精品解析：湖南省岳阳市汨罗市第二中学2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题

2025年9月高三上学期物理月考试题 一、单选题（每题5分，共30分） 1. 2022年2月5日晚，北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛，中国队击败意大利、匈牙利等对手，以2分37秒348的成绩滑行18圈第一个撞线，夺得中国队北京冬奥首金。下面说法正确的是（　　） A. 中国队的2分37秒348的成绩，指的是时刻 B. 裁判长在研究运动员是否犯规时，不能将他们看成质点 C. 短道速滑混合团体2000米接力决赛，2000米指的是位移 D. 中国队的平均速度比同组其他国家队大 2. 如图所示，地面上固定有一光滑斜面，其上固定有一截面为半圆的光滑圆槽，O点为其圆心，槽口直径水平。一条不可伸长的轻质细线左右两端分别拴一小球a、b，搭放在圆槽上，两小球均保持静止。O点和小球a球心的连线与左侧细线垂直，右侧细线恰沿竖直方向，细线间的夹角为θ=30°，则小球a与小球b的质量比为（　　） A. 2 B. C. D. 3. 图示为弹力球下落时的频闪照片，相机每隔曝光一次。开始释放时所在位置为0点，依次测量下面6个位置与第一个位置的距离，数据如图标记，单位是。下列说法正确的是（　　） A. 可以用0到过程的平均速度描述位置处小球的瞬时速度 B. 在照片中，小球越往下越“长”的原因是小球位置相对相机角度发生了变化 C. 小球在下落过程中，如图处的速度大小为 D. 拍摄整张照片历时 4. 基于核动力的载人火星快速往返技术的推进器的简化工作原理如图所示，将富含核燃料和中子慢化剂的堆芯材料制成具有较大换热面积的多孔结构，利用核裂变释放热能，用液氢作为冷却剂流过反应堆芯并吸收大量热能，变成高温氢气向后喷出产生推力。下面说法正确的是（　　） A. 此推进器是利用热核推进，反应方程为 B. 核反应前后不满足能量守恒定律 C. 假设某次实验中该推进器向后喷射的氢气速度约为3km/s，产生的推力约为，外部则它在1s时间内喷射的气体质量约为 D. 假设在外太空时各星球对飞船的万有引力基本平衡，使用此推进器直线推进时，释放的氢气与飞船组成的系统动量守恒 5. 如图（a）所示，倾斜圆盘与水平面的夹角θ＝30°，它可绕过圆心且垂直于圆盘的转轴匀速转动，在圆盘平面内以圆心O为原点建立平面直角坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿盘面向上。圆盘上一小滑块始终与圆盘保持相对静止，其所受摩擦力沿x、y轴的投影fx、fy的关系如图（b）所示。则滑块与圆盘之间的动摩擦因数至少为（　　） A. B. C. D. 6. 一儿童在内横截面为圆形的光滑水泥涵管的最低点以一定水平初速度v0踢出球，假如可使球未完成一圈就正好落入位于圆心O处的背兜。已知内截面圆的半径，忽略一切阻力和滚动，则小球的初速度v0大小为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 7m/s D. 9m/s 二、多选题（每题5分，共15分） 7. 图甲为《天工开物》中耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立在农具耙的中间位置，耙与水平地面平行，两条绳子相互平行且垂直于耙边缘。已知绳子与水平地面夹角θ为25.5°，sin25.5°=0.43，cos25.5°=0.90。某过程中，每条绳子拉力F均为250N，人与耙沿直线匀速前进了10m。则下列说法正确的是（　　） A. 换两条更长的绳子，人与耙仍匀速前进，人受到的摩擦力增大 B. 地面对耙的阻力大小为450N C. 耙所受合力对耙所做的总功为5000J D. 两条绳子拉力对耙所做的总功为4500J 8. 绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s²，则（　　） A. 电场中x=3m处的电势最低 B. 滑块沿x轴正方向运动过程中，速度先增加后减少 C. 滑块运动至x=3m处，速度大小为2m/s D. 滑块不可能到达x=4m处 9. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（　　） A. 移动到M点后，轻绳对物块B的拉力变大，物体B受到的摩擦力变大 B. 移动到M点后，轻绳对滑轮C的作用力保持不变，斜面受到地面的摩擦力变小 C. 移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，物体B受到的摩擦力不变 D. 移动到N点后，轻绳对滑轮C的作用力不变，斜面受到地面的摩擦力变大 三、实验题（共16分） 10. 某实验小组准备用手机里的声学传感器——声学秒表测量小球碰撞桌面的能量损失。在安静的环境中，将小球从某一高度由静止释放，小球碰到桌面后反弹，又落下，不断反复。将手机放在桌面，收声孔对准反弹位置，记录下前几次碰撞声对应的时间间隔。先点击测量开始键后再释放小球，记录从开始到第一次碰撞桌面声的间隔时间t1，第一次碰撞声到第二次碰撞声的间隔时间t2，第二次碰撞声到第三次碰撞声的间隔时间t3，以此类推。忽略空气阻力以及小球和桌面的碰撞时间，已知小球质量m=50g，g取10m/s2。某次测量数据如表所示。 t1 t2 t3 t4 t5 0.59s 0.40s 0.28s 0.22s 0.17s （1）用题中所给符号表示出小球第二次碰撞时损失的能量为__________，利用上表中的数据算出损失的能量值为__________J（保留2位有效数字）。 （2）关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验时应该用密度大、体积小的金属小球 B. 小球初始释放高度应适当高一些 C. 可以利用本次实验数据测量出第一次碰撞时损失的能量 D. 求第二次碰撞时损失的能量需要测量小球下落的高度H （3）由于空气阻力的影响，本次实验测量值会比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。 11. 现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”提供的器材有： A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx B．直流电源（电动势为4V，内阻不计） C．电压表（量程为3V，内阻非常大） D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω） E．定值电阻（阻值为50Ω） F．定值电阻（阻值为10Ω） G．单刀双掷开关一个，导线若干 （1）为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾，R应选用定值电阻_______（填或）； （2）按照下列步骤调节此测试仪： ①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向______（填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为______mg/L；（保留小数点后一位） ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断__________（填“变大”或“变小”）。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；此浓度表刻度线上对应的浓度值是__________（填“均匀”或“非均匀”）变化的； ③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。 （3）在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围，该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶_______。（保留一位有效数字） （4）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，其测量结果__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 四、解答题（共39分） 12. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材反映了深刻的物理本质，例如伽利略的斜面实验就揭示了匀变速直线运动的规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验，如图甲所示，他让小球以某一确定的初速度从固定斜面顶端O点滚下，经过A、B两个传感器，其中B传感器固定在斜面底端，测出了A、B间的距离x及小球在A、B间运动的时间t。改变A传感器的位置，多次重复实验，计算机作出图像如图乙所示。请回答下列问题： （1）小球在斜面上运动的加速度大小为多少？ （2）小球在顶端O处的速度大小为多少？ （3）固定斜面的长度为多少？ 13. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，电场的下边界与磁场的上边界重合，电场强度方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的P点由静止释放，运动到磁场的下边界的Q点时正好与该边界相切，图中点与P点等高。已知电场强度大小为。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求粒子从释放至回到与P点等高位置所用的时间t； （3）若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N。求粒子到达N点的速度以及M、N两点间的竖直距离h。 14. 近年来，中国机器人市场呈现飞跃式发展，成为全球最大的工业机器人市场，也已应用到国内各个行业中。一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐（如图甲）。该款机器人的参数如下： 质量m=18kg，提供的最大牵引力F=60N（不提供阻力），与地面间的滑动摩擦因数μ1=0.1，最大运行速度为v=2m/s。要求：送餐过程托盘保持水平，菜碟与托盘不发生相对滑动，机器人到达餐桌时以及返回O处速度都刚好为0。现把送餐过程简化为如图乙的直线情境图：已知静止的机器人在O处出发，O与餐桌A相距x0=6m，机器人、餐桌均可看成质点，送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ2=0.16，托盘的质量为m1=2kg（与机器人固定），菜碟含菜的质量为m2=2.5kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1）若机器人以a1=1.2m/s2的加速度送餐，求菜碟所受的摩擦力大小。 （2）若机器人以满足条件的最大加速度送餐，求该加速度a2的大小。 （3）若机器人送餐后，欲以最短的时间返回O处，求该次返回的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年9月高三上学期物理月考试题 一、单选题（每题5分，共30分） 1. 2022年2月5日晚，北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛，中国队击败意大利、匈牙利等对手，以2分37秒348的成绩滑行18圈第一个撞线，夺得中国队北京冬奥首金。下面说法正确的是（　　） A. 中国队的2分37秒348的成绩，指的是时刻 B. 裁判长在研究运动员是否犯规时，不能将他们看成质点 C. 短道速滑混合团体2000米接力决赛，2000米指的是位移 D. 中国队的平均速度比同组其他国家队大 【答案】B 【解析】 【详解】A．中国队的成绩2分37秒348是完成比赛所用的时间间隔，属于“时间”，故A错误； B．裁判需判断运动员是否犯规时，必须观察其动作细节和位置，此时运动员的形状和大小不可忽略，不能将他们看成质点，故B正确； C．短道速滑2000米的赛道为环形的，2000米指的是路程，位移为0，故C错误； D．由于赛道是18个完整的圈数，则初、末位置相同，则位移为零，故平均速度为0，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，地面上固定有一光滑斜面，其上固定有一截面为半圆的光滑圆槽，O点为其圆心，槽口直径水平。一条不可伸长的轻质细线左右两端分别拴一小球a、b，搭放在圆槽上，两小球均保持静止。O点和小球a球心的连线与左侧细线垂直，右侧细线恰沿竖直方向，细线间的夹角为θ=30°，则小球a与小球b的质量比为（　　） A. 2 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】斜面光滑，与小球b间不会存在摩擦力，故小球只受重力和细线的拉力，细线上的拉力与小球b的重力等大反向，对小球a受力分析，可知细线拉力沿细线向右上方与竖直方向夹角为30°，与圆弧槽的支持力夹角为90°，且两力的合力与小球a的重力等大反向，可得 解得 即 故选D。 3. 图示为弹力球下落时的频闪照片，相机每隔曝光一次。开始释放时所在位置为0点，依次测量下面6个位置与第一个位置的距离，数据如图标记，单位是。下列说法正确的是（　　） A. 可以用0到过程的平均速度描述位置处小球的瞬时速度 B. 在照片中，小球越往下越“长”的原因是小球位置相对相机角度发生了变化 C. 小球在下落过程中，如图处的速度大小为 D. 拍摄整张照片历时 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据频闪照片提供数据，可知弹力球在相等时间内通过的位移差近似相等，球做匀加速直线运动。球在1.60cm处时是0.40cm到的中间时刻，根据匀变速直线运动时间中点速度规律知，可以用0.40cm到过程的平均速度描述位置处小球的瞬时速度，故A错误； B．小球越往下越长是因为小球在竖直方向做匀加速直线运动，故错误； C．根据瞬时速度的计算公式，位置处的瞬时速度近似等于到位置处的平均速度，即，故正确； D．拍摄整张照片历时，故错误。 故选C。 4. 基于核动力的载人火星快速往返技术的推进器的简化工作原理如图所示，将富含核燃料和中子慢化剂的堆芯材料制成具有较大换热面积的多孔结构，利用核裂变释放热能，用液氢作为冷却剂流过反应堆芯并吸收大量热能，变成高温氢气向后喷出产生推力。下面说法正确的是（　　） A. 此推进器是利用热核推进，反应方程为 B. 核反应前后不满足能量守恒定律 C. 假设某次实验中该推进器向后喷射的氢气速度约为3km/s，产生的推力约为，外部则它在1s时间内喷射的气体质量约为 D. 假设在外太空时各星球对飞船的万有引力基本平衡，使用此推进器直线推进时，释放的氢气与飞船组成的系统动量守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．题目中说推进器利用核裂变释放热能，为聚变方程，故A错误； B．核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，故B错误； C．根据题意，由动量定理有 解得 故C错误； D．此推进器直线推进时，释放的氢气与飞船组成的系统合外力为零，动量守恒，故D正确。 故选D。 5. 如图（a）所示，倾斜圆盘与水平面的夹角θ＝30°，它可绕过圆心且垂直于圆盘的转轴匀速转动，在圆盘平面内以圆心O为原点建立平面直角坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿盘面向上。圆盘上一小滑块始终与圆盘保持相对静止，其所受摩擦力沿x、y轴的投影fx、fy的关系如图（b）所示。则滑块与圆盘之间的动摩擦因数至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设图（b）圆与轴正方向的交点的纵坐标为，则 解得 结合图（b）知，滑块运动至最高点时，所受的静摩擦力最小，方向指向圆心，大小为 由牛顿第二定律得 滑块运动至最低点时，所受的静摩擦力最大，方向指向圆心，大小为 由牛顿第二定律得 且满足 联立知，滑块与圆盘之间的动摩擦因数 故选C。 6. 一儿童在内横截面为圆形的光滑水泥涵管的最低点以一定水平初速度v0踢出球，假如可使球未完成一圈就正好落入位于圆心O处的背兜。已知内截面圆的半径，忽略一切阻力和滚动，则小球的初速度v0大小为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 7m/s D. 9m/s 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知球第一阶段先做圆周运动后第二阶段脱离水泥涵管做斜抛运动落入圆心处的背兜。在第一阶段结束时球即将脱离水泥涵管的瞬间，设此时速度方向与水平方向夹角为，如下图所示 则在脱离瞬间重力在指向圆心方向的分力提供向心力，即 第二阶段斜抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，有 方程联立解得 ，， 小球从踢出瞬间到脱离水泥涵管根据动能定理可知 代入题中数据解得 故选B。 二、多选题（每题5分，共15分） 7. 图甲为《天工开物》中耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立在农具耙的中间位置，耙与水平地面平行，两条绳子相互平行且垂直于耙边缘。已知绳子与水平地面夹角θ为25.5°，sin25.5°=0.43，cos25.5°=0.90。某过程中，每条绳子拉力F均为250N，人与耙沿直线匀速前进了10m。则下列说法正确的是（　　） A. 换两条更长的绳子，人与耙仍匀速前进，人受到的摩擦力增大 B. 地面对耙的阻力大小为450N C. 耙所受合力对耙所做的总功为5000J D. 两条绳子拉力对耙所做的总功为4500J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题可知，人与耙沿水平匀速运动，故人受力平衡，水平方向不受摩擦力的作用，故A错误； B．根据力的分解及平衡条件可得，故B正确； C．耙做匀速直线运动，合力为零，因此耙所受合力对耙不做功，故C错误； D．根据功的计算公式可得，故D正确。 故选BD。 8. 绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场，带负电滑块（可视为质点）在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示，P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动（如图乙），滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s²，则（　　） A. 电场中x=3m处的电势最低 B. 滑块沿x轴正方向运动过程中，速度先增加后减少 C. 滑块运动至x=3m处，速度大小为2m/s D. 滑块不可能到达x=4m处 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．滑块在x=3m处电势能最小，根据，且滑块带负电，可知x=3m处的电势最高，故A错误； C．滑块从x=1m处运动到x=3m处，根据功能关系可得 解得滑块运动至x=3m处，速度大小为，故C正确； B．根据图像斜率的绝对值 由题图可知，从x=1m处到x=3m处，滑块受到的电场力逐渐减小，且滑块从x=1m处运动到x=3m处，电场力做功等于克服摩擦力做功，所以电场力先大于摩擦力后小于摩擦力，则滑块沿x轴正方向运动过程中，合力先做正功，后做负功，根据动能定理可知，滑块的速度先增加后减少，故B正确； D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，滑块从x=1m处到x=4m处，需要克服摩擦力做功 可知滑块不可能到达x=4m处，故D正确。 故选BCD。 9. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（　　） A. 移动到M点后，轻绳对物块B的拉力变大，物体B受到的摩擦力变大 B. 移动到M点后，轻绳对滑轮C的作用力保持不变，斜面受到地面的摩擦力变小 C. 移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，物体B受到的摩擦力不变 D. 移动到N点后，轻绳对滑轮C的作用力不变，斜面受到地面的摩擦力变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设拉滑轮C的绳与竖直方向的夹角为，则 得 将轻绳固定点由O点移动到M点后，减小，拉力T变小，轻绳对物块B的拉力变小，因为不知道初始时物块B受到的静摩擦力的大小和方向，所以不能确定物块B受到的摩擦力大小的变化，A错误； B．把斜面和物块B整体作为研究对象，斜面受到的摩擦力 可知也变小，轻绳对滑轮C的作用力大小仍等于物块A的重力，B正确； CD．将轻绳固定点由O点移动到N点后，设动滑轮两端绳长分别为l1、l2，动滑轮到O、Q的水平距离分别为x1、x2，则 由题意可知，不变，拉力T不变，把斜面和物块B整体作为研究对象，根据 可知，移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题（共16分） 10. 某实验小组准备用手机里的声学传感器——声学秒表测量小球碰撞桌面的能量损失。在安静的环境中，将小球从某一高度由静止释放，小球碰到桌面后反弹，又落下，不断反复。将手机放在桌面，收声孔对准反弹位置，记录下前几次碰撞声对应的时间间隔。先点击测量开始键后再释放小球，记录从开始到第一次碰撞桌面声的间隔时间t1，第一次碰撞声到第二次碰撞声的间隔时间t2，第二次碰撞声到第三次碰撞声的间隔时间t3，以此类推。忽略空气阻力以及小球和桌面的碰撞时间，已知小球质量m=50g，g取10m/s2。某次测量数据如表所示。 t1 t2 t3 t4 t5 0.59s 0.40s 0.28s 0.22s 0.17s （1）用题中所给符号表示出小球第二次碰撞时损失的能量为__________，利用上表中的数据算出损失的能量值为__________J（保留2位有效数字）。 （2）关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验时应该用密度大、体积小的金属小球 B. 小球初始释放高度应适当高一些 C. 可以利用本次实验数据测量出第一次碰撞时损失的能量 D. 求第二次碰撞时损失的能量需要测量小球下落的高度H （3）由于空气阻力的影响，本次实验测量值会比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. ②. 0.051 （2）AB （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1][2]每一次碰撞后，小球都做竖直上抛运动，根据对称性可知，上升和下落的时间为碰撞时间间隔的一半，则小球第二次碰撞时损失的能量为 利用上表中的数据算出损失的能量值为ΔE=0.051J。 【小问2详解】 A．实验时应该用密度大、体积小的金属小球，空气阻力就可以忽略不计，故A正确； B．小球初始释放高度应适当高一些，能量大、反弹次数多便于研究，时间间隔长减少误差，故B正确； C．因先放小球后计时，小球第一次碰前的运动时间不是t1，不能测量出第一次碰撞时损失的能量，故C错误； D．测碰撞损失的能量，不需要测量下落高度，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 由于空气阻力的影响，会损失机械能，实验测量值是因空气阻力损失的能量和碰撞损失的能量之和，会比真实值偏大。 11. 现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”提供的器材有： A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx B．直流电源（电动势为4V，内阻不计） C．电压表（量程为3V，内阻非常大） D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω） E．定值电阻（阻值为50Ω） F．定值电阻（阻值为10Ω） G．单刀双掷开关一个，导线若干 （1）为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾，R应选用定值电阻_______（填或）； （2）按照下列步骤调节此测试仪： ①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向______（填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为______mg/L；（保留小数点后一位） ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断__________（填“变大”或“变小”）。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；此浓度表刻度线上对应的浓度值是__________（填“均匀”或“非均匀”）变化的； ③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。 （3）在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围，该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶_______。（保留一位有效数字） （4）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，其测量结果__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 【答案】 ①. ②. b ③. 200.0 ④. 变大 ⑤. 非均匀 ⑥. 3 ⑦. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]由于电压表量程为3V，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压 由图甲可知，电动势为4V，电压表量程为3V，得 可得 故R应选用定值电阻选。 （2）①[2]本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，故应先电阻箱调到30.0Ω，结合电路，开关应向b端闭合； [3]由图甲可知时，酒精气体浓度为 0.20mg/mL=200.0mg/L ②[4]逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。 [5]由甲图知，传感器的电阻随酒精气体浓度是非均匀变化，故此浓度表刻度线上对应的浓度值是非均匀变化的。 （3）[6]根据电路分压原理，酒精浓度0.20mg/mL时传感器电阻为30Ω，此时电压表示数为 酒精浓度0.80mg/mL时传感器电阻为10Ω，此时电压表示数为 故电压表为酒驾范围，占总量程；则该长度与电压表总刻度线长度的比例为。 （4）[7]使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数将偏小，故其测量结果将偏小。 四、解答题（共39分） 12. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材反映了深刻的物理本质，例如伽利略的斜面实验就揭示了匀变速直线运动的规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验，如图甲所示，他让小球以某一确定的初速度从固定斜面顶端O点滚下，经过A、B两个传感器，其中B传感器固定在斜面底端，测出了A、B间的距离x及小球在A、B间运动的时间t。改变A传感器的位置，多次重复实验，计算机作出图像如图乙所示。请回答下列问题： （1）小球在斜面上运动的加速度大小为多少？ （2）小球在顶端O处的速度大小为多少？ （3）固定斜面的长度为多少？ 【答案】（1）4m/s2 （2）4m/s （3）6m 【解析】 【小问1详解】 根据位移时间关系 根据速度时间关系可得 变形可得 结合图线可得， 所以 【小问2详解】 当A传感器放置在O点时，传感器所测时间最长，对应图像上横坐标的最小值，即 所以 根据速度时间关系可得 代入数据解得 【小问3详解】 固定斜面的长度为 13. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，电场的下边界与磁场的上边界重合，电场强度方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的P点由静止释放，运动到磁场的下边界的Q点时正好与该边界相切，图中点与P点等高。已知电场强度大小为。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求粒子从释放至回到与P点等高位置所用的时间t； （3）若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N。求粒子到达N点的速度以及M、N两点间的竖直距离h。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 从P到粒子离开电场过程，有 解得 粒子在磁场中运动的半径 粒子在磁场中运动有 解得 【小问2详解】 设粒子在电场中加速一次时间为，有 根据运动对称性可知粒子在电场减速一次的时间 粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为； 粒子在磁场中运动周期为 粒子在磁场中运动半圈时间为 粒子的运动为周期性运动，故粒子回到与P点等高位置所用的时间 【小问3详解】 将粒子从M点到N点的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量，分别为、，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为， 设粒子在最低点N的速度大小为，M、N两点的竖直距离为h。以向右为正方向，水平方向上由动量定理可得 由动能定理得 解得， 14. 近年来，中国机器人市场呈现飞跃式发展，成为全球最大的工业机器人市场，也已应用到国内各个行业中。一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐（如图甲）。该款机器人的参数如下： 质量m=18kg，提供的最大牵引力F=60N（不提供阻力），与地面间的滑动摩擦因数μ1=0.1，最大运行速度为v=2m/s。要求：送餐过程托盘保持水平，菜碟与托盘不发生相对滑动，机器人到达餐桌时以及返回O处速度都刚好为0。现把送餐过程简化为如图乙的直线情境图：已知静止的机器人在O处出发，O与餐桌A相距x0=6m，机器人、餐桌均可看成质点，送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ2=0.16，托盘的质量为m1=2kg（与机器人固定），菜碟含菜的质量为m2=2.5kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1）若机器人以a1=1.2m/s2的加速度送餐，求菜碟所受的摩擦力大小。 （2）若机器人以满足条件的最大加速度送餐，求该加速度a2的大小。 （3）若机器人送餐后，欲以最短的时间返回O处，求该次返回的时间。 【答案】（1）f=3N （2）a2=1.6m/s2 （3）t=4.5s 【解析】 【小问1详解】 对菜碟由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 当以最大牵引力送餐时，对整体，根据牛顿第二定律有 解得 对菜碟 表明不满足条件，最大加速度应发生在菜碟所受摩擦力达最大时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 返回时，对整体，根据牛顿第二定律有 解得 加速达最大速度时有 解得 位移 解得 减速过程，根据牛顿第二定律有 解得 由 解得 位移 解得 由 解得匀速用时 可得该次返回的时间为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $