精品解析：2026届河南南阳市九师联盟高三下学期考前学情自测物理试题

物理 注意事项： 1.本试卷共8页。时间75分钟，满分100分。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量p之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为（为光在真空中传播的速度），则其中物质波波长最大的是（　　） A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 粒子 2. 如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（ ） A. 甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B. 乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C. 丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D. 若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 3. 近日，中国宣布拟在700～800km高度的晨昏轨道建设由多颗卫星组成的大型数据中心系统，以纾解地面数据中心耗电、散热等难题。已知晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道，轨道面与地球晨昏线（黑夜与白昼的分界线）始终近似重合。下列说法正确的是（ ） A. 晨昏轨道卫星不可能在更低的高度运行 B. 晨昏轨道卫星的发射速度大于7.9km/s C. 该数据中心系统绕地球运行的周期约为1h D. 以太阳为参考系，晨昏轨道卫星的轨道面是静止的 4. 随着科技的不断发展，光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为1.5、横截面直径为的圆柱形光纤，在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折，如图所示。为使平行射入该光纤的光在转弯处光纤的外侧均能发生全反射，则该圆柱体半径的最小值为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，整个区域内有竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，两根间距为、半径为的光滑四分之一圆弧金属导轨竖直放置（底端切线水平），顶端连接阻值为的电阻。长为、质量为、阻值为的金属棒从导轨顶端处以恒定速率下滑，整个过程中金属棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。导轨电阻忽略不计，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒在处时两端电压为 B. 金属棒运动到处时两端电压为 C. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 D. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 6. 如图所示为某餐厅的点餐、送餐机器人，质量。某次承载质量的餐盘（包括食物）在水平地面上以的速度匀速运动，某时刻机器人紧急制动，以的加速度做匀减速直线运动。已知餐盘与机器人水平台面间的动摩擦因数，餐盘没有从机器人上脱离，取重力加速度，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 制动过程中餐盘的加速度大小为 B. 制动0.1s内，餐盘与机器人之间因摩擦产生的总热量为0.5J C. 制动0.1s内，地面对机器人的摩擦力的冲量大小为7N·s D. 制动0.1s内，机器人对餐盘的冲量大小为1N·s 7. 如图甲所示，光滑水平面上静置一质量为的长木板，木板左端固定一轻弹簧。质量为m的物块（可视为质点）从木板右端以水平初速度v滑上木板，当物块压缩弹簧至最短时，木板向左运动的距离为L，此时物块相对木板的位移也为L。物块和长木板的相对位移与两者间摩擦产热的关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块与长木板间的动摩擦因数为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 物块克服摩擦力做的功为 D. 物块和长木板组成的系统机械能减少了 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示为甲、乙两车在平直公路上做直线运动的位移－时间x－t或速度－时间v－t图像，t1时刻两车恰好到达同一地点。关于两车在t1～t2时间内的运动，下列说法正确的是(　　) A. 若是x－t图像，当甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最大 B. 若是x－t图像，则甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最小 C. 若是v－t图像，则两车间的距离先增大后减小 D. 若是v－t图像，则两车间的距离不断增大 9. 在精密的电子仪器中常用磁场或电场来改变带电粒子的运动轨迹。如图所示，直线AE把纸面分成上下两部分，在纸面内有矩形ABCD，AB边长为，BC边长为。一个不计重力的电子（其质量为m、电量为）从A点以初速度沿DA方向射入，第一次在整个平面内加垂直纸面的匀强磁场，电子恰好能通过C点；第二次保持AE上方的磁场不变，而将AE下方区域磁场改为与AE方向一致的匀强电场，电子仍通过C点。则（　　） A. 匀强磁场的方向为垂直纸面向外 B. 电子两次从A运动到C所用的时间以及在C点的速度大小都不同 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 匀强磁场的磁感应强度大小为 10. 如图甲所示，可视为质点的物块以的初速度滑上长度的水平传送带，从传送带右端离开后，平滑进入固定在竖直面内光滑半圆细管道。管道最低点固定一压力传感器，可测量物块经过最低点时对轨道的压力大小。当传送带以不同的速度运行时，得到随变化的图像如图乙所示，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. B. 管道半径为 C. 物块的质量为 D. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 三、非选择题：本题共 5 小题，共54分。 11. 某兴趣小组设计了图1所示的实验来验证机械能守恒定律。长为的轻绳下端固定一个带有“”形凹槽的摆锤，另一端可绕点自由转动，凹槽内装有一小球。现将摆锤拉起，使轻绳偏离竖直方向成角时，由静止释放摆锤，摆锤和小球一起向下摆动。当摆锤到达最低位置时，受到竖直挡板的阻挡而立即停止运动，小球飞离凹槽做平抛运动，已知当地重力加速度为。 （1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量的物理量有_____________。 A. 小球的质量 B. 摆锤的质量 C. 释放摆锤到停止运动的时间 D. 小球飞离摆锤时离地面的高度 E. 小球平抛运动过程中在水平方向的距离 （2）由平抛运动规律可知，摆锤刚到达最低位置时，小球的速度大小_____________（用题目已知数据和（1）中所选各物理量的符号表示）； （3）改变小球静止释放时轻绳与竖直方向的夹角，多次重复操作，测出不同角度释放后，小球平抛运动的水平位移。以为横坐标，为纵坐标，得到如图2所示图像。若图像的斜率大小的绝对值为_____________即可验证机械能守恒（用题目已知数据和（1）中所选物理量的符号表示）。 12. 太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，也常被称作光伏电池。当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压；若外接闭合回路，便会形成电流。这一过程在物理学中被称为太阳能光伏效应。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下： a.按电路图乙连接好实验器材； b.用光照强度为E0的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器滑片P，读出多组电压表、电流表的示数； c.根据读出的电压表、电流表示数描绘出该电池的U-I图像。 （1）由图乙知，为了防止烧坏电源，实验开始前滑动变阻器滑片P应放在________（选填“a”或“b”）端； （2）如图丙所示，曲线①与曲线②中，一条为依据实测电压、电流数据绘制的电池特性曲线，另一条为该电池出厂时的精确工作曲线，则根据实验数据绘制的曲线为________（选填“①”或“②”），与出厂精确工作曲线的误差来源于________； （3）在光照强度为E0的情况下，通过图丙可得该电池电动势的真实值________V，将该电池与2000Ω的定值电阻连接，此时该电池内阻的真实值________Ω。（结果保留到小数点后一位） 13. 如图甲所示，开口向上的绝热气缸内用横截面积、质量的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气缸内气体的温度，活塞静止时距气缸底的高度为。阻值的电热丝密封在气缸内，电热丝的一端连接一个匝数为2000匝、横截面积为的线圈，线圈总电阻。时刻，在线圈所在空间内加一垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度按照图乙所示规律变化，时刻撤去磁场，经过足够长时间，活塞缓慢升高了，此时气缸内气体的温度为，该过程中气体的内能增加了359.6J。已知活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气，电热丝的体积忽略不计，电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收，外界大气压强始终为，重力加速度，求： （1）温度及整个过程中气体吸收的热量； （2）所加磁场的时间。 14. 如图所示，质量、长的长木板静置在水平地面上，质量、可视为质点的小滑块放置在长木板左端，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，圆弧轨道最低点的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与点相距。现用水平向右的外力作用在小滑块上，长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，长木板与轨道碰后立即静止并粘在轨道上。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）长木板与轨道相碰时，滑块的速度大小； （2）滑块经过点时，对轨道的压力为多大； （3）滑块最终静止时到点的距离为多少。 15. 如图所示，在区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场；在区域内存在沿轴正方向的匀强电场。质量为、电荷量为（）的粒子甲从点由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，碰撞后的电量转移给粒子乙。不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略场变化的效应。 （1）求电场强度的大小； （2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在区域内加上与区域相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间； （3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去所有电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求粒子甲在这段时间内运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 注意事项： 1.本试卷共8页。时间75分钟，满分100分。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量p之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为（为光在真空中传播的速度），则其中物质波波长最大的是（　　） A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 粒子 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量的概念可知 故有 由于粒子的速度相同，电子的质量小于质子的质量，中子质量与质子质量相差不大，粒子的质量最大，大约为质子质量的4倍，故电子波的波长最大。 故选C。 2. 如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（ ） A. 甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B. 乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C. 丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D. 若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲瓶没有进气管，随着液体流出，瓶内空气体积变大，瓶内气压减小，随着液体的流出液体压强在减小，而瓶内输液管针头处的压强等于瓶内气压与液体柱压强之和，因此针头处压强也会减小，故A错误； BD．乙瓶通过进气管与外面大气相通，虚线处瓶上方气体的压强与液体的压强之和总等于大气压，随着液体的流出，液体压强减小，气体压强增大，但是瓶内输液管针头处压强不变，从而保证药液流速恒定，故B正确，D错误； C．丙输液瓶在底部通过细管与大气相通，气体压强不变，随着液体的不断流出，瓶内输液管针头处压强变小，故C错误。 故选B。 3. 近日，中国宣布拟在700～800km高度的晨昏轨道建设由多颗卫星组成的大型数据中心系统，以纾解地面数据中心耗电、散热等难题。已知晨昏轨道是一种特殊的太阳同步轨道，轨道面与地球晨昏线（黑夜与白昼的分界线）始终近似重合。下列说法正确的是（ ） A. 晨昏轨道卫星不可能在更低的高度运行 B. 晨昏轨道卫星的发射速度大于7.9km/s C. 该数据中心系统绕地球运行的周期约为1h D. 以太阳为参考系，晨昏轨道卫星的轨道面是静止的 【答案】B 【解析】 【详解】A．晨昏轨道（太阳同步轨道）是通过调整轨道倾角，使轨道平面的进动角速度与地球公转角速度相同来实现的。理论上，只要调整合适的倾角，在不同高度（包括更低高度）都可以实现太阳同步轨道，并非不可能在更低高度运行，故A错误； B．第一宇宙速度（7.9km/s）是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，实际发射中，卫星需克服地球引力进入轨道，发射速度需大于7.9km/s（若等于则仅能沿地表做圆周运动，需更高速度进入更高轨道）。晨昏轨道卫星在700~800km高空，发射速度必然大于7.9km/s，故B正确； C．近地卫星（轨道半径近似为地球半径）的运行周期约为85分钟。根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，周期越大。该卫星轨道半径大于地球半径，其周期应大于85分钟，不可能约为1h，故C错误； D．晨昏轨道面始终与晨昏线重合，即始终垂直于太阳光线。以太阳为参考系，地球在绕太阳公转，日地连线方向不断变化。为了始终保持垂直于太阳光，轨道平面必须随地球公转而转动（角速度与地球公转角速度相同），因此轨道面不是静止的，故D错误。 故选B。 4. 随着科技的不断发展，光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为1.5、横截面直径为的圆柱形光纤，在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折，如图所示。为使平行射入该光纤的光在转弯处光纤的外侧均能发生全反射，则该圆柱体半径的最小值为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】为使平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，则沿光纤最接近转弯处平行射入的光刚好发生全反射，如图所示 此时入射角恰好达到临界角，可得 代入数据，解得 故选D。 5. 如图所示，整个区域内有竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，两根间距为、半径为的光滑四分之一圆弧金属导轨竖直放置（底端切线水平），顶端连接阻值为的电阻。长为、质量为、阻值为的金属棒从导轨顶端处以恒定速率下滑，整个过程中金属棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。导轨电阻忽略不计，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒在处时两端电压为 B. 金属棒运动到处时两端电压为 C. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 D. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒在ab处时B与v平行，金属棒不切割磁感线，无电动势产生，故ab两端电压为0，故A错误； B．金属棒在cd处时，金属棒产生的电动势 则此时cd两端电压，故B错误； CD．金属棒从导轨ab处运动至cd处的过程中，金属棒做匀速圆周运动的角速度 则电动势瞬时值为 则电流有效值为 电阻r产生的热量为 因为 联立解得，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示为某餐厅的点餐、送餐机器人，质量。某次承载质量的餐盘（包括食物）在水平地面上以的速度匀速运动，某时刻机器人紧急制动，以的加速度做匀减速直线运动。已知餐盘与机器人水平台面间的动摩擦因数，餐盘没有从机器人上脱离，取重力加速度，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 制动过程中餐盘的加速度大小为 B. 制动0.1s内，餐盘与机器人之间因摩擦产生的总热量为0.5J C. 制动0.1s内，地面对机器人的摩擦力的冲量大小为7N·s D. 制动0.1s内，机器人对餐盘的冲量大小为1N·s 【答案】C 【解析】 【详解】A．机器人对餐盘的滑动摩擦力为 根据牛顿第二定律得，餐盘的加速度大小为，故A错误； B．制动0.1s内，餐盘的位移 机器人的位移 餐盘与机器人之间的相对位移为 餐盘与机器人之间因摩擦产生的总热量为，故B错误； C．对机器人进行受力分析，得 解得地面对机器人的摩擦力 制动0.1s内，地面对机器人的摩擦力的冲量大小为，故C正确； D．机器人对餐盘的支持力为 机器人对餐盘的作用力为 制动0.1s内，机器人对餐盘的冲量大小为，故D错误。 故选C。 【点睛】餐盘没有从机器人上脱离，只是说明在此次制动过程中餐盘没有从机器人上掉落，而并不是说明餐盘与机器人相对静止。由于题干给了动摩擦因数，默认最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。 7. 如图甲所示，光滑水平面上静置一质量为的长木板，木板左端固定一轻弹簧。质量为m的物块（可视为质点）从木板右端以水平初速度v滑上木板，当物块压缩弹簧至最短时，木板向左运动的距离为L，此时物块相对木板的位移也为L。物块和长木板的相对位移与两者间摩擦产热的关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块与长木板间的动摩擦因数为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 物块克服摩擦力做的功为 D. 物块和长木板组成的系统机械能减少了 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图乙可知，从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，因摩擦产生的总热量为，由功能关系可知 解得物块与长木板间的动摩擦因数为，故A错误； B．物块和长木板组成的系统满足动量守恒，当弹簧形变量最大时，两物体共速且此时弹簧的弹性势能最大，设两物体共速时速度为，则由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律有 解得弹簧的最大弹性势能为，故B错误； C．从长木板开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，物块向左运动的位移为 则摩擦力对物块做的功为 所以物块克服摩擦力做的功为，故C正确； D．物块和长木板组成的系统机械能的减少量为，故D错误。 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示为甲、乙两车在平直公路上做直线运动的位移－时间x－t或速度－时间v－t图像，t1时刻两车恰好到达同一地点。关于两车在t1～t2时间内的运动，下列说法正确的是(　　) A. 若是x－t图像，当甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最大 B. 若是x－t图像，则甲、乙两车的速度相同时，两车间的距离最小 C. 若是v－t图像，则两车间的距离先增大后减小 D. 若是v－t图像，则两车间的距离不断增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．若是图像，甲车先向负方向运动然后向正方向运动，乙车始终向正方向运动，当甲车向正方向运动且与乙车的速度相同时，相对速度为零，距离最大，故A正确、B错误； CD．若是图像，因为图像与横轴所围图形面积表示位移，则在时间内，两车间的距离不断增大，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 在精密的电子仪器中常用磁场或电场来改变带电粒子的运动轨迹。如图所示，直线AE把纸面分成上下两部分，在纸面内有矩形ABCD，AB边长为，BC边长为。一个不计重力的电子（其质量为m、电量为）从A点以初速度沿DA方向射入，第一次在整个平面内加垂直纸面的匀强磁场，电子恰好能通过C点；第二次保持AE上方的磁场不变，而将AE下方区域磁场改为与AE方向一致的匀强电场，电子仍通过C点。则（　　） A. 匀强磁场的方向为垂直纸面向外 B. 电子两次从A运动到C所用的时间以及在C点的速度大小都不同 C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 匀强磁场的磁感应强度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一次在整个平面内加垂直纸面的匀强磁场，电子恰好能通过C点，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，A错误； B．电子的轨迹如图所示 若加磁场时，电子从A到C的时间为 若加沿AE方向的匀强电场，则电子从G点射入下方电场做类平抛运动，到达C点的时间为 若只加磁场时，电子到达C点的速度为v0；若加电场时，电子进入电场后因电场力做正功，则到达C点的速度大于v0，即电子第二次通过C点时的速度比第一次的大，B正确； CD．电子沿轨迹AGC做圆周运动到达C点时，由几何关系可知 解得 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，可视为质点的物块以的初速度滑上长度的水平传送带，从传送带右端离开后，平滑进入固定在竖直面内光滑半圆细管道。管道最低点固定一压力传感器，可测量物块经过最低点时对轨道的压力大小。当传送带以不同的速度运行时，得到随变化的图像如图乙所示，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. B. 管道半径为 C. 物块的质量为 D. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 【答案】BD 【解析】 【详解】D．由题图乙可知当传送带速度大于后，传送带速度越大，压力越大，说明当传送带速度小于时，物块在传送带上一直做匀减速直线运动，当速度时，恰好全程减速，由匀变速直线运动的规律可得 由牛顿第二定律可得 联立解得 故D正确； BC．当传送带以的速度运动时，物块在传送带上做匀速直线运动，物块从传动带右端离开到经过圆轨道的最低点的过程中，由动能定理可得 物块经过最低点时，由牛顿第二定律可得 当时，，当时，，解得 故B正确，C错误； A．由题图乙可知当传送带速度大于时，物块在传送带上一直做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的规律可得 解得 由动能定理可得 物块经过最低点时，由牛顿第二定律可得 可得 故A错误。 故选BD。 三、非选择题：本题共 5 小题，共54分。 11. 某兴趣小组设计了图1所示的实验来验证机械能守恒定律。长为的轻绳下端固定一个带有“”形凹槽的摆锤，另一端可绕点自由转动，凹槽内装有一小球。现将摆锤拉起，使轻绳偏离竖直方向成角时，由静止释放摆锤，摆锤和小球一起向下摆动。当摆锤到达最低位置时，受到竖直挡板的阻挡而立即停止运动，小球飞离凹槽做平抛运动，已知当地重力加速度为。 （1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量的物理量有_____________。 A. 小球的质量 B. 摆锤的质量 C. 释放摆锤到停止运动的时间 D. 小球飞离摆锤时离地面的高度 E. 小球平抛运动过程中在水平方向的距离 （2）由平抛运动规律可知，摆锤刚到达最低位置时，小球的速度大小_____________（用题目已知数据和（1）中所选各物理量的符号表示）； （3）改变小球静止释放时轻绳与竖直方向的夹角，多次重复操作，测出不同角度释放后，小球平抛运动的水平位移。以为横坐标，为纵坐标，得到如图2所示图像。若图像的斜率大小的绝对值为_____________即可验证机械能守恒（用题目已知数据和（1）中所选物理量的符号表示）。 【答案】（1）DE （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设摆锤的质量为，摆锤到达最低位置时的速度为，若摆锤在运动中机械能守恒，则有 可知，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量的物理量有摆锤到达最低位置时的速度，摆锤和小球一起向下摆动，摆锤到达最低位置时，摆锤的速度和小球的速度相等，小球飞离凹槽做平抛运动，竖直方向上有 水平方向上有 整理可得 可知，需测量小球飞离摆锤时离地面的高度和小球平抛运动过程中在水平方向的距离，可得小球到达最低位置时的速度，即可得摆锤到达最低位置时的速度。 故选DE。 【小问2详解】 由小问（1）分析可知，摆锤刚到达最低位置时，小球的速度大小。 【小问3详解】 若摆锤在运动中机械能守恒，则有 又有 整理可得 则若图像的斜率大小的绝对值为，即可验证机械能守恒。 12. 太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，也常被称作光伏电池。当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压；若外接闭合回路，便会形成电流。这一过程在物理学中被称为太阳能光伏效应。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下： a.按电路图乙连接好实验器材； b.用光照强度为E0的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器滑片P，读出多组电压表、电流表的示数； c.根据读出的电压表、电流表示数描绘出该电池的U-I图像。 （1）由图乙知，为了防止烧坏电源，实验开始前滑动变阻器滑片P应放在________（选填“a”或“b”）端； （2）如图丙所示，曲线①与曲线②中，一条为依据实测电压、电流数据绘制的电池特性曲线，另一条为该电池出厂时的精确工作曲线，则根据实验数据绘制的曲线为________（选填“①”或“②”），与出厂精确工作曲线的误差来源于________； （3）在光照强度为E0的情况下，通过图丙可得该电池电动势的真实值________V，将该电池与2000Ω的定值电阻连接，此时该电池内阻的真实值________Ω。（结果保留到小数点后一位） 【答案】（1）b （2） ①. ① ②. 电流表分压 （3） ①. 26.0 ②. 888.9 【解析】 【小问1详解】 实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在b端。 【小问2详解】 本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的U更小，因此实验绘制曲线为下方的①，误差来源于电流表的分压。 【小问3详解】 [1]电源电动势的真实值等于开路电压（时的电压），由真实曲线②可知，时， [2]当外接定值电阻时，满足 若单位为，则（单位），作该电阻的线与曲线②相交，可得工作点约为， 由闭合电路欧姆定律得 13. 如图甲所示，开口向上的绝热气缸内用横截面积、质量的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气缸内气体的温度，活塞静止时距气缸底的高度为。阻值的电热丝密封在气缸内，电热丝的一端连接一个匝数为2000匝、横截面积为的线圈，线圈总电阻。时刻，在线圈所在空间内加一垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度按照图乙所示规律变化，时刻撤去磁场，经过足够长时间，活塞缓慢升高了，此时气缸内气体的温度为，该过程中气体的内能增加了359.6J。已知活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气，电热丝的体积忽略不计，电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收，外界大气压强始终为，重力加速度，求： （1）温度及整个过程中气体吸收的热量； （2）所加磁场的时间。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 活塞缓慢上升，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律则有 解得 则 对活塞受力分析，则有 解得 活塞缓慢上移的过程中，活塞对气体做的功 解得 由热力学第一定律 解得封闭气体吸收的热量 【小问2详解】 磁场变化，在线圈中产生的感应电动势 解得 由闭合电路的欧姆定律可得 根据焦耳定律 解得 14. 如图所示，质量、长的长木板静置在水平地面上，质量、可视为质点的小滑块放置在长木板左端，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，圆弧轨道最低点的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与点相距。现用水平向右的外力作用在小滑块上，长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，长木板与轨道碰后立即静止并粘在轨道上。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）长木板与轨道相碰时，滑块的速度大小； （2）滑块经过点时，对轨道的压力为多大； （3）滑块最终静止时到点的距离为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小滑块由牛顿第二定律 解得 对长木板由牛顿第二定律 解得 长木板经时间与轨道相碰，则有 此时滑块的速度大小 此时间内滑块相对木板向右滑行的位移 【小问2详解】 因长木板与轨道碰撞前瞬间撤去，对滑块 解得 设其滑上点的速度为，由 滑块在点由牛顿第二定律 联立解得， 根据牛顿第三定律则其对轨道的压力 【小问3详解】 对滑块由能量守恒 解得 即滑块最终静止时到点的距离为 15. 如图所示，在区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场；在区域内存在沿轴正方向的匀强电场。质量为、电荷量为（）的粒子甲从点由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，碰撞后的电量转移给粒子乙。不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略场变化的效应。 （1）求电场强度的大小； （2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在区域内加上与区域相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间； （3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去所有电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求粒子甲在这段时间内运动的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子甲在电场中加速，由动能定理 粒子甲进入区域后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 由题意可知 联立解得 【小问2详解】 由题意，发生弹性碰撞后甲、乙粒子带电量均为，由系统动量守恒得 碰撞前后系统动能相等，有 联立解得碰撞后两粒子速度， 根据洛伦兹力提供向心力，甲、乙两粒子碰撞后做圆周运动的半径分别满足， 解得 可知甲、乙两粒子在磁场中做半径相同的圆周运动，由 代入数据可得 , 从两粒子碰撞到下次相遇的时间应该满足以下关系式 可得 【小问3详解】 由上述分析可知，当粒子乙出第一象限时甲在磁场中偏转角度为 撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，乙粒子运动一段时间后，整个区域再加上相同的磁场，可得两粒子在磁场中仍做半径为b的匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相交，则如图所示 设撤去电场、磁场到加磁场乙匀速运动距离，甲的匀速运动距离，可知 在中，由余弦定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $