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一次统练物理试题

2025届高三下学期第一次统练 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. 一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s停止，汽车的制动距离为（ ） A. 5m B. 10m C. 20m D. 30m 2. 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（ ） A. 内能变大 B. 压强变大 C. 体积不变 D. 从水中吸热 3. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.4s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波传播速度v＝15m/s C. 这列波的波长λ＝7.5m D. 在t＝0.4s到t＝0.5s内，质点Q通过路程是1.5m 4. 自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A 撤去一段铁芯 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将另一个额定电压为1.3V的小灯泡与之串联起来接入副线圈 5. 如图所示，质量分别为和的两本书叠放在光滑水平面上，用大小为的水平恒力推下面的书，使两本书保持相对静止一起做加速运动。则运动过程中上面的书受到的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，光滑水平地面上的P、Q两物体质量均为m，P以速度v向右运动，Q静止且左端固定一轻弹簧。当弹簧被压缩至最短时（　　） A. P的动量为0 B. Q的动量达到最大值 C. P、Q系统总动量小于mv D. 弹簧储存的弹性势能为 7. 富兰克林曾用莱顿瓶收集“天电”，莱顿瓶相当于电容器，其结构如图所示。为提升莱顿瓶的电容值，以下做法正确的是（　　） A. 升高莱顿瓶的电压 B. 增加铜杆上的电荷量 C. 增加内外锡箔的高度 D. 增加玻璃瓶壁的厚度 8. 如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g，在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是（　　） A. 每粒沙子在空中的轨迹是一条抛物线 B. 若将沙漏以速度v水平抛出，漏出的沙子在空中形成的几何图形是一条竖直直线 C. 每粒沙子从漏出开始计时，t时刻与地面间的高度 D. 若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度大于 9. 某同学利用图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平桌面上固定一个力传感器,传感器通过细绳拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向右拉木板，传感器记录的力F与时间t的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 在3.0~3.5s时间内，木板一定做匀加速运动 B. 在4.5~5.5s时间内，木板一定做匀加速运动 C. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 D. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为5 : 4 10. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（ ） A. 电压表示数不变 B. 电流表示数不变 C. 电源总功率增大 D. 电源内阻消耗的电功率减小 11. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中，下列选项正确的是（　　） A. 线圈对桌面的压力总大于重力 B. 线圈总有扩张的趋势 C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能一直减小 12. 用试探电荷可以探测电场中场强和电势的分布情况。如图甲所示，两个被固定的点电荷、，连线的延长线上有a、b两点，带正电。试探电荷＋q仅受电场力作用，t＝0时刻从b点沿着ba方向运动，时刻到达a点，其v-t图像如图乙所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A. 带正电 B. 沿ba连线电势先减小后增大 C. 场强为零的点在b点和之间 D. a点电势比b点高 13. 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。以下叙述正确的是（　　） A. 霍尔器件C端的电势高于D端的电势 B. 若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换）将会影响该电动助力车的正常骑行 C. 维持恒定电流I不变，仅减小图丙中器件的尺寸a，可使电动助力车更容易获得最大速度 D. 若骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时电压会随时间均匀增大，则电动助力车的加速度将会增大 14. 据2023年8月25日多家媒体报道，芬兰科学家证明，声音可在真空中传播。他们首次实现了让声波在两个晶体之间极小真空传输。在最新实验中，研究人员将声音的振动波转化为物体之间电场内的涟漪，使声音在两个氧化锌晶体之间的真空中传输。氧化锌晶体是一种压电材料，这意味着当施加力或热时，其会产生电荷。因此，当把声音施加到其中一个氧化锌晶体上时，这个晶体会产生电荷，破坏附近的电场。如果该晶体与另一个晶体共享电场，那么这种干扰可在真空中从一个晶体传播到另一个晶体。这些干扰反映了声波的频率，因此接收晶体可将干扰变回真空另一侧的声音。但这些干扰不能传播超过单个声波波长的距离，研究人员也表示，这种方法的可靠性并非100%。在大多数情况下，声音并没有在两个晶体之间完全传播，但有时，声波的全部能量会100%“跃过”真空。已知声音在氧化锌晶体中的传播速度数量级为103m/s。根据上述信息，下列判断正确的是（ ） A. 声音通过真空在两个晶体之间传输时，会导致频率发生变化 B. 在两个晶体之间的真空中，可通过电磁波传播声音能量 C. 用上述晶体可以使频率为1GHz（109Hz）声波通过10μm的真空 D. 增加声音的强度，可以实现声音在真空中更远的两个晶体之间传播 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 关于实验“用油膜法估测油酸分子的大小”，下列说法正确的是（　　） A. 水面痱子粉撒得越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小 B. 配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精会导致实验结果偏小 C. 在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，会导致实验结果偏小 D. 计算油膜面积时将所有不完整的方格舍去，会导致实验结果偏小 16. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。先将A球多次从斜轨上P位置静止释放，找到其平均落点E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上P位置静止释放，两球相碰，重复多次，分别确定碰后A球和B球的平均落点D和F。测得A球的质量为mA，B球的质量为mB，且mA>mB。 （1）实验中，确定平均落点需要的器材是______（选填选项前的字母）。 A. 天平 B. 秒表 C. 圆规 （2）分别测出O到平均落点的距离，记为OD、OE、OF。 ①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度，简述其可行的依据：______。 ②在误差允许范围内，若关系式______成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）某同学认为，在上述实验中仅更换A球和B球的材质，其他条件不变，可以使碰后两小球做平抛运动的水平射程发生变化。请分析关于射程的关系式中，可能成立的是______（选填选项前的字母）。 A. B. C. 17. 按图1所示的电路图测量合金丝的电阻。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材： A.待测合金丝（接入电路部分的阻值约5Ω） B.电源（电动势4V，内阻不计） C.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） D.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.灵敏电流计G（满偏电流为200μA，内阻为500Ω） F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流1A） G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流0.3A） H.电阻箱（0~99999.9Ω） （1）为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______。（均填写仪器前的字母） （2）按图1所示的电路图测量合金丝的电阻，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于______端（选填“a”或“b”）。 （3）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式______。（用上述字母和通用数学符号表示） （4）甲同学按照图1电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计的示数和电流表的示数的关系图线如图2所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值______Ω（保留两位有效数字）。 （5）乙同学选择同样的器材，按图3所示电路测量合金丝的阻值，保持电阻箱接入电路的阻值不变，在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计的示数和电流表A的示数也随之增加，图中反映和关系的示意图中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 18. 如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系有一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。若小球经过圆周最高点A点时速度大小，求： （1）小球经过圆周最低点B点时的速度大小； （2）小球在最低点对轻绳的拉力： （3）小球从A点运动至最低点B点过程中，其所受合外力的冲量大小。 19. 近年来，垂直起降作为一种可重复使用火箭的技术得到了大力发展。某同学设计了一个具有电磁缓冲功能的火箭模型，结构示意图如图所示。闭合矩形线圈abcd固定在主体下部，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。模型外侧安装有由高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场。假设模型以速度与地面碰撞后，缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。已知主体与线圈总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。 （1）求线圈中感应电流的最大值并说明ab边中电流的方向。 （2）当主体减速下落的加速度大小为时，求线圈中的发热功率P。 （3）已知缓冲槽停止后主体下落距离为h时，主体速度减为，此时主体和缓冲槽未相碰，求该过程中线圈产生的热量Q。 20. 在分析和解决物理问题时，有时可以通过合理、恰当的假设，进行分割或填补，使研究对象或研究过程对称，从而使复杂问题简单化。 （1）如图1所示，一小球从A点水平抛出，它在B点与竖直墙壁发生一次弹性碰撞后，以同样大小的速率反弹，最终落在C点。假设小球没有被墙壁阻挡，经过B点后会继续沿着抛物线运动，直至落在点，小球由B到C的运动轨迹与BC′曲线关于竖直墙壁对称。已知抛出点A离水平地面的高度为h，与墙壁的水平距离为s，落地点距墙壁的水平距离为2s，重力加速度为g。不计空气阻力。求小球抛出时的初速度。 （2）点电荷与无限大金属平板M之间的电场线分布如图2所示，金属板M接地，它表面处的电场线均与其表面垂直。A点在点电荷到金属板的垂线上，且靠近M板。已知点电荷与金属板间的距离为d。求A点电场强度的大小E。 （3）对磁现象的成功解释最早是由安培提出的。如图3所示，V形长直导线中通过稳恒电流I，图中角平分线上的P点距V形顶点的距离为d。按照安培的计算，P点的磁感应强度大小（式中k为比例系数，且k和已知）。 按照现在的电磁理论，无限长直导线通过电流为I时，距直导线为r处的磁感应强度大小（其中为已知常数）。图中点与P相对于V形导线顶点对称，位于角平分线上。求点的磁感应强度大小。 21. 万有引力定律和库仑定律的相似，使得解决相关问题的方法可以相互借鉴。 （1）与静电力做功特点类似，万有引力做功同样与路径无关。已知某卫星绕地球的轨道为一椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，如图1所示。已知地球和卫星的质量分别为M、m，卫星在远地点A时与地心距离为r1，在近地点B时与地心距离为r2。取无穷远处引力势能为零，质量为、的两物体相距为r时，引力势能表达式为，其中G为引力常量。 a.推导证明卫星绕地球运动的过程中动能与引力势能之和守恒； b.计算卫星从A运动到B的过程中增加的动能。 （2）如图2所示，直线上有一固定点电荷A，带电量为+Q，另一质量为m、带电量为-q的点电荷B由直线上某点静止释放，仅考虑两电荷间的库仑力，当电荷B运动至距离电荷A为L时，其速度大小恰等于B绕A做半径为L的匀速圆周运动时的速度大小。取无穷远电势为零，两点电荷、相距为r时的电势能表达式为，其中k为静电力常量。 a.求点电荷B由静止释放时与点电荷A的距离； b.已知在万有引力作用下人造卫星绕地球以椭圆轨道或圆周轨道运行时，若椭圆轨道半长轴与某一圆周轨道半径相等，则其在两轨道上运行的周期相等。请据此估算点电荷B从该位置由静止释放运动到点电荷A位置的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三下学期第一次统练 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. 一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s停止，汽车的制动距离为（ ） A. 5m B. 10m C. 20m D. 30m 【答案】B 【解析】 【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动，则有 故选B。 2. 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（ ） A. 内能变大 B. 压强变大 C. 体积不变 D. 从水中吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．上浮过程气泡内气体的温度不变，内能不变，故A错误； B．气泡内气体压强p = p0＋ρ水gh，故上浮过程气泡内气体的压强减小，故B错误； C．由玻意耳定律pV = C知，气体的体积变大，故C错误； D．上浮过程气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律ΔU = Q＋W知，气体从水中吸热，故D正确 故选D。 3. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.4s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波的传播速度v＝15m/s C. 这列波的波长λ＝7.5m D. 在t＝0.4s到t＝0.5s内，质点Q通过的路程是1.5m 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时P点向上振动，根据同侧法，波沿x轴正方向传播，故A错误； BC．由图甲可知，波长为 由图乙可知，振动周期为 所以波速 故B正确，C错误； D．在到内，经过，质点Q通过的路程是2cm，故D错误。 故选B。 4. 自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A. 撤去一段铁芯 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将另一个额定电压为1.3V的小灯泡与之串联起来接入副线圈 【答案】B 【解析】 【详解】A．撤去一段铁芯后，漏磁现象更严重，则副线圈两端的电压变小，小灯泡不可能正常发光，故A错误； B．由知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确； C．由知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误； D．另一个额定电压为1.3V的小灯泡与之串联起来接入副线圈，小灯泡所分的电压变小，不可能正常发光，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，质量分别为和的两本书叠放在光滑水平面上，用大小为的水平恒力推下面的书，使两本书保持相对静止一起做加速运动。则运动过程中上面的书受到的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对整体受力分析，根据牛顿第二定律可得 对上面的书受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 故选C。 6. 如图所示，光滑水平地面上的P、Q两物体质量均为m，P以速度v向右运动，Q静止且左端固定一轻弹簧。当弹簧被压缩至最短时（　　） A. P的动量为0 B. Q的动量达到最大值 C. P、Q系统总动量小于mv D. 弹簧储存的弹性势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当弹簧被压缩至最短时，两物体速度相同，P、Q系统所受外力零，因此整个过程中动量守恒 所以P的动量为 故A错误； B．弹簧压缩至最短后，Q的速度将继续变大，当弹簧恢复原长时，Q的动量达到最大值，故B错误； C．P、Q系统动量守恒，总动量为 故C错误； D．根据动量守恒和能量守恒 ， 解得 故D正确。 故选D。 7. 富兰克林曾用莱顿瓶收集“天电”，莱顿瓶相当于电容器，其结构如图所示。为提升莱顿瓶的电容值，以下做法正确的是（　　） A. 升高莱顿瓶的电压 B. 增加铜杆上的电荷量 C. 增加内外锡箔的高度 D. 增加玻璃瓶壁的厚度 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据电容的决定式 可知莱顿瓶的电容与莱顿瓶的电压、铜杆上的电荷量无关，故AB错误； CD．内外锡箔纸形成一个电容器，玻璃瓶壁为电容器的介质。增加内外锡箔纸的高度，电容器正对面积变大，莱顿瓶的电容值变大，增加玻璃瓶壁厚度，电容器两极板间距离增大，莱顿瓶的电容值变小，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g，在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是（　　） A. 每粒沙子在空中的轨迹是一条抛物线 B. 若将沙漏以速度v水平抛出，漏出的沙子在空中形成的几何图形是一条竖直直线 C. 每粒沙子从漏出开始计时，t时刻与地面间的高度 D. 若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度大于 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于惯性，每粒沙子漏出的瞬间，存在一个水平向右的初速度v，沙子开始做平抛运动，其在空中的轨迹为一条抛物线，故A正确； B．若将沙漏以速度v水平抛出，沙漏处于完全失重状态，沙漏中的沙子将不会漏出沙漏，沙子在空中始终随沙漏一起做平抛运动，故B错误； C．每粒沙子从漏出开始计时，t时刻沙子下落高度 此时其与地面间的高度为 故C错误； D．沙子漏出后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，地面上沙子的长度等于初始时刻漏出的沙子与末时刻漏出沙子在地面上落地之间的间距，即等于t时间内沙漏的位移大小，即若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度等于，故D错误。 故选A。 9. 某同学利用图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平桌面上固定一个力传感器,传感器通过细绳拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向右拉木板，传感器记录的力F与时间t的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 在3.0~3.5s时间内，木板一定做匀加速运动 B. 在4.5~5.5s时间内，木板一定做匀加速运动 C. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 D. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为5 : 4 【答案】D 【解析】 【详解】A．由乙图可知，在3.0~3.5s时间内，物块与长木板之间为静摩擦力，二者保持相对静止，即木板处于静止状态。故A错误； B．同理，在4.5~5.5s时间内，二者之间为滑动摩擦力，木板一定在相对物块运动但是不一定做匀加速运动。故B错误； C．物块始终处于平衡状态，虽然传感器显示的细绳拉力和长木板提供的摩擦力等大反向，但是图乙中曲线是细绳拉力随时间的变化曲线，并不是摩擦力随时间的变化曲线。故C错误； D．由乙图可知，最大静摩擦力大小为图中最大F，即5N；滑动摩擦力为图中相对平稳的F，即大约4N。所以二者之比约为5 : 4。故D正确。 故选D。 10. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（ ） A. 电压表示数不变 B. 电流表示数不变 C. 电源总功率增大 D. 电源内阻消耗的电功率减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，接入电路的阻值变小，即电路的总电阻变小，根据 可知电路的干路电流I增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知，电路的路端电压U减小，即电压表示数变小，则定则电阻R的电流变小，根据 可知滑动变阻器的电流增大，即电流表示数增大，故AB错误； C．电源总功率，结合AB选项分析可知电源总功率增大，故C正确； D．电源内阻消耗的功率结合AB选项分析可知电源内阻消耗的电功率增大，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中，下列选项正确的是（　　） A. 线圈对桌面的压力总大于重力 B. 线圈总有扩张的趋势 C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．磁体向下运动时，穿过线圈的磁通量增加，线圈有缩小趋势，磁体对线圈的作用力为向下的排斥力，线圈对桌面的压力大于重力；磁体向上运动时，穿过线圈的磁通量减少，线圈有扩张趋势，磁体对线圈的作用力为向上的吸引力，线圈对桌面的压力小于重力，故A、B错误； C．磁体上下运动，弹簧长度时而增大时而减小，所以弹簧弹性势能时而变大时而变小，故C错误； D．磁体上下运动过程中，线圈对磁体的作用力对磁体始终做负功，所以磁体和弹簧系统的机械能一直减小，故D正确。 故选D。 12. 用试探电荷可以探测电场中场强和电势的分布情况。如图甲所示，两个被固定的点电荷、，连线的延长线上有a、b两点，带正电。试探电荷＋q仅受电场力作用，t＝0时刻从b点沿着ba方向运动，时刻到达a点，其v-t图像如图乙所示，根据图像，下列判断正确的是（　　） A. 带正电 B. 沿ba连线电势先减小后增大 C. 场强为零的点在b点和之间 D. a点电势比b点高 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知试探电荷先做减速运动，则b点的电场强度方向为ab方向，故带负电，故A错误； B．试探电荷从b点向a点运动过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，沿ba连线电势先增大后减小，故B错误； C．图象的斜率表示加速度，可知a点和b点间某处加速度为零，试探电荷受到的电场力为零，场强为零的点在a点和b点间某处，故C错误； D．试探电荷从b点到a点，根据动能定理有 且 可得 故D正确。 故选D。 13. 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。以下叙述正确的是（　　） A. 霍尔器件C端的电势高于D端的电势 B. 若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换）将会影响该电动助力车的正常骑行 C. 维持恒定电流I不变，仅减小图丙中器件的尺寸a，可使电动助力车更容易获得最大速度 D. 若骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时电压会随时间均匀增大，则电动助力车的加速度将会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则，电子所受洛伦兹力向外，所以霍尔器件C端的电势低于D端的电势，故A错误； B．若磁铁装反了（两极互换）霍尔电压会反向，但由丁图可知不影响电动助力车的正常骑行，故B错误； C．根据题意，有 ， 可知 所以仅减小图丙中器件的尺寸a时，U增大，由丁图可知可使电动助力车更容易获得最大速度，故C正确； D．当骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时若电压会随时间均匀增大，则由丁图可知，电动助力车的速度随时间增加更慢，加速度将减小，故D错误。 故选C。 14. 据2023年8月25日多家媒体报道，芬兰科学家证明，声音可在真空中传播。他们首次实现了让声波在两个晶体之间极小的真空传输。在最新实验中，研究人员将声音的振动波转化为物体之间电场内的涟漪，使声音在两个氧化锌晶体之间的真空中传输。氧化锌晶体是一种压电材料，这意味着当施加力或热时，其会产生电荷。因此，当把声音施加到其中一个氧化锌晶体上时，这个晶体会产生电荷，破坏附近的电场。如果该晶体与另一个晶体共享电场，那么这种干扰可在真空中从一个晶体传播到另一个晶体。这些干扰反映了声波的频率，因此接收晶体可将干扰变回真空另一侧的声音。但这些干扰不能传播超过单个声波波长的距离，研究人员也表示，这种方法的可靠性并非100%。在大多数情况下，声音并没有在两个晶体之间完全传播，但有时，声波的全部能量会100%“跃过”真空。已知声音在氧化锌晶体中的传播速度数量级为103m/s。根据上述信息，下列判断正确的是（ ） A. 声音通过真空在两个晶体之间传输时，会导致频率发生变化 B. 在两个晶体之间的真空中，可通过电磁波传播声音能量 C. 用上述晶体可以使频率为1GHz（109Hz）的声波通过10μm的真空 D. 增加声音的强度，可以实现声音在真空中更远的两个晶体之间传播 【答案】B 【解析】 【详解】A．但有时，声波的全部能量会100%“跃过”真空，根据 说明声波的频率不变，故A错误； B．由于电磁波的传播不需要介质，则在两个晶体之间的真空中，也可通过电磁波传播声音能量，故B正确； C．但这些干扰不能传播超过单个声波波长的距离，声波的波长为 故不能通过，故C错误； D．增加声音的强度，并没有改变声音的频率及波长，故不可以实现声音在真空中更远的两个晶体之间传播，故D错误。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 关于实验“用油膜法估测油酸分子的大小”，下列说法正确的是（　　） A. 水面痱子粉撒得越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小 B. 配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精会导致实验结果偏小 C. 在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，会导致实验结果偏小 D. 计算油膜面积时将所有不完整的方格舍去，会导致实验结果偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．水面痱子粉撒得过多，形成的油膜将不能完全散开形成单分子层，从而使油膜面积偏小，根据油酸分子直径的计算公式 可知，油酸分子直径的测量值将偏大，故A错误； B．首先，配制油酸酒精溶液本身就需要大量的酒精，其次，配制好的酒精油酸溶液滴入水面，酒精油酸溶液中的酒精将溶于水，而只有油酸浮于水面形成油膜，因此可知，配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精并不会影响实验结果，故B错误； C．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，将会使每一滴油酸溶液的体积偏小，从而使一滴油酸溶液中所含油酸的体积偏小，最终将导致所测油酸分子直径偏小，故C正确； D．计算油膜面积时将所有不完整的方格舍去，将会使油膜面积偏小，从而导致所测油酸分子直径偏大，故D错误。 故选C。 16. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。先将A球多次从斜轨上P位置静止释放，找到其平均落点E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上P位置静止释放，两球相碰，重复多次，分别确定碰后A球和B球的平均落点D和F。测得A球的质量为mA，B球的质量为mB，且mA>mB。 （1）实验中，确定平均落点需要的器材是______（选填选项前的字母）。 A. 天平 B. 秒表 C. 圆规 （2）分别测出O到平均落点的距离，记为OD、OE、OF。 ①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度，简述其可行的依据：______。 ②在误差允许范围内，若关系式______成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）某同学认为，在上述实验中仅更换A球和B球的材质，其他条件不变，可以使碰后两小球做平抛运动的水平射程发生变化。请分析关于射程的关系式中，可能成立的是______（选填选项前的字母）。 A. B. C. 【答案】（1）C （2） ①. 见解析 ②. （3）AB 【解析】 【小问1详解】 确定平均落点的方法是用最小的圆将小球的落点圈起来，该圆的圆心即为小球的平均落点，故需要用圆规。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]由于小球做平抛运动，下落高度相同，所用时间相等，则 由此可知，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度，若碰撞过程动量守恒，则 所以 【小问3详解】 若更换A球和B球的材质，两球碰撞过程仍然满足 联立可得 同时，两球碰撞后，B球的速度大于A球的速度，则 所以OE可能大于OF，也可能小于OF。 故选AB。 17. 按图1所示的电路图测量合金丝的电阻。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材： A.待测合金丝（接入电路部分的阻值约5Ω） B.电源（电动势4V，内阻不计） C.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） D.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.灵敏电流计G（满偏电流为200μA，内阻为500Ω） F.滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流1A） G.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流0.3A） H.电阻箱（0~99999.9Ω） （1）为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______。（均填写仪器前的字母） （2）按图1所示的电路图测量合金丝的电阻，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于______端（选填“a”或“b”）。 （3）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式______。（用上述字母和通用数学符号表示） （4）甲同学按照图1电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计的示数和电流表的示数的关系图线如图2所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值______Ω（保留两位有效数字）。 （5）乙同学选择同样的器材，按图3所示电路测量合金丝的阻值，保持电阻箱接入电路的阻值不变，在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计的示数和电流表A的示数也随之增加，图中反映和关系的示意图中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. D ②. F （2）b （3） （4）4.5 （5）A 【解析】 【小问1详解】 [1]电路最大电流约为 电流表应选择D； [2]滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作应选择小电阻，故选F。 【小问2详解】 由图2所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路闭合开关前滑片应置于b端，使测量部分被短路，保护电表。 【小问3详解】 合金丝的电阻 电阻率 【小问4详解】 根据图2所示电路，由欧姆定律可知，合金丝阻值 【小问5详解】 根据图4所示电路图，由欧姆定律可知，电表示数, 与x不是线性关系，与x也不是线性关系，随x增大与增大变快， 由图示图像可知，图A正确，BCD错误。 故选A。 18. 如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系有一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。若小球经过圆周最高点A点时速度大小，求： （1）小球经过圆周最低点B点时的速度大小； （2）小球在最低点对轻绳的拉力： （3）小球从A点运动至最低点B点过程中，其所受合外力的冲量大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从到，根据动能定理 解得 【小问2详解】 在最低点，设轻绳对小球拉力为，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知小球在最低点对轻绳的拉力 【小问3详解】 小球从A点运动至最低点B点过程中，设在A点的速度方向为正方向，根据动量定理，其所受合外力的冲量为 所以合外力的冲量大小为。 19. 近年来，垂直起降作为一种可重复使用火箭的技术得到了大力发展。某同学设计了一个具有电磁缓冲功能的火箭模型，结构示意图如图所示。闭合矩形线圈abcd固定在主体下部，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。模型外侧安装有由高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场。假设模型以速度与地面碰撞后，缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。已知主体与线圈总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。 （1）求线圈中感应电流的最大值并说明ab边中电流的方向。 （2）当主体减速下落的加速度大小为时，求线圈中的发热功率P。 （3）已知缓冲槽停止后主体下落距离为h时，主体速度减为，此时主体和缓冲槽未相碰，求该过程中线圈产生的热量Q。 【答案】（1），电流方向沿逆时针方向；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）感应电动势的最大值为 感应电流的最大值为 解得 根据右手定则可知，电流方向沿逆时针方向。 （2）当主体减速下落的加速度大小为时，对主体与线圈整体分析，根据牛顿第二定律有 此时线圈中的发热功率 解得 （3）根据动能定理有 根据功能关系有 解得 20. 在分析和解决物理问题时，有时可以通过合理、恰当的假设，进行分割或填补，使研究对象或研究过程对称，从而使复杂问题简单化。 （1）如图1所示，一小球从A点水平抛出，它在B点与竖直墙壁发生一次弹性碰撞后，以同样大小的速率反弹，最终落在C点。假设小球没有被墙壁阻挡，经过B点后会继续沿着抛物线运动，直至落在点，小球由B到C的运动轨迹与BC′曲线关于竖直墙壁对称。已知抛出点A离水平地面的高度为h，与墙壁的水平距离为s，落地点距墙壁的水平距离为2s，重力加速度为g。不计空气阻力。求小球抛出时的初速度。 （2）点电荷与无限大金属平板M之间的电场线分布如图2所示，金属板M接地，它表面处的电场线均与其表面垂直。A点在点电荷到金属板的垂线上，且靠近M板。已知点电荷与金属板间的距离为d。求A点电场强度的大小E。 （3）对磁现象的成功解释最早是由安培提出的。如图3所示，V形长直导线中通过稳恒电流I，图中角平分线上的P点距V形顶点的距离为d。按照安培的计算，P点的磁感应强度大小（式中k为比例系数，且k和已知）。 按照现在的电磁理论，无限长直导线通过电流为I时，距直导线为r处的磁感应强度大小（其中为已知常数）。图中点与P相对于V形导线顶点对称，位于角平分线上。求点的磁感应强度大小。 【答案】（1）；（2）（3） 【解析】 【详解】（1）由对称性可知，小球的运动可看作是沿轨迹ABC′的平抛运动，则 解得 （2）因金属板放在了正点电荷的电场中，则金属板处于静电平衡状态，金属板是等势面，则电场线与金属板表面垂直，则该电场相当于等量异种点电荷电场，则A点的场强为 （3）假设则V形导线变成直导线，则 即 假设两个电流为无限长的直导线，如图， 则点的磁感应强度大小满足 其中 解得 21. 万有引力定律和库仑定律的相似，使得解决相关问题的方法可以相互借鉴。 （1）与静电力做功特点类似，万有引力做功同样与路径无关。已知某卫星绕地球的轨道为一椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，如图1所示。已知地球和卫星的质量分别为M、m，卫星在远地点A时与地心距离为r1，在近地点B时与地心距离为r2。取无穷远处引力势能为零，质量为、的两物体相距为r时，引力势能表达式为，其中G为引力常量。 a.推导证明卫星绕地球运动的过程中动能与引力势能之和守恒； b.计算卫星从A运动到B的过程中增加的动能。 （2）如图2所示，直线上有一固定点电荷A，带电量为+Q，另一质量为m、带电量为-q的点电荷B由直线上某点静止释放，仅考虑两电荷间的库仑力，当电荷B运动至距离电荷A为L时，其速度大小恰等于B绕A做半径为L的匀速圆周运动时的速度大小。取无穷远电势为零，两点电荷、相距为r时的电势能表达式为，其中k为静电力常量。 a.求点电荷B由静止释放时与点电荷A的距离； b.已知在万有引力作用下人造卫星绕地球以椭圆轨道或圆周轨道运行时，若椭圆轨道半长轴与某一圆周轨道半径相等，则其在两轨道上运行的周期相等。请据此估算点电荷B从该位置由静止释放运动到点电荷A位置的时间t。 【答案】（1）a．见解析，b．；（2）a．，b． 【解析】 【详解】（1）a．设引力做功为W引，根据动能定理有 W引=ΔEk 引力做功与引力势能变化ΔEp的关系为 W引=－ΔEp 故有 ΔEk＋ΔEp=0 由此可知，动能与引力势能之和守恒 b．卫星从A运动到B的过程中，动能与引力势能之和守恒 ΔEk＋ΔEp=0 解得 （2）a．当B绕A做圆周运动时，库仑力提供向心力 当B靠近A时，由动能定理 同时 解得 b．将B直线运动视为无限“扁”的椭圆上的运动，其半长轴为 设B绕A以半径L做匀速圆周运动时的周期为T，有 库仑力提供向心力有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $