2

qvB-mg=m一

r

解得

r=2d

C錯誤；

D.假設(shè)小球在A點水平方向受到一對大小相等，方向相反的速度」（向左）和％（向右）,

則小球會在豎直方向受到兩個大小相等，方向相反的洛倫茲力。（向下）和耳各（向上），

且滿足F洛=mg

則小球在第III象限的運動可簡化為水平向左的速度為%勻速直線運動，以及速度為%的勻

速圓周運動，小球運動的周期與速度大小無關(guān)，故第III象限運動的時間與第IV象限運動的時

間相同，均為第IV象限勻速圓周運動周期的小球在第w象限做勻速圓周運動的周期

4

T17im2d

T=------=71I——

Bq[g

故小球在第in、w象限運動的總時間為/=Z=工」3

22、g

D錯誤；

故選Bo

6.2023年9月21日15時48分，中國空間站“天宮課堂”第四課正式開講.新晉“太空教師”

景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來了一堂精彩的太空科普課，這是中國航天員首次

在夢天實驗艙內(nèi)進(jìn)行授課。地球半徑為R,引力常量為G,若夢天實驗艙做勻速圓周運動的

軌道半徑是地球半徑的左倍，夢天實驗艙與地球中心的連線在單位時間內(nèi)掃過的面積為S,

則下列說法正確的是（）

A.夢天實驗艙的環(huán)繞周期為此上B.地球的質(zhì)量為3匕

SGkR

47rq22

C.夢天實驗艙處的重力加速度大小為置標(biāo)3V

D.地球的密度為工

成GA，

[答案IAD

K解析』A.由幾何關(guān)系得

d一=-兀-(林-)2

所以夢天實驗艙的環(huán)繞周期

,nk2R2

1二-------------

S

故A正確;

B.由萬有引力提供向心力得

G^=mKkR

(a)2T2

解得地球的質(zhì)量

GkR

故B錯誤;

D.由夕=絲、V=士兀用可得地球的密度為

V3

_3s2

P—iikGR"

故D正確;

C.由萬有引力等于重力得

下Mm

G~~=mg

3)

所以夢天實驗艙處的重力加速度大小為

4s,

故C錯誤。

故選AD。

7.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為+q(q>0)的粒子(不計重力)從尸點以初速度%射

入輻射狀電場中，粒子恰好做勻速圓周運動，經(jīng)過四分之一圓周后從A點垂直邊射入

以正方形A6CD為邊界的勻強(qiáng)電場中，最后從C點射出。已知輻射狀電場在圓弧軌跡處的

電場強(qiáng)度大小為E。，正方形ABCD的邊長與粒子做圓周運動的軌跡半徑相等。下列說法正

A.粒子在C點時的速度大小為J?%

B.粒子在C點時的速度大小為2%

C.粒子從P點運動到C點的時間為

D.粒子從P點運動到C點的時間為

《答案》AC

2

K解析UAB.設(shè)粒子圓周運動的軌道半徑為R,則有=答

解得尺=嗎

洛

粒子從A到C做類平拋運動，則水平方向上

R=砧

解得

4n

qE。

在豎直方向上，則有

1,

R=3

解得

2R2qE。

a=K=------

t{m

豎直方向上分速度

V,=at[=2%

所以粒子在。點時的速度大小為

y=&+(2%C=島

A正確，B錯誤；

CD.粒子圓周運動的周期

T_2兀R_27rmy0

%qE。

所以粒子在弧形電場中運動的時間

242qE0

所以粒子運動的時間

"%+1噸（1+2

洛2

C正確，D錯誤。

故選ACo

8.如圖所示，用輕質(zhì)網(wǎng)兜將一質(zhì)量均勻的足球懸掛在豎直木板的A點，輕繩與木板之間的

夾角。=30°,將木板以底端為軸順時針緩慢轉(zhuǎn)動直至木板水平，轉(zhuǎn)動過程中繩與木板之間

的夾角保持不變，忽略一切摩擦，足球的重力為9N,設(shè)木板對球的支持力為然、繩上的拉

力為耳，木板在轉(zhuǎn)動過程中，下列說法正確的是（）

A.然的最小值為3/NB.”的最大值為9N

C.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動60。時，然是耳大小的三倍D.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動30。時，尸N與耳大小相等

（答案』AD

K解析』A.足球的受力如圖所示

因為繩與板的夾角a=30°不變，三力首尾相接可得耳與然所在直線的夾角

6?=90°-?=60°

不變，即它們的矢量圖被限制在一個外接圓上移動?？梢娎K對足球的拉力耳一直減小，木

板對足球的支持力外先增大后減小，初狀態(tài)時練的最小值為

="7gtana=3百N

故A正確；

BC.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動60。時，然最大，最大值為

丁=工=6A

cosa

此時耳大小為耳=mgtane=3A/3N

即然是FT大小的兩倍,故BC錯誤；

D.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動30。時，然、耳與，卷三力構(gòu)成等邊三角形，即然與工大小相等，故D正

確。

故選AD?

二、非選擇題：

(-)必考題：

9.利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”。

正脈沖輸入插座

(012345單位：cm6

[?????T?

13.39上3.77上4.15上4.534.91上5.29J

丙：

(1)采用如圖乙所示的計時器，關(guān)于該實驗下列操作正確的是o

A.打點計時器的電源應(yīng)該使用6V-8V的交變電源

B.將紙帶固定在小車尾部，并穿過電火花打點計時器的限位孔

C.把一根細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪且平行桌面，下面吊著適當(dāng)質(zhì)量的鉤碼

D.開始實驗時先放開紙帶，再接通電源

（2）某實驗小組所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖丙所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個

點，圖中未畫出），打點計時器所用的交流電源頻率為50Hz。打下第2個計數(shù)點時小車的速

度丫2=m/s；小車的加速度為。=m/s2?（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（3）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率稍有減小，頻率從50Hz變成了49Hz,而做實驗的同

學(xué)并不知道，仍按照50Hz進(jìn)行處理，那么速度的測量值與實際值相比,加速度的測

量值與實際值相比=（均選填“偏大”“偏小”或“不變”）

K答案U（1）BC（2）0.3960.380（3）偏大偏大

[解析X。）"]A.電火花打點計時器使用的電源為220V交流電源，故A錯誤；

B.將紙帶固定在小車尾部，并穿過電火花打點計時器的限位孔，故B正確；

C.細(xì)繩系上重物跨過定滑輪與小車相連，在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，故C正

確；

D.為充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，故D錯誤。

故選B。

（2）⑵計數(shù)點2的瞬時速度

%=—=3.77+4.15*I。-2nl/s=0.396m/s

小0.2

[3]根據(jù)Ac=aT2

運用逐差法得。=%—產(chǎn)

9T2

代入數(shù)據(jù)得o=0.380m/s2

（3）[4][5]如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率稍有減小，實際的計數(shù)周期變大，仍按照50Hz

進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，那么速度及加速度的測量值與實際值相比偏大。

10.某物理實驗小組準(zhǔn)備測量未知電阻Rx（約為2k。）的阻值和某型號手機(jī)鋰電池的電動勢

和內(nèi)阻。電池已拆開，電動勢E標(biāo)稱值為3.4V,允許最大放電電流為100mA。在實驗室備

有如下實驗器材：

A.電壓表V（量程4V,內(nèi)阻Rv約為10k。）

B.電流表Ai（量程100mA,內(nèi)阻RA為25。）

C.電流表A2（量程2mA,內(nèi)阻后約為100。）

D.滑動變阻器R（0?40Q,額定電流1A）

E.電阻箱Ro（0-9999Q）

F.開關(guān)S一個、導(dǎo)線若干

（1）為了測定電阻Rx的阻值，實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖，電源用待測的鋰

電池，則電流表應(yīng)選用（選填“Ai”或“A2”），將電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為

Rx的測量值，則測量值______（選填“大于”“等于”或“小于”）真實值。

（2）該實驗小組設(shè)計了如圖乙所示的電路原理圖來測量鋰電池的電動勢￡和內(nèi)阻r。

①電流表示數(shù)的倒數(shù);與電阻箱阻值Ro之間的關(guān)系式為（用字母E,r,RA表示）;

②在實驗中，多次改變電阻箱的阻值，獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出的;圖像為圖丙

所示的直線，根據(jù)圖像可知該鋰電池的電動勢￡=V,內(nèi)阻尸Qo（結(jié)果均保留

兩位有效數(shù)字）

（答案1（1）A2大于

,、11nr+7?

（2）一二—4T----------A-3.38.3

IEE

K解析』（1）[1]根據(jù)題意，由歐姆定律可得，流過電流表的最大電流約為

P

1=—=1.7mA

則電流表應(yīng)該選用A2；

⑵由電路圖甲可知，電流表采用的是內(nèi)接法，由于電流表的分壓，電壓表的測量值大于真

實值，由歐姆定律可知，電阻的測量值大于真實值。

（2）①根據(jù)題意及電路圖乙，由閉合電路歐姆定律有

石=/（廠+&+&）

整理得

②⑵［3］根據(jù)題意，結(jié)合圖丙可得

L業(yè)VL^=10A-

E100E

解得

E?3.3V,y8.30

11.如圖所示，某玩具滑道裝置是由水平軌道。4、傾斜軌道A3、水平軌道SC、半圓弧

軌道CD組成，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)且各部分之間均平滑連接。質(zhì)量7%=0.01kg的

滑塊Q靜止于水平軌道的。點。長度/=0.375m、不可伸長的輕繩一端固定在0點，一

端與質(zhì)量叫=0.03kg的物塊p相連,物塊p靜止時恰好與水平軌道Q4及滑塊Q接觸但無

相互作用力?，F(xiàn)將物塊P拉至左側(cè)某一位置由靜止釋放，物塊P繞。1點做圓周運動至最低

點時輕繩恰好被拉斷，之后與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，碰撞后滑塊Q恰好能夠通過半圓弧軌

道最高點。。已知半圓弧軌道CD的圓心為。2、半徑H=0.1m,水平軌道。4與水平軌道

之間的距離/z=0.2m,物塊P、滑塊Q均可以視為質(zhì)點，不計任何阻力，取重力加速

度g=10m/s2o求:

(1)碰撞后瞬間滑塊Q的速度大??；

(2)碰撞后物塊P沿軌道上升的最大高度；

(3)輕繩能承受的最大拉力。

［答案』(1)3m/s；⑵0.05m；(3)0.62N

k解析U(1)碰撞后滑塊Q恰好能夠通過半圓弧軌道最高點。，即滑塊Q在D點時，重

力恰好提供向心力

m2g=m2-^

解得

vD=lm/s

設(shè)滑塊Q碰撞后瞬間的速度大小為V2,滑塊Q從。點到。點，根據(jù)動能定理

-m2g(/z+27?)=g叫說叫￥

代入數(shù)據(jù)，解得

v2=3m/s

(2)設(shè)碰撞前物塊P的速度大小為%,碰后的速度大小為匕，物塊P與滑塊Q發(fā)生彈性碰

撞，貝IJ

=叫％+m2v2

121212

/叫%=5叫匕+耳機(jī)2%

解得

%=2m/s

匕=lm/s

設(shè)碰撞后物塊p沿軌道上升的最大高度為4,假設(shè)此時物塊P在斜面上，根據(jù)動能定理

—m1gAi=0_；町v；

解得%=0.05m<h

所以，假設(shè)成立；

(3)物塊P做圓周運動至最低點時輕繩恰好被拉斷，拉斷前的瞬間，拉力和重力的合力提

2

供向心力T一叫g(shù)=叫牛

代入數(shù)據(jù)，解得T=0.62N

12.如圖所示，間距為1m的平行金屬導(dǎo)軌ABC.A'5'C'固定在水平面上,其中5C、5'。

為半徑R=0.4m的半圓弧，虛線EF左側(cè)和圓弧導(dǎo)軌間均存在豎直向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為1T的勻強(qiáng)磁場。在水平導(dǎo)軌上垂直放置金屬棒a、b，且在金屬棒間鎖定一彈性勢能為L2J

的輕質(zhì)彈簧(彈簧與兩棒均不拴接)，解除彈簧鎖定后，金屬棒。、b分別同時運動到石尸、

BB'處,金屬棒。進(jìn)入磁場向左運動x=0.2m后速度減小到零，此時金屬棒。恰好到達(dá)圓

弧最高點，且對軌道無壓力。已知金屬棒縱6的質(zhì)量相。=0.1kg、7%=0.2kg,電阻

△=2Q、%=30,金屬棒6與￡產(chǎn)左側(cè)導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)〃=0.1,E尸右側(cè)導(dǎo)軌光滑。

不計彈簧的長度、金屬棒。在防，處的能量損失，不計導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，g取10m/s?,

金屬棒。、。始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：

(2)金屬棒。運動到圓弧軌道最高點時，所受的安培力大小；

(3)從進(jìn)入磁場到速度減小到零的過程中，金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱。

k答案1(1)4m/s；(2)0.4N；(3)0.336J

K解析X(1)對金屬棒。、b構(gòu)成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律有

加31一砥％=°

根據(jù)能量守恒定律有

解得

val=4m/s,%=2m/s

(2)金屬棒。恰好能夠到達(dá)圓弧最高點，且對軌道無壓力，根據(jù)牛頓第二定律有

臉

mag=ma—

此時回路的感應(yīng)電動勢為

El-BLv.2

此時回路的感應(yīng)電流為

/1=工

ra+rb

此時金屬棒。所受的安培力大小

￡=BIJ

解得

4=0.4N

一1,

（3）根據(jù)能量守恒定律有Ep=Q+magR+-mav；2+]nmbgx

金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱Qh=

rr

a+b

解得0,=O.336J

（-）選考題：

【物理-選修3-31（15分）

13.如圖甲所示，中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909m,

創(chuàng)造了我國載人深潛新紀(jì)錄。已知在深度3000m以下，海水溫度基本不變，現(xiàn)利用如圖乙

所示固定在潛水器外的一個密閉氣缸做驗證性實驗，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體.輕質(zhì)

導(dǎo)熱活塞可自由移動。若將氣體分子撞擊缸壁視為彈性正碰，則在潛水器從4000m深度下

潛到5000m深度的過程中，下列說法正確的是。

A.封閉氣體對外做正功

B.封閉氣體向外界放出熱量

C.封閉氣體壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成正比

D.封閉氣體分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加

E.封閉氣體分子對缸壁的平均撞擊力的沖量不變

［答案》BDE

K解析XAB.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，由于溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，氣體壓強(qiáng)增大，體

積減小，外界對氣體做正功，則氣體放出熱量，并且外界對氣體做的功等于氣體放出的熱量,

A錯誤，B正確；

C.氣體壓強(qiáng)

P^Po+PSh

壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成一次函數(shù)關(guān)系，C錯誤；

D.下潛過程中，氣體溫度不變，氣體分子平均動能不變，潛水器的壓強(qiáng)增大，氣體被壓縮,

氣體分子數(shù)密度增大，氣體分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，D正確；

E.潛水器下潛過程中，溫度不變，氣體分子平均動能不變，氣體分子每次對缸壁的平均

撞擊的沖量大小不變，E正確。

故選BDE。

14.如圖所示，一端封閉、開口向下的玻璃管豎直放置，總長度4=1m,用長度/2=20cm

的水銀柱封閉一段長度4=72cm的理想氣體，已知大氣壓強(qiáng)7°=76cmHg,封閉氣體的

溫度4=27℃。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)過180°保持開口向上，對氣體緩慢加熱，隨著溫度的升

高，水銀會從管口溢出。

（1）試通過計算說明當(dāng)氣體溫度達(dá)到270℃時是否有水銀從管口溢出；

（2）求玻璃管中仍有水銀柱時，氣體的最高溫度（計算結(jié)果保留整數(shù)）。

K答案》（1）沒有水銀從管口溢出；（2）576K

K解析F（1）設(shè)氣體柱橫截面積為S,對封閉氣體柱，管口向下時

Pi=Po—pg%=56cmHg

管口向上時

P^Po+PSk=96cmHg

由玻意耳定律得

P—pjS

代入數(shù)據(jù)解得

I：=42cm

設(shè)當(dāng)溫度升高到4時，水銀恰好不溢出，加熱過程中封閉氣體柱壓強(qiáng)不變，對封閉氣體柱

03=幺=96cmHg

由蓋-呂薩克定律

Z/S_(/0-/2)S

W=—T3—

其中(=4=(273+27)K=300K

代入數(shù)據(jù)解得入土571.4K

氣體的溫度為八=(571.4-273)℃=298.4℃>270℃

所以，當(dāng)氣體溫度達(dá)到270℃時，水銀沒有從管口溢出；

(2)設(shè)當(dāng)溫度最高時，管內(nèi)水銀柱長度無，對封閉氣體柱

P^Po+Pgx

匕=(/o-X)S

由理想氣體狀態(tài)方程中=華

其中匕=必

工=(273+27)K=300K

56x72(100-x)(76+x)

代入數(shù)據(jù)化簡有

300

根據(jù)數(shù)學(xué)知識，當(dāng)x=12cm時，溫度最高，為《土576K

【物理——選修3-4】（15分）

15.如圖甲所示，一列簡諧橫波沿直線傳播，P、。為波傳播路徑上相距12m的兩個質(zhì)點,

尸、Q兩個質(zhì)點的振動規(guī)律分別如圖乙、丙所示，下列說法正確的是（）

A.該波一定從Q點向尸點傳播

B./=；s時，P、。兩質(zhì)點的位移不相同

C./=0時刻，P、。連線中點處的質(zhì)點有可能處于平衡位置

D.該波的傳播速率可能為2.4m/s

E.該波的傳播速率可能為4m/s

K答案1BDE

［解析XA.由題意無法確定波的傳播方向，故A錯誤；

B.由振動圖像可知/=；s時，尸、。兩質(zhì)點的位移大小相等，但方向不同，故B正確;

C./=0時刻，P質(zhì)點位于平衡位置，Q質(zhì)點位于波峰位置，顯然尸、。連線中點處的質(zhì)點

不可能處于平衡位置，故C錯誤；

DE.由振動圖像可得該波的傳播周期T=4s

當(dāng)該列波從P點向。點傳播時，有12m：卜（"=0,1,2,3…）

2_12

則波速丫=(n=0,l,2,3...)(m/s)