精品解析：河南省驻马店高级中学2024-2025学年高三下学期4月期中物理试题

驻马店市高中2024-2025学年高三下期期中考试物理试题 命题：韩永慧 审题：代明 注意事项： 1．答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 4．满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题 （每题4分 共32分） 1. 南天门天文台是黑龙江省首个私人天文台，添补了黑龙江私人天文台的空白。有天文爱好者利用该天文台观测发现，水星半径约为地球的，已知水星平均密度与地球平均密度相近，则近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为（　　） A. B. C. D. 2. 钍（）是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子（）轰击可得到核燃料铀（），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（　　） A. X为质子 B. 该过程发生了一次衰变 C. 该过程发生了一次衰变 D. 原子核的质量小于原子核的质量 3. 如图所示，光滑水平地面上有一辆静止小车，车上固定一个螺线管，螺线管通过电阻R连成通路。虚线表示一光滑绝缘轨道穿过线圈内部，一个条形磁铁，N极向右，可以沿着轨道运动，且磁铁、轨道和线圈不接触。现推动一下磁铁，使它获得向右的初速度，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁在运动过程中，速度可能为零 B. 当磁铁处于线圈正中位置时，磁铁和小车的总动能最小 C. 当磁铁向小车运动时，电阻R中的电流方向由A向B，磁铁和小车的总动量减少 D. 若磁铁穿过了线圈并逐渐远离线圈，则此时电阻R中的电流方向由B向A，磁铁和小车的总动能减少 4. 如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OOʹ悬挂于O点，另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。若F为水平拉力，且在F的作用下，物块a竖直向上匀速运动了一小段距离，不计空气阻力，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 物块b做加速运动 B. 绳OOʹ的张力将增大 C. 物块b与桌面间的摩擦力将增大 D. 拉力F做的功等于a、b所组成的系统增加的机械能 5. 半导体材料的发展为霍尔效应的实际应用提供了高质量的换能器。如图所示，一块宽为，厚为，长为的长方体N型半导体，导电粒子为电子，单位体积内自由电子数为，通入方向向右的恒定电流，将元件置于垂直上表面向下的匀强磁场中，磁感应强度为，元件的前、后表面间出现电势差，其绝对值大小为，则（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势低 B. 若选择单位体积内自由电荷数值较大的半导体，其他条件相同，则减小 C. 若选择宽度更小的半导体，其他条件相同，则更大 D. 若选择厚度更小的半导体，其他条件相同，则减小 6. 如图所示，空间存在大小为、方向竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射出，已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达连线上的某点时（　　） A. 所用的时间为 B. 速度大小为 C. 与点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为 7. 哈尔滨工业大学的低温物理实验室中，科学家利用高压电场研究氘核（）和氦核（）的波动性。两粒子从静止经相同电压加速后（速度远小于光速），它们的德布罗意波长之比为（　　） A. B. 2 C. D. 8. 陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图所示，粗坯的对称轴与转台转轴OO′重合。当转台匀速转动时，关于粗坯上的P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的加速度大小相等 B. P、Q两点的加速度均指向转轴OO′ C. 相同时间内P点转过的角度比Q点大 D. 一个周期内P点通过的位移比Q点大 二、多选题（每题6分 共18分） 9. 如图甲为某种转椅的结构示意图，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻筒内气体所对应的曲线为b、人坐上椅子后M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A. 密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B. 外界对气体做功，气体分子的密集程度保持不变 C. 密闭气体内能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D. 密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成a曲线 E. 密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线 10. 如图甲所示，质量为2m的足够长木板C置于水平面上，滑块A、B质量均为m，置于C上，B位于A右方某处。A、C间的动摩擦因数，B、C间和C与地面间的动摩擦因数。给C施加一水平向右的恒力F，从开始施加恒力到A、B第一次相遇时间为t。可得与F的关系如图乙所示（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取）下列说法正确的是（　　） A. 滑块A能获得的最大加速度为 B. A、B之间的初始距离为4m C. 滑块A的质量为1kg D. 若，A、C之间将发生相对滑动 11. 如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为2L和L，左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。 左侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B0；右侧以 O 为原点，沿导轨方向建立 x 轴，沿 Ox 方向存在分布规律为 B =B0+ kx（k > 0）的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量为 m、阻值为 R、三边长度均为 L 的 U 形金属框，左端紧靠 静置在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）。导体棒 a 、b 质量均为 m ，电阻均为 R ，分别静止在立柱左右 两侧的金属导轨上。现同时给导体棒 a ，b 大小相同的水平向右的速度v0，当导体棒 b 运动至 时，导体棒 a 中已无电流（a 始终在宽轨上）。导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连接在一起构成回路，导体棒 a 、b 、金属框与导轨始终接触良好，导体棒 a 被立柱挡住没有进入右侧轨道。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a到达立柱时的速度大小为 v0 B. 导体棒b到达 时的速度大小为 v0 C. 导体棒b与U形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动 D. 导体棒b与U形金属框碰撞后，导体棒 b 静止时与 的距离为 三、实验题（ 共21分） 12. 物理小组的同学在实验室练习电阻的测量，老师提供了如下器材： A．待测电阻（阻值较小） B．电源（电动势为3V） C．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； D．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； E．电流表（内阻未知） F．电流表（内阻未知） G．电阻箱R H．开关S I．导线若干 经过讨论，他们设计了如图1所示的电路，得到老师的肯定。 （1）应选择的滑动变阻器为__________（填“C”或“D”）。 （2）请根据电路图帮他们连接完整实物图。 （3）闭合开关S前，图1中滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器__________（填“左端”“右端”或“中间”）位置。 （4）先将电阻箱R调为0，然后闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置使电流表的示数接近满量程，逐渐增加电阻箱R的阻值，同时记录电流表的示数、电流表的示数及电阻箱的R数值，并作出图像如图3所示，则电流表的内阻为__________，待测电阻阻值为__________（均用含a、b、c的式子表示）。 13. 某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“220V，50Hz”。 （1）以下实验操作正确的是________（多选）。 A. 重物最好选用质量较大，体积较小的 B. 打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 C. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 D. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 （2）进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点，点A、B、C、D、E是连续打出的5个点，两个相邻点的间距分别为，，，，则打下D点时重物的速度大小为________，当地重力加速度大小为________（结果均保留3位有效数字）。 （3）不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则所测重力加速度________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，________（填“需要”或“不需要”）用到天平。 四、解答题 14. 近期，我国展示了一款令人惊艳的军用机器狗，将给中国陆军带来降维打击的战斗力。在某次军事演习中，机器狗从山坡上滑下至水平面，随后跳跃过一障碍物，模型可简化为：如图所示，倾角为斜面AB与水平面BC平滑连接，一长为、高为的矩形障碍物位于水平面上，距离斜面底端B点有一定的距离，机器狗（可视为质点）从斜面顶端A点无动力地静止下滑，滑至水平面上速度为零时未到达障碍物处，此后机器狗缓慢向右移动到适当的位置斜向上跳起越过障碍物。已知斜面AB长，机器狗与斜面、水平面的动摩擦因素均为，不计空气阻力，重力加速度g取，，，求： （1）机器狗从斜面顶端A点出发到水平面上速度为零的过程所经历的时间； （2）机器狗能够越过障碍物起跳速度的最小值。 15. 2025年1月7日，“福建舰”圆满完成第六次海试，返回上海造船厂。“福建舰”是我国完全自主设计的第一艘电磁弹射型全通甲板航空母舰。如图所示为某实验室模拟电磁弹射的原理图，弹射过程中金属棒MN将沿两根相互平行的光滑水平轨道运动，轨道内有竖直向下的匀强磁场，轨道左侧用开关与直流电源相连，电源电压恒定。已知金属棒质量m=1 kg、电阻R=5 Ω，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，两导轨间距离L=0.5 m，左侧直流电源的电压U=200 V，轨道电阻不计且足够长，求： （1）刚接通开关S的瞬间，金属棒的加速度大小a； （2）从接通开关S到金属棒的速度v=10 m/s的过程中，通过金属棒的电荷量q； （3）金属棒能到达的最大速率vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 驻马店市高中2024-2025学年高三下期期中考试物理试题 命题：韩永慧 审题：代明 注意事项： 1．答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 4．满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题 （每题4分 共32分） 1. 南天门天文台是黑龙江省首个私人天文台，添补了黑龙江私人天文台的空白。有天文爱好者利用该天文台观测发现，水星半径约为地球的，已知水星平均密度与地球平均密度相近，则近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】卫星在行星表面绕行星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得 可得 又 由于水星平均密度与地球平均密度相近，则有 可得近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为 故选C。 2. 钍（）是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子（）轰击可得到核燃料铀（），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（　　） A. X为质子 B. 该过程发生了一次衰变 C. 该过程发生了一次衰变 D. 原子核的质量小于原子核的质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电荷守恒定律知，X为电子，属于衰变，选项A错误； BC．根据反应方程可知，该过程发生了两次衰变，故BC错误； D．由于质量数大，故原子核的质量大于原子核的质量，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，光滑水平地面上有一辆静止小车，车上固定一个螺线管，螺线管通过电阻R连成通路。虚线表示一光滑绝缘轨道穿过线圈内部，一个条形磁铁，N极向右，可以沿着轨道运动，且磁铁、轨道和线圈不接触。现推动一下磁铁，使它获得向右的初速度，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁在运动过程中，速度可能为零 B. 当磁铁处于线圈正中位置时，磁铁和小车的总动能最小 C. 当磁铁向小车运动时，电阻R中的电流方向由A向B，磁铁和小车的总动量减少 D. 若磁铁穿过了线圈并逐渐远离线圈，则此时电阻R中的电流方向由B向A，磁铁和小车的总动能减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，来拒去留可知，磁铁一直减速，直到和小车的速度最终相同，速度不可能为零，故A错误； C．当磁铁向小车运动时，由楞次定律和安培定则可知，电阻R中的电流方向由A向B，系统不受外力，故磁铁和小车的总动量守恒，保持不变，故C错误； BD．根据能量守恒定律可知，磁铁的动能转化为小车的动能与电阻R产生的热量，若磁铁穿过了线圈并逐渐远离线圈，根据楞次定律和安培定则可知此时电阻R中的电流方向由B向A，磁铁和小车的总动能减少，故当磁铁处于线圈正中位置时，磁铁和小车的总动能不是最小，故B错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OOʹ悬挂于O点，另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。若F为水平拉力，且在F的作用下，物块a竖直向上匀速运动了一小段距离，不计空气阻力，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 物块b做加速运动 B. 绳OOʹ的张力将增大 C. 物块b与桌面间的摩擦力将增大 D. 拉力F做的功等于a、b所组成的系统增加的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．设连接物块b的细绳与水平方向的夹角为θ，根据速度关联可得 由于物块a竖直向上匀速运动，va不变，θ不断减小，cosθ不断增大，vb不断减小，故A错误； B．绳OOʹ的张力为 由于θ不断减小，T不断减小，故B错误； C．物块b与桌面间的摩擦力为 由于θ不断减小，sinθ不断减小，f不断增大，故C正确； D．拉力F与摩擦力做的功等于a、b所组成的系统增加的机械能，故D错误。 故选C。 5. 半导体材料的发展为霍尔效应的实际应用提供了高质量的换能器。如图所示，一块宽为，厚为，长为的长方体N型半导体，导电粒子为电子，单位体积内自由电子数为，通入方向向右的恒定电流，将元件置于垂直上表面向下的匀强磁场中，磁感应强度为，元件的前、后表面间出现电势差，其绝对值大小为，则（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势低 B. 若选择单位体积内自由电荷数值较大的半导体，其他条件相同，则减小 C. 若选择宽度更小的半导体，其他条件相同，则更大 D. 若选择厚度更小的半导体，其他条件相同，则减小 【答案】B 【解析】 【详解】A.根据左手定则可知电子向后表面偏转聚集，则前表面的电势比后表面的电势高，故A错误； BCD．由洛伦兹力和电场力平衡 再结合电流微观表达式 可得 可知电压U与宽度无关；选择单位体积内自由电荷数值较大的半导体，其他条件相同，则减小；选择厚度更小的半导体，其他条件相同，则更大，故CD错误，B正确。 故选B。 6. 如图所示，空间存在大小为、方向竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射出，已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达连线上的某点时（　　） A. 所用的时间为 B. 速度大小为 C. 与点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为 【答案】A 【解析】 【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，当到达连线上某点时，位移与水平方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得 垂直电场方向的位移为 平行电场方向的位移为 根据几何关系有 联立解得 故A正确； B．水平速度为 竖直方向速度为 则到到达连线上某点速度为 故B错误； C．水平位移为 根据几何关系可得粒子到达连线上的点与点的距离，即合位移为 故C错误； D．速度方向与竖直方向的夹角正切值为 则夹角不等于，故D错误。 故选A。 7. 哈尔滨工业大学的低温物理实验室中，科学家利用高压电场研究氘核（）和氦核（）的波动性。两粒子从静止经相同电压加速后（速度远小于光速），它们的德布罗意波长之比为（　　） A. B. 2 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子加速满足 德布罗意波长 氘核电荷量，质量 氦核电荷量，质量 波长比 故选A。 8. 陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图所示，粗坯的对称轴与转台转轴OO′重合。当转台匀速转动时，关于粗坯上的P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的加速度大小相等 B. P、Q两点的加速度均指向转轴OO′ C. 相同时间内P点转过的角度比Q点大 D. 一个周期内P点通过的位移比Q点大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．P、Q两点的角速度相同，半径不同，根据可知向心加速度大小不相等，但向心加速度均指向圆心，故A错误，B正确； C．由于P、Q两点的角速度相同，根据得相同时间内P点转过的角度和Q点转过的角度相等，故C错误； D．一个周期内P点和Q点通过的位移均为0，故D错误。 故选B。 二、多选题（每题6分 共18分） 9. 如图甲为某种转椅的结构示意图，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻筒内气体所对应的曲线为b、人坐上椅子后M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A. 密闭气体压强增大，分子平均动能增大 B. 外界对气体做功，气体分子的密集程度保持不变 C. 密闭气体内能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D. 密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成a曲线 E. 密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线 【答案】ACE 【解析】 【详解】ABC．根据题意可知，M迅速向下滑动，理想气体的体积减小，气体分子的密集程度变大，外界对气体做功，且筒内气体不与外界发生热交换，则理想气体内能增大，温度升高，分子平均动能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加，密闭气体压强增大，故AC正确，B错误； DE．由于气体温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线，故E正确，D错误。 故选ACE。 10. 如图甲所示，质量为2m的足够长木板C置于水平面上，滑块A、B质量均为m，置于C上，B位于A右方某处。A、C间的动摩擦因数，B、C间和C与地面间的动摩擦因数。给C施加一水平向右的恒力F，从开始施加恒力到A、B第一次相遇时间为t。可得与F的关系如图乙所示（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取）下列说法正确的是（　　） A. 滑块A能获得的最大加速度为 B. A、B之间的初始距离为4m C. 滑块A的质量为1kg D. 若，A、C之间将发生相对滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．对滑块A有 解得 A错误； B．对滑块B有 解得 由图可知F足够大时，A、B均相对C滑动，相遇时间恒定为 由 解得 B错误； C．当，滑块B与C恰好发生相对滑动，则有 得，C正确； D．设A、B、C均产生相对运动时的拉力为，则有 得 故时，A、C保持静止，D错误。 故选C。 11. 如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为2L和L，左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。 左侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B0；右侧以 O 为原点，沿导轨方向建立 x 轴，沿 Ox 方向存在分布规律为 B =B0+ kx（k > 0）的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量为 m、阻值为 R、三边长度均为 L 的 U 形金属框，左端紧靠 静置在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）。导体棒 a 、b 质量均为 m ，电阻均为 R ，分别静止在立柱左右 两侧的金属导轨上。现同时给导体棒 a ，b 大小相同的水平向右的速度v0，当导体棒 b 运动至 时，导体棒 a 中已无电流（a 始终在宽轨上）。导体棒 b 与 U 形金属框碰撞后连接在一起构成回路，导体棒 a 、b 、金属框与导轨始终接触良好，导体棒 a 被立柱挡住没有进入右侧轨道。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a到达立柱时的速度大小为 v0 B. 导体棒b到达 时的速度大小为 v0 C. 导体棒b与U形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动 D. 导体棒b与U形金属框碰撞后，导体棒 b 静止时与 的距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设b到达 时的速度为，此时a的速度为，电路中刚好无电流，则 由动量定理可知 解得 故A错误，B正确； C．碰撞后，由于磁场是变化的感应电流也是变化的，安培力的大小不是一个恒定的值，加速度不恒定，故C错误； D．设碰后的共同速度为，则 右侧的磁感应强度比左边区域的磁感应强度大 从碰撞共速到停止的过程中，电路中的平均电流 结合动量定理可知 其中 解得 故D正确。 故选BD。 三、实验题（ 共21分） 12. 物理小组的同学在实验室练习电阻的测量，老师提供了如下器材： A．待测电阻（阻值较小） B．电源（电动势为3V） C．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； D．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）； E．电流表（内阻未知） F．电流表（内阻未知） G．电阻箱R H．开关S I．导线若干 经过讨论，他们设计了如图1所示的电路，得到老师的肯定。 （1）应选择的滑动变阻器为__________（填“C”或“D”）。 （2）请根据电路图帮他们连接完整实物图。 （3）闭合开关S前，图1中滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器__________（填“左端”“右端”或“中间”）位置。 （4）先将电阻箱R调为0，然后闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置使电流表的示数接近满量程，逐渐增加电阻箱R的阻值，同时记录电流表的示数、电流表的示数及电阻箱的R数值，并作出图像如图3所示，则电流表的内阻为__________，待测电阻阻值为__________（均用含a、b、c的式子表示）。 【答案】（1）C （2） （3）左端 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 因电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器应选择小量程。 故选C。 【小问2详解】 根据电路图连接完整实物图，如图所示 【小问3详解】 为保障仪器安全，滑动变阻器的滑片应放置在滑动变阻器的左端，此时待测电路电压为0，从而保证电表的安全。 【小问4详解】 [1][2]对该电路有 由欧姆定律可得 变形得 由图像可得 联立可得，电流表的内阻为 待测电阻阻值为 13. 某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“220V，50Hz”。 （1）以下实验操作正确的是________（多选）。 A. 重物最好选用质量较大，体积较小的 B. 打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 C. 实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直 D. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源 （2）进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点，点A、B、C、D、E是连续打出的5个点，两个相邻点的间距分别为，，，，则打下D点时重物的速度大小为________，当地重力加速度大小为________（结果均保留3位有效数字）。 （3）不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则所测重力加速度________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，________（填“需要”或“不需要”）用到天平。 【答案】（1）ABC （2） ①. 2.07 ②. 9.75 （3）偏大 （4）不需要 【解析】 【小问1详解】 A．重物最好选用质量较大，体积较小的，以减小空气阻力的影响，A正确； B．为减小摩擦阻力，打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，B正确； C．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，C正确； D．实验时，应先接通电源，等打点计时器打点稳定后再释放纸带，D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 [1]相邻两点间的时间间隔为 故打下D点时重物的速度大小为 [2]根据逐差法可得重物加速度大小为 【小问3详解】 不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，计算时所用的频率偏大，则计算加速度所用时间间隔T偏小，根据可知所测重力加速度偏大。 【小问4详解】 用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，若在误差允许范围内有 即 则能够验证机械能守恒定律成立，故实验中不需要测量重物的质量，不需要用到天平。 四、解答题 14. 近期，我国展示了一款令人惊艳的军用机器狗，将给中国陆军带来降维打击的战斗力。在某次军事演习中，机器狗从山坡上滑下至水平面，随后跳跃过一障碍物，模型可简化为：如图所示，倾角为斜面AB与水平面BC平滑连接，一长为、高为的矩形障碍物位于水平面上，距离斜面底端B点有一定的距离，机器狗（可视为质点）从斜面顶端A点无动力地静止下滑，滑至水平面上速度为零时未到达障碍物处，此后机器狗缓慢向右移动到适当的位置斜向上跳起越过障碍物。已知斜面AB长，机器狗与斜面、水平面的动摩擦因素均为，不计空气阻力，重力加速度g取，，，求： （1）机器狗从斜面顶端A点出发到水平面上速度为零的过程所经历的时间； （2）机器狗能够越过障碍物起跳速度的最小值。 【答案】（1）7s （2） 【解析】 【小问1详解】 机器狗在斜坡上向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据位移公式有 舍去负值解得 根据速度公式有 解得 机器狗在BC做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 利用逆向思维，根据速度公式有 解得 则机器狗从斜面顶端A点出发到水平面上速度为零的过程所经历的时间 【小问2详解】 若机器狗跳起的速度为最小值，此时机器狗做斜抛运动的轨迹恰好经过矩形障碍物上侧的左右边缘，且机器狗经过矩形障碍物上侧的左右边缘的速度也为最小值，令该速度大小为、该速度方向与水平方向夹角为，在机器狗处于障碍物上侧的斜抛运动过程有， 联立解得 由数学知识可知，当时，最小，最小值为 则机器狗起跳时水平分速度为 竖直方向上有 机器狗起跳速度 联立解得 15. 2025年1月7日，“福建舰”圆满完成第六次海试，返回上海造船厂。“福建舰”是我国完全自主设计的第一艘电磁弹射型全通甲板航空母舰。如图所示为某实验室模拟电磁弹射的原理图，弹射过程中金属棒MN将沿两根相互平行的光滑水平轨道运动，轨道内有竖直向下的匀强磁场，轨道左侧用开关与直流电源相连，电源电压恒定。已知金属棒质量m=1 kg、电阻R=5 Ω，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，两导轨间距离L=0.5 m，左侧直流电源的电压U=200 V，轨道电阻不计且足够长，求： （1）刚接通开关S的瞬间，金属棒的加速度大小a； （2）从接通开关S到金属棒的速度v=10 m/s的过程中，通过金属棒的电荷量q； （3）金属棒能到达的最大速率vm。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设开关闭合瞬间MN上的电流为I，对金属棒由闭合电路欧姆定律，则有 根据牛顿第二定律 代入数据，联立解得 【小问2详解】 设MN上的电流瞬时值为i，在极短时间Δt内速度的变量为Δv，对金属棒由动量定理，则有 又因为 联立解得 【小问3详解】 当金属棒到达最大速度时，感应电动势与电源电压相等，则有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $