精品解析：青海西宁二中教育集团2025-2026学年第一学期高三物理期末考试卷

西宁市二中教育集团2025-2026学年第一学期 高三年级物理学科期末考试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答表述题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题 共46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. 第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A. 该核反应为聚变反应 B. 该核反应方程前后粒子的总质量不变 C. 比结合能比小 D. 将加温加压，其半衰期会变短 2. 如图所示，a、b所在水平直线垂直于均匀带电正方形薄板所在平面，且通过板的几何中心O，a、b两点关于薄板对称，到薄板中心O的距离都是d，Oc垂直于ab连线且abc构成等边三角形。在c点固定一点电荷，a点场强大小为E，方向垂直于ab连线，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A. 正方形薄板与c处的点电荷带同种电荷 B. 薄板上的电荷在b点产生的场强大小为 C. c处的点电荷的电量绝对值为 D. a、b两点的场强相等但电势不相等 3. 2024年珠海中国国际航展上，多架飞机同向排成一列，相邻间距为d，以速度在平直跑道上匀速直线行驶准备起飞。每架飞机到达前方同一跑道端线时，开始做匀加速直线运动，加速到起飞速度时离开地面。当第1架飞机离开地面时，第2架飞机刚好到达跑道端线。所有飞机的加速度，起飞速度均相同，且均可视为质点，则第1架飞机离地时与第2架飞机之间的距离为（　　） A. B. C. D. 4. 某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中电流的周期为0.04s B. 当开关K断开时，原线圈的输入功率为 C. 定值电阻R的阻值为 D. 当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大 5. 如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点。闭合开关S，稳定后（　　） A. a点的电势比b点的高 B. a点的电场强度比O点的大 C. 向右移动滑片P，a点的电势降低 D. 断开开关S，a点的电场强度减小 6. 如图所示，两个完全相同的半圆柱体A、B并排静置于水平地面上，A、B上静置一光滑圆柱C，三者横截面的半径相同。现用水平向右的力拉 A，使 A缓慢移动， B始终保持静止。在C落到地面之前，下列说法正确的是（　　） A. C受到A的弹力大小保持不变 B. C受到B的弹力大小保持不变 C. 地面对A的支持力大小保持不变 D. 地面对B的摩擦力大小保持不变 7. 图1为某均匀介质中一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图2为该波中x=1m处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波的传播速度大小为5m/s C. 在1.5s时间内，质点P沿x轴向右移动了1.5m D. 在t=0到t=1.5s时间内，质点P运动的路程为15cm 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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） 8. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站成功对接。对接前，飞船先到达空间站后下方约处的轨道进行第一次停泊，最终在离地高度约为处与空间站实现对接。飞船在该停泊轨道的运动及空间站的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在停泊轨道的速度比空间站小 B. 飞船在停泊轨道的加速度比空间站小 C. 空间站中的宇航员每24小时能看见多次日出 D. 飞船在停泊轨道需加速才能与空间站实现对接 9. 如图所示为一块透明玻璃体的截面图，虚线左侧是半径为的圆弧面，右侧是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与边成角射入玻璃体，已知光在真空中的传播速度为，玻璃体对该单色光的折射率为，不考虑多次反射，则下列说法正确的是（　　） A. 单色光在玻璃体中的传播速度为 B. 不会有折射光线从边上射出 C. 圆弧有折射光线射出的部分占整个弧长的 D. 从点射出的折射光线在玻璃体中的传播时间为 10. 如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O作速率为v的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率v作匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为E匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为B的匀强磁场，已知一质量为m、电量大小为q的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线AC运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计重力，则（　　） A. A点运动到B点的时间为 B. A、C两点间距离随着电场E的增大而增大 C. 该离子电势能先增大后减小 D. 到达C点时离子速度最大 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 某学习小组利用多种方法测量重力加速度。 （1）甲同学利用打点计时器、重锤等器材测量重力加速度。实验获得的纸带如图甲所示，已知每相邻两计数点间还有四个点未画出，电源频率为，则该地的重力加速度为___________m/s²（结果保留3位有效数字）。 （2）乙同学利用双线摆测重力加速度，如图乙，双线摆上端系在间距为、等高的两螺钉上，长均为的两细绳下端悬挂磁性小铁球，手机置于磁性小铁球正下方。 ①用螺旋测微器测量磁性小铁球的直径，其读数如图丙所示，直径___________mm； ②开启手机磁力计，使双线摆前后摆动起来（最大摆角不超过5°），测得磁感应强度随时间的变化如图丁所示，发现磁性小铁球摆动过程中，磁感应强度的最小值在逐渐增大，其原因是：___________； 该同学测出图中第1至第11个峰值之间的时间间隔为，则当地重力加速度的大小___________（用、、、表示）。 12. 为了精确测量某电阻的阻值（约950Ω），现有直流电源（电动势9V，内阻很小）、电流表（量程0~10mA，内阻约为100Ω）、电压表（量程0~3V，内阻为3000Ω）、开关、导线、定值电阻以及可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器：最大阻值为1000Ω B.滑动变阻器：最大阻值为10Ω （1）为满足实验要求，需将电压表量程扩大为9V，则要串联一个阻值为_________Ω的定值电阻。 （2）按图甲所示的电路图设计实验，滑动变阻器应选用_________（选填“”或“”），电压表的一端K应接到_________（选填“1”或“2”）。 （3）根据（2）中设计的实验电路图，用笔画线将图乙中的实物图补充完整。 （4）某次实验中电压表指针如图丙所示，电流表读数为8mA，则测得阻值为_________Ω。（保留两位有效数字） 13. 监测环境温度变化的简化装置图如图所示。导热性能良好、深度为2H的汽缸竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸侧面连接U形细管，细管的右端口与大气连通，里面装有水银，活塞静止时与汽缸底部间的距离为H，细管左、右两侧水银柱的高度差为h，环境的热力学温度为。已知大气压强为，重力加速度为g，水银的密度为ρ，密封气体的内能（K为常数且已知，T为气体的热力学温度），细管内气体的体积、活塞的厚度及活塞与汽缸间的摩擦可忽略不计。 （1）求活塞的质量； （2）随着环境温度的升高，活塞缓慢上移，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，监测装置报警，求此时环境的热力学温度以及此过程中气体从外界吸收的热量。 14. 如图，两根相距L的无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（sinθ=0.6）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab开始下滑瞬间的加速度大小； （2）求ab速度能达到的最大值； （3）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 15. 如图所示，倾斜传送带与水平面夹角为，顺时针匀速运行，速度，下端与水平固定的光滑轨道平滑连接。质量为的小物块P以初速度从传送带顶端下滑，小物块P运动至光滑水平轨道末端恰好与静置于质量为的长木板左端的等高位置的质量为的小物块Q发生弹性碰撞。长木板水平部分粗糙，右端为四分之一光滑圆弧轨道，半径。已知小物块Q离开C点后能上升的最大高度，小物块Q与长木板上表面AB间的动摩擦因数和小物块P与传送带间的动摩擦因数都为，水平面光滑且足够长，忽略空气阻力，已知，，，，，。 （1）求小物块P在传送带上留下的划痕长度； （2）求小物块Q在第二次经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）判断小物块Q能否最终停在木板上，若能，求小物块Q最终停在木板上的位置，若不能，求小物块Q最终飞离木板时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西宁市二中教育集团2025-2026学年第一学期 高三年级物理学科期末考试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答表述题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题 共46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. 第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A. 该核反应为聚变反应 B. 该核反应方程前后粒子的总质量不变 C. 比结合能比小 D. 将加温加压，其半衰期会变短 【答案】C 【解析】 【详解】A．该核反应为重核裂变反应，A错误； B．该核反应方程前后因放出核能，则有质量亏损，B错误； C．因反应后放出核能，生成物更加稳定，则生成物的比结合能更大，则比结合能比小，C正确； D．半衰期由内部因素决定，与外界条件无关，则将加温加压，其半衰期不变，D错误。 故选C。 2. 如图所示，a、b所在水平直线垂直于均匀带电正方形薄板所在平面，且通过板的几何中心O，a、b两点关于薄板对称，到薄板中心O的距离都是d，Oc垂直于ab连线且abc构成等边三角形。在c点固定一点电荷，a点场强大小为E，方向垂直于ab连线，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A. 正方形薄板与c处的点电荷带同种电荷 B. 薄板上的电荷在b点产生的场强大小为 C. c处的点电荷的电量绝对值为 D. a、b两点的场强相等但电势不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．a点场强方向垂直ab连线，则正方形薄板与c点的点电荷带异种电荷，故A错误； B．a点场强大小为E，方向垂直ab连线，则c点点电荷在a点产生的场强大小为 薄板上电荷在b点产生的场强大小为 故B错误； C．根据点电荷电场强度公式有 解得 故C正确； D．由对称可知a、b两点的场强大小及电势均相等，故D错误。 故选C。 3. 2024年珠海中国国际航展上，多架飞机同向排成一列，相邻间距为d，以速度在平直跑道上匀速直线行驶准备起飞。每架飞机到达前方同一跑道端线时，开始做匀加速直线运动，加速到起飞速度时离开地面。当第1架飞机离开地面时，第2架飞机刚好到达跑道端线。所有飞机的加速度，起飞速度均相同，且均可视为质点，则第1架飞机离地时与第2架飞机之间的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设第1架飞机离地时与第2架飞机间的距离为x，第1架飞机从开始加速到离地历时t，则有， 联立解得 故选C。 4. 某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中电流的周期为0.04s B. 当开关K断开时，原线圈的输入功率为 C. 定值电阻R的阻值为 D. 当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知副线圈中电流的周期为0.02s，变压器只改变交变电流的电压不改变周期，A错误； B．由图乙可知，当开关K断开时，副线圈中电流的有效值为，此时原线圈的输入功率为 B错误； C．由题意可知，当开关K闭合后，定值电阻R消耗的功率为电动机消耗功率的2倍，有 解得 C正确； D．副线圈的输出电压由原线圈的输入电压和变压器原、副线圈的匝数比决定，所以开关K闭合后，副线圈的输出电压不变，D错误。 故选C。 5. 如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点。闭合开关S，稳定后（　　） A. a点的电势比b点的高 B. a点的电场强度比O点的大 C. 向右移动滑片P，a点的电势降低 D. 断开开关S，a点的电场强度减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属球壳在两极板间的电场中处于静电平衡状态，金属壳为一等势体，电势处处相等，故A错误； B．处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，所以O点的电场强度为零，而a点的电场强度不为零，故B正确； C．由于电容器保持与电源连接，所以向右移动滑片P时，金属板A、B之间的电势差保持不变，a点的电势不变，故C错误； D．断开开关S，金属板A、B所带电荷量不变，且电容器的结构未发生改变不变，则金属板A、B之间的电势差不变，根据可知，a点的电场强度不变，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，两个完全相同的半圆柱体A、B并排静置于水平地面上，A、B上静置一光滑圆柱C，三者横截面的半径相同。现用水平向右的力拉 A，使 A缓慢移动， B始终保持静止。在C落到地面之前，下列说法正确的是（　　） A. C受到A的弹力大小保持不变 B. C受到B的弹力大小保持不变 C. 地面对A的支持力大小保持不变 D. 地面对B的摩擦力大小保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对C受力平衡，设AB对C的弹力与竖直方向的夹角为，由平衡条件得 解得 现用水平向右的力拉A，使 A缓慢移动，夹角变大，F变大，故AB错误； C．根据整体法可知，地面对A的支持力大小等于整体重力的一半，即大小保持不变，故C 正确； D．由平衡条件得 使A缓慢移动，夹角变大，fB变大，故D错误。 故选C。 7. 图1为某均匀介质中一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图2为该波中x=1m处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波的传播速度大小为5m/s C. 在1.5s时间内，质点P沿x轴向右移动了1.5m D. 在t=0到t=1.5s时间内，质点P运动的路程为15cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图2可知，时刻，质点P向y轴正方向振动，根据波形平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误； B．根据图1可知波长为2m，根据图2可知周期为2s，则波的传播速度大小为 故B错误； C．质点P只是在平衡位置上下振动，并不会随波传播方向运动，故C错误； D．根据 由于质点P处于平衡位置，故在到时间内，质点P运动的路程为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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） 8. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站成功对接。对接前，飞船先到达空间站后下方约处的轨道进行第一次停泊，最终在离地高度约为处与空间站实现对接。飞船在该停泊轨道的运动及空间站的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在停泊轨道的速度比空间站小 B. 飞船在停泊轨道的加速度比空间站小 C. 空间站中的宇航员每24小时能看见多次日出 D. 飞船在停泊轨道需加速才能与空间站实现对接 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力可得 可得， 由于飞船在停泊轨道的半径小于空间站的轨道半径，则飞船在停泊轨道的速度比空间站大，飞船在停泊轨道的加速度比空间站大，故AB错误； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 空间站的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，空间站的周期小于24h，则空间站中的宇航员每24小时能看见多次日出，故C正确； D．飞船在停泊轨道的半径小于空间站的轨道半径，所以飞船在停泊轨道需加速做离心运动才能与空间站实现对接，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示为一块透明玻璃体的截面图，虚线左侧是半径为的圆弧面，右侧是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与边成角射入玻璃体，已知光在真空中的传播速度为，玻璃体对该单色光的折射率为，不考虑多次反射，则下列说法正确的是（　　） A. 单色光在玻璃体中的传播速度为 B. 不会有折射光线从边上射出 C. 圆弧有折射光线射出的部分占整个弧长的 D. 从点射出的折射光线在玻璃体中的传播时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 得单色光在玻璃体中的传播速度 A错误； C．根据 得 故单色光在边的折射角为，根据 解得单色光在玻璃体中发生全反射的临界角 从点射入的光线在弧面的入射角为，发生全反射；从点射入的光线在弧面的入射角恰为，恰好发生全反射，故圆弧间有光线射出，根据几何关系得 对应的弧长为整个圆弧的，C正确； B．从点入射后再折射的光线照射到边的点，此时入射角为小于临界角，一定可以射出边，B错误； D．从点射出的光线，根据几何关系得 在玻璃体中的传播时间 D错误。 故选C。 10. 如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O作速率为v的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率v作匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为E匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为B的匀强磁场，已知一质量为m、电量大小为q的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线AC运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计重力，则（　　） A. A点运动到B点的时间为 B. A、C两点间距离随着电场E的增大而增大 C. 该离子电势能先增大后减小 D. 到达C点时离子速度最大 【答案】BD 【解析】 【详解】C．离子由静止开始自A点沿曲线ACB运动，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故C错误； D．洛伦兹力不做功，结合上述，离子由静止开始自A点沿曲线运动到C点过程，电场力做正功最多，根据动能定理可知，离子到达C点时离子速度最大，故D正确； A．粒子在A点时，速度为0，将粒子速度分解为水平向右的与水平向左的，使水平向右的对应的洛伦兹力与电场力平衡，则有 解得 即离子水平向右的分运动为的匀速直线运动，则另一分运动为水平向左的对应的逆时针方向的匀速圆周运动，且有 ， 解得 ， 由于粒子从静止开始自A点沿曲线AC运动到达B点时速度为零，即离子恰好经过圆周运动的一个周期的时间，即A点运动到B点的时间为，故A错误； B．结合上述可知，A、C两点间距离 可知，A、C两点间距离随着电场E的增大而增大，故B正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 某学习小组利用多种方法测量重力加速度。 （1）甲同学利用打点计时器、重锤等器材测量重力加速度。实验获得的纸带如图甲所示，已知每相邻两计数点间还有四个点未画出，电源频率为，则该地的重力加速度为___________m/s²（结果保留3位有效数字）。 （2）乙同学利用双线摆测重力加速度，如图乙，双线摆上端系在间距为、等高的两螺钉上，长均为的两细绳下端悬挂磁性小铁球，手机置于磁性小铁球正下方。 ①用螺旋测微器测量磁性小铁球的直径，其读数如图丙所示，直径___________mm； ②开启手机磁力计，使双线摆前后摆动起来（最大摆角不超过5°），测得磁感应强度随时间的变化如图丁所示，发现磁性小铁球摆动过程中，磁感应强度的最小值在逐渐增大，其原因是：___________； 该同学测出图中第1至第11个峰值之间的时间间隔为，则当地重力加速度的大小___________（用、、、表示）。 【答案】（1）9.78 （2） ①. 10.753##10.750##10.751##10.752##10.754 ②. 由于阻力作用，小球能摆到的最高点越来越靠近手机（或：由于阻力作用，小球摆动幅度越来越小，最高点越来越靠近手机） ③. 或或 【解析】 【小问1详解】 由于每两个计数点之间还有四个计时点，则相邻两计数点之间的时间间隔为 由逐差法得 【小问2详解】 [1]由图丙得磁性小铁球的直径 [2]由于阻力作用，小球能摆到的最高点越来越靠近手机，磁场就越强。（或：由于阻力作用，小球摆动幅度越来越小，最高点越来越靠近手机） [3]一个周期内，小球两次经过最低点，磁感应强度出现两个峰值，则周期 小球摆长 由单摆周期公式得 12. 为了精确测量某电阻的阻值（约950Ω），现有直流电源（电动势9V，内阻很小）、电流表（量程0~10mA，内阻约为100Ω）、电压表（量程0~3V，内阻为3000Ω）、开关、导线、定值电阻以及可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器：最大阻值为1000Ω B.滑动变阻器：最大阻值为10Ω （1）为满足实验要求，需将电压表量程扩大为9V，则要串联一个阻值为_________Ω的定值电阻。 （2）按图甲所示的电路图设计实验，滑动变阻器应选用_________（选填“”或“”），电压表的一端K应接到_________（选填“1”或“2”）。 （3）根据（2）中设计的实验电路图，用笔画线将图乙中的实物图补充完整。 （4）某次实验中电压表指针如图丙所示，电流表读数为8mA，则测得阻值为_________Ω。（保留两位有效数字） 【答案】（1）6000 （2） ①. ②. 1 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 电压表原量程 ，内阻 ，扩大量程至，根据 解得 【小问2详解】 [1]电路为分压式接法，为便于调节，应选阻值小的。 [2]电流表内阻为约值，电压表内阻为准确值，为避免误差，减少电流表内阻影响，选择外接，开关 K 应接到 1。 【小问3详解】 如图所示 【小问4详解】 电压表量程 ，分度值，指针示数 扩量程后总电压 电流表读数 待测电阻 13. 监测环境温度变化的简化装置图如图所示。导热性能良好、深度为2H的汽缸竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸侧面连接U形细管，细管的右端口与大气连通，里面装有水银，活塞静止时与汽缸底部间的距离为H，细管左、右两侧水银柱的高度差为h，环境的热力学温度为。已知大气压强为，重力加速度为g，水银的密度为ρ，密封气体的内能（K为常数且已知，T为气体的热力学温度），细管内气体的体积、活塞的厚度及活塞与汽缸间的摩擦可忽略不计。 （1）求活塞的质量； （2）随着环境温度的升高，活塞缓慢上移，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，监测装置报警，求此时环境的热力学温度以及此过程中气体从外界吸收的热量。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 设细管的横截面积为，对细管中的水银受力分析有 对活塞受力分析有 解得活塞的质量 【小问2详解】 设活塞上升到汽缸顶部时，环境的温度为，环境温度升高的过程中，汽缸内气体的压强不变，有 解得 由热力学第一定律有 根据题意可知内能变化量为 气体对外做功为 联立解得 14. 如图，两根相距L的无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（sinθ=0.6）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab开始下滑瞬间的加速度大小； （2）求ab速度能达到的最大值； （3）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属杆由静止释放瞬间，金属杆还没有切割磁感线，没有感应电流，不受安培力，根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 当金属杆匀速运动时，速度最大，设为vm，由平衡条件得 而金属杆产生的感应电动势 感应电流为 联立解得 【小问3详解】 若ab保持运动状态不变，可知P中不产生光电流，设单色光的最大频率为，根据光电效应方程可知 同时 解得 15. 如图所示，倾斜传送带与水平面夹角为，顺时针匀速运行，速度，下端与水平固定的光滑轨道平滑连接。质量为的小物块P以初速度从传送带顶端下滑，小物块P运动至光滑水平轨道末端恰好与静置于质量为的长木板左端的等高位置的质量为的小物块Q发生弹性碰撞。长木板水平部分粗糙，右端为四分之一光滑圆弧轨道，半径。已知小物块Q离开C点后能上升的最大高度，小物块Q与长木板上表面AB间的动摩擦因数和小物块P与传送带间的动摩擦因数都为，水平面光滑且足够长，忽略空气阻力，已知，，，，，。 （1）求小物块P在传送带上留下的划痕长度； （2）求小物块Q在第二次经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）判断小物块Q能否最终停在木板上，若能，求小物块Q最终停在木板上的位置，若不能，求小物块Q最终飞离木板时的速度大小。 【答案】（1）0.8m （2）100N，竖直向下 （3）距离B点0.6m 【解析】 【小问1详解】 由题意知，小物块P所受摩擦力沿斜面向下，先以加速度沿斜面向下做匀加速直线运动，与传送带共速后，然后小物块P所受摩擦力沿斜面向上，继续以加速度做匀加速直线运动，直到离开传送带，对小物块P两个运动阶段分别由牛顿第二定律得， 由运动学公式得， 解得，x=1.2m 时间内传送带的位移为 第一阶段小物块P与传送带的相对位移大小为 传送带的斜面总长为 第二阶段小物块P的位移为 由运动学公式得 时间内传送带的位移为 第二阶段小物块P与传送带的相对位移大小为 联立解得 第一阶段小物块P与传送带的相对位移沿斜面向上，第二阶段小物块P与传送带的相对位移沿斜面向下，由于，所以小物块P在传送带上留下的划痕长度为0.8m 【小问2详解】 小物块P与Q弹性碰撞过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律与机械能守恒定律得 ， 由运动学公式得 联立解得 物块Q与木板组成的系统水平方向动量守恒，Q运动到C点时，二者水平方向上达到共同速度，满足水平方向动量守恒 物块Q离开C点后，竖直方向上 联立解得 由动能定理得 联立解得 物块Q离开C点后先上升再次返回C点后下降至B点过程，由动量守恒定律与能量守恒定律得， 联立解得，或，（，Q下滑过程，长木板速度要增加，故应舍掉） Q相对木板的速度为 Q在第二次经过B点时，根据牛顿第二定律 解得，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知小物块Q在第二次经过B点时对圆弧轨道的压力为100N，方向竖直向下。 【小问3详解】 若Q没有离开木板，则二者最后共速，系统满足动量守恒则 由动能定理得 联立解得， Q最终停在木板上不会从木板上划出，且小物块最终停在木板上距离B点间距0.6m处 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $