精品解析：2025届广东省高三下学期第一次调研考试物理试题

2025年广东省普通高中学业水平选择考模拟测试（一）物理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项：1．答卷前，考生务必将自己所在的市（县、区）、学校、班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上，将条形码横贴在每张答题卡的“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 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. 伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则（　　） A. 低频声波的波长更短 B. 高频声波的传播速度更快 C. 低频声波更容易发生明显的衍射现象 D. 高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 2. 如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A. 沿纸面竖直向上 B. 沿纸面竖直向下 C. 垂直于纸面向外 D. 垂直于纸面向里 3. 如图，均匀带正电的绝缘体圆环水平放置在真空中，O点是其圆心，M、N是轴线上关于O点对称的两点。重力不可忽略的带负电小球，由M处静止释放，则该小球从M到N（　　） A. 动能先增大后减小 B. 电场力先增大后减小 C. 电势能先减小后增大 D. 加速度先减小后增大 4. 图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　） A. 电流表示数变大 B. 电流表示数变小 C. 电压表示数变大 D. 电压表示数变小 5. 如图是通过光电效应实现信号传输控制的设备——光继电器．LED发出波长为的光，光电管阴极K被照射后恰能发生光电效应，从而引起信号接收电路产生电流，实现对外部电路的控制。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则（　　） A. 阴极K的逸出功小于 B. 阴极K的截止频率为 C. 逸出光电子的最大初动能为 D. 信号接收电路中电源的a端是正极 6. 上海天文台将人工智能和大数据技术应用于小行星的观测，发现了五颗新的超短周期行星，它们绕太阳的公转周期都小于1天，其中编号为Kepler-879c的行星是迄今为止发现的最短周期行星。已知太阳半径为R，地心距日心215R，若1Kepler-879c的公转周期约为12小时，则结合所学知识，可估算其公转半径约为（　　） A. 1.5R B. 2.7R C. 3.7R D. 4.5R 7. 如图，光滑圆环竖直固定在水平地面上，细线通过圆环最高点小孔与套在圆环上的小球相连，拉住细线使小球静止于处。设小球的重力为，细线与圆环竖直直径的夹角为，细线对小球的拉力大小为。拉动细线使小球缓慢沿圆环向上移动，则下列随变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. 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. 如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A. 在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B. 在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做正功 C. 做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D. 在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 9. 将离子注入竖直放置的硅片，其原理如图，甲、乙两离子，在N处先后无初速度“飘入”加速电场，经过加速电场加速后，从P点沿半径方向进入垂直于纸面向外的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转后，甲离子垂直注入硅片，乙离子与竖直方向成60°夹角斜向上注入硅片。则甲、乙两离子（　　） A. 均为正电荷 B. 比荷相同 C. 注入前瞬间的速率之比为 D. 在磁场中运动的时间之比为 10. 如图，质量为的汽车，开启定速巡航（速率不变）后，以108km/h的速率先后经过水平路面ab和长度为300m的斜坡bc。已知汽车行驶过程中所受阻力f恒为其重力的，在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为，重力加速度g取．则（　　） A. 汽车在水平段的牵引力为 B. b、c两位置的高度差为20m C. b到c，汽车机械能增加 D. b到c，汽车牵引力功率为108kW 三、非选择题：本题共5小题，共54分，考生根据要求作答。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，某次测量时，多用电表的刻度盘和指针位置如图甲所示，若选择开关位于电阻“×10”挡，则测量结果为______Ω；若选择开关位于直流10V挡，则测量结果为______V． （2）图乙是“观察电容器充、放电现象”的实验电路图，图丙中已正确连接了部分电路，请完成实物图连线______。当单刀双掷开关掷于______（填“1”或“2”）时，电容器放电。 （3）图丁和图戊是“探究影响感应电流方向的因素”实验。 ①如图丁连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流表指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流表指针偏转方向与______方向的对应关系； ②如图戊，将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和______（填实验序号）可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 12. 用图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，主要步骤如下： （ⅰ）利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O。 （ⅱ）取两个大小相同、质量不同的小球1和2，并测出其质量分别为和。 （ⅲ）使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次。 （ⅳ）把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次。 （ⅴ）在白纸上确定平均落点的位置M、N、P。 请完成下列内容 （1）用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆______（填“a”或“b”）更合理。 （2）本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为：______（用、、OP、OM表示）。 （3）刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得______cm，又测得。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量P与碰撞后系统总动量的误差______（计算结果保留2位有效数字），由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。 （4）如图甲，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，再进行步骤（ⅲ）（ⅳ）（ⅴ），则计算得到碰撞前系统的总动量______（选填“大于”“等于”或“小于”）碰撞后的总动量。 13. 如图，为提升泳池的水下照明条件，某泳池底部水平安装了一条长1.0m的细灯带。已知泳池的水深为，水的折射率。若泳池足够大，取3。 （1）求灯光在水面发生全反射时临界角的正弦值； （2）不考虑灯光多次反射，求有灯光射出的水面区域的面积。 14. 图甲是风力发电机的发电原理简化图，水平风力推动叶片转轴a低速旋转，通过齿轮升速箱使转轴b高速旋转，驱动发电机的线圈同步转动，实现将机械能转化为电能的过程。某型号的风力发电机叶片旋转半径为40m，调整其叶尖速比（叶片尖端线速度与自然风速的比值），可以优化发电效率。 （1）已知自然风速为20m/s，叶尖速比为4时，转轴b的转速为，求齿轮升速箱使转轴b的转速提高到a的多少倍； （2）线圈发电功率与自然风速的关系如图乙，自然风可认为垂直叶片组所在平面吹入，叶片旋转一圈所扫过的面积为风吹入的有效面积，已知空气密度为，取。当风速为10m/s时，求： ①1min内通过有效面积的风的总动能； ②该风力发电机的发电效率。 15. 如图甲，在真空中，N匝电阻不计的正方形线圈处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的关系如图乙，图中T、为已知量。线圈的右端与远处水平正对放置的平行金属板相连，金属板长为L，板间距与线圈边长相等．时刻，一个带电油滴在金属板左端中线处以初速度水平向右射入后，沿直线通过；时刻，以同样的初速度在同一位置射入一个相同的油滴，打在下板中央位置，忽略两板充放电的时间。 （1）判断油滴的带电性质并求其比荷； （2）时刻，再以同样初速度在同一位置射入一个相同的油滴，求该油滴落在金属板的位置到左端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年广东省普通高中学业水平选择考模拟测试（一）物理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项：1．答卷前，考生务必将自己所在的市（县、区）、学校、班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上，将条形码横贴在每张答题卡的“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 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. 伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则（　　） A. 低频声波的波长更短 B. 高频声波的传播速度更快 C. 低频声波更容易发生明显的衍射现象 D. 高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．由，可知低频声波的波长更长，故A错误； B．声波传播的速度由介质决定，与波的频率无关，故B错误； C．低频声波的波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．高频和低频声波因频率不同，叠加时不会产生干涉现象，故D错误。 故选C。 2. 如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A. 沿纸面竖直向上 B. 沿纸面竖直向下 C. 垂直于纸面向外 D. 垂直于纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】弹簧处于原长状态，可知线圈受安培力竖直向上，处在磁场中的线圈等效电流方向向右，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。 故选D。 3. 如图，均匀带正电的绝缘体圆环水平放置在真空中，O点是其圆心，M、N是轴线上关于O点对称的两点。重力不可忽略的带负电小球，由M处静止释放，则该小球从M到N（　　） A. 动能先增大后减小 B. 电场力先增大后减小 C. 电势能先减小后增大 D. 加速度先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．M到O，小球受到竖直向下的重力和电场力，合力方向向下，与位移方向相同，所以合力做正功，根据动能定理可知，动能增大，O到N，重力竖直向下，电场力竖直向上，合力方向可能先向下后向上，也可能一直向下，所以合力可能先做正功后做负功，动能先增大后减小，也可能合力一直做正功，动能一直增大，故A错误； B．根据等量同种点电荷电场分布特点可知，中垂线上存在电场强度最大位置，所以M到N电场力可能先增大后减小再增大再减小，也可能先减小后增大，故B错误； C．由于运动过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故C正确； D．若电场力先增大后减小再增大再减小，则合外力（加速度）先增大后减小再增大，若电场力先减小后增大，则合外力（加速度）可能一直减小，故D错误。 故选C。 4. 图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　） A. 电流表示数变大 B. 电流表示数变小 C. 电压表示数变大 D. 电压表示数变小 【答案】A 【解析】 【详解】CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误； AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据 可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。 故选A。 5. 如图是通过光电效应实现信号传输控制的设备——光继电器．LED发出波长为的光，光电管阴极K被照射后恰能发生光电效应，从而引起信号接收电路产生电流，实现对外部电路的控制。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则（　　） A. 阴极K的逸出功小于 B. 阴极K的截止频率为 C. 逸出光电子的最大初动能为 D. 信号接收电路中电源的a端是正极 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因波长为的光照射在光电管阴极K后恰能发生光电效应，可知阴极K的逸出功等于 阴极K的截止频率为 选项A错误，B正确； C．因为恰能发生光电效应，可知逸出光电子的最大初动能为零，选项C错误； D．逸出的电子被加速，可知信号接收电路中电源的a端是负极，选项D错误。 故选B。 6. 上海天文台将人工智能和大数据技术应用于小行星的观测，发现了五颗新的超短周期行星，它们绕太阳的公转周期都小于1天，其中编号为Kepler-879c的行星是迄今为止发现的最短周期行星。已知太阳半径为R，地心距日心215R，若1Kepler-879c的公转周期约为12小时，则结合所学知识，可估算其公转半径约为（　　） A. 1.5R B. 2.7R C. 3.7R D. 4.5R 【答案】B 【解析】 【详解】由开普勒第三定律可知 可得1Kepler-879c公转半径约为 故选B。 7. 如图，光滑圆环竖直固定在水平地面上，细线通过圆环最高点的小孔与套在圆环上的小球相连，拉住细线使小球静止于处。设小球的重力为，细线与圆环竖直直径的夹角为，细线对小球的拉力大小为。拉动细线使小球缓慢沿圆环向上移动，则下列随变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】令圆环的圆心为O，半径为R，对小球进行分析，小球受到重力G、绳的拉力T与圆环的弹力FN三个力的作用，如图 则重力方向平行于图中虚线表示的直径，绳拉力方向沿绳，圆环弹力方向沿半径指向圆心，根据相似三角形有 根据几何关系有xPQ=2Rcosθ 解得T=2Gcosθ 可知，T随θ变化的图像为余弦曲线关系，且最大值为2G。 故选A。 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. 如图是“筒式二冲程柴油锤”的工作简图。压缩冲程：汽缸锤座压在水泥桩顶上，柱塞从一定高度释放落入汽缸内，压缩汽缸内的空气，并点燃汽缸内的柴油。做功冲程：柴油被点燃，通过高压气体将水泥桩压入泥土，同时柱塞被反推到汽缸外。柱塞和汽缸密封良好，则（　　） A. 在压缩冲程，汽缸内气体发生等温变化 B. 在压缩冲程，柱塞对汽缸内气体做正功 C. 在做功冲程，汽缸内气体压强保持不变 D. 在做功冲程，汽缸内气体对柱塞做正功 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．压缩冲程中，柱塞对汽缸内气体做正功，柱塞机械能转化为气体内能，汽缸内气体内能增大，汽缸内气体温度升高，故A错误、B正确； CD．做功冲程中，汽缸内气体对柱塞做正功，将内能转化为机械能，汽缸内气体内能减少，汽缸内气体温度降低；由于汽缸内气体质量不变，气体体积增大，由理想气体状态方程可知气体压强变小，故C错误、D正确。 故选BD。 9. 将离子注入竖直放置的硅片，其原理如图，甲、乙两离子，在N处先后无初速度“飘入”加速电场，经过加速电场加速后，从P点沿半径方向进入垂直于纸面向外的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转后，甲离子垂直注入硅片，乙离子与竖直方向成60°夹角斜向上注入硅片。则甲、乙两离子（　　） A. 均为正电荷 B. 比荷相同 C. 注入前瞬间的速率之比为 D. 在磁场中运动的时间之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，粒子带正电，选项A正确； B．经电场加速 在磁场中 可知 两粒子在磁场中运动的半径不同，则比荷不同，选项B错误； C．设圆形磁场的半径为R，则甲粒子的运动半径为 乙粒子的运动半径为 根据 可知注入前瞬间的速率之比为 选项C正确； D．根据 可知 选项D错误。 故选AC。 10. 如图，质量为的汽车，开启定速巡航（速率不变）后，以108km/h的速率先后经过水平路面ab和长度为300m的斜坡bc。已知汽车行驶过程中所受阻力f恒为其重力的，在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为，重力加速度g取．则（　　） A. 汽车在水平段牵引力为 B. b、c两位置的高度差为20m C. b到c，汽车机械能增加 D. b到c，汽车牵引力功率为108kW 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题知，汽车在水平路面做匀速直线运动，可得牵引力 故A正确； B．由题知，在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为，则汽车在斜坡运动时的牵引力为 设b、c两位置的高度差为，由题知，汽车在斜坡做匀速直线运动，沿斜坡方向，根据平衡条件有 其中， 联立解得 故B正确； C．由题知b到c过程，汽车速度大小不变，故汽车的动能不变，汽车离地面的高度增加，故汽车增加的机械能等于汽车增加的重力势能，则有 故C错误； D．由题知，v=108km/h=30m/s，根据 可得b到c过程，汽车牵引力功率为 故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分，考生根据要求作答。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，某次测量时，多用电表的刻度盘和指针位置如图甲所示，若选择开关位于电阻“×10”挡，则测量结果为______Ω；若选择开关位于直流10V挡，则测量结果为______V． （2）图乙是“观察电容器充、放电现象”的实验电路图，图丙中已正确连接了部分电路，请完成实物图连线______。当单刀双掷开关掷于______（填“1”或“2”）时，电容器放电。 （3）图丁和图戊是“探究影响感应电流方向的因素”实验。 ①如图丁连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流表指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流表指针偏转方向与______方向的对应关系； ②如图戊，将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和______（填实验序号）可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 【答案】（1） ①. 160 ②. 5.4 （2） ①. ②. 1 （3） ①. 电流 ②. 3 【解析】 【小问1详解】 [1] 选择开关位于电阻 “×10”挡，由甲图可知，电阻的测量结果为。 [2]选择开关位于直流10V挡，由甲图表盘可知，其分度为0.2V，则电压的测量结果为。 【小问2详解】 [1]根据实验电路，连接的实物图，如图所示。 [2] 当单刀双掷开关掷于1时，与电源E断开，与电流传感器形成回路，电容器放电。 【小问3详解】 [1]该操作是为了获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。 [2] 实验序号1和3都是磁体插入线圈，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈产生与磁体的磁场方向相反的感应磁场。 实验序号2和4都是磁体拔出线圈，线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈产生与磁体的磁场方向相同的感应磁场。 故由实验序号1和3可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 12. 用图甲所示装置“验证动量守恒定律”，主要步骤如下： （ⅰ）利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O。 （ⅱ）取两个大小相同、质量不同的小球1和2，并测出其质量分别为和。 （ⅲ）使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次。 （ⅳ）把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次。 （ⅴ）在白纸上确定平均落点的位置M、N、P。 请完成下列内容 （1）用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆______（填“a”或“b”）更合理。 （2）本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为：______（用、、OP、OM表示）。 （3）刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得______cm，又测得。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量P与碰撞后系统总动量的误差______（计算结果保留2位有效数字），由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。 （4）如图甲，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，再进行步骤（ⅲ）（ⅳ）（ⅴ），则计算得到的碰撞前系统的总动量______（选填“大于”“等于”或“小于”）碰撞后的总动量。 【答案】（1）a （2） （3） ①. 45.00 ②. 1.6% （4）大于 【解析】 【小问1详解】 用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，个别偏离较远的点舍去，则图乙中圆a更合理。 【小问2详解】 小球离开桌面后做平抛运动，抛出点的高度相同，则运动时间相同，设为t，不放小球2时，设小球1平抛运动初速度为 v0，小球1水平方向上有 解得 放小球2时，设碰撞之后小球1、2速度分别为 v1、v2，水平方向上有， 解得， 要验证动量守恒定律，则要验证 将速度代入上式化简得 【小问3详解】 [1]刻度尺的最小分度是1mm，刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得。 [2]碰撞前系统总动量P与碰撞后系统总动量的误差 【小问4详解】 如图甲，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，则测量的小球的水平位移都变小，再进行步骤（ⅲ）（ⅳ）（ⅴ），设白纸水平向右移动的距离为x，则碰撞前系统的总动量减小 碰撞后系统的总动量减小 则 可知 所以计算得到的碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。 13. 如图，为提升泳池的水下照明条件，某泳池底部水平安装了一条长1.0m的细灯带。已知泳池的水深为，水的折射率。若泳池足够大，取3。 （1）求灯光在水面发生全反射时临界角的正弦值； （2）不考虑灯光的多次反射，求有灯光射出的水面区域的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设灯带上一点发出的光，与竖直方向成角时，恰好发生全反射，如图。 则 代入数据，解得 【小问2详解】 此点发出的光能在水面上一个圆形区域射出，设该圆形区域的半径为R，则 又 联立并代入数据，解得 所以，有灯光射出的水面区域由两端半径为R的两个半圆，和中间一个长l、宽2R的矩形区域连接而成。区域面积 代入数据，解得 14. 图甲是风力发电机的发电原理简化图，水平风力推动叶片转轴a低速旋转，通过齿轮升速箱使转轴b高速旋转，驱动发电机的线圈同步转动，实现将机械能转化为电能的过程。某型号的风力发电机叶片旋转半径为40m，调整其叶尖速比（叶片尖端线速度与自然风速的比值），可以优化发电效率。 （1）已知自然风速为20m/s，叶尖速比为4时，转轴b的转速为，求齿轮升速箱使转轴b的转速提高到a的多少倍； （2）线圈发电功率与自然风速的关系如图乙，自然风可认为垂直叶片组所在平面吹入，叶片旋转一圈所扫过的面积为风吹入的有效面积，已知空气密度为，取。当风速为10m/s时，求： ①1min内通过有效面积的风的总动能； ②该风力发电机的发电效率。 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 根据题意有 又， ， 联立并代入数据，解得 【小问2详解】 ①有效面积 在t时间内通过叶片的风的总质量 t时间内通过叶片的风的总动能 联立并代入数据，解得内风的总动能 ②发电效率 内发电量 由图乙可知 联立并代入数据，解得 15. 如图甲，在真空中，N匝电阻不计的正方形线圈处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的关系如图乙，图中T、为已知量。线圈的右端与远处水平正对放置的平行金属板相连，金属板长为L，板间距与线圈边长相等．时刻，一个带电油滴在金属板左端中线处以初速度水平向右射入后，沿直线通过；时刻，以同样的初速度在同一位置射入一个相同的油滴，打在下板中央位置，忽略两板充放电的时间。 （1）判断油滴的带电性质并求其比荷； （2）时刻，再以同样的初速度在同一位置射入一个相同的油滴，求该油滴落在金属板的位置到左端的距离。 【答案】（1）带负电， （2） 【解析】 【详解】（1）根据楞次定律，至时刻之间，闭合线圈产生顺时针感应电流，上极板电势高，极板间电场强度竖直向下．射入极板间的油滴沿直线通过，所受重力与电场力二力平衡，所以油滴带负电。 设导线框边长为D，上下极板间有随时间周期性交替的大小不变的电压 极板间电场强度大小 射入极板间的油滴，受力平衡，有 时刻射入极板间的油滴，水平方向做匀速直线运动，设运动时间为，有 解得 所以油滴竖直方向做匀加速直线运动，由， 联立解得， （2）射入极板间的油滴，在之间，竖直方向做匀加速直线运动 偏移量 解得 T时刻竖直方向速度 之间，在未打到板上之前，油滴竖直方向将做速度为的匀速直线运动。设经过时间打到下极板，则 解得 所以油滴在 时刻打在下极板上，落点位置距离左端 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $