精品解析：2025届北京市大兴精华学校高三下学期考前预测物理试卷

2024－2025学年高考适应性测试 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 以下四幅图是分别通过四个光学实验获得的图样，这四幅图中属于衍射图样的是（　　） A. B. C. D. 2. 下列物质中，本质不是电子的是（　　） A. 阴极射线 B. 射线 C. 伦琴射线 D. 光电子 3. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 甲物体比乙物体的温度高，所以甲物体的内能一定大 C. 气体吸热，内能一定增大 D. 一定质量的理想气体绝热膨胀，压强一定减小 4. 如图1为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置处的质点，图2为质点的振动图像，则（　　） A. 时，质点的速度达到正向最大 B. 时，质点的加速度达到正向最大 C. 从到，该波沿轴正方向传播了 D. 从到，质点通过的路程为 5. 两个相同小铁块A和B，分别从固定的、高度相同的光滑斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部，如图所示。如果它们的初速度都为零，且下滑到底部的路程相同，则下列说法正确的是（　　） A. 它们到达底部时速度相同 B. 它们到达底部过程中重力做功相同 C. 它们到达底部过程中重力的冲量相同 D. 整个过程中合外力的冲量相同 6. 如图所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，单匝线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，电流表为理想交流电表。从图示位置开始计时，穿过线框的磁通量最大值，电阻，线圈电阻也是，其余电阻不计。下列判断正确的是（　　） A. 的电功率为 B. 时刻，电流表示数为零 C. 产生的交变电流的频率为 D. 两端电压的瞬时值表达式为 7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上的点处固定一带电荷量为的小球甲，另一电荷量为的带电小球乙仅在库仑力的作用下绕球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，C、D为短轴两端点，两小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（　　） A. 球乙运动中A点速度值最小，加速度值最小 B. 球乙从C点经A点到D点的时间等于从D点经B点到C点的时间 C. 沿曲线，电势一定一直减小 D. 球乙从B点运动到A点过程中，其电场力的功率一直减小 8. 电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的、、，流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上、下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串联了电阻的电流表的电路连接，表示测得的电流值，已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则（　　） A. 流量为 B. 流量为 C. 若污水浓度变大，则流体的电阻率变大 D. 若流体的电阻率变小，则上下两板间电势差将变大 9. 北京某中学的教室有一朝南的合金窗，教室所处地磁场的磁感应强度水平分量大小为，方向垂直于窗户平面且指向室内。窗的窗扇竖直边长为，水平边长为，一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为。对该过程判断正确的是（　　） A. 通过窗扇的磁通量大小在不断增大 B. 窗扇的平均感应电动势大小为 C. 从学生视角，窗扇产生顺时针方向的电流 D. 推窗过程中电能转化成机械能 10. 如图1，一质量为的平板车静止在光滑水平面上，有一质量为的小滑块以一定的水平速度冲上平板车，之后小滑块和平板车的－图像如图2所示，平板车足够长。下列说法正确的是（　　） A. 由图像可知： B. 若仅增大滑块与平板车间的动摩擦因数，线段变长 C. 若仅增大平板车质量，线段的斜率变小 D. 图中的面积表示小滑块滑上平板车后小滑块的对地位移 11. 已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零。假设距离某星球球心处的重力加速度g与h的关系图像如图所示，已知引力常量为，取球心处重力势能为零。则下列说法不正确的是（　　） A. 可依据图像求出该星球质量 B. 可求出距球心处质量为物体的重力势能 C. 该星球的第二宇宙速度为 D. 在距球心轨道上运行的卫星速度大小为 12. 如图1，在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 投影做的是简谐运动，其振幅为 B. 时间内，投影的速度逐渐增大 C. 磁感应强度大小为 D. 投影的速度最大值为 13. 如图所示为无人机内部的一个加速度计部件，可以测量竖直轴向加速度，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为，加速度的方向竖直向上时为正值。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 当无人机悬停在空中时， B. 当无人机自由下落时， C. 当时，无人机处于失重状态 D. 无人机无论悬停在地球表面还是空间站的“天宫”中，的数值都一样 14. 当温度降至临界值以下时，某些导体电阻会骤降为零，这种现象称为超导体的零电阻特性。1933年，德国物理学家迈斯纳与奥森赛尔德在锡单晶球实验中发现，超导体进入超导态后会排斥体内磁场，使磁感应强度变为零，即完全抗磁性，这一现象被称为“迈斯纳效应”，与静电平衡下导体内部场强为零的特性相似。超导体在磁场中会激发表面无损耗的超导电流，其产生的磁场恰好抵消外磁场进入内部，形成磁排斥效应。根据以上描述，当导体处于超导状态时，下列说法正确的是（　　） A. 迈斯纳效应表明超导体具有零电阻特性 B. 超导体表面无损损耗电流的能量来源是所处空间磁场的磁能 C. 超导体内部磁感应强度为零的机理是超导体内部超导电流产生的磁场抵消外磁场 D. 由电阻定律可知，超导体的等效电阻率趋近于无穷大 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学最终得到的计算结果和大多数同学的比较明显偏小，可能是由于_____。 A. 将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 C. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了6滴 D. 水面上痱子粉撒得太多 16. 某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯安装在铁芯上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯的两臂上，如图所示。下列说法正确的是_____。 A. 为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源 B. 变压器中铁芯是整块硅钢 C. 保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D. 变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 17. 如图所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落。 （1）实验中得到如图所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量________。 （2）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图所示的图像，由图像可求得当地的重力加速度________（保留两位小数）。 18. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，被测电池的电动势约为，内阻约为。要求尽量减小实验误差。 （1）本实验依据的实验原理是：______。 （2）根据题目要求，应该选择的实验电路是下图中的______（选填“图1”或“图2”）。 （3）已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： A.电流表：量程，内阻约 B.电流表：量程，内阻约 C.电压表：量程，内阻约 D.滑动变阻器：，额定电流2A E.滑动变阻器：，额定电流1A 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。 （4）如图3是某同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线。若仅考虑电表内阻的影响，图中描绘的点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电池的电流真实值”所对应点迹存在一定的偏差，请根据实验中该同学测得的数据，以及电表的参数估算这一偏差的数量级约为______。 A. B. C. D. （5）用同一个电池给不同的玩具电动机供电，若电动机直流电阻为，两端电压为，通过的电流为，电池的电动势为，内阻为，则电动机获得最大功率的条件是______。 A. B. C. D. 19. 将电源、开关、导体棒与足够长的光滑平行金属导轨连接成闭合回路，整个回路水平放置，俯视图如图1所示，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。已知磁感应强度为，电源电动势为、内阻为。导体棒的质量为，电阻为，长度恰好等于导轨间的宽度，不计金属轨道的电阻。求： （1）闭合开关瞬间导体棒加速度的大小； （2）分析导体棒运动情况，并在图2中定性画出从静止到最大速度的图像； （3）导体棒的速度从0增加到的过程中，通过导体棒的电量。 20. 如图所示，一根内壁光滑的圆弧形细圆管竖直放置，且管口A与圆心O连线水平，圆弧半径为R，已知重力加速度为g，细管半径和R相比可忽略。 （1）一小球从管口A的正上方h1高处自由下落后，恰好能到达管口C处，求h1。 （2）若质量为m的小球从管口A的正上方某高度自由下落，它能从管口C处飞出后又落到管口A处，求： a．小球释放位置距A的高度h2； b．在该过程中，小球到细管最低点时对细管的压力大小。 21. 圆周运动是曲线运动的一种特例。由于其属于变加速曲线运动，在研究过程中我们经常用到的方法就是微元法。 （1）质点沿半径为、圆心为的圆周以恒定大小的速度运动，某时刻质点位于位置，经极短时间后运动到位置，如图1所示，试根据加速度的定义，推导质点在位置时的加速度的大小。 （2）物体做曲线运动的情况较复杂，一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图2所示，曲线上点的曲率圆定义为通过点和曲线上紧邻点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作点的曲率圆，其半径叫作点的曲率半径，在分析物体经过曲线上某位置的运动时，就可以按其等效的圆周运动来分析和处理。将一物体沿与水平面成角的方向以速度抛出，如图3所示。已知重力加速度为，求其轨迹最高点处的曲率半径。 （3）《自然哲学的数学原理》中记载牛顿是这样研究匀速圆周运动的：如图4所示，质量为的小球沿正多边形的各边做速度大小恒为的运动，若正多边形的边数趋近于无穷大，则上述运动可看作匀速圆周运动，若其半径为，试用动量定理推导向心力表达式（当足够小时，有）。 22. 如图1所示，真空中有一长直细金属导线，长为，与导线同轴放置一半径为高也为的金属圆柱面，将外壳接地。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，且单位长度导线单位时间内射出的电子数为。已知电子质量为，电荷量为。不考虑出射电子间的相互作用。 （1）若导线单位时间发射电子的总动能为。求： a.稳定状态下，通过接地线的电流； b.出射电子的初速度大小。 （2）在金属圆柱内空间施加平行于导线向下的匀强磁场，如图2。已知磁感应强度为，若想让电子依旧全部打到圆柱面上，求导线单位时间辐射电子的总动能最小值。 （3）在金属圆柱内空间施加平行于导线向上的匀强电场，如图3。经数据分析发现，通过接地线的电流随着匀强电场强度均匀变化，其图像如图4。若已知该图像的斜率绝对值为，求导线单位时间辐射电子的总动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024－2025学年高考适应性测试 物理 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 以下四幅图是分别通过四个光学实验获得的图样，这四幅图中属于衍射图样的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．双缝干涉的图样为明暗相间的干涉条纹，所以条纹宽度相同且等间距，故其为干涉图样，故A错误； B．肥皂泡沫是薄膜干涉中的色散现象，故B错误； C．影的中心存在一个亮斑，是光线通过一个不透光的小圆盘得到的衍射图样，故C正确； D．此图样为光的折射现象，故D错误。 故选C。 2. 下列物质中，本质不是电子的是（　　） A. 阴极射线 B. 射线 C. 伦琴射线 D. 光电子 【答案】C 【解析】 【详解】A．阴极射线是高速电子流，本质为电子，A错误； B．射线是原子核衰变时释放的电子流，本质为电子，B错误； C．伦琴射线（X射线）是电磁波，本质为光子，而非电子，C正确； D．光电子是金属表面逸出的电子，本质为电子，D错误。 故选C。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 甲物体比乙物体的温度高，所以甲物体的内能一定大 C. 气体吸热，内能一定增大 D. 一定质量的理想气体绝热膨胀，压强一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子的运动，并非分子本身，故A错误； B．内能由温度、质量、物质种类共同决定，温度高不一定内能大，故B错误； C．由热力学第一定律，可知气体吸热时，若对外做功且做功量大于吸热，即，，且，则，即内能减少，故C错误； D．绝热膨胀时，有，气体对外做功即，则，即内能减少，温度降低。则理想气体状态参量与的乘积减小，而体积增大，则压强必减小，故D正确。 故选D。 4. 如图1为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置处的质点，图2为质点的振动图像，则（　　） A. 时，质点的速度达到正向最大 B. 时，质点的加速度达到正向最大 C. 从到，该波沿轴正方向传播了 D. 从到，质点通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图 2 知，周期 时质点Q向上振动，结合图 1，波沿x轴正方向传播。时，质点Q在平衡位置向下振动，速度达到负向最大，A错误； B．时，质点在平衡位置向下振动，加速度为0，B错误； C．波速 由图 1 知 则 从到，时间 传播距离，C正确； D．从到，时间 质点Q从平衡位置到最大位移处，路程为，D错误。 故选C。 5. 两个相同小铁块A和B，分别从固定的、高度相同的光滑斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部，如图所示。如果它们的初速度都为零，且下滑到底部的路程相同，则下列说法正确的是（　　） A. 它们到达底部时速度相同 B. 它们到达底部过程中重力做功相同 C. 它们到达底部过程中重力的冲量相同 D. 整个过程中合外力的冲量相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．小铁块从顶点到底部过程，根据动能定理可得 可得小铁块到达底部的速度大小为 可知小铁块A和B到达底部时速度大小相等，方向不同，故A错误； B．根据重力做功，可知它们到达底部过程中重力做功相同，故B正确； C．重力的冲量为，由上述可知它们达底部时速度的大小相同，下滑到底部的路程相同，但在过程中小铁块A是匀加速直线运动，小铁块B是加速度减小的加速运动，则通过速度时间图像分析可知它们运动时间不相同，故重力的冲量不同，故C错误； D．根据动量定理可得 由于小铁块A和B到达的速度方向不同，可知整个过程中铁块的动量变化不相同，则合外力的冲量不同，故D错误。 故选B。 6. 如图所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，单匝线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，电流表为理想交流电表。从图示位置开始计时，穿过线框的磁通量最大值，电阻，线圈电阻也是，其余电阻不计。下列判断正确的是（　　） A. 的电功率为 B. 时刻，电流表示数为零 C. 产生的交变电流的频率为 D. 两端电压的瞬时值表达式为 【答案】A 【解析】 【详解】C．根据，解得，故C错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知 由闭合电路欧姆定律可知 电流表示数为有效值，即，故B错误； A．的电功率为，故A正确； D．两端电压的瞬时值表达式为，其中 解得，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上的点处固定一带电荷量为的小球甲，另一电荷量为的带电小球乙仅在库仑力的作用下绕球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，C、D为短轴两端点，两小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（　　） A. 球乙运动中A点速度值最小，加速度值最小 B. 球乙从C点经A点到D点的时间等于从D点经B点到C点的时间 C. 沿曲线，电势一定一直减小 D. 球乙从B点运动到A点过程中，其电场力的功率一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球乙围绕甲运动类似于行星绕太阳的运动，则A点相当于远日点，速度最小，根据，可得此时距离最远，则库仑力最小，故加速度值最小，故A正确； B．根据开普勒第二定律可知球乙从C点经A点到D点的时间与从D点经B点到C点的时间不相同，故B错误； C．小球乙从B点运动到A点过程中，库仑力一直做负功，故电势能一直增加，故C错误； D． 球乙在B点和A点时速度方向与电场力方向垂直，可知电场力的功率均为零；则从B点运动到A点过程中，其电场力的功率先增加后减小，故D错误。 故选A。 8. 电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的、、，流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上、下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串联了电阻的电流表的电路连接，表示测得的电流值，已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则（　　） A. 流量为 B. 流量为 C. 若污水浓度变大，则流体的电阻率变大 D. 若流体的电阻率变小，则上下两板间电势差将变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当洛伦兹力与电场力平衡时，则处于稳定状态，则有 解得 根据电阻定律 则总电阻R总=r+R 所以解得 所以流量，故AB错误； CD．若污水浓度变大，液体导电性能增加，流体的电阻率变小，因上下极板的电动势U=cBv一定，则此时回路电流变大，上下极板的电势差，则上下两板间电势差将变大，故C错误，D正确。 故选D。 9. 北京某中学的教室有一朝南的合金窗，教室所处地磁场的磁感应强度水平分量大小为，方向垂直于窗户平面且指向室内。窗的窗扇竖直边长为，水平边长为，一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为。对该过程判断正确的是（　　） A. 通过窗扇的磁通量大小在不断增大 B. 窗扇的平均感应电动势大小为 C. 从学生视角，窗扇产生顺时针方向的电流 D. 推窗过程中电能转化成机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．通过窗扇的磁通量大小在不断减小，选项A错误； B．窗扇的平均感应电动势大小为，选项B正确； C．根据楞次定律可知，从学生视角，窗扇产生逆时针方向的电流，选项C错误； D．推窗过程中机械能转化成电能，选项D错误。 故选B。 10. 如图1，一质量为的平板车静止在光滑水平面上，有一质量为的小滑块以一定的水平速度冲上平板车，之后小滑块和平板车的－图像如图2所示，平板车足够长。下列说法正确的是（　　） A. 由图像可知： B. 若仅增大滑块与平板车间的动摩擦因数，线段变长 C. 若仅增大平板车质量，线段的斜率变小 D. 图中的面积表示小滑块滑上平板车后小滑块的对地位移 【答案】C 【解析】 【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知滑块的加速度大于平板车的加速度，滑块和平板车所受合力相等，都等于两物体之间的摩擦力大小，根据f=ma可知，滑块的质量小于平板车的质量，即M＜m，故A错误； B．若仅增大滑块与平板车间的动摩擦因数，则滑块和平板车之间的摩擦力变大，根据牛顿第二定律可知两物体的加速度变大，根据速度—时间关系图像可知，CD和OD的斜率都变大，它们达到共速的时间变短，即线段OE变短，故B错误； C．若仅增大平板车质量，两物体之间的摩擦力大小不变，根据牛顿第二定律可知平板车的加速度变小，所以线段OD的斜率变小，故C正确； D．v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，则图中△COD的面积表示小滑块滑上平板车后，小滑块相对平板车的位移，故D错误。 故选C。 11. 已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零。假设距离某星球球心处的重力加速度g与h的关系图像如图所示，已知引力常量为，取球心处重力势能为零。则下列说法不正确的是（　　） A. 可依据图像求出该星球质量 B. 可求出距球心处质量为物体的重力势能 C. 该星球的第二宇宙速度为 D. 在距球心轨道上运行的卫星速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像可得当时，此时加速度最大，故根据 可得，故可求出该星球质量，故A正确，不符合题意； B．距球心处质量为物体的重力势能为，由图像可求出在时，可得出对应的距离某星球球心处的重力加速度g的大小，故可求出此点的重力势能，故B正确，不符合题意； C．根据 可得第一宇宙速度为 由于第一宇宙速度与第二宇宙速度的关系为 则该星球的第二宇宙速度为，故C错误，符合题意； D．在距球心轨道上运行的卫星，根据 解得在距球心轨道上运行的卫星速度大小为，故D正确，不符合题意。 故选C。 12. 如图1，在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 投影做的是简谐运动，其振幅为 B. 时间内，投影的速度逐渐增大 C. 磁感应强度大小为 D. 投影的速度最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．振幅A是投影偏离平衡位置的最大距离。由图 2，最大 最小 平衡位置 则振幅，A错误； B．时间内，投影图像斜率绝对值减小（斜率表示速度 ），故投影速度逐渐减小，B错误； C．小球做圆周运动的周期T等于投影简谐运动的周期。由图 2可知 得 由洛伦兹力提供向心力 且圆周运动周期 得，C错误； D．简谐运动最大速度，D正确。 故选D。 13. 如图所示为无人机内部的一个加速度计部件，可以测量竖直轴向加速度，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为，加速度的方向竖直向上时为正值。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 当无人机悬停在空中时， B. 当无人机自由下落时， C. 当时，无人机处于失重状态 D. 无人机无论悬停在地球表面还是空间站的“天宫”中，的数值都一样 【答案】C 【解析】 【详解】A．悬停时，弹力合力与重力平衡，即 由 得，A错误； B．自由下落时，弹力合力为0，由 得，B错误； C．，弹力合力为，弹力小于轴重力，无人机处于失重状态，C正确； D．由上述分析可知，无人机悬停时，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度等于该处的重力加速度，地球表面的重力加速度不等于空间站的“天宫”处的重力加速度，a的数值不同，D错误。 故选C。 14. 当温度降至临界值以下时，某些导体电阻会骤降为零，这种现象称为超导体的零电阻特性。1933年，德国物理学家迈斯纳与奥森赛尔德在锡单晶球实验中发现，超导体进入超导态后会排斥体内磁场，使磁感应强度变为零，即完全抗磁性，这一现象被称为“迈斯纳效应”，与静电平衡下导体内部场强为零的特性相似。超导体在磁场中会激发表面无损耗的超导电流，其产生的磁场恰好抵消外磁场进入内部，形成磁排斥效应。根据以上描述，当导体处于超导状态时，下列说法正确的是（　　） A. 迈斯纳效应表明超导体具有零电阻特性 B. 超导体表面无损损耗电流的能量来源是所处空间磁场的磁能 C. 超导体内部磁感应强度为零的机理是超导体内部超导电流产生的磁场抵消外磁场 D. 由电阻定律可知，超导体的等效电阻率趋近于无穷大 【答案】B 【解析】 【详解】A．迈斯纳效应是 “超导体进入超导态后排斥体内磁场，使磁感应强度变为零”，体现完全抗磁性；零电阻特性是电阻骤降为零，二者是超导体不同特性，A错误； B．超导体表面超导电流产生磁场抵消外磁场，能量来源于磁场的磁能（磁场能量转化为电流能量），B正确； C．超导体内部磁感应强度为零，是表面超导电流产生的磁场抵消外磁场，不是“内部超导电流”，C错误； D．电阻定律中，若，则，而非趋近于无穷大，D错误。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学最终得到的计算结果和大多数同学的比较明显偏小，可能是由于_____。 A. 将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 C. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了6滴 D. 水面上痱子粉撒得太多 【答案】BC 【解析】 【详解】A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，体积偏大，所测油酸分子直径偏大，故A错误； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，所测油膜面积偏大，所测油酸分子直径偏小，故B正确； C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了6滴，所测油酸体积偏小，所测油酸分子直径偏小，故C正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，所测油膜面积偏小，所测油酸分子直径偏大，故D错误。 故选BC。 16. 某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯安装在铁芯上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯的两臂上，如图所示。下列说法正确的是_____。 A. 为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源 B. 变压器中铁芯是整块硅钢 C. 保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D. 变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 【答案】C 【解析】 【详解】A．变压器基于电磁感应（互感）工作，原线圈需接交流电源，接直流电源无法产生变化磁场，副线圈无电压，A错误； B．变压器铁芯用硅钢片叠合而成，不是整块硅钢（整块易产生涡流，增大损耗），B错误； C．保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，可研究匝数对输出电压的影响，C正确； D．变压器电能通过磁场传递（互感），不是铁芯导电输送，D错误。 故选C。 17. 如图所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落。 （1）实验中得到如图所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量________。 （2）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图所示的图像，由图像可求得当地的重力加速度________（保留两位小数）。 【答案】（1） （2）9.70 【解析】 【小问1详解】 B点的速度为 则B点的动能为 由于题意可知重物从静止开始，所以从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量为 【小问2详解】 由于重物做自由落体运动，所以对于重物有 结合图像可知，该图像的斜率为2g，结合图像可知，该图像的斜率为 解得 18. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，被测电池的电动势约为，内阻约为。要求尽量减小实验误差。 （1）本实验依据的实验原理是：______。 （2）根据题目要求，应该选择的实验电路是下图中的______（选填“图1”或“图2”）。 （3）已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： A.电流表：量程，内阻约 B.电流表：量程，内阻约 C.电压表：量程，内阻约 D.滑动变阻器：，额定电流2A E.滑动变阻器：，额定电流1A 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。 （4）如图3是某同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线。若仅考虑电表内阻的影响，图中描绘的点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电池的电流真实值”所对应点迹存在一定的偏差，请根据实验中该同学测得的数据，以及电表的参数估算这一偏差的数量级约为______。 A. B. C. D. （5）用同一个电池给不同的玩具电动机供电，若电动机直流电阻为，两端电压为，通过的电流为，电池的电动势为，内阻为，则电动机获得最大功率的条件是______。 A. B. C. D. 【答案】（1） （2）图1 （3） ①. ②. （4）B （5）AB 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，本实验依据的实验原理是 【小问2详解】 内阻约为，电压表内阻远远大于电源内阻，电流表内阻与电源内阻差不多，可知，电流表分压影响较大，电压表分流影响较小，实验中应利用电压表直接测量路端电压，可知，应该选择的实验电路是下图中的图1。 【小问3详解】 [1][2]为了减小电压表分流影响，滑动变阻器选择总阻值小一些的，即滑动变阻器选择；被测电池的电动势约为 ，内阻约为，则通过电流表的最大与最小电流分别为， 可知，为了确保电流表的安全与精度，电流表选择量程的。 【小问4详解】 CD．电路图采用图1，路端电压的测量值等于真实值，即路端电压没有误偏差，故CD错误； AB．电路图采用图1，系统误差在于电压表的分流，电压表分流值为 由于电压表 ，图3中电压在0V到1.48V之间变化，可知的数量级为，故A错误，B正确。 故选B。 【小问5详解】 B．根据闭合电路欧姆定律U＝E﹣Ir 根据功率公式，电动机消耗的功率 当时，电动机获得最大功率，故B正确； A．当时，电源内电压 根据闭合电路欧姆定律 此外，若，根据欧姆定律，因此U内＝U 电路中的电流 电动机消耗的功率，故A正确； CD．假设电动机是纯电阻电路，电动机消耗功率 当RM＝r，电动机消耗的功率最大，根据闭合电路欧姆定律 但实际上电动机是非纯电阻电路，故CD错误。 故选AB。 19. 将电源、开关、导体棒与足够长的光滑平行金属导轨连接成闭合回路，整个回路水平放置，俯视图如图1所示，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。已知磁感应强度为，电源电动势为、内阻为。导体棒的质量为，电阻为，长度恰好等于导轨间的宽度，不计金属轨道的电阻。求： （1）闭合开关瞬间导体棒加速度的大小； （2）分析导体棒运动情况，并在图2中定性画出从静止到最大速度的图像； （3）导体棒的速度从0增加到的过程中，通过导体棒的电量。 【答案】（1） （2）导体棒做加速度减小的加速运动，如图所示 （3） 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，电路中电流 根据牛顿第二定律有 联立解得导体棒加速度的大小 【小问2详解】 导体棒受安培力作用向右加速，产生感应电动势，电路中总电动势为 电流为 根据牛顿第二定律 解得，随的增大而减小，所以棒做加速度减小的加速运动。 【小问3详解】 设平均电流为，根据动量定理，又 解得 20. 如图所示，一根内壁光滑的圆弧形细圆管竖直放置，且管口A与圆心O连线水平，圆弧半径为R，已知重力加速度为g，细管半径和R相比可忽略。 （1）一小球从管口A的正上方h1高处自由下落后，恰好能到达管口C处，求h1。 （2）若质量为m的小球从管口A的正上方某高度自由下落，它能从管口C处飞出后又落到管口A处，求： a．小球释放位置距A的高度h2； b．在该过程中，小球到细管最低点时对细管的压力大小。 【答案】（1）R （2）a．；b．5.5mg 【解析】 【小问1详解】 小球到达C处速度为零，由动能定理得 可得 【小问2详解】 a．小球从C点做平抛运动， 可得 小球从释放点到C点过程中，由动能定理得 解得 b．从最低点到C，由动能定理得 解得 在最低点，由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律得压力为5.5mg 21. 圆周运动是曲线运动的一种特例。由于其属于变加速曲线运动，在研究过程中我们经常用到的方法就是微元法。 （1）质点沿半径为、圆心为的圆周以恒定大小的速度运动，某时刻质点位于位置，经极短时间后运动到位置，如图1所示，试根据加速度的定义，推导质点在位置时的加速度的大小。 （2）物体做曲线运动的情况较复杂，一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图2所示，曲线上点的曲率圆定义为通过点和曲线上紧邻点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作点的曲率圆，其半径叫作点的曲率半径，在分析物体经过曲线上某位置的运动时，就可以按其等效的圆周运动来分析和处理。将一物体沿与水平面成角的方向以速度抛出，如图3所示。已知重力加速度为，求其轨迹最高点处的曲率半径。 （3）《自然哲学的数学原理》中记载牛顿是这样研究匀速圆周运动的：如图4所示，质量为的小球沿正多边形的各边做速度大小恒为的运动，若正多边形的边数趋近于无穷大，则上述运动可看作匀速圆周运动，若其半径为，试用动量定理推导向心力表达式（当足够小时，有）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据三角形相似可得 根据线速度定义式可得 根据加速度的定义式可得 联立可得 【小问2详解】 最高点处，根据向心力公式，解得曲率半径 【小问3详解】 如图所示 根据动量定理，当趋于无穷大时，有 联立解得 22. 如图1所示，真空中有一长直细金属导线，长为，与导线同轴放置一半径为高也为的金属圆柱面，将外壳接地。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，且单位长度导线单位时间内射出的电子数为。已知电子质量为，电荷量为。不考虑出射电子间的相互作用。 （1）若导线单位时间发射电子的总动能为。求： a.稳定状态下，通过接地线的电流； b.出射电子的初速度大小。 （2）在金属圆柱内空间施加平行于导线向下的匀强磁场，如图2。已知磁感应强度为，若想让电子依旧全部打到圆柱面上，求导线单位时间辐射电子的总动能最小值。 （3）在金属圆柱内空间施加平行于导线向上的匀强电场，如图3。经数据分析发现，通过接地线的电流随着匀强电场强度均匀变化，其图像如图4。若已知该图像的斜率绝对值为，求导线单位时间辐射电子的总动能。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 a.根据电流定义式，时间内射出的电子电量，解得 b.根据能量关系，解得 【小问2详解】 最小时有 根据洛伦兹力提供向心力 根据几何关系，解得 【小问3详解】 水平方向，竖直方向，根据牛顿第二定律 导线此时在接地线中产生的电流为 整理得，则 根据能量关系，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $