山西省陽(yáng)泉市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期末考試物理試題 含解析

陽(yáng)泉市2024~2025學(xué)年度第一學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)試題高三物理（考試時(shí)長(zhǎng)：75分鐘滿分：100分）注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將答題卡交回。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題，只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，共28分；第8~10題，有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，共18分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.2024年10月3日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所某研究團(tuán)隊(duì)合成新核素钚，并測(cè)出該新核素的半衰期。已知钚的衰變方程為，下列說(shuō)法正確的是（）A.10個(gè)钚原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后還剩余5個(gè)B.改變環(huán)境壓強(qiáng)或溫度，钚原子核的半衰期發(fā)生改變C.原子核的比結(jié)合能比原子核的比結(jié)合能大D.钚原子核發(fā)生的是衰變【答案】D【解析】【詳解】A．半衰期是大量粒子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，10個(gè)钚原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后不一定還剩余5個(gè)，故A錯(cuò)誤；B．半衰期由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，改變環(huán)境壓強(qiáng)或溫度，钚原子核的半衰期不會(huì)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；C．原子核的衰變過(guò)程是釋放能量的，比結(jié)合能增大，所以原子核的比結(jié)合能比原子核的比結(jié)合能小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可知Y的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，可知Y為粒子，則钚原子核發(fā)生的是衰變，故D正確。故選D。2.當(dāng)今時(shí)代被稱為低空經(jīng)濟(jì)元年，低空經(jīng)濟(jì)正迅猛崛起，成為全球矚目的新興力量。其中，無(wú)人機(jī)配送在部分城市展開試點(diǎn)，有效提升了物流配送的效率。下圖為某無(wú)人機(jī)配送物資過(guò)程中在豎直方向運(yùn)動(dòng)的圖像。若配送物資質(zhì)量為2kg，以豎直向上為正方向，設(shè)水平方向速度始終為0，不計(jì)空氣阻力，取。下列說(shuō)法正確的是（）A.無(wú)人機(jī)在3~4s內(nèi)處于超重狀態(tài)B.無(wú)人機(jī)在第1s內(nèi)和第4s內(nèi)的加速度大小相等C.在1s末配送物資所受無(wú)人機(jī)的拉力大小為24ND.在此過(guò)程中無(wú)人機(jī)上升的最大高度為4m【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像可知，無(wú)人機(jī)在3~4s內(nèi)豎直向上做減速運(yùn)動(dòng)，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．圖斜率表示加速度，圖像可知第1s內(nèi)加速度大小第4s內(nèi)的加速度大小可知兩時(shí)段加速度大小不等，故B錯(cuò)誤；C．圖像可知前2s內(nèi)無(wú)人機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)拉力大小為F，則由牛頓第二定律有代入題中數(shù)據(jù)得故C正確；D．圖像面積表示位移，圖像可知4s末無(wú)人機(jī)達(dá)到最高點(diǎn)，故最大高度為故D錯(cuò)誤。故選C。3.雨過(guò)天晴的天空經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)彩虹。彩虹是因?yàn)橄掠旰蟮目諝庵胁紳M了小水珠，太陽(yáng)光透過(guò)水珠后經(jīng)過(guò)多次的折射和反射形成的。圖為一束太陽(yáng)光射到水珠上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是（）A.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)B.若a光是藍(lán)光，則b光可能是紅光C.a、b兩種光分別從同一種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的小D.在真空中，a、b兩種光的速度相同，在水珠中，b光的光速比a光的大【答案】A【解析】【詳解】A．由圖可知，太陽(yáng)光進(jìn)入水珠上時(shí)b光的偏折程度更大，即水珠對(duì)b光的折射率更大，即b光的頻率更大，根據(jù)產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件，可知若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故A正確；B．b光的頻率更大，若a光是藍(lán)光，則b光可能是紫光，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)發(fā)生全反射條件有因b光的折射率更大，可知b光的的臨界角比a光的小，故C錯(cuò)誤；D．在真空中，a、b兩種光速度相同，都為c；在水珠中，根據(jù)因b光的折射率更大，可知b光的光速比a光的小，故D錯(cuò)誤。故選A。4.我國(guó)科研人員利用“探測(cè)衛(wèi)星”獲取了某一未知星球的探測(cè)數(shù)據(jù)，如圖所示，圖線P表示“探測(cè)衛(wèi)星”繞該星球運(yùn)動(dòng)的關(guān)系圖像，Q表示“探測(cè)衛(wèi)星”繞地球運(yùn)動(dòng)的關(guān)系圖像，其中r是衛(wèi)星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，T是對(duì)應(yīng)的周期?！疤綔y(cè)衛(wèi)星”在該星球近表面和地球近表面運(yùn)動(dòng)時(shí)均滿足，圖中c、a、b已知，則（）A.該星球和地球的質(zhì)量之比為B.該星球和地球的第一宇宙速度之比為C.該星球和地球的密度之比為D.該星球和地球表面的重力加速度大小之比為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得可知圖像的斜率為故該星球和地球的質(zhì)量之比故A錯(cuò)誤；B．“探測(cè)衛(wèi)星”在該星球近表面和地球近表面運(yùn)動(dòng)時(shí)均滿足，即可得根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得故該星球和地球的第一宇宙速度之比故B正確；C．星球的體積為密度為故該星球和地球的密度之比為故C錯(cuò)誤；D．在星球表面，萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系有解得故該星球和地球表面的重力加速度大小之比為故D錯(cuò)誤。故選B。5.圖甲為某感溫式火災(zāi)報(bào)警器，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示。理想變壓器原線圈接入電壓有效值不變的正弦交流電源，副線圈連接報(bào)警系統(tǒng)，為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，為定值電阻，滑動(dòng)變阻器用于設(shè)定報(bào)警溫度。當(dāng)流過(guò)的電流大于設(shè)定臨界值時(shí)就會(huì)觸發(fā)報(bào)警。那么出現(xiàn)火情時(shí)（）A.副線圈兩端電壓會(huì)隨著副線圈電路端溫度的變化而變化B.定值電阻兩端電壓減小C.滑片上移一點(diǎn)可以提高報(bào)警溫度D.原線圈輸入功率減小【答案】C【解析】【詳解】A．副線圈兩端電壓由變壓器原線圈電壓和匝數(shù)比決定，與副線圈電阻變化無(wú)關(guān)，即與副線圈電路端溫度的變化無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；C．R0滑片上移一點(diǎn)，其阻值變大，則要想報(bào)警，需減小熱敏電阻RT，即提高溫度，所以R0滑片上移一點(diǎn)可以提高報(bào)警溫度，故C正確。BD．當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，熱敏電阻阻值變小，導(dǎo)致副線圈電流變大，根據(jù)可知定值電阻兩端電壓增大，由可知原線圈輸入功率變大，故BD錯(cuò)誤。故選C。6.筆記本電腦機(jī)身和顯示屏分別安裝有磁體和霍爾元件，以此控制屏幕的熄滅。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)霍爾元件靠近磁體，屏幕熄滅電腦休眠。如圖為顯示屏內(nèi)的霍爾元件：寬為a、長(zhǎng)為c，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速率為v。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)元件的前后面間出現(xiàn)電壓U，下列關(guān)于該元件說(shuō)法正確的是（）A.前表面的電勢(shì)比后表面的電勢(shì)低B.開屏過(guò)程中，元件前、后表面間的電壓變小C.前后表面間的電壓U與c成正比D.前后表面間的電壓U與所通電流成反比【答案】B【解析】【詳解】A．電流方向向右，電子向左定向移動(dòng)，根據(jù)左手定則可知，電子所受的洛倫茲力指向后表面，因此后表面積累的電子逐漸增多，前表面的電勢(shì)比后表面的電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；C．當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，電子不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)前、后表面間的電壓達(dá)到穩(wěn)定，對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下的電子又電場(chǎng)強(qiáng)度聯(lián)立解得前后表面間的電壓故前、后表面間的電壓U與v成正比，與a成正比，與c無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；B．開屏過(guò)程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度與上表面的夾角在逐漸減小，最后平行，相當(dāng)于垂直上表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減小，根據(jù)可知元件前、后表面間的電壓變小，故B正確；D．設(shè)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，霍爾元件上下表面的高度為，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式有解得故前后表面間的電壓即前后表面間的電壓U與所通電流成正比，故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置，環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A和B，A、B之間用一長(zhǎng)為的輕桿相連．開始時(shí)A在圓環(huán)的最高點(diǎn)，現(xiàn)將A、B靜止釋放，則（）A.B球可以運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的最高點(diǎn)B.A球運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，速度為零C.B球從開始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)圓環(huán)最低點(diǎn)的過(guò)程中，桿對(duì)B球所做的總功不為零D.B運(yùn)動(dòng)至右半圓弧上最高點(diǎn)時(shí)，其與圓心連線和豎直方向夾角約為37°【答案】D【解析】【詳解】AD．設(shè)B球到右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，B與圓心連線和豎直方向夾角為，如圖，圓環(huán)圓心處為零勢(shì)能面，系統(tǒng)機(jī)械能守恒代入數(shù)據(jù)得所以B球在圓環(huán)右側(cè)區(qū)域內(nèi)能達(dá)到的最高點(diǎn)與豎直方向夾角約為37°，A錯(cuò)誤，D正確。B．在A、B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，則有又因?yàn)榈霉蔅錯(cuò)誤；Ｃ．對(duì)B球，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得W=0故C錯(cuò)誤。故選D。8.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在時(shí)的波形如圖甲所示，B、C、D、E為介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知質(zhì)點(diǎn)E的平衡位置的橫坐標(biāo)為。圖乙為質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸正方向傳播B.該波的波速為90m/sC.質(zhì)點(diǎn)D的平衡位置坐標(biāo)為14mD.從開始，質(zhì)點(diǎn)B與質(zhì)點(diǎn)C第一次回到平衡位置時(shí)間差為【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖乙可知時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿軸正方形運(yùn)動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；BC．由甲圖可知，此簡(jiǎn)諧波振幅為20cm，而此時(shí)B位移為，故B與E兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間距離與總波長(zhǎng)的比例關(guān)系滿足解得，則質(zhì)點(diǎn)D的平衡位置坐標(biāo)為由圖乙知，因此波速故B正確，C錯(cuò)誤；Ｄ．從開始，由圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)C第一次回到平衡位置的時(shí)間為由于波沿x負(fù)方向傳播，所以質(zhì)點(diǎn)B向上振動(dòng)到平衡位置。設(shè)任何質(zhì)點(diǎn)從平衡位置振動(dòng)到位移為10cm時(shí)所需時(shí)間為，根據(jù)得從開始，質(zhì)點(diǎn)B第一次回到平衡位置的時(shí)間為它們的時(shí)間差為故D正確。故選BD。9.已知電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí)，距離該點(diǎn)電荷r處的電勢(shì)為，其中k為靜電力常量。多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。如圖所示，光滑絕緣水平面上有A、B、C三個(gè)帶電小球，A球的質(zhì)量為m，電荷量為，B、C球質(zhì)量均為2m，電荷量均為，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的三根絕緣輕繩連接，穩(wěn)定后呈等邊三角形，a、b、c為三條邊的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)的大小關(guān)系為B.a、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.A、B、C三個(gè)帶電小球組成系統(tǒng)的電勢(shì)能為D.若b處剪斷，則之后小球A的最大速度為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式結(jié)合幾何關(guān)系可得，則有故A正確；B．分別做出A、B、C三個(gè)帶電小球在a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度如圖所示根據(jù)對(duì)稱性及平行四邊形定則可知a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向不同，故B錯(cuò)誤；C．A球的電勢(shì)能為B球的電勢(shì)能為C球的電勢(shì)能為則整個(gè)系統(tǒng)的電勢(shì)能為故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)3個(gè)小球位置關(guān)系成一條直線時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的電勢(shì)能最小，動(dòng)能最大，A球速度最大，此時(shí)A球的電勢(shì)能B球的電勢(shì)能C球的電勢(shì)能此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)電勢(shì)能最小為對(duì)系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒有根據(jù)動(dòng)量守恒有聯(lián)立解得小球A的最大速度為故D正確。故選AD。10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的磁場(chǎng)方向均沿水平方向垂直紙面向外，兩磁場(chǎng)邊界水平，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，磁場(chǎng)Ⅰ下邊界到磁場(chǎng)Ⅱ上邊界的距離為4L，磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的單匝正方形金屬線框位于垂直于磁場(chǎng)的豎直平面內(nèi)，開始時(shí)ab邊到磁場(chǎng)Ⅰ上邊界距離為L(zhǎng)，由靜止釋放金屬線框，線框在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終在豎直面內(nèi)，且ab邊始終水平，線框分別勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A.磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ產(chǎn)生的焦耳熱等于經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ產(chǎn)生的焦耳熱C.金屬線框的質(zhì)量為D.線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ產(chǎn)生的總焦耳熱為【答案】BC【解析】【詳解】AC．靜止釋放金屬線框到ab邊開始進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ，根據(jù)動(dòng)能定理有解得勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ，則有，解得同理，金屬線框從cd出磁場(chǎng)Ⅰ到ab進(jìn)磁場(chǎng)Ⅱ過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有解得勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ，則有，解得故A錯(cuò)誤，C正確；B．線框分別勻速穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ，則根據(jù)功能關(guān)系知線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ產(chǎn)生的焦耳熱為2mgL，等于經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ產(chǎn)生的焦耳熱2mgL，故B正確；D．線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ產(chǎn)生的總焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選BC。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學(xué)用如圖甲所示的雙線擺測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。兩根懸線長(zhǎng)均為a，均系于小球同一點(diǎn)，調(diào)節(jié)兩懸點(diǎn)A、B在同一水平線上，A、B間距離也為a，小球?yàn)橘|(zhì)量分布均勻的磁性小球，打開手機(jī)的磁傳感器并將手機(jī)平放在小球的正下方，不考慮手機(jī)對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的影響，空氣阻力不計(jì)。

（1）先用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則小球直徑______mm。（2）使雙線擺在垂直于擺線平面方向做小幅度擺動(dòng)，某時(shí)刻起手機(jī)磁傳感器測(cè)得磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示，則小球振動(dòng)的周期______（用表示）。（3）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_____（用a、d和表示），若兩懸點(diǎn)A、B間的實(shí)際距離小于a，則測(cè)得的重力加速度與真實(shí)值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）4.700（2）（3）①.②.偏小【解析】【小問(wèn)1詳解】根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則小球直徑【小問(wèn)2詳解】設(shè)磁場(chǎng)變化的周期為，則如圖丙所示則雙線擺擺動(dòng)的周期為小問(wèn)3詳解】[1]擺長(zhǎng)為根據(jù)單擺周期公式聯(lián)立解得[2]若兩懸點(diǎn)A、B間的實(shí)際距離小于a，則測(cè)得的擺長(zhǎng)L偏小，測(cè)得的重力加速度偏小。12.某實(shí)驗(yàn)小組想利用熱敏電阻自制一個(gè)簡(jiǎn)易的電子溫度計(jì)。（1）首先用“等效替代法”測(cè)量熱敏電阻的阻值與溫度t的關(guān)系曲線，實(shí)驗(yàn)裝置為圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物連接圖補(bǔ)充完整。______（2）多次測(cè)量熱敏電阻在不同溫度t下的阻值，并描繪熱敏電阻的阻值與溫度t的關(guān)系圖像如圖乙所示，由圖乙可知，溫度t升高，熱敏電阻的阻值______（填“增大”或“減小”）。（3）利用該熱敏電阻制作簡(jiǎn)易的溫度計(jì)電路圖如圖丙所示，其中電源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻忽略不計(jì)，靈敏電流計(jì)G的量程為1mA、內(nèi)阻為。已知在重新標(biāo)刻表盤時(shí)，靈敏電流計(jì)0.5mA刻度處標(biāo)刻的溫度為，則電阻箱R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為______Ω。（4）若使用過(guò)程中，由于電池老化，電源實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)只有，內(nèi)阻忽略不計(jì)，電阻箱R的阻值保持不變，當(dāng)表盤顯示溫度為時(shí)，實(shí)際溫度為______℃。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）（2）減小（3）1100（4）34【解析】【小問(wèn)1詳解】電路連線如圖【小問(wèn)2詳解】由圖乙可知，溫度t升高，熱敏電阻的阻值減小。【小問(wèn)3詳解】溫度為時(shí)RT=1.8kΩ由電路可知解得R=1100Ω【小問(wèn)4詳解】溫度為時(shí)電流為0.5mA，則根據(jù)解得由圖可知此時(shí)的溫度約為34℃。13.如圖所示，爆米花機(jī)是一種對(duì)谷物進(jìn)行膨化加工的裝置，主體為一導(dǎo)熱良好的鋼制罐體，罐體的容積為，兩端分別焊接了支撐軸和搖柄。在（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）的氣壓，的干燥環(huán)境下打開閥門向罐體內(nèi)放入的谷物，關(guān)閉閥門，將支撐軸和搖柄架設(shè)在火爐的支架上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加熱，谷物內(nèi)部分水分汽化成高壓水蒸氣與罐內(nèi)空氣形成混合氣體（可視為理想氣體）。當(dāng)罐內(nèi)混合氣體溫度為、壓強(qiáng)達(dá)5atm時(shí)，打開閥門，因?yàn)閴簭?qiáng)突然變小，巨大的壓強(qiáng)差使得谷物迅速膨脹，從而達(dá)到膨化的效果。忽略谷物間隙氣體的體積和在罐體內(nèi)加熱過(guò)程中谷物體積的變化。已知絕對(duì)零度為。求：（1）從開始加熱到壓強(qiáng)變?yōu)?atm時(shí)，罐體內(nèi)水蒸氣的分壓強(qiáng)。（已知混合氣體的壓強(qiáng)等于在同溫度同體積條件下組成混合氣體的各成分單獨(dú)存在時(shí)的分壓強(qiáng)之和）（2）打開閥門后的混合氣體迅速膨脹對(duì)外做功使得谷物全部噴出，當(dāng)混合氣體溫度為，罐體內(nèi)剩余混合氣體質(zhì)量占原有混合氣體質(zhì)量的百分比。【答案】（1）（2）40%【解析】【小問(wèn)1詳解】對(duì)原有空氣，根據(jù)查理定律其中，聯(lián)立解得代入數(shù)據(jù)得從開始加熱到壓強(qiáng)變?yōu)闀r(shí)，罐體內(nèi)水蒸氣分壓強(qiáng)為【小問(wèn)2詳解】設(shè)罐體的體積為，對(duì)混合氣體分析，由理想氣體狀態(tài)方程可得其中可得則有罐體內(nèi)剩余混合氣體質(zhì)量占原有混合氣體質(zhì)量的百分比為14.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，在第三、四象限內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度等于。從y軸上坐標(biāo)為的P點(diǎn)沿x軸正方向，以初速度射出一個(gè)帶正電的粒子，粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從坐標(biāo)為的Q點(diǎn)第一次經(jīng)過(guò)x軸進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。求（1）帶電粒子的比荷；（2）粒子從P點(diǎn)射入到第二次經(jīng)過(guò)x軸所用的時(shí)間；（3）粒子第n次經(jīng)過(guò)x軸的位置離O點(diǎn)的距離。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】粒子從P點(diǎn)射出后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則，根據(jù)牛頓第二定律有解得【小問(wèn)2詳解】根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，穿過(guò)x軸時(shí)速度與水平方向夾角為，則有解得則進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子從O點(diǎn)射出磁場(chǎng)，如圖粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為其中粒子從P點(diǎn)射入到第二次經(jīng)過(guò)x軸所用的時(shí)間為【小問(wèn)3詳解】粒子第二次經(jīng)過(guò)x軸的坐標(biāo)為0，速度與x軸正方向夾角為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知，豎直方向先勻減速，再勻加速，水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，水平方向的位移為由上述分析可知第四次經(jīng)過(guò)x軸的坐標(biāo)為2L，第五次經(jīng)過(guò)x軸的坐標(biāo)為6L；如此循環(huán)運(yùn)動(dòng)；則粒子第n次經(jīng)過(guò)x軸的位置離O點(diǎn)的距離為15.如圖所示，半圓形軌道與光滑的水平臺(tái)階連接，直徑PQ與水平面垂直，軌道的最低點(diǎn)Q與右側(cè)光滑的臺(tái)階相切，臺(tái)階右側(cè)緊靠著一個(gè)上表面與臺(tái)階平齊的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板C。臺(tái)階上的兩個(gè)小鐵塊A，B之間有一被壓縮的微型彈簧（彈簧與鐵塊不栓接），某時(shí)刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A，B瞬間分離。釋放后，鐵塊A恰好能夠沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)P（之后被