精品解析：湖南长沙市雅礼中学2025-2026学年高三下学期开学物理试题

高三物理 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→并交回。 一、单选题（本题共7小题，每小题4份，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. 基于下列四幅图叙述正确的是（　　） A. 甲图为黑体辐射的实验规律，由图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 B. 乙图为不同频率的光照射同种金属材料，光电效应实验光电流与电压的关系，a光的频率大于b光的频率 C. 丙图为氡原子核衰变规律，每经过3.8天，每个氡原子核的质量变为原来的一半 D. 丁图是不同原子核比结合能按照实际测量结果画的图线，裂变成A、B原子核，A、B原子核的核子平均质量小于的核子平均质量，这些新核变稳定 2. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，内窥镜中的光导纤维传输信息利用了光的折射原理 B. 图乙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 C. 图丙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 D. 图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔时发生衍射产生的 3. 如图所示是快递包裹运送和缓冲装置，水平传送带以恒定速度v顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧起缓冲作用。将快递轻放在传送带左端，快递在接触弹簧前速度已达到v，之后与弹簧接触继续向右运动。规定水平向右为正方向，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下面是描述快递从开始释放到第一次到达最右端过程中的v-t图像和a-x图像，其中可能正确的是（ ） A. B. C D. 4. 如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面交点，图乙是航天控制中心大屏幕上显示某气象卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹。地球可视为球体，地球匀速自转，则（　　） A. 该气象卫星绕地球运动轨道是椭圆 B. 地球自转周期是该气象卫星绕地球运动周期的3倍 C. 该气象卫星线速度介于第一、第二宇宙速度之间 D. 该气象卫星受地球的引力一定大于地球同步卫星受地球的引力 5. 一浮筒（视为质点）在池塘水面以频率f上下振动，水面泛起圆形的涟漪（视为简谐波），用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，则（　　） A. 该波的波长为 B. 该波的波速为 C. 此时浮筒在最高点 D. 再经过，浮筒将在最低点 6. 某兴趣小组设计了模拟风力发电、输电的装置。如图所示，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。已知矩形线圈电阻为r=0.5Ω，磁感应强度B=1T。升压变压器原副线圈匝数比为1：4，输电线的总电阻为，用户用电器可等效为R=5Ω的电阻，电表为理想电表，变压器为理想变压器，其余电阻不计。闭合开关后，电压表的示数为16V，电流表的示数为0.5A。则（　　） A. 矩形线圈的电动势为4V B. 降压变压器的原副线圈匝数比为4：1 C. 用户用电器增多时，电压表示数不变 D. 若矩形线圈转速变为原来的2倍，R的功率变为原来的4倍 7. 如图是小魔术“浮沉子”的模型；在装有半瓶水的密封的塑料瓶中，放置一开口向下、导热良好的小瓶，小瓶中也封闭一段空气，空气均可看作理想气体。现用手挤压塑料瓶，小瓶下沉到底部；松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮，气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 挤压塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体压强减小，分子数密度减小 B. 小瓶下沉过程中，小瓶内气体体积增大，压强减小 C. 松开塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体对外做功，吸收热量 D. 小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强增大，放出热量 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15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，有选错的不得分） 8. 如图所示，圆心为O、半径为R的光滑半圆弧槽固定在水平地面上，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上，另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的槽口A点时，轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放，小球沿圆弧槽ABC运动，当运动到最低点B时对圆弧槽的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到B点时，橡皮筋的弹力大于 B. 橡皮筋弹力做功的瞬时功率逐渐变大 C. 小球重力做的功等于小球动能的增加量 D. 小球机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量 9. 速度均为的和的混合粒子流沿着与直径夹角为（角未知）的方向垂直进入圆柱形匀强磁场区域（磁场未画出），一种粒子恰好与直径平行的方向向右出射，另一种粒子刚好从直径的另一点出射。已知元电荷为，的质量为，的质量为，不计粒子的重力和粒子间相互作用力，该区域的磁感应强度大小为，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向外 B. 在磁场运动时间与在磁场运动时间相等 C. 在磁场运动时间是在磁场运动时间的2倍 D. 的速度偏转角是速度偏转角的2倍 10. 如图，光滑金属轨道a、b水平放置，间距为d，左端连接自感系数为L的线圈，垂直轨道平面有垂直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属杆以初速度v0向右运动，不计一切电阻和电磁辐射，下列分析正确的是（　　） A. 金属杆将做匀减速运动 B. 金属杆向右运动到最大距离时，通过线圈的电量为 C. 金属杆和右侧的最大距离为 D. 金属杆向右运动到最大距离的时间为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为的两立柱上，固定点分别为和，低于，绳长为。他们首先在绳上距离点处（标记为）系上质量为的重物（不滑动），由测力计读出、的拉力大小、。随后。改变重物悬挂点的位置，每次将到的距离增加，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长的关系曲线如图所示。由实验可知： （1）曲线Ⅱ中拉力最大时，与点的距离为________cm，该曲线为_________（选填“”或“”）的曲线。 （2）重物从P移到Q的整个过程中，P柱受到最大拉力________Q柱受到最大拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，此位置绳的拉力与L、D、m和重力加速度g的关系为________。 12. 体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图（a）所示，金属板的上下两侧各贴有电阻应变片，；金属板左端固定，在金属板右端施加向下的力时，金属板向下弯曲，使两电阻应变片被拉伸或压缩形变，电阻发生改变。已知在日常体重测量范围内，金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值。与金属板受力的大小F的关系均为，其中λ为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号，制作了简易的体重秤。如图（b）所示，电源电动势为E，内阻不计；、为两电阻应变片，在金属板不受力时阻值均为R，R3为定值电阻，为滑动变阻器；电压传感器内阻很大。回答下列问题： （1）当金属板右端受到向下的力时，的阻值________，的阻值________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零； （3）当金属板右端受到向下的力时，电压传感器的示数_________0（选填“>”“<”或“=”） （4）将不同质量的物体放在体重秤上，记录对应的电压传感器示数，列出表格并在坐标纸上画出了U-m图像，如图（c）所示。若图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则_______（用E、R、k、g表示）； （5）体重秤使用一段时间后，电源的内阻增大，以致不可忽略，则体重秤的测量结果将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、计算题（本题共3小题，共41分） 13. 截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 （1）如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； （2）如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 14. 某实验室内充满匀强磁场和匀强电场，磁场、电场与水平地面夹角均为且斜向右上，如图所示。房间内在离地面h处的位置有一个粒子发射源，源源不断地发射出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在房间内以速度v做匀速直线运动。某次实验中，撤去磁场，电场不变，粒子发射后经过一段时间落到地面上（不计空气阻力），重力加速度为g，试求： （1）粒子带电正负，磁感应强度B和电场强度E的大小； （2）本次试验中电场力做功； （3）落地点到发射点的水平距离。 15. 在光滑的水平面上，放置一个质量为m，截面是圆（圆的半径为R）的柱体A（如图）。柱面光滑，顶端放一质量为m的小滑块B。初始时刻A、B都处于静止状态，在固定坐标系xOy中的位置如图所示，设小滑块从圆柱顶端沿圆弧滑下，重力加速度为g，试求： （1）若柱体固定，小滑块脱离圆弧的位置（可用三角函数表示）； （2）若柱体不固定，小滑块脱离圆弧之前在固定坐标系中的轨迹方程； （3）若柱体不固定；小滑块沿圆弧滑过圆心角时小滑块B和柱体A的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 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→并交回。 一、单选题（本题共7小题，每小题4份，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. 基于下列四幅图的叙述正确的是（　　） A. 甲图为黑体辐射的实验规律，由图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 B. 乙图为不同频率的光照射同种金属材料，光电效应实验光电流与电压的关系，a光的频率大于b光的频率 C. 丙图为氡原子核衰变规律，每经过3.8天，每个氡原子核的质量变为原来的一半 D. 丁图是不同原子核比结合能按照实际测量结果画的图线，裂变成A、B原子核，A、B原子核的核子平均质量小于的核子平均质量，这些新核变稳定 【答案】D 【解析】 【详解】A．由甲图观察可知黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短、频率较高的方向移动，故A错误； B．由乙图可知，a光的遏止电压低于b光的遏止电压，由于遏止电压满足 所以a光光子的频率小于b光光子的频率，故B错误； C．丙图是原子核衰变规律，半衰期是大量原子核的统计规律，对单个原子核不适用。不能说“每个氡原子核的质量变为原来的一半”，故C错误； D．丁图是原子核比结合能图，比结合能越大，原子核越稳定。裂变成A、B原子核时，比结合能增大，核子平均质量减小（因为有质量亏损），所以新核更稳定，故D正确。 故选D。 2. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，内窥镜中的光导纤维传输信息利用了光的折射原理 B. 图乙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 C. 图丙中，检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 D. 图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔时发生衍射产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，内窥镜中的光导纤维传输信息利用了光的全反射原理，故A错误； B．乙图中M、N是偏振片，当M不动，将N以光的传播方向为转轴在竖直面内转动后，光线将不能通过偏振片 ，则光屏上将没有光线到达，故B错误； C．薄膜干涉是等厚干涉，同一级条纹各处薄膜厚度相等，所以从图丙检验工件平整度的操作中，P处的干涉条纹提前发生，可推断出P为凹处、 Q处的条纹滞后出现，Q为凸处，故C正确； D．图丁为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是快递包裹运送和缓冲装置，水平传送带以恒定速度v顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧起缓冲作用。将快递轻放在传送带左端，快递在接触弹簧前速度已达到v，之后与弹簧接触继续向右运动。规定水平向右为正方向，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下面是描述快递从开始释放到第一次到达最右端过程中的v-t图像和a-x图像，其中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．快递在接触弹簧前速度已达到v，说明它在接触弹簧前先加速再匀速，匀速阶段不受摩擦力。接触弹簧后，在开始一段时间内快递相对于传送带静止，即其受弹簧弹力和静摩擦力平衡，继续做匀速运动，运动到弹力与最大摩擦力相等时，由于惯性继续压缩弹簧，弹力越来越大，快递接下来做加速度增大的减速运动直到速度为零。故A错误；B正确； CD．快递在接触弹簧前加速阶段，有 解得 方向向右。匀速运动阶段，有 接触弹簧后，运动到弹力大于最大静摩擦力前，仍做匀速运动，加速度仍然为零，弹力大于最大静摩擦力后，有 解得 方向向左。故CD错误。 故选B。 4. 如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点，图乙是航天控制中心大屏幕上显示某气象卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹。地球可视为球体，地球匀速自转，则（　　） A. 该气象卫星绕地球运动的轨道是椭圆 B. 地球自转周期是该气象卫星绕地球运动周期的3倍 C. 该气象卫星线速度介于第一、第二宇宙速度之间 D. 该气象卫星受地球的引力一定大于地球同步卫星受地球的引力 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，该气象卫星相邻两次经过赤道正上方所用的时间相等，所以，该气象卫星的轨道是圆，故A错误； B．由图乙可知，在地球自转一周的时间内，该气象卫星转了3周，即，故B正确； C．因轨道半径越大线速度越小，第一宇宙速度是最大环绕速度，所以，该气象卫星线速度应小于第一宇宙速度，故C错误； D．因该卫星与地球静止卫星的质量关系未知，所以无法比较该气象卫星受地球的引力与静止卫星受地球的引力的大小关系，故D错误。 故选B。 5. 一浮筒（视为质点）在池塘水面以频率f上下振动，水面泛起圆形的涟漪（视为简谐波），用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，则（　　） A. 该波的波长为 B. 该波的波速为 C. 此时浮筒在最高点 D. 再经过，浮筒将在最低点 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，故可得 即，故A错误； B．该波的波速为，故B错误； CD．由，根据某时刻第1圈实线半径为 可得此时浮筒处于平衡位置，由于波向外传播，根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动，故再经过 浮筒将在最低点，故C错误，D正确。 故选D。 6. 某兴趣小组设计了模拟风力发电、输电的装置。如图所示，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。已知矩形线圈电阻为r=0.5Ω，磁感应强度B=1T。升压变压器原副线圈匝数比为1：4，输电线的总电阻为，用户用电器可等效为R=5Ω的电阻，电表为理想电表，变压器为理想变压器，其余电阻不计。闭合开关后，电压表的示数为16V，电流表的示数为0.5A。则（　　） A. 矩形线圈的电动势为4V B. 降压变压器的原副线圈匝数比为4：1 C. 用户用电器增多时，电压表示数不变 D. 若矩形线圈转速变为原来的2倍，R的功率变为原来的4倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，由理想变压器两端电压与匝数的关系可得，升压变压器的输入电压为 由理想变压器两端电流与匝数的关系可得，升压变压器的输入电流为 由闭合回路欧姆定律可得，发电机产生的感应电动势的有效值为，故A错误； B．根据题意可知，降压变压器的输入电压为 输入功率为 则用户用电器的总功率为 解得 则降压变压器的原副线圈匝数比为，故B错误； C．用户用电器增多时，总负载电阻减小，这会导致输出电流增大，进而导致输电电流和发电机输出电流都增大，发电机产生的感应电动势的有效值不变，则升压变压器的输入电压变小，则升压变压器的输出电压变小，即电压表示数变小，故C错误； D．若矩形线圈转速变为原来的2倍，发电机产生的感应电动势的有效值变为原来的2倍，整个电路中，除发电机外，所有电阻和变压器匝数比都是固定的，可以将发电机外的整个电路看作一个总的负载，根据闭合电路欧姆定律可知，与成正比，则与成正比，负载功率，则R的功率变为原来的4倍，故D正确。 故选D。 7. 如图是小魔术“浮沉子”的模型；在装有半瓶水的密封的塑料瓶中，放置一开口向下、导热良好的小瓶，小瓶中也封闭一段空气，空气均可看作理想气体。现用手挤压塑料瓶，小瓶下沉到底部；松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮，气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 挤压塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体压强减小，分子数密度减小 B. 小瓶下沉过程中，小瓶内气体体积增大，压强减小 C. 松开塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体对外做功，吸收热量 D. 小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强增大，放出热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．挤压塑料瓶时，塑料瓶中气体体积减小，压强增大，分子数密度增大，A错误； B．小瓶下沉过程中，小瓶内气体压强增大，体积减小，B错误； C．松开塑料瓶时，塑料瓶中气体体积增大，对外做功，温度不变，内能不变，则吸收热量，C正确； D．小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功，从外界吸热，D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15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，有选错的不得分） 8. 如图所示，圆心为O、半径为R的光滑半圆弧槽固定在水平地面上，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上，另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的槽口A点时，轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放，小球沿圆弧槽ABC运动，当运动到最低点B时对圆弧槽的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到B点时，橡皮筋的弹力大于 B. 橡皮筋弹力做功的瞬时功率逐渐变大 C. 小球重力做的功等于小球动能的增加量 D. 小球机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当运动到最低点B时对圆弧槽的压力恰好为零，设小球运动至最低点B时速度为v，据牛顿第二定律可得 可知橡皮筋的弹力F大于重力mg，故A正确； B．根据PFv 开始时v0，P0 在最低点时F与v垂直，P0 故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，故B错误； C．小球运动过程中，由于橡皮筋弹性势能增大，故小球重力势能减少量大于小球动能增加量，故C错误； D．小球和橡皮筋组成的系统机械能守恒，故小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D正确。 故选AD。 9. 速度均为的和的混合粒子流沿着与直径夹角为（角未知）的方向垂直进入圆柱形匀强磁场区域（磁场未画出），一种粒子恰好与直径平行的方向向右出射，另一种粒子刚好从直径的另一点出射。已知元电荷为，的质量为，的质量为，不计粒子的重力和粒子间相互作用力，该区域的磁感应强度大小为，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向外 B. 在磁场运动时间与在磁场运动时间相等 C. 在磁场运动时间是在磁场运动时间的2倍 D. 的速度偏转角是速度偏转角的2倍 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，粒子在磁场中做顺时针方向的匀速圆周运动，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，故A正确； D．由洛伦兹力提供向心力得 解得 则 根据题意作出两粒子运动轨迹图如图所示 由几何关系可知的速度偏转角为，速度偏转角为，则的速度偏转角是速度偏转角的2倍，故D正确； BC．根据 可知与在磁场中的周期之比为 则与在磁场中的运动时间之比为，故BC错误。 故选AD。 10. 如图，光滑金属轨道a、b水平放置，间距为d，左端连接自感系数为L的线圈，垂直轨道平面有垂直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属杆以初速度v0向右运动，不计一切电阻和电磁辐射，下列分析正确的是（　　） A. 金属杆将做匀减速运动 B. 金属杆向右运动到最大距离时，通过线圈的电量为 C. 金属杆和右侧的最大距离为 D. 金属杆向右运动到最大距离的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】ACD．在任意时刻有， 即 对杆 故杆做简谐运动，回复系数 设最大位移为A，则 得 周期 向右运动到最大距离时间 故AD错误，C正确； B．对杆 得，故B正确。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为的两立柱上，固定点分别为和，低于，绳长为。他们首先在绳上距离点处（标记为）系上质量为的重物（不滑动），由测力计读出、的拉力大小、。随后。改变重物悬挂点的位置，每次将到的距离增加，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长的关系曲线如图所示。由实验可知： （1）曲线Ⅱ中拉力最大时，与点的距离为________cm，该曲线为_________（选填“”或“”）的曲线。 （2）重物从P移到Q的整个过程中，P柱受到最大拉力________Q柱受到最大拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，此位置绳的拉力与L、D、m和重力加速度g的关系为________。 【答案】（1） ①. 60 ②. （2）小于 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知曲线Ⅱ中拉力最大时，对应的横坐标为 [2]选取结点C为研究对象，受力图如下 则水平方向平衡，有 竖直方向有 在重物从移到的整个过程中，当时，绳上的拉力等大，此时由图可知，该处离点较近。当到与的距离相等时，受力如图 由于 可得 综上，曲线II是的曲线。 【小问2详解】 结合上述分析可知曲线I是的曲线，重物从P移到Q的整个过程中，曲线I的最大值大于曲线II的最大值，故P柱受到最大拉力小于Q柱受到的最大拉力。 【小问3详解】 设曲线Ⅰ、Ⅱ相交处绳的拉力为，由上述分析可知，延长线交于另一立柱上，则该延长线与关于过点的水平线上下对称，故 两拉力相等，由力的平衡可知 故 12. 体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图（a）所示，金属板的上下两侧各贴有电阻应变片，；金属板左端固定，在金属板右端施加向下的力时，金属板向下弯曲，使两电阻应变片被拉伸或压缩形变，电阻发生改变。已知在日常体重测量范围内，金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值。与金属板受力的大小F的关系均为，其中λ为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号，制作了简易的体重秤。如图（b）所示，电源电动势为E，内阻不计；、为两电阻应变片，在金属板不受力时阻值均为R，R3为定值电阻，为滑动变阻器；电压传感器内阻很大。回答下列问题： （1）当金属板右端受到向下的力时，的阻值________，的阻值________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零； （3）当金属板右端受到向下的力时，电压传感器的示数_________0（选填“>”“<”或“=”） （4）将不同质量的物体放在体重秤上，记录对应的电压传感器示数，列出表格并在坐标纸上画出了U-m图像，如图（c）所示。若图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则_______（用E、R、k、g表示）； （5）体重秤使用一段时间后，电源的内阻增大，以致不可忽略，则体重秤的测量结果将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. 增大 ②. 不变 ③. > ④. ⑤. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1][2]当金属板右端受到向下的力时，上表面被拉伸，应变片的电阻变大，下表面被压缩，应变片的电阻变小。电阻大小随F的变化关系均为 可知的阻值不变。 （3）[3]当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零，可知、两点电势相等；当金属板右端受到向下的力时，的电阻变大，的电阻变小，故两端电压增大，点电势升高，电压传感器的示数 （4）[4]因为且阻值不变，则、所在支路电流大小不变，设电源负极为电势零点，则点电势 点电势 电压传感器示数 可知图线斜率 解得 （5）[5]使用一段时间后，电源的内阻增大，导致电流变小，两端电势差相比电源没有内阻时减小，减小，电压传感器示数偏小，则体重秤的测量结果偏小。 四、计算题（本题共3小题，共41分） 13. 截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 （1）如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； （2）如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 研究近A 端气体，初态下压强 长度​ 研究近B 端气体，初态下压强 长度​ 试管总长度​ 倒转后状态，设近 A 端气体长度为，近B 端气体长度为，则 设近B 端气体压强为，近A 端气体压强为，则 对近A 端气体，根据玻意耳定律有 对近B 端气体，根据玻意耳定律有 解得， 【小问2详解】 如果B端先与大气连通，倒转后，假设水银不外流，近A端空气柱长度仍记为，根据玻意耳定律有 解得 此时近A端部分空气柱长度加上水银柱长度超过了玻璃管总长，说明此过程中有水银溢出。设余下部分水银柱长度为，根据玻意耳定律有 由长度关系可得 解得 试管再回转，根据玻意耳定律有 解得 14. 某实验室内充满匀强磁场和匀强电场，磁场、电场与水平地面夹角均为且斜向右上，如图所示。房间内在离地面h处的位置有一个粒子发射源，源源不断地发射出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在房间内以速度v做匀速直线运动。某次实验中，撤去磁场，电场不变，粒子发射后经过一段时间落到地面上（不计空气阻力），重力加速度为g，试求： （1）粒子带电的正负，磁感应强度B和电场强度E的大小； （2）本次试验中电场力做功； （3）落地点到发射点的水平距离。 【答案】（1）正电，， （2）0 （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，则粒子受到的合力为零，粒子受到的电场力与电场线平行，受到的洛伦兹力与磁场方向和电场方向都垂直，则粒子的受力如图所示 因此粒子应带正电(若粒子带负电，则电场力、洛伦兹力和重力不可能平衡)，根据平衡条件有 解得， 小问2详解】 由左手定则可知粒子的速度方向垂直纸面水平向外，撤去磁场后，重力与电场力的合力垂直于电场力斜向下，则粒子运动轨迹在垂直于电场线的平面内，故电场力不做功。 【小问3详解】 粒子的速度方向垂直于纸面水平向外，粒子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，再竖直方向上根据牛顿第二定律 解得 根据位移公式在竖直方向上 可得 水平向外做匀速直线运动，则 水平向右做匀加速运动，加速度大小为 则水平向右的位移 落地点到发射点的水平距离 15. 在光滑的水平面上，放置一个质量为m，截面是圆（圆的半径为R）的柱体A（如图）。柱面光滑，顶端放一质量为m的小滑块B。初始时刻A、B都处于静止状态，在固定坐标系xOy中的位置如图所示，设小滑块从圆柱顶端沿圆弧滑下，重力加速度为g，试求： （1）若柱体固定，小滑块脱离圆弧的位置（可用三角函数表示）； （2）若柱体不固定，小滑块脱离圆弧之前在固定坐标系中的轨迹方程； （3）若柱体不固定；小滑块沿圆弧滑过圆心角时小滑块B和柱体A的速度大小。 【答案】（1）脱离位置柱体半径与竖直方向夹角为 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设小滑块脱离位置柱面半径与竖直方向夹角为，由机械能守恒有 小滑块脱离瞬间与柱面之间作用力为零，重力沿柱面半径方向的分量充当向心力，有 联立解得 即滑块脱离位置柱体半径与竖直方向夹角 【小问2详解】 B滑下时，根据水平方向动量守恒，A必向左移动。设下滑到某处时，B的坐标为，A的位置用圆心坐标表示，A、B沿水平方向的速度分别为及（见图），则从动量在水平方向守恒可得 此时A、B的水平方向坐标分别为及，由于两物体的水平速率之比在任何时刻都相同，所以其水平方向的位移之比等于速率比，从而得 在B脱离A以前，由图中几何关系可知，在水平方向 竖直方向 消去及，得 【小问3详解】 小滑块沿圆弧滑过圆心角时，设滑块竖直方向的速度分量为，由系统机械能守恒 动量在水平方向守恒可得 脱离瞬间以柱面为参考系，滑块相对柱面的速度沿柱面切线方向，满足 联立解得，， 故 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $