精品解析：山西省大同市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2026届高三年级第一次学情调研教学质量监测试题（卷） 物理 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3．答案全部在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 第I卷 选择题 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，只有一项符合题目要求。 1. 2025年3月国内首款碳－14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，该电池利用碳－14衰变释放的能量发电。由于碳－14半衰期为5730年，该电池具有超乎寻常的使用寿命，制备碳－14的核反应方程：，碳－14的衰变方程：。下列说法错误的是（　　） A. 为质子，为电子 B. 是由核内的质子转化而来的 C. 若核电池中的碳－14含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命约为17190年 D. 将该电池运送到月球上，不会因为环境温度变化明显而影响衰变释放能量 2. 如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。一束复色光从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散，该复色光由两种单色光组成。以下分析正确的是（　　） A. 光在冰晶中的光速大于光在冰晶中的光速 B. 用同一套装置做双缝干涉实验，光干涉条纹宽 C. 光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D. 若光照射某金属能发生光电效应，则光照射该金属一定可以发生光电效应 3. 截至2025年6月，中国航天事业在运载火箭发射、深空探测、载人航天、卫星组网等领域取得多项突破性进展。我国“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并软着陆火星表面，开展巡视探测等工作。探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图如图所示，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆。探测器经轨道I、II、III运动后在点登陆火星，点是轨道、、的切点，、还分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星点。关于探测器，下列说法正确的是（　　） A. 由轨道I进入轨道II需在点加速 B. 在轨道II上运行的周期小于在轨道III上运行的周期 C. 在轨道II上运行的线速度小于火星的第一宇宙速度 D. 在轨道III上，探测器运行到点线速度大于运行到点的线速度 4. 大同中考体育测试中，某男生投掷实心球的运动简化图如图所示。掷出去的实心球做曲线运动，忽略空气阻力作用，已知出手点到地面的高度为，抛出时的速度斜向右上方且大小为，关于实心球掷出后在空中的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 实心球在运动过程中不可能是匀变速运动 B. 实心球速度变化率先减小后增大 C. 实心球运动过程中重力的瞬时功率先减小后增大 D. 实心球到达最高点时速度为0 5. 石墩路障在生活中很常见，对于保障行车安全和管制交通秩序发挥重要作用。如图甲所示，工人用叉车将一球形石墩路障运送至目的地，拉动装置的结构简易图如图乙所示，，两叉车臂相互平行且间距等于石墩半径。在水平匀速拉动叉车的过程中，叉车臂与水平方向夹角维持为。不计球形石墩表面摩擦，则单个叉车臂受到石墩的压力大小为（石墩重力为）（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷，空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在 z轴上处的场强大小为（k为静电力常量）（  ） A. B. C. D. 7. 一小球在竖直向上的拉力作用下向上做匀减速运动，某时刻撤去拉力，小球继续上升一段距离后下落，不计空气阻力。下列关于小球上升过程中的速度，动能和机械能随上升高度的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 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. 汽车减震器可以有效抑制车辆振动。某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度，匀强磁场的磁感应强度大小B=1T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上（图中小车未画出），线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为 B. 线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为 C. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J D. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J 9. 某艺术体操过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿轴正方向传播 B. 再经过，点到达波谷位置 C. 该时刻点的位移为 D. 质点的振动方程为 10. 大理的“风花雪月”中风还为我们提供了清洁能源。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻时，上消耗的功率为。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗功率为 B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗功率为 C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为 D. 若在用户端再并联一个与完全相同的电阻，则上消耗的功率增大 第II卷非选择题 三、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 为了验证动量守恒定律，大同市某中学高二年级的同学设计了如图所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、 B（包含遮光片）的质量分别为m1和m2。 （1）打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_____（填“相等”或“不相等”）时，可认为气垫导轨水平。 （2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2，则m1_____m2（小于、等于或大于）；该装置在用于“验证动量守恒定律”时，_____（填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度d。 （3）若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的是（　　） A. B. C. D. （4）改变实验装置用于验证动量定理：拿下滑块A、B，把气垫导轨左端抬高，使导轨与水平面夹角为30°，然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下，通过光电门1和2的时间为ΔtA1和ΔtA2，通过光电门1和2之间的时间间隔为t，重力加速度为g，如果关系式_____（用d、ΔtA1、ΔtA2、t及g表示）在误差允许范围内成立，表明动量定理成立。 12. 某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示可以当作“”“”两个倍率使用的欧姆表。他们使用到的器材有： 电源E（电动势，内阻忽略不计） 定值电阻、 电流表G（量程为，内阻） 滑动变阻器R（最大阻值为） 单刀双掷开关S （1）按照多用电表的原理，接线柱A端应该接________表笔（选填“红”或“黑”）； （2）当单刀双掷开关S拨到1端时，欧姆表的倍率为________（选填“”或“”）；将红黑表笔短接调节电阻R进行欧姆调零，当电流表G满偏时，通过红黑表笔的电流________mA； （3）当欧姆表倍率取“”，将红黑表笔短接进行欧姆调零后电阻________；然后再A、B之间接入一个电阻后发现电流表偏转，则待测电阻________ 四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有两个固定卡口M和N，卡口N距缸底的高度H，卡口M距缸底的高度2H．横截面积为S、质量为的活塞下方密封有一定质量的理想气体．开始时活塞处于卡口N处静止，汽缸内气体温度为，压强为．活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，大气压强为．现用电阻为R的电热丝缓慢加热汽缸中的气体，电热丝中的电流为I．重力加速度为g．求： （1）活塞开始上升时气体的温度； （2）活塞恰好上升到卡口M时气体的温度； （3）气体的温度升为的过程持续了时间t，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能． 14. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数，倾斜轨道和圆轨道光滑且位于同一竖直平面内，圆轨道半径，是倾斜轨道的最低点（小物块滑过点前后速度大小不变），是圆轨道的最低点，长。现将质量的小物块从距离高处静止释放，取重力加速度。 （1）传送带不转动，若小物块能做完整的圆周运动，求释放高度的范围； （2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为，求的最小值和最大值。 15. 如图所示，竖直平面直角坐标系xOy的第一、四象限，存在大小相等、竖直向上的匀强电场，第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从y轴上的A点以初速度v0沿与y轴正方向成θ=60°角进入第一象限做匀速圆周运动，恰好运动到x轴上的C点处（图中未画出），然后垂直于x轴进入第四象限。不计空气阻力及电磁场的边界效应，重力加速度为g，求： （1）第一、四象限匀强电场的电场强度大小E； （2）粒子从A点开始到第三次经过x轴时经历时间t； （3）仅撤去第四象限的匀强电场，粒子从A点开始到第三次经过x轴时与O点间的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2026届高三年级第一次学情调研教学质量监测试题（卷） 物理 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3．答案全部在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 第I卷 选择题 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，只有一项符合题目要求。 1. 2025年3月国内首款碳－14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，该电池利用碳－14衰变释放的能量发电。由于碳－14半衰期为5730年，该电池具有超乎寻常的使用寿命，制备碳－14的核反应方程：，碳－14的衰变方程：。下列说法错误的是（　　） A. 为质子，为电子 B. 是由核内的质子转化而来的 C. 若核电池中的碳－14含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命约为17190年 D. 将该电池运送到月球上，不会因为环境温度变化明显而影响衰变释放能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据核反应方程的质量数和电荷数守恒制备方程中，X的质量数为 电荷数为 故X为质子（） 衰变方程中，Y的质量数为 电荷数为 故Y为电子（），A正确，不符合题意； B．β衰变中，电子（Y）是由碳-14核内的中子转化为质子时释放的，而非由质子直接转化而来，B错误，符合题意； C．碳-14含量变为原来的，即经历3个半衰期（） 时间为年，C正确，不符合题意； D．半衰期与外界环境（如温度）无关，因此环境温度变化不会影响衰变释放能量，D正确，不符合题意。 故选B。 2. 如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。一束复色光从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散，该复色光由两种单色光组成。以下分析正确的是（　　） A. 光在冰晶中的光速大于光在冰晶中的光速 B. 用同一套装置做双缝干涉实验，光干涉条纹宽 C. 光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D. 若光照射某金属能发生光电效应，则光照射该金属一定可以发生光电效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题图可知，光偏折程度较大，则光折射率大，根据可知光在冰晶中的光速小于光在冰晶中的光速，故A错误； B．光折射率大，频率大，则波长较短，根据可知用同一套装置做双缝干涉实验，光干涉条纹窄，故B错误； C．全反射只能发生在光密介质射入光疏介质，而光线从空气射入冰晶是光疏介质射入光密介质，所以不可能发生全反射，故C错误； D．光频率小，光子能量小，若光照射某金属能发生光电效应，则光照射该金属一定可以发生光电效应，故D正确。 故选D。 3. 截至2025年6月，中国航天事业在运载火箭发射、深空探测、载人航天、卫星组网等领域取得多项突破性进展。我国“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并软着陆火星表面，开展巡视探测等工作。探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图如图所示，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆。探测器经轨道I、II、III运动后在点登陆火星，点是轨道、、的切点，、还分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星点。关于探测器，下列说法正确的是（　　） A. 由轨道I进入轨道II需在点加速 B. 在轨道II上运行周期小于在轨道III上运行的周期 C. 在轨道II上运行的线速度小于火星的第一宇宙速度 D. 在轨道III上，探测器运行到点的线速度大于运行到点的线速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由轨道I进入轨道II需O点减速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，故A错误； B．根据开普勒第三定律可知在轨道II上运行的周期大于在轨道III上运行的周期，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 可得 火星的第一宇宙速度等于火星表面做圆周运动的卫星的运行速度，可知在轨道II运行的线速度小于火星的第一宇宙速度，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，在近地点的线速度大于远地点的线速度，所以在轨道III上，探测器运行到O点的线速度小于Q点的线速度，故D错误。 故选C。 4. 大同中考体育测试中，某男生投掷实心球的运动简化图如图所示。掷出去的实心球做曲线运动，忽略空气阻力作用，已知出手点到地面的高度为，抛出时的速度斜向右上方且大小为，关于实心球掷出后在空中的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 实心球在运动过程中不可能是匀变速运动 B. 实心球速度变化率先减小后增大 C. 实心球运动过程中重力的瞬时功率先减小后增大 D. 实心球到达最高点时速度为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．实心球在运动过程中只受重力，加速度恒为重力加速度，所以实心球在运动过程为匀变速运动，故A错误； B．根据可知实心球速度变化率恒定不变，故B错误； C．根据题意可知实心球在竖直方向的速度先减小后向下变大，根据可知实心球运动过程中重力的瞬时功率先减小后增大，故C正确； D．根据题意可知实心球到达最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故D错误。 故选C。 5. 石墩路障在生活中很常见，对于保障行车安全和管制交通秩序发挥重要作用。如图甲所示，工人用叉车将一球形石墩路障运送至目的地，拉动装置的结构简易图如图乙所示，，两叉车臂相互平行且间距等于石墩半径。在水平匀速拉动叉车的过程中，叉车臂与水平方向夹角维持为。不计球形石墩表面摩擦，则单个叉车臂受到石墩的压力大小为（石墩重力为）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】从侧面观察运载中的石墩，其受力分析如图甲所示 由平衡条件有 从正面观察运载的石墩，黑色部分为两条叉车臂，石墩受力分析如图乙所示。 为单个叉车臂对石墩的支持力，则有 单个叉车臂受到石墩压力为 由牛顿第三定律可知单个叉车臂受到石墩的压力为 故选C。 6. 如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷，空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在 z轴上处的场强大小为（k为静电力常量）（  ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在z轴 处，合场强为零，该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和；q在处产生的场强为 由于导体远端离处很远，影响可以忽略不计，故导体在处产生场强近似等于近端在处产生的场强；处场强为 故 根据对称性，导体近端在处产生的场强为 电荷q在处产生的场强为 故处的合场强为 故选D。 【名师点睛】本题考查了电场强度的计算、导体的静电平衡和场强的叠加原理，要结合对称性进行近似运算，难题． 7. 一小球在竖直向上的拉力作用下向上做匀减速运动，某时刻撤去拉力，小球继续上升一段距离后下落，不计空气阻力。下列关于小球上升过程中的速度，动能和机械能随上升高度的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．有拉力时，根据牛顿第二定律 没有拉力时，根据牛顿第二定律 可知 根据速度位移关系 可得 可知无论哪一个阶段图线都不可能是直线，故A错误； B．小球在拉力F作用下向上做匀减速直线运动过程中根据动能定理可知 则 图像的斜率为，斜率为负数；当撤去F后，在上升过程利用动能定理得 则 斜率为-mg，撤去F后图像的斜率绝对值变大，故B错误； CD．小球在拉力F下向上做减速运动，根据功能关系 可知为一次函数，当撤去F后，小球机械能守恒，机械能保持不变，即为平行于轴的直线，故D正确，C错误。 故选D。 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. 汽车减震器可以有效抑制车辆振动。某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度，匀强磁场的磁感应强度大小B=1T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上（图中小车未画出），线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 线框刚进入磁场左边界时，小车加速度大小为 B. 线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为 C. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J D. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．线框刚进入磁场左边界时，有，，， 解得小车的加速度大小 故A错误，B正确； CD．设ab边穿过磁场右边界时的速度大小为，由动量定理有， ab边从磁场右边界出来后压缩弹簧，则弹簧获得的最大弹性势能 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 某艺术体操过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 简谐波沿轴正方向传播 B. 再经过，点到达波谷位置 C. 该时刻点的位移为 D. 质点的振动方程为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由振动图像可知，时刻质点Q向上振动，结合波形图可知，简谐波沿轴正方向传播，选项A正确； B．波速为 点再次到达波谷位置时波向右传播3m，则经过时间，选项B正确； C．该时刻点的位移为，选项C错误； D．质点的振动方程为，选项D错误。 故选AB。 10. 大理的“风花雪月”中风还为我们提供了清洁能源。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻时，上消耗的功率为。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为 B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为 C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为 D. 若在用户端再并联一个与完全相同的电阻，则上消耗的功率增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将降压变压器部分的电路等效为一个定值电阻，如图所示为等效电路图 设降压变压器的原副线圈匝数比为k∶1，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 当转子角速度增加一倍时，升压变压器原、副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为 根据 可知R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，根据理想变压器电压与匝数成正比可知副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍,根据 可知 R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C正确； B．若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流 R0消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，根据电阻的并联规律可知用户端电阻减为原来的一半，降压变压器的输出电流增大，根据理想变压器的电流与匝数成反比，可知降压变压器的输入电流变大，电阻R0分担的电压增大，进而导致降压变压器的输出电压降低，根据 可知R上消耗的功率减小，故D错误。 故选AC。 第II卷非选择题 三、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 为了验证动量守恒定律，大同市某中学的高二年级的同学设计了如图所示的实验装置：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度均为d的挡光片，测得滑块A、 B（包含遮光片）的质量分别为m1和m2。 （1）打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_____（填“相等”或“不相等”）时，可认为气垫导轨水平。 （2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2，则m1_____m2（小于、等于或大于）；该装置在用于“验证动量守恒定律”时，_____（填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度d。 （3）若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的是（　　） A. B. C. D. （4）改变实验装置用于验证动量定理：拿下滑块A、B，把气垫导轨左端抬高，使导轨与水平面夹角为30°，然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下，通过光电门1和2的时间为ΔtA1和ΔtA2，通过光电门1和2之间的时间间隔为t，重力加速度为g，如果关系式_____（用d、ΔtA1、ΔtA2、t及g表示）在误差允许范围内成立，表明动量定理成立。 【答案】（1）相等 （2） ①. 大于 ②. 不需要 （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 调节气垫导轨水平，向右轻推滑块，如果滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等，则气垫导轨水平。 【小问2详解】 [1]当滑块A的质量大于滑块B的质量时，A、B碰撞后A不反弹，碰撞后A能通过光电门2； [2]设遮光条的宽度为d，滑块经过光电门时的速度大小分别是，， 滑块碰撞过程系统动量守恒，以向右正方向，由动量守恒定律得 整理得 实验不需要测遮光条的宽度d 【小问3详解】 若滑块发生弹性碰撞，碰撞过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得， 故选C。 【小问4详解】 滑块经过两光电门时的速度大小分别是， 滑块A从光电门1运动到光电门2的过程，由动量定理得 整理得 12. 某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示可以当作“”“”两个倍率使用的欧姆表。他们使用到的器材有： 电源E（电动势，内阻忽略不计） 定值电阻、 电流表G（量程为，内阻） 滑动变阻器R（最大阻值为） 单刀双掷开关S （1）按照多用电表的原理，接线柱A端应该接________表笔（选填“红”或“黑”）； （2）当单刀双掷开关S拨到1端时，欧姆表的倍率为________（选填“”或“”）；将红黑表笔短接调节电阻R进行欧姆调零，当电流表G满偏时，通过红黑表笔的电流________mA； （3）当欧姆表倍率取“”，将红黑表笔短接进行欧姆调零后电阻________；然后再A、B之间接入一个电阻后发现电流表偏转，则待测电阻________ 【答案】（1）红 （2） ①. ②. 10 （3） ①. 1401 ②. 500 【解析】 【小问1详解】 红表笔与内部电源的负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故接线柱A端应与红表笔相连。 【小问2详解】 [1]当单刀双掷开关拨到1端时，电流表的量程较大，故调零时欧姆表的内电阻较小，即欧姆表的中值电阻也较小，测量待测电阻时的量程较小，倍率为较小的“”。 [2]S拨到1端，则有： 解得： 即当电流表G满偏时，通过红黑表笔的电流为10mA。 【小问3详解】 [1]当欧姆表倍率取“”，即单刀双掷开关拨到2端时，欧姆调零的电阻为R，则有 解得 [2]当欧姆表倍率取“”，干路电流为 此时欧姆表内阻为 当指针指到处时，电路的总电流为，总电阻为短接时的倍，即，故待测电阻为 四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有两个固定卡口M和N，卡口N距缸底的高度H，卡口M距缸底的高度2H．横截面积为S、质量为的活塞下方密封有一定质量的理想气体．开始时活塞处于卡口N处静止，汽缸内气体温度为，压强为．活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，大气压强为．现用电阻为R的电热丝缓慢加热汽缸中的气体，电热丝中的电流为I．重力加速度为g．求： （1）活塞开始上升时气体的温度； （2）活塞恰好上升到卡口M时气体的温度； （3）气体的温度升为的过程持续了时间t，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能． 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当活塞开始上升时，对活塞由平衡条件得 对气体由查理定律得 解得： （2）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体发生等压变化，由盖·吕萨克定律得 解得： （3）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体对外界做功 气体吸收的热量为 由热力学第一定律得 解得： 14. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数，倾斜轨道和圆轨道光滑且位于同一竖直平面内，圆轨道半径，是倾斜轨道的最低点（小物块滑过点前后速度大小不变），是圆轨道的最低点，长。现将质量的小物块从距离高处静止释放，取重力加速度。 （1）传送带不转动，若小物块能做完整的圆周运动，求释放高度的范围； （2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为，求的最小值和最大值。 【答案】（1）h≥1.9m （2）h的最小值为1.4m，最大值为2.2m。 【解析】 【小问1详解】 设小物块能滑上圆轨道且恰好能做完整的圆周运动，则小物块在圆轨道最高点时，重力恰好提供向心力，则 从小物块下滑到圆轨道最高点的过程中，根据动能定理有 代入数据解得h=1.9m 若小物块能滑上圆轨道且能做完整的圆周运动，释放高度h≥1.9m。 【小问2详解】 若小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，根据牛顿第二定律和向心力公式，有 代入数据解得 小物块滑过B点后，沿圆弧轨道向上运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律有 代入数据解得vB1=6m/s，等于传送带的速度。若小物块在传送带上从A点匀加速运动刚好到B点，h最小，设小物块从离AB高h1处静止释放，根据动能定理有 代入数据解得h1=1.4m 若小物块在传送带上从A点做匀减速直线运动B点，h最大，设小物块从离AB高h2处静止释放，根据动能定理有 代入数据解得h2=2.2m 所以h的最小值为1.4m，最大值为2.2m。 15. 如图所示，竖直平面直角坐标系xOy的第一、四象限，存在大小相等、竖直向上的匀强电场，第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从y轴上的A点以初速度v0沿与y轴正方向成θ=60°角进入第一象限做匀速圆周运动，恰好运动到x轴上的C点处（图中未画出），然后垂直于x轴进入第四象限。不计空气阻力及电磁场的边界效应，重力加速度为g，求： （1）第一、四象限匀强电场的电场强度大小E； （2）粒子从A点开始到第三次经过x轴时经历的时间t； （3）仅撤去第四象限的匀强电场，粒子从A点开始到第三次经过x轴时与O点间的距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在第一象限做匀速圆周运动，有 解得 【小问2详解】 如图甲所示 粒子进入第一象限后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 粒子在第一象限运动的周期 粒子在第一象限的运动分为两个过程，用时分别为、，由几何关系可知在第一象限的运动的第一过程转过的圆心角为，第二过程转过的圆心角为，则 粒子进入第四象限后继续做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 ， 粒子在第四象限运动的时间 粒子从A点开始到第三次经过轴时经历的时间 【小问3详解】 如图乙所示 粒子进入第一象限后做匀速圆周运动，粒子第一次经过x轴时与O点间的距离 把粒子在第四象限竖直向下的速度分解成左偏下45°的和水平向右的，其中水平方向的满足，故粒子在第四象限相当于参与两个运动：在水平方向以做匀速直线运动，在竖直面内以做匀速圆周运动，经四分之三周期再次回到第一象限。粒子在第四象限竖直面内的运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 粒子第二次经过x轴时与C点间的距离 解得 粒子从 D点开始到第三次经过x轴时与D点间的距离 粒子从A点开始到第三次经过x轴时与O点间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$