精品解析：2025届内蒙古自治区乌兰察布市高三下学期第二次模拟考试物理试题

试卷类型：A 绝密★启用前 2025年普通高等学校招生全国统一考试 （第二次模拟考试）物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.做选择题时，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。写在本试卷上无效。 3.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，将答题卡交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 内蒙古包头市被称为“世界绿色硅都”，其制造光伏发电板销往世界各地。光伏发电的原理为光电效应。当光照射晶片时，晶片中的电子变为光电子，与正电荷分开，分布于两个区域，形成电势差发电。关于光伏发电下列说法正确的是（　　） A. 输入的光子能量完全转化为光电子的能量 B. 光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比 C. 光电子与正电荷分开过程中，光电子的电势能增加 D. 电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能大 2. 我国自主研发的极紫外（EUV）光刻机利用波长为13.5nm的光源制造芯片，该项技术使我国绕过了芯片的技术封锁，可以生产超高分辨率的极小芯片。该技术是应用了极紫外光的（　　） A. 波动性强 B. 粒子性强 C. 偏振现象 D. 多普勒效应 3. 圆锥摆在摆动过程中由于受空气阻力的影响，小球做圆周运动的半径会越来越小，经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。忽略小球转动一周内的半径变化，即每一周都可视为匀速圆周运动，运动情况如图所示。则小球做上述运动过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先增大后减小 4. 密闭容器中封闭一定质量的理想气体，气体从状态1到状态2，一次经过过程A，一次经过过程B，其P-V图像如图所示。则对比A、B过程，下列说法正确的是（　　） A. 系统增加的内能A过程大于B过程 B. 系统升高的温度A过程小于B过程 C. 系统吸收的热量A过程大于B过程 D. 系统对外做的功A过程等于B过程 5. 如图甲所示，a~h是圆心为O半径为R圆周上的8个等分点，纸面内存在匀强电场（图中未画出）。圆上各点半径同Oa的夹角为θ，各点的电势φ与θ的φ-θ关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向水平向右 B. 电场强度的大小为 C. ab两点电势差为 D. 一电子从c点顺时针沿圆弧运动到g点电势能先减小后增大 6. 太空电梯固定于地球赤道上某地，一乘客全身固定在电梯中的座椅上，电梯匀速升空到达距地面高度为同步卫星轨道高度的1.5倍处（上升过程中每一点可视为随太空电梯一起做的匀速圆周运动），则电梯匀速上升过程中，座椅对乘客的作用力F随电梯上升时间t变化的F-t图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F，当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示。其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. DE段表示滑块最终与滑板共速 B. F=0时，滑块离开滑板的速度v=2m/s C. B点坐标为（，） D. C点的坐标为（，） 8. 如图，电路中电源电动势为E，内阻为r，为滑动变阻器，、为定值电阻。开始时开关闭合、断开，平行金属板间有个带负电油滴静止在P点，下列操作会使带电油滴向上运动的是（　　） A. 闭合开关 B. 滑动变阻器滑片上滑 C. 减小极板间距离 D. 减小极板间正对面积 9. 如图甲是水下灯光装置简化图。轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为，。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，水的折射率为。则关于水面上的光斑，下列说法正确的是（　　） A. 光斑边缘的振动周期为2s B. 光斑边缘的振幅为 C. 光斑的最大面积为 D. 光斑的最小面积为 10. 如图，磁感应强度大小为B的匀强磁场和电场强度大小为E的匀强电场，方向均平行于纸面向上，电场和磁场区域足够大。带电粒子（不计重力）由O点沿x轴正向入射到电磁场中，在z轴（0，0，h）处P点有一接收器，则接收器接收的粒子比荷可能为（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小彩灯的内部结构如图甲所示，表面涂有氧化层（绝缘物质）的细金属丝与灯丝并联，正常情况下，细金属丝与灯丝导电支架不导通。为描绘该小彩灯的伏安特性曲线，某实验小组用图乙的电路进行了实验。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于图乙中的左端。 （2）闭合开关，反复调节滑动变阻器，小彩灯的亮度能发生变化，但电压表和电流表示数均不能调为零。如果电路中只有一根导线断路，则该导线是_____（用图中字母表示）。 （3）故障排除后，测得小彩灯的伏安特性曲线如图丙所示。 （4）根据设计，当某个小彩灯两端电压达到7.5V时，灯丝熔断，此时细金属丝的氧化层会被击穿，细金属丝与灯丝支架会导通，与之串联的其他小彩灯能继续发光，但是亮度会降低。那么，细金属丝的电阻与原灯丝阻值相比_____（填“偏大”“偏小”或“相同”）。 （5）若把5个相同的这款小彩灯串联后与电动势为30V，内阻为1Ω的电源通过阻值为49Ω的定值电阻连成串联电路，则每个小灯泡消耗的电功率为_____W（保留两位有效数字）。 12. 物理小组设计了一款如图（a）所示的研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图（b），装置固定在水平桌面，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略摩擦的影响），凹槽在电机的带动下能沿轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，实验步骤如下： （1）将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为。 （2）接通电源，开启电机调速开关，钢球往凹槽外侧运动；当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当红色激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为（），记。 （3）利用光电传感器探测钢球运动的周期T，当钢球第1次被光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为1次，达到n次时计时器停止计时，记录总时间t，则钢球运动的周期T=_____（用题给的符号表示）。 （4）若适当调大电机转速，钢球运动的周期T将_____（填“变大”、“不变”或“变小”）；则激光笔应_____（填“上移”、“不动”或“下移”）。 （5）改变电机转速，重复实验，得到多组T和h的数据，记录到表格中，并绘制图像，根据图像的斜率k还能进一步求出当地重力加速度g=_____（用题给的符号表示）。 13. 如图所示，以过P点竖直线为界，空间中存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电小球以一定初速度从A点水平向右射出，恰好由P点沿切线无能量损失地进入半径为R的竖直光滑固定圆管轨道（小球直径与圆管内径相同且两者忽略不计），轨道圆心为O点，最低点和最高点分别为M、N，小球从P点进入轨道时的动能等于从A点射出时动能的，小球恰好能到达圆管轨道最高点N点，∠POM=60°，重力加速度为g，不计空气及摩擦阻力，求 （1）小球经过M点时，轨道下表面对小球的支持力； （2）匀强电场的场强大小。 14. 如图，水平传送带以v=5.0m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，左、右两端各与一水平光滑轨道平滑对接，两对接处PQ间距L=1.6m。一轻质弹簧左端固定，右端在P点左侧，弹簧被滑块A（可看作质点，不与弹簧栓接）压缩至弹性势能。已知A的质量，A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，质量的滑块B静止在传送带右侧的轨道上，A、B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小g取。释放A弹簧弹性势能全部转化为A的动能，求： （1）滑块A第1次运动至Q点时的速度； （2）滑块A第2次在传送带上滑动的过程中，带动传送带的电机多消耗的能量。 15. 如图，竖直面内固定两条光滑长直金属导轨，导轨间距为L，虚线下方存在磁感应强度为B，垂直于纸面的匀强磁场，导轨与磁场边界垂直，导轨最上方两条支路分别连有大小为R的定值电阻和大小为C的电容，一长、高均为L、质量为m的“工”字型框架与导轨始终接触良好，框架水平杆为金属细杆，电阻均为R，竖直杆为绝缘细杆。框架从虚线上方某一位置由静止释放，开始时开关、均断开，框架下边刚进入磁场时，框架恰好能竖直向下做匀速直线运动，重力加速度为g （1）求框架释放时，下边框距虚线的距离。 （2）框架下边进入磁场瞬间闭合，框架下落高度h（h<L且已知）后再次匀速向下运动，求从闭合到框架下落高度h的过程所用的时间以及在此过程中定值电阻R上产生的焦耳热。 （3）框架上边进入磁场瞬间，断开，闭合，并对框架施加外力使其保持匀速直线运动，某时刻框架克服安培力做功的功率恰好是框架焦耳热功率的3倍，求从框架上边进入磁场瞬间开始到该时刻框架克服安培力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 试卷类型：A 绝密★启用前 2025年普通高等学校招生全国统一考试 （第二次模拟考试）物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.做选择题时，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。写在本试卷上无效。 3.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，将答题卡交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 内蒙古包头市被称为“世界绿色硅都”，其制造的光伏发电板销往世界各地。光伏发电的原理为光电效应。当光照射晶片时，晶片中的电子变为光电子，与正电荷分开，分布于两个区域，形成电势差发电。关于光伏发电下列说法正确的是（　　） A. 输入的光子能量完全转化为光电子的能量 B. 光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比 C. 光电子与正电荷分开过程中，光电子的电势能增加 D. 电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由光电效应方程，光电子的最大初动能等于光子的能量减去逸出功，故输入的光子能量并没有完全转化为光电子的能量，故A错误； B．由光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光子的频率是一次函数关系，不成正比，故B错误； C．光电子与正电荷分开过程中，克服静电力做功，光电子的电势能增加，故C正确； D．因为紫光的频率大于红光的频率，由光电效应方程，可知电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能小，故D错误。 故选C。 2. 我国自主研发的极紫外（EUV）光刻机利用波长为13.5nm的光源制造芯片，该项技术使我国绕过了芯片的技术封锁，可以生产超高分辨率的极小芯片。该技术是应用了极紫外光的（　　） A. 波动性强 B. 粒子性强 C. 偏振现象 D. 多普勒效应 【答案】B 【解析】 【详解】极紫外（EUV）光刻机利用波长为13.5nm的光源制造芯片，其波长短，则粒子性强。 故选B。 3. 圆锥摆在摆动过程中由于受空气阻力的影响，小球做圆周运动的半径会越来越小，经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。忽略小球转动一周内的半径变化，即每一周都可视为匀速圆周运动，运动情况如图所示。则小球做上述运动过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】令摆角为，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 可知，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将变大。 故选A。 4. 密闭容器中封闭一定质量的理想气体，气体从状态1到状态2，一次经过过程A，一次经过过程B，其P-V图像如图所示。则对比A、B过程，下列说法正确的是（　　） A. 系统增加的内能A过程大于B过程 B. 系统升高的温度A过程小于B过程 C. 系统吸收的热量A过程大于B过程 D. 系统对外做的功A过程等于B过程 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设状态1温度为，状态2的温度为；气体从状态1到状态2，由题图可知，，，根据理想气体状态方程，可得；可知A过程和B过程系统升高的温度相等，均为 对于一定质量的理想气体，内能只跟温度有关，所以A过程和B过程系统增加的内能相等，故AB错误； CD．根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小，由题图可知，系统对外做的功A过程大于B过程；根据热力学第一定律可得 由于A过程和B过程系统增加的内能相等，可知系统吸收的热量A过程大于B过程，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，a~h是圆心为O半径为R圆周上的8个等分点，纸面内存在匀强电场（图中未画出）。圆上各点半径同Oa的夹角为θ，各点的电势φ与θ的φ-θ关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向水平向右 B. 电场强度的大小为 C. ab两点的电势差为 D. 一电子从c点顺时针沿圆弧运动到g点电势能先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知圆上各点半径与Oa的夹角为时，即点电势最高为，与Oa的夹角为时，即点电势最低为，电场方向从点指向点，即水平向左，故A错误； B．由A项分析可知电场方向从点指向点，又两点电势差 电场强度 故B正确； C．ab两点的电势差为 故C错误； D．一电子从c点顺时针沿圆弧运动到g点电势先减小后增大，电子带负电，在电势低的地方电势能大，故电子电势能先增大后减小，故D错误。 故选B。 6. 太空电梯固定于地球赤道上某地，一乘客全身固定在电梯中的座椅上，电梯匀速升空到达距地面高度为同步卫星轨道高度的1.5倍处（上升过程中每一点可视为随太空电梯一起做的匀速圆周运动），则电梯匀速上升过程中，座椅对乘客的作用力F随电梯上升时间t变化的F-t图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当高度小于同步卫星高度，对宇航员进行受力分析，由圆周运动的规律可得 解得宇航员受到的支持力为 随着时间的增大，作用力减小；当高度等于同步卫星高度时 万有引力正好等于宇航员做圆周运动的向心力，作用力为0；当高度大于同步卫星高度，由 可得 力的方向发生变化，且随着时间的增大，作用力增大，故D符合题意。 故选D。 7. 如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F，当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示。其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. DE段表示滑块最终与滑板共速 B. F=0时，滑块离开滑板的速度v=2m/s C. B点的坐标为（，） D. C点的坐标为（，） 【答案】D 【解析】 【详解】A．在AB段，拉力F较小，物体在木板上相对于木板滑动的路程保持不变，说明物块会从板右侧滑离木板；在BC段，物块滑上木板后，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度，之后保持相对静止一起以相同加速度做匀加速运动；在DE段，物块滑上木板后，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度，物块相对于木板向左滑动，最终物块会从板左侧滑离木板；故A错误； B．时，根据牛顿第二定律可得，物块的加速度大小为 木板的加速度大小为 由图像AB段可知，滑块相对木板的路程为 联立解得或（舍去，此时滑块的速度小于木板的速度） 则物块滑离木板时的速度大小为 故B错误； C．在AB段，F较小，物块将从木板右端滑下，其中B点，对应物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度，设此时对应的恒力为，由牛顿第二定律得 由速度关系得 由位移关系得 联立解得 由图乙可知，B点对应的相对路程，代入解得 故B点的坐标为（，），故C错误； D．在BC段，物块滑上木板后，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度，之后保持相对静止一起以相同加速度做匀加速运动；C点时物块与木板间的静摩擦力刚好达到最大，设此时对应的恒力为，以物块与木板为整体，由牛顿第二定律得 以物块为对象，由牛顿第二定律得 联立解得， 由C选项分析同理可得 代入，可得 故C点的坐标为（，），故D正确。 故选D。 8. 如图，电路中电源电动势为E，内阻为r，为滑动变阻器，、为定值电阻。开始时开关闭合、断开，平行金属板间有个带负电油滴静止在P点，下列操作会使带电油滴向上运动的是（　　） A. 闭合开关 B. 滑动变阻器滑片上滑 C. 减小极板间距离 D. 减小极板间正对面积 【答案】BC 【解析】 【详解】A．开始时开关闭合、断开，电容器上极板带正电，带电油滴静止在P点，所受电场力方向向上，大小与重力相等，闭合开关外电路总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，则所在支路电流减小，承担电压减小，即电容器极板之间电压减小，极板之间电场强度减小，液滴所受电场力减小，可知，带电油滴将向下运动，故A错误； B．开始时开关闭合、断开，滑动变阻器滑片上滑，滑动变阻器接入电阻减小，干路电流增大，承担电压增大，即电容器极板之间电压增大，极板之间电场强度增大，液滴所受电场力增大，可知，带电油滴将向上运动，故B正确； C．极板之间的电场强度大小为 减小极板间距离，极板之间电压不变，则电场强度增大，液滴所受电场力增大，可知，带电油滴将向上运动，故C正确； D．减小极板间正对面积，由于极板之间电压不变，结合上述可知，极板之间电场强度不变，液滴所受电场力不变，液滴仍然处于静止状态，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲是水下灯光装置简化图。轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为，。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，水的折射率为。则关于水面上的光斑，下列说法正确的是（　　） A. 光斑边缘的振动周期为2s B. 光斑边缘的振幅为 C. 光斑的最大面积为 D. 光斑的最小面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．光斑边缘即光刚好发生全反射的位置，当点光源在最低点时，光斑边缘距离最远，当点光源在最高点时，光斑边缘距离最近，故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同，由图乙可光源振动周期为，故光斑边缘的振动周期也为，故A正确； B．设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式 根据几何关系可得光斑振幅满足 可得光斑振幅为 由由图乙可光源振动振幅 光斑振幅为 故B错误； C．光源在最低点时，光斑的面积最大，最大面积为 故C错误； D．光源在最高点时，光斑的面积最小，最小面积为，故D正确。 故选AD。 10. 如图，磁感应强度大小为B的匀强磁场和电场强度大小为E的匀强电场，方向均平行于纸面向上，电场和磁场区域足够大。带电粒子（不计重力）由O点沿x轴正向入射到电磁场中，在z轴（0，0，h）处P点有一接收器，则接收器接收的粒子比荷可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】带电粒子以初速度沿Ox轴进入，磁场B沿Oz轴，故粒子在xy平面将做匀速圆周运动自洛伦兹力提供向心力，则有、 其角速度 同时，电场E也沿Oz轴，使粒子在z方向做匀加速运动，加速度为 xy平面运动方程，设粒子从O（0，0）出发，初速度沿+x，则半径 角速度 在t = 0时，x=0，y=0，速度沿+x，则有、 粒子只有在ωt = 2nπ（n为正整数）时才再次回到xy平面的原点（0，0）。其最小正周期对应n=1，时间为 z方向运动方程为 要求粒子同时满足在xy平面回到原点且到达z= h，即（n=1，2，3……） 则（n=1，2，3……） 又 代入可解得（n=1，2，3……） 由上式可见，当n = 1 时， 当n= 2 时， 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小彩灯的内部结构如图甲所示，表面涂有氧化层（绝缘物质）的细金属丝与灯丝并联，正常情况下，细金属丝与灯丝导电支架不导通。为描绘该小彩灯的伏安特性曲线，某实验小组用图乙的电路进行了实验。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于图乙中的左端。 （2）闭合开关，反复调节滑动变阻器，小彩灯亮度能发生变化，但电压表和电流表示数均不能调为零。如果电路中只有一根导线断路，则该导线是_____（用图中字母表示）。 （3）故障排除后，测得小彩灯的伏安特性曲线如图丙所示。 （4）根据设计，当某个小彩灯两端的电压达到7.5V时，灯丝熔断，此时细金属丝的氧化层会被击穿，细金属丝与灯丝支架会导通，与之串联的其他小彩灯能继续发光，但是亮度会降低。那么，细金属丝的电阻与原灯丝阻值相比_____（填“偏大”“偏小”或“相同”）。 （5）若把5个相同这款小彩灯串联后与电动势为30V，内阻为1Ω的电源通过阻值为49Ω的定值电阻连成串联电路，则每个小灯泡消耗的电功率为_____W（保留两位有效数字）。 【答案】 ①. h ②. 偏大 ③. 0.80 【解析】 【详解】（2）[1]闭合开关，反复调节滑动变阻器，小彩灯的亮度能发生变化，但电压表和电流表示数均不能调为零。则可能是将滑动变阻器接成了限流电路，则如果电路中只有一根导线断路，则该导线是h。 （4）[2]因与之串联的其他小彩灯能继续发光，但是亮度降低，可知总电阻增大，细金属丝的电阻大于原灯丝电阻。 （5）[3]闭合电路中，5U= E-I（r+R） 即5U= 30-50I 作出I-U图线，交小灯泡I-U图线于（4.0V，0.20A）点，小灯泡功率P=0.20×4.0W =0.80W 12. 物理小组设计了一款如图（a）所示的研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图（b），装置固定在水平桌面，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略摩擦的影响），凹槽在电机的带动下能沿轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，实验步骤如下： （1）将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为。 （2）接通电源，开启电机调速开关，钢球往凹槽外侧运动；当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当红色激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为（），记。 （3）利用光电传感器探测钢球运动的周期T，当钢球第1次被光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为1次，达到n次时计时器停止计时，记录总时间t，则钢球运动的周期T=_____（用题给的符号表示）。 （4）若适当调大电机转速，钢球运动的周期T将_____（填“变大”、“不变”或“变小”）；则激光笔应_____（填“上移”、“不动”或“下移”）。 （5）改变电机转速，重复实验，得到多组T和h的数据，记录到表格中，并绘制图像，根据图像的斜率k还能进一步求出当地重力加速度g=_____（用题给的符号表示）。 【答案】 ①. ②. 变小 ③. 上移 ④. 【解析】 【详解】（3）[1]光电传感器连续2次接收到信号的时间间隔是一个周期，钢球运动的周期 （4）[2][3]由 若适当调大电机转速，钢球运动的周期T将变小；则激光笔应上移。 （5）[4]钢球做匀速圆周运动时重力与支持力的合力提供向心力，如图 则 解得 根据图像的斜率k求出当地重力加速度 13. 如图所示，以过P点的竖直线为界，空间中存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电小球以一定初速度从A点水平向右射出，恰好由P点沿切线无能量损失地进入半径为R的竖直光滑固定圆管轨道（小球直径与圆管内径相同且两者忽略不计），轨道圆心为O点，最低点和最高点分别为M、N，小球从P点进入轨道时的动能等于从A点射出时动能的，小球恰好能到达圆管轨道最高点N点，∠POM=60°，重力加速度为g，不计空气及摩擦阻力，求 （1）小球经过M点时，轨道下表面对小球的支持力； （2）匀强电场的场强大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 因小球恰好能到达圆管轨道最高点N点，故小球在N点的速度为0 对M到N，由动能定理 解得 在M点，小球受重力，洛伦兹力和支持力，由牛顿第二定律 解得 小问2详解】 对P到M，由动能定理 解得 在P点，把水平竖直分解 得， 对A到P，水平方向有， 竖直方向有 依题意， 则有 综上，解得 14. 如图，水平传送带以v=5.0m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，左、右两端各与一水平光滑轨道平滑对接，两对接处PQ间距L=1.6m。一轻质弹簧左端固定，右端在P点左侧，弹簧被滑块A（可看作质点，不与弹簧栓接）压缩至弹性势能。已知A的质量，A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，质量的滑块B静止在传送带右侧的轨道上，A、B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小g取。释放A弹簧弹性势能全部转化为A的动能，求： （1）滑块A第1次运动至Q点时的速度； （2）滑块A第2次在传送带上滑动的过程中，带动传送带的电机多消耗的能量。 【答案】（1）6m/s （2）1J 【解析】 小问1详解】 对A进行分析，弹簧弹性势能全部转化为A的动能，则有 解得 A在传送带上开始做匀减速直线运动，假设与传送带达到相等速度，则有 解得 可知，A到达Q时速度仍然大于传送带速度，则有 解得 【小问2详解】 A、B发生弹性碰撞，则有， 解得， A在传送带上做匀减速直线运动，假设A减速至0，则有 表明A在传送带上速度没有减为0，则有 解得， 舍去1.6s，即A到达P位置的时间为0.4s，此过程，初速度匀速转动，根据功能关系可知，带动传送带的电机多消耗的能量 解得 15. 如图，竖直面内固定两条光滑长直金属导轨，导轨间距为L，虚线下方存在磁感应强度为B，垂直于纸面的匀强磁场，导轨与磁场边界垂直，导轨最上方两条支路分别连有大小为R的定值电阻和大小为C的电容，一长、高均为L、质量为m的“工”字型框架与导轨始终接触良好，框架水平杆为金属细杆，电阻均为R，竖直杆为绝缘细杆。框架从虚线上方某一位置由静止释放，开始时开关、均断开，框架下边刚进入磁场时，框架恰好能竖直向下做匀速直线运动，重力加速度为g （1）求框架释放时，下边框距虚线的距离。 （2）框架下边进入磁场瞬间闭合，框架下落高度h（h<L且已知）后再次匀速向下运动，求从闭合到框架下落高度h的过程所用的时间以及在此过程中定值电阻R上产生的焦耳热。 （3）框架上边进入磁场瞬间，断开，闭合，并对框架施加外力使其保持匀速直线运动，某时刻框架克服安培力做功的功率恰好是框架焦耳热功率的3倍，求从框架上边进入磁场瞬间开始到该时刻框架克服安培力做的功。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 设框架释放时，下边框距虚线的距离为，框架下边刚进入磁场时的速度为，由动能定理得 解得 又，， 解得 【小问2详解】 框架下边进入磁场瞬间闭合，电路的总电阻 再次匀速时的速度为，则有 解得 由动量定理得 又 综合解得从闭合到框架下落高度h的过程时间 从闭合到框架下落高度h的过程电路产生的总焦耳热 在此过程中定值电阻R上产生的焦耳热 【小问3详解】 设某时刻框架克服安培力做功的功率恰好是框架焦耳热功率的3倍时，流经金属杆的电流为，则， 根据 得 又 得 由于在该过程中，电动势恒定，电源做的总功 这些能量一部分转化为电容器的电场能，另外就是电阻上产生的焦耳热 电场能为 因此焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$