精品解析：2025届河南省实验中学高三下学期第四次模拟考试物理试卷

2025年河南实验中学高考物理四模试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，早在《淮南子》中就有记载。现行二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气，如图所示为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上位置的示意图，其中冬至时地球在近日点附近。根据下图，下列说法正确的是（　　） A. 地球受太阳的引力芒种时比小满时大 B. 芒种到小暑的时间间隔比大雪到小寒的长 C. 立春时地球公转的加速度与立秋时大小相等 D. 地球自转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图中我们可以看到，芒种时地球离太阳更远，根据万有引力表达式可知，所受万有引力较小，故A错误； B．地球公转轨道是椭圆形的，根据开普勒第二定律可知，在相同的时间内，扫过的面积相等可得，瞬时速度大小与距离成反比，由于公转速度的变化，芒种到小暑地球运动的距离更远速率更小，时间更长，故B正确； C．根据牛顿第二定律可知 解得 可知地球公转的加速度与地球到太阳的距离有关，立春时和立秋时，地球到太阳的距离并不相等（立春时离太阳较近，立秋时离太阳较远），因此公转加速度也不相等，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，地球公转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数，故D错误。 故选B。 2. “钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳—14钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳—14被封装在钻石中，钻石捕获碳—14衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳—14发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是（　　） A. 碳—14发生的是α衰变 B. 碳—14发生的是β衰变 C. 钻石捕获的电子来自于碳—14原子核外的电子 D. 经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于碳—14衰变产生电子，可知，碳—14发生的是β衰变，故A错误，B正确； C．钻石捕获的电子来自于碳—14原子核内一个中子转化为一个质子与电子，故C错误； D．经过一个半衰期，有一半碳—14发生衰变，但被封装的材料的总质量大于原来的一半，故D错误。 故选B。 3. 小球从空中自由下落，与水平地面每一次相碰后反弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，若g＝10 m/s2，则(　　) A. 小球第一次反弹后离开地面的速度的大小为5m/s B. 碰撞前后速度改变量的大小为2m/s C. 小球是从5m高处自由下落的 D. 小球反弹起的最大高度为0.45m 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图象可知0.5s末物体反弹，此时速度的大小为3m/s，故A错误； B．碰撞时速度的改变量为 △v=－3m/s－5m/s=－8m/s 则速度的改变量大小为8m/s，故B错误； C．由图象可知前0.5s内物体自由下落，后0.3s物体反弹，根据v－t图象中速度图象与时间轴围成的面积表示位移可得小球下落的高度为 h=×0.5×5m=1.25m 故C错误； D．小球能弹起的最大高度对应图中0.5s－0.8s内速度图象的面积，所以 h=×0.3×3m=0.45m 故D正确。 故选D。 4. 一个圆环翡翠（透明玻璃体），内侧的半径为，外侧的半径为，现让一紫色光束对准点A（A与圆心O同一水平线），以角射入翡翠，光束恰好切过圆环内侧从外侧的点B射出，出射角为，以下说法正确的是（　　） A. 出射角比入射角大 B. 翡翠对紫色光折射率 C. 调大，紫色光束一定会从翡翠内环射出 D. 换用红色光束，以入射一定会从翡翠内环射出 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题可知，根据光的折射率可知，出射角与入射角等大，A错误； B．根据光路图可知 翡翠对紫色光折射率 B正确； C．调大，折射角随之增大，紫光一定不会从翡翠的内环射出，C错误； D．红光的频率小，折射率小，根据可知，折射角变大，不会从翡翠内环射出，D错误。 故选B。 5. 如图所示，一定质量的理想气体按照的顺序完成一个循环，在气体状态变化的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 从状态到状态的过程，气体分子的平均动能一直不变 B. 从状态到状态的过程，气体对外放出的热量 C. 整个循环过程，气体吸收的热量大于放出的热量 D. 整个循环过程，气体向外界放出的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程可知，状态a、b的温度相同，但从状态a到状态b的过程中，气体的温度先升高后降低，那么分子的平均动能先增大后减小，故A错误； B．过程，气体体积膨胀，外界对气体做的功为 状态a、b的温度相同，内能不变，根据热力学第一定律 可知气体从状态a到状态b的过程，气体从外界吸收的热量，故B错误； CD．整个循环过程，外界对气体做功为 整个过程气体的内能不变，根据热力学第一定律 解得 即气体向外界放出的热量，那么整个过程中气体吸收的热量小于放出的热量，故C错误，D正确。 故选D。 6. 某房子屋顶造形如图所示，P为顶点，底面四个点a、b、c、d构成正方形，O为正方形中点，一金属球固定于顶点P，由于风的摩擦而成为正场源点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 四个点a、b、c、d的场强相同 B. 试探电荷在O处受到电场力方向竖直向下 C. 底面一定是一个等势面 D. 点电荷沿移动电势能先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．四个点a、b、c、d的场强大小相同，方向不同，A错误； B．场源正电荷在O点的电场方向竖直向下，则试探正电荷在O处受到电场力方向竖直向下，试探负电荷在O处受到电场力方向竖直向上，B错误； C．根据，底面上各点到正场源点电荷的距离不相等，所以底面不是一个等势面，C错误； D．根据可知，沿的电势先升高后降低，由可知，点电荷沿移动电势能先减小后增大，D正确。 故选D。 7. 如图所示，光滑金属导轨与水平面成角，金属杆ab垂直放置在导轨上，导轨处于匀强磁场中。接通电路后，当磁场方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为时，ab被释放后保持静止；当磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为时，ab被释放后也能保持静止。则为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】磁场方向垂直导轨平面向上，安培力方向沿斜面向上，有 当磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为时，安培力方向水平向右，有 联立解得 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 为预防电梯缆绳断裂的安全事故，电梯井底和电梯上分别安装有缓冲弹簧和安全钳，装置简化如图所示。现质量为的电梯，因缆绳断裂而坠落，刚接触弹簧时的速度为，弹簧被压缩了时电梯停止运动，下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，g取。则（　　） A. 整个运动过程中电梯一直处于失重状态 B. 整个运动过程电梯刚接触弹簧时速度最大 C. 该缓冲弹簧的劲度系数为 D. 停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．电梯的重力和安全钳提供给电梯的滑动摩擦力的合力为 方向向下，则接触弹簧后开始阶段F合>F弹，电梯加速向下运动；随弹力的增加，当F合<F弹时，电梯减速向下运动，则整个过程中电梯先加速后减速，先失重后超重，当F合=F弹时电梯速度最大，选项AB错误； C．由能量关系可知 解得 选项C正确； D．停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为 方向向下，选项D正确。 故选CD。 9. 如图所示，在x＝0.6m处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在x＝－0.6m处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻两波源开始振动，t＝0.5s时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均为2m/s B. 再经过0.1s，平衡位置在x＝－0.2m处的质点位移为－0.1m C. 平衡位置在x＝－0.4m处的质点为振动减弱点 D. 平衡位置在x＝0.2m处的质点前0.5s内运动的路程为50cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图像可知经过t＝0.5s时两列简谐波都传播了，故可知两列波的波速大小均为，故A正确； B．由图可知，两列波均传播，则两列波的周期均为，再经过0.1s，两列波在处的质点均回到平衡位置，则位移为0，故B错误； C．根据波形可知再经过，两列波在平衡位置在x＝－0.4m处出现波峰与波峰相遇，故该处为振动加强点，故C错误； D．波源P产生的波传播到的时间为 波源Q产生的波传播到的时间为 则，平衡位置在处的质点运动的路程为 由于两列波的起振方向相同，两波源到的距离差 则此处为振动减弱点，内质点运动的路程为 则平衡位置在处的质点在前内运动的路程为 故D正确。 故选AD。 10. 电动汽车通过能量回收装置增加电池续航。在行驶过程中，踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。某兴趣小组为研究其原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外的辐向磁场，磁场方向沿半径方向，有一根质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒MN通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴无摩擦转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为B，整个装置竖直方向放置。中心轴右侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给金属棒供电，金属棒相当于电动机，所用电池的电动势为E，内阻为r；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，金属棒相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为C。初始时电容器不带电、金属棒MN静止，电路其余部分的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 踩下驱动踏板瞬间，金属棒的加速度为 B. 踩下驱动踏板后，从上往下看金属棒MN顺时针转动 C. 踩下驱动踏板后，一段时间后金属棒匀速转动，此时金属棒两端的电压大小为 D. 踩下驱动踏板后，当金属棒达到最大转动速度时松开驱动踏板，一段时间后金属棒匀速转动，此时电容器C上的带电量 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．踩下驱动踏板瞬间，根据牛顿第二定律有 其中 解得 故A正确； B．踩下驱动踏板后，电流方向由M到N，根据左手定则可知，金属棒MN顺时针转动，故B正确； CD．当金属棒所能达到的最大线速度满足，金属棒中的无电流通过，即金属棒切割磁感线关生的感应电动势为E，即 当金属棒由最大速度减速至匀速转动，由动量定理可得 当电路达到稳定时，回路中无电流，电容器两端电压与金属棒切割产生的感应电动势相等 联立得， 故C错误，D正确； 故选ABD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 为研究小球斜上抛运动的规律，某兴趣小组用手机拍摄了一段小球斜上抛运动视频，图甲为利用Tracker视频分析软件按帧获取的小球位置。取运动过程的某点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，建立坐标系。经软件分析得到实际位置坐标、图像及对应拟合曲线方程，如图乙所示。 （1）由图乙可得，小球的加速度大小为______，小球在原点处速度与水平方向夹角的正切值为______； （2）帧率表示视频在1s内记录的静止画面数量，单位为赫兹。Tracker视频分析软件是按视频的帧率来获取小球的位置，图乙中描绘的点为软件捕获的每帧小球实际位置坐标随时间的变化关系，由此可以判断该视频的帧率最接近______。 A. 20Hz B. 30Hz C. 60Hz D. 120Hz 【答案】（1） ①. 9.8 ②. 2.6 （2）B 【解析】 【小问1详解】 设小球的初速度为，与水平方向的夹角为 小球竖直方向做竖直上抛运动 水平方向做匀速直线运动 水平方向的拟合方程 因此 联立解得 结合拟合方程 则有， 解得重力加速度 小球在原点处速度与水平方向夹角的正切值为 【小问2详解】 由图乙可知，记录的相邻点迹之间的间隔数为18； 所用的时间 频率为 故选B。 12. 为了测量电阻的阻值，某同学设计了如下实验： （1）先用多用电表的欧姆“10”挡位测量待测电阻，发现指针偏转角很大，应改用欧姆___________挡（选填“”或“”）。选择合适的挡位，正确操作后，指针如图（a）所示，则___________。 （2）为精确测量出该电阻阻值，他设计如图（b）实验电路，实验器材如下： A.电源（电压约为9V，内阻不计） B.待测电阻 C.电流表（量程为，内阻约为） D.电流表（量程为，内阻约为） E.电阻箱（阻值范围） F.保护电阻 G.开关1个、导线若干 ①按照图（b）连接好电路，位置Ｘ应接入电流表___________（选填“”或“”），位置接另一个电流表； ②调节电阻箱，闭合开关，记录两个电流表的读数分别、及的阻值； ③多次调节电阻箱，测量并记录多组数据； ④利用图像处理实验数据，得到如图（c）所示的图线； ⑤由图中数据可知，___________，位置处的电流表的内阻___________（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. ②. 11.0 （2） ①. ②. 10 ③. 4.0 【解析】 【小问1详解】 [1][2]用多用电表的欧姆“”挡位测量待测电阻，发现指针偏转角很大，说明倍率挡偏大，应改用低倍率挡“”挡测量；表盘读数11.0，则电阻； 【小问2详解】 [1]由，Y表的量程应比X表的大，所以Y表应选，X表应选； [2][3]由电路可知 得 由图线知直线斜率 所以 截距 所以4.0Ω 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲，为从筒中倒出最底部的羽毛球，将球筒竖直并筒口朝下，从筒口离地面的高度松手，让球筒自由落体，撞击地面，碰撞后球筒不反弹。已知球筒质量，球筒长度，羽毛球质量为，羽毛球和球筒间最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为简化问题把羽毛球视为质点，空气阻力忽略不计，g取，，求： （1）碰撞后羽毛球是否到达球筒口； （2）如图乙所示，某人伸展手臂握住球筒底部，使球筒与手臂均沿水平方向且筒口朝外，筒身离地高度仍为，他以身体躯干为中心轴逐渐加速转动直至羽毛球刚好飞出，筒口离中心轴距离为，则球落地后距离中心轴有多远？ 【答案】（1）碰撞后羽毛球能到达球筒口 （2） 【解析】 【小问1详解】 自由下落过程，根据速度与位移的关系有 解得落地时速度 碰撞后，球向下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 解得 碰撞后羽毛球下滑过程，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得 可知，羽毛球能到达筒口。 【小问2详解】 设羽毛球刚好从筒口水平飞出时速度为，根据牛顿第二定律有 解得 羽毛球飞出后做平抛运动，则有 解得 水平方向 羽毛球落地点离中心轴的距离为 14. 如图所示，三块挡板围成截面边长的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，电场强度。三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为；三角形AMN以外和MN以下区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，现将一比荷的带正电的粒子，从C点正上方2m处的O点由静止释放，粒子从MN上的小孔C进入三角形内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入三角形外部磁场。已知粒子最终又回到了O点。设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取。求： （1）磁感应强度的大小； （2）粒子第一次回到O点的过程，在磁场中运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子从O到C在电场中加速，则由动能定理得 解得 带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示 由几何关系可知 由 代入数据解得 【小问2详解】 由题可知 由洛伦兹力提供向心力 解得 粒子在磁场中的运动周期为 则粒子在磁场中的运动时间为 15. 如图所示，两根电阻不计的光滑水平导轨、平行放置，间距，处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左侧接一电容的电容器，初始时刻电容器带一定电荷量，电性如图所示。质量、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒由静止开始向右运动，且离开时已以匀速运动。下方光滑绝缘轨道、间距也为L，正对、放置，其中、为半径圆心角的圆弧，与水平轨道、相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧处存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。质量电阻的“U”型金属框静止于水平导轨NOPM处。导体棒ab自抛出后恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，并在MN处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后组成导电良好的闭合线框一起向右运动。重力加速度的大小g取。求： （1）初始时刻电容器所带电荷量； （2）棒与U形金属框碰撞后瞬间的速度大小； （3）分析闭合线框能否穿过磁场区域，若能，求出线框离开磁场时的速度；若不能，求出线框停止时右边框位置坐标。已知：；结果可用根式表示 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设初始时电容器两端电压为，导体棒从开始运动到稳定过程，电容器极板上电荷量变化量为，导体棒稳定后的电动势为E。 取向右为正方向，对导体棒，由动量定理有 根据法拉第电磁感应定律可得 而 由电流的公式有 整理有 代入数据解得； 【小问2详解】 由于导体棒恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，设进入瞬间导体棒的速度为，有 解得 设导体棒在与金属框碰撞前的速度为，由动能定理有 解得 金属棒和线框发生完全非弹性碰撞，设碰后速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 解得 【小问3详解】 线框的右边框进入磁场过程，取向右为正方向，由动量定理有 整理有， 解得 所以线框的右边框能完全离开，然后左边框开始以进入磁场，假设左边框仍能穿出磁场，则 解得 所以线框左边框不能穿出磁场，则 解得 所以线框右边框所处的坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年河南实验中学高考物理四模试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，早在《淮南子》中就有记载。现行二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气，如图所示为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上位置的示意图，其中冬至时地球在近日点附近。根据下图，下列说法正确的是（　　） A. 地球受太阳的引力芒种时比小满时大 B. 芒种到小暑的时间间隔比大雪到小寒的长 C. 立春时地球公转的加速度与立秋时大小相等 D. 地球自转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数 2. “钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳—14钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳—14被封装在钻石中，钻石捕获碳—14衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳—14发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是（　　） A. 碳—14发生的是α衰变 B. 碳—14发生的是β衰变 C. 钻石捕获的电子来自于碳—14原子核外的电子 D. 经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半 3. 小球从空中自由下落，与水平地面每一次相碰后反弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，若g＝10 m/s2，则(　　) A. 小球第一次反弹后离开地面的速度的大小为5m/s B. 碰撞前后速度改变量的大小为2m/s C. 小球是从5m高处自由下落的 D. 小球反弹起的最大高度为0.45m 4. 一个圆环翡翠（透明玻璃体），内侧的半径为，外侧的半径为，现让一紫色光束对准点A（A与圆心O同一水平线），以角射入翡翠，光束恰好切过圆环内侧从外侧的点B射出，出射角为，以下说法正确的是（　　） A. 出射角比入射角大 B. 翡翠对紫色光折射率 C. 调大，紫色光束一定会从翡翠内环射出 D. 换用红色光束，以入射一定会从翡翠内环射出 5. 如图所示，一定质量的理想气体按照的顺序完成一个循环，在气体状态变化的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 从状态到状态的过程，气体分子的平均动能一直不变 B. 从状态到状态的过程，气体对外放出的热量 C. 整个循环过程，气体吸收的热量大于放出的热量 D. 整个循环过程，气体向外界放出的热量为 6. 某房子屋顶造形如图所示，P为顶点，底面四个点a、b、c、d构成正方形，O为正方形中点，一金属球固定于顶点P，由于风的摩擦而成为正场源点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 四个点a、b、c、d的场强相同 B. 试探电荷在O处受到电场力方向竖直向下 C. 底面一定是一个等势面 D. 点电荷沿移动电势能先减小后增大 7. 如图所示，光滑金属导轨与水平面成角，金属杆ab垂直放置在导轨上，导轨处于匀强磁场中。接通电路后，当磁场方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为时，ab被释放后保持静止；当磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为时，ab被释放后也能保持静止。则为（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 为预防电梯缆绳断裂的安全事故，电梯井底和电梯上分别安装有缓冲弹簧和安全钳，装置简化如图所示。现质量为的电梯，因缆绳断裂而坠落，刚接触弹簧时的速度为，弹簧被压缩了时电梯停止运动，下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，g取。则（　　） A. 整个运动过程中电梯一直处于失重状态 B. 整个运动过程电梯刚接触弹簧时速度最大 C. 该缓冲弹簧的劲度系数为 D. 停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为 9. 如图所示，在x＝0.6m处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在x＝－0.6m处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻两波源开始振动，t＝0.5s时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均为2m/s B. 再经过0.1s，平衡位置在x＝－0.2m处的质点位移为－0.1m C. 平衡位置在x＝－0.4m处的质点为振动减弱点 D. 平衡位置在x＝0.2m处的质点前0.5s内运动的路程为50cm 10. 电动汽车通过能量回收装置增加电池续航。在行驶过程中，踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。某兴趣小组为研究其原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外的辐向磁场，磁场方向沿半径方向，有一根质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒MN通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴无摩擦转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为B，整个装置竖直方向放置。中心轴右侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给金属棒供电，金属棒相当于电动机，所用电池的电动势为E，内阻为r；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，金属棒相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为C。初始时电容器不带电、金属棒MN静止，电路其余部分的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 踩下驱动踏板瞬间，金属棒的加速度为 B. 踩下驱动踏板后，从上往下看金属棒MN顺时针转动 C. 踩下驱动踏板后，一段时间后金属棒匀速转动，此时金属棒两端的电压大小为 D. 踩下驱动踏板后，当金属棒达到最大转动速度时松开驱动踏板，一段时间后金属棒匀速转动，此时电容器C上的带电量 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 为研究小球斜上抛运动的规律，某兴趣小组用手机拍摄了一段小球斜上抛运动视频，图甲为利用Tracker视频分析软件按帧获取的小球位置。取运动过程的某点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，建立坐标系。经软件分析得到实际位置坐标、图像及对应拟合曲线方程，如图乙所示。 （1）由图乙可得，小球的加速度大小为______，小球在原点处速度与水平方向夹角的正切值为______； （2）帧率表示视频在1s内记录的静止画面数量，单位为赫兹。Tracker视频分析软件是按视频的帧率来获取小球的位置，图乙中描绘的点为软件捕获的每帧小球实际位置坐标随时间的变化关系，由此可以判断该视频的帧率最接近______。 A. 20Hz B. 30Hz C. 60Hz D. 120Hz 12. 为了测量电阻的阻值，某同学设计了如下实验： （1）先用多用电表的欧姆“10”挡位测量待测电阻，发现指针偏转角很大，应改用欧姆___________挡（选填“”或“”）。选择合适的挡位，正确操作后，指针如图（a）所示，则___________。 （2）为精确测量出该电阻阻值，他设计如图（b）实验电路，实验器材如下： A.电源（电压约为9V，内阻不计） B.待测电阻 C.电流表（量程为，内阻约为） D.电流表（量程为，内阻约为） E.电阻箱（阻值范围） F.保护电阻 G.开关1个、导线若干 ①按照图（b）连接好电路，位置Ｘ应接入电流表___________（选填“”或“”），位置接另一个电流表； ②调节电阻箱，闭合开关，记录两个电流表的读数分别、及的阻值； ③多次调节电阻箱，测量并记录多组数据； ④利用图像处理实验数据，得到如图（c）所示的图线； ⑤由图中数据可知，___________，位置处的电流表的内阻___________（结果均保留2位有效数字）。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲，为从筒中倒出最底部的羽毛球，将球筒竖直并筒口朝下，从筒口离地面的高度松手，让球筒自由落体，撞击地面，碰撞后球筒不反弹。已知球筒质量，球筒长度，羽毛球质量为，羽毛球和球筒间最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为简化问题把羽毛球视为质点，空气阻力忽略不计，g取，，求： （1）碰撞后羽毛球是否到达球筒口； （2）如图乙所示，某人伸展手臂握住球筒底部，使球筒与手臂均沿水平方向且筒口朝外，筒身离地高度仍为，他以身体躯干为中心轴逐渐加速转动直至羽毛球刚好飞出，筒口离中心轴距离为，则球落地后距离中心轴有多远？ 14. 如图所示，三块挡板围成截面边长的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，电场强度。三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为；三角形AMN以外和MN以下区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，现将一比荷的带正电的粒子，从C点正上方2m处的O点由静止释放，粒子从MN上的小孔C进入三角形内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入三角形外部磁场。已知粒子最终又回到了O点。设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取。求： （1）磁感应强度的大小； （2）粒子第一次回到O点的过程，在磁场中运动的时间。 15. 如图所示，两根电阻不计的光滑水平导轨、平行放置，间距，处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左侧接一电容的电容器，初始时刻电容器带一定电荷量，电性如图所示。质量、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒由静止开始向右运动，且离开时已以匀速运动。下方光滑绝缘轨道、间距也为L，正对、放置，其中、为半径圆心角的圆弧，与水平轨道、相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧处存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。质量电阻的“U”型金属框静止于水平导轨NOPM处。导体棒ab自抛出后恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，并在MN处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后组成导电良好的闭合线框一起向右运动。重力加速度的大小g取。求： （1）初始时刻电容器所带电荷量； （2）棒与U形金属框碰撞后瞬间的速度大小； （3）分析闭合线框能否穿过磁场区域，若能，求出线框离开磁场时的速度；若不能，求出线框停止时右边框位置坐标。已知：；结果可用根式表示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $