精品解析：2026届湖北武汉市江夏区第一中学高三下学期高考全真模拟4物理试卷

江夏一中高三年级高考全真模拟4 物理试卷 一、单项选择题：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. 2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A. X粒子是电子 B. C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，X粒子的电荷数为，质量数为，因此X是中子，不是电子，故A错误； B．该聚变反应释放能量，存在质量亏损，因此反应前总质量大于反应后总质量，即，故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程，释放的核能等于质量亏损乘以，即，故C正确； D．反应释放的核能等于反应后总的结合能减去反应前总的结合能，又知中子的结合能为0，因此，计算结果与D选项中的表达式符号相反，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．交变电流频率，故A错误； B．角速度，峰值，且时，因此电流表达式为，故B错误； C．由题意，甲图位置是、电流为0的位置，即中性面；线圈转动后，到达与中性面垂直的位置，此时磁通量为0，感应电动势最大，磁通量变化率越大（磁通量变化越快），故C正确； D．设甲图位置磁通量，转动后磁通量，磁通量变化量，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为某时刻三颗人造卫星a、b、c所处的位置及绕行方向。a为地球的静止卫星，与b轨道共面，P点为b、c轨道的一个交点。三颗卫星绕地球的公转均可看作匀速圆周运动，设公转周期分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. a可对地球实现全覆盖检测 B. b、c在P点有相撞的危险 C. a、b、c的加速度大小 D. a、b相邻两次相距最近的时间间隔为 【答案】D 【解析】 【详解】A．a是一颗地球同步卫星，仅一颗地球的静止卫星无法覆盖全球，需要至少三颗地球的静止卫星才能基本覆盖地球，且两极存在盲区，A错误； B．根据开普勒第三定律，b和c轨道半长轴相等，因此二者公转周期相等；由图可知二者绕行方向相反，初始位置不同，因此不会同时到达交点P，不存在相撞危险，B错误； C．万有引力提供加速度，有 解得加速度大小 由于 因此 C错误； D．由开普勒第三定律 由于b半长轴更小，因此 b转动更快。相邻两次相距最近时，b比a多转一周，满足 解得 D正确。 故选D。 4. 如图所示，平板小车沿水平面做直线运动，小车顶部用细线悬挂着质量为m小球A，细线偏离竖直方向θ角，小车底部斜面上放有一质量为m的物块B，斜面倾角θ角，小球A和物块B都相对小车静止，则平板小车运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小车水平运动的加速度大小为gsinθ B. 小球A受到细线拉力大小为mgtanθ C. 小车一定向左做匀加速直线运动 D. 小物块B不受摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球A分析可知，根据牛顿第二定律 解得 由于小球A和物块B都相对小车静止，则小车水平运动的加速度大小为，故A错误； B．对小球A，在竖直方向上，根据平衡条件可得 解得小球A受到细线拉力大小为，故B错误； C．由题意可知，小球A的合力方向水平向左，即小球A的加速度水平向左，所以小车的加速度水平向左，则小车向左做匀加速直线运动或向右做匀减速直线运动，故C错误； D．假设小物块B不受摩擦力，则小物块B受到垂直斜面向上的支持力和竖直向下的重力，在竖直方向上，根据平衡条件可得 解得斜面对小物块的支持力大小为 在水平方向，根据牛顿第二定律可得 解得 即假设成立，小物块B不受摩擦力，故D正确。 故选D。 5. 由凸透镜和玻璃平板构成一个如图甲所示的牛顿环实验装置，其中O为接触点。现用单色光垂直透镜上表面入射，可从透镜上方观察到明暗相间的同心圆环状干涉条纹，如图乙所示。现将凸透镜缓慢向上平移一小段距离（保持透镜上表面与玻璃板平行），在移动过程中，关于干涉条纹的变化，以下说法正确的是（　　） A. 圆环整体向内收缩 B. 中心始终为暗斑 C. 圆环整体向外扩张 D. 中心由暗斑变为亮斑后保持亮斑不变 【答案】A 【解析】 【详解】AC．凸透镜缓慢向上平移过程中，靠近O点周围空气层变厚，内侧两列波的波程差变大和凸透镜上移之前相邻外侧两列波的波程差相等，视觉上观察到外侧明暗条纹向内侧移动，故C错误，A正确。 BD．凸透镜缓慢向上平移过程中，O点的空气层变厚，相遇在凸透镜曲面的光的波程差连续增大，视觉上看到中心处明暗交替变化，故BD错误。 故选A。 6. 如图甲所示，电容器的上极板带负电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。闭合电键后开始计时，振荡电路的电流随时间变化如图乙所示。若尘埃始终未接触极板，则（　　） A. 尘埃带负电 B. 在0~t1时间里，回路的磁场能在增大 C. 在t2时刻，尘埃的加速度为零 D. 在t3~t4时间里，线圈两端自感电动势在减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．在t=0时刻，回路中电容器的上极板带负电，尘埃处于静止状态，受力平衡，重力向下，则电场力向上，即尘埃带正电，故A错误； B．在0～t1时间里，电流在增大，电容器放电，电场能减小，根据能量守恒定律知回路的磁场能在增大，故B正确； C．在t=0时刻，尘埃平衡，则；在t2时刻，电容器极板极性反向，场强大小不变，即电场力变为向下的qE，根据qE+mg=ma可知，尘埃的加速度为2g，C错误； D．在t3~t4时间里，线圈电流减小，且电流的变化率逐渐变大，则线圈两端自感电动势在增大，D错误。 故选B。 7. 如图所示，倾角为α的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处，弹簧上端放一个质量为m的小物块A，A与弹簧间不拴接，开始时A静止于P点。另一质量也为m的小物块B从斜面上Q点由静止释放，与A发生正碰后立即粘在一起成为组合体，组合体在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（　　） A. 组合体运动最低点弹簧压缩量为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 组合体动能的最大值为 D. P、Q两点间的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设O为弹簧处于原长时其上端的位置，x为碰撞前的形变量，则有 解得 当B与A成为组合体C时，恰好不离开弹簧，所以组合体C最多运动至O处。组合体C做简谐振动，其平衡位置满足 解得 所以弹簧的最大压缩量为 所以弹簧弹性势能的最大值为 故AB错误； C．设动能最大位置为点，则从O处到处有 故C错误； D．组合体从O运动至P点时 即 解得 B从Q点运动到P点，设P、Q两点间的距离为，碰撞前B的速度为，由动量守恒可得 即 B在斜面上的加速度为 所以 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，均匀介质中的水平面内，A、B、P为直角三角形的顶点，，。波源、均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙，丙所示。已知波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，下列说法正确的是（ ） A. ，P处的质点经过的路程为1.6m B. 时，P处的质点位移为0 C. 1s后，A、B边上（不含波源）有10个振动加强点 D. 1s后，A、B边上（不含波源）有10个振动减弱点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，故波速为 因此在时间内，P点振动的时间为，由乙图可知，该波源的振动周期，故在时间内，P点刚好振动了一个周期，波源产生的机械波传到P点的时间 此时P刚好开始振动，路程为零，由于机械波的振幅，这段时间内P点的路程为 A错误； B．时，P点振动的时间 波源机械波带动P点的位移为零，结合上述分析可知，波源产生的机械波传到P点时间为，故时，P处的质点振动的时间 波源机械波带动P点的位移也为零，B正确； CD．由题可知，两列波的波速 两列波的波长为 由几何知识可得 由于两列波步调相反，故当时，为振动的加强点，即 解得 故A、B边上（不含波源）有10个振动加强点，同理当时为振动的减弱点，则有 解得 故减弱点一共有9个，C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图甲，在杂技表演中，表演者平躺在水平地面上，腹部上平放一块石板，助手用铁锤猛击石板，石板裂开而表演者没有受伤（危险节目，请勿模仿）。其原理可简化为图乙所示：质量为m的铁锤从石板上方高为h处由静止自由落下，竖直砸中石板，铁锤与石板瞬间达到共同速度，之后，铁锤与石板一起向下运动距离d后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的变化规律近似如图丙所示，已知石板的质量为铁锤质量的k倍，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 铁锤与石板碰撞后的共同速度大小 B. 碰撞过程中，铁锤与石板构成的系统机械能的损失量 C. 弹性气囊A对石板作用力的最大值 D. 弹性气囊A对石板作用力做的功大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．铁锤从石板上方高为h处由静止自由落下，令末速度为，则有 解得 铁锤与石板瞬间达到共同速度，此过程内力远远大于外力，根据动量守恒定律有 解得 故A错误； B．碰撞过程中，铁锤与石板构成的系统机械能的损失量 解得 故B正确； D．铁锤与石板一起向下运动距离d后速度减为零，根据动能定理有 结合上述解得 故D正确； C．图像与横轴所围几何图形的面积表示力做功的大小，则弹性气囊A对石板作用力做的功大小为 结合上述解得 故C错误。 故选BD。 10. 如图所示，一段绝缘圆弧形细玻璃管MN固定在竖直平面内，半径R＝0.2m，圆心为O，玻璃管对应的圆心角为，其中OM水平。整个空间存在匀强电场（图中未画出）和垂直纸面向里的匀强磁场。一带电小球质量为，带电荷量的绝对值为，直径比管的内径略小。小球从M端静止放入管中，从N端离开后刚好做匀速直线运动。不计一切摩擦阻力，重力加速度，。下列说法正确的是（　　） A. 小球一定带正电 B. 电场方向可能垂直纸面向外 C. 电场强度大小不小于0.3V/m D. 若电场方向水平向左，则磁感应强度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球从N端离开后刚好做匀速直线运动，说明重力、电场力和洛伦兹力的合力为零，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，若洛伦兹力方向沿NO方向，则重力和电场力的合力沿ON方向，有可能；若洛伦兹力方向沿ON方向，则重力和电场力的合力沿NO方向，球从M端静止放入管中，不可能从N端离开。所以洛伦兹力方向一定沿NO方向，由左手定则可知小球一定带正电，选项A正确； B．电场方向一定在竖直平面内，否则小球从N端离开后，重力、电场力和洛伦兹力的合力不可能为零，选项B错误； C．由力的矢量三角形可知，当电场方向垂直ON斜向左上方时，电场强度最小，有 得 选项C正确； D．若电场方向水平向左，则电场力和重力的合力为 对小球在玻璃管中的运动由动能定理有 得 洛伦兹力与电场力和重力的合力等大反向，有 得 选项D正确。 故选ACD。 三、实验题（本题共2小题，合计18分） 11. 某校物理兴趣小组用如图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。气垫导轨上质量为的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为的钩码，滑块上遮光条宽度为。 （1）实验过程中________（选填“需要”或“不需要”）满足滑块的质量远大于钩码的总质量； （2）实验时，小组同学每次均从相同位置释放滑块，测得滑块处于静止释放位置时遮光条与光电门中心间的距离为； （3）释放滑块，记录下遮光条通过光电门的时间和拉力传感器的示数。可以得到滑块经过光电门时的速度大小________（用，表示）；滑块加速度大小________（用，，表示）； （4）保持滑块质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据多组、数据，以为纵轴、为横轴建立直角坐标系，画出图像是一条倾斜直线，则该图像斜率为________。（用已知物理量的符号表示） （5）小组同学继续用上述装置“验证机械能守恒定律”，已知当地重力加速度为。若满足关系式________时，则证明运动过程中系统机械能守恒。（用题目中的，，，，，表示） 【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]因为实验中通过拉力传感器可以直接测量拉力的大小，所以不需要满足小车的质量远大于钩码的总质量。 （3）[2]测得遮光条通过光电门的时间，则滑块经光电门时的速度为 [3]由公式可得 （4）[4]若不计一切阻力，由牛顿第二定律 可得 即图像的斜率为。 （5）[5]设滑块的速度为，由题可知钩码的速度大小始终等于滑块速度大小的一半，因此钩码下降的高度为 根据系统机械能守恒可得 又 联立可得 如果满足，就可以证明运动过程中系统机械能守恒。 12. 实验小组需要测量一段电阻丝的电阻率ρ。测量电阻丝电阻R的电路如图甲所示。要求操作简便，又尽可能有较高的测量精度，并能得到多组数据。 实验器材如下： 电阻丝（电阻R小于50Ω）电流表A₁（量程10 mA，内阻40 Ω） 电流表 A₂（量程500 μA，内阻750Ω）保护电阻R₁（阻值为100Ω） 滑动变阻器R₂（总阻值约为20Ω）电源E（电动势为1.5V，内阻很小） 开关S及导线若干 （1）把图甲的电路图补充完整。 （2）电路连接无误后闭合开关，电流表A₁、A₂的读数分别为I₁、I₂，测量多组数据，拟合出 图为如图乙所示的直线。则电阻丝电阻R=___________Ω（保留2位有效数字）。 （3）利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某次测量结果如图丙所示，读数为D=__________mm。 （4）利用直尺测出电阻丝接入电路部分的长度为L，电阻率的表达式为ρ=___________（用R、D、L表示） （5）若把电阻丝总长度当成接入电路的长度，电阻率的测量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）实际值。 【答案】（1） （2）10 （3）0.645 （4） （5）小于 【解析】 【小问1详解】 题中要求尽可能有较高的测量精度，并能得到多组数据，故滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示。 【小问2详解】 根据实验电路有 变形可得，斜率 由图乙斜率，即 解得 【小问3详解】 螺旋测微器精度为0.01mm，读数 【小问4详解】 根据电阻定律可知， 联立解得 【小问5详解】 由可知，长度较真实值偏大，即，故使得电阻率测量值小于实际值（）。 四、解答题（本题共3小题，合计42分） 13. 如图所示，孔明灯，又叫天灯，俗称许愿灯、祈天灯，是一种古老的汉族手工艺品。孔明灯“会飞”原因是：燃料燃烧使内部空气温度升高，密度减小，从而排出孔明灯中的空气，使自身重力变小，空气对它的浮力把它托举起来。已知一孔明灯体积为V，灯内空气平均温度为T2；灯外空气的温度为T1、密度为ρ1。该孔明灯内、灯外的气压始终都为1个标准大气压。求： （1）孔明灯内空气平均密度ρ2； （2）要使孔明灯能“飞”起来，孔明灯的最大质量m（不包括灯内空气质量）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据理想气体状态方程得 根据题意 解得 （2）根据平衡条件得 解得 14. 如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，其顶端固定一定滑轮，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量的小物块A相连，质量的小物块B通过细线跨过定滑轮与重物C连接，刚开始用机械臂（未画出）抓住C使细线刚好伸直但不紧绷。操纵机械臂使C从静止开始做竖直向下的匀加速直线运动，在A、B恰好分离时，撤去机械臂对C的作用，此时A、B、C的速度大小均为，C（视为质点）距离水平地面的高度，C又经过；落到了地面上，取重力加速度大小。已知撤去机械臂前后B、C的加速度未发生改变，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）撤去机械臂对C的作用后，C的加速度大小a； （2）C的质量； （3）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对C，根据位移时间公式有 代入数据解得 【小问2详解】 设细线上的拉力大小为，对C分析，根据牛顿第二定律有 对B分析，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 A、B初始时静止，对A、B组成的整体受力分析，设此时弹簧的压缩量为，根据受力平衡条件有 设A、B恰好分离时弹簧的压缩量为，对A分析，根据牛顿第二定律有 根据运动规律有 联立解得 15. 如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，P、A、、四点的坐标分别为（，0）、（，0）、（0，L）、（0，）。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。在界面的上方存在竖直向下的匀强电场，界面的下方存在竖直向上的匀强电场，且上下电场强度大小相等。在（，0）处的C点固定一平行于y轴且长为的绝缘弹性挡板MN，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度反向，大小不变。质量为m、电量为q的带负电粒子（不计重力）从x轴上方非常靠近P点的位置以初速度沿x轴正方向射入电场且刚好可以过点。求： （1）电场强度大小、到达点速度的大小和方向； （2）磁场取合适的磁感应强度，带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点下方很近的位置，求粒子从x轴上方非常靠近P点射出至回到P点下方很近的位置经历的时间； （3）改变磁感应强度的大小，要使粒子最终能回到P点下方很近的位置，则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次？ 【答案】（1），，速度方向与y轴正方向夹角为 （2） （3）7次 【解析】 【小问1详解】 粒子从P到Q1做类平抛运动，则有， 解得 上述过程根据动能定理有 解得 令粒子到达点速度方向与y轴正方向夹角为，则有 解得 【小问2详解】 要使粒子回到P点下方很近的位置，其轨迹必须具有对称性，且经过Q2，作出粒子在磁场中运动轨迹如图所示 由几何关系有 粒子在磁场中的偏转夹角 则粒子在磁场中的运动时间 根据对称性可知，粒子在电场中运动的时间为 则粒子从x轴上方非常靠近P点射出至回到P点下方很近的位置经历的时间 解得 【小问3详解】 当r最小时，粒子刚好经过M点碰撞次数最多，作出此时粒子运动轨迹如图所示 根据几何关系有 解得 设最多碰撞n次，则有 解得n=7 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江夏一中高三年级高考全真模拟4 物理试卷 一、单项选择题：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. 2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A. X粒子是电子 B. C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为 2. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 3. 如图所示为某时刻三颗人造卫星a、b、c所处的位置及绕行方向。a为地球的静止卫星，与b轨道共面，P点为b、c轨道的一个交点。三颗卫星绕地球的公转均可看作匀速圆周运动，设公转周期分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. a可对地球实现全覆盖检测 B. b、c在P点有相撞的危险 C. a、b、c的加速度大小 D. a、b相邻两次相距最近的时间间隔为 4. 如图所示，平板小车沿水平面做直线运动，小车顶部用细线悬挂着质量为m小球A，细线偏离竖直方向θ角，小车底部斜面上放有一质量为m的物块B，斜面倾角θ角，小球A和物块B都相对小车静止，则平板小车运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小车水平运动的加速度大小为gsinθ B. 小球A受到细线拉力大小为mgtanθ C. 小车一定向左做匀加速直线运动 D. 小物块B不受摩擦力 5. 由凸透镜和玻璃平板构成一个如图甲所示的牛顿环实验装置，其中O为接触点。现用单色光垂直透镜上表面入射，可从透镜上方观察到明暗相间的同心圆环状干涉条纹，如图乙所示。现将凸透镜缓慢向上平移一小段距离（保持透镜上表面与玻璃板平行），在移动过程中，关于干涉条纹的变化，以下说法正确的是（　　） A. 圆环整体向内收缩 B. 中心始终为暗斑 C. 圆环整体向外扩张 D. 中心由暗斑变为亮斑后保持亮斑不变 6. 如图甲所示，电容器的上极板带负电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。闭合电键后开始计时，振荡电路的电流随时间变化如图乙所示。若尘埃始终未接触极板，则（　　） A. 尘埃带负电 B. 在0~t1时间里，回路的磁场能在增大 C. 在t2时刻，尘埃的加速度为零 D. 在t3~t4时间里，线圈两端自感电动势在减小 7. 如图所示，倾角为α的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处，弹簧上端放一个质量为m的小物块A，A与弹簧间不拴接，开始时A静止于P点。另一质量也为m的小物块B从斜面上Q点由静止释放，与A发生正碰后立即粘在一起成为组合体，组合体在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（　　） A. 组合体运动最低点弹簧压缩量为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 组合体动能的最大值为 D. P、Q两点间的距离为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，均匀介质中的水平面内，A、B、P为直角三角形的顶点，，。波源、均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙，丙所示。已知波源产生的机械波经过0.6s传播到P点，下列说法正确的是（ ） A. ，P处的质点经过的路程为1.6m B. 时，P处的质点位移为0 C. 1s后，A、B边上（不含波源）有10个振动加强点 D. 1s后，A、B边上（不含波源）有10个振动减弱点 9. 如图甲，在杂技表演中，表演者平躺在水平地面上，腹部上平放一块石板，助手用铁锤猛击石板，石板裂开而表演者没有受伤（危险节目，请勿模仿）。其原理可简化为图乙所示：质量为m的铁锤从石板上方高为h处由静止自由落下，竖直砸中石板，铁锤与石板瞬间达到共同速度，之后，铁锤与石板一起向下运动距离d后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的变化规律近似如图丙所示，已知石板的质量为铁锤质量的k倍，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 铁锤与石板碰撞后的共同速度大小 B. 碰撞过程中，铁锤与石板构成的系统机械能的损失量 C. 弹性气囊A对石板作用力的最大值 D. 弹性气囊A对石板作用力做的功大小为 10. 如图所示，一段绝缘圆弧形细玻璃管MN固定在竖直平面内，半径R＝0.2m，圆心为O，玻璃管对应的圆心角为，其中OM水平。整个空间存在匀强电场（图中未画出）和垂直纸面向里的匀强磁场。一带电小球质量为，带电荷量的绝对值为，直径比管的内径略小。小球从M端静止放入管中，从N端离开后刚好做匀速直线运动。不计一切摩擦阻力，重力加速度，。下列说法正确的是（　　） A. 小球一定带正电 B. 电场方向可能垂直纸面向外 C. 电场强度大小不小于0.3V/m D. 若电场方向水平向左，则磁感应强度大小为 三、实验题（本题共2小题，合计18分） 11. 某校物理兴趣小组用如图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。气垫导轨上质量为的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为的钩码，滑块上遮光条宽度为。 （1）实验过程中________（选填“需要”或“不需要”）满足滑块的质量远大于钩码的总质量； （2）实验时，小组同学每次均从相同位置释放滑块，测得滑块处于静止释放位置时遮光条与光电门中心间的距离为； （3）释放滑块，记录下遮光条通过光电门的时间和拉力传感器的示数。可以得到滑块经过光电门时的速度大小________（用，表示）；滑块加速度大小________（用，，表示）； （4）保持滑块质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据多组、数据，以为纵轴、为横轴建立直角坐标系，画出图像是一条倾斜直线，则该图像斜率为________。（用已知物理量的符号表示） （5）小组同学继续用上述装置“验证机械能守恒定律”，已知当地重力加速度为。若满足关系式________时，则证明运动过程中系统机械能守恒。（用题目中的，，，，，表示） 12. 实验小组需要测量一段电阻丝的电阻率ρ。测量电阻丝电阻R的电路如图甲所示。要求操作简便，又尽可能有较高的测量精度，并能得到多组数据。 实验器材如下： 电阻丝（电阻R小于50Ω）电流表A₁（量程10 mA，内阻40 Ω） 电流表 A₂（量程500 μA，内阻750Ω）保护电阻R₁（阻值为100Ω） 滑动变阻器R₂（总阻值约为20Ω）电源E（电动势为1.5V，内阻很小） 开关S及导线若干 （1）把图甲的电路图补充完整。 （2）电路连接无误后闭合开关，电流表A₁、A₂的读数分别为I₁、I₂，测量多组数据，拟合出 图为如图乙所示的直线。则电阻丝电阻R=___________Ω（保留2位有效数字）。 （3）利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某次测量结果如图丙所示，读数为D=__________mm。 （4）利用直尺测出电阻丝接入电路部分的长度为L，电阻率的表达式为ρ=___________（用R、D、L表示） （5）若把电阻丝总长度当成接入电路的长度，电阻率的测量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）实际值。 四、解答题（本题共3小题，合计42分） 13. 如图所示，孔明灯，又叫天灯，俗称许愿灯、祈天灯，是一种古老的汉族手工艺品。孔明灯“会飞”原因是：燃料燃烧使内部空气温度升高，密度减小，从而排出孔明灯中的空气，使自身重力变小，空气对它的浮力把它托举起来。已知一孔明灯体积为V，灯内空气平均温度为T2；灯外空气的温度为T1、密度为ρ1。该孔明灯内、灯外的气压始终都为1个标准大气压。求： （1）孔明灯内空气平均密度ρ2； （2）要使孔明灯能“飞”起来，孔明灯的最大质量m（不包括灯内空气质量）。 14. 如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，其顶端固定一定滑轮，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量的小物块A相连，质量的小物块B通过细线跨过定滑轮与重物C连接，刚开始用机械臂（未画出）抓住C使细线刚好伸直但不紧绷。操纵机械臂使C从静止开始做竖直向下的匀加速直线运动，在A、B恰好分离时，撤去机械臂对C的作用，此时A、B、C的速度大小均为，C（视为质点）距离水平地面的高度，C又经过；落到了地面上，取重力加速度大小。已知撤去机械臂前后B、C的加速度未发生改变，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）撤去机械臂对C的作用后，C的加速度大小a； （2）C的质量； （3）弹簧的劲度系数k。 15. 如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，P、A、、四点的坐标分别为（，0）、（，0）、（0，L）、（0，）。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。在界面的上方存在竖直向下的匀强电场，界面的下方存在竖直向上的匀强电场，且上下电场强度大小相等。在（，0）处的C点固定一平行于y轴且长为的绝缘弹性挡板MN，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度反向，大小不变。质量为m、电量为q的带负电粒子（不计重力）从x轴上方非常靠近P点的位置以初速度沿x轴正方向射入电场且刚好可以过点。求： （1）电场强度大小、到达点速度的大小和方向； （2）磁场取合适的磁感应强度，带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点下方很近的位置，求粒子从x轴上方非常靠近P点射出至回到P点下方很近的位置经历的时间； （3）改变磁感应强度的大小，要使粒子最终能回到P点下方很近的位置，则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $