精品解析：江苏省常州高级中学2024-2025学年高三下学期期初质量调研物理试卷

江苏省常州高级中学2024~2025学年第二学期高三年级期初质量调研 物理试卷 一、单项选择题（共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意） 1. 目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的α粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死。已知X粒子的质量为mX，中子的质量为mn，α粒子的质量为mα，Li核的质量为mLi。下列说法正确的是（　　） A. 核中子数比核中子数多一个 B. α射线比γ射线穿透力强 C. D. 该反应类型属于衰变 2. 最近在武汉市街头有一种叫做“萝卜快跑”的无人驾驶网约车，因其科技含量高和较低的乘车费用引起市民的广泛关注。这种无人驾驶的汽车在投入运营前需要进行各种安全性能测试。在一次刹车性能检测中，车头依次通过A、B、C、D四个标志杆，测得的数据有：，，车头在AB、BC、CD段的运动时间依次为1s、0.5s、2s。若把该车从A到D的过程近似为匀减速直线运动，则车头经过A标志杆时的速率为（ ） A. 16m/s B. 17m/s C. 18m/s D. 18.5m/s 3. 如图所示，A、B是水平地面上方位于同一条竖直线上的两点，从A、B两点分别以速度、水平抛出两个相同的小球甲、乙，它们在水平地面上方的P点相遇，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 应先抛出甲球，且 B. 到达P点时两球的速度方向可能相同 C. 到达P点时重力对甲球做功功率大于对乙球做功的功率 D. 从抛出到相遇，两球动能的增量可能相同 4. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量电梯沿竖直方向上下运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指向刻度尺上的C点；悬吊1.0N重物时指针位置标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，这样就构成了一个“竖直加速度测量仪”。设竖直向上为正方向，重力加速度g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ） A. 测量的加速度大小和弹簧的形变量成正比 B. 指针指向A位置时，表示加速度为1.0m/s2，方向竖直向上 C. 指针指向B位置时，表示加速度为0.5m/s2，方向竖直向下 D. 若将指针拖拽到D点，并将此时的指针位置标记为0，则测量加速度值将偏大 5. 我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和月球质量之比约为，半径之比约为。若在地球表面抛射绕地航天器，在月球表面抛射绕月航天器，所需最小抛射速度的比值约为（　　） A. 20 B. 6 C. 4.5 D. 1.9 6. 如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（　　） A. 平行于斜面向上的拉力F一直增大 B. t2时刻，弹簧形变量为 C. 从0开始到t1时刻，弹簧释放的弹性势能为 D. t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值 7. 如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，下部是可调节内阻电池。升高或降低挡板，可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻。电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a，b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。下列说法正确的是（　　） A. 断开开关S，传感器1的示数为零，传感器2的示数小于电源电动势 B. 闭合开关S，在将挡板向上提升的过程中，传感器2的读数将变小 C. 闭合开关S，无论R的滑片如何移动，传感器1和传感器2的示数之和总不变 D. 闭合开关S，当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，传感器1的示数为零，传感器2的示数等于电源电动势 8. 如图甲所示，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ） A. 光线从空气进入冰晶后波长变长 B. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 C. 光线可能在下表面发生全反射 D. 若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶折射率为 9. 密闭容器内封闭一定质量理想气体，能在1、2、3、4四个状态间转化，图像如图所示。已知过程和过程图像均为双曲线的一部分，过程和过程绝热，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，且。则气体在过程中吸收的热量为（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，一对电荷量相等的正点电荷关于竖直方向的轴对称放置。一带负电的小球从负y轴由静止释放，小球沿y轴正向运动。带电小球电势能为，动能为，加速度为a，机械能为E，取无穷远为电势能零点。下列关于带电小球运动过程中的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，电阻不计足够长的水平导轨间距，导轨处于方向与水平面成角斜向右上方的磁感应强度为的匀强磁场中。导体棒垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量，电阻，与导轨间的动摩擦因数，电源电动势，其内阻，定值电阻的阻值。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对的拉力沿水平方向，重力加速度取，，，则（　　） A. 导体棒受到的摩擦力方向一定向右 B. 导体棒受到的安培力大小为，方向水平向左 C. 不挂重物的情况下，导体棒依旧能保持静止 D. 若在重物拖拽下，导体棒向右滑动了，则通过导体棒的电荷量大于 二、非选择题（共5题，共56分，其中第12题每空3分，共15分，第13~16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，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 现在许多汽车的雨刮器都具有自动感应功能，通常在挡风玻璃中间上方安装红外反射式雨量传感器。其示意图如图a所示，由右侧发光二极管发射红外线，射向挡风玻璃并全部发生全反射，红外线被光电二极管接收。下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，从而让雨刮器工作。试回答以下问题： （1）下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分光线发生了______（填“折射”或“干涉”）； （2）雨量越大时，光电传感器电阻越小，则雨刮器越快，若雨刮器内部电路结构简化成图甲和图乙，其中A为光电传感器模块，B为电动机模块，则能够实现雨量越大雨刮越快的是______（填“甲”或“乙”）： （3）小明同学从废旧汽车拆下一个雨刮器电动机，铭牌上标有额定电压12V，额定功率30W，通过测量发现电动机电压达到6V才能转动。为保护电动机，不转动时，电流不能超过1A。小明同学打算测量电动机内阻。 ①他首先用多用电表的欧姆挡进行粗测，他选择了×1挡后，先进行欧姆调零，再进行测量，读数如图b所示，则读数为______Ω； ②为精确测量，实验室提供了如下器材：恒压电源U（12V），电压表V（8V，约1kΩ），电流表A（1A，约1Ω），滑动变阻器R（0~10Ω），定值电阻R0=5Ω，导线、开关。他设计了如图c所示电路图。请回答以下问题： （i）为了多测几组数据，图c中的电路图，电压表应该接在______端（填a或b）。 （ⅱ）若某次测量，电压表读数为U0，电流表为I0，则电动机内阻为______（用题中符号表示）。 13. 现有一把的铁锤钉钉子，打击前瞬间铁锤的速度为，打击后铁锤的速度变为0，打击时间为0.01s。重力加速度，求上述打击过程： （1）铁锤的动量变化量； （2）考虑铁锤所受的重力，钉子受到的平均作用力大小。 14. 忽略水对浮漂的阻力，浮漂在水中的上下振动可以视为简谐运动，如图（a）所示。以竖直向上为正方向，从时刻开始计时，浮漂振动图像如图（b）所示，到达最高点的时刻为，重力加速度。 （1）写出浮漂简谐运动的振动方程，并求出简谐运动的周期。 （2）已知浮漂和铅坠的总质量为，浮漂截面积，水的密度，求浮漂运动到最低点时的加速度大小。 15. 如图，两根相距L无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（sinθ=0.6）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab开始下滑瞬间的加速度大小； （2）求ab速度能达到的最大值； （3）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 16. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江苏省常州高级中学2024~2025学年第二学期高三年级期初质量调研 物理试卷 一、单项选择题（共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意） 1. 目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的α粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死。已知X粒子的质量为mX，中子的质量为mn，α粒子的质量为mα，Li核的质量为mLi。下列说法正确的是（　　） A. 核中子数比核中子数多一个 B. α射线比γ射线穿透力强 C. D. 该反应类型属于衰变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据衰变过程中电荷数和质量数守恒可知 ， 中子数等于质量数与电荷数的差，可知核中子数为5个，核中子数为4个，则核中子数比核中子多一个，故A正确； B．α射线比γ射线穿透力弱，故B错误； C．发生衰变时会有质量亏损，则，故C错误； D．该核反应不属于衰变，是原子核的人工转变，故D错误； 故选A。 2. 最近在武汉市街头有一种叫做“萝卜快跑”的无人驾驶网约车，因其科技含量高和较低的乘车费用引起市民的广泛关注。这种无人驾驶的汽车在投入运营前需要进行各种安全性能测试。在一次刹车性能检测中，车头依次通过A、B、C、D四个标志杆，测得的数据有：，，车头在AB、BC、CD段的运动时间依次为1s、0.5s、2s。若把该车从A到D的过程近似为匀减速直线运动，则车头经过A标志杆时的速率为（ ） A. 16m/s B. 17m/s C. 18m/s D. 18.5m/s 【答案】A 【解析】 【详解】依题意，车头经过AB段中间时刻的速度为 车头经过CD段中间时刻的速度为 则汽车加速度大小 设车头经过A标志杆时的速率为，则有 解得 故选A。 3. 如图所示，A、B是水平地面上方位于同一条竖直线上的两点，从A、B两点分别以速度、水平抛出两个相同的小球甲、乙，它们在水平地面上方的P点相遇，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 应先抛出甲球，且 B. 到达P点时两球的速度方向可能相同 C. 到达P点时重力对甲球做功的功率大于对乙球做功的功率 D. 从抛出到相遇，两球动能的增量可能相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知，甲运动时间较长，可知应先抛出甲球，根据 可知 选项A错误； B．到达P点时两球的速度与水平方向的夹角正切值 因甲的初速度小，运动时间长，可知甲的速度与水平方向的夹角较大，即两球的速度方向不可能相同，选项B错误； C．根据 到达P点时重力对甲球做功的功率大于对乙球做功的功率，选项C正确； D．从抛出到相遇，根据动能定理 因甲下落的竖直高度大于乙，可知甲球动能的增量较大，选项D错误。 故选C。 4. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量电梯沿竖直方向上下运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指向刻度尺上的C点；悬吊1.0N重物时指针位置标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，这样就构成了一个“竖直加速度测量仪”。设竖直向上为正方向，重力加速度g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ） A. 测量的加速度大小和弹簧的形变量成正比 B. 指针指向A位置时，表示加速度为1.0m/s2，方向竖直向上 C. 指针指向B位置时，表示加速度为0.5m/s2，方向竖直向下 D. 若将指针拖拽到D点，并将此时的指针位置标记为0，则测量加速度值将偏大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 向上加速运动时 解得 可知测量的加速度大小和弹簧的形变量成线性关系，不是正比关系，选项A错误； B．由题意可知，弹簧的劲度系数为 静止时指针在C位置 当指针指向A位置时 解得 方向竖直向下，选项B错误； C．指针指向B位置时 方向竖直向下，选项C正确； D．由表达式 可知，若将指针拖拽到D点，并将此时的指针位置标记为0，因弹簧的劲度系数不变，物块质量不变，则测量加速度值不受影响，选项D错误。 故选C。 5. 我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和月球质量之比约为，半径之比约为。若在地球表面抛射绕地航天器，在月球表面抛射绕月航天器，所需最小抛射速度的比值约为（　　） A. 20 B. 6 C. 4.5 D. 1.9 【答案】C 【解析】 【详解】要抛射航天器，所需要的最小速度为中心天体的第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力 可得天体的第一宇宙速度 地球和月球质量之比约为，半径之比约为，则地球和月球的第一宇宙速度之比为 即所需最小抛射速度的比值约为4.5。 故选C。 6. 如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（　　） A. 平行于斜面向上的拉力F一直增大 B. t2时刻，弹簧形变量为 C. 从0开始到t1时刻，弹簧释放的弹性势能为 D. t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值 【答案】B 【解析】 【详解】A．从开始到t1时刻，对AB整体，根据牛顿第二定律得： 得 x减小，F增大；t1时刻到t2时刻，对B，由牛顿第二定律得： 得 可知F不变，A错误； B．由图知，时刻A的加速度为零，速度最大，设弹簧压缩量为，根据牛顿第二定律和胡克定律得 则得 B正确； C．从0开始到t1时刻，由动能定理，对A有 弹簧释放的弹性势能等于弹簧弹力做的功不等于mv12，C错误； D．t2时刻，A图线斜率为0，即A物体加速度为零，设此时压缩量为x2，由平衡条件： 解得 弹簧处于压缩状态，由v-t图像可知，物块A达到速度最大值。D错误； 故选B。 7. 如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，下部是可调节内阻电池。升高或降低挡板，可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻。电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a，b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。下列说法正确的是（　　） A. 断开开关S，传感器1的示数为零，传感器2的示数小于电源电动势 B. 闭合开关S，在将挡板向上提升的过程中，传感器2的读数将变小 C. 闭合开关S，无论R的滑片如何移动，传感器1和传感器2的示数之和总不变 D. 闭合开关S，当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，传感器1的示数为零，传感器2的示数等于电源电动势 【答案】C 【解析】 【详解】A．当S断开时，电路中电流为0，故内阻分压为0，外电压等于电源电动势，故A错误； B．将挡板上提，横截面积变大，由 可知，电源内阻变小，由闭合电路欧姆定律可知 即外电路分压变大，故电压传感器2示数变大，故B错误； C．闭合S，传感器1和传感器2的示数之和等于电源电动势，故其示数之和保持不变，故C正确； D．闭合S，当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，外电路电阻为0，电压传感器2的示数为0，电压传感器1的示数等于电源电动势，故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ） A. 光线从空气进入冰晶后波长变长 B. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 C. 光线可能在下表面发生全反射 D. 若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．光在空气中的传播速度比固体中的传播速度大，频率不变，根据 光线从空气进入冰晶后波长变短，故A错误； B．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据 可知红光在冰晶中传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故B错误； C．如图所示 光线在冰晶侧面发生全反射，根据几何关系可知 根据折射定律以及光路可逆，可知无论入射光线如何增大，如果在侧边发生全反射的情况下，光线总会与水平方向成角射出，所以在下表面不可能发生全反射，故C错误； D．如图所示 由几何关系得 由折射定律得 由全反射的临界条件得 又 联立解得 故D正确。 故选D。 9. 密闭容器内封闭一定质量的理想气体，能在1、2、3、4四个状态间转化，图像如图所示。已知过程和过程图像均为双曲线的一部分，过程和过程绝热，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，且。则气体在过程中吸收的热量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由于过程和过程图像均为双曲线，根据玻意耳定律可知，这两段过程均为等温变化过程，内能不变，由于过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量。过程气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体向外界释放热量。过程气体体积增大，气体对外界做功，又气体压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律可知，过程气体吸收热量，则过程气体向外界释放热量。由于过程和过程绝热，则气体在过程中吸收热量过程为，气体在过程吸收热量过程为。根据题意，气体过程和过程中气体对外所做的功与吸热过程气体吸收热量的比值相同，则有 又由于过程气体内能不变，则有 其中 解得 故选D。 10. 如图所示，一对电荷量相等的正点电荷关于竖直方向的轴对称放置。一带负电的小球从负y轴由静止释放，小球沿y轴正向运动。带电小球电势能为，动能为，加速度为a，机械能为E，取无穷远为电势能零点。下列关于带电小球运动过程中的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．带电小球沿y轴正向运动，电场力先做正功，再做负功，最后电场力做功趋向于0，所以电势能先减小，后增大，最终不变，小球的机械能最终趋向于守恒，当电场力等于重力时，小球的动能最大，所以动能可能先增大后减小，最终只有重力做功，动能不断增大，故AD错误，B正确； C．当电场力与重力相等时，加速度为0，可知加速度为0的点在y轴正半轴某一点，故C错误； 故选B。 11. 如图所示，电阻不计足够长的水平导轨间距，导轨处于方向与水平面成角斜向右上方的磁感应强度为的匀强磁场中。导体棒垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量，电阻，与导轨间的动摩擦因数，电源电动势，其内阻，定值电阻的阻值。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对的拉力沿水平方向，重力加速度取，，，则（　　） A. 导体棒受到的摩擦力方向一定向右 B. 导体棒受到的安培力大小为，方向水平向左 C. 不挂重物的情况下，导体棒依旧能保持静止 D. 若在重物拖拽下，导体棒向右滑动了，则通过导体棒的电荷量大于 【答案】D 【解析】 【详解】B．由闭合电路欧姆定律可得 导体棒受到的安培力 方向垂直于磁场方向斜向左上方，B错误； AC．若导体棒恰好有水平向左的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向右，则由共点力平衡条件可得 竖直方向有 水平方向有 再有 联立代入数据解得 若导体棒恰好有水平向右的运动趋势时，导体棒所受静摩擦力水平向左，则由共点力平衡条件可得 竖直方向有 水平方向有 再有 联立代入数据解得 所以重物重力的取值范围为，AC错误； D．在重物的拖拽下导体棒向右滑动了，在运动的过程中瞬时电流满足 流过导体棒的电荷量为 其中解得 所以电荷量应大于，D正确。 故选D。 二、非选择题（共5题，共56分，其中第12题每空3分，共15分，第13~16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，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 现在许多汽车的雨刮器都具有自动感应功能，通常在挡风玻璃中间上方安装红外反射式雨量传感器。其示意图如图a所示，由右侧发光二极管发射红外线，射向挡风玻璃并全部发生全反射，红外线被光电二极管接收。下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，从而让雨刮器工作。试回答以下问题： （1）下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分光线发生了______（填“折射”或“干涉”）； （2）雨量越大时，光电传感器电阻越小，则雨刮器越快，若雨刮器内部电路结构简化成图甲和图乙，其中A为光电传感器模块，B为电动机模块，则能够实现雨量越大雨刮越快的是______（填“甲”或“乙”）： （3）小明同学从废旧汽车拆下一个雨刮器电动机，铭牌上标有额定电压12V，额定功率30W，通过测量发现电动机电压达到6V才能转动。为保护电动机，不转动时，电流不能超过1A。小明同学打算测量电动机内阻。 ①他首先用多用电表的欧姆挡进行粗测，他选择了×1挡后，先进行欧姆调零，再进行测量，读数如图b所示，则读数为______Ω； ②为精确测量，实验室提供了如下器材：恒压电源U（12V），电压表V（8V，约1kΩ），电流表A（1A，约1Ω），滑动变阻器R（0~10Ω），定值电阻R0=5Ω，导线、开关。他设计了如图c所示的电路图。请回答以下问题： （i）为了多测几组数据，图c中的电路图，电压表应该接在______端（填a或b）。 （ⅱ）若某次测量，电压表读数为U0，电流表为I0，则电动机内阻为______（用题中符号表示）。 【答案】（1）折射 （2）乙 （3） ①. 4.0 ②. b ③. 【解析】 【小问1详解】 下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，玻璃之外是雨水，雨水的折射率大于空气，故有一部分光线通过界面发生折射。 【小问2详解】 雨量越大时，光电传感器电阻越小，则雨刮器越快，由此可知雨量越大时通过电动机的电流越大，甲图并联当传感器电阻变小时雨刮器两端的电压变小，即不能实验；乙图串联，当传感器电阻变小时，雨刮器电动机通过的电流变大，能够实现雨量越大雨刮越快的是图乙的电路。 【小问3详解】 [1]欧姆表选择了×1挡后，先进行欧姆调零，再进行测量，读数如图b所示，则读数为4.0Ω； [2]为了多测几组数据，要求电压表测量时的变化范围更大一些，故电压表应该接在b端； [3]由欧姆定律可知，电动机内阻为 13. 现有一把的铁锤钉钉子，打击前瞬间铁锤的速度为，打击后铁锤的速度变为0，打击时间为0.01s。重力加速度，求上述打击过程： （1）铁锤的动量变化量； （2）考虑铁锤所受的重力，钉子受到的平均作用力大小。 【答案】（1） （2）186N 【解析】 【小问1详解】 规定铁锤初速度方向为正方向，对铁锤分析 即动量变化量的大小为，方向与初速度的方向相反； 【小问2详解】 钉子对铁锤的平均作用力为，对于铁锤，以初速度的方向为正方向，由动量定理可得 解得 根据牛顿第三定律可得，钉子受到的平均作用力的大小 14. 忽略水对浮漂的阻力，浮漂在水中的上下振动可以视为简谐运动，如图（a）所示。以竖直向上为正方向，从时刻开始计时，浮漂振动图像如图（b）所示，到达最高点的时刻为，重力加速度。 （1）写出浮漂简谐运动的振动方程，并求出简谐运动的周期。 （2）已知浮漂和铅坠的总质量为，浮漂截面积，水的密度，求浮漂运动到最低点时的加速度大小。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 由题图（b）可知浮漂振动振幅 浮漂（含铅坠）的位移满足关系式 时刻有，结合之后的振动方向可得 时刻有，可得 则浮漂简谐运动的振动方程为 简谐运动的周期 【小问2详解】 在平衡位置时，浮力等于重力，在最低点时，浮漂所受合外力等于浮力增加的量。 由牛顿第二定律有 可得 15. 如图，两根相距L的无限长的平行光滑金属轨固定放置。导轨平面与水平面的夹角为θ（sinθ=0.6）。导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将导轨与阻值为R的电阻、开关S、真空器件P用导线连接，P侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；P内有阴极K和阳极A，阴极材料的逸出功为W。断开S，质量为m的导体棒ab与导轨垂直且接触良好，沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终保持水平，除R外，其余电阻均不计重力加速度大小为g。电子电荷量为e，普朗克常数为h。 （1）求ab开始下滑瞬间的加速度大小； （2）求ab速度能达到的最大值； （3）关闭N，闭合S，ab重新达到匀速运动状态后打开N，用单色光照射K，若ab保持运动状态不变，求单色光的最大频率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属杆由静止释放瞬间，金属杆还没有切割磁感线，没有感应电流，不受安培力，根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 当金属杆匀速运动时，速度最大，设为vm，由平衡条件得 而金属杆产生的感应电动势 感应电流为 联立解得 【小问3详解】 若ab保持运动状态不变，可知P中不产生光电流，设单色光的最大频率为，根据光电效应方程可知 同时 解得 16. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有 由题意和几何关系可知 解得 粒子的比荷为 【小问2详解】 粒子运动轨迹如图所示 粒子在电场中可逆向看成类平抛运动，则有 联立解得 由几何关系可得 解得 故有 【小问3详解】 设竖直方向的速度为，水平方向的速度为，极短时间，则有 结合题意可得 故有 即 解得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$