精品解析：云南省保山市普通高中2024-2025学年高三上学期期末质量监测物理试题

【考试时间：2025年1月18日10：45~12：00】 保山市2024~2025学年普通高中上学期期末质量监测 高三物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，请将答题卡交回。满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证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。 一、选择题（本大题共10小题，共46分。在每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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 1. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A. 的频率比的大 B. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 C. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 2. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体分子热运动的平均动能一直减小 B. 气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多 D. 该过程中最高热力学温度与最低热力学温度之比为3∶2 3. 如图所示，光滑绝缘水平面上的虚线区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场中有一运动的矩形线圈，当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场。现改变矩形线圈在磁场中运动的初速度，同样当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用3F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 线圈离开磁场的过程中，感应电流按逆时针方向流动 B. 线圈先后两次离开磁场所用的时间之比为1∶3 C. 两次通过线圈同一截面的感应电荷量之比为3∶1 D. 先后两次线圈中产生的焦耳热之比为1∶3 4. 如图所示，倾角为60°的光滑固定斜面上放置了一根质量为m的通电导线，导线长为L，电流大小为I、方向垂直纸面向里，施加适当的匀强磁场使通电导线处于静止状态，重力加速度为g，则磁感应强度的最小值为（　　） A. B. C. D. 5. 安装在楼顶平台上的接闪杆（避雷针），上方有雷雨云时，接闪杆附近的电场线分布如图所示，图中竖直黑线为接闪杆，M、N为电场中两点，空气中残留的一个负离子仅在静电力的作用下从N点运动到M点，关于此运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 负离子的动能和电势能之和逐渐增大 B. 负离子在M点的加速度大于在N点的加速度 C 负离子一定做匀变速直线运动 D. 负离子在M点的电势能小于在N点的电势能 6. 直线坐标系轴上有甲、乙两辆玩具智能车（可视为质点），甲、乙两辆玩具智能车同时沿x轴正方向做直线运动，时，乙在甲前方8米处，两者的位移x与时间t的比值随时间变化的关系如图所示，则以下说法错误的是（　　） A. 甲做匀加速运动的加速度大小为8 B. 甲的初速度大小为4 C. 相遇前两者最大间距为9m D. 时，两者相遇 7. 如图甲所示，健身运动员抖动绳子时形成简谐横波，图乙为简化过程。在图乙中，简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0~2s内运动的路程为9。则关于图乙，下列说法正确的是（　　） A. 简谐横波的波长为6m B. 到时间内，健身运动员的手完成13次全振动 C. 简谐横波沿x轴负方向传播 D. 简谐横波的传播速度为8 8. 如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量为2m的小球A和质量为m的小球B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知O与A球间的距离为2L，O与B球间的距离为L，将杆由水平位置静止释放，从开始到小球A第一次运动到最低点的过程中，不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 小球A、小球B和硬直杆组成系统机械能守恒 B. 小球A、小球B速度大小始终相等 C. 小球A、小球B和硬直杆组成的系统重力势能的减少量为 D. 小球B的最大速度为 9. 某国际研究小组借助天文望远镜观测到了一组A、B双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的A星体能“吸食”体积较大的B星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（　　） A. A、B两星体的动量的大小始终相等 B. A、B两星体的质量越接近，它们间的万有引力越大 C. 在两星体的质量相等之前，A星体的动能小于B星体的动能 D. A、B两星体的速率之和逐渐增大 10. 一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场，两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示。磁感应强度为B，两导轨间距为L；导体棒、紧贴导轨放置，导体棒的质量为2m、电阻为R，导体棒的质量为m、电阻为2R。现用的恒力向上拉动静止的导体棒，同时将由静止释放（导体棒、始终与导轨垂直且接触良好），经过一段时间后，导体棒上升了h，速度变为了v，重力加速度为g，不计空气阻力，下列关于该过程说法正确的是（　　） A. 、棒均做匀加速直线运动 B. 棒下降高度为2h C. 棒产生的热量为 D. 棒的机械能减少了 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分） 11. 如图甲所示，某同学借助智能手机测量重力加速度。 （1）将刻度尺竖直固定在智能手机前。 （2）先开启智能手机录制视频，再将小钢球从刻度尺上方某处（图中未画出）落下，让其做自由落体运动。 （3）智能手机录制视频以后，使用Python程序的opencv模块将视频还原成静态图片，智能手机测得相邻两帧照片之间的时间间隔为。 （4）利用图片软件进行编辑，得到自由落体的逐帧照片及合成照片如图乙所示。 （5）根据合成照片中的数据做出小球下落示意图，如图丙所示。 当小球的位置坐标为7.4时，其速度为_____（用T、、表示），代入数据得_____（保留三位有效数字）；当地重力加速度为_____（保留一位小数）。 12. 某同学想用一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻来探索石墨的导电性。 （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×1”挡，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为_____Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A．电源E：电动势约为3.0V； B．电压表：量程为0~3.0V，内阻； C．电压表：量程为0~2.0V，内阻； D．滑动变阻器：最大阻值为5Ω； E．滑动变阻器：最大阻值为100Ω； F．定值电阻：； G．定值电阻：； 开关S、导线若干。 ①为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图乙所示的电路，图中电压表a应选用_____，定值电阻应选用_____，滑动变阻器应选用_____。（均填仪器前面对应的字母） ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，则笔芯电阻的阻值_____Ω（结果保留两位有效数字）。 三、计算题（本大题共3小题，共36分。解答时请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。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 夜晚用光照射透明小球，小球会显得光芒四射。一细束足够强的单色光从D点平行直径射入由某种透明材质制成的小球，最终在小球外有四条光线射出，如图所示。已知小球的半径为R，入射点D与直径间的距离为，光在真空中的传播速度为c，平行四边形为正方形，求： （1）该材质对该单色光的折射率； （2）该单色光从D点射入到第一次回到D点所用的时间。 14. 如图所示，有一左、右两端相距传送带，以15的速率匀速顺时针传动，其右端与足够长的光滑水平面平滑衔接，传送带的右端水平面上有用轻质弹簧连接的滑块B、C，开始弹簧处于原长状态，且滑块B、C静止，滑块B的质量，滑块C的质量，将质量的滑块A无初速地从传送带最左端放上，滑块A与传送带间的动摩擦因数，滑块A、B、C始终在同一条直线上，滑块A离开传送带后与前方的滑块B发生正撞并粘在一起，取重力加速度，滑块A可视为质点。求： （1）弹簧的最大弹性势能； （2）滑块C的最大速度。 15. 如图1所示，空间中存在平面直角坐标系xOy，x轴上方存在方向平行于y轴的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为。t=0时，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A（0，L）点以初速度v0沿x轴正方向射入电场，经过一段时间后再次回到A点。带电粒子沿x轴的分速度为vx，沿y轴的分速度为vy，粒子运动过程中，两分速度之间的约束关系如图2所示，其中P1、P、P2三点在同一条直线上，其余部分为经过P3点且关于PP3对称的圆弧。当带电粒子从A（0，L）点开始做周期性运动时，速度信息点P′（vy，vx）从P点开始沿着图2中的闭合路径移动。已知任何相等的时间内，P′（vy，vx）点在曲线部分通过的长度是其在直线部分通过长度的倍，不计粒子重力，求： （1）带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T； （2）电场强度的大小； （3）带电粒子从A点开始运动到第一次回到A点所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【考试时间：2025年1月18日10：45~12：00】 保山市2024~2025学年普通高中上学期期末质量监测 高三物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，请将答题卡交回。满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证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。 一、选择题（本大题共10小题，共46分。在每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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 1. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A. 的频率比的大 B. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 C. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 【答案】B 【解析】 【详解】A．氢原子与的能级差小于与的能级差，则Hα与Hβ相比，的频率小，故A错误； B．光电效应的发生条件是入射光的频率大于金属的截止频率，因为Hβ的频率更大，所以Hα照射某金属时发生光电效应，则Hβ照射该金属时一定发生光电效应，故B正确； C．的频率小，则Hα的波长大，分别用Hα和Hβ照射同一个狭缝装置时，Hα的衍射现象更明显，故C错误； D．根据双缝干涉条纹间距公式可知，Hα对应的相邻条纹间距更大，故D错误。 故选B。 2. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体分子热运动的平均动能一直减小 B. 气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多 D. 该过程中最高热力学温度与最低热力学温度之比为3∶2 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，从状态A变化到状态B，压强与体积的乘积逐渐增大，根据理想气体状态方程可知气体温度一直在升高，所以分子平均动能一直在增大，故A错误； B．该过程温度升高，所以内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，内能增大，所以气体从外界吸收热量，且大于对外做的功，故B正确； C．由压强的微观解释可知，压强减小，分子的平均动能增大，所以单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数减小，故C错误； D．由理想气体状态方程 可知状态B与状态A的温度之比为 从状态A变化到状态B，气体温度一直在升高，所以该过程的最高温度与最低温度之比为4∶3，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，光滑绝缘水平面上的虚线区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场中有一运动的矩形线圈，当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场。现改变矩形线圈在磁场中运动的初速度，同样当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用3F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 线圈离开磁场的过程中，感应电流按逆时针方向流动 B. 线圈先后两次离开磁场所用的时间之比为1∶3 C. 两次通过线圈同一截面的感应电荷量之比为3∶1 D. 先后两次线圈中产生的焦耳热之比为1∶3 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈离开磁场的过程中，线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流按顺时针方向流动，故A错误； B．由平衡条件得， 所以 线圈先后两次离开磁场所用的时间之比为 故B错误； C．由知，先后两次通过线圈同一截面的感应电荷量之比为1∶1，故C错误； D．由功能关系知， 先后两次线圈中产生的焦耳热之比为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，倾角为60°的光滑固定斜面上放置了一根质量为m的通电导线，导线长为L，电流大小为I、方向垂直纸面向里，施加适当的匀强磁场使通电导线处于静止状态，重力加速度为g，则磁感应强度的最小值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由力的平衡条件可得，三力的合力是零，则三力首尾相接构成封闭的三角形如图所示 当安培力垂直于支持力时，安培力最小，则B最小，则有 解得磁感应强度的最小值为 故选C。 5. 安装在楼顶平台上的接闪杆（避雷针），上方有雷雨云时，接闪杆附近的电场线分布如图所示，图中竖直黑线为接闪杆，M、N为电场中两点，空气中残留的一个负离子仅在静电力的作用下从N点运动到M点，关于此运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 负离子的动能和电势能之和逐渐增大 B. 负离子在M点的加速度大于在N点的加速度 C. 负离子一定做匀变速直线运动 D. 负离子在M点的电势能小于在N点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．仅有静电力对负离子做功，能量在动能和电势能之间转换，因此负离子的动能和电势能之和保持不变，故A错误； B．M点附近的电场线更稀疏一些，即此处电场强度偏小，根据牛顿第二定律，可知负离子在M点的加速度小于在N点的加速度，故B错误； C．该电场是非匀强电场，负离子的加速度时刻在改变，负离子一定不是匀变速运动，故C错误； D．根据沿电场线方向电势降低，可知 又因为负电荷在电势高的位置电势能反而小，所以负离子在M点的电势能小于在N点的电势能，故D正确。 故选D。 6. 直线坐标系轴上有甲、乙两辆玩具智能车（可视为质点），甲、乙两辆玩具智能车同时沿x轴正方向做直线运动，时，乙在甲前方8米处，两者的位移x与时间t的比值随时间变化的关系如图所示，则以下说法错误的是（　　） A. 甲做匀加速运动的加速度大小为8 B. 甲的初速度大小为4 C. 相遇前两者的最大间距为9m D. 时，两者相遇 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由 得到 所以图像纵截距为，斜率为，由图像可知乙做匀速直线运动，。甲做匀加速直线运动， 故AB正确； C．当两者速度相等时，相遇前间距最大，由 解得 内甲、乙的位移为， 所以最大间距 故C正确； D．若两者相遇，则有 即 解得 故D错误。 本题选错误的，故选D。 7. 如图甲所示，健身运动员抖动绳子时形成简谐横波，图乙为简化过程。在图乙中，简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0~2s内运动的路程为9。则关于图乙，下列说法正确的是（　　） A. 简谐横波的波长为6m B. 到时间内，健身运动员的手完成13次全振动 C 简谐横波沿x轴负方向传播 D. 简谐横波的传播速度为8 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知简谐横波的波长为12m，故A错误； B．由题意，处的质点在的时间内通过的路程为9cm，简谐横波的振幅为，简谐横波上的质点每个周期运动的路程为8cm，根据 解得 故处的质点在2s内运动时间为 解得 由于 所以到时间内，健身运动员的手完成13次全振动，故B正确； C．时刻处的质点位移为负值，由于，则结合题图可知时刻处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向的关系可知，该波的传播方向沿x轴正方向，故C错误； D．简谐横波传播速度为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量为2m的小球A和质量为m的小球B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知O与A球间的距离为2L，O与B球间的距离为L，将杆由水平位置静止释放，从开始到小球A第一次运动到最低点的过程中，不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 小球A、小球B和硬直杆组成的系统机械能守恒 B. 小球A、小球B的速度大小始终相等 C. 小球A、小球B和硬直杆组成的系统重力势能的减少量为 D. 小球B的最大速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．A、B两球组成的系统只有重力做功，能量只在动能和重力势能之间转化，小球A、小球B和硬直杆组成的系统机械能守恒，故A正确； BC．由于两者角速度相等，所以速度大小与转动半径成正比，所以在运动过程中小球A的速度大小始终是小球B的两倍，系统重力势能的减少量为 故BC错误； D．小球A运动到最低点时，小球B的速度最大，由机械能守恒有 解得小球B的最大速度为 故D正确。 故选AD。 9. 某国际研究小组借助天文望远镜观测到了一组A、B双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的A星体能“吸食”体积较大的B星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（　　） A. A、B两星体的动量的大小始终相等 B. A、B两星体的质量越接近，它们间的万有引力越大 C. 在两星体的质量相等之前，A星体的动能小于B星体的动能 D. A、B两星体的速率之和逐渐增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律得 变形得 化简得 所以A、B两星体的动量的大小始终相等，故A正确； B．两星体间的万有引力 当时，两者间万有引力取得最大值，故A、B两星体的质量越接近，它们间的万有引力越大，故B正确； C．因为两星体动量大小相等且，由，可知 故C错误； D．由， 可得 因为总质量不变，两者距离L不变，则角速度ω不变。两星体的速率之和为 所以两星体的速率之和保持不变，故D错误。 故选AB。 10. 一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场，两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示。磁感应强度为B，两导轨间距为L；导体棒、紧贴导轨放置，导体棒的质量为2m、电阻为R，导体棒的质量为m、电阻为2R。现用的恒力向上拉动静止的导体棒，同时将由静止释放（导体棒、始终与导轨垂直且接触良好），经过一段时间后，导体棒上升了h，速度变为了v，重力加速度为g，不计空气阻力，下列关于该过程说法正确的是（　　） A. 、棒均做匀加速直线运动 B. 棒下降高度为2h C. 棒产生的热量为 D. 棒的机械能减少了 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于两者开始的速度越来越大，感应电动势也越来越大，感应电流越来越大，安培力也越来越大，所以两者开始的加速度就都越来越小，最终匀速，故A错误； B．由于ab棒与cd棒构成的系统合外力为0，所以系统动量守恒，由动量守恒定律可得 可得 即 故当导体棒上升h，速度变为v，cd棒下降高度为2h，cd棒速度变为，故B正确； C．对ab棒由动能定理有 对cd棒由动能定理有 系统产生的总热量为 棒产生的热量为 故C正确； D．cd棒的机械能减少量 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分） 11. 如图甲所示，某同学借助智能手机测量重力加速度。 （1）将刻度尺竖直固定在智能手机前。 （2）先开启智能手机录制视频，再将小钢球从刻度尺上方某处（图中未画出）落下，让其做自由落体运动。 （3）智能手机录制视频以后，使用Python程序的opencv模块将视频还原成静态图片，智能手机测得相邻两帧照片之间的时间间隔为。 （4）利用图片软件进行编辑，得到自由落体逐帧照片及合成照片如图乙所示。 （5）根据合成照片中的数据做出小球下落示意图，如图丙所示。 当小球的位置坐标为7.4时，其速度为_____（用T、、表示），代入数据得_____（保留三位有效数字）；当地重力加速度为_____（保留一位小数）。 【答案】 ①. ②. 1.38 ③. 9.5 【解析】 【详解】[1][2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，当小球的位置坐标为7.4cm时，其速度为 代入数据得 [3]由逐差法公式得当地重力加速度为 12. 某同学想用一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻来探索石墨的导电性。 （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×1”挡，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为_____Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A．电源E：电动势约为3.0V； B．电压表：量程为0~3.0V，内阻； C．电压表：量程为0~2.0V，内阻； D．滑动变阻器：最大阻值为5Ω； E．滑动变阻器：最大阻值为100Ω； F．定值电阻：； G．定值电阻：； 开关S、导线若干。 ①为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图乙所示的电路，图中电压表a应选用_____，定值电阻应选用_____，滑动变阻器应选用_____。（均填仪器前面对应的字母） ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，则笔芯电阻的阻值_____Ω（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）19##19.0 （2） ①. C ②. F ③. D ④. 20 【解析】 【小问1详解】 欧姆表盘为多用电表最上面弧线所示刻度，根据图甲中表盘示数可读得该铅笔笔芯的电阻 【小问2详解】 [1][2][3]电压表b测Rx和R0的总电压，电压表a测R0两端的电压，为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确，图中a应选用量程小的V2，b应选用量程大的V1；滑动变阻器采用分压式接法，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1。由串联电路的分压规律有 式中，， 解得 故定值电阻应选R3。故电压表a应选用C，定值电阻应选用F，滑动变阻器应选用D。 [4]由串联电路的分压规律有 解得 由图丙可知 解得 三、计算题（本大题共3小题，共36分。解答时请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。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 夜晚用光照射透明小球，小球会显得光芒四射。一细束足够强的单色光从D点平行直径射入由某种透明材质制成的小球，最终在小球外有四条光线射出，如图所示。已知小球的半径为R，入射点D与直径间的距离为，光在真空中的传播速度为c，平行四边形为正方形，求： （1）该材质对该单色光的折射率； （2）该单色光从D点射入到第一次回到D点所用的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，由题意可知，光线在小球上的入射角θ满足 光线在球内反射，反射光线构成一个正方形，则光线在D处的折射角为 则折射率为 【小问2详解】 光在透明材质中的传播速度为 光从D点射入到第一次回到D点运动的路程 光从D点射入到第一次回到D点所用的时间为 14. 如图所示，有一左、右两端相距的传送带，以15的速率匀速顺时针传动，其右端与足够长的光滑水平面平滑衔接，传送带的右端水平面上有用轻质弹簧连接的滑块B、C，开始弹簧处于原长状态，且滑块B、C静止，滑块B的质量，滑块C的质量，将质量的滑块A无初速地从传送带最左端放上，滑块A与传送带间的动摩擦因数，滑块A、B、C始终在同一条直线上，滑块A离开传送带后与前方的滑块B发生正撞并粘在一起，取重力加速度，滑块A可视为质点。求： （1）弹簧的最大弹性势能； （2）滑块C的最大速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 假设A在传送带上一直向右加速，由动能定理有 解得 故假设成立，A与B碰撞前后瞬间，由动量守恒定律有 A、B碰撞后瞬间到弹簧压缩到最短，由动量守恒定律有 由能量守恒有 解得 【小问2详解】 当弹簧再次恢复到原长时，C达到最大速度，由动量守恒定律有 由能量守恒有 解得 15. 如图1所示，空间中存在平面直角坐标系xOy，x轴上方存在方向平行于y轴的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为。t=0时，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A（0，L）点以初速度v0沿x轴正方向射入电场，经过一段时间后再次回到A点。带电粒子沿x轴的分速度为vx，沿y轴的分速度为vy，粒子运动过程中，两分速度之间的约束关系如图2所示，其中P1、P、P2三点在同一条直线上，其余部分为经过P3点且关于PP3对称的圆弧。当带电粒子从A（0，L）点开始做周期性运动时，速度信息点P′（vy，vx）从P点开始沿着图2中的闭合路径移动。已知任何相等的时间内，P′（vy，vx）点在曲线部分通过的长度是其在直线部分通过长度的倍，不计粒子重力，求： （1）带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T； （2）电场强度的大小； （3）带电粒子从A点开始运动到第一次回到A点所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设带电粒子在磁场中做圆周运动速度为v，由牛顿第二定律得 又 根据题意有 联立各式得 【小问2详解】 带电粒子在电场中做类平抛运动时，有 由牛顿第二定律得 联立各式得 根据题意，任何相等的时间内，P′（vy，vx）点在曲线部分通过的长度是其在直线部分通过的长度的倍，则有 其中 联立各式得， 【小问3详解】 带电粒子的运动轨迹如图所示 带电粒子在电场中做类平抛运动的时间为 设带电粒子第一次经过x轴时，其速度方向与x轴正方向之间的夹角为θ，则 即 带电粒子磁场中做匀速圆周运动的时间为 带电粒子从A点开始运动到第一次回到A点所用的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$