精品解析：湖北省孝感高中2025-2026学年高三上学期起点考试物理试题

孝感高中2025高三年级 物理试题 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题（每题4分，共10小题，共40分。1—7题单选，8—10题多选。） 1. 下列说法错误的是（　　） A. 卢瑟福的粒子散射实验说明了原子的核式结构模型 B. 玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，并指出氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子 C. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将不变 D. 铀核衰变为铅核的过程中，要经过次衰变和次衰变 2. 甲、乙两汽车沿同一直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，乙汽车在0~2s内的图线与时间轴平行。下列说法正确的是（　　） A. 第1s末甲汽车的速度比乙汽车的速度大 B. 两汽车在第2s末一定相遇 C. 乙汽车在第4s末的加速度方向改变 D. 甲、乙两汽车在0~6s内的位移大小之比为3:1 3. 如图所示，一个小球从P点以大小为v0的初速度斜向上抛出，初速度与水平方向的夹角为θ，小球恰好垂直打在竖直墙面上的B点，墙面上的A点与P点等高而与B点在同一竖直方向上；若保持小球从P点抛出的初速度大小不变，水平抛出后小球打在墙面上的位置在A点正下方的C点。已知AB=2AC，不计空气阻力，小球可视为质点，则θ角为（　　） A. 30° B. 45° C. 60° D. 75° 4. 如图所示，甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体，甲，乙两圆柱体的柱表面光滑，乙与桌面接触的平面粗糙，圆柱体甲的质量为m=0.4kg，两物体靠在一起放置在粗糙固定的水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终沿水平方向大小可变的作用力F，将圆柱体甲缓慢地拉至半圆柱体乙的顶端，乙始终处于静止状态。重力加速度大小g=10m/s2。在甲离开桌面后缓慢移动至半圆柱体乙的顶端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 桌面所受乙的压力由开始时2N 逐渐增大到6N B. 拉力F由开始时最大值N逐渐减小到4N C. 甲、乙间的压力由开始时最大值8N逐渐减小到4N D. 桌面对乙的摩擦力由开始时最大值8N逐渐减小到零 5. x轴上位于x=-d处固定一正点电荷qA，坐标原点O处固定另一个点电荷qB，x轴上电势φ随位置x的变化关系如图所示，其中在x>0的范围内x=d处的电势最高，B、C两点是图像与横轴的交点，规定无穷远处电势为零，引入的点电荷不改变空间电场且研究引入电荷的运动范围仅在与qA或qB碰撞之前。下列说法正确的是（　　） A. 另一个点电荷qB的电性一定为正 B. qA电荷量绝对值是qB电荷量绝对值的4倍 C. 在C点由静止释放一个负点电荷，电荷将做往复运动 D. 在qA右侧附近由静止释放一个正点电荷，电荷将先加速后减速 6. 一列简谐横波沿x轴传播，波速为2m/s，振幅为10cm。图甲为该横波传播一个周期时的波形图，从此时开始计时，P点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该横波波源平衡位置在x=0处 B. 0.75s时刻P点速度达到最大 C. 从波源开始振动到P点开始振动，波源处质点通过的路程为35cm D. 从图甲时刻开始，波向前传播5m的时间内，P点通过的路程为50cm 7. 如图为微量振荡天平测量大气颗粒物质量的原理简图。气流穿过滤膜后，颗粒物附着在滤膜上增加锥形振荡管的质量，从而改变其固有频率。起振器从低到高改变振动频率，记录霍尔元件a、b端输出的电信号，从而推测出滤膜上颗粒物质量。某金属材料制成的霍尔元件宽度为d，下列说法正确的是（　　） A. 若起振器振动频率改变，锥形振荡管的振动频率不变 B. 霍尔元件上表面的电势高于下表面的电势 C. 锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的a、b端输出交流信号 D. 霍尔元件的宽度d减小，霍尔电压的最大值增大 8. 如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（ ） A. 时，电流方向为abcdefa B. 时，感应电动势为 C. 时，感应电动势为0 D. 到过程中，感应电动势平均值为0 9. 有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的线速度是地球近地卫星的，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必需的能量。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球公转，此时太阳处于赤道平面上，近似认为太阳光是平行光，则下列说法正确的是（　　）。 A. 卫星的轨道半径为2R B. 卫星轨道所在位置的重力加速度为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星绕地球一周，太阳能收集板工作时间为 10. 如图所示，等腰直角三角形ABC内有一个以BC边中点O为圆心的半圆，OA与半圆的交点为D。在三角形内半圆内外存在垂直纸面方向的磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反（图中未画出）。A点有一个粒子源，沿AB方向射出某速率的正粒子，粒子的比荷为k，粒子经过D点后到达O点。将半圆内的磁场换成沿AB方向的匀强电场，粒子仍然能够到达O点。已知，不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　） A. 半圆区域的半径为 B. 粒子的初速度为 C. 将半圆内磁场换成电场后，电场强度大小为 D. 将半圆内的磁场换成电场后，粒子从A点到O点的时间为 二、实验题（8分+10分，共18分） 11. 一学生小组用图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径，示数如图乙所示，小钢球直径d=______mm，记摆长。 （2）拉开小钢球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于5°，释放小钢球，当其振动稳定时，应在______（选填“最高点”或“最低点”）开始计时并计数，记下多次全振动的时间，计算出周期T。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出l—T2图像，图像为过原点的直线，其斜率为k，如图丙中实线所示，则重力加速度g=______。（用k表示） （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，作出的图像可能为图丙中的虚线______（选填“1”“2”或“3”）。 12. 某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。 （1）该同学采用如图甲所示电路测量金属丝的电阻，现有电源（电动势为3.0V，内阻约为1Ω），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω） B电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.滑动变阻器（0~5Ω，3A） D.滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______；（选填实验器材前的字母） （2）电压表右接线柱应连接______点（“M”或“N”）。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值______真实值（选填“大于”或“小于”）。 （3）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照图甲和图乙的电路图正确连接电路，电压表右接线柱的连接点按照（2）中的位置。按操作规范，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片移动距离间的关系，分别得到图线①和②，已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L，下列反映关系的示意图中可能正确的是______。 A. B. C. 三、计算题（共42分） 13. 有一正三棱柱形冰块，其横截面如图所示，其边长为a，冰块中心有一半径R=a的球形气泡（充满空气），一束平行单色光垂直AB面射向冰块。已知冰块对该单色光的折射率为，光在空气中的传播速度为c。 （1）如图所示，光线从D点射入时恰好与气泡相切，求该光线穿过冰块所需要的时间。 （2）为使光线不能从AB面直接射入中间的气泡中，在冰块AB面贴上不透明纸，求不透明纸的最小面积。 14. 如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为0.5Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。t=0时，对导轨施加一个水平向右恒力F，t=2s时撤去F，前2s导轨与导体棒的v-t图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）动摩擦因数； （2）导轨质量； （3）撤去F后通过导体棒的总电荷量。 15. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道A固定在水平地面上，轨道最低点切线水平，紧邻轨道右侧放置着一下表面光滑、上表面粗糙的滑板B，在滑板B的右侧放置着一个物块C，其中滑板B的质量，物块C的质量。现将一质量的小滑块D（可视为质点）从圆弧轨道正上方距离圆弧轨道最高点处由静止释放，小滑块D正好沿圆弧切线进入圆弧轨道，小滑块D冲上滑板B，在达到共同速度的瞬间滑板B与物块C发生弹性碰撞，整个运动过程中，小滑块D未从滑板B上掉落。已知小滑块D与滑板B间的动摩擦因数，物块C与地面间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小滑块D到达圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力； （2）最初滑板B右端到物块C的距离； （3）物块C与地面间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2025高三年级 物理试题 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题（每题4分，共10小题，共40分。1—7题单选，8—10题多选。） 1. 下列说法错误的是（　　） A. 卢瑟福的粒子散射实验说明了原子的核式结构模型 B. 玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，并指出氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子 C. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将不变 D. 铀核衰变为铅核的过程中，要经过次衰变和次衰变 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验发现原子中心存在小而重核，提出核式结构模型，故A正确，不符合题意； B．玻尔理论引入量子化概念，氢原子从低能级跃迁到高能级需吸收光子，故B正确，不符合题意； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度无关，故C正确，不符合题意； D．铀238衰变为铅206，质量数减少32，发生α衰变的次数为 质子数减少8×2=16 由于铅质子数为82，则发生β衰变的次数82-92-16）=6，故D错误。 故选D。 2. 甲、乙两汽车沿同一直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，乙汽车在0~2s内的图线与时间轴平行。下列说法正确的是（　　） A. 第1s末甲汽车的速度比乙汽车的速度大 B. 两汽车在第2s末一定相遇 C. 乙汽车在第4s末的加速度方向改变 D. 甲、乙两汽车在0~6s内的位移大小之比为3:1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图示可知，第1s末甲汽车的速度等于乙汽车的速度，故A错误； B．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，根据图示可知，内两汽车的位移相等，由于两汽车的出发点位置不确定，则两汽车在第2s末不一定相遇，只有在出发点相同时，两汽车在第2s末才相遇，故B错误； C．图像的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度方向，根据图示可知，乙汽车在第4s末的加速度方向没有发生改变，故C错误； D．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，根据图示可知，在0~6s内， 解得甲、乙两汽车在0~6s内的位移大小之比为3:1，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，一个小球从P点以大小为v0的初速度斜向上抛出，初速度与水平方向的夹角为θ，小球恰好垂直打在竖直墙面上的B点，墙面上的A点与P点等高而与B点在同一竖直方向上；若保持小球从P点抛出的初速度大小不变，水平抛出后小球打在墙面上的位置在A点正下方的C点。已知AB=2AC，不计空气阻力，小球可视为质点，则θ角为（　　） A. 30° B. 45° C. 60° D. 75° 【答案】B 【解析】 【详解】设第一次斜抛小球在空中运动的时间为t，小球在空中运动的逆运动是平抛运动，第二次平抛小球运动的时间为t′，则 由于 所以有 联立两式解得 故选B。 4. 如图所示，甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体，甲，乙两圆柱体的柱表面光滑，乙与桌面接触的平面粗糙，圆柱体甲的质量为m=0.4kg，两物体靠在一起放置在粗糙固定的水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终沿水平方向大小可变的作用力F，将圆柱体甲缓慢地拉至半圆柱体乙的顶端，乙始终处于静止状态。重力加速度大小g=10m/s2。在甲离开桌面后缓慢移动至半圆柱体乙的顶端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 桌面所受乙的压力由开始时2N 逐渐增大到6N B. 拉力F由开始时最大值N逐渐减小到4N C. 甲、乙间的压力由开始时最大值8N逐渐减小到4N D. 桌面对乙的摩擦力由开始时最大值8N逐渐减小到零 【答案】C 【解析】 【详解】A．取整体为研究对象，桌面所受乙的压力不变，等于二者的总重力，故A错误； BC．圆柱体甲受重力mg、拉力F、半圆柱体的支持力FN作用处于平衡状态，这三个力构成封闭三角形，如图所示 开始时FN与竖直方向成60°角，对应图中的最大三角形，此时拉力F和半圆柱体的支持力FN都最大，其大小分别为 随着甲向上移动，三角形逐渐减小，拉力F、半圆柱体的支持力FN都逐渐减小，当甲移动到乙顶端时，F减小到零，FN减小到4N，故B错误，C正确； D．取整体为研究对象，桌面对乙的摩擦力等于拉力F，所以摩擦力随拉力F的减小而减小，桌面对乙的摩擦力由开始时最大值逐渐减小到零，故D错误。 故选C。 5. x轴上位于x=-d处固定一正点电荷qA，坐标原点O处固定另一个点电荷qB，x轴上电势φ随位置x的变化关系如图所示，其中在x>0的范围内x=d处的电势最高，B、C两点是图像与横轴的交点，规定无穷远处电势为零，引入的点电荷不改变空间电场且研究引入电荷的运动范围仅在与qA或qB碰撞之前。下列说法正确的是（　　） A. 另一个点电荷qB的电性一定为正 B. qA电荷量绝对值是qB电荷量绝对值4倍 C. 在C点由静止释放一个负点电荷，电荷将做往复运动 D. 在qA右侧附近由静止释放一个正点电荷，电荷将先加速后减速 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像可知，x轴上的电势有正有负，故qA为正电荷，qB为负电荷，故A错误； B．根据题意可知φ-x图像的斜率表示电场强度，则在x=d的位置，电场强度为零，根据点电荷电场强度的叠加原理有 解得，故B正确； C．在C点由静止释放一个负点电荷，由于此处电势能和动能均为零，故电荷先加速后减速，无穷远处电势能为零，动能同样为零，不会做往复运动，故C错误； D．在qA右侧附近由静止释放一个正电荷，由于A到B电势不断降低，所以场强方向沿x轴正方向，则正电荷所受电场力方向沿x轴正方向，则正点电荷在碰到qB之前一直加速，故D错误。 故选B。 6. 一列简谐横波沿x轴传播，波速为2m/s，振幅为10cm。图甲为该横波传播一个周期时的波形图，从此时开始计时，P点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该横波波源的平衡位置在x=0处 B. 0.75s时刻P点速度达到最大 C. 从波源开始振动到P点开始振动，波源处质点通过的路程为35cm D. 从图甲时刻开始，波向前传播5m的时间内，P点通过的路程为50cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由振动图像，0时刻P点向上运动，所以波沿x轴负向传播，该横波波源的平衡位置在4m处，故A错误； B．图乙可知该横波周期，P点到达平衡位置时速度最大，需要时间 故B错误； C．由简谐运动规律可知，从平衡位置到一半振幅处用时，则图甲可得从振源开始振动到P点开始振动，波源处质点振动了，通过路程为35cm，故C正确； D．5m为，用时，P点通过路程为 故D错误。 故选C。 7. 如图为微量振荡天平测量大气颗粒物质量的原理简图。气流穿过滤膜后，颗粒物附着在滤膜上增加锥形振荡管的质量，从而改变其固有频率。起振器从低到高改变振动频率，记录霍尔元件a、b端输出的电信号，从而推测出滤膜上颗粒物质量。某金属材料制成的霍尔元件宽度为d，下列说法正确的是（　　） A. 若起振器振动频率改变，锥形振荡管的振动频率不变 B. 霍尔元件上表面的电势高于下表面的电势 C. 锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的a、b端输出交流信号 D. 霍尔元件宽度d减小，霍尔电压的最大值增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．锥形振荡管的振动频率等于起振器振动频率，所以起振器振动频率改变，锥形振荡管的振动频率也改变，故A错误； B．金属导体中移动的是自由电子，移动的方向与电流方向相反，根据左手定则，自由电子受向上的洛伦兹力，上表面的电势低于下表面的电势，故B错误； C．锥形振荡管左右振动时，霍尔元件所处区域的磁场方向大致还是原来方向，霍尔元件的a、b端输出的电流方向不会改变，则会输出直流信号，故C错误； D．设电源电动势为E，霍尔元件长度为l，高度为h，则其电阻 电流微观表达式为 又 得 根据平衡条件有 可得霍尔电压的最大值 当d减小时，增大，故D正确。 故选D。 8. 如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（ ） A. 时，电流方向为abcdefa B. 时，感应电动势为 C. 时，感应电动势为0 D. 到过程中，感应电动势平均值为0 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确； C．时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误； D．到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 故选AB。 9. 有一颗绕地球做匀速圆周运动卫星，其运行的线速度是地球近地卫星的，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必需的能量。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球公转，此时太阳处于赤道平面上，近似认为太阳光是平行光，则下列说法正确的是（　　）。 A. 卫星的轨道半径为2R B. 卫星轨道所在位置的重力加速度为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有 对近地卫星有 在地球表面有 根据题意有 解得，故A正确； B．在卫星轨道所在位置有 结合上述，解得，故B错误； C．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有 结合上述，解得，故C正确； D．作出太阳光示意图，如图所示 根据几何关系有 解得 可知，卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间对应卫星的圆周角为 则太阳能收集板的工作时间为 结合上述解得，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，等腰直角三角形ABC内有一个以BC边中点O为圆心的半圆，OA与半圆的交点为D。在三角形内半圆内外存在垂直纸面方向的磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反（图中未画出）。A点有一个粒子源，沿AB方向射出某速率的正粒子，粒子的比荷为k，粒子经过D点后到达O点。将半圆内的磁场换成沿AB方向的匀强电场，粒子仍然能够到达O点。已知，不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　） A. 半圆区域的半径为 B. 粒子的初速度为 C. 将半圆内的磁场换成电场后，电场强度大小为 D. 将半圆内的磁场换成电场后，粒子从A点到O点的时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知三角形内的磁场垂直纸面向里，半圆内的磁场垂直纸面向外，粒子的运动轨迹如图所示， 粒子在三角形内运动的圆心为，在半圆内运动的圆心为，轨迹均为四分之一圆弧，由运动的对称性可知为的中点，所以半圆区域的半径，故A正确； B．由几何关系可知粒子在三角形内磁场运动的半径 粒子在磁场中运动有 解得，故B错误； C．粒子在三角形内的运动有，其中 联立，解得 若将半圆内的磁场换成电场后，粒子在半圆内做类平抛运动，方向有，方向有 联立，解得，故C正确； D．将磁场换成电场后，粒子从A到所用的时间，故D错误。 故选AC。 二、实验题（8分+10分，共18分） 11. 一学生小组用图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径，示数如图乙所示，小钢球直径d=______mm，记摆长。 （2）拉开小钢球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于5°，释放小钢球，当其振动稳定时，应在______（选填“最高点”或“最低点”）开始计时并计数，记下多次全振动的时间，计算出周期T。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出l—T2图像，图像为过原点的直线，其斜率为k，如图丙中实线所示，则重力加速度g=______。（用k表示） （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，作出的图像可能为图丙中的虚线______（选填“1”“2”或“3”）。 【答案】（1）20.024##20.025##20.026 （2）最低点 （3） （4）3 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规律，小钢球直径 【小问2详解】 为了减小误差，当小钢球振动稳定后，应在平衡位置开始计时并计数，即在最低点开始计时并计数。 【小问3详解】 根据单摆周期公式有 整理可得 图线的斜率 解得 【小问4详解】 若将摆线长度L误认为摆长l，则有 整理可得 可知，斜率不变，纵轴截距为负值，可能为图丙中的虚线3。 12. 某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。 （1）该同学采用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻，现有电源（电动势为3.0V，内阻约为1Ω），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω） B.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.滑动变阻器（0~5Ω，3A） D.滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______；（选填实验器材前的字母） （2）电压表右接线柱应连接______点（“M”或“N”）。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值______真实值（选填“大于”或“小于”）。 （3）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照图甲和图乙的电路图正确连接电路，电压表右接线柱的连接点按照（2）中的位置。按操作规范，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片移动距离间的关系，分别得到图线①和②，已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L，下列反映关系的示意图中可能正确的是______。 A. B. C. 【答案】（1） ①. B ②. C （2） ①. M ②. 小于 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]电路最大电流约为 故电流表应选择B； [2]滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器应选阻值小的，即选择C。 【小问2详解】 [1]由题意可知， 故电流表应选择外接法，即电压表应连接M点； [2]电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值小于真实值，根据可知，电阻率的测量值小于真实值。 【小问3详解】 在图甲和图乙的电路中，在时，图甲电路中的电压表示数从0开始调节，图乙电路中的电压表示数从最小（不为0）开始调节；滑动变阻器滑片P滑到最终位置后，图甲电路中的总电阻更小，电流更大，电源因内阻分到的电压更大，则电压表示数相比图乙电路更小，即在时，图线①对应电压小于图线②对应电压。 故选C。 三、计算题（共42分） 13. 有一正三棱柱形冰块，其横截面如图所示，其边长为a，冰块中心有一半径R=a的球形气泡（充满空气），一束平行单色光垂直AB面射向冰块。已知冰块对该单色光的折射率为，光在空气中的传播速度为c。 （1）如图所示，光线从D点射入时恰好与气泡相切，求该光线穿过冰块所需要的时间。 （2）为使光线不能从AB面直接射入中间的气泡中，在冰块AB面贴上不透明纸，求不透明纸的最小面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由折射定律画出从D点射入的光线的光路图，如图甲所示，由sin C=　 可得光在冰块内发生全反射的临界角的正弦值sin C== 解得C=45°　 由几何关系可知，光在AF面的入射角为60°，大于临界角，则光在AF面上发生全反射，由几何关系可得OD=a，OE=a　 则光线从D点射入，从BF面射出，由n=　 可得该单色光在冰块内的传播速度v=c　 该光线穿过冰块的时间t==。 【小问2详解】 从气泡上G和G'处射入的光线刚好在此处发生全反射，如图乙所示，入射角恰好为45°，而这两条光线之间射入的光线，其入射角均小于45°，将会直接射入气泡，所以只要将这些区域用不透明纸遮住就可以了，显然在冰块AB面上，被遮挡区为圆形时面积最小，设其半径为r，则由几何知识可知r=a　 则不透明纸的最小面积S=πr2= 14. 如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为0.5Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。t=0时，对导轨施加一个水平向右恒力F，t=2s时撤去F，前2s导轨与导体棒的v-t图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）动摩擦因数； （2）导轨质量； （3）撤去F后通过导体棒的总电荷量。 【答案】（1）0.2 （2）0.1kg （3）2C 【解析】 【小问1详解】 根据1s前导轨与导体棒的v-t图像反映两者均做匀加速直线运动，则导轨还未进入区域Ⅱ磁场且导体棒在区域I磁场外，回路无感应电流而都不受安培力，设导轨质量为M，由牛顿第二定律有， 由v-t图像的斜率表示加速度可得， 联立可得 【小问2详解】 第2s导轨与导体棒的v-t图像可知两者均做匀速直线运动，表示导轨与导体棒均进入磁场，切割磁感线产生两动生电动势，所受安培力的合力为零，有， 对导轨有 对导体棒有 联立各式解得，， 【小问3详解】 撤去F之后，导体棒和导轨分别做减速运动到停止，对两者受力分析，取向右为正方向，由动量定理可得，， 联立可得 15. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道A固定在水平地面上，轨道最低点切线水平，紧邻轨道右侧放置着一下表面光滑、上表面粗糙的滑板B，在滑板B的右侧放置着一个物块C，其中滑板B的质量，物块C的质量。现将一质量的小滑块D（可视为质点）从圆弧轨道正上方距离圆弧轨道最高点处由静止释放，小滑块D正好沿圆弧切线进入圆弧轨道，小滑块D冲上滑板B，在达到共同速度的瞬间滑板B与物块C发生弹性碰撞，整个运动过程中，小滑块D未从滑板B上掉落。已知小滑块D与滑板B间的动摩擦因数，物块C与地面间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小滑块D到达圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力； （2）最初滑板B右端到物块C的距离； （3）物块C与地面间因摩擦产生的热量。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块D从静止释放后到滑上滑板B前的过程中，根据动能定理可得 对最低点的小滑块D受力分析可得 由牛顿第三定律可得小滑块D到达圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力为 联立解得 方向竖直向下。 【小问2详解】 小滑块D冲上滑板B的速度大小为，根据动量守恒定律可得 小滑块D冲上滑板B时，滑板B的加速度为，则有 由运动学公式可得 联立解得最初滑板B右端到物块C的距离为 【小问3详解】 滑板B与物块C发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒可得， 解得， 之后滑板B与小滑块D达到共同速度再次与已经静止的物块C发生碰撞，滑板B与小滑块D达到共同速度时，有 滑板B第二次与物块C发生碰撞，设碰后物块C速度为，根据动量守恒和机械能守恒可得 可知第次碰撞后物块C的速度为（，，） 最终小滑块D、滑板B和物块C均静止，根据能量的转化和守恒，可得物块C与地面摩擦产生的总热量为 结合等比数列求和公式可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $