精品解析：2026届黑龙江省牡丹江市第一高级中学模拟预测物理试题

2023级高三学年下学期阶段性测试 物 理 试 题 时长：75分钟 分值：100分 一、选择题：本题共 10 道小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-7 题只有一项符合题目要求， 每小题 4 分；第 8-10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有 选错的得 0 分。 1. 古诗“蛙跳蛾舞仰头看，一虫飞来亦化餐”生动描绘了青蛙捕食的过程。如图所示，一只青蛙从石头上跳向空中捕食，青蛙离开石头时的速度斜向右上方，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 青蛙起跳前，石头对青蛙的作用力和青蛙的重力是一对相互作用力 B. 青蛙起跳时，石头对青蛙作用力的竖直分量始终等于青蛙的重力 C. 青蛙在空中斜向上运动时处于失重状态 D. 青蛙在空中最高点时的加速度为0 2. 我国的卫星制造、卫星发射和卫星通信技术的迅速发展，有助于天地一体融合通信的早日实现。如图所示为卫星三种不同高度的圆轨道，相关描述正确的是（　　） A. 地球静止轨道上的卫星线速度、角速度、向心力大小均相等 B. 中地球轨道卫星的运行周期大于地球自转的周期 C. 卫星的发射场选择在靠近赤道的地方，借助地球自转的线速度更容易发射 D. 低地球轨道卫星的运行速度大于地球第一宇宙速度，但运行速度快使多普勒效应明显 3. 汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A. 增大，可使光在外表面上发生全反射 B. 越大，重影越明显 C. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D. 若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 4. 静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 碘131原子核发生的是衰变 B. 两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C. A粒子初动能小于B粒子初动能 D. 两粒子初速度大小相同 5. 一辆质量为的汽车在水平平直公路上由静止开始匀加速启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽车的速度达到时，汽车的输出功率达到额定功率，汽车能达到的最大速度为。已知汽车运动过程中所受的阻力恒定，下列说法正确的是（ ） A. 汽车所受的阻力大小为 B. 汽车做匀加速时的牵引力大小为 C. 汽车做匀加速运动的时间为 D. 汽车的速度大小为时，其加速度大小为 6. 下列有关四幅图像说法正确的是（　　） A. 图（1）中线圈中的磁场能在增加 B. 图（2）中变化的磁场周围存在电场，与周围有没有闭合电路无关 C. 图（3）中若B线圈不闭合，S断开时延时效果还存在 D. 图（3）中电子的衍射实验证明了电子的粒子性 7. 人体弹弓，将人体当做弹丸射出，新颖刺激，与众不同，如图是一种人体弹弓的示意图，两根相同的橡皮绳（符合胡克定律）连接到座椅上，座椅可在倾斜轨道上滑动，、、在同一直线上。将弹弓拉满后固定，当人坐到座椅上后，在时拨动开关，时刻弹弓将人从点射出。人在空中飞行一段时间后于时刻落到水池中。忽略空气阻力，则人沿水平方向的速度与的关系，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 下列说法正确的是（　　） A. 库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B. 牛顿提出了万有引力定律，并测得了引力常量的大小 C. 卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D. 麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 9. 海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度，线圈直径，电阻取重力加速度，若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为则下列说法正确的是（　　） A. 波浪发电产生电动势的瞬时表达式为 B. 灯泡中电流的瞬时表达式为 C. 灯泡的电功率为 D. 灯泡两端电压的有效值为 10. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的场强大小为 B. 粒子从O点运动到P点的时间为 C. M、N两点的竖直距离为 D. 粒子经过N点时速度大小为 二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。 11. 手机上的“磁传感器”能实时记录手机附近磁感应强度的大小。现用手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置测量重力加速度，实验步骤如下： ①把手机正面朝上放在悬点正下方，往侧边拉开小球（最大摆角不超过），用夹子夹住； ②打开夹子释放小球； ③运行软件，记录磁感应强度的变化； ④改变摆线长，测量出各次摆线长L及相应周期T。 （1）测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为t，单摆周期T=__________。 （2）实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出T2-L图线如图乙所示，图线的斜率为k，纵轴上的截距为b，由此得到当地重力加速度g=___________，小球半径r=____________。（用k、b表示） 12. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 （1）测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 （2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 （3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 13. 如图是某超重报警装置示意图，它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台活塞、报警电路组成，当活塞下移两触点接触时，电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为m，活塞横截面积为S，弹簧长为l，大气压为。平台不放物体，在环境温度为时，活塞距汽缸底高为2l。不考虑活塞与汽缸间摩擦，忽略上触点与活塞之间的距离，汽缸内气体视为理想气体。 （1）平台下移过程中气体分子间作用力为______（选填“引力”、“斥力”或“零”），单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力______（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （2）轻放重物，活塞缓慢下移，求刚好触发超重预警时所放重物的质量M； （3）不放重物，若外界温度缓慢降低，从图示位置到刚触发超重预警过程，气体向外界放出热量Q。求气体内能的变化。 14. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一绝缘水平面（图中未画出）上，导轨所在区域有磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场，导轨间距，导轨电阻不计，定值电阻。一电阻的导体棒放在导轨上，在沿导轨方向的恒定拉力作用下由静止开始运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的加速度随速度变化的规律如图乙所示。求： （1）当导体棒的速率时，导体棒克服安培力做功的功率； （2）导体棒的质量以及该恒定拉力的大小。 15. 如图所示，可视为质点的质量为m = 0.2kg的小滑块静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F = 4N的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，当其滑行到AB的中点时撤去拉力，滑块继续运动到B点后进入半径为R = 0.3m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从C处的出口出来后向D点滑动，D点右侧有一与CD等高的传送带紧靠D点，并以恒定的速度v = 3m/s顺时针转动。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍，水平轨道CD的长度为l2 = 2.0m，小滑块与水平轨道ABCD间的动摩擦因数为μ1 = 0.2，与传送带间的动摩擦因数μ2 = 0.5，传送带的长度L = 0.4m，重力加速度g = 10m/s2。求： (1)水平轨道AB的长度l1； (2)若水平拉力F大小可变，要使小滑块能到达传送带左侧的D点，则F应满足什么条件； (3)若在AB段水平拉力F的作用距离x可变，试求小滑块到达传送带右侧E点时的速度v与水平拉力F的作用距离x的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三学年下学期阶段性测试 物 理 试 题 时长：75分钟 分值：100分 一、选择题：本题共 10 道小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-7 题只有一项符合题目要求， 每小题 4 分；第 8-10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有 选错的得 0 分。 1. 古诗“蛙跳蛾舞仰头看，一虫飞来亦化餐”生动描绘了青蛙捕食的过程。如图所示，一只青蛙从石头上跳向空中捕食，青蛙离开石头时的速度斜向右上方，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 青蛙起跳前，石头对青蛙的作用力和青蛙的重力是一对相互作用力 B. 青蛙起跳时，石头对青蛙作用力的竖直分量始终等于青蛙的重力 C. 青蛙在空中斜向上运动时处于失重状态 D. 青蛙在空中最高点时的加速度为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．青蛙起跳前，石头对青蛙的作用力和青蛙的重力是一对平衡力，A错误； B．青蛙起跳时，青蛙在竖直方向有竖直向上的加速度，故石头对青蛙作用力的竖直分量大于青蛙的重力，B错误； C．青蛙在空中斜向上运动时，只受重力，处于失重状态，C正确； D．青蛙在空中最高点时受到重力，加速度不为零，D错误。 故选C。 2. 我国的卫星制造、卫星发射和卫星通信技术的迅速发展，有助于天地一体融合通信的早日实现。如图所示为卫星三种不同高度的圆轨道，相关描述正确的是（　　） A. 地球静止轨道上的卫星线速度、角速度、向心力大小均相等 B. 中地球轨道卫星的运行周期大于地球自转的周期 C. 卫星的发射场选择在靠近赤道的地方，借助地球自转的线速度更容易发射 D. 低地球轨道卫星的运行速度大于地球第一宇宙速度，但运行速度快使多普勒效应明显 【答案】C 【解析】 【详解】A．地球静止轨道上的卫星线速度、角速度大小均相等、但是由于卫星的质量不一定相等，则向心力不一定相等，选项A错误； B．中地球轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律 可知，中轨道卫星的周期小于静止卫星的周期，即中地球轨道卫星的运行周期小于地球自转的周期，选项B错误； C．卫星的发射场选择在靠近赤道的地方，借助地球自转的线速度更容易发射，选项C正确； D．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则低地球轨道卫星的运行速度小于地球第一宇宙速度，选项D错误。 故选C。 3. 汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A. 增大，可使光在外表面上发生全反射 B. 越大，重影越明显 C. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D. 若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光路可逆以及平行玻璃砖的模型，光从空气进入玻璃，则在玻璃内的折射角会小于临界角，到外表面出射时，入射角也小于临界角，不会发生全反射，A项错误； B．折射角增大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影越明显，B项正确； C．红光频率比紫光频率小，则玻璃中频率更小的光，折射率更小，光线进入后折射角更大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影更明显，C项错误； D．顺时针旋转自由反射镜会使增加，人看到的虚像会更高，D项错误。 故选B。 4. 静止在点的碘原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 碘131原子核发生的是衰变 B. 两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧 C. A粒子初动能小于B粒子初动能 D. 两粒子初速度大小相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据两粒子的运动轨迹可知，A粒子所受电场力与电场方向相同，带正电，B 粒子所受电场力与电场方向相反，带负电，因此碘原子核发生的是衰变，故A错误； B．由于衰变过程动量守恒，A、B粒子的速度方向均沿各自轨迹切线的方向，受到恒定的电场力作用，两个粒子的轨迹不是圆弧，故B错误； CD．衰变过程动量守恒可得 结合上述分析可知 可得 有因为 由于，则有，故C正确，D错误。 故选C。 5. 一辆质量为的汽车在水平平直公路上由静止开始匀加速启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽车的速度达到时，汽车的输出功率达到额定功率，汽车能达到的最大速度为。已知汽车运动过程中所受的阻力恒定，下列说法正确的是（ ） A. 汽车所受的阻力大小为 B. 汽车做匀加速时的牵引力大小为 C. 汽车做匀加速运动的时间为 D. 汽车的速度大小为时，其加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车的额定功率 解得，故A错误； BC．当速度为时，汽车刚好达到最大功率，有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 则汽车做匀加速直线运动的时间，故BC错误； D．当汽车的速度大小时，功率已达到额定功率，此时牵引力大小 根据牛顿第二定律有 解得，故D正确。 故选D。 6. 下列有关四幅图像说法正确的是（　　） A. 图（1）中线圈中的磁场能在增加 B. 图（2）中变化的磁场周围存在电场，与周围有没有闭合电路无关 C. 图（3）中若B线圈不闭合，S断开时延时效果还存在 D. 图（3）中电子的衍射实验证明了电子的粒子性 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图所示，电容器下极板带正电，结合电流方向可知，电容器处于充电阶段，则电场能增加，磁场能减小，A错误； B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场周围存在电场，与是否有闭合电路无关，B正确； C．若B线圈不闭合，S断开时不存在闭合回路，不会产生自感电流的磁场，延时效果不存在，C错误； D．电子的衍射实验证明电子的波动性，D错误。 故选B。 7. 人体弹弓，将人体当做弹丸射出，新颖刺激，与众不同，如图是一种人体弹弓的示意图，两根相同的橡皮绳（符合胡克定律）连接到座椅上，座椅可在倾斜轨道上滑动，、、在同一直线上。将弹弓拉满后固定，当人坐到座椅上后，在时拨动开关，时刻弹弓将人从点射出。人在空中飞行一段时间后于时刻落到水池中。忽略空气阻力，则人沿水平方向的速度与的关系，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设轨道倾角为，座椅与轨道摩擦力为，橡皮筋对人的力为，人和座椅总质量为。一起在轨道上运动过程中，在忽略空气阻力的情况下，根据牛顿第二定律 而橡皮筋对人的力在减小，可知人和座椅的加速度先减小后反向增大。则人先由静止开始做加速度减小的加速直线运动。然后做加速度增大的减速运动；时刻弹弓将人从点射出，当人离开座椅后做斜抛运动，其水平方向的速度不变，图像中斜率表示加速度，则图像的斜率先减小后增大，最后是零。 故选B。 8. 下列说法正确的是（　　） A. 库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B. 牛顿提出了万有引力定律，并测得了引力常量的大小 C. 卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D. 麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 【答案】CD 【解析】 【详解】A．库仑发现了库仑定律，但元电荷电量由密立根通过油滴实验测得，故A错误； B．牛顿提出了万有引力定律，但引力常量由卡文迪许测定，故B错误； C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,故C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波的存在，并由赫兹实验证实，故D正确。 故选CD。 9. 海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度，线圈直径，电阻取重力加速度，若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为则下列说法正确的是（　　） A. 波浪发电产生电动势的瞬时表达式为 B. 灯泡中电流的瞬时表达式为 C. 灯泡的电功率为 D. 灯泡两端电压的有效值为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势为， 联立得 则波浪发电产生电动势的瞬时表达式，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 得，故B正确； C．灯泡电流的有效值为 则灯泡的功率为，故C正确； D．灯泡两端电压的有效值为，故D错误。 故选BC。 10. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的场强大小为 B. 粒子从O点运动到P点的时间为 C. M、N两点的竖直距离为 D. 粒子经过N点时速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设粒子在磁场中的速率为v，半径为R，在电场中由动能定理，有 洛伦兹力充当向心力，有 由几何关系可得 综上可得 故A错误； B. 粒子在电场中的运动时间为 在磁场中的运动时间为 粒子从O运动到P的时间为 故B正确； CD. 将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量、，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为 设粒子在最低点N的速度大小为v1，MN的竖直距离为y。水平方向由动量定理可得 由动能定理可得 联立，解得 故C错误；D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。 11. 手机上的“磁传感器”能实时记录手机附近磁感应强度的大小。现用手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置测量重力加速度，实验步骤如下： ①把手机正面朝上放在悬点正下方，往侧边拉开小球（最大摆角不超过），用夹子夹住； ②打开夹子释放小球； ③运行软件，记录磁感应强度的变化； ④改变摆线长，测量出各次摆线长L及相应周期T。 （1）测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为t，单摆周期T=__________。 （2）实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出T2-L图线如图乙所示，图线的斜率为k，纵轴上的截距为b，由此得到当地重力加速度g=___________，小球半径r=____________。（用k、b表示） 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为t 则单摆周期 【小问2详解】 [1][2]实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出图线，图线的斜率为k，纵轴上的截距为b 由单摆周期公式 变形整理后得 故得， 联立解得当地的重力加速度 小球的半径 12. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 （1）测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 （2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 （3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 【答案】（1）1 （2） （3） ①. ②. 100:1 【解析】 【小问1详解】 由图所示可知，当转换开关S旋到位置1、2时，表头G与电阻并联，电表可测量直流电流；转换开关S旋到位置1时，为大量程。 【小问2详解】 测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。 【小问3详解】 ①[1]欧姆表中值电阻等于欧姆挡内部电阻，则中间刻度值对应示数为 有， 解得 所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是； ②[4]当电流计满偏时，流过的电流 根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100:1。 13. 如图是某超重报警装置示意图，它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台活塞、报警电路组成，当活塞下移两触点接触时，电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为m，活塞横截面积为S，弹簧长为l，大气压为。平台不放物体，在环境温度为时，活塞距汽缸底高为2l。不考虑活塞与汽缸间摩擦，忽略上触点与活塞之间的距离，汽缸内气体视为理想气体。 （1）平台下移过程中气体分子间作用力为______（选填“引力”、“斥力”或“零”），单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力______（选填“增大”、“不变”或“减小”）； （2）轻放重物，活塞缓慢下移，求刚好触发超重预警时所放重物的质量M； （3）不放重物，若外界温度缓慢降低，从图示位置到刚触发超重预警过程，气体向外界放出热量Q。求气体内能的变化。 【答案】（1） ①. 零 ②. 增大 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]因气体视为理想气体，则平台下移过程中气体分子间作用力为零，气体体积变小，因活塞导热性良好，可知气体温度不变，则气体压强变大，则单位面积汽缸壁受到气体分子的撞击力增大； 【小问2详解】 气体进行等温过程，则根据玻意耳定律： 可得 得 【小问3详解】 等压变化，外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 14. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一绝缘水平面（图中未画出）上，导轨所在区域有磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场，导轨间距，导轨电阻不计，定值电阻。一电阻的导体棒放在导轨上，在沿导轨方向的恒定拉力作用下由静止开始运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的加速度随速度变化的规律如图乙所示。求： （1）当导体棒的速率时，导体棒克服安培力做功的功率； （2）导体棒的质量以及该恒定拉力的大小。 【答案】（1） （2）0.05kg， 【解析】 【小问1详解】 回路的总电阻为 此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势 根据闭合电路的欧姆定律有 导体棒克服安培力做功的功率 解得 【小问2详解】 当导体棒的速率为时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势 根据闭合电路的欧姆定律有 根据牛顿第二定律有 由以上各式代入数据得 结合题图乙有， 解得， 15. 如图所示，可视为质点的质量为m = 0.2kg的小滑块静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F = 4N的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，当其滑行到AB的中点时撤去拉力，滑块继续运动到B点后进入半径为R = 0.3m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从C处的出口出来后向D点滑动，D点右侧有一与CD等高的传送带紧靠D点，并以恒定的速度v = 3m/s顺时针转动。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍，水平轨道CD的长度为l2 = 2.0m，小滑块与水平轨道ABCD间的动摩擦因数为μ1 = 0.2，与传送带间的动摩擦因数μ2 = 0.5，传送带的长度L = 0.4m，重力加速度g = 10m/s2。求： (1)水平轨道AB的长度l1； (2)若水平拉力F大小可变，要使小滑块能到达传送带左侧的D点，则F应满足什么条件； (3)若在AB段水平拉力F的作用距离x可变，试求小滑块到达传送带右侧E点时的速度v与水平拉力F的作用距离x的关系。 【答案】(1)1.5m；(2)F≥2.4N；(3) 当时无法达到E点；当时；当时；当时 【解析】 【详解】(1)设小滑块运动到最高点P时的速度大小为vP，根据圆周运动知识，有 从A到P点，列动能定理有 解得 (2)分析若恰能过P点，则，满足vP = 0，从A到P点列定能定理，有： 算得 若小滑块恰能到D点，则有 解得 综上所述应满足条件为 (3)分析各类情况： ①要到达E点，必须过P点，过P点，至少满足 得 可知时，无法达到E点。 ②恰好过P点的情况下 得 即进入传送带加速。 讨论传送带上运动问题 [1]若全程加速，加到E点时恰好为3，有 得 对应距离满足 得 即 满足 得 [2]当过D点的速度超过3时，进入传送带即减速，若全程减速，减到E点时恰好为3，有 得 对应距离满足 得 即 ， [3]若，则满足 得 综上分析，过E点时的速度v与F的作用距离x的关系如下： 在时，无法达到E点； 在时， 在时， 在时， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $