精品解析：山东潍坊市青州第一中学2025-2026学年高三下学期开学考试物理试题

高三普通部下学期开学考试 物理 一、单选题 1. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子波长最长 B. 图乙中，射线③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 C. 图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的波长大于R的波长 D. 图丁中，a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，金属a的截止频率大 2. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的。若宇航员登陆月球后，将小球从某高度由静止释放，经时间落地，宇航员返回地球后，再将小球从相同高度由静止释放，不计空气阻力，则小球的下落时间为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，第一次从O点沿着OC方向以速度v1抛出一小球，小球打到竖直墙上和O点等高的A点，第二次也从O点沿着OC方向以速度v2抛出一小球，小球打到竖直墙上B点，已知AB和BC相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. v2=2v1 B. 第二次小球垂直打到B点 C. 两次打到墙上的速度大小相等 D. 第一次小球在空中运动的时间是第二次的2倍 4. 如图所示为南昌赣江“两滩七湾”天然泳场的摩天湾，水面上均匀排列着红黄相间的警示浮球随水波上下振动，若水面产生一列稳定沿浮球连线方向传播的简谐波，某同学用手机录像记录到浮球振动的周期为2s，并观察到某时刻相邻两浮球都振动到最高点，已知相邻两浮球平衡位置的间距为6m，则水波的波速可能为（　　） A. 1.5m/s B. 2m/s C. 6m/s D. 12m/s 5. 如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看可以观察到一系列明暗相间的同心圆环，这就是著名的“牛顿环”。当光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时，在反射过程中反射光相对于入射光会产生一个相位π的突变，这种现象被称为半波损失，其效果相当于反射光比入射光“少走”或“多走”了半个波长，由于半波损失，牛顿环的中心为暗斑，球面的半径R远大于空气膜厚度d，入射光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿环为等间距的明暗相间的同心圆环 B. 牛顿环第一个亮条纹对应的空气薄膜的厚度为 C. 牛顿环第一个亮条纹的半径为 D. 如果将凸透镜稍向上移动，看到的各环状条纹将向中心收缩 6. 2023年2月23日，中星26号发射成功。假设该卫星发射后先在近地圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动（离地面的高度可忽略不计），在P点瞬时点火进入椭圆转移轨道II，之后通过椭圆转移轨道II进入地球同步圆轨道III，如图所示。P点和Q点分别为轨道Ⅰ与轨道II、轨道II与轨道III的切点。已知地球半径为R，地球自转周期为T，轨道Ⅲ的半径为r，下列说法正确的是（　　） A. 中星26号在转移轨道II上从P点到Q点的时间大于 B. 中星26号在转移轨道II上从P点到Q点机械能增大 C. 中星26号在轨道Ⅱ上经过P点的速率与经过Q点的速率之比为 D. 中星26号在P点和Q点的加速度大小之比为 7. 如图所示为某一光学元件部分结构示意图，玻璃件1和2之间的间隙距离d=0.2mm，玻璃件1中心位置O点处的样品等效为点光源，玻璃件1和2的厚度h均为2.0mm。为避免O点发出的光在玻璃件1上表面发生全反射，可在间隙间滴入某一透明油滴填充满，已知两玻璃件的折射率均为1.5，不考虑光在玻璃件中多次反射，取真空中光速，π取3.14，则（　　） A. 油滴的折射率可小于1.5 B. 只要油滴的折射率大于1.5，从O点正上方观察到的像比实际位置高 C. 未填充油滴时，O点发出的光在玻璃件1上表面透光面积为1.5×10-5m2 D. 填充折射率为1.5的油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间比未填充时要长3.3×10-12s 8. 如图所示，一根轻质的不可伸长的细绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，有一质量及大小不计的光滑动滑轮跨在细绳上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电的小球，处在水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态，小球可视为质点。将绳的右端上移到c点，小球平衡时（　　） A. 绳子拉力变小 B. 绳子拉力变大 C. 绳子拉力大小不变 D. 悬挂小球的细线拉力变大 二、多选题 9. 两个等量异种点电荷P、Q的部分等电势差等势面如图所示，选取无限远处电势为零，e为元电荷，据此可知（　　） A. 点电荷Q可能正电荷 B. C. 将带电荷量为e的负试探电荷从A点移动到B点，电场力做功 D. 电荷量为2e的正试探电荷在B点的电势能为10eV 10. 一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态M到达状态N，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体经历过程1，温度降低，内能一定减少 B 气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少 C. 气体经历过程2，先向外放热后吸热 D 气体经历过程2，内能不一定减少 11. 如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A，整体处于静止状态，托盘、物块A的质量均为m=1kg，给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化的F-t图像和随位移变化的F-x图像分别如图乙、丙所示，取g=10m/s2下列说法正确的是（　　） A. 图中F0=8N、Fm=14N B. 轻弹簧的劲度系数k=200N/m C. 在0~0.2s时间内，力F做的功为0.88J D. 在0~0.2s时间内，力F的冲量大小为2.2N·s 12. 据报道，我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图甲为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。为了粗略了解离子在放电室里的运动情况，小明将“放电室”简化为：在长为的圆筒区域内，存在水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图乙所示），电场强度大小为，磁感应强度大小为。某质量为，电荷量为的正离子从圆筒中心轴线的点进入圆筒区域，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，圆筒半径足够大，不计离子重力，则（ ） A. 若，，离子在圆筒里运动的时间为 B. 若，，离子在圆筒里运动加速度大小不变 C. 若，，离子在圆筒里运动洛伦兹力大小为 D. 若，，离子从点穿出圆筒，至少为 三、非选择题 13. 快递分拣流水线中，常用弹簧缓冲装置防止包裹下落时损坏。该装置核心是四根竖直放置的相同轻弹簧，包裹接触弹簧后压缩弹簧，起到缓冲作用（假设压缩时四根弹簧的压缩量相同）。为优化装置参数，需探究一根弹簧的弹力与形变量的关系。实验器材有：轻弹簧、规格相同的钩码（每个质量为m）、毫米刻度尺、铁架台、细线、坐标纸。实验时将铁架台固定在水平桌面上，用细线将弹簧上端固定在铁架台横杆上，让弹簧自然竖直下垂，用刻度尺测量弹簧原长，记录数据。在弹簧下端挂钩码，待弹簧静止后，测量弹簧的总长度L，多次实验记录钩码个数和对应的弹簧长度。 （1）若钩码个数为N时，对应的弹簧长度为，则弹簧的劲度系数________（用重力加速度g和题中所给字母表示）。 （2）某同学发现，即使未挂钩码，用弹簧自然下垂时的“原长”测量值也比水平放置时的弹簧原长略大，用弹簧自然下垂时的“原长”计算出的劲度系数与劲度系数的真实值相比________ A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 （3）若快递包裹的质量为2kg，从缓冲装置正上方20cm处自由下落（不计空气阻力，不计碰撞中的能量损失和装置中其他零件的质量，），结合实验测得的劲度系数，估算包裹接触缓冲装置后能将弹簧压缩的最大形变量________cm。（弹性势能） 14. 某实验小组准备测量一款充电宝的电动势与内阻，经查阅资料后获悉，充电宝电动势稳定，内阻小。 （1）他们先用多用电表10V直流电压挡直接测量充电宝电动势，表盘示数如图1所示，则充电宝的电动势为______V； （2）小组同学进一步用伏安法测量充电宝的电动势与内阻，讨论后设计了如图2所示的电路，其中为定值电阻，为电阻箱，为滑动变阻器。图3为相应的未完成的实物连线图，请补线完成； （3）已知伏特表量程为3V，内阻为3，定值电阻Ω，把变阻箱阻值也调为3，调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，以电压表读数为纵坐标，电流表读数为横坐标，作出图线如图4，则该充电宝的电动势______V（保留3位有效数字），内阻______Ω（保留2位有效数字）。 （4）针对下列不同规格的滑动变阻器，本实验选择______。 A. 最大电流5A，最大阻值20Ω B. 最大电流3A，最大阻值200Ω C. 最大电流0.5A，最大阻值20Ω （5）定值电阻的作用是______。 15. 一个底面半径为R、高为4R的均匀透明圆柱体玻璃砖被竖直切割成如图所示的形状，已知AD=R，圆柱体的底面圆心O点放一点光源，光源可向各个方向发射同种频率的光。该玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在玻璃砖内的反射。求： （1）射向ABCD面中点的光线在玻璃砖中传播的时间； （2）玻璃砖侧面有光线射出区域的面积。 16. 如图所示，一固定直立气缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒横截面积为2S，长度为L，其中有一质量不计的薄活塞A，下部圆筒长度足够长，横截面积为S，其中有一质量不计的薄活塞B，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A上方封闭1mol氦气（可视为理想气体），活塞A、B之间封闭2mol氦气（可视为理想气体），图示时刻整个系统处于热平衡态，两部分密闭气体温度相同，活塞A处在上部圆筒正中央，活塞B下方的大气压强为常量p0，气缸壁、活塞均不导热。 （1）对处在温度为T的平衡状态的该理想气体，其内能U=nRT，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为pV=nRT，即克拉伯龙方程（n为物质的量，R为气体普适常数）。求图示时刻密闭气体的温度及活塞A、B之间的距离； （2）现通过灯丝对活塞A上方气体缓慢加热，活塞A恰好到达上圆筒底部时，气体处于热平衡态，求气体从灯丝中吸收的热量Q。 17. 如图所示，绝缘水平面内两光滑导轨平行固定放置，导轨间距为，在导轨上垂直导轨放置一质量为、长度略大于、电阻不计的导体棒，导轨左侧通过导线连接电动势为、内阻为的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。闭合开关，导体棒开始运动，最终匀速运动，导轨电阻可忽略。 （1）求从开始到恰匀速运动过程通过导体棒某一横截面的电荷量； （2）求从开始到恰匀速运动过程回路产生的焦耳热； （3）若导体棒恰达到匀速状态时的位移，求从开始到恰匀速运动所用的时间。 18. 如图所示，光滑斜面与平台AB平滑连接且固定，上表面粗糙、下表面光滑的木板P与光滑的圆弧轨道Q靠在一起（不粘连），静止放置在光滑地面CD上。某品牌人形机器人从斜面的顶点由静止开始无动力下滑，从B点滑入P板，一段时间后与P板达到共速。此时机器人提供动力开始向右匀加速跑动，当运动到P板右端时，P板的速度刚好为0，机器人立即以一定的速度与水平方向成角跳离P板，恰好落在Q轨道的左端，且在极短时间内机器人的竖直分速度减为0，此后撤去动力，机器人经过一段无动力滑行，机器人从Q轨道的左端离开轨道。已知斜面的高度为，圆弧轨道半径为R，机器人与木板P的质量均为m，轨道Q的质量为2m，机器人与P板间的动摩擦因数为，重力加速度为g，机器人匀加速运动的加速度大小为，机器人可视为质点。求： （1）木板P的长度； （2）起跳的过程中，机器人做功； （3）机器人离开轨道Q时机器人的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三普通部下学期开学考试 物理 一、单选题 1. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子波长最长 B. 图乙中，射线③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 C. 图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的波长大于R的波长 D. 图丁中，a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，金属a的截止频率大 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中的光子对应的能级差最大，则波长最短，A错误； B．图乙中，射线③的穿透力最强，电离作用最弱，属于原子核内释放的γ光子，B正确； C．图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q的截止电压大于R，根据，可知Q的波长小于R的波长，C错误； D．图丁中， a、b两种金属的遏止电压Uc随入射光的频率v的关系图像，根据，金属a的截止频率小，D错误。 故选B。 2. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的。若宇航员登陆月球后，将小球从某高度由静止释放，经时间落地，宇航员返回地球后，再将小球从相同高度由静止释放，不计空气阻力，则小球的下落时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据自由落体运动公式，下落高度 其中为重力加速度，为下落时间。高度h相同，因此为常数。设地球重力加速度为 ，则月球重力加速度 月球上时间为，地球上时间为，有 代入，得 简化得 所以 ，故选D。 3. 如图所示，第一次从O点沿着OC方向以速度v1抛出一小球，小球打到竖直墙上和O点等高的A点，第二次也从O点沿着OC方向以速度v2抛出一小球，小球打到竖直墙上B点，已知AB和BC相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. v2=2v1 B. 第二次小球垂直打到B点 C. 两次打到墙上的速度大小相等 D. 第一次小球在空中运动的时间是第二次的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】AD．第一次小球水平方向的速度为 竖直方向的速度为 小球在空中运动的时间 则水平位移 同理第二次则有， 由几何知识可得 第二次打到墙上的高度为 水平方向则有 联立解得，，故AD错误； B．根据上述分析解得，因此第二次小球到达B点时竖直方向速度为零，故B正确； C．根据运动的对称性可知，第一次打到A点时的速度为，第二次打到B点的速度为，二者并不相等，故C错误。 故选B。 4. 如图所示为南昌赣江“两滩七湾”天然泳场的摩天湾，水面上均匀排列着红黄相间的警示浮球随水波上下振动，若水面产生一列稳定沿浮球连线方向传播的简谐波，某同学用手机录像记录到浮球振动的周期为2s，并观察到某时刻相邻两浮球都振动到最高点，已知相邻两浮球平衡位置的间距为6m，则水波的波速可能为（　　） A. 1.5m/s B. 2m/s C. 6m/s D. 12m/s 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，a、b两点平衡位置之间的距离满足 则这列简谐波的波速 当时，，A正确。 故选A。 5. 如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看可以观察到一系列明暗相间的同心圆环，这就是著名的“牛顿环”。当光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时，在反射过程中反射光相对于入射光会产生一个相位π的突变，这种现象被称为半波损失，其效果相当于反射光比入射光“少走”或“多走”了半个波长，由于半波损失，牛顿环的中心为暗斑，球面的半径R远大于空气膜厚度d，入射光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿环为等间距的明暗相间的同心圆环 B. 牛顿环第一个亮条纹对应的空气薄膜的厚度为 C. 牛顿环第一个亮条纹的半径为 D. 如果将凸透镜稍向上移动，看到的各环状条纹将向中心收缩 【答案】D 【解析】 【详解】A．从中心向外，空气膜的厚度增加得越来越快，条纹间距变小，故A错误； BC．牛顿环各级亮环的半径满足 则牛顿环第一个亮条纹的半径为 根据干涉原理可知，第一亮纹对应的空气膜厚度为，故BC错误； D．如果将凸透镜稍向上移动、空气膜厚度增加、同 一级条纹对应的空气膜厚度向圆心移动，所以 看到的各环状条纹将向中心收缩，故D正确。 故选D。 6. 2023年2月23日，中星26号发射成功。假设该卫星发射后先在近地圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动（离地面的高度可忽略不计），在P点瞬时点火进入椭圆转移轨道II，之后通过椭圆转移轨道II进入地球同步圆轨道III，如图所示。P点和Q点分别为轨道Ⅰ与轨道II、轨道II与轨道III的切点。已知地球半径为R，地球自转周期为T，轨道Ⅲ的半径为r，下列说法正确的是（　　） A. 中星26号在转移轨道II上从P点到Q点时间大于 B. 中星26号在转移轨道II上从P点到Q点机械能增大 C. 中星26号在轨道Ⅱ上经过P点的速率与经过Q点的速率之比为 D. 中星26号在P点和Q点的加速度大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】.A．中星26号在转移轨道II上运动时，其半长轴为 。同步轨道III为圆轨道，其半径为r，周期为T。根据开普勒第三定律 ，由于半长轴，所以转移轨道II的周期小于同步轨道III的周期 T。从P点到Q点的时间是转移轨道周期的一半，，A错误； B．中星26号在转移轨道II上从P点到Q点运动过程中，只受地球引力作用，因此其机械能守恒， B错误； C．中星26号在轨道II上运动时，根据开普勒第二定律，则有 解得 ，C正确； D．根据牛顿第二定律和万有引力定律，卫星在轨道上任意一点的加速度，即 ，因此，加速度大小之比为，D错误。 故选C。 7. 如图所示为某一光学元件部分结构示意图，玻璃件1和2之间的间隙距离d=0.2mm，玻璃件1中心位置O点处的样品等效为点光源，玻璃件1和2的厚度h均为2.0mm。为避免O点发出的光在玻璃件1上表面发生全反射，可在间隙间滴入某一透明油滴填充满，已知两玻璃件的折射率均为1.5，不考虑光在玻璃件中多次反射，取真空中光速，π取3.14，则（　　） A. 油滴的折射率可小于1.5 B. 只要油滴的折射率大于1.5，从O点正上方观察到的像比实际位置高 C. 未填充油滴时，O点发出的光在玻璃件1上表面透光面积为1.5×10-5m2 D. 填充折射率为1.5的油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间比未填充时要长3.3×10-12s 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于发生全反射时，首先要满足从光密介质进入到光疏介质，因此要使光在玻璃件1上表面界面不发生全反射，油滴的折射率必须大于玻璃件1的折射率，即油滴的折射率应大于1.5，故A错误； B．只要油滴的折射率大于1.5，则光从玻璃件1进入到油滴中时，折射角小于入射角，此时逆着折射光线看上去，O点的位置比其实际位置要高些，故B正确； C．光线在玻璃件1中发生全反射的临界角 设未填充滴油时，O点发出的光在玻璃件1上表面透光圆的半径为r，由几何关系 联立解得 故未填充油滴时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为，故C错误； D．当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到玻璃件2的最短时间为 填充油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间为 填充油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间比未填充时要长的时间为，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，一根轻质的不可伸长的细绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，有一质量及大小不计的光滑动滑轮跨在细绳上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电的小球，处在水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态，小球可视为质点。将绳的右端上移到c点，小球平衡时（　　） A. 绳子拉力变小 B. 绳子拉力变大 C. 绳子拉力大小不变 D. 悬挂小球的细线拉力变大 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．把动滑轮和小球看成一个整体，分析受力可知受两细绳的拉力，小球的重力和电场力，把小球的重力和电场力看成一个力，设为，如图所示，细绳与方向夹角为，根据平衡条件有 解得 设细绳长，左侧细绳长，右侧细绳长，ab间的水平距离，根据几何关系有，其中 解得 将绳的右端上移到c点，小球平衡时，设ac间的水平距离，细绳与方向夹角为，可得细绳的拉力，且，由图可知，则 解得，AC错误，B正确； D．分析小球受力可知小球受重力、电场力和绝缘细线的拉力，根据平衡条件有，将绳的右端上移到C点，小球平衡时，因重力和电场力不变，故悬挂小球的细线拉力不变，D错误。 故选B。 二、多选题 9. 两个等量异种点电荷P、Q的部分等电势差等势面如图所示，选取无限远处电势为零，e为元电荷，据此可知（　　） A. 点电荷Q可能为正电荷 B. C. 将带电荷量为e的负试探电荷从A点移动到B点，电场力做功 D. 电荷量为2e的正试探电荷在B点的电势能为10eV 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图中标出的部分等势面电势，可知点电荷P为正电荷，Q为负点电荷，故A错误； B．由两个等量异种点电荷电场的对称性可知，等势面f的电势为，等势面g的电势为，等势面h的电势为，等势面i的电势为，则有，故B正确； C．A、B两点的电势差为 将带电荷量为e的负试探电荷q从A点移动到B点，电场力做功为，故C错误； D．电荷量为2e的正试探电荷在B点的电势能为，故D正确。 故选BD。 10. 一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态M到达状态N，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体经历过程1，温度降低，内能一定减少 B. 气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少 C. 气体经历过程2，先向外放热后吸热 D. 气体经历过程2，内能不一定减少 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．气体经历过程1，体积增大，对外做功，而气体与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，内能一定减少，而一定质量的理想气体其内能只由温度决定，故温度降低，故A正确，B错误； D．过程2与过程1的初、末状态相同，故气体经历过程2，内能也一定减少，故D错误； C．气体经历过程2，等容过程中体积不变，压强减小，根据可知，温度降低，故内能减少，根据热力学第一定律可知，该过程向外放热；等压过程中，压强不变，体积增大，对外做功，根据可知，温度升高，故内能增大，根据热力学第一定律可知，该过程从外界吸热。故气体经历过程2，先向外放热后吸热，故C正确。 故选AC。 11. 如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A，整体处于静止状态，托盘、物块A的质量均为m=1kg，给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化的F-t图像和随位移变化的F-x图像分别如图乙、丙所示，取g=10m/s2下列说法正确的是（　　） A. 图中F0=8N、Fm=14N B. 轻弹簧的劲度系数k=200N/m C. 在0~0.2s时间内，力F做的功为0.88J D. 在0~0.2s时间内，力F的冲量大小为2.2N·s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图乙和图丙可知，t=0.2s，x=0.08m，根据 解得 t=0时刻加力F时，根据牛顿第二定律有 由图乙可知，在t=0.2s时刻物块与托盘脱离，则 解得F0=8N、Fm=14N，故A正确； B．t=0时刻，根据平衡条件有 t=0.2s时刻，根据牛顿第二定律有 又 解得k=75N/m，故B错误； C．根据丙图图像与横坐标围成的面积可知，力F做的功为，故C正确； D．根据乙图图像与横坐标围成的面积可知，力F的冲量，故D错误。 故选AC。 12. 据报道，我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图甲为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。为了粗略了解离子在放电室里的运动情况，小明将“放电室”简化为：在长为的圆筒区域内，存在水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图乙所示），电场强度大小为，磁感应强度大小为。某质量为，电荷量为的正离子从圆筒中心轴线的点进入圆筒区域，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，圆筒半径足够大，不计离子重力，则（ ） A. 若，，离子在圆筒里运动的时间为 B. 若，，离子在圆筒里运动加速度大小不变 C. 若，，离子在圆筒里运动洛伦兹力大小为 D. 若，，离子从点穿出圆筒，至少为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．若，，离子在电场力作用下沿水平方向做加速运动，由于速度方向与磁场方向平行，不受洛仑兹力，故水平方向做匀加速直线运动，加速度为 又 联立解得，故A正确； BCD．由于水平方向的分速度与磁场方向平行，不受洛仑兹力，离子水平方向在电场力作用下做匀加速直线运动，径向速度方向跟电场力垂直，不受电场影响，同时跟磁垂直，受洛仑兹力，做匀速圆周运动，故其合运动为螺旋线，水平方向分加速度为 径向方向分加速度为 其中 故合加速度大小恒定，故B正确； ，离子在圆筒里运动洛伦兹力大小,故C错误； 若，，离子从点穿出圆筒，则离子径向至少转一圈运动时长 水平方向，故D错误； 故选AB。 三、非选择题 13. 快递分拣流水线中，常用弹簧缓冲装置防止包裹下落时损坏。该装置核心是四根竖直放置的相同轻弹簧，包裹接触弹簧后压缩弹簧，起到缓冲作用（假设压缩时四根弹簧的压缩量相同）。为优化装置参数，需探究一根弹簧的弹力与形变量的关系。实验器材有：轻弹簧、规格相同的钩码（每个质量为m）、毫米刻度尺、铁架台、细线、坐标纸。实验时将铁架台固定在水平桌面上，用细线将弹簧上端固定在铁架台横杆上，让弹簧自然竖直下垂，用刻度尺测量弹簧原长，记录数据。在弹簧下端挂钩码，待弹簧静止后，测量弹簧的总长度L，多次实验记录钩码个数和对应的弹簧长度。 （1）若钩码个数为N时，对应的弹簧长度为，则弹簧的劲度系数________（用重力加速度g和题中所给字母表示）。 （2）某同学发现，即使未挂钩码，用弹簧自然下垂时的“原长”测量值也比水平放置时的弹簧原长略大，用弹簧自然下垂时的“原长”计算出的劲度系数与劲度系数的真实值相比________ A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 （3）若快递包裹的质量为2kg，从缓冲装置正上方20cm处自由下落（不计空气阻力，不计碰撞中的能量损失和装置中其他零件的质量，），结合实验测得的劲度系数，估算包裹接触缓冲装置后能将弹簧压缩的最大形变量________cm。（弹性势能） 【答案】（1） （2）C （3）20 【解析】 【分析】 【小问1详解】 由胡克定律 弹簧的劲度系数 【小问2详解】 由于弹簧重力的影响，弹簧自然下垂时的“原长”测量值比水平放置时的弹簧原长略大；本次实验是在竖直方向进行，要考虑弹簧重力的影响，故应取弹簧自然下垂时的“原长”，这样计算出的劲度系数与劲度系数的真实值相等。 故选C。 【小问3详解】 由机械能守恒定律 其中，，代入解得 【点睛】 14. 某实验小组准备测量一款充电宝的电动势与内阻，经查阅资料后获悉，充电宝电动势稳定，内阻小。 （1）他们先用多用电表的10V直流电压挡直接测量充电宝电动势，表盘示数如图1所示，则充电宝的电动势为______V； （2）小组同学进一步用伏安法测量充电宝的电动势与内阻，讨论后设计了如图2所示的电路，其中为定值电阻，为电阻箱，为滑动变阻器。图3为相应的未完成的实物连线图，请补线完成； （3）已知伏特表量程为3V，内阻为3，定值电阻Ω，把变阻箱的阻值也调为3，调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，以电压表读数为纵坐标，电流表读数为横坐标，作出图线如图4，则该充电宝的电动势______V（保留3位有效数字），内阻______Ω（保留2位有效数字）。 （4）针对下列不同规格的滑动变阻器，本实验选择______。 A. 最大电流5A，最大阻值20Ω B. 最大电流3A，最大阻值200Ω C. 最大电流0.5A，最大阻值20Ω （5）定值电阻的作用是______。 【答案】（1）5.4V （2） （3） ①. 5.44V~5.48V ②. 0.22~0.24 （4）A （5）保护作用；移动滑动变阻器滑片时让电压表变化明显 【解析】 【小问1详解】 10V的量程，刻度盘上一大格代表1V，一小格代表0.2V。 观察指针位置在过了5V刻度线之后的第二小格上，故电压表读数为 【小问2详解】 参照图2的原理图，滑动变阻器的接线位置，一端接在电流表的负接线柱上，另一端接在电阻箱上。 【小问3详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律 公式变形可得 从图中可得交点坐标，故实际电动势 。 [2]图像斜率 ， 所以 【小问4详解】 电路中的最大电流大于3A，所以选择A。 【小问5详解】 若没有接入，当不小心将滑动变阻器的阻值调到零时，会先使电源短路，损坏电源，接入 可对电源起到保护作用，同时可以使移动滑动变阻器滑片时电压表变化明显。 15. 一个底面半径为R、高为4R均匀透明圆柱体玻璃砖被竖直切割成如图所示的形状，已知AD=R，圆柱体的底面圆心O点放一点光源，光源可向各个方向发射同种频率的光。该玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在玻璃砖内的反射。求： （1）射向ABCD面中点的光线在玻璃砖中传播的时间； （2）玻璃砖侧面有光线射出区域的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 射向ABCD面中点的光线在玻璃砖中传播的时间 根据折射率与速度关系 根据几何关系 解得 【小问2详解】 根据全反射临界角公式有 圆弧侧面有光线射出的面积 根据几何关系有 矩形侧面有光线射出的面积 根据几何关系有 玻璃砖侧面有光线射出区域的面积 16. 如图所示，一固定直立气缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒横截面积为2S，长度为L，其中有一质量不计的薄活塞A，下部圆筒长度足够长，横截面积为S，其中有一质量不计的薄活塞B，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A上方封闭1mol氦气（可视为理想气体），活塞A、B之间封闭2mol氦气（可视为理想气体），图示时刻整个系统处于热平衡态，两部分密闭气体温度相同，活塞A处在上部圆筒正中央，活塞B下方的大气压强为常量p0，气缸壁、活塞均不导热。 （1）对处在温度为T的平衡状态的该理想气体，其内能U=nRT，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为pV=nRT，即克拉伯龙方程（n为物质的量，R为气体普适常数）。求图示时刻密闭气体的温度及活塞A、B之间的距离； （2）现通过灯丝对活塞A上方气体缓慢加热，活塞A恰好到达上圆筒底部时，气体处于热平衡态，求气体从灯丝中吸收的热量Q。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 对活塞A上方封闭的1mol氦气，因不计活塞质量，故1mol氦气的压强为大气压强，根据克拉伯龙方程 ，其中 可得1mol氦气的温度 依题意，两部分密闭气体温度相同，故2mol氦气的温度也为 对活塞 A、B 之间封闭的2mol氦气，气体压强为，设活塞A、B之间的距离为，根据克拉伯龙方程有 解得 【小问2详解】 对活塞A上方气体，加热过程气体压强不变，由有 根据热力学第一定律有，其中内能变化量， 此过程气体膨胀对外做功，其中 解得 17. 如图所示，绝缘水平面内两光滑导轨平行固定放置，导轨间距为，在导轨上垂直导轨放置一质量为、长度略大于、电阻不计的导体棒，导轨左侧通过导线连接电动势为、内阻为的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。闭合开关，导体棒开始运动，最终匀速运动，导轨电阻可忽略。 （1）求从开始到恰匀速运动过程通过导体棒某一横截面的电荷量； （2）求从开始到恰匀速运动过程回路产生的焦耳热； （3）若导体棒恰达到匀速状态时的位移，求从开始到恰匀速运动所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 第一步：提取关键信息 导体棒匀速时，通过导体棒的电流为0，导体棒切割磁场产生的感应电动势等于电源的电动势。 第二步：应用物理规律 设导体棒匀速运动时的速度为，由法拉第电磁感应定律有 设某一时刻通过导体棒的电流为，可认为之后极短时间内通过导体棒的电流不变，则时间内导体棒所受安培力 由动量定理有 时间内通过导体棒电荷量 累加有 可得 【小问2详解】 导体棒增加的动能、系统产生的焦耳热之和等于电源释放的能量，结合（1）中的假设和功率知识可得，时间内电源释放的能量 累加可得，从开始到恰匀速运动过程电源释放的总能量 则该过程回路产生的总焦耳热 【小问3详解】 设某一时刻导体棒的速度为，并在之后时间内近似不变，回路中的电动势 回路中的电流 之后时间内通过导体棒的电荷量 又 累加可得 结合题给信息可得 18. 如图所示，光滑斜面与平台AB平滑连接且固定，上表面粗糙、下表面光滑的木板P与光滑的圆弧轨道Q靠在一起（不粘连），静止放置在光滑地面CD上。某品牌人形机器人从斜面的顶点由静止开始无动力下滑，从B点滑入P板，一段时间后与P板达到共速。此时机器人提供动力开始向右匀加速跑动，当运动到P板右端时，P板的速度刚好为0，机器人立即以一定的速度与水平方向成角跳离P板，恰好落在Q轨道的左端，且在极短时间内机器人的竖直分速度减为0，此后撤去动力，机器人经过一段无动力滑行，机器人从Q轨道的左端离开轨道。已知斜面的高度为，圆弧轨道半径为R，机器人与木板P的质量均为m，轨道Q的质量为2m，机器人与P板间的动摩擦因数为，重力加速度为g，机器人匀加速运动的加速度大小为，机器人可视为质点。求： （1）木板P的长度； （2）起跳的过程中，机器人做功； （3）机器人离开轨道Q时机器人的速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 机器人在斜面上的运动，根据动能定理有 解得 机器人与P板、Q轨道系统动量守恒 解得 由能量守恒有 解得 机器人加速跑动，P、Q分离，机器人与P板动量守恒 解得 机器人匀加速运动，由运动学公式有 解得 由运动学公式机器人的位移 解得 由运动学公式P板的位移 解得 则木板P长度 【小问2详解】 Q轨道的位移 此时P板右端与Q轨道左端的距离 机器人起跳过程中水平方向动量守恒，机器人跳离P板的速度为，此时P板的速度为，机器人与P板水平方向动量守恒 机器人斜抛，跳到Q轨道，水平方向有 竖直方向有 联立解得， 由动能定理起跳过程做功 解得 【小问3详解】 再次滑离Q轨道时，机器人的速度为，轨道Q的速度为，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 联立解得 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