精品解析：2025届宁夏吴忠市盐池县高三下学期第三次模拟考试物理试卷

物理 （考试时间：75分钟；试卷满分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 在飞行器的研发过程中，需要用风洞测算不同速度下飞行器受到的空气阻力。已知一小球在风洞中测出的空气阻力与风速的关系如下图所示，如果将该小球从足够高的高空中由静止释放，不考虑空气密度与重力加速度的变化，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的加速度可能先增大，再减小 B. 重力的瞬时功率可能先增大，再减小 C. 小球最终速度可能稳定在 D. 小球最终速度可能稳定在 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律，有 解得小球加速度为 小球所受重力恒定不变，小球所受空气阻力随速度增加先增大后减小再增大，因此小球加速度可能先减小后增大再减小，故A错误； B．重力的瞬时功率为 小球所受重力恒定不变，速度随时间一直增大，最后稳定，所以重力的瞬时功率一直增大，最后稳定，故B错误； C．小球速度稳定时受力平衡，即重力与空气阻力等大。由图可知，若小球速度可以增加到以上，说明小球的重力需要约大于4.5N，因此当小球速度为时，空气阻力仅为1N左右，不足以平衡重力，小球会继续加速，所以小球最终稳定速度不可能为，故C错误； D．若小球稳定速度为，则小球重力约为2.8N，由加速度公式可知，小球做加速度逐渐减小的加速运动，最终做匀速运动，因此小球最终速度可能稳定在，故D正确。 故选D。 2. 一定质量的理想气体由状态a开始，经历、、、四个过程回到初始状态，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 过程气体放出的热量大于内能变化量 B. 过程外界对气体做正功 C. 过程中分子平均动能减小 D. 经过一整个循环气体向外界散热 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程为等容变化过程，气体压强减小，可知气体温度降低，内能减小，气体不对外做功，外界也不对气体做功，，则气体放热，根据热力学第一定律，可知，故过程气体放出的热量等于内能变化量，A错误； B．过程为等压变化过程，气体体积增大，气体对外做正功，故B错误； C．图中，状态c和状态d在同一条过原点的直线上，沿这条直线越往左下，气体的体积和压强越小，由理想气体状态方程可知温度也越低，因此过程是一个温度不断减小的过程，故过程中分子的平均动能减小，故C正确； D．图像与V轴所围成的面积表示气体对外界或外界对气体所做的功，过程与V轴所围成的面积为气体对外做的功，过程与V轴所围成的面积为外界对气体做的功，由图像可知；经过一整个循环气体回到原状态，温度不变，故，，于是，故而经过一整个循环气体吸收热量，故D错误。 故选C。 3. 在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A. 该圆形区域为突起区 B. 如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C. 圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D. 若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 【答案】C 【解析】 【详解】A．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条纹处空气膜厚度相同。图中圆形区域条纹向劈尖变窄的方向弯曲，表明圆形区域为凹陷区，故A错误； B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域仍为凹陷区，条纹弯曲方向仍向左，故B错误； C．可在圆心附近选一点，找到其实际所在条纹，另外找到该点对应的平整区条纹，数出两条纹相差的条纹数，根据 计算该点相对平整区的高度差。现选取圆心所在条纹（已用亮色标识），其与圆心对应平整区条纹相隔4个亮条纹间距，因此圆心相对平整区的高度差为，故C正确； D．若需要条纹更加密集，可换用波长更短的光源，同时增加镜片与材料表面间的夹角，故D错误。 故选C。 4. 两个劲度系数分别为、，原长分别为、的轻质弹簧，一端相连，另一段分别悬挂在间距的水平两点A、B上。将一小球悬挂在两弹簧连接点上，静止时两弹簧与竖直方向所成的角度分别为α、β，则下列说法正确的是（　　） A. 若，，则α可能不等于β B. 若，，则α可能小于β C. 若，，则α可能大于β D. 若，，则α可能等于β 【答案】D 【解析】 【详解】假设C点位于中点的正下方h处，两弹簧与竖直方向所成的角度均为θ。此时两弹簧中的弹力分别为， 其在水平方向的分量为 A．若，，若要，必有，故A错误； B．若，，此时，C点会右移，则，故B错误； C．若，，此时，C点会左移，则，故C错误； D．若，，此时有可能等于，则，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一半圆槽固定在水平面上，小球从半圆槽的左侧端点斜抛出去，能够垂直打到弧面上的P点。已知半圆槽的半径。，P点距圆心O的水平距离，重力加速度g取。对于小球从抛出到打到弧面这段过程分析可知（　　） A. 小球的运动时间为3s B. 小球的水平分速度大小为 C. 小球的末速度大小为 D. 小球的轨迹最高点距圆心O的水平距离也为9m 【答案】B 【解析】 【详解】水平竖直分解速度如图所示 设小球的水平分速度为，竖直分速度初始为，最后为，连线与竖直方向的夹角为θ。由题意可知 所以 以水平向右和竖直向下为正方向，则有 竖直方向，有 速度关系为 速度与竖直方向夹角的正切值为 联立解得，，，，故A错误，B正确； C．由矢量合成可知小球的末速度大小为，故C错误； D．小球升到最高点的时间为 这段时间的水平位移为 所以轨迹最高点距圆心O的水平距离为，故D错误。 故选B。 【解法二】沿末速度与垂直末速度方向分解 设连线与竖直方向的夹角为θ，由题意可知 所以 A．将重力加速度在沿方向和垂直方向上分解，则小球在垂直方向上做末速度为零的匀减速运动，设该方向位移为X，则有 其中， 解得，故A错误； B．由水平方向上小球做匀速直线运动可得，故B正确； C．由末速度与水平速度关系可得，故C错误； D．由平抛结论“反向延长过中点”可知，若轨迹最高点与圆心O等高，则轨迹最高点与O距离等于x。但小球斜向上抛，轨迹最高点一定高于圆心O，其与O水平距离大于x，故D错误。 故选B。 6. 楔形结构是机械中很常用的设计方式，具有可以改变作用力方向而且结构较紧凑这两个优点。如图是一个楔形结构的例子，质量分别为，的两个楔形块AB恰好能贴合在一起。两个光滑竖直面将楔形块A夹在竖直方向，两个水平面将楔形块B夹在水平方向。若不施加外力时，B恰好能静止在地面上，当在B上施加水平外力F时，A只能竖直上下移动，B只能水平左右移动，不计AB间的摩擦力，B和地面间的动摩擦因数，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. B与地面间的夹角满足 B. B匀速向左运动时， C. 若增加A的质量，不需要增大F就能使B保持静止 D. 若施加外力，使B以的加速度向左运动，则A以的加速度向上运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．不施加外力时，受力情况如图所示 对楔形块B，水平方向上有 对AB整体，竖直方向上有 对楔形块A，竖直方向上有 联立解得，，故A错误； B．B匀速向左运动时，受力情况如图所示 对楔形块B，水平方向上有，故B错误； C．对楔形块B，最大静摩擦力有 A对B压力在水平方向的分量有 当时，，故必须增大F才能使B保持静止，故C错误； D．B向左运动时，二者的速度关系如图所示 则有 可得 由于A、B的速度始终满足该关系，故A、B的加速度也满足，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，某公司研发了一种新型无人机救生圈，旨在更高效的对落水者进行施救，操作人员通过在岸边操纵该装置飞到落水人员头顶位置，让落水者进入救生圈中间的圆孔进而将落水者提离水面并飞至岸边安全区域。该装置的动力系统由四台完全相同的电动机驱动的螺旋桨构成，已知该装置的自身质量为m，四个螺旋桨旋转时扫过的总面积为S，空气密度为ρ，落水者质量为M，重力加速度为g，电动机将电能转化为风的机械能的效率为η，环境风速不计，则关于该装置在空中悬停（简称空载）及承载落水者在空中悬停（简称载人）的这两种基础工作状态，下列说法正确的是（　　） A. 空载状态与载人状态螺旋桨吹出风速之比为 B. 载人状态下，单位时间螺旋桨吹出总空气质量为 C. 载人状态下，四个电动机消耗的总功率为 D. 若每个电动机的额定功率均为P0，则载人状态下承载人的最大质量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知空载和载人的重力分别为mg和，根据受力平衡可知两种状态下风的推力也分别为mg和，由动量定理可知 其中，联立可得 代入数据可得，故A错误； B．由上述分析可知，载人状态下单位时间螺旋桨吹出空气总质量，故B正确； C．载人状态时，四个电动机消耗的总功率为，故C错误； D．若每个电动机的额定功率均为，则四个电动机的总功率 由C可得载人状态下被承载人的最大质量为，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈通过电阻与电压最大值为18V的正弦交流电相连。已知，，、为理想二极管，正向电阻为零，反向电阻无穷大，触点P位于副线圈三等分处，则下列说法正确的是（　　） A. 电流流向恒为从右往左 B. 副线圈电流为顺时针时，两端电压的最大值为4V C. 通过、电流的最大值之比为 D. 通过电流的有效值为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．假设副线圈中感应出顺时针的电流，则该电流一定从左向右通过，并从右向左通过；假设副线圈中感应出逆时针的电流，则该电流一定从左向右通过，并从右向左通过。因此通过的电流方向恒为从右向左，故A正确； B．副线圈电流为顺时针时，原、副线圈匝数比为，利用等效法可知，此时原线圈中电流最大值为 此时副线圈电流最大值为 则两端电压的最大值为，故B正确； C．副线圈电流为逆时针时，原、副线圈匝数之比为，此时原线圈中电流最大值为 此时副线圈电流最大值为 所以通过、电流的最大值之比为，故C错误； D．根据方均根法，可求得通过电流的有效值为，故D错误。 故选AB。 9. 纸面内有A、B、C三点和场源电荷Q，且A、B、C三点分别位于以Q为圆心的三个等距同心圆上，其中A点与Q距离为3L。将带正电的试探电荷q从B点移到A点，电场力做正功W，将同一个试探电荷从C点移到A点，电场力做功。已知点电荷电势表达式为，r为电场中某一点距场源电荷Q的距离，则（　　） A. 场源电荷带负电 B. A点在最外层同心圆上 C. C点与Q距离为2L D. 若M、N分别为、的中点，则一定有 【答案】AC 【解析】 【详解】A．同心圆间距相同，而越靠近场源电荷电场强度越大，则中间与内层同心圆间电势差更大，试探电荷在中间与内层同心圆间移动时电场力做功更大，因此C点应位于内层同心圆上，而从C到A电场力对带正电的试探电荷q做负功，则场源电荷电性为负，故A正确； B．因为将同一试探电荷从B、C两点移到A点，电场力分别做正功和负功，则B、C应分别位于A点的内外两侧，所以A点在中间的同心圆上，故B错误； C．根据、 得、 解得 所以C点与Q距离为2L，故C正确； D．若A、C在Q同一侧，B在Q另一侧，且三点与Q连成一条直线，则M点距场源电荷0.5L，N点距场源电荷2.5L，场源电荷带负电，则，故D错误。 故选AC。 10. 如图，光滑水平桌面上摆放着10个完全相同的立方体木块，每个木块的棱长，质量为。初始时木块彼此粘连，一个质量的小物块（可视为质点）以速度从左侧滑上第一个木块，恰好未离开第10个木块，设物块所受的阻力大小恒定。现将木块解除粘连，物块仍以相同的速度滑上第一个木块，下列说法中正确的是（　　） A. 物块所受阻力大小为 B. 物块不会滑出第8个木块 C. 若增加木块的个数，物块能滑过的木块数不超过20个 D. 若将木块分成左右两半，则物块在木块上滑过的总长度减少 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．恰好未离开第10个木块，即滑到最右端恰好共速，动量守恒 根据能量守恒有 解得，故A错误； B．设小物块划过第k个木块时，物块的速度为，此时前方个木块的速度为，则根据一般碰撞能量损失公式 依次规律可得 当时，小物块不再相对木块滑动，上式左右相加，可变形为 则有 等式左边代入数据得 当时，等式右边代入数据得 当时等式右边代入数据得 即小物块滑上第8个木块时仍有速度，但滑过第8个木块所需的初速度大于，故小物块能滑上第8个木块，但到不了第9个木块，故B正确； C．物块最多损失的动能 解得，故C正确； D．若将木块分成两半，此时木块长度，，，根据上式结论有 即 当时，因为， 故有 若要等式成立，必须小于2k，因此物块在木块上滑过的总长度会减少，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 开口很大的Y字形绳结可以将一个小力转化为两个大力，可用于放大较为微小的受力变化。某实验小组利用此原理设计了如图甲所示的实验装置，用于检测木块与小车之间的动摩擦因数和最大静摩擦因数（等于最大静摩擦力比上此时界面间的压力）。小车放在水平桌面上，调整使小车的上表面也水平，将沙桶用轻绳绕过定滑轮与小车连接。将木块轻放在小车上，并用另一轻绳绕过定滑轮与两个力传感器相连，调节滑轮高度使两轻绳均与桌面平行。 已知两力传感器固定于同一高度处，相距，两力传感器间用长为的轻绳相连，绳结位于轻绳中点位置，用计算机实时记录两力传感器示数变化。已知小车质量为，木块质量为，重力加速度为，则： （1）正式实验前用手向左轻拉小车，发现两力传感器的示数不同，且右侧传感器示数较大，则应将右侧滑轮水平向___________（填“左”或“右”）调整。 （2）完成系统的调试后，向左拉动小车，两传感器示数相同，可以开始正式实验。 （3）初始小车静止，在沙桶中缓慢地倒入沙子，传感器示数增大。当传感器示数为时，与木块直接相连的轻绳拉力大小为___________。 （4）沙桶中沙子质量继续增加，小车开始滑动，传感器的示数达到一个峰值后开始稳定，如图乙所示，则木块与小车间的最大静摩擦因数为___________（结果保留两位有效数字）。 （5）测出木块与小车间的最大静摩擦因数为，动摩擦因数为。若用该小车的材料做一个斜面，将木块轻放在斜面上，一开始静止。缓慢增加斜面倾角至木块刚好开始滑动，则此后木块向下做匀加速运动的加速度大小为___________（用、和g表示）。 【答案】 ①. 右 ②. ③. 0.36 ④. 【解析】 【11题详解】 正常情况下字绳结受力应该是左右对称的，下方轻绳竖直。现在发现右侧受力较大，说明下方轻绳给绳结加了向左的力，即下方轻绳向左偏了，应该向右调整； 【12题详解】 传感器测量的是字绳结上面两根绳的拉力，由勾股定理可知，与木块直接相连的轻绳拉力大小为 【13题详解】 由图可知，传感器记录的最大拉力为，则由受力平衡可知，木块与小车间的最大静摩擦力为 所以木块与小车间的最大静摩擦因数为 【14题详解】 设刚开始滑动时的斜面倾角为θ，木块刚开始滑动前受静摩擦力，最大为 此时重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，即 可得 木块开始滑动后受滑动摩擦力，大小为 此时木块所受合力为，则木块下滑的加速度可以表示为 12. 某同学在实验室找到一批量程但内阻未知的毫安表。为了后续便于改装，决定先测量出其准确的内阻值。 （1）某同学先按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器使得毫安表指针满偏，再闭合开关，调节电阻箱使得毫安表指针半偏，并记录下此时电阻箱的阻值。若将该阻值作为毫安表内阻的测量值，则该测量值___________毫安表内阻的真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”） （2）实验中发现，闭合开关，调节电阻箱时，毫安表在实验过程中示数变化较大，这是因为___________； A. 电源电动势较小 B. 定值电阻较大 C. 电阻箱最大阻值较小 （3）为了减小测量误差，该同学采用了一种“补偿”电路进行测量，如图乙所示，操作步骤如下： ①闭合开关、，调节滑动变阻器至合适位置，记录下此时毫安表的示数； ②断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使毫安表示数为0，此时毫安表的示数为___________； ③再闭合开关，调节电阻箱与___________（选填“”、“”）使得毫安表示数为0，记录下此时毫安表（的示数，电阻箱的示数。 则毫安表内阻为___________Ω。 【答案】（1）小于 （2）A （3） ①. 3 ②. ③. 255 【解析】 【小问1详解】 闭合后，总电阻减小，总电流增大，大于原来的满偏电流，而电流计中电流为，则通过电阻箱的电流大于。根据可知测量值比真实值偏小。 【小问2详解】 闭合开关，调节电阻箱时，毫安表在实验过程中示数变化较大，说明电路中总电流变化较大，这是因为电源电动势较小，电路总电阻相对较小，使得开关闭合前后电路总电阻变化比例较大。故选A。 【小问3详解】 [1]断开开关，闭合开关后，毫安表和的总电流，可视为左侧电源输出电流和右侧电源输出电流的差，当毫安表示数为0时，说明左侧电源电流和右侧电源电流相等，毫安表的示数仍为。 [2]闭合开关后，若不调节滑动变阻器，则右侧电源输出电流不变，仍为，此时调节电阻箱与滑动变阻器再次使得毫安表示数为0时，可以保证左侧电源输出电流也为。 [3]根据并联分流的规律， 解得 13. 如图所示的容器由半径为R的半圆与一直角边为半圆直径的直角三角形组成，其中。位于A点的粒子源可以将比荷均为的粒子以相同的速度v沿径向射入容器中，粒子打到容器边界上不发生反弹，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用力。 （1）若整个容器处于垂直纸面向外的匀强磁场中，正、负粒子在磁场中的运动时间之比为，求负粒子的位移大小； （2）若整个容器处于平行纸面向下的匀强电场中，正、负粒子在电场中的运动时间之比为，求负粒子的末速度大小。 【答案】（1）R （2）2v 【解析】 【小问1详解】 粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有， 解得， 可知，正负粒子轨迹半径相同，周期相同。粒子在磁场中的运动时间可表示为 其中θ为弦切角，由于正负粒子运动时间之比为，解得 又因为正粒子向下偏转，若打到三角形斜边上，则有 对应 根据弦切角画出负粒子末位置，作出粒子轨迹如图所示 由几何关系可知，为等边三角形，则有 若正粒子打到三角形直角边上，作出轨迹图如图所示 则负粒子弦切角一定小于正粒子弦切角，即负粒子运动时间小于正粒子，与题目条件不符，所以正粒子只能打到三角形斜边上。 【小问2详解】 两粒子初速度相同，且与电场方向垂直，则两粒子的运动可看成类平抛运动，运动轨迹如图所示 设方向为x轴，电场方向为y轴，正负粒子沿x轴方向速度相同，均为v，沿y轴方向加速度大小相等，均为 则有， 解得 由平抛运动中速度角与位移角关系可知 解得 则负粒子末速度大小为 14. 如图所示，质量的小物块A放置在一固定在水平地面的斜面顶端，斜面的高度，倾角。斜面底端与一质量的木板C平滑连接，木板上放置另一质量的小物块B，与木板左端的距离。小物块A滑下斜面，并与小物块B发生弹性正碰，小物块B恰好未滑离木板。已知小物块A、B与木板和斜面的动摩擦因数，木板C与地面的动摩擦因数，小物块A、B均可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，求： （1）碰后小物块B的速度； （2）木板C的长度L； （3）小物块A最终距斜面底端的距离d、 【答案】（1） （2）L=2.55m （3）d=1.1875m 【解析】 【小问1详解】 设物块A到达斜面底端时的速度为，物块A下滑过程中，根据动能定理有 解得 当物块A滑上木板后所受摩擦力大小 木板受到地面的最大静摩擦力 故木板仍保持静止.设物块A与物块B碰撞前，物块A的速度，则根据动能定理有 解得 物块A与物块B发生弹性碰撞，设碰后物块A的速度为，碰后物块B的速度为，规定向右为正方向，由动量守恒和能量守恒可得， 解得， 【小问2详解】 物块A与物块B碰撞后，运动方向相反，二者对木板C的摩擦力方向也相反，此时物块B的摩擦力为 物块A与物块B对木板C的摩擦力和为 故木板C仍保持静止，此时物块A与物块B的加速度大小为 物块A停下所需的时间 这段过程物块A在木板C上滑动的距离为 此时物块B的速度为 这段过程物块B在木板C上滑动的距离为 假设物块A与木板C随后保持相对静止，此时木板受到物块B的摩擦力为 木板C将会开始运动，加速度为 物块A所受的摩擦力为 小于物块A的最大静摩擦力，故假设成立，经过物块B与木板C共速 解得 此时木板C的速度 这段过程物块B相对木板C上滑动的距离为 当物块B与木板C和物块A共速后，假设随后三者均保持相对静止，此时木板受到地面的摩擦力为，加速度大小为 此时物块A、物块B所受的摩擦力为， 均小于各自的最大静摩擦力，故假设成立，故物块B在木板C上滑动的总距离为 木板C的长度 【小问3详解】 木板C加速运动过程中在地面上滑动的距离 木板C减速运动过程中在地面上滑动的距离 木板C在地面上滑动的总距离 小物块A最终距斜面底端的距离 15. 如图，电源电动势为E，内阻不计，X、Y、Z为三个可以互相连接的接线口，Y接口与一电容为C的电容器相连，R为定值电阻，为一阻值也为R的传感器，可测量通过的电荷量且不会受到单杆的影响。电路右侧与一间距为l的光滑水平导轨相连，导轨上M、N两点绝缘，一质量为m的长直导体棒放置于左侧导轨某处，导轨右侧与一自感系数为L的自感线圈相连，整个导轨位于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。不计导体棒和自感线圈的电阻，导体棒始终未离开磁场区域。（自感电动势） （1）X连接Z，若导体棒到时加速度恰好为0，求此时导体棒的速度； （2）X先连接Y，待电容器充满电后断开，Y再连接Z，导体棒到时加速度仍然为0，此时断开，测得通过的电荷量为，求导体棒到时的速度和导体棒初始位置与的距离s； （3）在（2）中的条件下，每当导体棒向右通过时连接，导体棒向左通过时连接，并记录下每次通过的电荷量，…，不考虑电容器未充满电的情况，求导体棒第n次到达最右端时在右侧移动的总路程。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒加速度为0时，电流也为0，即有 解得 【小问2详解】 电容器充满电时的电荷量 设电容器在放电过程中某时刻的电压为u，此时导体棒的速度为v，则通过的电流为 通过导体棒的电流为 导体棒在到达的过程中，通过导体棒的电荷量为 电容器损失的电荷量满足 导体棒加速度为0时，电流也为0，设此时电容器的电压为，则有 结合上述解得 导体棒所受的安培力为 对导体棒应用动量定理 即有 两边求和得 即有 结合上述有 解得， 【小问3详解】 当导体棒通过后，设导体棒在右侧时距的距离为x，右侧电路中的电流为，则电路中的自感电动势满足 即有 两边求和得 即有 根据牛顿第二定律 取向右为正方向，即有 满足简谐运动回复力与位移的关系，故导体棒在右侧做简谐运动，为其平衡位置，其最大位移满足 解得 根据简谐运动的对称性，导体棒再次返回时，速度大小仍为，方向向左，以向右为正方向，进入左侧电路后，通过导体棒的电流满足 则根据动量定理得 即有 设导体棒再次向右通过时，速度大小为，两边求和得 因为导体棒从向左通过到向右通过的过程中，位移为0，则有 以此类推，导体棒下一次在左侧电场中满足， 导体棒在右侧区域的总路程D为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 （考试时间：75分钟；试卷满分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 在飞行器的研发过程中，需要用风洞测算不同速度下飞行器受到的空气阻力。已知一小球在风洞中测出的空气阻力与风速的关系如下图所示，如果将该小球从足够高的高空中由静止释放，不考虑空气密度与重力加速度的变化，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的加速度可能先增大，再减小 B. 重力的瞬时功率可能先增大，再减小 C. 小球最终速度可能稳定在 D. 小球最终速度可能稳定在 2. 一定质量的理想气体由状态a开始，经历、、、四个过程回到初始状态，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 过程气体放出的热量大于内能变化量 B. 过程外界对气体做正功 C. 过程中分子平均动能减小 D. 经过一整个循环气体向外界散热 3. 在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A. 该圆形区域为突起区 B. 如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C. 圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D. 若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 4. 两个劲度系数分别为、，原长分别为、的轻质弹簧，一端相连，另一段分别悬挂在间距的水平两点A、B上。将一小球悬挂在两弹簧连接点上，静止时两弹簧与竖直方向所成的角度分别为α、β，则下列说法正确的是（　　） A. 若，，则α可能不等于β B. 若，，则α可能小于β C. 若，，则α可能大于β D. 若，，则α可能等于β 5. 如图所示，一半圆槽固定在水平面上，小球从半圆槽的左侧端点斜抛出去，能够垂直打到弧面上的P点。已知半圆槽的半径。，P点距圆心O的水平距离，重力加速度g取。对于小球从抛出到打到弧面这段过程分析可知（　　） A. 小球的运动时间为3s B. 小球的水平分速度大小为 C. 小球的末速度大小为 D. 小球的轨迹最高点距圆心O的水平距离也为9m 6. 楔形结构是机械中很常用的设计方式，具有可以改变作用力方向而且结构较紧凑这两个优点。如图是一个楔形结构的例子，质量分别为，的两个楔形块AB恰好能贴合在一起。两个光滑竖直面将楔形块A夹在竖直方向，两个水平面将楔形块B夹在水平方向。若不施加外力时，B恰好能静止在地面上，当在B上施加水平外力F时，A只能竖直上下移动，B只能水平左右移动，不计AB间的摩擦力，B和地面间的动摩擦因数，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. B与地面间的夹角满足 B. B匀速向左运动时， C. 若增加A的质量，不需要增大F就能使B保持静止 D. 若施加外力，使B以的加速度向左运动，则A以的加速度向上运动 7. 如图所示，某公司研发了一种新型无人机救生圈，旨在更高效的对落水者进行施救，操作人员通过在岸边操纵该装置飞到落水人员头顶位置，让落水者进入救生圈中间的圆孔进而将落水者提离水面并飞至岸边安全区域。该装置的动力系统由四台完全相同的电动机驱动的螺旋桨构成，已知该装置的自身质量为m，四个螺旋桨旋转时扫过的总面积为S，空气密度为ρ，落水者质量为M，重力加速度为g，电动机将电能转化为风的机械能的效率为η，环境风速不计，则关于该装置在空中悬停（简称空载）及承载落水者在空中悬停（简称载人）的这两种基础工作状态，下列说法正确的是（　　） A. 空载状态与载人状态螺旋桨吹出风速之比为 B. 载人状态下，单位时间螺旋桨吹出总空气质量为 C. 载人状态下，四个电动机消耗的总功率为 D. 若每个电动机的额定功率均为P0，则载人状态下承载人的最大质量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈通过电阻与电压最大值为18V的正弦交流电相连。已知，，、为理想二极管，正向电阻为零，反向电阻无穷大，触点P位于副线圈三等分处，则下列说法正确的是（　　） A. 电流流向恒为从右往左 B. 副线圈电流为顺时针时，两端电压的最大值为4V C. 通过、电流的最大值之比为 D. 通过电流的有效值为 9. 纸面内有A、B、C三点和场源电荷Q，且A、B、C三点分别位于以Q为圆心的三个等距同心圆上，其中A点与Q距离为3L。将带正电的试探电荷q从B点移到A点，电场力做正功W，将同一个试探电荷从C点移到A点，电场力做功。已知点电荷电势表达式为，r为电场中某一点距场源电荷Q的距离，则（　　） A. 场源电荷带负电 B. A点在最外层同心圆上 C. C点与Q距离为2L D. 若M、N分别为、的中点，则一定有 10. 如图，光滑水平桌面上摆放着10个完全相同的立方体木块，每个木块的棱长，质量为。初始时木块彼此粘连，一个质量的小物块（可视为质点）以速度从左侧滑上第一个木块，恰好未离开第10个木块，设物块所受的阻力大小恒定。现将木块解除粘连，物块仍以相同的速度滑上第一个木块，下列说法中正确的是（　　） A. 物块所受阻力大小为 B. 物块不会滑出第8个木块 C. 若增加木块的个数，物块能滑过的木块数不超过20个 D. 若将木块分成左右两半，则物块在木块上滑过的总长度减少 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 开口很大的Y字形绳结可以将一个小力转化为两个大力，可用于放大较为微小的受力变化。某实验小组利用此原理设计了如图甲所示的实验装置，用于检测木块与小车之间的动摩擦因数和最大静摩擦因数（等于最大静摩擦力比上此时界面间的压力）。小车放在水平桌面上，调整使小车的上表面也水平，将沙桶用轻绳绕过定滑轮与小车连接。将木块轻放在小车上，并用另一轻绳绕过定滑轮与两个力传感器相连，调节滑轮高度使两轻绳均与桌面平行。 已知两力传感器固定于同一高度处，相距，两力传感器间用长为的轻绳相连，绳结位于轻绳中点位置，用计算机实时记录两力传感器示数变化。已知小车质量为，木块质量为，重力加速度为，则： （1）正式实验前用手向左轻拉小车，发现两力传感器的示数不同，且右侧传感器示数较大，则应将右侧滑轮水平向___________（填“左”或“右”）调整。 （2）完成系统的调试后，向左拉动小车，两传感器示数相同，可以开始正式实验。 （3）初始小车静止，在沙桶中缓慢地倒入沙子，传感器示数增大。当传感器示数为时，与木块直接相连的轻绳拉力大小为___________。 （4）沙桶中沙子质量继续增加，小车开始滑动，传感器的示数达到一个峰值后开始稳定，如图乙所示，则木块与小车间的最大静摩擦因数为___________（结果保留两位有效数字）。 （5）测出木块与小车间的最大静摩擦因数为，动摩擦因数为。若用该小车的材料做一个斜面，将木块轻放在斜面上，一开始静止。缓慢增加斜面倾角至木块刚好开始滑动，则此后木块向下做匀加速运动的加速度大小为___________（用、和g表示）。 12. 某同学在实验室找到一批量程但内阻未知的毫安表。为了后续便于改装，决定先测量出其准确的内阻值。 （1）某同学先按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器使得毫安表指针满偏，再闭合开关，调节电阻箱使得毫安表指针半偏，并记录下此时电阻箱的阻值。若将该阻值作为毫安表内阻的测量值，则该测量值___________毫安表内阻的真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”） （2）实验中发现，闭合开关，调节电阻箱时，毫安表在实验过程中示数变化较大，这是因为___________； A. 电源电动势较小 B. 定值电阻较大 C. 电阻箱最大阻值较小 （3）为了减小测量误差，该同学采用了一种“补偿”电路进行测量，如图乙所示，操作步骤如下： ①闭合开关、，调节滑动变阻器至合适位置，记录下此时毫安表的示数； ②断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使毫安表示数为0，此时毫安表的示数为___________； ③再闭合开关，调节电阻箱与___________（选填“”、“”）使得毫安表示数为0，记录下此时毫安表（的示数，电阻箱的示数。 则毫安表内阻为___________Ω。 13. 如图所示的容器由半径为R的半圆与一直角边为半圆直径的直角三角形组成，其中。位于A点的粒子源可以将比荷均为的粒子以相同的速度v沿径向射入容器中，粒子打到容器边界上不发生反弹，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用力。 （1）若整个容器处于垂直纸面向外的匀强磁场中，正、负粒子在磁场中的运动时间之比为，求负粒子的位移大小； （2）若整个容器处于平行纸面向下的匀强电场中，正、负粒子在电场中的运动时间之比为，求负粒子的末速度大小。 14. 如图所示，质量的小物块A放置在一固定在水平地面的斜面顶端，斜面的高度，倾角。斜面底端与一质量的木板C平滑连接，木板上放置另一质量的小物块B，与木板左端的距离。小物块A滑下斜面，并与小物块B发生弹性正碰，小物块B恰好未滑离木板。已知小物块A、B与木板和斜面的动摩擦因数，木板C与地面的动摩擦因数，小物块A、B均可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，求： （1）碰后小物块B的速度； （2）木板C的长度L； （3）小物块A最终距斜面底端的距离d、 15. 如图，电源电动势为E，内阻不计，X、Y、Z为三个可以互相连接的接线口，Y接口与一电容为C的电容器相连，R为定值电阻，为一阻值也为R的传感器，可测量通过的电荷量且不会受到单杆的影响。电路右侧与一间距为l的光滑水平导轨相连，导轨上M、N两点绝缘，一质量为m的长直导体棒放置于左侧导轨某处，导轨右侧与一自感系数为L的自感线圈相连，整个导轨位于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。不计导体棒和自感线圈的电阻，导体棒始终未离开磁场区域。（自感电动势） （1）X连接Z，若导体棒到时加速度恰好为0，求此时导体棒的速度； （2）X先连接Y，待电容器充满电后断开，Y再连接Z，导体棒到时加速度仍然为0，此时断开，测得通过的电荷量为，求导体棒到时的速度和导体棒初始位置与的距离s； （3）在（2）中的条件下，每当导体棒向右通过时连接，导体棒向左通过时连接，并记录下每次通过的电荷量，…，不考虑电容器未充满电的情况，求导体棒第n次到达最右端时在右侧移动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $