精品解析：广东汕头市第一中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

2025-2026学年度第二学期期末考试 高二年级物理科试题 注意：试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟 一、单项选择题（每题4分，共28分） 1. 下列四幅图涉及不同的物理知识，图①为α粒子散射实验装置，图②为氢原子能级图，图③为光电效应实验中光电流与电压的关系示意图，图④为反应堆示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是（ ） A. 图①：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子 B. 图②：氢原子从能级4跃迁到能级2辐射光的波长大于从能级3跃迁到能级2辐射光的波长 C. 图③：同种光照射同种金属，入射光越强，饱和光电流越大，电子最大初动能也越大 D. 图④：镉棒的作用是吸收反应中产生的中子，以控制反应堆中链式反应的速度 2. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ） A. B点的电势小于D点的电势 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 将电子从B点移到D点，电场力做负功 D. 若电子在E点由静止释放，仅在静电力作用下电子将沿电场线ab运动 3. 如图所示，李华在模拟演习训练中，沿着竖立在地面上的钢管向下滑。他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。将李华视作质点，已知下滑过程中加速时间是减速时间的3倍，下滑总时间为4 s，下滑距离为16 m。下列说法正确的是（ ） A. 加速过程的平均速度小于减速过程的平均速度 B. 加速过程与减速过程中速度变化量相同 C. 下滑过程中的最大速度为8 m/s D. 加速过程的加速度大小为2 m/s2 4. 李华将乒乓球从A点击出，球垂直撞在竖直墙后反向弹至A点正下方的B点。乒乓球可视为质点，忽略空气阻力。则（ ） A. 球撞墙前瞬间的速度一定小于撞墙后瞬间的速度 B. 球在上升阶段的时间可能等于下降阶段的时间 C. 球刚击出的速度一定大于落回地面的速度 D. 球在上升阶段的加速度一定等于下降阶段的加速度 5. 2025年11月1日，神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地球运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅱ运行时经过B点的加速度和核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的加速度大小相等 B. 飞船在轨道Ⅰ运行时经过A点的速率小于核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的速率 C. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 D. 飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率可能为9.0 km/s 6. 某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板（可移动）与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料的厚度d变大，反之则厚度d变小。将该电容器与电源、电流表、定值电阻、滑动变阻器连接成如图所示的电路，闭合开关。下列说法正确的是（ ） A. 仅空气湿度降低时，电容器的电容变大 B. 仅空气湿度升高时，电容器的电荷量减小 C. 空气湿度一定时，变阻器滑片向右移动，电容器的电荷量减小 D. 保持变阻器滑片位置不变，若出现从a到b的电流，说明环境湿度升高 7. 如图所示，餐桌上的水平转盘可绕其中心轴转动，现在转盘上放材料相同的水杯（装水量各不相同），水杯可看作质点，水杯与转盘间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现使转盘转动，各水杯均与转盘保持相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 每个水杯均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用 B. 若转盘转速保持不变，水杯受到的摩擦力也保持不变 C. 若缓慢增大转盘转速，静摩擦力对水杯做正功 D. 若缓慢增大转盘转速，到中心轴距离相同的空水杯比有水的水杯相对转盘先滑动 二、多项选择题（每题6分，共18分，选漏得3分，错选0分） 8. 正弦函数在物理学中是描述周期性和波动性的通用语言，下列说法正确的是（ ） A. 若该图像为正弦式交变电压随时间变化的u-t图像，则电压的有效值为 B. 若该图像为某LC振荡电路电流随时间变化的i-t图像，则ab段时间内电容器处于充电过程 C. 若该图像为单摆做小角度摆动的振动图像（x-t图），则c时刻摆球的回复力最大 D. 若该图像为一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形图，则该时刻平衡位置为b的质点正沿x轴正方向运动 9. 李华在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射蓝色激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束。下列说法正确的是（ ） A. 蓝色激光在水中的折射率为 B. 蓝色激光在水中的折射率为 C. 当李华以向水面发射蓝色激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 D. 若激光器发出红色激光，当时，岸上救援人员一定能接收到该红色激光 10. 如图所示，一束电子（不计重力）以不同速率沿垂直PQ方向入射横截面为三角形的匀强磁场。下列判断正确的是（ ） A. 轨迹不重合的电子，其在磁场中运动的时间可能相同 B. 速率越小的电子，其在磁场中运动的时间一定越短 C. 轨迹越长的电子，其在磁场中运动的时间一定越长 D. 轨迹所对应圆心角越大的电子，其在磁场中运动的时间一定越长 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 李华利用图甲的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的科学方法相同的是________。 A. B. C. D. （2）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力（即平衡摩擦力），调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是________。 A. B. C. D. （3）对于该实验，下列说法正确的是________。 A. 要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 （4）某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=________m/s2（结果保留两位有效数字）。 （5）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为210g。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为5g、10g、20g、40g处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最小时，槽码质量为________g。 12. 某小组为测量两相同待测电阻的阻值，分别设计了如图甲、乙所示的两套实验方案，可供选择的器材如下： A．毫安表G（内阻为，量程为） B．滑动变阻器（最大阻值）； C．滑动变阻器（最大阻值）； D．电压表（量程，内阻约为）； E．电源E（电动势为）； F．开关、导线若干。 （1）图甲方案中，滑动变阻器应选__________（选填“”或“”）。闭合开关S后，通过调节滑动变阻器得到多组电压和电流读数，并将所得数据绘制成图像如图丙所示，可知待测电阻为__________（结果保留两位有效数字）。 （2）图乙方案中，闭合开关，先将开关接，调节滑动变阻器的滑片，使毫安表G的指针指在处；保持滑动变阻器滑片的位置不变，再将开关接，发现毫安表G的指针恰好指在处，可计算出待测电阻为__________（结果保留两位有效数字）。 （3）以上两种实验方案，__________方案测得的阻值更为精确（选填“甲”或“乙”）。 13. 如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段长度不计染色的油柱。如果不计大气压的变化，这就是一个简易气温计。已知罐的容积V1=360 cm3，水平吸管横截面积S=0.2 cm2、有效长度L=18 cm；当温度T1=300 K时，油柱在罐口处，大气压强p0=1.0×105 Pa；热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273 K。 （1）求这个气温计能够测量的最高温度是多少摄氏度？ （2）若温度升高，使油柱从罐口处缓慢移动到吸管的最右端。该过程罐内密封气体内能增加0.90 J，求气体吸收的热量。 14. 如图所示，一根轻绳竖直悬挂质量为m的小木块，木块处于静止状态。一颗质量也为m的子弹以速度v0水平向右射入木块，并立即留在其中。子弹入射木块过程的时间极短，忽略木块的微小偏离。已知重力加速度为g，轻绳长度为，木块摆动过程中未发生旋转，不计木块大小和空气阻力。求： （1）子弹入射木块后瞬间，木块的速度大小； （2）子弹入射木块后瞬间，木块对轻绳的拉力大小； （3）子弹入射木块后的运动过程中，求轻绳偏离竖直方向的最大角度θ及在最大偏角处木块和子弹的加速度。 15. 板长为l、板间距为d的平行板电容器C的两板水平放置，电容器C的两极与阻值为r的定值电阻相连；相距为d0的两平行光滑金属导轨PQ、MN固定在水平面上，定值电阻的两端分别与P、M相连，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中；一长度为d0、电阻也为r的金属棒ab垂直导轨放置，如图所示。金属棒ab在大小为F的水平向右的恒力的作用下由静止开始向右运动，不计其他电阻，重力加速度大小为g。求： （1）金属棒ab匀速运动时速度v的大小； （2）当金属棒ab匀速运动时，电容器C极板间场强EC的大小； （3）当金属棒ab匀速运动时，一质量为m、电荷量为q，电性未知的小球以一定初速度从平行板电容器的左端沿中线水平向右射入。小球恰好从下极板的边缘飞出，求小球初速度v0的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期期末考试 高二年级物理科试题 注意：试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟 一、单项选择题（每题4分，共28分） 1. 下列四幅图涉及不同的物理知识，图①为α粒子散射实验装置，图②为氢原子能级图，图③为光电效应实验中光电流与电压的关系示意图，图④为反应堆示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是（ ） A. 图①：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子 B. 图②：氢原子从能级4跃迁到能级2辐射光的波长大于从能级3跃迁到能级2辐射光的波长 C. 图③：同种光照射同种金属，入射光越强，饱和光电流越大，电子最大初动能也越大 D. 图④：镉棒的作用是吸收反应中产生的中子，以控制反应堆中链式反应的速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子，故A错误； B．由能级跃迁公式 又 故氢原子从能级4跃迁到能级2辐射光的波长小于从能级3跃迁到能级2辐射光的波长，故B错误； C．根据光电效应方程 可知入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C错误； D．镉棒吸收中子的能力很强，因此可通过调节镉棒的插入深度来控制反应速度，故D正确。 故选D。 2. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ） A. B点的电势小于D点的电势 B. A点的电场强度大于B点的电场强度 C. 将电子从B点移到D点，电场力做负功 D. 若电子在E点由静止释放，仅在静电力作用下电子将沿电场线ab运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知从点到点沿电场线方向，因此，故A错误； B．电场线越密集处场强越大，图中点附近的电场线比点附近稀疏，因此，故B错误； C．从点到点的位移方向与电场方向相同，电子所受电场力方向与电场方向相反，电场力与位移方向相反，故电场力做负功，故C正确； D．电场线只表示各点的电场方向，不表示带电粒子的运动轨迹。电场线为曲线，电子由静止释放后，电场方向随位置改变，运动轨迹一般不会始终与电场线重合，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，李华在模拟演习训练中，沿着竖立在地面上的钢管向下滑。他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。将李华视作质点，已知下滑过程中加速时间是减速时间的3倍，下滑总时间为4 s，下滑距离为16 m。下列说法正确的是（ ） A. 加速过程的平均速度小于减速过程的平均速度 B. 加速过程与减速过程中速度变化量相同 C. 下滑过程中的最大速度为8 m/s D. 加速过程的加速度大小为2 m/s2 【答案】C 【解析】 【详解】A．设下滑过程中的最大速度为v，加速过程初速度为0，则加速过程平均速度 减速过程末速度为0，则减速过程平均速度，故平均速度相等，故A错误； B．加速过程速度变化量 减速过程速度变化量，故加速过程与减速过程中速度变化量大小相等，方向相反，速度变化量不相同，故B错误； C．下滑过程中加速时间是减速时间的3倍，下滑总时间为4 s，则加速过程的时间为，减速过程的时间为。李华下滑的总位移，解得下滑过程中的最大速度，故C正确； D．设加速过程加速度大小为a，则有 解得，故D错误。 故选C。 4. 李华将乒乓球从A点击出，球垂直撞在竖直墙后反向弹至A点正下方的B点。乒乓球可视为质点，忽略空气阻力。则（ ） A. 球撞墙前瞬间的速度一定小于撞墙后瞬间的速度 B. 球在上升阶段的时间可能等于下降阶段的时间 C. 球刚击出的速度一定大于落回地面的速度 D. 球在上升阶段的加速度一定等于下降阶段的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．球垂直撞在竖直墙上，说明撞墙时竖直分速度为零，可将上升过程逆向看作平抛运动，两平抛运动取下落高度相同，上升阶段的水平分位移大于下降阶段水平分位移 由 下落时间相同，又由 解得上升阶段对应平抛运动的初速度较大，即球撞墙前瞬间的速度一定大于撞墙后瞬间的速度 上升阶段竖直位移为，下降阶段竖直位移为，由图可知，根据 可知下降时间大于上升时间，故AB错误； C．抛出速度 落地速度 虽然，但，无法确定合速度大小关系，故C错误； D．忽略空气阻力，球在上升阶段和下降阶段只受重力，故加速度相等都等于g，故D正确。 故选D。 5. 2025年11月1日，神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地球运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅱ运行时经过B点的加速度和核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的加速度大小相等 B. 飞船在轨道Ⅰ运行时经过A点的速率小于核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的速率 C. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 D. 飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率可能为9.0 km/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．加速度由万有引力提供，满足，飞船在B点时，无论沿哪个轨道运动，离地心的距离相同，因此加速度相等，故A正确； B．根据牛顿第二定律 解得 由于飞船在轨道Ⅰ上的半径小于天和核心舱在轨道Ⅲ上的半径，所以飞船在轨道Ⅰ上的速度大于天和核心舱在轨道Ⅲ上的速度，故B错误； C．根据开普勒第二定律得卫星在同一轨道上绕地球运动时，单位时间内与地心连线扫过的面积相等，不同轨道该面积不相等，故C错误； D．绕地球做圆周运动的物体的最大速度为第一宇宙速度，第一宇宙速度是近地卫星圆周运动的环绕速度（7.9km/s），是卫星圆周运动的最大环绕速度，故飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率一定小于7.9km/s，不可能达到9.0 km/s，故D错误。 故选A。 6. 某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板（可移动）与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料的厚度d变大，反之则厚度d变小。将该电容器与电源、电流表、定值电阻、滑动变阻器连接成如图所示的电路，闭合开关。下列说法正确的是（ ） A. 仅空气湿度降低时，电容器的电容变大 B. 仅空气湿度升高时，电容器的电荷量减小 C. 空气湿度一定时，变阻器滑片向右移动，电容器的电荷量减小 D. 保持变阻器滑片位置不变，若出现从a到b的电流，说明环境湿度升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．仅空气湿度降低时，吸湿材料的厚度d变小，则平行板电容器两板间距离增大，由 则电容变小，故A错误； BD．仅空气湿度升高时，吸湿材料的厚度d变大，则平行板电容器两板间距离减小，则电容变大，由串联电路的分压原理知定值电阻所分电压U一定，由 则电容器的电荷量增加，电容器再充电，充电电流方向从b到a，反过来保持变阻器滑片位置不变，若出现从b到a的电流，说明环境湿度升高，故BD错误； C．空气湿度一定时，由上面分析知，电容C一定，变阻器滑片向右移动，定值电阻所分电压U减小，则电容器的电荷量减小，故C正确； 故选C。 7. 如图所示，餐桌上的水平转盘可绕其中心轴转动，现在转盘上放材料相同的水杯（装水量各不相同），水杯可看作质点，水杯与转盘间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现使转盘转动，各水杯均与转盘保持相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 每个水杯均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用 B. 若转盘转速保持不变，水杯受到的摩擦力也保持不变 C. 若缓慢增大转盘转速，静摩擦力对水杯做正功 D. 若缓慢增大转盘转速，到中心轴距离相同的空水杯比有水的水杯相对转盘先滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．水杯实际受到重力、转盘的支持力和静摩擦力，向心力是水杯做圆周运动所需的指向圆心的合力，不是另一个独立的力，故A错误； B．转速保持不变时，水杯做匀速圆周运动，静摩擦力大小，不变，但其方向始终指向圆心并随水杯位置改变，故B错误； C．缓慢增大转速时，水杯除有向心加速度外还有切向加速度，静摩擦力有沿运动方向的切向分量，该分量对水杯做正功，故C正确； D．水杯将要相对转盘滑动时有 解得，临界角速度与水杯质量无关，所以同半径处的空杯和有水的水杯同时达到临界状态，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（每题6分，共18分，选漏得3分，错选0分） 8. 正弦函数在物理学中是描述周期性和波动性的通用语言，下列说法正确的是（ ） A. 若该图像为正弦式交变电压随时间变化的u-t图像，则电压的有效值为 B. 若该图像为某LC振荡电路电流随时间变化的i-t图像，则ab段时间内电容器处于充电过程 C. 若该图像为单摆做小角度摆动的振动图像（x-t图），则c时刻摆球的回复力最大 D. 若该图像为一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形图，则该时刻平衡位置为b的质点正沿x轴正方向运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若该图像为正弦式交变电压随时间变化的u-t图像，电压的峰值为P，则有效值为,故A错误； B．若该图像为某LC振荡电路电流随时间变化的i-t图像，符合充电过程电流变化规律，则ab段时间内电容器处于充电过程,故B正确； C．由，则c时刻位移最大，则摆球的回复力最大，故C正确； D．横波中波的传播方向与质点振动方向垂直，若该图像为一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形图，则该时刻平衡位置为b的质点正沿y轴正方向运动,故D错误。 故选BC。 9. 李华在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射蓝色激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束。下列说法正确的是（ ） A. 蓝色激光在水中的折射率为 B. 蓝色激光在水中的折射率为 C. 当李华以向水面发射蓝色激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 D. 若激光器发出红色激光，当时，岸上救援人员一定能接收到该红色激光 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，蓝色激光在水中射出时发生全反射的临界角为 则蓝色激光在水中的折射率为，故A错误，B正确； C．设水中入射角为，空气中折射角为，由，可知；当李华以向水面发射蓝色激光时，则入射角，则折射角大于，所以岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于，故C正确； D．根据全反射临界角公式，由于红色激光折射率比蓝色激光的小，所以红色激光发生全反射的临界角较大，即红色激光发生全反射的临界角大于；若激光器发出红色激光，当时，则入射角为，小于红色激光发生全反射的临界角，故岸上救援人员一定能接收到该红色激光，故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，一束电子（不计重力）以不同速率沿垂直PQ方向入射横截面为三角形的匀强磁场。下列判断正确的是（ ） A. 轨迹不重合的电子，其在磁场中运动的时间可能相同 B. 速率越小的电子，其在磁场中运动的时间一定越短 C. 轨迹越长的电子，其在磁场中运动的时间一定越长 D. 轨迹所对应圆心角越大的电子，其在磁场中运动的时间一定越长 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．电子进入匀强磁场后，速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力始终与速度方向垂直，因此电子做匀速圆周运动。电子所受洛伦兹力提供向心力 所以 电子做圆周运动的周期为 因此，电子在磁场中的运动时间只与轨迹对应的圆心角有关，与轨迹半径和速率没有直接关系。当电子的速率较小时，轨迹半径较小，电子可能在三角形区域内运动半周后从PQ边射出。此时轨迹对应的圆心角均为，即使两个电子的速率不同、轨迹半径不同，因而轨迹不重合，它们在磁场中运动的时间仍然相同，故A正确，B错误； C．对于做半圆运动的电子，轨迹长度可能因半径不同而不同，但对应圆心角都相同，所以在磁场中运动的时间一定相同，故C错误； D．在磁场中的运动时间 所以轨迹所对应圆心角越大的电子，其在磁场中运动的时间一定越长，故D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 李华利用图甲的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的科学方法相同的是________。 A. B. C. D. （2）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力（即平衡摩擦力），调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是________。 A. B. C. D. （3）对于该实验，下列说法正确的是________。 A. 要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 （4）某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=________m/s2（结果保留两位有效数字）。 （5）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为210g。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为5g、10g、20g、40g处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最小时，槽码质量为________g。 【答案】（1）B （2）B （3）AB （4）2.0 （5）5 【解析】 【小问1详解】 A．本实验探究多个物理量之间的关系时，必须采用的核心科学方法是控制变量法。具体来说，就是先保持小车质量不变，探究加速度与拉力的关系；再保持拉力不变，探究加速度与小车质量的关系。该选项是验证力的平行四边形定则实验，核心思想是：一个力（合力）的作用效果与两个力（分力）的共同作用效果相同，因此可以用这一个力来等效替代那两个力。这就是物理学中非常经典的等效替代法，A错误； B．研究向心力大小与质量、角速度、半径关系的实验。在这个实验中，要探究向心力与某一个物理量的关系，就必须控制另外两个物理量保持不变，这里采用的是控制变量法，B正确； C．探究碰撞中的不变量（验证动量守恒）的实验。实验中通过测量小球做平抛运动的水平位移来替代其平抛的初速度，这里采用的是转换法，C错误； D．伽利略的理想斜面实验。伽利略在可靠实验的基础上，通过推理得出“如果不存在摩擦，小球将上升到同样高度”，进而外推到“如果右侧没有斜面，小球将永远运动下去”，这采用的是理想实验法（科学推理法），D错误。 故选B。 【小问2详解】 平衡摩擦力恰当的标准：小车不挂钩码时匀速运动，纸带上点间距均匀，点间距相等的纸带代表匀速。 故选B。 【小问3详解】 A．对系统分析，槽码重力为mg，绳子拉力为T。根据牛顿第二定律，对槽码受力分析 对小车受力分析 联立可得 只有当槽码质量m远小于小车质量M时 拉力才近似等于槽码重力，A正确； B．细线平行于轨道，是为了让拉力方向与运动方向一致，使拉力一直等于小车受到的合外力，加速度不变，小车做匀变速直线运动；如果细线不平行于轨道，拉力方向与小车运动方向有夹角，小车受到的合外力为拉力在平行导轨方向的分量，随着小车向左侧定滑轮运动，夹角会发生变化，小车合外力变化，加速度变化，不能做匀加速运动，不能达到实验目的，B正确； C．倾斜轨道是为了平衡摩擦力，让小车的重力分量抵消阻力，从而让细线拉力成为小车运动的合外力，C错误。 故选AB。 【小问4详解】 已知电源频率为，打点周期为 相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔 为了减小误差，我们采用逐差法计算加速度。将6段位移分为两组： 前3段位移和 后3段位移和 根据逐差法，相邻两计数点 为了用到全部6段数据，把6段位移分成前后两组，每组3段， 由于 得到 【小问5详解】 两种方式得到合力：一是用槽码重力mg当作合力，二是用传感器示数（即真实拉力T）当作合力。我们需要找出哪种情况下两者的差异最小。由第（3）问已知，真实拉力 那么两者的差异为 观察这个表达式，当小车和传感器总质量M不变时，槽码质量m越小，差异就越小。 要使差异最小，必须取最小的槽码质量，即5g。 12. 某小组为测量两相同待测电阻的阻值，分别设计了如图甲、乙所示的两套实验方案，可供选择的器材如下： A．毫安表G（内阻为，量程为） B．滑动变阻器（最大阻值）； C．滑动变阻器（最大阻值）； D．电压表（量程，内阻约为）； E．电源E（电动势为）； F．开关、导线若干。 （1）图甲方案中，滑动变阻器应选__________（选填“”或“”）。闭合开关S后，通过调节滑动变阻器得到多组电压和电流读数，并将所得数据绘制成图像如图丙所示，可知待测电阻为__________（结果保留两位有效数字）。 （2）图乙方案中，闭合开关，先将开关接，调节滑动变阻器的滑片，使毫安表G的指针指在处；保持滑动变阻器滑片的位置不变，再将开关接，发现毫安表G的指针恰好指在处，可计算出待测电阻为__________（结果保留两位有效数字）。 （3）以上两种实验方案，__________方案测得的阻值更为精确（选填“甲”或“乙”）。 【答案】（1） ①. R1 ②. 85 （2）80 （3）甲 【解析】 【小问1详解】 [1]图甲采用分压式接法，为便于调节，滑动变阻器应选阻值较小的。 [2]由图像可知，当时，，则电路总电阻 根据串联电路规律有 代入数据解得 【小问2详解】 设滑动变阻器输出电压为，当接时，电路总电阻为，有 当接时，电路总电阻为，有 联立两式得 代入数据解得 【小问3详解】 甲方案中，电压表测量的是毫安表和两个待测电阻串联的总电压，电流表测量的是通过它们的电流，由可准确求出总电阻，减去已知的即可得到，无系统误差。乙方案中，当开关从拨到时，负载电阻增大，分压电路输出电压会略微增大，不再满足电压不变的假设，存在系统误差。故甲方案更精确。 13. 如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段长度不计染色的油柱。如果不计大气压的变化，这就是一个简易气温计。已知罐的容积V1=360 cm3，水平吸管横截面积S=0.2 cm2、有效长度L=18 cm；当温度T1=300 K时，油柱在罐口处，大气压强p0=1.0×105 Pa；热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273 K。 （1）求这个气温计能够测量的最高温度是多少摄氏度？ （2）若温度升高，使油柱从罐口处缓慢移动到吸管的最右端。该过程罐内密封气体内能增加0.90 J，求气体吸收的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 封闭气体做等压变化，当油柱到达透明吸管的最右端时，气体的温度最高，由盖吕萨克定律可得 其中 解得 故最高温度 解得 【小问2详解】 根据热力学第一定律可得 其中 气体对外做功，所以 解得 解得 14. 如图所示，一根轻绳竖直悬挂质量为m的小木块，木块处于静止状态。一颗质量也为m的子弹以速度v0水平向右射入木块，并立即留在其中。子弹入射木块过程的时间极短，忽略木块的微小偏离。已知重力加速度为g，轻绳长度为，木块摆动过程中未发生旋转，不计木块大小和空气阻力。求： （1）子弹入射木块后瞬间，木块的速度大小； （2）子弹入射木块后瞬间，木块对轻绳的拉力大小； （3）子弹入射木块后的运动过程中，求轻绳偏离竖直方向的最大角度θ及在最大偏角处木块和子弹的加速度。 【答案】（1） （2） （3），加速度，方向与水平成，斜向左下方 【解析】 【小问1详解】 子弹开始接触木块至二者共速的过程中，子弹与木块动量守恒 解得 【小问2详解】 子弹和木块刚共速瞬间，对子弹和木块整体，根据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律，得绳子所受拉力 【小问3详解】 子弹射入木块后，木块偏离初始位置的最大角度为 根据机械能守恒有 解得最大偏角 在最大偏角处，整体速度为0，向心力为0，沿绳子方向合力为0，有 解得加速度大小为 方向与水平成斜向左下方 15. 板长为l、板间距为d的平行板电容器C的两板水平放置，电容器C的两极与阻值为r的定值电阻相连；相距为d0的两平行光滑金属导轨PQ、MN固定在水平面上，定值电阻的两端分别与P、M相连，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中；一长度为d0、电阻也为r的金属棒ab垂直导轨放置，如图所示。金属棒ab在大小为F的水平向右的恒力的作用下由静止开始向右运动，不计其他电阻，重力加速度大小为g。求： （1）金属棒ab匀速运动时速度v的大小； （2）当金属棒ab匀速运动时，电容器C极板间场强EC的大小； （3）当金属棒ab匀速运动时，一质量为m、电荷量为q，电性未知的小球以一定初速度从平行板电容器的左端沿中线水平向右射入。小球恰好从下极板的边缘飞出，求小球初速度v0的大小。 【答案】（1） （2） （3）小球带负电时，小球带正电时 【解析】 【小问1详解】 金属棒匀速运动时（金属棒长度为） 由闭合电路欧姆定律得 金属棒产生的感应电动势为 联立解得 【小问2详解】 板间电压 板间场强 联立解得 【小问3详解】 小球做类平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 ①当小球带负电时，由牛顿第二定律，有 联立解得 ②当小球带正电时，由牛顿第二定律，有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $