精品解析：2026届湖北黄冈中学高三下学期5月考前学情自测物理试题

高三5月第三次模拟考试 物理试卷 本试卷共6页，15题。满分100分。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题：本题共7小题，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，每小题4分，有选错的得0分。 1. 关于近代物理知识，下列说法中正确的（ ） A. 动量相等的质子和中子，它们的德布罗意波长不相等 B. 铀核裂变的一种核反应方程可能为 C. 一个处于能级的氢原子向基态跃迁最多可能产生3种频率的光子 D. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 2. 如图所示，A、B为弹性竖直挡板，相距，A、B之间为水平导轨。一小球（可视为质点）自A板处开始，以的速度沿导轨向B板运动，它与A、B挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来，且在导轨上做减速运动的加速度大小不变，为使小球恰好停在两挡板的中间，这个加速度的大小可能为（ ） A. B. C. D. 3. 某同学搭建了一个甲烷分子球棍模型，并将其静置在光滑水平桌面上，如图所示。质量均为m的四个相同小球a，b，c，d通过轻杆连接在小球O周围，形成正四面体结构。已知小球O质量为2m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 轻杆1对小球d的作用力大小为2mg B. 桌面对小球a的弹力大小为3mg C. 小球O受到四根轻杆的合力大小等于mg D. 轻杆2对小球b的作用力大小为mg 4. 2025年12月，人类发现的第三颗星际彗星——阿特拉斯（3I/ATLAS）抵达近日点。天文学家确认其轨道为开放的双曲线，这表明它来自太阳系外，并将在掠过太阳后永远离开。假设阿特拉斯在近日点附近时，到太阳的距离为R，速率为v，太阳系内的某行星恰好沿半径为R的圆形轨道绕太阳匀速运行。已知太阳质量为M，引力常量为G，选无穷远处为零势能点，忽略其他天体影响。下列说法正确的是（ ） A. 该行星的运行速率为，且阿特拉斯在近日点的速率v小于此值 B. 阿特拉斯的双曲线轨道说明太阳对它的引力不遵循平方反比定律 C. 阿特拉斯在运动过程中，其动能与引力势能之和（即总机械能）大于零 D. 阿特拉斯在近日点处与该行星受太阳的万有引力大小相等 5. 如图所示，小球B、C在同一水平面上，距离，在B的正上方处，小球A以的初速度水平向右抛出，同时将小球B、C以速率竖直向上抛出，不考虑两球的大小及空气阻力，在小球A落地前的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B之间的距离最小值为 B. 小球A、B之间的距离最小值为5 m C. 小球A、C之间的距离最小值为 D. 小球A、C之间的距离最小值为5 m 6. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，其最大阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端，电压表和电流表示数变化的绝对值为和，以下说法正确的是（ ） A. 滑片向下滑动的过程中，电压表、电流表的示数均变大 B. 滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率一直增大 C. 时，理想变压器的输出功率最大 D. 7. 如图所示，倾角的传送带以的速度逆时针匀速转动，初始时刻物块A随传送带一起匀速运动，物块B以初速度平行于传送带向下运动，AB之间的距离为。两物块均可视为质点，质量分别为、，与传送带间的动摩擦因数均为，AB之间的碰撞为弹性碰撞，取重力加速度，下列说法正确的是（ ） A. 经过两物块发生碰撞 B. 两物块第一次碰前与传送带摩擦生热 C. 若两物块不发生碰撞，两者之间初始距离至少为 D. 两物块有可能发生两次碰撞 二、多项选择题：本题共3小题，共12分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题4分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 细铜丝因其良好的导电性、柔韧性和易加工性，在多个领域有广泛应用，细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（ ） A. 这个操作利用了光的偏振现象 B. 这一技术利用了光的衍射现象 C. 如果发现光屏上的条纹变窄，表明此时抽出的铜丝变细了 D. 光屏上形成的是中央亮且宽的不等间距条纹 9. 1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（ ） A. c点的压强为2p0 B. 从a到b过程中气体向外释放热量 C. 从a到b过程中气体对外做功为 D. 从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 10. 如图所示，半径为R的圆形区域的圆心位于直角坐标系的坐标原点O，该圆形区域内有垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出），在区域存在沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，磁场区域外右侧有宽度为的粒子源，M、N为粒子源两端点，M、N连线垂直于x轴，粒子源中点P位于x轴上，且均匀持续向x轴负方向发射质量为m、电荷量为+q（q>0）、速率为v的粒子，已知从粒子源中点P发出的粒子，经过磁场后，恰能从圆与y轴负半轴的交点Q处沿y轴负方向射出磁场。不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 所有进入圆形磁场区域的粒子都要经过Q点离开 B. 粒子在圆形磁场区域运动的最长时间为 C. 粒子进入电场后，再次经过y轴的最长时间为 D. 粒子进入电场后，再次经过y轴时距离O点的最大距离为 三、实验题：本题包括2小题，每空两分，共16分，解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置。 11. 某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。，。 （1）增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要_________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。 （2）多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线，根据图像可得图线的斜率为a，截距为b，则橡皮绳的原长为______，橡皮绳的劲度系数______。 （3）由于橡皮绳的劲度系数较小，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更合理，可以______（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。 12. 温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护，是传感器中需求量最大的一类，广泛应用于工业、汽车、家电及医疗等领域。学校物理实验小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度，设计了如图甲所示的电路，当气温低于20℃时低温指示灯亮，高于30℃时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移，当继电器线圈中的电流大于20 mA时衔铁被吸引上移，控制电路中电源的电动势，热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。 （1）若气温下降，电流表A示数将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计，定值电阻______Ω。 （3）工作电路中，接线C应与______（选填“A”或“B”）端相连。 （4）实际测试中发现气温上升到32℃时，高温指示灯才开始亮，请你分析其中原因可能是______。 四、本题包括3小题，共42分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： （1）光学组件对该单色光的折射率n； （2）该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 14. 如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为，质量为3m的B环套在轻杆上恰好不下滑，距离B环的位置有一质量为m的光滑环A从静止释放。下滑过程中，A环与B环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）求A环与B环第一次碰后瞬间的速度； （2）求第一次碰撞后到第二次碰撞前的时间内B环位移的大小； （3）求B环从初始位置到第10次碰撞时的距离。 15. 长方形绝缘斜面MNQP倾角，斜面上有宽为、垂直斜面向上的矩形匀强磁场区域EFHG，其上、下边界均与NQ、PM平行。两个完全相同、边长为、质量为、电阻为的正方形线圈甲和乙在斜面上并排放置，线圈的下边均与QN平行，甲的下边与磁场上边界EF的距离为L。现同时无初速释放甲、乙线圈，已知甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动；当甲的下边刚要出磁场时，乙恰好追上甲并与之发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后甲的上边通过磁场的时间为。不计一切摩擦，g取10m/s2。求： （1）磁场的磁感应强度B的大小； （2）初始位置，乙线圈的下边与甲线圈的上边之间的距离x； （3）碰撞后瞬间甲线圈的加速度大小； （4）甲线圈通过磁场区域全过程产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三5月第三次模拟考试 物理试卷 本试卷共6页，15题。满分100分。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题：本题共7小题，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，每小题4分，有选错的得0分。 1. 关于近代物理知识，下列说法中正确的（ ） A. 动量相等的质子和中子，它们的德布罗意波长不相等 B. 铀核裂变的一种核反应方程可能为 C. 一个处于能级的氢原子向基态跃迁最多可能产生3种频率的光子 D. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据德布罗意波长公式，普朗克常量为定值，若质子和中子动量相等，则二者德布罗意波长相等，故A错误； B．铀核裂变需要中子轰击才能引发，核反应方程左侧必须包含入射中子，故B错误； C．一个处于能级的氢原子向基态跃迁，最多的跃迁路径为，共产生3种频率的光子，故C正确； D．原子核的比结合能（平均结合能）越大，原子核越稳定，总结合能大的原子核比结合能不一定大，稳定性不一定高，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，A、B为弹性竖直挡板，相距，A、B之间为水平导轨。一小球（可视为质点）自A板处开始，以的速度沿导轨向B板运动，它与A、B挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来，且在导轨上做减速运动的加速度大小不变，为使小球恰好停在两挡板的中间，这个加速度的大小可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】依题意，小球可看作连续的匀减速直线运动，可知 且小球通过的路程为 联立，解得 当时，可得；当a=1，3，4时n都不是整数。 故选B。 3. 某同学搭建了一个甲烷分子球棍模型，并将其静置在光滑水平桌面上，如图所示。质量均为m的四个相同小球a，b，c，d通过轻杆连接在小球O周围，形成正四面体结构。已知小球O质量为2m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 轻杆1对小球d的作用力大小为2mg B. 桌面对小球a的弹力大小为3mg C. 小球O受到四根轻杆的合力大小等于mg D. 轻杆2对小球b的作用力大小为mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球d，根据平衡条件可得轻杆1对小球d的作用力大小为，故A错误； B．对整体，根据平衡条件可得 解得，故B错误； C．对小球O，根据平衡条件可得，故C错误； D．对小球b，由于水平桌面光滑，轻杆2对b弹力只能沿竖直方向，根据平衡条件可得 所以轻杆2对小球b的作用力大小为，故D正确。 故选D。 4. 2025年12月，人类发现的第三颗星际彗星——阿特拉斯（3I/ATLAS）抵达近日点。天文学家确认其轨道为开放的双曲线，这表明它来自太阳系外，并将在掠过太阳后永远离开。假设阿特拉斯在近日点附近时，到太阳的距离为R，速率为v，太阳系内的某行星恰好沿半径为R的圆形轨道绕太阳匀速运行。已知太阳质量为M，引力常量为G，选无穷远处为零势能点，忽略其他天体影响。下列说法正确的是（ ） A. 该行星的运行速率为，且阿特拉斯在近日点的速率v小于此值 B. 阿特拉斯的双曲线轨道说明太阳对它的引力不遵循平方反比定律 C. 阿特拉斯在运动过程中，其动能与引力势能之和（即总机械能）大于零 D. 阿特拉斯在近日点处与该行星受太阳的万有引力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 得行星运行速率 阿特拉斯沿双曲线轨道运动，掠过太阳后将脱离太阳系，说明其近日点速率大于同半径圆轨道的运行速率，故A错误； B．万有引力遵循平方反比定律时，天体的轨道可以是圆、椭圆、抛物线、双曲线，双曲线轨道是平方反比引力场中物体机械能大于零时的典型运动轨迹，故B错误； C．选无穷远为零势能点，引力势能表达式为 阿特拉斯可运动到无穷远处且仍具有动能，无穷远处引力势能为0，因此其总机械能（动能与引力势能之和）大于0，故C正确； D．太阳对天体的万有引力为，由于阿特拉斯与行星的质量未知，无法比较二者受到的万有引力大小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，小球B、C在同一水平面上，距离，在B的正上方处，小球A以的初速度水平向右抛出，同时将小球B、C以速率竖直向上抛出，不考虑两球的大小及空气阻力，在小球A落地前的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球A、B之间的距离最小值为 B. 小球A、B之间的距离最小值为5 m C. 小球A、C之间的距离最小值为 D. 小球A、C之间的距离最小值为5 m 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，小球A、B在竖直方向的加速度相同，所以以小球B为参考系，小球A的运动可分解为，水平方向向右的匀速，竖直方向向下的匀速，设小球A的速度方向与竖直方向的夹角为，则 解得 则小球A、B之间的距离最小值为，故A正确，B错误； CD．同理，以小球C为参考系，小球A的运动可分解为，水平方向向右的匀速，竖直方向向下的匀速，初始时小球A、C连线与竖直方向夹角为，则 可得 即以小球C为参考系，小球A沿直线向小球C运动，所以小球A、C之间的距离最小值为0，故CD错误。 故选A。 6. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，其最大阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端，电压表和电流表示数变化的绝对值为和，以下说法正确的是（ ） A. 滑片向下滑动的过程中，电压表、电流表的示数均变大 B. 滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率一直增大 C. 时，理想变压器的输出功率最大 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．将变压器与负载等效为一个电阻，则有 根据，， 联立解得 又理想变压器原线圈接的交流电，则原线圈电路中接入的交流电源电压有效值保持不变，为 在原线圈电路中，根据闭合电路欧姆定律，可得 滑片向下滑动的过程中，的有效电阻变大，根据 可知变大，故原线圈中的电流变小，根据 可知副线圈中的电流变小，即电流表的示数变小； 在原线圈电路中有 可知原线圈两端的电压变大，根据 可知副线圈两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误； BC．将电阻视为电源内阻，可知当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大；即 代入数据解得 说明当时电源输出功率最大，又因R的最大阻值为，故滑片向下滑动的过程中，理想变压器的输出功率先增大再减小，故B错误，C正确； D．在原线圈电路中有 根据， 联立解得 可得 ，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，倾角的传送带以的速度逆时针匀速转动，初始时刻物块A随传送带一起匀速运动，物块B以初速度平行于传送带向下运动，AB之间的距离为。两物块均可视为质点，质量分别为、，与传送带间的动摩擦因数均为，AB之间的碰撞为弹性碰撞，取重力加速度，下列说法正确的是（ ） A. 经过两物块发生碰撞 B. 两物块第一次碰前与传送带摩擦生热 C. 若两物块不发生碰撞，两者之间初始距离至少为 D. 两物块有可能发生两次碰撞 【答案】C 【解析】 【详解】A．传送带的速度逆时针匀速转动，物块B以平行于传送带向下运动,规定沿传送带向下为正方向，物块B相对传送带向下运动，受到的摩擦力斜向上，由牛顿第二定律可知物块B的加速度 即B向下做匀减速运动。 B减速到0的时间 这段时间B向下位移大小为 由题意，物块A随传送带一起匀速运动，这段时间内的位移大小为 两者相对靠近距离为 刚好等于初始AB距离，因此碰撞发生在，故A错误； B．摩擦生热满足 为物块与传送带的相对位移；两物块第一次碰前，物块A随传送带一起匀速运动 因此物块A与传送带生热为0。对物块B，时间内，传送带的位移方向沿斜面向上，大小为 B相对传送带的相对位移 物块B受到的滑动摩擦力大小为 因此 ，故B错误； C．物块B减速到0后，继续向上匀加速（摩擦力仍向上，加速度不变），加速到和传送带共速所需时间为 加速过程位移方向沿斜面向上，大小为 故B的总位移为 物块B从减速到0再加速到和传送带共速所需总时间 物块A的总位移为 两者相对位移大小为 B共速后和A同速匀速，距离不再变化，因此刚好不碰撞的初始最小距离为，故C正确； D．AB两物块碰撞为弹性碰撞，由动量守恒可知 碰撞前后系统动能相等，满足 联立解得， 代入， 解得， 若物块B在下降阶段与A碰撞，则 ， 碰后 ， 可知碰后物块B的速度方向向上，且 若物块B在上升阶段与A碰撞，则 ， 碰后 ， 可知碰后物块B的速度方向向上，且 因碰后B的速度更大，故两者再继续上行过程中距离越来越大，最终两者都达到匀速，距离保持不变，不会发生第二次碰撞，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，共12分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题4分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 细铜丝因其良好的导电性、柔韧性和易加工性，在多个领域有广泛应用，细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（ ） A. 这个操作利用了光的偏振现象 B. 这一技术利用了光的衍射现象 C. 如果发现光屏上的条纹变窄，表明此时抽出的铜丝变细了 D. 光屏上形成的是中央亮且宽的不等间距条纹 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．该装置的工作原理是：细铜丝的尺寸与激光波长相近，激光照射细铜丝时发生明显衍射，利用衍射条纹的变化检测铜丝粗细，利用的是光的衍射现象，故A错误，B正确； C．衍射现象中，铜丝越细，衍射越显著，衍射条纹越宽。若光屏上的条纹变窄，说明衍射程度降低，表明抽出的铜丝变粗了，故C错误； D．障碍物衍射的条纹特点为：中央条纹最亮最宽，两侧条纹亮度逐渐降低、间距不等，不同于双缝干涉的等间距条纹，故D正确。 故选BD。 9. 1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（ ） A. c点的压强为2p0 B. 从a到b过程中气体向外释放热量 C. 从a到b过程中气体对外做功为 D. 从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据理想气体有 由a点状态得 由图可得，b点的状态， 代入理想气体状态方程得 解得 c、b 是图过原点的直线，根据 可知 可知得为常数，即是等压过程，因此 ，故A正确； B．是过原点的抛物线，故 代入 可得 结合a点条件得 故与成正比，则从到，温度升高，理想气体内能只与温度有关，故内能增量 体积增大，气体对外做功 根据热力学第一定律 可得 所以气体吸热，故B错误； CD．从a（体积为，温度为，压强为）到b（体积为，温度为，压强为）过程中，故与成正比，画出从a经b到c再回到a过程中的图像 a到b过程中气体对外做功为下面梯形的面积 从a经b到c再回到a过程中外界对气体做功为上面三角形的面积 又一个循环则 由热力学第一定律 解得 故气体放出热量为，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，半径为R的圆形区域的圆心位于直角坐标系的坐标原点O，该圆形区域内有垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出），在区域存在沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，磁场区域外右侧有宽度为的粒子源，M、N为粒子源两端点，M、N连线垂直于x轴，粒子源中点P位于x轴上，且均匀持续向x轴负方向发射质量为m、电荷量为+q（q>0）、速率为v的粒子，已知从粒子源中点P发出的粒子，经过磁场后，恰能从圆与y轴负半轴的交点Q处沿y轴负方向射出磁场。不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 所有进入圆形磁场区域的粒子都要经过Q点离开 B. 粒子在圆形磁场区域运动的最长时间为 C. 粒子进入电场后，再次经过y轴的最长时间为 D. 粒子进入电场后，再次经过y轴时距离O点的最大距离为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由题意可知从粒子源中点发射的粒子在磁场中运动轨迹为四分之一圆周，设轨迹半径为，由几何关系易知 如图所示，根据几何关系可知所有进入圆形磁场区域的粒子经过磁场偏转都要经过Q点离开，故A正确； B．在磁场中运动周期 粒子在磁场运动的时间 可知粒子转过的角度越大，运动时间越长，进入磁场的点与Q点连线越长，则角度越大，可知从点出发入射磁场的粒子运动时间最长。根据几何关系可得，可得圆心角，可得运动时间，故B错误； C．粒子进入电场后，设速度与竖直方向的夹角为，夹角越大，水平速度越大，再次经过y轴的时间越长，即从点出发入射磁场的粒子进入电场后，再次经过y轴的时间最长，如图所示。根据牛顿第二定律有 解得再次经过y轴的最长时间，故C正确； D．粒子进入电场后，设速度与竖直方向的夹角为，离开点到再次经过轴，距离点的距离 其中 代入得 当，取极大值，故，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本题包括2小题，每空两分，共16分，解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置。 11. 某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。，。 （1）增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要_________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。 （2）多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线，根据图像可得图线的斜率为a，截距为b，则橡皮绳的原长为______，橡皮绳的劲度系数______。 （3）由于橡皮绳的劲度系数较小，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更合理，可以______（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。 【答案】（1）增大 （2） ①. b ②. （3）减小 【解析】 【11题详解】 对结点受力分析，由平衡条件可得水平拉力 橡皮绳与竖直方向夹角不变，当钩码重力增大时，水平拉力增大，因此需要增大手对绳套的水平拉力。 【12题详解】 [1][2]由竖直方向平衡可得橡皮绳拉力 结合胡克定律有 联立可得 可知 图线的纵轴截距就是橡皮绳原长，即 图线斜率 解得劲度系数 【13题详解】 根据 可得重力变化对应橡皮绳长度变化 要让橡皮绳的长度变化更合理，需要增大，即减小夹角，因此需要减小橡皮绳与竖直方向的夹角。 12. 温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护，是传感器中需求量最大的一类，广泛应用于工业、汽车、家电及医疗等领域。学校物理实验小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度，设计了如图甲所示的电路，当气温低于20℃时低温指示灯亮，高于30℃时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移，当继电器线圈中的电流大于20 mA时衔铁被吸引上移，控制电路中电源的电动势，热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。 （1）若气温下降，电流表A示数将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计，定值电阻______Ω。 （3）工作电路中，接线C应与______（选填“A”或“B”）端相连。 （4）实际测试中发现气温上升到32℃时，高温指示灯才开始亮，请你分析其中原因可能是______。 【答案】（1）减小 （2）100 （3）A （4）电源有内阻或继电器有电阻 【解析】 【小问1详解】 气温下降时，由图乙可知热敏电阻​阻值增大，控制电路总电阻增大，电源电动势不变，由闭合电路欧姆定律​，可得控制电路电流减小，因此电流表示数减小。 【小问2详解】 由题意，时， ，电流达到 ，刚好吸引 时， ，电流达到 ，刚好吸引 线圈电阻不计，由欧姆定律 代入解得 代入 验证 ，符合题意。 【小问3详解】 温度高于时，高温指示灯亮，此时电流大于 ，衔铁被吸引上移，动触点与上端静触点A接通，因此高温指示灯的接线C应接A，才能保证高温时高温指示灯接通发光，符合题目要求 【小问4详解】 气温升到高温指示灯才亮，说明时电流未达到 ，需要温度更高、​更小，电流才能达到阈值。 常见原因：电源电动势小于设计值，或定值电阻实际阻值偏大，或控制电路存在内阻（电源有内阻或继电器有电阻），都会导致相同温度下电流偏小，需要更高温度才能点亮高温指示灯，合理即可。 四、本题包括3小题，共42分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： （1）光学组件对该单色光的折射率n； （2）该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，过点做，已知，，则，根据数学知识有， 得折射角 依题意，平行于，则入射角 解得光学组件对该单色光的折射率 【小问2详解】 根据前面证明可知，，该束单色光从E点折射后到达点，在点的入射角为，，故该单色光在点发生全反射，可知折射角为，故折射光线与平行，到达半圆面的点，过点做，则 得，根据几何知识 得，，故单色光从点射出光学组件 过点做，则 得，由 解得该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间 14. 如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为，质量为3m的B环套在轻杆上恰好不下滑，距离B环的位置有一质量为m的光滑环A从静止释放。下滑过程中，A环与B环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）求A环与B环第一次碰后瞬间的速度； （2）求第一次碰撞后到第二次碰撞前的时间内B环位移的大小； （3）求B环从初始位置到第10次碰撞时的距离。 【答案】（1） ， （2）0.8m （3）36m 【解析】 【小问1详解】 取沿杆向下为正，设A与B碰前速度为，根据能量守恒有 由于A与B的碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得 ， 【小问2详解】 B环开始恰好不下滑静止于轻杆上，有 则碰后B环匀速下滑，A环沿杆向上做匀减速直线运动，以B为参考系，A相对B的初速度为 A相对B的加速度为 由题意有 解得时间为 则B环的位移为 【小问3详解】 设A与B第二次碰前速度为，则有 A与B第二次碰后速度分别为、，由动量守恒定律与机械能守恒定律得， 解得， 第二次碰撞后，A相对B的初速度为 则经历时间两环发生第三次碰撞，第二、三次碰撞之间B环位移 同理可得此后每经过0.8s发生一次碰撞，第三、四次碰撞之间B环位移 所以第次碰后B环位移 则B环从初始位置到第10次碰撞时位移的大小 15. 长方形绝缘斜面MNQP倾角，斜面上有宽为、垂直斜面向上的矩形匀强磁场区域EFHG，其上、下边界均与NQ、PM平行。两个完全相同、边长为、质量为、电阻为的正方形线圈甲和乙在斜面上并排放置，线圈的下边均与QN平行，甲的下边与磁场上边界EF的距离为L。现同时无初速释放甲、乙线圈，已知甲的下边进入磁场时，甲恰好做匀速直线运动；当甲的下边刚要出磁场时，乙恰好追上甲并与之发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后甲的上边通过磁场的时间为。不计一切摩擦，g取10m/s2。求： （1）磁场的磁感应强度B的大小； （2）初始位置，乙线圈的下边与甲线圈的上边之间的距离x； （3）碰撞后瞬间甲线圈的加速度大小； （4）甲线圈通过磁场区域全过程产生的焦耳热。 【答案】（1）2.5T （2）0.1m （3）2.5m/s2 （4）5.375J 【解析】 【详解】（1）线圈甲释放到下端刚进入磁场过程，由机械能守恒得 进入磁场切割磁感线，电动势 欧姆定律 受到的安培力 恰好匀速运动，受力平衡，有 联立解得 （2）甲乙进入磁场前均有 甲进入磁场前后分别有 ， 乙进入磁场前位移有 联立解得 （3）两者质量相等，碰撞为弹性碰撞，甲乙交换速度；故碰后甲的速度为 此时电动势 由欧姆定律得 受到的安培力 牛顿第二定律，有 联立解得 （4）甲线圈上边通过磁场过程，设甲线圈离开磁场时的速度为，由动量定理可得 欧姆定律 法拉第电磁感应定律 甲线圈产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $