精品解析：湖北省部分名校2025-2026学年高三上学期9月开学物理试题

湖北省部分名校2025-2026学年度上学期高三9月月考 高三物理试卷 考试时间∶2025年9月19日上午10∶30-11∶45 试卷满分∶100分 注意事项∶ 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，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∶每小题选出答案后，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∶用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题∶本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10小题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错得0分。 1. 图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射同一光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的光电流与电压之间的关系曲线，下列说法正确的是（　　） A. a、b光分别表示蓝光、黄光 B. 当开关S接2时，滑动变阻器的滑动头P向右滑时，微安表的读数一直增大 C. a光子的动量比b光子的动量大 D. 当开关S接1，电压表的读数为U（）时，微安表有一定示数，则此时照射光为蓝光 2. 金属探测仪内部电路可简化为如图1所示的LC振荡电路，电容器下极板带电荷量q随时间t的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A. 图1所示时刻可能是的某时刻 B. 图1所示的时刻，电容器内的电场强度E正增大 C. 与时间内线圈中的磁场方向相反 D. 时刻，回路中的电流为零 3. 某同学买了一个透明“水晶球”，其内部材料折射率相同。如图甲所示，他测出球的半径为r。现有一单色光从球上P点射向球内，折射光线与水平直径PQ夹角，出射光线恰好与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 水晶球的折射率为 B. 光在水晶球中的传播时间为 C. 入射角不变，换用波长更长的单色光，光在“水晶球”中传播的时间变短 D. 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 4. 2024年9月20日，我国成功将“吉林一号宽幅02B01-06”星准确送入预定轨道。如图为该星发射的简化过程图，卫星先进入圆轨道I，然后在a点变轨进入椭圆轨道II，再在b点变轨进入预定圆轨道III。卫星在轨道I上与地心连线单位时间内扫过的面积为，在轨道III上与地心连线单位时间内扫过的面积为，轨道I与轨道III的半径之比为1∶3，卫星在轨道I的周期为T，则（　　） A. 卫星在轨道II运动的过程中经过a、b两点的速度之比 B. C. 卫星在轨道II的周期为4T D. 卫星从轨道I的a点变轨进入椭圆轨道II时，卫星需开动发动机点火减速 5. 如图所示，三个电荷量相等的点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A、B带负电，C带正电。O点为AB边的中点，M、N两点关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电势不相等 B. M点电场强度大小大于N点电场强度的大小 C. 试探电荷-q在M点电势能比在O点大 D 把试探电荷-q沿直线由O点向C点移动过程中，电场力不做功 6. 如图是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为15°，sin15°=0.259，cos15°=0.966，tan15°=0.268，不考虑空气阻力，g取10m/s2。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为50m，要使自行车不受侧向摩擦力作用，估算其速度为（　　） A. 43.2m/s B. 22.3m/s C. 11.6m/s D. 7.0m/s 7. 2025年8月15日至17日在北京国家速滑馆举行了世界人形机器人运动会，这场盛会汇聚了来自16个国家的280支队伍。中国“天工”机器人是全场100m项目中唯一采用全自主导航系统，无需人工遥控的选手，它能通过视觉感知和环境感知实时识别赛道分界线。这标志着“天工”机器人“大脑”在环境理解、动态控制和自主执行方面达到了国际领先水平。在“天工”机器人的某次训练中，它从A处由静止出发沿直线运动到C处并停下，途经B处有一小障碍物，要求过B点时速度为零，已知它加速或减速的加速度大小均为2m/s2，最大行驶速度为3m/s，AB相距6m，BC相距2m，则它从A经B到C的最短时间是（　　） A. 4.5s B. 5.5s C. 6s D. 6.5s 8. 如图甲所示，为一在绳上沿着x轴传播的简谐横波于t=0.6s时的波形图，M、Q、P三个质点的平衡位置分别在x轴的6m、11m、12m处，图乙为P质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. M点的振动方程为m B. 从图甲时刻开始计时，Q经过0.5s第一次回到平衡位置 C. 从t=0.6s计时，再经1.7s，P质点的路程为1.3m D. 从t=0.6s计时，再经1.7s，P质点的路程为1.1m 9. 如图，由两个线段和一个半圆组成的边界CDEFG，CDFG与圆心在同一直线上，边界及边界上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。E为圆弧边界最低点，C处有一个粒子源，能在纸面内发射各种速率的带负电粒子，且粒子速度方向与边界CD的夹角均为60°，圆弧半径及CD距离均为R，粒子比荷的绝对值均为k。不计粒子重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子能从圆弧边界射出的最大速率为 B. 粒子若从E点飞出磁场，则粒子在磁场中运动的时间最长 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子的速度越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 10. 如图所示，在倾角斜坡的底端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的O点处。质量分别为、的物块a和b用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让a静止在斜坡上的P点处，b悬空。现将a由静止释放，a沿斜面下滑，当a将弹簧压缩到Q点时，a的速度减为零。已知，，a与斜坡之间的动摩擦因数，，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（　　） A. a在与弹簧接触前的加速度大小为 B. a在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为12N C. a位于Q点时，弹簧所储存的弹性势能为18J D. a第一次被弹簧弹回到O点时速度为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组要测量某一未知金属丝的电阻率。 （1）某次用游标卡尺测量金属丝直径，示数如图所示，则金属丝的半径为______cm； （2）该小组选用伏安法测量金属丝的电阻，在测量之前，如图用欧姆表“×10”倍率大致测量电阻阻值，则金属丝阻值______Ω，实验室现有器材：电源（3V，内阻不计）、电流表（量程为0~0.03A，内阻为1Ω）、电压表（量程为0~3V，内阻约为10kΩ），滑动变阻器（0~10Ω），要求电压可以从0开始调节，则下列电路图最合适的为______； （3）选用合适的电路图后，求出金属电阻和电阻率。已知金属丝接入电路的长度为，半径为，电流表阻值为。电流表示数为时，电压表示数为，由此可计算得出金属丝的电阻的表达为______，电阻率的表达式为______（用题中所给的字母表示）。 12. 某物理兴趣小组直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验。设计了如图所示的试验方案，且，轻绳质量可忽略，轻绳与滑轮间摩擦不计。初始时用外力使两物体保持静止。 （1）为保证本实验顺利进行，下列说法正确的是_________。 A. 开始实验时要先撤去外力后，再接通打点计时器开始打点 B. 需要满足质量远大于的质量 C. 为了减小实验误差，两物体需要选用体积小，密度大的 D. 为了完成实验，测量工具还需要有天平和刻度尺 （2）测得下降高度为时，对应的速度为，如果表达式_________成立，两物体及绳构成的系统机械能守恒。 （3）开始实验时发现缺少天平，无法测出物体的质量。为标准砝码质量为200g，现通过该实验装置求出物体的质量。进行以下操作：连接好实验装置后，撤去外力，两物体运动并带动纸带开始打点，打出如下图所示纸带，已知打点计时器的工作电源频率为50Hz，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，则两物体运动加速度为______m/s2。已知当地重力加速度为，取10m/s2，则物体的质量为______g（结果保留三位有效数字）。 13. 如图所示，xoy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知A、B、C三个点的坐标分别为、、。若不计重力与空气阻力，求： （1）粒子击中C点的最小速度和匀强电场的场强大小各为多少？ （2）若只改变匀强电场的方向，使粒子沿AB直线运动，则到达B点时速度为多少？ 14. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为2S，下半部分的横截面面积为S，上半部分的汽缸内有一个质量为3m的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为2m的活塞B，两个活塞之间用一根长为2L的轻杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为L，重力加速度为g，假设环境大气压强始终为，求： （1）初始时，缸内气体的压强； （2）若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功多少； （3）若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则细杆对活塞B的作用力。 15. 如图所示，间距d=1m平行光滑的金属导轨固定在绝缘水平面上，水平导轨足够长，整个空间存在垂直导轨竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T，长度均为d=1m的人工智能金属棒a、b。其电学属性可以自由切换，质量分别为、，初始时a、b均静止，电容为C=0.25F的电容器未充电。现对a棒施加垂直于棒的水平外力F=6N。不计导轨电阻。 （1）开关K处于断开状态时，若金属棒a、b电阻分别为、，求最终电流稳定时两棒的速度差为多大？ （2）开关K一直处于闭合状态时，若将b棒的电阻切换为很大（可认为它与导轨间始终处于绝缘状态而静止不动），a棒电阻仍为，a棒在F=6N作用下做匀加速运动，求其加速度大小？ （3）开关K一直处于断开状态时，若将a棒的电阻切换为零；b棒切换为直流电阻为零的纯电感状态，其自感系数L=2H，将b棒锁定不动。a棒在F=6N作用下开始运动，已知b棒产生的自感电动势大小为。求a棒的最大动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省部分名校2025-2026学年度上学期高三9月月考 高三物理试卷 考试时间∶2025年9月19日上午10∶30-11∶45 试卷满分∶100分 注意事项∶ 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，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∶每小题选出答案后，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∶用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题∶本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10小题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错得0分。 1. 图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射同一光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的光电流与电压之间的关系曲线，下列说法正确的是（　　） A. a、b光分别表示蓝光、黄光 B. 当开关S接2时，滑动变阻器的滑动头P向右滑时，微安表的读数一直增大 C. a光子的动量比b光子的动量大 D. 当开关S接1，电压表的读数为U（）时，微安表有一定示数，则此时照射光为蓝光 【答案】D 【解析】 【详解】A．图乙中a光遏止电压较小，根据 可知a光频率较小，则a光表示黄光， b光表示蓝光，故A错误； B．图甲中开关接2时，滑动变阻器向右滑动，正向电压越来越大，当光电流饱和后，光电流将保持不变，不再一直增大，故B错误； C．a光的频率小，则波长较大，根据 可知a光子的动量小，故C错误； D．图甲中开关接1时，光电管加反向电压，微安表有一定示数，说明光电子没有截止，如果照射光是黄光，其对应的截止电压，应完全截止，故照射光一定是蓝光。故D正确。 故选D。 2. 金属探测仪内部电路可简化为如图1所示的LC振荡电路，电容器下极板带电荷量q随时间t的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A. 图1所示的时刻可能是的某时刻 B. 图1所示的时刻，电容器内的电场强度E正增大 C. 与时间内线圈中的磁场方向相反 D. 时刻，回路中的电流为零 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图1可知电容器中场强向上，下极板带正电，线圈中磁场向上，根据右手螺旋定则可知回路中电流为逆时针，此时电容器正在充电，电容器的电荷量正在增大，电容器内的电场强度E正增大；由于时间内电容器下极板带负电，故A错误，B正确； C．由图2可知内下极板带正电且逐渐减小，内下极板带负电且逐渐增大，可知与时间内回路中电流方向相同，则与时间内线圈中的磁场方向相同，故C错误； D．由图2可知，时刻，电容器所带电荷量为0，电场能最小，则此时磁场能最大，回路中的电流最大，故D错误。 故选B。 3. 某同学买了一个透明“水晶球”，其内部材料折射率相同。如图甲所示，他测出球的半径为r。现有一单色光从球上P点射向球内，折射光线与水平直径PQ夹角，出射光线恰好与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 水晶球的折射率为 B. 光在水晶球中传播时间为 C. 入射角不变，换用波长更长的单色光，光在“水晶球”中传播的时间变短 D. 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意，画出光路图如图所示。 由几何关系可知，光线射出时的折射角为，水晶球的折射率为，故A错误。 B．由几何关系可知，传播路程为 光在水晶球中的传播速度为 则光在水晶球中传播时间为，故B错误。 C．当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，折射角变大，光在水晶球中的光程变短。由可知，光在“水晶球”中的传播速度变大，传播时间变短，故C正确。 D．根据 又根据全反射临界角C与介质折射率n的关系 因为，所以 则增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射，故D错误。 故选C。 4. 2024年9月20日，我国成功将“吉林一号宽幅02B01-06”星准确送入预定轨道。如图为该星发射的简化过程图，卫星先进入圆轨道I，然后在a点变轨进入椭圆轨道II，再在b点变轨进入预定圆轨道III。卫星在轨道I上与地心连线单位时间内扫过的面积为，在轨道III上与地心连线单位时间内扫过的面积为，轨道I与轨道III的半径之比为1∶3，卫星在轨道I的周期为T，则（　　） A. 卫星在轨道II运动的过程中经过a、b两点的速度之比 B. C. 卫星在轨道II的周期为4T D. 卫星从轨道I的a点变轨进入椭圆轨道II时，卫星需开动发动机点火减速 【答案】A 【解析】 【详解】A．设轨道I半径为R，根据开普勒第二定律有 解得，故A正确； B．对圆轨道卫星，由万有引力提供向心力 联立解得 一个周期扫过面积，故单位时间扫过面积 因为轨道I与轨道III的半径之比为1∶3，则，故B错误； C．根据开普勒第三定律有 解得，故C错误； D．卫星从轨道I的a点变轨进入椭圆轨道II时，卫星需开动发动机点火加速，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，三个电荷量相等的点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A、B带负电，C带正电。O点为AB边的中点，M、N两点关于O点对称，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电势不相等 B. M点电场强度的大小大于N点电场强度的大小 C. 试探电荷-q在M点电势能比在O点大 D. 把试探电荷-q沿直线由O点向C点移动过程中，电场力不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电势分布规律，可知若在只有A、B两点电荷形成的电场中M、N两点电势相同，若在只有C点电荷所形成的电场中，M、N两点电势也相同，故M、N两点电势相等，故A错误； B．根据电场强度叠加原理可知，M、N两点场强大小相等，方向不同，故B错误； C．当只有A、B两处的负电荷时，根据等量同种负电荷中垂线的电势分布可知，O点的电势高于M点电势；当只有C处正电荷时，O点离C处正电荷更近，则O点的电势高于M点电势，故ABC三处的点电荷同时存在时O点的电势高于M点电势，根据 可知试探电荷-q在电势越低处，电势能越大，故M点电势能比在O点大，故C正确； D．点电荷沿直线OC运动，电势升高，电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选C。 6. 如图是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为15°，sin15°=0.259，cos15°=0.966，tan15°=0.268，不考虑空气阻力，g取10m/s2。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为50m，要使自行车不受侧向摩擦力作用，估算其速度为（　　） A. 43.2m/s B. 22.3m/s C. 11.6m/s D. 7.0m/s 【答案】C 【解析】 【详解】若自行车不受侧向摩擦力作用，则自行车受到的支持力与重力的合力恰好提供向心力，则有 其中 联立解得 故选C。 7. 2025年8月15日至17日在北京国家速滑馆举行了世界人形机器人运动会，这场盛会汇聚了来自16个国家的280支队伍。中国“天工”机器人是全场100m项目中唯一采用全自主导航系统，无需人工遥控的选手，它能通过视觉感知和环境感知实时识别赛道分界线。这标志着“天工”机器人“大脑”在环境理解、动态控制和自主执行方面达到了国际领先水平。在“天工”机器人的某次训练中，它从A处由静止出发沿直线运动到C处并停下，途经B处有一小障碍物，要求过B点时速度为零，已知它加速或减速的加速度大小均为2m/s2，最大行驶速度为3m/s，AB相距6m，BC相距2m，则它从A经B到C的最短时间是（　　） A. 4.5s B. 5.5s C. 6s D. 6.5s 【答案】B 【解析】 【详解】先计算A到B的最短时间时，应先以最大加速度加速到3m/s，以3m/s的速度匀速，再以最大加速度减速到0，则A到B的最短时间为 再计算B到C的最短时间，应先以最大加速度加速到某速度，再以最大加速度减速到0。 有 解得 故B到C的最短时间 故A到C的最短时间为 故选B。 8. 如图甲所示，为一在绳上沿着x轴传播的简谐横波于t=0.6s时的波形图，M、Q、P三个质点的平衡位置分别在x轴的6m、11m、12m处，图乙为P质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. M点的振动方程为m B. 从图甲时刻开始计时，Q经过0.5s第一次回到平衡位置 C. 从t=0.6s计时，再经1.7s，P质点的路程为1.3m D. 从t=0.6s计时，再经1.7s，P质点的路程为1.1m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t=0.6s时，P质点沿y轴正方向振动，同侧法可知，波沿x轴正方向传播，M点此时沿y轴负方向振动，振动T=1.2s，则t=0s时，即半个周期前，M振动方向沿y轴正方向振动，故M点的振动方程为，故A错误； B．图甲时刻，Q质点沿y轴正方向振动，第一次回到平衡位置要时间为 图乙可知 联立解得，故B正确； CD．因为 可知从t=0.6s计时，再经1.7s，P质点的路程为，故C错误、D正确。 故选BD。 9. 如图，由两个线段和一个半圆组成的边界CDEFG，CDFG与圆心在同一直线上，边界及边界上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。E为圆弧边界最低点，C处有一个粒子源，能在纸面内发射各种速率的带负电粒子，且粒子速度方向与边界CD的夹角均为60°，圆弧半径及CD距离均为R，粒子比荷的绝对值均为k。不计粒子重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子能从圆弧边界射出的最大速率为 B. 粒子若从E点飞出磁场，则粒子在磁场中运动的时间最长 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子的速度越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 【答案】AC 【解析】 【详解】A．粒子能从圆弧边界射出的最大速率时，应从F点射出，几何关系可知 因为 联立解得，故A正确； B．则粒子在磁场中运动的时间最长时，轨迹圆弧所对应的圆心角最大，则弦切角最大，故射出点与C点的连线应与边界圆弧相切，而不是E点，故B错误； C．则粒子在磁场中运动的时间最长时，轨迹圆弧所对应的圆心角最大，则弦切角最大，故射出点与C点的连线应与边界圆弧相切，此时圆心角为，故运动时间，故C正确； D．粒子速度越大，在F、G之间射出，则时间不变。故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，在倾角斜坡的底端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的O点处。质量分别为、的物块a和b用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让a静止在斜坡上的P点处，b悬空。现将a由静止释放，a沿斜面下滑，当a将弹簧压缩到Q点时，a的速度减为零。已知，，a与斜坡之间的动摩擦因数，，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（　　） A. a在与弹簧接触前的加速度大小为 B. a在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为12N C. a位于Q点时，弹簧所储存的弹性势能为18J D. a第一次被弹簧弹回到O点时速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．由牛顿第二定律得 解得轻绳上的拉力，故B正确； C．由能量守恒定律得 解得，故C正确； D．由能量守恒定律得 联立解得，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组要测量某一未知金属丝的电阻率。 （1）某次用游标卡尺测量金属丝直径，示数如图所示，则金属丝的半径为______cm； （2）该小组选用伏安法测量金属丝的电阻，在测量之前，如图用欧姆表“×10”倍率大致测量电阻阻值，则金属丝阻值______Ω，实验室现有器材：电源（3V，内阻不计）、电流表（量程为0~0.03A，内阻为1Ω）、电压表（量程为0~3V，内阻约为10kΩ），滑动变阻器（0~10Ω），要求电压可以从0开始调节，则下列电路图最合适的为______； （3）选用合适的电路图后，求出金属电阻和电阻率。已知金属丝接入电路的长度为，半径为，电流表阻值为。电流表示数为时，电压表示数为，由此可计算得出金属丝的电阻的表达为______，电阻率的表达式为______（用题中所给的字母表示）。 【答案】（1） （2） ①. ②. D （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 分度游标卡尺的精确值为，由图可知金属丝的直径为 故金属丝半径为 【小问2详解】 [1]由于欧姆表选择“×10”倍率，故金属丝阻值 [2]由于要求电压可以从0开始调节，所以控制电路应选择分压式接法，而由于电流表的示数已知，所以电表应该选择内接法，故选D。 【小问3详解】 [1]由分压原理可知，电阻丝两端电压 由欧姆定律可知，金属丝的电阻 [2]由电阻定律可知 故电阻率为 12. 某物理兴趣小组直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验。设计了如图所示的试验方案，且，轻绳质量可忽略，轻绳与滑轮间摩擦不计。初始时用外力使两物体保持静止。 （1）为保证本实验顺利进行，下列说法正确的是_________。 A. 开始实验时要先撤去外力后，再接通打点计时器开始打点 B. 需要满足的质量远大于的质量 C. 为了减小实验误差，两物体需要选用体积小，密度大的 D. 为了完成实验，测量工具还需要有天平和刻度尺 （2）测得下降高度为时，对应的速度为，如果表达式_________成立，两物体及绳构成的系统机械能守恒。 （3）开始实验时发现缺少天平，无法测出物体的质量。为标准砝码质量为200g，现通过该实验装置求出物体的质量。进行以下操作：连接好实验装置后，撤去外力，两物体运动并带动纸带开始打点，打出如下图所示纸带，已知打点计时器的工作电源频率为50Hz，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，则两物体运动加速度为______m/s2。已知当地重力加速度为，取10m/s2，则物体的质量为______g（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）CD （2） （3） ①. 2.40 ②. 123 【解析】 【小问1详解】 A．实验时应先接通打点计时器，再撤去外力，这样才能保证纸带开头有足够的点记录运动初始状态，故A错误； B．本实验是验证机械能守恒，不需要的质量远大于的质量，故B错误； C．选用体积小、密度大的物体，可减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，故C正确； D．实验中需要用天平测量两物体的质量，用刻度尺测量纸带的长度（从而得到物体下落的高度等），故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 若系统减少的重力势能等于系统增加的动能，则系统机械能守恒，即 【小问3详解】 [1]题意可知相邻计数点时间间隔 根据逐差法，可知两物体运动加速度 [2]对系统有 代入题中数据，联立解得 13. 如图所示，xoy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知A、B、C三个点的坐标分别为、、。若不计重力与空气阻力，求： （1）粒子击中C点的最小速度和匀强电场的场强大小各为多少？ （2）若只改变匀强电场的方向，使粒子沿AB直线运动，则到达B点时速度为多少？ 【答案】（1）， （2）0m/s或 【解析】 【小问1详解】 由于粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点，则C点的速度最小且沿水平方向，故带电粒子受到的电场力方向一定沿-y方向，将初速度沿竖直方向和水平方向分解，水平 方向粒子做匀速直线运动，其最小速度为 从A到C根据动能定理可得 联立解得匀强电场的场强大小 【小问2详解】 若粒子沿AB方向减速到达B点，则电场线方向沿BA方向，根据动能定理可得 解得 若粒子沿AB方向加速到达B点，则电场线方向沿AB方向，根据动能定理可得 解得 14. 如图所示，竖直放置导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为2S，下半部分的横截面面积为S，上半部分的汽缸内有一个质量为3m的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为2m的活塞B，两个活塞之间用一根长为2L的轻杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为L，重力加速度为g，假设环境大气压强始终为，求： （1）初始时，缸内气体的压强； （2）若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功多少； （3）若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则细杆对活塞B的作用力。 【答案】（1） （2） （3），方向向上。 【解析】 【小问1详解】 设初始时缸内气体的压强为p，题意知大气压，则两活塞受力平衡有 解得 【小问2详解】 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到 ，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律有 解得 汽缸内等压膨胀对外做功为 【小问3详解】 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，气体发生等压变化，活塞A刚好到汽缸粗细部分交 接处，则有 解得 随后气体发生等容变化，则有 解得 对活塞B受力分析有 解得 方向向上。 15. 如图所示，间距d=1m的平行光滑的金属导轨固定在绝缘水平面上，水平导轨足够长，整个空间存在垂直导轨竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T，长度均为d=1m的人工智能金属棒a、b。其电学属性可以自由切换，质量分别为、，初始时a、b均静止，电容为C=0.25F的电容器未充电。现对a棒施加垂直于棒的水平外力F=6N。不计导轨电阻。 （1）开关K处于断开状态时，若金属棒a、b电阻分别为、，求最终电流稳定时两棒的速度差为多大？ （2）开关K一直处于闭合状态时，若将b棒的电阻切换为很大（可认为它与导轨间始终处于绝缘状态而静止不动），a棒电阻仍为，a棒在F=6N作用下做匀加速运动，求其加速度大小？ （3）开关K一直处于断开状态时，若将a棒的电阻切换为零；b棒切换为直流电阻为零的纯电感状态，其自感系数L=2H，将b棒锁定不动。a棒在F=6N作用下开始运动，已知b棒产生的自感电动势大小为。求a棒的最大动能。 【答案】（1）3m/s （2） （3）9J 【解析】 【小问1详解】 回路电流稳定时，此时a、b加速度相同，根据牛顿第二定律，对a有 对b有 因为 速度差 代入题中数据，联立解得 【小问2详解】 设电路中电流为，根据电路特点有 根据电流定义有 联立解得 回路电流稳定时 对a，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 设导体棒a的位移为x时，速度为v，产生的动生电动势为e，加速度为a，电流为i，有 整理得 两边求和得 据牛顿第二定律有 联立解得 由图像，通过求图线与坐标轴围成的面积可求出最大速度为 所以最大动能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $