精品解析：2025届山东省青岛市高三上学期部分学生调研检测物理试卷

青岛市2025年高三年级部分学生调研检测 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 图甲为a、b两名运动员4×100m接力赛交接棒的情景。某次比赛时在直道接力区域完成交接棒过程中，a、b两运动员运动的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. a为接棒运动员，b为交棒运动员 B. 0-t1时间内，a和b二者间距离越来越大 C. 由图乙可知，两运动员在t1时刻完成交接棒 D. 交接棒时的速度越大，因交接棒对比赛成绩的影响越小 2. 人体血管状况及血液流速能反映出身体健康状态，为了研究这一课题，我们做如下的简化和假设：如图所示，某段血管内径为d，血流速度方向水平向右，血液中含有大量的正负离子，血管处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，M、N是血管上侧和下侧对称的两个位置。血液流量Q保持不变，下列说法正确的是（　　） A. M点电势高于N点电势 B. 血液流速大小 C. M、N两点间的电势差 D. 当血液中粒子浓度升高时，M、N两点间的电势差变大 3. 如图所示，内阻可忽略的发电机给理想变压器供电，副线圈连接定值电阻R，发电机产生正弦式交变电流。理想交流电流表A和电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。当发电机线圈的转速变为原来的时，下列说法正确的是（　　） A. R消耗的功率变为 B. 电压表V的读数变为 C. 电流表A的读数变为2I D. 通过R的交变电流频率不变 4. 如图所示，质量为M的物块置于粗糙水平地面上，质量为m的小球用细线拴接在物块的顶端，对小球施加水平外力F，平衡时细线与竖直方向间的夹角。现保持外力F与细线间的夹角不变，缓慢改变外力F的大小，使细线沿逆时针方向缓慢转动，直到细线到达水平位置，整个过程中物块始终静止不动。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 外力F先增大后减小 B. 细线上的拉力FT一直增大 C. 物块受到的摩擦力最大值为 D. 外力F的最大值与细线拉力FT的最大值之比为 5. 如图所示，一正四面体置于匀强电场中，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，正四面体的棱长L=0.5m，E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，电势分别为2V、4V、2V、6V。下列说法正确的是（　　） A. A点电势为0 B. 电场强度大小为8V/m C. BCD所在平面为等势面 D. 将一电子从A点移到C点，电势能增加8eV 6. 菲涅耳双面镜干涉实验装置如图所示，将两块平面镜M1、M2边缘对齐并处于同一平面内，然后绕O点各转过微小角度，图中D为遮光板。用位于两平面镜夹角平分线上的单色光源S照射，在光屏上出现了干涉条纹，光屏与角平分线垂直。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大S到O点的距离，屏上相邻两条亮条纹间距增大 B. 仅换用频率更小的光源，屏上相邻两条亮条纹间距减小 C. 仅减小转过角度，屏上相邻两条亮条纹间距增大 D. 光屏上有光照射到的区域都会出现明暗相间的干涉条纹 7. 曲线某点的曲率圆是指在该点与曲线凹侧相切具有相同弯曲程度的圆。当物体做曲线运动时，每一点的运动都可以看作绕着该点曲率圆圆心的圆周运动。如图，一个做平抛运动的物体，抛出点轨迹曲率圆半径为，当物体到达位置P时，速度方向偏转了，轨迹在该点的曲率圆半径为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，正方形ABCD被对角线分割成四个区域，左右两个三角形内分别有垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小相等。金属环初始位置与下方三角形内切，一个四角带有圆弧的绝缘轨道，其直边与正方形重合，圆弧半径均与金属环半径相等。让该金属环沿绝缘轨道内侧以恒定速率逆时针运动一周，规定逆时针方向为电流正方向，关于环内电流随时间变化关系，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 我国计划完成下一代北斗系统关键技术攻关，形成由地球同步卫星和中轨道卫星组成的星座体系。如图甲所示，同步卫星和中轨道卫星在同一平面内环绕地球同向做匀速圆周运动。两卫星之间距离随时间变化关系如图乙所示。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，不考虑卫星间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 与的轨道半径之比为 B. 与的线速度之比为 C. 图乙中的值为 D. 卫星所在处的重力加速度大小为 10. 如图所示，长度为的轻杆上固定质量均为的3个小球，1、2球将杆三等分，轻杆一端通过转轴与点链接。让轻杆由水平位置自由释放，忽略一切阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 摆至竖直位置时，小球1和2的动能之比为 B. 摆至竖直位置时，球的角速度为 C. 摆至竖直位置过程中，轻杆对小球2做功为0 D. 摆至竖直位置过程中，轻杆对小球3做功为 11. 如图甲所示，t=0时刻，位于x=1m处的波源S从平衡位置开始向下运动，形成一列向左传播的简谐横波。t=5s时，该波传播到原点O，区间内某质点A在0~5s的振动图像如图乙所示，y轴处放置一个竖直反射面，该波传播到y轴即被反射，反射前后波发生了π大小的相位突变，反射后两列波相遇发生干涉。x=0.2m处为振动减弱点。下列说法正确的是（　　） A. 该波波长 B. A点的平衡位置坐标为 C. 在区间内共有5个振动加强点 D. 当该波传播到原点时，波源经过平衡位置向下运动 12. 如图所示，足够长光滑平行金属导轨水平固定，导轨间距，导轨右端接有直流电源和开关S，电源电动势，内阻。与导轨垂直的边界右侧空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。质量、电阻的金属棒垂直导轨置于MN右侧导轨上某一位置。表面涂有绝缘层的矩形线框置于导轨上，MN左侧，线框边长，边长，电阻，质量与金属棒相同。不可伸长的轻质绝缘细线两端分别与金属框长边中点和金属杆中点拴接。断开开关S，让线框和金属棒以的共同速度向右匀速运动，此时细线刚好伸直。当线框全部进入磁场区域后闭合开关S，一段时间后金属棒速度减为零。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻忽略不计，线框与金属棒没有发生碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 线框cd边刚进入磁场瞬间细线上的拉力大小为 B. 线框刚好全部进入磁场区域时速度大小为 C. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中，棒上产生的焦耳热为 D. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中，棒上产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某班级用如图甲所示气垫导轨探究两滑块碰撞的规律，导轨两端装有位移传感器（图中未画出），滑块a、b的质量分别为0.1kg和0.3kg。 （1）第一小组同学的实验操作和数据处理如下：打开气泵，接通气源，调节气垫导轨下面的螺钉，当滑块放在气垫导轨上任一处时均能处于__________，则气垫导轨水平；让a获得初速度后与静止的b发生碰撞，规定a碰前速度方向为正方向，根据传感器记录数据，得到它们在碰撞前后的位移x与时间t关系图像如图乙所示，碰撞前a的速度为____m/s，碰撞后瞬间b的动量大小为_____kg·m/s；（结果保留两位有效数字） （2）第二小组同学在实验中发现，滑块a和b碰后的总动量总比碰撞前总动量略大，你认为造成这一结果的原因是______________________ 14. 某同学要精确测量某定值电阻的阻值，并验证电源的输出功率随外电阻变化的规律，现备有下列器材： 待测电阻Rx（阻值约5Ω） 电池组（电动势约3V，内阻约0.5Ω，允许通过最大电流为0.6A） 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω） 滑动变阻器R2（最大阻值为200Ω） 电流表A（量程0.6A，内阻为1Ω） 电压表V（量程3V，内阻约2000Ω） 开关一个，导线若干。 （1）该同学测量定值电阻的阻值时，已完成部分电路连接，请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图连接完整_________； （2）实验中滑动变阻器应该选择__________（选填“R1”或“R2”）； （3）该同学设计了如图乙所示电路，验证电源输出功率随外电阻变化的规律，描点连线得到如图丙所示的P-R图像，显示电源输出功率随外电阻的增大而单调减小，其原因是__________。 （4）前面该同学通过实验测得Rx4.5Ω。为完整描绘出P-R图像，该同学设计如图丁所示实验电路，连接好仪器进行实验，将滑动变阻器消耗的功率视为等效电源的输出功率，获取数据描点连线得到P-R图像如图戊所示。根据图戊，电池组电动势E_________V，内阻r_____________Ω。 15. 如图所示为水平放置的玻璃砖，其纵切面ABCD为直角梯形，AB边与AD边间夹角，横截面CDGH为边长为L的正方形。一束宽度为L、高度为的平行单色光，平行于玻璃砖的棱BC射向玻璃砖的左端面，光束上表面与平面BCFH共面，光束前侧面下边缘光线从AB边中点O射入玻璃砖，折射后射到AD边上的E点，BE与AD边垂直。已知BC边的长度为，光在真空中的传播速度为c，不考虑在截面CDGH上的反射光线，求： （1）该单色光在玻璃砖中的传播速度v； （2）截面CDGH上有光射出区域面积S。 16. 如图所示，一同学在地面上将一可视为质点的小球以初速度抛出，方向与水平方向间夹角，之后球与斜墙相碰，撞击点与抛出点间的水平距离，碰撞后水平方向速度减为零，竖直方向速度变化量与水平方向速度变化量大小之比为，球与墙的撞击时间很短，重力加速度，忽略空气阻力。求： （1）球与墙的撞击点离地面的高度； （2）球与墙撞击后离地面的最大高度。 17. 如图所示，半径的圆形有界磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向外。右侧有一高、宽的长方形有界区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，、所在直线分别与圆相切于、两点，、、三点共线，。位于处的粒子源向圆内各个方向均匀发射速率相等的粒子，粒子经过磁场偏转后射出磁场，垂直边界进入区域。已知粒子比荷，不计粒子重力，不考虑有界场的边界效应。 （1）求粒子源发射的粒子速度大小； （2）若使粒子源发射的粒子有从边界射出，求在区域内所加匀强磁场磁感应强度的大小； （3）在（2）情景下，再在区域内施加与平行向左的匀强电场，从点进入磁场的粒子恰好不从边界射出区域，求匀强电场大小。 18. 如图所示，竖直平面内有一半径R=1.5m的光滑圆弧轨道AB，圆弧轨道的圆心角θ=53°，B点位于圆心O的正下方。圆弧轨道右边光滑的水平地面上依次排列三个等高的板块C、D、E，三板块的上表面都与B点平齐。质量m=1kg的小物体从P点以某一初速度v0水平抛出，在PA间运动时受到竖直向上的外力F=3vy，物体刚好从A点切入圆弧轨道，vy为物体竖直方向的分速度大小，物体到达B点时的速度大小vB=4m/s，然后依次滑上板块C、D、E。已知板块C、D、E的质量分别为M1=1kg，M2=0.4kg，M3=0.6kg，长度均为L=1m，PA间的高度差h=0.8m，物体与板块C、D、E间的动摩擦因数分别为μ1=0.5，μ2=0.021，μ3=0.05+0.4x，x为物体距板块E左端的距离，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，物体可视为质点，忽略空气阻力。 （1）求物体从P点抛出的初速度大小v0； （2）求物体从P运动到A所用的时间t； （3）求物体离开板块D时的速度大小vD； （4）判断物体是否能从板块E右端滑落，若能，求物体滑下时相对板块E的速度大小；若不能，求物体相对板块E静止时距板块E右端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛市2025年高三年级部分学生调研检测 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 图甲为a、b两名运动员4×100m接力赛交接棒的情景。某次比赛时在直道接力区域完成交接棒过程中，a、b两运动员运动的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. a为接棒运动员，b为交棒运动员 B. 0-t1时间内，a和b二者间距离越来越大 C. 由图乙可知，两运动员在t1时刻完成交接棒 D. 交接棒时的速度越大，因交接棒对比赛成绩的影响越小 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．由图乙可知，交接棒过程中，接棒运动员在前，从静止开始向前加速运动，交棒运动员在后，开始时交棒运动员速度大于接棒运动员速度，二者之间的距离越来越小，当二者速度相等时，二者距离达到最小，即t1时刻完成交接棒动作。交接棒完成后，接棒运动员继续加速直到达到最大速度，交棒运动员继续减速直到停下，综上分析，a为交棒运动员，b为接棒运动员，故A错误，C正确； B．根据上述可知，0~t1过程中，b在前，a在后，二者距离越来越小，故B错误； D．交接棒时的速度越大，移动相同位移所需时间越短，因交接棒而损失的时间越少，对比赛成绩的影响越小，故D正确。 故选CD。 2. 人体血管状况及血液流速能反映出身体健康状态，为了研究这一课题，我们做如下的简化和假设：如图所示，某段血管内径为d，血流速度方向水平向右，血液中含有大量的正负离子，血管处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，M、N是血管上侧和下侧对称的两个位置。血液流量Q保持不变，下列说法正确的是（　　） A. M点电势高于N点电势 B 血液流速大小 C. M、N两点间的电势差 D. 当血液中粒子浓度升高时，M、N两点间的电势差变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知负电荷向上偏，故M点电势低于N点电势，故A错误； B．由题可得，血液流量 解得 故B错误； C．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，则有 解得 故C正确； D．根据 可知M、N两点间的电势差U与血液中粒子的浓度无关，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，内阻可忽略的发电机给理想变压器供电，副线圈连接定值电阻R，发电机产生正弦式交变电流。理想交流电流表A和电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。当发电机线圈的转速变为原来的时，下列说法正确的是（　　） A. R消耗的功率变为 B. 电压表V的读数变为 C. 电流表A的读数变为2I D. 通过R的交变电流频率不变 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．变压器不改变交流电的频率，通过R的交变电流频率与交流电源的频率相同，若发电机线圈的转速变为原来的，由交流发电机的原理可知，电动势的最大值为 由此可知，发电机最大电动势变为原来的，则电压的有效值变为原来的，根据原副线圈电压与匝数的关系可知，电压表V的读数变为原来的，即电压表的读数变为，则副线圈中的电流变为原来的，根据原副线圈电流与匝数的关系可知，原线圈中电流变为原来的，即电流表A的读数变为，R消耗的功率变为，故AC错误，B正确； D．发电机线圈的转速变为原来的，则通过R的交变电流频率变为原来的，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，质量为M的物块置于粗糙水平地面上，质量为m的小球用细线拴接在物块的顶端，对小球施加水平外力F，平衡时细线与竖直方向间的夹角。现保持外力F与细线间的夹角不变，缓慢改变外力F的大小，使细线沿逆时针方向缓慢转动，直到细线到达水平位置，整个过程中物块始终静止不动。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 外力F先增大后减小 B. 细线上的拉力FT一直增大 C. 物块受到的摩擦力最大值为 D. 外力F的最大值与细线拉力FT的最大值之比为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．平衡时细线与竖直方向间的夹角，则此时外力F与细线间的夹角为；保持外力F与细线间的夹角不变，缓慢改变外力F的大小，使细线沿逆时针方向缓慢转动，直到细线到达水平位置；以小球为对象，根据三角形定则，其受力如图所示 由图可知，外力F一直增大，细线上的拉力FT一直减小，故AB错误； C．以物块和小球为整体，根据平衡条件可知，物块受到的摩擦力大小等于外力F的水平分力；由小球的受力矢量图可知，在2位置，外力F的水平分力最大，根据图中几何关系可知，物块受到的摩擦力最大值为 故C正确； D．由小球的受力矢量图可知，在3位置，外力F的最大值为 在1位置，细线拉力FT的最大值 则外力F的最大值与细线拉力FT的最大值之比为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一正四面体置于匀强电场中，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，正四面体的棱长L=0.5m，E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，电势分别为2V、4V、2V、6V。下列说法正确的是（　　） A. A点电势为0 B. 电场强度大小为8V/m C. BCD所在的平面为等势面 D. 将一电子从A点移到C点，电势能增加8eV 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由于E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，则，，， 联立解得，，， 由此可知，BDF所在的平面为等势面，故A正确，C错误； D．将一电子从A点移到C点，电势升高8V，则电势能减小8eV，故D错误； B．电场强度大小为 故B错误。 故选A。 6. 菲涅耳双面镜干涉实验装置如图所示，将两块平面镜M1、M2边缘对齐并处于同一平面内，然后绕O点各转过微小角度，图中D为遮光板。用位于两平面镜夹角平分线上的单色光源S照射，在光屏上出现了干涉条纹，光屏与角平分线垂直。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大S到O点的距离，屏上相邻两条亮条纹间距增大 B. 仅换用频率更小的光源，屏上相邻两条亮条纹间距减小 C. 仅减小转过的角度，屏上相邻两条亮条纹间距增大 D. 光屏上有光照射到区域都会出现明暗相间的干涉条纹 【答案】C 【解析】 【详解】A．光源S在两平面镜中的像可以等效为杨氏双缝干涉实验中的双缝，令光源S到光屏的间距为，两虚像之间的间距为，S到O点的距离为，根据几何关系有 、连线到到光屏间距为 对比双缝干涉公式，则屏上相邻两条亮条纹间距 若仅增大S到O点的距离，可知，屏上相邻两条亮条纹间距减小，故A错误； B．仅换用频率更小的光源，根据 可知，波长增大，结合上述可知屏上相邻两条亮条纹间距变大，故B错误； C．根据题意可知，为一个微小的角，即仍然为锐角，若仅减小转过的角度，结合上述可知，屏上相邻两条亮条纹间距增大，故C正确； D．根据图示可知，在经过两平面镜反射后的光在光屏上重叠区域才能够出现明暗相间的干涉条纹，该区域比光屏上有光照射到的区域要小，在重叠区域之外有光照射的区域可以等效为只有一个虚像光源发出的光到达，在该区域不能够出现明暗相间的干涉条纹，故D错误。 故选C。 7. 曲线某点的曲率圆是指在该点与曲线凹侧相切具有相同弯曲程度的圆。当物体做曲线运动时，每一点的运动都可以看作绕着该点曲率圆圆心的圆周运动。如图，一个做平抛运动的物体，抛出点轨迹曲率圆半径为，当物体到达位置P时，速度方向偏转了，轨迹在该点的曲率圆半径为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】抛出点重力刚好与初速度垂直，则有 设物体到达位置P时的速度为，则有 在位置P，根据牛顿第二定律可得 联立解得轨迹在P点的曲率圆半径为 故选B。 8. 如图所示，正方形ABCD被对角线分割成四个区域，左右两个三角形内分别有垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小相等。金属环初始位置与下方三角形内切，一个四角带有圆弧的绝缘轨道，其直边与正方形重合，圆弧半径均与金属环半径相等。让该金属环沿绝缘轨道内侧以恒定速率逆时针运动一周，规定逆时针方向为电流正方向，关于环内电流随时间变化关系，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据楞次定律可知，线圈由图示位置开始逆时针匀速滚动时，线圈内垂直于纸面向里的磁通量增大，产生垂直于纸面向外的感应磁场，根据右手螺旋定则可知，线圈将产生逆时针方向的磁场，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈内将产生正弦式的周期性变化的磁场，即0~，电流逆时针方向，~，电流顺时针方向，~，电流顺时针方向，~T，电流逆时针方向。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 我国计划完成下一代北斗系统关键技术攻关，形成由地球同步卫星和中轨道卫星组成的星座体系。如图甲所示，同步卫星和中轨道卫星在同一平面内环绕地球同向做匀速圆周运动。两卫星之间距离随时间变化关系如图乙所示。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，不考虑卫星间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 与的轨道半径之比为 B. 与的线速度之比为 C. 图乙中的值为 D. 卫星所在处的重力加速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可以知道a、b两卫星的最近距离为4.95R，最远距离为8.25R，设a、b的半径为ra、rb，则两者关系满足ra+rb=8.25R，ra+rb=4.95R 解得ra=6.6R，rb=1.65R 故ra:rb=4:1 故A错误； B．由万有引力提供向心力 解得 联立半径比例关系可得va:vb=1:2 故B正确； C．又由开普勒第三定律 得 根据圆周运动关系可得 代入Ta=24h，解得 故C正确； D．在地球表面有 b卫星加速度满足 故 故D错误。 故选BC。 【点睛】本题综合运用了万有引力定律、圆周运动知识，以及地球同步卫星的特点。 解题关键是通过分析卫星间距离求轨道半径关系，从而可以得出线速度关系、周期关系、加速度关系，再结合同步卫星周期以及圆周运动知识求出时间。体现了从物理模型到数学关系推导的思维过程。 10. 如图所示，长度为的轻杆上固定质量均为的3个小球，1、2球将杆三等分，轻杆一端通过转轴与点链接。让轻杆由水平位置自由释放，忽略一切阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 摆至竖直位置时，小球1和2的动能之比为 B. 摆至竖直位置时，球的角速度为 C. 摆至竖直位置过程中，轻杆对小球2做功为0 D. 摆至竖直位置过程中，轻杆对小球3做功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于3个球在同一杆上，三个球角速度相等，根据题意可知三个球半径之比为 由可得 由可得，摆至竖直位置时，小球1和2的动能之比为 故A正确； B．从起始位置摆至竖直位置过程中，机械能守恒，有 又有 联立解得 故B错误； CD．从起始位置摆至竖直位置过程中，对小球2、3，分别由动能定理得， 又有， 联立解得， 故C错误、D正确。 故选AD。 11. 如图甲所示，t=0时刻，位于x=1m处的波源S从平衡位置开始向下运动，形成一列向左传播的简谐横波。t=5s时，该波传播到原点O，区间内某质点A在0~5s的振动图像如图乙所示，y轴处放置一个竖直反射面，该波传播到y轴即被反射，反射前后波发生了π大小的相位突变，反射后两列波相遇发生干涉。x=0.2m处为振动减弱点。下列说法正确的是（　　） A. 该波波长 B. A点的平衡位置坐标为 C. 在区间内共有5个振动加强点 D. 当该波传播到原点时，波源经过平衡位置向下运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，波速为 由图可知，周期为2s，所以 故A错误； B．由图可知，质点A经过2s开始振动，即该质点的平衡位置距离波源为0.4m，则A点的平衡位置坐标为 故B正确； C．由于波传播到y轴即被反射，反射前后波发生了π大小的相位突变，即两列发生干涉的波振动步调相同，若振动加强，需满足 解得n=-2，-1，0，1，2 即在区间内共有5个振动加强点，故C正确； D．当该波传播到原点时，需要5s，即2.5T，所以波源经过平衡位置向上运动，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，足够长光滑平行金属导轨水平固定，导轨间距，导轨右端接有直流电源和开关S，电源电动势，内阻。与导轨垂直的边界右侧空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。质量、电阻的金属棒垂直导轨置于MN右侧导轨上某一位置。表面涂有绝缘层的矩形线框置于导轨上，MN左侧，线框边长，边长，电阻，质量与金属棒相同。不可伸长的轻质绝缘细线两端分别与金属框长边中点和金属杆中点拴接。断开开关S，让线框和金属棒以的共同速度向右匀速运动，此时细线刚好伸直。当线框全部进入磁场区域后闭合开关S，一段时间后金属棒速度减为零。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻忽略不计，线框与金属棒没有发生碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 线框cd边刚进入磁场瞬间细线上的拉力大小为 B. 线框刚好全部进入磁场区域时的速度大小为 C. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中，棒上产生的焦耳热为 D. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中，棒上产生的焦耳热为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．线框cd边刚进入磁场时，线框产生的感应电动势 线框中的感应电流 解得 对线框进行分析，根据牛顿第二定律有 对金属棒进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．令框cd边刚进入磁场到线框刚好全部进入磁场区域经历时间，根据动量定理有 感应电流的平均值 其中 解得 故B正确； CD．闭合开关S后，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，金属棒在安培力作用下减速，线框向右匀速运动，细线随后处于松弛状态，则闭合开关S到金属棒速度减为零过程中，根据动量定理有 流经金属棒的电量 根据能量守恒有 则棒上产生的焦耳热为 故CD错误。 故选AB。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某班级用如图甲所示气垫导轨探究两滑块碰撞的规律，导轨两端装有位移传感器（图中未画出），滑块a、b的质量分别为0.1kg和0.3kg。 （1）第一小组同学的实验操作和数据处理如下：打开气泵，接通气源，调节气垫导轨下面的螺钉，当滑块放在气垫导轨上任一处时均能处于__________，则气垫导轨水平；让a获得初速度后与静止的b发生碰撞，规定a碰前速度方向为正方向，根据传感器记录数据，得到它们在碰撞前后的位移x与时间t关系图像如图乙所示，碰撞前a的速度为____m/s，碰撞后瞬间b的动量大小为_____kg·m/s；（结果保留两位有效数字） （2）第二小组同学在实验中发现，滑块a和b碰后的总动量总比碰撞前总动量略大，你认为造成这一结果的原因是______________________ 【答案】（1） ①. 静止状态 ②. 2.5 ③. 0.30 （2）导轨右端低左端高 【解析】 【小问1详解】 [1]当滑块放在气垫导轨上任一处时均能处于静止状态，则气垫导轨水平； [2]根据位移x与时间t关系图像，可知碰撞前a的速度为 [3]碰撞后瞬间b的速度 则b的动量大小为 【小问2详解】 碰撞后系统总动量总是大于碰撞前系统总动量，说明碰撞后滑块b速度比正常值偏大，滑块a碰撞后返回，速度比正常值偏小，导致这一结果的原因是气垫导轨不水平，导轨右端低左端高。 14. 某同学要精确测量某定值电阻的阻值，并验证电源的输出功率随外电阻变化的规律，现备有下列器材： 待测电阻Rx（阻值约5Ω） 电池组（电动势约3V，内阻约0.5Ω，允许通过最大电流为0.6A） 滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω） 滑动变阻器R2（最大阻值为200Ω） 电流表A（量程0.6A，内阻为1Ω） 电压表V（量程3V，内阻约2000Ω） 开关一个，导线若干。 （1）该同学测量定值电阻的阻值时，已完成部分电路连接，请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图连接完整_________； （2）实验中滑动变阻器应该选择__________（选填“R1”或“R2”）； （3）该同学设计了如图乙所示电路，验证电源输出功率随外电阻变化的规律，描点连线得到如图丙所示的P-R图像，显示电源输出功率随外电阻的增大而单调减小，其原因是__________。 （4）前面该同学通过实验测得Rx4.5Ω。为完整描绘出P-R图像，该同学设计如图丁所示实验电路，连接好仪器进行实验，将滑动变阻器消耗的功率视为等效电源的输出功率，获取数据描点连线得到P-R图像如图戊所示。根据图戊，电池组电动势E_________V，内阻r_____________Ω。 【答案】（1） （2）R1 （3）所选取的外电阻取值范围较小，只包含大于电源内阻的部分 （4） ①. 3.0##3 ②. 0.5 【解析】 【小问1详解】 [1]根据实验要求，本实验采用伏安法测电阻，由于待测电阻阻值较小，约5Ω，电流表内阻已知，则采用内接法可减小测量误差，滑动变阻器采用限流接法即可（电源电动势约3V，待测电阻5Ω左右，即使滑动变阻器阻值全都不接入电路，电流也不会超过电流表量程），实物图连接如下 【小问2详解】 [1]对于限流接法，为了能在较大范围内调节待测电阻两端的电压，滑动变阻器的最大阻值一般不宜比待测电阻大太多，否则调节起来不方便，电压变化范围太窄，所以实验中滑动变阻器应该选择R1。 【小问3详解】 [1]根据电源输出功率的计算公式 （其中E为电源电动势，R为外电阻，r为电源内阻），对应图线为 知电源输出功率随外电阻的变化不是单调变化的，而是当外电阻R等于电源内阻r时，电源输出功率有最大值。图丙中显示电源输出功率随外电阻的增大而单调减小，其原因是：实验中所选取的外电阻，没有涵盖到能体现出输出功率先增大后减小的完整区间，只处于输出功率随外电阻增大而减小的那一段变化区间内。 【小问4详解】 [1][2]根据（3）问的分析知当外电阻等于等效电源内阻时，电源输出功率有最大值，据图分析知 解得 根据 解得 15. 如图所示为水平放置的玻璃砖，其纵切面ABCD为直角梯形，AB边与AD边间夹角，横截面CDGH为边长为L的正方形。一束宽度为L、高度为的平行单色光，平行于玻璃砖的棱BC射向玻璃砖的左端面，光束上表面与平面BCFH共面，光束前侧面下边缘光线从AB边中点O射入玻璃砖，折射后射到AD边上的E点，BE与AD边垂直。已知BC边的长度为，光在真空中的传播速度为c，不考虑在截面CDGH上的反射光线，求： （1）该单色光在玻璃砖中的传播速度v； （2）截面CDGH上有光射出区域的面积S。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 最下边缘光线的传播光路如图甲所示， 由几何知识得光线的入射角和折射角分别为， 玻璃砖的折射率为 该单色光在玻璃砖中的传播速度 【小问2详解】 光线折射进入玻璃砖后，在上、下表面发生全反射的临界角为，则 由几何知识得光线在上、下表面的入射角均为 故光线在上、下表面均发生全反射，光线最终在横截面CDGH出射，光路如图乙所示 最终有光射出的区域为CQ间的部分，设其长度为x，由几何知识得 有光射出的区域的面积为 16. 如图所示，一同学在地面上将一可视为质点的小球以初速度抛出，方向与水平方向间夹角，之后球与斜墙相碰，撞击点与抛出点间的水平距离，碰撞后水平方向速度减为零，竖直方向速度变化量与水平方向速度变化量大小之比为，球与墙的撞击时间很短，重力加速度，忽略空气阻力。求： （1）球与墙的撞击点离地面的高度； （2）球与墙撞击后离地面的最大高度。 【答案】（1）0.25m （2）0.30m 【解析】 【小问1详解】 由斜抛运动知识可得，水平方向做匀速直线运动，则有 竖直方向有，球与墙的撞击点离地面的高度为 联立可得 【小问2详解】 球与墙的撞击时竖直方向速度为 方向竖直向下，由于竖直方向速度变化量与水平方向速度变化量大小之比为，故 解得 故小球继续向上运动的高度为 所以球与墙撞击后离地面的最大高度为 17. 如图所示，半径的圆形有界磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向外。右侧有一高、宽的长方形有界区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，、所在直线分别与圆相切于、两点，、、三点共线，。位于处的粒子源向圆内各个方向均匀发射速率相等的粒子，粒子经过磁场偏转后射出磁场，垂直边界进入区域。已知粒子比荷，不计粒子重力，不考虑有界场的边界效应。 （1）求粒子源发射的粒子速度大小； （2）若使粒子源发射的粒子有从边界射出，求在区域内所加匀强磁场磁感应强度的大小； （3）在（2）情景下，再在区域内施加与平行向左的匀强电场，从点进入磁场的粒子恰好不从边界射出区域，求匀强电场大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 通过几何关系可知粒子在圆形有界磁场中做圆周运动时的半径 由洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 若使粒子源发射的粒子有从边界射出，则有120°角范围内的粒子能从NQ射出，轨迹如图所示 由几何关系 根据几何关系可得粒子运动半径 解得半径 由 解得 【小问3详解】 如图所示 把初速度分解为竖直向下的和 令 所以把粒子在电场、磁场中的运动分解为匀速直线运动和匀速圆周运动 圆周运动的半径 几何关系有 解得 18. 如图所示，竖直平面内有一半径R=1.5m的光滑圆弧轨道AB，圆弧轨道的圆心角θ=53°，B点位于圆心O的正下方。圆弧轨道右边光滑的水平地面上依次排列三个等高的板块C、D、E，三板块的上表面都与B点平齐。质量m=1kg的小物体从P点以某一初速度v0水平抛出，在PA间运动时受到竖直向上的外力F=3vy，物体刚好从A点切入圆弧轨道，vy为物体竖直方向的分速度大小，物体到达B点时的速度大小vB=4m/s，然后依次滑上板块C、D、E。已知板块C、D、E的质量分别为M1=1kg，M2=0.4kg，M3=0.6kg，长度均为L=1m，PA间的高度差h=0.8m，物体与板块C、D、E间的动摩擦因数分别为μ1=0.5，μ2=0.021，μ3=0.05+0.4x，x为物体距板块E左端的距离，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，物体可视为质点，忽略空气阻力。 （1）求物体从P点抛出的初速度大小v0； （2）求物体从P运动到A所用的时间t； （3）求物体离开板块D时的速度大小vD； （4）判断物体是否能从板块E右端滑落，若能，求物体滑下时相对板块E的速度大小；若不能，求物体相对板块E静止时距板块E右端的距离。 【答案】（1）1.2m/s （2）0.4s （3）1.7m/s （4）不能，0.95m 【解析】 【小问1详解】 物体从A点运动到B点，根据动能定理可得 代入数据解得 所以 【小问2详解】 在A点竖直方向的速度大小为 从P到A，竖直方向运用动量定理可得， 联立可得 【小问3详解】 设物体离开板块C时的速度大小为vC，则，， 联立可得， 物体滑上板块D的过程中有，， 联立解得， 【小问4详解】 假设物体不能从板块E右端滑落，则，， 联立可得， 由此可知，假设成立，所以物体相对板块E静止时距板块E右端的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $