辽宁省大连市第二十高级中学2025-2026学年高二下学期期末物理试卷（D卷）

**基本信息** 以神舟发射、红山文化玉龙等真实情境为载体，覆盖力学、电磁学、光学等模块，通过分层设问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|超重失重、光的折射、LC振荡电路|结合神舟发射（科技前沿）、汽车玻璃（生活应用）设题| |多选题|3/18|竖直上抛运动图像、理想气体过程分析|通过图像辨析考查科学推理，区分等温与绝热过程| |实验题|2/14|油膜法测分子直径、插针法测折射率|注重误差分析与实验操作规范，体现科学探究| |计算题|3/40|理想气体状态方程、机械能守恒、板块模型|融合红山文化玉龙（文化传承）设计轨道问题，综合考查多过程建模能力|

2025-2026学年辽宁省大连市第二十高级中学高二(下)期末物理试卷(D卷) 一、单选题:本大题共7小题,共28分。 1.2026年5月24日,搭载“神舟二十三号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,宇航员在火箭发射的过程中要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是( ) A. 宇航员处于超重是因为其重力变大了 B. 宇航员处于失重是因为其重力变小了 C. 火箭加速上升时,宇航员自身重力大于座椅对其的支持力 D. 火箭加速上升时,宇航员自身重力小于座椅对其的支持力 2.有的汽车前挡风玻璃是由两层玻璃和中间的PVB胶层构成的夹层玻璃,能提高安全性。PVB是一种树脂,可视为均匀透明介质,胶层里偶尔残留有微小的球形空气气泡,简化示意如图,一细光束垂直射入,穿过胶层到达气泡内部发生折射,分成两束单色光a、b,则( ) A. 胶层对a光的折射率比对b光大 B. a光在胶层中的传播速度比b光大 C. a光频率比对b光大 D. b光从气泡中再射入胶层时可能发生全反射 3.依托LC电磁振荡电路可实现无线电波发射,某LC振荡电路工作时,下列说法正确的是( ) A. 电容器放电过程中,回路中电流增大,电场能转化为磁场能 B. 电容器放电完毕瞬间,回路电流为零,电场能最小 C. 增大电容器极板间距,回路振荡频率降低 D. 电磁波在空气中传播时,频率越高,波长越长,衍射现象越明显 4.关于下列四幅图的描述,正确的是( ) A. 甲图中电冰箱工作时能制冷说明热量自发地从低温物体传到高温物体 B. 乙图中左侧液体对容器壁不浸润,右侧液体对容器壁浸润 C. 丙图中的射线测厚装置,是利用了射线的穿透能力 D. 丁图中链式反应,铀块的体积大小是链式反应能否进行的重要因素 5.图甲中用大量处于能级的氢原子辐射的光,照射光电管的K极,只有一种可见光发生了光电效应,图乙为氢原子的部分能级图。已知可见光光子能量范围为,下列说法正确的是( ) A. 这些氢原子最多能辐射3种频率的可见光 B. 辐射光子中有4种频率能使该光电管发生光电效应 C. 光电管金属K的逸出功可能为 D. 若断开开关S,光电流一定会消失 6.某小组根据“张拉整体”结构原理制作了“互”字形模型,简化结构如图所示,模型上下两部分完全相同。用两根长线a、b和一根短线c连接两部分,当模型放置在水平地面上稳定静止时,细线都处于竖直绷紧状态,则( ) A. 地面对模型的支持力小于上下两部分重力之和 B. 细线c的拉力大于细线a、b拉力之和 C. 细线c的拉力小于上部分的重力 D. 细线a、b拉力之和等于下部分的重力 7.某科技园区两台无人配送小车沿平直路线同向巡航,时刻,乙车在甲车前方处。从该时刻开始,两车接到调度指令,同时调整巡航速度,此后两车运动的图像如图所示,下列说法正确的是( ) A. 前3s内甲车和乙车加速度大小之比1:2 B. 时,两车恰好相遇 C. 时,两车间距最小,间距为 D. 从计时起甲、乙两车相遇1次 二、多选题:本大题共3小题,共18分。 8.如图所示,将小球自A处竖直向上抛出。传感器记录的数据显示:自抛出起计时,经过时间和小球的速率相等。小球向上抛出后的位移、速度、运动时间分别用x、v、t表示。不计空气阻力,下列关于小球运动的图像可能正确的是( ) A. B. C. D. 9.一定质量的理想气体,由相同的初始状态,分别经历等温膨胀、绝热膨胀、等压膨胀三个热力学过程,体积从变为,图像如图所示,则( ) A. 曲线c为等温过程,曲线b为绝热过程 B. 曲线b为等温过程,曲线c为绝热过程 C. 等压膨胀过程中吸收的热量大于等温膨胀过程 D. 等温膨胀过程中吸收的热量大于等压膨胀过程 10.一个包裹以的初速度从右侧冲上了匀速运动的传送带,传送带速度向右大小为,假设传动带足够长,包集在传送带上经速度减为零,,则( ) A. 包裹与传送带间动摩擦因数为 B. 包裹1s时与传送带共速 C. 包裹与传送带共速后,受到传送带的静摩擦力作用 D. 内包裹在传送带上留下的摩擦痕迹为 三、实验题:本大题共2小题,共14分。 11.某组同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。已知配置的油酸酒精溶液每含有2mL纯油酸,用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入100滴时,测得其体积恰好是1mL。 往水面滴入油酸酒精溶液后形成了如图甲所示的油膜形状,下列说法正确的是_ A. 该形状是由于撒的痱子粉太少引起的 B. 该形状是由于向水面滴入溶液时离液面高度太高引起的 C. 按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大 D. 该实验使用的研究方法是理想化模型法 重新操作,得到如图乙所示油膜形状。一个小方格的边长为1cm。 ①计算轮廓面积时,轮廓内的方格大于半个的算一个,小于半个的舍去。图中油膜轮廓中大约有120个小方格,则油膜面积为 。 ②油酸分子直径的大小约为 m。此结果保留一位有效数字 12.某同学用“插针法”测定玻璃的折射率的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上。如图甲所示,在玻璃砖上侧部分竖直地插上两枚大头针,然后在玻璃砖下侧部分插上第三个大头针,使其挡住上侧部分两个大头针的像,再插上第四个大头针,使其挡住前两个大头针的像和第三个大头针。 下列哪些措施能够提高实验准确程度_ A. 选用上下光学表面间距大的玻璃砖 B. 选用粗的大头针完成实验 C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 D. 入射光线的方向尽量靠近玻璃砖表面 作出的光路图如图甲所示,入射光线和折射光线与玻璃砖边界的夹角分别为、,则玻璃砖的折射率 如图乙所示,该同学在实验中以玻璃砖为尺画出了玻璃砖边界,若其他操作正确,则折射率的测量值 准确值选填“大于”、“小于”或“等于” 另一位同学准确的画好玻璃砖界面和后,实验过程中不慎将玻璃砖向上平移了一些。如图丙所示,实验中若其他操作均正确,则折射率的测量值 准确值选填“大于”、“小于”或“等于” 四、计算题:本大题共3小题,共40分。 13.气压式升降椅内的汽缸填充了气体,通过汽缸上下运动来支配椅子升降。如图乙所示为其简易结构示意图,圆柱形汽缸与椅面固定连接,总质量为;横截面积为的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体,不坐人时测得封闭气体柱长度为。设汽缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。已知大气压强为,室内温度,重力加速度g取。现有一质量的人盘坐在椅面上。 若室内温度保持不变,求稳定后缸内气体柱长度为多少; 人盘坐稳定后再打开空调,在室内气温缓慢降至的过程中,外界对缸内气体所做的功。 14.赤峰市出土的红山文化玉龙是中华龙文化起源的重要象征,其造型呈C形卷曲状,如图甲所示。为呈现“龙吐玉珠”景观,设计图乙中的形如“玉龙”的细管轨道ABCDEF,轨道由半径为R的两段圆弧ABC、DEF及连接两圆弧的竖直细管CD组成,其中CD长为,、为两圆弧的圆心。轨道在竖直平面内,最高点E和水平出口点F的高度差为,轨道内壁光滑且各部分平滑连接,细管的内径远小于R,小球略小于管的内径,质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力。 若将小球由A口静止释放,求小球运动到轨道最低点B时受到的支持力大小; 若将小球由A口以不同的速度连续不断的射入,使所有小球都能从F口射出即可呈现“龙吐玉珠”景观。求小球落在水平地面上水平位移的最小值x。 15.如图所示,水平地面上静置一质量的长木板,木板上放置两个可视为质点的物块A、B。物块A质量,物块B质量。初始时刻物块A以的速度向左运动,物块B以的速度向右运动。A与木板间动摩擦因数,B与木板间动摩擦因数,木板与水平地面间动摩擦因数,最终A、B恰好分别到达木板左右两端且不脱离木板。重力加速度。求: 初始时刻物块A、物块B加速度大小 物块A速度减为零时,木板和物块B的速度分别是多大 长木板的长度 答案和解析 1.【答案】D 【解析】解:超重现象是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体所受重力的现象,失重现象是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体所受重力的现象,在此过程中宇航员真实的重力保持不变,故AB错误; 火箭加速上升时,宇航员具有竖直向上的加速度,设宇航员的质量为m,加速度大小为a,座椅对宇航员的支持力大小为,根据牛顿第二定律有 解得 可知,即宇航员自身重力小于座椅对其的支持力,处于超重状态,故C错误,D正确。 故选:D。 超重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向上的合力,加速度方向向上;失重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向下的合力,加速度方向向下。 解决本题的关键理解超失重的力学特征,注意不管超重还是失重,重力保持不变。 2.【答案】B 【解析】解:A、由光路图可知b光偏折程度较大,则胶层对b光的折射率较大,故A错误; B、由折射定律可知光在胶层中的传播速度,则a光在胶层中的传播速度较大,故B正确; C、光的频率越高,介质对光的折射率越大,则a光频率较小,故C错误; D、b光从气泡中再射入胶层时,光是由光疏介质进入光密介质,不可能发生全反射,故D错误。 故选:B。 A、根据光线的偏折程度比较折射率; B、根据折射定律比较光在胶层中的传播速度; C、光的频率越高,介质对光的折射率越大‘ D、光从光密介质接入光疏介质时才有可能发射全反射现象。 考查了光的折射现象下分析方法,熟练掌握折射率和传播速度、光的频率之间的关系。 3.【答案】A 【解析】解:AB、在LC电路中,电容器放电过程中,电路中的电流增大,电场能转化为磁场能。当放电完毕的瞬间,电路中的电流最大,电场能最小,磁场能最大,故A正确,B错误; C、根据可知,增大电容器极板间距,电容C减小,根据可知,回路振荡频率增大,故C错误; D、各种频率的电磁波在空气中传播时的速度都是相等的,均为光速c,根据可知,频率越高,波长越短,衍射现象越不明显,故D错误。 故选:A。 电容器放电过程中,电路中的电流增大,放电完毕的瞬间,电路中的电流最大;根据分析;波长越短的电磁波衍射现象越不明显。 知道电容器放电过程中,电路中的电流增大,放电完毕的瞬间,电路中的电流最大是解题的基础,掌握电容的决定式和振荡电路的频率公式,以及各种频率的电磁波在空气中传播时的速度都是相等的,均为光速c是解题的关键。 4.【答案】D 【解析】解:电冰箱正常制冷时必须供电,开动压缩机,才能把热量从冰箱内低温物体传到冰箱外高温物体,这个过程不是自发地进行,故A错误; B.乙图中左侧液体对容器壁浸润,右侧不浸润,故B错误; C.丙图中射线测厚装置是利用射线的穿透能力,射线的穿透能力很弱,故C错误; D.发生链式反应的条件是铀块的体积达到临界体积或质量达到临界质量,故D正确。 故选:D。 根据电冰箱的工作原理、浸润和不浸润结合各种射线的穿透能力以及发生链式反应的条件、临界体积或临界质量的知识逐一分析判断各选项的正误。 考查链式反应发生条件、浸润和不浸润以及各种射线的穿透能力等知识,涉及知识点较多,需平时注意相关知识的积累,属于较低难度考题。 5.【答案】B 【解析】解:大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可辐射6种频率的光子,根据玻尔理论有 分别代入能级数据解得6种光子的能量分别为,,,,, 可见光能量,可见光为、,这些氢原子最多能辐射2种频率的可见光,故A错误; B.2种可见光中只有一种发生了光电效应,则发生光电效应的必定为能量较大的光子,此时金属K的逸出功满足,在辐射的6种频率的光子中,能量大于金属逸出功的光子有、、、这4种,即有4种频率的光能使该光电管发生光电效应,故B正确; C.由对B选项的分析可知,光电管金属K的逸出功一定小于,不可能为,故C错误; D.断开开关S,光电子仍具有初动能,可以到达A极,光电电流不会消失,故D错误。 故选:B。 先算出能级氢原子跃迁辐射所有光子能量,结合可见光能量区间筛选可见光,依据光电效应条件确定逸出功范围,结合光电效应方程分析。 本题考查氢原子能级跃迁与光电效应,解题关键是求出各类跃迁光子能量,结合可见光区间与光电效应条件确定逸出功范围,区分遏止电压与无电压电路的光电流特点。 6.【答案】B 【解析】解:设模型上、下部分的重力均为G, 以该模型整体为研究对象,对其受力分析,可得下图: 则由平衡条件可得,地面对模型的支持力F等于该模型上下两部分重力之和2G,即: ; 以该模型上部分为研究对象,对其受力分析,可得下图: 则由平衡条件可得: , 由此可知: , 即: 细线c的拉力大于细线a、b拉力之和,细线c的拉力大于上部分的重力, 但无法确认与G的大小关系, 故B正确,ACD错误。 故选:B。 结合题意,分别以该模型整体、该模型的上部分为研究对象进行受力分析,再由平衡条件列式,即可分析判断。 本题考查共点力平衡中的整体法与隔离法,解题关键是灵活选取研究对象,列出竖直方向受力平衡方程比较拉力大小。 7.【答案】C 【解析】解:在前3s内,甲车速度由减小到,乙车速度由减小到,甲、乙加速度为, 比例为::1 故A错误; B.由图像可知甲、乙位移有, 甲车在前3s内比乙车多行驶,初始间距为25m,所以甲乙两车还没有相遇,故B错误; C.在时,两车速度相等,均为。在此之前甲车速度大于乙车速度,两车间距逐渐减小;在此之后乙车速度大于甲车速度,两车间距逐渐增大,因此时两车间距最小。最小间距为 故C正确; D.后,乙车以做匀速直线运动,甲车速度由继续减小,乙车速度始终大于甲车速度,两车间距不断增大,不会相遇,故D错误。 故选C。 本题结合图像考查追及相遇问题,先利用图像斜率求解加速度判断 A 选项,再依据同向追及“速度相等时间距出现极值”的规律确定间距最小从而排除 B,接着通过图像面积计算两车位移,结合初始距离算出最小间距验证 C,最后根据最小间距大于零、3s 后甲车速度始终小于乙车,判断两车无法相遇,排除 D。 这道题是图像与追及相遇综合典型考题,综合性较强。题目依托图像考查斜率、面积的物理意义,同时运用追及问题“速度相等为间距临界”的核心规律,考点组合经典。数据设置规整,层次清晰,先判断加速度、再分析间距极值、最后判断相遇次数,逻辑链条完整。主要陷阱集中在两点:一是容易混淆图像信息误读初速度;二是不少同学只记住“速度相等是距离极值”,却忘记计算最小间距,主观判定两车相遇,能有效区分学生是否真正掌握追及问题的完整分析逻辑,适合用来巩固直线运动图像与追及模型。 8.【答案】AC 【解析】解:A、由题意,设自抛出起计时,经过时间和,小球的速率均为v,根据对称性可知小球上升到最高的的时刻为,小球在空中的总时间,可知小球在时刻的速度 小球的初速度 选取向上为正方向,则,可知小球运动的图像是开口向下的抛物线,位移再次为零的时间即小球在空中的时间,故A正确; B、根据题意分析可知,小球做竖直上抛运动,加速度为向下的g,设初速度为为正方向,则t时刻的速度,是一条直线,故B错误; C、由,可得 可知图线为直线,当时,即, 故C正确; D、根据速度-位移公式,所以图线为曲线,故D错误。 故选:AC。 根据竖直上抛运动的规律:加速度恒为重力加速度,然后经过速度随时间变化关系、位移与速度的变化关系、位移随时间变化关系等分析,并通过各物理量的变化规律匹配图像特征。 竖直上抛运动的核心规律是加速度恒为、速度线性变化、位移二次变化。通过匹配各图像的形状与物理规律的一致性可快速判断选项。 9.【答案】BC 【解析】解:AB、等压膨胀过程压强不变,对应图中的曲线a;等温膨胀过程满足,即;绝热膨胀过程满足其中,即。由于,绝热曲线比等温曲线更陡峭,压强随体积增大下降得更快。因此曲线b表示等温过程,曲线c表示绝热过程,故AB正确; CD、在图像中,图线与横轴包围的面积表示气体对外做功的大小。由图可知,等压膨胀对外做功大于等温膨胀对外做功。对于等压膨胀过程曲线,体积增大,由可知温度升高,气体内能增加,根据热力学第一定律,气体吸收的热量。对于等温膨胀过程曲线,温度保持不变,气体内能不变,气体吸收的热量。由于且,必然有,即等压膨胀过程中吸收的热量大于等温膨胀过程中吸收的热量,故C正确,D错误。 故选:BC。 首先明确三个理想气体膨胀过程的热力学特征,结合图像走势判断过程归属,等压过程压强不变对应压强最高的曲线,再依据等温过程pV为定值、绝热过程压强随体积增大下降更快的规律区分等温与绝热曲线,之后利用图面积对应气体对外做功的大小,结合热力学第一定律分别分析等压、等温过程的内能变化与做功的关系,对比两个过程吸收热量的大小。 本题考查理想气体的状态变化过程、图像的物理意义、热力学第一定律的综合应用,属于热学板块中等偏上难度的多选题。解题需要学生准确区分等温、绝热、等压三类过程的曲线特征,理解绝热曲线比等温曲线更陡峭的内在原因,同时结合图面积判断气体对外做功的大小,结合内能变化规律分析吸放热关系,既考察基础概念辨析能力,也锻炼图像分析与逻辑推导能力。 10.【答案】AD 【解析】解:包裹从右侧冲上向右匀速运动的传送带后,相对于传送带向左运动,受到向右的滑动摩擦力,包裹先向左做匀减速直线运动直至速度为零,随后继续在滑动摩擦力作用下向右做匀加速直线运动,直至与传送带速度相等,最后与传送带一起做匀速直线运动。 A、在包裹向左减速的过程中,根据运动学公式,代入数据解得包裹的加速度大小; 根据牛顿第二定律,解得包裹与传送带间的动摩擦因数,故A正确; B、包裹速度减为零后向右加速,根据运动学公式,代入数据解得向右加速至与传送带共速所需的时间,则包裹从冲上传送带到与传送带共速经历的总时间,即,故B错误; C、包裹与传送带共速后,二者相对静止且共同做匀速直线运动,包裹在水平方向所受合外力为零,不受传送带的静摩擦力作用,故C错误; D、在内,包裹向左做匀减速运动,根据位移公式,代入数据解得向左的位移大小; 此过程中传送带向右做匀速直线运动,其向右的位移大小,代入数据解得;因两者运动方向相反,包裹在传送带上留下的摩擦痕迹长度即相对路程,代入数据得,故D正确。 故选:AD。 梳理包裹的完整运动过程,初速度向左冲上传向右匀速的传送带后,先受向右滑动摩擦力向左匀减速至速度为零,之后继续受滑动摩擦力向右匀加速直到与传送带共速,最终随传送带匀速运动,结合已知的初速度、减速到零的时间、传送带速度,利用运动学规律分析各阶段的时间、位移,结合受力规律判断共速后的摩擦力情况,通过两者相对位移分析摩擦痕迹长度即可对应判断选项。 本题考查传送带动力学模型相关知识,涉及匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、摩擦力性质判断、相对位移计算多个核心考点,属于中等难度题目。题目突破常规同向放置包裹的命题逻辑,设置包裹反向冲上传送带的情境,需要学生清晰拆分减速、加速、共速三个运动阶段,梳理相对运动关系,能有效锻炼学生的过程分析与建模能力,计算量适中,易在相对位移计算、共速后摩擦力判断上出现疏漏。 11.【答案】【小题1】 CD 【小题2】 【解析】解:油膜没有完全展开形成图甲的形状,是因为水面上的痱子粉撒得太多,导致油膜扩散受阻,故A错误; B.若滴入溶液时离液面高度太高,液滴会击穿痱子粉层甚至没入水中,不会形成多角形,故B错误; C.按图甲所示油膜计算,由于油膜未完全散开,得到的油膜面积S偏小,根据公式可知,计算测得的油酸分子直径偏大,故C正确; D.实验构建单分子油膜模型,运用理想化模型法,故D正确。 故选:CD。 一个小方格的面积为 图中油膜轮廓中大约有120个小方格,则油膜面积约为 代入数据解得 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 解得 油酸分子的直径为 代入数据解得 故答案为:;;。 分析油膜异常形状产生原因,结合分子直径公式判断误差,明确实验物理模型方法; ①根据方格计数规则计算油膜总面积,完成单位换算; ②先求出一滴溶液中纯油酸体积,再利用计算油酸分子直径。 本题考查用油膜法估测分子大小实验,解题关键是掌握纯油酸体积换算方法、面积估算规则,利用进行计算,并分析实验操作带来的误差。 12.【答案】【小题1】 AC 【小题2】 【小题3】 小于 【小题4】 等于 【解析】解:选用上下光学表面间距大的玻璃砖,可以减小角度测量的误差,故A正确; B.为了更准确地确定大头针的位置,选用较细的大头针完成实验,故B错误; C.为了减小方向确定的误差,插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些,故C正确; D.入射光线的方向适当远离玻璃砖表面,否则入射角太大,反射光线太强,折射光线太弱,不利于确定出射光线的位置,故D错误。 故选:AC。 入射光线和折射光线与玻璃砖边界的夹角分别为、,则入射角 折射角 根据折射定律,玻璃砖的折射率 用实线表示实际的折射光线,虚线表示边界变大后的折射光线,光路图如图所示: 通过比较发现,入射角没有变化,折射角的测量值变大,由折射定律得知,折射率的测量值小于准确值; 用实线表示将玻璃砖向上平移后实际的折射光线,而虚线按所画边界的折射光线,光路图如图所示: 通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律得知,该同学测得的折射率将不变。则折射率的测量值等于准确值。 故答案为:;;小于;等于。 根据实验原理、正确操作和注意事项进行分析; 根据折射定律求解作答; 作出光路图,根据折射定律分析作答; 作出光路图,根据折射定律分析作答。 本题考查了利用“插针法”测量玻璃的折射率的实验,解决此题的关键要懂得实验的原理,要求学生会根据图像处理实验数据,并会分析实验误差。 13.【答案】若室内温度保持不变,稳定后缸内气体柱长度为 人盘坐稳定后再打开空调,在室内气温缓慢降至的过程中,外界对缸内气体所做的功为 【解析】解:对圆柱形汽缸与椅面,由平衡条件可知,人盘坐在椅面上稳定后,由平衡条件可知, 由玻意耳定律可知,代入数据可得; 降温过程封闭气体做等压变化,由盖-吕萨克定律可知,代入数据可得, 外界对缸内气体所做的功,代入数据可得。 答:若室内温度保持不变,稳定后缸内气体柱长度为; 人盘坐稳定后再打开空调,在室内气温缓慢降至的过程中,外界对缸内气体所做的功为。 根据平衡条件分析压强,气体做等温变化,根据玻意耳定律分析气柱长度; 气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律分析气柱长度,然后根据做功定义式分析外界对气体做功。 考查了理想气体状态方程的应用,先根据题意分析气体做哪种变化,再根据对应的表达式分析。 14.【答案】若将小球由A口静止释放,小球运动到轨道最低点B时受到的支持力大小是3mg 若将小球由A口以不同的速度连续不断的射入,使所有小球都能从F口射出即可呈现“龙吐玉珠”景观,小球落在水平地面上水平位移的最小值x是2R 【解析】解:小球从A静止释放到B的过程,轨道光滑,机械能守恒。A与同高,B为ABC圆弧最低点,圆弧半径为R,因此A到B的下落高度为R,则 在B点,由向心力公式,支持力与重力的合力提供向心力 联立解得 小球沿轨道运动,需先经过最高点E才能从F射出。由于轨道是细管,E点的最小速度细管可提供支持力,允许最高点速度为。 从E到F,由机械能守恒,E、F高度差为,则 得 因此F点的最小速度对应 即 计算F点离地面的高度,B在地面,离地面高度为R,CD长,因此比高,高度为;E比F高,E在上方R处,得E高度为 因此F的高度离地面 小球从F水平射出做平抛运动,竖直方向 得 水平位移最小值 答:若将小球由A口静止释放,小球运动到轨道最低点B时受到的支持力大小是3mg; 若将小球由A口以不同的速度连续不断的射入,使所有小球都能从F口射出即可呈现“龙吐玉珠”景观,小球落在水平地面上水平位移的最小值x是2R。 利用机械能守恒求B点速度,结合牛顿第二定律向心力公式求支持力; 确定小球过圆弧轨道的临界速度以保证从F射出,再用平抛运动规律求最小水平位移。 思路紧扣机械能守恒、圆周运动临界条件与平抛运动的综合应用,逻辑清晰。 15.【答案】【小题1】初始状态下,对物块A应用牛顿第二定律可得,代入数据解得:; 对物块B应用牛顿第二定律可得,代入数据解得: 【小题2】设物块A减速至速度为零的时间为,根据匀变速直线运动速度公式有,代入数据解得:; 该过程中,长木板水平方向受到物块B施加的向右摩擦力,解得:,同时受到物块A施加的向左摩擦力,代入数据解得:,两力的合力大小为6N、方向水平向右; 此时地面对长木板的最大静摩擦力,代入数据解得:,由于合力与最大静摩擦力大小相等,长木板保持静止状态,因此木板的速度; 此时物块B的速度满足,代入数据解得: 【小题3】在时间段内,物块A相对于木板向左滑动的位移,代入数据解得:物块A相对于木板向左滑动的位移; 物块B相对于木板向右滑动的位移,代入数据解得:; 时刻之后,物块A与木板保持相对静止,一同向右加速运动此时A所需的静摩擦力,满足静摩擦条件, 对A和木板组成的整体应用牛顿第二定律可得,代入数据解得:; 物块B仍以大小为的加速度向右做减速运动; 设再经过时间,物块B与木板达到共同速度,由速度相等的关系可得,代入数据解得:; 该过程中物块B相对于木板向右滑动的位移,代入数据解得:; 最终物块A、B恰好分别运动至木板的左右两端,结合初始时A、B相邻放置的条件,可得长木板的总长度满足,代入对应数据解得:木板的长度为。 答: 【解析】解:初始状态下,对物块A应用牛顿第二定律可得,代入数据解得:; 对物块B应用牛顿第二定律可得,代入数据解得:。 设物块A减速至速度为零的时间为,根据匀变速直线运动速度公式有,代入数据解得:; 该过程中,长木板水平方向受到物块B施加的向右摩擦力,解得:,同时受到物块A施加的向左摩擦力,代入数据解得:,两力的合力大小为6N、方向水平向右; 此时地面对长木板的最大静摩擦力,代入数据解得:,由于合力与最大静摩擦力大小相等,长木板保持静止状态,因此木板的速度; 此时物块B的速度满足,代入数据解得:。 在时间段内,物块A相对于木板向左滑动的位移,代入数据解得:物块A相对于木板向左滑动的位移; 物块B相对于木板向右滑动的位移,代入数据解得:; 时刻之后,物块A与木板保持相对静止,一同向右加速运动此时A所需的静摩擦力,满足静摩擦条件, 对A和木板组成的整体应用牛顿第二定律可得,代入数据解得:; 物块B仍以大小为的加速度向右做减速运动; 设再经过时间,物块B与木板达到共同速度,由速度相等的关系可得,代入数据解得:; 该过程中物块B相对于木板向右滑动的位移,代入数据解得:; 最终物块A、B恰好分别运动至木板的左右两端,结合初始时A、B相邻放置的条件,可得长木板的总长度满足,代入对应数据解得:木板的长度为。 答:物块A的加速度大小为,物块B的加速度大小为。 物块A速度减为零时,木板速度为0,物块B速度为。 长木板的长度为。 对初始时刻的物块A、B分别做水平方向受力分析,二者均只受对应接触面的滑动摩擦力,竖直方向受力平衡,滑动摩擦力大小可通过对应动摩擦因数和物块重力求出,结合牛顿第二定律即可分别推导A、B的加速度大小。 先分析物块A向左匀减速到速度为零的运动过程,结合初速度和加速度求出该过程的运动时间,再对木板做水平受力分析,对比合外力与地面对木板的最大静摩擦力,判断木板保持静止,再结合匀变速直线运动速度规律求出该时刻物块B的速度。 分两个阶段计算相对位移,第一阶段为A减速到零的过程,分别求出A向左相对木板的位移、B向右相对木板的位移,第二阶段为A与木板相对静止后共同向右加速、B继续向右减速至三者共速的过程,求出该阶段B向右相对木板的位移,三个相对位移之和即为长木板的长度。 本题考查板块模型下的牛顿第二定律应用、多过程匀变速直线运动规律、相对位移计算及临界条件分析,属于动力学综合考查内容。本题难度中等偏上,计算量适中,设问分层递进契合学生思维梯度。解题需分阶段判断各物体的受力与运动状态,尤其要准确判断初始阶段木板的运动属性,能有效锻炼学生的多对象建模能力、临界条件分析能力与运动过程的逻辑梳理能力。 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $