精品解析：2026届河北雄安新区高三下学期考前学情自测物理试题

高三物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 如图所示为氢原子的能级图，一个处于某激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中能放出三个光子，则该氢原子开始时不可能处于以下哪个能级（　　） A. B. C. D. 2. 在光学镜头表面镀一层氟化镁薄膜，利用薄膜干涉来减少反射光。已知氟化镁的折射率为，绿光在真空中的波长为。若要使薄膜对绿光产生最小反射，薄膜的最小厚度应满足（　　） A. B. C. D. 3. 风云四号C卫星是我国新一代地球静止轨道气象卫星。“墨子号”量子科学实验卫星运行在近地圆轨道上，其轨道半径近似为地球半径。已知地球的平均密度为，万有引力常量为，地球自转周期为，下列说法正确的是（　　） A. 风云四号C卫星的运行周期为 B. 风云四号C的轨道半径与墨子号的轨道半径之比为 C. 根据题中信息可以求得地球的质量 D. 是对于任何地球卫星都相同的一个常量 4. 如图所示，一质量为0.1kg、电荷量为的物体在与水平面成角的天花板上以速度沿天花板方向做匀速直线运动，其与天花板之间的动摩擦因数为0.5，空间存在大小为1T，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。，重力加速度。关于的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 大小为，方向沿天花板向下 B. 大小为，方向沿天花板向上 C. 大小为，方向沿天花板向下 D. 大小为，方向沿天花板向下 5. 如图所示，一列简谐波沿轴传播，实线为时的波形，虚线为时的波形。为坐标原点，A、B为介质中的两个质点，且，。时正向上振动，波的传播速度。以下说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿轴负方向传播 B. 从至，质点运动的路程为2cm C. 质点的振动方程为 D. 时，A、B位移相同 6. 如图所示，光滑水平面上有一平板小车，小车的最左端固定一个体积可忽略的可斜向右上发射小球的装置，小车的最右端有一个木箱（长度忽略不计），小车、小球和木箱的总质量为11kg。初始时刻，小车连同车上的木箱均处于静止状态，现从发射装置以大小为的初速度发射一个质量为1kg的小球，小球的出射方向与水平方向的夹角为，且小球恰好落入小车右端的木箱中，重力加速度。则平板车的长度是（　　） A. 2.40 m B. 2.80 m C. 2.64 m D. 3.00 m 7. 某实验室使用的低压供电装置原理如图所示，其核心部分是一个理想变压器。原线圈输入电压有效值的正弦交流电。该变压器有两组独立的副线圈，副线圈1的匝数。已知接在副线圈1、2两端的电阻，消耗的电功率为20 W，测得此时流过副线圈2的电流。以下说法正确的是（　　） A. 原线圈的匝数为50 B. 副线圈2的匝数为20 C. 此时流过原线圈的电流为3.4 A D. 副线圈2两端的电压为20 V 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 某智能手机采用Type-C接口快速充电，其充电过程中电池两端电压稳定为。充电线内铜芯直径为，铜的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，铜的密度为，电子电荷量为，每个铜原子提供一个电子。已知充电时电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A. 该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为 B. 充电时铜芯内自由电子定向移动的速率可表示 C. 若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍 D. 若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的 9. 质量为的磁悬浮列车模型小车底部安装有电磁铁，可产生竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为。光滑水平地面上固定着形状如图所示的金属导线框，导线框每个长度为的边电阻为0，每个长度为的边电阻为，磁场的长度大于，宽度大于。小车关闭动力后以方向垂直边，大小为的初速度向右通过线框（边可完全切割磁感线），空气阻力不计。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 磁场的右边界刚好经过第一个边时，通过第一个边的电流为 B. 若磁场的右边界刚好到达第三个边时，小车刚好停下，则小车的初速度 C. 小车的动能减少量大于线框产生的焦耳热 D. 磁场的右边界刚好经过第一个边时，小车的加速度大小为 10. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘细杆M固定在水平面上，细杆旁间距为的、两点分别固定一个电荷量为的正点电荷。另一固定光滑绝缘细杆N竖直放置，与杆M交于中点。质量均为的小球1、2（可看成质点）分别套在杆M、N上，两球之间用长为的轻质细杆P相连，球1靠近点右侧且不带电，球2带正电，电荷量也为，球1经过点时不会与点电荷发生碰撞。已知到电荷量为的点电荷距离为处的电势。开始时P处于竖直状态，现轻微扰动球1使其向右运动，在球2落至点的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 球2距点时系统总动能最大 B. 系统的机械能一直减小 C. 系统的动能先增大后减小再增大 D. 球2落至点前瞬间的速度为 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 为验证做匀速圆周运动物体的向心力与其质量、线速度、半径的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，速度传感器可测量挡光片每一次经过传感器时的速度。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为； ③使凹槽绕转轴匀速转动，记录压力传感器示数和挡光片的速度； ④改变凹槽的转速，重复步骤③。 （1）实验时应注意的事项，以下说法正确的是________； A. 挡光片到转轴的距离与小钢球到转轴的距离必须相等 B. 凹槽必须保持水平 C. 应该尽可能让凹槽光滑 （2）将挡光片向转轴移动，当时，小钢球的线速度________（填“>”“<”或“=”）速度传感器的读数； （3）进行实验操作④后，作出对应的图像，在同一坐标系中分别得到图乙中的4条图线。对4条图线进行分析研究可知图线________（填序号）对应的挡光片到转轴的距离最大； （4）要把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以为纵轴，________（填“”“”“”或“”）为横轴。若图线斜率为，不考虑摩擦，小钢球的质量可表示为________（用，，表示）。 12. 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。 （1）实验小组先用多用电表粗测待测电阻的阻值，选用欧姆挡的“”倍率，正确操作后，测量的结果如图甲所示，则测得待测电阻的阻值为________Ω。 （2）根据实验室的器材，同学们设计了如图乙所示的电路测量电阻的阻值，已知电压表内阻约为2.5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，开始实验前滑动变阻器的滑片P应放置于________（填“”或“”）端，电压表右接线柱应接入________（填“”或“”）点； （3）考虑到电表内阻的影响，同学们又根据实验器材将实验电路进行了改进，改进后的电路如图丙所示。实验开始时，闭合，将分别接和端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值________（用、、和表示）。 13. 如图所示，左端开口的玻璃管水平放置，粗管部分横截面积，细管部分横截面积，细管内封闭着一定质量的理想气体，粗管内水银柱的长度，水银柱刚好未进入细管。大气压强，相当于75 cmHg，环境温度为。现将玻璃管转至竖直且开口向上，粗管内的水银柱恰好全部进入细管中。 （1）求细管的长度； （2）玻璃管转至竖直且开口向上，且系统达到稳定后，再将环境温度降至，气体的内能减少了3 J，求气体放出的热量。 14. 如图所示，水平长直轨道上，等间距静止放置着3个完全相同的大小不计的货箱，依次编号1、2、3.相邻两货箱的间距为，已知货箱的质量，货箱与轨道间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。货箱间碰撞时间极短且为弹性碰撞（不考虑碰撞瞬间和摩擦力的影响）。现用水平推力推着第1个货箱从静止开始运动。 （1）如果仅在与货箱2碰前施加恒力，要使货箱2恰好不与货箱3相碰，求的大小； （2）如果始终作用在货箱1上，且与货箱1的位移（单位：）满足关系，求货箱3的位移。 15. 在火星探测任务中，科学家设计了一种利用电磁场对宇宙尘埃样品进行分选的装置。如图所示，竖直平面内建立直角坐标系，第二象限存在半径为的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆柱边界恰好与轴、轴相切，与轴切点为，与轴切点为。第一象限存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为。轴下方区域存在垂直纸面向外且与第二象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。磁场区域内平行于轴放置一足够长的收集板，用于接收分选后的尘埃颗粒。位于点的尘埃发射源，向第二象限各个方向均匀发射带正电的硅酸盐尘埃颗粒，所有颗粒的初速度大小均为，电荷量为、质量为，不计颗粒重力及其相互作用。已知沿轴正方向发射的颗粒恰好沿水平方向通过点进入电场后偏转，以与轴正方向成角方向进入下方磁场，最终打在收集板上。 （1）求磁感应强度的大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）若要使尘埃颗粒垂直打在收集板上，求收集板到轴的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 如图所示为氢原子的能级图，一个处于某激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中能放出三个光子，则该氢原子开始时不可能处于以下哪个能级（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多只能通过逐次跃迁得到个光子（每次跃迁只辐射一个光子） A．时，最多只能放出2个光子，即从跃迁到，再从跃迁到，故A符合题意； B．时，最多可以放出3个光子，即从跃迁到，跃迁到，再从跃迁到，故B不符合题意； C．时，最多可以放出4个光子，故C不符合题意； D．时，最多可以放出5个光子，故D不符合题意。 故选A。 2. 在光学镜头表面镀一层氟化镁薄膜，利用薄膜干涉来减少反射光。已知氟化镁的折射率为，绿光在真空中的波长为。若要使薄膜对绿光产生最小反射，薄膜的最小厚度应满足（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】增透膜的原理是使薄膜上下两个表面的反射光发生干涉相消，从而减少反射光、增强透射光，光穿过薄膜往返一次的路程2d，要使反射光相消，总光程差需等于绿光半波长的奇数倍，最小时满足 由折射率的定义可知 代入得最小厚度 故选A。 3. 风云四号C卫星是我国新一代地球静止轨道气象卫星。“墨子号”量子科学实验卫星运行在近地圆轨道上，其轨道半径近似为地球半径。已知地球的平均密度为，万有引力常量为，地球自转周期为，下列说法正确的是（　　） A. 风云四号C卫星的运行周期为 B. 风云四号C的轨道半径与墨子号的轨道半径之比为 C. 根据题中信息可以求得地球的质量 D. 是对于任何地球卫星都相同的一个常量 【答案】B 【解析】 【详解】A．风云四号C卫星为地球同步卫星，其周期等于地球自转周期 故A错误； B．根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运行的卫星满足 设风云四号轨道半径为，周期为，墨子号轨道半径为，周期为，则 对墨子号 且 代入整理得 故B正确； C．地球质量 题中未给出地球半径的具体数值，无法求解地球质量，故C错误； D．卫星满足 由 若卫星是近地卫星，则 是一个常量，但是 若卫星是地球同步卫星，，因是定值，故对于同步卫星才有的常数，故D错误； 故选B。 4. 如图所示，一质量为0.1kg、电荷量为的物体在与水平面成角的天花板上以速度沿天花板方向做匀速直线运动，其与天花板之间的动摩擦因数为0.5，空间存在大小为1T，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。，重力加速度。关于的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 大小为，方向沿天花板向下 B. 大小为，方向沿天花板向上 C. 大小为，方向沿天花板向下 D. 大小为，方向沿天花板向下 【答案】C 【解析】 【详解】对物体受力分析，由于物体沿天花板方向做匀速直线运动，则物体受力平衡，所以洛伦兹力一定垂直天花板向上；根据左手定则可知，物体的运动方向为沿天花板向下；摩擦力与相对运动方向相反，沿天花板向上，受力分析图如图所示 根据平衡条件可得， 又 解得 根据 解得物体的速度大小为 故选C。 5. 如图所示，一列简谐波沿轴传播，实线为时的波形，虚线为时的波形。为坐标原点，A、B为介质中的两个质点，且，。时正向上振动，波的传播速度。以下说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿轴负方向传播 B. 从至，质点运动的路程为2cm C. 质点的振动方程为 D. 时，A、B位移相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题知，实线为时的波形，此时正向上振动，根据上下坡法，可知该简谐波沿轴正方向传播，故A错误； B．由图可知，波长，波从实线变到虚线所用的时间为 其中，解得 波速为 又由题知 解得 故取0，则波速为，周期为，故从至，质点从波峰运动到波谷，运动了半个周期，故质点运动的路程为，故B错误； C．根据上下坡法，可知质点在向y轴负方向振动，设质点的振动方程为 其中，，当时 解得 质点的振动方程为，故C错误； D．时，处的波峰会向右运动的距离为 即波峰传播到处，该波峰刚好在质点A、B中间，根据机械波的对称性原理，可知质点A、B分布在以x=1.5m处的波峰为对称点的两侧，故两质点的位移相同，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，光滑水平面上有一平板小车，小车的最左端固定一个体积可忽略的可斜向右上发射小球的装置，小车的最右端有一个木箱（长度忽略不计），小车、小球和木箱的总质量为11kg。初始时刻，小车连同车上的木箱均处于静止状态，现从发射装置以大小为的初速度发射一个质量为1kg的小球，小球的出射方向与水平方向的夹角为，且小球恰好落入小车右端的木箱中，重力加速度。则平板车的长度是（　　） A. 2.40 m B. 2.80 m C. 2.64 m D. 3.00 m 【答案】C 【解析】 【详解】由于小车、小球和木箱组成的系统水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，设小球发出去瞬间，小车和木箱的反冲速度为，则根据动量守恒定律有 解得 小球在空中做的是斜抛运动，其竖直方向做的是竖直上抛运动，所以小球在空中运动的时间为 由于小球在空中运动过程在水平方向做的是匀速直线运动，小车和木箱也是水平向左做匀速运动，所以平板车的长度是 故选C。 7. 某实验室使用的低压供电装置原理如图所示，其核心部分是一个理想变压器。原线圈输入电压有效值的正弦交流电。该变压器有两组独立的副线圈，副线圈1的匝数。已知接在副线圈1、2两端的电阻，消耗的电功率为20 W，测得此时流过副线圈2的电流。以下说法正确的是（　　） A. 原线圈的匝数为50 B. 副线圈2的匝数为20 C. 此时流过原线圈的电流为3.4 A D. 副线圈2两端的电压为20 V 【答案】C 【解析】 【详解】A．因消耗的电功率为20 W，即 解得 又 解得原线圈的匝数为，故A错误； BD．对由欧姆定律 又 解得副线圈2的匝数为，故BD错误； C．由输入功率等于输出功率 解得，故C正确。 故选C。 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 某智能手机采用Type-C接口快速充电，其充电过程中电池两端电压稳定为。充电线内铜芯直径为，铜的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，铜的密度为，电子电荷量为，每个铜原子提供一个电子。已知充电时电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A. 该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为 B. 充电时铜芯内自由电子定向移动的速率可表示 C. 若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍 D. 若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为，则电流为 解得，故A错误； B．铜的摩尔体积为 每个铜原子占据的平均体积为 则铜的数密度为 即电子的数密度为 电流为 其中 联立，解得，故B错误； C．由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为 所以，若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍，故C正确； D．由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为 所以，若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的，故D正确。 故选CD。 9. 质量为的磁悬浮列车模型小车底部安装有电磁铁，可产生竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为。光滑水平地面上固定着形状如图所示的金属导线框，导线框每个长度为的边电阻为0，每个长度为的边电阻为，磁场的长度大于，宽度大于。小车关闭动力后以方向垂直边，大小为的初速度向右通过线框（边可完全切割磁感线），空气阻力不计。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 磁场的右边界刚好经过第一个边时，通过第一个边的电流为 B. 若磁场的右边界刚好到达第三个边时，小车刚好停下，则小车的初速度 C. 小车的动能减少量大于线框产生的焦耳热 D. 磁场的右边界刚好经过第一个边时，小车的加速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．磁场的右边界刚好经过第一个边时，线框的等效电路图如图所示 电动势为 电路中的总电阻为 则通过第一个边的电流为，故A错误； B．从磁场的右边界刚好经过第一个边到磁场的右边界刚好经过第二个边的过程，设磁场的右边界刚好经过第二个边时小车的速度为，根据动量定理可得 其中 磁场的右边界刚好经过第二个边之后，线框的等效电路图如图所示 电路中的总电阻为 从磁场的右边界刚好经过第二个边到磁场的右边界刚好经过第三个边的过程根据动量定理可得 其中 联立，解得，故B正确； C．根据能量守恒可知，小车减小的动能全部转化为线框的焦耳热，即小车的动能减少量等于线框产生的焦耳热，故C错误； D．磁场的右边界刚好经过第一个边时，根据牛顿第二定律可得 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘细杆M固定在水平面上，细杆旁间距为的、两点分别固定一个电荷量为的正点电荷。另一固定光滑绝缘细杆N竖直放置，与杆M交于中点。质量均为的小球1、2（可看成质点）分别套在杆M、N上，两球之间用长为的轻质细杆P相连，球1靠近点右侧且不带电，球2带正电，电荷量也为，球1经过点时不会与点电荷发生碰撞。已知到电荷量为的点电荷距离为处的电势。开始时P处于竖直状态，现轻微扰动球1使其向右运动，在球2落至点的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 球2距点时系统总动能最大 B. 系统的机械能一直减小 C. 系统的动能先增大后减小再增大 D. 球2落至点前瞬间的速度为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．系统动能最大的位置是合外力为零的位置。对球2，竖直方向合力为 代入 令 解得方程有两个正根和 即：时，向下；时，向上；时，向下。 因此是动能极小点，不是极大点，故A错误； B．球2下落过程中，不断减小，球2到A、B的距离为不断减小，由 可知电势能​一直增大。根据总能量守恒，可知机械能＝总能量－，因此机械能一直减小，故B正确； C．从初始到：​向下，速度向下，动能增大； 从到：向上，速度向下，动能减小； 从到：向下，速度向下，动能增大。 因此动能先增大后减小再增大，故C正确； D．球2落至O点时，， 由速度约束 得 系统动能为 由能量守恒得 代入，， 计算得 解得，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 为验证做匀速圆周运动物体的向心力与其质量、线速度、半径的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，速度传感器可测量挡光片每一次经过传感器时的速度。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为； ③使凹槽绕转轴匀速转动，记录压力传感器示数和挡光片的速度； ④改变凹槽的转速，重复步骤③。 （1）实验时应注意的事项，以下说法正确的是________； A. 挡光片到转轴的距离与小钢球到转轴的距离必须相等 B. 凹槽必须保持水平 C. 应该尽可能让凹槽光滑 （2）将挡光片向转轴移动，当时，小钢球的线速度________（填“>”“<”或“=”）速度传感器的读数； （3）进行实验操作④后，作出对应的图像，在同一坐标系中分别得到图乙中的4条图线。对4条图线进行分析研究可知图线________（填序号）对应的挡光片到转轴的距离最大； （4）要把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以为纵轴，________（填“”“”“”或“”）为横轴。若图线斜率为，不考虑摩擦，小钢球的质量可表示为________（用，，表示）。 【答案】（1）BC （2）> （3）④ （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．挡光片和小钢球同轴转动，角速度相同，不需要挡光片到转轴的距离与小钢球到转轴的距离相等，可通过角速度关系推导小钢球的线速度，故A错误； B．凹槽必须水平，才能保证小钢球重力与支持力平衡，向心力完全由压力传感器的弹力提供，消除重力分力对实验的影响，故B正确； C．凹槽尽可能光滑，可以消除摩擦力对向心力的影响，保证传感器测得的力F等于小钢球做圆周运动的向心力，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 小钢球与挡光片同轴转动，角速度相等，根据，当时，小钢球的线速度大于速度传感器的读数。 【小问3详解】 由向心力公式 挡光片线速度为 联立可得 可知在相同时，越大，越小，则图线④对应的挡光片到转轴的距离最大。 【小问4详解】 [1]根据，可知要把图乙中的曲线转化成图丙中的直线，应以为纵轴，为横轴。 [2]若图线斜率为，则有 可得小钢球的质量为 12. 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。 （1）实验小组先用多用电表粗测待测电阻的阻值，选用欧姆挡的“”倍率，正确操作后，测量的结果如图甲所示，则测得待测电阻的阻值为________Ω。 （2）根据实验室的器材，同学们设计了如图乙所示的电路测量电阻的阻值，已知电压表内阻约为2.5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，开始实验前滑动变阻器的滑片P应放置于________（填“”或“”）端，电压表右接线柱应接入________（填“”或“”）点； （3）考虑到电表内阻的影响，同学们又根据实验器材将实验电路进行了改进，改进后的电路如图丙所示。实验开始时，闭合，将分别接和端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值________（用、、和表示）。 【答案】（1） （2） ①. a ②. c （3） 【解析】 【小问1详解】 多用电表欧姆挡读数等于指针示数乘以倍率。示数为。倍率为，故待测电阻阻值为。 【小问2详解】 [1]图乙中滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，闭合开关前测量电路两端电压应为零，滑片应置于端，此时测量电路被短路。 [2]待测电阻，电压表内阻，电流表内阻，由于 待测电阻为小电阻，应采用电流表外接法以减小误差，即电压表应直接并联在待测电阻两端，故电压表右接线柱应接入点。 【小问3详解】 当接端时，电压表测量与电流表串联部分的电压，电流表测量流过该部分的电流，根据欧姆定律有 当接端时，电压表测量、电流表与串联部分的总电压，电流表测量流过该部分的电流，则有 联立两式解得 13. 如图所示，左端开口的玻璃管水平放置，粗管部分横截面积，细管部分横截面积，细管内封闭着一定质量的理想气体，粗管内水银柱的长度，水银柱刚好未进入细管。大气压强，相当于75 cmHg，环境温度为。现将玻璃管转至竖直且开口向上，粗管内的水银柱恰好全部进入细管中。 （1）求细管的长度； （2）玻璃管转至竖直且开口向上，且系统达到稳定后，再将环境温度降至，气体的内能减少了3 J，求气体放出的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 水银柱进入细管后，封闭气体压强为 设细管部分气体长度为，由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 环境温度降低，封闭气体压强不变，有 解得 外界对气体做功 由 得 即气体放出 的热量。 14. 如图所示，水平长直轨道上，等间距静止放置着3个完全相同的大小不计的货箱，依次编号1、2、3.相邻两货箱的间距为，已知货箱的质量，货箱与轨道间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。货箱间碰撞时间极短且为弹性碰撞（不考虑碰撞瞬间和摩擦力的影响）。现用水平推力推着第1个货箱从静止开始运动。 （1）如果仅在与货箱2碰前施加恒力，要使货箱2恰好不与货箱3相碰，求的大小； （2）如果始终作用在货箱1上，且与货箱1的位移（单位：）满足关系，求货箱3的位移。 【答案】（1）40N （2）1m 【解析】 【小问1详解】 货箱1与2碰撞过程是弹性碰撞，设货箱1碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，货箱2碰撞后的速度为。根据 ， 解得， 货箱1和货箱2交换速度后，货箱2继续匀减速前进到货箱3前速度减为0，所以根据动能定理， 解得 【小问2详解】 外力推着货箱1往前加速运动，货箱1与货箱2碰撞，设货箱1碰前速度为，碰撞后货箱1速度为，货箱2速度为，则有 其中 解得 根据 ， 解得， 货箱1与货箱2碰后速度交换，外力此时为 外力推着货箱1从速度为0开始加速运动，货箱2的初速度为，然后开始减速直到与货箱3碰撞前；假设货箱2与3碰撞前货箱1和货箱2未发生第二次碰撞，货箱1在作用下加速，货箱2减速，货箱1的速度 其中 所以 货箱2减速到3前，有 其中 解得 所以货箱2与货箱3碰撞前货箱1和货箱2未发生第二次碰撞，货箱2与货箱3碰撞后速度交换，货箱2速度为0，货箱3速度为 ，货箱1与货箱2碰撞后速度交换，货箱1速度为0，此后货箱1静止，货箱2和货箱3均以 匀减速运动，货箱3的位移为 解得 15. 在火星探测任务中，科学家设计了一种利用电磁场对宇宙尘埃样品进行分选的装置。如图所示，竖直平面内建立直角坐标系，第二象限存在半径为的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆柱边界恰好与轴、轴相切，与轴切点为，与轴切点为。第一象限存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为。轴下方区域存在垂直纸面向外且与第二象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。磁场区域内平行于轴放置一足够长的收集板，用于接收分选后的尘埃颗粒。位于点的尘埃发射源，向第二象限各个方向均匀发射带正电的硅酸盐尘埃颗粒，所有颗粒的初速度大小均为，电荷量为、质量为，不计颗粒重力及其相互作用。已知沿轴正方向发射的颗粒恰好沿水平方向通过点进入电场后偏转，以与轴正方向成角方向进入下方磁场，最终打在收集板上。 （1）求磁感应强度的大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）若要使尘埃颗粒垂直打在收集板上，求收集板到轴的距离。 【答案】（1） （2） （3）R 【解析】 【小问1详解】 从点沿轴正向射入的颗粒恰好水平通过点，则颗粒在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，如图甲所示，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 从点沿轴正向射入的颗粒在电场中做类平抛运动，设颗粒出电场时沿轴负方向的分速度为，如图所示 由题意可知 沿轴方向有 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 由图乙所示 为菱形，则所有颗粒离开第二象限磁场时的速度均水平向右。设颗粒进入下方磁场时速度与水平方向夹角为，则 由牛顿第二定律，有 解得 则收集板到轴的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $