精品解析：河南省郑州外国语学校2025-2026学年高三下学期3月阶段检测物理试题

郑州外国语学校2025—2026学年下期高三调研7考试试卷 物 理 （75分钟 100分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2025年3月，国内首款碳-14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，衰变方程为，由于碳-14半衰期为5730年，该电池具有超长的使用寿命，下列说法正确的是（　　） A. X为中子 B. X由的核外电子转化而来 C. 若将该电池用到登月车上，月球上极低的温度会缩短碳-14的半衰期 D. 若核电池中的碳-14含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命为22920年 2. 四个物体做直线运动，它们运动的x­t、v­t、a­t图像如图所示，已知物体在t＝0时的速度均为零，其中0～4 s内物体运动位移最大的是(　　) A. B. C. D. 3. 如图所示，左侧是倾角为 60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮．当它们处于平衡状态时，连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．两小球的质量之比m1∶m2等于( 　　) A. 1∶1 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 3∶4 4. 中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号”被月球引力捕获后成为绕月卫星的示意图。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（　　） A. 在地球上发射时的速度必须大于11.2km/s B. 在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道Ⅲ上Q点的速度 C. 在不同的绕月轨道上，相同时间内“嫦娥一号”与月心连线扫过的面积相同 D. “嫦娥一号”在不同轨道绕月运行经过Q点时加速度相同 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 6. 在光滑绝缘的水平面上，有两个带同种电荷的小球A和B（均可视为点电荷），质量分别为mA=m、mB=2m，初始时两球静止且相距较远。现使小球A以初速度沿两球连线方向向B运动，两球在运动过程中始终未接触，且系统所受外力为零，静电力做功的过程对应电势能与动能的相互转化，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两球相距最近时，两球的速度之比vA∶vB=2∶1 B. 两球相距最近时，系统电势能达到最小值 C. 两球相距最近时，系统的电势能的增加量为 D. 两球运动至间距与初始间距相同时，A球的速度为，B 球的速度为 7. 如图所示，木板c静置于光滑水平地面上，木块b放置在木板的右端，t=0时刻，木块a以9m/s的初速度从左端沿水平方向滑上木板c，最终木块a、b恰好未发生碰撞，已知木块a、b和木板c的质量分别为ma=2kg，mb=0.75kg，mc=1kg，木块a、b与木板c之间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 木板c的长度为10.2m B. 木块a、b与木板c之间产生的热量为36J C. t=2s时，木块a、b与木板c达到共同速度 D. 木板c最终的速度为4m/s 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压 B. 输电线上损耗的功率 C. 若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D. 若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 9. 如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系，其中轴沿水平方向。在第二象限存在大小为、沿轴正方向的匀强电场，在第四象限存在平行于轴的匀强电场（图中未画方向）和垂直于纸面向内的匀强磁场，一个带电小球沿着第二、第四象限的对角线，从图中点运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 小球一直做匀加速运动 C. 第四象限内的匀强电场大小为，方向沿轴负方向 D. 小球受到的洛伦兹力是其重力的倍 10. 如图所示的金属导轨，平行倾斜宽导轨、与水平方向夹角为、长度，平行宽导轨、和窄导轨、水平，窄导轨的间距为，宽导轨的间距均为，倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连，导轨电阻不计。在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为、长度为的金属棒垂直导轨静止放置在窄导轨的右端处，质量为、电阻为、长度为的另一金属棒从导轨顶端处由静止释放，金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为。若金属棒始终在宽导轨上运动，水平窄导轨足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为 B. 稳定后，金属棒、的速度大小之比为 C. 从释放到稳定前瞬间的过程，通过金属棒的电荷量大小为 D. 从释放到稳定前瞬间的过程，金属棒上产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明利用气垫导轨“验证牛顿第二定律”，实验装置如图所示： （1）下列操作正确的有___________ A. 钩码的质量务必远小于滑块的质量 B. 连接滑块的细线要与导轨保持平行 C. 应当先接通电源，再释放滑块 D. 每次改变滑块的质量时，都需要重新补偿阻力 （2）测得遮光片宽度为，通过光电门的时间，则滑块瞬时速度为___________。 （3）若光电门1已损坏，可以通过移动光电门2，测出不同位置下滑块的速度与位移，根据数据作图像，若直线斜率为，则加速度___________。 （4）在实验中，小明发现还能测重力加速度，正常补偿阻力后，保持钩码质量不变，仅改变滑块的质量m，测出多组滑块质量及对应的加速度，作出图像如图所示，横截距为，纵截距为-b，则当地重力加速度为___________。 12. 某小组测量满偏电流Ig=10mA的电流表的内阻。实验室提供电动势为E的电源、电阻箱R1和R2、阻值较大的滑动变阻器R、两个开关S1和S2及若干导线。按照如图所示的电路连接。 实验步骤如下： ①将滑动变阻器R的阻值调至最大，电阻箱R2的阻值调为零； ②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R，使电流表满偏； ③闭合开关S2，仅调节电阻箱R1，使电流表半偏，记下此时电阻箱R1的阻值R0。 （1）若忽略闭合开关S2前后电路中总电流的变化，则电流表内阻的测量值Rg测=___________；若考虑闭合开关S2前后电路中总电流的变化，该测量值___________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）； （2）电流表内阻测量结果的相对误差的计算式为，经理论推导，，若，要使，电源电动势最小应为___________V； （3）某同学经理论推导和实验验证发现，将上述步骤③中“仅调节电阻箱R1”改为“反复同步调节电阻箱R1和R2”，始终保证两电阻箱R1和R2的阻值满足关系式：___________，直到电流表半偏时，电阻箱R1的阻值就等于电流表的内阻。 13. 如图所示，玻璃杯中倒入小半杯水，盖上盖子的时候，杯中气体的压强等于外界大气压强p0、体积为V、温度为350K，外界大气温度为300K，杯中气体可视为理想气体，求： （1）若杯盖拧紧不漏气，待杯中气体温度与外界温度相等时，杯中气体压强为多少？ （2）若杯盖没拧紧，待杯中气体温度与外界温度相等时，进入杯中气体质量与杯中原来气体质量之比为多少。 14. 如图，在竖直平面内有匝数为，半径为的圆形线圈，线圈内有水平方向的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀减小，其变化率的绝对值为。线圈的右端通过导线连接水平放置的、正对的平行金属板，两板间距为。一个质量为电荷量大小为的带电小球从左侧两板中央以初速度水平向右射入，恰好沿直线飞出金属板，在此过程中磁感应强度始终未减小到零，已知重力加速度为，忽略变化的磁场对带电小球的影响，忽略金属板的边缘效应。 （1）判断的电性（无需写判断过程）； （2）求值； （3）若磁感应强度随时间的变化率的绝对值变为，则小球恰好能从板的右侧边缘飞出，求金属板的长度。 15. 如图甲所示，在倾角为、足够长的斜面上，虚线之间光滑、且长度为，其余部分粗糙，斜面上放置有两小滑块，它们的质量均为，与粗糙斜面的动摩擦因数均为，用不可伸长的轻绳连接。开始时B放在虚线上方处，将A从虚线的中点由静止释放，当A运动到虚线处时，轻绳瞬间拉直绷紧，立即共速，如图乙所示，再经过一段时间，B与A发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后粘在一起运动。已知重力加速度为均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）A运动到虚线处时（轻绳绷紧前瞬间）速度的大小； （2）组成的系统因完全非弹性碰撞损失的机械能； （3）A从由静止释放到B与A发生碰撞所经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 郑州外国语学校2025—2026学年下期高三调研7考试试卷 物 理 （75分钟 100分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2025年3月，国内首款碳-14核电池原型机“烛龙一号”研制成功，衰变方程为，由于碳-14半衰期为5730年，该电池具有超长的使用寿命，下列说法正确的是（　　） A. X为中子 B. X由的核外电子转化而来 C. 若将该电池用到登月车上，月球上极低的温度会缩短碳-14的半衰期 D. 若核电池中的碳-14含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命为22920年 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒可知，X为电子（），故A错误； B．β衰变中电子由核内中子衰变产生，并非来自核外电子，故B错误； C．半衰期是放射性核素固有属性，不受温度等外界因素影响，故C错误； D．碳-14含量变为原来的，即 故 即经历4个半衰期，则使用寿命，故D正确。 故选D。 2. 四个物体做直线运动，它们运动的x­t、v­t、a­t图像如图所示，已知物体在t＝0时的速度均为零，其中0～4 s内物体运动位移最大的是(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由位移—时间图像可知，4 s末物体到达初始位置，总位移为零，A不符合题意； B．由速度—时间图像可知，物体前2 s内沿正方向运动，2～4 s 沿负方向运动，4 s内总位移为零，B不符合题意； C．由图像可知物体在第1 s内做匀加速运动，第2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，之后重复前面的过程，是单向直线运动，位移一直增大，C符合题意； D．由图像可知物体在第1 s内做匀加速运动，1～2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，第3 s内沿负方向运动，第4 s内做沿负方向的匀减速运动，总位移为零，D不符合题意。 故选C。 3. 如图所示，左侧是倾角为 60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮．当它们处于平衡状态时，连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．两小球的质量之比m1∶m2等于( 　　) A. 1∶1 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 3∶4 【答案】C 【解析】 【详解】先以m1球为研究对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为：T=m1gsin60°，再以m2球为研究对象，分析受力情况，如图所示： 由平衡条件可知，绳的拉力T与支持力N的合力与重力大小相等、方向相反，作出两个力的合力，由对称性可知，T=N，2Tcos30°=m2g，联立解得：ml：m2=2：3，故C正确，ABD错误． 4. 中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号”被月球引力捕获后成为绕月卫星的示意图。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（　　） A. 在地球上发射时的速度必须大于11.2km/s B. 在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道Ⅲ上Q点的速度 C. 在不同的绕月轨道上，相同时间内“嫦娥一号”与月心连线扫过的面积相同 D. “嫦娥一号”在不同轨道绕月运行经过Q点时加速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度。“嫦娥一号”是绕月卫星，没有脱离地球引力束缚，其在地球上发射时的速度应大于第一宇宙速度7.9km/s且小于11.2km/s，故A错误； B．从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在Q点加速做离心运动，所以在轨道Ⅲ上Q点的速度大于轨道Ⅱ上Q点的速度，故B错误； C．开普勒第二定律（面积定律）是针对同一轨道而言的，不同的绕月轨道不满足相同时间内与月心连线扫过的面积相同这一规律，故C错误； D．根据题意，由万有引力提供向心力有 解得 可知，“嫦娥一号”在不同轨道绕月运行经过Q点时加速度相同，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 【答案】D 【解析】 【详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，列式得 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等 此时物块受到向上的洛伦兹力，根据受力分析得 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力，根据受力分析得 联立解得 故选D。 6. 在光滑绝缘的水平面上，有两个带同种电荷的小球A和B（均可视为点电荷），质量分别为mA=m、mB=2m，初始时两球静止且相距较远。现使小球A以初速度沿两球连线方向向B运动，两球在运动过程中始终未接触，且系统所受外力为零，静电力做功的过程对应电势能与动能的相互转化，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两球相距最近时，两球的速度之比vA∶vB=2∶1 B. 两球相距最近时，系统电势能达到最小值 C. 两球相距最近时，系统的电势能的增加量为 D. 两球运动至间距与初始间距相同时，A球的速度为，B 球的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两球相距最近时，二者相对速度为0，速度大小相等，速度比，故A错误； B．两球靠近过程中库仑力做负功，电势能持续增加；远离过程中库仑力做正功，电势能持续减小，因此相距最近时系统电势能达到最大值，故B错误； C．系统动量守恒，共速时 解得共速 电势能增加量等于动能减少量，故C错误； D．由题意可知，初始时两球相距较远，电势能近似为零。当两球运动至间距与初始间距相同时，电势能恢复为初始值，此过程系统的动量和机械能均守恒 解得，，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，木板c静置于光滑水平地面上，木块b放置在木板的右端，t=0时刻，木块a以9m/s的初速度从左端沿水平方向滑上木板c，最终木块a、b恰好未发生碰撞，已知木块a、b和木板c的质量分别为ma=2kg，mb=0.75kg，mc=1kg，木块a、b与木板c之间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 木板c的长度为10.2m B. 木块a、b与木板c之间产生的热量为36J C. t=2s时，木块a、b与木板c达到共同速度 D. 木板c最终的速度为4m/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．设木块a滑上木板c后，木块b与木板c发生相对滑动，由牛顿第二定律可知，木块a滑上木板c后的加速度大小为 木块b的加速度为 木板c的加速度为 故假设成立，设经过时间t1木块a与木板c达到共同速度，则 解得， 木块a的位移大小为 木板c的位移大小为 相对位移为 此时木块b的速度为 位移为 与木板c的相对位移为 之后木块a与木板c将保持相对静止，它们的加速度大小为 木块b的加速度不变，设经过时间t2木块b与a、c达到共速，则有 解得， 这段时间内木块b与木板c的相对位移为 所以木板c的长度为，故A正确； C．由以上分析可知，木块a、b与木板c达到共同速度的时间为，故C错误； D．木板c最终的速度为，故D错误； B．根据能量守恒定律可得，木块a、b与木板c之间产生的热量为 代入数据解得，故B错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压 B. 输电线上损耗的功率 C. 若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D. 若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由变压器原理可知，解得，选项A错误； B．由变压器原理可知， 输电线上损耗的功率，选项B正确； C．当用户处电阻减小时，降压变压器次级电流变大，则初级电流也变大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，选项C正确； D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则升压变压器副线圈两端的电压变为原来的2倍，输电线上的电流变为原来的，根据，可知输电线上损耗的功率变为原来的，选项D错误。 故选BC。 9. 如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系，其中轴沿水平方向。在第二象限存在大小为、沿轴正方向的匀强电场，在第四象限存在平行于轴的匀强电场（图中未画方向）和垂直于纸面向内的匀强磁场，一个带电小球沿着第二、第四象限的对角线，从图中点运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 小球一直做匀加速运动 C. 第四象限内的匀强电场大小为，方向沿轴负方向 D. 小球受到的洛伦兹力是其重力的倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．带电小球在第二象限做直线运动，小球受到重力和电场力的合力与速度在同一直线上，可知小球在第二象限受到的电场力水平向右，与场强方向相同，所以小球带正电，故A错误； BCD．小球在第二象限所受合力与速度方向相同，做匀加速直线运动，根据几何关系可得 小球进入第四象限后，受到重力、电场力和洛伦兹力作用，小球做匀速直线运动，根据平衡条件可知小球的受力如图所示 则有， 可知第四象限内的匀强电场大小为，方向沿轴负方向；小球受到的洛伦兹力是其重力的倍，故B错误，CD正确。 故选CD。 10. 如图所示的金属导轨，平行倾斜宽导轨、与水平方向夹角为、长度，平行宽导轨、和窄导轨、水平，窄导轨的间距为，宽导轨的间距均为，倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连，导轨电阻不计。在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为、长度为的金属棒垂直导轨静止放置在窄导轨的右端处，质量为、电阻为、长度为的另一金属棒从导轨顶端处由静止释放，金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为。若金属棒始终在宽导轨上运动，水平窄导轨足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为 B. 稳定后，金属棒、的速度大小之比为 C. 从释放到稳定前瞬间的过程，通过金属棒的电荷量大小为 D. 从释放到稳定前瞬间的过程，金属棒上产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为 解得，故A错误； B．稳定后，电流等于，两个棒产生的感应电动势大小相等 解得，故B正确； C．从释放到稳定前瞬间的过程，以水平向左的方向为正方向，根据动量定理得， 其中 解得，，，故C错误； D．从释放到稳定前瞬间的过程，根据能量守恒定律得 解得金属棒上产生的焦耳热为，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明利用气垫导轨“验证牛顿第二定律”，实验装置如图所示： （1）下列操作正确的有___________ A. 钩码的质量务必远小于滑块的质量 B. 连接滑块的细线要与导轨保持平行 C. 应当先接通电源，再释放滑块 D. 每次改变滑块的质量时，都需要重新补偿阻力 （2）测得遮光片宽度为，通过光电门的时间，则滑块瞬时速度为___________。 （3）若光电门1已损坏，可以通过移动光电门2，测出不同位置下滑块的速度与位移，根据数据作图像，若直线斜率为，则加速度___________。 （4）在实验中，小明发现还能测重力加速度，正常补偿阻力后，保持钩码质量不变，仅改变滑块的质量m，测出多组滑块质量及对应的加速度，作出图像如图所示，横截距为，纵截距为-b，则当地重力加速度为___________。 【答案】（1）BC （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．因有弹簧测力计测量滑块的拉力，则不需要钩码的质量远小于滑块的质量，A错误； B．连接滑块的细线要与导轨保持平行，B正确； C．应当先接通电源，等打点稳定后再释放滑块，C正确； D．平衡摩擦力时满足，两边消掉了m，则每次改变滑块的质量时，不需要重新补偿阻力，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 滑块瞬时速度为 【小问3详解】 根据，可知 解得 【小问4详解】 设钩码质量为m0，根据牛顿第二定律对钩码则 对滑块 解得 由图像可知当m=0时，即 解得 12. 某小组测量满偏电流Ig=10mA的电流表的内阻。实验室提供电动势为E的电源、电阻箱R1和R2、阻值较大的滑动变阻器R、两个开关S1和S2及若干导线。按照如图所示的电路连接。 实验步骤如下： ①将滑动变阻器R的阻值调至最大，电阻箱R2的阻值调为零； ②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R，使电流表满偏； ③闭合开关S2，仅调节电阻箱R1，使电流表半偏，记下此时电阻箱R1的阻值R0。 （1）若忽略闭合开关S2前后电路中总电流的变化，则电流表内阻的测量值Rg测=___________；若考虑闭合开关S2前后电路中总电流的变化，该测量值___________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）； （2）电流表内阻测量结果的相对误差的计算式为，经理论推导，，若，要使，电源电动势最小应为___________V； （3）某同学经理论推导和实验验证发现，将上述步骤③中“仅调节电阻箱R1”改为“反复同步调节电阻箱R1和R2”，始终保证两电阻箱R1和R2的阻值满足关系式：___________，直到电流表半偏时，电阻箱R1的阻值就等于电流表的内阻。 【答案】（1） ①. R0 ②. 小于 （2）6 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]闭合开关S2，仅调节电阻箱R1，使电流表半偏，若忽略闭合开关S2前后电路中总电流的变化，则流过R1的电流与流过电流表的电流相等，由于二者并联，电压相等，根据欧姆定律可知，电流表的内阻与电阻箱R1的电阻相等，即 [2]当闭合开关S2，仅调节电阻箱R1，回路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中总电流增大，即 则流过R1的电流大于流过电流表的电流，即 二者电压相等，即 所以 【小问2详解】 根据题意有，， 代入解得 即电源电动势的最小值为6V。 【小问3详解】 根据题意可得，当电流表半偏时，电阻箱R1的阻值就等于电流表的内阻，即流过R1的电流与流过电流表的电流相等，所以回路中总电流不变，则， 联立解得 13. 如图所示，玻璃杯中倒入小半杯水，盖上盖子的时候，杯中气体的压强等于外界大气压强p0、体积为V、温度为350K，外界大气温度为300K，杯中气体可视为理想气体，求： （1）若杯盖拧紧不漏气，待杯中气体温度与外界温度相等时，杯中气体压强为多少？ （2）若杯盖没拧紧，待杯中气体温度与外界温度相等时，进入杯中气体质量与杯中原来气体质量之比为多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 若杯盖拧紧不漏气，气体发生等容变化，则 解得 【小问2详解】 若杯盖没拧紧，至杯中气体温度与外界温度相等过程，气体发生等压变化，则 解得 设初始杯中气体质量为m1、进入杯中气体质量为m2，则进入杯中气体质量与杯中开始气体质量之比为 14. 如图，在竖直平面内有匝数为，半径为的圆形线圈，线圈内有水平方向的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀减小，其变化率的绝对值为。线圈的右端通过导线连接水平放置的、正对的平行金属板，两板间距为。一个质量为电荷量大小为的带电小球从左侧两板中央以初速度水平向右射入，恰好沿直线飞出金属板，在此过程中磁感应强度始终未减小到零，已知重力加速度为，忽略变化的磁场对带电小球的影响，忽略金属板的边缘效应。 （1）判断的电性（无需写判断过程）； （2）求值； （3）若磁感应强度随时间的变化率的绝对值变为，则小球恰好能从板的右侧边缘飞出，求金属板的长度。 【答案】（1）负电荷 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 负电荷 【小问2详解】 其中两板间电势差 所受重力和电场力为一对平衡力，有 解得 【小问3详解】 磁感应强度随时间的变化率变为原来的三分之一，则受到的电场力也为原来的三分之一，设在竖直方向的加速度为，有 可得 将在电场中的运动分解为水平、竖直两个方向 水平方向有 竖直方向有 联立可得 15. 如图甲所示，在倾角为、足够长的斜面上，虚线之间光滑、且长度为，其余部分粗糙，斜面上放置有两小滑块，它们的质量均为，与粗糙斜面的动摩擦因数均为，用不可伸长的轻绳连接。开始时B放在虚线上方处，将A从虚线的中点由静止释放，当A运动到虚线处时，轻绳瞬间拉直绷紧，立即共速，如图乙所示，再经过一段时间，B与A发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后粘在一起运动。已知重力加速度为均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）A运动到虚线处时（轻绳绷紧前瞬间）速度的大小； （2）组成的系统因完全非弹性碰撞损失的机械能； （3）A从由静止释放到B与A发生碰撞所经历的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 做匀加速运动有 根据运动学公式有 解得 【小问2详解】 轻绳绷紧时、立即共速有 解得 因，故， 则进入虚线前做匀速运动，进入虚线后做匀加速运动，设匀加速后的速度为做匀加速运动的加速度与相同，则有 解得 离开虚线后，、均做匀速运动，追上后发生碰撞粘在一起，设碰撞后的速度为，由动量守恒定律可得 解得 碰撞过程中因完全非弹性碰撞损失的机械能 解得 【小问3详解】 设匀加速所用时间为，则有 解得 轻绳绷紧后、一起匀速运动了，设所用时间为，则有 解得 在虚线之间做匀加速运动，设所用时间为，则有 解得 时间内，匀速的位移 解得 离开虚线后，匀速运动的追上匀速运动的，设所用时间为，则有 解得 所以从由静止释放到与发生碰撞所经历的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $