精品解析：山西长治市2026-2027学年高三上学期9月学情调研物理试卷

长治市2026—2027学年度高三年级九月份学情调研 物理试题 注意事项： 1、本试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 3、选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字书写，字体工整、笔迹清楚。请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 4、考试结束收交答题卡，试卷由学生保管。 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，只有一项是符合题目要求的） 1. 省运会期间，某同学骑车由家出发沿导航规划路线经府后西街、太行南路到体育中心观看比赛，如图所示。全程约8.0 km，直线距离约6.4 km，用时40 min。此过程（ ） A. 该同学的路程约为6.4 km B. 该同学的位移大小约为8.0 km C. 该同学的平均速度约为9.6 km/h D. 该同学的平均速度约为12 km/h 2. 一块砖放在一长木板上表面上的中间，长木板放在水平地面上，现缓慢抬起木板的一端，而保持另一端不动，关于砖受到的摩擦力f，叙述正确的是（ ） A. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而增大，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而增大 B. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而增大，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而减小 C. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而减小，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而增大 D. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而减小，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而减小 3. 物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是（图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移）（　　） A. B. C. D. 4. 按玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为Ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为Rb的圆轨道上，Ra＞Rb，在此过程中（　　） A. 原子要发出一系列频率的光子 B. 原子要吸收一系列频率的光子 C. 原子要发出某种频率的光子 D. 原子要吸收某种频率的光子 5. 如图所示为平行玻璃砖的横截面。由红、紫两种单色光组成的细光束沿aM射入玻璃砖，进入玻璃砖后分成两束光分别经过玻璃砖截面边界上的b、c两点，b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。则（　　） A. 经过b、c两点的分别是红光和紫光 B. 在玻璃砖中红光的速率比紫光的速率小 C. 逐渐增大入射角，红光会在M点发生全反射 D. 逐渐增大入射角，紫光不会在M点发生全反射 6. MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线，虚线为一个带负电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹。则（ ） A. a点电势大于b点电势 B. 带电粒子在a点加速度小于b点加速度 C. 带电粒子在a点电势能大于b点电势能 D. 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为、一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列结论中正确的是（　　） A. 此过程中通过线框截面的电量为 B. 此时线框的加速度为 C. 此过程中回路产生的电能为 D. 此时线框中的电功率为 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，有多项是符合题目要求的，全选对得6分，有选对但不全得3分，有选错得0分） 8. “地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则（　　） A. 该列波的传播速度为2m/s B. 该列波的传播方向沿x轴负向传播 C. 质点M在9s内通过的路程为3.4m D. 质点M在2s内沿x轴运动了4m 9. 探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处，通过变速，再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测。“工作轨道”距月球表面的高度为h，探月卫星在“工作轨道”的周期为T，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响，则（　　） A. 要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度 B. 探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 卫星在“停泊轨道”P处的机械能小于“地月转移轨道”P处的机械能 10. 如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中（ ） A. 水平拉力的大小在逐渐增大 B. M所受细绳的拉力大小先增大后减小 C. M所受斜面的摩擦力大小可能一直增大 D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大 三、实验题（共2题，共14分） 11. 有一个未知电阻Rx，用如图（甲）和（乙）两种电路分别对它进行测量。用（甲）图电路测，两表读数分别为2.9V，4mA；用（乙）图电路测，两表读数分别为3.0V，3mA。那么用______图所示电路测该电阻阻值误差较小，Rx=______Ω，测量值比真实值______（填“大”或“小”）。 12. 学生实验小组设计如图实验装置验证牛顿第二定律。将表面涂有降低动摩擦因数材料的直导轨固定，安装宽度为d的遮光条的小车置于导轨上。小车两端通过两条不可伸长的轻绳跨过固定在导轨左、右两端的定滑轮，两轻绳末端各悬挂6个质量均为m的钩码，两定滑轮与小车间的轻绳始终与导轨平行。导轨上固定两个中心间距为L的光电门A、B，对应数字毫秒计可记录遮光条通过光电门的遮光时间，当地重力加速度g取9.8 m/s2。 主要实验步骤如下： ①用天平测量小车和遮光条的总质量M=500.0 g、单个钩码的质量m=50.0 g，用刻度尺测量光电门A、B中心间的距离L=1.15 m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d=5.50 mm。 ②调节导轨的倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ③先从左侧取下3个钩码挂到右侧轻绳下，再将小车从靠近左侧定滑轮处由静止释放，让小车沿导轨向下做匀加速直线运动，并记录遮光条经过光电门A、B的遮光时间tA=11.0 ms、tB=2.2 ms。 回答下列问题： （1）步骤②中调节导轨倾角使小车通过两个光电门的遮光时间近似相等，其核心目的是______。 A. 保证小车在实验过程中所受合力始终为零 B. 使小车所受重力沿导轨方向的分力与小车所受的阻力相平衡 （2）根据实验测得的数据可知，小车加速度大小的测量值a1=______m/s2（结果保留3位有效数字）。 （3）由牛顿第二定律可知，小车加速度大小的理论值表达式为a2=______（用m、M、g表示）。 （4）实验结束后，小开同学根据牛顿第二定律计算出小车加速度的理论值a2，并将其与由实验数据计算得到的测量值a1进行比较，发现a2大于a1。则造成该误差的原因可能是______。（单选） A. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 B. 补偿阻力时，导轨的倾角偏大，使小车所受重力沿导轨方向的分力大于小车所受的阻力 C. 补偿阻力时，导轨的倾角偏小，使小车所受重力沿导轨方向的分力小于小车所受的阻力 四、计算题（本大题共3小题，共40分，只写最后答案不给分） 13. 如图所示，在标准大气压强的低温实验室中有一竖直放置的圆柱形容器，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为：，活塞与容器底的距离为。将整个装置静置于标准大气压，温度为的空气中，气体从外界吸收热量，活塞缓慢上升后再次达到热平衡。求： （1）低温实验室的温度是多少？ （2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？ 14. “中国芯”是指由中国自主研发并生产制造的计算机处理芯片。在芯片制造过程中，离子注入是一道重要的工序。下面左图是我国自主研发的离子注入机，右图是简化的原理图。离子源发射的离子，经电场加速后经过速度选择器再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其上端中心位置M有一个小孔，利用磁分析器选择出要注入的离子垂直于DC边经M孔进入矩形CDQS区域打在硅片QD上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，，MD=9d。整个装置处于真空中，离子重力不计。求： （1）要注入离子的比荷K及其电性； （2）若CDQS区域内只存在方向平行于CD的匀强电场，要求离子刚好打在Q点，求该电场强度E0的大小； （3）若CDQS区域内只存在垂直纸面向里的磁场，要求离子能最终打在QD边上，求该磁场磁感应强度B0的最大值。 15. 如图，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，开始时A、C静止，滑块B以初速度v0从长木板A左端滑上长木板，经过一段时间，A、B一起以v1=5m/s的速度匀速向右运动，之后再与C发生碰撞（时间极短），经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，滑块B也恰好滑到长板A的右端。三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg，长板A长L为26m。求： （1）初速度v0的大小； （2）A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小vA； （3）A、B之间的动摩擦因数μ是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长治市2026—2027学年度高三年级九月份学情调研 物理试题 注意事项： 1、本试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 3、选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字书写，字体工整、笔迹清楚。请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 4、考试结束收交答题卡，试卷由学生保管。 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，只有一项是符合题目要求的） 1. 省运会期间，某同学骑车由家出发沿导航规划路线经府后西街、太行南路到体育中心观看比赛，如图所示。全程约8.0 km，直线距离约6.4 km，用时40 min。此过程（ ） A. 该同学的路程约为6.4 km B. 该同学的位移大小约为8.0 km C. 该同学的平均速度约为9.6 km/h D. 该同学的平均速度约为12 km/h 【答案】C 【解析】 【详解】A．路程是运动轨迹的实际长度，该同学的路程约为8.0 km，A错误； B．位移是初位置到末位置的有向线段，大小为初末位置的直线距离，该同学的位移大小约为6.4 km，B错误； CD．平均速度的定义是位移与时间的比值 ，C正确，D错误。 故选C。 2. 一块砖放在一长木板上表面上的中间，长木板放在水平地面上，现缓慢抬起木板的一端，而保持另一端不动，关于砖受到的摩擦力f，叙述正确的是（ ） A. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而增大，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而增大 B. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而增大，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而减小 C. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而减小，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而增大 D. 砖滑动前，f随木板倾角的增大而减小，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而减小 【答案】B 【解析】 【详解】设木板倾角为，砖的质量为m。 砖滑动前处于静止状态，受力平衡，沿斜面向上的静摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等，即 当木板倾角增大时，的数值随之增大，因此随增大而增大； 砖开始滑动后受到滑动摩擦力，大小为 垂直斜面方向砖的压力为 则砖受到的滑动摩擦力为 增大时减小，因此随增大而减小； 综上，砖滑动前，f随木板倾角的增大而增大，砖开始滑动后，f随木板倾角的增大而减小，故ACD错误，B正确； 故选B。 3. 物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是（图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．从F－t图象可以看出，在第一段时间内，力F与时间成线性关系，根据牛顿第二定律得 则在第一段时间内加速度a也随时间成线性关系，故A错误； B．从a－t图象可以看出前半段时间加速度恒定且为正值，后半段时间加速度大小恒定且为负值，我们可以从v－t图象看出前半段时间图象是直线，斜率是正值即加速度为正，后半段速度－时间图象也是直线，斜率是负值即加速度为负，故B正确； C．从v－t图象可以看出第一段时间速度大小随时间均匀增大，方向没变；而在位移－时间图象，其斜率代表物体的速度，从x－t图象可以看出第一段时间内图象的斜率逐渐增大，即速度大小逐渐增大；所以第一段可以对应；从v－t图象可以看出第二段时间速度大小随时间均匀减小，方向没变仍为正方向；而在位移－时间图象可以看出第二段时间内图象的斜率为负且逐渐减小，即速度大小逐渐减小且向负方向运动，此段两图象不对应，故C错误； D．从v－t图象可以看出整段时间速度先均匀增大后均匀减小，方向均为正方向，位移－时间图象，其斜率代表物体的速度，对于x－t图象可以看出整段时间图象的斜率先正后负，即速度先为正方向，后为负方向，故D错误。 故选B。 4. 按玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为Ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为Rb的圆轨道上，Ra＞Rb，在此过程中（　　） A. 原子要发出一系列频率的光子 B. 原子要吸收一系列频率的光子 C. 原子要发出某种频率的光子 D. 原子要吸收某种频率的光子 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】因为ra＞rb．一个氢原子中的电子从半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的圆轨道上，能量减小，向外辐射光子；因为能级差一定，只能发出特定频率的光子，故C正确，ABD错误． 故选C。 5. 如图所示为平行玻璃砖的横截面。由红、紫两种单色光组成的细光束沿aM射入玻璃砖，进入玻璃砖后分成两束光分别经过玻璃砖截面边界上的b、c两点，b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。则（　　） A. 经过b、c两点的分别是红光和紫光 B. 在玻璃砖中红光的速率比紫光的速率小 C. 逐渐增大入射角，红光会在M点发生全反射 D. 逐渐增大入射角，紫光不会在M点发生全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据折射定律可知，入射角相同时，折射率越大，折射角越小，即光线偏折程度越大，由于红光的折射率较小，紫光的折射率较大，所以更靠近法线的b点是紫光，c点是红光，故A错误； B．根据可知，红光的折射率较小，所以红光速率更大，故B错误； CD．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，红光、紫光在M点是从空气（光疏介质）射向玻璃（光密介质），不满足全反射条件，因此无论入射角多大，都不会在M点发生全反射，故C错误，D正确。 故选D。 6. MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线，虚线为一个带负电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹。则（ ） A. a点电势大于b点电势 B. 带电粒子在a点加速度小于b点加速度 C. 带电粒子在a点电势能大于b点电势能 D. 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．MN是负点电荷电场的一条电场线，负点电荷的电场线全部指向负电荷本身，曲线运动受力指向轨迹的凹侧，从轨迹可以判断，负点电荷应该在N侧对粒子有排斥力，即电场线从M指向N，a点离负点电荷更近，则电势更低，故A错误； B．点电荷电场的场强满足​，a点离负点电荷更近，则场强越大，粒子加速度也越大，故带电粒子在a点加速度大于b点加速度，故B错误； C．粒子带负电，电势能（），电势越低的位置负电荷电势能越大，则带电粒子在a点电势能大于b点电势能，故C正确； D．仅有电场力做功，则电势能与动能相互转化，总量保持不变，带电粒子在a点电势能大于b点电势能，则粒子在a点的动能小于b点的动能，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为、一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列结论中正确的是（　　） A. 此过程中通过线框截面的电量为 B. 此时线框的加速度为 C. 此过程中回路产生的电能为 D. 此时线框中的电功率为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．感应电动势为 感应电流为 电荷量为 联立解得 选项A错误； B．此时感应电动势 线框电流为 由牛顿第二定律得 解得 选项B正确； C．由能量守恒定律得，此过程中回路产生的电能为 选项C错误； D．此时线框的电功率为 选项D错误。 故选B。 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，有多项是符合题目要求的，全选对得6分，有选对但不全得3分，有选错得0分） 8. “地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则（　　） A. 该列波的传播速度为2m/s B. 该列波的传播方向沿x轴负向传播 C. 质点M在9s内通过的路程为3.4m D. 质点M在2s内沿x轴运动了4m 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图甲知，波长 由乙图知，周期 T=2s 该列波的传播速度为 故A正确； B．由乙图知，时刻M质点向上振动，根据“同侧法”， 该列波的传播方向沿x轴负向传播，故B正确； C．根据 质点M在9s内通过的路程为 故C错误； D．质点M只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D错误。 故选AB。 9. 探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处，通过变速，再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测。“工作轨道”距月球表面的高度为h，探月卫星在“工作轨道”的周期为T，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响，则（　　） A. 要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度 B. 探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 卫星在“停泊轨道”P处的机械能小于“地月转移轨道”P处的机械能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动，故A错误； B．根据线速度与轨道半径和周期的关系可得探月卫星线速度的大小为，故B正确； C．设月球的质量为M，探月卫星的质量为m，月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，则有 月球的第一宇宙速度v1等于“近月卫星”的环绕速度，设“近月卫星”的质量为m′，则有 联立以上两式解得，故C错误； D．卫星在“停泊轨道”P处要通过加速才能进入“地月转移轨道”，则卫星在“停泊轨道”P处的机械能小于“地月转移轨道”P处的机械能，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中（ ） A. 水平拉力的大小在逐渐增大 B. M所受细绳的拉力大小先增大后减小 C. M所受斜面的摩擦力大小可能一直增大 D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．对物块N进行受力分析，如图甲所示 可知，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力FT逐渐增大，故A正确，B错误； CD．令斜面倾角为，对物块M进行分析，M受重力GM、斜面对它的支持力FN、绳的拉力F′T（F′T与FT大小始终相等）以及斜面对它的摩擦力Ff，如图乙所示 若开始时斜面对M的摩擦力Ff沿斜面向上，则有F′T+Ff=GMsinθ 结合上述可知，F′T逐渐增大，Ff逐渐减小，当Ff减小到零后，再反向增大；若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，则有F′T=GMsinθ+Ff 当F′T逐渐增大时，Ff逐渐增大，故CD正确。 故选ACD。 三、实验题（共2题，共14分） 11. 有一个未知电阻Rx，用如图（甲）和（乙）两种电路分别对它进行测量。用（甲）图电路测，两表读数分别为2.9V，4mA；用（乙）图电路测，两表读数分别为3.0V，3mA。那么用______图所示电路测该电阻阻值误差较小，Rx=______Ω，测量值比真实值______（填“大”或“小”）。 【答案】 ①. 乙 ②. 1000 ③. 大 【解析】 【详解】[1]设U1=2.9V，I1=4mA，U2=3.0V，I2=3mA，则有， 由此可知，电流表示数变化明显，即电压表分流影响大一些，为了减小误差，实验中应排除电压表分流影响，测量电路应采用电流表内接法，用乙图所示电路测该电阻阻值误差较小； [2]结合上述，根据欧姆定律可得 [3]由于乙采用电流表内接，误差来源于电流表分压，即电压的测量值偏大，则电阻测量值比真实值大。 12. 学生实验小组设计如图实验装置验证牛顿第二定律。将表面涂有降低动摩擦因数材料的直导轨固定，安装宽度为d的遮光条的小车置于导轨上。小车两端通过两条不可伸长的轻绳跨过固定在导轨左、右两端的定滑轮，两轻绳末端各悬挂6个质量均为m的钩码，两定滑轮与小车间的轻绳始终与导轨平行。导轨上固定两个中心间距为L的光电门A、B，对应数字毫秒计可记录遮光条通过光电门的遮光时间，当地重力加速度g取9.8 m/s2。 主要实验步骤如下： ①用天平测量小车和遮光条的总质量M=500.0 g、单个钩码的质量m=50.0 g，用刻度尺测量光电门A、B中心间的距离L=1.15 m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d=5.50 mm。 ②调节导轨的倾斜程度，使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。 ③先从左侧取下3个钩码挂到右侧轻绳下，再将小车从靠近左侧定滑轮处由静止释放，让小车沿导轨向下做匀加速直线运动，并记录遮光条经过光电门A、B的遮光时间tA=11.0 ms、tB=2.2 ms。 回答下列问题： （1）步骤②中调节导轨倾角使小车通过两个光电门的遮光时间近似相等，其核心目的是______。 A. 保证小车在实验过程中所受合力始终为零 B. 使小车所受重力沿导轨方向的分力与小车所受的阻力相平衡 （2）根据实验测得的数据可知，小车加速度大小的测量值a1=______m/s2（结果保留3位有效数字）。 （3）由牛顿第二定律可知，小车加速度大小的理论值表达式为a2=______（用m、M、g表示）。 （4）实验结束后，小开同学根据牛顿第二定律计算出小车加速度的理论值a2，并将其与由实验数据计算得到的测量值a1进行比较，发现a2大于a1。则造成该误差的原因可能是______。（单选） A. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量 B. 补偿阻力时，导轨的倾角偏大，使小车所受重力沿导轨方向的分力大于小车所受的阻力 C. 补偿阻力时，导轨的倾角偏小，使小车所受重力沿导轨方向的分力小于小车所受的阻力 【答案】（1）B （2）2.61 （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 步骤②小车通过两个光电门的遮光时间近似相等，说明小车匀速运动，核心目的是让小车重力沿导轨的分力与小车受到的阻力（摩擦力、空气阻力等）平衡，即完成阻力补偿。 故选B。 【小问2详解】 用遮光条通过光电门的平均速度代替小车的瞬时速度：小车经过光电门A的速度 小车经过光电门B的速度 由匀变速直线运动公式 代入得 【小问3详解】 将小车、所有12个钩码视为整体，整体的合外力为右侧与左侧的重力差，也就是6个钩码的重力6mg，整体总质量为 由牛顿第二定律可得 整理得 【小问4详解】 A．本实验用整体法推导理论加速度，不需要满足钩码质量远小于小车和遮光条总质量的条件，该因素不会造成，故A错误； B．若导轨倾角偏大，重力分力大于阻力，会让实际合外力偏大，测量值会大于理论值，与题意不符，故B错误； C．若导轨倾角偏小，重力沿导轨的分力小于小车受到的阻力，会导致实际加速度小于理论值，符合误差现象，故C正确。 故选C。 四、计算题（本大题共3小题，共40分，只写最后答案不给分） 13. 如图所示，在标准大气压强的低温实验室中有一竖直放置的圆柱形容器，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为：，活塞与容器底的距离为。将整个装置静置于标准大气压，温度为的空气中，气体从外界吸收热量，活塞缓慢上升后再次达到热平衡。求： （1）低温实验室的温度是多少？ （2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由盖－吕萨克定律得 解得外界的空气温度为 （2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能 解得 14. “中国芯”是指由中国自主研发并生产制造的计算机处理芯片。在芯片制造过程中，离子注入是一道重要的工序。下面左图是我国自主研发的离子注入机，右图是简化的原理图。离子源发射的离子，经电场加速后经过速度选择器再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其上端中心位置M有一个小孔，利用磁分析器选择出要注入的离子垂直于DC边经M孔进入矩形CDQS区域打在硅片QD上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，，MD=9d。整个装置处于真空中，离子重力不计。求： （1）要注入离子的比荷K及其电性； （2）若CDQS区域内只存在方向平行于CD的匀强电场，要求离子刚好打在Q点，求该电场强度E0的大小； （3）若CDQS区域内只存在垂直纸面向里的磁场，要求离子能最终打在QD边上，求该磁场磁感应强度B0的最大值。 【答案】（1），带正电 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在磁分析器内离子做匀速圆周运动，由左手定则可知，离子带正电。离子在速度选择器中做匀速直线运动，速度大小满足 在磁分析器内受到的洛伦兹力充当向心力，满足 可知离子的比荷 【小问2详解】 离子在CDQS区域做类平抛运动，沿竖直方向离子的速度不变，从M点飞入到击中Q点共用时 沿水平方向，离子做初速度为0的匀加速直线运动，满足 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设离子圆周运动的半径为r，因洛伦兹力提供向心力，满足 离子能最终打在QD边上的情况如图所示 由几何关系可知代入 联立得 磁场磁感应强度最大值 15. 如图，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，开始时A、C静止，滑块B以初速度v0从长木板A左端滑上长木板，经过一段时间，A、B一起以v1=5m/s的速度匀速向右运动，之后再与C发生碰撞（时间极短），经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，滑块B也恰好滑到长板A的右端。三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg，长板A长L为26m。求： （1）初速度v0的大小； （2）A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小vA； （3）A、B之间的动摩擦因数μ是多少？ 【答案】（1）15m/s （2）2m/s （3）0.3 【解析】 【小问1详解】 以A、B为系统，应用动量守恒定律 解得 【小问2详解】 因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，向右为正方向，根据动量守恒定律可得 A、B在摩擦力作用下再次达到共同速度，设共同速度为v共，根据动量守恒定律可得 B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 联立得碰撞后瞬间A的速度 【小问3详解】 设A、B第一次达到共同速度时，B在A上发生的相对位移为∆x1，根据能量守恒定律可得 设A、B再次达到共同速度时，B在A上发生的相对位移为∆x2，根据能量守恒定律可得 又 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $