精品解析：2025届河北省沧州市沧县中学高三下学期模拟预测物理试题

2025年普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。 4.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. 在未来能源探索里，核聚变将引领科技变革。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变，反应方程为，其中氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。已知1u对应931.5MeV的能量，则该聚变反应中释放的核能约为（　　） A. 31.5MeV B. 8.28MeV C. 5.32MeV D. 3.26MeV 2. 如图所示，轻绳的一端固定于P点，经过一个光滑的定滑轮O，另一端栓接质量为m的物块A。用一个轻质且光滑的挂钩将另一个质量也为m的物块B挂在绳OP之间，当物块B达到平衡态时，挂钩的悬挂点Q和P点连线与水平方向的夹角为，则等于（　　） A. B. C. D. 3. 图甲为“雪地转转”游戏，游戏时细转轴带动中心轮盘转动，中心轮盘通过轻绳牵引带动橡胶圈在水平面内做圆周运动，游客在橡胶圈中乘坐体验游戏带来的快乐。游戏装置可简化为如图乙所示，橡胶圈和游客可视为质点，牵引某橡胶圈的轻绳为AO。若橡胶圈做圆周运动的过程中半径始终不变，则关于橡胶圈及游客整体下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动时，受到沿轨迹切线方向的滑动摩擦力和指向圆心方向的静摩擦力 B. 做匀速圆周运动时，轻绳AO的延长线与转轴相交 C. 角速度逐渐增大时，所受合力方向与其速度方向的夹角为锐角 D. 角速度逐渐增大时，细绳拉力方向与橡胶圈的速度方向相垂直 4. 在真空中孤立的带负电的点电荷形成的电场中有两点a和b。以下说法正确的是（　　） A. 如果a点的电场强度大，则a点的电势高 B. 如果b点的电势低，则b点的电场强度大 C. 如果a点的电场强度大，则把负试探电荷从a点移到b点的过程中电场力做负功 D. 如果a点的电势低，则正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 5. 拔罐疗法是中医的一种传统疗法。如图所示，利用抽气装置将罐内部分气体抽出，导致罐内压强减小，从而使拔罐吸附在人体穴位上。若罐体的容积为，抽气装置的容积为，某次拔罐时，抽取了2次气体，若忽略皮肤鼓起对罐内容积的影响，设罐内气体温度不变，则抽气后罐内压强为抽气前压强的（　　） A. B. C. D. 6. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（　　） A. 时，质点Q的加速度达到负向最大 B. 时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C. 从到，该波沿x轴正方向传播了6m D. 从到，质点P通过的路程为30cm 7. 如图甲所示，两个质量均为m、厚度均为d、高度均为h的木板A、B静止放置在光滑水平面上，质量为m的子弹（体积忽略）以一定初速度打入木板A，子弹恰好未离开木板B且A、B两木板恰好没有发生碰撞。现把A、B两块木板绑在一起横放（如图乙所示），子弹再次以同样的初速度打入木板A，子弹也恰好未离开木板。设子弹在木板中受到的阻力恒定，忽略空气阻力和重力引起的竖直方向的运动，则等于（　　） 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2024年10月30日，神舟十九号发射成功。如图所示，神舟十九号载人飞船先进入椭圆轨道II，某次通过A点时启动发动机，使其进入圆形轨道I，两轨道相切于A点。地球质量为M，神舟十九号质量为m（认为不变），引力常量为G。规定距离地球无限远点为零势能点，飞船与地球之间的引力势能可表示为，其中r为飞船到地心之间的距离。已知A、B两点到地心距离分别为和，下列说法正确的是（　　） A. 神舟十九号在轨道Ⅱ上B点的动能等于 B. 神舟十九号在轨道Ⅱ上A点的动能小于 C. 神舟十九号在轨道Ⅱ上A点的机械能等于 D. 神舟十九号在轨道Ⅰ上A点的机械能等于 9. 某实验小组在实验室模拟真实发电、输电到用电的过程，电路图如图所示，交流发电机保持一定的角速度转动，发电机与升压变压器相连，升压变压器通过长金属线与降压变压器相连，用滑动变阻器模拟用户。已知变压器均为理想变压器，发电机线圈电阻和连接升压变压器与降压变压器之间的金属线电阻不可忽略，其余导线电阻可忽略。若用电器增多对应滑动变阻器阻值减小，下列说法正确的是（　　） A. 流过用电器的交流电的频率小于发电机产生交流电的频率 B. 用电器增多时降压变压器输出端减小 C. 用电器增多时电流表示数增大 D. 用电器增多时电流表示数可能减小 10. 如图所示的木板由倾角为的倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段小圆弧面相连接，在木板的中间有光滑浅槽轨道。现有N个质量均为m、直径均为d的均匀刚性小球，初始时用外力F作用在球1上，使N个小球均处于静止状态。撤掉外力，小球滑到水平轨道过程中，球1的中心下降高度为h。重力加速度为g，忽略一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 如果时，球2始终不对球1做功 B. 如果时，球3的机械能减少 C. 如果时，第6个小球机械能不变 D. 若第个小球机械能增加，则应满足 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 可见光的波长范围约为，分子直径约为。在中学实验室通过选用恰当的方法，可以测量这样的微小量。下列分别给出两种微小量的测量方法。 （1）通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 ①测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为__________mm。 ②下列可以增加目镜中观察到条纹个数的方法为__________。（多选） A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.使用间距更大的双缝 D.将实验中的紫光更换为红光 ③若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，假设某种单色光的条纹间距为，则该单色光的波长__________。 （2）用油膜法估测油酸分子的大小实验，将浓度为的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，测出一滴溶液的体积为，向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，如图丙所示，数出形成的油膜占据了115个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则估测出油酸分丙子的直径为__________m。（计算结果保留2位有效数字） 12. 工人操作机床工作时，稍有不慎就会伤及操作工人的手。某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示，光电二极管在有光照的时候二极管导通（电阻为0），没光照时，二极管截止（电阻无穷大）。K为电磁继电器的线圈，S为它的常开触点，通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D提供继电器自感电流释放的通路，从而保护其它元件。当三极管b、e之间电压大于0.7V时，c、e之间电阻可认为近似为零，当b、e之间电压小于0.7V时，c、e之间电阻可认为是无限大。无论b、e之间电压为多大，均可认为电流不会从b流向f。系统工作时，当工人不慎将手伸向危险区域时，由于遮挡光线，光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。 （1）该实验小组探究不同电压下二极管D的电阻变化规律，图乙为测量电路图，按图乙接好电路；滑动变阻器滑片先置于__________（填“a”或“b”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；根据实验数据得到如图丙所示曲线，从曲线可知，电压在范围内，二极管D的电阻随电压的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 （2）为了实现自动控制，请在图丁中用笔画线代替导线，把电磁继电器接入到图甲所示电路中的相应节点上，a、c、h、i对应节点已经在图丁中标出__________。 （3）已知定值电阻阻值为，则应选最大阻值为__________（填“”“”或“”）的滑动变阻器；控制电路和工作电路接通正常，没有遮挡，机床无法正常工作，应把__________（填“调大”或“调小”） 13. 如图所示，放置在水平面上的粗糙平行长直轨道处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，轨道宽为d；质量为m、长也为d、电阻为r的导体棒垂直静置于导轨上。当开关与1接通时，电源提供恒定电流I，导体棒自静止开始向右运动，运动t时间时，迅速把开关接通2，与定值电阻R接通，导体棒再运动kt（k为常数，已知）时间停止运动。导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，导轨足够长且电阻忽略不计。求： （1）开关接通2瞬间导体棒的速度大小； （2）假设开关刚接通2时，导体棒的速度大小为v（已知），求接通2后导体棒能继续运动的距离。 14. 如图所示，质量的长木板C置于水平桌面上，质量的滑块B（可视为质点）置于木板C的最左端，轻绳一端跨过定滑轮与质量的物块A连接，定滑轮和滑块B间轻绳水平。初始时在外力作用下A静止在距地面高度位置且AB间的轻绳自然伸直。已知B与C间的动摩擦因数，C与桌面间的动摩擦因数，A与地面碰撞后不反弹，C不会与滑轮相碰。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度g取。某时刻释放A。 （1）求A落地前瞬间B和C的速度大小； （2）为了使B不从C上滑落，求C的最小长度； （3）若C的右端恰运动到桌子右边缘，求初始时C的右端到桌子右边缘的距离。（结果均可用分数表示） 15. 如图所示，在坐标系的第一象限某圆形区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场（未画出），在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，第四象限存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场的电场强度大小也为E，方向沿y轴负方向，磁场的磁感应强度方向垂直坐标平面向里。一质量为m、电荷量为的粒子，从第三象限的A点，以沿x轴正方向的速度（未知）入射电场，经坐标原点O以速度进入第一象限；再经磁场偏转后最终以沿y轴负方向的速度自P点进入第四象限。已知第一和第四象限中磁场的磁感应强度大小均为，A点横、纵坐标之比为，粒子在第一象限和第三象限运动时无介质阻力，不计粒子自身重力。求： （1）粒子在A点的速率以及A点的坐标； （2）第一象限磁场的最小面积； （3）如果粒子在第四象限运动时，介质阻力与速度大小成正比，即，方向与速度方向相反。粒子在第四象限经过时间t开始匀速运动，匀速运动时的速度大小为，求k值及粒子在t时间内沿电场力方向的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。 4.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. 在未来能源探索里，核聚变将引领科技变革。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变，反应方程为，其中氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。已知1u对应931.5MeV的能量，则该聚变反应中释放的核能约为（　　） A. 31.5MeV B. 8.28MeV C. 5.32MeV D. 3.26MeV 【答案】D 【解析】 【详解】核反应前后质量亏损 根据质能方程有 解得 故选D。 2. 如图所示，轻绳的一端固定于P点，经过一个光滑的定滑轮O，另一端栓接质量为m的物块A。用一个轻质且光滑的挂钩将另一个质量也为m的物块B挂在绳OP之间，当物块B达到平衡态时，挂钩的悬挂点Q和P点连线与水平方向的夹角为，则等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对Q点受力分析如图所示，轻绳的张力为mg，物块B的重力也为mg，由矢量三角形知识可知PQ与QO之间的夹角为，故PQ与水平方向夹角为。 故选A。 3. 图甲为“雪地转转”游戏，游戏时细转轴带动中心轮盘转动，中心轮盘通过轻绳牵引带动橡胶圈在水平面内做圆周运动，游客在橡胶圈中乘坐体验游戏带来的快乐。游戏装置可简化为如图乙所示，橡胶圈和游客可视为质点，牵引某橡胶圈的轻绳为AO。若橡胶圈做圆周运动的过程中半径始终不变，则关于橡胶圈及游客整体下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动时，受到沿轨迹切线方向的滑动摩擦力和指向圆心方向的静摩擦力 B. 做匀速圆周运动时，轻绳AO的延长线与转轴相交 C. 角速度逐渐增大时，所受合力方向与其速度方向的夹角为锐角 D. 角速度逐渐增大时，细绳拉力方向与橡胶圈的速度方向相垂直 【答案】C 【解析】 【详解】A．同一个接触面只能有一个摩擦力，因此仅有滑动摩擦力，故A错误； B．绳子拉力的竖直分力与转轴平行，水平分力与摩擦力的合力提供向心力，因此绳子拉力的作用线与转轴无交点，故B错误； C．当角速度增大时，橡胶圈的线速度增大，因此橡胶圈所受合力沿切线方向的分力提供切线方向的加速度，指向圆心方向的分力提供向心力，因此橡胶圈所受合力方向与其速度方向的夹角为锐角，故C正确； D．当角速度增大时，细绳拉力在水平方向的分力与速度不垂直，所以细绳拉力与橡胶圈的速度方向不垂直，故D错误。 故选C。 4. 在真空中孤立的带负电的点电荷形成的电场中有两点a和b。以下说法正确的是（　　） A. 如果a点的电场强度大，则a点的电势高 B. 如果b点的电势低，则b点的电场强度大 C. 如果a点的电场强度大，则把负试探电荷从a点移到b点的过程中电场力做负功 D. 如果a点的电势低，则正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 【答案】B 【解析】 【详解】A．如果a点的电场强度大，根据点电荷场强公式，可知a点离场源点电荷更近，由于场源点电荷带负电，离场源负点电荷越近，电势越低，故A错误； B．如果b点的电势低，则b点离场源负点电荷更近，根据点电荷场强公式，可知b点的电场强度大，故B正确； C．如果a点的电场强度大，则a点电势低于b点电势，把负试探电荷从a点移到b点的过程中，则有 可知电场力做正功，故C错误； D．如果a点的电势低，根据可知，正试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误。 故选B。 5. 拔罐疗法是中医的一种传统疗法。如图所示，利用抽气装置将罐内部分气体抽出，导致罐内压强减小，从而使拔罐吸附在人体穴位上。若罐体的容积为，抽气装置的容积为，某次拔罐时，抽取了2次气体，若忽略皮肤鼓起对罐内容积的影响，设罐内气体温度不变，则抽气后罐内压强为抽气前压强的（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设罐内最初压强为，第1次抽气时有 第2次抽气时有 联立解得 故选C。 6. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（　　） A. 时，质点Q的加速度达到负向最大 B. 时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C. 从到，该波沿x轴正方向传播了6m D. 从到，质点P通过的路程为30cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知时，质点Q到达波谷，根据可知，其加速度达到正向最大，故A错误； B．图甲表示时的波形图，由图乙可知质点Q正经过平衡位置向下振动，结合图甲可知这列波向左传播，又由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为0.20s，故波速 从到，波向左平移 画出此时的波形如图（将波向左平移2m），从图可以发现 此时质点P的运动方向沿y轴负方向，故B正确； C．从到，该波沿x轴负方向传播的距离，故C错误； D．从到，经过的时间为0.15s，为，质点P通过的路程不能用 计算，实际路程不等于30cm，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，两个质量均为m、厚度均为d、高度均为h的木板A、B静止放置在光滑水平面上，质量为m的子弹（体积忽略）以一定初速度打入木板A，子弹恰好未离开木板B且A、B两木板恰好没有发生碰撞。现把A、B两块木板绑在一起横放（如图乙所示），子弹再次以同样的初速度打入木板A，子弹也恰好未离开木板。设子弹在木板中受到的阻力恒定，忽略空气阻力和重力引起的竖直方向的运动，则等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】子弹第一次打入木板A的过程中，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 子弹打入木板B的过程中，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 由于A、B两木板恰好没有发生碰撞，则 联立解得 子弹第二次打木板A的过程中，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 联立解得 可得 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2024年10月30日，神舟十九号发射成功。如图所示，神舟十九号载人飞船先进入椭圆轨道II，某次通过A点时启动发动机，使其进入圆形轨道I，两轨道相切于A点。地球质量为M，神舟十九号质量为m（认为不变），引力常量为G。规定距离地球无限远点为零势能点，飞船与地球之间的引力势能可表示为，其中r为飞船到地心之间的距离。已知A、B两点到地心距离分别为和，下列说法正确的是（　　） A. 神舟十九号在轨道Ⅱ上B点的动能等于 B. 神舟十九号在轨道Ⅱ上A点的动能小于 C. 神舟十九号在轨道Ⅱ上A点的机械能等于 D. 神舟十九号在轨道Ⅰ上A点的机械能等于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．假设神舟十九号在过B点的圆形轨道上运动，由可得 为进入轨道Ⅱ，需要在B点加速提高机械能，所以神舟十九号在轨道Ⅱ上B点的动能，A错误； B．神舟十九号在轨道Ⅰ上A点速度由可得 神舟十九号在轨道Ⅱ上A点的动能小于在轨道Ⅰ上A点的动能，B正确； C．神舟十九号在轨道II上A点的机械能，C错误； D．神舟十九号在A点的引力势能 则神舟十九号在轨道I上A点的机械能等于，D正确。 故选BD。 9. 某实验小组在实验室模拟真实发电、输电到用电的过程，电路图如图所示，交流发电机保持一定的角速度转动，发电机与升压变压器相连，升压变压器通过长金属线与降压变压器相连，用滑动变阻器模拟用户。已知变压器均为理想变压器，发电机线圈电阻和连接升压变压器与降压变压器之间的金属线电阻不可忽略，其余导线电阻可忽略。若用电器增多对应滑动变阻器阻值减小，下列说法正确的是（　　） A. 流过用电器的交流电的频率小于发电机产生交流电的频率 B. 用电器增多时降压变压器输出端减小 C. 用电器增多时电流表示数增大 D. 用电器增多时电流表示数可能减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在传输过程中交流电的频率不发生变化，A错误； CD．降压变压器及负载可等效成电阻， 当滑动变阻器阻值变小时，该电阻减小；同理升压变压器及负载也可以等效成电阻，该电阻也是减小的，发电机线圈转速不变情况下，产生的电动势有效值不变，外接电阻变小，电流表的示数增大，同理电流表的示数增大，C正确，D错误； B．因为减小，减小，电流表示数增大，输电金属线两端的电压增大，减小，则减小，B正确。 故选BC。 10. 如图所示的木板由倾角为的倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段小圆弧面相连接，在木板的中间有光滑浅槽轨道。现有N个质量均为m、直径均为d的均匀刚性小球，初始时用外力F作用在球1上，使N个小球均处于静止状态。撤掉外力，小球滑到水平轨道过程中，球1的中心下降高度为h。重力加速度为g，忽略一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 如果时，球2始终不对球1做功 B. 如果时，球3的机械能减少 C. 如果时，第6个小球机械能不变 D. 若第个小球机械能增加，则应满足 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．当时，选择水平轨道面为零势能面，两小球的重力势能 当均到达水平面，重力势能转化为动能，因此球1机械能增加，球2对球1做正功，故A错误； B．当时，根据机械能守恒定律 球3的机械能减少量 故B正确； C．时，根据机械能守恒定律 球k的机械能减少量 解得 故C正确； D．当N个球全部到达水平轨道时，根据机械能守恒定律 第k个球的动能 球k的机械能变化量 解得 故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 可见光的波长范围约为，分子直径约为。在中学实验室通过选用恰当的方法，可以测量这样的微小量。下列分别给出两种微小量的测量方法。 （1）通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 ①测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为__________mm。 ②下列可以增加目镜中观察到条纹个数的方法为__________。（多选） A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.使用间距更大的双缝 D.将实验中的紫光更换为红光 ③若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，假设某种单色光的条纹间距为，则该单色光的波长__________。 （2）用油膜法估测油酸分子的大小实验，将浓度为的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，测出一滴溶液的体积为，向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，如图丙所示，数出形成的油膜占据了115个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则估测出油酸分丙子的直径为__________m。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】（1） ①. 4.485##4.486##4.487##4.488 ②. BC ③. （2） 【解析】 【小问1详解】 ①[1]螺旋测微器的固定刻度读数为4mm，可动刻度的读数为，测量值为 ②[2]由公式，可知条纹间距与双缝间距、双缝到屏的距离和光的波长有关，所以若想增加从目镜中观察到的条纹个数，就要减小条纹宽度，则可通过减小双缝到屏的距离、增大双缝间距、选用波长较短的光来实现，将单缝向双缝靠近对条纹间距无影响，将实验中的紫光更换为红光波长变大，则BC正确。 故选BC。 ③[3]根据条纹间距公式 可计算单色光的波长 【小问2详解】 油酸分子直径 12. 工人操作机床工作时，稍有不慎就会伤及操作工人的手。某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示，光电二极管在有光照的时候二极管导通（电阻为0），没光照时，二极管截止（电阻无穷大）。K为电磁继电器的线圈，S为它的常开触点，通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D提供继电器自感电流释放的通路，从而保护其它元件。当三极管b、e之间电压大于0.7V时，c、e之间电阻可认为近似为零，当b、e之间电压小于0.7V时，c、e之间电阻可认为是无限大。无论b、e之间电压为多大，均可认为电流不会从b流向f。系统工作时，当工人不慎将手伸向危险区域时，由于遮挡光线，光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。 （1）该实验小组探究不同电压下二极管D的电阻变化规律，图乙为测量电路图，按图乙接好电路；滑动变阻器滑片先置于__________（填“a”或“b”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；根据实验数据得到如图丙所示曲线，从曲线可知，电压在范围内，二极管D的电阻随电压的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 （2）为了实现自动控制，请在图丁中用笔画线代替导线，把电磁继电器接入到图甲所示电路中的相应节点上，a、c、h、i对应节点已经在图丁中标出__________。 （3）已知定值电阻阻值为，则应选最大阻值为__________（填“”“”或“”）的滑动变阻器；控制电路和工作电路接通正常，没有遮挡，机床无法正常工作，应把__________（填“调大”或“调小”） 【答案】（1） ①. a ②. 减小 （2） （3） ①. ②. 调大 【解析】 【小问1详解】 [1]实验电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了保护用电器，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端，使测量部分电路两端电压为0； [2]根据欧姆定律可知，二极管电阻随电压增大而迅速减小。 【小问2详解】 当正常工作时，衔铁被电磁铁吸下，机床电路处于接通状态。当光电二极管被遮挡时，b、e之间电压迅速减小，电磁铁电流减小，衔铁被弹簧拉起，机床停止工作。故电路如图所示 【小问3详解】 [1]机床正常工作时，b、e之间电压应大于0.7V，分压小于5.3V，所以接入电路的电阻应大于，故选用最大阻值为的滑动变阻器。 [2]当没有遮挡时，光电二极管电阻为零，电磁继电器无磁性，说明两端的电压小于0.7V，为使此时电压大于0.7V，需要调大。 13. 如图所示，放置在水平面上的粗糙平行长直轨道处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，轨道宽为d；质量为m、长也为d、电阻为r的导体棒垂直静置于导轨上。当开关与1接通时，电源提供恒定电流I，导体棒自静止开始向右运动，运动t时间时，迅速把开关接通2，与定值电阻R接通，导体棒再运动kt（k为常数，已知）时间停止运动。导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，导轨足够长且电阻忽略不计。求： （1）开关接通2瞬间导体棒的速度大小； （2）假设开关刚接通2时，导体棒的速度大小为v（已知），求接通2后导体棒能继续运动的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 开关接通1，导体棒受到的安培力 导体棒在该过程中做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 由运动学公式得 解得开关接通2瞬间导体棒的速度大小为 【小问2详解】 开关接通2到棒停止运动，设某时刻速度为，根据动量定理可得 整理得 解得接通2后导体棒能继续运动的距离为 14. 如图所示，质量的长木板C置于水平桌面上，质量的滑块B（可视为质点）置于木板C的最左端，轻绳一端跨过定滑轮与质量的物块A连接，定滑轮和滑块B间轻绳水平。初始时在外力作用下A静止在距地面高度位置且AB间的轻绳自然伸直。已知B与C间的动摩擦因数，C与桌面间的动摩擦因数，A与地面碰撞后不反弹，C不会与滑轮相碰。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度g取。某时刻释放A。 （1）求A落地前瞬间B和C的速度大小； （2）为了使B不从C上滑落，求C的最小长度； （3）若C的右端恰运动到桌子右边缘，求初始时C的右端到桌子右边缘的距离。（结果均可用分数表示） 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由静止释放A，假设B和C有相对运动，对A和B分析，根据牛顿第二定律得 对C分析，根据牛顿第二定律得 解得， 因为，假设成立；A向下运动高度H时有 解得 则A落地前瞬间B和C的速度大小分别为 【小问2详解】 作出B和C运动的图像如图所示，后C加速度不变，继续加速，B做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得 又经过时间B、C共速，根据运动学公式有 解得 此时速度大小 设此后BC一起运动，二者匀减速运动的加速度大小 此时BC之间的静摩擦力小于最大静摩擦力，因此假设成立。 综上C长度最小值 【小问3详解】 为使C右端恰运动到桌子右边缘，C的右端到桌子右边缘的距离为C全过程的位移 15. 如图所示，在坐标系的第一象限某圆形区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场（未画出），在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，第四象限存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场的电场强度大小也为E，方向沿y轴负方向，磁场的磁感应强度方向垂直坐标平面向里。一质量为m、电荷量为的粒子，从第三象限的A点，以沿x轴正方向的速度（未知）入射电场，经坐标原点O以速度进入第一象限；再经磁场偏转后最终以沿y轴负方向的速度自P点进入第四象限。已知第一和第四象限中磁场的磁感应强度大小均为，A点横、纵坐标之比为，粒子在第一象限和第三象限运动时无介质阻力，不计粒子自身重力。求： （1）粒子在A点的速率以及A点的坐标； （2）第一象限磁场的最小面积； （3）如果粒子在第四象限运动时，介质阻力与速度大小成正比，即，方向与速度方向相反。粒子在第四象限经过时间t开始匀速运动，匀速运动时的速度大小为，求k值及粒子在t时间内沿电场力方向的位移大小。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设粒子经过O点时，速度方向与x轴正方向夹角为；因粒子在第三象限做类平抛运动，在O点的速度反向延长线过水平位移中点，则有 解得 所以 因此 粒子在O点沿y轴方向的速度 粒子在y轴方向的加速度 根据运动学公式 根据比例关系 A点坐标为。 【小问2详解】 粒子在第一象限磁场中运动的轨迹半径 粒子在第一象限的运动轨迹如图（a），为轨迹圆心，过分别作入射和出射速度方向垂线，磁场应包围轨迹，所以最小磁场应是以CD为直径的圆，由几何关系可知 磁场的最小面积 【小问3详解】 粒子开始匀速运动时，受力分析如图（b）所示，则有，解得 设此时粒子速度方向与y轴方向的夹角为，则， 粒子自P点进入第四象限到匀速运动用时t，把该过程任意位置速度分解到x方向和y方向，该过程水平位移和竖直位移分别用x和y表示，在x方向根据动量定理有 在y方向根据动量定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $