2025届湖南省长沙市麓山外国语实验中学高三下学期一模物理试题
1．（2025·岳麓模拟）北京举办冬奥会以后，人们参与滑雪运动的热情高涨。如图所示，滑雪滑道由弯曲滑道和斜面雪道组成。滑雪爱好者从弯曲滑道顶端静止滑下，从弯曲滑道末端A点飞出，飞出后将落到斜面雪道上的C点，斜面雪道的倾角为，B点为从A到C运动过程的最高点。运动过程空气阻力的方向总是与速度方向相反，关于滑雪爱好者从A运动到C的过程，下列判断正确的是（ ）
A．滑雪爱好者做匀变速曲线运动
B．滑雪爱好者在B点时的动能最小
C．滑雪爱好者可能在B、C之间的某个位置动能最小
D．滑雪爱好者在B点时到斜面的距离最远
【答案】C
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题是对曲线运动的及动能定理的考查，解题的关键是正确方向运动员的受力和运动情况，结合动能定理判断即可。A．滑雪爱好者从A运动到C的过程，受到与速度方向相反的空气阻力，所以滑雪爱好者不是做匀变速曲线运动，故A错误；
BC．因为重力方向不变竖直向下，而受到空气阻力总与速度方向相反，满足从B运动到C的过程中某个位置重力与阻力的合力方向与速度方向垂直，在此位置前重力与阻力的合力对滑雪爱好者做负功，动能不断减少，在此位置后重力与阻力的合力对滑雪爱好者做正功，动能开始增大，所以滑雪爱好者可能在B、C之间的某个位置动能最小，故B错误，C正确；
D．由数学知识过轨迹作与斜面平行的切线，交点D，可知滑雪爱好者在D点时到斜面的距离最远，故D错误。
故选C。
【分析】根据匀变速运动的规律判断滑雪爱好者的运动受不受匀变速曲线运动；由动能定理判断动能最小的位置；当滑雪爱好者的速度与斜面平行时到斜面的距离最远。
2．（2025·岳麓模拟）日常生活中常用高压水枪清洗汽车，某高压水枪喷口直径为D，喷出水流的流速为v，水柱垂直射向汽车表面后速度变为零。已知水的密度为。下列说法正确的是（ ）
A．高压水枪单位时间内喷出的水的体积为
B．高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
C．水柱对汽车的平均冲力为
D．若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的2倍
【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】本题主要考查动量定理的应用，关键是求出很短时间内流体的质量，掌握动量定理的应用方法。A．高压水枪单位时间内喷出的水的体积
故A错误；
B．高压水枪单位时间喷出水的质量
故B错误；
C．设水柱对汽车的平均冲力为F，垂直汽车表面方向，由动量定理得
时间内水柱的质量为
解得水柱对汽车的平均冲力为
故C正确；
D．根据
若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的4倍，故D错误。
故选C。
【分析】根据V=SL求高压水枪单位时间内喷出的水的体积，再与密度相乘求出高压水枪单位时间内喷出的水的质量；取极短时间内水柱研究对象，根据动量定理求出汽车对水柱的平均作用力，再得出水柱对汽车的平均冲力。结合水柱对汽车的平均冲力表达式分析平均冲力与水速的关系。
3．（2025·岳麓模拟）如图所示，一块长L=1.0m的光滑平板MN固定在轻弹簧上端，弹簧下端与地面固定连接（平板只能竖直运动），且平板与弹簧组成的振动系统的周期T=2.0s，振动系统做简谐运动的位移、速度公式分别满足 、（其中A为振幅，为圆频率，为初相）。一弹性小球A在光滑水平台面上，平台右侧边缘恰好在平板最左侧M点正上方，到M点的距离为h=9.8m，小球与平板质量相同。初始时，平板静止，现给小球一初速度使其从水平台面抛出，小球与平板的碰撞不计能量损失，，已知的解为0.771，下列说法中正确的是（ ）
A．若初速度，小球与平板不发生碰撞
B．若初速度0.6m/s，小球与平板仅发生一次碰撞
C．若初速度，小球与平板仅发生两次碰撞
D．若初速度，小球与平板仅发生三次碰撞
【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；碰撞模型
【解析】【解答】本题考查了运动学公式的应用以及对碰撞现象的理解。通过建立方程并求解，可以得到小球与平板碰撞前的条件。通过判断碰撞次数，可以得出正确的选项。
如果小球的水平速度较大，将直接飞过平板，减小速度得到小球与平板碰撞的临界最大速度即为，第一次碰撞正好发生在边缘N处时的值。设小球从台面水平抛出到与平板发生第一次碰撞经历时间为t1，有
若碰撞恰好发生在N处，则有
解得的值便是满足第一次碰撞的速度最大值，即
代入有关数据得
如果，小球与平板的碰撞不在N点，设小球第一次刚要与平板碰撞时在竖直方向的速度为v1，则有
以、分别表示碰撞结束时刻小球和平板沿竖直方向上的速度，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中，小球和平板在竖直方向的动量守恒，设小球与平板的质量均为m，则有
因为碰撞时弹性的，且平板是光滑的，由能量守恒可得
得到
碰撞后，平板从其位置以 为速度开始做简谐运动，取固定坐标，其原点O与平板处于平衡位置时板的上表面中点重合，x轴的方向竖直向下，若以小球与平板发生碰撞的时刻t=0，则平板在t时刻的离开平衡位置的位移
其中
简谐运动的速度方程满足
因t=0时刻，x=0 ，v=可得
整理可得
碰撞后小球开始做平抛运动，如果第一次碰撞后，小球再经过时间与木板发生第二次碰撞且发生在N处，则仅发生两次碰撞，则在发生第二次碰撞时，小球得x坐标为
平板的坐标为
在碰撞时有
代入数据可得
4.90=4.41cos
可得
则有
L=
解得
则小球与平板仅发生一次碰撞得条件为
故选B。
【分析】根据小球与平板碰撞前的条件，即小球的水平速度v和时间t，以及弹簧的振动情况判断选项。
4．（2025·岳麓模拟）2024年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（ ）
A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关
C．康普顿效应进一步证实了光的波动说
D．玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；能量子与量子化现象；光电效应；康普顿效应
【解析】【解答】本题主要考查物理学史，需要在平时学习中积累物理学史，同时要了解正确的物理学史之间的关系。A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A正确；
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B错误；
C．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C错误；
D．玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光，故D错误。
故选A。
【分析】根据物理学史，结合选项分析正确性。
5．（2025·岳麓模拟）如图1所示，小木块在水平外力的作用下由静止开始沿光滑水平面运动，运动过程中木块的速度随位移变化的图像如图2所示。下列外力随速度、速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】本题考查运动学的图像问题和牛顿第二定律，并训练了学生的推理能力。AB．根据题意，由图2可知
由牛顿第二定律有
又有
整理可得
可知，与成正比，故A错误，B正确；
CD．由AB分析可知，与成正比，则物块做加速度增大的加速运动，则图像的斜率随着速度增大而增大，故CD错误。
故选B。
【分析】对物体进行受力分析，根据题意和牛顿第二定律进行求解。
6．（2025·岳麓模拟）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】该题考查半衰期、光电效应、玻尔理论以及聚变与裂变，考查到的知识点较多，在平时的学习中多加积累即可做好这一类的题目。
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变，所以经过45亿年，10个铀238不一定有5个发生衰变，故A错误；
B．图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故B正确；
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为、、、，所以最多可以放出3种不同频率的光，故C错误；
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，根据
，
由图像可知，c光对应的遏止电压最大，则c光对应的光电子最大初动能最大，c光频率最高，故D错误。
故选B。
【分析】半衰期具有统计意义；比结合能越大原子核越稳定；一个氢原子从n能级向基态跃迁时，最多辐射出n-1中不同频率的光；根据遏止电压比较最大初动能，从而比较光子频率的大小。
7．（2025·岳麓模拟）2021年5月15日，我国“天问一号”携“祝融号”火星车成功登陆火星。火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若在火星表面附近将一小球由静止释放，由于空气阻力使其加速度a随位移x变化的关系如图所示。已知火星的半径为R、自转周期为T，引力常量为G，火星表面重力加速度为，忽略火星自转对重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．火星的“第一宇宙速度”大于
B．火星的质量为
C．火星静止轨道卫星的轨道半径为
D．小球下落过程中的最大速度为
【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。A．小球刚释放时，位移为零，即可得阻力为零，加速度为，所以火星表面的重力加速度为，根据向心力公式可得
可得火星的“第一宇宙速度”为
A错误；
B．根据万有引力提供向心力，即有
可得火星的质量为
B错误；
C．根据万有引力提供向心力，即有
可得火星静止轨道卫星的轨道半径为
C错误；
D．当小球下落的速度最大时加速度为零，此时的位移为，图像与x轴围成的面积表示合力做的功，根据动能定理可得
解得
D正确。
故选D。
【分析】根据图象求解火星表面的重力加速度，根据重力提供向心力可得火星的“第一宇宙速度”；根据万有引力和重力的关系可得火星的质量；根据万有引力提供向心力求解火星静止轨道卫星的轨道半径；ma-x图象与x轴围成的面积表示合力做的功，根据动能定理求解小球下落过程中的最大速度。
8．（2025·岳麓模拟）算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图（a）所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，现用手指将甲拨出，与静止的乙碰撞，碰撞前后两算珠的图像如图（b）所示，已知重力加速度g为10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1
B．算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01
C．开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m
D．碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m
【答案】A,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】本题考查了牛顿第二定律与v-t图像的结合，关键是弄清楚两个算珠的受力情况和运动情况，知道v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移。AB．由题图可得算珠甲的加速度大小为
碰撞后瞬间甲的速度小于乙的速度，因此算珠乙碰撞后的速度为0.2m/s，的加速度大小为
由牛顿第二定律
知两算珠与导杆的动摩擦因数均为
选项A正确，选项B错误
C．开始两算珠之间的距离为
选项C正确；
D．碰后算珠甲运动的距离为
选项D错误。
故选AC。
【分析】根据图示v-t图像求出算珠的加速度大小，应用牛顿第二定律求出动摩擦因数；v-t图像与坐标轴围成图形的面积表示位移，根据图示图像求出开始甲、乙间的距离，求出碰撞后甲运动的距离。
9．（2025·岳麓模拟）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（ ）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为
B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙
【答案】A,B,C
【知识点】质量亏损与质能方程；电流、电源的概念；带电粒子在匀强磁场中的运动；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】本题是原子核内容与磁场的综合，首先是衰变问题，质量数与电荷数守恒；再就是衰变前后动量守恒，衰变后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律就能求出半径之比。A．根据题意，由动量守恒定律可知，新核Y与α粒子的动量大小相等，由洛伦兹力提供向心力有
可得圆周运动的半径公式
则有
故A正确；
B．圆周运动的周期
环形电流
故B正确；
C．对粒子，由洛伦兹力提供向心力有
可得
由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为
由衰变过程动量守恒可得
可知
系统增加的能量为
由质能方程得
联立可得
故C正确
D．由衰变过程动量守恒可知，衰变后粒子与新核Y运动方向相反，由圆周运动的半径公式可知，粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向均为逆时针，故题图丁正确，故D错误。
故选ABC。
【分析】核反应过程质量数与核电荷数守恒，反应后核子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，应用爱因斯坦质能方程分析答题。
10．（2025·岳麓模拟）如图，间距为d的A、K极板足够大，将一束频率恰等于阴极K截止频率的光射向阴极K，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为时，保持滑片位置不变，此时电流表有一定示数，已知电子的质量为m，电荷量大小为e。现在A、K间加一垂直纸面向里、平行于极板平面的可变磁场，调节磁场的磁感应强度大小的取值，下列磁场的磁感应强度大小的值可以使电流表示数变为零的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合；光电效应
【解析】【解答】一束频率恰等于阴极K截止频率的光射向阴极K，则溢出电子的初速度为0，将溢出的电子速度分解为平行K板向上的分速度和平行K板向下的分速度；其中平行K板向上的分速度受到的洛伦兹力与电场力平衡，则有
可得
可知电子在A、K间做两个分运动，其中一个分运动为平行K板向上的匀速直线运动，另一个分运动以速度大小在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
可得
为了使电流表示数变为零，则电子不能到达A板，则应满足
联立可得磁感应强度应满足
故选：BC
【分析】1.掌握爱因斯坦光电效应方程及其应用。
2.知道应用配速法处理粒子运动的原理与解题过程。
3.掌握粒子做圆周运动的向心力来源，确定圆周运动的半径满足的条件，从而确定磁感应强度满足的条件。
11．（2025·岳麓模拟）某学习小组的同学用如图甲的装置验证竖直面内的圆周运动过程中机械能守恒。轻细杆一端连接在光滑固定转轴O处，另一端连接一小球。在转轴O点的正上方和正下方轨道半径处分别安装光电门，测出杆长 L，杆的宽度 d和小球的直径D。现使小球在竖直面内做圆周运动，读出轻杆经过O点正上方光电门的时间为，经过O点正下方光电门的时间为。已知当地重力加速度为g，不考虑空气阻力。
（1）该同学用游标卡尺测小球直径D时，示数如图乙所示，则 mm；
（2）如果要验证小球在竖直面内做圆周运动机械能守恒，需要满足的方程为 （用题中的L、d、D、、、g等符号表示）；
（3）某位同学误把光电门安装在轻杆的中点，已知小球质量为m，则用原来的方法计算小球从最高点到最低点过程中动能的增量时会出现测量值 真实值（填“>”“<”或“=”）
（4）另一位同学光电门安装正确，他让小球由任意位置静止释放，测出多组释放点到最低点的距离s，以及对应小球运动到最低点光电门的遮光时间，作出了图像。若图像是一条过坐标原点的直线，且直线斜率 （用题中的L、d、D、g等符号表示），则说明小球运动过程机械能守恒。
【答案】（1）10.70
（2）
（3）<
（4）
【知识点】验证机械能守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】本题关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理和光电门的测速原理。自由下落的物体只有重力做功，若减小的势能等于增加的动能，即：-△Ep=△Ek，则物体机械能守恒。
（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）根据题意可知，小球的挡光时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，小球经过最低点的线速度大小是光电门处线速度大小的两倍，则有
小球经过最高点的线速度大小也为光电门处线速度大小的两倍，则有
若小球从最高点到最低点满足机械能守恒，则有
解得
（3）把光电门安装在轻杆的中点，则小球真实线速度
，
用原来的方法计算动能的增加量会出现
（4）
小球由任意位置静止释放，作出示意图如图所示
若机械能守恒，则有
其中
，，
解得
故斜率
则可说明小球运动过程机械能守恒。
【分析】（1）先确定游标卡尺的最小分度值再读数；
（2）用平均速度代替瞬时速度计算小球通过光电门的速度，根据机械能守恒定律表达式推导；
（3）分析线速度的变化判断；
（4）根据机械能守恒定律和几何知识计算。
（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）根据题意可知，小球的挡光时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，小球经过最低点的线速度大小是光电门处线速度大小的两倍，则有
小球经过最高点的线速度大小也为光电门处线速度大小的两倍，则有
若小球从最高点到最低点满足机械能守恒，则有
解得
（3）把光电门安装在轻杆的中点，则小球真实线速度，
用原来的方法计算动能的增加量会出现
（4）小球由任意位置静止释放，作出示意图如图所示
若机械能守恒，则有
其中，，
解得
故斜率
则可说明小球运动过程机械能守恒。
12．（2025·岳麓模拟）某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，如图甲所示。小车的质量为M，沙和沙桶的质量为m，滑轮和细线质量不计。
（1）对本实验的操作，下列说法中正确的是__________。
A．实验中需要测量沙和沙桶的质量m
B．实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
D．平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑
（2）实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，纸带上标注的0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出。测出，，，。则小车加速度大小 。
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。若直线的斜率为k，则小车的质量为 （用斜率k表示）。
【答案】（1）B
（2）1.5
（3）
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，学会简单的数据分析，整体难度不大。
（1）A．本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量m，故A错误；
B．要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确；
C．因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。
故选B。
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为
代入数据解得
（3）由牛顿第二定律可得
则
图线的斜率是
则小车的质量为
【分析】（1）由实验可知实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测量，所以不需要测量沙和沙桶的质量，不需要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量；实验中为了减小误差，需要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行；平衡摩擦力时，不需要悬挂沙桶，只需调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑即可；
（2）由逐差法可求小车的加速度，再由沙桶的加速度与小车加速度间的关系可求沙桶下落的加速度的大小；
（3）由牛顿第二定律可判断a-F图像的斜率
（1）A．本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量m，故A错误；
B．要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确；
C．因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。
故选B。
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为
代入数据解得
（3）由牛顿第二定律可得
则
图线的斜率是
则小车的质量为
13．（2025·岳麓模拟）医院在转运病人时有时会用到负压救护车，如图为一容积为0.6 m3的负压舱，需要将患者从甲地转移到乙地，在甲地出发时舱内温度为27℃，压强为1.0 × 105 Pa，到乙地后，外界温度变为17℃，外界大气压变为0.9705 × 105 Pa。负压舱导热性良好，舱内空气视为理想气体，绝对零度取 273℃，舱内负压（舱内外压强差）为20 ~ 50 Pa时效果比较理想。
（1）转运过程中，负压舱与外界没有气体交换，则运输到乙地后，负压舱内与乙地外界大气压的压强差是多少？
（2）转运到乙地后负压舱内需保持50 Pa的稳定负压，需要充入多少体积的空气？
【答案】（1）解：以负压舱内气体为研究对象，体积不变，初态
末态压强为p2，温度为
由查理定律可得
解得
此时舱内外压强差
（2）解：初状态下
温度
体积
充入气体压强p' = 0.9705 × 105 Pa，充入体积为ΔV，末状态气体压强
根据玻意耳定律得
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）气体体积不变，应用查理定律求出气体末状态的压强，从而求解压强差；
（2）气体温度不变，应用玻意耳定律求出需要充入气体的体积。
（1）以负压舱内气体为研究对象，体积不变，初态
末态压强为p2，温度为
由查理定律可得
解得
此时舱内外压强差
（2）初状态下
温度
体积
充入气体压强p' = 0.9705 × 105 Pa，充入体积为ΔV，末状态气体压强
根据玻意耳定律得
解得
14．（2025·岳麓模拟）如图所示，足够长的木板静止于水平地面上，小物块A放在木板的中间，现在对A施加一与水平方向成53°的恒定拉力F，F的大小为5N，3s以后撤去拉力F的同时，另一小物块B以对地速度（向右）冲上木板的左端。已知长木板的质量为，A与B的质量均为，A和B与木板间的动摩擦因数均为，木板与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，运动过程中A，B不会相撞。求：
（1）撤去拉力F时，小物块A的速度（拉力F作用时木板不会滑动）；
（2）撤去拉力F后，小物块A与长木板达到共速的时间；
（3）长木板运动的总时间。
【答案】解：（1）有拉力作用时，对A分析，在竖直方向上有
对A分析，在水平方向上有
，
解得
撤去拉力F时，根据速度公式有
解得
（2）撤去拉力F的同时，另一小物块B以对地速度（向右）冲上木板的左端，由于A与B的质量均为，A和B与木板间的动摩擦因数均为，A、B与木板之间的滑动摩擦力大小相等，则A，B均以相同加速度向右做匀减速直线运动，且
对木板有
解得
木板向右做匀加速直线运动，经历时间，A与木板达到相等速度，则有
解得
（3）A与木板达到相等速度
此时B的速度
随后，木板与A保持相对静止，向右做匀减速直线运动，加速度大小为
经历时间，B，A与木板达到相等速度，则有
解得
，
之后，A、B与木板保持相对静止向右匀减速至0，则有
，
解得
则长木板运动的总时间
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】 （1）根据牛顿第二定律计算出撤去拉力F时，小物块A的加速度，结合速度一时间公式求撤去拉力F时，小物块A的速度；
（2）根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动学公式求解时间。
（3）根据牛顿第二定律分别求出不同阶段时的小物块和木板的加速度，结合速度—时间关系计算出长木板运动的总时间。
15．（2025·岳麓模拟）如图所示，在边长为a的等边三角形OAC的区域中，存在垂直于AC边、电场强度大小为E、水平向右的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点沿电场方向进入电场，不计粒子的重力，忽略电磁场的边缘效应。
（1）若粒子的初速度大小为v0，最终粒子在OA边垂直于电场方向再次进入电场，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
（2）若磁场的磁感应强度为，粒子在O点沿电场方向以初速度大小为v0射入电场，使粒子最终垂直于OA边再次进入电场。
①求粒子的初速度大小v0。
②求粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
【答案】解：（1）设粒子从电场进入磁场的速度为v，对粒子，从O点到刚要进入磁场，由动能定理，得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图甲所示，
根据洛伦兹力提供向心力，得
由几何关系，可得
联立，解得
（2）①对粒子，从O点到刚要进入磁场，由动能定理，得
粒子在磁场中的运动轨迹，如图乙所示，
根据洛伦兹力提供向心力，得
由几何关系，可得
联立，解得
，
②粒子从第一次经过AC边到第二次经过AC边的运动轨迹如图丙所示，
粒子在电场中的运动可以分解为沿着电场方向的匀加速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动，设v沿电场方向的分速度为v1，垂直电场方向的分速度为v2，由运动的合成和分解可知
，
粒子在沿着电场方向的位移满足
粒子在垂直电场方向的位移满足
其中x为粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
联立，解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】 （1）根据动能定理求解粒子进入磁场的速度，再根据几何知识求解粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径，最后根据牛顿第二定律求解匀强磁场的磁感应强度的大小。
（2）①粒子在磁场中做匀速圆周运动根据几何关系求解半径，再根据牛顿第二定律求解粒子在磁场中运动的速度，粒子在电场中加速根据动能定理求解粒子的初速度；
②将粒子在电场中的运动分解为沿着电场方向的匀加速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动，沿着电场方向根据运动学公式求解粒子在电场中运动的时间，垂直电场方向根据运动学公式求解粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
1 / 12025届湖南省长沙市麓山外国语实验中学高三下学期一模物理试题
1．（2025·岳麓模拟）北京举办冬奥会以后，人们参与滑雪运动的热情高涨。如图所示，滑雪滑道由弯曲滑道和斜面雪道组成。滑雪爱好者从弯曲滑道顶端静止滑下，从弯曲滑道末端A点飞出，飞出后将落到斜面雪道上的C点，斜面雪道的倾角为，B点为从A到C运动过程的最高点。运动过程空气阻力的方向总是与速度方向相反，关于滑雪爱好者从A运动到C的过程，下列判断正确的是（ ）
A．滑雪爱好者做匀变速曲线运动
B．滑雪爱好者在B点时的动能最小
C．滑雪爱好者可能在B、C之间的某个位置动能最小
D．滑雪爱好者在B点时到斜面的距离最远
2．（2025·岳麓模拟）日常生活中常用高压水枪清洗汽车，某高压水枪喷口直径为D，喷出水流的流速为v，水柱垂直射向汽车表面后速度变为零。已知水的密度为。下列说法正确的是（ ）
A．高压水枪单位时间内喷出的水的体积为
B．高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
C．水柱对汽车的平均冲力为
D．若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的2倍
3．（2025·岳麓模拟）如图所示，一块长L=1.0m的光滑平板MN固定在轻弹簧上端，弹簧下端与地面固定连接（平板只能竖直运动），且平板与弹簧组成的振动系统的周期T=2.0s，振动系统做简谐运动的位移、速度公式分别满足 、（其中A为振幅，为圆频率，为初相）。一弹性小球A在光滑水平台面上，平台右侧边缘恰好在平板最左侧M点正上方，到M点的距离为h=9.8m，小球与平板质量相同。初始时，平板静止，现给小球一初速度使其从水平台面抛出，小球与平板的碰撞不计能量损失，，已知的解为0.771，下列说法中正确的是（ ）
A．若初速度，小球与平板不发生碰撞
B．若初速度0.6m/s，小球与平板仅发生一次碰撞
C．若初速度，小球与平板仅发生两次碰撞
D．若初速度，小球与平板仅发生三次碰撞
4．（2025·岳麓模拟）2024年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（ ）
A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关
C．康普顿效应进一步证实了光的波动说
D．玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光
5．（2025·岳麓模拟）如图1所示，小木块在水平外力的作用下由静止开始沿光滑水平面运动，运动过程中木块的速度随位移变化的图像如图2所示。下列外力随速度、速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2025·岳麓模拟）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高
7．（2025·岳麓模拟）2021年5月15日，我国“天问一号”携“祝融号”火星车成功登陆火星。火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若在火星表面附近将一小球由静止释放，由于空气阻力使其加速度a随位移x变化的关系如图所示。已知火星的半径为R、自转周期为T，引力常量为G，火星表面重力加速度为，忽略火星自转对重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．火星的“第一宇宙速度”大于
B．火星的质量为
C．火星静止轨道卫星的轨道半径为
D．小球下落过程中的最大速度为
8．（2025·岳麓模拟）算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图（a）所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，现用手指将甲拨出，与静止的乙碰撞，碰撞前后两算珠的图像如图（b）所示，已知重力加速度g为10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1
B．算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01
C．开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m
D．碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m
9．（2025·岳麓模拟）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（ ）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为
B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙
10．（2025·岳麓模拟）如图，间距为d的A、K极板足够大，将一束频率恰等于阴极K截止频率的光射向阴极K，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为时，保持滑片位置不变，此时电流表有一定示数，已知电子的质量为m，电荷量大小为e。现在A、K间加一垂直纸面向里、平行于极板平面的可变磁场，调节磁场的磁感应强度大小的取值，下列磁场的磁感应强度大小的值可以使电流表示数变为零的是（ ）
A． B． C． D．
11．（2025·岳麓模拟）某学习小组的同学用如图甲的装置验证竖直面内的圆周运动过程中机械能守恒。轻细杆一端连接在光滑固定转轴O处，另一端连接一小球。在转轴O点的正上方和正下方轨道半径处分别安装光电门，测出杆长 L，杆的宽度 d和小球的直径D。现使小球在竖直面内做圆周运动，读出轻杆经过O点正上方光电门的时间为，经过O点正下方光电门的时间为。已知当地重力加速度为g，不考虑空气阻力。
（1）该同学用游标卡尺测小球直径D时，示数如图乙所示，则 mm；
（2）如果要验证小球在竖直面内做圆周运动机械能守恒，需要满足的方程为 （用题中的L、d、D、、、g等符号表示）；
（3）某位同学误把光电门安装在轻杆的中点，已知小球质量为m，则用原来的方法计算小球从最高点到最低点过程中动能的增量时会出现测量值 真实值（填“>”“<”或“=”）
（4）另一位同学光电门安装正确，他让小球由任意位置静止释放，测出多组释放点到最低点的距离s，以及对应小球运动到最低点光电门的遮光时间，作出了图像。若图像是一条过坐标原点的直线，且直线斜率 （用题中的L、d、D、g等符号表示），则说明小球运动过程机械能守恒。
12．（2025·岳麓模拟）某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，如图甲所示。小车的质量为M，沙和沙桶的质量为m，滑轮和细线质量不计。
（1）对本实验的操作，下列说法中正确的是__________。
A．实验中需要测量沙和沙桶的质量m
B．实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
D．平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑
（2）实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，纸带上标注的0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出。测出，，，。则小车加速度大小 。
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。若直线的斜率为k，则小车的质量为 （用斜率k表示）。
13．（2025·岳麓模拟）医院在转运病人时有时会用到负压救护车，如图为一容积为0.6 m3的负压舱，需要将患者从甲地转移到乙地，在甲地出发时舱内温度为27℃，压强为1.0 × 105 Pa，到乙地后，外界温度变为17℃，外界大气压变为0.9705 × 105 Pa。负压舱导热性良好，舱内空气视为理想气体，绝对零度取 273℃，舱内负压（舱内外压强差）为20 ~ 50 Pa时效果比较理想。
（1）转运过程中，负压舱与外界没有气体交换，则运输到乙地后，负压舱内与乙地外界大气压的压强差是多少？
（2）转运到乙地后负压舱内需保持50 Pa的稳定负压，需要充入多少体积的空气？
14．（2025·岳麓模拟）如图所示，足够长的木板静止于水平地面上，小物块A放在木板的中间，现在对A施加一与水平方向成53°的恒定拉力F，F的大小为5N，3s以后撤去拉力F的同时，另一小物块B以对地速度（向右）冲上木板的左端。已知长木板的质量为，A与B的质量均为，A和B与木板间的动摩擦因数均为，木板与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，运动过程中A，B不会相撞。求：
（1）撤去拉力F时，小物块A的速度（拉力F作用时木板不会滑动）；
（2）撤去拉力F后，小物块A与长木板达到共速的时间；
（3）长木板运动的总时间。
15．（2025·岳麓模拟）如图所示，在边长为a的等边三角形OAC的区域中，存在垂直于AC边、电场强度大小为E、水平向右的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点沿电场方向进入电场，不计粒子的重力，忽略电磁场的边缘效应。
（1）若粒子的初速度大小为v0，最终粒子在OA边垂直于电场方向再次进入电场，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
（2）若磁场的磁感应强度为，粒子在O点沿电场方向以初速度大小为v0射入电场，使粒子最终垂直于OA边再次进入电场。
①求粒子的初速度大小v0。
②求粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题是对曲线运动的及动能定理的考查，解题的关键是正确方向运动员的受力和运动情况，结合动能定理判断即可。A．滑雪爱好者从A运动到C的过程，受到与速度方向相反的空气阻力，所以滑雪爱好者不是做匀变速曲线运动，故A错误；
BC．因为重力方向不变竖直向下，而受到空气阻力总与速度方向相反，满足从B运动到C的过程中某个位置重力与阻力的合力方向与速度方向垂直，在此位置前重力与阻力的合力对滑雪爱好者做负功，动能不断减少，在此位置后重力与阻力的合力对滑雪爱好者做正功，动能开始增大，所以滑雪爱好者可能在B、C之间的某个位置动能最小，故B错误，C正确；
D．由数学知识过轨迹作与斜面平行的切线，交点D，可知滑雪爱好者在D点时到斜面的距离最远，故D错误。
故选C。
【分析】根据匀变速运动的规律判断滑雪爱好者的运动受不受匀变速曲线运动；由动能定理判断动能最小的位置；当滑雪爱好者的速度与斜面平行时到斜面的距离最远。
2．【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】本题主要考查动量定理的应用，关键是求出很短时间内流体的质量，掌握动量定理的应用方法。A．高压水枪单位时间内喷出的水的体积
故A错误；
B．高压水枪单位时间喷出水的质量
故B错误；
C．设水柱对汽车的平均冲力为F，垂直汽车表面方向，由动量定理得
时间内水柱的质量为
解得水柱对汽车的平均冲力为
故C正确；
D．根据
若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的4倍，故D错误。
故选C。
【分析】根据V=SL求高压水枪单位时间内喷出的水的体积，再与密度相乘求出高压水枪单位时间内喷出的水的质量；取极短时间内水柱研究对象，根据动量定理求出汽车对水柱的平均作用力，再得出水柱对汽车的平均冲力。结合水柱对汽车的平均冲力表达式分析平均冲力与水速的关系。
3．【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；碰撞模型
【解析】【解答】本题考查了运动学公式的应用以及对碰撞现象的理解。通过建立方程并求解，可以得到小球与平板碰撞前的条件。通过判断碰撞次数，可以得出正确的选项。
如果小球的水平速度较大，将直接飞过平板，减小速度得到小球与平板碰撞的临界最大速度即为，第一次碰撞正好发生在边缘N处时的值。设小球从台面水平抛出到与平板发生第一次碰撞经历时间为t1，有
若碰撞恰好发生在N处，则有
解得的值便是满足第一次碰撞的速度最大值，即
代入有关数据得
如果，小球与平板的碰撞不在N点，设小球第一次刚要与平板碰撞时在竖直方向的速度为v1，则有
以、分别表示碰撞结束时刻小球和平板沿竖直方向上的速度，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中，小球和平板在竖直方向的动量守恒，设小球与平板的质量均为m，则有
因为碰撞时弹性的，且平板是光滑的，由能量守恒可得
得到
碰撞后，平板从其位置以 为速度开始做简谐运动，取固定坐标，其原点O与平板处于平衡位置时板的上表面中点重合，x轴的方向竖直向下，若以小球与平板发生碰撞的时刻t=0，则平板在t时刻的离开平衡位置的位移
其中
简谐运动的速度方程满足
因t=0时刻，x=0 ，v=可得
整理可得
碰撞后小球开始做平抛运动，如果第一次碰撞后，小球再经过时间与木板发生第二次碰撞且发生在N处，则仅发生两次碰撞，则在发生第二次碰撞时，小球得x坐标为
平板的坐标为
在碰撞时有
代入数据可得
4.90=4.41cos
可得
则有
L=
解得
则小球与平板仅发生一次碰撞得条件为
故选B。
【分析】根据小球与平板碰撞前的条件，即小球的水平速度v和时间t，以及弹簧的振动情况判断选项。
4．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；能量子与量子化现象；光电效应；康普顿效应
【解析】【解答】本题主要考查物理学史，需要在平时学习中积累物理学史，同时要了解正确的物理学史之间的关系。A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A正确；
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B错误；
C．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C错误；
D．玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光，故D错误。
故选A。
【分析】根据物理学史，结合选项分析正确性。
5．【答案】B
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】本题考查运动学的图像问题和牛顿第二定律，并训练了学生的推理能力。AB．根据题意，由图2可知
由牛顿第二定律有
又有
整理可得
可知，与成正比，故A错误，B正确；
CD．由AB分析可知，与成正比，则物块做加速度增大的加速运动，则图像的斜率随着速度增大而增大，故CD错误。
故选B。
【分析】对物体进行受力分析，根据题意和牛顿第二定律进行求解。
6．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】该题考查半衰期、光电效应、玻尔理论以及聚变与裂变，考查到的知识点较多，在平时的学习中多加积累即可做好这一类的题目。
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变，所以经过45亿年，10个铀238不一定有5个发生衰变，故A错误；
B．图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故B正确；
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为、、、，所以最多可以放出3种不同频率的光，故C错误；
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，根据
，
由图像可知，c光对应的遏止电压最大，则c光对应的光电子最大初动能最大，c光频率最高，故D错误。
故选B。
【分析】半衰期具有统计意义；比结合能越大原子核越稳定；一个氢原子从n能级向基态跃迁时，最多辐射出n-1中不同频率的光；根据遏止电压比较最大初动能，从而比较光子频率的大小。
7．【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。A．小球刚释放时，位移为零，即可得阻力为零，加速度为，所以火星表面的重力加速度为，根据向心力公式可得
可得火星的“第一宇宙速度”为
A错误；
B．根据万有引力提供向心力，即有
可得火星的质量为
B错误；
C．根据万有引力提供向心力，即有
可得火星静止轨道卫星的轨道半径为
C错误；
D．当小球下落的速度最大时加速度为零，此时的位移为，图像与x轴围成的面积表示合力做的功，根据动能定理可得
解得
D正确。
故选D。
【分析】根据图象求解火星表面的重力加速度，根据重力提供向心力可得火星的“第一宇宙速度”；根据万有引力和重力的关系可得火星的质量；根据万有引力提供向心力求解火星静止轨道卫星的轨道半径；ma-x图象与x轴围成的面积表示合力做的功，根据动能定理求解小球下落过程中的最大速度。
8．【答案】A,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】本题考查了牛顿第二定律与v-t图像的结合，关键是弄清楚两个算珠的受力情况和运动情况，知道v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移。AB．由题图可得算珠甲的加速度大小为
碰撞后瞬间甲的速度小于乙的速度，因此算珠乙碰撞后的速度为0.2m/s，的加速度大小为
由牛顿第二定律
知两算珠与导杆的动摩擦因数均为
选项A正确，选项B错误
C．开始两算珠之间的距离为
选项C正确；
D．碰后算珠甲运动的距离为
选项D错误。
故选AC。
【分析】根据图示v-t图像求出算珠的加速度大小，应用牛顿第二定律求出动摩擦因数；v-t图像与坐标轴围成图形的面积表示位移，根据图示图像求出开始甲、乙间的距离，求出碰撞后甲运动的距离。
9．【答案】A,B,C
【知识点】质量亏损与质能方程；电流、电源的概念；带电粒子在匀强磁场中的运动；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】本题是原子核内容与磁场的综合，首先是衰变问题，质量数与电荷数守恒；再就是衰变前后动量守恒，衰变后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律就能求出半径之比。A．根据题意，由动量守恒定律可知，新核Y与α粒子的动量大小相等，由洛伦兹力提供向心力有
可得圆周运动的半径公式
则有
故A正确；
B．圆周运动的周期
环形电流
故B正确；
C．对粒子，由洛伦兹力提供向心力有
可得
由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为
由衰变过程动量守恒可得
可知
系统增加的能量为
由质能方程得
联立可得
故C正确
D．由衰变过程动量守恒可知，衰变后粒子与新核Y运动方向相反，由圆周运动的半径公式可知，粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向均为逆时针，故题图丁正确，故D错误。
故选ABC。
【分析】核反应过程质量数与核电荷数守恒，反应后核子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，应用爱因斯坦质能方程分析答题。
10．【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合；光电效应
【解析】【解答】一束频率恰等于阴极K截止频率的光射向阴极K，则溢出电子的初速度为0，将溢出的电子速度分解为平行K板向上的分速度和平行K板向下的分速度；其中平行K板向上的分速度受到的洛伦兹力与电场力平衡，则有
可得
可知电子在A、K间做两个分运动，其中一个分运动为平行K板向上的匀速直线运动，另一个分运动以速度大小在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
可得
为了使电流表示数变为零，则电子不能到达A板，则应满足
联立可得磁感应强度应满足
故选：BC
【分析】1.掌握爱因斯坦光电效应方程及其应用。
2.知道应用配速法处理粒子运动的原理与解题过程。
3.掌握粒子做圆周运动的向心力来源，确定圆周运动的半径满足的条件，从而确定磁感应强度满足的条件。
11．【答案】（1）10.70
（2）
（3）<
（4）
【知识点】验证机械能守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】本题关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理和光电门的测速原理。自由下落的物体只有重力做功，若减小的势能等于增加的动能，即：-△Ep=△Ek，则物体机械能守恒。
（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）根据题意可知，小球的挡光时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，小球经过最低点的线速度大小是光电门处线速度大小的两倍，则有
小球经过最高点的线速度大小也为光电门处线速度大小的两倍，则有
若小球从最高点到最低点满足机械能守恒，则有
解得
（3）把光电门安装在轻杆的中点，则小球真实线速度
，
用原来的方法计算动能的增加量会出现
（4）
小球由任意位置静止释放，作出示意图如图所示
若机械能守恒，则有
其中
，，
解得
故斜率
则可说明小球运动过程机械能守恒。
【分析】（1）先确定游标卡尺的最小分度值再读数；
（2）用平均速度代替瞬时速度计算小球通过光电门的速度，根据机械能守恒定律表达式推导；
（3）分析线速度的变化判断；
（4）根据机械能守恒定律和几何知识计算。
（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）根据题意可知，小球的挡光时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，小球经过最低点的线速度大小是光电门处线速度大小的两倍，则有
小球经过最高点的线速度大小也为光电门处线速度大小的两倍，则有
若小球从最高点到最低点满足机械能守恒，则有
解得
（3）把光电门安装在轻杆的中点，则小球真实线速度，
用原来的方法计算动能的增加量会出现
（4）小球由任意位置静止释放，作出示意图如图所示
若机械能守恒，则有
其中，，
解得
故斜率
则可说明小球运动过程机械能守恒。
12．【答案】（1）B
（2）1.5
（3）
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，学会简单的数据分析，整体难度不大。
（1）A．本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量m，故A错误；
B．要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确；
C．因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。
故选B。
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为
代入数据解得
（3）由牛顿第二定律可得
则
图线的斜率是
则小车的质量为
【分析】（1）由实验可知实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测量，所以不需要测量沙和沙桶的质量，不需要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量；实验中为了减小误差，需要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行；平衡摩擦力时，不需要悬挂沙桶，只需调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑即可；
（2）由逐差法可求小车的加速度，再由沙桶的加速度与小车加速度间的关系可求沙桶下落的加速度的大小；
（3）由牛顿第二定律可判断a-F图像的斜率
（1）A．本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量m，故A错误；
B．要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变．故B正确；
C．因为小车受到的拉力由弹簧秤进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D错误。
故选B。
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为，由逐差法可得，小车加速度大小为
代入数据解得
（3）由牛顿第二定律可得
则
图线的斜率是
则小车的质量为
13．【答案】（1）解：以负压舱内气体为研究对象，体积不变，初态
末态压强为p2，温度为
由查理定律可得
解得
此时舱内外压强差
（2）解：初状态下
温度
体积
充入气体压强p' = 0.9705 × 105 Pa，充入体积为ΔV，末状态气体压强
根据玻意耳定律得
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）气体体积不变，应用查理定律求出气体末状态的压强，从而求解压强差；
（2）气体温度不变，应用玻意耳定律求出需要充入气体的体积。
（1）以负压舱内气体为研究对象，体积不变，初态
末态压强为p2，温度为
由查理定律可得
解得
此时舱内外压强差
（2）初状态下
温度
体积
充入气体压强p' = 0.9705 × 105 Pa，充入体积为ΔV，末状态气体压强
根据玻意耳定律得
解得
14．【答案】解：（1）有拉力作用时，对A分析，在竖直方向上有
对A分析，在水平方向上有
，
解得
撤去拉力F时，根据速度公式有
解得
（2）撤去拉力F的同时，另一小物块B以对地速度（向右）冲上木板的左端，由于A与B的质量均为，A和B与木板间的动摩擦因数均为，A、B与木板之间的滑动摩擦力大小相等，则A，B均以相同加速度向右做匀减速直线运动，且
对木板有
解得
木板向右做匀加速直线运动，经历时间，A与木板达到相等速度，则有
解得
（3）A与木板达到相等速度
此时B的速度
随后，木板与A保持相对静止，向右做匀减速直线运动，加速度大小为
经历时间，B，A与木板达到相等速度，则有
解得
，
之后，A、B与木板保持相对静止向右匀减速至0，则有
，
解得
则长木板运动的总时间
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】 （1）根据牛顿第二定律计算出撤去拉力F时，小物块A的加速度，结合速度一时间公式求撤去拉力F时，小物块A的速度；
（2）根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动学公式求解时间。
（3）根据牛顿第二定律分别求出不同阶段时的小物块和木板的加速度，结合速度—时间关系计算出长木板运动的总时间。
15．【答案】解：（1）设粒子从电场进入磁场的速度为v，对粒子，从O点到刚要进入磁场，由动能定理，得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图甲所示，
根据洛伦兹力提供向心力，得
由几何关系，可得
联立，解得
（2）①对粒子，从O点到刚要进入磁场，由动能定理，得
粒子在磁场中的运动轨迹，如图乙所示，
根据洛伦兹力提供向心力，得
由几何关系，可得
联立，解得
，
②粒子从第一次经过AC边到第二次经过AC边的运动轨迹如图丙所示，
粒子在电场中的运动可以分解为沿着电场方向的匀加速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动，设v沿电场方向的分速度为v1，垂直电场方向的分速度为v2，由运动的合成和分解可知
，
粒子在沿着电场方向的位移满足
粒子在垂直电场方向的位移满足
其中x为粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
联立，解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】 （1）根据动能定理求解粒子进入磁场的速度，再根据几何知识求解粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径，最后根据牛顿第二定律求解匀强磁场的磁感应强度的大小。
（2）①粒子在磁场中做匀速圆周运动根据几何关系求解半径，再根据牛顿第二定律求解粒子在磁场中运动的速度，粒子在电场中加速根据动能定理求解粒子的初速度；
②将粒子在电场中的运动分解为沿着电场方向的匀加速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动，沿着电场方向根据运动学公式求解粒子在电场中运动的时间，垂直电场方向根据运动学公式求解粒子第二次经过AC边的位置到A点的距离。
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