精品解析：2025届福建省南安一中（行知级）高三下学期5月最后一次模拟考试物理试卷

南安一中2025届（行知级）高三年物理最后一次模拟考试 一、单项选择题：本题共 4小题，每小题 4分，共 16分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 良渚古城遗址是新石器时代晚期文化遗址群，位于浙江省杭州市余杭区瓶窑镇。良渚文化时期稻作农业已相当进步，在遗址中发现了炭化稻谷。在考古中可用碳14测定年代，其衰变方程为，半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A. β射线来源于原子核外部的电子 B. 核反应方程遵循电荷数守恒和质量守恒 C. 100个经过5730年剩余50个 D. 的比结合能小于的比结合能 2. 我国特高压输电技术全球领先，如图甲所示为特高压输电线路，其中每组输电线都由6根相互平行的水平长直导线组成，使用六分裂间隔棒固定，使每组导线的横截面呈正六边形，中心为O，截面图如图乙所示。每根导线通有大小相等、方向相同的电流，已知单独一根通电导线在O点产生的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 穿过截面abcdef的磁通量不为零 B. 导线b受到的安培力方向竖直向下 C. a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度大小为2B D. a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度方向竖直向下 3. “天宫课堂”中，航天员演示了微重力环境下的神奇现象，液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模型，图示为该球壳截面图，O为球壳的球心。若液体球壳内表面的P点有一个点光源，可发出两种不同频率的单色光a和b。当图中时，a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，b光射出的折射角。已知真空中的光速为c。则（　　） A. a光在液体中折射率为 B. b光在液体中传播的速度为 C. 分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距大于b光 D. b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象 4. 如图所示，质量为m的物块B叠放在轻弹簧上，处于静止状态。将质量为m的物块A无初速的放上B的瞬间开始计时，直到B运动到最低点。设B相对初始位置的位移为x，B的加速度大小为a，B的速度为v，弹簧对B的弹力为F，AB之间压力为FN，运动时间为t，重力加速度为g，弹簧始终在其弹性限度内，关于上述过程下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共 4小题，每小题 6分，共 24分，每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。 5. 如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示，若外接电阻，线圈电阻，则下列说法中正确的是（　　） A. 0.03s末穿过线圈磁通量最大 B. 该交流电电流方向每秒改变50次 C. 电阻在1分钟内产生热量为 D. 从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 6. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其图像如图乙所示，时达到额定功率，时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（　　） A. 时间内物体处于失重状态 B. 时间内起重机对物体做功为 C. 该物体的最大速度为 D. 时间内起重机对物体做功为 7. 一颗侦察卫星所在轨道平面与赤道平面重合，通过无线电传输方式与位于赤道上的地面接收站之间传送信息，已知人造地球卫星的最小运行周期为T，地球半径为R，地球自转周期为，该侦察卫星在距离地面R高度处沿圆形轨道运行，运行方向与地球自转方向相同，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 可以估测出地球的密度为 B. 该侦察卫星的周期约为 C. 该侦察卫星的运行速度大于第一宇宙速度 D. 该侦察卫星连续2次通过接收站正上方的时间间隔为 8. 如图所示，足够长的水平轨道左侧b1b2-c1c2部分轨道间距为2L，右侧c1c2-d1d2部分的轨道间距为L=0.2m，曲线轨道与水平轨道相切于b1b2，所有轨道均光滑且电阻不计。在水平轨道内有斜向下与竖直方向成θ=37°的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T。质量为mB=0.2kg的金属棒B垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上，质量为mA=0.1kg的导体棒A自曲线轨道上a1a2处由静止释放，h=0.2m，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，A棒总在宽轨上运动，B棒总在窄轨上运动。已知：两金属棒接入电路的有效电阻均为R=0.2Ω，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，则（　　） A. 金属棒A进入b1b2后，金属棒A、B组成的系统动量守恒 B. 金属棒A刚进入磁场时电动势为0.08V C. 金属棒B匀速运动速度 D. 在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电量 三、非选择题：共 60分，其中 9 -11为填空题，12、13 为实验题，14~16为计算题，考生根据要求作答。 9. 某些汽车的发动机采用了“阿特金森循环”技术，可简化成发动机内部一定质量的理想气体经历了如图a→b→c→d→a的循环，此过程中燃料与空气混合燃烧，气体受热膨胀，通过机械装置对外做功。其中b→c过程：气体对外界______（“做正功”或“做负功”或“不做功”），气体内能______（“增大”或“减小”或“不变”），能量相互转化的情况是_____________。 10. 如图所示为多层晒鱼网罩，上下截面均为边长a=40cm的正方形，现用四根长度均为L=40cm的轻绳拴接在上截面的四个顶点上，并将四根轻绳另一端拴接在一挂钩上并悬挂。已知网罩的重力为G，则每根轻绳的拉力大小为______，相邻两根轻绳拉力的合力大小为______。 11. 一列简谐横波沿轴正向传播，分别为平衡位置在和的两个质点，两质点的振动完全相反，质点的振动方程为时刻，两质点均位于平衡位置且两质点间有两个波峰，则波的传播速度大小为_____，质点比质点振动滞后_____，当质点开始起振时，质点运动的路程为_____。 12. （1）某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径__________mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度__________cm。 （2）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为__________s。 （3）学生利用多用电表粗略测量电压表的内阻，把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列__________： A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的__________（填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡__________（填“×1”“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为__________kΩ（结果保留2位有效数字）。 13. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。 （1）本实验主要采用物理学研究方法是_________。 A. 理想实验法 B. 放大法 C. 控制变量法 D. 等效替代 （2）用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为_________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （3）某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。 保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与_______（选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于_________（用和表示）。 14. 2021年4月24日，首台国产医用回旋加速器在绵阳正式商用。如图所示为回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。求： （1）质子离开回旋加速器时的最大动能； （2）质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比。 15. 图甲为某种旋转节速器装置的结构示意图，质量为的重物A套在固定的竖直轴上，可以在竖直轴上滑动，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在水平杆上，A、B及A、C之间通过铰链与长为的两根轻杆相连接，当装置静止时，轻杆与竖直轴的夹角为。使水平杆绕竖直轴匀速转动且高度保持不变，稳定后轻杆与竖直轴的夹角为，如图乙所示。已知弹簧原长为，重力加速度大小为，不计一切摩擦，取，。求 （1）装置静止时每根轻杆对重物A的拉力大小； （2）装置匀速转动时小环C所需的向心力大小； （3）从静止状态到匀速转动的过程中，系统（A、B、C及弹簧）机械能的变化量。 16. 如图甲所示的直角坐标系，在的区域内，存在着沿轴负方向的匀强电场，在且的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电量为的粒子从轴上的点以初速度水平向右进入第一象限，经过轴上的点进入第四象限。带电粒子始终在面内运动，其速度可用如图乙所示的直角坐标系内的一个点表示，、分别为粒子速度在面内两个坐标轴上的分量。粒子出发时P位于图中点，然后沿线段移动到点，随后沿以横轴上的点（坐标未知）为圆心的圆弧移动至点，再沿线段回到点，整个过程中速度最大值为。已知图甲中，匀强磁场的磁感应强度为B，不计粒子重力，求： （1）粒子到达点时的速度大小和方向； （2）图乙中点的坐标； （3）匀强电场的电场强度大小； （4）若图甲中的长度等于，求粒子在运动过程中经过轴的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南安一中2025届（行知级）高三年物理最后一次模拟考试 一、单项选择题：本题共 4小题，每小题 4分，共 16分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 良渚古城遗址是新石器时代晚期文化遗址群，位于浙江省杭州市余杭区瓶窑镇。良渚文化时期稻作农业已相当进步，在遗址中发现了炭化稻谷。在考古中可用碳14测定年代，其衰变方程为，半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A. β射线来源于原子核外部的电子 B. 核反应方程遵循电荷数守恒和质量守恒 C. 100个经过5730年剩余50个 D. 的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．原子核内的中子转化成质子和电子，电子发射到核外就是β射线，A错误； B．核反应方程遵循电荷数守恒和质量数守恒，B错误； C．半衰期描述的是大量核子衰变的统计规律，不能计算少数核子衰变的时间，C错误； D．生成物比反应物更稳定且比结合能越大原子核越稳定，则的比结合能大于的比结合能，D正确。 故选D。 2. 我国特高压输电技术全球领先，如图甲所示为特高压输电线路，其中每组输电线都由6根相互平行的水平长直导线组成，使用六分裂间隔棒固定，使每组导线的横截面呈正六边形，中心为O，截面图如图乙所示。每根导线通有大小相等、方向相同的电流，已知单独一根通电导线在O点产生的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 穿过截面abcdef的磁通量不为零 B. 导线b受到的安培力方向竖直向下 C. a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度大小为2B D. a、b、c三根导线在O点产生的磁感应强度方向竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，通电长直导线产生的磁场是以长导线为圆心的同心圆，通电长导线产生的磁场平行于截面abcdef，所以穿过截面的磁通量为零，故A错误； B．根据右手定则可知，e导线在b点产生的磁场方向垂直于eb向下，f导线在b点产生的磁场垂直于bf连线沿bc指向c，d导线在b点产生的磁场垂直于bd连线沿ba指向b，a导线在b点产生的磁场垂直于ab连线沿bd指向d，c导线在b点产生的磁场垂直于bc连线沿bf指向b，通过分析b点的磁场方向竖直向下，根据左手定则导线b的安培力方向水平向右，故B错误； CD．a、b、c三根导线在O点产生磁场大小均为B，a导线在O点产生的磁场垂直于aO连线指向ef中点，b导线在O点产生的磁场垂直于bO连线竖直向上，c导线在O点产生的磁场垂直于cO连线指向ab中点，三个磁场叠加可得O点的磁场方向竖直向上，大小为，故C正确，D错误。 故选C。 3. “天宫课堂”中，航天员演示了微重力环境下的神奇现象，液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模型，图示为该球壳截面图，O为球壳的球心。若液体球壳内表面的P点有一个点光源，可发出两种不同频率的单色光a和b。当图中时，a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，b光射出的折射角。已知真空中的光速为c。则（　　） A. a光在液体中折射率为 B. b光在液体中传播的速度为 C. 分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距大于b光 D. b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知a光恰好不能从液体球壳的外表面射出，则有 解得 故A错误； B．对b光根据折射率，有 解得 在液体中传播的速度为 故B错误； C．因为a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，所以a光的波长小于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式 可知分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的条纹间距小于b光，故C错误； D．因为a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，所以b光照射到某金属表面能发生光电效应现象，a光照射到该金属表面也一定能发生光电效应现象，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，质量为m的物块B叠放在轻弹簧上，处于静止状态。将质量为m的物块A无初速的放上B的瞬间开始计时，直到B运动到最低点。设B相对初始位置的位移为x，B的加速度大小为a，B的速度为v，弹簧对B的弹力为F，AB之间压力为FN，运动时间为t，重力加速度为g，弹簧始终在其弹性限度内，关于上述过程下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．物块A无初速的放上B的瞬间，AB的加速度最大，此时处于最大位移处，随着AB向下运动，加速度先减小后增大，前与后时间内加速度大小具有对称性，故A正确； B．v − t图像的斜率表示加速度，根据对A项分析可知，AB向下运动，加速度先减小后增大，则v − t图像的斜率应先变小后变大，故B错误； C．由胡克定律得， 可得 则F − x图像是不过坐标原点的直线，故C错误； D．AB向下运动过程中，对AB整体由牛顿第二定律得， 对物块A由牛顿第二定律得 联立可得 则FN − x图像纵坐标截距为，故D错误。 故选A。 二、双项选择题：本题共 4小题，每小题 6分，共 24分，每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。 5. 如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示，若外接电阻，线圈电阻，则下列说法中正确的是（　　） A. 0.03s末穿过线圈的磁通量最大 B. 该交流电电流方向每秒改变50次 C. 电阻在1分钟内产生的热量为 D. 从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙知，0.03s末线圈产生的感应电动势最大，则0.03s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0，故A错误； B．交流电周期为0.04s，电流每个周期方向改变两次，所以该交流电电流方向每秒改变50次，故B正确； C．由图乙知，线圈产生感应电动势的最大值 则线圈的最大电流 电阻在1分钟内产生的热量为 故C错误； D．从时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为 结合C选项中的感应电动势的最大值表达式可知 故D正确。 故选BD。 6. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其图像如图乙所示，时达到额定功率，时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（　　） A. 时间内物体处于失重状态 B. 时间内起重机对物体做功为 C. 该物体的最大速度为 D. 时间内起重机对物体做功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．时间内物体有向上的加速度，物体处于超重状态，故A错误； B．时间内起重机对物体做功为 故B错误； C．根据牛顿第二定律 时间内起重机对物体牵引力为 起重机的最大功率为 该物体的最大速度为 故C正确； D．时间内起重机对物体做功为 时间内起重机对物体做功为 故D正确。 故选CD。 7. 一颗侦察卫星所在轨道平面与赤道平面重合，通过无线电传输方式与位于赤道上的地面接收站之间传送信息，已知人造地球卫星的最小运行周期为T，地球半径为R，地球自转周期为，该侦察卫星在距离地面R高度处沿圆形轨道运行，运行方向与地球自转方向相同，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 可以估测出地球的密度为 B. 该侦察卫星的周期约为 C. 该侦察卫星的运行速度大于第一宇宙速度 D. 该侦察卫星连续2次通过接收站正上方时间间隔为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对近地卫星进行分析有 且密度 联立解得地球的密度 故A正确； B．由开普勒第三定律有 可知 故B错误； C．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，故该侦察卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．该侦察卫星连续2次通过接收站正上方有 联立解得时间间隔为 故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，足够长的水平轨道左侧b1b2-c1c2部分轨道间距为2L，右侧c1c2-d1d2部分的轨道间距为L=0.2m，曲线轨道与水平轨道相切于b1b2，所有轨道均光滑且电阻不计。在水平轨道内有斜向下与竖直方向成θ=37°的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T。质量为mB=0.2kg的金属棒B垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上，质量为mA=0.1kg的导体棒A自曲线轨道上a1a2处由静止释放，h=0.2m，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，A棒总在宽轨上运动，B棒总在窄轨上运动。已知：两金属棒接入电路的有效电阻均为R=0.2Ω，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，则（　　） A. 金属棒A进入b1b2后，金属棒A、B组成的系统动量守恒 B. 金属棒A刚进入磁场时电动势为0.08V C. 金属棒B匀速运动的速度 D. 在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．金属棒A进入b1b2后，两棒受安培力方向相反，但是大小不相等，可知金属棒A、B组成的系统合外力不为零，则系统动量不守恒，选项A错误； B． A棒在曲线轨道上下滑，由机械能守恒定律得： 变形得：v0=2m/s A棒进入磁场时，感应电动势大小：E=B2Lv0cosθ=0.064V 选项B错误； C．选取水平向右为正方向，对A、B分别利用动量定理可得： 对B：FB安cosθ•t=mBvB 对A：-FA安cosθ•t=mAvA-mAv0 根据F安=BIL可知 FA安=2FB安 联立得：mAv0-mAvA=2mBvB 两棒最后匀速时，电路中无电流：有 BLvBcosθ=2BLvAcosθ 得：vB=2vA 联立后两式得金属棒B匀速运动的速度 选项C正确； D．对B由动量定理：FB安cosθ•t=mBvB其中F安B=BIL，q=It 可得在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电量 选项D正确 故选CD。 三、非选择题：共 60分，其中 9 -11为填空题，12、13 为实验题，14~16为计算题，考生根据要求作答。 9. 某些汽车的发动机采用了“阿特金森循环”技术，可简化成发动机内部一定质量的理想气体经历了如图a→b→c→d→a的循环，此过程中燃料与空气混合燃烧，气体受热膨胀，通过机械装置对外做功。其中b→c过程：气体对外界______（“做正功”或“做负功”或“不做功”），气体内能______（“增大”或“减小”或“不变”），能量相互转化的情况是_____________。 【答案】 ①. 不做功 ②. 增大 ③. 燃料燃烧的部分化学能转化为其他内能 【解析】 【分析】 【详解】[1]其中b→c过程气体体积不变，气体对外界不做功。 [2][3]由可知，气体体积不变，压强增大，故温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律可知，该过程燃料的部分化学能转化为内能。 10. 如图所示为多层晒鱼网罩，上下截面均为边长a=40cm的正方形，现用四根长度均为L=40cm的轻绳拴接在上截面的四个顶点上，并将四根轻绳另一端拴接在一挂钩上并悬挂。已知网罩的重力为G，则每根轻绳的拉力大小为______，相邻两根轻绳拉力的合力大小为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]依题意，相邻两根细绳与底边构成等边三角形，相邻两根细绳的夹角为，底面四边形的对角线长度为 设相对的两根细绳的夹角为，根据几何关系，有 解得 在竖直方向上，根据平衡条件 解得 [2]相邻两根轻绳拉力的合力大小为 11. 一列简谐横波沿轴正向传播，分别为平衡位置在和的两个质点，两质点的振动完全相反，质点的振动方程为时刻，两质点均位于平衡位置且两质点间有两个波峰，则波的传播速度大小为_____，质点比质点振动滞后_____，当质点开始起振时，质点运动的路程为_____。 【答案】 ①. 10 ②. 0.6 ③. 0.6 【解析】 【详解】[1]由于时刻均在平衡位置的两质点的振动方向相反点向下，点向上），两质点间只有两个波峰，因此 解得 由振动方程可知， 因此波传播的速度大小 [2]质点比质点振动滞后 [3]当质点开始起振时，质点运动的路程为 12. （1）某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径__________mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度__________cm。 （2）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为__________s。 （3）学生利用多用电表粗略测量电压表的内阻，把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列__________： A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的__________（填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡__________（填“×1”“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为__________kΩ（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. 3.705 ②. 5.020 （2）1013 （3） ①. CAB ②. 负极、正极 ③. ×100 ④. 1.6 【解析】 【小问1详解】 [1]根据图甲可知，该金属丝的直径 [2]根据图乙可知，圆柱体的长度 【小问2详解】 秒表读出时间为90s+11.3s=101.3s 【小问3详解】 [1] 利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项：将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项：调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。 故正确操作顺序是CAB。 [2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连； [3] 读数时欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“”倍率又过大，故应选择欧姆挡“×100”的位置； [4]测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为 13. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。 （1）本实验主要采用的物理学研究方法是_________。 A. 理想实验法 B. 放大法 C. 控制变量法 D. 等效替代 （2）用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为_________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （3）某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。 保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与_______（选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于_________（用和表示）。 【答案】（1）C （2） （3） ①. 角速度的平方 ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验通过控制小球质量m、运动半径r和角速度ω这三个物理量中两个量相同，探究向心力F与另一个物理量之间的关系，采用的主要实验方法为控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 根据可知皮带连接的左、右轮塔的角速度之比为，结合可知皮带连接的左、右轮塔半径之比为。 【小问3详解】 [1][2]由于d和Δt都很小，所以可用Δt时间内的平均速度来表示挡光杆的线速度，即 所以挡光杆的角速度为 、均为常数，与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，即表示表明向心力与角速度的平方成正比，根据 可得 即直线的斜率 14. 2021年4月24日，首台国产医用回旋加速器在绵阳正式商用。如图所示为回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。求： （1）质子离开回旋加速器时的最大动能； （2）质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）高频交流电频率为f，周期为 则质子在D形金属盒内做匀速圆周运动的周期也是，故质子在D形金属盒内做匀速圆周运动的线速度为 因此当时，质子在D形金属盒内的速度达到最大值，即 故最大动能为 （2）质子第1次经过两D形盒间狭缝，由动能定理可得 解得 质子第2次经过两D形盒间狭缝，由动能定理可得 解得 质子在D形金属盒内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可得 故质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为 15. 图甲为某种旋转节速器装置的结构示意图，质量为的重物A套在固定的竖直轴上，可以在竖直轴上滑动，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在水平杆上，A、B及A、C之间通过铰链与长为的两根轻杆相连接，当装置静止时，轻杆与竖直轴的夹角为。使水平杆绕竖直轴匀速转动且高度保持不变，稳定后轻杆与竖直轴的夹角为，如图乙所示。已知弹簧原长为，重力加速度大小为，不计一切摩擦，取，。求 （1）装置静止时每根轻杆对重物A的拉力大小； （2）装置匀速转动时小环C所需的向心力大小； （3）从静止状态到匀速转动的过程中，系统（A、B、C及弹簧）机械能的变化量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 装置静止时，以A为对象，根据平衡条件可得 解得每根轻杆对重物A的拉力大小为 【小问2详解】 系统静止时，弹簧弹力大小为 弹簧长度为 弹簧压缩量为 系统匀速转动时，弹簧长度为 弹簧伸长量为 此时弹簧弹力大小为 以A为对象，根据受力平衡可得， 小环C所需向心力大小为 联立解得 【小问3详解】 系统匀速转动时，对C小环，有， 从静止状态到匀速转动的过程中，因为弹簧压缩量和伸长量相等，则弹性势能变化量 则系统（A、B、C及弹簧）机械能的变化量为 其中 联立解得 16. 如图甲所示的直角坐标系，在的区域内，存在着沿轴负方向的匀强电场，在且的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电量为的粒子从轴上的点以初速度水平向右进入第一象限，经过轴上的点进入第四象限。带电粒子始终在面内运动，其速度可用如图乙所示的直角坐标系内的一个点表示，、分别为粒子速度在面内两个坐标轴上的分量。粒子出发时P位于图中点，然后沿线段移动到点，随后沿以横轴上的点（坐标未知）为圆心的圆弧移动至点，再沿线段回到点，整个过程中速度最大值为。已知图甲中，匀强磁场的磁感应强度为B，不计粒子重力，求： （1）粒子到达点时的速度大小和方向； （2）图乙中点的坐标； （3）匀强电场的电场强度大小； （4）若图甲中的长度等于，求粒子在运动过程中经过轴的位置坐标。 【答案】（1），方向与轴成斜向下 （2） （3） （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 粒子从做类平抛运动，令粒子到达D点时速度方向与轴成角度 则水平方向 竖直方向 由题意知 由数学知识 联立解得， 即到达D点时粒子速度方向与轴成斜向下。 【小问2详解】 设点坐标为 根据题意结合数学知识可得 解得 故点的坐标为 【小问3详解】 粒子从点到最低点（速度最大）时，向下运动的位移为 由动能定理有 水平方向由动量定理有 联立解得匀强电场的电场强度大小 【小问4详解】 由运动的分解知识可得，粒子在磁场中的运动可分解为以速度水平向右的匀速运动和以速度的逆时针方向的匀速圆周运动 过程由动能定理得 解得 的长度等于，由（1）问解得 由洛伦兹力提供向心力得 故得圆周运动半径 粒子运动时间 设轴下方的一次运动和轴上方的类斜抛为一个周期 则 水平位移 故得粒子在运动过程中经过轴的位置坐标为 粒子从上到下经过轴时 粒子从下到上经过轴时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$