精品解析：山东省青岛第二中学2024-2025学年高三上学期12月阶段练习物理试题

青岛二中2024-2025学年第一学期12月份阶段练习一高三物理试题 注意事项： 1．本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，90分钟 2．答题前考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 第Ⅰ卷（40分） 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. 如图所示，物体从O点由静止出发做匀加速直线运动，依次经过A、B和C三点，已知、和三段的位移大小之比为，则下列说法正确的是（　　） A. B点的速率是C点速率的倍 B. B点的速率是C点速率的倍 C. 物体经过段的时间是经过段时间的倍 D. 物体经过段的时间是经过段时间的倍 2. 2024年8月16日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温，应急救援等物资（如左图）。右图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为1.5kg，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ） A. 无人机在1~2s内处于失重状态 B. 无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等 C. 在此过程中无人机上升的最大高度为4m D. 在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为18N 3. 如图，弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为，挡板与斜面夹角为．若弹簧测力计位于竖直方向，读数为取,挡板对球体支持力的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 平板电脑配置的皮套在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，某霍尔元件是用带正电的空穴为载流子导电的半导体材料制作而成，霍尔元件的上下两个表面均垂直于磁场方向放置其中的1、2、3、4为霍尔元件的四个接线端。当开关S1和S2都闭合后，以下判断中正确的是（　　） A. P点的电势高于Q点的电势 B. 仅将电源E1、E2反向接入电路，P、Q电势差不变 C. 当将R2变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变大了 D. 当将R1变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变大了 5. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. “樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 B. “樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于 C. “樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 D. “樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为 6. 据史料记载，拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代小型拨浪鼓已成为儿童玩具。现有一拨浪鼓上分别系有长度不等的两根轻绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，稳定两球在水平面内做周期相同的匀速圆周运动。下列各图中两球的位置关系正确的是（图中轻绳与竖直方向的夹角）（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度 v 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有75%向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为，其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ，则（　　） A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 8. 细胞膜是一个细胞重要的组成部分，它是一个弹性膜且不带电时磷脂双分子层间的距离为。将细胞膜的伸缩看成劲度系数为的弹簧，并且细胞膜的面积，相对介电常数为。细胞膜上分布有可以运输粒子的离子泵，使得阴阳离子均匀地分布在内外两层上，已知静电力常量为。当内外膜分别带电和时，下列说法正确的是（　　） A. 内外膜之间的电场强度大小为 B. 内外膜的厚度为 C. 每一侧膜受到的作用力大小为 D. 内外膜间的电势差大小为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　） A. 点电势高于S点电势 B. 点电场强度方向指向点 C. 除无穷远处外，直线上还有两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷从点移到点，静电力做正功 10. 一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 该波沿轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点P比质点N早回到平衡位置 11. 图甲为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，经0.4s到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度反向，大小变为原来的，并获得一竖直方向速度，之后跃到左墙壁上的Q点，Q点距地面，飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，不计空气阻力，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A. P点距离地面高 B. 人助跑的距离为3.4m C. 人刚离开P点时的速度大小为6m/s D. 人刚到Q点的速度方向与竖直方向夹角的正切值为 12. 直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动．如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为L的平行导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源，导轨电阻不计；质量为、长为L的导体棒垂直导轨放置，导体棒电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为m的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒与滑轮间的细线水平．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．已知导体棒距离导轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为g，不计一切摩擦．闭合开关S后，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S瞬间，重物的加速度大小为 B. 导体棒最终的速度大小为 C. 要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为 D. 重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和 第Ⅱ卷（60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 用如图所示的装置探究加速度与力的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。 （1）若弹簧测力计的读数为，则______（为砂和桶的总重力）（填“大于”“等于”或“小于”）。 （2）某同学用打点计时器打出的一段纸带如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有2个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是，则沙桶的加速度大小是______。（结果保留三位有效数字） （3）实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于，那么加速度的测量值比实际值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为的电压表，则电阻箱应调至________。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为________，电源内阻________。（结果均保留一位小数） （3）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则一只灯泡消耗的功率为________W（结果保留两位小数）。 四、解答题 15. 如图所示是一种升降电梯的模型示意图，A为轿厢，B为平衡重物，A、B的质量分别为1kg和0.5kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻绳系住。在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动，电动机输出功率10W保持不变，轿厢上升1m后恰好达到最大速度。不计空气阻力和摩擦阻力，g=10m/s2。在轿厢向上运动过程中，求： （1）轿厢的最大速度vm； （2）轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间。 16. 如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝5T，导轨宽度L＝0.4m，左侧与R＝0.8Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m＝2.0kg，电阻r＝0.2Ω，与导轨的动摩擦因数μ＝0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下，由静止开始运动了x＝60cm后，速度达到最大，取。求： （1）导体棒ab运动的最大速度是多少？ （2）当导体棒ab的速度v＝1m/s时，导体棒ab的加速度是多少？ （3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？ 17. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿着x轴正方向以速度v0射出，电荷的重力不计，要求该电荷能通过点P（），可以分别采取以下两种方案∶①在xOy平面内加平行于y轴的匀强电场E；②垂直于xOy平面加匀强磁场B。（取，）求两个方案中 （1）电场强度E和磁感应强度B的比值； （2）该电荷从点O运动到点P的时间t1与t2的比值（计算结果保留3位有效数字）。 （3）若在xOy平面内同时存在两种方案中的匀强电场和匀强磁场，将电荷从O点静止释放，求该电荷运动过程中距离x轴的最远距离，以及距离x轴最远时的速度大小。（用v0和L表示） 18. 滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种极富挑战性的极限运动，下面是该运动的一种场地简化模型。如图所示，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径为，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道AB的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，经B点后滑上木板，已知重力加速度大小为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板厚度，D点与地面高度差。 （1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小； （2）若木板只与C端发生了2次碰撞，滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。求木板最小长度和开始时木板左端离C端距离； （3）若撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定，小滑块P仍从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，要使滑块从D点飞出后落到地面有最大水平射程，求从D点飞出时速度方向以及最大水平射程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛二中2024-2025学年第一学期12月份阶段练习一高三物理试题 注意事项： 1．本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，90分钟 2．答题前考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 第Ⅰ卷（40分） 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. 如图所示，物体从O点由静止出发做匀加速直线运动，依次经过A、B和C三点，已知、和三段的位移大小之比为，则下列说法正确的是（　　） A. B点的速率是C点速率的倍 B. B点的速率是C点速率的倍 C. 物体经过段的时间是经过段时间的倍 D. 物体经过段的时间是经过段时间的倍 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于、和三段的位移大小之比为，故B点是段的中间位置。由匀变速直线运动中间位移的速率平方等于初、末速率的平方平均值可知 故A正确、B错误； CD．设物体的加速度为a，段的位移大小为，则段、段的位移分别为和，物体经过段的时间 物体经过段和段的时间 则物体经过BC段的时间 故CD错误。 故选A。 2. 2024年8月16日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温，应急救援等物资（如左图）。右图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为1.5kg，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ） A. 无人机在1~2s内处于失重状态 B. 无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等 C. 在此过程中无人机上升的最大高度为4m D. 在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为18N 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，无人机在1~2s内竖直向上做加速度运动，加速度向上，处于超重状态，故A错误； B．无人机在第1s内和第4s内的加速度大小分别为 故B错误； C．因为图像的面积表示位移，根据图像可知，4s时无人机运动至最高点，则 故C错误； D．在1s末无人机的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得 故D正确。 故选D。 3. 如图，弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为，挡板与斜面夹角为．若弹簧测力计位于竖直方向，读数为取,挡板对球体支持力的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对小球受力分析如图所示 由几何关系易得力与力与竖直方向的夹角均为，因此由正交分解方程可得 ， 解得 故选A。 4. 平板电脑配置的皮套在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，某霍尔元件是用带正电的空穴为载流子导电的半导体材料制作而成，霍尔元件的上下两个表面均垂直于磁场方向放置其中的1、2、3、4为霍尔元件的四个接线端。当开关S1和S2都闭合后，以下判断中正确的是（　　） A. P点的电势高于Q点的电势 B. 仅将电源E1、E2反向接入电路，P、Q电势差不变 C. 当将R2变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变大了 D. 当将R1变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变大了 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据右手螺旋定则，可知，铁芯上端是N极，因此通过霍尔元件的磁场方向向下，电流方向1到3，根据左手定则可知，空穴向2位置偏转，故P点的电势低于Q点的电势，故A错误； B．仅将电源E1、E2反向接入电路，则磁场方向与电流方向均改变，则P点的电势低于Q点的电势。平衡时 电势差 不变，故B正确； C．当将R2变大并稳定后，电流I变小，则 可知，v变小，则电势差变小，故C错误； D．当将R1变大并稳定后，磁场变小，则电势差变小，故D错误。 故选B。 5. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. “樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 B. “樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于 C. “樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 D. “樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律有 解得 故A错误； B．对地球，根据万有引力提供向心力 可得 “樊锦诗星”在远日点的速度 所以 故B正确； C．根据牛顿第二定律 所以 可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为，故C错误； D．轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离为1.5天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间内的运动，根据开普勒第二定律有 故D错误。 故选B。 6. 据史料记载，拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代小型拨浪鼓已成为儿童玩具。现有一拨浪鼓上分别系有长度不等的两根轻绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，稳定两球在水平面内做周期相同的匀速圆周运动。下列各图中两球的位置关系正确的是（图中轻绳与竖直方向的夹角）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小球做匀速圆周运动，角速度相同，受力分析如图所示 设绳长为L，拨浪鼓半径为R，根据牛顿第二定律得 解得 是常量，根据数学关系可知，角度越大，绳长越大；设绳的竖直分量为h，则由合力提供向心力得 解得 可知，角度大的，竖直分量大。 故选B。 7. 如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度 v 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有75%向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为，其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ，则（　　） A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在很短时间内流出的水的质量 水喷出过程中，根据动能定理可得 解得水枪的功率为 故A、B错误； CD．设水流对车身的平均冲击力大小为F，取反弹的速度方向为正方向，对时间内喷出的水根据动量定理可得 解得 故C错误，D正确。 故选D。 8. 细胞膜是一个细胞重要的组成部分，它是一个弹性膜且不带电时磷脂双分子层间的距离为。将细胞膜的伸缩看成劲度系数为的弹簧，并且细胞膜的面积，相对介电常数为。细胞膜上分布有可以运输粒子的离子泵，使得阴阳离子均匀地分布在内外两层上，已知静电力常量为。当内外膜分别带电和时，下列说法正确的是（　　） A. 内外膜之间的电场强度大小为 B. 内外膜的厚度为 C. 每一侧膜受到的作用力大小为 D. 内外膜间的电势差大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．内外膜之前可近似看成平行板电容器，根据平行板电容器电容可知 根据电容可知 根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知 联立可得 分析可知，在平行板电容器中，两极板的带电量不变时，电场强度不变，即电场强度与板间距无关。A错误； B．由于此电场为内外膜共同产生，因此一侧膜受到另一侧膜的电场力为 内外膜之间的弹力根据胡克定律可知 联立可得 B正确； C．根据对单侧膜受力分析可知，每一侧膜受到的合力为0，C错误； D．根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知 D错误。 故选B。 【点睛】在平行板电容器中，由于电场是两个极板共同作用的结果，相当于正负极板各贡献，所以极板间静电作用力为。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　） A. 点电势高于S点电势 B. 点电场强度方向指向点 C. 除无穷远处外，直线上还有两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷从点移到点，静电力做正功 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在直线上，左边正电荷在右侧电场强度水平向右，右边负电荷在间电场强度水平向右，根据电场叠加可知间的电场强度水平向右，沿着电场线电势降低，可知点电势高于等势面与交点处电势，则点电势高于点电势，故A正确； B．由于电场强度方向垂直等势面，可知点的场强方向必然过等势面的圆心，因为负电荷在零等势面内，点电势高于球心的电势，可知点电场方向指向点，故B正确； C．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在左侧电场强度不可能为零，则右侧，设距离为，根据 可知除无穷远外，直线电场强度为零的点只有一个，故C错误； D．因为点电势低于点电势，则正电荷在点的电势能低于在点的电势能，将正试探电荷从点移到点，电势能增大，静电力做负功，故D错误； 故选AB。 10. 一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 该波沿轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点P比质点N早回到平衡位置 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，N、Q两质点平衡位置间的距离为 解得 由题图乙可知该波的周期为 所以该波的波速为 故A正确； B．由题图乙可知，t=0.125s时刻，质点P沿y轴负方向运动，此时P应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，故B正确； C．由题图乙可知，在t=0.125s之后，质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s，易知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的，所以有 解得 故C错误； D．根据以上分析可知，N、P两质点间距为 波向左传播，所以质点P比质点N早回到平衡位置，时间间隔为 故D正确。 故选ABD。 11. 图甲为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，经0.4s到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度反向，大小变为原来的，并获得一竖直方向速度，之后跃到左墙壁上的Q点，Q点距地面，飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，不计空气阻力，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A. P点距离地面高 B. 人助跑的距离为3.4m C. 人刚离开P点时的速度大小为6m/s D. 人刚到Q点的速度方向与竖直方向夹角的正切值为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．人到达右墙壁点时，竖直方向的速度恰好为零，根据逆向思维，可知从点到点的逆过程为平抛运动，则 得 从点到点的过程 从点到点的过程 从点到点的过程 解得 人助跑的距离为 得 故A错误，B正确； C．人刚离开墙壁时竖直方向的速度大小为 故C错误； D．人刚到时的竖直速度为 速度方向与竖直方向夹角的正切值为 故D正确。 故选BD。 12. 直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动．如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为L的平行导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源，导轨电阻不计；质量为、长为L的导体棒垂直导轨放置，导体棒电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为m的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒与滑轮间的细线水平．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．已知导体棒距离导轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为g，不计一切摩擦．闭合开关S后，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S瞬间，重物的加速度大小为 B. 导体棒最终的速度大小为 C. 要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为 D. 重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和 【答案】AB 【解析】 【详解】A．闭合开关S瞬间，回路中的电流为 导体棒所受安培力 对导体棒和重物整体受力分析，由 解得 A正确； B．导体棒向左运动时会产生与直流电源相反的感应电动势，初始，导体棒向左加速运动，随着导体棒速度的增大，回路中的电流减小，根据牛顿第二定律可知，导体棒向左做加速度减小的加速运动，最终达到匀速，设稳定时导体棒的速度大小为v，则回路中的电流 由 解得 B正确； C．直流电源的输出功率 则当 时，直流电源的输出功率最大，根据 解得 C错误； D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，对导体棒和重物组成的整体，只有安培力和重物的重力做功，由功能关系可知，安培力对导体棒所做的功等于导体棒和重物组成的整体增加的机械能，D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 用如图所示的装置探究加速度与力的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。 （1）若弹簧测力计的读数为，则______（为砂和桶的总重力）（填“大于”“等于”或“小于”）。 （2）某同学用打点计时器打出的一段纸带如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有2个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是，则沙桶的加速度大小是______。（结果保留三位有效数字） （3）实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于，那么加速度的测量值比实际值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）小于 （2）2.17 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 由于砂桶的加速度方向向下，根据牛顿第二定律有 故F小于mg。 【小问2详解】 由于相邻计数点间还有2个点没有画出来，计数点间的时间间隔 由逐差法得加速度大小为 代入数据可得 故砂桶的加速度为 【小问3详解】 实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于50Hz，实际打点周期变大，则t的真实值比测量偏大，根据可知，测量值比真实值偏大。 14. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为的电压表，则电阻箱应调至________。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为________，电源内阻________。（结果均保留一位小数） （3）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来接在上述电池组上，如图戊所示，则一只灯泡消耗的功率为________W（结果保留两位小数）。 【答案】（1）9500 （2） ①. 8.4 ②. 6.9 （3）0.57 【解析】 【小问1详解】 根据电表的改装原则可知，电阻箱的阻值为 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 解得 由关系图线的截距和斜率，结合表达式可知 ， 解得电动势为 电源内阻 【小问3详解】 设每个灯泡中的电流为，电压为，则由闭合电路欧姆定律可得 则 将其与灯泡的图像画到同一坐标系中，如图所示 交点电压为，电流为，则一只灯泡消耗的功率为 四、解答题 15. 如图所示是一种升降电梯的模型示意图，A为轿厢，B为平衡重物，A、B的质量分别为1kg和0.5kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻绳系住。在电动机牵引下使轿厢由静止开始向上运动，电动机输出功率10W保持不变，轿厢上升1m后恰好达到最大速度。不计空气阻力和摩擦阻力，g=10m/s2。在轿厢向上运动过程中，求： （1）轿厢的最大速度vm； （2）轿厢从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间。 【答案】（1）2m/s （2）0.8s 【解析】 【小问1详解】 轿厢速度达到最大时，轿厢做匀速运动，以A、B为整体，根据受力平衡可得 又 联立解得轿厢的最大速度为 【小问2详解】 根据动能定理可得 解得 16. 如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝5T，导轨宽度L＝0.4m，左侧与R＝0.8Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m＝2.0kg，电阻r＝0.2Ω，与导轨的动摩擦因数μ＝0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下，由静止开始运动了x＝60cm后，速度达到最大，取。求： （1）导体棒ab运动的最大速度是多少？ （2）当导体棒ab的速度v＝1m/s时，导体棒ab的加速度是多少？ （3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？ 【答案】（1）1.5m/s （2） （3）1.08J 【解析】 【小问1详解】 设导体棒ab运动的最大速度为，ab棒切割磁感线产生的电动势 根据闭合电路欧姆定律有 当速度最大时，加速度为零，则有 解得最大速度 【小问2详解】 ab棒的速度v=1m/s时，安培力为 根据闭合电路欧姆定律有 由牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电流产热为Q，由功能关系可得 又 联立解得 17. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿着x轴正方向以速度v0射出，电荷的重力不计，要求该电荷能通过点P（），可以分别采取以下两种方案∶①在xOy平面内加平行于y轴的匀强电场E；②垂直于xOy平面加匀强磁场B。（取，）求两个方案中 （1）电场强度E和磁感应强度B的比值； （2）该电荷从点O运动到点P的时间t1与t2的比值（计算结果保留3位有效数字）。 （3）若在xOy平面内同时存在两种方案中的匀强电场和匀强磁场，将电荷从O点静止释放，求该电荷运动过程中距离x轴的最远距离，以及距离x轴最远时的速度大小。（用v0和L表示） 【答案】（1）；（2）0.865；（3）， 【解析】 【详解】（1）方案①电荷在电场中做类平抛运动： 沿x轴方向： 沿y轴方向： 其中 解得 方案②电荷在磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为r 有几何关系可知 又由 解得 ， 综上可得 （2）方案①电荷从O到P的时间为 方案②电荷从O到P的时间为t2 设在磁场中转过的圆心角为θ，其中 则 又 得 （3）电荷从O点由静止释放后在电场和磁场的作用下运动，先假设在O点有一洛伦兹力与电场力平衡，故应假设将粒子在O点的速度0分解为沿-x轴方向的v和沿+x正方向的v，则电荷的受力可等效为在O点时，同时受到沿+y和-y方向大小相等的两个洛伦兹力以及沿-y方向的电场力。若满足 得 可将电荷的实际运动分解为：沿+y方向的洛伦兹力（对应沿-x轴方向的v）与电场力抵消，则电荷向-x方向做匀速直线运动；沿-y方向的洛伦兹力（对应沿+x正方向的v）使电荷从+x方向出发做半径为R匀速圆周运动。由 得 当匀速圆周分运动到最低点时，即半周时，粒子距x轴最远，且此时的合速度为2v,故最远距离为 此时速度为 18. 滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种极富挑战性的极限运动，下面是该运动的一种场地简化模型。如图所示，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径为，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道AB的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，经B点后滑上木板，已知重力加速度大小为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板厚度，D点与地面高度差。 （1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小； （2）若木板只与C端发生了2次碰撞，滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。求木板最小长度和开始时木板左端离C端距离； （3）若撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定，小滑块P仍从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，要使滑块从D点飞出后落到地面有最大水平射程，求从D点飞出时速度方向以及最大水平射程。 【答案】（1）；（2），；（3）从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为， 【解析】 【详解】（1）小滑块P滑到B点时，由动能定理可知 解得 在B点时牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知，小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小为。 （2）整个过程木板所受摩擦力不变，滑块滑上木板后，木板做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知 解得 木板与C端第一次碰撞，木板与挡板第一次碰撞时，滑块速度为，木板速度为，在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中，由动量守恒定律可知 由于无能量损失，则木板原速率返回，做匀减速运动，加速度大小仍为，由对称性可知，木板与B端接触时速度为0，后开始做匀加速直线运动与C端发生第2次碰撞，根据对称性可知，碰撞时木板速度仍为，滑块速度为，木板只与C端发生了2次碰撞，则 从木板第一次与挡板碰撞之后的瞬间到木板第二次与挡板碰撞之前瞬间的过程在，由动量守恒定律可知 联立解得 则设开始时木板左端离C端距离为，则由运动学公式可知 解得 滑块P刚好停在木板最左端木板最短，且木板的左端刚好与C接触，此时滑块P与木板的速度均为0，可知滑块在木板上做匀减速运动，则由能量守恒定律可知 解得 （3）从A到D由动能定理可知 解得 设从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为，小滑块落地的速度大小为，落地速度方向与水平方向夹角为，从D点飞出到落到所用时间为，根据动能定理可得 解得 该过程的速度变化量为 如图所示为速度矢量关系图 速度矢量图的面积为 可知当速度矢量图的面积最大时，水平射程有最大值，而图中速度、都是定值，可知当 速度矢量图的面积最大，则有 解得 可得 速度矢量图的面积最大为 最大水平射程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $