精品解析：河南省周口市太康县第一高级中学2025-2026学年高三上学期暑假第一次测试（开学）物理试卷

太康一高2025年高三物理暑假第一次测试 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 炎热的夏日，高速公路上开车时，司机经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。则顺着光的传播路径，光传播的速度（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】距离路面越近，空气密度越小，折射率越小，根据可知，折射率越大，传播速度越小，所以顺着光的传播路径，光传播的速度应先增大后减小。 故选D。 2. 如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A. 做速度逐渐减小的直线运动 B. 距导线的距离先增大后减小 C. 产生的电能最多为 D. 受到安培力的冲量最大为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．一无限长通电直导线产生的磁场是非匀强磁场，最初导体圆环的运动方向与直导线成30°角，可将初速度沿平行于直导线和垂直于直导线的方向分解，沿导线方向做匀速直线运动，由于电磁感应，导体圆环中产生感应电流，安培力的方向与导体圆环垂直于导线的运动方向相反，最终沿平行直导线的方向匀速运动，这个方向上速度减小，则导体圆环感应电流减小，则所受安培力减小，这个方向做加速度减小的减速运动，根据运动的合成可知导体圆环做速度逐渐减小的曲线运动，距导线的距离一直增大，故AB错误； C．沿着导线方向的分速度 由能量守恒定律得导体圆环产生的电能为 解得 故C错误； D．垂直导线方向的分速度 垂直导线方向，根据动量定理 联立可得导体圆环受到安培力的冲量最大为 故D正确。 故选D。 3. 某同学设计了一款河水水位监测器，如图，平行板电容器、电流表和电源组成一电路，绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子，另一端与电容器极板P连接（极板Q固定），上下移动就带动P上下移动（初始时，极板P的高度低于极板Q），监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，可以得出（　　） A. 河水水位在下降 B. Q极板的电荷量在减少 C. 平行板电容器的电容在增大 D. P、Q间的电场强度在变大 【答案】C 【解析】 【详解】B．监测人员发现电流表指针右偏，说明电流从电流表右侧进入，又由于Q板与电源正极连接，说明电容器在充电，P、Q极板的电荷量在增加，故B项错误； D．由于与电源相连，所以电压U不变，板间距d也没有变化，由 可得，E不变，故D项错误； C．由于与电源相连，所以电压U不变，由 可得，平行板电容器的电容在增加，故C项正确； A．由 可得，P、Q极板的正对面积增大，说明水位在上升，故A项错误。 故选C。 4. 中国科学家提出一项通过太空望远镜开展的巡天计划，寻找距离地球30多光年外的宜居类地行星。假设某颗星球具有和地球一样的自转特征，如图所示，该星球绕轴自转，半径为R，A、B所在的位置为南、北两极，C、D所在的位置为赤道平面内，连线与赤道平面的夹角为。经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 该星球的自转角速度大小为 B. 该星球的自转周期为 C. 该星球位置的自转向心加速度大小为 D. 该星球位置的自转向心加速度大小为 【答案】C 【解析】 【分析】万有引力定律的应用、行星自转与重力加速度的关系 【详解】A．在A处，根据万有引力等于重力有 在D处根据牛顿第二定律有 联立可得该星球的自转角速度大小为 A错误； B．该星球的自转周期为 B错误； C．由于与赤道夹角为，根据 可知M处的自转向心加速度为 C正确； D．该星球D位置的自转向心加速度大小为 D错误。 故选C。 5. 如图所示，图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，P是平衡位置在x=0处的质点，Q是平衡位置在x=15m处的质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻，质点Q沿y轴负方向振动 B. 这列波的波速为m/s C. 0～18s的时间内，质点P通过的路程为30cm D. 质点Q的振动方程为cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．t=0时刻，质点P向下振动，根据平移法可知，波向左传播，则质点Q沿y轴正方向振动，故A错误； B．设波的方程为，将P、Q点坐标代入可解得 m 设P点的振动方程为，将（0，-5）、（10，0）代入可解得 s 则波速为 m/s 故B错误； C．t=18s=T，若t=0时刻P在平衡位置或波谷、波峰处，则运动的路程为 cm 而P不在上述的特殊位置，所以t=0时刻质点P通过的路程不等于30cm，故C错误； D．初始时刻，质点Q向上振动，其振动方程为 cm 故D正确； 故选D。 6. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，，，一束质子在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计重力和粒子之间的相互作用。已知粒子的质量为m、电荷量为。则在磁场中运动时间最长的粒子，其运动速率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有 又有 设粒子运动轨迹所对的圆心角为，则运动时间为 可知，越大，运动时间越长，当粒子过c点时，运动时间最长，运动轨迹如图所示 设半径为，根据几何关系有 解得 联立可得 故选B。 7. 如图所示，角度为60°的“V”字形粗糙杆竖直固定，质量均为m的两个相同小球用一轻弹簧连接套在粗糙杆上等高的位置，两个小球与杆之间的动摩擦因数均为，弹簧在AB位置时处于原长，CD、EF位置与AB位置的竖直高度均为h。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为且弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，两个小球从CD位置由静止同时下滑，下列说法正确的是（　　） A. 两个小球在CD位置的加速度大小为 B. 两个小球下滑到AB位置时动能达到最大 C. 从AB位置下滑到EF位置，两个小球所受的摩擦力先减小后增大 D. 从AB位置下滑到EF位置，两个小球克服摩擦力做的功为mgh 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在CD位置，垂直于杆方向有 平行于杆方向有 根据胡克定律有 根据几何关系 解得，故A正确； B．两个小球下滑到AB位置时，弹簧处于原长，受力分析可得， 重力的下滑分力大于摩擦力，故小球加速度沿杆向下，继续加速，故到AB位置时动能没有达到最大，故B错误； C．从AB位置下滑到EF位置，摩擦力为 可知F一直增加，两个小球所受的摩擦力一直增大，故C错误； D．从C项分析知，摩擦力最小为，最大为 AB位置下滑到EF的位移为 若取摩擦力的平均值可得一个小球克服摩擦力做的功为 即从AB位置下滑到EF位置，两个小球克服摩擦力做的功为mgh，故D正确。 故选AD。 二、多选题（每题6分，选不全3分，共18分） 8. 关于下列物理情景图片，说法正确的是（　　） A. 图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理 B. 图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理 C. 图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应 D. 图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲3D眼镜是利用光的偏振原理，故A错误； B．图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的薄膜干涉原理，故B正确； C．机械波与电磁波均能够发生多普勒效应，图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应，故C正确； D．根据 解得 其中的指相邻明条纹中心之间的间距，图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距，该间距小于上述的，可知，若直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏小，故D错误。 故选BC。 9. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电源对外输出功率增大 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻减小，电路中电流增大，即电流表的示数增大，内电阻及的分电压增大，则传感器电阻上的电压减小，电压表示数减小，A错误，B正确； C．当内外电阻相等时，电源输出功率最大，当传感器电阻减小时，外电阻阻值接近内电阻，所以电源输出功率变大，C正确； D．根据闭合电路的欧姆定律得 则有 即比值不变，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置，窄轨间距为L、宽轨间距为，导体棒分别垂直放置在两导轨上，质量均为m、电阻均为R，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，已知两导轨均足够长、电阻不计，现让两导体棒均以大小为的初速度平行于导轨水平向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，棒始终未滑离窄轨，在导体棒运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒的最大速度为 B. 导体棒产生的焦耳热最多为 C. 通过导体棒的电荷量最多为 D. 回路中的最大电流为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．稳定时电路中电流为0，ab棒速度最大，有 则 取向右为正方向，根据动量定理可得，对ab棒 对cd棒 解得 ， 故A正确； B．对整个过程根据能量守恒，有 导体棒产生的焦耳热最多为 解得 故B错误； C．对ab棒 且 解得通过导体棒的电荷量最多为 故C正确； D．导体棒刚开始运动时，感应电动势最大，感应电流最大，由闭合电路欧姆定律可得 故D正确。 故选ACD。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 学习小组利用手机和自行车探究圆周运动的相关知识。已知手机的加速度传感器可以测量x、y、z三个方向的加速度值（如图1），将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上（如图（2），轮胎厚度不计），转动踏板，后轮带动手机在竖直面内做圆周运动。 （1）若加速转动踏板，则手机可测到哪些方向的加速度值不为零？______ A. x、y方向的加速度值 B. x、z方向的加速度值 C. y、z方向的加速度值 （2）利用Phyphox软件可以直接作出向心加速度an与角速度ω的关系图象，为了直观判断它们的关系，应让软件作出an−________（选填“ω”或“ω2”）图像。 （3）若由（2）所作图像测出斜率为k，已知自行车后轮半径为R，则手机的加速度传感器到轮胎边缘的距离为_____________（用题中符号表示），查阅相关资料得知该手机使用的加速度传感器质量为m，当后轮角速度为ω0时，则手机的加速度传感器做圆周运动的向心力Fn=________（用题中符号表示）。 【答案】（1）A （2）ω2 （3） ①. R−k ②. mω2k 【解析】 【小问1详解】 后轮带动手机在竖直面内做圆周运动，加速度在竖直平面内，故x、y方向的加速度值不为零，z方向的加速度值为零。 故选A。 【小问2详解】 根据an=ω2R可知，an−ω2图像为直线，an−ω为曲线，应让软件作出an−ω2图像能直观地判断它们的关系。 【小问3详解】 [1]若由（2）所作图像测出斜率为k等于手机到后轮圆心的距离，故手机的加速度传感器到轮胎边缘的距离为R−k； [2]若由（2）所作图像测出斜率为k等于手机到后轮圆心的距离，即手机做圆周运动的半径，则手机的加速度传感器做圆周运动的向心力Fn=mω2k。 12. 某同学设计了一个具有两种挡位（“”挡和“”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E的标称值为，内阻r未知），电流表G（表头）的满偏电流，内阻，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 （1）测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关，此时欧姆表处于“”挡，将红表笔与黑表笔___________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向___________（选填“0”或“”）刻度位置。 （2）用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的___________（选填“”或“”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为___________。 （3）该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值（）接在两表笔间，接着闭合、断开，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时，指针指向“15”刻度位置（即电路中的电流为）；当电阻箱的阻值调为时，指针指向“0”刻度位置（即电路中的电流为）。由测量数据计算出电源电动势为___________。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1） ①. 短接 ②. 0 （2） ①. ②. 160##160.0 （3）2.8 【解析】 【小问1详解】 [1][2]测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关，此时欧姆表处于“”挡，将红表笔与黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向0刻度位置。 【小问2详解】 [1]用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的挡； [2进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律， 代入数据， 联立可得， 四、解答题 13. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体做等温变化，则 解得 对水银柱受力分析有 解得 （2）当管中抽出气体后，对水银柱受力分析有 解得 根据题意可知，气体做等温变化，则 所以 14. 如图，在光滑的水平桌面上固定两根平行光滑金属导轨，导轨间距L=1m，导轨左侧足够长，右端虚线MN与两导轨所围区域内有垂直桌面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。在导轨间ab处放置质量加m1=0.3kg、阻值R1=2Ω的金属棒L1，cd处放置质量m2=0.1kg、阻值R2=3Ω的金属棒L2，两棒均与导轨垂直且良好接触，长度均为1m。在abNM区域还存在方向与金属棒平行的匀强电场。一半径R=0.8m加的竖直光滑圆轨道末端恰好在MN的中点处，轨道末端恰好与桌面相切。现将一质量m=0.1kg的带电小球从圆轨道的最高点释放，小球在abNM电场、磁场区域沿直线运动，以水平速度v0垂直碰撞金属棒L1中点处。设小球与金属棒L1发生弹性碰撞，整个过程小球的电荷量不变且碰后从MN间飞出。导轨电阻不计，已知在运动过程中L1、L2不会相碰，取g=10m/s2。 （1）求匀强电场的电场强度大小E。 （2）求小球与金属棒L1碰撞后瞬间，L1两端的电压U （3）整个过程中，金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小球进入abNM时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有 ① 解得 ② 小球在abNM中沿直线运动时，所受电场力与洛伦兹力平衡，即 ③ 解得 ④ （2）设小球与金属棒L1碰撞后瞬间L1的速度为v1，规定水平向左为正方向，根据动量守恒定律有 ⑤ 根据机械能守恒定律有 ⑥ 联立②⑤⑥并代入数据解得 ⑦ L1产生的感应电动势大小为 ⑧ 根据闭合电路欧姆定律可得 ⑨ （3）最终L1和L2将达到公共速度v，根据动量守恒定律有 ⑩ 解得 ⑪ 对L2根据动量定理有 ⑫ 设整个过程中，金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有 ⑬ 联立⑪⑫⑬并代入数据解得 ⑭ 15. 如图所示，水平固定一半径的金属圆环，圆环右侧水平放置间距的平行金属直导轨，两导轨通过导线及电刷分别与金属圆环，过圆心O的竖直转轴保持良好接触，导轨间接有电容的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与触点1、2相连，导轨最右端连接恒流源，可为电路提供的电流，方向如图所示。金属圆环所在区域Ⅰ，矩形区域Ⅱ，正三角形区域Ⅲ存在磁感应强度大小分别为，，的匀强磁场，磁场方向均竖直向下。区域Ⅱ沿导轨方向足够长，区域Ⅲ的F，G两点分别在两导轨上，且垂直于导轨。导轨在M、N处各被一小段绝缘材料隔开。金属杆a与圆环接触良好，以角速度绕转轴逆时针匀速转动。质量，电阻的金属杆b垂直导轨静置于右侧。不计其他电阻和一切摩擦阻力。（提示：简谐运动回复力与位移的关系为，周期） （1）开关S置于触点1，求电容器充电完毕后所带的电荷量； （2）电容器充电完毕后，再将开关S置于触点2，求： ①金属杆b到达时的速度大小。 ②金属杆b从开始进入区域Ⅲ到速度减为0的过程中，恒流源输出的能量E。 ③金属杆b从离开区域Ⅱ前，电容器最终带电荷量Q。 【答案】（1） （2）①，②，③ 【解析】 【小问1详解】 金属杆旋转切割产生的电动势为 电容器充电完毕所带电荷量为 【小问2详解】 ①金属杆到达稳定速度时，电容器两端电压为 通过金属杆的电荷量为 此过程，对金属杆，由动量定理可得 其中 解得 ②设金属杆距点为，则 则周期为 恒流源输出能量为 解得 ③金属棒第一次出时，电容器所剩电荷量为 当金属棒返回Ⅱ区后，再次达到稳定速度，这时电容器经历放电和反向充电过程，此时 根据动量定理 其中 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 太康一高2025年高三物理暑假第一次测试 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 炎热的夏日，高速公路上开车时，司机经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。则顺着光的传播路径，光传播的速度（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 2. 如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A. 做速度逐渐减小的直线运动 B. 距导线的距离先增大后减小 C. 产生的电能最多为 D. 受到安培力的冲量最大为 3. 某同学设计了一款河水水位监测器，如图，平行板电容器、电流表和电源组成一电路，绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子，另一端与电容器极板P连接（极板Q固定），上下移动就带动P上下移动（初始时，极板P的高度低于极板Q），监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，可以得出（　　） A. 河水水位在下降 B. Q极板的电荷量在减少 C. 平行板电容器的电容在增大 D. P、Q间的电场强度在变大 4. 中国科学家提出一项通过太空望远镜开展的巡天计划，寻找距离地球30多光年外的宜居类地行星。假设某颗星球具有和地球一样的自转特征，如图所示，该星球绕轴自转，半径为R，A、B所在的位置为南、北两极，C、D所在的位置为赤道平面内，连线与赤道平面的夹角为。经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 该星球的自转角速度大小为 B. 该星球的自转周期为 C. 该星球位置的自转向心加速度大小为 D. 该星球位置的自转向心加速度大小为 5. 如图所示，图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，P是平衡位置在x=0处的质点，Q是平衡位置在x=15m处的质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻，质点Q沿y轴负方向振动 B. 这列波的波速为m/s C. 0～18s的时间内，质点P通过的路程为30cm D. 质点Q的振动方程为cm 6. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，，，一束质子在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计重力和粒子之间的相互作用。已知粒子的质量为m、电荷量为。则在磁场中运动时间最长的粒子，其运动速率为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，角度为60°的“V”字形粗糙杆竖直固定，质量均为m的两个相同小球用一轻弹簧连接套在粗糙杆上等高的位置，两个小球与杆之间的动摩擦因数均为，弹簧在AB位置时处于原长，CD、EF位置与AB位置的竖直高度均为h。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为且弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，两个小球从CD位置由静止同时下滑，下列说法正确的是（　　） A. 两个小球在CD位置的加速度大小为 B. 两个小球下滑到AB位置时动能达到最大 C. 从AB位置下滑到EF位置，两个小球所受的摩擦力先减小后增大 D. 从AB位置下滑到EF位置，两个小球克服摩擦力做的功为mgh 二、多选题（每题6分，选不全3分，共18分） 8. 关于下列物理情景图片，说法正确的是（　　） A. 图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理 B. 图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理 C. 图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应 D. 图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏大 9. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电源对外输出功率增大 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比减小 10. 如图所示，两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置，窄轨间距为L、宽轨间距为，导体棒分别垂直放置在两导轨上，质量均为m、电阻均为R，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，已知两导轨均足够长、电阻不计，现让两导体棒均以大小为的初速度平行于导轨水平向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，棒始终未滑离窄轨，在导体棒运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒的最大速度为 B. 导体棒产生的焦耳热最多为 C. 通过导体棒的电荷量最多为 D. 回路中的最大电流为 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 学习小组利用手机和自行车探究圆周运动的相关知识。已知手机的加速度传感器可以测量x、y、z三个方向的加速度值（如图1），将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上（如图（2），轮胎厚度不计），转动踏板，后轮带动手机在竖直面内做圆周运动。 （1）若加速转动踏板，则手机可测到哪些方向的加速度值不为零？______ A. x、y方向的加速度值 B. x、z方向的加速度值 C. y、z方向的加速度值 （2）利用Phyphox软件可以直接作出向心加速度an与角速度ω的关系图象，为了直观判断它们的关系，应让软件作出an−________（选填“ω”或“ω2”）图像。 （3）若由（2）所作图像测出斜率为k，已知自行车后轮半径为R，则手机的加速度传感器到轮胎边缘的距离为_____________（用题中符号表示），查阅相关资料得知该手机使用的加速度传感器质量为m，当后轮角速度为ω0时，则手机的加速度传感器做圆周运动的向心力Fn=________（用题中符号表示）。 12. 某同学设计了一个具有两种挡位（“”挡和“”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E的标称值为，内阻r未知），电流表G（表头）的满偏电流，内阻，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 （1）测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关，此时欧姆表处于“”挡，将红表笔与黑表笔___________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向___________（选填“0”或“”）刻度位置。 （2）用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的___________（选填“”或“”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为___________。 （3）该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值（）接在两表笔间，接着闭合、断开，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时，指针指向“15”刻度位置（即电路中的电流为）；当电阻箱的阻值调为时，指针指向“0”刻度位置（即电路中的电流为）。由测量数据计算出电源电动势为___________。（结果保留2位有效数字） 四、解答题 13. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 14. 如图，在光滑的水平桌面上固定两根平行光滑金属导轨，导轨间距L=1m，导轨左侧足够长，右端虚线MN与两导轨所围区域内有垂直桌面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。在导轨间ab处放置质量加m1=0.3kg、阻值R1=2Ω的金属棒L1，cd处放置质量m2=0.1kg、阻值R2=3Ω的金属棒L2，两棒均与导轨垂直且良好接触，长度均为1m。在abNM区域还存在方向与金属棒平行的匀强电场。一半径R=0.8m加的竖直光滑圆轨道末端恰好在MN的中点处，轨道末端恰好与桌面相切。现将一质量m=0.1kg的带电小球从圆轨道的最高点释放，小球在abNM电场、磁场区域沿直线运动，以水平速度v0垂直碰撞金属棒L1中点处。设小球与金属棒L1发生弹性碰撞，整个过程小球的电荷量不变且碰后从MN间飞出。导轨电阻不计，已知在运动过程中L1、L2不会相碰，取g=10m/s2。 （1）求匀强电场的电场强度大小E。 （2）求小球与金属棒L1碰撞后瞬间，L1两端的电压U （3）整个过程中，金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了多少？ 15. 如图所示，水平固定一半径的金属圆环，圆环右侧水平放置间距的平行金属直导轨，两导轨通过导线及电刷分别与金属圆环，过圆心O的竖直转轴保持良好接触，导轨间接有电容的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与触点1、2相连，导轨最右端连接恒流源，可为电路提供的电流，方向如图所示。金属圆环所在区域Ⅰ，矩形区域Ⅱ，正三角形区域Ⅲ存在磁感应强度大小分别为，，的匀强磁场，磁场方向均竖直向下。区域Ⅱ沿导轨方向足够长，区域Ⅲ的F，G两点分别在两导轨上，且垂直于导轨。导轨在M、N处各被一小段绝缘材料隔开。金属杆a与圆环接触良好，以角速度绕转轴逆时针匀速转动。质量，电阻的金属杆b垂直导轨静置于右侧。不计其他电阻和一切摩擦阻力。（提示：简谐运动回复力与位移的关系为，周期） （1）开关S置于触点1，求电容器充电完毕后所带的电荷量； （2）电容器充电完毕后，再将开关S置于触点2，求： ①金属杆b到达时的速度大小。 ②金属杆b从开始进入区域Ⅲ到速度减为0的过程中，恒流源输出的能量E。 ③金属杆b从离开区域Ⅱ前，电容器最终带电荷量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $