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湖南省名校2024-2025学年高三上学期10月联考物理试题（Word版附解析）
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这是一份湖南省名校2024-2025学年高三上学期10月联考物理试题（Word版附解析），共14页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
满分100分 时间75分钟
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，共46分。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．如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开较小角度后静止释放，其运动可视为简谐运动，下列操作能使周期变小的是（ ）
A．增大摆长
B．初始拉开的角度更小一点
C．在悬点O处放置一个带正电的点电荷
D．在此空间加一竖直向下的匀强电场
2．如图所示，一个两端封闭的玻璃管，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同一位置同时开始下落，观察它们下落的情况，下列说法正确的是（ ）
A．羽毛的加速度在增大
B．下落过程羽毛机械能守恒
C．铁片的重力势能不断在增大
D．羽毛与铁片之间的距离在增大
3．扑克牌可以用来“搭房子”，如图所示。每一张纸牌的质量为m，在示意图中，下列说法正确的是（ ）
A．a纸牌受到其它纸牌的作用力大小为mg，方向竖直向上
B．b纸牌受到其它纸牌的作用力大小为mg，方向竖直向上
C．纸牌对地面的压力大小为mg
D．每一张纸牌的合外力都不相同
4．如图，在湖边山坡上的同一位置以相同大小的初速度抛出两石子，速度方向与水平方向夹角均为，一段时间后两石子落入水中，不计空气阻力。则（ ）
A．落至水面时，两石子速度相同
B．若A石子先抛出，则两石子可能在空中相遇
C．夹角越大，两石子落在水面上的间距越大
D．抛出点位置越高，两石子落在水面上的间距越大
5．中国象棋的棋盘呈长方形，由九条竖线和十条横线相交组成，共有九十个交叉点，开局时红方和黑方各子的位置如图所示，现将电荷量为（）的两个点电荷分别固定在红方的“俥”位置，再将电荷量为（）的两个点电荷分别固定在黑方的左右“車”位置，点电荷在棋盘网格线所在的平面内，下列说法正确的是（ ）
A．“將”所在位置与“帥”所在位置的电场强度大小相等方向不同
B．棋盘中间“卒”与棋盘中间“兵”所在位置的电势相同
C．电子在棋盘左侧“傌”所在位置的电势能小于在棋盘右侧“馬”所在位置的电势能
D．一质子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力始终不做功
6．如图所示，宽度为L的区域内存在着同方向的匀强磁场，以中线为界左右两侧的磁感强度大小分别为B和2B，有边长为L的正方形线框abcd，在外力作用力下以中央线为中心做简谐运动，振幅，周期为T0，其振动速度，设线框的总电阻为R，质量为m，以下说法正确的是（ ）
A．线框中产生交流电的周期为
B．线框中交流电动势有效值为
C．外力的最大值为
D．外力的最小值为零
7．如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为的正方形，棱镜高为，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A． B． C． D．
8．如图，某种太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，电子从材料内部由P型向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料中的电子至少需要吸收一个能量为E的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小
B．通过负载的电流方向从下至上
C．能使该材料发生内光电效应的最长波长为
D．改用紫外线照射该材料，则不能发生光电效应
9．高铁常用磁刹车系统，某同学为研究其工作原理让铜盘处于磁场方向均垂直于其平面的磁场中进行实验。如图甲：圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积；如图乙，磁场区域与甲相同，磁场的磁感应强度从左到右减小；如图丙，匀强磁场区域与甲相同，磁场的磁感应强度随时间均匀减小；如图丁，圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧。现给铜盘一初始角速度，整个过程忽略空气阻力和摩擦阻力的影响，忽略铜盘厚度，则铜盘能停下来的是（ ）
A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁
10．如图所示，不可伸长的轻质细线跨过轻质滑轮连接两个质量分别为、的物体A、B，质量为的物体C中间有孔，套在细线上且可沿细线无摩擦滑动。初始时使三个物体均处于静止状态，此时A、B离地面的高度均为。物体C在B上方处。同时由静止释放三个物体，一段时间后，C与B发生碰撞并立即粘在一起。已知重力加速度大小为，整个过程中细线未断裂，物体均可视为质点，不计阻力的影响。下列说法正确的是（ ）
A．从释放三个物体到C与B发生碰撞经历的时间为
B．碰撞结束后A的速度为零
C．A最终离地面的高度为
D．碰撞过程中，三个物体损失的机械能为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）利用如图甲所示的装置探究轻弹簧的弹性势能。弹簧的左端固定，右端与小滑块接触但不连接，小滑块位于桌面边缘时弹簧恰好处于原长。向左推小滑块移动距离s后，由静止释放，小滑块向右移动离开桌面落到水平地面上。测出桌面到地面高度h，桌边到小滑块落地点的水平距离x。重力加速度为g，则：
(1)小滑块离开桌面时的速度大小为 ；
(2)若改变滑块的质量m，仍将弹簧压缩s后由静止开始释放滑块，测出不同滑块离开桌面后的水平距离x，作的关系图像如图乙所示。图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则弹簧压缩s时的弹性势能为 ；
(3)本实验中滑块与桌面间动摩擦因数为 ，桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果 （选填“有影响”或“无影响”）。
12．（10分）某兴趣小组修复一个量程为的电压表，操作过程如下：
（1）将电压表底座拆开后，展示其内部结构如图甲所示，图中是该表的3个接线柱，根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 （填“”或“”）。
（2）取出表头G发现表头完好，并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（3）测量表头G的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（填“e”或“f”），先闭合开关，调节 ，直至表头G指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时电阻箱的示数为，则表头G的内阻为 Ω。
（4）经检测除损坏以外，其余元件均完好，要修复该电压表，需用 Ω电阻替换。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻比实际值 。（填“偏大”或“偏小”）
13．（9分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的图像如图中的实线所示，其中、均为已知量，已知气体在状态A时的热力学温度为。求：
（1）此过程中理想气体对外做的功W；
（2）此过程中理想气体的最高热力学温度。（请写出必要的证明过程）
14．（13分）如图所示，足够大的光滑板固定在水平面内，板上开有光滑的小孔，细线穿过小孔，将小球A、B、C拴接。小球A在光滑板上做匀速圆周运动，小球B、C自然下垂处于静止状态。已知小球A、B、C的质量均为，小球A到小孔的距离为，重力加速度为。
（1）求小球A做圆周运动的速度大小；
（2）剪断B、C间细线瞬间，小球A的加速度大小为，求此时小球B的加速度大小；
（3）剪断B、C间细线后，小球B运动到最高点的过程中（小球B未与板接触），细线对小球B做的功为，求小球B运动到最高点时小球A的角速度大小。
15．（16分）如图所示，在xOy坐标平面内，半径为R的圆形匀强磁场区域的边界与x轴相切于原点O，与PM相切于A点，。PQ、MN间存在着匀强电场，。现有一个质量为m、电荷量为q的正离子，从O点以速率沿y轴正方向射入磁场，并经过A点打到了D点。离子到达MN上即被吸收，不计离子重力。
（1）求磁感应强度大小B；
（2）若其他条件不变，仅将该离子从O点以偏向y轴正方向左侧方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间t；
（3）若其他条件不变，将大量的上述离子从O点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例。
物理参考答案
1.【答案】D
【解析】单摆周期公式为，增大摆长，周期变大，A错误；初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B错误；在悬点O处放置一个带正电的点电荷，则库仑力始终沿绳的方向，不影响回复力，则单摆周期不变，C错误；在此空间加一竖直向下的匀强电场，小球所受电场力与重力同向，即等效重力加速度增大，周期变小，D正确。
2.【答案】D
【解析】对于羽毛有,由于阻力的变化情况未知，所以羽毛的加速度如何变化也是未知，故A错误；由题图可知，羽毛下落过程中受到阻力的作用，所以下落过程羽毛的机械能不守恒，故B错误；铁片下落过程中，其高度逐渐下降，重力做正功，所以铁片的重力势能在减少，故C错误；铁片和羽毛在下落过程中，阻力对铁片自身的重力影响较小，因此贴片的加速度大于羽毛的加速度，两者的距离逐渐变大，故D正确。
3.【答案】A
【解析】a纸牌处于静止状态，受到其它纸牌的作用力和自身重力，根据力的平衡条件可知其它纸牌对a纸牌的作用力大小为，方向竖直向上，故A正确；b纸牌处于静止状态，受到其它纸牌的作用力、自身重力和摩擦力作用，则其它纸牌对b纸牌的作用力大小不等于，故B错误；共有7张纸牌，整体受力分析，可知地面对其支持力为7mg，则纸牌对地面的压力大小为7mg，故C错误；每张纸牌都处于静止状态，合外力都为0，故D错误。
4.【答案】A
【解析】AD．A石子运动至与起点同一水平面时，如图，假设该位置为M点，根据抛体运动规律可知此时A石子速度与B石子初速度相同，两石子落在水面上的间距与图中抛出点到M点距离相同，与抛出点位置高底无关，落至水面时，两石子速度也相同，故A正确，D错误；若A石子先抛出，水平方向上A石子始终在B石子右侧，两石子不可能在空中相遇，故B错误。改变夹角，抛出点到M点距离可能变大，可能变小，也可能不变，当时最大，故C错误。
5.【答案】C
【解析】根据矢量叠加原理，“將”所在位置与“帥”所在位置的电场强度相同，故A错误；棋盘中间“兵”所在位置比棋盘中间“卒”所在位置距离正电荷较近，棋盘中间“兵”所在位置的电势比棋盘中间“卒”所在位置电势高，故B错误；棋盘左侧“傌”所在位置的电势高于棋盘右侧“馬”所在位置的电势，则电子在棋盘左侧“傌”所在位置的电势能小于在棋盘右侧“馬”所在位置的电势能，故C正确；一质子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力做正功，故D错误。
6.【答案】B
【解析】线框中产生交流电的周期等于线圈做简谐振动的周期，为T0，A错误；ab边在左侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值，cd边在右侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值，根据有效值的概念，解得线框中交流电动势有效值为
B正确；当cd边在右侧磁场中速度最大时，感应电流最大，此时安培力最大，此时外力等于安培力，则外力最大，则外力的最大值为，C错误；当ab边在左侧磁场中速度为零时，安培力最小，但此时线框的加速度不等于零，则根据F=ma可知，外力的最小值不为零，D错误。
7.【答案】D
【解析】由题知，材料的折射率为，则由公式，代入得，光由该材料射向空气时发生全反射的临界角为，过S点作出圆的切线，切点为a，如图所示，则由几何关系得，该光线不能从弧面射出但能从上表面射出，出射点为b，则，作出刚好从上表面射出的光线，出射点为d，则，从上向下看上表面被照亮的区域为环形，其面积为，作出刚好从弧面射出的临界光线，出射点为c，则，在中由正弦定理得，代入得，又由余弦定理得，代入得，过c点作的垂线，垂足为e，则，代入得，从上向下看弧形面被照亮的区域面积为，所以俯视看棱镜被照亮的区域面积为，D正确。
8.【答案】AB
【解析】太阳光强度越弱，内光电效应释放的电子越少，向N型一侧移动的自由电子越少，两端电势差越小，电路中的电流越小，故太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小，A正确；自由电子向N型一侧移动，N型一侧电势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故电流应该从下至上通过负载，B正确；发生光电效应的极限波长满足，解得，C错误；太阳光中紫外线的频率最高，太阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材料，能发生内光电效应，D错误。
9.【答案】BD
【解析】图甲中圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积，可知在铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量并不会发生改变，因此没有感应电流产生；而乙图中磁场的磁感应强度从左到右减小，因此在铜盘转动时，穿过铜盘某一面积的磁通量将不断发生改变，铜盘内将有涡流产生，铜盘将受到安培力的阻碍作用从而停止运动，故A错误，B正确；图丙中匀强磁场区域与甲相同，但磁场的磁感应强度随时间均匀减小，可知穿过铜盘的磁通量发生改变，由于磁感应强度随时间均匀减小，因此铜盘中将产生恒定大小的感应电流，但铜盘受安培力的合力为零，不产生电磁阻尼的作用，因此铜盘不会停止运动，故C错误；图丁中圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧，则在铜盘运动时，铜盘将切割磁感线从而产生感应电流，因此铜盘会在安培力的作用下停止运动，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】根据牛顿第二定律，对A，，对B，，解得，物体B向上与物体C向下过程中，根据，解得，故A错误；碰前的瞬间物体A与物体B速度的大小，碰前的瞬间物体C速度的大小，以向下为正方形，根据动量守恒，解得，由于此时物体BC与物体A的速度相等，方向都为向下，质量也相等，所以两个物体速度都为0，故B正确；物体A下降和物体B上升的距离，A最终离地面的高度为，故C错误；物体B与C碰撞前整体机械能守恒，以地面为零势能面，最初整体的机械能，碰撞后整体的机械能，三个物体损失的机械能为，故D正确。
11.【答案】(1) (2) (3) 无影响
【解析】（1）小滑块离开桌面后做平抛运动，设小滑块离开桌面时的速度大小为，竖直方向有，水平方向有，联立解得。
（2）设弹簧压缩s时的弹性势能为，滑块与桌面间动摩擦因数为，根据能量守恒可得，又，联立可得，可知图像的斜率为，解得弹簧压缩s时的弹性势能为。
（3）根据，可得，解得滑块与桌面间动摩擦因数为，桌面有摩擦，不影响图像的斜率，所以桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果无影响。
12.【答案】（1） （3） 滑动变阻器滑片 （4） （5）偏小
【解析】（1）根据串联分压原理可知，与表头G串联的总电阻越大，电压表量程越大，选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是。
（3）由图丙可知，滑动变阻器为限流接法，则闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，即滑动变阻器滑片应移到端，先闭合开关，调节滑动变阻器滑片，直至表头G指针满偏。闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时认为干路电流仍为，则有，解得。
（4）结合上述分析可知，接入电路的两个接线柱是时，电压表的量程为，则有，解得。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻时，闭合开关之后，干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则测量表头G的内阻比实际值偏小。
13.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）题中图像与横轴围成的面积表示理想气体对外做的功，即
解得。
（2）题图中直线对应的方程为
设理想气体的热力学温度为T、压强为p时，体积为V，有
有理想气体状态方程知，当数值最大时，理想气体的热力学温度最高，即当时，理想气体的热力学温度最高，此时压强
又有
将、带入上式得。
14.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）依题意，小球A所受细线拉力提供其做匀速圆周运动的向心力，有
解得。
（2）剪断B、C间细线瞬间，对小球B受力分析，根据牛顿第二定律可得
对小球A，有
联立解得。
（3）设小球B上升的高度为h，由动能定理，可得
解得
系统机械能守恒，有
又
联立解得。
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图甲
有
根据几何关系有
解得。
（2）由图甲可知，离子在磁场中运动的圆心角为
离子在磁场中运动的时间为，
解得。
（3）如图乙，由几何关系可知，离子射出磁场时速度均为水平方向，设打在C点的离子从磁场边界B点射出，在电场中做类平抛运动的水平位移为，竖直位移为，则有
，
从A点射出的离子打到了D点，有
，
联立可得
设离子射入磁场时偏向y轴正方向角度为，由几何关系可得
所以在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例为
。
满分100分 时间75分钟
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，共46分。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．如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开较小角度后静止释放，其运动可视为简谐运动，下列操作能使周期变小的是（ ）
A．增大摆长
B．初始拉开的角度更小一点
C．在悬点O处放置一个带正电的点电荷
D．在此空间加一竖直向下的匀强电场
2．如图所示，一个两端封闭的玻璃管，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同一位置同时开始下落，观察它们下落的情况，下列说法正确的是（ ）
A．羽毛的加速度在增大
B．下落过程羽毛机械能守恒
C．铁片的重力势能不断在增大
D．羽毛与铁片之间的距离在增大
3．扑克牌可以用来“搭房子”，如图所示。每一张纸牌的质量为m，在示意图中，下列说法正确的是（ ）
A．a纸牌受到其它纸牌的作用力大小为mg，方向竖直向上
B．b纸牌受到其它纸牌的作用力大小为mg，方向竖直向上
C．纸牌对地面的压力大小为mg
D．每一张纸牌的合外力都不相同
4．如图，在湖边山坡上的同一位置以相同大小的初速度抛出两石子，速度方向与水平方向夹角均为，一段时间后两石子落入水中，不计空气阻力。则（ ）
A．落至水面时，两石子速度相同
B．若A石子先抛出，则两石子可能在空中相遇
C．夹角越大，两石子落在水面上的间距越大
D．抛出点位置越高，两石子落在水面上的间距越大
5．中国象棋的棋盘呈长方形，由九条竖线和十条横线相交组成，共有九十个交叉点，开局时红方和黑方各子的位置如图所示，现将电荷量为（）的两个点电荷分别固定在红方的“俥”位置，再将电荷量为（）的两个点电荷分别固定在黑方的左右“車”位置，点电荷在棋盘网格线所在的平面内，下列说法正确的是（ ）
A．“將”所在位置与“帥”所在位置的电场强度大小相等方向不同
B．棋盘中间“卒”与棋盘中间“兵”所在位置的电势相同
C．电子在棋盘左侧“傌”所在位置的电势能小于在棋盘右侧“馬”所在位置的电势能
D．一质子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力始终不做功
6．如图所示，宽度为L的区域内存在着同方向的匀强磁场，以中线为界左右两侧的磁感强度大小分别为B和2B，有边长为L的正方形线框abcd，在外力作用力下以中央线为中心做简谐运动，振幅，周期为T0，其振动速度，设线框的总电阻为R，质量为m，以下说法正确的是（ ）
A．线框中产生交流电的周期为
B．线框中交流电动势有效值为
C．外力的最大值为
D．外力的最小值为零
7．如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为的正方形，棱镜高为，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A． B． C． D．
8．如图，某种太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，电子从材料内部由P型向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料中的电子至少需要吸收一个能量为E的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小
B．通过负载的电流方向从下至上
C．能使该材料发生内光电效应的最长波长为
D．改用紫外线照射该材料，则不能发生光电效应
9．高铁常用磁刹车系统，某同学为研究其工作原理让铜盘处于磁场方向均垂直于其平面的磁场中进行实验。如图甲：圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积；如图乙，磁场区域与甲相同，磁场的磁感应强度从左到右减小；如图丙，匀强磁场区域与甲相同，磁场的磁感应强度随时间均匀减小；如图丁，圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧。现给铜盘一初始角速度，整个过程忽略空气阻力和摩擦阻力的影响，忽略铜盘厚度，则铜盘能停下来的是（ ）
A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁
10．如图所示，不可伸长的轻质细线跨过轻质滑轮连接两个质量分别为、的物体A、B，质量为的物体C中间有孔，套在细线上且可沿细线无摩擦滑动。初始时使三个物体均处于静止状态，此时A、B离地面的高度均为。物体C在B上方处。同时由静止释放三个物体，一段时间后，C与B发生碰撞并立即粘在一起。已知重力加速度大小为，整个过程中细线未断裂，物体均可视为质点，不计阻力的影响。下列说法正确的是（ ）
A．从释放三个物体到C与B发生碰撞经历的时间为
B．碰撞结束后A的速度为零
C．A最终离地面的高度为
D．碰撞过程中，三个物体损失的机械能为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）利用如图甲所示的装置探究轻弹簧的弹性势能。弹簧的左端固定，右端与小滑块接触但不连接，小滑块位于桌面边缘时弹簧恰好处于原长。向左推小滑块移动距离s后，由静止释放，小滑块向右移动离开桌面落到水平地面上。测出桌面到地面高度h，桌边到小滑块落地点的水平距离x。重力加速度为g，则：
(1)小滑块离开桌面时的速度大小为 ；
(2)若改变滑块的质量m，仍将弹簧压缩s后由静止开始释放滑块，测出不同滑块离开桌面后的水平距离x，作的关系图像如图乙所示。图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则弹簧压缩s时的弹性势能为 ；
(3)本实验中滑块与桌面间动摩擦因数为 ，桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果 （选填“有影响”或“无影响”）。
12．（10分）某兴趣小组修复一个量程为的电压表，操作过程如下：
（1）将电压表底座拆开后，展示其内部结构如图甲所示，图中是该表的3个接线柱，根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是 （填“”或“”）。
（2）取出表头G发现表头完好，并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
（3）测量表头G的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端（填“e”或“f”），先闭合开关，调节 ，直至表头G指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时电阻箱的示数为，则表头G的内阻为 Ω。
（4）经检测除损坏以外，其余元件均完好，要修复该电压表，需用 Ω电阻替换。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻比实际值 。（填“偏大”或“偏小”）
13．（9分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的图像如图中的实线所示，其中、均为已知量，已知气体在状态A时的热力学温度为。求：
（1）此过程中理想气体对外做的功W；
（2）此过程中理想气体的最高热力学温度。（请写出必要的证明过程）
14．（13分）如图所示，足够大的光滑板固定在水平面内，板上开有光滑的小孔，细线穿过小孔，将小球A、B、C拴接。小球A在光滑板上做匀速圆周运动，小球B、C自然下垂处于静止状态。已知小球A、B、C的质量均为，小球A到小孔的距离为，重力加速度为。
（1）求小球A做圆周运动的速度大小；
（2）剪断B、C间细线瞬间，小球A的加速度大小为，求此时小球B的加速度大小；
（3）剪断B、C间细线后，小球B运动到最高点的过程中（小球B未与板接触），细线对小球B做的功为，求小球B运动到最高点时小球A的角速度大小。
15．（16分）如图所示，在xOy坐标平面内，半径为R的圆形匀强磁场区域的边界与x轴相切于原点O，与PM相切于A点，。PQ、MN间存在着匀强电场，。现有一个质量为m、电荷量为q的正离子，从O点以速率沿y轴正方向射入磁场，并经过A点打到了D点。离子到达MN上即被吸收，不计离子重力。
（1）求磁感应强度大小B；
（2）若其他条件不变，仅将该离子从O点以偏向y轴正方向左侧方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间t；
（3）若其他条件不变，将大量的上述离子从O点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例。
物理参考答案
1.【答案】D
【解析】单摆周期公式为，增大摆长，周期变大，A错误；初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B错误；在悬点O处放置一个带正电的点电荷，则库仑力始终沿绳的方向，不影响回复力，则单摆周期不变，C错误；在此空间加一竖直向下的匀强电场，小球所受电场力与重力同向，即等效重力加速度增大，周期变小，D正确。
2.【答案】D
【解析】对于羽毛有,由于阻力的变化情况未知，所以羽毛的加速度如何变化也是未知，故A错误；由题图可知，羽毛下落过程中受到阻力的作用，所以下落过程羽毛的机械能不守恒，故B错误；铁片下落过程中，其高度逐渐下降，重力做正功，所以铁片的重力势能在减少，故C错误；铁片和羽毛在下落过程中，阻力对铁片自身的重力影响较小，因此贴片的加速度大于羽毛的加速度，两者的距离逐渐变大，故D正确。
3.【答案】A
【解析】a纸牌处于静止状态，受到其它纸牌的作用力和自身重力，根据力的平衡条件可知其它纸牌对a纸牌的作用力大小为，方向竖直向上，故A正确；b纸牌处于静止状态，受到其它纸牌的作用力、自身重力和摩擦力作用，则其它纸牌对b纸牌的作用力大小不等于，故B错误；共有7张纸牌，整体受力分析，可知地面对其支持力为7mg，则纸牌对地面的压力大小为7mg，故C错误；每张纸牌都处于静止状态，合外力都为0，故D错误。
4.【答案】A
【解析】AD．A石子运动至与起点同一水平面时，如图，假设该位置为M点，根据抛体运动规律可知此时A石子速度与B石子初速度相同，两石子落在水面上的间距与图中抛出点到M点距离相同，与抛出点位置高底无关，落至水面时，两石子速度也相同，故A正确，D错误；若A石子先抛出，水平方向上A石子始终在B石子右侧，两石子不可能在空中相遇，故B错误。改变夹角，抛出点到M点距离可能变大，可能变小，也可能不变，当时最大，故C错误。
5.【答案】C
【解析】根据矢量叠加原理，“將”所在位置与“帥”所在位置的电场强度相同，故A错误；棋盘中间“兵”所在位置比棋盘中间“卒”所在位置距离正电荷较近，棋盘中间“兵”所在位置的电势比棋盘中间“卒”所在位置电势高，故B错误；棋盘左侧“傌”所在位置的电势高于棋盘右侧“馬”所在位置的电势，则电子在棋盘左侧“傌”所在位置的电势能小于在棋盘右侧“馬”所在位置的电势能，故C正确；一质子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力做正功，故D错误。
6.【答案】B
【解析】线框中产生交流电的周期等于线圈做简谐振动的周期，为T0，A错误；ab边在左侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值，cd边在右侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值，根据有效值的概念，解得线框中交流电动势有效值为
B正确；当cd边在右侧磁场中速度最大时，感应电流最大，此时安培力最大，此时外力等于安培力，则外力最大，则外力的最大值为，C错误；当ab边在左侧磁场中速度为零时，安培力最小，但此时线框的加速度不等于零，则根据F=ma可知，外力的最小值不为零，D错误。
7.【答案】D
【解析】由题知，材料的折射率为，则由公式，代入得，光由该材料射向空气时发生全反射的临界角为，过S点作出圆的切线，切点为a，如图所示，则由几何关系得，该光线不能从弧面射出但能从上表面射出，出射点为b，则，作出刚好从上表面射出的光线，出射点为d，则，从上向下看上表面被照亮的区域为环形，其面积为，作出刚好从弧面射出的临界光线，出射点为c，则，在中由正弦定理得，代入得，又由余弦定理得，代入得，过c点作的垂线，垂足为e，则，代入得，从上向下看弧形面被照亮的区域面积为，所以俯视看棱镜被照亮的区域面积为，D正确。
8.【答案】AB
【解析】太阳光强度越弱，内光电效应释放的电子越少，向N型一侧移动的自由电子越少，两端电势差越小，电路中的电流越小，故太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小，A正确；自由电子向N型一侧移动，N型一侧电势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故电流应该从下至上通过负载，B正确；发生光电效应的极限波长满足，解得，C错误；太阳光中紫外线的频率最高，太阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材料，能发生内光电效应，D错误。
9.【答案】BD
【解析】图甲中圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积，可知在铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量并不会发生改变，因此没有感应电流产生；而乙图中磁场的磁感应强度从左到右减小，因此在铜盘转动时，穿过铜盘某一面积的磁通量将不断发生改变，铜盘内将有涡流产生，铜盘将受到安培力的阻碍作用从而停止运动，故A错误，B正确；图丙中匀强磁场区域与甲相同，但磁场的磁感应强度随时间均匀减小，可知穿过铜盘的磁通量发生改变，由于磁感应强度随时间均匀减小，因此铜盘中将产生恒定大小的感应电流，但铜盘受安培力的合力为零，不产生电磁阻尼的作用，因此铜盘不会停止运动，故C错误；图丁中圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧，则在铜盘运动时，铜盘将切割磁感线从而产生感应电流，因此铜盘会在安培力的作用下停止运动，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】根据牛顿第二定律，对A，，对B，，解得，物体B向上与物体C向下过程中，根据，解得，故A错误；碰前的瞬间物体A与物体B速度的大小，碰前的瞬间物体C速度的大小，以向下为正方形，根据动量守恒，解得，由于此时物体BC与物体A的速度相等，方向都为向下，质量也相等，所以两个物体速度都为0，故B正确；物体A下降和物体B上升的距离，A最终离地面的高度为，故C错误；物体B与C碰撞前整体机械能守恒，以地面为零势能面，最初整体的机械能，碰撞后整体的机械能，三个物体损失的机械能为，故D正确。
11.【答案】(1) (2) (3) 无影响
【解析】（1）小滑块离开桌面后做平抛运动，设小滑块离开桌面时的速度大小为，竖直方向有，水平方向有，联立解得。
（2）设弹簧压缩s时的弹性势能为，滑块与桌面间动摩擦因数为，根据能量守恒可得，又，联立可得，可知图像的斜率为，解得弹簧压缩s时的弹性势能为。
（3）根据，可得，解得滑块与桌面间动摩擦因数为，桌面有摩擦，不影响图像的斜率，所以桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果无影响。
12.【答案】（1） （3） 滑动变阻器滑片 （4） （5）偏小
【解析】（1）根据串联分压原理可知，与表头G串联的总电阻越大，电压表量程越大，选择的量程时，应接入电路的两个接线柱是。
（3）由图丙可知，滑动变阻器为限流接法，则闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，即滑动变阻器滑片应移到端，先闭合开关，调节滑动变阻器滑片，直至表头G指针满偏。闭合开关，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的，此时认为干路电流仍为，则有，解得。
（4）结合上述分析可知，接入电路的两个接线柱是时，电压表的量程为，则有，解得。
（5）步骤（3）测量表头G的内阻时，闭合开关之后，干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则测量表头G的内阻比实际值偏小。
13.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）题中图像与横轴围成的面积表示理想气体对外做的功，即
解得。
（2）题图中直线对应的方程为
设理想气体的热力学温度为T、压强为p时，体积为V，有
有理想气体状态方程知，当数值最大时，理想气体的热力学温度最高，即当时，理想气体的热力学温度最高，此时压强
又有
将、带入上式得。
14.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）依题意，小球A所受细线拉力提供其做匀速圆周运动的向心力，有
解得。
（2）剪断B、C间细线瞬间，对小球B受力分析，根据牛顿第二定律可得
对小球A，有
联立解得。
（3）设小球B上升的高度为h，由动能定理，可得
解得
系统机械能守恒，有
又
联立解得。
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图甲
有
根据几何关系有
解得。
（2）由图甲可知，离子在磁场中运动的圆心角为
离子在磁场中运动的时间为，
解得。
（3）如图乙，由几何关系可知，离子射出磁场时速度均为水平方向，设打在C点的离子从磁场边界B点射出，在电场中做类平抛运动的水平位移为，竖直位移为，则有
，
从A点射出的离子打到了D点，有
，
联立可得
设离子射入磁场时偏向y轴正方向角度为，由几何关系可得
所以在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例为
。
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