精品解析：2026届河南南阳市方城县第一高级中学高三下学期考前保温考试物理试题（二）

2026届方城县第一高级中学高三下学期考前保温考试物理试题（二） 考生注意： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶，汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是（　 　） A. B. C. D. 2. 我国“嫦娥四号”月球车搭载的核电池利用放射性同位素衰变供能，的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 该反应属于衰变，为电子 B. 比更稳定 C. 的比结合能比的比结合能大 D. 若将置于高温环境，其半衰期会缩短 3. 在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体的体积将增大 B. 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C. 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D. 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 4. 如图所示，质量为的机器人站在质量为、长度为的木板左端。木板放置在光滑水平地面上，原来均静止。某时刻机器人突然斜向右上以初速度（对地）跳起，与水平方向夹角为，最终恰好落在木板右端并与木板相对静止。不计空气阻力，将机器人视为质点。取；。下列说法正确的是（　　） A. 全过程机器人与木板构成的系统动量守恒 B. 机器人落到木板右端后二者一起向右运动 C. D. 跳起时机器人消耗的电能可能为 5. 如图所示，单刀双掷开关与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘充、放电时通过电阻R的电流大小随时间变化的图像和两板电势差随电流大小变化的图像。下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如题图所示，质量为、带电荷量为的带电粒子（重力不计），从坐标原点以初速度沿轴正方向射入第一象限内的电磁场区域，在，区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，控制电场强度（值有多种可能），可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则（　　） A. 粒子从点射入磁场，电场强度满足 B. 从中点射入磁场的粒子在磁场中圆周运动半径为 C. 从点与从中点射入磁场的粒子打到接收器的两点距离大于 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 7. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过金属棒的电流为 B. 金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为 C. 金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D. 金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 二、多项选择题（第8~10题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，共18分） 8. 如图甲所示，底部固定有砂粒的塑料管竖直浮于水面，将塑料管向下压一小段距离后释放，砂粒（视为质点）随塑料管在竖直方向做简谐运动。取竖直向上为正方向，一段时间内砂粒的振动图像如图乙所示，则砂粒（　　） A. 振动的振幅为 B. 振动的频率为 C. 在时距平衡位置 D. 在时加速度方向竖直向下 9. 如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压，、为相同的灯泡，其电阻均为且恒定不变，定值电阻的阻值为灯泡阻值的一半。当滑片P处于如图所示位置时，AB端与PB端匝数比为，、闭合时，两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光的电流为1A B. 灯泡正常发光的电功率为27.5W C. 、均闭合时，将P沿顺时针方向转动，一定变暗 D. 断开，闭合，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），定值电阻消耗的电功率一定是先变大后变小 10. 如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平面上，轻弹簧放在斜面上，下端与斜面底端的固定挡板连接，上端与放在斜面上的物块A连接，绕过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着物块B。已知物块A的质量为，物块B的质量为，斜面足够长，牵引物块A的轻绳与斜面平行，用手托着物块B，改变B的高度，使轻弹簧刚好处于原长。已知重力加速度为，弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能，表示弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，快速撤去手。下列说法正确的是（　　） A. 快速撤去手的一瞬间，物块B的加速度大小为 B. 当物块A的速度达到最大时，弹簧的伸长量为 C. 物块A沿斜面向上运动的最大速度大小为 D. 物块A沿斜面向上运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能为 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用下列器材测量一节干电池的电动势和内电阻。 待测干电池（电动势约为，内阻小于） 电流表G（满偏电流，内阻为）电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω） 滑动变阻器滑动变阻器 定值电阻开关S、导线若干 （1）为方便、准确地进行测量，应选用滑动变阻器___________（选填或）； （2）图甲虚线方框内已画出所设计的部分实验电路原理图，请将该图补充完整； （3）某同学根据所设计的实验，测出了9组（电流表G的示数）和（电流表A的示数），并在图乙的坐标纸上描出了对应的9个点，请你在该坐标纸上作出和的关系图线； （4）由图线可得电动势为___________，内电阻为___________。（答案均保留2位小数） 12. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的填空： ①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点； ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码； ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m； ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③； ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1，s2，…，求出与不同m相对应的加速度a； ⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出—m关系图线，若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。 （2）完成下列填空： （ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________； （ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，a可用s1、s3和Δt表示为a=_____；图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_____mm，s3=____mm，由此求得加速度的大小a=_____m/s2。 （ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________ 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应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. 如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。 14. 如图，半径 的光滑四分之一圆弧轨道 与长 、以 顺时针转动的水平传送带 BC 相切于 B 点，传送带右端接无限长光滑水平台，平台上均匀静止排列 2026 个质量为 的相同滑块，相邻滑块间距 ，第一个滑块在水平台上紧靠 点。一质量 的铁块从圆弧最高点静止释放，经B点时无能量损失并开始计时，碰撞均为弹性正碰，碰撞时间不计，铁块、滑块均视为质点，铁块与传送带间动摩擦因数 。求： （1）铁块在传送带上运动时由于摩擦产生的总热量 ； （2）滑块 2026 开始运动的时刻 ； （3）铁块从第 1 次撞击滑块 1 到第 7 次开始撞击滑块 1 的过程中，走过的总路程 。 15. 如图所示的平面直角坐标系中，第一、二象限仅存在沿轴负方向的匀强电场，第三、四象限仅存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在轴正半轴分布有2026块挡板，每块挡板长为，厚度不计，相邻挡板间距为，第一块挡板左边缘位于坐标原点。离子源的纵坐标为，可以平行轴移动。离子源不停地沿轴正方向发射大量同种正离子，正离子比荷为，速度均匀的分布在与（，大小未知）之间。所有离子射入磁场时的速度竖直分量均为；不计离子间的相互作用力和离子的重力，不考虑离子间的碰撞，离子打到挡板（含边缘）即被吸收。求： （1）电场强度的大小； （2）离子源处于某位置时，以速度释放的粒子在出磁场时恰打在第一块挡板的左边缘；当离子源向轴负方向平移，以速度释放的粒子在出磁场时恰打在第一块挡板的右边缘，而且两个离子进出磁场的次数相同。求的可能取值； （3）已知。当离子源在移动时，有的位置，会使离子源发出的所有离子都直接打在挡板上，未进入磁场。现限制离子源仅在区域移动，发现有离子运动全程不打任何挡板。求当不打任何挡板离子占比最大时离子源的横坐标（用表示），以及此时不打板离子的占比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届方城县第一高级中学高三下学期考前保温考试物理试题（二） 考生注意： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶，汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是（　 　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】曲线运动的合力方向一定指向轨迹的凹侧，汽车沿圆弧从M向N行驶，轨迹凹侧在左侧，汽车减速行驶，说明合外力对汽车做负功，合外力与速度方向的夹角为钝角。 故选B 。 2. 我国“嫦娥四号”月球车搭载的核电池利用放射性同位素衰变供能，的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 该反应属于衰变，为电子 B. 比更稳定 C. 的比结合能比的比结合能大 D. 若将置于高温环境，其半衰期会缩短 【答案】B 【解析】 【详解】A．由电荷数守恒、质量数守恒，可知衰变方程为 属于α衰变，故A错误； B．该衰变过程释放能量，生成物原子核的能量更低、更稳定，即比更稳定，故B正确； C．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，更稳定，因此它的比结合能大于的比结合能，故C错误； D．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，由原子核内部结构决定，与外界温度、压强等环境条件无关，高温不会缩短其半衰期，故D错误。 故选B。 3. 在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体的体积将增大 B. 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C. 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D. 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程，有 过程，温度升高，压强不变，气体的体积将增大，故A正确； B．过程，温度升高，分子的平均动能增大，压强不变，气体的体积将增大，分子数密度减小，单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少，故B错误； C． 过程，温度不变，分子的平均动能不变，并不是每个气体分子的动能均保持不变，故C错误； D．根据理想气体状态方程，有 变形可得，可知 过程体积不变，气体做功为0，即W=0 温度降低，气体的内能减少,即 根据热力学第一定律，有 可知，即气体放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，质量为的机器人站在质量为、长度为的木板左端。木板放置在光滑水平地面上，原来均静止。某时刻机器人突然斜向右上以初速度（对地）跳起，与水平方向夹角为，最终恰好落在木板右端并与木板相对静止。不计空气阻力，将机器人视为质点。取；。下列说法正确的是（　　） A. 全过程机器人与木板构成的系统动量守恒 B. 机器人落到木板右端后二者一起向右运动 C. D. 跳起时机器人消耗的电能可能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．系统动量守恒的条件是合外力为零。全过程中，机器人竖直方向受重力，系统竖直方向合外力不为零，因此全过程系统总动量不守恒，仅水平方向动量守恒，故A错误； B．系统初始水平总动量为零，水平方向动量守恒，最终机器人与木板相对静止，设共速为，由动量守恒 解得v=0 最终二者静止，不会一起向右运动，故B错误； C．机器人斜抛运动的总时间：竖直方向分速度 落回原高度的运动时间 水平方向动量守恒：跳起后机器人水平分速度 设木板速度大小为（向左），则 机器人向右、木板向左，相对位移等于木板长度L，则 解得，故C正确； D．跳起消耗的电能等于系统获得的总动能，则有，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，单刀双掷开关与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘充、放电时通过电阻R的电流大小随时间变化的图像和两板电势差随电流大小变化的图像。下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电容器在充放电过程中电流均随时间减小，电流的变化率也在减小，图像如图所示 所以，AB错误； C．电源内阻不计，根据闭合电路欧姆定律 整理得，图像为斜率为负的直线，C正确； D．放电时，电容器两端电压等于电阻的电压，即，图像为一条过原点的直线，D错误； 故选C。 6. 如题图所示，质量为、带电荷量为的带电粒子（重力不计），从坐标原点以初速度沿轴正方向射入第一象限内的电磁场区域，在，区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，控制电场强度（值有多种可能），可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则（　　） A. 粒子从点射入磁场，电场强度满足 B. 从中点射入磁场的粒子在磁场中圆周运动半径为 C. 从点与从中点射入磁场的粒子打到接收器的两点距离大于 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，若粒子从N点射入磁场，则沿轴方向 沿轴方向，根据牛顿第二定律 根据运动学 联立，解得 故A错误； B．粒子在电场中做类平抛运动，若粒子从NP中点射入磁场，则 射入磁场时，沿轴的分速度大小为 联立，解得 射入磁场时的速度大小为 粒子在磁场中，根据牛顿第二定律 解得 故B错误； C．设射入磁场时，速度方向与所在直线的夹角为，根据平抛运动末速度的反向延长线过水平位移的中点，可知若粒子从NP中点射入磁场时 此时粒子打到接收器MN的位置与射入磁场两点间的距离为 若粒子从N点射入磁场，则射入磁场时沿轴的分速度大小为 射入磁场时的速度大小为 粒子在磁场中，根据牛顿第二定律 解得 同理可得 此时粒子打到接收器MN的位置与射入磁场两点间的距离为 所以，从N点与从NP中点射入磁场的粒子打到接收器MN的两点距离为 即从N点与从NP中点射入磁场的粒子打到接收器MN的两点距离等于，故C错误； D．粒子在磁场中运动的周期为 可知，粒子在磁场中运动的周期恒定，根据 可知，粒子在磁场中运动的圆心角越小，运动时间越短，因为 又，当粒子从N点射入磁场时，最小，所以 所以 故D正确。 故选D。 7. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过金属棒的电流为 B. 金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为 C. 金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D. 金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误； A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L = 2xtanθ，x = vt 则产生的感应电动势为 E = 2Bv2ttanθ 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q = CE = 2BCv2ttanθ 则流过导体棒的电流 I = = 2BCv2tanθ A正确； B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 E′ = 2Bvx0tanθ 则电容器的电荷量为 Q = CE′ = 2BCvx0tanθ B错误； D．由于导体棒做匀速运动则 F = F安 = BIL 由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式 P = Fv 可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化； D错误； 故选A。 【点睛】 二、多项选择题（第8~10题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，共18分） 8. 如图甲所示，底部固定有砂粒的塑料管竖直浮于水面，将塑料管向下压一小段距离后释放，砂粒（视为质点）随塑料管在竖直方向做简谐运动。取竖直向上为正方向，一段时间内砂粒的振动图像如图乙所示，则砂粒（　　） A. 振动的振幅为 B. 振动的频率为 C. 在时距平衡位置 D. 在时加速度方向竖直向下 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知砂粒振动的振幅为，故A错误； B．由图可知砂粒振动的周期为0.4s，则频率，故B正确； C．由图可得砂粒的振动方程为 当时，，即在时距平衡位置，故C错误； D．由图可知，在时位移竖直向上且最大，根据牛顿第二定律可得可知此时加速度方向竖直向下，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压，、为相同的灯泡，其电阻均为且恒定不变，定值电阻的阻值为灯泡阻值的一半。当滑片P处于如图所示位置时，AB端与PB端匝数比为，、闭合时，两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光的电流为1A B. 灯泡正常发光的电功率为27.5W C. 、均闭合时，将P沿顺时针方向转动，一定变暗 D. 断开，闭合，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），定值电阻消耗的电功率一定是先变大后变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据题中条件可知左端输入正弦交流电电压有效值为 根据理想变压器电压与线圈匝数关系有 设灯泡正常发光时的电流为，对原线圈电路有 对副线圈电路有 联立解得 故A正确； B．灯泡正常发光的电功率为 故B错误； C．、均闭合时，将P沿顺时针方向转动，副线圈的线圈匝数减少，等效电阻为 等效电阻增大，故原线圈中电流减小，功率减小，一定变暗，故C正确； D．断开，闭合，副线圈电路的总电阻为 此时的等效电阻 将P沿逆时针方向转动，副线圈的匝数增大，则变小，当P转动到A端时，最小为1，则等效电阻由减小到，将的电阻看作正弦交流电电源的内电阻，根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，当时，的电功率最大，故由减小到的过程中，消耗的电功率一定是先变大后变小，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平面上，轻弹簧放在斜面上，下端与斜面底端的固定挡板连接，上端与放在斜面上的物块A连接，绕过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着物块B。已知物块A的质量为，物块B的质量为，斜面足够长，牵引物块A的轻绳与斜面平行，用手托着物块B，改变B的高度，使轻弹簧刚好处于原长。已知重力加速度为，弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能，表示弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，快速撤去手。下列说法正确的是（　　） A. 快速撤去手的一瞬间，物块B的加速度大小为 B. 当物块A的速度达到最大时，弹簧的伸长量为 C. 物块A沿斜面向上运动的最大速度大小为 D. 物块A沿斜面向上运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．快速撤去手的一瞬间，根据牛顿第二定律可得 解得，A错误； B．当物块的加速度为零时速度最大，此时 解得，B正确； C．从开始到速度最大的过程中，根据机械能守恒， 解得，C正确； D．设弹簧的最大伸长量为，则由能量关系可得 解得 则弹簧具有的最大弹性势能，D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用下列器材测量一节干电池的电动势和内电阻。 待测干电池（电动势约为，内阻小于） 电流表G（满偏电流，内阻为）电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω） 滑动变阻器滑动变阻器 定值电阻开关S、导线若干 （1）为方便、准确地进行测量，应选用滑动变阻器___________（选填或）； （2）图甲虚线方框内已画出所设计的部分实验电路原理图，请将该图补充完整； （3）某同学根据所设计的实验，测出了9组（电流表G的示数）和（电流表A的示数），并在图乙的坐标纸上描出了对应的9个点，请你在该坐标纸上作出和的关系图线； （4）由图线可得电动势为___________，内电阻为___________。（答案均保留2位小数） 【答案】（1） （2） （3） （4） ①. 1.49 ②. 0.98 【解析】 【小问1详解】 由于电源的内阻小于，为方便实验操作，滑动变阻器的阻值不能太大，所以应选用滑动变阻器。 【小问2详解】 由于没有电压表，给定的电流表G可与定值电阻串联作电压表使用，且改装后的电压表可以避免分流导致的实验误差，故电流表使用外接法，实验电路如图所示 【小问3详解】 根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，并舍去误差较大的数据，得到图像如图所示 【小问4详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 所以图线的纵截距为 斜率的绝对值为 联立，解得， 12. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的填空： ①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点； ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码； ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m； ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③； ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1，s2，…，求出与不同m相对应的加速度a； ⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出—m关系图线，若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。 （2）完成下列填空： （ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________； （ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，a可用s1、s3和Δt表示为a=_____；图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_____mm，s3=____mm，由此求得加速度的大小a=_____m/s2。 （ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________ 【答案】 ①. 均匀 ②. 线性 ③. 远小于小车和小车中砝码的质量之和 ④. ⑤. 24.1 ⑥. 47.3 ⑦. 1.16 ⑧. ⑨. 【解析】 【详解】（1）①[1]平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀； ⑥[2]根据牛顿第二定律 解得 故与m成线性关系； （2）（i）[3] 设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 以M为研究对象，根据牛顿第二定律有 当时有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力，所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。 （ⅱ）[4]设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，由匀变速直线运动的推论得 即 解得 [5][6]图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=24.1mm，s3=47.3mm； [7] 由此求得加速度的大小 （ⅲ）[8][9]设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有 解得 所以图象的斜率为 解得 纵轴截距为 解得 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应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. 如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。 【答案】 【解析】 【详解】当光线经球心O入射时，光路图如图（a）所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有 ① 式中，入射角i=45°，γ为折射角。 △OAB为直角三角形，因此 ② 发生全反射时，临界角C满足 sinC=③ 在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图（b）所示。设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有 ∠EDO=C④ 在△EDO内，根据正弦定理有 ⑤ 联立以上各式并利用题给条件得 ⑥ 【点睛】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解。 14. 如图，半径 的光滑四分之一圆弧轨道 与长 、以 顺时针转动的水平传送带 BC 相切于 B 点，传送带右端接无限长光滑水平台，平台上均匀静止排列 2026 个质量为 的相同滑块，相邻滑块间距 ，第一个滑块在水平台上紧靠 点。一质量 的铁块从圆弧最高点静止释放，经B点时无能量损失并开始计时，碰撞均为弹性正碰，碰撞时间不计，铁块、滑块均视为质点，铁块与传送带间动摩擦因数 。求： （1）铁块在传送带上运动时由于摩擦产生的总热量 ； （2）滑块 2026 开始运动的时刻 ； （3）铁块从第 1 次撞击滑块 1 到第 7 次开始撞击滑块 1 的过程中，走过的总路程 。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 铁块下落到圆弧轨道最低点时，由动能定理得 解得 铁块在传送带上运动时，由牛顿第二定律得 即 铁块达到和传送带共速用时 此后铁块与传送带相对静止，此前的位移为 传送带在此过程中位移为 二者的相对位移为 因此产热为 【小问2详解】 铁块和传送带共速之后，在传送带上运动时间 因此，铁块在传送带上的总运动时间为 取水平向右为正方向，铁块与第一个滑块碰撞时的动量守恒方程 机械能守恒方程 解得， 第一个滑块与第二个滑块相撞用时为 相撞时的动量守恒 机械能守恒 解得， 由此可见，第二个滑块碰撞后的状态与第一个滑块相同，并且可以以此类推，每两个滑块相撞之后都是前一个静止，后一个以前一个的原速度向前运动，相撞用时相同。铁块碰撞后回到传送带上，设此时的速度为，由匀变速运动规律得 解得 因此铁块再次与滑块1碰撞时，滑块1碰撞后的速度会比第一次更小，因此铁块的后续碰撞不会影响到第一个滑块以后的滑块间碰撞。滑块2026开始运动对应第2026个滑块被撞击，此时滑块间撞击发生了2025次，因此 【小问3详解】 铁块在与滑块每次撞击后走过的路程分为两部分，分别是在传送带上的路程和在平面上走的路程，第一次撞击之后，铁块在传送带上向左的最大距离为 铁块还要回到传送带右端，因此从第一次与滑块1碰撞到第二次与滑块1碰撞之间，在传送带上走过的路程为 回到传送带右侧用时 此时滑块1已经静止，这次碰撞和第一次碰撞的区别只有初速度是第一次的二分之一，第一次碰撞之后，碰后速度大小为碰撞前的二分之一。同理可知第二次碰撞后的速度为第一次碰撞之后的二分之一，此速度与第三次碰撞速度大小相等。以此类推，每次碰撞之后铁块的速度减半，距离与速度的平方成正比，因此在传送带上行进路程变成上一次的四分之一。每次碰撞后滑块都要前进，即每次碰撞过程中铁块在平面上走过的距离都要增加，在两次碰撞间此距离要来回走两次。第一次碰撞与第二次碰撞之间在水平面上走过距离为，第二次和第三次之间为，以此类推。综上，走过的总路程为 15. 如图所示的平面直角坐标系中，第一、二象限仅存在沿轴负方向的匀强电场，第三、四象限仅存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在轴正半轴分布有2026块挡板，每块挡板长为，厚度不计，相邻挡板间距为，第一块挡板左边缘位于坐标原点。离子源的纵坐标为，可以平行轴移动。离子源不停地沿轴正方向发射大量同种正离子，正离子比荷为，速度均匀的分布在与（，大小未知）之间。所有离子射入磁场时的速度竖直分量均为；不计离子间的相互作用力和离子的重力，不考虑离子间的碰撞，离子打到挡板（含边缘）即被吸收。求： （1）电场强度的大小； （2）离子源处于某位置时，以速度释放的粒子在出磁场时恰打在第一块挡板的左边缘；当离子源向轴负方向平移，以速度释放的粒子在出磁场时恰打在第一块挡板的右边缘，而且两个离子进出磁场的次数相同。求的可能取值； （3）已知。当离子源在移动时，有的位置，会使离子源发出的所有离子都直接打在挡板上，未进入磁场。现限制离子源仅在区域移动，发现有离子运动全程不打任何挡板。求当不打任何挡板离子占比最大时离子源的横坐标（用表示），以及此时不打板离子的占比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在电场中做类平抛运动，对竖直方向列式， 解得 【小问2详解】 对任意一个离子分析轨迹，发现在电场中为抛物线，在磁场中被截得一段圆周运动的弧线；由对称性，每段电场中轨迹相同，每段磁场中轨迹相同；一段电场轨迹和一段磁场轨迹视为一个周期。 每个离子在磁场中运动的水平位移为，从离子进入磁场到下次离开磁场，对水平方向列动量定理，得 所以每个离子在磁场中的水平位移均相同 当离子初速度为，在电场中平抛的水平位移为 则若离子初速度为kv0，在电场中平抛的水平位移为 每个周期里，电场中的水平位移差就是总的水平位移差。假设两个离子进出磁场n次，有 解得 【小问3详解】 ①翻译信息:“当离子源在0≤x≤888d移动时，刚好有一半的区域，会使离子源发出的所有离子仅在电场中运动就打在板上。”因挡板分布是每4d具有一个周期，所以分析粒子源在0≤x≤4d的移动即可。 已知平抛最大位移为最小位移的2倍。假设最小位移为x，则最大位移与最小位移差为x，如图所示 当P平移，相当于x平移相同距离；当x每平移4d，整个x都在有挡板区域的位置占比为 则x=d 说明的平抛水平位移为2d，的平抛水平位移为d。 ②让所有离子第一次平抛后恰通过空隙，是能保证不打任何挡板离子占比最大的前提。所以此刻P的横坐标为2d ③想要有更多的离子运动全程不打任何板，分析发现，对于初速度为的离子，在电场中水平位移、在磁场中水平位移均为4d，这说明只要它第一次经过电场时没打到板，之后就全程不打板，它是最容易全程不打板的离子; 若初速度小于，因每个周期在电场中位移小于4d，每经过一个周期，经过宽为d的空的相对位置都会往左移一点。临界情况:假设速度为的离子经过多周期平移后，恰经过2025块挡板的左边缘。这个离子第一次经过空隙，与左侧挡板间距为(p-1)d每经过电场一次，与左挡板间距缩小(4-2p)d 解得 则当不打任何挡板离子占比最大， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $