精品解析：云南师范大学附属中学等校2027届高三上学期适应性考试（三）物理试题

云南师大附中2027届高考适应性月考卷（三） 物理 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3、考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2026年美加墨世界杯，法国球员姆巴佩首秀踢出一弧线诡异的进球，足球入网时的情景如图所示，则（ ） A. 足球在飞行和触网时惯性不变 B. 足球在飞行和触网时受力不变 C. 触网时足球对网的力大于网对足球的力 D. 进网时研究足球的转动可将其视为质点 2. 《说唐》中描述雨天骑在马上的李元霸听到雷声，恼怒不已，向天空中扔出大锤“砸天”，结果被下落的大锤砸死。设从他扔出大锤到被大锤击中的时间间隔为4 s，马始终在水平地面上做匀速直线运动，运动的距离为80 m。若忽略空气阻力，已知重力加速度为g=10 m/s2。则抛大锤的速度大小为（ ） A. 20 m/s B. C. D. 3. 如图所示，“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座固定，用力向下缓慢按压头部，忽略阻力，释放后头部的运动可视为简谐运动，则下列关于头部在运动过程中的说法正确的是（） A. 若经过A位置前、后位移相同，则A位置一定为平衡位置 B. 若经过B位置前、后速度相同，则B位置一定为振幅处 C. 若经过C位置前、后弹力相等，则C位置一定为平衡位置 D. 若经过D位置前、后加速度相同，则D位置一定为振幅处 4. 如图甲所示，氢原子由较高能级向n=2能级跃迁时，发出的两种可见光a、b分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器滑片P，记录电流表与电压表示数，两者关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 相比可见光b，可见光a是从更高能级跃迁到n=2能级产生的 B. 测遏止电压时需将图甲所示的滑片P向右移动 C. a、b产生的光电子在K处最小德布罗意波长λca＞λcb D. 对应于图乙中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，a光产生的多于b光产生的 5. 血压差是判断高血压的重要指标。为维持血液匀速流动，需维持一定压强差。设血管内径为D时所需的压强差为Δp，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速成正比，即f=kv（其中k与血管粗细无关）。当血管内径减为d时，需在相同时间内流过同样多的血液，压强差应变为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，一光滑轻滑轮用细绳OO′悬挂于点O′，另一细绳跨过滑轮，一端通过光滑轻挂钩悬挂一质量为0.4m的托盘A，盘内可填装沙子。另一端系一质量为m、可视为质点的小球B。绳OO′与竖直方向夹角为α，绳AO与BO间夹角为β，大小、方向均可改变的力F作用在B上，力F与绳BO间夹角为θ。使A、B保持静止，则（ ） A. 托盘及沙子总质量为m，绳BO水平时，α=30° B. 托盘及沙子总质量为m，α=30°时， C. 托盘及沙子总质量为m，改变F，β不断减小时，F减小 D. 托盘及沙子总质量逐渐增大至2m的过程中，保持θ不变且为钝角，F一直增大 7. 如图所示，完全相同的两对称斜面与竖直方向夹角为θ=53°，两硬质轻杆一端通过光滑铰链与物块N相连，另一端通过光滑铰链分别与完全相同的物块P、Q相连，P、Q的位置始终对称。现使两轻杆分别与斜面垂直，整个装置处于平衡状态。已知物块P、Q与斜面间的动摩擦因数均为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6。则（ ） A. P、N的质量之比可能为9∶5 B. P、N的质量之比可能为2∶1 C. P、Q稍斜向下移，P、Q可能会沿斜面运动 D. P、Q稍斜向上移，P、Q一定会沿斜面运动 8. 如图甲所示，夏季云南的天空中常常能够观察到日晕，是日光射入卷层云中的六角冰晶折射形成。其简化光路如图乙所示，光线从冰晶的上底面进入，与界面夹角为α，从侧面射出，以下分析正确的是（ ） A. 光线从空气进入冰晶后波长变长 B. 光均从侧面射出时，红光在上，紫光在下 C. 光射到侧面，当α增大到某一值，侧面将无光出射 D. 若仅改变α角，光线可能在下表面发生全反射 9. 如图所示，一质量为m的吊灯用不可伸长轻绳悬挂，左右两侧轻绳与水平方向夹角分别为37°和53°，左右两侧轻绳拉力分别为F1和F2。A和B是左侧轻绳两端点，C和D分别是天花板和灯上的点，CD与AB平行，重力加速度为g，sin37°=0.6，则（ ） A. F1=0.6mg B. F2＜F1 C. 用轻绳连接A、D后撤去AB绳、灯位置保持不变 D. 用轻绳连接C、D后撤去AB绳，灯会动 10. 如图所示，足够长的轻质丝绸静置于光滑水平面上，物块A、B靠在一起（不粘连）放在丝绸上处于静止状态。已知A、B的质量分别为m、3m，与丝绸间的动摩擦因数分别为μ、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现用水平力F向左拉丝绸，则（ ） A. 若F=0.6μmg，A、B均静止 B. 若F=μmg，A、B均向左运动 C. 若F=2.1μmg，A、B分离 D. 若F=2.5μmg，A、B均相对丝绸发生滑动 二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，与为细绳，每次实验均将结点拉到点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）如果没有操作失误，图乙和中______是和的理论合力，______是和的实际合力。 （2）本实验采用的科学方法是______。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法 12. 一同学在暗室中用图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验，用到的实验器材有：分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下： ①在分液漏斗内盛满清水，旋松阀门，让水滴以一定的频率一滴滴地落下； ②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频率为20 Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴； ③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度； ④处理数据，得出结论。 （1）水滴滴落的时间间隔为______s。 （2）该同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示，水滴在C点处的速度vC=______m/s，重力加速度g=______m/s2。（结果均保留三位有效数字） （3）调整阀门可以控制水滴大小，测得两次实验v2-h图像如图丙所示，假设不同水滴下落过程中受到的阻力大小恒定且相等，由图像可知水滴a的质量ma______（选填“大于”或“小于”）水滴b的质量mb。 13. 如图，甲、乙两车在赛车直道上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方处，乙车速度，甲车速度，此时乙车离终点线尚有。已知甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车做加速度的匀加速直线运动，不计两车车长。 （1）经过多长时间甲、乙两赛车间距离最大，最大距离是多少？ （2）通过计算判断甲车到达终点线前能否追上乙车？ 14. 我国自主研制的高端精密测量仪器采用气动减震方案，其核心缓冲单元可作如图所示简化：竖直光滑气缸的横截面积为S，底部固定一轻弹簧（体积不计），弹簧上端连接一轻质活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞厚度不计。弹簧始终在弹性限度内。初始时气体温度为T1，气柱高度为h1，弹簧恰好处于原长。已知大气压强为p0，重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，弹性势能表达式为，Δx为弹簧形变量。 （1）在活塞上缓慢放置一重物，待系统再次稳定后，气柱高度变为，整个过程气体温度保持不变，求重物的质量； （2）保持重物的质量不变、对气缸内气体缓慢加热，使活塞上升并最终回到初始高度h1处，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量。 15. 如图所示，一质量为m的粗糙直木棒A静置于水平地面上。木棒上端通过一轻绳跨过滑轮与质量为m的重物C连接，质量为2m、可视为质点的小环B套在木棒上。t=0时刻，B以的速度从距A底部h=1 m的位置沿A向上滑动，同时由静止释放C。当A第一次与水平地面相碰时，连接C的细绳断裂，且每次A与地面碰撞时均以原速率反弹。已知A与B间的滑动摩擦力f=mg，且整个过程中B不会从A上端滑出。取g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力以及滑轮与轻绳间的摩擦力，求： （1）t=0时刻，B和C各自的加速度大小； （2）A第一次与地面碰撞时的速度大小； （3）B从A下端滑出前，A与地面碰撞的次数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南师大附中2027届高考适应性月考卷（三） 物理 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3、考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2026年美加墨世界杯，法国球员姆巴佩首秀踢出一弧线诡异的进球，足球入网时的情景如图所示，则（ ） A. 足球在飞行和触网时惯性不变 B. 足球在飞行和触网时受力不变 C. 触网时足球对网的力大于网对足球的力 D. 进网时研究足球的转动可将其视为质点 【答案】A 【解析】 【详解】A．惯性是物体固有的属性，其大小仅由物体的质量决定，足球在飞行和触网过程中，其质量保持不变，因此惯性不变，故A正确； B．足球在飞行过程中主要受重力和空气阻力作用，触网时除了受重力和空气阻力外，还受到球网对足球的弹力作用，受力情况发生改变，故B错误； C．足球对网的力与网对足球的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故C错误； D．研究足球的转动时，足球上各点的运动情况不同，足球的形状和大小不能忽略，因此不能将其视为质点，故D错误。 故选A。 2. 《说唐》中描述雨天骑在马上的李元霸听到雷声，恼怒不已，向天空中扔出大锤“砸天”，结果被下落的大锤砸死。设从他扔出大锤到被大锤击中的时间间隔为4 s，马始终在水平地面上做匀速直线运动，运动的距离为80 m。若忽略空气阻力，已知重力加速度为g=10 m/s2。则抛大锤的速度大小为（ ） A. 20 m/s B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】大锤做斜抛运动，忽略空气阻力时可分解为水平方向匀速直线运动、竖直方向竖直上抛运动，大锤最终能击中李元霸，说明相同时间内大锤的水平位移与马的位移相等。 水平方向上马匀速运动的速度等于大锤水平初速度，即 竖直方向上大锤抛出点和落回点高度近似相等，竖直上抛往返总时间满足 解得竖直初速度 抛大锤的初速度为水平、竖直分量的合速度 故选B。 3. 如图所示，“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座固定，用力向下缓慢按压头部，忽略阻力，释放后头部的运动可视为简谐运动，则下列关于头部在运动过程中的说法正确的是（） A. 若经过A位置前、后位移相同，则A位置一定为平衡位置 B. 若经过B位置前、后速度相同，则B位置一定为振幅处 C. 若经过C位置前、后弹力相等，则C位置一定为平衡位置 D. 若经过D位置前、后加速度相同，则D位置一定为振幅处 【答案】D 【解析】 【详解】A．简谐运动中，位移x随时间t按正弦或余弦规律变化。若经过A位置前、后位移相同，说明位移x关于该时刻对称，对应最大位移处（振幅处）。在平衡位置，位移为零，前、后时刻位移大小相等、方向相反，故A错误； B．速度v是位移对时间的导数。若经过B位置前、后速度相同，说明速度v关于该时刻对称，即该时刻速度处于极大值，对应平衡位置。在振幅处，速度为零，前、后时刻速度方向相反，故B错误； C．根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，若经过C位置前后弹力相等，说明对应时刻弹簧形变量相同，即相对于平衡位置的位移相同，对应振幅处，故C错误； D．根据牛顿第二定律和简谐运动回复力公式F=−kx=ma 加速度a与位移x成正比，若经过D位置前、后加速度相同，则前、后位移x相同，此时位置一定为振幅处，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，氢原子由较高能级向n=2能级跃迁时，发出的两种可见光a、b分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器滑片P，记录电流表与电压表示数，两者关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 相比可见光b，可见光a是从更高能级跃迁到n=2能级产生的 B. 测遏止电压时需将图甲所示的滑片P向右移动 C. a、b产生的光电子在K处最小德布罗意波长λca＞λcb D. 对应于图乙中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，a光产生的多于b光产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程和动能定理可得 因b的遏止电压大于a的遏止电压，可知b的频率大于a的频率，根据 可知可见光b是从更高能级跃迁到n=2能级产生的，故A错误； B．测遏止电压时，应使K板电势高于A板电势，需将图甲所示的滑动变阻器滑片向左移动，故B错误； C．同理可知a、b产生的光电子在K处，b的最大初动能比a较大，根据 可知a、b产生的光电子在K处最小德布罗意波长，故C正确； D．对应于图乙中的M点，a和b的光电流相等，可知单位时间到达阳极A的光电子数目，a光产生的等于b光产生的，故D错误。 故选C。 5. 血压差是判断高血压的重要指标。为维持血液匀速流动，需维持一定压强差。设血管内径为D时所需的压强差为Δp，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速成正比，即f=kv（其中k与血管粗细无关）。当血管内径减为d时，需在相同时间内流过同样多的血液，压强差应变为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】单位时间流过的血液体积（流量），其中为血管横截面积，，即 因流量不变，故，可得 血液匀速流动时，压强差产生的推力等于阻力，即 对两种血管情况分别列式，内径为时 内径为时 两式相除得，代入和的关系： 故选D。 6. 如图所示，一光滑轻滑轮用细绳OO′悬挂于点O′，另一细绳跨过滑轮，一端通过光滑轻挂钩悬挂一质量为0.4m的托盘A，盘内可填装沙子。另一端系一质量为m、可视为质点的小球B。绳OO′与竖直方向夹角为α，绳AO与BO间夹角为β，大小、方向均可改变的力F作用在B上，力F与绳BO间夹角为θ。使A、B保持静止，则（ ） A. 托盘及沙子总质量为m，绳BO水平时，α=30° B. 托盘及沙子总质量为m，α=30°时， C. 托盘及沙子总质量为m，改变F，β不断减小时，F减小 D. 托盘及沙子总质量逐渐增大至2m的过程中，保持θ不变且为钝角，F一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由平衡条件可知 则绳BO水平时，，故A错误； B．当时，由可得 此时 对小球B受力分析，由正交分解可知水平方向 竖直方向 所以，故B错误； C．对小球B受力分析可知 则β不断减小时，F减小，故C正确； D．托盘及沙子总质量从0.4m逐渐增大至2m的过程中，逐渐增大，θ保持钝角不变，根据等角辅助圆原理可知F先减小后增大，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，完全相同的两对称斜面与竖直方向夹角为θ=53°，两硬质轻杆一端通过光滑铰链与物块N相连，另一端通过光滑铰链分别与完全相同的物块P、Q相连，P、Q的位置始终对称。现使两轻杆分别与斜面垂直，整个装置处于平衡状态。已知物块P、Q与斜面间的动摩擦因数均为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6。则（ ） A. P、N的质量之比可能为9∶5 B. P、N的质量之比可能为2∶1 C. P、Q稍斜向下移，P、Q可能会沿斜面运动 D. P、Q稍斜向上移，P、Q一定会沿斜面运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设物块N的质量为、物块P的质量为，对N进行受力分析，如图所示 根据平衡条件可得 解得杆上的作用力大小为 对P进行受力分析，如图所示 根据平衡条件可得 又 联立解得，故AB错误； D．物块P、Q稍斜向上移，则NQ与竖直方向的夹角增大，设NQ与竖直方向的夹角增大了，因很小，结合以上分析，对物块Q，垂直斜面方向有 沿斜面方向上有 化简得 其中 结合以上分析可知 在很小时，即物块Q与斜面间的摩擦力小于最大静摩擦力，能静止在斜面上，故D错误； C．同理，若NQ与竖直方向的夹角减小了，则有 则可能大于零，即P、Q可能沿斜面下滑，故C正确。 故选C。 8. 如图甲所示，夏季云南的天空中常常能够观察到日晕，是日光射入卷层云中的六角冰晶折射形成。其简化光路如图乙所示，光线从冰晶的上底面进入，与界面夹角为α，从侧面射出，以下分析正确的是（ ） A. 光线从空气进入冰晶后波长变长 B. 光均从侧面射出时，红光在上，紫光在下 C. 光射到侧面，当α增大到某一值，侧面将无光出射 D. 若仅改变α角，光线可能在下表面发生全反射 【答案】BC 【解析】 【详解】A．空气的折射率约为1，冰晶的折射率，光从空气进入冰晶后，传播速度 光的频率由光源决定、保持不变，由 为真空中波长，可知光在冰晶中的波长比空气中更短，故A错误； B．可见光中红光的折射率小于紫光，光线进入冰晶时，紫光的偏折程度比红光大，从侧面射出时，紫光偏折程度进一步大于红光，最终出射光呈现红光在上、紫光在下的色散分布，故B正确； C．设上底面的折射角为，由折射定律得 由于冰晶上底面和侧面互相垂直，可得光在侧面的入射角 代入推导得 而全反射临界角满足 若要侧面发生全反射，需要，即 整理后得到 由于冰晶的折射率，，因此当增大时，减小，不等式可以成立，当增大到某一值，侧面的入射角会大于等于全反射临界角，侧面将无光出射，故C正确； D． 全反射的必要条件是光从光密介质射向光疏介质，而光线若要到达下表面，是从空气入射进冰晶后射向冰晶的下表面，下表面的出射光对应的入射光线，是从光疏的空气进入光密介质的，根据光路可逆，下表面的入射角一定小于临界角，不可能发生全反射，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一质量为m的吊灯用不可伸长轻绳悬挂，左右两侧轻绳与水平方向夹角分别为37°和53°，左右两侧轻绳拉力分别为F1和F2。A和B是左侧轻绳两端点，C和D分别是天花板和灯上的点，CD与AB平行，重力加速度为g，sin37°=0.6，则（ ） A. F1=0.6mg B. F2＜F1 C. 用轻绳连接A、D后撤去AB绳、灯位置保持不变 D. 用轻绳连接C、D后撤去AB绳，灯会动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对吊灯结点受力分析，如图所示 将两个拉力沿水平、竖直方向正交分解，水平方向有 竖直方向有 代入、、、，解得， ，故A正确，B错误； C． 根据共点力三力平衡可知原来状态下左侧绳AB拉力、右侧绳子的拉力和重力的反向延长线交于同一点，若用轻绳连接A、D后撤去AB，新绳AD的方向不再经过该点，如图所示 如果灯的位置保持不变，平衡条件被打破，故C错误； D．同理可知，CD与AB平行，CD的方向也不经过原来平衡时三力所在直线的共同交点，则连接C、D后撤去AB，灯的受力平衡被打破，灯会发生移动，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，足够长的轻质丝绸静置于光滑水平面上，物块A、B靠在一起（不粘连）放在丝绸上处于静止状态。已知A、B的质量分别为m、3m，与丝绸间的动摩擦因数分别为μ、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现用水平力F向左拉丝绸，则（ ） A. 若F=0.6μmg，A、B均静止 B. 若F=μmg，A、B均向左运动 C. 若F=2.1μmg，A、B分离 D. 若F=2.5μmg，A、B均相对丝绸发生滑动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块A、B的最大静摩擦力分别为， 可知 若 可知此时，AB与丝绸保持相对静止，对整体有 解得 即A、B以相同的加速度向左做匀加速直线运动，故A错误； B．若，对整体有 解得 此时A需要的静摩擦力 B需要的静摩擦力 则A、B均和丝绸相对静止，一起向左运动，故B正确； C．当A、B恰好要分离时，A、B间弹力为0，此时B的加速度达到自身最大静摩擦力能提供的最大加速度 此时A若要和B加速度相同，A受到的合力 小于A的最大静摩擦力，说明该状态可以实现，此时丝绸受到的总摩擦力等于两个物块给丝绸的摩擦力之和 即当时，B的加速度已经被自身最大静摩擦力限制为，无法再增大，而A可以获得更大的加速度，A、B发生分离。则，因此A、B分离，故C正确； D．A、B分离后，B的加速度固定为 丝绸受到B的滑动摩擦力恒为。当A也和丝绸发生相对滑动时，A对丝绸的摩擦力达到最大值，此时丝绸的总合力为0，对应拉力 当时，是A恰好要相对丝绸滑动的临界状态，此时A和丝绸仍为相对静止，并未发生相对滑动，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，与为细绳，每次实验均将结点拉到点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）如果没有操作失误，图乙和中______是和的理论合力，______是和的实际合力。 （2）本实验采用的科学方法是______。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法 【答案】（1） ①. ②. （2）B 【解析】 【小问1详解】 [1][2] 实际合力是用一个弹簧测力计直接拉橡皮条得到的力，这个力的作用效果必然是让结点沿方向、将结点拉到点，因此与共线，是实际合力；而是通过平行四边形定则，对、作图计算出的理论合力，由于实验存在不可避免的误差，它和实际合力会有微小偏差。 【小问2详解】 本实验的核心要求是两次操作的作用效果完全等效，即两次都将结点拉到同一位置，两个分力共同作用的效果与一个合力单独作用的效果完全一致，这种科学方法是等效替代法。 故选B。 12. 一同学在暗室中用图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验，用到的实验器材有：分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下： ①在分液漏斗内盛满清水，旋松阀门，让水滴以一定的频率一滴滴地落下； ②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频率为20 Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴； ③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度； ④处理数据，得出结论。 （1）水滴滴落的时间间隔为______s。 （2）该同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示，水滴在C点处的速度vC=______m/s，重力加速度g=______m/s2。（结果均保留三位有效数字） （3）调整阀门可以控制水滴大小，测得两次实验v2-h图像如图丙所示，假设不同水滴下落过程中受到的阻力大小恒定且相等，由图像可知水滴a的质量ma______（选填“大于”或“小于”）水滴b的质量mb。 【答案】（1）0.05 （2） ①. 1.97 ②. 9.70 （3）大于 【解析】 【小问1详解】 由于频闪仪的频率为20Hz时，看到水滴仿佛固定不动，故水滴滴下的时间间隔为 【小问2详解】 [1]由某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，C点的瞬时速度 [2]根据逐差法求加速度可得该地的重力加速度为 【小问3详解】 根据动能定理可知 解得 结合图像可知 化简可得 13. 如图，甲、乙两车在赛车直道上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方处，乙车速度，甲车速度，此时乙车离终点线尚有。已知甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车做加速度的匀加速直线运动，不计两车车长。 （1）经过多长时间甲、乙两赛车间距离最大，最大距离是多少？ （2）通过计算判断甲车到达终点线前能否追上乙车？ 【答案】（1）， （2）甲车在到达终点线前无法追上乙车 【解析】 【小问1详解】 由题意知，初始乙车速度大于甲车，两车距离不断拉大；当甲车速度超过乙车后，两车距离会逐渐缩小，故两车速度相等时，甲、乙两赛车间距离最大，满足 代入数据解得 此时计算两车的位移分别为， 由于初始时，乙车在甲车前方处，故甲、乙两赛车间最大距离为 【小问2详解】 乙车到达终点的总位移为，所需时间满足 代入数据，解得 甲车初始位置到终点的总位移为 所需时间满足 代入数据，解得 可知在时，甲尚未到达终点，此时乙车已经冲过终点，故甲车到达终点线前不能追上乙车。 14. 我国自主研制的高端精密测量仪器采用气动减震方案，其核心缓冲单元可作如图所示简化：竖直光滑气缸的横截面积为S，底部固定一轻弹簧（体积不计），弹簧上端连接一轻质活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞厚度不计。弹簧始终在弹性限度内。初始时气体温度为T1，气柱高度为h1，弹簧恰好处于原长。已知大气压强为p0，重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，弹性势能表达式为，Δx为弹簧形变量。 （1）在活塞上缓慢放置一重物，待系统再次稳定后，气柱高度变为，整个过程气体温度保持不变，求重物的质量； （2）保持重物的质量不变、对气缸内气体缓慢加热，使活塞上升并最终回到初始高度h1处，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始状态弹簧为原长，活塞受力平衡，气体压强 放置重物后气体等温压缩，由玻意耳定律可得 此时弹簧压缩量 对活塞受力分析，由平衡条件可得 解得 【小问2详解】 气体对外做的总功 由热力学第一定律 可得过程中气体内能的变化量为 15. 如图所示，一质量为m的粗糙直木棒A静置于水平地面上。木棒上端通过一轻绳跨过滑轮与质量为m的重物C连接，质量为2m、可视为质点的小环B套在木棒上。t=0时刻，B以的速度从距A底部h=1 m的位置沿A向上滑动，同时由静止释放C。当A第一次与水平地面相碰时，连接C的细绳断裂，且每次A与地面碰撞时均以原速率反弹。已知A与B间的滑动摩擦力f=mg，且整个过程中B不会从A上端滑出。取g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力以及滑轮与轻绳间的摩擦力，求： （1）t=0时刻，B和C各自的加速度大小； （2）A第一次与地面碰撞时的速度大小； （3）B从A下端滑出前，A与地面碰撞的次数。 【答案】（1）； （2）1m/s （3）5 【解析】 【小问1详解】 时刻，小环B相对于木棒A向上运动，小环B所受滑动摩擦力向下，对小环B根据牛顿第二定律有 解得t=0时刻，B的加速度大小为，方向竖直向下。 对木棒A与重物C整体分析，根据牛顿第二定律有 解得t=0时刻，C的加速度大小为，方向竖直向下。 【小问2详解】 根据上述可知，小环B开始向上做匀减速直线运动，木棒A向上做匀加速直线运动，经历时间达到共速，则有 解得， 此过程木棒A的位移大小 此过程小环B的位移 此过程小环B相对于木棒A向上运动，相对位移大小为 之后小环B、木棒A与重物C以大小相等的加速度做双向匀变速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 取向上为正方向，根据速度与位移的关系式有 解得 【小问3详解】 结合上述，小环B、木棒A与重物C以大小相等的加速度做双向匀变速直线运动到与地面第一次碰撞时，环与木棒下端间距为 碰撞时，连接重物C的细绳断裂，碰撞后，小环B向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 木棒A反弹后向上做匀减速直线运动，对木棒A根据牛顿第二定律有 解得 小环B向下做匀加速直线运动，木棒A向上做匀减速直线运动，根据对称性可知，在木棒A与地面再次碰撞之前，小环B速度始终大于木棒速度，即小环B在之后的碰撞过程中始终向下做匀加速直线运动，木棒A一直重复第一次碰撞之后的双向匀变速直线运动，可知，每一次木棒A上升到最高点的时间为 利用逆向思维，木棒A上升的最大高度为 可知，小环B在到达离地面高度为之前都不会与木棒分离，对小环B有 解得 则木棒与地面碰撞的次数为 即B从A下端滑出前，A与地面碰撞的次数为5次 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $