精品解析：2025届福建省福州第三中学高三下学期模拟预测物理试题

福州三中2024—2025学年第二学期高三第十次质量检查 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共4小题，每小题4分，共16分。 1. ETC电子不停车收费系统大大缩短了车辆通过收费站的时间，下列描述汽车利用该系统通过收费站的图像中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车经过收费站时，先减速后加速，不停车经过收费站，则最小速度不为零，在x-t图像中图线的斜率先减小，后增大，但不为零，在v-t图像中速度先减小后增大，最小速度不为零。 故选C。 2. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（　　） A. a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带 B. 在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 C. 以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光 D. 分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由光路可知，水对a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光频率较大，则a光可能是紫光，b光可能是红光，在a、b之间形成彩色光带，选项A错误； B．根据 可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，选项B错误； C．根据 可知，a光的临界角较小，则以相同的入射角从水中射向空气，则首先发生全反射的一定是a光，若在空气中只能看到一种光，一定是b光，选项C错误； D．因a光的频率大于b光频率，可知分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能，选项D正确。 故选D。 3. 在通用技术实践课上，某创新小组制作了一个精美的“互”字形木制模型摆件，如图为其正面视图。用轻质细线将质量均为的、两部分连接起来，其中细线1连接、两点，其张力为，细线2连接、两点，其张力为。当细线在竖直方向都绷紧时，整个模型竖直静止在水平桌面上。设桌面对的支持力为，重力加速度为，则下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．模型上部分受三个力的作用，重力G、细线1对a点向下的拉力、细线2对d点向上的拉力，它们的关系为 可知 ， 故AB错误，D正确； C．对整个模型受力分析，受总重力2mg、地面给的支持力，二力平衡，支持力大小为2mg，故C错误。 故选D。 4. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为，根据胡克定律有 插销与卷轴同轴转动，角速度相同，对插销有弹力提供向心力 对卷轴有 联立解得 故选A。 二、双选题：本大题共4小题，每小题6分，共24分。 5. 如图所示匀强电场的区域内，在点处放置一点电荷。、、、、、为以为球心的球面上的点，平面与电场方向平行，平面与电场方向垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. 、两点的电场强度相同 B. 点的电势等于点的电势 C. 点电荷在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功 D. 将点电荷在球面上任意两点之间移动，从点移动到点电势能的变化量一定最大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．点电荷在点产生的电场方向为竖直向上，在点产生的电场方向为竖直向下，匀强电场方向水平向右，根据平行四边形定则可知，b点的合电场强度斜向右上方，d点的合电场强度斜向右下方，两点电场强度大小相等，方向不同，电场强度不同，故A错误； B．将一个正试探电荷由点移动到点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合电场力做正功，电势能减小，电势降低，两点电势不相等，故B错误； C．当点电荷沿着球面从移动到时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功；当电荷沿着球面从移动到时，匀强电场的电场力做功，点电荷电场力不做功，故合电场力做功，因此在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功，故C正确； D．将点电荷在球面上任意两点之间移动，点电荷电场力不做功，从点移动到点，匀强电场的电场力做功最大，因此电势能的变化量最大，故D正确。 故选CD。 6. 2022年10月9日，我国将卫星“夸父一号”成功送入太阳同步晨昏轨道。从宇宙中看，卫星一方面可视为绕地球做匀速圆周运动，轨道平面与地球的晨昏分界线共面，卫星轨道离地高度，周期分钟。另一方面卫星随地球绕太阳做匀速圆周运动，周期年，卫星轨道平面能保持垂直太阳光线，如图所示。已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列表述正确的是（　　） A. 晨昏轨道平面与地球静止卫星轨道平面重合 B. 夸父一号绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度 C. “夸父一号”的发射速度小于 D. 根据，可估算出地球到太阳的距离r 【答案】BC 【解析】 【详解】A．晨昏轨道与地球经线平面重合，静止卫星轨道与赤道平面重合，所以两个轨道平面不重合，故A错误； B．夸父一号比地球静止卫星的公转周期小，由可知，夸父一号绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度，故B正确； C．“夸父一号”的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故C正确； D．因为卫星环绕的中心天体是地球，地球环绕的中心天体是太阳，所以选项中公式两边不相等，故D错误。 故选BC。 7. 如图所示为电吹风的电路图，为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。电源为交流电，理想变压器原、副线圈的匝数分别是和，小风扇的额定电压为，下列说法正确的是（　　） A. 电吹风的触片位于位置时吹冷风 B. 电吹风触片位于位置时吹热风 C. 变压器原副线圈的匝数比为 D. 变压器原副线圈的匝数比为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由电路图可知，触片P位于ab位置时，电吹风吹热风，触片P位于cd位置时，电吹处于停机状态，故AB错误； CD．由变压器电压与匝数的关系可知 其中 解得 故C错误，D正确。 故选D。 8. 武汉智能电梯公司研制出世界第一台“磁悬浮电梯”，如图为该磁动力电梯的简易装置图，即在竖直平面内有两根平行竖直金属轨道和，两轨道的下端用导线相连；金属轨道间有一导体杆与轨道垂直，其正下方通过绝缘装置固定电梯轿厢，设运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。该磁动力电梯上行的原理是：电磁铁所产生的垂直轨道平面、磁感应强度为的匀强磁场沿金属导轨运动，带动杆向上运动，即电磁驱动。设电梯轿厢及杆的总质量为（后续简称电梯），两轨道间的距离为，杆电阻为，其余部分电阻不计。不计杆与轨道间的阻力和空气阻力，重力加速度为。若电磁铁产生的匀强磁场以的速度匀速上升，电梯上升的最大速率为，则下列说法正确的是（　　） A. 电梯刚向上启动时，杆中感应电流方向为 B. 电梯刚向上启动时，杆加速度 C. 电梯以最大速率向上运行，杆产生的电功率 D. 电梯以最大速率向上运行，外界在单位时间内提供的总能量 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．电梯刚向上启动时，杆相对于磁场以速度向下切割磁感线，根据右手定则可知，杆中感应电流方向为；杆产生电动势为 回路电流为 杆受到向上的安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 可得加速度大小为 故AB错误； C．电梯以最大速率向上运行时，回路电动势为 回路电流为 杆产生的电功率为 故C正确； D．电梯以最大速率向上运行，外界提供的总功率为 根据受力平衡可得 联立可得 则外界在单位时间内提供的总能量为 故D正确。 故选CD。 三、填空题：本大题共3小题，共9分。 9. 如图所示，为甲、乙两个单摆的振动图象，由图可知， （1）甲乙两个单摆的摆长之比 _____； （2）以向右为单摆偏离平衡位置位移的正方向，从起，当甲第一次到达右方最大位移时，乙偏离平衡位置的位移为_____cm。 【答案】 ①. #### ②. ## 【解析】 【详解】（1）[1]从图像中可得 根据单摆周期公式 可得 （2）[2]乙振动的圆频率为 故乙振动的表达式为 （m） 当甲第一次到达右方最大位移时，经历的时间为1s，代入可得 【点睛】本题关键是根据位移时间关系图象得到两个单摆的振幅和周期的关系，然后结合周期公式进行分析。 10. 神舟十四号航天员在出舱时，需穿着特殊的绝热航天服。为保护宇航员，航天服内气体的压强为标准大气压。当航天员到达太空后由于外部气压降低，航天服内部气体体积______（填“增大”“减小”或“不变”）。将航天服中研究气体视为理想气体，航天员出舱后，若不采取任何措施，航天服内气体内能______（填“增大”“减小”或“不变”），所以为保护宇航员，应在宇航服内部装有______（填“制冷装置”或“加热装置”） 【答案】 ① 增大 ②. 减小 ③. 加热装置 【解析】 【详解】[1]当航天员到达太空后由于外部气压降低，航天服内部气压大于外部气压，内部气体将膨胀对外做功，导致航天服内部气体体积增大； [2]由于航天服绝热，则有 根据上述，内部气体将膨胀对外做功，则有 根据 可知 即若不采取任何措施，航天服内气体内能减小； [3]为保护宇航员，需要确保航天服内气体的压强为标准大气压，即发生等压变化，根据 由于内部气体体积增大，则必须升高温度，即应在宇航服内部装有加热装置。 11. 氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。 金属 钨 钙 钠 钾 铷 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 从能级跃迁到能级发出的光，_______（选填“能”或“不能”）使钨发生光电效应，_______（选填“能”或“不能”）使钠发生光电效应。若某光能使钾发生光电效应，则该光_______（选填“可能”或“不可能”）使处于基态的氢原子发生电离。 【答案】 ①. 不能 ②. 能 ③. 可能 【解析】 【详解】[1][2]要发生光电效应，则光子的能量必须大于金属的逸出功，从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量为 根据金属逸出功对照表可知，不能使钨发生光电效应，但能使钠发生光电效应。 [3]使处于基态的氢原子电离需要光的能量大于，若某光能使钾发生光电效应，说明该光的能量，则该光可能使处于基态的氢原子发生电离。 四、实验题：本大题共2小题，共12分。 12. 用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图1中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度，遮光片释放点到光电门的长度，遮光片通过光电门的挡光时间，托盘与砝码的总质量，小车和遮光片的总质量。 （1）如图2所示，用游标卡尺测得遮光片宽度_____mm； （2）用该装置验证该系统遵循机械能守恒定律，_____（选填“需要”或“不需要”）满足； （3）若从释放到小车经过光电门这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是__________（用题干中的字母表示）。 【答案】（1）6.75 （2）不需要 （3） 【解析】 【小问1详解】 遮光片宽度 【小问2详解】 本实验无需用托盘与砝码重力代替拉力，不需要满足。 【小问3详解】 题意得知，遮光片宽度，遮光片释放点到光电门的长度，遮光片通过光电门的挡光时间，可得到达光电门的速度为 由系统机械能守恒得 锂电池具有能量密度高、充电速度快等优势，已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域。 13. 如图甲，在电动汽车的充电桩中，变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=1：2，当原线圈接上图乙中的正弦交流电后，副线圈中的电流为100A，忽略原、副线圈和输电线的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 该充电桩的输出电压为380V B. 该充电桩工作时原线圈可以通入直流电 C. 副线圈的瞬时电压峰值为380V D. 原线圈的输入功率为76kW 14. 电动汽车使用的电源一般由许多小型锂电池串并联组成，有小组设计实验测定某一节锂电池的电动势和内阻，如图甲所示，其中单位角度对应电阻丝的阻值为r0，主要实验步骤如下： （1）将器材如图甲所示连接。开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________（选择：“A”或“B”）端； （2）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据，并作出图像如图乙所示。其中图线斜率为k，与纵轴截距为b，则该节锂电池的电动势和内阻可表示为E=___________，r=___________。（用R0、k、b、r0表示） 15. （简答）现在正大力发展800V乃至更高电压的电动车充电技术，其充电功率可高达350kW，是普通家用充电功率的几十倍，请你描述高压充电的优势？（至少说出两点） 【答案】13. D 14. ①. B ②. ③. 15. 高电充电时，充电功率大，可以实现快速充电，节约时间；快充的电功率大，由于电池有内阻，充电电流不宜过大，所以采用高压充电；在充电功率恒定时，高电压充电对应的电流相对小，电池内阻的热损耗更低，电能的利用率更高。 【解析】 【13题详解】 A．充电桩的输入电压的有效值为 V=380V 根据变压器电压与线圈匝数比可知 解得该充电桩的输出电压为 760V 故A错误； B．根据变压器原理可知，该充电桩工作时原线圈只能通入交流电，故B错误； C．副线圈的瞬时电压峰值为 V 故C错误； D．副线圈的功率为 W=76kW 则原线圈输入功率为76kW，故D正确； 故选D。 【14题详解】 （1）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝最大阻值处，应在B端； （2）根据闭合电路欧姆定律可知 解得 根据图像的截距和斜率可知 ， 解得 ， 【15题详解】 高电充电时，充电功率大，可以实现快速充电，节约时间；快充的电功率大，由于电池有内阻，充电电流不宜过大，所以采用高压充电；在充电功率恒定时，高电压充电对应的电流相对小，电池内阻的热损耗更低，电能的利用率更高。 五、计算题：本大题共3小题，共39分。 16. 某同学利用废弃的自行车改造成发电机，示意图如图所示。整个后轮处在与轮面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，车轮半径为R，前、后齿轮的齿数分别为。将后轮金属轴和后轮边缘分别与倾斜的光滑金属导轨底端相连，导轨间距为L，导轨与水平面的夹角为，金属导轨处在方向与导轨平面垂直的匀强磁场（未画出）中。当前齿轮的转速为时，处在导轨上且与导轨垂直的金属棒恰好静止，金属棒的质量为m，电阻为r，不计其他电阻，重力加速度为g，几个相同的电源相并联，总电动势与其中任一电源的电动势相等。 （1）试判断导轨所在处的磁场方向； （2）求导轨所在处的磁感应强度大小。 【答案】（1）垂直导轨平面向上 （2） 【解析】 【详解】（1）导体棒静止，根据平衡条件知导体棒受到的安培力平行导轨平面向上。根据右手定则判断知流经导体棒的电流从里向外，由左手定则判断可知，磁场方向垂直导轨平面向上。 （2）对导体棒，根据平衡条件有 根据闭合电路欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有， 根据传动规律可知 联立解得 17. 弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为5m的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量5x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。跳杆下端触地（不反弹）的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到5x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内（弹簧弹性势能满足），k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）。已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。 (1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k和压缩量为5x0时小孩加速度大小？ (2)求在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率？ (3)求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度？ 【答案】(1)；4g；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)竖直静止时，对小孩受力分析有 5mg=kx0 解得弹簧的劲度系数 压缩量为5x0时对小孩受力分析，根据牛顿第二定律，有 5kx0-5mg=5ma 解得压缩量为5x0时小孩加速度 a=4g (2)当小孩的合力为零时，速度最大，即小孩上升高度为4x0时速度最大，对系统运用能量守恒定律，有 解得小孩在上升阶段的最大速率 (3)设弹簧恢复原长时小孩速度为v1，对系统运用能量守恒定律，有 小孩抓住跳杆瞬间，小孩和跳杆动量守恒，有 5mv1=(5m+m）v2 之后小孩和跳杆一起在竖直上抛至最高点，由机械能守恒定律，有 解得弹跳杆下端离地的最大高度 答：(1)弹跳杆中弹簧的劲度系数k为，压缩量为5x0时小孩加速度大小为4g；(2)在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率为；(3)在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度为。 18. 利用电场与磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示，一粒子源不断释放质量为m，带电量为的带电粒子，其初速度视为零，经过加速电压U后，以一定速度进入辐射状电场，恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过电场区域后垂直平面，射入棱长为2L的正方体区域。现调整射入位置，使带电粒子在边长为L的正方形MHLJ区域内入射，不计粒子重力及其相互作用。 （1）求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度的大小； （2）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强电场，要让所有粒子都到达平面求所加电场强度的最小值； （3）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强磁场，要让所有粒子都到达平面，求所加磁感应强度B的范围； （4）以为原点建立如图所示直角坐标系，若在正方体区域中同时加上沿MN方向大小为的匀强电场和第（3）问中磁感应强度范围内最小值的匀强磁场，让粒子对准I点并垂直平面入射，求粒子离开正方体区域时的坐标位置（结果可用根号和圆周率π表示）。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）粒子经过加速电场后速度为，根据动能定理有 解得 在辐射状电场中满足 解得 （2）粒子在电场中做类平抛运动，如果从边入射的粒子能够恰好通过边，则所有粒子都能到达平面，由平抛规律可得 解得 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，当从边射入的粒子恰好到达边时所加的磁场为最小值，根据几何关系可得 解得 当从边射入的粒子恰好到达边时所加的磁场为最大值，根据几何关系可得 解得 所以磁场的大小满足 （4）若在正方体区域中同时加上沿方向的匀强电场及匀强磁场，粒子在平行于的平面内做圆周运动，而在方向做匀加速直线运动。如果不考虑方向的匀加速运动，则粒子在区域中运动的时间 如果不考虑平面内的圆周运动，则粒子在区域中运动的时间 因为，因此粒子会从出射，所以则粒子离开时，在轴方向的坐标为 根据几何关系，在轴方向的坐标为 在轴方向的坐标为 所以粒子离开时的坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州三中2024—2025学年第二学期高三第十次质量检查 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共4小题，每小题4分，共16分。 1. ETC电子不停车收费系统大大缩短了车辆通过收费站的时间，下列描述汽车利用该系统通过收费站的图像中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（　　） A. a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带 B. 在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 C. 以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光 D. 分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能 3. 在通用技术实践课上，某创新小组制作了一个精美的“互”字形木制模型摆件，如图为其正面视图。用轻质细线将质量均为的、两部分连接起来，其中细线1连接、两点，其张力为，细线2连接、两点，其张力为。当细线在竖直方向都绷紧时，整个模型竖直静止在水平桌面上。设桌面对的支持力为，重力加速度为，则下列关系式正确的是（ ） A B. C. D. 4. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A. B. C. D. 二、双选题：本大题共4小题，每小题6分，共24分。 5. 如图所示匀强电场的区域内，在点处放置一点电荷。、、、、、为以为球心的球面上的点，平面与电场方向平行，平面与电场方向垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. 、两点的电场强度相同 B. 点的电势等于点的电势 C. 点电荷在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功 D. 将点电荷在球面上任意两点之间移动，从点移动到点电势能的变化量一定最大 6. 2022年10月9日，我国将卫星“夸父一号”成功送入太阳同步晨昏轨道。从宇宙中看，卫星一方面可视为绕地球做匀速圆周运动，轨道平面与地球的晨昏分界线共面，卫星轨道离地高度，周期分钟。另一方面卫星随地球绕太阳做匀速圆周运动，周期年，卫星轨道平面能保持垂直太阳光线，如图所示。已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列表述正确的是（　　） A. 晨昏轨道平面与地球静止卫星轨道平面重合 B. 夸父一号绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度 C. “夸父一号”的发射速度小于 D. 根据，可估算出地球到太阳距离r 7. 如图所示为电吹风的电路图，为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。电源为交流电，理想变压器原、副线圈的匝数分别是和，小风扇的额定电压为，下列说法正确的是（　　） A. 电吹风触片位于位置时吹冷风 B. 电吹风的触片位于位置时吹热风 C. 变压器原副线圈的匝数比为 D. 变压器原副线圈的匝数比为 8. 武汉智能电梯公司研制出世界第一台“磁悬浮电梯”，如图为该磁动力电梯的简易装置图，即在竖直平面内有两根平行竖直金属轨道和，两轨道的下端用导线相连；金属轨道间有一导体杆与轨道垂直，其正下方通过绝缘装置固定电梯轿厢，设运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。该磁动力电梯上行的原理是：电磁铁所产生的垂直轨道平面、磁感应强度为的匀强磁场沿金属导轨运动，带动杆向上运动，即电磁驱动。设电梯轿厢及杆的总质量为（后续简称电梯），两轨道间的距离为，杆电阻为，其余部分电阻不计。不计杆与轨道间的阻力和空气阻力，重力加速度为。若电磁铁产生的匀强磁场以的速度匀速上升，电梯上升的最大速率为，则下列说法正确的是（　　） A. 电梯刚向上启动时，杆中感应电流方向为 B. 电梯刚向上启动时，杆加速度 C. 电梯以最大速率向上运行，杆产生的电功率 D. 电梯以最大速率向上运行，外界在单位时间内提供的总能量 三、填空题：本大题共3小题，共9分。 9. 如图所示，为甲、乙两个单摆的振动图象，由图可知， （1）甲乙两个单摆的摆长之比 _____； （2）以向右为单摆偏离平衡位置位移的正方向，从起，当甲第一次到达右方最大位移时，乙偏离平衡位置的位移为_____cm。 10. 神舟十四号航天员在出舱时，需穿着特殊的绝热航天服。为保护宇航员，航天服内气体的压强为标准大气压。当航天员到达太空后由于外部气压降低，航天服内部气体体积______（填“增大”“减小”或“不变”）。将航天服中研究气体视为理想气体，航天员出舱后，若不采取任何措施，航天服内气体内能______（填“增大”“减小”或“不变”），所以为保护宇航员，应在宇航服内部装有______（填“制冷装置”或“加热装置”） 11. 氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。 金属 钨 钙 钠 钾 铷 4.54 320 2.29 2.25 2.13 从能级跃迁到能级发出的光，_______（选填“能”或“不能”）使钨发生光电效应，_______（选填“能”或“不能”）使钠发生光电效应。若某光能使钾发生光电效应，则该光_______（选填“可能”或“不可能”）使处于基态的氢原子发生电离。 四、实验题：本大题共2小题，共12分。 12. 用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图1中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度，遮光片释放点到光电门的长度，遮光片通过光电门的挡光时间，托盘与砝码的总质量，小车和遮光片的总质量。 （1）如图2所示，用游标卡尺测得遮光片宽度_____mm； （2）用该装置验证该系统遵循机械能守恒定律，_____（选填“需要”或“不需要”）满足； （3）若从释放到小车经过光电门这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是__________（用题干中的字母表示）。 锂电池具有能量密度高、充电速度快等优势，已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域。 13. 如图甲，在电动汽车的充电桩中，变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=1：2，当原线圈接上图乙中的正弦交流电后，副线圈中的电流为100A，忽略原、副线圈和输电线的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 该充电桩的输出电压为380V B. 该充电桩工作时原线圈可以通入直流电 C. 副线圈的瞬时电压峰值为380V D. 原线圈的输入功率为76kW 14. 电动汽车使用的电源一般由许多小型锂电池串并联组成，有小组设计实验测定某一节锂电池的电动势和内阻，如图甲所示，其中单位角度对应电阻丝的阻值为r0，主要实验步骤如下： （1）将器材如图甲所示连接。开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________（选择：“A”或“B”）端； （2）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据，并作出图像如图乙所示。其中图线斜率为k，与纵轴截距为b，则该节锂电池的电动势和内阻可表示为E=___________，r=___________。（用R0、k、b、r0表示） 15. （简答）现在正大力发展800V乃至更高电压的电动车充电技术，其充电功率可高达350kW，是普通家用充电功率的几十倍，请你描述高压充电的优势？（至少说出两点） 五、计算题：本大题共3小题，共39分。 16. 某同学利用废弃的自行车改造成发电机，示意图如图所示。整个后轮处在与轮面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，车轮半径为R，前、后齿轮的齿数分别为。将后轮金属轴和后轮边缘分别与倾斜的光滑金属导轨底端相连，导轨间距为L，导轨与水平面的夹角为，金属导轨处在方向与导轨平面垂直的匀强磁场（未画出）中。当前齿轮的转速为时，处在导轨上且与导轨垂直的金属棒恰好静止，金属棒的质量为m，电阻为r，不计其他电阻，重力加速度为g，几个相同的电源相并联，总电动势与其中任一电源的电动势相等。 （1）试判断导轨所在处的磁场方向； （2）求导轨所在处的磁感应强度大小。 17. 弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为5m的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量5x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。跳杆下端触地（不反弹）的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到5x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内（弹簧弹性势能满足），k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）。已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。 (1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k和压缩量为5x0时小孩加速度大小？ (2)求在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率？ (3)求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度？ 18. 利用电场与磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示，一粒子源不断释放质量为m，带电量为的带电粒子，其初速度视为零，经过加速电压U后，以一定速度进入辐射状电场，恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过电场区域后垂直平面，射入棱长为2L的正方体区域。现调整射入位置，使带电粒子在边长为L的正方形MHLJ区域内入射，不计粒子重力及其相互作用。 （1）求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度的大小； （2）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强电场，要让所有粒子都到达平面求所加电场强度的最小值； （3）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强磁场，要让所有粒子都到达平面，求所加磁感应强度B的范围； （4）以为原点建立如图所示直角坐标系，若在正方体区域中同时加上沿MN方向大小为的匀强电场和第（3）问中磁感应强度范围内最小值的匀强磁场，让粒子对准I点并垂直平面入射，求粒子离开正方体区域时的坐标位置（结果可用根号和圆周率π表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $