精品解析：湖北省孝感高级中学2025-2026学年高三下学期2月测试物理试题

孝感高中2023级高三年级 物理试题 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. “判天地之美，析万物之理”，领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是（ ） A. 甲和乙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 丙和丁 2. 倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（　　） A. 光线有可能在下表面发生全反射 B. 光线从空气进入冰晶后传播速度变大 C. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 D. 随太阳高度角增大，紫光比红光先在侧面发生全反射 3. 用轻质鞋带穿过跑鞋某一鞋孔后系在衣架两端，先后采用图（a）所示衣架水平、图（b）所示衣架倾斜两种方式晾晒在水平粗糙晾衣杆上，两种方式衣架挂钩受到杆的支持力分别为Na与Nb，摩擦力分别为fa与fb，鞋带两端与竖直方向夹角均相等，分别为与，鞋带张力分别为Ta与Tb。忽略鞋带与鞋孔间的摩擦，鞋带长度不变。下列说法正确的是（ ） A. Na大于Nb B. fa小于fb C. 小于 D. Ta大于Tb 4. 在建的建筑物为了防止墙面开裂需要定期浇水保湿。如图所示，位于水平地面的水管口横截面积为，水流从管口喷出时速度大小为10m/s，方向与水平地面成角，且恰好垂直冲击墙面。已知水的密度为，忽略空气阻力。若水流冲击墙面后，速度立即减为零，取，则墙面所受冲击力的大小为（　　） A. 40N B. 32N C. 25.6N D. 24N 5. 两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播，波源产生波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播。时刻某一波源先开始振动，时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于和的两个质点都在波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. 波源M先振动且起振方向向下 B. 沿x轴负方向传播的波波速为10m/s C. 再经过的质点纵坐标为5cm D. 两列波能发生明显干涉现象 6. 在如图所示的直角坐标系xOy中，存在平行于纸面的匀强电场。从a点以16eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子，仅在电场力的作用下，一电子经过b点时的动能为4eV，另一电子经过c点时的动能为8eV。不考虑两电子间的相互作用，下列判断正确的是（　　） A. b点的电势比a点的电势高 B. 该电场强度的大小为200V/m C. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度方向，无论速度方向朝哪里电子都不可能通过O点 D. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度方向，电子通过d点时的动能为12eV 7. 如图所示，直角三角形abc中，，其区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，c点处的粒子源可向磁场区域各个方向发射速度大小为（为粒子的比荷）的带正电的粒子。不考虑粒子的重力和相互间的作用力，下列说法正确的是（ ） A. ab边上有粒子到达区域的长度为 B. ac边上有粒子到达区域的长度为 C. 从ab边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 D. 从ac边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为 8. 2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”以逆行方式进入月球轨道，被月球捕获后的部分过程如图所示：探测器在“12h大椭圆轨道1”运行经过P点时变轨进入“4h椭圆停泊轨道2”，在轨道2上经过P时再变轨进入“200km圆轨道3”，三个轨道相切于P点，Q点是轨道2上离月球最远的点。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 探测器分别沿着轨道2和轨道3运行时，经过P点的向心加速度相等 C. 探测器沿着轨道2经过Q的速度小于沿着轨道3经过P的速度 D. 探测器在轨道3上运行的周期比在轨道1上运行的周期大 9. 如图，在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场，电场方向沿轴负方向，磁场方向沿轴正方向。一电子从点（L，0，0）处沿轴正方向入射，其轨迹与轴的第1个交点坐标为（0，0，L）。已知电子的比荷为，入射速度大小为，不计电子所受的重力，则（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小 B. 匀强电场的电场强度大小 C. 电子轨迹与轴交点的坐标之比为 D. 电子轨迹与轴交点的坐标之比为 10. 两根足够长的平行导轨由上、下两段电阻不计的光滑导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为，导轨两端分别连接一个阻值的电阻和电容的电容器，整个装置处于的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中图中未画出，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分别为，ab棒电阻为，cd棒的电阻不计，将ab棒由静止释放，同时cd棒从距离MN为处在一个大小为、方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为，重力加速度，则ab棒从释放到第一次碰撞前的过程中（　　） A. ab沿斜面向下做加速度减小的加速运动，cd沿斜面向上做匀加速直线运动 B. 运动时间为 C. R上消耗的焦耳热为 D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd棒的速度大小为 二、非选择题∶本题共5小题，共60分。 11. 实验小组用如图甲所示的装置，来探究斜面对平抛运动的制约性，点是A点在水平地面的投影点，是固定在轨道与地面之间的斜面，小球在水平桌面上获得水平向右的速度，然后在A点以水平向右的初速度（可通过安装在A的光电门测出）做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出的关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为，设，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落水平面上，图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上； （2）图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值，若图丙的斜率为，则A、两点的高度差为________； （3）若图乙的斜率为，则的正切值为________。 12. 某实验小组要测量一节干电池电动势E和内阻r，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。 （1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则电源电动势为________V（结果保留3位有效数字）。 （2）某同学设计了如图2所示的实验电路，连接好实验电路，闭合开关S，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数，建立U-I坐标系，并描绘出U-I图像。 另一同学仍使用图2中的实验器材，设计了如图3所示的实验电路，实验操作步骤与前一位同学相同，在同一坐标系中分别描点作出U-I图像，图2对应的U-I图线是图4中的________线（填“P”或“Q”）。若每次测量操作都正确，读数都准确，则由图4中的P和Q图线，可得电动势和内阻的真实值为E＝________V，r=________Ω（结果均保留3位有效数字）。 13. 压力锅（高压锅）通过增大锅内气压来提高水的沸点，从而达到快速烹饪食物的目的。其结构简化如图所示，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气体压强与外界大气压强相等。当锅内温度达到时，气孔1会封闭，将锅内外隔离。若锅内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀。已知气孔2的横截面积为，加热前锅内温度为，大气压强为。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，g取。 （1）若锅内压强设计的最大值为，求限压阀的质量； （2）当锅内压强达到时打开气孔2，求稳定后高压锅内气体密度与打开气孔前的密度之比。（假设此过程气体温度不变） 14. 如图所示，平面直角坐标系内有一圆形有界磁场Ⅰ和一矩形有界磁场Ⅱ（未画出）。磁场Ⅰ圆心坐标为，半径为，磁场Ⅱ位于轴左侧。磁场Ⅰ、Ⅱ的方向均垂直纸面向外，磁感应强度的大小分别为，有界区域边界上均有磁场。位于坐标原点的粒子源（大小忽略不计）可以向轴右侧任意方向发射质量均为、电荷量均为、速率均为的同种带正电粒子，这些粒子的出射点都位于轴下方的一段圆弧（为圆弧上离点最远的点，未画出）上。若从点出射的带电粒子依次经过真空区域、磁场Ⅱ、真空区域后恰好能回到点，且该粒子先后两次经过轴的速度方向与轴的负方向的夹角相同。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求： （1）P点的坐标； （2）从P点射出的粒子在矩形磁场区域中运动的时间； （3）矩形磁场区域的最小面积。 15. 如图所示，两根相距的足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面成，两导轨顶端通过导线连接电源、开关和阻值的电阻。初始时开关S断开，质量分别为、的金属细杆ab、cd垂直于导轨放置，导轨的上下两部分通过M、N两处的绝缘小块相连，MN连线与导轨垂直，两导轨处于大小为、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，金属细杆ab、cd的电阻分别为，两杆与导轨的动摩擦因数均为，初始时两金属杆均静止，闭合开关S，ab杆开始向下运动，ab杆运动到MN时已经匀速，已知电源的电动势，内阻重力加速度，求： （1）金属杆ab运动到MN处时的速度大小； （2）金属杆ab从静止运动到MN处过程中，通过ab杆上的电荷量； （3）ab杆在导轨上运动时产生的焦耳热忽略电磁辐射 （4）为使两棒在整个运动过程不接触，求cd棒初始位置到MN的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2023级高三年级 物理试题 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. “判天地之美，析万物之理”，领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是（ ） A. 甲和乙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 丙和丁 【答案】B 【解析】 【详解】甲图中和丁图中包含的物理思想方法均是微元法；乙图中包含的物理思想方法是放大法；丙图中包含的物理思想方法是等效替代法。 故选B。 2. 倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（　　） A. 光线有可能在下表面发生全反射 B. 光线从空气进入冰晶后传播速度变大 C. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 D. 随太阳高度角增大，紫光比红光先在侧面发生全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射。故A错误； B．光线从空气中的传播速度大于在固体中的传播速度。故B错误； C．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大。故C错误； D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据 可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射。故D正确。 故选D。 3. 用轻质鞋带穿过跑鞋某一鞋孔后系在衣架两端，先后采用图（a）所示衣架水平、图（b）所示衣架倾斜两种方式晾晒在水平粗糙晾衣杆上，两种方式衣架挂钩受到杆的支持力分别为Na与Nb，摩擦力分别为fa与fb，鞋带两端与竖直方向夹角均相等，分别为与，鞋带张力分别为Ta与Tb。忽略鞋带与鞋孔间的摩擦，鞋带长度不变。下列说法正确的是（ ） A. Na大于Nb B. fa小于fb C. 小于 D. Ta大于Tb 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对跑鞋和衣架整体考虑，整体受力平衡，如图 则竖直方向上 水平方向上没有摩擦力 故AB错误； CD．由于鞋带和鞋孔之间没有摩擦力，则鞋孔两侧的鞋带拉力大小相等，设跑鞋质量为，则跑鞋水平方向合力为零，所以跑鞋的重力方向沿鞋孔两侧两鞋绳拉力的角平分线，竖直方向、 所以 鞋带的长度不变，设为L 图（a）所示 图（b）所示 由于 则， 故C错误，D正确； 故选D。 4. 在建的建筑物为了防止墙面开裂需要定期浇水保湿。如图所示，位于水平地面的水管口横截面积为，水流从管口喷出时速度大小为10m/s，方向与水平地面成角，且恰好垂直冲击墙面。已知水的密度为，忽略空气阻力。若水流冲击墙面后，速度立即减为零，取，则墙面所受冲击力的大小为（　　） A. 40N B. 32N C. 25.6N D. 24N 【答案】B 【解析】 【详解】单位时间内喷出的水的体积为 单位时间内喷出的水的质量为 恰好垂直冲击墙面时水流的速度 取很短的时间内冲击墙面的水为研究对象，规定垂直冲击墙面时水流的速度方向为正方向，则 得 故选B。 5. 两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播，波源产生的波沿x轴正方向传播，波源产生的波沿x轴负方向传播。时刻某一波源先开始振动，时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于和的两个质点都在波峰位置。下列说法正确的是（　　） A 波源M先振动且起振方向向下 B. 沿x轴负方向传播波波速为10m/s C. 再经过的质点纵坐标为5cm D. 两列波能发生明显干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据“同侧法”可知波源M的起振方向竖直向上，两列波的波速相同，波源M产生的波传播的距离大于波源N产生的波传播的距离，波源M先振动，故A错误； B．波源M产生的波的传播速度 由于两列波的波速相同，因此波源N的传播速度为20m/s，故B错误； C．再经过0.2s，波传播的距离 波源M的波峰刚好传播到处，波源N的波峰刚好传播到处，则在处为波谷，因此处的质点的位移 故C正确； D．两列波波长不同，周期不同，则频率不相同，不能发生明显干涉现象，故D错误。 故选C。 6. 在如图所示的直角坐标系xOy中，存在平行于纸面的匀强电场。从a点以16eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子，仅在电场力的作用下，一电子经过b点时的动能为4eV，另一电子经过c点时的动能为8eV。不考虑两电子间的相互作用，下列判断正确的是（　　） A. b点的电势比a点的电势高 B. 该电场强度的大小为200V/m C. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，无论速度方向朝哪里电子都不可能通过O点 D. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，电子通过d点时的动能为12eV 【答案】C 【解析】 【详解】A．仅在电场力的作用下，电子由a到b，根据 可得 所以b点的电势比a点的电势低，故A错误； B．根据 可得 则 则可知坐标(2，4)的电势与c点电势相同，连接两点为等势线，电场线垂直等势线，如图所示 根据几何关系可得cb沿电场方向的距离为 则电场强度 故B错误； C．根据几何关系可知 所以 根据动能定理可得 可得 故无法到达O点，故C正确； D．根据几何关系可知ad连线垂直电场方向，为等势面，电子通过d点时的动能仍为16eV，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，直角三角形abc中，，其区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，c点处的粒子源可向磁场区域各个方向发射速度大小为（为粒子的比荷）的带正电的粒子。不考虑粒子的重力和相互间的作用力，下列说法正确的是（ ） A. ab边上有粒子到达区域的长度为 B. ac边上有粒子到达区域的长度为 C. 从ab边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 D. 从ac边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力可得 解得 根据题意可知， 解得 作出粒子运动的两个临界轨迹，如图所示 粒子沿cb方向射入，其在磁场中运动的轨迹圆心为，从ab边上的d点射出磁场，由几何关系可求得轨迹所对圆心角为，当粒子轨迹恰好与ab边相切时，其在磁场中运动的轨迹圆心为，可以证明为一正方形，故在ab边有粒子射出的区域长度为de的长度，即，故A错误； C．从ab边射出的粒子，从d点射出磁场时，在磁场中运动时间最短，即，故C错误； B．粒子在ac边上最远从f点射出，由几何关系可得 故ac边上有粒子到达区域的长度为，故B正确； D．ac边射出的粒子，从f点射出时，其在磁场中运动的时间最长，最长时间为，故D错误。 故选B。 8. 2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”以逆行方式进入月球轨道，被月球捕获后的部分过程如图所示：探测器在“12h大椭圆轨道1”运行经过P点时变轨进入“4h椭圆停泊轨道2”，在轨道2上经过P时再变轨进入“200km圆轨道3”，三个轨道相切于P点，Q点是轨道2上离月球最远的点。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 探测器分别沿着轨道2和轨道3运行时，经过P点的向心加速度相等 C. 探测器沿着轨道2经过Q的速度小于沿着轨道3经过P的速度 D. 探测器在轨道3上运行的周期比在轨道1上运行的周期大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．探测器从轨道1进入轨道2的过程中，做近心运动，需点火减速，故A错误； B．探测器分别沿着轨道2和轨道3运行时，经过P点时，受力方向与速度方向垂直，有 可得经过P点的向心加速度，可得经过P点的向心加速度相等，故B正确； C．假设探测器在一个经过Q点的圆轨道上运行，根据牛顿第二定律 可得，探测器的运行速度为 则此时经过Q点的速度小于沿着轨道3经过P点的速度。若在Q点由圆轨道变到轨道2，要在Q点减速。所以探测器沿着轨道2经过Q的速度小于沿着轨道3经过P的速度，故C正确； D．轨道3的半长轴小于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律可得探测器在轨道3上运行的周期比在轨道1上运行的周期小，故D错误。 故选BC。 9. 如图，在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场，电场方向沿轴负方向，磁场方向沿轴正方向。一电子从点（L，0，0）处沿轴正方向入射，其轨迹与轴的第1个交点坐标为（0，0，L）。已知电子的比荷为，入射速度大小为，不计电子所受的重力，则（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小 B. 匀强电场的电场强度大小 C. 电子轨迹与轴交点的坐标之比为 D. 电子轨迹与轴交点的坐标之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电子在电场力作用下，沿z轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动，在洛伦兹力的作用下，在xoy平面内做匀速圆周运动，由几何关系可知，电子做圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，有 解得，故A错误； B．电子从入射到与轴的第1个交点过程经历的时间为 沿z轴方向有 解得，故B正确； CD．电子轨迹与z轴第1次相交后，每隔2t时间再与z轴相交，则第n次与z轴相交时，在z轴上有（n=1，2，3…） 故电子轨迹与轴交点坐标之比为，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 两根足够长的平行导轨由上、下两段电阻不计的光滑导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为，导轨两端分别连接一个阻值的电阻和电容的电容器，整个装置处于的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中图中未画出，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分别为，ab棒电阻为，cd棒的电阻不计，将ab棒由静止释放，同时cd棒从距离MN为处在一个大小为、方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为，重力加速度，则ab棒从释放到第一次碰撞前的过程中（　　） A. ab沿斜面向下做加速度减小的加速运动，cd沿斜面向上做匀加速直线运动 B. 运动时间为 C. R上消耗的焦耳热为 D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd棒的速度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB． ab接电阻，沿斜面向下运动，有，增大时安培力增大，合力减小，加速度减小，因此ab做加速度减小的加速运动；ab棒和cd棒同时开始运动，且同时到达MN，所以两者运动到MN时间相同。 对cd棒受力分析，根据牛顿第二定律有 其中 联立解得，即cd棒以的加速度沿导轨平面向上做初速度为零的匀加速直线运动； cd棒从释放到第一次碰撞前瞬间，有，解得，故A正确，B错误； C． 对ab棒从静止释放到第一次碰撞前瞬间，根据动能定理有，其中 根据动量定理有，其中 联立解得，Q表示ab棒和电阻R上消耗的总焦耳热，故R上消耗的焦耳热，故C正确； D． 两棒第一次碰撞前瞬间，ab棒的速度大小为，cd棒的速度大小为，以沿导轨平面向下为正方向，碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，有 解得，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题∶本题共5小题，共60分。 11. 实验小组用如图甲所示的装置，来探究斜面对平抛运动的制约性，点是A点在水平地面的投影点，是固定在轨道与地面之间的斜面，小球在水平桌面上获得水平向右的速度，然后在A点以水平向右的初速度（可通过安装在A的光电门测出）做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出的关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为，设，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在水平面上，图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上； （2）图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值，若图丙的斜率为，则A、两点的高度差为________； （3）若图乙的斜率为，则的正切值为________。 【答案】（1） ① 丙 ②. 乙 （2） ①. 是 ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]若小球落在斜面AC上，由平抛运动知识，， 综合可得 说明图像是过原点的一条倾斜的直线，对应的图像为图乙，图像的斜率 若小球落到水平面CD上，平抛运动高度不变，运动时间t不变，则有 则关系图像是过原点的一条倾斜直线，对应的图像为图丙，即图丙说明小球落在水平面CD上，图乙说明小球落在斜面AC上。 【小问2详解】 [1][2]图丙对应小球平抛运动的时间是定值，若图丙的斜率为，则有 可得 所以A、B两点的高度差为 【小问3详解】 若图乙的斜率为，则 解得 12. 某实验小组要测量一节干电池的电动势E和内阻r，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。 （1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则电源电动势为________V（结果保留3位有效数字）。 （2）某同学设计了如图2所示的实验电路，连接好实验电路，闭合开关S，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数，建立U-I坐标系，并描绘出U-I图像。 另一同学仍使用图2中的实验器材，设计了如图3所示的实验电路，实验操作步骤与前一位同学相同，在同一坐标系中分别描点作出U-I图像，图2对应的U-I图线是图4中的________线（填“P”或“Q”）。若每次测量操作都正确，读数都准确，则由图4中的P和Q图线，可得电动势和内阻的真实值为E＝________V，r=________Ω（结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 正 ②. 1.45 （2） ①. P ②. 1.48 ③. 1.48 【解析】 【小问1详解】 [1]用多用电表粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的正极相连，黑表笔与电池的另一电极相连。 [2]由图1所示，用多用电表2.5V量程的电压挡，最小刻度值是0.05V，则粗测电源电动势为1.45V。 【小问2详解】 [1][2][3]由图3所示电路可知，电压表有分流作用，图2所示电路，电流表有分压作用，从而导致实验结果存在系统误差。图3所示电路，可把电压表与电源看作一个等效电源，由闭合电路欧姆定律知可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，作出的U-I图线是Q线，图2所示电路，可把电流表与电源看作一个等效电源，由闭合电路欧姆定律可知，电动势测量值等于真实值，U-I-图线应是P线，电动势为 E=UP=1.48V 图3所示电路，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，则短路电流 内阻 13. 压力锅（高压锅）通过增大锅内气压来提高水的沸点，从而达到快速烹饪食物的目的。其结构简化如图所示，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气体压强与外界大气压强相等。当锅内温度达到时，气孔1会封闭，将锅内外隔离。若锅内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀。已知气孔2的横截面积为，加热前锅内温度为，大气压强为。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，g取。 （1）若锅内压强设计的最大值为，求限压阀的质量； （2）当锅内压强达到时打开气孔2，求稳定后高压锅内气体密度与打开气孔前的密度之比。（假设此过程气体温度不变） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当锅内气体压强增大到时，限压阀被顶起，设限压阀质量为m，则由平衡条件可得 解得限压阀的质量为 【小问2详解】 打开气孔前气体压强为，体积为，气体密度为；打开气孔稳定后，气体压强等于大气压强为，气体密度为，设气体体积变为，由于此过程为等温变化，则根据玻意耳定律有 解得 又因为 解得稳定后高压锅内气体密度与打开气孔前的密度之比为 14. 如图所示，平面直角坐标系内有一圆形有界磁场Ⅰ和一矩形有界磁场Ⅱ（未画出）。磁场Ⅰ圆心坐标为，半径为，磁场Ⅱ位于轴左侧。磁场Ⅰ、Ⅱ的方向均垂直纸面向外，磁感应强度的大小分别为，有界区域边界上均有磁场。位于坐标原点的粒子源（大小忽略不计）可以向轴右侧任意方向发射质量均为、电荷量均为、速率均为的同种带正电粒子，这些粒子的出射点都位于轴下方的一段圆弧（为圆弧上离点最远的点，未画出）上。若从点出射的带电粒子依次经过真空区域、磁场Ⅱ、真空区域后恰好能回到点，且该粒子先后两次经过轴的速度方向与轴的负方向的夹角相同。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求： （1）P点的坐标； （2）从P点射出的粒子在矩形磁场区域中运动的时间； （3）矩形磁场区域的最小面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子磁场Ⅰ中，根据洛伦兹力提供向心力 解得，由题意知，与轴正方向的夹角为 根据几何关系有， 解得， 即点坐标为 【小问2详解】 粒子在磁场Ⅱ中，根据洛伦兹力提供向心力，解得 由题意知粒子在磁场Ⅱ转过的角度为，，解得 【小问3详解】 设最小矩形的长为，宽为，由几何关系知， 矩形面积 联立解得 15. 如图所示，两根相距的足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面成，两导轨顶端通过导线连接电源、开关和阻值的电阻。初始时开关S断开，质量分别为、的金属细杆ab、cd垂直于导轨放置，导轨的上下两部分通过M、N两处的绝缘小块相连，MN连线与导轨垂直，两导轨处于大小为、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，金属细杆ab、cd的电阻分别为，两杆与导轨的动摩擦因数均为，初始时两金属杆均静止，闭合开关S，ab杆开始向下运动，ab杆运动到MN时已经匀速，已知电源的电动势，内阻重力加速度，求： （1）金属杆ab运动到MN处时的速度大小； （2）金属杆ab从静止运动到MN处过程中，通过ab杆上的电荷量； （3）ab杆在导轨上运动时产生的焦耳热忽略电磁辐射 （4）为使两棒在整个运动过程不接触，求cd棒初始位置到MN的最小距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，当金属杆ab匀速运动时，对金属杆受力分析有 解得 可知，金属杆ab匀速运动时感应电流为0，则感应电动势 又有 代入数据解得 【小问2详解】 金属杆ab从静止运动到MN处过程中，由于 设很短时间内，速度变化，对金属杆ab由动量定理有 两边求和可得 代入数据解得 【小问3详解】 设金属杆ab运动到MN的过程中，滑动距离为x，整个电路产生的焦耳热为，由能量守恒定律有 代入数据解得 则ab杆上产生的焦耳热为 金属杆ab运动到MN下方后，由于， 则组成的系统动量守恒，设最终速度均为，由动量守恒定律有 解得 由于该过程中ab、cd系统重力势能的减小量仍等于系统克服摩擦力做的功，由能量守恒定律可得，整个系统产生的焦耳热 此过程中金属杆ab上的焦耳热为 则ab杆在导轨上运动时产生的焦耳热 【小问4详解】 为使两棒在整个运动过程不接触，cd棒初始位置到MN的最小距离为金属杆ab运动到MN下方后到共速过程两杆的位移差，由于 对杆，由动量定理有 又有， 整理可得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $