精品解析：辽宁大连市某校2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷

辽宁大连市某校2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷 一、选择题（共46分。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，有错选的得0分） 1. 下列关于光的说法正确的是（ ） A. 油膜呈现彩色条纹是光的偏振现象 B. 光电效应揭示了光具有波动性 C. 光从真空进入介质，波长不变 D. 光纤通信利用了光的全反射现象 2. 如图所示，接近球形的水珠从荷叶滚落时可以带走荷叶上的灰尘，从而起到净化荷叶的作用。则水珠（ ） A. 可以浸润荷叶 B. 不能浸润灰尘 C. 表面张力与其表面相切 D. 与内部相比，表面层的分子更密集 3. 如图所示，点为固定在竖直面内半径为的圆的圆心，点为光滑圆上的最高点，将质量为的小环（视为质点）套在圆上，一段轻绳一端固定在点，另一端系在小环上，小环静止，轻绳的长度为，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳上的拉力大小为 B. 圆对小环的作用力大小为 C. 假设仅减小绳长，则圆对小环的作用力增大 D. 假设仅减小绳长，则圆对小环的作用力减小 4. 一质点运动的x-t图像为如图所示的一段抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. 质点做曲线运动 B. 质点做加速度大小为20 m/s2的匀变速直线运动 C. 质点做加速度先减小后增大的直线运动 D. 质点在0～1 s内的平均速度为20 m/s 5. 如图为氢原子的能级示意图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并向外辐射出不同频率的光子，这些氢原子（　　） A. 从能级跃迁到能级辐射出光子的波长最小 B. 向低能级跃迁时只能辐射出4种不同频率的光子 C. 这些光子有3种能使逸出功为的金属发生光电效应 D. 至少需要吸收的光子才能使能级的氢原子发生电离 6. 一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为的平盘，盘中有一物体，质量为m，弹簧的长度比其自然长度伸长了L。现向下缓慢拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内，则（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 刚刚松开手时盘对物体的支持力等于 C. 刚刚松开手时物体的加速度等于 D. 刚刚松开手时盘的加速度等于 7. 如图所示，白色传送带保持速度逆时针转动，现将一质量为的煤块轻放在传送带的端，煤块与传送带间动摩擦因数，传送带两端距离，传送带倾角为，以下说法正确的是（　　）（） A. 煤块从端运动到端摩擦力不变 B. 煤块从端运动到端所经历的时间为 C. 煤块从端运动到端痕迹的长度为 D. 煤块从端运动到端相对传送带的相对位移为 8. 有一个质量为3kg的质点在直角坐标系Oxy所在的平面内运动，x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点所受的合外力为4.5N C. 质点的初速度大小为5m/s D. 质点初速度的方向与合外力的方向垂直 9. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的核反应是一个氘核和一个氚核生成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程为，其中x为质子 B. 该核反应过程中释放的能量约为17.6MeV C. 氘核的核子平均质量比氦核大 D. 该反应属于α衰变，要使其反应速率减慢，应将镉棒插入深些 10. 如图所示，能绕O点转动的水平圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为m的物块A、B，它们与圆盘间动摩擦因数均为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块用一长度为L的轻绳连接，且A、B和O点恰好构成一边长为L的正三角形。现使两个物块随圆盘一起以不同的角速度做匀速圆周运动（重力加速度为g），则（　　） A. 当圆盘的角速度为时，轻绳上开始出现拉力 B. 若两物体始终与圆盘保持相对静止，圆盘角速度不能超过 C. 在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，轻绳上的拉力大小为 D. 在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，烧断轻绳，两物体将做离心运动 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。 轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小桶； 开始时，小桶装有砝码，整个实验装置处于静止状态； （1）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的________（选填“A”“B”或“C”）点； （2）剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于________； A. 砝码的重力大小 B. 小桶和砝码的重力大小 C. 手机的重力大小 D. 弹簧对手机的拉力大小 （3）改变小桶中砝码质量，重复步骤（1），获得多组实验数据并绘制a—F图像如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内，_____________________； （4）如图丁所示，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制a—m图像，获得一条斜率为k，截距为b的直线，则可推算出手机的质量为________（选用k、b、g表示）。 12. 某实验兴趣小组用两块玻璃板、垫片和CCD器件测量光的波长及介质折射率。在玻璃板上端放置垫片，下端紧靠在一起，构成一个“V”形槽，并将“V”形槽前后两侧密封，其截面图如图所示，截面两边夹角很小且边长相等，实验步骤如下： A．用刻度尺测量两玻璃板交点到上端的距离； B．用螺旋测微器测量垫片的厚度； C．将槽固定，使右侧玻璃板竖直，让一束平行激光水平入射，在入射侧利用CCD器件采集条纹图像，利用数字图像处理技术获得相邻两亮条纹间的距离为； D．将未知液体注入槽内，使其充满容器，再次测量相邻两亮条纹间的距离为。 请回答以下问题： （1）实验所用激光的波长为________（用实验测得数据符号表示）； （2）未知液体的折射率为________（用实验测得数据符号表示）； （3）注入液体后，观察相邻两亮条纹间距________（选填“变大”“变小”或“不变”），要使条纹间距便于测量，可采取的措施是________。 13. 某次滑雪时，一运动员从助滑雪道上的A点以大小的初速度沿助滑雪道匀加速直线滑下，运动员从A点滑到距A点的P点所用的时间，然后经U形滑雪道从B点沿雪坡向上离开雪道（U形滑雪道两侧雪坡的倾角均为），最后经过最高点M后在缓冲坡上着陆。运动员的质量，M点正好位于水平平台和缓冲坡的衔接点C的正上方处，缓冲坡与水平面的夹角，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求 （1）运动员沿助滑雪道运动时受到的阻力大小； （2）从运动员经过M点开始计时，运动员运动到与缓冲坡距离最远处所需要的时间。 14. 某款智能手机可以直接显示手机所处环境的压强和温度，某科创小组想利用智能手机的这种功能测量一形状不规则又易溶于水的物体密度，他们自制了“测量筒”，测量筒由上端开口的隔热性良好且可电加热的圆柱形气缸和横截面积为S＝0.15 m2的隔热性良好的轻质活塞组成。具体操作如下： 第一步：如图甲所示，将手机放入测量筒，放上活塞，稳定后，手机显示压强P1＝1.012×105 Pa； 第二步：如图乙所示，在活塞上轻放待测物体，稳定后，手机显示压强P2＝1.022×105 Pa； 第三步：如图丙所示，把待测物体也放入气缸里，再放上活塞，稳定后，手机显示温度t1＝17℃时，测得活塞到气缸底部高度h＝0.60 m。然后开启电热丝加热一段时间，稳定后，手机显示温度t2＝46℃时，测得活塞上升了Δh＝0.02 m。 （封闭的空气视为理想气体，忽略一切摩擦，待测物体的体积始终不变，不计电热丝和手机的体积） （1）第二步中，在活塞上轻放待测物体前后，筒内气体的温度_______（填“升高”、“降低”或“不变”），筒内气体单位时间撞击活塞的分子数_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）求待测物体体积V是多少？ （3）第二步中，筒内气体在放上待测物前后的两种稳定状态分别记为状态A、状态B。由状态A到状态B，筒内气体的压强p随体积V的变化可近似地视为线性变化，如图丁所示，求此过程中气体的内能变化了多少？ 15. 如图，倾角为、足够长的光滑斜面体固定在水平地面上，其顶端放有质量的形框，其EF边与斜面底边平行，棒平行于斜面底边且两端置于形框上，初始时与相距。现让棒与形框同时由静止开始下滑，棒下滑距离后到达图示两虚线区域的上边界（两虚线与斜面底边平行），开始受到一个“神秘力”的持续作用，棒在两虚线间做匀速直线运动，直至离开两虚线间区域。当棒离开两虚线区域的下边界的瞬间，U形框的EF边正好到达两虚线区域的上边界，也开始受到一个“神秘力”的持续作用，从边进入两虚线区域开始，形框也做匀速直线运动，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知只有棒或者形框的边在图示两虚线间滑动时才会受到“神秘力”的作用，并且“神秘力”的大小跟棒或者边的速度大小成正比，即，比例系数，方向始终与其速度方向相反。重力加速度取，。求： （1）棒刚进入两虚线区域时的速度大小； （2）棒的质量以及棒与U形框之间的动摩擦因数； （3）U形框匀速运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁大连市某校2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷 一、选择题（共46分。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，有错选的得0分） 1. 下列关于光的说法正确的是（ ） A. 油膜呈现彩色条纹是光的偏振现象 B. 光电效应揭示了光具有波动性 C. 光从真空进入介质，波长不变 D. 光纤通信利用了光的全反射现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．油膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，和偏振现象无关，故A错误； B．光电效应说明光具有粒子性，并未揭示光的波动性，故B错误； C．光从真空进入介质时，频率保持不变，根据可知，传播速度变小；根据可知，波长变小，故C错误； D．光纤通信的原理是光在光导纤维内部的界面上不断发生全反射，实现信号的远距离传输，利用了光的全反射现象，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，接近球形的水珠从荷叶滚落时可以带走荷叶上的灰尘，从而起到净化荷叶的作用。则水珠（ ） A. 可以浸润荷叶 B. 不能浸润灰尘 C. 表面张力与其表面相切 D. 与内部相比，表面层的分子更密集 【答案】C 【解析】 【详解】A．水珠在荷叶上保持球形、可以滚落，说明水不能浸润荷叶，A错误； B．水珠可以带走灰尘，说明水可以浸润灰尘，从而吸附灰尘，B错误； C．液体表面张力的方向与液体表面相切，C正确； D．液体表面层分子间距大于液体内部，分子比液体内部更稀疏，D错误。 故选C。 3. 如图所示，点为固定在竖直面内半径为的圆的圆心，点为光滑圆上的最高点，将质量为的小环（视为质点）套在圆上，一段轻绳一端固定在点，另一端系在小环上，小环静止，轻绳的长度为，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳上的拉力大小为 B. 圆对小环的作用力大小为 C. 假设仅减小绳长，则圆对小环的作用力增大 D. 假设仅减小绳长，则圆对小环的作用力减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．如图所示，对小环受力分析，根据相似三角形知识可知， 即轻绳上的拉力大小 圆对小环的作用力大小，选项A正确、B错误； CD．同理可知，根据，仅减小绳长l，圆对小环的作用力大小不变，选项CD错误。 故选A。 4. 一质点运动的x-t图像为如图所示的一段抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. 质点做曲线运动 B. 质点做加速度大小为20 m/s2的匀变速直线运动 C. 质点做加速度先减小后增大的直线运动 D. 质点在0～1 s内的平均速度为20 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．x-t图像反映的是质点在一条直线上的位置随时间变化的情况，图线是曲线是因为位置随时间变化不均匀，并不是曲线运动，故A错误； B．x-t图像为如图所示的一段抛物线，说明质点在做匀变速直线运动，根据公式，将图中坐标（2,0）、（1,10）分别代入可得 ， 故B正确； C．匀变速直线运动加速度不变，故C错误； D．质点在0～1 s内的平均速度为 故D错误。 故选B。 5. 如图为氢原子的能级示意图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并向外辐射出不同频率的光子，这些氢原子（　　） A. 从能级跃迁到能级辐射出光子的波长最小 B. 向低能级跃迁时只能辐射出4种不同频率的光子 C. 这些光子有3种能使逸出功为的金属发生光电效应 D. 至少需要吸收的光子才能使能级的氢原子发生电离 【答案】C 【解析】 【详解】A．由可知，跃迁辐射的光子能量越小，波长越长。 从能级跃迁到能级辐射出光子的能量最小，因此该跃迁对应波长最长，故A错误； B．大量氢原子从向低能级跃迁，可能的光子种类为种，故B错误； C．发生光电效应的条件是光子能量 ，；，；，；，；，；， 综上，符合条件的跃迁有3种，故C正确； D．电离是指电子从跃迁到无穷远，所需能量为，故D错误。 故选C。 6. 一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为的平盘，盘中有一物体，质量为m，弹簧的长度比其自然长度伸长了L。现向下缓慢拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内，则（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 刚刚松开手时盘对物体的支持力等于 C. 刚刚松开手时物体的加速度等于 D. 刚刚松开手时盘的加速度等于 【答案】C 【解析】 【详解】A．当盘和物体静止时，由胡克定律可得： 解得弹簧的劲度系数为，故A错误； BCD．设使弹簧再伸长ΔL时手的拉力大小为F，再由胡克定律及平衡条件可得 解得 刚松手瞬时弹簧的弹力没有变化，则以盘和物体整体为研究对象，所受合力大小等于F，方向竖直向上，设刚松手时，加速度大小为a，根据牛顿第二定律得 对物体，由牛顿第二定律可得FN-mg=ma 解得 故C正确，BD错误。 故选C。 7. 如图所示，白色传送带保持速度逆时针转动，现将一质量为的煤块轻放在传送带的端，煤块与传送带间动摩擦因数，传送带两端距离，传送带倾角为，以下说法正确的是（　　）（） A. 煤块从端运动到端摩擦力不变 B. 煤块从端运动到端所经历的时间为 C. 煤块从端运动到端痕迹的长度为 D. 煤块从端运动到端相对传送带的相对位移为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．煤块刚放上传送带时，传送带对煤块的滑动摩擦力方向沿斜面向下，大小为 运动加速度大小为 则煤块速度达到传送带速度的时间为 位移为 煤块速度达到传送带速度后，传送带对煤块的滑动摩擦力方向沿斜面向上，大小为 运动加速度大小 根据运动学公式则有 解得 则煤块从端运动到端所经历的时间为 故A、B错误； CD．煤块速度达到传送带速度时，相对位移大小 物块速度达到传送带后相对位移的大小 煤块从端运动到端留下的痕迹长度 煤块从端运动到端相对传送带的位移的大小 故C错误，D正确； 故选D。 8. 有一个质量为3kg的质点在直角坐标系Oxy所在的平面内运动，x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点所受的合外力为4.5N C. 质点的初速度大小为5m/s D. 质点初速度的方向与合外力的方向垂直 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从题图甲可知，质点在x方向上做初速度为v0＝3m/s的匀加速直线运动，加速度为 从题图乙中可知，质点在y方向上做匀速直线运动，速度为 所以质点受到的合力恒定，但初速度方向和合力方向不共线，做匀变速曲线运动，A错误； B．根据牛顿第二定律可得质点受到的合力为 F＝ma＝4.5N B正确； C．质点的初速度为 C正确； D．质点的合力方向沿x正方向，初速度方向在x、y轴之间，故夹角不为90°，D错误。 故选BC。 9. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的核反应是一个氘核和一个氚核生成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程为，其中x为质子 B. 该核反应过程中释放的能量约为17.6MeV C. 氘核的核子平均质量比氦核大 D. 该反应属于α衰变，要使其反应速率减慢，应将镉棒插入深些 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，x的质量数为1，电荷数为0，所以x为中子，不是质子，故A错误； B．该核反应过程中的质量亏损为 解得 根据质能方程可知反应释放的能量为 解得 可知该核反应过程中释放的能量约为17.6MeV，故B正确； C．该反应为轻核聚变，反应过程中释放能量，存在质量亏损，生成物的比结合能大于反应物的比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，核子平均质量越小，因此氘核的核子平均质量比氦核大，故C正确； D．该核反应属于轻核聚变，不属于α衰变，且将镉棒插入深些是控制核裂变反应堆中反应速率的方法，不能用来控制核聚变，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，能绕O点转动的水平圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为m的物块A、B，它们与圆盘间动摩擦因数均为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块用一长度为L的轻绳连接，且A、B和O点恰好构成一边长为L的正三角形。现使两个物块随圆盘一起以不同的角速度做匀速圆周运动（重力加速度为g），则（　　） A. 当圆盘的角速度为时，轻绳上开始出现拉力 B. 若两物体始终与圆盘保持相对静止，圆盘角速度不能超过 C. 在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，轻绳上的拉力大小为 D. 在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，烧断轻绳，两物体将做离心运动 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当轻绳上恰好开始出现拉力时，两物块恰好由最大静摩擦力提供向心力，则有 解得 A正确； B．当物块恰好发生相对滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，令轻绳拉力为T，摩擦力与过物块的半径方向之间的夹角为，则有 ， 解得 令 对该函数求导 令该导数等于0时，解得 则解得角速度的最大值 即若两物体始终与圆盘保持相对静止，圆盘角速度不能超过，B正确； C．根据上述，解得若两物体始终与圆盘保持相对静止，轻绳拉力最大值为 C错误； D．根据上述可知，当圆盘以最大角速度，物块与圆盘恰好保持相对静止时的向心力为 可知，此时若烧断轻绳，静摩擦力已经不能再提供向心力，则两物体将做离心运动，D正确。 故选ABD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。 轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小桶； 开始时，小桶装有砝码，整个实验装置处于静止状态； （1）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的________（选填“A”“B”或“C”）点； （2）剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于________； A. 砝码的重力大小 B. 小桶和砝码的重力大小 C. 手机的重力大小 D. 弹簧对手机的拉力大小 （3）改变小桶中砝码质量，重复步骤（1），获得多组实验数据并绘制a—F图像如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内，_____________________； （4）如图丁所示，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制a—m图像，获得一条斜率为k，截距为b的直线，则可推算出手机的质量为________（选用k、b、g表示）。 【答案】（1）A （2）B （3）手机质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比 （4） 【解析】 【小问1详解】 前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做（近似）简谐运动，故第一个峰值即为我们要的绳子被剪断时的瞬时加速度，故选“A”点； 【小问2详解】 剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小来不及发生变化，手机受到的合力大小F等于小桶和砝码的重力大小。 故选B。 【小问3详解】 由丙图知，图像为过原点的一条直线，根据图像可以得到的结论，当手机的质量一定时，在误差允许的范围内，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 【小问4详解】 绳子剪断前，设弹力为F，小桶质量为m0，手机质量为M，对手机由平衡条件知 绳子剪断后，对手机由牛顿第二定律有F-Mg=Ma  联立可得 图丁中图像的斜率为k，即 解得 12. 某实验兴趣小组用两块玻璃板、垫片和CCD器件测量光的波长及介质折射率。在玻璃板上端放置垫片，下端紧靠在一起，构成一个“V”形槽，并将“V”形槽前后两侧密封，其截面图如图所示，截面两边夹角很小且边长相等，实验步骤如下： A．用刻度尺测量两玻璃板交点到上端的距离； B．用螺旋测微器测量垫片的厚度； C．将槽固定，使右侧玻璃板竖直，让一束平行激光水平入射，在入射侧利用CCD器件采集条纹图像，利用数字图像处理技术获得相邻两亮条纹间的距离为； D．将未知液体注入槽内，使其充满容器，再次测量相邻两亮条纹间的距离为。 请回答以下问题： （1）实验所用激光的波长为________（用实验测得数据符号表示）； （2）未知液体的折射率为________（用实验测得数据符号表示）； （3）注入液体后，观察相邻两亮条纹间距________（选填“变大”“变小”或“不变”），要使条纹间距便于测量，可采取的措施是________。 【答案】（1） （2） （3） ①. 变小 ②. 减小垫片的厚度 【解析】 【小问1详解】 设“V”形槽的夹角为，由几何关系可得 相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 【小问2详解】 注入液体后，相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 将代入上式，解得 【小问3详解】 [1]注入液体后，由，可知 即相邻亮条纹间距变小。 [2]相邻两亮条纹间距 其中、、均为定值，要增大条纹间距便于测量，可减小垫片的厚度。 13. 某次滑雪时，一运动员从助滑雪道上的A点以大小的初速度沿助滑雪道匀加速直线滑下，运动员从A点滑到距A点的P点所用的时间，然后经U形滑雪道从B点沿雪坡向上离开雪道（U形滑雪道两侧雪坡的倾角均为），最后经过最高点M后在缓冲坡上着陆。运动员的质量，M点正好位于水平平台和缓冲坡的衔接点C的正上方处，缓冲坡与水平面的夹角，取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求 （1）运动员沿助滑雪道运动时受到的阻力大小； （2）从运动员经过M点开始计时，运动员运动到与缓冲坡距离最远处所需要的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 运动员从A到P，根据运动学公式可得 代入数据解得 对运动员受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 运动员从B到M做斜抛运动，在竖直方向有 解得运动员在B的竖直分速度大小为 则运动员在M的速度大小为 当运动员运动到与缓冲坡距离最远处时，速度方向与缓冲坡平行，即速度与水平方向的夹角等于，则有 解得 14. 某款智能手机可以直接显示手机所处环境的压强和温度，某科创小组想利用智能手机的这种功能测量一形状不规则又易溶于水的物体密度，他们自制了“测量筒”，测量筒由上端开口的隔热性良好且可电加热的圆柱形气缸和横截面积为S＝0.15 m2的隔热性良好的轻质活塞组成。具体操作如下： 第一步：如图甲所示，将手机放入测量筒，放上活塞，稳定后，手机显示压强P1＝1.012×105 Pa； 第二步：如图乙所示，在活塞上轻放待测物体，稳定后，手机显示压强P2＝1.022×105 Pa； 第三步：如图丙所示，把待测物体也放入气缸里，再放上活塞，稳定后，手机显示温度t1＝17℃时，测得活塞到气缸底部高度h＝0.60 m。然后开启电热丝加热一段时间，稳定后，手机显示温度t2＝46℃时，测得活塞上升了Δh＝0.02 m。 （封闭的空气视为理想气体，忽略一切摩擦，待测物体的体积始终不变，不计电热丝和手机的体积） （1）第二步中，在活塞上轻放待测物体前后，筒内气体的温度_______（填“升高”、“降低”或“不变”），筒内气体单位时间撞击活塞的分子数_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）求待测物体体积V是多少？ （3）第二步中，筒内气体在放上待测物前后的两种稳定状态分别记为状态A、状态B。由状态A到状态B，筒内气体的压强p随体积V的变化可近似地视为线性变化，如图丁所示，求此过程中气体的内能变化了多少？ 【答案】（1） ①. 升高 ②. 增大 （2） （3）101.7 J 【解析】 【小问1详解】 [1]气缸和活塞隔热，气体与外界无热交换 放上物体后活塞下降，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律 可得，气体内能增加，理想气体内能仅与温度有关，因此温度升高； [2]气体压强增大，体积减小，单位体积内分子数增多，且温度升高分子平均动能增大，因此单位时间撞击活塞的分子数增大。 【小问2详解】 第三步，设待测物的体积为，则初状态， 末状态， 等压变化，由盖-吕萨克定律得 得 【小问3详解】 第二步中，外界对气体做功 过程绝热，Q＝0 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q 得ΔU＝101.7 J 15. 如图，倾角为、足够长的光滑斜面体固定在水平地面上，其顶端放有质量的形框，其EF边与斜面底边平行，棒平行于斜面底边且两端置于形框上，初始时与相距。现让棒与形框同时由静止开始下滑，棒下滑距离后到达图示两虚线区域的上边界（两虚线与斜面底边平行），开始受到一个“神秘力”的持续作用，棒在两虚线间做匀速直线运动，直至离开两虚线间区域。当棒离开两虚线区域的下边界的瞬间，U形框的EF边正好到达两虚线区域的上边界，也开始受到一个“神秘力”的持续作用，从边进入两虚线区域开始，形框也做匀速直线运动，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知只有棒或者形框的边在图示两虚线间滑动时才会受到“神秘力”的作用，并且“神秘力”的大小跟棒或者边的速度大小成正比，即，比例系数，方向始终与其速度方向相反。重力加速度取，。求： （1）棒刚进入两虚线区域时的速度大小； （2）棒的质量以及棒与U形框之间的动摩擦因数； （3）U形框匀速运动的距离。 【答案】（1）1.5m/s （2）0.02kg，0.375 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，棒和框在没有进入两虚线间前一起做匀加速直线运动，设棒的质量为m，二者一起运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得 解得 设棒刚进入两虚线间时的速度大小为v0，根据运动学公式可得 解得 【小问2详解】 棒进入虚线区域时受到的“神秘力”方向沿斜面向上，大小为 代入数据解得 此过程中棒受到框给它的滑动摩擦力f沿斜面向下，对棒，因其匀速运动，有， 此时U形框受到棒给它滑动摩擦力方向沿斜面向上，正向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 设U形框刚进入两虚线区域的速度为v1，根据运动学公式可得 U形框进入两虚线间匀速运动，受到的“神秘力”大小为， 联立解得，，，，， 【小问3详解】 设两虚线区域的宽度为d，棒在两虚线间运动的时间为t1，这段时间内棒匀速运动，而U形框做匀加速直线运动，有 解得 两虚线区域的宽度 棒出虚线区域时速度小于U形框的速度，因此受到沿斜面向下的滑动摩擦力，做加速运动，设其加速度大小为a2，则有 解得 设再经过时间为t2，棒与U形框共速，则有 解得 此过程U形框匀速运动的距离为 经分析，当二者共速时，U形框还在两虚线间区域（x<0.3m），此后，U形框无论是在两虚线间还是离开两虚线下边界后，都不会再匀速运动，故U形框匀速运动的距离为。 第1页/共1页 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