精品解析：2025届甘肃省白银市实验中学高三下学期模拟预测物理试题

2025年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 物理 本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 释放出β射线后变为，并伴随γ射线产生，其半衰期为30.17年，下列说法正确的是（　　） A. β射线实际为粒子流且带正电 B. γ射线的穿透能力和电离能力比β射线都强 C 一个核比一个核多一个中子 D. 10个核经过30.17年后还有5个核没有发生衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．β射线是高速电子流（带负电），而α射线才是氦核（，带正电），故A错误； B．γ射线穿透能力比β射线强，但电离能力更弱，故B错误； C．的中子数为，的中子数为，故一个核比一个核多一个中子，故C正确； D．半衰期是统计规律，对少量原子核不适用，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，竖直平面与平面垂直，在平面左侧存在方向沿轴负方向的匀强磁场，右侧存在沿轴正方向的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为且范围均足够大，现有一带正电的粒子从平面上的点沿轴负方向射入左侧的匀强磁场后在两磁场中来回运动，忽略磁场边界效应，不计粒子重力，下列关于粒子运动轨迹在平面上的投影图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】粒子在平面左侧的运动轨迹为半圆，在平面上的投影图为一竖直方向的直径，粒子在平面右侧的运动轨迹为半圆，在平面上的投影为一水平方向的直径，组合起来整个运动轨迹在平面上的投影图如A项所示。 故选A。 3. 如图所示为远距离输电示意图，为输电线的电阻，表示用户端的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表。保持输入电压不变，将滑动变阻器的滑片P缓慢下移，下列说法正确的是（　　） A. 远距离输电电压为 B. 电压表的示数增大 C. 电流表的示数增大 D. 该输电电路的输入功率增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．远距离输电电压应是经过升压变压器升压后的电压，而为升压变压器的输入电压，A项错误； BC．滑片P缓慢下移，电阻接入线路的阻值变大，电流表的示数变小，通过输电线的电流也变小，故输电线上损耗的电压变小，电压表的读数等于升压变压器升压后的电压减去输电线上损失的电压，所以电压表的示数变大，B项正确，C项错误； D．通过升压变压器原线圈的电流减小，而不变，则该输电电路的输入功率减小，D项错误。 故选B。 4. 如图甲所示，水平放置在光滑地面上的弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，规定向右为正方向，其自由振动图像如图乙所示。将小球Q用轻质细绳悬挂在O点正上方的O1点，小球Q静止时恰好未与地面接触，将小球P从A点由静止释放，运动到O点时与完全相同的、静止的小球Q发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后小球P从A点至再次回到A点的时间间隔为6s。小球P、Q始终在同一竖直面内运动，小球Q的摆角始终小于5°，空气阻力不计，当地重力加速度g=9.87m/s2，π2≈9.87，则轻绳与小球Q组成的单摆的（　　） A. 周期为2s B. 周期为8s C. 摆长为1m D. 摆长为4m 【答案】D 【解析】 【详解】根据图乙可知，小球P的振动周期T1=8s，碰后小球P从A点至再次回到A点的时间为6s，因为小球P、Q完全相同且发生弹性碰撞，故小球P、Q碰后速度发生交换，小球Q在相邻两次碰撞之间的时间间隔为2s，恰好为单摆的半个周期，即单摆的周期为T=4s，根据单摆的周期公式 解得单摆摆长L=4m 故选D。 5. 如图所示，一绝缘杆两端分别固定着带等量异种电荷的两小球。以杆的中点为坐标原点、杆所在直线为轴建立坐标系，规定向右为轴正方向，取无限远处为零电势点，关于轴上各点电势随位置变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据正负电荷电场线的特点，在杆所在直线电场线方向如图所示，又顺着电场线电势逐渐降低，取无限远处为零电势点，则从左侧无穷远到O点，电势由0先增加再减小，从O点到右侧无穷远处，电势先减小，后增加到0。 故选C。 6. 天舟八号飞船将总重为6吨的物资“快递”到空间站，如图所示为天舟八号飞船与中国空间站对接的示意图，天舟八号飞船先在近地圆轨道Ⅰ飞行，变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，最后与在圆轨道Ⅲ飞行的空间站对接，下列说法正确的是（　　） A. 空间站在圆轨道Ⅲ上飞行的线速度大于 B. 天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ上由近地点向远地点运动的过程中，机械能减小 C. 与空间站对接后，天舟八号飞船中的6吨物资失去重力 D. 天舟八号飞船在轨道Ⅰ上运行周期比空间站在轨道Ⅱ上运行的周期小 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，大小为，其他圆轨道的速度均小于这个速度，故A错误； B．天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ由近地点向远地点运动的过程中，机械能不变，故B错误； C．与空间站对接后，在轨道Ⅲ做圆周运动，万有引力提供向心力，物资处于完全失重状态，但仍会受到重力作用，故C错误； D．天舟八号飞船在轨道Ⅰ运行的半径r比空间站在轨道Ⅱ运行的半长轴a小，根据开普勒第三定律，可判断，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为某同学制作的玩具弓的简化图，弓弦挂在固定点上，在弓臂的中点通过轻绳挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性轻绳，弓臂和重物的总质量为时，与竖直方向的夹角，不计一切摩擦，未拉动弓弦时弓弦恰好处于原长，重力加速度，，忽略弓臂的形变。如图乙所示，在弓弦上搭上质量为的箭，拉动弓弦，使两侧弓弦间的夹角为106°时，沿水平方向释放弓弦，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对重物的力和弓臂对轻绳的力是一对相互作用力 B. 仅增加重物的质量并保持静止，与间的夹角减小 C. 仅减少重物的质量并保持静止，弓弦的长度不变 D. 弓弦对箭的作用力产生的最大加速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．轻绳对重物的力与重物对轻绳的力为一对相互作用力，故A错误； BC．设弓弦的张力为，根据平衡条件有 增加重物的质量，与间的夹角减小，减小，根据胡克定律可知，弓弦的长度变长，反之，减小重物的质量，与间的夹角增大，弓弦的长度变短，故B正确，C错误； D．对弓臂和重物组成的系统进行受力分析，设弓弦上的张力为，此时弓弦的长度为，原长为，有 根据胡克定律 根据几何关系有 拉动弓弦，两侧弓弦间的夹角为106°时，有 根据胡克定律有 根据几何关系有，解得，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 8. 如图所示，某同学正在练习投篮，虚线为篮球在空中的运动轨迹，点为轨迹最高点，点在篮筐的中心，忽略空气的阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A. 在相同时间内篮球的速率变化不相等 B. 篮球速度变化的方向向上 C. 篮球的动量变化率始终不变 D. 在相同时间内篮球的动能变化量一定相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．篮球做斜上抛运动，只受重力，加速度恒定，则相同时间内速度的变化率相同，但相同时间内速率的变化不相等，故A正确； B．篮球速度变化的方向即加速度方向，篮球只受重力，重力方向即加速度方向，也就是重力加速度的方向，即速度变化的方向竖直向下，故B错误； C．篮球的动量变化率等于篮球受到的合外力，运动过程中篮球仅受重力，故动量变化率不变，故C正确； D．篮球动能的变化量等于合外力做的功，即重力做的功，篮球在竖直方向上做匀变速直线运动，在相同时间内高度变化不一样，故相同时间内重力所做的功不相等，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管左端开口、右端封闭，管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变，随着环境温度缓慢升高，两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小，封闭气柱可视为理想气体，则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据理想气体状态方程 变形得 可知，图像上某点与原点连线的斜率能够间接表示气体压强的倒数，由题意可知，大气压强不变，气体做等压变化，则气体的体积与热力学温度成正比，图像是一条过原点的倾斜直线，故A错误，B正确； CD．因为气体的压强保持不变，而、两气柱下端液面高度差变小，根据 可知，气柱压强变大，图像上某点与原点连线的斜率减小，又由于气柱的体积膨胀，即体积增大，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，间距为、足够长的金属导轨平面与水平面的夹角为，空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，导轨下端接有阻值为的定值电阻，将一质量为的金属棒垂直放置在导轨上，由静止释放，沿导轨下滑距离后做匀速运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为，金属棒及导轨的电阻均忽略不计。在金属棒下滑距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流方向为由到 B. 金属棒受到的摩擦力不变 C. 金属棒克服安培力所做的功为 D. 金属棒匀速运动时的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由右手定则可知电流方向为由到，故A正确； B．金属棒受到摩擦力、安培力、重力及导轨的支持力共同作用，受到的摩擦力 而，随速度增加而不断增大，则受到的摩擦力也将变大，故B错误； C．设金属棒做匀速运动的速度大小为，由动能定理可知 得金属棒克服安培力所做的功为，故C错误； D．由受力分析可知 又 解得匀速运动时金属棒的速度大小，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图甲所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，读数__________。 （2）滑块经过光电门时的动能为__________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为__________。（用题中所给字母表示） （3）根据实验数据，作出__________（填“”“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为__________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 【答案】（1）10.60 （2） ①. ②. （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 遮光条的宽度 【小问2详解】 [1][2]滑块经过光电门时的速度 根据动能表达式可得 根据弹性势能的表达式有 结合胡克定律 解得 【小问3详解】 [1][2]若系统机械能守恒，则满足 即 整理得 应作图像，图像的斜率为。 12. 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC），PTC的阻值随温度的升高而增大，NTC的阻值随温度的升高而减小。某同学在实验室中找到一个热敏电阻，为了判断其是PTC还是NTC，该同学设计了如下实验： （1）首先在室温下用多用电表测量热敏电阻的阻值，先用“”倍率挡，发现指针偏转角非常小，此时应换用__________（填“”或“”）倍率挡进行测量。换用合适挡位进行测量，正确操作后显示结果如图甲所示，粗测其阻值为__________。 （2）现用电吹风机向热敏电阻吹热风，发现多用电表的指针缓慢向左偏转，说明热敏电阻是__________（填“PTC”或“NTC”）。 （3）该同学找到了另一热敏电阻，发现热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图乙所示（其中10~60°C范围内图像为直线）。他根据其特性自制了一个简易的室内温度监测系统，他用热敏电阻、电阻箱（最大阻值为）、电流表以及电动势为的电源（内阻可忽略不计）来构建这个监测系统，电路图如图丙所示。实验室可供选择的电流表有电流表（量程为，内阻为）、电流表（量程为，内阻为），电流表应选用__________（填“”或“”）。 （4）将电阻箱调至如图丁所示，监测系统即构建完成，可得到不同温度时的电流值，就可以将电流表表盘上的刻度修改成相应的温度值，如果电流表的示数为，那么这个刻度对应的温度为__________℃。 （5）该同学发现，使用过程中由于电池老化，电动势有所降低。在这种情况下，使用这个温度监测系统测量的温度值与真实值相比，其测量值__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. ②. 2600 （2）PTC （3） （4）33 （5）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]指针偏转幅度小说明电阻较大，应换用更高挡位进行测量，此时应换用“”倍率挡进行测量； [2]由图甲可知热敏电阻的阻值为。 【小问2详解】 指针向左偏转说明随温度升高阻值增大，热敏电阻为PTC。 【小问3详解】 根据图乙可知，在范围内热敏电阻的阻值随温度线性变化，范围为，电源电动势为，取最小，故有电流最大值 通过调节电阻箱可以使电流保持在以内，因此应选择电流表。 【小问4详解】 根据图丁可知，电阻箱的阻值为，根据 解得 由图乙可知，对应温度为33℃。 【小问5详解】 由于电动势降低，当温度不变时，测得的热敏电阻的阻值偏大，即，故温度的测量值偏大。 13. 如图所示为半径为的半圆柱形透明体的横截面，其中为直径，点为圆心，的长度为，现该截面内有一束单色光从点垂直射入该透明体，恰好在圆弧面上发生全反射。 （1）求该透明体对单色光的折射率； （2）该截面内另一单色光从边上的点（未画出）垂直射入该透明体，恰好在上表面发生两次全反射后到达点，求单色光在该介质中的临界角，并分析点在的左侧还是右侧； （3）若该截面内整个上均有垂直于的单色光射入介质，不考虑在上的反射，求上表面有光射出部分的弧长。 【答案】（1） （2），点在点的左侧 （3） 【解析】 【小问1详解】 单色光的光路如图甲所示 由几何条件可知，临界角 折射率 【小问2详解】 单色光的光路如图乙所示 恰好经过两次全反射从点射出，由几何关系解得临界角 因为，所以点在点的左侧 【小问3详解】 如图丙所示 点左侧和点右侧的弧上均无光射出，有光射出部分的圆心角 故弧长 14. 取无限远处为零电势点，真空中带电量为的点电荷在与其距离为的点的电势（其中为静电力常量），如果点周围有多个点电荷，则点的电势等于这些点电荷单独存在时的电势之和。如图所示为水平放置的一均匀带电圆环，所带的总电量为，圆环的半径为，点为圆环的圆心，取点为坐标原点，竖直向上为正方向，建立轴，在轴上位于处的点的电场强度最大。现将质量为、带电量为的小球（可视为质点）从轴正半轴无限远处由静止释放，小球运动到点时的速度为，加速度恰好为零。已知静电力常量为，空气阻力不计，重力加速度为。求： （1）小球的质量； （2）小球从无限远处运动到点的过程中重力所做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球经过点时的加速度为零，有 解得点的电场强度 把圆环分等份，则点的场强，， 联立解得 【小问2详解】 小球从无限远处运动到点的过程中，根据动能定理有 而， 点的电势 解得 15. 如图所示，质量为的物块与质量为的物块用轻质弹簧相连，静置在底部有挡板的倾角的光滑斜面上，现将另一质量为的物块从物块上方由静止释放，释放时物块与物块之间的距离为，释放后物块沿斜面下滑，与物块碰撞后粘在一起并记为物块，物块继续向下压缩弹簧，此后物块在斜面上做简谐运动，最低点为（未标出）。已知弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，重力加速度为。 （1）求物块与物块碰前弹簧的形变量； （2）求物块运动过程中速度的最大值； （3）若从弹簧被压缩到最短时开始计时，时刻物块第一次运动到最高点，此时物块恰好不离开挡板，求物块与点的距离为的时刻。 【答案】（1） （2） （3）（）或（） 【解析】 【小问1详解】 刚开始物块B处于静止状态，受力分析可知 解得 【小问2详解】 设物块C与物块B碰撞前瞬间的速度为，由动能定理有 设碰后物块D的速度为，由动量守恒定律有 物块D做简谐运动，平衡位置时速度最大，设平衡位置时弹簧的形变量为，受力分析可知 碰后物块D运动到平衡位置的过程中，由动能定理有 克服弹力做的功 解得 【小问3详解】 物块D运动到最高点时，物块A恰好不离开挡板，此时弹簧的形变量 故物块D做简谐运动的振幅 以平衡位置为坐标原点，以沿斜面向下为轴正方向，则简谐振动的方程为 解得第一次时， 第二次时， 考虑到简谐振动的周期性，则有（）和（） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 物理 本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 释放出β射线后变为，并伴随γ射线产生，其半衰期为30.17年，下列说法正确的是（　　） A. β射线实际为粒子流且带正电 B. γ射线的穿透能力和电离能力比β射线都强 C. 一个核比一个核多一个中子 D 10个核经过30.17年后还有5个核没有发生衰变 2. 如图所示，竖直平面与平面垂直，在平面左侧存在方向沿轴负方向的匀强磁场，右侧存在沿轴正方向的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为且范围均足够大，现有一带正电的粒子从平面上的点沿轴负方向射入左侧的匀强磁场后在两磁场中来回运动，忽略磁场边界效应，不计粒子重力，下列关于粒子运动轨迹在平面上的投影图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为远距离输电示意图，为输电线的电阻，表示用户端的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表。保持输入电压不变，将滑动变阻器的滑片P缓慢下移，下列说法正确的是（　　） A. 远距离输电电压为 B. 电压表的示数增大 C. 电流表的示数增大 D. 该输电电路输入功率增大 4. 如图甲所示，水平放置在光滑地面上的弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，规定向右为正方向，其自由振动图像如图乙所示。将小球Q用轻质细绳悬挂在O点正上方的O1点，小球Q静止时恰好未与地面接触，将小球P从A点由静止释放，运动到O点时与完全相同的、静止的小球Q发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后小球P从A点至再次回到A点的时间间隔为6s。小球P、Q始终在同一竖直面内运动，小球Q的摆角始终小于5°，空气阻力不计，当地重力加速度g=9.87m/s2，π2≈9.87，则轻绳与小球Q组成的单摆的（　　） A. 周期为2s B. 周期为8s C. 摆长为1m D. 摆长为4m 5. 如图所示，一绝缘杆两端分别固定着带等量异种电荷的两小球。以杆的中点为坐标原点、杆所在直线为轴建立坐标系，规定向右为轴正方向，取无限远处为零电势点，关于轴上各点电势随位置变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 天舟八号飞船将总重为6吨的物资“快递”到空间站，如图所示为天舟八号飞船与中国空间站对接的示意图，天舟八号飞船先在近地圆轨道Ⅰ飞行，变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，最后与在圆轨道Ⅲ飞行的空间站对接，下列说法正确的是（　　） A. 空间站在圆轨道Ⅲ上飞行的线速度大于 B. 天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ上由近地点向远地点运动的过程中，机械能减小 C. 与空间站对接后，天舟八号飞船中的6吨物资失去重力 D. 天舟八号飞船在轨道Ⅰ上运行的周期比空间站在轨道Ⅱ上运行的周期小 7. 如图甲所示为某同学制作的玩具弓的简化图，弓弦挂在固定点上，在弓臂的中点通过轻绳挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性轻绳，弓臂和重物的总质量为时，与竖直方向的夹角，不计一切摩擦，未拉动弓弦时弓弦恰好处于原长，重力加速度，，忽略弓臂的形变。如图乙所示，在弓弦上搭上质量为的箭，拉动弓弦，使两侧弓弦间的夹角为106°时，沿水平方向释放弓弦，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对重物的力和弓臂对轻绳的力是一对相互作用力 B. 仅增加重物的质量并保持静止，与间的夹角减小 C. 仅减少重物的质量并保持静止，弓弦的长度不变 D. 弓弦对箭作用力产生的最大加速度为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 8. 如图所示，某同学正在练习投篮，虚线为篮球在空中运动轨迹，点为轨迹最高点，点在篮筐的中心，忽略空气的阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A. 在相同时间内篮球的速率变化不相等 B. 篮球速度变化的方向向上 C. 篮球的动量变化率始终不变 D. 在相同时间内篮球的动能变化量一定相等 9. 如图所示，粗细均匀、导热良好U形管左端开口、右端封闭，管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变，随着环境温度缓慢升高，两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小，封闭气柱可视为理想气体，则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，间距为、足够长的金属导轨平面与水平面的夹角为，空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，导轨下端接有阻值为的定值电阻，将一质量为的金属棒垂直放置在导轨上，由静止释放，沿导轨下滑距离后做匀速运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为，金属棒及导轨的电阻均忽略不计。在金属棒下滑距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流方向为由到 B. 金属棒受到的摩擦力不变 C. 金属棒克服安培力所做的功为 D. 金属棒匀速运动时的速度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某物理兴趣小组想利用气垫导轨验证物块和弹簧组成的系统机械能守恒。如图甲所示，气垫导轨调至水平，力传感器固定在导轨的左支架上，将轻质弹簧一端连接到力传感器上，弹簧自由伸长至点。给装有宽度为的遮光条的滑块一定的初速度，使之从导轨右端向左滑动，记录滑块经过光电门时的挡光时间以及滑块压缩弹簧至最短时力传感器的示数，并多次进行上述操作。已知弹簧的劲度系数为，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧的形变量），滑块的质量为。 （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，读数__________。 （2）滑块经过光电门时的动能为__________，弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为__________。（用题中所给字母表示） （3）根据实验数据，作出__________（填“”“”或“”）图像，使之成为一条直线，图像的斜率为__________（用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 12. 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC），PTC的阻值随温度的升高而增大，NTC的阻值随温度的升高而减小。某同学在实验室中找到一个热敏电阻，为了判断其是PTC还是NTC，该同学设计了如下实验： （1）首先在室温下用多用电表测量热敏电阻的阻值，先用“”倍率挡，发现指针偏转角非常小，此时应换用__________（填“”或“”）倍率挡进行测量。换用合适挡位进行测量，正确操作后显示结果如图甲所示，粗测其阻值为__________。 （2）现用电吹风机向热敏电阻吹热风，发现多用电表的指针缓慢向左偏转，说明热敏电阻是__________（填“PTC”或“NTC”）。 （3）该同学找到了另一热敏电阻，发现热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图乙所示（其中10~60°C范围内图像为直线）。他根据其特性自制了一个简易的室内温度监测系统，他用热敏电阻、电阻箱（最大阻值为）、电流表以及电动势为的电源（内阻可忽略不计）来构建这个监测系统，电路图如图丙所示。实验室可供选择的电流表有电流表（量程为，内阻为）、电流表（量程为，内阻为），电流表应选用__________（填“”或“”）。 （4）将电阻箱调至如图丁所示，监测系统即构建完成，可得到不同温度时的电流值，就可以将电流表表盘上的刻度修改成相应的温度值，如果电流表的示数为，那么这个刻度对应的温度为__________℃。 （5）该同学发现，使用过程中由于电池老化，电动势有所降低。在这种情况下，使用这个温度监测系统测量的温度值与真实值相比，其测量值__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 如图所示为半径为的半圆柱形透明体的横截面，其中为直径，点为圆心，的长度为，现该截面内有一束单色光从点垂直射入该透明体，恰好在圆弧面上发生全反射。 （1）求该透明体对单色光的折射率； （2）该截面内另一单色光从边上的点（未画出）垂直射入该透明体，恰好在上表面发生两次全反射后到达点，求单色光在该介质中的临界角，并分析点在的左侧还是右侧； （3）若该截面内整个上均有垂直于的单色光射入介质，不考虑在上的反射，求上表面有光射出部分的弧长。 14. 取无限远处为零电势点，真空中带电量为的点电荷在与其距离为的点的电势（其中为静电力常量），如果点周围有多个点电荷，则点的电势等于这些点电荷单独存在时的电势之和。如图所示为水平放置的一均匀带电圆环，所带的总电量为，圆环的半径为，点为圆环的圆心，取点为坐标原点，竖直向上为正方向，建立轴，在轴上位于处的点的电场强度最大。现将质量为、带电量为的小球（可视为质点）从轴正半轴无限远处由静止释放，小球运动到点时的速度为，加速度恰好为零。已知静电力常量为，空气阻力不计，重力加速度为。求： （1）小球的质量； （2）小球从无限远处运动到点的过程中重力所做的功。 15. 如图所示，质量为的物块与质量为的物块用轻质弹簧相连，静置在底部有挡板的倾角的光滑斜面上，现将另一质量为的物块从物块上方由静止释放，释放时物块与物块之间的距离为，释放后物块沿斜面下滑，与物块碰撞后粘在一起并记为物块，物块继续向下压缩弹簧，此后物块在斜面上做简谐运动，最低点为（未标出）。已知弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，重力加速度为。 （1）求物块与物块碰前弹簧的形变量； （2）求物块运动过程中速度的最大值； （3）若从弹簧被压缩到最短时开始计时，时刻物块第一次运动到最高点，此时物块恰好不离开挡板，求物块与点的距离为的时刻。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$