精品解析：2025-2026学年高三上学期2月期末物理试题

2025-2026学年高三上学期期末测试三 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2．回答选择题时，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。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，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 电泳技术是利用带电粒子受电场力作用后运动实现分离的技术，广泛应用于生物大分子（蛋白质、核酸等）的提纯与分析，其原理可简化为如图所示的电场模型：水平放置的金属底盘（接电源正极）与竖直放置的金属棒（接电源负极）构成电极系统，两电极间形成稳定的非匀强电场，图中虚线为等势面，、、是电场中的三点。下列说法正确的是（　　） A. 点的电势低于点的电势 B. 点的电场强度大小等于点的电场强度大小 C. 正电荷在点的电势能比在点的电势能小 D. 将负电荷从点移到点，电场力做负功 2. 如图甲所示，喷雾设备的静电喷嘴内装有一根带正电的针，使得农药水珠离开喷嘴时带有大量正电荷，由于与大地相连的农作物的叶子一般都带负电，带正电的农药水珠喷洒到农作物上时，就被吸附在叶子上。某次喷雾设备静止时，形成的部分电场线如图乙所示，A、B、C、D是电场中的四个点，若不考虑水珠所受空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的电势关系为 B. 水珠在A、B、C三点的电势能关系为 C. D点无电场线，水珠在D点的电势能为零 D. 静止在B点的水珠释放后可能沿电场线运动 3. 光滑绝缘水平面上的点固定一带正电的点电荷。图甲中点电荷仅在电场力的作用下以为圆心做半径的圆周运动；图乙中点电荷仅在电场力的作用下以为焦点沿椭圆轨道运动，分别为点电荷距离的最近和最远点，。若不考虑电磁辐射，取无限远处的电势为0，则下列说法正确的是（　　） A. 图乙中，点电荷在点的速度小于在点的速度 B. 图乙中，点电荷在点的电势能大于在点的电势能 C. 图甲中系统的电势能和动能之和等于图乙中系统的电势能和动能之和 D. 点电荷在图甲中的运动周期与在图乙中的运动周期之比为 4. 一国产人形机器人的身高为，质量为。如图所示，该机器人在倾角为的斜坡上稳定地匀速行走，取重力加速度大小，则它的脚与斜面间的最大静摩擦力不能小于（　　） A. B. C. D. 5. 如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A. 测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B. 只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C. 只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D. 阴极K所用材料的极限频率为 6. 如图所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连，整个系统处于静止状态，t=0时刻起用一竖直向上的拉力拉动木块，使A向上做匀加速直线运动，t1时刻弹簧恰好恢复原长，t2时刻木块B恰好要离开水平面．以下说法正确的是（　　） A. 在0-t2时间内，拉力F与时间t成正比 B. 在0-t2时间内，拉力F与A位移成正比 C. 在0-t2间间内，拉力F做的功等于A的机械能增量 D. 在0-t1时间内，拉力F做的功等于A的动能增量 7. 如图所示，间距为L的足够长的光滑平行长直导轨水平放置，两导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻相等的导体棒和静止在导轨上，与导轨垂直且接触良好，且可以沿导轨自由滑动。电动势为E、内阻不计的电源及电容为C的电容器、导轨构成如图所示的电路。已知的质量大于的质量，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场，下列说法正确的是（　　） A. S拨到2的瞬间，的加速度大于的加速度 B. S拨到2，待稳定后，、均做匀速直线运动，速度大小为 C. 将固定后，再将S拨到2，先加速再匀速 D. 将固定后，再将S拨到2，待稳定后，产生的焦耳热等于产生的焦耳热 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，有多项符合题目要求。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. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是 时刻的波形图，质点 P、Q的平衡位置坐标分别为 和 ，质点Q 振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 波速为1m /s B. 时的波形与 时的波形相同 C. 时，质点 P、Q都在加速 D. 质点 P在任意5s时间内，运动的路程均为45 cm 9. 如图甲为某景区的电动汽车应急充电站，由山下的光伏储能电站供电。由于充电站与储能电站距离较远，需要通过变压器远程输电。图乙为远程输电示意图，升压变压器原线圈的电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩的额定电压为、额定功率为11kW，输电线上的电阻，其余电阻不计，变压器均视为理想变压器。充电桩正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的输入电压 B. 输电线上电阻r消耗的功率为500W C. 升压变压器的原、副线圈匝数之比为 D. 升压变压器的输入功率为12kW 10. 如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中ab＝cd＝L，ab边接有定值电阻R， cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（ ） A. 初始时刻cd边所受安培力的大小为 B. 线框中产生的最大感应电流可能为 C. cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于 D. 在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为 三、非选择题：（本题共5小题，共54分。） 11. 某实验小组根据机械能守恒原理，利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。该装置中，轻杆一端固定，另一端有光电门集成摆锤，圆弧轨道上沿半径方向固定有一系列相同的遮光片，遮光片位置可调，摆锤在运动过程中不与圆弧轨道接触，其简化示意图如图乙所示。实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度如图丙所示，______。 （2）设圆弧轨道最低点为零势能点，记录各组遮光片相对于零势能面的高度。 （3）将摆锤从高度为处静止释放，摆锤经过遮光片时，DIS系统记录对应的遮光时间，则其通过遮光片的瞬时速度______（写表达式）。 （4）实验小组绘制了图像如图丁所示，图像的数学表达式为______（用符号、、、、、表示），测得重力加速度大小为______（保留3位有效数字）。 （5）以下关于实验的分析正确的有______ A、空气阻力会造成实验误差 B、增大遮光片的宽度，能够减小实验误差 C、摆锤初速度不为0，重力加速度的测量值不变 12. 某实验小组设计了图甲所示的电路来测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供了如下实验器材： 干电池1节；电压表V（量程0-3V，内阻约为）；电流表A（量程0-0.6A，内阻约为0.5Ω）；开关两个、导线若干。 （1）按图甲电路图连接电路，先将电阻箱阻值调到最大，依次闭合开关、，再调节电阻箱，使电流表的指针偏转较大，记录这时电压表的示数电流表的示数电阻箱的阻值，则测得电流表的内阻___________。 （2）断开开关，多次调节电阻箱，记录每次调节后电阻箱的阻值R及电流表的示数I，某次电流表的示数如图乙所示，则电流表读数为___________A。根据测得的多组数据作图像，若图线的斜率为k，纵截距为，则电池的电动势___________，内阻___________。（用k、b、表示）。 （3）另一同学用此装置实验时保持闭合，多次调节电阻箱，测得多组电压表和电流表的示数U、I，根据测量值作出的图线如下图实线所示，虚线为真实的图线，则下列图像正确的是___________。 A. B. C. D. 13. 如图所示，质量为2m的木杆通过细绳OC悬挂在天花板上，质量为m的小猫抱住木杆保持静止，小猫与细绳末端C的距离为L。某时刻杆与细绳末端脱离，小猫立即沿杆匀加速上爬，杆对小猫竖直方向的作用力大小为2.5mg，最终小猫恰好能抓住细绳末端。已知小猫与杆分离前后速度不变，重力加速度为g，不计空气阻力，小猫可视为质点。求： （1）小猫匀加速上爬的时间； （2）从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离。 14. 在物理教学实验室、游乐园缓冲滑道设计或机械减震测试中，经常通过物体在倾斜光滑管道中与弹簧相互作用的实验来研究简谐振动和能量守恒。如图所示，固定倾斜直管内壁光滑，倾斜角为，底部连接一劲度系数为的轻质弹簧，其上端位于点。将一质量为的小球（直径略小于管的内径）由点静止释放，最低运动至点，小球在、两点间往返运动。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能与其形变量、劲度系数的关系式为。 （1）证明小球在、B之间的往返运动为简谐振动； （2）若将小球从图中的点由静止释放，能到达的最低点为点（图中未画出），小球与弹簧的碰撞没有机械能损失，已知、间距离为，求两点间的距离； （3）小球从第（2）问的点由静止释放，已知该类弹簧振子简谐运动的周期公式为，求小球从点运动到最低点点的时间。 15. 如图所示，MN和PQ是两根相距L=0.5m竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域I和Ⅱ内均有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为d=0.3m，区域I和区域Ⅱ相距h=0.2m，其它区域内无磁场。导体棒ab的长度L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω，开关S处于断开状态。现将ab棒由区域I上边界上方H=0.4m处由静止释放，ab棒下落时闭合S。已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。计算结果可以保留根号。求： （1）ab棒进入磁场区域I的瞬间，通过棒的电流强度I； （2）ab棒穿过磁场区域I的过程中，棒上产生的热量Q； （3）ab棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高三上学期期末测试三 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2．回答选择题时，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。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，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 电泳技术是利用带电粒子受电场力作用后运动实现分离的技术，广泛应用于生物大分子（蛋白质、核酸等）的提纯与分析，其原理可简化为如图所示的电场模型：水平放置的金属底盘（接电源正极）与竖直放置的金属棒（接电源负极）构成电极系统，两电极间形成稳定的非匀强电场，图中虚线为等势面，、、是电场中的三点。下列说法正确的是（　　） A. 点的电势低于点的电势 B. 点的电场强度大小等于点的电场强度大小 C. 正电荷在点的电势能比在点的电势能小 D. 将负电荷从点移到点，电场力做负功 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中电场线为从底盘到金属棒，沿电场线方向电势逐渐降低，可知点的电势比点的高，故A错误； B．点与金属棒和底盘的距离都比点近，金属棒和底盘在点的场强叠加后大于点的场强，故B错误； C．点的电势比点高，由得正电荷在点的电势能比其在点的大，故C错误； D．点电势高于点电势，负电荷从点移到点，由，因为为负电荷，可得电势能增大，由功能关系可知电场力对其做负功，故D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，喷雾设备的静电喷嘴内装有一根带正电的针，使得农药水珠离开喷嘴时带有大量正电荷，由于与大地相连的农作物的叶子一般都带负电，带正电的农药水珠喷洒到农作物上时，就被吸附在叶子上。某次喷雾设备静止时，形成的部分电场线如图乙所示，A、B、C、D是电场中的四个点，若不考虑水珠所受空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的电势关系为 B. 水珠在A、B、C三点的电势能关系为 C. D点无电场线，水珠在D点的电势能为零 D. 静止在B点的水珠释放后可能沿电场线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，故A、B、C三点的电势关系为，故A错误； B．由于，带正电的水珠在A、B、C三点的电势能关系为，故B正确； C．点在电场中，一般以大地为电势能零点，与大地不在同一等势面上，电势能不为0，故C错误； D．静止在点的水珠释放后，由于喷雾设备静止时，形成的电场不是匀强电场，电场线是曲线，所以水珠不能沿电场线运动，故D错误。 故选B。 3. 光滑绝缘水平面上的点固定一带正电的点电荷。图甲中点电荷仅在电场力的作用下以为圆心做半径的圆周运动；图乙中点电荷仅在电场力的作用下以为焦点沿椭圆轨道运动，分别为点电荷距离的最近和最远点，。若不考虑电磁辐射，取无限远处的电势为0，则下列说法正确的是（　　） A. 图乙中，点电荷在点的速度小于在点的速度 B. 图乙中，点电荷在点的电势能大于在点的电势能 C. 图甲中系统的电势能和动能之和等于图乙中系统的电势能和动能之和 D. 点电荷在图甲中的运动周期与在图乙中的运动周期之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由开普勒第二定律有 解得，A错误； B．图乙中，点电荷、组成的系统电势能和动能之和守恒，因为 则点电荷在点的动能大于在点的动能，故点电荷在点的电势能小于在点的电势能，B错误； C．图乙中，点电荷在点需要减速才能运动到图甲中的轨道上，所以点电荷在点的动能大于图甲中运动的动能，而点电荷在点时系统的电势能等于图甲中系统的电势能，故图甲中系统的电势能和动能之和小于图乙中系统的电势能和动能之和，C错误； D．类比开普勒第三定律有 可得，D正确。 故选D。 4. 一国产人形机器人的身高为，质量为。如图所示，该机器人在倾角为的斜坡上稳定地匀速行走，取重力加速度大小，则它的脚与斜面间的最大静摩擦力不能小于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】匀速行走，处于平衡状态，合外力为0 斜面对机器人的静摩擦力 又，可得 故选C。 5. 如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A. 测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B. 只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C. 只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D. 阴极K所用材料的极限频率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S应扳向1，光电子在电场中减速运动，当到达另外一端时速度恰好减少为0，这时电压被称为遏止电压，故A错误； B．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程 可知的值只与光照频率有关，与光照强度无关，故B错误； C．只增大光照强度时，K极发射电子数会增多，图乙中I0的值会增大，故C正确； D．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程， 联立解得，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连，整个系统处于静止状态，t=0时刻起用一竖直向上的拉力拉动木块，使A向上做匀加速直线运动，t1时刻弹簧恰好恢复原长，t2时刻木块B恰好要离开水平面．以下说法正确的是（　　） A. 在0-t2时间内，拉力F与时间t成正比 B. 在0-t2时间内，拉力F与A位移成正比 C. 在0-t2间间内，拉力F做的功等于A的机械能增量 D. 在0-t1时间内，拉力F做的功等于A的动能增量 【答案】C 【解析】 【详解】设原来系统静止时弹簧的压缩长度为，当木块A的位移为x时，弹簧的压缩长度为，弹簧的弹力大小为，根据牛顿第二定律得，得到，又，则得到，可见F与x是线性关系，但不成正比，则在时间内，拉力F随木块A的位移均匀增加，由得，F与t不成正比，AB错误；据题时刻弹簧的弹力等于A的重力，时刻弹簧的弹力等于B的重力，而两个物体的重力相等，所以时刻和时刻弹簧的弹力相等，弹性势能相等，根据功能关系可知在间间内，拉力F做的功等于A的机械能增量，C正确；根据动能定理可知：在时间内，拉力F做的功、重力做功与弹力做功之和等于A的动能增量，D错误． 【点睛】对于匀变速直线运动，运用根据牛顿第二定律研究力的大小是常用的思路．分析功能关系时，要注意分析隐含的相等关系，要抓住t=0时刻和时刻弹簧的弹性势能相等进行研究． 7. 如图所示，间距为L的足够长的光滑平行长直导轨水平放置，两导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻相等的导体棒和静止在导轨上，与导轨垂直且接触良好，且可以沿导轨自由滑动。电动势为E、内阻不计的电源及电容为C的电容器、导轨构成如图所示的电路。已知的质量大于的质量，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场，下列说法正确的是（　　） A. S拨到2的瞬间，的加速度大于的加速度 B. S拨到2，待稳定后，、均做匀速直线运动，速度大小为 C. 将固定后，再将S拨到2，先加速再匀速 D. 将固定后，再将S拨到2，待稳定后，产生的焦耳热等于产生的焦耳热 【答案】B 【解析】 【详解】A．S拨到2的瞬间，电容器放电，此时L1与L2并联后与电容器串联，而L1与L2电阻相同，则通过L1与L2的电流相等，L1与L2所受的安培力大小相等，但L1的质量大于L2的质量，由牛顿第二定律知，L1的加速度小于L2的加速度，故A错误； B．S拨到2，稳定时，电容器两端的电压等于L1与L2两端产生的感应电动势，此时L1与L2以相同的速度做匀速直线运动，对L1与L2整体，由动量定理，又，，联立知，L1与L2匀速运动的速度大小，故B正确； CD．将L1固定后，再将S拨到2，开始时，电容器放电，其上极板带正电，此时通过L2的电流方向沿杆向下，由左手定则知，L2将向右做加速运动，随着L2速度增大，其感应电动势增大，通过L2的电流减小，L2所受的安培力减小，由牛顿第二定律知，L2做加速度减小的加速运动，由于L1固定，根据能量守恒，电容器储存的能量不断减小，电容器持续放电，L2的速度也不断减小，最终L2速度减为零然后保持静止，此过程通过L1与L2的电流并不是时刻相同，此过程L1与L2产生的热量不相等，故CD错误。 故选B。 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，有多项符合题目要求。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. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是 时刻的波形图，质点 P、Q的平衡位置坐标分别为 和 ，质点Q 振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 波速为1m /s B. 时的波形与 时的波形相同 C. 时，质点 P、Q都在加速 D. 质点 P在任意5s时间内，运动的路程均为45 cm 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由甲图和乙图可知，波的振幅A=9cm，周期T=4s，波长λ=4m，根据 波长、波速、周期的关系可得 A正确; B．从t=2s到t=12s,经历时间Δt=10s=2.5T,根据波的形成规律可得,t=12s时的波形与t=2s时的波形相反,B错误； C．t=2s时，质点Q的振动方向沿y轴正方向，在甲图上根据同侧性可得，波的传播方向沿x轴负方向，t=1.5s时，质点 P、Q都在向平衡位置加速运动，C正确； D．，质点 P 在一个周期内运动的路程为4A，但是在 T内运动的路程可能大于、等于或小于A，故质点P在任意5s 时间内，运动的路程不一定为45cm，D错误。 故选AC。 9. 如图甲为某景区的电动汽车应急充电站，由山下的光伏储能电站供电。由于充电站与储能电站距离较远，需要通过变压器远程输电。图乙为远程输电示意图，升压变压器原线圈的电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩的额定电压为、额定功率为11kW，输电线上的电阻，其余电阻不计，变压器均视为理想变压器。充电桩正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的输入电压 B. 输电线上电阻r消耗的功率为500W C. 升压变压器的原、副线圈匝数之比为 D. 升压变压器的输入功率为12kW 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对降压变压器进行分析，根据电压匝数关系有 解得，故A正确； B．充电桩的额定电压为、额定功率为11kW，则充电桩的电流 根据电流匝数关系有 解得 则输电线上电阻r消耗的功率为，故B错误； C．升压变压器副线圈电压 结合上述解得 根据电压匝数关系有 解得，故C错误； D．理想变压器不消耗功率，则升压变压器的输入功率 结合上述解得P1=12kW，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中ab＝cd＝L，ab边接有定值电阻R， cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（ ） A. 初始时刻cd边所受安培力的大小为 B. 线框中产生的最大感应电流可能为 C. cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于 D. 在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为 【答案】BC 【解析】 【分析】对cd棒受力分析，确定棒的运动形式，求解最大速度，再由E=BLv和及F=BIL分别确定电流和安培力的大小，再由能量守恒定律确定能量关系． 【详解】A．初始时刻时，棒的速度为v0，由 E=BLv=BLv0 再由 F=BIL 得cd 边所受安培力的大小 F= 故A错误； B．cd棒开始运动后，对cd棒受力分析，受重力和安培力及弹簧弹力，无法确定重力和安培力的关系，当重力大于安培力时，由 mg--kx=ma 合力方向向下，可知导体棒可能先做加速度减小的加速运动，故v0不是速度的最大值，产生的感应电动势不是最大，感应电流不是最大，当重力小于安培力时，由 +kx-mg=ma 合力方向向上，可知导体棒可能先做加速度减小的减速运动，速度v0为最大值，线框中产生的最大感应电流大于等于，故B正确； C．cd边第一次到达最下端的时刻，由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，即 mgh+=Ep+Q 所以 EP-mgh=-Q 故弹簧弹性势能大于-Q，故C正确； D．在cd边反复运动过程中，可知最后棒静止在初始位置的下方，设两弹簧并联后的劲度系数为k，由 mg=kx 得 x= 由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，弹性势能 EP=kx2= 减少的重力势能为 mgh= 因重力势能大于弹性势能，根据 mgh+mv02=Ep+Q 可知热量应大于mv02，故D错误； 故选BC。 三、非选择题：（本题共5小题，共54分。） 11. 某实验小组根据机械能守恒原理，利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。该装置中，轻杆一端固定，另一端有光电门集成摆锤，圆弧轨道上沿半径方向固定有一系列相同的遮光片，遮光片位置可调，摆锤在运动过程中不与圆弧轨道接触，其简化示意图如图乙所示。实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量遮光片的宽度如图丙所示，______。 （2）设圆弧轨道最低点为零势能点，记录各组遮光片相对于零势能面的高度。 （3）将摆锤从高度为处静止释放，摆锤经过遮光片时，DIS系统记录对应的遮光时间，则其通过遮光片的瞬时速度______（写表达式）。 （4）实验小组绘制了图像如图丁所示，图像的数学表达式为______（用符号、、、、、表示），测得重力加速度大小为______（保留3位有效数字）。 （5）以下关于实验的分析正确的有______ A、空气阻力会造成实验误差 B、增大遮光片的宽度，能够减小实验误差 C、摆锤初速度不为0，重力加速度的测量值不变 【答案】 ①. 4.7 ②. ③. ④. 9.82 ⑤. AC 【解析】 【详解】[1]遮光片的宽度 [2]摆锤通过遮光片的瞬时速度 [3][4]摆锤机械能守恒有 整理的 由此可知在-H图中，图像斜率 则 [5] A．空气阻力做功使系统机械能减小，从而造成实验误差，故A正确； B．增大遮光片的宽度，速度测量误差将会增加，故B错误； C．摆锤初速度不为0，系统初始机械能变大，图像纵截距将增大，但图像斜率保持不变，不会影响重力加速度的测量，故C正确。 故选AC。 12. 某实验小组设计了图甲所示的电路来测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供了如下实验器材： 干电池1节；电压表V（量程0-3V，内阻约为）；电流表A（量程0-0.6A，内阻约为0.5Ω）；开关两个、导线若干。 （1）按图甲电路图连接电路，先将电阻箱阻值调到最大，依次闭合开关、，再调节电阻箱，使电流表的指针偏转较大，记录这时电压表的示数电流表的示数电阻箱的阻值，则测得电流表的内阻___________。 （2）断开开关，多次调节电阻箱，记录每次调节后电阻箱的阻值R及电流表的示数I，某次电流表的示数如图乙所示，则电流表读数为___________A。根据测得的多组数据作图像，若图线的斜率为k，纵截距为，则电池的电动势___________，内阻___________。（用k、b、表示）。 （3）另一同学用此装置实验时保持闭合，多次调节电阻箱，测得多组电压表和电流表的示数U、I，根据测量值作出的图线如下图实线所示，虚线为真实的图线，则下列图像正确的是___________。 A. B. C. D. 【答案】（1） （2） ①. 0.50 ②. k ③. （3）C 【解析】 【小问1详解】 电流表的内阻 【小问2详解】 [1]电流表的最小刻度为0.02A，则读数为0.50A； [2][3]根据电路可知 可得 则， 可得 【小问3详解】 若闭合S2，由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏小，而短路电流不变，可知U-I图像为C。 故选C。 13. 如图所示，质量为2m的木杆通过细绳OC悬挂在天花板上，质量为m的小猫抱住木杆保持静止，小猫与细绳末端C的距离为L。某时刻杆与细绳末端脱离，小猫立即沿杆匀加速上爬，杆对小猫竖直方向的作用力大小为2.5mg，最终小猫恰好能抓住细绳末端。已知小猫与杆分离前后速度不变，重力加速度为g，不计空气阻力，小猫可视为质点。求： （1）小猫匀加速上爬的时间； （2）从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小猫受力分析，由牛顿第二定律：  已知杆对小猫的作用力，代入得：  对木杆受力分析，根据牛顿第三定律，小猫对杆的作用力大小也为，方向向下。 对杆由牛顿第二定律：   解得杆向下的加速度：  当小猫爬到杆上端时，满足：​  解得： 【小问2详解】 当小猫爬到杆上端时，杆下落距离 此时杆的速度 小猫刚脱离杆时的速度 小猫接着向上做竖直上抛运动，最终速度为0，此过程运动时间为 与此同时杆向下做加速度为g的加速运动，运动距离为 故从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离 14. 在物理教学实验室、游乐园缓冲滑道设计或机械减震测试中，经常通过物体在倾斜光滑管道中与弹簧相互作用的实验来研究简谐振动和能量守恒。如图所示，固定倾斜直管内壁光滑，倾斜角为，底部连接一劲度系数为的轻质弹簧，其上端位于点。将一质量为的小球（直径略小于管的内径）由点静止释放，最低运动至点，小球在、两点间往返运动。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能与其形变量、劲度系数的关系式为。 （1）证明小球在、B之间的往返运动为简谐振动； （2）若将小球从图中的点由静止释放，能到达的最低点为点（图中未画出），小球与弹簧的碰撞没有机械能损失，已知、间距离为，求两点间的距离； （3）小球从第（2）问的点由静止释放，已知该类弹簧振子简谐运动的周期公式为，求小球从点运动到最低点点的时间。 【答案】（1）见解析 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在O、B间往返运动，设其中点为平衡位置，则在C点有 偏离平衡位置位移为时，回复力 回复力指向点，与位移方向相反，故 因此可证明小球做简谐运动。 【小问2详解】 设OA之间的距离为L，小球从A运动到M的过程机械能是守恒的，所以有 解得 【小问3详解】 小球在OA段运动，由牛顿第二定律有 且 解得 小球在OM段的运动为简谐运动的一部分，其振动方程为 简谐运动的周期为 平衡位置为C点，此时弹簧的压缩量为 所以此简谐运动的振幅大小 已知 所以小球从O点运动到C点所用的时间为 从C运动到M的时间为 所以从A运动到M的总时间为 15. 如图所示，MN和PQ是两根相距L=0.5m竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域I和Ⅱ内均有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为d=0.3m，区域I和区域Ⅱ相距h=0.2m，其它区域内无磁场。导体棒ab的长度L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω，开关S处于断开状态。现将ab棒由区域I上边界上方H=0.4m处由静止释放，ab棒下落时闭合S。已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。计算结果可以保留根号。求： （1）ab棒进入磁场区域I的瞬间，通过棒的电流强度I； （2）ab棒穿过磁场区域I的过程中，棒上产生的热量Q； （3）ab棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）令ab棒刚进入磁场区域Ⅰ时的速度大小为，通过它的电流大小为i，则根据动能定理得 解得 通过棒的电流强度为 解得 （2）令ab棒从磁场区域Ⅰ上边界到磁场区域Ⅱ上边界过程中产生的热量为Q，已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。由能量守恒定律得 解得 （3）由上可得，令ab棒到达磁场区域Ⅰ下边界时速度大小为，由能量守恒定律得 解得 由题意知ab棒穿过磁场区域Ⅰ和Ⅱ所用的时间相同，设为t，令ab棒穿过磁场区域Ⅰ过程中的平均电动势大小为、平均电动势大小为、则有 根据动量定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $