精品解析：湖南株洲市第二中学2026-2027学年上学期高三年级入学考试物理试题

株洲市二中2026年下学期高三年级入学考试 物理试题 时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共计28分。选对得4分，选错或不选得零分） 1. 如图所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能够辐射出3种能量的光子，用这三种光子分别照射某金属时，只有一种光子能使金属发生光电效应，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子开始处于能级 B. 氢原子向低能级跃迁时，电子轨道半径变大 C. 该金属的逸出功小于 D. 增大光照强度，光电子的最大初动能变大 2. 如图所示，“沙颍河”航道被誉为河南省的水上高速公路，某人乘船欲横渡该河的平直段，假设渡河时河水的流速由零开始以加速度匀加速向下游流动，此时船头垂直河岸立即以匀速渡河，且船头始终保持垂直河岸。已知河宽为，取1.73，下列说法正确的是（ ） A. 船到达对岸用时 B. 渡河过程船沿河岸方向的位移大小为100 m C. 若船头与河岸上游的夹角始终为，船可到达正对岸 D. 若船头与河岸上游的夹角始终为，船可到对岸上游 3. 如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度为L，通过A点的时间间隔为；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为。为（　　） A. B. C. D. 4. 如图，卫星沿倾斜圆轨道运行，由南向北穿过赤道平面的点称为升交点，反之称为降交点，这两点对卫星的任务规划具有重要意义。某卫星每天仅在北京时间10∶30经过一次升交点，22∶30经过一次降交点，则该卫星（　　） A. 始终相对地面静止 B. 线速度大于第一宇宙速度 C. 角速度比在赤道上物体的大 D. 向心加速度比在赤道上物体的大 5. 如图所示，带电量分别为、的A、B小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们位于同一水平面上，相距L，线与竖直方向的夹角分别为、，且，重力加速度为g，静电力常数为k。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电量不变，则（ ） A. B. A球的质量小于B球的质量 C. A球先落地 D. 落地时，B球的水平位移更大 6. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，a、b是两种不同频率的单色光出现的霓虹现象。入射光从P点以45°入射角射入球形雨滴，入射光线与出射单色光a之间的夹角为30°。已知球形雨滴的半径为R，真空中的光速为c，则下列说法中正确的是（　　） A. 雨滴对a单色光的折射率为 B. a单色光在雨滴内的速度为 C. a单色光在雨滴内经历的时间为 D. a单色光的折射率比b单色光的折射率小 7. 如图（a）所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，b球在外力作用下静止悬空。以地面为重力势能的零势能面，从静止释放b球，在b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图（b）所示，图中两图像交点对应时刻t=0.3s，a球始终没有与定滑轮相碰，a、b始终在竖直方向上运动，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则（　　） A. b球质量5kg B. b球落地时a球的动能为2J C. b球下落前距地面的高度为0.4m D. t=0.3s时a球离地面的高度为0.225m，b球离地面的高度0.075m 二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共计15分。全部选齐得5分，少选得3分，选错或不选得零分） 8. 图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 图乙可能是质点a的振动图像 B. 该简谐波的波速为2 m/s C. 时a质点位于处 D. 时a、b两质点的速度大小均为0 9. 如图所示的电路，a、b端接电压有效值恒定的交变电源，电表均为理想交流电表，、为两只相同的定值电阻，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，初始状态K闭合，则（ ） A. 断开K前后，电流表示数之比为9∶10 B. 断开K前后，电流表示数之比为10∶9 C. 断开K前后，电压表示数之比为10∶9 D. 断开K前后，电源输出功率之比为9∶10 10. 如图所示，在，的空间中有磁感应强度大小为B且方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电粒子，从x轴上的P点沿着与x轴正方向成的方向射入磁场。已知OP间距为d，不计重力的影响，则下列说法正确的是（ ） A. 只要粒子的速率合适，粒子就能通过坐标原点 B. 无论粒子速率多大，粒子在磁场中运动所经历的时间不可能为 C. 若粒子以速率入射，则粒子返回x轴的位置横坐标为 D. 若粒子以速率入射，则粒子将垂直于y轴射出磁场 三、实验题（两道题，共计16分） 11. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ） A. 动能变化量与势能变化量 B. 速度变化量与势能变化量 C. 速度变化量与高度变化量 （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，动能增加量__________。 （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（ ） A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 空气阻力和摩擦力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，该同学的判断是否正确？__________（选填“正确”或“错误”） 12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中： （1）下列说法正确的是______。 A. 用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值 B. 用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径 C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变 （2）若待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。 A. B. C. D. （3）实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为______。 （4）某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图2所示，均为已知量。 ①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表，则接入金属丝的长度为______； ②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。 四、解答题（本大题共3小题，共计41分） 13. 如图所示，用轻质活塞（厚度不计）在导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度，气体的温度；现给汽缸缓慢加热至，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度处，此过程中缸内气体增加的内能。已知该装置周围大气压强，活塞横截面积。求： （1）活塞距离汽缸底部的高度； （2）此过程中缸内气体吸收的热量。 14. 如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求： （1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin； 15. 如图所示，长为的轻绳一端悬挂在O处，一端连接质量为的物块a，质量为的物块b放在O点正下方的B处。水平面CD处放置一传送带，长度为。一质量为的长木板放置在光滑水平面上，长度为，左侧紧靠E处，长木板右端固定一弹性板。物块a从A处静止释放，AO水平，并且此时轻绳刚好被拉直，运动至O点下方B处时恰好与物块b发生弹性碰撞。物块b与传送带间的动摩擦因数为，与长木板间的动摩擦因数为，其他接触面光滑。已知，，，，，，弹性板质量忽略不计，物块b与弹性板发生弹性碰撞，重力加速度。则 （1）物块a与物块b碰撞前瞬间，绳子的拉力大小。 （2）传送带顺时针转动，转动速度，求物块与传送带间产生的热量Q。 （3）传送带顺时针转动，若物块b恰好不从木板滑出，则长木板长度与传送带速度v应满足的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 株洲市二中2026年下学期高三年级入学考试 物理试题 时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共计28分。选对得4分，选错或不选得零分） 1. 如图所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能够辐射出3种能量的光子，用这三种光子分别照射某金属时，只有一种光子能使金属发生光电效应，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子开始处于能级 B. 氢原子向低能级跃迁时，电子轨道半径变大 C. 该金属的逸出功小于 D. 增大光照强度，光电子的最大初动能变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．大量氢原子从能级向低能级跃迁，辐射光子种类满足 题目给出辐射出3种光子，解得，即氢原子初始处于能级，故A错误； B．根据玻尔理论，氢原子能级越小，电子轨道半径越小，向低能级跃迁时减小，电子轨道半径变小，故B错误； C． 题目说只有一种光子能使金属发生光电效应，说明只有能量最大的满足条件，最大能量为从能级跃迁到能级释放的能量为 则逸出功一定小于，故C正确； D．根据光电效应方程 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光照强度无关，增大光照强度不会改变最大初动能，故D错误。 故选C。  2. 如图所示，“沙颍河”航道被誉为河南省的水上高速公路，某人乘船欲横渡该河的平直段，假设渡河时河水的流速由零开始以加速度匀加速向下游流动，此时船头垂直河岸立即以匀速渡河，且船头始终保持垂直河岸。已知河宽为，取1.73，下列说法正确的是（ ） A. 船到达对岸用时 B. 渡河过程船沿河岸方向的位移大小为100 m C. 若船头与河岸上游的夹角始终为，船可到达正对岸 D. 若船头与河岸上游的夹角始终为，船可到对岸上游 【答案】C 【解析】 【详解】AB．船到达对岸的时间为 沿河岸方向的位移大小为 故AB错误； CD．若船头与河岸上游的夹角始终为45°，则渡河时间为 船沿河岸方向的位移大小为 船可到达正对岸，故C正确，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度为L，通过A点的时间间隔为；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为。为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】木板在斜面上运动时，木板的加速度不变，设加速度为，木板从静止释放到下端到达A点的过程，根据运动学公式有 木板从静止释放到上端到达A点的过程，当木板长度为L时，有 当木板长度为时，有 又 ， 联立解得 故选A。 4. 如图，卫星沿倾斜圆轨道运行，由南向北穿过赤道平面的点称为升交点，反之称为降交点，这两点对卫星的任务规划具有重要意义。某卫星每天仅在北京时间10∶30经过一次升交点，22∶30经过一次降交点，则该卫星（　　） A. 始终相对地面静止 B. 线速度大于第一宇宙速度 C. 角速度比在赤道上物体的大 D. 向心加速度比在赤道上物体的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．地球的同步卫星始终相对地面静止, 同步卫星运行的轨道平面在赤道平面,而该卫星沿倾斜圆轨道运行,故A错误; B．第一宇宙速度是卫星运行的最大速度,故该卫星的线速度小于第一宇宙速度, 故B错误; C．由题知该卫星周期等于24h，与同步卫星周期相等,即该卫星和同步卫星的轨道半径、运动的角速度、线速度相等，而同步卫星和赤道上物体相对静止，故该卫星角速度与赤道上物体的角速度相等，故C错误； D．由，结合C项分析知该卫星的向心加速度比在赤道上物体的大,故D正确。 故选D。 5. 如图所示，带电量分别为、的A、B小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们位于同一水平面上，相距L，线与竖直方向的夹角分别为、，且，重力加速度为g，静电力常数为k。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电量不变，则（ ） A. B. A球的质量小于B球的质量 C. A球先落地 D. 落地时，B球的水平位移更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B二者之间所受的库仑力为相互作用力，大小相等，但是由题意无法确定二者之间电荷量的大小关系，故A错误； B．对A、B两球进行受力分析，均受重力、细线的拉力和库仑斥力三个力的作用而处于平衡状态，对A球有 对B有 解得 由于，所以，故B错误； C．同时剪断两根细线，二者在竖直方向上均只受重力，在竖直方向上均做自由落体运动，下落高度相同，则运动时间相同，两球同时落地，故C错误； D．剪断细线后，在水平方向上，A、B组成的系统动量守恒，故任一时刻有 因，所以 又因落地时间相等，所以，故D正确。 故选D。 6. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，a、b是两种不同频率的单色光出现的霓虹现象。入射光从P点以45°入射角射入球形雨滴，入射光线与出射单色光a之间的夹角为30°。已知球形雨滴的半径为R，真空中的光速为c，则下列说法中正确的是（　　） A. 雨滴对a单色光的折射率为 B. a单色光在雨滴内的速度为 C. a单色光在雨滴内经历的时间为 D. a单色光的折射率比b单色光的折射率小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由几何关系可知，a光线在P点的折射角为30°，则折射率为 a单色光在雨滴内的速度为，AB错误； C．a单色光在雨滴内经历的时间为，C正确； D．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知a单色光的折射率比b单色光的折射率大，D错误。 故选Ｃ。 7. 如图（a）所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，b球在外力作用下静止悬空。以地面为重力势能的零势能面，从静止释放b球，在b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图（b）所示，图中两图像交点对应时刻t=0.3s，a球始终没有与定滑轮相碰，a、b始终在竖直方向上运动，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则（　　） A. b球质量5kg B. b球落地时a球的动能为2J C. b球下落前距地面的高度为0.4m D. t=0.3s时a球离地面的高度为0.225m，b球离地面的高度0.075m 【答案】D 【解析】 【详解】AC．设b球下落前距地面的高度为H，由图b可得， 解得 根据牛顿第二定律可得 联立解得 0~0.3s内，a球向上运动的位移大小为 b球向下运动的位移大小为 此时a、b两球的重力势能大小相等，即 联立解得，，，故AC错误； B．b球下落过程，根据系统机械能守恒定律可得 解得a球的动能为，故B错误； D．t=0.3s时，a球向上运动的位移大小为 即a球离地面的高度为0.225m，b球向下运动的位移大小为 此时b球离地面的高度为，故D正确。 故选D。 二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共计15分。全部选齐得5分，少选得3分，选错或不选得零分） 8. 图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 图乙可能是质点a的振动图像 B. 该简谐波的波速为2 m/s C. 时a质点位于处 D. 时a、b两质点的速度大小均为0 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，0时刻质点沿轴正方向运动。由题意知波沿轴正向传播，根据同侧法可知，0时刻质点沿轴正方向运动，质点沿轴负方向运动，则图乙可能是质点的振动图像，故A正确； B．根据图甲可知，波长，根据图乙可知，周期，则波速为 故B错误； C．机械波在传播过程中，每个质点都在自己平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误； D．由于 结合上述分析，0时刻质点沿轴正方向运动，质点沿轴负方向运动，则时、两质点分别位于波峰与波谷位置，此时两质点的速度大小均为0，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示的电路，a、b端接电压有效值恒定的交变电源，电表均为理想交流电表，、为两只相同的定值电阻，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，初始状态K闭合，则（ ） A. 断开K前后，电流表示数之比为9∶10 B. 断开K前后，电流表示数之比为10∶9 C. 断开K前后，电压表示数之比为10∶9 D. 断开K前后，电源输出功率之比为9∶10 【答案】BC 【解析】 【详解】A．断开K前后，根据电流匝数关系有，故A错误； B．定值电阻相同，则有 将与变压器等效为一个电阻，则等效电阻值为 K闭合时原线圈中电流 则K闭合时副线圈中电流 K断开时原线圈中电流 则K断开时副线圈中电流 则有，故B正确； C．结合上述可知，K闭合时，电压表示数 K断开时，电压表示数 结合上述解得，故C正确； D．结合上述可知，K闭合时，电源输出功率 K断开时，电源输出功率 结合上述解得，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，在，的空间中有磁感应强度大小为B且方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电粒子，从x轴上的P点沿着与x轴正方向成的方向射入磁场。已知OP间距为d，不计重力的影响，则下列说法正确的是（ ） A. 只要粒子的速率合适，粒子就能通过坐标原点 B. 无论粒子速率多大，粒子在磁场中运动所经历的时间不可能为 C. 若粒子以速率入射，则粒子返回x轴的位置横坐标为 D. 若粒子以速率入射，则粒子将垂直于y轴射出磁场 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．若轴上方均存在磁场，根据单直线边界磁场对称性可知，若粒子能过原点，粒子轨迹如图 由图可知，这种情况下，粒子会在到达点前，从轴上射出磁场，不可能经过原点，故A错误； B．根据 可知，粒子在磁场中扫过的圆心角越小，越短，分析可知，若粒子从轴边界射出，仅P 在坐标原点处时，圆心角是，故，若粒子从轴边界射出，圆心角更大，为，经历的时间更长，故B正确； C．若粒子以速率入射，根据 解得 粒子轨迹如图 则粒子返回轴的位置横坐标为 故C正确； D．若粒子垂直于轴射出磁场，则粒子轨迹圆圆心在轴上，如图所示 由几何关系可知 根据 联立解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题（两道题，共计16分） 11. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（ ） A. 动能变化量与势能变化量 B. 速度变化量与势能变化量 C. 速度变化量与高度变化量 （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，动能增加量__________。 （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（ ） A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 空气阻力和摩擦力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，该同学的判断是否正确？__________（选填“正确”或“错误”） 【答案】（1）A （2） （3）C （4）错误 【解析】 【小问1详解】 验证机械能守恒的核心是看重物下落过程中，重力势能的减少量是否等于动能的增加量，因此需要比较任意两点间的动能变化量与势能变化量。 故选A。 【小问2详解】 匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两段位移的平均速度，因此B点的速度 从O到B的动能增加量为 代入​化简即得​ 【小问3详解】 AB．直接用自由落体公式计算速度，本质是默认了机械能守恒，不会得到“势能减少量大于动能增加量”的结果，一定会得到机械能守恒，没有实验误差，显然是不可能的，故AB错误； C．实验过程中重物会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦力作用，部分重力势能会用来克服阻力做功，因此重力势能的减少量会大于动能的增加量，故C正确； D．多次实验取平均值也无法消除系统的阻力影响，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 若要验证机械能守恒，由 可得 因此正确的图像不仅要过原点，图像的斜率还需要近似等于 存在恒定阻力时，有 可得 则也会是一条过原点的直线，故不能仅凭图像是一条过原点的直线来得出结论。 12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中： （1）下列说法正确的是______。 A. 用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值 B. 用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径 C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变 （2）若待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。 A. B. C. D. （3）实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为______。 （4）某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图2所示，均为已知量。 ①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表，则接入金属丝的长度为______； ②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。 【答案】（1）C （2）B （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A. 用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长，算出其平均值，故A错误； B. 用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径，计算平均值，故B错误； C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变，以保证金属丝的电阻不变，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 待测金属丝电阻较小，可知电压表的分流很小，电流表应采用外接法；为使金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。 故选B。 【小问3详解】 根据欧姆定律可得 根据电阻定律可得 联立可得金属丝电阻率的表达式为 【小问4详解】 [1]由图可知当接入金属丝的长度为L1时，毫安表的示数为2I0，电流计此时满偏且为I0，流过金属丝的电流也为I0，根据欧姆定律可知，此时接入电路的金属丝的阻值与电流计的阻值相等且为，灵敏电流计改装为量程为的电流表，则电流计此时满偏为I0，通过金属丝的电流为2I0，根据欧姆定律可知金属丝接入电路的阻值将会减小一半，即金属丝接入电路的长度也会减小一半，即。 [2]由上分析可知金属丝接入电路的长度为时阻值为，根据欧姆定律，有 可得金属丝的电阻率为。 四、解答题（本大题共3小题，共计41分） 13. 如图所示，用轻质活塞（厚度不计）在导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度，气体的温度；现给汽缸缓慢加热至，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度处，此过程中缸内气体增加的内能。已知该装置周围大气压强，活塞横截面积。求： （1）活塞距离汽缸底部的高度； （2）此过程中缸内气体吸收的热量。 【答案】（1）1.0m （2）500J 【解析】 【小问1详解】 由题意知，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律得 其中体积，体积 联立解得 【小问2详解】 在缓慢加热过程中，气体膨胀对外做功为 根据热力学第一定律可得气体内能的变化量为 解得 14. 如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求： （1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin； 【答案】（1）mg（2） 【解析】 【分析】（1）根据共点力的平衡条件求解C受到B作用力的大小F； （2）先根据共点力平衡条件求解B受到C水平方向最大压力，再求出B对地面的压力，根据摩擦力的计算公式求解； 【详解】(1) 未拉A时，C 受力平衡，受力情况如图所示： 根据平衡条件可得： 解得 C 受到 B 作用力的大小为： （2）C 恰好降落到地面时 ,B 对 C 支持力最大为 Fm ，受力情况如下图所示： 则根据力的平衡可得： 解得： 所以最大静摩擦力至少为： B 对的面的压力为： 解得： 若B 受地面的摩擦力恰为最大静摩擦力，则： 解得： 15. 如图所示，长为的轻绳一端悬挂在O处，一端连接质量为的物块a，质量为的物块b放在O点正下方的B处。水平面CD处放置一传送带，长度为。一质量为的长木板放置在光滑水平面上，长度为，左侧紧靠E处，长木板右端固定一弹性板。物块a从A处静止释放，AO水平，并且此时轻绳刚好被拉直，运动至O点下方B处时恰好与物块b发生弹性碰撞。物块b与传送带间的动摩擦因数为，与长木板间的动摩擦因数为，其他接触面光滑。已知，，，，，，弹性板质量忽略不计，物块b与弹性板发生弹性碰撞，重力加速度。则 （1）物块a与物块b碰撞前瞬间，绳子的拉力大小。 （2）传送带顺时针转动，转动速度，求物块与传送带间产生的热量Q。 （3）传送带顺时针转动，若物块b恰好不从木板滑出，则长木板长度与传送带速度v应满足的关系。 【答案】（1） （2） （3）当时，，当时， 【解析】 【小问1详解】 物块a从A处运动到B处的过程中，只有重力做功，取B处为重力势能零面，由机械能守恒定律得 解得 物块a在B处做圆周运动，沿半径方向指向O点，由牛顿第二定律得 代入数据得 【小问2详解】 物块a、b碰撞时间极短，碰撞过程中系统所受外力冲量可忽略，且碰撞为弹性碰撞。设碰撞后物块a、b的速度分别为，，取物块a运动方向为正方向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 代入数据并联立解得 物块b从B到C处于光滑水平面上，故到达传送带左端时速度仍为。传送带顺时针运动，物块b相对传送带向左滑动，滑动摩擦力使物块b向右做匀加速运动。对物块b应用牛顿第二定律，水平方向有 解得 物块b与传送带达到共同速度前的位移为，由匀变速直线运动速度—位移关系整理得 因此物块b在传送带上先相对滑动，达到共同速度后与传送带一起做匀速运动。相对滑动时间为 这段时间内传送带位移为 物块b的位移为 传送带与物块b的相对位移为 滑动摩擦产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，故 代入数据得 【小问3详解】 设物块b滑上传送带时的速度为，滑上传送带后到达D处时的速度为。物块b在传送带上运动时，传送带对它的摩擦力方向由传送带速度与物块速度的相对关系决定。物块b滑上木板后，木板初始静止。物块b先与木板右端的弹性板发生弹性碰撞，碰撞后相对木板向左运动，最终恰好到达木板左端并与木板共速。设共速速度为，取向右为正方向。物块b与木板碰撞后到共速的过程中，b与木板组成的系统水平方向不受外力，由动量守恒 系统克服滑动摩擦力做功，机械能损失等于滑动摩擦力对总相对路程所做的功。由能量守恒得 代入题给质量和动摩擦因数并联立，得 下面判断物块b到达D处时的速度。当传送带速度大于且小于时，物块b初速度大于传送带速度，受到向左的滑动摩擦力。由牛顿第二定律得 解得 物块b减速到与传送带共速所需位移为 因此物块b在到达D处前便与传送带共速，离开传送带时有 当传送带速度不小于且小于时，物块b受到向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 物块b加速到与传送带共速所需位移为 因此物块b在到达D处前也与传送带共速，离开传送带时有 结合前述木板碰撞结果，得 当传送带速度不小于时，物块b在传送带上始终受到向右的滑动摩擦力。对物块b应用匀变速直线运动规律，有 代入数据得 将该速度代入前述木板碰撞阶段的关系，得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $