精品解析：山东省泰安第一中学2024-2025学年高三上学期第五次教学质量检测物理试题

泰安一中新校区2024-2025学年第一学期高三第5次教学质量检测 物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（1-8共8小题，每个题3分，共24分） 1. 鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（　　） A. 10s时动车的速度大小为2m/s B. 动车匀加速直线运动的时间为138s C. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N D. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为 A错误； B．最大速度，在匀加速段 B正确； C．根据牛顿第二定律可得 支持力为，桌板对物体作用力大小为 C错误； D．匀加速直线运动过程中，物体移动位移 桌板对物体做的功为 D错误。 故选B。 2. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷，a、b、c、d、e、f为以O点为球心、半径为R的球面上的点，O、a、e、c、f点共面且与电场平行，O、b、e、d、f点共面且与电场垂直，则下列说法下中正确的是（　　） A. a、b、c、d、e、f各点的电场强度均相同 B. a点与c点电势相等 C. b点与d点电势不相等 D. e点与f点电势相等 【答案】D 【解析】 【分析】考查点电荷电场和匀强电场的叠加。 【详解】A．点电荷在六点产生的场强方向不相同，因此与匀强电场叠加后这六点的电场强度方向不一致，故A项错误； B．对于Q产生的电场来说，ac两点为等势点，对于匀强电场来说a点电势高于c点，叠加后电势不相等，故B项错误； C．对于Q产生的电场来说，bd两点为等势点，对于匀强电场来说bd电势也相等，叠加后电势相等，故C项错误； D．对于Q产生的电场来说，ef两点为等势点，对于匀强电场来说ef电势也相等，叠加后电势相等，故D项正确。 故选D。 3. 某国产手机新品上市，持有该手机者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话。为用户提供语音、数据等卫星通信服务的“幕后功臣”正是中国自主研制的“天通一号”卫星系统，该系统由“天通一号”01星、02星、03星三颗地球静止卫星组成。已知地球的自转周期为T，地球的半径为R，该系统中的卫星距离地面的高度为h，电磁波在真空中的传播速度为c，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 可求出地球的质量为 B. “天通一号”01星的向心加速度小于静止在赤道上的物体的向心加速度 C. “天通一号”01星若受到稀薄空气阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，运行速度会逐渐变小 D. 该手机向此卫星系统发射信号后，至少需要经过时间，手机才能接收到信号 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，有 可知地球的质量为 故A错误； B．根据 可知“天通一号”01星的向心加速度 静止在赤道上的物体的向心加速度 则，故B错误； C. “天通一号”01星若受到阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，即轨道半径会逐渐减小，根据 有 可知r变小，v变大，故C错误； D. 该手机信号从发射到返回至该手机，路程至少为2h，所需时间至少为 故D正确。 故选D。 4. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度转动时，下列说法正确的是（　　） A. 电路中电流随角速度的增大而增大 B. 电路中电流随角速度的增大而减小 C. 弹簧的伸长量为 D. 输出电压U与ω的函数式为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．滑片的移动不影响滑动变阻器接入电路中的电阻，故电路中的电流不随角度的变化而变化，故AB错误； C．由牛顿第二定律得 所以 故C错误； D．输出电压 代入可得 故D正确。 故选D。 5. 有一种磁强计，可用于测定磁场的磁感应强度，其原理如图所示。将一段横截面为长方形的N型半导体（主要靠自由电子导电）放在匀强磁场中，两电极、分别与半导体的前后两侧接触。已知磁场方向沿轴正方向，N型半导体横截面的长为，宽为，单位体积内的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。导体中通有沿轴正方向、大小为的电流时，两电极、间的电势差为。下列说法正确的是（　　） A. 为正极，为负极 B. 磁感应强度的大小为 C. 磁感应强度的大小为 D. 其他条件不变时，越大，电势差越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，结合自由电子定向移动的方向与电流方向相反，可知，自由电子受到的洛伦兹力方向指向，则自由电子偏向，则为负极，为正极，故A错误； BC．设自由电子定向移动的速率为，则单位时间内移动的距离为，则体积为，电荷量为，则 两电极、间的电势差为时，对于自由电子，根据平衡条件 联立解得 故B错误同，C正确； D．根据 则其他条件不变时，电势差与n无关，故D错误 故选C。 6. 在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表电压表电流表A示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A. 读数变小，读数变大，大于 B. ， C. 的功率先增大后减小，最大值为 D. 电源的输出功率先增大后减小，最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】将和等效为电源内阻，则等效电源的电动势 等效内阻 A．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，读数变小，则读数变大，因 可知小于，故A错误； B．根据欧姆定律 则 根据闭合电路的欧姆定律 可得 故B错误； C．将等效为新电源的内阻，内阻为 当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到30Ω，可知的功率先增大后减小，当时功率最大，最大值为 故C正确； D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源的外电阻为 当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为 电源E的内阻，根据电源输出功率和外电阻关系可知，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D错误。 故选C。 7. 半圆弧槽固定在地面上，圆心为，一根可动直杆一端固定在圆弧槽底端的铰链上并用手支撑，一个圆心为、质量分布均匀的A球和一个圆心为、质量分布均匀的球叠放在如图位置，在可动直杆的支撑下保持静止状态，半圆弧槽半径和A球半径、B球半径三者关系为。将直杆逆时针缓慢转动直至B球的圆心与半圆弧槽圆心在同一水平线上，B球始终只与A球和半圆弧槽接触，则直杆转动过程中（　　） A. 半圆弧槽对B球的弹力一直减小 B. 半圆弧槽对B球的弹力先增大后减小 C. A球对B球的弹力一直增大 D. A球对B球的弹力先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】对B球进行受力分析，如图所示，将直杆逆时针缓慢转动直至B球的圆心与半圆弧槽圆心在同一水平线上的过程中，由于、、的长度均不变，所以中不变，所以A球对B球的弹力和半圆弧槽对B球的弹力的夹角也保持不变，作出辅助圆如图中虚线圆所示，当B球的圆心与半圆弧槽的圆心在同一水平线上时，A球对B球的弹力恰好为辅助圆的直径，所以半圆弧槽对B球的弹力一直增大，A球对B球的弹力也一直增大。 故选C。 8. 如图，倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为），弹簧的劲度系数为，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为、速度为的子弹，子弹射入A的时间极短且未射出，子弹射入A后经时间，挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为，则（　　） A. 子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为 B. 子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒 C. 在时间内，A发生的位移大小为 D. 在时间内，弹簧对A（含子弹）的冲量大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．子弹射入前，将两物块看成一个整体，受力分析如图所示 由力的平衡条件可知挡板对的弹力大小为 A错误； B．子弹射入物块的过程中，子弹和的机械能因摩擦而损失一部分，故B错误； C．子弹射入前，对物块由力的平衡条件可知，弹簧对的弹力大小为 且弹簧处于压缩状态，其压缩量为 当挡板对物块的弹力刚好为零时，弹簧对物块的拉力大小应为 其伸长量为 所以在时间内，发生的位移大小为 故C正确； D．子弹射入过程，由动量守恒定律得 解得 设挡板对弹力刚好为零时的速度为，从子弹射入后到刚要离开挡板的过程，子弹、、弹簧组成的系统机械能守恒，则有 解得 对（含子弹）由动量定理得 解得弹簧对（含子弹）的冲量大小 故D错误。 故选C。 二、多选题（9-12共小题，每个题4分，共16分） 9. 图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图，P点是介质中的某一质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿x轴正向 B. P点的平衡位置横坐标 C. t=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为 D. P点的振动方程为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t=0.3s时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据波动与振动的关系可知，波沿x轴负方向传播，故A错误； BCD．设P点的振动方程为 将s，y=20cm代入解得 则P点的振动方程为 将s代入解得 cm 波动方程为 （m） 将cm代入解得 m t=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为 故BC正确，D错误； 故选BC。 10. 如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，P1、P2、P3处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次 B. AB两端电压为220V C. 若仅将P1向左移动，L1将变暗 D. 先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由接入电压 可知，交变电流的频率为 f=50Hz 变压器不改变交变电流的频率，所以流过灯泡L1电流的频率也是50Hz，一个周期时电流方向改变两次，所以流过灯泡L1电流的方向每秒改变100次，故A正确； B．变压器输入端的电压为电源电压的一部分，电源电压为220V，所以变压器的输入电压小于220V，故B错误； C．若仅将P1向左移动，滑动变阻器R1的接入电阻变小，变压器输入端的电压增大，导致流过灯泡L1的电流变大，所以L1将变亮，故C错误； D．先将P1移至最左端，此时变压器输入电压为220V保持不变，此后将P3逆时针转动，变压器的输出电压变大，此过程中将P2向右移动，滑动变阻器R2分的电压增大，如果操作合适的话是可以实现并联部分电压不变，即L1亮度不变，故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为d的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不能到达B点 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球沿AC圆弧到达C点的速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球受到水平向右的电场力 合力为 方向斜向右下方，与竖直方向夹角为，设小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最小速度为v，有 联立解得 故A错误； B．由功能关系知，小球机械能的变化等于除重力或弹力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，运动到B点时，静电力做功最多，故运动到B点时小球的机械能最大，故B正确； C．小球将在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，当竖直方向位移为0时，有 水平位移有 由牛顿第二定律 解得 所以小球将不能到达B点，故C正确； D．设合力方向与电场线方向夹角为，有 得 所以将小球静止释放，小球将沿合力方向做匀加速直线运动，故D错误。 故选BC。 12. 如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量、长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变，当金属杆的速度时撤去拉力。下列说法正确的是（　　） A. 若不撤去拉力，金属杆的速度会大于5m/s B. 金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为 C. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5C D. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为0.625J 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A．若不撤去拉力F，对棒由牛顿第二定律有 当时，速度达到最大，联立各式解得最大速度为 即杆的最大速度不会超过5m/s，选项A错误； B．若在F撤去前金属杆的切割速度时，代入各式可得加速度为 撤去F后棒减速的速度为时，加速度为 故金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小为0.9m/s2或1.6m/s2，选项B正确； C．从撤去拉力F到金属杆停下，棒只受安培力做变减速直线运动，取向右为正，由动量定理有 而电量的表达式 可得 选项C正确； D．从撤去拉力F到金属杆停下的过程由动能定理 而由功能关系有 另金属杆和电阻R串联，热量比等于电阻比，有 联立解得 选项D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验（每空2分，共14分） 13. 如图是验证动量守恒定律实验装置，某同学要用该装置探究大小相同的钢球与木球在碰撞过程中的能量损失情况，图中点为铅锤在长条纸上的竖直投影点，请回答下列问题： （1）实验前应调整斜槽，使斜槽末端__________； （2）实验过程中，将钢球作为入射小球，先不放被碰小球，从斜槽上某一位置由静止释放入射小球，测得点与入射小球在地面上落点的距离为；然后将被碰小球置于斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，测得点与入射小球和被碰小球在地面上落点的距离分别为、；测得斜槽末端距离地面高度为，测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，查知当地重力加速度为。则钢球与木球碰撞过程中损失的机械能__________（用题中所给物理量表示）； （3）该同学查阅资料得知，恢复系数e能更好地表征碰撞过程中能量的损失情况，恢复系数等于碰撞后两物体相对速度与碰撞前两物体相对速度大小之比，根据（2）中测量结果，钢球与木球碰撞过程的恢复系数__________。 【答案】（1）水平 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 实验中为了确定小球碰撞前后的速度，需要使得小球飞出后做平抛运动，则实验前应调整斜槽，使斜槽末端水平。 【小问2详解】 根据题意可知，小球做平抛运动，则有 又有，， 钢球与木球碰撞过程中损失的机械能 联立解得 【小问3详解】 根据题意可得，钢球与木球碰撞过程的恢复系数 结合小问2可得 14. 实验方案对实验测量的精度有直接的影响。某学习小组利用以下实验器材对“测量电池的电动势和内阻”的实验进行了探究。实验室提供的器材有： A．干电池一节（电动势约为1.5V，内阻小于1Ω） B．毫安表（量程0.15mA，内阻1kΩ） C．毫安表（量程300mA，内阻约为3Ω） D．定值电阻（阻值为9kΩ） E．定值电阻（阻值为3Ω） F．滑动变阻器（最大阻值为30Ω） G．开关一个，导线若干 （1）请设计合理的电路，并将电路图画在虚线框内______。 （2）某同学合理设计实验方案并进行实验，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电流表、的示数、，并描在如图所示图像中，根据图像可得电池电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电源的输出功率P发生变化，下列示意图能大致反映电源的输出功率P随滑动变阻器接入电路的阻值变化关系的是______。 A B． C． D． 【答案】 ①. 见解析 ②. ③. ④. D 【解析】 【详解】（1）[1]实验室提供的器材缺少电压表因而需要改装电压表，需要在内阻准确的毫安表基础上串联一个大电阻改装成量程为的电压表 电源电动势约为，改装表满足测量需求；毫安表内阻不准确，故需要排除毫安表分流影响；电源内阻阻值较小，为了方便数据处理可以将串联在电路中。电路图如下图所示 （2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 读出其中两点坐标和代入上述方程，解得电动势和内阻分别为 ， （3）[4]设外电路总电阻为，则电源的输出功率 可知时电源的输出功率最大，由于，则根据电路的动态分析，增加则增加且一定大于电源内阻，电源的输出功率会随之减小。 故选D。 四、解答题（15-18共4题，共46分） 15. 如图所示，三棱镜ABC的AC面与BC面垂直，∠A=60°，BC面镀银。一束单色光从AB面上的D点射入，入射角为45°，光恰好沿原路返回，已知A、D间距离为L，真空中光速为c。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，经BC面反射到AC面上E点时恰好发生全反射，DE平行于BC，求光从D点传到点E的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，光路图如图所示 根据折射定律可得 （2）光路图如图所示 根据题意有 所以 ， 根据几何关系可得 所以光从D点传到点E的时间为 16. 火星半径是地球半径的二分之一，质量为地球质量的十分之一，忽略星球自转影响，地球表面重力加速度g=10m/s²。假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动。竖直平面放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知半圆形管道的半径为r=3m，小球的质量为m=0.5kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）火星表面的重力加速度的大小； （2）C与B点的水平距离； （3）小球经过管道的A点时，对管壁的压力的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）11.5N 【解析】 【详解】（1）根据“黄金代换式”，对地球 对火星 火星的半径是地球半径的二分之一，质量为地球质量的十分之一，得火星表面的重力加速度的大小为 （2）小球从B点到C点做平抛运动，则 小球与斜面垂直相碰于C点，则 C与B点的水平距离为 （3）由（1）可得小球在B点的速度为 小球由A点到B点，根据机械能守恒 根据牛顿第二定律 得 根据牛顿第三定律，则小球经过管道的A点时，对管壁的压力的大小为11.5N。 17. 如图，为某粒子注入机的原理模型，在坐标系xOy平面内，质量为m，带电量为+q的离子以速度v0从A点进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，匀速圆周运动的圆心在A点正下方x轴上，离子从H点与y轴负方向成45射入第一象限，第一象限内有与离子速度方向垂直的匀强电场，使离子能垂直x轴射出电场。随后离子经过第四象限的圆形磁场，打到离圆形磁场最低点M为L处的足够长收集板上，离子重力及相互作用力不计，求： （1）第二象限的磁场宽度d； （2）电场强度E的大小； （3）去掉电场，调整系统，使离子从k点与x轴正方向成30射入半径为，方向垂直纸面向外的圆形磁场内，磁感应强度大小变化范围为，吸收板上离子注入的宽度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 根据几何关系有 解得 （2）电场线与x轴所成的角为45°，将E、v0沿x轴和y轴分解，到达x轴时速度恰好垂直x轴，在x轴方向有 在y轴方向有 解得 （3）根据已知条件可知，粒子在圆形磁场中轨迹半径R'满足 所以粒子轨迹如图所示 当时由几何知识可知，离子竖直向下离开，落点到N点距离 当时由几何知识，离子从M点与水平方向成30°离开，落点到N的距离 则宽度为 18. 如图所示，在长度足够的水平直轨道AG上，有一半径的光滑圆形轨道BCD与之平滑相切连接，圆轨道的左侧是细管道，在底端B、D轨道错开，其右侧有长的水平传送带EF与直轨道无缝平滑连接，在传送带的F右侧的G处连接光滑圆弧轨道，轨道半径。在轨道A处有弹射器，一质量的a滑块以初速度水平向右弹射出来，滑块a恰好能过圆轨道。当滑块a滑上传送带后及时在水平轨道E处固定一弹性挡板，在G处放置质量M的滑块b，a与b发生完全弹性碰撞后反弹，以后a、b能在G处发生多次碰撞。已知传送带以恒定速度顺时针转动，滑块与传送带之间的动摩擦因数，其余部分均光滑，取：，。求： （1）大小； （2）滑块a第一次通过传送带的时间和系统摩擦产生的热量； （3）b的质量M和相邻两次碰撞的时间间隔。 【答案】（1）；（2）0.5s，；（3）9kg，，都以、的间隔循环。 【解析】 【详解】（1）在C点由重力提供向心力 从A到C由动能定理得 解得 （2）设a在传送带上一直加速，则 假设成立，故滑块a第一次通过传送带的时间 滑块a第一次通过传送带系统摩擦产生的热量为 （3）碰撞后滑上圆弧轨道，由于半径很大，作简谐运动 设a反弹速度大小为，向左滑上传送带后又滑回到G点 且 所以此解合理 或 解得 ， ， 第一次与第二次碰撞间隔 第二次碰撞与第三次碰撞的间隔为，第一次碰撞后，都滑回到点后再次碰撞，根据碰撞的对称性，碰后停止，以 速度向左滑，到达E点反弹回来。由（2）小题得 以后都以、的间隔循环。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泰安一中新校区2024-2025学年第一学期高三第5次教学质量检测 物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（1-8共8小题，每个题3分，共24分） 1. 鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（　　） A. 10s时动车的速度大小为2m/s B. 动车匀加速直线运动的时间为138s C. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N D. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J 2. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷，a、b、c、d、e、f为以O点为球心、半径为R的球面上的点，O、a、e、c、f点共面且与电场平行，O、b、e、d、f点共面且与电场垂直，则下列说法下中正确的是（　　） A. a、b、c、d、e、f各点的电场强度均相同 B. a点与c点电势相等 C. b点与d点电势不相等 D. e点与f点电势相等 3. 某国产手机新品上市，持有该手机者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话。为用户提供语音、数据等卫星通信服务的“幕后功臣”正是中国自主研制的“天通一号”卫星系统，该系统由“天通一号”01星、02星、03星三颗地球静止卫星组成。已知地球的自转周期为T，地球的半径为R，该系统中的卫星距离地面的高度为h，电磁波在真空中的传播速度为c，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 可求出地球的质量为 B. “天通一号”01星的向心加速度小于静止在赤道上的物体的向心加速度 C. “天通一号”01星若受到稀薄空气阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，运行速度会逐渐变小 D. 该手机向此卫星系统发射信号后，至少需要经过时间，手机才能接收到信号 4. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度转动时，下列说法正确的是（　　） A. 电路中电流随角速度的增大而增大 B. 电路中电流随角速度的增大而减小 C. 弹簧的伸长量为 D. 输出电压U与ω的函数式为 5. 有一种磁强计，可用于测定磁场的磁感应强度，其原理如图所示。将一段横截面为长方形的N型半导体（主要靠自由电子导电）放在匀强磁场中，两电极、分别与半导体的前后两侧接触。已知磁场方向沿轴正方向，N型半导体横截面的长为，宽为，单位体积内的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。导体中通有沿轴正方向、大小为的电流时，两电极、间的电势差为。下列说法正确的是（　　） A. 为正极，为负极 B. 磁感应强度的大小为 C. 磁感应强度的大小为 D. 其他条件不变时，越大，电势差越大 6. 在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表电压表电流表A示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A. 读数变小，读数变大，大于 B. ， C. 的功率先增大后减小，最大值为 D. 电源的输出功率先增大后减小，最大值为 7. 半圆弧槽固定在地面上，圆心为，一根可动直杆一端固定在圆弧槽底端的铰链上并用手支撑，一个圆心为、质量分布均匀的A球和一个圆心为、质量分布均匀的球叠放在如图位置，在可动直杆的支撑下保持静止状态，半圆弧槽半径和A球半径、B球半径三者关系为。将直杆逆时针缓慢转动直至B球的圆心与半圆弧槽圆心在同一水平线上，B球始终只与A球和半圆弧槽接触，则直杆转动过程中（　　） A. 半圆弧槽对B球的弹力一直减小 B. 半圆弧槽对B球的弹力先增大后减小 C. A球对B球的弹力一直增大 D. A球对B球的弹力先增大后减小 8. 如图，倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为），弹簧的劲度系数为，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为、速度为的子弹，子弹射入A的时间极短且未射出，子弹射入A后经时间，挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为，则（　　） A. 子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为 B. 子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒 C. 在时间内，A发生的位移大小为 D. 在时间内，弹簧对A（含子弹）的冲量大小为 二、多选题（9-12共小题，每个题4分，共16分） 9. 图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图，P点是介质中的某一质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿x轴正向 B. P点的平衡位置横坐标 C. t=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为 D. P点的振动方程为 10. 如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，P1、P2、P3处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次 B. AB两端电压为220V C. 若仅将P1向左移动，L1将变暗 D. 先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变 11. 如图所示，在地面上方水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为d的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，下列说法正确的是（　　） A. 若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不能到达B点 D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球沿AC圆弧到达C点的速度为 12. 如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，质量、长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变，当金属杆的速度时撤去拉力。下列说法正确的是（　　） A. 若不撤去拉力，金属杆的速度会大于5m/s B. 金属杆的速度为4m/s时，其加速度大小可能为 C. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为2.5C D. 从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为0.625J 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验（每空2分，共14分） 13. 如图是验证动量守恒定律实验装置，某同学要用该装置探究大小相同的钢球与木球在碰撞过程中的能量损失情况，图中点为铅锤在长条纸上的竖直投影点，请回答下列问题： （1）实验前应调整斜槽，使斜槽末端__________； （2）实验过程中，将钢球作为入射小球，先不放被碰小球，从斜槽上某一位置由静止释放入射小球，测得点与入射小球在地面上落点距离为；然后将被碰小球置于斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，测得点与入射小球和被碰小球在地面上落点的距离分别为、；测得斜槽末端距离地面高度为，测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，查知当地重力加速度为。则钢球与木球碰撞过程中损失的机械能__________（用题中所给物理量表示）； （3）该同学查阅资料得知，恢复系数e能更好地表征碰撞过程中能量损失情况，恢复系数等于碰撞后两物体相对速度与碰撞前两物体相对速度大小之比，根据（2）中测量结果，钢球与木球碰撞过程的恢复系数__________。 14. 实验方案对实验测量的精度有直接的影响。某学习小组利用以下实验器材对“测量电池的电动势和内阻”的实验进行了探究。实验室提供的器材有： A．干电池一节（电动势约为1.5V，内阻小于1Ω） B．毫安表（量程0.15mA，内阻1kΩ） C．毫安表（量程300mA，内阻约为3Ω） D．定值电阻（阻值为9kΩ） E．定值电阻（阻值为3Ω） F．滑动变阻器（最大阻值为30Ω） G．开关一个，导线若干 （1）请设计合理的电路，并将电路图画在虚线框内______。 （2）某同学合理设计实验方案并进行实验，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电流表、的示数、，并描在如图所示图像中，根据图像可得电池电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电源的输出功率P发生变化，下列示意图能大致反映电源的输出功率P随滑动变阻器接入电路的阻值变化关系的是______。 A B． C． D． 四、解答题（15-18共4题，共46分） 15. 如图所示，三棱镜ABC的AC面与BC面垂直，∠A=60°，BC面镀银。一束单色光从AB面上的D点射入，入射角为45°，光恰好沿原路返回，已知A、D间距离为L，真空中光速为c。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，经BC面反射到AC面上E点时恰好发生全反射，DE平行于BC，求光从D点传到点E的时间t。 16. 火星的半径是地球半径的二分之一，质量为地球质量的十分之一，忽略星球自转影响，地球表面重力加速度g=10m/s²。假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动。竖直平面放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知半圆形管道的半径为r=3m，小球的质量为m=0.5kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）火星表面的重力加速度的大小； （2）C与B点的水平距离； （3）小球经过管道的A点时，对管壁的压力的大小。 17. 如图，为某粒子注入机的原理模型，在坐标系xOy平面内，质量为m，带电量为+q的离子以速度v0从A点进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，匀速圆周运动的圆心在A点正下方x轴上，离子从H点与y轴负方向成45射入第一象限，第一象限内有与离子速度方向垂直的匀强电场，使离子能垂直x轴射出电场。随后离子经过第四象限的圆形磁场，打到离圆形磁场最低点M为L处的足够长收集板上，离子重力及相互作用力不计，求： （1）第二象限磁场宽度d； （2）电场强度E的大小； （3）去掉电场，调整系统，使离子从k点与x轴正方向成30射入半径为，方向垂直纸面向外的圆形磁场内，磁感应强度大小变化范围为，吸收板上离子注入的宽度。 18. 如图所示，在长度足够的水平直轨道AG上，有一半径的光滑圆形轨道BCD与之平滑相切连接，圆轨道的左侧是细管道，在底端B、D轨道错开，其右侧有长的水平传送带EF与直轨道无缝平滑连接，在传送带的F右侧的G处连接光滑圆弧轨道，轨道半径。在轨道A处有弹射器，一质量的a滑块以初速度水平向右弹射出来，滑块a恰好能过圆轨道。当滑块a滑上传送带后及时在水平轨道E处固定一弹性挡板，在G处放置质量M的滑块b，a与b发生完全弹性碰撞后反弹，以后a、b能在G处发生多次碰撞。已知传送带以恒定速度顺时针转动，滑块与传送带之间的动摩擦因数，其余部分均光滑，取：，。求： （1）大小； （2）滑块a第一次通过传送带的时间和系统摩擦产生的热量； （3）b质量M和相邻两次碰撞的时间间隔。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $