精品解析：山东省聊城市水城中学等多校2024-2025学年高三上学期期末教学质量检测物理试题

2024—2025学年度第一学期期末教学质量检测 高三物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图为我国研制的一种全新微型核能电池，可以实现五十年稳定安全自发电。它利用镍核同位素衰变成铜核同位素，释放的能量被半导体转换器吸收并转化为电能。下列说法正确的是（ ） A. 镍核衰变产生的射线是粒子流 B. 镍核衰变产生的射线是粒子流 C. 镍核的结合能比产生的铜核结合能大 D. 衰变中伴随产生的射线是由镍核跃迁发出的 2. 中国劳动人民充满无穷的智慧，用两根竹竿轻松解决了对不同大小水果的分拣工作。如图，端略高于端，间的宽度小于间的宽度，与与与间的间距相等。水果从与区域掉下为小果，与区域掉下为中果，与区域掉下为大果。一大果从端静止开始下滑的过程中（　　） A. 对杆和杆的摩擦力逐渐变小 B. 对杆和杆的压力逐渐减小 C. 到与到的时间之比大于 D. 该大果比一个中果在经过点时加速度小 3. 如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在半球的中心O处电场强度等于E0，一过球心的倾斜平面将球面分为两部分，其中α=74°。现将较小部分绕AB轴逆时针旋转90°，则O处的电场强度E大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为。当两点火针间电压大于就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于 C. 当时，点火针每个周期的放电时间约为 D. 当时，点火针每个周期的放电时间约为 5. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，由两个等容过程和两个等温过程组成，温度为温度为，关于该循环，下列判断正确的是（　　） A. 过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数不变 B. 放出的热量等于吸收的热量 C. 整个过程，气体向外界放出热量 D. 气体分子在状态A时的平均动能大于在状态B时的平均动能 6. 某行星的卫星A、B绕以该行星为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为，假设A、B只受到行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. B与A的绕行周期之比为 B. 的最大值与的最小值之比为 C. 的最小值与的最大值之比为 D. 卫星A与卫星B的质量之比为 7. 如图所示，一束复色光a、b从介质射向真空，只有b光从界面射出，反射光束用c表示，则下列说法正确的是（　　） A. c为a光 B. 真空中，b光的光速比a光的大 C. 真空中，b光的波长比a光的长 D. a光与b光相遇会发生光的干涉现象 8. 如图所示，水平地面上固定一倾角为的斜面，足够长，长，现在B点正上方D点沿与水平方向成角斜向上抛出一小球，小球抛出速度最大为，已知重力加速度，抛出点D与B点间的距离为，则斜面上与抛出点等高的可能落点构成线段的长度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。已知波的振动周期大于，则（　　） A. 处质点的振动方程可能为 B. 波源的振动周期可能为 C. 若波沿x轴负方向传播，处质点在内通过的路程为 D. 波的传播速度可能为 10. 在匀强电场中有一个正六边形区域，电场线与六边形所在平面平行，如图所示。已知a、b、h三点的电势分别为，带电荷量为e的粒子（重力不计）以的初动能从b点沿不同方向射入区域，当粒子沿方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域 C. 粒子经过f点时动能 D. 粒子沿方向发射后的最小动能为 11. 跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，后与Q点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 人助跑的距离为 B. 人助跑的加速度为 C. 人刚离开右墙壁时速度大小为 D. 若总时长控制在内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 12. 如图所示，电容的平行板电容器、极板间距，在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量的带电小球A、小球A所带电荷量大小，极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒、金属棒与两极板的总质量，平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后，一端连接金属棒，另一端连接质量的不带电的物块B，整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后，悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为，经历时间，金属棒运动到定滑轮左侧的D位置（图中没有画出）。重力加速度g取，电容器与木板间的动摩擦因数。整个过程中电容器处于正常工作状态，则在金属棒运动到D位置的过程中，下列分析正确的是（　　） A. 金属棒中能够产生恒定电流 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 连接物块B的细绳中拉力大小为 D. 该过程结束后，电容器储存的电能可以令额定功率为的小灯泡正常发光 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间的动摩擦因数μ的实验。如图所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。在木块A上放置砝码，向左拉动木板的同时，记录电子秤对应的示数m。重物B始终静止。 （1）实验中，拉动木板时，下列说法正确的是________。 A. 木板必须保持匀速 B. 调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直 C. 重物B的质量必须远小于木块A（含A上的砝码）的质量 D. 电子秤对重物B的支持力是由重物B的形变产生的 （2）若木块A和重物B的质量分别为和，木块A上放置砝码的质量为，电子秤的示数为m，则________。 （3）其他条件不变，增大木块A上砝码的质量，则电子秤的示数________（填“增大”“不变”或“减小”）。 14. 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 （1）测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组E：电动势约为，内阻小于 电流表A：量程，内阻 电压表V：量程，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器R：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整_________。 ②若调节合适时，电流表读数为I，电压表示数如图3所示，读数为_________V，则压力为0时压敏电阻的阻值_________（用题中所给的字母表示）。 （2）若测得压力为0时压敏电阻阻值为。把压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量竖直升降台加速度的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 ③把装置放在升降台上，平台上放置的重物不变，升降台加速上升时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。已知重力加速度，则升降台的加速度_________（结果保留3位有效数字）。 15. 某学习小组自制了一个自动火情报警装置，其原理如图所示。一导热性能良好的汽缸固定在水平面上，汽缸开口向上，用质量、横截面积为的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。当外界的温度为27℃时，活塞下表面距汽缸底部的距离，活塞上表面距固定的压力传感器的距离。当出现火情，压力传感器所受压力为时，触发报警器工作。已知外界大气的压强且始终保持不变，重力加速度g取。求： （1）活塞刚接触力传感器时气体的温度； （2）环境温度为多少时，触发报警器工作。 16. 某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮轻细绳与放在倾角为的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在时间内物体运动的图像如图乙所示，其中除时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为，不计一切摩擦，重力加速度，求： （1）内电动机做的功； （2）内电动机牵引力的冲量大小； （3）内物体沿斜面向上运动的距离。 17. 如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧体b静止在光滑的水平面上，圆弧面的最低点与水平面上的A点对齐，且与水平面相切，轻质弹簧的右端与静止的质量为3m的物块c相连，左端与水平面上的B点对齐，AB部分长为R，弹簧处于原长，水平面仅A、B部分粗糙。现将质量为m、可视为质点的物块a从圆弧面的最高点由静止释放，物块a与弹簧作用，第二次滑过AB段后，恰好不再能滑上圆弧面。已知弹簧的形变在弹性限度内，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求： （1）物块a从释放运动到圆弧面最低点时，圆弧体运动的距离为多少； （2）物块a第一次运动到A点时速度多大； （3）物块a与水平面AB部分间的动摩擦因数。 18. 如图所示，在xOy平面第一象限内，直线与直线之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间（包含x轴）存在沿y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线CD与直线EF之间存在磁感应强度也为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束，如图，沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，各电子的速度大小随入射位置不同各不相等，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场，最终打到位于y轴负半轴的收集板上。其中电子质量为m，重力可忽略不计，电量大小为e，电场强度大小为。求： （1）各电子入射速度的范围； （2）速度最大的电子在第三象限磁场中做圆周运动圆心的坐标； （3）直线EF的方程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第一学期期末教学质量检测 高三物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图为我国研制的一种全新微型核能电池，可以实现五十年稳定安全自发电。它利用镍核同位素衰变成铜核同位素，释放的能量被半导体转换器吸收并转化为电能。下列说法正确的是（ ） A. 镍核衰变产生的射线是粒子流 B. 镍核衰变产生的射线是粒子流 C. 镍核的结合能比产生的铜核结合能大 D. 衰变中伴随产生的射线是由镍核跃迁发出的 【答案】B 【解析】 【详解】AB．依题意，镍核衰变方程 可知镍核衰变产生的射线是粒子流。故A错误；B正确； C．核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，所以镍核的结合能比铜核结合能小。故C错误； D．射线是铜原子核跃迁发出的。故D错误。 故选B 2. 中国劳动人民充满无穷的智慧，用两根竹竿轻松解决了对不同大小水果的分拣工作。如图，端略高于端，间的宽度小于间的宽度，与与与间的间距相等。水果从与区域掉下为小果，与区域掉下为中果，与区域掉下为大果。一大果从端静止开始下滑的过程中（　　） A. 对杆和杆的摩擦力逐渐变小 B. 对杆和杆的压力逐渐减小 C. 到与到的时间之比大于 D. 该大果比一个中果在经过点时的加速度小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据对称性，设竹竿对水果的支持力与两竹竿构成的平面的夹角大小均为，竹竿与水平面之间的夹角为，在垂直两竹竿平面的方向上水果受力平衡，由牛顿第三定律可知，水果对竹竿AD和竹竿的压力大小均为，则 解得 因为逐渐变小，不变，则大果下滑过程中对竹竿AD和竹竿的压力逐渐增大，根据摩擦力 可知压力逐渐增大，对竹竿AD和竹竿的摩擦力大小也会逐渐增大，故AB错误； C．根据匀变速直线运动规律可知，对于从静止开始的连续两段相等的位移，所用时间之比为，若水果做匀变速直线运动，则到与到的时间之比等于，但根据上述分析可知水果滑下的过程不是匀变速直线运动，而是加速度逐渐减小的加速运动，故到与到的时间之比大于，即大于，故C正确； D．设两竹竿之间的夹角为，根据牛顿第二定律可得 解得加速度 大果半径大，根据几何关系可知竹竿对大果的支持力与两竹竿构成的平面的夹角小，则该大果比一个中果在经过点时的加速度大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在半球的中心O处电场强度等于E0，一过球心的倾斜平面将球面分为两部分，其中α=74°。现将较小部分绕AB轴逆时针旋转90°，则O处的电场强度E大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设较小部分在O处产生的电场强度为E1，较大部分在O处产生的电场强度为E2，根据对称性可知，二者方向垂直，做出球面上的电荷在O点产生的电场分布，如图所示 根据几何关系可得， 若将较小部分绕AB轴逆时针旋转90°，转动后较小部分在O处产生的电场强度大小不变，方向与E2方向相反，所以O处的电场强度大小为 故选A。 4. 如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为。当两点火针间电压大于就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于 C. 当时，点火针每个周期的放电时间约为 D. 当时，点火针每个周期的放电时间约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙得到原线圈电压的最大值为50V，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为V 故电压表的示数为V，故A错误； B．两点火针间的瞬时电压大于5000V即可产生电火花，所以有效值一定大于 故B错误； CD．当时，副线圈输出电压最大值 副线圈电压随时间变化的关系为 当V 即s 时点火针才能开始点燃燃气。根据正弦波的特点，可知一个周期内放电时间为s=0.013s 故C错误，D正确。 故选D。 5. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，由两个等容过程和两个等温过程组成，温度为温度为，关于该循环，下列判断正确的是（　　） A. 过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数不变 B. 放出的热量等于吸收的热量 C. 整个过程，气体向外界放出热量 D. 气体分子在状态A时的平均动能大于在状态B时的平均动能 【答案】B 【解析】 【详解】AD．过程，温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率也不变，因体积增大，则分子的数密度减小，所以单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少，故AD错误； B．和均为等容过程，对外界不做功，温度变化相同，即内能变化量的大小相等，由可知，放出的热量等于吸收的热量，故B正确； C． 过程气体对外做功，过程外界对气体做功，但由于过程气体压强比过程大，所以过程气体对外做的功大于过程外界对气体做的功，由于过程和过程气体体积不变，所以整个过程气体对外做功，而气体又回到初始状态，内能不变，根据可知，气体从外界吸收热量，故C错误。 故选B。 6. 某行星的卫星A、B绕以该行星为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为，假设A、B只受到行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. B与A的绕行周期之比为 B. 的最大值与的最小值之比为 C. 的最小值与的最大值之比为 D. 卫星A与卫星B的质量之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图，A、B周期为， 其中，故B与A绕行周期之比 故A错误； BCD．由图，当最小时 当最大时 当最小时 当最大时 根据开普勒第三定律 联立，解得，， 故B正确，CD错误。 故选B。 7. 如图所示，一束复色光a、b从介质射向真空，只有b光从界面射出，反射光束用c表示，则下列说法正确的是（　　） A. c为a光 B. 真空中，b光的光速比a光的大 C. 真空中，b光的波长比a光的长 D. a光与b光相遇会发生光的干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．光在界面上均会发生反射，可知，c为a、b混合光，故A错误； B．真空中，光速一定，即在真空中，b光的光速等于a光的光速，故B错误； C．根据图形可知，在相同的入射角入射时，a光发生了全反射，b光没有发生全反射，则a光的临界角小于b光的临界角，根据可知，b光的折射率比a光的小，由于折射率越小，波长越长，则真空中，b光的波长比a光的长，故C正确； D．由于a光与b光频率不相等，则相遇时不会发生光的干涉现象，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，水平地面上固定一倾角为的斜面，足够长，长，现在B点正上方D点沿与水平方向成角斜向上抛出一小球，小球抛出速度最大为，已知重力加速度，抛出点D与B点间的距离为，则斜面上与抛出点等高的可能落点构成线段的长度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】 过D点做平行底边的直线DM。过MN做与D点等高的直线MN，若小球以最大速度抛出时，落到MN上的位置为P点，则水平方向 其中 可得 因 由勾股定理可知MP=6m<BB＇=10m 则斜面上与抛出点等高的可能落点构成线段的长度为6m。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。已知波的振动周期大于，则（　　） A. 处质点的振动方程可能为 B. 波源的振动周期可能为 C. 若波沿x轴负方向传播，处质点在内通过的路程为 D. 波的传播速度可能为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若波沿x轴正方向传播，则 因为波的振动周期大于，则n取0，周期 题图知振幅A为2cm，则处质点的振动方程 若波沿x轴负方向传播，则 因为波振动周期大于，则n取0，周期 则处质点的振动方程 故A错误，B正确； C．若波沿x轴负方向传播，则周期为，则处质点在内通过的路程 故C正确； D．图像可知波长为4m，若波沿x轴正方向传播，当n取1时，周期为0.4s，波速 但由于周期要大于0.5s，不符合题意，故D错误 故选BC。 10. 在匀强电场中有一个正六边形区域，电场线与六边形所在平面平行，如图所示。已知a、b、h三点的电势分别为，带电荷量为e的粒子（重力不计）以的初动能从b点沿不同方向射入区域，当粒子沿方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域 C. 粒子经过f点时动能为 D. 粒子沿方向发射后的最小动能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．如图所示 连接bh，fd，ah，过b点作bh的垂线交于与ah的延长线交于m点，由几何关系易得 且fd垂直bh，因为 故有 因为 则 故有 则mb为等势线，因为，故电场线方向为由m点指向h点，当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点，可知粒子向下偏转，则粒子带负电，故A错误； B．若该粒子从h点射出，由动能定理得 解得 当该粒子沿bh方向运动时，做匀减速运动，恰不能从h点处射出，故B错误； C．由几何知识得 且n点与f点等电势点，则 粒子沿bd方向入射能够到达c点，合力指向轨迹的凹侧可知粒子应该带负电，从b点运动到f点，由动能定理得 解得，粒子经过f点时动能为 故C正确； D．当粒子沿bd方向射入该区域后，将做匀变速曲线运动，沿垂直于电场方向的速度大小为 所以最小动能为 故D正确。 故选CD。 11. 跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，后与Q点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 人助跑的距离为 B. 人助跑加速度为 C. 人刚离开右墙壁时的速度大小为 D. 若总时长控制在内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．人到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，根据逆向思维，可知从M点到P点的逆过程为平抛运动，则 从P点到Q点的过程为斜抛运动，根据对称性可得， 联立，解得，， 人助跑的距离为 故A错误； B．人助跑时，根据 解得 故B正确； C．人刚离开墙壁时竖直方向的速度大小为 人刚离开右墙壁时的速度大小为 故C正确； D．该挑战者助跑用时为 设由Q点落至地面用时为，则 解得 则该挑战者共用时 所以，该挑战者将无法获得奖项，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，电容的平行板电容器、极板间距，在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量的带电小球A、小球A所带电荷量大小，极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒、金属棒与两极板的总质量，平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后，一端连接金属棒，另一端连接质量的不带电的物块B，整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后，悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为，经历时间，金属棒运动到定滑轮左侧的D位置（图中没有画出）。重力加速度g取，电容器与木板间的动摩擦因数。整个过程中电容器处于正常工作状态，则在金属棒运动到D位置的过程中，下列分析正确的是（　　） A. 金属棒中能够产生恒定电流 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 连接物块B的细绳中拉力大小为 D. 该过程结束后，电容器储存的电能可以令额定功率为的小灯泡正常发光 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．金属棒PQ在物块B的拉动下向右做匀加速直线运动，产生的感应电动势 对物块B受重力和绳子拉力，则 可知电容器的电压不断增大，故电容器不断充电，金属棒PQ中有持续的充电电流，电流为 再由电容器的定义式有 解得 平行板电容器两端电压与金属棒PQ产生的感应电动势相等，故小球A受到的电场力大小为 且根据左手定则可知电场力与洛伦兹力方向相反，故小球受到的电场力与洛伦兹力合力为零，当释放物块B后，悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角恒定为，则小球和金属棒PQ、平行板电容器整体加速度相同，因此金属棒PQ、小球A、物块B、平行板电容器整体加速度大小相同，对整个系统有，由牛顿第二定律有 可得 加速度恒大，故金属棒中能够产生恒定电流，A正确； 对小球受力分析，有 联系上面分析公式，可解得，，，故B错误，C正确； D．系统做匀加速直线运动后，位移为 速度 由能量守恒定律有 解得电容器储存的电场能为 故可以令额定功率为7.5W的小灯泡正常发光时间 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间的动摩擦因数μ的实验。如图所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。在木块A上放置砝码，向左拉动木板的同时，记录电子秤对应的示数m。重物B始终静止。 （1）实验中，拉动木板时，下列说法正确的是________。 A. 木板必须保持匀速 B. 调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直 C. 重物B的质量必须远小于木块A（含A上的砝码）的质量 D. 电子秤对重物B的支持力是由重物B的形变产生的 （2）若木块A和重物B的质量分别为和，木块A上放置砝码的质量为，电子秤的示数为m，则________。 （3）其他条件不变，增大木块A上砝码的质量，则电子秤的示数________（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】（1）B （2） （3）减小 【解析】 【小问1详解】 A．因木块A保持静止，则木板不需必须保持匀速，选项A错误； B．调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直，选项B正确； C．重物B的质量必须满足 而不是远小于木块A（含A上的砝码）的质量，选项C错误； D．电子秤对重物B的支持力是由电子秤的形变产生的，选项D错误。 故选B。 【小问2详解】 对Ａ 对Ｂ 解得 【小问3详解】 其他条件不变，增大木块A上砝码的质量，则木板对Ａ的摩擦力变大，绳子拉力变大，可知电子秤的示数减小。 14. 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 （1）测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组E：电动势约为，内阻小于 电流表A：量程，内阻 电压表V：量程，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器R：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整_________。 ②若调节合适时，电流表读数为I，电压表示数如图3所示，读数为_________V，则压力为0时压敏电阻的阻值_________（用题中所给的字母表示）。 （2）若测得压力为0时压敏电阻的阻值为。把压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量竖直升降台加速度的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 ③把装置放在升降台上，平台上放置的重物不变，升降台加速上升时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。已知重力加速度，则升降台的加速度_________（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 见解析 ②. 2.20 ③. （2）14.7 【解析】 【小问1详解】 [1]由于电流表内阻已知，而电压表内阻未知，在用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，这样不产生系统误差。实物连线如图所示。 [2]电压表的最小刻度为0.1V，读数时要估读到0.01V，电压表的读数为U=2.20V [3]由欧姆定律有 可得 【小问2详解】 设电流表的内阻为，满偏电流为。当平台上不放重物时有 平台上放置重物时 则可知 又，则 由图像可知对应的压力 设重物质量为m，由二力平衡，有 升降台加速上升时 可知 有 由图像可知对应的压力 由牛顿第二定律，有 由牛顿第三定律得 解得 15. 某学习小组自制了一个自动火情报警装置，其原理如图所示。一导热性能良好的汽缸固定在水平面上，汽缸开口向上，用质量、横截面积为的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。当外界的温度为27℃时，活塞下表面距汽缸底部的距离，活塞上表面距固定的压力传感器的距离。当出现火情，压力传感器所受压力为时，触发报警器工作。已知外界大气的压强且始终保持不变，重力加速度g取。求： （1）活塞刚接触力传感器时气体的温度； （2）环境温度为多少时，触发报警器工作。 【答案】（1）330K （2）450K 【解析】 【小问1详解】 活塞与力传感器接触前，对活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 上述过程压强一定，根据盖吕萨克定律有 其中 解得 【小问2详解】 压力传感器所受压力为时，触发报警器工作，此时对活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 根据查理定律有 解得 16. 某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮的轻细绳与放在倾角为的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在时间内物体运动的图像如图乙所示，其中除时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为，不计一切摩擦，重力加速度，求： （1）内电动机做的功； （2）内电动机牵引力的冲量大小； （3）内物体沿斜面向上运动的距离。 【答案】（1）50J （2） （3）45m 【解析】 【小问1详解】 在0~1s内，物体位移大小为m 设0~1s内电动机做的功为，由动能定理得 解得J 【小问2详解】 在0~1s内，物体的加速度大小为 设0~1s内细绳拉力的大小为，由牛顿第二定律得 由题意知1s后电动机输出功率为 当物体达到最大速度后，根据平衡条件可得细绳的拉力大小为 根据功率的公式可得 在0~6s内，设电动机牵引力的冲量大小为I，由动量定理得 解得 【小问3详解】 设1~5s内物体沿斜面向上运动的距离为，对物体由动能定理得 解得m 5~6s内物体沿斜面向上运动的距离为m 所以在0~6s内物体沿斜面向上运动的距离为m 17. 如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧体b静止在光滑的水平面上，圆弧面的最低点与水平面上的A点对齐，且与水平面相切，轻质弹簧的右端与静止的质量为3m的物块c相连，左端与水平面上的B点对齐，AB部分长为R，弹簧处于原长，水平面仅A、B部分粗糙。现将质量为m、可视为质点的物块a从圆弧面的最高点由静止释放，物块a与弹簧作用，第二次滑过AB段后，恰好不再能滑上圆弧面。已知弹簧的形变在弹性限度内，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求： （1）物块a从释放运动到圆弧面最低点时，圆弧体运动的距离为多少； （2）物块a第一次运动到A点时速度多大； （3）物块a与水平面AB部分间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块a在圆弧面上运动时，物块a和b组成的系统水平方向动量守恒，则 即 又因为 解得 【小问2详解】 设物块a第一次运动到A点时速度为v1，圆弧体速度为v2，根据水平方向动量守恒有 根据机械能守恒有 解得 ， 【小问3详解】 设物块a与弹簧作用前的速度为v3，根据动能定理 设a与弹簧作用后一瞬间速度为v4，物块c的速度为v5，a与弹簧作用过程，根据动量守恒定律 根据机械能守恒 解得 ， 由于物块a刚好不再能滑上圆弧面，故物块a第二次滑过AB段后的速度大小等于v2，根据动能定理 解得 18. 如图所示，在xOy平面第一象限内，直线与直线之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间（包含x轴）存在沿y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线CD与直线EF之间存在磁感应强度也为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束，如图，沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，各电子的速度大小随入射位置不同各不相等，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场，最终打到位于y轴负半轴的收集板上。其中电子质量为m，重力可忽略不计，电量大小为e，电场强度大小为。求： （1）各电子入射速度的范围； （2）速度最大的电子在第三象限磁场中做圆周运动圆心的坐标； （3）直线EF的方程。 【答案】（1） （2）（-3a，-3a） （3） 【解析】 【小问1详解】 所有电子在第一象限都经历一个四分之一圆周运动后通过原点并沿-x轴方向进入x轴下方的电场，最大速度对应最大半径 根据牛顿第二定律得 解得 最小速度对应最小半径 根据牛顿第二定律得 解得 各电子入射速度的范围 【小问2详解】 所有电子在电场中做类平抛运动，速度最大的电子是 射出电场时的速度是v3，根据动能定理得 解得 射出电场时的竖直分速度为v3y，根据勾股定理得 解得 根据 ， 解得 ， 在磁场中的运动半径为r3，根据牛顿第二定律得 解得 射出电场时速度方向与竖直方向的夹角为θ，则， 设电子此后在磁场中运动的圆心为（x，y），根据几何关系可得 该电子此后在磁场中运动的圆心坐标为（-3a，-3a） 【小问3详解】 所有电子都垂直于EF边界离开磁场，则所有电子运动轨迹的圆心都在EF直线上，由以上分析，经过直线CD时，不妨设任何电子的-x方向的分速度为 则电子经过直线CD的合速度为 电子经过直线CD的坐标为(-2ka，-a)； 速度方向与水平方向的夹角的正切值为 根据几何关系，易得圆心位置为（-2ka+a，-a-ka）； 因为电子垂直于直线EF出射，所以圆心也在直线上，可得EF直线为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$