精品解析：2027届云南昆明市高三上学期模拟预测物理试题(三)

普通高中2027届高三复习诊断新卷（三）物理试题 一、选择题：本题共10小题。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；第8~10题有多项符合题目要求。 1. 云南省城市足球联赛（滇超）中，昆明队进攻球员共跑动了36m的路程，用时6.0s。视频裁判通过视频回放研究进攻球员的过人动作后，利用无线对讲机认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. 进攻球员的平均速度为6m /s B. 裁判的无线对讲机传输的信号是一种电磁波 C. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 D. 进攻球员踩防守球员的力大于防守球员对进攻球员的力 2. 一小朋友在游乐园玩“套圈”游戏，从同一位置先后水平抛出两个相同的套环，分别套中水平地面上A、B两个玩具，如图所示。不计空气阻力，则（ ） A. 套中A的套环落地速度更大 B. 套中B的套环落地速度更大 C. 套中A的套环在空中运动时间更长 D. 套中B的套环在空中运动时间更长 3. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场 中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别 为、、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的是（ ） A. B. C. D. 某电子电势能 4. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，已知处质点的振动图像如图所示。将时刻作为计时起点，则处质点的振动图像为（ ） A. B. C. D. 5. 嫦娥六号由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，实现人类首次月球背面采样任务并返回。下图为嫦娥六号发射及返回大气层过程的示意图。下列说法正确的是（ ） A. 嫦娥六号由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需要在P点减速 B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ的机械能比在轨道Ⅱ的机械能小 C. 返回器在返回地球过程中，第一次进入大气层到达最低点时返回器处于超重状态 D. 返回器在返回地球过程中，第二次进入大气层降落伞完全打开后返回器处于失重状态 6. 尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光o入射到第一块棱镜左端面上，进入棱镜后分为a光和b光，a光以76°入射到树胶材质的等厚薄层中，恰好发生全反射，其光路如图所示。而b光会经树胶薄层从第二块棱镜右端面射出，得到纯度极高的偏振光。已知光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 方解石晶体属于多晶体 B. a光光子能量小于b光光子能量 C. a光在方解石晶体中传播速度为csin76° D. b光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行 7. 如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的物块轻轻放在传送带的A端，2s末物块恰好到达B端，物块的速度v随时间t变化的关系如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 传送带的倾角θ为53° B. 传送带的速率为12 m/s C. 物块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为6m D. 0~2s内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为24 J 8. 如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆弧半径为球B半径的3倍，球B所受的重力为，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的弹力为，A对B的弹力为，若A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则、的变化情况分别是（　　） A. 减小 B. 先减小后增大 C. 先减小后增大 D. 减小 9. 某种光伏电池如图甲所示，其中透明导电的球壳为阳极A，球形感光材料为阴极K，现用理想电压表连接阴极K和阳极A。图乙为氢原子能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中，辐射光照射图甲中阴极K，只有频率为和的光能发生光电效应，电压表最大示数分别为Ua和Ub，其中Ua>Ub。已知光速c。下列说法正确的是（ ） A. 该群氢原子向低能级跃迁能辐射2种不同频率的光 B. 光的光子能量为12.75 eV C. 、两种光的光子动量之差为 D. 阴极K吸收光产生的光电子初动能一定大于吸收光产生的光电子初动能 10. 如图所示，真空中区域Ⅰ存在垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场，磁场和电场宽度均为d且长度足够长，图中虚线是磁场与电场的分界线，Q为涂有荧光物质的荧光板，电子打在Q板上能产生亮斑。现有一束电子从A处的小孔以速度连续不断地射入磁场，入射方向平行纸面且与P板成30°夹角。已知电子质量为m，电荷量为e，区域Ⅱ的电场强度，不计重力和电子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 若电子垂直打在板上，Ⅰ区磁场的磁感应强度的大小为 B. 若电子能打在板上，则电子到达板时的速率可能大于 C. 若电子能打在板上，Ⅰ区所加磁场的磁感应强度最大值为 D. 若电子能打在板上，Ⅰ区所加磁场的磁感应强度最大值为 二、非选择题：本题共5小题。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. 小敏同学利用如图甲所示的装置测量某弹簧的劲度系数。弹簧悬点与标尺零刻度对齐，他先读出不挂钩码时轻弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂钩码，并逐渐增加钩码个数，读出每次相对应的指针所指的标尺刻度。利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值x与所挂钩码的个数n的关系图像（如图丙所示），已知实验中弹簧始终未超过弹性限度，每个钩码的质量为0.1kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次测量的标尺读数如图乙所示，其读数为__________cm； （2）由图像丙可求得该弹簧的劲度系数为__________N/m（保留2位有效数字）； （3）由于弹簧自身有重量，该同学在测量时没有考虑弹簧的自重，这样导致劲度系数的测量值与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 12. 近年来我国新能源汽车飞速发展，然而使用新能源的汽车新、旧电池不能混用，更换电池时须整体更换，但成本高昂。某学习小组为了弄清新、旧电池不能混用的原因，利用普通5号电池做了如下实验。实验器材如下： 新、旧5号电池各一节； 灵敏电流计G一个（量程0~2mA，内阻为10Ω）； 电流表A一个（量程0~0.3A，内阻为2Ω）； 滑动变阻器（阻值0~20Ω）； 电阻箱（阻值0~9999Ω）； 开关、导线若干。 （1）第一组同学用上述器材分别测量新、旧5号电池A、B的电源电动势和内阻（每次测量一节电池）。首先把灵敏电流计和电阻箱串联改装成2.5V的电压表，电阻箱应调至___________Ω。改装完成后，设计了图甲所示的电路进行实验；利用实验数据作出了U-I图像如图乙中A和B所示，其中旧电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω（结果均保留3位有效数字）。 （2）第二组同学对标有“2.5V 0.3W”的小灯泡描绘出了伏安特性曲线如乙图中的C所示。 若将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电，则该电池组的发热功率为___________W（结果保留2位有效数字），并从能量角度分析为何新旧电池不能混用：___________。 13. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑连接，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入导轨时对导轨的压力大小为9mg，然后小球沿轨道向上运动恰能运动到C点（已知重力加速度为g），求： （1）释放小球前弹簧的弹性势能Ep； （2）小球从B运动到C的过程中克服摩擦阻力做的功Wf。 14. 上端开口的玻璃管如图甲所示，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细部分的横截面积分别为S1、S2，其中S1=4 cm2。封闭气体初始温度为330 K，气体长度L=11 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。（大气压强为） 求： （1）当水银柱恰好全部进入细管时的温度； （2）水银柱总体积。 15. 如图所示，两根足够长的间距为l=1m的平行金属导轨与水平面成θ=37°角，导轨上放置并锁定两根长度均为l=1m，质量均为2kg，电阻均为R=1Ω的导体棒B、C，其中B棒位于导轨顶端，导轨电阻不计，并处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T，在导轨左上方某处将一质量为m=1kg的绝缘棒A以初速度水平向右拖出，A棒恰好沿导轨平面与B棒发生弹性碰撞，开始时B、C棒均被锁定，A、B棒碰撞前瞬间解除锁定，已知B、C棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B棒与C棒相距足够远。重力加速度为，不计空气阻力， sin37°= 0.6，cos37°=0.8， 求： （1）A、B棒碰后瞬间B棒的速度大小； （2）若，足够长时间后B棒的速度大小； （3）若，足够长时间后B棒的加速度大小以及安培力的冲量大小； （4）若，且将C棒所在区域的磁场方向变为垂直导轨平面向下，大小仍为B，足够长时间后B棒的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 普通高中2027届高三复习诊断新卷（三）物理试题 一、选择题：本题共10小题。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；第8~10题有多项符合题目要求。 1. 云南省城市足球联赛（滇超）中，昆明队进攻球员共跑动了36m的路程，用时6.0s。视频裁判通过视频回放研究进攻球员的过人动作后，利用无线对讲机认定此过程中进攻球员踩了防守球员，进攻方犯规。则此过程中（ ） A. 进攻球员的平均速度为6m /s B. 裁判的无线对讲机传输的信号是一种电磁波 C. 研究进攻球员过人动作时可以把他看成质点 D. 进攻球员踩防守球员的力大于防守球员对进攻球员的力 【答案】B 【解析】 【详解】A．平均速度的定义是位移与时间的比值，题目中给出了进攻球员跑动的36m是路程，没有提供对应的位移大小，因此无法计算平均速度。这里计算得到的是平均速率，不是平均速度， A错误； B．无线对讲机依靠无线电信号传输信息，无线电信号属于电磁波的一种，B正确； C．研究进攻球员的过人动作时，需要关注球员肢体的姿态、动作细节，若将其视为质点，就无法描述这些动作特征，因此不能把他看成质点，C错误； D．根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反。进攻球员踩防守球员的力和防守球员对进攻球员的力是一对相互作用力，二者大小必然相等，D错误。 故选B。 2. 一小朋友在游乐园玩“套圈”游戏，从同一位置先后水平抛出两个相同的套环，分别套中水平地面上A、B两个玩具，如图所示。不计空气阻力，则（ ） A. 套中A的套环落地速度更大 B. 套中B的套环落地速度更大 C. 套中A的套环在空中运动时间更长 D. 套中B的套环在空中运动时间更长 【答案】A 【解析】 【详解】CD．平抛运动可以分解为：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动。 竖直方向公式： ，高度h相同，所以运动时间t相等，故 CD 错误； AB．水平方向：，A 的水平位移更大，时间t相同，说明套中A的初速度更大。 竖直落地分速度，t相同，故相同； 由，A 的水平初速度更大，套中 A 的落地合速度更大，故A正确，B错误。 故选A。 3. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场 中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别 为、、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的是（ ） A. B. C. D. 某电子电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．、、三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势逐渐降低，故，故A错误； B．电场线越密集场强越大，由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为，故B错误； C．电场线密集的地方相等距离时电势降落较多，所以，故C错误； D．负电荷在高电势点的电势能较小，因，所以某电子电势能，故D正确。 故选D。 4. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，已知处质点的振动图像如图所示。将时刻作为计时起点，则处质点的振动图像为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】处质点的振动方程为 当时，可得 波由质点处传至质点处所需时间为，又时间 则时刻处的质点刚开始振动时间，故此时处的质点位移 起振方向与质点的起振方向相同，故时刻振动方向为轴正方向。 故选D。 5. 嫦娥六号由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，实现人类首次月球背面采样任务并返回。下图为嫦娥六号发射及返回大气层过程的示意图。下列说法正确的是（ ） A. 嫦娥六号由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需要在P点减速 B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ的机械能比在轨道Ⅱ的机械能小 C. 返回器在返回地球过程中，第一次进入大气层到达最低点时返回器处于超重状态 D. 返回器在返回地球过程中，第二次进入大气层降落伞完全打开后返回器处于失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．嫦娥六号由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ属于飞船的升轨，轨道半长轴增大，机械能增大，所以需要在P点加速，故A错误； B．同一卫星，轨道越高机械能越大，嫦娥六号在轨道Ⅰ的半长轴比轨道Ⅱ的半长轴大，所以在轨道Ⅰ的机械能比轨道Ⅱ的机械能大，故B错误； C．返回器在返回地球过程中，第一次进入大气层到达最低点做减速运动，所以加速度向上，处于超重状态，故C正确； D．返回器在返回地球过程中，第二次进入大气层降落伞完全打开后返回器减速下降，所以加速度向上，处于超重状态，故D错误。 故选C。 6. 尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光o入射到第一块棱镜左端面上，进入棱镜后分为a光和b光，a光以76°入射到树胶材质的等厚薄层中，恰好发生全反射，其光路如图所示。而b光会经树胶薄层从第二块棱镜右端面射出，得到纯度极高的偏振光。已知光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 方解石晶体属于多晶体 B. a光光子能量小于b光光子能量 C. a光在方解石晶体中传播速度为csin76° D. b光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行 【答案】D 【解析】 【详解】A．方解石是光学各向异性晶体，具有双折射现象，这说明它属于单晶体，故A错误； B．a光、b光是同一束单色自然光分解出来的，频率相同，根据光子能量可知，光子能量相等，故B错误； C．a光在树胶层界面恰好全反射，入射角等于临界角C，所以 所以 则a光在方解石晶体中传播速度为，故C错误； D．树胶层是等厚平行薄层，前后两个界面互相平行，光线穿过平行的薄层介质，入射面与出射面平行，出射光线和入射光线互相平行，只发生侧移，传播方向不变，左边入射端面、右边出射端面也是平行的，所以b光从器件右端出射方向，与左端入射方向平行，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的物块轻轻放在传送带的A端，2s末物块恰好到达B端，物块的速度v随时间t变化的关系如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 传送带的倾角θ为53° B. 传送带的速率为12 m/s C. 物块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为6m D. 0~2s内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为24 J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题图可知，内、1s~2s内物块的加速度大小分别为， 由牛顿第二定律可得， 联立解得， 由以上分析可知传送带速率为10m/s。A、B错误； C．内传送带的位移及物体的位移分别为， 它们的相对位移为 1s~2s内传送带的位移及物体的位移分别为， 它们的相对位移为 因为，所以物块在传送带上留下的摩擦痕迹长度为5m，C错误； D．内物块与传送带间因摩擦产生的热量为 1s~2s内物块与传送带间因摩擦产生的热量为 所以内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为，D正确。 故选D。 8. 如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆弧半径为球B半径的3倍，球B所受的重力为，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的弹力为，A对B的弹力为，若A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则、的变化情况分别是（　　） A. 减小 B. 先减小后增大 C. 先减小后增大 D. 减小 【答案】AD 【解析】 【详解】题意可知，该过程处于动态平衡，对圆球B受力分析，再根据平衡条件和平行四边形定则画出如图所示的矢量三角形 图中可知，在减小的过程中，可直观地看出F1和F2 都在减小。 故选 AD。 9. 某种光伏电池如图甲所示，其中透明导电的球壳为阳极A，球形感光材料为阴极K，现用理想电压表连接阴极K和阳极A。图乙为氢原子能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中，辐射光照射图甲中阴极K，只有频率为和的光能发生光电效应，电压表最大示数分别为Ua和Ub，其中Ua>Ub。已知光速c。下列说法正确的是（ ） A. 该群氢原子向低能级跃迁能辐射2种不同频率的光 B. 光的光子能量为12.75 eV C. 、两种光的光子动量之差为 D. 阴极K吸收光产生的光电子初动能一定大于吸收光产生的光电子初动能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．一群能级的氢原子向低能级跃迁，共辐射6种频率的光子，故A错误； B．能量从大到小依次为 、、、、、。 题目中只有2种光能发生光电效应，因此能发生光电效应的是能量最大的两种光子和。结合（遏止电压越大对应光子能量越高） 可知对应12.75 eV的光子，对应的光子。故B正确； C．由以上分析．光子动量满足 因此两种光的动量差 故C正确； D．根据光电效应方程 光产生的光电子最大初动能更大，但单个光电子的初动能是随机的，存在光的光电子初动能大于光的光电子初动能的情况，故D错误； 故选 BC。 10. 如图所示，真空中区域Ⅰ存在垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场，磁场和电场宽度均为d且长度足够长，图中虚线是磁场与电场的分界线，Q为涂有荧光物质的荧光板，电子打在Q板上能产生亮斑。现有一束电子从A处的小孔以速度连续不断地射入磁场，入射方向平行纸面且与P板成30°夹角。已知电子质量为m，电荷量为e，区域Ⅱ的电场强度，不计重力和电子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 若电子垂直打在板上，Ⅰ区磁场的磁感应强度的大小为 B. 若电子能打在板上，则电子到达板时的速率可能大于 C. 若电子能打在板上，Ⅰ区所加磁场的磁感应强度最大值为 D. 若电子能打在板上，Ⅰ区所加磁场的磁感应强度最大值为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 可解得 若电子垂直打在Q板上，出磁场时须与磁场的右边界垂直，如图所示 由几何关系得 解得 故Ⅰ区磁场的磁感应强度为，故A正确； B．电子在电场中所受电场力水平向左，若电子能打在Q板上，由动能定理得 解得 电子到达Q板时的速率不可能大于，故B错误； CD．若电子恰好打在Q板上，说明速度的方向刚好与Q板平行，且速率为 设电子进入电场时速度方向与虚线边界间的夹角为，有 解得 在磁场中，由几何关系知 解得 洛伦兹力提供向心力有 此时 即Ⅰ区所加磁场的磁感应强度最大值为，故C错误，D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题。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. 小敏同学利用如图甲所示的装置测量某弹簧的劲度系数。弹簧悬点与标尺零刻度对齐，他先读出不挂钩码时轻弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂钩码，并逐渐增加钩码个数，读出每次相对应的指针所指的标尺刻度。利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值x与所挂钩码的个数n的关系图像（如图丙所示），已知实验中弹簧始终未超过弹性限度，每个钩码的质量为0.1kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次测量的标尺读数如图乙所示，其读数为__________cm； （2）由图像丙可求得该弹簧的劲度系数为__________N/m（保留2位有效数字）； （3）由于弹簧自身有重量，该同学在测量时没有考虑弹簧的自重，这样导致劲度系数的测量值与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）14.60 （2）60 （3）相等 【解析】 【小问1详解】 标尺最小刻度为1mm，则读数为14.60cm； 【小问2详解】 由图像丙可求得该弹簧的劲度系数为 【小问3详解】 弹簧自身的重力不影响图像的斜率，可知劲度系数的测量值与真实值相比相等。 12. 近年来我国新能源汽车飞速发展，然而使用新能源的汽车新、旧电池不能混用，更换电池时须整体更换，但成本高昂。某学习小组为了弄清新、旧电池不能混用的原因，利用普通5号电池做了如下实验。实验器材如下： 新、旧5号电池各一节； 灵敏电流计G一个（量程0~2mA，内阻为10Ω）； 电流表A一个（量程0~0.3A，内阻为2Ω）； 滑动变阻器（阻值0~20Ω）； 电阻箱（阻值0~9999Ω）； 开关、导线若干。 （1）第一组同学用上述器材分别测量新、旧5号电池A、B的电源电动势和内阻（每次测量一节电池）。首先把灵敏电流计和电阻箱串联改装成2.5V的电压表，电阻箱应调至___________Ω。改装完成后，设计了图甲所示的电路进行实验；利用实验数据作出了U-I图像如图乙中A和B所示，其中旧电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω（结果均保留3位有效数字）。 （2）第二组同学对标有“2.5V 0.3W”的小灯泡描绘出了伏安特性曲线如乙图中的C所示。 若将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电，则该电池组的发热功率为___________W（结果保留2位有效数字），并从能量角度分析为何新旧电池不能混用：___________。 【答案】（1） ①. 1240 ②. 1.40 ③. 26.0 （2） ①. 0.14 ②. 混用后电池内阻消耗的功率很大 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意，改装后的电压表的量程 代入数据可得 [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 则U-I图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻与电流表内阻之和，由于旧电池的内阻较大，由图可知A图是旧电池的图像，由图可知电源电动势为1.40V，电池A、B的内阻分别为， 【小问2详解】 [1]将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电，则等效电动势为2.80V，等效内阻为28.0Ω，作出电源的U-I图像，如图所示 电源的U-I图像与灯泡的U-I图像的交点为（70mA，0.8V），可知此时灯泡的电压为0.8V，电流为70mA，则电功率为 电池组发热功率为 [2]由以上分析可知，新旧电池不能混用的原因是混用后电池内阻消耗的功率很大。 13. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑连接，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入导轨时对导轨的压力大小为9mg，然后小球沿轨道向上运动恰能运动到C点（已知重力加速度为g），求： （1）释放小球前弹簧的弹性势能Ep； （2）小球从B运动到C的过程中克服摩擦阻力做的功Wf。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球经过B点时对导轨的压力大小为9mg，根据牛顿第三定律可知，导轨对小球的支持力为 小球在点时，由牛顿第二定律可得 整理得 根据能量守恒可得，弹簧的弹性势能为 【小问2详解】 小球沿轨道向上运动恰能运动到点，则有 整理得 小球从运动到的过程中，运用动能定理有 解得 14. 上端开口的玻璃管如图甲所示，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细部分的横截面积分别为S1、S2，其中S1=4 cm2。封闭气体初始温度为330 K，气体长度L=11 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。（大气压强为） 求： （1）当水银柱恰好全部进入细管时的温度； （2）水银柱总体积。 【答案】（1）369K （2） cm3 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，初始状态对应的气体体积为，压强为，初态温度 当水银柱恰好全部进入细管时，对应图线中的点。此时气体体积为，压强为 根据理想气体状态方程有 代入数据解得 【小问2详解】 由图甲可知，初始气柱长度。当水银恰好全部进入细管时，气体的体积为，此时封闭气体的长度为 由此可知粗管部分的高度为 初始时水银柱的总高度差为 设初始时水银在粗管部分的高度为，在细管部分的高度为。由于气柱上升了，粗管中的水银全部被推入细管，故 则初始时细管中水银柱的高度 当水银全部进入细管后，水银柱的总高度为 根据水银总体积不变有 解得细管的横截面积 水银柱的总体积为 代入数据解得 15. 如图所示，两根足够长的间距为l=1m的平行金属导轨与水平面成θ=37°角，导轨上放置并锁定两根长度均为l=1m，质量均为2kg，电阻均为R=1Ω的导体棒B、C，其中B棒位于导轨顶端，导轨电阻不计，并处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T，在导轨左上方某处将一质量为m=1kg的绝缘棒A以初速度水平向右拖出，A棒恰好沿导轨平面与B棒发生弹性碰撞，开始时B、C棒均被锁定，A、B棒碰撞前瞬间解除锁定，已知B、C棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B棒与C棒相距足够远。重力加速度为，不计空气阻力， sin37°= 0.6，cos37°=0.8， 求： （1）A、B棒碰后瞬间B棒的速度大小； （2）若，足够长时间后B棒的速度大小； （3）若，足够长时间后B棒的加速度大小以及安培力的冲量大小； （4）若，且将C棒所在区域的磁场方向变为垂直导轨平面向下，大小仍为B，足够长时间后B棒的速度大小。 【答案】（1） （2） （3）　 （4） 【解析】 【小问1详解】 由平抛规律知，A棒到达导轨时的速度 A、B棒发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒有 解得 【小问2详解】 时，可得，系统合外力为 故B、C棒组成的系统动量守恒有 解得 【小问3详解】 时，足够长时间后B、C棒速度相同，加速度相同有 解得 在此过程中对B棒动量定理有 对C棒动量定理有 联立解得 【小问4详解】 C棒所在区域磁场反向时，对B、C棒均有 故B、C棒加速度相同； 则 足够长时间后 联立解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $