精品解析：2025届河南省郑州市郑州中学高三上学期模拟预测物理试题

2024—2025学年上学期高三年级一测模拟演练 物理试卷 一、选择题：本题共12题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项是符合题目要求的，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，网兜的轻绳绕过光滑竖直墙壁上的光滑的钉子A,钉子很短。用手拉住绳端将足球缓慢向上拉。轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则在足球缓慢上移的过程中（　　） A. 增大，增大 B. 增大，不变 C. 减小，减小 D. 增大，减小 【答案】A 【解析】 【详解】小球受到重力、拉力和墙壁对小球的支持力处于平衡状态，设拉力与竖直方向的夹角为θ，如图所示。 根据共点力平衡条件可得拉力大小为 墙壁对小球的支持力大小为 FN=mgtanθ 用手拉住绳端将足球缓慢向上拉过程中，θ增大，cosθ逐渐减小，则拉力FT逐渐增大；tanθ逐渐增大，则墙壁对小球的弹力FN逐渐增大。 故选A。 2. 某卫星发射后先在圆轨道1上做匀速圆周运动，经过两次变轨后在圆轨道2上做匀速圆周运动。已知卫星在轨道2上的线速度比在轨道1上的线速度小，卫星质量不变。下列说法正确的是（　　） A. 轨道2的半径比轨道1的半径小 B. 卫星在轨道2上的机械能比在轨道1上的机械能大 C. 卫星两次变轨时发动机均做负功 D. 卫星第一次变轨时发动机做负功，第二次变轨时发动机做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知 故轨道2的半径比轨道1的半径大，故A错误； B．轨道半径越大，卫星的机械能越大，故B正确； CD．卫星每次变轨时发动机均做正功，使卫星做离心运动，抬高轨道，故CD错误。 故选B。 3. 某户家庭安装了一台风力发电机，它叶片转动时可形成半径为的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内30%的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，当风速是时，此发电机的功率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在∆t时间内吹到风叶叶片上的空气质量为 发电机的功率 带入数据可知 P=457W 故选C。 4. b、c两点各固定一个点电荷，以b、c的中点O为坐标原点，两点的连线在x轴上，x轴上各点的电势φ关于位置的分布规律如图所示，已知图像关于纵轴对称，O点处图像的切线平行于x轴，规定无穷远处的电势为0。下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O处的电场强度大小为零 B. 关于O点对称的任意两点电场强度相同 C. b、c两点固定的点电荷均带负电，且所带电荷量相等 D. 电子在a点的电势能大于在d点的电势能 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图像的切线斜率表示场强大小，可知坐标原点O处的电场强度大小为零，故A正确； B．根据图像可知，关于O点对称的任意两点电场强度大小相等，方向相反，故B错误； C．由于图像的电势均为正，且离点电荷越近电势越高，结合对称性可知b、c两点固定的点电荷均带正电，且所带电荷量相等，故C错误； D．由题图可知a点的电势大于d点的电势，根据，由于电子带负电，所以电子在a点的电势能小于在d点的电势能，故D错误。 故选A。 5. 一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B. 此后P、Q两点速度大小始终相等 C. t=0.125s时，Q质点的位移为 D. 若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t=0时刻质点P向下振动，根据“上下坡”法由图甲可知，该波沿x轴负向传播，故A错误； B．由于P、Q两点间距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，速度大小始终相等，故B正确； C．由图乙可知，周期为0.2s，所以0.125s时Q质点的位移为 故C错误； D．若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则两列波频率相同，则所遇到的波的频率为 故D错误。 故选B。 6. 水刀切割机在严禁烟火的场合，如海洋石油钻井平台、炼油厂、大型油罐、油气输送管路等处，能安全可靠地使用。某一水刀切割机在某一次切割中宝石喷嘴喷出水的速度为800m/s，水柱打在器件作用后的速度变为0。内孔直径约0.2mm，则下列说法正确的是（　　） A. 单位时间喷出的水的质量约为0.25kg B. 水刀对切割器件的平均冲力约为20N C. 水刀切割机喷水功率约为16kW D. 当喷嘴喷出水的速度为变为原来2倍时，平均冲力加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，单位时间喷出的水的质量约为 故A错误； B．根据动量定理可得 解得水刀对切割器件的平均冲力约为 故B正确； C．水刀切割机喷水功率约 故C错误； D．根据以上分析可得 当喷嘴喷出水的速度为变为原来2倍时，平均冲力变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带负电，N板带正电，且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球（可视为质点），小球静止时与竖直方向的夹角为，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，M、N板足够大，则（　　） A. 若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变大 B. 若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变小 C. 将细线烧断，小球的运动轨迹是抛物线 D. 若只将M板水平向左平移稍许，将细线烧断，小球到达N板的时间不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．只将N板水平向右平移稍许，由公式 可知，电容器的电容将变小，而又由 可知，两板间的电场强度 将不变，电场力不变，故夹角θ将不变，选项A错误； B．只将N板竖直向上平移稍许，由公式 可知，电容器的电容将变小，而又由 可知，两板间的电场强度 将变大，电场力变大，故夹角θ将变大，选项B错误； C．若将细线烧断，小球受电场力和重力都为恒力，则小球将沿绳的方向斜向下做初速度为零的匀加速直线运动，选项C错误； D．只将M板水平向左平移稍许，由公式 可知，电容器电容将变小，而又由 可知，两板间的电场强度 将不变，电场力不变，将细线烧断，小球与C选项情景中运动位移、加速度均不变，到达N板的时间不变，故D正确。 故选D。 8. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，其下边界如图中虚线所示，P、M、N、Q四点共线，为直角，。一束质量为m、电荷量为的粒子，在纸面内从P点以不同的速率垂直于射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则粒子在磁场中运动时间最长时的速率是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，当粒子从P点射入，从O点射出时，粒子在磁场中运动的时间最长，则 根据洛伦兹力提供向心力 得 故选C。 9. 如图所示，在空间直角坐标系中，两条彼此绝缘的长直导线（视为无限长）分别与、轴重合，电流均沿坐标轴正方向，已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度（k为常量）。若一闭合圆形金属线圈的圆心在平面内从图示位置沿直线向右上方运动，下列说法正确的是（　　） A. 若，则圆心处的磁感应强度沿z轴正方向 B. 若，则圆心处的磁感应强度沿z轴正方向 C. 若，则金属线圈中有逆时针方向的感应电流产生 D. 若，则金属线圈中有顺时针方向的感应电流产生 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由安培定则可知长直导线在圆心处产生的磁感应强度沿z轴正方向，长直导线在圆心处产生的磁感应强度沿z轴负方向，根据和，可得圆心处的磁感应强度沿z轴负方向，同理可得，若，则圆心处的磁感应强度沿z轴正方向，故A错误，B正确； C．若，根据和，可得穿过金属线圈的磁通量为0，金属线圈的圆心在xOy平面内沿直线运动的过程中，穿过金属线圈的磁通量不变，始终为零，所以金属线圈中无感应电流产生，故C错误； D．若，根据和，可得穿过金属线圈的磁通量不为0，且沿轴负方向，金属线圈的圆心在xOy平面内沿直线运动的过程中，穿过金属线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，则金属线圈中有顺时针方向的感应电流产生，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在竖直平面直角坐标系中，在时，质量的小球从坐标原点处，以初速度斜向右上方抛出，同时受到的作用（虚线箭头为风力方向与的夹角为，且与轴正方向的夹角也为），重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 小球的加速度先增大后减小 B. 小球在时再次经过轴 C. 小球的重力势能一直减小 D. 小球的动能一直增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意和几何知识可知小球受到的合力为 方向与初速度的方向垂直，小球做类平抛运动，小球的加速度不变，故A错误； B．小球再次经过x轴时，沿初速度方向的位移和垂直初速度的位移关系为 又 解得 故B正确； C．小球做类平抛运动，小球的高度先增加后减小，重力势能先增加后减小，故C错误； D．小球做类平抛运动，速度一直在增加，小球的动能一直增大，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放，A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等 C. 两线圈落地时甲的速度较大 D. 甲线圈运动时间较短，甲线圈先落地 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，欧姆定律及安培力公式有 ，， 可得 由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，故A错误； B．由电流定义式结合法拉第电磁感应定律有 可知通过线圈横截面的电荷量相等，故B正确； C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，故C正确； D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得 而 ， 所以 可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，又因为甲落地的速度大于乙落地的速度，说明甲重力作用的时间更长，所以，即乙运动时间较短，先落地，故D错误。 故选BC 12. 如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动 B. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动 C. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 D. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．闭合电键K前，活塞受到重力、弹簧的弹力和液体的压强产生的压力，设这时液体的高度为h0，弹簧的弹力为F0，由受力平衡得 闭合电键K后，电流的方向从右向左，根据左手定则可以判定安培力的方向向下，此时的受力平衡 故活塞会向下运动，即液体的高度要减小，油柱的是上表面要下降，故A错误，B正确； CD．油柱上表面下降x，则进入容器的液体的体积 故活塞下降的高度 液体的高度    弹簧弹力变化       联立解得    故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验题：本题共2小题，共16分。 13. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。 （1）本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。 （2）实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。 （3）对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。 A. B. C. D. （4）通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如图中虚线_______（填“甲”或者“乙”）所示的图线。 【答案】（1）不需要 （2）需要 （3）A （4）甲 【解析】 【小问1详解】 实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。 【小问2详解】 尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则小车受到的合外力不为绳的拉力的合力。 【小问3详解】 对m研究，根据动能定理 整理，可得 故选A。 【小问4详解】 对小车，根据动能定理有 联立，解得 逐渐增加砂的质量m，图像的斜率越大，故在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到图中虚线“甲”所示的图线。 14. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A.电压表（量程3V） B.电压表（量程15V） C.电流表A2（量程0.6A） D.电流表A2（量程3A） E.滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A） F.滑动变阻器（阻值范围，额定电流0.2A） G.保护电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的图像。 （1）实验中，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号） （2）根据图乙所示，则该电池的电动势_______V，内阻_____；（结果保留到小数点后一位）。 （3）为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势_____，内阻______（用图中、、、表示）。 【答案】（1） ①. A ②. C ③. E （2） ①. 3.8##3.7##3.9 ②. 0.6##0.5##0.7##0.8##0.9 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]由图乙可知，电动势约为3.8V，所以电压表选A；最大电流不超过0.6A，所以电流表选C；为了调节方便，滑动变阻器选阻值较小的E。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 可知图乙中图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值为 可得电源的内阻为 【小问3详解】 [1][2]当S2接1时，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；当S2接2时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于图线斜率的绝对值表示内阻，即S2接1时的图线陡一些，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的，内阻测量值比真实值偏小。S2接1时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即S2接1时的电动势的测量值等于真实值，即有 由于S2接2时，当电路短路时，电压表没有分流，即此时的电流的测量值与真实值相等，结合上述可知，电源的真实的图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线，可知 三、计算题：本题共4小题，共36分。 15. 蜘蛛不仅能“乘风滑水”，最新研究还表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，大气中电场方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，平地上方1以下，可近似认为大气电位梯度，其中为地面的电位梯度，常量，H为距地面高度。晴朗无风时，一质量的蜘蛛（可视为质点）由静止从地表开始“御电而行”，蜘蛛先伸出腿感应电位梯度，然后向上喷出带电的蛛丝（蜘蛛其他部分不显电性），带着身体飞起来。忽略空气阻力，取重力加速度。 （1）该蜘蛛要想飞起来，求蛛丝所带电荷电性，蜘蛛所带的电荷量至少为多少？ （2）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛上升速度最大时的高度？ （3）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛能到达的最大高度？ 【答案】（1）负电，4×10-5C （2）300m （3）600m 【解析】 【小问1详解】 因大气中的电场方向竖直向下，蛛丝应带负电荷，才能使电场力竖直向上。设蛛丝所带电荷量为q0，蜘蛛要想飞起来，电场力应大于重力，则有 解得 【小问2详解】 设蜘蛛上升速度最大时高度为h0，能到达的最大高度为h；蜘蛛上升过程中加速度先向上减小、加速上升，速度最大时加速度为零，之后加速度向下增大、减速上升，速度减为零时到达最大高度。速度最大时重力与电场力平衡，则有 mg=qE=qE0-kqh0 解得 h0=300m 【小问3详解】 上升过程中电场力做的功 对上升过程，由动能定理有 W-mgh=0 解得上升的最大高度 h=600m 16. 如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子，从处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。 （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标； 【答案】（1）；（2）2l 【解析】 【详解】（1）设粒⼦经第Ⅰ象限的电场加速后，到达y轴时的速度为，根据动能定理 ① 由左⼿定则可以判断，粒⼦向－y⽅向偏转，如图所示 由几何关系知，粒⼦在磁场中运动的半径为 ② 由⽜顿第二定律得 ③ 由①②③得 ④ （2）粒⼦第2次经过x轴时，速度沿＋y⽅向，位置坐标为 ⑤ 粒⼦在电场中做类平抛运动，经历的时间，第3次经过y轴时 ⑥ ⑦ ⑧ 由①⑤⑥⑦⑧得 17. 如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道ABC，BC段是 的半圆，AB段足够长，小球Q 静止于小球 P的左侧。质量 的小球P与轻弹簧一端连接，以速度 沿水平地面向左运动。与小球P连接的轻弹簧从接触小球Q到弹簧被压缩到最短的过程中，小球Q运动的距离约为d=0.22m，经历的时间t=0.25s。在此后的运动中，Q与弹簧分离后，滑上轨道BC，恰能经过最高点 C。小球P、Q均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度 ，求： （1）小球Q在C点的速度大小； （2）小球Q的质量； （3）弹簧的最大压缩量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球Q沿BC运动时恰能经过最高点C，根据牛顿第二定律可得 求得 【小问2详解】 设Q 与弹簧分开时 P、Q的速度分别为、，小球Q从B点到C点的过程中，根据机械能守恒可得 P、Q和弹簧组成的系统动量守恒，可得 P、Q和弹簧组成的系统机械能守恒，可得 解得 【小问3详解】 P、Q和弹簧组成的系统动量守恒，小球P连接的轻弹簧从接触Q到弹簧被压缩到最短的过程中的任意时刻有 在任意一段很短的时间内均有 两边分别对时间累加求和，可得 求得 所以，弹簧的最大压缩量为 18. 某科研小组设计了如下实验，研究油滴在匀强电场中的运动。实验装置的原理示意图，如图所示，两个水平放置、相距为d的金属极板﹐上极板中央有一小孔，两金属极板与恒压源（可以提供恒定电压U），定值电阻R，电阻箱（最大阻值为R）、开关串联组成的电路。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中，油滴可视为半径为r的球体，油滴的密度为，重力加速度为g，油滴受到的空气阻力大小为，其中为空气的粘滞系数（已知），v为油滴运动的速率，不计空气浮力。 （1）开关断开时，观察到油滴A运动到两极板中心处开始匀速下落，之后经过时间t油滴A下落到下极板处，请推导油滴A的半径r的表达式（用，d、t、和g表示）。 （2）若将图中密闭空间的空气抽出，使油滴运动所受的空气阻力可忽略。闭合开关： ①调整电阻箱的阻值为，观察到半径为的油滴B可做匀速直线运动，求油滴B所带的电荷量； ②调整电阻箱的阻值为R，观察到比荷为k、处于下极板的油滴C由静止开始向上加速运动，求油滴C运动到上极板的时间。 【答案】（1）；（2）①；② 【解析】 【详解】（1）油滴匀速下落的速度 此时 其中 解得 （2）①由串联电路规律有 解得两极板之间的电压 对油滴由平衡条件可知 而 解得 ②设油滴C的电荷量为q、质量为m，两极板之间电压为 设油滴向上运动加速度为a，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年上学期高三年级一测模拟演练 物理试卷 一、选择题：本题共12题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项是符合题目要求的，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，网兜的轻绳绕过光滑竖直墙壁上的光滑的钉子A,钉子很短。用手拉住绳端将足球缓慢向上拉。轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则在足球缓慢上移的过程中（　　） A. 增大，增大 B. 增大，不变 C 减小，减小 D. 增大，减小 2. 某卫星发射后先在圆轨道1上做匀速圆周运动，经过两次变轨后在圆轨道2上做匀速圆周运动。已知卫星在轨道2上的线速度比在轨道1上的线速度小，卫星质量不变。下列说法正确的是（　　） A. 轨道2的半径比轨道1的半径小 B. 卫星在轨道2上的机械能比在轨道1上的机械能大 C. 卫星两次变轨时发动机均做负功 D. 卫星第一次变轨时发动机做负功，第二次变轨时发动机做正功 3. 某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内30%的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，当风速是时，此发电机的功率约为（　　） A. B. C. D. 4. b、c两点各固定一个点电荷，以b、c的中点O为坐标原点，两点的连线在x轴上，x轴上各点的电势φ关于位置的分布规律如图所示，已知图像关于纵轴对称，O点处图像的切线平行于x轴，规定无穷远处的电势为0。下列说法正确的是（　　） A. 坐标原点O处的电场强度大小为零 B. 关于O点对称任意两点电场强度相同 C. b、c两点固定的点电荷均带负电，且所带电荷量相等 D. 电子在a点的电势能大于在d点的电势能 5. 一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始，P质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B. 此后P、Q两点速度大小始终相等 C. t=0.125s时，Q质点的位移为 D. 若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz 6. 水刀切割机在严禁烟火的场合，如海洋石油钻井平台、炼油厂、大型油罐、油气输送管路等处，能安全可靠地使用。某一水刀切割机在某一次切割中宝石喷嘴喷出水的速度为800m/s，水柱打在器件作用后的速度变为0。内孔直径约0.2mm，则下列说法正确的是（　　） A. 单位时间喷出的水的质量约为0.25kg B. 水刀对切割器件的平均冲力约为20N C. 水刀切割机喷水功率约为16kW D. 当喷嘴喷出水的速度为变为原来2倍时，平均冲力加倍 7. 如图所示，两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器，充电后与电源断开，M板带负电，N板带正电，且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球（可视为质点），小球静止时与竖直方向的夹角为，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，M、N板足够大，则（　　） A. 若只将N板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变大 B. 若只将N板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变小 C. 将细线烧断，小球的运动轨迹是抛物线 D. 若只将M板水平向左平移稍许，将细线烧断，小球到达N板的时间不变 8. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，其下边界如图中虚线所示，P、M、N、Q四点共线，为直角，。一束质量为m、电荷量为的粒子，在纸面内从P点以不同的速率垂直于射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则粒子在磁场中运动时间最长时的速率是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，在空间直角坐标系中，两条彼此绝缘的长直导线（视为无限长）分别与、轴重合，电流均沿坐标轴正方向，已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度（k为常量）。若一闭合圆形金属线圈的圆心在平面内从图示位置沿直线向右上方运动，下列说法正确的是（　　） A. 若，则圆心处的磁感应强度沿z轴正方向 B. 若，则圆心处的磁感应强度沿z轴正方向 C. 若，则金属线圈中有逆时针方向的感应电流产生 D. 若，则金属线圈中有顺时针方向的感应电流产生 10. 如图所示，在竖直平面直角坐标系中，在时，质量的小球从坐标原点处，以初速度斜向右上方抛出，同时受到的作用（虚线箭头为风力方向与的夹角为，且与轴正方向的夹角也为），重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 小球加速度先增大后减小 B. 小球在时再次经过轴 C. 小球的重力势能一直减小 D. 小球动能一直增大 11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放，A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等 C. 两线圈落地时甲的速度较大 D. 甲线圈运动时间较短，甲线圈先落地 12. 如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动 B. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动 C. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 D. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 二、实验题：本题共2小题，共16分。 13. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。 （1）本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。 （2）实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。 （3）对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。 A. B. C. D. （4）通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如图中虚线_______（填“甲”或者“乙”）所示的图线。 14. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A.电压表（量程3V） B.电压表（量程15V） C.电流表A2（量程0.6A） D.电流表A2（量程3A） E.滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A） F.滑动变阻器（阻值范围，额定电流0.2A） G.保护电阻 某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的图像。 （1）实验中，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号） （2）根据图乙所示，则该电池的电动势_______V，内阻_____；（结果保留到小数点后一位）。 （3）为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势_____，内阻______（用图中、、、表示）。 三、计算题：本题共4小题，共36分。 15. 蜘蛛不仅能“乘风滑水”，最新研究还表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，大气中电场方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，平地上方1以下，可近似认为大气电位梯度，其中为地面的电位梯度，常量，H为距地面高度。晴朗无风时，一质量的蜘蛛（可视为质点）由静止从地表开始“御电而行”，蜘蛛先伸出腿感应电位梯度，然后向上喷出带电的蛛丝（蜘蛛其他部分不显电性），带着身体飞起来。忽略空气阻力，取重力加速度。 （1）该蜘蛛要想飞起来，求蛛丝所带电荷电性，蜘蛛所带的电荷量至少为多少？ （2）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛上升速度最大时的高度？ （3）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛能到达的最大高度？ 16. 如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子，从处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。 （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标； 17. 如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道ABC，BC段是 的半圆，AB段足够长，小球Q 静止于小球 P的左侧。质量 的小球P与轻弹簧一端连接，以速度 沿水平地面向左运动。与小球P连接的轻弹簧从接触小球Q到弹簧被压缩到最短的过程中，小球Q运动的距离约为d=0.22m，经历的时间t=0.25s。在此后的运动中，Q与弹簧分离后，滑上轨道BC，恰能经过最高点 C。小球P、Q均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度 ，求： （1）小球Q在C点的速度大小； （2）小球Q的质量； （3）弹簧的最大压缩量。 18. 某科研小组设计了如下实验，研究油滴在匀强电场中的运动。实验装置的原理示意图，如图所示，两个水平放置、相距为d的金属极板﹐上极板中央有一小孔，两金属极板与恒压源（可以提供恒定电压U），定值电阻R，电阻箱（最大阻值为R）、开关串联组成的电路。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中，油滴可视为半径为r的球体，油滴的密度为，重力加速度为g，油滴受到的空气阻力大小为，其中为空气的粘滞系数（已知），v为油滴运动的速率，不计空气浮力。 （1）开关断开时，观察到油滴A运动到两极板中心处开始匀速下落，之后经过时间t油滴A下落到下极板处，请推导油滴A的半径r的表达式（用，d、t、和g表示）。 （2）若将图中密闭空间的空气抽出，使油滴运动所受的空气阻力可忽略。闭合开关： ①调整电阻箱的阻值为，观察到半径为的油滴B可做匀速直线运动，求油滴B所带的电荷量； ②调整电阻箱的阻值为R，观察到比荷为k、处于下极板的油滴C由静止开始向上加速运动，求油滴C运动到上极板的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $