精品解析：安徽省淮北市第一中学2025-2026学年高三下学期周考三物理试卷

淮北一中2026届高三下学期物理周考三 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 2. 如图所示，将完全相同的小球1、2从同一高度处同时由静止释放，其中斜面固定在地面上且表面光滑，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两个小球同时落地 B. 两个小球落地瞬间的速度相同 C. 两个小球落地瞬间的动能相同 D. 两个小球落地瞬间重力的功率相同 3. 水果的碰伤阈值是指水果在不碰伤的情况下能够从静止竖直跌落的最大高度。已知苹果在与地板接触后经过时间速度减为0，桔子在与地板接触后经过时间速度减为0，苹果和桔子碰伤所需的平均作用力均约为自身重力的3倍，则苹果和桔子的碰伤阈值之比约为（　　） A. 1：4 B. 1：3 C. 1：2 D. 2：1 4. 如图所示，弹珠发射器（可视为质点）固定于足够高的支架顶端，支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度v1水平运动，同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为v2（v2>v1）的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为x，竖直方向位移为y。已知发射器到墙壁的垂直距离为L，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. x的最小值为 B. x的最小值为 C. y的最小值为 D. y的最小值为 5. 由于空气阻力的影响，被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置1被踢出，位置3为轨迹的最高点，位置2、4距地面高度相等。重力加速度为g，忽略足球的旋转。关于足球，下列说法正确的是（　　） A. 到达位置3时，加速度为g B. 经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度 C. 由位置1到位置3减少的动能少于由位置3到位置5增加的动能 D. 由位置1运动到位置3的时间大于由位置3运动到位置5的时间 6. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 7. 哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A. 光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B. 光从冰砖射出的最长时间为 C. 从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为 D. 点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 8. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B. 图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D. 图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。 9. 处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　） A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向 B. x=10m处质点每秒向右移动200m C. 当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置 D. 若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz 10. 如图所示，足够长的木板M放在光滑水平面上，滑块N放在木板上的左端，二者之间接触面粗糙，水平地面的右侧固定一竖直挡板。木板M和滑块N以相同的速度水平向右运动，木板M和挡板发生弹性碰撞，碰撞时间可忽略不计。以木板M第一次与挡板发生碰撞的时刻为计时起点，水平向右为正方向，以下描述木板M和滑块N的速度随时间变化规律的图像（用实线表示滑块N的速度变化规律，用虚线表示木板M的速度变化规律）可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共5小题，共58分。解答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。 11. 某小组以气球为实验对象，探究球形物体受空气阻力与其运动速率的定量关系。他们将细铁丝和重物悬挂于气球下方，再用天平称出气球、细铁丝和重物的总质量为。实验时，一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄气球下落的视频，并得到分帧照片。如图（a），在确认相邻两帧照片之间重物下落的距离基本相等的情况下，读出某帧照片重物位置在刻度尺上的读数为，再经过帧照片后的读数为，设相邻两帧照片之间的时间间隔为，计算出该情况下气球速率。改变重物质量，重复实验，得到不同的和的数据，拟合出和的函数图像如图（b）所示。 （1）由于空气阻力的大小还可能与物体的大小和形状有关，实验中需保持物体的大小和形状等其他条件相同，这种常用的物理方法叫_______（填选项标号）； A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）关于该实验内容下列说法正确的是（　　） A. 气球先做匀加速运动后做匀速运动 B. 气球匀速运动的速率 C. 若重物的质量增大，会导致加速距离增大 D. 由图（b）中图像可得出，气球受空气阻力大小跟其运动速率成正比 （3）实验结束后，小组同学们讨论可能影响实验结论的因素，除读数的偶然误差以外，还可能存在的影响因素：（写出一条即可）________ 12. 小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中，为电源，为线圈，闭合开关使灯泡发光，然后断开开关，发现灯泡不会立即熄灭，而是持续一小段时间再熄灭。 （1）断开开关后，灯泡上的电流方向__________（选填“向左”或“向右”）；若在线圈中插入铁芯后再重复该实验，则断开开关后灯泡上电流持续的时间__________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 （2）小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素，保持线圈一定，仅更换电源（内阻不计）或仅更换灯泡进行实验，并用电流传感器（图中未画出）测量开关断开后灯泡中的电流随时间的变化。其中的一组图像如图乙所示。 若①②两条曲线对应的电源电动势分别为、，则其大小关系为__________； 若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为、，则其大小关系为__________。 13. 如图所示，在有圆孔的水平支架上放置一物块，子弹从圆孔下方以大小为的速度竖直向上击中物块并留在物块中。已知子弹的质量为，物块的质量为，重力加速度大小为。物块（含子弹）在空中运动时所受阻力大小为它们所受总重力的。子弹与物块相对运动的时间极短，不计物块厚度的影响，求： （1）子弹在物块中相对物块运动的过程中，系统损失的机械能； （2）物块（含子弹）落回支架前瞬间的速度大小。 14. 如图所示，某实验小组设计了一种简易气压升降装置。汽缸Ⅰ竖直放置，体积为，质量的活塞a（S为活塞横截面积）静止在汽缸Ⅰ的中间位置，封闭气体的体积为。汽缸Ⅱ水平放置，封闭气体的体积为，压强为，通过单向阀门与大气连通，活塞b向左推动时，关闭；向右拉动时，打开。两汽缸通过体积不计的管道连通，管道左端有单向阀门，只有汽缸Ⅱ中气体压强大于汽缸Ⅰ中气体压强时，才能打开。汽缸Ⅱ右侧的活塞b每缓慢推一次，都能将体积为，压强为的气体全部压入汽缸Ⅰ中，活塞a上升到汽缸Ⅰ顶端时会被卡住。大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸之间的摩擦及活塞的厚度，两汽缸导热良好，环境温度保持不变，求 （1）第1次缓慢推活塞b，将汽缸Ⅱ中气体全部压入汽缸Ⅰ后，活塞a升高的高度； （2）第3次缓慢推活塞b，当汽缸Ⅱ中气体体积压缩到多大时，阀门才能够打开。 15. 如图所示，以O为坐标原点建立坐标系，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，z轴正方向垂直纸面向外（图中未画出），沿x轴正方向从左到右依次存在四个区域，区域之间的边界均平行于平面。Ⅰ区存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小；Ⅱ区存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅲ区存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅳ区存在沿y轴负方向的匀强电场和沿z轴负方向的匀强磁场，电场强度大小，磁感应强度大小，Ⅳ区足够宽。Ⅰ区右边界与x轴的交点为，轴上的A点到O点的距离。一个比荷的带电粒子从A点以速度、沿x轴正方向射入Ⅰ区，经点进入Ⅱ区时第一次穿过xOz平面，进入Ⅲ区时恰好第二次穿过平面，进入Ⅳ区时恰好第三次穿过平面，之后在Ⅳ区内继续运动。不计粒子所受重力。求： （1）带电粒子进入Ⅱ区时的速度； （2）带电粒子第二次穿过平面时的位置坐标； （3）Ⅲ区的宽度d； （4）带电粒子在Ⅳ区运动时距平面的最大距离和每次穿过xOz平面时距Ⅳ区左边界的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 淮北一中2026届高三下学期物理周考三 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．前4s内刹车的距离为，将刹车的过程逆向来看，根据 解得，故A错误； B．计时零点的速度大小为，故B错误； C．前4秒内平均速度大小为，故C正确； D．根据图像可知0~4s内和0~8s内位移相等，由于时间不等，故平均速度不等，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，将完全相同的小球1、2从同一高度处同时由静止释放，其中斜面固定在地面上且表面光滑，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两个小球同时落地 B. 两个小球落地瞬间的速度相同 C. 两个小球落地瞬间的动能相同 D. 两个小球落地瞬间重力的功率相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球1做自由落体运动，小球2做初速度为零的匀加速直线运动，小球2的加速度小于g，位移大于小球1的位移，所以小球2的运动时间比小球1的运动时间长，即小球2后落地，故A错误； BC．两个小球运动过程中机械能守恒，重力势能的减少量相等，动能的增加量也相等，末动能也相等，末速度大小也相等，但方向不同，所以两个小球落地瞬间的速度不相同，故B错误，C正确； D．两个小球落地瞬间速度大小相等，但方向不同，所以重力的功率不同，故D错误。 故选C。 3. 水果的碰伤阈值是指水果在不碰伤的情况下能够从静止竖直跌落的最大高度。已知苹果在与地板接触后经过时间速度减为0，桔子在与地板接触后经过时间速度减为0，苹果和桔子碰伤所需的平均作用力均约为自身重力的3倍，则苹果和桔子的碰伤阈值之比约为（　　） A. 1：4 B. 1：3 C. 1：2 D. 2：1 【答案】A 【解析】 【详解】苹果和桔子碰伤所需的平均作用力均约为自身重力的3倍，可知苹果和桔子减速过程的加速度大小均为 设与地板接触时，苹果和桔子的速度分别为、，根据题意有 ， 可得 根据自由落体运动公式 可得苹果和桔子的碰伤阈值之比约为 故选A。 4. 如图所示，弹珠发射器（可视为质点）固定于足够高的支架顶端，支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度v1水平运动，同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为v2（v2>v1）的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为x，竖直方向位移为y。已知发射器到墙壁的垂直距离为L，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. x的最小值为 B. x的最小值为 C. y的最小值为 D. y的最小值为 【答案】C 【解析】 【详解】CD．弹珠在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当v2垂直竖直墙壁射出时，弹珠运动时间最短 y的最小值为 故C正确，D错误； AB．由于 则弹珠水平方向的合速度可以垂直竖直墙壁，合速度大小为 此时x的最小值为L，故AB错误。 故选C。 5. 由于空气阻力的影响，被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置1被踢出，位置3为轨迹的最高点，位置2、4距地面高度相等。重力加速度为g，忽略足球的旋转。关于足球，下列说法正确的是（　　） A. 到达位置3时，加速度为g B. 经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度 C. 由位置1到位置3减少的动能少于由位置3到位置5增加的动能 D. 由位置1运动到位置3的时间大于由位置3运动到位置5的时间 【答案】B 【解析】 【详解】A．到达位置3时，足球受重力与空气阻力作用，加速度不为g，故A错误； B．从经过位置2到经过位置4时，根据动能定理可知的速度，可知动能减小，则经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度，故B正确； C．由位置1到位置3，根据动能定理有 由位置3到位置5，根据动能定理有 则由位置1到位置3减少的动能大于由位置3到位置5增加的动能，故C错误； D．上升过程中阻力的分力与重力方向相同，下降过程中重力与阻力方向相反，则上升过程中平均加速度较大，根据可知，由位置1运动到位置3的时间小于由位置3运动到位置5的时间，故D错误； 故选B。 6. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此加速器加速粒子时的周期与粒子在磁场中的运动周期相同为 α粒子的比荷与质子的比荷不同，即α粒子与质子在磁场中运动的周期不同，所以保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置不能用于加速α粒子，故A错误； B．设质子从D型盒出口射出的速度为vm，则有 解得质子从D型盒出口射出的动能为 可知质子从D型盒出口射出的动能与加速电压无关，故B错误； C．设质子从D型盒出口射出时加速了n次，则由动能定理有 解得 故C错误； D．由动能定理可知， 得第n次加速后和第n+1次加速后的速度分别为， 再由质子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力有 可知 则质子第n次加速后和第n+1次加速后的运动半径分别为， 所以 故D正确。 故选D。 7. 哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A. 光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B. 光从冰砖射出的最长时间为 C. 从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为 D. 点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．光在冰块中的传播速度 光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度，故A错误； B．根据题意可知，临界角 光线从顶点射出时，路程最大，由几何关系可得，此时光线的入射角 即光线不能从顶点射出，则路程最大时恰好发生全反射，设光从冰砖射出的最长时间时路程为x，由几何关系可知 则最长时间 联立以上解得 故B错误； C．几何关系可知每一侧面被照亮的半径 则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为 联立解得 故C正确； D．紫光折射率比红光大，故紫光临界角小，结合以上分析可知，表面有光射出的区域半径减小，即面积将减小，故D错误。 故选C。 8. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B. 图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D. 图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 【答案】C 【解析】 【详解】A．铀238核发生α衰变后的产物钍234核，该核反应方程为 铀238核中子数为 钍234核中子数为 可知铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少2个中子，故A错误； B．氘核和氚核聚变成氦核并放出一个中子，核聚变过程中会释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知 ，该反应存在质量亏损，反应前后质量并不守恒，故B错误； C．一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出种不同频率的光，故C正确； D．根据光电效应方程 图丁可知c光遏止电压最大，则c光频率最高，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。 9. 处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　） A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向 B. x=10m处质点每秒向右移动200m C. 当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置 D. 若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz 【答案】AD 【解析】 【详解】A．所有质点的起振方向和波源起振方向一致，根据上下坡法，可知图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A正确； B．波上的质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，故B错误； C． CD．根据题意结合图可知 该波的频率为 当t=0.1s时，即经过了一个周期，x=40m处的质点回到了平衡位置；若波源向x轴正方向运动，波源与接收器间的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到波的频率增大，将大于10Hz，故C错误，D正确； 故选AD。 10. 如图所示，足够长的木板M放在光滑水平面上，滑块N放在木板上的左端，二者之间接触面粗糙，水平地面的右侧固定一竖直挡板。木板M和滑块N以相同的速度水平向右运动，木板M和挡板发生弹性碰撞，碰撞时间可忽略不计。以木板M第一次与挡板发生碰撞的时刻为计时起点，水平向右为正方向，以下描述木板M和滑块N的速度随时间变化规律的图像（用实线表示滑块N的速度变化规律，用虚线表示木板M的速度变化规律）可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．若木板和滑块质量相等，则滑块向右减速的加速度大小等于木板向左减速的加速度大小，同时减速为0，故A正确； BC．若木板质量大于滑块，则 两物体共速时速度向左，一起匀速运动，故B正确，C错误； D．若木板质量小于滑块，两物块共速时速度向右，先匀速运动一段再和挡板碰撞，重复之前的过程，故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。解答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。 11. 某小组以气球为实验对象，探究球形物体受空气阻力与其运动速率的定量关系。他们将细铁丝和重物悬挂于气球下方，再用天平称出气球、细铁丝和重物的总质量为。实验时，一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄气球下落的视频，并得到分帧照片。如图（a），在确认相邻两帧照片之间重物下落的距离基本相等的情况下，读出某帧照片重物位置在刻度尺上的读数为，再经过帧照片后的读数为，设相邻两帧照片之间的时间间隔为，计算出该情况下气球速率。改变重物质量，重复实验，得到不同的和的数据，拟合出和的函数图像如图（b）所示。 （1）由于空气阻力的大小还可能与物体的大小和形状有关，实验中需保持物体的大小和形状等其他条件相同，这种常用的物理方法叫_______（填选项标号）； A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）关于该实验内容下列说法正确的是（　　） A. 气球先做匀加速运动后做匀速运动 B. 气球匀速运动的速率 C. 若重物的质量增大，会导致加速距离增大 D. 由图（b）中图像可得出，气球受空气阻力大小跟其运动速率成正比 （3）实验结束后，小组同学们讨论可能影响实验结论的因素，除读数的偶然误差以外，还可能存在的影响因素：（写出一条即可）________ 【答案】（1）B （2）CD （3）刻度尺的刻度误差；拍摄视频的帧率不稳定；气球下落过程中形状发生微小变化；空气流动（风）的影响；天平测量质量存在误差等 【解析】 【小问1详解】 实验中保持物体的大小、形状等其他条件相同，只改变重物质量来探究空气阻力与速率的关系，这种方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 A．气球刚开始下落时，其重力大于空气阻力，所以气球向下做加速运动，但随着气球的下落，空气阻力不恒定，故加速度也不恒定，所以气球向下做的是变加速运动；当实验中确认相邻两帧照片之间重物下落的距离基本相等，说明气球做匀速运动，所以气球先做变加速运动后做匀速运动，故A错误； B．相邻两帧的时间间隔为T，则经过n帧照片的总时间为 所以气球匀速运动的速率为，故B错误； C．若重物质量m增大，最终匀速时的阻力Ff​=mg更大，对应匀速速度v更大；而加速过程是从0加速到更大的v，因此加速的位移（加速距离）会增大，故C正确； D．由图（b）可知，图像是过原点的倾斜直线，所以气球的质量与其运动速率成正比。当气球匀速时，由平衡关系有 故气球受到的空气阻力大小跟其质量成正比。所以气球受空气阻力大小跟其运动速率成正比，故D正确。 故选CD。 【小问3详解】 实验过程中还可能存在的影响因素有（任选一条即可）：刻度尺的刻度误差；拍摄视频的帧率不稳定；气球下落过程中形状发生微小变化；空气流动（风）的影响；天平测量质量存在误差等。 12. 小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中，为电源，为线圈，闭合开关使灯泡发光，然后断开开关，发现灯泡不会立即熄灭，而是持续一小段时间再熄灭。 （1）断开开关后，灯泡上的电流方向__________（选填“向左”或“向右”）；若在线圈中插入铁芯后再重复该实验，则断开开关后灯泡上电流持续的时间__________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 （2）小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素，保持线圈一定，仅更换电源（内阻不计）或仅更换灯泡进行实验，并用电流传感器（图中未画出）测量开关断开后灯泡中的电流随时间的变化。其中的一组图像如图乙所示。 若①②两条曲线对应的电源电动势分别为、，则其大小关系为__________； 若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为、，则其大小关系为__________。 【答案】 ①. 向左 ②. 变长 ③. E1＝E2 ④. R1＞R2 【解析】 【详解】（1）[1] 断开开关，线圈电流减小，根据楞次定律，感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，线圈会产生和原电流方向相同的感应电流，故灯泡上的电流方向向左； [2]产生的感应电流和自感系数成正比，线圈中插入铁芯，自感系数增大，感应电流增大，断开开关后灯泡上电流持续的时间变长。 (2）[3]若①②两条曲线对应的电源电动势分别为E1、E2,由乙图可知，在断开开关之前，①②电流相同，根据闭合电路欧姆定律知，电源电动势相同，即E1=E2; 乙图曲线与坐标系围成的面积表示通过导体截面的电荷量，即，若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为R1、R2，根据乙图可知,S1 < S2 ,且线圈磁通量变化相同，则有，可得：R1> R2 13. 如图所示，在有圆孔的水平支架上放置一物块，子弹从圆孔下方以大小为的速度竖直向上击中物块并留在物块中。已知子弹的质量为，物块的质量为，重力加速度大小为。物块（含子弹）在空中运动时所受阻力大小为它们所受总重力的。子弹与物块相对运动的时间极短，不计物块厚度的影响，求： （1）子弹在物块中相对物块运动的过程中，系统损失的机械能； （2）物块（含子弹）落回支架前瞬间的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 子弹射入物块过程，由动量守恒定律有 解得 子弹射入物块的过程中，系统损失的机械能 解得 【小问2详解】 子弹射入物块后一起向上运动，由运动学公式有 由牛顿第二定律有 子弹和物块落回支架的过程中，由牛顿第二定律有 由运动学公式有 解得子弹和物块落回支架前瞬间的速度大小 14. 如图所示，某实验小组设计了一种简易气压升降装置。汽缸Ⅰ竖直放置，体积为，质量的活塞a（S为活塞横截面积）静止在汽缸Ⅰ的中间位置，封闭气体的体积为。汽缸Ⅱ水平放置，封闭气体的体积为，压强为，通过单向阀门与大气连通，活塞b向左推动时，关闭；向右拉动时，打开。两汽缸通过体积不计的管道连通，管道左端有单向阀门，只有汽缸Ⅱ中气体压强大于汽缸Ⅰ中气体压强时，才能打开。汽缸Ⅱ右侧的活塞b每缓慢推一次，都能将体积为，压强为的气体全部压入汽缸Ⅰ中，活塞a上升到汽缸Ⅰ顶端时会被卡住。大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸之间的摩擦及活塞的厚度，两汽缸导热良好，环境温度保持不变，求 （1）第1次缓慢推活塞b，将汽缸Ⅱ中气体全部压入汽缸Ⅰ后，活塞a升高的高度； （2）第3次缓慢推活塞b，当汽缸Ⅱ中气体体积压缩到多大时，阀门才能够打开。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 开始时活塞a距汽缸Ⅰ底部的高度为 活塞a静止不动，汽缸Ⅰ中的气体压强为，对活塞a有 得 汽缸Ⅰ充气1次后活塞高度为，根据玻意耳定律得 汽缸Ⅰ中活塞上升的高度为 【小问2详解】 汽缸Ⅰ充气2次后，假设活塞未到汽缸Ⅰ顶部，根据玻意耳定律 得 则活塞a恰好到达汽缸顶部，汽缸Ⅰ中气体压强仍为，第3次缓慢推活塞b，压缩汽缸Ⅱ中气体体积到，压强与汽缸Ⅰ充气2次后的压强相同，根据玻意耳定律得 得 15. 如图所示，以O为坐标原点建立坐标系，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，z轴正方向垂直纸面向外（图中未画出），沿x轴正方向从左到右依次存在四个区域，区域之间的边界均平行于平面。Ⅰ区存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小；Ⅱ区存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅲ区存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅳ区存在沿y轴负方向的匀强电场和沿z轴负方向的匀强磁场，电场强度大小，磁感应强度大小，Ⅳ区足够宽。Ⅰ区右边界与x轴的交点为，轴上的A点到O点的距离。一个比荷的带电粒子从A点以速度、沿x轴正方向射入Ⅰ区，经点进入Ⅱ区时第一次穿过xOz平面，进入Ⅲ区时恰好第二次穿过平面，进入Ⅳ区时恰好第三次穿过平面，之后在Ⅳ区内继续运动。不计粒子所受重力。求： （1）带电粒子进入Ⅱ区时的速度； （2）带电粒子第二次穿过平面时的位置坐标； （3）Ⅲ区的宽度d； （4）带电粒子在Ⅳ区运动时距平面的最大距离和每次穿过xOz平面时距Ⅳ区左边界的距离。 【答案】（1）大小为，方向与x轴正方向成角 （2） （3） （4）；（n=1，2，3……） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在Ⅰ区中做类平抛运动，根据动能定理有 求得 设速度方向与x轴正方向夹角为，则 即 【小问2详解】 粒子进入Ⅱ区后，粒子速度方向与磁场方向不垂直，所以粒子做螺旋线运动，一边沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，一边在垂直于x轴的平面内以速度做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 求得 粒子进入Ⅱ区后转过半周第二次穿过xOz平面，所经历的时间为 粒子第二次穿过xOz平面时的x坐标为 y坐标为0 z坐标为 即粒子第二次穿过xOz平面时的坐标为 【小问3详解】 粒子进入Ⅲ区时速度大小仍为，方向与平面平行、偏向y轴正方向且与x轴正方向成，粒子在Ⅲ区匀速圆周运动过程有 得 Ⅲ区的宽度 【小问4详解】 粒子进入Ⅳ区时速度大小仍为，方向与平面平行偏向y轴负方向夹角且与x轴正方向成，粒子进入Ⅳ区后，受到沿y轴负方向的电场力，将速度分解为水平向右的分速度，使带电粒子受到竖直向上的洛伦兹力与电场力平衡，即 解得 由运动的合成分解得另一分速度大小为，方向与y轴负方向夹角为偏向x轴负方向。带电粒子以在竖直平面内做匀速圆周运动有 解得 带电粒子在Ⅳ区运动时距xOz平面的最大距离 带电粒子在Ⅳ区运动时沿y轴正方向穿过xOz平面时的时间 在此过程中沿x轴正方向运动的距离（n=0，1，2，3……） 带电粒子在Ⅳ区运动时沿方向穿过xOz平面时的时间 在此过程中沿x轴正方向运动的距离（n=1，2，3……） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $