2017年四川省教育联盟高考物理三诊试卷和答案

2017年四川省教育联盟高考物理三诊试卷二．选择题（本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．（6分）下列说法正确的是（）A．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B．放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1C．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光D．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强2．（6分）如图所示，虚线表示两个固定的等量异种点电荷形成的电场中的等势线．一带电粒子以某一速度从图中a点沿实线abcde运动．若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是（）A．粒子带正电B．速度先减小后增大C．电势能先减小后增大D．经过b点和d点时的速度相同3．（6分）如图所示，电路中有五个完全相同的灯泡，额定电流均为I，电阻均为R，变压器为理想变压器，现在五个灯泡都正常发光，则（）A．原、副线圈匝数之比n1：n2=3：1B．原、副线圈匝数之比n1：n2=3：2C．电源电压U为2IRD．电源电压U为3IR4．（6分）如图所示，A、B两颗卫星在同一平面内绕行星O沿逆时针方向做匀速圆周运动．若A、B的周期之比T A：T B=1：k （k为大于1的整数）．从图示位置开始，在B运动一个周期的过程中（）A．A、B距离最近的次数为k次B．A、B距离最近的次数为k﹣1次C．A、B与行星O共线的次数为2kD．A、B与行星O共线的次数为2k﹣15．（6分）如图所示，将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM=R，线框总电阻为r，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B．从t=0时刻开始，让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电流有效值为（）A．B． C． D．6．（6分）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．光滑小球被轻质细线系放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力F拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终保持静止状态，则在此过程中（）A．细线对小球的拉力变小B．斜面体对小球的支持力变小C．地面对斜面体的压力变小D．地面对斜面体的摩擦力变大7．（6分）如图所示，两块相同的金属板正对着竖直放置，板长为L，板间距离为d．当两板间加电压U时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以竖直速度v0从A点射人电场，经过一段时间后从B点射出电场，不计重力影响．则（）A．带电粒子从A点运动到B点经历的时间为B．带电粒子经过B点时速度的大小C．A、B两点间的电势差D．带电粒子从A点运动到B点，电势能减少8．（6分）如图所示，在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B．它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用外力F（恒为2mg）沿斜面方向拉物块A使之沿斜面向上运动，经过一段时间，物块B刚要与挡板C分离．已知重力加速度为g．则（）A．从开始到物块B刚要与挡板C分离的过程，物块A的位移为B．物块B刚要离开挡板C时，物块A的加速度为2gC．物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为gD．物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为g三、非选择题（包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据需求作答．）（一）必考题9．（6分）如图甲所示为某同学用打点计时器与轨道上的小车验证完全非弹性碰撞时动量守恒的实验：在水平桌面上放一水平轨道，轨道左端固定一电火花计时器，轨道上有A、B两辆小车，A车的车尾拖着一条穿过打点计时器的纸带，A 车以某一初速度与静止的B车相碰，碰撞后两车粘在一起以共同的速度运动，电火花计时器打下的纸带如图乙所示．（1）电火花计时器使用的是（填“直流”或“交流”）电源．（2）与A车相连的是纸带的端（填写“a”或“n”）（3）已测得A车及配重的总质量m A=500g、B车的质量m B=250g，ab=l.25cm、bc=1.24cm、cd=1.25cm、de=1.25cm、ef=1.25cm、fg=1.24cm、gh=1.25cm、hi=1.20cm、ij=0.83cm、jk=0.80cm、kl=0.80cm、lm=0.80cm、mn=0.80cm．根据以上数据，计算出A车碰撞前的动量为kg•m/s，AB碰后的动量为kg•m/s．（小数点后保留两位）10．（9分）某同学设计了如图甲所示的实验电路，电路中各个元件的参数为：电池组（电动势约6V，内阻r约2Ω）电流表（量程2.0A，内阻R A=0.2Ω）电阻箱R1（0～99.9Ω）待测电阻R2、定值电阻R0=1.0Ω开关及导线若干．他用该电路测电阻R2的阻值及电源的电动势和内阻．（1）该同学首先测出了R2的阻值．他的主要操作步骤是：先闭合开关S，将单刀双掷开关S l掷于b，读出电流表的示数I；然后将单刀双掷开关S1掷于a，调节电阻箱的电阻值为1.0Ω时，电流表的示数也为I．电阻R2的阻值为Ω．（2）他接着利用该电路测电源电动势和内电阻．①其主要实验步骤为：A．将S1掷于a，调节电阻箱R1的阻值至（填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S；B．调节电阻箱R1，得到一系列电阻值R和电流I的数据；C．断开开关，整理实验仪器．②图乙是他根据实验数据绘出的﹣R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表，电源电动势E=V，内阻r=Ω（计算结果保留两位有效数字）．③若电流表的内阻未知，仍按上述方案进行测量，则电动势的测量值真实值，内阻的测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．11．（12分）中国高铁发展速度快，技术含量高，已成为世界高铁业的领头羊．因高铁速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置﹣﹣制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0=306km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0=5km处道路出现异常，需要减速停车．列车长接到通知后，经过t l=3s将制动风翼打开，高铁列车获得a1=0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2=50s后，列车长再将电磁制动系统打开，列车以a2=1.0m/s2的平均制动加速度减速．（1）求从接到通知到列车停下，列车行驶的距离是多少？根据计算结果说明列车是否安全．（2）若列车长将电磁制动系统打开的同时，打开了所有的制动系统，结果列车在距离异常处△x=400m安全停下，则打开所有制动系统运行时，列车制动的平均加速度是多大？12．（20分）在如图所示空间直角坐标系Oxyz中，空间分布着沿z轴正方向的匀强磁场（z轴正方向垂直纸面向里）．x=0为磁场分界面，在x＞0的区域内，磁感应强度大小为B1，在x＜0的区域内磁感应强度大小为B2，且B1=3B0、B2=4B0．在t=0时刻，处于坐标原点的一个质量为m的静止中性粒子分裂为两个带电粒子a 和b，a、b质量之比m a：m b=17：7．已知中性粒子分裂后瞬间，粒子a的速度为v a，且沿x轴正方向，粒子a带电量为+q．设整个磁场区域都处于真空中，且不考虑粒子重力及分裂后a、b两粒子的相互作用力．求：（1）分裂后瞬间b的速度大小．（2）分裂后，粒子a、b在B1区域内运动的半径之比和周期之比．（3）粒子a、b从分裂到相遇于分界面所经历的时间是多少？并求出相遇处的y 坐标（结果中的磁感应强度用B0表示）．【物理-选修3-3】（15分）13．（5分）下列叙述中正确的是（）A．空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力B．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律C．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体E．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能14．（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？【物理-选修3-4】（15分）15．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P 以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是（）A．这列波的传播速度是10m/sB．这列波沿x轴正方向传播C．经过0.2s，质点Q的运动方向沿y轴正方向D．经过0.3s，质点P沿x轴的正方向运动了3mE．经过0.7s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离16．如图所示为一个透明圆柱的横截面，其半径为R，O为圆心，AOB为一条直径．今有一束光P沿与AB平行的方向射向圆柱体，人射点C到AB的距离为R，若该人射光线经折射后恰从B点射出．光在真空中的传播速度为c，不考虑光在圆柱体内的反射．求：①透明圆柱体对该光的折射率多少？②光在圆柱体内传播所经历的时间？2017年四川省教育联盟高考物理三诊试卷参考答案与试题解析二．选择题（本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．（6分）下列说法正确的是（）A．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B．放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1C．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光D．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强【解答】解：A、天然放射现象的发现揭示了原子核是有内部结构的，故A错误；B、β衰变的实质是核内的中子转化成一个质子和一个电子，因此放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加，故B错误；C、一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出=3种不同频率的光，故C正确；D、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误；故选：C．2．（6分）如图所示，虚线表示两个固定的等量异种点电荷形成的电场中的等势线．一带电粒子以某一速度从图中a点沿实线abcde运动．若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是（）A．粒子带正电B．速度先减小后增大C．电势能先减小后增大D．经过b点和d点时的速度相同【解答】解：A、根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中的等势面中，正电荷在上方，负电荷在下方；从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用．所以粒子带负电．故A 错误；BC、粒子从a→b→c过程中，电场力做负功，c→d→e过程中，电场力做正功．粒子在静电场中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，速度先减小，后增大．故B正确，C错误；D、由于b、d两点处于同一个等势面上，所以粒子在bd两点的电势能相同，粒子经过b点和d点时的速度大小相同，方向不同．故D错误．故选：B．3．（6分）如图所示，电路中有五个完全相同的灯泡，额定电流均为I，电阻均为R，变压器为理想变压器，现在五个灯泡都正常发光，则（）A．原、副线圈匝数之比n1：n2=3：1B．原、副线圈匝数之比n1：n2=3：2C．电源电压U为2IRD．电源电压U为3IR【解答】解：AB、由题图可知，原线圈中电流I1=I，副线圈中3个灯并联，副线圈中电流I2=3I，则可知，I1：I2=1：3；根据理想变压器的基本规律得n1：n2=I2：I1=3：1；故A正确，B错误；CD、根据欧姆定律可得副线圈两端电压U2=IR，则原线圈两端电压U1==3IR，根据闭合电路的欧姆定律可得U=U1+2IR=5IR，故C、D错误．故选：A．4．（6分）如图所示，A、B两颗卫星在同一平面内绕行星O沿逆时针方向做匀速圆周运动．若A、B的周期之比T A：T B=1：k （k为大于1的整数）．从图示位置开始，在B运动一个周期的过程中（）A．A、B距离最近的次数为k次B．A、B距离最近的次数为k﹣1次C．A、B与行星O共线的次数为2kD．A、B与行星O共线的次数为2k﹣1【解答】解：A、B、因A、B周期之比为1：K，则二者的角速度之比为ωA：ωB=K：1，则B的角速度为ω，则A的角速度为kω，则=n2π 得n=K﹣1，则A错误，B正确C、D、要二者共线要=nπ 得n=2（K﹣1），则CD错误故选：B5．（6分）如图所示，将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM=R，线框总电阻为r，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B．从t=0时刻开始，让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电流有效值为（）A．B． C． D．【解答】解：设电流逆时针方向为正方向；在0﹣t时间内，线框从图示位置开始（t=0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为：E 1=Bω•R 2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I 1==．根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针． 在t ﹣2t 时间内，线框进入第3象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为：E 2=Bω•R 2+×2Bω•R 2=Bω•R 2=3E 1；感应电流为：I 2=3I 1=；在2t ﹣3t 时间内，线框进入第3象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为：E 3=Bω•R 2+×2Bω•R 2=Bω•R 2=3E 1；感应电流为：I 3=3I 1=；在3t ﹣4t 时间内，线框出第4象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为：E 4=Bω•R 2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I 4==．根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿顺时针；由此得到电流强度随时间的变化关系如图所示．根据有效值的定义可得：I 2r•4t=Irt +I rt +I rt +I rt ，解得电流有效值I=，所以ABC 错误、D 正确．故选：D ．6．（6分）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．光滑小球被轻质细线系放在斜面上，细线另一端跨过定滑 轮，用力F 拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终保持静止状态，则在此过程中（ ）A．细线对小球的拉力变小B．斜面体对小球的支持力变小C．地面对斜面体的压力变小D．地面对斜面体的摩擦力变大【解答】解：AB、设小球和斜面的质量分别为m和M，绳子与斜面的夹角为θ．以小球为研究对象，小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力F，如下图所示．由平衡条件得：斜面方向有：mgsinα=Fcosθ…①垂直斜面方向：N+Fsinθ=mgcosα…②使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，其他量不变，由①式知，F增大．由②知，N变小，故A错误，B正确．CD、对斜面和小球整体分析受力：重力Mg、地面的支持力N′和摩擦力f、小球的压力N，由平衡条件得：f=Nsinα，N变小，则f变小，N′=Mg+Ncosα，N变小，则N′变小，由牛顿第三定律得知，斜面对地面的压力也变小．故C正确，D错误．故选：BC7．（6分）如图所示，两块相同的金属板正对着竖直放置，板长为L，板间距离为d．当两板间加电压U时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以竖直速度v0从A点射人电场，经过一段时间后从B点射出电场，不计重力影响．则（）A．带电粒子从A点运动到B点经历的时间为B．带电粒子经过B点时速度的大小C．A、B两点间的电势差D．带电粒子从A点运动到B点，电势能减少【解答】解：A、带电粒子做类平抛运动，粒子在电场中的运动时间为，故A正确；B、带电粒子离开电场时水平方向的分速度为：=，竖直方向分速度为：，所以带电粒子经过B点时的速度的大小为：=，故B错误；C、带电粒子的加速度为：，水平方向的位移为：，AB两点间的电势差为：==，故C错误；D、带电粒子从A到B电场力做的功为：=，电势能减少，故D正确；故选：AD8．（6分）如图所示，在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B．它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用外力F（恒为2mg）沿斜面方向拉物块A使之沿斜面向上运动，经过一段时间，物块B刚要与挡板C分离．已知重力加速度为g．则（）A．从开始到物块B刚要与挡板C分离的过程，物块A的位移为B．物块B刚要离开挡板C时，物块A的加速度为2gC．物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为gD．物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为g【解答】解：A、开始时系统静止，弹簧处于压缩状态，设此时弹簧压缩量为x1，分析A物体受力可得：kx1=mgsinθ，得：x1=在恒力作用下，A向上加速运动，弹簧由压缩状态逐渐变为伸长状态．当B刚要离开C时，弹簧的伸长量设为x2，分析B的受力有：kx2=mgsinθ，得：x2=所以物块A的位移为：x=x1+x2==，故A正确．B、设物块B刚要离开挡板C时物块A的加速度为a，由牛顿第二定律有：F﹣mgsinθ﹣kx2=ma，结合F=2mg，kx2=mgsinθ，得：a=g，故B错误．CD、由于x1=x2，所以初末状态时弹簧的弹性势能相等，对系统，由功能关系得：Fx=mgxsinθ+解得物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为：v A=g，故C正确，D错误．故选：AC三、非选择题（包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据需求作答．）（一）必考题9．（6分）如图甲所示为某同学用打点计时器与轨道上的小车验证完全非弹性碰撞时动量守恒的实验：在水平桌面上放一水平轨道，轨道左端固定一电火花计时器，轨道上有A、B两辆小车，A车的车尾拖着一条穿过打点计时器的纸带，A 车以某一初速度与静止的B车相碰，碰撞后两车粘在一起以共同的速度运动，电火花计时器打下的纸带如图乙所示．（1）电火花计时器使用的是交流（填“直流”或“交流”）电源．（2）与A车相连的是纸带的a端（填写“a”或“n”）（3）已测得A车及配重的总质量m A=500g、B车的质量m B=250g，ab=l.25cm、bc=1.24cm、cd=1.25cm、de=1.25cm、ef=1.25cm、fg=1.24cm、gh=1.25cm、hi=1.20cm、ij=0.83cm、jk=0.80cm、kl=0.80cm、lm=0.80cm、mn=0.80cm．根据以上数据，计算出A车碰撞前的动量为0.31kg•m/s，AB碰后的动量为0.30kg•m/s．（小数点后保留两位）【解答】解：（1）火花计时器使用交流电源；（2）由图示纸带可知，在相等时间内，A端两相邻点间的距离大，因此与A车相连的是纸带的A端；（3）A、B两小车为系统，碰撞前系统动量为：p=mv=m A v A=0.5××10﹣2=0.31kg•m/s，碰撞后系统动量为：p′=（m A+m B）v′=（0.5+0.25）××10﹣2=0.30kg•m/s，故答案为：（1）交流（2）a（3）0.31 0.3010．（9分）某同学设计了如图甲所示的实验电路，电路中各个元件的参数为：电池组（电动势约6V，内阻r约2Ω）电流表（量程2.0A，内阻R A=0.2Ω）电阻箱R1（0～99.9Ω）待测电阻R2、定值电阻R0=1.0Ω开关及导线若干．他用该电路测电阻R2的阻值及电源的电动势和内阻．（1）该同学首先测出了R2的阻值．他的主要操作步骤是：先闭合开关S，将单刀双掷开关S l掷于b，读出电流表的示数I；然后将单刀双掷开关S1掷于a，调节电阻箱的电阻值为1.0Ω时，电流表的示数也为I．电阻R2的阻值为 1.0Ω．（2）他接着利用该电路测电源电动势和内电阻．①其主要实验步骤为：A．将S1掷于a，调节电阻箱R1的阻值至最大值（填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S；B．调节电阻箱R1，得到一系列电阻值R和电流I的数据；C．断开开关，整理实验仪器．②图乙是他根据实验数据绘出的﹣R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表r+R0+R A，电源电动势E= 6.0V，内阻r= 1.8Ω（计算结果保留两位有效数字）．③若电流表的内阻未知，仍按上述方案进行测量，则电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．【解答】解：（1）用等值替代法可测出R2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为1.0Ω（2）①要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则A中为了让电流由最小值开始变化；应在闭合开关前，调节电阻R1至最大值之后闭合开关S．②由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+R A+R0+r），即：=+；由上式可知：图线的斜率是电动势的倒数，图象的斜率为=，可得E=6.0V图线在纵轴上的截距是；故图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表r+R0+R A；由图可知，b=0.5，则r+R0+R A=0.5×6=3Ω，则r=3﹣1.0﹣0.2=1.8Ω；③由以上原因分析可知，若电流表内阻不知，则测量结果中包含电流表内阻，因此内阻测量值变大；而电动势与电流表内阻无关，故电动势测量值不变．故答案为：（1）1.0；（2）①最大值；②r+R0+R A；6.0，1.8；③等于，大于11．（12分）中国高铁发展速度快，技术含量高，已成为世界高铁业的领头羊．因高铁速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置﹣﹣制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0=306km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0=5km处道路出现异常，需要减速停车．列车长接到通知后，经过t l=3s将制动风翼打开，高铁列车获得a1=0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2=50s后，列车长再将电磁制动系统打开，列车以a2=1.0m/s2的平均制动加速度减速．（1）求从接到通知到列车停下，列车行驶的距离是多少？根据计算结果说明列车是否安全．（2）若列车长将电磁制动系统打开的同时，打开了所有的制动系统，结果列车在距离异常处△x=400m安全停下，则打开所有制动系统运行时，列车制动的平均加速度是多大？【解答】解：（1）由题意可得v0=306km/h=85m/s列车长接到通知后，经过t1=3s，列车行驶的距离x1=v0t1=255m打开制动风翼时，列车的加速度为a1=0.5m/s2，设经过t2=50s时，列车的速度为v1，则有：则在此过程中行驶的距离为：打开电磁制动后，行驶的距离为：则高铁列车从开始到制动到停车行驶的总距离为：因x=5680m＞5000m，故列车有危险．（2）列车长打开所有制动系统到停下的过程，列车的位移为：此时列车减速的加速度大小为a3，则有：解得：答：（1）从接到通知到列车停下，列车行驶的距离是5680m，根据计算结果说明列车有危险．（2）则打开所有制动系统运行时，列车制动的平均加速度是12．（20分）在如图所示空间直角坐标系Oxyz中，空间分布着沿z轴正方向的匀强磁场（z轴正方向垂直纸面向里）．x=0为磁场分界面，在x＞0的区域内，磁感应强度大小为B1，在x＜0的区域内磁感应强度大小为B2，且B1=3B0、B2=4B0．在t=0时刻，处于坐标原点的一个质量为m的静止中性粒子分裂为两个带电粒子a 和b，a、b质量之比m a：m b=17：7．已知中性粒子分裂后瞬间，粒子a的速度为v a，且沿x轴正方向，粒子a带电量为+q．设整个磁场区域都处于真空中，且不考虑粒子重力及分裂后a、b两粒子的相互作用力．求：（1）分裂后瞬间b的速度大小．（2）分裂后，粒子a、b在B1区域内运动的半径之比和周期之比．（3）粒子a、b从分裂到相遇于分界面所经历的时间是多少？并求出相遇处的y 坐标（结果中的磁感应强度用B0表示）．【解答】解：（1）由m a：m b=17：7 得，中性粒子分裂，动量守恒m a v a=m b v b所以v b=（2）中性粒子分裂，因粒子a带电量为+q，故粒子b带电量为﹣q．粒子a在B1区域的轨道半径为r a1，周期为T a1；在B2区域的轨道半径为r a2，周期为T a2，粒子b在B1、B2区域的轨道半径及周期分别为r b1、r b2、T b1、T b2．由洛伦兹力提供向心力，有：得：解得：，同理：，解得：r a1：r b1=1：1根据T=得：=解得：T a1：T b1=17：7（3）作a、b分裂后在磁场中运动的轨迹示意图，经分析，b经历整数个周期加半个周期，a经历整数个周期，二者才可能相遇于分界面．a、b从分裂到相遇，沿y反向的位移为△y a，△y b△y a=k×2（r a1﹣r a2）（k=1，2，3，…）△y b=2r b2﹣n×2（r b1﹣r b2）（n=1，2，3，…）若相遇△y a=△y b即k+n=3…①若相遇，还需满足，t a=t bt a=t b=即17k=3+7n…②联立①，②两式求得k=1，n=2代入得△y a=△y b=t a=t b=经分析可得，a、b相遇于△y a=前，在轨迹相交点c、d、e、f不会相撞．所以a、b在△y a=时相遇，相遇点的y坐标为答：（1）分裂后瞬间b的速度大小为．（2）分裂后，粒子a、b在B1区域内运动的半径之比为1：1．周期之比为17：7．（3）粒子a、b从分裂到相遇于分界面所经历的时间是，相遇处的y坐标是．【物理-选修3-3】（15分）13．（5分）下列叙述中正确的是（）A．空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力B．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律C．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体E．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能【解答】解：A、雨滴看起来呈球状，此种情况下主要表现水分子与水分子间的相互吸引即表面张力的作用，由于表面张力的作用总是想使雨滴的表面积减小，而体积相同的情况下球的表面积最小，所以雨滴呈球形．故A正确．B、第一类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成．故B正确．C、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的运动，不是液体分子无规则的运动，而是液体分子无规则热运动的反映．故C正确．D、空调机制冷说明热量可以低温物体传到高温物体，但外界需要做功．故D错误．E、根据热力学第二定律可知，机械能可能全部转化为内能，但内能无法全部用来做功从而转化为机械能．故E错误．故选：ABC14．（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？。