精品解析：甘肃省张掖市四校联考2024-2025学年高三下学期第一次模拟物理试卷

物理 第一部分（选择题，共46分） 一、选择题（共10道小题，其中1-7单选题，每道题4分，8-10多选题，每道题6分，选对不全得3分；共46分） 1. 日常生活中我们不仅经常接触到脍炙人口诗词，还经常接触到一些民谚、俗语。他们都蕴含着丰富的物理知识。下列说法错误的是（　　） A. “泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小 B. 唐代诗人李白的诗句“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，根据“千里江陵一日还”可估算出诗人李白的平均速度 C. 辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?嫦娥不嫁谁留?”说明万有引力的存在 D. “人心齐，泰山移”——如果各个分力方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质 B. 一群氢原子处于n=4的激发态向较低能级跃迁，最多可放出8种频率的光子 C. 任何核反应都一定有质量亏损 D. α粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的 3. 已知引力常量G，将地球看作质量均匀分布的球体，忽略地球自转的影响，根据下列哪组数据可以计算出地球的质量（　　） A. 某人造卫星距离地面的高度和运行的周期 B. 知道月球的公转周期和月球的半径 C. 地球表面的重力加速度和地球半径 D. 地球的公转周期和日地之间的距离 4. 如图甲是客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的小口无初速度进入风道，在风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开。简化装置如图乙所示，谷粒在风道内所受的风力大小相等，最终落在同一水平面上，风道口的直径远小于下落高度，不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力，下列分析正确的是（ ） A. N处是瘪谷 B. 从风道口飞出到落在水平面过程，瘪谷运动时间更长 C. 落到水平面时，瘪谷的速度更大 D. 落到水平面时，精谷和瘪谷的重力瞬时功率一样大 5. 如图所示，一束光a以60°的入射角射向两面平行的玻璃砖上表面，折射后分成b、c两束光，折射角分别为30°和45°，则（　　） A. b与c在玻璃砖中的折射率之比为1：2 B. c从玻璃砖下表面射出光线与a平行 C. b、c两束光在玻璃砖内传播时间相等 D. 增大入射角，光束c将会发生全反射 6. 如图所示，甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源（振动方向沿y轴）分别位于x=0和x=9.0m处，两列波的速率均为v=4m/s，两波源的振幅均为A=5cm。图示为t=0时刻两列波的波形图，此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m处的两质点刚开始振动，下列关于各质点运动情况判断正确的是（　　） A. 甲波的频率f=0.5Hz B. 两波源的起振方向均沿y轴正方向 C. t=0.125s时，x=8.0m处质点的位移y=5cm D. 在t=0.95s至t=1.45s时间内，x=3.5m处质点通过的路程为40cm 7. 如图所示，两长度均为的相同轻质细杆用铰链、、相连，质量可忽略的铰链固定在地面上，铰链和质量不可忽略，均为，铰链、、均可视为质点。起始位置两细杆竖直，如图虚线所示，铰链和彼此靠近。时铰链在水平外力的作用下从静止开始做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动（为重力加速度），到时和间的夹角变为，如图实线所示。若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动，所有摩擦均不计，下列说法正确的是（　　） A. 时重力对做功的瞬时功率为 B. 时重力对做功的瞬时功率为 C. 从到时间内，力做的功为 D. 时连接的细杆中的弹力大小为 8. 地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为，其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度处的电势的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 大气电场的方向竖直向上 B. 地面带电荷量大小约为 C. 地面和大气电离层组成的电容器电容值约 D. 高度越大，大气电场强度越小 9. 图是一台教学用手摇式交流发电机。已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，若以频率匀速摇动大皮带轮上的手柄，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ） A. 大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为 B. 该发电机产生的交流电频率为 C. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的最大值不变 D. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍 10. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为、。、是垂直于导轨，间距为的磁场边界。将质量分别为、的金属棒、垂直导轨放置，棒与的间距也为，两棒接入导轨之间的电阻均为，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻棒经过，棒恰好经过进入磁场，时刻棒经过。棒运动的图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. B. 棒刚进入磁场时的速度大小 C. 时间内，棒上产生的焦耳热为 D. 时刻，、两棒的距离为 第二部分（非选择题，共54分） 二、实验题：（共16分） 11. 某同学做“探究两个互成角度力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。 （1）本实验主要采用的科学方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 建立物理模型法 （2）图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是______（选填“F”或“F'”） （3）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，正确的是______。 A. F1>F2>F3 B. F3>F1>F2 C. F2>F3>F1 D. F3>F2>F1 12. 某科技小组想通过实验探究热敏电阻的温度特性。如图甲所示，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在虚线所示的温控室中。 （1）实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到________（填“”或“”端；实验时，记录温控室的温度，将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； （2）多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）； （3）上述实验过程中，若电流表内阻不可忽略，则热敏电阻的测量值________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值； （4）现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值，且满足关系式，其中是散热系数，是电阻的温度，是周围环境温度，为电流。已知，，，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在________℃。（保留两位有效数字） 三、计算题（共38分） 13. 如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管。当，大气压强为时，两管水银面相平，这时左管被封闭的理想气体气柱长。当温度升高到时，左管气柱长为9cm，求： （1）此时封闭的理想气体的压强； （2）等于多少摄氏度。 14. 如图所示，弹性绳一端系于点，绕过处的小滑轮，另一端与质量为、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，、、三点等高，弹性绳的原长恰好等于间距，圆环与杆间的动摩擦因数为0.5。圆环从A点由静止释放，释放瞬间，圆环的加速度大小为，到达最低点时，重力加速度为，弹性绳始终遵循胡克定律。求： （1）释放瞬间弹性绳中拉力大小； （2）圆环下落到（图中未标出）点，设与水平夹角为，求此时圆环所受滑动摩擦力大小； （3）A到的过程中，圆环克服摩擦力做的功； （4）已知，圆环下滑过程中的最大速度。 15. 如图所示，在的区域内存在一定范围的、沿y轴正方向的匀强电场，在的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场，某时刻在电场左边缘一质量为m、带正电的粒子a以速度在P点沿x轴正方向进入电场，进入磁场时的速度方向与y轴正方向的夹角为，在粒子a进入磁场的同时，另一不带电粒子b也经y轴上某点进入磁场，速度方向与粒子a进入磁场的方向相同，在磁场中两粒子恰好发生正碰（碰撞前的瞬间，粒子a、粒子b的速度方向相反），不计两粒子的重力。求： （1）粒子a进入磁场的位置与坐标原点O的距离y； （2）碰撞前粒子b的速度的大小； （3）若两粒子碰后结合成粒子c，结合过程不损失质量和电荷量，粒子c在磁场中运动不再返回电场，则粒子b质量需要满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理 第一部分（选择题，共46分） 一、选择题（共10道小题，其中1-7单选题，每道题4分，8-10多选题，每道题6分，选对不全得3分；共46分） 1. 日常生活中我们不仅经常接触到脍炙人口的诗词，还经常接触到一些民谚、俗语。他们都蕴含着丰富的物理知识。下列说法错误的是（　　） A. “泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小 B. 唐代诗人李白的诗句“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，根据“千里江陵一日还”可估算出诗人李白的平均速度 C. 辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?嫦娥不嫁谁留?”说明万有引力的存在 D. “人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和 【答案】B 【解析】 【详解】A. “泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小，表面越光滑，摩擦力越小，A正确； B.千里江陵指的是路程，可以估算出平均速率，不能估算出平均速度，B错误； C.辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?妲娥不嫁谁留?”说明月球绕着地球转，说明地球与月球之间存在引力，C正确； D. “人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和，D正确。 本题选不正确的，故选B。 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质 B. 一群氢原子处于n=4的激发态向较低能级跃迁，最多可放出8种频率的光子 C. 任何核反应都一定有质量亏损 D. α粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，故A正确； B．一群氢原子处于n=4的激发态向较低能级跃迁，最多可放出光子的种数为 故B错误； C．核反应不是都会放出能量的，有些核反应是需要吸收能量的，如铁元素之后的聚变反应会吸收能量。只要放出了能量，就一定有能量亏损，故C错误； D．α粒子散射实验得出电子绕核旋转，原子的能量是连续的，故D错误。 故选A。 3. 已知引力常量G，将地球看作质量均匀分布的球体，忽略地球自转的影响，根据下列哪组数据可以计算出地球的质量（　　） A. 某人造卫星距离地面的高度和运行的周期 B. 知道月球的公转周期和月球的半径 C. 地球表面的重力加速度和地球半径 D. 地球的公转周期和日地之间的距离 【答案】C 【解析】 【详解】A．若只已知某人造卫星距离地面的高度和运行的周期，根据万有引力提供向心力，有 解得 由此可知，由于不知道地球半径，无法求出地球的质量，故A错误； B．若知道月球的公转周期和月球的半径，根据万有引力提供向心力，有 解得 可知，不知道月球的轨道半径，无法计算出地球的质量，故B错误； C．若知道地球表面的重力加速度和地球半径，有 解得 可知可以计算出地球的质量，故C正确； D．若知道地球的公转周期和日地之间的距离，根据万有引力提供向心力，有 解得 可知，只能求出太阳的质量，无法计算出地球的质量，故D错误。 故选C。 4. 如图甲是客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的小口无初速度进入风道，在风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开。简化装置如图乙所示，谷粒在风道内所受的风力大小相等，最终落在同一水平面上，风道口的直径远小于下落高度，不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力，下列分析正确的是（ ） A. N处是瘪谷 B. 从风道口飞出到落在水平面过程，瘪谷运动时间更长 C. 落到水平面时，瘪谷的速度更大 D. 落到水平面时，精谷和瘪谷的重力瞬时功率一样大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．精谷的质量大于瘪谷的质量，在相同的水平风力作用下，瘪谷获得的水平加速度大于精谷的水平加速度，在竖直方向上 则 精谷和瘪谷下落高度相同，则精谷和瘪谷的落地时间相同，瘪谷的水平加速度大于精谷的水平加速度，则瘪谷的水平位移大于精谷的水平位移，则N处是精谷，M处为瘪谷，故AB错误； C．落到水平面时，两者的竖直速度一样，瘪谷的水平速度更大，故瘪谷的速度更大，故C正确； D．落到水平面时，两者的竖直速度一样，但是精谷的重力更大，故精谷的重力瞬时功率更大，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一束光a以60°的入射角射向两面平行的玻璃砖上表面，折射后分成b、c两束光，折射角分别为30°和45°，则（　　） A. b与c在玻璃砖中的折射率之比为1：2 B. c从玻璃砖下表面射出的光线与a平行 C. b、c两束光玻璃砖内传播时间相等 D. 增大入射角，光束c将会发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】A．对a光，根据折射定律得玻璃砖对a光的折射率为 所以b与c在玻璃砖中的折射率之比为 故A错误； B．b、c两单色光从玻璃砖下表面射出时，入射角分别等于从上表面射入时的折射角，根据对称性可知，b、c光从下表面射出时的折射角都是60°，由几何关系可知，b、c光从玻璃砖下表面射出后是平行光，所以c从玻璃砖下表面射出的光线与a平行，故B正确； C．设玻璃砖的厚度为d，折射角为，在平行玻璃砖中的传播距离 传播速度为 传播时间为 联立可得 即 故C错误； D．根据光路可逆原理，在平行玻璃砖下表面入射角一定小于临界角，不能发生全反射，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源（振动方向沿y轴）分别位于x=0和x=9.0m处，两列波的速率均为v=4m/s，两波源的振幅均为A=5cm。图示为t=0时刻两列波的波形图，此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m处的两质点刚开始振动，下列关于各质点运动情况判断正确的是（　　） A. 甲波的频率f=0.5Hz B. 两波源的起振方向均沿y轴正方向 C. t=0.125s时，x=8.0m处质点的位移y=5cm D. 在t=0.95s至t=1.45s时间内，x=3.5m处质点通过的路程为40cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知 所以 故A错误； B．t=0时刻，x=3.0m和x=6.0m处的质点开始振动，由波的传播方向与质点的振动方向关系，可知两波均沿y轴负方向振动，故两波源的起振方向均沿y轴负方向，故B错误； C．在0~0.125s时间内，乙波向左传播的距离为 即x=8.5m处的质点零时刻的振动状态在t=0.125s时刻传到x=8.0m处，即波谷位置，而此时甲波还未传播到x=8.0m处，则x=8.0m处质点的位移为 故C错误； D．两列波频率相同，会发生干涉，在t=0.95s时两列波均已传到x=3.5m处，两波源到x=3.5m处的距离差为 且两波源的起振方向均沿y轴负方向，所以x=3.5m处的质点振动加强，其振幅为10cm，每经过一个周期，质点的运动路程为4倍振幅，由于周期 因此t=0.95s至t=1.45s，即0.5s时间内x=3.5m处质点通过的路程为40cm，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两长度均为的相同轻质细杆用铰链、、相连，质量可忽略的铰链固定在地面上，铰链和质量不可忽略，均为，铰链、、均可视为质点。起始位置两细杆竖直，如图虚线所示，铰链和彼此靠近。时铰链在水平外力的作用下从静止开始做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动（为重力加速度），到时和间的夹角变为，如图实线所示。若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动，所有摩擦均不计，下列说法正确的是（　　） A. 时重力对做功的瞬时功率为 B. 时重力对做功的瞬时功率为 C. 从到时间内，力做的功为 D. 时连接的细杆中的弹力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．时和间的夹角变为，此时C发生的位移大小为 根据 可得此时C的速度大小为 此时B、C沿杆方向的分速度相等，如图所示有 可得时重力对做功的瞬时功率为 故B正确，A错误； C．对ABC系统，根据动能定理有 求得 故C错误； D．若为恒力，时刻对C分析，根据牛顿第二定律有 时刻对C分析，根据牛顿第二定律有 联立解得 又B绕A做圆周运动，对B进行受力分析，如图 B所受合力沿AB杆指向A，设AB杆对B的弹力沿AB杆指向B， 根据牛顿第二定律，有 求得 此时AB杆对B的弹力大小为，但由于不是恒力，则，故此时连接AB的细杆中的弹力大小不为，故D错误。 故选B。 8. 地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为，其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度处的电势的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 大气电场的方向竖直向上 B. 地面带电荷量大小约为 C. 地面和大气电离层组成的电容器电容值约 D. 高度越大，大气电场强度越小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．大地电势为零，离地面越高，电势越高，因沿电场方向电势降低可知，大气电场的方向竖直向下，故A错误； B．因地面和大气层分别是电容器的两个电极，电容器储存的电荷量约为，可知地面带电量约为，故B正确； C．根据电容器的定义式 可知，地面和大气电离层组成的电容器电容值约 故C错误； D．由公式 可得 可知图像的斜率表示电场强度的倒数，由图可知，高度越大，大气电场强度越小，故D正确。 故选BD 9. 图是一台教学用手摇式交流发电机。已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，若以频率匀速摇动大皮带轮上的手柄，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ） A. 大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为 B. 该发电机产生的交流电频率为 C. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的最大值不变 D. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两皮带轮边缘的线速度大小相同，由 可知 即大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为r∶R，选项A正确； B．由 可知，该发电机产生的交流电频率 选项B错误； C．该发电机产生的交变电压的最大值 仅将f变为2f时变大，变大，选项C错误； D．若仅将f变为0.5f 该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍，选项D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为、。、是垂直于导轨，间距为的磁场边界。将质量分别为、的金属棒、垂直导轨放置，棒与的间距也为，两棒接入导轨之间的电阻均为，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻棒经过，棒恰好经过进入磁场，时刻棒经过。棒运动的图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. B. 棒刚进入磁场时的速度大小 C. 时间内，棒上产生的焦耳热为 D. 时刻，、两棒的距离为 【答案】AB 【解析】 【详解】BC．对a棒从开始到刚进入磁场过程根据机械能守恒可得 解得 时间内，根据能量守恒可得 由于两棒接入导轨之间的电阻相等，故a棒上产生的焦耳热为 联立解得 故B正确，C错误； A．设初始时两棒间距离为，根据题意，时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，在时间内a棒先做匀加速运动，进入磁场后做匀速运动，b棒一直做加速度大小为的匀加速运动，对a棒有 对b棒有 联立解得 设b棒刚好经过进入磁场时的速度为，由运动学公式得 解得 根据图像可知，a棒在时间内做匀速运动，受力分析可知a棒在两区域磁场中时受到的安培力相等，由于a棒经过后的一段时间后仍做匀速运动，故可知该段时间内电路中的电流不变，故该段时间内两棒均做匀速运动，根据题意可知两棒切割磁感线产生的感应电动势相互叠加，为 此时a棒受到的安培力为 时间内对a棒受到的安培力为 又，联立解得 故A正确； D．b棒在磁感应强度为B的磁场中运动的时间为 该段时间a棒运动的位移为 故时刻两棒间距离为，故D错误。 故选AB。 第二部分（非选择题，共54分） 二、实验题：（共16分） 11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。 （1）本实验主要采用的科学方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 建立物理模型法 （2）图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是______（选填“F”或“F'”） （3）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，正确的是______。 A. F1>F2>F3 B. F3>F1>F2 C. F2>F3>F1 D. F3>F2>F1 【答案】（1）B （2）F （3）A 【解析】 【小问1详解】 本实验的原理是用一个力产生的作用效果与两个力产生的作用相同来进行等效替代。 故选B。 【小问2详解】 用一个弹簧秤拉橡皮筋时，力一定沿橡皮条AO方向，图中可以看出，F表示一个力，表示的是用平行四边形定则作出的两个力的合力，所以一定沿橡皮条AO方向的是F。 【小问3详解】 对O点进行受力分析，与的合力与等大反向，如图 根据几何关系可知 故选A。 12. 某科技小组想通过实验探究热敏电阻的温度特性。如图甲所示，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在虚线所示的温控室中。 （1）实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到________（填“”或“”端；实验时，记录温控室的温度，将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； （2）多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）； （3）上述实验过程中，若电流表内阻不可忽略，则热敏电阻的测量值________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值； （4）现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值，且满足关系式，其中是散热系数，是电阻的温度，是周围环境温度，为电流。已知，，，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在________℃。（保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. b ②. （2）减小 （3）等于 （4）50 【解析】 【小问1详解】 [1]闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移动b端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大。 [2]电流表前后两次一致，保证电路前后两次等效，所以调整电阻箱，使电流表的示数也为。 【小问2详解】 从图像可以看出，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 【小问3详解】 电流表内阻即使不可忽略，只要保证开关打到1或2时电流表的读数一致，则热敏电阻的测量值等于真实值。 【小问4详解】 由题意可知，电阻的散热功率表示为 其中 则可解得 在图像中做出如图所示的图线。 据其与理论图线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在。 三、计算题（共38分） 13. 如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管。当，大气压强为时，两管水银面相平，这时左管被封闭的理想气体气柱长。当温度升高到时，左管气柱长为9cm，求： （1）此时封闭的理想气体的压强； （2）等于多少摄氏度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）此时两边液面差为2，可确定气体的压强为 （2）设玻璃管的横截面积为S，对左管中的气体有 ，， ， 由理想气体状态方程有 解得 故 14. 如图所示，弹性绳一端系于点，绕过处的小滑轮，另一端与质量为、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，、、三点等高，弹性绳的原长恰好等于间距，圆环与杆间的动摩擦因数为0.5。圆环从A点由静止释放，释放瞬间，圆环的加速度大小为，到达最低点时，重力加速度为，弹性绳始终遵循胡克定律。求： （1）释放瞬间弹性绳中拉力大小； （2）圆环下落到（图中未标出）点，设与水平夹角为，求此时圆环所受滑动摩擦力大小； （3）A到的过程中，圆环克服摩擦力做的功； （4）已知，圆环下滑过程中的最大速度。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 释放瞬间，对圆环受力分析，由牛顿第二定律得 则有 解得 【小问2详解】 设，则有 解得 圆环下滑到点，受力分析，如图所示 由几何关系可得，此时弹性绳的形变量为 由平衡条件有 又有 联立解得 小问3详解】 由小问2分析可知，小环下落过程中，滑动摩擦力大小不变，由公式可得，A到的过程中，圆环克服摩擦力做的功 【小问4详解】 根据题意，设圆环下滑到点时速度最大，此时与水平方向的夹角为，已知，此时弹性绳的形变量为 圆环速度最大，则有 联立解得 可知，此时圆环下落的高度为 综上所述可知，圆环所受合力满足 则从开始下落到速度最大，由动能定理有 解得 15. 如图所示，在的区域内存在一定范围的、沿y轴正方向的匀强电场，在的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场，某时刻在电场左边缘一质量为m、带正电的粒子a以速度在P点沿x轴正方向进入电场，进入磁场时的速度方向与y轴正方向的夹角为，在粒子a进入磁场的同时，另一不带电粒子b也经y轴上某点进入磁场，速度方向与粒子a进入磁场的方向相同，在磁场中两粒子恰好发生正碰（碰撞前的瞬间，粒子a、粒子b的速度方向相反），不计两粒子的重力。求： （1）粒子a进入磁场的位置与坐标原点O的距离y； （2）碰撞前粒子b的速度的大小； （3）若两粒子碰后结合成粒子c，结合过程不损失质量和电荷量，粒子c在磁场中运动不再返回电场，则粒子b的质量需要满足的条件。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子a在电场中做类平抛运动 解得 （2）两粒子的运动轨迹大致如图所示（b粒子的出发点不一定在坐标原点且对答案无影响） 粒子a进入磁场时速度为v 得 设粒子圆周运动的轨道半径为r，由等时性知 得 （3）设粒子碰后的速度为，半径为，粒子a 粒子c 讨论：①若沿粒子a的方向，则 粒子c不到达y轴，应满足 解得 ②若沿粒子b的方向，则 粒子c不到达y轴，应满足 解得 所以粒子b质量应满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$