精品解析：2026届四川成都市高三第二次模拟测试物理试卷

2023级高三第二次模拟测试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔将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，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5.考试结束后，只将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 下列现象属于光的干涉的是（ ） A. 瀑布旁出现彩虹 B. 岸上看水池的深度变浅 C. 肥皂泡在日光照射下呈现彩色 D. 通过一条狭缝看太阳光观察到彩色条纹 2. 如图所示，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，辐射出①②③三种不同频率的光子。下列说法正确的是（　　） A. ①光子波长最长 B. ①光子频率最高 C. ③光子能量最小 D. ③光子动量最小 3. 图示为粒子散射实验得到的粒子运动轨迹示意图，、、为三条不同轨迹上的三点。下列说法正确的是（ ） A. 粒子在P点处动能为零 B. 粒子在点受到的电场力大于在点受到的电场力 C. 轨迹经过N点的粒子运动过程中机械能保持不变 D. 轨迹经过M点的粒子运动过程中电势能先增大后减小 4. 图示为某时刻在同种均匀介质中沿轴正方向传播的机械波的波形图，振幅与频率在改变的波源位于坐标原点，该时刻机械波恰好传到P点。下列说法正确的是（ ） A. 该时刻波源向上振动 B. 机械波传播速度逐渐增大 C. 波源振动频率逐渐增大 D. 波源振幅逐渐增大 5. 恒星a、b绕连线上的某点O做匀速圆周运动组成双星系统（仅考虑a、b间的万有引力作用）。若a、b质量之比为，则a、b绕O运动的线速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 6. 图示为研究小组通过无动力轨道小车在直线轨道约束下的运动来模拟帆船逆风行驶的俯视图。虚线为小车轨道，通过调节小车上帆的方向，能实现小车从静止开始沿轨道中箭头方向逆风行驶的选项是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平固定放置，一端连接定值电阻，空间存在竖直向下的匀强磁场。导体棒MN放在导轨上，时以初速度水平向右运动，经过足够长时间停在导轨上。导体棒及导轨接触良好，且电阻均忽略不计。下列正确描述MN运动过程中加速度、速度随时间或位移变化的图像是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。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. 图示为某国产电动汽车在性能测试中从静止加速到又减速到零的图像，图像时刻切线斜率大小与时间内的斜率大小相等。下列说法正确的是（ ） A. 时间内汽车的速度逐渐增大 B. 时间内汽车的加速度逐渐增大 C. 大于 D. 时间内汽车的位移大于时间内汽车的位移 9. 如图所示，竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线框先后绕过ab边和bc边的轴以相同大小的角速度按图示方向匀速转动。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ） A. 当线框绕过ab边的轴转动时，在图示位置线框中电流方向为adcba B. 当线框绕过ab边的轴转动时，a、d两点间的电势差 C. 当线框绕过bc边的轴转动时，线框中感应电动势随时间变化的表达式 D. 当线框绕过bc边的轴转动时，线框转动一周过程中外力做功 10. 如图所示，静止于水平面上，质量均为的物块P与光滑物块Q通过劲度系数为的轻弹簧相连，初始时弹簧处于原长。现对Q施加大小为，方向水平向右的恒力。已知P与地面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计Q与地面的摩擦力，重力加速度大小为，弹簧的弹性势能。下列说法正确的是（ ） A. P开始运动前，Q做加速度逐渐减小的加速运动 B. P即将开始运动时，Q的速度大小为 C. P开始运动后，弹簧的最大弹性势能为 D. P开始运动后，弹簧的最小弹性势能为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13～15小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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用图（a）所示装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数，实验过程中调节导轨使其水平，测出滑块、砝码（含托盘）质量均为，遮光条（未画出）宽度为，滑块左端到光电门的距离为。 （1）测量遮光条宽度时游标卡尺示数如图（b）所示，则遮光条宽度______cm； （2）将遮光条固定在滑块上，下列三幅图中遮光条安装位置最合理的是______； A. B. C. （3）经多次测量得出滑块加速度大小为，重力加速度，则滑块与导轨间的动摩擦因数______。 12. 某兴趣小组为研究光敏电阻阻值随光照强度的变化规律，设计的实验电路如图（a）所示。主要器材如下：电源E，电压表（，内阻约为），灵敏电流计（，内阻为），滑动变阻器，电阻箱，开关S，导线若干。 （1）该小组同学先将灵敏电流计的量程扩大为，则电阻箱应调为______； （2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）图（b）为小组同学在不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线（可视为直线）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而______（选填“增大”或“减小”）。 （4）小组同学借助光敏电阻的阻值变化规律设计了一款自动路灯，要求在光照强度减弱至一定程度时，路灯亮起。其电路如图（c）所示，图中L为路灯灯泡，VT为三极管（当b、e间电压大于等于0.7V时，与b、c、e相连的三条线路均处于导通状态；当b、e间电压小于0.7V时，与b、c、e相连的三条线路均处于断开状态），为电阻箱（）。 ①若电源电动势，内阻忽略不计，当光照强度减弱到图（b）中曲线Ⅰ对应值时，三极管恰好导通，路灯亮起，则电阻箱接入电路的阻值应为______； ②在某次实验中，小组同学发现图（c）中电阻箱的“”处的旋钮卡在“0”位置处无法旋动，此时采取______措施，并调节电阻箱阻值后能继续实现①中目标。 A.将电路中电阻箱和光敏电阻的位置互换 B.将原电路的光敏电阻换成两个型号相同的光敏电阻串联 C.将原电路的光敏电阻换成两个型号相同的光敏电阻并联 13. 如图（a）所示，粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，其内用一段质量、横截面积的水银柱封闭着一段空气柱（可视为理想气体）。初始空气柱温度为，长。加热空气柱使其温度缓慢变为，水银柱稳定，记为位置①。外界大气压强，重力加速度。 （1）求水银柱在位置①时空气柱的长度； （2）将长直玻璃管倒置，水银柱稳定后（水银未从管口流出），记为位置②如图（b）所示。若该过程中维持空气柱温度为不变，求水银柱从位置①到位置②相对玻璃管运动的距离。 14. 一种新型智能网球发球机可将网球从发球口沿水平面内任意方向击出，供运动员进行日常训练。如图所示，运动员将发球机置于网球场左侧底线AB的中点G处，发球口在G点正上方高度为的H点。球网两侧球场ABCF与FCDE均为边长的正方形，I为DE中点，球网高度为，网球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。 （1）若发球机从H点将网球沿平行于轴线GI方向水平击出，要使得网球能直接落到右侧场地内，求网球的初速度大小满足的条件； （2）若发球机发球速度的大小和方向在水平面内可任意调节，求网球直接落在右侧球场中所有可能落点构成图形的面积。 15. 托卡马克装置是一种利用磁约束来控制粒子在环形容器内部运动从而实现受控核聚变的装置。图示为该装置截面的简化模型。两个圆心均在点，半径分别为和的圆将装置分成区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ无磁场，区域Ⅱ（含边界）有方向垂直于纸面向里，大小为的匀强磁场。区域Ⅰ内有一粒子源可向纸面内各个方向发射质量为，电荷量为的粒子。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。 （1）若粒子源固定在O点，求在磁场中运动半径为的粒子速率及该粒子第一次在区域Ⅱ磁场中运动的时间； （2）若粒子源可放置在区域Ⅰ内任意位置，要使发射的所有粒子均被“束缚”在装置内，求粒子速率的取值范围； （3）由于加热功率限制，粒子最大速率为，要使所有粒子均被“束缚”在装置内，粒子源仅能放置于区域Ⅰ内部分位置，求粒子源放置位置与圆心O距离的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三第二次模拟测试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔将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，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5.考试结束后，只将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 下列现象属于光的干涉的是（ ） A. 瀑布旁出现彩虹 B. 岸上看水池的深度变浅 C. 肥皂泡在日光照射下呈现彩色 D. 通过一条狭缝看太阳光观察到彩色条纹 【答案】C 【解析】 【详解】A．瀑布旁的彩虹是太阳光射入空气中的小水滴时，发生折射、色散形成的，属于光的折射色散现象，故A错误； B．岸上看水池深度变浅，是池底反射的光从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到池底的虚像位置偏高导致的，属于光的折射现象，故B错误； C．肥皂泡在日光下的彩色，是肥皂薄膜前后两个表面反射的两列相干太阳光发生叠加，不同波长的色光在不同位置形成加强或减弱的效果，属于光的薄膜干涉现象，故C正确； D．通过狭缝看太阳光得到彩色条纹，是光通过狭缝时绕过障碍物边缘传播产生的现象，属于光的单缝衍射现象，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，辐射出①②③三种不同频率的光子。下列说法正确的是（　　） A. ①光子波长最长 B. ①光子频率最高 C. ③光子能量最小 D. ③光子动量最小 【答案】A 【解析】 【详解】BC．氢原子向低能级跃迁时满足，， 由此可知，①光子频率最小，能量最小，③光子频率最大，能量最大，故BC错误； A．根据可知，①光子频率最小，波长最长，③光子波长最短，故A正确； D．根据可知，③光子波长最短，动量最大，故D错误。 故选A。 3. 图示为粒子散射实验得到的粒子运动轨迹示意图，、、为三条不同轨迹上的三点。下列说法正确的是（ ） A. 粒子在P点处动能为零 B. 粒子在点受到的电场力大于在点受到的电场力 C. 轨迹经过N点的粒子运动过程中机械能保持不变 D. 轨迹经过M点的粒子运动过程中电势能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．α粒子带正电，金原子核也带正电，二者为库仑斥力。P点是α粒子轨迹上的点，α粒子经过P点后会继续运动，P点速度不为零，因此动能不为零，故A错误； B．根据库仑力公式 离金原子核越近，库仑力越大；N点比M点离金原子核更近，因此α粒子在N点受到的电场力更大，故B错误； C．α粒子运动过程中，金原子核的库仑电场力会对α粒子做功，因此α粒子的机械能会发生变化，不守恒，故C错误； D．经过M点的α粒子，运动过程中先靠近金原子核、后远离金原子核：靠近过程库仑斥力做负功，电势能增大；远离过程库仑斥力做正功，电势能减小，因此电势能先增大后减小，故D正确。 故选D。 4. 图示为某时刻在同种均匀介质中沿轴正方向传播的机械波的波形图，振幅与频率在改变的波源位于坐标原点，该时刻机械波恰好传到P点。下列说法正确的是（ ） A. 该时刻波源向上振动 B. 机械波传播速度逐渐增大 C. 波源振动频率逐渐增大 D. 波源振幅逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．波沿正方向传播，用上下坡法判断振动方向：沿波的传播方向，（波源位置）右侧附近为正，属于上坡，规律为“上坡下”，因此该时刻波源向下振动，故A错误； B．机械波的传播速度仅由介质决定，同种均匀介质中波速不变，故B错误； C．波源发出的波中，先发出的波传播更远（位于x更大处），后发出的波靠近波源（位于更小处）。由图可知，越靠近波源，波长越小；波速不变，根据 得 波长减小说明频率逐渐增大，因此波源振动频率逐渐增大，故C正确； D．由图可知，越靠近波源（越晚发出的波）振幅越小，说明波源振幅逐渐减小，故D错误。 故选C。 5. 恒星a、b绕连线上的某点O做匀速圆周运动组成双星系统（仅考虑a、b间的万有引力作用）。若a、b质量之比为，则a、b绕O运动的线速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】双星系统的核心特点是两恒星绕O点运动的角速度相同，彼此间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，且两恒星的向心力大小相等。 设恒星a质量为、轨道半径为，恒星b质量为、轨道半径为，两恒星间距为L，由题意。 对a： 对b： 两式联立得，即。 又线速度，相同，故。 故选B。 6. 图示为研究小组通过无动力轨道小车在直线轨道约束下的运动来模拟帆船逆风行驶的俯视图。虚线为小车轨道，通过调节小车上帆的方向，能实现小车从静止开始沿轨道中箭头方向逆风行驶的选项是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】风会对帆面造成一个垂直于帆面的作用力F，将作用力分解为沿着轨道小车的分力和垂直于轨道小车的分力，为实现“顶风逆行”，沿着轨道小车的分力必须与轨道小车运动方向相同，如图所示 可知只有C选项符合题意。 故选C。 7. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平固定放置，一端连接定值电阻，空间存在竖直向下的匀强磁场。导体棒MN放在导轨上，时以初速度水平向右运动，经过足够长时间停在导轨上。导体棒及导轨接触良好，且电阻均忽略不计。下列正确描述MN运动过程中加速度、速度随时间或位移变化的图像是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设导轨间距为L，在运动过程中，由楞次定律可知金属棒受到的安培力方向向左，大小为 根据牛顿第二定律，金属棒做减速运动，加速度的大小满足 解得 可知金属棒做变加速运动，速度减小时，加速度也随之减小，因此图的斜率逐渐减小，金属棒的速度不随时间线性变化，则金属棒的加速度也不随时间线性变化，故AB错误； C．以导体棒为研究对象，由动量定理得 化简得 可知金属棒的图像为一次函数关系，斜率为负值，故C错误； D．由金属棒的加速度大小 结合 联立得 可知金属棒的图像为一次函数关系，斜率为负值，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。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. 图示为某国产电动汽车在性能测试中从静止加速到又减速到零的图像，图像时刻切线斜率大小与时间内的斜率大小相等。下列说法正确的是（ ） A. 时间内汽车的速度逐渐增大 B. 时间内汽车的加速度逐渐增大 C. 大于 D. 时间内汽车的位移大于时间内汽车的位移 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时间内，速度随持续增大，因此汽车速度逐渐增大，故A正确； B．图像的斜率表示加速度，内曲线斜率逐渐减小，说明汽车加速度逐渐减小，故B错误； C．设处切线斜率（初始加速度大小）为，由题意知减速阶段加速度大小也为，设最大速度为。 内加速度始终小于，因此​；减速阶段运动时间 因此，故C错误； D．位移对应图像的面积，减速阶段位移 是加速度减小的加速运动，曲线向上凸，位移大于同端点三角形面积，结合 可得 即位移更大，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线框先后绕过ab边和bc边的轴以相同大小的角速度按图示方向匀速转动。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ） A. 当线框绕过ab边的轴转动时，在图示位置线框中电流方向为adcba B. 当线框绕过ab边的轴转动时，a、d两点间的电势差 C. 当线框绕过bc边的轴转动时，线框中感应电动势随时间变化的表达式 D. 当线框绕过bc边的轴转动时，线框转动一周过程中外力做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当线框绕过ab边的轴转动时，线框平面一直与磁场方向平行，穿过线框的磁通量一直为0，不会产生感应电流，故A错误； B．当线框绕过ab边的轴转动时，由右手定则可知a点的电势低于d点的电势，ad边产生的电动势大小为 则a、d两点间的电势差，故B正确； C．当线框绕过bc边的轴转动时，穿过线框的磁通量周期性变化，线框中产生正弦式的交变电流，电动势最大值为 图示位置穿过线框的磁通量为0，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线框中感应电动势随时间变化的表达式，故C错误； D．当线框绕过bc边的轴转动时，根据能量守恒可知，线框转动一周过程中外力做功为，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，静止于水平面上，质量均为的物块P与光滑物块Q通过劲度系数为的轻弹簧相连，初始时弹簧处于原长。现对Q施加大小为，方向水平向右的恒力。已知P与地面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计Q与地面的摩擦力，重力加速度大小为，弹簧的弹性势能。下列说法正确的是（ ） A. P开始运动前，Q做加速度逐渐减小的加速运动 B. P即将开始运动时，Q的速度大小为 C. P开始运动后，弹簧的最大弹性势能为 D. P开始运动后，弹簧的最小弹性势能为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．物块P与地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故 当弹簧弹力等于最大静摩擦力时，物块P恰好开始运动，此时弹簧的弹力大小 解得 物块P开始运动之前，物块Q受到恒定拉力，弹簧对物块Q的弹力逐渐增大，物块Q受到的合力逐渐减小，故物块Q做加速度逐渐减小的加速运动，根据动能定理有 联立解得，物块P恰好开始运动时，物块Q的速度大小为，故A正确，B错误； CD．物块P开始运动后，物块P与物块Q整体受恒定拉力、滑动摩擦力，物块P与物块Q整体所受合力为0，故物块P、物块Q整体的质心向右做匀速直线运动，设物块P、物块Q整体质心的运动速度为，故 解得 物块P开始运动之后，物块Q相对于物块P、物块Q整体的质心做机械振动，物块P开始运动瞬间，物块Q受到恒定拉力，弹簧对物块Q的弹力，物块Q受到的合力为0，此时物块Q处于机械振动的平衡位置，物块Q相对于物块P、物块Q整体质心的速度为 选向右为正方向，设物块Q相对于机械振动的平衡位置有向右的位移，则物块Q受到的合力为 所以物块Q相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动。 物块P开始运动之后，设物块Q和物块P速度相同时的速度为，根据动量守恒定律有 解得，此时物块Q相对于物块P、物块Q整体质心的速度为，故物块Q处于简谐运动的最大位移处，设物块Q做简谐运动的振幅为 对于整根弹簧，根据胡克定律有 对于半根弹簧(物块Q和物块P、物块Q整体质心之间的半根弹簧)，根据胡克定律有 联立解得，故物块Q做简谐运动所对应半根弹簧的劲度系数为 物块Q相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动，根据能量守恒有 解得简谐运动的振幅为 物块Q和物块P都相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动，两物块相对于质心的距离同时增大，同时减小。 P开始运动后，弹簧的最大形变为 P开始运动后，弹簧的最小形变为 P开始运动后，弹簧的最大弹性势能为 P开始运动后，弹簧的最小弹性势能为，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13～15小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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用图（a）所示装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数，实验过程中调节导轨使其水平，测出滑块、砝码（含托盘）质量均为，遮光条（未画出）宽度为，滑块左端到光电门的距离为。 （1）测量遮光条宽度时游标卡尺示数如图（b）所示，则遮光条宽度______cm； （2）将遮光条固定在滑块上，下列三幅图中遮光条安装位置最合理的是______； A. B. C. （3）经多次测量得出滑块加速度大小为，重力加速度，则滑块与导轨间的动摩擦因数______。 【答案】（1）0.97 （2）B （3）0.5 【解析】 【小问1详解】 这是10分度游标卡尺，精度为。主尺读数，游标尺0刻度位于主尺（即）处，主尺读数为； 游标尺读数，游标尺第7条刻度线与主尺对齐，游标尺读数为； 总读数为 【小问2详解】 实验中是滑块左端到光电门的距离，即滑块运动的位移为，因此遮光条需要安装在滑块左端（朝向光电门的一端），才能保证遮光条经过光电门时，滑块的位移恰好等于测量值。 故选B。 【小问3详解】 对滑块和砝码（含托盘）整体由牛顿第二定律： 砝码重力提供动力，滑块受到滑动摩擦力 总质量为 因此 约去整理得 代入， 解得 12. 某兴趣小组为研究光敏电阻阻值随光照强度的变化规律，设计的实验电路如图（a）所示。主要器材如下：电源E，电压表（，内阻约为），灵敏电流计（，内阻为），滑动变阻器，电阻箱，开关S，导线若干。 （1）该小组同学先将灵敏电流计的量程扩大为，则电阻箱应调为______； （2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片滑到最______（选填“左”或“右”）端； （3）图（b）为小组同学在不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线（可视为直线）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而______（选填“增大”或“减小”）。 （4）小组同学借助光敏电阻的阻值变化规律设计了一款自动路灯，要求在光照强度减弱至一定程度时，路灯亮起。其电路如图（c）所示，图中L为路灯灯泡，VT为三极管（当b、e间电压大于等于0.7V时，与b、c、e相连的三条线路均处于导通状态；当b、e间电压小于0.7V时，与b、c、e相连的三条线路均处于断开状态），为电阻箱（）。 ①若电源电动势，内阻忽略不计，当光照强度减弱到图（b）中曲线Ⅰ对应值时，三极管恰好导通，路灯亮起，则电阻箱接入电路的阻值应为______； ②在某次实验中，小组同学发现图（c）中电阻箱的“”处的旋钮卡在“0”位置处无法旋动，此时采取______措施，并调节电阻箱阻值后能继续实现①中目标。 A.将电路中电阻箱和光敏电阻的位置互换 B.将原电路的光敏电阻换成两个型号相同的光敏电阻串联 C.将原电路的光敏电阻换成两个型号相同的光敏电阻并联 【答案】（1）4##4.0 （2）左 （3）减小 （4） ①. 18000.0 ②. C 【解析】 【小问1详解】 由并联电路的特点有 【小问2详解】 因滑动变阻器采用分压式接法，故为了保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器分压部分的阻值调为零，滑片滑到最左端 【小问3详解】 图中直线的斜率，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应斜率增大，电阻减小，对应光敏电阻受到的光照由弱到强，即光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。 【小问4详解】 [1]由上问 故 对与组成的串联电路有 解得 [2] 由 解得 电阻箱最大可调到，当光照强度减弱而一只光敏电阻电阻值为 故电阻箱阻值调到，再把两个型号相同的光敏电阻并联， 刚好满足 故选C。 13. 如图（a）所示，粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，其内用一段质量、横截面积的水银柱封闭着一段空气柱（可视为理想气体）。初始空气柱温度为，长。加热空气柱使其温度缓慢变为，水银柱稳定，记为位置①。外界大气压强，重力加速度。 （1）求水银柱在位置①时空气柱的长度； （2）将长直玻璃管倒置，水银柱稳定后（水银未从管口流出），记为位置②如图（b）所示。若该过程中维持空气柱温度为不变，求水银柱从位置①到位置②相对玻璃管运动的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设空气柱温度为时，其体积为；空气柱温度为时，其体积为。空气柱温度由缓慢变为的过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有 其中， 解得 【小问2详解】 设初始状态，空气柱的压强为。对水银柱，由受力平衡有 解得 设末状态，空气柱的压强为。对水银柱，由受力平衡有 解得 水银柱由位置①到位置②空气柱经历等温变化过程，由玻意耳定律有 其中 解得 水银柱相对玻璃管运动的距离 解得 14. 一种新型智能网球发球机可将网球从发球口沿水平面内任意方向击出，供运动员进行日常训练。如图所示，运动员将发球机置于网球场左侧底线AB的中点G处，发球口在G点正上方高度为的H点。球网两侧球场ABCF与FCDE均为边长的正方形，I为DE中点，球网高度为，网球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。 （1）若发球机从H点将网球沿平行于轴线GI方向水平击出，要使得网球能直接落到右侧场地内，求网球的初速度大小满足的条件； （2）若发球机发球速度的大小和方向在水平面内可任意调节，求网球直接落在右侧球场中所有可能落点构成图形的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设网球初速度为时，经历时间恰能过网，水平方向有 竖直方向有 解得 设网球初速度为时，经历时间恰好不出右侧底线，水平方向有 竖直方向有 解得 综上，要使得网球能落到右侧场地，初速度应满足。 【小问2详解】 设网球初速度方向与GI方向的夹角为，初速度大小为，恰能过网，如图所示 网球运动轨迹与球网的交点为在地面上的投影为，网球落地点为，设的距离为。从H运动至M的过程中，水平方向有 从H运动至P的过程中，水平方向有 落点P到球网的距离 解得 即所有恰好过网的网球落点位置到球网的距离均相同，与初速度方向无关。故所有可能的落点组成的形状为矩形，面积为 联立解得 15. 托卡马克装置是一种利用磁约束来控制粒子在环形容器内部运动从而实现受控核聚变的装置。图示为该装置截面的简化模型。两个圆心均在点，半径分别为和的圆将装置分成区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ无磁场，区域Ⅱ（含边界）有方向垂直于纸面向里，大小为的匀强磁场。区域Ⅰ内有一粒子源可向纸面内各个方向发射质量为，电荷量为的粒子。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。 （1）若粒子源固定在O点，求在磁场中运动半径为的粒子速率及该粒子第一次在区域Ⅱ磁场中运动的时间； （2）若粒子源可放置在区域Ⅰ内任意位置，要使发射的所有粒子均被“束缚”在装置内，求粒子速率的取值范围； （3）由于加热功率限制，粒子最大速率为，要使所有粒子均被“束缚”在装置内，粒子源仅能放置于区域Ⅰ内部分位置，求粒子源放置位置与圆心O距离的取值范围。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 假设粒子不从区域Ⅱ外边界飞出。粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 粒子在磁场中运动的轨迹半径 解得 设粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为，由几何关系得 解得 分析可知，假设成立。粒子在磁场中的运动时间： 因为 联立解得 【小问2详解】 要使所有粒子均被“束缚”在装置内，临界状态为粒子源在区域Ⅰ和Ⅱ边界处，沿边界切线入射，并以最大速度与外圆相切，粒子的运动示意图如答图（1）所示 根据 根据题设已知条件可知 解得 故粒子速率的取值范围为。 【小问3详解】 如答图（2）所示，将粒子源放置在与圆心O的距离为的P点，射出的粒子从Q点进入磁场时速度方向与半径方向成角，不同方向射出的粒子进入磁场时角不同 当角最大，且速度最大的粒子运动轨迹恰好与磁场区域外边界相切时，此时粒子源的位置即为离圆心O最远的位置，如答图（3）所示 在中，由正弦定理得： 当时最大，设此时粒子运动轨迹与磁场区域外边界相切于点S，几何关系可知 根据 在三角形中，利用余弦定理得 由几何关系得 解得 由对称性可知，此后粒子也不会从区域Ⅱ外边界飞出。要使得所有粒子均能被“束缚”，粒子源放置位置与圆心O距离的取值范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $