精品解析：湖南省永州市第四中学2024-2025学年高二下学期（直升班）期末考后暨高三摸底考试物理试题

2023级高二直升班期末考后暨高三摸底考试 物理（试题卷） 注意事项： 1．本试卷共100分，考试时量75分钟。 2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。 3．考试结束后，只交答题卡。 4．考试范围为：高一高二内容（70%）+高三内容（30%） 一、单项选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 一汽车在平直公路上做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，已知，汽车在AB段的平均速度为，在BC段的平均速度为，则汽车经过点时的瞬时速度大小为（　　） A. B. C. D. 2. 第31届世界大学生夏季运动会女子100米蝶泳决赛于8月5日20：02在成都东安湖体育公园游泳馆举行，中国选手张雨霏以56秒57的好成绩摘得桂冠，赛道为50米国际标准泳道。下列说法正确的是（　　） A. 研究张雨霏的游泳动作时，可将张雨霏视为质点 B. 8月5日20：02指时刻 C. 张雨霏全程运动的位移大小为100米 D. 张雨霏全程运动的平均速率等于零 3. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程，线圈L中磁场能在增大 C. 过程，线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 4. 两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　） A. B、0 B. 0、2B C. 2B、2B D. B、B 5. 根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 6. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子（质子、氘核、氚核及氦核等）的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出（不计离子的重力），则（　　） A. 与之间的关系要满足 B. 各离子在电场中的运动轨迹重合 C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同 D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 7. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（　　） A. 由可知，甲的速度是乙的倍 B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍 C. 由可知，甲的向心力是乙的 D. 由可知，甲周期是乙的倍 8. 引力常量的测出，所具有的重要意义是（　　） A. 实验方法在物理研究中的成功应用 B. 直接证明牛顿的万有引力是正确的 C. 使万有引力定律具有了实用价值 D. 证明了两球体间万有引力很小 9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象天文学称为“行星冲日”。据报道，年各行星冲日时间分别是：月日，木星冲日，月日火星冲日，月日土星冲日，月日，海王星冲日，月日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 95 19 30 A. 并非所有地外行星每年都出现冲日现象 B. 在年内一定不会出现木星冲日 C. 天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半 D. 地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短 10. 1909年，美国物理学家密立根用如图所示的实验装置,通过研究平行金属板M、N间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖．图中平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连，两金属板间的距离为d,正对面积为S.现由显微镜观察发现，恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动，已知静电力常量为k,真空的介电常数ε=1，重力加速度为g，则 A. 带电油滴的电荷量 B. 金属板M所带电量 C. 将金属板N突然下移△d，带电油滴获得向上的加速度 D. 将金属板N突然下移△d，带电油滴的电势能立即减小为原来的倍 三、非选择题∶本题共5小题，共56分。 11. （1）某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中先测得摆线长为，小球直径由游标卡尺测得，示数如图甲。然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间如图乙所示，则小球直径为__________，秒表读数为__________。（保留三位有效数字） （2）有两位同学利用假期分别去参观清华大学和浙江大学的物理实验室，各自在那里利用先进的系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图丙所示。去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是___________选填“”或“”） 12. 某同学要测量一未知电阻的阻值。 （1）如图1所示，该同学用多用电表粗测的阻值，当用“”挡时发现指针位于“①”位置，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位于“②”位置，其读数为________。 （2）为了精确测量的阻值，除、开关、导线外，实验室还提供以下器材选用： 电流表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电源（电动势，内阻约） 电阻箱（阻值范围为） 滑动变阻器（最大阻值为） I．该同学设计了图2方案测量的阻值，根据提供的器材，图中导线端应与图中________（填“a”或“b”）点相连。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表指针指到合适的位置，读出电表的示数，可计算出的阻值。 Ⅱ．该同学为了消除图2方案中电表内阻带来的系统误差，用提供的器材重新设计了图3方案并进行了如下操作： ①将电阻箱的阻值调到最大，滑动变阻器滑片调至最左端，闭合开关； ②调节滑动变阻器和电阻箱阻值，使电流表、的指针指到合适的位置，记录多组对应的电流表示数、电流表示数以及电阻箱阻值； ③利用数据作出如图4所示的图像。图像纵截距为，斜率为，由图像可得的阻值为________；该方法还能得出电流表的内阻为________。 13. 某司机驾驶一辆货车正以54km/h的速度在平直公路上匀速行驶，有货物从车上掉下一段时间后，司机才从观后镜中发现，立即关闭油门踩下刹车（车轮不再转动），货车做匀减速直线运动，同时在货车后方12m处一辆摩托车上的人立即拾到货物从静止出发，以3m /s2的加速度同方向追赶货车。已知摩托车在该路段能达到的最大速度为9 m/s，货车车轮与路面间的动摩擦因数为0.3，g取10m/s2。 （1）求货车做匀减速运动的位移大小； （2）摩托车至少经过多长时间能追上货车？ 14. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问： （1）磁场的方向； （2）MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少． 15. 通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率（即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值），可研究中子（）的衰变。中子衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子。如图所示，位于P点的静止中子经衰变可形成一个质子源，该质子源在纸面内各向均匀地发射N个质子。在P点下方放置有长度以O为中点的探测板，P点离探测板的垂直距离为a。在探测板的上方存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。 已知电子质量，中子质量，质子质量（c为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。 若质子动量。 （1）写出中子衰变的核反应式，求电子和反中微子的总动能（以为能量单位）； （2）当，时，求计数率； （3）若取不同的值，可通过调节的大小获得与（2）问中同样的计数率，求与的关系并给出的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023级高二直升班期末考后暨高三摸底考试 物理（试题卷） 注意事项： 1．本试卷共100分，考试时量75分钟。 2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。 3．考试结束后，只交答题卡。 4．考试范围为：高一高二内容（70%）+高三内容（30%） 一、单项选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 一汽车在平直公路上做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，已知，汽车在AB段的平均速度为，在BC段的平均速度为，则汽车经过点时的瞬时速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设，AB段所用时间为，BC段所用时间为，则有， 可得 设汽车经过点的速度大小为，汽车的加速度大小为，则AB段有 BC段有 联立可得 解得 故选A。 2. 第31届世界大学生夏季运动会女子100米蝶泳决赛于8月5日20：02在成都东安湖体育公园游泳馆举行，中国选手张雨霏以56秒57的好成绩摘得桂冠，赛道为50米国际标准泳道。下列说法正确的是（　　） A. 研究张雨霏的游泳动作时，可将张雨霏视为质点 B. 8月5日20：02指时刻 C. 张雨霏全程运动的位移大小为100米 D. 张雨霏全程运动的平均速率等于零 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究张雨霏的游泳动作时，不能将张雨霏视为质点，否则就没动作可言了，选项A错误； B．8月5日20：02指时刻，B正确； C．张雨霏最终将回到出发点，即全程运动的位移大小为零，C错误； D．张雨霏全程运动的平均速率 D错误。 故选B。 3. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程，线圈L中磁场能在增大 C. 过程，线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，故A错误； B．过程，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能向电场能转化，线圈Ｌ中磁场能在减小，故B错误； C．过程，电流变化的速率越来越大，线圈L的自感电动势在增大，故C正确； D．由图乙可知，震荡电路的周期变大，根据可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。 故选C。 4. 两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　） A. B、0 B. 0、2B C. 2B、2B D. B、B 【答案】B 【解析】 【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。 故选B。 5. 根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 【答案】A 【解析】 【详解】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B．若阻值增加一倍，输电线路上的电流 消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 消耗的功率 故D错误。 故选A。 6. 某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子（质子、氘核、氚核及氦核等）的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出（不计离子的重力），则（　　） A. 与之间的关系要满足 B. 各离子在电场中的运动轨迹重合 C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同 D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子经加速电场加速后的速度大小为，根据动能定理可得 粒子进入偏转电场做类平抛运动，若粒子能够从A、B板间射出则粒子的竖直偏转位移应满足 根据类平抛的特点可得 联立可得 A错误； B．假设带电粒子向下偏转，以S为坐标原点建立直角坐标系，如图所示 根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为 联立可求得粒子的轨迹方程为 由此可知，粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关，只有加速电场和偏转电场的性质决定，即各离子在电场中的运动轨迹重合，B正确； C．各离子在电场中的运动轨迹重合，即在偏转电场中的竖直偏转位移相同，竖直偏转位移为，设粒子射出时的速度大小为，根据动能定理可得 解得 由此可知，粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出时的速度大小不同，速度方向相同，C错误； D．设加速电场的宽度为，粒子在加速电场中运动的时间为，则有 解得 离子在偏转电场中运动的时间为 离子从粒子源到从A、B板间射出的时间为 由此可知，离子从粒子源到从A、B板间射出的时间与正离子的比荷相关，即各离子从A、B板间射出的时间不相同，D错误。 故选B。 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 7. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（　　） A. 由可知，甲的速度是乙的倍 B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍 C. 由可知，甲的向心力是乙的 D. 由可知，甲的周期是乙的倍 【答案】CD 【解析】 【详解】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则 A．因为在不同轨道上g是不一样的，故不能根据得出甲乙速度的关系，卫星的运行线速度 代入数据可得 故A错误； B．因为在不同轨道上两卫星的角速度不一样，故不能根据得出两卫星加速度的关系，卫星的运行加速度 代入数据可得 故B错误； C．根据，两颗人造卫星质量相等，可得 故C正确； D．两卫星均绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律，可得 故D正确。 故选CD。 8. 引力常量的测出，所具有的重要意义是（　　） A. 实验方法在物理研究中成功应用 B. 直接证明牛顿的万有引力是正确的 C. 使万有引力定律具有了实用价值 D. 证明了两球体间的万有引力很小 【答案】BC 【解析】 【详解】牛顿发现的万有引力定律之后，卡文迪许用实验方法测出万有引力常量的数值，从而验证了万有引力定律，使万有引力定律具有了实用价值，可知BC符合题意。 故选BC。 9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象天文学称为“行星冲日”。据报道，年各行星冲日时间分别是：月日，木星冲日，月日火星冲日，月日土星冲日，月日，海王星冲日，月日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 并非所有地外行星每年都出现冲日现象 B. 在年内一定不会出现木星冲日 C. 天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半 D. 地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，有 解得 代入题中数据解得年=1.84年、年=11.86年、年=29.28年、年=82.82年、年=164.32年 如果两次行星冲日时间间隔为年，则地球多转动一周，有 解得 故海王星相邻两次冲日的时间间隔为年1.006年 故天王星相邻两次冲日的时间间隔为年1.01年 土星相邻两次冲日的时间间隔为年1.04年 木星相邻两次冲日的时间间隔为年1.09年 可知各地外行星不是每年都会出现冲日现象，故A正确； B．木星绕太阳运动的周期约为年，相邻两次冲日的时间间隔为年，年月日木星冲日，故在年内一定会出现木星冲日，故B错误； C．天王星相邻两次冲日的时间间隔是年，而土星为年，故C错误； D．由以上的分析可知，地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D正确。 故选AD。 10. 1909年，美国物理学家密立根用如图所示的实验装置,通过研究平行金属板M、N间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖．图中平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连，两金属板间的距离为d,正对面积为S.现由显微镜观察发现，恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动，已知静电力常量为k,真空的介电常数ε=1，重力加速度为g，则 A. 带电油滴的电荷量 B. 金属板M所带电量 C. 将金属板N突然下移△d，带电油滴获得向上加速度 D. 将金属板N突然下移△d，带电油滴的电势能立即减小为原来的倍 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带电油滴在平行板电容器中受重力和向上的电场力平衡，而匀强电场的方向向下，则油滴带负电，由平衡条件有，解得油滴的电荷量大小为为；故A错误. B、平行板电容器的电量，而电容的大小，联立可得；而相对介电常数ε=1，则；故B正确. CD．N板突然下移△d，电源一直接在电容器上，则电压U不变，电场力变小，为，则油滴的合外力向下，由牛顿第二定律，解得，方向向下；故C错误. D．电容器的M板接地为0V，设油滴的位置P点距离M板为，则，电势能为，则金属板N下移△d，P点的电势为，则；故D正确. 三、非选择题∶本题共5小题，共56分。 11. （1）某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中先测得摆线长为，小球直径由游标卡尺测得，示数如图甲。然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间如图乙所示，则小球直径为__________，秒表读数为__________。（保留三位有效数字） （2）有两位同学利用假期分别去参观清华大学和浙江大学的物理实验室，各自在那里利用先进的系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图丙所示。去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是___________选填“”或“”） 【答案】（1） ①. 2.06 ②. 75.2 （2）B 【解析】 【小问1详解】 [1]图甲可知游标卡尺精度为0.1mm。小球直径为 [2]秒表内圈分钟，外圈，所以读数； 【小问2详解】 根据单摆的周期公式 解得 可知图线的斜率 可知越小图线的斜率越大，浙江大学离赤道近，重力加速度小，对应图线的斜率大，故去清华大学的同学所测实验结果对应的图线是B。 12. 某同学要测量一未知电阻的阻值。 （1）如图1所示，该同学用多用电表粗测的阻值，当用“”挡时发现指针位于“①”位置，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位于“②”位置，其读数为________。 （2）为了精确测量的阻值，除、开关、导线外，实验室还提供以下器材选用： 电流表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电源（电动势，内阻约） 电阻箱（阻值范围为） 滑动变阻器（最大阻值为） I．该同学设计了图2方案测量的阻值，根据提供的器材，图中导线端应与图中________（填“a”或“b”）点相连。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表指针指到合适的位置，读出电表的示数，可计算出的阻值。 Ⅱ．该同学为了消除图2方案中电表内阻带来的系统误差，用提供的器材重新设计了图3方案并进行了如下操作： ①将电阻箱的阻值调到最大，滑动变阻器滑片调至最左端，闭合开关； ②调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，使电流表、的指针指到合适的位置，记录多组对应的电流表示数、电流表示数以及电阻箱阻值； ③利用数据作出如图4所示的图像。图像纵截距为，斜率为，由图像可得的阻值为________；该方法还能得出电流表的内阻为________。 【答案】（1） ①. ②. 17.0（或填17） （2） ①. a ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1]当用“”挡时指针偏转角度过大，所测电阻阻值较小，选择的挡位太大，应该换用“”挡位； [2]指针静止时位于“②”位置，其读数为17.0×1Ω=17.0Ω； 【小问2详解】 [1]阻值约为17.0Ω，与电流表A2阻值更为接近，为减小误差，应使用电流表外接的方式，故c端应与a点相连； [2][3]根据并联电路电压的特点，有 整理得 结合图4，可得， 13. 某司机驾驶一辆货车正以54km/h的速度在平直公路上匀速行驶，有货物从车上掉下一段时间后，司机才从观后镜中发现，立即关闭油门踩下刹车（车轮不再转动），货车做匀减速直线运动，同时在货车后方12m处一辆摩托车上的人立即拾到货物从静止出发，以3m /s2的加速度同方向追赶货车。已知摩托车在该路段能达到的最大速度为9 m/s，货车车轮与路面间的动摩擦因数为0.3，g取10m/s2。 （1）求货车做匀减速运动的位移大小； （2）摩托车至少经过多长时间能追上货车？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 已知货车的初速度为 设货车做匀减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律得 货车做匀减速运动的时间 货车做匀减速运动的位移 解得 【小问2详解】 已知该摩托车的加速度为，最大速度为，摩托车做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为， 之后摩托车以最大速度做匀速直线运动，到货车停止运动时，其位移为 由于 故货车停止运动时，摩托车没有追上货车，然后摩托车继续以最大速度匀速运动追赶货车，由匀速运动公式得 代入数据解得 摩托车追上货车时间 14. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问： （1）磁场的方向； （2）MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少． 【答案】（1）垂直于导轨平面向下；（2）（3） 【解析】 【详解】（1）电容器充电后上板带正电，下板带负电，放电时通过MN的电流由M到N，欲使炮弹射出，安培力应沿导轨向右，根据左手定则可知磁场的方向垂直于导轨平面向下． （2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，根据欧姆定律，电容器刚放电时的电流： 炮弹受到的安培力： 根据牛顿第二定律： 解得加速度 （3）电容器放电前所带的电荷量 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势： 最终电容器所带电荷量，导体棒运动过程中受到安培力的作用，磁感应强度和导体棒长度不变，即安培力和电流成正比，因此在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力： 由动量定理，有： 又： 整理的：最终电容器所带电荷量 15. 通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率（即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值），可研究中子（）的衰变。中子衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子。如图所示，位于P点的静止中子经衰变可形成一个质子源，该质子源在纸面内各向均匀地发射N个质子。在P点下方放置有长度以O为中点的探测板，P点离探测板的垂直距离为a。在探测板的上方存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。 已知电子质量，中子质量，质子质量（c为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。 若质子的动量。 （1）写出中子衰变的核反应式，求电子和反中微子的总动能（以为能量单位）； （2）当，时，求计数率； （3）若取不同的值，可通过调节的大小获得与（2）问中同样的计数率，求与的关系并给出的范围。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】 【详解】（1）核反应方程满足质量数和质子数守恒： 核反应过程中： 根据动量和动能关系： 则总动能为： （2）质子运动半径： 如图甲所示： 打到探测板对应发射角度： 可得质子计数率为： （3）在确保计数率为的情况下： 即： 如图乙所示： 恰能打到探测板左端的条件为： 即： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$