精品解析：重庆市巴蜀中学校2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题

物理试卷 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2024年底，长光卫星成功进行了星地激光通信试验，超高速高分辨遥感影像的传播速率达到了每秒，相当于1秒内可传输10部完整的电影。其激光所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。如图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于某一能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出2种不同频率的紫外光，则氢原子最初所处能级为（ ） A. B. C. D. 2. 小明乘电梯下楼，在竖直下降的过程中加速度随时间变化的图线如图所示，以竖直向下为的正方向，下列说法正确的是（ ） A 小明处于超重状态 B. 小明处于失重状态 C. 时小明对地板的压力最大 D. 时小明对地板的压力最大 3. 如图所示，用轻质绝缘细线把闭合均质金属环悬挂于点，图中虚线的左边有匀强磁场，磁感应强度大小为，右边没有磁场，用手拉住金属环，使悬线偏离竖直方向角。放手后，金属环摆动，并很快停下来。已知金属环质量为、半径为、电阻为，细线长度为，不考虑空气阻力。整个过程中，下列说法正确的是（ ） A. 金属圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B. 通过金属环横截面的电荷量为 C. 金属环产生的热量为 D. 若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环会更快停下来 4. 一定质量的理想气体能从状态等压变化到达状态，也能从状态等容变化到达状态图像如图所示。假定该理想气体的内能，其中分别为气体的压强和体积，所有变化过程均缓慢发生。气体从状态到状态过程吸收的热量和从状态到状态过程吸收的热量之比为（ ） A. B. C. D. 5. 一宇宙飞船关闭动力环绕某个星球做半径为的匀速圆周运动，为该星球的半径。某一时刻，飞船运行到A点，此时飞船反方向射出登陆器，但登陆器仍沿原方向运动，并进入如图所示的内部椭圆轨道并在近地点登上该星球表面，而飞船立即启动发动机进行调整，使其仍保持在圆轨道运行。已知该星球的质量为，飞船的质量为，登陆器的质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在圆轨道上运行时的速度为 B. 登陆器在椭圆轨道上运行的周期为 C. 登录器在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为 D. 飞船在发射出登录器后，为保持在圆轨道运行，飞船发动机需对飞船做正功 6. 如图所示，带有固定竖直杆且总质量为（不含小球）的长方形物块静置在光滑水平地面上，物块右侧被一固定竖直挡板挡住，一根长为且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，把小球拉到点等高处，细线刚好拉直，小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆及挡板不发生碰撞，且长方形物块不会侧翻，重力加速度为，忽略空气的阻力。下列说法正确的是（ ） A. 小球第一次下摆过程中，小球与长方形物块构成的系统水平方向动量守恒 B. 小球第一次运动到最低点时速度大小为 C. 小球运动到左端最高点的速度为0 D. 小球第二次运动到最低点时，物块对地面压力的大小为 7. 在平面直角坐标系第I象限和第II象限内存在大小相等、方向如图所示的匀强电场。在第I象限内某些位置无初速度地释放同种正电离子，所有离子都从轴上的（-L，0）处离开电场，电场强度大小为，离子带电量为。不计重力，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 离子在第I象限可能做曲线运动 B. 离子在第II象限运动的时间都相等 C. 离子在第象限内释放的位置坐标（x，y）满足 D. 到达（-L，0）处的离子最小动能为 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。 8. 如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 内电流方向变化4次 C. 原线圈的输出功率为 D. 若增大，则电压表示数增大 9. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放入货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上先匀加速再匀减速 B. 货物与传送带间的动摩擦因数 C. 货物从下端点运动到上端点的时间为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 10. 如图，竖直面内有两根相同的光滑绝缘管和，与水平方向夹角均为两点连线水平且间距为。空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、带电量为的小球（小球直径略小于管道内径）从管的上端由静止释放，在管道内运动一段时间后从点离开管道，又经一段时间后，恰好从点沿方向进入管道。带电小球从点离开管道时对管道的弹力大小与从点释放时对管道的弹力大小相等。运动过程中小球的电荷量不变，小球可看作质点，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ） A. 小球带负电 B. 管道的长度为 C. 小球从点释放到运动到点时间为 D. 需满足：（其中） 三、非选择题：共5小题，共57分。 11. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。 n 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 （1）利用计算弹簧的压缩量：，，______cm，压缩量的平均值______cm； （2）忽略摩擦，重力加速度g取，该弹簧的劲度系数为______N/m。（结果保留3位有效数字） 12. 欧姆表是在电流表基础上改装而成的。为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应有电源。图1甲是一个简单的欧姆表电路。 （1）如图甲为欧姆表测未知电阻的原理图，电路中电池的电动势为、内阻为为调零电阻，为表头内阻，则电流与待测电阻的阻值关系式为（调零电阻接入电路的部分阻值用表示）_____。 （2）的关系图像如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是_____。 A．指针偏角越小，测量的误差越小 B．欧姆调零是当时，调节使电路中的电流 C．越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏 D．测量中，当的阻值为图乙中的时，指针位于表盘中央位置的右侧 （3）用欧姆挡粗测电阻，选用“”倍率挡测量，多用电表的示数如图丙所示。 （4）为了精确地测量待测电阻的阻值，实验室提供了下列器材： 电流表（量程为，内阻） 电流表（量程为，内阻约为） 滑动变阻器，额定电流） 定值电阻 定值电阻 电源（电动势，内阻约） 开关、导线若干 要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在图2甲所示虚线框中_____。（标出器材的符号） ②按正确的设计连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数，记录多组数据，并作出图像如图乙所示，则待测电阻_____。 13. 如图所示，阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率。为一半径为的四分之一圆弧，为圆弧的圆心，构成正方形，在处有一点光源。从点光源射入圆弧的光中，若只考虑首次从圆弧直接射向的光线（已知真空或空气中光速）。 （1）计算光线从D到B所用时间； （2）有一部分光不能从、直接射出，求这部分光穿过圆弧的弧长。 14. 要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。产生这些高能“炮弹”的“工厂”就是各种各样的粒子加速器。某一具有加速器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压为为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板长为为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），从静止开始加速后，该粒子恰能沿速度选择器的中轴线通过，之后进入分离器后做匀速圆周运动打到板上的点。 （1）如果速度选择器两板间距离为，则两板间电压为多少？ （2）如果撤去速度选择器中的电场，粒子在中偏转打在右侧极板上点（图中未画出）时速度方向偏转了，求点距离右板上端的距离； （3）如果撤去速度选择器中的磁场，该粒子仍能从两板间飞出，经偏转分离器后打到板上的点，如图中所示，求之间的距离。 15. 如图所示，质量为的滑块放在质量为的滑块上，滑块可以沿着竖直轨道上下滑动，和轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小都为，且为重力加速度）。轨道下方地面上固定了一根轻弹簧，弹簧的劲度系数为，将一起从的下端距离弹簧上端的高度为处由静止释放，接触弹簧后与弹簧不粘连。（弹簧的弹性势能为为弹簧的形变量） （1）若，且，、在第一次反弹过程中能够分离，分离时，轨道弹簧的形变量的大小； （2）若，只改变释放高度（其余条件均不变），当为多大时，刚好不会分离? （3）若，只改变弹簧的劲度系数（其余条件均不变），试讨论由最低点第一次上升的最大高度与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试卷 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2024年底，长光卫星成功进行了星地激光通信试验，超高速高分辨遥感影像的传播速率达到了每秒，相当于1秒内可传输10部完整的电影。其激光所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。如图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于某一能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出2种不同频率的紫外光，则氢原子最初所处能级为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】辐射出光子的能量分别为、、 若辐射不同频率的紫外光有2种，则 故选C。 2. 小明乘电梯下楼，在竖直下降的过程中加速度随时间变化的图线如图所示，以竖直向下为的正方向，下列说法正确的是（ ） A. 小明处于超重状态 B. 小明处于失重状态 C. 时小明对地板的压力最大 D. 时小明对地板的压力最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由a﹣t图象可知，0﹣4s的时间内电梯加速度的方向向下，电梯一直向下做加速运动，处于失重状态，故A错误； B．由a﹣t图象可知，7﹣10s的时间内电梯加速度的方向向上，电梯向下做减速运动，处于超重状态，故B错误； C．时小明具有竖直向下的最大加速度，处于失重状态，对地板的压力不是最大，故C错误； D．时小明具有竖直向上的最大加速度，处于超重状态，此时对地板的压力最大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，用轻质绝缘细线把闭合均质金属环悬挂于点，图中虚线的左边有匀强磁场，磁感应强度大小为，右边没有磁场，用手拉住金属环，使悬线偏离竖直方向角。放手后，金属环摆动，并很快停下来。已知金属环质量为、半径为、电阻为，细线长度为，不考虑空气阻力。整个过程中，下列说法正确的是（ ） A. 金属圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B. 通过金属环横截面的电荷量为 C. 金属环产生的热量为 D. 若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环会更快停下来 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属环进出磁场的过程中产生感应电流，出磁场的电流为逆时针，进磁场的电流为顺时针，故A错误。 B．金属环最终会停在最低点，整个过程中通过金属环横截面的电荷量为 故B错误。 C．由能量守恒得，金属环产生的热量为 故C正确。 D．若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环中无感应电流产生，机械能守恒，金属环会一直摆动，故D错误。 故选C。 4. 一定质量的理想气体能从状态等压变化到达状态，也能从状态等容变化到达状态图像如图所示。假定该理想气体的内能，其中分别为气体的压强和体积，所有变化过程均缓慢发生。气体从状态到状态过程吸收的热量和从状态到状态过程吸收的热量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】气体从状态A到状态B过程，气体体积增大，对外做功，则有 内能增量为 根据热力学第一定律 可知，吸收的热量为 气体从状态A到状态C过程，气体体积不变，做功为零，即，内能增量为 根据热力学第一定律 可知，吸收的热量为 所以，两次吸收热量之比为 故选A。 5. 一宇宙飞船关闭动力环绕某个星球做半径为的匀速圆周运动，为该星球的半径。某一时刻，飞船运行到A点，此时飞船反方向射出登陆器，但登陆器仍沿原方向运动，并进入如图所示的内部椭圆轨道并在近地点登上该星球表面，而飞船立即启动发动机进行调整，使其仍保持在圆轨道运行。已知该星球的质量为，飞船的质量为，登陆器的质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在圆轨道上运行时的速度为 B. 登陆器在椭圆轨道上运行的周期为 C. 登录器在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为 D. 飞船在发射出登录器后，为保持在圆轨道运行，飞船发动机需对飞船做正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在圆轨道上运行时，根据万有引力提供向心力 解得飞船在圆轨道上运行时的速度为 故A错误； B．飞船在圆轨道上运行时的周期 登录器在椭圆轨道运动时，根据几何关系，长轴为 根据开普敦第三定律 解得登陆器在椭圆轨道上运行的周期为 故B错误； C．登录器在椭圆轨道运动时，根据几何关系，长轴、焦距、短轴分别为，， 设远“地”点和近“地”点的速度分别为、，根据开普勒第二定律 可得登录器在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为，故C正确； D．飞船发射出登录器后，根据动量守恒可知速度变大，为保持在圆轨道运行，飞船发动机需对飞船做负功，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，带有固定竖直杆且总质量为（不含小球）的长方形物块静置在光滑水平地面上，物块右侧被一固定竖直挡板挡住，一根长为且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，把小球拉到点等高处，细线刚好拉直，小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆及挡板不发生碰撞，且长方形物块不会侧翻，重力加速度为，忽略空气的阻力。下列说法正确的是（ ） A. 小球第一次下摆过程中，小球与长方形物块构成的系统水平方向动量守恒 B. 小球第一次运动到最低点时的速度大小为 C. 小球运动到左端最高点的速度为0 D. 小球第二次运动到最低点时，物块对地面压力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从最高点运动到最低点的过程中，物块被挡板挡住不动。所以小球与长方形物块系统水平方向的总动量不守恒，故A错误； B．小球第一次运动到最低点之前，物块被挡板挡住不会动，所以小球的重力势能转化为动能，有 解得 故B错误； C．小球第一次经过最低点后，物块在绳子拉力作用下会向左运动，小球和物块组成的系统在水平方向动量守恒，当小球摆到左边最高点时，小球和物块共速，不为0，故C错误； D．当小球第一次从最低点再次运动回到最低点的过程中，由水平方向动量守恒，有 由能量守恒，有 解得， 在最低点时，小球相对物块的运动速度为，小球相对物块做圆周运动，有 物块在竖直方向合力为0，由受力平衡可得 根据牛顿第三定律，物块对地面的压力 故D正确。 故选D。 7. 在平面直角坐标系第I象限和第II象限内存在大小相等、方向如图所示的匀强电场。在第I象限内某些位置无初速度地释放同种正电离子，所有离子都从轴上的（-L，0）处离开电场，电场强度大小为，离子带电量为。不计重力，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 离子在第I象限可能做曲线运动 B. 离子在第II象限运动的时间都相等 C. 离子在第象限内释放的位置坐标（x，y）满足 D. 到达（-L，0）处的离子最小动能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．离子在第Ⅰ象限做初速度为0的匀加速直线运动，故A错误； B．离子进入第Ⅱ象限的速度不同，则在第Ⅱ象限运动的时间不相等，故B错误； C．设离子在第Ⅰ象限内释放的位置坐标为，设到达y轴的速度大小为v，则有 离子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，设运动时间为t，则有， 解得 故C正确； D．设离子在处的动能为，对离子运动的全程进行分析，根据动能定理有 由数学基本不等式有 结合上述解得，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。 8. 如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 内电流方向变化4次 C. 原线圈的输出功率为 D. 若增大，则电压表示数增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由可知，原线圈两端电压最大值为 则有效值为 根据电压与匝数比关系，有 解得副线圈两端的电压为 因电压表显示的示数是有效值，故电压表的示数为5V，故A正确； B．由可知，交变电流的周期为 交变电流一个周期内电流改变两次方向，所以1s内电流方向变化8次，故B错误； C．根据电功率公式可得变压器的输出功率为 所以原线圈的输出功率为5W，故C正确； D．因为变压器的匝数比不变，所以变压器的输出电压不变，所以若R增大，则电压表示数不变，故D错误。 故选AC。 9. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放入货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像（以位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 货物在传送带上先匀加速再匀减速 B. 货物与传送带间的动摩擦因数 C. 货物从下端点运动到上端点的时间为 D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像易得，货物在传送带上先加速，再匀速运动，A错误； B．根据功能关系有 可得货物与传送带间的动摩擦因数为 B正确； C．货物沿传送带向上运动时，与传送带保持相对静止，此时有 解得传送带速度为 设货物加速过程所用时间为，根据运动学公式可得 解得 设A点到B点的距离为L，货物在B点时则有 解得 则货物匀速阶段所用时间为 货物从下端A点运动到上端B点的时间为 C正确； D．货物在与传送带共速前，发生的相对位移为 因摩擦产生的热量为 根据能量守恒可知传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为 D错误。 故选BC。 10. 如图，竖直面内有两根相同的光滑绝缘管和，与水平方向夹角均为两点连线水平且间距为。空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、带电量为的小球（小球直径略小于管道内径）从管的上端由静止释放，在管道内运动一段时间后从点离开管道，又经一段时间后，恰好从点沿方向进入管道。带电小球从点离开管道时对管道的弹力大小与从点释放时对管道的弹力大小相等。运动过程中小球的电荷量不变，小球可看作质点，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ） A. 小球带负电 B. 管道的长度为 C. 小球从点释放到运动到点的时间为 D. 需满足：（其中） 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由分析可得，带电小球从点离开管道时对管道的弹力大小与从点释放时对管道的弹力大小相等，在B点时对下管壁有压力，在A点时一定是对上管壁有压力，则洛伦兹力一定垂直管壁向上，则小球带正电。选项A错误； B．小球在A点时有 小球在B点有 又 对AB过程有 联立解得， 选项B正确； C．对AB过程， 联立得 将离开B时的速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示，由于 故小球由B到C的运动可分解为水平方向的速度大小为的匀速直线运动和竖直面内的速度大小为的匀速圆周运动，故 对小球由B到C的过程有 小球从A点释放到运动到D点的时间 联立解得 选项C正确； D．小球由B点到C点过程有，（其中，1，2，…） 联立解得（其中，1，2，…）。选项D正确； 故选BCD。 三、非选择题：共5小题，共57分。 11. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。 n 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 （1）利用计算弹簧的压缩量：，，______cm，压缩量的平均值______cm； （2）忽略摩擦，重力加速度g取，该弹簧的劲度系数为______N/m。（结果保留3位有效数字） 【答案】 ①. 6.04 ②. 6.05 ③. 48.6 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由题意可得 [2]压缩量的平均值为 (2)[3]该弹簧劲度系数为 12. 欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应有电源。图1甲是一个简单的欧姆表电路。 （1）如图甲为欧姆表测未知电阻的原理图，电路中电池的电动势为、内阻为为调零电阻，为表头内阻，则电流与待测电阻的阻值关系式为（调零电阻接入电路的部分阻值用表示）_____。 （2）的关系图像如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是_____。 A．指针偏角越小，测量误差越小 B．欧姆调零是当时，调节使电路中的电流 C．越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏 D．测量中，当的阻值为图乙中的时，指针位于表盘中央位置的右侧 （3）用欧姆挡粗测电阻，选用“”倍率挡测量，多用电表的示数如图丙所示。 （4）为了精确地测量待测电阻的阻值，实验室提供了下列器材： 电流表（量程为，内阻） 电流表（量程为，内阻约为） 滑动变阻器，额定电流） 定值电阻 定值电阻 电源（电动势，内阻约） 开关、导线若干 要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在图2甲所示虚线框中_____。（标出器材的符号） ②按正确的设计连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数，记录多组数据，并作出图像如图乙所示，则待测电阻_____。 【答案】 ①. ②. BC ③. ④. 【解析】 【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律，有 解得电流为 [2]A．指针指在表盘中间位置时候，误差较小，故A错误； B．欧姆调零让两表笔短接就是，调节使电路中的电流达到满偏电流，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律，有 可知，越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，故C正确； D．当阻值为图乙中的时，电流小于满偏电流的，指针位于表盘中央位置的左侧，故D错误。 故选BC。 [3]要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，所以滑动变阻器采用分压式接法，实验器材没有电压表，采用双安法，被测电阻阻值几千欧，所以把其中量程较小的电流表与定值电阻R1串联后与被测电阻并联，然后再与量程较大的电流表串联，电路图如下 [4]根据串并联关系 整理后得 结合图像可知 解得。 13. 如图所示，阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率。为一半径为的四分之一圆弧，为圆弧的圆心，构成正方形，在处有一点光源。从点光源射入圆弧的光中，若只考虑首次从圆弧直接射向的光线（已知真空或空气中光速）。 （1）计算光线从D到B所用的时间； （2）有一部分光不能从、直接射出，求这部分光穿过圆弧的弧长。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光线从D点到圆弧上，光线传播的时间为 光线从圆弧上到B点，光传播的速度为 光线从圆弧上到B点，光传播距离为 传播的时间为 光线从到所用的时间 代入数据得 【小问2详解】 设该种材料的临界角为C，则 解得 如图所示 若沿DE方向射到AB面的光线刚好发生全反射，则 同理，若沿DG方向射入的光线刚好在BC面上发生全反射，则 因此 根据几何关系可得，有光穿过圆弧AC的弧长 代入数据得 14. 要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。产生这些高能“炮弹”的“工厂”就是各种各样的粒子加速器。某一具有加速器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压为为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板长为为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），从静止开始加速后，该粒子恰能沿速度选择器的中轴线通过，之后进入分离器后做匀速圆周运动打到板上的点。 （1）如果速度选择器两板间距离为，则两板间电压为多少？ （2）如果撤去速度选择器中的电场，粒子在中偏转打在右侧极板上点（图中未画出）时速度方向偏转了，求点距离右板上端的距离； （3）如果撤去速度选择器中的磁场，该粒子仍能从两板间飞出，经偏转分离器后打到板上的点，如图中所示，求之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 粒子通过加速器A，根据动能定理，有 粒子通过速度选择器B，根据平衡条件，有 解得 【小问2详解】 粒子在速度选择器B中，如果电场消失，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 根据几何关系可得M点距离右板上端的距离 联立解得 【小问3详解】 粒子在B中偏转飞出时做类平抛运动，在竖直方向，有 在水平方向，有 根据牛顿第二定律，有 联立解得 速度与水平方向夹角为，则有 粒子在C中偏转到Q，弦长 洛伦兹力提供向心力，有 粒子从静止开始加速后，该粒子恰能沿速度选择器的中轴线通过且从N点射出速度选择器，之后进入分离器后做匀速圆周运动打到板上的点，则洛伦兹力提供向心力，有 根据几何关系有 由几何关系得 联立解得 15. 如图所示，质量为的滑块放在质量为的滑块上，滑块可以沿着竖直轨道上下滑动，和轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小都为，且为重力加速度）。轨道下方地面上固定了一根轻弹簧，弹簧的劲度系数为，将一起从的下端距离弹簧上端的高度为处由静止释放，接触弹簧后与弹簧不粘连。（弹簧的弹性势能为为弹簧的形变量） （1）若，且，、在第一次反弹过程中能够分离，分离时，轨道弹簧的形变量的大小； （2）若，只改变释放高度（其余条件均不变），当为多大时，刚好不会分离? （3）若，只改变弹簧的劲度系数（其余条件均不变），试讨论由最低点第一次上升的最大高度与的关系。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 分离时B对A的弹力为零，弹簧的压缩量，对A根据牛顿第二定律则有 解得 同理对B则有 联立解得 【小问2详解】 设上升过程到达平衡位置时，弹簧的压缩量为，对AB则有 解得 由向上的简谐运动的对称性，振幅为 弹簧向下运动的最大压缩量为，则有 从释放到最低点，由能量守恒则有 联立解得 【小问3详解】 AB分离时压缩量 上升过程平衡位置 第一次下降到最低点压缩量为，根据能量守恒定律则有 （舍去负根） 讨论：情况1：若到最低点之后，则有 联立可得 则A回弹的最大高度为 情况2：若二者一起上升到最高点时，AB刚要分离，则有 联立可得 所以若，AB减速为零时，还未分离，此时上升的高度最大 情况3：若，AB分开之后，设AB分开时候速度为，根据能量守恒定律则有 解得 故有 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $