2026届河北衡水市金卷高考物理调研试卷（5月）

**基本信息** 2026年衡水市金卷高考物理调研卷以双衰变研究、特高压输电等科技前沿为情境，融合动量守恒、电磁感应等核心知识，凸显科学思维与科学探究素养，适配高考模拟预测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|分子动理论、核反应、卫星运动|结合卢瑟福实验等经典案例，考查物理观念| |多选题|3/18|光的折射、机械波、力学综合|通过战绳波动等生活情境，体现科学推理| |实验题|1/8|斯托克斯阻力、终极速度|以深海传感器沉降为探究载体，培养科学探究能力| |计算题|3/38|圆周运动与平抛、复合场运动、电磁感应|如旋转圆盘电磁感应题，综合动量定理与能量守恒，契合高考命题趋势|

2026年河北省衡水市金卷高考物理调研试卷（5月份） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.容积一定的容器封闭一定质量的氧气可视为理想气体，氧气分子在两种不同温度下的速率分布情况如图中甲、乙曲线所示，下列说法正确的是(    ) A. 乙曲线对应的氧气的内能较大 B. 甲曲线对应的氧气分子平均动能较大 C. 甲曲线对应的氧气的压强大于乙曲线对应的氧气的压强 D. 甲曲线对应的分子数密度小于乙曲线对应的分子数密度 2.2026年2月11日，南京理工大学物理学院研究者发表了有关双衰变的研究成果。研究指出，发生双衰变后生成，已知、和粒子的比结合能分别为、、，下列说法正确的是(    ) A. 该双衰变的方程为 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 1个发生双衰变释放的核能为 D. 环境温度越高发生双衰变的半衰期越短 3.1909年，物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行粒子散射实验，基于实验结果提出了原子的核式结构模型。如图所示为一束初动能相同的粒子撞击静止金箔时的示意图，其中实线为粒子运动轨迹，虚线M、N为以金原子核为圆心的同心圆，轨迹4中P点距离金原子核最近，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是(    ) A. 虚线M、N对应电势的高低关系为 B. 沿轨迹4运动的粒子在P点具有最大的电势能 C. 沿不同轨迹运动的粒子穿越虚线M时的动能不同 D. 沿轨迹3运动的粒子经过虚线M时的速度小于经过虚线N时的速度 4.如图所示，升降机的地板上放置着一竖直支架，支架上用长为L的轻绳悬挂一小球，现使小球做小角度摆动，当小球摆至最低点时，升降机突然掉落做自由落体运动，若不考虑空气阻力，重力加速度为g，则之后小球的运动周期为(    ) A. 0 B. C. D. 5.2026年3月15日21时22分，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心托举着遥感五十号02星直刺苍穹，并成功进入预定轨道。遥感五十号02星在高度为近地点远地点的轨道运行。已知地球的半径为6400km，下列关于遥感五十号02星的说法正确的是(    ) A. 发射速度大于 B. 在近地点的加速度小于远地点的加速度 C. 根据题中所给数据，可以算出近地点和远地点的速率之比 D. 根据题中所给数据，可以算出地球的质量 6.如图所示，四分之一光滑圆弧轨道静止在光滑水平面上，轨道末端与水平面相切。一小球从距水平面某高度处由静止释放后，刚好从圆弧轨道的最高点无碰撞的进入圆弧轨道。若要使小球与圆弧轨道分离时两者的速率之和增大，则下列措施可行的是(    ) A. 仅增大圆弧轨道的半径 B. 仅减小圆弧轨道的半径 C. 仅增大小球的质量 D. 仅增大圆弧轨道的质量 7.2025年12月，青海塔拉滩光伏基地通过特高压远距离输电跨越2000公里为粤港澳大湾区AI算力中心供电。如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为：：50、：：1，输电线总电阻为，在升压变压器的原线圈两端接入电压为的交流电，下列说法正确的是(    ) A. 算力中心输入端交流电的周期为 B. 升压变压器输出电压的有效值为 C. 当算力中心负载功率增大时，降压变压器的输出电压增大 D. 当升压变压器的输入功率为500kW时，输电线上损失的电功率为4kW 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.利用某种透明材料制成三棱镜，其截面为等腰三角形，如图所示，其中，，真空一束单色激光平行BC边自AB边的中点射入三棱镜后，其折射光线恰好与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是(    ) A. 该透明材料的折射率为 B. 光能从BC边射出棱镜 C. 光从AC边射出时的折射角为 D. 光在棱镜中传播的时间为 9.如图所示，当健身者以固定频率上下抖动战绳时，战绳呈现的波浪状起伏可视为简谐横波。时刻的波形如图实线所示，在时刻的波形如图虚线所示，P为战绳上平衡位置位于处的质点。下列说法正确的是(    ) A. 若波沿x轴正方向传播，波速可能为 B. 若波沿x轴正方向传播，质点P的振动方程可能为 C. 若波沿x轴负方向传播，波的周期可能为 D. 若波沿x轴负方向传播，且，则时质点P第一次到达波谷位置 10.如图所示，劲度系数为k的弹性绳一端固定于P点，另一端绕过Q处的光滑小滑轮，与质量为m、套在粗糙竖直杆上的圆环相连。P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离，Q点到杆的距离为L。现将圆环从A点由静止释放，C为圆环运动过程中的最低点。已知重力加速度为g，圆环与杆之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性绳的弹性势能，其中x为弹性绳的形变量，弹性绳始终在弹性限度内，下列说法正确的是(    ) A. 圆环从A点下落至C点的过程中，摩擦力逐渐增大 B. 圆环下落过程经过AC的中点时的速度大小为 C. 圆环从C点向上运动的最大距离为 D. 圆环最终停止在A点下方处 三、作图题：本大题共1小题，共8分。 11.某研究性学习小组测量一粗细均匀的金属丝的电阻率。 先选用欧姆表“”挡，欧姆调零后测量其阻值，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该金属丝的阻值，下列操作正确的是______填正确答案标号。 A.换用“”挡，直接测量 B.换用“”挡，重新欧姆调零后测量 C.换用“”挡，直接测量 D.换用“”挡，重新欧姆调零后测量 用螺旋测微器测得其外径d如图甲所示，则______ mm；用游标卡尺测得其有效长度L如图乙所示，则______ cm。 小组设计了如图丙所示电路精确测量该金属丝的电阻，调节电阻箱的阻值为，电表指针偏转明显。然后多次调节滑动变阻器R，记录电流表内阻为的示数，电流表内阻未知的示数，做出图像的斜率为k，若忽略偶然误差，则的测量值______填“大于”或“等于”或“小于”真实值。 该金属丝的电阻率______用k、r、、d、L表示。 四、实验题：本大题共1小题，共8分。 12.在深海资源勘探与环境监测中，水下微传感器的沉降特性研究至关重要。当微小金属球在海水中运动时，会受到斯托克斯摩擦阻力其中r为小球半径，v为相对速度，为海水粘滞系数。某科研小组为模拟深海环境，用高精度传感器研究钛合金球在模拟海水中的下落运动，装置如图甲所示。 实验测得不同半径的钛合金球密度均为下落的终极速度球未触底数据如表： 钛合金球半径 终极速度 根据表格中数据，在图乙中画出关系图线。 根据所画图像求出图线的斜率______结果保留三位有效数字。 已知模拟海水的密度为，重力加速度，根据实验数据，计算模拟海水的粘滞系数______结果保留两位有效数字。 若将钛合金球替换为同半径的铝球密度，在相同模拟海水中下落，其终极速度将______填“变大”“变小”或“不变”。 五、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图甲所示，一半径R可调的竖直光滑半圆形轨道ABC在A点与水平轨道相切，在与轨道圆心等高的B点内侧安装有压力传感器不影响小球运动。一可视为质点的小球以某一速度从A点冲上轨道ABC，得到压力传感器的示数与半径R的倒数的关系图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度。求： 小球的质量和初速度大小； 若小球能通过轨道上的C点，则其落地点距A点水平距离的最大值。 14.某物理实验室为研究带电粒子在电磁复合场中的运动规律，搭建了基于亥姆霍兹线圈的实验装置：一对完全相同的同轴圆形亥姆霍兹线圈，通入同向恒定电流，在两线圈正对区域内形成沿中心轴线方向的匀强磁场，线圈正对区域以外的磁场可忽略，同时在线圈正对区域叠加沿方向的匀强电场。以为原点、方向为x轴正方向建立坐标系，垂直于x轴放置圆形探测屏，其圆心固定于x轴上的P点。粒子源从原点沿垂直于x轴的方向持续发射比荷为k、初速度为的同种带正电粒子。已知匀强磁场磁感应强度为B，粒子第一次返回x轴时的位置坐标为d，不计粒子重力与粒子间相互作用。求： 线圈半径的最小值； 匀强电场的电场强度大小； 若使粒子均打到探测屏的P点，则探测屏中心与粒子源间的距离应满足的条件。 15.如图所示，半径的水平金属圆盘绕过中心O的竖直轴以的角速度逆时针匀速转动。圆盘边缘通过电刷与导轨的点相连，中心O与单刀双掷开关S的接线柱1相连。无限长平行粗糙导轨和固定在水平面上，垂直导轨放置的金属棒PQ与导轨之间的动摩擦因数为。圆盘和水平导轨均处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小均为。已知金属棒PQ的质量，导轨的宽度，定值电阻，电容器的电容，电容器储存电能与两极板间电压U的关系为。不计金属棒PQ、导轨的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，电容器两侧电压始终低于击穿电压，重力加速度。 求开关掷到1时，电容器所带的电荷量； 将开关从1掷到2，金属棒PQ运动的最长时间； 将开关从1掷到2，金属棒PQ由静止开始运动，经金属棒达到最大速度，求此过程中系统产生的总热量。 答案和解析 1.【答案】A  【解析】解：麦克斯韦分子速率分布规律表明，温度越高，分子的最概然速率越大，速率分布曲线的峰值向速率增大的方向移动，且曲线更平缓，由此可知乙曲线对应的温度更高；理想气体的内能仅与温度和物质的量有关，一定质量的氧气物质的量不变，温度越高，内能越大，故A正确； B.分子的平均动能仅由温度决定，温度越高，分子平均动能越大，甲曲线对应的温度更低，故B错误； C.一定质量的理想气体，在容积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，甲曲线对应的温度更低，故压强更小，故C错误； D.分子数密度为单位体积内的分子数，氧气质量一定则总分子数不变，容器容积固定，因此两种温度下的分子数密度相同，故D错误。 故选：A。 根据麦克斯韦速率分布曲线“温度越高，最概然速率越大、曲线越宽越平缓”的特点判断温度高低，再结合理想气体内能、平均动能、压强的决定因素分析选项。 本题考查麦克斯韦速率分布规律与理想气体状态参量的关联，关键是理解温度对分子速率分布的影响，以及内能、压强的决定因素，属于基础应用类题目。 2.【答案】C  【解析】解：双衰变会放出2个粒子，根据质量数守恒：，电荷数守恒：，因此正确方程应为：，选项A中只写了1个粒子，不满足守恒定律，故A错误； B.衰变过程释放能量，说明生成物和粒子比反应物更稳定，而比结合能越大的原子核越稳定，因此的比结合能大于，故B错误； C.反应物总结合能：核子数比结合能产物总结合能：个个粒子释放的核能等于产物总结合能减去反应物总结合能：，故C正确； D.半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度、压强等条件无关，因此环境温度变化不会改变半衰期，故D错误。 故选：C。 核反应方程先验证质量数和电荷数守恒，双衰变放出2 个粒子；衰变释放能量时，产物比结合能一定大于反应物；核能计算：产物总结合能-反应物总结合能；半衰期只与原子核有关，与外界条件无关。 本题全面考查了双衰变方程、比结合能与稳定性、核能计算、半衰期的性质，是核物理部分的典型综合题。核心易错点：双衰变放出2个粒子，容易误算为1个；混淆比结合能与原子核稳定性的关系，误以为反应物比结合能更大；核能计算时，总结合能应为“核子数比结合能”，容易漏算2个粒子的核子数；误以为温度会影响半衰期，忽略其由原子核本身决定的性质。 3.【答案】B  【解析】解：正电荷周围电场线发散向外，沿着电场线电势降低，故，故A错误； B.粒子靠近金原子核的过程中，电场力做负功，电势能增大，粒子在P点具有最大的电势能，故B正确； C.同一等势线电势相等，故粒子穿越虚线M时的电势能相等，因只有电场力做功，粒子的电势能和动能之和不变，故沿不同轨迹运动的粒子穿越虚线M时的动能相同，故C错误； D.粒子的电势能和动能之和不变，根据可知，粒子经过虚线M时的电势能小于经过虚线N时的电势能，则沿轨迹3运动的粒子经过虚线M时的动能大于经过虚线N时的动能，经过虚线M时的速度大于经过虚线N时的速度，故D错误。 故选：B。 根据正电荷周围的电场以及电场线与电势的关系分析解答；根据电场力做功情况判断电势能大小；根据等势面的特点结合能量守恒定律分析解答；根据能量的转化和守恒结合电势能的表达式分析解答。 考查粒子的散射实验以及电场力做功与电势能的变化关系问题，涉及知识点较多，需平时注意相关知识的积累，属于较低难度考题。 4.【答案】D  【解析】解：小球做小角度摆动，机械能守恒，设最低点速度为v，由机械能守恒 解得单摆最低点速度 失重状态下的运动分析升降机自由落体时，系统处于完全失重状态，小球不受重力影响，绳子拉力提供向心力，小球以速度v、半径L做匀速圆周运动。 匀速圆周运动周期计算匀速圆周运动的周期公式为 将代入 得之后小球的运动周期为 故ABC错误，D正确。 故选：D。 当升降机自由落体时，系统处于完全失重状态，等效重力加速度为零，小球将以最低点的速度绕悬点做匀速圆周运动，不再做单摆运动。匀速圆周运动的周期由线速度和轨道半径决定，可通过单摆最低点的速度结合圆周运动周期公式求解。 这道题的关键在于区分“单摆运动”和“失重状态下的匀速圆周运动”。很多同学会误以为失重后周期不变，忽略了完全失重时等效重力为零，单摆运动不再成立，小球的运动形式发生了根本变化。 5.【答案】C  【解析】解：遥感五十号02星为地球卫星，其发射速度需大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，故A错误。 B.根据万有引力提供向心力，解得加速度。近地点到地心的距离小于远地点到地心的距离，因此近地点的加速度大于远地点的加速度，故B错误。 C.根据开普勒第二定律，有，化简得。题中已知近地点和远地点的高度，可计算出，，因此能求出速率之比，故C正确。 D.由万有引力提供向心力的公式，可解得地球质量。但该公式仅适用于匀速圆周运动，而遥感五十号02星的轨道为椭圆，其速率v随位置变化，无法确定某一位置的速率v，因此不能计算地球质量，故D错误。 故选：C。 根据第一宇宙速度和第二宇宙速度的知识分析解答；根据牛顿第二定律列式解答；根据开普勒第二定律分析解答；根据万有引力提供向心力结合题中给定的条件进行判断。 考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解开普勒的运动定律和宇宙速度，属于较低难度考题。 6.【答案】C  【解析】解：设小球的质量为m，圆弧轨道的质量为M。小球和圆弧轨道组成的系统水平方向动量守恒，以水平向右的方向为正方向，则 系统机械能守恒，则 可得 故增大速率之和的方式为增大小球的质量m、减小圆弧轨道的质量M、提高小球释放高度h，与圆弧轨道半径无关，故ABD错误，C正确。 故选：C。 根据动量守恒定律和机械能守恒求出小球与圆弧轨道分离时两者的速率之和表达式，进而求出两者的速率之和增大的可能性。 本题考查了动量与能量，理解物体在不同时刻的运动状态，合理选取分析对象，正确知道动量守恒和能量守恒的条件是解决此类问题的关键。 7.【答案】D  【解析】解：A、交流电的周期由原线圈输入电压决定，由电压的表达式可知，，理想变压器不改变周期，因此算力中心输入端交流电周期仍为，故A错误； B、升压变压器的输入电压有效值为500V，根据理想变压器电压与匝数关系可得，故B错误； C、当算力中心负载增多总功率增大时，输电线上的电流增大，输电线的电压损失增大，导致降压变压器的输入电压减小，根据，降压变压器的输出电压减小，故C错误； D、当升压变压器的输入功率为500kW时，根据可得输电线上的电流，输电线上损失的电功率为，故D正确。 故选：D。 A、先根据升压变压器原线圈电压表达式中的角频率，求出交流电的周期，再结合理想变压器不改变交流电周期的特点，判断算力中心输入端交流电的周期是否与原线圈一致； B、先求出升压变压器原线圈输入电压的有效值，再根据原、副线圈的匝数比，计算副线圈输出电压的有效值，注意区分最大值与有效值； C、当算力中心负载功率增大时，分析降压变压器输出电流的变化，结合理想变压器电流与匝数的关系，判断输电线上电流的变化；再根据输电线电阻，分析输电线上电压损失的变化，进而判断降压变压器输入电压的变化，最终得出其输出电压的变化趋势； D、根据升压变压器的输入功率等于输出功率，结合其副线圈的输出电压，求出输电线上的电流；再根据输电线的电阻，计算输电线上损失的电功率，与选项数值对比判断。 该题以特高压输电为背景，串联了交变电流的周期与有效值、理想变压器的电压/电流/功率关系、输电损耗分析等多个核心考点，情境贴合能源工程实际，设问覆盖基础概念与动态分析，能有效检验学生对远距离输电模型的理解和应用能力，是一道综合性较强的交变电流模块基础题。 8.【答案】ACD  【解析】解：A、光路图如图 结合几何关系则 代入数据可得 有几何关系的，结合 代入数据可得，故A正确； B、全反射临界角C满足 代入数据可得，结合几何关系 则光线到达BC边时入射角为大于临界角，发生全反射，无法射出，故B错误； C、结合光路的可逆性可知光从AB边入射时的折射角为，则光从AC边射出时的折射角为，故C正确； D、结合几何关系，光在棱镜中的传播路径以及边长的一半正好构成平行四边形，故总长度为L，光在介质中的速度，传播时间 解得，故D正确。 故选：ACD。 先根据几何关系确定入射光线在AB边的入射角与折射角，利用折射定律求出折射率；再分析光线在棱镜内的传播路径，判断在BC边是否发生全反射，最后分析从AC边射出的折射角和传播时间。 本题结合等腰三棱镜的几何情境，考查折射定律、全反射及光在介质中的传播时间计算，能有效考查学生的几何分析与光学规律应用能力。 9.【答案】AD  【解析】解：A、由图像可知，该简谐横波的波长，振幅。若波沿x轴正方向传播，传播距离其中，1，2，⋯，波速，解得：；当时，，故A正确； B、若波沿x轴正方向传播，角速度，由于n为整数，不可能等于，因此质点P的振动方程不可能是，故B错误； C、若波沿x轴负方向传播，传播距离其中，1，2，⋯，周期，解得：；若，代入解得，不符合物理实际，故C错误； D、若波沿x轴负方向传播，由即，代入周期的表达式，解得，对应周期；质点位于处的振动方程为，第一次到达波谷位置需满足，解得：，故D正确。 故选：AD。 题目描述简谐横波在固定频率抖动下形成波形变化，已知波长和振幅，需分析波速、振动方程、周期等物理量。若波沿x轴正方向传播，波传播距离可能为波长整数倍加三分之一波长，结合时间可求波速，需考虑多解性；质点振动方程需由波速和波长确定角速度，再结合初始相位判断。若波沿x轴负方向传播，传播距离可能为波长整数倍加三分之二波长，由此推导周期表达式，需验证给定周期是否满足整数条件；当时间介于周期和两倍周期之间时，可确定具体周期值，进而分析质点从初始位置到波谷所需时间，需利用振动方程相位关系求解。 本题是一道综合性较强的机械波多选题，融合了波动图像分析、波传播方向与周期波速多解性、振动方程建立以及质点振动过程分析等多个核心知识点。题目计算量适中，但需要学生具备清晰的逻辑推理能力，能够根据波形平移时间关系准确推导波速或周期的通解表达式，并在此基础上结合附加条件进行具体讨论。本题的难点在于对波传播双向性及周期性带来的多解问题的全面把握，以及将振动方程与质点实际运动状态相结合的分析能力。其中D选项的求解尤为典型，需在确定具体周期后，通过振动方程解析质点到达特定位置的时间，有效考查了学生对振动相位关系的深入理解。 10.【答案】BC  【解析】解：设圆环向下运动的位移为h。由于弹性绳原长恰好等于P、Q间的距离，故圆环在任意位置时，弹性绳的形变量为Q点到圆环的绳长，即。 此时弹性绳对圆环的拉力。设Q点到圆环的绳子与水平方向的夹角为，则。 圆环在水平方向受力平衡，杆对圆环的弹力，大小恒定。圆环运动时受到的滑动摩擦力，方向与运动方向相反且大小恒定。 A、由分析可知，圆环从A点下落至C点的过程中，所受摩擦力大小恒定，故A错误； B、从A点下落至最低点C的过程中，设下落高度为H，圆环的初、末动能均为零。根据能量守恒定律有，即，解得：。AC的中点下落高度为，设此时速度大小为v，根据能量守恒定律有，代入数据解得：，故B正确； C、圆环从C点向上运动，设到达最高点D时向上运动的距离为y。根据能量守恒定律有，代入和，解得：，故C正确； D、圆环到达D点时速度为零，此时其在A点下方的距离为。此时弹性绳竖直向上的分力，与重力等大反向，且圆环速度为零，故圆环在此位置受力平衡并最终停止，即最终停止在A点下方处，故D错误。 故选：BC。 圆环下落过程中弹性绳伸长，其拉力沿绳方向，分解后水平分量与杆的弹力平衡，竖直分量与重力、摩擦力共同影响圆环运动。由于弹力水平分量恒定，滑动摩擦力大小恒定，方向始终与运动方向相反。分析从A到C的能量转化时，需考虑重力势能减少转化为弹性势能增加及克服摩擦力做功，利用能量守恒建立下落高度与速度的关系。圆环在最低点C向上运动时，弹性势能减少转化为重力势能增加及克服摩擦力做功，通过能量守恒可确定向上运动的最大距离。最终圆环停止位置需满足竖直方向合力为零且速度为零的条件，结合弹性绳竖直分力与重力平衡进行分析。 本题综合考查力学与能量知识，涉及弹簧弹性势能、摩擦力、能量守恒定律及受力平衡分析。题目通过圆环在竖直杆上的运动，巧妙融合了恒力摩擦与变力弹力的作用，要求学生具备较强的建模能力和能量转化分析能力。计算量适中，但需要细致处理弹性绳形变量的几何关系与能量守恒方程的建立。其中弹力水平分力恒定导致摩擦力大小不变是解题关键，易错点在于对弹性绳拉力方向与大小随位置变化的准确分析。B、C选项的能量守恒应用及D选项的平衡位置判断均体现了对物理过程深入理解的要求。 11.【答案】B    等于   【解析】解：先选用欧姆表“”挡，欧姆调零后测量其阻值，发现指针偏转角度过小，说明待测电阻阻值较大，为了更准确地测量该金属丝的阻值，应换用“”挡，重新欧姆调零后测量。故B正确，ACD错误。 故选：B。 由图甲可知金属丝的直径为；图乙中游标卡尺的最小分度值为，则。 实验中通过待测电阻的电流和待测电阻两端的电压测量值均为准确值，根据欧姆定律可知的测量值等于真实值。 根据并联分流规律有，整理得，结合图像斜率有，解得 根据电阻定律有，根据几何知识有 联立可 故答案为：；，；等于；。 根据欧姆表的使用方法分析判断； 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度读数之和；先确定游标卡尺的最小分度值再读数； 根据欧姆定律分析判断； 根据并联电路规律、电阻定律和几何知识计算。 本题考查测量金属丝电阻率实验，关键掌握实验原理和数据处理方法，螺旋测微器和游标卡尺的读数方法。 12.【答案】      变小  【解析】解：根据描点法，在图乙中画出关系图线如图所示： 根据所画图像，图像的斜率 钛合金球受重力、浮力和斯托克斯摩擦阻力作用，斯托克斯摩擦阻力 浮力 钛合金球受重力 当钛合金球达到终极速度时 联立解得 图像的斜率 代入数据解得海水的粘滞系数 根据上述分析，若将钛合金球替换为同半径的铝球，终极速度 由于铝球的密度小于钛合金球的密度，因此在相同模拟海水中下落，其终极速度将变小。 故答案为： ； ； ； 变小。 根据描点法作图的规则作图； 根据图像求解斜率； 钛合金球受重力、浮力和斯托克斯摩擦阻力作用，根据终极速度的受力特点求解函数，结合图像的斜率求解作答； 根据函数分析作答。 本题是一道创新实验题，要明确实验原理，掌握浮力公式、密度公式的运用，要做好受力分析，理解小球到达终极速度的条件是解题的关键。 13.【答案】小球的质量是4kg，初速度大小是  若小球能通过轨道上的C点，则其落地点距A点水平距离的最大值是  【解析】.解：小球从A点运动到B点，根据动能定理有 在B点，根据牛顿第二定律有 解得，结合图乙可知， 当小球恰能通过最高点C时的轨道半径最大，在最高点C，根据牛顿第二定律有 小球从A点运动到最高点C，根据动能定理有 代入数据可得 小球从最高点C做平抛运动，有，， 联立解得，且，当时，x取最大值，解得。 答：小球的质量是4kg，初速度大小是； 若小球能通过轨道上的C点，则其落地点距A点水平距离的最大值是。 分析小球从水平轨道冲上半圆轨道到B点的过程，结合机械能守恒与向心力公式，推导出传感器示数和轨道半径倒数的线性关系，再利用图像的截距和斜率信息，计算小球的质量和初速度大小； 分析小球通过最高点的临界条件，结合机械能守恒和平抛运动规律，推导出水平距离的表达式，再通过数学方法求出其最大值。 本题将竖直圆周运动、平抛运动与图像分析结合，考查机械能守恒、向心力公式的应用及利用数学方法处理物理极值问题的能力。 14.【答案】线圈半径的最小值为  匀强电场的电场强度大小为  若使粒子均打到探测屏的P点，则探测屏中心与粒子源间的距离应满足……  【解析】解：粒子沿x轴做匀加速直线运动，垂直x轴做匀速圆周运动，圆周运动轨迹如图所示： 洛伦兹力提供向心力，若粒子能返回x轴，即能完成圆周运动，则线圈半径最小值，代入数据可得； 粒子圆周运动的周期，代入数据可得，粒子沿x轴做匀加速直线运动，第一次回到x轴时，又，代入数据可得； 若粒子均能打到P点，运动时间……，探测屏中心与粒子源间的距离，代入数据可得……。 答：线圈半径的最小值为； 匀强电场的电场强度大小为； 若使粒子均打到探测屏的P点，则探测屏中心与粒子源间的距离应满足……。 粒子沿x轴做匀加速直线运动，垂直x轴做匀速圆周运动，画出运动轨迹图进行分析； 粒子刚好完成一次圆周运动时，第一次返回x轴，先分析圆周运动的周期，再分析粒子沿x轴的匀加速直线运动； 若粒子均能打到P点，则运动时间为周期的整数倍，再结合匀加速直线运动规律分析。 考查了带电粒子在电磁复合场中运动的分析方法，要将运动分解为沿x轴的匀加速直线运动和垂直x轴的圆周运动分别讨论。 15.【答案】电容器所带的电荷量为  金属棒PQ运动的最长时间为  系统产生的总热量为  【解析】解：圆盘在磁场中转动时，切割磁感线产生感应电动势，其表达式为，代入已知数据，解得：。 当开关掷向1时，电容器与圆盘并联，电容器两端电压，即，根据电容定义式，代入数据，解得：。 将开关掷向2后，电容器通过金属棒放电，金属棒受到向右的安培力而开始运动。 以向右为正方向。当金属棒恰好停止时，运动时间最长，此时速度，安培力与最大静摩擦力即滑动摩擦力平衡，设此时回路电流为，有，解得：。 此时电容器两端电压，即。 设整个运动过程中通过金属棒的电荷量为，根据电荷量公式有，代入数据，解得：。 对金属棒运动全过程应用动量定理，有，代入数据，解得最长时间：。 金属棒达到最大速度时，加速度为零，设此时速度为，回路电流为，根据平衡条件有，解得：。 此时电容器两端电压，即。 在过程中，设通过金属棒的电荷量为，根据电荷量公式有。 以向右为正方向，对此过程应用动量定理，有，代入数据，解得：，进而求得。 根据能量守恒定律，此过程中系统产生的总热量，代入数据，解得：。 答：电容器所带的电荷量为。 金属棒PQ运动的最长时间为。 系统产生的总热量为。 圆盘转动切割磁感线产生恒定感应电动势，开关掷到1时，电容器与圆盘并联，其两端电压等于电动势，根据电容定义式，由已知电容和电压可求电荷量。 开关掷到2后，电容器通过金属棒放电，金属棒受安培力作用开始运动，同时受滑动摩擦力。当金属棒速度减为零时运动时间最长，此时安培力与最大静摩擦力平衡。对全过程应用动量定理，安培力的冲量等于摩擦力的冲量，而安培力冲量可通过电容器放电前后的电荷量变化与磁感应强度、导轨宽度关联求得。 金属棒达到最大速度时加速度为零，安培力与滑动摩擦力平衡，此时回路电流可由平衡条件求得。电容器两端电压等于电阻电压与动生电动势之和。对从静止到最大速度的过程应用动量定理，结合电容器放电的电荷量变化，可求出最大速度。再根据能量守恒，电容器减少的电能转化为金属棒的动能和系统产生的总热量。 本题是一道综合性极强的电磁学难题，巧妙融合了电磁感应、电容器充放电、含安培力的动力学分析以及能量守恒等多个核心物理模块。题目以旋转圆盘作为电源，结合单刀双掷开关控制电路，构建了电容器先充电后对导体棒放电的动态物理情景，过程复杂且逻辑链条长。其计算量庞大，不仅要求熟练掌握转动切割电动势公式、电容定义式、安培力公式、动量定理等基本规律，更关键的是需要针对不同阶段如充电结束、放电至速度最大、放电至停止建立准确的物理模型，并灵活运用电荷量变化与电容器电压、电流的关系。本题尤其突出考查学生运用动量定理处理变力安培力冲量问题的能力，以及通过能量守恒定律综合分析电磁感应中电能、动能和内能转化的思维深度，对学生的建模分析、逻辑推理和数学运算能力提出了很高要求。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $