精品解析：河北省河北武邑中学2024-2025学年高三下学期高三下学期三检考试（一模）物理试题

河北武邑中学2024—2025学年下学期高三年级三检考试 物理试题 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 有关近代物理初步，下列说法错误的是（　　） A. 图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为b B. 普朗克为解释图丙的实验数据，提出了能量子的概念，他认为组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍 C. 如图丁，在光照下，电流表指针发生了偏转，则无论如何调节滑动变阻器的滑片，都无法使电流表示数变为零 D. 用电子去撞击处于基态（能级为E1）的氢原子，使氢原子跃迁到n=4（能级为E4）的激发态，电子的德布罗意波长（其中h为普朗克常量，c为真空中的光速） 2. 如图所示，斜面体静置在水平地面上，将质量为m的物块放置在斜面上，对物块施加水平向右的力F，为保证物块静止，力F的最小值为F1，最大值为F2，整个过程中斜面体始终静止。已知物块与斜面、斜面与地面之间的动摩擦因数均为0.5，斜面倾角，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. F2 =2mg C. 当时，物块和斜面不存在相对运动趋势 D. 斜面的质量可能为2m 3. 如图所示，是某点电荷形成电场的部分电场线，电荷量大小为Q。一质量为m、电荷量大小为q的粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，A点的速度vA垂直于电场线，下列说法正确的是（　　） A. A点电势低于B点电势 B. A点电场强度大于B点电场强度 C. A点到场源电荷Q的距离小于 D. 粒子可能带负电，从A到B的过程，电势能减小，机械能增大 4. 空下落的雨滴，由于空气阻力的原因，接近地面时已经达到匀速。如图所示，离地面高度为H的雨滴，由静止开始竖直下落，下落过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比，即f=kv（k为常数），以地面为零势能面，雨滴下落过程中机械能E随下落的高度h及所受合外力的功率P随速度大小v变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，圆形金属线圈保持静止，匀强磁场以一条直径为轴匀速转动。线圈内阻忽略不计，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A. 图示位置磁场方向与线圈平面垂直，电流表示数为0 B. 圆形线圈拉成正方形，电压表示数变小 C. 滑片P上滑时，通过定值电阻R0的电流变大 D. 滑片P下滑时，电压表示数变大 6. 2025年3月21日，蔡旭哲完成神舟十九号乘组第三次出舱活动，累计出舱次数达5次，成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员。神舟十九号载人飞船运行的椭圆轨道上，近地点、远地点与地球球心间距分别为r、nr。神舟十九号与地球球心间距为r时，引力势能，其中G为引力常量，M为地球的质量，m为神舟十九号的质量，下列说法正确的是（　　） A. 神舟十九号在远地点的线速度大小为 B. 神舟十九号在近地点的动能为 C. 神舟十九号的机械能为 D. 神舟十九号的周期为 7. 如图甲所示是伏安法测电源电动势和内阻的电路图，类比图甲电路可求得图乙中滑动变阻器的最大功率。已知图乙中电源的电动势E=3V，内阻，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。下列说法正确的是（　　） A. 图甲，电动势测量值小于真实值，内电阻的测量值偏大 B. 图甲，电动势测量值等于真实值，内电阻的测量值偏小 C. 图乙，调节滑片P的位置，可求得滑动变阻器功率的最大值为0.5W D. 图乙，调节滑片P的位置，可求得滑动变阻器功率的最大值为0.75W 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，轻弹簧左端固定，右端与一可视为质点的小球相连，小球放在水平面上时。弹簧与水平面平行，水平面各处粗糙程度相同，弹簧处于原长时小球位于O点。现将小球拉至与O点相距x1的M点并由静止释放，球从M点运动到O点的过程中经A（图中未标出）点时的动能最大，球向左运动最远到N点，再向右运动最远到O点右侧P点。N与O相距x2，P与O相距x3，弹簧弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图（a），长为4d、间距为d的平行金属板水平放置，两金属板左边中点O有一粒子源，能持续水平向右发射初速度为、电荷量为、质量为m的粒子，金属板右侧距离为d处竖直放置一足够大的荧光屏。现在两板间加图（b）所示电压，已知时刻射入的粒子恰好能从金属板射出。不计粒子重力，则（　　） A. 无论哪个时刻入射的粒子在金属板间运动的时间相等 B. 无论哪个时刻入射的粒子恰能从金属板右侧中点出射 C. 无论哪个时刻入射的粒子从金属板间出射时动能 D. 粒子打在右侧荧光屏上的长度范围为 10. 如图所示，抛物线形状的光滑轨道固定在竖直面内，O为轨道的顶点，O点离地面的高度为h，A在O点正下方，B点是轨道最右端，A、B两点相距2h，轨道上套一个小球P，小球P通过轻杆与光滑地面上的小球Q相连，两球均可视为质点，质量均为m，轻杆长度为2h。现将球P从距地面高为处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. P即将落地时，速度方向与水平面的夹角为 B. P即将落地时的速度为 C. P即将落地时，Q的速度为0 D. 从释放到P即将落地，杆对Q做的功为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. （1）将一单摆a悬挂在力传感器的下面，让单摆小角度摆动，图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系，随后将这个单摆和其他两个单摆b、c拴在同一张紧的水平绳上（c的摆长和a的摆长相等，b的摆长明显长于a的摆长），让a先摆动起来。若已知a的摆长为L，图甲中t1、t2均为已知量，则重力加速度为_______________，单摆c的摆动周期___________（选填“大于”“小于”或“等于”）单摆b的摆动周期。 （2）某同学用图丙所示装置测重力加速度，实验中改变摆长L并测出相应的周期T，再以T2为纵坐标、L为横坐标将所得数据连成直线，求得直线的斜率k。则重力加速度________（用k表示）。该同学正确完成实验操作后，突然发现：他一直将摆线长度作为摆长L，利用图像能否消除摆长不准对实验结果的影响？___________（选填“能”或“否”） 12. 某实验小组利用玻意耳定律测量室温下的大气压，实验装置如图1所示，主要实验步骤如下： ①将一导热圆柱形汽缸（缸壁厚度不计）开口向下并固定在天花板上，用质量为的活塞（厚度不计）封闭一定质量的气体；测量汽缸的底面面积，记为； ②在活塞下方附加一质量为m的钩码，待稳定后利用刻度尺测量出活塞距离汽缸顶部的高度h； ③增加钩码的质量，重复②中的步骤，分别记录钩码的质量以及相应的活塞距离汽缸顶部的高度并记录在表格中； ④以m为纵坐标，以为横坐标，绘制图像如图2所示。 实验中可忽略一切摩擦和外界温度变化，重力加速度g取 （1）根据图像测得的大气压强为___________Pa； （计算结果保留两位有效数字） （2）若该小组处理实验数据时忘记考虑活塞质量，则他们测量的大气压强___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强的实际值。 13. 用如图甲所示的电路测电阻Rx的阻值，其中R1为一较长的粗细均匀电阻丝，Rx为待测电阻，R0为电阻箱，a为电表，据图甲的电路图连接电路：将R0调到某一数值，滑片P与金属丝某位置连接。闭合开关S1，试触开关S2，观察电表a的偏转情况：适当移动滑片P，直至闭合开关S2时，电表a的示数为0；测出滑片左右电阻丝的长度L1和L2，读出此时电阻箱接入电路的阻值R0。 （1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接成完整电路___________； （2）为了测量更准确，图甲中的电表a选以下的哪个电表更合适___________（填正确答案标号） A. 量程为3V， 精确度为0.1V， 内阻为3000Ω的电压表 B. 量程为0.6A，精确度为0.02A，内阻为60Ω，零刻线在中央的电流表 C. 量程为30μA，精确度为1μA，内阻为100Ω，零刻线在中央的灵敏电流计 （3）若电表a的指针向右偏转时，表明电流方向由M流向P。某次实验中电表的指针向右偏，为使电表a的示数变为0，可以___________（填正确答案标号） A. 适当增大电阻箱R0的阻值 B. 适当减小电阻箱R0的阻值 C. 将滑片P向左移动适当的距离 D. 将滑片P向右移动适当的距离 （4）用测量的量（L1、L2和R0）表示待测电阻的阻值Rx=__________。 14. 某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示，如果彩灯为一个长MN=2m、宽NP=1m的矩形水平光带MNPQ（PQ未标注），水平放置在水池底部，灯带离水面的高度为，水池面积足够大，灯带发出的绿光在水中的折射率为，真空中的光速为，求： （1）灯带发出的绿光能直接射出水面的最长时间；（结果保留一位有效数字） （2）灯带发出的绿光直接射出的水面的面积。（结果保留整数） 15. 福建舰配备了先进的电磁弹射系统。某学习小组在研究电磁弹射时设计了如图甲所示的装置。两根固定于水平面内足够长的光滑平行金属导轨，间距，导轨区域内存在的竖直向下的匀强磁场。用质量，电阻为的均匀金属丝制成一个直径也为的圆环作为电磁弹射车，圆环水平放在两条直导轨上和两导轨保持良好接触。实验时，将质量的绝缘模型飞机（如图乙）锁定在金属圆环上。计时开始，开关掷向1，与一恒流源接通，使干路电流恒为。金属环从静止开始推动模型飞机一起做匀加速运动，经过后，模型飞机达到起飞速度并立即与金属环解锁，飞离金属环。忽略导轨的电阻，所有摩擦以及圆环可能的形变。求： （1）求圆环接入电路的电阻值和模型飞机的加速时间。 （2）若飞机起飞瞬间将开关立即郑向2，与的电阻接通，求此后电阻上产生的焦耳热。 （3）若飞机起飞瞬间将开关立即掷向3，与的电容器接通，求金属环稳定时的速度。 16. 在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场，以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系．一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P（，0）由静止释放后沿直线PQ运动．当微粒到达点Q（0，-l）的瞬间，撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大．已知重力加速度为g。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向； （3）欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北武邑中学2024—2025学年下学期高三年级三检考试 物理试题 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 有关近代物理初步，下列说法错误的是（　　） A. 图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为b B. 普朗克为解释图丙的实验数据，提出了能量子的概念，他认为组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍 C. 如图丁，在光照下，电流表指针发生了偏转，则无论如何调节滑动变阻器的滑片，都无法使电流表示数变为零 D. 用电子去撞击处于基态（能级为E1）的氢原子，使氢原子跃迁到n=4（能级为E4）的激发态，电子的德布罗意波长（其中h为普朗克常量，c为真空中的光速） 【答案】D 【解析】 【详解】A．由特征谱线与线光谱对比可知，特征谱线中缺少b元素的特征谱线，可知可以确定该矿物中缺少的元素为b，故A正确，不符合题意； B．普朗克为了解释图丙中黑体辐射的实验数据，提出了能量子的概念，他认为组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确，不符合题意； C．如图丁所示，在光照下电流表发生了偏转，由图可知接的是正向电压，所以无论如何调节滑动变阻器的滑片，都无法使电流表示数变为零，故C正确，不符合题意； D．由于用电子撞击基态的氢原子，电子动能的一部分被吸收，所以电子的能量应大于其能级差，即 又 可得 解得 故D错误，符合题意。 本题选错误的，故选D。 2. 如图所示，斜面体静置在水平地面上，将质量为m的物块放置在斜面上，对物块施加水平向右的力F，为保证物块静止，力F的最小值为F1，最大值为F2，整个过程中斜面体始终静止。已知物块与斜面、斜面与地面之间的动摩擦因数均为0.5，斜面倾角，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. F2 =2mg C. 当时，物块和斜面不存在相对运动趋势 D. 斜面的质量可能为2m 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对物块，力最小时，物块恰好要下滑，由平衡条件有， 对物块，力最大时，物块恰好要上滑，由平衡条件有 代入题中数据，解得， 故A错误，B正确； C．因为 故物块相对斜面有向上的运动趋势，故C错误； D．力最大时，对斜面和物块有 联立以上解得 故D错误。 故选B。 3. 如图所示，是某点电荷形成电场的部分电场线，电荷量大小为Q。一质量为m、电荷量大小为q的粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，A点的速度vA垂直于电场线，下列说法正确的是（　　） A. A点电势低于B点电势 B. A点电场强度大于B点电场强度 C. A点到场源电荷Q的距离小于 D. 粒子可能带负电，从A到B的过程，电势能减小，机械能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据沿着电场线方向，电势不断降低，可知A点电势高于B点电势，故A错误； B．根据电场线越密，电场强度越大，可知B点处的电场线更密，所以B点处的电场强度大于A点处的电场强度，故B错误； C．设电荷量为q、质量为m的带电粒子在电荷量为Q的场源点电荷形成的电场中，如果该微粒正好过A点且做匀速圆周运动，则有 解得 由题意可知，实际电场力大于对应刚好做匀速圆周运动的电场力，因此A点到场源电荷的距离小于，故C正确； D．根据电场力指向粒子运动轨迹凹侧，粒子在电场中的受力和电场方向，如图所示 可知电场力方向与电场强度方向相同，故该粒子带正电，故D错误。 故选C。 4. 空下落的雨滴，由于空气阻力的原因，接近地面时已经达到匀速。如图所示，离地面高度为H的雨滴，由静止开始竖直下落，下落过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比，即f=kv（k为常数），以地面为零势能面，雨滴下落过程中机械能E随下落的高度h及所受合外力的功率P随速度大小v变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．雨滴下落，机械能E的减少量等于克服空气阻力f做的功，故图像斜率的绝对值 根据牛顿第二定律有 雨滴做加速度减小的加速运动，当a=0时，速度达到最大， 故落到地面时 因此E-h图像斜率的绝对值越来越大，落地时E>0，AB错误； CD．合外力的功率 因此P是关于v的二次函数，且当v=0和时，P=0，C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，圆形金属线圈保持静止，匀强磁场以一条直径为轴匀速转动。线圈内阻忽略不计，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A. 图示位置磁场方向与线圈平面垂直，电流表示数为0 B. 圆形线圈拉成正方形，电压表示数变小 C. 滑片P上滑时，通过定值电阻R0的电流变大 D. 滑片P下滑时，电压表示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．因电流表显示的是交变电流的有效值，故图示位置磁场方向与线圈平面垂直，电流表示数不为0，故A错误； B．设圆形线圈的半径为，则圆形线圈面积为 将圆形线圈拉成正方形，周长不变，设正方形的边长为，则有 解得 则长方形的面积为 综上分析可知 根据交流电源电压的最大值表达式 可知将圆形线圈拉成正方形时面积变小，则变小，根据 可知交流电源电压的有效值变小； 设原线圈回路的电流为，原线圈两端的电压为，则有 设原副线圈的匝数比为，副线圈两端的电压为，副线圈的电流为，则有, 解得， 在副线圈回路中有 联立解得 因E变小，所以变小，即电流表的示数变小，根据 可知减小，即电压表的示数变小，故B正确； C．根据 滑片P上滑时，则变大，所以变小；根据 可知通过定值电阻R0的电流变小，故C错误； D．根据 滑片P下滑时，则变小，则变大，根据 可知变大；在原线圈回路中 可知变小，根据 可知变小，即电压表示数变小，故D错误。 故选B。 6. 2025年3月21日，蔡旭哲完成神舟十九号乘组第三次出舱活动，累计出舱次数达5次，成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员。神舟十九号载人飞船运行的椭圆轨道上，近地点、远地点与地球球心间距分别为r、nr。神舟十九号与地球球心间距为r时，引力势能，其中G为引力常量，M为地球的质量，m为神舟十九号的质量，下列说法正确的是（　　） A. 神舟十九号在远地点的线速度大小为 B. 神舟十九号在近地点的动能为 C. 神舟十九号的机械能为 D. 神舟十九号的周期为 【答案】A 【解析】 【详解】C．由题意可知，神舟十九号载人飞船运行的椭圆轨道的半长轴为 所以神舟十九号的机械能为 故C错误； A．由于神舟十九号在椭圆轨道上运行时机械能守恒，且在远地点的引力势能为 则在远地点的动能为 根据 可知神舟十九号在远地点的线速度大小为 故A正确； B．同理可得，神舟十九号在近地点的引力势能为 则神舟十九号在近地点的动能为 故B错误； D．由开普勒第三定律得可得神舟十九号的周期为 故D错误。 故选A。 7. 如图甲所示是伏安法测电源电动势和内阻的电路图，类比图甲电路可求得图乙中滑动变阻器的最大功率。已知图乙中电源的电动势E=3V，内阻，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。下列说法正确的是（　　） A. 图甲，电动势测量值小于真实值，内电阻的测量值偏大 B. 图甲，电动势测量值等于真实值，内电阻的测量值偏小 C. 图乙，调节滑片P的位置，可求得滑动变阻器功率的最大值为0.5W D. 图乙，调节滑片P的位置，可求得滑动变阻器功率的最大值为0.75W 【答案】C 【解析】 【详解】AB．用甲图电路测E和r，对应公式为 由于电压表的分流，导致电流表测量的并不是干路电流，而是略小于干路电流；修正前后的图像如图所示 根据图像的纵截距表示电源电动势E、图像斜率的绝对值表示内阻r，则由图可知，，故AB错误； CD．并联部分的电阻为 则回路中的总电流为 在并联部分电路中有， 联立可得 则滑动变阻器的功率为 化简得 根据数学知识可知，当时功率最大 根据 解得 则功率最大值为 故C正确，D错误。 故选C。 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，轻弹簧左端固定，右端与一可视为质点的小球相连，小球放在水平面上时。弹簧与水平面平行，水平面各处粗糙程度相同，弹簧处于原长时小球位于O点。现将小球拉至与O点相距x1的M点并由静止释放，球从M点运动到O点的过程中经A（图中未标出）点时的动能最大，球向左运动最远到N点，再向右运动最远到O点右侧P点。N与O相距x2，P与O相距x3，弹簧弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设小球与水平面间的动摩擦因数为，质量为，小球从M到N的过程，根据能量守恒定律有 化简得 小球从N到P的过程，根据能量守恒定律有 化简得 联立可得 故A错误，B正确； CD．设A点离原点O的距离为，此时在A点小球的动能最大，即速度最大，加速度为零，则有 小球从M到A的过程，根据能量守恒定律有 小球从A到N的过程，根据能量守恒定律有 两式化简得 变形得 将代入上式，则有 化简得 变形得 则有 其中， 所以有 故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图（a），长为4d、间距为d的平行金属板水平放置，两金属板左边中点O有一粒子源，能持续水平向右发射初速度为、电荷量为、质量为m的粒子，金属板右侧距离为d处竖直放置一足够大的荧光屏。现在两板间加图（b）所示电压，已知时刻射入的粒子恰好能从金属板射出。不计粒子重力，则（　　） A. 无论哪个时刻入射的粒子在金属板间运动的时间相等 B. 无论哪个时刻入射的粒子恰能从金属板右侧中点出射 C. 无论哪个时刻入射的粒子从金属板间出射时动能 D. 粒子打在右侧荧光屏上的长度范围为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．已知时刻射入的粒子恰好能从金属板射出，则有 作出不同时刻进入金属板的粒子在电场方向速度与时间的图像如下图 由图像可以看出，在时刻（n=0,1,2,3，…）进入金属板的粒子会在电场方向上有最大位移，结合题目条件知最大位移为，其它时刻进入的粒子在电场方向位移都小于，所以不同时刻进入金属板的粒子都能够输出金属板，由水平方向匀速运动可知，粒子射出金属板时间都相同，时间都为 故A正确，B错误； C．由于粒子在电场中运动的时间都为，恰为电压随时间变化的周期，故粒子在电场中所受相反电场力作用时间相同，根据动量定理有 故粒子无论何时进入电场，出射时只剩水平速度v0，竖直方向的速度为0，故粒子从金属板间出射时动能都为 故C正确； D．由AC选项分析可知不同时刻出射的粒子出射的位置在两金属板右侧上下边缘之间，竖直方向最大位移大小都为，且出射时速度均水平向右，故粒子打在右侧荧光屏上的长度范围为d，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，抛物线形状的光滑轨道固定在竖直面内，O为轨道的顶点，O点离地面的高度为h，A在O点正下方，B点是轨道最右端，A、B两点相距2h，轨道上套一个小球P，小球P通过轻杆与光滑地面上的小球Q相连，两球均可视为质点，质量均为m，轻杆长度为2h。现将球P从距地面高为处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. P即将落地时，速度方向与水平面的夹角为 B. P即将落地时的速度为 C. P即将落地时，Q的速度为0 D. 从释放到P即将落地，杆对Q做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．平抛运动的轨迹为抛物线，将O点到B点的抛物线轨道类比平抛运动，则设速度与水平方向的夹角，根据在平抛运动中速度夹角的正切值等于位移夹角正切值的两倍，则有 解得 故A错误； BC．设小球P即将落地时速度大小为，小球Q的速度大小为，根据系统机械能守恒有 小球P与小球Q沿杆方向的速度相等，则有 联立解得， 故B正确，C错误； D．从释放到P即将落地，对小球Q，根据动能定理，可得杆对Q做的功为 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. （1）将一单摆a悬挂在力传感器的下面，让单摆小角度摆动，图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系，随后将这个单摆和其他两个单摆b、c拴在同一张紧的水平绳上（c的摆长和a的摆长相等，b的摆长明显长于a的摆长），让a先摆动起来。若已知a的摆长为L，图甲中t1、t2均为已知量，则重力加速度为_______________，单摆c的摆动周期___________（选填“大于”“小于”或“等于”）单摆b的摆动周期。 （2）某同学用图丙所示装置测重力加速度，实验中改变摆长L并测出相应的周期T，再以T2为纵坐标、L为横坐标将所得数据连成直线，求得直线的斜率k。则重力加速度________（用k表示）。该同学正确完成实验操作后，突然发现：他一直将摆线长度作为摆长L，利用图像能否消除摆长不准对实验结果的影响？___________（选填“能”或“否”） 【答案】（1） ①. ②. 等于 （2） ①. ②. 能 【解析】 【小问1详解】 [1]对单摆a受力分析可知，摆球经过最低点时拉力最大，摆球经过最高点时拉力最小，所以由图可知单摆a的振动周期为 又有 联立解得 [2]受迫振动的周期等于驱动力的周期，因此有 即单摆c的摆动周期的等于单摆b的摆动周期。 【小问2详解】 [1]根据单摆周期公式 可得 则斜率 解得 [2]设摆线长为l，由单摆的周期公式可得 解得 则做出图像的斜率不变，重力加速度的测量值不变，能消除摆长不准对实验结果的影响。 12. 某实验小组利用玻意耳定律测量室温下的大气压，实验装置如图1所示，主要实验步骤如下： ①将一导热圆柱形汽缸（缸壁厚度不计）开口向下并固定在天花板上，用质量为的活塞（厚度不计）封闭一定质量的气体；测量汽缸的底面面积，记为； ②在活塞下方附加一质量为m的钩码，待稳定后利用刻度尺测量出活塞距离汽缸顶部的高度h； ③增加钩码的质量，重复②中的步骤，分别记录钩码的质量以及相应的活塞距离汽缸顶部的高度并记录在表格中； ④以m为纵坐标，以为横坐标，绘制图像如图2所示。 实验中可忽略一切摩擦和外界温度变化，重力加速度g取 （1）根据图像测得的大气压强为___________Pa； （计算结果保留两位有效数字） （2）若该小组处理实验数据时忘记考虑活塞质量，则他们测量的大气压强___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强的实际值。 【答案】（1） （2）小于 【解析】 【小问1详解】 对活塞与钩码整体进行受力分析，根据平衡条件有 汽缸内的气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 其中C为一个定值，联立可得 结合图像，可知纵截距为 代入数据解得 【小问2详解】 在计算大气压强时，利用图像的截距，即有 变形得 可知，若该小组同学在处理实验数据时忘记考虑活塞质量，则 则他们测量的大气压强小于大气压强的实际值。 13. 用如图甲所示的电路测电阻Rx的阻值，其中R1为一较长的粗细均匀电阻丝，Rx为待测电阻，R0为电阻箱，a为电表，据图甲的电路图连接电路：将R0调到某一数值，滑片P与金属丝某位置连接。闭合开关S1，试触开关S2，观察电表a的偏转情况：适当移动滑片P，直至闭合开关S2时，电表a的示数为0；测出滑片左右电阻丝的长度L1和L2，读出此时电阻箱接入电路的阻值R0。 （1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接成完整电路___________； （2）为了测量更准确，图甲中的电表a选以下的哪个电表更合适___________（填正确答案标号） A. 量程为3V， 精确度为0.1V， 内阻为3000Ω的电压表 B. 量程为0.6A，精确度为0.02A，内阻为60Ω，零刻线在中央的电流表 C. 量程为30μA，精确度为1μA，内阻为100Ω，零刻线在中央的灵敏电流计 （3）若电表a的指针向右偏转时，表明电流方向由M流向P。某次实验中电表的指针向右偏，为使电表a的示数变为0，可以___________（填正确答案标号） A. 适当增大电阻箱R0的阻值 B. 适当减小电阻箱R0的阻值 C. 将滑片P向左移动适当的距离 D. 将滑片P向右移动适当的距离 （4）用测量的量（L1、L2和R0）表示待测电阻的阻值Rx=__________。 【答案】（1） （2）C （3）BC （4） 【解析】 【小问1详解】 由电路图连接实物图，如图所示 【小问2详解】 本实验利用电桥法测电阻，通过移动滑片，调节到电表示数为零，所以电表越灵敏越好。 故选C。 【小问3详解】 电流方向由M流向P时，指针向右偏转，为正向电流，则 可通过减小M点电势或增大P点电势的方法达到电表示数为0，则可以通过减小R0阻值来减小M点电势或通过将滑片P向左移动来增大P点电势。 故选BC。 【小问4详解】 当电表示数为0时， 即， 设通过Rx的电流为I1，通过R1的电流为I2，则， 联立两式可得 其中， 联立解得待测电阻的阻值 14. 某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示，如果彩灯为一个长MN=2m、宽NP=1m的矩形水平光带MNPQ（PQ未标注），水平放置在水池底部，灯带离水面的高度为，水池面积足够大，灯带发出的绿光在水中的折射率为，真空中的光速为，求： （1）灯带发出的绿光能直接射出水面的最长时间；（结果保留一位有效数字） （2）灯带发出的绿光直接射出的水面的面积。（结果保留整数） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路如图所示 设N端绿光在水面上的A点发生全反射，则有 根据 解得 故灯带发出的绿光能直接射出水面的最长路程为 光在水中的速度为 最长的时间为 【小问2详解】 在上图中， 根据三角函数关系有 根据几何关系可得 故能射出绿光的水面形状如图所示 且图中扇形的半径为 ， 所以灯带发出的绿光直接射出的水面的总面积为 代入数据解得 15. 福建舰配备了先进的电磁弹射系统。某学习小组在研究电磁弹射时设计了如图甲所示的装置。两根固定于水平面内足够长的光滑平行金属导轨，间距，导轨区域内存在的竖直向下的匀强磁场。用质量，电阻为的均匀金属丝制成一个直径也为的圆环作为电磁弹射车，圆环水平放在两条直导轨上和两导轨保持良好接触。实验时，将质量的绝缘模型飞机（如图乙）锁定在金属圆环上。计时开始，开关掷向1，与一恒流源接通，使干路电流恒为。金属环从静止开始推动模型飞机一起做匀加速运动，经过后，模型飞机达到起飞速度并立即与金属环解锁，飞离金属环。忽略导轨的电阻，所有摩擦以及圆环可能的形变。求： （1）求圆环接入电路的电阻值和模型飞机的加速时间。 （2）若飞机起飞瞬间将开关立即郑向2，与的电阻接通，求此后电阻上产生的焦耳热。 （3）若飞机起飞瞬间将开关立即掷向3，与的电容器接通，求金属环稳定时的速度。 【答案】（1）2s （2）5.0J （3）5m/s 【解析】 【小问1详解】 金属环在导轨问两段圆弧并联接入电路中，每段圆环的电阻 由串并联关系，侧环接入的总电阻为 故 对金属环和飞机模型整体受力分析，在安培力的作用下做匀加速直线运动，受到安培力为 由牛顿第二定律有 由匀变速直线运动规律有 代入数据得： 【小问2详解】 金属环的动能变成全电路的焦耳热为 环接入电路的电阻和R相同有 则有： 代入数据得 【小问3详解】 当圆环稳定运动时，设速度为，此时电容器上带的电量为 电容器的电量的变化即为道过环的电量为 对圆环，由动量定理有 由以上公式有： 代入数据得 16. 在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场，以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系．一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P（，0）由静止释放后沿直线PQ运动．当微粒到达点Q（0，-l）的瞬间，撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大．已知重力加速度为g。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向； （3）欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件? 【答案】（1）；（2）mg，方向水平向左；（3） 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：（1）由于微粒沿PQ方向运动，可知微粒所受的合力沿PQ方向可得 因为α = 60°，解得 （2）微粒在电场中的运动可视为两个分运动的合成：水平方向在电场力作用下的匀加速直线运动；竖直方向在重力作用下的匀加速直线运动，加速度为g 到达Q点的竖直分速度v2 则 水平分速度 撤去电场加上磁场的瞬间，微粒受洛伦兹力可根据速度的分解，视为两个分速度对应的洛伦兹力的分力的合成，对于水平分速度v1，其所对应的洛伦兹力分力的大小为f1，方向竖直向上 即与重力恰好平衡，对与竖直分速度v2，其所对应的洛伦兹力分力的大小为f2，方向水平向左，此力为微粒所受的合力 （3）如果把微粒的运动可以看作水平方向速度v1的匀速直线运动与另一个分运动的合成．那么微粒受到的洛伦兹力的一个分力恰与重力平衡，另一个分运动就是微粒在洛伦兹力的另一个分力作用下的匀速圆周运动，开始时速度为v2，方向竖直向下 解得半径为 微粒在磁场中的运动可视为匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动．它距Q点的水平最大距离为圆的半径r．所以欲使微粒不从磁场的下边界穿出，磁场下边界的y坐标值应满足 （写成“<”也给分） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $