精品解析：2026届湖南衡阳市衡阳县高三下学期学情调研(三)物理试题

2026届高三学情调研（三） 物 理 （时量：75分钟　满分：100分） 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，量子计算机、量子纠缠等理论的发展为人类再一次改变世界奠定了基础。下列有关量子理论说法正确的是（ ） A. 如果蓝光可以使得某金属发生光电效应，那么波长更长的红光也一定可以使该金属发生光电效应 B. 德布罗意提出物质波理论，后被电子衍射实验证实，因此只有电子具有波动性，而中子和质子不具有波动性 C. 普朗克通过对黑体辐射的研究，认为黑体辐射的能量不是连续的 D. 康普顿研究石墨对X射线的散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 2. 在高中物理实验中，经常利用光电门测量瞬时速度的大小。例如在验证机械能守恒的实验中，将半径为R的小球从一定高度静止释放，小球自由下落（不计空气阻力）通过距离释放位置H处的光电门，光电门记录小球遮住激光光束的时间为△t，那么实验中就将视作小球球心通过激光束时的瞬时速度v。下列说法正确的是（ ） A. 就是小球球心位置通过激光束时的瞬时速度v B. 可以严格证明，小球球心通过激光束时的瞬时速度v大于 C. 为了提高实验的精确度，在不计空气阻力的情况下，应该选用半径更大的小球 D. 在不改变任何实验条件的情况下，多次实验测量可以消除系统误差 3. 一列简谐横波在某种均匀介质中沿x轴方向传播。P、Q是介质中相距L=10m的两质点，如图所示，在t=0时刻，P质点位于平衡位置向上振动，Q质点位于波谷位置。经过Δt=0.2s，Q质点第一次来到平衡位置，则下列说法正确的是（ ） A. 若该波沿x轴正方向传播，则该波波长可能为6m B. 若该波沿x轴负方向传播，则该波波长可能为6m C. 该波在介质中的传播速度可能为10m/s D. 该波在介质中的传播速度可能为12 m/s 4. 空间站内的航天员在太空实验室开展了很多有趣的科学实验。某航天员在天宫课堂实验中演示碰撞实验，分析实验视频，每隔相等的时间间隔截取一张照片，照片中小方格为正方形，虚线均分小方格，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前后小球的机械能守恒 B. 碰撞过程是弹性碰撞过程 C. 通过分析实验照片可知小球质量和大球质量满足关系 D. 碰撞后大球获得的动能是小球初动能的 5. 如图所示，一定质量理想气体从状态a沿圆形线依次变化到状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　） A. 从状态a经状态b到状态c是等压膨胀过程 B. 从状态a经状态b、c、d回到状态a，气体放出热量 C. 从状态a经状态b到状态c，气体放出热量、内能增大 D. 从状态a经b、c、d回到状态a，与从状态a经d、c、b回到状态a，两个过程中气体都放出热量，且大小相等 6. 如图所示，水平面存在水平向左的匀强电场。一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强方向平行，然后无初速度静止释放。已知小球摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角为30°，重力加速度为g，则小球经过最低点时细线对小球的拉力为（ ） A. （）mg B. （）mg C. （）mg D. （）mg 7. 如图甲所示，两组平行金属导轨固定在同一水平面内，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1和R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻，在距磁场左边界d处，一长度为1.5d的均匀导体棒以v0的速度始终向右做匀速直线运动，直至通过磁场，棒在磁场左边界时与两组导轨同时接触。R1=R2=R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好，下列说法不正确的是 （ ） A. 在的时间内，回路中的感应电动势为 B. 在的时间内，回路产生的热量为 C. 在的时间内，电阻R1产生的热量为 D. 整个过程中，回路产生的热量为 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 飞镖扎气球是一种娱乐游戏项目，其示意图如图甲所示，靶面竖直固定，O点为镖靶中心，OP水平、OQ竖直，靶面图如图乙所示。若每次都在空中同一位置M点水平射出飞镖，且M、O、Q三点在同一竖直平面，忽略空气阻力。关于分别射中靶面O、P、Q三点的飞镖，下列说法正确的是（ ） A. 射中O点的飞镖射出时的速度最小 B. 射中P点的飞镖射出时的速度最大 C. 射中Q点的飞镖在空中飞行的时间最长 D. 射中O、P两点的飞镖在空中飞行的时间相等 9. 如图所示，理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在的交流电源上，副线圈中“ ”的灯泡L恰好正常发光，电阻，电压表V为理想电表。下列判断正确的是（π取3.14）（　　） A. 交变电流的频率为 B. 原线圈的输入电压为 C. 电压表V的示数为 D. 消耗的功率与消耗的功率相等 10. 如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为 ，以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从 端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取，则下列说法正确的是（　　） A. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数 C. 煤块从最高点下滑到 端所用的时间为 D. 煤块在传送带上留下的痕迹长为 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 11. 小明利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。 （1）下列实验操作步骤，正确的顺序是________。 ①将质量为 的铁球放在钢尺末端 ②迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落 ③传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线 ④将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h ⑤将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目 （2）声音振幅随时间变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻，对应的时间间隔t=________s。 （3）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：______（用 、 、 表示）。 （4）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果_____（填“有”或“没有”）影响。 12. 为测定两节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材： A.待测的干电池，每节电池的电动势约为1.5 V，内阻均小于0.1Ω B.电流表A1，量程0～3mA，内阻Rg1=10Ω C.电流表A2，量程0～0.6A，内阻Rg2=0.1Ω D.滑动变阻器R1（0～20 Ω，10 A） E.滑动变阻器R2（0～200 Ω，1 A） F.定值电阻R0=990 Ω G.开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图（a）的电路图，其中A位置应该接入______，B位置应该接入_____。在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________。（填写器材前的字母代号，否则不给分） （2）该同学连接好电路后进行实验，利用测出的数据绘制出I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，在分析干路电流时，R0所在支路的电流可忽略），如图（b）所示。已知图像斜率的绝对值为k=0.16，纵截距为b=2.94，则单节干电池的电动势E=______（保留三位有效数字），单节干电池的内阻r0=________（保留小数点后两位）。 （3）另外一位同学利用上述实验数据，设计了如图（c）所示的电路图，其中电源是一节干电池，电路图中的两个电阻相同且为非线性电阻，通过查找资料，该同学发现此电阻的伏安特性曲线满足函数关系U=1.31I²，则单个电阻在该电路中的实际电功率为P=___________。（保留两位有效数字） 13. 如图所示的直角三角形玻璃砖，长直角边水平，顶角为 （未知），光源S（图中没有标出）发出的一束光线从长直角边中点以入射角入射，经折射后的光线恰好在玻璃砖的斜边面发生全反射，已知玻璃的折射率为，求： （1）光线经玻璃砖上表面折射后的折射角； （2）若长直角边的长度为2L，并且入射光线从光源出发到进入玻璃砖所经历的时间与进入玻璃砖后光线第一次到达玻璃砖斜边所经历的时间相等，设真空中的光速为c，求光源S距离玻璃砖长直角边的竖直高度H。 14. 如图所示是一种测量物体质量的装置。电源电压为，内阻不计，电源两端并联着一个导热性良好的汽缸和一个电容器。汽缸里面存在一定量的理想气体，汽缸的上下底面是金属，上表面是连接着测量托盘的活塞，活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动，托盘和活塞的总质量为。汽缸的横截面积为S，没有放置被测物体时，汽缸内气体的高度为d。电容器极板的正对面积为2S，两极板之间的距离为2d。电容器极板之间存在垂直纸面向里的磁场。极板左边中间位置有一粒子源，释放出速度一定的带正电的粒子，粒子的质量为m，电荷量大小为q。电容极板右边有一竖直屏幕，屏幕右边有磁感应强度为，垂直纸面向里的匀强磁场。测量时，先不放被测物体，接通触点式开关，调节电容器内磁场大小，发现磁感应强度大小为B时，在屏幕上A点存在一个亮斑，与O点的距离为L，粒子的运动轨迹如图所示。断开触点式开关，在托盘上放上被测物体，发现电容器内磁感应强度大小为时，屏幕上相同位置再一次出现亮斑（粒子运动的轨迹不变）。整个装置放置在真空中，近似认为真空中的介电常数和理想气体的介电常数相同，均为1，忽略电容器两极板之间的相互作用力，不计粒子重力，整个测量过程环境温度不变。求： （1）粒子源发出的粒子的速度大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）被测物体的质量。 15. 如图所示为某自动控制系统的装置示意图，装置中间有一个以v0=3m/s的速度逆时针匀速转动的水平传送带，传送带左端点M与光滑水平轨道PM平滑连接，左侧有一光滑圆弧的最低点与PM在P点平滑连接，在P点处安装有自动控制系统，当物块b每次向右经过P点时都会被系统瞬时锁定从而保持静止。传送带右端与半径r=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，物块a从右侧圆弧最高点由静止下滑后滑过传送带，经过M点时控制系统会使静止在P点的物块b自动解锁，之后两物块发生第一次弹性碰撞。已知物块a、b的质量分别为m1=0.6kg、m2=6.6kg，两物块均可视为质点，物块a与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，MN间的距离为L=1.5m，取g=10m/s2， 求： （1）物块a运动到圆弧轨道最低点N时对轨道的压力； （2）物块a第一次碰后的速度大小； （3）若物块a每次经传送带到达M点时，物块b都已锁定在P点，即将碰撞时物块b自动解锁，求：物块a第1次碰撞后经过M点到第2次碰撞前经过M点因摩擦而产生的热量Q1；两物块从第1次碰撞后到最终都静止，物块a与传送带之间由于相对运动产生的总热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三学情调研（三） 物 理 （时量：75分钟　满分：100分） 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，量子计算机、量子纠缠等理论的发展为人类再一次改变世界奠定了基础。下列有关量子理论说法正确的是（ ） A. 如果蓝光可以使得某金属发生光电效应，那么波长更长的红光也一定可以使该金属发生光电效应 B. 德布罗意提出物质波理论，后被电子衍射实验证实，因此只有电子具有波动性，而中子和质子不具有波动性 C. 普朗克通过对黑体辐射的研究，认为黑体辐射的能量不是连续的 D. 康普顿研究石墨对X射线的散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 【答案】C 【解析】 【详解】A．光电效应的发生与照射光的频率相关，蓝光使金属发生光电效应，那么频率更小的红光不一定可以使该金属发生光电效应，故A错误； B．不管是电子，还是中子、质子，都具有波动性，故B错误； C．普朗克研究黑体辐射后发现黑体辐射的能量不是连续的，故C正确； D．康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于入射波长的成分，故D错误。 故选C。 2. 在高中物理实验中，经常利用光电门测量瞬时速度的大小。例如在验证机械能守恒的实验中，将半径为R的小球从一定高度静止释放，小球自由下落（不计空气阻力）通过距离释放位置H处的光电门，光电门记录小球遮住激光光束的时间为△t，那么实验中就将视作小球球心通过激光束时的瞬时速度v。下列说法正确的是（ ） A. 就是小球球心位置通过激光束时的瞬时速度v B. 可以严格证明，小球球心通过激光束时的瞬时速度v大于 C. 为了提高实验的精确度，在不计空气阻力的情况下，应该选用半径更大的小球 D. 在不改变任何实验条件的情况下，多次实验测量可以消除系统误差 【答案】B 【解析】 【详解】AB．测量的是小球通过激光束的平均速度，由匀变速直线运动规律可知，也是小球通过激光束过程中间时刻的瞬时速度，而 是小球球心通过激光束时的瞬时速度，是中间位置的瞬时速度，显然中间位置的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故B正确A错误； C．为了使更接近 ，应该选取半径更小的小球，故C错误； D．在不改变任何实验条件的情况下，多次实验测量并不会消除系统误差，故D错误。 故选B。 3. 一列简谐横波在某种均匀介质中沿x轴方向传播。P、Q是介质中相距L=10m的两质点，如图所示，在t=0时刻，P质点位于平衡位置向上振动，Q质点位于波谷位置。经过Δt=0.2s，Q质点第一次来到平衡位置，则下列说法正确的是（ ） A. 若该波沿x轴正方向传播，则该波波长可能为6m B. 若该波沿x轴负方向传播，则该波波长可能为6m C. 该波在介质中的传播速度可能为10m/s D. 该波在介质中的传播速度可能为12 m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．若该波沿 轴正方向传播，那么根据题意有 则，显然 不可能等于，故A错误； B．同理分析可知，若该波沿 轴负方向传播，那么有 则，波长 也不可能等于，故B错误； CD．由题意可知，该波的周期，波速，若波沿 轴正方向传播，则波速为 若波沿 轴负方向传播，则波速为 显然当波沿 轴正方向传播且时，传播速度为；无论波沿 轴正方向还是负方向传播，传播速度都不可能为，故C正确，D错误。 故选C。 4. 空间站内的航天员在太空实验室开展了很多有趣的科学实验。某航天员在天宫课堂实验中演示碰撞实验，分析实验视频，每隔相等的时间间隔截取一张照片，照片中小方格为正方形，虚线均分小方格，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前后小球的机械能守恒 B. 碰撞过程是弹性碰撞过程 C. 通过分析实验照片可知小球质量和大球质量满足关系 D. 碰撞后大球获得的动能是小球初动能的 【答案】C 【解析】 【详解】A．设天宫重力势能为 ，大、小球的质量分别为 和 ，小正方形的边长为，拍摄照片的时间间隔为 ，水平向右为正方向。通过题中照片分析可知小球碰撞前的速度为，碰撞后小球的速度为 初动能，碰后动能 碰撞前后重力势能不变，动能不守恒，因此小球机械能不守恒，故A错误； BC．大球碰撞后的速度为。根据动量守恒有，由此可知 故大球动能，系统初机械能，末机械能，所以碰撞前后系统机械能不守恒，不为弹性碰撞，故B错误，C正确； D．碰撞后大球获得的动能为，小球碰撞前动能 故，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一定质量理想气体从状态a沿圆形线依次变化到状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　） A. 从状态a经状态b到状态c是等压膨胀过程 B. 从状态a经状态b、c、d回到状态a，气体放出热量 C. 从状态a经状态b到状态c，气体放出热量、内能增大 D. 从状态a经b、c、d回到状态a，与从状态a经d、c、b回到状态a，两个过程中气体都放出热量，且大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．从状态a经状态b到状态c压强先减小后增大，A错误； B．从状态a经状态b、c、d回到状态a，气体内能不变，外界对气体做功等于圆形面积，根据热力学第一定律，气体放出热量，B正确； C．状态a与状态c压强相等，体积增大，则温度升高，内能增大，气体对外界做功，则气体吸收热量，C错误； D．从状态a经d、c、b回到状态a，气体内能不变，气体对外界做功等于圆形面积，根据热力学第一定律，气体吸收热量，D错误。 故选B。 6. 如图所示，水平面存在水平向左的匀强电场。一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强方向平行，然后无初速度静止释放。已知小球摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角为30°，重力加速度为g，则小球经过最低点时细线对小球的拉力为（ ） A. （）mg B. （）mg C. （）mg D. （）mg 【答案】B 【解析】 【详解】设细线长为 ，由动能定理可知 解得电场力大小为，方向水平向右。 设小球摆到最低点时速度大小为 由动能定理 在最低点 拉力大小 故选B。 7. 如图甲所示，两组平行金属导轨固定在同一水平面内，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1和R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻，在距磁场左边界d处，一长度为1.5d的均匀导体棒以v0的速度始终向右做匀速直线运动，直至通过磁场，棒在磁场左边界时与两组导轨同时接触。R1=R2=R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好，下列说法不正确的是 （ ） A. 在的时间内，回路中的感应电动势为 B. 在的时间内，回路产生的热量为 C. 在的时间内，电阻R1产生的热量为 D. 整个过程中，回路产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在的时间内，磁场均匀增加，回路中的感应电动势为，故A正确； B．在的时间内，该过程中回路的电流为 因此该过程中回路产生的热量为，故B正确； C．在的时间内，导体棒切割磁感线，回路中的感应电动势为 和并联，流过两个电阻的电流均为 因此在此过程中电阻产生的热量为，故C正确； D．在的时间内，电阻和产生的总热量为 可知整个运动过程中，回路产生的总的热量，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 飞镖扎气球是一种娱乐游戏项目，其示意图如图甲所示，靶面竖直固定，O点为镖靶中心，OP水平、OQ竖直，靶面图如图乙所示。若每次都在空中同一位置M点水平射出飞镖，且M、O、Q三点在同一竖直平面，忽略空气阻力。关于分别射中靶面O、P、Q三点的飞镖，下列说法正确的是（ ） A. 射中O点的飞镖射出时的速度最小 B. 射中P点的飞镖射出时的速度最大 C. 射中Q点的飞镖在空中飞行的时间最长 D. 射中O、P两点的飞镖在空中飞行的时间相等 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．飞镖做平抛运动，由平抛运动的特点知， 解得飞镖初速度 水平方向位移 竖直方向位移 可得飞镖射出时的速度 即射中 点的飞镖射出时的速度最小，射中 点的飞镖射出时的速度最大，故A错误，B正确； CD．解得飞镖飞行时间 竖直方向位移 可得飞镖在空中飞行的时间 即飞镖射中两点的飞镖在空中飞行的时间相等，射中 点的飞镖在空中飞行的时间最长，故CD正确。 故选BCD。 9. 如图所示，理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在的交流电源上，副线圈中“ ”的灯泡L恰好正常发光，电阻，电压表V为理想电表。下列判断正确的是（π取3.14）（　　） A. 交变电流的频率为 B. 原线圈的输入电压为 C. 电压表V的示数为 D. 消耗的功率与消耗的功率相等 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由电源的瞬时表达式可知，故A错误； B．灯泡正常发光，故， 电阻两端的电压为 副线圈两端电压为 由得原线圈两端电压为，故B错误； C．电压表的示数，故C正确； D．电阻消耗的功率为 通过电阻的电流为 电源电压的有效值为 电阻的功率为，故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为 ，以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从 端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取，则下列说法正确的是（　　） A. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数 C. 煤块从最高点下滑到 端所用的时间为 D. 煤块在传送带上留下的痕迹长为 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．从甲、乙两图可知，0～1s煤块沿传送带向上做匀减速直线运动，运动时间 t1=1s 位移 加速度大小为 对煤块，由牛顿第二定律有 1s～2s，煤块继续沿传送带向上做匀减速直线运动，运动时间 t2=2s-1s=1s 位移为 加速度大小为 对煤块，由牛顿第二定律有 2s之后，煤块沿传送带向下做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间t3，位移大小为 x3=x1+x2=10m 加速度大小为 a3=a2=4m/s2 联立方程解得 sinθ=0.6 所以 解得 μ=0.25 故AB正确 C．煤块从最高点下滑到A端，有 解得 故C错误； D．0～1s，煤块相对传送带沿斜面向上运动，煤块与传送带的相对位移为 1s～2s，煤块相对传送带沿斜面向下运动，煤块与传送带的相对位移为 因为Δx2＜Δx1，则t=2s时煤块位于原划痕长度的中间位置，则t=2s时划痕仍为4m。煤块相对传送带继续沿斜面向下运动，此段时间煤块与传送带的相对位移为 因为Δx3＞Δx1，则煤块产生新的划痕长度为 所以，煤块在传送带上留下的痕迹长为 故D错误。 故选AB。 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 11. 小明利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。 （1）下列实验操作步骤，正确的顺序是________。 ①将质量为 的铁球放在钢尺末端 ②迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落 ③传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线 ④将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h ⑤将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目 （2）声音振幅随时间变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻，对应的时间间隔t=________s。 （3）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：______（用 、 、 表示）。 （4）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果_____（填“有”或“没有”）影响。 【答案】（1）④①⑤②③ （2）0.40 （3） （4）没有 【解析】 【小问1详解】 该实验先安装器材并测量高度，再放置铁球、释放并记录声音振幅曲线。正确顺序为： ④将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差 ； ①将质量为 的铁球放在钢尺末端； ⑤将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目； ②迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落； ③传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线。 【小问2详解】 由图乙可知，第一、第二个尖峰的时间间隔为 【小问3详解】 铁球从静止开始下落，若为自由落体，下落高度 与时间 满足，落地时竖直方向的速度 联立有 根据机械能守恒，重力势能减少量等于动能增加量 【小问4详解】 若铁球获得较小的水平速度，其运动变为平抛。竖直方向仍为自由落体，下落时间 仅由高度 决定，与水平速度无关。重力势能转化为竖直方向动能的关系仍为，与自由落体情形完全相同。因此水平速度不影响机械能守恒的验证。 12. 为测定两节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材： A.待测的干电池，每节电池的电动势约为1.5 V，内阻均小于0.1Ω B.电流表A1，量程0～3mA，内阻Rg1=10Ω C.电流表A2，量程0～0.6A，内阻Rg2=0.1Ω D.滑动变阻器R1（0～20 Ω，10 A） E.滑动变阻器R2（0～200 Ω，1 A） F.定值电阻R0=990 Ω G.开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图（a）的电路图，其中A位置应该接入______，B位置应该接入_____。在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________。（填写器材前的字母代号，否则不给分） （2）该同学连接好电路后进行实验，利用测出的数据绘制出I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，在分析干路电流时，R0所在支路的电流可忽略），如图（b）所示。已知图像斜率的绝对值为k=0.16，纵截距为b=2.94，则单节干电池的电动势E=______（保留三位有效数字），单节干电池的内阻r0=________（保留小数点后两位）。 （3）另外一位同学利用上述实验数据，设计了如图（c）所示的电路图，其中电源是一节干电池，电路图中的两个电阻相同且为非线性电阻，通过查找资料，该同学发现此电阻的伏安特性曲线满足函数关系U=1.31I²，则单个电阻在该电路中的实际电功率为P=___________。（保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. B ②. C ③. D （2） ①. 1.47V ②. （3）1.3W 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]根据电路图可知在 位置应接入电流表， 位置应接入电流表，滑动变阻器应选择，因此选择B、C、D。 【小问2详解】 [1][2]根据电路图可得 因此有 由图像可得， 解得、 【小问3详解】 根据电路图（c）可得 结合方程可解得电阻两端的电压为1.31V、实际电流1A。 因此单个电阻的实际功率为 13. 如图所示的直角三角形玻璃砖，长直角边水平，顶角为 （未知），光源S（图中没有标出）发出的一束光线从长直角边中点以入射角入射，经折射后的光线恰好在玻璃砖的斜边面发生全反射，已知玻璃的折射率为，求： （1）光线经玻璃砖上表面折射后的折射角； （2）若长直角边的长度为2L，并且入射光线从光源出发到进入玻璃砖所经历的时间与进入玻璃砖后光线第一次到达玻璃砖斜边所经历的时间相等，设真空中的光速为c，求光源S距离玻璃砖长直角边的竖直高度H。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由折射定律 解得折射角 【小问2详解】 临界角 满足 解得 光路图如上图所示，从光线进入玻璃砖到第一次到达玻璃砖斜边恰好发生全反射，由正弦定理可知光线在玻璃砖中所通过的路程满足，其中， 联立解得 光线在玻璃砖中的传播速度为 由题意可得 解得 14. 如图所示是一种测量物体质量的装置。电源电压为，内阻不计，电源两端并联着一个导热性良好的汽缸和一个电容器。汽缸里面存在一定量的理想气体，汽缸的上下底面是金属，上表面是连接着测量托盘的活塞，活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动，托盘和活塞的总质量为。汽缸的横截面积为S，没有放置被测物体时，汽缸内气体的高度为d。电容器极板的正对面积为2S，两极板之间的距离为2d。电容器极板之间存在垂直纸面向里的磁场。极板左边中间位置有一粒子源，释放出速度一定的带正电的粒子，粒子的质量为m，电荷量大小为q。电容极板右边有一竖直屏幕，屏幕右边有磁感应强度为，垂直纸面向里的匀强磁场。测量时，先不放被测物体，接通触点式开关，调节电容器内磁场大小，发现磁感应强度大小为B时，在屏幕上A点存在一个亮斑，与O点的距离为L，粒子的运动轨迹如图所示。断开触点式开关，在托盘上放上被测物体，发现电容器内磁感应强度大小为时，屏幕上相同位置再一次出现亮斑（粒子运动的轨迹不变）。整个装置放置在真空中，近似认为真空中的介电常数和理想气体的介电常数相同，均为1，忽略电容器两极板之间的相互作用力，不计粒子重力，整个测量过程环境温度不变。求： （1）粒子源发出的粒子的速度大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）被测物体的质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做圆周运动的半径为，洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 闭合触点式开关后，电容器两端的电压为，极板之间的距离为，因此电场强度的大小为 未放被测物体、开关闭合时，粒子在电容器极板间做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡有 联立解得 【小问3详解】 断开开关后，两个电容器的总电荷量 不变， 此后在托盘上放上物体 后，汽缸上下面的间距发生变化，设两电容器的电压变为 ，两个电容的总电荷量保持不变，有，解得 此时电容器中的电场强度发生变化，但粒子依旧沿直线运动，因此磁感应强度也发生变化，由题意知电场力等于洛伦兹力， 因此，解得 汽缸内的气体发生等温变化，没放物块前气体的压强为，放上质量为 的物体后的压强为，根据气体做等温变化有， 解得 15. 如图所示为某自动控制系统的装置示意图，装置中间有一个以v0=3m/s的速度逆时针匀速转动的水平传送带，传送带左端点M与光滑水平轨道PM平滑连接，左侧有一光滑圆弧的最低点与PM在P点平滑连接，在P点处安装有自动控制系统，当物块b每次向右经过P点时都会被系统瞬时锁定从而保持静止。传送带右端与半径r=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，物块a从右侧圆弧最高点由静止下滑后滑过传送带，经过M点时控制系统会使静止在P点的物块b自动解锁，之后两物块发生第一次弹性碰撞。已知物块a、b的质量分别为m1=0.6kg、m2=6.6kg，两物块均可视为质点，物块a与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，MN间的距离为L=1.5m，取g=10m/s2， 求： （1）物块a运动到圆弧轨道最低点N时对轨道的压力； （2）物块a第一次碰后的速度大小； （3）若物块a每次经传送带到达M点时，物块b都已锁定在P点，即将碰撞时物块b自动解锁，求：物块a第1次碰撞后经过M点到第2次碰撞前经过M点因摩擦而产生的热量Q1；两物块从第1次碰撞后到最终都静止，物块a与传送带之间由于相对运动产生的总热量Q。 【答案】（1）18N，方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）a从出发点到N点，由动能定理有 在N点对物块a分析，由牛顿第二定律有 得物块a运动到圆弧轨道最低点N时受到的支持力大小 根据牛顿第三定律可知：物块a对轨道的压力大小为18N，方向竖直向下。 （2）a在传送带上，由牛顿第二定律有 由运动学公式有 解得a在传送带上减速的位移为 故物块a到达M点时速度为 a和b发生弹性碰撞有 ， 解得 物块a第一次碰后的速度大小为。 （3）物块a第一次碰后返回传送带时的速度小于传送带的速度，所以物块a将先在传送带上向右做减速运动，然后在传送带上向左做加速运动，由运动的对称性可知物块a离开传送带的速度仍然是va，且加速与减速的位移大小相等，由解得位移的大小 传送带的位移 运动时间 经过M点到第二次碰前经过M点产生的热量 联立解得 物块a第一次碰后速度小于传送带速度v0，故第二次碰前速度仍为，第二次碰后a的速度为，则第2次碰后到第3次碰前产生的热量为 由数学知识可知 则物块a与传送带之间由于相对运动产生的总热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $