精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年高三第二学期二模考前适应性测试（二）物理试卷

北京市第八十中学2025--2026学年高三第二学期二模考前适应性测试（二） 物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 提示： 试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 一、单选题 1. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体向外界放出热量 B. 外界对气体做的功等于气体内能的增加 C. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 2. 下列说法正确的是（　　） A. 玻尔原子理论能够解释复杂原子的光谱现象 B. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子的核式结构模型的重要依据 C. 在α粒子散射实验中，α粒子与电子发生碰撞造成α粒子大角度偏转 D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大 3. 单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 单色光a的波长比单色光b的波长大 B. 单色光a的频率比单色光b的频率高 C. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大 D. 在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小 4. 如图所示，中国自行研制，具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道，在B点通过变轨进入预定圆轨道。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道 B. 飞船在A点的加速度比在B点的加速度小 C. 从A点运行到B点的过程中，地球引力对飞船做正功 D. 从A点运行到B点的过程中，飞船的动能先减小后增大 5. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 6. 一根同种材料粗细均匀的弹性细绳，右端固定在墙上，用手抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. S点开始振动方向向上 B. 波的传播速度逐渐增大 C. S点振动的频率逐渐减小 D. 图示时刻质点P的速度方向向上 7. 如图所示，在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环，两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小，不计摩擦，则闭合开关S瞬间（　　） A. 两环都向左运动 B. 两环都向右运动 C. 从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 8. 某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。关于该电饭锅的下列说法正确的是（　　） A. 开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态 B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高 C. 饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点”，开关按钮会自动弹起，使电饭锅停止加热 D. 如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电 9. 在加速度剧烈变化时，人体会有不舒服的感觉。车辆的加速度变化越快，乘客感觉越不舒服，工程上用“急动度”来描述加速度变化的快慢，用字母表示。如图所示为某车辆加速过程的急动度与时间的关系，下列说法正确的是（　　） A. 急动度 B. 在内，乘客感觉舒适程度相同 C. 在内，乘客感觉最不舒适 D. 在内，车辆做匀加速直线运动 10. 真空中有两个点电荷，电荷量均为-q（q>0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x≪r），已知静电力常量为k，则下列说法不正确的是（　　） A. P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为r B. P1P2中垂线上电场强度的最大值为 C. 在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小 D. 在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动 11. 速端曲线能直观反映物体做曲线运动时速度大小和方向的变化情况，在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。若物体速度在水平面内相互垂直方向上的分量分别为、，则与的图像称为速端曲线，用点描述物体的速度。一质量为的物块在水平面内运动，其速端曲线如图所示。在时刻，物块在水平恒力作用下开始做匀变速运动，作用时间为，点从点沿线段移动到点；随后外力大小改为、方向与相反，经过相同的时间，点从点沿原线段返回经点至点。下列说法正确的是（　　） A. 力与的冲量大小之比为1：3 B. 时刻、时刻物块的动能之比为1：4 C. 点从点返回移至点的时间为 D. 在任何相等的时间内点通过的线段长度均相等 12. 激光减速是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”，将其冷却到极低温度的技术。如图甲，一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰，原子吸收光子后，从低能级跃迁到激发态，然后随机向各个方向自发辐射出光子（如图乙，对原子动量的影响忽略不计），落回低能级。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。已知该原子平均每秒吸收n个光子，忽略原子质量的变化，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　　） A. 为使原子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率 B. 原子每吸收一个光子后，其速度的变化量逐渐变小 C. 单个光子的动量大小为 D. 该原子减速的加速度大小为 13. 如图所示，空间某区域存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为；匀强磁场与电场方向垂直，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点以初速度水平向右射入，恰好沿直线经过点，a、b两点间距为。不计粒子重力，电场与磁场的范围足够大，下列说法正确的是（　　） A. 仅改变粒子的电性，粒子无法沿直线经过点 B. 仅改变粒子入射方向（从点水平向左射入），粒子仍可沿直线经过点 C. 仅改变粒子初速度的大小，粒子一定无法经过点 D. 仅改变粒子初速度的大小，若，粒子一定经过点 14. 如图所示，在充满某稀薄气体的容器内，某同学在金属针尖和屏幕之间施加恒定高压，使针尖表面附近气体电离为一价离子，这些离子在电场加速下轰击屏幕，均被屏幕吸收。若该针尖顶部可视为半径为的半球，球心到屏幕表面中心的垂直距离为（。则以下说法正确的是（　　） A. 离子离开针尖表面后做匀加速直线运动 B. 针尖表面附近电场强度与的平方成反比 C. 若微安表示数为，则单位时间电离的离子数量为为电子的电荷量） D. 针尖表面间距为的两个离子，撞击到屏幕上的间距至少为 二、实验题 15. 兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。 第一小组：验证加速度与力的关系 器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨（含气泵）、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器（质量不计）和天平。 实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。 根据实验步骤回答下列问题： （1）不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块______，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。 （2）为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像______（选填“”“”“”或“”）。 第二小组：验证加速度与质量的关系 兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处（即保持滑块的位移相同），测出A和B两个滑块的质量为与，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片（两遮光片宽度相同）分别通过光电门的时间为和。 （3）若测量结果满足______（用上述字母表示），即可得出物体加速度与质量的关系。 误差分析： （4）上述两组实验______（选填“第一组需要”“第二组需要”“均需要”或“均不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。 16. 某同学在相关实验手册中，看到如下图所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验得到下表中的数据。 电压U/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00 电流I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40 （1）已知：滑动变阻器的最大阻值为15Ω；电源电动势3V，内阻约0.5Ω；待测电阻阻值约为5Ω。由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图中的________（选填“甲”或“乙”）。 （2）请对下图电路从理论上进行分析：当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，电阻的电流随滑动变阻器a、P之间的电阻的变化而变化，下列反映关系的示意图中可能正确的是______（不计电源内阻，将电表视为理想电表，不考虑温度对电阻的影响．请将正确选项的字母填在横线上） A. B. C. D. （3）雯雯同学在按照下图所示的电路测量金属丝电阻的实验中，将滑动变阻器（0-50Ω）、（0-200Ω）分别接入实验电路，调节滑动变阻器的滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值，以表示滑动变阻器接入电路的电阻值，以U表示两端的电压值。在下图中U随变化的图像可能正确的是___________。（图线中实线表示接入时的情况，虚线表示接入时的情况） A. B. C. D. （4）琦琦为“测量某金属丝的电阻率”设计了一个实验，电路如右图所示（其中，电源内阻不计）。R 为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度 L，实验中记录了几组不同长度 L 对应的电流 I。他准备利用图像法处理数据来计算该电阻丝的电阻率。则琦琦同学应该作出________的关系图线为一条直线；在本实验中，电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果______影响（选填“有”或“无”）。 三、计算题 17. 如图所示，一质量为m的物体，初速度为，在合外力F的作用下，经过一段时间t，速度变为。 （1）根据上述条件，运用所学知识推导出动量定理的表达式； （2）试用上述规律解决下面的问题： 静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，从而对飞行器产生反作用推力（称之为反冲力），使飞行器获得加速度。已知飞行器的质量为M，发射出的是2价氧离子，发射离子的功率为P，加速电场的电压为U，每个氧离子的质量为m，基本电荷电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求： a．射出的氧离子的速度大小； b．射出离子后飞行器开始运动时的加速度大小a。 18. 根据霍尔效应原理制成的霍尔元件有广泛的应用，某研究小组用霍尔元件来研究金属棒在磁场中的运动规律。如图（a）所示，在水平面上固定放置两间距为l的平行、光滑金属导轨，其右侧通过开关S接有恒流源，向回路提供恒定电流；在区间存在方向垂直导轨平面向下、大小沿轴方向不变、沿轴方向按某一规律变化的稳恒磁场。一质量为m的金属棒垂直于导轨放置，其上固定一霍尔元件（相比m，其质量可忽略不计），它是一个长、宽和高分别为的长方体微小半导体薄片，磁场方向垂直平面，其单位体积中载流子数为n，每个载流子带电荷量为e。在半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N，放大图如图（b）所示，在E、F间通入恒定的电流I，则在M、N间出现霍尔电压（图中没有画出提供电流I和测量电压的电路图）。开关S断开时，导体棒静止在处。计算时将用常量k表示。（已知力-位移图像的面积是力所做的功） （1）求半导体薄片中载流子平均移动速率； （2）半导体材料有P型（载流子以空穴导电为主，即正电荷导电）和N型（载流子以电子导电为主）两种，当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，求该处磁感应强度的大小；如果，则该半导体是P型还是N型？ （3）闭合开关S，导体棒从和处开始运动，测得霍尔电压随x变化的图线为如图所示，求磁感应强度B沿轴的分布规律和棒运动速度与x的关系。 19. 如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移大小x的变化关系为，其中为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量为m，底面积为S，加速度为a，齿轮半径为r，重力加速度为g，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。（提示：可用图线下的“面积”表示f所做的功）求： （1）木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度。 （2）拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W。 （3）拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率P随时间t变化的表达式。 20. 反物质是由反粒子组成的物质，反粒子的质量、电荷量与粒子相同，但电性相反，例如反质子（）是质子的反粒子，正电子（）是电子的反粒子。氢原子由一个电子和一个质子构成，反氢原子则与它正好相反，由一个正电子和反质子构成。1995年人类首次在实验室条件下的真空环境中制造出反氢原子，目前批量制造出的反氢原子基本都是处于低能态的氢原子，正常情况下反物质与正物质瞬间就会与正物质发生湮灭并消失，靠特殊设计的磁场能维持较长时间的存在。已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k。 （1）理论上可以证明，电荷量分别为+q1和-q2的点电荷相距为r时，取无穷远为电势能零点，它们之间的电势能的表达式为。玻尔的氢原子理论认为氢原子中的电子仅在库仑力作用下绕固定不动的原子核做匀速圆周运动。利用玻尔的轨道量子化假设和牛顿定律可得电子做圆周运动的第n轨道半径rn满足，其中n为量子数，即轨道序号，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En，定义为电子动能与“电子-质子”系统电势能的总和。若能够批量制造大量激发态的反氢原子，其光谱线也能借用玻尔氢原子理论进行分析，类似地，正电子绕反质子做匀速圆周运动的第 n 轨道半径rn满足，其中n为量子数，即轨道序号，正电子在第n轨道运动时反氢原子的能量定义为正电子动能与“正电子-反质子”系统电势能的总和。因此反氢原子与氢原子具有相同的能级图。 a、在如图所示的能级图中，画出大量处于n=3的纯的反氢原子向下跃迁的所有可能跃迁的跃迁图； b、求的表达式（用普朗克常量h，电子电荷量e、质量m，静电力常量为k，量子数n及数学常量表示），并简述“反氢原子与氢原子具有相同的能级图”的理由。 （2）一个氢原子和一个反氢原子正碰对撞发生湮灭的产物只有光子。设氢原子、一个反氢原子对撞前（相距很远）的静止质量均为M，动能均为Ek，根据守恒定律和质能关系等物理知识，湮灭不可能转化为一个光子，请阐述理由。若湮灭产生一对光子，请求出光子的波长。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第八十中学2025--2026学年高三第二学期二模考前适应性测试（二） 物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 提示： 试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 一、单选题 1. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体向外界放出热量 B. 外界对气体做的功等于气体内能的增加 C. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据车体突然下沉挤压气囊过程，气囊的体积变小，即可知外界对气体做功，结合突然下沉，可知时间极短，来不及吸放热；由热力学第一定律，可知外界对气体做的功，等于气体内能的增加，故A错误，B正确； C．根据气体内能增加，可分析气体温度升高，气体分子的平均动能增大，分子热运动是无规则的，无法判断每个分子的动能变化情况，故C错误； D．气体压强是有大量分子撞击导致的挤压程度的体现，由分子数密度、分子平均动能决定，在车体突然下沉挤压气囊过程，分子数密度增大，分子平均动能增大，气体压强变大，即气体压强变大的原因不唯一，故D错误。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 玻尔原子理论能够解释复杂原子的光谱现象 B. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子的核式结构模型的重要依据 C. 在α粒子散射实验中，α粒子与电子发生碰撞造成α粒子大角度偏转 D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．玻尔原子理论仅能解释氢原子等简单原子的光谱现象，无法解释复杂原子的光谱，故A错误； B．卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，该实验是核式结构模型的核心依据，故B正确； C．α粒子质量远大于电子质量，与电子碰撞时运动方向几乎不受影响，α粒子大角度偏转是受到原子核的库仑斥力作用导致的，故C错误； D．核外电子绕核做圆周运动时库仑力提供向心力，即 则电子动能为 由此可知，轨道半径r越大，电子动能越小，故D错误。 故选B。 3. 单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 单色光a的波长比单色光b的波长大 B. 单色光a的频率比单色光b的频率高 C. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大 D. 在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，条纹间距 由 知波长 故A正确； B．由 可知，波长越大，频率越低，故单色光a的频率比单色光b的频率低，故B错误； C．由 可知，频率越高，光子能量越大，故单色光a的光子能量比单色光b的光子能量小，故C错误； D．因为在同一介质中，频率越大的光，折射率越大，则 由 知，在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度大，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，中国自行研制，具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道，在B点通过变轨进入预定圆轨道。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道 B. 飞船在A点的加速度比在B点的加速度小 C. 从A点运行到B点的过程中，地球引力对飞船做正功 D. 从A点运行到B点的过程中，飞船的动能先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．椭圆轨道相对于预定圆轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置向后喷气加速，即飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道，故A正确； B．根据牛顿第二定律 可得 A点为近地点，B点为远地点，A点到地心的距离小于B点到地心的距离，则飞船在A点的加速度比B点的大，故B错误； CD．在椭圆轨道上运行时，当飞船由A点运动到B点的过程中，速度减小，动能减小，势能增大，则引力做负功，故CD错误。 故选A。 5. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．交变电流频率，故A错误； B．角速度，峰值，且时，因此电流表达式为，故B错误； C．由题意，甲图位置是、电流为0的位置，即中性面；线圈转动后，到达与中性面垂直的位置，此时磁通量为0，感应电动势最大，磁通量变化率越大（磁通量变化越快），故C正确； D．设甲图位置磁通量，转动后磁通量，磁通量变化量，故D错误。 故选C。 6. 一根同种材料粗细均匀的弹性细绳，右端固定在墙上，用手抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. S点开始振动方向向上 B. 波的传播速度逐渐增大 C. S点振动的频率逐渐减小 D. 图示时刻质点P的速度方向向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据上下坡法则，逆着波的传播方向看，刚要振动的质点处于下坡阶段，向下振动，则波源的起振方向向下，所以A错误； B．波的传播速度由介质决定，同一介质波速不变，所以B错误； C．由图可知从右向左，该波的波长逐渐增大，根据波源振动的频率逐渐减小，所以C正确； D．根据上下坡法则，逆着波的传播方向看(向左看)，质点P处于下坡阶段，向下振动，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环，两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小，不计摩擦，则闭合开关S瞬间（　　） A. 两环都向左运动 B. 两环都向右运动 C. 从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关瞬间，线圈电流增大，穿过左右两个环的磁通量均增大，根据楞次定律的“来拒去留”，感应电流的效果阻碍磁通量增加，因此两环都会远离线圈：左侧铝环向左运动，右侧铜环向右运动，故AB错误； C．电流从电源正极流出，由线圈右端流入、左端流出，根据右手螺旋定则，铁芯内部磁场方向向左，因此穿过铝环向左的磁通量增大。根据楞次定律，铝环感应电流的磁场方向向右。从左侧向右看铝环，由右手螺旋定则可得：感应电流沿顺时针方向，故C正确； D．两环形状、大小、粗细都相同，铜的电阻率更小，因此铜环电阻更小。两环的感应电动势相同，由可知，铜环感应电流更大；安培力，因此铜环受到的安培力大于铝环，故D错误。 故选C。 8. 某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。关于该电饭锅的下列说法正确的是（　　） A. 开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态 B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高 C. 饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点”，开关按钮会自动弹起，使电饭锅停止加热 D. 如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通而电饭锅加热，故A错误； B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，水在沸腾后温度一直为100℃，锅的温度不会持续升高，除非水烧干，故B错误； C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C正确； D．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故D错误； 故选C。 9. 在加速度剧烈变化时，人体会有不舒服的感觉。车辆的加速度变化越快，乘客感觉越不舒服，工程上用“急动度”来描述加速度变化的快慢，用字母表示。如图所示为某车辆加速过程的急动度与时间的关系，下列说法正确的是（　　） A. 急动度 B. 在内，乘客感觉舒适程度相同 C. 在内，乘客感觉最不舒适 D. 在内，车辆做匀加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，急动度是描述加速度变化快慢的物理量，是加速度的变化率，类比速度、加速度的定义，可得急动度的定义为，故A错误； B．在内，急动度逐渐增大，说明加速度变化越来越快，乘客的不舒适程度逐渐增加，舒适程度不同，故B错误； C．在内，为恒定最大值，说明加速度变化最快，因此乘客感觉最不舒适，故C正确； D．匀加速直线运动的加速度恒定，即，对应急动度 在内恒定不为零，说明加速度均匀变化，加速度本身在改变，不是匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 10. 真空中有两个点电荷，电荷量均为-q（q>0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x≪r），已知静电力常量为k，则下列说法不正确的是（　　） A. P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为r B. P1P2中垂线上电场强度的最大值为 C. 在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小 D. 在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．如图所示 设P1处的点电荷在P1P2中垂线上某点A处产生的场强的方向与竖直方向的夹角为θ（0＜θ≤），由点电荷的场强公式可知，P1处的点电荷在A处产生的电场强度大小 根据对称性及场强的叠加原理可知，A点的合场强大小为E=2E1cosθ 可得 由数学导数知识可知，当时，E有最大值，且最大值为 此时A、O之间的距离为 故A错误，B正确； C．在M点放入一电子，从静止释放，电子将受向上的电场力从而向上运动，由于r＞h，则电子向上运动的过程中所在位置的电场强度一直变小，所受的电场力一直减小，则电子的加速度一直减小，故C正确； D．以O点为坐标原点，以沿P1P2连线向右为正方向建立x轴，当电子在坐标x'处时，电子受到的电场力为 当x'≪r时，有 F与x'的方向相反，大小成正比，又O、N之间的距离x≪r，所以在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动，O点为平衡位置，所受电场力充当回复力，故D正确。 此题选择不正确的，故选A。 11. 速端曲线能直观反映物体做曲线运动时速度大小和方向的变化情况，在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。若物体速度在水平面内相互垂直方向上的分量分别为、，则与的图像称为速端曲线，用点描述物体的速度。一质量为的物块在水平面内运动，其速端曲线如图所示。在时刻，物块在水平恒力作用下开始做匀变速运动，作用时间为，点从点沿线段移动到点；随后外力大小改为、方向与相反，经过相同的时间，点从点沿原线段返回经点至点。下列说法正确的是（　　） A. 力与的冲量大小之比为1：3 B. 时刻、时刻物块的动能之比为1：4 C. 点从点返回移至点的时间为 D. 在任何相等的时间内点通过的线段长度均相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．全过程保持不变，只有变化，物块在方向做匀变速直线运动。在时间内，物块受​作用，初速度，末速度，由匀变速直线运动速度与时间的关系，得方向加速度 由牛顿第二定律，得 冲量 在时间内，​与反向，初速度，末速度，由匀变速直线运动速度与时间的关系，得方向加速度大小 由牛顿第二定律，得 冲量大小 冲量大小之比，故A正确； B．时刻合速度 动能 时刻合速度 动能 动能之比，故B错误； C．从b点速度到a点速度，速度变化大小 方向加速度大小，时间，故C错误； D．速端曲线上Q的线段长度等于速度变化量的大小。加速度大小为，加速度大小为，且 由匀变速直线运动速度与时间的关系，可知相等时间内速度变化量大小不同，因此线段长度不相等，故D错误。 故选A。 12. 激光减速是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”，将其冷却到极低温度的技术。如图甲，一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰，原子吸收光子后，从低能级跃迁到激发态，然后随机向各个方向自发辐射出光子（如图乙，对原子动量的影响忽略不计），落回低能级。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。已知该原子平均每秒吸收n个光子，忽略原子质量的变化，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　　） A. 为使原子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率 B. 原子每吸收一个光子后，其速度的变化量逐渐变小 C. 单个光子的动量大小为 D. 该原子减速的加速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，根据多普勒效应，当原子迎光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高，当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大，所以为了使原子有效吸收光子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率，故A正确，不符合题意； B．原子吸收光子时发生完全非弹性碰撞，则 所以 由此可知，原子每吸收一个光子后，其速度的变化量不变，故B错误，符合题意； C．单个激光光子的动量为，故C正确，不符合题意； D．原子平均每秒吸收n个光子，根据动量定理可得 根据牛顿第三定律可知，每秒原子受到光子的冲击力大小为 由牛顿第二定律可得加速度为，故D正确，不符合题意。 故选B。 13. 如图所示，空间某区域存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为；匀强磁场与电场方向垂直，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点以初速度水平向右射入，恰好沿直线经过点，a、b两点间距为。不计粒子重力，电场与磁场的范围足够大，下列说法正确的是（　　） A. 仅改变粒子的电性，粒子无法沿直线经过点 B. 仅改变粒子入射方向（从点水平向左射入），粒子仍可沿直线经过点 C. 仅改变粒子初速度的大小，粒子一定无法经过点 D. 仅改变粒子初速度的大小，若，粒子一定经过点 【答案】D 【解析】 【详解】A．正电粒子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，粒子在复合场中做匀速直线运动，有 仅改变粒子电性，则所受的电场力方向向上，洛伦兹力向下，但仍满足 故仅改变粒子的电性，粒子仍沿直线经过点，A错误； B．从点水平向左射入，粒子所受的电场力向下，由左手定则可知洛伦兹力向下，故粒子所受的合外力竖直向下，故粒子不可能可沿直线经过点，B错误； CD．若只改变粒子速度大小，则电场力与洛伦兹力不再等大，故粒子不在做匀速直线运动，设粒子速度变为，可将速度分解为，满足 则可将粒子的速度所对应的洛伦兹力分力平衡电场力而做匀速直线运动，另一个分速度产生的洛伦兹力使粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 匀速圆周运动的周期为 联立解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 即粒子一边做圆周运动，一边沿方向以做匀速直线运动，则当满足 时粒子仍从b点离开，联立解得当时粒子仍从b点离开，C错误；D正确。 故选D。 14. 如图所示，在充满某稀薄气体的容器内，某同学在金属针尖和屏幕之间施加恒定高压，使针尖表面附近气体电离为一价离子，这些离子在电场加速下轰击屏幕，均被屏幕吸收。若该针尖顶部可视为半径为的半球，球心到屏幕表面中心的垂直距离为（。则以下说法正确的是（　　） A. 离子离开针尖表面后做匀加速直线运动 B. 针尖表面附近电场强度与的平方成反比 C. 若微安表示数为，则单位时间电离的离子数量为为电子的电荷量） D. 针尖表面间距为的两个离子，撞击到屏幕上的间距至少为 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属针尖和屏幕之间电场相当于点电荷与金属板间的电场，不是匀强电场，所以离开针尖表面后不做匀加速直线运动，故A错误； B．由于球心到屏幕表面中心的垂直距离，故可认为金属针尖附近的电场相当于带电导体球周围的电场，则根据点电荷周围的电场强度公式有 由于针尖处的电势为U，则根据点电荷的电势公式有 联立解得针尖表面附近的电场强度大小为 所以针尖表面附近的电场强度与成反比，故B错误； C．由于电离后的正离子在电场中加速运动，但不一定打到极板上，因此单位时间内电离的离子数量应大于，故C错误； D．如果电场线为直线，则离子沿着电场线做加速直线运动，若设两个离子到达屏幕上的距离为x0，则利用数学相似三角形有 解得 但由于电场线垂直于金属板，不是直线，所以离子在电场中并不沿电场线运动，而是偏离电场线运动，并且距离中心线越远，偏离角度越大，因此撞击到屏幕上的间距至少为，故D正确。 故选D。 二、实验题 15. 兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。 第一小组：验证加速度与力的关系 器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨（含气泵）、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器（质量不计）和天平。 实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。 根据实验步骤回答下列问题： （1）不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块______，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。 （2）为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像______（选填“”“”“”或“”）。 第二小组：验证加速度与质量的关系 兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处（即保持滑块的位移相同），测出A和B两个滑块的质量为与，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片（两遮光片宽度相同）分别通过光电门的时间为和。 （3）若测量结果满足______（用上述字母表示），即可得出物体加速度与质量的关系。 误差分析： （4）上述两组实验______（选填“第一组需要”“第二组需要”“均需要”或“均不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。 【答案】（1）静止 （2） （3） （4）均不需要 【解析】 【小问1详解】 本实验调节气垫导轨水平，由于滑块与气垫导轨间的摩擦可以忽略不计，故只需要使滑块不挂重物，打开气泵，释放滑块后静止即可。 【小问2详解】 根据题目的数据，可得小车的加速度由牛顿第二定律得出 再根据运动学公式可得 解出小车的加速度 联立可得 即可验证牛顿第二定律，若多次测量只需要绘制出图像即可，其他物理量为常数，由图像可知斜率为。 【小问3详解】 第二组实验只需要定量探究物体的加速度与质量的关系，即 由于两个滑块的运动情况只有时间不同，即，只需要验证物块的质量与时间的平方成正比即可，故可知 【小问4详解】 第一组实验传感器可以直接测出小车所受的拉力，不需要满足钩码质量远小于滑块质量，第二组实验分析可知，两个滑块所受的拉力相同也不需要满足该条件，故均不需要。 16. 某同学在相关实验手册中，看到如下图所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验得到下表中的数据。 电压U/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00 电流I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40 （1）已知：滑动变阻器的最大阻值为15Ω；电源电动势3V，内阻约0.5Ω；待测电阻阻值约为5Ω。由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图中的________（选填“甲”或“乙”）。 （2）请对下图电路从理论上进行分析：当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，电阻的电流随滑动变阻器a、P之间的电阻的变化而变化，下列反映关系的示意图中可能正确的是______（不计电源内阻，将电表视为理想电表，不考虑温度对电阻的影响．请将正确选项的字母填在横线上） A. B. C. D. （3）雯雯同学在按照下图所示的电路测量金属丝电阻的实验中，将滑动变阻器（0-50Ω）、（0-200Ω）分别接入实验电路，调节滑动变阻器的滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值，以表示滑动变阻器接入电路的电阻值，以U表示两端的电压值。在下图中U随变化的图像可能正确的是___________。（图线中实线表示接入时的情况，虚线表示接入时的情况） A. B. C. D. （4）琦琦为“测量某金属丝的电阻率”设计了一个实验，电路如右图所示（其中，电源内阻不计）。R 为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度 L，实验中记录了几组不同长度 L 对应的电流 I。他准备利用图像法处理数据来计算该电阻丝的电阻率。则琦琦同学应该作出________的关系图线为一条直线；在本实验中，电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果______影响（选填“有”或“无”）。 【答案】（1）乙 （2）B （3）A （4） ①. ②. 无 【解析】 【小问1详解】 若采用甲图，Rx的电压的最小值约为 若采用乙图，Rx的电压可以从0开始变化。表中的数据U的最小值是0.10V，所以一定是采用了乙图。 【小问2详解】 电阻Rx与电阻RaP并联，再与电阻RPb串联，结合可知总电阻 电阻Rx电流 所以反映Ix-RaP关系的示意图中可能正确的是B。 【小问3详解】 根据欧姆定律，则待测电阻两端的电压 式子中的E、R、r、Rx均为定值，故关系为非线性关系；由上述表达式可知，对相同的值，当R越大时U越小。 故选A。 【小问4详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 得 作出图像，斜率为 解得 故电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果无影响。 三、计算题 17. 如图所示，一质量为m的物体，初速度为，在合外力F的作用下，经过一段时间t，速度变为。 （1）根据上述条件，运用所学知识推导出动量定理的表达式； （2）试用上述规律解决下面的问题： 静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，从而对飞行器产生反作用推力（称之为反冲力），使飞行器获得加速度。已知飞行器的质量为M，发射出的是2价氧离子，发射离子的功率为P，加速电场的电压为U，每个氧离子的质量为m，基本电荷电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求： a．射出的氧离子的速度大小； b．射出离子后飞行器开始运动时的加速度大小a。 【答案】（1）；（2）a．；b． 【解析】 【详解】（1）设物体的加速度为a，根据牛顿第二定律有 根据匀变速直线运动规律有 联立可得 （2）a．对氧离子的加速过程，根据动能定理有 解得 b．t时间内射出的氧离子数为 设飞行器对N个氧离子的合力大小为F，根据动量定理有 联立可得 根据牛顿第三定律可知飞船由此获得的反冲力大小为 根据牛顿第二定律有 联立解得 18. 根据霍尔效应原理制成的霍尔元件有广泛的应用，某研究小组用霍尔元件来研究金属棒在磁场中的运动规律。如图（a）所示，在水平面上固定放置两间距为l的平行、光滑金属导轨，其右侧通过开关S接有恒流源，向回路提供恒定电流；在区间存在方向垂直导轨平面向下、大小沿轴方向不变、沿轴方向按某一规律变化的稳恒磁场。一质量为m的金属棒垂直于导轨放置，其上固定一霍尔元件（相比m，其质量可忽略不计），它是一个长、宽和高分别为的长方体微小半导体薄片，磁场方向垂直平面，其单位体积中载流子数为n，每个载流子带电荷量为e。在半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N，放大图如图（b）所示，在E、F间通入恒定的电流I，则在M、N间出现霍尔电压（图中没有画出提供电流I和测量电压的电路图）。开关S断开时，导体棒静止在处。计算时将用常量k表示。（已知力-位移图像的面积是力所做的功） （1）求半导体薄片中载流子平均移动速率； （2）半导体材料有P型（载流子以空穴导电为主，即正电荷导电）和N型（载流子以电子导电为主）两种，当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，求该处磁感应强度的大小；如果，则该半导体是P型还是N型？ （3）闭合开关S，导体棒从和处开始运动，测得霍尔电压随x变化的图线为如图所示，求磁感应强度B沿轴的分布规律和棒运动速度与x的关系。 【答案】（1）；（2），N型；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据电流的微观表达式 解得 （2）当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，由平衡条件得 又 解得 若，M端积累正电荷，N端积累负电荷，由左手定则可知载流子以电子导电为主，故为N型 （3）由图霍尔电压随x变化的图线可得 当导体棒运动到x处时，其磁感应强度大小为B，则 磁场方向竖直向下为正； 有安培力公式 可得棒受力 由动能定理，有 解得 棒做简谐振动，沿x轴负方向运动时，取负号，反之取正号。 19. 如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力f随位移大小x的变化关系为，其中为常量，h为圆柱形木塞的高，木塞质量为m，底面积为S，加速度为a，齿轮半径为r，重力加速度为g，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。（提示：可用图线下的“面积”表示f所做的功）求： （1）木塞离开瓶口的瞬间，齿轮的角速度。 （2）拔塞的全过程，拔塞钻对木塞做的功W。 （3）拔塞过程中，拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率P随时间t变化的表达式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 木塞的末速度等于齿轮线速度，对木塞，根据运动学公式 根据角速度和线速度的关系 联立可得 【小问2详解】 根据题意画出木塞摩擦力与运动距离的关系图如图所示 可得摩擦力对木塞所做的功为 对木塞，根据动能定理 解得 【小问3详解】 设开瓶器对木塞的作用力为，对木塞，根据牛顿第二定律 速度 位移 开瓶器的功率 联立可得 20. 反物质是由反粒子组成的物质，反粒子的质量、电荷量与粒子相同，但电性相反，例如反质子（）是质子的反粒子，正电子（）是电子的反粒子。氢原子由一个电子和一个质子构成，反氢原子则与它正好相反，由一个正电子和反质子构成。1995年人类首次在实验室条件下的真空环境中制造出反氢原子，目前批量制造出的反氢原子基本都是处于低能态的氢原子，正常情况下反物质与正物质瞬间就会与正物质发生湮灭并消失，靠特殊设计的磁场能维持较长时间的存在。已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k。 （1）理论上可以证明，电荷量分别为+q1和-q2的点电荷相距为r时，取无穷远为电势能零点，它们之间的电势能的表达式为。玻尔的氢原子理论认为氢原子中的电子仅在库仑力作用下绕固定不动的原子核做匀速圆周运动。利用玻尔的轨道量子化假设和牛顿定律可得电子做圆周运动的第n轨道半径rn满足，其中n为量子数，即轨道序号，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En，定义为电子动能与“电子-质子”系统电势能的总和。若能够批量制造大量激发态的反氢原子，其光谱线也能借用玻尔氢原子理论进行分析，类似地，正电子绕反质子做匀速圆周运动的第 n 轨道半径rn满足，其中n为量子数，即轨道序号，正电子在第n轨道运动时反氢原子的能量定义为正电子动能与“正电子-反质子”系统电势能的总和。因此反氢原子与氢原子具有相同的能级图。 a、在如图所示的能级图中，画出大量处于n=3的纯的反氢原子向下跃迁的所有可能跃迁的跃迁图； b、求的表达式（用普朗克常量h，电子电荷量e、质量m，静电力常量为k，量子数n及数学常量表示），并简述“反氢原子与氢原子具有相同的能级图”的理由。 （2）一个氢原子和一个反氢原子正碰对撞发生湮灭的产物只有光子。设氢原子、一个反氢原子对撞前（相距很远）的静止质量均为M，动能均为Ek，根据守恒定律和质能关系等物理知识，湮灭不可能转化为一个光子，请阐述理由。若湮灭产生一对光子，请求出光子的波长。 【答案】（1）a.；b.，反氢原子与氢原子的电荷量和质量相同，总能量相等； （2）根据动量守恒定律和质能关系等物理知识，湮灭不可能转化为一个光子，理由是违背动量守恒，由能量守恒可得 即 【解析】 【小问1详解】 a、有可能跃迁的跃迁图如图所示  b、由牛顿第二定律可得 动能可表示为 电势能可表示为 其中 则 联立解得 故反氢原子与氢原子具有相同的能级图。 【小问2详解】 略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $