精品解析：上海市向明中学2021-2022学年高一下学期期末物理试卷

2021学年第二学期向明中学期末考高一年级物理试卷 说明：1、本试卷共28题，满分100分，考试时间为90分钟。 2、本试卷g取10m/s2 一、单项选择题Ⅰ（每小题2分，共16分）。 1. 物体在做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（ ） A. 位移 B. 路程 C. 线速度 D. 角速度 2. 关于机械波，下列说法中正确的是（ ）． A. 波的传播过程就是介质中质点的迁移过程 B. 波的传播过程就是振动能量的传递过程 C. 波的传播方向就是质点振动的方向 D. 波的传播速度就是质点振动的速度 3. 在一密闭的钢瓶内有一定质量的气体，能反映钢瓶内气体等容变化过程的是图（　　） A. B. C. D. 4. 设地球半径为R，一卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为F，则该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 5. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。在小球从B运动到O的过程中，小球的（　　） A. 速度不断增大，加速度不断增大 B. 速度不断减小，加速度不断增大 C. 速度不断增大，加速度不断减小 D. 速度不断减小，加速度不断减小 6. 关于波的频率，下列说法中正确的是（　　） A. 波的频率由波源和介质决定 B. 波的频率与波速无关 C. 波由一种介质传到另一种介质时，频率变大 D. 以上说法均不正确 7. 某一时刻一列简谐波的图像如图所示，此横波的传播方向沿x轴正方向，由此可以判定（　　） A. 质点A和D的振幅相等 B. 此刻质点B和E速度相同 C. 此刻质点C和F的加速度为零 D. 此刻质点D正向上运动 8. 假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1) A. 10年 B. 1千年 C. 10万年 D. 1千万年 二、单项选择题Ⅱ（每小题3分，共18分）。 9. 如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD为两块挡板，AB是—个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A. 此时不能观察到波的衍射现象 B. 如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 C. 挡板前后波及间距可能不相等 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 10. 两列相干波在空间相遇，以下说法正确的是（　　） A. 振动加强区域内的介质质点的位移始终最大 B. 振动减弱区域内的介质质点的振幅随时间变化 C. 振动加强区域内的介质质点某时刻可以处于平衡位置 D. 振动加强区域内的介质质点，在任何时刻一定比振动减弱区域内的介质质点位移大 11. 如图一个圆环以直径为轴做匀速转动，环上两点的线速度分别为，角速度分别为，则（　　） A. B. C. D. 12. 如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，速度大小分别为vA和vB，重力的功率分别为PA和PB，则（　　） A. vA=vB，PA=PB B. vA=vB，PA>PB C. vA>vB，PA>PB D. vA>vB，PA=PB 13. 质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为，上述过程中克服重力做功分别为。若（　　） A. ，则可能有 B. ，则可能有 C. ，则可能有 D. ，则一定有 14. 如图所示，两个圆柱形汽缸均被水平固定，轴线在同一水平线上，它们的活塞用坚硬的轻杆顶着，平衡时，A、B两个汽缸内装有同一种压缩气体，体积相等，温度相同，现让A、B两个汽缸内气体都升高相同的温度，则应发生的现象是（　　） A. 两部分气体压强增加相等，活塞不动 B. 活塞一定向右移动 C. 活塞一定向左移动 D. 活塞可能仍在原来位置平衡 三、多项选择题（每小题4分，共16分）。每小题至少有两个正确选项，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 15. 如图所示，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（　　） A. 受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 B. 摩擦力的方向始终指向圆心O C. 重力和支持力是一对平衡力 D. 摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力 16. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A。t=0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动；此时，平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处。该波的波长可能等于（　　） A. 0.60m B. 0.20m C. 0.12m D. 0.086m 17. 如图所示，左右两管水银面一样高，左右两管的水银面分别在管壁A点和B点位置，两管下面用橡皮管连接，则下列说法中正确的是（　　） A. 在右管向上提的过程中，右管水银面将高于管壁B点 B. 在右管向上提的过程中，右管水银面将低于管壁B点 C. 在右管向下移的过程中，右管水银面将高于管壁B点 D. 在右管向下移的过程中，左管水银面将低于管壁A点 18. 一物体在光滑的斜面上受到一平行于斜面的力作用，由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像（图象）如图所示，其中过程的图线为曲线，过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（　　） A. 过程中物体的加速度越来越大 B. 过程中物体可能在做匀速直线运动 C. 过程中物体可能在做变加速直线运动 D. 过程中物体的动能可能在不断增大 四、填空题（每小题4分，共16分）。 19. 在标准大气压下，水的沸点是，用热力学温标可表示为________K.当水的温度从沸点下降到时，温度下降了________K. 20. 如图为一列沿x轴传播的横波在某时刻的波形图，此时，质点b的速度方向为y轴正向，则该波沿x轴_____（选填“正”或“负”）向传播。若波的频率为20Hz，则该波的波速为_____m/s。 21. 甲、乙两个单摆都作简谐振动，在同一地点同时开始振动，甲摆振动20次时，乙摆振动40次，则甲、乙两摆的振动周期之比是________；甲、乙两摆的摆长之比是_________。 22. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成角（）。则F大小至少为______；若F=mgtan，则质点机械能大小的变化情况是______（选填“增大”、“减小”、“增大或减小”）。 五、实验题（共18分）。 23. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，若一滴油酸酒精溶液中油酸所占的体积为V，在水面上散开形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径d=_________．如果实验中油膜没有完全散开，则得到的油酸分子直径_________（选填“偏大”或“偏小”）． 24. 如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图。 （1）图中，实验器材A是_____。 （2）为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封有气体的部分；______________。 （3）大气压强为p0，注射器内气体的初始体积为10cm3。实验过程中，注射器内气体体积在4cm3到20cm3范围内变化，注射器内部与外界压强差的最大值为________p0。 25. 如图为“用DIS研究机械能守恒定律"的实验中，将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，最低点D作为零势能点．逐次将摆锤从A点自由释放，分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度． （1）实验中使用的传感器是_________传感器． （2）已知摆锤的直径为，由传感器测出摆锤通过传感器时的挡光时间为，则摆锤经过传感器时的速度大小为_________． （3）已知B、C两点与最低点D和高度差分别为、，实验测得摆锤经过B、C两点时的速度分别为、，重力加速度为．为了证明摆锤在B、C两点的机械能相等，需要得到的关系式是_________． （4）某同学由于操作不当，测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是_________． 六、计算题（共16分）。 26. 飞机在空中竖直平面内用v=150m/s大小不变的速度特技表演飞行。如果飞行的圆半径R=1000m，飞行员的质量为60kg；则 （1）当飞机飞到图中a位置时，飞行员和飞机之间的作用力是多少？ （2）当飞机飞到图中b位置时，飞行员和飞机之间的作用力是多少？ 27. 一粗细均匀、底端封底的细长玻璃管如图所示，距离底端45cm处通一水平玻璃管与大气相通，水平管长度为30cm，在玻璃管的竖直部分和水平部分有相连的水银柱，长度在图中标出，单位为cm。玻璃管的上端有一轻质活塞，活塞上连轻杆，管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B，外界大气压强为75cmHg。现用外力使活塞缓慢自然向下移动。问： （1）活塞在刚开始向下移动前外力是向上拉活塞还是向下压活塞？ （2）使活塞缓慢自然下降多少距离，可使A空气柱体积达到最小？ （3）当A空气柱体积达到最小时A、B两部分空气柱的体积之比为多大？ 28. 如图所示，一固定直杆AB长为L＝2m，与竖直方向的夹角为＝53，一质量为m＝4kg的小球套在直杆上，球与杆间的动摩擦因数为＝0.5。小球始终还受到一个水平向右的恒定拉力作用（图上未画出），恒力大小为F＝30N，求： （1）小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1； （2）若杆与竖直方向的夹角换成不同的值，小球滑到B时的速度也会不同，为使小球滑到杆的B端时的速度最大，某同学认为应使杆沿竖直方向放置，因为这样重力做的功最多。你认为是否正确，若认为是正确的，请求出此最大速度v2，若认为不正确，请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角θ及此最大速度v2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2021学年第二学期向明中学期末考高一年级物理试卷 说明：1、本试卷共28题，满分100分，考试时间为90分钟。 2、本试卷g取10m/s2 一、单项选择题Ⅰ（每小题2分，共16分）。 1. 物体在做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（ ） A. 位移 B. 路程 C. 线速度 D. 角速度 【答案】D 【解析】 【详解】做匀速圆周运动的物体，位移大小和方向变化，路程变化，速度大小不变，方向变化，角速度不变，故D正确，ABC错误； 故选D. 2. 关于机械波，下列说法中正确的是（ ）． A. 波的传播过程就是介质中质点的迁移过程 B. 波的传播过程就是振动能量的传递过程 C. 波的传播方向就是质点振动的方向 D. 波的传播速度就是质点振动的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项A错误； B．波的传播过程就是振动能量的传递过程，选项B正确； C．波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，选项C错误； D．波的传播速度和质点振动的速度也是两个不同的概念，选项D错误； 故选B． 3. 在一密闭的钢瓶内有一定质量的气体，能反映钢瓶内气体等容变化过程的是图（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．A图象反映出体积V在随t变化，故A错误； BD．因体积不变时，V与T成正比，p-T曲线为过原点的直线，故B正确，D错误； C．C图象反映出体积V在变化，故C错误； 故选B。 【点睛】理想气体的P、V、T关系图线经常考查，要牢记图线形状，最好不要死记硬背，根据（常数）理解记忆。 4. 设地球半径为R，一卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为F，则该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由万有引力公式，可得卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为 该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为 A正确，BCD错误。 故选A。 5. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。在小球从B运动到O的过程中，小球的（　　） A. 速度不断增大，加速度不断增大 B. 速度不断减小，加速度不断增大 C. 速度不断增大，加速度不断减小 D. 速度不断减小，加速度不断减小 【答案】C 【解析】 【详解】小球做简谐运动，O点为弹簧振子的平衡位置，系统机械能守恒，在O点弹性势能为零，动能最大；在小球从B点向O点运动的过程中，弹力不断减小，故合力减小，加速度减小，速度增大，即小球做加速度不断减小的加速运动。 故选C。 6. 关于波的频率，下列说法中正确的是（　　） A. 波的频率由波源和介质决定 B. 波的频率与波速无关 C. 波由一种介质传到另一种介质时，频率变大 D. 以上说法均不正确 【答案】B 【解析】 【详解】AB．波的频率由波源决定，与介质无关，故B正确，A错误； CD．波从一种介质传到另一种介质时，频率不变，因为频率由波源决定，故CD错误。 故选B。 7. 某一时刻一列简谐波的图像如图所示，此横波的传播方向沿x轴正方向，由此可以判定（　　） A. 质点A和D的振幅相等 B. 此刻质点B和E速度相同 C. 此刻质点C和F的加速度为零 D. 此刻质点D正向上运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．所有质点振幅相等，故A正确； B．B、E两点速度大小相等，方向相反，故B错误； C．C、F两点偏离平衡位置的位移最大，加速度最大，故C错误； D．因为波向x轴正方向传播，所以D质点正向下运动，故D错误。 故选A。 8. 假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1) A. 10年 B. 1千年 C. 10万年 D. 1千万年 【答案】C 【解析】 【详解】1 g水的分子个数 个 则完成任务所需时间 t= 1×109小时 约为10万年 故选C。 二、单项选择题Ⅱ（每小题3分，共18分）。 9. 如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD为两块挡板，AB是—个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A. 此时不能观察到波的衍射现象 B. 如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 C. 挡板前后波及间距可能不相等 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．不管孔的大小，衍射都会存在，所以此时能观察到衍射现象，故A错误； B．如果将孔AB扩大，孔的尺寸远大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故B正确； C．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故C错误； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据 可知波长变小，所以不能更明显地观察到衍射现象，故D错误。 故选B。 10. 两列相干波在空间相遇，以下说法正确的是（　　） A. 振动加强区域内的介质质点的位移始终最大 B. 振动减弱区域内的介质质点的振幅随时间变化 C. 振动加强区域内的介质质点某时刻可以处于平衡位置 D. 振动加强区域内的介质质点，在任何时刻一定比振动减弱区域内的介质质点位移大 【答案】C 【解析】 【详解】AC．振动加强点也在简谐运动，只是振幅变大了；某个时刻可能在平衡位置，位移为零，故A错误，C正确； B．振动减弱区域内的介质质点的振幅是固定的，故B错误； D．振动加强区域内的介质质点比振动减弱区域内的介质质点的振幅大，但不一定在任何时刻一定比振动减弱区域内的介质质点位移大，故D错误。 故选C。 11. 如图一个圆环以直径为轴做匀速转动，环上两点的线速度分别为，角速度分别为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】两点在同一物体上绕同一根轴旋转，所以角速度相等，即 由几何关系可知 根据公式 可知 故选A。 12. 如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，速度大小分别为vA和vB，重力的功率分别为PA和PB，则（　　） A. vA=vB，PA=PB B. vA=vB，PA>PB C. vA>vB，PA>PB D. vA>vB，PA=PB 【答案】B 【解析】 【详解】下落过程中，仅重力做功，由机械能守恒得 解得 设速度方向与重力方向夹角为，由功率的表达式得 A球的速度方向与重力方向同向，故 PA>PB 故B正确，ACD错误。 故选B。 13. 质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为，上述过程中克服重力做功分别为。若（　　） A. ，则可能有 B. ，则可能有 C. ，则可能有 D. ，则一定有 【答案】B 【解析】 【详解】AC．若，由于质量相等，则两绳重心上升的高度相同。但由于绳A较长，则一定有，故AC错误； BD．若，由于绳A较长，所以绳A的重心上升的高度可能较小，而质量相等，所以可能有，故B正确，D错误。 故选B。 14. 如图所示，两个圆柱形汽缸均被水平固定，轴线在同一水平线上，它们的活塞用坚硬的轻杆顶着，平衡时，A、B两个汽缸内装有同一种压缩气体，体积相等，温度相同，现让A、B两个汽缸内气体都升高相同的温度，则应发生的现象是（　　） A. 两部分气体压强增加相等，活塞不动 B. 活塞一定向右移动 C. 活塞一定向左移动 D. 活塞可能仍在原来位置平衡 【答案】C 【解析】 【详解】对两活塞受力分析，根据平衡可知 整理得 假设升温过程中两气体体积不变，根据查理定律 ， 解得 ， 对两活塞受力分析，其合力 故其合力向左，活塞向左移动。 故选C。 三、多项选择题（每小题4分，共16分）。每小题至少有两个正确选项，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 15. 如图所示，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（　　） A. 受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 B. 摩擦力的方向始终指向圆心O C. 重力和支持力是一对平衡力 D. 摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力 【答案】BCD 【解析】 【详解】物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，方向指向圆心，重力和支持力相互平衡，故BCD正确A错误。 故选BCD。 16. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A。t=0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动；此时，平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处。该波的波长可能等于（　　） A. 0.60m B. 0.20m C. 0.12m D. 0.086m 【答案】AC 【解析】 【详解】由题意知，其波形如下图 所以 λ 解得： λ=m，（n=0，1，2……） 当n=0时，λ=0.6m；当n=1，λ=0.12m，AC正确，BD错误。 故选AC。 17. 如图所示，左右两管水银面一样高，左右两管的水银面分别在管壁A点和B点位置，两管下面用橡皮管连接，则下列说法中正确的是（　　） A. 在右管向上提的过程中，右管水银面将高于管壁B点 B. 在右管向上提的过程中，右管水银面将低于管壁B点 C. 在右管向下移的过程中，右管水银面将高于管壁B点 D. 在右管向下移的过程中，左管水银面将低于管壁A点 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．原来左管上方气体压强等于大气压，在右管向上提的过程中，如果右管水银面仍在B点，取软管最低点分析，则右侧的压强大，则水银向左移动，所以左管的液面上升，右管的水银面将低于管壁B点，故A错误，B正确； CD．在右管下移过程中，如果右管水银面仍在B点，取软管最低点分析，左侧的压强大，则水银向右移动，所以左管液面下降，左管的水银面将低于管壁A点；右管的水银面将高于管壁B点，故CD正确。 故选BCD。 18. 一物体在光滑的斜面上受到一平行于斜面的力作用，由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像（图象）如图所示，其中过程的图线为曲线，过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（　　） A. 过程中物体的加速度越来越大 B. 过程中物体可能在做匀速直线运动 C. 过程中物体可能在做变加速直线运动 D. 过程中物体的动能可能在不断增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在运动过程中，除重力以及系统内弹簧弹力以外的力做功等于物体机械能的变化量，在图像中斜率表示外力F的大小，在过程中，物体机械能减小，所以物体受到的外力F做负功，且外力越来越小，设沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律有 所以过程中物体的加速度越来越大，故A项正确； BC．在过程中，图像的斜率不变，即物体的外力不变，由牛顿第二定律 可知，物体的加速度不变，所以物体做匀变速直线运动，故BC错误； D．结合题图物体机械能减少，所以物体外力对物体做负功，即物体外力与物体运动方向相反。只有当物体外力小于物体重力沿斜面方向的分力才满足题中情况，即物体做沿斜面向下的加速运动，过程物体的动能增加，故D项正确。 故选AD。 四、填空题（每小题4分，共16分）。 19. 在标准大气压下，水的沸点是，用热力学温标可表示为________K.当水的温度从沸点下降到时，温度下降了________K. 【答案】 ①. 373 ②. 100 【解析】 【详解】[1]由可知，； [2]水温降低了100°C，故温度降低了100K。 20. 如图为一列沿x轴传播的横波在某时刻的波形图，此时，质点b的速度方向为y轴正向，则该波沿x轴_____（选填“正”或“负”）向传播。若波的频率为20Hz，则该波的波速为_____m/s。 【答案】 ①. 负 ②. 80 【解析】 【详解】[1][2]根据“上下坡”法，知该波沿x轴负方向传播。波的周期为 由图知 所以波速 21. 甲、乙两个单摆都作简谐振动，在同一地点同时开始振动，甲摆振动20次时，乙摆振动40次，则甲、乙两摆的振动周期之比是________；甲、乙两摆的摆长之比是_________。 【答案】 ①. 2:1 ②. 4:1 【解析】 【详解】[1][2]根据题干可知，甲的振动周期与乙的振动周期之比为 单摆周期公式 可得甲乙摆长之比为4:1。 22. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成角（）。则F大小至少为______；若F=mgtan，则质点机械能大小的变化情况是______（选填“增大”、“减小”、“增大或减小”）。 【答案】 ①. mgsinθ ②. 增大 【解析】 【详解】[1]质点受到重力与外力F作用，沿直线ON斜向下运动，即重力与外力F的合力方向沿ON，当外力F方向垂直于ON时，外力最小 [2]若F=mgtan，结合上述可知，此时外力F方向水平向右，则外力F做正功，质点机械能增大。 五、实验题（共18分）。 23. 在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，若一滴油酸酒精溶液中油酸所占的体积为V，在水面上散开形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径d=_________．如果实验中油膜没有完全散开，则得到的油酸分子直径_________（选填“偏大”或“偏小”）． 【答案】 ①. ②. 偏大 【解析】 【详解】[1] 根据体积公式 可知分子直径为； [2] 油膜没有完全散开会导致油酸的在水面的扩散面积减小，从而测量的分子直径偏大． 24. 如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图。 （1）图中，实验器材A是_____。 （2）为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封有气体的部分；______________。 （3）大气压强为p0，注射器内气体的初始体积为10cm3。实验过程中，注射器内气体体积在4cm3到20cm3范围内变化，注射器内部与外界压强差的最大值为________p0。 【答案】（1）压强传感器 （2）推拉活塞要缓慢 （3）1.5 【解析】 【分析】根据题干中“一定质量的气体压强与体积的关系”可知，本题考查压强与体积的关系，根据探究气体压强与体积的关系的实验原理以及玻意耳定律等知识进行分析作答。 【小问1详解】 DIS实验的过程，即利用传感器采集实验数据并通过计算机显示实验结果，该实验探究的是一定质量的气体压强与体积的关系，故图中实验器材A应为压强传感器。 【小问2详解】 为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有推拉活塞要缓慢，和避免用手握住注射器封有气体的部分。 【小问3详解】 大气压强为，注射器内气体的初始体积为，实验过程中，注射器内气体体积在时气体压强最大，设此时压强为，根据玻意耳定律有 则有 注射内部与外界压强差的最大值为 25. 如图为“用DIS研究机械能守恒定律"的实验中，将一传感器先后分别固定在竖直板上的D、C和B三点，最低点D作为零势能点．逐次将摆锤从A点自由释放，分别测出摆锤经过D、C和B点时的速度． （1）实验中使用的传感器是_________传感器． （2）已知摆锤的直径为，由传感器测出摆锤通过传感器时的挡光时间为，则摆锤经过传感器时的速度大小为_________． （3）已知B、C两点与最低点D和高度差分别为、，实验测得摆锤经过B、C两点时的速度分别为、，重力加速度为．为了证明摆锤在B、C两点的机械能相等，需要得到的关系式是_________． （4）某同学由于操作不当，测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是_________． 【答案】 ①. 光电门 ②. ③. ④. 测B点速度时，光电门传感器固定在B点下方；或测B点速度时，摆锤释放点高于A点；或测B点速度时，摆锤离开A点时速度不为零． 【解析】 【详解】[1][2]本实验，采用光电门传感器来测量瞬时速度，通过来测出速度； [3]根据机械能守恒可知， ； [4]测得摆锤在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是测量B点的高度偏大或在B点固定光电门时比B点偏低，致使其机械能偏大； 六、计算题（共16分）。 26. 飞机在空中竖直平面内用v=150m/s大小不变的速度特技表演飞行。如果飞行的圆半径R=1000m，飞行员的质量为60kg；则 （1）当飞机飞到图中a位置时，飞行员和飞机之间的作用力是多少？ （2）当飞机飞到图中b位置时，飞行员和飞机之间的作用力是多少？ 【答案】（1）1950N，方向为竖直向下；（2）750N，方向为竖直向下。 【解析】 【详解】（1）在a位置，对飞行员由牛顿第二定律有 得飞行员和飞机之间的作用力是 方向为竖直向上； （2）在b位置，对飞行员由牛顿第二定律有 得飞行员和飞机之间的作用力是 方向为竖直向下。 27. 一粗细均匀、底端封底的细长玻璃管如图所示，距离底端45cm处通一水平玻璃管与大气相通，水平管长度为30cm，在玻璃管的竖直部分和水平部分有相连的水银柱，长度在图中标出，单位为cm。玻璃管的上端有一轻质活塞，活塞上连轻杆，管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B，外界大气压强为75cmHg。现用外力使活塞缓慢自然向下移动。问： （1）活塞在刚开始向下移动前外力是向上拉活塞还是向下压活塞？ （2）使活塞缓慢自然下降多少距离，可使A空气柱体积达到最小？ （3）当A空气柱体积达到最小时A、B两部分空气柱的体积之比为多大？ 【答案】（1）向上；（2）21cm；（3）4：5 【解析】 【详解】（1）因为活塞刚开始移动时A气体压强小于大气压强，外力是向上拉活塞。 （2）由于中间位置的玻璃管与大气相通，压强保持不变，因此活塞移动时，空气柱B内的气体压强和体积都保持不变。当竖直管内水银上端面到达玻璃管的竖直和水平部分相连处开始A空气柱体积达到最小，以后等压变化，体积不变。对A气体 p1V1=p2V2 即 L1=30cm L2=24cm 活塞下移 15cm+（30-24）cm=21cm （3）因在A活塞下移过程中B气体压强始终不变、体积不变，这时A、B两部分空气柱的体积之比为 28. 如图所示，一固定直杆AB长为L＝2m，与竖直方向的夹角为＝53，一质量为m＝4kg的小球套在直杆上，球与杆间的动摩擦因数为＝0.5。小球始终还受到一个水平向右的恒定拉力作用（图上未画出），恒力大小为F＝30N，求： （1）小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1； （2）若杆与竖直方向的夹角换成不同的值，小球滑到B时的速度也会不同，为使小球滑到杆的B端时的速度最大，某同学认为应使杆沿竖直方向放置，因为这样重力做的功最多。你认为是否正确，若认为是正确的，请求出此最大速度v2，若认为不正确，请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角θ及此最大速度v2。 【答案】（1）；（2）见解析，， 【解析】 【详解】（1）将重力和拉力沿杆方向与垂直于杆的方向分解，由于 则杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，则有 在沿杆方向上有 又 联立解得，小球的加速度大小为 根据匀变速直线运动规律有 则小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小为 （2）不正确，根据动能定理可知，合力做功等于动能的变化量。则为使小球滑到杆的B端时的速度最大，则应使小球的动能变化量最大，也就是要使合力对小球做的功最多，所以应使杆沿重力与拉力的合力方向，此时小球与杆的弹力为零，则小球不受到摩擦力作用，受到的合力最大，根据平行四边形定则及几何知识有 此时杆与竖直方向的夹角为 根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $