精品解析：陕西西安中学2025-2026学年高三下学期考前学情自测物理试卷

陕西省普通高中学业水平选择性考试（模拟） 物 理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A. 对应的前后能级之差最小 B. 同一介质对的折射率最大 C. 同一介质中的传播速度最大 D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 2. 载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是：（ ） A. 火箭加速升空失重 B. 宇航员在空间站时不受地球的万有引力作用 C. 空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度 3. 如图所示，边长为3.2m的正方形水池中心处有一喷泉，其喷口与水池边缘等高，可向四周斜向上45°连续喷出水流。重力加速度，不计空气阻力，要使水流恰好不喷出池外，喷口处水流的速度大小应为（　　） A. 2m/s B. C. 4m/s D. 8m/s 4. 如图所示，两列频率相同的机械波在某时刻的叠加情况，、为波源，实线和虚线分别表示同一时刻两列波的波峰和波谷；的振幅，的振幅为。下列说法正确的是（ ） A. 质点、为振动减弱点，此刻的位移为零 B. 质点、是振动加强点，位移始终最大 C. 此刻质点、的高度差为 D. 从此刻再经过四分之一个周期，、、、四点的位移均为零 5. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，g取10m/s2，则在乙下落的过程中：（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的摩擦力方向向右 C. 甲运动的加速度大小为5m/s2 D. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N 6. 在某智能汽车的自动防撞系统测试中，汽车在平直道路上匀速行驶，当其检测到正前方26m处有静止障碍物时，系统立即启动初级制动，汽车做匀减速运动，行驶一段距离后触发紧急制动，汽车以更大的加速度做匀减速运动，最终恰好停在障碍物前．该过程中汽车速度的平方与位移x的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车在初级制动阶段的速度变化量的大小为6m/s B. 初级制动阶段与紧急制动阶段的加速度大小之比为1:4 C. 汽车在紧急制动阶段的运动时间为1s D. 汽车在整个制动过程中的平均速度大小为5m/s 7. 在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃（不计重力）仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是（　　） A. 尘埃带负电 B. 尘埃在A点的电势大于B点电势 C. 尘埃在A点的电势能大于在B点的电势能 D. 尘埃在A点的加速度小于在B点的加速度 9. 在2026年春晚舞台上，武术节目《武BOT》融入前沿智能科技，成为本届春晚极具视觉冲击力的创新节目之一。节目中间环节时，质量为m的机器人从下蹲静止状态竖直向上起跳，经过t时间身体伸直以大小为v的速度离开地面，已知重力加速度g，在该过程中：（ ） A. 地面对机器人的弹力是机器人发生弹性形变产生的 B. 地面对机器人的平均作用力大小为m（g） C. 地面对机器人的冲量大小为mv D. 地面对机器人不做功 10. 磁聚焦法测量电子比荷的装置如图所示。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加大小为的电压，对电子进行加速（初速度视为零），电子由阳极小孔高速射出；在尺寸很小的电容器C的两极板间加一周期性交变电场，使不同时刻通过这里的电子速度方向发生不同程度的微小偏转，在电容器右端和荧光屏之间加一沿轴线方向（图中水平虚线）的匀强磁场，进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动，每绕行一周后都会到达同一位置聚焦，电容器右端到荧光屏的水平距离为l，调节磁感应强度的大小为B时，可使电子流的第一个焦点落在荧光屏S上。若不计电子所受的重力和电子间的相互作用，当θ非常小时满足、，则下列说法正确的是：（ ） A. 电子所受洛伦兹力的方向与轴线垂直 B. 不同时刻进入电容器的电子运动轨迹一定不同 C. 利用该设备测出电子的比荷 D. 若电子经过电容器后偏离轴线方向的最大角度为θ，则该装置中带电粒子螺旋运动段的玻璃管内径（直径）应满足 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋测微器竖直安装，测微螺杆正对弹簧。 （1）某次测量时，螺旋测微器的示数如图2所示，此时读数为______mm。 （2）对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示，由图可得弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧原长为_______mm（均保留3位有效数字）。 12. 某兴趣小组用如图（a）所示电路测量待测电阻的阻值（为几百欧），图中：G（内阻 ）为量程的灵敏电流计，为定值电阻（ ），R为滑动变阻器（滑动变阻器：阻值范围；滑动变阻器：阻值范围）。 （1）操作一：将滑动变阻器的滑片置于适当位置后，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2接1端，改变滑动变阻器滑片的位置，记录此时电流计的示数； 操作二：保持滑动变阻器滑片不动，将接2端，记录此时电流计的示数。若要求上述两次操作中M、N两点间的电压变化极小，可以忽略，则滑动变阻器应选择______（填“”或“”）。改变滑动变阻器的位置重复上述操作并记录对应的和。 （2）由（1）中电流的数据描点作图，以为纵坐标，以为横坐标，得到如图（b）所示的图线，图线斜率的物理意义用表达式表示为_________（用物理量的标号表示），则______Ω（结果保留3位有效数字）。 （3）由于（1）中操作一和操作二，M、N两点间的电压会发生变化，实验过程中认为该电压不变，这会给实验结果带来______（填“系统”或“偶然”）误差；该误差的存在会使得的测量值_____（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 三、计算题（共38分） 13. 一质量，开口向下、导热良好的均匀薄直玻璃管，通过轻质细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，内部封闭了一定质量的气体。当环境温度为℃时，气柱长度 ，管内外水银面高度差为。已知玻璃管的截面积，大气压强，水银的密度，重力加速度大小，忽略水银槽中液面的高度变化。当环境温度缓慢升高至 ℃时，求： （1）升温前管内气体的压强； （2）升温后管内气柱的长度。 14. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 （1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小； （2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离； （3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。 15. 如图所示，间距的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接输出顺时针电流的恒流源。空间分布两个宽度分别为m和m，间距m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小、方向均相同。质量kg、电阻为R1的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量kg、边长为0.5D、电阻R2=2.0Ω的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界；一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为0.5D。某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动，离开区域Ⅰ时速度v1=1.5m/s。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）求磁感应强度B； （2）线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q； （3）整个过程中线框与导体棒碰撞的次数n。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省普通高中学业水平选择性考试（模拟） 物 理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A. 对应的前后能级之差最小 B. 同一介质对的折射率最大 C. 同一介质中的传播速度最大 D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 【答案】A 【解析】 【详解】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应． 波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误． 【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小． 2. 载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是：（ ） A. 火箭加速升空失重 B. 宇航员在空间站时不受地球的万有引力作用 C. 空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，故A错误； B．根据 宇航员与地球的质量不变，宇航员在空间站离地心更远，则受到的万有引力小于在地表受到的万有引力，但依然受到地球的万有引力作用，故B错误； C．根据 可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，故C错误； D．根据 可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，边长为3.2m的正方形水池中心处有一喷泉，其喷口与水池边缘等高，可向四周斜向上45°连续喷出水流。重力加速度，不计空气阻力，要使水流恰好不喷出池外，喷口处水流的速度大小应为（　　） A. 2m/s B. C. 4m/s D. 8m/s 【答案】C 【解析】 【详解】设喷口处水流的速度大小为，则运动过程中竖直方向 水平方向 解得，故选C。 4. 如图所示，两列频率相同的机械波在某时刻的叠加情况，、为波源，实线和虚线分别表示同一时刻两列波的波峰和波谷；的振幅，的振幅为。下列说法正确的是（ ） A. 质点、为振动减弱点，此刻的位移为零 B. 质点、是振动加强点，位移始终最大 C. 此刻质点、的高度差为 D. 从此刻再经过四分之一个周期，、、、四点的位移均为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，质点、为振动减弱点，此刻质点、波峰与波谷叠加，但由于两列波的振幅不同，所以此刻质点、的位移均不为零， 故A错误； B．质点、是振动加强点，其振幅最大，但不是位移始终最大，故B错误； C．此刻引起的质点、的位移为，引起的质点、的位移分别为和，所以此刻质点、的位移分别为和，故此刻质点、的高度差为，故C错误； D．从此刻再经过四分之一个周期，、在、、、四点引起的位移均为零，所以四点的位移均为零，故D正确。 故选D。 5. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，g取10m/s2，则在乙下落的过程中：（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的摩擦力方向向右 C. 甲运动的加速度大小为5m/s2 D. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于乙拉着甲从静止开始运动，可知甲相对木箱向右运动。因此，木箱对甲的滑动摩擦力方向向左；根据牛顿第三定律（作用力与反作用力），甲对木箱的摩擦力方向必定向右，故A错误； B．将甲、乙、木箱视为一个系统，在水平方向上，只有甲具有向右的加速度。根据牛顿第二定律，系统在水平方向的合外力必须向右。而系统在水平方向上只受地面对木箱的摩擦力，因此该摩擦力方向必然向右。故B正确； CD．设绳子的弹力大小为，对甲受力分析有 对乙受力分析有 联立解得，，故CD错误。 故选B。 6. 在某智能汽车的自动防撞系统测试中，汽车在平直道路上匀速行驶，当其检测到正前方26m处有静止障碍物时，系统立即启动初级制动，汽车做匀减速运动，行驶一段距离后触发紧急制动，汽车以更大的加速度做匀减速运动，最终恰好停在障碍物前．该过程中汽车速度的平方与位移x的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车在初级制动阶段的速度变化量的大小为6m/s B. 初级制动阶段与紧急制动阶段的加速度大小之比为1:4 C. 汽车在紧急制动阶段的运动时间为1s D. 汽车在整个制动过程中的平均速度大小为5m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知，初速度m/s，总位移m。初级制动阶段位移m，末速度m/s，速度变化量的大小m/sm/s，故A错误； B．由运动学公式，解得初级阶段的加速度 紧急制动阶段：位移mm，初速度m/s，末速度。由运动学公式 解得m/s2 所以，故B正确； C．由，得紧急制动阶段的时间s，故C错误； D．由，得初级制动阶段的时间s 总时间s 整个过程的平均速度大小m/sm/s，故D错误。 故选B。 7. 在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值 则 灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示 根据几何关系可得 则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图所示 等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足 解得 故中间无空缺。 故选C。 8. 如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃（不计重力）仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是（　　） A. 尘埃带负电 B. 尘埃在A点的电势大于B点电势 C. 尘埃在A点的电势能大于在B点的电势能 D. 尘埃在A点的加速度小于在B点的加速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据轨迹可知，尘埃受上极板引力作用，所以尘埃带负电，故A正确； B．沿电场线的方向电势逐渐降低，因此尘埃在A点的电势小于B点电势，故B错误； C．由上述分析可知，尘埃带负电，尘埃在A点的电势小于B点电势，根据电势能可知，尘埃在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确； D．由图可知，A点电场线比B点密集，因此A点的场强大于B点场强，故尘埃在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度，故D错误。 故选AC。 9. 在2026年春晚舞台上，武术节目《武BOT》融入前沿智能科技，成为本届春晚极具视觉冲击力的创新节目之一。节目中间环节时，质量为m的机器人从下蹲静止状态竖直向上起跳，经过t时间身体伸直以大小为v的速度离开地面，已知重力加速度g，在该过程中：（ ） A. 地面对机器人的弹力是机器人发生弹性形变产生的 B. 地面对机器人的平均作用力大小为m（g） C. 地面对机器人的冲量大小为mv D. 地面对机器人不做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．地面对机器人的弹力属于弹力，其产生原因是施力物体（地面）发生弹性形变后要恢复原状，从而对受力物体（机器人）产生作用力，故A错误； B．机器人从静止开始竖直向上运动，设运动时间为t，加速度为a，根据运动学公式v＝at 可得加速度 对机器人受力分析，受竖直向上的支持力F和竖直向下的重力mg，根据牛顿第二定律有F﹣mg＝ma 将代入得，故B正确； C．根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量的变化量，机器人初动量为0，末动量为mv，规定竖直向上为正方向，则合外力冲量I合＝mv﹣0＝mv 合外力冲量I合＝IF﹣IG 即IF﹣IG＝mv 故IF＝mv+IG 由于IG＝mgt 因此地面对机器人的冲量IF≠mv，故C错误； D．地面对机器人的支持力的作用点没有发生位移，所以不做功，故D正确； 故选BD。 10. 磁聚焦法测量电子比荷的装置如图所示。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加大小为的电压，对电子进行加速（初速度视为零），电子由阳极小孔高速射出；在尺寸很小的电容器C的两极板间加一周期性交变电场，使不同时刻通过这里的电子速度方向发生不同程度的微小偏转，在电容器右端和荧光屏之间加一沿轴线方向（图中水平虚线）的匀强磁场，进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动，每绕行一周后都会到达同一位置聚焦，电容器右端到荧光屏的水平距离为l，调节磁感应强度的大小为B时，可使电子流的第一个焦点落在荧光屏S上。若不计电子所受的重力和电子间的相互作用，当θ非常小时满足、，则下列说法正确的是：（ ） A. 电子所受洛伦兹力的方向与轴线垂直 B. 不同时刻进入电容器的电子运动轨迹一定不同 C. 利用该设备测出电子的比荷 D. 若电子经过电容器后偏离轴线方向的最大角度为θ，则该装置中带电粒子螺旋运动段的玻璃管内径（直径）应满足 【答案】AD 【解析】 【详解】A．洛伦兹力方向既垂直于磁场方向（即轴线方向），又垂直于速度方向，故A正确； B．不同时刻进入电容器中的电子，若进入电容器的时刻相隔整数个电场周期，则离开电容器进入磁场时的速度相同，电子运动轨迹相同，故B错误； C．电子的螺旋运动可分解为沿B方向的匀速运动和垂直于B方向上的匀速圆周运动，电子在A、K之间加速，根据动能定理有 设进入磁场时电子的速度大小为，与水平方向夹角为θ，设其垂直磁场的分速度为，平行磁场方向的分速度为，由题意可知，速度分量 可得电子回旋周期 故电子在磁场中做螺旋运动的螺距 可得，故C错误； D．垂直B的速度分量为 根据洛伦兹力提供向心力 可知 所以管内直径满足，即，故D正确。 故选AD。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋测微器竖直安装，测微螺杆正对弹簧。 （1）某次测量时，螺旋测微器的示数如图2所示，此时读数为______mm。 （2）对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示，由图可得弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧原长为_______mm（均保留3位有效数字）。 【答案】（1）7.412##7.411##7.413 （2） ①. 184 ②. 17.6 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数法则有7mm＋41.2 × 0.01mm = 7.412mm 【小问2详解】 [2]当弹力为零时弹簧处于原长为17.6mm [1]将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N，则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为 12. 某兴趣小组用如图（a）所示电路测量待测电阻的阻值（为几百欧），图中：G（内阻 ）为量程的灵敏电流计，为定值电阻（ ），R为滑动变阻器（滑动变阻器：阻值范围；滑动变阻器：阻值范围）。 （1）操作一：将滑动变阻器的滑片置于适当位置后，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2接1端，改变滑动变阻器滑片的位置，记录此时电流计的示数； 操作二：保持滑动变阻器滑片不动，将接2端，记录此时电流计的示数。若要求上述两次操作中M、N两点间的电压变化极小，可以忽略，则滑动变阻器应选择______（填“”或“”）。改变滑动变阻器的位置重复上述操作并记录对应的和。 （2）由（1）中电流的数据描点作图，以为纵坐标，以为横坐标，得到如图（b）所示的图线，图线斜率的物理意义用表达式表示为_________（用物理量的标号表示），则______Ω（结果保留3位有效数字）。 （3）由于（1）中操作一和操作二，M、N两点间的电压会发生变化，实验过程中认为该电压不变，这会给实验结果带来______（填“系统”或“偶然”）误差；该误差的存在会使得的测量值_____（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） （2） ①. ②. 700 （3） ①. 系统 ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 两次操作中M、N两点间的电压变化极小，可以忽略，滑动变阻器越小越好，应选。 【小问2详解】 [1]根据题意，电路M、N间电压保持不变，由串联电路特点与欧姆定律有 解得 故图线斜率的物理意义用表达式表示为 [2]将k代入解得 【小问3详解】 [1]由于实验原理本身带来的误差应为系统误差； [2]单刀双掷开关接2时，电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流变小，路端电压变大，分压电路分压变大，即M、N间电压变大，的测量值偏大，待测电阻阻值为 电流值偏大，则待测电阻测量值大于真实值。 三、计算题（共38分） 13. 一质量，开口向下、导热良好的均匀薄直玻璃管，通过轻质细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，内部封闭了一定质量的气体。当环境温度为℃时，气柱长度 ，管内外水银面高度差为。已知玻璃管的截面积，大气压强，水银的密度，重力加速度大小，忽略水银槽中液面的高度变化。当环境温度缓慢升高至 ℃时，求： （1）升温前管内气体的压强； （2）升温后管内气柱的长度。 【答案】（1）54 （2） 【解析】 【小问1详解】 升温前，对管内封闭气体进行分析。玻璃管开口向下浸没在水银槽中，管内水银面高于管外水银面，设液面高度差产生的压强为 已知，外界大气压强 根据连通器原理，管内气体的压强为 代入数据解得 【小问2详解】 升温过程中，玻璃管受向下的重力、外部大气向下的压力、内部气体向上的压力以及轻质细绳向上的拉力。随着管内气体膨胀，内部压强增大，细绳始终处于绷紧状态且玻璃管保持静止不动。因此，玻璃管顶部到槽外水银液面的高度差保持定值不变。 初状态，气体的压强，体积，热力学温度 管顶到外部水银面的高度差为 末状态，环境温度缓慢升高至，热力学温度 设升温后气柱长度为，则管内外液面高度差变为 此时管内气体的压强为 升温后的气体体积 封闭气体发生状态变化，根据理想气体状态方程有 代入数据可得 解得或（舍去） 故升温后管内气柱的长度 14. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 （1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小； （2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离； （3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。 【答案】（1）v共 = ；（2）x = ；（3）t = ，W = mv02 【解析】 【分析】 【详解】（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，有 2mv0 = 3mv共 解得 v共 = （2）由于木板速度是滑块的2倍，则有 v木 = 2v滑 再根据动量守恒定律有 2mv0 = 2mv木 + mv滑 联立化简得 v滑 = v0，v木 = v0 再根据功能关系有 - μmgx = × 2mv木2 + mv滑2 - × 2mv02 经过计算得 x = （3）由于木板保持匀速直线运动，则有 F = μmg 对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有 a滑 = μg 滑块相对木板静止时有 v0 = a滑t 解得 t = 则整个过程中木板滑动的距离为 x′ = v0t = 则拉力所做的功为 W = Fx′ = mv02 15. 如图所示，间距的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接输出顺时针电流的恒流源。空间分布两个宽度分别为m和m，间距m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小、方向均相同。质量kg、电阻为R1的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量kg、边长为0.5D、电阻R2=2.0Ω的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界；一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为0.5D。某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动，离开区域Ⅰ时速度v1=1.5m/s。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）求磁感应强度B； （2）线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q； （3）整个过程中线框与导体棒碰撞的次数n。 【答案】（1）0.5T （2）0.26J （3）7 【解析】 【小问1详解】 导体棒受到向右的安培力，其大小为 对导体棒第一次离开区域Ⅰ的过程，列动能定理方程有 联立解得磁感应强度的大小为 【小问2详解】 导体棒与线框发生弹性碰撞，设碰撞后瞬间两者的速度分别为、，以向右为正方向，则由动量守恒和机械能守恒得， 联立解得， 由此可知，由于导体棒与线框的质量相等，故二者发生弹性碰撞后，其速度互换。所以第一次碰撞后，线框以的速度进入磁场Ⅱ，导体棒处于静止状态。设线框右边从磁场Ⅱ左边界运动到右边界的过程时间为，末速度为，则由法拉第电磁感应定律得 所以有 以向右为正方向，则该过程对线框列动量定理方程有 联立解得 同理可得，线框左边从磁场Ⅱ左边界运动到右边界时线框的速度为 可知每次线框穿过磁场Ⅱ的过程中，速度大小均减少0.2m/s。所以线框以的速度与挡板弹性碰撞后，以原速率再次穿过磁场Ⅱ后的速度大小为 线框以速度与导体棒第二次相碰，由能量守恒可得 即线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热为。 【小问3详解】 线框与导体棒第二次碰撞后，两者交换速度，即导体棒以的速度向左运动，而线框静止。导体棒进入磁场Ⅰ后，导体棒将做匀减速直线运动，设其加速度为，则由牛顿第二定律得 解得 根据运动学公式可知，导体棒在磁场I中匀减速的最大位移为 由于 所以导体棒在磁场Ⅰ中减速到速度为零，然后以加速度a反向加速，再以的速度离开磁场Ⅰ，与线框弹性碰撞且速度交换后，线框通过磁场Ⅱ速度大小减小0.2m/s，然后与挡板弹性碰撞后，再以原速率再次穿过磁场Ⅱ后的速度大小再减小0.2m/s，所以线框再次与导体棒相碰时的速度大小为 经过如此反复，可知两者每两次碰撞都对应速度大小减小0.4m/s，由于 所以导体棒与线框总的碰撞次数为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $