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2026届河北承德县第一中学高三下学期一模物理试题
1．如图所示，脱水状态下的滚筒洗衣机，其滚筒绕水平轴转动，漏水孔排出衣物水分，稳定阶段里湿衣物可视为在竖直平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．衣物通过最高点和最低点时线速度相同
B．衣物中的水滴在最低点时最容易发生离心现象，最容易被甩出
C．衣物在最高点受到的弹力一定大于重力
D．衣物从最高点运动到最低点过程中一直处于失重状态
2．一束复色光由两种单色光a、b组成，从玻璃射入空气中，入射角相同，产生的光路图如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃对b光的折射率较大
B．a光在玻璃中的速度较大
C．b光的频率较小
D．增大复色光的入射角，空气中b光可能先消失
3．在一次地震监测实验中，研究人员在一条长直隧道中布置了多个振动传感器，用以模拟和研究机械波的传播特性。图甲是t=0时刻沿隧道方向（x轴）的波形图，图乙是位于x=2m处的传感器P记录的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度为2m/s
C．从t=0到t=6s，质点P运动的路程为50cm
D．平衡位置在x=3m处的质点Q的简谐运动表达式为
4．在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A．电源左侧应为负极
B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0
C．普朗克常量
D．增大入射光的强度，金属的逸出功会减小
5．如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定在地面上，其上固定一垂直于斜面的挡板C，质量均为1kg的两滑块A和B通过轻质弹簧连接，弹簧劲度系数为30N/m，滑块B紧靠在挡板C上。现对A施加沿斜面向上的F=26N的力，使A由静止沿斜面向上运动，已知重力加速度g=，，，当B刚要离开挡板C时，下列说法正确的是（　　）
A．A发生的位移大小为0.2m
B．重力对A做的功为2.4J
C．若此时撤去力F，A的加速度大小为
D．A的速度大小为4m/s
6．在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．绳上的拉力大小为
B．滑轨对重物的支持力先增大后减小
C．绳上的拉力一直增大
D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值
7．我国“祝融二号”火星车完成表面探测后，计划搭乘轨道返回舱执行“火星样本返回”任务，轨道设计如下：返回舱从火星表面的着陆点启动反推发动机，先进入近火圆轨道Ⅰ，其轨道半径可认为等于火星半径r；在圆轨道Ⅰ稳定运行后，于轨道上的J点（近火点）启动推进器加速，进入椭圆转移轨道Ⅱ。返回舱沿轨道Ⅱ稳定运行后在远火点K进行第二次加速，进入火星中高圆轨道Ⅲ（距离火星表面高度为4r），此后返回舱在圆轨道Ⅲ上持续环绕火星运行，实时监测地球与火星的相对位置，为后续返回地球做好准备。已知火星表面的重力加速度为g0，返回舱在距火星中心距离为h时，其引力势能为（式中M为火星质量，G为引力常量，m0为返回舱质量），忽略返回舱质量变化和太阳引力干扰，下列说法不正确的是（　　）
A．返回舱在轨道Ⅱ上J点的速度大小为
B．返回舱在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上的运行周期之比为
C．返回舱从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅲ机械能增加了
D．返回舱在轨道Ⅱ上由J点运动至K点所需的时间为
8．已知在取无穷远处电势为零时，点电荷在空间某点的电势，式中Q为场源电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量。如图所示，点电荷甲电荷量为4Q（），点电荷乙电荷量为。以点电荷甲所处位置为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，乙点电荷位于处，取无穷远处电势为零，则下列x轴上电势φ与电场强度E随x坐标的变化曲线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．我国“东数西算”工程致力于实现数据算力的跨区域优化配置，某西部数据中心为提升供电稳定性，实现服务器负载状态可视化，采用了智能供电系统，其核心电路简化如图所示：理想自耦变压器左端接交流电源（电压有效值），为定值电阻，初始时开关S断开，滑片P置于线圈中间位置，副线圈电路中的智能负载电阻R3（对应服务器）处于半负载状态，并联的指示灯L正常发光。已知，服务器高负载时，半负载时，低负载时。电流表为理想交流电表，忽略导线电阻，不考虑电流变化对指示灯电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．仅将滑片P下移，电流表的示数减小
B．仅将服务器从半负载状态切换至低负载状态时，消耗的功率变小
C．仅将服务器从半负载状态切换至高负载状态时，指示灯L会变亮
D．仅将开关S闭合，R2两端电压为8.8V
10．如图所示，间距为L=1m的平行导轨由倾角（的倾斜段和水平段平滑连接而成，导轨足够长且电阻不计。质量为、电阻为的导体棒ab置于倾斜导轨上，与的距离为d=30m，导体棒ab恰好不下滑。水平轨道所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。质量为：、电阻为的导体棒cd静置于水平导轨上。足够长轻质绝缘细绳跨过光滑滑轮，一端连接导体棒cd的中点，另一端悬挂质量为M=0.3kg的物块P。在t=0时刻，由静止释放物块P。同时，在倾斜导轨区域施加一个随时间均匀增大的磁场，磁感应强度B（t）=0.1t，该磁场方向垂直导轨平面向上。T=10s时导体棒ab恰好不上滑。已知：，重力加速度。两导体棒与导轨间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．T=10s时，通过棒ab的电流方向为从a到b
B．T=10s时，棒cd运动的速度大小为3.6m/s
C．时间T内，通过棒ab的电荷量大小为27.0C
D．时间T内，棒cd移动的距离为21.0m
11．在物理学科文化节上，小明同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒并测量当地的重力加速度。查到了弹簧弹性势能的表达式为（k为劲度系数，x为弹簧的形变量），具体实验操作如下：
a.将弹簧的一端固定于地面，另一端A系上轻质细绳，细绳绕过定滑轮，拴接带有遮光条的物块B，测得物块B和遮光条的总质量为m，遮光条的宽度为d；
b.遮光条正下方安装可移动的光电门；
c.调节物块B的位置，使细绳恰好处于伸直状态，此时A、B在同一水平线上；
d.静止释放物块B，记录遮光条通过光电门的时间t以及释放物块B时遮光条到光电门的距离h（de.改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从同一位置静止释放，记录多组h和对应的时间t，作出图像，若在误差允许的范围内，图像为直线，即可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。
请回答下列问题：
（1）物块B经过光电门时的速度大小为　 　；
（2）小明作出的图像如图2所示，已知图像的纵截距为b，斜率的绝对值为则弹簧的劲度系数为　 　，当地的重力加速度为　 　；
（3）小明反复调节光电门的位置，发现释放物块B时，若遮光条到光电门的距离分别为和h2，则遮光条通过光电门的时间相等，根据机械能守恒定律可得，　 　。
12．太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，也常被称作光伏电池。当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压；若外接闭合回路，便会形成电流。这一过程在物理学中被称为太阳能光伏效应。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下：
a.按电路图乙连接好实验器材；
b.用光照强度为E0的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器滑片P，读出多组电压表、电流表的示数；
c.根据读出的电压表、电流表示数描绘出该电池的U-I图像。
（1）由图乙知，为了防止烧坏电源，实验开始前滑动变阻器滑片P应放在　 　（选填“a”或“b”）端；
（2）如图丙所示，曲线①与曲线②中，一条为依据实测电压、电流数据绘制的电池特性曲线，另一条为该电池出厂时的精确工作曲线，则根据实验数据绘制的曲线为　 　（选填“①”或“②”），与出厂精确工作曲线的误差来源于　 　；
（3）在光照强度为E0的情况下，通过图丙可得该电池电动势的真实值　 　V，将该电池与2000Ω的定值电阻连接，此时该电池内阻的真实值　 　Ω。（结果保留到小数点后一位）
13．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。
（1）求活塞质量m；
（2）求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h；
（3）若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。
14．如图所示，在Oxy平面直角坐标系的第二象限内，存在沿+y方向的匀强电场，在x>0区域内存在一圆形匀强磁场（未画出）。一带负电粒子质量为m，电荷量为-q（q>0），从A点以速度v0沿与+x方向成夹角进入第二象限，带电粒子达到y轴上的B点时，速度沿+x方向，在第一象限中，带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，此时速度与+x方向夹角为。已知O、A两点之间的距离为2L，O、C两点之间的距离为3L。不计粒子重力，试求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）符合条件的匀强磁场的最小面积；
（3）在符合第（2）问条件下，带电粒子从A点运动到C点的总时间t。
15．如图所示，某固定装置由半径R=2.5m、圆心角的光滑圆弧槽，光滑水平凹槽及长，倾角θ=53°的粗糙斜面组成，整个装置处于同一竖直平面内。凹槽中有一长木板（上表面与凹槽边缘等高），长木板左端与凹槽左端接触，圆弧槽末端切线水平，一小物块（可看作质点）置于圆弧槽最左端。以凹槽右端点O为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系xOy。现将小物块从圆弧槽最左端由静止释放，小物块经过圆弧槽底端冲上木板。小物块滑上木板的同时，木板在外界控制下运动，其速度v与位移之间满足（单位均为国际制单位），木板前进1m时撤去控制装置，最终物块和木板同时并以相同速度到达凹槽右端。小物块冲上斜面瞬间无动能损失，小物块在斜面上运动时始终受到一水平向右、大小为的恒力作用。小物块飞出斜面后，受到另一恒力作用，物块再经过2s的时间恰好回到y轴，且刚好到达与斜面上端等高的位置。小物块与木板的质量均为m=1kg，小物块与长木板间的动摩擦因数为，与斜面间的动摩擦因数与其所处位置的横坐标的关系为（单位均为国际制单位），重力加速度为，，取。
（1）求小物块滑到圆弧槽底端时对圆弧槽的压力大小；
（2）求木板的长度；
（3）求F1的方向与y轴正方向夹角的正切值。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】超重与失重；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．线速度属于矢量，衣物做匀速圆周运动，在最高点与最低点处线速度大小一致，但运动方向互不相同，因此两处线速度并不相同，故A错误；
B．对于衣物中的水滴，匀速圆周运动的角速度恒定，所需向心力大小为；在最低点时，由受力关系可得，解得筒壁对水滴的支持力，该力大于最高点处的支持力。此时水滴需要的附着力更大，更容易超出水的附着力，发生离心现象被甩出，故B正确；
C．衣物运动至最高点时，合力指向圆心竖直向下，满足，变形得。
由此可知弹力可以小于重力，甚至能够减小为零，因此弹力并非一定大于重力，故C错误；
D．衣物做匀速圆周运动，向心加速度始终指向圆心；从最高点运动到最低点的过程中，前半段向心加速度存在竖直向下的分量，衣物处于失重状态；后半段向心加速度存在竖直向上的分量，衣物处于超重状态，因此衣物并非全程失重，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A：线速度是矢量，需同时考虑大小与方向；
B：对比最高点与最低点的受力情况，分析水滴离心的难易程度；
C：由最高点向心力公式，分析弹力与重力的大小关系；
D：根据向心加速度的竖直分量，判断超重、失重的状态变化。
2．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角，两种光的入射角相同，b光对应的折射角更小，结合折射定律能够推出玻璃对b光的折射率更小，故A错误；
B．玻璃对b光的折射率偏小，依据可以判断，b光在玻璃介质中的传播速度更大，故B错误；
C．光的折射率和频率正相关，折射率越小对应光的频率越低；已知玻璃对b光折射率更小，因此b光的频率更低，故C正确；
D．增大复色光的入射角，由临界角公式可知，折射率越大临界角越小；a光折射率更大、临界角更小，因此a光会率先发生全反射从空气中消失，故D错误。
故答案为：C。
【分析】A：根据折射角大小，比较两种光的折射率；
B：利用折射率与光速的关系，判断光在介质中的传播速度；
C：折射率越大，光的频率越高；
D：折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。
3．【答案】D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由乙图振动图像可知，时刻质点沿轴负方向振动，结合甲图波形图，利用上下坡法能够判断该波沿轴负方向传播，故A错误；
B．由甲图可读出波长、振幅；由乙图可读出质点振动周期，则角频率；根据波速公式可得，故B错误；
C．从至，所用时间；质点完成一个周期的运动路程为，因此总路程为，故C错误；
D．时刻质点处于波谷位置，即，设其简谐运动表达式为
代入、，可得，解得，因此质点的振动表达式为，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：结合振动图像判断质点起振方向，再判断波的传播方向；
B：读取波长与周期，计算波速大小；
C：根据时间与周期的倍数关系，计算质点运动总路程；
D：结合初始位置，求解简谐运动的初相位，写出振动表达式。
4．【答案】B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】结合光电效应方程，以及遏止电压与最大初动能的关系，
联立整理可得，该式为图像的函数表达式，对应图像斜率为，纵轴截距为。
A．测量遏止电压时，需要给光电管施加反向电压，使阴极K电势高于阳极A电势，从而阻碍光电子运动。因此电源右侧应为负极、左侧为正极，故A错误；
B．由图像可知该金属的截止频率为，则金属逸出功；结合图像，当时，当时，代入函数式可得，即；当入射光频率时，光电子最大初动能，故B正确；
C．由，可推导出普朗克常量，故C错误；
D．金属的逸出功由金属自身固有属性决定，不会随入射光的频率、光照强度发生改变，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A：遏止电压需要加反向电压，判断电源极性；
B：结合截止频率、逸出功，利用光电效应方程求解最大初动能；
C：根据图像截距关系，推导普朗克常量；
D：逸出功由金属本身决定，与入射光条件无关。
5．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．初始状态滑块A静止，弹簧处于压缩状态，由受力平衡可得
代入数据解得，当滑块B刚要离开挡板C时，挡板对B的弹力为零，弹簧处于伸长状态，对B受力分析有，解得，因此滑块A的位移大小为，故A错误；
B．重力对A做的功，故B错误；
C．此时撤去外力，对滑块A受力分析，A受到重力、斜面支持力以及弹簧沿斜面向下的拉力，由牛顿第二定律可得，代入数据解得，故C错误；
D．从开始运动到B刚要离开挡板C的过程中，弹簧初始压缩量与末伸长量相等，弹性势能变化量为0，弹簧弹力做功为0。根据动能定理可得，代入数据解得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：分别求出弹簧初始压缩量和末伸长量，相加得到A的位移；
B：重力做功公式结合位移、倾角，计算重力做功；
C：撤去F后，结合牛顿第二定律求解加速度；
D：弹簧弹性势能变化为零，利用动能定理求解A的速度。
6．【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．由滑轨水平跨度与竖直高度可算出滑轨倾角
对重物受力分析，将力沿滑轨、垂直滑轨方向分解，沿滑轨方向满足
垂直滑轨方向满足，联立整理可得，故A错误；
B．将拉力代入垂直方向受力式，化简得到，重物上滑过程中持续增大，随之增大，不断减小，因此支持力一直减小，故B错误；
CD．利用辅助角公式对拉力表达式的分母变形：
则拉力，当即时，拉力取得最小值；
重物上升时从开始增大，因此拉力先减小、后增大，并非一直增大，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】A：正交分解受力，联立推导绳上拉力表达式；
B：推导支持力表达式，结合角度变化判断支持力变化趋势；
CD：利用辅助角公式化简拉力，分析拉力随角度的变化规律，确定拉力最小值条件。
7．【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．在火星表面满足，可得；
轨道Ⅰ半径，轨道Ⅲ半径，椭圆轨道Ⅱ的半长轴。
对椭圆轨道Ⅱ的J、K点，由角动量守恒有，得；
再由机械能守恒，
代入与，解得，故A正确；
B．根据开普勒第三定律，代入、，解得，故B正确；
C．圆轨道的机械能满足，
轨道Ⅰ机械能，
轨道Ⅲ机械能，
机械能增量，故C错误；
D．对轨道Ⅲ，由万有引力提供向心力，解得；
结合B中周期关系，可得；
J到K为半个椭圆周期，对应时间，故D正确。
故答案为：C。
【分析】A：利用火星表面黄金代换、角动量守恒与机械能守恒联立求解近火点速度；
B：直接应用开普勒第三定律求解两轨道周期之比；
C：推导圆轨道机械能表达式，计算两轨道机械能变化量；
D：先求圆轨道Ⅲ周期，再由周期比得到椭圆轨道周期，取半周期得到J到K的运动时间。
8．【答案】A,C
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】AB．电势属于标量，空间总电势为两个点电荷的电势直接叠加，可得，
当无限趋近于时，正点电荷贡献的电势占主导，总电势趋近于正无穷；当无限趋近于时，负点电荷贡献的电势占主导，总电势趋近于负无穷，A正确，B错误；
CD．在区间内，两处点电荷产生的电场强度方向均沿轴正方向，合场强始终为正值；越靠近两个点电荷，场强数值越大，在区间内某一位置场强存在最小值
在右侧区域，正电荷产生的场强沿轴正方向，负电荷产生的场强沿轴负方向；设场强为零的位置坐标为，由场强叠加可得，解得，因此在之间，合场强方向沿轴负方向，后场强沿轴正方向，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】AB：利用电势标量叠加原理，分析靠近两电荷处的电势极限情况；
CD：利用场强矢量叠加，先判断区间内场强方向，再求解场强为零的位置，分析场强变化规律。
9．【答案】B,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．断开开关，等效电阻，若仅将滑片P下移，原副线圈匝数比变小，等效电阻变小，电流表示数变大，故A错误；
B．仅将服务器从半负载状态切换至低负载状态时，变大，等效电阻变大，原线圈电流变小，消耗的功率变小，故B正确；
C．仅将服务器从半负载状态切换至高负载状态时，变小，其与指示灯并联电阻变小，使得指示灯所分电压变小，指示灯应变暗，故C错误；
D．仅将开关S闭合，可根据等效电阻计算公式，计算得到，等效电阻与并联电阻为，原线圈电压，副线圈电压，，两端电压为8.8V，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】A：利用变压器等效电阻法，判断匝数变化对原线圈电流的影响；
B：负载电阻变化改变等效电阻，结合功率公式判断功率变化；
C：负载电阻减小，并联部分分压减小，指示灯变暗；
D：依次计算等效电阻、原副线圈电压、回路电流，求出两端电压。
10．【答案】C,D
【知识点】动量定理；右手定则；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．倾斜导轨区域磁场垂直导轨平面向上，且磁感应强度随时间均匀增大，穿过回路的磁通量增大。根据楞次定律，感应电流产生的磁场垂直导轨平面向下，再由右手螺旋定则可判断，导体棒ab中电流方向为b指向a，故A错误；
B．初始时刻导体棒ab恰好不下滑，沿斜面受力平衡，满足，解得动摩擦因数。时，，ab恰好不上滑，沿斜面受力平衡：，代入数据解得回路电流。回路总电动势由感生电动势与动生电动势叠加：，总电阻。由，代入数据解得，故B错误；
C．对导体棒cd与物块P组成的整体，由动量定理：，
代入已知数据，解得通过导体棒ab的电荷量，故C正确；
D．回路总磁通量变化，电荷量满足，代入、、、、，解得cd移动的距离，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】A：利用楞次定律与右手螺旋定则，判断感应电流方向；
B：先求动摩擦因数，结合受力平衡求电流，再由法拉第电磁感应定律求解cd的速度；
C：对cd和物块整体应用动量定理，求解回路电荷量；
D：结合磁通量变化与电荷量公式，求解cd的位移。
11．【答案】（1）
（2）；
（3）
【知识点】弹性势能；验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为d，小物块经过光电门时的速度大小为
故答案为：
（2）小物块下降距离为，小物块和弹簧整体的机械能守恒
又知，联立解得，已知图像的斜率的绝对值为，纵截距为b，故，，解得，
故答案为：；
（3）小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
联立解得，所以
故答案为：
【分析】(1) 利用极短时间平均速度近似瞬时速度，由遮光条宽度与通过时间求物块速度；
(2) 对弹簧 物块系统列机械能守恒方程，结合速度公式整理出函数式，由图像斜率、截距求解劲度系数与重力加速度；
(3) 两次下落对应机械能守恒，时间相等即速度相等，联立方程化简求。
（1） 遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为d，小物块经过光电门时的速度大小为
（2）[1][2]小物块下降距离为，小物块和弹簧整体的机械能守恒
又知
联立解得
已知图像的斜率的绝对值为，纵截距为b，故，
解得，
（3） 小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
联立解得
所以
12．【答案】（1）b
（2）①；电流表分压
（3）26.0；888.9
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在b端。
故答案为：b
（2）本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的U更小，因此实验绘制曲线为下方的①，误差来源于电流表的分压。
故答案为：①；电流表分压
（3）电源电动势的真实值等于开路电压（时的电压），由真实曲线②可知，时，
当外接定值电阻时，满足
若单位为，则（单位），作该电阻的线与曲线②相交，可得工作点约为，
由闭合电路欧姆定律得
故答案为：26.0；888.9
【分析】(1) 闭合电路实验，为保护电源，开关闭合前滑动变阻器接入阻值应调至最大；
(2) 电路为电流表内接，电流表分压使测得路端电压偏小，据此判断实验曲线及误差来源；
(3) 电源电动势等于开路电压；结合闭合电路欧姆定律，由定值电阻 U I 图线与真实电源特性曲线交点，求解电源内阻。
（1）实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在b端。
（2）本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的U更小，因此实验绘制曲线为下方的①，误差来源于电流表的分压。
（3）[1]电源电动势的真实值等于开路电压（时的电压），由真实曲线②可知，时，
[2]当外接定值电阻时，满足
若单位为，则（单位），作该电阻的线与曲线②相交，可得工作点约为，
由闭合电路欧姆定律得
13．【答案】（1）解：由题意知，初始状态，
活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律
解得，此时活塞受力平衡有
代入数据，解得
（2）解：由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律
代入数据得
（3）解：由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有
解得
由热力学第一定律
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1) 第一阶段气体等容变化，由查理定律求出活塞刚离开限位装置时的压强，再由活塞受力平衡求活塞质量；
(2) 第二阶段气体等压变化，由盖 吕萨克定律求气柱初始高度；
(3) 等容过程气体不做功，等压过程气体对外做功，结合热力学第一定律求气体吸收的热量。
（1）由题意知，初始状态，
活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律
解得，此时活塞受力平衡有
代入数据，解得
（2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律
代入数据得
（3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有
解得
由热力学第一定律
解得
14．【答案】（1）解：将粒子的初速度分解得
所以粒子在第二象限的运动时间
又因为粒子受到电场力其加速度为 ，带电粒子运动到y轴上的B点时，速度沿+x方向，所以
解得
（2）解：因为电场，所以B点纵坐标
解得B点坐标为
因为带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，速度与+x方向夹角为，所以粒子运动轨迹的圆心必然在以C点为端点，方向与-x方向夹角为的射线上。且该圆心到直线 的距离等于到C点的距离，所以有几何关系
解得
所以带电粒子的运动轨迹是以 为圆心，半径为 的一段圆弧。
所以该匀强磁场应该包含点与C点，其最小面积就是以该两点的连线为直径的圆的面积
（3）解：将带电粒子从A点运动到C点的总运动时间t分为三部分。
第一部分为从A点运动到B点所用时间
第二部分为从B点到抵达磁场的边界所用时间
第三部分为带电粒子在磁场中运动的时间
所以总运动时间
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 粒子在第二象限做类平抛运动，分解初速度，水平方向匀速、竖直方向匀减速到零，结合运动学公式求电场强度；
(2) 先求B点坐标，结合磁场中圆周运动几何关系得轨迹半径，最小磁场为轨迹弦为直径的圆，求最小面积；
(3) 总时间分为电场中类平抛、第一象限匀速直线、磁场中圆周运动三段，分别求时间再求和。
（1）将粒子的初速度分解得
所以粒子在第二象限的运动时间
又因为粒子受到电场力其加速度为 ，带电粒子运动到y轴上的B点时，速度沿+x方向，所以
解得
（2）因为电场，所以B点纵坐标
解得B点坐标为
因为带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，速度与+x方向夹角为，所以粒子运动轨迹的圆心必然在以C点为端点，方向与-x方向夹角为的射线上。且该圆心到直线 的距离等于到C点的距离，所以有几何关系
解得
所以带电粒子的运动轨迹是以 为圆心，半径为 的一段圆弧。
所以该匀强磁场应该包含点与C点，其最小面积就是以该两点的连线为直径的圆的面积
（3）将带电粒子从A点运动到C点的总运动时间t分为三部分。
第一部分为从A点运动到B点所用时间
第二部分为从B点到抵达磁场的边界所用时间
第三部分为带电粒子在磁场中运动的时间
所以总运动时间
15．【答案】（1）解：小物块从圆弧槽最左端滑到最低点，由机械能守恒定律得
解得
在最低点，由向心力公式得
代入数据可得
由牛顿第三定律，物块对圆弧槽的压力大小为
（2）解：已知木板速度与位移满足
当时
当时
由题意可知
图像围成的面积为模板运动的时间，可得控制装置作用的时间为
设此过程物块一直减速，对物块用动能定理得
解得，假设成立
物块的位移为
相对位移为
撤去控制后，木板与物块的系统动量守恒
解得
由能量守恒可知
相对位移大小
木板长度
（3）解：物块在斜面上受到的支持力为
由此可得物块在斜面上受到的摩擦力为，随均匀变化
物块在斜面上运动时，由动能定理得
解得
分解速度，水平分量
竖直分量
从物块飞出斜面至回到y轴，竖直方向有
水平方向有
解得，
则的方向与y轴正方向夹角的正切值
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】(1) 小物块沿光滑圆弧下滑，由机械能守恒求底端速度；再用向心力公式求支持力，结合牛顿第三定律得压力；
(2) 木板受外界控制时由求速度规律与运动时间，撤去控制后动量守恒+能量守恒，分两段求相对位移，相加得木板长度；
(3) 斜面上摩擦力随位移线性变化，由动能定理求物块飞出斜面速度；分解速度后，结合抛体运动规律求加速度分量，由牛顿第二定律求恒力方向正切值。
（1）小物块从圆弧槽最左端滑到最低点，由机械能守恒定律得
解得
在最低点，由向心力公式得
代入数据可得
由牛顿第三定律，物块对圆弧槽的压力大小为
（2）已知木板速度与位移满足
当时
当时
由题意可知
图像围成的面积为模板运动的时间，可得控制装置作用的时间为
设此过程物块一直减速，对物块用动能定理得
解得，假设成立
物块的位移为
相对位移为
撤去控制后，木板与物块的系统动量守恒
解得
由能量守恒可知
相对位移大小
木板长度
（3）物块在斜面上受到的支持力为
由此可得物块在斜面上受到的摩擦力为，随均匀变化
物块在斜面上运动时，由动能定理得
解得
分解速度，水平分量
竖直分量
从物块飞出斜面至回到y轴，竖直方向有
水平方向有
解得，
则的方向与y轴正方向夹角的正切值
1 / 12026届河北承德县第一中学高三下学期一模物理试题
1．如图所示，脱水状态下的滚筒洗衣机，其滚筒绕水平轴转动，漏水孔排出衣物水分，稳定阶段里湿衣物可视为在竖直平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．衣物通过最高点和最低点时线速度相同
B．衣物中的水滴在最低点时最容易发生离心现象，最容易被甩出
C．衣物在最高点受到的弹力一定大于重力
D．衣物从最高点运动到最低点过程中一直处于失重状态
【答案】B
【知识点】超重与失重；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．线速度属于矢量，衣物做匀速圆周运动，在最高点与最低点处线速度大小一致，但运动方向互不相同，因此两处线速度并不相同，故A错误；
B．对于衣物中的水滴，匀速圆周运动的角速度恒定，所需向心力大小为；在最低点时，由受力关系可得，解得筒壁对水滴的支持力，该力大于最高点处的支持力。此时水滴需要的附着力更大，更容易超出水的附着力，发生离心现象被甩出，故B正确；
C．衣物运动至最高点时，合力指向圆心竖直向下，满足，变形得。
由此可知弹力可以小于重力，甚至能够减小为零，因此弹力并非一定大于重力，故C错误；
D．衣物做匀速圆周运动，向心加速度始终指向圆心；从最高点运动到最低点的过程中，前半段向心加速度存在竖直向下的分量，衣物处于失重状态；后半段向心加速度存在竖直向上的分量，衣物处于超重状态，因此衣物并非全程失重，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A：线速度是矢量，需同时考虑大小与方向；
B：对比最高点与最低点的受力情况，分析水滴离心的难易程度；
C：由最高点向心力公式，分析弹力与重力的大小关系；
D：根据向心加速度的竖直分量，判断超重、失重的状态变化。
2．一束复色光由两种单色光a、b组成，从玻璃射入空气中，入射角相同，产生的光路图如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃对b光的折射率较大
B．a光在玻璃中的速度较大
C．b光的频率较小
D．增大复色光的入射角，空气中b光可能先消失
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．光从玻璃斜射入空气时折射角大于入射角，两种光的入射角相同，b光对应的折射角更小，结合折射定律能够推出玻璃对b光的折射率更小，故A错误；
B．玻璃对b光的折射率偏小，依据可以判断，b光在玻璃介质中的传播速度更大，故B错误；
C．光的折射率和频率正相关，折射率越小对应光的频率越低；已知玻璃对b光折射率更小，因此b光的频率更低，故C正确；
D．增大复色光的入射角，由临界角公式可知，折射率越大临界角越小；a光折射率更大、临界角更小，因此a光会率先发生全反射从空气中消失，故D错误。
故答案为：C。
【分析】A：根据折射角大小，比较两种光的折射率；
B：利用折射率与光速的关系，判断光在介质中的传播速度；
C：折射率越大，光的频率越高；
D：折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射。
3．在一次地震监测实验中，研究人员在一条长直隧道中布置了多个振动传感器，用以模拟和研究机械波的传播特性。图甲是t=0时刻沿隧道方向（x轴）的波形图，图乙是位于x=2m处的传感器P记录的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度为2m/s
C．从t=0到t=6s，质点P运动的路程为50cm
D．平衡位置在x=3m处的质点Q的简谐运动表达式为
【答案】D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由乙图振动图像可知，时刻质点沿轴负方向振动，结合甲图波形图，利用上下坡法能够判断该波沿轴负方向传播，故A错误；
B．由甲图可读出波长、振幅；由乙图可读出质点振动周期，则角频率；根据波速公式可得，故B错误；
C．从至，所用时间；质点完成一个周期的运动路程为，因此总路程为，故C错误；
D．时刻质点处于波谷位置，即，设其简谐运动表达式为
代入、，可得，解得，因此质点的振动表达式为，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：结合振动图像判断质点起振方向，再判断波的传播方向；
B：读取波长与周期，计算波速大小；
C：根据时间与周期的倍数关系，计算质点运动总路程；
D：结合初始位置，求解简谐运动的初相位，写出振动表达式。
4．在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A．电源左侧应为负极
B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0
C．普朗克常量
D．增大入射光的强度，金属的逸出功会减小
【答案】B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】结合光电效应方程，以及遏止电压与最大初动能的关系，
联立整理可得，该式为图像的函数表达式，对应图像斜率为，纵轴截距为。
A．测量遏止电压时，需要给光电管施加反向电压，使阴极K电势高于阳极A电势，从而阻碍光电子运动。因此电源右侧应为负极、左侧为正极，故A错误；
B．由图像可知该金属的截止频率为，则金属逸出功；结合图像，当时，当时，代入函数式可得，即；当入射光频率时，光电子最大初动能，故B正确；
C．由，可推导出普朗克常量，故C错误；
D．金属的逸出功由金属自身固有属性决定，不会随入射光的频率、光照强度发生改变，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A：遏止电压需要加反向电压，判断电源极性；
B：结合截止频率、逸出功，利用光电效应方程求解最大初动能；
C：根据图像截距关系，推导普朗克常量；
D：逸出功由金属本身决定，与入射光条件无关。
5．如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定在地面上，其上固定一垂直于斜面的挡板C，质量均为1kg的两滑块A和B通过轻质弹簧连接，弹簧劲度系数为30N/m，滑块B紧靠在挡板C上。现对A施加沿斜面向上的F=26N的力，使A由静止沿斜面向上运动，已知重力加速度g=，，，当B刚要离开挡板C时，下列说法正确的是（　　）
A．A发生的位移大小为0.2m
B．重力对A做的功为2.4J
C．若此时撤去力F，A的加速度大小为
D．A的速度大小为4m/s
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．初始状态滑块A静止，弹簧处于压缩状态，由受力平衡可得
代入数据解得，当滑块B刚要离开挡板C时，挡板对B的弹力为零，弹簧处于伸长状态，对B受力分析有，解得，因此滑块A的位移大小为，故A错误；
B．重力对A做的功，故B错误；
C．此时撤去外力，对滑块A受力分析，A受到重力、斜面支持力以及弹簧沿斜面向下的拉力，由牛顿第二定律可得，代入数据解得，故C错误；
D．从开始运动到B刚要离开挡板C的过程中，弹簧初始压缩量与末伸长量相等，弹性势能变化量为0，弹簧弹力做功为0。根据动能定理可得，代入数据解得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：分别求出弹簧初始压缩量和末伸长量，相加得到A的位移；
B：重力做功公式结合位移、倾角，计算重力做功；
C：撤去F后，结合牛顿第二定律求解加速度；
D：弹簧弹性势能变化为零，利用动能定理求解A的速度。
6．在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．绳上的拉力大小为
B．滑轨对重物的支持力先增大后减小
C．绳上的拉力一直增大
D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值
【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．由滑轨水平跨度与竖直高度可算出滑轨倾角
对重物受力分析，将力沿滑轨、垂直滑轨方向分解，沿滑轨方向满足
垂直滑轨方向满足，联立整理可得，故A错误；
B．将拉力代入垂直方向受力式，化简得到，重物上滑过程中持续增大，随之增大，不断减小，因此支持力一直减小，故B错误；
CD．利用辅助角公式对拉力表达式的分母变形：
则拉力，当即时，拉力取得最小值；
重物上升时从开始增大，因此拉力先减小、后增大，并非一直增大，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】A：正交分解受力，联立推导绳上拉力表达式；
B：推导支持力表达式，结合角度变化判断支持力变化趋势；
CD：利用辅助角公式化简拉力，分析拉力随角度的变化规律，确定拉力最小值条件。
7．我国“祝融二号”火星车完成表面探测后，计划搭乘轨道返回舱执行“火星样本返回”任务，轨道设计如下：返回舱从火星表面的着陆点启动反推发动机，先进入近火圆轨道Ⅰ，其轨道半径可认为等于火星半径r；在圆轨道Ⅰ稳定运行后，于轨道上的J点（近火点）启动推进器加速，进入椭圆转移轨道Ⅱ。返回舱沿轨道Ⅱ稳定运行后在远火点K进行第二次加速，进入火星中高圆轨道Ⅲ（距离火星表面高度为4r），此后返回舱在圆轨道Ⅲ上持续环绕火星运行，实时监测地球与火星的相对位置，为后续返回地球做好准备。已知火星表面的重力加速度为g0，返回舱在距火星中心距离为h时，其引力势能为（式中M为火星质量，G为引力常量，m0为返回舱质量），忽略返回舱质量变化和太阳引力干扰，下列说法不正确的是（　　）
A．返回舱在轨道Ⅱ上J点的速度大小为
B．返回舱在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上的运行周期之比为
C．返回舱从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅲ机械能增加了
D．返回舱在轨道Ⅱ上由J点运动至K点所需的时间为
【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．在火星表面满足，可得；
轨道Ⅰ半径，轨道Ⅲ半径，椭圆轨道Ⅱ的半长轴。
对椭圆轨道Ⅱ的J、K点，由角动量守恒有，得；
再由机械能守恒，
代入与，解得，故A正确；
B．根据开普勒第三定律，代入、，解得，故B正确；
C．圆轨道的机械能满足，
轨道Ⅰ机械能，
轨道Ⅲ机械能，
机械能增量，故C错误；
D．对轨道Ⅲ，由万有引力提供向心力，解得；
结合B中周期关系，可得；
J到K为半个椭圆周期，对应时间，故D正确。
故答案为：C。
【分析】A：利用火星表面黄金代换、角动量守恒与机械能守恒联立求解近火点速度；
B：直接应用开普勒第三定律求解两轨道周期之比；
C：推导圆轨道机械能表达式，计算两轨道机械能变化量；
D：先求圆轨道Ⅲ周期，再由周期比得到椭圆轨道周期，取半周期得到J到K的运动时间。
8．已知在取无穷远处电势为零时，点电荷在空间某点的电势，式中Q为场源电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量。如图所示，点电荷甲电荷量为4Q（），点电荷乙电荷量为。以点电荷甲所处位置为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，乙点电荷位于处，取无穷远处电势为零，则下列x轴上电势φ与电场强度E随x坐标的变化曲线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A,C
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】AB．电势属于标量，空间总电势为两个点电荷的电势直接叠加，可得，
当无限趋近于时，正点电荷贡献的电势占主导，总电势趋近于正无穷；当无限趋近于时，负点电荷贡献的电势占主导，总电势趋近于负无穷，A正确，B错误；
CD．在区间内，两处点电荷产生的电场强度方向均沿轴正方向，合场强始终为正值；越靠近两个点电荷，场强数值越大，在区间内某一位置场强存在最小值
在右侧区域，正电荷产生的场强沿轴正方向，负电荷产生的场强沿轴负方向；设场强为零的位置坐标为，由场强叠加可得，解得，因此在之间，合场强方向沿轴负方向，后场强沿轴正方向，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】AB：利用电势标量叠加原理，分析靠近两电荷处的电势极限情况；
CD：利用场强矢量叠加，先判断区间内场强方向，再求解场强为零的位置，分析场强变化规律。
9．我国“东数西算”工程致力于实现数据算力的跨区域优化配置，某西部数据中心为提升供电稳定性，实现服务器负载状态可视化，采用了智能供电系统，其核心电路简化如图所示：理想自耦变压器左端接交流电源（电压有效值），为定值电阻，初始时开关S断开，滑片P置于线圈中间位置，副线圈电路中的智能负载电阻R3（对应服务器）处于半负载状态，并联的指示灯L正常发光。已知，服务器高负载时，半负载时，低负载时。电流表为理想交流电表，忽略导线电阻，不考虑电流变化对指示灯电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．仅将滑片P下移，电流表的示数减小
B．仅将服务器从半负载状态切换至低负载状态时，消耗的功率变小
C．仅将服务器从半负载状态切换至高负载状态时，指示灯L会变亮
D．仅将开关S闭合，R2两端电压为8.8V
【答案】B,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．断开开关，等效电阻，若仅将滑片P下移，原副线圈匝数比变小，等效电阻变小，电流表示数变大，故A错误；
B．仅将服务器从半负载状态切换至低负载状态时，变大，等效电阻变大，原线圈电流变小，消耗的功率变小，故B正确；
C．仅将服务器从半负载状态切换至高负载状态时，变小，其与指示灯并联电阻变小，使得指示灯所分电压变小，指示灯应变暗，故C错误；
D．仅将开关S闭合，可根据等效电阻计算公式，计算得到，等效电阻与并联电阻为，原线圈电压，副线圈电压，，两端电压为8.8V，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】A：利用变压器等效电阻法，判断匝数变化对原线圈电流的影响；
B：负载电阻变化改变等效电阻，结合功率公式判断功率变化；
C：负载电阻减小，并联部分分压减小，指示灯变暗；
D：依次计算等效电阻、原副线圈电压、回路电流，求出两端电压。
10．如图所示，间距为L=1m的平行导轨由倾角（的倾斜段和水平段平滑连接而成，导轨足够长且电阻不计。质量为、电阻为的导体棒ab置于倾斜导轨上，与的距离为d=30m，导体棒ab恰好不下滑。水平轨道所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。质量为：、电阻为的导体棒cd静置于水平导轨上。足够长轻质绝缘细绳跨过光滑滑轮，一端连接导体棒cd的中点，另一端悬挂质量为M=0.3kg的物块P。在t=0时刻，由静止释放物块P。同时，在倾斜导轨区域施加一个随时间均匀增大的磁场，磁感应强度B（t）=0.1t，该磁场方向垂直导轨平面向上。T=10s时导体棒ab恰好不上滑。已知：，重力加速度。两导体棒与导轨间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．T=10s时，通过棒ab的电流方向为从a到b
B．T=10s时，棒cd运动的速度大小为3.6m/s
C．时间T内，通过棒ab的电荷量大小为27.0C
D．时间T内，棒cd移动的距离为21.0m
【答案】C,D
【知识点】动量定理；右手定则；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．倾斜导轨区域磁场垂直导轨平面向上，且磁感应强度随时间均匀增大，穿过回路的磁通量增大。根据楞次定律，感应电流产生的磁场垂直导轨平面向下，再由右手螺旋定则可判断，导体棒ab中电流方向为b指向a，故A错误；
B．初始时刻导体棒ab恰好不下滑，沿斜面受力平衡，满足，解得动摩擦因数。时，，ab恰好不上滑，沿斜面受力平衡：，代入数据解得回路电流。回路总电动势由感生电动势与动生电动势叠加：，总电阻。由，代入数据解得，故B错误；
C．对导体棒cd与物块P组成的整体，由动量定理：，
代入已知数据，解得通过导体棒ab的电荷量，故C正确；
D．回路总磁通量变化，电荷量满足，代入、、、、，解得cd移动的距离，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】A：利用楞次定律与右手螺旋定则，判断感应电流方向；
B：先求动摩擦因数，结合受力平衡求电流，再由法拉第电磁感应定律求解cd的速度；
C：对cd和物块整体应用动量定理，求解回路电荷量；
D：结合磁通量变化与电荷量公式，求解cd的位移。
11．在物理学科文化节上，小明同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒并测量当地的重力加速度。查到了弹簧弹性势能的表达式为（k为劲度系数，x为弹簧的形变量），具体实验操作如下：
a.将弹簧的一端固定于地面，另一端A系上轻质细绳，细绳绕过定滑轮，拴接带有遮光条的物块B，测得物块B和遮光条的总质量为m，遮光条的宽度为d；
b.遮光条正下方安装可移动的光电门；
c.调节物块B的位置，使细绳恰好处于伸直状态，此时A、B在同一水平线上；
d.静止释放物块B，记录遮光条通过光电门的时间t以及释放物块B时遮光条到光电门的距离h（de.改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从同一位置静止释放，记录多组h和对应的时间t，作出图像，若在误差允许的范围内，图像为直线，即可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。
请回答下列问题：
（1）物块B经过光电门时的速度大小为　 　；
（2）小明作出的图像如图2所示，已知图像的纵截距为b，斜率的绝对值为则弹簧的劲度系数为　 　，当地的重力加速度为　 　；
（3）小明反复调节光电门的位置，发现释放物块B时，若遮光条到光电门的距离分别为和h2，则遮光条通过光电门的时间相等，根据机械能守恒定律可得，　 　。
【答案】（1）
（2）；
（3）
【知识点】弹性势能；验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为d，小物块经过光电门时的速度大小为
故答案为：
（2）小物块下降距离为，小物块和弹簧整体的机械能守恒
又知，联立解得，已知图像的斜率的绝对值为，纵截距为b，故，，解得，
故答案为：；
（3）小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
联立解得，所以
故答案为：
【分析】(1) 利用极短时间平均速度近似瞬时速度，由遮光条宽度与通过时间求物块速度；
(2) 对弹簧 物块系统列机械能守恒方程，结合速度公式整理出函数式，由图像斜率、截距求解劲度系数与重力加速度；
(3) 两次下落对应机械能守恒，时间相等即速度相等，联立方程化简求。
（1） 遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为d，小物块经过光电门时的速度大小为
（2）[1][2]小物块下降距离为，小物块和弹簧整体的机械能守恒
又知
联立解得
已知图像的斜率的绝对值为，纵截距为b，故，
解得，
（3） 小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
小物块下降，小物块和弹簧整体的机械能守恒
联立解得
所以
12．太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，也常被称作光伏电池。当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压；若外接闭合回路，便会形成电流。这一过程在物理学中被称为太阳能光伏效应。某研究小组取了一片光伏电池板来探究其发电性能，设计了如图乙的实验电路。主要实验步骤如下：
a.按电路图乙连接好实验器材；
b.用光照强度为E0的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器滑片P，读出多组电压表、电流表的示数；
c.根据读出的电压表、电流表示数描绘出该电池的U-I图像。
（1）由图乙知，为了防止烧坏电源，实验开始前滑动变阻器滑片P应放在　 　（选填“a”或“b”）端；
（2）如图丙所示，曲线①与曲线②中，一条为依据实测电压、电流数据绘制的电池特性曲线，另一条为该电池出厂时的精确工作曲线，则根据实验数据绘制的曲线为　 　（选填“①”或“②”），与出厂精确工作曲线的误差来源于　 　；
（3）在光照强度为E0的情况下，通过图丙可得该电池电动势的真实值　 　V，将该电池与2000Ω的定值电阻连接，此时该电池内阻的真实值　 　Ω。（结果保留到小数点后一位）
【答案】（1）b
（2）①；电流表分压
（3）26.0；888.9
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在b端。
故答案为：b
（2）本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的U更小，因此实验绘制曲线为下方的①，误差来源于电流表的分压。
故答案为：①；电流表分压
（3）电源电动势的真实值等于开路电压（时的电压），由真实曲线②可知，时，
当外接定值电阻时，满足
若单位为，则（单位），作该电阻的线与曲线②相交，可得工作点约为，
由闭合电路欧姆定律得
故答案为：26.0；888.9
【分析】(1) 闭合电路实验，为保护电源，开关闭合前滑动变阻器接入阻值应调至最大；
(2) 电路为电流表内接，电流表分压使测得路端电压偏小，据此判断实验曲线及误差来源；
(3) 电源电动势等于开路电压；结合闭合电路欧姆定律，由定值电阻 U I 图线与真实电源特性曲线交点，求解电源内阻。
（1）实验开始前，需让滑动变阻器接入电路的阻值最大，使初始电流最小，保护电源。由图乙可知，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，因此滑片应放在b端。
（2）本电路中，电流表串联在干路，内阻会分压，电压表只测量了滑动变阻器两端的电压，因此测得的路端电压小于真实路端电压；相同电流下，测量得到的U更小，因此实验绘制曲线为下方的①，误差来源于电流表的分压。
（3）[1]电源电动势的真实值等于开路电压（时的电压），由真实曲线②可知，时，
[2]当外接定值电阻时，满足
若单位为，则（单位），作该电阻的线与曲线②相交，可得工作点约为，
由闭合电路欧姆定律得
13．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。
（1）求活塞质量m；
（2）求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h；
（3）若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。
【答案】（1）解：由题意知，初始状态，
活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律
解得，此时活塞受力平衡有
代入数据，解得
（2）解：由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律
代入数据得
（3）解：由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有
解得
由热力学第一定律
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1) 第一阶段气体等容变化，由查理定律求出活塞刚离开限位装置时的压强，再由活塞受力平衡求活塞质量；
(2) 第二阶段气体等压变化，由盖 吕萨克定律求气柱初始高度；
(3) 等容过程气体不做功，等压过程气体对外做功，结合热力学第一定律求气体吸收的热量。
（1）由题意知，初始状态，
活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律
解得，此时活塞受力平衡有
代入数据，解得
（2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律
代入数据得
（3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有
解得
由热力学第一定律
解得
14．如图所示，在Oxy平面直角坐标系的第二象限内，存在沿+y方向的匀强电场，在x>0区域内存在一圆形匀强磁场（未画出）。一带负电粒子质量为m，电荷量为-q（q>0），从A点以速度v0沿与+x方向成夹角进入第二象限，带电粒子达到y轴上的B点时，速度沿+x方向，在第一象限中，带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，此时速度与+x方向夹角为。已知O、A两点之间的距离为2L，O、C两点之间的距离为3L。不计粒子重力，试求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）符合条件的匀强磁场的最小面积；
（3）在符合第（2）问条件下，带电粒子从A点运动到C点的总时间t。
【答案】（1）解：将粒子的初速度分解得
所以粒子在第二象限的运动时间
又因为粒子受到电场力其加速度为 ，带电粒子运动到y轴上的B点时，速度沿+x方向，所以
解得
（2）解：因为电场，所以B点纵坐标
解得B点坐标为
因为带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，速度与+x方向夹角为，所以粒子运动轨迹的圆心必然在以C点为端点，方向与-x方向夹角为的射线上。且该圆心到直线 的距离等于到C点的距离，所以有几何关系
解得
所以带电粒子的运动轨迹是以 为圆心，半径为 的一段圆弧。
所以该匀强磁场应该包含点与C点，其最小面积就是以该两点的连线为直径的圆的面积
（3）解：将带电粒子从A点运动到C点的总运动时间t分为三部分。
第一部分为从A点运动到B点所用时间
第二部分为从B点到抵达磁场的边界所用时间
第三部分为带电粒子在磁场中运动的时间
所以总运动时间
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 粒子在第二象限做类平抛运动，分解初速度，水平方向匀速、竖直方向匀减速到零，结合运动学公式求电场强度；
(2) 先求B点坐标，结合磁场中圆周运动几何关系得轨迹半径，最小磁场为轨迹弦为直径的圆，求最小面积；
(3) 总时间分为电场中类平抛、第一象限匀速直线、磁场中圆周运动三段，分别求时间再求和。
（1）将粒子的初速度分解得
所以粒子在第二象限的运动时间
又因为粒子受到电场力其加速度为 ，带电粒子运动到y轴上的B点时，速度沿+x方向，所以
解得
（2）因为电场，所以B点纵坐标
解得B点坐标为
因为带电粒子经过匀强磁场偏转后从x轴上的C点射出磁场，速度与+x方向夹角为，所以粒子运动轨迹的圆心必然在以C点为端点，方向与-x方向夹角为的射线上。且该圆心到直线 的距离等于到C点的距离，所以有几何关系
解得
所以带电粒子的运动轨迹是以 为圆心，半径为 的一段圆弧。
所以该匀强磁场应该包含点与C点，其最小面积就是以该两点的连线为直径的圆的面积
（3）将带电粒子从A点运动到C点的总运动时间t分为三部分。
第一部分为从A点运动到B点所用时间
第二部分为从B点到抵达磁场的边界所用时间
第三部分为带电粒子在磁场中运动的时间
所以总运动时间
15．如图所示，某固定装置由半径R=2.5m、圆心角的光滑圆弧槽，光滑水平凹槽及长，倾角θ=53°的粗糙斜面组成，整个装置处于同一竖直平面内。凹槽中有一长木板（上表面与凹槽边缘等高），长木板左端与凹槽左端接触，圆弧槽末端切线水平，一小物块（可看作质点）置于圆弧槽最左端。以凹槽右端点O为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系xOy。现将小物块从圆弧槽最左端由静止释放，小物块经过圆弧槽底端冲上木板。小物块滑上木板的同时，木板在外界控制下运动，其速度v与位移之间满足（单位均为国际制单位），木板前进1m时撤去控制装置，最终物块和木板同时并以相同速度到达凹槽右端。小物块冲上斜面瞬间无动能损失，小物块在斜面上运动时始终受到一水平向右、大小为的恒力作用。小物块飞出斜面后，受到另一恒力作用，物块再经过2s的时间恰好回到y轴，且刚好到达与斜面上端等高的位置。小物块与木板的质量均为m=1kg，小物块与长木板间的动摩擦因数为，与斜面间的动摩擦因数与其所处位置的横坐标的关系为（单位均为国际制单位），重力加速度为，，取。
（1）求小物块滑到圆弧槽底端时对圆弧槽的压力大小；
（2）求木板的长度；
（3）求F1的方向与y轴正方向夹角的正切值。
【答案】（1）解：小物块从圆弧槽最左端滑到最低点，由机械能守恒定律得
解得
在最低点，由向心力公式得
代入数据可得
由牛顿第三定律，物块对圆弧槽的压力大小为
（2）解：已知木板速度与位移满足
当时
当时
由题意可知
图像围成的面积为模板运动的时间，可得控制装置作用的时间为
设此过程物块一直减速，对物块用动能定理得
解得，假设成立
物块的位移为
相对位移为
撤去控制后，木板与物块的系统动量守恒
解得
由能量守恒可知
相对位移大小
木板长度
（3）解：物块在斜面上受到的支持力为
由此可得物块在斜面上受到的摩擦力为，随均匀变化
物块在斜面上运动时，由动能定理得
解得
分解速度，水平分量
竖直分量
从物块飞出斜面至回到y轴，竖直方向有
水平方向有
解得，
则的方向与y轴正方向夹角的正切值
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】(1) 小物块沿光滑圆弧下滑，由机械能守恒求底端速度；再用向心力公式求支持力，结合牛顿第三定律得压力；
(2) 木板受外界控制时由求速度规律与运动时间，撤去控制后动量守恒+能量守恒，分两段求相对位移，相加得木板长度；
(3) 斜面上摩擦力随位移线性变化，由动能定理求物块飞出斜面速度；分解速度后，结合抛体运动规律求加速度分量，由牛顿第二定律求恒力方向正切值。
（1）小物块从圆弧槽最左端滑到最低点，由机械能守恒定律得
解得
在最低点，由向心力公式得
代入数据可得
由牛顿第三定律，物块对圆弧槽的压力大小为
（2）已知木板速度与位移满足
当时
当时
由题意可知
图像围成的面积为模板运动的时间，可得控制装置作用的时间为
设此过程物块一直减速，对物块用动能定理得
解得，假设成立
物块的位移为
相对位移为
撤去控制后，木板与物块的系统动量守恒
解得
由能量守恒可知
相对位移大小
木板长度
（3）物块在斜面上受到的支持力为
由此可得物块在斜面上受到的摩擦力为，随均匀变化
物块在斜面上运动时，由动能定理得
解得
分解速度，水平分量
竖直分量
从物块飞出斜面至回到y轴，竖直方向有
水平方向有
解得，
则的方向与y轴正方向夹角的正切值
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