辽宁省大连市第二十三中学2025-2026学年高二下学期期末物理试卷

**基本信息** 以无人机运输、摩托车赛事等真实情境为载体，融合运动学、电磁学等核心知识，通过基础辨析与综合应用梯度设计，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|位移概念、光电效应方程、理想气体p-V图像|结合物流运输情境考查运动学基本概念，通过波长变化分析光电效应规律| |多选题|3/18|圆环动力学、光的全反射、板块相对运动|设置速度-时间图像分析，结合光纤检测气泡情境考查全反射条件| |实验题|2/16|双缝干涉、牛顿第二定律验证|通过调节遮光时间平衡摩擦力，考查实验操作与数据处理能力| |计算题|3/38|匀变速运动、热力学定律、带电粒子在电场中运动|以摩托车赛事为背景综合运动学与圆周运动，结合气缸模型应用热力学第一定律|

2025-2026学年辽宁省大连市第二十三中学高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q，两种方式中一定相同的是(    ) A. 路程 B. 位移 C. 平均速率 D. 平均速度 2.不同材料的金属板M、N的逸出功分别为和。用波长为的光照射，M、N均能发生光电效应，出射光电子的最大初动能分别为和；改用波长为的光照射，仅M能发生光电效应，出射光电子的最大初动能为。则(    ) A. B. C. D. 3.一定质量的理想气体，经历的状态变化过程，外界对气体做的总功为W，气体内能的总改变量为，若，，则该过程的图像可能为(    ) A. B. C. D. 4.如图，农民伯伯挑玉米时用双手分别抓住轻绳的O、点处，某时刻绳OA、与竖直方向的夹角均为，手对绳的作用力分别垂直于OA、，所有作用力在同一竖直平面内，此时人和物均处于平衡状态。已知每筐玉米质量为m，扁担质量也为m，重力加速度大小为g，忽略筐的质量，则此时扁担对肩膀的作用力大小为(    ) A. B. 2mg C. 3mg D. 5.如图所示运动员在篮球场上投篮球，篮球出手时的初速度与水平方向之间的夹角为，篮球直接落入篮筐中心，篮球入筐瞬间速度方向与水平方向之间的夹角为。已知运动员出手点到篮筐中心的水平距离为，取重力加速度，，，忽略空气阻力，则篮球出手时的初速度大小是(    ) A. B. C. D. 6.如图所示，竖直放置的一光滑大圆环，半径为R，圆心为O。一根轻绳一端固定在大圆环的最高点，另一端连接质量为m的小圆环，小圆环套在大圆环上。系统静止时细绳与竖直方向的夹角为。现使大圆环绕过圆心O的竖直轴以角速度匀速转动，重力加速度为g。在角速度从0逐渐增大，但小圆环未沿大圆环滑动的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 时大圆环对小圆环的弹力指向圆心 B. 时绳上拉力大小为mg C. 角速度增大到时，大圆环对小圆环的弹力为零 D. 大圆环对小圆环的弹力比细绳对小圆环的拉力先达到零 7.一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块A相连。如图所示，质量为m的小物块B紧靠A静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x。从开始，对B施加沿斜面向上的外力，使B始终做匀加速直线运动，经过一段时间后物块A、B分离，再经过同样长的时间，B距离出发点也为x，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是(    ) A. 弹簧的劲度系数 B. A、B分离时弹簧弹力为 C. 物块B的加速度为 D. 经过时间，A、B分离 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.一个质量为m的圆环套在一根足够长、固定的水平粗糙直杆上，如图所示。现给环一个向右的初速度，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小随速度变化关系为其中k为大于0的常数，则环运动的速度-时间图像可能为(    ) A. B. C. D. 9.图中底端为锥形且顶角为的直光纤，可用于检测流动液体中的空气泡，某单色光从光纤顶端左部入射，平行于轴线方向传播，探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强，已知锥面外为空气时，该单色光在锥面恰好发生全反射，空气折射率取1，被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有(    ) A. 此光纤对该单色光的折射率为2 B. 该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的 C. 锥面浸入液体过程中，探测到的光强相对于浸入液体前变弱 D. 锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明检测到气泡 10.如图，足够长的竖直板C固定不动，C内部有电磁铁，B为长木板，铁块A始终受到电磁铁的水平方向的吸引力，吸引力随时间变化的图像如图所示。已知A、B的质量均为m，重力加速度g取，A、B之间的动摩擦因数，B、C之间的动摩擦因数。初始时A位于B板上端，时刻，A、B由静止释放，A不离开长木板B。下列说法正确的是(    ) A. 内，A的加速度为 B. 内，B的加速度为 C. 时，A相对B滑动的距离为 D. 长木板B的最小长度为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.用图甲的装置研究光的干涉现象。某次实验用绿色激光照射缝屏上的双缝，在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。图乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： 若双缝竖直，则光屏上出现一系列        填“水平”或“竖直”的明暗相间的条纹 测得A区域中两个光照强度极值对应的位置坐标值为和，利用公式可得        用l、d、和表示。其中l为双缝到光屏的距离，d为双缝间的距离 不改变光的种类，增大激光器的发射功率，光照强度分布图发生的变化是        。 A.相邻光照强度峰值处水平间距变小 B.光照强度的峰值变大 若改用功率相同的红色激光照射，光屏上条纹间距        选填“变大”“不变”或“变小” 12.某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验，使用的器材有：直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示，光电门1、2分别固定在导轨A、B处，遮光条安装在小车上，连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为m的钩码，定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为g。实验步骤如下： ⅰ用天平测量小车和遮光条的总质量M，用刻度尺测量A、B间的距离s，用游标卡尺测量遮光条的宽度d。 ⅱ调节导轨倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似______。 ⅲ从左侧细绳取下n个钩码挂到右侧细绳，再从导轨左端静止释放小车，用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。 回答下列问题： 补充上步骤ⅱ中横线处的实验步骤 步骤ⅱ操作的主要目的是       由牛顿第二定律，小车的加速度大小        用m、M、g和n表示 步骤ⅲ中测得的小车加速度大小        用d、s、和表示 该同学根据测出的多组a、n值，作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线，则可以验证：质量一定时，物体的加速度与所受合外力成       若图像明显不过原点，原因可能是______单选，填标号 A. 步骤ⅲ中小车没有从静止释放 B. 步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当 C. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.2026年张雪机车在世界超级摩托车锦标赛中获得三连冠，成为本赛季最大黑马。在匈牙利站的比赛中，53号车手德比斯驾驶张雪机车，由起点沿直线赛道从静止出发，以加速度加速后，获得的速度。为了安全通过弯道，机车需减速至，已知机车减速最大加速度为，设加速和减速过程均视为匀变速直线运动，车手和机车总质量，取重力加速度大小。求： 机车匀加速时间t 机车匀减速距离s至少为多少 若通过水平弯道的运动可视为半径的匀速圆周运动，求过弯道过程中地面对机车作用力的大小结果用根式表示 14.如图所示，竖直轻杆一端固定于O点，另一端连接活塞，导热良好的薄壁气缸通过活塞密封一定质量的理想气体，水平台面上有一尺寸较小的压力传感器。初始时，气缸保持静止，活塞底部与汽缸底部的距离为，气缸底部与压力传感器上表面的距离为，环境温度为。缓慢升高环境温度，气缸向下运动，恰好与压力传感器接触，此过程气缸内气体内能增加了102J；继续升高环境温度，直至压力传感器示数为200N。已知气缸质量为，大气压强恒为，气缸底面积为，活塞一直未脱离汽缸，不计一切摩擦。求： 初始状态下气缸内气体压强 从初始状态至气缸接触压力传感器，气缸内气体吸收的热量Q 压力传感器示数为200N时，气缸内气体的热力学温度 15.如图，水平边界M下方足够大的空间内存在水平向左的匀强电场，场强大小未知。两个质量相等的带正电小球A、B电荷量之比为1：3，在M上方等高处分别以大小为和的初速度同时水平反向抛出，初始时两球间距离为d，A球进入电场时速度方向与边界M成角，在电场中做直线运动。不计空气阻力、小球大小和电荷间的作用力，重力加速度为g，在两球碰撞前，求： 刚开始时小球距水平边界M的高度 球在电场中运动过程中的最小速度 从进入电场开始，经多长时间两球相距最远，此时两球间的距离为多少 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q，两种方式货物的运动轨迹不同，时间也不一定相等，但物体的初末位置相同，可知位移一定相同，路程，平均速率和平均速率都不一定相同，故B正确，ACD错误。 故选：B。 根据路程、位移、平均速率和平均速度等概念进行分析判断。 考查运动学的基本概念，熟记各个概念，加强对相应概念的理解，属于基础题。 2.【答案】D  【解析】解：A、用波长为的光照射时，逸出功为的金属板M能发生光电效应，逸出功为的金属板N不能发生光电效应，结合光电效应发生的条件可知，故A错误； B、结合光电效应发生的条件可知，能使M、N两金属板均发生光电效应的光能量更大，即，可知，故B错误； C、根据光电效应方程有、，结合 得，故C错误； D、又 结合 得，故D正确。 故选：D。 根据光电效应方程，结合”照射时M、N均发生光电效应，照射时仅M发生”的条件，比较逸出功大小及不同波长下的最大初动能关系。 本题考查光电效应方程的应用，核心是通过“能否发生光电效应”判断逸出功大小，通过“波长变化”分析光子能量变化对最大初动能的影响，逻辑清晰但需注意条件约束。 3.【答案】A  【解析】解：外界对气体做的总功为，说明气体对外界做的总功为正，在图像中，气体膨胀过程曲线下方的面积应大于压缩过程曲线下方的面积。 气体内能的总改变量为，说明气体的末状态温度低于初状态温度。对于一定质量的理想气体，根据可知，末状态的pV乘积应小于初状态的pV乘积，即。 A、在过程中气体膨胀，外界对气体做负功；在过程中气体压缩，外界对气体做正功。由于过程的压强始终大于过程对应的压强，因此膨胀过程气体对外界做的功大于压缩过程外界对气体做的功，故外界对气体做的总功；又因为且，所以，气体的温度降低，内能减小，即，故A正确； B、在过程中，压缩过程的压强高于膨胀过程的压强，外界对气体做的总功，故B错误； C、在过程中，，气体总体积减小，外界对气体做正功，即，故C错误； D、在过程中，等容降压，；膨胀，外界对气体做负功，故总功。但由图可知且，则，气体温度升高，内能增加，即，故D错误。 故选：A。 一定质量理想气体经历的状态变化，已知外界对气体总功为负，内能总变化量为负。图像中过程曲线与横轴围成的面积对应做功大小，体积膨胀时外界对气体做负功，体积压缩时做正功，总功为负说明气体对外做功的总量大于外界对气体做功的总量。理想气体内能仅与温度正相关，内能减小说明末态温度低于初态，对应末态的pV乘积小于初态的pV乘积，结合两个条件匹配对应图像即可。 本题考查热学模块中理想气体的状态变化规律，涉及图像的物理意义、理想气体内能的决定因素、气体做功的判断方法、理想气体状态方程的应用多个知识点。题目难度中等偏上，计算量极小，核心考查学生对图像信息的提取能力以及多个热学规律的整合运用能力，需要学生准确理解图线围合面积的做功含义、pV乘积与温度的对应关系，能有效检验学生的逻辑推理能力。 4.【答案】B  【解析】解：先对左侧O点进行受力分析：O点受到玉米筐向下的拉力mg、绳OA的拉力T、手垂直于OA的作用力。将重力沿平行OA、垂直OA方向分解，如图所示： 根据平衡条件，沿OA方向合力为零，可得 同理，右侧绳的拉力大小也为 将绳OA、的拉力沿竖直方向分解，单根绳子拉力的竖直分量 两侧绳子拉力总的竖直向下分量 选取扁担为研究对象，扁担受到自身重力mg、两段绳子施加的竖直向下总分量mg，肩膀对扁担向上的支持力N。根据平衡条件；依据牛顿第三定律，扁担对肩膀的作用力大小为2mg，故ACD错误，B正确。 故选：B。 对结点受力分析，将玉米筐重力沿平行、垂直绳OA方向分解，由平衡条件求出两侧细绳拉力；把细绳拉力沿竖直方向分解，算出两段绳子向下总的竖直分力；选取扁担作为研究对象，结合扁担自身重力利用平衡条件求出肩膀的支持力，根据牛顿第三定律得到扁担对肩膀作用力大小。 本题考查多个结点的共点力平衡问题，运用力的正交分解法求解分力，先后选取结点、扁担作为不同研究对象进行隔离分析，同时结合牛顿第三定律完成作用力与反作用力转换，检验多物体体系受力分析的思路。 5.【答案】A  【解析】解：设向上为正方向，篮球进入篮筐的瞬间其速度大小为v，初速度大小为，由于篮球做斜抛运动，其抛出时与落入篮筐时水平方向速度大小相等，有，解得：，设入筐时竖直分速度大小为，则有：，方向竖直向下，设篮球从投出到落入篮筐中心所用的时间为t，在竖直方向，则有：，解得：，在水平方向则有：，联立解得：，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据运动的合成与分解求出抛出时和到达篮球框中心时篮球的水平方向的分速度，根据竖直和水平方向的运动规律求出初速度的大小。 本题是对斜抛运动规律的考查，解决此类问题的关键是知道分解篮球的运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀变速直线运动。 6.【答案】D  【解析】解：AB、设小圆环所在位置P与圆心O的连线跟竖直向下方向的夹角为。由几何关系可知，在大圆环圆心O、悬点与小圆环P构成的中，。已知细绳与竖直方向夹角，根据等腰三角形性质可知，因此，即半径OP与竖直向下方向的夹角。当时，小圆环静止，受重力mg、细绳拉力T和大圆环对它的弹力假设方向背离圆心向外。根据正交分解列平衡方程：水平方向：竖直方向：联立解得：，。可见此时大圆环对小圆环的弹力背离圆心，且拉力大小不等于mg，故AB错误； CD、当大圆环以角速度匀速转动时，小圆环未滑动，其做圆周运动的半径。设指向转轴为水平正方向，重力加速度向上为竖直正方向，根据牛顿第二定律有：水平方向：竖直方向：联立上述两式解得：细绳拉力，大圆环对小圆环的弹力。将代入弹力表达式可得，故C错误；令，解得弹力达到零时的角速度；令，解得拉力达到零时的角速度。由于，故随着逐渐增大，大圆环对小圆环的弹力比细绳对小圆环的拉力先达到零，故C错误，D正确。 故选：D。 先通过几何关系确定小圆环的位置、各作用力的夹角以及转动时的圆周运动轨道半径，角速度为0时对小圆环做受力分析，利用共点力平衡条件分析细绳拉力与大圆环弹力的大小和方向，角速度不为0时小圆环做匀速圆周运动，竖直方向合力为零，水平方向合力提供向心力，推导两力随角速度的变化规律即可完成判断。 本题考查共点力平衡、圆周运动向心力规律、牛顿第二定律的综合应用，属于中等偏上难度题目。解题需先结合几何关系确定小圆环的位置参数，再分别对静止、转动两种状态下的小圆环开展受力分析，通过正交分解推导弹力、拉力与角速度的函数关系，进而判断临界状态。整体计算量适中，若几何关系梳理或弹力方向判断出现偏差易出错，能有效锻炼学生的几何建模能力、动态受力分析能力与临界问题推导能力。 7.【答案】C  【解析】解：A、初始状态下物块A、B静止在光滑斜面上，将A、B视为一个整体，沿斜面方向弹簧弹力与整体重力的分力平衡，有，解得弹簧的劲度系数为：，故A错误； B、设A、B两物块经过时间t分离，这段时间内物块B做匀加速直线运动，位移为，根据题意可知再经过同样长的时间t，即总时间为2t时，B距离出发点的位移为x，有，可得分离时B的位移为：，此时弹簧的压缩量为初始压缩量减去B的位移，即为：，由胡克定律可得弹簧的弹力为：，故B错误；C、A、B两物块分离的临界条件是两者间的弹力为零，此时它们的加速度仍相同，对物块A，沿斜面方向有：，解得加速度为：，故C正确； D、将分离时B的位移为：和加速度为，代入匀加速直线运动的位移公式，可得：，故D错误。 故选：C。 利用初始静止状态的受力平衡求出弹簧的劲度系数；根据匀加速直线运动的位移关系确定物块分离时的位置；利用分离时两物块间弹力为零、加速度相同的临界条件；结合牛顿第二定律求出加速度；根据匀加速直线运动的位移公式推导分离时间。 本题考查弹簧连接体在斜面上的动力学问题，重点涉及受力平衡、牛顿第二定律、匀加速直线运动规律的综合应用，以及两物块分离的临界条件分析，检验了对连接体问题的分析与计算能力。 8.【答案】AD  【解析】解：若初速度满足，则圆环与直杆之间没有弹力，没有摩擦力，所以圆环做匀速直线运动，故A正确； B.若初速度满足 则圆环上端与直杆有摩擦力，根据牛顿第二定律 可知圆环加速度向左，做减速运动，根据可知外力逐渐减小；竖直方向有 可知弹力变大，摩擦力变大，加速度变大，图像斜率的绝对值变大，直至速度减为0，故BC错误； D、若初速度满足 则圆环下端与直杆有摩擦力，根据牛顿第二定律 可知圆环加速度向左，做减速运动，外力随之减小，竖直方向有 弹力变小，摩擦力变小，加速度变小，当速度减到时，圆环做匀速直线运动，故D正确。 故选：AD。 根据受力分析确定环的运动情况，当环受到合力向下时，随着环做减速运动向上的拉力逐渐减小，环将最终静止，当环所受合力向上时，随着环速度的减小，竖直向上的拉力逐渐减小，当环向上的拉力减至和重力大小相等时，此时环受合力为0，杆不再给环阻力环将保持此时速度不变做匀速直线运动，当环在竖直方向所受合力为0时，环将一直匀速直线运动，由此分析。 注意当环在竖直方向所受合力为0时，此时杆对环不再有阻力作用，环在水平方向受平衡力，将保持此时的速度做匀速直线运动，由此可分三种情况对环进行受力分析从而确定环的受力情况和运动情况。 9.【答案】BCD  【解析】解：A、光恰好发生全反射的光路图如图所示： 由几何关系可知，由折射率于全反射临界角关系可知，代入数据可得，故A错误； B、由折射定律可知光在光纤中的传播速度，代入数据可得，故B正确； C、浸入液体前，光在锥面发生全反射现象，浸入液体后，由于被测液体折射率大于此光纤折射率，光从光疏介质射入光密介质，在锥面同时发生折射和反射现象，则探测到的光强变弱，故C正确； D、锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明有部分光在锥面发生了全反射现象，即锥面接触到了气泡，故D正确。 故选：BCD。 A、画出光恰好发生全反射的光路图，根据几何光学分析临界角，根据临界角于折射率关系计算折射率； B、根据折射定律分析； C、浸入液体前，光在锥面发生全反射现象，浸入液体后部分光发生折射，则探测到的光强变弱； D、有气泡接触光纤时，部分光会发生全反射现象。 考查了光的折射现象和全反射现象的分析方法，熟练掌握常用的表达式和全反射的发生条件。 10.【答案】BC  【解析】解：AB、在内，假设A、B均发生滑动，A、B之间也发生相对滑动，对A，根据牛顿第二定律可得：，代入数据可得：，对B，根据牛顿第二定律可得：，代入数据可得：，故A错误，B正确； CD、在内，A运动的位移为：，B运动的位移为：，A相对于B滑动的距离为：，当 时，A的速度为：，B的速度为：后，，对A根据牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，对B、根据牛顿第二定律可得：，代入数据可得：运动的位移的大小为：运动的位移的大小为：长木板B的最小长度为：，代入数据可得：，故C正确，D错误。 故选：BC。 依据吸引力分段变化，结合动摩擦因数求解各接触面摩擦力，用牛顿第二定律分阶段求A、B加速度，再通过匀变速运动公式计算各时间段相对位移，累加得木板最小长度并分析选项。 本题为多阶段竖直板块综合题，受力分析分段细节多，综合考查牛顿第二定律与匀变速运动相对位移计算。 11.【答案】【小题1】 竖直 【小题2】 【小题3】 B 【小题4】 变大   【解析】解：干涉条纹与双缝平行，双缝竖直，则光屏上出现一系列竖直的明暗相间的条纹； 、之间包含4个相邻亮纹间距，相邻条纹间距，由，变形得； 不改变光的种类，波长不变，相邻条纹间距不变；增大激光器发射功率，光强增大，光照强度峰值变大，故B正确，A错误。 故选：B。 红光波长大于绿光，由可知，光屏上条纹间距变大。 故答案为：竖直；；；变大。 干涉条纹与双缝平行，据此判断条纹方向； 先求出相邻亮纹间距，结合双缝干涉公式推导波长表达式； 光的波长不变，条纹间距不变，增大激光功率只会提升光的强度； 根据条纹间距公式，红光波长更长，判断条纹间距变化。 本题考查双缝干涉实验，解题关键是熟练运用双缝干涉条纹间距公式，区分光的波长、光强分别对条纹间距、条纹亮度产生的影响。 12.【答案】【小题1】 相等 【小题2】 平衡摩擦力 【小题3】 【小题4】 【小题5】 正比 【小题6】 B   【解析】解：平衡摩擦力后，小车在导轨上做匀速直线运动，因此通过两光电门的时间相等； 调节导轨倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等，因此步骤ⅱ操作的主要目的是平衡摩擦力。 从左侧细绳取下n个钩码挂到右侧细绳上，所受合力，其中 牛顿第二定律 小车的加速度大小 小车通过光电门1的速度 小车通过光电门2的速度 根据运动学公式 作出图像近似是一条通过原点的直线，物体的加速度与左侧细绳取下的钩码个数n成正比，由于所受合外力，则可以验证质量一定时，物体的加速度与所受合外力成正比。 根据实验原理可知，步骤ⅲ中小车没有从静止释放，不会造成图像明显不过原点，故A错误； B.步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当，没有完全平衡摩擦力，会造成图像明显不过原点，故B正确； C.根据实验原理，实验不需要钩码质量远小于小车和遮光条的总质量，故C错误。 故选：B。 故答案为：相等；平衡摩擦力；；；正比；。 平衡摩擦力后，小车在导轨上做匀速直线运动，据此分析作答； 根据实验原理、正确操作分析作答； 根据牛顿第二定律求解作答； 根据极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度分别求解小车通过光电门1、2的速度，根据运动学公式求解作答； 根据图像特征，结合合力与左侧细绳取下的钩码个数n的关系进行分析； 从左侧细绳取下的钩码个数，加速度不为零，应该是平衡摩擦力不当造成的。 本题主要考查了探究加速度与力、质量之间的关系的实验，要明确实验原理，掌握牛顿第二定律和运动学公式的运用。 13.【答案】【小题1】机车匀加速时间是5s 【小题2】机车匀减速距离s至少为135m 【小题3】过弯道过程中地面对机车作用力的大小是   【解析】解：根据可知，机车匀加速时间 由可知，机车匀减速距离 水平方向，由牛顿第二定律得 竖直方向上，由平衡条件得 地面对机车作用力大小 代入数据解得 答：机车匀加速时间是5s； 机车匀减速距离s至少为135m； 过弯道过程中地面对机车作用力的大小是。 根据匀变速直线运动的公式求解。 根据匀变速直线运动的公式求解。 应用牛顿第二定律求解。 根据题意分析清楚机车的运动过程与运动性质，应用运动学公式与牛顿第二定律即可解题。 14.【答案】【小题1】初始状态下气缸内气体压强为 【小题2】从初始状态至气缸接触压力传感器，气缸内气体吸收的热量为152J 【小题3】压力传感器示数为200N时，气缸内气体的热力学温度为396K   【解析】解：设气缸内气体压强为，对气缸分析，有，解得：。 气缸恰好与压力传感器接触过程中，气体对外做功，解得：。由热力学第一定律，可得气缸内气体吸收的热量。 设缸内气体压强为，有，解得：。根据理想气体状态方程有，解得：。 答：初始状态下气缸内气体压强为。 从初始状态至气缸接触压力传感器，气缸内气体吸收的热量为152J。 压力传感器示数为200N时，气缸内气体的热力学温度为396K。 初始状态气缸静止受力平衡，对气缸做受力分析，明确其受到的大气压力、自身重力以及内部气体的压力，利用共点力平衡条件，结合已知的大气压强、气缸质量、气缸底面积，推导得到初始状态下气缸内的气体压强。 从初始到气缸接触传感器的过程中，气缸内气体做等压变化，体积膨胀对外做功，关联热力学第一定律，先确定气体对外做功的大小，结合题目给出的气体内能增加量，通过内能变化、做功与热量的对应关系，推导得到气体吸收的热量Q。 压力传感器有示数时，先对气缸做受力分析，结合传感器的作用力、大气压力、气缸重力，利用平衡条件得到末态气体的压强，明确初末态气体的压强、体积、温度参量，通过理想气体状态方程关联各参量，推导得到末态热力学温度。 本题属于热学板块中等偏上难度的综合解答题，考查受力平衡分析、理想气体状态方程、热力学第一定律三大核心考点，覆盖热学主干内容。设问梯度清晰，要求学生准确划分两个变化过程，对气缸正确受力分析判断气体压强，理清热力学第一定律中功的正负判定逻辑，能够有效锻炼学生的过程梳理能力、建模分析能力与规律综合应用能力，计算量适中，区分度较好。 15.【答案】【小题1】刚开始时小球距水平边界M的高度为 【小题2】B球在电场中运动过程中的最小速度为 【小题3】从进入电场开始，经时间两球相距最远，此时两球间的距离为   【解析】解：小球在进入电场前做平抛运动，将进入电场时的速度分解 竖直方向速度 小球距水平边界M的高度 。 球在电场中做直线运动，说明合力方向与速度方向共线。A球受重力和电场力， 设A球电荷量为q，质量为m，则 B球电荷量为3q，则电场力 设B球所受电场力和重力的合力与电场边界夹角为， ， 设B球进入电场时速度与电场边界夹角为， ， 速度大小 将速度分解为沿合力方向和垂直合力方向，则最小速度 两球在竖直分运动相同，水平速度相同时相距最远，则有，即 对A球，根据牛顿第二定律，有，解得 对B球，根据牛顿第二定律，有，解得 联立解得 。 答：刚开始时小球距水平边界M的高度为； 球在电场中运动过程中的最小速度为； 从进入电场开始，经时间两球相距最远，此时两球间的距离为。 根据速度的分解求刚开始时小球距水平边界M的高度； 根据牛顿第二定律和运动学公式求B球在电场中运动过程中的最小速度； 根据牛顿第二定律求出经多长时间两球相距最远。 有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系。根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；其二，功和能的关系。根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $