精品解析：2027届江西赣州市吉安市抚州市红色十三校高三上学期自主测试物理试卷

2027届9月高三自主测试安排 限时75分钟 满分100分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 2022年2月24日俄乌战争爆发，乌克兰境内的切尔诺贝利核电站及其附近地区很快就被俄军占领。切尔诺贝利核电站工作人员表示，占领该地区的俄罗斯士兵在没有任何辐射防护设备的情况下，驾驶装甲车辆穿过这被称为“红树林”的辐射污染区，扬起了放射性尘埃。这对俄军士兵来说无异于“自杀”，因为他们吸入的放射性粉尘可能会在其体内造成辐射。“红树林”是1986年4月26日切尔诺贝利核电站爆炸事故的核心区域，当时事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质铀和钚的同位素、碘-131、铯-137和锶-90的影响而受到伤害或致命，泥土也被严重污染，整片树林变成了红色，按照相关指标，此处被定为无人区。已知碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，锶90的半衰期为29年。下列说法正确的是（ ） A. 碘131发生衰变的方程是 B. 100个铯-137经过60年后还有25个未衰变 C. 核反应堆中在铀棒之间插进一些镉棒用来吸收中子，从而控制链式反应速度 D. 核反应堆中可能发生的一种反应是 2. 2026年北京亦庄半程马拉松比赛采用“人机共跑模式”，如图为一机器人和一运动员在某一平直路段运动过程中的位移—时间图像，人机同时同地开始运动，则（ ） A. 时间内机器人和运动员都做匀加速直线运动 B. 时间内机器人和运动员位移相等 C. 时间内运动员的速度更大 D. 时间内机器人和运动员不相遇（不含初始零时刻） 3. 汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图，激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收，接收器Q内装有光敏传感器。下列是对智能雨刮器工作原理的一些理解和判断，你认为不正确的是（ ） A. 可算出前挡玻璃折射率等于 B. 当外界有雨落在点处时，不能发生全反射现象 C. 当外界有雨落在点处时，Q接收的反射光光强将变弱 D. 若光源P发出的光频率提高，雨刮器启动的灵敏度会提高 4. 美国spacex公司计划在2026年对其发射的星链卫星进行降轨操作，降轨后的星链卫星，对我国天宫号空间站的安全造成很大的威胁。如图所示，假设某颗星链卫星降轨后的轨道为椭圆，天宫空间站轨道为圆形，两轨道在同一平面内，A、B是两轨道的交点。已知它们的周期相同，下列说法正确的是（　　） A. 星链卫星在近地点的速度一定大于空间站的速度 B. 空间站卫星和星链卫星在A点处的向心加速度相同 C. 星链卫星与空间站在A处的速度有可能相同 D. 由于轨道有交点，经过一段时间后，它们一定会相遇 5. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　 　） A. t1时刻线圈中自感电动势最大 B. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C. t1~t2过程，电容器C极板电荷量在增加 D. 甲图中LC振荡电路正处于电场能向磁场能转化的状态 6. 一个机器人直立时线束对头部的拉力为0，做后仰动作时，线束对头部的拉力与水平方向夹角为30°，脖颈受到的压力与水平方向夹角为45°，简化模型如图所示。不计脖颈与头部间的摩擦，则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，在平面内有一以点为中心的正五边形，顶点到点的距离为。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、的正点电荷，且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为，则点的电场强度（ ） A. 大小为，方向沿与轴负方向成夹角斜向下 B. 大小为，方向沿轴负方向 C. 大小为，方向沿与轴负方向成夹角斜向下 D. 大小为，方向沿轴负方向 8. 电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是（　　） A. 上下两个偏振片的透振方向相互垂直 B. 上下两个偏振片的透振方向相互平行 C. 笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的 D. 笔画处没有电极，其余部分为透明电极 9. 如图甲所示，水平面内建立坐标系，在范围内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为的正方形导线框的边恰好位于磁场左边界上，导线框质量为，电阻为。某时刻给导线框瞬时冲量使其沿轴做减速运动，其感应电流随位移的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 刚进入磁场瞬间，导线框的电流沿逆时针方向 B. 导线框的加速度大小随速度大小非均匀变化 C. 导线框沿轴移动的最大距离是 D. 导线框的位移是最大距离的时，导线框的电功率为 10. 如图所示，小球A的右侧通过长度为的轻杆与转轴相连，轻杆可绕O点自由转动，小球A的左侧通过足够长的轻绳绕过定滑轮与小球B相连，用手托住小球A使轻杆水平时，AP段的轻绳也水平。已知小球A到定滑轮的距离为，小球A的质量为，小球B的质量为，重力加速度为，不计一切摩擦和定滑轮质量，现将小球A由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 轻绳与轻杆夹角为时，小球A的速度最大，此时A、B的加速度均为零 B. 轻绳与轻杆夹角为时，轻杆对小球A的弹力大小为 C. 轻绳与轻杆夹角为时，小球B的速度大小为 D. 轻绳与轻杆夹角为时，A、B组成的系统动能最大 二、非选择题（本大题共5小题，共54分。） 11. 在验证机械能守恒定律的实验中，某实验小组设计了如图甲所示的装置：细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量均为的重锤A（含遮光条）、重锤B。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度； ②用米尺量出光电门1、2间的高度差； ③在重锤A上加上质量为的小钩码； ④将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ⑤改变光电门2的位置，重复实验。 已知当地重力加速度为，请回答下列问题： （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度______cm。 （2）若满足关系式______（用题中所给物理量、、、、、、表示），则验证了重锤A（含遮光条）、B和钩码组成的系统机械能守恒。 （3）该小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是（　　） A. 存在空气阻力 B. 遮光条宽度的测量值偏大 C. 细绳与滑轮间有摩擦力 D. 测量时未考虑遮光条质量，使得重锤A（含遮光条）实际质量大于 12. 小明要测量一个电源的电动势（3V左右）和内阻，找到如下器材： A．待测电源 B．电流表：量程，内阻约 C．电流表：量程，内阻约 D．电压表：量程，内阻约 E．电压表：量程，内阻约 F．定值电阻 G．滑动变阻器： H．开关，导线若干 （1）因电源的内阻较小，以下给出的甲、乙两种测量电路中，你认为较合理的是_________。（填“甲”或“乙”） （2）为减小测量误差，对于电流表和电压表选择正确的是（ ） A. B、D B. B、E C. C、D D. C、E （3）实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中根据数据对应的点作出图像； 0.50 0.80 1.23 1.50 1.84 2.00 2.37 0.36 0.31 0.26 0.21 0.16 0.13 0.08 （4）根据所作的图像求出电源的电动势_________V，内阻_________，该实验测出的电动势比真实值_________（选“偏大”或“偏小”）。（结果均保留小数点后两位） （5）为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为粗细均匀的电阻丝cd、刻度尺、灵敏电流计G和恒压源，设计了另一个实验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为的恒压源接在电阻丝cd两端，再将待测电源接在ab两端，调节滑片P，使得灵敏电流计示数为0，此时用刻度尺测得滑片到c端的距离为，则待测电源的电动势为_________。（用题中所给的表示） 13. 如图，医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10-3m3，开始时桶内倒入了4.2×10-3m3的药液。现关闭进气口，开始打气，每次能打进2.5×10-4m3的空气，假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后，喷雾器内空气的压强达到4.0×105Pa，设周围环境温度不变，气压为标准大气压强1.0×105Pa，则： （1）求出n的数值； （2）试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。 14. 如图所示，光滑的台面左侧固定有一根劲度系数为的轻弹簧，轻弹簧的右侧与质量为的滑块A拴接，质量也为的滑块B紧靠滑块A一起静止在台面上。台面右侧下方光滑的地面上固定有一圆心角为、半径的光滑圆弧轨道，一表面与圆弧轨道右端相切且质量为的长木板C与圆弧轨道接触但不粘连。现用恒力向左推动滑块B，当滑块A、B加速度为0时，撤去恒力F，此后某时刻，滑块B与滑块A分离，分离后滑块A在台面上做简谐运动，滑块B从平台右侧飞出，恰好从圆弧轨道左端沿切线方向滑入，一段时间后滑上C。若C与B之间的动摩擦因数，重力加速度为。求： （1）撤去恒力F时弹簧的形变量； （2）滑块A、B分离时，物块B的速度大小； （3）若B未从C上滑落，则长木板C的最短长度。 15. 某空间科研人员设计了一个“太空粒子探测器”，装置如图所示，由径向电场、偏转磁场、金属板三部分组成。径向电场两电极AB间的电势差为U，大小可调，电场强度方向均指向点，电极A上可以收集到来自宇宙空间的带电粒子和。离子从静止状态经径向电场加速后均从点飞入磁场。磁场边界为半圆形，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，；半圆形金属板CD与磁场上边界重合，CD连线与磁场下边界重合，和电阻R串联后接地，离子到达金属板后电荷会经过导线流入大地。已知电子的电荷量为e，不考虑粒子间相互作用和离子的重力。（，） （1）当时，P点收集到的粒子可以打到金属板的D点，求粒子的比荷； （2）当时，P点收集到的粒子在磁场中偏转后可以打到金属板的Q点，求OQ与OD的夹角； （3）现将径向电场沿水平方向向右移动，使得与磁场圆心O重合，若电极A上均匀地收集到粒子和，经径向电场加速后从O点沿各方向均匀进入磁场，单位时间内分别有N个和粒子从O点进入磁场，当两极间电势差时，求通过电阻R的电流I。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届9月高三自主测试安排 限时75分钟 满分100分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 2022年2月24日俄乌战争爆发，乌克兰境内的切尔诺贝利核电站及其附近地区很快就被俄军占领。切尔诺贝利核电站工作人员表示，占领该地区的俄罗斯士兵在没有任何辐射防护设备的情况下，驾驶装甲车辆穿过这被称为“红树林”的辐射污染区，扬起了放射性尘埃。这对俄军士兵来说无异于“自杀”，因为他们吸入的放射性粉尘可能会在其体内造成辐射。“红树林”是1986年4月26日切尔诺贝利核电站爆炸事故的核心区域，当时事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质铀和钚的同位素、碘-131、铯-137和锶-90的影响而受到伤害或致命，泥土也被严重污染，整片树林变成了红色，按照相关指标，此处被定为无人区。已知碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，锶90的半衰期为29年。下列说法正确的是（ ） A. 碘131发生衰变的方程是 B. 100个铯-137经过60年后还有25个未衰变 C. 核反应堆中在铀棒之间插进一些镉棒用来吸收中子，从而控制链式反应速度 D. 核反应堆中可能发生的一种反应是 【答案】C 【解析】 【详解】A．β衰变过程中质量数和电荷数必须同时守恒，该方程里反应前碘131的质量数是131，反应后生成的Xe质量数为130，质量数不守恒，故A错误； B．半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，仅对大量粒子的群体行为成立，对100个这样的少量微观粒子，不满足统计规律，无法确定剩余未衰变的具体数量，故B错误； C．镉棒的中子吸收截面大，在核反应堆中插入镉棒可以吸收多余的慢中子，以此控制参与链式反应的中子数量，从而调节链式反应的速度，故C正确； D．该反应左侧质量数，右侧，质量数不守恒，故D错误。 故选C。 2. 2026年北京亦庄半程马拉松比赛采用“人机共跑模式”，如图为一机器人和一运动员在某一平直路段运动过程中的位移—时间图像，人机同时同地开始运动，则（ ） A. 时间内机器人和运动员都做匀加速直线运动 B. 时间内机器人和运动员位移相等 C. 时间内运动员的速度更大 D. 时间内机器人和运动员不相遇（不含初始零时刻） 【答案】B 【解析】 【详解】A．在位移－时间图像中，图线斜率表示速度，直线段表示速度不变、加速度为零。内两条图线均为直线，机器人和运动员均做匀速直线运动，因此不是匀加速直线运动，故A错误； C．在位移－时间图像中，图线斜率的绝对值表示速度大小。内运动员图线的斜率小于机器人图线的斜率，所以运动员的速度较小，故C错误； BD．两者同时同地开始运动，且在处图线相交，说明该时刻两者的位置相同。因此从到，两者的初、末位置分别相同，位移相等；图线相交还表示两者在时相遇（除初始时刻外），所以“内不相遇”的说法错误，故B正确，D错误。 故选B。 3. 汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图，激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收，接收器Q内装有光敏传感器。下列是对智能雨刮器工作原理的一些理解和判断，你认为不正确的是（ ） A. 可算出前挡玻璃折射率等于 B. 当外界有雨落在点处时，不能发生全反射现象 C. 当外界有雨落在点处时，Q接收的反射光光强将变弱 D. 若光源P发出的光频率提高，雨刮器启动的灵敏度会提高 【答案】D 【解析】 【详解】A．光从玻璃射向外侧空气时恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，根据全反射临界角公式，可得玻璃折射率，故A正确； B．当N点落有雨水时，界面从“玻璃-空气”变为“玻璃-水”，水的折射率大于空气折射率，全反射的临界角条件变为​​，新的临界角远大于原来的入射角，此时入射角小于新临界角，无法发生全反射，故B正确； C．N点落雨时，原本全反射的光有一部分会折射进入水滴，从玻璃反射回接收器Q的光能量减少，因此Q接收的反射光光强变弱，故C正确； D．光的频率提高时，玻璃对该光的折射率会增大，由临界角公式可知，全反射临界角会变小。原本的入射角是原频率光的临界角，频率提高后大于新的临界角，即使没有雨水也会满足全反射条件，落雨时需要更厚的水层才能破坏全反射，雨刮器的触发灵敏度会降低而非提高，故D错误。 题目要求选择不正确的选项，故选D 。 4. 美国spacex公司计划在2026年对其发射的星链卫星进行降轨操作，降轨后的星链卫星，对我国天宫号空间站的安全造成很大的威胁。如图所示，假设某颗星链卫星降轨后的轨道为椭圆，天宫空间站轨道为圆形，两轨道在同一平面内，A、B是两轨道的交点。已知它们的周期相同，下列说法正确的是（　　） A. 星链卫星在近地点的速度一定大于空间站的速度 B. 空间站卫星和星链卫星在A点处的向心加速度相同 C. 星链卫星与空间站在A处的速度有可能相同 D. 由于轨道有交点，经过一段时间后，它们一定会相遇 【答案】A 【解析】 【详解】A．若以星链卫星的近地点为半径做圆周运动的轨道，利用万有引力公式 解得，可知在该轨道上运动的物体速度大于空间站的速度，而从近地点的圆周轨道变轨到星链卫星所在的椭圆轨道，需要在近地点点火加速，则星链卫星在近地点的速度一定大于近地点的圆周轨道速度，大于空间站的速度，故A正确； B．空间站的向心加速度指向地心，星链卫星的向心加速度沿椭圆A点的法向（不指向地心），方向不同，故B错误； C．速度是矢量，做曲线运动的物体速度沿轨迹切线方向，星链卫星与空间站在A处的速度方向不同，故C错误； D．因空间站与星链卫星的周期相同，椭圆长半径与圆轨道半径相等，由几何关系可得两交点连线即为椭圆轨道短轴，由于空间站与星链卫星仅运动周期相等，但是初始位置和相位可能不同，两者不一定相遇，例如两者均逆时针旋转，当空间站位于A点时，星链卫星处于近地点，星链卫星从近地点运动到B点所需时间由开普勒第二定律可知小于，此时空间站旋转角度小于，两者无相遇可能；星链卫星从远地点运动到A点所需时间由开普勒第二定律可知大于且小于，此时空间站由B点逆时针旋转角度大于，两者无相遇可能，综上两者可能存在不会相遇的情况，故D错误。 故选A。 5. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　 　） A. t1时刻线圈中自感电动势最大 B. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C. t1~t2过程，电容器C极板电荷量在增加 D. 甲图中LC振荡电路正处于电场能向磁场能转化的状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻电路中的电流最大，此时电流的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的自感电动势为零，故A错误； B．由图乙可知，振荡电流的周期逐渐变大，根据振荡电路的周期公式 线圈的自感系数在变大。由题意可知，当车辆靠近自感线圈时自感系数变大，因此可判断汽车正驶入智能停车位，故B错误； C．过程，电路中的电流逐渐减小，说明电容器正在充电，因此电容器极板上的电荷量在增加，故C正确； D．甲图中，已知电容器上极板带正电，且电路中的电流方向指向上极板，说明正电荷正在向上极板聚集，电容器正处于充电状态，该过程是磁场能向电场能转化的状态，故D错误。 故选C。 6. 一个机器人直立时线束对头部的拉力为0，做后仰动作时，线束对头部的拉力与水平方向夹角为30°，脖颈受到的压力与水平方向夹角为45°，简化模型如图所示。不计脖颈与头部间的摩擦，则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设头部的重力为，一个机器人直立时线束对头部的拉力为0，则直立时脖颈受到的压力大小为 机器人做后仰动作时，头部的受力分析如图所示 根据平衡条件可得， 联立解得 可知脖颈受到的压力大小为 则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比 故选B。 7. 如图所示，在平面内有一以点为中心的正五边形，顶点到点的距离为。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、的正点电荷，且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为，则点的电场强度（ ） A. 大小为，方向沿与轴负方向成夹角斜向下 B. 大小为，方向沿轴负方向 C. 大小为，方向沿与轴负方向成夹角斜向下 D. 大小为，方向沿轴负方向 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意如图 根据对称性可知，O点的电场强度简化为下图中点电荷产生的矢量和，则 可得 方向沿轴负方向。 故选B。 8. 电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是（　　） A. 上下两个偏振片的透振方向相互垂直 B. 上下两个偏振片的透振方向相互平行 C. 笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的 D. 笔画处没有电极，其余部分为透明电极 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直，B错误，A正确； CD．组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过上偏振片，D错误，C正确。 故选AC。 9. 如图甲所示，水平面内建立坐标系，在范围内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为的正方形导线框的边恰好位于磁场左边界上，导线框质量为，电阻为。某时刻给导线框瞬时冲量使其沿轴做减速运动，其感应电流随位移的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 刚进入磁场瞬间，导线框的电流沿逆时针方向 B. 导线框的加速度大小随速度大小非均匀变化 C. 导线框沿轴移动的最大距离是 D. 导线框的位移是最大距离的时，导线框的电功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，线框向右运动，向里的磁通量增加，感应电流产生的磁场要阻碍磁通量增加，因此感应电流的磁场方向向外。由右手螺旋定则，电流应为逆时针，故A正确； B．感应电流 安培力 加速度 即与成正比，随速度均匀变化，故B错误； C．线框所受安培力的冲量等于其动量的变化量。线框初速度 初动量 线框运动分为进入（）和离开（）两个阶段，通过的总电荷量 由 得 解得最大位移，故C错误； D．由图乙，电流随位移线性变化：时，时电流大小为。 当位移为最大距离的时，电流大小为，电功率，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，小球A的右侧通过长度为的轻杆与转轴相连，轻杆可绕O点自由转动，小球A的左侧通过足够长的轻绳绕过定滑轮与小球B相连，用手托住小球A使轻杆水平时，AP段的轻绳也水平。已知小球A到定滑轮的距离为，小球A的质量为，小球B的质量为，重力加速度为，不计一切摩擦和定滑轮质量，现将小球A由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 轻绳与轻杆夹角为时，小球A的速度最大，此时A、B的加速度均为零 B. 轻绳与轻杆夹角为时，轻杆对小球A的弹力大小为 C. 轻绳与轻杆夹角为时，小球B的速度大小为 D. 轻绳与轻杆夹角为时，A、B组成的系统动能最大 【答案】CD 【解析】 【详解】D．轻绳与轻杆夹角为时，设轻杆转过的角度为，如图所示 由图中几何关系可得 解得 此时A球重力沿绳方向的分力为 可知此时A球重力沿绳方向的分力等于B球的重力，则此时小球A沿切线方向加速度即B加速度为0，A、B组成的系统动能达最大值，故D正确； A．小球A沿切线方向加速度为0，但小球A做圆周运动，此时还有向心加速度且不为0，则小球A的加速度不为零，故A错误； C．轻绳与轻杆夹角为时，A球速度刚好沿绳子方向，此时有 A、B组成的系统机械能守恒，则有 联立解得，故C正确； B．设轻杆对小球A的弹力大小为F，以A为对象，由牛顿第二定律可得 解得，故B错误。 故选CD。 二、非选择题（本大题共5小题，共54分。） 11. 在验证机械能守恒定律的实验中，某实验小组设计了如图甲所示的装置：细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，两端各悬挂一个质量均为的重锤A（含遮光条）、重锤B。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度； ②用米尺量出光电门1、2间的高度差； ③在重锤A上加上质量为的小钩码； ④将重锤B压在地面上，由静止释放，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、； ⑤改变光电门2的位置，重复实验。 已知当地重力加速度为，请回答下列问题： （1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度______cm。 （2）若满足关系式______（用题中所给物理量、、、、、、表示），则验证了重锤A（含遮光条）、B和钩码组成的系统机械能守恒。 （3）该小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能，下列原因中可能的是（　　） A. 存在空气阻力 B. 遮光条宽度的测量值偏大 C. 细绳与滑轮间有摩擦力 D. 测量时未考虑遮光条质量，使得重锤A（含遮光条）实际质量大于 【答案】（1）0.42 （2） （3）BD 【解析】 【小问1详解】 遮光条的宽度 【小问2详解】 重锤A先后经过两光电门,由系统机械能守恒有 即 【小问3详解】 A．存在空气阻力，有机械能损失，系统增加的动能小于系统减少的重力势能，故A错误； B．若遮光条宽度的测量值偏大，则可能导致 即系统增加的动能大于系统减少的重力势能，故B正确； C．细绳与滑轮间有摩擦力，有机械能损失，系统增加的动能略小于系统减少的重力势能，故C错误； D．若重锤A（含遮光条）实际质量大于，则可能导致 即系统增加的动能大于系统减少的重力势能，故D正确。 故选BD。 12. 小明要测量一个电源的电动势（3V左右）和内阻，找到如下器材： A．待测电源 B．电流表：量程，内阻约 C．电流表：量程，内阻约 D．电压表：量程，内阻约 E．电压表：量程，内阻约 F．定值电阻 G．滑动变阻器： H．开关，导线若干 （1）因电源的内阻较小，以下给出的甲、乙两种测量电路中，你认为较合理的是_________。（填“甲”或“乙”） （2）为减小测量误差，对于电流表和电压表选择正确的是（ ） A. B、D B. B、E C. C、D D. C、E （3）实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中根据数据对应的点作出图像； 0.50 0.80 1.23 1.50 1.84 2.00 2.37 0.36 0.31 0.26 0.21 0.16 0.13 0.08 （4）根据所作的图像求出电源的电动势_________V，内阻_________，该实验测出的电动势比真实值_________（选“偏大”或“偏小”）。（结果均保留小数点后两位） （5）为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为粗细均匀的电阻丝cd、刻度尺、灵敏电流计G和恒压源，设计了另一个实验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为的恒压源接在电阻丝cd两端，再将待测电源接在ab两端，调节滑片P，使得灵敏电流计示数为0，此时用刻度尺测得滑片到c端的距离为，则待测电源的电动势为_________。（用题中所给的表示） 【答案】（1）乙 （2）A （3） （4） ①. ②. ③. 偏小 （5） 【解析】 【小问1详解】 由于电源的内阻较小，电压表的示数变化不明显，将定值电阻串接入电源的内阻，作为等效内阻进行测量，故选乙。 【小问2详解】 因为所测电源的电动势大约为3V，故电压表应选择D；回路中的最大电流大约为 再根据电表的选取原则，读数不能小于总量程的三分之一，则可知电流表应选择B。 故选A。 【小问3详解】 作图使尽可能多的点落在直线上，如图所示 【小问4详解】 [1][2]在图像中，图线与纵轴的交点表示电源的电动势，而通过该测量电路做出的图像的斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻大小之和，则通过读图可得电源的电动势为，因作图读数存在误差，故答案在均正确； 电源的内阻为 因作图读数存在误差，故答案在均正确。 [3]根据闭合电路的欧姆定律，由于电压表的分流作用，实际的干路电流要比测量值大，因此该实验测出的电动势要比真实值偏小。 【小问5详解】 在该实验中，灵敏电流计示数为0，说明此刻滑片触头P到金属丝d端两点间的电势差与待测电源的电动势相同，此时可认为金属丝cP和Pd两部分串联，再根据串联分压原理可得待测电源的电动势为 13. 如图，医院消毒用的压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10-3m3，开始时桶内倒入了4.2×10-3m3的药液。现关闭进气口，开始打气，每次能打进2.5×10-4m3的空气，假设打气过程中药液不会向外喷出。当打气n次后，喷雾器内空气的压强达到4.0×105Pa，设周围环境温度不变，气压为标准大气压强1.0×105Pa，则： （1）求出n的数值； （2）试判断这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完。 【答案】（1）18 （2）能 【解析】 【小问1详解】 空气经历等温变化，由理想气体状态方程，得 其中，，代入数值，解得 【小问2详解】 当空气完全充满储液桶后，如果空气压强仍然大于标准大气压，则药液可以全部喷出． 由于温度不变，根据玻意耳定律，其中 得 解得 所以药液能全部喷出。 14. 如图所示，光滑的台面左侧固定有一根劲度系数为的轻弹簧，轻弹簧的右侧与质量为的滑块A拴接，质量也为的滑块B紧靠滑块A一起静止在台面上。台面右侧下方光滑的地面上固定有一圆心角为、半径的光滑圆弧轨道，一表面与圆弧轨道右端相切且质量为的长木板C与圆弧轨道接触但不粘连。现用恒力向左推动滑块B，当滑块A、B加速度为0时，撤去恒力F，此后某时刻，滑块B与滑块A分离，分离后滑块A在台面上做简谐运动，滑块B从平台右侧飞出，恰好从圆弧轨道左端沿切线方向滑入，一段时间后滑上C。若C与B之间的动摩擦因数，重力加速度为。求： （1）撤去恒力F时弹簧的形变量； （2）滑块A、B分离时，物块B的速度大小； （3）若B未从C上滑落，则长木板C的最短长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 撤去外力时A、B加速度为零，设此时弹簧形变量为，则 解得 【小问2详解】 A、B在弹簧恢复原长时分离，从开始向左推B到弹簧恢复原长，对系统由动能定理有 解得 【小问3详解】 设B落到圆弧轨道时速度为，到达圆弧轨道最底端时速度为，由题意有 根据动能定理有 解得 对B、C系统由动量守恒定律有 对B、C系统由能量守恒定律有 解得 15. 某空间科研人员设计了一个“太空粒子探测器”，装置如图所示，由径向电场、偏转磁场、金属板三部分组成。径向电场两电极AB间的电势差为U，大小可调，电场强度方向均指向点，电极A上可以收集到来自宇宙空间的带电粒子和。离子从静止状态经径向电场加速后均从点飞入磁场。磁场边界为半圆形，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，；半圆形金属板CD与磁场上边界重合，CD连线与磁场下边界重合，和电阻R串联后接地，离子到达金属板后电荷会经过导线流入大地。已知电子的电荷量为e，不考虑粒子间相互作用和离子的重力。（，） （1）当时，P点收集到的粒子可以打到金属板的D点，求粒子的比荷； （2）当时，P点收集到的粒子在磁场中偏转后可以打到金属板的Q点，求OQ与OD的夹角； （3）现将径向电场沿水平方向向右移动，使得与磁场圆心O重合，若电极A上均匀地收集到粒子和，经径向电场加速后从O点沿各方向均匀进入磁场，单位时间内分别有N个和粒子从O点进入磁场，当两极间电势差时，求通过电阻R的电流I。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在径向电场中由动能定理有 粒子恰打在D点，由几何关系粒子做匀速圆周运动的半径为 洛伦兹力提供向心力有 联立可得 【小问2详解】 在电场中加速，有 根据洛伦兹力提供向心力有 结合题意解得 轨迹圆的圆心，由几何关系可知，， 由余弦定理 可得 【小问3详解】 若将径向电场沿水平方向向右移动，使得点与磁场圆心O重合，当两板间的电压为时，进入电场加速后的速度由动能定理可求出从O点进入磁场的速度 进入磁场的半径 由几何关系得与水平向右方向成到刚好打到金属板上。 粒子单位时间内打到金属板的粒子数为 同理粒子进入电场后在磁场中的半径由几何关系得与水平方向成到刚好打到金属板上 粒子单位时间内打到金属板的粒子数为 总电荷量为 根据电流的定义式有 则通过电阻R上的电流 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $