精品解析：河南省焦作市博爱县第一中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

焦作市博爱一中2024—2025学年高三（上）期中考试 物理 考生注意： 1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚； 2.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，在试卷上作答无效； 3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 新能源电动车已经走进我们的生活，逐渐为大家所青睐。对某新能源电动车进行刹车测试时，该车以30m/s的速度开始做匀减速直线运动，运动最后1s内的位移大小为6m。该车在匀减速直线运动过程中描述正确的（　　） A. 加速度大小为6m/s2 B. 位移大小为37.5m C. 减速的时间为5s D. 平均速度大小为10m/s 2. 如图甲所示，筒车是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动将水提上岸进行灌溉。其简化模型如图乙所示，转轴为O，C、O、D在同一高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。筒车在水流的推动下做匀速圆周运动，竹筒顺时针转动，其做匀速圆周运动的半径为R，角速度大小为。竹筒在A点开始打水，从F点离开水面。假设从A点到B点的过程中，竹筒所装的水质量为m且保持不变，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒做匀速圆周运动的周期为 B. 竹筒从C点到B点的过程中，重力的功率逐渐减小 C. 竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为 D. 水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 3. 如图，空间内有一方向水平向右范围足够大的匀强电场，场强，一绝缘轻质硬细杆固定在光滑水平轴O上，可以在竖直面内绕转轴O自由转动，杆的两端分别固定着两个质量均为m、带电量均为且可视为质点的A、B小球，已知，，CD为过O点的水平线。忽略两小球电荷间的相互作用力，将细杆从如图所示的竖直位置静止释放，若以两球及轻质硬细杆作为系统，取释放处时B球所处的水平面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法错误的是（　　） A. 细杆可运动到CD线位置 B. B球能上升的最大高度为3L C. 系统的最大机械能为 D. 系统的最大动能为 4. 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 5. 如图所示，空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向水平向里，磁感应强度大小为B，一电荷量为q、质量为m的小球，在与磁场垂直的平面内沿直线运动，该直线与电场方向夹角为45°。a、b（图中未标出）为轨迹直线上的两点，两点间距离为d，重力加速度为g，小球由a运动到b的过程中所用时间t及电势能的变化量分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 6. 如图所示的图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态，最后回到状态A。其中和平行于横轴，和平行，延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体分子热运动的平均动能不变 B. 过程气体单位体积内分子数增加 C. 过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少 D. 整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 7. 核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源，氢核聚变可以简化为如下过程，4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个和2个中微子，同时伴随着光子的产生，光子照射到逸出功为的金属上，逸出光电子的最大初动能为。其中中微子的性质十分特别，在实验中很难探测，1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。已知光电子的质量为，光速为，普朗克常量为。下列说法正确的是（　　） A. 中微子的质量数为0，电荷数为1 B. 为电子 C. 光子的波长为 D. 光电子的德布罗意波波长为 8. 如图甲是工人师傅们在给高层住户安装空调时吊运空调室外机的情景。为安全起见，要求吊运过程中空调室外机与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在室外机上的绳子P，另一人站在水平地面上拉住另一根系在室外机上的绳子Q。在吊运过程中的某段时间内，地面上的人缓慢后退同时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角（小于90°）近似不变，室外机视为质点，绳子的质量忽略不计，则在这段时间内，以下说法正确的是（　　） A. 绳子P给室外机的拉力先变大后变小 B. 绳子Q给室外机的拉力先变小后变大 C. 地面给人的摩擦力不断变大 D. 绳子P、Q给室外机的拉力的合力恒定 9. 无人机的应用日益广泛。如图所示，某次表演中一架无人机正对山坡匀速水平飞行，山坡倾角为45°。无人机先后释放两个相同的小球A、B（先释放A、后释放B），两小球均落到山坡上，不考虑小球所受空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 两球不可能落在山坡上的同一点 B. 两球可能都垂直落在山坡上 C. 两球落到山坡上的动能可能相等 D. 球A早于小球B落到山坡上 10. 如图所示，图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线，图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线，导体A、B为均匀圆柱体。则下列说法正确的是（　　） A. 把B均匀拉长为原来的2倍后其电阻将变为6Ω B. 将A与B并联后接在电源上，二者消耗的功率之比 C. R1的阻值为2Ω，R2的阻值为 D. 将A与B串联后接在电源上，二者的电压之比 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。 （1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力_____（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”）。沙桶在B点的加速度方向_____（选填“竖直向上”“竖直向下”）。 （2）一由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加_____J（保留两位有效数字，g = 9.8m/s2）。 12. 某同学利用如图甲的装置探究加速度与质量的关系，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条（宽度为d），滑块用细线跨过定滑轮与托盘相连，托盘里放砝码。 （1）滑块的质量用M表示，托盘和砝码的总质量用m表示，本实验用托盘和托盘中砝码的总重力mg代替绳对滑块的拉力，为了减小实验误差，要求m与M之间满足的关系是m______M。 （2）滑块在轨道上做匀加速运动时，先后通过光电门1、2所用的时间分别为、，两光电门间的距离为L，用d、、、L表示滑块运动的加速度______。 （3）保持托盘和盘中砝码的总质量m不变，改变滑块的质量M，某同学绘制了图像如图乙所示，图线的上端出现了弯曲，原因是____________。 （4）如果该同学绘制的是图像，此时图线的形状与m和M之间的大小关系______关（填“有”或“无”），并在图丙中画出该图像______。 13. 随着高层建筑的发展，乘电梯上下楼已成为日常。如图所示为某种电梯结构的简化示意图。已知电动机的额定电压为380V，额定电流为11A，轿厢质量为1000kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作。测得轿厢A上升25m用时5s，求此时电梯的配重B的质量； （2）电梯承载800kg的乘客，以1.2m/s的速度匀速上升时，求电动机内阻消耗的功率。 14. 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的ab边长为0.25m，bc边长为0.20m，共有n = 100匝，总电阻r = 1.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动。线圈处于磁感应强度B = 0.40T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。（不计转动轴与电刷的摩擦，结果保留两位有效数字） （1）求发电机感应电动势的有效值； （2）求线圈转动的角速度ω； （3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能为多少。 15. 山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为M=0.4kg，活塞的质量为m=0.2kg，汽缸容积的横截面积为S=1cm2，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）若在第（2）题的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 焦作市博爱一中2024—2025学年高三（上）期中考试 物理 考生注意： 1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚； 2.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，在试卷上作答无效； 3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 新能源电动车已经走进我们的生活，逐渐为大家所青睐。对某新能源电动车进行刹车测试时，该车以30m/s的速度开始做匀减速直线运动，运动最后1s内的位移大小为6m。该车在匀减速直线运动过程中描述正确的（　　） A. 加速度大小为6m/s2 B. 位移大小为37.5m C. 减速的时间为5s D. 平均速度大小为10m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．由运动学公式，由逆向思维法，最后1s内的位移大小为 其中 ， 解得该车在匀减速直线运动过程中加速度大小为 故A错误； BCD．该车减速的时间为 该车在匀减速直线运动过程中的位移大小为 该车在匀减速直线运动过程中的平均速度大小 故B正确，CD错误。 故选B。 2. 如图甲所示，筒车是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动将水提上岸进行灌溉。其简化模型如图乙所示，转轴为O，C、O、D在同一高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。筒车在水流的推动下做匀速圆周运动，竹筒顺时针转动，其做匀速圆周运动的半径为R，角速度大小为。竹筒在A点开始打水，从F点离开水面。假设从A点到B点的过程中，竹筒所装的水质量为m且保持不变，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒做匀速圆周运动的周期为 B. 竹筒从C点到B点的过程中，重力的功率逐渐减小 C. 竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为 D. 水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 【答案】B 【解析】 【详解】A．竹筒做匀速圆周运动的周期为 A错误； B．竹筒从C点到B点的过程中，速度方向与竖直方向的夹角逐渐增大，其重力的瞬时功率 故重力的功率逐渐减小，B正确； C．竹筒过C点时，水受到的合力水平向右，为其做圆周运动提供向心力，其大小为 故竹筒对水作用力的大小为 C错误； D．相邻竹筒打水的时间间隔 D错误。 故选B。 【点睛】． 3. 如图，空间内有一方向水平向右范围足够大的匀强电场，场强，一绝缘轻质硬细杆固定在光滑水平轴O上，可以在竖直面内绕转轴O自由转动，杆的两端分别固定着两个质量均为m、带电量均为且可视为质点的A、B小球，已知，，CD为过O点的水平线。忽略两小球电荷间的相互作用力，将细杆从如图所示的竖直位置静止释放，若以两球及轻质硬细杆作为系统，取释放处时B球所处的水平面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法错误的是（　　） A. 细杆可运动到CD线位置 B. B球能上升的最大高度为3L C. 系统的最大机械能为 D. 系统的最大动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．细杆运动到CD线位置，设A的速度为v，则同轴转动，角速度相同，B的速度为2v 解得 故细杆可运动到CD线位置，故A正确； B．B球上升的高度为3L时，根据能量守恒 解得 B球能上升的最大高度为3L，故B正确； C．电场力做功最大，系统的最大机械能，当运动到水平时，机械能最大，且电场力做功等于机械能的增加量 故C正确； D．当电场力与重力的合力与杆在一条线上时，动能最大值为 解得 故D错误。 此题选择错误的，故选D。 4. 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 【答案】D 【解析】 【详解】单摆周期公式为 A．增大摆长，周期变大，A错误； B．初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B错误； C．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； D．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。 故选D。 5. 如图所示，空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向水平向里，磁感应强度大小为B，一电荷量为q、质量为m的小球，在与磁场垂直的平面内沿直线运动，该直线与电场方向夹角为45°。a、b（图中未标出）为轨迹直线上的两点，两点间距离为d，重力加速度为g，小球由a运动到b的过程中所用时间t及电势能的变化量分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】带电小球做直线运动，合力方向沿直线或合力为零，洛伦兹力与速度方向垂直，大小与速度成正比，重力及电场力均恒定，若速度大小变化必为曲线运动，所以小球只能做匀速直线运动，受力情况如图所示 由平衡条件可得 电场力方向与电场方向相同，小球一定带正电，根据左手定则可知，小球一定斜向右上方运动，由a到b的过程中，电场力做正功 则电势能的减少量为 根据平衡条件，洛伦兹力大小 解得 故小球的运动时间 故选B。 6. 如图所示的图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态，最后回到状态A。其中和平行于横轴，和平行，延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体分子热运动的平均动能不变 B. 过程气体单位体积内分子数增加 C. 过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少 D. 整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知过程p和V均减小，由 可知过程降低，分子平均动能减小，故A错误； B．过程体积增大，故气体分子数密度减小，故B错误； C．过程为等压压缩过程，由 可知过程降低，分子平均动能减小，分子对器壁的平均碰撞力减小，分子数密度变大，可知单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数增多，故C错误； D．直线和平行于横轴，直线和平行，图线与轴围成的面积表示功，过程外界对气体做功与过程气体对外界做功 过程气体对外界做功与过程外界对气体做功 即全过程 由 有 故整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，选项D正确。 故选D。 7. 核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源，氢核聚变可以简化为如下过程，4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个和2个中微子，同时伴随着光子的产生，光子照射到逸出功为的金属上，逸出光电子的最大初动能为。其中中微子的性质十分特别，在实验中很难探测，1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。已知光电子的质量为，光速为，普朗克常量为。下列说法正确的是（　　） A. 中微子的质量数为0，电荷数为1 B. 为电子 C. 光子的波长为 D. 光电子的德布罗意波波长为 【答案】C 【解析】 【详解】A．中微子与水中的反应，产生中子和正电子，由核反应过程的质量数守恒和电荷数守恒，可知中微子的质量数为0，电荷数为0，故A错误； B．4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个和2个中微子，核反应方程为 由核反应过程的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子，故B错误； C．光子照射到逸出功为的金属上，逸出光电子的最大初动能为，由光电效应方程得 解得光子的波长为 故C正确； D．因为动量，所以光电子的德布罗意波波长为 故D错误； 故选C。 8. 如图甲是工人师傅们在给高层住户安装空调时吊运空调室外机的情景。为安全起见，要求吊运过程中空调室外机与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在室外机上的绳子P，另一人站在水平地面上拉住另一根系在室外机上的绳子Q。在吊运过程中的某段时间内，地面上的人缓慢后退同时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角（小于90°）近似不变，室外机视为质点，绳子的质量忽略不计，则在这段时间内，以下说法正确的是（　　） A. 绳子P给室外机的拉力先变大后变小 B. 绳子Q给室外机的拉力先变小后变大 C. 地面给人的摩擦力不断变大 D. 绳子P、Q给室外机的拉力的合力恒定 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．对结点O受力分析，如图 由平衡条件 联立可得 ， 由题意可知，在该过程中近似不变，增大，所以两根绳的拉力都不断变大，故AB错误； C．对地面上的人受力分析，受力平衡，分析水平方向可知，人受到的摩擦力大小为 可知人受到的摩擦力大小不断增大，故C正确； D．两根绳对室外机拉力的合力与室外机的重力是一对平衡力，故绳子P、Q给室外机的拉力的合力恒定，故D正确。 故选CD。 9. 无人机的应用日益广泛。如图所示，某次表演中一架无人机正对山坡匀速水平飞行，山坡倾角为45°。无人机先后释放两个相同的小球A、B（先释放A、后释放B），两小球均落到山坡上，不考虑小球所受空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 两球不可能落在山坡上的同一点 B. 两球可能都垂直落在山坡上 C. 两球落到山坡上的动能可能相等 D. 球A早于小球B落到山坡上 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．无人机正对山坡匀速水平飞行，先后释放两个相同的小球A、B，其运动情况如图所示，可知小球B的运动轨迹相当于将小球A的运动轨迹沿无人机飞行方向平移，由图可知，小球B在斜面的落点比小球A在斜面的落点高，故两球不可能落在山坡上的同一点；设无人机飞行的速度为v0，以小球A抛出开始计时，则小球A和小球B落到斜面的时间分别为 ， 由图可知，xA < xB，则tA < tB，所以小球A比小球B先落到斜面上，故AD正确； BC．设小球A和小球B从抛出到落在斜面上，两球下落的高度分别为hA和hB，两球速度与水平方向的夹角分别为θA和θB，则 ， 两球的动能分别为 ， 由上述分析可知，hA > hB，所以θA > θB，EkA > EkB，故BC错误。 故选AD。 10. 如图所示，图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线，图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线，导体A、B为均匀圆柱体。则下列说法正确的是（　　） A. 把B均匀拉长为原来的2倍后其电阻将变为6Ω B. 将A与B并联后接在电源上，二者消耗的功率之比 C. R1的阻值为2Ω，R2的阻值为 D. 将A与B串联后接在电源上，二者的电压之比 【答案】AB 【解析】 【详解】C．根据I-U图像可知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以 ， 故C错误； A．若把B拉长为原来的2倍后，横截面积变为原来的，根据电阻定律可知，电阻变为原来的4倍，即电阻变为6Ω，故A正确； B．并联电路电压相等，所以将A与B并联后接在电源上，通过二者的功率之比等于电阻反比，即 故B正确； D．串联电路电流相等，电压之比等于电阻之比，所以 故D错误。 故选AB。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。 （1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力_____（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”）。沙桶在B点的加速度方向_____（选填“竖直向上”“竖直向下”）。 （2）一由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加_____J（保留两位有效数字，g = 9.8m/s2）。 【答案】（1） ①. 逐渐增大 ②. 竖直向下 （2）0.11 【解析】 【小问1详解】 [1][2]设细线与竖直方向夹角为θ，沙桶匀速上升 2Tcosθ = Mg 当θ逐渐增大时，T逐渐增大，沙桶上升到最高点B然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下。 【小问2详解】 沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4cm，机械能增加量为 Mgh = 0.136 × 9.8 × 0.084J = 0.11J 12. 某同学利用如图甲的装置探究加速度与质量的关系，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条（宽度为d），滑块用细线跨过定滑轮与托盘相连，托盘里放砝码。 （1）滑块的质量用M表示，托盘和砝码的总质量用m表示，本实验用托盘和托盘中砝码的总重力mg代替绳对滑块的拉力，为了减小实验误差，要求m与M之间满足的关系是m______M。 （2）滑块在轨道上做匀加速运动时，先后通过光电门1、2所用的时间分别为、，两光电门间的距离为L，用d、、、L表示滑块运动的加速度______。 （3）保持托盘和盘中砝码的总质量m不变，改变滑块的质量M，某同学绘制了图像如图乙所示，图线的上端出现了弯曲，原因是____________。 （4）如果该同学绘制的是图像，此时图线的形状与m和M之间的大小关系______关（填“有”或“无”），并在图丙中画出该图像______。 【答案】（1）远小于 （2） （3）随着M的减小，不满足M远大于m的条件 （4） ①. 无 ②. 【解析】 【小问1详解】 设绳的张力为F，滑块的加速度大小为a，由牛顿第二定律，对托盘和托盘中的砝码有 对滑块有 联立得 根据实验要求，有 可得 即m远小于M。 【小问2详解】 滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度与位移关系式知 又 ， 联立解得 【小问3详解】 当m≪M时，细线上的拉力 又 可得 当增大，即M减小，m不再远小于M时，由（1）中分析得 则 随着M减小，a逐渐趋向于g，即a—图线上端出现弯曲。 【小问4详解】 [1][2]由第（1）问分析可知 即 mg一定，a∝，所以a—图像与m和M之间的大小关系无关，如图所示 13. 随着高层建筑的发展，乘电梯上下楼已成为日常。如图所示为某种电梯结构的简化示意图。已知电动机的额定电压为380V，额定电流为11A，轿厢质量为1000kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作。测得轿厢A上升25m用时5s，求此时电梯的配重B的质量； （2）电梯承载800kg的乘客，以1.2m/s的速度匀速上升时，求电动机内阻消耗的功率。 【答案】（1）1500kg；（2）580W 【解析】 【详解】（1）设轿厢和配重的加速度大小为a，有 解得 以轿厢和配重为研究对象，根据牛顿第二定律 解得配重B的质量 （2）对配重B，根据平衡条件可得 解得 电动机的输出功率 电动机内阻消耗的功率 解得 =580W 14. 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的ab边长为0.25m，bc边长为0.20m，共有n = 100匝，总电阻r = 1.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动。线圈处于磁感应强度B = 0.40T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。（不计转动轴与电刷的摩擦，结果保留两位有效数字） （1）求发电机感应电动势的有效值； （2）求线圈转动的角速度ω； （3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能为多少。 【答案】（1）3.6V；（2）2.5rad/s；（3）5.4 × 102J 【解析】 【详解】（1）设小灯泡正常发光时的电流为I，则 设灯泡正常发光时的电阻为R 再根据闭合电路的欧姆定律有 E = I(R＋r) = 3.6V （2）发电机感应电动势最大值为 Em = nBSω 解得 （3）发电机产生的电能为 Q = EIt 解得 Q = 5.4 × 102J 15. 山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为M=0.4kg，活塞的质量为m=0.2kg，汽缸容积的横截面积为S=1cm2，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）若在第（2）题的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入数据解得 （2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增大 气体对外做功 根据热力学第一定律有 解得 （3）当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 该由理想气态方程得有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $