精品解析：2025届四川省德阳市高三下学期质量监测考试(二模)物理试题

德阳市高中2022级质量监测考试（二）物理试卷 说明： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共6页。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，将答题卡交回。 2．本试卷满分100分，75分钟完卷。 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，只有一个选项符合题目要求。） 1. 微核电池是一种利用放射性同位素的放射性衰变释放能量的电池，使用寿命可长达近百年。一种常见的微核电池的原料是，其衰变方程为。则下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中的X为电子 B. 的电荷数比多4个 C. 的中子数比多2个 D. 核反应前后质量和电荷量均守恒 2. 光照在某些金属上时，会使电子从金属表面逸出，逸出过程中，电子需要克服原子核对它的束缚所做的功叫做逸出功。利用图示装置可测量某种金属材料K的逸出功，分别用频率为2v和3v的光照射材料K，通过电压表读数可测得这两种光照情况下的遏止电压之比为，普朗克常量为h，则该金属材料K的逸出功是（　　） A. 0.5hv B. hv C. 1.5hv D. 2hv 3. 如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等且为a，两轨道相交于A、B两点。已知“夸父一号”卫星做圆周运动的速度大小为，沿椭圆轨道运行的卫星在近地点和远地点的速度大小分别为、，不考虑地球自转带来的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 、的大小关系为 B. 的大小关系为 C. “夸父一号”卫星在A、B两点处加速度相同 D. “夸父一号”卫星的周期小于椭圆轨道卫星的周期 4. 如图所示为机械节拍器。机械节拍器内部有一个发条驱动，来带动外部的摆杆，摆杆上有一个可移动的摆锤，调节好摆锤的位置，拨动摆杆，摆锤就会在竖直平面内按照单摆运动规律左右来回摆动。则下列说法正确的是（　　） A. 摆锤在最高点时处于超重状态 B. 摆锤在最低点时处于超重状态 C. 摆锤摆动过程中机械能守恒 D. 摆动中，摆锤松动后下移会使摆锤摆动变慢 5. 如图所示，等腰直角三角形ABC中，AB边中点为M，AC边中点为N。在A、B两点分别固定电荷量均为的点电荷，C点固定电荷量为的点电荷。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电场强度的大小关系为 B. M、N两点电势的大小关系为 C. 将检验电荷沿直线从M点移至N点，电场力先做正功，再做负功 D. 将检验电荷沿直线从M点移至N点，电势能一直减小 6. 如图所示为四分之一透明介质圆柱体，半径为R，高为3R，一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的反射透光，则弧面ABFE上的透光面积为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，将半径为R的半圆柱体A放置于粗糙水平面上，另一半径也为R的球B置于半圆柱上，下端用光滑挡板MN托住，其中挡板MN的延长线过A横截面的圆心，且与水平面夹角为，以O点为轴逆时针转动挡板MN，从0°缓缓增大到60°的过程中，A始终未动。已知B的质量为m，不计A、B之间的摩擦力，重力加速度g取，则（　　） A. 时，半圆柱体A对球B的支持力大小为 B. 时，挡板MN对球B的支持力大小为 C. 半圆柱体A对地面的摩擦力一直增大 D. 半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小 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，有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 8. 一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中，平静的水面以青蛙的入水点开始上下做简谐运动，在水面上激起一层涟漪。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶，其振动图像分别为图中的a、b所示。已知水波的波长为0.4m，两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上，则两片树叶之间的距离可能为（　　） A. 0.4m B. 0.5m C. 0.6m D. 0.7m 9. 两根足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨左侧连接有单刀双掷开关，接头A连接充满电荷的平行板电容器C，接头B连接定值电阻R，两导轨之间有垂直导轨平面的匀强磁场（未画出），一根导体棒置于导轨上且与导轨垂直并接触良好，如图所示。现将开关掷于接头A，一段时间后掷于接头B，流过导体棒电量的绝对值q与时间t的关系图像和导体棒C运动的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图（a）所示，相距较远的两物体A、B放在光滑水平面上，物体B左端固定一轻弹簧并处于静止状态，物体A以速度沿A、B连线向B物体运动。时，物体A与轻弹簧接触（不粘连），此后的一段时间内，两物体的速度v与时间t的关系如图（b）所示。已知时间内，物体B运动的距离为，物体A的质量为m，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物体B的质量为3m B. 物体A与轻弹簧分离时，物体B的速度为 C. 时间内，物体A运动的距离为 D. 物体A与轻弹簧接触的过程中，两物体A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置，小车总质量为M，重物质量为m． （1）用此装置探究实验的过程中，______（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______（选填“需要”或“不需要”）满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M． （2）图乙是某次实验中通过正确的操作得到的一条纸带，图中0、1、2……为连续的几个计数点，两计数点间还有四个点迹没有画出。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，小车运动的加速度大小______。（结果保留三位有效数字） （3）若以弹簧测力计的示数F为横坐标，小车的加速度大小a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。已知图线与横轴的夹角为，图线的斜率为k，则小车质量M的表达式为______。 A. k B. C. D. 12. 某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。 A．待测电源（电动势E约为9V，内阻r未知） B．电流表A（量程0.6A，内阻未知） C．电阻箱R（0~999.9Ω） D．定值电阻 E．定值电阻 F．单刀单掷开关单刀三掷开关，导线若干该同学按图甲所示的电路连接器材。 （1）该同学采用“电桥法”测量电流表的内阻。闭合开关，将开关先后掷向a和b，并调节电阻箱，反复操作后发现当，将开关掷向a和b时，电流表示数相同，则电流表的内阻______。（结果保留1位小数） （2）该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。将开关掷向触点c，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I；利用R、I数据绘制图像如图乙所示，则电源的电动势。______V，内阻______（结果均保留两位有效数字）。 （3）利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：______，______（选填“>”、“<”或“=”）。 （4）现有两个相同规格的小灯泡，，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与一电源和定值电阻串联，如图丁所示，则灯泡的实际功率为______W。（结果保留一位有效数字） 13. 洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气10次后开始喷水，若壶内气体压强小于，则洗涤剂不能从壶中喷出。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。求： （1）打气10次后，喷水壶内封闭空气的压强P； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 14. 竖直平面内水平虚线上方有方向水平向左的匀强电场。虚线下方高度为H的区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场和方向竖直向上的匀强电场，虚线上、下方的电场强度大小相等。将质量为m、电荷量为的小球从a以初速度竖直向上抛出，小球的运动轨迹如图所示，a、c两点在虚线上，b点为轨迹的最高点。小球从c点进入虚线下方区域做匀速圆周运动且恰好不出下边界。不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球运动到c点时的速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 15. 如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒NQ、ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知ab棒的质量为2kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为2Ω，导轨电阻不计。时，对ab棒施加平行于导轨的外力F，使ab棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的NQ棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求： （1）金属棒NQ的质量M； （2）时，外力F的大小； （3）已知在时，撤去外力F，ab棒又经过0.4s速度减为0，此时ab棒离出发点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 德阳市高中2022级质量监测考试（二）物理试卷 说明： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共6页。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，将答题卡交回。 2．本试卷满分100分，75分钟完卷。 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，只有一个选项符合题目要求。） 1. 微核电池是一种利用放射性同位素的放射性衰变释放能量的电池，使用寿命可长达近百年。一种常见的微核电池的原料是，其衰变方程为。则下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中的X为电子 B. 的电荷数比多4个 C. 的中子数比多2个 D. 核反应前后质量和电荷量均守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程中的X为氦核，故A错误； BC．的电荷数比多2个，即质子数多2个；的质量数比多4个，即核子数多4个，则的中子数比多2个，故B错误，C正确； D．核反应前后质量不守恒，电荷量守恒，故D错误。 故选C。 2. 光照在某些金属上时，会使电子从金属表面逸出，逸出过程中，电子需要克服原子核对它的束缚所做的功叫做逸出功。利用图示装置可测量某种金属材料K的逸出功，分别用频率为2v和3v的光照射材料K，通过电压表读数可测得这两种光照情况下的遏止电压之比为，普朗克常量为h，则该金属材料K的逸出功是（　　） A. 0.5hv B. hv C. 1.5hv D. 2hv 【答案】B 【解析】 【详解】根据， 可得 由于题意可知 解得 故选B。 3. 如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等且为a，两轨道相交于A、B两点。已知“夸父一号”卫星做圆周运动的速度大小为，沿椭圆轨道运行的卫星在近地点和远地点的速度大小分别为、，不考虑地球自转带来的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 、的大小关系为 B. 的大小关系为 C. “夸父一号”卫星在A、B两点处加速度相同 D. “夸父一号”卫星的周期小于椭圆轨道卫星的周期 【答案】A 【解析】 【详解】A．设卫星在近地点做圆周运动的速度为，则有 解得 卫星从近地点的圆周轨道变轨到椭圆轨道需要加速，所以 “夸父一号” 卫星做圆周运动的轨道半径大于卫星在近地点做圆周运动的轨道半径，则有 综合可知 故A正确； B．星从远地点向近地点运动时，万有引力做正功，动能增加，速度增大，所以，故B错误； C．根据牛顿第二定律 解得加速度大小 “夸父一号” 卫星在A、B两点到地球的距离r相等，所以在A、B两点处加速度大小相等，但加速度是矢量，方向指向地球，A、B两点处加速度方向不同，故C错误； D．根据开普勒第三定律（其中r为轨道半长轴，T为周期，k为常量） 题意知圆的半径与椭圆的半长轴相等，所以 “夸父一号” 卫星的周期等于椭圆轨道卫星的周期，故D 错误。 故选A。 4. 如图所示为机械节拍器。机械节拍器内部有一个发条驱动，来带动外部的摆杆，摆杆上有一个可移动的摆锤，调节好摆锤的位置，拨动摆杆，摆锤就会在竖直平面内按照单摆运动规律左右来回摆动。则下列说法正确的是（　　） A. 摆锤在最高点时处于超重状态 B. 摆锤在最低点时处于超重状态 C. 摆锤摆动过程中机械能守恒 D. 摆动中，摆锤松动后下移会使摆锤摆动变慢 【答案】B 【解析】 【详解】A．摆锤在最高点有竖直向下的加速度，处于失重状态，A错误； B．摆锤在最低点时即将向上摆动，有向上的加速度，处于超重状态，B正确； C．摆锤按照单摆的运动规律摆动，在最低点速度为0，动能最小，重力势能也最小，在最高点，也就是平衡位置速度最大，重力势能也最大，所以机械能不守恒，C错误； D．摆动中，摆锤松动后下移，摆长会变小，类比单摆周期公式 可知，摆长变短，周期变小，摆动变快，D错误。 故选B。 5. 如图所示，等腰直角三角形ABC中，AB边中点为M，AC边中点为N。在A、B两点分别固定电荷量均为的点电荷，C点固定电荷量为的点电荷。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电场强度的大小关系为 B. M、N两点电势的大小关系为 C. 将检验电荷沿直线从M点移至N点，电场力先做正功，再做负功 D. 将检验电荷沿直线从M点移至N点，电势能一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．设、长度为，根据等量同种点电荷连线中点处场强为零，可得M点的电场为C点点电荷在M点产生的，电场强度大小为 场强由三个电荷产生的电场强度的叠加，根据等量异种点电荷在点处场强为，再叠加点的点电荷产生的场强，可得，A错误； B．根据等量异种点电荷连线的中垂线上电势为零，M点和N点电势等于B点的点电荷产生的电势，可知，B错误； C．沿直线从M点移至N点，电势越来越低，检验电荷受到的电场力一直做负功，C错误； D．沿直线从M点移至N点，电势越来越低，检验电荷受到的电场力一直做正功，电势能一直减小，D正确。 故选D。 6. 如图所示为四分之一透明介质圆柱体，半径为R，高为3R，一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的反射透光，则弧面ABFE上的透光面积为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光线射到圆弧面上，法线是半径所在的直线，因此越靠近CF边射入的光线，入射角越小。只有入射角大于临界角才能发生全反射，不能射出，找到临界光线，入射角即为临界角C，如图所示。 临界角满足 解得 则弧面ABFE上的透光面积为 故选C。 7. 如图所示，将半径为R的半圆柱体A放置于粗糙水平面上，另一半径也为R的球B置于半圆柱上，下端用光滑挡板MN托住，其中挡板MN的延长线过A横截面的圆心，且与水平面夹角为，以O点为轴逆时针转动挡板MN，从0°缓缓增大到60°的过程中，A始终未动。已知B的质量为m，不计A、B之间的摩擦力，重力加速度g取，则（　　） A. 时，半圆柱体A对球B的支持力大小为 B. 时，挡板MN对球B的支持力大小为 C. 半圆柱体A对地面的摩擦力一直增大 D. 半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．B受到MN给的弹力、A给的弹力和自身重力mg而平衡，受力分析如图 几何关系可知 解得 将B受到的力构成矢量三角形（上图红色三角形），几何关系可知 由正弦定律有 当时，解得 故AB错误； CD．由牛顿第三定律可知，B给A的弹力与等大，结合以上分析可得 由平衡条件可知，地面对A的摩擦力大小 由牛顿第三定律可知，A对地面的摩擦力大小 由数学关系可得 可知从0°缓缓增大到60°的过程中，半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。 故选D。 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，有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 8. 一只青蛙从一片荷叶跳入平静的湖水中，平静的水面以青蛙的入水点开始上下做简谐运动，在水面上激起一层涟漪。青蛙入水不远处的水面上有两片树叶，其振动图像分别为图中的a、b所示。已知水波的波长为0.4m，两片树叶在入水点的同侧且与入水点在一条直线上，则两片树叶之间的距离可能为（　　） A. 0.4m B. 0.5m C. 0.6m D. 0.7m 【答案】BD 【解析】 【详解】题意可知0时刻a波在波谷，b波在平衡位置，且波长均为，若波从b向a传播，则两片树叶之间的距离满足（n=0，1，2，3，...） 整理得（n=0，1，2，3，...） n=0、1、2时，x分别为0.1m、0.5m、0.9m 若波从a向b传播，则两片树叶之间的距离满足（n=0，1，2，3，...） 整理得 （n=0，1，2，3，...） n=0，1，2时，x分别为0.3m、0.7m、1.1m 故选BD。 9. 两根足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨左侧连接有单刀双掷开关，接头A连接充满电荷的平行板电容器C，接头B连接定值电阻R，两导轨之间有垂直导轨平面的匀强磁场（未画出），一根导体棒置于导轨上且与导轨垂直并接触良好，如图所示。现将开关掷于接头A，一段时间后掷于接头B，流过导体棒电量的绝对值q与时间t的关系图像和导体棒C运动的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．开关掷于接头A，电容器放电，导体棒加速运动，速度越来越大。过程中，电容器两端电压越来越小，导体棒反电动势越来越大，则电流越来越小，开关掷于接头B，导体棒切割磁感线，相当于电源对电阻R供电，导体棒减速运动，速度v越来越小。过程中，导体棒电动势越来越小，则越来越小，图像的斜率绝对值表示电流大小，故A正确，B错误； CD．结合AB分析可知，开关掷于接头A时，导体棒加速运动，安培力越来越小，加速度越来越小，开关掷于接头B时，导体棒减速运动，且所受安培力越来越小，加速度越来越小，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图（a）所示，相距较远的两物体A、B放在光滑水平面上，物体B左端固定一轻弹簧并处于静止状态，物体A以速度沿A、B连线向B物体运动。时，物体A与轻弹簧接触（不粘连），此后的一段时间内，两物体的速度v与时间t的关系如图（b）所示。已知时间内，物体B运动的距离为，物体A的质量为m，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物体B的质量为3m B. 物体A与轻弹簧分离时，物体B的速度为 C. 时间内，物体A运动的距离为 D. 物体A与轻弹簧接触的过程中，两物体A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．题图可知AB共速为，规定向右为正方向，由动量守恒有 解得物体B的质量 故A错误； B．设物体A与轻弹簧分离时，AB速度分别为，则由动量守恒有 能量守恒有 联立解得 故B正确； C．设AB在前任意时刻速度分别为，由动量守恒有 整理得 其中 联立解得 故C正确； D．物体A与轻弹簧接触的过程中，由于地面光滑，两物体A、B组成的系统动量守恒，该过程AB的机械能与弹簧弹性势能相互转化，所以AB系统机械能不守恒，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置，小车总质量为M，重物质量为m． （1）用此装置探究实验的过程中，______（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______（选填“需要”或“不需要”）满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M． （2）图乙是某次实验中通过正确的操作得到的一条纸带，图中0、1、2……为连续的几个计数点，两计数点间还有四个点迹没有画出。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，小车运动的加速度大小______。（结果保留三位有效数字） （3）若以弹簧测力计的示数F为横坐标，小车的加速度大小a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线，如图丙所示。已知图线与横轴的夹角为，图线的斜率为k，则小车质量M的表达式为______。 A. k B. C. D. 【答案】（1） ①. 需要 ②. 不需要 （2）2.00 （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，用重力沿木板方向的分力来平衡摩擦力，这样小车受到的合力就等于细线的拉力，所以此处应填 “需要”； [2]由于该实验装置中，细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用重物的重力来近似替代细线对小车的拉力，所以不需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M，此处应填 “不需要”。 【小问2详解】 两计数点间还有四个点迹没有画出，则相邻计数点时间，逐差法得加速度大小 【小问3详解】 对小车，由牛顿第二定律有 整理得 则图像斜率 解得小车质量或 故选B。 12. 某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。 A．待测电源（电动势E约为9V，内阻r未知） B．电流表A（量程0.6A，内阻未知） C．电阻箱R（0~999.9Ω） D．定值电阻 E．定值电阻 F．单刀单掷开关单刀三掷开关，导线若干该同学按图甲所示的电路连接器材。 （1）该同学采用“电桥法”测量电流表的内阻。闭合开关，将开关先后掷向a和b，并调节电阻箱，反复操作后发现当，将开关掷向a和b时，电流表示数相同，则电流表的内阻______。（结果保留1位小数） （2）该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。将开关掷向触点c，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I；利用R、I数据绘制图像如图乙所示，则电源的电动势。______V，内阻______（结果均保留两位有效数字）。 （3）利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：______，______（选填“>”、“<”或“=”）。 （4）现有两个相同规格的小灯泡，，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与一电源和定值电阻串联，如图丁所示，则灯泡的实际功率为______W。（结果保留一位有效数字） 【答案】（1）1.0 （2） ①. 9.1 ②. 2.3 （3） ①. = ②. = （4）0.2 【解析】 【小问1详解】 根据“电桥法”基本原理，开关掷向a和b时，电流表示数相同，表示两条支路的用电器的分压比相同，即 可得 【小问2详解】 [1][2]将开关掷向触点c，闭合开关，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合图像可得，截距为 斜率为 解得， 【小问3详解】 [1][2]根据小问2的分析可知，电流表内阻已知，所以测得的电动势和内电阻均等于真实值。 【小问4详解】 设灯泡两端的电压为，通过灯泡的电流为，根据闭合电路欧姆定律，有 整理可得 在图丙中做出这个图像，如图 则图像中的交点就是灯泡的实际工作点，电流为，电压为，功率为 13. 洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气10次后开始喷水，若壶内气体压强小于，则洗涤剂不能从壶中喷出。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。求： （1）打气10次后，喷水壶内封闭空气的压强P； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 【答案】（1） （2）不能全部喷出，还剩下 【解析】 【小问1详解】 原来瓶内气体体积为 打气过程中，相当于空气等温压缩；把10次打入气体和原来瓶内气体为研究对象，由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到时，壶内气体的体积为，由玻意耳定律得 解得 故假设成立，壶内洗涤剂不能全部喷出，还剩下 即 14. 竖直平面内水平虚线上方有方向水平向左的匀强电场。虚线下方高度为H的区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场和方向竖直向上的匀强电场，虚线上、下方的电场强度大小相等。将质量为m、电荷量为的小球从a以初速度竖直向上抛出，小球的运动轨迹如图所示，a、c两点在虚线上，b点为轨迹的最高点。小球从c点进入虚线下方区域做匀速圆周运动且恰好不出下边界。不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球运动到c点时的速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于小球在虚线下方磁场和电场中做匀速圆周运动，则 从a到c，在竖直方向上，则 在水平方向上， 由运动的合成： 联立解得 【小问2详解】 由题意可知小球运动轨迹如图所示。 设c点小球速度与水平方向成，由 解得 由几何关系可得，，解得 由牛顿第二定律，得 由以上各式，联立得 15. 如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒NQ、ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知ab棒的质量为2kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为2Ω，导轨电阻不计。时，对ab棒施加平行于导轨的外力F，使ab棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的NQ棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求： （1）金属棒NQ的质量M； （2）时，外力F的大小； （3）已知在时，撤去外力F，ab棒又经过0.4s速度减为0，此时ab棒离出发点的距离。 【答案】（1） （2） （3）3.5m 【解析】 【小问1详解】 在时刻，对棒NQ受力分析得 解得 【小问2详解】 在时，； 对棒NQ，由受力分析可得 由电磁感应和电路结构可知 安培力大小为 根据欧姆定律有 由以上各式得 由于由乙图可知，随时间均匀减小，所以ab在做匀加速直线运动，其加速度为 对棒ab受力分析，由牛顿第二定律得 其中 联立求解得 【小问3详解】 在前2s的位移为： 2s末的速度为 在最后0.4s内，根据动量定理有 其中 根据电流的定义式有，， 解得 联立解得 总位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $