2026届高考物理终极押题卷（十）（全国适用）

2026届高考物理终极押题卷（十） 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. 某原子核内有核子N个，其中包含中子n个，当该核俘获一个中子后，放出一个α粒子和一个β粒子，它自身转成一个新的原子核，可知这个新的原子核（　　） A. 有中子（n-1）个 B. 核子数是（n-3）个 C. 有中子（n-2）个 D. 原子序数是（N-n-2） 2.自2008年神舟七号乘组完成首次出舱任务以来，我国航天员已累计开展 23次出舱活动。已知我国空间站距地高度约400km。关于宇航员在舱外活动，下列判断正确的是（　　） A. 宇航员在太空中不受重力作用 B. 宇航员与空间站相对静止时，宇航员受到的合力为零 C. 宇航员随空间站一起绕地运动的周期大于一天 D. 宇航员随空间站一起运动时的加速度小于地球表面的重力加速度 3.如图，在平直路面上进行汽车刹车性能测试。当汽车速度为v0时开始刹车，先后经过路面和冰面（结冰路面），最终停在冰面上。刹车过程中，汽车在路面与在冰面所受加速度大小之比为7∶1，位移之比为8∶7。则汽车进入冰面瞬间的速度为（　　） A. B. C. D. 4. 如图，AB等高，B为可视为质点的光滑定滑轮，C为大小可忽略的轻质光滑动滑轮。AB之间距离为2d，一根足够长的轻质不可伸长的细绳一端系在A点，穿过光滑动滑轮C再绕过定滑轮B，动滑轮下挂着质量为m的小球P，绳另一端吊着质量为m的小球Q。初始时整个系统都静止，然后在外力作用下，将动滑轮C缓慢上移到与AB等高并由静止释放。已知重力加速度为g，整个过程中Q未与滑轮B相撞，不计空气阻力和一切摩擦则下列说法正确的是（　　） A. 初始时刻，AC与BC夹角为60° B. C可以下降的最大高度为2d C. P下降高度为d时系统的动能最大 D. 系统运动过程中最大动能为 5.空间中有水平向右的匀强电场，电场中A、B、C、D四点在一个正四面体的顶点上，正四面体的棱长为r，底面水平，BC与电场垂直，N是BC的中点，顶点D固定放置一个电荷量为q的正点电荷，高DO垂直于电场，如图所示。已知匀强电场的电场强度大小（k为静电力常量），则（　　） A. B点与C点的电场强度相同，电势相等 B. A点的电场强度大小为 C. O点的电场强度大小为 D. 将一正试探电荷沿BC边从B移到C，电势能保持不变 6.引体向上可认为两个运动过程的组合，分别是拉起阶段和下放阶段，拉起阶段人的身体由静止开始从最低点升到最高点，下放阶段则从最高点回到最低点的静止状态，两个阶段可认为时间相同。在某次体育科学研究中，研究者在单杠和地面之间安装力传感器（如图甲）。受试者在30秒时间内刚好连续完成10个完整的引体向上，其中有一段时间力传感器示数随时间变化如图乙所示。已知受试者身高1.75m，体重约60 kg，拉起阶段重心上升约0.5 m，重力加速度取g=10m/s2。下列说法正确的是 （ ） A. t2时人处于最高点 B 从t1到t3，受试者先下放再拉起 C. 拉起阶段中单杠对受试者做正功 D. 拉起阶段中受试者克服重力做功的平均功率约为200W 7. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 （　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 导体棒中感应电流方向为 C. 电阻R消耗的总电能为 D. 导体棒克服安培力做的总功小于 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在，而明火中的紫外线频率主要在，下列说法错误的是（　　） A. 为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于 B. 只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数 C. 电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度 D. 可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化 9.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，现将质量相同的小球、分别从斜面上的、两点抛出，球的初速度水平向左、大小为，球的初速度与水平方向成角斜向左上方、大小为。球落在斜面上的点，球落在地面上的点，上述过程，两球在空中运动的时间均为，与之间的水平距离和与之间的水平距离相等。已知两球均可视为质点，忽略空气阻力，，，取。下列说法正确的是（　　） A. B. 两球分别到达、两点前瞬间，速度方向相同 C. 抛出后时间内，两球动量变化量相同 D. 抛出后时间内，两球重力平均功率相等 10.如图甲所示，在某均匀介质中简谐波源、相距，时刻两者开始上下振动；只振动了半个周期，连续振动。距离波源的处的质点在时第一次到达波峰。开始阶段两波源的振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 两列波的传播速度都为1m/s B. 质点在内的路程为。 C. 时，位于、连线上有质点第一次位移达到 D. 在内，、连线上的质点共有6次位移达到 三、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块（含遮光条）的质量用M表示，砝码的质量用m表示。 （1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足。 （2）通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为________，经过光电门2的速度大小为________。 （3）由以上实验即可验证牛顿第二定律。 12. 某同学在“测定一种特殊直流电源的电动势和内阻”实验中，找到的电表量程有些偏小.于是采用了如图所示的电路进行测量.其中定值电阻和的阻值均为.电压表V的内阻为，量程为，电流表A为理想电表. （1）该同学在闭合开关前，被告知此电源电动势约为，为使实验顺利进行，将此电压表串联阻值为_____的电阻，改装成量程为的电压表. （2）利用改后的新电路进行实验，调节滑动变阻器阻值的大小，记录多组、数据，画出了如图所示的图像.根据图像可计算出该电源的电动势为_____.电源的内阻为_____（电动势与内阻的计算结果均保留两位有效数字）. （3）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源内阻的真实值与测量值相比_____（填标号，下同）；电源电动势的测量值与真实值相比_____. A.偏大 B.偏小 C.准确 四、解答题（本大题共3小题，共42分。第13题10分，第14题14分，第15题18分） 13. 一款气垫运动鞋如图甲所示，在鞋底塑料空间内设置有可形成气垫的储气腔，里面充满气体（可视为理想气体），运动时通过压缩气体来提供一定的缓冲效果，降低运动时脚踝和地面撞击造成的损伤。单只鞋子鞋底的塑料空间可等效为如图乙所示的模型，已知鞋子未被穿上时，环境温度为，每只鞋气垫内气体体积为，压强为，等效作用面积恒为，忽略鞋底其他结构产生的弹力，取。 （1）若未穿时，气温缓缓上升，气垫不漏气，气体体积增大到，此过程中气体吸收的热量为，求气体内能的变化。 （2）若质量为的运动员穿上该运动鞋，单脚站立时，气垫不漏气，且气垫内气体与环境温度始终相等，求触地的鞋气垫内气体的体积。 （3）若某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为，求此时气垫内气体的压强。 14. 如图甲所示，两根相距、电阻不计的平行且足够长光滑金属导轨水平放置，一端与阻值的电阻相连。导轨间存在磁感应强度沿轴正方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直且垂直纸面向内，图像如图乙所示。一根电阻的金属棒置于导轨上，始终与导轨垂直并接触良好。金属棒在外力作用下从处以初速度沿导轨向右运动，运动过程中通过电阻的电流不变，求： （1）金属棒端和端，哪一端的电势高，及通过金属棒的电流大小； （2）金属棒运动到处的速度大小； （3）金属棒从处运动到处的过程中克服安培力做功的大小。 15.如图所示，在倾角为的斜面上有一型木板A，在其上表面放有一滑块B，A、B的质量相同，开始保持滑块和木板静止在斜面上，滑块B到木板前端挡板P的距离，木板前端到斜面底端挡板Q的距离为，木板与斜面间的动摩擦因数，木板上表面光滑，释放滑块B，已知滑块与木板间的碰撞为弹性碰撞且时间极短，木板A滑到斜面底端与挡板Q碰撞后速度立即变为零，整个过程滑块未脱离木板，取，，求： （1）滑块第一次与木板撞击时的速度大小； （2）经多长时间木板与挡板Q发生碰撞； （3）木板的长度至少为多长。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高考物理终极押题卷（十） 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. 某原子核内有核子N个，其中包含中子n个，当该核俘获一个中子后，放出一个α粒子和一个β粒子，它自身转成一个新的原子核，可知这个新的原子核（　　） A. 有中子（n-1）个 B. 核子数是（n-3）个 C. 有中子（n-2）个 D. 原子序数是（N-n-2） 【答案】C 【解析】 【详解】某原子核有N个核子，其中中子n个，当该核俘获一个中子后，中子数为n+1，核子数为N+1； 放出一个α粒子后，中子数减少2，核子数减少4，即此时的中子数为n-1，核子数为N-3； 放出一个β粒子，实质是原子核一个中子衰变成一个电子和一个质子，所以中子数减少1，即此时的中子数为n-2，核子数为N-3，所以原子序数为：N-3-(n-2)=N-n-1。故ABD错误，C正确。 故选C 2.自2008年神舟七号乘组完成首次出舱任务以来，我国航天员已累计开展 23次出舱活动。已知我国空间站距地高度约400km。关于宇航员在舱外活动，下列判断正确的是（　　） A. 宇航员在太空中不受重力作用 B. 宇航员与空间站相对静止时，宇航员受到的合力为零 C. 宇航员随空间站一起绕地运动的周期大于一天 D. 宇航员随空间站一起运动时的加速度小于地球表面的重力加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．宇航员在太空中处于完全失重状态，所受重力用来提供做圆周运动的向心力，并不是不受重力，故A错误； B．航天员相对空间站静止时，要和空间站一起绕地球运行，所受合外力不零，故B错误； C．根据 可得 宇航员做圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则宇航员随空间站一起绕地运动的周期小于一天，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得 可知，由于空间站的轨道半径大于地球的半径，因此宇航员随空间站一起运动时的加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确。 故选D。 3.如图，在平直路面上进行汽车刹车性能测试。当汽车速度为v0时开始刹车，先后经过路面和冰面（结冰路面），最终停在冰面上。刹车过程中，汽车在路面与在冰面所受加速度大小之比为7∶1，位移之比为8∶7。则汽车进入冰面瞬间的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由运动学公式，在路面上有 在冰面上有 其中 ， 解得汽车进入冰面瞬间的速度为 故选A。 4. 如图，AB等高，B为可视为质点的光滑定滑轮，C为大小可忽略的轻质光滑动滑轮。AB之间距离为2d，一根足够长的轻质不可伸长的细绳一端系在A点，穿过光滑动滑轮C再绕过定滑轮B，动滑轮下挂着质量为m的小球P，绳另一端吊着质量为m的小球Q。初始时整个系统都静止，然后在外力作用下，将动滑轮C缓慢上移到与AB等高并由静止释放。已知重力加速度为g，整个过程中Q未与滑轮B相撞，不计空气阻力和一切摩擦则下列说法正确的是（　　） A. 初始时刻，AC与BC夹角为60° B. C可以下降的最大高度为2d C. P下降高度为d时系统的动能最大 D. 系统运动过程中最大动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．初始时刻静止，绳子中拉力T=mg，对动滑轮C进行受力分析可得，AC与BC夹角为120°，故A错误； B．设C可以下降的最大高度为h，由能量守恒可得，，联立可得，故B错误； CD．P和Q总动能最大时系统的总势能最小，即总势能取极小值，对应系统静止时的平衡位置，即AC与BC夹角为120°，此时P下降高度，Q上升高度，由机械能守恒定律，此时总动能。 故C错误，D正确。 故选D。 5.空间中有水平向右的匀强电场，电场中A、B、C、D四点在一个正四面体的顶点上，正四面体的棱长为r，底面水平，BC与电场垂直，N是BC的中点，顶点D固定放置一个电荷量为q的正点电荷，高DO垂直于电场，如图所示。已知匀强电场的电场强度大小（k为静电力常量），则（　　） A. B点与C点的电场强度相同，电势相等 B. A点的电场强度大小为 C. O点的电场强度大小为 D. 将一正试探电荷沿BC边从B移到C，电势能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性可知，B点和C点的电场强度大小相等、方向不同，电势相等，A错误； B．由于点电荷q在A点的电场强度方向与匀强电场的电场强度方向之间的夹角不是120°，故A点的电场强度大小不等于，由几何关系可知 A点的电场强度大小 B错误； C．由几何关系可得 则O点的电场强度大小 C正确； D．由于BC垂直于匀强电场，将一正试探电荷沿BC边从B移到C，对于匀强电场，电场力与电场方向垂直，电场力不做功，但对于点电荷产生的电场，电场力先做负功再做正功，故将一正试探电荷沿BC边从B移到C，电势能先增加后减少，D错误。 故选C。 6.引体向上可认为两个运动过程的组合，分别是拉起阶段和下放阶段，拉起阶段人的身体由静止开始从最低点升到最高点，下放阶段则从最高点回到最低点的静止状态，两个阶段可认为时间相同。在某次体育科学研究中，研究者在单杠和地面之间安装力传感器（如图甲）。受试者在30秒时间内刚好连续完成10个完整的引体向上，其中有一段时间力传感器示数随时间变化如图乙所示。已知受试者身高1.75m，体重约60 kg，拉起阶段重心上升约0.5 m，重力加速度取g=10m/s2。下列说法正确的是 （ ） A. t2时人处于最高点 B 从t1到t3，受试者先下放再拉起 C. 拉起阶段中单杠对受试者做正功 D. 拉起阶段中受试者克服重力做功的平均功率约为200W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题可知，时刻力传感器的示数最大，说明此时人对单杠的拉力最大，对应拉起阶段的加速度最大，而并非拉起时的最高点，故A错误； B．从到时间内，拉力先增大后减小，加速度先向上后向下，因此受试者向上拉起，故B错误； C．拉起阶段，单杠对人的拉力作用点（手）无位移，因此单杠对人不做功，故C错误； D．拉起阶段受试者克服重力做的功 每个拉起阶段的时间 平均功率，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 （　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 导体棒中感应电流方向为 C. 电阻R消耗的总电能为 D. 导体棒克服安培力做的总功小于 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．导体棒向右运动，根据右手定则，可知电流方向为b到a，再根据左手定则可知，导体棒向到向左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为 感应电流为 故安培力为 根据牛顿第二定律有 可得 随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，故AB错误； C．根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为 因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则R产生的热量为 故C正确； D．整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于，故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在，而明火中的紫外线频率主要在，下列说法错误的是（　　） A. 为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于 B. 只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数 C. 电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度 D. 可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A说法错误，满足题意要求； B．电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与明火中紫外线的频率有关，B说法错误，满足题意要求； C．电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏度，C说法错误，满足题意要求； D．明火中紫外线强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故可用电压表示数变化监测火情的变化，D说法正确，不满足题意要求； 故选ABC。 9.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，现将质量相同的小球、分别从斜面上的、两点抛出，球的初速度水平向左、大小为，球的初速度与水平方向成角斜向左上方、大小为。球落在斜面上的点，球落在地面上的点，上述过程，两球在空中运动的时间均为，与之间的水平距离和与之间的水平距离相等。已知两球均可视为质点，忽略空气阻力，，，取。下列说法正确的是（　　） A. B. 两球分别到达、两点前瞬间，速度方向相同 C. 抛出后时间内，两球动量变化量相同 D. 抛出后时间内，两球重力平均功率相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两球在水平方向均做匀速直线运动，由题意可知两球在空中运动的时间相等，通过的水平位移相等，可知两球的水平分速度相等，则有 可得，故A正确； B．球到达点前瞬间竖直分速度为 球到达点前瞬间竖直分速度为 可知两球分别到达、两点前瞬间竖直分速度大小不相等，而水平分速度相等，所以合速度方向不相同，故B错误； C．抛出后时间内，根据动量定理可得 由于两球的质量相等，在空中运动的时间相等，所以两球动量变化量相同，故C正确； D．抛出后时间内，竖直方向球做自由落体运动，球先竖直上抛再下落，所以两球下落的高度不同，根据 可知两球重力平均功率不相等，故D错误。 故选AC。 10.如图甲所示，在某均匀介质中简谐波源、相距，时刻两者开始上下振动；只振动了半个周期，连续振动。距离波源的处的质点在时第一次到达波峰。开始阶段两波源的振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 两列波的传播速度都为1m/s B. 质点在内的路程为。 C. 时，位于、连线上有质点第一次位移达到 D. 在内，、连线上的质点共有6次位移达到 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，振动的波形先到达P点，由于经历1s开始到达波峰，则振动的波峰形式传播到P点的时间 则波的传播速度 由于波速由介质决定，则两列波的传播速度都为1m/s，故A正确； B．结合上述，波速为1m/s，P点经历2s开始以振动的波形振动，该波形振动了2s，由于，P点经历的路程，振动的波形传播到P点经历的时间 则0~20s内P点以振动波形的振动时间 可知，该时间内P点经历的路程 结合上述，质点P在0~20s内的路程为，故B错误； C．时，两列波分别传播的距离为 根据波源、相距，画出两列波相遇时的情况如图所示 可得两列波的波峰第一次在Q点相遇，Q点处的质点的位移，故C正确； D．在0~16s内，、振动的波形传播的距离均为 两列波相遇的区间的长度为 因，故此区间内恰好有6个由波源产生的波，即存在6个波源产生的波的波峰，根据两波的相遇过程，可知从点发出的半个波前进过程中能遇到5个波峰，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块（含遮光条）的质量用M表示，砝码的质量用m表示。 （1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足。 （2）通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为________，经过光电门2的速度大小为________。 （3）由以上实验即可验证牛顿第二定律。 【答案】 ① 不需要 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]当实验中调节气垫导轨水平且细线与气垫导轨平行时，力传感器的示数F等于细线的拉力，结合上述可知，该示数即为滑块的合力，可知实验中不需要使力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光条的总质量。 （2）[2][3]滑块释放位置不变，光电门2的位置不变，则无论光电门1位置如何变化，经过光电门2的速度大小不变，设为，则根据匀变速直线运动中平均速度的规律，两光电门之间的间距为 整理可得 则图像中斜率绝对值为，则 解得滑块加速度的大小为 截距为，可得经过光电门2的速度大小为 12. 某同学在“测定一种特殊直流电源的电动势和内阻”实验中，找到的电表量程有些偏小.于是采用了如图所示的电路进行测量.其中定值电阻和的阻值均为.电压表V的内阻为，量程为，电流表A为理想电表. （1）该同学在闭合开关前，被告知此电源电动势约为，为使实验顺利进行，将此电压表串联阻值为_____的电阻，改装成量程为的电压表. （2）利用改后的新电路进行实验，调节滑动变阻器阻值的大小，记录多组、数据，画出了如图所示的图像.根据图像可计算出该电源的电动势为_____.电源的内阻为_____（电动势与内阻的计算结果均保留两位有效数字）. （3）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源内阻的真实值与测量值相比_____（填标号，下同）；电源电动势的测量值与真实值相比_____. A.偏大 B.偏小 C.准确 【答案】（1） （2） ①. 4.7 ②. 3.4 （3） ①. B ②. C 【解析】 【小问1详解】 将此电压表与电阻串联，改装成量程的电压表，则根据串联电路规律有 可得串联电阻的阻值为 【小问2详解】 [1] [2]的电压表改装成量程为的电压表，则根据闭合电路欧姆定律有 整理后可得 则结合图像的纵轴截距和斜率有， 联立解得， 【小问3详解】 [1]如果把电流表自身内阻计算在内，电源内阻就会小于，所以电源内阻的真实值相比测量值偏小，故选B； [2]由于电压表没有分流作用，电流表读数能够真实反映出流经电源电流，因此，电压表不会带来系统误差，电源电动势的测量值与真实值相比准确，故选C。 四、解答题（本大题共3小题，共42分。第13题10分，第14题14分，第15题18分） 13. 一款气垫运动鞋如图甲所示，在鞋底塑料空间内设置有可形成气垫的储气腔，里面充满气体（可视为理想气体），运动时通过压缩气体来提供一定的缓冲效果，降低运动时脚踝和地面撞击造成的损伤。单只鞋子鞋底的塑料空间可等效为如图乙所示的模型，已知鞋子未被穿上时，环境温度为，每只鞋气垫内气体体积为，压强为，等效作用面积恒为，忽略鞋底其他结构产生的弹力，取。 （1）若未穿时，气温缓缓上升，气垫不漏气，气体体积增大到，此过程中气体吸收的热量为，求气体内能的变化。 （2）若质量为的运动员穿上该运动鞋，单脚站立时，气垫不漏气，且气垫内气体与环境温度始终相等，求触地的鞋气垫内气体的体积。 （3）若某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为，求此时气垫内气体的压强。 【答案】（1）0.2J （2）25cm3 （3） 【解析】 【小问1详解】 外界对气体做功 根据热力学第一定律可知气体内能的变化 【小问2详解】 人穿上后气体压强 根据玻意耳定律 解得 【小问3详解】 由查理定律可知 解得 14. 如图甲所示，两根相距、电阻不计的平行且足够长光滑金属导轨水平放置，一端与阻值的电阻相连。导轨间存在磁感应强度沿轴正方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直且垂直纸面向内，图像如图乙所示。一根电阻的金属棒置于导轨上，始终与导轨垂直并接触良好。金属棒在外力作用下从处以初速度沿导轨向右运动，运动过程中通过电阻的电流不变，求： （1）金属棒端和端，哪一端的电势高，及通过金属棒的电流大小； （2）金属棒运动到处的速度大小； （3）金属棒从处运动到处的过程中克服安培力做功的大小。 【答案】（1）端， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则可知感应电流的方向由到，可以等效为电源的金属棒上电流方向由低电势到高电势，所以端电势高金属棒切割磁感线时的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律可知感应电流，解得 【小问2详解】 金属棒运动过程中感应电流不变，则，由题图乙可知，代入数据解得金属棒运动到处时的速度大小 【小问3详解】 金属棒受到的安培力大小为，金属棒从处运动到处过程中克服安培力做功，其中，代入数据解得 15.如图所示，在倾角为的斜面上有一型木板A，在其上表面放有一滑块B，A、B的质量相同，开始保持滑块和木板静止在斜面上，滑块B到木板前端挡板P的距离，木板前端到斜面底端挡板Q的距离为，木板与斜面间的动摩擦因数，木板上表面光滑，释放滑块B，已知滑块与木板间的碰撞为弹性碰撞且时间极短，木板A滑到斜面底端与挡板Q碰撞后速度立即变为零，整个过程滑块未脱离木板，取，，求： （1）滑块第一次与木板撞击时的速度大小； （2）经多长时间木板与挡板Q发生碰撞； （3）木板的长度至少为多长。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，对木板受力分析可知，木板A与斜面间的最大静摩擦力为 可知，木板A开始保持静止，对滑块B有 解得，滑块第一次与木板撞击时的速度大小 （2）根据题意，设经过时间发生第一次碰撞，则有 解得 碰撞过程为弹性碰撞，则第一次碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有 ， 解得 ， 碰撞后交换速度，木板A匀速下滑，滑块B加速下滑，设经过时间第二次碰撞，木板A下滑距离为，则有 解得 ，， 同理可得，第二次碰撞后交换速度，则有 ， 设经过时间第三次碰撞，木板A下滑距离为，则有 解得 ，， 由于 发生第三次碰撞，同理可得，交换速度，则有 ， 由于 木板A与挡板Q发生碰撞前，滑块B不会与木板A第四次碰撞，设经过时间木板A与挡板Q发生碰撞，则有 则从滑块B开始运动到木板A与挡板Q发生碰撞的时间为 （3）设第三次碰撞后，经过时间，滑块B与木板A发生碰撞，此时，木板A与挡板Q已发生碰撞，则有 此时滑块B的速度为 碰撞后，滑块B原速率弹回，即 设滑块B能上升的最大距离为，即木板A的最小长度，则有 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $