2025—2026年度海南省高三联合调研考试
物理
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 海南椰雕是海南省的传统美术，是国家级非物质文化遗产之一、唐代就已出现关于海南椰雕的记载，明清时期椰雕被作为珍品进贡朝廷，赢得“天南贡品”之誉。某椰雕作品如图所示，碗和碗盖静止于水平桌面上，碗盖斜靠在碗的左侧。关于桌面对碗盖的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 弹力方向斜向右上方
B. 弹力方向竖直向上
C. 摩擦力可能为0
D. 摩擦力方向向左
2. 电子发射断层显像作为尖端的医学影像手段，通常把带有放射性的碳-11（）掺进药物里，再把这些“带标记”的药物注入人体，从而给体内器官拍“功能照片”。其核反应方程为，则（ ）
A. Z=5 B. Z=7 C. A=10 D. A=12
3. 如图所示，下列方法可使平行板电容器电容增大的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 滚铁环为我国20世纪常见的儿童游戏。如图所示，某小朋友正在沿一水平直线滚铁环，半径为R的圆环上有个标记点A（此时处于最高处），铁环与地面不打滑，则铁环继续滚动半圈，点A的位移大小为（ ）
A. 2R B. πR C. D.
5. a、b、c、d四个带相同电荷量的正试探电荷向固定的场源正点电荷运动，四个正试探电荷运动的轨迹如图所示，不计试探电荷间的作用力，N、Q点与场源正点电荷间的距离相等，则在M、N、P、Q四个位置中（ ）
A. Q点的电势最高
B. N、Q两点的电场强度相同
C. 试探电荷在P点受到的库仑力最大
D. 试探电荷在P点的加速度一定最大
6. 中国天问二号于2025年5月29日成功发射，其任务主要是实现对小行星2016HO3的详细探测，包括伴飞观测、表面采样和样品返回。天问二号在变轨过程中会经历不同轨道，如图中Ⅰ轨道和Ⅱ轨道，则天问二号（ ）
A. 在Ⅰ轨道上运行的周期更小
B. 在Ⅱ轨道上运行时经过P点的速度小于经过Q点的速度
C. 在Ⅱ轨道上经过P点的速度大于在Ⅰ轨道上经过P点的速度
D. 在Ⅰ轨道上经过P点的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点的加速度
7. 某国产电动汽车进行制动测试实验，在平直道路上急踩刹车，用传感器记录位移与时间的比值x/t随刹车时间t变化的规律，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 经过2s时车速大小为32m/s
B. 刹车过程中加速度大小为2m/s
C. 经过9s汽车刚好停下不动
D. 自刹车开始10s内该车的位移大小为160m
8. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为L，两极板间存在平行于y轴的匀强电场（图中未画出）。第一、四象限中有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。一带正电粒子从A点以大小为v0的初速度沿x轴正方向射入电场，经电场偏转后恰好贴着一个极板的右侧边缘进入磁场，之后从另一极板右侧边缘再次进入电场。不计粒子所受重力，则（ ）
A. 极板P带负电
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 粒子进入磁场时速度方向与 y轴的夹角为37°
D 粒子仍能回到出发点A
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在如图所示的装置中，水平地面上放置着一个装有力传感器的木箱，木箱（含力传感器）的质量为2m，一个质量为m的小球通过轻质细弹簧竖直悬挂在箱顶，同时用一根轻绳将小球与箱底的力传感器（固定在箱底）连接起来。当系统处于平衡状态时，力传感器显示的拉力数值为mg（g为重力加速度大小），弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 系统平衡时，弹簧的伸长量为
B. 剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g
C. 剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为2mg
D. 剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为4mg
10. 如图所示，将短道速滑运动员在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时由于冰刀嵌入冰内，因此冰刀受到与冰面夹角为θ（蹬冰角）的支持力，不计一切摩擦，转弯半径为R，重力加速度大小为g。关于该转弯过程，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员所受合力大小不变 B. 运动员的加速度大小为gtanθ
C. 运动员转弯时角速度的大小为 D. 运动员的线速度大小为
11. 某医疗设备需利用理想变压器将有效值为220V的正弦交流电升到110kV，副线圈接医疗设备，通过副线圈电流的有效值为2mA，则（ ）
A. 变压器原线圈两端电压的最大值为
B. 变压器的原、副线圈匝数比为1：500
C. 变压器的输入功率为0.44W
D. 变压器的输出功率为220W
12. 某简谐横波中平衡位置相距3.5mA、B两质点的振动图像分别如图甲、乙所示。若该波周期T=0.5s，A质点比B质点先振动，下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为1m
B. 波长可能为2m
C. 波速可能为4m/s
D. 波速可能为8m/s
13. 如图甲所示，一倾角θ=37°的足够长倾斜传送带，正以恒定速率沿顺时针方向转动。一质量m=2kg的物块（可视为质点）在t=0时刻以某一初速度从传送带底端滑上传送带。物块与传送带之间存在相对运动时，会在传送带表面留下滑动痕迹。以传送带底端所在水平面为零势能参考平面，物块的机械能E随时间t变化的关系如图乙所示（图线为曲线，且在t=0.6s时其切线水平）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。g= ，则在0~0.6s内，下列说法正确的是（ ）
A. 物块的初速度大小为2m/s
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
C. 物块在传送带上留下的滑动痕迹长度为0.5m
D. 物块在0.6s时的机械能为4.8J
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14.
（1）某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。
①用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=___________cm。
②激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为___________。（结果用分数表示）
③如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为___________。（结果保留两位有效数字）
（2）实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，回答下列问题：
①电火花计时器所接的电源为___________（填“8V交流”“8V直流”“220V直流”或“220V交流”）电。手捏纸带的上端，把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。
②已知电火花计时器的打点周期为T，并得到1~7的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则打“6”点时，重物的速度大小为___________，当地的重力加速度大小g=___________。
15. 某兴趣小组想通过实验知道一力敏电阻的阻值随着表面所受压力变化的情况。该兴趣小组设计的实验电路如图甲所示，已知该力敏电阻的阻值在之间变化。除了该力敏电阻外，现有的器材如下：
直流电源E（电动势约为，内阻不计）；
电压表V1（量程为，内阻约为）；
电压表V2（量程为，内阻约为）；
电流表（量程为，内阻可忽略不计）；
定值电阻（，，），开关及导线若干。
（1）实验中要求尽量减小误差，开关应接________（填“a”或“b”）端，为保护电路，定值电阻的阻值应选________（填“”“”或“”）。
（2）正确选择器材和电路后，闭合两个开关。改变对力敏电阻的压力大小，记录该压力F及相应电压表示数U和电流表示数I。通过实验数据得到的关系式为（其中k为定值，R为力敏电阻接入电路的阻值）。不对力敏电阻施加压力时，电压表的示数为，电流表的示数为，此时力敏电阻接入电路的阻值为________，________。
（3）某次实验时，电流表的示数如图乙所示，则该示数为________。
（4）若电流表的内阻不可忽略，则测得的力敏电阻的阻值与实际阻值相比________（填“偏小”“偏大”或“不变”）。
四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 某智能家居公司开发了一种火灾预警系统，该系统能够通过实时监测环境温度的变化来实现火灾预警，其原理如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，表面涂有导电物质的质量为M、横截面积为S 的活塞密封一定质量的理想气体。汽缸内气体的热力学温度为T ，活塞距汽缸底部的高度为h，要求当环境的热力学温度为 时报警，不计活塞与汽缸之间的摩擦。外界大气压恒为p ，重力加速度大小为g。
（1）求系统刚好报警时，活塞较常态时上升的距离d；
（2）若从常态（汽缸内气体的温度为T ）到系统恰好报警的过程中气体吸收了热量Q，求气体内能的变化量。
17. 某高能粒子碰撞实验的原理简化图如图所示，平行金属极板M和N水平放置，两极板间距d=10cm，长度l=15cm，上、下极板的电势差 极板间的电场可视为匀强电场，不考虑边缘效应。半径 的光滑绝缘固定圆弧轨道ABC竖直放置，圆弧轨道关于竖直直径OB对称，轨道左侧A点与N极板右端相接触，小球Q静止在B点。现有一质量 电荷量 的绝缘小球P，从M 极板左端点以一定初速度水平射入，小球 P 刚好无碰撞地从A 点沿切线方向进入圆弧轨道并与小球Q碰撞（时间极短）后粘在一起，小球恰好不脱离轨道。小球均可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小 求：
（1）小球P在极板间运动时的加速度大小a；
（2）OA与OB的夹角θ的正切值tanθ；
（3）小球Q的质量m 。
18. 如图所示，固定在绝缘水平面上、半径为r的金属圆环处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。竖直导电转轴经过金属圆环的圆心O点，长度为2r、粗细均匀的金属棒ab的a端固定在O点，金属棒ab随转轴匀速转动，转动过程中金属棒ab与金属圆环接触良好。圆环左侧有两根足够长、间距为L、倾角为的平行光滑固定金属导轨，两根导轨通过导线和电刷分别与金属圆环和导电转轴相连。导轨所在空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B。质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒cd垂直放置在导轨上且刚好能保持静止，重力加速度大小为g，除金属棒cd外，其余电阻均不计。
（1）求通过金属棒cd的电流I和ab的转动方向（从上往下看）；
（2）求金属棒ab的角速度；
（3）若金属棒ab转动的角速度变为原来的三分之一，将金属棒cd从导轨上由静止释放，经过时间t，金属棒cd速度达到稳定，已知金属棒cd运动过程中与导轨始终垂直并接触良好，求该过程中金属棒cd运动的位移大小x。2025—2026年度海南省高三联合调研考试
物理
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 海南椰雕是海南省的传统美术，是国家级非物质文化遗产之一、唐代就已出现关于海南椰雕的记载，明清时期椰雕被作为珍品进贡朝廷，赢得“天南贡品”之誉。某椰雕作品如图所示，碗和碗盖静止于水平桌面上，碗盖斜靠在碗的左侧。关于桌面对碗盖的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 弹力方向斜向右上方
B. 弹力方向竖直向上
C. 摩擦力可能为0
D. 摩擦力方向向左
2. 电子发射断层显像作为尖端的医学影像手段，通常把带有放射性的碳-11（）掺进药物里，再把这些“带标记”的药物注入人体，从而给体内器官拍“功能照片”。其核反应方程为，则（ ）
A. Z=5 B. Z=7 C. A=10 D. A=12
【答案】A
3. 如图所示，下列方法可使平行板电容器电容增大的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
4. 滚铁环为我国20世纪常见的儿童游戏。如图所示，某小朋友正在沿一水平直线滚铁环，半径为R的圆环上有个标记点A（此时处于最高处），铁环与地面不打滑，则铁环继续滚动半圈，点A的位移大小为（ ）
A. 2R B. πR C. D.
【答案】D
5. a、b、c、d四个带相同电荷量的正试探电荷向固定的场源正点电荷运动，四个正试探电荷运动的轨迹如图所示，不计试探电荷间的作用力，N、Q点与场源正点电荷间的距离相等，则在M、N、P、Q四个位置中（ ）
A. Q点的电势最高
B. N、Q两点的电场强度相同
C. 试探电荷在P点受到的库仑力最大
D. 试探电荷在P点的加速度一定最大
【答案】C
6. 中国天问二号于2025年5月29日成功发射，其任务主要是实现对小行星2016HO3的详细探测，包括伴飞观测、表面采样和样品返回。天问二号在变轨过程中会经历不同轨道，如图中Ⅰ轨道和Ⅱ轨道，则天问二号（ ）
A. 在Ⅰ轨道上运行的周期更小
B. 在Ⅱ轨道上运行时经过P点的速度小于经过Q点的速度
C. 在Ⅱ轨道上经过P点的速度大于在Ⅰ轨道上经过P点的速度
D. 在Ⅰ轨道上经过P点的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点的加速度
【答案】D
7. 某国产电动汽车进行制动测试实验，在平直道路上急踩刹车，用传感器记录位移与时间的比值x/t随刹车时间t变化的规律，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 经过2s时车速大小为32m/s
B. 刹车过程中加速度大小为2m/s
C. 经过9s汽车刚好停下不动
D. 自刹车开始10s内该车的位移大小为160m
【答案】C
8. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为L，两极板间存在平行于y轴的匀强电场（图中未画出）。第一、四象限中有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。一带正电粒子从A点以大小为v0的初速度沿x轴正方向射入电场，经电场偏转后恰好贴着一个极板的右侧边缘进入磁场，之后从另一极板右侧边缘再次进入电场。不计粒子所受重力，则（ ）
A. 极板P带负电
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 粒子进入磁场时速度方向与 y轴的夹角为37°
D 粒子仍能回到出发点A
【答案】B
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在如图所示的装置中，水平地面上放置着一个装有力传感器的木箱，木箱（含力传感器）的质量为2m，一个质量为m的小球通过轻质细弹簧竖直悬挂在箱顶，同时用一根轻绳将小球与箱底的力传感器（固定在箱底）连接起来。当系统处于平衡状态时，力传感器显示的拉力数值为mg（g为重力加速度大小），弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 系统平衡时，弹簧的伸长量为
B. 剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g
C. 剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为2mg
D. 剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为4mg
【答案】BD
10. 如图所示，将短道速滑运动员在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时由于冰刀嵌入冰内，因此冰刀受到与冰面夹角为θ（蹬冰角）的支持力，不计一切摩擦，转弯半径为R，重力加速度大小为g。关于该转弯过程，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员所受合力大小不变 B. 运动员的加速度大小为gtanθ
C. 运动员转弯时角速度的大小为 D. 运动员的线速度大小为
【答案】AC
11. 某医疗设备需利用理想变压器将有效值为220V的正弦交流电升到110kV，副线圈接医疗设备，通过副线圈电流的有效值为2mA，则（ ）
A. 变压器原线圈两端电压的最大值为
B. 变压器的原、副线圈匝数比为1：500
C. 变压器的输入功率为0.44W
D. 变压器的输出功率为220W
【答案】BD
12. 某简谐横波中平衡位置相距3.5mA、B两质点的振动图像分别如图甲、乙所示。若该波周期T=0.5s，A质点比B质点先振动，下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为1m
B. 波长可能为2m
C. 波速可能为4m/s
D. 波速可能为8m/s
【答案】BC
13. 如图甲所示，一倾角θ=37°的足够长倾斜传送带，正以恒定速率沿顺时针方向转动。一质量m=2kg的物块（可视为质点）在t=0时刻以某一初速度从传送带底端滑上传送带。物块与传送带之间存在相对运动时，会在传送带表面留下滑动痕迹。以传送带底端所在水平面为零势能参考平面，物块的机械能E随时间t变化的关系如图乙所示（图线为曲线，且在t=0.6s时其切线水平）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。g= ，则在0~0.6s内，下列说法正确的是（ ）
A. 物块的初速度大小为2m/s
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
C. 物块在传送带上留下的滑动痕迹长度为0.5m
D. 物块在0.6s时的机械能为4.8J
【答案】AD
【详解】A．由题图乙可知物块初动能
解得 选项 A 正确；
B．0~0.1s内，物块机械能减少，摩擦力对物块做负功，物块的初速度大于传送带的速度，根据牛顿第二定律有
物块匀减速至与传送带共速，有
共速后，假设物块随传送带匀速运动，静摩擦力对物块做正功且与时间成正比，E-t图线应为直线，实际上是曲线，故共速后物块相对传送带向下运动，根据牛顿第二定律有
0.6s时E-t图线切线水平，所以此时物块速度为零，又
解得，选项B错误；
C．0~0.1s内物块相对于传送带向上运动，有
0.1s~0.6s内物块相对于传送带向下运动，有
因为 ，故滑动痕迹长度为0.25m，选项C错误；
D．机械能的变化量等于传送带对物块做的功，即摩擦力对物块做的功，有
即
解得4.8J，选项D正确。
故选AD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14.
（1）某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。
①用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=___________cm。
②激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为___________。（结果用分数表示）
③如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为___________。（结果保留两位有效数字）
（2）实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，回答下列问题：
①电火花计时器所接的电源为___________（填“8V交流”“8V直流”“220V直流”或“220V交流”）电。手捏纸带的上端，把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。
②已知电火花计时器的打点周期为T，并得到1~7的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则打“6”点时，重物的速度大小为___________，当地的重力加速度大小g=___________。
【答案】（1） ①. 6.00 ②. ③. 1.8
（2） ①. 220V交流 ②. ③.
【小问1详解】
①[1]直径
②[2]过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，根据几何关系可知，折射角的正弦值
③[3]根据折射定律
解得n=1.8
【小问2详解】
①[1]电火花计时器所接的电源为220 V交流电。
②[2][3]根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度
由逐差法有
解得 g=
15. 某兴趣小组想通过实验知道一力敏电阻的阻值随着表面所受压力变化的情况。该兴趣小组设计的实验电路如图甲所示，已知该力敏电阻的阻值在之间变化。除了该力敏电阻外，现有的器材如下：
直流电源E（电动势约为，内阻不计）；
电压表V1（量程为，内阻约为）；
电压表V2（量程为，内阻约为）；
电流表（量程为，内阻可忽略不计）；
定值电阻（，，），开关及导线若干。
（1）实验中要求尽量减小误差，开关应接________（填“a”或“b”）端，为保护电路，定值电阻的阻值应选________（填“”“”或“”）。
（2）正确选择器材和电路后，闭合两个开关。改变对力敏电阻的压力大小，记录该压力F及相应电压表示数U和电流表示数I。通过实验数据得到的关系式为（其中k为定值，R为力敏电阻接入电路的阻值）。不对力敏电阻施加压力时，电压表的示数为，电流表的示数为，此时力敏电阻接入电路的阻值为________，________。
（3）某次实验时，电流表的示数如图乙所示，则该示数为________。
（4）若电流表的内阻不可忽略，则测得的力敏电阻的阻值与实际阻值相比________（填“偏小”“偏大”或“不变”）。
【答案】（1） ①. b ②.
（2） ①. 2800 ②. \
（3）5.57##5.58##5.59##5.60##5.61##5.62##5.63
（4）偏大
【小问1详解】
[1] 实验中要求尽量减小误差，而电流表内阻可忽略不计，故采用电流表应内接法，开关应接b端。
[2] 为保护电路，电路中的总电阻应不小于，故定值电阻的阻值应选。
【小问2详解】
[1]
[2] 代入题中的表达式
解得。
【小问3详解】
电流表表盘中每一小格表示0.1mA，应估计到下一位，即读到0.01 mA.图中电流表示数。
【小问4详解】
由实验电路可知，测得的电阻应为力敏电阻与电流表内阻之和，故测量值偏大。
四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 某智能家居公司开发了一种火灾预警系统，该系统能够通过实时监测环境温度的变化来实现火灾预警，其原理如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，表面涂有导电物质的质量为M、横截面积为S 的活塞密封一定质量的理想气体。汽缸内气体的热力学温度为T ，活塞距汽缸底部的高度为h，要求当环境的热力学温度为 时报警，不计活塞与汽缸之间的摩擦。外界大气压恒为p ，重力加速度大小为g。
（1）求系统刚好报警时，活塞较常态时上升的距离d；
（2）若从常态（汽缸内气体的温度为T ）到系统恰好报警的过程中气体吸收了热量Q，求气体内能的变化量。
【答案】（1）
（2）
【小问1详解】
活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，由理想气体状态方程有
解得
【小问2详解】
该过程可视为等压变化过程，活塞受力平衡，有
外界对气体做的功
解得
由热力学第一定律有
解得
17. 某高能粒子碰撞实验的原理简化图如图所示，平行金属极板M和N水平放置，两极板间距d=10cm，长度l=15cm，上、下极板的电势差 极板间的电场可视为匀强电场，不考虑边缘效应。半径 的光滑绝缘固定圆弧轨道ABC竖直放置，圆弧轨道关于竖直直径OB对称，轨道左侧A点与N极板右端相接触，小球Q静止在B点。现有一质量 电荷量 的绝缘小球P，从M 极板左端点以一定初速度水平射入，小球 P 刚好无碰撞地从A 点沿切线方向进入圆弧轨道并与小球Q碰撞（时间极短）后粘在一起，小球恰好不脱离轨道。小球均可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小 求：
（1）小球P在极板间运动时的加速度大小a；
（2）OA与OB的夹角θ的正切值tanθ；
（3）小球Q的质量m 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【小问1详解】
在竖直方向上，根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
设小球P 在极板间运动的时间为t，在竖直方向上，由运动学公式有
竖直方向的末速度大小
在水平方向上有l=vt
由几何关系可知速度方向与初速度方向的夹角也为θ，有
解得
【小问3详解】
由运动的合成与分解有
设小球P 刚运动到B 点时的速度大小为vB，小球 P 由A点运动到B 点，由动能定理有
小球 P、Q发生完全非弹性碰撞，设碰后二者的共同速度为 ，根据动量守恒定律有
之后的运动二者恰好不脱离轨道，由机械能守恒定律有
解得
18. 如图所示，固定在绝缘水平面上、半径为r的金属圆环处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。竖直导电转轴经过金属圆环的圆心O点，长度为2r、粗细均匀的金属棒ab的a端固定在O点，金属棒ab随转轴匀速转动，转动过程中金属棒ab与金属圆环接触良好。圆环左侧有两根足够长、间距为L、倾角为的平行光滑固定金属导轨，两根导轨通过导线和电刷分别与金属圆环和导电转轴相连。导轨所在空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B。质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒cd垂直放置在导轨上且刚好能保持静止，重力加速度大小为g，除金属棒cd外，其余电阻均不计。
（1）求通过金属棒cd的电流I和ab的转动方向（从上往下看）；
（2）求金属棒ab的角速度；
（3）若金属棒ab转动的角速度变为原来的三分之一，将金属棒cd从导轨上由静止释放，经过时间t，金属棒cd速度达到稳定，已知金属棒cd运动过程中与导轨始终垂直并接触良好，求该过程中金属棒cd运动的位移大小x。
【答案】（1），方向为c→d，逆时针转动
（2）
（3）
【小问1详解】
对金属棒cd受力分析，有
又
解得
由题意知安培力方向沿导轨平面向上，由左手定则可知，电流经过金属棒cd的方向为c→d，又由右手定则可知，从上往下看，金属棒ab逆时针转动。
【小问2详解】
金属棒ab在圆环内的一半接入电路，接入部分的电压
金属棒ab未接入电路部分产生的电压大小
解得
小问3详解】
若金属棒ab转动的角速度变为原来的三分之一，则金属棒ab接入电路部分产生的电动势只有原来的三分之一，即金属棒ab产生的电动势在金属棒cd两端的电压
设金属棒cd速度稳定时，速度大小为，金属棒cd切割磁感线产生的电动势
则实际通过金属棒cd的电流大小
又此时金属棒cd受力平衡，有
解得
金属棒cd从静止到速度稳定，由动量定理有
又，
解得
