精品解析：广东省广州市广东实验中学2024-2025学年高三下学期开学考物理试卷

2025届高三开学训练 物理 第一部分 选择题（共46分） 一、单项选择题（每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，为输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩的输出电压，功率为，变压器均视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A. 交变电流的周期是 B. 充电桩电流的有效值为 C. 时刻，电压表示数为 D. 电压表示数始终是 2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（　　） A. B. C. D. 3. 如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（　　） A. 该材质相对水是光密介质 B. a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度 C. 增大入射角i，AC界面出射时b光先消失 D. 减小入射角i，AC界面出射时b光先消失 4. 我国古代人民掌握了卓越的航海技术，曾有“郑和七下西洋”的壮举。帆船要逆风行驶时要调整帆面的朝向，使船沿“之”字形航线逆风而行。风吹到帆面，产生的风力垂直于帆面，由于船沿垂直于船身的阻力非常大，风力垂直于航身的分量不会引起船侧向的运动，在风力的作用下，船便会沿平行于船身方向运动。在下列各图中，风向如图所示，船沿虚线的路线逆风而行，则各图中帆面的方位正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 某同学使用小型电动打夯机平整自家房前的场地，如图所示是电动打夯机的结构示意图。质量为的摆锤通过轻杆与总质量为的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机带动摆锤绕转轴在竖直面内匀速转动，转动半径为，重力加速度为，打夯机底座刚好能离开地面，下列说法正确的是（　　） A. 转到最低点时摆锤处于失重状态 B. 摆锤在最高点时，杆给摆锤的弹力恰好为 C. 摆锤的角速度为 D. 摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力为 6. 静电透镜被广泛应用于电子器件中，如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成，其中实线为电场线，虚线为等差等势线，z轴为该电场的中心轴线，一电子从其左侧进入聚焦电场，为其轨迹上的三点。电子从P点运动到R点的过程中，则（　　） A. P点的电势高于R点 B. Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在Q点的动能小于在R点的动能 D. 从P至R的运动过程中，电子的电势能先减小后增大 7. 某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统，它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同，导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动，且接触良好，当导线框在如图所示位置时（　　）。 A. 松开驱动踏板或踩下刹车踏板，应该是接通开关1 B. 踩下驱动踏板，导线框将会顺时针转动 C. 松开驱动踏板，电容器上板带负电 D. 松开驱动踏板，半圆环A、D两端输出的是交流电 二、多项选择题（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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，为光速，为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（　　） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向靠近地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 9. 把质量为的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置（图乙），途中经过位置时弹簧正好处于自由状态。已知、A的高度差为，、A的高度差为，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，。以A所在水平面为参考平面，关于小球的动能、小球的重力势能和弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，固定斜面AC的倾角为30°，其中AB部分光滑，长为5L；BC部分粗糙且足够长。6个质量均为m的相同滑块（可视为质点）、用长为L的轻杆相连放置在斜面上，初始时滑块1恰好位于B点。释放后滑块组开始下滑，已知滑块4进入BC后能做匀速运动，下列说法中正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 B. 滑块组匀速运动时速度的大小为 C. 滑块4通过B点前的瞬间，滑块4、5间杆的作用力大小为 D. 滑块4通过B点后的瞬间，滑块4、5间杆的作用力大小为 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题（第11题6分，第12题10分，共16分） 11. 在“探究两个互成角度力的合成规律”的实验中，某同学若测出两分力，，两力的方向如图中虚线所示，用图示法在乙图中作出、的合力。 12. 在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如下图所示，读数为_____mm． 13. 用游标为分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图所示读数为______________。 14. 某学习小组的同学们想测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为，内阻约为），灵敏电流计（满偏电流，内阻），定值电阻（阻值可求），变阻箱（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。 （1）若想灵敏电流计改装成量程为的电压表，需要________一个定值电阻（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值为________。 （2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整________。 （3）采集灵敏电流计和变阻箱的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为，纵截距为，则所测得电池组的内阻________。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计中的电流） （4）组长还组织大家进一步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势，内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为________（保留位有效数字）。 四、计算题（第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分） 15. 2023年1月1日，在武汉市汉口江滩，万人放飞心愿气球喜迎新年，氢气球被释放后缓缓上升，逐渐膨胀，直至破裂。已知某个氢气球刚被释放时，球内外气体的压强差为，氢气球释放处的海拔高度为0、大气压强为。氢气球刚破裂时球内氢气的体积是刚被释放时的。假设氢气球在上升过程中温度保持不变。 （1）求氢气球刚破裂时球内氢气的压强； （2）已知氢气球刚破裂时球内外气体的压强差为，大气压强随海拔高度h变化的关系如图所示，求破裂时氢气球所在位置的海拔高度。 16. 如图（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调（如图（b））；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场， O到感光板的距离为，粒子电荷量为q，质量为m，不计重力。 （1）若两狭缝平行且盘静止（如图（c）），某一粒子进入磁场后，数值向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t； （2）若两狭缝夹角为，盘匀速转动，转动方向如图（b），要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度的取值范围（设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2）。 17. 如图所示，半径为d圆心为O的金属圆环固定在竖直平面内，电阻不计长为d的金属棒OA与环接触良好并能随手柄一起转动，金属圆环所在处有垂直环平面的水平向右磁感应强度大小为B1的匀强磁场。两条间距为L的足够长平行金属导轨MM′、NN′处于同一水平面内，左端分别与环和O点相连接。边界PQ左侧有方向竖直向下磁感应强度大小为B2的匀强磁场，长为L质量为m的金属杆a垂直于导轨置于磁场中。边界PQ右侧有长为2L的光滑区，边长为L质量为3m的质量分布均匀的正方形金属框EFGH置于导轨上，FG边恰好处于光滑区的右边界处。已知杆a电阻为R，金属框EFGH只有FG、EH边计电阻且均为2R，电路接触良好，所有其余部分均不计电阻。杆a和金属框与导轨间动摩擦因数均为，但与光滑区的阻力不计（设最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等）。手摇柄使棒OA转速加大，某时刻杆a开始向右加速，当杆a越过PQ后棒OA立即停止转动，此后杆a与金属框发生碰撞并以碰前一半速率反弹，最终杆a与金属框同时停下，金属框恰好向前运动L停在粗糙区。不考虑框架中的电流产生的磁场影响。求 (1)金属杆a刚开始运动时手柄的角速度大小； (2)金属杆a与金属框碰撞前的速率； (3)若已知金属框和杆a碰后的运动时间为，求杆a停下的位置与PQ之间的距离。（提示:可以用F－x图象下的“面积”代表力F所做的功） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三开学训练 物理 第一部分 选择题（共46分） 一、单项选择题（每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，为输电线的总电阻。配电设施的输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩的输出电压，功率为，变压器均视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A. 交变电流的周期是 B. 充电桩电流的有效值为 C. 时刻，电压表示数为 D. 电压表示数始终是 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据充电桩的输出电压表达式可知， 则交流电的周期，故A错误； B．根据充电桩输出电源表达式可知，输出电压的最大值 有效值 充电桩电流的有效值，故B错误； CD．电压表的读数始终为电路有效值，则， 得， 则电阻两端电压为，故C错误，D正确； 故选D。 2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图中可以看出该波的波长为，根据 可知该列波的周期为 又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确。 故选B。 3. 如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（　　） A. 该材质相对水是光密介质 B. a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度 C. 增大入射角i，AC界面出射时b光先消失 D. 减小入射角i，AC界面出射时b光先消失 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图线可知，光从该介质进入水中时折射角小于入射角，所以该材质相对水是光疏介质，故A错误； B．对a单色光，该材质相对水是光疏介质，即a光在水中的折射率大于在该介质中的折射率，根据 可知a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，故B正确； CD． 该材质是光疏介质，水是光密介质，因此从该材质射向水中时不会发生全反射，也就不会有AC界面的出射光消失，只能在AB界面发生全反射，CD错误。 故选B。 4. 我国古代人民掌握了卓越的航海技术，曾有“郑和七下西洋”的壮举。帆船要逆风行驶时要调整帆面的朝向，使船沿“之”字形航线逆风而行。风吹到帆面，产生的风力垂直于帆面，由于船沿垂直于船身的阻力非常大，风力垂直于航身的分量不会引起船侧向的运动，在风力的作用下，船便会沿平行于船身方向运动。在下列各图中，风向如图所示，船沿虚线的路线逆风而行，则各图中帆面的方位正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】风吹到帆面，产生的风力垂直于帆面，将风力分解到沿船方向和垂直与船身的方向 A．如图，风力分解到船身方向与船的运行方向相反，故A错误； B．如图，风力分解到船身方向与船的运行方向相同，故B正确； C．如图，风力分解到船身方向与船的运行方向相反，故C错误； D．如图，风力分解到船身方向与船的运行方向相反，故D错误； 故选B。 5. 某同学使用小型电动打夯机平整自家房前的场地，如图所示是电动打夯机的结构示意图。质量为的摆锤通过轻杆与总质量为的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机带动摆锤绕转轴在竖直面内匀速转动，转动半径为，重力加速度为，打夯机底座刚好能离开地面，下列说法正确的是（　　） A. 转到最低点时摆锤处于失重状态 B. 摆锤在最高点时，杆给摆锤的弹力恰好为 C. 摆锤的角速度为 D. 摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．转到最低点时摆锤有向上的加速度，处于超重状态，故A错误； BC．电动机带动摆锤绕转轴在竖直面内匀速转动，设角速度为，摆锤在最高点时，根据牛顿第二定律可得 此时打夯机底座刚好能离开地面，地面对底座的支持力为0，则杆对底座的拉力 由牛顿第三定律可知底座对杆的拉力 在最高点处，杆对摆锤的拉力沿杆方向，可得，因此摆锤在最高点时，杆给摆锤的弹力不是。 联立可得。故BC错误； D．根据以上分析可知在最低点时 对打夯机底座受力分析，有 根据牛顿第三定律可得，打夯机对地面的压力为。故D正确。 故选D。 6. 静电透镜被广泛应用于电子器件中，如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成，其中实线为电场线，虚线为等差等势线，z轴为该电场的中心轴线，一电子从其左侧进入聚焦电场，为其轨迹上的三点。电子从P点运动到R点的过程中，则（　　） A. P点的电势高于R点 B. Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在Q点的动能小于在R点的动能 D. 从P至R的运动过程中，电子的电势能先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，可知 P点的电势低于R点，选项A错误； B．因Q点电场线较R点密集，可知 Q点的电场强度大于R点的电场强度，选项B错误； C．因R点电势高于Q点，则电子在R点的电势能小于在Q点的电势能，因电子的电势能和动能之和守恒，可知电子在Q点的动能小于在R点的动能，选项C正确； D．从P至R电势一直升高，则电子的运动过程中，电子的电势能一直减小，选项D错误。 故选C。 7. 某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统，它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同，导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动，且接触良好，当导线框在如图所示位置时（　　）。 A. 松开驱动踏板或踩下刹车踏板，应该是接通开关1 B. 踩下驱动踏板，导线框将会顺时针转动 C. 松开驱动踏板，电容器上板带负电 D. 松开驱动踏板，半圆环A、D两端输出的是交流电 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，线圈在安培力作用下开始转动，此时应该接通开关1，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量，线圈转动切割磁感线，产生感应电动势，线圈开始对电容器充电，此时应该接通开关2，故A错误； B．结合上述，踩下驱动踏板时接通开关1，导线框中有沿的电流，根据左手定则可知，磁场对dc边的安培力方向向右，磁场对ab边的安培力方向向左，导线框将会逆时针转动，故B错误； C．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框切割磁感线产生的感应电流方向沿，导线框为一个等效电源，a端为等效电源的负极，可知，电容器上板带负电，故C正确； D．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框中的感应电流总是从金属半圆A端进入导线框后再从金属半圆D端流出，可知，半圆环A、D两端输出的是直流电，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，为光速，为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（　　） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向靠近地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于题中规定地球的视向方向为正方向，且，当观测到伴星光谱谱线的波长，表明为负值，则的方向与视向方向相反，即对应着伴星向靠近地球的方向运动，故A正确； B．根据上述可知，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则的方向与视向方向相同，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中位置关于黑洞对称的位置，故B错误； C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 结合上述可以求出黑洞的质量，但是由于不知道黑洞自身的半径，因此无法求出黑洞的密度，故C错误。 D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，由于伴星光谱谱线波长的最大值位置对应着伴星在图中位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为、，则有，根据线速度与周期的关系有，解得，故D正确； 故选AD。 9. 把质量为的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置（图乙），途中经过位置时弹簧正好处于自由状态。已知、A的高度差为，、A的高度差为，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，。以A所在水平面为参考平面，关于小球的动能、小球的重力势能和弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】从A到B，小球的加速度先减小后反向增大，故速度先增大后减小，动能先增大后减小； 据题意，B点为弹簧位置，但并不是速度最大位置。速度最大位置应为加速度（合力）为0的位置，即此位置应为弹簧压缩状态。故A错误； 重力势能 可知随高度一直均匀增大； 弹簧的弹性势能 可知弹簧的弹性势能的函数开口向上；故选择D； 从B到C，小球做匀减速运动，动能随高度均匀减小，转化为随高度均匀增加的重力势能，弹簧的弹性势能一直为0。 故正确答案为BD。 10. 如图所示，固定斜面AC的倾角为30°，其中AB部分光滑，长为5L；BC部分粗糙且足够长。6个质量均为m的相同滑块（可视为质点）、用长为L的轻杆相连放置在斜面上，初始时滑块1恰好位于B点。释放后滑块组开始下滑，已知滑块4进入BC后能做匀速运动，下列说法中正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 B. 滑块组匀速运动时速度的大小为 C. 滑块4通过B点前的瞬间，滑块4、5间杆的作用力大小为 D. 滑块4通过B点后的瞬间，滑块4、5间杆的作用力大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可得 解得 故A正确； B．从滑块1到滑块4进入BC的瞬间过程，由动能定理得 解得 故B错误； C．滑块4进入BC前，对整体由牛顿第二定律得 解得 对滑块5、6有 解得 故C正确； D．滑块4进入BC后瞬间做匀速运动，对滑块5、6有 故D错误。 故选AC。 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题（第11题6分，第12题10分，共16分） 11. 在“探究两个互成角度力的合成规律”的实验中，某同学若测出两分力，，两力的方向如图中虚线所示，用图示法在乙图中作出、的合力。 【答案】 【解析】 【详解】根据平行四边形法则作图如下 12. 在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如下图所示，读数为_____mm． 【答案】0.316（0.314~0.318均可） 【解析】 【详解】由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0mm，可动刻度示数为 31.6×0.01mm=0.316mm 螺旋测微器示数为 0mm+0.316mm=0.316mm 【点评】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读，读数时视线要与刻度线垂直． 13. 用游标为分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图所示读数为______________。 【答案】 【解析】 【详解】游标卡尺的读数为 14. 某学习小组的同学们想测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为，内阻约为），灵敏电流计（满偏电流，内阻），定值电阻（阻值可求），变阻箱（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。 （1）若想灵敏电流计改装成量程为的电压表，需要________一个定值电阻（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值为________。 （2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整________。 （3）采集灵敏电流计和变阻箱的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为，纵截距为，则所测得电池组的内阻________。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计中的电流） （4）组长还组织大家进一步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势，内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为________（保留位有效数字）。 【答案】（1） ①. 串联 ②. （2） （3） （4）0.29 【解析】 【小问1详解】 [1][2]G表改装成6V电压表，应串联定值电阻，由 得 【小问2详解】 由题意可知，本实验用电阻箱与改装后的电压表并联，如图所示 【小问3详解】 已知电源中的电流远大于电流计中的电流，由闭合电路的欧姆定律可得 解得 可得 【小问4详解】 设灯泡两端电压为，每个灯泡的电流为，由闭合电路欧姆定律 解得 作图像在丙图中，如图所示 两图形交点即为一个灯泡的工作电流与电压，每只灯泡的功率 四、计算题（第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分） 15. 2023年1月1日，在武汉市汉口江滩，万人放飞心愿气球喜迎新年，氢气球被释放后缓缓上升，逐渐膨胀，直至破裂。已知某个氢气球刚被释放时，球内外气体的压强差为，氢气球释放处的海拔高度为0、大气压强为。氢气球刚破裂时球内氢气的体积是刚被释放时的。假设氢气球在上升过程中温度保持不变。 （1）求氢气球刚破裂时球内氢气的压强； （2）已知氢气球刚破裂时球内外气体的压强差为，大气压强随海拔高度h变化的关系如图所示，求破裂时氢气球所在位置的海拔高度。 【答案】（1）628mmHg；（2）1944m 【解析】 【详解】（1）设刚释放时球内氢气的体积为V1，刚刚破裂时球内氢气的体积为，设刚释放时球内氢气的压强为p1，有 设刚破裂时球内氢气的压强为p2，根据玻意耳定律，有 解得 （2）根据题意可知，刚破裂时氢气球所在位置的大气压强为 根据大气压强随海拔高度h变化的关系图像可得斜率 所以 上式中，的单位是mmHg，h的单位是m，联立解得 16. 如图（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调（如图（b））；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场， O到感光板的距离为，粒子电荷量为q，质量为m，不计重力。 （1）若两狭缝平行且盘静止（如图（c）），某一粒子进入磁场后，数值向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t； （2）若两狭缝夹角为，盘匀速转动，转动方向如图（b），要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度的取值范围（设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】(1)粒子运动的半径为 R＝① 由牛顿第二定律 qvB＝m② 匀速圆周运动的周期 T＝③ 粒子在磁场中运动的时间 t＝＝. ④ (2)如图所示，设粒子运动临界半径分别为R1和R2 R1＝⑤ d2＋(R2－)2＝R22 R2＝d ⑥ 设粒子临界速度分别为v1和v2， 由②⑤⑥式，得 v1＝⑦ v2＝⑧ 若粒子通过两转盘，由题设可知 ＝⑨ 联立⑦⑧⑨，得对应转盘的转速分别为 ω1＝ ω2＝ 粒子要打在感光板上，需满足条件 ≤ω≤. 17. 如图所示，半径为d圆心为O的金属圆环固定在竖直平面内，电阻不计长为d的金属棒OA与环接触良好并能随手柄一起转动，金属圆环所在处有垂直环平面的水平向右磁感应强度大小为B1的匀强磁场。两条间距为L的足够长平行金属导轨MM′、NN′处于同一水平面内，左端分别与环和O点相连接。边界PQ左侧有方向竖直向下磁感应强度大小为B2的匀强磁场，长为L质量为m的金属杆a垂直于导轨置于磁场中。边界PQ右侧有长为2L的光滑区，边长为L质量为3m的质量分布均匀的正方形金属框EFGH置于导轨上，FG边恰好处于光滑区的右边界处。已知杆a电阻为R，金属框EFGH只有FG、EH边计电阻且均为2R，电路接触良好，所有其余部分均不计电阻。杆a和金属框与导轨间动摩擦因数均为，但与光滑区的阻力不计（设最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等）。手摇柄使棒OA转速加大，某时刻杆a开始向右加速，当杆a越过PQ后棒OA立即停止转动，此后杆a与金属框发生碰撞并以碰前一半速率反弹，最终杆a与金属框同时停下，金属框恰好向前运动L停在粗糙区。不考虑框架中的电流产生的磁场影响。求 (1)金属杆a刚开始运动时手柄的角速度大小； (2)金属杆a与金属框碰撞前的速率； (3)若已知金属框和杆a碰后的运动时间为，求杆a停下的位置与PQ之间的距离。（提示:可以用F－x图象下的“面积”代表力F所做的功） 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)电动势为 电流为 则 (2)设a杆碰前速度大小为v0，碰后框速度大小为vb，对框 则 由动量守恒有 得 (3)a碰后，匀速时间 在磁场中减速时间 根据动量定理有 则 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $