精品解析：湖南省常德市第七中学2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题

湖南省常德市武陵区常德市第七中学2024-2025学年 高三下学期入学考试物理试题 一、单选题 1. 自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次衰变，又称为放射系或衰变链。每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定核素。已知的衰变链如图所示。下列判断中正确的是（　　） A. 图中的横坐标表示核电荷数，纵坐标表示质量数 B. 衰变最终生成的稳定核素为 C. 衰变最终生成稳定核素，共有两种不同的衰变路径 D. 衰变最终生成的稳定核素，共发生了7次α衰变，4次β衰变 2. 如图所示，某建筑工人利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升货物。已知货箱的质量为m，货物的质量为4m，建筑工人向左做速度为的匀速直线运动，左侧缆绳与水平方向的夹角为，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 当时，货箱的瞬时速度大小为 B. 当时，缆绳对滑轮的作用力大小为 C. 缆绳拉力始终是货箱对货物支持力的倍 D. 由于建筑工人所受缆绳拉力小于其自身重力，所以建筑工人处于失重状态 3. 甲、乙两位同学玩相互抛接球游戏，其中一位同学将球从A点抛出后，另一同学总能在等高处某点B快速接住，如图所示。假设甲同学出手瞬间球的速度大小为v，方向与水平面成角，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 球在空中相同时间内速度变化量不相同 B. 球到达B点时速度与A点时相同 C. 保持出手速度大小不变，改变出手方向，A、B间最大距离为 D. 保持角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间越短 4. 如图所示，直角△ABC中，∠C=90°，∠A=37°，两个电荷量为正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则为（　　） A. 3:4 B. 4:3 C. 16:9 D. 9:16 5. 理想变压器的输入和输出共用着一个线圈，输入端ao接在交流电源上，输出端bo间的电路如图所示．a、b可沿线圈上下滑动，图中的电表均为理想电表，定值电阻为R0，滑动变阻器的总阻值为R．在滑动片P由滑动变阻器的最上端M滑到最下端N的过程中，下列说法中正确的是 A. 为了保证电流表示数不变，应将a端先向下再向上滑动 B. 为了保证电流表示数不变，应将b端先向下再向上滑动 C. 为了保证电压表示数不变，应将a端先向下再向上滑动 D. 为了保证电压表示数不变，应将b先向上再向下滑动 6. 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃利镜实验）。如图为洛埃利镜实验的原理图，S为单色光源，M为平面镜，光源S到平面镜的距离和到屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹，则相邻的两条亮纹间距离为（ ） A. B. C. D. 二、多选题 7. 一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（　　） A. 2.5s末A、B两质点的位移相同 B. 2s末A点的速度小于B点的速度 C. 该波的波长可能为 D. 该波的波速可能为 8. 为了探寻金矿区域的位置和金矿储量，常利用重力加速度反常现象．如图所示，P点为某地区水平地面上的一点，假定在P点正下方有一空腔或密度较大的金矿，该地区重力加速度的大小就会与正常情况有微小偏离，这种现象叫做“重力加速度反常”。如果球形区域内储藏有金矿，已知金矿的密度为ρ，球形区域周围均匀分布的岩石密度为ρ0，且ρ＞ρ0.又已知引力常量为G，球形空腔体积为V，球心深度为d(远小于地球半径)，则下列说法正确的是 A. 有金矿会导致P点重力加速度偏小 B. 有金矿会导致P点重力加速度偏大 C. P点重力加速度反常值约为 D. 在图中P1点重力加速度反常值大于P点重力加速度反常值 9. 如图所示，间距为的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度均为的金属杆ab、cd垂直导轨放置，初始时两金属杆相距为，金属杆ab沿导轨向右运动的速度大小为，金属杆cd速度为零且受到平行导轨向右、大小为F的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆ab、cd的整个运动过程中，两金属杆间的最小距离为，重力加速度大小为g，两金属杆的质量均为m，电阻均为R，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，金属导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆cd运动过程中的最大加速度为 B. 从金属杆cd开始运动到两金属杆间距离最小的时间为 C. 金属杆ab运动过程中的最小速度为 D. 金属杆cd的最终速度为 10. 如图所示，一根轻弹簧一端固定于O点，另一端与可视为质点的小滑块连接，把滑块放在倾角为θ＝30°的固定光滑斜面上的A点，此时弹簧恰好水平。将滑块从A点由静止释放，经B点到达位于O点正下方的C点。当滑块运动到B点时弹簧与斜面垂直，且此时弹簧恰好处于原长。已知OB的距离为L，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则滑块由A运动到C的过程中（　　） A. 滑块的加速度先减小后增大 B. 滑块的速度一直在增大 C. 滑块经过B点时速度大于 D. 滑块经过C点的速度可能小于 三、实验题 11. 某物理兴趣小组用如图1所示的实验装置研究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”。轻弹簧的左端固定在竖直固定挡板上，弹簧的右端放置一个小滑块（与弹簧不拴接），滑块的左端有一宽度为d的遮光条，O点是弹簧原长时滑块左端遮光条所处的位置。 （1）测遮光条的宽度：用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图2所示，则遮光条的宽度________mm。 （2）平衡摩擦力：将长木板左端垫一小木块（图中未画出），在O点右侧不同位置分别放置光电门，使滑块压缩弹簧到确定位置并由静止释放小滑块，调整小木块位置，重复以上操作，直到小滑块上的遮光条通过光电门的时间均相等。 （3）向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度（弹簧处于弹性限度内），通过刻度尺测出滑块左端到O点的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t。 （4）重复步骤（3），测出多组x及对应的t，画出图像如图3所示。 （5）要测出弹簧压缩到某位置时的弹性势能，还必须测量________（填选项序号）。 A.弹簧原长l B.当地重力加速度g C.滑块（含遮光条）的质量m （6）测得图像斜率为，若轻弹簧弹性势能表达式成立，则轻弹簧的劲度系数为________（用测得的物理量字母表示）。 12. 有一个待测电压表V，其内阻r未知（约）、量程在12V~15V之间，共有N个均匀小格，但刻度数值已经模糊。为了测量其量程及其内阻并重新标刻度值，实验室提供下列器材选用： 标准电压表V1（量程为3V，内阻）； 标准电压表V2（量程为15V，内阻约为）； 滑动变阻器R：最大阻值为； 直流电源E：电动势为15V，内阻不能忽略，开关、导线若干。 （1）用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电压表的内阻，多用电表刻度盘上电阻刻度中间值为20。实验时应将选择开关拨至倍率“×______”（填“1”、“10”或“1k”）。 （2）为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻r，请在如图所示的虚线方框内将电路图补充完整，并将所选用的器材用相应的符号表示。______ （3）根据设计的电路图进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格，为了得到待测电压表V1的量程，读出标准电压表V1的示数，标准电压表V2的示数，待测电压表V1的量程为______，内阻为______。（均用测得的物理量和题中已知量的符号表示） 四、解答题 13. 四中新校实验小组同学发现学校烟雾报警器经常发生误报，根据所学知识设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积S = 5cm²，质量m=0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度。活塞与容器顶部的距离，在活塞下方d=4cm处有一压力传感器制成的卡口，容器导热性良好，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为 ，取重力加速度大小g= 10m/s²， 求： （1）封闭气体开始的压强p； （2）当封闭气体温度为360K时是否会触发警报； （3）若从开始状态到启动警报，封闭气体吸收热量Q=4.6J，则整个过程气体内能变化量ΔU。 14. 如图所示，在荧光屏的左侧空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为. 场中点与荧光屏的距离为，一个带正电粒子从点以某一速度垂直射向荧光屏，恰好能匀速直线运动，打在屏上的点(不计粒子重力). （1）求粒子做匀速直线运动的速度大小； （2）若撤去磁场，保持电场不变，粒子只在电场力的作用下运动，打在屏上的位置与点的距离，求粒子的比荷； （3）若撤去电场，保持磁场不变，粒子只在磁场力的作用下运动，求打在屏上的位置与点的距离. 15. 如图所示，长为l=1 m、质量为M=1 kg的长木板放在光滑的平台上，质量为m=0.5 kg的物块放在长木板上表面的左端，在平台右侧边缘固定一定滑轮，绕过定滑轮的细线一端系在物块上,连接物块的细线保持水平，用大小为F=1.2 N的拉力向下拉细线，使物块向右做加速运动，已知物块与长木板间的动摩擦因数为0. 2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，长木板右端离定滑轮距离足够大,平台离地面足够高，求: （1）在拉力F作用下，物块与长木板之间的摩擦力大小; （2）若不用拉力，而在细线上悬挂一个重为G=5 N的重物，释放重物，则物块滑离长木板时，长木板运动的距离为多少? （3）若（2）问中物块运动到长木板正中间时，细线断开，试判断此后物块能否滑离长木板? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南省常德市武陵区常德市第七中学2024-2025学年 高三下学期入学考试物理试题 一、单选题 1. 自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次衰变，又称为放射系或衰变链。每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定核素。已知的衰变链如图所示。下列判断中正确的是（　　） A. 图中的横坐标表示核电荷数，纵坐标表示质量数 B. 衰变最终生成的稳定核素为 C. 衰变最终生成的稳定核素，共有两种不同的衰变路径 D. 衰变最终生成的稳定核素，共发生了7次α衰变，4次β衰变 【答案】D 【解析】 【详解】A．的核电荷数为92，核子数为235，中子数为143，结合衰变链图可知，图的横坐标表示核电荷数，而纵坐标表示中子数，故A错误； B．查图可知，最终生成的稳定核素的核电荷数为82，核子数为 该核为，故B错误； C．由图可知，衰变为后，接下来可能发生α衰变生成，亦可能发生β衰变生成，而衰变至后亦存在两条衰变路径，所以衰变生成，共有四条不同的衰变路径，故C错误； D．由图结合前面C项的分析可知，无论沿任何一条路径，最终都是发生7次α衰变，4次β衰变，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，某建筑工人利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升货物。已知货箱的质量为m，货物的质量为4m，建筑工人向左做速度为的匀速直线运动，左侧缆绳与水平方向的夹角为，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 当时，货箱的瞬时速度大小为 B. 当时，缆绳对滑轮的作用力大小为 C. 缆绳拉力始终是货箱对货物支持力的倍 D. 由于建筑工人所受缆绳拉力小于其自身重力，所以建筑工人处于失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．设货箱速度为，将工人速度沿绳方向和垂直绳方向分解，可得沿绳子方向的分速度大小即为货箱的速度，则 当时，货箱的瞬时速度大小，故A错误； B．以上分析可知，v随着减小而增大，故货物和货箱整体做加速运动，说明绳子拉力大于5mg，根据力的合成可知缆绳对滑轮的作用力大小 故B错误； C．设粒子拉力为T，货物受到货箱支持力为N，题意可知货箱和货物加速度始终相等设为a，对货箱与货物，由牛顿第二定律的 同理，对货物 联立以上可得 即 故缆绳拉力始终是货箱对货物支持力的倍，故C正确； D．由于建筑工人竖直方向处于平衡态，设工人重力为G，地面给的支持力为，绳子拉力为，则有 整理得 上式可知，大小关系不能判断，由于工人在竖直方向合力为0，则竖直方向加速度为0，故建筑工人不处于失重状态，故D错误。 故选C 。 3. 甲、乙两位同学玩相互抛接球的游戏，其中一位同学将球从A点抛出后，另一同学总能在等高处某点B快速接住，如图所示。假设甲同学出手瞬间球的速度大小为v，方向与水平面成角，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 球在空中相同时间内速度变化量不相同 B. 球到达B点时速度与A点时相同 C. 保持出手速度大小不变，改变出手方向，A、B间最大距离为 D. 保持角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间越短 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于忽略空气阻力，则球在空中运动只受重力，加速度保持不变为重力加速度，由可知，球在空中相同时间内速度变化量相同，故A错误； B．由机械能守恒定律可知，球到达B点时速度与A点时大小相等，当速度的方向不同，故B错误； CD．根据题意，竖直方向上有 水平方向上有 整理可得 ， 可知，保持出手速度大小不变，改变出手方向，当时，，A、B间距离最大，最大值为 保持角不变，球的出手速度越大，在空中运动的时间越长，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，直角△ABC中，∠C=90°，∠A=37°，两个电荷量为的正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则为（　　） A. 3:4 B. 4:3 C. 16:9 D. 9:16 【答案】B 【解析】 【详解】试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，则正电荷A、B在C点产生的合场强方向竖直向上，如图所示 由图可知 由点电荷场强公式 计算可得 故选B。 5. 理想变压器输入和输出共用着一个线圈，输入端ao接在交流电源上，输出端bo间的电路如图所示．a、b可沿线圈上下滑动，图中的电表均为理想电表，定值电阻为R0，滑动变阻器的总阻值为R．在滑动片P由滑动变阻器的最上端M滑到最下端N的过程中，下列说法中正确的是 A. 为了保证电流表示数不变，应将a端先向下再向上滑动 B. 为了保证电流表示数不变，应将b端先向下再向上滑动 C. 为了保证电压表示数不变，应将a端先向下再向上滑动 D. 为了保证电压表示数不变，应将b先向上再向下滑动 【答案】A 【解析】 【详解】在滑动片P由滑动变阻器的最上端M滑到最下端N的过程中，次级的总电阻是先增大后减小的，则为了保证电流不变，则次级电压必须先增加后减小，即在次级匝数不变的情况下，初级匝数先减小后增加，即应将a端先向下再向上滑动；在初级匝数不变的情况下，次级匝数先增加后减小，即应将b端先向上再向下滑动，选项A正确，B错误；电压表的读数为，要想使得电压表的示数不变，因滑动变阻器阻值先增加后减小，则次级电压先减小后增加，则应将a端先向上再向下滑动，或者将b先向下再向上滑动，选项CD错误；故选A. 6. 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃利镜实验）。如图为洛埃利镜实验的原理图，S为单色光源，M为平面镜，光源S到平面镜的距离和到屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹，则相邻的两条亮纹间距离为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，在光屏上形成干涉条纹可等效为双缝干涉条纹，根据双缝干涉条纹间距公式可得 故选C。 二、多选题 7. 一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（　　） A. 2.5s末A、B两质点的位移相同 B. 2s末A点的速度小于B点的速度 C. 该波的波长可能为 D. 该波的波速可能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可得，周期为4s，A、B两质点的振动方程分别为 ， 当t=2.5s时 故A正确，不符合题意； B．由振动图像读出，2s末A质点的位移 处于平衡位置，速度最大；B质点的位移 处于波谷，速度是零，所以2s末A质点的速度大于B质点的速度，故B错误，符合题意； C．t=0时刻，质点A正通过平衡位置向上运动，质点B在波峰，波从A向B传播，则AB间的距离 则 因而该波的波长不可能为，故C错误，符合题意； D．根据 当时，波速为 故D正确，不符合题意。 故选BC。 8. 为了探寻金矿区域的位置和金矿储量，常利用重力加速度反常现象．如图所示，P点为某地区水平地面上的一点，假定在P点正下方有一空腔或密度较大的金矿，该地区重力加速度的大小就会与正常情况有微小偏离，这种现象叫做“重力加速度反常”。如果球形区域内储藏有金矿，已知金矿的密度为ρ，球形区域周围均匀分布的岩石密度为ρ0，且ρ＞ρ0.又已知引力常量为G，球形空腔体积为V，球心深度为d(远小于地球半径)，则下列说法正确的是 A. 有金矿会导致P点重力加速度偏小 B. 有金矿会导致P点重力加速度偏大 C. P点重力加速度反常值约为 D. 在图中P1点重力加速度反常值大于P点重力加速度反常值 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ0的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值。重力加速度的反常值是△g，填充岩石的质量 M0=ρ0V 设在P点有一质量为m的物体 则有 AB．由于金矿密度大于岩石密度，金矿对P处m的引力大于岩石的引力，所以有金矿处会导致重力加速度偏大，故A错误，B正确； C．P点重力加速度的反常值约为 故C正确； D．由重力反常值的表达式 可知，重力加速度的反常值与深度V、d有关，在图中P1点到球心的距离大于P点到球心的距离，所以在图中P1点重力加速度反常值小于P点重力加速度反常值，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，间距为的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度均为的金属杆ab、cd垂直导轨放置，初始时两金属杆相距为，金属杆ab沿导轨向右运动的速度大小为，金属杆cd速度为零且受到平行导轨向右、大小为F的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆ab、cd的整个运动过程中，两金属杆间的最小距离为，重力加速度大小为g，两金属杆的质量均为m，电阻均为R，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，金属导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆cd运动过程中的最大加速度为 B. 从金属杆cd开始运动到两金属杆间距离最小的时间为 C. 金属杆ab运动过程中的最小速度为 D. 金属杆cd的最终速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】对金属杆ab、cd的运动过程分析如下： ①初始ab向右运动，cd速度为零，两者间距开始减小，回路中磁通量先开始减小，根据楞次定律可知回路中的感应电流方向先是顺时针的，ab受到的安培力与滑动摩擦力均先向左，ab先向右做减速运动，设其速度大小为v1。cd受到的安培力先向右，而滑动摩擦力向左，因动摩擦因数为 可知滑动摩擦力小于F，故cd先向右做加速运动，设其速度大小为v2。回路中的感应电动势为 E=BL0（v1-v2） 因（v1-v2）先减小，故感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均减小。故ab先向右做加速度减小的减速运动，cd先向右做加速度减小的加速运动。 ②当v1=v2时，感应电动势、安培力均为零，由于存在滑动摩擦力，ab继续减速，但cd继续加速（因F＞μmg），导致v2＞v1，两者间距开始增大，回路中磁通量先开始增大，根据楞次定律可知回路中的感应电流方向变为逆时针，ab受到的安培力反向，方向向右，与滑动摩擦力方向相反；cd受到的安培力也反向，方向向左，与滑动摩擦力同向。此后的回路中的感应电动势为 E=BL0（v2-v1） 因（v2-v1）增大，故感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均由零逐渐增大，对ab有 μmg-BIL0=ma1 对cd有 F-μmg-BIL0=ma2 可见ab、cd的加速度均减小，故ab继续向右做加速度减小的减速运动，cd向右做加速度减小的加速运动。 ③当安培力增加到等于滑动摩擦力，即：BIL0=μmg时，ab的加速度a1为零，此时对于cd有 F-μmg-BIL0=F-2μmg=0 （因），即：cd的加速度a2为零，可见两者加速度同时减小到零，此后v1、v2若保持不变，则（v2-v1）恒定，感应电动势、感应电流、两金属杆所受安培力均保持不变，两者加速度可保持为零，故两者终极状态为匀速直线运动。终极状态有 v2＞v1 BIL0=μmg F=2μmg A．由上述分析，可知金属杆cd运动过程中的加速度一直减小到零，则初始其加速度最大。 初始电动势为 E0=BL0v0 安培力为 根据牛顿第二定律得 ma0=F+F0-μmg 结合，解得 故A正确； B．由上述①②的分析可知当v1=v2时两者的间距离最小，以水平向右为正方向，根据动量定理得： 对ab有 对cd有 ……④ 两式相加，再结合可得 v1=v2=v0 又有 可得 代入④式可得所求的时间为 故B错误； C．由B选项可知v1=v2时，金属杆ab的速度v1=v0，而由②的分析可知此后ab继续做减速运动，故运动过程中金属杆ab的最小速度小于v0，故C错误； D．设ab、cd的最终速度分别为va、vc，由③的分析有 F-μmg-BIL0=0 其中 解得 从两者速度v1=v2=v0时到终极状态的过程，以水平向右为正方向，根据动量定理得： 对ab有 对cd有 两式相加可得 va+vc=v0 联立解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一根轻弹簧一端固定于O点，另一端与可视为质点的小滑块连接，把滑块放在倾角为θ＝30°的固定光滑斜面上的A点，此时弹簧恰好水平。将滑块从A点由静止释放，经B点到达位于O点正下方的C点。当滑块运动到B点时弹簧与斜面垂直，且此时弹簧恰好处于原长。已知OB的距离为L，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则滑块由A运动到C的过程中（　　） A. 滑块的加速度先减小后增大 B. 滑块的速度一直在增大 C. 滑块经过B点时的速度大于 D. 滑块经过C点的速度可能小于 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．弹簧原长为L，在A点不离开斜面，则 在C点不离开斜面，则有 从A点滑至C点，设弹簧与斜面夹角为α（范围为30°≤α≤90°）；从B点滑至C点，设弹簧与斜面的夹角为β，则 可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小，选项A错误，B正确； C．从A点滑到B点，由机械能守恒可得 解得 选项C正确； D．从A点滑到C点，由机械能守恒可得 解得 选项D错误。 故选BC。 三、实验题 11. 某物理兴趣小组用如图1所示的实验装置研究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”。轻弹簧的左端固定在竖直固定挡板上，弹簧的右端放置一个小滑块（与弹簧不拴接），滑块的左端有一宽度为d的遮光条，O点是弹簧原长时滑块左端遮光条所处的位置。 （1）测遮光条的宽度：用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图2所示，则遮光条的宽度________mm。 （2）平衡摩擦力：将长木板左端垫一小木块（图中未画出），在O点右侧不同位置分别放置光电门，使滑块压缩弹簧到确定位置并由静止释放小滑块，调整小木块位置，重复以上操作，直到小滑块上的遮光条通过光电门的时间均相等。 （3）向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度（弹簧处于弹性限度内），通过刻度尺测出滑块左端到O点的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t。 （4）重复步骤（3），测出多组x及对应的t，画出图像如图3所示。 （5）要测出弹簧压缩到某位置时的弹性势能，还必须测量________（填选项序号）。 A.弹簧原长l B.当地重力加速度g C.滑块（含遮光条）的质量m （6）测得图像斜率为，若轻弹簧弹性势能表达式成立，则轻弹簧的劲度系数为________（用测得的物理量字母表示）。 【答案】 ①. 3.25 ②. C ③. 【解析】 【详解】（1）由图2可知，遮光条的宽度为 （5）根据能量守恒有 可知，要测出物块到某位置时轻弹簧的弹性势能，还需测出滑块（含遮光条）的质量m。 故选C。 （6）根据能量守恒有 其中 联立可得 又因为图线的斜率为，即 解得 12. 有一个待测电压表V，其内阻r未知（约）、量程在12V~15V之间，共有N个均匀小格，但刻度数值已经模糊。为了测量其量程及其内阻并重新标刻度值，实验室提供下列器材选用： 标准电压表V1（量程为3V，内阻）； 标准电压表V2（量程为15V，内阻约为）； 滑动变阻器R：最大阻值为； 直流电源E：电动势为15V，内阻不能忽略，开关、导线若干。 （1）用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电压表的内阻，多用电表刻度盘上电阻刻度中间值为20。实验时应将选择开关拨至倍率“×______”（填“1”、“10”或“1k”）。 （2）为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻r，请在如图所示的虚线方框内将电路图补充完整，并将所选用的器材用相应的符号表示。______ （3）根据设计的电路图进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格，为了得到待测电压表V1的量程，读出标准电压表V1的示数，标准电压表V2的示数，待测电压表V1的量程为______，内阻为______。（均用测得的物理量和题中已知量的符号表示） 【答案】 ①. 1k ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]用多用电表测电阻时，应尽量使指针指向中央附近，所以欧姆挡的倍率应选“”。 （2）因为电压表内阻较大，可将标准电压表V1当电流表使用,电路图如下所示。 （3）[3]调节滑动变阻器，让待测电压表V的指针恰好偏转n格，记录标准电压表V1的示数和标准电压表V2的示数，假设待测电压表V的量程为U，则有 解得 [4]由 解得 四、解答题 13. 四中新校实验小组同学发现学校烟雾报警器经常发生误报，根据所学知识设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积S = 5cm²，质量m=0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度。活塞与容器顶部的距离，在活塞下方d=4cm处有一压力传感器制成的卡口，容器导热性良好，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为 ，取重力加速度大小g= 10m/s²， 求： （1）封闭气体开始的压强p； （2）当封闭气体温度为360K时是否会触发警报； （3）若从开始状态到启动警报，封闭气体吸收热量Q=4.6J，则整个过程气体内能变化量ΔU。 【答案】（1）；（2）不会；（3）2.8J 【解析】 【详解】（1）设气体初始压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有 得 （2）设报警时的压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有 得 由理想气体状态方程得 得 当封闭气体温度为360K时没有触发警报。 （3）气体对外做功 由热力学第一定律得 14. 如图所示，在荧光屏的左侧空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为. 场中点与荧光屏的距离为，一个带正电粒子从点以某一速度垂直射向荧光屏，恰好能匀速直线运动，打在屏上的点(不计粒子重力). （1）求粒子做匀速直线运动的速度大小； （2）若撤去磁场，保持电场不变，粒子只在电场力的作用下运动，打在屏上的位置与点的距离，求粒子的比荷； （3）若撤去电场，保持磁场不变，粒子只在磁场力的作用下运动，求打在屏上的位置与点的距离. 【答案】（1），（2），（3）. 【解析】 【详解】试题分析：（1）由于带电粒子在电场和磁场中恰好做匀速直线运动，即电场力与磁场力相平衡，根据平衡条件可求出粒子做匀速直线运动的速度大小v；（2）若撤去磁场，保持电场不变，则粒子做类平抛运动，根据类平抛运动规律进行即可求出粒子的比荷；（3）若撤去电场，保持磁场不变，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，再根据几何知识可求出打在屏上的位置与O点的距离. （1）由于带电粒子在电场和磁场中恰好做匀速直线运动 则有： 解得： （2）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律得： 垂直电场方向匀速直线运动： 平行电场方向匀加速直线运动： 联立解得： （3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图 洛伦兹力提供向心力： 解得： 由几何关系得： 联立解得： 15. 如图所示，长为l=1 m、质量为M=1 kg的长木板放在光滑的平台上，质量为m=0.5 kg的物块放在长木板上表面的左端，在平台右侧边缘固定一定滑轮，绕过定滑轮的细线一端系在物块上,连接物块的细线保持水平，用大小为F=1.2 N的拉力向下拉细线，使物块向右做加速运动，已知物块与长木板间的动摩擦因数为0. 2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，长木板右端离定滑轮距离足够大,平台离地面足够高，求: （1）在拉力F作用下，物块与长木板之间的摩擦力大小; （2）若不用拉力，而在细线上悬挂一个重为G=5 N的重物，释放重物，则物块滑离长木板时，长木板运动的距离为多少? （3）若（2）问中物块运动到长木板正中间时，细线断开，试判断此后物块能否滑离长木板? 【答案】（1）08N；（2）；（3）刚好不滑离长木板 【解析】 【详解】（1）假设在拉力作用F两物体间保持相对静止,两物体共同的加速度为 对长木板 f=Ma=0.8N 而两物体间的最大静摩擦力为 可见f<fm,假设成立 即物体与长木板之间的摩擦力大小为0.8N （2）释放悬挂重物后,设物块的加速度为al，根据牛顿第二定律有 解得 长木板运动加速度为 设物块滑离的时间为t1，根据运动学公式有 解得 此过程长木板运动的位移 （3）在（2）中当物块运动到长木板正中间时，设物块运动的时间为t2，根据运动学公式有 解得 此时物块的速度 长木板的速度 此时细线断开.设此后物块不会滑离长木板，物块与长木板的共同速度为v，根据动量守恒定律有 解得 设此后物块在长木板上滑行的距离为x,根据功能关系有 解得 x=0.5m 即物块刚好不滑离长木板． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$