精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三下学期5月期中物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期期中考试物理试卷 一、单选题 1. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C. 图丙：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，发现了质子 D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 【答案】B 【解析】 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功的解释了光电效应现象，A错误； B．波尔提出自己的原子模型，他指出氢原子能级是分立的，解释了原子发射光子的频率是不连续的，B正确； C．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，并没有发现质子，C错误； D．衍射是波的典型特征，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D错误。 故选B。 2. 如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，，，DC垂直AB。时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是（　　） A. 这三列波的波速均为2m/s B. 时，D处的质点开始振动 C. 时，D处的质点位移大小为2cm D. A、B两列波不能发生干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械波在同一介质中波速相同，由题意知波长λ=4m，由题图知周期，则 选项A错误； B．C波源发出的波最先传到质点D 选项B错误； C．当时，质点D开始振动，在6s时由C波在D点振动3s，引起的位移为-2cm；由AB波在D点振动1s，引起的位移均为+2cm，则D点位移由A、B、C三波的位移叠加，可知D点此时位移为+2cm，选项C正确； D．A、B两列波振动频率一样，起振方向一样，能发生干涉现象，选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，长为L＝1.8m的倾斜传送带与水平面间的夹角为，在电动机的带动下以v＝2m/s的速度顺时针转动。现将一质量4kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的下端B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，则传送带将小物块从B点传送到A点的过程中（ ） A. 小物块经过1.2s从B运动到A B. 小物块运动到A点时，重力的瞬时功率大小为80W C. 摩擦力对小物块做的功为24J D. 电动机比空载时多消耗的电能为68J 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小物块受力分析，根据牛顿第二定律有 解得，小物块沿传送带向上加速的加速度为 根据运动学规律有 解得，小物块与传送带共速的时间为 则传送带加速的位移为 则小物块在传送带上匀速运动的时间为 则小物块经过1.3s从B运动到A，故A错误； B．小物块运动到A点时，重力的瞬时功率大小为 故B错误； C．小物块从B点运动到A点，根据动能定理有 解得 则摩擦力对小物块做的功为44J，故C错误； D．小物块与传送带的相对位移为 小物块与传送带摩擦产生的热量为 则电动机比空载时多消耗的电能为 故D正确。 故选D。 4. 两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统．双星系统运动时，其轨道平面上存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（如人造卫星）可以相对两星体保持静止，这样的点被称为“拉格朗日点”．现将“地—月系统”看作双星系统，如图所示，O1位地球球心、O2位月球球心，它们绕着O1O2连线上的O点以角速度做圆周运动．P点到O1、O2距离相等且等于O1O2间距离，该点处小物体受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物体也绕着O点以角速度做圆周运动．因此P点是一个拉格朗日点．现沿O1O2连线方向为x轴，过O1与O1O2垂直方向为y轴建立直角坐标系．A、B、C分别为P关于x轴、y轴和原点O1的对称点，D为x轴负半轴上一点，到O1的距离小于P点到O1的距离．根据以上信息可以判断 A. A点一定是拉格朗日点 B. B点一定是拉格朗日点 C. C点可能是拉格朗日点 D. D点可能是拉格朗日点 【答案】A 【解析】 【详解】由对称性可知，在A点的小物体受地球和月球的吸引力，合力方向一定指向O点，其受力情况与P点相同，可知A点一定是拉格朗日点，选项A正确；在B点的小物体，受地球的引力和月球的引力的合力不可能指向O点，则B点不可能是拉格朗日点；同理C点也不可能是拉格朗日点；选项BC错误；在D点时，小物体受到的地球的引力大于在P点时地球的引力，再加上月球的引力，则在D点的合力大于在P点时的合力，则角速度不可能与在P点时的角速度相等，即D点不可能是拉格朗日电，选项D错误. 5. 如图所示，在平行于匀强电场的平面上以O点为圆心作半径为10cm的圆，在圆周上取A、B、C、D四点，AD为圆的直径，OC与OD成53°，OB垂直于AD，C点电势为0V，已知匀强电场的场强大小为，。则（ ） A. D点电势为400V B. O点电势高于B点电势 C. A、C两点间的电势差为 D. 电子在A点的电势能小于在D点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．C、D两点间的电势差为 由于C点电势为0V，则有 可得D点电势为 故A错误； B．由于OB连线与电场方向垂直，所以O点电势等于B点电势，故B错误； C．A、C两点间的电势差为 故C错误； D．根据沿电场方向电势降低可知，A点电势高于D点电势，根据 由于电子带负电，所以电子在A点的电势能小于在D点的电势能，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，有三个质量分别为3m、2m、m的物体A、B、C放在水平转台上，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、2r，某时刻起转台角速度，从零开始缓慢增加，直到有物体开始滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. A物体先相对B滑动 B. C先相对转台滑动 C. B对A的摩擦力一定为 D. 转台的角速度一定满足 【答案】B 【解析】 【详解】AB．A、B、C随水平转台转动，摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可得 可得 因三者动摩擦因数相同，半径越大，越先滑动。说明随着转台角速度增大，C最先相对转台滑动，AB同时出现相对滑动，故A错误，B正确； C．取A分析可知B对A的摩擦力提供A做圆周运动的向心力，由牛顿第二律可知 ， 最大静摩擦力为，当转台角速度较小时实际摩擦力小于，故C错误； D．由前面分析可知转台的角速度小于C能达到最大角速度，由牛顿第二定律可知 解得 故D错误。 故选B。 二、多选题 7. 如图甲所示，由线圈L和电容器C组成简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。时刻，电容器开始放电，时刻，LC回路线圈中的电流第一次达到峰值，电流和电磁场情况如图乙所示，则下述说法正确的是（　　） A. 此LC振荡电路的周期 B. 时，回路电流方向与图乙中所示的电流方向相同 C. 时，反向充电结束，线圈中的磁场能最小，电容器中的电场能最大 D. 时，反向放电结束，电容器中的电场能最小，线圈中的磁场能最大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时，LC回路中线圈中的电流第一次达到最大值，则 周期 A正确； B．时电流再次为零，0.004s到0.008s时间内电流的方向与图乙中所示方向相反，B错误； C．当 时的情况与时的情况是一致的，正向放电结束，电容器中的电场能最小，线圈中的磁场能最大，C错误。 D．在时，电流第一次达到最大值，此时线圈中的磁场能最大，当 反向放电结束，电容器中的电场能最小，线圈中的磁场能最大，D正确。 故选AD。 8. 完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向半径为的水球中注入空气，形成了一个内含半径为的气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心的平面内，用单色平行光照射这一水球，水的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B. 此单色光从空气进入水球，波长一定变大 C. 若光线1在处发生全反射，光线2在处一定发生全反射 D. 若光线2从空气射入水球的入射角为，光线2在处射入气泡时的入射角为，则 【答案】CD 【解析】 【详解】A．光在不同介质中传播时，其频率不会发生改变，因此当此单色光从空气进入水球，频率不变，故A错误； B．光在不同介质中传播时波速不同，而在真空中传播时的速度最大，当此单色光从空气进入水球，其波速减小，根据 可知，其波长一定变短，故B错误； C．光线在N点射入气泡的入射角比在M点射入气泡的入射角大，所以光线1在M处若发生全反射，泽光线2在N处一定发生全反射，故C正确； D．做出光线从空气射入水球发生折射时的光路图如图所示 根据折射定律有 在中，由正弦定理有 解得 故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，左侧导轨间的距离为，右侧导轨间的距离为L，导体棒1、2垂直放置于导轨之间，导体棒1放置在左侧导轨上，导体棒2放置在右侧导轨上，且与导轨接触良好，导体棒1、2的材料相同，且两棒的电阻相等。初始时导体棒2静止在导轨上，导体棒1以初速度开始向右运动，导体棒1始终在宽导轨上，导轨都足够长，导体棒2的质量为m，导轨电阻不计，则（　　） A. 初始状态，导体棒1两端的电压为 B. 导体棒1最终以速度匀速运动 C. 系统稳定后两棒的电动势均为 D. 从静止开始到系统稳定导体棒2的发热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．初始状态，导体棒1的电动势为 导体棒1两端的电压为外电压，故两端的电压为 选项A错误； B．导体棒1向右运动过程中由左手定则和右手定则可知其受到向左的安培力，故导体棒1向右做减速运动，导体棒2向右加速运动，最终状态时两棒均匀速运动，则速度满足 由于导体棒1、2的材料相同，电阻相等，由电阻定律 可知导体棒1与导体棒2的横截面积之比为2：1，由质量 可知导体棒1的质量为，由安培力公式 可知导体棒1所受安培力的大小为导体棒2所受安培力大小的2倍，即 由动量定理可知 则由动量定理可知 解得 选项B正确； C．由B选项可知系统稳定后两棒的电动势都为，选项C错误； D．回路内的发热量为 由于两棒电阻相同，故导体棒2的发热量为 选项D正确。 故选BD。 10. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端用挡板固定一个轻质弹簧。可视为质点的小滑块从P点由静止下滑，下滑过程中运动到O点时开始压缩弹簧，运动到A点时速度达到最大，到达B点时速度恰好为零。O点与A点之间的距离为x0，O点与P点之间的距离为5x0。已知劲度系数为k的弹簧形变量为x时的弹性势能为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小 B. 小滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小 C. 小滑块从O点到B点运动过程中，最大速度为 D. 弹簧的最大压缩量为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧的弹力在增大，但小于小滑块重力沿斜面向下的分力，故小滑块做加速运动，则由 弹簧弹力做功的功率一直增大，故A错误； B．小滑块从A点到B点运动过程中，为简谐运动的一半，在此过程中回复力为 F回 = kx，x = x′－x0 其中x为简谐振动的位移，x′为弹簧的形变量，且x的表达式为 x = Asin(ωt) 则弹簧的弹力为 F弹 = k[Asin(ωt)＋x0] 而小滑块从A点到B点运动过程中，任意时刻的速度大小为 v = Aωcos(ωt) 则滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率为 P = kA2ωsin(ωt) × cos(ωt)＋kx0 × Aωcos(ωt) 根据五点作图法可定性作出P—t图像如下 则小滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小，故B正确； C．小滑块从O点到B点运动过程中，在A点受力平衡，故在A点时速度最大，此时弹簧的形变量为，根据系统机械能守恒 在A点是合力为零，则 联立解得 故C正确； D．设最大压缩量为x，则根据系统机械能守恒 解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题 11. 某实验小组利用如图所示装置验证小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒。不可伸长的轻绳一端系于铁架台的固定悬点处，另一端系一小铁球，小铁球下端粘有一段粗细均匀的小木棍，悬点的正下方装有光电门，当小球摆至悬点正下方时，小木棍刚好通过光电门。已知当地的重力加速度为。 （1）先用刻度尺测出悬线的长度为，再用游标卡尺测量小铁球的直径和小木棍的直径，其中测量小铁球的直径时，游标卡尺读数如图乙所示，则___________； （2）将小铁球拉至悬线与竖直方向成角的位置，随后由静止释放，记录小木棍通过光电门的时间﹔ （3）改变悬线与竖直方向的夹角再做几次，分别记录小木棍通过光电门的时间； （4）根据记录的数据，作出悬线与竖直方向夹角的余弦值与小木棍通过光电门的时间平方的倒数“”的关系图像。若所作图像为一倾斜直线，且图像的斜率___________，（用题中所给物理量的符号表示）则说明小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒，该图像对应的函数关系为___________。 【答案】 ①. 12.7 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]10分度的游标卡尺的精确度为；则小球的直径 （4）[2][3]若小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒，有 整理得函数关系为 图像的斜率 12. 如图1所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。 （1）为了通过测量得到如图1所示I—U关系的完整曲线，在图2、图3两个电路中应选择的是________；（电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0 ~ 20Ω） （2）在图4所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1= 250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V，电阻R2的阻值为________Ω。 【答案】 ①. 图2 ②. 5.2 ③. 111.6##111.7##111.8##111.9#112.0 【解析】 【详解】（1）[1]从图1中的I—U图像可看到，电流与电压均从0开始，图2中的电压可以从0调到所需的电压，调节范围较大（或图3中不能测量0附近的数据），故应选择图2电路； （2）[2]R1支路电流为 则R2支路电流为34mA，在I—U曲线上，34mA对应的电压大约为5.2V； [3]热敏电阻 所以 四、解答题 13. 如图所示，有一竖直放置的导热汽缸，活塞的横截面积为S=0.01m2，可在汽缸内无摩擦滑动，汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为h=50cm的气柱（U形管内的气体体积忽略不计）．已知活塞的质量m=3.4kg，大气压强p0=105Pa，水银密度ρ=13.6×103kg/m3，（取g=10m/s2），求： （i）U形管中左管与右管的水银面的高度差h1； （ii）现在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h2=6cm，求活塞平衡时与汽缸底部的高度差．（结果保留2位有效数字） 【答案】（i）2.5cm；（ii）56cm 【解析】 【分析】(1)以活塞为研究对象求出汽缸内气体的压强，然后应用液体压强公式求出水银面的高度差； (2)根据题意求出气体的状态参量，然后应用玻意耳定律求出气体的体积，然后分析答题． 【详解】(1) 对活塞，由平衡条件得：p0S+mg=p1S， 封闭气体压强：p1=p0+ρgh1，解得：h1=0.025； (2)以封闭气体为研究对象，气体状态参量： p1=p0+ρgh1，p2=p0-ρgh2，V1=hS=50S，V2=xS， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p1V1=p2V2，即（p0+ρgh1）×50S=（p0-ρgh2）xS，解得：x=56cm． 【点睛】本题力学知识与气体性质的综合，桥梁是压强．往往对跟气体接触的水银或活塞研究，根据平衡条件或牛顿第二定律研究气体的压强． 14. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R＝0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取g＝10m/s2，求： （1）滑块第一次经过B点时对圆轨道的压力； （2）整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； （3）滑块在BC上通过的总路程。 【答案】（1）60N；（2）1.4J；（3）2.25m 【解析】 【详解】（1）滑块从A点到B点，根据动能定理有 代入数据解得 滑块在B点，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知滑块在B点对轨道的压力 （2）滑块从A点运动到D点，重力做的功一部分克服摩擦力做功，一部分转化为弹簧的弹性势能，当克服摩擦力做功最小时，弹簧的弹性势能最大，故滑块第一次到达D点时，弹簧具有最大的弹性势能Ep。滑块从A点到D点，设该过程弹簧弹力对滑块做的功为W，根据动能定理有 且 解得 即整个过程中弹簧具有的最大弹性势能为1.4J。 （3）滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在BC上通过的总路程为s，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，根据动能定理有 解得 15. 如图所示，空间直角坐标系（轴未画出，正方向向外）中，平面内半径为的圆形区域与轴相切于点，圆心在处，区域内的匀强磁场沿轴正方向，磁感应强度为，区域内，匀强电场和匀强磁场的方向均沿轴正方向，电场强度为，磁感应强度为。平面的第三象限内有一平行于轴的线状粒子发射器，中点在处，与的连线平行于轴，粒子发射器可在宽度为的范围内沿轴正方向发射质量为，电荷量为的同种粒子，发射速度大小可调，，。 （1）若从点发出的粒子，飞出磁场时速度偏转了角，求该粒子的速度大小； （2）若粒子的发射速度大小，求在磁场中运动时间最长的粒子进入圆形磁场时的位置到的距离； （3）调整粒子发射速度的大小为某一值时，所有粒子均从点飞出圆形磁场。求从发射器最左端发射的粒子进入区域后，运动轨迹上与轴距离最远点的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子运动轨迹如图甲所示，设轨迹半径为 由几何关系得： 洛伦兹力充当向心力： 解得 【小问2详解】 由 得： 设从点进，点出的粒子在磁场中运动时间最长，则为圆形磁场的直径 粒子运动轨迹如图乙所示，，由几何关系得： 解得： 由几何关系得：该粒子的入射位置到的距离 【小问3详解】 由题意得：粒子在圆形磁场中的运动半径 由 得： 发射器最左端发射的粒子运动轨迹如图丙所示，设该粒子运动到点时其速度方向与轴正方向夹角为 由几何关系 得 由题意得：该粒子的运动可视为沿轴正方向的匀加速直线运动和垂直于轴平面内的匀速圆周运动的合运动 解得 粒子轨迹上的点与轴的最远距离为 则粒子从经过点开始运动到距离轴最远处的时间为 由 得 即粒子运动轨迹上与轴距离最远的位置坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期期中考试物理试卷 一、单选题 1. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C. 图丙：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，发现了质子 D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 2. 如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，，，DC垂直AB。时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是（　　） A. 这三列波的波速均为2m/s B. 时，D处的质点开始振动 C. 时，D处的质点位移大小为2cm D. A、B两列波不能发生干涉现象 3. 如图所示，长为L＝1.8m的倾斜传送带与水平面间的夹角为，在电动机的带动下以v＝2m/s的速度顺时针转动。现将一质量4kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的下端B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，则传送带将小物块从B点传送到A点的过程中（ ） A. 小物块经过1.2s从B运动到A B. 小物块运动到A点时，重力的瞬时功率大小为80W C. 摩擦力对小物块做的功为24J D. 电动机比空载时多消耗的电能为68J 4. 两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统．双星系统运动时，其轨道平面上存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（如人造卫星）可以相对两星体保持静止，这样的点被称为“拉格朗日点”．现将“地—月系统”看作双星系统，如图所示，O1位地球球心、O2位月球球心，它们绕着O1O2连线上的O点以角速度做圆周运动．P点到O1、O2距离相等且等于O1O2间距离，该点处小物体受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物体也绕着O点以角速度做圆周运动．因此P点是一个拉格朗日点．现沿O1O2连线方向为x轴，过O1与O1O2垂直方向为y轴建立直角坐标系．A、B、C分别为P关于x轴、y轴和原点O1的对称点，D为x轴负半轴上一点，到O1的距离小于P点到O1的距离．根据以上信息可以判断 A. A点一定是拉格朗日点 B. B点一定是拉格朗日点 C. C点可能是拉格朗日点 D. D点可能是拉格朗日点 5. 如图所示，在平行于匀强电场的平面上以O点为圆心作半径为10cm的圆，在圆周上取A、B、C、D四点，AD为圆的直径，OC与OD成53°，OB垂直于AD，C点电势为0V，已知匀强电场的场强大小为，。则（ ） A. D点电势为400V B. O点电势高于B点电势 C. A、C两点间的电势差为 D. 电子在A点的电势能小于在D点的电势能 6. 如图所示，有三个质量分别为3m、2m、m的物体A、B、C放在水平转台上，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、2r，某时刻起转台角速度，从零开始缓慢增加，直到有物体开始滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. A物体先相对B滑动 B. C先相对转台滑动 C. B对A的摩擦力一定为 D. 转台的角速度一定满足 二、多选题 7. 如图甲所示，由线圈L和电容器C组成简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。时刻，电容器开始放电，时刻，LC回路线圈中的电流第一次达到峰值，电流和电磁场情况如图乙所示，则下述说法正确的是（　　） A. 此LC振荡电路的周期 B. 时，回路电流方向与图乙中所示的电流方向相同 C. 时，反向充电结束，线圈中的磁场能最小，电容器中的电场能最大 D. 时，反向放电结束，电容器中的电场能最小，线圈中的磁场能最大 8. 完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向半径为的水球中注入空气，形成了一个内含半径为的气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心的平面内，用单色平行光照射这一水球，水的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B. 此单色光从空气进入水球，波长一定变大 C. 若光线1在处发生全反射，光线2在处一定发生全反射 D. 若光线2从空气射入水球的入射角为，光线2在处射入气泡时的入射角为，则 9. 如图所示，光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，左侧导轨间的距离为，右侧导轨间的距离为L，导体棒1、2垂直放置于导轨之间，导体棒1放置在左侧导轨上，导体棒2放置在右侧导轨上，且与导轨接触良好，导体棒1、2的材料相同，且两棒的电阻相等。初始时导体棒2静止在导轨上，导体棒1以初速度开始向右运动，导体棒1始终在宽导轨上，导轨都足够长，导体棒2的质量为m，导轨电阻不计，则（　　） A. 初始状态，导体棒1两端的电压为 B. 导体棒1最终以速度匀速运动 C. 系统稳定后两棒的电动势均为 D. 从静止开始到系统稳定导体棒2的发热量为 10. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端用挡板固定一个轻质弹簧。可视为质点的小滑块从P点由静止下滑，下滑过程中运动到O点时开始压缩弹簧，运动到A点时速度达到最大，到达B点时速度恰好为零。O点与A点之间的距离为x0，O点与P点之间的距离为5x0。已知劲度系数为k的弹簧形变量为x时的弹性势能为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小 B. 小滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小 C. 小滑块从O点到B点运动过程中，最大速度为 D. 弹簧的最大压缩量为 三、实验题 11. 某实验小组利用如图所示装置验证小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒。不可伸长的轻绳一端系于铁架台的固定悬点处，另一端系一小铁球，小铁球下端粘有一段粗细均匀的小木棍，悬点的正下方装有光电门，当小球摆至悬点正下方时，小木棍刚好通过光电门。已知当地的重力加速度为。 （1）先用刻度尺测出悬线的长度为，再用游标卡尺测量小铁球的直径和小木棍的直径，其中测量小铁球的直径时，游标卡尺读数如图乙所示，则___________； （2）将小铁球拉至悬线与竖直方向成角的位置，随后由静止释放，记录小木棍通过光电门的时间﹔ （3）改变悬线与竖直方向的夹角再做几次，分别记录小木棍通过光电门的时间； （4）根据记录的数据，作出悬线与竖直方向夹角的余弦值与小木棍通过光电门的时间平方的倒数“”的关系图像。若所作图像为一倾斜直线，且图像的斜率___________，（用题中所给物理量的符号表示）则说明小铁球在竖直平面内摆动过程中机械能守恒，该图像对应的函数关系为___________。 12. 如图1所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。 （1）为了通过测量得到如图1所示I—U关系的完整曲线，在图2、图3两个电路中应选择的是________；（电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0 ~ 20Ω） （2）在图4所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1= 250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V，电阻R2的阻值为________Ω。 四、解答题 13. 如图所示，有一竖直放置的导热汽缸，活塞的横截面积为S=0.01m2，可在汽缸内无摩擦滑动，汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为h=50cm的气柱（U形管内的气体体积忽略不计）．已知活塞的质量m=3.4kg，大气压强p0=105Pa，水银密度ρ=13.6×103kg/m3，（取g=10m/s2），求： （i）U形管中左管与右管的水银面的高度差h1； （ii）现在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h2=6cm，求活塞平衡时与汽缸底部的高度差．（结果保留2位有效数字） 14. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R＝0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，取g＝10m/s2，求： （1）滑块第一次经过B点时对圆轨道的压力； （2）整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； （3）滑块在BC上通过的总路程。 15. 如图所示，空间直角坐标系（轴未画出，正方向向外）中，平面内半径为的圆形区域与轴相切于点，圆心在处，区域内的匀强磁场沿轴正方向，磁感应强度为，区域内，匀强电场和匀强磁场的方向均沿轴正方向，电场强度为，磁感应强度为。平面的第三象限内有一平行于轴的线状粒子发射器，中点在处，与的连线平行于轴，粒子发射器可在宽度为的范围内沿轴正方向发射质量为，电荷量为的同种粒子，发射速度大小可调，，。 （1）若从点发出的粒子，飞出磁场时速度偏转了角，求该粒子的速度大小； （2）若粒子的发射速度大小，求在磁场中运动时间最长的粒子进入圆形磁场时的位置到的距离； （3）调整粒子发射速度的大小为某一值时，所有粒子均从点飞出圆形磁场。求从发射器最左端发射的粒子进入区域后，运动轨迹上与轴距离最远点的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $