精品解析：2026届陕西省西安市新城区高三下学期考前学情自测物理试题

物理试卷 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。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 静电纺纱是一种利用高压电场制造超细纤维的先进技术，能生产出直径达到纳米级的纤维，其原理是高压电场产生的强大静电力拉伸液体形成超细纤维，纺纱时高压电源使电极左端带上负电，右端带上正电，两电极之间电场的电场线分布如图中虚线所示，A、B为电场中的两点，关于A、B两点的电场强度、和电势、关系正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 2. 中国科学院上海光学精密机械研究所林楠研究团队成功研发出一种新型极紫外（EUV）宽带光源，其转换效率高达，创下全球最高纪录。氢原子的能级示意图如图所示。已知极紫外光子能量范围在到，则氢原子在下列两个能级之间跃迁时向外辐射出的光子能量在极紫外区的是（ ） A. 从能级跃迁到能级 B. 从能级跃迁到能级 C. 从能级跃迁到能级 D. 从能级跃迁到能级 3. 2025年12月9日11时41分，在酒泉卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将遥感四十七号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。遥感四十七号卫星的运行周期为97.2分钟，轨道高度约为780公里，卫星运动可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 遥感四十七号卫星运行的线速度大于第一宇宙速度 B. 遥感四十七号卫星发射的速度大于第一宇宙速度 C. 遥感四十七号卫星运行的角速度小于地球同步卫星运行的角速度 D. 遥感四十七号卫星运行的线速度小于地球同步卫星运行的线速度 4. 大唐彬长发电站是亚洲第二大，陕西省最大的火力发电厂，该电站通过如图所示的理想变压器调节输出电压，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，输出电压瞬时值表达式为，电压表为理想交流电压表，则电压表的示数与下列哪个表达式求出的结果相同（ ） A. B. C. D. 5. 如图，一束单色光从厚度为的玻璃砖的上表面点射入，入射光线与玻璃砖上表面的夹角为，在下表面P点反射的光线从上表面点射出，、两点间距离为，则玻璃砖对该单色光的折射率为（ ） A. B. C. D. 6. 如图，一原长为的光滑弹性绳一端固定在竖直墙壁上的点，另一端固定在圆柱形光滑竖直杆上的点，初始时弹性绳处于原长，弹性绳上的力遵循胡克定律，在水平方向上，一质量为的光滑环套在杆上，圆环直径略大于杆的直径，初始时环锁定在点，某时刻解除锁定，圆环从静止开始沿杆向下滑动，同时弹性绳被拉伸，当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时圆环速度达到最大值。已知，，重力加速度大小为，弹性绳始终在弹性限度内，则当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时，圆环的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 一双筷子，圆头方尾，相辅相成，蕴含天圆地方的宇宙观，体现合而不同的相处之道，承载着阴阳相济的古老智慧，这都是中国传统文化的特色体现。如图，现用两根筷子夹住一个轻质小球静止不动，保持筷子处于竖直平面内，每根筷子与竖直方向的夹角均为，小球与筷子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，，则筷子和小球之间的动摩擦因数必须大于等于（ ） A. 0.75 B. 0.80 C. 0.85 D. 0.90 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 平静的湖面上投下一颗小石子，湖面上形成一列水波，以小石子投入湖中水面开始振动时刻开始计时，以竖直向上为正方向，距小石子落在湖面上点水平距离为0.5m处的质点P的振动图像如图，水波可视为简谐横波。下列说法正确的是（ ） A. 该水波的波速为 B. 该水波的波长为0.2m C. 该水波可以与频率为4Hz的水波发生干涉 D. 当时质点P的加速度方向与速度方向均为竖直向上 9. 一倾角为的光滑斜面底端有一挡板，一质量为m的物块A紧靠挡板，一轻弹簧一端连接物块A，另一端连接质量为m的物块B，初始时物块B静止于斜面上，将一质量也为m的物块C从距物块B的距离为d处静止释放，然后沿斜面下滑，与物块B碰撞之后成为一个整体不再分开，之后压缩弹簧，一段时间后当物块BC沿斜面运动到最高点时物块A恰好不离开挡板。弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g，三个物块均可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 物块BC沿斜面运动到最高点时，距物块B初始位置的距离为 B. 物块BC沿斜面运动到最高点时，距物块B初始位置的距离为 C. 如果将物块C从距物块B距离为2d处释放，物块BC整体速度最大点的位置距物块B初始位置的距离变大 D. 如果将物块C从距物块B距离为2d处释放，物块BC整体速度最大点的位置距物块B初始位置的距离不变 10. 如图，竖直平面内有一质量为，边长为的正方形单匝线框，线框总电阻为，初始时线框锁定，距线框下边高度为处有一宽度为的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场上下边界平行且在水平面内，磁场方向与线框所在的竖直平面垂直，图中为垂直于纸面向里。某时刻解除线框的锁定，线框从静止开始在竖直平面内向下运动并穿过磁场，线框下边经过磁场上边界和下边界时的速度相同，线框下边经过磁场上边界到线框下边经过磁场下边界的时间为，线框下边经过磁场下边界到线框上边经过磁场下边界的时间为，重力加速度大小为，不计空气阻力，线框运动过程中始终在竖直平面内且上下两边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 线框上边经过磁场上边界时的速度大小为 D. 线框下边经过磁场上边界到线框上边经过磁场下边界，线框中产生的热量为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用气垫导轨和光电门来验证机械能守恒定律，装置如图。滑块上固定一遮光片，测得遮光片的宽度为d，光电门A、B之间的距离为L，调节气垫导轨水平，在光电门A右侧某处静止释放滑块，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，重力加速度大小为g。 （1）实验中________（选填“需要”或“不需要”）测量滑块的质量M和钩码的质量m。 （2）遮光片通过光电门B时滑块的速度大小________（用题目所给物理量的符号表示）。 （3）若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒，需要验证的等式为________（用题目所给物理量的符号表示）。如果实验过程发现钩码重力势能的减小量小于系统动能的增加量，可能的原因是气垫导轨没有调节水平，气垫导轨________（选填“光电门A”或“光电门B”）的一侧较高。 12. 某实验小组想要测量一段金属丝的电阻率和一电源的内阻，设计了如图甲所示的电路。电路图中电源的电动势，定值电阻的阻值，电流表内阻非常小，可视为理想电表。 （1）先用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量结果如图乙，则金属丝的直径________mm。 （2）某同学连接完电路后，闭合开关，电流表有示数，却发现无论如何调节滑片P的位置，电流表示数不发生改变，则电路中出现的故障可能是____________。 （3）排除故障后，调节滑片P的位置改变金属丝接入电路的阻值进行多次实验，测得多组金属丝接入电路的长度L和电流表示数I。处理数据后获得的图像如图丙所示，则金属丝的电阻率________，电源的内阻________（结果均保留一位有效数字）。 （4）如果考虑到电流表内阻的影响，从系统误差的角度分析电阻率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 13. 如图，导热性能良好的汽缸（不计缸壁厚度）竖直放置，汽缸上端有一卡口，卡口距缸底的距离为，一质量、横截面积的活塞在汽缸内密封了一定质量的理想气体。初始时环境温度，活塞与缸底的距离为；当环境温度逐渐升高至过程中，汽缸内气体吸收的热量为。已知大气压，重力加速度大小取，不计活塞与汽缸间的摩擦力。求： （1）稳定后汽缸内气体的压强p； （2）此过程中气体内能的增量。 14. 如图，在平面直角坐标系xOy所在平面内，第一象限存在沿x轴负方向的匀强电场，第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在P处有一质量为m、电荷量为的带电粒子，以初速度沿着y轴正方向射入匀强电场，粒子从y轴上的Q点进入第二象限的匀强磁场，此后每次从第二象限回到第一象限经过y轴的位置记为A点（图中没有画出）。已知P点坐标为，Q点坐标为，忽略粒子所受重力的大小，不计空气阻力。求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）A点纵坐标y。 15. 下图是一大型游戏的装置示意图，为光滑水平轨道，一四分之一光滑圆弧槽静止于点，圆弧槽末端与水平轨道平滑连接，一质量为的小球静止于圆弧槽右侧的点，水平轨道上点有一半径为的螺旋形光滑圆轨道固定于竖直平面内，点为圆轨道的最高点，圆轨道上的、两点分别与左侧光滑水平轨道和右侧粗糙水平轨道平滑连接，粗糙水平轨道长度为，点右侧有一挡板，以点为坐标原点，在水平和竖直方向上建立平面直角坐标系，挡板的形状满足方程。现给小球一个水平向左的初速度，小球沿斜槽上升恰好不离开圆弧槽，之后又沿圆弧槽滑下，再沿水平轨道进入螺旋形圆轨道，沿螺旋形圆轨道运动并恰好经过圆轨道的点，接着小球从圆轨道的点进入右侧粗糙水平轨道，最后从点做平抛运动落在右侧挡板上。重力加速度大小取，不计空气阻力，小球可视为质点。求： （1）小球经过点时速度大小； （2）圆弧槽的质量和半径； （3）要使小球从点做平抛运动后落到右侧挡板上的动能最小，则小球与轨道之间的动摩擦因数为多大，小球落到右侧挡板上的最小动能为多大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试卷 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。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 静电纺纱是一种利用高压电场制造超细纤维的先进技术，能生产出直径达到纳米级的纤维，其原理是高压电场产生的强大静电力拉伸液体形成超细纤维，纺纱时高压电源使电极左端带上负电，右端带上正电，两电极之间电场的电场线分布如图中虚线所示，A、B为电场中的两点，关于A、B两点的电场强度、和电势、关系正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 【答案】D 【解析】 【详解】电场线的疏密表示电场强度大小，电场线越密，电场强度越大。由图可知，B点的电场线比A点更密集，因此 本题中右电极带正电，左电极带负电，电场线方向从正电极（右）指向负电极（左）；根据沿电场线方向电势逐渐降低的规律，A点位于B点右侧，更靠近电势更高的正电极，因此 故选D。 2. 中国科学院上海光学精密机械研究所林楠研究团队成功研发出一种新型极紫外（EUV）宽带光源，其转换效率高达，创下全球最高纪录。氢原子的能级示意图如图所示。已知极紫外光子能量范围在到，则氢原子在下列两个能级之间跃迁时向外辐射出的光子能量在极紫外区的是（ ） A. 从能级跃迁到能级 B. 从能级跃迁到能级 C. 从能级跃迁到能级 D. 从能级跃迁到能级 【答案】A 【解析】 【详解】氢原子从高能级向低能级跃迁时向外辐射光子，辐射的光子能量等于两能级的能级差，已知极紫外光子能量范围在到。 A．从能级跃迁到能级，氢原子向外辐射出的光子能量 满足极紫外的能量范围，故A正确； BD．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，氢原子从或能级跃迁到能级均需吸收光子，故BD错误； C．从能级跃迁到能级，氢原子向外辐射出的光子能量 不在极紫外能量范围，故C错误。 故选A。 3. 2025年12月9日11时41分，在酒泉卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将遥感四十七号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。遥感四十七号卫星的运行周期为97.2分钟，轨道高度约为780公里，卫星运动可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 遥感四十七号卫星运行的线速度大于第一宇宙速度 B. 遥感四十七号卫星发射的速度大于第一宇宙速度 C. 遥感四十七号卫星运行的角速度小于地球同步卫星运行的角速度 D. 遥感四十七号卫星运行的线速度小于地球同步卫星运行的线速度 【答案】B 【解析】 【详解】万有引力提供向心力，则有 解得，， A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是卫星最大的环绕速度。遥感卫星轨道半径大于地球半径，由可知轨道半径越大线速度越小，故其运行线速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，轨道越高需要的发射速度越大，遥感卫星轨道高于近地轨道，故发射速度大于第一宇宙速度，故B正确； C．同步卫星周期为24h=1440min，远大于遥感卫星的97.2min，由可知，周期越小角速度越大，故遥感卫星运行的角速度大于同步卫星的角速度，C错误； D．由 可知周期越小轨道半径越小，故遥感卫星轨道半径小于同步卫星，再结合 可知轨道半径越小线速度越大，故遥感卫星运行的线速度大于同步卫星的线速度，故D错误。 故选B。 4. 大唐彬长发电站是亚洲第二大，陕西省最大的火力发电厂，该电站通过如图所示的理想变压器调节输出电压，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，输出电压瞬时值表达式为，电压表为理想交流电压表，则电压表的示数与下列哪个表达式求出的结果相同（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】输出电压瞬时值表达式为 副线圈两端的电压 根据理想变压器可知 解得 故选D。 5. 如图，一束单色光从厚度为的玻璃砖的上表面点射入，入射光线与玻璃砖上表面的夹角为，在下表面P点反射的光线从上表面点射出，、两点间距离为，则玻璃砖对该单色光的折射率为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，光线在点的入射角为 作出过点的法线，根据光的反射定律可知法线为的垂直平分线，有 设，则 解得 设光线在点的折射角为，则 根据折射定律有折射率 故选C。 6. 如图，一原长为的光滑弹性绳一端固定在竖直墙壁上的点，另一端固定在圆柱形光滑竖直杆上的点，初始时弹性绳处于原长，弹性绳上的力遵循胡克定律，在水平方向上，一质量为的光滑环套在杆上，圆环直径略大于杆的直径，初始时环锁定在点，某时刻解除锁定，圆环从静止开始沿杆向下滑动，同时弹性绳被拉伸，当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时圆环速度达到最大值。已知，，重力加速度大小为，弹性绳始终在弹性限度内，则当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时，圆环的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】初始时弹性绳处于原长，当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时，弹性绳的形状如图虚线所示 可知其形变量为 此时圆环速度达到最大值，加速度为0，合力为0。因弹性绳对圆环拉力的竖直向上分量由弹性绳的两部分提供，向上的两个分力之和等于圆环的重力，即 解得弹性绳的劲度系数 当点与圆环之间的弹性绳与水平方向夹角为时，弹性绳的形变量为 可知弹性绳拉力的竖直向上分量为 代入 解得 由牛顿第二定律可知，此时圆环的加速度为 故选A。 7. 一双筷子，圆头方尾，相辅相成，蕴含天圆地方的宇宙观，体现合而不同的相处之道，承载着阴阳相济的古老智慧，这都是中国传统文化的特色体现。如图，现用两根筷子夹住一个轻质小球静止不动，保持筷子处于竖直平面内，每根筷子与竖直方向的夹角均为，小球与筷子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，，则筷子和小球之间的动摩擦因数必须大于等于（ ） A. 0.75 B. 0.80 C. 0.85 D. 0.90 【答案】A 【解析】 【详解】对小球进行受力分析，设每根筷子对小球的弹力大小为N，摩擦力大小为f，如图所示 在竖直方向上，满足 由于是轻质小球，满足 所以 为了小球能静止不动，需满足 联立得到 所以动摩擦因数的最小值为0.75。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 平静的湖面上投下一颗小石子，湖面上形成一列水波，以小石子投入湖中水面开始振动时刻开始计时，以竖直向上为正方向，距小石子落在湖面上点水平距离为0.5m处的质点P的振动图像如图，水波可视为简谐横波。下列说法正确的是（ ） A. 该水波的波速为 B. 该水波的波长为0.2m C. 该水波可以与频率为4Hz的水波发生干涉 D. 当时质点P的加速度方向与速度方向均为竖直向上 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，质点P在开始起振，则水波的波速为，故A错误； B．由题图可知周期为，则水波的波长为，故B正确； C．该水波为 所以该水波不可以与频率为4Hz的水波发生干涉，故C错误； D．当时，质点P振动的时间为 可知时质点P的振动情况与时的振动情况一样，由题图可知，此时质点P的加速度方向与速度方向均为竖直向上，故D正确。 故选BD。 9. 一倾角为的光滑斜面底端有一挡板，一质量为m的物块A紧靠挡板，一轻弹簧一端连接物块A，另一端连接质量为m的物块B，初始时物块B静止于斜面上，将一质量也为m的物块C从距物块B的距离为d处静止释放，然后沿斜面下滑，与物块B碰撞之后成为一个整体不再分开，之后压缩弹簧，一段时间后当物块BC沿斜面运动到最高点时物块A恰好不离开挡板。弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g，三个物块均可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 物块BC沿斜面运动到最高点时，距物块B初始位置的距离为 B. 物块BC沿斜面运动到最高点时，距物块B初始位置的距离为 C. 如果将物块C从距物块B距离为2d处释放，物块BC整体速度最大点的位置距物块B初始位置的距离变大 D. 如果将物块C从距物块B距离为2d处释放，物块BC整体速度最大点的位置距物块B初始位置的距离不变 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．物块C下落过程，由动能定理得 物块B与C碰撞过程，由动量守恒定律得 解得物块B与物块C碰后瞬时速度的大小 弹簧开始时的压缩量为x0，则 物块B和C一起运动到最低点然后一起沿斜面向上运动，当物块BC沿斜面向上运动到最高点时物块A恰好不离开挡板，此时弹簧伸长x1。 以物块A为研究对象，有 解得 物块B和C一起运动到最低点又沿斜面向上运动到最高点的过程，物块B的位移大小为x，由能量守恒定律得 解得，故A正确，B错误； CD．设物块BC整体速度最大时，弹簧压缩x2，根据牛顿第二定律可知 x2与d无关，如果将物块C从距物块B距离为2d处释放，物块BC整体速度最大点的位置距物块B初始位置的距离不变。故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图，竖直平面内有一质量为，边长为的正方形单匝线框，线框总电阻为，初始时线框锁定，距线框下边高度为处有一宽度为的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场上下边界平行且在水平面内，磁场方向与线框所在的竖直平面垂直，图中为垂直于纸面向里。某时刻解除线框的锁定，线框从静止开始在竖直平面内向下运动并穿过磁场，线框下边经过磁场上边界和下边界时的速度相同，线框下边经过磁场上边界到线框下边经过磁场下边界的时间为，线框下边经过磁场下边界到线框上边经过磁场下边界的时间为，重力加速度大小为，不计空气阻力，线框运动过程中始终在竖直平面内且上下两边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 线框上边经过磁场上边界时的速度大小为 D. 线框下边经过磁场上边界到线框上边经过磁场下边界，线框中产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框完全进入磁场区域，运动过程中磁通量不发生变化，无感应电流，线框仅受重力，故线框做匀加速直线运动。因线框下边经过磁场上边界和下边界时的速度相同，可知线框下边界刚进入磁场上边界时速度过大，做减速运动，故安培力大于线框的重力，即 其中 线框初始阶段做自由落体运动，下降高度时，速度大小满足 联立可得 可知，故A错误； B．为线框下边过磁场上边界到下边过磁场下边界的时间，即 其中为线框进入磁场所需的时间，为线框完全在磁场中运动的时间。因线框下边经过磁场上边界和下边界时的速度相同，线框穿出磁场过程与进入磁场过程运动状态相同，故线框穿出磁场所需的时间 设线框刚要进入磁场区域的瞬时速度为，恰好完全进入磁场区域的瞬时速度为，因进入过程受安培力，满足 随着速度的减小，安培力逐渐减小，线框做加速度逐渐减小的减速度运动，故进入过程的平均速度 进入过程的时间 而线框完全进入磁场区域后做匀加速直线运动，在该区域的位移 可知 因此 故有，，故B正确； C．因线框穿出磁场过程与进入磁场过程运动状态相同，故线框上边经过磁场上边界时的速度大小与线框上边界从磁场下边界穿出时的瞬时速度相同，对穿出过程，由动量定理可知 联立 整理得 解得 联立 解得 因此线框上边经过磁场上边界时的速度大小为，故C正确； D．由能量守恒，产生的热量等于克服安培力做功。从下边过磁场上边界到上边过磁场下边界，总位移 对线框穿越磁场全过程由能量守恒可得 因线框进入磁场上边界过程做减速运动，有 故有，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用气垫导轨和光电门来验证机械能守恒定律，装置如图。滑块上固定一遮光片，测得遮光片的宽度为d，光电门A、B之间的距离为L，调节气垫导轨水平，在光电门A右侧某处静止释放滑块，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，重力加速度大小为g。 （1）实验中________（选填“需要”或“不需要”）测量滑块的质量M和钩码的质量m。 （2）遮光片通过光电门B时滑块的速度大小________（用题目所给物理量的符号表示）。 （3）若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒，需要验证的等式为________（用题目所给物理量的符号表示）。如果实验过程发现钩码重力势能的减小量小于系统动能的增加量，可能的原因是气垫导轨没有调节水平，气垫导轨________（选填“光电门A”或“光电门B”）的一侧较高。 【答案】（1）需要 （2） （3） ①. ②. 光电门A 【解析】 【小问1详解】 由于实验验证系统的机械能是否守恒，即验证 即系统减小的重力势能 系统动能的增加量为 二者在数值大小上是否相等，因此需要测量、的质量； 【小问2详解】 遮光片通过光电门B时滑块的速度大小 【小问3详解】 [1]由题可知，遮光片通过光电门A时滑块的速度大小 结合上述分析可知，系统减小的重力势能 动能的增加量为 即验证 [2]实验过程发现钩码重力势能的减小量小于系统动能的增加量，说明滑块经过光电门B的速度偏大，因此光电门A的一侧可能较高。 12. 某实验小组想要测量一段金属丝的电阻率和一电源的内阻，设计了如图甲所示的电路。电路图中电源的电动势，定值电阻的阻值，电流表内阻非常小，可视为理想电表。 （1）先用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量结果如图乙，则金属丝的直径________mm。 （2）某同学连接完电路后，闭合开关，电流表有示数，却发现无论如何调节滑片P的位置，电流表示数不发生改变，则电路中出现的故障可能是____________。 （3）排除故障后，调节滑片P的位置改变金属丝接入电路的阻值进行多次实验，测得多组金属丝接入电路的长度L和电流表示数I。处理数据后获得的图像如图丙所示，则金属丝的电阻率________，电源的内阻________（结果均保留一位有效数字）。 （4）如果考虑到电流表内阻的影响，从系统误差的角度分析电阻率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 【答案】（1）0.150 （2）金属丝短路 （3） ①. ②. 2 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 金属丝的直径 【小问2详解】 无论如何调节滑片P的位置，电流表示数均不发生改变，说明电路的电阻始终保持不变，电路中出现的故障可能是金属丝短路。 【小问3详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律有 整理可得 可得图像斜率 纵截距 联立解得， 【小问4详解】 如果考虑到电流表内阻的影响，则由闭合电路欧姆定律有 整理可得 可得图像斜率 电阻率的表达式仍为 结合前面的分析可知，电源内阻、电流表内阻均不影响电阻率的测量，电阻率的测量值等于真实值。 13. 如图，导热性能良好的汽缸（不计缸壁厚度）竖直放置，汽缸上端有一卡口，卡口距缸底的距离为，一质量、横截面积的活塞在汽缸内密封了一定质量的理想气体。初始时环境温度，活塞与缸底的距离为；当环境温度逐渐升高至过程中，汽缸内气体吸收的热量为。已知大气压，重力加速度大小取，不计活塞与汽缸间的摩擦力。求： （1）稳定后汽缸内气体的压强p； （2）此过程中气体内能的增量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设当活塞刚好到达卡口时气体的温度为，根据盖-吕萨克定律有 解得气体的温度 因为，活塞会运动至卡口 初始时对活塞进行受力分析，根据平衡条件有 解得初始时汽缸内气体压强 根据理想气体状态方程有 解得稳定后汽缸内气体的压强 【小问2详解】 此过程中气体对外做功为 气体吸收的热量为 根据热力学第一定律有 解得 14. 如图，在平面直角坐标系xOy所在平面内，第一象限存在沿x轴负方向的匀强电场，第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在P处有一质量为m、电荷量为的带电粒子，以初速度沿着y轴正方向射入匀强电场，粒子从y轴上的Q点进入第二象限的匀强磁场，此后每次从第二象限回到第一象限经过y轴的位置记为A点（图中没有画出）。已知P点坐标为，Q点坐标为，忽略粒子所受重力的大小，不计空气阻力。求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）A点纵坐标y。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，则在y方向上做匀速直线运动有 在x方向上做初速度为零的匀加速直线运动有 根据牛顿第二定律 解得匀强电场的电场强度大小 【小问2详解】 粒子在电场中运动过程中，设离开电场时速度大小为v，方向与y轴正方向的夹角为，运动过程中，根据动能定理则有 解得 由几何知识可得 解得 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力则有 解得 根据几何关系可得在磁场中粒子偏转时沿y轴正方向移动的距离为 根据对称性可得粒子在电场中沿y轴正方向移动的距离为 根据周期性和几何关系可得A点纵坐标 15. 下图是一大型游戏的装置示意图，为光滑水平轨道，一四分之一光滑圆弧槽静止于点，圆弧槽末端与水平轨道平滑连接，一质量为的小球静止于圆弧槽右侧的点，水平轨道上点有一半径为的螺旋形光滑圆轨道固定于竖直平面内，点为圆轨道的最高点，圆轨道上的、两点分别与左侧光滑水平轨道和右侧粗糙水平轨道平滑连接，粗糙水平轨道长度为，点右侧有一挡板，以点为坐标原点，在水平和竖直方向上建立平面直角坐标系，挡板的形状满足方程。现给小球一个水平向左的初速度，小球沿斜槽上升恰好不离开圆弧槽，之后又沿圆弧槽滑下，再沿水平轨道进入螺旋形圆轨道，沿螺旋形圆轨道运动并恰好经过圆轨道的点，接着小球从圆轨道的点进入右侧粗糙水平轨道，最后从点做平抛运动落在右侧挡板上。重力加速度大小取，不计空气阻力，小球可视为质点。求： （1）小球经过点时速度大小； （2）圆弧槽的质量和半径； （3）要使小球从点做平抛运动后落到右侧挡板上的动能最小，则小球与轨道之间的动摩擦因数为多大，小球落到右侧挡板上的最小动能为多大。 【答案】（1） （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球恰好经过圆轨道的最高点，重力提供向心力，有 小球从点经点运动到点过程中，根据机械能守恒定律有 两式联立解得 【小问2详解】 小球与斜槽作用过程中，水平方向动量守恒，设向左为正方向，滑下后小球一定向右运动，设速度大小为，则 水平方向上，小球与斜槽系统动量守恒，满足 根据系统的机械能守恒，有 代入数据解得 小球向左运动的过程中恰好不离开四分之一光滑圆弧，则小球与圆弧槽速度相等时达到圆弧槽的最高点，设共同速度为，水平方向上根据系统的动量守恒，有 根据系统的机械能守恒，有 解得 【小问3详解】 设小球落在挡板上时位置坐标为，小球从点开始做平抛运动的初速度大小为，水平方向上有 竖直方向上有 挡板轨迹方程为 联立解得 小球竖直方向上的速度大小为 两式联立，消去得 根据机械能守恒定律，小球落在挡板上的动能为 构造得 根据均值不等式可得，当且仅当时动能有最小值，解得此时 代入可得小球落在挡板上的最小动能为 小球从C点运动F点过程中根据动能定理可得 代入 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $