精品解析：2026届河南省新乡市高三下学期考前预测物理试卷

高三物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 冰箱贴是一种采用磁性材料制成的生活用品，主要用于装饰冰箱表面及固定便签。现有一小巧美观的冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上，如图所示，当冰箱贴静止不动时，下列说法正确的是（　　） A. 冰箱贴共受到三个力的作用 B. 冰箱对冰箱贴的支持力大小等于冰箱贴所受重力的大小 C. 冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小 D. 冰箱对冰箱贴的作用力大小大于冰箱贴所受重力的大小 2. 伸缩门是一种可以实现大幅度开合的门，广泛应用于各单位和企业中。如图所示，甲处为伸缩门的固定端，乙处为移动端，P、Q两点是伸缩门下端相邻的两个铰接点，当乙端匀速移动时，关于P、Q两点水平方向上的运动情况，下列v水平-t图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，某三棱镜的横截面ABC为等腰三角形，一单色光从AB边上的D点射入三棱镜，入射角为60°，三棱镜内部折射光线与底边BC平行。已知三棱镜对该单色光的折射率为，则从三棱镜AC边的E点射出的光线与射入三棱镜的入射光的夹角为（　　） A. 15° B. 30° C. 45° D. 60° 4. 氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时，会发出一系列光谱线。其中氢原子从高能级向基态（n=1）跃迁时辐射的光谱称为赖曼系，如图所示。我国南极昆仑站配备了高精度的紫外光谱仪，主要用于探测来自宇宙深处的氢原子赖曼系辐射。关于赖曼系，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从不同能级直接跃迁至基态时，辐射出的光子波长各不相同 B. 氢原子从不同能级直接跃迁至基态时，辐射出的光子频率相同 C. 氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，辐射出的光子频率更低 D. 氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，辐射出的光子波长更长 5. “天梯计划”是设想利用碳纳米管材料构建一条从地球赤道延伸至静止卫星轨道以外的“星际通道”。如图所示，P、Q为天梯上相对天梯静止的两个物体。忽略大气的影响，分析可知（　　） A. P物体的线速度小于Q物体的线速度 B. P物体的线速度大于静止卫星的线速度 C. P物体的加速度大于Q物体的加速度 D. Q物体的加速度小于静止卫星的加速度 6. 如图所示，电源为交流理想恒压源，R1、R2均为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，电表均可视为理想交流电表，变压器可视为理想变压器。闭合开关K，下列说法正确的是（　　） A. 光照增强时，电流表A1示数增大，电压表V1示数增大 B. 光照增强时，电流表A2示数减小，电压表V2示数减小 C. 光照减弱时，电流表A1示数增大，电压表V1示数不变 D. 光照减弱时，电流表A2示数增大，电压表V2示数不变 7. 为推广乒乓球运动，学校体育组开设“国球启蒙班”指导学生学习乒乓球规则。按照规则，某次发球时，从球台左侧边缘正上方将球垂直左侧边缘水平击出，先落在己方台面，反弹后落在对方台面，则发球成功。如图所示，已知乒乓球台案长为2L，发球高度为H，球网高为h，球落在台上反弹前后，水平速度不变，竖直速度大小不变但方向反向，重力加速度为g，不计空气阻力，乒乓球可视为质点。若本次发球成功，下列说法正确的是（　　） A. 除碰撞反弹过程外，乒乓球做变加速曲线运动 B. 乒乓球的最大发球速度为 C. 乒乓球的最小发球速度为 D. 乒乓球从发出到落在对方台上用时 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一列简谐横波在时的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点，图2是质点Q的振动图像。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A. 波速为18cm/s，沿x轴负方向传播 B. 质点Q的平衡位置为x=9cm C. 0~1s内质点P经过的路程为4cm D. 再经过1s，质点P移动至x=21cm处 9. 如图所示，圆形光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，磁感应强度大小随时间均匀增加。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看小球沿顺时针方向运动 B. 从上往下看小球沿逆时针方向运动 C. 小球每运动一圈回到出发点时，速度的增加量都相同 D. 小球每运动一圈回到出发点时，动能的增加量都相同 10. 如图所示，O-xyz空间坐标系中有一匀强电场，A、B、C三点分别位于x、y、z坐标轴上，OA=OB=OC=1m，D、E、F分别为AB、BC、AC的中点，已知各点电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. E点电势为4.5V B. 电场强度沿OD方向 C. 电场强度大小为9V/m D. 将一电子从F点移到D点，电势能增加1.5eV 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组设计了如图1所示的实验装置来测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ。将长木板固定在水平桌面上，倾斜直轨道与长木板左端平滑连接，长木板上装有光电门，光电门与光电计时器相连。实验时，将装有遮光条的滑块从倾斜直轨道上由静止释放。 （1）实验前，用游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度，如图2所示，遮光条的宽度为d=__________cm。 （2）实验时，固定光电门，测量并记录光电门到长木板最左端的水平距离x，将滑块从倾斜轨道上某一点由静止释放，记录遮光条经过光电门的遮光时间t。 （3）改变光电门的位置，将滑块从倾斜轨道上__________（填“相同”或“不同”）位置释放，重复操作，获取多组数据。 （4）利用描点法，以x为纵轴，以__________（填“t”“”或“”）为横轴，绘出线性图像，所得图像如图3所示，测得斜率绝对值为k，已知当地重力加速度为g，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=__________（用d、k、g来表示）。 12. 某实验小组为“探究电路电阻对电容器放电时间的影响”，设计了如图1所示的电路。 实验步骤如下： ①将单刀双掷开关K1掷于A处，给电容器充满电； ②断开K2，将开关K1掷于B处，使电容器放电，记录放电电流随时间的变化关系，如图2中曲线a（虚线）所示； ③将K1重新掷于A处，再次使电容器充满电； ④闭合开关K2，将K1掷于B处，再次记录放电电流随时间的变化关系，如图2中曲线b（实线）所示。 根据以上信息，回答下列问题： （1）电容器充电时，电路中定值电阻R0的作用是__________。由图2可知，电容器放电时，回路电阻越大，放电时间__________（填“越长”或“越短”）。 （2）图2中两条曲线与坐标轴围成的面积分别为Sa和Sb，则Sa__________Sb（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）P、Q是图2中曲线b上的两个点，其纵坐标分别为I0、0.5I0，则P、Q两点处的切线斜率之比为__________。 13. 某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； （2）需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 14. 科学研究中常常利用电磁场实现对带电粒子运动的精准控制。如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，过坐标原点O且与x轴夹角为45°的虚线MN左侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其他区域无电磁场。一质量为m，带电量为+q（q>0）的粒子自P（-d，d）点以速度v0沿x轴负方向进入磁场，一段时间后经过虚线MN上的Q（d，-d）点离开磁场，经电场偏转后恰好经过y轴上的S（0，2d）点，不计粒子重力及空气阻力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）匀强电场的电场强度大小； （3）粒子从P运动到S所用时间。 15. 如图所示，带电量为q=+0.01C、质量为m1=0.2kg的滑块1放在水平粗糙绝缘平台AC的最左端A点，平台AC长度LAC=4m，另一个不带电、质量为m2=0.1kg的滑块2静止在滑块1右侧B处，LAB=1.5m，平台右端与水平传送带CD平滑对接，其长度为LCD=2m，传送带以v传=4m/s的速度顺时针转动，传送带右侧与水平平台DF平滑对接，图中通过C点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场，电场强度E=120N/C，平台DF上固定一竖直挡板。现将滑块1从A点由静止释放，两个滑块碰撞后粘在一起（碰撞时间极短），且碰撞前后电荷量不变，滑块经过传送带后与平台DF上的挡板碰撞，且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知平台DF光滑，两滑块与平台AC及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.3，滑块均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求： （1）滑块1与滑块2碰撞后瞬间的速度大小； （2）滑块第一次到达D处时的速度大小； （3）整个过程中，滑块与传送带之间由于摩擦产生的热量。 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．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 冰箱贴是一种采用磁性材料制成的生活用品，主要用于装饰冰箱表面及固定便签。现有一小巧美观的冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上，如图所示，当冰箱贴静止不动时，下列说法正确的是（　　） A. 冰箱贴共受到三个力的作用 B. 冰箱对冰箱贴的支持力大小等于冰箱贴所受重力的大小 C. 冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小 D. 冰箱对冰箱贴的作用力大小大于冰箱贴所受重力的大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．冰箱贴共受到重力、摩擦力、冰箱门的磁吸引力、冰箱门的弹力，共四个力的作用，故A错误； B．冰箱对冰箱贴的支持力大小与冰箱贴所受重力的大小无关，故B错误； CD．根据平衡条件可知冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小，故C正确，D错误。 故选C。 2. 伸缩门是一种可以实现大幅度开合的门，广泛应用于各单位和企业中。如图所示，甲处为伸缩门的固定端，乙处为移动端，P、Q两点是伸缩门下端相邻的两个铰接点，当乙端匀速移动时，关于P、Q两点水平方向上的运动情况，下列v水平-t图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，当P点向右的水平位移为x时，Q点的水平位移为3x，可知两点的水平速度之比为1:3，故图像C可能正确。 故选C。 3. 如图所示，某三棱镜的横截面ABC为等腰三角形，一单色光从AB边上的D点射入三棱镜，入射角为60°，三棱镜内部折射光线与底边BC平行。已知三棱镜对该单色光的折射率为，则从三棱镜AC边的E点射出的光线与射入三棱镜的入射光的夹角为（　　） A. 15° B. 30° C. 45° D. 60° 【答案】D 【解析】 【详解】如图作出对应的两入射点的法线，它们的交点为点O，由几何关系得 在AB边入射时，由折射定律 解得 根据光的可逆性在AC边出射时， 解得 故出射光线与入射光线的夹角为 故选D。 4. 氢原子从各个较高能级跃迁至同一较低能级时，会发出一系列光谱线。其中氢原子从高能级向基态（n=1）跃迁时辐射的光谱称为赖曼系，如图所示。我国南极昆仑站配备了高精度的紫外光谱仪，主要用于探测来自宇宙深处的氢原子赖曼系辐射。关于赖曼系，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从不同能级直接跃迁至基态时，辐射出的光子波长各不相同 B. 氢原子从不同能级直接跃迁至基态时，辐射出的光子频率相同 C. 氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，辐射出的光子频率更低 D. 氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，辐射出的光子波长更长 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据玻尔原子理论，氢原子能级是分立的，从不同高能级跃迁至基态时，能级差各不相同。根据光子能量公式和波速公式可知，辐射出的光子频率和波长也各不相同，故A正确，B错误； CD．氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，能级差更大，辐射出的光子能量更大，根据可知辐射出的光子频率更高； 根据可知氢原子从n=3能级跃迁至基态比从n=2能级跃迁至基态，辐射出的光子波长更短，故CD错误。 故选A。 5. “天梯计划”是设想利用碳纳米管材料构建一条从地球赤道延伸至静止卫星轨道以外的“星际通道”。如图所示，P、Q为天梯上相对天梯静止的两个物体。忽略大气的影响，分析可知（　　） A. P物体的线速度小于Q物体的线速度 B. P物体的线速度大于静止卫星的线速度 C. P物体的加速度大于Q物体的加速度 D. Q物体的加速度小于静止卫星的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．、两物体随天梯一起随地球自转，角速度相同，由图可知的轨道半径小于的轨道半径，根据线速度公式可知，物体的线速度小于物体的线速度，故A正确； B．物体与静止卫星（同步卫星）的角速度相同，由图可知的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，根据可知，物体的线速度小于静止卫星的线速度，故B错误； C．、两物体角速度相同，且，根据向心加速度公式可知，物体的加速度小于物体的加速度，故C错误； D．物体与静止卫星的角速度相同，由图可知的轨道半径大于静止卫星的轨道半径，根据可知，物体的加速度大于静止卫星的加速度，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，电源为交流理想恒压源，R1、R2均为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，电表均可视为理想交流电表，变压器可视为理想变压器。闭合开关K，下列说法正确的是（　　） A. 光照增强时，电流表A1示数增大，电压表V1示数增大 B. 光照增强时，电流表A2示数减小，电压表V2示数减小 C. 光照减弱时，电流表A1示数增大，电压表V1示数不变 D. 光照减弱时，电流表A2示数增大，电压表V2示数不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．电源为交流理想恒压源，故原线圈输入电压不变，即电压表示数不变。根据理想变压器电压比 可知，副线圈输出电压不变。光照增强时，光敏电阻阻值减小，副线圈回路总电阻减小，根据欧姆定律 可知副线圈电流增大。根据电流比 可知原线圈电流增大，即电流表示数增大。综上，示数增大，示数不变，故A错误； B．由A项分析可知，光照增强时，副线圈总电流增大。电压表测量并联部分（与并联）的电压，根据串联电路分压原理， 因不变、增大，故减小，即电压表示数减小。电流表测量通过的电流， 因减小，故减小，即电流表示数减小。故B正确； C．光照减弱时，光敏电阻阻值增大，副线圈回路总电阻增大，副线圈电流减小，原线圈电流减小，即电流表示数减小。电压表示数始终等于电源电压，保持不变。故C错误； D．由C项分析可知，光照减弱时，副线圈电流减小。电压表示数 因减小，故增大，即电压表示数增大。电流表示数随之增大。故D错误。 故选B。 7. 为推广乒乓球运动，学校体育组开设“国球启蒙班”指导学生学习乒乓球规则。按照规则，某次发球时，从球台左侧边缘正上方将球垂直左侧边缘水平击出，先落在己方台面，反弹后落在对方台面，则发球成功。如图所示，已知乒乓球台案长为2L，发球高度为H，球网高为h，球落在台上反弹前后，水平速度不变，竖直速度大小不变但方向反向，重力加速度为g，不计空气阻力，乒乓球可视为质点。若本次发球成功，下列说法正确的是（　　） A. 除碰撞反弹过程外，乒乓球做变加速曲线运动 B. 乒乓球的最大发球速度为 C. 乒乓球的最小发球速度为 D. 乒乓球从发出到落在对方台上用时 【答案】C 【解析】 【详解】A．除碰撞反弹过程外，乒乓球仅受重力作用，加速度恒为重力加速度，做匀变速曲线运动，并非变加速曲线运动，故A错误； B．若发球速度为，乒乓球第一次下落时间，水平位移 ，即乒乓球直接落在对方台面右端，未先落在己方台面，不符合发球规则，故B错误； C．最小发球速度对应乒乓球反弹后刚好擦网且最终落在对方台面范围内 设第一次落台时间为，反弹时竖直速度大小 设过网时总用时为，水平位移满足，反弹后到过网的时间，竖直方向位移满足 联立解得：，故C正确； D．乒乓球第一次下落用时，反弹后竖直上抛，再次落回与台面同一高度的总用时，因此从发出到落在对方台的总用时，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。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一列简谐横波在时的波形图如图1所示，P、Q是介质中的两个质点，图2是质点Q的振动图像。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A. 波速为18cm/s，沿x轴负方向传播 B. 质点Q的平衡位置为x=9cm C. 0~1s内质点P经过的路程为4cm D. 再经过1s，质点P移动至x=21cm处 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图1可知波长为，由图2可知周期为，则波速为 由图2可知时质点Q向下振动，根据波形平移法可知，该简谐波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图2可知质点Q的振动方程为 当时，质点Q的位移为 由图1可知波动方程为 当时，有 解得 则有 解得质点Q的平衡位置为，故B正确； C．由 可知0~1s内质点P经过的路程为，故C正确； D．质点P只会在其平衡位置上下振动，不会随波的传播方向迁移，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，圆形光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，磁感应强度大小随时间均匀增加。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看小球沿顺时针方向运动 B. 从上往下看小球沿逆时针方向运动 C. 小球每运动一圈回到出发点时，速度的增加量都相同 D. 小球每运动一圈回到出发点时，动能的增加量都相同 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．磁场竖直向上且均匀增加，根据楞次定律，感生电场的电场线方向（从上往下看）为顺时针，小球带负电，所受电场力方向与电场方向相反，因此电场力为逆时针（从上往下看），小球会沿逆时针方向运动，故A错误，B正确； D．感生电场的电场强度大小为 因为磁感应强度均匀增加，则是定值，所以电场强度大小恒定；小球每运动一圈，电场力做功为 因做功为定值，根据动能定理可知每圈动能的增量相同，故D正确； C．由动量定理可知 因每圈的速度增大，则每圈的运动时间变小，则每圈速度的增加量变小，故C错误。 故选BD。 10. 如图所示，O-xyz空间坐标系中有一匀强电场，A、B、C三点分别位于x、y、z坐标轴上，OA=OB=OC=1m，D、E、F分别为AB、BC、AC的中点，已知各点电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. E点电势为4.5V B. 电场强度沿OD方向 C. 电场强度大小为9V/m D. 将一电子从F点移到D点，电势能增加1.5eV 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在匀强电场中，中点电势等于两端点电势的平均值。已知E为BC的中点，所以E点的电势为，故A正确； B．已知A、B电势，所以AB是一条等势线，故电场方向应垂直于AB所在的等势线。但AB在xOy平面内，在xOy平面内垂直于AB的方向是OD方向，由题图可知垂直于，而C点电势、O点电势，故OC不是一条等势线，说明z轴方向也有电势差，即电场在z轴方向也有分量。因此，电场强度应是xOy平面分量（沿OD方向）和z轴方向分量的矢量和，不是沿OD方向，故B错误； C．在xOy平面内，D点的电势为 则 由几何关系可知 则根据匀强电场电势差与场强的关系可得 同理在z轴方向， 则有 所以电场强度的大小为，故C正确； D．F点的电势为 则 将一电子从F点移到D点的过程中电场力做的功为 则由功能关系可知，该过程电势能减少了1.5eV，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组设计了如图1所示的实验装置来测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ。将长木板固定在水平桌面上，倾斜直轨道与长木板左端平滑连接，长木板上装有光电门，光电门与光电计时器相连。实验时，将装有遮光条的滑块从倾斜直轨道上由静止释放。 （1）实验前，用游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度，如图2所示，遮光条的宽度为d=__________cm。 （2）实验时，固定光电门，测量并记录光电门到长木板最左端的水平距离x，将滑块从倾斜轨道上某一点由静止释放，记录遮光条经过光电门的遮光时间t。 （3）改变光电门的位置，将滑块从倾斜轨道上__________（填“相同”或“不同”）位置释放，重复操作，获取多组数据。 （4）利用描点法，以x为纵轴，以__________（填“t”“”或“”）为横轴，绘出线性图像，所得图像如图3所示，测得斜率绝对值为k，已知当地重力加速度为g，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=__________（用d、k、g来表示）。 【答案】 ①. 0.550 ②. 相同 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]遮光条的宽度为d=0.5cm+0.05mm×10=0.550cm。 （3）[2]改变光电门的位置，将滑块从倾斜轨道上相同位置释放，以保证达到斜面底端时的速度相同，重复操作，获取多组数据。 （4）[3][4]滑块经过光电门时的速度 设滑块到达斜面底端时的速度为v0，则 解得 则以x为纵轴，以为横轴，由图像可知 则 12. 某实验小组为“探究电路电阻对电容器放电时间的影响”，设计了如图1所示的电路。 实验步骤如下： ①将单刀双掷开关K1掷于A处，给电容器充满电； ②断开K2，将开关K1掷于B处，使电容器放电，记录放电电流随时间的变化关系，如图2中曲线a（虚线）所示； ③将K1重新掷于A处，再次使电容器充满电； ④闭合开关K2，将K1掷于B处，再次记录放电电流随时间的变化关系，如图2中曲线b（实线）所示。 根据以上信息，回答下列问题： （1）电容器充电时，电路中定值电阻R0的作用是__________。由图2可知，电容器放电时，回路电阻越大，放电时间__________（填“越长”或“越短”）。 （2）图2中两条曲线与坐标轴围成的面积分别为Sa和Sb，则Sa__________Sb（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）P、Q是图2中曲线b上的两个点，其纵坐标分别为I0、0.5I0，则P、Q两点处的切线斜率之比为__________。 【答案】（1） ①. 限制充电电流，保护电路 ②. 越长 （2）等于 （3）2## 【解析】 【小问1详解】 [1] 电容器充电时，定值电阻的作用是限制充电电流，保护电路，即防止充电电流过大损坏元件。 [2] 曲线a对应的放电电阻是，曲线b对应的放电电阻是与并联的总电阻，根据并联电路的性质可知 由题图2可知，曲线a放电更慢，所以电容器放电时，回路电阻越大，放电时间越长。 【小问2详解】 图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程中放出的总电荷量，而电容器的带电量为 由于两次充电的电压相同且电容器的电容不变，所以电容器两次放电过程中放出的总电荷量相等，即 【小问3详解】 电容器放电时，电流随时间的变化规律为 对求导可得，电流的变化率即图像切线的斜率为 所以P、Q两点处的切线斜率之比为 13. 某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； （2）需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当气囊内气体的体积变为时，设气囊内气体压强为， 由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 初始时气囊内气体的压强为，体积为。设当此部分气体压强变为时，气体体积变为，由玻意耳定律得 解得 当压强都为时，气体质量和体积成正比，则此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比为 联立解得 14. 科学研究中常常利用电磁场实现对带电粒子运动的精准控制。如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，过坐标原点O且与x轴夹角为45°的虚线MN左侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其他区域无电磁场。一质量为m，带电量为+q（q>0）的粒子自P（-d，d）点以速度v0沿x轴负方向进入磁场，一段时间后经过虚线MN上的Q（d，-d）点离开磁场，经电场偏转后恰好经过y轴上的S（0，2d）点，不计粒子重力及空气阻力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）匀强电场的电场强度大小； （3）粒子从P运动到S所用时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系得 根据 解得 【小问2详解】 粒子经过点速度大小为，方向沿轴正方向，经过轴后，在第一象限做类平抛运动，有 由牛顿第二定律 联立得 【小问3详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹对应圆心角为，有 在第四象限的无磁场区域做匀速直线运动 在第一象限做类平抛运动，有 联立解得 15. 如图所示，带电量为q=+0.01C、质量为m1=0.2kg的滑块1放在水平粗糙绝缘平台AC的最左端A点，平台AC长度LAC=4m，另一个不带电、质量为m2=0.1kg的滑块2静止在滑块1右侧B处，LAB=1.5m，平台右端与水平传送带CD平滑对接，其长度为LCD=2m，传送带以v传=4m/s的速度顺时针转动，传送带右侧与水平平台DF平滑对接，图中通过C点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场，电场强度E=120N/C，平台DF上固定一竖直挡板。现将滑块1从A点由静止释放，两个滑块碰撞后粘在一起（碰撞时间极短），且碰撞前后电荷量不变，滑块经过传送带后与平台DF上的挡板碰撞，且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知平台DF光滑，两滑块与平台AC及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.3，滑块均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求： （1）滑块1与滑块2碰撞后瞬间的速度大小； （2）滑块第一次到达D处时的速度大小； （3）整个过程中，滑块与传送带之间由于摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设滑块1与滑块2碰撞前瞬间，滑块1的速度为，则滑块1在电场中运动过程，由动能定理得 代入数据解得 滑块1与滑块2碰撞为完全非弹性碰撞，滑块1与滑块2碰撞后的瞬时速度大小为，有 代入数据解得 【小问2详解】 滑块1与滑块2碰撞后一起在电场中运动过程中，由动能定理得 代入数据解得 滑块滑上传送带后向右匀加速运动的加速度大小为 设滑块达到传送带速度大小时运动位移大小为，则有 即滑块到达传送带右端之前已经与传送带共速，所以第一次到达处时的速度 【小问3详解】 设滑块从第1次滑上传送带到从右边滑离传送带，滑块相对传送带的路程大小为 滑块与挡板碰撞后，第一次向左以滑上传送带，接下来每一次与挡板碰撞后从传送带右边滑离时，速度大小等于滑上传送带时的速度大小。设向左减速到零的时间为，则有 设第次滑块从滑上传送带到右边滑离传送带，滑块相对传送带的路程大小为，则有 解得 则滑块从右侧滑上传送带后相对传送带运动的总路程为 解得 整个过程中，滑块相对传送带运动的总路程 则整个过程中，设滑块与传送带之间由于摩擦产生的总热量为，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $