精品解析：河南省部分示范性高中2024-2025学年高三下学期3月联考物理试题

豫西北教研联盟（洛平许济）2024—2025学年高三第二次质量检测试题 物理 注意事项： 1．考试时间：75分钟，总分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 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. 在追求清洁高效能源的道路上，科学家们正致力于开发一种新型钻石电池，利用人造钻石安全包裹一定量放射性同位素碳，利用的β衰变来产生电能，下列说法正确的是（　　） A. 改变环境温度不会使的半衰期变长 B. 的比结合能大于衰变产物的比结合能 C. 的衰变产物为 D. β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子 2. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图中水流导光实验利用的是光的折射原理 B. 乙图中M、N是偏振片，当M不动，将N绕光的传播方向为转轴在竖直面内转动90°后，光屏P上的光亮度不变 C. 单色光照射到不透光的小圆板上，在小圆板背后光屏上能形成如丙图所示的衍射图样 D. 多普勒效应只适用于机械波不适用于光波 3. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 4. 随着我国航天科技的飞速发展，离子推进作为一种高效、持久的空间电推进技术，在航天器姿态调整、轨道转移等方面发挥着越来越重要的作用。离子推进器通过电离气体（如氙气）产生离子，并在强电场的作用下将离子加速喷出来产生推力。若某探测器质量为4950kg，每秒将3.0×10-3g的离子，以40km/s的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，则探测器获得的平均推力大小约为（　　） A. 1.98N B. 0.1485N C. 0.120N D. 1.20×10-3N 5. 如图所示，不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。脚穿粗糙杂技靴的演员在走钢丝表演时，可以在与两杆P、Q等距的位置或细绳的中点保持平衡状态，钢丝绳质量可忽略不计，则演员（　　） A. 在与P、Q两杆等距位置时，左右两侧绳子拉力大小相等 B. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力 C. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 D. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 6. 目前常见的过山车为了增加安全性，都用由上、下、侧三组轮子组成的安全装置把轨道车套在轨道上（如图甲）。现有与水平面成θ=37°角的斜轨道和半径R=10m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内，圆轨道的最低点位于地面（如图乙）。带安全装置、可视为质点的轨道车从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动、恰好到达最高点C，已知轨道车与斜轨道间的动摩擦因数µ=0.25，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　） A. 轨道车在C点的速度为10m/s B. 轨道车在B点的速度为20m/s C. 斜轨道AB间的长度L为45m D. 轨道车在C点受轨道的作用力一定向下 7. 如图，半径为R的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行。a、b、c是圆周上的三个点，且为正三角形。从b点在圆平面内向不同方向以相同的速率射出相同的带正电粒子，粒子经过圆周上各点中c点的动能最大，粒子从b点到c点静电力做功为W，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力，取b点电势为零，则下列说法正确的是（　　） A. 电场的方向由b指向c B. c点的电势为 C. 粒子从b点到a点静电力做功为 D. 粒子在圆心O点的电势能为 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. 如甲图所示，在xOy平面内有两个完全相同的点波源S1（-4，0）和S2（4，0），同时沿垂直于xOy平面开始振动，振动图像均如乙图所示，已知波长为8m，下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的波速为2m/s B. 这两列波的波速为4m/s C. 两列波在P（4，6）点引起的振动总是相互加强的 D. t=4.5s时Q（1，0）处的质点与平衡位置的距离为2cm 9. 如图所示，与水平地面成角的传送带，以恒定速率v顺时针转动。现将一质量为m的小物体（视为质点）无初速度放在传送带的底端M处，小物体到达传动带最高点N处时恰好达到传送带的速率v，已知MN间的高度差为H，则在小物体从M到N的过程中（　　） A. 传送带对小物体做功为 B. 将小物体由底端传送到N处过程中，该系统多消耗的电能为 C. 将小物体传送到N处，系统因摩擦而产生的热量为 D. 改变传送带与小物体之间的动摩擦因数，物体到达N点前速度达到v，则系统因摩擦产生的热量将减少 10. 如图所示，在空间直角坐标系中，yOz平面左侧存在沿z轴正方向的匀强磁场，右侧存在沿y轴正方向的匀强磁场，左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等，yOz平面右侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间坐标为的M点发射一质量为m、电荷量为的粒子、粒子的初速度大小为，方向沿xOy平面且与x轴正方向的夹角为60°，经一段时间后粒子垂直于y轴进入yOz平面右侧，已知在yOz平面右侧轨迹上第一次离yOz平面最远的点恰好落在xOz平面上，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 粒子第2次经过yOz平面时的位置坐标 D. 粒子第2次经过yOz平面时的速度大小为 三、非选择题：5小题，共54分。 11. 用甲图装置探究加速度与力的关系。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 将长木板右端垫高是为了平衡摩擦力 B. 槽码质量不需要远小于小车质量 C. 平衡摩擦力时，需要用槽码通过细线拉小车 （2）乙图是实验中的一条纸带，已知交流电频率为50Hz、两相邻计数点间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）在（2）的基础上，一同学将具有加速度测量功能的智能手机固定在甲图中的小车上，拆除打点计时器，其他条件不变、将小车由静止释放，在智能手机上得到了加速度a随时间t变化的图像，如丙图所示，智能手机测得的加速度大小为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （4）在（2）和（3）中测得的加速度大小有明显差异，主要原因是______ 12. 利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C. 变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D. 变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 （2）为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面abgh D. 平面aehd （3）在误差允许范围内，表中数据基本符合______规律； （4）进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因______（至少写出两条） 13. 如甲图所示拔火罐是中医的一种传统疗法，以罐为工具，利用燃火产生负压，使之吸附于体表、造成局部瘀血，以达到通经活络、消肿止痛等作用。小明亲身体验拔火罐的魅力后，想研究一下“火罐”的“吸力”，设计了如乙图的实验装置：将一个横截面积为S的圆柱状汽缸倒置固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与放在台面的重物m相连。实验时，他从汽缸底部的阀门K处，投入一团燃烧的轻质酒精棉球。待酒精棉球熄灭后，立即密闭阀门K。此时，活塞下的细线恰好被拉直，但拉力为零，活塞距汽缸底部的距离为L。由于汽缸传热良好，随后重物会被缓慢拉起，最后重物稳定在距台面处。已知环境温度T0不变，，p0为大气压强，汽缸内的气体可看作理想气体，不计活塞与汽缸内壁之间的摩擦。求： （1）酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度T0的比值； （2）若从酒精棉球熄灭到最终稳定过程中气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。 14. 如图所示，两根等高光滑半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定且电阻不计。在轨道左端连一阻值为的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为时刻），在变力F的作用下以初速度沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好，求此过程中： （1）流过金属棒的电流随运动时间变化的关系式； （2）通过电阻的电荷量q； （3）作用力F做的功。 15. 如图所示，水平轨道上只有AB段粗糙其余部分光滑，AB之间存在水平向右的匀强电场，B点右侧的C点处静止放置一质量为M=3kg绝缘物块b，A点的左侧有一质量m=1kg带正电的物块a，a与一锁定的压缩弹簧接触但不拴接。弹簧的弹性势能Ep=9J，现对弹簧解除锁定，a被弹出，滑出电场后与b发生弹性碰撞，a到达A点前弹簧已恢复原长。已知AB长L=1.0m，a与AB之间的动摩擦因数µ=0.3，场强E=2×106V/m，a的电荷量q=6×10-6C，重力加速度g取10m/s2。a、b均可视为质点，运动过程中a的电荷量始终保持不变。 （1）求物块a运动到A点时的速度大小v0； （2）求第一次碰撞后瞬间a、b速度大小va1、vb1； （3）若每次物块a与C点处的物块碰撞之后，都立即在C点放入与物块b完全相同的静止物块，求a被弹簧弹出后，经过足够多次的碰撞，a在电场中运动的路程s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 豫西北教研联盟（洛平许济）2024—2025学年高三第二次质量检测试题 物理 注意事项： 1．考试时间：75分钟，总分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 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. 在追求清洁高效能源的道路上，科学家们正致力于开发一种新型钻石电池，利用人造钻石安全包裹一定量放射性同位素碳，利用的β衰变来产生电能，下列说法正确的是（　　） A. 改变环境温度不会使的半衰期变长 B. 的比结合能大于衰变产物的比结合能 C. 的衰变产物为 D. β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子 【答案】A 【解析】 【详解】A．外界条件不会引起半衰期发生变化，所以改变环境温度不会使的半衰期变长，故A正确； B．衰变反应时释放能量，新核更稳定，新核的比结合能更大，所以的比结合能小于衰变产物的比结合能，故B错误； C．根据电荷数守恒、质量数守恒，可得核反应方程为 故C错误； D．衰变辐射出的粒子，来自于碳原子核内的中子转变成的质子时放出的电子，不是原子核外的电子，故D错误。 故选A。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图中水流导光实验利用的是光的折射原理 B. 乙图中M、N是偏振片，当M不动，将N绕光传播方向为转轴在竖直面内转动90°后，光屏P上的光亮度不变 C. 单色光照射到不透光的小圆板上，在小圆板背后光屏上能形成如丙图所示的衍射图样 D. 多普勒效应只适用于机械波不适用于光波 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中水流导光实验利用的是光的全反射原理，故A错误； B．乙图中M、N是偏振片，当M不动，将N绕光的传播方向为转轴在竖直面内转动90°后，光线将不能通过偏振片N，则光屏上将没有光线到达，故B错误； C．单色光照射到不透光的小圆板上，在小圆板背后光屏上能形成如丙图所示的衍射图样，故C正确； D．多普勒效应不仅适用于机械波，也适用于光波，故D错误。 故选C。 3. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点的加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力 可得 月球第一宇宙速度等于卫星在月球表面轨道做匀速圆周运动的线速度，所以“嫦娥六号”在圆形轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A错误； B．由于椭圆轨道的半长轴大于圆形轨道的半径，根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知“嫦娥六号”在圆形轨道上经过近月点时的加速度等于在地月转移轨道上经过近月点时的加速度，故C错误； D．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以“嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点速度比在圆形轨道上经过近月点时的大，故D错误。 故选B。 4. 随着我国航天科技的飞速发展，离子推进作为一种高效、持久的空间电推进技术，在航天器姿态调整、轨道转移等方面发挥着越来越重要的作用。离子推进器通过电离气体（如氙气）产生离子，并在强电场的作用下将离子加速喷出来产生推力。若某探测器质量为4950kg，每秒将3.0×10-3g的离子，以40km/s的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，则探测器获得的平均推力大小约为（　　） A. 1.98N B. 0.1485N C. 0.120N D. 1.20×10-3N 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量定理可得 代入数据解得 故选C。 5. 如图所示，不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。脚穿粗糙杂技靴的演员在走钢丝表演时，可以在与两杆P、Q等距的位置或细绳的中点保持平衡状态，钢丝绳质量可忽略不计，则演员（　　） A. 在与P、Q两杆等距位置时，左右两侧绳子拉力大小相等 B. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力 C. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 D. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 【答案】B 【解析】 【详解】设到节点的高度为，到节点的高度为，节点到P的水平距离为，节点到Q的水平距离为，端绳子和水平方向的夹角为，端绳子和水平方向的夹角为，对绳子节点进行受力分析，如图所示 ABC．在与P、Q两杆等距位置时，根据，， 由于，所以可得， 根据平衡条件有 由于，所以可知 即，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力，故AC错误，B正确； D．在细绳的中点时，设、到节点绳子长度为，根据几何关系有根据， 由于，所以可得， 根据平衡条件有 由于，所以可知 即，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力，故D错误。 故选B。 6. 目前常见的过山车为了增加安全性，都用由上、下、侧三组轮子组成的安全装置把轨道车套在轨道上（如图甲）。现有与水平面成θ=37°角的斜轨道和半径R=10m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内，圆轨道的最低点位于地面（如图乙）。带安全装置、可视为质点的轨道车从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动、恰好到达最高点C，已知轨道车与斜轨道间的动摩擦因数µ=0.25，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　） A. 轨道车在C点的速度为10m/s B. 轨道车在B点的速度为20m/s C. 斜轨道AB间的长度L为45m D. 轨道车在C点受轨道的作用力一定向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于轨道车恰好经过最高点C，则轨道车到达最高点时速度0，故A错误； B．轨道车由B到C的过程，根据机械能守恒定律可得 解得 故B错误； C．轨道车由A运动到B的过程中，有， 解得 故C正确； D．轨道车在C点受轨道的向上作用力，故D错误。 故选C。 7. 如图，半径为R的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行。a、b、c是圆周上的三个点，且为正三角形。从b点在圆平面内向不同方向以相同的速率射出相同的带正电粒子，粒子经过圆周上各点中c点的动能最大，粒子从b点到c点静电力做功为W，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力，取b点电势为零，则下列说法正确的是（　　） A. 电场的方向由b指向c B. c点的电势为 C. 粒子从b点到a点静电力做功为 D. 粒子在圆心O点的电势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子经过圆周上各点中c点的动能最大，而粒子带正电，可知c点电势最低，场强方向垂直于过c点的切线方向，即电场的方向由O指向c，选项A错误； B．粒子从b点到c点静电力做功为W，可知 b点电势为零，可得 选项B错误； C．因ab与电场线垂直，则ab为等势线，电势均为零，则粒子从b点到a点静电力做功为0，选项C错误； D．场强 O点电势为 粒子在圆心O点的电势能为 选项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. 如甲图所示，在xOy平面内有两个完全相同的点波源S1（-4，0）和S2（4，0），同时沿垂直于xOy平面开始振动，振动图像均如乙图所示，已知波长为8m，下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的波速为2m/s B. 这两列波的波速为4m/s C. 两列波在P（4，6）点引起的振动总是相互加强的 D. t=4.5s时Q（1，0）处的质点与平衡位置的距离为2cm 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图可知，周期为4s，所以 故A正确，B错误； C．由于 所以P（4，6）点引起的振动总是相互减弱的，故C错误； D．由于Q点到S1的距离为5m，则波源S1处的波传播到Q点所用时间为 Q点到S2的距离为3m，则波源S2处的波传播到Q点所用时间为 所以t=4.5s时波源S1处的波传播到Q点后振动时间为2s，而波源S2处的波传播到Q点后振动时间为3s，根据波的叠加原理可得，此时Q点的位移为-2cm，即Q处的质点与平衡位置的距离为2cm，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，与水平地面成角的传送带，以恒定速率v顺时针转动。现将一质量为m的小物体（视为质点）无初速度放在传送带的底端M处，小物体到达传动带最高点N处时恰好达到传送带的速率v，已知MN间的高度差为H，则在小物体从M到N的过程中（　　） A. 传送带对小物体做功为 B. 将小物体由底端传送到N处过程中，该系统多消耗的电能为 C. 将小物体传送到N处，系统因摩擦而产生的热量为 D. 改变传送带与小物体之间的动摩擦因数，物体到达N点前速度达到v，则系统因摩擦产生的热量将减少 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据功能关系知传送带对小物体做功等于物体机械能的增加量，为，故A正确； B．根据能量守恒定律，电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物块增加机械能的和，为，故B错误； C．小物体到达传动带最高点N处时恰好达到传送带的速率v，设时间为，根据牛顿第二定律 故 由摩擦生热 故C错误； D．改变传送带与小物体之间的动摩擦因数，物体到达N点前速度达到v，根据 知减小，增大，又根据C项分析知 增大，减小，即系统因摩擦产生的热量将减少，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，在空间直角坐标系中，yOz平面左侧存在沿z轴正方向的匀强磁场，右侧存在沿y轴正方向的匀强磁场，左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等，yOz平面右侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间坐标为的M点发射一质量为m、电荷量为的粒子、粒子的初速度大小为，方向沿xOy平面且与x轴正方向的夹角为60°，经一段时间后粒子垂直于y轴进入yOz平面右侧，已知在yOz平面右侧轨迹上第一次离yOz平面最远的点恰好落在xOz平面上，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 粒子第2次经过yOz平面时的位置坐标 D. 粒子第2次经过yOz平面时的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据几何关系粒子在平面做圆周运动的半径 根据 可得左侧匀强磁场的磁感应强度 故A错误； B．粒子第一次经过y轴后在y方向向下做匀加速运动，同时在洛伦兹力作用下做圆周运动，因轨迹上离平面最远的点恰好落在平面上，可知粒子到达平面上时恰好做个圆周运动，则用时间 竖直方向 解得 故B正确； C．粒子第2次经过平面时做半个圆周运动，则所用时间为 则沿y轴负方向做匀加速运动，因在O点上方和下方用时间相等，可知位置坐标 沿z轴坐标 即粒子第2次经过平面时的位置坐标，故C正确； D．粒子第2次经过平面时，沿着轴负方向的速度大小 经过半个周期，方向的速度沿着负方向，大小为，根据运动的合成可知粒子第2次经过yOz平面时的速度大小 故D错误。 故选BC。 三、非选择题：5小题，共54分。 11. 用甲图装置探究加速度与力的关系。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 将长木板右端垫高是为了平衡摩擦力 B. 槽码质量不需要远小于小车的质量 C 平衡摩擦力时，需要用槽码通过细线拉小车 （2）乙图是实验中的一条纸带，已知交流电频率为50Hz、两相邻计数点间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）在（2）的基础上，一同学将具有加速度测量功能的智能手机固定在甲图中的小车上，拆除打点计时器，其他条件不变、将小车由静止释放，在智能手机上得到了加速度a随时间t变化的图像，如丙图所示，智能手机测得的加速度大小为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （4）在（2）和（3）中测得的加速度大小有明显差异，主要原因是______ 【答案】（1）A （2）2.00 （3）1.60（1.58~1.62） （4）系统所受合外力不变，小车上放置了智能手机，总质量增加，由牛顿第二定律可知加速度减小 【解析】 【小问1详解】 A．应平衡摩擦力，使绳上拉力等于小车的合力，即应将长木板右端垫高，故A正确； B．应使槽码的质量远小于小车的质量，使槽码的重力等于绳的拉力，故B错误； C．平衡摩擦力时，不需要用槽码通过细线拉小车，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 由于交流电频率为50Hz、两相邻计数点间还有四个计时点未画出，所以两相邻计数点间的时间间隔为 所以小车的加速度大小为 【小问3详解】 由图可知，智能手机测得的加速度大小为1.60m/s2。 【小问4详解】 测得的加速度大小有明显差异，主要原因是系统所受合外力不变，小车上放置了智能手机，总质量增加，由牛顿第二定律可知加速度减小。 12. 利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C. 变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D. 变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 （2）为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面abgh D. 平面aehd （3）在误差允许范围内，表中数据基本符合______规律； （4）进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因______（至少写出两条）。 【答案】（1）B （2）D （3）或在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数（之比） （4）有漏磁、铁芯发热、导线发热等 【解析】 【小问1详解】 A．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故A错误； B．变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用，故B正确； C．由于实际变压器存在漏磁，所以变压器原、副线圈中的磁通量不相同，故C错误； D．变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压不零，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 根据变压器的原理可知，当磁感线与硅钢平面平行时，产生的涡流较小，即硅钢片应平行于平面aehd。 故选D。 【小问3详解】 根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合 即变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 【小问4详解】 输出电压比理论值偏小，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。 13. 如甲图所示拔火罐是中医的一种传统疗法，以罐为工具，利用燃火产生负压，使之吸附于体表、造成局部瘀血，以达到通经活络、消肿止痛等作用。小明亲身体验拔火罐的魅力后，想研究一下“火罐”的“吸力”，设计了如乙图的实验装置：将一个横截面积为S的圆柱状汽缸倒置固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与放在台面的重物m相连。实验时，他从汽缸底部的阀门K处，投入一团燃烧的轻质酒精棉球。待酒精棉球熄灭后，立即密闭阀门K。此时，活塞下的细线恰好被拉直，但拉力为零，活塞距汽缸底部的距离为L。由于汽缸传热良好，随后重物会被缓慢拉起，最后重物稳定在距台面处。已知环境温度T0不变，，p0为大气压强，汽缸内的气体可看作理想气体，不计活塞与汽缸内壁之间的摩擦。求： （1）酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度T0的比值； （2）若从酒精棉球熄灭到最终稳定过程中气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 阀门K密闭时，气体压强为p0，重物稳定在距台面处时，由平衡条件得 可得 根据理想气体状态方程 解得 【小问2详解】 外界对气体做功为 根据热力学第一定律 可得气体内能变化量 14. 如图所示，两根等高光滑的半圆形圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定且电阻不计。在轨道左端连一阻值为的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、质量为m、接入电路电阻为的金属棒，从轨道的左端ab处开始（记为时刻），在变力F的作用下以初速度沿圆弧轨道做匀速圆周运动至cd处，直径ad、bc水平，整个过程中金属棒与导轨接触良好，求此过程中： （1）流过金属棒的电流随运动时间变化的关系式； （2）通过电阻的电荷量q； （3）作用力F做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设t时刻金属棒与圆心的连线和水平方向的夹角为，则： 产生的感应电动势： 根据闭合电路欧姆定律可得： 联立以上各式解得 【小问2详解】 整个过程中需要时间 通过金属棒的电荷量 由法拉第电磁感应定律： 由电路关系 故 【小问3详解】 根据功能关系可知金属棒在整个运动过程中满足： 该过程中整个电路产生的焦耳热：， 由于匀速，， 联立以上各式解得 15. 如图所示，水平轨道上只有AB段粗糙其余部分光滑，AB之间存在水平向右的匀强电场，B点右侧的C点处静止放置一质量为M=3kg绝缘物块b，A点的左侧有一质量m=1kg带正电的物块a，a与一锁定的压缩弹簧接触但不拴接。弹簧的弹性势能Ep=9J，现对弹簧解除锁定，a被弹出，滑出电场后与b发生弹性碰撞，a到达A点前弹簧已恢复原长。已知AB长L=1.0m，a与AB之间的动摩擦因数µ=0.3，场强E=2×106V/m，a的电荷量q=6×10-6C，重力加速度g取10m/s2。a、b均可视为质点，运动过程中a的电荷量始终保持不变。 （1）求物块a运动到A点时的速度大小v0； （2）求第一次碰撞后瞬间a、b的速度大小va1、vb1； （3）若每次物块a与C点处的物块碰撞之后，都立即在C点放入与物块b完全相同的静止物块，求a被弹簧弹出后，经过足够多次的碰撞，a在电场中运动的路程s。 【答案】（1） （2）3m/s，3m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 释放后弹性势能转化为小物块a的动能 运动到A点的速度为 【小问2详解】 由A到B过程中，根据动能定理得 a与b碰前的速度为 物块a与物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒可得 联立解得， 所以， 即第一次碰撞后两物块的速度大小均为3m/s； 【小问3详解】 碰后物块a第1次经过B点运动到最左端的过程中，根据能量守恒定律可得 解得 即a到达不了A点，设第n次碰后物块a经过B点进入电场到最左端的距离为xn，进电场经过B点的速度为van，出电场经过B点的速度为，由动能定理，进电场有 出电场有 联立可得， 同理可得 物块a与物块b碰撞前后物块a的速度关系 联立可得 所以 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$