精品解析：2025届安徽省蚌埠第二中学高三下学期最后一卷物理试题

蚌埠二中2024-2025学年度高三第二学期5月最后一考 物理试题 分值：100分测试时间：75分钟 *注意：所有选择题的答案必须用2B铅笔填涂在答题卡中相应的位置，否则该大题不予计分 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 产物结合能大于反应物的结合能 B. 光电效应中仅增强入射光的强度，饱和光电流及遏止电压将变大 C. 用α粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是质子 D. 某元素的半衰期为10天，若有100个此原子核，经过20天将衰变75个原子核 2. 2024年1月17日22时37分，天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO）。如图所示，飞船在LEO轨道M点喷火加速后顺利进入转移轨道，经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上运行的中国空间站完成对接，整个过程历时约3小时，飞船喷火前后可认为质量不变。下列说法正确的是（　　） A. 天舟七号的发射速度大于11.2km/s B. 天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站的运行周期 C. 天舟七号在LEO轨道运行的机械能小于在转移轨道运行的机械能 D. 天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小于空间站经过N点时的加速度 3. 如图（左）所示，单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图（右）所示。下列说法正确的是（　　） A. 线框转一周外力所做的功为 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 时刻线框平面与中性面垂直 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 4. 如图（a）所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布如图（b）（c）所示。现有一带负电的粒子（重力不计）以初速度v0沿轴线由P运动到Q，OP＝OQ＝L。关于粒子由P运动到Q的过程分析，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一直加速 B. 静电力对粒子做功不为0 C. 粒子所受静电力先增大后一直减小 D. 粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动 5. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法错误的是（　　） A. 该材料对红光的折射率为 B. 若，光线c消失 C. 若入射光a变为白光，光线b为白光 D. 若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 6. 如图所示，地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧上面叠放两个物块，两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为，上面物块质量为，重力加速度为，现给上面物块施加一个向上的拉力，控制拉力的大小，让两物块一起以的加速度向上匀加速运动，则两物块分离时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数的变化量绝对值为ΔU，电流表示数的变化量绝对值为ΔI，两电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小 B. C. 有从右向左的电流流过R2 D. R0的功率变小，电源的输出功率也变小 8. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速度放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 传送带对货物的摩擦力全程没有改变 B. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.5 C. 货物从下端A点运动到上端B点的时间为1.9s D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为34J 二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 9. 如图所示，两足够长且间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B．质量均为m的金属棒a、b垂直放在导轨上，给金属棒a水平向右、大小为的初速度，同时给金属棒b水平向左、大小为的初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，两金属棒接入电路的有效电阻均为R，导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开始运动的一瞬间，金属棒a的加速度大小为 B. 当金属棒b的速度为零时，金属棒a的速度大小为 C. 最终通过金属棒b的电荷量为 D. 最终金属棒a中产生的焦耳热为 10. 如题图所示，x轴上方存在垂直xOy平面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场。位于坐标原点的离子源从时刻开始、沿xOy平面持续发射速度大小范围为、质量为、电荷量为+q的粒子，离子源发出的各种速度的粒子向各个方向都均匀分布。不计离子重力及离子间相互作用，且忽略相对论效应。则（　　） A. 速度为的离子，在磁场中匀速圆周运动的半径为L B. 速度为的离子，在x轴上能够被探测到的区间为 C. 在时间段内，磁场中可探测到离子区域的最大面积为 D. 在时间段内，磁场中可探测到离子区域的最大面积为 三、实验题：本题2个小题共16分，其中11题6分，12题10分，每空2分。 11. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F max和最小值F min ，当F min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的数学表达式为_________（用题中所给的已知物理量符号表示）。 （2）若图线的斜率为k，则小钢球的质量m为____________。（用题中所给的已知物理量符号表示） （3）该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。 A. 小钢球摆动角度偏大 B. 小钢球初始速度不同 C. 小钢球摆动过程中有空气阻力 12. 磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值（约几千欧）随磁感应强度的变化关系。 所用器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表（量程为0~3V，内阻为2kΩ）和毫安表（量程为0~3mA，内阻不计）。定值电阻、开关、导线若干 （1）为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。 （2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为______V，电流表读数为0.5mA，则此时磁敏电阻的阻值为______。 （3）实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T，则图中______（填“”或“”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______（保留2位有效数字）。 四、计算题：本题3个小题共42分，其中13小题10分、14小题16分、15小题16分，解答过程要有必要的图像、文字说明等。 13. 如图所示，导热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝20kg，活塞质量m＝1kg，活塞横截面积S＝100cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2。求： （1）汽缸内气体的压强p1； （2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，汽缸内气体的温度升高了多少。 14. 如图所示，在倾角的足够长固定斜面的下端垂直斜面固定着一挡板，底部光滑的物块A与物块B用足够长的轻弹簧拴接并静止在斜面上，物块A与挡板接触。初始时弹簧处于原长状态，现在将底部光滑而侧面有粘性的物块C从距离B物块处由静止释放，C与B发生完全非弹性碰撞并粘合成一个整体（碰后C，B与斜面依然保持良好接触）继续运动。已知：C、B质量均为，B与斜面的动摩擦因数，弹簧劲度系数且始终处在弹性限度内，弹性势能（为弹簧形变量），简谐运动的周期为，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B、C均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。 （1）求B和C碰撞过程中系统损失的机械能； （2）C与B碰后并粘在一起运动的过程中A恰好未离开挡板，求A的质量； （3）求弹簧从第一次压缩到最短到最终稳定所用的时间t。 15. 如图所示，在xOy的平面直角坐标系中有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。t=0时，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O，以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场，除了受到洛伦兹力外，还受到与速度方向相反的阻力作用，不计带电粒子的重力。 （1）若阻力大小恒为f，求带电粒子在磁场中运动的路程。 （2）试证明无阻力时粒子运动周期与速度大小无关，若有阻力且阻力大小与速度成正比，即f=kv，求带电粒子速度方向第一次沿y轴正向时所经过的时间。 （3）若阻力大小与速度成正比，即f=kv，且，带电粒子经过足够长时间，趋近于停止运动，求运动全过程的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 蚌埠二中2024-2025学年度高三第二学期5月最后一考 物理试题 分值：100分测试时间：75分钟 *注意：所有选择题的答案必须用2B铅笔填涂在答题卡中相应的位置，否则该大题不予计分 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 产物结合能大于反应物的结合能 B. 光电效应中仅增强入射光的强度，饱和光电流及遏止电压将变大 C. 用α粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是质子 D. 某元素的半衰期为10天，若有100个此原子核，经过20天将衰变75个原子核 【答案】A 【解析】 【详解】A．核反应中，若释放能量，产物的总结合能应大于反应物的总结合能。氘（2H）和氦-3（3He）的结合能总和约为9.9 MeV，而产物质子（1H）的结合能为0，氦-4（4He）的结合能约为28.3 MeV，总和更大，故A正确； B．增强入射光强度会增大饱和光电流（与光子数成正比），但遏止电压仅由入射光频率决定，与强度无关，故B错误； C．α粒子（4He）轰击铍-9（9Be）生成碳-12（12C）和中子（1n），而非质子，故C错误； D．半衰期公式计算衰变数目为75个，但该结论仅适用于大量原子核的统计规律，题目中100个原子核的实际衰变数目存在随机性，不能断言“将衰变75个”，故D错误。 故选A。 2. 2024年1月17日22时37分，天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO）。如图所示，飞船在LEO轨道M点喷火加速后顺利进入转移轨道，经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上运行的中国空间站完成对接，整个过程历时约3小时，飞船喷火前后可认为质量不变。下列说法正确的是（　　） A. 天舟七号的发射速度大于11.2km/s B. 天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站的运行周期 C. 天舟七号在LEO轨道运行的机械能小于在转移轨道运行的机械能 D. 天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小于空间站经过N点时的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．天舟七号发射后绕地球沿椭圆轨道运动，发射速度应大于，小于，故A错误； B．LEO轨道的半长轴小于空间站正圆轨道的半径，根据开普勒第三定律可知，天舟七号在LEO轨道的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误； C．天舟七号由LEO轨道进入转移轨道需要在M点加速，加速瞬间反冲力对天舟七号做正功，机械能增大，故天舟七号在LEO轨道运行的机械能小于在转移轨道运行的机械能，故C正确； D．根据牛顿第二定律有 得 说明绕同一天体运动的不同卫星经过同一点时的加速度相同，故天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度等于空间站经过N点时的加速度，故D错误。 故选C。 3. 如图（左）所示，单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图（右）所示。下列说法正确的是（　　） A. 线框转一周外力所做的功为 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 时刻线框平面与中性面垂直 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】A 【解析】 【详解】C．由图像可知，时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，故C错误； B．由图可知，交流电的周期为T，则 由交流电的电动势的最大值为 则有效值为 故B错误； A．线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，即 故A正确； D．从0时刻到时刻的平均感应电动势为 故D错误。 故选A。 4. 如图（a）所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布如图（b）（c）所示。现有一带负电的粒子（重力不计）以初速度v0沿轴线由P运动到Q，OP＝OQ＝L。关于粒子由P运动到Q的过程分析，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一直加速 B. 静电力对粒子做功不为0 C. 粒子所受静电力先增大后一直减小 D. 粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图（c）可知，段电场强度向左，段电场强度向右，因粒子带负电，故粒子在段所受电场力向右，做加速运动，在段所受电场力向左，做减速运动，故A错误； BD．由图（c）可知，、两点电势相等，粒子在、两点电势能相等，故静电力对粒子做功为0，根据动能定理可知，粒子经过Q点时速度向右，大小为，若小于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功，粒子经Q点后会在某处返回，若大于或等于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功，粒子经Q点后会一直沿x轴正向运动，故B错误，D正确； C．由图（b）可知，由到电场强度先增大后减小，再增大再减小，故粒子所受静电力先增大后减小，再增大再减小，故C错误。 故选D。 5. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法错误的是（　　） A. 该材料对红光的折射率为 B. 若，光线c消失 C. 若入射光a变为白光，光线b为白光 D. 若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为 故A正确，不符合题意； B．设临界角为C，得 故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确，不符合题意； C．由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确，不符合题意； D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误，符合题意。 本题选择错误选项，故选D。 6. 如图所示，地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧上面叠放两个物块，两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为，上面物块质量为，重力加速度为，现给上面物块施加一个向上的拉力，控制拉力的大小，让两物块一起以的加速度向上匀加速运动，则两物块分离时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设静止时弹簧的压缩量为，初状态时对整体，有 两物块分离时，加速度相等且它们之间没有弹力。设分离时弹簧的压缩量为，对下面物块，有 解得 因此 分离之前两物块做匀加速运动，则有 解得 故选C。 7. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数的变化量绝对值为ΔU，电流表示数的变化量绝对值为ΔI，两电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小 B. C. 有从右向左的电流流过R2 D. R0的功率变小，电源的输出功率也变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．若照射光敏电阻的光照强度减弱，则增大，根据串反并同规律可知，电流表的示数变小，电压表的示数变大，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 即 故，故B错误； C．据电路可知，电容器右极板带正电，左极板带负电，电容器两极板间电压增大，故电容器充电，有从右向左的电流流过，故C正确； D．因流过的电流减小，根据 可知的功率变小，因不知道与的大小关系，故电源的输出功率如何变化无法确定，故D错误。 故选C。 8. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速度放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 传送带对货物的摩擦力全程没有改变 B. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.5 C. 货物从下端A点运动到上端B点的时间为1.9s D. 传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为34J 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据功能关系，摩擦力对货物做的功等于货物机械能的变化量，故有 即 即图像的斜率等于摩擦力，故传送带对货物的摩擦力在处由滑动摩擦力变为静摩擦力，故A错误； B．由题意知， 解得，故B错误； C．货物在传送带上匀加速的过程，根据牛顿第二定律有 解得 设货物在传送带上匀加速的时间为，则 解得 传送带的运行速度为 货物随传送带一起匀速运动的过程，机械能的增加量等于重力势能的增加量，故有 求得 故货物随传送带一起匀速运动的时间为 故货物从下端A点运动到上端B点的时间为，故C正确； D．设传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为，根据能量守恒有，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 9. 如图所示，两足够长且间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B．质量均为m的金属棒a、b垂直放在导轨上，给金属棒a水平向右、大小为的初速度，同时给金属棒b水平向左、大小为的初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，两金属棒接入电路的有效电阻均为R，导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开始运动的一瞬间，金属棒a的加速度大小为 B. 当金属棒b的速度为零时，金属棒a的速度大小为 C. 最终通过金属棒b的电荷量为 D. 最终金属棒a中产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．开始运动的一瞬间，电路中的电流 此时金属棒a的加速度大小为 故A错误； B．由于a、b组成的系统合外力总是为零，因此系统动量守恒，设b的速度为零时a的速度大小为，则 解得 故B正确： C．设最终的共同速度为v，则 解得 对金属棒b研究，根据动量定理可得 解得 故C错误； D．设金属棒a中产生的焦耳热为Q，则 解得 故D正确。 故选BD。 10. 如题图所示，x轴上方存在垂直xOy平面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场。位于坐标原点的离子源从时刻开始、沿xOy平面持续发射速度大小范围为、质量为、电荷量为+q的粒子，离子源发出的各种速度的粒子向各个方向都均匀分布。不计离子重力及离子间相互作用，且忽略相对论效应。则（　　） A. 速度为的离子，在磁场中匀速圆周运动的半径为L B. 速度为的离子，在x轴上能够被探测到的区间为 C. 在时间段内，磁场中可探测到离子区域的最大面积为 D. 在时间段内，磁场中可探测到离子区域的最大面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力得 得 将代入得 故A正确； B．根据左手定则可知，射入磁场中的离子将沿顺时针方向做匀速圆周运动，当时 沿各个方向射入磁场的离子的运动轨迹如图所示 由图可知，在x轴上能够被探测到的区间为 故B错误； CD．离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 所以 在时间段内，0时刻射入磁场的离子在磁场中转过的圆心角均为，磁场中可探测到离子最远点落在一段圆弧上，该圆弧以O为圆心、以为半径、对应的圆心角为，如图所示 可探测到离子区域的最大面积为 故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题：本题2个小题共16分，其中11题6分，12题10分，每空2分。 11. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F max和最小值F min ，当F min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的数学表达式为_________（用题中所给的已知物理量符号表示）。 （2）若图线的斜率为k，则小钢球的质量m为____________。（用题中所给的已知物理量符号表示） （3）该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。 A. 小钢球摆动角度偏大 B. 小钢球初始速度不同 C. 小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】（1） （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 设小钢球在最低点的速度为，根据牛顿第二定律可得 当刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。设此时小钢球的速度为，根据牛顿第二定律可得 根据机械能守恒可得 联立可得 【小问2详解】 若图线的斜率为k，根据 可得 解得小钢球的质量为 【小问3详解】 该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得小钢球的机械能减小。 故选C。 12. 磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值（约几千欧）随磁感应强度的变化关系。 所用器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表（量程为0~3V，内阻为2kΩ）和毫安表（量程为0~3mA，内阻不计）。定值电阻、开关、导线若干 （1）为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。 （2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为______V，电流表读数为0.5mA，则此时磁敏电阻的阻值为______。 （3）实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T，则图中______（填“”或“”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______（保留2位有效数字）。 【答案】（1） （2） ①. 1.30 ②. 3900Ω## （3） ①. ②. 2.8 【解析】 【小问1详解】 根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下 【小问2详解】 [1]电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.30V, [2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两端的电压为 电流表读数为0.5mA，故此时磁敏电阻的阻值为 【小问3详解】 [1]根据闭合电路可得可得输出电压为 要求输出电压达到或超过2.0V时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要的阻值增大才能实现此功能，故为磁敏电阻； [2]开始报警时磁感应强度为0.2T，此时 电压 根据电路关系 解得另一固定电阻的阻值应为 四、计算题：本题3个小题共42分，其中13小题10分、14小题16分、15小题16分，解答过程要有必要的图像、文字说明等。 13. 如图所示，导热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝20kg，活塞质量m＝1kg，活塞横截面积S＝100cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2。求： （1）汽缸内气体的压强p1； （2）当活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时，汽缸内气体的温度升高了多少。 【答案】（1）1.2×105Pa；（2）300K 【解析】 【详解】（1）以汽缸为研究对象，受力分析如图所示： 由平衡方程 Mg＋p0S＝p1S 代入数据得 （2）缸内气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得 其中有 T1=(27+237)K=300K V1=0.5LS V2=LS 代入数据得 T2=600K 升高温度为 14. 如图所示，在倾角的足够长固定斜面的下端垂直斜面固定着一挡板，底部光滑的物块A与物块B用足够长的轻弹簧拴接并静止在斜面上，物块A与挡板接触。初始时弹簧处于原长状态，现在将底部光滑而侧面有粘性的物块C从距离B物块处由静止释放，C与B发生完全非弹性碰撞并粘合成一个整体（碰后C，B与斜面依然保持良好接触）继续运动。已知：C、B质量均为，B与斜面的动摩擦因数，弹簧劲度系数且始终处在弹性限度内，弹性势能（为弹簧形变量），简谐运动的周期为，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B、C均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。 （1）求B和C碰撞过程中系统损失的机械能； （2）C与B碰后并粘在一起运动的过程中A恰好未离开挡板，求A的质量； （3）求弹簧从第一次压缩到最短到最终稳定所用的时间t。 【答案】（1） （2） （3）s 【解析】 【小问1详解】 C下滑过程由动能定理得 C和B碰撞过程由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 解得 【小问2详解】 由分析可知整体第一次向下运动的最大位移等于弹簧的最大形变量，C、B从碰后到第一次运动至最低点的过程，由能量守恒定律 解得 C、B整体向下运动过平衡位置点时，回复力为零，此时弹簧形变量为则 解得 设C、B整体经平衡位置点向下运动一小段距离后，偏离平衡位置的位移为，弹簧形变量为则 故形变量为时，回复力的大小为 又因为回复力方向和位移的方向相反，证得C、B整体向下的运动为单方向简谐运动。 则C、B整体向下运动的振幅 在最低点时，整体所受弹簧弹力为 此后将向上运动。同理可证整体向上的运动也是单方向简谐振动，平衡位置为点，此时弹簧形变量设为，平衡位置回复力为零，则 解得 若记本次为第1次单方向简谐振动，运动的振幅为 向上运动到达最高点时弹簧的伸长量为0.14m，此时弹簧弹力为14N 由于A恰好未离开挡板，对A物块受力分析 解得 【小问3详解】 分析可知，向上运动到达最高点之后整体将向下做第2次单方向简谐振动，平衡位置又变成点，振幅为 向下运动到达最低点之后整体将向上做第3次单方向简谐振动，平衡位置又变成点，振幅为 由上述分析发现整体振幅的变化将依次递减0.02m，则第次振动的振幅为 考虑整体最后停止的位置一定位于弹簧压缩状态，设停止时弹簧压缩量为，则由整体静止条件得 解得0.01m≤≤0.03m 当整体向上运动以为点为平衡位置做第9次单方向简谐振动的振幅m，则当整体从最低点往上运动后速度会变为零，此时弹簧形变量为m，整体将停止运动。 综上，弹簧从第一次压缩到最短到最终稳定的所用的时间为：9次单方向简谐振动的总时间 15. 如图所示，在xOy的平面直角坐标系中有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。t=0时，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O，以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场，除了受到洛伦兹力外，还受到与速度方向相反的阻力作用，不计带电粒子的重力。 （1）若阻力大小恒为f，求带电粒子在磁场中运动的路程。 （2）试证明无阻力时粒子运动周期与速度大小无关，若有阻力且阻力大小与速度成正比，即f=kv，求带电粒子速度方向第一次沿y轴正向时所经过的时间。 （3）若阻力大小与速度成正比，即f=kv，且，带电粒子经过足够长时间，趋近于停止运动，求运动全过程的位移。 【答案】（1） （2）无阻力时粒子做匀速圆周运动，根据， 联立求得粒子运动周期为 该周期仅与磁感应强度、质量和电荷量有关，与速度大小无关。 有阻力时的首次转向时间：速度方向首次沿轴正方向的时间为四分之一周期，即 （3），方向与x轴正方向夹角为60°斜向右上方 【解析】 【小问1详解】 洛伦兹力对粒子不做功，当阻力恒为时，粒子的动能全部被阻力消耗。由动能定理有 求得带电粒子在磁场中运动的路程 【小问2详解】 略； 【小问3详解】 阻力且时的总位移∶对x方向和y方向分别用动量定理得 x方向∶ 得 y方向∶ 得 总位移大小为，方向与x轴正方向夹角 联立求得，方向与x轴正方向夹角斜向右上方。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $