精品解析：广东省广州市越秀区2024-2025学年高三下学期开学统考物理试题

2025届高三年级阶段训练 物理试卷 本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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的。 1. 对下列四幅图所描述的物理现象判断正确的是（　　） A. 图甲中，使用电磁炉加热食物时，可以使用陶瓷锅 B. 图乙中，验证力的平行四边形定则采用的科学方法是控制变量法 C. 图丙中，用力传感器探究作用力与反作用力的关系时，力传感器可以做加速运动 D. 图丁所示的演示实验可得出“小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动、水平分运动是匀速直线运动”的结论 2. 如图是广州某公园内的摩天轮，小越同学乘座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，则小越同学（　　） A. 线速度不变 B. 机械能守恒 C. 受到座舱的作用力始终指向圆心 D. 从最高点运动到最低点的过程中，先失重后超重 3. 蜻蜓点水时在平静的水面上处形成一列水波向四周传播（可视为简谐波）。在某一传播方向上有两个质点，如图所示。某时刻，波源和质点均在波谷，间隔两个波峰，在外侧相邻的波峰上。已知波速为连线在水平方向的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 水波的波长为 B. 波源的振动周期为 C. 点开始振动后，会逐渐远离波源 D. 有可能在某一时刻振动状态完全相同 4. 2024年1月9日我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，该卫星主要用于观测宇宙中的剧烈爆发现象。其发射过程如图所示，Ⅱ为椭圆轨道，且与圆形轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于点，两圆形轨道的半径之比为，卫星在轨道上运行的周期为，则卫星（　　） A. 在轨道Ⅲ上运行周期为9T B. 在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上的运行速度之比为 C. 经过轨道Ⅱ上点的加速度小于经过轨道Ⅲ上点的加速度 D. 分别沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行时，在相同时间内与地球中心连线扫过的面积相等 5. 如图所示，小越制作了一种可“称量”磁感应强度大小实验装置，如图所示。形磁铁置于水平电子测力计上，形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其磁感应强度的大小待测，不计两极间正对区域以外的磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为；导体棒通以图示方向电流时，测力计的示数为。测得导体棒在两极间的长度为，磁铁始终静止。下列正确的是（　　） A B. C. 若滑动变阻器的滑片向右移动，测力计示数将变小 D. 若仅使电流方向与图示的电流方向相反，测力计示数将变为 6. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈（内阻不计）在匀强磁场中转动，输出如图乙所示的交流电，并通过理想变压器远距离输送电能给用户。升压变压器原副线圈匝数比为，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上损耗功率为 B. 用电高峰期，升压变压器的输出电压升高 C. 用电高峰期，降压变压器输出电压升高 D. 若用电高峰期风力发电机输送功率变为，则输电线损耗功率变为原来的2倍 7. 如图甲，两根长直钢管粗细均匀且平行放置，与地面的夹角为。质量为的瓦片沿着钢管从高处滑到低处，图乙为垂直于运动方向的截面图，瓦片与两钢管的接触点对应的圆心角为。已知瓦片与钢管间的动摩擦因数为，重力加速度，，则瓦片在下滑过程中（　　） A. 受到的支持力大小为 B. 加速度大小 C. 受到的摩擦力大小为 D. 若仅减小两钢管间距，则瓦片受到的摩擦力不变 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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 1845年英国物理学家和数学家斯·托马斯研究球体在液体中下落时，发现液体对球的粘滞阻力满足关系式，其中为球的半径，为球的速度，为液体的粘滞系数。如图所示，现将一颗小钢珠在蓖麻油液面的上方某高度处静止释放记为零时刻，落入盛有蓖麻油的足够深的量筒中。下列描绘小钢珠在下沉过程中的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 图甲为《天工开物》中耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立在农具耙的中间位置，耙与水平地面平行，两条绳子相互平行且垂直于耙边缘。已知绳子与水平地面夹角为。当每条绳子拉力均为时，人与耙沿直线匀速前进，在内前进了。则下列说法正确的是（　　） A. 人受到水平向右的摩擦力 B. 地面对耙的阻力大小450N C. 两条绳子拉力的总功率 D. 两条绳子拉力对耙所做的总功 10. 如图，在光滑绝缘的水平面区域内存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电荷量为的带负电小球1从点以速度（大小未知）沿轴正方向进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性小球2发生弹性正碰，且有一半电量转移到小球2，两小球均可看作质点，不计碰撞后小球间的相互作用，则（　　） A. B. 碰后，小球2的速度为小球1速度的3倍 C. 碰后，小球1在磁场中的运动半径较大 D. 碰后，小球2在磁场中的运动半径较大 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验与探究（共16分） 11. （1）如图所示是小越在探究加速度与力、质量关系时获得的一条纸带，其中、、每两点之间还有4个点没有标出，打点计时器使用频率的交流电。根据纸带所提供的数据，点的速度大小是_____，小车的加速度大小为_____（结果均保留两位小数）。 （2）小越利用图甲装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 ①在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的摆线长度为L，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径_____cm； ②将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度静止释放，稳定后测得单摆的周期为，计算得重力加速度的大小为_____（用、和表示）。 12. 图甲为某水果加工厂的苹果自动分拣装置示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻不计，取重力加速度大小。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，此时的电阻_____（选填“较大”或“较小”）； （2）现以为标准质量将苹果分拣开，电阻箱的阻值应调为_____，质量大于的大果将通过_____（填“上通道”或“下通道”）， （3）下列情况能提高分拣标准质量的是_____ A. 调节变小 B. 增大电源电动势 C 增加电磁铁线圈匝数 D. 电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 四、计算题（共38分。写出必要的文字说明，公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值，该线圈与阻值均为的电阻和电容为的电容器组成闭合回路，如图甲所示。在线圈中存在垂直于线圈平面的匀强磁场，其面积为，设磁场垂直平面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。时刻闭合开关， （1）求通过的电流大小和两点间的电势差； （2）时断开开关，求断开开关后通过的电荷量。 14. 渔业作业中，鱼虾分离装置可实现机械化分离鱼和虾，降低人工成本。其模型如图所示，与水平方向夹角的传送带以恒定速度顺时针转动。鱼虾从分离器下落到C点时速度立即减为零，落点C到传送带上端点B的距离，鱼和虾与传送带之间的动摩擦因数分别为和，不考虑鱼和虾之间的相互作用，，，重力加速度大小，求 （1）鱼和虾刚落在传送带传送时，它们的加速度大小分别是多少； （2）在传送鱼过程中，鱼相对传送带的路程； （3）每传送的鱼到鱼收集箱，传送带多消耗的电能。 15. 三个竖直平面M、N、Q相互平行，高度、间距均为，建立如图所示的空间直角坐标系，在M面内，x轴垂直竖直而。处有一粒子源，连线与x轴共线。在区域内，MN间区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；NQ间区域有与xOy平面平行、与x轴负方向成的匀强磁场。粒子源发出速率为v的正电粒子，粒子沿方向运动，经电场偏转通过N平面时，其速度方向与x轴正方向夹角为，再经磁场偏转通过Q平面上的P点（图中未标出）。忽略粒子间相互作用及粒子重力，y方向的电场、磁场区域足够大。 （1）求粒子的电荷量与质量之比； （2）当磁感应强度大小时，求粒子在磁场中运动的时间和点的坐标； （3）要使该正电粒子从面飞出，求磁感应强度大小的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三年级阶段训练 物理试卷 本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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的。 1. 对下列四幅图所描述的物理现象判断正确的是（　　） A. 图甲中，使用电磁炉加热食物时，可以使用陶瓷锅 B. 图乙中，验证力的平行四边形定则采用的科学方法是控制变量法 C. 图丙中，用力传感器探究作用力与反作用力的关系时，力传感器可以做加速运动 D. 图丁所示的演示实验可得出“小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动、水平分运动是匀速直线运动”的结论 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，电磁炉加热食物利用电磁感应原理产生涡流，陶瓷锅不是导体，不能使用，故A错误； B．图乙中，验证力的平行四边形定则采用的科学方法是等效替代法，故B错误； C．相互作用力大小总是大小相等，图丙中，用力传感器探究作用力与反作用力的关系时，力传感器可以做加速运动，故C正确； D．图丁所示的演示实验可得出“小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动” 的结论，不能得出“水平分运动是匀速直线运动”的结论，故D错误。 故选C。 2. 如图是广州某公园内的摩天轮，小越同学乘座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，则小越同学（　　） A. 线速度不变 B. 机械能守恒 C. 受到座舱的作用力始终指向圆心 D. 从最高点运动到最低点的过程中，先失重后超重 【答案】D 【解析】 【详解】A．小越同学的速度大小始终不变，但方向时刻在变化，故A错误； B．小越同学做匀速圆周运动，动能不变，但重力势能在变化，所以机械能不守恒，故B错误； C．小越同学做匀速圆周运动，合力始终指向圆心，即重力和受到座舱的作用力的合力指向圆心，而受到座舱的作用力并非始终指向圆心，故C错误； D．从最高点运动到最低点的过程中，向心加速度竖直分量先向下，后向上，所以先失重后超重，故D正确。 故选D。 3. 蜻蜓点水时在平静的水面上处形成一列水波向四周传播（可视为简谐波）。在某一传播方向上有两个质点，如图所示。某时刻，波源和质点均在波谷，间隔两个波峰，在外侧相邻的波峰上。已知波速为连线在水平方向的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 水波的波长为 B. 波源的振动周期为 C. 点开始振动后，会逐渐远离波源 D. 有可能在某一时刻振动状态完全相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．波源和质点均在波谷，间隔两个波峰，连线在水平方向的距离为，则有 解得水波的波长 A错误； B．已知波速为，可得波的周期为 解得 振源的振动周期与波的传播周期相同，B正确； C．质点B振动只是在它平衡位置振动，不会迁移，C错误； D．质点A处于波谷时质点B处于相邻的波峰处，两质点相差，则两质点的振动情况始终相反，D错误。 故选B。 4. 2024年1月9日我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，该卫星主要用于观测宇宙中的剧烈爆发现象。其发射过程如图所示，Ⅱ为椭圆轨道，且与圆形轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于点，两圆形轨道的半径之比为，卫星在轨道上运行的周期为，则卫星（　　） A. 在轨道Ⅲ上运行周期为9T B. 在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上的运行速度之比为 C. 经过轨道Ⅱ上点的加速度小于经过轨道Ⅲ上点的加速度 D. 分别沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行时，在相同时间内与地球中心连线扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】设轨道Ⅰ的半径为r，则轨道Ⅲ的半径为3r。 A．根据开普勒第三定律 可得，在轨道Ⅲ上运行周期为 故A错误； B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有 解得 所以在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上的运行速度之比为 故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 解得 经过轨道Ⅱ上b点的加速度等于经过轨道Ⅲ上b点的加速度，故C错误； D．卫星在轨道为r上圆轨道上运行时，在很短时间内与地球中心连线扫过的面积 所以分别沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行时，在相同时间内轨道Ⅱ与地球中心连线扫过的面积大，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，小越制作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。形磁铁置于水平电子测力计上，形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其磁感应强度的大小待测，不计两极间正对区域以外的磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为；导体棒通以图示方向电流时，测力计的示数为。测得导体棒在两极间的长度为，磁铁始终静止。下列正确的是（　　） A. B. C. 若滑动变阻器的滑片向右移动，测力计示数将变小 D. 若仅使电流方向与图示的电流方向相反，测力计示数将变为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当导体棒通以图示方向电流I时，根据左手定则可知，导体棒受安培力向上，根据牛顿第三定律磁铁受到导体棒对磁铁向下的作用力，由平衡可知 解得 故A B错误； C．若滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总阻值减小，根据闭合电路欧姆定律电流增大，根据可知，导体棒受向上的安培力增大，根据牛顿第三定律磁铁受到向下的作用力也增大，测力计示数为，将变大，故C错误； D．电流为图示方向时，测力计示数为磁铁对测力计的压力，由牛顿第三定律可知该压力与测力计对磁铁的支持力相等，又因为支持力 得 电流方向与图示的电流方向相反时，导体棒受安培力向下，根据牛顿第三定律磁铁受到导体棒对磁铁向上的作用力，磁铁受到的支持力 测力计示数为磁铁对测力计的压力与该支持力大小相等，故D正确。 故选D。 6. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈（内阻不计）在匀强磁场中转动，输出如图乙所示的交流电，并通过理想变压器远距离输送电能给用户。升压变压器原副线圈匝数比为，输电线的总电阻为，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上损耗功率为 B. 用电高峰期，升压变压器的输出电压升高 C. 用电高峰期，降压变压器的输出电压升高 D. 若用电高峰期风力发电机输送功率变为，则输电线损耗功率变为原来的2倍 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知升压变压器原线圈输入电压有效值为 根据 可得升压变压器副线圈输出电压为 则通过输电线的电流为 输电线上损失的热功率为 故A正确； B．根据可知，升压变压器的输出电压和负载无关，故B错误； C．用电高峰期，输电电流增大，损耗电压增大，则降压变压器的输入电压降低，根据电压比等于匝数比可知，降压变压器的输出电压降低，故C错误； D．若用电高峰期风力发电机输送功率变为，根据 则输电电流变为原来的2倍，输电线损耗功率变为原来的4倍，故D错误。 故选A。 7. 如图甲，两根长直钢管粗细均匀且平行放置，与地面的夹角为。质量为的瓦片沿着钢管从高处滑到低处，图乙为垂直于运动方向的截面图，瓦片与两钢管的接触点对应的圆心角为。已知瓦片与钢管间的动摩擦因数为，重力加速度，，则瓦片在下滑过程中（　　） A. 受到的支持力大小为 B. 加速度大小为 C. 受到的摩擦力大小为 D. 若仅减小两钢管间距，则瓦片受到的摩擦力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．对瓦片进行受力分析，瓦片受到重力mg、两根钢管对它的支持力N、以及摩擦力f。由于瓦片与两钢管的接触点对应的圆心角为120°，根据对称性可知。在垂直于钢管方向上，根据受力平衡可得 解得 因此钢管受到的支持力 故A错误； B．根据牛顿第二定律，沿钢管方向 解得 故B错误； C．由以上计算可知，摩擦力大小为 故C正确； D．若仅减小两钢管间距，在垂直于钢管方向上，根据受力平衡可知，两根钢管对瓦片的支持力的合力不变，仍为，但两支持力的夹角变小，所以支持力会变小，根据，可知摩擦力会变小，故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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 1845年英国物理学家和数学家斯·托马斯研究球体在液体中下落时，发现液体对球的粘滞阻力满足关系式，其中为球的半径，为球的速度，为液体的粘滞系数。如图所示，现将一颗小钢珠在蓖麻油液面的上方某高度处静止释放记为零时刻，落入盛有蓖麻油的足够深的量筒中。下列描绘小钢珠在下沉过程中的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 解得小钢珠的加速度为 小钢珠得初始速度为零，在下降的过程中，速度增大，阻力增大，则加速度减小，当重力和阻力相等时，做匀速运动，加速度为零。 故选D。 9. 图甲为《天工开物》中耕牛整理田地场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立在农具耙的中间位置，耙与水平地面平行，两条绳子相互平行且垂直于耙边缘。已知绳子与水平地面夹角为。当每条绳子拉力均为时，人与耙沿直线匀速前进，在内前进了。则下列说法正确的是（　　） A. 人受到水平向右的摩擦力 B. 地面对耙的阻力大小450N C. 两条绳子拉力的总功率 D. 两条绳子拉力对耙所做的总功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于人站在水平耙上做匀速直线运动，不受外力，所以人不受耙的摩擦力，故A错误； B．对两段绳子的拉力进行水平方向的力的合成。因为两段绳子拉力大小相等都为，水平方向的合力 根据共点力的平衡条件可知，耙受到地面阻力的大小为 故B正确； CD．绳子拉力在水平方向的分力使物体移动，移动距离，根据功的公式可知，两拉力做功的总功 功率 故C错误，D正确。 故选BD 。 10. 如图，在光滑绝缘的水平面区域内存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电荷量为的带负电小球1从点以速度（大小未知）沿轴正方向进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性小球2发生弹性正碰，且有一半电量转移到小球2，两小球均可看作质点，不计碰撞后小球间的相互作用，则（　　） A. B. 碰后，小球2的速度为小球1速度的3倍 C. 碰后，小球1在磁场中的运动半径较大 D. 碰后，小球2在磁场中的运动半径较大 【答案】AB 【解析】 【详解】B．因为球1与球2发生弹性正碰，所以碰撞过程，球1、球2组成的系统动量守恒，且动能无损失，以碰前球1的速度方向为正方向，可得， 联立可得， 则碰后，小球2的速度大小与小球1速度大小的比为 即碰后，小球2的速度为小球1速度的3倍，故B正确； A．由洛伦兹力提供向心力可得 由题意知 解得 故A正确； CD．由洛伦兹力提供向心力可得 解得 因为碰后，球1有一半电量转移到小球2，则碰后球1、球2电荷量相等，可得， 则碰后，球1、球2在磁场中的运动半径一样大，故CD错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验与探究（共16分） 11. （1）如图所示是小越在探究加速度与力、质量关系时获得的一条纸带，其中、、每两点之间还有4个点没有标出，打点计时器使用频率的交流电。根据纸带所提供的数据，点的速度大小是_____，小车的加速度大小为_____（结果均保留两位小数）。 （2）小越利用图甲装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 ①在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的摆线长度为L，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球直径_____cm； ②将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度静止释放，稳定后测得单摆的周期为，计算得重力加速度的大小为_____（用、和表示）。 【答案】（1） ①. 0.21 ②. 0.63 （2） ①. 1.07 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]每两点之间还有4个点没有标出，计数点间时间间隔为 根据匀变速运动全程平均速度等于中间时刻瞬时速度，点的速度大小是 [2]根据逐差法可知，小车的加速度大小为 【小问2详解】 [1]10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知摆球直径为 [2]小球做单摆运动的摆长为 根据单摆周期公式可得 联立解得 12. 图甲为某水果加工厂的苹果自动分拣装置示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻不计，取重力加速度大小。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，此时的电阻_____（选填“较大”或“较小”）； （2）现以为标准质量将苹果分拣开，电阻箱的阻值应调为_____，质量大于的大果将通过_____（填“上通道”或“下通道”）， （3）下列情况能提高分拣标准质量的是_____ A. 调节变小 B. 增大电源电动势 C. 增加电磁铁线圈匝数 D. 电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 【答案】（1）较大 （2） ①. ②. 下通道 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 苹果通过托盘时，质量较小的苹果托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大； 【小问2详解】 [1]以为标准质量将苹果分拣开，则当苹果重力为 电磁铁接通，此时电阻箱两端电压为3V，根据分压原理可知，两端电压为 串联电路电压和电阻成正比，所以此时阻值为的2倍，根据图乙可知，此时 则 [2]质量大于的大果对传感器压力增大，传感器阻值变小，分压变大，电磁铁接通，则大果将通过下通道。 【小问3详解】 A．根据 调节变小，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，根据图乙可知，对应压力变大，可以提高分拣标准质量，故A正确； B．增大电源电动势， 则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏大，分拣标准质量减小，故B错误； C．增加电磁铁线圈匝数与分压无关，不影响分拣标准质量，故C错误； D．若电源内阻r增大，电动势不变，根据 可知内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，需要的压力偏大，即分拣标准质量将会偏大，故D正确。 故选AD。 四、计算题（共38分。写出必要的文字说明，公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位） 13. 一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值，该线圈与阻值均为的电阻和电容为的电容器组成闭合回路，如图甲所示。在线圈中存在垂直于线圈平面的匀强磁场，其面积为，设磁场垂直平面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。时刻闭合开关， （1）求通过的电流大小和两点间的电势差； （2）时断开开关，求断开开关后通过的电荷量。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 设线圈产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得 根据楞次定律，可知通过线圈的电流方向为从a到b。则a、b两端的电势差为，根据闭合电路欧姆定律有 由串联分压得 解得， 【小问2详解】 电容器C与电阻并联，电阻的电压为 则电容器C所带的电量 断开开关后通过的电荷量。 14. 渔业作业中，鱼虾分离装置可实现机械化分离鱼和虾，降低人工成本。其模型如图所示，与水平方向夹角传送带以恒定速度顺时针转动。鱼虾从分离器下落到C点时速度立即减为零，落点C到传送带上端点B的距离，鱼和虾与传送带之间的动摩擦因数分别为和，不考虑鱼和虾之间的相互作用，，，重力加速度大小，求 （1）鱼和虾刚落在传送带传送时，它们的加速度大小分别是多少； （2）在传送鱼过程中，鱼相对传送带的路程； （3）每传送的鱼到鱼收集箱，传送带多消耗的电能。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 鱼刚落在传送带传送时，根据牛顿第二定律可得 解得鱼的加速度大小为 方向沿传送带向上； 虾刚落在传送带传送时，根据牛顿第二定律可得 解得虾的加速度大小为 方向沿传送带向下。 【小问2详解】 在传送鱼过程中，假设鱼到上端点B的速度仍小于传送带速度，根据运动学公式可得 解得 假设成立；在传送鱼过程所用时间为 则鱼相对传送带的路程为 【小问3详解】 每传送的鱼到鱼收集箱，因摩擦产生的热量为 根据能量守恒可知，每传送的鱼到鱼收集箱，传送带多消耗的电能为 代入数据解得 15. 三个竖直平面M、N、Q相互平行，高度、间距均为，建立如图所示的空间直角坐标系，在M面内，x轴垂直竖直而。处有一粒子源，连线与x轴共线。在区域内，MN间区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；NQ间区域有与xOy平面平行、与x轴负方向成的匀强磁场。粒子源发出速率为v的正电粒子，粒子沿方向运动，经电场偏转通过N平面时，其速度方向与x轴正方向夹角为，再经磁场偏转通过Q平面上的P点（图中未标出）。忽略粒子间相互作用及粒子重力，y方向的电场、磁场区域足够大。 （1）求粒子电荷量与质量之比； （2）当磁感应强度大小时，求粒子在磁场中运动的时间和点的坐标； （3）要使该正电粒子从面飞出，求磁感应强度大小的范围。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从M面到N面过程中，x方向不受外力作用，则x方向做匀速直线运动，y方向受电场力作用，则y方向做匀加速直线运动。设粒子从M面到N面的时间为t,由匀速直线运动公式可得 设粒子经过N平面时y方向速度为，则根据经电场偏转通过N平面时，其速度方向与x轴正方向夹角为可知 则 根据粒子在电场中匀加速运动的速度公式可知 化简可得 粒子在电场中的运动轨迹如图所示。 【小问2详解】 根据粒子在电场中匀加速运动的位移公式可知，通过N平面时坐标A点 则 则此时粒子的坐标为 进入磁场区域的粒子速度大小为 速度方向与磁感应强度方向垂直，粒子进入NQ区域后受到洛伦兹力的作用做匀速圆周运动。由洛伦兹力充当向心力 可得 则圆周运动半径 则圆周运动圆心坐标为，圆周运动所在平面与x轴正方向夹角为 根据几何关系可知，圆周运动所在圆弧与平面Q的交点P在xOy面的投影坐标为 xOy面的投影图像如下。 由几何关系可知， 则坐标 根据几何关系可知 则 所以粒子在磁场中运动的时间为 求解时间也可以用弧长比速度 则 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 【小问3详解】 根据几何关系可知，粒子恰好从PD所在直线最高点飞出时，圆周运动的圆弧半径最小，此时对应的磁感应强度最大。设此圆弧半径为r,则根据几何关系可得 计算可得 由洛伦兹力充当向心力 可得 则当时，粒子可从Q面飞出。 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$