精品解析：2025届北京市北京师范大学第二附属中学高三下学期第二次统练物理试题

2025届高三下学期第二次统练 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下雨天，屋檐上水滴下落的运动可视为自由落体运动。假设水滴从距地面高度为5m的屋檐上无初速度滴落，取重力加速度大小，则水滴下落到地面时的速度大小为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 7m/s D. 10m/s 2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，先经等压变化到达状态b，再经等容变化到达状态c。下列判断正确的是（　　） A. 从a到b，气体温度不变 B. 从a到b，气体从外界吸热 C. 从b到c，气体内能不变 D. 从b到c，气体对外界做功 3. 如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 光束b的频率更高 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 4. 一列横波沿轴正向传播，、、、为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是（　　） A. a处质点的振动图像 B. b处质点的振动图像 C. c处质点的振动图像 D. d处质点的振动图像 5. 如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 甲图中减小两极正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小 B. 乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大 C. 丙图中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压 6. 如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电压表的示数不变 D. 电流表的示数不变 7. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 8. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前速率大于的速率 B. 碰撞后的速率大于的速率 C. 碰撞后的动量大于的动量 D. 碰撞后的动能小于的动能 9. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ） A. 火箭的加速度为零时，动能最大 B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 10. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 11. 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为和。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A. 电动机的内电阻为 B. 电动机正常工作时的效率为 C. 电动机的输出功率为 D. 若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则 12. 回旋加速器由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒中间开有一条狭缝。D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。下图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。现欲使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，理论上可采用的办法有（不考虑相对论效应）（　　） A. 只将交变电源最大电压变为原来的2倍 B. 只将交变电源的频率变为原来的2倍 C. 只将磁感应强度变为原来的倍 D. 只将D形盒的半径变为原来的倍 13. 如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A，小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 细线中的拉力一直减小 B. 球B受到的库仑力先减小后增大 C. 球A、B系统的电势能保持不变 D. 拉力做负功，库仑力做正功 14. 类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势，，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是 A. 为图1中的线圈接入正弦交流电时，线圈中的磁动势改变 B. 材料磁阻率与材料本身性质有关 C. 若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，则磁动势仍然成立 D. 在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在铁芯中激发感应“磁动势” 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 请根据下列实验的实验原理或实验方法回答问题。 （1）“测金属丝的电阻率”实验中，某同学用螺旋测微器测某金属丝的直径如图所示，则该直径的测量值为__________mm。 （2）“验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，同学们在操作过程中有如下议论，其中对减少实验误差有益的说法是________。 A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 （3）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是________。 A．有闭合铁芯的原副线圈 B．无铁芯的原副线圈 C．交流电源 D．直流电源 E．多用电表（交流电压挡） F．多用电表（交流电流挡） 用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是__________（填或） Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是__________。 A. 实验时必须使磁铁加速“插入”或“拔出” B. 该实验必须记录磁铁的磁极方向 C. 该实验不需要知道线圈的绕向 D. 该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 16. 某同学用图1所示装置测定当地重力加速度。 （1）关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是 。 A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的 B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角大一些 （2）在某次实验中，测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t，则利用上述测量量可得重力加速度的表达式g=________。 （3）实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出L-T2图像，如图2所示。 ①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=__________。 ②因摆球质量分布不均匀，小球的重心位于其几何中心的正下方。若只考虑摆长测量偏小造成的影响，则由①计算得到的重力加速度的测量值_______真实值。（选填“大于”“等于”或“小于”） （4）关于摩擦力可以忽略的斜面上的单摆，某同学猜想单摆做小角度摆动时周期满足，如图3所示。为了检验猜想正确与否，他设计了如下实验：如图4所示，铁架台上装一根重垂线，在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下，将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，摆杆可绕着立柱自由转动，且不计其间的摩擦。如图5所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，静止时摆杆与重垂线的夹角为β，小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动。下列图像能直观地检验猜想是否正确的是 。 A. -sinβ图像 B. -cosβ图像 C. -tanβ图像 17. 如图所示，用一端固定的长为L的绝缘轻细绳悬吊一质量为m的带负电的绝缘小球（可视为质点），为使小球保持静止时细绳与竖直方向成θ角，在空间施加一个水平向右的恒定匀强电场，电场强度的大小为E。已知重力加速度为g。 （1）求小球所带电荷量是多少？ （2）如果将绳烧断，求经过t时间后小球的速度是多大？ （3）如果不改变电场强度大小保持为E，而突然将电场的方向变为竖直向上，求小球的最大速度值是多少？ 18. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷未知的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔以速度v进入速度选择器B并恰好通过，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，打在照相底片D点上。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一同位素正粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，若粒子带电量均为q，计算P、Q粒子的质量差绝对值。 19. 中国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位，水力资源是中国能源资源的最重要的组成部分之一。在世界能源日益紧缺的大背景下，如何充分利用水能，同时更好地保护环境，实现可持续发展，已成为中国水电建设乃至能源战略调整的必然选择。 （1）2006年5月20日全线修建成功的三峡大坝在防洪、抗旱、发电等领域都起到了非常重要的作用。三峡电站是世界上装机容量最大的水电站。设通过大坝的，流量为Q（单位时间内流过的水的体积），水的密度为，三峡大坝平均水位差为H，不计上游水流速度，坝底涡轮机将机械能转化为电能的效率为，重力加速度为g。计算三峡电站的平均发电功率。 （2）水力资源丰富的也会导致我国南方在每年的汛期遭受洪涝灾害的困扰。为降低洪涝灾害所带来的损失，一个最简单的做法就是修建防洪堤坝。在河流转弯处，河水会对外侧河岸产生附加压强，因此转弯处的防洪堤坝需要修的更加牢固。下面我们对河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强做一些定量研究。 ①这一附加压强的产生是由于河水转弯动量变化引起的。我们首先来研究一个简单模型。质量为m的小球斜射到木板上，与木板发生完全弹性碰撞，即碰撞前后的速度大小都是v，如图所示。已知碰撞后的速度方向相对于碰撞前转过了角，碰撞过程中忽略小球所受重力。设小球与木板相互作用的时间为。求出碰撞前后木板对小球的平均作用力的大小。 ②下面我们来研究河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强。设水的密度为，由坝底到水面的高度为h，河宽为w。计算这一附加压强。设河流拐弯处可看作外侧半径为R的圆弧，河道宽度相等，流速v为定值。（提示：在非常小的情况下） 20. 小行星撞击地球虽然发生概率较低，却会使地球生命面临重大威胁。我国已经提出了近地小行星防御的发展蓝图，计划在2030年实现一次对小行星的动能撞击，2030至2035年间实现推离偏转。已知地球质量为M，可视为质量分布均匀的球体，引力常量为G。若一颗质量为m的小行星距离地心为r时，速度的大小，m远小于M。不考虑地球运动及其它天体的影响。 （1）若小行星的速度方向垂直于它与地心的连线，通过分析判断该小行星能否围绕地球做圆周运动。 （2）若小行星速度方向沿着它与地心的连线指向地心。已知取无穷远处的引力势能为零，则小行星在距地心为r处的引力势能。 a．设想提前发射质量为0.1m的无人飞行器，在距离地心为r处与小行星发生迎面撞击，小行星撞后未解体。将撞击过程简化为完全非弹性的对心碰撞。为彻底解除小行星对地球的威胁，使其不与地球碰撞。求飞行器撞击小行星时的最小速度。 b．设想对小行星施加适当的“推力”后，使其在距离地心为r处的速度方向与它和地心连线的夹角变为，速度大小不变，也能解除对地球的威胁。已知小行星仅在地球引力所用下的运动过程，它与地心的连线在任意相等时间内扫过相等的面积。求小行星在此后的运动过程中，距地心的最近距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三下学期第二次统练 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下雨天，屋檐上水滴下落的运动可视为自由落体运动。假设水滴从距地面高度为5m的屋檐上无初速度滴落，取重力加速度大小，则水滴下落到地面时的速度大小为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 7m/s D. 10m/s 【答案】D 【解析】 【详解】水滴下落到地面时的速度大小为 故选D。 2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，先经等压变化到达状态b，再经等容变化到达状态c。下列判断正确的是（　　） A. 从a到b，气体温度不变 B. 从a到b，气体从外界吸热 C. 从b到c，气体内能不变 D. 从b到c，气体对外界做功 【答案】B 【解析】 【详解】A．从a到b，气体压强不变，体积增大，温度升高，故A错误； B．从a到b，气体体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可得，气体从外界吸热，故B正确； C．从b到c，气体体积不变，压强减小，温度降低，气体内能减小，故C错误； D．从b到c，气体体积不变，则气体不对外界做功，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 光束b的频率更高 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光路图可知，在入射角相同的情况下，b光的折射角大于c光的折射角，由此可知，b光的折射率小于c光的折射率，故A错误； B．折射率越大，则光的频率越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b的频率低于光束c的频率，故B错误； C．根据光在介质中的传播速度与折射率之间的关系 可知，折射率越小，则光在介质中传播的速度越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b在玻璃中的传播速度大于光束c在玻璃中的传播速度，故C正确； D．由于b光的频率小于c光的频率，而根据 可知，频率越小则波长越长，而根据双缝干涉的条纹间距公式 可知，在经同一双缝干涉装置后，波长大的光产生的条纹间距更大，因此光束b的干涉条纹间距要大于光束c的条纹间距，故D错误。 故选C。 4. 一列横波沿轴正向传播，、、、为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是（　　） A. a处质点的振动图像 B. b处质点的振动图像 C. c处质点的振动图像 D. d处质点的振动图像 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据波形平移法可知，此时a经平衡位置向上振动，经过周期a处质点位于波谷位置，与振动图像计时起点的情况不符，故A错误； B．此时b在波谷，经过周期b处质点经平衡位置向下振动，与振动图像计时起点的情况相符，故B正确； C．根据波形平移法可知，此时c经平衡位置向下振动，经过周期c处质点位于波峰位置，与振动图像计时起点的情况不符，故C错误； D．此时d在波峰，经过周期d处质点经平衡位置向上振动，与振动图像计时起点的情况不符，故D错误。 故选B。 5. 如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 甲图中减小两极正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小 B. 乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大 C. 丙图中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 甲图中减小两极正对面积，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，根据 可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，根据 可知板间场强增大，故A错误； B．乙图中增大两板间距，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角增大，根据 ，， 可得 可知增大两板间距，板间场强不变，，故B正确； C．丙图中，在两板间插入其他介质，介电常数增大，可知电容器电容增大，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，故C错误； D．实验回路中没有电流，不可以用磁电式电压表代替静电计测量电压，故D错误。 故选B。 6. 如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电压表的示数不变 D. 电流表的示数不变 【答案】A 【解析】 【详解】开关S闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即的示数减小，故电流表的示数减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 7. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故A错误； B．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 根据动量定理得，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为 大小为0，故B错误； C．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故C错误； D．圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为 大小为，故D正确。 故选D。 8. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前的速率大于的速率 B. 碰撞后的速率大于的速率 C. 碰撞后的动量大于的动量 D. 碰撞后的动能小于的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像斜率表示物体的速度，根据图像可知碰前的速度大小为 碰前速度为0，A错误； B．两物体正碰后，碰后的速度大小为 碰后的速度大小为 碰后两物体的速率相等，B错误； C．两小球碰撞过程中满足动量守恒定律，即 解得两物体质量的关系为 根据动量的表达式可知碰后的动量大于的动量，C正确； D．根据动能的表达式可知碰后的动能大于的动能，D错误。 故选C。 9. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ） A. 火箭的加速度为零时，动能最大 B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 【答案】A 【解析】 【详解】A．火箭从发射舱发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确； B．根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误； C．根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误； D．根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 故选A。 10. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯和的电流相等；故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流也是逐渐增加，A、B错误； C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，C错误； D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够为和提供与之前等大电流，故其两端电压为 所以 故可以推算出图乙中与的比值，D正确。 故选D。 11. 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为和。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A. 电动机的内电阻为 B. 电动机正常工作时的效率为 C. 电动机的输出功率为 D. 若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则 【答案】B 【解析】 【详解】A．依题意，电动机停止转动时，为纯电阻，其内电阻为 故A错误； C．电动机正常工作时，输出功率为 联立，可得 故C错误； B．电动机正常工作时的效率为 故B正确； D．若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则 即 故D错误。 故选B。 12. 回旋加速器由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒中间开有一条狭缝。D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。下图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。现欲使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，理论上可采用的办法有（不考虑相对论效应）（　　） A. 只将交变电源的最大电压变为原来的2倍 B. 只将交变电源的频率变为原来的2倍 C. 只将磁感应强度变为原来的倍 D. 只将D形盒的半径变为原来的倍 【答案】D 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，则 解得 当 时，速度有最大值，此时动能最大，最大动能的决定式为 B．又交变电源的频率与粒子做匀速圆周运动的频率相同，为 故 故要使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，只将交变电源的频率变为原来的2倍不能实现，故B错误； CD．故要使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，理论上可采用的办法有将D形盒的半径变为原来的倍，因为交变电源的频率与磁场强度大小同比例变化，故只将磁感应强度变为原来的倍不能实现，故C错误，D正确； A．根据动能定理 若只将交变电源的最大电压变为原来的2倍，则加速次数减半 不变，故A错误。 故选D 13. 如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A，小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 细线中的拉力一直减小 B. 球B受到的库仑力先减小后增大 C. 球A、B系统的电势能保持不变 D. 拉力做负功，库仑力做正功 【答案】C 【解析】 【详解】对小球B分析可知，受细线的拉力T，静电斥力F和重力G， 由相似三角形可知 现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离，可知L变大，细线中的拉力T变大；r不变，球B受到的库仑力不变；球A、B系统的电势能保持不变；拉力做负功，球A、B间距离不变，库仑力做不做功。 故选C。 14. 类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势，，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是 A. 为图1中的线圈接入正弦交流电时，线圈中的磁动势改变 B. 材料磁阻率与材料本身性质有关 C. 若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，则磁动势仍然成立 D. 在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在铁芯中激发感应“磁动势” 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据磁动势可知，图1中的线圈接入正弦交流电时，因电流I不断变化，则线圈中的磁动势改变，选项A正确，不符合题意； B．电阻率与材料本身有关，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，可知材料磁阻率与材料本身性质有关，选项B正确，不符合题意； C．若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，根据闭合磁路的欧姆定律，则磁阻Rm会发生变化，则磁动势不再成立，选项C错误，符合题意； D．在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在线圈中激发感应电流，从而在铁芯中激发感应“磁动势”，选项D正确，不符合题意。 故选C。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 请根据下列实验的实验原理或实验方法回答问题。 （1）“测金属丝的电阻率”实验中，某同学用螺旋测微器测某金属丝的直径如图所示，则该直径的测量值为__________mm。 （2）“验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，同学们在操作过程中有如下议论，其中对减少实验误差有益的说法是________。 A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 （3）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是________。 A．有闭合铁芯原副线圈 B．无铁芯的原副线圈 C．交流电源 D．直流电源 E．多用电表（交流电压挡） F．多用电表（交流电流挡） 用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是__________（填或） Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是__________。 A. 实验时必须使磁铁加速“插入”或“拔出” B. 该实验必须记录磁铁的磁极方向 C. 该实验不需要知道线圈的绕向 D. 该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 【答案】（1）0.537 （2）CD （3） ①. ACE ②. （4）BD 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为 【小问2详解】 A．通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误； B．橡皮筋不需要与两绳角平分线在同一直线上，故B错误； C．为了使实验中在白纸上画出的力是同一平面内的力，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故C正确； D．为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确。 故选CD。 【小问3详解】 [1]为了完成变压器的实验探究，需要使用交流电源变压，测量交流电压的多用电表，为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈。 故选ACE。 [2]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。故答案为。 【小问4详解】 A．该实验无需使磁铁加速“插入”或“拔出”，故A错误； B．该实验必须记录磁铁的磁极方向，才能得到磁场的变化与感应电流的方向关系，故B正确； C．该实验需要知道产生的感应磁场的方向，即需要知道线圈的绕向，故C错误； D．该实验要想知道产生感应电流的具体方向，需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系，故D正确。 故选BD。 16. 某同学用图1所示装置测定当地重力加速度。 （1）关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是 。 A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的 B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角大一些 （2）在某次实验中，测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t，则利用上述测量量可得重力加速度的表达式g=________。 （3）实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出L-T2图像，如图2所示。 ①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=__________。 ②因摆球质量分布不均匀，小球的重心位于其几何中心的正下方。若只考虑摆长测量偏小造成的影响，则由①计算得到的重力加速度的测量值_______真实值。（选填“大于”“等于”或“小于”） （4）关于摩擦力可以忽略的斜面上的单摆，某同学猜想单摆做小角度摆动时周期满足，如图3所示。为了检验猜想正确与否，他设计了如下实验：如图4所示，铁架台上装一根重垂线，在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下，将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，摆杆可绕着立柱自由转动，且不计其间的摩擦。如图5所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，静止时摆杆与重垂线的夹角为β，小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动。下列图像能直观地检验猜想是否正确的是 。 A. -sinβ图像 B. -cosβ图像 C. -tanβ图像 【答案】（1）AB （2） （3） ①. ②. 等于 （4）B 【解析】 【小问1详解】 AB．为减小实验误差，摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的，摆球尽量选择密度大的，即质量大些、体积小些的，故AB正确； C．应使摆角小于5°，才可看作理想单摆，故C错误； 故选AB。 【小问2详解】 在某次实验中，测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t,则周期为 根据单摆周期公式 解得 【小问3详解】 ①[1]根据单摆周期公式 变形有 根据图像的斜率可知 解得 ②[2]因摆球质量分布不均匀，小球的重心位于其几何中心的正下方。表达式变为 若只考虑摆长测量偏小造成的影响，则图像的斜率不变，测量值等于真实值； 【小问4详解】 根据题图可知等效重力加速度为重力加速度沿着垂直于立柱方向的分量，大小为 a=gcosβ 根据单摆周期公式 变形可知 则应作图像； 故选B。 17. 如图所示，用一端固定的长为L的绝缘轻细绳悬吊一质量为m的带负电的绝缘小球（可视为质点），为使小球保持静止时细绳与竖直方向成θ角，在空间施加一个水平向右的恒定匀强电场，电场强度的大小为E。已知重力加速度为g。 （1）求小球所带电荷量是多少？ （2）如果将绳烧断，求经过t时间后小球的速度是多大？ （3）如果不改变电场强度的大小保持为E，而突然将电场的方向变为竖直向上，求小球的最大速度值是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球的受力图如图所示 可得 解得 小问2详解】 小球的合力 烧断绳后，小球做匀加速直线运动，有 【小问3详解】 改变电场方向后，小球到最低点时速度最大，设小球的最大速度为。小球摆下过程中重力做正功，电场力做正功，由动能定理得 解得 18. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷未知的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔以速度v进入速度选择器B并恰好通过，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，打在照相底片D点上。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一同位素正粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，若粒子带电量均为q，计算P、Q粒子的质量差绝对值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在加速器中加速过程，由动能定理得 可得 （2）在速度选择器中 解得 （3）粒子P在分离器C后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则 由题意得，Q粒子进入分离器的速度与P粒子的速度相同，则 由几何关系得 解得 19. 中国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位，水力资源是中国能源资源的最重要的组成部分之一。在世界能源日益紧缺的大背景下，如何充分利用水能，同时更好地保护环境，实现可持续发展，已成为中国水电建设乃至能源战略调整的必然选择。 （1）2006年5月20日全线修建成功的三峡大坝在防洪、抗旱、发电等领域都起到了非常重要的作用。三峡电站是世界上装机容量最大的水电站。设通过大坝的，流量为Q（单位时间内流过的水的体积），水的密度为，三峡大坝平均水位差为H，不计上游水流速度，坝底涡轮机将机械能转化为电能的效率为，重力加速度为g。计算三峡电站的平均发电功率。 （2）水力资源丰富的也会导致我国南方在每年的汛期遭受洪涝灾害的困扰。为降低洪涝灾害所带来的损失，一个最简单的做法就是修建防洪堤坝。在河流转弯处，河水会对外侧河岸产生附加压强，因此转弯处的防洪堤坝需要修的更加牢固。下面我们对河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强做一些定量研究。 ①这一附加压强的产生是由于河水转弯动量变化引起的。我们首先来研究一个简单模型。质量为m的小球斜射到木板上，与木板发生完全弹性碰撞，即碰撞前后的速度大小都是v，如图所示。已知碰撞后的速度方向相对于碰撞前转过了角，碰撞过程中忽略小球所受重力。设小球与木板相互作用的时间为。求出碰撞前后木板对小球的平均作用力的大小。 ②下面我们来研究河流转弯处河水对外侧河岸产生的这一附加压强。设水的密度为，由坝底到水面的高度为h，河宽为w。计算这一附加压强。设河流拐弯处可看作外侧半径为R的圆弧，河道宽度相等，流速v为定值。（提示：在非常小的情况下） 【答案】（1）；（2）①，② 【解析】 【详解】（1）单位时间内流过的水的质量为 下落H所做的功为 得平均发电功率为 （2）①小球碰撞前后动量变化量为 由动量定理 FΔt=Δp 联立解得 ②Δt时间内流过的水的质量为 Δm=ρvΔthw 这些水转过一个小角度Δθ的动量改变量为 设这些水受到的堤坝对它的作用力大小为F'，根据动量定理 F'Δt=Δp 可得 F'=ρv2hwΔθ 根据牛顿第三定律河水对堤坝的作用力大小 F=F'=ρv2hwΔθ Δθ对应的外侧面积为 ΔS=RΔθh 河流转弯处河水对外侧河岸的附加压强为 20. 小行星撞击地球虽然发生概率较低，却会使地球生命面临重大威胁。我国已经提出了近地小行星防御的发展蓝图，计划在2030年实现一次对小行星的动能撞击，2030至2035年间实现推离偏转。已知地球质量为M，可视为质量分布均匀的球体，引力常量为G。若一颗质量为m的小行星距离地心为r时，速度的大小，m远小于M。不考虑地球运动及其它天体的影响。 （1）若小行星的速度方向垂直于它与地心的连线，通过分析判断该小行星能否围绕地球做圆周运动。 （2）若小行星的速度方向沿着它与地心的连线指向地心。已知取无穷远处的引力势能为零，则小行星在距地心为r处的引力势能。 a．设想提前发射质量为0.1m的无人飞行器，在距离地心为r处与小行星发生迎面撞击，小行星撞后未解体。将撞击过程简化为完全非弹性的对心碰撞。为彻底解除小行星对地球的威胁，使其不与地球碰撞。求飞行器撞击小行星时的最小速度。 b．设想对小行星施加适当的“推力”后，使其在距离地心为r处的速度方向与它和地心连线的夹角变为，速度大小不变，也能解除对地球的威胁。已知小行星仅在地球引力所用下的运动过程，它与地心的连线在任意相等时间内扫过相等的面积。求小行星在此后的运动过程中，距地心的最近距离。 【答案】（1）不能；（2）a．；b． 【解析】 【详解】（1）若小行星在该位置做匀速圆周运动，设速度大小为，由万有引力提供向心力，可得 解得 由于 可知，小行星不能围绕地球做圆周运动。 （2）a．设碰撞后小行星的速度大小为，为彻底解除小行星的威胁，应使小行星被撞后能运动至无穷远处。根据能量守恒定律有 解得 以飞行器速度方向为正方向，飞行器撞击小行星的过程根据动量守恒定律有 解得 b．设小行星离地心最近时，速度大小为，小行星与地心的连线在相等时间扫过相等面积有 根据能量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$