精品解析：河南省南阳市第一中学校2024-2025学年高三下学期第十二次考试（2月）物理试题

南阳一中2025年春期高三年级第十二次考试 物理试题 一、选择题（1—6单选，每题4分；7—10多选，每题6分，共48分） 1. 关于下列物理知识，判断正确的是（　　） A. 照相机镜头前放置增透膜和偏振片都能够增加透射光的能量，从而使成像更清晰 B. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能 C. 一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，总质量为原来一半 D. 核反应堆中，将镉棒插入深一些，能使链式反应速度减小 2. 为了探究玩具车的性能，现把玩具车放在平直公路上分别进行实验，某次实验中关闭玩具车的电源，得到其位置坐标与时间满足如下关系式：，则玩具车在第内的平均速度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，电源的输出电压有效值恒定，、、为定值电阻，为滑动变阻器，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表，导线电阻不计。现将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，下列判断正确的是（ ） A. 电流表示数一定减小 B. 电压表示数一定减小 C. 变压器的输出功率一定减小 D. 电阻消耗的功率一定减小 4. 图甲为一列简谐波在时刻的波形图，P、Q为平衡位置分别在处的两个质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波传播速度大小为25m/s C. 在时刻，质点Q的位移为 D. 在0.5s时间内，质点Q运动的路程为2.1m 5. 如图为一定质量理想气体经历a→b→c过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于 t轴，cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（ ） A. a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加 C. b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D. b→c过程，气体膨胀对外界做功，从外界吸热，内能增加 6. 如图甲所示，水平地面上静止一质量为1kg足够长的长木板A，木板中央的正上方有一可看作质点的物块B。现在物块上施加一个从零开始均匀增加的水平向右的外力F，物块B受到的摩擦力Ff随外力F的大小变化图像如图乙所示，设木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g=10m/s2，则下列选项正确的是（　　） A. μ1＝0.4 B. μ2＝0.1 C. 物块B的质量为2kg D. 若外力F作用在A上，当F＝12N时A、B一定发生相对滑动 7. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一，已知地球的公转轨道半径为（为天文单位），小行星“阿波菲斯星”的半长轴为，假设“阿波菲斯星”运行的椭圆轨道与地球做圆周运动的轨道共面，分别为两轨道的交点，且恰好是椭圆的短轴，当“阿波菲斯星”运动到远日点时，“阿波菲斯星”、地球和太阳恰好共线，忽略地球与小行星之间的万有引力，下列说法正确的是（　　） A. “阿波菲斯星”公转周期大于地球公转周期 B. 地球在a点的加速度等于“阿波菲斯星”在a点的加速度 C. 三者共线后，短时间内地球有与“阿波菲斯星”碰撞的风险 D. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率 8. 两个电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上O、M两点，两电荷在连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，在M点右侧，ND线段中点C的电势最高，则（　　） A. 为正电荷，为负电荷，电荷量的绝对值大于电荷量的绝对值 B. 若将一个正电荷在C点右侧附近由静止释放，该电荷将沿着x轴正方向做加速度先增大后减小的加速直线运动 C. 若将撤去，C点的电势将减小 D. 若将一个负电荷在N点由静止释放，该电荷可在ND之间做往复运动 9. 如图所示，两质量相等的物体B、C用质量不计的弹簧拴接放在光滑的水平面上，物体C紧靠左侧的挡板，但未粘合在一起，另一物体A以水平向左的速度v0向物体B运动，经过一段时间和物体B碰撞并粘合在一起，已知物体A、B、C的质量分别M、m、m，整个过程中弹簧未超过弹性限度。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，三个物体组成的系统动量、机械能均守恒 B. 挡板对物体C的冲量大小为2Mv0 C. 物体C的最大速度为 D. 如果M=m，则物体C离开挡板前、后弹簧的最大弹性势能之比为2：1 10. 将图（a）中的蹦床简化为图（b）所示的弹簧，当质量50kg的运动员站在蹦床上静止时，弹簧的上端由O点压缩到A点，运动员重心在O点。现将比赛过程分为两段，过程1：运动员从A点开始，通过多次起跳，在空中完成动作，且越跳越高，直至重心达到距O点高为6.1m的最高点（此时运动员的速度为零）；过程2：运动员在最高点结束表演，此后不做任何动作，多次往返，最后静止在蹦床上，弹回过程中重心与O点最大高度差为4m。若整个过程中运动员所受空气阻力大小恒为重力的0.2倍，重力加速度大小为10m/s2。则（　　） A. 过程1中，运动员能够越跳越高，是因为弹簧对运动员不断做正功 B. 在过程2的每一次单向向上运动过程中，运动员的速度最大时，弹簧的上端都处于A点下方 C. 过程2中，从开始下落到弹至重心距O点高4m处，运动员克服空气阻力做的功为1010J D. 过程2中，弹簧的最大弹性势能为2520J 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。    实验步骤如下： ①将力传感器 P通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下 P的示数 F； ②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上，与 P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB 连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置，P、Q的示数，及三细绳的方向OA、OB、OC； ③在白纸上从 O 点沿OC 反向延长做有向线段 ，以为对角线做平行四边形如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段 、、长度分别为 ④调整力传感器 Q 的位置，重复以上步骤。 回答下列问题： （1）下列做法有利于减小实验误差的是（ ） A. 调整力传感器 Q的位置时，必须保证结点 O 的位置不变 B. 两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜 C. 记录细绳方向时，选取相距较远的两点 D. 两个细绳间夹角适当大一些 （2）在误差允许的范围内，若l1、l2、l与F1、F2、F满足关系式_______，则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。 （3）某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB 互相垂直，保持 OB 绳和结点O 的位置不动，取下力传感器P，将细绳 OA 绕O 点在纸面内顺时针转动一小角度，此过程中 OB绳的拉力_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12. 如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，其长度和横截面积都发生变化，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化、再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。 (1)请说明拉力感应电阻丝的电阻随拉力增大而增大的原因是_______________。 (2)某研究小组找到了一根拉力敏感电阻丝，其电阻随拉力变化的图你如图乙所示，再按丙图设计了一个简易的“吊秤”，电路中电源电动势E约为15V。内阻约为2；灵敏电流表满偏电流为10mA，内阻约为5；R为电阻箱，最大限值为9999；R接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作： A.滑环不吊重物时，调节电阻箱R，当电流为某一示数I时，读出电阻箱的读数为； B．滑环吊起待测重物时，测出电阻丝与竖直方向的夹角为； C．调节电阻箱，使电流表示数仍然为I，读出电阻箱的读数为，则拉力敏感电阻丝电阻增加量为________。 (3)设的图像斜率为k，截距为b，则待测重物的重力G的表达式为____________（用以上测得物理量表示） (4)研究小组中一位同学受欧姆表原理启发，将灵敏电流表重新刻度标记重物的重力，则标记重力示数的刻度盘__________ （填“均匀”或“不均匀”）；呈现出__________特点。 13. 如图甲所示，截面是半圆环形的透明砖放在水平地面上，内径为，外径为。一束光在截面内从最高点以与竖直方向成角入射时，恰好在透明砖的内侧面发生全反射，且在内侧面上的反射光线与入射光线垂直。 （1）求角。 （2）如图乙所示，在截面内用一束与题述相同的平行光竖直向下照在透明砖上，光束宽度为，中间光束正好照到圆心，求能穿过透明砖内侧面的光占整束光的百分比（只考虑光束第一次照射到内侧面上）。 14. 如图，两根相距L的无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab速度能达到的最大值； （2）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 15. 如图a，区域I有竖直向上的场强大小为E0的匀强电场，区域II有平行于x轴的交变电场，场强E随时间变化规律如图b所示（设向右为正方向），区域III和区域IV有方向均垂直纸面向里的匀强磁场，且区域IV磁场的磁感应强度大小为区域III磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上在O'点附近固定着一小段以O'为中点的水平放置的绝缘弹性挡板（挡板厚度可忽略，粒子与挡板碰撞时，平行挡板方向的分速度不变，垂直挡板方向上的分速度等大反向，且碰撞后电量不变）。t=0时，在O点释放一带正电粒子（不计重力），粒子经电场加速后进入区域II，在区域I和区域II中的运动时间小于，经电场偏转后进入区域III，进入时粒子速度与水平方向成30°角，接着在区域III中恰好以O'点为圆心做圆周运动，此后又恰好回到O点，并做周期性运动，已知量有∶粒子的质量m，电荷量q，电场场强大小E0，区域I的高度d。求： （1）粒子在区域I加速时间t以及进入区域II时的速度大小v0； （2）粒子刚进入区域III的水平坐标以及区域III中磁感应强度B的大小； （3）若粒子在t=T时刻恰好返回O点，则交变电场随时间变化的周期T是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南阳一中2025年春期高三年级第十二次考试 物理试题 一、选择题（1—6单选，每题4分；7—10多选，每题6分，共48分） 1. 关于下列物理知识，判断正确的是（　　） A. 照相机镜头前放置增透膜和偏振片都能够增加透射光的能量，从而使成像更清晰 B. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能 C. 一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，总质量为原来一半 D. 核反应堆中，将镉棒插入深一些，能使链式反应速度减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．照相机镜头前放置增透膜能够增加透射光的能量，从而使成像更清晰，而偏振片是减弱反射光的能量，从而使成像更清晰。故A错误； B．由爱因斯坦质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能。故B错误； C．一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，放射性元素衰变一半，但总质量大于原来一半。故C错误； D．核反应堆中，将镉棒插入深一些，镉棒对中子的吸收增多，能使链式反应速度减小。故D正确。 故选D。 2. 为了探究玩具车的性能，现把玩具车放在平直公路上分别进行实验，某次实验中关闭玩具车的电源，得到其位置坐标与时间满足如下关系式：，则玩具车在第内的平均速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】观察发现其位置坐标与时间关系式满足 对比可知，小车的初速度为8m/s，加速度大小为3m/s2，则小车减速用时 小车2s内的位移为 第内的位移为 第内的平均速度大小为 故选B。 3. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，电源的输出电压有效值恒定，、、为定值电阻，为滑动变阻器，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表，导线电阻不计。现将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，下列判断正确的是（ ） A. 电流表示数一定减小 B. 电压表示数一定减小 C. 变压器的输出功率一定减小 D. 电阻消耗的功率一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．依题意，理想变压器原线圈等效电阻 将滑动变阻器滑片P由a向b缓慢滑动，则减小，减小，设电源的输出电压有效值为E，由 可知原线圈电流增大，根据 可知副线圈电流增大，即电流表示数一定增大，根据 可知电压表示数一定增大，故AB错误； C．变压器原线圈电压 变压器的输出功率 根据二次函数知识可得，当时存在最大值，则由题中信息不能确定变化情况，故C错误； D．电阻消耗功率为 可知一定减小，故D正确。 故选D。 4. 图甲为一列简谐波在时刻的波形图，P、Q为平衡位置分别在处的两个质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波的传播速度大小为25m/s C. 在时刻，质点Q的位移为 D. 在0.5s时间内，质点Q运动的路程为2.1m 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时刻，质点正沿轴正向运动，则波沿轴负方向传播，A错误； B．波的传播速度大小为 B错误； C．根据数学知识可知，时Q位移为 由波的平移法可知，0.1s内波传播的距离为2m，由于波向x轴负方向传播，则平衡位置为3.5m处质点的振动形式传播到Q点，因此在时刻质点的位移为正确； D．因为质点的振动周期为0.2s，故在0.5s时间内，质点运动的路程为 D错误。 故选C。 5. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于 t轴，cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（ ） A. a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加 C. b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D. b→c过程，气体膨胀对外界做功，从外界吸热，内能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．a→b过程，温度降低，气体分子的平均速率减小，满足统计规律，也有个别分子运动速率会增加，A错误； B．a→b过程，温度降低，分子撞击容器壁的平均作用力减小，而压强保持不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，B正确； CD．把该图像转化为p—T图像如图 在b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高内能增加，C、D错误。 故选B。 6. 如图甲所示，水平地面上静止一质量为1kg足够长的长木板A，木板中央的正上方有一可看作质点的物块B。现在物块上施加一个从零开始均匀增加的水平向右的外力F，物块B受到的摩擦力Ff随外力F的大小变化图像如图乙所示，设木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g=10m/s2，则下列选项正确的是（　　） A. μ1＝0.4 B. μ2＝0.1 C. 物块B的质量为2kg D. 若外力F作用在A上，当F＝12N时A、B一定发生相对滑动 【答案】D 【解析】 【详解】ABC． 由图知，当时，AB一起开始滑动，则 由图知，物块B受到的滑动摩擦力大小为，有 拉力在到之间时，AB一起运动，加速度相同，则有 联立解得 故ABC错误； D．若外力F作用在A上，当F＝12N时，若AB不相对滑动，则加速度均为 而B的最大加速度为 故假设不成立，A、B一定发生相对滑动，故D正确。 故选D。 7. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一，已知地球的公转轨道半径为（为天文单位），小行星“阿波菲斯星”的半长轴为，假设“阿波菲斯星”运行的椭圆轨道与地球做圆周运动的轨道共面，分别为两轨道的交点，且恰好是椭圆的短轴，当“阿波菲斯星”运动到远日点时，“阿波菲斯星”、地球和太阳恰好共线，忽略地球与小行星之间的万有引力，下列说法正确的是（　　） A. “阿波菲斯星”的公转周期大于地球公转周期 B. 地球在a点的加速度等于“阿波菲斯星”在a点的加速度 C. 三者共线后，短时间内地球有与“阿波菲斯星”碰撞的风险 D. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意，根据开普勒第三定律可知“阿波菲斯星”与地球公转周期相同，故A错误； B．由万有引力提供向心力 得 因此可知二者在a点的加速度相等，故B正确； C．“阿波菲斯星”自远日点到达b点的时间大于四分之一周期，当“阿波斯星”到达b点时，地球已过b点，因为二者公转周期相等，“阿波菲斯星”到近日点时，太阳、地球和“阿波菲斯星”会再次共线，“阿波菲斯星”自近日点到a点的时间小于四分之一周期，地球由“再次共线”到a点的时间大于四分之一周期，所以二者不会同时到达a点，故C错误； D．假设有以“阿波菲斯星”近日点到日心连线为半径的另一行星，可知地球速率小于该行星的速率，又由于在近日点小行星速率大于该行星的速率，可推知“阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率，故D正确。 故选BD。 8. 两个电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上O、M两点，两电荷在连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，在M点右侧，ND线段中点C的电势最高，则（　　） A. 为正电荷，为负电荷，电荷量的绝对值大于电荷量的绝对值 B. 若将一个正电荷在C点右侧附近由静止释放，该电荷将沿着x轴正方向做加速度先增大后减小的加速直线运动 C. 若将撤去，C点的电势将减小 D. 若将一个负电荷在N点由静止释放，该电荷可在ND之间做往复运动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图像某点切线斜率的绝对值表示电场强度大小，根据图像可知，C点电场强度为零，点电荷到C点的间距小于点电荷到C点的间距，根据点电荷的电场强度的表达式，由电场强度的叠加可知，点电荷的电荷量的绝对值大于点电荷的电荷量的绝对值，由于沿电场线电势降低，则O到M的电场方向沿着x轴正方向，又由于电场线起源于正电荷（或无穷远），终止与负电荷（或无穷远），所以为正电荷，为负电荷，故A正确； B．由于沿电场线电势降低，则C点右侧的电场线沿着x轴正方向，由于图像某点切线斜率的绝对值表示电场强度大小，可知沿着电场线方向的电场强度先增大后减小，所以将一个正电荷从C点右侧由静止释放，该电荷做加速度先增大后减小的加速直线运动，故B正确； C．结合上述，为正电荷，为负电荷，根据 由于电势为标量，空间某点的电势等于各点电荷在该点电势的代数和，可知，撤去后，C点的电势将增大，故C错误； D．由于沿电场线电势降低，则MC之间的电场方向沿着x轴负方向，C点右侧的电场线沿着x轴正方向，若将一个负电荷在N点由静止释放，该电荷先向右做加速运动，后向右做减速运动，由于N点电势为0，x轴正方向无穷远处电势也为0，根据动能定理可知，若将一个负电荷在N点由静止释放，该电荷将一直向右运动，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，两质量相等的物体B、C用质量不计的弹簧拴接放在光滑的水平面上，物体C紧靠左侧的挡板，但未粘合在一起，另一物体A以水平向左的速度v0向物体B运动，经过一段时间和物体B碰撞并粘合在一起，已知物体A、B、C的质量分别M、m、m，整个过程中弹簧未超过弹性限度。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，三个物体组成的系统动量、机械能均守恒 B. 挡板对物体C的冲量大小为2Mv0 C. 物体C的最大速度为 D. 如果M=m，则物体C离开挡板前、后弹簧的最大弹性势能之比为2：1 【答案】BC 【解析】 【详解】A．B物体A与物体B碰撞后两物体粘合在一起，A与B碰撞过程中，三个物体与弹簧组成的系统的机械能有损失，物体AB碰后粘合在一起到物体C刚要离开挡板的过程中，挡板对物体C有向右的支持力，三个物体与弹簧组成的系统所受合力不为0，系统的动量不守恒，故A错误； B．设物体A与物体B碰撞后的瞬间，A、B粘合体的速度大小为v根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律可知，弹簧第一次恢复到原长时A、B粘合体的速度大小为v以水平向右的方向为正方向，对物体A与物体B碰撞粘合在一起到弹簧恢复到原长的过程，根据动量定理可得，弹簧弹力对A、B粘合体的冲量 所以弹簧弹力对C的冲量大小等于，该过程中物体C一直静止，故挡板对C的冲量大小也为。故B正确； C．物体C离开挡板后，三个物体与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧再次恢复到原长时，物体C的速度最大，设弹簧再次恢复到原长时A、B粘合体与物体C的速度大小分别为v、v2，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 故C正确； D．物体离开挡板前弹簧最短时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律得 物体C离开挡板后，当三者共速时弹簧最长或最短，弹簧的弹性势能最大，设三者共速时的速度为，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 且 解得 故D错误。 故选BC。 10. 将图（a）中蹦床简化为图（b）所示的弹簧，当质量50kg的运动员站在蹦床上静止时，弹簧的上端由O点压缩到A点，运动员重心在O点。现将比赛过程分为两段，过程1：运动员从A点开始，通过多次起跳，在空中完成动作，且越跳越高，直至重心达到距O点高为6.1m的最高点（此时运动员的速度为零）；过程2：运动员在最高点结束表演，此后不做任何动作，多次往返，最后静止在蹦床上，弹回过程中重心与O点最大高度差为4m。若整个过程中运动员所受空气阻力大小恒为重力的0.2倍，重力加速度大小为10m/s2。则（　　） A. 过程1中，运动员能够越跳越高，是因为弹簧对运动员不断做正功 B. 在过程2的每一次单向向上运动过程中，运动员的速度最大时，弹簧的上端都处于A点下方 C. 过程2中，从开始下落到弹至重心距O点高4m处，运动员克服空气阻力做的功为1010J D. 过程2中，弹簧的最大弹性势能为2520J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．过程1中，上升阶段，运动员与弹簧未分离时，弹簧对运动员做正功，运动员与弹簧未分离后，弹簧对运动员不做功，故A错误； B．由题可知，当物体静止时，在A点弹簧弹等于重力，在过程2的每一次单向向上运动过程中，阻力方向向下，运动员的速度最大时，运动员的加速度为零，此时有 则速度最大时，运动员比静止在弹簧上时，弹簧的弹力更大，则被压缩更短，所以弹簧的上端都处于A点下方，故B正确； C．过程2中，从距O点高为6m开始下落到弹至重心距O点高4.1m处，设运动员克服空气阻力做的功W，由动能定理得 解得 故C错误； D．过程2中，当弹簧第一次到最低点时，弹簧的弹性势能最大，设弹簧的压缩量为，运动员从距O点高为6m开始下落到重心与O点最大高度差为4.1m过程中，克服空气阻力做的功为 解得 过程2中，当弹簧第一次到最低点时，由动能定理得 代入数据得 故D正确。 故选BD。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。    实验步骤如下： ①将力传感器 P通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下 P的示数 F； ②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上，与 P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB 连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置，P、Q的示数，及三细绳的方向OA、OB、OC； ③在白纸上从 O 点沿OC 反向延长做有向线段 ，以为对角线做平行四边形如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段 、、的长度分别为 ④调整力传感器 Q 的位置，重复以上步骤。 回答下列问题： （1）下列做法有利于减小实验误差的是（ ） A. 调整力传感器 Q的位置时，必须保证结点 O 的位置不变 B. 两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜 C. 记录细绳方向时，选取相距较远的两点 D. 两个细绳间夹角适当大一些 （2）在误差允许的范围内，若l1、l2、l与F1、F2、F满足关系式_______，则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。 （3）某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB 互相垂直，保持 OB 绳和结点O 的位置不动，取下力传感器P，将细绳 OA 绕O 点在纸面内顺时针转动一小角度，此过程中 OB绳的拉力_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）CD （2） （3）变小 【解析】 【小问1详解】 A．因为两次在结点的下面挂同一质量的物体，则调整力传感器Q的位置时，改变结点O的位置对实验无影响，故A错误； B．两侧杆左右倾斜，对实验无影响，故B错误； C．记录绳子方向时，选用较远的两点，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故C正确； D．为了减小误差，拉橡皮条的夹角可以适当大一些，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 根据力的平衡，可以得到几何三角形和力的三角形会相似 则有 小问3详解】 由图可知 稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，即两个力的合力不变，方向不变，将细绳OA绕O点在纸面内顺时针转动一小角度，OB绳子上拉力变小。 12. 如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，其长度和横截面积都发生变化，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化、再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。 (1)请说明拉力感应电阻丝的电阻随拉力增大而增大的原因是_______________。 (2)某研究小组找到了一根拉力敏感电阻丝，其电阻随拉力变化的图你如图乙所示，再按丙图设计了一个简易的“吊秤”，电路中电源电动势E约为15V。内阻约为2；灵敏电流表满偏电流为10mA，内阻约为5；R为电阻箱，最大限值为9999；R接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作： A.滑环不吊重物时，调节电阻箱R，当电流为某一示数I时，读出电阻箱的读数为； B．滑环吊起待测重物时，测出电阻丝与竖直方向的夹角为； C．调节电阻箱，使电流表示数仍然为I，读出电阻箱的读数为，则拉力敏感电阻丝电阻增加量为________。 (3)设的图像斜率为k，截距为b，则待测重物的重力G的表达式为____________（用以上测得物理量表示） (4)研究小组中一位同学受欧姆表原理启发，将灵敏电流表重新刻度标记重物的重力，则标记重力示数的刻度盘__________ （填“均匀”或“不均匀”）；呈现出__________特点。 【答案】 ①. 电阻丝变长，横截面积减小 ②. ③. ④. 不均匀 ⑤. 刻度盘靠近电流零刻度一侧刻度较密，另一侧较疏 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]随着拉力增大，电阻丝变长变细，根据电阻定律 可知，电阻增大。 (2)[2]电路中电流不变，则电路中外电阻不变所以有 (3)[3]图像的斜率为 解得 对重物受力分析有 解得 (4)[4][5]根据闭合电路的欧姆定律得 解得 则拉力为 因为电流与不是线性关系，所以刻度盘不均匀，电流越小，重物越重。所以刻度盘靠近电流零刻度一侧刻度较密，另一侧较疏。 13. 如图甲所示，截面是半圆环形的透明砖放在水平地面上，内径为，外径为。一束光在截面内从最高点以与竖直方向成角入射时，恰好在透明砖的内侧面发生全反射，且在内侧面上的反射光线与入射光线垂直。 （1）求角。 （2）如图乙所示，在截面内用一束与题述相同的平行光竖直向下照在透明砖上，光束宽度为，中间光束正好照到圆心，求能穿过透明砖内侧面的光占整束光的百分比（只考虑光束第一次照射到内侧面上）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出题述情况下光在介质中的光路图，如图1所示。 根据折射定律有 根据正弦定理有 根据题述可得 联立得 可得 【小问2详解】 根据（1）中分析和题述可知，能够穿过透明砖的光束射在入射面上的位置所对的圆心角为，如图2所示 根据几何知识可知 能穿过透明砖内侧面的光占整束光的百分比为 14. 如图，两根相距L的无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab速度能达到的最大值； （2）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当金属杆匀速运动时，速度最大，设为，由平衡条件得 而金属杆产生的感应电动势 感应电流为 联立解得。 【小问2详解】 若ab保持运动状态不变，可知P中不产生光电流，设单色光的最大频率为，根据光电效应方程可知 同时 解得。 15. 如图a，区域I有竖直向上的场强大小为E0的匀强电场，区域II有平行于x轴的交变电场，场强E随时间变化规律如图b所示（设向右为正方向），区域III和区域IV有方向均垂直纸面向里的匀强磁场，且区域IV磁场的磁感应强度大小为区域III磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上在O'点附近固定着一小段以O'为中点的水平放置的绝缘弹性挡板（挡板厚度可忽略，粒子与挡板碰撞时，平行挡板方向的分速度不变，垂直挡板方向上的分速度等大反向，且碰撞后电量不变）。t=0时，在O点释放一带正电粒子（不计重力），粒子经电场加速后进入区域II，在区域I和区域II中的运动时间小于，经电场偏转后进入区域III，进入时粒子速度与水平方向成30°角，接着在区域III中恰好以O'点为圆心做圆周运动，此后又恰好回到O点，并做周期性运动，已知量有∶粒子的质量m，电荷量q，电场场强大小E0，区域I的高度d。求： （1）粒子在区域I加速的时间t以及进入区域II时的速度大小v0； （2）粒子刚进入区域III的水平坐标以及区域III中磁感应强度B的大小； （3）若粒子在t=T时刻恰好返回O点，则交变电场随时间变化的周期T是多少？ 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在区域Ⅰ经电场加速，设加速时间为，加速度大小为，由匀变速直线运动的位移公式得 由牛顿第二定律得 解得 根据动能定理有 解得进入区域Ⅱ时的速度大小 【小问2详解】 粒子在区域Ⅱ间经电场偏转，做类平抛运动，设粒子偏转时间为，粒子进入区域Ⅲ的速度大小为，其水平分速度为，粒子刚进入区域Ⅲ的水平坐标为。由运动的合成与分解得，， 解得 由几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的半径 由牛顿第二定律得 又因为 解得 【小问3详解】 据题意，粒子在内运动到点，轨迹关于轴对称。由上述表达式得 粒子在磁场中运动的周期 在区域Ⅲ运动的时间为 在区域Ⅳ运动的时间为 故周期 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$