精品解析：2026届陕西西安市第一中学高三下学期考前学情自测物理试题

陕西省西安第一中学2026届第三次模拟测试物理试卷 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，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。 1. 下列核反应方程及其类型的表述正确的是（ ） A. ，是核聚变反应 B. ，是核裂变反应 C. ，是衰变 D. ，是衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应是钍核吸收中子生成其同位素的反应，不是轻核聚合的核聚变，故A错误； B．该反应放出电子，质量数不变、电荷数+1，属于衰变，不是重核分裂的核裂变，故B错误； C．该反应放出电子，满足反应后电荷数+1、质量数不变的衰变特征，是衰变，故C正确； D．该反应是重核受中子轰击分裂为两个中等质量核的核裂变反应，是裂变伴随释放的光子，不是衰变，故D错误。 故选C。 2. 为监测土壤湿度，某智慧农业系统采用电容式湿度传感器，其原理简化图如图所示，连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤（视为电介质）中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关后，当土壤逐渐变干燥时，下列说法正确的是（ ） A. 电容器的电容增大 B. 电容器两板间的电压增大 C. 电容器带的电荷量减小 D. 通过电流表的电流方向为从 到 【答案】C 【解析】 【详解】A．当土壤逐渐变干燥时，土壤的相对介电常数减小，根据平行板电容器的决定式 可知电容器的电容减小，故A错误； B．电容器两板间的电压等于电源电动势，土壤逐渐变干燥时，两板间的电压保持不变，故B错误； C．根据电容器的定义式 土壤逐渐变干燥时，电容器两板间的电压 不变，电容器的电容减小，可知电容器带的电荷量减小，故C正确； D．由选项C分析可知电容器放电，电容器左板带正电，因此通过电流表的电流方向为从M到N，故D错误。 故选C。 3. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度高可靠定位、导航、授时服务。如图所示，a为北斗组网卫星中的极地卫星、b为组网中的地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（ ） A. 地球的质量为 B. b卫星距地面高度为 C. a、b、c的线速度大小关系为 D. a、b、c的周期大小关系为 【答案】B 【解析】 【详解】A．对物体c，根据万有引力与重力的关系 解得地球质量，故A错误； B．设同步卫星距地面的高度为H，则有 解得HR，故B正确； C．根据，解得 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有va＞vb，同步卫星和赤道上物体的周期相同，由，则有vb＞vc，综合以上有va＞vb＞vc，故C错误； D．由万有引力提供向心力，解得 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有Tb＞Ta，即Tc＝Tb＞Ta，故D错误。 故选B。 4. 直立的轻弹簧一端固定在地面上，另一端拴住一个铁块，现让铁块在竖直方向做往复运动，从铁块所受合力为零开始计时，取向上为正方向，其运动的位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. t=0.25s时物体对弹簧的压力最大 B. t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力大小相等 C. t=0.25s至t=0.50s这段时间内，物体做加速度逐渐增大的加速运动 D. t=0.25s至t=0.50s这段时间内，物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．铁块做简谐运动，时物体在平衡位置上方最大位移处，此时加速度向下最大，根据牛顿第二定律可知，此时弹簧对物体的弹力最小，则此时物体对弹簧的压力最小，故A错误； B．和两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等，但平衡时弹簧的形变量并不为零，故两时刻弹簧形变量不同，即弹簧的弹力不相等，故B错误； C．至这段时间物体从最高点向平衡位置运动，相对平衡位置的位移逐渐减小，则所受合外力逐渐减小，加速度减小，即物体做加速度逐渐减小的加速运动，故C错误； D．物体的动能和弹簧的弹性势能以及物体的重力势能之和不变，此过程中物体的重力势能减小，则物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大，故D正确。 故选D。 5. 如图，半圆形导线框的圆心为，直角扇形导线框的圆心为，两导线框在同一纸面内且半径相等。的一侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。现使线框、在时从图示位置开始在纸面内绕各自圆心逆时针匀速转动，周期均为。已知两导线框电阻相等，则（ ） A. 导线框M中会产生正弦交流电 B. 导线框N中感应电流的周期等于 C. 在时，两导线框中产生的感应电动势相等 D. 两导线框中感应电流的有效值相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．导线框M为半圆形，绕圆心在磁场边界转动，进入和离开磁场过程中，有效切割长度不变，感应电动势为定值，产生的是方波交流电，不是正弦交流电，故A错误； B．两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同，故B错误； C．在时，两导线框均转过，都处于进入磁场的过程中，有效切割长度均为半径 ，产生的感应电动势均为，大小相等，故C正确； D．导线框M中感应电流始终存在，方向周期性变化，有效值 导线框N中感应电流间歇存在，根据 解得有效值 两者不相等，故D错误； 故选C。 6. 如图所示，某地有一风力发电机，三个叶片转动时可形成面积为S的圆面。某时间内该地的风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后，其中减速为零（该部分气体动能转化为电能的效率为η），原速穿过。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的电功率为 B. 发电机的电功率为 C. 所有叶片受到空气的作用力 D. 所有叶片受到空气的作用力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设单位时间内通过圆面的空气总质量m，则有 减速为零的这部分空气损失的动能 则发电机的电功率为，故AB错误； CD．对减速为零的这部分空气，根据动量定理，单位时间内这部分空气动量的变化量大小等于叶片对空气的作用力大小，即 根据牛顿第三定律可知，所有叶片受到空气的作用力为，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为自制儿童玩具，原理如图乙所示，半径为 的圆盘固定在竖直光滑杆上，圆盘的圆心为点，圆盘平面与杆垂直。在圆盘边缘的三等分点、、处固定着三个光滑的小圆环，三根足够长的轻绳穿过小圆环后一端均与质量为小球相连，另一端分别与质量为 的三个小球、、连接，小球套在竖直杆上。四个小球组成的系统静止时，小球位于 点。重力加速度为，小球均可视为质点。现将小球缓慢移至圆心点处由静止释放（所有小球均未与地面接触），下列说法正确的是（ ） A. 小球能够下落的最大高度为 B. 小球能够下落的最大高度为 C. 当小球运动到 点时，系统的动能最大 D. 当小球运动到 点时，小球动能最大 【答案】C 【解析】 【详解】AN．设小球A下落的最大高度为，根据系统机械能守恒定律有 代入数据解得，故AB错误； C．当小球A运动过程中系统合外力做功为零时系统动能最大，即系统处于受力平衡状态时动能最大，设此时轻绳与竖直方向夹角为，根据受力平衡条件有 代入数据解得 可得平衡位置处小球A到圆心O的距离为 解得 可知平衡位置正好位于P点，即小球A运动到P点时系统动能最大，故C正确； D．系统的动能表达式为 根据运动的合成与分解可知小球A与小球a的速度关系为 联立整理可得 当小球A向P点运动时，系统的动能增大，绳与竖直方向夹角减小，导致增大，分母增大，由此可知当系统动能最大时，小球A的动能由于分母的增大而提前达到最大值，即小球A运动到P点时其动能不是最大，故D错误。 故选C。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 如图（甲）所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（乙）所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2。根据题目提供的信息，下列判断正确的是（　　） A. 物体的质量m=4kg B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3 C. 物体与水平面的最大静摩擦力fmax=6N D. 在F为10N时，物体的加速度a=2.5m/s2 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．物体先做变加速运动过程，根据牛顿第二定律有 变形得 结合图乙有， 解得m=2kg，μ=0.3，故A错误，B正确； C．结合上述，物体与水平面的最大静摩擦力，故C正确； D．结合上述，在F为10N时，物体的加速度，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静止放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略不计，两个物体的质量，。从开始，推力和拉力后分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为，，下列说法正确的是（ ） A. 0~2s时间内A的加速度一直在减小 B. 时，A、B两物体刚好分离 C. 2s~4s内B的加速度一直在增大 D. 时，A速度达到最大值 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对A与B整体分析，应用牛顿第二定律有 解得共同加速度为 若AB之间的弹力为0，对A分析有 当时，解得 即在2s时A与B物体恰好分离，故A错误，B正确； C．在2s~4s内，B物体的加速度为 可知加速度大小在增大，故C正确； D．在2s后，A的加速度为 根据公式可知在后A的加速度反向，A才开始做减速运动，2s末A的速度不是最大值，故D错误。 故选BC。 10. 在如图所示的装置中，两根平行且足够长的金属导轨相距，导轨及导轨平面跟水平面均成角，两导轨的P、Q处各用一小段绝缘材料连接长度忽略不计，P、Q的连线垂直于两导轨，PQ以下的两导轨是光滑的，PQ以上的两导轨是粗糙的。两导轨的上端串接一个的电阻，下端串接一个的电容器，在导轨之间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量的金属棒水平置于导轨上，用绝缘轻质细绳通过光滑轻质定滑轮与一质量的物体相连。金属棒的初始位置到PQ的距离为，金属棒与两导轨粗糙部分间的动摩擦因数为，金属棒由静止释放开始运动，上升过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。金属棒及导轨的电阻均不计，PQ上方导轨足够长，，，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　 ） A. 金属棒运动到PQ前做加速度减小的加速运动 B. 金属棒运动到PQ位置时的速度大小为 C. 金属棒运动到最高位置时到PQ的距离为2m D. 在金属棒的整个运动过程中电容器储存的电能为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．金属棒沿光滑导轨上滑的过程中，流过金属棒的电流为 电容器两端的电压 金属棒运动的加速度大小为 对金属棒与重物组成的整体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 联立以上各式解得 因此金属棒的加速度a保持不变，做匀加速直线运动，故A错误； B．根据匀变速直线运动的规律有 结合上述分析，可解得金属棒运动至PQ位置时的速度大小为，故B正确； C．根据动量定理，对金属棒则有 对重物则有 其中 联立解得金属棒向上运动的距离，故C正确； D．金属棒沿光滑导轨的运动过程，由能量守恒定律可得 代入数据解得，故D正确。 故选BCD。 三、实验题：本题共2小题，共18分 11. 某同学遇到一个还未安装的超大排水管，他想通过实验间接测量管道的内径。实验器材有：铁架台、细线、摆球、秒表、米尺等。 （1）先在实验室测量当地的重力加速度。 ①如图1所示，将细线的一端连接摆球，另一端固定在铁架台上点，然后将摆球拉离平衡位置，释放摆球，让单摆开始摆动。下列做法有助于减小实验误差的有______；（多选） A.摆球选择半径较小、密度较大的 B.使摆角大一些，方便观察 C.让摆球尽量在同一竖直面内摆动 D.在摆球摆至最高点时开始计时 ②选取摆线长度为 时，测得摆球摆动30个完整周期的时间，计算出单摆周期。改变摆线长度重复实验，记录相关数据，在坐标纸上作出的图线为一条直线，如图2所示。设直线斜率为 ，则重力加速度可表示为______（用 表示）； ③本实验没有测量摆球直径，对测量结果______（选填“有”或“无”）影响。 （2）再测量排水管道的内径。排水管道水平放置，截面为圆形，内壁较光滑。先让小钢球停在管底，标记管底位置。再让小钢球从一个较小高度释放，开始滚动，钢球通过管底时开始计时，记录滚动10个完整周期的时间为30.0 s，可算出管道内径（直径）为______m（取9.86，结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. AC ②. ③. 无 （2）4.4 【解析】 【小问1详解】 [1]A．摆球选半径小、密度大的，可减小空气阻力的影响，故A正确； B．单摆测重力加速度的实验中，单摆只有摆角小于时才近似做简谐运动，摆角过大会偏离简谐运动，增大误差，故B错误； C．摆球需在同一竖直面内摆动，若变成圆锥摆会导致周期测量错误，故C正确； D．应在摆球经过最低点（速度最大，位置易判断）时计时，最高点速度小，计时误差大，故D错误。 故选AC。 [2]设小球半径为，根据单摆周期公式 整理得 因此图线的斜率 可得 [3]根据上述推导可知重力加速度只由图线的斜率决定，摆球半径只影响图线截距，不影响斜率，因此不测量摆球直径对结果无影响。 【小问2详解】 小钢球在管道内做小角度摆动，等效为单摆，设管道内径为D，忽略钢球半径，等效摆长为 由题意得摆动周期 代入单摆周期公式 整理得 由图2计算斜率 代入得 解得 12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平，电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路，探究电容器在不同电压下的充、放电过程，并测定值电阻。所用器材如下： 定值电阻（约） 电容器C（额定电压，电容值未知） 电源E（电动势，内阻不计） 滑动变阻器 （，额定电流为） 电流传感器（内阻不计，电流传感器通过数据线与计算机相接） 电压表（，内阻很大） 开关、导线若干 （1）闭合开关，调节滑动变阻器，将开关接1，则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。 A. B. C. D. （2）保持开关接1，调节滑动变阻器，待电压表示数稳定在8 V后，再将开关接2，通过电流传感器将电流信息输入计算机，绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时，且前、后图像与时间轴围成的面积（即图乙中两阴影部分的面积）之比为，此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V，待测电阻__________（结果均保留两位有效数字）。 （3）电容器的电容__________；已知电容器的储能公式，则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J（结果均保留两位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. 3.2 ②. 3.2 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 电容器开始充电的瞬间，其两极板间没有电荷积累，电压为零，相当于短路，此时充电电流最大，电流传感器的示数达到最大值。随着电容器极板上电荷的积累，两板间的电压逐渐增大，方向与电源电动势方向相反，电流传感器的示数逐渐减小，当电容器的电压等于电源电动势时，电流等于零，此时电容器充满电，电路达到稳定。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]依题意，t=0时刻电容器两极板间的电压为，由 可得 依题意有 解得 此时，由 得 【小问3详解】 [1][2]根据 可得 电容器开始放电时的电荷量 且 可得 四、解答题：本大题共3小题，共36分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 街道上的很多电子显示屏，其最重要的部件就是发光二极管。有一种发光二极管，它由半径为R的半球体介质ABC和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为r的圆面PQ，其圆心与半球体介质的球心O重合，如图所示，图中发光圆面发出的某条光线射向D点，入射角为30°，折射角为45°。 （1）求半球体介质对光的折射率n； （2）为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都能直接射出，管芯发光区域面积最大值为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据折射定律可得半球体介质对光的折射率 解得 【小问2详解】 如图所示 设从P到Q点垂直于圆面发出的光射到球面的入射角的最大值为a，则 设光发生全反射临界角为C，则 不发生全反射应满足 解得 管芯发光区域面积应满足 14. 如图所示，在光滑水平面上，小球A的质量为，小球B的质量为。现给A一个初速度，使其与静止的B发生正碰。碰撞后，B小球冲上一个半径为R=0.8m的光滑竖直圆管轨道（轨道由一个四分之一圆管连接一个半圆管再接一个四分之一圆管组成，圆管内径远小于R）。竖直轨道固定在平板车上，平板车开始时是锁定的，其左端紧挨水平面，平板车上表面与光滑水平面平齐，已知小球B运动至轨道最高点C时，对下侧壁的压力为2.5N。重力加速度 （1）求碰撞后瞬间A、B各自的速度大小； （2）判断A、B碰撞过程中机械能是否有损失，若有，则计算损失的能量； （3）若解除锁定的平板车，且平板车可以在车轮所在水平面上无摩擦运动。小车（含其上固定的轨道）的质量为M。其他条件不变，小球A、B碰撞后，为保证小球B能从圆管轨道右侧滑出，求M需要满足的条件。 【答案】（1）4.5m/s，6m/s （2）有损失，6.75J （3）M>4kg 【解析】 【小问1详解】 在最高点C、B对下侧壁压力为，由牛顿第三定律，轨道对B的支持力，方向向上，重力向下，合力提供向心力 解得 B从最低点到最高点上升高度为 ，机械能守恒 解得 碰撞前后系统动量守恒 解得 【小问2详解】 碰撞前总动能 碰撞后总动能 因，故有机械能损失 【小问3详解】 假设小球B运动到轨道最高点时刚好与车共速，根据水平方向动量守恒 根据机械能守恒可得 解得 要使小球B能从圆管轨道右侧滑出，则需 15. 如图所示，水平放置的足够长两条平行金属导轨相距为，三根质量均为的导体棒a、b、c相距一定距离垂直放在导轨上，导体棒a光滑，导体棒b、c与导轨间的动摩擦因数均为，导体棒的电阻均为，空间存在磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场。现用一水平向右的拉力作用在导体棒a上，使之由静止开始向右做匀加速运动，加速度。取重力加速度大小，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略导体棒间的相互作用。求： （1）当导体棒b刚开始运动时，导体棒a运动的时间； （2）若在导体棒a运动2s时撤去拉力，求导体棒a在导轨上滑行的总距离。 【答案】（1）7.5s （2）2.875m 【解析】 【小问1详解】 导体棒a切割磁感线产生的电动势为 导体棒a做匀加速运动，则有 由闭合电路欧姆定律得 以导体棒b为研究对象，由并联电路分流关系 导体棒b刚开始运动时，由平衡条件 联立解得 【小问2详解】 在导体棒a运动2s时撤去拉力，在前2s导体棒b、c静止，导体棒a做匀加速直线运动，则有， 撤去外力F后，导体棒a做加速度逐渐减小的减速直线运动，导体棒b、c一直处于静止状态，对导体棒a由动量定理可得 其中 联立解得 则导体棒a在导轨上滑行的总距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省西安第一中学2026届第三次模拟测试物理试卷 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，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。 1. 下列核反应方程及其类型的表述正确的是（ ） A. ，是核聚变反应 B. ，是核裂变反应 C. ，是衰变 D. ，是衰变 2. 为监测土壤湿度，某智慧农业系统采用电容式湿度传感器，其原理简化图如图所示，连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤（视为电介质）中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关后，当土壤逐渐变干燥时，下列说法正确的是（ ） A. 电容器的电容增大 B. 电容器两板间的电压增大 C. 电容器带的电荷量减小 D. 通过电流表的电流方向为从 到 3. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度高可靠定位、导航、授时服务。如图所示，a为北斗组网卫星中的极地卫星、b为组网中的地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（ ） A. 地球的质量为 B. b卫星距地面高度为 C. a、b、c的线速度大小关系为 D. a、b、c的周期大小关系为 4. 直立的轻弹簧一端固定在地面上，另一端拴住一个铁块，现让铁块在竖直方向做往复运动，从铁块所受合力为零开始计时，取向上为正方向，其运动的位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. t=0.25s时物体对弹簧的压力最大 B. t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力大小相等 C. t=0.25s至t=0.50s这段时间内，物体做加速度逐渐增大的加速运动 D. t=0.25s至t=0.50s这段时间内，物体的动能和弹簧的弹性势能之和在增大 5. 如图，半圆形导线框的圆心为，直角扇形导线框的圆心为，两导线框在同一纸面内且半径相等。的一侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。现使线框、在时从图示位置开始在纸面内绕各自圆心逆时针匀速转动，周期均为。已知两导线框电阻相等，则（ ） A. 导线框M中会产生正弦交流电 B. 导线框N中感应电流的周期等于 C. 在时，两导线框中产生的感应电动势相等 D. 两导线框中感应电流的有效值相等 6. 如图所示，某地有一风力发电机，三个叶片转动时可形成面积为S的圆面。某时间内该地的风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后，其中减速为零（该部分气体动能转化为电能的效率为η），原速穿过。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的电功率为 B. 发电机的电功率为 C. 所有叶片受到空气的作用力 D. 所有叶片受到空气的作用力 7. 如图甲所示为自制儿童玩具，原理如图乙所示，半径为 的圆盘固定在竖直光滑杆上，圆盘的圆心为点，圆盘平面与杆垂直。在圆盘边缘的三等分点、、处固定着三个光滑的小圆环，三根足够长的轻绳穿过小圆环后一端均与质量为小球相连，另一端分别与质量为 的三个小球、、连接，小球套在竖直杆上。四个小球组成的系统静止时，小球位于 点。重力加速度为，小球均可视为质点。现将小球缓慢移至圆心点处由静止释放（所有小球均未与地面接触），下列说法正确的是（ ） A. 小球能够下落的最大高度为 B. 小球能够下落的最大高度为 C. 当小球运动到 点时，系统的动能最大 D. 当小球运动到 点时，小球动能最大 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 如图（甲）所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（乙）所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2。根据题目提供的信息，下列判断正确的是（　　） A. 物体的质量m=4kg B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3 C. 物体与水平面的最大静摩擦力fmax=6N D. 在F为10N时，物体的加速度a=2.5m/s2 9. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静止放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略不计，两个物体的质量，。从开始，推力和拉力后分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为，，下列说法正确的是（ ） A. 0~2s时间内A的加速度一直在减小 B. 时，A、B两物体刚好分离 C. 2s~4s内B的加速度一直在增大 D. 时，A速度达到最大值 10. 在如图所示的装置中，两根平行且足够长的金属导轨相距，导轨及导轨平面跟水平面均成角，两导轨的P、Q处各用一小段绝缘材料连接长度忽略不计，P、Q的连线垂直于两导轨，PQ以下的两导轨是光滑的，PQ以上的两导轨是粗糙的。两导轨的上端串接一个的电阻，下端串接一个的电容器，在导轨之间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量的金属棒水平置于导轨上，用绝缘轻质细绳通过光滑轻质定滑轮与一质量的物体相连。金属棒的初始位置到PQ的距离为，金属棒与两导轨粗糙部分间的动摩擦因数为，金属棒由静止释放开始运动，上升过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。金属棒及导轨的电阻均不计，PQ上方导轨足够长，，，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　 ） A. 金属棒运动到PQ前做加速度减小的加速运动 B. 金属棒运动到PQ位置时的速度大小为 C. 金属棒运动到最高位置时到PQ的距离为2m D. 在金属棒的整个运动过程中电容器储存的电能为 三、实验题：本题共2小题，共18分 11. 某同学遇到一个还未安装的超大排水管，他想通过实验间接测量管道的内径。实验器材有：铁架台、细线、摆球、秒表、米尺等。 （1）先在实验室测量当地的重力加速度。 ①如图1所示，将细线的一端连接摆球，另一端固定在铁架台上点，然后将摆球拉离平衡位置，释放摆球，让单摆开始摆动。下列做法有助于减小实验误差的有______；（多选） A.摆球选择半径较小、密度较大的 B.使摆角大一些，方便观察 C.让摆球尽量在同一竖直面内摆动 D.在摆球摆至最高点时开始计时 ②选取摆线长度为 时，测得摆球摆动30个完整周期的时间，计算出单摆周期。改变摆线长度重复实验，记录相关数据，在坐标纸上作出的图线为一条直线，如图2所示。设直线斜率为 ，则重力加速度可表示为______（用 表示）； ③本实验没有测量摆球直径，对测量结果______（选填“有”或“无”）影响。 （2）再测量排水管道的内径。排水管道水平放置，截面为圆形，内壁较光滑。先让小钢球停在管底，标记管底位置。再让小钢球从一个较小高度释放，开始滚动，钢球通过管底时开始计时，记录滚动10个完整周期的时间为30.0 s，可算出管道内径（直径）为______m（取9.86，结果保留2位有效数字）。 12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平，电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路，探究电容器在不同电压下的充、放电过程，并测定值电阻。所用器材如下： 定值电阻（约） 电容器C（额定电压，电容值未知） 电源E（电动势，内阻不计） 滑动变阻器 （，额定电流为） 电流传感器（内阻不计，电流传感器通过数据线与计算机相接） 电压表（，内阻很大） 开关、导线若干 （1）闭合开关，调节滑动变阻器，将开关接1，则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。 A. B. C. D. （2）保持开关接1，调节滑动变阻器，待电压表示数稳定在8 V后，再将开关接2，通过电流传感器将电流信息输入计算机，绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时，且前、后图像与时间轴围成的面积（即图乙中两阴影部分的面积）之比为，此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V，待测电阻__________（结果均保留两位有效数字）。 （3）电容器的电容__________；已知电容器的储能公式，则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J（结果均保留两位有效数字）。 四、解答题：本大题共3小题，共36分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 街道上的很多电子显示屏，其最重要的部件就是发光二极管。有一种发光二极管，它由半径为R的半球体介质ABC和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为r的圆面PQ，其圆心与半球体介质的球心O重合，如图所示，图中发光圆面发出的某条光线射向D点，入射角为30°，折射角为45°。 （1）求半球体介质对光的折射率n； （2）为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都能直接射出，管芯发光区域面积最大值为多少？ 14. 如图所示，在光滑水平面上，小球A的质量为，小球B的质量为。现给A一个初速度，使其与静止的B发生正碰。碰撞后，B小球冲上一个半径为R=0.8m的光滑竖直圆管轨道（轨道由一个四分之一圆管连接一个半圆管再接一个四分之一圆管组成，圆管内径远小于R）。竖直轨道固定在平板车上，平板车开始时是锁定的，其左端紧挨水平面，平板车上表面与光滑水平面平齐，已知小球B运动至轨道最高点C时，对下侧壁的压力为2.5N。重力加速度 （1）求碰撞后瞬间A、B各自的速度大小； （2）判断A、B碰撞过程中机械能是否有损失，若有，则计算损失的能量； （3）若解除锁定的平板车，且平板车可以在车轮所在水平面上无摩擦运动。小车（含其上固定的轨道）的质量为M。其他条件不变，小球A、B碰撞后，为保证小球B能从圆管轨道右侧滑出，求M需要满足的条件。 15. 如图所示，水平放置的足够长两条平行金属导轨相距为，三根质量均为的导体棒a、b、c相距一定距离垂直放在导轨上，导体棒a光滑，导体棒b、c与导轨间的动摩擦因数均为，导体棒的电阻均为，空间存在磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场。现用一水平向右的拉力作用在导体棒a上，使之由静止开始向右做匀加速运动，加速度。取重力加速度大小，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略导体棒间的相互作用。求： （1）当导体棒b刚开始运动时，导体棒a运动的时间； （2）若在导体棒a运动2s时撤去拉力，求导体棒a在导轨上滑行的总距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $