精品解析：2025届福建省福州市鼓楼区福建省福州第三中学模拟预测物理试题

福州三中2024-2025学年高三第二十次质量检查 物理试卷 考试时间：75分钟；满分：100分 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. 在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（　　） A. B. C. D. 2. 2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A. 为“核聚变”的核反应方程式 B. 在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C. 核反应属于α衰变 D. 目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 3. 如图所示，质量为m的等腰直角三角板abc，用轻绳一端系着三角板a点，另一端固定于天花板，在三角板的c点作用水平拉力F，当系统处于平衡状态时，细绳与竖直方向夹角为30°，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 轻绳拉力大小为 B. 外力F大小为 C. 若保持外力F的方向不变，使三角板绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小 D. 若保持细绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先减小后增大 4. 2023年中国载人航天工程办公室公布了中国载人登月初步方案，计划2030年前实现载人登陆月球开展科学探索。地球的质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.6倍，则下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船离开地球到月球过程中，不计修正轨道的速度变化，飞船的速度先减小后增大 B. 忽略地球和月球的自转，航天员在月球上的重力是在地球上的重力的倍 C. 载人飞船从地球上发射的最小速度是从月球上发射的最小速度的倍 D. 载人飞船从地球上发射的最小速度需大于地球的第二宇宙速度 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. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为。现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为，则以下说法正确的是（　　） A. 弹簧长度将变长 B. 弹簧长度将变短 C. D. 6. 如图，同一竖直平面内A、B、C、D四点距O点的距离均为r，0为水平连线AB的中点，C、D为AB连线中垂线上的两点。A、B两点分别固定有带电荷量均为Q（Q>0）的点电荷。在C点由静止释放一质量为m的带正电小球，小球竖直下落通过D点。重力加速度大小为g，静电力常量为k。则（　　） A. C、D两点的场强大小均为 B. 小球运动到D点时的动能为2mgr C. 小球从C点到D点的过程中，先加速后减速 D. 小球从C点到D点的过程中，电势能先增大后减小 7. 竖直方向上固定一个两边开口装有水银的连通器，如图甲所示，环境温度为12℃。现将一个黑色接收体和一个浅色接收体分别安装在左右空管上方，封闭两管空气，安装过程中两侧气体长度均为10cm。两接收体除了颜色不同外功能完全一样，可以吸收热量并传递给各自封闭的气体。在两接收体正中间点亮一盏小灯泡作为热源，如图乙所示。经过一段时间，会观测到某时刻左侧气体长度变为11cm，通过温度传感器贴近左管测出此时左管气体温度为90℃，已知大气压强为76cmHg，忽略气体与水银之间的热传递，则下列判断正确的是（　　） A. 黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更少 B. 右管气体在这段时间内，增加的内能大于吸收的热量 C. 右管气体此时的温度为18℃ D. 左管气体此时的压强为88cmHg 8. 如图（a），轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。一物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连。物块从开始下落到最低点的过程中，位移-时间（x-t）图像如图（b）所示，其中为物块刚接触薄板的时刻，为物块运动到最低点的时刻。弹簧形变在弹性限度内空气阻力不计。则（　　） A. 时刻物块的加速度大小比重力加速度小 B. ~时间内，有一时刻物块所受合外力的功率为零 C. ~时间内，物块所受合外力冲量的方向先竖直向下后竖直向上再竖直向下 D. 图（b）中OA段曲线为抛物线一部分，AB段曲线为正弦曲线的一部分 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OQ边竖直，OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连，质量均为m两小环A、B用长为L的轻绳相连，分别套在OP和OQ杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，已知重力加速度为g。 （1）当B环下落时，A环的速度大小为__________ （2）A环到达O点时B的速度大小为__________；A的速度大小为__________。 10. 科学实践小组对福州内河调研发现，弯曲河道的外侧河堤会受到流水冲击产生的压强。如图所示，河流某弯道处可视为圆心为O，半径为R的圆弧的一部分。假设河床水平，河道在整个弯道处宽度L和水深H均保持不变，水的流动速度v大小恒定，L≤R，河水密度为ρ，忽略流水内部的相互作用力。取弯道某处一垂直于流速的观测截面，则在一段极短时间Δt内，（1）流水速度改变量的大小为__________；（2）通过观测截面水的动量改变量大小为__________；（3）外侧河堤受到的流水冲击产生的压强大小为__________。 11. 如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。 （1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，小球的速度大小v0=______________； （2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求到这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小__________；电场力对小球做的功__________。 12. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为、（）； 请回答下面问题： （1）甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、、表示）； （2）乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、表示）； （3）比较甲、乙两同学测量折射率的方案，______（选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小，理由是______； （4）在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 指针式多用电表是实验室中常用测量仪器。 （1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是_______。（填选项前面的字母） A. 当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 B. 当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C. 当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 D. 当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 （2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。 a.若所选挡位直流50mA挡，则示数为________mA。 b.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为_______Ω。 c.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻为_______Ω。 （3）用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：______________。 A. 将红表笔和黑表笔接触 B. 把选择开关旋转到“×100”位置 C. 把选择开关旋转到“×1k”位置 D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 （4）某小组同学发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流和它的阻值的关系，他们分别画出了下列几种图像，其中可能正确的是________。 A. B. C. D. （5）图丙为图乙表盘的多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，电池的电动势，内阻，电阻刻度中间值为“15”，则此时欧姆表为电阻×________挡。若该欧姆表使用一段时间后，欧姆表内电池的电动势下降为8V，内阻升高为，但仍可欧姆调零。调零后，测得某电阻的阻值为，则该电阻的真实值为____________。 14. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。时刻，小物块在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当返回到倾斜轨道上的点（图中未标出）时，速度减为0。物块从开始运动到的过程中的图像如图（b）所示，图中的和均为已知量，为未知量。已知的质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力。求： （1）在内的平均速度与平均速率； （2）斜面的倾角的正弦值； （3）物块的质量。 15. 如图，在竖直平面内，有水平向右的匀强电场，一半径为的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平光滑绝缘轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为，，一质量为，带电量为的带正电小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道恰好能通过C点，并飞出落至水平轨道；已知小球在B处速度最大，重力加速度大小为。求： （1）匀强电场电场强度E； （2）小球到达A点时动量的大小； （3）小球从C点落至水平轨道的落地点与A之间的距离大小。 16. 某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为；Ⅱ区宽度为L，左边界与x轴垂直交于点，右边界与x轴垂直交于点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与点重合。从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为。忽略离子间的相互作用，不计重力。 （1）求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v； （2）求Ⅱ区内电场强度的大小E； （3）保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B（数值未知）方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到的距离S。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州三中2024-2025学年高三第二十次质量检查 物理试卷 考试时间：75分钟；满分：100分 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. 在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．因为介质中所以质点起振的方向都与振源起振的方向相同，由振动图象知波源开始振动的方向为负y方向，故第一个周期末开始振动的质点，其振动方向也是负y方向，根据上下波法可判断，A、C错误； BD．由振动图象知，后半个周期振幅较大，根据波的传播特点知，B错误；D正确。 故选D. 2. 2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A. 为“核聚变”的核反应方程式 B. 在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C. 核反应属于α衰变 D. 目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 【答案】B 【解析】 【详解】A．铀−235吸收中子后裂变为钡和氪，属于核裂变而非核聚变，故A错误； B．核裂变产物的比结合能大于初始重核的比结合能，钡核比铀核更稳定，故B正确； C．该反应是α粒子轰击氮核的人工核反应，并非自发的α衰变，故C错误； D．目前核电站均基于核裂变技术，核聚变尚未商用，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，质量为m的等腰直角三角板abc，用轻绳一端系着三角板a点，另一端固定于天花板，在三角板的c点作用水平拉力F，当系统处于平衡状态时，细绳与竖直方向夹角为30°，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 轻绳拉力大小为 B. 外力F大小为 C. 若保持外力F的方向不变，使三角板绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小 D 若保持细绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对三角板进行受力分析，受三力（重力mg、轻绳拉力T、外力F）而平衡，三角板处于平衡状态有 解得 选项AB错误； C．三角板绕O点逆时针转动过程中，细绳与竖直方向的夹角（设为）增大，由平衡条件可知，轻绳拉力的大小 故T必增大，选项C错误； D．若保持细绳拉力方向不变，由于三角板处于平衡状态，作出力的示意图如图所示 当外力F逆时针转动时，其大小先减小后增大，选项D正确。 故选D。 4. 2023年中国载人航天工程办公室公布了中国载人登月初步方案，计划2030年前实现载人登陆月球开展科学探索。地球的质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.6倍，则下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船离开地球到月球过程中，不计修正轨道的速度变化，飞船的速度先减小后增大 B. 忽略地球和月球的自转，航天员在月球上的重力是在地球上的重力的倍 C. 载人飞船从地球上发射的最小速度是从月球上发射的最小速度的倍 D. 载人飞船从地球上发射的最小速度需大于地球的第二宇宙速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．载人飞船从地球向月球间飞行时，同时受到月球与地球的引力作用，在地球附近地球对飞船的引力大于月球对飞船的引力，飞船的速度减小，在靠近月球附近月球对飞船的引力大于地球对飞船的引力，飞船的速度增大，A正确； B．航天员在星球表面上有 解得 因此航天员在月球上的重力是在地球上重力的倍，B错误； C．从星球上发射飞船的最小速度为星球的第一宇宙速度，由 解得 飞船从地球上发射的最小速度是从月球上发射的最小速度之比为C错误； D．第二宇宙速度是离开地球，绕太阳飞行，载人飞船在地月间运动，发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，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. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为。现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为，则以下说法正确的是（　　） A. 弹簧长度将变长 B. 弹簧长度将变短 C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】导体棒所处的磁场是由磁铁产生的，磁场方向指向右上方，如图甲 根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向指向右下方，根据牛顿第三定律知，磁铁受到导体棒的作用力指向左上方，设为，对条形磁铁受力分析，如图乙，由于有水平向左的分力和竖直向上的分力，可知弹簧长度变短，台秤对条形磁铁的支持力减小，故台秤示数 故AD错误 ，BC正确。 故选BC。 6. 如图，同一竖直平面内A、B、C、D四点距O点的距离均为r，0为水平连线AB的中点，C、D为AB连线中垂线上的两点。A、B两点分别固定有带电荷量均为Q（Q>0）的点电荷。在C点由静止释放一质量为m的带正电小球，小球竖直下落通过D点。重力加速度大小为g，静电力常量为k。则（　　） A. C、D两点的场强大小均为 B. 小球运动到D点时的动能为2mgr C. 小球从C点到D点的过程中，先加速后减速 D. 小球从C点到D点的过程中，电势能先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．AB两电荷分别在C、D两点产生的场强大小为 方向分别沿AC、BC方向，则C、D两点的场强大小为 故A错误； B．根据对称性可知C、D两点位于同一等势面上，小球从C点到D点的过程中，电场力做功为零，根据动能定理可得小球从C点到D点的过程中增加的动能即为该过程重力所做的功，故B正确； C．小球从C点到D点的过程中受重力和电场力的作用，因为不知道电场力和重力的大小关系，所以不能确定该过程中所受合力的方向，也就不能确定小球的运动情况，故C错误； D．小球从C点到D点的过程中，所受的电场力先向上后向下，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故D正确。 故选BD。 7. 竖直方向上固定一个两边开口装有水银的连通器，如图甲所示，环境温度为12℃。现将一个黑色接收体和一个浅色接收体分别安装在左右空管上方，封闭两管空气，安装过程中两侧气体长度均为10cm。两接收体除了颜色不同外功能完全一样，可以吸收热量并传递给各自封闭的气体。在两接收体正中间点亮一盏小灯泡作为热源，如图乙所示。经过一段时间，会观测到某时刻左侧气体长度变为11cm，通过温度传感器贴近左管测出此时左管气体温度为90℃，已知大气压强为76cmHg，忽略气体与水银之间的热传递，则下列判断正确的是（　　） A. 黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更少 B. 右管气体在这段时间内，增加的内能大于吸收的热量 C. 右管气体此时的温度为18℃ D. 左管气体此时的压强为88cmHg 【答案】BD 【解析】 【详解】A．左管空气柱更长说明黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更多，故可以压缩右侧气体体积，故A错误； B．根据热力学第一定律可知 右侧气体Q与W都为正数，则，故B正确； C．利用左右侧水银面高度差为2cm，求得右侧气体的压强为 对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中 解得 即为17.25℃，故C错误； D．对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中，，，， 解得，故D正确。 故选BD。 8. 如图（a），轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。一物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连。物块从开始下落到最低点的过程中，位移-时间（x-t）图像如图（b）所示，其中为物块刚接触薄板的时刻，为物块运动到最低点的时刻。弹簧形变在弹性限度内空气阻力不计。则（　　） A. 时刻物块的加速度大小比重力加速度小 B. ~时间内，有一时刻物块所受合外力的功率为零 C. ~时间内，物块所受合外力冲量的方向先竖直向下后竖直向上再竖直向下 D. 图（b）中OA段曲线为抛物线的一部分，AB段曲线为正弦曲线的一部分 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．对物体在运动过程中受力分析：在未接触薄板之前即t1之前，物体只受重力，物体做自由落体运动，x-t图像为抛物线，在接触薄板之后即t1之后，开始时物体受的向下的重力大于向上的弹力，根据牛顿第二定律可知，物块合力竖直向下，物体向下做加速度减小的加速。当弹力等于重力时，加速度为0，速度达到最大。然后弹力继续增大，大于重力，物块合力竖直向上，物体向下做加速度增加的减速运动。在t1~t2时间内有一临界点，即重力与弹力大小相等的点，此时合力为零，在该段物体以临界点为平衡位置做简谐运动，AB段曲线为正弦曲线的一部分，但因为A点物体速度不为零，B点速度为零，所以临界点的位置更靠近A点，物体所受合力为零的点在t1~时间内，该段时间内有一时刻物块所受合外力的功率为零。根据简谐运动的特点可知，B点加速度大于A点加速度，而A点加速度为g，所以时刻的加速度大小大于g，故A错误，BD正确； C．~时间内，物块先加速后减速，根据动量定理，合外力的冲量等于动量变化量，即物块所受合外力冲量的方向先竖直向下后竖直向上，故C错误。 故选BD。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OQ边竖直，OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连，质量均为m的两小环A、B用长为L的轻绳相连，分别套在OP和OQ杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，已知重力加速度为g。 （1）当B环下落时，A环速度大小为__________ （2）A环到达O点时B的速度大小为__________；A的速度大小为__________。 【答案】（1） （2） ①. 0 ②. 【解析】 【小问1详解】 B环下落一段位移后，设绳子与水平方向之间夹角为α，则与竖直方向之间的夹角β=90°-α，设此时A的速度为vA，将A的速度沿绳子方向与垂直于绳子的方向分解，设沿绳子方向的分速度为v，如图：则v=vAcosα 设B速度为vB，将B的速度也沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图，其中沿绳子方向的分速度与A沿绳子方向的分速度是相等的，则：v=vBcosβ 所以 当B环下落时绳子与水平方向之间的夹角sinα= 所以α=30° 则vB= B下降的过程中A与B组成的系统机械能守恒，得 联立得环的速度大小为 【小问2详解】 [1][2]当绳子与水平方向之间的夹角接近时， 则 可知当到达点时，B的速度等于0，由机械能守恒得 所以 10. 科学实践小组对福州内河调研发现，弯曲河道的外侧河堤会受到流水冲击产生的压强。如图所示，河流某弯道处可视为圆心为O，半径为R的圆弧的一部分。假设河床水平，河道在整个弯道处宽度L和水深H均保持不变，水的流动速度v大小恒定，L≤R，河水密度为ρ，忽略流水内部的相互作用力。取弯道某处一垂直于流速的观测截面，则在一段极短时间Δt内，（1）流水速度改变量的大小为__________；（2）通过观测截面水的动量改变量大小为__________；（3）外侧河堤受到的流水冲击产生的压强大小为__________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]水流做圆周运动，在极短时间内，速度的变化量，可根据圆周运动的向心加速度公式推导。 向心加速度 则 [2] [3] 11. 如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。 （1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，小球的速度大小v0=______________； （2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求到这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小__________；电场力对小球做的功__________。 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球运动时不受管壁的作用力，因而做圆周运动向心力由洛伦兹力提供：设速度为，有 解得 【小问2详解】 [1]在到这段时间内，细管内一周的感应电动势 由图乙可知 由于同一条电场线上各点的场强大小相等，所以 由 得 另解：磁场变化过程中，圆管所在的位置会产生电场，根据法拉第感应定律可知，电势差 电场处处相同，认为是匀强电场则有 又因为 得到场强 [2]在到这段时间内，小球沿切线方向的加速度大小恒为 小球运动的末速度大小 由图乙知 化简得 由动能定理，静电力做功为 解得 另解：球在电场力的作用下被加速。加速度的大小为：而电场力为 在时间内，小球一直加速，最终速度为 电场力做的功为 得到电场力做功 12. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为、（）； 请回答下面问题： （1）甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、、表示）； （2）乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、表示）； （3）比较甲、乙两同学测量折射率的方案，______（选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小，理由是______； （4）在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 甲 ②. 见解析 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 刻度尺上出现两个清晰光点，一个点为反射光与刻度尺交点，另一个为折射光与刻度尺的交点，令入射角与折射角分别为、，由于 可知，为反射光对应交点距离x轴的间距，为折射光对应交点距离x轴的间距，根据几何关系有， 甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率 解得 【小问2详解】 刻度尺上恰好只有一个光点，表明恰好发生全反射，此时入射角等于临界角，根据几何关系有 乙同学利用步骤④测得数据计算该玻璃砖的折射率 解得 【小问3详解】 [1][2]比较甲、乙两同学测量折射率的方案，甲同学的测量误差更小，乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确。 【小问4详解】 刻度尺逆时针偏离垂直轴位置，则偏大，偏小，结合上述可知，测量结果偏大。 13. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 （1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是_______。（填选项前面的字母） A. 当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 B. 当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C. 当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 D. 当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 （2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。 a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为________mA。 b.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为_______Ω。 c.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻为_______Ω。 （3）用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：______________。 A. 将红表笔和黑表笔接触 B. 把选择开关旋转到“×100”位置 C. 把选择开关旋转到“×1k”位置 D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 （4）某小组同学发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流和它的阻值的关系，他们分别画出了下列几种图像，其中可能正确的是________。 A. B. C. D. （5）图丙为图乙表盘的多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，电池的电动势，内阻，电阻刻度中间值为“15”，则此时欧姆表为电阻×________挡。若该欧姆表使用一段时间后，欧姆表内电池的电动势下降为8V，内阻升高为，但仍可欧姆调零。调零后，测得某电阻的阻值为，则该电阻的真实值为____________。 【答案】（1）AC （2） ①. 22.0 ②. 190 ③. 150 （3）BAD （4）AC （5） ①. 1k ②. 20 【解析】 【小问1详解】 A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，A正确； BC．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，B错误，C正确； D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，D错误。故选AC。 【小问2详解】 a.[1]若所选挡位为直流50mA挡，则最小刻度为1mA，则示数为22.0mA。 b.[2]若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为19×10Ω=190Ω。 c.[3]若所选挡位为电阻×10Ω挡，中值电阻为150Ω，则欧姆表表头内阻为150Ω。 【小问3详解】 用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，则必须要换成“×100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤是B、A、D。 【小问4详解】 根据闭合电路的欧姆定律可知 则 故选AC。 【小问5详解】 [1]由闭合电路的欧姆定律 即 则此时欧姆表为电阻×1kΩ挡； [2]调零后，欧姆表的内阻 表盘的刻度值不变，刻度为30kΩ时电路中的电流 联立解得 14. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。时刻，小物块在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当返回到倾斜轨道上的点（图中未标出）时，速度减为0。物块从开始运动到的过程中的图像如图（b）所示，图中的和均为已知量，为未知量。已知的质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力。求： （1）在内的平均速度与平均速率； （2）斜面的倾角的正弦值； （3）物块的质量。 【答案】（1）平均速度，平均速率； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像的面积为运动位移，知内位移 内位移 平均速度 平均速率 【小问2详解】 设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为，当物块沿斜面下滑时，根据牛顿第二定律 由图象知 当物体沿斜面上滑时，根据牛顿第二定律 由图象知 联立得 【小问3详解】 设物块和物块发生弹性碰撞后一瞬间的速度分别为、，由动量守恒 由能量守恒 联立方程解得， 根据图象可知 解得 15. 如图，在竖直平面内，有水平向右的匀强电场，一半径为的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平光滑绝缘轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为，，一质量为，带电量为的带正电小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道恰好能通过C点，并飞出落至水平轨道；已知小球在B处速度最大，重力加速度大小为。求： （1）匀强电场的电场强度E； （2）小球到达A点时动量的大小； （3）小球从C点落至水平轨道的落地点与A之间的距离大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电场力F=Eq，小球到达C点时所受合力的大小为F，指向圆心O。由力的合成法则有 所以 【小问2详解】 设小球到达C点时的速度大小为，由向心力公式得 解得 A到C， 解得 小球在A点的动量大小为 【小问3详解】 小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零，加速度大小为重力加速度的匀加速运动。水平方向做匀变速直线运动， y方向上， 解得 x方向上， 球落地点与A距离为 16. 某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为；Ⅱ区宽度为L，左边界与x轴垂直交于点，右边界与x轴垂直交于点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与点重合。从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为。忽略离子间的相互作用，不计重力。 （1）求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v； （2）求Ⅱ区内电场强度的大小E； （3）保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B（数值未知）方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到的距离S。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）设离子在Ⅰ区内做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律得 ① 根据几何关系得 ② 联立①②式得 （2）离子在Ⅱ区内只受电场力，x方向做匀速直线运动，y方向做匀变速直线运动，设从进入电场到击中测试板中心C的时间为t，y方向的位移为，加速度大小为a，由牛顿第二定律得 由运动的合成与分解得 ，， 联立得 （3）Ⅱ区内填充磁场后，离子在垂直y轴的方向做线速度大小为vcosθ的匀速圆周运动，如图所示。设左侧部分的圆心角为，圆周运动半径为，运动轨迹长度为，由几何关系得 ， 由于在y轴方向的运动不变，离子的运动轨迹与测试板相切于C点，则离子在Ⅱ区内的运动时间不变，故有 C到的距离 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $