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云南师大附中2027届高考适应性月考卷（四）·物理
满分100分，考试用时75分钟。
一、选择题
本题共10小题，共46分。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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分。
1． 某类太阳能电池可通过光电效应直接把光能转化成电能。工作时，太阳能电池材料中的电子能被红光光子激发，激发后的电子向电池负极持续移动，形成光电流。下列关于该类太阳能电池的描述正确的是（ ）
A．全波段的太阳光均可使该电池正常工作
B．该电池不可在光强太弱的多云白天工作
C．其余条件均相同，海拔越高，太阳能电池的光电流越大
D．用蓝光照射时的光电流一定大于用红光照射时的光电流
2． 如图1所示，a 为低轨道卫星，b 为地球同步卫星，则下列关于两卫星的说法中正确的是（ ）
A．线速度的大小关系为
B．向心加速度的大小关系为
C．绕地球公转的周期关系为
D．受地球的万有引力的大小关系为
3． 将可视为质点的小球用长度为 L 的轻绳靠竖直墙悬挂，如图2所示，现将小球拉至与竖直墙面成 角（）处静止释放，球与墙壁发生弹性碰撞后返回最高点，不计空气阻力及碰撞的时间。下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．仅增加 L，小球与墙壁碰前瞬间速度减小
B．仅增加 L，小球运动到最低点时，轻绳拉力增大
C．仅减小 ，小球运动时间变短
D．仅减小 ，小球释放瞬间的加速度减小
4． 光在折射率为 n 的光纤中传播路程 s，等效于光在真空中传播路程 ns。如图3所示，两根长度均为 L、折射率分别为 、 的光纤①和光纤②上下放置，一束在真空中波长为 的光在光纤入口 A 处分别进入两根光纤，又在光纤出口 B 处相遇，发现两束光在 B 处干涉减弱，缓慢调整至两光纤长度均为 ，发现两束光在 B 处第二次干涉加强，则两光纤的折射率之差应为（ ）
A．
B．
C．
D．
5． 如图4所示，小明正骑自行车沿车道中线以速度 v 水平向右行驶，小红与小明之间连线与小明行驶方向之间的夹角为 ，为使小明和小红在车道中线上相遇，小红运动的最小速度为（ ）
A． B．
C． D．
6． 如图5所示，智能网球发球机置于网球场左侧底线 AB 的中点 M 处，发球口在 M 点正上方高度为 的 O 点，球网两侧球场 ABCF 与 FCDE 为边长相同的正方形，边长为 L，球网高度为 h。现在网球场内存在沿 BD 方向的恒定风力，风力使网球产生大小为 a 的恒定加速度（，g 为重力加速度）。发球机可将网球从发球口沿水平面内任意方向以不同大小的速度击出，不计空气阻力，则网球直接落在右侧球场中所有可能落点构成图形的形状（图中阴影区域）为（ ）
7． 如图6甲所示，一初速度 的可视为质点的物块滑上长度 的水平传送带，从传送带右端离开后，平滑进入固定在竖直面内的光滑半圆细管道。管道最低点固定一压力传感器（图中未画出），传感器示数为 F，改变传送带速度 v，规定水平向右为速度正方向，得到 F—v 图像如图乙所示，重力加速度取 ，下列说法正确的是（ ）
A．物块与传送带之间的动摩擦因数为
B．管道半径为
C．
D．若传送带反向运行，则 F—v 图像如图乙中图线 b 所示
8． 合成与鉴别新核素是原子核物理研究的重要前沿方向。某实验室利用回旋加速器将氘核加速至最大动能后引出轰击靶核，发生核反应：
关于该反应下列说法正确的是（ ）
A．该反应属于核聚变
B．核反应方程中的 X 的质量数应为1
C． 和 的比结合能不同
D．全球变暖会使 的半衰期变短
9． 某同学发现在雨伞加速转动过程中水滴被甩落，他猜想雨伞转速增加的快慢不同，水滴落点的远近也会不同。为验证猜想，他用半径为 R 的可绕中心轴转动的水平圆盘模拟雨伞，用质量为 m 的小物块模拟雨滴，如图7所示，将小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，物块与圆盘间动摩擦因数为 ，圆盘离地高度为 h。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ）
A．若圆盘转速缓慢增加，小物块被甩出时圆盘角速度大小为
B．若圆盘转速缓慢增加，小物块被甩出后的落点到中心轴的距离为
C．若圆盘转速迅速增大，小物块所受摩擦力沿半径方向指向圆心
D．若圆盘转速迅速增大，小物块被甩出后的落点到中心轴的距离小于圆盘转速缓慢增加时落点到中心轴的距离
10． 如图8甲所示，一个质量为 M 的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为 k 的轻弹簧将板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长，一质量为 m 的物块（可视为质点）从木板左端以初速度 滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端。通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的 v—t 图像，如图乙所示，其中 A 为物块的 v—t 图线，B 为木板的 v—t 图线，物块与木板间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为 g。则（ ）
A．木板的长度小于
B．物块与木板间的动摩擦因数为
C．若仅增大物块的初速度 ，物块最终仍会恰好停在长木板的右端
D．将初速度 增大为 时，木板与弹簧组成的系统获得的机械能最大
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． （6分）某实验小组开展实验，研究小球做平抛运动的轨迹并测量初速度。
（1）小组先用如图9甲所示的装置描绘小球的运动轨迹，实验前将斜槽末端调至水平，将小球静置于斜槽末端，为简便描绘轨迹，应选择此时________在白纸上的投影点为坐标原点建系。
A．斜槽末端 B．小球球心 C．小球顶端
（2）实验过程中，该小组从同一位置由静止释放小球，并将水平板依次等距下移，让小球先后三次做平抛，三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为 、、，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是________。
A．
B．
C．
D．无法判断
（3）该小组利用如图乙所示的实验装置测量小球平抛运动的初速度。每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放，逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角 ，测量小球对应的竖直位移 y，处理数据得到如图丙所示的 y— 图像，当地重力加速度取 ，则小球水平抛出时的初速度 ________。
12． （8分）某兴趣小组设计了一个可以测量小车质量 M 的装置。使用的器材：小车、一端固定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为 的交流电源、直尺、6个质量均为 m 的钩码。
实验步骤如下：
①按图10甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，改变轨道倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，然后在细线另一端悬挂6个钩码；
②保持轨道倾角不变，取下1个钩码，将它放在小车上，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度 ；
③依次从悬挂的钩码中取下 n 个，均放在小车上，重复步骤②，测出对应的加速度 （）；
④以留下钩码总个数 N 的倒数 为横轴，加速度的倒数 为纵轴，根据测得的数据作出 — 关系图线；
⑤由 — 关系图线求出小车的质量 M。
回答下列问题：
（1）下列说法正确的是________（填选项前字母）。
A．实验时先接通电源后，再释放小车
B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终与倾斜轨道保持平行
C．实验中必须保证细线下端悬挂钩码的质量远小于小车的质量
D．若细线下端悬挂2个钩码，则小车下滑过程中受到的合外力大小为
（2）某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则加速度大小 ________。（结果保留两位有效数字）
（3）作出 — 关系图线，若求得图线的斜率为 k，则小车的质量 ________（用 k、m 和重力加速度 g 表示）。
（4）若某同学在实验时，忘记将取下的钩码放在小车上，而是直接拿走，请分析他作出的 — 图像是________。
A．过原点的直线 B．纵轴有截距的直线
C．横轴有截距的直线 D．曲线
13． （10分）如图11甲所示，一端带有光滑定滑轮的足够长的木板固定在水平桌面上，质量分别为 M、m 的物块 A、B 用跨过滑轮的不可伸长的轻绳相连，B 距离地面有一定高度。开始时，用手按住 A 使之静止在木板上，某时刻松手后，得到 A 运动的 v—t 图像如图乙所示。已知 ，重力加速度 ，物块 B 落地后不反弹，求：
（1）物块 A 与长木板之间的动摩擦因数；
（2）物块 B 的质量。
14． （14分）系留气球是一种带有缆绳约束的浮空器。主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的可视为理想气体的氦气，副气囊与大气连通。其结构可简化为如图12所示，其中主气囊横截面积为 ，长度为 L；副气囊横截面积为 S。轻质弹簧左端固定在主气囊左侧壁上，右端与轻质光滑活塞连接。当气球在地面达到平衡时，劲度系数为 k 的弹簧处于原长状态，且活塞恰好在主副气囊连接处。在气球升空过程中，温度近似不变。当气球上升至目标高度时，弹簧伸长量为 。气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变，由于环境温度变化，气球内外温度最终达到新的平衡，此时弹簧伸长量为 。已知地面大气压强为 、温度为 ，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计，理想气体内能满足 ，其中 为已知常量。求：
（1）目标高度处的大气压强 ；
（2）在气球从刚到达目标高度到最终达到平衡的过程中的内能变化量 。
15． （16分）如图13所示，一质量为 、长度为 的均匀长木板置于倾角为 的固定斜面上，该斜面由一段光滑斜面和另一段粗糙斜面平滑连接构成，木板与粗糙斜面间的动摩擦因数 。初始时长木板下端位于光滑斜面与粗糙斜面的连接点，上端系一轻质细线通过光滑定滑轮后连接一质量为 的重物。某时刻长木板和重物均由静止释放，重力加速度取 ，求：
（1）释放瞬间长木板的加速度 大小；
（2）①木板速度最大时木板与粗糙斜面的接触长度 ；②在滑上粗糙斜面过程中木板速度减为0时木板与粗糙斜面的接触长度 ；
（3）判断木板是否做简谐运动，若是，求出其等效劲度系数 ；若不是，请说明理由。
参考答案与简要解答
选择题
1．C。 光电效应有截止频率，光强小仍可发生。其余条件相同，海拔升高、大气对太阳光的削弱减小，光电流增大。仅比较光的颜色，不能确定光电流大小。
2．B。 由 、、，低轨道卫星速度、向心加速度较大，周期较小；两卫星质量未知，不能比较引力大小。
3．D。 碰前速度满足 ，最低点拉力为 。小角度下往返时间为半个单摆周期，近似不随振幅改变。释放瞬间 ，故D正确。
4．D。 光程差为 。从干涉减弱到第二次干涉加强，光程差增加 ，故 。
5．A。 小红相对小明的速度必须沿两人初始连线指向小明。将小明的速度分解为沿该连线和垂直该连线的分量，小红必须具有大小为 的垂直分量；当其沿连线分量为0时，自身速度最小。
6．A。 取 BD 方向为 x 轴，M 为水平坐标原点。落地时间固定为 ，下降到网高时 。设落点纵向坐标为 X，则
越网要求 ，即
边界与横向坐标无关，是平行于球网的直线。由 可知该边界在右半场内，所以选A。临界擦网点是否计入不影响图形形状。
7．C。 设物块离开传送带时速度为 u。由能量守恒及最低点向心力方程，
由图像，传送带速度不大于 时 ； 时 。所以
结合 ，得 、。又有 。高速正转时，全程加速所得 ，故 。反转时物块全程向右滑行，摩擦力始终向左，离带速度仍为 ，故负半轴应为水平图线 a。
8．BC。 由质量数、电荷数守恒得 。该过程属于人工核转变。两种硅同位素的比结合能不同；核性质不会因环境升温而按D所述改变。
9．AD。 缓慢增速时，临界条件为 ，离盘速度 。落地时切向位移为 ，与初始半径垂直，故落点到轴的距离
迅速增速时，静摩擦力还须提供切向加速度，因此临界时的向心分量小于 ，离盘速度较小，落点距轴也较小；摩擦力并非沿半径方向。
10．BD。 物块做匀减速运动，，故B正确。木板在一个周期 T 内位移为0，木板长度为物块相对木板的位移，故 。
设滑动摩擦力 。物块仍向右相对滑动时，木板受恒力 f 和弹簧力，其平衡位置为 ，最大位移为 ，在 时到达。木板与弹簧系统的机械能随摩擦力做功 fx 增加，所以应让物块恰在 从右端滑离，此后系统机械能保持最大值。此时相对位移满足
代入 ，得D中给出的 。增大初速度后，物块会从右端滑离，C错误。
实验题
11． （1）A。结合（2）中水平板接球的操作，为简便可直接按板面接触处描记小球下缘的轨迹；起点应对应小球在槽口时的下缘，即斜槽末端。若采用记录球心的另一种描迹方法，则原点也应相应取球心，不能将两种记录方式混用。
（2）C。由 ，相同的竖直位移增量对应的水平位移增量逐渐减小。
（3）。由 、，消去 x 得
由图像斜率 ，得 （纵轴数值按米理解）。
12． （1）AB；（2）；（3）；（4）B。
相邻计数点时间间隔 ，由逐差法得
取后三段与前三段位移和之差：
平衡摩擦力后，整体质量始终为 ，故
因此 。若取下钩码直接拿走，整体质量为 ，有
是纵轴有正截距的直线。悬挂钩码也在加速，其拉力小于重力，故（1）D错误；本方法不要求悬挂钩码质量远小于小车质量。
计算题
13． （1）；（2）。
物块 B 落地后，A 的加速度大小为 ，故 。落地前共同加速度为 ，对整体有
代入得 。
14． （1）。
初态体积 ，刚到目标高度时 。升空过程等温，故
活塞受力平衡：，即得上述结果。
（2）。
最终 。活塞平衡给出
由一定质量理想气体状态方程，
刚到目标高度时温度仍为 ，故 ，为负值。
15． （1），方向沿斜面向下。初始无粗糙接触，系统满足
（2）①；②。
设接触长度为 x，在 且木板向下滑动时，摩擦力大小为
式中 x 以米计、f 以牛顿计。对系统有 。速度最大时 ，得 。摩擦力随 x 均匀增大，其平均值为 。从释放到首次停止，按动能定理，
取非零解，得 ，所用接触模型自洽。
（3）木板在题述下滑过程中做简谐运动，等效劲度系数为 。
取相对平衡位置的位移 ，由前述运动方程得
以木板为研究对象，其合外力为
因此满足 ，木板在这一段运动中做简谐运动，。判定简谐运动不要求实际运动持续完整周期；不能因首次停止后不再往复就否定这一段的简谐运动性质。
注意： 是整个关联运动系统的方程，其中的 对应总惯性质量 ；题目所问木板的等效劲度系数应按木板质量 M 与其合外力确定。
