精品解析：湖南省湘东十二校2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题

2025年 11 月高三联考 物理试题 分值∶100分 时量∶75分钟 考试时间∶2025年11月 7 日 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 自近代物理学奠基与发展的四个多世纪以来，众多科学巨擘相继涌现，他们奠基性的研究工作成为了推动人类文明前进的核心动力，下列说法不正确的是（　　） A. 在研究黑体辐射的时代，当时的物理学认为黑体会产生电磁辐射是因为物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射 B. 光电效应实验中，施加反向电压，当反向电压超过遏止电压，光电流会减小到0 C 卢瑟福通过用α粒子轰击氮气，成功实现了人类历史上第一次人工核反应，并发现了中子 D. 发生核聚变需要将物质加热到几百万开尔文的原因是要使得两个轻核克服排斥力，距离达到m之内，核力才能够起作用 2. 如图所示，质量为m的均匀钢管，一端被竖直绳悬挂，另一端支在粗糙水平地面上，处于静止状态，重力加速度大小为g。下列关于钢管受力的说法正确的是（　　） A. 钢管受到的重力方向垂直于钢管向下 B. 水平地面对钢管的支持力方向与钢管垂直 C. 地面对钢管左端的支持力大小为mg D. 地面对钢管左端摩擦力为零 3. 2025年“湘超”株洲赛区的开幕式极具特色。如图甲，开幕式上利用无人机将足球定点投放到足球场上的球网兜中，球网兜由弹性绳构成。如图乙，某时刻足球从空中O点自由下落，接触网兜A点后继续向下运动到最低点C，其中 B点为足球静止在球网兜上时的位置。忽略空气阻力，足球从最高点O下落到最低点C 的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 足球的加速度一直减小 B. 足球在 B点时的动能最大 C. 足球的机械能守恒 D. 网兜的弹性势能先增大后减小 4. 如图，在空间直角坐标系中，有两个电荷量均为+q的点电荷分别位于坐标轴上的A点及C点，有两个电荷量均为的点电荷分别位于坐标轴上的B点及D点，四个点电荷到坐标原点的距离均为L，H为z轴上的一点。已知静电力常量为k，无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O电场强度大小为0 B. H点电势大小不为零 C. 将一个正试探电荷沿着z轴从H点移动到O点，电场力做正功 D. 若H点到O点的距离也为L，则H点处的电场强度大小为 5. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，关于从上往下看到的干涉条纹的说法错误的是（　　） A. 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 B. 任意相邻明条纹或暗条纹所对应薄膜厚度差恒定 C. 若在图示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后，干涉条纹变密 D. 条纹疏密与入射光线的频率有关 6. 位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器的输出电压为 B. 输电线上的功率损失为 C. 降压变压器的输出功率为 D. 降压变压器的原副线圈匝数比为 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。 7. 北京时间2025年6月22 日16时15分，琉球群岛发生了一次5.2级地震，震中位于我国东部沿海方向的北纬29.26度、东经129.42度的琉球群岛，震源深度10千米。地震发生时，某监测站记录到一列沿x轴传播的横波。其t=0时刻的波形（图甲）和质点K 的振动图像（图乙）如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播方向为x轴正方向 B. 该波沿x轴从x=0处传播到远方52km的海岸边需要13s C. Q点振动方程为 D. 该波与频率为1Hz、振动方向一致的简谐横波相遇，能形成稳定的干涉图样 8. 下面关于天体运动的说法正确的是（　　） A. 根据向心力公式 如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星受到的万有引力大小减小为原来的 B. 由公式 推断，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星受到的万有引力大小减小为原来的 C. 根据公式v=ωr可知，人造地球卫星的轨道半径增大2倍，卫星的速度也增大2倍 D. 由公式可知，轨道半径增大时，人造地球卫星的速度是减小的 9. 2026年，第25届冬季奥林匹克运动会将在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举行。如图所示，质量为m=50kg的滑雪运动员（可视为质点）在训练场地练习时，从左侧A点沿竖直方向紧贴轨道由静止滑下，经过半径为 的三分之一光滑圆弧轨道ABC（轨道最低点为 B 点）自由滑行后，从C点沿切线方向飞出，最终恰好沿着斜面方向从顶端D点进入斜面，且斜面倾角为30°。忽略一切阻力，重力加速度 g=10m/s²。则下列说法正确的是（　　） A. 运动员经过C点时的速度大小为10m/s B. C、D两点间的水平距离为 C. 运动员在圆弧轨道运动过程中，竖直方向加速度最大值为2g，水平方向加速度最大值为1.5g D. 运动员在圆弧轨道运动过程中，受到轨道支持力的冲量大小为500 N·s 10. 如图为某粒子分析器的工作原理图。粒子源O中有大量质量为m、电荷量为q的正粒子，粒子从O处由静止开始经电场加速后，沿通道中心经过静电分析器，接着恰好从A 点沿着AB方向进入磁分析器ABCD。已知加速电场的电压为U，圆弧形静电分析器通道内存在均匀辐射电场，通道中心是半径为R 的圆弧，圆弧上各点电场强度大小均为E（未知），磁分析器中有垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场空间还存在着一种黏性介质，使得粒子运动时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力f=kv。粒子速度第一次与进入磁场时的初速度方向相反时在F点，AF与AD夹角为θ。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 若要粒子能顺利沿静电分析器通道中心到达A点，则电场强度 B. 若仅改变粒子质量，则粒子将不能通过静电分析器 C. θ与k的关系满足ktanθ=qB D. 最终停下的点到AD的距离为 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 在验证机械能守恒定律的实验中。实验小组设计了图甲的装置：细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量均为M的重锤A（含遮光条）、重锤B。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②用米尺量出光电门1、2间的高度差h； ③在重锤A 上加上质量为 m的小钩码； ④将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ⑤改变光电门2的位置，重复实验。 已知当地重力加速度为g，请回答下列问题： （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=__________mm。 （2）重锤A经过光电门1时，重锤B速度的大小为____________（用题中物理量的符号表示）。 （3）若满足关系式____________________________________（用题中物理量的符号表示），则验证了重锤A、B和钩码组成的系统机械能守恒。 （4）某小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是 。 A. 存在空气阻力 B 细绳与滑轮间有摩擦力 C. 遮光条宽度 d的测量值偏大 D. 测量时未考虑遮光条质量，使得重锤A（含遮光条）实际质量大于M 12. 现要尽量准确地测量一量程为0~3A、内阻约为5Ω的电流表 的内阻RA，实验室选用了下述的一些器材，设计了图示的电路图进行测量。提供的其他器材如下： 电流表A2（量程0~3 A，内阻r=10Ω）；滑动变阻器M（最大阻值10Ω，最大电流8A）；滑动变阻器N（最大阻值5Ω，最大电流2A）；电阻箱P（阻值0~99 Ω）；电阻箱Q（阻值0~9.9 Ω）；电源E（电动势30V，内阻约0.5Ω）；开关、导线若干。 （1）在图示电路中，电阻箱R2 应选择___________（填“P”或“Q”）；滑动变阻器 应选择__________（填“M”或“N”）。 （2）对图示电路进行如下操作： ①先将滑动变阻器R1的滑动触头移到__________（A.最左端；B.最右端；C.正中间。填答案序号），再把电阻箱R2的阻值调到最大。 ②闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电流表A2的指针有较大幅度偏转。 ③保持S闭合、R1不变，调节R2，使电流表A1、A2的示数相同，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1的内阻 _________（用所给物理量表示） （3）测量时难以将两电流表示数刚好调节到一致，某次测得电流表 的示数分别为 I2，电阻箱的示数为R2，则电流表A1的内阻RA的测量值为__________。（用所给物理量表示） 13. 海底温度是海洋的重要参数，对海洋资源的调查和评估具有重要意义。万米深海底水温平均保持在左右。极少数海底受地热影响，水温可达，此时水处于超临界状态。现将一装有科学探测仪器的密闭容器送到海底火山边进行考察，容器是一个边长为30cm的立方体，内部原本充满温度为300 K、压强为的理想气体。到达目标位置时，容器内部气体的压强变为，体积保持不变。求此时： （1）该密闭容器内部气体的热力学温度 T； （2）容器一侧的内壁受到内部气体的压力大小F。 14. 如图，光滑水平面固定着间距为L 的长直平行金属导轨 HF（导轨电阻不计），导轨右侧垂直放有一质量为m、长为L的金属导体棒b，其电阻为R。金属导轨 HF左侧有一质量为m、半径为L 的四分之一光滑绝缘圆弧轨道（不固定），现将一根与导体棒b完全相同的导体棒a置于圆弧轨道最高处并由静止释放，其运动至轨道最低处时正好无能量损失地滑上金属导轨 HF，且导体棒a与导轨 HF 垂直。已知空间中存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场，两导体棒在导轨 HF上运动时始终与导轨接触良好，且两导体棒之间永不相碰。重力加速度为g。求： （1）求导体棒a刚滑上金属导轨HF时，导体棒a 两端电压大小； （2）若导轨HF光滑，则从导体棒a滑上导轨HF到运动状态稳定，导体棒a产生的焦耳热； （3）若两导体棒与导轨HF的动摩擦因数均为μ，且导体棒b在安培力作用下能够运动起来，则从a棒滑上导轨后开始计时，到b棒速度最大时，两棒之间的相对位移大小。 15. 如图所示，杂技团的摩托飞车表演的演员从A点驾驶摩托车出发，途中依次经过水平直轨道AB、竖直面内半径为R的圆周运动轨道BC、水平直轨道 BE，沿着倾斜轨道 EF冲上斜面（不计算拐角处能量损失），达到倾斜轨道最高点 F后，关闭摩托车发动机，摩托车倾斜飞出落向水平地面，第一次落地点为G，与地面碰撞后反弹（碰撞时间极短），第二次落地点为H。已知AD之间的距离为4R，DF为高度为R的高墙，摩托车从A到F 点的全过程速率恒定且恰好足以使得骑手通过竖直圆轨道，从A 到F的过程中所受的摩擦阻力为摩托车对轨道压力的μ倍，摩托车和骑手的总质量为m，重力加速度为g，不计其他阻力。 （1）求摩托车从A运动到F 点的速率v0； （2）求从A运动到F的过程中，摩托车牵引力做的功； （3）若已知摩托车飞出与地面碰撞的过程中，所受地面的摩擦力始终为摩托车对地面压力的k倍，摩托车与地面碰撞后远离地面的竖直速度大小为碰撞前靠近地面的竖直速度大小的e倍，为了提高飞车表演的观赏效果，轨道设计团队通过调整EF 轨道的长度，确保骑手飞出后水平飞行距离 DG最大，求： ①轨道EF的长度； ②摩托飞车在地面经过n次碰撞反弹后（未停下）的水平分速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年 11 月高三联考 物理试题 分值∶100分 时量∶75分钟 考试时间∶2025年11月 7 日 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 自近代物理学奠基与发展的四个多世纪以来，众多科学巨擘相继涌现，他们奠基性的研究工作成为了推动人类文明前进的核心动力，下列说法不正确的是（　　） A. 在研究黑体辐射的时代，当时的物理学认为黑体会产生电磁辐射是因为物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射 B. 光电效应实验中，施加反向电压，当反向电压超过遏止电压，光电流会减小到0 C. 卢瑟福通过用α粒子轰击氮气，成功实现了人类历史上第一次人工核反应，并发现了中子 D. 发生核聚变需要将物质加热到几百万开尔文的原因是要使得两个轻核克服排斥力，距离达到m之内，核力才能够起作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．经典物理学认为黑体辐射源于带电微粒振动产生电磁场，这与麦克斯韦理论一致，故A正确； B．光电效应中，当反向电压达到遏止电压时，光电流已为零，故B正确； C．卢瑟福用α粒子轰击氮气首次实现人工核反应，但发现中子的是查德威克，故C错误； D．核聚变需高温使轻核克服库仑斥力进入核力作用范围（约），故D正确 故选C。 2. 如图所示，质量为m的均匀钢管，一端被竖直绳悬挂，另一端支在粗糙水平地面上，处于静止状态，重力加速度大小为g。下列关于钢管受力的说法正确的是（　　） A. 钢管受到的重力方向垂直于钢管向下 B. 水平地面对钢管的支持力方向与钢管垂直 C. 地面对钢管左端的支持力大小为mg D. 地面对钢管左端摩擦力为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．钢管受到的重力方向竖直向下，故A错误； B．水平地面对钢管的支持力方向与地面垂直，故B错误； C．如图所示 可知地面对钢管左端的支持力大小小于mg，故C错误； D．如图所示，钢管水平方向不受力，没有摩擦力，故D正确。 故选D。 3. 2025年“湘超”株洲赛区的开幕式极具特色。如图甲，开幕式上利用无人机将足球定点投放到足球场上的球网兜中，球网兜由弹性绳构成。如图乙，某时刻足球从空中O点自由下落，接触网兜A点后继续向下运动到最低点C，其中 B点为足球静止在球网兜上时的位置。忽略空气阻力，足球从最高点O下落到最低点C 的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 足球的加速度一直减小 B. 足球在 B点时的动能最大 C. 足球的机械能守恒 D. 网兜的弹性势能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．从A点到B点，网兜的弹力小于足球的重力，加速度向下，足球向下做加速运动；在B点时，弹力等于重力，加速度为零，速度最大；从B到C，弹力大于重力，加速度向上，足球向下做减速运动，加速度逐渐变大，可知该过程中足球的加速度先减小后增加，速度先增加后减小，在B点时速度最大，动能最大；A错误，B正确； CD．网兜的弹力一直对足球做负功，则足球的机械能减小，网兜的弹性势能一直增加，CD错误。 故选B。 4. 如图，在空间直角坐标系中，有两个电荷量均为+q的点电荷分别位于坐标轴上的A点及C点，有两个电荷量均为的点电荷分别位于坐标轴上的B点及D点，四个点电荷到坐标原点的距离均为L，H为z轴上的一点。已知静电力常量为k，无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O的电场强度大小为0 B. H点电势大小不为零 C. 将一个正试探电荷沿着z轴从H点移动到O点，电场力做正功 D. 若H点到O点的距离也为L，则H点处的电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电场强度叠加原理，可知点的电场强度大小不为零，故A错误； BC．z轴在AB和CD等量异种点电荷的中垂线上，z轴上的电势均为零，故点的电势为零；则将一个正试探电荷沿着z轴从H 点移动到O点，电场力不做功，故BC错误； D．、两处点电荷在点的合场强为 同理、两处点电荷在点的合场强为 由于与垂直，故点电场强度大小为，故D正确。 故选D。 5. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，关于从上往下看到的干涉条纹的说法错误的是（　　） A. 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 B. 任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定 C. 若在图示装置中抽去一张纸片，则当光入射到劈形空气薄膜后，干涉条纹变密 D. 条纹疏密与入射光线的频率有关 【答案】C 【解析】 【详解】AB．劈尖干涉是一种薄膜干涉，属于等厚干涉，任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，即任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，故AB正确，不符合题意； CD．光线在空气膜的上、下表面处反射，从而形成干涉条纹，设空气膜顶角为，为两相邻条纹的间距，如图所示，两处光的路程差分别为， 因为 故 由几何关系可得 可得 当抽去一张纸片，减小，增大，即条纹变疏；由表达式可知条纹疏密与入射光线的频率有关，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 6. 位于金沙江下游的白鹤滩水电站是世界第二大水电站，它将与三峡、向家坝等水电站一起，作为“西电东送”骨干工程构成世界最大的清洁能源走廊。图示为远距离输电原理，该系统的发电机具备输出功率可调，而输出电压恒定的特性。系统采用L和T两个理想变压器分别进行升压和降压。已知升压变压器L的原、副线圈匝数比为，且两变压器间输电线路的总电阻为R，在观测期间，由于用户负载波动，理想电压表V与理想电流表A的示数相应发生变动，其变化量的绝对值之比为k。则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器的输出电压为 B. 输电线上的功率损失为 C. 降压变压器的输出功率为 D. 降压变压器的原副线圈匝数比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数比的关系 解得，故A错误； BC．输电线上的电流 输电线上损失的功率为 根据理想变压器的功率关系 代入数据解得，故BC错误； D．设降压变压器原线圈上电压的变化为，根据变压器电压比与匝数比的关系 解得 由于副线圈上只有一个线圈，设原线圈上电流的变化为，根据理想变压器电流与匝数比的关系，则对降压变压器 降压变压器上电压的变化是由于输电线上消耗的电压的变化引起的，对输电线上的电阻，由欧姆定律可得 联立解得，故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。 7. 北京时间2025年6月22 日16时15分，琉球群岛发生了一次5.2级地震，震中位于我国东部沿海方向的北纬29.26度、东经129.42度的琉球群岛，震源深度10千米。地震发生时，某监测站记录到一列沿x轴传播的横波。其t=0时刻的波形（图甲）和质点K 的振动图像（图乙）如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播方向为x轴正方向 B. 该波沿x轴从x=0处传播到远方52km的海岸边需要13s C. Q点的振动方程为 D. 该波与频率为1Hz、振动方向一致的简谐横波相遇，能形成稳定的干涉图样 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知质点K在时刻向下振动，根据波形平移法可知，该列波的传播方向为x轴负方向，故A错误； B．由图甲、乙可知波长为，周期为，则该波的波速为 沿x轴传播52km距离需要的时间为，故B正确； C．波沿x轴负方向传播，则Q点在时刻向下振动，振动方程为，故C错误； D．该波的频率为 则该波与频率为1Hz、振动方向一致的简谐横波相遇，能形成稳定的干涉图样，故D正确。 故选BD 8. 下面关于天体运动的说法正确的是（　　） A. 根据向心力公式 如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星受到的万有引力大小减小为原来的 B. 由公式 推断，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星受到的万有引力大小减小为原来的 C. 根据公式v=ωr可知，人造地球卫星的轨道半径增大2倍，卫星的速度也增大2倍 D. 由公式可知，轨道半径增大时，人造地球卫星的速度是减小的 【答案】BD 【解析】 详解】ABD．根据万有引力提供向心力，可知 可知，即当半径增大到2倍，变为原来的；受到的万有引力减小为原来的；故A错误，BD正确； C．只有一定时，增大2倍，才增大2倍；实际上随着的增大，由可知周期增大，则减小，而不能保持一定。即也是的函数，函数关系为，故C错误。 故选BD。 9. 2026年，第25届冬季奥林匹克运动会将在意大利米兰和科尔蒂纳丹佩佐举行。如图所示，质量为m=50kg的滑雪运动员（可视为质点）在训练场地练习时，从左侧A点沿竖直方向紧贴轨道由静止滑下，经过半径为 的三分之一光滑圆弧轨道ABC（轨道最低点为 B 点）自由滑行后，从C点沿切线方向飞出，最终恰好沿着斜面方向从顶端D点进入斜面，且斜面倾角为30°。忽略一切阻力，重力加速度 g=10m/s²。则下列说法正确的是（　　） A. 运动员经过C点时的速度大小为10m/s B. C、D两点间的水平距离为 C. 运动员在圆弧轨道运动过程中，竖直方向加速度最大值为2g，水平方向加速度最大值为1.5g D. 运动员在圆弧轨道运动过程中，受到轨道支持力的冲量大小为500 N·s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据能量守恒 ，可得v=10m/s，故A正确； B．根据运动对称性，，则，B错误； C．设运动员与圆心连线与水平方向夹角为，则 根据牛顿定律 ，可得 又，在B点时，竖直方向加速度最大 ，，当，C正确； D．运动员在圆弧轨道运动过程中，支持力与重力的合力冲量大小为500 N·s，故支持力冲量大小不等于500 N·s，故D错误。 故选AC。 10. 如图为某粒子分析器的工作原理图。粒子源O中有大量质量为m、电荷量为q的正粒子，粒子从O处由静止开始经电场加速后，沿通道中心经过静电分析器，接着恰好从A 点沿着AB方向进入磁分析器ABCD。已知加速电场的电压为U，圆弧形静电分析器通道内存在均匀辐射电场，通道中心是半径为R 的圆弧，圆弧上各点电场强度大小均为E（未知），磁分析器中有垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场空间还存在着一种黏性介质，使得粒子运动时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力f=kv。粒子速度第一次与进入磁场时的初速度方向相反时在F点，AF与AD夹角为θ。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 若要粒子能顺利沿静电分析器通道中心到达A点，则电场强度 B. 若仅改变粒子质量，则粒子将不能通过静电分析器 C. θ与k的关系满足ktanθ=qB D. 最终停下的点到AD的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电场中加速过程有 静电分析器内做匀速圆周运动有 联立解得，故A正确； B．只要满足，粒子做匀速圆周运动就能通过静电分析器，与粒子的质量无关，故B错误； C．粒子在磁分析器中运动时，速度第一次与初速度方向相反时在F点，有 水平方向的速度变化为零，由动量定理 即 联立可得，故C错误； D．对粒子在磁分析器中运动到最终停下的全过程分析，在竖直方向由动量定理 可得 水平方向的速度变化为零，由动量定理 即有 代入初速度，可得最终停下的点到AD的距离为，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 在验证机械能守恒定律的实验中。实验小组设计了图甲的装置：细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量均为M的重锤A（含遮光条）、重锤B。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②用米尺量出光电门1、2间高度差h； ③在重锤A 上加上质量为 m的小钩码； ④将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ⑤改变光电门2的位置，重复实验。 已知当地重力加速度为g，请回答下列问题： （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=__________mm。 （2）重锤A经过光电门1时，重锤B速度的大小为____________（用题中物理量的符号表示）。 （3）若满足关系式____________________________________（用题中物理量的符号表示），则验证了重锤A、B和钩码组成的系统机械能守恒。 （4）某小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是 。 A. 存在空气阻力 B. 细绳与滑轮间有摩擦力 C. 遮光条宽度 d的测量值偏大 D. 测量时未考虑遮光条质量，使得重锤A（含遮光条）实际质量大于M 【答案】（1）4.80 （2） （3） （4）CD 【解析】 【小问1详解】 遮光条的宽度 【小问2详解】 重锤A与重锤B用绳子连接，速度大小相等，重锤A经过光电门1时的速度大小为 【小问3详解】 若系统满足机械能守恒定律，则有 其中， 联立可知系统机械能守恒需要满足的关系式为 【小问4详解】 A．存在空气阻力，有机械能损失，系统增加的动能小于系统减少的重力势能，故A错误； B．细绳与滑轮间有摩擦力，有机械能损失，系统增加的动能略小于系统减少的重力势能，故B错误； C．若遮光条宽度的测量值偏大，则可能导致 即系统增加的动能大于系统减少的重力势能，故C正确； D．若重锤A（含遮光条）实际质量大于，则可能导致 即系统增加的动能大于系统减少的重力势能，故D正确。 故选CD。 12. 现要尽量准确地测量一量程为0~3A、内阻约为5Ω的电流表 的内阻RA，实验室选用了下述的一些器材，设计了图示的电路图进行测量。提供的其他器材如下： 电流表A2（量程0~3 A，内阻r=10Ω）；滑动变阻器M（最大阻值10Ω，最大电流8A）；滑动变阻器N（最大阻值5Ω，最大电流2A）；电阻箱P（阻值0~99 Ω）；电阻箱Q（阻值0~9.9 Ω）；电源E（电动势30V，内阻约0.5Ω）；开关、导线若干。 （1）在图示电路中，电阻箱R2 应选择___________（填“P”或“Q”）；滑动变阻器 应选择__________（填“M”或“N”）。 （2）对图示电路进行如下操作： ①先将滑动变阻器R1的滑动触头移到__________（A.最左端；B.最右端；C.正中间。填答案序号），再把电阻箱R2的阻值调到最大。 ②闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电流表A2的指针有较大幅度偏转。 ③保持S闭合、R1不变，调节R2，使电流表A1、A2的示数相同，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1的内阻 _________（用所给物理量表示） （3）测量时难以将两电流表示数刚好调节到一致，某次测得电流表 的示数分别为 I2，电阻箱的示数为R2，则电流表A1的内阻RA的测量值为__________。（用所给物理量表示） 【答案】（1） ① Q ②. M （2） ①. A ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]为减小测量误差，图中两个电流表应同时偏转较大角度，电阻箱R2的阻值应约为5Ω，故选Q。 [2]为了保护电路，滑动变阻器测量时应始终处于安全电流范围，故选M。 【小问2详解】 [1]实验前应先将滑动变阻器R1的滑动触头移到最左端；再将电阻箱R2的阻值调到最大，以保证电表安全， 故选A。 [2]校准时两电表示数相同，则两支路阻值相同，即 可得 【小问3详解】 根据题意可知电流表A1两端的电压为 故电流表A1电阻的测量值为 13. 海底温度是海洋的重要参数，对海洋资源的调查和评估具有重要意义。万米深海底水温平均保持在左右。极少数海底受地热影响，水温可达，此时水处于超临界状态。现将一装有科学探测仪器的密闭容器送到海底火山边进行考察，容器是一个边长为30cm的立方体，内部原本充满温度为300 K、压强为的理想气体。到达目标位置时，容器内部气体的压强变为，体积保持不变。求此时： （1）该密闭容器内部气体的热力学温度 T； （2）容器一侧的内壁受到内部气体的压力大小F。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，整个过程中可认为气体的体积不变，则由查理定律可知 解得T=660K 【小问2详解】 容器一侧的内壁受到内部气体的压力大小 14. 如图，光滑水平面固定着间距为L 的长直平行金属导轨 HF（导轨电阻不计），导轨右侧垂直放有一质量为m、长为L的金属导体棒b，其电阻为R。金属导轨 HF左侧有一质量为m、半径为L 的四分之一光滑绝缘圆弧轨道（不固定），现将一根与导体棒b完全相同的导体棒a置于圆弧轨道最高处并由静止释放，其运动至轨道最低处时正好无能量损失地滑上金属导轨 HF，且导体棒a与导轨 HF 垂直。已知空间中存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场，两导体棒在导轨 HF上运动时始终与导轨接触良好，且两导体棒之间永不相碰。重力加速度为g。求： （1）求导体棒a刚滑上金属导轨HF时，导体棒a 两端电压大小； （2）若导轨HF光滑，则从导体棒a滑上导轨HF到运动状态稳定，导体棒a产生的焦耳热； （3）若两导体棒与导轨HF的动摩擦因数均为μ，且导体棒b在安培力作用下能够运动起来，则从a棒滑上导轨后开始计时，到b棒速度最大时，两棒之间的相对位移大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设导体棒和圆弧轨道速度分别为、，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得 电动势 导体棒两端电压 【小问2详解】 根据动量守恒有 解得 根据能量守恒有 又 联立解得 【小问3详解】 棒速度最大时，合力为零，则有 对导体棒，根据动量定理有 对导体棒，根据动量定理有 又， 联立解得 15. 如图所示，杂技团的摩托飞车表演的演员从A点驾驶摩托车出发，途中依次经过水平直轨道AB、竖直面内半径为R的圆周运动轨道BC、水平直轨道 BE，沿着倾斜轨道 EF冲上斜面（不计算拐角处能量损失），达到倾斜轨道最高点 F后，关闭摩托车发动机，摩托车倾斜飞出落向水平地面，第一次落地点为G，与地面碰撞后反弹（碰撞时间极短），第二次落地点为H。已知AD之间的距离为4R，DF为高度为R的高墙，摩托车从A到F 点的全过程速率恒定且恰好足以使得骑手通过竖直圆轨道，从A 到F的过程中所受的摩擦阻力为摩托车对轨道压力的μ倍，摩托车和骑手的总质量为m，重力加速度为g，不计其他阻力。 （1）求摩托车从A运动到F 点的速率v0； （2）求从A运动到F的过程中，摩托车牵引力做的功； （3）若已知摩托车飞出与地面碰撞的过程中，所受地面的摩擦力始终为摩托车对地面压力的k倍，摩托车与地面碰撞后远离地面的竖直速度大小为碰撞前靠近地面的竖直速度大小的e倍，为了提高飞车表演的观赏效果，轨道设计团队通过调整EF 轨道的长度，确保骑手飞出后水平飞行距离 DG最大，求： ①轨道EF的长度； ②摩托飞车在地面经过n次碰撞反弹后（未停下）的水平分速度。 【答案】（1） （2） （3）①； ② 【解析】 【小问1详解】 由摩托车从A到F点的全过程速率恒定且恰好足以使得骑手通过竖直圆轨道可知，在C点时有 解得 【小问2详解】 当摩托车通过竖直面内圆轨道时，取摩托骑手经过竖直面内圆周运动同一竖直线上的上下两点P与Q分 析，在Q点，由向心力公式有 在P点有 两式相加可得 因摩托车在不同位置与圆轨道间的压力不同，所以摩擦力是一个变力，将圆轨道分成2N段，在轨道上下关于2πR水平直径对称的位置上取两小段，每段的长度为 则在A、B两小段的压力可视为恒力，摩擦力做功之和为 解得 当摩托车通过直轨道时候，设倾斜轨道与水平面的夹角为，摩擦力所做的功 从A到F全过程，对摩托车和骑手而言，有 联立解得 【小问3详解】 ①调整轨道EF长度，实则调整摩托车飞出时速度与水平面的夹角，法1：运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，则 结合速度矢量三角形图示，我们有 其中S为矢量三角形的面积，即当面积最大的时候，水平抛射距离也最大。根据机械能守恒定律 即末速度的大小是固定的，易知：当时，面积取最大值。此时，结合速度矢量三角形可得 故斜面EF的长度 法2：将摩托飞车飞出之后的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，则 ， 联立得 其中 考虑到 以上平方后整理得 可得时x取最大值，此时满足 故斜面EF的长度 ②由设物体第n次与地面发生碰撞前的水平速度为、竖直速度为，则由①可知， 又由碰撞前后有 由碰撞前后竖直方向上的动量定理有 碰撞前后水平方向上的动量定理有 又由碰撞全过程所受地面的摩擦力始终为摩托车对地面压力的k倍，有 联立上式可得 以此类推，有... 上述方程累加有 由等比数列递推公式与求和公式有 故可知第n次碰撞后的水平速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $