精品解析：2025届安徽省六安第一中学高三下学期模拟预测物理试题

六安一中2025届高三年级第二学期周末检测 物理试卷（五） 时间：75分钟满分∶100分 一、单项选择题（本题共个8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求选对得4分，选错得0分。） 1. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A. 的频率比的大 B. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 2. 2024年9月25日，解放军向太平洋方向发射一枚洲际弹道导弹，射程约12000公里，据悉该导弹是我国自主研发的东风-31G洲际弹道导弹，且采用了钱学森弹道设计理念。如图是“东风-31G”从起飞到击中目标的轨迹示意图，为发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空，在点关闭发动机，靠惯性上升到最高点B；BD为俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，在点进入大气层，到点会被加速到极高的速度（音速的30倍），最终进入目标弹道。则下列说法正确的是（　　） A. 导弹的发射速度一定大于 B. 导弹飞行过程中，在点动能为零 C. 导弹从点到点的过程中，机械能守恒 D. 导弹从点到点的过程中，一直处于失重状态 3. 如图所示为某科研小组研制的悬球式加速度仪，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。一金属球系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为的均匀电阻丝，金属丝与电阻丝接触良好，且摩擦不计。电阻丝的中心C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个零刻度在中央、量程合适的理想电压表，金属丝和导线电阻不计。图中虚线OC与电阻丝AB垂直，其长度，电阻丝AB接在电压为的直流稳压电源上，重力加速度。整个装置固定在列车中，使AB沿着前进的方向。列车静止时，金属丝处于竖直方向。当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负值，下列说法正确的是（　　） A. 若电压表示数为正值时，该列车可能向左做匀减速运动 B. 此装置能测得的最大加速度为 C. 当列车以的加速度向右运动时，金属丝将向左偏离竖直方向 D. 当电压表的示数为2V时，列车的加速度大小为 4. 如图所示，在一个高出地面的平台上，把两个小球同时从同一位置以大小相等的初速度抛出，一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向下，另一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向上，两小球分别落到水平地面上的P、Q两点，忽略空气阻力，重力加速度为g，则P、Q两点之间的距离为（ ） A. B. C. D. 5. 2023年5月30日“神舟十六号”载人飞船成功对接于“天宫”空间站“天和”核心舱径向端口，两飞行乘组的航天员于18时22分会师“天宫”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动。已知地球的平均密度为，地球表面的重力加速度为，空间站到地球表面的距离为（远低于同步卫星的高度），引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 空间站内航天员不受重力，处于完全失重状态 B. 空间站运行的线速度大小与第一宇宙速度大小之比为 C. 根据已知信息可以求得地球的质量为 D. 空间站的向心加速度小于赤道上物体随地球自转的向心加速度 6. 如图所示，将一平面镜置于某透明液体中，从光源处发出的一束频率为的细激光束垂直液面入射后射到平面镜上的点，当平面镜与水平方向的夹角为时，经平面镜反射到液面的细激光束恰好不能从液面射出。已知光在真空中传播速率为，则该激光束在液体中的波长为（　　） A. B. C. D. 7. 3段均匀带有等量电荷的圆环组成圆环，圆心为，各圆环间彼此绝缘，电性如图所示。是和的中点，取无穷远处电势为，、电势分别为和。现把段在平面内绕点逆时针转至虚线圆弧处，则点电势变为（　　） A. B. C. D. 8. 如图，三段刚性细绳依次连接，、为两个结点，连接后绳的两端分别固定在竖直墙壁上的、两点，对结点施加水平向右的拉力，通过短线悬挂于点的物块静止。已知物块的质量为，结点、在墙壁上的垂直投影点分别为，各线段长度的关系为，重力加速度为，则水平拉力的大小为（　　） A. B. C. D. mg 二、多项选择题（本题共2个小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求选对得5分，选不全的得3分，选错得0分。） 9. 如图甲所示，长木板A的左端放置滑块B（可视为质点），V形槽C用不可伸长的细绳与A相连，光滑球D放在槽内（槽右边部分竖直，与左边倾斜部分的夹角为）。对B施加一水平向右的恒力F使其由静止开始运动，一段时间后B从A右端滑出，A继续在水平地面上运动一段距离后停止运动，以水平向右为正方向，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。已知、，A、C与地面间的动摩擦因数相同，D与C之间始终未发生相对滑动，取。下列说法正确的是（　　） A. 长木板A与地面之间的动摩擦因数为0.2，滑块B与长木板A之间的动摩擦因数为0.6 B. 细绳能承受的最大拉力应不小于3N C. 若球D相对于槽C刚好未发生滑动，则有 D. 若长木板A长，则在第1s内恒力F做的功为15J 10. 长度为3L，宽度为2L的矩形导线框平放在光滑的水平桌面上，线框的电阻为R。线框的右侧有大小均为B，垂直于桌面方向的磁场。ab之间的磁场边界满足半个周期的正弦曲线且ab=L，最高点k到ab的距离为L，磁场方向向下；bcgh是边长为L的正方形磁场边界，磁场方向向下；cdef是长度为L，宽度为2L的矩形磁场边界，磁场方向向上。线框的下边框与abcd在同一条水平线上，整个装置的俯视图如图所示。现在水平外力F作用下使线框以速度v沿直线abcd向右匀速运动，t=0时刻线框刚进入磁场左边界，下列说法正确的是（　　） A. 当线框刚进入磁场左边界时，线框中电流方向为顺时针方向 B. 到时间内通过线框的电荷量为 C. t=0到时间内，外力F做的总功为 D. t=0到时间内，外力F最大瞬时功率为 三、实验题（每空2分，共16分） 11. （1）“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A. 将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代的物理思想 B. 应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C. 向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积 D. 待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状 （2）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，（图1） OC方向弹簧测力计的读数为________N。 （3）用如图2所示的实验装置验证牛顿第二定律。滑块受到的合力为，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为、，以________（用题中已知字母表示）为纵轴、以为横轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 12. 当两个电源直接并联在一起时，如果流过电源的电流为零，则这两个电源的电动势相等。根据这一结论，某实验小组设计了如图1所示的实验电路来测量电源的电动势。图中acb为均匀电阻丝，E为供电电源（内阻可忽略），为标准电源的电动势，为待测电源的电动势，E大于和。 测量过程如下： A.将开关S合向触点1，调节滑动头P至位置c，使电流计G的示数为零，测出此时电阻丝cb间的长度； B.再将开关S合向触点2，调节滑动头P至位置，使电流计G的示数仍为零，测出此时电阻丝间的长度。 （1）回答下列问题： ①由此可知待测电源的电动势______（用、、表示），测得、，标准电源的电动势，则待测电源的电动势______V； ②若供电电源的内阻不能忽略，将会造成待测电源的电动势测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （2）实验小组将电源与一个阻值为的定值电阻串联后，测得流过电阻的电流为，则该电源的内阻=______；若将两个图线均如图2所示的小灯泡串联后接在该电源上，则每个小灯泡消耗的电功率=______W（结果均保留2位有效数字）。 三、计算题（共42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场，磁感应强度随时间的变化图像如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，，求： （1）导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； （2）导体棒刚好进入磁场时的速度大小。 14. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端栓接一个质量为，厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时，弹簧的压缩量为，现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后即粘连在一起，碰撞时间极短。之后，物块与薄板一起在竖直方向上做往复运动，在这个过程中，弹簧的最大形变量为，若弹簧原长和弹性限度满足题设条件，不计空气阻力。（已知重力加速度为g） （1）试证明物块与薄板一起在竖直方向上的往复运动是简谐运动。 （2）已知物块从刚与薄板粘连在一起到第一次运动到最高点所用的时间为t，求物块与薄板的简谐运动的周期T? （3）要使物块与薄板做的简谐运动的振幅为，物块要从距离薄板多大的高度处自由下落? 15. 如图1所示，圆心为O、半径为R的圆形有界磁场。磁感应强度B在一个周期T内的变化规律如图2所示（周期T满足T=2t0+ Δt，T、t0、Δt均未知，B0大小可调），0~t0时间磁场方向垂直纸面向里。边界a点处有一电子枪，电子经电压加速后，于t=0时刻沿直径ab进入磁场。电子的初速度、重力不计，比荷为k。 （1）若已知加速电压为U0，电子进入磁场后运动t0时间速度偏转90°打到边界上。求对应磁感应强度B0的大小； （2）保持（1）中B0、t0不变，当Δt=2t0时，调节加速电压，电子进入磁场后恰能击中磁场边界上的b点，求加速电压U与U0的关系； （3）若T已知，调节加速电压为U1，电子进入磁场后经过一个周期T恰能回到发射点，且运动过程中恰好不打到磁场边界，求加速电压U1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 六安一中2025届高三年级第二学期周末检测 物理试卷（五） 时间：75分钟满分∶100分 一、单项选择题（本题共个8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求选对得4分，选错得0分。） 1. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A. 的频率比的大 B. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题知，是由能级向能级跃迁产生的谱线，则其能量为 是由能级向能级跃迁产生的谱线，则其能量为 根据可知的频率小于的频率，故A错误； C．由A分析可知，的频率小于的频率，所以若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时不一定发生光电效应，故C错误； B．根据可知的波长大于的波长，根据发生明显衍射的条件可知，分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显，故B正确； D．因为的波长大于的波长，根据干涉条纹间距公式可知，分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更小，故D错误。 故选B。 2. 2024年9月25日，解放军向太平洋方向发射一枚洲际弹道导弹，射程约12000公里，据悉该导弹是我国自主研发的东风-31G洲际弹道导弹，且采用了钱学森弹道设计理念。如图是“东风-31G”从起飞到击中目标的轨迹示意图，为发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空，在点关闭发动机，靠惯性上升到最高点B；BD为俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，在点进入大气层，到点会被加速到极高的速度（音速的30倍），最终进入目标弹道。则下列说法正确的是（　　） A. 导弹的发射速度一定大于 B. 导弹飞行过程中，在点动能为零 C. 导弹从点到点的过程中，机械能守恒 D. 导弹从点到点的过程中，一直处于失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．导弹的发射速度应小于第一宇宙速度，故A错误； B．B点导弹有水平切线方向的速度，动能不是零，故B错误； C．A点和C点导弹都在大气层内，机械能不守恒，故C错误； D．导弹从A点到C点的过程中，发动机处于关闭状态，导弹先减速上升后加速下降，即加速度始终向下，导弹一直处于失重状态，故D正确。 故选D。 3. 如图所示为某科研小组研制的悬球式加速度仪，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。一金属球系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为的均匀电阻丝，金属丝与电阻丝接触良好，且摩擦不计。电阻丝的中心C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个零刻度在中央、量程合适的理想电压表，金属丝和导线电阻不计。图中虚线OC与电阻丝AB垂直，其长度，电阻丝AB接在电压为的直流稳压电源上，重力加速度。整个装置固定在列车中，使AB沿着前进的方向。列车静止时，金属丝处于竖直方向。当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负值，下列说法正确的是（　　） A. 若电压表示数为正值时，该列车可能向左做匀减速运动 B. 此装置能测得的最大加速度为 C. 当列车以的加速度向右运动时，金属丝将向左偏离竖直方向 D. 当电压表的示数为2V时，列车的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题可知，当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负值，此时加速度方向向右，当电压表示数为正值时，加速度方向向左，该列车可能向左做匀加速运动或向右做匀减速运动，故A错误； BC．设金属丝与竖直方向的夹角为，对小球进行受力分析，小球受重力、金属丝的拉力，其合力沿水平方向，大小为 根据牛顿第二定律可得 当金属丝摆到A点或B点时，加速度最大，此时，， 故BC错误； D．电压表所测电阻丝的长度 串联电路电流相等，有 则电压表的示数为 将代入，可得，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在一个高出地面的平台上，把两个小球同时从同一位置以大小相等的初速度抛出，一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向下，另一枚小球的初速度方向与水平方向夹角为斜向上，两小球分别落到水平地面上的P、Q两点，忽略空气阻力，重力加速度为g，则P、Q两点之间的距离为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设斜上抛的球空中运动时间为，抛出点距离地面高度为h，则有 设斜下抛的球空中运动时间为，则有 联立解得 则P、Q两点之间的距离 联立解得 故选C。 5. 2023年5月30日“神舟十六号”载人飞船成功对接于“天宫”空间站“天和”核心舱径向端口，两飞行乘组的航天员于18时22分会师“天宫”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动。已知地球的平均密度为，地球表面的重力加速度为，空间站到地球表面的距离为（远低于同步卫星的高度），引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 空间站内航天员不受重力，处于完全失重状态 B. 空间站运行的线速度大小与第一宇宙速度大小之比为 C. 根据已知信息可以求得地球的质量为 D. 空间站的向心加速度小于赤道上物体随地球自转的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．空间站绕地球做匀速圆周运动，处于完全失重状态，但是重力仍然存在，A错误； B．设地球的半径为，质量为，在地球表面由万有引力提供重力得 球的质量 可得 由环绕天体的向心力公式 解得地球的第一宇宙速度大小 同理可得，空间站的线速度大小 联立解得空间站运行的线速度大小与第一宇宙速度大小之比为，B正确； C．根据 联立 解得地球的质量为，C错误； D．根据 结合同步卫星的轨道高度远大于空间站的高度可知，空间站的向心加速度大于同步卫星的向心加速度； 而同步卫星与地球自转的周期相同，根据 可知同步卫星的向心加速度大于赤道上随地球自转物体的向心加速度，那么空间站的向心加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度，错误。 故选B。 6. 如图所示，将一平面镜置于某透明液体中，从光源处发出的一束频率为的细激光束垂直液面入射后射到平面镜上的点，当平面镜与水平方向的夹角为时，经平面镜反射到液面的细激光束恰好不能从液面射出。已知光在真空中传播速率为，则该激光束在液体中的波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】光路如图所示 根据几何关系可知 激光在液体中的临界角为 根据临界角公式 可得 激光在介质中速度为 根据 解得激光束在液体中的波长为 故选B。 7. 3段均匀带有等量电荷的圆环组成圆环，圆心为，各圆环间彼此绝缘，电性如图所示。是和的中点，取无穷远处电势为，、电势分别为和。现把段在平面内绕点逆时针转至虚线圆弧处，则点电势变为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】3段圆环、、均匀带有等量电荷，BC段带正电，AB和CD带负电，取无穷远处电势为，由可知AB和CD产生的电场中各点电势均为负值，BC产生的电场在各点电势均为正值，设三段弧在M点的电势分别为、、，由对称性可知BC和CD在M点产生的电势大小相等，且、，故在M点电势叠加后可得 在N点： 因，则 把段在平面内绕点逆时针转至虚线圆弧处，同理可得 而，可知 又 则。 故选A。 8. 如图，三段刚性细绳依次连接，、为两个结点，连接后绳的两端分别固定在竖直墙壁上的、两点，对结点施加水平向右的拉力，通过短线悬挂于点的物块静止。已知物块的质量为，结点、在墙壁上的垂直投影点分别为，各线段长度的关系为，重力加速度为，则水平拉力的大小为（　　） A. B. C. D. mg 【答案】B 【解析】 【详解】如图甲所示，设细绳与水平方向的夹角分别为与竖直方向的夹角为绳上的拉力为。对结点受力分析，如图乙所示 根据正弦定理可得 对结点受力分析，如图丙所示，根据正弦定理可得 两式联立可得 根据几何关系解得水平拉力 故选B。 二、多项选择题（本题共2个小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求选对得5分，选不全的得3分，选错得0分。） 9. 如图甲所示，长木板A的左端放置滑块B（可视为质点），V形槽C用不可伸长的细绳与A相连，光滑球D放在槽内（槽右边部分竖直，与左边倾斜部分的夹角为）。对B施加一水平向右的恒力F使其由静止开始运动，一段时间后B从A右端滑出，A继续在水平地面上运动一段距离后停止运动，以水平向右为正方向，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。已知、，A、C与地面间的动摩擦因数相同，D与C之间始终未发生相对滑动，取。下列说法正确的是（　　） A. 长木板A与地面之间的动摩擦因数为0.2，滑块B与长木板A之间的动摩擦因数为0.6 B. 细绳能承受的最大拉力应不小于3N C. 若球D相对于槽C刚好未发生滑动，则有 D. 若长木板A长，则在第1s内恒力F做的功为15J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在内，长木板的加速度 在1~3s内，长木板的加速度 设长木板与地面之间的动摩擦因数为，滑块与长木板之间的动摩擦因数为，在0~1s内， 对、、整体进行受力分析，根据牛顿第二定律 在1~3s内，对受力分析，根据牛顿第二定律有 联立解得， 故A错误； B．在内，对、系统受力分析，由牛顿第二定律 解得 故细绳能承受的最大拉力应不小于，故B正确； C．若球相对于槽刚好未发生滑动 根据牛顿第二定律 解得 故C错误； D．在第内，对有 对有 根据牛顿第二定律 又 联立解得 故D正确。 故选BD。 10. 长度为3L，宽度为2L的矩形导线框平放在光滑的水平桌面上，线框的电阻为R。线框的右侧有大小均为B，垂直于桌面方向的磁场。ab之间的磁场边界满足半个周期的正弦曲线且ab=L，最高点k到ab的距离为L，磁场方向向下；bcgh是边长为L的正方形磁场边界，磁场方向向下；cdef是长度为L，宽度为2L的矩形磁场边界，磁场方向向上。线框的下边框与abcd在同一条水平线上，整个装置的俯视图如图所示。现在水平外力F作用下使线框以速度v沿直线abcd向右匀速运动，t=0时刻线框刚进入磁场左边界，下列说法正确的是（　　） A. 当线框刚进入磁场左边界时，线框中电流方向为顺时针方向 B. 到时间内通过线框的电荷量为 C. t=0到时间内，外力F做的总功为 D. t=0到时间内，外力F最大瞬时功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当线框刚进入磁场左边界时，根据右手定则可知，线框中电流方向为逆时针方向，故A错误； B．到时间内通过线框的电荷量为 故B正确； C．线框经过ab区域有 线框经过bc区域有 线框经过cd区域有 t=0到时间内，外力F做的总功为 故C正确； D．由以上分析可知，当线框经过cd区域时感应电动势最大，感应电流最大，线框所受的安培力最大，由于安培力与外力F平衡，所以外力F最大，外力F的瞬时功率最大，所以 故D错误。 故选BC。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. （1）“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A. 将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代的物理思想 B. 应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C. 向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积 D. 待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状 （2）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，（图1） OC方向弹簧测力计的读数为________N。 （3）用如图2所示的实验装置验证牛顿第二定律。滑块受到的合力为，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为、，以________（用题中已知字母表示）为纵轴、以为横轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 【答案】（1）D （2）1.90 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是理想模型的物理思想，故A错误； B．实验时应先把痱子粉均匀地撒在水面上，再滴油酸酒精溶液，这样可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故B错误； C．向量筒中滴5滴溶液，滴数太少，算得1滴油酸溶液体积时误差较大，故C错误； D．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 图中测力计的最小分度值为0.1N，需要估读一位，可读出图中所示刻度读数为1.90N。 【小问3详解】 设遮光板宽度为，遮光板1、2之间的距离为。1、2挡光时间分别为、，则遮光板通过的速度大小为依次， 且 根据牛顿第二定律有 联立可得 整理得 以为横轴，为纵轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 12. 当两个电源直接并联在一起时，如果流过电源的电流为零，则这两个电源的电动势相等。根据这一结论，某实验小组设计了如图1所示的实验电路来测量电源的电动势。图中acb为均匀电阻丝，E为供电电源（内阻可忽略），为标准电源的电动势，为待测电源的电动势，E大于和。 测量过程如下： A.将开关S合向触点1，调节滑动头P至位置c，使电流计G的示数为零，测出此时电阻丝cb间的长度； B.再将开关S合向触点2，调节滑动头P至位置，使电流计G的示数仍为零，测出此时电阻丝间的长度。 （1）回答下列问题： ①由此可知待测电源的电动势______（用、、表示），测得、，标准电源的电动势，则待测电源的电动势______V； ②若供电电源的内阻不能忽略，将会造成待测电源的电动势测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （2）实验小组将电源与一个阻值为的定值电阻串联后，测得流过电阻的电流为，则该电源的内阻=______；若将两个图线均如图2所示的小灯泡串联后接在该电源上，则每个小灯泡消耗的电功率=______W（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. ②. 2.4 ③. 不变 （2） ①. 2.0 ②. 0.36 【解析】 【小问1详解】 [1][2]开关S合向1，当电流计G的示数为零时，由电路知识可知，电阻丝cb段的电压与标准电源的电动势相等； 设电阻丝的长度为，单位长度的电阻为，则当开关S合向1时，则有 当开关S合向2时有 两式联立可得 代入数据可解得 [3]若考虑供电电源的内阻，则有， 两式联立仍可解得 可知待测电源电动势的测量值不变。 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律可得 代入数据可解得 [2]设每个小灯泡两端的电压为U，流过小灯泡的电流为I，由闭合电路欧姆定律可得 整理可得 在图2中作出该U-I图像如图所示 可得每个小灯泡两端的电压为；流过每个小灯泡的电流为 故每个小灯泡消耗的电功率为 三、计算题（共42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场，磁感应强度随时间的变化图像如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，，求： （1）导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； （2）导体棒刚好进入磁场时的速度大小。 【答案】（1）0.4A，电流方向到 （2）8m/s 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律，斜面顶部线圈产生的感应电动势为 产生的感应电流为 代入数据可得 根据楞次定律可得电流方向到。 【小问2详解】 导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑，由平衡条件可得 导体棒在中切割磁感线产生的感应电流方向为到，回路中的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得 感应电动势大小为 解得 14. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端栓接一个质量为，厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时，弹簧的压缩量为，现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后即粘连在一起，碰撞时间极短。之后，物块与薄板一起在竖直方向上做往复运动，在这个过程中，弹簧的最大形变量为，若弹簧原长和弹性限度满足题设条件，不计空气阻力。（已知重力加速度为g） （1）试证明物块与薄板一起在竖直方向上的往复运动是简谐运动。 （2）已知物块从刚与薄板粘连在一起到第一次运动到最高点所用的时间为t，求物块与薄板的简谐运动的周期T? （3）要使物块与薄板做的简谐运动的振幅为，物块要从距离薄板多大的高度处自由下落? 【答案】（1）物块和薄板受力平衡时，设弹簧的压缩量为，则 设偏离受力平衡位置的位移为x，规定竖直向下为正方向，则弹簧的弹力 物块和薄板受到的合力 所以物块和薄板的运动是简谐运动。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 略 【小问2详解】 运动起点即薄板静止时， 平衡位置时弹簧的压缩量 已知弹簧的最大压缩量为 则振幅 所以最高点弹簧的形变量 作简谐运动的位移时间关系图像如图所示，从位移为0.5A的位置运动至最高点至少需要时间 解得简谐运动的周期为 【小问3详解】 物块下落过程，由机械能守恒定律 物块与薄板碰撞，由动量守恒定律 若振幅为2.5a，运动示意图如图所示，最高点的弹簧伸长量为a与起点时弹簧的压缩量相同，即具有等量的弹性势能 从开始做简谐运动至运动到最高点的过程，由机械能守恒定律 联立解得 15. 如图1所示，圆心为O、半径为R的圆形有界磁场。磁感应强度B在一个周期T内的变化规律如图2所示（周期T满足T=2t0+ Δt，T、t0、Δt均未知，B0大小可调），0~t0时间磁场方向垂直纸面向里。边界a点处有一电子枪，电子经电压加速后，于t=0时刻沿直径ab进入磁场。电子的初速度、重力不计，比荷为k。 （1）若已知加速电压为U0，电子进入磁场后运动t0时间速度偏转90°打到边界上。求对应磁感应强度B0的大小； （2）保持（1）中B0、t0不变，当Δt=2t0时，调节加速电压，电子进入磁场后恰能击中磁场边界上的b点，求加速电压U与U0的关系； （3）若T已知，调节加速电压为U1，电子进入磁场后经过一个周期T恰能回到发射点，且运动过程中恰好不打到磁场边界，求加速电压U1。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设电子进磁场时速度大小为，电子在电场中，根据动能定理有 又因为 联立解得 由于电子运动时间速度偏转打到边界上，可知电子轨道半径r与磁场圆半径R相等，即 又因为电子在磁场中 联立以上解得 【小问2详解】 为使电子能击中磁场边界上的点，且当时，电子需运动个整周期才能回到虚线，故 因为电子在磁场中 电子在电场中，根据动能定理有 又因为 联立解得 【小问3详解】 经过一个周期后恰能回到发射点，作出运动轨迹，如图所示 由图可知ΔABC为等边三角形，故 且运动过程中恰好不打到磁场上边界，根据几何关系有 且 又因为， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $