精品解析：2025届云南省曲靖市高三下学期第二次教学质量监测物理试卷

曲靖市2024-2025学年高三年级第二次教学质量监测 物理试题卷 （满分100分，考试时间75分钟） 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、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的有关信息，在规定的位置贴好条形码。 2.考生作答时，将答案答在答题卡上，在试卷上答题无效；作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；作答非选择题时，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本大题共10个小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 据报道，我国自主研发生产004型航母即将服役。该航母可能采用核动力推进，排水量达到12万吨，是目前世界上较为先进的航母。其核反应堆结构示意图如图所示，常见的核反应方程为：，下列说法正确的是（　　） A. 此核反应方程中的a=56，b=3 B. 此核反应方程为核聚变方程 C. 此核反应是不可控的链式反应 D. 镉棒的作用是释放中子，加快反应速度 2. 近年来，我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面取得了明显进展，有望肩负起中国汽车工业弯道超车的历史重任。下图为某款国产新能源汽车在某次百公里加速试车的v-t图像，下列说法正确的是（　　） A. 0~5s内，由图像可知，汽车运动轨迹为曲线 B. 0~5s内，汽车位移大小等于图线与t轴围成的面积 C. 0~5s内，汽车的平均速度大小为50km/h D. 0~5s内，汽车的加速度越来越大 3. 2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（　　） A. 图a的传感器可直接测量速度 B. 图b的传感器可直接测量液体的密度 C. 图c的传感器可测量压力 D. 图d的传感器可直接测量加速度 4. 2030年前我国将实现载人登月，目前各项准备工作稳步推进，登月服和载人月球车已正式命名为“望宇”和“探索”。假如宇航员登月后将一石块从离地高h处以v0的初速度水平抛出，测得石块的水平位移为x，已知月球的半径为R，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A. B. C. D. 5. 为营造喜庆祥和的春节氛围，让老百姓更有幸福感和归属感，春节期间，各地政府在大街小巷挂满了红灯笼。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，其中细绳BC水平，其余四根细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2。下列关系式中正确的是（　　） A. OA绳与AB绳拉力的关系为 B. OA绳与AB绳拉力的关系为 C. θ1与θ2的关系为 D. θ1与θ2的关系为 6. 如图所示，光滑水平面上放置着一光滑的半圆形凹槽，一质量为m的小球（可视为质点）从半圆形凹槽槽口A点正上方R处静止下落，最后从槽口另一端B点飞出。已知凹槽质量为3m、半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦和阻力。在整个运动过程中下列说法正确的是（　　） A. 小球的机械能守恒 B. 小球和凹槽系统动量守恒 C. 小球刚从B端飞出时，凹槽相对地面的位移为 D. 小球运动到凹槽最低点时，对轨道的压力为5mg 7. 如图，两条“Λ”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，左、右两导轨面与水平面夹角均为，均处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为和。将电阻均为的导体棒、在导轨上同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，且加速度大小始终相等，两棒长度均为，的质量为。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为，两棒在下滑过程中（　　） A. 回路中的电流方向为 B. 的质量为 C. 中电流最终为 D. 棒最终下滑速度为 8. 如图所示为一列简谐横波在时的波形图，介质中处的质点正沿轴正方向振动，振动周期。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿轴负方向 B. 质点将随时间沿轴向右移动 C. 质点的振动方程为 D. 该波的传播速度为 9. 在渔业作业中，鱼虾被捕捞上岸后，借助“鱼虾自动分离装置”，实现了鱼和虾的机械化高效分离，显著降低了人工成本。这一装置的简化模型如图所示，其中分离器出口与传送带中段有一定的高度差。鱼、虾（视为质点）均下落至分离器出口正下方，且到传送带时有沿斜面向下相同的初速度（垂直于传送带的速度瞬间变为零）。最终虾均能被传送到下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面夹角为，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（　　） A. 鱼和虾在传送带上运送的过程中，所受的摩擦力方向始终相同 B. 鱼从掉落到传送带后，先沿着传送带向下做减速直线运动，最终一定会和传送带共速 C. 鱼与传送带间动摩擦因数一定大于虾与传送带的动摩擦因数 D. 虾从掉落到传送带后，可能做匀速直线运动，也可能做加速直线运动，还可能做减速直线运动 10. 某储能系统的简化模型如图所示，倾角为的斜坡上，有一质量为的重物（可视为质点）通过缆绳跨过轻质滑轮与电动机连接。时，电动机开始工作，缆绳拉动重物从A点沿斜坡向上运动；时，重物到达点，且在此之前速度已达到最大值，之后以最大速度继续做匀速直线运动；时，关闭发动机，此时重物被拉到点；此后重物到达斜坡顶端点时速度刚好为零，系统储存机械能。已知电动机工作时输出的功率始终为，重物与斜坡间动摩擦因数，不计缆绳质量以及其它摩擦损耗，重力加速度取，，下列说法正确的是（　　） A. 重物到达点时的速度大小为 B. 重物在段的平均速度大小为 C. 斜坡的长度为 D. 在整个上升过程中，系统存储的机械能和电动机消耗的电能比值为 二、非选择题：本大题共小题，共分。 11. 某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与温度的关系，选用了如图所示的实验装置，图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强，刻度可指示出气柱的体积，整个装置安装在固定架上，实验中气柱质量不变。 （1）将下列实验步骤补充完整； ①在烧杯中放入冰水混合物，使其浸没气柱，压强计示数稳定后，记录下冰水混合物的温度、气柱的体积和压强； ②改变烧杯内的水温，经过一段时间后，缓慢调节活塞位置改变气柱的体积，使压强计的示数为______，记下气柱的体积和水的温度； ③多次改变水温，重复步骤②，记录多组气体温度和体积的数据； （2）下列4幅图中，符合理论预期的图线是________ A. B. C. D. （3）下列实验操作正确的是（　　） A 实验前测量并记录环境温度 B. 实验中记录的压强必须为标准大气压 C. 读取气柱体积时，视线应与活塞下端平齐 D. 测量过程中保持水面高于活塞下端 12. “智能燃气泄漏监测系统”是保障家庭和工业场所安全的重要设备。近期，某科研小组致力于开发一种高精度的燃气泄漏监测装置。在研究过程中，他们发现当空气中可燃气体甲烷浓度超过时，就可能引发爆炸等危险事故。 该小组选用了一款气敏电阻，其电阻值随甲烷浓度变化的关系曲线如图甲所示。 （1）他们将一量程为“0~10V”的理想电压表表盘上“0~2V”的区域涂成红色，并将其与气敏电阻、直流电源（电动势，内阻不计）、电阻箱以及开关S，按照图乙所示电路连接起来，然后将整个装置置于一个密封的测试舱内，并往测试舱内缓慢地注入甲烷气体。 ①随着甲烷浓度的增加，电压表的示数逐渐________（选填“增大”“减小”）； ②当甲烷浓度为时，电压表指针恰好指到表盘红色区的右边缘（即2V处），电阻箱的阻值应调为________； ③若要使甲烷浓度更低时，电压表指针就指到红色区，应将电阻箱的阻值适当________（选填“调大”“调小”）。 （2）为了实现更智能化的监测功能，该小组在（1）问设计中仅去掉电压表，增加绿色灯泡指示灯、蜂鸣报警器和光控开关P，并设计了如图丙所示的电路（其中气敏电阻和电阻箱在虚线框中未画出）。已知灯泡的电阻恒为，当其两端的电压达到及以上时才会发光，光控开关P正对灯泡指示灯，有光照时光控开关断开，无光照时光控开关接通。要实现“当甲烷浓度小于等于时灯泡亮，当甲烷浓度大于时灯泡灭，声光报警器报警”的功能： ①请在虚线框内补全电路图；____ ②电阻箱的阻值应调为______。 13. 某科研团队正在研发一种基于圆柱形光纤的高精度激光传感器。如图所示，该传感器核心部件为一横截面半径为的玻璃半圆柱体（为圆心），用于引导和聚焦激光束。现将两条平行单色同种激光束同时射到半圆柱体上表面，激光入射点为半圆柱顶点，方向垂直于底面；激光入射点为，且。玻璃对该单色激光的折射率为，激光在真空中的光速为，不考虑各界面的反射光。求： （1）激光在介质中的折射角； （2）两条激光在介质中传播的时间差。 14. 在极限运动竞技场中，选手通过操控物块完成三个阶段挑战，分别是极速下滑、障碍滑行和凌空飞跃。现简化运动轨道模型如图所示，在竖直平面内，光滑斜面下端与水平面平滑连接于点，水平面与光滑半圆弧轨道相切于点，点在圆心点正上方，点与圆心等高。一物块（可看作质点）从斜面上A点由静止释放，物块通过半圆弧轨道点且沿水平方向飞出，最后落到水平面上的点处（图中未标出）。已知、两点距离，圆弧轨道半径，斜面上A点距离水平面的高度，、两点距离，重力加速度取。求： （1）物块与水平面间的动摩擦因数； （2）将物块仍从斜面A点上由静止释放，调节半圆弧轨道与点距离，使得物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道，则水平面的长度应满足的条件。 15. 在高能粒子物理实验室中，科学家正在进行一项名为“磁场制导”的关键实验。实验目标是通过精确调控磁场，使电子经加速后从枪口射出，沿预设路径击中远端的靶点。这一技术可应用于粒子对撞机轨道修正，医学放射治疗的精准定位等领域。如图所示，某次实验时让空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，电子在电子枪内经电压从静止加速距离后从枪口沿直线方向射出、需精准打击位于（弧度制）方向、距枪口距离为的靶点。已经电子电荷量为，质量为，重力可忽略不计，电子在枪内运动不受磁场影响。求： （1）电子出枪口后击中靶点所需要的磁感应强度的大小； （2）电子从静止出发到靶点所需的时间； （3）若将磁场方向改为平行于枪口向靶点所指引的直线方向，电子仍能打至靶点，求所需的磁场的磁感应强度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 曲靖市2024-2025学年高三年级第二次教学质量监测 物理试题卷 （满分100分，考试时间75分钟） 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、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的有关信息，在规定的位置贴好条形码。 2.考生作答时，将答案答在答题卡上，在试卷上答题无效；作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；作答非选择题时，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本大题共10个小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 据报道，我国自主研发生产的004型航母即将服役。该航母可能采用核动力推进，排水量达到12万吨，是目前世界上较为先进的航母。其核反应堆结构示意图如图所示，常见的核反应方程为：，下列说法正确的是（　　） A. 此核反应方程中的a=56，b=3 B. 此核反应方程为核聚变方程 C. 此核反应是不可控的链式反应 D. 镉棒的作用是释放中子，加快反应速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为 可知a=56，b=3 故A正确； BC．该反应为重核裂变反应，不是核聚变，可以通过控制镉棒插入反应堆的深度控制链式反应的速度，故BC错误； D．镉棒可以吸收中子，控制镉棒插入反应堆的深度可以控制参与反应的中子数目，从而控制反应堆的反应速度，不一定是加快反应速度，也可能是减慢反应速度，故D错误。 故选A。 2. 近年来，我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面取得了明显进展，有望肩负起中国汽车工业弯道超车的历史重任。下图为某款国产新能源汽车在某次百公里加速试车的v-t图像，下列说法正确的是（　　） A. 0~5s内，由图像可知，汽车运动轨迹为曲线 B. 0~5s内，汽车的位移大小等于图线与t轴围成的面积 C. 0~5s内，汽车的平均速度大小为50km/h D. 0~5s内，汽车的加速度越来越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．v-t图线只能描述直线运动，故A错误； B．v-t图线与坐标轴所围区域的面积表示物体发生的位移，故B正确； C．0~5s内，汽车做加速度减小的加速运动，其平均速度大于50km/h，故C错误； D．图线切线的斜率表示加速度，所以汽车的加速度越来越小，故D错误。 故选B。 3. 2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（　　） A. 图a的传感器可直接测量速度 B. 图b的传感器可直接测量液体的密度 C. 图c的传感器可测量压力 D. 图d的传感器可直接测量加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．图a的电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度和角速度，不能直接测量速度，故A错误； B．图b的电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，不可直接测量液体的密度，故B错误； C．图c的传感器是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，故C正确； D．图d的可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能直接测量加速度，故D错误。 故选C。 4. 2030年前我国将实现载人登月，目前各项准备工作稳步推进，登月服和载人月球车已正式命名为“望宇”和“探索”。假如宇航员登月后将一石块从离地高h处以v0的初速度水平抛出，测得石块的水平位移为x，已知月球的半径为R，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体在星球表面做平抛运动，则， 根据万有引力与重力的关系 月球的密度为 联立可得 故选B。 5. 为营造喜庆祥和的春节氛围，让老百姓更有幸福感和归属感，春节期间，各地政府在大街小巷挂满了红灯笼。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，其中细绳BC水平，其余四根细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2。下列关系式中正确的是（　　） A. OA绳与AB绳拉力的关系为 B. OA绳与AB绳拉力的关系为 C. θ1与θ2的关系为 D. θ1与θ2的关系为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设灯笼的质量为m，将左边的两个灯笼整体受力分析，根据平衡条件则有 单独对左边最下端的灯笼受力分析，则有 联立解得 AB错误； CD．同理，将左边的两个灯笼整体受力分析，根据平衡条件则有 单独对左边最下端的灯笼受力分析，则有 联立解得 C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，光滑水平面上放置着一光滑的半圆形凹槽，一质量为m的小球（可视为质点）从半圆形凹槽槽口A点正上方R处静止下落，最后从槽口另一端B点飞出。已知凹槽质量为3m、半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦和阻力。在整个运动过程中下列说法正确的是（　　） A. 小球的机械能守恒 B. 小球和凹槽系统动量守恒 C. 小球刚从B端飞出时，凹槽相对地面的位移为 D. 小球运动到凹槽最低点时，对轨道的压力为5mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在半圆凹槽内运动的过程中，由于半圆凹槽的弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，故A错误； BC．小球和凹槽构成的系统竖直方向受合外力不为零，则动量不守恒，但水平方向受合外力为零，则动量守恒；小球从A点到B点，设凹槽向左移动x，则由水平方向动量守恒可得 解得 故B错误，C正确； D．小球运动到最低点时速度最大，若凹槽不动，则小球到达底端时 解得 根据牛顿第二定律有 解得 此时对轨道的压力为5mg。 但因凹槽向左运动，则小球到达底端时的速度小于，故小球运动到凹槽最低点时，对轨道的压力不等于5mg，故D错误。 故选C。 7. 如图，两条“Λ”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，左、右两导轨面与水平面夹角均为，均处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为和。将电阻均为的导体棒、在导轨上同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，且加速度大小始终相等，两棒长度均为，的质量为。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为，两棒在下滑过程中（　　） A. 回路中的电流方向为 B. 的质量为 C. 中电流最终为 D. 棒最终下滑速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两导体棒沿轨道向下滑动，根据右手定则可知回路中的电流方向为abcda；故A错误； B．设回路中总电阻为R，对于任意时刻当电路中的电流为I时，对ab根据牛顿第二定律得 对cd根据牛顿第二定律得 又 解得 B错误； C．分析可知两个导体棒产生的电动势相互叠加，随着导体棒速度的增大，回路中的电流增大，导体棒受到的安培力在增大，故可知当安培力沿导轨方向的分力与重力沿导轨向下的分力平衡时导体棒将匀速运动，此时电路中的电流达到稳定值，此时对ab分析可得 解得 C错误； D．开始运动后，因两导体棒的加速度大小相等，因此两导体棒的速度相等，根据法拉第电磁感应定律有 感应电流 解得棒最终下滑速度为 D正确。 故选D。 8. 如图所示为一列简谐横波在时的波形图，介质中处的质点正沿轴正方向振动，振动周期。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿轴负方向 B. 质点将随时间沿轴向右移动 C. 质点的振动方程为 D. 该波的传播速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于时，质点P沿y轴向上振动，根据“上、下坡”法可知，该波沿x轴正方向传播，A错误； B．质点P只会在平衡位置附近振动，不会随波的传播而迁移，B错误； C．由图可知，质点P的振幅 由题可知，该波的振动周期 故该波的角频率 设质点P的振动方程为 由于时，质点P恰在平衡位置，即有 解得 故质点的振动方程为 C正确； D．由图可知，该波的波长 故该波的波速为 D正确。 故选CD。 9. 在渔业作业中，鱼虾被捕捞上岸后，借助“鱼虾自动分离装置”，实现了鱼和虾的机械化高效分离，显著降低了人工成本。这一装置的简化模型如图所示，其中分离器出口与传送带中段有一定的高度差。鱼、虾（视为质点）均下落至分离器出口正下方，且到传送带时有沿斜面向下相同的初速度（垂直于传送带的速度瞬间变为零）。最终虾均能被传送到下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面夹角为，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（　　） A. 鱼和虾在传送带上运送的过程中，所受的摩擦力方向始终相同 B. 鱼从掉落到传送带后，先沿着传送带向下做减速直线运动，最终一定会和传送带共速 C. 鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于虾与传送带的动摩擦因数 D. 虾从掉落到传送带后，可能做匀速直线运动，也可能做加速直线运动，还可能做减速直线运动 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由于鱼和虾最终均能进入收集箱，且由于两者落在传送带时均有沿斜面向下的初速度，虾沿传送带向下运动所以受到的摩擦力一定向上，鱼先向下减速，所受的摩擦力向上，速度减为零后，又沿传送带向上运动此时摩擦力向上，所以鱼和虾在传送带上运送的过程中，所受的摩擦力方向始终相同，故A正确； B．鱼在掉落到传送带后，有一个沿传送带斜面向下的初速度，鱼先向下减速到速度为零后，变为向上的加速运动，最终可能变为匀速直线运动，故B错误； C．鱼向上运动，有 虾向下运动加速时有 匀速时有 向下减速时为了和鱼能够分开，说明虾向下减速的减速度小于鱼向下减速的加速度，即 所以一定大于，故C正确； D．虾的收集箱在下方，所以虾一定是向下运动，若虾的重力沿传送带斜面向下的分力小于虾受到的摩擦力，此时虾向下做减速直线运动，若虾的重力沿传送带斜面向下的分力等于虾受到的摩擦力，虾向下做匀速直线运动，若虾的重力沿传送带斜面向下的分力大于虾受到的摩擦力，此时虾向下做加速直线运动，故D正确。 故选ACD。 10. 某储能系统的简化模型如图所示，倾角为的斜坡上，有一质量为的重物（可视为质点）通过缆绳跨过轻质滑轮与电动机连接。时，电动机开始工作，缆绳拉动重物从A点沿斜坡向上运动；时，重物到达点，且在此之前速度已达到最大值，之后以最大速度继续做匀速直线运动；时，关闭发动机，此时重物被拉到点；此后重物到达斜坡顶端点时速度刚好为零，系统储存机械能。已知电动机工作时输出的功率始终为，重物与斜坡间动摩擦因数，不计缆绳质量以及其它摩擦损耗，重力加速度取，，下列说法正确的是（　　） A. 重物到达点时的速度大小为 B. 重物在段的平均速度大小为 C. 斜坡的长度为 D. 在整个上升过程中，系统存储的机械能和电动机消耗的电能比值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．重物在BC段匀速运动，得电动机的牵引力为 又 解得 重物到达点，且在此之前速度已达到最大值，所以重物到达点时的速度大小为4m/s，A错误； C．重物在AB段根据动能定理有 代入数据解得 重物在BC段匀速运动，有 重物在CD段运动过程中，由牛顿第二定律得 解得 由运动学公式 联立解得 则斜坡的长度为 C错误； B．重物在段的平均速度大小为 B正确； D．全过程重物增加的机械能为 整个过程由能量守恒得电动机消耗的总电能转化为重物增加的机械能和摩擦产生的内能，故可知 则 D正确。 故选BD。 二、非选择题：本大题共小题，共分。 11. 某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与温度的关系，选用了如图所示的实验装置，图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强，刻度可指示出气柱的体积，整个装置安装在固定架上，实验中气柱质量不变。 （1）将下列实验步骤补充完整； ①在烧杯中放入冰水混合物，使其浸没气柱，压强计示数稳定后，记录下冰水混合物的温度、气柱的体积和压强； ②改变烧杯内的水温，经过一段时间后，缓慢调节活塞位置改变气柱的体积，使压强计的示数为______，记下气柱的体积和水的温度； ③多次改变水温，重复步骤②，记录多组气体温度和体积的数据； （2）下列4幅图中，符合理论预期的图线是________ A. B. C. D. （3）下列实验操作正确的是（　　） A. 实验前测量并记录环境温度 B. 实验中记录的压强必须为标准大气压 C. 读取气柱体积时，视线应与活塞下端平齐 D. 测量过程中保持水面高于活塞下端 【答案】（1） （2）A （3）CD 【解析】 【小问1详解】 因本实验要探究在压强不变的情况下气体的体积与温度的关系，所以改变烧杯内的水温读取气柱的体积和水的温度时，必须使压强计的示数为。 小问2详解】 对于一定质量的气体，若保持压强不变，其体积与热力学温度应成正比，所以其图像应为过原点的倾斜直线，图像是一条倾斜直线但不过原点。 故选A。 【小问3详解】 A．本实验读取的温度应为封闭气体的温度，即水的温度，与环境温度无关，故A错误； B．实验中读数前只需保证封闭气体的压强相等即可，记录的压强不必为标准大气压，故B错误； C．读取气柱体积时，为了读数尽量准确，视线应与活塞下端平齐，故C正确； D．为了保持活塞下的气体的温度相同，应在测量过程中保持水面高于活塞下端，故D正确。 故选CD。 12. “智能燃气泄漏监测系统”是保障家庭和工业场所安全的重要设备。近期，某科研小组致力于开发一种高精度的燃气泄漏监测装置。在研究过程中，他们发现当空气中可燃气体甲烷浓度超过时，就可能引发爆炸等危险事故。 该小组选用了一款气敏电阻，其电阻值随甲烷浓度变化关系曲线如图甲所示。 （1）他们将一量程为“0~10V”的理想电压表表盘上“0~2V”的区域涂成红色，并将其与气敏电阻、直流电源（电动势，内阻不计）、电阻箱以及开关S，按照图乙所示电路连接起来，然后将整个装置置于一个密封的测试舱内，并往测试舱内缓慢地注入甲烷气体。 ①随着甲烷浓度的增加，电压表的示数逐渐________（选填“增大”“减小”）； ②当甲烷浓度为时，电压表指针恰好指到表盘红色区的右边缘（即2V处），电阻箱的阻值应调为________； ③若要使甲烷浓度更低时，电压表指针就指到红色区，应将电阻箱的阻值适当________（选填“调大”“调小”）。 （2）为了实现更智能化的监测功能，该小组在（1）问设计中仅去掉电压表，增加绿色灯泡指示灯、蜂鸣报警器和光控开关P，并设计了如图丙所示的电路（其中气敏电阻和电阻箱在虚线框中未画出）。已知灯泡的电阻恒为，当其两端的电压达到及以上时才会发光，光控开关P正对灯泡指示灯，有光照时光控开关断开，无光照时光控开关接通。要实现“当甲烷浓度小于等于时灯泡亮，当甲烷浓度大于时灯泡灭，声光报警器报警”的功能： ①请在虚线框内补全电路图；____ ②电阻箱的阻值应调为______。 【答案】（1） ①. 减小 ②. 480.0 ③. 调小 （2） ①. ②. 100.0 【解析】 【小问1详解】 ①[1]随着甲烷浓度增加，Rq变大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流变小，电压表示数逐渐减小。 ②[2]当甲烷浓度为，由图1知，气敏电阻 又已知此时电阻箱R两端的电压 又电源电动势（内阻不计） 故有 可得电阻箱的阻值 ③[3]当甲烷浓度更低时，Rq更小，要求此时电阻箱两端的电压仍为2V，则仍有，故R应变小，即需要调小电阻箱的阻值。 【小问2详解】 ①[1]当灯泡L两端的电压小于或等于3V时，灯泡L不发光，光控开关P接通，蜂鸣报警器报警，由电源电动势E=12V可知此时虚线框两端的电压大于或等于9V，虚线框内的等效电阻 当甲烷浓度为时，气敏电阻，因此需要将气敏电阻与电阻箱R并联，补充电路图如图所示： ②[2]当甲烷浓度为时，虚线框内的并联总电阻 又 可得 13. 某科研团队正在研发一种基于圆柱形光纤的高精度激光传感器。如图所示，该传感器核心部件为一横截面半径为的玻璃半圆柱体（为圆心），用于引导和聚焦激光束。现将两条平行单色同种激光束同时射到半圆柱体上表面，激光入射点为半圆柱顶点，方向垂直于底面；激光入射点为，且。玻璃对该单色激光的折射率为，激光在真空中的光速为，不考虑各界面的反射光。求： （1）激光在介质中的折射角； （2）两条激光在介质中传播时间差。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图： 根据折射率 整理得 所以激光在介质中的折射角 【小问2详解】 根据 解得 光线1通过玻璃砖后不偏折，在介质中的传播距离为 对由几何知识知光线2在介质中的传播距离 则两条激光在介质中传播的时间差 14. 在极限运动竞技场中，选手通过操控物块完成三个阶段挑战，分别是极速下滑、障碍滑行和凌空飞跃。现简化运动轨道模型如图所示，在竖直平面内，光滑斜面下端与水平面平滑连接于点，水平面与光滑半圆弧轨道相切于点，点在圆心点正上方，点与圆心等高。一物块（可看作质点）从斜面上A点由静止释放，物块通过半圆弧轨道点且沿水平方向飞出，最后落到水平面上的点处（图中未标出）。已知、两点距离，圆弧轨道半径，斜面上A点距离水平面的高度，、两点距离，重力加速度取。求： （1）物块与水平面间的动摩擦因数； （2）将物块仍从斜面A点上由静止释放，调节半圆弧轨道与点距离，使得物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道，则水平面的长度应满足的条件。 【答案】（1） （2）或 【解析】 【小问1详解】 物块从点飞出到落在点，做平抛运动，则有， 联立，解得物块通过点时的速度大小为 物块从点到点过程，根据动能定理可得 代入数据，解得物块与水平面间的动摩擦因数为 【小问2详解】 若物块刚好通过点，则有 解得 根据动能定理可得 解得 若物块刚好可以运动到与圆心等高处，根据动能定理可得 解得 若物块刚好可以运动到点，根据动能定理可得 解得 综上分析可知，要物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道，水平面的长度应满足或。 15. 在高能粒子物理实验室中，科学家正在进行一项名为“磁场制导”的关键实验。实验目标是通过精确调控磁场，使电子经加速后从枪口射出，沿预设路径击中远端的靶点。这一技术可应用于粒子对撞机轨道修正，医学放射治疗的精准定位等领域。如图所示，某次实验时让空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，电子在电子枪内经电压从静止加速距离后从枪口沿直线方向射出、需精准打击位于（弧度制）方向、距枪口距离为的靶点。已经电子电荷量为，质量为，重力可忽略不计，电子在枪内运动不受磁场影响。求： （1）电子出枪口后击中靶点所需要的磁感应强度的大小； （2）电子从静止出发到靶点所需的时间； （3）若将磁场方向改为平行于枪口向靶点所指引的直线方向，电子仍能打至靶点，求所需的磁场的磁感应强度的大小。 【答案】（1） （2） （3）（n=1，2，3……） 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中被加速有 解得 设电子在磁场中的轨道半径为R，由几何关系可得可知 解得 又由洛伦兹力提供向心力 联立解得 【小问2详解】 电子在电场中加速有 解得 电子在磁场中的运动时间 则电子从静止出发到靶点所需的时间 【小问3详解】 当磁场方向平行于TM时，电子的运动是沿TM方向的匀速直线运动和垂直于TM方向的匀速圆周运动的合运动。沿TM方向有 解得 设垂直于TM方向电子做圆周运动的周期为，则有 要使电子打在M点，则电子在时间内在垂直于TM方向恰好完成整数次圆周运动，有（n=1，2，3……） 即（n=1，2，3……） 解得（n=1，2，3……） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$