精品解析：湖南省湘西州2025届高三下学期高考模拟物理试卷（二）

湘西州2025年高考模拟试卷 物理 一、单选题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量。 B. 乙图中，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从跃迁到 C. 丙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型。 D. 丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构 2. 下列光路或光现象的描述，正确的是（　　） A. 单色光通过双缝，屏上出现明暗相间且等间距的条纹 B. 青蛙在井底P处“观天”的光路 C. 插针法测玻璃折射率的部分光路 D. 白光照射肥皂膜发生干涉，此时膜的厚度为上宽下窄 3. 如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象一定错误的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限远电势为零）（  ） A. B. C. D. 4. 城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B. 用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C. 用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D. 用电低谷时，升压变压器的匝数比为 5. 套圈是游乐场上常见的项目，要提高命中率，我们常将圆环斜向上抛出，大人和小孩向P点抛出圆环，轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 两个人抛出的初速度大小一定相同 B. 两个圆环P点的速度大小可能相同 C. 两个圆环最高点速度可能相同 D. 在空中两个圆环的速度变化可能相等 6. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角θ = 53°的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1 kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度g = 10 m/s2，现对木板施加一水平向右的拉力F，（其中，）下列说法错误的是（　　） A. 若μ = 0.2，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止 B. 若μ = 0.5，当F = 10 N时，木板相对斜劈向右滑动 C. 若μ = 0.8，当F = 22.5 N时，小球对斜劈的压力为0 D. 若μ = 0.8，当F = 26 N时，细绳对小球的拉力为 二、多选题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的。已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量。如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象，已知万有引力常量为G，地球的半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 木星与地球的质量之比为 B. 木星与地球的线速度之比为1： C. 地球密度为 D. 木星密度为 8. 如图甲所示，在xOy平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在x轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（　　） A. 两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉 B. 稳定后质点a的振幅为5cm C. 在内，质点b运动的总路程是2.10m D. 稳定后质点P振动的表达式为 9. 如图所示，足够长的直角支架aOb固定在竖直平面内，其中细杆Oa粗糙，沿水平方向，细杆Ob光滑，沿竖直方向。质量分别为m和3m的小圆环P和Q分别套在两个细杆上，两个小圆环用轻绳拴接。初始时，圆环P被锁定，绷紧的轻绳与水平方向的夹角为，圆环P与细杆Oa间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，轻绳上的拉力大小为5mg B. 解除P锁定后瞬间，轻绳上的拉力大小为3mg C. 解除P锁定后瞬间，圆环P的加速度大小为2g D. 解除P锁定后瞬间，圆环Q的加速度大小为 10. 粒子以速度水平向左垂直于最右边磁场的进入匀强电、磁场区域，其中磁场方向均垂直于纸面向里，磁感应强度大小均为，电场方向均沿x轴负方向，电场强度大小均为，电、磁场区域的宽度均为L。已知粒子的质量为m、电荷量为，虚线边界上有电场（　　） A. 粒子出第一个磁场时与水平方向的夹角为 B. 取粒子刚离开匀强电、磁场区域中第一个电场区域时速度与水平方向的夹角为，则 C. 粒子刚离开第一个电场区时速度大小为 D. 粒子在第4层磁场中达到轨迹最左端 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组对水平面内的圆周运动进行探究，装置如图甲所示。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量细绳拉力F的大小，滑块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度，滑块旋转半径为r，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）若测得遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度_______； （2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当_______（填“小”或“大”）些； （3）改变水平杆转动的角速度，测得多组数据，以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点，请在图乙中作出的图像_________； （4）若图像的斜率为k，纵截距为，重力加速度为g，则滑块的质量_______，滑块与水平杆间的动摩擦因数_______。（用题中物理量k、b、d、r、g表示） 12. 超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标，某公司生产了一批超纯水，在商品宣传页（图甲）显示了该商品的标准参照值，当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标，深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。 ①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）； ②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，电源的电动势为，先将、接线柱用导线直接连接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计达到满偏，满偏电流为； ③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接，在槽内。缓慢倒入超纯水，直到灵敏电流计指针指到时，记录倒入超纯水的体积为。 （1）根据所学知识分析，超纯水的导电性能越___________（填“强”或“弱”）水的纯度越高。 （2）用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为___________cm。 （3）根据数据分析，此部分超纯水的电阻为___________，该超纯水电阻率___________（填“达标”或“不达标”）。 13. 将一个粗细均匀的小玻璃瓶装入适量的水后，开口向下倒扣入塑料水瓶中，使小玻璃瓶中封闭一段空气，拧紧塑料水瓶的瓶盖。用手挤压塑料水瓶，小玻璃瓶会缓慢下沉到底部；适当减小挤压塑料水瓶的程度，小玻璃瓶会缓慢上浮。现在将上述过程简化如图所示，水面倒扣一个横截面积为的圆柱形玻璃瓶，上端气体A的高度为5cm，水缸的上部用质量为的活塞封闭一段气体B，水缸的横截面积为。装置稳定时，A中气体上端高出水缸水面的高度为2cm。已知，大气压为，重力加速度为，水的密度为，玻璃瓶竖直高度为，水深为，忽略玻璃瓶进入水中后对活塞下面气体B体积的影响，所有装置导热良好，外界气体温度不变，不计玻璃瓶的底部厚度。当在活塞上施加压力，玻璃瓶刚好完全没入水面下方时，气体A的压强为多大？当在活塞上施加压力，玻璃瓶刚好在水中后，玻璃瓶维持原样下沉，不考虑气体A在水中下沉过程中体积的变化，通过计算比较玻璃瓶刚好在水面下方时和刚到水缸底部时，加在活塞上压力大小之比？ 14. 如图所示，两间距为L的平行倾斜光滑导轨与足够长的水平平行光滑导轨用绝缘体平滑连接，导轨电阻不计，倾斜导轨的上端连接电阻，倾斜导轨倾角为，水平导轨的下方连接有电阻和电容器C。整个装置都处于磁感应强度为B竖直向下的匀强磁场。质量为m，电阻为R的导体棒a垂直于倾斜导轨，从离水平导轨高h（未知）处由静止释放，经t时间刚好以最大速度达到导轨底端。取电容器在充电过程中，和电容器C的等效电阻为R，电容器不带电，不考虑电容器在充电过程中的电磁辐射，重力加速度为g。 （1）当导体棒a在倾斜导轨上达到最大速度时，为多少？ （2）导体棒a在倾斜导轨上释放点的高度h为多少？ （3）当a棒匀速后，继续在斜面上相同位置释放一根与a完全相同的导体棒b，当b导体棒进入水平导轨与a保持相对位置不再改变时，取走a，继续在斜面上放置同样的导体棒c，循环操作。导体棒a记为第1根导体棒，导体棒b记为第2根导体棒，当第n根导体棒匀速时，电容器上的电荷量为多大？（本问中认为为已知量） 15. 如图所示，足够长的水平光滑地面上左端固定有一小球发射器A，可以不断地发射速度均为的小球B，小球滑上半径为R的圆弧形滑块C。取发射器A、小球B和圆弧形滑块C的质量分别是、、，且，一切摩擦和空气阻力均可忽略，重力加速度为g。 （1）若小球的速度足够大，可以从圆弧形滑块C的顶端飞出，求小球上升的最大高度H为多少？ （2）1号小球从滑块C上端飞出后，在空中飞行一段距离后又会从滑块C的上端进入圆弧形轨道，然后从滑块C的底部与C分离，此时我们再从弹射器A上发射一个同样的2号小球，速度也是，每次有小球从滑块C上分离时，都从发射器发射一个小球。小球的大小可以忽略，小球之间的碰撞都是弹性碰撞，若1号球再次从滑块C底部滑入，且刚好上升到圆弧形最高点，求圆弧形滑块C的半径R满足的关系？ （3）如果发射器A不固定，且，并安装有6个小球，每次发射小球离开发射器相对发射器的速度都是，按第（2）问的方式发射小球，试确定6个小球发射过程中，是否会出现小球不能追上滑块C的情况？如果会出现，是第几个小球发射后，出现小球追不上滑块C？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湘西州2025年高考模拟试卷 物理 一、单选题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量。 B. 乙图中，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从跃迁到 C. 丙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型。 D. 丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量，核子的平均质量减小，该反应过程要放出能量，故A错误； B．根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只有用波长等于A光波长的光照射，才能使氢原子从跃迁到，故B错误； C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故C正确； D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子有一定结构，而天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误。 故选C。 2. 下列光路或光现象的描述，正确的是（　　） A. 单色光通过双缝，屏上出现明暗相间且等间距的条纹 B. 青蛙在井底P处“观天”的光路 C. 插针法测玻璃折射率的部分光路 D. 白光照射肥皂膜发生干涉，此时膜的厚度为上宽下窄 【答案】A 【解析】 【详解】A．单色光通过双缝发生的是干涉，其条纹间距相等，故A正确 B．分析B图中光路，光从空气到水，入射角小于折射角，光路错误，故B错误； C．连接C图中的、可知，光在点折射时，折射角大于入射角，光路错误，故C错误； D．肥皂薄膜上出现彩色条纹属于薄膜干涉现象，根据条纹间距确定此时膜的厚度为上窄下宽，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象一定错误的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限远电势为零）（  ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A点到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，则小球所受的电场力可能先增大后减小，方向竖直向上，重力不变，由牛顿第二定律得知，则加速度可能先减小后增大；小球穿过圆环后，小球所受的电场力竖直向下，加速度方向向下，为正值，根据对称性可知，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故A是可能的，故A不符合题意； B．小球从A到圆环中心的过程中，重力势能 小球穿过圆环后 根据数学知识可知， B是可能的，故B不符合题意； C．小球从A到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C不符合题意； D．由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，所以D是不可能的，故D符合题意。 故选D。 4. 城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B. 用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C. 用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D. 用电低谷时，升压变压器的匝数比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．发电机输出功率为500kW，储能站在用电高峰不工作，输电线上有能量（功率）损失，用户端得到的实际功率小于500kW，故A错误； B．用电低谷时，用户端得到88kW的功率，则有 根据变压器变压规律有 解得 ， 则输电线上损失的功率为 故B错误； C．根据能量守恒可知用电低谷时，储能站获得的功率为 故C正确； D．结合上述分析有 则 故D正确。 故选CD。 5. 套圈是游乐场上常见的项目，要提高命中率，我们常将圆环斜向上抛出，大人和小孩向P点抛出圆环，轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 两个人抛出的初速度大小一定相同 B. 两个圆环P点的速度大小可能相同 C. 两个圆环最高点速度可能相同 D. 在空中两个圆环的速度变化可能相等 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据图像可知，大人抛出圆环的初始高度大，但运动至最高点竖直位移较小，则大人抛出圆环的运动时间短，可以确定大人抛出圆环的水平速度大（即最高点的速度大），竖直速度小，无法判断初速度大小，故AC错误； B．根据动能定理有 解得 可见若两环对应的相同，则两环运动到P点的速度相等；故B正确； D．速度变化量为，根据时间关系可知，小孩抛出圆环的速度变化量大于大人抛出圆环的速度变化量，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角θ = 53°的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1 kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度g = 10 m/s2，现对木板施加一水平向右的拉力F，（其中，）下列说法错误的是（　　） A. 若μ = 0.2，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止 B. 若μ = 0.5，当F = 10 N时，木板相对斜劈向右滑动 C. 若μ = 0.8，当F = 22.5 N时，小球对斜劈的压力为0 D. 若μ = 0.8，当F = 26 N时，细绳对小球的拉力为 【答案】B 【解析】 【详解】A．若μ = 0.2，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为 当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有 解得 可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，故A正确，不符合题意； B．若μ = 0.5，当F = 10 N时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有 解得 对斜劈与球构成的系统，最大加速度为 可知此时木板与斜劈相对静止，故B错误，符合题意； C．若μ = 0.8，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速为 此时对板、球和斜劈构成的系统，有 当F = 22.5 N时，板、球和斜劈相对静止，有 可知此时球刚好要离开斜劈，故C正确，不符合题意； D．若μ = 0.8，当F = 26 N时，球离开斜劈，在重力和绳子拉力作用下与斜劈保持相对静止，此时球和斜劈的加速度均为，对球分析，有 故D正确，不符合题意。 故选B。 二、多选题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的。已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量。如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象，已知万有引力常量为G，地球的半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 木星与地球的质量之比为 B. 木星与地球的线速度之比为1： C. 地球密度为 D. 木星密度为 【答案】BC 【解析】 【详解】ACD．根据 得 可知图线的斜率 由于木星的质量大于地球的质量，可知图线斜率较大的是绕木星做圆周运动轨道半径和周期的关系图线，图线斜率较小的是绕地球做圆周运动半径和周期的关系图线。对于地球 解得地球的质量 则地球的密度 对于木星 解得木星的质量 则木星的密度 则木星与地球的质量之比为 故AD错误，C正确； B．根据 可知木星与地球的线速度之比为 故B正确。 故选BC。 8. 如图甲所示，在xOy平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在x轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（　　） A. 两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉 B. 稳定后质点a的振幅为5cm C. 在内，质点b运动的总路程是2.10m D. 稳定后质点P振动的表达式为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为 由图丙可知波源的振动周期为 波源的频率为 所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差恒定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉，故A正确； B．质点a到波源的距离为8m，质点a到波源的距离为4m，质点a到两波源的距离差为 a点为振动加强点，a点的振幅，故B错误； C．质点b到波源的距离为3m，质点b到波源的距离为9m，质点b到两波源的距离差为 可知b点为振动减弱点，则b点的振幅为 在内，质点经过了时间 则质点b运动的总路程为，故C错误； D．质点p到两波源的距离差为，可知p点为振动加强点，则p点的振幅为 而 由题意，在时两波源均在平衡位置且向下振动，而有， 所以在时p质点在平衡位置且向上振动，相位为0，设质点p的初相位为，则当时有 可得 所以稳定后质点p振动的表达式为，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，足够长的直角支架aOb固定在竖直平面内，其中细杆Oa粗糙，沿水平方向，细杆Ob光滑，沿竖直方向。质量分别为m和3m的小圆环P和Q分别套在两个细杆上，两个小圆环用轻绳拴接。初始时，圆环P被锁定，绷紧的轻绳与水平方向的夹角为，圆环P与细杆Oa间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，轻绳上的拉力大小为5mg B. 解除P锁定后瞬间，轻绳上的拉力大小为3mg C. 解除P锁定后瞬间，圆环P的加速度大小为2g D. 解除P锁定后瞬间，圆环Q的加速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．初始时以Q为研究对象，根据受力平衡可得，故A正确； BCD．设解除锁定瞬间绳子拉力为，以Q为研究对象，根据牛顿第二定律可得 以P为研究对象，根据牛顿第二定律可得， 其中 两圆环沿绳子方向的加速度相等，则 联立解得，，，故D正确，BC错误。 故选AD。 10. 粒子以速度水平向左垂直于最右边磁场的进入匀强电、磁场区域，其中磁场方向均垂直于纸面向里，磁感应强度大小均为，电场方向均沿x轴负方向，电场强度大小均为，电、磁场区域的宽度均为L。已知粒子的质量为m、电荷量为，虚线边界上有电场（　　） A. 粒子出第一个磁场时与水平方向的夹角为 B. 取粒子刚离开匀强电、磁场区域中第一个电场区域时速度与水平方向的夹角为，则 C. 粒子刚离开第一个电场区时速度大小为 D. 粒子在第4层磁场中达到轨迹最左端 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子刚进入第一个磁场时的速度为，粒子在第一个磁场中运动有 解得 由几何关系，粒子出磁场时与水平方向的夹角为30°，故A错误； BC．粒子刚进入电场时水平方向的速度为 竖直方向的速度为 由运动学公式得 其中 粒子刚离开第一个电场区时速度大小为 所以，故BC正确； D．设在第n个磁场中达到距y轴最远，在y轴方向，由动量定理得 因为 由动能定理得 联立解得 又 即 整理得，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组对水平面内的圆周运动进行探究，装置如图甲所示。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量细绳拉力F的大小，滑块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度，滑块旋转半径为r，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）若测得遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度_______； （2）为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当_______（填“小”或“大”）些； （3）改变水平杆转动的角速度，测得多组数据，以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点，请在图乙中作出的图像_________； （4）若图像的斜率为k，纵截距为，重力加速度为g，则滑块的质量_______，滑块与水平杆间的动摩擦因数_______。（用题中物理量k、b、d、r、g表示） 【答案】（1） （2）小 （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 物体转动的线速度为 由解得 【小问2详解】 时间极短时，平均速度可近似等于瞬时速度，为了提高实验精度，需要缩短挡光时间，即挡光条的宽度应适当小些。 【小问3详解】 将图像中的点连接，舍弃明显偏离的点迹，如下图所示 【小问4详解】 [1][2]对滑块进行受力分析，合外力提供滑块的向心力，即 且 方程联立可得 可知， 则滑块的质量 滑块与水平杆间的动摩擦因数 12. 超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标，某公司生产了一批超纯水，在商品宣传页（图甲）显示了该商品的标准参照值，当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标，深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。 ①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）； ②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，电源的电动势为，先将、接线柱用导线直接连接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计达到满偏，满偏电流为； ③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接，在槽内。缓慢倒入超纯水，直到灵敏电流计指针指到时，记录倒入超纯水的体积为。 （1）根据所学知识分析，超纯水的导电性能越___________（填“强”或“弱”）水的纯度越高。 （2）用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为___________cm。 （3）根据数据分析，此部分超纯水的电阻为___________，该超纯水电阻率___________（填“达标”或“不达标”）。 【答案】（1）弱 （2）12.230 （3） ①. ②. 达标 【解析】 【小问1详解】 电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，导电性能越弱。 【小问2详解】 20分度游标卡尺的精确度为，由图可知槽内部底面的长度为 【小问3详解】 [1][2]令 由闭合电路欧姆定律可知，满偏电流 当电流为时 可得槽内超纯水的电阻 根据已知数据，可得电阻率 所以该超纯水电阻率达标。 13. 将一个粗细均匀的小玻璃瓶装入适量的水后，开口向下倒扣入塑料水瓶中，使小玻璃瓶中封闭一段空气，拧紧塑料水瓶的瓶盖。用手挤压塑料水瓶，小玻璃瓶会缓慢下沉到底部；适当减小挤压塑料水瓶的程度，小玻璃瓶会缓慢上浮。现在将上述过程简化如图所示，水面倒扣一个横截面积为的圆柱形玻璃瓶，上端气体A的高度为5cm，水缸的上部用质量为的活塞封闭一段气体B，水缸的横截面积为。装置稳定时，A中气体上端高出水缸水面的高度为2cm。已知，大气压为，重力加速度为，水的密度为，玻璃瓶竖直高度为，水深为，忽略玻璃瓶进入水中后对活塞下面气体B体积的影响，所有装置导热良好，外界气体温度不变，不计玻璃瓶的底部厚度。当在活塞上施加压力，玻璃瓶刚好完全没入水面下方时，气体A的压强为多大？当在活塞上施加压力，玻璃瓶刚好在水中后，玻璃瓶维持原样下沉，不考虑气体A在水中下沉过程中体积的变化，通过计算比较玻璃瓶刚好在水面下方时和刚到水缸底部时，加在活塞上压力大小之比？ 【答案】， 【解析】 【详解】气体A的初始压强 体积为 当气体A完全没入水中后，由浮力和重力相等可知，现在气体A的体积为 由玻意耳定律有 代入数据可得 玻璃瓶刚好完全没入水中时，有 代入数据有 当玻璃瓶沉入水底时，有 则 则压力之比为 14. 如图所示，两间距为L的平行倾斜光滑导轨与足够长的水平平行光滑导轨用绝缘体平滑连接，导轨电阻不计，倾斜导轨的上端连接电阻，倾斜导轨倾角为，水平导轨的下方连接有电阻和电容器C。整个装置都处于磁感应强度为B竖直向下的匀强磁场。质量为m，电阻为R的导体棒a垂直于倾斜导轨，从离水平导轨高h（未知）处由静止释放，经t时间刚好以最大速度达到导轨底端。取电容器在充电过程中，和电容器C的等效电阻为R，电容器不带电，不考虑电容器在充电过程中的电磁辐射，重力加速度为g。 （1）当导体棒a在倾斜导轨上达到最大速度时，为多少？ （2）导体棒a在倾斜导轨上释放点的高度h为多少？ （3）当a棒匀速后，继续在斜面上相同位置释放一根与a完全相同的导体棒b，当b导体棒进入水平导轨与a保持相对位置不再改变时，取走a，继续在斜面上放置同样的导体棒c，循环操作。导体棒a记为第1根导体棒，导体棒b记为第2根导体棒，当第n根导体棒匀速时，电容器上的电荷量为多大？（本问中认为为已知量） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取a棒在倾斜导轨的最大速度为，由受力分析可知 解得 【小问2详解】 当导体棒a在倾斜导轨上匀速时，由动量定理有 根据电流定义式有 代入，可得 【小问3详解】 当导体棒进入水平导轨时，取导体棒a匀速时的速度为，电容器两端的电压为，则有 根据动量定理有 解得， 当导体棒b以速度进入水平导轨后，在安培力作用下减速至速度后不变，取此时的电容器两端的电压为，则有 同时有， 化简有 当导体棒c以速度进入水平导轨后，在安培力作用下减速至速度后不变，取此时的电容器两端的电压为，则有 有， 化简有， 循环操作，有 根据数学方法可知 由于 则 15. 如图所示，足够长的水平光滑地面上左端固定有一小球发射器A，可以不断地发射速度均为的小球B，小球滑上半径为R的圆弧形滑块C。取发射器A、小球B和圆弧形滑块C的质量分别是、、，且，一切摩擦和空气阻力均可忽略，重力加速度为g。 （1）若小球的速度足够大，可以从圆弧形滑块C的顶端飞出，求小球上升的最大高度H为多少？ （2）1号小球从滑块C上端飞出后，在空中飞行一段距离后又会从滑块C的上端进入圆弧形轨道，然后从滑块C的底部与C分离，此时我们再从弹射器A上发射一个同样的2号小球，速度也是，每次有小球从滑块C上分离时，都从发射器发射一个小球。小球的大小可以忽略，小球之间的碰撞都是弹性碰撞，若1号球再次从滑块C底部滑入，且刚好上升到圆弧形最高点，求圆弧形滑块C的半径R满足的关系？ （3）如果发射器A不固定，且，并安装有6个小球，每次发射小球离开发射器相对发射器的速度都是，按第（2）问的方式发射小球，试确定6个小球发射过程中，是否会出现小球不能追上滑块C的情况？如果会出现，是第几个小球发射后，出现小球追不上滑块C？ 【答案】（1） （2） （3）会，第3个 【解析】 【小问1详解】 当小球与滑块相互作用时从C顶端飞出，在水平方向符合动量守恒 由能量关系有 解得 【小问2详解】 当1号球再进入滑块C，从滑块C底部分离，可以认为1号球以速度与滑块C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒有 当1号球在AC之间水平面运动时，与2号小球发生等质量弹性碰撞，1号小球与2号小球进行速度交换，1号球再次以的速度继续向滑块C运动，由动量守恒和能量守恒有 解得 【小问3详解】 设向右为正方向，发射第个小球前，A和剩余小球总质量为，速度为；发射后A和剩余小球速度为，小球对地速度​（相对A速度为​）。 由动量守恒推导得递推公式 C碰撞前速度为，弹性碰撞后C速度 追不上条件为 依次计算：有 能追上， 有 能追上， 有 不能追上。 则会出现，第3个小球发射后就会出现追不上的情况 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $