内容正文:
2025—2026学年泸溪一中高三物理期末测试卷
一、单选题
1. 一条长为L,质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上,其中悬在桌边,如图所示。在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上,此过程中重力势能的变化量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】悬在桌边的长链条的重心在其中点处,离桌面的高度为
它的质量为,把它拉到桌面上时,增加的重力势能为
在桌面上原长的链条重力势能不变,所以用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上,重力势能的变化量为,A正确,BCD错误。
故选A。
2. 在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。为了检验故障,某同学在开关闭合的情况下,用多用电表的电压挡对电路进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点
A、C
A、D
A、E
A、F
多用表示数
0
0
约1.5V
约1.5V
A. D、E间导线断路 B. B、F间导线断路 C. 灯泡断路 D. A、C间导线断路
【答案】A
【解析】
【详解】A.若D、E间导线断路,则D点电势与A点电势相等,E点电势与B点电势相等,A、D间电压应为0,A、E间电压应为1.5V,故A正确;
B.若F、B间导线断路,则F点电势与A点电势相等,A、F间电压应为0,故B错误;
C.若灯泡断路,则E点电势与A点电势相等,F点电势与B点电势相等,A、E间电压应为0,A、F间电压应为1.5V,故C错误;
D.若A、C间导线断路,则C点电势与B点电势相等,A、C间电压应为1.5V,故D错误。
故选A。
3. 半圆形玻璃砖截去一部分,截面为AB,AB面与BC面垂直,截面图如图所示,一束单色光以与AB面成30°角的方向斜射到AB面上的D点,折射光线照射到圆弧面上的E点,DE与连线EC垂直,从E点出射的光线与BC平行,所有光线所在的面与图中圆面平行,则玻璃砖对光的折射率等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
根据题意可知,光在面的入射角为,根据几何关系可知,光在点的入射角与光在点的折射角相等,根据对称性和光路可逆可知,光在点的折射角为,由于点的出射光线与平行,根据几何关系可知,光在点的入射角与光在点的折射角均为,因此折射率为
故选B。
4. 如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球的球心与管的轴线重合,并在竖直线上,小球直径小于管的内径,不计空气阻力,则下列判断不正确的是( )
A. 两者均无初速度且同时释放,小球在空中不能穿过管
B. 小球自由下落,管固定不动,小球穿过管的时间
C. 小球自由下落,管固定不动,小球穿过管的时间
D. 两者均无初速度释放,但小球提前时间释放,较小,则从释放空心管到小球穿管的时间
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.若两者均无初速度且同时释放,则在相同时间内下降的高度相同,可知小球在空中不能穿过管,故A正确;
BC.若小球自由下落,管固定不动,小球穿过管的时间时小球到达管的下端与到达管的双端的时间差,即
故B正确,C错误;
D.若两者均无初速度释放,但小球提前时间释放,当较小时,根据
可知小球穿过管的时间
故D正确。
本题选不正确的,故选C。
5. 如图所示,滑块A、B的质量均为m、A套在倾斜固定的直杆上,倾斜杆与水平面成45°角,B套在水平固定的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,两直杆足够长,A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接,A、B从静止释放,B开始沿水平杆向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当A到达B所在的水平面时,B速度为零
B. B到达最右端时,A的速度大于
C. 当A到达B所在的水平面时,A的速度为
D. B的最大速度为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.不计一切摩擦,在运动过程中,滑块A、B组成的系统机械能守恒,从开始到当A到达B所在的水平面的过程中
又有关联速度
联立可得
故AC错误;
B.B到达最右端时,速度为零,此时轻杆与斜杆垂直,由系统机械能守恒得
解得
故B正确;
D.B的加速度为零时速度最大,当轻杆与水平杆垂直时B的合力为零,速度最大,此时A的速度为零,由系统机械能守恒得
解得
故D错误。
故选B。
6. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F( )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动,设细绳与水平方向的夹角为,则有
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从 逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F越来越大
当后
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F还是越来越大
所以D正确;ABC错误;
故选D。
二、多选题
7. 下列说法正确的是( )
A. 图1为氧气分子在不同温度下的速率分布图象,由图可知状态①的温度比状态②的温度高
B. 图2为一定质量的理想气体状态变化的P-V图线,由图可知气体由状态A变化到B的过程中,气体分子平均动能先增大后减小
C. 图3为分子间作用力的合力与分子间距离的关系可知,当分子间的距离r>r0时,分子势能随分子间的距离增大而减小
D. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大;附着层内液体分子间的距离比液体内部分子间的距离小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图可知,①中速率大分子占据的比例较大,则说明①对应的平均动能较大,故①对应的温度较高,故A正确;
B.直线AB的斜率
直线AB的方程为
则有
可知时,乘积最大,根据可知不变,越大,越高,状态在处温度最高,在A和B状态时,乘积相等,说明在AB处的温度相等,所以从A到B的过程中,温度先升高,后又减小到初始温度,温度是分子平均动能的标志,所以在这个过程中,气体分子的平均动能先增大后减小,故B正确;
C.由分子间作用力的合力与分子间距离的关系图象知时分子力表现为引力,分子间的距离增大,分子力做负功,分子势能增加,所以当分子间的距离时,分子势能随分子间的距离增大而增大,故C错误;
D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,表现为引力;附着层内液体分子间距离小于液体内部分子间的距离,分子力表现为斥力,附着层有扩展的趋势,表现为浸润,如果附着层内液体分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,附着层有收缩的趋势,表现为不浸润,故D错误;
故选AB。
8. 如图,水平地面上有一截面为正方形的建筑物,边长为a。在地面上某一确定高度斜向上抛出一小球,要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小。空气阻力不计,重力加速度为g,则小球运动过程中( )
A. 距地面最大高度为
B. 由于抛出点未知,故小球运动过程中距地面的最大高度不能确定
C. 小球在水平方向的分速度大小为
D. 小球在水平方向的分速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】小球上升时,在竖直方向上为竖直上抛,在水平方向上为匀速直线运动。所以要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小,则小球刚好上升经过建筑物时速度最小,设小球上升经过建筑物边缘时的速度大小为,与水平方向的夹角为,则小球在竖直方向的分速度大小为
所以,小球经过建筑物的时间为
在水平方向上匀速直线,则
其中
整理可得
所以,当时,最小,为
则上升距地面最大高度
小球在水平方向的分速度为
故选AD。
9. 如图所示,光滑的水平导轨上套有一质量为、可沿杆自由滑动的滑块,滑块下方通过一根长为的轻绳悬挂着质量为的木块,开始时滑块和木块均静止,现有质量为的子弹以的水平速度击中木块并留在其中(作用时间极短),重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 子弹留在木块以后的过程中,由子弹、木块和滑块组成的系统动量不守恒,但系统的机械能守恒
B. 子弹和木块摆到最高点时速度为零
C. 滑块的最大速度为
D. 子弹和木块摆起的最大高度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】根据题意滑块的质量为,木块的质量为,子弹的质量为,子弹进入木块后的速度为,子弹和木块摆起最大高度时速度为
A.子弹留在木块以后的过程中,子弹和木块竖直方向有分加速度,则系统竖直方向的合外力不为零,则系统动量不守恒,但只有重力做功,则系统的机械能守恒,故A正确;
B.子弹和木块从最低点运动到最高点过程中,子弹和木块、滑块组成的系统水平方向动量守恒,则
则子弹和木块摆到最高点时速度不为零,故B错误;
C.只要轻绳和杆之间的夹角为锐角,轻绳的拉力对滑块做正功,速度增加,当绳子再次竖直时,滑块速度最大为,此时子弹和木块的速度为,系统水平方向动量守恒,则
子弹进入木块后,子弹和木块、滑块组成的系统机械能守恒,则
代入数据解得
故C正确;
D.子弹和木块从最低点运动到最高点过程中,子弹和木块、滑块组成的系统水平方向动量守恒,则
子弹进入木块后,子弹和木块、滑块组成的系统机械能守恒,则
代入数据解得
子弹和木块摆起的最大高度为,故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,其下端固定,上端拴接一个质量为、厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时,弹簧的压缩量为,现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落,与薄板碰撞后立即粘连在一起,碰撞时间极短。之后,物块与薄板一起在竖直方向上运动,在这个过程中,弹簧的最大形变量为,从刚粘连到第一次运动到最高点用时为,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力。下列说法正确的是(本题可能用到弹性势能公式,为弹簧劲度系数,为弹簧形变量)( )
A. 物块与薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动
B. 物块与薄板在最低点加速度大小大于重力加速度
C. 物块与薄板运动的周期为
D. 物块从距离薄板处自由下落
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.物块和薄板受力平衡时,根据平衡条件
可得
以平衡位置为坐标原点,向下为正方向建立坐标系,设物块与薄板在平衡位置下方处,此时弹簧的弹力
物块和薄板受到的合力
所以物块和薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动,选项A正确;
B.由题干分析可知,最低点的弹簧形变量为,设最低点加速度为对物块和薄板受力可知,由牛顿第二定律可知
又对初始时薄板静止时受力平衡关系可知
得加速度
所以物块与薄板在最低点加速度大小小于重力加速度,选项B错误;
C.由以上分析可知,物块与薄板做简谐运动的振幅
所以物块和薄板得最高点的弹簧的形变量
设简谐运动的周期为,则由分析可知从刚粘连向下运动到平衡位置所用时间为,从平衡位置到最低点再到最高点的时间为,即
得周期
选项C正确;
D.设物块距薄板的高度为,下落过程,由机械能守恒定律
物块与薄板碰撞,由动量守恒定律
对物块和薄板,从刚开始粘连到最低点的过程中,由简谐运动机械能守恒定律
联立得
选项D正确。
故选 ACD。
三、填空题
11. 两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播,在t=0时,两列波在如图所示区域内相遇,则两列波在相遇区域内______(选填:发生或不发生)干涉现象,因为______。
【答案】 ①. 不发生 ②. 两列波的频率不同
【解析】
【详解】[1][2]两列波的波速相同,但是波长不同,则频率不同,则两列波在相遇的区域不发生干涉现象,因为两列波的频率不同。
12. 某同学用玻璃瓶和吸管做了一个简易温度计,如图所示.室温27℃时,将装有半瓶水的圆柱形玻璃瓶竖直放置,插入粗细均匀的吸管至瓶底部,记下吸管没入水面的位置,刻度为27℃,测得水面以上吸管长度为12cm;重新将吸管插入瓶底,密封瓶口,再将瓶竖直放入57℃的温水中,一段时间后,吸管中水面上升了6cm,吸管该位置标记为57℃;将吸管的27℃标记和57℃标记间均匀刻线,并将吸管其它部分依次均匀刻线,即制成一简易温度计.
①该温度计最大量程是多少?若忽略吸管中水柱产生的压强,温度达最大量程时,瓶内水的体积占瓶容积的比例为多大?___________
②若考虑吸管中水柱产生压强对瓶内封闭气体体积的影响,实际的80℃温度线应比吸管上80℃刻线位置______(选填“高”或“低”).
【答案】 ①. ②. 低
【解析】
【详解】①Δt=57℃-27℃=30℃对应6cm,吸管长度为12cm,则由刻度办法知,最大量程为27℃+2×30℃=87℃
T1=300K,V1=
由题意知,被封闭气体做等压变化
由:
得:
87℃时,被封闭气体体积增大:ΔV=
此时瓶中水的体积为瓶容积的
②若考虑吸管中水柱产生压强对瓶内封闭气体体积的影响,则封闭气体的压强小于外界压强根据可知实际的80℃温度线应比吸管上80℃刻线位置低.
13. 图示为xoy平面内沿x轴传播的简谐横波在t0=0时刻的波形图象,其波速v=5.0m/s.此时平衡位置xp=0.15m的P点正在向-y方向运动,则该波的传播方向是__(选填“+x”或“-x”),经过Δt=___s时间P点的加速度第一次达到最大且指向y轴负方向;
【答案】 ①. -x ②. 0.05s
【解析】
【详解】[1][2].P点此时正在向-y方向运动,根据走坡法可得该波向x轴负方向传播,P点的加速度第一次达到最大且指向y轴负方向,需要将波平移0.25m,则
14. 如图甲,倾角为37°的传送带顺时针匀速运行,在传送带上某位置轻放一质量为1kg的小木块,木块的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则木块与传送带间的动摩擦因数为______,0~2.0s时间内,传送带对木块做的功为______J。
【答案】 ①. 0.875 ②. 9.5
【解析】
【分析】
【详解】[1]由乙图可知0~1.0s时间内,木块向上做匀加速运动,加速度
此过程木块受到的滑动摩擦力沿斜面向上,根据牛顿第二定律有
代入数值解得
[2] 0~1.0s时间内,木块的位移
摩擦力做功
1~2.0s时间内,木块向上做匀速运动,有
位移
摩擦力做功
支持力不做功,所以0~2.0s时间内,传送带对木块做的功为
四、解答题
15. 如图所示,在横截面积S=0.01 m2的圆柱形汽缸中用一光滑导热活塞封闭一定质量的理想气体,汽缸底部开有一小孔,与U形管相连,稳定后导管两侧水银面的高度差为∆h=15cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm,U形导管的体积可忽略。已知室温t0=27°C,外界大气压强P0 =75 cmHg=1.0×105Pa,重力加速度g= 10 m/s2.
(1)求活塞的质量;
(2)使环境温度缓慢降至-63°C,求此时U形管两侧水银面高度差和活塞离容器底部的高度L'。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据形导管两侧水银面的高度差可知汽缸中的压强为
且有
所以活塞产生的压强为
解得
(2)由于活塞光滑,所以气体发生等压变化,形管两侧水银面的高度差不变,仍为
初状态:温度为
体积为
末状态:温度为
体积为
由盖-吕萨克定律有
解得活塞离容器底部的高度为
16. 如图所示,一导热良好、内壁光滑、高度为H、横截面积为S的汽缸顶部开口并带有卡环,用质量为m的活塞(厚度不计)封闭一定质量的理想气体,当缸内气体的热力学温度为时,活塞到汽缸底的距离为,环境温度缓慢升高,在活塞缓缓上升的过程中有部分气体漏出,当缸内气体的热力学温度上升到时,活塞恰好到达卡环处,外界大气压强恒为p₀,重力加速度大小为g,求:
(1)封闭气体的压强p;
(2)漏出气体与剩余气体质量的比值k。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对活塞进行受力分析可知,活塞受到重力、外界气体施加的竖直向下的压力和内部气体施加的竖直向上的支持力处于平衡状态,故列平衡方程有
解得
【小问2详解】
假设封闭气体等压膨胀到时的体积为,由盖·吕萨克定律,则有
解得
则漏出气体的体积为
故漏出气体与剩余气体质量的比值
17. 如图所示,质量为M=2kg的长木板甲放在光滑的水平桌面上,在长木板右端l=2m处有一竖直固定的弹性挡板,质量为m=1kg可视为质点的滑块乙从长木板的左端冲上,滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,假设长木板与弹性挡板发生碰撞时没有机械能的损失。
(1)滑块乙的初速度大小为v0=3m/s时,滑块乙不会离开长木板甲,则整个过程中系统产生的内能应为多少?
(2)如果滑块乙的初速度大小为v0=11m/s,则长木板甲至少多长时,才能保证滑块乙不会离开长木板甲?
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)设甲、乙与挡板碰前先达共同速度,则由动量守恒定律得
解得
v1=1m/s
设此时甲的位移x1,则
得
x1=0.5m<l
假设正确
甲与弹性挡板碰后立即反向运动,向左共速时速度为v2,则
解得
整个过程中系统产生的内能
(2)甲、乙的加速度大小分别为
,
设甲一直加速,则甲撞击弹性挡板时的速度为
加速时间
此时乙的速度
显然甲撞击墙壁时甲、乙两物体未达共速,甲撞弹性挡板后甲、乙两物体的速度相反,乙的动量大,故共速时
解得
v5=1m/s,方向向右
此时尚未撞墙,系统以v5再次撞墙后甲速度反向,则
解得
,方向向左
整个过程乙一直相对于甲向右运动,则由功能关系得
解得
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2025—2026学年泸溪一中高三物理期末测试卷
一、单选题
1. 一条长为L,质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上,其中悬在桌边,如图所示。在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上,此过程中重力势能的变化量为( )
A. B. C. D.
2. 在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。为了检验故障,某同学在开关闭合的情况下,用多用电表的电压挡对电路进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点
A、C
A、D
A、E
A、F
多用表示数
0
0
约1.5V
约1.5V
A. D、E间导线断路 B. B、F间导线断路 C. 灯泡断路 D. A、C间导线断路
3. 半圆形玻璃砖截去一部分,截面为AB,AB面与BC面垂直,截面图如图所示,一束单色光以与AB面成30°角的方向斜射到AB面上的D点,折射光线照射到圆弧面上的E点,DE与连线EC垂直,从E点出射的光线与BC平行,所有光线所在的面与图中圆面平行,则玻璃砖对光的折射率等于( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球的球心与管的轴线重合,并在竖直线上,小球直径小于管的内径,不计空气阻力,则下列判断不正确的是( )
A. 两者均无初速度且同时释放,小球在空中不能穿过管
B. 小球自由下落,管固定不动,小球穿过管的时间
C. 小球自由下落,管固定不动,小球穿过管的时间
D. 两者均无初速度释放,但小球提前时间释放,较小,则从释放空心管到小球穿管的时间
5. 如图所示,滑块A、B的质量均为m、A套在倾斜固定的直杆上,倾斜杆与水平面成45°角,B套在水平固定的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,两直杆足够长,A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接,A、B从静止释放,B开始沿水平杆向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当A到达B所在的水平面时,B速度为零
B. B到达最右端时,A的速度大于
C. 当A到达B所在的水平面时,A的速度为
D. B的最大速度为
6. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F( )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
二、多选题
7. 下列说法正确的是( )
A. 图1为氧气分子在不同温度下的速率分布图象,由图可知状态①的温度比状态②的温度高
B. 图2为一定质量的理想气体状态变化的P-V图线,由图可知气体由状态A变化到B的过程中,气体分子平均动能先增大后减小
C. 图3为分子间作用力的合力与分子间距离的关系可知,当分子间的距离r>r0时,分子势能随分子间的距离增大而减小
D. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大;附着层内液体分子间的距离比液体内部分子间的距离小
8. 如图,水平地面上有一截面为正方形的建筑物,边长为a。在地面上某一确定高度斜向上抛出一小球,要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小。空气阻力不计,重力加速度为g,则小球运动过程中( )
A. 距地面最大高度为
B. 由于抛出点未知,故小球运动过程中距地面的最大高度不能确定
C. 小球在水平方向的分速度大小为
D. 小球在水平方向的分速度大小为
9. 如图所示,光滑的水平导轨上套有一质量为、可沿杆自由滑动的滑块,滑块下方通过一根长为的轻绳悬挂着质量为的木块,开始时滑块和木块均静止,现有质量为的子弹以的水平速度击中木块并留在其中(作用时间极短),重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 子弹留在木块以后的过程中,由子弹、木块和滑块组成的系统动量不守恒,但系统的机械能守恒
B. 子弹和木块摆到最高点时速度为零
C. 滑块的最大速度为
D. 子弹和木块摆起的最大高度为
10. 如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,其下端固定,上端拴接一个质量为、厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时,弹簧的压缩量为,现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落,与薄板碰撞后立即粘连在一起,碰撞时间极短。之后,物块与薄板一起在竖直方向上运动,在这个过程中,弹簧的最大形变量为,从刚粘连到第一次运动到最高点用时为,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力。下列说法正确的是(本题可能用到弹性势能公式,为弹簧劲度系数,为弹簧形变量)( )
A. 物块与薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动
B. 物块与薄板在最低点加速度大小大于重力加速度
C. 物块与薄板运动的周期为
D. 物块从距离薄板处自由下落
三、填空题
11. 两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播,在t=0时,两列波在如图所示区域内相遇,则两列波在相遇区域内______(选填:发生或不发生)干涉现象,因为______。
12. 某同学用玻璃瓶和吸管做了一个简易温度计,如图所示.室温27℃时,将装有半瓶水的圆柱形玻璃瓶竖直放置,插入粗细均匀的吸管至瓶底部,记下吸管没入水面的位置,刻度为27℃,测得水面以上吸管长度为12cm;重新将吸管插入瓶底,密封瓶口,再将瓶竖直放入57℃的温水中,一段时间后,吸管中水面上升了6cm,吸管该位置标记为57℃;将吸管的27℃标记和57℃标记间均匀刻线,并将吸管其它部分依次均匀刻线,即制成一简易温度计.
①该温度计最大量程是多少?若忽略吸管中水柱产生的压强,温度达最大量程时,瓶内水的体积占瓶容积的比例为多大?___________
②若考虑吸管中水柱产生压强对瓶内封闭气体体积的影响,实际的80℃温度线应比吸管上80℃刻线位置______(选填“高”或“低”).
13. 图示为xoy平面内沿x轴传播的简谐横波在t0=0时刻的波形图象,其波速v=5.0m/s.此时平衡位置xp=0.15m的P点正在向-y方向运动,则该波的传播方向是__(选填“+x”或“-x”),经过Δt=___s时间P点的加速度第一次达到最大且指向y轴负方向;
14. 如图甲,倾角为37°的传送带顺时针匀速运行,在传送带上某位置轻放一质量为1kg的小木块,木块的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则木块与传送带间的动摩擦因数为______,0~2.0s时间内,传送带对木块做的功为______J。
四、解答题
15. 如图所示,在横截面积S=0.01 m2的圆柱形汽缸中用一光滑导热活塞封闭一定质量的理想气体,汽缸底部开有一小孔,与U形管相连,稳定后导管两侧水银面的高度差为∆h=15cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm,U形导管的体积可忽略。已知室温t0=27°C,外界大气压强P0 =75 cmHg=1.0×105Pa,重力加速度g= 10 m/s2.
(1)求活塞的质量;
(2)使环境温度缓慢降至-63°C,求此时U形管两侧水银面高度差和活塞离容器底部的高度L'。
16. 如图所示,一导热良好、内壁光滑、高度为H、横截面积为S的汽缸顶部开口并带有卡环,用质量为m的活塞(厚度不计)封闭一定质量的理想气体,当缸内气体的热力学温度为时,活塞到汽缸底的距离为,环境温度缓慢升高,在活塞缓缓上升的过程中有部分气体漏出,当缸内气体的热力学温度上升到时,活塞恰好到达卡环处,外界大气压强恒为p₀,重力加速度大小为g,求:
(1)封闭气体的压强p;
(2)漏出气体与剩余气体质量的比值k。
17. 如图所示,质量为M=2kg的长木板甲放在光滑的水平桌面上,在长木板右端l=2m处有一竖直固定的弹性挡板,质量为m=1kg可视为质点的滑块乙从长木板的左端冲上,滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,假设长木板与弹性挡板发生碰撞时没有机械能的损失。
(1)滑块乙的初速度大小为v0=3m/s时,滑块乙不会离开长木板甲,则整个过程中系统产生的内能应为多少?
(2)如果滑块乙的初速度大小为v0=11m/s,则长木板甲至少多长时,才能保证滑块乙不会离开长木板甲?
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