精品解析：2025届安徽省安庆市高三下学期二模物理试题

2025年安庆市高三模拟考试（二模）物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名填写在答题卡上，并在相应的方框内粘贴条形码。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 2025年1月14日，据中国科学院合肥物质科学研究院消息，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置一“赤霄”，“赤霄”的诞生将为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆提供有力支撑。已知某核聚变反应的方程为。下列说法正确的是（　　） A. 反应产物 B. 该聚变反应有质量亏损 C. 该聚变反应发生时，两个间万有引力远大于两个间库仑力 D. 由2个中子和一个质子组成 2. 一弹簧上端固定，下端与物块A相连，物块A以O点为平衡位置，在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动，如图甲所示。规定沿竖直向下的方向为正方向，物块A偏离平衡位置的位移与时间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，物块A的加速度最大，方向竖直向下 B. 时，物块A的速度最大，方向竖直向下 C. 物块A振动到M点时，弹簧一定处于压缩状态 D. 内物块A振动的路程等于 3. 如图所示，竖直平面内三个圆的半径之比为3:2:1，它们的最低点相切于P点，有三根光滑细杆AP、BP、CP，杆的最高点分别处于三个圆的圆周上的某一点，杆的最低点都处于圆的最低点P。现各有一小环分别套在细杆上，都从杆的最高点由静止开始沿杆自由下滑至P点，空气阻力不计，则小环在细杆AP、BP、CP上运动的时间之比为（　　） A. B. C. 3:2:1 D. 1:1:1 4. 一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，过程是等温过程，过程是等容过程，过程是等压过程。下列说法正确的是（　　） A. 过程中气体的内能增加 B. 过程中气体向外界放热 C. 过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. 过程中外界对气体做的功等于过程中气体对外界做的功 5. 如图所示，原副线圈匝数比为n1:n2的理想变压器，原线圈接入电压为U的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。当变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A. 电流表A1示数先增大后减小 B. 电流表A2示数的最大值为 C. 原线圈输入功率的最大值为 D. 定值电阻R消耗功率的最小值为 6. 2025年1月13日，我国自主研制的捷龙三号运载火箭在山东海洋海域成功发射，一次将十颗卫星送入预定轨道，创造了我国海上发射的新纪录。其中卫星A、B在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的轨道半径之比为 B. 卫星B的周期等于T C. 卫星A的线速度大小为 D. 卫星A、B从相距最近到相距最远的最短时间间隔小于 7. 电子计步器工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为2D计步器与3D计步器，其中一款2D计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板M固定在设备上，另一个极板N与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板N与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A. 极板N向极板M运动的过程中，电流传感器的电流方向 B. MN极板间距离最小时，电流传感器上电流最大 C. MN极板间距离最小时，固定在电容器中点的点电荷具有的电势能和受到电场力均最大 D. 将保护电阻换成二极管，N极板振动，电流传感器上电流周期性变化，同样实现准确计步 8. 乘坐“空中缆车”既能饱览大自然的美景又轻松惬意。如图所示，某一缆车沿坡度为53°的山坡匀速上行，缆车中有一质量m=50kg的货物放在水平地板上且与车厢壁恰好接触而无挤压，货物与地板之间动摩擦因数，货物与地板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻缆车开始沿原方向做加速运动，在这一过程中，加速度大小从零开始缓慢增大，并且整个加速阶段缆车始终保持竖直状态，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则在缆车斜向上加速运动的过程中（　　） A. 货物可能受到3个力或4个力作用 B. 车厢受到的摩擦力方向水平向右 C. 当a=2m/s2时，车厢地板对货物的摩擦力大小为80N D. 当a=10m/s2时，车厢地板对货物的作用力大小为 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，已知水枪喷水口的直径为，水的密度为，水流水平出射速度为，垂直击中竖直目标后以大小为的速率反向溅回，则（　　） A. 水枪喷水的流量（单位时间内流出的体积）为 B. 喷水口单位时间内喷出水的质量为 C. 水枪的功率为 D. 目标受到的平均冲击力大小为 10. 如图所示，MN、PS、HQ是竖直放置的长直粗糙金属导轨，MN与PS、HQ之间的宽度均为L，PS和HQ通过阻值为R的定值电阻连接。ab和cd是两根质量均为m、电阻均为R的金属杆，其中ab杆悬挂在轻弹簧下端，与竖直平行导轨内侧恰好接触而无压力，与导轨一同处于竖直向上的磁场中；cd杆处于垂直导轨平面的磁场中，当cd杆在外力作用下以速度v向上做匀速直线运动时，ab杆恰好静止，弹簧无形变，现使cd杆以速度沿原方向做匀速直线运动，ab杆开始沿导轨下滑，两磁场的磁感应强度大小均为B，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，定值电阻阻值为R，其余电阻不计，金属杆与导轨接触良好，弹簧始终在弹性范围内，在整个运动过程中，ab和cd杆均保持水平，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. ab杆受到的安培力垂直纸面向外 B. ab杆与导轨间的动摩擦因数为 C. ab杆开始下滑直至速度首次达到最大值的过程中，克服摩擦产生的热量为 D. ab杆速度首次达到最大值时，电路的电热功率为 三、实验题：本大题共16分。将符合题意的内容填写在横线上，或按题目要求作答。 11. 在准确测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，小丽同学设计了如图甲所示的实验电路，并以此电路图完成实物电路的连接。合上开关、接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数和对应的电流表示数的图像，如图乙所示，两条直线与纵轴的截距分别为，与横轴的截距分别为、。 （1）接2位置时，作出的图线是图乙中的___________（选填 “A”或“B”）线； （2）由乙图可知：这节干电池的电动势___________和内阻___________。 12. 某同学设计了一个验证机械能守恒定律的实验，一轻绳一端连接在拉力传感器上O点，另一端连接在半径为r的匀质小钢球上，小钢球球心至O点的长度为L，O点正下方B位置有一光电门，可记录小钢球通过光电门的时间。如图甲所示，将小钢球拉至某一位置由静止释放，同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的T-F图像如乙图所示。 （1）小钢球从A位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ角，小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，则小钢球通过光电门的速度vB=___________；在实验误差允许的范围内，若t2=___________（用r、L、θ、g等符号表示）则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒。 （2）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则绘制乙图T-F图像的直线斜率理论值为___________。 （3）小钢球质量m=30g，根据测量数据绘制的乙图计算出重力加速度g=___________m/s2（结果保留3位有效数字），与当地实际重力加速度相比___________（选填“偏小”“不变”或“偏大”）。 四、解答题：本大题共3小题，共42分，解答应写出必要的文字说明。方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 2024年12月10日，北京上空出现“3个太阳”景象即幻日现象，与故宫角楼相互映衬，这种现象也被称为三日同辉，原理图如图甲所示。为便于理解，以单色光为例进行分析，图乙为光线以与截面平行的方向射入正六边形板状冰晶侧面的光路图。设光线的入射角为，经面折射后从图中点射出，取冰晶对该单色光的折射率为，已知光在真空中的传播速度为，正六边形晶体边长为，出射点与的距离为。求： （1）折射角的正弦值； （2）该单色光在冰晶中传播的时间。 14. 如图所示，一半径为R=3m的圆弧轨道固定在水平面上，且与水平面相切于圆弧最低点B，圆弧对应的圆心角θ=53°，C点处固定另一半径为r的竖直圆轨道且与水平面相切；距C点足够远的D点放有一质量为M=3kg物块，D点右侧水平面粗糙且与物块间的动摩擦因数为μ=0.1。一个质量为m=1kg的光滑小球从圆弧轨道的上端点A由静止释放，之后恰好能通过竖直圆轨道并与物块发生碰撞，忽略小球与物块的大小，且除了物块与D点右侧地面之间存在摩擦外，其余摩擦均不计，小球与物块的碰撞没有机械能损失，重力加速度g=10m/s2。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。试求： （1）小球刚滑到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）竖直圆轨道的半径及小球与物块第1次碰撞后物块速度大小； （3）判断小球能否与物块发生第2次碰撞。若不能，请通过计算说明理由；若能，求出小球与物块发生2次碰撞后物块滑行总位移。 15. 如图所示，在三维坐标系Oxyz中，x<0，z≤L，y≥0的空间内充满匀强磁场，方向沿y轴正方向；0≤x≤L，y≥0的所有空间内充满匀强电场，方向平行于xOy平面，与y轴正方向夹角为37°。质量为m、电荷量为+q的带电粒子，在xOz平面内从图中磁场边界的点以速度v沿与x轴负方向夹角θ=60°射入磁场，经磁场偏转后从坐标原点O沿x轴正方向射入电场，粒子在电场中运动时，恰好没有从x=L的边界射出电场，之后从y轴上的P点（图中未画）再次射入磁场，不计带电粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀强磁场磁感应强度大小； （2）P、O两点间的距离； （3）带电粒子第n（n>2）次射出磁场时的y轴坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年安庆市高三模拟考试（二模）物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名填写在答题卡上，并在相应的方框内粘贴条形码。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 2025年1月14日，据中国科学院合肥物质科学研究院消息，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置一“赤霄”，“赤霄”的诞生将为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆提供有力支撑。已知某核聚变反应的方程为。下列说法正确的是（　　） A. 反应产物为 B. 该聚变反应有质量亏损 C. 该聚变反应发生时，两个间万有引力远大于两个间库仑力 D 由2个中子和一个质子组成 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，可得该核反应方程为 所以反应物为，故A错误； B．该聚变反应中有能量产生，故质量有亏损，故B正确； C．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑力，才能达到核力作用的范围，这样两个原子核才能结合成新的原子核，相对库仑力而言，两氘核间万有引力可以忽略不计，故C错误； D．由两个质子和一个中子组成，故D错误。 故选B。 2. 一弹簧上端固定，下端与物块A相连，物块A以O点为平衡位置，在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动，如图甲所示。规定沿竖直向下的方向为正方向，物块A偏离平衡位置的位移与时间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，物块A的加速度最大，方向竖直向下 B. 时，物块A的速度最大，方向竖直向下 C. 物块A振动到M点时，弹簧一定处于压缩状态 D. 内物块A振动的路程等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知在0.5s时，物块A的位移为正向最大，即到达N点，加速度最大，方向竖直向上，故错误； B．时，物块A的位移为0，位移由正转负，物块A的速度最大，方向竖直向上，故B错误； C．时，物块A在M点，物块A的回复力最大，方向竖直向下，回复力由重力和弹力的合力提供，弹力不一定向下，即弹簧不一定处于压缩状态，故C错误； D．物块A所受合力做周期性的变化，周期为，7s为3.5个周期，振子路程为 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，竖直平面内三个圆的半径之比为3:2:1，它们的最低点相切于P点，有三根光滑细杆AP、BP、CP，杆的最高点分别处于三个圆的圆周上的某一点，杆的最低点都处于圆的最低点P。现各有一小环分别套在细杆上，都从杆的最高点由静止开始沿杆自由下滑至P点，空气阻力不计，则小环在细杆AP、BP、CP上运动的时间之比为（　　） A. B. C. 3:2:1 D. 1:1:1 【答案】A 【解析】 【详解】根据等时圆模型，如图所示 只需要求出A′P、B′P、C′P，的时间之比，设最小圆的直径为d，则 故选A。 4. 一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，过程是等温过程，过程是等容过程，过程是等压过程。下列说法正确的是（　　） A. 过程中气体的内能增加 B. 过程中气体向外界放热 C. 过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. 过程中外界对气体做的功等于过程中气体对外界做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程为等温变化，理想气体的内能不变，故A错误； C．该过程中气体体积增大，气体对外做功，即，温度不变，即，由热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量全部用来了做功，故C正确； B．过程为等容变化，， 由查理定律 解得 即气体内能增大， 由热力学第一定律得 即气体从外界吸热，故B错误； D．p-V图中，图线与横轴围成的面积在数值上等气体对外界或外界对气体所做的功，据此由图可知，过程中外界对气体做的功大于过程中气体对外界做的功，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，原副线圈匝数比为n1:n2的理想变压器，原线圈接入电压为U的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。当变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A. 电流表A1示数先增大后减小 B. 电流表A2示数的最大值为 C. 原线圈输入功率的最大值为 D. 定值电阻R消耗功率的最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动时，负载总电阻先增大后减小，则电流先减小后增大，故A错误； B．根据原副线圈电压与匝数的关系可知 所以A2示数的最大值为 故B错误； C．对于理想变压器，原线圈输入功率等于输出功率，则负载总电阻最小时，电流最大，功率最大，输入功率最大值为 故C错误； D．负载总电阻最大时，电流最小，定值电阻R消耗的功率最小，最小值为 故D正确。 故选D。 6. 2025年1月13日，我国自主研制的捷龙三号运载火箭在山东海洋海域成功发射，一次将十颗卫星送入预定轨道，创造了我国海上发射的新纪录。其中卫星A、B在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的轨道半径之比为 B. 卫星B的周期等于T C. 卫星A的线速度大小为 D. 卫星A、B从相距最近到相距最远的最短时间间隔小于 【答案】C 【解析】 【详解】A．设卫星A、B的轨道半径分别为，则 解得， 则 故A错误； B．根据万有引力提供向心力可得 所以 则 又因为 解得， 故B错误； C．设卫星A的线速度大小为，则 故C正确； D．设卫星从相距最近到相距最远的最短时间间隔为，则 解得 故D错误。 故选C。 7. 电子计步器的工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为2D计步器与3D计步器，其中一款2D计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板M固定在设备上，另一个极板N与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板N与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A. 极板N向极板M运动的过程中，电流传感器的电流方向 B. MN极板间距离最小时，电流传感器上电流最大 C. MN极板间距离最小时，固定在电容器中点的点电荷具有的电势能和受到电场力均最大 D. 将保护电阻换成二极管，N极板振动，电流传感器上电流周期性变化，同样实现准确计步 【答案】A 【解析】 【详解】A．极板N向极板M运动的过程中，根据 可知电容器电容增大，由 可知极板上电荷量增加，处于充电状态，电流传感器的电流方向，故A正确； B．依题意，电路中电流周期性变化，M、N极板间距离最小时，充电结束，电流传感器上电流为0，故B错误； C．根据 可知MN极板间距离最小时，极板间的电场强度最大，点电荷受到的电场力最大，由于点电荷电性未知，其电势能变化未知，故C错误； D．二极管阻止了放电过程，不能形成电流周期性变化，不能实现实现准确计步，故D错误。 故选A。 8. 乘坐“空中缆车”既能饱览大自然的美景又轻松惬意。如图所示，某一缆车沿坡度为53°的山坡匀速上行，缆车中有一质量m=50kg的货物放在水平地板上且与车厢壁恰好接触而无挤压，货物与地板之间动摩擦因数，货物与地板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻缆车开始沿原方向做加速运动，在这一过程中，加速度大小从零开始缓慢增大，并且整个加速阶段缆车始终保持竖直状态，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则在缆车斜向上加速运动的过程中（　　） A. 货物可能受到3个力或4个力作用 B. 车厢受到的摩擦力方向水平向右 C. 当a=2m/s2时，车厢地板对货物的摩擦力大小为80N D. 当a=10m/s2时，车厢地板对货物的作用力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．货物与缆车沿山坡向上以加速度a运行时，以货物块为研究对象，根据牛顿第二定律有，， 解得 即摩擦力始终为静摩擦力，没有达到最大静摩擦力（即自锁），车厢壁给的弹力恒为0，故货物始终只受到3个力，故A错误； B．根据牛顿第三定律知车厢受到的摩擦力方向水平向左，故B错误； C．a=2m/s2时，f=macos53°，车厢对货物的摩擦力大小为60N，故C错误； D．a=10m/s2时，有，，，， 车厢对货物的作用力为 故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，已知水枪喷水口的直径为，水的密度为，水流水平出射速度为，垂直击中竖直目标后以大小为的速率反向溅回，则（　　） A. 水枪喷水的流量（单位时间内流出的体积）为 B. 喷水口单位时间内喷出水的质量为 C. 水枪的功率为 D. 目标受到的平均冲击力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．水枪喷水的流量为 故A错误； B．喷水口单位时间内喷出水的质量为 故B正确； C．水枪的功率为 故C错误； D．取初速度方向为正方向，由动量定理得 则由牛顿第三定律可知，目标受到的平均冲击力大小为 故D正确 故选BD。 10. 如图所示，MN、PS、HQ是竖直放置的长直粗糙金属导轨，MN与PS、HQ之间的宽度均为L，PS和HQ通过阻值为R的定值电阻连接。ab和cd是两根质量均为m、电阻均为R的金属杆，其中ab杆悬挂在轻弹簧下端，与竖直平行导轨内侧恰好接触而无压力，与导轨一同处于竖直向上的磁场中；cd杆处于垂直导轨平面的磁场中，当cd杆在外力作用下以速度v向上做匀速直线运动时，ab杆恰好静止，弹簧无形变，现使cd杆以速度沿原方向做匀速直线运动，ab杆开始沿导轨下滑，两磁场的磁感应强度大小均为B，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，定值电阻阻值为R，其余电阻不计，金属杆与导轨接触良好，弹簧始终在弹性范围内，在整个运动过程中，ab和cd杆均保持水平，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. ab杆受到的安培力垂直纸面向外 B. ab杆与导轨间的动摩擦因数为 C. ab杆开始下滑直至速度首次达到最大值的过程中，克服摩擦产生的热量为 D. ab杆速度首次达到最大值时，电路的电热功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据右手定则可判断，cd杆中电流方向从d到c，根据左手定则可判断，ab杆受到的安培力垂直纸面向外，故A正确； B．当cd杆向上匀速运动时，回路中电流 摩擦力 可知摩擦力与速度成正比，此时ab杆恰好静止，弹簧无形变，则有 解得 故B错误； C．当cd杆以速度向上匀速运动时，与原来相比，ab杆受到的安培力变小，导轨给ab的弹力变小，摩擦力变小，则 此时根据胡克定律 弹簧伸长量即ab杆下降的高度 克服摩擦产生的热量 故C正确； D．当cd杆以速度向上匀速运动时，回路中电流 电功率 故D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共16分。将符合题意的内容填写在横线上，或按题目要求作答。 11. 在准确测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，小丽同学设计了如图甲所示的实验电路，并以此电路图完成实物电路的连接。合上开关、接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数和对应的电流表示数的图像，如图乙所示，两条直线与纵轴的截距分别为，与横轴的截距分别为、。 （1）接2位置时，作出图线是图乙中的___________（选填 “A”或“B”）线； （2）由乙图可知：这节干电池的电动势___________和内阻___________。 【答案】（1）A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 当S2接2位置时，可把电流表与电源看作一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律 可知，电动势等于真实值，短路电流偏小，所以作出的图线应是A线； 【小问2详解】 [1]接1时短路电流准确，接2时断路电压准确，则这节干电池的电动势为 [2]这节干电池的内阻为 12. 某同学设计了一个验证机械能守恒定律的实验，一轻绳一端连接在拉力传感器上O点，另一端连接在半径为r的匀质小钢球上，小钢球球心至O点的长度为L，O点正下方B位置有一光电门，可记录小钢球通过光电门的时间。如图甲所示，将小钢球拉至某一位置由静止释放，同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的T-F图像如乙图所示。 （1）小钢球从A位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ角，小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，则小钢球通过光电门的速度vB=___________；在实验误差允许的范围内，若t2=___________（用r、L、θ、g等符号表示）则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒。 （2）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则绘制乙图T-F图像的直线斜率理论值为___________。 （3）小钢球质量m=30g，根据测量数据绘制的乙图计算出重力加速度g=___________m/s2（结果保留3位有效数字），与当地实际重力加速度相比___________（选填“偏小”“不变”或“偏大”）。 【答案】（1） ①. ②. （2）-2 （3） ①. 9.78 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]小钢球从A位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ角，小钢球通过最低点位置B时，光电门记录遮光时间为t，则小钢球通过光电门的速度 [2]小钢球从A到B过程中，若无空气阻力，根据机械能守恒定律，有 解得 【小问2详解】 小钢球摆动过程中轻绳上拉力的最小值F，则 最大值T有， 联立解得 所以绘制乙图T-F图像的直线斜率理论值为-2； 【小问3详解】 [1]小钢球质量m=30g，根据乙图截距知 计算出重力加速度 [2]实际上由于小钢球摆动过程中始终受空气阻力的影响，速度始终偏小导致绳上拉力偏小，所以截距偏小，所以与当地实际重力加速度相比偏小。 四、解答题：本大题共3小题，共42分，解答应写出必要的文字说明。方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 2024年12月10日，北京上空出现“3个太阳”的景象即幻日现象，与故宫角楼相互映衬，这种现象也被称为三日同辉，原理图如图甲所示。为便于理解，以单色光为例进行分析，图乙为光线以与截面平行的方向射入正六边形板状冰晶侧面的光路图。设光线的入射角为，经面折射后从图中点射出，取冰晶对该单色光的折射率为，已知光在真空中的传播速度为，正六边形晶体边长为，出射点与的距离为。求： （1）折射角的正弦值； （2）该单色光在冰晶中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图，如图 根据折射率公式 可以得到 【小问2详解】 对于正六边形晶体，延长边和边交于点，其楔角，在三角形中由正弦定理可得， 又 所以求得 又，所以 故 14. 如图所示，一半径为R=3m的圆弧轨道固定在水平面上，且与水平面相切于圆弧最低点B，圆弧对应的圆心角θ=53°，C点处固定另一半径为r的竖直圆轨道且与水平面相切；距C点足够远的D点放有一质量为M=3kg物块，D点右侧水平面粗糙且与物块间的动摩擦因数为μ=0.1。一个质量为m=1kg的光滑小球从圆弧轨道的上端点A由静止释放，之后恰好能通过竖直圆轨道并与物块发生碰撞，忽略小球与物块的大小，且除了物块与D点右侧地面之间存在摩擦外，其余摩擦均不计，小球与物块的碰撞没有机械能损失，重力加速度g=10m/s2。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。试求： （1）小球刚滑到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）竖直圆轨道的半径及小球与物块第1次碰撞后物块速度大小； （3）判断小球能否与物块发生第2次碰撞。若不能，请通过计算说明理由；若能，求出小球与物块发生2次碰撞后物块滑行的总位移。 【答案】（1）18N （2）0.48m， （3）1m 【解析】 【小问1详解】 小球释放后由动能定理可得 解得 在B点有 解得 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为18N； 【小问2详解】 小球恰好过圆轨道最高点，有， 且 解得 小球离开圆轨道后与物块相碰时，由动量守恒及机械能守恒可知， 解得， 【小问3详解】 小球反弹后能到达圆环轨道高度为h′，则 解得 故小球不能过固定圆轨道圆心等高点，以原来速度大小返回后与物块发生第2次碰撞，有， 解得， 故物块停下时有 解得 15. 如图所示，在三维坐标系Oxyz中，x<0，z≤L，y≥0的空间内充满匀强磁场，方向沿y轴正方向；0≤x≤L，y≥0的所有空间内充满匀强电场，方向平行于xOy平面，与y轴正方向夹角为37°。质量为m、电荷量为+q的带电粒子，在xOz平面内从图中磁场边界的点以速度v沿与x轴负方向夹角θ=60°射入磁场，经磁场偏转后从坐标原点O沿x轴正方向射入电场，粒子在电场中运动时，恰好没有从x=L的边界射出电场，之后从y轴上的P点（图中未画）再次射入磁场，不计带电粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀强磁场磁感应强度的大小； （2）P、O两点间的距离； （3）带电粒子第n（n>2）次射出磁场时的y轴坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在xOz平面内，设粒子从A点到O点做匀速圆周运动的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，由几何关系可得 解得 由向心力公式有 联立解得 【小问2详解】 由题意知，粒子在xOy面内运动轨迹与直线x=L相切，切点记为C，如图所示 由运动的分解知：粒子在x轴、y轴方向上均做匀变速直线运动，设电场强度大小为E，粒子在x、y方向上的分加速度大小分别为ax、ay，则有， 联立解得 设粒子从O点运动P点的时间为t，则从O点运动到C点的时间为，x方向有 y方向有 联立解得 【小问3详解】 粒子从O点运动到C点的过程中，x轴上满足 可得 代入 解得 由（2）问分析知：粒子每次在电场中运动的时间均为t，从第1次出磁场至第n次出磁场，粒子在电、磁场中均运动（n-1）次。若仅考虑粒子在电场中轴正向的加速，由于每次加速的ay不变，相当于粒子从初速为零开始匀加速了（n-1）t的时间，粒子在这段时间内加速的总位移为 粒子在磁场中的运动为螺旋状运动，粒子每次进磁场时垂直于磁场方向的速度为v不变，由运动的分解可把粒子在磁场中的运动看成xOz面内线速度为v的匀速圆周运动（半径仍为R）和y轴正向的匀速直线运动，设每次磁场中运动过程中，粒子在y方向匀速运动的分速度大小分别为、，则有 分析易知，粒子每次在磁场中运动的时间均为其做圆周运动的半个周期时间，设此时间为t′，则有 所以粒子在磁场中运动的时间内，在y轴方向上匀速运动的总位移为 联立解得 综上所述，粒子第n次出磁场时的y轴坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$