精品解析：河南省信阳市信阳高级中学2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）、老校（文化街校区） 2024-2025学年高三上期期末测试 物理试题 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，每题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，甲图为研究光电效应的电路图，入射光紫光的频率大于K极板的极限频率，乙图是光电管中光电流与电压的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 甲图中提高紫光入射光强度，截止电压一定增大 B. 乙图中，a光光子的动量大于b光光子的动量 C. 由丙图可知，钡原子核比氪原子核稳定 D. 由丙图可知，核子的平均质量比核子的平均质量大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由公式 ， 可得截止电压 提高紫光入射光强度改变不了紫光的频率，截止电压不变，故A错误； B．图乙中，即两种光子频率，由光的频率与波长的关系式 可得 又由光子动量表达式 可得 故B正确； C．由丙图可知，钡原子核比结合能小于氪原子核的比结合能，所以氪原子核更稳定，故C错误； D．因为核子的比结合能比核子的比结合能大，核子的平均质量比核子的平均质量小，故D错误。 故选B。 2. 如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A. 1.5 B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据光路的可逆性，做出光线从空气进入介质的光路图，如图所示 由几何关系可得 ， 可得透明介质的折射率 故选B。 3. 抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　） A. 沿虚线a向左移动，细线的拉力减小 B. 沿虚线b向上移动，细线的拉力减小 C. 沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变 D. 沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大 【答案】A 【解析】 【详解】设AB两点水平间距为d，细线总长为L，细线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。 由几何关系可得 根据平衡条件可得 2Fcosθ=mg A．沿虚线a向左移动，d减小、θ减小、cosθ增大，则细线的拉力减小，故A正确； B．沿虚线b向上移动，d不变、θ不变、cosθ不变，细线的拉力不变，故B错误； C．沿虚线c斜向上移动，d增大、θ增大、cosθ减小，细线的拉力增大，故C错误； D．沿虚线d向右移动，空竹受力平衡，根据平衡条件可知，细线对空竹的合力与重力等大反向，所以细线对空竹的合力不变，故D错误。 故选A。 4. 如图（a）所示，以地球球心为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，某人造卫星在xOy平面内绕地球做匀速圆周运动，运动方向如图中标注，其圆周运动轨迹与x轴交点为A。现从卫星经过A点开始计时，将人造卫星所受地球的万有引力沿x轴、y轴两个方向进行正交分解，得到沿x轴、y轴两个方向的分力，，其中随卫星运动时间t变化图像如图（b）所示，已知卫星质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，忽略地球自转，则（　　） A. 该人造卫星圆周运动轨迹半径为2R B. 图（b）中 C. 任何时刻均满足 D. 该人造卫星的速度大小与地球第一宇宙速度大小之比为 【答案】B 【解析】 【详解】物体在地面受万有引力等于重力，该人造卫星在A点时，所受万有引力为0.5mg，根据万有引力公式 解得 故A错误； B．物体在地面受万有引力等于重力 据图可知中t1为半个周期 根据万有引力提供向心力 解得 故B正确； C．卫星轨道为圆，、的合力即为万有引力，等于0时刻的，据图可知 所以 故C错误； D．该人造卫星的速度大小与地球第一宇宙速度大小之比为 地球第一宇宙速度 该卫星 又 解得该人造卫星的速度大小与地球第一宇宙速度大小之比为，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在直角坐标系中，先固定一不带电金属导体球，半径为，球心坐标为。再将一点电荷A固定在原点处，带电量为。、是轴上的两点，、两点对称地分布在轴两侧，点、、到坐标原点的距离均为，与金属导体球外表面相切于点，已知金属导体球处于静电平衡状态，为静电力常数，则下列说法正确的是（　　） A. 图中各点的电势关系为 B. 金属导体球左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷，用一根导线分别连接左右两侧，导线中有短暂的电流 C. 金属导体球上的感应电荷在外表面处的场强大小，方向垂直于金属球表面 D. 金属导体球上的感应电荷在球心处产生的电场强度为，方向沿轴负方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于感应电荷对场源电荷的影响，点电荷A左边电场小于右边的电场强度，根据 U=Ed 定性分析可知c点的电势小于a点的电势，b、c在同一等势面上，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可得 综上可得 故A错误； B．金属导体球左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷，由于金属球是等势体，用一根导线分别连接左右两侧，导线中没有短暂的电流，故B错误： C．d处合场强才是垂直于表面的方向，感应电荷在d处产生的场强方向不是垂直于表面，故C错误； D．点电荷A在处的场强大小 方向沿轴正方向，金属导体球内部电场强度为零，则金属导体球上的感应电荷在球心处产生的电场强度为，方向沿轴负方向，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一学生做定点投篮游戏。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动时间的比值为 B. 上升的最大高度的比值为 C. 两次出手时篮球的初动能相等 D. 两次投篮，篮球在C点的机械能相等 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．对第一次出手，有 对第二次出手，有 联立可得 且对第一次出手，有 对第二次出手，有 联立可得 故A正确，B错误； CD．对第一次出手，有 对第二次出手，有 联立可得 因二者初速度相同，则初动能相同，但速度在水平方向上的分量不同，则打在篮板上的末速度不同，则在C点时，两球的机械能不同，故C正确，D错误。 故选AC。 7. 如图，xOy坐标轴内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN为垂直于y轴且与x轴重合的足够大的吸收平板。大量质量为m，带电量为的粒子，以相同的速率，从O沿垂直磁场方向均匀射入第一象限。不计重力及粒子间相互影响，粒子可能经过区域的面积是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，以x轴为边界的磁场，粒子从x轴进入磁场后离开，速度v与x轴的夹角相同，沿x轴正轴的刚好进入磁场做一个圆周，沿y轴进入的刚好转半个周期，如图在两图形的相交的部分是粒子不经过的地方 该区域的面积为 如图设粒子不经过的地方面积为S2 由几何关系得 粒子可能经过区域的面积为 解得 故选B。 8. 如图甲为我国自主研制的全球首款轮式起重机，将120吨的风力发电机组吊至高空，若该起重机由静止开始竖直向上提升机组，加速度和速度的倒数图像如图乙所示，不计其他阻力，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 起重机的额定功率为 B. 重物上升的最大速度 C. 重物在0~5s内做匀加速直线运动 D. 10s内起重机对重物做的功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当横坐标为0.1时，起重机达到最大功率，对发电机组由牛顿第二定律可得 代数数据解得起重机的额定功率为 故A错误； B．当起重机达到最大速度时，发电机组的加速度为零，故有 解得 故B错误； C．由图可知，当横坐标为0.1时，起重机达到额定功率，不再做匀加速运动，而是开始做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度后匀速，由运动学公式可知 可知重物在0~5s内做匀加速直线运动，故C正确； D．重物内做匀加速直线运动的位移为 内，对重物，根据动能定理有 解得 后起重机功率恒定，起重机对重物做的功为 10s内起重机对重物做的功为 故D正确。 故选CD。 9. 两列简谐横波甲、乙在同一介质中分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻两列波的波形如图所示，已知甲的传播周期为0.2s。下列说法正确的是（　　） A. 乙的波速为10m/s B. 两列波相遇时能发生干涉 C. 时刻，处的质点正在平衡位置沿y轴的正方向振动 D. 时，处的质点位移为10cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图可知甲、乙两列波的波长分别为 ， 又 由 得 两波波速相等，故乙的波速 故A正确； B．乙的周期为 发生干涉现象的条件是两列波的频率相同，故B错误； C．时刻，仅有甲波时，x＝1m处的质点处在波谷，仅有乙波时，x＝1m处的质点处在平衡位置的下方且沿y轴负方向运动，由波的叠加可知，时刻，x＝1m处的质点处在平衡位置的下方且沿y轴负方向运动，故C错误； D．由于 则时，甲波的波峰传播至处，时，仅有乙波时处质点仍处于波峰，又 则可知时，乙波的波峰传播到处，故时，处的质点位移为10cm，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示为某一科研设备中对电子运动范围进行约束的装置简化图。现有一足够高的圆柱形空间，其底面半径为R，现以底面圆心为坐标原点，建立空间直角坐标系。在圆柱形区域内存在着沿z轴负向的匀强磁场和匀强电场，在的区域内存在着沿x轴正向的匀强电场。坐标为的P点有一电子源，在xOy平面内同时沿不同方向向圆柱形区域内发射了一群质量为m，电荷量为的电子，速度大小均为。已知磁感应强度的大小为，不计粒子的重力，则从电子发射到完全离开圆柱形区域的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子完全离开圆柱形区域时速度方向均不相同 B. 粒子完全离开圆柱形区域时的速度方向均平行于xOy平面 C. 所有粒子在磁场中运动的总时间均相同 D. 最晚和最早完全离开圆柱形区域的粒子的时间差为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．如图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 由于粒子的轨迹圆半径和原磁场半径相同，故粒子在xOy平面内将先后经历磁发散、进入电场匀变速直线运动、返回磁场磁聚焦三个过程，最终从xOy平面内的Q点离开，但是速度方向均不相同，在考虑他们在z方向上的匀加速直线运动，离开圆柱形区域时的速度方向不可能平行于xOy平面，故A正确，B错误； C．粒子在磁场中均经历了半个周期，因此在磁场中运动总时间相同，故C正确； D．当粒子从P点沿x轴正向发射时，粒子在xOy平面内运动时间最长，相较于运动时间最短的粒子，其多走的路程为2R，故时间差 故D错误。 故选AC。 二、实验题（把答案填在答题卡中的横线上，或者按题目要求作答。） 11. 实验室有下列器材： A．待测电源 B．电流表A（内阻不可忽略）； C．电阻箱两个； D．开关2个；导线若干； （1）某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流和电阻箱的示数R后，作出了图像，得到图像的斜率为，截距为，则待测电源的电动势为______，内阻为______。 （2）乙同学认为甲的测量结果有较大误差，原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材，增加了一个恒压源（输出电压恒定），设计了以下电路测量电流表的内阻。 ①闭合K1，断开K2，调节电阻箱使电流表A满偏，记下此时的阻值； ②闭合K2，保持不变，调节使电流表A半偏，记下此时的阻值，并发现并不满足，导致电路中的总电流不能认为恒定； ③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=______ （3）将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修正后，可得电源的真实电动势为=______；=______。 【答案】（1） ①. ②. （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 化简得 于是 得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律 可以解得 【小问3详解】 [1][2]根据等效电源思想可知，（1）中测量电源电动势是准确的，内阻测量包含了电流表内阻，所义在内阻中只需要减去（2）中测量得到的电流表内阻即可，即最终得电源的电动势准确值 内阻的准确值 12. 已知物体受到流体的阻力与其速度有关，物体运动速度越大，阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力Ff与其运动速度的定量关系。他们将一个体积很小的重物悬挂于气球下方，并用天平称得气球与重物的总质量为。一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频，并得到分帧照片。已知图中相邻两帧照片之间的时间间隔为，，……表示重物所在位置对应的刻度，气球体积为V0，空气密度为，重力加速度为，请回答以下问题： （1）为尽量精确得出Ff与的关系，需要选择哪段过程进行研究______（用，……表示）；此时气球受空气阻力大小Ff=______； （2）下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验，测出重物下落的位移，并由此计算出重物的运动速度，得到如图所示的图像，图像在纵轴上截距的物理意义是______；若图像斜率为，则Ff与的关系为______（均用题目所给的字母表达）。 【答案】（1） ①. （或，） ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由图可知，从气球做匀速运动，则为尽量精确得出与的关系，需要选择过程进行研究；此时气球匀速运动，受力平衡，即受空气阻力大小 【小问2详解】 [1]纵轴截距为v=0时的m的值，此时物体的重力等于浮力，即 可知 即纵轴上截距的物理意义是； [2]由图可知与成线性关系 而 可知气球受空气阻力大小与其运动速度大小关系 三、计算题（共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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） 13. 一超重预警装置示意图如图所示，高为、横截面积为、质量为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量也为的活塞，稳定时活塞正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞通过轻绳连接一重物后恰好下降至预警传感器处，触发超重预警。已知初始时环境的热力学温度为，预警传感器到容器底部的距离为，大气压强，重力加速度为，容器内气体内能与热力学温度的关系为为常量，不计一切摩擦阻力。 （1）求所挂重物的质量； （2）若在刚好触发超重预警后，外界温度缓慢降低为，求在该过程中，容器内气体向外界放出的热量。 【答案】（1）5.5m （2） 【解析】 【小问1详解】 挂重物前，对活塞受力分析，有 挂上重物后，对重物和活塞组成的系统受力分析，有 气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得 【小问2详解】 气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有 解得 外界对气体做的功 气体内能的变化量 根据热力学第一定律 可得 可知气体放出的热量 14. 如图所示，一足够长的水平传送带以速度v0匀速运动，质量均为m的小物块P和小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长．某时刻物块P从传送带左端以速度2v0冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平．已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0．25，重力加速度为g，不计滑轮的质量与摩擦．求： （1）运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比； （2）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ系统机械能的改变量． 【答案】（1） ；（2）0 【解析】 【分析】 【详解】（1）设P的位移、加速度大小分别为x1、a1，Q的位移、加速度大小分别为x2、a2，由图可知,Q通过动滑轮提升，易知P、Q的位移关系始终满足P的位移是Q位移的两倍，即 x1=2x2 由 易得 a1=2a2 即 （2）分别以P、Q为研究对象，由牛顿第二定律可求出加速度 对P加速度方向向左有 μmg+T=ma1 对Q加速度方向向下有 mg﹣2T=ma2 解得 a1=0.6g a2=0.3g P先减速到与传送带速度相同，设位移为x1 共速后，由于f=μmg＜0.5mg，P不可能随传送带一起匀速运动，继续向右减速，设此时P加速度为a1′，Q的加速度为 对P加速度方向向左，摩擦力方向向右有 T﹣μmg=ma1′ 对Q加速度方向向下有 mg﹣2T=ma2′ 解得 a1′=0.2g a2′=0.1g 设减速到0位移为x2； PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功 △E=﹣μmgx1+μmgx2=0 15. 如图，间距为L的平行光滑金属轨道与由倾斜和水平两部分平滑连接而成，且，倾斜轨道的倾角为，水平轨道足够长，轨道电阻不计。倾斜部分处于垂直轨道向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为B。已知金属细棒的质量均为m、电阻均为R、长度均为L。现将a棒从高度为h的位置由静止释放，当a棒到达时，立即将b棒也从位置由静止释放，当b棒到达时速度大小为，此时在水平轨道部分加竖直向下的匀强磁场。运动过程中金属细棒始终与下平行且与轨道接触良好，重力加速度为g。求： （1）b棒在倾斜轨道加速至速度时，其加速度大小； （2）b棒到达处时棒之间的距离； （3）若b棒到达处时棒间距离用表示，再经时间a棒继续向左运动距离为，此时棒之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 b棒在斜轨道速度为时，加速度为a，由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 b棒所受安培力 对b棒由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 b棒下滑至EF处所需时间为t，平均电流为，对b棒由动量定理得 由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 此过程磁通量的变化量 a棒下滑至EF过程中，由机械能守恒定律得 b棒在斜轨道下滑过程中，a棒在水平轨道做匀速运动的位移为a、b棒的距离 联立解得 【小问3详解】 b棒在水平轨道运动过程中，a、b棒受到的安培力大小相等、方向相反，以a、b棒为研究系统，由动量守恒定律得 在极短时间内有 在时间内，b棒向左运动距离为，得 则a、b棒间的距离为 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）、老校（文化街校区） 2024-2025学年高三上期期末测试 物理试题 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，每题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，甲图为研究光电效应的电路图，入射光紫光的频率大于K极板的极限频率，乙图是光电管中光电流与电压的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 甲图中提高紫光入射光强度，截止电压一定增大 B. 乙图中，a光光子的动量大于b光光子的动量 C. 由丙图可知，钡原子核比氪原子核稳定 D. 由丙图可知，核子的平均质量比核子的平均质量大 2. 如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A. 1.5 B. C. D. 无法确定 3. 抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　） A. 沿虚线a向左移动，细线的拉力减小 B. 沿虚线b向上移动，细线的拉力减小 C. 沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变 D. 沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大 4. 如图（a）所示，以地球球心为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，某人造卫星在xOy平面内绕地球做匀速圆周运动，运动方向如图中标注，其圆周运动轨迹与x轴交点为A。现从卫星经过A点开始计时，将人造卫星所受地球的万有引力沿x轴、y轴两个方向进行正交分解，得到沿x轴、y轴两个方向的分力，，其中随卫星运动时间t变化图像如图（b）所示，已知卫星质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，忽略地球自转，则（　　） A. 该人造卫星圆周运动轨迹半径为2R B. 图（b）中 C. 任何时刻均满足 D. 该人造卫星的速度大小与地球第一宇宙速度大小之比为 5. 如图所示，在直角坐标系中，先固定一不带电金属导体球，半径为，球心坐标为。再将一点电荷A固定在原点处，带电量为。、是轴上的两点，、两点对称地分布在轴两侧，点、、到坐标原点的距离均为，与金属导体球外表面相切于点，已知金属导体球处于静电平衡状态，为静电力常数，则下列说法正确的是（　　） A. 图中各点的电势关系为 B. 金属导体球左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷，用一根导线分别连接左右两侧，导线中有短暂的电流 C. 金属导体球上的感应电荷在外表面处的场强大小，方向垂直于金属球表面 D. 金属导体球上的感应电荷在球心处产生的电场强度为，方向沿轴负方向 6. 如图所示，一学生做定点投篮游戏。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动时间的比值为 B. 上升的最大高度的比值为 C. 两次出手时篮球的初动能相等 D. 两次投篮，篮球在C点的机械能相等 7. 如图，xOy坐标轴内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN为垂直于y轴且与x轴重合的足够大的吸收平板。大量质量为m，带电量为的粒子，以相同的速率，从O沿垂直磁场方向均匀射入第一象限。不计重力及粒子间相互影响，粒子可能经过区域的面积是（　　） A. B. C. D. 8. 如图甲为我国自主研制的全球首款轮式起重机，将120吨的风力发电机组吊至高空，若该起重机由静止开始竖直向上提升机组，加速度和速度的倒数图像如图乙所示，不计其他阻力，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 起重机的额定功率为 B. 重物上升的最大速度 C. 重物在0~5s内做匀加速直线运动 D. 10s内起重机对重物做的功为 9. 两列简谐横波甲、乙在同一介质中分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻两列波的波形如图所示，已知甲的传播周期为0.2s。下列说法正确的是（　　） A. 乙的波速为10m/s B. 两列波相遇时能发生干涉 C. 时刻，处的质点正在平衡位置沿y轴的正方向振动 D. 时，处的质点位移为10cm 10. 如图所示为某一科研设备中对电子运动范围进行约束的装置简化图。现有一足够高的圆柱形空间，其底面半径为R，现以底面圆心为坐标原点，建立空间直角坐标系。在圆柱形区域内存在着沿z轴负向的匀强磁场和匀强电场，在的区域内存在着沿x轴正向的匀强电场。坐标为的P点有一电子源，在xOy平面内同时沿不同方向向圆柱形区域内发射了一群质量为m，电荷量为的电子，速度大小均为。已知磁感应强度的大小为，不计粒子的重力，则从电子发射到完全离开圆柱形区域的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子完全离开圆柱形区域时速度方向均不相同 B. 粒子完全离开圆柱形区域时的速度方向均平行于xOy平面 C. 所有粒子在磁场中运动的总时间均相同 D. 最晚和最早完全离开圆柱形区域的粒子的时间差为 二、实验题（把答案填在答题卡中的横线上，或者按题目要求作答。） 11. 实验室有下列器材： A．待测电源 B．电流表A（内阻不可忽略）； C．电阻箱两个； D．开关2个；导线若干； （1）某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流和电阻箱的示数R后，作出了图像，得到图像的斜率为，截距为，则待测电源的电动势为______，内阻为______。 （2）乙同学认为甲的测量结果有较大误差，原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材，增加了一个恒压源（输出电压恒定），设计了以下电路测量电流表的内阻。 ①闭合K1，断开K2，调节电阻箱使电流表A满偏，记下此时的阻值； ②闭合K2，保持不变，调节使电流表A半偏，记下此时的阻值，并发现并不满足，导致电路中的总电流不能认为恒定； ③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=______ （3）将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修正后，可得电源的真实电动势为=______；=______。 12. 已知物体受到流体的阻力与其速度有关，物体运动速度越大，阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力Ff与其运动速度的定量关系。他们将一个体积很小的重物悬挂于气球下方，并用天平称得气球与重物的总质量为。一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频，并得到分帧照片。已知图中相邻两帧照片之间的时间间隔为，，……表示重物所在位置对应的刻度，气球体积为V0，空气密度为，重力加速度为，请回答以下问题： （1）为尽量精确得出Ff与的关系，需要选择哪段过程进行研究______（用，……表示）；此时气球受空气阻力大小Ff=______； （2）下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验，测出重物下落的位移，并由此计算出重物的运动速度，得到如图所示的图像，图像在纵轴上截距的物理意义是______；若图像斜率为，则Ff与的关系为______（均用题目所给的字母表达）。 三、计算题（共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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） 13. 一超重预警装置示意图如图所示，高为、横截面积为、质量为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量也为的活塞，稳定时活塞正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞通过轻绳连接一重物后恰好下降至预警传感器处，触发超重预警。已知初始时环境的热力学温度为，预警传感器到容器底部的距离为，大气压强，重力加速度为，容器内气体内能与热力学温度的关系为为常量，不计一切摩擦阻力。 （1）求所挂重物的质量； （2）若在刚好触发超重预警后，外界温度缓慢降低为，求在该过程中，容器内气体向外界放出的热量。 14. 如图所示，一足够长的水平传送带以速度v0匀速运动，质量均为m的小物块P和小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长．某时刻物块P从传送带左端以速度2v0冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平．已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0．25，重力加速度为g，不计滑轮的质量与摩擦．求： （1）运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比； （2）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ系统机械能的改变量． 15. 如图，间距为L的平行光滑金属轨道与由倾斜和水平两部分平滑连接而成，且，倾斜轨道的倾角为，水平轨道足够长，轨道电阻不计。倾斜部分处于垂直轨道向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为B。已知金属细棒的质量均为m、电阻均为R、长度均为L。现将a棒从高度为h的位置由静止释放，当a棒到达时，立即将b棒也从位置由静止释放，当b棒到达时速度大小为，此时在水平轨道部分加竖直向下的匀强磁场。运动过程中金属细棒始终与下平行且与轨道接触良好，重力加速度为g。求： （1）b棒在倾斜轨道加速至速度时，其加速度大小； （2）b棒到达处时棒之间的距离； （3）若b棒到达处时棒间距离用表示，再经时间a棒继续向左运动距离为，此时棒之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $