精品解析：湖南长沙市实验中学2026届高三下学期第八次阶段性测试（一模）物理试卷

长沙市实验中学2026届高三第八次阶段性测试 物理试题 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。 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。 第Ⅰ卷（选择题） 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. 浏阳烟花国际驰名，浏阳是全球最大的烟花出口基地。焰火呈现的彩色光芒，与金属原子的能级跃迁密切相关。电子从高能级向低能级跃迁时（　　） A. 吸收能量，发出连续光谱 B. 释放能量，发出连续光谱 C. 吸收能量，发出线状光谱 D. 释放能量，发出线状光谱 2. 上课过程中，教室内环境温度升高，压强不变，气体可看成理想气体，对教室内气体说法正确的是（　　） A. 分子的平均动能增大 B. 分子间距变大，分子势能增大 C. 对外界做功，向外界放热 D. 单位时间内碰撞单位面积的分子数增多 3. 一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示。介质中质点的平衡位置，振动图像如图乙所示。质点的平衡位置。下列说法中正确的是（ ） A. 该波的传播速度为 B. 质点在一个周期内的路程为 C. 内，质点的动能一直在减小 D. 时，质点一定位于波峰位置 4. 2026年4月1日，阿尔忒弥斯2号（ArtemisⅡ）踏上了人类自1972年以来首次绕月旅程。如图阿尔忒弥斯2号首先发射到近地轨道Ⅰ，在A点加速后进入椭圆轨道Ⅱ，此后多次加速后掠过月球背面，在弹弓效应下，无需动力返回地球。则下列正确的是（　　） A. 阿尔忒弥斯2号要飞到B点，在A点速度需大于11.2km/s B. 阿尔忒弥斯2号从B点返回A点的过程中速度一直变大 C. 在Ⅰ、Ⅱ轨道经过A点时，向心加速度 D. 从B返回A点的过程中，阿尔忒弥斯2号在地月系统中机械能守恒 5. 如图直角三棱镜，∠B=30°，一光线平行BC从左侧射入，经两次折射从AC射出后，角度偏转了15°。则该介质的折射率为（　　） A. B. C. D. 6. 在过年的“套圈”活动中，将相同的套环Ⅰ、Ⅱ从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号物品。若套环可近似视为质点，不计空气阻力，则（　　） A. Ⅱ号套环的飞行时间较长 B. 抛套环时，对Ⅱ号套环做功较多 C. 在飞行阶段，两套环动量随时间的变化率不同 D. 在飞行阶段，两套环动能随高度的变化率不同 7. 2024年12月29日，CR450动车组成功下线，CR450动车组为4动4拖8节编组，总质量为m，平直轨道行驶中阻力恒为车重的k倍。列车启动时4台动力车全部工作，总额定功率为P0，当速度达到时，为节能运行，控制系统自动切换为仅2台动力车工作，功率减为，最终列车加速到匀速速度，。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B. 从4台动力车切换为2台动力车的瞬间速度变为 C. 切换前后的瞬间加速度之比为6:1 D. 切换前后动车组加速时间之比为2:3 二、多项选择题：（本题共3小题，每小题5分，共15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，有任意一项选错的得0分。） 8. 家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A. 灰尘会被吸附到金属管A B. 灰尘做匀加速运动 C. a、b两点电场强度相同 D. 吸附过程灰尘的电势能减小 9. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 用电高峰期相当于滑片向下移动，则电压表的示数变大 B. t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零 C. 将输电电压提高到原来的10倍，输电线路上损失的功率变为原来的 D. 若风速增大时，转速增加，输电线上损失的功率增大 10. 如图所示，水平放置的足够长光滑平行金属导轨间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，在电阻R和虚线ef之间靠近电阻R的位置存在由四个半径为的四分之一圆弧组成的曲边四边形abcd，abcd区域内存在磁感应强度大小（k>0）、方向竖直向下的磁场，ef右侧的导轨区域内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。现将质量为m的导体棒MN放置于曲边四边形区域的右侧，且与虚线ef间存在一定距离，0 时刻导体棒在一外加水平向右的恒力F作用下，从图示位置由静止开始向右运动，一段时间后导体棒恰好以速度v0到达虚线ef处，再运动一段时间后导体棒以速度做匀速运动。导体棒与导轨垂直且始终接触良好，导体棒接入电路的电阻也为R，不计导轨电阻，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒MN到达虚线ef之前，导体棒中感应电流的方向从N流向M B. 导体棒所受水平恒力F的大小为 C. 导体棒初始位置到ef的距离为 D. 导体棒向右运动足够长时间后撤去外力F，导体棒在ef右侧的最终速度为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 如图为某同学设计的“验证动量守恒定律”的实验装置，气垫桌左端安装有一弹射装置，小物块和挡光条的总质量为M，木板的质量为m，小物块与木板间存在摩擦，忽略木板与气垫桌间的摩擦力，光电门1紧挨着木板左侧。 （1）已知挡光条的宽度为d，若挡光条经过光电门的时间为t，则小物块经过光电门的速度大小为_________。 （2）保持气垫桌水平，将小物块用弹射装置弹射出去，小物块通过光电门1后滑上木板，且小物块一直未从木板上掉落，在挡光条经过光电门2之前，两者已保持相对静止。挡光条先后通过两个光电门的时间分别为、。若小物块与木板的质量满足_________（用、表示），则可验证动量守恒。 （3）（多选）在某次实验时，气垫桌长度有限导致挡光条经过光电门2时，小物块与木板未达到相对静止，为此可以通过________来改进。 A. 选用动摩擦因数更大的木板 B. 选用质量更大的小物块 C. 增大小物块弹射的初速度 12. 光伏电池是将太阳光能直接转换为电能的半导体器件。学习小组选取某型号光伏电池板，对其电动势与内阻的特性展开探究，设计了如图甲所示的实验电路。实验室提供了如下实验器材： A．待测光伏电池板（电动势标识为） B．电流表A（量程，内阻约） C．电压表V（量程，内阻约） D．滑动变阻器（最大阻值） E．电阻箱（最大阻值） F．电压传感器、电流传感器及相关设备 G．开关、，导线若干 白天环境下，主要实验步骤如下： （1）按照图甲所示电路，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接完整。________ （2）在实验室内将光伏电池板放在盒中，连接好电路，闭合，断开，改变盒盖高度，测量得到下表数据； 组别 1 2 3 4 5 6 7 8 h/cm 0 5 10 15 20 25 30 U/V 0 2.5 6.3 8.6 10.2 11.8 12.8 当盒盖高度时，电压表指针如图丙所示，读数为________V。由上表可知，随着光强（盒盖高度）的增加，光伏电池电动势________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）将盒盖完全打开，闭合、，无论如何调节滑动变阻器，发现电压表和电流表示数几乎为零。 （4）将图甲中的电流表换成电流传感器、电压表换成电压传感器（传感器均视为理想电表），用电阻箱替换滑动变阻器，连接电路。 闭合、，保持光照强度不变，改变电阻箱的阻值，测得光伏电池板两端电压随电流变化关系如图丁所示，其中为某一工作点，虚线是过点的切线，此状态下电池内阻大小为________（选用、、、、表示）。 四、计算题（本题共3小题，共42分。） 13. 热气球容积，在地面首先对其充气，温度与外界相同，充满气体后对气体加热。已知地面附近外界温度27℃，大气压强恒定。空气密度。气球无弹性，整个热气球（不含内部气体）及乘坐人员的总质量为600kg，空气可视为理想气体。求： （1）热气球恰好起飞时的温度； （2）加热后气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比。 14. 如图所示，在平面内有一个圆形匀强磁场区，半径为，磁感应强度为，方向垂直于纸面向外。紧靠圆形磁场右侧有1、2、3…足够多个等宽区域。其中，奇数区域内有水平向右的匀强电场，电场强度为；偶数区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为（未知）。圆上M、N两点与圆心共线，与区域1左边界垂直。有一个带电粒子由点进入圆形磁场区域，经过点进入区域1，速度大小为，方向与左边界夹角为斜向下，进入区域2时与左边界夹角为斜向下，该粒子恰好不能从区域14的右边界射出。不计带电粒子的重力。求： （1）带电粒子的比荷； （2）每个区域的宽度； （3）磁感应强度的大小； 15. 如图所示，质量mA=1kg的物块A穿在水平固定的光滑轻杆上，质量为mB=2kg的小球B紧贴轻杆放置，A、B（看作质点）通过长为l=0.6m的不可伸长的轻质细绳相连且轻绳伸直，到下方长木板的高度也为l。现静止释放小球B，B运动到最低点时恰好与静止在地面上的长木板发生碰撞，长木板的质量M=6kg，长度L=0.25m，长木板左侧0~0.25m范围内，动摩擦因数μ=0.1，其余部分光滑，x=0.5m处放一弹性板，所有碰撞均为完全弹性碰撞，g=10m/s2，简谐运动周期。求： （1）小球B到达最低点时物块A的位移； （2）小球B到达最低点时对轻绳的拉力； （3）木板停止时所处的位置； （4）两次进入粗糙区域的总时间及整个过程摩擦力对木板的总冲量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市实验中学2026届高三第八次阶段性测试 物理试题 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。 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。 第Ⅰ卷（选择题） 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. 浏阳烟花国际驰名，浏阳是全球最大的烟花出口基地。焰火呈现的彩色光芒，与金属原子的能级跃迁密切相关。电子从高能级向低能级跃迁时（　　） A. 吸收能量，发出连续光谱 B. 释放能量，发出连续光谱 C. 吸收能量，发出线状光谱 D. 释放能量，发出线状光谱 【答案】D 【解析】 【详解】电子从高能级向低能级跃迁时，会将多余能量以光子的形式释放出来，所以释放能量；原子的能级是分立（不连续）的，辐射光子的能量等于两个能级的能量差，因此辐射出的光子频率是不连续的，对应发出线状光谱。 故选D。 2. 上课过程中，教室内环境温度升高，压强不变，气体可看成理想气体，对教室内气体说法正确的是（　　） A. 分子的平均动能增大 B. 分子间距变大，分子势能增大 C. 对外界做功，向外界放热 D. 单位时间内碰撞单位面积的分子数增多 【答案】A 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的宏观标志，环境温度升高，气体分子平均动能增大，故A正确； B．理想气体忽略分子间相互作用力，分子势能恒为0，不会随分子间距变化而增大，故B错误； C．气体压强不变、温度升高，由盖-吕萨克定律可知气体体积增大，气体对外做功，外界对气体做功；理想气体内能仅与温度有关，温度升高则内能，根据热力学第一定律，可得，即气体从外界吸热，故C错误； D．气体压强由分子平均动能、单位时间内碰撞单位面积的分子数共同决定，压强不变时，分子平均动能增大（单个分子碰撞冲力增大），则单位时间内碰撞单位面积的分子数必然减少，故D错误。 故选A。 3. 一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示。介质中质点的平衡位置，振动图像如图乙所示。质点的平衡位置。下列说法中正确的是（ ） A. 该波的传播速度为 B. 质点在一个周期内的路程为 C. 内，质点的动能一直在减小 D. 时，质点一定位于波峰位置 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图甲和图乙，可得波长，周期，则波速，故A正确。 B．根据图像，可得振幅，则质点在一个周期内的路程为4个振幅，即为8cm，故B错误。 C．根据图乙，0~1s内质点从波峰运动到平衡位置，这一过程速度不断增大，动能一直增大，故C错误。 D．根据图甲，时位于平衡位置，但不确定向上或向下振动(由于波速方向不确定)。所以时可能位于波谷，故D错误。 故选A。 4. 2026年4月1日，阿尔忒弥斯2号（ArtemisⅡ）踏上了人类自1972年以来首次绕月旅程。如图阿尔忒弥斯2号首先发射到近地轨道Ⅰ，在A点加速后进入椭圆轨道Ⅱ，此后多次加速后掠过月球背面，在弹弓效应下，无需动力返回地球。则下列正确的是（　　） A. 阿尔忒弥斯2号要飞到B点，在A点速度需大于11.2km/s B. 阿尔忒弥斯2号从B点返回A点的过程中速度一直变大 C. 在Ⅰ、Ⅱ轨道经过A点时，向心加速度 D. 从B返回A点的过程中，阿尔忒弥斯2号在地月系统中机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．是第二宇宙速度，是航天器脱离地球引力的最小速度，而阿尔忒弥斯2号仍受地球引力束缚，最终返回地球，因此A点速度小于，A错误； B．从B（月球位置）返回A（地球附近）的过程中，地月引力存在一个合力为零的平衡点，从B到平衡点，月球引力的合力与运动方向夹角大于，速度减小；过平衡点后，地球引力的合力与运动方向夹角小于，速度增大，因此速度先减小后增大，B错误； C．同一位置A点，航天器受到的地球万有引力产生加速度，由 可得 ​可知，相同，加速度相等，即，C错误； D．返回过程无需动力，只有地月系统的引力做功，因此在地月系统中机械能守恒，D正确。 故选D。 5. 如图直角三棱镜，∠B=30°，一光线平行BC从左侧射入，经两次折射从AC射出后，角度偏转了15°。则该介质的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光路如图，设光线在D点的折射角为β，则由光的折射定律 设在E点的出射角为α，则在E点时 由几何关系 可得 联立解得， 故选C。 6. 在过年的“套圈”活动中，将相同的套环Ⅰ、Ⅱ从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号物品。若套环可近似视为质点，不计空气阻力，则（　　） A. Ⅱ号套环的飞行时间较长 B. 抛套环时，对Ⅱ号套环做功较多 C. 在飞行阶段，两套环动量随时间的变化率不同 D. 在飞行阶段，两套环动能随高度的变化率不同 【答案】B 【解析】 【详解】A．平抛运动的竖直方向为自由落体运动，下落高度，因此飞行时间 从图中可知，Ⅱ号物品位置更高，所以Ⅱ号套环的下落高度更小，飞行时间更短，A错误； B．水平方向为匀速直线运动，水平位移，则初速度 Ⅱ号套环水平位移更大，飞行时间更短，故初速度更大。抛套环时做的功等于套环的初动能，两套环质量相同，因此对Ⅱ号套环做功更多，B正确； C．动量变化率等于合外力（动量定理：） 两套环均只受重力，合外力均为，故动量随时间的变化率相同，C错误； D．动能随高度的变化率，由动能定理： 因此。两套环质量相同，故动能随高度的变化率相同。D错误。 故选B。 7. 2024年12月29日，CR450动车组成功下线，CR450动车组为4动4拖8节编组，总质量为m，平直轨道行驶中阻力恒为车重的k倍。列车启动时4台动力车全部工作，总额定功率为P0，当速度达到时，为节能运行，控制系统自动切换为仅2台动力车工作，功率减为，最终列车加速到匀速速度，。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B. 从4台动力车切换为2台动力车的瞬间速度变为 C. 切换前后的瞬间加速度之比为6:1 D. 切换前后动车组加速时间之比为2:3 【答案】C 【解析】 【详解】A．列车功率满足 行驶中受到的阻力 最终匀速行驶时功率为，速度为，有 结合 解得，故A错误； B．速度是状态量，列车切换功率瞬间速度不会突变，仍为，故B错误； C．切换前瞬间，牵引力 加速度 代入 解得 切换后瞬间，牵引力 加速度 代入 解得 故，故C正确； D．切换前后，动车组均为变加速运动，根据动能定理有， 因两段位移、未知，无法求出时间之比，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：（本题共3小题，每小题5分，共15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，有任意一项选错的得0分。） 8. 家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A. 灰尘会被吸附到金属管A B. 灰尘做匀加速运动 C. a、b两点电场强度相同 D. 吸附过程灰尘的电势能减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A． 金属管接正极，金属丝接负极，电场方向由指向中心，灰尘带负电，受到的电场力方向与电场方向相反，即电场力指向，因此灰尘会被吸附到金属管，A正确； B． 该电场为辐向非匀强电场，越靠近电场强度越小，根据 可知灰尘受到的电场力不断减小，加速度不断减小，因此灰尘做加速度减小的变加速运动，B错误； C．电场强度是矢量，、两点的电场方向不同，因此两点电场强度不同，C错误； D．吸附过程中，灰尘的位移方向与电场力方向一致，电场力做正功，根据电场力做功与电势能的关系可知，灰尘的电势能减小，D正确。 故选AD。 9. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 用电高峰期相当于滑片向下移动，则电压表的示数变大 B. t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零 C. 将输电电压提高到原来的10倍，输电线路上损失的功率变为原来的 D. 若风速增大时，转速增加，输电线上损失的功率增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．用电高峰期用户增加，并联总电阻减小，相当于滑片向下移动，升压变压器两端电压不变，降压变压器副线圈电流变大，则原线圈电流也增大，输电导线电阻两端电压增大，降压变压器原线圈两端电压减小，即电压表示数减小，故A错误； B．时，电压，为最大值，所以线圈平面与磁感线平行，穿过线框的磁通量为0，故B正确； C．将输电电压提高到原来的10倍，根据，可知输电线路上的电流变为原来的，根据输电线路上损失的功率，可知输电线路上损失的功率变为原来的，故C错误； D．若风速增大，则风轮带动线圈转动更快，发电机转速增大，感应电动势增大，输出电压增大。在变压器变比不变、用户负载不变的情况下，输电线中的电流增大。由于线路损耗功率为，所以输电线上的损失功率增大，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，水平放置的足够长光滑平行金属导轨间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，在电阻R和虚线ef之间靠近电阻R的位置存在由四个半径为的四分之一圆弧组成的曲边四边形abcd，abcd区域内存在磁感应强度大小（k>0）、方向竖直向下的磁场，ef右侧的导轨区域内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。现将质量为m的导体棒MN放置于曲边四边形区域的右侧，且与虚线ef间存在一定距离，0 时刻导体棒在一外加水平向右的恒力F作用下，从图示位置由静止开始向右运动，一段时间后导体棒恰好以速度v0到达虚线ef处，再运动一段时间后导体棒以速度做匀速运动。导体棒与导轨垂直且始终接触良好，导体棒接入电路的电阻也为R，不计导轨电阻，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒MN到达虚线ef之前，导体棒中感应电流的方向从N流向M B. 导体棒所受水平恒力F的大小为 C. 导体棒初始位置到ef的距离为 D. 导体棒向右运动足够长时间后撤去外力F，导体棒在ef右侧的最终速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知感应电流的磁场方向竖直向上，由安培定则可知导体棒中的感应电流方向从流向，A正确； B．从某时刻开始导体棒恰好以速度做匀速运动，该过程导体棒受力平衡，由平衡条件可得 其中， 解得，B错误； C．根据 其中 可得导体棒初始位置到ef的距离，C正确； D．当导体棒速度减为零时会反向运动，最终速度满足 解得，D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共15分） 11. 如图为某同学设计的“验证动量守恒定律”的实验装置，气垫桌左端安装有一弹射装置，小物块和挡光条的总质量为M，木板的质量为m，小物块与木板间存在摩擦，忽略木板与气垫桌间的摩擦力，光电门1紧挨着木板左侧。 （1）已知挡光条的宽度为d，若挡光条经过光电门的时间为t，则小物块经过光电门的速度大小为_________。 （2）保持气垫桌水平，将小物块用弹射装置弹射出去，小物块通过光电门1后滑上木板，且小物块一直未从木板上掉落，在挡光条经过光电门2之前，两者已保持相对静止。挡光条先后通过两个光电门的时间分别为、。若小物块与木板的质量满足_________（用、表示），则可验证动量守恒。 （3）（多选）在某次实验时，气垫桌长度有限导致挡光条经过光电门2时，小物块与木板未达到相对静止，为此可以通过________来改进。 A. 选用动摩擦因数更大的木板 B. 选用质量更大的小物块 C. 增大小物块弹射的初速度 【答案】（1） （2） （3）AB 【解析】 【小问1详解】 挡光条宽度很小，可利用平均速度近似表示瞬时速度，因此小物块经过光电门的速度为 【小问2详解】 若动量守恒，系统初始动量等于共速后的总动量；小物块初速度 共速后速度 根据动量守恒  代入速度表达式后整理得 可知 【小问3详解】 由题意知，经过光电门2时小物块与木板未达到相对静止，说明小物块与木板共速情况下，小物块的位移大于气垫桌长度。设小物块与木板的摩擦因数为，由动能定理可知 代入 解得 A．若选用动摩擦因数更大的木板，由上述分析可知，挡光条经过光电门2之前，两者可以实现相对静止，故A正确； B．若选用质量更大的小物块，由上述分析可知，表达式中分母的增加量大于分子的增加量；挡光条经过光电门2之前，两者可以实现相对静止，故B正确； C．若增大小物块弹射的初速度，由上述分析可知，两者相对静止时，物块走过的位移会变大，无法实现挡光条经过光电门2之前，两者相对静止，故C错误。 故选AB。 12. 光伏电池是将太阳光能直接转换为电能的半导体器件。学习小组选取某型号光伏电池板，对其电动势与内阻的特性展开探究，设计了如图甲所示的实验电路。实验室提供了如下实验器材： A．待测光伏电池板（电动势标识为） B．电流表A（量程，内阻约） C．电压表V（量程，内阻约） D．滑动变阻器（最大阻值） E．电阻箱（最大阻值） F．电压传感器、电流传感器及相关设备 G．开关、，导线若干 白天环境下，主要实验步骤如下： （1）按照图甲所示电路，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接完整。________ （2）在实验室内将光伏电池板放在盒中，连接好电路，闭合，断开，改变盒盖高度，测量得到下表数据； 组别 1 2 3 4 5 6 7 8 h/cm 0 5 10 15 20 25 30 U/V 0 2.5 6.3 8.6 10.2 11.8 12.8 当盒盖高度时，电压表指针如图丙所示，读数为________V。由上表可知，随着光强（盒盖高度）的增加，光伏电池电动势________（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）将盒盖完全打开，闭合、，无论如何调节滑动变阻器，发现电压表和电流表示数几乎为零。 （4）将图甲中的电流表换成电流传感器、电压表换成电压传感器（传感器均视为理想电表），用电阻箱替换滑动变阻器，连接电路。 闭合、，保持光照强度不变，改变电阻箱的阻值，测得光伏电池板两端电压随电流变化关系如图丁所示，其中为某一工作点，虚线是过点的切线，此状态下电池内阻大小为________（选用、、、、表示）。 【答案】 ①. ②. 11.0##10.9##11.1 ③. 增大 ④. 【解析】 【详解】[1]按照图甲所示电路，将图乙中器材连接完整，如图所示 [2]电压表量程为，分度值为，则读数为。 [3]断开时电路开路，电压表读数近似等于光伏电池的电动势，由表格数据可知，随着光强（盒盖高度）的增加，光伏电池电动势增大。 [4]根据闭合电路的欧姆定律，可得 可知图线的纵轴截距等于电动势，可得 对于非线性电源，在工作点，有， 代入，得 解得 四、计算题（本题共3小题，共42分。） 13. 热气球容积，在地面首先对其充气，温度与外界相同，充满气体后对气体加热。已知地面附近外界温度27℃，大气压强恒定。空气密度。气球无弹性，整个热气球（不含内部气体）及乘坐人员的总质量为600kg，空气可视为理想气体。求： （1）热气球恰好起飞时的温度； （2）加热后气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比。 【答案】（1）400K （2） 【解析】 【小问1详解】 热气球恰好起飞时对气球及内部气体有 解得 根据气体等压变化有 又 所以对气体有 解得。 【小问2详解】 对气球内气体 解得 则 解得； 方法二： 加热前 加热后 解得 则排出气体与原气体质量之比为。 14. 如图所示，在平面内有一个圆形匀强磁场区，半径为，磁感应强度为，方向垂直于纸面向外。紧靠圆形磁场右侧有1、2、3…足够多个等宽区域。其中，奇数区域内有水平向右的匀强电场，电场强度为；偶数区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为（未知）。圆上M、N两点与圆心共线，与区域1左边界垂直。有一个带电粒子由点进入圆形磁场区域，经过点进入区域1，速度大小为，方向与左边界夹角为斜向下，进入区域2时与左边界夹角为斜向下，该粒子恰好不能从区域14的右边界射出。不计带电粒子的重力。求： （1）带电粒子的比荷； （2）每个区域的宽度； （3）磁感应强度的大小； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在圆形区域做圆周运动，带电粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系得 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，满足 两式联立，解得带电粒子的比荷 【小问2详解】 设带电粒子进入区域2的速度为，因粒子在区域1运动时竖直方向速度大小不变，故 根据动能定理有 解得每个区域的宽度 【小问3详解】 设在区域14右边界，速度沿竖直方向且速度大小为，带电粒子由区域1到区域14，根据动能定理有 平行边界方向，根据动量定理有 整理得 解得 15. 如图所示，质量mA=1kg的物块A穿在水平固定的光滑轻杆上，质量为mB=2kg的小球B紧贴轻杆放置，A、B（看作质点）通过长为l=0.6m的不可伸长的轻质细绳相连且轻绳伸直，到下方长木板的高度也为l。现静止释放小球B，B运动到最低点时恰好与静止在地面上的长木板发生碰撞，长木板的质量M=6kg，长度L=0.25m，长木板左侧0~0.25m范围内，动摩擦因数μ=0.1，其余部分光滑，x=0.5m处放一弹性板，所有碰撞均为完全弹性碰撞，g=10m/s2，简谐运动周期。求： （1）小球B到达最低点时物块A的位移； （2）小球B到达最低点时对轻绳的拉力； （3）木板停止时所处的位置； （4）两次进入粗糙区域的总时间及整个过程摩擦力对木板的总冲量。 【答案】（1）0.4m （2）140N，方向竖直向下 （3）木板恰好停在进入前的初始位置 （4），方向向左 【解析】 【小问1详解】 B下摆过程中，AB系统水平方向动量守恒 对时间累加求和得 又由 联立得 【小问2详解】 AB系统机械能守恒 水平方向动量守恒 解得 , B在最低点时，由牛顿第二定律 联立得 由牛顿第三定律，方向竖直向下 【小问3详解】 B与木板发生弹性碰撞，动量守恒 机械能守恒 解得 木板进入粗糙区域位移时，受摩擦力 木板为简谐振动，且 设进入粗糙区域，木板位移0.25 m时，木板速度为 由动能定理 解得 同理，出粗糙区域后木板速度 由动能定理 解得 和弹性板碰撞反弹，再次全部进入粗糙区域，木板速度 由动能定理 解得 设完全出粗糙区域后木板速度 由动能定理 解得，即木板恰好停在初始位置。 【小问4详解】 进入时木板做简谐运动， 向左全部进入时，有，得 向右全部进入时，有，得 两次进入粗糙区域的总时间为 以向左为正方向，弹性板对木板冲量 ，方向向右 全过程对木板 摩擦力总冲量 ，方向向左 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $