精品解析：2026届陕西西安市西北工业大学附属中学高三上学期大练习十二物理试题

高2026届物理大练习十二 一、单选题（共28分） 1. 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京隆重举行。如图所示为接受检阅的歼-10C梯队，假设歼-10C在空中水平飞行，受到重力、水平向右的推进力、竖直向上的升力、水平向左的阻力，则有关歼-10C，下列说法正确的是（　　） A. 水平向右匀速飞行过程中，歼-10C的重力冲量为零 B. 水平向右匀速飞行过程中，歼-10C的重力做功为零 C. 水平向右加速飞行过程中，歼-10C的飞行员处于超重状态 D. 水平向右加速飞行过程中，歼-10C对空气的作用力小于空气对歼-10C的作用力 2. 2025年10月1日，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部——杜瓦底座在安徽合肥成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，预计在2030年前后实现核聚变发电示范。核聚变燃料主要是氢的同位素，氘和氚在高温高压下聚变生成氦核，并释放巨大能量。下列说法正确的是（　　） A. 该聚变反应方程式为： B. 氘原子和氚原子互为同位素，它们的化学性质不同 C. 氘原子核内有1个中子，氚原子核内有1个中子 D. 聚变生成的氦核核内有2个核子 3. 如图所示为古代用来灌溉农田的筒车简化模型图，筒车利用水流带动车轮转动，固定在车轮上的竹筒在底部蓄水，过顶部后水从竹筒中流出。若筒车在竖直面内沿顺时针做匀速圆周运动，运动半径为，一竹筒在最低点A开始打水，运动到最高点时，竹筒和水之间恰无相互作用力，此过程中竹筒内所装水的质量保持不变，竹筒可视为质点，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒在最高点C时所需要的向心力为0 B. 竹筒从A点到C点的过程中，水受到重力的功率逐渐减小 C. 竹筒从A点转动圆周到达B点时，竹筒对水的作用力大小为 D. 筒车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 4. 杜甫在《曲江》中写到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与水平面的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，（　　） A. A点振动频率为 B. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C. 从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大 D. 从图示时刻开始计时，A点的振动方程是 5. 一段公路由一部分平直的下坡路与一部分水平路组成，两段平滑连接，下坡路的坡度较小，汽车（质量为m）在下坡路和水平路上行驶受到的阻力大小均为。此汽车从下坡路的顶端由静止启动，其运动的速率图像如图所示，段为直线，从时刻开始汽车的功率保持恒定。题干和图中所给的量都为已知量，则由图像可知（ ） A. 汽车运动过程中的最大功率为 B. 在时间内，汽车的牵引力恒定，其大小为 C. 从时刻开始，汽车在水平路段行驶 D. 可以求出汽车在时间内的位移 6. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制图。当半径r分别取时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线①对应的r取值为 B. 电场方向沿x轴负方向 C. 坐标原点O的电势为 D. 电场强度的大小为 7. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（ ） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过7个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 二、多选题（共18分） 8. 如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A. 交变电流的方向每秒改变100次 B. 输电线的总电阻 C. 输电线损失的功率为 D. 当时，电压表的示数是0 9. 一光滑的半圆形支架固定于竖直平面内，半圆的半径为R，圆心为O，AB为直径，AB在竖直方向上，圆弧上穿一小球，小球可沿圆弧滑动，两根完全相同的橡皮筋一端固定在小球上，另一端分别固定在A、B两点，橡皮筋的原长为R，橡皮筋的弹力遵循胡克定律，劲度系数为k，橡皮筋具有的弹性势能为（k为橡皮筋的劲度系数，x为橡皮筋的形变量），初始时小球锁定在P点，已知，某一时刻解除锁定，小球沿圆弧运动到Q点，。下列说法正确的是（　　） A. 小球在沿圆弧从P点运动到Q点过程中，小球的机械能守恒 B. 小球在沿圆弧从P点运动到Q点过程中，两橡皮筋弹性势能之和最小为 C. 小球运动到Q点的速度大小为 D. 若小球运动到Q点时速度恰好达最大值，则小球的质量为 10. 如图所示，轻质弹簧的上端固定在水平天花板上，下端悬挂一个质量为m，带电量为+q的小物块，最初物块静止。某时刻在空间中平行于纸面向上的方向加一个匀强电场，场强大小满足关系Eq=0.5mg（g为重力加速度），加电场后物块开始运动。当物块的速度为零时，将匀强电场反向但大小保持不变；当物块的速度再次为零时，又将匀强电场反向但大小保持不变，如此反复，第五次改变电场强度后保持场强不变。最终物块在竖直方向上做机械振动。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，且弹性势能满足关系Ep=0.5kx²（x为弹簧的形变量），则（　　） A. 电场第一次改变方向时，弹簧处于原长状态 B. 电场第二次改变方向时，弹簧伸长量为 C. 最终物块做机械振动的振幅为 D. 最终物块做机械振动时，动能的最大值为 三、实验题（共16分） 11. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 12. 如图甲所示的多用电表是一种多功能仪表，可以用来测量电流、电压以及电阻。某同学将该多用电表的选择开关旋至欧姆挡位置，并作出欧姆挡内部简化电路如图乙所示，虚线框中的阴影部分为正负极不确定的电源，随后进行了以下的操作。 （1）为了测量如图丙所示晶体二极管的电阻，该同学先把选择开关旋至“×10”挡，将两表笔A、B短接，调节，使表头G的指针达到满偏，再将表笔A与二极管的Q端连接，将表笔B与二极管的P端连接，观察到欧姆表指针偏转角度很小，则表笔A应接内部电源的_________（选填“正极”或“负极”）。 （2）该同学随后将表笔A与二极管的P端连接，将表笔B与二极管的Q端连接，观察到欧姆表指针偏转角度太大，为了减小测量误差，应将选择开关旋至_________（选填“×1”或“×100”）挡，再次将两表笔A、B短接，调节R₀，使表头G的指针达到满偏，之后进行测量，得到多用电表刻度盘上指针偏转情况如图丁所示，则此时测得的二极管的正向电阻为_________Ω（保留两位有效数字）。 （3）为了深入了解欧姆挡内部的情况，该同学设计了如图戊所示的电路图，用来测量（2）中换挡后欧姆表内部电源的电动势及在该挡位下欧姆表的总电阻。 操作步骤如下： A．按图戊所示，正确连接好电路后，读取电流表的示数为Ⅰ，欧姆表的示数为R； B．仅调节，得到多组Ⅰ、R的数据； C．利用记录的电流表示数I和相应的欧姆表示数R，作出图像如图己所示。 根据图己，可知欧姆表内部电源的电动势E=_________V。该挡位下欧姆表的总电阻_________（结果均保留三位有效数字） 四、解答题（共58分） 13. 在一个电梯的轿厢中，一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取。求： （1）图甲静止状态下，汽缸内气体的压强； （2）图乙电梯加速运动时的加速度a的大小。 14. 如图所示，绝缘水平桌面上放有一长度为的竖直绝缘挡板，整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电小球紧贴挡板端放置。现给小球一垂直挡板向右的速度，经过一段时间，小球击中挡板右侧面上的某点图中未标出并以速度反弹，与此同时，挡板也以速度向右匀速平移，不计一切阻力。试求： （1）P、N之间的距离d； （2）小球从运动到的时间t； （3）小球从运动到的过程中，挡板对小球所做的功。 15. 如图所示，在空间直角坐标系中有一长方体，平面为边长为a的正方形，AB边长度为2a，在的中点有一粒子源E，可以源源不断地发射电荷量为、质量为m的带电粒子，粒子速度相同，沿着Z轴正方向，在整个空间中存在沿着Y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，已知粒子恰好未从长方体AD边射出，不计重力及一切空气阻力，求： （1）带电粒子的初速度； （2）的中点为F，若在整个空间中加上沿着Y轴正方向的匀强电场，使粒子能到达F点，求粒子到达F点的最大动能及对应的电场强度的大小； （3）接第（2）问，若继续在整个空间中加上沿X轴负方向的匀强电场，求粒子到达所在平面时的坐标。 16. 如图所示，竖直面内有半径的光滑圆弧轨道，最低点与水平传送带左端相切，传送带右端与水平轨道平滑连接，圆弧所对的圆心角，传送带长，以速率顺时针匀速转动。质量的物块P以大小为的初速度从圆弧轨道的最高点沿切线进入圆弧轨道，P与传送带间的动摩擦因数。在点右侧的水平轨道上等间距摆放个相同的滑块，相邻滑块间距离，每个滑块的质量均为，编号依次为1、2、3、…、n，滑块1与点距离也为，物块P及各滑块与水平轨道间的动摩擦因数均为。物块P从点滑上水平轨道后，与滑块1碰撞并粘在一起，再向前运动与滑块2碰撞并粘在一起…，碰撞时间极短，物块P及各滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。 已知。求： （1）物块P经过点时对圆弧轨道的压力大小； （2）物块P从点滑上水平轨道时的速度大小； （3）物块P停止运动时距点的距离（结果保留两位小数）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2026届物理大练习十二 一、单选题（共28分） 1. 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京隆重举行。如图所示为接受检阅的歼-10C梯队，假设歼-10C在空中水平飞行，受到重力、水平向右的推进力、竖直向上的升力、水平向左的阻力，则有关歼-10C，下列说法正确的是（　　） A. 水平向右匀速飞行过程中，歼-10C的重力冲量为零 B. 水平向右匀速飞行过程中，歼-10C的重力做功为零 C. 水平向右加速飞行过程中，歼-10C的飞行员处于超重状态 D. 水平向右加速飞行过程中，歼-10C对空气的作用力小于空气对歼-10C的作用力 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据可知，重力为恒力，时间不为零，故重力的冲量不为0，故A错误； B．歼-10C水平飞行，在重力的方向没有位移，故重力做功为0，故B正确； C．歼-10C水平向右加速飞行，在竖直方向没有加速度，故飞行员不处于超重状态，故C错误； D．歼-10C对空气的作用力与空气对歼-10C的作用力为一对作用力与反作用力，大小相等，故D错误。 故选B。 2. 2025年10月1日，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部——杜瓦底座在安徽合肥成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，预计在2030年前后实现核聚变发电示范。核聚变燃料主要是氢的同位素，氘和氚在高温高压下聚变生成氦核，并释放巨大能量。下列说法正确的是（　　） A. 该聚变反应方程式为： B. 氘原子和氚原子互为同位素，它们的化学性质不同 C. 氘原子核内有1个中子，氚原子核内有1个中子 D. 聚变生成的氦核核内有2个核子 【答案】A 【解析】 【详解】A．反应式左边质量数2+3=5，电荷数1+1=2；右边质量数4+1=5，电荷数2+0=2，均守恒，故A正确； B．同位素化学性质相同，故B错误； C．氘中子数=2-1=1，氚中子数=3-1=2，故C错误； D．氦核质量数4，核子数为4，故D错误。 故选A。 3. 如图所示为古代用来灌溉农田的筒车简化模型图，筒车利用水流带动车轮转动，固定在车轮上的竹筒在底部蓄水，过顶部后水从竹筒中流出。若筒车在竖直面内沿顺时针做匀速圆周运动，运动半径为，一竹筒在最低点A开始打水，运动到最高点时，竹筒和水之间恰无相互作用力，此过程中竹筒内所装水的质量保持不变，竹筒可视为质点，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒在最高点C时所需要的向心力为0 B. 竹筒从A点到C点的过程中，水受到重力的功率逐渐减小 C. 竹筒从A点转动圆周到达B点时，竹筒对水的作用力大小为 D. 筒车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 【答案】D 【解析】 【详解】A．最高点C时竹筒和水无相互作用力，向心力由重力提供，，A错误； B．重力功率（为竖直分速度），从A到C，先增大后减小，故先增大后减小，B错误； C．在C点时由 得 匀速圆周运动速度大小不变。B点时，竹筒对水的作用力，C错误； D．筒车的周期 16个竹筒有16个打水间隔，D正确。 故选D。 4. 杜甫在《曲江》中写到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与水平面的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，（　　） A. A点振动频率为 B. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C. 从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大 D. 从图示时刻开始计时，A点的振动方程是 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知波长为2a，则A点振动频率为 故A错误； B．由图可知，，则到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 故B错误； C． B、C只能竖直方向振动，距离不变，故C错误； D．质点的振动角频率为 从图示时刻开始计时，A点的振动方程是 故D正确。 故选D。 5. 一段公路由一部分平直的下坡路与一部分水平路组成，两段平滑连接，下坡路的坡度较小，汽车（质量为m）在下坡路和水平路上行驶受到的阻力大小均为。此汽车从下坡路的顶端由静止启动，其运动的速率图像如图所示，段为直线，从时刻开始汽车的功率保持恒定。题干和图中所给的量都为已知量，则由图像可知（ ） A. 汽车运动过程中的最大功率为 B. 在时间内，汽车的牵引力恒定，其大小为 C. 从时刻开始，汽车在水平路段行驶 D. 可以求出汽车在时间内的位移 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，汽车在过程是恒加速度启动且此时是处于下坡路，其在时刻达到最大功率，此后一直保持不变，汽车在时处于匀速运动，其受力情况如图所示 汽车受到的牵引力为 则汽车的最大功率为，故A错误； B．由于物体的图像表示物体的加速度，所以在时间内汽车的加速度为 结合之前汽车的受力分析，对汽车有 解得，故B错误； C．由题图可知，时刻汽车的速度减小，而由题意可知，汽车受到的阻力没有变，所以此时汽车的牵引力小于阻力，即汽车由下坡路进入了水平路段，故C错误； D．汽车在时间内，根据动能定理可得 结合上述结论 可解得，故D正确。 故选D。 6. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制图。当半径r分别取时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是（　　） A. 曲线①对应的r取值为 B. 电场方向沿x轴负方向 C. 坐标原点O的电势为 D. 电场强度的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】B．三条曲线均在时达到最大值，即圆周上电势最大点在，表明电场线不是沿着x轴，而是沿着与x轴正方向的夹角为的直线，根据沿电场线电势降低，可知电场线方向指向左下方，即电场强度的方向与x轴夹角为，且指向左下方，故B错误； A．曲线①的最大值在三条图像中最大，只有半径越大，P点绕原点逆时针转过时，逆着电场线走过的距离才越大，对应的电势才越高，所以曲线①对应的r取值为，故A错误； C．根据上述可知，曲线③对应的r取值为。根据题意，曲线③对应的最高电势和最低电势分别为、0，由于坐标原点在最高电势点和最低电势点连线的中点，所以坐标原点O的电势为 故C正确； D．取曲线③最高点电势和最低点电势来求电场强度 故D错误。 故选C。 7. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（ ） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过7个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈刚进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，故A正确； B．线圈在进入第一个条状匀强磁场的过程中对线圈水平分析，由动量定理有 其中 代入解得 所以线圈进入磁场或离开磁场过程中安培力的冲量为 所以线圈刚进入第二个条状磁场时的水平方向速度为 此时线圈中的电流为 对线圈在水平方向受力分析并结合牛顿第二定律有 联立解得线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为，故B错误； C．由题意可知，线圈每通过一个条状磁场，水平方向动量减小，所以线圈能够穿过条状磁场的个数为 所以线圈最多穿过6个条状磁场区域，故C错误； D．水平方向的速度最终减为0，由功能关系可知，水平方向速度的减小是由于安培力作用的结果，沿斜面方向的运动不产生感应电流，所以线圈产生的热量为，故D错误。 故选A。 二、多选题（共18分） 8. 如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A. 交变电流的方向每秒改变100次 B. 输电线的总电阻 C. 输电线损失的功率为 D. 当时，电压表的示数是0 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由知，角速度，频率，每秒方向改变次，故A正确； BC．充电桩电压有效值，功率，则降压变压器副线圈电流 由匝数比，得， 升压变压器副线圈电压 输电线损失电压 总电阻 输电线功率损失，故BC正确； D．电压表测有效值，时示数仍为，故D错误。 故选ABC。 9. 一光滑的半圆形支架固定于竖直平面内，半圆的半径为R，圆心为O，AB为直径，AB在竖直方向上，圆弧上穿一小球，小球可沿圆弧滑动，两根完全相同的橡皮筋一端固定在小球上，另一端分别固定在A、B两点，橡皮筋的原长为R，橡皮筋的弹力遵循胡克定律，劲度系数为k，橡皮筋具有的弹性势能为（k为橡皮筋的劲度系数，x为橡皮筋的形变量），初始时小球锁定在P点，已知，某一时刻解除锁定，小球沿圆弧运动到Q点，。下列说法正确的是（　　） A. 小球在沿圆弧从P点运动到Q点过程中，小球的机械能守恒 B. 小球在沿圆弧从P点运动到Q点过程中，两橡皮筋弹性势能之和最小为 C. 小球运动到Q点的速度大小为 D. 若小球运动到Q点时速度恰好达最大值，则小球的质量为 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．根据几何关系可知小球在、两点时，两根橡皮筋的长度恰好互换，即在、两点两根橡皮筋的弹性势能之和相等，但在过程中，小球的机械能不守恒，对小球在、两点，根据机械能守恒定律 解得，故A错误，C正确； B．设小球所在位置与A连线和竖直方向夹角为，根据几何关系，两橡皮筋长度分别为、 形变量分别为、 两橡皮筋弹性势能之和 联立可得 可知当时，两橡皮筋弹性势能之和最小为，故B正确； D．若小球运动到Q点时速度恰好达最大值，根据几何关系可知下面的橡皮筋恢复原长，沿着运动轨迹切线方向的合力为零，对小球进行受力分析，沿切线方向有 解得，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，轻质弹簧的上端固定在水平天花板上，下端悬挂一个质量为m，带电量为+q的小物块，最初物块静止。某时刻在空间中平行于纸面向上的方向加一个匀强电场，场强大小满足关系Eq=0.5mg（g为重力加速度），加电场后物块开始运动。当物块的速度为零时，将匀强电场反向但大小保持不变；当物块的速度再次为零时，又将匀强电场反向但大小保持不变，如此反复，第五次改变电场强度后保持场强不变。最终物块在竖直方向上做机械振动。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，且弹性势能满足关系Ep=0.5kx²（x为弹簧的形变量），则（　　） A. 电场第一次改变方向时，弹簧处于原长状态 B. 电场第二次改变方向时，弹簧伸长量为 C. 最终物块做机械振动的振幅为 D. 最终物块做机械振动时，动能的最大值为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．初始静止时弹簧伸长量 加向上电场后物块向上运动到物块的速度为零时，设此过程中物块上升， 由动能定理有 解得 此时弹簧形变量为零，弹簧处于原长状态。A正确； B．弹簧处于原长状态时电场第一次改变方向，当物块的速度再次为零时，设弹簧伸长量为，由动能定理有 解得 电场第二次改变方向，加向上电场后物块向上运动到物块的速度为零时，设此过程中物块上升，由动能定理有 解得 B错误； C．根据A、B项计算结果可知第一次加电场后，物块做机械振动的振幅为 第一次改变电场方向后，物块做机械振动的振幅为 第二次改变电场方向后，物块做机械振动的振幅为 由此可知每改变一次电场方向物块做机械振动的振幅增加 那么第五次改变电场强度后物块做机械振动的振幅为，C正确； D．第五次改变电场强度后，电场强度方向向下保持不变，物块做机械振动时，物块运动到平衡位置时动能最大，物块在平衡位置时弹簧伸长量为，由受力分析弹簧伸长量 物块从最低点运动到平衡位置过程中，由动能定理得 解得 D错误。 故选AC。 三、实验题（共16分） 11. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是木盒有质量，木盒中砝码的质量为零时，转筒侧壁对木盒的弹力为木盒提供向心力，压力传感器有示数。 （2） （3） ①. 变大 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 略。 【小问2详解】 由牛顿第二定律可得 可得 则有， 解得木盒的质量为 【小问3详解】 [1][2]由（2）问可知， 若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a变大，斜率k变大。 12. 如图甲所示的多用电表是一种多功能仪表，可以用来测量电流、电压以及电阻。某同学将该多用电表的选择开关旋至欧姆挡位置，并作出欧姆挡内部简化电路如图乙所示，虚线框中的阴影部分为正负极不确定的电源，随后进行了以下的操作。 （1）为了测量如图丙所示晶体二极管的电阻，该同学先把选择开关旋至“×10”挡，将两表笔A、B短接，调节，使表头G的指针达到满偏，再将表笔A与二极管的Q端连接，将表笔B与二极管的P端连接，观察到欧姆表指针偏转角度很小，则表笔A应接内部电源的_________（选填“正极”或“负极”）。 （2）该同学随后将表笔A与二极管的P端连接，将表笔B与二极管的Q端连接，观察到欧姆表指针偏转角度太大，为了减小测量误差，应将选择开关旋至_________（选填“×1”或“×100”）挡，再次将两表笔A、B短接，调节R₀，使表头G的指针达到满偏，之后进行测量，得到多用电表刻度盘上指针偏转情况如图丁所示，则此时测得的二极管的正向电阻为_________Ω（保留两位有效数字）。 （3）为了深入了解欧姆挡内部的情况，该同学设计了如图戊所示的电路图，用来测量（2）中换挡后欧姆表内部电源的电动势及在该挡位下欧姆表的总电阻。 操作步骤如下： A．按图戊所示，正确连接好电路后，读取电流表的示数为Ⅰ，欧姆表的示数为R； B．仅调节，得到多组Ⅰ、R的数据； C．利用记录的电流表示数I和相应的欧姆表示数R，作出图像如图己所示。 根据图己，可知欧姆表内部电源的电动势E=_________V。该挡位下欧姆表的总电阻_________（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）负极 （2） ①. ×1 ②. 9.0 （3） ①. 1.50 ②. 14.9 【解析】 【小问1详解】 因欧姆表指针偏转角度很小，说明二极管电阻很大，又因其反向电阻很大，说明测量的是其反向电阻，表笔A与二极管的Q端连接，二极管的Q端是其正极，应连接电源负极，即表笔A接里边电源的负极 【小问2详解】 [1]欧姆表指针偏转角度太大，说明二极管正向电阻很小，应选择更低倍率的挡位，即将选择开关旋至×1挡位 [2] 二极管正向电阻为 【小问3详解】 [1][2]由闭合电路的欧姆定律满偏时有 联立解得 结合图己有，斜率 电动势E=1.50V。该挡位下欧姆表的总电阻 四、解答题（共58分） 13. 在一个电梯的轿厢中，一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取。求： （1）图甲静止状态下，汽缸内气体的压强； （2）图乙电梯加速运动时的加速度a的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初态静置时，由活塞平衡，有 解得 【小问2详解】 由玻意耳定律，有 解得 对汽缸由牛顿第二定律，有 解得 14. 如图所示，绝缘水平桌面上放有一长度为的竖直绝缘挡板，整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电小球紧贴挡板端放置。现给小球一垂直挡板向右的速度，经过一段时间，小球击中挡板右侧面上的某点图中未标出并以速度反弹，与此同时，挡板也以速度向右匀速平移，不计一切阻力。试求： （1）P、N之间的距离d； （2）小球从运动到的时间t； （3）小球从运动到的过程中，挡板对小球所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球由 且 解得、之间的距离 【小问2详解】 小球速度反弹，与此同时，挡板也以速度向右匀速平移，则小球在水平方向上以速度向右匀速直线，在沿挡板方向上由， 解得 【小问3详解】 小球从运动到的过程中，由动能定理可得，挡板对小球所做的功 其中v1=at 解得 15. 如图所示，在空间直角坐标系中有一长方体，平面为边长为a的正方形，AB边长度为2a，在的中点有一粒子源E，可以源源不断地发射电荷量为、质量为m的带电粒子，粒子速度相同，沿着Z轴正方向，在整个空间中存在沿着Y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，已知粒子恰好未从长方体AD边射出，不计重力及一切空气阻力，求： （1）带电粒子的初速度； （2）的中点为F，若在整个空间中加上沿着Y轴正方向的匀强电场，使粒子能到达F点，求粒子到达F点的最大动能及对应的电场强度的大小； （3）接第（2）问，若继续在整个空间中加上沿X轴负方向的匀强电场，求粒子到达所在平面时的坐标。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知：粒子恰好未从AD边射出，则粒子做圆周运动的半径 由洛伦兹力提供向心力 联立并解之得 【小问2详解】 加上电场后，带电粒子在Y轴方向上做匀加速直线运动，在垂直于Y轴的方向上做匀速圆周运动，为使粒子能够到达F点，带电粒子在磁场中的运动时间（） T为粒子做圆周运动的周期 在沿着Y轴方向上 电场力提供Y轴方向的加速度，满足 Y轴方向的速度 为保证最大，应保证最大，即时间最小 将代入并联立上式解之得 到达F点的最大动能 【小问3详解】 若再加上沿着X轴方向的匀强电场 则带电粒子将会受到恒定的电场力 可将初速度分解成和，并使 解之得 则 因此可以将粒子的运动分解成：沿着Z轴正方向的匀速直线运动和在XOZ平面内的匀速圆周运动，以及沿着Y轴正方向的匀加速直线运动，右侧视图如下图所示 圆周运动的半径 故粒子不会从ABCD平面射出。 粒子沿着Z轴的位移满足 在第（2）问中，粒子沿着Y方向做匀加速直线运动，需T时间即可到达平面，故粒子的运动时间 故粒子将在平行于XOZ平面内沿着X正方向的位移为0，沿着Z轴正方向的位移 沿着Z轴正方向的坐标为 故射出位置的坐标为。 16. 如图所示，竖直面内有半径的光滑圆弧轨道，最低点与水平传送带左端相切，传送带右端与水平轨道平滑连接，圆弧所对的圆心角，传送带长，以速率顺时针匀速转动。质量的物块P以大小为的初速度从圆弧轨道的最高点沿切线进入圆弧轨道，P与传送带间的动摩擦因数。在点右侧的水平轨道上等间距摆放个相同的滑块，相邻滑块间距离，每个滑块的质量均为，编号依次为1、2、3、…、n，滑块1与点距离也为，物块P及各滑块与水平轨道间的动摩擦因数均为。物块P从点滑上水平轨道后，与滑块1碰撞并粘在一起，再向前运动与滑块2碰撞并粘在一起…，碰撞时间极短，物块P及各滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。 已知。求： （1）物块P经过点时对圆弧轨道的压力大小； （2）物块P从点滑上水平轨道时的速度大小； （3）物块P停止运动时距点的距离（结果保留两位小数）。 【答案】（1）28N （2）4m/s （3）5.69m 【解析】 【小问1详解】 设物块经过点的速度为，受轨道支持力为，物块P从点运动到点的过程中，根据机械能守恒有 在点时有 根据牛顿第三定律可知物块P经过点时对圆弧轨道的压力大小为 联立解得 【小问2详解】 设物块P在传送带上一直做减速运动，到点速度为，根据动能定理有 解得 由于，则假设成立，物块P一直做减速运动，即物块P从点滑上水平轨道时的速度大小为。 【小问3详解】 物块P与滑块1碰撞前瞬间的动能 物块P与滑块1碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，则 碰撞后瞬间系统动能 解得碰撞后瞬间系统动能 同理可知物块、1和2碰撞前瞬间，系统动能 物块P、1和2碰撞后瞬间，系统动能 物块P、1、2和3碰撞前瞬间，系统动能 以此类推，在物块P、1、2、…、和滑块碰撞前瞬间，系统动能 设一共碰撞次，则 代入数据解得 即最多可以碰撞到滑块5且 与滑块5碰后系统动能 设继续运动的距离为，则由 解得 物块P停止运动时距点的距离 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $