精品解析：2025届河南省信阳市潢川县一高、高级中学高三下学期二模物理试题

2025届潢川县一高、高级中学二模联考 高三物理试题 一、单项选择题（本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。） 1. 2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于射线，下列说法正确的是（ ） A. 电子发生轨道跃迁时可以产生射线 B. 射线是波长很长、频率很小的光子流 C. 射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大 D. 射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响 2. 半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，底面BD水平，此时上方光屏与BD平行。一束白光从玻璃砖下方垂直于BD射到圆心O上，在光屏上C点出现白色亮斑。使玻璃砖底面绕O逆时针缓慢转过角度（），在角缓慢变大的过程中，光屏上的彩色光斑（ ） A. 沿光屏向左移动，紫光最先消失 B. 沿光屏向右移动，紫光最后消失 C. 沿光屏向左移动，红光最先消失 D. 沿光屏向右移动，红光最后消失 3. 列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（　　） A. 上下乘客时，气体的内能变大 B. 上下乘客时，气体从外界吸热 C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功 D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变 4. 如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度E随时间t变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5，时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A 环先做加速运动再做匀速运动 B. 0~2s内环的位移等于2.5m C. 环的最大速度大小为15m/s D. 环的最大动能为20J 5. 如图所示，空间存在范围足够大、垂直xOy平面向里的匀强磁场（图中未画出），一质量为m、带电荷量为-q的带电粒子从坐标原点O沿y轴正方向以速度v0射出，带电粒子恰好经过点，不计粒子受到的重力及空气阻力。则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 某质点做直线运动的位移x与时间t的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 该质点运动的加速度为 B. 前10s内，该质点的平均速率为10m/s C. 时，该质点速度为0 D. 前10s内，该质点的位移为100m 7. 如图所示在场强为E的匀强电场中有一带电绝缘物体P处于水平面上。已知P的质量为m、带电量为，其所受阻力与时间的关系为。时物体P由静止开始运动直至速度再次为零的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物体达到最大速度的时间 B. 物体达到的最大速度为 C. 全过程中，物体所受电场力的冲量为 D. 全过程中，物体的阻力f的冲量为 二、多项选择题（本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。） 8. 如图所示，一定质量的理想气体先后经过1、2、3三个过程回到初始状态A，下列说法正确的是（　　） A. 过程1气体体积增大，气体对外界做功 B. 过程2气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 C. 过程3一定是吸热的 D. 气体经过一个循环回到初始状态A的过程中外界对气体做功 9. 如图所示，在平面直角坐标系内，以坐标原点为圆心，半径为的圆形区域内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（图中未画出），磁场区域外右侧有宽度为的粒子源，为粒子源两端点，连线垂直于轴，粒子源中点位于轴上，粒子源持续沿轴负方向发射质量为、电荷量为，速率为的粒子。已知从粒子源中点发出的粒子，经过磁场区域后，恰能从圆与轴负半轴的交点处沿轴负方向射出磁场，不计粒子重力及粒子间相互作用力，则（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的半径为R B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 在磁场中运动的带电粒子路程最长为 D. 带电粒子在磁场中运动的时间最短为 10. 如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为2：1，L1、L2、L3是规格均为“10V、5W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，ab输入端输入有效值恒定的交流电。闭合开关S后，该变压器cd输入端交变电压u的图像如图乙。以下说法正确的是（　　） A. ab输入端电压的瞬时值表达式为 B. ab输入端输入功率 C. 电流表的示数为1A，且三只灯泡均正常发光 D. 若断开开关S，电压表V的示数将变大 三、非选择题（共54分。） 11. 某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 （1）根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数_____________。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为_____________。（小数点后保留一位）。 （2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车加速度方向为水平向_____________（填“左”或“右”）、大小为_____________。 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将_____________。（选填“不变”“增大”或“减小”） 12. 某学习小组要精确测定一节干电池的电动势与内阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计G（量程为5mA，内阻约为50Ω）； 电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）； 电阻箱R1（0~999.9Ω）； 滑动变阻器R2（0~100Ω） 滑动变阻器R3（0~2000Ω） 电池组（电动势为6V，内阻很小）； 待测旧干电池一节； 导线开关若干。 学习小组经过讨论，决定先用电池组按图甲所示电路来测定灵敏电流计G的内阻。实验步骤如下： ①按图甲连接好电路，断开S1、S2，将滑动变阻器R的滑片调至图中a端所对应的位置； ②闭合S1，调节R，使灵敏电流计G满偏； ③保持R不变，再闭合S2，调节电阻箱电阻R1=48.0Ω时，灵敏电流计G的读数为2.5mA； 调节电阻箱时，干路上电流可视为不变，即可测得灵敏电流计G内阻RG的大小。 （1）滑动变阻器R应该选取______（选填“R2”或“R3”）； （2）实验小组将电阻箱R1与灵敏电流计G并联，改装成一个量程为灵敏电流计量程10倍的电流表。调节好后连接成如图乙所示的电路，测量待测旧干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和灵敏电流计G的示数IG，如下表，作出对应的U-IG图线如图丙所示 U/V 0.80 0.90 100 1.10 1.20 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 （2）由作出的U-IG图线求得待测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（保留3位有效数字） （3）从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 13. 某压力锅结构如图所示，厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖，并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声；继续加热，当锅内温度为117℃时达到沸点，停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程，锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃，压强为1atm，忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。求： （1）压力阀刚要被顶起时锅内温度； （2）停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。 14. 如图，水平传送带以恒定速率v0顺时针转动，宽为4L、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为3L，ad长为2L，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。 （1）求导体框从开始运动到与传送带共速过程中，ad两点间电势差Uad与时间t的关系式； （2）求导体框向右离开磁场过程中，拉力冲量IF的大小； 15. 如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量的小车，小车左边AB部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度的水平粗糙面BC，粗糙面右端是一挡板。将一质量的物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放，物块与小车的粗糙区域BC间的动摩擦因数，物块与挡板的碰撞无机械能损失，取重力加速度大小。 （1）求物块滑到圆弧轨道末端B点时，物块对圆弧轨道的压力大小； （2）若解除小车锁定，让物块仍从A点由静止释放，求物块从B点到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间； （3）在（2）问的初始条件下，物块将与小车右侧挡板发生多次碰撞，求整个运动的过程中，小车发生的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届潢川县一高、高级中学二模联考 高三物理试题 一、单项选择题（本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。） 1. 2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于射线，下列说法正确的是（ ） A. 电子发生轨道跃迁时可以产生射线 B. 射线是波长很长、频率很小的光子流 C. 射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大 D. 射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响 【答案】D 【解析】 【详解】A．射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生射线；X射线是原子内层电子跃迁时产生的，紫外线、可见光、红外线是原子外层电子跃迁时产生的，故A错误； B．射线是波长很短、频率很高的光子流，故B错误； C．射线属于高频电磁波，它们在真空中的传播速度是相等的，故C错误； D．射线不带电，在磁场中不发生偏转，在星系间传播时，不受星系磁场的影响，故D正确。 故D正确。 2. 半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，底面BD水平，此时上方光屏与BD平行。一束白光从玻璃砖下方垂直于BD射到圆心O上，在光屏上C点出现白色亮斑。使玻璃砖底面绕O逆时针缓慢转过角度（），在角缓慢变大的过程中，光屏上的彩色光斑（ ） A. 沿光屏向左移动，紫光最先消失 B. 沿光屏向右移动，紫光最后消失 C. 沿光屏向左移动，红光最先消失 D. 沿光屏向右移动，红光最后消失 【答案】D 【解析】 【详解】根据折射定律及几何知识知，在玻璃砖转动过程中，光在O点处的折射角一定大于入射角，玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度的过程中，法线也逆时针同步旋转，入射角增大，由折射定律 可知折射角也随之增大，而且法线也逆时针旋转，所以光屏上的彩色光斑沿光屏向右移动；由全反射临界角公式 由于紫光折射率最大，红光折射率最小，则紫光发生全反射的临界角最小，红光发生全反射的临界角最大，故紫光最先消失，红光最后消失。 故选D。 3. 列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（　　） A. 上下乘客时，气体的内能变大 B 上下乘客时，气体从外界吸热 C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功 D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换，可知气体温度保持不变，气体内能保持不变，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外界放热，AB错误； CD．剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，C正确，D错误； 故选C。 4. 如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度E随时间t变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5，时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 环先做加速运动再做匀速运动 B. 0~2s内环的位移等于2.5m C. 环的最大速度大小为15m/s D. 环最大动能为20J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可得 E=（3-t）×102V/m 开始时的最大静摩擦力为 f=μq|E0|=0.5×0.01×3×102N=1.5N＞mg=0.1×10N=1N 则环先静止，再做加速运动，后再做减速运动，最后静止不动，环速度最大时，重力等于滑动摩擦力，则有 mg=μq|E| 联立解得 t=5s （t=1s时开始运动） 根据牛顿第二定律得 mg-μq|E|=ma 整理得 a=5t-5（1≤t≤3s） a=25-5t（t＞3s） 在t=2s时加速度为a=5m/s2，若环做匀加速直线运动，则 所以0-2s内环的位移小于2.5m，故AB错误； CD．a-t图像如图所示 由a-t图像的面积表示速度的变化量，结合初速度为零，则环的最大速度为 v=×4×10m/s=20m/s 故0～6s内环的最大动能为 故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，空间存在范围足够大、垂直xOy平面向里的匀强磁场（图中未画出），一质量为m、带电荷量为-q的带电粒子从坐标原点O沿y轴正方向以速度v0射出，带电粒子恰好经过点，不计粒子受到的重力及空气阻力。则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】 根据洛伦兹力提供向心力有 结合几何关系 解得 故选A。 6. 某质点做直线运动的位移x与时间t的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 该质点运动的加速度为 B. 前10s内，该质点的平均速率为10m/s C. 时，该质点速度为0 D. 前10s内，该质点的位移为100m 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据匀变速直线运动规律有 变形可得 结合图像可知 m/s，m/s2 则 m/s2 故A错误； BCD．根据速度—时间公式有 解得 s 0~5s的位移为 m 随后质点反向加速，根据对称性可知质点前10s的路程为100m，位移为0，10s末的速度为20m/s，平均速率为 m/s=10m/s 故B正确，CD错误； 故选B。 7. 如图所示在场强为E的匀强电场中有一带电绝缘物体P处于水平面上。已知P的质量为m、带电量为，其所受阻力与时间的关系为。时物体P由静止开始运动直至速度再次为零的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物体达到最大速度的时间 B. 物体达到最大速度为 C. 全过程中，物体所受电场力的冲量为 D. 全过程中，物体的阻力f的冲量为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当物体所受合力为零时，物体的速度最大，则有 解得 从静止到物体达到的最大速度，由动量定理有 解得 故A错误，B正确； CD．根据题意，对全过程，由动量定理有 解得 则全过程中，物体所受电场力的冲量为 物体的阻力f的冲量为 故CD错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。） 8. 如图所示，一定质量的理想气体先后经过1、2、3三个过程回到初始状态A，下列说法正确的是（　　） A. 过程1气体体积增大，气体对外界做功 B. 过程2气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 C. 过程3一定是吸热的 D. 气体经过一个循环回到初始状态A的过程中外界对气体做功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程可知，过程1压强减小，温度不变，故体积增大，气体对外界做功，A正确； B．根据理想气体状态方程可知，过程2压强不变，温度升高，故体积增大，气体对外界做功，内能增大，根据，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，B错误； C．根据理想气体状态方程可知，过程3压强增大，温度降低，故体积减小，外界对气体做功，内能减小，根据，气体放出的热量大于外界对气体做的功，C错误； D．可作出图像 气体经过一个循环，外界对气体做功，选项D正确。 故选AD。 9. 如图所示，在平面直角坐标系内，以坐标原点为圆心，半径为的圆形区域内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（图中未画出），磁场区域外右侧有宽度为的粒子源，为粒子源两端点，连线垂直于轴，粒子源中点位于轴上，粒子源持续沿轴负方向发射质量为、电荷量为，速率为的粒子。已知从粒子源中点发出的粒子，经过磁场区域后，恰能从圆与轴负半轴的交点处沿轴负方向射出磁场，不计粒子重力及粒子间相互作用力，则（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的半径为R B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 在磁场中运动的带电粒子路程最长为 D. 带电粒子在磁场中运动的时间最短为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从粒子源中点发出的粒子，在磁场中的轨迹如图所示 由几何知识可知带电粒子在磁场中运动的半径为，A正确； B．根据牛顿第二定律有 解得 B错误； C．从点发出的粒子在磁场中的轨迹 如图所示，此时轨迹最长 由几何知识可知四边形为菱形，则；则在磁场中运动的带电粒子路程最长为 C正确； D．从点发出的粒子在磁场中的轨迹如图所示 可知四边形为菱形，则；可知此时粒子经过磁场区域时间最短，则 D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为2：1，L1、L2、L3是规格均为“10V、5W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，ab输入端输入有效值恒定的交流电。闭合开关S后，该变压器cd输入端交变电压u的图像如图乙。以下说法正确的是（　　） A. ab输入端电压的瞬时值表达式为 B. ab输入端输入功率 C. 电流表的示数为1A，且三只灯泡均正常发光 D. 若断开开关S，电压表V的示数将变大 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．由图乙可知，cd输入端电压有效值为 则副线圈输出电压有效值为 所以副线圈两只灯泡均能正常发光；灯泡的额定电流为 则电流表示数为 原线圈电流为 所以原线圈的灯泡也能正常发光，则ab输入端电压有效值为 ab输入端电压的瞬时值表达式为 故A错误，C正确； B．ab输入端输入功率为 故B错误； D．若断开开关S，则副线圈总电阻变大，把变压器和副线圈电阻看成一个等效电阻，则有 可知等效电阻变大，根据欧姆定律 可知原线圈电流减小，则灯泡两端电压减小，原线圈输入电压增大，即电压表V的示数将变大，故D正确。 故选CD。 三、非选择题（共54分。） 11. 某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 （1）根据弹簧弹力与形变量关系图线可知，弹簧的劲度系数_____________。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为_____________。（小数点后保留一位）。 （2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向_____________（填“左”或“右”）、大小为_____________。 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将_____________。（选填“不变”“增大”或“减小”） 【答案】（1） ①. 20 ②. 0.2 （2） ①. 左 ②. 5 （3）增大 【解析】 【小问1详解】 [1]根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数 [2]根据图丙读数可知小车的重力为2.0N，则质量为0.2。 【小问2详解】 [1][2]某次测量小车所在位置如图丁所示，则弹簧被压缩，弹力向左，则小车的加速度方向为水平向左、大小为 【小问3详解】 若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，根据 则相同的形变量时小车的加速度变大，那么该加速度测量仪的量程将增大。 12. 某学习小组要精确测定一节干电池的电动势与内阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计G（量程为5mA，内阻约为50Ω）； 电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）； 电阻箱R1（0~999.9Ω）； 滑动变阻器R2（0~100Ω） 滑动变阻器R3（0~2000Ω） 电池组（电动势为6V，内阻很小）； 待测旧干电池一节； 导线开关若干。 学习小组经过讨论，决定先用电池组按图甲所示电路来测定灵敏电流计G的内阻。实验步骤如下： ①按图甲连接好电路，断开S1、S2，将滑动变阻器R的滑片调至图中a端所对应的位置； ②闭合S1，调节R，使灵敏电流计G满偏； ③保持R不变，再闭合S2，调节电阻箱电阻R1=48.0Ω时，灵敏电流计G的读数为2.5mA； 调节电阻箱时，干路上的电流可视为不变，即可测得灵敏电流计G内阻RG的大小。 （1）滑动变阻器R应该选取______（选填“R2”或“R3”）； （2）实验小组将电阻箱R1与灵敏电流计G并联，改装成一个量程为灵敏电流计量程10倍的电流表。调节好后连接成如图乙所示的电路，测量待测旧干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和灵敏电流计G的示数IG，如下表，作出对应的U-IG图线如图丙所示 U/V 080 0.90 1.00 1.10 1.20 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 （2）由作出的U-IG图线求得待测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（保留3位有效数字） （3）从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）R3 （2） ①. 1.40 ②. 15.2 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 当电流计满偏时有 所以滑动变阻器R应该选取R3。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 变形可得 结合图线可得 所以 【小问3详解】 由于电流表内阻已知，所以从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势等于真实值。 13. 某压力锅结构如图所示，厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖，并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声；继续加热，当锅内温度为117℃时达到沸点，停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程，锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃，压强为1atm，忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。求： （1）压力阀刚要被顶起时锅内温度； （2）停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。 【答案】（1）或；（2） 【解析】 【详解】（1）设加热前锅内温度为，压强为，当加热至锅内庄强为时，压力阀刚要被顶起，由查理定律得 得 （或） （2）设压力阀刚要被顶起时锅内气体体积为，温度达到沸点时温度为，从压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程，锅内压强不变，由盖-吕萨克定律有 得 停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比为 14. 如图，水平传送带以恒定速率v0顺时针转动，宽为4L、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为3L，ad长为2L，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。 （1）求导体框从开始运动到与传送带共速过程中，ad两点间的电势差Uad与时间t的关系式； （2）求导体框向右离开磁场过程中，拉力冲量IF的大小； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）导体框从开始运动到与传送带共速过程中，导体框整个在磁场中，ad边、bc边同时切割磁场线，则ad产生的动生电动势为 导体框从开始运动到与传送带共速过程中，导体框一直做匀加速直线运动，则有 ， 则导体框从开始运动到与传送带共速过程中，ad两点间的电势差与时间t的关系式有 解得 （2）由题知，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。导体框bc向右运动到NP到导体框离开磁场，水平方向受到向左的安培力、传送带向左的滑动摩擦力和施加水平向右的拉力F。其中传送带向左的滑动摩擦力 导线框运动一直做匀加速直线运动，则有 ， 解得 ， 导线框离开磁场时，由于加速度不变，则导线框切割磁场线，产生的动生电动势为 导线框中电流 则受到的安培力为 传送带向左的滑动摩擦力 则有 则有 拉力冲量的大小 结合上述解得 15. 如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量的小车，小车左边AB部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度的水平粗糙面BC，粗糙面右端是一挡板。将一质量的物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放，物块与小车的粗糙区域BC间的动摩擦因数，物块与挡板的碰撞无机械能损失，取重力加速度大小。 （1）求物块滑到圆弧轨道末端B点时，物块对圆弧轨道的压力大小； （2）若解除小车锁定，让物块仍从A点由静止释放，求物块从B点到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间； （3）在（2）问的初始条件下，物块将与小车右侧挡板发生多次碰撞，求整个运动的过程中，小车发生的位移大小。 【答案】（1）15 N；（2）0.67s；（3）1.33 m 【解析】 【详解】（1）由机械能守恒定律有 mgR=mv2 在B点，由牛顿第二定律有 FN-mg=m 解得 FN=15 N 根据牛顿第三定律，可知物块对轨道的压力大小 FN'=15 N （2）解除固定后，物块和小车组成的系统水平方向动量守恒。设物块刚滑上B点时的速度大小为v1，此时小车的速度大小为v2，由动量守恒定律有 mv1=Mv2 由机械能守恒定律有 mgR=m+M 解得 v1=4 m/s，v2=2 m/s 物块滑上粗糙面BC后，设物块的加速度大小为a1，小车的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有 μmg=ma1 可得 a1=0.6 m/s2 方向水平向左。同理 μmg=Ma2 可得 a2=0.3 m/s2 方向水平向右。当物块和小车右侧挡板发生碰撞时满足 v1t-a1t2+v2t-a2t2=L 解得 t1=s=0.67 s，t2=12 s=12.67 s（舍去） （3）从物块滑下到最终相对小车静止，设物块在小车BC面上滑动的路程为s，根据动能定理有 mgR=μmgs 解得 s=20 m 设物块在小车上表面来回运动的次数为n，满足 s=nL+Δx 当n=5时，Δx=1 m，即物块将停在离右侧挡板1 m处，此时物块和小车同时停止运动。从物块滑下到物块和小车停止运动的整个过程中，物块相对小车发生的位移 x总=R+L-Δx=4 m 选取物块和小车为系统,由于水平方向动量守恒，设物块水平向右发生的位移大小为x1，小车水平向左发生的位移大小为x2，有 mx1=Mx2，x1+x2=x总 解得 x2= m=1.33 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$