精品解析：2025届江苏省南京市高三下学期二模补偿训练物理试卷

南京市2025届高三物理二模补偿训练 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（ ） A. 该核反应方程中的X是质子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D. 该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 2. 如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、长为L的金属棒MN两端由两根等长的绝缘轻质细线水平悬挂起来，细线长度也为L。当棒中通以恒定电流I后，金属棒向右摆起后两悬线与竖直方向夹角的最大值=60°，截面图如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流由N流向M B. 磁感应强度 C. 金属棒在最高位置时，两细线的拉力之和等于mg D. 金属棒从最低位置运动到最高位置的过程中，重力对其做的功为 3. 某餐厅的传菜装置如图所示，装载着菜品的小车沿等距螺旋轨道向下匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中（　　） A. 小车所受合力为零 B. 小车向心力保持不变 C. 小车和菜品总的机械能保持不变 D 小车对菜品做负功 4. 如图所示，竖直面上有一半径较大的圆弧轨道，最低点为M点，有三个小球A、B、C（可视为质点），A球位于圆心处，B球位于弦轨道MN的顶端N点，C球位于圆弧轨道上极其靠近M的地方。现将三个小球同时由静止释放，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则（　　） A C球最先到达M点 B. B球最后到达M点 C. ABC三球同时到达M点 D 条件不足，无法判断哪个小球最先、最后到达M点 5. 明代方以智在《物理小识》 中记载： “凡宝石面凸则光成一条，有数棱则必有一面五色” ，这描述的是光的色散现象。如图，半圆是一宝石的横截面，MN 是其直径，P 是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自P点射入宝石，折射为 a、b两束单色光。 下列说法正确的是（　　） A. 宝石对a光的折射率比对b光的折射率大 B. 在宝石中a光的传播速度比b光的传播速度大 C. 若仅增大光在P点的入射角，a光先在MN上发生全反射 D. 用同一双缝干涉装置做实验，a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距小 6. 在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子基态能量为，真空中光速为，则（　　） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. D. 7. 某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，下列说法正确的是（ ） A. 甲图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆盘衍射 B. 乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心确实有这个亮斑 C. 不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是清晰的 D. 发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里 8. 如图所示，一个不带电的枕形导体，固定在绝缘支架上，左端通过开关S接地，A、B是导体内部的两点，当开关S断开时，将带正电的小球置于导体左侧．下列说法正确的是 A. A、B两点的电场强度相等，且都不为零 B. A、B两点的电场强度不相等 C. 导体上的感应电荷在A、B两点的电场强度大小相等 D. 当开关S闭合时，电子沿导线从大地向导体移动 9. 如图所示，某款发电机示意图，矩形线框置于水平向右的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起顺时针转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，通过电阻R的电流i（以向右为正方向）随时间t变化的图像正确的是（　　） A B. C D. 10. 有长度均为的AB、CD两段水平路面，AB段光滑，BC段粗糙。在A处静止的小物体质量为m（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点开始运动，到C点恰好停下，BC段动摩擦因数自左往右逐渐增大，具体变化如图所示，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 水平恒力F在AB段做的功为 B. 水平恒力F在AB、BC两段路面上做功不相等 C. 水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率 D. 水平恒力F在AB段中间时刻瞬时功率小于在BC段中间时刻瞬时功率 11. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆，将两相同的带电小环a和b分别套在两杆上，其电荷量均为q、质量均为m。小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一水平方向、磁感强度大小为B的匀强磁场，在套b环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为E的匀强电场，在水平面高度相同的位置同时分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度v0。发现a、b上升到最高点时高度相同。若带电小环a、b与两杆的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g，则（　　） A. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间大于带电小环b从开始到上升到最高点的时间 B. 初速度v0应满足 C. 带电小环a到达最高点后，可能无法返回初始位置 D. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间满足 二、非选择题：共5题，共56分，其中第12~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验兴趣小组准备利用表头Gx设计一个多挡位欧姆表，但不知道该表头的电阻。为了精确地测量表头的电阻，该小组首先采用了“电桥法”测量Gx的阻值。电路如图甲所示，由控制电路和测量电路两部分组成。实验用到的器材如下： A．待测表头Gx：量程0~1mA，内阻约为200Ω B．灵敏电流计G C．定值电阻R0=270Ω D．粗细均匀的电阻丝AB总长为L=50.00cm E．滑动变阻器RA（最大阻值为20Ω） F．滑动变阻器RB（最大阻值为2000Ω） G．线夹、电源、开关以及导线若干 （1）电源电动势3V，实验过程中为了便于调节，滑动变阻器应选用_______（填写器材前对应的字母）。 （2）在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1置于a端，然后移动滑动变阻器的滑片使待测表头的示数适当后不再移动滑片。不断调节线夹P2所夹的位置，直到电流表G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=20.00cm，则测得=___________Ω（结果保留三位有效数字）。 （3）如图乙所示，将上述表头Gx改为含有“×1”，“×10”“×100”三个挡位的欧姆表，已知电源电动势E=1.5V，内阻可忽略不计。R1<R2，且接线柱3未接任何电阻，R0为调节范围足够大的滑动变阻器。则当开关S接到接线柱2时，选择的倍率是___________挡（填“×1”，“×10”“×100”），电阻R2的阻值为___________Ω。此后，短接a、b两表笔欧姆调零，R0应调至R0=___________Ω。 （4）随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 13. 我国“天问一号”携带“祝融号”火星车于2021年5月登陆火星表面。设火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，引力常量为G，求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v。 14. 如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到汽缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离汽缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求： （1）汽缸内放置的文物的体积； （2）该过程中气体增加的内能。 15. 如图所示，倾角为α的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上．滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行．A、B的质量均为m．撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动．不计一切摩擦，重力加速度为g．求： （1）A固定不动时，A对B支持力N和绳子的拉力F的大小； （2）A滑动的位移为x时，B竖直位移sy、水平位移sx和总位移s的大小； （3）A滑动的位移为x时的速度大小vA． 16. 如图所示，在xOy平面的第I象限中，磁场分界线OM的上下两侧分别有垂直纸面向里、向外的匀强磁场B1和B2，磁感应强度大小B1=B2=B.质量为m，电量为-q的粒子速度一定，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，在磁场中运动的半径为d.已知粒子重力不计，磁场分布区域的大小可以通过调节分界线OM与x轴间的夹角改变. (1)求粒子运动速度的大小； (2)欲使粒子从y轴射出，求分界线OM与x轴的最小夹角； (3)若分界线OM与x轴的夹角=30°，将下方磁场的磁感应强度大小变为，P是OM上一点，粒子恰能通过P点，求粒子从O点运动到P点时间. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南京市2025届高三物理二模补偿训练 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（ ） A. 该核反应方程中的X是质子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D. 该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒得 该核反应方程为，故A错误； B．核反应中生成物比反应物更加稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故B错误； C．原子能级跃迁仅涉及电子在原子轨道间的跃迁，释放低能光子（如可见光、紫外线），与核反应无直接关联。核聚变反应释放的光子主要来源于核反应本身，而非氢原子能级跃迁。故C错误； D．要使核聚变发生，原子核必须首先接近到约以内，强核力才能主导结合过程。原子核带正电，根据库仑定律，它们之间的斥力随距离减小而急剧增大，这要求原子核需要足够的动能才能克服库仑斥力作用。因此，核聚变反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能有效发生，故D正确； 故选D。 2. 如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、长为L的金属棒MN两端由两根等长的绝缘轻质细线水平悬挂起来，细线长度也为L。当棒中通以恒定电流I后，金属棒向右摆起后两悬线与竖直方向夹角的最大值=60°，截面图如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流由N流向M B. 磁感应强度 C. 金属棒在最高位置时，两细线的拉力之和等于mg D. 金属棒从最低位置运动到最高位置的过程中，重力对其做的功为 【答案】C 【解析】 【分析】 详解】A．根据左手定则可知，电流由M流向N，A错误； B．由于安培力水平向右，根据动能定理 解得 B错误； C．在最该点，对导体棒进行受力分析可得在沿着半径方向上 C正确； D．金属棒从最低位置运动到最高位置的过程中，重力对其做的功 D错误。 故选C。 3. 某餐厅的传菜装置如图所示，装载着菜品的小车沿等距螺旋轨道向下匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中（　　） A. 小车所受合力为零 B. 小车向心力保持不变 C. 小车和菜品总的机械能保持不变 D. 小车对菜品做负功 【答案】D 【解析】 【详解】A．装载着菜品的小车做匀速率曲线运动，所以必有合力提供向心力，因此合力不为零，故A错误； B．小车做曲线运动，向心力始终指向圆心，因此方向时刻发生变化，故B错误； C．小车和菜品匀速率下降，动能不变，势能逐渐减小，所以机械能逐渐减小，故C错误； D．对菜品分析，根据动能定理 知小车对菜品的功，即小车对菜品做负功，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，竖直面上有一半径较大的圆弧轨道，最低点为M点，有三个小球A、B、C（可视为质点），A球位于圆心处，B球位于弦轨道MN的顶端N点，C球位于圆弧轨道上极其靠近M的地方。现将三个小球同时由静止释放，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则（　　） A. C球最先到达M点 B. B球最后到达M点 C. ABC三球同时到达M点 D. 条件不足，无法判断哪个小球最先、最后到达M点 【答案】B 【解析】 【详解】设圆弧的半径为R，对于A球，做自由落体运动，则有 解得 对于B球，沿弦轨道MN做初速度为零的匀加速度直线运动，设弦轨道MN与水平切线的夹角为，根据几何关系有 根据牛顿第二定律可得加速度为 根据位移时间公式有 解得 对于C球做单摆运动，根据单摆的运动规律，则有 综上分析可得 故B球最后达到M点，A球最先到达M点，故B正确，ACD错误。 故选B。 5. 明代方以智在《物理小识》 中记载： “凡宝石面凸则光成一条，有数棱则必有一面五色” ，这描述的是光的色散现象。如图，半圆是一宝石的横截面，MN 是其直径，P 是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自P点射入宝石，折射为 a、b两束单色光。 下列说法正确的是（　　） A. 宝石对a光的折射率比对b光的折射率大 B. 在宝石中a光的传播速度比b光的传播速度大 C. 若仅增大光在P点的入射角，a光先在MN上发生全反射 D. 用同一双缝干涉装置做实验，a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由光路可知，光线b的偏折程度大于光线a，可知宝石对光的折射率比对光的折射率小，故A错误； B．根据，由于宝石对光的折射率比对光的折射率小，则在宝石中光的传播速度比光的传播速度大，故B正确； C．若仅增大光在P点的入射角，因光线a射到MN时的入射角总小于在P点的折射角，光线射到MN上的入射角不可能达到临界角，则光不可能在上发生全反射，故C错误； D．a光的折射率较小，则频率较小，波长较长，根据 可知用同一双缝干涉装置做实验，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距大，故D错误。 故选B。 6. 在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子基态能量为，真空中光速为，则（　　） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又由 可知 结合图像可知 当时，，则有 故A错误； B．当时，代入 解得 故B正确； CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁产生的光子不能引发光电效应，则 故C、D错误。 故选B。 7. 某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，下列说法正确的是（ ） A. 甲图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆盘衍射 B. 乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心确实有这个亮斑 C. 不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是清晰的 D. 发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙图的亮斑是“泊松亮斑”，属于圆盘衍射，故A错误； B．乙图亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B错误； C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C错误； D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，一个不带电的枕形导体，固定在绝缘支架上，左端通过开关S接地，A、B是导体内部的两点，当开关S断开时，将带正电的小球置于导体左侧．下列说法正确的是 A. A、B两点的电场强度相等，且都不为零 B. A、B两点的电场强度不相等 C. 导体上的感应电荷在A、B两点的电场强度大小相等 D. 当开关S闭合时，电子沿导线从大地向导体移动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，电势相等，故A和B均错误. C．场强在枕形导体内部处处为零，是因为点电荷的产生电场强度与感应电荷产生的电场强度大小相等、方向相反引起的，点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，所以感应电荷在A点产生的附加电场较大，即有 E′A＞E′B，故C错误． D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D正确． 【点睛】本题关键要理解掌握：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，理解场强处处为零的原因．知道净电荷全部分布在导体表面．且整个导体是等势体． 9. 如图所示，某款发电机示意图，矩形线框置于水平向右的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起顺时针转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，通过电阻R的电流i（以向右为正方向）随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据右手定则可知，通过电阻R的电流方向始终是向左，图示位置切割磁感线的速度与磁感线垂直，根据 可知图示位置电流最大，则线圈与磁场垂直时电流最小，所以通过电阻R电流从图示位置开始先减小后增大，然后不断重复这个变化。 故选D。 10. 有长度均为的AB、CD两段水平路面，AB段光滑，BC段粗糙。在A处静止的小物体质量为m（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点开始运动，到C点恰好停下，BC段动摩擦因数自左往右逐渐增大，具体变化如图所示，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 水平恒力F在AB段做的功为 B. 水平恒力F在AB、BC两段路面上做功不相等 C. 水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率 D. 水平恒力F在AB段中间时刻瞬时功率小于在BC段中间时刻瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由到C点恰好停下，在AC段力F做的功等于克服摩擦力做的功，力F在AB、BC两段做的功相同，故水平恒力F在AB段做的功为，选项AB错误； C．小物体在AB段做匀加速直线运动，在BC段先做加速度减小的加速运动再做加速度增加的减速运动，故AB段运动的时间大于在BC段运动的时间，水平恒力F在AB段的平均功率小于BC段的平均功率，选项C错误。 D．小物体在AB段做匀加速直线运动，则小物体在AB段中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即 BC段的平均摩擦力为 则平均合力与AB段等大反向，所以假设以平均合力做匀减速运动，则小物体在BC段中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即 但由图知，BC段摩擦因数由小变大，所以减速效果逐渐变大，可知小物体在BC段中间时刻的瞬时速度大于平均速度；即小物体在AB段中间时刻的瞬时速度小于在BC段中间时刻的瞬时速度，则水平恒力F在AB段中间时刻瞬时功率小于在BC段中间时刻瞬时功率，故D正确。 故选D。 11. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆，将两相同的带电小环a和b分别套在两杆上，其电荷量均为q、质量均为m。小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一水平方向、磁感强度大小为B的匀强磁场，在套b环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为E的匀强电场，在水平面高度相同的位置同时分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度v0。发现a、b上升到最高点时高度相同。若带电小环a、b与两杆的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g，则（　　） A. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间大于带电小环b从开始到上升到最高点的时间 B. 初速度v0应满足 C. 带电小环a到达最高点后，可能无法返回初始位置 D. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间满足 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．对环a进行分析，根据牛顿第二定律可得 解得 可知，环a向上做减速的直线运动，且加速度减小，对环b进行分析，根据牛顿第二定律可得 解得 可知，环b向上做匀减速直线运动，由于上升过程，a、b总位移相同，作出v-t图像，如图所示 由v-t图像可知 故A正确； B．结合v-t图像斜率绝对值表示加速度大小，可知初始的加速度 即有 解得 故B正确； C．带电小环a到达最高点时，速度为零，加速度为g，将加速下落，最终一定能回到初始位置，故C错误； D．对环a进行分析，根据动量定理可得，，， 由于洛伦兹力是变力，应利用微元的方法得到 即 对环b进行分析，结合上述，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 联立可得 故D正确。 故选ABD。 二、非选择题：共5题，共56分，其中第12~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验兴趣小组准备利用表头Gx设计一个多挡位欧姆表，但不知道该表头的电阻。为了精确地测量表头的电阻，该小组首先采用了“电桥法”测量Gx的阻值。电路如图甲所示，由控制电路和测量电路两部分组成。实验用到的器材如下： A．待测表头Gx：量程0~1mA，内阻约为200Ω B．灵敏电流计G C．定值电阻R0=270Ω D．粗细均匀的电阻丝AB总长为L=50.00cm E．滑动变阻器RA（最大阻值为20Ω） F．滑动变阻器RB（最大阻值为2000Ω） G．线夹、电源、开关以及导线若干 （1）电源电动势3V，实验过程中为了便于调节，滑动变阻器应选用_______（填写器材前对应的字母）。 （2）在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1置于a端，然后移动滑动变阻器的滑片使待测表头的示数适当后不再移动滑片。不断调节线夹P2所夹的位置，直到电流表G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=20.00cm，则测得=___________Ω（结果保留三位有效数字）。 （3）如图乙所示，将上述表头Gx改为含有“×1”，“×10”“×100”三个挡位的欧姆表，已知电源电动势E=1.5V，内阻可忽略不计。R1<R2，且接线柱3未接任何电阻，R0为调节范围足够大的滑动变阻器。则当开关S接到接线柱2时，选择的倍率是___________挡（填“×1”，“×10”“×100”），电阻R2的阻值为___________Ω。此后，短接a、b两表笔欧姆调零，R0应调至R0=___________Ω。 （4）随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）E （2）180 （3） ①. ×10 ②. 20 ③. 132 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器为分压式接法，实验过程中为了便于调节，滑动变阻器应选用阻值较小的E即可。 【小问2详解】 根据电桥平衡原理，则当电流表G示数为零时满足 解得。 【小问3详解】 [1][2][3]不同倍率的欧姆表是通过在表头上并联一个电阻实现的，并联的电阻越小，分流越大，干路电流I越大，中值电阻等于欧姆表的内阻为 I越大则中值电阻越小，倍率越小。又R1<R2，所以接1时的倍率为“×1”， 接2时的倍率为“×10”，接3时无分流，则倍率最大为“×100”。故当开关S接到接线柱2时，倍率为“×10”，电路的最大电流为接3时的10倍，设接3时的干路中最大电流为I，则接2时干路中最大电流为10I，有 解得 此后，短接a、b两表笔欧姆调零，R0应调至 【小问4详解】 欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，欧姆调零时，由于满偏电流不变，由 可知欧姆表内阻（中值电阻）变小，测量同一个电阻，电流偏小，对应阻值偏大，则测量结果会偏大。 13. 我国“天问一号”携带“祝融号”火星车于2021年5月登陆火星表面。设火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，引力常量为G，求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据万有引力定律，有 得 （2）根据万有引力定律，有 得 14. 如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到汽缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离汽缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求： （1）汽缸内放置的文物的体积； （2）该过程中气体增加的内能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设汽缸内放置的文物体积为，初态 末态 气体做等压变化 解得汽缸内放置的文物的体积 【小问2详解】 气体的压强为 外界对气体做功为 根据热力学第一定律，该过程中气体增加的内能为 15. 如图所示，倾角为α的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上．滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行．A、B的质量均为m．撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动．不计一切摩擦，重力加速度为g．求： （1）A固定不动时，A对B支持力N和绳子的拉力F的大小； （2）A滑动的位移为x时，B竖直位移sy、水平位移sx和总位移s的大小； （3）A滑动的位移为x时的速度大小vA． 【答案】（1）mgcos α；mgsin α（2）sx=x·(1–cos α)，sy=x·sin α，s=（3） 【解析】 【详解】（1）支持力的大小N=mgcos α；绳子拉力大小为F= mgsin α （2）根据几何关系sx=x·(1–cos α)，sy=x·sin α且s= 解得s= （3）B的下降高度sy=x·sin α 根据机械能守恒定律 根据速度定义得，则 解得 【点睛】考查力的平行四边形定则与平衡条件的应用，掌握运动的合成与分解与三角知识的内容，理解机械能守恒的条件，及其定律的运用，注意运用三角形相似，确定位移之比与速度之比是解题的关键. 16. 如图所示，在xOy平面的第I象限中，磁场分界线OM的上下两侧分别有垂直纸面向里、向外的匀强磁场B1和B2，磁感应强度大小B1=B2=B.质量为m，电量为-q的粒子速度一定，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，在磁场中运动的半径为d.已知粒子重力不计，磁场分布区域的大小可以通过调节分界线OM与x轴间的夹角改变. (1)求粒子运动速度的大小； (2)欲使粒子从y轴射出，求分界线OM与x轴的最小夹角； (3)若分界线OM与x轴的夹角=30°，将下方磁场的磁感应强度大小变为，P是OM上一点，粒子恰能通过P点，求粒子从O点运动到P点时间. 【答案】(1)(2)75°(3)若粒子从上面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 (n=1、2、3….)；若粒子从下面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 (n=0、1、2、3….) 【解析】 【详解】(1)根据 且 r=d 解得 (2)欲使粒子恰好从y轴射出，则轨迹如图 由几何关系可知 ，则，则分界线OM与x轴的最小夹角 (3)将下方磁场磁感应强度大小变为，则根据 则运动半径变为，轨迹如图； 粒子在上下磁场中运动的周期分别为 在上下磁场中每次运动的时间分别为 若粒子从上面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 (n=1、2、3….) 若粒子从下面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 (n=0、1、2、3….) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $