精品解析：2025届辽宁省沈阳市东北育才学校高三下学期模拟预测物理试题

东北育才超常部35届高三最后一模物理试卷 一、单选题 1. “戈瑞”（Gray，符号：Gy）是国际单位制中用于衡量电离辐射能量吸收剂量的导出单位，定义为每千克被辐照物质吸收1焦耳的能量，则Gy用国际单位制的基本单位表示为（　　） A. J/m2 B. m2/s2 C. kg/s2 D. kg•m2/s3 2. 一束激光以入射角θ从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d，折射率分别为、，光路如图所示。现用折射率为n且厚度为2d的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与射出的位置、角度均与图中相同，则、与n的大小关系为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在挂钩上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知，计时牌的重力大小为。不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 如图位置平衡时，绳 的拉力大于绳的拉力 B. 如图位置平衡时，绳 与竖直方向的夹角大于绳与竖直方向的夹角 C. 如图位置平衡时，绳的拉力大小为 D. 将计时牌挂正，平衡时绳的拉力小于计时牌倾斜时绳的拉力 4. 如图所示，用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球，它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时，测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，则小球的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等 C. 两线圈落地时乙的速度较大 D. 甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地 6. 如图所示，一根轻质弹性绳一端固定在天花板上的A点，另一端跨过墙上固定的光滑定滑轮B与一可视为质点的小物块相连，弹性绳的原长等于AB，绳的弹力符合胡克定律，劲度系数。初始状态，小物块被锁定在固定斜面上的M点，BM垂直斜面。某时刻，小物块解除锁定，同时施加一沿着斜面向上的恒力F，小物块由静止开始沿斜面向上运动，最远能到达N点，P为MN中点。已知斜面倾角，物块质量，，，物块与斜面间动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。物块从M到N的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受的支持力减小 B. 所受恒力F的大小为9N C. 物块经P点时的动能为0.2J D. 物块和弹性绳系统的机械能先增加后减少 7. 竖直平面内固定有两个电荷量均为的点电荷，两点电荷相距0.6m，O为两点电荷水平连线的中点。一电荷量为的带电小球自 点开始向下运动，初动能大小为，其动能与位移 的关系如图乙中曲线I所示，处为曲线的最低点，此时动能大小为。直线II为计算机拟合的曲线I的一条渐近线，其斜率大小为。已知小球可视为质点，运动过程中电荷量保持不变，空气阻力不计，重力加速度，静电力常量，则（　　） A. 小球的质量为 B. 小球的电荷量为 C. 下落到的过程中，小球的加速度先减小后增加 D. 下落到的过程中，小球的电势能增加了约 二、多选题 8. 图1是北京卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中卫星和地心的连线与地球表面的交点（即星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道可视为圆轨道，高度低于地球同步卫星轨道，绕行方向如图2所示。已知地球半径为 ，地球同步卫星轨道半径约为。关于该卫星，下列说法正确的是（　　） A. 轨道平面与赤道平面夹角为 B. 连续两次到达同一经度均要运动1.5圈 C. 运行速度小于地球同步卫星的运行速度 D. 轨道半径约为 9. 光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。已知阴极材料的截止频率为，电源电压足够，为普朗克常量。下列说法正确的是（　　） A. 阴极材料K的逸出功为 B. 用频率大于的光照射，增大光强可使电磁继电器吸引力增强 C. 调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作 D. 若保持照射光频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能将变大 10. 如图甲所示，在竖直平面内平行放置两根完全相同的金属导轨，导轨间距L = 1.0 m。其中a1b1和a2b2段是光滑竖直导轨，c1d1和c2d2段是与水平面成37°角的足够长的粗糙倾斜直导轨，a1a2之间连接一阻值为R=1.0Ω的电阻，图乙是其正视图。竖直导轨处于垂直导轨平面水平向右的匀强磁场中，倾斜导轨处于沿导轨斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B=0.5T。现有两根质量均为m=0.1kg，电阻均为R=1.0Ω，长度均为L=1.0m的金属棒M和N分别放置在竖直和倾斜导轨上，其中M棒从离b1b2高h=15m处由静止释放，同时N棒从倾斜导轨某处由静止释放，运动过程中两金属棒与导轨始终紧密接触，M棒竖直下落至b1b2前已经达到稳定。已知N棒与倾斜导轨间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. M棒从开始运动到b1b2的过程中，通过电阻R的电量为5.0C B. M棒从开始运动到b1b2的过程中，电阻R上产生的焦耳热为2.2J C. M棒从开始运动到b1b2需要的时间为2.1s D. M棒到达b1b2时，N棒的速度大小为12.45m/s 三、实验题 11. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F max和最小值F min ，当F min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的数学表达式为_________（用题中所给的已知物理量符号表示）。 （2）若图线的斜率为k，则小钢球的质量m为____________。（用题中所给的已知物理量符号表示） （3）该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。 A. 小钢球摆动角度偏大 B. 小钢球初始速度不同 C. 小钢球摆动过程中有空气阻力 12. 实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率，其中定值电阻R1＝4Ω，R3＝7Ω，实验的主要步骤如下： （1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图乙所示，则金属丝的直径为D＝______mm。 （2）如图甲、闭合开关前，滑动变阻器R4的滑片应置于______端（填“c”或“d”）。 （3）先量出待测金属丝接入电路中的长度，接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数为零。若调节前，电流计的电流方向从a流向b，则电阻箱R2的阻值应调______（填“大”或“小”）。 （4）某次测量中，当电流计示数为零时，电阻箱的阻值 R2＝7Ω，则金属丝接入电路中的阻值为______Ω。 （5）改变金属丝接入电路中的长度，重复以上步骤，记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻值R2及金属丝的有效长度。 （6）根据记录的数据作出图像，测得该图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为______（用R1、R3，k、D表示）。 四、解答题 13. 理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压峰值为的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热固定容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体，接通电路开始加热，加热前气体温度为。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量成正比，即，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 14. 抛石机又叫抛车，最早产生于周代，是一种攻守城垒的武器。为了方便研究，简化为图示物理模型，轻杆左端装上质量为m的石头A，右端固定有重物B，轻杆可绕水平转轴O自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°，A、B到O的距离分别为6L、L。无初速度释放，当轻杆运动到竖直时A脱离轻杆做平抛运动，A、B均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度为g。A平抛运动的水平射程为，求∶ （1）A脱离轻杆时，A和B的速度大小； （2）重物B的质量M； （3）A脱离杆前瞬间杆对转轴O的作用力大小。 15. 图所示，竖直平面内的xOy直角坐标系，水平x轴上的D点与坐标原点O的距离，y轴上的P点与O点的距离L=5m。在y<0区域，充满沿y轴负方向的匀强电场E和磁感应强度大小B=1T、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一质量m=1kg、电荷量q=1 C的带负电小D球，在P点以初速度v0沿x轴正方向射出，进入y<0区域后恰好能做匀速圆周运动。重力加速度g取10m/s2。 （1）求电场强度E的大小； （2）若小球能通过D点，求初速度v0的可能大小； （3）撤去电场，再让该小球在P点从静止开始自由下落，求小球在y<0区域运动过程中距x轴的最远距离ym及小球的最大速度vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才超常部35届高三最后一模物理试卷 一、单选题 1. “戈瑞”（Gray，符号：Gy）是国际单位制中用于衡量电离辐射能量吸收剂量的导出单位，定义为每千克被辐照物质吸收1焦耳的能量，则Gy用国际单位制的基本单位表示为（　　） A. J/m2 B. m2/s2 C. kg/s2 D. kg•m2/s3 【答案】B 【解析】 【详解】 故选B。 2. 一束激光以入射角θ从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d，折射率分别为、，光路如图所示。现用折射率为n且厚度为2d的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与射出的位置、角度均与图中相同，则、与n的大小关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意画出光路图如图所示 根据折射定律，在n1介质中，有 在n2介质中，有 换为n的介质后，有 由图可知 可得 故选D。 3. 如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在挂钩上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知，计时牌的重力大小为 。不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 如图位置平衡时，绳的拉力大于绳 的拉力 B. 如图位置平衡时，绳与竖直方向的夹角大于绳 与竖直方向的夹角 C. 如图位置平衡时，绳 的拉力大小为 D. 将计时牌挂正，平衡时绳 的拉力小于计时牌倾斜时绳 的拉力 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．一根轻绳悬挂在定滑轮上，不计一切摩擦，则绳上张力大小处处相等，设绳上张力大小为T。高考倒计时牌受重力、绳OA、OB对它的拉力T，共三个力的作用，处于静止状态，则三个力的延长线（或反向延长线）必交于一点O。将绳OA、OB上的拉力T延长，则两力的合力必与重力等大反向，绳子拉力与竖直方向的夹角均为45°，如图所示 由直角三角形几何关系可得 解得 故AB错误，C正确； D．将计时牌挂正，由几何知识可知两绳间的夹角增大，两绳合力不变，绳子拉力增大，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球，它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时，测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，则小球的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为，可知小球做匀速圆周运动的半径为，小球做匀速圆周运动的角速度为；则小球的加速度大小为 故选D。 5. 如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等 C. 两线圈落地时乙的速度较大 D. 甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地 【答案】D 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，欧姆定律及安培力公式有，， 可得 由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，故A错误； B．由电流定义式结合法拉第电磁感应定律有 可知通过线圈横截面的电荷量相等，故B错误； C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，故C错误； D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得 而， 所以 可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，又因为甲落地的速度大于乙落地的速度，说明甲重力作用的时间更长，所以 即乙运动时间较短，先落地，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一根轻质弹性绳一端固定在天花板上的A点，另一端跨过墙上固定的光滑定滑轮B与一可视为质点的小物块相连，弹性绳的原长等于AB，绳的弹力符合胡克定律，劲度系数。初始状态，小物块被锁定在固定斜面上的M点，BM垂直斜面。某时刻，小物块解除锁定，同时施加一沿着斜面向上的恒力F，小物块由静止开始沿斜面向上运动，最远能到达N点，P为MN中点。已知斜面倾角，物块质量，，，物块与斜面间动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。物块从M到N的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受的支持力减小 B. 所受恒力F的大小为9N C. 物块经P点时的动能为0.2J D. 物块和弹性绳系统的机械能先增加后减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．对物块进行分析，在垂直于斜面方向的合力为0，令弹性绳的伸长量为x，绳与斜面夹角为α，则有 解得 物块向上运动过程中，物块所受的支持力不变，故A错误； B．结合上述，物块所受滑动摩擦力 根据几何关系有 物块从M到N的过程有 解得 故B错误； C．根据几何关系有 物块从M到P的过程有 结合上述解得 故C正确； D．物块从M到N的过程，恒力F与摩擦力的合力对物块和弹性绳构成的系统始终做正功，则物块和弹性绳系统的机械能始终增大，故D错误。 故选C。 7. 竖直平面内固定有两个电荷量均为的点电荷，两点电荷相距0.6m，O为两点电荷水平连线的中点。一电荷量为的带电小球自 点开始向下运动，初动能大小为，其动能与位移的关系如图乙中曲线I所示，处为曲线的最低点，此时动能大小为。直线II为计算机拟合的曲线I的一条渐近线，其斜率大小为。已知小球可视为质点，运动过程中电荷量保持不变，空气阻力不计，重力加速度，静电力常量，则（　　） A. 小球的质量为 B. 小球的电荷量为 C. 下落到的过程中，小球的加速度先减小后增加 D. 下落到的过程中，小球的电势能增加了约 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．由动能定理知，图像的斜率为合外力，由图知0.4m内，图像的斜率先减小后增大再减小，即小球所受的合外力先减小后增大再减小，由牛顿第二定律知，此过程小球的加速度先减小后增加再减小；当时，小球所受的电场力趋近于0，则图像的渐近线的斜率为重力，即N 解得小球的质量 0～0.4m内，由能量守恒定律知，小球电势能的增加量 故ACD错误； B．小球在x=0.4m处所受合外力为0，此时 其中 解得电荷量C 故B正确。 故选B。 二、多选题 8. 图1是北京卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中卫星和地心的连线与地球表面的交点（即星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道可视为圆轨道，高度低于地球同步卫星轨道，绕行方向如图2所示。已知地球半径为 ，地球同步卫星轨道半径约为。关于该卫星，下列说法正确的是（　　） A. 轨道平面与赤道平面夹角为 B. 连续两次到达同一经度均要运动1.5圈 C. 运行速度小于地球同步卫星的运行速度 D. 轨道半径约为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．卫星轨道平面一定过地球的球心，由图可知，星下点轨迹最高纬度达到60°，即卫星轨道平面与赤道平面成60°，故A正确； B．根据图1，假设地球不自转，在卫星运动的半个周期内，星下点应该由（纬度60°、经度-180°）首次到达（纬度-60°、经度0°），而实际在地球自转的情况下，星下点首次到达了（纬度-60°、经度-60°），那么经度相差的60°就等于地球自转的角度，地球自转周期为T自=24h，设卫星运动的周期为T，则有： 解得：T=8h 可知卫星连续两次到达同一经度地球转过半周，卫星均要运动1.5圈，故B正确； D．根据开普勒第三定律 解得 选项D正确； C．根据 可得 可知运行速度大于地球同步卫星的运行速度，选项C错误。 故选ABD。 9. 光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。已知阴极材料的截止频率为，电源电压足够，为普朗克常量。下列说法正确的是（　　） A. 阴极材料K的逸出功为 B. 用频率大于的光照射，增大光强可使电磁继电器吸引力增强 C. 调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作 D. 若保持照射光频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能将变大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程可知，逸出功，其中为普朗克常量，为阴极材料的截止频率，故A正确； B．当用频率大于的光照射时，会发生光电效应产生光电流，光电流经过放大器放大后能使电磁继电器工作，并且增大光强时，单位时间内逸出的光电子数增多，光电流增大，从而能使电磁继电器吸引力增强，故B正确； C．若调换电源的正负极，光电管两端变为反向电压。即使入射光的频率足够高，当反向电压达到遏止电压时，光电流为零，电磁继电器将不再工作，而不是始终不工作，故C错误； D．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关。若保持照射光的频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能不变，故D错误。 故选AB。 10. 如图甲所示，在竖直平面内平行放置两根完全相同的金属导轨，导轨间距L = 1.0 m。其中a1b1和a2b2段是光滑竖直导轨，c1d1和c2d2段是与水平面成37°角的足够长的粗糙倾斜直导轨，a1a2之间连接一阻值为R=1.0Ω的电阻，图乙是其正视图。竖直导轨处于垂直导轨平面水平向右的匀强磁场中，倾斜导轨处于沿导轨斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B=0.5T。现有两根质量均为m=0.1kg，电阻均为R=1.0Ω，长度均为L=1.0m的金属棒M和N分别放置在竖直和倾斜导轨上，其中M棒从离b1b2高h=15m处由静止释放，同时N棒从倾斜导轨某处由静止释放，运动过程中两金属棒与导轨始终紧密接触，M棒竖直下落至b1b2前已经达到稳定。已知N棒与倾斜导轨间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. M棒从开始运动到b1b2的过程中，通过电阻R的电量为5.0C B. M棒从开始运动到b1b2的过程中，电阻R上产生的焦耳热为2.2J C. M棒从开始运动到b1b2需要的时间为2.1s D. M棒到达b1b2时，N棒的速度大小为12.45m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．M棒从开始运动到b1b2的过程中，通过b1b2棒的电荷量为 又有 联立解得 则通过电阻R的电量为 故A错误； B．M棒匀速时，感应电动势 感应电流为 安培力 导体棒匀速，则有 联立解得 由能量守恒定律可得，整个电路产生的热量为 由串并联关系可得，电阻R上产生的焦耳热为 故B正确； C．根据题意，M棒从开始运动到b1b2的过程中，对M棒，由动量定理有 整理可得 解得 故C错误； D．M棒从开始运动到b1b2的过程中，对N棒，由动量定理有 整理可得 解得 故D正确。 故选BD。 三、实验题 11. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F max和最小值F min ，当F min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的数学表达式为_________（用题中所给的已知物理量符号表示）。 （2）若图线的斜率为k，则小钢球的质量m为____________。（用题中所给的已知物理量符号表示） （3）该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。 A. 小钢球摆动角度偏大 B. 小钢球初始速度不同 C. 小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】（1） （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 设小钢球在最低点的速度为，根据牛顿第二定律可得 当刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。设此时小钢球的速度为 ，根据牛顿第二定律可得 根据机械能守恒可得 联立可得 【小问2详解】 若图线的斜率为k，根据 可得 解得小钢球的质量为 【小问3详解】 该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得小钢球的机械能减小。 故选C。 12. 实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率，其中定值电阻R1＝4Ω，R3＝7Ω，实验的主要步骤如下： （1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图乙所示，则金属丝的直径为D＝______mm。 （2）如图甲、闭合开关前，滑动变阻器R4的滑片应置于______端（填“c”或“d”）。 （3）先量出待测金属丝接入电路中的长度，接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数为零。若调节前，电流计的电流方向从a流向b，则电阻箱R2的阻值应调______（填“大”或“小”）。 （4）某次测量中，当电流计示数为零时，电阻箱的阻值 R2＝7Ω，则金属丝接入电路中的阻值为______Ω。 （5）改变金属丝接入电路中的长度，重复以上步骤，记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻值R2及金属丝的有效长度。 （6）根据记录的数据作出图像，测得该图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为______（用R1、R3，k、D表示）。 【答案】 ①. 1.409##1.410##1.411 ②. c ③. 大 ④. 4 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]由图（b）可知，导线的直径为（1.409mm、1.411mm） （2）[2]从保护电表角度考虑，滑动变阻器的滑片应置于c端。 （3）[3]电流计中的电流方向从a流向b时，a点电势高于b点电势，可通过调大减小a点电势。 （4）[4] 由欧姆定律知，电流计示数为零时，有 代入数据得 （6）[5] 由电阻定律得 化简得 即 所以 四、解答题 13. 理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压峰值为的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热固定容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体，接通电路开始加热，加热前气体温度为。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量成正比，即，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的功率，即 【小问2详解】 设加热前容器内气体的压强为，则加热后气体的压强为，温度为，容器内的气体做等容变化，则有 得 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律 气体的体积不变，所以，容器是绝热容器，则 即 解得 14. 抛石机又叫抛车，最早产生于周代，是一种攻守城垒的武器。为了方便研究，简化为图示物理模型，轻杆左端装上质量为m的石头A，右端固定有重物B，轻杆可绕水平转轴O自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°，A、B到O的距离分别为6L、L。无初速度释放，当轻杆运动到竖直时A脱离轻杆做平抛运动，A、B均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度为g。A平抛运动的水平射程为，求∶ （1）A脱离轻杆时，A和B的速度大小； （2）重物B的质量M； （3）A脱离杆前瞬间杆对转轴O的作用力大小。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 竖直方向 ，解得 水平方向，解得 根据角速度公式 ，解得 【小问2详解】 根据机械能守恒定律得 ，解得 【小问3详解】 对A，，解得 ，向下，，向上 对B， ，解得 ，向上，，向下 杆对转轴O的作用力， ，向下 15. 图所示，竖直平面内的xOy直角坐标系，水平x轴上的D点与坐标原点O的距离，y轴上的P点与O点的距离L=5m。在y<0区域，充满沿y轴负方向的匀强电场E和磁感应强度大小B=1T、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一质量m=1kg、电荷量q=1 C的带负电小D球，在P点以初速度v0沿x轴正方向射出，进入y<0区域后恰好能做匀速圆周运动。重力加速度g取10m/s2。 （1）求电场强度E的大小； （2）若小球能通过D点，求初速度v0的可能大小； （3）撤去电场，再让该小球在P点从静止开始自由下落，求小球在y<0区域运动过程中距x轴的最远距离ym及小球的最大速度vm。 【答案】（1）10N/C （2）①，② （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球在y<0区域恰好做匀速圆周运动，小球重力与电场力是一对平衡力，即qE= mg 解得 E=10N/C 【小问2详解】 小球在P点以初速度v0沿x轴正方向射出后，可以有两种情况通过D点。一是直接通过D点。二是先进入y<0区域，小球又有两种方式通过D点，一是经过n次在y<0区域做匀速圆周运动、斜向上进入y>0区域运动，然后通过D点；二是经过n次在y<0区域做匀速圆周运动、斜向上进入y>0区域时，通过D点。 情况一：设小球经过时间 t通过D点，则， 解得 t= 1s 解得 情况二：小球在P点以初速度v0射出，设第一次到达x轴上某点D1与O点的距离为d1，参照情况一，有d1 = v0 设小球进入y<0区域时速度大小为v，方向与x轴的夹角为α，沿y轴方向的分速度大小为vy，做匀速圆周运动的半径为R，从x轴上D2点离开电磁场，设D1与D2点之间的距离为d2，如图1所示，则， 解得 ①小球经过n次在y<0区域做匀速圆周运动、斜向上进入y>0区域时，通过D点，如图2所示。由斜抛的对称性及几何关系有 解得 ②小球经过n次在y<0区域做匀速圆周运动、斜向上回到y>0区域时通过D点，如图3所示。由斜抛的对称性及几何关系有 解得 【小问3详解】 撤去电场，小球在y<0区域运动过程中，只有重力做功，离x轴的最远时，小球的速度水平而且此时小球的速度最大。设小球在磁场中运动过程中竖直方向上速度为vy，此分速度使小球在磁场中受到水平向左的洛伦兹力，经过时间，小球距x轴的距离最远，则 在水平方向，由动量定理有 小球从P点运动到距x轴的最远距离的过程中，由动能定理 解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $