精品解析：2025届四川省宜宾市第三中学校高三下学期二模物理试题

2025年四川省宜宾市第三中学校高三二模考试 物 理 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项∶ 1.本试卷共分两卷，第Ⅰ卷为选择题，第Ⅱ卷为非选择题。 2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。 3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上，第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。 第Ⅰ卷 选择题（共43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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2024年10月30日凌晨，长征二号F运载火箭成功发射神舟十九号载人飞船。飞船先在椭圆轨道运行，后加速进入圆轨道，对接后和神舟十八号乘组在轨道舱完成中国航天史上第5次“太空会师”，如图所示。以下说法正确的是（　　） A. 飞船从发射至进入圆轨道前处于完全失重状态 B. 飞船从较低轨道变轨到较高轨道，飞船的机械能减小 C. 飞船某一时刻的运行速度可以大于 D. 宇航员轨道舱不受重力 2. 水上娱乐项目“水上飞人”，深受游客们喜爱，它是利用喷水装置产生的反冲力，让人体验飞翔的感觉。忽略空气阻力，则人（ ） A. 竖直向上匀速运动时，人的机械能守恒 B. 竖直向上减速运动时，人的机械能一定减少 C. 竖直向下减速运动时，合外力一定对人做负功 D. 在悬空静止的一段时间内，反冲力对人做正功 3. 汽车在水平路面上匀速行驶时车轮边缘上M点的运动轨迹如图所示，P点是该轨迹的最高点，Q点为该轨迹的最低点。M点的运动可分解为两个分运动：一个是绕车轴旋转的匀速圆周运动，一个是与车轴一起向前的匀速直线运动。下列说法正确的是（ ） A. M点运动到P位置时的速度大于运动到Q位置时的速度 B. M点运动到P位置时的速度小于运动到Q位置时的速度 C. M点运动到P位置时的加速度大于运动到Q位置时的加速度 D. M点运动到P位置时的加速度小于运动到Q位置时的加速度 4. 如图，a、b、c、d为某电场中的4个等势面，相邻等势面间的电势差相等，等势面c上有一点E。一个质子仅在电场力作用下经过a时的动能为18eV，经过c时的电势能为6eV，到达d时的速度恰好为零。已知质子的电荷量为e，不计质子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 质子从a到d的过程中，电场力做功为18eV B. 质子所具有的动能和电势能的总和为24eV C. E点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D. 等势面b的电势为0 5. 如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（ ） A. g， B. 2g， C. 2g， D. g， 6. 如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在粗糙水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g。则（　　） A. A对地面的摩擦力方向向左 B. B对A的压力大小为 C. 细线对小球的拉力大小为 D. 若剪断绳子（A不动），则此瞬时球B加速度大小 7. 某电磁缓冲装置的原理如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨置于同一水平面内，两导轨左端之间与一阻值为的定值电阻相连，直线右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为的金属杆垂直导轨放置，在直线的右侧有与其平行的两直线和，且与、与间的距离均为。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终金属杆恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为。导轨的电阻及空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆经过时速度为 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过和区域，其所受安培力的冲量不同 D. 若将金属杆的初速度变为原来的倍，则其在磁场中运动的最大距离大于原来的倍 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 摩托车、电动自行车骑乘人员应该佩戴具有缓冲作用安全头盔，安全文明出行。遭遇事故时，头盔的缓冲层与头部的撞击时间延长，起到缓冲作用，则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化率 B. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化量 C. 头盔减少了骑乘人员头部撞击过程中撞击力的冲量 D. 头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向 9. 2023年10月6日，在杭州亚运会女子龙舟1000米直道竞速决赛中，中国队驱动总质量约1200kg（含人）的龙舟以4分51秒的成绩获得冠军，如图所示。比赛过程中，运动员拉桨对船做正功，加速；回桨对船不做功，减速。若10个划手一直保持最大输出功率划船，观测发现从静止开始的启动过程中每个划手划了8桨，船前进了20m，船速达到3.5m/s，之后保持3.5m/s的平均速度直至结束，设船受到的阻力恒定，每次拉桨过程做功相同。则下列说法中正确的是（ ） A. 船受到的阻力约为397N B. 船受到的阻力约为3970N C. 全程每个划手大约划了150桨 D. 全程每个划手大约划了212桨 10. 如图所示为电磁炮的简化原理图，直流电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，质量为m的导体棒MN（炮弹）接入电路的电阻为R，导轨间距为L，导轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，摩擦不计。开始时，S接a，电路稳定后，S接b，导体棒MN将会向右运动，以下说法正确的是（　　） A. S接a时，电容器内电场强度方向向下 B. S接a达到稳定状态时，电容器带电荷量为CE C. S接b后，导体棒MN加速度逐渐减小到0 D. S接b后，导体棒最终速度大小为 第Ⅱ卷 非选择题（共57分） 三、实验探究（每空2分、共16分） 11. 某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如图所示。 （1）带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的、、等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为，A、B两球球心间的距离为r，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为________。（用题中涉及的物理量符号表示） （2）以上实验采用的方法是________。 A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （3）若实验中小球A、B的电荷量分别为和，则静电力常量可表示为________。（用题中涉及的物理量符号表示） 12. 同学们分别用如图a、b所示的实验装置验证牛顿第二定律。在图a中，将砂和砂桶的总重力大小作为细线对小车的拉力大小。在图b中，将一个力传感器安装在砂桶的上方，直接测量细线对小车的拉力大小。 （1）用图a的装置进行操作时，下列做法错误的是_______（填标号）。 A．实验时，需要让细线与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜角度平衡摩擦力时，应该将装有砂的砂桶用细线通过定滑轮系在小车上 C．实验时，先接通打点计时器的电源，再释放小车 D．实验时，砂和砂桶的总质量要远小于小车的质量 （2）图c是用图a装置打出的一条纸带，O、A、B、C、D是五个连续的计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz。 ① 小车连接在纸带的_______（填“左端”或“右端”）； ② 打点计时器打下B点时，小车的速度大小为_______m/s（保留3位有效数字）； ③ 小车的加速度大小为_______m/s2（保留3位有效数字）。 （3）以测得的小车加速度a为纵轴，砂和砂桶的总重力大小F或力传感器的示数为横轴，作出的图像如图d所示，图d中的两条图线甲、乙是用图a和图b的装置进行实验得到的，两组装置所用小车的质量相同，则用图a的装置进行实验得到的是图线_______（填“甲”或“乙”）。 四、分析与计算（写出必要的文字说明，共41分） 13. 将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量，重力加速度大小，当P绳与竖直方向的夹角时，Q绳与竖直方向的夹角 （1）求此时P、Q绳中拉力的大小； （2）若开始竖直下降时重物距地面的高度，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。 14. 如图所示，两根光滑金属导轨水平平行放置，间距，左端接有电阻，磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场分布在虚直线（与导轨垂直）右侧空间内，长度为、质量、电阻的导体垂直导轨放置。现给导体棒的初速度使其向右运动，进入磁场后，最终停在轨道上。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒在运动过程中与导轨始终垂直且接触良好。求： （1）导体棒刚进磁场的瞬间，流过导体棒的电流大小和方向； （2）整个过程中，电阻上产生的焦耳热； （3）当导体棒速度为时，导体棒两端的电压。 15. 如图所示，在平面直角坐标系中，四边形为正方形，边长为，其中的等腰直角三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在第一象限内的一个等腰直角三角形区域内有匀强电场，，平行轴。一带正电的粒子从A点沿轴正方向射入磁场，空气阻力及粒子所受的重力均可忽略不计，磁感应强度和电场强度的大小保持不变。 （1）若电场方向沿轴正方向，该粒子射入匀强磁场时的速度大小为，粒子恰好从点射出磁场并进入电场，最终从点射出电场，求匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值； （2）若该粒子射入匀强磁场时的速度大小为，匀强电场方向为沿轴负方向，求带电粒子从电场中射出时的位置坐标； （3）若该粒子射入匀强磁场时速度大小变为，其中，匀强电场方向为沿轴负方向，求带电粒子从电场射出后打到轴的位置距坐标原点的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年四川省宜宾市第三中学校高三二模考试 物 理 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项∶ 1.本试卷共分两卷，第Ⅰ卷为选择题，第Ⅱ卷为非选择题。 2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。 3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上，第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。 第Ⅰ卷 选择题（共43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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2024年10月30日凌晨，长征二号F运载火箭成功发射神舟十九号载人飞船。飞船先在椭圆轨道运行，后加速进入圆轨道，对接后和神舟十八号乘组在轨道舱完成中国航天史上第5次“太空会师”，如图所示。以下说法正确的是（　　） A. 飞船从发射至进入圆轨道前处于完全失重状态 B. 飞船从较低轨道变轨到较高轨道，飞船的机械能减小 C. 飞船某一时刻的运行速度可以大于 D. 宇航员在轨道舱不受重力 【答案】C 【解析】 【详解】A．从发射到进入圆轨道前，火箭推力始终存在，不可能一直处于完全失重状态，A错误。 B．由较低轨道变轨到较高轨道时，需要额外做功，飞船机械能增加，B错误。 C．在椭圆轨道近地点时运行速度可大于7.9 km/s，C正确。 D．轨道舱仍受到重力作用，只是处于与飞船一起有指向地球的加速度而产生失重感，D错误。 故选C。 2. 水上娱乐项目“水上飞人”，深受游客们喜爱，它是利用喷水装置产生的反冲力，让人体验飞翔的感觉。忽略空气阻力，则人（ ） A. 竖直向上匀速运动时，人的机械能守恒 B. 竖直向上减速运动时，人的机械能一定减少 C. 竖直向下减速运动时，合外力一定对人做负功 D. 在悬空静止的一段时间内，反冲力对人做正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．人竖直向上匀速运动时，动能不变，重力势能增大，机械能变大，故A错误； B．无法确定减速上升过程中动能的减少量和重力势能增加量的大小，故不能判断机械能如何变化，故B错误； C．竖直向下减速运动时，动能减小，根据动能定理可知合外力一定对人做负功，故C正确； D．在悬空静止的一段时间内，人的位移为零，根据可知反冲力对人做功为零，故D错误。 故选C。 3. 汽车在水平路面上匀速行驶时车轮边缘上M点的运动轨迹如图所示，P点是该轨迹的最高点，Q点为该轨迹的最低点。M点的运动可分解为两个分运动：一个是绕车轴旋转的匀速圆周运动，一个是与车轴一起向前的匀速直线运动。下列说法正确的是（ ） A. M点运动到P位置时的速度大于运动到Q位置时的速度 B. M点运动到P位置时的速度小于运动到Q位置时的速度 C. M点运动到P位置时的加速度大于运动到Q位置时的加速度 D. M点运动到P位置时的加速度小于运动到Q位置时的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】AB在P位置时两分运动方向相同，合速度两速度之和，在Q位置时圆周运动速度向左，直线运动速度向右，此时合速度为两者之差，故A正确B错误 CD一个是绕车轴旋转的匀速圆周运动，一个是与车轴一起向前的匀速直线运动，匀速直线运动加速度为零，所以合加速度为匀速圆周运动的加速度，大小不变，故CD错误。 故选A。 4. 如图，a、b、c、d为某电场中的4个等势面，相邻等势面间的电势差相等，等势面c上有一点E。一个质子仅在电场力作用下经过a时的动能为18eV，经过c时的电势能为6eV，到达d时的速度恰好为零。已知质子的电荷量为e，不计质子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 质子从a到d的过程中，电场力做功为18eV B. 质子所具有的动能和电势能的总和为24eV C. E点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D. 等势面b的电势为0 【答案】D 【解析】 【详解】AC．质子从a到d过程中，根据动能定理可得 解得 则可知电场方向从d指向a，则E点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，故AC错误； BD．由于质子从a到d电场力做负功，且每相邻等势面间的电势差为6V，根据动能定理可知，质子每经过一等势面动能减小6eV，电势能增加6eV，则可知质子到达c时的动能为6eV，故质子所具有的动能和电势能的总和为 由于质子到达等势面b时的动能为12eV，则质子在等势面b时的电势能为0，则等势面b的电势为0，故B错误，D正确。 故选D。 5. 如图，质量分别为、、、m四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（ ） A. g， B. 2g， C. 2g， D. g， 【答案】A 【解析】 【详解】剪断前，对BCD分析 对D 剪断后，对B 解得 方向竖直向上；对C 解得 方向竖直向下。 故选A。 6. 如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在粗糙水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g。则（　　） A. A对地面的摩擦力方向向左 B. B对A的压力大小为 C. 细线对小球的拉力大小为 D. 若剪断绳子（A不动），则此瞬时球B加速度大小为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．将A和B看做一个整体，整体受重力和支持力，在水平方向上相对地面无滑动或者滑动趋势，故不受摩擦力，A错误； BC．对小球受力分析，受绳子的拉力T，球面给的支持力F，重力，三力平衡，根据平衡条件，有 ， 根据几何知识有 ， 联立解得 ， B正确，C错误； D．若剪断绳子（A不动）的瞬间，相当于B球从所在点的切线组成的斜面下滑，根据几何知识可得 故有 D错误。 故选B。 【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。 7. 某电磁缓冲装置的原理如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨置于同一水平面内，两导轨左端之间与一阻值为的定值电阻相连，直线右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为的金属杆垂直导轨放置，在直线的右侧有与其平行的两直线和，且与、与间的距离均为。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终金属杆恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为。导轨的电阻及空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆经过时的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过和区域，其所受安培力的冲量不同 D. 若将金属杆的初速度变为原来的倍，则其在磁场中运动的最大距离大于原来的倍 【答案】A 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中，时间内，根据动量定理有 则 由于 则上面方程左右两边累计求和，可得 设金属杆经过的速度为，同理对金属杆在区域运动的过程中根据动量定理，同理可得 综上有 则金属杆经过的速度等于，A正确； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻产生的热量为 B错误； C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量为 因金属杆经过与区域滑行距离均为，所以金属杆所受安培力的冲量相同，C错误； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 可见若将金属杆的初速度变为原来的倍，则金属杆在磁场中运动的最大距离等于原来的倍，D错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 摩托车、电动自行车骑乘人员应该佩戴具有缓冲作用的安全头盔，安全文明出行。遭遇事故时，头盔的缓冲层与头部的撞击时间延长，起到缓冲作用，则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化率 B. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化量 C. 头盔减少了骑乘人员头部撞击过程中撞击力的冲量 D. 头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可得 依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率，故A正确； BC．遭遇事故时，动量变化量 不变，根据动量定理可知，头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量，故B错误，C错误； D．根据 知头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向，故D正确。 故选AD。 9. 2023年10月6日，在杭州亚运会女子龙舟1000米直道竞速决赛中，中国队驱动总质量约1200kg（含人）的龙舟以4分51秒的成绩获得冠军，如图所示。比赛过程中，运动员拉桨对船做正功，加速；回桨对船不做功，减速。若10个划手一直保持最大输出功率划船，观测发现从静止开始的启动过程中每个划手划了8桨，船前进了20m，船速达到3.5m/s，之后保持3.5m/s的平均速度直至结束，设船受到的阻力恒定，每次拉桨过程做功相同。则下列说法中正确的是（ ） A. 船受到的阻力约为397N B. 船受到的阻力约为3970N C. 全程每个划手大约划了150桨 D. 全程每个划手大约划了212桨 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.启动过程时间 设每个划手每次拉桨过程做功为，则有 达到最大速度有 根据动能定理 联立解得 ， 故A正确，B错误； CD.设全程每个划手大约划了n桨，全程根据动能定理 解得 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示为电磁炮的简化原理图，直流电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，质量为m的导体棒MN（炮弹）接入电路的电阻为R，导轨间距为L，导轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，摩擦不计。开始时，S接a，电路稳定后，S接b，导体棒MN将会向右运动，以下说法正确的是（　　） A. S接a时，电容器内电场强度方向向下 B. S接a达到稳定状态时，电容器带电荷量为CE C. S接b后，导体棒MN加速度逐渐减小到0 D. S接b后，导体棒最终速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．S接a时，电容器与电源相连，电容器处于充电状态，下极板带正电，上极板带负电，所以电容器内电场强度方向向上，故A错误； B．S接a达到稳定状态时，电容器两极板间电势差等于电源电动势，所以 故B正确； CD．S接b后，电容器放电，流过导体棒的电流方向向上，所以导体棒受到向右的安培力，导体棒向右加速运动，产生感应电动势，回路中电流减小，则导体棒受到的安培力减小，加速度减小，当加速度减为零时，导体棒速度达到最大，此时有 根据动量定理有， 联立可得 故CD正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷 非选择题（共57分） 三、实验探究（每空2分、共16分） 11. 某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如图所示。 （1）带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的、、等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为，A、B两球球心间的距离为r，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为________。（用题中涉及的物理量符号表示） （2）以上实验采用的方法是________。 A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （3）若实验中小球A、B的电荷量分别为和，则静电力常量可表示为________。（用题中涉及的物理量符号表示） 【答案】（1） （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力受力分析，设绳子与竖直方向的夹角为，则A、B两球之间的库仑力大小为 【小问2详解】 实验过程中，保持电荷量不变，改变球心距，属于控制变量法。 故选B。 【小问3详解】 根据库仑定律得 则静电力常量可表示为 12. 同学们分别用如图a、b所示的实验装置验证牛顿第二定律。在图a中，将砂和砂桶的总重力大小作为细线对小车的拉力大小。在图b中，将一个力传感器安装在砂桶的上方，直接测量细线对小车的拉力大小。 （1）用图a的装置进行操作时，下列做法错误的是_______（填标号）。 A．实验时，需要让细线与长木板保持平行 B．在调节木板倾斜角度平衡摩擦力时，应该将装有砂的砂桶用细线通过定滑轮系在小车上 C．实验时，先接通打点计时器的电源，再释放小车 D．实验时，砂和砂桶的总质量要远小于小车的质量 （2）图c是用图a的装置打出的一条纸带，O、A、B、C、D是五个连续的计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz。 ① 小车连接在纸带的_______（填“左端”或“右端”）； ② 打点计时器打下B点时，小车的速度大小为_______m/s（保留3位有效数字）； ③ 小车的加速度大小为_______m/s2（保留3位有效数字）。 （3）以测得的小车加速度a为纵轴，砂和砂桶的总重力大小F或力传感器的示数为横轴，作出的图像如图d所示，图d中的两条图线甲、乙是用图a和图b的装置进行实验得到的，两组装置所用小车的质量相同，则用图a的装置进行实验得到的是图线_______（填“甲”或“乙”）。 【答案】 ①. B ②. 左端 ③. 0.377 ④. 0.390 ⑤. 乙 【解析】 【详解】（1）[1] A．在实验时，需要让细线与长木板保持平行，这样才能使绳子的拉力平行于运动的方向，故A正确； B．在调节木板倾斜角度平衡摩擦力时，应该将装有砂的砂桶摘下，故B错误； C．实验时，先接通打点计时器的电源，再释放小车，故C正确； D．为使绳子拉力近似等于砂和砂桶的总重力，实验时，砂和砂桶的总质量要远小于小车的质量，故D正确。 故选B。 （2）[2]小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动，故离打点计时器的距离不断增大，所以小车连接在纸带的左端 [3]已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该段过程的平均速度，则打下B点时，小车的速度大小为 [4]根据逐差法可得，小车的加速度大小为 （3）[5] 在图b中，力传感器可以直接测量细线对小车拉力大小，小车的质量为，根据牛顿第二定律可得 斜率为 在图a中，砂和砂桶的总质量为，砂和砂桶的总重力大小为F，对砂和砂桶以及小车整体分析，根据牛顿第二定律，可得 斜率为，因为，所以用图a装置进行实验得到的是图线乙。 四、分析与计算（写出必要的文字说明，共41分） 13. 将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量，重力加速度大小，当P绳与竖直方向的夹角时，Q绳与竖直方向的夹角 （1）求此时P、Q绳中拉力的大小； （2）若开始竖直下降时重物距地面的高度，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时P、Q绳中拉力的大小分别为和，竖直方向 水平方向 联立代入数值得 ， （2）整个过程根据动能定理得 解得两根绳子拉力对重物做的总功为 【点睛】 14. 如图所示，两根光滑金属导轨水平平行放置，间距，左端接有电阻，磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场分布在虚直线（与导轨垂直）右侧空间内，长度为、质量、电阻的导体垂直导轨放置。现给导体棒的初速度使其向右运动，进入磁场后，最终停在轨道上。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒在运动过程中与导轨始终垂直且接触良好。求： （1）导体棒刚进磁场的瞬间，流过导体棒的电流大小和方向； （2）整个过程中，电阻上产生的焦耳热； （3）当导体棒速度为时，导体棒两端的电压。 【答案】（1），通过导体棒的电流方向为由到 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路的欧姆定律有 解得导体棒的电流大小 根据右手定则可知，通过导体棒的电流方向为由到。 【小问2详解】 导体棒刚进入磁场速度为，最终停在轨道上，此过程根据能量守恒定律有 电阻上产生的热量 联立上述式子解得电阻上产生的焦耳热 【小问3详解】 当导体棒速度为时，导体棒产生感应电动势 导体棒两端的电压 联立上述式子解得 15. 如图所示，在平面直角坐标系中，四边形为正方形，边长为，其中的等腰直角三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在第一象限内的一个等腰直角三角形区域内有匀强电场，，平行轴。一带正电的粒子从A点沿轴正方向射入磁场，空气阻力及粒子所受的重力均可忽略不计，磁感应强度和电场强度的大小保持不变。 （1）若电场方向沿轴正方向，该粒子射入匀强磁场时的速度大小为，粒子恰好从点射出磁场并进入电场，最终从点射出电场，求匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值； （2）若该粒子射入匀强磁场时的速度大小为，匀强电场方向为沿轴负方向，求带电粒子从电场中射出时的位置坐标； （3）若该粒子射入匀强磁场时速度大小变为，其中，匀强电场方向为沿轴负方向，求带电粒子从电场射出后打到轴的位置距坐标原点的最小距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从点离开磁场，作出运动轨迹，如图1所示 根据几何关系可知，粒子运动轨迹圆心为，则运动的轨道半径为，设粒子的质量为，电荷量为，粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有 粒子在电场中做匀变速曲线运动，方向做匀速直线运动，则有 方向上做匀加速度直线运动，则有 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 若入射速度大小变为，设带电粒子在磁场中运动轨道半径为，洛伦兹力提供向心力，则有 结合上述解得 根据几何关系可知，粒子沿轴正方向从点射出磁场并由点进入电场，作出运动轨迹如图2所示 因为电场方向变为沿轴负方向，粒子应从左侧点离开电场，由几何关系得射出时沿方向位移与沿方向上的位移相等，设为，其在电场中运动时间为，粒子在电场中做匀变速曲线运动，方向做匀速直线运动，则有 方向上做匀加速直线运动，则有 解得 根据几何关系可知，出射点的横坐标为 的纵坐标为 则出射点的坐标为。 【小问3详解】 若入射速度大小变为，设带电粒子在磁场中运动轨道半径为，洛伦兹力提供向心力，则有 结合上述解得 作出运动轨迹，如图3所示 根据几何关系可知，粒子沿轴正方向从点射出磁场并在点进入电场，因为电场方向沿轴负方向，粒子应从左侧点离开电场，打在轴上的点，由几何关系得射出时沿方向位移与沿方向上的位移相等，设为，其在电场中运动的时间为，粒子在电场中做匀变速曲线运动，方向做匀速直线运动，则有 方向上做匀加速度直线运动，则有 解得 设粒子射出电场时速度方向与轴正方向的夹角为，则有 在三角形中有 由几何关系得点距点的距离 根据数学函数规律可知，当时有最小值，代入得粒子打到轴上的点距坐标原点的最短距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$