精品解析：河南许昌市九师联考2025-2026学年高二下学期6月阶段检测物理试题

高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：选择性必修第一册，选择性必修第三册第一、二、三章。 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. 下列说法正确的是（ ） A. 温度升高时所有分子的速率都增大，分子的平均动能增大 B. 自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性 C. 在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 D. 热量可以自发的从高温物体传向低温物体，直到两物体内能相同 2. 甲分子固定在轴上的原点上，乙分子在轴上受到甲分子的作用力变化如图所示，、、、为轴上四点，由点静止释放乙分子，乙分子沿轴负方向最远可运动至点。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子在时受引力，时受斥力 B. 乙分子在处加速度最大，速度最大 C. 乙分子在处加速度为零，速度最大 D. 乙分子在处的势能最小，处的势能等于在处的势能 3. 如图所示为利用薄膜干涉检测工件的平整度，小垫块放在两平行玻璃砖P、Q的左端，P为标准工件，Q为待测工件且保持水平，平行单色光从P的上表面竖直射入。下列说法正确的是（ ） A. 有光垂直Q的下表面射出 B. 干涉条纹应在Q的下表面 C. 若垫块向右移动少许，则干涉条纹变稀疏 D. 如果Q的上表面有一个凸起，则干涉条纹向右弯曲 4. 如图所示，导热良好、粗细均匀的玻璃管长，玻璃管下端封闭、上端开口竖直放置，玻璃管内用长的水银柱封闭着长的理想气体，环境大气压强，开始时环境温度为。现把环境温度缓慢升高，下列说法错误的是（ ） A. 开始时环境的热力学温度为 B. 开始时封闭气体的压强为 C. 环境温度升高，气体的压强和体积都增大 D. 当环境的温度为时管中水银开始逸出 5. 如图所示，一定质量的理想气体经历变化过程，与轴平行，与轴平行，下列说法正确的是（ ） A. 过程中，气体体积增大 B. 过程中，气体对外界做功 C. 过程中，气体体积增大 D. 过程中，气体向外界放热 6. 如图所示，由劲度系数的轻质弹簧与质量的小球组成的弹簧振子处于静止状态，现把小球缓慢向下拉释放并计时，小球第一次运动到最高点，重力加速度取，下列说法正确的是（ ） A. 小球振动的振幅为 B. 小球振动的周期为 C. 小球在最高点的加速度大小为 D. 取向上为正方向，小球的振动方程为 7. 如图所示，儿童健身玩具蹦蹦球是由圆形平板两侧有连通的橡胶圆球构成的，某同学在室内对蹦蹦球充气，已知圆球的容积为，充气前的气压为，充气筒每次充入体积为、压强为的气体，忽略蹦蹦球充气中的容积变化及充气过程中气体温度的变化。下列说法正确的是（ ） A. 充气10次后球内气体压强为 B. 充气40次后球内气体压强为 C. 充气20次后球内气体的质量变为原来的3倍 D. 充气40次后球内气体的质量变为原来的4倍 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。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ） A. 甲图，石墨烯中碳原子紧密结合成单层六边形结构，碳原子在六边形顶点附近振动 B. 乙图，显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 C. 丙图，水黾可以在水面自由运动，说明水黾受到水的浮力，且浮力等于重力 D. 丁图，两端开口的玻璃管对液体是浸润现象，两端开口的塑料管对液体是不浸润现象 9. 如图甲所示，水平面上轴的原点处静止一物体，物体与水平面间的动摩擦因数随轴变化如图乙所示，现在物体上施加水平向右的恒力，施加外力的瞬间物体的加速度大小，物体运动至处速度最大，已知重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 处的动摩擦因数为0.1 B. 物体运动到处的加速度大小为 C. 物体运动到处的速度大小为 D. 物体从原点运动到的时间内合力的冲量大小为 10. 如图甲所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，如图乙所示为质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴正方向传播 B. 点的横坐标为 C. 波速大小为 D. 的时间内，处的质点通过的路程为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示为某同学用单摆测量当地重力加速度的实验。 （1）下列供该同学选择的器材，你认为应选用的是________。 A. 长约的细线 B. 长约的橡皮筋 C. 直径约的实心木球 D. 直径约的实心钢球 （2）该同学安装好实验装置，测得单摆的摆长为，然后让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球某次经过最低点时开始计时，完成次全振动时停止计时，测得时间为。请写出测量当地重力加速度的表达式________（用、、、表示）。 （3）为减小实验误差，该同学多次改变摆线的长度，测量多组摆线的长度与对应的单摆周期，作出的图像如图乙所示，图像的横截距为，纵截距为，可求得当地的重力加速度________（用、、表示）。 12. 同学们在做估测油酸分子大小的实验，具体操作如下： ①取体积为的油酸注入容积为的空容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，达到时恰好滴了100滴； ③在边长约的浅水盘内注入约深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜轮廓的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，如图所示。 （1）利用实验操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积为________，一滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为________，求得的油酸分子直径为________（保留两位有效数字）m。 （2）某同学在该实验中测得的油酸分子的直径数据偏大，可能的原因是________。 A. 水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开 B. 求每滴溶液体积时，的溶液的滴数多记了几滴 C. 实验中配置的油酸酒精溶液经长时间放置后再进行后面实验 D. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 （3）若实验中测得油酸分子直径为，油酸的摩尔质量为，油酸的密度为，可以求出阿伏伽德罗常数为________。 13. 如图所示，截面为直角三角形的三棱镜，，。一束单色光从上某点以平行的方向射入棱镜后，在上发生全反射并从中点垂直射出棱镜，光在真空中的速度为，不考虑多次反射。 （1）作出光在棱镜中的光路图并求棱镜对该单色光的折射率； （2）求该单色光在棱镜中传播的时间。 14. 如图所示是一个简易的环境温度监控器，导热性能良好的汽缸直立放置在平台上，汽缸内用带有直杆的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞及杆的质量不计，活塞的横截面积，活塞距汽缸底部距离，直杆距离上端的压力传感器，传感器受压力时开始报警，活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。开始时环境的温度，活塞刚好不下滑，封闭气体的内能与热力学温度关系为，大气压强且恒定不变，现环境温度缓慢升高，求： （1）活塞开始移动时的环境温度； （2）传感器开始报警时的环境温度； （3）环境温度升高到传感器开始报警过程中缸内气体吸收的热量。 15. 如图所示，一个半径、质量的光滑圆弧槽放在光滑的水平地面上，圆弧槽底端与地面相切，圆弧槽的左端放置一个足够长的水平传送带，传送带上表面与地面相切，传送带以的速度顺时针运行。将一个质量的物块从圆弧槽顶端静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求： （1）物块第一次滑到圆弧槽底端时，物块和圆弧槽的速度大小； （2）物块第一次离开圆弧槽到再次滑上圆弧槽的时间； （3）圆弧槽最终速度大小和物块与传送带间摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：选择性必修第一册，选择性必修第三册第一、二、三章。 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. 下列说法正确的是（ ） A. 温度升高时所有分子的速率都增大，分子的平均动能增大 B. 自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性 C. 在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 D. 热量可以自发的从高温物体传向低温物体，直到两物体内能相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，这是统计规律，并非所有分子的速率都会增大，部分分子速率可能减小，故A错误； B．根据热力学第二定律，自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故B正确； C．气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，和重力无关，失重条件下气体分子仍然会碰撞器壁，因此气体对器壁仍有压强，故C错误； D．热量自发从高温物体传向低温物体，最终达到热平衡的标志是两物体温度相同，不是内能相同，内能还与质量、物质的量等因素有关，D错误。 故选B。 2. 甲分子固定在轴上的原点上，乙分子在轴上受到甲分子的作用力变化如图所示，、、、为轴上四点，由点静止释放乙分子，乙分子沿轴负方向最远可运动至点。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子在时受引力，时受斥力 B. 乙分子在处加速度最大，速度最大 C. 乙分子在处加速度为零，速度最大 D. 乙分子在处的势能最小，处的势能等于在处的势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，当时分子间的作用力表现为斥力，当时分子间的作用力表现为引力，故A错误； B．由图像可知，乙分子在处受到的引力最大，根据牛顿第二定律可知此时加速度最大，由于乙分子从点向点运动的过程中，分子引力一直做正功，分子的动能不断增大，速度不断增大，故乙分子在处的速度不是最大，故B错误； C．乙分子在处受到的分子力为零，根据牛顿第二定律可知此时加速度为零，由于乙分子越过点后分子力表现为斥力，分子力开始做负功，分子的速度开始减小，故乙分子在处的速度最大，故C正确； D．乙分子从点向点运动的过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子势能减小，从点向点运动的过程中，分子力表现为斥力，克服斥力做功，分子势能增大，故乙分子在处的分子势能最小，由于乙分子由点静止释放，最远运动至点，两点动能均为零，根据能量守恒定律可知，乙分子在处的势能等于在处的势能，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为利用薄膜干涉检测工件的平整度，小垫块放在两平行玻璃砖P、Q的左端，P为标准工件，Q为待测工件且保持水平，平行单色光从P的上表面竖直射入。下列说法正确的是（ ） A. 有光垂直Q的下表面射出 B. 干涉条纹应在Q的下表面 C. 若垫块向右移动少许，则干涉条纹变稀疏 D. 如果Q的上表面有一个凸起，则干涉条纹向右弯曲 【答案】A 【解析】 【详解】A．光线经过平行玻璃砖P后，出射光线与入射光线平行，即从P下表面射出的光线竖直向下；Q保持水平，光线垂直射入Q的上表面，经过Q后从下表面垂直射出，故A正确； B．薄膜干涉是由空气膜上下表面（即P的下表面和Q的上表面）的反射光叠加形成的，干涉条纹应在P的上方观察，故B错误； C．若垫块向右移动少许，劈尖的倾角θ变大，根据条纹间距公式可知，干涉条纹间距变小，条纹变密，故C错误； D．如果Q的上表面有一个凸起，则该处空气膜厚度变小，而同一级干涉条纹对应的空气膜厚度相同，所以条纹应向空气膜较厚的一侧（即左侧）弯曲，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，导热良好、粗细均匀的玻璃管长，玻璃管下端封闭、上端开口竖直放置，玻璃管内用长的水银柱封闭着长的理想气体，环境大气压强，开始时环境温度为。现把环境温度缓慢升高，下列说法错误的是（ ） A. 开始时环境的热力学温度为 B. 开始时封闭气体的压强为 C. 环境温度升高，气体的压强和体积都增大 D. 当环境的温度为时管中水银开始逸出 【答案】C 【解析】 【详解】A．热力学温度  与摄氏温度  的关系为  则开始时环境的热力学温度 ，故A不符合题意；  B．以水银柱为研究对象，根据平衡条件可知，开始时封闭气体的压强 ，故B不符合题意； C．在水银柱未溢出玻璃管之前，封闭气体的压强  保持不变，环境温度升高，根据盖-吕萨克定律  可知，气体的体积增大，即压强不变，体积增大，C说法错误，故C符合题意； D．当水银柱上表面刚好到达管口时，水银开始逸出，此时气柱长度  气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有  解得 ，故D不符合题意。 故选C 。 5. 如图所示，一定质量的理想气体经历变化过程，与轴平行，与轴平行，下列说法正确的是（ ） A. 过程中，气体体积增大 B. 过程中，气体对外界做功 C. 过程中，气体体积增大 D. 过程中，气体向外界放热 【答案】A 【解析】 【详解】A．（过程） 平行于轴（纵轴），因此过程中温度（）不变，压强减小。 根据玻意耳定律（不变时），减小则体积增大，故A正确； B．（过程） bc平行于轴（横轴），因此过程中压强不变，温度降低。 根据盖-吕萨克定律（不变时），减小则体积减小，是外界对气体做功，而非气体对外界做功，故B错误； C．（过程） 的延长线过（即热力学温度点），对理想气体有，说明图中过原点的直线是等容线，过程中体积不变，故C错误； D．（过程） 体积不变，因此气体做功；过程温度升高，理想气体内能仅与温度有关，因此内能。 根据热力学第一定律， 可得，气体吸热，而非向外界放热，故D错误。 故选 A。 6. 如图所示，由劲度系数的轻质弹簧与质量的小球组成的弹簧振子处于静止状态，现把小球缓慢向下拉释放并计时，小球第一次运动到最高点，重力加速度取，下列说法正确的是（ ） A. 小球振动的振幅为 B. 小球振动的周期为 C. 小球在最高点的加速度大小为 D. 取向上为正方向，小球的振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从平衡位置被拉至最低点，该距离即为振幅，故振幅，故A错误； B．由题意可知 解得，故B错误； C．小球做简谐运动，在最高点和最低点的加速度大小相等，根据 根据牛顿第二定律可得 解得，故C错误； D．圆频率为 振动方程为 当时， 可得 故振动方程为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，儿童健身玩具蹦蹦球是由圆形平板两侧有连通的橡胶圆球构成的，某同学在室内对蹦蹦球充气，已知圆球的容积为，充气前的气压为，充气筒每次充入体积为、压强为的气体，忽略蹦蹦球充气中的容积变化及充气过程中气体温度的变化。下列说法正确的是（ ） A. 充气10次后球内气体压强为 B. 充气40次后球内气体压强为 C. 充气20次后球内气体的质量变为原来的3倍 D. 充气40次后球内气体的质量变为原来的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据玻意耳定律可得 代入数据，解得，故A错误； B．根据玻意耳定律可得 代入数据，解得，故B正确； C．气体的质量与同压强下的体积成正比。充气20次后球内气体的质量变为原来的倍数为，故C错误； D．充气40次后球内气体的质量变为原来的倍数为，故D错误。 故选B。 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。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ） A. 甲图，石墨烯中碳原子紧密结合成单层六边形结构，碳原子在六边形顶点附近振动 B. 乙图，显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 C. 丙图，水黾可以在水面自由运动，说明水黾受到水的浮力，且浮力等于重力 D. 丁图，两端开口的玻璃管对液体是浸润现象，两端开口的塑料管对液体是不浸润现象 【答案】AD 【解析】 【详解】A．石墨烯为单层碳原子结构，碳原子排列成六边形，固体原子在平衡位置（六边形顶点附近）做无规则振动，故A正确； B．乙图中是布朗运动每隔一定时间记录的小炭粒位置连线，不是小炭粒的实际运动轨迹，故B错误； C．水黾能在水面停留，依靠的是液体的表面张力，水黾未浸入水中，不是依靠浮力平衡重力，故C错误； D．液体在玻璃管中上升，是玻璃管对液体浸润现象；液体在塑料管中下降，是塑料管对液体不浸润现象，故D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，水平面上轴的原点处静止一物体，物体与水平面间的动摩擦因数随轴变化如图乙所示，现在物体上施加水平向右的恒力，施加外力的瞬间物体的加速度大小，物体运动至处速度最大，已知重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 处的动摩擦因数为0.1 B. 物体运动到处的加速度大小为 C. 物体运动到处的速度大小为 D. 物体从原点运动到的时间内合力的冲量大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在处，由图乙得，摩擦力，根据牛顿第二定律 代入， 得 在处速度最大，加速度为0，合力为0，满足 解得,A错误； B．与成正比，关系为（单位为），当时，，由牛顿第二定律 代入数据得,B正确。 C．摩擦力 是随线性变化的变力，从到，由动能定理  恒力做功 摩擦力做功的大小为平均摩擦力乘以位移 代入得 。C正确； D．由动量定理，合力冲量等于动量变化量 解得，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，如图乙所示为质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴正方向传播 B. 点的横坐标为 C. 波速大小为 D. 的时间内，处的质点通过的路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．从乙图（的振动图像）得：周期，时刻，质点在平衡位置，振动方向向下。 甲图是的波形图，在处，根据上下坡法：向下振动说明处于上坡，因此波沿轴负方向传播，故A错误； B．时的质点，且向上振动，还需要振动到波峰位置，则处质点的波峰传到处，则传播距离 解得 则，故B正确； C．波速，故C错误； D．处质点的振动方程为 其中 时 当取最大值（波峰）时，，得 说明内质点先从向上运动到波峰，再向下运动； 时， 即从走了，再从​走了，总路程，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示为某同学用单摆测量当地重力加速度的实验。 （1）下列供该同学选择的器材，你认为应选用的是________。 A. 长约的细线 B. 长约的橡皮筋 C. 直径约的实心木球 D. 直径约的实心钢球 （2）该同学安装好实验装置，测得单摆的摆长为，然后让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球某次经过最低点时开始计时，完成次全振动时停止计时，测得时间为。请写出测量当地重力加速度的表达式________（用、、、表示）。 （3）为减小实验误差，该同学多次改变摆线的长度，测量多组摆线的长度与对应的单摆周期，作出的图像如图乙所示，图像的横截距为，纵截距为，可求得当地的重力加速度________（用、、表示）。 【答案】（1）AD （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 AB．单摆实验要求摆线不可伸长，故A正确，B错误； CD．为减小空气阻力的影响，应选择密度大的摆球，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 由题意，单摆的周期 代入单摆周期公式 整理得重力加速度 【小问3详解】 设摆球半径为，实际摆长为摆线长加半径，代入周期公式得 由图乙可知，直线斜率​ 对比公式可知斜率，因此 整理得 12. 同学们在做估测油酸分子大小的实验，具体操作如下： ①取体积为的油酸注入容积为的空容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，达到时恰好滴了100滴； ③在边长约的浅水盘内注入约深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜轮廓的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，如图所示。 （1）利用实验操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积为________，一滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为________，求得的油酸分子直径为________（保留两位有效数字）m。 （2）某同学在该实验中测得的油酸分子的直径数据偏大，可能的原因是________。 A. 水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开 B. 求每滴溶液体积时，的溶液的滴数多记了几滴 C. 实验中配置的油酸酒精溶液经长时间放置后再进行后面实验 D. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 （3）若实验中测得油酸分子直径为，油酸的摩尔质量为，油酸的密度为，可以求出阿伏伽德罗常数为________。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]油酸酒精浓度为​，1滴溶液体积为​，因此纯油酸体积 [2]数方格（大于半格算1格，小于半格忽略）得油膜约145格，总面积 [3]分子直径 【小问2详解】 A．油膜未充分展开，偏小，由，得偏大，故A正确； B．1mL滴数多记，算出1滴溶液体积偏小，偏小，则偏小，故B错误； C．溶液久置后酒精挥发，实际浓度大于计算浓度，偏小，得偏小，故C错误； D．不完整方格算作完整方格，偏大，偏小，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 将油酸分子看成球形，单个分子体积 油酸摩尔体积 因此阿伏加德罗常数​ 13. 如图所示，截面为直角三角形的三棱镜，，。一束单色光从上某点以平行的方向射入棱镜后，在上发生全反射并从中点垂直射出棱镜，光在真空中的速度为，不考虑多次反射。 （1）作出光在棱镜中的光路图并求棱镜对该单色光的折射率； （2）求该单色光在棱镜中传播的时间。 【答案】（1）  （2）  【解析】 【小问1详解】 单色光从AB入射，折射后到AC面发生全反射，随后水平向右到BC中点，垂直BC射出，光路如下图 入射光平行于，，因此入射光线与法线的入射角。 由几何关系可得，折射光线与法线的折射角 根据折射定律 代入得 【小问2详解】 段长度​ 段长度​ 总路程 光在棱镜中的速度 因此传播时间 14. 如图所示是一个简易的环境温度监控器，导热性能良好的汽缸直立放置在平台上，汽缸内用带有直杆的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞及杆的质量不计，活塞的横截面积，活塞距汽缸底部距离，直杆距离上端的压力传感器，传感器受压力时开始报警，活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。开始时环境的温度，活塞刚好不下滑，封闭气体的内能与热力学温度关系为，大气压强且恒定不变，现环境温度缓慢升高，求： （1）活塞开始移动时的环境温度； （2）传感器开始报警时的环境温度； （3）环境温度升高到传感器开始报警过程中缸内气体吸收的热量。 【答案】（1）或 （2）或 （3） 【解析】 【小问1详解】 初始状态活塞刚好不下滑，对活塞受力分析 代入数据得 初始温度 温度升高，活塞开始向上移动时，摩擦力向下，受力平衡 解得  活塞移动前体积不变，为等容变化，由查理定律 得 即 【小问2详解】 活塞开始向上移动后，压强保持不变，为等压变化，直到活塞向上移动接触传感器，此时体积 由盖-吕萨克定律 得 接触传感器后体积不变，继续升温，当传感器受压力报警时，受力分析得 解得 此过程为等容变化，由查理定律 得  即 【小问3详解】 内能变化 只有活塞移动过程气体对外做功，外界对气体做功 由热力学第一定律 得 15. 如图所示，一个半径、质量的光滑圆弧槽放在光滑的水平地面上，圆弧槽底端与地面相切，圆弧槽的左端放置一个足够长的水平传送带，传送带上表面与地面相切，传送带以的速度顺时针运行。将一个质量的物块从圆弧槽顶端静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求： （1）物块第一次滑到圆弧槽底端时，物块和圆弧槽的速度大小； （2）物块第一次离开圆弧槽到再次滑上圆弧槽的时间； （3）圆弧槽最终速度大小和物块与传送带间摩擦产生的热量。 【答案】（1）3m/s，1m/s （2）2.75s （3）1.5m/s，12.5J 【解析】 【小问1详解】 物块下滑过程，物块与圆弧槽组成的系统水平方向动量守恒，且机械能守恒，设物块速度大小为，圆弧槽速度大小为，取向左为正方向 解得， 【小问2详解】 物块第一次滑到圆弧槽底端时，圆弧槽向右运动的距离为，物块向左运动的水平距离为，有 且由于水平方向动量守恒的关系，有 解得 设物块从滑到圆弧槽底端运动到传送带上的时间为，有 物块滑上传送带后，加速度为 物块先在传送带上做减速运动直到速度为0，这段时间为 这段时间内向左运动的距离为 然后物块在传送带上向右做加速运动直到与传送带共速，用时 这段时间内物块向右运动的距离为 接下来物块在传送带上做匀速运动，时间为 滑出传送带后再次在水平面上运动直到能追上圆弧槽，设所用的时间为，满足 解得 所以需要的时间为 【小问3详解】 物块第一次滑上传送带并滑离的过程中，与传送带之间的相对路程为 摩擦生热大小为 物块第一次离开传送带后以的速度向右滑上圆弧槽，并再次滑下圆弧槽，设速度大小分别为和，这个过程系统的水平动量守恒，有 机械能也是守恒的，即 解得， 物块不会再滑上传送带，并且也不会再次与圆弧槽碰撞，所以圆弧槽的最终速度为1.5m/s，与传送带的摩擦生热为12.5J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $