精品解析：2025届湖南省益阳市安化县第二中学高三下学期5月模拟物理试题

2025 届高三模拟考试试题 物 理 考试时量：75分钟 总分∶ 100分 一、选择题（本大题共6小题， 每小题4分， 共24分， 每小题只有一个正确选项） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C. 图丙是氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D. 如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 2. 中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示为用起重机将，一质量的重物竖直向上吊起。若重物上表面是边长为d的水平正方形，四根长均为d的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的O点。重力加速度，忽略空气阻力和吊绳的重力，在重物匀速上升过程中，每根吊绳上的拉力大小为（　　） A. 四条吊绳中的拉力相同 B. 每条吊绳中的拉力大小均为 C. 若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则每条吊绳中的拉力将减小 D. 若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则挂钩承受的压力将变大 3. 如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为的斜面，在水平面上D点正上方O点处水平向右以的速度抛出一个小球M，同时位于斜面底端C点、质量的滑块，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动，经过时间恰好在P点被M击中。已知滑块与斜面间动摩擦因数，重力加速度，小球和滑块均可看成质点，不计空气阻力，则拉力F大小为（　　） A. B. C. D. 4. 图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比，电阻阻值未知，电阻，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大 B. 电流表A的示数为 C. 电阻 D. 发电机的输出功率为 5. 如图所示，平行的太阳光直射地球的赤道，地球自西向东的自转周期T=24h，某日，天刚黑时，位于地球赤道上N点的人用天文望远镜恰好能看到一地球静止轨道卫星M。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M离地面的高度为 B. 卫星M和N点的人的向心加速度之比为 C. 天黑之后，N点的人一整晚都能看到卫星M D. 天黑之后，N点的人将有一段时间观测不到卫星M 6. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图乙所示。图中是过环心的一条直线，一束光线与平行射入玻璃砖，它与之间的间距为x，已知玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为 ，折射率为，光在真空中传播速度为c，不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，下列关于该光线的说法正确的是（　　） A. 当时，光线会进入内圆传播 B. 当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为 C. 只要调整好光线与之间的距离，就能在内球面发生全反射 D. 只要调整好光线与之间的距离，就能在外球面发生全反射 二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 7. 汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是（　　） A. 若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度将减小 B. 若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动 C. 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动 D. 若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率 8. 如图所示是沿x轴正向传播的一列简谐横波，实线是在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。则下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期可能为 B. 该波的波速可能为 C. 若波的周期，则 时，处的质点位于平衡位置下方且速度方向向下 D. 若波的周期，则 时，处的质点位于平衡位置上方且加速度方向向下 9. 如图甲所示，间距为的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，轨道左侧连接一定值电阻。垂直导轨的导体棒在水平外力作用下沿导轨运动，随变化的规律如乙图所示。在时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。，，均为已知量，棒和轨道电阻不计。则（　　） A. 在以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B. 在以后，导体棒先做加速直线运动，最后做匀速直线运动 C. 在时间内，通过导体棒横截面的电量为 D. 在时间内，导体棒的加速度大小为 10. 如图所示，粗细均匀的绝缘圆环位于空间直角坐标系xOy平面内，其圆心与坐标原点重合。圆环的半径为R，圆环上均匀分布着＋Q的电荷量，在z轴上有A、B两点，已知A点到O点的距离为B点到O点距离的2倍，且A、O之间的距离远小于R，z轴上A、O之间电场强度的大小满足，其中k为静电力常量，x为该点到O点的距离，规定圆心O处电势为零。