浙江省杭州市2023-2024學(xué)年高三物理上學(xué)期12月首考熱身考試題含解析_第1頁
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文檔簡介

2024屆高三年級首考熱身考物理試卷本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分,共8頁,滿分100分,考試時間90分鐘??忌⒁猓?.答題前,請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試題卷和答題紙規(guī)定的位置上。2.答題時,請按照答題紙上的要求,在答題紙相應(yīng)的位置上規(guī)范作答,在本試題卷上的作答一律無效。3.可能用到的相關(guān)公式或參數(shù):重力加速度選擇題部分一、選擇題Ⅰ(本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1.原子核由質(zhì)子和中子組成,原子核的直徑大小可能落在下列尺標(biāo)圖的哪個區(qū)間()A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】【詳解】原子核極小,它直徑在之間,體積只占原子體積的幾千億分之一。故選B。2.下列說法中,正確的是()A.光電池是利用光電效應(yīng)制成的器件,產(chǎn)生的光電子不一定逸出B.正電子和電子相遇湮滅時,只能轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子C.洛倫茲力不做功,安培力可以做功,因此安培力不可能是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)D.多普勒效應(yīng)是縱波所特有的物理現(xiàn)象【答案】A【解析】【詳解】A.光電池是利用光電效應(yīng)制成的器件,產(chǎn)生的光電子不一定逸出,故A正確;B.正電子和電子相遇湮滅時,根據(jù)動量守恒可知,多數(shù)情況下轉(zhuǎn)化為兩個光子,故B錯誤;C.洛倫茲力不做功,安培力可以做功,實際上此時安培力是洛倫茲力的一個分力,故安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),故C錯誤;D.多普勒效應(yīng)是波所特有的物理現(xiàn)象,不僅是縱波才具有,故D錯誤。故選A。3.護(hù)鳥小衛(wèi)士在學(xué)校的綠化帶上發(fā)現(xiàn)一個鳥窩靜止擱在3根對稱的樹叉之間,若鳥窩的質(zhì)量為m,與3根樹叉均接觸,重力加速度為g,則可推斷出()A.鳥窩與樹叉之間一定只有彈力的作用B.鳥窩所受重力與鳥窩對樹叉的力是一對平衡力C.3根樹叉對鳥窩的合力大小等于mgD.樹叉對鳥窩的彈力指向鳥窩的重心【答案】C【解析】【詳解】A.分析可知此時鳥窩與樹叉之間存在摩擦力時也可受力平衡,故鳥窩與樹叉之間不一定只有彈力的作用,故A錯誤;B.鳥窩所受重力作用在鳥窩上,鳥窩對樹叉的力是作用在樹杈上,故兩力不是一對平衡力,故B錯誤;C.對鳥窩由受力平衡可知,三根樹叉對鳥窩的合力大小等于mg,故C正確;D.樹叉對鳥窩的彈力方向垂直于樹枝方向,不一定指向鳥窩的重心,故D錯誤。故選C。4.2023年9月21日15時48分,“天宮課堂”第四課在中國空間站開講,新晉“太空教師”景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課,這是中國航天員首次在夢天實驗艙(視作勻速圓周運動)內(nèi)進(jìn)行授課。以下說法中正確的是()A.夢天實驗艙的速度一定小于第一宇宙速度B.夢天實驗艙的運行周期為24hC.夢天實驗艙的軌道高度大約為地球半徑的6倍D.在微重力環(huán)境下,實驗證明了液體的表面張力為零【答案】A【解析】【詳解】A.地球上第一宇宙速度是所有衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,又是所有衛(wèi)星最大環(huán)繞速度,近地衛(wèi)星的速度約為第一宇宙速度,由公式得因為中國空間站的軌道半徑比近地衛(wèi)星大,所以夢天實驗艙的速度一定小于第一宇宙速度,故A正確;BC.根據(jù)資料有同步衛(wèi)星的軌道高度大約為地球半徑的6倍,運行周期為24h,中國空間站的軌道半徑要比同步衛(wèi)星小,由公式得可見夢天實驗艙的運行周期小于24h,故BC錯誤;D.液體的表面張力跟重力無關(guān),故D錯誤。故選A。5.如圖所示是動圈式麥克風(fēng)的示意簡圖,磁鐵固定在適當(dāng)?shù)奈恢?,線圈與一個膜片連接,聲波傳播時可使膜片左右移動,從而引起線圈運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,則線圈()A.磁通量增大時,感應(yīng)電流從a流向bB.磁通量減小時,感應(yīng)電流從b流向aC.磁通量先增大后減小時,感應(yīng)電流一直從a流向bD.磁通量先增大后減小時,感應(yīng)電流先從b流向a再從a流向b【答案】D【解析】【詳解】由圖中可知,螺線管中原磁場方向向右;當(dāng)磁通量增大時,感應(yīng)電流磁場方向向左,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向從b流向a;磁通量減小時,感應(yīng)電流磁場方向向右,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流從a流向b,故A、B、C錯誤,D正確;故選D。6.2023年9月15日,三星堆遺址考古入選世界重大田野考古發(fā)現(xiàn)。三星堆古遺址距今已有5000至3000年歷史,昭示長江流域與黃河流域一樣同屬中華文明的母體。應(yīng)用碳14測定年代是考古中的重要方法,在高空大氣中,來自宇宙射線的中子轟擊氮14,不斷以一定的速率產(chǎn)生碳14,接著碳14就發(fā)生放射性衰變,其半衰期為5730±40年,反應(yīng)方程分別為:,。以下說法中正確的是()A.轟擊碳14的中子主要是熱中子,熱中子就是快中子B.碳14發(fā)生了衰變,粒子就是電子C.埋入地下的植物中,其碳14的半衰期出現(xiàn)±40年的改變,據(jù)此測定年代D.目前核電站廣泛利用衰變技術(shù)獲取核能并發(fā)電【答案】B【解析】【詳解】A.“熱中子”或稱慢中子,不是快中子,故A錯誤;B.碳14發(fā)生了衰變,粒子就是電子,故B正確;C.半衰期與物質(zhì)所處環(huán)境無關(guān),故半衰期不變,故C錯誤;D.目前核電站廣泛利用核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)獲取核能并發(fā)電,故D錯誤。故選B。7.如圖所示,輕質(zhì)彈簧和物塊組成一豎直懸掛的彈簧振子,在物塊上裝有一記錄筆,在豎直面內(nèi)放置有記錄紙。當(dāng)彈簧振子沿豎直方向上下自由振動時,以速率v水平向左勻速拉動記錄紙,記錄筆在紙上留下如圖所示余弦型函數(shù)曲線形狀的印跡,圖中、、、2、3為記錄紙上印跡的位置坐標(biāo)值,P、Q分別是印跡上縱坐標(biāo)為和的兩個點。若空氣阻力、記錄筆的質(zhì)量及其與紙之間的作用力均可忽略不計,則可判斷()A.該彈簧振子的振動周期為B.該彈簧振子的振幅為-C.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中,物塊所受彈力的沖量為零D.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中,彈力對物塊所做的總功為負(fù)功【答案】D【解析】【詳解】AB.記錄紙勻速運動,振子振動的周期等于記錄紙運動位移2x0所用的時間,則周期振幅為故AB錯誤;C.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中,彈簧振子從上方最大位移處運動到下方最大位移處,初末速度為零,根據(jù)動量定理可知,物塊受到的合力的沖量為零,彈力和重力的合力沖量為零,故C錯誤;D.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中,根據(jù)動能定理可知,合外力做功為零,但重力做正功,故彈力對物塊做負(fù)功,故D正確。故選D。8.如圖所示是兩個LC振蕩電路1和2的電容器電壓u隨時間t變化的圖像,兩電路的自感系數(shù),則()A.電路1的頻率為電路2的一半B.電路2的電容為電路1的兩倍C.電路2電容器的最大電荷量為電路1的四倍D.電路1電流最大時電路2的電流也一定最大【答案】C【解析】【詳解】A.由圖中可知,由可知電路1的頻率是電路2頻率的2倍,故A錯誤;B.LC振蕩電路周期為由題意可知,,故故B錯誤;C.由,可得,即電路2電容器的最大電荷量為電路1的4倍,故C正確;D.電流最大時,電壓為0,故電路1電流最大時電路2的電流不一定最大,故D錯誤;故選C。9.北京2022年冬奧會極大推動了全國范圍內(nèi)的冰雪運動設(shè)施建設(shè),如圖所示為一個開闊、平坦的傾斜雪坡,一個小孩靠推一棵樹獲得大小為的水平初速度。雪坡的傾角為,與小孩之間的滑動摩擦系數(shù)為,不計空氣阻力,不考慮摩擦力隨速度大小的變化。雪坡足夠大,經(jīng)過足夠長的時間關(guān)于小孩運動的說法,正確的是()A.可能一直做曲線運動B.可能做勻加速直線運動,與初速度v的夾角小于90°C.若做勻速運動,則可判斷D.若沒有停下,則最終速度的方向一定與初速度垂直【答案】D【解析】【詳解】ABD.起初小孩子的速度是水平方向的,他受到的合力具體表現(xiàn)為:與運動方向相反的摩擦力的作用和重力沿斜面向下的分力的作用,二者的合力是斜向左下的,它與速度方向有夾角,故小孩子的運動方向會改變,當(dāng)其運動方向改變后,摩擦力的方向也會隨之而改變,總與他的運動方向相反,故開始小孩子會做曲線運動,若摩擦力較大,可能會在做曲線運動的過程中,消耗掉了他的初動能而變?yōu)殪o止;若摩擦力較小,但總是有一定摩擦力的,最終小孩子水平向右的速度對應(yīng)的動能會因克服摩擦力做功而變?yōu)榱?,而重力會一直對他做正功,所以最終他的速度方向一定是沿斜面向下,與初速度方向垂直,故AB錯誤、D正確;C.若摩擦力適中,則小孩最終達(dá)到勻速運動,說明得故C錯誤。故選D。10.一銅板暴露在波長的紫外光中,觀測到有電子從銅板表面逸出。當(dāng)在銅板所在空間加一方向垂直于板面、大小為15V/m的電場時,電子能運動到距板面的最大距離為10cm。已知光速c與普朗克常數(shù)的乘積為,則銅板的截止波長約為()A.240mm B.260nm C.280μm D.300pm【答案】B【解析】【詳解】由題意可知由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知聯(lián)立解得故選B。11.真空中有一平行板電容器,所帶電量為,兩板間距為10cm,所加電壓為1000V,兩板間無介質(zhì)。已知電容的計算公式為,靜電力常量。則()A.兩板間的引力大小為B.兩板間的引力大小為C.兩板間的正對面積為1.13D.該電容器的電容為10μF【答案】C【解析】【詳解】AB.兩板間的引力大小為故AB錯誤;D.該電容器的電容為故D錯誤;C.根據(jù)電容的計算公式兩板間的正對面積為故C正確。故選C。12.如圖所示,山坡上兩相鄰高壓塔A、B之間架有勻質(zhì)粗銅線,平衡時銅線弧形下垂,最低點在C,已知弧線BC的長度是AC的3倍,而左塔B處銅線切線與豎直方向成角。則右塔A處銅線切線與豎直方向成角為()A.37° B.45° C.53° D.60°【答案】D【解析】【詳解】設(shè)AB兩端繩上拉力分別為FA、FB,銅線質(zhì)量為m,在水平方向,ABC整體受力平衡,有:FAsinα=FBsinβ在豎直方向,BC段受力平衡,有FBcosβ=mg豎直方向,AC段受力平衡,有FAcosα=mg聯(lián)立解得tanα=3tanβ所以α=60°故ABC錯誤,D正確。故選D。13.膠囊型元件水平放置,由某透明材料制成,兩端是半徑為r的半球,中間是長度為4r的圓柱體,中軸線是。一激光束從左側(cè)平行中軸線水平射入,經(jīng)折射、反射再折射后又從左側(cè)水平射出。已知出射光線與入射光線的間距為1.6r,則該元件的折射率為()A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由光路的對稱性與可逆性可知,激光束在膠囊元件中的光路如下圖所示。設(shè)光線在半球處的入射角為,折射角為,則由折射定律得由幾何關(guān)系得在三角形中,由正弦定理得結(jié)合三角公式聯(lián)解可得折射角折射率故BCD錯誤,A正確。故選A。二、選擇題Ⅱ(本題共2小題、每小題3分,共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個符合題目要求的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)14.下列說法正確的是()A.甲圖為光電效應(yīng)實驗,驗電器和鋅板帶異種電荷B.乙圖為巖鹽分子結(jié)構(gòu),敲碎的巖鹽總是呈立方形狀,是因為容易在虛線處斷開C.丙圖中,輕核能發(fā)生聚變的條件是克服庫侖斥力,而不是克服核力D.戳破丁圖中棉線右側(cè)的肥皂泡,棉線會受到平行于肥皂泡平面且垂直于棉線的力使之向左彎曲【答案】CD【解析】【詳解】A.甲圖中,光電效應(yīng)實驗中,驗電器和鋅板帶同種電荷,故A錯誤;B.敲碎的巖鹽總是呈立方形狀,根據(jù)異種電荷相互吸引,同種電荷相互排斥,結(jié)合庫侖定律與矢量的合成法則,是因為容易沿邊長的方向分開,不是在虛線處斷開,故B錯誤;C.要使輕核發(fā)生聚變,原子核必須克服巨大的庫侖斥力,使原子核的距離達(dá)到10-15m以內(nèi),從而使核力起作用,故C正確;D.戳破丁圖中棉線右側(cè)的肥皂泡,棉線會受到液體表面張力的作用,平行于肥皂泡平面且垂直于棉線的力使之向左彎曲,故D正確。故選CD。15.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波的x-y-t圖像如圖所示,圖中曲線①②③均為正弦曲線,其中曲線①在xoy平面內(nèi),曲線②所在的平面平行于xoy平面,曲線③在yot平面內(nèi),則可推斷()A.曲線①的振幅為2mB.波的傳播速度為2cm/sC.曲線③為x=0處質(zhì)點的振動圖像D.t=1s時x=6cm處質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運動【答案】BCD【解析】【詳解】A.由這列波的波動圖像曲線①可知,波的波峰為2cm,故曲線①中質(zhì)點的振幅為2cm,故A錯誤;B.由這列波的波動圖像可知,波的波長為4cm,質(zhì)點的振動周期為2s,根據(jù)波的傳播速度與波長和振動周期的關(guān)系,可知傳播速度為故B正確;C.這列波沿x軸正方向傳播,可知時,x=0處質(zhì)點從平衡位置向y軸負(fù)方向運動,且時曲線③中的質(zhì)點從平衡位置向y軸負(fù)方向運動,可得曲線③為x=0處質(zhì)點的振動圖像,故C正確;D.當(dāng)t=1s時,由x=0處質(zhì)點振動圖像可知,x=0處質(zhì)點處于平衡位置,向y軸正方向運動,根據(jù)可知x=6cm處質(zhì)點運動方向與x=0處質(zhì)點運動方向相反,故x=6cm處質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動,故D正確。故選BCD。非選擇題部分三、非選擇題(本題共5小題,共55分)16.實驗題:利用如圖所示裝置進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗。(1)下列說法正確的是__________。A.該實驗的重物可采用較重的砝碼B.在最小刻度相同的情況下,優(yōu)先選用量程較大的刻度尺C.在驗證機(jī)械能守恒定律時不需要已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮。?)某次實驗中打出的紙帶如圖所示,O點是紙帶上的第一個點。若OB兩點間有n個點,交流電的頻率是f,重物的質(zhì)量為m,重力加速度為g,O到A、B、C的距離分別為、、。打下B點時,重物的動能可以表示為__________。(3)某次實驗后發(fā)現(xiàn),根據(jù)數(shù)據(jù)計算得到的重力勢能變化量的絕對值略小于動能變化量的絕對值,下列說法正確的是__________。A.可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到機(jī)械能守恒的結(jié)論B.應(yīng)該考慮實驗設(shè)計與操作中是否存在錯誤C.這種誤差有可能是由于選用了質(zhì)量較大的夾子,但在計算質(zhì)量時沒有計入夾子的質(zhì)量D.若其他條件不變,通過換用一個質(zhì)量相同但體積更大的重物,使得根據(jù)數(shù)據(jù)計算得到的重力勢能變化量等于動能變化量,便可以說明機(jī)械能守恒【答案】①.B②.③.BC【解析】【詳解】(1)[1]A.該實驗的重物下落后與地面相撞碰,因此不能用砝碼,故A錯誤;B.在最小刻度相同的情況下,優(yōu)先選用量程較大的刻度尺,便于對紙帶進(jìn)行測量,故B正確;C.在驗證機(jī)械能守恒定律時,需要計算重物減小的重力勢能,需要已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?,故C錯誤;故選B。(2)[2]交流電的頻率是f,則打點時間間隔打下B點時,重物的速度則打下B點時,重物的動能可以表示為(3)[3]A.本實驗正常情況下由于空氣阻力和紙帶與限位孔之間存在摩擦力,重力勢能變化量的絕對值略大于動能變化量的絕對值;根據(jù)數(shù)據(jù)計算得到的重力勢能變化量的絕對值略小于動能變化量的絕對值,應(yīng)該考慮實驗設(shè)計與操作中是否存在錯誤,不可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到機(jī)械能守恒的結(jié)論,故A錯誤;B.由A項分析知,故B正確;C.這種誤差有可能是由于選用了質(zhì)量較大的夾子,但在計算質(zhì)量時沒有計入夾子的質(zhì)量,故C正確;D.若其他條件不變,通過換用一個質(zhì)量相同但體積更大的重物,使得根據(jù)數(shù)據(jù)計算得到的重力勢能變化量等于動能變化量,人為增大空氣阻力影響,不可以說明機(jī)械能守恒,故D錯誤;故選BC。17.小明同學(xué)做“練習(xí)使用多用電表”實驗(1)用多用電表來測量螺口型白熾燈的燈絲電阻,燈泡標(biāo)有“220V,100W”字樣,以下測量方式正確的是__________;該同學(xué)采用×10檔進(jìn)行測量,則實際的測量結(jié)果是圖中__________(填a或b或c)位置。A.B.C.(2)用電阻擋測量如圖所示的一只小電珠的電阻,發(fā)現(xiàn)小電珠的燈絲微微發(fā)紅,繼續(xù)用該電阻擋去測量如圖所示的一只玩具小電機(jī)的電阻,發(fā)現(xiàn)小電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動,則小明選用的擋位是__________。A.×1擋B.×10擋C.×100擋D.×1k擋【答案】①.A②.c③.A【解析】【詳解】(1)[1]燈泡內(nèi)部的燈絲分別與燈泡底部和燈泡螺口金屬部分相連,所以測量燈絲的電阻,應(yīng)使兩個表筆分別與燈泡底部和螺口的金屬部分相接觸。故選A。[2]燈泡正常發(fā)光時的電阻為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,所以燈泡在未接入電路時電阻遠(yuǎn)小于正常發(fā)光的電阻阻值,所以若用×10檔進(jìn)行測量,則實際的測量結(jié)果是圖中c位置。(2)[3]設(shè)歐姆表內(nèi)部電源電動勢為,內(nèi)部的總電阻為,兩表筆接入電阻后電流為,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知小電珠的燈絲微微發(fā)紅,小電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動,說明電路中電流較大,則較小,說明是×1擋。故選A。18.如圖所示為J2425型可拆卸式學(xué)生變壓器,若在圖中左側(cè)接線柱“0”和“1”之間接入學(xué)生電源的交流5V擋,則應(yīng)該用多用電表的__________擋(選填“”、“”、“”或“mA”)在右側(cè)線圈進(jìn)行相關(guān)測量,此時原線圈接入電路的匝數(shù)為__________匝,現(xiàn)測得右側(cè)線圈“0”和“2”之間的電壓為交流10.3V,小明認(rèn)為變壓比與匝數(shù)比有較大誤差,分析其原因,主要是__________。A.鐵芯未閉合B.副線圈有電阻C.鐵芯中存在渦流D.未用電表測定原線圈電壓【答案】①.②.100③.D【解析】【詳解】[1]接入交流電經(jīng)過變壓器輸出的也是交流電,故應(yīng)該用多用電表的擋在右側(cè)線圈進(jìn)行相關(guān)測量;[2]圖中J2425型可拆卸式學(xué)生變壓器各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“”的匝數(shù),故此時原線圈接入電路的匝數(shù)為[3]右側(cè)線圈“0”和“2”間的匝數(shù)為200匝,當(dāng)變壓器為理想變壓器時接入交流5V時輸出電壓為故可知右側(cè)線圈“0”和“2”之間的電壓不可能超過,若又存在鐵芯未閉合、副線圈有電阻和鐵芯中存在渦流時右側(cè)線圈“0”和“2”之間的電壓只會更小于,故可知測得右側(cè)線圈“0”和“2”之間的電壓為交流10.3V時的主要原因是未用電表測定原線圈的實際電壓,原線圈的電壓實際上高于。故選D。19.下列說法正確的是()A.“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗中,須使用交流電壓表B.觀察電容器充電過程可以發(fā)現(xiàn),隨著電流逐漸減小,電容器兩端的電壓逐漸增大C.“用單擺測定重力加速度”實驗中,若用擺球的最高點作為計時起點,會導(dǎo)致較大的偶然誤差D.理論和實驗表明,電阻是耗能元件,而電容器和電感線圈都是儲能元件E.研究熱輻射現(xiàn)象時,因為能量量子化,一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)【答案】BCD【解析】【詳解】A.“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗中,為了看到明顯的實驗現(xiàn)象,線圈的兩個接線柱與直流電流表相接,故A錯誤;B.觀察電容器充電過程可以發(fā)現(xiàn),隨著電流逐漸減小,電容器兩極板所帶電荷越來越多,由電容器的電容不變,電容器兩端的電壓逐漸增大,故B正確;C.“用單擺測定重力加速度”實驗中,擺球的最高點速度為零,用最高點作為計時起點,會導(dǎo)致較大的偶然誤差。擺球的最低點速度最大,用最低點作為計時起點,會減小偶然誤差。故C正確;D.理論和實驗表明,電阻中有電流流過時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電阻是耗能元件,而電容器和電感線圈工作時電能分別與電場能和磁場能轉(zhuǎn)換,都是儲能元件。故D正確;E.根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料種類和表面狀況有關(guān),而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān),是因為能量量子化,故E錯誤。故選BCD。20.如圖所示,具有一定導(dǎo)熱性能的柱形汽缸豎直放置,外界溫度保持不變。一定質(zhì)量的理想氣體被橫截面積為的輕質(zhì)活塞封閉在汽缸內(nèi),此時活塞距汽缸底部的距離為,汽缸內(nèi)氣體溫度為。先用外力緩慢地拉動活塞,上升的距離被擋塊AB擋住。再通過電熱絲對汽缸內(nèi)氣體快速加熱,缸內(nèi)氣體吸收熱量后,溫度升高到。此時撤去外力,經(jīng)過足夠長時間,活塞緩慢回到初始位置。已知大氣壓強(qiáng),活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動,該理想氣體經(jīng)歷的三個過程的P-V圖,如圖2所示。(1)請在圖3中畫出該理想氣體經(jīng)歷的三個過程的V-T圖;(2)在電熱絲加熱的過程中,汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能變化了多少;(3)撤去外力后汽缸內(nèi)的氣體放出多少熱量?【答案】(1);(2)增加100J;(3)150J【解析】【詳解】(1)該理想氣體經(jīng)歷的三個過程的V-T圖

(2)加熱過程中,氣體溫度從T0升高到2T0,氣體的體積不變,則W=0缸內(nèi)氣體吸收熱量則氣體的內(nèi)能增加(3)撤去外力后,氣體進(jìn)行等壓壓縮,氣體溫度從2T0降低到T0,內(nèi)能減小外界對氣體做功則氣體放熱21.小明同學(xué)設(shè)計了如圖所示游戲裝置,該裝置由固定在水平地面上傾角且滑動摩擦因數(shù)為的傾斜軌道、接觸面光滑的螺旋圓形軌道、以及靜止在光滑的水平面上的長木板組成。木板左端緊靠軌道右端且與軌道F點等高但不粘連,所有接觸處均平滑連接,螺旋圓形軌道與軌道相切于處,切點到水平地面的高度為。從B的左上方A點以某一初速度水平拋出一質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點),物塊恰好能從B點無碰撞進(jìn)入傾斜軌道,并通過螺旋圓形軌道最低點D后,經(jīng)傾斜軌道滑上長木板。已知長木板的質(zhì)量,空氣阻力不計,g取。求:(1)的大??;(2)物塊經(jīng)過螺旋圓形軌道低點D時,軌道對物塊的彈力大??;(3)若物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù),物塊在長木板上滑行且恰好不滑出長木板,求此過程中物塊與長木板系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量;(4)若長木板固定不動,在木板上表面貼上某種特殊材料,物塊在木板上運動受到的水平阻力(與摩擦力類似)大小與物塊速度大小成正比,即,k為常數(shù),要使物塊不滑出長木板,k至少為多大?!敬鸢浮浚?);(2);(3);(4)【解析】【詳解】(1)物塊從A點做平拋運動到B點,則有,解得(2)從A到D由動能定理可得在D點,對物塊分析有解得(3)從A到F過程有解得物塊滑上長木板后,木塊和長木板系統(tǒng)動量守恒,則有解得假設(shè)物塊剛好不滑離長木板,由功能關(guān)系可得解得(4)若長木板固定不動,物塊在木板上運動受到的水平阻力對木塊m由動量定理得即有由解得則解得22.如圖所示,真空中的立方體棱長為,底面中心處有一點狀放射源S,僅在所在平面內(nèi)向各個方向均勻發(fā)射粒子,所有粒子的速率均為,已知粒子的比荷為,現(xiàn)在立方體內(nèi)施加豎直向上的勻強(qiáng)磁場,使所有粒子恰好能束縛在正方形區(qū)域內(nèi)。面放有一個屏,該屏可以沿軸左右平移。(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;(2)現(xiàn)讓屏向左沿-z方向移動,求打在屏上的粒子占總數(shù)的幾分之幾;(3)若在立方體內(nèi)同時加一個豎直向上的勻強(qiáng)電場,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小為,求粒子打在屏(屏的位置與(2)相同)上x坐標(biāo)最大值和最小值時對應(yīng)點的y坐標(biāo);(4)在面內(nèi),以P為中心放置一塊半徑為0.2m的圓形屏。在豎直向上的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小可以不斷改變的條件下,要使所有粒子總能打中屏幕,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小要滿足

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