黃山市2025屆高中畢業(yè)班第一次質(zhì)量檢測(cè)

物理試題

（考試時(shí)間：75分鐘滿分：100分）

注意事項(xiàng)：

1.答題前在答題卡上填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息。

2.請(qǐng)將選擇題答案用2B鉛筆正確填寫在答題卡上；請(qǐng)將非選擇題答案用黑色中性筆正確填寫在答案

卡上。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選

項(xiàng)正確。請(qǐng)將正確答案選出并填在答題卷中。）

1.對(duì)下列物理現(xiàn)象理解正確的是（）

A.A圖是光的衍射現(xiàn)象

B.B圖中布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.C圖是光的干涉現(xiàn)象

D.D圖中射線①是射線

【答案】B

【解析】肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋時(shí)光的干涉現(xiàn)象，不是光的衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體

分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B正確；單色光通過(guò)單縫形成明暗相間的條紋，中間亮條紋較寬，是光

的衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；根據(jù)三種射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況可知，射線①是射線，D錯(cuò)誤。

2.如圖所示，一束單色光從真空射入某介質(zhì)，入射光線與法線夾角為60，折射光線與法線夾角為30，

下列說(shuō)法正確的是（）

3

A.該介質(zhì)的折射率為

3

B.光的傳播速度變大

C.光子的能量變小

D.調(diào)整該單色光的入射角度不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象

【答案】D

sin60c

【解析】根據(jù)光的折射定律可知n3，故A錯(cuò)誤；光在介質(zhì)中的速度v，可知光的傳

sin30n

播速度變小，故B錯(cuò)誤；光進(jìn)入介質(zhì)后，頻率不變，由Eh可知光子頻率不變，能量也不變，故C

錯(cuò)誤；全反射的條件一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，二是入射角必須大于或等于臨界角，光從

真空射向某種介質(zhì)，是由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，所以在分界面上不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，故D正確。

3.大量基態(tài)氫原子被特定頻率的光照射后，輻射出三種不同頻率的光，如圖為氫原子能級(jí)圖，則入

射光子的能量為（）

A.10.2eVB.12.09eVC.12.75eVD.13.06eV

【答案】B

2

【解析】根據(jù)題意知?dú)湓邮芗ぐl(fā)后輻射出3種頻率的光，則由Cn3解得n3，原子受激發(fā)后躍遷

到n3能級(jí)，則入射光子的能量EE3E11.51eV(13.6)eV=12.09eV。故選B。

4.如圖，兩根通有相同電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直xOy平面固定在D、E兩點(diǎn)，電流方向垂直xOy平面向

里。D、E兩點(diǎn)坐標(biāo)為a，0和a，0，B點(diǎn)的坐標(biāo)為0，a。在適當(dāng)位置安放垂直平面的第三根通有

相反方向電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，可以使B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，第三根導(dǎo)線放置的位置可能是（）

位置位置位置位置

A.AB.BC.CD.O

【答案】D

【解析】根據(jù)安培定則，D、E兩位置的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在B點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖所示

由矢量合成法則，可知合磁場(chǎng)方向水平向右,第三根有相反方向電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線放置的位置在A、C，

產(chǎn)生的磁場(chǎng)都在豎直方向，B點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，A、C錯(cuò)誤；第三根有相反方向電流的

長(zhǎng)直導(dǎo)線放置的位置在B點(diǎn)，B點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，B錯(cuò)誤；第三根有相反方向電流的長(zhǎng)

直導(dǎo)線放置的位置在O點(diǎn)，由安培定則，可知產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，B點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度

可能為零，D正確。

5.李老師和王老師在操場(chǎng)上給同學(xué)們演示繩波的形成和傳播，一位老師手持繩子一端以周期T上下

振動(dòng)，可以認(rèn)為是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，圖中時(shí)刻繩子上A質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，繩子上1、3兩質(zhì)點(diǎn)在最低點(diǎn)，繩

子上質(zhì)點(diǎn)2在最高點(diǎn)，O、O1兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，相距x。下列說(shuō)法正確的是（）

2x

A.繩波的傳播速度v

3T

B.繩子上各質(zhì)點(diǎn)水平向右運(yùn)動(dòng)

C.繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期不同

D.機(jī)械振動(dòng)在繩子上傳播形成了縱波

【答案】A

2x

【解析】O、O兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，則有x，波傳播速度v，解得v，故A正確；介

12T3T

質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置上下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，故B錯(cuò)誤；介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期

均與波源振動(dòng)的周期相等，故C錯(cuò)誤；圖中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直，可知，機(jī)械振動(dòng)在繩

子上傳播形成了橫波，故D錯(cuò)誤。

6.2024年11月3日，神舟十八號(hào)載人飛船與空間站組合體成功分離，航天員葉光富、李聰、李廣蘇

即將踏上回家之旅?？臻g站組合體距離地面的高度為h，運(yùn)動(dòng)周期為T，繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓

周運(yùn)動(dòng)。已知萬(wàn)有引力常量為G，地球半徑為R，根據(jù)以上信息可知（）

A.懸浮在空間站內(nèi)的物體，不受力的作用

3

4π2Rh

B.空間站組合體的質(zhì)量m

GT2

3

3πRh

C.地球的密度

GT2R3

D.神舟十八號(hào)飛船與空間站組合體分離后做離心運(yùn)動(dòng)

【答案】C

Mm42

【解析】懸浮在空間站內(nèi)的物體，仍受地球的引力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)Gm(Rh)

(Rh)2T2

3

23M3πRh

4πRh

可得地球的質(zhì)量，選項(xiàng)錯(cuò)誤；地球的密度23，正確；神舟

MB43GTRC

GT2R

3

十八號(hào)飛船與空間站組合體分離后將做向心運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

7.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有電阻為r的單匝矩形線圈，線圈的兩條邊adL1，abL2，轉(zhuǎn)軸OO垂

直磁場(chǎng)且和線圈共面，從上往下看線圈繞轉(zhuǎn)軸OO以角速度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)。從圖中開始計(jì)時(shí)，下

列說(shuō)法正確的是（）

A.線圈的磁通量與時(shí)間t的變化規(guī)律為ΦBL1L2cost

BLL

B.線圈由圖中位置繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90的過(guò)程中平均電動(dòng)勢(shì)為12

π

2

BLL

C.線圈的熱功率P12

2r

D.線圈在圖中位置時(shí)，電流方向?yàn)閍bcda

【答案】C

【解析】從圖中開始計(jì)時(shí)，線圈的磁通量與時(shí)間t的變化規(guī)律為BL1L2sint，故A錯(cuò)誤；線

BLL2BLL

E1212

圈由圖中位置繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90的過(guò)程中平均電動(dòng)勢(shì)tπ，故B錯(cuò)誤；線圈的最

2

EBLL22

m12EBL1L2

大電動(dòng)勢(shì)EmBL1L2，電動(dòng)勢(shì)有效值E，線圈的熱功率P，故C正

22r2r

確；線圈在圖中位置時(shí)，根據(jù)右手定則可知，bc邊電流方向由cb，ad邊電流方向由ad，則

線圈中的電流方向?yàn)閍dcba，故D錯(cuò)誤。

8.如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)方向向下，邊界為矩形ABGH，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，邊界為矩

形BCDG，GD長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電量為q，質(zhì)量為m的粒子，從AH中點(diǎn)以垂直電場(chǎng)的速

2

度v0（未知量）進(jìn)入電場(chǎng)，然后從邊界BG進(jìn)入磁場(chǎng)，軌跡恰好和磁場(chǎng)另外三個(gè)邊界相切，運(yùn)動(dòng)個(gè)

3

圓周后返回電場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.粒子一定帶正電

B.AB長(zhǎng)為2L

BqL

C.v

03m

D.若電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變長(zhǎng)

【答案】B

【解析】由題意可知，若粒子帶正電，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，若粒子帶負(fù)電，由對(duì)稱性，粒子在電場(chǎng)中

向上偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌跡與正粒子圓軌跡相重合，故不論帶何種電荷，都符合題意，A錯(cuò)誤；

2

如圖所示，取正粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡恰好和磁場(chǎng)另外三個(gè)邊界相切，運(yùn)動(dòng)個(gè)圓周后返回電場(chǎng),所以

3

圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為240，可知圖中設(shè)定的60，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r,由幾何關(guān)

2233

系rrcosL，rL，設(shè)P點(diǎn)速度為v,根據(jù)速度的分解可得vv，vv，粒子在電場(chǎng)

330y30

vy

中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則有LABv0t，yt，由幾何關(guān)系

2

33

yrsinrL，聯(lián)立解得LAB2L，B正確；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由

23

mv2233qBL

洛倫磁力提供向心力，可得qvB，vv，代入數(shù)據(jù)解得v，C錯(cuò)誤；若電場(chǎng)強(qiáng)

r3003m

度減弱，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角減小，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑減小，圓軌道對(duì)應(yīng)的圓心角變小，

所以在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變短，D錯(cuò)誤。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共2小題，每小題5分，共10分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)

符合要求，全選對(duì)的得5分，選不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）

9.如圖所示，兩質(zhì)量相同且可視為質(zhì)點(diǎn)的塑料小球，表面均勻帶等量異種微量電荷，左球帶負(fù)電，

右球帶正電。兩球間夾一張絕緣紙，分別用兩根等長(zhǎng)輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，受重力作用兩球靜

止。某時(shí)刻在系統(tǒng)所在空間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩球向兩邊擺動(dòng)。不考慮兩球間的庫(kù)侖力作用

和對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響，取O點(diǎn)電勢(shì)為零，下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩球在最高點(diǎn)合外力均為0

B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒

C.兩球速度最大時(shí)，二者電勢(shì)能相同

D.從最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中，任意一個(gè)小球所受電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率逐漸變小

【答案】BC

【解析】?jī)汕蛟谧罡唿c(diǎn)時(shí)均受到重力、細(xì)線的拉力、水平方向的電場(chǎng)力，此時(shí)小球的速度為零，但受

力不平衡，以帶正電的小球?yàn)槔?，重力和電?chǎng)力的合力方向斜向右下方，而繩子的拉力不能與該合力

平衡，故合外力不為0，A錯(cuò)誤；對(duì)兩球組成的系統(tǒng)，在水平方向上，系統(tǒng)受到的外力為電場(chǎng)力，由

于兩球帶等量的異種電荷，水平方向上所受的電場(chǎng)力等大反向，故系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，

因此水平方向上，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，B正確；兩球速度最大時(shí)，兩球在同一水平面上，根據(jù)電場(chǎng)力做

功WqUq(12)，兩球帶等量的異種電荷，開始時(shí)的電勢(shì)相同，速度最大時(shí)，二者在同一水平

面上，根據(jù)對(duì)稱性可知，末位置電勢(shì)相等，所以電場(chǎng)力做功相等，電勢(shì)能的變化量相等。由于O點(diǎn)

電勢(shì)能為0，故速度最大時(shí)，二者具有相同的電勢(shì)能，C正確；小球從最低點(diǎn)擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，小球

在水平方向上的速度先增大后減小，而電場(chǎng)力的大小不變，根據(jù)PFv可知，電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率先

增大后減小，D錯(cuò)誤。

10.如圖所示，質(zhì)量為M的鋁質(zhì)矩形薄平板靜止在光滑水平面上，鋁板上固定白紙，質(zhì)量為m的圓

柱磁鐵放在白紙上，且在鋁板對(duì)稱軸上。某時(shí)刻給磁鐵沿對(duì)稱軸方向的水平速度v0，經(jīng)t時(shí)間磁鐵和

鋁板速度相同。磁鐵和白紙間動(dòng)摩擦因數(shù)為，鋁板相對(duì)磁鐵可認(rèn)為足夠長(zhǎng)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.t時(shí)間內(nèi)鋁板和白紙對(duì)磁鐵的作用力大于mg12

1

B.t時(shí)間內(nèi)磁鐵相對(duì)鋁板位移小于vt

20

C.僅將鋁板替換成等質(zhì)量的長(zhǎng)矩形銅板，仍然需經(jīng)t時(shí)間，磁鐵和銅板速度才相同

D.僅將鋁板替換成等質(zhì)量的長(zhǎng)矩形銅板，共速前的平均熱功率變大

【答案】ABD

【解析】對(duì)磁鐵受力分析，若不考慮磁鐵與鋁板間的磁力，則鋁板和白紙對(duì)磁鐵的支持力FNmg，

鋁板和白紙對(duì)磁鐵的摩擦力FfFNmg，此時(shí)鋁板和白紙對(duì)磁鐵的作用力大小剛好為

222，實(shí)際上，磁鐵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，，鋁板的磁通量減小，由于渦流的作用，

F(mg)Ffmg1

磁鐵和鋁板之間存在相互吸引的磁力，導(dǎo)致磁鐵受到的支持力和摩擦力均增大，故t時(shí)間內(nèi)鋁板和白

紙對(duì)磁鐵的作用力大于mg12，A正確；由題可知，磁鐵與鋁板間的相對(duì)速度越來(lái)越小，鋁板中

的感應(yīng)電流逐漸減小，故鋁板與磁鐵間的磁力逐漸減小，二者的加速度逐漸減小，因此磁鐵做減速度

減小的減速運(yùn)動(dòng)，鋁板做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，作出它們運(yùn)動(dòng)的vt圖像如下

1

根據(jù)vt圖像的面積為位移的大小可知，t時(shí)間內(nèi)磁鐵相對(duì)鋁板位移小于vt，B正確；將鋁板換成

20

銅板，由于銅板的電阻較小，感應(yīng)電流較大，根據(jù)楞次定律，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的安培力增大，達(dá)到共同

速度的時(shí)間會(huì)減小，C錯(cuò)誤；將鋁板換成銅板后，達(dá)到共同速度的時(shí)間縮短，則平均速度增大，結(jié)合

上述分析可知，平均作用力增大，根據(jù)PFv可知，平均熱功率增大，D正確。

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分）

11.我國(guó)天宮實(shí)驗(yàn)室中曾進(jìn)行過(guò)“應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)。某興趣小組受到啟發(fā)，設(shè)計(jì)了在太

空完全失重環(huán)境下（忽略空氣阻力）測(cè)小球質(zhì)量并驗(yàn)證彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)方案：

（1）裝置如圖，在環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的空間站中的桌面上固定一個(gè)支架，支架上端通過(guò)力傳感器O連接

一根輕繩，輕繩末端系一個(gè)直徑為d的小球a；

（2）保持輕繩拉直，給小球a一個(gè)初速度，小球a在與桌面垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，支架上

端O與小球球心的距離為L(zhǎng)。當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，該處的光電門M可記錄下小球a通過(guò)該位

置的遮光時(shí)間，記為ta，并同時(shí)記下力傳感器顯示的讀數(shù)F。根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，可得小球a的質(zhì)量

ma______（用“L，F(xiàn)，ta，d”表示）；

（3）更換大小相同的小球b，重復(fù)以上操作，可測(cè)得小球b的質(zhì)量mb；

（4）在小球a勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將小球b放置在桌面右側(cè)的固定支架上，支架在小球a運(yùn)動(dòng)

的平面內(nèi)。當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)剪斷輕繩，為保證小球a與小球b能發(fā)生正碰，小球b放置的高

度與小球a運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的高度相比，應(yīng)______（選填“等高”“稍高一些”或“稍低一些”）；

（5）小球a與b碰后，依次通過(guò)右側(cè)的光電門N，光電門記錄下小球a的遮光時(shí)間為t1、小球b的

mt

a1

遮光時(shí)間為t2，若測(cè)得2，則當(dāng)測(cè)出______時(shí)，即可驗(yàn)證小球a、b的碰撞為彈性碰撞。

mbt2

FLt2

【答案】（2）a（4）等高（5）4

d2

2

mvdFLt2

【解析】（）由牛頓第二定律有a，又有v，解得小球的質(zhì)量a。

2Fama2

Ltad

（4）該實(shí)驗(yàn)是在太空完全失重環(huán)境下進(jìn)行，當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)剪斷輕繩，由于慣性小球a將

沿著圓周最低點(diǎn)切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以要使小球a與小球b能發(fā)生正碰，小球b放置的高度

與小球a運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的高度等高。

dd

（5）經(jīng)過(guò)光電門時(shí)小球a的速度va，小球a的速度vb，則若小球a、b的碰撞為彈性碰撞，

t1t2

mt

121212a1

應(yīng)滿足mav0mavambvb，mav0mavambvb，若測(cè)得2，則由以上各式解得4。

222mbt2

12.力敏電阻是一種將機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊原件，它的工作原理是利用半導(dǎo)體材料的電阻隨所

受壓力大小改變而改變，主要用于各種張力計(jì)、轉(zhuǎn)矩計(jì)、加速度計(jì)、半導(dǎo)體傳聲器及各種壓力傳感器

中。某社團(tuán)活動(dòng)小組對(duì)一個(gè)力敏電阻研究的過(guò)程中設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：

（1）利用伏安法測(cè)出力敏電阻Rx在承受壓力FN=500N時(shí)其電阻的大小。如圖甲為測(cè)量電路，其中

電壓表V內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A1內(nèi)阻RA1=10Ω，為減小測(cè)量誤差，測(cè)量電路中電壓表的右端應(yīng)

接在______端（選填“a”或“b”）；

（2）閉合開關(guān)后電壓表讀數(shù)為3.0V，電流表讀數(shù)為0.05A，則此時(shí)Rx=______Ω；

（3）經(jīng)查詢廠家資料可知，該力敏電阻的阻值與所受壓力大小可視為反比例關(guān)系。小組成員利用該

力敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量壓力的電路，如圖乙所示。已知電源電動(dòng)勢(shì)為18V，內(nèi)阻很小可忽略：電

流表A2量程為0~0.6A、內(nèi)阻RA2=5Ω；定值電阻R0=20Ω。閉合開關(guān)，在力敏電阻Rx上施加不

111

同大小的壓力F，電流表會(huì)顯示不同的讀數(shù)I，則與______成線性關(guān)系（選填“I”“”或“”）；

FII2

12

（4）在圖乙的電路中為了減小誤差，要求電流表讀數(shù)時(shí)指針在刻度盤的之間，則該力敏電阻允

33

許承受的最大壓力應(yīng)小于______N。

1

【答案】（1）b（2）50（3）（4）1250

I

【解析】（1）電流表A1內(nèi)阻已知，可以準(zhǔn)確的測(cè)量電流值和電壓值，為減小測(cè)量誤差，應(yīng)把電流表

內(nèi)接，測(cè)量電路中電壓表的右端應(yīng)接在b端。

（2）根據(jù)歐姆定律UI(RxRA1)，解得Rx50。

k1E111

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律EI(RRR)，由R解得(RR)，可知與成

0A2xxFFkIk0A2FI

線性關(guān)系。

k

（4）由R，已知壓力FN=500N時(shí)，Rx=50Ω，解得k25000，可知當(dāng)施加最大壓力時(shí)，Rx′

xF

2k

最小，電流最大，電流I0.6A0.4A。由EI(RRR)解得R20，由R解得

m3m0A2xxxF

F1250N。

四、計(jì)算題（本題共3小題，共44分。解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。

只寫最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）

13.已知外部環(huán)境溫度為0℃，大氣壓強(qiáng)p0為750mmHg，該環(huán)境下1mol氣體的體積Vm是22.4L，阿

伏伽德羅常數(shù)231。假設(shè)某運(yùn)動(dòng)員放松情況下肺內(nèi)氣體體積約為，該運(yùn)動(dòng)員某次

NA610molV13.5L

深呼吸吸入外部空氣的體積V02.73L。則：

（1）求該次吸入的空氣分子總數(shù)；（結(jié)果取一位有效數(shù)字）

（2）已知運(yùn)動(dòng)員肺部的溫度恒為37℃，吸氣時(shí)擴(kuò)張肺部，大氣壓把新鮮的外部空氣通過(guò)鼻喉等升溫

至37℃壓入肺內(nèi)，并迅速達(dá)到內(nèi)外的氣壓平衡。求運(yùn)動(dòng)員該次深呼吸后肺內(nèi)氣體增加的體積；

（3）已知運(yùn)動(dòng)員在呼吸時(shí)能承受的內(nèi)外氣壓差的最大值p是150mmHg。此次吸氣后，運(yùn)動(dòng)員屏住

呼吸并收縮肺部，求肺內(nèi)氣體體積能達(dá)到的最小值。

【答案】（1）7×1022個(gè)（2）3.1L（3）5.5L

NV22

【解析】（1）該次吸入的空氣分子總數(shù)N=A0710個(gè)。

Vm

（2）外部環(huán)境溫度T1=273K，肺內(nèi)的溫度T2=310K，研究外部V0=2.73L的空氣，吸入肺部后溫度

VV

迅速上升到肺部?jī)?nèi)的溫度，發(fā)生等壓變化00

T1T2

解得。

V03.1L

（3）研究吸入后肺內(nèi)的總氣體，收縮過(guò)程發(fā)生等溫變化p0(V1V0)(p0p)V

其中V為吸氣后通過(guò)收縮肺部達(dá)到肺部氣體體積的最小值，聯(lián)立可得V=5.5L。

14.一款能垂直起降的遙控?zé)o人機(jī)質(zhì)量m=200kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大值Pm=24000W，最大豎直升

力Fm=3000N，執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)懸停在離地高度h1=189.6m的高空。執(zhí)行任務(wù)后需要盡快豎直上升

2

到離地高度超過(guò)h2=240m的安全區(qū)域。忽略空氣阻力，g取10m/s。求：

（1）該過(guò)程的最大上升速度大小與最大上升加速度大??；

（2）執(zhí)行任務(wù)后，無(wú)人機(jī)立即以最大豎直升力上升，到最大功率時(shí)所用的時(shí)間及該過(guò)程位移的大??；

（3）執(zhí)行任務(wù)后，為盡快到達(dá)安全區(qū)域，無(wú)人機(jī)至少需要運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（到達(dá)安全區(qū)域之前已經(jīng)達(dá)到

最大速度）。

【答案】（1）12m/s5m/s2（2）1.6s6.4m（3）5.6s

【解析】

（1）設(shè)最大速度為vm，由Pmmgvm

解得vm12m/s

設(shè)最大上升加速度為am，F(xiàn)mmgmam

解得am5m/s。

（2）設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)勻加速到最大功率的末速度為v1，有PmFmv1

設(shè)該段時(shí)間為t1，由速度公式v1amt1

2

設(shè)該段距離為x1，有v12amx1

聯(lián)立解得t11.6s，x16.4m。

（3）為盡快脫離危險(xiǎn)區(qū)，首先需要最大加速度勻加速，然后保持最大功率運(yùn)動(dòng)的距離為x2，有

x2h2h1x1

1212

設(shè)該過(guò)程的時(shí)間為t2，對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用動(dòng)能定理Ptmgxmvmv