下列判断正确的是（　　） A. A、B两点的电势之比为4∶1 B. z轴上关于xOy平面对称的两点电场强度相同 C. 从A点静止释放一电子，到达O点时速率为v，仅将圆环上的电荷量增大为原来的2倍，再从A点静止释放一电子，到达O点时速率为2v D. 从圆环最右端处取足够小、电荷量为q的小段（其他位置处电荷分布不变），将其置于z轴上方距O为R处，则O点电场强度大小为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 （1）甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A. 用天平测量平抛小球的质量 B. 每次从斜槽上不同位置释放小球 C. 保证斜槽的末端水平 D. 保持木板竖直 （2）甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A. B. C. D. （3）图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔________ ；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） 12. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为 ，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为 的电压表，则电阻箱应调至________。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为________，电源内阻________。（结果均保留一位小数） （3）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则一只灯泡消耗的功率为________W（结果保留两位小数）。 四、计算题（共3小题，共40分） 13. 在导热良好的矩形汽缸内用厚度不计的活塞封闭有理想气体，当把汽缸倒置悬挂在空中，稳定时活塞刚好位于汽缸口处，如图甲所示；当把汽缸开口朝上放置于水平地面上，活塞稳定时如图乙所示。已知活塞质量为m，横截面积为S，大气压强，环境温度为T0，汽缸的深度为h，重力加速为g，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。 （1）求图乙中活塞离汽缸底部的高度h1； （2）活塞达到图乙状态时将环境温度缓慢升高，直到活塞再次位于汽缸口，已知封闭气体的内能随热力学温度变化的关系为U=kT，k为常数，大气压强保持不变，求在该过程中封闭气体所吸收的热量Q。 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子在x轴上的A(- d，0)点沿y轴正方向射入电场区域，粒子第一次经过y轴时的速度方向与y轴正方向的夹角为60°，之后每相邻两次经过y轴时的位置间距相等。不计粒子重力。求： （1）粒子的初速度v0的大小； （2）匀强磁场磁感应强度B的大小； （3）粒子从A点运动到第n次经过y轴的时间。 15. 如图所示，APB为四分之一光滑圆弧轨道，O点为圆心，半径为R，最低点B点的切线水平，一平板车b放在足够长光滑水平凹槽内，可以自由移动，平板车长为2.75R，初始时平板车一端与轨道B端平滑相接且静止，在凹槽右侧的水平光滑地面EF（平板车顶端与EF刚好齐平）上方固定有一根光滑横杆，两物块c、d通过一根轻弹簧相连，其中物块d套在光滑横杆GH上，可自由移动，物块c放在光滑水平面EF上，初始时弹簧处于原长。现一物块a以某一竖直向下的初速度从A点开始运动，经过P点时物块a对轨道的压力大小为4.4mg，OP与水平方向的夹角为53°，物块a滑上平板车后，经过一段时间，平板车b与凹槽右壁相撞后马上被锁定，且物块a和物块c碰后粘在一起，再经过一段时间，物块a、c刚好离开地面。已知物块a与平板车b的质量均为m，物块c、d的质量均为0.5m，物块a与平板车b间的动摩擦因数为，弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为（x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g。求： （1）物块a在A位置的初速度大小； （2）物块a与物块c碰撞前的速度大小； （3）物块a与物块c刚好离开地面时，弹簧与水平方向夹角的正弦值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025 届高三模拟考试试题 物 理 考试时量：75分钟 总分∶ 100分 一、选择题（本大题共6小题， 每小题4分， 共24分， 每小题只有一个正确选项） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C. 图丙是氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D. 如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故A错误； B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故B正确； C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为10.5eV的光子后，其能量变为 没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故C错误； D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D错误。 故选B。 2. 中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示为用起重机将，一质量的重物竖直向上吊起。若重物上表面是边长为d的水平正方形，四根长均为d的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的O点。重力加速度，忽略空气阻力和吊绳的重力，在重物匀速上升过程中，每根吊绳上的拉力大小为（　　） A. 四条吊绳中的拉力相同 B. 每条吊绳中的拉力大小均为 C. 若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则每条吊绳中的拉力将减小 D. 若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则挂钩承受的压力将变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对称性可知，四条吊绳中的拉力大小相等，但方向不同，故A错误； B．设吊绳与竖直方向的夹角为，则 设每根吊绳上的拉力为F，根据力的平衡可得 联立解得 故B正确； CD．若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，增大，结合B选项分析可知，每条吊绳中的拉力将增大，但挂钩承受的压力等于重物的重力，保持不变，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为的斜面，在水平面上D点正上方O点处水平向右以的速度抛出一个小球M，同时位于斜面底端C点、质量的滑块，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动，经过时间恰好在P点被M击中。已知滑块与斜面间动摩擦因数，重力加速度，小球和滑块均可看成质点，不计空气阻力，则拉力F大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，水平方向上，由可知，间的水平距离为 则间水平距离为 由几何关系可得 由运动学公式可得，滑块沿斜面向上运动的加速度大小为 对物块，由牛顿第二定律有 代入数据解得 故选D。 4. 图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比，电阻阻值未知，电阻，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大 B. 电流表A的示数为 C. 电阻 D. 发电机的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时，感应电动势为0，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，故A错误； BC．原线圈回路满足 原副线圈满足， 其中，， 联立解得E=22V，，， 故错误， 正确； D．发电机的输出功率为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，平行的太阳光直射地球的赤道，地球自西向东的自转周期T=24h，某日，天刚黑时，位于地球赤道上N点的人用天文望远镜恰好能看到一地球静止轨道卫星M。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M离地面的高度为 B. 卫星M和N点的人的向心加速度之比为 C. 天黑之后，N点的人一整晚都能看到卫星M D. 天黑之后，N点的人将有一段时间观测不到卫星M 【答案】D 【解析】 【详解】A．如图所示 对卫星M有 解得轨道半径 故A错误； B．位于N点的人随地球自转的向心加速度大小为 g为地球表面的重力加速度，故B错误； CD．天黑之后阳光无法照射到卫星，反射光无法到达N点的人，因此将有一段时间观测不到卫星M，故C错误，D正确。 故选D。 6. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图乙所示。图中是过环心的一条直线，一束光线与平行射入玻璃砖，它与之间的间距为x，已知玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为 ，折射率为，光在真空中传播速度为c，不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，下列关于该光线的说法正确的是（　　） A. 当时，光线会进入内圆传播 B. 当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为 C. 只要调整好光线与之间的距离，就能在内球面发生全反射 D. 只要调整好光线与之间的距离，就能在外球面发生全反射 【答案】C 【解析】 【详解】 A．当折射光线恰好和内圆相切时，光恰好不会通过内圆，根据几何关系得 根据折射率公式 代入数据解得 因此当 时，光不会经过内圆，故A错误： B．由上式解得 i=45° r=30° 由几何分析可知，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角小于45°，故B错误： C．当图中角为45°时发生全反射，根据几何关系，此时 即存在 某一值时会发生全反射，故C正确； D．根据几何关系，无论怎样调整光线与之间的距离，光线从外球面射向空气时，入射角都不能大于或等于临界角，所以不能在外球面发生全反射，故D错误。 故选C。 二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 7. 汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于上坡过程下列说法正确的是（　　） A. 若维持汽车的输出功率不变，汽车的速度将减小 B. 若维持汽车的输出功率不变，汽车将做匀减速直线运动 C. 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路，汽车仍能以水平面上的速度大小运动 D. 若维持汽车的速度大小不变，需要增大汽车的输出功率 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．汽车正在水平路面匀速行驶，则有 ， 若维持汽车的输出功率不变，经过足够长的坡路匀速运动时，有 此时 可见汽车刚上坡的时候做减速运动，此时牵引力变大，加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的减速运动最后匀速运动，故A正确，BC错误； D．若维持汽车的速度大小不变，由于牵引力逐渐增大，根据可知，需要增大汽车的输出功率，故D正确； 故选AD。 8. 如图所示是沿x轴正向传播的一列简谐横波，实线是在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。则下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期可能为 B. 该波的波速可能为 C. 若波的周期，则 时，处的质点位于平衡位置下方且速度方向向下 D. 若波的周期，则 时，处的质点位于平衡位置上方且加速度方向向下 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由于被向x轴正方向传播，则 解得 当 时，得，故A正确； B．由图知该波的波长 波速 当时， 故B正确； CD．若，则 时，从到t经过 则 故 时处的质点正在从平衡位置向波谷运动，故速度方向向下，加速度方向向上，故C正确，D错误。 故选ABC。 9. 如图甲所示，间距为的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，轨道左侧连接一定值电阻。垂直导轨的导体棒在水平外力作用下沿导轨运动，随 变化的规律如乙图所示。在时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。，，均为已知量，棒和轨道电阻不计。则（　　） A. 在以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B. 在以后，导体棒先做加速直线运动，最后做匀速直线运动 C. 在时间内，通过导体棒横截面的电量为 D. 在时间内，导体棒的加速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】AB．设导体棒运动的速度为v，感应电动势 电路电流 导体棒受到的安培力 导体棒运动的加速度 在t0以后，当导体棒速度增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，当a=0时，做匀速运动，速度最大；故B正确，A错误； CD．在0～t0时间内，由牛顿第二定律解得 则有 所以导体棒的加速度大小 在0~t0时间内，通过位移 通过导体棒横截面的电量为 故CD正确； 故选BCD． 10. 如图所示，粗细均匀的绝缘圆环位于空间直角坐标系xOy平面内，其圆心与坐标原点重合。圆环的半径为R，圆环上均匀分布着＋Q的电荷量，在z轴上有A、B两点，已知A点到O点的距离为B点到O点距离的2倍，且A、O之间的距离远小于R，z轴上A、O之间电场强度的大小满足，其中k为静电力常量，x为该点到O点的距离，规定圆心O处电势为零。下列判断正确的是（　　） A. A、B两点的电势之比为4∶1 B. z轴上关于xOy平面对称的两点电场强度相同 C. 从A点静止释放一电子，到达O点时速率为v，仅将圆环上的电荷量增大为原来的2倍，再从A点静止释放一电子，到达O点时速率为2v D. 从圆环最右端处取足够小、电荷量为q的小段（其他位置处电荷分布不变），将其置于z轴上方距O为R处，则O点电场强度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设电子在OA之间距离O点为x的位置的电势能为。因电场力与x为正比关系，故可得到由O到该位置电场力做功为 规定圆心O处电势为零，由功能关系可得电子在A点的电势能 电子在B点的电势能 因为，所以电子在A点的电势能为在B点电势能的4倍，根据，可知A、B两点的电势之比为4∶1，A正确； B．根据对称性可知，z轴上关于xOy平面对称的两点电场强度大小相等，方向相反，B错误； C．由 可知，只将圆环带电量变为原来2倍，电子在A点电势能变为原来的2倍，由动能定理可知，电子到达O点时动能变为原来的2倍，根据 可知速率变为原来的倍，C错误； D．在圆环最右端处取下足够小、带电量为q的小段并将其移动至距上方R处，O点的电场强度等效于最左端处的＋q和距O点R处的＋q点电荷产生的合电场，如图所示，根据场强的叠加可知，O点的电场强度大小为 D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 （1）甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A. 用天平测量平抛小球的质量 B. 每次从斜槽上不同位置释放小球 C. 保证斜槽的末端水平 D. 保持木板竖直 （2）甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A. B. C. D. （3）图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、 是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔________ ；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】（1）CD （2）B （3） ①. ②. 2.1 【解析】 【小问1详解】 A．实验是“探究平抛运动的特点”因此不用天平测量平抛小球的质量，A错误； B．保证小球每次做平抛运动的初速度相等，则有每次从斜槽上相同位置释放小球，B错误； C．保证小球做平抛运动，则要保证斜槽的末端必须水平，C正确； D．因为小球在竖直平面内做平抛运动，因此要保持木板竖直，D正确。 故选CD。 【小问2详解】 平抛运动的小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，可得 联立解得 可知图像应是一条过原点的倾斜直线。 故选B。 【小问3详解】 ①[1]由图（b）可知，在竖直方向由匀变速直线运动的推论可得 解得曝光时间间隔 ②[2]小球做平抛运动的初速度大小为 12. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为 ，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为 的电压表，则电阻箱应调至________。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为________，电源内阻________。（结果均保留一位小数） （3）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则一只灯泡消耗的功率为________W（结果保留两位小数）。 【答案】（1）9500 （2） ①. 8.4 ②. 6.9 （3）0.57 【解析】 【小问1详解】 根据电表的改装原则可知，电阻箱的阻值为 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 解得 由关系图线的截距和斜率，结合表达式可知 ， 解得电动势为 电源内阻 【小问3详解】 设每个灯泡中的电流为，电压为，则由闭合电路欧姆定律可得 则 将其与灯泡的图像画到同一坐标系中，如图所示 交点电压为，电流为，则一只灯泡消耗的功率为 四、计算题（共3小题，共40分） 13. 在导热良好的矩形汽缸内用厚度不计的活塞封闭有理想气体，当把汽缸倒置悬挂在空中，稳定时活塞刚好位于汽缸口处，如图甲所示；当把汽缸开口朝上放置于水平地面上，活塞稳定时如图乙所示。已知活塞质量为m，横截面积为S，大气压强，环境温度为T0，汽缸的深度为h，重力加速为g，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。 （1）求图乙中活塞离汽缸底部的高度h1； （2）活塞达到图乙状态时将环境温度缓慢升高，直到活塞再次位于汽缸口，已知封闭气体的内能随热力学温度变化的关系为U=kT，k为常数，大气压强保持不变，求在该过程中封闭气体所吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设甲、乙中封闭气体的压强分别为、，则有 ， 解得 ， 气体做等温变化，由玻意耳定律有 联立解得 （2）设活塞回到汽缸口时气体温度为，气体等压变化，则有 可得 气体对外做的功为 气体内能变化为 根据热力学第一定律可得 解得 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子在x轴上的A(- d，0)点沿y轴正方向射入电场区域，粒子第一次经过y轴时的速度方向与y轴正方向的夹角为60°，之后每相邻两次经过y轴时的位置间距相等。不计粒子重力。求： （1）粒子的初速度v0的大小； （2）匀强磁场磁感应强度B的大小； （3）粒子从A点运动到第n次经过y轴的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） ； 【解析】 【详解】（1）粒子进入电场后做类平抛运动，沿x轴方向的加速度大小 从A点运动到第一次经过y轴的过程，x轴方向有 第一次经过y轴时有 联立解得 （2）粒子第一次经过y轴时的速度大小 粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力 由几何关系可知，粒子每次进入磁场到离开磁场的过程中沿y轴方向运动的距离 粒子每次从y轴进入电场到离开电场，运动的时间 时间内，粒子沿y轴方向运动的距离为 由题意可知 联立解得 （3）设粒子从A点到第一次经过y轴的时间为，则由 解得 粒子第一次经过y轴到第二次经过y轴，在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知粒子在磁场中运动的时间为 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 解得 粒子第二次经过y轴到第三次经过y轴，在电场中运动的时间 所以粒子从A点运动到第n次经过y轴时的时间 15. 如图所示，APB为四分之一光滑圆弧轨道，O点为圆心，半径为R，最低点B点的切线水平，一平板车b放在足够长光滑水平凹槽内，可以自由移动，平板车长为2.75R，初始时平板车一端与轨道B端平滑相接且静止，在凹槽右侧的水平光滑地面EF（平板车顶端与EF刚好齐平）上方固定有一根光滑横杆，两物块c、d通过一根轻弹簧相连，其中物块d套在光滑横杆GH上，可自由移动，物块c放在光滑水平面EF上，初始时弹簧处于原长。现一物块a以某一竖直向下的初速度从A点开始运动，经过P点时物块a对轨道的压力大小为4.4mg，OP与水平方向的夹角为53°，物块a滑上平板车后，经过一段时间，平板车b与凹槽右壁相撞后马上被锁定，且物块a和物块c碰后粘在一起，再经过一段时间，物块a、c刚好离开地面。已知物块a与平板车b的质量均为m，物块c、d的质量均为0.5m，物块a与平板车b间的动摩擦因数为，弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为（x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g。求： （1）物块a在A位置的初速度大小； （2）物块a与物块c碰撞前的速度大小； （3）物块a与物块c刚好离开地面时，弹簧与水平方向夹角的正弦值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 经过P点时对物块进行受力分析，则 处运动到处的过程，由动能定理得 解得物块a在A位置的初速度大小 【小问2详解】 物块到达点时 解得物块到达点时的速度 物块滑上平板车后系统动量守恒，假设能共速，由动量守恒得 由能量守恒定律得 解得 ， 假设成立，当与凹槽右侧碰撞后，在上做减速运动，由动能定理得 解得物块a与物块c碰撞前的速度大小 【小问3详解】 物块碰撞过程中遵循动量守恒，即 解得 经过一段时间，物块a、c刚好离开地面，此时共速，即 根据能量守恒 对整体分析，弹簧拉力在竖直方向需与重力大小相等，则 方程联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $