精品解析：河南信阳高级中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题（二）

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区） 2025-2026学年高二下期05月测试（二） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B. 分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C. 液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D. 做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．扩散现象的本质是分子的无规则热运动，即使没有对流、重力等外界作用也能发生，故A错误； B．分子势能由分子间相互作用产生，其大小仅由分子间的相对位置决定，故B正确； C．布朗运动的剧烈程度满足：温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，温度越低、颗粒越大时布朗运动越弱，故C错误； D．分子热运动的平均动能仅与温度有关，和物体宏观的机械运动速度无关，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　） A. π×10−5s时，回路中电流变化最慢 B. 2π×10−5s时，灰尘的速度最大 C. 2π×10−5s时，线圈中磁场能最大 D. 2π×10−5s时，灰尘的加速度最小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电磁振荡的周期公式可得 所以当t=π×10−5s时，即，电容器放电完毕，回路中电流最大，电流变化最慢，故A正确； B．t=0时，对带电灰尘受力分析有 0~π×10−5s之间，即随着电容器放电，灰尘合力向下，开始加速运动；π×10−5s~2π×10−5s之间，即时电容反向充电，此时电场力与重力方向相同，速度继续增大；同理分析可得在2π×10−5s~4π×10−5s时，电容器先反向放电后又正向充电，可得灰尘所受到的合力一直向下，最后等于零，所以灰尘在该段时间处于一直加速运动，即2π×10−5s时，灰尘的速度不是最大，故B错误； C．2π×10−5s时，即时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故C错误； D．2π×10−5s时，即，振荡电路中电流为零，电容器场强和t=0时相反，此时灰尘的合外力为 即此时加速度大小为2g，后电容器又开始放电，可得加速度减小，所以可得在2π×10−5s时，灰尘的加速度最大为2g，故D错误。 故选A。 3. 两个半径为R的半球壳球面上分别均匀分布着电荷量为的正电荷，两半球壳球心分别位于和处，如图所示。现测得处的电场强度大小为，方向沿x轴负向。已知静电力常量为k，则左半球在处的电场强度大小为（电荷量为Q的均匀带电球壳在球外空间产生的电场可以等效为放置在球心处的点电荷Q产生的电场）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】将球心位于半球壳补全，即球心为一个带电量为的均匀带电球壳，其在处产生的电场强度为……① 设球心位于左半个球壳在处产生的电场强度为，球心位于右半个球壳在处产生的电场强度为，所以有……② 根据对称性可知球心位于右半个球壳在处产生的电场强度与球心位于左半个球壳在处产生的电场强度大小相等，方向相反，即球心位于左半个球壳在处产生的电场强度为，所以有……③ 联立①②③解得左半球在处的电场强度大小。 故选D。 4. 如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电阻箱R1最大阻值999.9Ω，定值电阻，在a、b两端输入正弦交流电，改变电阻箱R1的阻值得到电阻箱R1消耗的最大功率为20W；如图乙所示为除去变压器后组成的电路，改变电阻箱R1的阻值，得到R1消耗的最大功率为80W。则下列判断正确的是（　　） A. a、b两端输入的电压为20V B. 变压器原、副线圈的匝数比为3∶2 C. 图甲中，电阻箱R1的阻值为10Ω时，其消耗的电功率最大 D. 图甲中，电阻消耗的最大功率为80W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在题图甲中，设a、b端输入的电压为U，变压器原副线圈匝数分别为、，设原线圈中电流为I，等效内阻为 则 当时，R1消耗的最大功率为 在题图乙中，R1消耗的最大功率为 联立各式解得，，故AB错误； C．由前面分析可得题图甲中，时，其消耗的功率最大，故C错误； D．在题图甲中，当时，定值电阻消耗的最大功率为，故D正确。 故选D。 5. 某同学自制电子秤的原理如图所示：为滑动变阻器，其滑片P和托盘均与金属弹簧上端相连接，为限流电阻，用电压表的示数指示物体的质量。闭合开关S，托盘空载时，滑片P恰好位于变阻器的最上端，此时电压表示数为0。托盘质量、弹簧质量及其电阻均不计，不考虑滑片P移动时所受摩擦和电压表内阻的影响，电源电动势和内阻均不变。下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数越小，说明所称物体质量越大 B. 称量物体的质量越大，电路消耗的总功率越大 C. 将电压表表盘改写为等质量间隔的电子秤表盘后，表盘右端刻度线更密 D. 更换不同劲度系数的弹簧后，电子秤的量程不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．弹簧电阻不计，电压表测量滑动变阻器上半部分电阻电压，所称物体质量越大，滑动变阻器上半部分电阻越大，电路总电阻越大，电流越小，和电源内阻分到的电压越小，故滑动变阻器上电压越大，即电压表示数越大，故A错误； B．称量物体的质量越大，接入电路的滑动变阻器阻值越大，由闭合电路欧姆定律得 电路消耗的总功率 可知越大，I越小，P越小，故B错误； C．当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设物体下降x，平衡条件有  根据欧姆定律得 故电压表读数为 设变阻器总电阻为R，总长度为l，则有 联立解得 变式可得 令，可得 可知该式为曲线，对该函数式进行求导，得 可知随着m的增大，在减小，即在减小，故当m越大时，对于相同的值越小，所以若将电压表表盘改写为等质量间隔的电子秤表盘后，当m越大时指针越靠右，此时等质量间隔时的越小，即刻度线越密，故C正确； D．因为滑动变阻器可滑动的最大长度不变，当更换不同劲度系数的弹簧后，根据 可知对应的最大可称重的质量改变，由于滑动变阻器的最大阻值不变，指示出的电压表的最大示数不变，所以更换不同劲度系数的弹簧后，只需将该劲度系数下的最大可称重质量标记在电压表最大示数处即可，此时最大示数处所指示的质量就是电子秤的量程，所以电子秤的量程会改变，且劲度系数越大，对应的量程越大，劲度系数越小，对应的量程越小，故D错误。 故选C。 6. 密近双星是由两颗子星组成的双星系统，两颗子星之间距离非常近，引力相互作用极强，足以显著影响彼此的演化。科学家在观测密近双星时发现了一种双星轨道变化的新模式：两子星间的物质相互交流——即小质量子星的物质被吸引而转移至大质量子星上（不考虑质量的损失）会造成密近双星运动周期的改变。若密近双星的运动周期增大，则（　　） A. 大质量子星的角速度增大 B. 两子星的间距不变 C. 小质量子星的轨道半径增大 D. 两子星间的万有引力增大 【答案】C 【解析】 【详解】设小质量子星质量为，大质量子星质量为，两星总质量（无质量损失，恒定），两星间距为L，轨道半径分别为、，周期为T，角速度为。双星系统角速度相同，万有引力提供向心力有 且 联立解得，， A．角速度，增大则减小，故A错误； B．由可知，恒定，增大时必有L增大，故B错误； C．小质量子星轨道半径，恒定，L增大、增大，因此增大，故C正确； D．两星间万有引力，恒定，减小、增大时，的乘积减小（两数和固定，差值越大乘积越小），同时L增大，因此F减小，故D错误。 故选C。 7. 图甲为水火箭的原理图，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计。把水火箭的塑料容器竖直固定，在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。图乙中虚线MN'是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，不计容器的容积变化。下列说法正确的是（　　） A. 设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为 B. 气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为 C. 在图乙中沿实线从M到N的过程是放热过程 D. 容器里的水越多火箭上升的高度越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为，充气过程中气体温度不变，以充入的气体和容器内原有气体整体为研究对象，由玻意耳定律有 解得，故A错误； B．设气体在状态时的热力学温度为，在状态时的热力学温度为，容器内气体从状态变化到状态，由理想气体的状态方程可得 解得，故B正确； C．由图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从到的过程气体对外做功更多，和都是从状态变化而来，应该相同，可得 可知从到的过程内能降低的更少。由热力学第一定律 可知，从到的过程绝热，内能减少量等于气体对外做功量；从到的过程气体对外做功更多，内能降低反而更少，则气体必然吸热，故C错误； D．由极限法可知，如果把瓶子装满水火箭则不会上升，故D错误。 故选B。 8. 一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波传播的最小速度为1.0m/s B. 若波向轴正方向传播，质点P比质点Q先回到平衡位置 C. 若波向轴负方向传播，质点P运动路程的最小值为5cm D. 质点O的振动方程可能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．0.5s内波传播的最短距离为0.5m，故最小速度为1.0m/s，故A正确； B．若波向x轴正方向传播，波速为 若波向x轴负方向传播，波速为 波向x轴正方向传播，0时刻后质点P背离平衡位置运动，质点Q靠近平衡位置运动，故质点P比质点Q后回到平衡位置，故B错误； C．若波向x轴负方向传播，质点P向平衡位置运动，0.5s时质点P至少运动T，最短路程为25cm。故C错误； D．若波向x轴正方向传播，则周期 质点O的振动方程 若波向x轴负方向传播，则周期 质点O的振动方程，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（ ） A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B. 当时，绳子一定有弹力 C. 在范围内增大时，B所受摩擦力大小一直不变 D. 在范围内增大时，A所受摩擦力先变大后不变 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．当木块A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对转盘会滑动，对A有 对B有 解得 所以当时，A、B相对于转盘会滑动，故A正确； B．当木块B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，则有 解得 所以当时，绳子一定有弹力，故B正确； C．角速度有下列关系 B所受的摩擦力变大，角速度有下列关系 B所受的摩擦力不变，故C正确； D．角速度有下列关系 A所受摩擦力先减小后增大，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，一个磁感应强度为B的匀强磁场，垂直于一间距为d且足够长的两平行导轨平面，导轨平面的倾角为，一根质量为m的光滑导体棒与导轨垂直放置。导轨左端连接如图所示的电路。不计导轨和导体棒的电阻，若开关依次接通，可使阻值为R、电容为C及电动势为E、内阻为r的元件与导体棒构成电路。重力加速度为g。若先闭合开关，再从静止释放导体棒，以下说法正确的是（　　） A. 若只闭合，导体棒最终匀速运动且速度大小 B. 若只闭合，导体棒做匀加速运动，回路中电流大小不变为 C. 若只闭合，导体棒沿导轨下滑，则其下滑的最大速度 D. 若同时闭合和，相比只闭合，导体棒沿导轨下滑的最大速度变大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．只闭合，导体棒做加速度减小的加速运动，当合力为零时开始匀速运动，此时满足 解得，故A正确； B．只闭合，设某时刻回路中电流为I，导体棒的加速度为a，则 联立解得，，故B正确； C．只闭合，对导体棒受力分析，导体棒受安培力方向沿斜面向上，导体棒向下运动速度最大（设为）时，所受合力为零，则 解得，故C错误； D．若同时闭合和，先将电池和定值电阻看作一个电源，这个等效电源的电动势 等效内电阻 将C项中的换成，换成，可得到稳定时导体棒速度为 所以相比于只闭合，导体棒沿导轨下滑的最大速度变小，故D错误。 故选AB。 二、实验题（每空2分，共计16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L的轻绳下端固定一个带有“=”形凹槽的摆锤，另一端可绕O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P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g。 （1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长L之外，实验中还需要测量的物理量有________。 A. 小球的质量m B. 摆锤的质量M C. 释放摆锤到停止运动的时间t D. 小球飞离摆锤时离地面的高度h E. 小球平抛运动过程中在水平方向的距离x （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x。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）。 （4）实验时发现，由以上方法测得摆锤动能的增加量总是大于摆锤重力势能的减少量，你认为导致此现象的原因是：________。 【答案】（1）DE （2） （3）4hL （4）小球圆周运动半径大于摆锤圆周运动半径，摆到最低点时，小球的速度大于摆锤的速度，故由小球速度测算出的摆锤动能增量大于摆锤重力势能的减少量 【解析】 【小问1详解】 为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。小球在最低点飞出时做平抛运动，小球平抛的初速度即为摆锤在最低点的速度，根据平抛运动规律可得， 联立求得 因此要想求出平抛运动的初速度，应该测量小球飞离摆锤时离地面的高度h和小球平抛运动过程中在水平方向的距离x。 故选DE。 【小问2详解】 由小问1可知 【小问3详解】 小球从静止运动到最低点的过程中，由动能定理得 又 联立得 可知图像的斜率大小为 【小问4详解】 小球圆周运动半径大于摆锤圆周运动半径，摆到最低点时，小球的速度大于摆锤的速度，故由小球速度测算出的摆锤动能增量大于摆锤重力势能的减少量 12. 实验室中有一捆铜导线，某同学想要测量其总长度，该同学查得铜的电阻率为，用电阻表测量该捆导线的总电阻约为，现需更加精确测量其阻值进而算出导线长度，现有的实验器材如下： A.电源E（电动势约为3V，内阻约为） B.电流表A（量程，内阻约为） C.电压表V（量程，内阻很大） D.定值电阻（，允许最大电流1.0A） E.滑动变阻器（） F.滑动变阻器（） G.待测铜导线 H.开关一个，导线若干 （1）该同学剥去一小段待测铜导线的绝缘层，用螺旋测微器测量铜芯直径，测量结果如图甲所示，则读数为______。 （2）该同学根据以上器材设计电路，要求测量时电表的示数超过量程的三分之一，且调节滑动变阻器能使电表读数有明显变化。 （ⅰ）滑动变阻器应选择______（选填“”或“”）； （ⅱ）请在图乙虚线框内画出设计的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号______。 （3）多次调节滑动变阻器，测出多组电流、电压，作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出该捆导线的总电阻为______，进而算出该捆导线的长度为______m。（π取3.14，计算结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）1.400 （2） ①. ②. 见解析 （3） ①. 10.0（9.80～10.2） ②. 905（880～920） 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 【小问2详解】 [1]由于要求能够更加精确测量待测铜导线的阻值，则实验中应使电压与电流数值的测量范围广泛一些，控制电路应采用分压式接法，为了使测量数据的连续性强一些，滑动变阻器选用总阻值小一些的，即滑动变阻器选择； [2]实验要求测量时电表的示数超过量程的三分之一，即电压表与电流表基本上能够同时达到满偏，若电流表达到满偏，此时待测铜导线两端电压约为 可知，若电压表直接测量待测铜导线两端，则电压表量程太小，需要在待测铜导线上串联定值电阻R，此时铜导线与串联定值电阻两端总电压约为 恰好能够达到实验要求，又由于电压表内阻很大，其分流影响很小，控制电路采用电流表外接法，电压表测量铜导线与串联定值电阻两端总电压，结合上述可知，控制电路采用滑动变阻器分压式，作出电路图，如图所示 【小问3详解】 [1]根据欧姆定律有 结合图丙有 解得 [2]根据电阻定律有 其中 解得 三、解答题（共计38分） 13. 某透明三棱镜的横截面如图所示，，，一单色光线从边上D点以的入射角入射，折射光线经边反射后与边平行，再经边的中点反射后从BC边射出三棱镜，已知边的长度为L，光在真空中的速度为c，不考虑多次反射。求： （1）三棱镜的折射率。 （2）光线在棱镜中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意作出光路图，如图所示 在E点的反射光线与边平行，则 由几何关系可知在D点的折射角 三棱镜的折射率 解得 【小问2详解】 由于光线经边的中点F反射后经BC边的G点射出棱镜，又 则 在三角形中，由正弦定理得 解得， 所以 又， 解得， 光在棱镜中的传播速度为 光线在棱镜中传播的时间为 解得 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道左侧放置着一个下表面光滑、上表面粗糙的木板，在木板的左侧放置一小物块。从与圆心点等高处静止释放小滑块，经圆弧最低点滑上，与共速后，再与发生弹性碰撞。在以后的运动过程中，小滑块始终在木板上。已知，，，与间、与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度。求： （1）经过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小； （2）、第一次碰撞前，、系统损失的机械能； （3）在地面上运动的最大位移。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由机械能守恒可得 解得 在最低点时，由向心力公式得 代入数据解得 【小问2详解】 由动量守恒定律得 解得与共同的速度 由能量守恒可知、系统损失的机械能 解得 【小问3详解】 A、C第一次碰撞，由动量守恒定律得 由机械能守恒可知 解方程得， 此后 解得 A、C第二次碰前，在地面上运动，加速度为 减速到零时有 对木板，有 解得 加速到有 可得， 可知A、C第二次碰前已停止，且每次A、C再次碰撞前，C的速度都为零。A、C第二次碰后根据速度交换可得 依次类推A、C第n次碰撞，有 C在地面上运动的最大位移 代入数据得 15. 如图所示，一个位于轴上方带电的平行板电容器，极板长度为、极板间距为，电容器的右极板与轴重合且下端在原点，轴右侧有一与轴平行的虚线，在轴和虚线之间存在垂直于平面的匀强磁场，轴上方磁场方向垂直纸面向外，轴下方磁场方向垂直纸面向里。某时刻一质量为、电荷量为、不计重力的带电粒子沿轴正方向以大小为的初速度紧挨电容器左极板下端射入电容器内，经电场偏转后，粒子刚好从电容器的右极板最上端射入磁场中。 （1）计算电容器两极板间电场强度的大小； （2）若粒子从点进入磁场经轴上方磁场偏转（未到达虚线）后不会打到电容器的右极板上，求轴上方磁场的磁感应强度应满足什么条件； （3）若轴上、下磁场的磁感应强度大小之比为，粒子在轴上方做半径为的圆周运动到达轴时从点（图中未画出）进入轴下方磁场。若要粒子垂直于虚线离开磁场，计算虚线与轴之间的最短距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动 沿轴方向 ，其中 沿轴方向 联立可解得 【小问2详解】 粒子到达点时的速度 解得 设粒子在点时的速度方向与轴方向夹角为,有 解得 粒子从进入磁场经磁场偏转后不会打到电容器的右极板上，需要粒子进入轴下方磁场，临界条件是粒子轨迹与轴相切，设此时粒子的运动的半径为，则粒子与轴相切时 有 粒子与轴相切时，对应磁感应强度的最大值为 有 解得 所以磁感应强度应满足 【小问3详解】 当粒子在轴上方轨迹半径为时，有 在下方磁场区域内有 解得 画出粒子的运动轨迹，如图所示 在中， 即刚好为圆的直径，设粒子在点时速度方向与轴负方向成角，根据几何关系 可知 由轨迹可知，粒子有可能在轴上方或下方垂直打在上，也有可能上下转动多次后打在上。 圆心到轴的距离 圆对应轨迹到轴的最远距离 因，可知不可能位于位置。 只有当位于位置时，粒子在轴的上方垂直打到上，刚好满足题设条件的最短距离。 注：判断粒子从哪一个位置离开磁场给1分。 根据几何关系可知三个圆心组成的为等边三角形 最短距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学新校（贤岭校区） 2025-2026学年高二下期05月测试（二） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B. 分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C. 液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D. 做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 2. 如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　） A. π×10−5s时，回路中电流变化最慢 B. 2π×10−5s时，灰尘的速度最大 C. 2π×10−5s时，线圈中磁场能最大 D. 2π×10−5s时，灰尘的加速度最小 3. 两个半径为R的半球壳球面上分别均匀分布着电荷量为的正电荷，两半球壳球心分别位于和处，如图所示。现测得处的电场强度大小为，方向沿x轴负向。已知静电力常量为k，则左半球在处的电场强度大小为（电荷量为Q的均匀带电球壳在球外空间产生的电场可以等效为放置在球心处的点电荷Q产生的电场）（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电阻箱R1最大阻值999.9Ω，定值电阻，在a、b两端输入正弦交流电，改变电阻箱R1的阻值得到电阻箱R1消耗的最大功率为20W；如图乙所示为除去变压器后组成的电路，改变电阻箱R1的阻值，得到R1消耗的最大功率为80W。则下列判断正确的是（　　） A. a、b两端输入的电压为20V B. 变压器原、副线圈的匝数比为3∶2 C. 图甲中，电阻箱R1的阻值为10Ω时，其消耗的电功率最大 D. 图甲中，电阻消耗的最大功率为80W 5. 某同学自制电子秤的原理如图所示：为滑动变阻器，其滑片P和托盘均与金属弹簧上端相连接，为限流电阻，用电压表的示数指示物体的质量。闭合开关S，托盘空载时，滑片P恰好位于变阻器的最上端，此时电压表示数为0。托盘质量、弹簧质量及其电阻均不计，不考虑滑片P移动时所受摩擦和电压表内阻的影响，电源电动势和内阻均不变。下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数越小，说明所称物体质量越大 B. 称量物体的质量越大，电路消耗的总功率越大 C. 将电压表表盘改写为等质量间隔的电子秤表盘后，表盘右端刻度线更密 D. 更换不同劲度系数的弹簧后，电子秤的量程不变 6. 密近双星是由两颗子星组成的双星系统，两颗子星之间距离非常近，引力相互作用极强，足以显著影响彼此的演化。科学家在观测密近双星时发现了一种双星轨道变化的新模式：两子星间的物质相互交流——即小质量子星的物质被吸引而转移至大质量子星上（不考虑质量的损失）会造成密近双星运动周期的改变。若密近双星的运动周期增大，则（　　） A. 大质量子星的角速度增大 B. 两子星的间距不变 C. 小质量子星的轨道半径增大 D. 两子星间的万有引力增大 7. 图甲为水火箭的原理图，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计。把水火箭的塑料容器竖直固定，在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。图乙中虚线MN'是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，不计容器的容积变化。下列说法正确的是（　　） A. 设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为 B. 气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为 C. 在图乙中沿实线从M到N的过程是放热过程 D. 容器里的水越多火箭上升的高度越大 8. 一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波传播的最小速度为1.0m/s B. 若波向轴正方向传播，质点P比质点Q先回到平衡位置 C. 若波向轴负方向传播，质点P运动路程的最小值为5cm D. 质点O的振动方程可能为 9. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（ ） A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B. 当时，绳子一定有弹力 C. 在范围内增大时，B所受摩擦力大小一直不变 D. 在范围内增大时，A所受摩擦力先变大后不变 10. 如图所示，一个磁感应强度为B的匀强磁场，垂直于一间距为d且足够长的两平行导轨平面，导轨平面的倾角为，一根质量为m的光滑导体棒与导轨垂直放置。导轨左端连接如图所示的电路。不计导轨和导体棒的电阻，若开关依次接通，可使阻值为R、电容为C及电动势为E、内阻为r的元件与导体棒构成电路。重力加速度为g。若先闭合开关，再从静止释放导体棒，以下说法正确的是（　　） A. 若只闭合，导体棒最终匀速运动且速度大小 B. 若只闭合，导体棒做匀加速运动，回路中电流大小不变为 C. 若只闭合，导体棒沿导轨下滑，则其下滑的最大速度 D. 若同时闭合和，相比只闭合，导体棒沿导轨下滑的最大速度变大 二、实验题（每空2分，共计16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L的轻绳下端固定一个带有“=”形凹槽的摆锤，另一端可绕O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P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g。 （1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长L之外，实验中还需要测量的物理量有________。 A. 小球的质量m B. 摆锤的质量M C. 释放摆锤到停止运动的时间t D. 小球飞离摆锤时离地面的高度h E. 小球平抛运动过程中在水平方向的距离x （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x。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）。 （4）实验时发现，由以上方法测得摆锤动能的增加量总是大于摆锤重力势能的减少量，你认为导致此现象的原因是：________。 12. 实验室中有一捆铜导线，某同学想要测量其总长度，该同学查得铜的电阻率为，用电阻表测量该捆导线的总电阻约为，现需更加精确测量其阻值进而算出导线长度，现有的实验器材如下： A.电源E（电动势约为3V，内阻约为） B.电流表A（量程，内阻约为） C.电压表V（量程，内阻很大） D.定值电阻（，允许最大电流1.0A） E.滑动变阻器（） F.滑动变阻器（） G.待测铜导线 H.开关一个，导线若干 （1）该同学剥去一小段待测铜导线的绝缘层，用螺旋测微器测量铜芯直径，测量结果如图甲所示，则读数为______。 （2）该同学根据以上器材设计电路，要求测量时电表的示数超过量程的三分之一，且调节滑动变阻器能使电表读数有明显变化。 （ⅰ）滑动变阻器应选择______（选填“”或“”）； （ⅱ）请在图乙虚线框内画出设计的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号______。 （3）多次调节滑动变阻器，测出多组电流、电压，作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出该捆导线的总电阻为______，进而算出该捆导线的长度为______m。（π取3.14，计算结果均保留三位有效数字） 三、解答题（共计38分） 13. 某透明三棱镜的横截面如图所示，，，一单色光线从边上D点以的入射角入射，折射光线经边反射后与边平行，再经边的中点反射后从BC边射出三棱镜，已知边的长度为L，光在真空中的速度为c，不考虑多次反射。求： （1）三棱镜的折射率。 （2）光线在棱镜中的传播时间。 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道左侧放置着一个下表面光滑、上表面粗糙的木板，在木板的左侧放置一小物块。从与圆心点等高处静止释放小滑块，经圆弧最低点滑上，与共速后，再与发生弹性碰撞。在以后的运动过程中，小滑块始终在木板上。已知，，，与间、与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度。求： （1）经过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小； （2）、第一次碰撞前，、系统损失的机械能； （3）在地面上运动的最大位移。 15. 如图所示，一个位于轴上方带电的平行板电容器，极板长度为、极板间距为，电容器的右极板与轴重合且下端在原点，轴右侧有一与轴平行的虚线，在轴和虚线之间存在垂直于平面的匀强磁场，轴上方磁场方向垂直纸面向外，轴下方磁场方向垂直纸面向里。某时刻一质量为、电荷量为、不计重力的带电粒子沿轴正方向以大小为的初速度紧挨电容器左极板下端射入电容器内，经电场偏转后，粒子刚好从电容器的右极板最上端射入磁场中。 （1）计算电容器两极板间电场强度的大小； （2）若粒子从点进入磁场经轴上方磁场偏转（未到达虚线）后不会打到电容器的右极板上，求轴上方磁场的磁感应强度应满足什么条件； （3）若轴上、下磁场的磁感应强度大小之比为，粒子在轴上方做半径为的圆周运动到达轴时从点（图中未画出）进入轴下方磁场。若要粒子垂直于虚线离开磁场，计算虚线与轴之间的最短距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $