精品解析：湖南长沙市长望浏宁四区县市2026届高三下学期4月调研考试物理科试题卷

长望浏宁四区县市2026届高三四月份调研考试 物理科试题卷 限时75分钟 满分100分 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图为库仑扭秤装置，库仑通过此实验装置研究发现了电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比的规律 B. 图乙是汤姆孙研究阴极射线的装置，他发现阴极射线是不带电的微小粒子流 C. 图丙是研究光电效应的实验装置，在入射光光照强度和其他条件不变的情况下，增大入射光的频率能使光电流变大 D. 图丁所示的粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，说明原子是一个带正电的实心球体，正电荷均匀地分布在整个球体内，电子则像枣糕中的枣子，镶嵌在球体之中 2. 如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平固定的平行金属杆中间，不考虑金属杆转动带来的影响，其截面如图乙所示。香肠可视为质量为的均匀圆柱体，烤制过程中香肠的质量不变，半径均匀变大。忽略一切摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变大 B. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小 C. 香肠对金属杆2的作用力大于金属杆2对香肠的作用力 D. 香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对其合力变大 3. 如图，为一块均匀透明的长方形玻璃砖，一束由红、蓝两种色光组成的细光束，以入射角从侧面射入，在玻璃内分成，两束，玻璃砖上表面刚好没有光线射出，则（　　） A. 为蓝色光 B. 全反射临界角 C. 逐渐增大角（），会有光线从上表面射出，且先有红光射出 D. 玻璃对红光的折射率 4. 如图甲，为地球同步卫星，为与共轨道平面且绕行方向相同的中轨道卫星，两卫星之间的距离随时间变化关系如图乙所示，图中为地球半径，已知地球表面重力加速度为，不考虑两卫星之间的作用力，取。下列说法正确的是（　　） A. 在长沙观察，，两卫星都是静止不动的 B. 、两卫星轨道半径之比为2∶1 C. 卫星运动的加速度大小为 D. 图乙中的为 5. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中、是阻值分别为和的定值电阻，是最大阻值为的滑动变阻器，滑片P处于电阻正中间。、间接正弦交流发电机，其输出电压表达式为。变压器原、副线圈匝数比为1∶2。下列说法正确的是（　　） A. 将滑片P下移，发电机的输出功率增大 B. 将滑片P下移，滑动变阻器的功率减小 C. 滑动变阻器的最大功率为 D. 若将发电机转速减半，则发电机的最大输出功率为 6. 最新研究表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，距离地面高度以下，可近似认为大气电位梯度，其中为地面的电位梯度，常量，为距地面高度。晴朗无风时，一质量的蜘蛛（可视为质点）由静止从地面开始“御电而行”，蜘蛛先伸出腿感应电位梯度，然后吐出带电的蛛丝（蜘蛛其它部分不显电性），带着身体飞起来。忽略空气阻力，取重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 该蜘蛛要想飞起来，蛛丝应带正电 B. 该蜘蛛要想飞起来，蛛丝所带的电荷量至少为 C. 若蛛丝所带电荷量大小为，蜘蛛能到达的最大高度 D. 若蛛丝所带电荷量大小为，蜘蛛上升过程中最大动能为 7. 如图所示，一质量为的正方体装置固定在光滑水平面，其竖直面内有一半径为的光滑环形管道，远大于管道的横截面直径，管道内有一质量为小球，直径略小于管道横截面直径。，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球在最高点受轻微扰动无初速度下滑，小球到达管道最低点时装置对地面的压力大小 B. 小球在最高点受轻微扰动无初速度下滑，运动到与水平方向夹角为37°的点时，小球对装置压力大小为 C. 若装置解除固定，小球仍从最高点无初速度下滑，装置偏离原位置的最大距离 D. 若装置解除固定，小球从最低点以水平向右的速度开始运动，小球到达最高点时刚好与装置无弹力 二、多选题：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，有选错的得0分。 8. 某实验小组在研究机械振动和机械波的实验中，得到甲、乙两个图像。图甲为时刻的波形图，、是波上的两个质点，图乙为点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播方向为轴正方向，波速为 B. 内质点的速度先增大后减小，加速度先减小后增大 C. 0时刻起质点的振动方程为： D. 内质点运动的路程为 9. 某实验小组研究物体放置在竖直弹簧上的运动。如图甲所示，弹簧竖直放置，下部固定在一铁板上，铁板质量为，铁板的底部放置了一压力传感器，置于水平地面上；当弹簧处于自然长度时，将一盒子无初速度地放在与弹簧上端相连的薄板上，测出物体的速度与弹簧长度的关系如图乙，图线与横轴交点坐标为、。弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），薄板与弹簧的质量可忽略，盒子的质量为，弹簧一直处在弹性限度内，重力加速度大小为，空气阻力不计。则（　　） A. 当弹簧长度为时，盒子的加速度大小小于 B. 弹簧的劲度系数为 C. 开始运动后压力传感器的示数变化范围为0到 D. 盒子的最大速度为 10. 竖直平面内有半径为的圆形边界匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为，磁场方向垂直平面向里。以圆形边界磁场最低点为原点建立直角坐标系。一质量、电荷量的正粒子，由沿与轴负方向进入圆形磁场区域，速度大小，在的某区域存在一个矩形匀强磁场Ⅱ（图中未画出），磁感应强度与磁场Ⅰ相同，粒子经过该矩形磁场区域后恰能沿轴负方向再次通过坐标原点，不计粒子重力。则（　　） A. 粒子在匀强磁场Ⅰ中的运动半径为 B. 粒子在匀强磁场Ⅰ中的速度偏转角为150° C. 粒子从点到第二次经过点的运动时间为 D. 矩形磁场区域的最小面积为 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 实验小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。水平桌面上固定一气垫导轨，把气垫导轨调节水平，在导轨上点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为，左端用跨过轻质定滑轮的细线与质量为的钩码相连，遮光条两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门和数字计时器相连。用表示遮光条的宽度，表示、两点间的距离，重力加速度为。完成下列问题。 （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度__________。 （2）将滑块自点由静止释放，滑块运动至点时数字计时器显示遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量___________________，动能的增加量为___________________。（两空均用题目中给出的字母表示） （3）若某同学在实验中保持遮光条的宽度、钩码质量、滑块及遮光条总质量一定，多次改变光电门的位置，每次均使滑块由同一位置静止开始滑动，测量出的、两点间的距离和对应数字计时器的读数，作出图像，测出图线斜率为，则当地的重力加速度为__________（用字母、、和表示） 12. 某同学利用一满偏电流，内阻的灵敏电流计，设计了一个多倍率电阻表（“”“”“”“”），其内部电路如图所示，电源电动势，内阻。 （1）关于电阻表的使用，下列说法正确的是__________。（单选） A. 使用此表测量电阻时，若指针偏角过小，应换用更小倍率挡位 B. 测量定值电阻时，可直接将表笔接在电路中的电阻两端，无需断开电路电源和其他元件 C. 电阻表内部电源的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，电流从黑表笔流出多用电表 （2）当开关与“4”端接通时，进行欧姆调零后，可调电阻接入电路的阻值为：__________； （3）与3端接通时，电阻表的倍率为__________（选填“”、“”、“”、“”）； （4）设电源电动势未衰减时，与“4”端接通时欧姆表的内阻为。若电源电动势衰减至原值的倍（），内阻保持不变，该同学仍使用此挡位测量电阻，未重新进行欧姆调零。为表盘直接读数，为被测电阻实际阻值，试推导与的关系式：__________（用、、表示）。 13. 锅炉钢材的承压能力会因过热而急剧下降，如果锅炉出现故障，会导致锅炉外壁局部超温，引发安全事故。下图为一锅炉外壁超温报警装置的简化原理图，活塞厚度不计，质量为，横截面积为，上表面涂有导电物质，一定质量的理想气体被活塞密封在导热良好的气缸内，初始时活塞距气缸底部的高度为，缸内温度为。当锅炉外壁温度缓慢升高至时，报警器报警。已知，大气压强恒为，重力加速度为，上述过程气体吸收的热量为，不计一切摩擦。求： （1）求初始时活塞上表面与、触点间的距离 （2）气体的内能的增量 14. 如图所示，水平面上固定一长直U形金属导轨，导轨间距，电阻不计。在导轨左端连接一个阻值的电阻。金属棒垂直导轨放置，与导轨之间的动摩擦因数，棒质量，接入电路部分的电阻。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。在时刻，对金属棒施加一个水平向右的拉力，拉力与时间满足如下关系：。时金属棒达到最大速度。金属棒运动过程中与导轨接触良好，重力加速度。求： （1）金属棒的最大速度 （2）时间内金属棒的位移 （3）若内上产生的焦耳热为，求这个过程中拉力所做的功 15. 如图所示，光滑水平面上，原长的弹簧两端分别连接质量均为的静止的小物块和，与竖直墙壁的距离。质量为的小物块从高的平台以水平抛出，的下表面刚好与的上表面相碰，碰撞时间极短。碰撞过程中、始终未离开水平面，重力加速度。 （1）若固定，、碰撞后瞬间粘连在一起，求以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能 （2）若固定，、间的动摩擦因数，、碰撞前后，竖直方向的速度大小不变，方向相反。求碰后的速度大小 （3）若不固定，、间的动摩擦因数，、碰撞后，竖直方向反弹速度大小为碰前的倍（）。、碰撞后经过时间弹簧第一次恢复原长，不考虑碰撞过程中、、的相对位移大小。试求：当为何值在弹簧原长时直接落在上（此过程中未与地面接触） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长望浏宁四区县市2026届高三四月份调研考试 物理科试题卷 限时75分钟 满分100分 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图为库仑扭秤装置，库仑通过此实验装置研究发现了电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比的规律 B. 图乙是汤姆孙研究阴极射线的装置，他发现阴极射线是不带电的微小粒子流 C. 图丙是研究光电效应的实验装置，在入射光光照强度和其他条件不变的情况下，增大入射光的频率能使光电流变大 D. 图丁所示的粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，说明原子是一个带正电的实心球体，正电荷均匀地分布在整个球体内，电子则像枣糕中的枣子，镶嵌在球体之中 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图为库仑扭秤，库仑通过该装置研究得出了库仑定律，发现电荷间的静电力与电荷间距的平方成反比，故A正确； B．汤姆孙研究阴极射线时，确认阴极射线是带负电的电子流，由此发现了电子，故B错误； C．光电效应中，光照强度（单位时间入射总能量）不变，增大入射光频率后，单个光子能量增大，单位时间入射的光子数减少，逸出的光电子数减少，光电流会减小，故C错误； D．α粒子散射实验中，只有少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内部绝大部分空间是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的原子核上，题干描述的是错误的枣糕模型，故D错误。 故选A。 2. 如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平固定的平行金属杆中间，不考虑金属杆转动带来的影响，其截面如图乙所示。香肠可视为质量为的均匀圆柱体，烤制过程中香肠的质量不变，半径均匀变大。忽略一切摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变大 B. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小 C. 香肠对金属杆2的作用力大于金属杆2对香肠的作用力 D. 香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对其合力变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．设两金属杆的支持力的夹角为，中心间距为，金属杆半径为​，香肠半径为。由几何关系，得 两金属杆固定，中心间距不变，金属杆半径​不变，香肠烤熟后半径增大，则，减小，夹角减小，故A错误； B．设1根金属杆的支持力为，根据竖直方向平衡条件，有 解得 减小，则增大，因此支持力减小，故B正确； C．香肠对金属杆2的作用力与金属杆2对香肠的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等，故C错误； D．香肠静止，处于平衡状态，两根金属杆对香肠的合力始终等于重力大小，重力不变，因此合力不变，故D错误。 故选B。 3. 如图，为一块均匀透明的长方形玻璃砖，一束由红、蓝两种色光组成的细光束，以入射角从侧面射入，在玻璃内分成，两束，玻璃砖上表面刚好没有光线射出，则（　　） A. 为蓝色光 B. 全反射临界角 C. 逐渐增大角（），会有光线从上表面射出，且先有红光射出 D. 玻璃对红光的折射率 【答案】C 【解析】 【详解】A．蓝光频率大于红光，因此玻璃对两种色光的折射率满足 左侧界面是竖直面，法线为水平虚线，折射角是折射光线与水平法线的夹角。由图可知，折射角的关系满足，根据折射定律，越大则越小，则为红色光，故A错误； B．根据全反射临界角公式 可知越大则越小，已知，全反射临界角满足关系，故B错误； C．由几何关系，可知折射光线在上表面的入射角满足 即 逐渐增大时，由可知，增大，则增大、减小，因此减小。原来两种光都全反射（），减小过程中，由于​，会先小于红光的临界角​，因此先有红光射出，故C正确； D．若红光刚好发生全反射，则 结合、，代入得 解得，故D错误。 故选C。 4. 如图甲，为地球同步卫星，为与共轨道平面且绕行方向相同的中轨道卫星，两卫星之间的距离随时间变化关系如图乙所示，图中为地球半径，已知地球表面重力加速度为，不考虑两卫星之间的作用力，取。下列说法正确的是（　　） A. 在长沙观察，，两卫星都是静止不动的 B. 、两卫星轨道半径之比为2∶1 C. 卫星运动的加速度大小为 D. 图乙中的为 【答案】C 【解析】 【详解】A．是地球同步卫星，相对地面静止；轨道半径更小，周期更短，相对地面运动，因此在长沙观察是运动的，故A错误； B．当两卫星位于地球同侧时，距离最小 当位于地球两侧时，距离最大 联立解得， 轨道半径之比，故B错误； C．地球表面重力加速度由万有引力提供，由牛顿第二定律，得 可得 卫星的加速度由万有引力提供，由牛顿第二定律，得 解得，故C正确； D．根据开普勒第三定律，得 已知、，代入得 是两次相距最近的时间间隔，追及关系满足 代入得 解得，故D错误。 故选C。 5. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中、是阻值分别为和的定值电阻，是最大阻值为的滑动变阻器，滑片P处于电阻正中间。、间接正弦交流发电机，其输出电压表达式为。变压器原、副线圈匝数比为1∶2。下列说法正确的是（　　） A. 将滑片P下移，发电机的输出功率增大 B. 将滑片P下移，滑动变阻器的功率减小 C. 滑动变阻器的最大功率为 D. 若将发电机转速减半，则发电机的最大输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑动变阻器接入电阻范围。 根据理想变压器等效电阻法，副边总电阻 等效到原边的等效电阻 原边总电阻 电源电动势有效值，原边电流 滑片下移，滑动变阻器接入电阻增大，​增大，发电机输出功率 增大则减小，故A正确； B．副边电流 滑动变阻器功率 由函数单调性可知时，​随增大而增大。下移增大，故增大，故B错误； C．滑动变阻器最大为，故时最大，代入得 故C正确； D．发电机转速减半，电动势有效值减半，，发电机输出功率 最小为时， 故D错误。 故选C。 6. 最新研究表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，距离地面高度以下，可近似认为大气电位梯度，其中为地面的电位梯度，常量，为距地面高度。晴朗无风时，一质量的蜘蛛（可视为质点）由静止从地面开始“御电而行”，蜘蛛先伸出腿感应电位梯度，然后吐出带电的蛛丝（蜘蛛其它部分不显电性），带着身体飞起来。忽略空气阻力，取重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 该蜘蛛要想飞起来，蛛丝应带正电 B. 该蜘蛛要想飞起来，蛛丝所带的电荷量至少为 C. 若蛛丝所带电荷量大小为，蜘蛛能到达的最大高度 D. 若蛛丝所带电荷量大小为，蜘蛛上升过程中最大动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．大气电场方向竖直向下，蜘蛛起飞需要电场力竖直向上，负电荷受电场力方向与电场方向相反，因此蛛丝应带负电，故A错误； B．地面处电场强度最大，刚好起飞时电场力等于重力，即 代入数据解得 即电荷量至少为，故B错误； C．最大高度处蜘蛛速度为0，由动能定理，电场力做功减去重力做功等于动能变化。其中，电场力 是线性变力，做功用平均电场力计算，则有 代入数据解得，故C错误； D．动能最大时加速度为0，合力为0，即 解得 再由动能定理得最大动能 代入数据解得，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一质量为的正方体装置固定在光滑水平面，其竖直面内有一半径为的光滑环形管道，远大于管道的横截面直径，管道内有一质量为小球，直径略小于管道横截面直径。，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球在最高点受轻微扰动无初速度下滑，小球到达管道最低点时装置对地面的压力大小 B. 小球在最高点受轻微扰动无初速度下滑，运动到与水平方向夹角为37°的点时，小球对装置压力大小为 C. 若装置解除固定，小球仍从最高点无初速度下滑，装置偏离原位置的最大距离 D. 若装置解除固定，小球从最低点以水平向右的速度开始运动，小球到达最高点时刚好与装置无弹力 【答案】D 【解析】 【详解】A．装置固定，小球由最高点运动到最低点的过程中，由机械能守恒定律，可得 解得 在最低点，由管道对小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，有 解得 由牛顿第三定律，可得小球对管道的压力为 装置的重力 由平衡条件，地面对装置支持力为 由牛顿第三定律，可得装置对地面压力为，故A错误； B．由几何关系，C点相对A点下落高度 由机械能守恒定律，得 可得 在C点由管道对小球的支持力和小球的重力沿背离圆心的分力的合力提供向心力，有 解得 小球对装置压力大小为，故B错误； C．装置解除固定，系统水平方向动量守恒。当小球运动到与圆心等高处时，装置偏离原位置距离最大。设装置最大位移为，则小球水平位移为。由水平方向动量守恒，得 解得，故C错误； D．若装置解除固定，小球从点以出发。设小球和装置在最高点的速度分别为，，若小球到达最高点时刚好与装置无弹力，则重力提供向心力，有 由水平动量守恒，得 由机械能守恒，得 联立，解得 故当时，小球到达最高点刚好与装置无弹力，故D正确。 故选D。 二、多选题：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，有选错的得0分。 8. 某实验小组在研究机械振动和机械波的实验中，得到甲、乙两个图像。图甲为时刻的波形图，、是波上的两个质点，图乙为点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播方向为轴正方向，波速为 B. 内质点的速度先增大后减小，加速度先减小后增大 C. 0时刻起质点的振动方程为： D. 内质点运动的路程为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时刻质点向上振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向为轴正方向；由题图可知，波长为，周期为，则波速为，故A正确； B．根据图乙可知，内质点从正向最大位移经过平衡位置运动到负向最大位移，则质点的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故B正确； C．这列波的传播方向为轴正方向，可知时刻质点向下振动，根据振动方程 由题图可得，，，解得 则0时刻起质点的振动方程为，故C错误； D．由于 则内质点运动的路程为，故D错误。 故选AB。 9. 某实验小组研究物体放置在竖直弹簧上的运动。如图甲所示，弹簧竖直放置，下部固定在一铁板上，铁板质量为，铁板的底部放置了一压力传感器，置于水平地面上；当弹簧处于自然长度时，将一盒子无初速度地放在与弹簧上端相连的薄板上，测出物体的速度与弹簧长度的关系如图乙，图线与横轴交点坐标为、。弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），薄板与弹簧的质量可忽略，盒子的质量为，弹簧一直处在弹性限度内，重力加速度大小为，空气阻力不计。则（　　） A. 当弹簧长度为时，盒子的加速度大小小于 B. 弹簧的劲度系数为 C. 开始运动后压力传感器的示数变化范围为0到 D. 盒子的最大速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，将一盒子无初速度地放在与弹簧上端相连的薄板上，盒子将做简谐运动，开始弹簧处于自然长度，弹簧的弹力为0，只受重力，则盒子的加速度大小等于g，故A错误； B．之后盒子开始压缩弹簧，盒子速度先增大，当弹力等于重力时，盒子的速度最大，之后开始减速，运动到最低点时，速度为0，弹簧长度最短，结合图像可知，弹簧原长为，当弹簧长度为时，盒子运动到最低点，由对称性可知，此时盒子的加速度大小等于g，方向向上，则有 解得，故B正确； C．开始运动后最大的向下的加速度为g，由牛顿第二定律对整体 解得 向上最大的加速度为g，同理得 联立解得 综上可知，开始运动后压力传感器的示数变化范围为Mg到，故C错误； D．当盒子速度最大时，弹簧弹力等于重力，此时弹簧的形变量为 由能量守恒定律有 联立解得，故D正确。 故选BD。 10. 竖直平面内有半径为的圆形边界匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为，磁场方向垂直平面向里。以圆形边界磁场最低点为原点建立直角坐标系。一质量、电荷量的正粒子，由沿与轴负方向进入圆形磁场区域，速度大小，在的某区域存在一个矩形匀强磁场Ⅱ（图中未画出），磁感应强度与磁场Ⅰ相同，粒子经过该矩形磁场区域后恰能沿轴负方向再次通过坐标原点，不计粒子重力。则（　　） A. 粒子在匀强磁场Ⅰ中的运动半径为 B. 粒子在匀强磁场Ⅰ中的速度偏转角为150° C. 粒子从点到第二次经过点的运动时间为 D. 矩形磁场区域的最小面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子在圆形磁场区域，由洛伦兹力提供向心力得 解得运动半径为，故A正确； B．圆形磁场中，连接入射点、磁场圆心、轨迹圆心及出射点构成菱形，转过圆心角为，故B错误； C．周期 粒子从O点进入第四象限，速度与轴正向夹角为，在矩形磁场中转，矩形匀强磁场Ⅱ（图中未画出），磁感应强度与磁场Ⅰ相同，根据 可知粒子周期不变，可知粒子在两磁场中运动时间为 设粒子从P点进入方形磁场，从Q点离开方形磁场，由几何关系可知 粒子做匀速直线运动时间 全程时间，故C错误； D．由几何关系得，矩形磁场区域的最小面积 解得，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 实验小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。水平桌面上固定一气垫导轨，把气垫导轨调节水平，在导轨上点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为，左端用跨过轻质定滑轮的细线与质量为的钩码相连，遮光条两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门和数字计时器相连。用表示遮光条的宽度，表示、两点间的距离，重力加速度为。完成下列问题。 （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度__________。 （2）将滑块自点由静止释放，滑块运动至点时数字计时器显示遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量___________________，动能的增加量为___________________。（两空均用题目中给出的字母表示） （3）若某同学在实验中保持遮光条的宽度、钩码质量、滑块及遮光条总质量一定，多次改变光电门的位置，每次均使滑块由同一位置静止开始滑动，测量出的、两点间的距离和对应数字计时器的读数，作出图像，测出图线斜率为，则当地的重力加速度为__________（用字母、、和表示） 【答案】（1）3.80 （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺主尺读数为，游标尺为20分度，精度为，游标尺第16条刻度线与主尺刻度线对齐，读数为 【小问2详解】 [1]滑块在水平导轨上运动，重力势能不变，钩码下降高度为，系统重力势能减少量 [2]滑块经过光电门时的速度 系统动能增加量 【小问3详解】 根据机械能守恒定律有 整理得 由图像斜率为可知 解得 12. 某同学利用一满偏电流，内阻的灵敏电流计，设计了一个多倍率电阻表（“”“”“”“”），其内部电路如图所示，电源电动势，内阻。 （1）关于电阻表的使用，下列说法正确的是__________。（单选） A. 使用此表测量电阻时，若指针偏角过小，应换用更小倍率挡位 B. 测量定值电阻时，可直接将表笔接在电路中的电阻两端，无需断开电路电源和其他元件 C. 电阻表内部电源的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，电流从黑表笔流出多用电表 （2）当开关与“4”端接通时，进行欧姆调零后，可调电阻接入电路的阻值为：__________； （3）与3端接通时，电阻表的倍率为__________（选填“”、“”、“”、“”）； （4）设电源电动势未衰减时，与“4”端接通时欧姆表的内阻为。若电源电动势衰减至原值的倍（），内阻保持不变，该同学仍使用此挡位测量电阻，未重新进行欧姆调零。为表盘直接读数，为被测电阻实际阻值，试推导与的关系式：__________（用、、表示）。 【答案】（1）C （2） （3） （4）（） 【解析】 【小问1详解】 A．使用此表测量电阻时，若指针偏角过小，说明待测电阻较大，应换更大倍率挡位，故A错误； B．测量定值电阻时，需断开电路电源和其他元件，再将表笔接在电阻的两端，故B错误； C．电阻表内部电源的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，电流从黑表笔流出多用电表，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 由闭合电路的欧姆定律 解得，此时 【小问3详解】 由小问（2）知，与3端接通时，串联电阻多，欧姆表总内阻大，倍率大，故电阻表的倍率为 【小问4详解】 由上述分析可得 电源电动势未衰减时，由全电路欧姆定律得 电源电动势衰减至原值的倍（），内阻保持不变，且未重新进行欧姆调零 指针指在同一位置 解得（） 13. 锅炉钢材的承压能力会因过热而急剧下降，如果锅炉出现故障，会导致锅炉外壁局部超温，引发安全事故。下图为一锅炉外壁超温报警装置的简化原理图，活塞厚度不计，质量为，横截面积为，上表面涂有导电物质，一定质量的理想气体被活塞密封在导热良好的气缸内，初始时活塞距气缸底部的高度为，缸内温度为。当锅炉外壁温度缓慢升高至时，报警器报警。已知，大气压强恒为，重力加速度为，上述过程气体吸收的热量为，不计一切摩擦。求： （1）求初始时活塞上表面与、触点间的距离 （2）气体的内能的增量 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有 代入数据有 解得 【小问2详解】 缸内气体压强 气体等压膨胀对外做功，则 根据热力学第一定律有 联立解得 14. 如图所示，水平面上固定一长直U形金属导轨，导轨间距，电阻不计。在导轨左端连接一个阻值的电阻。金属棒垂直导轨放置，与导轨之间的动摩擦因数，棒质量，接入电路部分的电阻。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。在时刻，对金属棒施加一个水平向右的拉力，拉力与时间满足如下关系：。时金属棒达到最大速度。金属棒运动过程中与导轨接触良好，重力加速度。求： （1）金属棒的最大速度 （2）时间内金属棒的位移 （3）若内上产生的焦耳热为，求这个过程中拉力所做的功 【答案】（1）1.6m/s （2）1.76m （3）0.9J 【解析】 【小问1详解】 ab棒达到最大速度时有 因为 题意可知此时F为0.6N，联立解得金属棒的最大速度 【小问2详解】 规定向右为正方向，0~2s时间内对ab棒，根据动量定理有 其中F的冲量为 摩擦力的冲量大小 安培力的冲量 联立解得 【小问3详解】 0~2s时间内，对ab棒，根据动能定理有 因为2s内，则有 联立可得 因为 联立解得 15. 如图所示，光滑水平面上，原长的弹簧两端分别连接质量均为的静止的小物块和，与竖直墙壁的距离。质量为的小物块从高的平台以水平抛出，的下表面刚好与的上表面相碰，碰撞时间极短。碰撞过程中、始终未离开水平面，重力加速度。 （1）若固定，、碰撞后瞬间粘连在一起，求以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能 （2）若固定，、间的动摩擦因数，、碰撞前后，竖直方向的速度大小不变，方向相反。求碰后的速度大小 （3）若不固定，、间的动摩擦因数，、碰撞后，竖直方向反弹速度大小为碰前的倍（）。、碰撞后经过时间弹簧第一次恢复原长，不考虑碰撞过程中、、的相对位移大小。试求：当为何值在弹簧原长时直接落在上（此过程中未与地面接触） 【答案】（1）4J （2）1m/s （3）0.75 【解析】 【小问1详解】 A做平抛运动，则有 代入数据，联立解得， 规定向右为正方向，A、B相碰水平方向动量守恒，有 B、C间弹簧压缩至最短时，动能全部转化为弹性势能，则有 联立解得 【小问2详解】 A碰前的竖直速度 假设A、B碰后水平速度不相等，碰撞过程中A、B间一直有滑动摩擦力。A、B相碰，对A竖直方向有 对A水平方向有 A、B水平方向动量守恒有 联立解得， 因为，假设成立，故碰后B的速度大小为1m/s。 【小问3详解】 A、B相碰，对A竖直方向有 对A水平方向有 A、B水平方向动量守恒有 经过时间A、C相碰。此过程中B、C相互作用动量守恒有 累积即 整理得 初末弹簧未形变，故 A运动时间 因为 联立解得，t=0.60s，e=0.75 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $