精品解析：湖南省衡阳市衡阳县2025-2026学年高二上学期1月期末物理试题

衡阳县2025年下学期高二创新实验班期末质量检测试题 物 理 考生注意： 1.本卷共三大题，15小题，满分100分，考试时量75分钟。 2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分；答题前，考生务必将自己的姓名、考号、学校填在答题卡上。 3.将答案写在答题卡上，写在试题卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡上交。 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在水平面上的M、N两点之间做简谐运动，规定水平向右方向为正方向。当振子向右运动到O点开始计时，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 0.2s时振子的位移等于6cm B. 0.6s至1.4s内振子通过的路程为24cm C. 0.4s时振子的速度最大 D. 0.8s和1.6s时振子的速度相同 2. 氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为到之间，a光的光子能量为。则（ ） A. 氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B. 当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C. a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 3. 如图所示，半径为R的球面均匀带有正电荷，球内场强处处为零，O为球心。在球面最右端a处取下一足够小、带电荷量为q的曲面并将其沿Oa延长线移动至b，ab=R，c是Oa中点，d是O点正上方一点。若球面剩余部分电荷量与电荷分布保持不变，且静电力常量为k，则（　　） A. d点场强方向由d指向a B. O点场强的大小为 C. d、O两点电势相等 D. c、O两点场强相同 4. 2023年7月，韩国科学家团队声称发现了世界首个室温常压超导体，引起了全球物理学界的轰动和质疑，目前还没有得到科学界的承认。确认超导电阻是否为0的一种实验为长时间监测浸泡在液态氦中的超导铅丝单匝线圈中电流的变化。设线圈初始时通有的电流，在持续一年（约）的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA。假设电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起，且电子损失的动能全部转化为电热。已知单位体积的线圈中电子个数为个，电子质量为，电子电量为，根据这个实验，估算超导态铅的电阻率至少小于（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上，物体A的质量为4kg，C的质量的2kg， A、C与B间的动摩擦因数均为。设B足够长， A、C不会从B上滑落，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。现对A施加一水平向右的拉力F，拉力 F与时间t的数值关系为式中各物理量均为国际单位，则下列说法正确的是（ ） A. 当B为轻质板时，5 s时A与B开始相对滑动 B. 当B为轻质板时，B板的最大加速度为 C. 当B的质量为4kg时，物体C的最大加速度为 D. 当B的质量为4kg时，10s时物体C的速度为 6. 如图所示，质量为M、倾角为θ的光滑斜劈静置于光滑水平地面上，质量为m的小球以水平向左、大小为v0的初速度与斜劈相碰，碰撞中无机械能损失。重力加速度用g表示，下列说法正确的是（ ） A. 碰撞过程小球和斜劈组成的系统动量守恒 B. 碰撞后小球的速度与斜面夹角为θ C. 碰撞后斜劈的速度为 D. 碰撞后小球的速度为 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2024年5月3日17时27分，“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，开启世界上首次月球背面采样之旅。探测器通过多次适时变轨，使探测器绕地球运行的椭圆长轴逐渐变大，进入地月转移轨道奔向月球，在月球附近对卫星实施了多次必要的修正，使它成为绕月球表面圆周运行的工作轨道。“嫦娥六号”奔月整个过程的轨道变化情况示意图如图所示，对于“嫦娥六号”探测器的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 探测器绕地球运行的椭圆轨道周期逐渐变大 B. 探测器在不同的椭圆轨道运行时与地球连线相等时间内扫过的面积相等 C. 探测器在绕地球运行的椭圆轨道近地点时每次都需要加速 D. 探测器在绕月球运行的椭圆轨道近月点时每次都需要加速 8. 雨过天晴，空气中悬浮着大量小水滴，若太阳光从背后近乎水平入射，观察者便会看到彩虹（如图）。有时能够同时观察到两道彩虹，内层彩虹被称为“虹”，外层彩虹被称为“霓”。这是由于阳光在小水滴内部反射次数不同而导致的。彩虹现象形成时，阳光在小水滴中的大致光路图如图所示。关于彩虹现象，下列说法中正确的有（　　） A. “虹”对应光路图中1级光，色序表现为“内红外紫” B. “霓”对应光路图中2级光，色序表现为“内红外紫” C. 对同一束入射日光，产生“虹”现象时红光在水滴内传播时间小于紫光 D. 对同一束入射日光，产生“虹”现象时紫光在水滴内传播时间小于红光 9. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面底端有一固定挡板P，质量均为m的物块A、B放置在斜面上，A、B用轻质弹簧连接，用力将弹簧压短后锁定，使A、B静止在斜面上，A与P的接触面与斜面垂直。解除弹簧锁定后，物块B开始沿斜面上滑，B上滑距离x后速度达到最大，再上滑距离x后到达最高点，此时物块A刚要离开挡板P，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 解除弹簧锁定前，挡板对A的支持力大小为mg sinθ B. 解除弹簧锁定瞬间，挡板对A的支持力大于2mg sinθ C. 物块B运动的最大速度为 D. 物块B运动的最大速度为 10. 如图所示，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的倾角为θ=30°，底端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量为4m的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒的电阻为，长度为L，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现将重物由静止释放，重物下落高度h时达到最大速度，已知重力加速度为g，导轨电阻均不计，则重物从释放到达到最大速度的过程中，下列说法错误的是（　　） A. 重物和导体棒组成的系统重力势能减少量等于导体棒克服安培力所做的功 B. 绳子拉力对杆做的功等于杆的机械能增量和杆的焦耳热之和 C. 金属棒受到的安培力的冲量大小为 D. 电阻R上产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 12. 某实验小组同学想描绘某品牌电动摩托车上LED灯的伏安特性曲线，他们拆卸下LED灯，发现其上注明有额定电压12V，额定功率6W，他们又找来如下实验器材： 蓄电池（电动势为12.0V、内阻忽略不计） 滑动变阻器R1（阻值0~20Ω，额定电流2A） 滑动变阻器R2（阻值0~200Ω，额定电流1A） 电流表A1（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） 电流表A2（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω） 电压表V1（量程0~3V，内阻约为3kΩ） 电压表V2（量程0~15V，内阻约为15kΩ） 开关一个、导线若干 (1)为了完成实验并使实验误差尽量小，该同学应选择电流表______、电压表______和滑动变阻器______（填写器材符号）； (2)为了能够描绘出该灯泡从零到额定电压范围内的伏安特性曲线，帮他们在答题卡的虚框内画出实验电路原理图；______ (3)该小组同学用正确的方法测得灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可知，所加电压为10V时，该灯泡的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）； (4)他们又找来一块旧的蓄电池（电动势为12.0V、内阻为20Ω），将灯泡正向接在该电池上，则该灯泡消耗的实际功率为______W（结果保留两位有效数字）。 13. 如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=50kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=6cm，与水平面的夹角。（，，g取10m/s2）。求： (1)每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力； (2)水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数； (3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动，所需最小拉力。（注：） 14. 如图，一根竖直固定的无限长的直圆管内有一质量为的水平薄圆盘恰好静止，圆盘与管的上端口有一段距离。一质量为的小球从管的上端1由由静止释放，以速度与圆盘发生弹性碰撞（时间极短），碰撞后圆盘在管中匀速滑动，设小球在管中运动时与管壁不接触，小球与圆盘的碰撞始终为弹性碰撞，重力加速度大小为，不计空气阻力，圆盘所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）小球从释放到与圆盘第一次碰撞运动的时间； （2）第一次碰撞与第二次碰撞之间圆盘与圆管摩擦产生的热量； （3）第二次碰撞与第三次碰撞之间小球与圆盘之间的最大距离。 15. 如图所示，在x轴的左侧的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，的区域内存在半径为d的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，圆与y轴相切于原点O。在x轴的右侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场，足够长的荧光屏MN平行于x轴，与x轴的距离为d。质量为m、电荷量为的粒子在直线的某处由静止释放，经P点（直线与磁场边界相切于P点）进入磁场，从原点O进入第一象限，粒子恰好能到达荧光屏上。不计粒子重力。 （1）求y轴左侧匀强电场的电场强度大小E。 （2）求y轴右侧匀强电场的电场强度大小。 （3）若y轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，且撤去荧光屏求粒子第二次通过x轴的位置与O点的距离（O点记为第零次）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳县2025年下学期高二创新实验班期末质量检测试题 物 理 考生注意： 1.本卷共三大题，15小题，满分100分，考试时量75分钟。 2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分；答题前，考生务必将自己的姓名、考号、学校填在答题卡上。 3.将答案写在答题卡上，写在试题卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡上交。 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在水平面上的M、N两点之间做简谐运动，规定水平向右方向为正方向。当振子向右运动到O点开始计时，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 0.2s时振子的位移等于6cm B. 0.6s至1.4s内振子通过的路程为24cm C. 0.4s时振子的速度最大 D. 0.8s和1.6s时振子的速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．在内，振子不是匀速运动，而是做变减速运动，所以前一半时间内的位移大于后一半时间内的位移，即时，振子的位移大于，故A错误； B．至内，振子的刚好运动半个周期，故其路程为 故B正确； C．由图像可知，斜率表示速度，时，图像的斜率为零，说明振子的速度为零，故C错误； D．由图像可知，和时，振子均位于原点位置，速度的大小相同。但振子的速度方向为负方向，振子的速度方向为正方向。故振子的速度不相同，故D错误。 故选B。 2. 氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为到之间，a光的光子能量为。则（ ） A. 氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B. 当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C. a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】D 【解析】 【详解】A．可见光波长范围约为到之间，可知可见光的光子能量范围约为到之间。氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误； B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误； C．根据 可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据 可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据 可知a光光子动量最大，故C错误； D．可见光波长范围约为到之间，根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从能级向能级跃迁的可能，故a光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.86，b光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.55，c光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为1.89，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，半径为R的球面均匀带有正电荷，球内场强处处为零，O为球心。在球面最右端a处取下一足够小、带电荷量为q的曲面并将其沿Oa延长线移动至b，ab=R，c是Oa中点，d是O点正上方一点。若球面剩余部分电荷量与电荷分布保持不变，且静电力常量为k，则（　　） A. d点场强方向由d指向a B. O点场强的大小为 C. d、O两点电势相等 D. c、O两点场强相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．均匀带电的球壳在其内部空腔激发的场强处处为零，当在球壳表面a处取下一面积足够小、带电量为q的球壳后，球壳在内部产生的电场相当于在a点放置一个电荷量为的点电荷产生的电场，电场的方向指向a点。那么在d点产生电场强度由a点的负电荷与b点正电荷电场强度的叠加，可以看出d点的电场方向并不是由d指向a，故A错误； B．根据电场的叠加，O点电场强度大小为 故B正确； C．由等量异种电荷电势分布可知，a点负电荷左端的等势面是弧形状的，故d、O两点的电势不相等，故C错误； D．根据电场的叠加，c点电场强度大小为 故c、O两点场强不相同，故D错误。 故选B。 4. 2023年7月，韩国科学家团队声称发现了世界首个室温常压超导体，引起了全球物理学界的轰动和质疑，目前还没有得到科学界的承认。确认超导电阻是否为0的一种实验为长时间监测浸泡在液态氦中的超导铅丝单匝线圈中电流的变化。设线圈初始时通有的电流，在持续一年（约）的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA。假设电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起，且电子损失的动能全部转化为电热。已知单位体积的线圈中电子个数为个，电子质量为，电子电量为，根据这个实验，估算超导态铅的电阻率至少小于（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】如果电流有衰减，意味着线圈有电阻，设电阻为R，则在一年时间内t电流通过线圈发热损失的能量为 设S表示横截面积，l为铅丝长度，电阻率为，根据电阻定义式 根据电流定义式 续一年（约）的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA，电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起，且电子损失的动能全部转化为电热，由于导电的电子数密度n是不变，电流的变小是电子平均速率变小的结果，一年内平均速率由到对应的电流变化 导电电子的平均速率变小，使导电电子的平均动能减少，铅丝中导电电子减小的平均动能 解得 由于，所以，联立上式可得 铅丝中所有导电电子减少的平均动能就是一年内因发热而损失的能量，即 联立上式可得 时间为 代入可得 所以超导态铅的电阻率至少小于 故选D。 5. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上，物体A的质量为4kg，C的质量的2kg， A、C与B间的动摩擦因数均为。设B足够长， A、C不会从B上滑落，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。现对A施加一水平向右的拉力F，拉力 F与时间t的数值关系为式中各物理量均为国际单位，则下列说法正确的是（ ） A. 当B为轻质板时，5 s时A与B开始相对滑动 B. 当B为轻质板时，B板的最大加速度为 C. 当B的质量为4kg时，物体C的最大加速度为 D. 当B的质量为4kg时，10s时物体C的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当B为轻质板时，当C与B的静摩擦力达到最大时，有 可得C的最大加速度为 对整体，当整体的加速度为时，有 解得，此时 即8s时，C与B开始相对滑动。B为轻质板，可知其合外力恒为零，因为可知B与A保持相对静止，加速度不受限制，故AB错误； C．当B的质量为4kg时，因为 对B、C整体，可知当A、B的静摩擦力达到最大值，有 解得 可知物体C的最大加速度为，故C错误； D．当B的质量为4kg时，对A、B、C整体，加速度为时，有 解得 可得此时 则，整体做加速运动，物体C做加速度为的匀加速运动，可知，根据动量定理有 开始拉力大小为，则拉力F的冲量为 可得 可得10s时物体C的速度为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，质量为M、倾角为θ的光滑斜劈静置于光滑水平地面上，质量为m的小球以水平向左、大小为v0的初速度与斜劈相碰，碰撞中无机械能损失。重力加速度用g表示，下列说法正确的是（ ） A. 碰撞过程小球和斜劈组成的系统动量守恒 B. 碰撞后小球的速度与斜面夹角为θ C. 碰撞后斜劈的速度为 D. 碰撞后小球的速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于碰撞过程中系统竖直方向合外力不为零，故小球和斜劈组成的系统动量不守恒，故A错误； B．碰撞后小球沿斜面速度分量v∥不变，垂直斜面速度分量v⊥大小方向改变，故反射角不等于θ，故B错误； C．将初速度分解为v⊥=v0sinθ和v∥=v0cosθ。碰撞后v∥不变，v⊥反向。系统水平方向动量守恒：mv0=Mu+mv∥cosθ-mv⊥'sinθ 解得 机械能守恒 联立解得，故C正确； D．碰撞后小球垂直速度分量为 ，但合速度，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2024年5月3日17时27分，“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，开启世界上首次月球背面采样之旅。探测器通过多次适时变轨，使探测器绕地球运行的椭圆长轴逐渐变大，进入地月转移轨道奔向月球，在月球附近对卫星实施了多次必要的修正，使它成为绕月球表面圆周运行的工作轨道。“嫦娥六号”奔月整个过程的轨道变化情况示意图如图所示，对于“嫦娥六号”探测器的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 探测器绕地球运行的椭圆轨道周期逐渐变大 B. 探测器在不同的椭圆轨道运行时与地球连线相等时间内扫过的面积相等 C. 探测器在绕地球运行的椭圆轨道近地点时每次都需要加速 D. 探测器在绕月球运行的椭圆轨道近月点时每次都需要加速 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由开普勒第三定律 可知变轨后“嫦娥六号”绕地球运行的椭圆轨道的半长轴逐渐变大，周期逐渐变大，故A正确； B．由开普勒第二定律可知，探测器在同一椭圆轨道运行时与地球连线相等时间内扫过的面积相等，故B错误； CD．探测器每次运动到绕地轨道近地点时都需要加速，使需要的向心力大于地球引力，从而使探测器远离地球，做椭圆长轴更大的椭圆轨道运动。反之探测器运动到绕月轨道近月点时都需要减速，使需要的向心力小于月球引力，从而使探测器靠近月球，做椭圆长轴更小的椭圆轨道运动，故C正确，D错误。 故选AC。 8. 雨过天晴，空气中悬浮着大量小水滴，若太阳光从背后近乎水平入射，观察者便会看到彩虹（如图）。有时能够同时观察到两道彩虹，内层彩虹被称为“虹”，外层彩虹被称为“霓”。这是由于阳光在小水滴内部反射次数不同而导致的。彩虹现象形成时，阳光在小水滴中的大致光路图如图所示。关于彩虹现象，下列说法中正确的有（　　） A. “虹”对应光路图中1级光，色序表现为“内红外紫” B. “霓”对应光路图中2级光，色序表现为“内红外紫” C. 对同一束入射日光，产生“虹”现象时红光在水滴内传播时间小于紫光 D. 对同一束入射日光，产生“虹”现象时紫光在水滴内传播时间小于红光 【答案】BC 【解析】 【详解】A．如图所示为“虹”的光路，即为光路图中1级光，色序表现为“内紫外红”，故A错误； B．“霓”的产生和“虹”类似，但日光在水滴中反射两次，则对应光路图中2级光，色序排列次序与“虹”相反，表现为“内红外紫”，故B正确； CD．对同一束入射日光，产生“虹”现象时，设折射角为，球形水滴的半径为，有 光传播的路程为 则光的传播时间为 红光和紫光有相同的入射角，而紫光的折射率大于红光的折射率，则紫光的传播时间大于红光的传播时间，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面底端有一固定挡板P，质量均为m的物块A、B放置在斜面上，A、B用轻质弹簧连接，用力将弹簧压短后锁定，使A、B静止在斜面上，A与P的接触面与斜面垂直。解除弹簧锁定后，物块B开始沿斜面上滑，B上滑距离x后速度达到最大，再上滑距离x后到达最高点，此时物块A刚要离开挡板P，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 解除弹簧锁定前，挡板对A的支持力大小为mg sinθ B. 解除弹簧锁定瞬间，挡板对A的支持力大于2mg sinθ C. 物块B运动的最大速度为 D. 物块B运动的最大速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．解除弹簧锁定前，A、B和弹簧处于静止状态，对整体，根据平衡条件可得挡板对A的支持力大小为N=2mgsinθ，故A错误； B．解除弹簧锁定瞬间，B具有沿斜面向上的加速度，设此时弹簧的弹力为T，则T＞mgsinθ 对A，由平衡条件有N=mgsinθ+T 联立可得N＞2mgsinθ，故B正确； CD．设弹簧的劲度系数为k，当B速度最大时，加速度为零，设弹簧的压缩量为x1，则有kx1=mgsinθ 当B到达最高点时，设弹簧的伸长量为x2，物块A刚要离开挡板P，则有kx2=mgsinθ 可知x2=x1 即两种状态下弹簧的弹性势能相等，物块B由速度最大到最高点的过程，根据系统机械能守恒可得 解得B运动的最大速度为 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的倾角为θ=30°，底端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量为4m的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒的电阻为，长度为L，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现将重物由静止释放，重物下落高度h时达到最大速度，已知重力加速度为g，导轨电阻均不计，则重物从释放到达到最大速度的过程中，下列说法错误的是（　　） A. 重物和导体棒组成的系统重力势能减少量等于导体棒克服安培力所做的功 B. 绳子拉力对杆做的功等于杆的机械能增量和杆的焦耳热之和 C. 金属棒受到的安培力的冲量大小为 D. 电阻R上产生的焦耳热为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．对重物和导体棒组成的系统，由功能关系可知，系统重力势能减少量等于导体棒克服安培力所做的功与系统动能增加量之和，大于导体棒克服安培力所做的功，故A错误； B．对杆由功能关系，可知绳子拉力对杆做的功转化为杆的机械能增量和系统的焦耳热，故B错误； C．金属棒受到的安培力的冲量大小为，故C正确； D．对重物和导体棒组成的系统，由动能定理，有 速度最大时，有 且 联立解得，故D错误。 本题选错的，故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 【答案】（1） ①. 5.980 ②. 偏大 （2） ①. ②. 不影响 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 ①[1]从图乙可知，摆球的直径为 ②[2]实验中，单摆的周期为 该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据 解得 可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。 【小问2详解】 [1]根据 解得 结合图像，可得 解得 [2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。 【小问3详解】 以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图 由牛顿第二定律得 在竖直方向，由平衡条件得 解得 单摆的周期公式 单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度 偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。 12. 某实验小组同学想描绘某品牌电动摩托车上LED灯的伏安特性曲线，他们拆卸下LED灯，发现其上注明有额定电压12V，额定功率6W，他们又找来如下实验器材： 蓄电池（电动势为12.0V、内阻忽略不计） 滑动变阻器R1（阻值0~20Ω，额定电流2A） 滑动变阻器R2（阻值0~200Ω，额定电流1A） 电流表A1（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） 电流表A2（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω） 电压表V1（量程0~3V，内阻约为3kΩ） 电压表V2（量程0~15V，内阻约为15kΩ） 开关一个、导线若干 (1)为了完成实验并使实验误差尽量小，该同学应选择电流表______、电压表______和滑动变阻器______（填写器材符号）； (2)为了能够描绘出该灯泡从零到额定电压范围内的伏安特性曲线，帮他们在答题卡的虚框内画出实验电路原理图；______ (3)该小组同学用正确的方法测得灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可知，所加电压为10V时，该灯泡的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）； (4)他们又找来一块旧的蓄电池（电动势为12.0V、内阻为20Ω），将灯泡正向接在该电池上，则该灯泡消耗的实际功率为______W（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. A2 ②. V2 ③. R1 ④. ⑤. 40 ⑥. 1.3 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]根据其上注明有额定电压12V，额定功率6W，其额定电流为 为了完成实验并使实验误差尽量小，该同学应选择电流表选择A2； [2]根据其上注明有额定电压12V，电压表选择V2； [3]为是方便调解电路，滑动变阻器选择R1； (2)[4]为了能够描绘出该灯泡从零到额定电压范围内的伏安特性曲线，滑动变阻器选择分压接法； 灯泡的电阻约为 因为 ，所以电流表采用外接法，实验电路如下图所示 (3)[5]该小组同学用正确的方法测得灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可知，所加电压为10V时，该灯泡的电阻为 (4)[6]他们又找来一块旧的蓄电池（电动势为12.0V、内阻为20Ω），将灯泡正向接在该电池上，做出 图像，如图所示 该灯泡消耗的实际功率为 13. 如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=50kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=6cm，与水平面的夹角。（，，g取10m/s2）。求： (1)每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力； (2)水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数； (3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动，所需最小拉力。（注：） 【答案】(1)，方向沿木棍向上；(2)0.6；(3) 480N 【解析】 【详解】(1)从右侧视角分析，在沿斜坡方向根据平衡条件 解得 方向沿木棍向上 (1)由底部沿木棍向上看，受力关系如图所示 图中θ角满足 解得 根据平衡条件 解得 所以动摩擦因数 (3)从右侧视角受力分析，如图所示 因木棍提供的支持力合成为，摩擦力合成为 故这两个力的合力方向固定，图中β角满足 故 现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得 解得 14. 如图，一根竖直固定的无限长的直圆管内有一质量为的水平薄圆盘恰好静止，圆盘与管的上端口有一段距离。一质量为的小球从管的上端1由由静止释放，以速度与圆盘发生弹性碰撞（时间极短），碰撞后圆盘在管中匀速滑动，设小球在管中运动时与管壁不接触，小球与圆盘的碰撞始终为弹性碰撞，重力加速度大小为，不计空气阻力，圆盘所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）小球从释放到与圆盘第一次碰撞运动的时间； （2）第一次碰撞与第二次碰撞之间圆盘与圆管摩擦产生的热量； （3）第二次碰撞与第三次碰撞之间小球与圆盘之间的最大距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球与圆盘碰撞前做自由落体运动，根据： 解得： 【小问2详解】 设小球与圆盘第一次碰撞后小球的速度为，圆盘的速度为，根据动量守恒定律和能量守恒，有： 解得： 设经过时间，小球与圆盘第二次相碰，以竖直向下为正方向，则有： 解得： 圆盘匀速下滑，与管壁之间的摩擦力： 在这段时间内，圆盘所运动的距离： 由于摩擦产生的热量为： 解得： 【小问3详解】 第二次碰撞前小球的速度为： 设第二次碰撞后，小球的速度为，圆盘的速度为，根据弹性碰撞的规律有： 解得： 第二次碰撞后，小球做自由落体运动，圆盘以速度做匀速运动，当两者速度相等时，小球与圆盘的距离最远， 有： 解得： 15. 如图所示，在x轴的左侧的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，的区域内存在半径为d的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，圆与y轴相切于原点O。在x轴的右侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场，足够长的荧光屏MN平行于x轴，与x轴的距离为d。质量为m、电荷量为的粒子在直线的某处由静止释放，经P点（直线与磁场边界相切于P点）进入磁场，从原点O进入第一象限，粒子恰好能到达荧光屏上。不计粒子重力。 （1）求y轴左侧匀强电场的电场强度大小E。 （2）求y轴右侧匀强电场的电场强度大小。 （3）若y轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，且撤去荧光屏求粒子第二次通过x轴的位置与O点的距离（O点记为第零次）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可知，粒子在磁场中运动的轨迹半径为d，设粒子在磁场中运动的速度大小为，有 对粒子在电场中加速的过程，有 解得 【小问2详解】 将粒子的速度沿x轴正方向分解为和，使得 此时粒子在混合场中的运动可视为方向沿x轴、速度大小为的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动，有 又， 解得 【小问3详解】 由（2）问分析可知，即粒子在最高点的速度为零，此时 在内，粒子做匀加速运动，设加速度为a，位移为y，粒子在时刻的速度为，有， 又 解得， 即此时粒子恰好到达x轴，速度大小为、方向与x轴垂直。 内，粒子在磁场和电场组成的混合场中运动，利用配速法将粒子的运动分解为方向沿x轴、速度为的匀速直线运动和初速度为v的匀速圆周运动，匀速圆周运动的运动轨迹如图所示。有， 解得， 设初速度为v的匀速圆周运动的轨迹半径为R，有 解得 内，粒子沿y轴做匀减速直线运动，沿x轴做匀速直线运动，运动的时间，设粒子沿y轴的位移为，有 解得 因，故此时粒子恰好第二次到达x轴。 粒子在内沿x轴前进的距离 粒子在内沿x轴前进的距离 粒子在内沿x轴前进的距离 粒子第二次通过x轴的位置与O点的距离 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $