精品解析：2025届湖南省怀化市高三下学期二模考试物理试卷

2025届新高考教学教研联盟高三第二次联考暨怀化市2025上期高三二模考试物理试卷 注意事项∶ 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A. γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B. γ射线具有高穿透力、短波长特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C. 原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D 与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 2. 2025年2月第9届亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举行。在女子3000米短道速滑接力项目中，中国队在最后时刻完成了超越，力压韩国队获得金牌（如图）。精彩的比赛背后，往往蕴含了丰富的物理知识，在不考虑空气阻力的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 在直线起跑蹬冰过程中，冰面对冰刀的作用力大于冰刀对冰面的作用力 B. 若运动员沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时，速率越大，身体与冰面的夹角越小 C. 在最后加速冲刺阶段，运动员滑行速率越大，所受冰面的摩擦阻力也越大 D. 运动员冲线之后会慢慢停下来，是因为其在水平面内所受合力变为零 3. 如图甲所示，A、B是电场中一条电场线上的两点，t＝0时刻一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示，关于该电场，下列说法正确的是（　　） A. A点电势高于B点电势 B. 该电场可能为正点电荷产生的电场 C. 该负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 D. A点的场强大小小于B点的场强大小 4. 远距离输电中使用升压变压器和降压变压器的组合可以有效地减少输电损耗，某小组利用如下的模拟电路研究这一问题。升压变压器的原、副线圈匝数比是，降压变压器的原、副线圈匝数比是。假设输电线电阻和负载电阻阻值相同，为了保证输电效率不低于90％，则n的最小值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 5. 如图所示装置，可以将一质量为m＝1kg的小球（可视为质点）从地面缓慢抬升至任意高度后再以任意速度水平打出。若需要将小球一次性投入（不与地面发生碰撞）距发射台l＝4m的收集孔里，则装置对小球做的功至少为（忽略一切阻力，g＝10m/s²）（　　） A. 20 J B. 30 J C. 40 J D. 50 J 6. 如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心为原点O，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在直线的上方有一沿y轴负方向的矩形匀强电场区域，场强大小为E。在处的A点有一粒子源，粒子源以某一相同速率垂直于磁场方向朝圆形磁场内持续不断地发射质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子。已知发射出去的所有粒子在第一次离开圆形磁场后，在电场的作用下又回到圆形磁场，之后均从处的C点第二次飞出圆形磁场。整个过程中不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子进入磁场的初速度为 B. 矩形匀强电场区域的最小面积为 C. 粒子从 A 点运动到 C 点的最短时间为 D. 粒子从 A 点运动到 C 点的整个过程中，洛伦兹力对所有粒子的冲量大小都为 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 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） 7. 在遥远的太阳系边缘，有两颗孤独而坚定的星球——冥王星与卡戎（如图甲）。它们之间存在一种特殊的天文现象——潮汐相互锁定，这意味着卡戎绕冥王星公转一周的时间，恰好等于它自转一周的时间，也等于冥王星自转一周的时间。冥王星与卡戎可看成一个双星系统，它们绕着O点做匀速圆周运动（如图乙），已知冥王星与卡戎的质量之比约为8：1，半径之比约为2：1，在彼此绕行的过程中，忽略其他天体的影响，下列说法正确的是（　　） A. 在冥王星上，有半个球面始终观察不到卡戎 B. 冥王星与卡戎的第一宇宙速度之比约为2：1 C. 冥王星与卡戎的球心与O点的连线，在相等的时间内扫过的面积相等 D. 如果两星球球心之间的距离为冥王星半径的16倍，则 O 点到冥王星球心的距离等于冥王星半径的2倍 8. 如图甲， 、 是均匀介质中关于 O 点对称的两个波源，其振动方向与纸面垂直，所形成的简谐横波在纸面内传播。图乙和图丙分别是 和 振动一个周期后向右传播形成的波形图。已知波在该介质中的传播速度为 2 m/s， m，P 点的坐标为（4 m，6 m）。 时刻，两个波源同时振动，下列说法正确的是（　　） A. 经过足够长时间后，平面上形成稳定的干涉图样，形状是一根根的双曲线 B. 两列波同时传到 O 点，且 O 点的起振方向向下 C. s 时，P 点在平衡位置上方，且距离为 4 cm D. 若将波源 放到密度更大的均匀介质中，则波的周期变大 9. 如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A. 气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B. 气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C. 气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D. 气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 10. 如图甲，某轻弹簧两端系着质量均为的小球A、B。小球A用细线悬挂于天花板上，系统处于静止状态。将细线烧断，并以此为计时起点，A、B两小球运动的 图线如图乙所示（ 为小球的加速度， 为时间），两图线对应纵轴最小值均为，S表示到时间内A的 图线与横轴所围面积大小，当地重力加速度为 。下列说法正确的是（　　） A. 从到时刻，弹簧对A球的冲量为 B. 时刻，弹簧弹性势能最大 C. 时刻，A、 B两小球速度差最小 D. 时刻，B物体的速度大小为 三、非选择题（本题共 小题，共 分） 11. 一位同学做“探究质量一定时，加速度与力的关系”实验，实验装置如图所示。 （1）某同学在实验中用打点计时器记录了小车拖动纸带的运动情况。在纸带上，每五个点取一个计数点，如图所示。交流电源的频率为 。根据纸带上的数据，可以求出小车的加速度大小为__________ 。（结果保留三位有效数字） （2）若一同学平衡摩擦力时长木板倾角偏大，在这个情况下保持小车质量不变、不断的增加砝码盘中砝码探究加速度与合外力的关系，则可能得到以下哪个图__________。 A. B. C. D. （3）若某次实验中实验使用的交流电频率变为51 Hz，但该同学仍按照50 Hz进行数据处理，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 测某遥控赛车电池E的电动势和内阻，其电动势约3 V，内阻约0.5 Ω。实验室有如下器材： A.电流表A1（量程0~1 A，内阻约为1 Ω） B.电流表A2（量程0~6 mA，内阻未知） C.滑动变阻器R1（阻值范围为0~20 Ω，允许最大电流为2 A） D.滑动变阻器R2（阻值范围为0~1 000 Ω，允许最大电流为2 A） E.电阻箱R3（0~9999.9 Ω） F.电源E1（电动势约为3 V，内阻约为5 Ω） G.灵敏电流计G H.定值电阻R0=2.5 Ω I.导线，开关 （1）某同学根据已有器材设计如图甲所示的电路图，滑动变阻器应选__________（填器材前的字母）。 （2）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计G示数为0，记录A1示数I1，A2示数I2，电阻箱示数R3，重复调节电阻箱和滑动变阻器的阻值，每次都使电流计G示数为0，并记录不同电阻箱阻值所对应的A1示数和A2示数，作出电流表A2示数与电阻箱R3的示数的乘积I2R3和电流表A1的示数I1的图像即I2R3—I1图像，如图乙所示，则被测电源的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（结果均保留两位小数）。 （3）用以上方法测量的电动势E测______E真（选填“＜”或“＞”或“＝”），测量的内阻r测______r真（选填“＜”或“＞”或“＝”）。 13. 如图所示，一半径为的透明半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上。玻璃砖的上表面水平，且与桌面相切于点。一细束单色光经圆心从空气射入玻璃砖内，当入射角为时，出射光线射在桌面上点处，此时测得之间的距离为。现将入射光束向左平移（入射角不变），当入射点平移到点时，玻璃砖内光线恰好在圆面上点发生全反射，已知光在真空中传播的速度为，求：（不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，光线所在平面与桌面垂直且图示各点在同一竖直平面内） （1）该玻璃砖折射率； （2）该单色光从点传播到点的时间。（结果可用根式表示，已知） 14. 如图甲所示，水平地面上铺设有一厚度不计的软性材质地毯，在距离地毯高为 的位置 由静止自由释放一质量为 的小球 （ 远大于小球半径），小球 与水平地面上的地毯发生碰撞后竖直反弹。已知小球 每次与地毯发生碰撞之后的瞬时速率都是碰前瞬时速率的 。（整个过程不计空气阻力，已知重力加速度为 ） （1）求小球 第一次反弹的最高点到释放点 的距离； （2）如果要使小球 在第一次反弹后恰好回到出发点 ，则需在释放时瞬间给小球 一个竖直向下的初速度 ， 的大小是多少？ （3）如图乙所示，紧贴小球 的正下方放置一大小相同、质量为 的小球 ，此时仍然让两小球从位置 由静止自由下落，要使小球 在第一次碰后反弹恰好回到出发点 ，则小球 的质量 与小球 的质量 之比是多少？（假设小球 每次与地毯发生碰撞之后的瞬时速率都是碰前瞬时速率的 ，而小球 和小球 之间的碰撞为弹性正碰） 15. 间距为的光滑平行金属直导轨，水平放置在磁感应强度大小为、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻值为的金属棒静止垂直放在导轨之间，导轨右侧足够长，左侧如图所示，已知电源可提供大小恒为的直流电流，电阻，电容大小为（初始时刻不带电）。电路中各部分与导轨接触良好，导轨电阻不计且在运动过程中与始终与导轨垂直，开关的切换可在瞬间完成。 （1）当开关与电源接通时，棒中电流由流向，求此时棒的加速度大小和方向。 （2）当金属棒加速到时，开关瞬间与接通，此时金属棒内自由电子沿棒定向移动的速度为。经过一段时间，自由电子沿棒定向移动的速率变为，棒内定向移动的自由电子总数不变，求该段时间内一直在金属棒内运动的自由电子沿金属棒定向移动的距离。 （3）当金属棒速度为时，开关瞬间与接通，同时给金属棒一水平外力使其做匀速运动。某时刻外力的功率为定值电阻功率的3倍，求此时刻电容器两端电压及从开关接通到此时刻外力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届新高考教学教研联盟高三第二次联考暨怀化市2025上期高三二模考试物理试卷 注意事项∶ 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A. γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B. γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C. 原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D. 与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 【答案】D 【解析】 【详解】A．射线的本质是光子流，故A错误； B．γ射线具有高穿透力但是电离能力非常弱，故B错误； C．原子核发生衰变时，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，故C错误； D．人工放射性同位素与天然放射性物质相比具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点，故D正确。 故选D。 2. 2025年2月第9届亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举行。在女子3000米短道速滑接力项目中，中国队在最后时刻完成了超越，力压韩国队获得金牌（如图）。精彩比赛背后，往往蕴含了丰富的物理知识，在不考虑空气阻力的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 在直线起跑蹬冰过程中，冰面对冰刀的作用力大于冰刀对冰面的作用力 B. 若运动员沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时，速率越大，身体与冰面的夹角越小 C. 在最后加速冲刺阶段，运动员滑行速率越大，所受冰面的摩擦阻力也越大 D. 运动员冲线之后会慢慢停下来，是因为其在水平面内所受合力变为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．在直线起跑蹬冰过程中，冰面对冰刀的作用力与冰刀对冰面的作用力大小相等、方向相反是一对相互作用力，故A错误； B．若沿半径不变的圆弧匀速通过弯道时，根据 解得 可知速度越大身体与冰面的夹角越小，故B正确。 C．滑动摩擦力大小与两物体间相对运动的速度大小无关，故C错误； D．冲线之后，运动员在水平面内受冰面摩擦阻力的影响，速度逐渐减慢直到停下来，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，A、B是电场中一条电场线上的两点，t＝0时刻一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示，关于该电场，下列说法正确的是（　　） A. A点电势高于B点电势 B. 该电场可能为正点电荷产生的电场 C. 该负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 D. A点的场强大小小于B点的场强大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意知，负电荷受电场力向右，故场强方向向左，沿电场线方向，电势逐渐降低，那么A点电势低于B点电势，A错误； B．如果是正点电荷产生的电场，那正点电荷应该在右侧，则A点场强会小于B点场强，与题目矛盾，B错误； C．该负电荷从A到B过程，电场力做正功，电势能减少，故在A点电势能大于在B点电势能，C正确； D．根据速度 - 时间图像知，电荷的加速度逐渐减小，故场强逐渐减小，D错误。 故选C。 4. 远距离输电中使用升压变压器和降压变压器的组合可以有效地减少输电损耗，某小组利用如下的模拟电路研究这一问题。升压变压器的原、副线圈匝数比是，降压变压器的原、副线圈匝数比是。假设输电线电阻和负载电阻阻值相同，为了保证输电效率不低于90％，则n的最小值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知将负载电阻等效至输电电路中，其等效阻值为 ，由此可求知系统的输电效率为 由题意可知输电效率不低于90%，则 解得 故选B。 5. 如图所示装置，可以将一质量为m＝1kg的小球（可视为质点）从地面缓慢抬升至任意高度后再以任意速度水平打出。若需要将小球一次性投入（不与地面发生碰撞）距发射台l＝4m的收集孔里，则装置对小球做的功至少为（忽略一切阻力，g＝10m/s²）（　　） A. 20 J B. 30 J C. 40 J D. 50 J 【答案】C 【解析】 【详解】装置对小球做的功用于提高小球的机械能（重力势能与动能），设将小球抬升至高度 后以初速度 水平射出，则做的功为 对于后续的平抛运动，在水平方向上到达收集孔时，时间为 同时竖直方向上小球自由落体 联立各式可得 根据数学知识可知当 时对小球做功有最小值，即且仅当 时取到最小值 故选C。 6. 如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心为原点O，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在直线的上方有一沿y轴负方向的矩形匀强电场区域，场强大小为E。在处的A点有一粒子源，粒子源以某一相同速率垂直于磁场方向朝圆形磁场内持续不断地发射质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子。已知发射出去的所有粒子在第一次离开圆形磁场后，在电场的作用下又回到圆形磁场，之后均从处的C点第二次飞出圆形磁场。整个过程中不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子进入磁场的初速度为 B. 矩形匀强电场区域的最小面积为 C. 粒子从 A 点运动到 C 点的最短时间为 D. 粒子从 A 点运动到 C 点的整个过程中，洛伦兹力对所有粒子的冲量大小都为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当粒子在磁场中圆周运动半径为时，满足题意。故由 且 联立解得 A错误； B．由磁发散知识可知，所有粒子进入电场的方向都是沿 轴正方向，且速度大小相等，故粒子到达电场的最大高度也都相等。设粒子在电场中运动的最大高度为，则有得 则电场的最小面积有 B错误； C．由几何知识可知，所有粒子第一次在磁场中运动的轨迹和第二次在磁场中运动的轨迹总和是半个圆，故磁场中运动的时间总和都是相等的，而在电场中的运动时间也相等，故要使粒子从A点运动到C点的时间最短，就只需要让粒子在磁场和电场之间的中间区域运动时间最短即可。所以，当粒子发射方向沿 轴正方向时，粒子从A点运动到C点的时间最短。在磁场中的运动时间 在电场中的运动时间 故运动的最短时间 C正确； D．粒子从A点运动到C点的整个过程中，取沿 轴负方向为正，由动量定理得，解得 负号表示洛伦兹力的冲量方向沿 轴正方向，D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 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） 7. 在遥远的太阳系边缘，有两颗孤独而坚定的星球——冥王星与卡戎（如图甲）。它们之间存在一种特殊的天文现象——潮汐相互锁定，这意味着卡戎绕冥王星公转一周的时间，恰好等于它自转一周的时间，也等于冥王星自转一周的时间。冥王星与卡戎可看成一个双星系统，它们绕着O点做匀速圆周运动（如图乙），已知冥王星与卡戎的质量之比约为8：1，半径之比约为2：1，在彼此绕行的过程中，忽略其他天体的影响，下列说法正确的是（　　） A. 在冥王星上，有半个球面始终观察不到卡戎 B. 冥王星与卡戎第一宇宙速度之比约为2：1 C. 冥王星与卡戎的球心与O点的连线，在相等的时间内扫过的面积相等 D. 如果两星球球心之间的距离为冥王星半径的16倍，则 O 点到冥王星球心的距离等于冥王星半径的2倍 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由题中潮汐锁定的解释可知，卡戎绕冥王星公转一周的时间，恰好等于它自转一周的时间，也等于冥王星自转一周的时间，故冥王星有半个球面始终背对卡戎，观察不到卡戎，故A正确； B．由万有引力提供向心力有 解得第一宇宙速度 可知冥王星与卡戎的第一宇宙速度之比约为2∶1，故B正确； C．冥王星与卡戎组成的双星系统角速度一样，故卡戎的球心与 点的连线在相等的时间内扫过的面积更大一些，故C错误； D．由双星系统的特点可知，点到两星球球心的距离跟星球质量成反比，故 点到冥王星球心的距离等于冥王星半径的倍，故D错误。 故选AB。 8. 如图甲， 、 是均匀介质中关于 O 点对称的两个波源，其振动方向与纸面垂直，所形成的简谐横波在纸面内传播。图乙和图丙分别是 和 振动一个周期后向右传播形成的波形图。已知波在该介质中的传播速度为 2 m/s， m，P 点的坐标为（4 m，6 m）。 时刻，两个波源同时振动，下列说法正确的是（　　） A. 经过足够长时间后，平面上形成稳定的干涉图样，形状是一根根的双曲线 B. 两列波同时传到 O 点，且 O 点的起振方向向下 C. s 时，P 点在平衡位置的上方，且距离为 4 cm D. 若将波源 放到密度更大的均匀介质中，则波的周期变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图乙可知 波波长为2 m， 波频率 图丙可知 波波长为4 m， 波频率 Hz 可知两列波频率不同，不能形成稳定的干涉，故A错误； B．题意知两波在均匀介质中传播速度相同，两波源到 点距离相等，所以两列波同时传到 点。由图乙可知， 波源起振方向向下，图丙可知 波源起振方向向上，则两列波在 点引起的振动叠加可知， 点的起振方向向下，故B正确； C．波需要5 s传到 点，再经过0.5 s对应半个周期，此时在 点位移为0； 波需要3 s传到 点，再经过2.5 s对应一又四分之一个周期，此时在 点位移为4 cm。因此叠加之后 点位于平衡位置上方4 cm处，故C正确； D． 波的周期由波源决定，与介质无关，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A. 气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B. 气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C. 气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D. 气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．气体由状态A沿绝热线到状态 一直对外做正功，且和外界无热量交换，故内能一直减少，对应温度一直降低，A错误； B．气体由状态A到状态 的过程中，温度升高，气体分子的平均速率变大，又因为气体压强保持不变，则气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少，B正确； C．气体由状态A经曲线 和 后回到 ，内能不变，但总的过程对外做正功，故要吸收热量，吸收热量的大小对应曲线 和曲线 所围成的面积大小，而气体沿曲线 由状态 到状态 的过程中不与外界有热量的交换，故气体由状态 沿曲线 到状态 的过程中要吸收热量，C正确； D．气体由状态A到状态 的过程中对外做正功，由状态 到状态 的过程中外界对气体做正功，D错误。 故选BC。 10. 如图甲，某轻弹簧两端系着质量均为的小球A、B。小球A用细线悬挂于天花板上，系统处于静止状态。将细线烧断，并以此为计时起点，A、B两小球运动的 图线如图乙所示（ 为小球的加速度， 为时间），两图线对应纵轴最小值均为，S表示到时间内A的 图线与横轴所围面积大小，当地重力加速度为 。下列说法正确的是（　　） A. 从到时刻，弹簧对A球的冲量为 B. 时刻，弹簧弹性势能最大 C. 时刻，A、 B两小球的速度差最小 D. 时刻，B物体的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从图像可知从0到时刻两图线与时间轴所夹面积相等，而小球A、B的初速度为0，即时刻两小球速度大小相等，整体由动量定理 得两球速度大小 设弹簧对球的冲量为，对球由动量定理有 则，故A正确； B．时刻，两小球加速度大小相等，以小球 A、B整体为对象，由牛顿第二定律 得此时小球 A、B的加速度大小为 此时小球小A、B均处于完全失重状态，设此时弹簧弹力为，则，即弹簧处于原长，弹性势能最小，故B错误； C．从图乙可知，从0到时刻两者速度差一直在增大，时刻达到最大，故C错误； D．从0到时刻，以A、B两球整体为对象，由动量定理 其中时刻小球A的速度大小为 化简得时刻小球B的速度大小为，故D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共 小题，共 分） 11. 一位同学做“探究质量一定时，加速度与力的关系”实验，实验装置如图所示。 （1）某同学在实验中用打点计时器记录了小车拖动纸带的运动情况。在纸带上，每五个点取一个计数点，如图所示。交流电源的频率为 。根据纸带上的数据，可以求出小车的加速度大小为__________ 。（结果保留三位有效数字） （2）若一同学平衡摩擦力时长木板倾角偏大，在这个情况下保持小车质量不变、不断的增加砝码盘中砝码探究加速度与合外力的关系，则可能得到以下哪个图__________。 A. B. C. D. （3）若某次实验中实验使用的交流电频率变为51 Hz，但该同学仍按照50 Hz进行数据处理，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）2.86 （2）C （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 交流电源的频率为 。每五个点取一个计数点，则两个计数点的时间间隔为T=0.1s 根据逐差法 代入数据可得小车的加速度大小为 【小问2详解】 平衡摩擦力过大，没有外力时就有加速度，会有纵截距，即 图像不过原点，；不断增加钩码时，由于不能满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的总质量，所以小车受到的合外力不再等于砝码和砝码盘的总质量，因此最后的图像不再是直线，而是曲线。 故选C。 【小问3详解】 如果在某次实验中，交流电的频率51Hz，大于50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式 可得真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。 12. 测某遥控赛车电池E的电动势和内阻，其电动势约3 V，内阻约0.5 Ω。实验室有如下器材： A.电流表A1（量程0~1 A，内阻约为1 Ω） B.电流表A2（量程0~6 mA，内阻未知） C.滑动变阻器R1（阻值范围为0~20 Ω，允许最大电流为2 A） D.滑动变阻器R2（阻值范围为0~1 000 Ω，允许最大电流为2 A） E.电阻箱R3（0~9999.9 Ω） F.电源E1（电动势约为3 V，内阻约为5 Ω） G.灵敏电流计G H.定值电阻R0=2.5 Ω I.导线，开关 （1）某同学根据已有器材设计如图甲所示的电路图，滑动变阻器应选__________（填器材前的字母）。 （2）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计G示数为0，记录A1示数I1，A2示数I2，电阻箱示数R3，重复调节电阻箱和滑动变阻器的阻值，每次都使电流计G示数为0，并记录不同电阻箱阻值所对应的A1示数和A2示数，作出电流表A2示数与电阻箱R3的示数的乘积I2R3和电流表A1的示数I1的图像即I2R3—I1图像，如图乙所示，则被测电源的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（结果均保留两位小数）。 （3）用以上方法测量的电动势E测______E真（选填“＜”或“＞”或“＝”），测量的内阻r测______r真（选填“＜”或“＞”或“＝”）。 【答案】（1）C （2） ①. 3.07 ②. 0.36 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 回路总电阻 ， 的量程只有1 A，半偏时只有0.5 A，故回路总电阻约几欧姆~十几欧姆左右，选C合适。 【小问2详解】 [1][2]当G表读数为0时，把定值电阻 和 的和即 看作等效内阻，则等效电源路端电压即为 ，有 ，设图像直线方程为 ，斜率 ，且过点（0.2，2.5），代入直线方程可以解得 V， Ω 【小问3详解】 [1][2]因为G表读数为0，故 为等效电源的准确路端电压， 为所测的等效电源的准确总电流，故所测电动势 和内电阻 均为准确值。 13. 如图所示，一半径为的透明半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上。玻璃砖的上表面水平，且与桌面相切于点。一细束单色光经圆心从空气射入玻璃砖内，当入射角为时，出射光线射在桌面上点处，此时测得之间的距离为。现将入射光束向左平移（入射角不变），当入射点平移到点时，玻璃砖内光线恰好在圆面上点发生全反射，已知光在真空中传播的速度为，求：（不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，光线所在平面与桌面垂直且图示各点在同一竖直平面内） （1）该玻璃砖的折射率； （2）该单色光从点传播到点的时间。（结果可用根式表示，已知） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当光线经球心入射时，光路图如图所示 根据折射定律有 又有 可得 联立解得 【小问2详解】 当光线入射点平移到E点，在D点发生全反射时，如图所示 由全反射规律可得 解得 又因为 那么 在中，由正弦定理得 解得 从点传播到点的时间 14. 如图甲所示，水平地面上铺设有一厚度不计的软性材质地毯，在距离地毯高为 的位置 由静止自由释放一质量为 的小球 （ 远大于小球半径），小球 与水平地面上的地毯发生碰撞后竖直反弹。已知小球 每次与地毯发生碰撞之后的瞬时速率都是碰前瞬时速率的 。（整个过程不计空气阻力，已知重力加速度为 ） （1）求小球 第一次反弹的最高点到释放点 的距离； （2）如果要使小球 在第一次反弹后恰好回到出发点 ，则需在释放时瞬间给小球 一个竖直向下的初速度 ， 的大小是多少？ （3）如图乙所示，紧贴小球 的正下方放置一大小相同、质量为 的小球 ，此时仍然让两小球从位置 由静止自由下落，要使小球 在第一次碰后反弹恰好回到出发点 ，则小球 的质量 与小球 的质量 之比是多少？（假设小球 每次与地毯发生碰撞之后的瞬时速率都是碰前瞬时速率的 ，而小球 和小球 之间的碰撞为弹性正碰） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 方法一：设小球A与地毯碰前的瞬时速率为v，从自由释放到落点前瞬间由机械能守恒定律得 设第一次碰后小球A上升的最大高度为h，依题意有碰后的瞬时速率为 ，则碰后反弹到最高点有 则第一次反弹的最高点到释放点P的距离为 方法二：设小球A与地毯碰前的瞬时速率为v，从自由释放到落点前瞬间由自由落体得 设第一次碰后小球A上升的最大高度为h，依题意有碰后的瞬时速率为 ，则碰后反弹到最高点有 则第一次反弹的最高点到释放点P的距离为 【小问2详解】 方法一：当小球A自由下落的初速度为 时，其与地毯碰前的瞬时速度为 ，由机械能守恒得 反弹后小球A恰好回到释放点P，则有 联立得 方法二：当小球A自由下落的初速度为 时，其与地毯碰前的瞬时速度为 ，由运动学公式得 反弹后小球A恰好回到释放点P，则有 联立得 【小问3详解】 设小球B与地毯碰前的瞬时速率为v，则与地毯碰后的速率为 ，此时小球A的速率为v，由于小球A和小球B之间的碰撞为弹性碰撞，则由动量守恒（取竖直向上为正）和机械能守恒得 ， 碰后小球A恰好回到释放点P，则有 联立上述各式，得 15. 间距为的光滑平行金属直导轨，水平放置在磁感应强度大小为、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻值为的金属棒静止垂直放在导轨之间，导轨右侧足够长，左侧如图所示，已知电源可提供大小恒为的直流电流，电阻，电容大小为（初始时刻不带电）。电路中各部分与导轨接触良好，导轨电阻不计且在运动过程中与始终与导轨垂直，开关的切换可在瞬间完成。 （1）当开关与电源接通时，棒中电流由流向，求此时棒的加速度大小和方向。 （2）当金属棒加速到时，开关瞬间与接通，此时金属棒内自由电子沿棒定向移动的速度为。经过一段时间，自由电子沿棒定向移动的速率变为，棒内定向移动的自由电子总数不变，求该段时间内一直在金属棒内运动的自由电子沿金属棒定向移动的距离。 （3）当金属棒速度为时，开关瞬间与接通，同时给金属棒一水平外力使其做匀速运动。某时刻外力的功率为定值电阻功率的3倍，求此时刻电容器两端电压及从开关接通到此时刻外力做的功。 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由题意电源能提供大小为I的恒定电流，当电流由M经棒流向N时，由牛顿第二定律得 解得 方向水平向右。 【小问2详解】 当开关与P接通时，有， 当电子沿杆定向移动速率变为时，有， 联立可得此时导体棒的速度 设该段时间内导体棒中的电子沿棒方向定向移动的平均速度为，则对导体棒由水平方向动量定理得 其中 联立可得 又因为 可得 小问3详解】 当开关与Q接通时，由闭合电路欧姆定律得 当棒匀速运动时，设任意时刻电流为i，则外力为 由题意得 化简有 再代入闭合电路欧姆定律，得 变力F 做功为 而 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$