資源簡介

2025屆湖南省長郡二十校聯(lián)盟高三上學(xué)期第二次預(yù)熱演練物理試題
1．（2025·湖南模擬）在巴黎奧運(yùn)會上， 中國運(yùn)動員全紅嬋在10m跳臺跳水決賽中獲得冠軍。全紅嬋的質(zhì)量為40kg，假設(shè)她從10m跳臺由靜止跳入水中， 水的平均阻力是她體重的3.5倍。在粗略計(jì)算時(shí)， 空氣阻力不計(jì)，可以將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)。則水池的深度至少為（　　）
A．5m B．4m C．3m D．2m
2．（2025·湖南模擬）據(jù)新聞報(bào)道， 我國科學(xué)家在江門地下700m的實(shí)驗(yàn)室捕捉到中微子v。中微子是最基本的粒子之一， 它幾乎沒有質(zhì)量且不帶電， 民間戲稱為“幽靈粒子”。中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)的方程式為，則x粒子為（　?。?br/>A． B． C． D．
3．（2025·湖南模擬）如圖所示，用內(nèi)阻為110 Ω、滿偏電流為50 mA的表頭改裝成量程為0 ~ 0.6 A和0 ~ 3 A的雙量程電流表，接線柱a為公共接線柱。下列說法正確的是（　　）
A．0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻比0 ~ 0.6 A量程內(nèi)阻大
B．用a、b兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 3 A
C．R1 = 4 Ω
D．R1 + R2 = 12 Ω
4．（2025·湖南模擬）圖1為研究平拋運(yùn)動的裝置。用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置（如圖2），以探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。下列說法不正確的是（　?。?br/>A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開頻閃儀，再用小錘敲擊A球
B．兩小球的質(zhì)量可以不同，但都應(yīng)體積較小且質(zhì)量較大
C．若拍攝出的頻閃照片開頭有小部分破損不全，則無法求出A球的初速度
D．多次實(shí)驗(yàn)中，用小錘擊打彈性金屬片后，兩球落地時(shí)只聽到一碰撞聲，說明兩球豎直方向運(yùn)動情況相同
5．（2025·湖南模擬）肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，人所能呼出氣體的最大體積。肺活量可反映肺功能和胸腔壁的擴(kuò)張程度。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一款肺活量測量儀器，原理如圖所示，活塞質(zhì)量為，橫截面積為，配重物質(zhì)量為，測量前需要將儀器置于環(huán)境中，調(diào)節(jié)配重物使活塞穩(wěn)定在零刻度位置。零刻度位置對應(yīng)封閉氣體體積為，體積刻度上的刻度值表示從零刻度到顯示刻度位置活塞下封閉氣體體積的變化量，即肺活量，記為。測試時(shí)，受試人員深吸一口氣后，從測試口呼出氣體，即可通過體積刻度上的刻度讀出受試者的肺活量。重力加速度為，忽略一切摩擦和氣體溫度的變化，下列說法正確的是（　?。?br/>A．正常情況下若要完成校準(zhǔn)，配重物質(zhì)量應(yīng)滿足
B．校正完成后，若外界大氣壓變?yōu)椋瑒t轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，肺活量為原來的1.1倍
C．隨著測試不斷進(jìn)行，活塞下部積累了許多小水滴，會導(dǎo)致測量肺活量偏小
D．肺活量越大，活塞穩(wěn)定時(shí)，受試者肺部氣體壓強(qiáng)越大
6．（2025·湖南模擬）一端封閉粗細(xì)均勻的足夠長導(dǎo)熱性能良好的細(xì)玻璃管內(nèi)，封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。已知水銀柱的長度，玻璃管開口斜向上，在傾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，穩(wěn)定時(shí)被封閉的空氣柱長為，大氣壓強(qiáng)始終為，取重力加速度大小，不計(jì)水銀與試管壁間的摩擦力，不考慮溫度的變化。下列說法正確的是（　　）
A．被封閉氣體的壓強(qiáng)
B．若細(xì)玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，則封閉氣體的長度
C．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，則穩(wěn)定時(shí)封閉氣體的長度
D．若細(xì)玻璃管開口豎直向下靜止放置，由于環(huán)境溫度變化，封閉氣體的長度，則現(xiàn)在的溫度與原來溫度之比為14∶15
7．（2025·湖南模擬）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖所示， 一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球， 過球心的截面是半徑為r的圓。一單色細(xì)光束平行直徑PQ從A點(diǎn)射入球內(nèi)， 折射光線AQ與PQ夾角為30°。已知光在真空中的傳播速度為c， 則（　?。?br/>A．水晶球的折射率為
B．光在水晶球中的傳播速度為
C．光在水晶球中的傳播時(shí)間為
D．若逐漸增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因發(fā)生全反射而無法射出水晶球
8．（2025·湖南模擬）如圖，ABCDE虛線區(qū)域存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，DE是半徑為R的四分之一圓弧，圓心為O，其中A、E、O在同一條直線上，位于F點(diǎn)的粒子源垂直AE射出各種速度大小不等的帶電粒子，粒子在磁場的作用下向右偏轉(zhuǎn)。已知粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q，F(xiàn)點(diǎn)到E點(diǎn)的距離為，則從弧DE射出的粒子，運(yùn)動的可能時(shí)間為（　?。?br/>A． B． C． D．
9．（2025·湖南模擬）液體的表面張力會使液體表面總處于繃緊的狀態(tài)。設(shè)想在液面上作一條分界線，張力的作用表現(xiàn)在，分界線兩邊液面以一定的拉力相互作用，的大小與分界線的長度成正比，即（為液體的表面張力系數(shù)），的方向總是與液面相切，并垂直于液面的分界線。小明設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易裝置用來測量某液體的表面張力系數(shù)。如圖所示，間距為的U型細(xì)框上放置一細(xì)桿，兩者間摩擦不計(jì)。將裝置從肥皂水中取出后水平放置，會形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分別為俯視圖和正視圖，由于表面張力的緣故，膜的上、下表面會對產(chǎn)生水平向左的力．小明用一測力計(jì)水平向右拉住使其保持靜止，測力計(jì)示數(shù)為，接著用該肥皂水吹成了球形肥皂泡，如圖所示。當(dāng)肥皂泡大小穩(wěn)定時(shí)，測得其球形半徑為。下列說法正確的是（　?。?br/>A．表面張力系數(shù)的單位是
B．測得肥皂水的表面張力系數(shù)為
C．肥皂泡內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部大氣壓強(qiáng)
D．肥皂泡內(nèi)外氣體對右側(cè)半球膜的壓力差為
10．（2025·湖南模擬）在粗糙地面上，某時(shí)刻乒乓球的運(yùn)動狀態(tài)如圖所示，判斷一段時(shí)間后乒乓球可能的運(yùn)動狀況（　?。?br/>A．靜止 B．可能向右無滑動滾動
C．可能向左無滑動滾動 D．只向右平動不轉(zhuǎn)動
11．（2025·湖南模擬）太陽能光電直接轉(zhuǎn)換器的工作原理是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能。圖示為測定光電流的電路簡圖。
（1）現(xiàn)給光電管加正向電壓，則A極是電源的　 　極，E連線柱是電流表的　 　接線柱（填“正”或“負(fù)”）；
（2）入射光應(yīng)照射在　 　極上（填“C”或“D”）；
（3）若電流表讀數(shù)是，電子所帶電荷量，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子至少是　 　個(gè)。
12．（2025·湖南模擬）
（1）如圖甲所示，是光由真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射情況，試由圖中所給出的數(shù)據(jù)求出這種介質(zhì)的折射率為　 ?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。已知，，，。
（2）某實(shí)驗(yàn)小組使用圖乙的裝置測量某紅色激光的波長，用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫中心的距離。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖丙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離　 　。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離，已知（為相鄰兩條亮紋間的距離）由此則可以計(jì)算該激光的波長　 ?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。
13．（2025·湖南模擬）如圖所示，水平面內(nèi)足夠長的兩光滑平行金屬直導(dǎo)軌，左側(cè)有電動勢E＝36V的直流電源、C＝0.1F的電容器和R＝0.05的定值電阻組成的圖示電路。右端和兩半徑r＝0.45m的豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道在PQ處平滑連接，PQ與直導(dǎo)軌垂直，軌道僅在PQ左側(cè)空間存在豎直向上，大小為B＝1T的勻強(qiáng)磁場。將質(zhì)量為、電阻為的金屬棒M靜置在水平直導(dǎo)軌上，圖中棒長和導(dǎo)軌間距均為L＝1m，M距R足夠遠(yuǎn)，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。開始時(shí)，單刀雙擲開關(guān)斷開，閉合開關(guān)，使電容器完全充電；然后斷開，同時(shí)接“1”，M從靜止開始加速運(yùn)動直至速度穩(wěn)定；當(dāng)M勻速運(yùn)動到與PQ距離為d＝0.27m時(shí)，立即將接“2”，并擇機(jī)釋放另一靜置于圓弧軌道最高點(diǎn)、質(zhì)量為的絕緣棒N，M、N恰好在PQ處發(fā)生第1次彈性碰撞。隨后N反向沖上圓弧軌道。已知之后N與M每次碰撞前M均已靜止，所有碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時(shí)間極短，M、N始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度，，求：
（1）電容器完成充電時(shí)的電荷量q和M穩(wěn)定時(shí)的速度；
（2）第1次碰撞后絕緣棒N在離開圓弧軌道后還能繼續(xù)上升的高度；
（3）自發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都靜止，金屬棒M的總位移。
14．（2025·湖南模擬）在物理學(xué)中，研究微觀物理問題時(shí)借鑒宏觀的物理模型，可使問題變得更加形象生動。彈簧的彈力和彈性勢能變化與分子間的作用力以及分子勢能變化情況有相似之處，因此在學(xué)習(xí)分子力和分子勢能的過程中，我們可以將兩者類比，以便于理解。
（1）輕彈簧的兩端分別與物塊A、B相連，它們靜止在光滑水平地面上，現(xiàn)給物塊B一沿彈簧方向的瞬時(shí)沖量，使其以水平向右的速度開始運(yùn)動，如圖甲所示，并從這一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。已知A、B的質(zhì)量分別為和，求：
a.物塊B在時(shí)刻受到的瞬時(shí)沖量；
b.系統(tǒng)在之后的過程中，彈簧中儲存的最大彈性勢能是多少？第一次達(dá)到該值時(shí)是圖乙中的哪個(gè)時(shí)刻？
（2）研究分子勢能是研究物體內(nèi)能的重要內(nèi)容，現(xiàn)某同學(xué)計(jì)劃在COMSOL仿真軟件中對分子在分子力作用下的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行模擬，在模擬的場景中：兩個(gè)質(zhì)量同為m的小球A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力）可以在x軸上運(yùn)動，二者間具有相互作用力，將該力F隨兩球間距r的變化規(guī)律設(shè)置為和分子間作用力的變化規(guī)律相似，關(guān)系圖的局部如圖丙所示，圖中F為“正”表示作用力為斥力，F(xiàn)為“負(fù)”表示作用力為引力，圖中的和都為已知量。若給兩小球設(shè)置不同的約束條件和初始條件，則可以模擬不同情形下兩個(gè)小球在“分子力”作用下的運(yùn)動情況。
a.將小球A固定在坐標(biāo)軸上處，使小球B從坐標(biāo)軸上無窮遠(yuǎn)處靜止釋放，則B會在“分子力”的作用下開始沿坐標(biāo)軸向著A運(yùn)動，求B運(yùn)動過程中的最大速度；
b.將小球A和B的初始位置分別設(shè)置在和，小球A的初速度為零，小球B的初速度為上一小問中的（沿x軸正方向），兩球同時(shí)開始運(yùn)動，求初始狀態(tài)至兩個(gè)小球相距最遠(yuǎn)時(shí)，分子力做功大小。
15．（2025·湖南模擬）氦是宇宙中豐度第二高的元素，氦核是受控核聚變研究過程中的主要產(chǎn)物之一，如2個(gè)聚變生成1個(gè)和兩個(gè)X，研究氦核對于核物理發(fā)展有很高的價(jià)值。如圖甲為一回旋加速器的示意圖，其核心部分為兩個(gè)D形盒，D形盒中有勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，兩D形盒之間接高頻交流電源，電壓如圖丙所示。兩D形盒之間為勻強(qiáng)電場．兩D形盒的距離為d=1cm，D形盒的半徑為1.2m，在盒的邊緣放有位置可左右調(diào)節(jié)的粒子源A。粒子為氦核，初速度很小，可忽略不計(jì)．在盒的左側(cè)有一個(gè)粒子引出裝置EFHG（局部圖如圖乙）。氦核比荷，取，整個(gè)裝置在真空中，不考慮粒子間的相互作用及相對論效應(yīng)等因素。
（1）已知的質(zhì)量為3.0150u，的質(zhì)量為4.0026u，副產(chǎn)物X的質(zhì)量為1.0079u，1u相當(dāng)于931MeV的能量，試寫出生成的核反應(yīng)方程并計(jì)算反應(yīng)中釋放的核能（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（2）在時(shí)間內(nèi)，粒子源隨時(shí)間均勻地放出N個(gè)粒子，t=0時(shí)刻的粒子恰好在電場中加速40次到達(dá)EF處被引出，粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間不可忽略，只有每次通過電場時(shí)都一直加速的粒子才能到達(dá)引出裝置并被引出，求被引出粒子的個(gè)數(shù)；
（3）A到F的距離可調(diào)節(jié)，但粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑不能大于1.0m．只有每次通過電場時(shí)都一直加速的粒子才能到達(dá)引出裝置，且粒子在最后兩次從電場回到下邊界時(shí)的距離要不小于1cm才能順利引出（?。蟊灰龅牧Ｗ幽軌颢@得的最大動能為多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知識點(diǎn)】動能定理的綜合應(yīng)用
【解析】【解答】本題涉及力在空間的積累效果，要想到動能定理。運(yùn)用動能定理時(shí)，要靈活選擇研究過程，分析各力做功情況。設(shè)跳臺高度為，水池的深度為時(shí)，運(yùn)動員到水池底部時(shí)速度為零，對全過程根據(jù)動能定理
代入數(shù)據(jù)解得
故選B。
【分析】運(yùn)動員到水池底部時(shí)速度為零，對全過程，利用動能定理列式，即可求解水池的深度。
2．【答案】C
【知識點(diǎn)】原子核的人工轉(zhuǎn)變
【解析】【解答】本題的關(guān)鍵是知道在核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，屬于基本知識的考查。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知x粒子的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即x粒子為。
故選C。
【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒列式，聯(lián)立即可求出x的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，即可確定x為哪種粒子。
3．【答案】B
【知識點(diǎn)】表頭的改裝
【解析】【解答】本題考查了電流表的改成，知道電流表的改裝原理是解題的前提，分析清楚圖示電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可解題。
BCD．根據(jù)電路可知用a、b和a、c接線柱時(shí)電流表的量程分別為
則有
所以用a、b兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 3 A，用a、c兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 0.6 A；將數(shù)據(jù)代入可解得
，
則有
故B正確，CD錯(cuò)誤；
A.0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻為
0 ~ 0.6 A量程電表內(nèi)阻為
可知0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻比0 ~ 0.6 A量程內(nèi)阻小，故A錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】把表頭改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)阻值越小改裝后的電流表量程越大；分析圖示電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題。
4．【答案】C
【知識點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動
【解析】【解答】本題考查了利用頻閃照相探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，本題的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)的原理，利用勻變速運(yùn)動的推論分析求解。A．要保證能及時(shí)進(jìn)行拍照，就要先打開頻閃儀，故A正確，不符合題意；
B．自由落體運(yùn)動條件之一就是阻力可以忽略不計(jì)，所以小球體積較小且質(zhì)量較大，故B說法正確，不符合題意；
C．照片開頭有小部分破損不全，可以先在豎直方向?qū)ο噜忛g距運(yùn)用公式
求出時(shí)間間隔，再在水平方向依據(jù)勻速直線運(yùn)動，運(yùn)用公式
求出初速度，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．聽到一碰撞聲，說明運(yùn)動時(shí)間相同，豎直方向運(yùn)動情況相同，故D正確，不符合題意。
故選C。
【分析】平拋運(yùn)動可分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動，將運(yùn)動分別沿x、y軸方向分解，再根據(jù)勻變速運(yùn)動的推論分析作答。
5．【答案】C
【知識點(diǎn)】氣體的等溫變化及玻意耳定律
【解析】【解答】解題的關(guān)鍵是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量，結(jié)合玻意耳定律即可完成分析。要注意玻意耳定律的研究對象是質(zhì)量一定的氣體。
A．校正完成后，活塞下封閉氣體體積變化量等于肺活量，即封閉氣體內(nèi)部壓強(qiáng)為，對活塞受力分析有
對配重物受力分析有
聯(lián)立解得
故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)外界大氣壓變?yōu)闀r(shí)，活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞下封閉氣體的壓強(qiáng)為，設(shè)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓后，人呼出氣體的體積為，根據(jù)玻意耳定律，則有
解得
故B錯(cuò)誤；
C．活塞下部積累的許多小水滴會導(dǎo)致活塞受力平衡時(shí)，容器內(nèi)部壓強(qiáng)增大，測得體積變化量減小，即測量肺活量偏小，故C正確；
D．當(dāng)活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞下方氣體壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同，受試者肺部與活塞下方氣體相通，壓強(qiáng)等于環(huán)境大氣壓，與受試者肺活量無關(guān)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】校正完成后，活塞下封閉氣體體積變化量等于肺活量，對活塞、配重物受力分析，求解m1、m2的關(guān)系；根據(jù)題意分析氣體狀態(tài)變化前后的狀態(tài)參量，將空腔中的氣體和人肺部的氣體看成整體，結(jié)合玻意耳定律列式求解人的肺活量。
6．【答案】D
【知識點(diǎn)】牛頓第二定律；氣體的等溫變化及玻意耳定律；氣體的等容變化及查理定律
【解析】【解答】本題考查對理想氣體及理想氣體的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，解題時(shí)需注意，要明確研究對象，確認(rèn)哪些參量變化、哪些參量不變，根據(jù)題目的已知條件和求解的問題，分別找出初、末狀態(tài)的參量，其中正確找出壓強(qiáng)是解題的關(guān)鍵。A．設(shè)在光滑斜面上運(yùn)動時(shí)加速度為，對玻璃管和玻璃管內(nèi)的水銀柱為整體，由牛頓第二定律有
解得
方向沿斜面向下。對水銀柱，由牛頓第二定律有
解得被封閉氣體的壓強(qiáng)為
故A錯(cuò)誤；
B．若細(xì)玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，對水銀柱由平衡條件
解得
對封閉氣體由玻意耳定律
解得封閉氣體的長度為
故B錯(cuò)誤；
C．對水銀柱，由牛頓第二定律有
解得
對封閉氣體由玻意耳定律
解得封閉氣體的長度為
故C錯(cuò)誤；
D．若細(xì)玻璃管開口豎直向下靜止放置，對水銀柱受力分析
解得
對封閉氣體由查理定律
解得現(xiàn)在的溫度與原來溫度之比為
故D正確。
故選D。
【分析】根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，氣體溫度不變，發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律求出氣柱的長度。求出出氣體狀態(tài)參量，應(yīng)用查理定律可以求出溫度之比。
7．【答案】B,C
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律
【解析】【解答】本題主要考查光的折射，根據(jù)幾何知識求入射角和折射角是解題的關(guān)鍵；要知道光的折射率與光速的關(guān)系，掌握折射定律，并能熟練運(yùn)用。A．如圖所示
由幾何關(guān)系可知，光線射入時(shí)的入射角α為2θ，折射率為
故A錯(cuò)誤；
B．光在水晶球中的傳播速度為
故B正確；
C．由幾何關(guān)系可知
光在水晶球中的傳播時(shí)間為
故C正確；
D．由幾何關(guān)系可知
若逐漸增大射向水晶球表面光的入射角，光不會因?yàn)槿瓷涠鵁o法射出水晶球，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】根據(jù)幾何知識求折射角，根據(jù)折射定律求折射率，再根據(jù)求出光在水晶球中的傳播速度。根據(jù)幾何關(guān)系求出光在水晶球中的傳播距離，從而求得傳播時(shí)間。根據(jù)光路可逆性原理判斷能否發(fā)生全反射。
8．【答案】B,C
【知識點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
【解析】【解答】本題主要考查了帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，熟悉半徑公式和周期公式，結(jié)合幾何關(guān)系求解。設(shè)粒子從弧DE射出時(shí)射出點(diǎn)與F點(diǎn)的連線與OF的夾角為，粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動的圓心角為，如圖所示
由圖可知，越大越小，當(dāng)射出點(diǎn)與F點(diǎn)的連線與弧DE相切時(shí)，最大，此時(shí)最小，設(shè)此時(shí)的射出點(diǎn)為G，有
即
所以的最小值為，另當(dāng)為零時(shí)最大，最大值為，所以從弧DE上射出的粒子在磁場勻速圓周運(yùn)動的時(shí)間范圍為
即
又
得
所以
故選BC。
【分析】畫出粒子運(yùn)動軌跡，求出軌跡對應(yīng)的圓心角，洛倫茲力提供向心力，求出粒子運(yùn)動周期，從而求解運(yùn)動時(shí)間。
9．【答案】B,C,D
【知識點(diǎn)】液體的表面張力；單位制
【解析】【解答】A．根據(jù)拉力F的表達(dá)式，確定液體的表面張力系數(shù)σ的表達(dá)式，進(jìn)一步推導(dǎo)σ的單位。由，得
其中的單位是，即，的單位是，代入上式，得到表面張力系數(shù)的單位是，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)平衡條件、F的公式列式求解。肥皂水上下兩個(gè)表面都存在表面張力，故有
得到肥皂水的表面張力系數(shù)為
故B正確；
C．由于肥皂泡表面存在表面張力，肥皂泡呈球形，為了維持球形的形狀，肥皂泡內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部大氣壓強(qiáng)，故C正確；
D．右側(cè)半球膜受到膜內(nèi)、外氣體的壓力和膜邊緣的表面張力，如圖
根據(jù)受力平衡可知
因肥皂泡的內(nèi)外表面都存在表面張力，故肥皂泡內(nèi)外氣體對右側(cè)半球膜的壓力差為
故D正確。
故選BCD。
【分析】本題主要考查的是共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用，選準(zhǔn)研究對象是關(guān)鍵，也需要注意題干引入的新公式的靈活應(yīng)用。肥皂泡表面存在表面張力，且肥皂泡呈球形，據(jù)此判斷；.結(jié)合前面求得的肥皂水的表面張力系數(shù)及平衡條件，列式求解。
10．【答案】A,B,C
【知識點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速
【解析】【解答】本題考查矢量的疊加原理，掌握滾動與平動的概念，注意兩者速度大小關(guān)系是解題的關(guān)鍵。乒乓球的速度v代表的是質(zhì)心速度，乒乓球與地面接觸點(diǎn)的速度不為0，為滑動摩擦力，該滑動摩擦力產(chǎn)生的力矩將使乒乓球的角動量和動量發(fā)生改變。當(dāng)v比較大時(shí)，乒乓球最終將做向右無滑滾動；當(dāng)時(shí)，乒乓球最終狀態(tài)為靜止；當(dāng)v比較小時(shí)，乒乓球最終將做向左的無滑滾動。
故選ABC。
【分析】根據(jù)角速度方向判定滾動方向，再依據(jù)速度的合成法則，即可判定乒乓球可能運(yùn)動狀況。
11．【答案】正；負(fù)；D；
【知識點(diǎn)】光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題通過光電效應(yīng)考查了有關(guān)電學(xué)的基礎(chǔ)知識，對于這些基礎(chǔ)知識要熟練的理解和應(yīng)用，注意依據(jù)光電管的陰陽極，來判定電源的正負(fù)極。（1）由圖可知，D為陰極，C是對陰極，電子在電場力作用下，從D加速到C，則電源左邊 A為正極，右邊B為負(fù)極；電流應(yīng)從電流表正極流入，所以電流變是上正下負(fù)；故E連線柱是電流表負(fù)接線柱。
（2）從光電管陰極D發(fā)射的光電子，要在回路中定向移動形成電流，因此光射在D極上；
（3）因A端應(yīng)該與電源的正極相連，這樣電子出來即可被加速，從而在回路中形成電流；每秒在回路中通過的電量為
所以產(chǎn)生的光電子數(shù)目至少為
聯(lián)立得
【分析】（1）由于電子帶負(fù)電，因此要在回路中形成電流，A應(yīng)該與電源的正極相連；
（2）要在回路中定向移動形成電流，因此光射在D極上；
（3）根據(jù)Q=It，求出每秒流過的電量，然后根據(jù)可求出光電子的數(shù)目。
12．【答案】（1）1.1
（2）65.0；650
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律；干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系
【解析】【解答】本題考查折射定律的基本應(yīng)用，關(guān)鍵要掌握折射率公式，考查測量某紅色激光的波長，要求掌握實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理。
（1）由題意及幾何關(guān)系可知，介質(zhì)的折射率
（2） A、B兩亮紋間的距離
相鄰兩條紋的寬度
激光的波長
【分析】（1）光空氣射入某種介質(zhì)時(shí)的入射角和折射角，根據(jù)折射定律求出折射率；
（2）確定刻度尺的分度值，讀出A、B兩亮紋的位置，計(jì)算出相鄰明條紋間距；根據(jù)條紋間距公式推導(dǎo)計(jì)算。
（1）由題意及幾何關(guān)系可知，介質(zhì)的折射率
（2）[1] A、B兩亮紋間的距離
[2] 相鄰兩條紋的寬度
激光的波長
13．【答案】解：（1）根據(jù)求得
金屬棒M最終勻速直線時(shí)
對金屬棒M應(yīng)用動量定理可得
即
其中
聯(lián)立求得
（2）在開關(guān)接2時(shí)，對金屬棒M應(yīng)用動量定理
即
又由
聯(lián)立求得
絕緣棒N滑到圓周最低點(diǎn)時(shí)，由動能定理可得
求得
金屬棒M，絕緣棒N彈性碰撞
求得
對絕緣棒N由機(jī)械能守恒可得
求得
（3）發(fā)生第一次碰撞后，金屬棒M向左位移為，根據(jù)動量定理可得
即
又由
聯(lián)立求得
由題可知，絕緣棒N第二次與金屬棒M碰前速度為，方向水平向左，碰后速度為，金屬棒的速度為，由彈性碰撞可得
求得
金屬棒M向左的位移
求得
同理可知，金屬棒M與絕緣棒N第三次碰撞后的瞬時(shí)速度
金屬棒M向左的位移
求得
以此類推，金屬棒M與絕緣棒N第次碰撞后的瞬時(shí)速度
金屬棒M向左的位移
發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都靜止，金屬棒M的總位移
當(dāng)趨于無窮大時(shí)
【知識點(diǎn)】碰撞模型；電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】（1）電容器充電完畢，此時(shí)電容器兩端電壓等于電源電動勢E。根據(jù)安培力計(jì)算公式與動量定理求解最終速度；
（2）開關(guān)接2時(shí)，由動量定理求碰撞前M棒的速度，由機(jī)械能守恒定律求出碰撞前N棒的速度。再由彈性碰撞的兩個(gè)守恒求出碰撞后兩傣的速度，最后根據(jù)機(jī)械能守恒定律求N棒上升的高度；
（3）根據(jù)彈性碰撞的兩個(gè)守恒求出碰撞后的速度，再由動量定理求出碰撞后M棒向左運(yùn)動的位移，找到規(guī)律，用數(shù)列求和的方法得到M棒運(yùn)動的總位移。
14．【答案】解：（1）a. 根據(jù)動量定理，得
b. A和B共速時(shí)，系統(tǒng)彈性勢能最大，由動量守恒定律得
解得
最大彈性勢能滿足
解得
由圖可知，第一次達(dá)到該值時(shí)為時(shí)刻。
（2）a. 當(dāng)分子B到達(dá)時(shí)，速度最大，根據(jù)圖像，可以用圖線和橫軸圍成的面積求該過程分子力所做的功
由動能定理得
解得
b. 在到達(dá)最大距離前，分子力始終做負(fù)功，分子勢能增大當(dāng)A和B共速時(shí)，系統(tǒng)分子勢能最大，二者間距最大，由動量守恒定律得
解得
故分子力做功大小

【知識點(diǎn)】動量定理；碰撞模型；分子勢能
【解析】【分析】 （1）a.根據(jù)動量定理，求物塊B在t=0時(shí)刻受到的瞬時(shí)沖量；
b.A和B共速時(shí)，系統(tǒng)彈性勢能最大，由動量守恒定律，求速度，再求最大彈性勢能；
（2）a.當(dāng)分子B到達(dá)r=r0時(shí)，速度最大，用圖線和橫軸圍成的面積求該過程分子力所做的功，由動能定理，求最大速度；
b.在到達(dá)最大距離前，分子力始終做負(fù)功，分子勢能增大當(dāng)A和B共速時(shí)，系統(tǒng)分子勢能最大，由動量守恒定律求速度，再求最大分子勢能，分析兩個(gè)小球之間能達(dá)到的最大間距，根據(jù)動能定理求分子力做功。
15．【答案】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知該核反應(yīng)方程為
釋放的核能為
（2）帶電粒子在D形盒中運(yùn)動的周期
帶電粒子在電場中加速時(shí)的加速度
根據(jù)回旋加速器的性質(zhì)可知粒子通過電場時(shí)會一直加速，設(shè)加速總時(shí)間為t，則
解得
所以在的時(shí)間內(nèi)均勻地放出的N個(gè)粒子，只有內(nèi)放出的粒子每次通過電場能夠一直加速，可得
（3）①粒子能夠一直加速要求，有
解得
即
②最大半徑不能大于1m，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有
根據(jù)動能定理有
解得
，
解得
即
③最后兩次回到下邊界的距離
解得
即
綜合以上三種情況，n的量大取值為40，所以
【知識點(diǎn)】質(zhì)譜儀和回旋加速器；核聚變
【解析】【分析】（1）畫出粒子在引出裝置中的軌跡，由幾何關(guān)系求半徑，由洛倫茲力提供向心力求磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）計(jì)算在0～9×10-8s的時(shí)間內(nèi)由多長時(shí)間內(nèi)射出的粒子源的粒子每次通過電場能夠一直加速，然后根據(jù)比例比例關(guān)系求出被引出粒子的個(gè)數(shù)；
（3）分別計(jì)算出滿足粒子在三種條件下被加速的最大次數(shù)，然后由動能定理求出最終的最大動能。
1 / 12025屆湖南省長郡二十校聯(lián)盟高三上學(xué)期第二次預(yù)熱演練物理試題
1．（2025·湖南模擬）在巴黎奧運(yùn)會上， 中國運(yùn)動員全紅嬋在10m跳臺跳水決賽中獲得冠軍。全紅嬋的質(zhì)量為40kg，假設(shè)她從10m跳臺由靜止跳入水中， 水的平均阻力是她體重的3.5倍。在粗略計(jì)算時(shí)， 空氣阻力不計(jì)，可以將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)。則水池的深度至少為（　?。?br/>A．5m B．4m C．3m D．2m
【答案】B
【知識點(diǎn)】動能定理的綜合應(yīng)用
【解析】【解答】本題涉及力在空間的積累效果，要想到動能定理。運(yùn)用動能定理時(shí)，要靈活選擇研究過程，分析各力做功情況。設(shè)跳臺高度為，水池的深度為時(shí)，運(yùn)動員到水池底部時(shí)速度為零，對全過程根據(jù)動能定理
代入數(shù)據(jù)解得
故選B。
【分析】運(yùn)動員到水池底部時(shí)速度為零，對全過程，利用動能定理列式，即可求解水池的深度。
2．（2025·湖南模擬）據(jù)新聞報(bào)道， 我國科學(xué)家在江門地下700m的實(shí)驗(yàn)室捕捉到中微子v。中微子是最基本的粒子之一， 它幾乎沒有質(zhì)量且不帶電， 民間戲稱為“幽靈粒子”。中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)的方程式為，則x粒子為（　?。?br/>A． B． C． D．
【答案】C
【知識點(diǎn)】原子核的人工轉(zhuǎn)變
【解析】【解答】本題的關(guān)鍵是知道在核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，屬于基本知識的考查。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知x粒子的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即x粒子為。
故選C。
【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒列式，聯(lián)立即可求出x的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，即可確定x為哪種粒子。
3．（2025·湖南模擬）如圖所示，用內(nèi)阻為110 Ω、滿偏電流為50 mA的表頭改裝成量程為0 ~ 0.6 A和0 ~ 3 A的雙量程電流表，接線柱a為公共接線柱。下列說法正確的是（　　）
A．0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻比0 ~ 0.6 A量程內(nèi)阻大
B．用a、b兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 3 A
C．R1 = 4 Ω
D．R1 + R2 = 12 Ω
【答案】B
【知識點(diǎn)】表頭的改裝
【解析】【解答】本題考查了電流表的改成，知道電流表的改裝原理是解題的前提，分析清楚圖示電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可解題。
BCD．根據(jù)電路可知用a、b和a、c接線柱時(shí)電流表的量程分別為
則有
所以用a、b兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 3 A，用a、c兩個(gè)接線柱時(shí)電流表的量程為0 ~ 0.6 A；將數(shù)據(jù)代入可解得
，
則有
故B正確，CD錯(cuò)誤；
A.0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻為
0 ~ 0.6 A量程電表內(nèi)阻為
可知0 ~ 3 A量程電表內(nèi)阻比0 ~ 0.6 A量程內(nèi)阻小，故A錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】把表頭改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)阻值越小改裝后的電流表量程越大；分析圖示電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題。
4．（2025·湖南模擬）圖1為研究平拋運(yùn)動的裝置。用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置（如圖2），以探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。下列說法不正確的是（　　）
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開頻閃儀，再用小錘敲擊A球
B．兩小球的質(zhì)量可以不同，但都應(yīng)體積較小且質(zhì)量較大
C．若拍攝出的頻閃照片開頭有小部分破損不全，則無法求出A球的初速度
D．多次實(shí)驗(yàn)中，用小錘擊打彈性金屬片后，兩球落地時(shí)只聽到一碰撞聲，說明兩球豎直方向運(yùn)動情況相同
【答案】C
【知識點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動
【解析】【解答】本題考查了利用頻閃照相探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，本題的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)的原理，利用勻變速運(yùn)動的推論分析求解。A．要保證能及時(shí)進(jìn)行拍照，就要先打開頻閃儀，故A正確，不符合題意；
B．自由落體運(yùn)動條件之一就是阻力可以忽略不計(jì)，所以小球體積較小且質(zhì)量較大，故B說法正確，不符合題意；
C．照片開頭有小部分破損不全，可以先在豎直方向?qū)ο噜忛g距運(yùn)用公式
求出時(shí)間間隔，再在水平方向依據(jù)勻速直線運(yùn)動，運(yùn)用公式
求出初速度，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．聽到一碰撞聲，說明運(yùn)動時(shí)間相同，豎直方向運(yùn)動情況相同，故D正確，不符合題意。
故選C。
【分析】平拋運(yùn)動可分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動，將運(yùn)動分別沿x、y軸方向分解，再根據(jù)勻變速運(yùn)動的推論分析作答。
5．（2025·湖南模擬）肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，人所能呼出氣體的最大體積。肺活量可反映肺功能和胸腔壁的擴(kuò)張程度。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一款肺活量測量儀器，原理如圖所示，活塞質(zhì)量為，橫截面積為，配重物質(zhì)量為，測量前需要將儀器置于環(huán)境中，調(diào)節(jié)配重物使活塞穩(wěn)定在零刻度位置。零刻度位置對應(yīng)封閉氣體體積為，體積刻度上的刻度值表示從零刻度到顯示刻度位置活塞下封閉氣體體積的變化量，即肺活量，記為。測試時(shí)，受試人員深吸一口氣后，從測試口呼出氣體，即可通過體積刻度上的刻度讀出受試者的肺活量。重力加速度為，忽略一切摩擦和氣體溫度的變化，下列說法正確的是（　?。?br/>A．正常情況下若要完成校準(zhǔn)，配重物質(zhì)量應(yīng)滿足
B．校正完成后，若外界大氣壓變?yōu)椋瑒t轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，肺活量為原來的1.1倍
C．隨著測試不斷進(jìn)行，活塞下部積累了許多小水滴，會導(dǎo)致測量肺活量偏小
D．肺活量越大，活塞穩(wěn)定時(shí)，受試者肺部氣體壓強(qiáng)越大
【答案】C
【知識點(diǎn)】氣體的等溫變化及玻意耳定律
【解析】【解答】解題的關(guān)鍵是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量，結(jié)合玻意耳定律即可完成分析。要注意玻意耳定律的研究對象是質(zhì)量一定的氣體。
A．校正完成后，活塞下封閉氣體體積變化量等于肺活量，即封閉氣體內(nèi)部壓強(qiáng)為，對活塞受力分析有
對配重物受力分析有
聯(lián)立解得
故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)外界大氣壓變?yōu)闀r(shí)，活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞下封閉氣體的壓強(qiáng)為，設(shè)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓后，人呼出氣體的體積為，根據(jù)玻意耳定律，則有
解得
故B錯(cuò)誤；
C．活塞下部積累的許多小水滴會導(dǎo)致活塞受力平衡時(shí)，容器內(nèi)部壓強(qiáng)增大，測得體積變化量減小，即測量肺活量偏小，故C正確；
D．當(dāng)活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞下方氣體壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同，受試者肺部與活塞下方氣體相通，壓強(qiáng)等于環(huán)境大氣壓，與受試者肺活量無關(guān)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】校正完成后，活塞下封閉氣體體積變化量等于肺活量，對活塞、配重物受力分析，求解m1、m2的關(guān)系；根據(jù)題意分析氣體狀態(tài)變化前后的狀態(tài)參量，將空腔中的氣體和人肺部的氣體看成整體，結(jié)合玻意耳定律列式求解人的肺活量。
6．（2025·湖南模擬）一端封閉粗細(xì)均勻的足夠長導(dǎo)熱性能良好的細(xì)玻璃管內(nèi)，封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。已知水銀柱的長度，玻璃管開口斜向上，在傾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，穩(wěn)定時(shí)被封閉的空氣柱長為，大氣壓強(qiáng)始終為，取重力加速度大小，不計(jì)水銀與試管壁間的摩擦力，不考慮溫度的變化。下列說法正確的是（　?。?br/>A．被封閉氣體的壓強(qiáng)
B．若細(xì)玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，則封閉氣體的長度
C．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，則穩(wěn)定時(shí)封閉氣體的長度
D．若細(xì)玻璃管開口豎直向下靜止放置，由于環(huán)境溫度變化，封閉氣體的長度，則現(xiàn)在的溫度與原來溫度之比為14∶15
【答案】D
【知識點(diǎn)】牛頓第二定律；氣體的等溫變化及玻意耳定律；氣體的等容變化及查理定律
【解析】【解答】本題考查對理想氣體及理想氣體的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，解題時(shí)需注意，要明確研究對象，確認(rèn)哪些參量變化、哪些參量不變，根據(jù)題目的已知條件和求解的問題，分別找出初、末狀態(tài)的參量，其中正確找出壓強(qiáng)是解題的關(guān)鍵。A．設(shè)在光滑斜面上運(yùn)動時(shí)加速度為，對玻璃管和玻璃管內(nèi)的水銀柱為整體，由牛頓第二定律有
解得
方向沿斜面向下。對水銀柱，由牛頓第二定律有
解得被封閉氣體的壓強(qiáng)為
故A錯(cuò)誤；
B．若細(xì)玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，對水銀柱由平衡條件
解得
對封閉氣體由玻意耳定律
解得封閉氣體的長度為
故B錯(cuò)誤；
C．對水銀柱，由牛頓第二定律有
解得
對封閉氣體由玻意耳定律
解得封閉氣體的長度為
故C錯(cuò)誤；
D．若細(xì)玻璃管開口豎直向下靜止放置，對水銀柱受力分析
解得
對封閉氣體由查理定律
解得現(xiàn)在的溫度與原來溫度之比為
故D正確。
故選D。
【分析】根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，氣體溫度不變，發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律求出氣柱的長度。求出出氣體狀態(tài)參量，應(yīng)用查理定律可以求出溫度之比。
7．（2025·湖南模擬）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖所示， 一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球， 過球心的截面是半徑為r的圓。一單色細(xì)光束平行直徑PQ從A點(diǎn)射入球內(nèi)， 折射光線AQ與PQ夾角為30°。已知光在真空中的傳播速度為c， 則（　　）
A．水晶球的折射率為
B．光在水晶球中的傳播速度為
C．光在水晶球中的傳播時(shí)間為
D．若逐漸增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因發(fā)生全反射而無法射出水晶球
【答案】B,C
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律
【解析】【解答】本題主要考查光的折射，根據(jù)幾何知識求入射角和折射角是解題的關(guān)鍵；要知道光的折射率與光速的關(guān)系，掌握折射定律，并能熟練運(yùn)用。A．如圖所示
由幾何關(guān)系可知，光線射入時(shí)的入射角α為2θ，折射率為
故A錯(cuò)誤；
B．光在水晶球中的傳播速度為
故B正確；
C．由幾何關(guān)系可知
光在水晶球中的傳播時(shí)間為
故C正確；
D．由幾何關(guān)系可知
若逐漸增大射向水晶球表面光的入射角，光不會因?yàn)槿瓷涠鵁o法射出水晶球，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】根據(jù)幾何知識求折射角，根據(jù)折射定律求折射率，再根據(jù)求出光在水晶球中的傳播速度。根據(jù)幾何關(guān)系求出光在水晶球中的傳播距離，從而求得傳播時(shí)間。根據(jù)光路可逆性原理判斷能否發(fā)生全反射。
8．（2025·湖南模擬）如圖，ABCDE虛線區(qū)域存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，DE是半徑為R的四分之一圓弧，圓心為O，其中A、E、O在同一條直線上，位于F點(diǎn)的粒子源垂直AE射出各種速度大小不等的帶電粒子，粒子在磁場的作用下向右偏轉(zhuǎn)。已知粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q，F(xiàn)點(diǎn)到E點(diǎn)的距離為，則從弧DE射出的粒子，運(yùn)動的可能時(shí)間為（　?。?br/>A． B． C． D．
【答案】B,C
【知識點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動
【解析】【解答】本題主要考查了帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，熟悉半徑公式和周期公式，結(jié)合幾何關(guān)系求解。設(shè)粒子從弧DE射出時(shí)射出點(diǎn)與F點(diǎn)的連線與OF的夾角為，粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動的圓心角為，如圖所示
由圖可知，越大越小，當(dāng)射出點(diǎn)與F點(diǎn)的連線與弧DE相切時(shí)，最大，此時(shí)最小，設(shè)此時(shí)的射出點(diǎn)為G，有
即
所以的最小值為，另當(dāng)為零時(shí)最大，最大值為，所以從弧DE上射出的粒子在磁場勻速圓周運(yùn)動的時(shí)間范圍為
即
又
得
所以
故選BC。
【分析】畫出粒子運(yùn)動軌跡，求出軌跡對應(yīng)的圓心角，洛倫茲力提供向心力，求出粒子運(yùn)動周期，從而求解運(yùn)動時(shí)間。
9．（2025·湖南模擬）液體的表面張力會使液體表面總處于繃緊的狀態(tài)。設(shè)想在液面上作一條分界線，張力的作用表現(xiàn)在，分界線兩邊液面以一定的拉力相互作用，的大小與分界線的長度成正比，即（為液體的表面張力系數(shù)），的方向總是與液面相切，并垂直于液面的分界線。小明設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易裝置用來測量某液體的表面張力系數(shù)。如圖所示，間距為的U型細(xì)框上放置一細(xì)桿，兩者間摩擦不計(jì)。將裝置從肥皂水中取出后水平放置，會形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分別為俯視圖和正視圖，由于表面張力的緣故，膜的上、下表面會對產(chǎn)生水平向左的力．小明用一測力計(jì)水平向右拉住使其保持靜止，測力計(jì)示數(shù)為，接著用該肥皂水吹成了球形肥皂泡，如圖所示。當(dāng)肥皂泡大小穩(wěn)定時(shí)，測得其球形半徑為。下列說法正確的是（　?。?br/>A．表面張力系數(shù)的單位是
B．測得肥皂水的表面張力系數(shù)為
C．肥皂泡內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部大氣壓強(qiáng)
D．肥皂泡內(nèi)外氣體對右側(cè)半球膜的壓力差為
【答案】B,C,D
【知識點(diǎn)】液體的表面張力；單位制
【解析】【解答】A．根據(jù)拉力F的表達(dá)式，確定液體的表面張力系數(shù)σ的表達(dá)式，進(jìn)一步推導(dǎo)σ的單位。由，得
其中的單位是，即，的單位是，代入上式，得到表面張力系數(shù)的單位是，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)平衡條件、F的公式列式求解。肥皂水上下兩個(gè)表面都存在表面張力，故有
得到肥皂水的表面張力系數(shù)為
故B正確；
C．由于肥皂泡表面存在表面張力，肥皂泡呈球形，為了維持球形的形狀，肥皂泡內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部大氣壓強(qiáng)，故C正確；
D．右側(cè)半球膜受到膜內(nèi)、外氣體的壓力和膜邊緣的表面張力，如圖
根據(jù)受力平衡可知
因肥皂泡的內(nèi)外表面都存在表面張力，故肥皂泡內(nèi)外氣體對右側(cè)半球膜的壓力差為
故D正確。
故選BCD。
【分析】本題主要考查的是共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用，選準(zhǔn)研究對象是關(guān)鍵，也需要注意題干引入的新公式的靈活應(yīng)用。肥皂泡表面存在表面張力，且肥皂泡呈球形，據(jù)此判斷；.結(jié)合前面求得的肥皂水的表面張力系數(shù)及平衡條件，列式求解。
10．（2025·湖南模擬）在粗糙地面上，某時(shí)刻乒乓球的運(yùn)動狀態(tài)如圖所示，判斷一段時(shí)間后乒乓球可能的運(yùn)動狀況（　　）
A．靜止 B．可能向右無滑動滾動
C．可能向左無滑動滾動 D．只向右平動不轉(zhuǎn)動
【答案】A,B,C
【知識點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速
【解析】【解答】本題考查矢量的疊加原理，掌握滾動與平動的概念，注意兩者速度大小關(guān)系是解題的關(guān)鍵。乒乓球的速度v代表的是質(zhì)心速度，乒乓球與地面接觸點(diǎn)的速度不為0，為滑動摩擦力，該滑動摩擦力產(chǎn)生的力矩將使乒乓球的角動量和動量發(fā)生改變。當(dāng)v比較大時(shí)，乒乓球最終將做向右無滑滾動；當(dāng)時(shí)，乒乓球最終狀態(tài)為靜止；當(dāng)v比較小時(shí)，乒乓球最終將做向左的無滑滾動。
故選ABC。
【分析】根據(jù)角速度方向判定滾動方向，再依據(jù)速度的合成法則，即可判定乒乓球可能運(yùn)動狀況。
11．（2025·湖南模擬）太陽能光電直接轉(zhuǎn)換器的工作原理是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能。圖示為測定光電流的電路簡圖。
（1）現(xiàn)給光電管加正向電壓，則A極是電源的　 　極，E連線柱是電流表的　 　接線柱（填“正”或“負(fù)”）；
（2）入射光應(yīng)照射在　 　極上（填“C”或“D”）；
（3）若電流表讀數(shù)是，電子所帶電荷量，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子至少是　 　個(gè)。
【答案】正；負(fù)；D；
【知識點(diǎn)】光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題通過光電效應(yīng)考查了有關(guān)電學(xué)的基礎(chǔ)知識，對于這些基礎(chǔ)知識要熟練的理解和應(yīng)用，注意依據(jù)光電管的陰陽極，來判定電源的正負(fù)極。（1）由圖可知，D為陰極，C是對陰極，電子在電場力作用下，從D加速到C，則電源左邊 A為正極，右邊B為負(fù)極；電流應(yīng)從電流表正極流入，所以電流變是上正下負(fù)；故E連線柱是電流表負(fù)接線柱。
（2）從光電管陰極D發(fā)射的光電子，要在回路中定向移動形成電流，因此光射在D極上；
（3）因A端應(yīng)該與電源的正極相連，這樣電子出來即可被加速，從而在回路中形成電流；每秒在回路中通過的電量為
所以產(chǎn)生的光電子數(shù)目至少為
聯(lián)立得
【分析】（1）由于電子帶負(fù)電，因此要在回路中形成電流，A應(yīng)該與電源的正極相連；
（2）要在回路中定向移動形成電流，因此光射在D極上；
（3）根據(jù)Q=It，求出每秒流過的電量，然后根據(jù)可求出光電子的數(shù)目。
12．（2025·湖南模擬）
（1）如圖甲所示，是光由真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射情況，試由圖中所給出的數(shù)據(jù)求出這種介質(zhì)的折射率為　 ?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。已知，，，。
（2）某實(shí)驗(yàn)小組使用圖乙的裝置測量某紅色激光的波長，用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫中心的距離。激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖丙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離　 　。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離，已知（為相鄰兩條亮紋間的距離）由此則可以計(jì)算該激光的波長　 　（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。
【答案】（1）1.1
（2）65.0；650
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律；干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系
【解析】【解答】本題考查折射定律的基本應(yīng)用，關(guān)鍵要掌握折射率公式，考查測量某紅色激光的波長，要求掌握實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理。
（1）由題意及幾何關(guān)系可知，介質(zhì)的折射率
（2） A、B兩亮紋間的距離
相鄰兩條紋的寬度
激光的波長
【分析】（1）光空氣射入某種介質(zhì)時(shí)的入射角和折射角，根據(jù)折射定律求出折射率；
（2）確定刻度尺的分度值，讀出A、B兩亮紋的位置，計(jì)算出相鄰明條紋間距；根據(jù)條紋間距公式推導(dǎo)計(jì)算。
（1）由題意及幾何關(guān)系可知，介質(zhì)的折射率
（2）[1] A、B兩亮紋間的距離
[2] 相鄰兩條紋的寬度
激光的波長
13．（2025·湖南模擬）如圖所示，水平面內(nèi)足夠長的兩光滑平行金屬直導(dǎo)軌，左側(cè)有電動勢E＝36V的直流電源、C＝0.1F的電容器和R＝0.05的定值電阻組成的圖示電路。右端和兩半徑r＝0.45m的豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道在PQ處平滑連接，PQ與直導(dǎo)軌垂直，軌道僅在PQ左側(cè)空間存在豎直向上，大小為B＝1T的勻強(qiáng)磁場。將質(zhì)量為、電阻為的金屬棒M靜置在水平直導(dǎo)軌上，圖中棒長和導(dǎo)軌間距均為L＝1m，M距R足夠遠(yuǎn)，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。開始時(shí)，單刀雙擲開關(guān)斷開，閉合開關(guān)，使電容器完全充電；然后斷開，同時(shí)接“1”，M從靜止開始加速運(yùn)動直至速度穩(wěn)定；當(dāng)M勻速運(yùn)動到與PQ距離為d＝0.27m時(shí)，立即將接“2”，并擇機(jī)釋放另一靜置于圓弧軌道最高點(diǎn)、質(zhì)量為的絕緣棒N，M、N恰好在PQ處發(fā)生第1次彈性碰撞。隨后N反向沖上圓弧軌道。已知之后N與M每次碰撞前M均已靜止，所有碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時(shí)間極短，M、N始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度，，求：
（1）電容器完成充電時(shí)的電荷量q和M穩(wěn)定時(shí)的速度；
（2）第1次碰撞后絕緣棒N在離開圓弧軌道后還能繼續(xù)上升的高度；
（3）自發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都靜止，金屬棒M的總位移。
【答案】解：（1）根據(jù)求得
金屬棒M最終勻速直線時(shí)
對金屬棒M應(yīng)用動量定理可得
即
其中
聯(lián)立求得
（2）在開關(guān)接2時(shí)，對金屬棒M應(yīng)用動量定理
即
又由
聯(lián)立求得
絕緣棒N滑到圓周最低點(diǎn)時(shí)，由動能定理可得
求得
金屬棒M，絕緣棒N彈性碰撞
求得
對絕緣棒N由機(jī)械能守恒可得
求得
（3）發(fā)生第一次碰撞后，金屬棒M向左位移為，根據(jù)動量定理可得
即
又由
聯(lián)立求得
由題可知，絕緣棒N第二次與金屬棒M碰前速度為，方向水平向左，碰后速度為，金屬棒的速度為，由彈性碰撞可得
求得
金屬棒M向左的位移
求得
同理可知，金屬棒M與絕緣棒N第三次碰撞后的瞬時(shí)速度
金屬棒M向左的位移
求得
以此類推，金屬棒M與絕緣棒N第次碰撞后的瞬時(shí)速度
金屬棒M向左的位移
發(fā)生第1次碰撞后到最終兩棒都靜止，金屬棒M的總位移
當(dāng)趨于無窮大時(shí)
【知識點(diǎn)】碰撞模型；電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】（1）電容器充電完畢，此時(shí)電容器兩端電壓等于電源電動勢E。根據(jù)安培力計(jì)算公式與動量定理求解最終速度；
（2）開關(guān)接2時(shí)，由動量定理求碰撞前M棒的速度，由機(jī)械能守恒定律求出碰撞前N棒的速度。再由彈性碰撞的兩個(gè)守恒求出碰撞后兩傣的速度，最后根據(jù)機(jī)械能守恒定律求N棒上升的高度；
（3）根據(jù)彈性碰撞的兩個(gè)守恒求出碰撞后的速度，再由動量定理求出碰撞后M棒向左運(yùn)動的位移，找到規(guī)律，用數(shù)列求和的方法得到M棒運(yùn)動的總位移。
14．（2025·湖南模擬）在物理學(xué)中，研究微觀物理問題時(shí)借鑒宏觀的物理模型，可使問題變得更加形象生動。彈簧的彈力和彈性勢能變化與分子間的作用力以及分子勢能變化情況有相似之處，因此在學(xué)習(xí)分子力和分子勢能的過程中，我們可以將兩者類比，以便于理解。
（1）輕彈簧的兩端分別與物塊A、B相連，它們靜止在光滑水平地面上，現(xiàn)給物塊B一沿彈簧方向的瞬時(shí)沖量，使其以水平向右的速度開始運(yùn)動，如圖甲所示，并從這一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。已知A、B的質(zhì)量分別為和，求：
a.物塊B在時(shí)刻受到的瞬時(shí)沖量；
b.系統(tǒng)在之后的過程中，彈簧中儲存的最大彈性勢能是多少？第一次達(dá)到該值時(shí)是圖乙中的哪個(gè)時(shí)刻？
（2）研究分子勢能是研究物體內(nèi)能的重要內(nèi)容，現(xiàn)某同學(xué)計(jì)劃在COMSOL仿真軟件中對分子在分子力作用下的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行模擬，在模擬的場景中：兩個(gè)質(zhì)量同為m的小球A和B（可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力）可以在x軸上運(yùn)動，二者間具有相互作用力，將該力F隨兩球間距r的變化規(guī)律設(shè)置為和分子間作用力的變化規(guī)律相似，關(guān)系圖的局部如圖丙所示，圖中F為“正”表示作用力為斥力，F(xiàn)為“負(fù)”表示作用力為引力，圖中的和都為已知量。若給兩小球設(shè)置不同的約束條件和初始條件，則可以模擬不同情形下兩個(gè)小球在“分子力”作用下的運(yùn)動情況。
a.將小球A固定在坐標(biāo)軸上處，使小球B從坐標(biāo)軸上無窮遠(yuǎn)處靜止釋放，則B會在“分子力”的作用下開始沿坐標(biāo)軸向著A運(yùn)動，求B運(yùn)動過程中的最大速度；
b.將小球A和B的初始位置分別設(shè)置在和，小球A的初速度為零，小球B的初速度為上一小問中的（沿x軸正方向），兩球同時(shí)開始運(yùn)動，求初始狀態(tài)至兩個(gè)小球相距最遠(yuǎn)時(shí)，分子力做功大小。
【答案】解：（1）a. 根據(jù)動量定理，得
b. A和B共速時(shí)，系統(tǒng)彈性勢能最大，由動量守恒定律得
解得
最大彈性勢能滿足
解得
由圖可知，第一次達(dá)到該值時(shí)為時(shí)刻。
（2）a. 當(dāng)分子B到達(dá)時(shí)，速度最大，根據(jù)圖像，可以用圖線和橫軸圍成的面積求該過程分子力所做的功
由動能定理得
解得
b. 在到達(dá)最大距離前，分子力始終做負(fù)功，分子勢能增大當(dāng)A和B共速時(shí)，系統(tǒng)分子勢能最大，二者間距最大，由動量守恒定律得
解得
故分子力做功大小

【知識點(diǎn)】動量定理；碰撞模型；分子勢能
【解析】【分析】 （1）a.根據(jù)動量定理，求物塊B在t=0時(shí)刻受到的瞬時(shí)沖量；
b.A和B共速時(shí)，系統(tǒng)彈性勢能最大，由動量守恒定律，求速度，再求最大彈性勢能；
（2）a.當(dāng)分子B到達(dá)r=r0時(shí)，速度最大，用圖線和橫軸圍成的面積求該過程分子力所做的功，由動能定理，求最大速度；
b.在到達(dá)最大距離前，分子力始終做負(fù)功，分子勢能增大當(dāng)A和B共速時(shí)，系統(tǒng)分子勢能最大，由動量守恒定律求速度，再求最大分子勢能，分析兩個(gè)小球之間能達(dá)到的最大間距，根據(jù)動能定理求分子力做功。
15．（2025·湖南模擬）氦是宇宙中豐度第二高的元素，氦核是受控核聚變研究過程中的主要產(chǎn)物之一，如2個(gè)聚變生成1個(gè)和兩個(gè)X，研究氦核對于核物理發(fā)展有很高的價(jià)值。如圖甲為一回旋加速器的示意圖，其核心部分為兩個(gè)D形盒，D形盒中有勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，兩D形盒之間接高頻交流電源，電壓如圖丙所示。兩D形盒之間為勻強(qiáng)電場．兩D形盒的距離為d=1cm，D形盒的半徑為1.2m，在盒的邊緣放有位置可左右調(diào)節(jié)的粒子源A。粒子為氦核，初速度很小，可忽略不計(jì)．在盒的左側(cè)有一個(gè)粒子引出裝置EFHG（局部圖如圖乙）。氦核比荷，取，整個(gè)裝置在真空中，不考慮粒子間的相互作用及相對論效應(yīng)等因素。
（1）已知的質(zhì)量為3.0150u，的質(zhì)量為4.0026u，副產(chǎn)物X的質(zhì)量為1.0079u，1u相當(dāng)于931MeV的能量，試寫出生成的核反應(yīng)方程并計(jì)算反應(yīng)中釋放的核能（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（2）在時(shí)間內(nèi)，粒子源隨時(shí)間均勻地放出N個(gè)粒子，t=0時(shí)刻的粒子恰好在電場中加速40次到達(dá)EF處被引出，粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間不可忽略，只有每次通過電場時(shí)都一直加速的粒子才能到達(dá)引出裝置并被引出，求被引出粒子的個(gè)數(shù)；
（3）A到F的距離可調(diào)節(jié)，但粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑不能大于1.0m．只有每次通過電場時(shí)都一直加速的粒子才能到達(dá)引出裝置，且粒子在最后兩次從電場回到下邊界時(shí)的距離要不小于1cm才能順利引出（?。?，求被引出的粒子能夠獲得的最大動能為多少？
【答案】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知該核反應(yīng)方程為
釋放的核能為
（2）帶電粒子在D形盒中運(yùn)動的周期
帶電粒子在電場中加速時(shí)的加速度
根據(jù)回旋加速器的性質(zhì)可知粒子通過電場時(shí)會一直加速，設(shè)加速總時(shí)間為t，則
解得
所以在的時(shí)間內(nèi)均勻地放出的N個(gè)粒子，只有內(nèi)放出的粒子每次通過電場能夠一直加速，可得
（3）①粒子能夠一直加速要求，有
解得
即
②最大半徑不能大于1m，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有
根據(jù)動能定理有
解得
，
解得
即
③最后兩次回到下邊界的距離
解得
即
綜合以上三種情況，n的量大取值為40，所以
【知識點(diǎn)】質(zhì)譜儀和回旋加速器；核聚變
【解析】【分析】（1）畫出粒子在引出裝置中的軌跡，由幾何關(guān)系求半徑，由洛倫茲力提供向心力求磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）計(jì)算在0～9×10-8s的時(shí)間內(nèi)由多長時(shí)間內(nèi)射出的粒子源的粒子每次通過電場能夠一直加速，然后根據(jù)比例比例關(guān)系求出被引出粒子的個(gè)數(shù)；
（3）分別計(jì)算出滿足粒子在三種條件下被加速的最大次數(shù)，然后由動能定理求出最終的最大動能。
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