2025屆山西省孝義市高三下學期一模（2月）物理試題（原卷版+解析版）

這是一份2025屆山西省孝義市高三下學期一模（2月）物理試題（原卷版+解析版），共24頁。
1、本試題共6頁，滿分100分，時間75分鐘。
2、答卷前，考生務必將自己的姓名和準考證號填寫在答題卡上。
3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
4.考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。
第I卷（選擇題共46分）
一、選擇題（共10小題，計46分。在每小題給出四個選項中，第17?題，每小題4分，計28分，只有一項符合題目要求；第題，每小題6分，計18分，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
1. 甲、乙兩物體沿同一直線運動，其位移隨時間變化的圖像如圖所示，兩條曲線都是拋物線，已知傾斜虛線的斜率為，通過圖像中所給的已知信息，判斷下列說法正確的是（ ）
A. 時間內(nèi)某時刻，甲、乙的速度相同為
B. 時刻甲的速度大于乙的速度
C. 甲、乙兩物體同地不同時出發(fā)
D. 時刻甲、乙速度不相等
2. X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面逸出了光電子，若增加此X光的頻率，則（ ）
A. 該金屬逸出功增大B. X光的光子能量不變
C. 逸出的光電子最大初動能增大D. 單位時間逸出的光電子數(shù)增多
3. 2021年10月16日，神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，假設神舟十三號載人飛船在距地面高度為h的軌道做圓周運動。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說法正確的是（ ）
A. 神舟十三號載人飛船運行的周期為
B. 神舟十三號載人飛船的線速度為
C. 神舟十三號載人飛船軌道處的重力加速度為0
D. 地球的平均密度為
4. 質(zhì)量為的物體，以初速度沿固定斜面開始上滑，到達最高點后再次返回到原出發(fā)點時速度大小為，假設物體在斜面上運動時受到的摩擦力大小不變，則（ ）
A. 整個過程中合力的沖量大小為
B. 整個過程中摩擦力沖量的矢量和為零
C. 上滑過程中重力的沖量比下滑過程中重力的沖量大
D. 上滑過程和下滑過程中支持力的沖量均不為零
5. 一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力隨時間變化關系圖線如圖所示。若汽車質(zhì)量為，阻力恒定，汽車的最大功率恒定，則以下說法正確的是（ ）
A. 汽車的最大功率為
B. 汽車勻加速運動階段加速度為
C. 汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動
D. 汽車從靜止開始運動內(nèi)的位移是
6. 洛埃德在1834年提出了一種更簡單的如圖所示觀察干涉的裝置。單色光從單縫射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫通過平面鏡成的像是。以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離（ ）
A. 將平面鏡稍向上移動一些B. 將平面鏡稍向右移動一些
C. 將光屏稍向左移動一些D. 將光源由紅色光改為綠色光
7. 如圖所示，甲是回旋加速器，乙是磁流體發(fā)電機，丙是速度選擇器，丁是霍爾元件，下列說法正確的是（ ）
A. 甲圖中，要增大粒子的最大動能，可增加磁場的大小
B. 乙圖中，A極板是發(fā)電機的正極
C. 丙圖中，重力不計的帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是（為磁感應強度，為電場強度），但粒子的電性無法判斷
D. 丁圖中，若載流子帶負電，穩(wěn)定時C板電勢高
8. 如圖所示，傾角為、半徑為的傾斜圓盤，繞過圓心垂直于盤面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。一個質(zhì)量為的小物塊放在圓盤的邊緣，恰好隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動。圖中A、B分別為小物塊轉(zhuǎn)動過程中所經(jīng)過的最高點和最低點，與的夾角為。小物塊與圓盤間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為，小物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)。下列說法正確的是（ ）
A. 小物塊受到摩擦力始終指向圓心
B. 小物塊在點時受到的摩擦力大小為
C. 小物塊從運動到的過程，摩擦力減小
D. 小物塊從運動到的過程中，摩擦力做功
9. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈接在電壓峰值為的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為，已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量與其溫度變化量成正比，即，其中已知，若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，當容器內(nèi)氣體壓強達到加熱前的2倍時，則下列說法正確的是（ ）
A. 變壓器的輸出電壓為B. 變壓器的輸出功率為
C. 容器內(nèi)氣體吸收的熱量為D. 電熱絲通電的時間為
10. 某同學用如圖甲所示裝置研究帶電小球在重力場和電場中具有的勢能（重力勢能、電勢能之和）的情況。兩個帶同種電荷的小球1、2放在豎直放置的絕緣圓筒中，1固定在圓筒底部，2從靠近1位置處釋放，測出2的位置和速度，利用能量守恒可以得到勢能圖像。圖乙中I圖線是小球2的圖像，II圖線是計算機擬合的圖線I的漸近線，實驗中一切摩擦可忽略，小球的電荷量不會發(fā)生變化，，則小球2（ ）
A. 上升過程中速度先變大后變小
B. 上升過程中動能一直變大
C. 質(zhì)量為
D. 從處運動至處電勢能減少
第II卷（非選擇題共54分）
二、非選擇題（共5小題，計54分）
11. 用如圖（a）所示的實驗裝置來探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關系。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球做勻速圓周運動。擋板對球的支持力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。長槽的A、B處和短槽的處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為，圖（a）中左右兩側(cè)的變速輪塔從上到下都有三層，每層左右半徑之比分別為和，傳送皮帶從上到下一共有三種放置方式，如圖（b）所示。為了研究向心力大小與質(zhì)量之間的關系，一個實驗小組按照控制變量法的要求完成下列操作。
（1）選用質(zhì)量不相等的鋼球和鋁球?qū)φ昭芯?，所選的兩個球體積大小應該___________（選填“相同”或“不同”）；
（2）將選好的鋁球放到短槽處，鋼球應該放在長槽___________（選填“”或“”）處；
（3）這時應該調(diào)整皮帶，將其按照圖（b）中第___________層組裝變速輪塔；
（4）在某次實驗中，正確組裝了實驗裝置，轉(zhuǎn)動手柄，當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，觀察到左右兩標尺露出的格子數(shù)如圖（c）所示，若鐵的密度為，鋁的密度為，兩球均為實心球體，據(jù)此粗略得出小球做圓周運動的向心力應該和小球的質(zhì)量滿足關系是___________。
12. 某同學測量一種金屬絲的電阻率。
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑。當把細金屬絲放到測砧和測微螺桿間后，應該先調(diào)節(jié)___________將金屬絲輕輕夾住，再調(diào)節(jié)___________，當聽到“卡、卡、卡”的聲音以后，說明被測物體被加緊了，這時為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應先旋緊的部件為___________。（均選填“”“”或“”）
（2）一小組同學利用伏安法測阻值約為幾歐的金屬絲的電阻。實驗所用器材為：電池組（電動勢，內(nèi)阻約）、電流表（內(nèi)阻約為）、電壓表（內(nèi)阻約為）、滑動變阻器，額定電流）、開關、導線若干。正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：
①由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量時，采用了圖甲中的___________圖（選填圖下的字母）。
②圖乙是測量的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片置于變阻器的一端。請根據(jù)①所選的電路圖，補充完成圖乙中的實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于燒壞___________。
13. 十七、十八世紀相繼發(fā)現(xiàn)的兩大物理規(guī)律：萬有引力定律和庫侖定律，兩個定律均表達簡潔內(nèi)容深邃，以驚人相似的表述形式呈現(xiàn)。天文學家發(fā)現(xiàn)銀河系中普遍存在著雙星系統(tǒng)，于是猜想在電荷之間可能存在著類雙星系統(tǒng)。已知兩個正負電荷在庫侖力作用下，圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為，兩電荷之間的距離為，質(zhì)量分別為和，求這個類雙星系統(tǒng)兩個正負電荷的電量乘積。（設靜電力常量為，忽略電荷間的萬有引力）
14. 如圖所示，斜面與一光滑水平面在點對接，與一粗糙水平面在點對接，質(zhì)量為的物塊甲（視為質(zhì)點）放置在光滑水平面上，質(zhì)量為的物塊乙（視為質(zhì)點）放置在點，現(xiàn)給甲物塊一個水平向左的沖量，甲、乙兩物塊發(fā)生彈性碰撞后，甲物塊的速度向右、大小為，乙物塊經(jīng)過一段時間后落到點。若讓乙從點以水平向左的速度拋出，乙將落到水平面上的點，乙與斜面和水平面的動摩擦因數(shù)相等，重力加速度為，，不計空氣阻力，求：
（1）甲、乙兩物塊碰撞后瞬間乙的速度大小及碰撞過程中乙物塊對甲物塊做的功；
（2）斜面的傾角以及兩點的連線與所在平面的夾角；
（3）若不考慮斜面與平面轉(zhuǎn)折處的能量損失，讓物塊乙從點靜止沿斜面下滑，到達點時停止運動，則物塊乙從到過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為多大？物塊乙與斜面和所在水平面的動摩擦因數(shù)為多少？
15. 如圖所示，在絕緣水平面上固定兩根光滑平行金屬導軌，左右兩側(cè)導軌處于豎直向上的磁場中，磁感應強度大小分別為和，導軌間距分別為和，已知導體棒的電阻為、長度為，導體棒的電阻為、長度為的質(zhì)量是的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為的輕質(zhì)絕緣彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為。釋放彈簧后兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。兩棒保持與導軌垂直并接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。求：
（1）導體棒的速率為時，導體棒的運動速率及回路的總電功率；
（2）彈簧伸展過程中流過導體棒的電流方向及彈簧釋放的整個過程中通過導體棒的電荷量。
2025年孝義市二月份高三模擬考試題
物理
注意事項：
1、本試題共6頁，滿分100分，時間75分鐘。
2、答卷前，考生務必將自己的姓名和準考證號填寫在答題卡上。
3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
4.考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。
第I卷（選擇題共46分）
一、選擇題（共10小題，計46分。在每小題給出的四個選項中，第17?題，每小題4分，計28分，只有一項符合題目要求；第題，每小題6分，計18分，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
1. 甲、乙兩物體沿同一直線運動，其位移隨時間變化的圖像如圖所示，兩條曲線都是拋物線，已知傾斜虛線的斜率為，通過圖像中所給的已知信息，判斷下列說法正確的是（ ）
A. 時間內(nèi)某時刻，甲、乙速度相同為
B. 時刻甲的速度大于乙的速度
C. 甲、乙兩物體同地不同時出發(fā)
D. 時刻甲、乙速度不相等
【答案】A
【解析】
【詳解】A．在位移與時間圖像中，圖線的斜率表示速度。傾斜虛線的斜率為k，圖像可知在時間內(nèi)，甲、乙圖線在某時刻的切線斜率可以與傾斜虛線斜率相同，即時間內(nèi)某時刻，甲、乙的速度相同為k，故A正確；
B．在時刻，甲圖線的斜率小于乙圖線的斜率，所以時刻甲的速度小于乙的速度，故B錯誤；
C．從圖像可以看出，0時刻乙的位移不為0，甲從0-t0之間某一時刻開始運動且初始位移為0，說明甲、乙兩物體不同地不同時出發(fā)，故C錯誤；
D．在到中間時刻為，由于和時刻甲、乙兩物體位移相同，根據(jù)運動的對稱性，時刻甲、乙圖像的切線斜率相等，即速度相等 ，故D錯誤。
故選A。
2. X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面逸出了光電子，若增加此X光的頻率，則（ ）
A. 該金屬逸出功增大B. X光的光子能量不變
C. 逸出的光電子最大初動能增大D. 單位時間逸出的光電子數(shù)增多
【答案】C
【解析】
【詳解】A．金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，僅與金屬自身有關，增加此X光的頻率，該金屬逸出功不變，故A錯誤；
B．根據(jù)光子能量公式可知，增加此X光的頻率，X光的光子能量增大，故B錯誤；
C．根據(jù)愛因斯坦光電方程
可知逸出的光電子最大初動能增大，故C正確；
D．增加此X光的頻率，單位時間照射到金屬表面的光子不變，則單位時間逸出的光電子數(shù)不變，故D錯誤。
故選C。
3. 2021年10月16日，神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，假設神舟十三號載人飛船在距地面高度為h的軌道做圓周運動。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說法正確的是（ ）
A. 神舟十三號載人飛船運行的周期為
B. 神舟十三號載人飛船的線速度為
C. 神舟十三號載人飛船軌道處的重力加速度為0
D. 地球的平均密度為
【答案】A
【解析】
【詳解】ABC．根據(jù)萬有引力提供向心力可得
且在地球表面滿足
即
由題意知神舟十三號載人飛船軌道半徑為
所以解得周期為
線速度為
向心加速度即重力加速度為
故A正確，BC錯誤；
D．根據(jù)密度公式得
故D錯誤。
故選A。
4. 質(zhì)量為的物體，以初速度沿固定斜面開始上滑，到達最高點后再次返回到原出發(fā)點時速度大小為，假設物體在斜面上運動時受到的摩擦力大小不變，則（ ）
A. 整個過程中合力的沖量大小為
B. 整個過程中摩擦力沖量的矢量和為零
C. 上滑過程中重力的沖量比下滑過程中重力的沖量大
D. 上滑過程和下滑過程中支持力沖量均不為零
【答案】D
【解析】
【詳解】A．以沿斜面向下為正方向，根據(jù)動量定理有
故A錯誤；
B．設物體上滑過程時間為t1，下滑回到出發(fā)點時間為t2，位移大小為x，則得
可知
整個過程中摩擦力沖量的矢量和為
故B錯誤；
C．上滑過程中重力的沖量為mgt1, 下滑過程中重力的沖量為mgt2，由于t1< t2，則上滑過程中重力的沖量比下滑過程中重力的沖量小，故C錯誤；
D．上滑過程和下滑過程中支持力一直存在，沖量均不為零，故D正確。
故選D。
5. 一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力隨時間變化關系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為，阻力恒定，汽車的最大功率恒定，則以下說法正確的是（ ）
A. 汽車的最大功率為
B. 汽車勻加速運動階段的加速度為
C. 汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動
D. 汽車從靜止開始運動內(nèi)的位移是
【答案】A
【解析】
【詳解】ABC．由圖可知，汽車在前4s內(nèi)的牽引力不變，汽車做勻加速直線運動，4~12s內(nèi)汽車的牽引力逐漸減小，則車的加速度逐漸減小，汽車做加速度減小的加速運動，直到車的速度達到最大值，以后做勻速直線運動，可知在4s末汽車的功率達到最大值；汽車的速度達到最大值后牽引力等于阻力，所以阻力
前4s內(nèi)汽車的牽引力為
由牛頓第二定律
解得
4s末汽車的速度
所以汽車的最大功率
A正確，BC錯誤；
D．汽車在前4s內(nèi)的位移
汽車的最大速度為
汽車在4﹣12s內(nèi)的位移設為x2，根據(jù)動能定理可得
代入數(shù)據(jù)可得
所以汽車的總位移
D錯誤。
故選A。
6. 洛埃德在1834年提出了一種更簡單的如圖所示觀察干涉的裝置。單色光從單縫射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫通過平面鏡成的像是。以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離（ ）
A. 將平面鏡稍向上移動一些B. 將平面鏡稍向右移動一些
C. 將光屏稍向左移動一些D. 將光源由紅色光改為綠色光
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可知，增大D，減小h，增大波長，能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離；
A．將平面鏡稍向上移動一些，h減小，則增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，故A正確；
B．將平面鏡稍向右移動一些，D、h、不變，則條紋間距不變，故B錯誤；
C．將光屏稍向左移動一些，D減小，則減小光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，故C錯誤；
D．將光源由紅色光改為綠色光，波長減小，則減小光屏上相鄰兩條亮紋之間距離，故D錯誤。
故選A。
7. 如圖所示，甲是回旋加速器，乙是磁流體發(fā)電機，丙是速度選擇器，丁是霍爾元件，下列說法正確的是（ ）
A. 甲圖中，要增大粒子的最大動能，可增加磁場的大小
B. 乙圖中，A極板是發(fā)電機的正極
C. 丙圖中，重力不計的帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是（為磁感應強度，為電場強度），但粒子的電性無法判斷
D. 丁圖中，若載流子帶負電，穩(wěn)定時C板電勢高
【答案】A
【解析】
【詳解】A．當粒子在磁場中的軌道半徑等于D形盒半徑時，粒子的動能最大，則有
可得粒子的最大動能為
可知要增大粒子的最大動能，可增加磁場的大小，故A正確；
B．乙圖中，根據(jù)左手定則可知正電荷向B極板偏轉(zhuǎn)，負電荷向A極板偏轉(zhuǎn)，則B極板是發(fā)電機的正極，故B錯誤；
C．重力不計的帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器，根據(jù)受力平衡可得
解得
由于正、負電荷從左邊進入速度選擇器，只要滿足，都可以沿直線勻速通過速度選擇器，所以粒子的電性無法判斷，故C錯誤；
D．根據(jù)左手定則可知，帶負電的載流子受到洛倫茲力方向向左，即向C板偏轉(zhuǎn)，故穩(wěn)定時C板電勢低，故D錯誤。
故選A。
8. 如圖所示，傾角為、半徑為的傾斜圓盤，繞過圓心垂直于盤面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。一個質(zhì)量為的小物塊放在圓盤的邊緣，恰好隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動。圖中A、B分別為小物塊轉(zhuǎn)動過程中所經(jīng)過的最高點和最低點，與的夾角為。小物塊與圓盤間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為，小物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)。下列說法正確的是（ ）
A. 小物塊受到的摩擦力始終指向圓心
B. 小物塊在點時受到的摩擦力大小為
C. 小物塊從運動到的過程，摩擦力減小
D. 小物塊從運動到的過程中，摩擦力做功
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．小物塊隨圓盤做勻速圓周運動，其合外力始終指向圓心。小物塊受重力、支持力和摩擦力，重力沿圓盤平面有分力，根據(jù)平行四邊形定則可知摩擦力并不始終指向圓心，故A錯誤；
B．在最低點恰好相對圓盤靜止，則說明摩擦力達到最大靜摩擦力，依題意有
又因為，解得
在C點時，摩擦力指向圓心的分力提供向心力，大小為
摩擦力的另一個分力平衡重力沿斜面方向的分力，大小為
兩個分力的夾角為，所以C點所受摩擦力大小為
故B正確；
C．設小物塊位置與圓心連線和OA夾角為，結(jié)合B選項分析可知小物塊從運動到的過程，摩擦力大小
由于大小不變，從B到A，從減小到，則增大，故摩擦力減小，故C正確；
D．小物塊從運動到的過程中，由動能定理有
可知摩擦力做功
故D正確。
故選 BCD。
9. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈接在電壓峰值為的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為，已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量與其溫度變化量成正比，即，其中已知，若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，當容器內(nèi)氣體壓強達到加熱前的2倍時，則下列說法正確的是（ ）
A. 變壓器的輸出電壓為B. 變壓器的輸出功率為
C. 容器內(nèi)氣體吸收的熱量為D. 電熱絲通電的時間為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．由原線圈正弦交流電的峰值可知變壓器輸入電壓有效值為
設變壓器副線圈的輸出電壓為U2，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)之間的關系有
聯(lián)立解得
A錯誤；
B．理想變壓器的輸出功率等于R的熱功率，即
B正確；
C．設加熱前容器內(nèi)氣體的壓強為p0，則加熱后氣體的壓強為2p0，溫度為T2，容器內(nèi)的氣體做等容變化，則有
由
解得氣體吸收的熱量
C錯誤；
D．根據(jù)熱力學第一定律
氣體的體積不變，所以
容器是絕熱容器，則
電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收
聯(lián)立整理得
解得
D正確。
故選BD。
10. 某同學用如圖甲所示裝置研究帶電小球在重力場和電場中具有的勢能（重力勢能、電勢能之和）的情況。兩個帶同種電荷的小球1、2放在豎直放置的絕緣圓筒中，1固定在圓筒底部，2從靠近1位置處釋放，測出2的位置和速度，利用能量守恒可以得到勢能圖像。圖乙中I圖線是小球2的圖像，II圖線是計算機擬合的圖線I的漸近線，實驗中一切摩擦可忽略，小球的電荷量不會發(fā)生變化，，則小球2（ ）
A. 上升過程中速度先變大后變小
B. 上升過程中動能一直變大
C. 質(zhì)量為
D. 從處運動至處電勢能減少
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB．上升過程系統(tǒng)能量守恒
結(jié)合圖像可知，上升過程中勢能先變小后變大，因此，小球2的動能先變大后變小，速度也先變大后變小，故B錯誤，A正確；
C．根據(jù)庫侖定律
可知，當時，，系統(tǒng)勢能的變化量主要取決于重力做功
即
由此可知小球2的重力等于圖中漸近線的斜率，結(jié)合圖像可知N=5N
解得
故C錯誤；
D．從處運動至過程中，根據(jù)系統(tǒng)能量守恒J
根據(jù)動能定理可得
又因為J
解得J
從處運動至過程中，電場力做的正功，電勢能減少0.3J，故D正確。
故選AD。
第II卷（非選擇題共54分）
二、非選擇題（共5小題，計54分）
11. 用如圖（a）所示的實驗裝置來探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關系。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球做勻速圓周運動。擋板對球的支持力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。長槽的A、B處和短槽的處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為，圖（a）中左右兩側(cè)的變速輪塔從上到下都有三層，每層左右半徑之比分別為和，傳送皮帶從上到下一共有三種放置方式，如圖（b）所示。為了研究向心力大小與質(zhì)量之間的關系，一個實驗小組按照控制變量法的要求完成下列操作。
（1）選用質(zhì)量不相等的鋼球和鋁球?qū)φ昭芯?，所選的兩個球體積大小應該___________（選填“相同”或“不同”）；
（2）將選好鋁球放到短槽處，鋼球應該放在長槽___________（選填“”或“”）處；
（3）這時應該調(diào)整皮帶，將其按照圖（b）中第___________層組裝變速輪塔；
（4）在某次實驗中，正確組裝了實驗裝置，轉(zhuǎn)動手柄，當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，觀察到左右兩標尺露出的格子數(shù)如圖（c）所示，若鐵的密度為，鋁的密度為，兩球均為實心球體，據(jù)此粗略得出小球做圓周運動的向心力應該和小球的質(zhì)量滿足關系是___________。
【答案】（1）相同 （2）A
（3）一 （4）
【解析】
【小問1詳解】
選用質(zhì)量不相等的鋼球和鋁球?qū)φ昭芯?，所選的兩個球半徑應該相等，即體積大小應該相同；
【小問2詳解】
實驗研究F與m的關系，則應該保持轉(zhuǎn)動半徑相等，即將選好的鋁球放到短槽處，鋼球應該放在長槽處；
【小問3詳解】
實驗研究F與m的關系，應該保持角速度相等，即將其按照圖（b）中第一層組裝變速輪塔；
【小問4詳解】
由標尺可知左右兩邊小球的向心力之比為3:1；因鐵球和鋁球體積相等，密度之比約為3:1，則質(zhì)量之比約為3:1，可知據(jù)此粗略得出小球做圓周運動的向心力應該和小球的質(zhì)量滿足關系是。
12. 某同學測量一種金屬絲的電阻率。
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑。當把細金屬絲放到測砧和測微螺桿間后，應該先調(diào)節(jié)___________將金屬絲輕輕夾住，再調(diào)節(jié)___________，當聽到“卡、卡、卡”的聲音以后，說明被測物體被加緊了，這時為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應先旋緊的部件為___________。（均選填“”“”或“”）
（2）一小組同學利用伏安法測阻值約為幾歐的金屬絲的電阻。實驗所用器材為：電池組（電動勢，內(nèi)阻約）、電流表（內(nèi)阻約為）、電壓表（內(nèi)阻約為）、滑動變阻器，額定電流）、開關、導線若干。正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：
①由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量時，采用了圖甲中的___________圖（選填圖下的字母）。
②圖乙是測量的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片置于變阻器的一端。請根據(jù)①所選的電路圖，補充完成圖乙中的實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于燒壞___________。
【答案】（1） ①. B ②. C ③. A
（2） ①. D ②.
【解析】
【小問1詳解】
[1][2][3]當把細金屬絲放到測砧和測微螺桿間后，應該先調(diào)節(jié)B將金屬絲輕輕夾住，再調(diào)節(jié)C，當聽到“卡、卡、卡”的聲音以后，說明被測物體被加緊了，這時為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應先旋緊的部件為A。
【小問2詳解】
[1]由記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻約5Ω。如果采用限流，最小電流為
圖表可知最小電流為0.020A，故滑動變阻器采用分壓式接法，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可有
故電流表采用外接法，綜合可知D選項電路圖符合題意。
故選D。
[2]根據(jù)D選項的電路圖，為了閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于燒壞，則滑動變阻器接入電路阻值應最大，故實物圖連接如下
13. 十七、十八世紀相繼發(fā)現(xiàn)的兩大物理規(guī)律：萬有引力定律和庫侖定律，兩個定律均表達簡潔內(nèi)容深邃，以驚人相似的表述形式呈現(xiàn)。天文學家發(fā)現(xiàn)銀河系中普遍存在著雙星系統(tǒng)，于是猜想在電荷之間可能存在著類雙星系統(tǒng)。已知兩個正負電荷在庫侖力作用下，圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為，兩電荷之間的距離為，質(zhì)量分別為和，求這個類雙星系統(tǒng)兩個正負電荷的電量乘積。（設靜電力常量為，忽略電荷間的萬有引力）
【答案】
【解析】
【詳解】設這個類雙星系統(tǒng)兩個正負電荷做圓周運動的半徑分別為，彼此間庫侖力提供各自所需向心力故
其中
解得
14. 如圖所示，斜面與一光滑水平面在點對接，與一粗糙水平面在點對接，質(zhì)量為的物塊甲（視為質(zhì)點）放置在光滑水平面上，質(zhì)量為的物塊乙（視為質(zhì)點）放置在點，現(xiàn)給甲物塊一個水平向左的沖量，甲、乙兩物塊發(fā)生彈性碰撞后，甲物塊的速度向右、大小為，乙物塊經(jīng)過一段時間后落到點。若讓乙從點以水平向左的速度拋出，乙將落到水平面上的點，乙與斜面和水平面的動摩擦因數(shù)相等，重力加速度為，，不計空氣阻力，求：
（1）甲、乙兩物塊碰撞后瞬間乙的速度大小及碰撞過程中乙物塊對甲物塊做的功；
（2）斜面的傾角以及兩點的連線與所在平面的夾角；
（3）若不考慮斜面與平面轉(zhuǎn)折處的能量損失，讓物塊乙從點靜止沿斜面下滑，到達點時停止運動，則物塊乙從到過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為多大？物塊乙與斜面和所在水平面的動摩擦因數(shù)為多少？
【答案】（1）；
（2）53°；
（3）；0.75
【解析】
【小問1詳解】
設碰前物塊甲的速度為v，二者發(fā)生彈性碰撞，則有
解得，
根據(jù)動能定理可知，碰撞過程中乙物塊對甲物塊做的功為
解得
【小問2詳解】
乙物塊經(jīng)過一段時間后落到點，根據(jù)平拋運動規(guī)律有，
斜面AB的傾角滿足
解得
若讓乙從點以水平向左的速度拋出，由于高度不變，則時間不變，有
兩點的連線與所在平面的夾角滿足
解得
【小問3詳解】
兩點的連線豎直高度為
根據(jù)功能關系可知
根據(jù)功能關系可知
解得
15. 如圖所示，在絕緣水平面上固定兩根光滑平行金屬導軌，左右兩側(cè)導軌處于豎直向上的磁場中，磁感應強度大小分別為和，導軌間距分別為和，已知導體棒的電阻為、長度為，導體棒的電阻為、長度為的質(zhì)量是的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為的輕質(zhì)絕緣彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為。釋放彈簧后兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。兩棒保持與導軌垂直并接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。求：
（1）導體棒的速率為時，導體棒的運動速率及回路的總電功率；
（2）彈簧伸展過程中流過導體棒的電流方向及彈簧釋放的整個過程中通過導體棒的電荷量。
【答案】（1），
（2）M指向N，
【解析】
【小問1詳解】
設任意時刻回路電流為I，則PQ受安培力
左手定則可知其方向向右；
MN受安培力
左手定則可知其方向向左，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，設PQ質(zhì)量為2m，則MN質(zhì)量為m，PQ速率為v時，則
解得導體棒的運動速率
此時電流中的電流
則此時回路的總電功率
聯(lián)立解得
【小問2詳解】
彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，導體棒MN中的電流方向由M指向N。兩棒最終停止時彈簧處于原長狀態(tài)，此時兩棒間距增加了5L，對雙棒，由動量守恒可得
整理得
可得
因為
可得則最終MN位置向右移動
PQ位置向左移動
則
因為
聯(lián)立解得
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
0.020
0.060
0160
0.220
0.340
0.460
0.520
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
150
1.70
2.30
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520