精品解析：河北省石家庄市河北正定中学2024-2025学年高三下学期开学物理试题

2025年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 物理 全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 下面四种描述中，所描述的液体的性质与其他三种不同的是（　　） A. 南宋张世南发现桐油可以在竹圈上形成油膜 B. 王亚平在“天宫课堂”中，展示了水在太空舱里呈现为球状 C. 水黾在水面上“飘着”而不沉入水中 D. 验血时指尖刺出的血液沿着采血细管往上升 2. 现用如图甲所示的装置做有关光的特性的实验，a、b两种单色光在光屏上得到的图样如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. P为单缝，a光的频率高于b光的频率 B. P为双缝，a光频率低于b光的频率 C. 真空中a光的传播速度比b光的快 D. a光的光子能量比b光的小 3. 地球上的极光是太阳射线使大气层中原来处于基态的氧原子受激发而跃迁到高能级状态，再向低能级跃迁时发出的光。在距地面10~15万米处发出的波长为557.7纳米的绿色极光，是被激发的氧原子从某一能级跃迁到第一激发态时产生的；在距地面15~25万米处发出的波长为630纳米的红色极光，是被激发到第一激发态的氧原子回到基态时产生的。对上层发红光、下层发绿光的氧原子，下列说法正确的是（　　） A. 上层氧原子吸收的光子能量更大 B. 上层氧原子发出的光子能量更大 C. 下层氧原子若从某一能级直接跃迁到基态发出的光波长大于630纳米 D. 下层氧原子若从某一能级直接跃迁到基态发出的光波长小于557.7纳米 4. “嫦娥六号”成功从月球带回了月壤，其返回地球轨迹示意图如图所示，返回舱接近第二宇宙速度（约为11.2千米/秒）在大西洋上空第一次进入地球大气层，实施初次气动减速，下降至最低点A后，返回舱在印度洋上空向上跳出大气层，到达最高点B后开始滑行下降（只受地球的引力），之后返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，则下列说法正确的是（　　） A. 当返回舱过A点时，返回舱只受地球的引力 B. 当返回舱过A点时，舱内月壤处于超重状态 C. 当返回舱过B点时，其速度等于第一宇宙速度 D. 当返回舱过B点时，舱内月壤处于超重状态 5. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，副线圈接有阻值为24Ω的灯泡且灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡额定电压为48V B. 灯泡的额定功率为12W C. 通过灯泡交变电流频率为25Hz D. 原线圈的输入功率为6W 6. 如图甲所示为路面洒水车作业时的情景。洒水车装满水后先以的加速度匀加速启动。10s时达到最大速度并开始洒水，此后洒水车以最大速度在平直公路上行驶并将水全部洒尽，全程洒水车的功率和速度随时间变化的关系图线如图乙、丙所示。已知洒水车空载时的质量为，洒水车所受的阻力恒为车总重的，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 该洒水车装满水后水的质量为 B. 图丙中v＝2.4m/s C. 洒水车洒水前行驶了16.5m D. 洒水过程中牵引力的冲量约为 7. 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，如图甲所示为电子感应加速器的侧视图，如图乙所示为真空室俯视图，其基本原理是上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈通有电流，电子在真空室中做加速圆周运动，现将电子约束在半径为r的轨道上进行加速，导线中电流的大小随时间的变化图像如图丙所示，电磁铁线圈的电流在电子所在轨道平面产生的磁感应强度大小B＝kI，已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子加速过程中忽略电子的初速度，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A. 在电子所在的平面内，感生电场是沿顺时针方向的匀强电场 B. 电子加速一周，感生电场对电子做功大小为 C. 电子在时间内做圆周运动的周期不断增大 D. 时间内，感生电场对电子的冲量大小为 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，一光滑轨道ABCDEF固定在竖直平面内，BC段水平，AB段长为2m且与水平面成30°角，CDEF为半径R＝0.5m的圆弧轨道，圆弧轨道对应的圆心角为120°，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，在圆弧上有一点D，OD的连线与水平面成30°角。现让小球从AB上高h处由静止释放，小球经过B点没有机械能损失，若撞上挡板能等速率反弹回来。重力加速度，要使小球能通过D点且始终不脱离轨道，则h可能为（　　） A. 0.25m<h≤0.5m B. 0.75m<h≤0.85m C. 0.75m<h≤0.9m D. 0.9m<h≤1m 9. 如图所示，某人用簸箕把小物块（垃圾）倒入垃圾桶，中间的一段过程保持簸箕水平，沿着与水平方向成30°角斜向左上方做匀加速直线运动，加速度大小，该过程中小物块和簸箕始终保持相对静止。已知簸箕的质量为M，小物块的质量为m，重力加速度为g，则在该段运动中（　　） A. 小物块受到的摩擦力大小为 B. 小物块受到的支持力大小为 C. 簸箕对小物块的作用力大小为 D. 手对簸箕的作用力大小为 10. 如图所示，两条足够长的光滑金属导轨平行放置在绝缘水平面上，左侧导轨间距为2L，右侧导轨间距为L，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。由同种材料制成的、粗细相同的导体棒C和导体棒D分别垂直于导轨放置。已知D棒的长度为L、电阻为R、质量为m，C棒的长度为2L，导轨电阻不计。第一次锁定D棒，让C棒以初速度向右运动，C棒运动一段距离x后停止运动（未到两导轨连接处），该过程中通过C棒的电荷量为。第二次解除锁定，让C棒仍以初速度向右运动，当C棒的速度稳定时还未到两导轨连接处，该过程中通过D棒的电荷量为，D棒中产生的焦耳热为Q，x、、、Q均未知，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 第一次C棒运动的过程中，其热功率与速度的平方成正比 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 物理兴趣小组为了将一个量程为10mA的毫安表改装成120mA和150mA的双量程电流表，先用如图甲所示的方式来测量毫安表的内阻。将欧姆表调至“×10”挡后进行欧姆调零，将两表笔与毫安表的接线柱相接触，此时欧姆表和毫安表的示数如图乙、丙所示，欧姆表表盘的中央刻度为15，最后组装的双量程电流表电路图如图丁所示。 （1）图甲中与毫安表正极相接触的应是欧姆表的______（填“红”或“黑”）表笔。 （2）待测毫安表的内阻约为______Ω。 （3）双量程电流表中的定值电阻的阻值为______Ω（结果用分数表示），欧姆表内部电源的电动势为______V。 12. 某实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，将力传感器与数据处理器连接并固定在铁架台上，细线一端连接力传感器，另一端系有质量为m的小球，将小球拉至与力传感器等高的位置由静止释放，某次处理器显示力传感器的示数随时间的变化情况如图乙所示，已知当地的重力加速度为g。 （1）利用刻度尺测得细线的长度为L，用游标卡尺测量小球的直径d如图丙所示，则d＝______cm。 （2）小球摆到最低点时的动能大小为______，小球从与力传感器等高的位置摆到最低点减少的重力势能为______，若在误差允许的范围内，满足关系式______时，机械能守恒。（用题中所给字母表示） （3）某次实验时，该实验小组将小球拉至如图丁所示的位置由静止释放，若不考虑空气阻力的影响，小球运动到最低点时的动能______（填“大于”“等于”或“小于”）小球势能的减少量。 13. 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图中实线所示，此时平衡位置位于x＝4m处的质点经平衡位置向y轴负方向运动，经过，其波形如图中虚线所示。 （1）判断该波的传播方向并求该波的波速； （2）求在的时间内x＝4m处的质点通过的路程。 14. 如图所示，A、B两辆车沿同一条平直公路同向行驶经过某一路口时，A车以最大速度匀速行驶，B车以速度匀速行驶，当A车与停车线1的距离时，路口的红灯亮起，此时B车恰好过停车线2，A车立即做减速运动，A车减速的最大加速度，加速的最大加速度。若A车在到达停车线1之前先匀减速后匀速，红灯的持续时间t＝30s，路口两条停车线之间的距离x＝100m，两辆车均可视为质点，减速运动以及加速运动都是匀变速。A车为了能尽快追上B车。 （1）求A车在到达停车线1之前减速的时间； （2）从路口的红灯亮起到A车追上B车，求A车运动的最小位移以及对应的时间。 15. 如图甲所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第二象限有一离子发射源，可以源源不断地均匀发射电荷量为q、质量为m的离子（速度忽略不计），离子飘入加速电场，加速电场的电压随时间变化的图像如图乙所示，离子经电场加速后沿直线从y轴上的M（0，L）点进入匀强电场，经电场偏转后进入第四象限，第四象限内存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场，在x轴上（L，0）点到（，0）点间安装有线状离子接收器，能够接收从磁场运动到x轴上的离子，该接收器对从电场进入磁场的离子没有影响，离子在加速电场中加速的时间极短，可以认为电压不变。不计离子重力及离子间的相互作用力，若时刻进入加速电场的离子从（2L，0）点进入磁场。 （1）求加速电压； （2）当离子在时刻进入加速电场，离子能否被该接收器接收？ （3）求时间内被该接收器接收的离子占这段时间发射离子总数的百分比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 物理 全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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. 下面四种描述中，所描述的液体的性质与其他三种不同的是（　　） A. 南宋张世南发现桐油可以在竹圈上形成油膜 B. 王亚平在“天宫课堂”中，展示了水在太空舱里呈现为球状 C. 水黾在水面上“飘着”而不沉入水中 D. 验血时指尖刺出的血液沿着采血细管往上升 【答案】D 【解析】 【详解】A、B、C三个选项均体现的是液体表面张力的性质，D选项体现的是液体和固体管之间浸润的毛细现象。D项与其他三种所描述的液体性质不同。 故选D。 2. 现用如图甲所示的装置做有关光的特性的实验，a、b两种单色光在光屏上得到的图样如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. P为单缝，a光的频率高于b光的频率 B. P为双缝，a光的频率低于b光的频率 C. 真空中a光的传播速度比b光的快 D. a光的光子能量比b光的小 【答案】D 【解析】 【详解】B．单缝衍射图样的中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，所以P为单缝，故B错误； A．光的波长越长，单缝衍射中央亮条纹越宽，所以a光的波长大于b光的波长，则a光的频率低于b光的频率，故A错误； C．各种色光在真空中的传播速度都相等，故C错误； D．由于a光的频率低于b光的频率，由可知a光的光子能量比b光的小，故D正确。 故选D。 3. 地球上的极光是太阳射线使大气层中原来处于基态的氧原子受激发而跃迁到高能级状态，再向低能级跃迁时发出的光。在距地面10~15万米处发出的波长为557.7纳米的绿色极光，是被激发的氧原子从某一能级跃迁到第一激发态时产生的；在距地面15~25万米处发出的波长为630纳米的红色极光，是被激发到第一激发态的氧原子回到基态时产生的。对上层发红光、下层发绿光的氧原子，下列说法正确的是（　　） A. 上层氧原子吸收的光子能量更大 B. 上层氧原子发出的光子能量更大 C. 下层氧原子若从某一能级直接跃迁到基态发出的光波长大于630纳米 D. 下层氧原子若从某一能级直接跃迁到基态发出的光波长小于557.7纳米 【答案】D 【解析】 【详解】A．上层氧原子吸收来自太阳射线的能量，被激发到第一激发态，再跃迁回基态，发出红光，故吸收的能量更小，A项错误； B．上层发红光、下层发绿光，上层氧原子发出的光子能量更小，B项错误； CD．下层氧原子若从某一能级直接跃迁到基态，则发出的光的能量更大，波长更小，波长小于557.7纳米，C项错误，D项正确。 故选D。 4. “嫦娥六号”成功从月球带回了月壤，其返回地球的轨迹示意图如图所示，返回舱接近第二宇宙速度（约为11.2千米/秒）在大西洋上空第一次进入地球大气层，实施初次气动减速，下降至最低点A后，返回舱在印度洋上空向上跳出大气层，到达最高点B后开始滑行下降（只受地球的引力），之后返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，则下列说法正确的是（　　） A. 当返回舱过A点时，返回舱只受地球的引力 B. 当返回舱过A点时，舱内月壤处于超重状态 C. 当返回舱过B点时，其速度等于第一宇宙速度 D. 当返回舱过B点时，舱内月壤处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．在A点时，返回舱的合力指向轨迹凹侧，方向向上，所以不可能只受地球的引力，A项错误； B．同理在A点时，月壤的合力也向上，支持力大于重力，处于超重状态，B项正确； C．在B点时，返回舱的速度小于第一宇宙速度，C项错误； D．在B点时，舱内月壤加速度向下，处于失重状态，D项错误。 故选B。 5. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，副线圈接有阻值为24Ω的灯泡且灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡的额定电压为48V B. 灯泡的额定功率为12W C. 通过灯泡的交变电流频率为25Hz D. 原线圈的输入功率为6W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙知，原线圈输入电压的最大值，则原线圈输入电压的有效值 由 解得，A项错误； B．灯泡的额定功率，B项错误； C．交变电流的周期T＝0.02s，频率，理想变压器不改变交变电流的频率，C项错误。 D．对于理想变压器，输入功率等于输出功率6W，D项正确； 故选D。 6. 如图甲所示为路面洒水车作业时的情景。洒水车装满水后先以的加速度匀加速启动。10s时达到最大速度并开始洒水，此后洒水车以最大速度在平直公路上行驶并将水全部洒尽，全程洒水车的功率和速度随时间变化的关系图线如图乙、丙所示。已知洒水车空载时的质量为，洒水车所受的阻力恒为车总重的，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 该洒水车装满水后水的质量为 B. 图丙中v＝2.4m/s C. 洒水车洒水前行驶了16.5m D. 洒水过程中牵引力的冲量约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设洒水车装满水后水的质量为m，则10s时 解得，A项错误； B．v为洒水车匀加速达到的最大速度，由 解得v＝2m/s，B项错误； C．加速阶段由和 解得， 变加速运动阶段由 可知 故洒水车洒水前共行驶了，C项错误； D．洒水过程中洒水车的功率随水量的减小而减小，由于车匀速运动，牵引力的冲量应与阻力的冲量等大反向，由图丙可知洒水时间 因阻力线性减小，故，D项正确。 故选D。 7. 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备，如图甲所示为电子感应加速器的侧视图，如图乙所示为真空室俯视图，其基本原理是上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈通有电流，电子在真空室中做加速圆周运动，现将电子约束在半径为r的轨道上进行加速，导线中电流的大小随时间的变化图像如图丙所示，电磁铁线圈的电流在电子所在轨道平面产生的磁感应强度大小B＝kI，已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子加速过程中忽略电子的初速度，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A. 在电子所在的平面内，感生电场是沿顺时针方向的匀强电场 B. 电子加速一周，感生电场对电子做功大小为 C. 电子在时间内做圆周运动的周期不断增大 D. 时间内，感生电场对电子的冲量大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．感生电场的方向是顺时针方向，但电场线是闭合的曲线，电场方向改变，所以感生电场为非匀强电场，故A错误； B．感生电场的电场强度为 在加速过程中电场力的方向与电子的速度方向一致，则电子加速一周电场力做功 解得，故B正确； C．电子在感生电场中做加速运动，电子运动一圈的时间越来越短，周期在减小，故C错误； D．根据冲量的定义式可知，公式的适用条件是F为恒力，感生电场的电场力为变力，不能直接用电场力大小乘以时间，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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，一光滑轨道ABCDEF固定在竖直平面内，BC段水平，AB段长为2m且与水平面成30°角，CDEF为半径R＝0.5m的圆弧轨道，圆弧轨道对应的圆心角为120°，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，在圆弧上有一点D，OD的连线与水平面成30°角。现让小球从AB上高h处由静止释放，小球经过B点没有机械能损失，若撞上挡板能等速率反弹回来。重力加速度，要使小球能通过D点且始终不脱离轨道，则h可能为（　　） A. 0.25m<h≤0.5m B. 0.75m<h≤0.85m C. 0.75m<h≤0.9m D. 0.9m<h≤1m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于轨道光滑，若小球恰好能到达D点，则释放高度 同理若小球恰好能到达E点，则释放高度，A项正确； BCD．若小球恰好能到达F点，有 根据机械能守恒定律有 解得 又由于AB长度为2m，因此释放点与水平段BC的高度差最大为1m，故小球释放的高度为0.875m≤h≤1m，BC项错误，D项正确。 故选AD 9. 如图所示，某人用簸箕把小物块（垃圾）倒入垃圾桶，中间的一段过程保持簸箕水平，沿着与水平方向成30°角斜向左上方做匀加速直线运动，加速度大小，该过程中小物块和簸箕始终保持相对静止。已知簸箕的质量为M，小物块的质量为m，重力加速度为g，则在该段运动中（　　） A. 小物块受到的摩擦力大小为 B. 小物块受到的支持力大小为 C. 簸箕对小物块的作用力大小为 D. 手对簸箕作用力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对小物块受力分析，小物块水平方向有，A项错误； B．小物块竖直方向有 所以，B项正确； C．小物块受到的摩擦力与支持力的合力为簸箕对小物块的作用力，即，C项正确； D．同理手对簸箕作用力，D项错误。 故选BC。 10. 如图所示，两条足够长的光滑金属导轨平行放置在绝缘水平面上，左侧导轨间距为2L，右侧导轨间距为L，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。由同种材料制成的、粗细相同的导体棒C和导体棒D分别垂直于导轨放置。已知D棒的长度为L、电阻为R、质量为m，C棒的长度为2L，导轨电阻不计。第一次锁定D棒，让C棒以初速度向右运动，C棒运动一段距离x后停止运动（未到两导轨连接处），该过程中通过C棒的电荷量为。第二次解除锁定，让C棒仍以初速度向右运动，当C棒的速度稳定时还未到两导轨连接处，该过程中通过D棒的电荷量为，D棒中产生的焦耳热为Q，x、、、Q均未知，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 第一次C棒运动的过程中，其热功率与速度的平方成正比 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．锁定D棒，C棒滑行并逐渐停下，由动量定理有 解得 又由和 可知 又 解得，A项正确； D．锁定D棒，C棒滑行过程中速度逐渐减小，对应的感应电动势逐渐减小，因此其热功率也逐渐减小，由和 可知，D项正确； B．第二次解除锁定后两棒都运动，稳定时回路中无电流，故 对C棒由动量定理有 对D棒由动量定理有 解得，， 故，B项正确； C．由能量守恒定律有 解得，C项错误。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 物理兴趣小组为了将一个量程为10mA的毫安表改装成120mA和150mA的双量程电流表，先用如图甲所示的方式来测量毫安表的内阻。将欧姆表调至“×10”挡后进行欧姆调零，将两表笔与毫安表的接线柱相接触，此时欧姆表和毫安表的示数如图乙、丙所示，欧姆表表盘的中央刻度为15，最后组装的双量程电流表电路图如图丁所示。 （1）图甲中与毫安表正极相接触的应是欧姆表的______（填“红”或“黑”）表笔。 （2）待测毫安表的内阻约为______Ω。 （3）双量程电流表中的定值电阻的阻值为______Ω（结果用分数表示），欧姆表内部电源的电动势为______V。 【答案】（1）黑 （2）100 （3） ①. ②. 1.5 【解析】 【小问1详解】 欧姆表内部装有电源，电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故与毫安表正极相连的应是欧姆表的黑表笔。 【小问2详解】 由欧姆表的读数可知待测毫安表的内阻约为100Ω。此时回路中的电流为6.0mA。 【小问3详解】 双量程电流表中的1挡是大量程，有 2挡是小量程，有 解得 欧姆表中值电阻，根据 解得E＝1.5V 12. 某实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，将力传感器与数据处理器连接并固定在铁架台上，细线一端连接力传感器，另一端系有质量为m的小球，将小球拉至与力传感器等高的位置由静止释放，某次处理器显示力传感器的示数随时间的变化情况如图乙所示，已知当地的重力加速度为g。 （1）利用刻度尺测得细线的长度为L，用游标卡尺测量小球的直径d如图丙所示，则d＝______cm。 （2）小球摆到最低点时的动能大小为______，小球从与力传感器等高的位置摆到最低点减少的重力势能为______，若在误差允许的范围内，满足关系式______时，机械能守恒。（用题中所给字母表示） （3）某次实验时，该实验小组将小球拉至如图丁所示的位置由静止释放，若不考虑空气阻力的影响，小球运动到最低点时的动能______（填“大于”“等于”或“小于”）小球势能的减少量。 【答案】（1）1.35 （2） ①. ②. ③. （3）小于 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数d＝13mm＋0.1×5mm＝13.5mm＝1.35cm。 【小问2详解】 [1]在最低点，由牛顿第二定律可得， 解得 [2][3]根据功能关系可得减少的重力势能等于重力做功的大小，则 若机械能守恒，则 整理可得 【小问3详解】 小球从力传感器所在水平面以上的位置释放时，先做自由落体运动，细线伸直瞬间，小球速度损失，所以动能有损失，机械能不守恒，小球动能的增加量小于重力势能的减少量。 13. 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图中实线所示，此时平衡位置位于x＝4m处的质点经平衡位置向y轴负方向运动，经过，其波形如图中虚线所示。 （1）判断该波的传播方向并求该波的波速； （2）求在的时间内x＝4m处的质点通过的路程。 【答案】（1）波沿x轴负方向传播， （2）s＝0.05（4n＋3）m（n＝0，1，2…） 【解析】 【小问1详解】 由质点振动方向与波传播方向的关系可知该波沿x轴负方向传播； 则 由波形图知波长λ＝8m 波速 联立解得 【小问2详解】 由波形图知振幅A＝5cm＝0.05m 在∆t＝0.6s的时间内x＝4m处的质点通过的路程 联立解得s＝0.05（4n＋3）m（n＝0，1，2…） 14. 如图所示，A、B两辆车沿同一条平直的公路同向行驶经过某一路口时，A车以最大速度匀速行驶，B车以速度匀速行驶，当A车与停车线1的距离时，路口的红灯亮起，此时B车恰好过停车线2，A车立即做减速运动，A车减速的最大加速度，加速的最大加速度。若A车在到达停车线1之前先匀减速后匀速，红灯的持续时间t＝30s，路口两条停车线之间的距离x＝100m，两辆车均可视为质点，减速运动以及加速运动都是匀变速。A车为了能尽快追上B车。 （1）求A车在到达停车线1之前减速的时间； （2）从路口的红灯亮起到A车追上B车，求A车运动的最小位移以及对应的时间。 【答案】（1）10s （2）2600m， 105s 【解析】 【小问1详解】 A车为了能尽快追上B车，则当绿灯亮起时A车到达停车线1，A车减速运动的加速度最大，设减速的时间为，则A车匀速的时间为，减速的位移为，根据运动学公式可得 设减速后的速度为，根据运动学公式可得 A车在匀速运动的过程中，根据运动学公式可得 解得或50s（舍）。 所以A车减速时间为10s。 【小问2详解】 由运动学公式 可得 为使A车追上B车的运动位移最小，则绿灯亮起，A车立即以最大加速度加速到最大速度，设加速的时间为，根据运动学公式可得 解得 A车加速运动的位移为，根据运动学公式可得 解得 当A车加速到最大速度时，B车运动的位移为，根据运动学公式可得 解得 此时两车之间的距离为∆s，由位移关系可得 解得∆s＝700m 之后设A车追上B车的时间为，根据位移关系可得 解得 所以A车运动的总时间 解得 B车一直匀速运动，B车运动的总位移 解得 根据位移关系可得A车运动的位移 解得 综上A车运动的最小位移为2600m，运动的时间为105s。 15. 如图甲所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第二象限有一离子发射源，可以源源不断地均匀发射电荷量为q、质量为m的离子（速度忽略不计），离子飘入加速电场，加速电场的电压随时间变化的图像如图乙所示，离子经电场加速后沿直线从y轴上的M（0，L）点进入匀强电场，经电场偏转后进入第四象限，第四象限内存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场，在x轴上（L，0）点到（，0）点间安装有线状离子接收器，能够接收从磁场运动到x轴上的离子，该接收器对从电场进入磁场的离子没有影响，离子在加速电场中加速的时间极短，可以认为电压不变。不计离子重力及离子间的相互作用力，若时刻进入加速电场的离子从（2L，0）点进入磁场。 （1）求加速电压； （2）当离子在时刻进入加速电场，离子能否被该接收器接收？ （3）求时间内被该接收器接收的离子占这段时间发射离子总数的百分比。 【答案】（1） （2）不能 （3） 【解析】 【小问1详解】 在匀强电场中，根据牛顿第二定律有qE=ma 解得 设离子在偏转电场中运动的时间为t，根据类平抛运动规律有 解得 设时刻进入加速电场的离子进入偏转电场时的初速度为，根据运动学公式有 解得 在加速电场中，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 当离子在时刻进入加速电场，根据图像可知此时的加速电压为，根据动能定理有 解得 设类平抛的水平距离为，根据平抛运动规律有 解得 设离子进入磁场时竖直方向的速度为，根据运动学公式有 解得 设离子进入磁场的速度为v，与水平方向的夹角为θ，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 设离子向右偏转的距离为l，由几何关系有 离子打在x轴上的横坐标为 由于 可知，离子不能被该接收器接收。 【小问3详解】 根据上述可知，离子在磁场中向右偏转的距离始终为L，离子要想被接收器接收，类平抛运动在x方向的最大位移 根据 解得离子类平抛的水平速度 设此时加速电场的电压为，根据动能定理有 解得 根据图像，时间内，在以及内发射的离子能被接收器接收，所以被接收器接收的离子占这段时间发射离子总数的百分比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $