精品解析：河北雄安新区部分校2026-2027学年高三上学期开学考试物理试题

河北9月高三物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、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. 暑假期间，某同学跟随家人自驾从保定市家中前往衡水市的朋友家，导航软件上显示的路线信息如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 图中“1小时57分”表示时刻 B. 图中“158公里”表示位移大小 C. 该家人往返两地一次的平均速度为0 D. 该家人往返两地一次的平均速率为0 2. 如图所示，水平固定的条形磁铁，中心轴线过矩形金属线框的中心且与线框所在平面垂直，为过线框中心的竖直对称轴，将线框从图示位置绕轴匀速转过。关于此过程下列选项正确的是（ ） A. 线框中磁通量变化量为0 B. 线框中产生正弦式交流电 C. 线框中感应电流方向先是，后变为 D. 线框中感应电流方向始终为 3. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船发射取得圆满成功，飞船成功对接于空间站天和核心舱。如图所示，载人飞船首先从圆轨道Ⅰ的点变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ的点再变轨进入预定圆轨道Ⅲ，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅱ从点运动到点过程中，线速度增大 B. 飞船在轨道Ⅱ从点运动到点过程中，机械能增大 C. 飞船从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需在点点火加速 D. 飞船从轨道Ⅱ上点变轨到轨道Ⅲ上点，加速度增大 4. 某同学利用浮标计算海浪的传播速度。他记录到浮标在1分钟内刚好完成15次全振动，某时刻观测到、两个浮标均在平衡位置时，之间刚好有2个波峰，且此时、振动方向相同。已知、两个浮标间距为，将海浪看成简谐横波，则海浪传播的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，、两种单色光组成的一束复色光沿截面为半圆形的玻璃砖半径方向射到圆心，直径界面上出射光线为，反射光线为，检测到出射光中只含单色光，复色光的入射角为，出射光线与玻璃砖平面夹角为，则下列说法正确的是（ ） A. 反射光线中只含有单色光 B. 玻璃砖对单色光的折射率一定为 C. 在玻璃砖中，单色光比单色光传播速度快 D. 仅将入射角增大到，直径界面上仍有出射光线存在 6. 如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为，电表均为理想电表，定值电阻，，在、两端加上有效值恒为的正弦交流电，将阻值范围合适的滑动变阻器的滑片从端向端移动，则下列判断正确的是（ ） A. 电流表的示数变小，电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大 C. 当电压表的示数为时，、端输入的功率为 D. 当电流表示数为时，变压器的输入功率最大 7. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在水平天花板上，依次跨过轻小动滑轮和轻小定滑轮，另一端连接重物，动滑轮下方通过轻绳悬挂重物。动滑轮两侧的轻绳竖直，在水平地面上，所有轻绳均伸直，的质量为，的质量为（的大小未知），不计一切阻力，、均可视为质点，图中所有物体始终在同一竖直面内。现将从图示位置由静止释放，当运动到最低点时，恰好离开地面。则的大小为（ ） A. B. C. D. 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 如图所示，一物块在时刻以一定的初速度冲上足够长的固定粗糙斜面，滑到最高点后又沿斜面返回，则整个过程中其加速度的大小和速度的大小随时间的变化图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 某静电场中轴正半轴上各点的电势随分布规律如图所示，一个质量为、电荷量大小为的带电粒子从坐标原点沿轴正向射出，粒子仅在电场力作用下恰好能运动到处，则粒子沿轴正向运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子运动的加速度先减小后增大再减小 C. 粒子运动的初速度大小为 D. 粒子运动过程中的最大速度大小为 10. 如图所示，足够长、间距为的光滑平行金属导轨固定在水平面内，导轨左端连接有阻值为的定值电阻，质量为的金属棒垂直放置在导轨上，金属棒接入电路的电阻也为，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，给金属棒施加水平向右的拉力，使金属棒从静止开始向右做加速度为的匀加速直线运动，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻不计，当金属棒速度为时撤去拉力，下列关于金属棒整个运动过程的判断正确的是（ ） A. 拉力随时间均匀增大 B. 拉力的最大功率为 C. 金属棒加速运动的位移与减速运动的位移之比为 D. 整个过程通过电阻的电量为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图1所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。木板放置在水平桌面上，滑块叠放在粗糙木板上，水平放置的弹簧测力计左端固定，右端与滑块相连。 （1）实验过程中，水平拉动木板运动时，____________（填“需要”或“不需要”）确保木板做匀速直线运动； （2）该同学通过改变滑块上砝码（图中未画出）的个数改变滑块对木板的压力，记录多组滑动摩擦力及压力的大小，作出摩擦力随压力变化的图像，如图2中甲所示；再换用金属板重复前面的实验步骤，作出摩擦力随压力变化的图像，如图2中乙所示，则由图可知，____________（填“木板”或“金属板”）与滑块间的动摩擦因数更大。 12. 某实验小组用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除了图中所画的器材以外，下列器材中，还必须使用的是____________； A. 天平 B. 刻度尺 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）若某次从纸带打的第1个点开始研究，测得的实验结果发现重力势能的减少量略小于动能的增加量，则出现这一结果的原因可能是____________。 A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前先释放了纸带 C. 工作电压偏高 13. 某同学设计了一种自动水位检测装置，如图甲所示，主要由气压传感器、进水控制阀、排气孔（与大气接通）、集气室（密闭一定质量的理想气体）等组成。气压传感器是由一块压敏电阻组成，其电阻大小随气压变化的关系如图乙所示，其两端接线柱、连接如图丙所示的电路，图中电源电动势（内阻不计），电流表内阻为，电压表内阻和控制电路的电阻均极大。 （1）随着容器内水位的变化，集气室内气压随之改变，闭合开关，某次测量时，电压表示数为，电流表读数为，则此时气压传感器的电阻为____________，结合图乙可知，此时集气室中的气体压强为____________； （2）若想让容器内水位和集气室内水位的高度差为时，控制电路的电压升高到，进水控制阀关闭，停止进水，则可得此时集气室中气体压强为____________Pa，电阻箱应调为____________。（水的密度，大气压强，重力加速度取） 14. 如图所示，粗细均匀玻璃管上端装有阀门，下端开口，竖直立在水银槽中，开始时阀门关闭，管内水银柱长为，水银槽中水银在管内、外的液面高度差为，管内水银柱下封闭气柱长为，大气压强恒为，环境温度不变，插入水银槽中的玻璃管足够长，水银槽中水银液面足够大，求： （1）开始时，管内水银柱上方封闭气体的压强； （2）打开阀门至稳定时，管内水银柱下降的高度。（结果可保留分数形式） 15. 如图所示，质量为的长木板静止在光滑的水平面上，长木板右端固定一个轻质弹性挡板（厚度不计），质量为的物块从长木板左端正上方的点以的初速度水平向右抛出，物块落到长木板上时，竖直方向的分速度瞬间减为零，水平方向的分速度不变，且落点距挡板，物块与弹性挡板间发生的是弹性碰撞，重力加速度取，不计空气阻力及物块的大小。 （1）若物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板足够长，求： ①物块在长木板上滑动时，物块和长木板各自的加速度大小； ②整个过程物块和长木板间因摩擦产生的内能； （2）若长木板的长度为，要使物块能与弹性挡板发生碰撞且不滑离长木板，求物块与长木板间的动摩擦因数应满足的条件。（结果可以保留分数） 16. 碳具有放射性，能够自发地进行衰变而变成氮（），利用碳14的衰变测定年代是考古上常用的一种方法。如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限有水平、正对放置的带电平行板电容器，下极板与负半轴重合，且右端位于坐标原点。第一、四象限存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场Ⅰ，其边界最左端与轴相切于原点，边界最右端与区域Ⅱ的虚线边界相切于轴上的点，区域Ⅱ中存在范围足够大的正交分布的匀强电场和匀强磁场。图中点位于两极板左边缘的正中间，在点有碳发生一次衰变沿轴正方向射出粒子，粒子经两极板间电场偏转后恰好从原点进入圆形磁场Ⅰ，此后从点射入区域Ⅱ。已知粒子质量为，电荷量大小为，平行板电容器两极板长度为，板间距离为，板间匀强电场的电场强度大小为，圆形磁场的半径为，区域Ⅱ中的磁感应强度与区域Ⅰ大小相等、方向相反，电场强度大小，方向沿轴负方向，不计粒子重力。 （1）若碳14原子核的比结合能为，氮核的比结合能为，写出碳衰变的方程并求一个碳14衰变释放的核能； （2）求粒子经过点时的速度大小以及圆形磁场Ⅰ的磁感应强度大小； （3）求粒子从进入区域Ⅱ到第一次速度方向与轴平行的过程经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北9月高三物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、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. 暑假期间，某同学跟随家人自驾从保定市家中前往衡水市的朋友家，导航软件上显示的路线信息如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 图中“1小时57分”表示时刻 B. 图中“158公里”表示位移大小 C. 该家人往返两地一次的平均速度为0 D. 该家人往返两地一次的平均速率为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．“1小时57分”表示时间间隔，故A错误； B．“158公里”是导航规划的实际行驶轨迹的总长度，属于路程，故B错误； CD．该家人往返两地一次，位移大小为0，路程不为0，故平均速度为0，平均速率不为0，故C正确，D错误。 故选C。 2. 如图所示，水平固定的条形磁铁，中心轴线过矩形金属线框的中心且与线框所在平面垂直，为过线框中心的竖直对称轴，将线框从图示位置绕轴匀速转过。关于此过程下列选项正确的是（ ） A. 线框中磁通量变化量为0 B. 线框中产生正弦式交流电 C. 线框中感应电流方向先是，后变为 D. 线框中感应电流方向始终为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框在磁铁左侧，磁场沿轴线向左穿过线框，设初始时的磁通量为，线框绕转过后，磁场从线框的另一侧穿入，则末态磁通量为，磁通量变化量大小为初始磁通量的两倍，故A错误； B．正弦式交流电的产生要求线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，但本题中条形磁铁的磁场是非匀强磁场，因此线框产生的不是正弦式交流电，故B错误； CD．线框从转到的过程中，向左的磁通量逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量减小，即感应磁场方向向左，由右手螺旋定则可判断感应电流方向为；线框从转到的过程中，穿过线框的磁通量反向逐渐增大，感应电流的磁场要阻碍磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中的电流方向仍为，故C错误，D正确。 故选D。 3. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船发射取得圆满成功，飞船成功对接于空间站天和核心舱。如图所示，载人飞船首先从圆轨道Ⅰ的点变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ的点再变轨进入预定圆轨道Ⅲ，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅱ从点运动到点过程中，线速度增大 B. 飞船在轨道Ⅱ从点运动到点过程中，机械能增大 C. 飞船从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需在点点火加速 D. 飞船从轨道Ⅱ上点变轨到轨道Ⅲ上点，加速度增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．飞船在轨道Ⅱ从点运动到点过程中，只有地球的万有引力做功，发动机无动力输出，飞船的动能和引力势能相互转化，机械能守恒；从点运动到点，引力做负功，飞船动能减少，线速度减小，故A、B错误； C．飞船在椭圆轨道Ⅱ的点时，当前的万有引力大于所需的向心力，飞船会做近心运动沿椭圆返回；要进入更高的圆轨道Ⅲ，需要在点点火加速，增大所需向心力，使万有引力恰好等于圆轨道运行的向心力，故C正确； D．天体运动的加速度由万有引力决定，由牛顿第二定律可知，飞船的加速度满足 同一点到地心的距离相同，因此飞船在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ的点加速度大小相等，故D错误。 故选C。 4. 某同学利用浮标计算海浪的传播速度。他记录到浮标在1分钟内刚好完成15次全振动，某时刻观测到、两个浮标均在平衡位置时，之间刚好有2个波峰，且此时、振动方向相同。已知、两个浮标间距为，将海浪看成简谐横波，则海浪传播的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，浮标在1分钟内刚好完成15次全振动，故周期 、之间有2个波峰，且此时、振动方向相同，可知、之间的距离为两个波长，故 因此波的传播速度 故选B。 5. 如图所示，、两种单色光组成的一束复色光沿截面为半圆形的玻璃砖半径方向射到圆心，直径界面上出射光线为，反射光线为，检测到出射光中只含单色光，复色光的入射角为，出射光线与玻璃砖平面夹角为，则下列说法正确的是（ ） A. 反射光线中只含有单色光 B. 玻璃砖对单色光的折射率一定为 C. 在玻璃砖中，单色光比单色光传播速度快 D. 仅将入射角增大到，直径界面上仍有出射光线存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．单色光在界面发生折射的同时，也有部分单色光发生反射，因此反射光线中含有、两种单色光，故A错误； B．玻璃砖对单色光的折射率 此时光已发生全反射，则光的全反射临界角小于或等于，根据 可知，故B错误； C．由于在入射角的情况下，光发生了全反射，因此玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率。由可知，在玻璃砖中，单色光比单色光传播速度快，故C正确； D．由可知，光临界角 故入射角增大到时，光已经发生全反射，因此直径界面上无出射光线，故D错误。 故选C。 6. 如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为，电表均为理想电表，定值电阻，，在、两端加上有效值恒为的正弦交流电，将阻值范围合适的滑动变阻器的滑片从端向端移动，则下列判断正确的是（ ） A. 电流表的示数变小，电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大 C. 当电压表的示数为时，、端输入的功率为 D. 当电流表示数为时，变压器的输入功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据变压器原理，变压器原、副线圈两端电压之比满足 设原、副线圈的电流分别为、，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即 可知 可将变压器及输出部分等效为电阻，满足 根据闭合电路的欧姆定律可知、两端的电压满足 当滑动变阻器的滑片从端向端移动时，减小，变大，根据变流比可知，电流表示数变大；两端的电压变大，变压器输入电压变小，根据变压比可知，电压表的示数变小，故AB错误； C．当电压表的示数为时，根据变流比可知，原线圈两端的电压为，则原线圈中电流 因此、端输入的功率为，故C错误； D．当时，变压器的输入功率最大，代入数据可知，代入 可知原线圈中电流 根据变流比，此时电流表的示数为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在水平天花板上，依次跨过轻小动滑轮和轻小定滑轮，另一端连接重物，动滑轮下方通过轻绳悬挂重物。动滑轮两侧的轻绳竖直，在水平地面上，所有轻绳均伸直，的质量为，的质量为（的大小未知），不计一切阻力，、均可视为质点，图中所有物体始终在同一竖直面内。现将从图示位置由静止释放，当运动到最低点时，恰好离开地面。则的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】刚开始释放时，做自由落体运动，至绳绷紧后做圆周运动到最低点。自由落体过程中，对由机械能守恒定律有 解得 绳子绷紧后，沿绳方向的速度突变为0，只有垂直绳方向的速度，为 再运动至最低点有 解得 根据牛顿第二定律，在最低点时，轻绳的拉力大小满足 此时恰好离开地面，则有 联立解得 故选A。 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 如图所示，一物块在时刻以一定的初速度冲上足够长的固定粗糙斜面，滑到最高点后又沿斜面返回，则整个过程中其加速度的大小和速度的大小随时间的变化图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由牛顿第二定律，物块上滑过程有 解得 物块下滑过程有 解得 因此上滑及下滑过程中加速度大小均为定值，且，故A错误，B正确； CD．图像斜率的绝对值反映加速度的大小，物块下滑过程中加速度更小，因此斜率的绝对值更小，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 某静电场中轴正半轴上各点的电势随分布规律如图所示，一个质量为、电荷量大小为的带电粒子从坐标原点沿轴正向射出，粒子仅在电场力作用下恰好能运动到处，则粒子沿轴正向运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子运动的加速度先减小后增大再减小 C. 粒子运动的初速度大小为 D. 粒子运动过程中的最大速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子在处速度为零，动能最小，电势能达到最大，但该位置是运动过程电势的最低点，因此粒子带负电，故A错误； B．图像的切线斜率为电场强度，由图可知，电场强度先减小后增大再减小，因此粒子受到的电场力先减小后增大再减小，由牛顿第二定律可知，粒子的加速度先减小后增大再减小，故B正确； C．从至，根据动能定理可知 解得粒子运动的初速度，故C正确； D．粒子沿轴正方向运动的过程中，电势先增大后减小，可知在范围内，电场线方向向左，范围内，电场线方向向右；故粒子先做加速运动，后做减速运动，在处速度最大，根据动能定理可知 代入 解得，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，足够长、间距为的光滑平行金属导轨固定在水平面内，导轨左端连接有阻值为的定值电阻，质量为的金属棒垂直放置在导轨上，金属棒接入电路的电阻也为，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，给金属棒施加水平向右的拉力，使金属棒从静止开始向右做加速度为的匀加速直线运动，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻不计，当金属棒速度为时撤去拉力，下列关于金属棒整个运动过程的判断正确的是（ ） A. 拉力随时间均匀增大 B. 拉力的最大功率为 C. 金属棒加速运动的位移与减速运动的位移之比为 D. 整个过程通过电阻的电量为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．金属棒从静止开始向右做加速度为的匀加速直线运动，产生的感应电动势大小为 故金属棒受到的安培力大小为 由牛顿第二定律可知，拉力满足 解得 因此拉力随时间均匀增大，故A正确； B．当金属棒速度为时，金属棒运动的时间为 代入可知，拉力大小为，此时拉力的瞬时功率达到最大，为，故B正确； C．金属棒向右做匀加速直线运动时，运动的距离为 撤去拉力后，对金属棒由动量定理有 整理得 解得 因此金属棒加速运动的位移与减速运动的位移之比，故C错误； D．整个过程通过电阻的电量满足 代入数据解得，故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图1所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。木板放置在水平桌面上，滑块叠放在粗糙木板上，水平放置的弹簧测力计左端固定，右端与滑块相连。 （1）实验过程中，水平拉动木板运动时，____________（填“需要”或“不需要”）确保木板做匀速直线运动； （2）该同学通过改变滑块上砝码（图中未画出）的个数改变滑块对木板的压力，记录多组滑动摩擦力及压力的大小，作出摩擦力随压力变化的图像，如图2中甲所示；再换用金属板重复前面的实验步骤，作出摩擦力随压力变化的图像，如图2中乙所示，则由图可知，____________（填“木板”或“金属板”）与滑块间的动摩擦因数更大。 【答案】（1）不需要 （2）木板 【解析】 【小问1详解】 拉动木板时，滑块始终保持静止状态（受力平衡），水平方向上弹簧测力计的拉力与滑块受到的滑动摩擦力大小始终相等，和木板的运动状态无关，因此不需要保证木板做匀速直线运动。 【小问2详解】 根据滑动摩擦力公式 可知图像的斜率等于动摩擦因数，从图2可见甲图线的斜率更大，说明木板与滑块间的动摩擦因数更大。 12. 某实验小组用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除了图中所画的器材以外，下列器材中，还必须使用的是____________； A. 天平 B. 刻度尺 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）若某次从纸带打的第1个点开始研究，测得的实验结果发现重力势能的减少量略小于动能的增加量，则出现这一结果的原因可能是____________。 A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前先释放了纸带 C. 工作电压偏高 【答案】（1）BD （2）B 【解析】 【小问1详解】 A．验证机械能守恒的核心表达式为 等式两侧的质量可以约去，故天平不是必须的，故A错误； B．实验中需要测量纸带上点迹间的距离来得到下落高度、计算瞬时速度，因此必须使用刻度尺，故B正确； CD．打点计时器工作电源是交流电源，故C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．存在空气阻力和摩擦力时，重物的部分机械能会转化为内能，重力势能的减少量会大于动能的增加量，故A错误； B．若接通电源前先释放了纸带，纸带上最初的点迹会出现打点计时器已经打第一个点时，重物已经具备初速度的情况（但在计算时仍认为初速度为0），这样得到的末动能比从静止开始下落对应高度的理论动能更大，就会出现重力势能减少量略小于动能增加量的结果，故B正确； C．工作电压偏高只会改变打点的清晰度，不会影响打点周期和速度、下落高度的测量结果，故C错误。 故选B。 13. 某同学设计了一种自动水位检测装置，如图甲所示，主要由气压传感器、进水控制阀、排气孔（与大气接通）、集气室（密闭一定质量的理想气体）等组成。气压传感器是由一块压敏电阻组成，其电阻大小随气压变化的关系如图乙所示，其两端接线柱、连接如图丙所示的电路，图中电源电动势（内阻不计），电流表内阻为，电压表内阻和控制电路的电阻均极大。 （1）随着容器内水位的变化，集气室内气压随之改变，闭合开关，某次测量时，电压表示数为，电流表读数为，则此时气压传感器的电阻为____________，结合图乙可知，此时集气室中的气体压强为____________； （2）若想让容器内水位和集气室内水位的高度差为时，控制电路的电压升高到，进水控制阀关闭，停止进水，则可得此时集气室中气体压强为____________Pa，电阻箱应调为____________。（水的密度，大气压强，重力加速度取） 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]电压表读数是气压传感器和电流表的总电压，由欧姆定律得 解得气压传感器的电阻为 结合图乙可知，此时气压为。 【小问2详解】 [1]容器内水位和集气室内水位的高度差为时，集气室的气压 [2]从图乙可得，当时，气压传感器的电阻 电路中、电流表内阻与电阻箱串联，控制电路并联在两端，当两端电压时关闭进水，此时和的总电压为 由串联电路电流相等规律有 解得 14. 如图所示，粗细均匀玻璃管上端装有阀门，下端开口，竖直立在水银槽中，开始时阀门关闭，管内水银柱长为，水银槽中水银在管内、外的液面高度差为，管内水银柱下封闭气柱长为，大气压强恒为，环境温度不变，插入水银槽中的玻璃管足够长，水银槽中水银液面足够大，求： （1）开始时，管内水银柱上方封闭气体的压强； （2）打开阀门至稳定时，管内水银柱下降的高度。（结果可保留分数形式） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 开始时水银柱下面封闭气体压强 则水银柱上方封闭气体的压强 【小问2详解】 打开阀门后，稳定时水银柱下方封闭气体压强 可知水银槽中水银在管内外液面高度差为。管内水银柱下封闭气体发生等温变化，则 解得稳定时水银柱下封闭气柱长 则水银柱下降的高度 15. 如图所示，质量为的长木板静止在光滑的水平面上，长木板右端固定一个轻质弹性挡板（厚度不计），质量为的物块从长木板左端正上方的点以的初速度水平向右抛出，物块落到长木板上时，竖直方向的分速度瞬间减为零，水平方向的分速度不变，且落点距挡板，物块与弹性挡板间发生的是弹性碰撞，重力加速度取，不计空气阻力及物块的大小。 （1）若物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板足够长，求： ①物块在长木板上滑动时，物块和长木板各自的加速度大小； ②整个过程物块和长木板间因摩擦产生的内能； （2）若长木板的长度为，要使物块能与弹性挡板发生碰撞且不滑离长木板，求物块与长木板间的动摩擦因数应满足的条件。（结果可以保留分数） 【答案】（1）①，；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①物块在长木板上滑动时，设物块加速度大小为，长木板加速度大小为，根据牛顿第二定律有， 解得， ②物块与长木板最终一起共速向右运动，设共同速度为，根据水平方向动量守恒可知 解得 根据能量守恒，物块和长木板间因摩擦产生的内能 【小问2详解】 要使物块能与挡板碰撞，则有 解得 要使物块不滑离长木板，则有 解得 综上，要使物块能与弹性挡板发生碰撞且不滑离长木板，动摩擦因数应满足。 16. 碳具有放射性，能够自发地进行衰变而变成氮（），利用碳14的衰变测定年代是考古上常用的一种方法。如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限有水平、正对放置的带电平行板电容器，下极板与负半轴重合，且右端位于坐标原点。第一、四象限存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场Ⅰ，其边界最左端与轴相切于原点，边界最右端与区域Ⅱ的虚线边界相切于轴上的点，区域Ⅱ中存在范围足够大的正交分布的匀强电场和匀强磁场。图中点位于两极板左边缘的正中间，在点有碳发生一次衰变沿轴正方向射出粒子，粒子经两极板间电场偏转后恰好从原点进入圆形磁场Ⅰ，此后从点射入区域Ⅱ。已知粒子质量为，电荷量大小为，平行板电容器两极板长度为，板间距离为，板间匀强电场的电场强度大小为，圆形磁场的半径为，区域Ⅱ中的磁感应强度与区域Ⅰ大小相等、方向相反，电场强度大小，方向沿轴负方向，不计粒子重力。 （1）若碳14原子核的比结合能为，氮核的比结合能为，写出碳衰变的方程并求一个碳14衰变释放的核能； （2）求粒子经过点时的速度大小以及圆形磁场Ⅰ的磁感应强度大小； （3）求粒子从进入区域Ⅱ到第一次速度方向与轴平行的过程经历的时间。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 碳衰变的方程为 因衰变释放的电子无比结合能，故一个碳14衰变释放的核能为 【小问2详解】 粒子在两板间做类平抛运动，设粒子经过点时的速度方向与轴正方向间夹角为，板间运动时间为，沿轴负方向，粒子做匀加速直线运动，满足 解得 则沿轴正方向有 解得 故粒子经过点时的速度大小 粒子从点出射时，速度方向与轴正方向间夹角满足 解得 设粒子在圆形磁场中运动的半径为，轨迹如图所示 由几何关系有 解得 由 解得 【小问3详解】 对粒子配一个沿轴正方向的速度，使其满足 可得 则粒子在该方向的分运动为匀速直线运动。由几何关系可知粒子从点进入区域Ⅱ时的速度方向与轴正方向间的夹角大小为，则可得粒子另一分运动为初速度大小为，方向与轴负方向间夹角为的匀速圆周运动，如图所示 故当粒子在区域Ⅱ中第一次速度方向与轴平行，即圆周运动的分运动速度第一次平行于轴时，该分运动转过。分运动为圆周运动的周期 则经历时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $