2024届广东江门一中高三上学期开学考试物理试题含答案.pdf

第1页/共7页 江门一中江门一中 2023-2024 学年度第一学期开学考试学年度第一学期开学考试高三级物理试卷高三级物理试卷 注意事项：注意事项：1.答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上.2.做选择题时，必须用做选择题时，必须用 2B 铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号干净后，再选涂其他答案标号.3.非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上.4.所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效.一、单选题（本题共一、单选题（本题共 7小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）符合题目要求）1.小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（）A.B.C.D.2.一小车沿直线运动，从 t=0 开始由静止匀加速至 t=t1时刻，此后做匀减速运动，到 t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移 x与时间 t的关系曲线中，可能正确的是（）A.B.C.D.3.铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为 10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量346.63 10J s=h，元电荷191.60 10Ce=）（）A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz第2页/共7页 4.如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为 G 的光滑圆柱体静置其上，a、b 为相切点，90aOb=，半径 Ob 与重力的夹角为 37。已知sin370.6=，cos370.8=，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（）A.0.6aFG=，0.4bFG=B.0.4aFG=，0.6bFG=C.0.8aFG=，0.6bFG=D.0.6aFG=，0.8bFG=5.两个位于纸面内的点电荷产生的电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等，虚线 MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于 P点。下列说法正确的是（）A.两点电荷可能是异种点电荷B.A 点的电场强度比 B点的大C.A 点的电势高于 B 点的电势D.电子运动到 P 点时动能最大6.2021年 5 月 15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道运行，如图所示，两轨道相切于近火点 P，则天向一号探测器（）A.在轨道上处于受力平衡状态第3页/共7页 B.在轨道运行周期比在时短C.沿轨道向 P 飞近时速率不变D.沿轨道向 P飞近时速率增大7.如图所示，楔形玻璃的横截面 POQ的顶角为30，OP 边上的点光源 S 到顶点 O的距离为 d，垂直于OP 边的光线 SN在 OQ 边的折射角为45。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）A.12dB.22dC.dD.2d二、多选题（本题共二、多选题（本题共 3小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得合题目要求，全部选对得 6 分，选对但不全得分，选对但不全得 3 分，有错选得分，有错选得 0 分。）分。）8.“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（）A.插入水中的筷子、看起来折断了B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C.驶近站台火车，汽笛音调变高D.振动音叉的周围，声音忽高忽低9.汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈 abcd，埋在地下的线圈分别为 1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）的第4页/共7页 A.线圈 1、2 产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdC.汽车离开线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdD.汽车进入线圈 2 过程受到的安培力方向与速度方向相反10.如图，固定在竖直面内的光滑轨道 ABC由直线段 AB和圆弧段 BC 组成，两段相切于 B 点，AB段与水平面夹角为，BC 段圆心为 O，最高点为 C、A与 C的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A点以初速度 v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达 C 点，下列说法正确的是（）A.小球从 B 到 C的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从 A 到 C的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度02vgR=D.若小球初速度 v0增大，小球有可能从 B点脱离轨道三、实验题（共三、实验题（共 2 题，共题，共 14 分）分）11.用如图所示的装置可以测量滑块与滑板的动摩擦因数。滑板水平固定，左端固定一个弹簧，弹簧原长时右端为 O点，在 O点右侧标注 A 点、B 点，在 B点处安装一光电门。滑块正中固定一遮光片后去压缩弹簧到 C点，静止释放，记录 AB的距离 L、遮光片通过光电门的时间 t。已知遮光片宽为 d，重力加速为g。（1）滑块通过 B点处的速度大小_；第5页/共7页（2）保持 A点不动，多次移动 B点和光电门，每次滑块都将弹簧压缩到 C 点后释放，测量各次 AB 的距离 L、遮光片通过光电门的时间 t。则作出的21Lt图像是_；AB.C.（3）如果算出21Lt图像的斜率大小为 k，则滑块与滑板的动摩擦因数为_。12.一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源 E、电压表（内阻非常大）、定值电阻0R（阻值10.0）、滑动变阻器 R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关 S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：（1）实验时，先将滑动变阻器 R接入电路的电阻调至最大，闭合 S（2）将 K与 1端相连，适当减小滑动变阻器 R接入电路的电阻，此时电压表读数记为1U，然后将 K与 2端相连，此时电压表读数记为2U。由此得到流过待测金属丝的电流 I=_，金属丝的电阻r=_。（结果均用0R、1U、2U表示）（3）继续微调 R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：1U（mV）0.57 0.71 0.85 1.14 1 43 2U（mV）0.97 1.21 1 45 1.94 2.43（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻14.2r=。（5）用米尺测得金属丝长度50.00cmL=。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为d=_mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与 d 相等。（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率=_710m。（保留 2 位有效数字）四、计算题（共四、计算题（共 3 题，共题，共 40 分）分）13.如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积2100cmS=，质量1kgm=的活塞封闭一定质量的理想.第6页/共7页 气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度 300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态 A，其体积3600cmAV=。缓慢推动活塞使气体达到状态 B，此时体积3500cmBV=。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态 C，此时压强51.4 10 PaCp=。已知从状态 A到状态 C，气体从外界吸收热量14JQ=；从状态 B到状态 C。气体内能增加25JU=；大气压501.01 10 Pap=。（1）求气体在状态 C的温度CT；（2）求气体从状态 A到状态 B 过程中外界对系统做的功 W。14.如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠 A和弹珠 B 与坑在同一直线上，两弹珠间距 x12m，弹珠 B 与坑的间距x21m。邹同学将弹珠 A 以 v06m/s 的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间 t10.4s 与弹珠 B 正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间弹珠 A的速度大小为 1m/s，方向向右，且不再与弹珠发生碰撞。已知两弹珠的质量均为 10g，取重力加速度 g10m/s2，若弹珠 A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：（1）碰撞前瞬间弹珠 A的速度大小和在地面上运动时加速度大小；（2）求两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。15.某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度0v保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为 L，间距为 d、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。（1）若不计空气阻力，质量为 m、电荷量为q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压1U；的第7页/共7页（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度 v方向相反，大小为fkrv=，其中 r 为颗粒的半径，k 为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。a、半径为 R、电荷量为q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压2U；b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10m和2.5m的两种颗粒，若10m的颗粒恰好 100%被收集，求2.5m的颗粒被收集的百分比。第1页/共15页 江门一中江门一中 2023-2024 学年度第一学期开学考试学年度第一学期开学考试高三级物理试卷高三级物理试卷 注意事项：注意事项：1.答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上.2.做选择题时，必须用做选择题时，必须用 2B 铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号干净后，再选涂其他答案标号.3.非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上.4.所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效.一、单选题（本题共一、单选题（本题共 7小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）符合题目要求）1.小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】AB小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故 AB 错误；CD小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。故选 D。2.一小车沿直线运动，从 t=0 开始由静止匀加速至 t=t1时刻，此后做匀减速运动，到 t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移 x与时间 t的关系曲线中，可能正确的是（）A.B.CD.第2页/共15页【答案】D【解析】【详解】xt图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即 0t1图像斜率变大，t1t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在 t2时刻停止图像的斜率变为零。故选 D。3.铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为 10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量346.63 10J s=h，元电荷191.60 10Ce=）（）A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz【答案】C【解析】【详解】铯原子利用两能极的能量差量级对应的能量为55192410 eV101.6 10J1.6 10J=由光子能量的表达式h=可得，跃迁发射的光子的频率量级为 249341.6 10Hz2.4 10 Hz6.63 10h=跃迁发射的光子的频率量级为 109Hz。故选 C。4.如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为 G 的光滑圆柱体静置其上，a、b 为相切点，90aOb=，半径 Ob 与重力的夹角为 37。已知sin370.6=，cos370.8=，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（）A.0.6aFG=，0.4bFG=B.0.4aFG=，0.6bFG=C.0.8aFG=，0.6bFG=D.0.6aFG=，0.8bFG=的第3页/共15页【答案】D【解析】【详解】对光滑圆柱体受力分析如图由题意有sin370.6aFGG=cos370.8bFGG=故选 D。5.两个位于纸面内的点电荷产生的电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等，虚线 MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于 P点。下列说法正确的是（）A.两点电荷可能是异种点电荷B.A 点的电场强度比 B点的大C.A 点的电势高于 B 点的电势D.电子运动到 P 点时动能最大【答案】C【解析】【详解】A由等势面和电子在该电场中的运动轨迹，可以判断两点电荷是同种负点电荷。A错误；B根据等差等势面密集地方电场强度大，可知 A 点的电场强度比 B点的小。B错误；C过 A 点的电场线垂直于过 A点的等势面指向左侧点电荷，A点的电势高于 B 点的电势，C正确；D静电力从 M到 P 点对电子做负功，从 P 点到 N点对电子做正功，由动能定理，电子运动到 P点时动能最小。D错误。故选 C。的第4页/共15页 6.2021年 5 月 15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道运行，如图所示，两轨道相切于近火点 P，则天向一号探测器（）A.在轨道上处于受力平衡状态B.在轨道运行周期比在时短C 沿轨道向 P 飞近时速率不变 D.沿轨道向 P飞近时速率增大【答案】D【解析】【详解】A天问一号探测器在轨道上做变速圆周运动，受力不平衡，故 A错误；B根据开普勒第三定律可知，轨道的半径大于轨道的半长轴，故在轨道运行周期比在时长，故 B错误；CD在轨道向 P 飞近时，万有引力做正功，动能增大，故速度增大，故选项 C 错误，D正确。故选 D。【点睛】掌握天体运动的规律，熟悉轨道高低对天体运行速率及周期的影响。7.如图所示，楔形玻璃的横截面 POQ的顶角为30，OP 边上的点光源 S 到顶点 O的距离为 d，垂直于OP 边的光线 SN在 OQ 边的折射角为45。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）A.12dB.22dC.dD.2d【答案】C.第5页/共15页【解析】【详解】设光线在 OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知30=，则有折射定律 sin2sinn光线射出 OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中OBCS光线在 AB两点发生全反射，有全反射定律 12sin2Cn=即 AB两处全反射的临界角为45，AB之间有光线射出，由几何关系可知 22ABACCSOSd=故选 C。二、多选题（本题共二、多选题（本题共 3小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得合题目要求，全部选对得 6 分，选对但不全得分，选对但不全得 3 分，有错选得分，有错选得 0 分。）分。）8.“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（）A.插入水中的筷子、看起来折断了B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C.驶近站台的火车，汽笛音调变高D.振动音叉的周围，声音忽高忽低第6页/共15页【答案】BD【解析】【详解】该现象属于波的叠加原理；插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符；驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符；振动音叉的周围声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符。故选 BD。9.汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈 abcd，埋在地下的线圈分别为 1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）A.线圈 1、2 产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdC.汽车离开线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdD.汽车进入线圈 2 过程受到的安培力方向与速度方向相反【答案】CD【解析】【详解】A由题知，埋在地下的线圈 1、2 通顺时针（俯视）方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，故 A错误；B汽车进入线圈 1 过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 adcb（逆时针），故 B错误；C汽车离开线圈 1 过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 abcd（顺时针），故 C正确；D汽车进入线圈 2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 adcb（逆时针），再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，故 D正确。故选 CD。10.如图，固定在竖直面内的光滑轨道 ABC由直线段 AB和圆弧段 BC 组成，两段相切于 B 点，AB段与水平面夹角为，BC 段圆心为 O，最高点为 C、A与 C的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A点以初第7页/共15页 速度 v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达 C 点，下列说法正确的是（）A.小球从 B 到 C的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从 A 到 C的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度02vgR=D.若小球初速度 v0增大，小球有可能从 B点脱离轨道【答案】AD【解析】【详解】A由题知，小球能沿轨道运动恰好到达 C点，则小球在 C点的速度为 vC=0 则小球从 C到 B 的过程中，有 21(1 cos)2mgRmv=2NcosvFmgmR=联立有FN=3mgcos2mg 则从 C到 B 的过程中 由 0 增大到，则 cos逐渐减小，故 FN逐渐减小，而小球从 B到 C 的过程中，对轨道的压力逐渐增大，A正确；B由于 A到 B 的过程中小球的速度逐渐减小，则 A到 B 的过程中重力的功率为 P=mgvsin 则 A 到 B的过程中小球重力的功率始终减小，则 B错误；C从 A 到 C的过程中有 22011222CmgRmvmv=解得04vgR=第8页/共15页 C错误；D小球在 B 点恰好脱离轨道有 2cosBvmgmR=则cosBvgR=则若小球初速度 v0增大，小球在 B 点的速度有可能为cosgR，故小球有可能从 B 点脱离轨道，D正确。故选 AD。三、实验题（共三、实验题（共 2 题，共题，共 14 分）分）11.用如图所示的装置可以测量滑块与滑板的动摩擦因数。滑板水平固定，左端固定一个弹簧，弹簧原长时右端为 O点，在 O点右侧标注 A 点、B 点，在 B点处安装一光电门。滑块正中固定一遮光片后去压缩弹簧到 C点，静止释放，记录 AB的距离 L、遮光片通过光电门的时间 t。已知遮光片宽为 d，重力加速为g。（1）滑块通过 B点处的速度大小_；（2）保持 A点不动，多次移动 B点和光电门，每次滑块都将弹簧压缩到 C 点后释放，测量各次 AB 的距离 L、遮光片通过光电门的时间 t。则作出的21Lt图像是_；A.B.C.（3）如果算出21Lt图像的斜率大小为 k，则滑块与滑板的动摩擦因数为_。【答案】.dt.C .22kdg【解析】【分析】【详解】（1）1滑块通过 B 点处的速度大小 第9页/共15页 dvt=（2）2由动能定理可得 2211()22AdmgLmvmt=从 C 到 A由能量守恒可知，由于弹簧压缩量不变，则滑块到达 A 点的动能不变，则 222212AvgLtdd=结合数学知识可知，故选 C；（3）3由数学知识可得 22 gkd=得22kdg=12.一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源 E、电压表（内阻非常大）、定值电阻0R（阻值10.0）、滑动变阻器 R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关 S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：（1）实验时，先将滑动变阻器 R接入电路的电阻调至最大，闭合 S（2）将 K与 1端相连，适当减小滑动变阻器 R接入电路的电阻，此时电压表读数记为1U，然后将 K与 2端相连，此时电压表读数记为2U。由此得到流过待测金属丝的电流 I=_，金属丝的电阻r=_。（结果均用0R、1U、2U表示）（3）继续微调 R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：1U（mV）0.57 0.71 0.85 1 141.43.第10页/共15页 2U（mV）0.97 1.21 1.45 1.94 2.43（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻14.2r=。（5）用米尺测得金属丝长度50.00cmL=。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为d=_mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与 d 相等。（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率=_710m。（保留 2 位有效数字）【答案】.210UUR.1021U RUU.0.150 .5.0【解析】【详解】（1）1根据题意可知，0R两端的电压为 21UUU=则流过0R即流过待测金属丝的电流 2100UUUIRR=2金属丝的电阻1UrI=联立可得1021U RrUU=（5）3螺旋测微器的读数为 15.0 0.01mm0.150mmd=（6）4根据电阻定律 rLS=又2()2dS=代入数据联立解得75.0 10m=四、计算题（共四、计算题（共 3 题，共题，共 40 分）分）第11页/共15页 13.如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积2100cmS=，质量1kgm=的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度 300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态 A，其体积3600cmAV=。缓慢推动活塞使气体达到状态 B，此时体积3500cmBV=。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态 C，此时压强51.4 10 PaCp=。已知从状态 A到状态 C，气体从外界吸收热量14JQ=；从状态 B到状态 C。气体内能增加25JU=；大气压501.01 10 Pap=。（1）求气体在状态 C的温度CT；（2）求气体从状态 A到状态 B 过程中外界对系统做的功 W。【答案】（1）350K；（2）11J【解析】【详解】（1）气体在 A 状态时，根据平衡条件有 0Ap Smgp S+=气体从状态 A 到状态 B的过程中发生等温变化，根据波意耳定律有 AABBp Vp V=气体从状态 B 到状态 C发生等容变化，根据查理定律有 CBBCppTT=其中300KABTTT=联立以上各式解得350KCT=（2）由于从状态 A 到状态 B 气体发生等温变化，即气体温度不变，因此0ABU=第12页/共15页 而从状态 A到状态 C，根据热力学第一定律有 ACACUQW=+由于状态 B到状态 C 气体发生等容变化，即气体体积不变，则可知 0BCW=因此可得ACABBCABWWWW=+=而ACABBCBCUUUUU=+=联立解得11JABW=14.如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠 A和弹珠 B 与坑在同一直线上，两弹珠间距 x12m，弹珠 B 与坑的间距x21m。邹同学将弹珠 A 以 v06m/s 的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间 t10.4s 与弹珠 B 正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间弹珠 A的速度大小为 1m/s，方向向右，且不再与弹珠发生碰撞。已知两弹珠的质量均为 10g，取重力加速度 g10m/s2，若弹珠 A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：（1）碰撞前瞬间弹珠 A的速度大小和在地面上运动时加速度大小；（2）求两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。【答案】（1）4m/s，25m/s；（2）23 10 J，不能胜出【解析】【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠 A 的速度为1v，由运动学公式得 210 1112xv tat=第13页/共15页 101vvat=联立解得14m/sv=，25m/sa=（2）设碰后瞬间弹珠 B 的速度为2v，由动量守恒定律得1120mvmvmv+=+解得23m/sv=所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失为222k112111222Emvmvmv=+解得2k3 10 JE=碰后弹珠 B运动的距离为 220.9m1m2vxa=所以弹珠 B没有进坑，故不能胜出。15.某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度0v保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为 L，间距为 d、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。（1）若不计空气阻力，质量为 m、电荷量为q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压1U；（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度 v方向相反，大小为fkrv=，其中 r 为颗粒的半径，k 为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。a、半径为 R、电荷量为q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压2U；b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10m和2.5m的两种颗粒，若10m的颗粒恰好 100%被收集，求2.5m的颗粒被收集的百分比。第14页/共15页【答案】（1）220122d mvUqL=；（2）a、202d kRvUqL=；b、25%【解析】【详解】（1）只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集，水平方向有 0Lv t=竖直方向212dat=根据牛顿第二定律qEma=又1UEd=解得220122d mvUqL=（2）a.颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度Ff=电2qUkRvd=且0dLvv=第15页/共15页 解得202d kRvUqL=b.10m带电荷量 q的颗粒恰好 100%被收集，颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，所受阻力等于电场力，有maxfkRv=2qUfd=在竖直方向颗粒匀速下落maxdvt=2.5m的颗粒带电荷量为 16qq=颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，所受阻力等于电场力，有max14fkRv=2q Ufd=设只有距下极板为d的颗粒被收集，在竖直方向颗粒匀速下落 maxdvt=解得4dd=2.5m的颗粒被收集的百分比 100%25%dd=