精品解析：2025届北京市西城区北京师范大学第二附属中学高三下学期统练四物理试题

2025届高三下学期第四次统练 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加 B. 物体对外界做功，其内能一定减少 C. 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 D. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 2. 如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是（　　） A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B. a光的频率大于b光的频率 C. 在真空中a光的波长大于b光的波长 D. a光光子能量小于b光光子能量 3. 氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（　　） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C. 从能级跃迁到能级需吸收的能量 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 4. 实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（ ） A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 5. 图甲为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图乙为该波中x=2cm处质点P的振动图像，则t=3.0s时的波动图像是（　　） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，质量为m=4.0kg的物体静止在水平地面上，在水平推力F作用下开始运动，水平推力F随位移x变化的图像如图乙所示（x=4.0 m后无推力存在）。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2，下列选项正确的是（　　） A. 物体在水平地面上运动的最大位移是4.0m B. 物体的最大加速度为25m/s2 C. 在物体运动过程中推力做的功为200J D. 在距出发点3.0m位置时物体的速度达到最大 7. 将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到大小不变的空气阻力作用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球上升过程中的加速度小于下落过程中小球的加速度 B. 小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功 C. 小球上升过程中的机械能的变化大于下落过程中机械能的变化 D. 小球上升过程中所受重力做功的平均功率大于下落过程中重力做功的平均功率 8. 中国探月工程三期主要实现采样返回任务，部分过程可简化如下：探测器完成样本采集后从月球表面发射升空，沿椭圆轨道在远月点与绕月圆轨道飞行的嫦娥五号完成对接。已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，地球表面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从月球表面发射时的速度至少为7.9km/s B. 对接前嫦娥五号飞行的加速度小于1.6m/s2 C. 若对接后嫦娥五号在原轨道上运行，则其速度比对接前的大 D. 对接前探测器在椭圆轨道运行周期大于嫦娥五号的运行周期 9. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（　　） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小，电流表的示数减小 C. 电容器C所带电荷量减小 D. 电容器C所带电荷量增大 10. 如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n＝100，线圈的总电阻r＝5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R＝95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A. 线圈匀速转动的角速度为100 B. 线圈中产生感应电动势最大值为100V C. 由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q＝J D. 由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q＝0.01C 11. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 12. 某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示．在传送带一端的下方固定有间距为、长度为的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为、方向垂直传送带平面（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，且电极之间接有理想电压表和电阻，传送带背面固定有若干根间距为的平行细金属条，其电阻均为，传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中，且金属条与电极接触良好．当传送带以一定的速度匀速运动时，电压表的示数为．则下列说法中正确的是（ ） A. 传送带匀速运动的速率为 B. 电阻产生焦耳热的功率为 C. 金属条经过磁场区域受到的安培力大小为 D. 每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为 13. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到C点时动能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 14. 某同学查阅资料发现：石英钟的工作电流可视为定值I0，当电源电压大于U0时，其内部机芯能驱动表针走动；当电源电压小于U0时，石英钟停止走动。他由此猜想：用充电电压相同、但电容不同的电容器作为石英钟电源，石英钟的走动时长t正比于电容C。为此，他设计了如图甲所示的实验，图中电源电动势E=1.5V。实验时先使开关S掷向1，对电容器充电完毕后再把开关S掷向2，电容器对石英钟供电，记录表针停止前的走动时长t。实验中分别更换7个不同的电容器重复上述实验，数据记录如表格所示。使用Excel处理数据得到图乙所示的图线，其斜率为k。下列推断正确的是（　　） 电容器编号 1 2 3 4 5 6 7 标称电容C/F 0.22 0.47 1 1.5 2 4 5 走动时长t/min 8.5 22.0 43.0 49.5 80.0 144.5 173.0 A. 该石英钟正常工作时的电流大小为 B. 利用该图像能推算出电压U0的大小 C. 根据此石英钟的工作特点，从理论上也能推断出该同学的猜想是正确的 D. 由本实验可知该石英钟的走动时长t与电容器的电容C和电压U0均成正比 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 按要求填空； （1）某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径__________mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度__________cm。 （2）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为__________s。 （3）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的（ ） A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_____________。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化规律的是（ ） 16. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为500μA，内阻为20Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：直流电压5V挡和10V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡。 （1）图（a）中的B端与__________（填“红”或“黑”）色表笔相连接； （2）关于R6的使用，下列说法正确的是（　　）（填正确答案标号）； A. 在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B. 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C. 使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得R1＋R2＝__________Ω，R4＝__________Ω，R5＝__________Ω； （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“3”相连的测量某电阻Rx，则读数为__________； （5）若该多用电表使用一段时间后，电池电动势不变，内阻变大，此表仍能调零，按照正确使用方法再测上述电阻Rx1，则Rx1__________Rx（填“大于”、“等于”、“小于”）。若该多用电表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻不变，此表仍能调零，按照正确使用方法再次测量上述电阻Rx2，则Rx2__________Rx。（填“大于”、“等于”、“小于”） 17. 如图所示，质量的小物块从固定斜面的顶端由静止开始匀加速下滑。斜面的长度，倾角，物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，。求物块下滑至斜面底端的过程中： （1）加速度的大小a； （2）重力冲量的大小和方向； （3）损失的机械能。 18. 如图甲所示，匝线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 19. 二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。 (1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图； (2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向； (3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设： ①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； ②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； ③各层原子核前后不互相遮蔽； ④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。 a.请估算金原子核的直径； b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 20. 小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中，E为电源，L为线圈，闭合开关使灯泡A发光，然后断开开关，发现灯泡A不会立即熄灭，而是持续一小段时间再熄灭。 (1)断开开关后，灯泡上的电流方向___________（选填“向左”或“向右”）；若在线圈中插入铁芯后再重复该实验，则断开开关后灯泡上电流持续的时间___________（选填“变长”、“变短”或“不变”）。 (2)小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素，保持线圈一定，仅更换电源（内阻不计）或仅更换灯泡进行实验，并用电流传感器（图中未画出）测量开关断开后灯泡中的电流i随时间t的变化。其中的一组图像如图乙所示。 若①②两条曲线对应的电源电动势分别为E1、E2，则其大小关系为___________； 若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为R1、R2，则其大小关系为___________。 (3)已知穿过螺线管的磁通量Φ与其电流i成正比，且断开开关后小灯泡持续发光的能量来源于线圈储存的磁场能，假设线圈中储存的磁场能E0全部转化为电路中的电能。请在图丙中作出Φ-i图像_______并推证_______（式中I0为开关闭合时线圈中的稳定电流值）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三下学期第四次统练 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加 B. 物体对外界做功，其内能一定减少 C. 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 D. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误； B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误； CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。 故选D。 2. 如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是（　　） A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B. a光的频率大于b光的频率 C. 在真空中a光的波长大于b光的波长 D. a光光子能量小于b光光子能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知a、b光的入射角相等，a光的折射角大于b光，根据 可知介质对a光折射率大于对b光的折射率，故A错误； B．根据频率与折射率关系，a光的频率大于b光的频率，故B正确； C．根据 在真空中a光的波长小于b光的波长，故C错误； D．频率越高，光子能量越大，故a光光子能量大于b光光子能量，故D错误。 故选B。 3. 氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（　　） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C. 从能级跃迁到能级需吸收的能量 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错误； B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误； C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为 故C正确； D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误； 故选C。 4. 实验观察到，静止在匀强磁场中A点原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（ ） A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】静止的核发生衰变（）由内力作用，满足动量守恒，则新核和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由可知，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确． 5. 图甲为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图乙为该波中x=2cm处质点P的振动图像，则t=3.0s时的波动图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图甲、乙可知，波长，，则t=3s时即从0时刻经过四分之三周期 AC．经过四分之三周期质点P振动到波谷位置，故A正确，C错误； BD．介质中的质点不会随波逐流，只能在各自的平衡位置振动，故BD错误。 故选A。 6. 如图甲所示，质量为m=4.0kg的物体静止在水平地面上，在水平推力F作用下开始运动，水平推力F随位移x变化的图像如图乙所示（x=4.0 m后无推力存在）。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s2，下列选项正确的是（　　） A. 物体在水平地面上运动的最大位移是4.0m B. 物体的最大加速度为25m/s2 C. 在物体运动过程中推力做的功为200J D. 在距出发点3.0m位置时物体的速度达到最大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A C．由F ~ x图像可知，推力对物体做的功等于图线与坐标轴围成的面积，即 对物块运动的整个过程，根据动能定理可得 代入数据解得 即物体在水平地面上运动的最大位移是10m，故A错误，C正确； B．分析可知，推力F= 100N时，物体所受合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律得 代入数据解得 故B错误； D．由图像可知，推力F随位移x变化的数学关系式为 物体的速度最大时，加速度为零，此时有，代入解得 x=3.2m 即在距出发点3.2m位置时物体的速度达到最大，故D错误。 故选C。 7. 将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到大小不变的空气阻力作用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球上升过程中的加速度小于下落过程中小球的加速度 B. 小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功 C. 小球上升过程中的机械能的变化大于下落过程中机械能的变化 D. 小球上升过程中所受重力做功的平均功率大于下落过程中重力做功的平均功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球运动过程中受的空气阻力大小不变，则上升、下降过程中加速度大小分别为 所以 故A错误； B．小球上升过程中克服重力做的功等于下落过程中重力做的功相等，即 故B错误； C．小球机械能的变化，等于空气阻力对小球做的功，即 所以小球上升过程中的机械能变化等于下落过程中机械能的变化，故C错误； D．上升、下降过程所用时间分别为、，则有 由于，则 上升、下降过程的平均功率分别为 所以 故D正确。 故选D。 8. 中国探月工程三期主要实现采样返回任务，部分过程可简化如下：探测器完成样本采集后从月球表面发射升空，沿椭圆轨道在远月点与绕月圆轨道飞行的嫦娥五号完成对接。已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，地球表面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从月球表面发射时的速度至少为7.9km/s B. 对接前嫦娥五号飞行的加速度小于1.6m/s2 C. 若对接后嫦娥五号在原轨道上运行，则其速度比对接前的大 D. 对接前探测器在椭圆轨道运行的周期大于嫦娥五号的运行周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 得 探测器从月球表面发射时的速度为从地球表面发射的0.2倍，即 故A错误； B．探测器绕月球表面运动时加速度为 探测器沿随圆周运动到远月点过程中加速度减小，则对接前嫦娥五号飞行的加速度小于1.6m/s2，故B正确； C．由公式 得 可知，若对接后嫦娥五号在原轨道上运行，则其速度不变，故C错误； D．由开普勒第三定律可知，对接前探测器在椭圆轨道运行的半长轴小于嫦娥五号运动的半径，则对接前探测器在椭圆轨道运行的周期小于嫦娥五号的运行周期，故D错误。 故选B。 9. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（　　） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小，电流表的示数减小 C. 电容器C所带电荷量减小 D. 电容器C所带电荷量增大 【答案】C 【解析】 【详解】滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，R1和内阻r上的电压变大，则R2两端电压减小，则电容器两板间电压减小，电压表读数减小，根据Q=CU可知，电容器带电量减小。 故选C。 10. 如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n＝100，线圈的总电阻r＝5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R＝95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A. 线圈匀速转动的角速度为100 B. 线圈中产生感应电动势的最大值为100V C. 由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q＝J D. 由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q＝0.01C 【答案】D 【解析】 【详解】A．图乙可知交流电周期，故角速度 故A错误； B．线圈中产生感应电动势的最大值 图乙可知 代入题中数据，联立解得 故B错误； C．电动势有效值 则甲处转过圈，电阻R上产生的热量 代入题中数据，联立解得 故C错误； D．电荷量 图甲处转过圈，磁通量变化量 联立解得 故D正确。 故选D。 11. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误； B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误； CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误D正确。 故选D。 12. 某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示．在传送带一端的下方固定有间距为、长度为的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为、方向垂直传送带平面（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，且电极之间接有理想电压表和电阻，传送带背面固定有若干根间距为的平行细金属条，其电阻均为，传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中，且金属条与电极接触良好．当传送带以一定的速度匀速运动时，电压表的示数为．则下列说法中正确的是（ ） A. 传送带匀速运动的速率为 B. 电阻产生焦耳热的功率为 C. 金属条经过磁场区域受到的安培力大小为 D. 每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设电动势为，像胶带运动速率为v，由 得 故A错误； B．设电功率为，则，故B错误； C．设电流强度为，安培力为，克服安培力做的功为．电流，安培力 故C错误； D．安培力做功．得： 故D正确； 故选D． 【点睛】根据法拉第电磁感应定律公式求传送带匀速运动的速率；根据电功率公式求电阻产生焦耳热的功率；根据安培力公式求金属条经过磁场区域受到的安培力大小． 13. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到C点时的动能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，电场力和重力的合力为 方向斜向右下方，与竖直方向夹角为，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，小球通过圆弧的中点时速度最小，此时满足 解得 小球通过圆弧中点时速度最大，动能最大，故AB错误； C．若将小球在A点由静止开始释放，将沿电场力和重力的合力方向做匀加速直线运动，故C错误； D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，竖直方向上可得 水平方向上， 联立解得 可知，小球恰好到达点，故D正确。 故选D。 14. 某同学查阅资料发现：石英钟的工作电流可视为定值I0，当电源电压大于U0时，其内部机芯能驱动表针走动；当电源电压小于U0时，石英钟停止走动。他由此猜想：用充电电压相同、但电容不同的电容器作为石英钟电源，石英钟的走动时长t正比于电容C。为此，他设计了如图甲所示的实验，图中电源电动势E=1.5V。实验时先使开关S掷向1，对电容器充电完毕后再把开关S掷向2，电容器对石英钟供电，记录表针停止前的走动时长t。实验中分别更换7个不同的电容器重复上述实验，数据记录如表格所示。使用Excel处理数据得到图乙所示的图线，其斜率为k。下列推断正确的是（　　） 电容器编号 1 2 3 4 5 6 7 标称电容C/F 0.22 0.47 1 1.5 2 4 5 走动时长t/min 8.5 22.0 43.0 49.5 80.0 144.5 173.0 A. 该石英钟正常工作时的电流大小为 B. 利用该图像能推算出电压U0的大小 C. 根据此石英钟的工作特点，从理论上也能推断出该同学的猜想是正确的 D. 由本实验可知该石英钟的走动时长t与电容器的电容C和电压U0均成正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 故A错误； B．由公式 得 由于I0未知，则无法得出U0，故B错误； CD．由公式 可知，石英钟工作时电流一定，电压U0与一定，则石英钟的走动时长t正比于电容C，故C正确，D错误。 故选C。 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 按要求填空； （1）某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径__________mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度__________cm。 （2）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为__________s。 （3）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的（ ） A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_____________。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是（ ） 【答案】（1） ①. 3.705 ②. 5.015 （2）101.3 （3） ①. B ②. 防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变 ③. C 【解析】 【小问1详解】 [1]该金属丝直径3.5mm+0.01mm×20.5=3.705mm。 [2]圆柱体长度5cm+0.05mm×3=5.015cm。 【小问2详解】 秒表读出时间为90s+11.3s=101.3s 【小问3详解】 ①[1]A．为防止漏气，则用橡胶塞密封注射器的下端，选项A不符合题意； BD．因注射器截面积处处相等，则读取刻度尺上显示的空气柱长度即可，没必要用游标卡尺测量柱塞的直径，选项B符合题意，D不符合题意； C．读取压力表上显示的气压值为气体压强，选项C不符合题意； 故选B。 ②[2]实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变。 ③[3]根据可得 或者 则p-V图像是双曲线，是过原点的直线。则最能直观反映气体做等温变化的规律的是C。 16. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为500μA，内阻为20Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：直流电压5V挡和10V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡。 （1）图（a）中的B端与__________（填“红”或“黑”）色表笔相连接； （2）关于R6的使用，下列说法正确的是（　　）（填正确答案标号）； A. 在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B. 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C. 使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得R1＋R2＝__________Ω，R4＝__________Ω，R5＝__________Ω； （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“3”相连的测量某电阻Rx，则读数为__________； （5）若该多用电表使用一段时间后，电池电动势不变，内阻变大，此表仍能调零，按照正确使用方法再测上述电阻Rx1，则Rx1__________Rx（填“大于”、“等于”、“小于”）。若该多用电表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻不变，此表仍能调零，按照正确使用方法再次测量上述电阻Rx2，则Rx2__________Rx。（填“大于”、“等于”、“小于”） 【答案】（1）红 （2）B （3） ①. 20 ②. 4990 ③. 5000 （4）70Ω （5） ①. 等于 ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 图（a）中的B端与内部电源的负极连接，即与红色表笔相连接； 【小问2详解】 R6是欧姆挡调零电阻，即使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故选B； 【小问3详解】 [1]当B端接2时是直流电流1mA挡，则电流表内阻 [2][3]当B端接4、5时分别为直流电压5V挡和10V挡，则 【小问4详解】 电阻Rx读数为7×10Ω=70Ω。 【小问5详解】 [1]电池电动势不变，内阻变大，欧姆表仍能调零，按正确使用方法在测电阻时，指针偏转角度与内阻电源较小时相同，其测量结果与原结果相比将不变。 调零时 [2]电源电动势变小，则欧姆表内阻R内变小，测量电阻时 由于R内变小，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，所测电阻变大； 17. 如图所示，质量的小物块从固定斜面的顶端由静止开始匀加速下滑。斜面的长度，倾角，物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，。求物块下滑至斜面底端的过程中： （1）加速度的大小a； （2）重力冲量的大小和方向； （3）损失的机械能。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3） 【解析】 【详解】（1）对物块受力分析，由牛顿第二定律 且 得 （2）由运动学公式 得 根据冲量的定义可得 方向竖直向下。 （3）下滑过程中物块克服摩擦力做功为，机械能损失，有 得 18. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻的电流方向为。 (2)根据法拉第电磁感应定律 (3)电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知 19. 二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。 (1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图； (2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向； (3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设： ①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； ②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； ③各层原子核前后不互相遮蔽； ④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。 a.请估算金原子核的直径； b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 【答案】(1)见解析；(2)碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反；(3)a.；b.不合理 【解析】 【详解】(1)如图，靠近原子核的偏转角度大一些。 (2)设粒子质量为m，金原子核质量为M，碰撞后，粒子速度为v1，金原子核速度为v2。根据动量守恒和机械能守恒可得 ， 解得 由题意，因此，即碰撞后粒子速度大小几乎不变，方向与原来相反。 (3)a．粒子在遇到第一层单原子膜时，被大角度散射的概率 由于大角度散射的概率很小，可以认为通过每一层单原子膜时的粒子数目不变，所以每 一层被大角度散射的概率相同，都为。 得 解得 b．这一简化不够合理。因为大角度散射的概率本来就很小，前后遮蔽的概率也很小,不能忽略前后遮蔽的影响。另外随着金箔厚度的增加，金箔前后遮蔽的概率将增大。 20. 小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中，E为电源，L为线圈，闭合开关使灯泡A发光，然后断开开关，发现灯泡A不会立即熄灭，而是持续一小段时间再熄灭。 (1)断开开关后，灯泡上的电流方向___________（选填“向左”或“向右”）；若在线圈中插入铁芯后再重复该实验，则断开开关后灯泡上电流持续的时间___________（选填“变长”、“变短”或“不变”）。 (2)小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素，保持线圈一定，仅更换电源（内阻不计）或仅更换灯泡进行实验，并用电流传感器（图中未画出）测量开关断开后灯泡中的电流i随时间t的变化。其中的一组图像如图乙所示。 若①②两条曲线对应的电源电动势分别为E1、E2，则其大小关系为___________； 若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为R1、R2，则其大小关系为___________。 (3)已知穿过螺线管的磁通量Φ与其电流i成正比，且断开开关后小灯泡持续发光的能量来源于线圈储存的磁场能，假设线圈中储存的磁场能E0全部转化为电路中的电能。请在图丙中作出Φ-i图像_______并推证_______（式中I0为开关闭合时线圈中的稳定电流值）。 【答案】 ①. 向左 ②. 变长 ③. E1=E2 ④. R1>R2 ⑤. ⑥. 见解析 【解析】 【详解】(1)[1]断开开关，线圈中的电流减小，在线圈中产生自感电动势，线圈相当于电源，由楞次定律可知，正极在线圈的右边，线圈与灯泡组成回路，则灯泡中的电流方向向左。 [2]若在线圈中插入铁芯后，断开开关，线圈中的自感电动势更大，阻碍作用更大，灯泡上电流持续的时间变长。 (2)[3]断开开关，线圈中的电流减小，在线圈中产生自感电动势阻碍电流从开关闭合时线圈中的电流开始减小，由图乙可知，开始的电流相等，则说明电动势相等，即 [4]由图乙可知，①图线中电流变化更快，说明阻碍作用更大，则灯泡电阻更大，即 (3)[5]穿过螺线管的磁通量Φ与其电流i成正比，如图 (3)[6]由题意可知磁场能E0应等于电路中电流所做的功W。设线圈匝数为n，在极短时间内电流做功 即 由题意可知磁通量正比于电流，即，断开开关瞬间线圈、灯泡回路中流过的电流初值为I0，此时线圈中的磁通量为 则 式中为图中阴影面积，即 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$