2021屆江蘇省南通市海門第一中學(xué)高三（下）第一次調(diào)研診斷測試物理試題（含答案及解析）

南通市海門第一中學(xué)2021屆高三第一次調(diào)研診斷測試

物理

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共計(jì)24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。

1.北斗問天，國之夙愿，我國北斗三號系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的

7倍，則該地球靜止軌道衛(wèi)星（）

A.其發(fā)射速度一定大于11.2km/s

B.在軌道上運(yùn)動(dòng)的線速度一定小于7.9km/s

C.環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道可能是橢圓

D.它可以經(jīng)過北京正上空，所以我國能利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播

【答案】B

【解析】

【詳解】A.地球靜止軌道衛(wèi)星其發(fā)射速度一定大于7.9km/s而小于11.2km/s,A錯(cuò)誤；

B.第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，即最大的環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半

徑，由

GMmmv~

得

地球靜止軌道衛(wèi)星的線速度一定小于第一宇宙速度，即其在軌道上運(yùn)動(dòng)的線速度一定小于7.9km/s,B正確;

C.環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道是圓，C錯(cuò)誤；

D.地球靜止軌道衛(wèi)星在赤道平面，因此不經(jīng)過北京上空，D錯(cuò)誤；

故選B.

2.某同學(xué)在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)手拉紙帶的V、/數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，練習(xí)畫丫-/圖像，如

圖所示。為了更清晰地反映紙帶運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律，可以用某種方式把這些點(diǎn)連起來，下列哪種方式與

實(shí)際更加接近（）

v/(ms1)

v/tms'1)

曲線連接各點(diǎn)

【答案】c

【解析】

［詳解】為了更清晰地反映紙帶運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律,可以用平滑的曲線連接各點(diǎn),曲線所反映的情況就

會(huì)與實(shí)際更加接近，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

3.下列說法正確的是（

A.甲圖中的醬油蛋是布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果

B.乙圖中的水雖可以停在水面，是因?yàn)樗谋砻鎻埩?/p>

C.丙圖中兩種材料上的醬油滴，從形狀可以看出醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤

D.丁圖中電冰箱能把熱量從低溫的箱內(nèi)傳到高溫的箱外，違背了熱力學(xué)第二定律

【答案】B

【解析】

【詳解】A.甲圖中的醬油蛋是擴(kuò)散現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，A錯(cuò)誤；

B.乙圖中的水龜可以停在水面，是因?yàn)樗谋砻鎻埩?，B正確；

C.丙圖中兩種材料上的醬油滴，從形狀可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤，C錯(cuò)誤；

D.由熱力學(xué)第二定律可得，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，但電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷的冰

箱內(nèi)的熱量傳遞到外面是由于電動(dòng)機(jī)做功，不違背熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤；

故選Bo

4.紫外光電管是利用光電效應(yīng)原理對油庫等重要場所進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警的裝置，其工作電路如圖所示，其中A

為陽極，K為陰極，只有當(dāng)明火中的紫外線照射到K極時(shí)，電壓表有讀數(shù)且啟動(dòng)報(bào)警裝置。已知太陽光中

紫外線頻率主要在7.5?9.5xl(THz之間，而明火中的紫外線波長主要在1.1~1.5x1015Hz之間，下列說

A.為避免太陽光中紫外線干擾，K極材料截止頻率應(yīng)大于1.5x1015Hz

B.只有明火照射時(shí)間足夠長，電壓表才會(huì)有示數(shù)

C.圖中電源左邊接電源正極有利于提高報(bào)警裝置的靈敏度

D.可以通過圖中電壓表示數(shù)變化監(jiān)測火情的變化

【答案】D

【解析】

【詳解】A.當(dāng)明火中的紫外線照射到K極時(shí)，電壓表有讀數(shù)且啟動(dòng)報(bào)警裝置，為避免太陽光中紫外線干擾,

K極材料的截止頻率應(yīng)小于1.5xl（y5Hz，不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤;

B.電壓表有沒有示數(shù)與明火的照射時(shí)間無關(guān)，與紫外線的頻率有關(guān)，B錯(cuò)誤：

C.圖中電源左邊接電源正極時(shí)，陽極A陰極K之間的電場方向是由陰極K指向陽極A,則光電子受到的

電場力方向是陽極A指向陰極K,不利于提高報(bào)警裝置的靈敏度，C錯(cuò)誤：

D.明火中的紫外線照射到K極時(shí)，電壓表有讀數(shù)且啟動(dòng)報(bào)警裝置，電壓表示數(shù)變化即可監(jiān)測火情的變化,

D正確。

故選D。

5.如圖是兩輛汽車從同一地點(diǎn)同時(shí)做直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象，下列說法中正確的是（）

A.汽車I的加速度不斷增大，汽車II的加速度不斷減小

B.汽車I的位移不斷增大，汽車n的位移不斷減小

c.在o~務(wù)時(shí)間內(nèi)，汽車I的平均速度大于汽車II的平均速度

D.當(dāng)片4時(shí)兩車相遇

【答案】C

【解析】

【詳解】A.速度時(shí)間圖象中斜率表示加速度，汽車I的斜率不斷減小，加速度不斷減小；汽車II的斜率不

斷減小，加速度不斷減小，A錯(cuò)誤；

B.速度時(shí)間圖象中面積表示位移，汽車I和汽車H的位移不斷增大，B錯(cuò)誤；

c.在0~%時(shí)間內(nèi)，汽車I的位移大于汽車H的位移，汽車I的平均速度大于汽車n的平均速度，c正確；

D.當(dāng)仁工時(shí)兩車速度相等，在八時(shí)刻之前汽車I的速度大于汽車n的速度，汽車I的位移大于汽車II的位

移，不會(huì)相遇，因此D錯(cuò)誤；

故選C。

6.“C發(fā)生放射性衰變?yōu)椤癗,半衰期約為5730年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14c與“C的比例不變,

生命活動(dòng)結(jié)束后，I'C的比例會(huì)持續(xù)減少?，F(xiàn)測量某古木樣品中14c的比例，發(fā)現(xiàn)正好是現(xiàn)代植物樣品中14c

比例的二分之一。則()

A.該古木生命活動(dòng)結(jié)束的年代距今約5730年

B.再過約5730年，該樣品中的Me將全部衰變殆盡

C."C衰變?yōu)?N的本質(zhì)是;Hf；n+：e

D.改變樣品測量環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)，可以改變14c的衰變快慢

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由半衰期公式可得

1￡

m=m0(-)°

古木樣品中"c的比例，是現(xiàn)代植物樣品中UC比例的二分之一，貝IJ：f=5730年，A正確;

B.再過約5730年，該樣品中的"C將變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，B錯(cuò)誤:

c."C衰變?yōu)?N的本質(zhì)是夕衰變，C錯(cuò)誤；

D.改變樣品測量環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)，不可以改變“C的半衰期，因此不可以改變的衰變快慢，D錯(cuò)誤；

故選Ao

7.圖甲為豎直固定在水平面上的輕彈簧，％時(shí)刻，將一小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放。通過安

裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出此過程中彈簧彈力F隨時(shí)間「變化的圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，則

()

A.A時(shí)刻小球的動(dòng)能最大

B./2天過程小球做加速運(yùn)動(dòng)

C.會(huì)時(shí)刻小球加速度大于g

D."時(shí)刻彈簧的彈性勢能與小球動(dòng)能之和最小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.當(dāng)彈簧彈力等于小球重力時(shí)小球的動(dòng)能最大，G時(shí)刻彈力為0,八時(shí)刻小球的動(dòng)能不是最大，A

錯(cuò)誤；

B.當(dāng)彈簧彈力等于小球重力時(shí)小球的動(dòng)能最大，因此華。3過程小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；

C.f2時(shí)刻彈簧的壓縮量最大，小球受到的彈力最大，處于最低點(diǎn)，合力向上；由運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，小球

與彈簧接觸后，向下做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于小球做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，可知小球在最低點(diǎn)受到的彈簧大于2

倍的重力，所以小球在最低點(diǎn)的加速度大于重力加速度g,C正確；

D.當(dāng)小球上升至最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能最大，由能量守恒定律可得，此時(shí)彈簧的彈性勢能與小球動(dòng)能之和最

小，而h時(shí)刻彈簧彈力為0,小球恰好離開彈簧，由題意可小球仍會(huì)上升一段距離至拋出點(diǎn)，故此時(shí)刻小球

的重力勢能不是最大值，彈簧的彈性勢能與小球動(dòng)能之和不是最小，D錯(cuò)誤；

故選Co

8.一水平長繩上系著一個(gè)彈簧和小球，彈簧和小球組成的系統(tǒng)固有頻率為2Hz,現(xiàn)讓長繩兩端尸、。同時(shí)

以相同的振幅A上下各振動(dòng)了一個(gè)周期，某時(shí)刻長繩上形成的波形如圖所示。兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)

過彈簧所在的位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動(dòng)，第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，且振動(dòng)并不顯著，而

第二次則產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，則（）

1m2m

Q

一I

A.有2個(gè)時(shí)刻長繩上會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)位移大小為2A的情況

B.由。振源產(chǎn)生的波在長繩上傳播的速度約為4m/s

C.由尸振源產(chǎn)生的波先到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)

D.兩列波相遇時(shí)，在相遇區(qū)域會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

【答案】A

【解析】

【詳解】AD.雖然這兩列波的頻率不同，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，但根據(jù)波的疊加原理，在長繩上一定會(huì)有

這兩列波的波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇的時(shí)刻，此時(shí)振動(dòng)位移大小為2A,由于兩列波的波長不等，

波速相同，可知這兩列波的波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇對應(yīng)著2個(gè)不同的時(shí)刻，故A正確，D錯(cuò)誤;

BC.由于第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，故根據(jù)波形圖可知，由。振源產(chǎn)生的波先到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)，第二次產(chǎn)

生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，是由于P振源產(chǎn)生的波到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)，且有產(chǎn)振源的頻率與其固有頻率相等產(chǎn)生了共

振現(xiàn)象，所以P振源的頻率為2Hz,根據(jù)波速與波長、頻率的關(guān)系可知，由尸振源產(chǎn)生的波在長繩上傳播

的速度等于

v=A/=1x2m/s=2m/s

由同種介質(zhì)中，機(jī)械波的波速相等，可知由。振源產(chǎn)生的波在長繩上傳播的速度也等于2m/s,故BC錯(cuò)誤。

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計(jì)16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全

部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分。

9.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩

擦，活塞上方存有少量液體，將一細(xì)管插入液體，活塞上方液體會(huì)緩慢流出，在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外

界的溫度保持不變，則關(guān)于這一過程中氣缸內(nèi)的氣體（）

A.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多

B.氣體分子間存在的斥力是活塞向上運(yùn)動(dòng)的原因

C.氣體分子的速率分布情況不變

D.氣體對外界做的功等于氣體從外界吸收的熱量

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.活塞上方液體逐漸流出，對活塞受力分析可得，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，又氣缸內(nèi)氣體溫度不變,

則單位時(shí)間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)減少，故A錯(cuò)誤；

B.氣體分子對活塞的碰撞是活塞向上運(yùn)動(dòng)的原因，故B錯(cuò)誤；

C.外界的溫度保持不變，導(dǎo)熱材料制成的氣缸內(nèi)氣體溫度不變，氣體分子的速率分布情況不變，故C正確;

D.氣缸內(nèi)氣體溫度不變，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變；氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，體積變大，氣體對外界做功；據(jù)熱

力學(xué)第一定律，氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量，故D正確。

故選CDc

10.裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖所示，現(xiàn)將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在

一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動(dòng)，若取豎直向上為正方向，則以下描述試管的位移、速度時(shí)間

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，有重力等于浮力，此時(shí)試管所處的位置即為平衡位置。現(xiàn)

將試管豎直提起少許，則有重力大于浮力，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，試管向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，

到平衡位置速度最大，由于題目中是取豎直向上為正方向，故試管剛開始速度為零，第一次到達(dá)平衡位置

速度為負(fù)的最大值，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)上面的分析，在/=0時(shí)，試管處于平衡位置的上方最高點(diǎn)，所以位移為正的最大值，經(jīng)四分之一

個(gè)周期到達(dá)平衡位置，位移隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD,

11.如圖所示，由。、6兩種單色光組成的復(fù)色光，通過足夠大的長方體透明材料后分成兩束，則（）

A.。光的頻率小于6光的頻率

B.。光的折射率大于0光的折射率

C.兩束光db只要滿足一定的條件可以發(fā)生干涉

D.若〃光照射到某界面上時(shí)發(fā)生全反射，則〃光也能發(fā)生全反射

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.由圖可知I,。光的偏折角小于6光的偏折角，說明。光的折射率小于b光的折射率，。光的頻

率小于匕光的頻率，A正確，B錯(cuò)誤；

C.由于兩束光如匕的頻率不同，兩束光a、人不可以發(fā)生干涉，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)公式

,「1

sinC=—

n

可得：折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小，由于。光的折射率小于6光的折射率，因此a光發(fā)生全反射

的臨界角大于b光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，因此a光照射到某界面上時(shí)發(fā)生全反射，則b光也能發(fā)生全反射,

D正確；

故選ADo

12.如圖用三根細(xì)線小氏c將兩個(gè)小球I和2連接并懸掛，其中小球1的重力G=7N,小球2的重力G?=9N,

兩小球處于靜止，已知細(xì)線a與豎直方向的夾角為37。，細(xì)線c水平，重力加.速度為g,sin37。=0.6,則

()

B.細(xì)線b對小球2的拉力為15N

C.細(xì)線c?對小球2的拉力為10N

D.剪斷繩方后的瞬間，小球2的加速度為g

【答案】ABD

【解析】

【詳解】AC.將兩小球和細(xì)線6視為整體，對整體受力分析如圖所示

\--------F"

G+G?

根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有

=G,+G2=7+9N^20N

"cos37°4

5

3

（G1+G2）tan37°=16x-N=12N

故A正確，C錯(cuò)誤；

B.對小球2進(jìn)行受力分析如下

—,F

G2

根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有

22

=A/G；+?=A/9+12N=15N

Fh

故B正確；

D.剪斷繩b后的瞬間，b、c兩條繩子的拉力均變?yōu)榱?，小?只受重力作用，加速度為g,故D正確。

故選ABD。

第U卷（非選擇題）

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共計(jì)14分。請將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置。

13.（1）小明同學(xué)做“探究彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系''的實(shí)驗(yàn)。

Ax/cm

乙

（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲，下列操作規(guī)范的是______。

A.實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)該先把彈簧水平放置測量其原長

B.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

C.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)拆除實(shí)驗(yàn)裝置，整理并復(fù)原實(shí)驗(yàn)器材

（2）小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，描繪出彈簧的伸長量△/與彈力/相關(guān)的點(diǎn)如圖乙所

示，請你根據(jù)所學(xué)知識用一定的線來擬合這些點(diǎn)______

（3）根據(jù)擬合的線，回答以下問題：

①本實(shí)驗(yàn)中彈簧的勁度系數(shù)k=_N/m；

②圖線中后半部分明顯偏離直線，你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的主要原因是_____?

Ax/cm

【答案】(1).BD(3).100(4).超過彈簧的彈

性限度

【解析】

【詳解】為了消除彈簧自重的影響，實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)該先把彈簧豎直放置測量其原長，故A錯(cuò)誤；

BC.為了更好的找出彈力與形變量之間的規(guī)律，應(yīng)逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺

刻度和對應(yīng)的鉤碼總重，故B正確，C錯(cuò)誤;

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)拆除實(shí)驗(yàn)裝置，整理并復(fù)原實(shí)驗(yàn)器材，故D正確。

故選BD

(2)[2]如圖所示

(3)⑶圖像直線部分的斜率的倒數(shù)表示彈簧的勁度系數(shù)，則

4

k=4-x--1-0--2-N/m=100N/m

⑷圖線中后半部分明顯偏離直線，即彈力與形變量不成正比，則造成這種現(xiàn)象的主要原因是超過彈簧的彈

性限度

14.用如圖1所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑

下后從。點(diǎn)飛出，落在水平擋板上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在

白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)，如圖2所示的白紙上建立以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥

軸的坐標(biāo)系。

圖1圖2

(1)為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差盡可能小，下列說法正確的是。

A.斜槽軌道必須光滑

B必須調(diào)節(jié)斜槽，保證末端水平，且讓小球出射方向與硬板平行

C.必須調(diào)節(jié)硬板，保證硬板在豎直平面內(nèi)

D.軌道末端的。點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，也就是平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)

(2)在圖2中實(shí)驗(yàn)記錄到的點(diǎn)有一個(gè)位置明顯發(fā)生偏差，其產(chǎn)生的原因可能是：該次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球在斜槽上

釋放的位置與其它幾次相比偏(選填"高”或“低”)。

(3)根據(jù)圖2記錄的點(diǎn)可求得鋼球平拋的初速度大小為m/s(己知g=10m/s2)。

【答案】(l).BC⑵.低⑶.1

【解析】

【詳解】(1)U]A.研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)必須滿足每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球，這樣是為了

到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)鋼球能獲得同樣的平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度，與斜面是否光滑沒有什么影響，故A錯(cuò)誤；

B.研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)還應(yīng)滿足初速度方向?yàn)樗椒较?，所以必須調(diào)節(jié)斜槽，保證末端水平，且讓小球出

射方向與硬板平行，故B正確；

C.為了保證小球能在豎直平面內(nèi)做平拋運(yùn)動(dòng)，還必須調(diào)節(jié)硬板，保證硬板在豎直平面內(nèi)，故C正確；

D.建立直角坐標(biāo)系時(shí)，要取小球剛開始做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的重心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，也就是距離軌道末端的。

點(diǎn)左邊一個(gè)小球半徑的長度作為平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

(2)⑵在圖2中實(shí)驗(yàn)記錄到的點(diǎn)有一個(gè)位置明顯發(fā)生偏差，其產(chǎn)生的原因可能是該次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球在斜槽上

釋放的位置與其它幾次相比偏低，導(dǎo)致其做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度偏小。

(3)[3]由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得

1

h=0.20m=—gr7

x=0.20m=vor

聯(lián)立上式解得

%=Im/s

四、計(jì)算題：本題共4小題，共計(jì)46分。解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.如圖，在一個(gè)空的鋁制易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱(長度可

以忽略)。如果不計(jì)大氣壓的變化，這就是一個(gè)簡易“溫度計(jì)”，已知大氣壓強(qiáng)是l.OxioWa,易拉罐的容

積是300cm3,均勻吸管內(nèi)部的橫截面積為0.2cm2,吸管露出的長度為20cm,當(dāng)溫度為272時(shí)，油柱剛好

在吸管和易拉罐的接口處。緩慢升高環(huán)境溫度，易拉罐中氣體從外界吸熱10J,油柱恰好到達(dá)吸管管口，求:

(1)此時(shí)環(huán)境溫度T；

(2)易拉罐中氣體內(nèi)能的變化

【答案】(l)304K：(2)9.6J

【解析】

【詳解】(1)由于氣體做等壓變化

T

帶入數(shù)據(jù)可得

300300+0.2*20

273+27-

解得:T=304K

(2)等壓變化，氣體對外做功

W=pAV=lxl05x0.2xl04x0.2J=0.4J

由熱力學(xué)第一定律

△U=W+Q=-0.4J+10J=9.6J

16.一個(gè)質(zhì)量為機(jī)的蹦床運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面2〃

高處，已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為Ar,重力加速度為g,取向上為正方向，空氣阻力忽略不計(jì)。

(1)運(yùn)動(dòng)員著網(wǎng)時(shí)的速度大小V;

(2)整個(gè)過程中，運(yùn)動(dòng)員所受彈力的沖量/；

(3)全過程中，人增加的機(jī)械能是多少？這些能量由誰提供？

【答案】(1)商^;(2)加加(2+J5)向；(3)佻?〃，這些能量是運(yùn)動(dòng)員自身提供的

【解析】

【詳解】(1)運(yùn)動(dòng)員觸網(wǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，由v2=2g/z可求得運(yùn)動(dòng)員著網(wǎng)速度為

v=y12gh

(2)運(yùn)動(dòng)員離開網(wǎng)后豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由I/"=2g?2萬可知運(yùn)動(dòng)員離開網(wǎng)的速度

v'=2y/gii

運(yùn)動(dòng)員從著網(wǎng)到反彈過程，取向上的方向?yàn)檎?，由?dòng)量定理可知

I—mgAt=mv'—w(—v)

代入可得

I=mg\t+m(y'+v)=mg\t+m(2+42)y[gh

(3)接觸網(wǎng)前后，機(jī)械能變化

A￡=—mv'2——mv2-meh

22

這些能量是由運(yùn)動(dòng)員自身提供的。

17.如圖所示，一條帶有圓軌道長直軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的水平直軌道相切，圓

軌道的半徑R=o.5m,滑塊以一定的初速度從左側(cè)水平直軌道滑入圓軌道，滑過最高點(diǎn)。后再沿圓軌道滑出,

進(jìn)入右側(cè)水平直軌道，已知圖中尸點(diǎn)左側(cè)軌道均光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長度都

為L=lm,滑塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為〃=0.1,重力加速度g取10m/s2。

(1)若滑塊從左側(cè)進(jìn)入圓軌道的初速度為26m/s,問滑塊能否到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)Q；

(2)若滑塊從左側(cè)進(jìn)入圓軌道，運(yùn)動(dòng)至圖中E點(diǎn)，恰好與軌道無相互作用，己知過E點(diǎn)的半徑與豎直方向夾

2

角為。(cos6=—),求進(jìn)入圓軌道的初速度；

3

(3)若滑塊從左側(cè)進(jìn)入圓軌道的初速度為5m/s,問滑塊最終停在右側(cè)軌道的何處？

Q

L

【答案】(1)恰好能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)。：(2)275m/s；(3)滑塊最終距離P點(diǎn)右端24.5m

【解析】

【詳解】(1)假設(shè)能到。，從出發(fā)點(diǎn)到最高點(diǎn)。，由動(dòng)能定理可得

CD121，

-2mgR=-mvQ--mVo

解得：％=0,恰好能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)

(2)物塊在E點(diǎn)，由牛頓第二定律可得

mgcos0=m^

物塊在E點(diǎn)的速度

l2gR

出發(fā)點(diǎn)到E點(diǎn)，動(dòng)能定理

八1212

-mgR(l+cos0=—mvE--mv

出發(fā)點(diǎn)的速度u=2歷，代入數(shù)據(jù)可得：v=2V5m/s

(3)全過程動(dòng)能定理可得

-jjmgx=°一；mvo

在粗糙段上的位移為廣12.5m

可知，滑塊最終距離P點(diǎn)右端24.5m

18.如圖所示，一傾角為的固定斜面底端安裝一擋板，物塊Q靜止在與擋板相距為s(足夠大)的A處，某

時(shí)刻，物塊P以沿斜面向下的速度即與Q發(fā)生彈性碰撞。已知Q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2tan仇最大靜

摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，P與斜面間無摩擦，兩物塊(視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量均為〃?，取重力加速度為g。

(1)求P與Q第一次碰撞后瞬間各自的速度大小;

(2)求P與Q第二次碰撞前瞬間各自的速度大小;

3

⑶當(dāng)Q與擋板發(fā)生碰撞瞬間，撤去物塊P,且Q與擋板碰撞時(shí)損失的能量是碰前叫，求Q停止的位置與

擋板的距離。

1,c

【答案】(1)0,VO；(2)V0,0；(3)AX=—~—[v^-2g(5-/?L)L其中"為一的整數(shù)部分

24gsm6L

【解析】

【詳解】(1)由動(dòng)量守恒可得

mv0=mvpx+mvQI

能量守恒

121212