精品解析：2025届吉林省吉林市普通中学高三下学期四模物理试题

吉林地区普通中学2024-2025学年度高中毕业年级第四次调研测试 物理试题 说明： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，贴好条形码。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡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。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。 3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写答案无效；在试卷上、草纸上答题无效。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，其中第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 我国基于量子力学原理研制的超导置子计算机“祖冲之三号”是目前该领域的新标杆。量子化是量子力学的基础，下列选项中体现了量子化的是（　　） A. 原子核式结构模型 B. 氢原子能级 C. 结合能 D. 质量亏损 2. 如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（　　） A. 小球正在上升 B. 小球正在做加速运动 C. 小球处于失重状态 D. 小球加速度逐渐增大 3. 小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（　　） A B. C. D. 4. 如图乙所示，线圈L和电容C可构成一个理想的LC振荡电路且其振荡周期与图甲中弹簧振子的振动周期相等。现将图乙中的开关置于b处给电容C充电，待充电完毕后又突然将开关置换到a处，与此同时，将图甲中的弹簧振子从最大位移处由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧振子速度最大时，LC振荡电路中的电流达到最小 B. 弹簧振子加速度最大时，LC振荡电路中的电场能达到最大 C. 弹簧振子动能逐渐减小的过程中，LC振荡电路处于放电过程 D. 若减小LC振荡电路中的电容C，则LC振荡电路的周期将大于弹簧振子的周期 5. 涡轮增压器能提升内燃机的输出功率。将其工作过程简化为以下两个过程：一定质量的理想气体，在的过程中与外界无热量交换，的过程中压强不变，则（ ） A. 过程中，气体分子的平均动能减少 B. 过程中，外界对气体做的功等于气体放出的热量 C. 过程中，外界对气体做的总功等于气体放出的总热量 D. 过程中，气体的内能一直增大 6. 如图为高压架空输电线的示意图，电线杆高度相同，间距相等，相邻电线杆之间的输电线长度相等，受重力影响，电线会自然下垂，电线切线与电线杆之间的夹角称之为切线角。由于热胀冷缩，冬季电线长度会略有缩短，则冬季与夏季相比（　　） A. 切线角会减小 B. 中间电线杆受到一侧电线的作用力增加 C. 中间电线杆受到两侧电线的合力变大 D. 电线最低处的张力不变 7. 假设有一空间探测器着陆在某个类地星球表面进行观测，该星球为半径为R的球体，自转周期为2T，其赤道上空有一颗沿圆形轨道运行的卫星，它的运行方向与该星球的自转方向相同，公转周期为T。如图所示，某时刻，位于星球赤道上P点的探测器观测到卫星的仰角为，后观测到卫星仰角变为。引力常量为G，根据以上信息，该类地星球的质量约为（　　） A. B. C. D. 8. 如图为茶叶生产中将茶叶与茶梗分离的装置，装置中A、B两带电球间存在电场。茶叶和茶梗自漏斗漏下，经A表面时都带上了正电，通过A、B间电场分离，最后沿光滑绝缘分离器表面落入两侧小桶。已知茶叶的比荷大于茶梗的比荷，忽略茶叶、茶梗之间的库仑力，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 茶叶经过A球时，正电荷从A球上转移到茶叶上 B. M处的电场强度比N处小，M处的电势比N处高 C. 茶叶和茶梗在电场中运动时的机械能都增加 D. 茶叶落入左桶，茶梗落入右桶 9. 如图甲，水平粗糙绝缘地面上方有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的物块沿水平地面以速度v0从左侧垂直进入磁场，物块进入磁场后始终未离开地面，其动能与时间的Ek-t关系图像如图乙所示，图像中z点为曲线切线斜率绝对值最大的位置。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受摩擦力逐渐增大 B. 物块所受摩擦力逐渐减小 C. 图中z点对应的速度大小为 D. 图中z点对应的速度大小为 10. 如图所示，无限长“U”形金属导轨ABCD和直线形导轨EF、GH水平平行放置，导轨均光滑且不计电阻，相邻导轨间距离L=0.4m，AB和EF间、GH和CD间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T，EF、GH间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为2T，GH和CD左端连有不带电的电容器，电容为0.5F。现有金属棒1、2、3如图所示垂直导轨放置，三根金属棒长度均为L，金属棒1、3质量为1kg，电阻为1Ω。金属棒2质量为2kg，电阻为2Ω。初始时刻金属棒1、3静止，开关S断开，给金属棒2水平向右、大小为5m/s的速度。下列说法正确的是（　　） A. S断开，初始时刻通过金属棒2的电流I的大小为1A B. S断开，金属棒1、2、3达到稳定状态时，金属棒2的速度大小为4m/s C. S断开，从初始时刻到金属棒1、2、3达到稳定状态，1棒产生的焦耳热为5J D. 达到稳定状态时，撤去棒3，同时闭合开关S，电容器最终带的电量大小约为0.54C 二、非选择题：共54分 11. 某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验装置。如图所示，在竖直木板上贴上白纸，在白纸上画上边长为L的正方形ABCD，AD边水平，在正方形内画水平线a、b、c、d、e、f、g将正方形8等分，每一等份的高为L0，在D点固定一个力传感器，用长为L的细线一端系在力传感器上，另一端系一个小球。经测量小球的质量为m，忽略小球的大小，已知重力加速度为。 （1）关于实验器材，下列说法正确的是______ A. 应选用密度小的木质小球 B. 应选用密度大的钢质小球 C. 应选用弹性良好的细线 D. 应选用几乎没有弹性的细线 （2）分别在a、b、c、d、e、f、g线上由静止释放小球，每次细线均拉直，L和L0未测定，记录每次小球由静止释放到最低点高度（n为正整数且）及小球运动过程中力传感器的最大示数，作出图像，如果图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于______，斜率等于______，则小球运动过程中机械能守恒得到验证。（用m、表示） 12. 污水中有大量的正、负离子，某污水质量检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计，用此装置测量污水的流速和等效电阻。测量管由绝缘材料制成，内径为D，匀强磁场方向竖直向上（未画出）、大小B，在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度自左向右通过。 （1）先利用图乙中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤： A.分别将和的阻值调至最大 B.合上开关 C.调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数 D.合上开关 E.反复调节和，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的一半，此时的读数为 根据以上操作，测出灵敏电流计内阻为______，这样设计实验______（填“有”或“无”）系统误差。 （2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图丙所示，读数D=______。 （3）图甲中与A极相连的是灵敏电流计的______（填“正”或“负”）接线柱。 （4）闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图丁所示，则污水的流速为______，污水接入电路的等效电阻为______。（用题中的字母a、b、c、B、D、表示） 13. 辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图甲为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=4kg水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.2m，水斗的质量为m0=3kg，井足够深且井绳的质量忽略不计，t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水斗，其角速度随时间变化规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，井绳粗细不计，求： （1）0~10s内水斗上升的高度； （2）井绳所受拉力大小。 14. 如图所示，空间存在着方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向内、磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电量为+q、质量为m的小球Q静置在光滑绝缘的水平高台边缘，另一质量为m的不带电的绝缘小球P以水平初速度向Q运动，小球P、Q正碰过程中没有机械能损失且电荷量不发生转移，已知匀强电场的电场强度为，水平台面距离地面高度为，两球均可看作质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）P、Q两球首次发生弹性碰撞后，小球Q离地面的最大高度； （2）P、Q两球首次发生弹性碰撞后，经多少时间小球P落地；落地点与平台边缘间的水平距离。 15. 如图甲，一质量为m=1kg的长木板放置在光滑水平面上，木板的正中间放置一质量为M=3kg的滑块，滑块可看成质点，滑块与木板间的动摩擦因数为µ=0.5。一条弹性绳一端系于天花板上的O点，另一端系于滑块中心，弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律F=kx，劲度系数为k=100N/m，弹性绳所具有的弹性势能。在O点正下方A点固定一光滑的圆环，弹性绳从环中穿过，已知O、A之间距离与弹性绳原长相等，当滑块在O、A的正下方的B点时，弹性绳的伸长量为h=0.1m。某时刻突然在B处给予两者一共同向右的速度v，在此后的运动过程中，滑块都不会从木板上滑下，重力加速度g取10m/s2。 （1）如图乙，当滑块和木板速度减为零时两者刚好发生相对滑动，求 ①此时滑块位置与B的距离； ②这种情况下滑块与木板在B点的初速度。 （2）若，在刚好出现相对滑动时，使木板的速度瞬间变为零且固定不动，求 ①此后滑块在木板上滑动距B点的最大距离； ②此后滑块在木板上滑动因摩擦而产生热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉林地区普通中学2024-2025学年度高中毕业年级第四次调研测试 物理试题 说明： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，贴好条形码。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡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。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。 3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写答案无效；在试卷上、草纸上答题无效。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，其中第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 我国基于量子力学原理研制的超导置子计算机“祖冲之三号”是目前该领域的新标杆。量子化是量子力学的基础，下列选项中体现了量子化的是（　　） A. 原子核式结构模型 B. 氢原子能级 C. 结合能 D. 质量亏损 【答案】B 【解析】 【详解】量子化体现为不连续，根据玻尔原子模型理论可知氢原子能级不连续，轨道量子化。 故选B。 2. 如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（　　） A. 小球正在上升 B. 小球正在做加速运动 C. 小球处于失重状态 D. 小球加速度逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．无论球是向上还是向下，只要加速度向下，即可以拍出如图所示照片，故小球可能加速向下或者减速向上，即无法确定小球的运动方向，故AB错误； CD．由图可知，无论小球是向上还是向下运动，加速度均应向下，故小球处于失重状态，加速度可能不变，故C正确，D错误。 故选C。 3. 小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（　　） A. B. C D. 【答案】D 【解析】 【详解】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成的干涉条纹，在入射光为复色光时，出现彩色条纹，因为重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，由于干涉条纹的间距上疏下密，故越向下肥皂膜厚度变化越来越大。 故选D。 4. 如图乙所示，线圈L和电容C可构成一个理想的LC振荡电路且其振荡周期与图甲中弹簧振子的振动周期相等。现将图乙中的开关置于b处给电容C充电，待充电完毕后又突然将开关置换到a处，与此同时，将图甲中的弹簧振子从最大位移处由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧振子速度最大时，LC振荡电路中的电流达到最小 B. 弹簧振子加速度最大时，LC振荡电路中的电场能达到最大 C. 弹簧振子动能逐渐减小的过程中，LC振荡电路处于放电过程 D. 若减小LC振荡电路中的电容C，则LC振荡电路的周期将大于弹簧振子的周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．弹簧振子速度最大时，所经历的时间为（其中n=0，1，2，3…），电容器放电完毕，LC振荡电路中的电流达到最大，故A错误； B．弹簧振子加速度最大时，所经历的时间为（其中n=0，1，2，3…），线圈中电流为零，磁场能为零，LC振荡电路中的电场能达到最大，故B正确； C．弹簧振子动能逐渐减小的过程中，线圈中的电流减小，LC振荡电路处于充电过程，故C错误； D．若减小LC振荡电路中的电容C，根据可知，则LC振荡电路的周期将减小，所以LC振荡电路的周期将小于弹簧振子的周期，故D错误。 故选B。 5. 涡轮增压器能提升内燃机的输出功率。将其工作过程简化为以下两个过程：一定质量的理想气体，在的过程中与外界无热量交换，的过程中压强不变，则（ ） A. 过程中，气体分子的平均动能减少 B. 过程中，外界对气体做的功等于气体放出的热量 C. 过程中，外界对气体做总功等于气体放出的总热量 D. 过程中，气体的内能一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．一定质量的理想气体，在的过程中与外界无热量交换，而体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误； B．过程气体压强不变，体积减小，由盖吕萨克定律可知，温度降低，则内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量等于其内能减少量与外界做功之和，故B错误； CD．由图可知，， 则有 可知， 、状态气体内能相同，根据热力学第一定律可知，过程中，外界对气体做的总功等于气体放出的总热量，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图为高压架空输电线的示意图，电线杆高度相同，间距相等，相邻电线杆之间的输电线长度相等，受重力影响，电线会自然下垂，电线切线与电线杆之间的夹角称之为切线角。由于热胀冷缩，冬季电线长度会略有缩短，则冬季与夏季相比（　　） A. 切线角会减小 B. 中间电线杆受到一侧电线的作用力增加 C. 中间电线杆受到两侧电线的合力变大 D. 电线最低处的张力不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于冬季气温较低，电线的体积会收缩，两杆正中部位电线下坠的距离h变小，则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角变大，故A错误； BCD．设输电线结点处的张力大小为，电线最低处的张力大小为，对输电线的左半部分受力分析如图所示 根据平衡条件可知，、合力与等大反向，所以， 因为冬季变大，所以、都变大，故B正确，CD错误。 故选B。 7. 假设有一空间探测器着陆在某个类地星球表面进行观测，该星球为半径为R的球体，自转周期为2T，其赤道上空有一颗沿圆形轨道运行的卫星，它的运行方向与该星球的自转方向相同，公转周期为T。如图所示，某时刻，位于星球赤道上P点的探测器观测到卫星的仰角为，后观测到卫星仰角变为。引力常量为G，根据以上信息，该类地星球的质量约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示 P点在内转过的圆心角 卫星转过的圆心角 由几何关系可知 根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选C。 8. 如图为茶叶生产中将茶叶与茶梗分离的装置，装置中A、B两带电球间存在电场。茶叶和茶梗自漏斗漏下，经A表面时都带上了正电，通过A、B间电场分离，最后沿光滑绝缘分离器表面落入两侧小桶。已知茶叶的比荷大于茶梗的比荷，忽略茶叶、茶梗之间的库仑力，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 茶叶经过A球时，正电荷从A球上转移到茶叶上 B. M处的电场强度比N处小，M处的电势比N处高 C. 茶叶和茶梗在电场中运动时的机械能都增加 D. 茶叶落入左桶，茶梗落入右桶 【答案】BC 【解析】 【详解】A．茶叶经过A球时，电子从茶叶上转移到A球上，茶叶带正电，故A错误； B．根据题图电场线的疏密程度可知，M处的电场强度比N处小；根据沿电场线方向电势逐渐降低，且等势面与电场线垂直，可知M处的电势比N处高，故B正确； C．茶叶和茶梗在电场中运动时，电场力对茶叶和茶梗均做正功，茶叶和茶梗的机械能都增加，故C正确； D．根据牛顿第二定律可得 由于茶叶、茶梗带正电，则电场力产生的加速度方向整体向右，由于茶叶的比荷大于茶梗的比荷，可知茶叶所受电场力产生的加速度大于茶梗所受电场力产生的加速度，即在相等时间内，茶叶的水平分位移大于茶梗的水平分位移，可知，茶叶落入右桶，茶梗落入左桶，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲，水平粗糙绝缘地面上方有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的物块沿水平地面以速度v0从左侧垂直进入磁场，物块进入磁场后始终未离开地面，其动能与时间的Ek-t关系图像如图乙所示，图像中z点为曲线切线斜率绝对值最大的位置。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受摩擦力逐渐增大 B. 物块所受摩擦力逐渐减小 C. 图中z点对应的速度大小为 D. 图中z点对应的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．物块所受摩擦力大小为 随着速度的减小，摩擦力增大，A正确，B错误； CD．曲线切线斜率大小为 物块所受合力大小为 解得 当 时，k有最大值 解得 ，C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，无限长“U”形金属导轨ABCD和直线形导轨EF、GH水平平行放置，导轨均光滑且不计电阻，相邻导轨间距离L=0.4m，AB和EF间、GH和CD间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T，EF、GH间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为2T，GH和CD左端连有不带电的电容器，电容为0.5F。现有金属棒1、2、3如图所示垂直导轨放置，三根金属棒长度均为L，金属棒1、3质量为1kg，电阻为1Ω。金属棒2质量为2kg，电阻为2Ω。初始时刻金属棒1、3静止，开关S断开，给金属棒2水平向右、大小为5m/s的速度。下列说法正确的是（　　） A. S断开，初始时刻通过金属棒2的电流I的大小为1A B. S断开，金属棒1、2、3达到稳定状态时，金属棒2的速度大小为4m/s C. S断开，从初始时刻到金属棒1、2、3达到稳定状态，1棒产生的焦耳热为5J D. 达到稳定状态时，撤去棒3，同时闭合开关S，电容器最终带的电量大小约为0.54C 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．初始时刻回路中感应电动势为E=B0Lv0=4V， 根据闭合电路的欧姆定律可得，选项A正确； B．稳定运行时，棒1、3的速度均为v1，此时回路中的电流为零，则有B0Lv2=2B0Lv1 取向右为正方向，对棒2根据动量定理可得 其中 则有B0qL=m2（v0-v2） 同理，对棒1使用动量定理可得B0qL=m1v1 联立解得：v1=2m/s，v2=4m/s，选项B正确； C．根据能量守恒定律可得 根据焦耳定律可得金属棒1产生的焦耳热Q1=Q总=1.25J，选项C错误； D．稳定运行时，棒1的速度均为v5，棒2的速度为v4，取向右为正方向，对棒1根据动量定理可得B0LQ=m1（v5-v1） 对棒2使用动量定理B0LQ=m2（v2-v4） 对于整个回路，有B0Lv4=B0Lv5+ 联立解得 带入数据解得，选项D正确。 故选ABD。 二、非选择题：共54分 11. 某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验装置。如图所示，在竖直木板上贴上白纸，在白纸上画上边长为L的正方形ABCD，AD边水平，在正方形内画水平线a、b、c、d、e、f、g将正方形8等分，每一等份的高为L0，在D点固定一个力传感器，用长为L的细线一端系在力传感器上，另一端系一个小球。经测量小球的质量为m，忽略小球的大小，已知重力加速度为。 （1）关于实验器材，下列说法正确的是______ A. 应选用密度小的木质小球 B. 应选用密度大的钢质小球 C. 应选用弹性良好的细线 D. 应选用几乎没有弹性的细线 （2）分别在a、b、c、d、e、f、g线上由静止释放小球，每次细线均拉直，L和L0未测定，记录每次小球由静止释放到最低点的高度（n为正整数且）及小球运动过程中力传感器的最大示数，作出图像，如果图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距等于______，斜率等于______，则小球运动过程中机械能守恒得到验证。（用m、表示） 【答案】（1）BD （2） ①. mg ②. 【解析】 【小问1详解】 AB．本题验证机械能守恒，为减小空气阻力的影响，应选择密度大体积小的小球，A错误，B正确； CD．验证机械能守恒，即重力做的功等于动能的变化量，实验中需要测量细线的拉力，若细线有弹性会导致拉力测量不准确，因此应选用几乎没有弹性的细线，C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1][2]已知 若机械能守恒则 解得 球做圆周运动，球运动到最低点时，拉力最大，即 解得 可知当图像的截距等于，斜率等于时，机械能守恒。 12. 污水中有大量的正、负离子，某污水质量检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计，用此装置测量污水的流速和等效电阻。测量管由绝缘材料制成，内径为D，匀强磁场方向竖直向上（未画出）、大小B，在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度自左向右通过。 （1）先利用图乙中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤： A.分别将和的阻值调至最大 B.合上开关 C.调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数 D.合上开关 E.反复调节和，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的一半，此时的读数为 根据以上操作，测出灵敏电流计内阻为______，这样设计实验______（填“有”或“无”）系统误差。 （2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图丙所示，读数D=______。 （3）图甲中与A极相连的是灵敏电流计的______（填“正”或“负”）接线柱。 （4）闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图丁所示，则污水的流速为______，污水接入电路的等效电阻为______。（用题中的字母a、b、c、B、D、表示） 【答案】（1） ①. ②. 无 （2）3.035 （3）负 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由题意可知电流计G的满偏电流为，闭合开关后使电流计的示数为，电流计G的示数为，说明通过的电流也为，与电流计G并联电压相同，所以 由上述分析可知所测量的电流计内阻没有系统误差。 【小问2详解】 游标卡尺读数包括主尺读数加副尺读数 【小问3详解】 甲图中污水流动携带大量的正、负离子，由左手定则可知，正离子偏向C极，负离子偏向A极，所以A极与灵敏电流计的负极相连。 【小问4详解】 [1][2]由于粒子偏转AC两极板间存在电势差，当电势差稳定时 电路中有 两式联立解得 可知图像的斜率 解得 图像的截距 解得 13. 辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图甲为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=4kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.2m，水斗的质量为m0=3kg，井足够深且井绳的质量忽略不计，t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水斗，其角速度随时间变化规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，井绳粗细不计，求： （1）0~10s内水斗上升的高度； （2）井绳所受拉力大小。 【答案】（1）20m；（2）72.8N 【解析】 详解】（1）根据 则图像与时间轴围成面积与半径的乘积表示上升高度； 根据图像可知，0~10s内水斗上升的高度为 （2）根据 根据牛顿第二定律 解得 14. 如图所示，空间存在着方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向内、磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电量为+q、质量为m的小球Q静置在光滑绝缘的水平高台边缘，另一质量为m的不带电的绝缘小球P以水平初速度向Q运动，小球P、Q正碰过程中没有机械能损失且电荷量不发生转移，已知匀强电场的电场强度为，水平台面距离地面高度为，两球均可看作质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）P、Q两球首次发生弹性碰撞后，小球Q离地面的最大高度； （2）P、Q两球首次发生弹性碰撞后，经多少时间小球P落地；落地点与平台边缘间的水平距离。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 小球P、Q首次发生弹性碰撞时，根据动量守恒及能量守恒有， 联立解得 碰后对于小球Q，由于 故小球Q做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 设小球Q初始位置离地高度为，则小球Q离地面的最大高度为 解得 【小问2详解】 对于小球Q，由于 故Q球做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即有 经 小球P、Q再次发生弹性碰撞，由（1）可知碰后， 小球P离开平台后做平抛运动，平抛的时间为，则 所以，P与Q首次发生碰撞后到落地，经过的时间 解得 落地点与平台边缘的水平距离为 15. 如图甲，一质量为m=1kg的长木板放置在光滑水平面上，木板的正中间放置一质量为M=3kg的滑块，滑块可看成质点，滑块与木板间的动摩擦因数为µ=0.5。一条弹性绳一端系于天花板上的O点，另一端系于滑块中心，弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律F=kx，劲度系数为k=100N/m，弹性绳所具有的弹性势能。在O点正下方A点固定一光滑的圆环，弹性绳从环中穿过，已知O、A之间距离与弹性绳原长相等，当滑块在O、A的正下方的B点时，弹性绳的伸长量为h=0.1m。某时刻突然在B处给予两者一共同向右的速度v，在此后的运动过程中，滑块都不会从木板上滑下，重力加速度g取10m/s2。 （1）如图乙，当滑块和木板速度减为零时两者刚好发生相对滑动，求 ①此时滑块位置与B的距离； ②这种情况下滑块与木板在B点的初速度。 （2）若，在刚好出现相对滑动时，使木板的速度瞬间变为零且固定不动，求 ①此后滑块在木板上滑动距B点的最大距离； ②此后滑块在木板上滑动因摩擦而产生的热量。 【答案】（1）①0.4m，② （2）①0.6m，② 【解析】 【小问1详解】 ①当木板和滑块刚好出现相对运动时，滑块中心到A点的距离为，位移为，弹性绳的弹力大小为，弹性绳与竖直方向的夹角为，如下图所示 弹性绳弹力的竖直分力 对滑块，有 对木板，有 对整体，有 联立求得 即出现相对滑动的位置与的距离为0.4m。 ②根据机械能守恒定律，有 即 求得 【小问2详解】 ①因为 设滑块和木板刚好出现相对滑动时的共同速度为，根据机械能守恒定律，有 其中 求得 此后木板停止运动，物块相对木板向右滑动，以向右为正方向，设滑块速度为零时相对点的位移为，根据能量守恒定律，有 解得（另一解不合理，舍去） 故滑块向右运动距点的最大距离为0.6m。 ②因 故滑块不能静止而向左滑动。 设向右为正方向，设滑块向左滑动直至速度再次为零时相对点的位移为，根据能量守恒定律，有 解得（另一解不合理，舍去） 负号说明滑块位于点左侧0.4m处，因 故滑块不能静止而向右运动。 同理，对滑块再向右运动直至速度为零的过程，有 解得（另一解不合理，舍去） 因 故滑块不能静止而向左运动。 同理，对滑块再向左运动直至速度为零的过程，有 解得（另一解不合理，舍去） 故滑块最终静止于点。 在木板固定不动直至滑块停止运动的整个过程中，设滑块与木板摩擦产生的热量为，根据能量守恒定律，有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $