精品解析：2026届江西省南昌市第二中学高三下学期冲刺模拟复习物理试卷（三）

江西省2026届高三冲刺模拟复习卷（三） 物理 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 氢原子能级如图所示，有大量氢原子处于基态，现用光子能量为的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光，已知普朗克常数为，真空中光速为，在这6种光中（　　） A. 波长最短的光，真空中波长是 B. 最容易发生衍射现象的光是由能级跃迁到能级产生的 C. 辐射出的各种光子的能量都小于 D. 频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的 2. 2025年10月16日，我国使用长征八号甲运载火箭成功将互联网低轨卫星送入预定轨道。卫星发射过程中的两个轨道如图所示。轨道1为圆轨道，卫星在轨道1运行时角速度为ω，轨道2为椭圆轨道，P为近地点、Q为远地点，两轨道相切于P点，P、Q两点到地心O的距离分别为r、R。卫星在轨道2上运动时，从P点开始到第一次到达Q点所需时间为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，两根紧靠但无相互作用力的半圆柱体A、B静止于粗糙程度处处相同的水平地面上。现将另一根圆柱体C轻放在这两根半圆柱体上，三者均静止。已知圆柱体A、B、C的材料、长度、半径、密度均相同，不考虑它们之间的摩擦。若用水平向右的力拉半圆柱体A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，整个过程中B均保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则半圆柱体与地面间动摩擦因数的最小值为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的O点、P点分别固定两个不等量异种点电荷和，沿方向建立一维坐标系，O为原点。电荷、在x轴正半轴产生的电场强度E随位置坐标x的变化如图乙所示，规定沿x轴正方向的电场为正，取无穷远处电势为零。将一带正电的试探电荷从A点由静止释放，水平方向仅受静电力作用。下列说法正确的是（　　） A. 为正电荷，为负电荷，且 B. M点的电势为零 C. 运动过程中，试探电荷在N点时速度最大 D. 试探电荷将做往复运动 5. 如图所示，厚度均匀的玻璃砖下表面为镀银反射面，一束复色光从上表面点射入，经过玻璃砖折射和反射面反射后分成两束光分别从上表面的点射出，则下列说法正确的是（ ） A. 玻璃砖对光的折射率小于光 B. 光在玻璃砖中传播速度大于光 C. 从点射出的两束光可能不平行 D. 光在玻璃砖中从到和的传播时间可能相等 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1>n2，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入输出电压恒定的交变电源，当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数不变 C. 定值电阻r消耗的电功率逐渐变大 D. 变压器副线圈的输出功率逐渐变小 7. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直，由静止释放小球C，小球C始终都与A、B在同一竖直平面内运动，小球C运动过程中不会与竖直杆碰撞。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 小球C由图示位置下摆的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒 B. 小球C由图示位置下摆到最低点时的水平位移为 C. A、B两木块分离时，B的速度为 D. A、B分离后，A、C的速率始终与二者的质量成反比 8. 一定质量的理想气体用轻活塞封闭在气缸内，将气缸以不同方式放置。甲图，用轻质细线系在活塞的正中央将整个装置悬挂在天花板上；乙图，让气缸开口向下，用竖直杆与活塞相连固定在地面上；丙图，气缸开口向右放置在水平地面上；丁图，气缸开口向上放在水平地面上，一重物放在活塞上。气缸内壁光滑，各状态下活塞和气缸都处于静止状态，外界温度不变，下列说法正确的是（　　） A. 甲图气体压强可能与丙图相等 B. 乙图气体压强可能与丁图相等 C. 若气缸和活塞导热良好，甲图变为丙图外界对气体做功 D. 若气缸和活塞绝热，甲图变为丙图气体温度可能不变 9. 如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A. 如果将孔扩大，有可能发生衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离不等 C. 此时能明显观察到波的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 10. 面积和电阻均相同的单匝闭合线圈1、2，分别放在范围足够大的磁场中，如图甲、乙所示。甲图中是磁感应强度恒为的匀强磁场，线圈1以周期T绕垂直于磁场的固定轴匀速转动；乙图中磁场随时间变化规律为，线圈2固定。时刻，线圈1、2所在平面均与磁场垂直。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈1中的磁通量为零 B. 时刻，线圈2中磁通量的变化率为零 C. 线圈1、2中感应电流的峰值之比为 D. 线圈1、2中感应电流的有效值之比为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某科技小组计划探究机器人灵巧手的抓握功能，需要研究气动肌肉特性，设计灵巧手的压力控制电路。该科技小组用纤维网包裹气球，模拟灵巧手的气动肌肉。 （1）先测量气球的等效劲度系数，操作过程如下： ①实验装置如图（a）所示，力传感器上端固定一竖直轻质带有刻度尺的圆杆，0刻度线在杆的最顶端。用手扶稳气球并向下施力，使气球垂直按压圆杆，记录力传感器示数，气球对应的凹陷形变量，图（b）中刻度尺示数为________cm。 ②多次实验，记录多组和的值，描绘出图像如图（c）所示。若将气球受到圆杆的压力和凹陷形变量的比值定义为气球的等效劲度系数，则为________N/m。（结果保留三位有效数字） ③图（c）中的图像不过坐标原点的原因是________________________________。 （2）测量气动肌肉充气膨胀后的体积，实验装置如图所示，操作过程如下： ①气动肌肉一端通过细软管（体积忽略不计）与针筒相连，另一端连接气压传感器。初始时针筒和气动肌肉内可视为理想气体的体积分别为和，压强均为。 ②将针筒内气体缓慢全部充入气动肌肉中，此时气压传感器显示的压强示数为，则膨胀后气动肌肉内气体的体积为________。（结果用、、、表示） 12. 某实验小组利用如图1所示的电路来探究两个初始不带电的相同电容器A、B的充、放电现象。 实验操作步骤如下： （1）保持开关断开，将开关接1，通过图中电流传感器的电流I的方向为______（选填“向右”或“向左”），直到电压传感器示数稳定为U的过程中，电流I随时间t变化的图线正确的是图2中的______（选填“a”或“b”）图线，该图线与t轴围成的面积为S。 （2）保持开关断开，将开关接2，待电压传感器示数稳定后，此过程中图线与t轴围成的面积为______（选填“S”或“”）。 （3）将开关断开，开关闭合，让电容器B的两极板完全放电；再断开开关，将开关接______（选填“1”或“2”），待电压传感器示数稳定后，其示数为______。以上实验表明，电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。 13. 如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： （1）活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； （2）当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 14. 如图所示，处于光滑水平面上的四分之一光滑圆弧小车，半径，停靠在平台左端且与平台高度相等。平台高，部分光滑，部分粗糙且与滑块间的动摩擦因数，长度。为的四分之一光滑固定圆弧轨道。滑块、间有一被锁定且处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧与、不拴接，解除锁定后，恰好能到达轨道的点。已知滑块、离开平台前弹簧已经恢复原长，、质量均为，小车质量，取。求： （1）滑块滑上小车时的速度大小和初始弹簧的弹性势能； （2）滑块滑离小车时的速度大小和落地时距小车右端的水平距离。 15. 如图乙所示，长直光滑水平导轨的左端连有开关S，开关保持断开，导轨右侧连接长直粗糙倾斜导轨，倾角满足，摩擦力大小与速度大小满足（未知），虚线CD和之间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。垂直导轨放置的金属杆、，先后向右进入磁场区域。杆从CD进入磁场区域到从离开的过程，其速度随位移变化的图像如图甲所示，杆离开磁场前速度已达到稳定。已知、杆的质量导轨间距为，两杆电阻均为，其余电阻不计，不计金属杆通过水平导轨与倾斜导轨连接处的能量损失，取，求： （1）杆刚进入磁场时回路中的电流方向（俯视），及受到的安培力的大小； （2）杆从离开磁场区域后，冲上倾斜导轨，经时间再次返回磁场时恰好与杆碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，此时立即合上开关S，求、两杆的粘合体最终停止处与的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省2026届高三冲刺模拟复习卷（三） 物理 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 氢原子能级如图所示，有大量氢原子处于基态，现用光子能量为的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光，已知普朗克常数为，真空中光速为，在这6种光中（　　） A. 波长最短的光，真空中波长是 B. 最容易发生衍射现象的光是由能级跃迁到能级产生的 C. 辐射出的各种光子的能量都小于 D. 频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．波长最短的光对应能量最大的光子，即从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子，根据， 解得真空中波长是，故A正确； BD．波长越长，越容易发生衍射现象，此时对应光的频率越小，即能量越小，故最容易发生衍射现象的光是由能级跃迁到能级产生的，故BD错误； C．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子能量最大，其能量等于E，故C错误。 故选A。 2. 2025年10月16日，我国使用长征八号甲运载火箭成功将互联网低轨卫星送入预定轨道。卫星发射过程中的两个轨道如图所示。轨道1为圆轨道，卫星在轨道1运行时角速度为ω，轨道2为椭圆轨道，P为近地点、Q为远地点，两轨道相切于P点，P、Q两点到地心O的距离分别为r、R。卫星在轨道2上运动时，从P点开始到第一次到达Q点所需时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设卫星在轨道2上运行的周期为，因卫星在轨道1或轨道2运行时，中心天体均为地球，可用开普勒第三定律求解卫星在轨道2上运行的周期，满足 化简得 卫星从P点开始到第一次到达Q点所需时间为椭圆运动的半个周期，满足 故选A。 3. 如图所示，两根紧靠但无相互作用力的半圆柱体A、B静止于粗糙程度处处相同的水平地面上。现将另一根圆柱体C轻放在这两根半圆柱体上，三者均静止。已知圆柱体A、B、C的材料、长度、半径、密度均相同，不考虑它们之间的摩擦。若用水平向右的力拉半圆柱体A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，整个过程中B均保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则半圆柱体与地面间动摩擦因数的最小值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设半圆柱体 A、B 的质量为 ，因材料、长度、半径、密度均相同，圆柱体 C 的体积是半圆柱体的 2 倍，故C的质量为 。设C的圆心与 B 的圆心连线与竖直方向夹角为 。对 C 受力分析，由对称性知 A、B对C的支持力大小相等，设为 。竖直方向平衡有 解得 对 B 受力分析，竖直方向地面对 B 的支持力 水平方向 B 受到的静摩擦力 为使 B 保持静止，需满足 即 得 当 C 恰好降到地面时，C 的圆心离地高度为 ，B 的圆心在地面上，两圆心距离为 ，此时， 在此过程中从增大到， 单调递增，当 时 最大，为 。故 的最小值为 。 故选 C。 4. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的O点、P点分别固定两个不等量异种点电荷和，沿方向建立一维坐标系，O为原点。电荷、在x轴正半轴产生的电场强度E随位置坐标x的变化如图乙所示，规定沿x轴正方向的电场为正，取无穷远处电势为零。将一带正电的试探电荷从A点由静止释放，水平方向仅受静电力作用。下列说法正确的是（　　） A. 为正电荷，为负电荷，且 B. M点的电势为零 C. 运动过程中，试探电荷在N点时速度最大 D. 试探电荷将做往复运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，靠近点电场强度为正，所以为正电荷，为负电荷，由于较远处电场强度为负，所以有，故A错误； B．由图乙可知，从点到无穷远处电场强度为负，即从无穷远处正电荷向点运动，电场力做正功，所以点电势不为零，故B错误； C．试探电荷从点向点运动过程中，在段受到的电场力方向不变，一直做加速运动，所以试探电荷在点速度最大，故C错误； D．试探电荷通过点后，电场力做负功直到速度为0，然后试探电荷反向加速，直到经过点后再次减速，直到运动到点速度为0，再重复之前的运动，即试探电荷做往复运动，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，厚度均匀的玻璃砖下表面为镀银反射面，一束复色光从上表面点射入，经过玻璃砖折射和反射面反射后分成两束光分别从上表面的点射出，则下列说法正确的是（ ） A. 玻璃砖对光的折射率小于光 B. 光在玻璃砖中传播速度大于光 C. 从点射出的两束光可能不平行 D. 光在玻璃砖中从到和的传播时间可能相等 【答案】D 【解析】 【详解】A． 作出光路图如上，相同入射角，a光的折射角更小，所以玻璃砖对光的折射率大于光b，故A错误； B．由，，所以a光在玻璃砖中传播速度小于光，故B错误； C．由光路的可逆性和反射定律，入射光和出射光的入射角和折射角都相等，因此从点射出的两束光一定平行，故C错误； D．设玻璃砖厚度为，光在空气中的入射角为，玻璃中的折射角为，由图可知光在玻璃中传播的总路程 传播时间，代入得 由三角函数性质，当时，，此时，因此传播时间可能相等，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1>n2，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入输出电压恒定的交变电源，当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数不变 C. 定值电阻r消耗的电功率逐渐变大 D. 变压器副线圈的输出功率逐渐变小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．设交流电源的输出电压为U0，将理想变压器及其负载电路等效为一个电阻R等，根据理想变压器的规律可得，，又，则。 当滑动变阻器R的滑片由Q向P端滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值R变小，则等效电阻R等变小，在a、b两端电路中，由欧姆定律可得U0＝I1(r＋R等)，R等变小，则I1变大，即电流表示数变大；由U1＝U0－I1r可知，I1变大，则U1变小，变小，即电压表示数变小；随I1变大，定值电阻r消耗的电功率逐渐增大，故AB错误，C正确。D．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，根据电路知识可得变压器副线圈的输出功率 由数学知识可得R等＝r时，理想变压器副线圈的输出功率最大，又因，且R的最大值与r相等，n1>n2，则R等由大于r向小于r变化，则理想变压器副线圈的输出功率先变大，后变小，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直，由静止释放小球C，小球C始终都与A、B在同一竖直平面内运动，小球C运动过程中不会与竖直杆碰撞。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 小球C由图示位置下摆的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒 B. 小球C由图示位置下摆到最低点时的水平位移为 C. A、B两木块分离时，B的速度为 D. A、B分离后，A、C的速率始终与二者的质量成反比 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球摆动过程，A、B、C系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向受力不平衡，动量不守恒，故A错误； B．小球由静止释放到最低点的过程中，系统水平方向动量守恒，设C对地向左水平位移大小为对地水平位移大小为，则有 又由几何关系有 解得，故B正确； C．由题意可知，小球C摆至最低点时，A、B两木块分离，设此时C球的速度大小为的速度大小为，对A、B、C系统，水平方向动量守恒有 由系统能量守恒有 解得，故C错误； D．A、B两木块分离后，A、C的初始总动量向左，故二者的速率不与质量成反比，故D错误。 故选B。 8. 一定质量的理想气体用轻活塞封闭在气缸内，将气缸以不同方式放置。甲图，用轻质细线系在活塞的正中央将整个装置悬挂在天花板上；乙图，让气缸开口向下，用竖直杆与活塞相连固定在地面上；丙图，气缸开口向右放置在水平地面上；丁图，气缸开口向上放在水平地面上，一重物放在活塞上。气缸内壁光滑，各状态下活塞和气缸都处于静止状态，外界温度不变，下列说法正确的是（　　） A. 甲图气体压强可能与丙图相等 B. 乙图气体压强可能与丁图相等 C. 若气缸和活塞导热良好，甲图变为丙图外界对气体做功 D. 若气缸和活塞绝热，甲图变为丙图气体温度可能不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设活塞质量为m、缸体质量为M，活塞面积为S，大气压为，对图甲活塞，根据平衡条件有 解得 图丙气体压强为 可知二者压强不等，故A错误； B．对图乙，对缸体，根据平衡条件有 解得 对图丁，对活塞和重物，根据平衡条件有 解得 由于不知道M、m具体关系，因此乙图气体压强可能与丁图相等，故B正确； C．若气缸和活塞导热良好，甲图变为丙图，气体压强大，气体体积减小，外界对气体做功，故C正确； D．若气缸和活塞绝热（Q=0），甲图变为丙图，外界对气体做功（W>0），根据 可知，即气体内能增加，温度增大，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A. 如果将孔扩大，有可能发生衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离不等 C. 此时能明显观察到波的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，故能发生明显的衍射现象，如果将孔扩大，仍然能发生衍射现象，只是衍射现象没有题图的情况明显，因为衍射是波的特有属性，不论孔的尺寸与水波的波长关系如何，都能发生衍射现象，只是明显程度可能不同，A正确； B．介质决定波速，波源决定周期，故和均不变，根据，挡板前后水波的波长相同，则波纹间距离相等，B错误； C．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，能发生明显的衍射现象，此时能明显观察到波的衍射现象，C正确； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波的周期变小，根据，波的波长变小，衍射现象变得不明显，不能更明显地观察到衍射现象，D错误。 故选AC。 10. 面积和电阻均相同的单匝闭合线圈1、2，分别放在范围足够大的磁场中，如图甲、乙所示。甲图中是磁感应强度恒为的匀强磁场，线圈1以周期T绕垂直于磁场的固定轴匀速转动；乙图中磁场随时间变化规律为，线圈2固定。时刻，线圈1、2所在平面均与磁场垂直。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈1中的磁通量为零 B. 时刻，线圈2中磁通量的变化率为零 C. 线圈1、2中感应电流的峰值之比为 D. 线圈1、2中感应电流的有效值之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线圈1从中性面开始转动，角速度 所以磁通量表达式为 代入 可得 所以时刻，线圈1中的磁通量大小为，A错误； B．线圈2的磁通量 磁通量变化率为 代入 可得，B正确； C．线圈1中感应电动势峰值 线圈2中感应电动势峰值，由法拉第电磁感应定律 因此 电流峰值 两线圈电阻相等，故感应电流峰值之比为，C错误； D．两个线圈的感应电动势均为正弦式交变电流，有效值 由于 因此有效值之比为，D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某科技小组计划探究机器人灵巧手的抓握功能，需要研究气动肌肉特性，设计灵巧手的压力控制电路。该科技小组用纤维网包裹气球，模拟灵巧手的气动肌肉。 （1）先测量气球的等效劲度系数，操作过程如下： ①实验装置如图（a）所示，力传感器上端固定一竖直轻质带有刻度尺的圆杆，0刻度线在杆的最顶端。用手扶稳气球并向下施力，使气球垂直按压圆杆，记录力传感器示数，气球对应的凹陷形变量，图（b）中刻度尺示数为________cm。 ②多次实验，记录多组和的值，描绘出图像如图（c）所示。若将气球受到圆杆的压力和凹陷形变量的比值定义为气球的等效劲度系数，则为________N/m。（结果保留三位有效数字） ③图（c）中的图像不过坐标原点的原因是________________________________。 （2）测量气动肌肉充气膨胀后的体积，实验装置如图所示，操作过程如下： ①气动肌肉一端通过细软管（体积忽略不计）与针筒相连，另一端连接气压传感器。初始时针筒和气动肌肉内可视为理想气体的体积分别为和，压强均为。 ②将针筒内气体缓慢全部充入气动肌肉中，此时气压传感器显示的压强示数为，则膨胀后气动肌肉内气体的体积为________。（结果用、、、表示） 【答案】（1） ①. 0.60 ②. 257 ③. 由于带有刻度尺的圆杆自身有重力，即使还没有产生凹陷（），圆杆自身的重力已经会使力传感器产生示数，因此图线不过原点。 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]刻度尺分度值为，需估读到分度值下一位，凹陷形变量为杆顶端到气球底端的刻度差，示数为0.60cm [2]根据胡克定律，知图像的斜率等于，从图中可得：图线起点为，终点为，计算可得等效劲度系数约为 [3]由于带有刻度尺的圆杆自身有重力，即使还没有产生凹陷（），圆杆自身的重力已经会使力传感器产生示数，因此图线不过原点。 【小问2详解】 依题意，充气过程为等温过程，对针筒和气动肌肉内的全部理想气体，初始状态：压强​，总体积，​ 末状态：压强，总体积，由玻意耳定律 有 整理得膨胀后体积  12. 某实验小组利用如图1所示的电路来探究两个初始不带电的相同电容器A、B的充、放电现象。 实验操作步骤如下： （1）保持开关断开，将开关接1，通过图中电流传感器的电流I的方向为______（选填“向右”或“向左”），直到电压传感器示数稳定为U的过程中，电流I随时间t变化的图线正确的是图2中的______（选填“a”或“b”）图线，该图线与t轴围成的面积为S。 （2）保持开关断开，将开关接2，待电压传感器示数稳定后，此过程中图线与t轴围成的面积为______（选填“S”或“”）。 （3）将开关断开，开关闭合，让电容器B的两极板完全放电；再断开开关，将开关接______（选填“1”或“2”），待电压传感器示数稳定后，其示数为______。以上实验表明，电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。 【答案】（1） ①. 向右 ②. a （2） （3） ①. 2 ②. 【解析】 【12题详解】 [1] 开关接1，电源给电容器A充电，故通过图中电流传感器的电流I的方向为向右； [2] 电容器充电时充电电流由最大逐渐减小到0，故电流随时间变化的图线正确的是图2中的。 【13题详解】 [3]开关接2，电容器A给B的充电，充电结束时，因两电容器相同，故它们平均分配电荷量，即各带原来电容器A电量的一半，而I-t图像中，图像与两条坐标轴围成几何图形的面积表示电荷量，此过程中图线与t轴围成的面积为。 【14题详解】 [4][5]再断开开关，将开关接2，电容器A再次给B的充电，充电结束各分一半的一半电荷量，即A、B各自带电为原来A带电荷量的， 根据可知电容器的电容不变，电容器所带电荷量与电势差成正比，故待电压传感器示数稳定后，其示数为。 13. 如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： （1）活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； （2）当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为 活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即 对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为 又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段 即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律， 代入，得。 【小问2详解】 从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为 由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有 故 而活塞受力平衡，所以 此时气体的高度为 所以体积为 对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，， 末态时 由理想气体状态方程，有 代入，得 解得 因此末态气体的压强为 再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件 所以 因此。 14. 如图所示，处于光滑水平面上的四分之一光滑圆弧小车，半径，停靠在平台左端且与平台高度相等。平台高，部分光滑，部分粗糙且与滑块间的动摩擦因数，长度。为的四分之一光滑固定圆弧轨道。滑块、间有一被锁定且处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧与、不拴接，解除锁定后，恰好能到达轨道的点。已知滑块、离开平台前弹簧已经恢复原长，、质量均为，小车质量，取。求： （1）滑块滑上小车时的速度大小和初始弹簧的弹性势能； （2）滑块滑离小车时的速度大小和落地时距小车右端的水平距离。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 设滑块在点的速度大小为，滑块从运动到点的过程，由能量守恒，可得 解得 设滑块在点的速度大小为，滑块、在平台上运动的过程中动量守恒，有 解得 弹簧弹开过程，滑块、和弹簧组成的系统机械能守恒，有 解得 【小问2详解】 滑块与小车相互作用过程，满足水平方向动量守恒，机械能守恒，设滑块离开小车时，滑块与小车的速度分别为、，则有， 解得， 滑块离开小车做平抛运动，竖直方向可看作自由落体运动，有 解得 滑块平抛运动过程中，滑块在水平方向做匀速运动，二者水平方向的相对位移为 解得滑块落地时距小车右端的水平距离 15. 如图乙所示，长直光滑水平导轨的左端连有开关S，开关保持断开，导轨右侧连接长直粗糙倾斜导轨，倾角满足，摩擦力大小与速度大小满足（未知），虚线CD和之间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。垂直导轨放置的金属杆、，先后向右进入磁场区域。杆从CD进入磁场区域到从离开的过程，其速度随位移变化的图像如图甲所示，杆离开磁场前速度已达到稳定。已知、杆的质量导轨间距为，两杆电阻均为，其余电阻不计，不计金属杆通过水平导轨与倾斜导轨连接处的能量损失，取，求： （1）杆刚进入磁场时回路中的电流方向（俯视），及受到的安培力的大小； （2）杆从离开磁场区域后，冲上倾斜导轨，经时间再次返回磁场时恰好与杆碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，此时立即合上开关S，求、两杆的粘合体最终停止处与的距离。 【答案】（1）逆时针（俯视）； （2） 【解析】 【小问1详解】 （杆刚进入磁场时，根据楞次定律和安培定则可知回路中电流方向为逆时针（俯视）杆刚进入磁场时，由图甲知产生的感应电动势 产生的感应电流 安培力的大小 代入数据联立解得 【小问2详解】 设杆进入后到两杆共速，两杆的相对位移为，对杆进行分析，根据动量定理有 解得 由题意可知，、杆恰好在虚线处发生碰撞，杆离开磁场至与杆碰撞前，杆在磁场中滑行的距离 设杆与杆碰前，杆速度为，杆速度为，对杆进行分析，根据动量定理有 解得 在斜面上往返过程，取沿斜面向上为正，摩擦力的总冲量为零，对进行分析，根据动量定理有 解得 设和碰后速度为，和杆碰撞过程，对、进行分析，根据动量守恒定律有 解得 对PQ粘合体进行分析，根据动量定理有 结合上述解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $