精品解析：陕西省汉中市2024-2025学年高三上学期11月期中考试物理试题

大市联考卷（三） 物理 本试卷共100分，考试时间75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。 1. 如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是（　　） A. 铁质圆柱内部磁感应强度为零 B. 线圈的磁通量始终为零 C. 线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动 D. 电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力 2. 月球车配备核电池是我国自主研发的放射性同位素钚电池，钚238在发生α衰变时会伴随有γ射线放出，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地面的通讯。关于钚238，下列说法正确的是（ ） A. 衰变后产生新原子核的比结合能比钚238的比结合能小 B. 衰变产生α射线的电离本领比γ射线强 C. 衰变后产生的新的原子核为 D. 随着时间的推移，放射性同位素钚238会减少，其半衰期也会变短 3. 如图所示，科学家设想在拉格朗日点L1建立一空间站，且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同．则（　　） A. 空间站的加速度小于月球的加速度 B. 空间站的线速度等于月球的线速度 C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力 4. 近年来，我国国产新能源汽车的自动驾驶技术快速发展，已跻身世界前列，汽车的自动驾驶离不开电磁波技术的应用，某新能源汽车发出的一列横波在时的波形图像如图1所示，图2为点的振动图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 时间内，质点沿轴运动了 C. 在任意的时间内，质点运动的路程一定是 D. 该波波速为 5. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m，甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机，乙携带手机检测，甲、乙开始位置齐平如图（a）所示，甲、乙同时分别沿两条平行相距8m的直线轨道向同一方向运动，甲做匀速直线运动，乙从静止开始先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，其速度v随时间t的关系如图（b）所示，则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为（ ） A. 4s B. 5s C. 8s D. 13s 6. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，（）和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对的光照强度的过程中（　　） A. 电源的效率可能变大 B. G表中有从b至a的电流 C. A表的示数一定变小 D. 电源的输出功率可能先增大后减小 7. 如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ） A. 重物在C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值的两倍 B. 在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量 C. 在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能 D. 在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为m，屏与双缝间的距离为m，测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距为mm，下列说法正确的是（　　） A. 若将该装置由真空移至水中，相邻亮条纹间距变大 B. 测得单色光的波长m C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 将屏向靠近双缝的方向移动，可以增加从目镜中观察到的条纹个数 9. 如图所示，表面粗糙的斜面体c置于光滑水平面上，斜面的左侧倾角为，右侧倾角为，绕过斜面体顶端光滑、轻质定滑轮的轻绳连接滑块a、b，轻绳平行于斜面体表面。水平推力F作用于c，使a、b、c一起运动，此时滑块b刚好脱离c。已知a、b、c的质量分别为、、，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法正确的是（　　） A. 滑块b的加速度为 B. 轻绳拉力为 C. 滑块a与斜面体间的动摩擦因数至少为0.5 D. 水平推力F为 10. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R、匝数为N的正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向在水平面上匀速运动，线框的速度始终为v，从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ（线框分别有一半面积在两个磁场中）过程中，下列说法正确的是（ ） A. 线框刚进入左侧磁场时线框中感应电流方向为逆时针 B. 在位置Ⅱ时外力F为 C. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 D. 从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中线框的磁通量先增大后减小 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整至水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板远离槽口平移距离，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；再将木板远离槽口平移距离，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹。若测得木板每次移动的距离，、间的距离，、间的距离。取重力加速度大小，回答以下问题。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是______。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 每次释放小球的位置可以不同 C. 每次小球均须从同一位置由静止释放 （2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为______。（用题中所给字母表示） （3）小球初速度的值为______（保留三位有效数字）。 12. 某实验小组为了测量一蓄电池的电动势和内阻，选用以下实验器材：蓄电池（电动势约为20V、允许通过的最大电流为1A）、电压表（量程为15V）、电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω）、定值电阻R0（阻值为12Ω）、开关、导线若干。已知蓄电池的内阻小于1Ω。 （1）请在图甲方框中作出合理的实验电路图。 （2）请根据作出的电路图在图乙中连接实物图。 （3）断开开关，调整电阻箱的阻值，再闭合开关，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路的阻值，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线，如图丙所示。由图线可求得蓄电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留一位小数）。 13. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载的货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 14. 如图所示，在Oxy坐标系，区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，，挡板上有一小孔K位于MN中点。之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在的范围内可以产生质量为m，电荷量为的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； 15. 如图所示，在光滑水平地面上放一厚度为d = 2.2m的长木板，木板长度L = 2m，木板右端有一固定的竖直圆弧平台，圆弧上表面光滑，圆弧最低点与木板上表而等高，圆弧最低点与水平方向相切于C点，圆弧半径R = 2m，圆弧的圆心角为37°。薄木板AB与圆弧形平台在同一竖直面内，开始薄木板右端与C点相距x0 = 3m，一小铁块静止在木板右端B。已知铁块质量m = 1kg，木板质量M = 2kg，铁块与木板间的动摩擦因数μ = 0.4，对木板施加水平恒力F推动木板向右加速运动，直至木板与平台碰撞前瞬间撤去推力，碰撞瞬间两者粘在一起。已知重力加速度g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1）若F = 16N，求铁块在木板上滑动过程中摩擦产生的热量。 （2）若施加推力为F0时，铁块经D点时对轨道的压力最大，求： ①推力F0的值； ②该情形下铁块经D点时对轨道压力的大小； ③铁块落地点到D点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大市联考卷（三） 物理 本试卷共100分，考试时间75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。 1. 如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是（　　） A. 铁质圆柱内部磁感应强度为零 B. 线圈的磁通量始终为零 C 线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动 D. 电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．铁质圆柱没有将磁场屏蔽，内部有磁场，即铁质圆柱内部磁感应强度不为零；磁场是辐向分布，穿过线圈的磁通量不是始终为0，故AB错误； CD．线圈中通电流时，线圈受到安培力的作用使线圈转动，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动，随着弹力的增加，当弹力与安培力平衡时线圈停止转动，故C正确，D错误。 故选C。 2. 月球车配备的核电池是我国自主研发的放射性同位素钚电池，钚238在发生α衰变时会伴随有γ射线放出，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地面的通讯。关于钚238，下列说法正确的是（ ） A. 衰变后产生的新原子核的比结合能比钚238的比结合能小 B. 衰变产生的α射线的电离本领比γ射线强 C. 衰变后产生的新的原子核为 D. 随着时间的推移，放射性同位素钚238会减少，其半衰期也会变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．衰变后产生的新原子核更稳定，故新原子核的比结合能比钚238的比结合能大，故A错误； B．衰变产生的α射线的电离本领比γ射线强，故B正确； C．根据质量数和核电荷数守恒可得该核反应方程为 故衰变后产生的新的原子核为，故C错误； D．随着时间的推移，放射性同位素钚238会减少，其半衰期不会改变，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，科学家设想在拉格朗日点L1建立一空间站，且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同．则（　　） A. 空间站的加速度小于月球的加速度 B. 空间站的线速度等于月球的线速度 C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力 【答案】A 【解析】 【详解】A．空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据 由于月球运行的轨道半径较大，则空间站的加速度小于月球的加速度，故A正确； B．根据 则空间站的线速度小于月球的线速度，故B错误； C．根据 由于月球质量和运行的轨道半径都较大，则空间站的向心力小于月球的向心力，故C错误； D．空间站受到月球和地球的万有引力，月球受到空间站和地球的万有引力，故D错误。 故选A 4. 近年来，我国国产新能源汽车的自动驾驶技术快速发展，已跻身世界前列，汽车的自动驾驶离不开电磁波技术的应用，某新能源汽车发出的一列横波在时的波形图像如图1所示，图2为点的振动图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 时间内，质点沿轴运动了 C. 在任意的时间内，质点运动的路程一定是 D. 该波的波速为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图2知时质点位于平衡位置沿轴正向振动，由图1根据波的平移法知该波沿轴正方向传播，故A错误； B．质点不随波迁移，不沿轴运动，故B错误； C．由图1知振幅为，在任意的时间内，质点运动的路程 故C正确； D．由图1知该波的波长由图2知该波的周期则该波的波速,，则 故D错误。 故选C。 5. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m，甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机，乙携带手机检测，甲、乙开始位置齐平如图（a）所示，甲、乙同时分别沿两条平行相距8m的直线轨道向同一方向运动，甲做匀速直线运动，乙从静止开始先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，其速度v随时间t的关系如图（b）所示，则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为（ ） A. 4s B. 5s C. 8s D. 13s 【答案】C 【解析】 【详解】已知无线连接的最远距离为10m，直线轨道相距8m，手机检测到蓝牙耳机时，甲、乙间位移之差最大值为 当时，根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可知甲、乙的位移之差 设4s之前手机与蓝牙耳机能被连接的时间为，从到，有 即 解得 或（舍去） 可知在内手机与蓝牙耳机一直处于连接状态；根据对称性可知，在内手机与蓝牙耳机处于断开状态，在时手机与蓝牙耳机又开始处于连接状态，由图像中可知此时乙开始做匀速运动，设从6s之后手机与蓝牙耳机能被连接的时间为，则有 即 解得 则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为 故选C。 6. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，（）和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对的光照强度的过程中（　　） A. 电源的效率可能变大 B. G表中有从b至a的电流 C. A表的示数一定变小 D. 电源的输出功率可能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】AC．电源的效率为 增大对的光照强度，则总电阻减小，电路总电流增大，电源的效率变小，故AC错误； B．电路总电流增大，电源内阻和两端的电压增大，两端的电压减小，即电容器两极板间的电压减小，电容器带电量减小，电容器放电，G表中有从b至a的电流，故B正确； D．当电源外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，电源外电路电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，逐渐增大对的光照强度，阻值减小，电路总电阻减小，由于，电阻总电阻一直大于电源内阻，电源的输出功率一直增大，故D错误； 故选B。 7. 如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ） A. 重物在C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值的两倍 B. 在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量 C. 在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能 D. 在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是 【答案】C 【解析】 【详解】A．重物在AC之间做简谐振动，在A点释放时的加速度为向下的g，由对称性可知，在C位置时的加速度的大小也等于g，方向向上，选项A错误； B．在重物从A位置下落到C位置的过程中，重物动量的变化为零，根据动量定理可知，向下的重力的冲量大小等于向上的弹簧弹力的冲量，选项B错误； C．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，由能量关系可知 重物从A点下落到B点时动能最大，则由动能定理 可得 即在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能，选项C正确； D．在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是 选项D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为m，屏与双缝间的距离为m，测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距为mm，下列说法正确的是（　　） A. 若将该装置由真空移至水中，相邻亮条纹间距变大 B. 测得单色光的波长m C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 将屏向靠近双缝的方向移动，可以增加从目镜中观察到的条纹个数 【答案】CD 【解析】 【详解】B．相邻明条纹中心间距为 根据相邻明条纹中心间距公式 解得 故B错误； A．若将该装置由真空移至水中，根据 可知波速减小，根据 可知波长变小，根据相邻两亮条纹间距公式 可知相邻亮条纹间距变小，故A错误； C．根据 知，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．将屏向靠近双缝的方向移动，根据相邻明条纹中心间距公式可知干涉条纹间距变窄，可以增加从目镜中观察到的条纹个数，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，表面粗糙的斜面体c置于光滑水平面上，斜面的左侧倾角为，右侧倾角为，绕过斜面体顶端光滑、轻质定滑轮的轻绳连接滑块a、b，轻绳平行于斜面体表面。水平推力F作用于c，使a、b、c一起运动，此时滑块b刚好脱离c。已知a、b、c的质量分别为、、，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法正确的是（　　） A. 滑块b的加速度为 B. 轻绳拉力为 C. 滑块a与斜面体间的动摩擦因数至少为0.5 D. 水平推力F为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知滑块b受重力和轻绳拉力，受力分析如图所示 由牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．对b受力分析有 解得 故B错误； C．对a受力分析并建立如图所示坐标系 结合牛顿第二定律有 由题意有 解得 ，， 故C正确； D．对整体受力分析，由牛顿第二定律有 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R、匝数为N的正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向在水平面上匀速运动，线框的速度始终为v，从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ（线框分别有一半面积在两个磁场中）过程中，下列说法正确的是（ ） A. 线框刚进入左侧磁场时线框中感应电流方向为逆时针 B. 在位置Ⅱ时外力F为 C. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 D. 从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中线框的磁通量先增大后减小 【答案】ACD 【解析】 【详解】AD．线框刚进入左侧磁场时，穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向为逆时针；线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，线框的磁通量先增大后减小，故AD正确； BC．线框在位置Ⅱ时，根据右手定则知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为 线框左右边所受安培力的方向均向左，根据受力平衡可得外力F为 此时线框中的电功率为 故B错误，C正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整至水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板远离槽口平移距离，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；再将木板远离槽口平移距离，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹。若测得木板每次移动的距离，、间的距离，、间的距离。取重力加速度大小，回答以下问题。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是______。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 每次释放小球的位置可以不同 C. 每次小球均须从同一位置由静止释放 （2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为______。（用题中所给字母表示） （3）小球初速度的值为______（保留三位有效数字）。 【答案】（1）C （2） （3）1.00 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道没必要必须光滑，只要小球到达斜槽底端的速度相等即可，选项A错误； BC．小球每次均须从同一位置由静止释放，以保证到达底端的速度相等，选项B错误、C正确。 故选C。 【小问2详解】 在竖直方向 在水平方向 联立方程得 小问3详解】 根据代入数据得 12. 某实验小组为了测量一蓄电池的电动势和内阻，选用以下实验器材：蓄电池（电动势约为20V、允许通过的最大电流为1A）、电压表（量程为15V）、电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω）、定值电阻R0（阻值为12Ω）、开关、导线若干。已知蓄电池的内阻小于1Ω。 （1）请在图甲方框中作出合理的实验电路图。 （2）请根据作出的电路图在图乙中连接实物图。 （3）断开开关，调整电阻箱的阻值，再闭合开关，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路的阻值，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线，如图丙所示。由图线可求得蓄电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留一位小数）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 19.2 ②. 0.5 【解析】 【小问1详解】 蓄电池电动势约为20V，电压表量程为15V，蓄电池的内阻较小，若不接定值电阻，调节电阻箱时容易烧坏电压表，电路中接入定值电阻可以有效地增大电阻箱的调节范围，则实验电路图如图所示 【小问2详解】 根据电路图连接实物图，如图所示 【小问3详解】 由闭合电路的欧姆定律可得 整理得 由图丙知 解得 图像的斜率为 解得 13. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设空载时气缸内气体压强为，负载时为，由力平衡条件则有 由玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 由题意可得 14. 如图所示，在Oxy坐标系，区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，，挡板上有一小孔K位于MN中点。之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在的范围内可以产生质量为m，电荷量为的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； 【答案】（1） （2），方向沿x轴正方向 【解析】 【小问1详解】 根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 在匀强加速电场中由动能定理有 联立解得 【小问2详解】 根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，又粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足 联立可得 15. 如图所示，在光滑水平地面上放一厚度为d = 2.2m的长木板，木板长度L = 2m，木板右端有一固定的竖直圆弧平台，圆弧上表面光滑，圆弧最低点与木板上表而等高，圆弧最低点与水平方向相切于C点，圆弧半径R = 2m，圆弧的圆心角为37°。薄木板AB与圆弧形平台在同一竖直面内，开始薄木板右端与C点相距x0 = 3m，一小铁块静止在木板右端B。已知铁块质量m = 1kg，木板质量M = 2kg，铁块与木板间的动摩擦因数μ = 0.4，对木板施加水平恒力F推动木板向右加速运动，直至木板与平台碰撞前瞬间撤去推力，碰撞瞬间两者粘在一起。已知重力加速度g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1）若F = 16N，求铁块在木板上滑动过程中摩擦产生的热量。 （2）若施加的推力为F0时，铁块经D点时对轨道的压力最大，求： ①推力F0的值； ②该情形下铁块经D点时对轨道压力的大小； ③铁块落地点到D点的水平距离。 【答案】（1）12J （2）①12N；②16N；③3.2m 【解析】 【小问1详解】 设铁块的加速度为，由牛顿第二定律 木板的加速度为，由牛顿第二定律 设经时间木板撞击圆弧形台，根据位移时间关系 解得 此时铁块相对木板滑动的距离为 碰后，铁块经时间到达C点，根据运动学公式 解得 此时铁块达C点的速度为 vC = v1－a1t2 解得 设铁块不会冲出D点则有 解得 h = 0.4m = R－Rcos37° 假设成立，故此过程铁块与木板间产生热量 解得 Q = 12J 【小问2详解】 铁块加速度越大，加速的距离越大，到达圆弧面的速度越大： ①当两者一起加速，且铁块加速度最大时，此时的加速度为，对整体 解得 ②铁块到达D点速度为，开始加速到D点过程由动能定理 解得 在D点由向心力公式 解得 ③铁块从D点抛出做抛体运动，经时间落至水平地面，根据 水平位移为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$