精品解析：宁夏银川市唐徕中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试卷

银川市唐徕中学 2025~2026学年度第一学期12月月考 高三年级物理试卷 说明：本试卷答题时间为75分钟，试卷满分为100分。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 若长度、质量、时间和动量分别用、、和表示，则下列各式可能表示能量的是（　　） A. B. C. D. 2. 已知核反应方程：①；②；③；④.下列说法正确的是（ ） A. ①是轻核聚变反应，是吸能反应 B. ②是衰变反应，核反应过程共损失4个中子 C. ③是人工核转变反应，由查德威克第一次实现人工转变 D. ④是重核裂变反应，比比结合能小 3. 某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图，某中学航天兴趣小组在一次发射实验中将总质量为M的自制“水火箭”静置在地面上。发射时“水火箭”在极短时间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的水。已知火箭运动过程中所受阻力与速度大小成正比，火箭落地时速度为v，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的动力来源于火箭外的空气对它的推力 B. 火箭上升过程中一直处于超重状态 C. 火箭获得的最大速度为 D. 火箭在空中飞行时间为 6. 如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧曲面体静止在光滑的水平面上。一质量为m的小物块从曲面体顶端由静止开始下滑到曲面最底端，此过程中（　　） A. 物块的机械能守恒 B. 物块、曲面体组成的系统动量守恒 C. 曲面体对物块的弹力不做功 D. 物块水平方向运动的位移为 7. 如下图1所示，在粗糙的水平面上静止放置一滑块，t=0时刻在滑块上施加一水平向右的外力F，外力大小随时间变化规律如图2所示，滑块的加速度随时间的变化规律如图3所示，已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于静摩擦力，重力加速度g取。则下列说法正确的（ ） A. 滑块的质量为m=2kg B. 前2s时间内，摩擦力冲量大小为10N·s C. 物体在4s末的速度12m/s D. 物体做匀加速直线运动 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，每题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求，全部答对得6分，选对但不全的得3分，选错不得分。共18分。 8. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C. b点电场强度垂直于该点所等势面，方向向右 D. a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 9. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是，B球的动量是，已知，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 10. 如图所示，物块A的质量mA = 3 kg，静止在弹簧缓冲装置上，物块B的质量mB = 2 kg，从物块A的正上方h = 1.25 m处自由下落击中物块A，碰撞时间极短，物块A、B瞬间达到共同速度，一起向下运动至最低点，两物块均可视为质点，弹簧始终是竖直放置的。不计空气阻力，重力加速度g = 10 m/s2。则说法正确的是（　　） A. 两物块碰撞后瞬间达到的共同速度为2 m/s B. 两物块碰撞过程损失的机械能为15 J C. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中，弹簧的最大弹性势能为10 J D. 两物块碰撞后一起向下运动过程中，缓冲装置对两物块的冲量大小为10 N·s 三、实验题：本大题共2小题，每个空2分，共16分。 11. 实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ m/s（保留3位有效数字）。 （3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2-h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应________（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为________（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k=________（保留3位有效数字）。 12. 验证动量守恒的实验也可以用其他装置验证 （1）如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放B球时，A球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________ A． B． C． D． （2）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中D、E、F到抛出点B的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________ A． B． C． D． （3）如图所示的水平气垫导轨上，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） 四、计算题：本大题共3小题，共38分。（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步骤，只写出最后答案的不得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在水平向右匀强电场中，有一电荷量为q=-8×10-7C的点电荷从A点运动到B点，电场力做功为WAB=3.2×10-6J，A、B间距离L=4m，AB与水平方向的夹角为60°，求： （1）A、B间电势差UAB是多少； （2）电场强度E是多大； （3）如果B点的电势为6V，那么A点的电势为多大？该点电荷在A点具有的电势能是多少？ 14. 一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比．在初始状态时,体积为,压强为,温度为,已知此时其内能为.该理想气体从状态经由一系列变化,最终还回到原来状态,其变化过程的图如图所示,其中延长线过坐标原点, 、点在同一竖直线上．求: ①该理想气体在状态时的体积; ②该理想气体在状态时体积; ③该理想气体从状态经由状态,最终回到状态的过程中,气体与外界交换的热量． 15. 如图所示，一足够长的平直木板放置在水平地面上，木板上有3n（n是大于1的正整数）个质量均为m的相同小滑块，从左向右依次编号为1、2、…、3n，木板的质量为nm。相邻滑块间的距离均为L，木板与地面之间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为。初始时木板和所有滑块均处于静止状态。现给第1个滑块一个水平向右的初速度，大小为（为足够大常数，g为重力加速度大小）。滑块间的每次碰撞时间极短，碰后滑块均会粘在一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求第1个滑块与第2个滑块碰撞前瞬间，第1个滑块的速度大小 （2）记木板滑动前第j个滑块开始滑动时的速度为，第个滑块开始滑动时的速度为。用已知量和表示。 （3）若木板开始滑动后，滑块间恰好不再相碰，求的值。（参考公式：） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 银川市唐徕中学 2025~2026学年度第一学期12月月考 高三年级物理试卷 说明：本试卷答题时间为75分钟，试卷满分为100分。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 若长度、质量、时间和动量分别用、、和表示，则下列各式可能表示能量的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】能量单位为 kg·m²/s²（焦耳）。根据给定物理量：表示长度，单位为m；表示质量，单位为kg；表示时间，单位为s；表示动量，单位为kg·m/s。 A．：单位为 m²，单位为 s²，故单位为 m²/s²。能量单位需含质量kg，此处无质量因子，故 A 错误。 B．：单位为m，单位为kg²，单位为s²，故单位为 m·kg²/s²。能量单位为kg·m²/s²，故B错误。 C．：为动量，单位为kg·m/s，故单位为 (kg·m/s)² = kg²·m²/s²；除以（单位为kg）得kg·m²/s²，与能量单位相同，故C正确。 D．：单位为kg²，单位为kg·m/s，故单位为kg²/(kg·m/s) = kg·s/m，不是能量单位，故D错误。 故选 C。 2. 已知核反应方程：①；②；③；④.下列说法正确的是（ ） A. ①是轻核聚变反应，是吸能反应 B. ②是衰变反应，核反应过程共损失4个中子 C. ③是人工核转变反应，由查德威克第一次实现人工转变 D. ④是重核裂变反应，比比结合能小 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应①为轻核聚变，聚变反应释放能量，故为放能反应，故A错误； B．反应② 质量数守恒：234 = 206 + 7×4 + 4×0 = 234 电荷数守恒：90 = 80 + 7×2 + 4×(-1) = 90 此反应为α衰变和β⁻衰变组合（自发衰变）。 中子数变化：原中子数 = 234 - 90 = 144 产物中子数 = (206 - 80) + 7×(4 - 2) = 126 + 14 = 140 β⁻衰变中，4个中子转化为质子，中子损失4个。总损失中子数 = 144 - 140 = 4，故B正确； C．反应③为人工核转变（α粒子轰击氮核生成氧和质子），由卢瑟福首次实现，而非查德威克，故C错误； D．反应④为重核裂变。根据比结合能曲线，中等质量核（如Kr-89）的比结合能高于较重核（如Ba-144），故D错误。 故选B。 3. 某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．电场线不相交、不闭合，故AC错误； B．该电场可能为正点电荷形成的电场，故B正确； D．假设存在这种电场线，做两条等势线，如图所示 则有， 即 由电场线的疏密程度可知，处电场强度大于处电场强度，由公式可得，，相互矛盾，假设不成立，即这种电场线不存在，故D错误。 故选B。 4. 如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】 匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点的平均值，可知ac中点d的电势与b点相同，bd的连线为该匀强电场的等势面。电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，故电场线沿ac方向且由a指向c，C选项正确。 故选C。 5. 如图，某中学航天兴趣小组在一次发射实验中将总质量为M的自制“水火箭”静置在地面上。发射时“水火箭”在极短时间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的水。已知火箭运动过程中所受阻力与速度大小成正比，火箭落地时速度为v，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 火箭动力来源于火箭外的空气对它的推力 B. 火箭上升过程中一直处于超重状态 C. 火箭获得的最大速度为 D. 火箭在空中飞行的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．火箭向下喷出水，水对火箭的反作用力是火箭的动力，A错误； B．火箭加速上升过程处于超重状态，减速上升过程和加速下降过程处于失重状态，B错误； C．喷水瞬间由动量守恒定律可得 解得火箭获得的最大速度为 C错误； D．以向下为正方向，上升过程由动量定理可得 下降过程由动量定理可得 其中 联立解得 D正确。 故选D。 6. 如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧曲面体静止在光滑的水平面上。一质量为m的小物块从曲面体顶端由静止开始下滑到曲面最底端，此过程中（　　） A. 物块的机械能守恒 B. 物块、曲面体组成的系统动量守恒 C. 曲面体对物块的弹力不做功 D. 物块水平方向运动的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对物块和斜槽系统只有重力做功，机械能守恒，但是物块的机械能不守恒，选项A错误； B．物块、曲面体组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，选项B错误； C．曲面体对物块的弹力对物块做负功，选项C错误； D．由水平方向动量守恒，结合人船模型可知 解得物块水平方向运动的位移为 选项D正确。 故选D。 7. 如下图1所示，在粗糙的水平面上静止放置一滑块，t=0时刻在滑块上施加一水平向右的外力F，外力大小随时间变化规律如图2所示，滑块的加速度随时间的变化规律如图3所示，已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于静摩擦力，重力加速度g取。则下列说法正确的（ ） A. 滑块的质量为m=2kg B. 前2s时间内，摩擦力冲量大小为10N·s C. 物体在4s末的速度12m/s D. 物体做匀加速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】根据图2可知，外力F随时间的关系的表达式为 由图3可知，在t=1s时，物块开始有加速度，故此刻拉力与最大静摩擦力平衡，则有 A．由图3可知，在t=4s时，滑块的加速度为4m/s2，根据牛顿第二定律有 解得 A错误； B．在0~1s的时间内，有静摩擦力作用，故摩擦力的冲量大小不为0，其大小等于F的冲量大小 在1~2s的时间内，摩擦力的冲量大小为 故在0~4s的时间内，摩擦力的冲量大小为 B正确； C．由a-t图像的面积表示速度的变化量，滑块由静止开始加速运动，故4s内a-t图像的面积即表示为4s末滑块速度的大小 C错误； D．在0~1s的时间内，加速度为零，滑块静止不动，1s后加速度大小逐渐增大，滑块做加速度增大的加速运动。D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，每题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求，全部答对得6分，选对但不全的得3分，选错不得分。共18分。 8. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C. b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D. a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．由图象可知 φb = φe 则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误； B．由图象可知 φa = 3V，φd = 7V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad = Epa - Epd = (φa - φd)( - e) = 4eV B正确； C．沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； D．由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确。 故选BD。 9. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是，B球的动量是，已知，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据题中数据可知 ， 碰前总动量与总动能分别为 碰后总动量与总动能分别为 可知，碰撞过程动量守恒，总动能减小，碰后A的速度小于B的速度，符合要求，故A正确； B．碰后总动量与总动能分别为 结合上述可知，碰撞过程动量守恒，总动能减小，碰后A的速度小于B的速度，符合要求，故B正确； C．碰后总动量与总动能分别为 结合上述可知，碰撞过程动量守恒，总动能不变，但是给出的数据中，碰后A的速度大于B的速度，且速度方向不变，不符合实际，故C错误； D．碰后总动量与总动能分别 结合上述可知，碰撞过程动量守恒，总动能增大，不符合要求，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，物块A的质量mA = 3 kg，静止在弹簧缓冲装置上，物块B的质量mB = 2 kg，从物块A的正上方h = 1.25 m处自由下落击中物块A，碰撞时间极短，物块A、B瞬间达到共同速度，一起向下运动至最低点，两物块均可视为质点，弹簧始终是竖直放置的。不计空气阻力，重力加速度g = 10 m/s2。则说法正确的是（　　） A. 两物块碰撞后瞬间达到的共同速度为2 m/s B. 两物块碰撞过程损失的机械能为15 J C. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中，弹簧的最大弹性势能为10 J D. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中，缓冲装置对两物块的冲量大小为10 N·s 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设物块B与A碰前速度为v0，物块B自由下落过程有 解得 B与A发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律可得 解得 故A正确； B．碰撞过程中，根据能量守恒定律可知损失的机械能 故B正确； C．碰撞后一起向下运动的过程中，到最低点时弹性势能有最大值Epm，设此过程中弹性势能的增加量为ΔEp，根据能量守恒定律有 解得 故C错误； D．根据动量定理有 解得 故D错误 故选AB。 三、实验题：本大题共2小题，每个空2分，共16分。 11. 实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 （1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 （2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ m/s（保留3位有效数字）。 （3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2-h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应________（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为________（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k=________（保留3位有效数字）。 【答案】（1）④①⑥⑤ （2）1.79 （3） ①. 通过 ②. 2g ③. 19.0 【解析】 【小问1详解】 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ⑥关闭电源，取下纸带 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 实验步骤是④①⑥⑤ 小问2详解】 纸带上相邻计数点时间间隔 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 代入数据可得 【小问3详解】 [1][2]根据机械能守恒定律得 整理得 理论上，若机械能守恒，图中直线应通过原点 [2]图像的斜率为 [3]由图3得直线的斜率 12. 验证动量守恒的实验也可以用其他装置验证 （1）如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放B球时，A球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________ A． B． C． D． （2）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中D、E、F到抛出点B的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________ A． B． C． D． （3）如图所示的水平气垫导轨上，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） 【答案】 ①. A ②. C ③. 【解析】 【详解】（1）平抛运动，水平方向上 ， 根据动量守恒 水平方向位移x相同，整理得 故选A。 （2）碰撞后球均做平抛运动，设斜面与水平面的夹角为α，由平抛运动规律得 ， 联立解得 可知碰撞前后的速度正比于，故可变成验证表达式 故选C。 （3）若让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，选取向右为正方向，依题意有 设遮光片的宽度为d，则 ，， 联立可得 四、计算题：本大题共3小题，共38分。（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步骤，只写出最后答案的不得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为q=-8×10-7C的点电荷从A点运动到B点，电场力做功为WAB=3.2×10-6J，A、B间距离L=4m，AB与水平方向的夹角为60°，求： （1）A、B间电势差UAB是多少； （2）电场强度E是多大； （3）如果B点的电势为6V，那么A点的电势为多大？该点电荷在A点具有的电势能是多少？ 【答案】（1） （2） （3）2V， 【解析】 【小问1详解】 由题意可知AB间电势差 故 【小问2详解】 匀强电场的电场强度 代入 得 【小问3详解】 由， 解得 电荷量q的点电荷在A点具有的电势能为 14. 一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比．在初始状态时,体积为,压强为,温度为,已知此时其内能为.该理想气体从状态经由一系列变化,最终还回到原来状态,其变化过程的图如图所示,其中延长线过坐标原点, 、点在同一竖直线上．求: ①该理想气体在状态时的体积; ②该理想气体在状态时的体积; ③该理想气体从状态经由状态,最终回到状态的过程中,气体与外界交换的热量． 【答案】① ② ③ 【解析】 【详解】①由题图可知，从状态A到状态B为等温变化过程,在状态B时气体压强为,设体积为,由玻意尔定律得,解得； ②由题图可知，从状态到状态为等压变化过程，在状态时气体温度为，设体积为，由盖—吕萨克定律得,解得． ③由状态经状态回到状态，设外界对气体做的总功为：从状态到状态，设外界对气体做的功为，，联立解得，从状态回到状态，由题图知为等容变化过程，外界对气体不做功，所以；由状态经状态回到状态，内能增加量为，气体从外界吸收的热量为，内能增加量为，由热力学第一定律得，解得，即气体从外界吸收的热量为. 点睛：A到B为等温过程，由玻意耳定律求得体积；由B到C为等压变化，由盖吕萨克定律求体积；从B到C外界对气体做功，C到A为等温变化，根据热力学第一定律求解吸放热． 15. 如图所示，一足够长的平直木板放置在水平地面上，木板上有3n（n是大于1的正整数）个质量均为m的相同小滑块，从左向右依次编号为1、2、…、3n，木板的质量为nm。相邻滑块间的距离均为L，木板与地面之间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为。初始时木板和所有滑块均处于静止状态。现给第1个滑块一个水平向右的初速度，大小为（为足够大常数，g为重力加速度大小）。滑块间的每次碰撞时间极短，碰后滑块均会粘在一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求第1个滑块与第2个滑块碰撞前瞬间，第1个滑块的速度大小 （2）记木板滑动前第j个滑块开始滑动时的速度为，第个滑块开始滑动时的速度为。用已知量和表示。 （3）若木板开始滑动后，滑块间恰好不再相碰，求的值。（参考公式：） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块1运动时，对木板的摩擦力为 地面对木板的摩擦力为 所以此过程中木板保持不动；每个滑块之间距离为L，所以对滑块1根据动能定理有 解得 【小问2详解】 滑块间碰撞时间极短，碰后滑块粘在一起运动，若长木板不动，第j个滑块开始运动时加速度为 根据运动学公式，第j个滑块开始滑动到和第个滑块碰撞时，有 第j个滑块和第j+1个滑块碰撞过程中动量守恒有 联立可得 【小问3详解】 当第k个木块开始滑动时，木板恰好要滑动，此时有 解得（n为整数） 则第个（即）木块开始滑动时，木板开始滑动，要刚好不发生下一次碰撞，假设木板和剩下的木块不发生相对滑动，则 则 木板和剩下的木块不发生相对滑动。 对前面个（即）木块，有 木板开始滑动时，刚好不发生下一次碰撞，则对前面个木块和个木块共速，且相对位移恰好为，则 则 又 则 则 j=1时，第一个滑块开始运动的速度，则 j=2时，根据动量守恒定律可得 可得第2个滑块开始运动的速度， 则 由第二问可得，，则对第3个滑块到第个滑块有 …… 将从j=2到j=k+1相关方程累积求和可得 联立， 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $