精品解析：广东省深圳市福田区西浦教育集团外国语高级中学2024-2025学年高三下学期第四次模拟（开学考）物理试题

深圳市福田区西浦集团（高中）2024-2025学年度第二学期 高三年级 西浦四模考试 答题注意事项： 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟； 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得分。 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. 核电池是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子，并将其能量转换为电能的装置，又叫同位素电池。已知某核电池的核燃料为，一个静止的原子核衰变成一个新核和另外一个带电粒子A。下列说法正确的是（　　） A. 粒子A的电离能力比射线强 B. 该衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒 C. 比的比结合能大 D. 衰变会随着的减少而逐渐停止 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意，衰变方程为 故带电粒子A为，粒子的电离能力比射线强，故A正确； B．该衰变过程遵守质量数守恒和电荷守恒，但是核反应过程会释放核能，有质量亏损，故B错误； C．比结合能越大，原子核越稳定，自发衰变时，生成物的比结合能比反应物的比结合能大，因此比的比结合能小，故C错误； D．的衰变持续发生，不会随着的减少而逐渐停止，故D错误。 故选A。 2. 图甲是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包。在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，消防员质量为m=80kg，g=10m/s2 ，其图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 消防员上升的最大高度为 B. 消防员在150~180s内处于超重状态 C. 0~30s与两个阶段马丁飞行包对消防员的作用力做功相同 D. 消防员在前内加速度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，消防员上升的最大高度为内图像与坐标轴围成的面积，最大高度为，A错误； B．由图像可知，150s~180s内消防员向下做加速运动，此时消防员处于失重状态，B错误； C．0~30s与两个阶段消防员的动能变化相反，即合外力的做功相反，但因为位移大小不同，所以重力做功不同，故马丁飞行包对消防员的作用力做功也不相同，C错误； D．由图像可知，消防员在前30s内，图像的斜率最大，即前30s内加速度最大，D正确。 故选D。 3. “引力弹弓效应”是一种太空探测器借助行星的引力来增加速率的现象。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为u，探测器在靠近和远离行星时距行星距离相等位置的速度分别为v0和v1。探测器和行星在行星的运动方向上，其运动规律类似于两个质量相差很大的小球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律。则（　　） A. 两者“碰撞”时满足动量守恒，机械能不守恒 B. 探测器和行星之间的运动规律满足万有引力定律 C. 因为万有引力先做负功再做正功，所以最后脱离后探测器速率变大 D. 探测器与行星运动方向相同“碰撞”时，也能有引力弹弓效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．探测器和行星在行星的运动方向上，运动规律类似于两个质量相差很大的小球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律，所以两者“碰撞”时满足动量守恒，机械能守恒，故A错误； B．由于探测器相对于行星质量很小，行星质量很大，则二者之间的运动规律满足万有引力定律，故B正确； C．由于仅有引力做功，则整个过程中机械能守恒，探测器在靠近和远离行星时距行星距离相等位置时引力势能相等，则动能相等，速度大小相等，故C错误； D．根据动量守恒定律可得， 解得 若探测器与行星运动方向相反，且，可得 若探测器与行星运动方向相同，且，可得 由此可知，探测器与行星运动方向相同“碰撞”时，不能有引力弹弓效应，故D错误。 故选B。 4. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 材料的电导率越小，其导电性能越强 B. 材料的电导率与材料的形状有关 C. 电导率的单位是Ω－1·m－1 D. 电导率大小与温度无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．电导率越小，材料的电阻率越大，其导电性能越差，A错误； BD．材料的电导率与材料的形状无关，由材料本身的性质决定，受温度的影响，当温度发生变化时，电导率的大小会改变，BD错误； C．根据电阻定律可知，电阻率的单位是Ω·m，则电导率的单位是Ω－1·m－1，C正确。 故选C。 5. 原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。在某次摸高测试中，一同学从如图A所示的静止下蹲状态，脚刚离开地面，如图B所示，身体运动到最高点时位置如图C所示，三幅图代表同一竖直线上的三个位置，不计空气阻力，关于该同学测试的全过程，下列说法正确的是（　　） A. 从A到B的运动过程中，该同学因为没有离开地面，所以地面对该同学的作用力冲量为零 B. 从A到C的过程中，该同学的机械能守恒 C. 从A到B的运动过程中，地面对脚的支持力始终大于该同学的重力 D. 从A到C的过程中，地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向 【答案】D 【解析】 【详解】AC．运动员从用力蹬地到刚离开地面的起跳过程，先向上加速，地面支持力大于重力；当地面支持力等于重力时速度最大；之后脚与地面作用力逐渐减小，运动员开始减速；当脚与地面作用力为零时，离开地面，此过程地面对脚的支持力的冲量不为零，故AC错误； B．蹬地起跳过程中运动员消耗体内化学能转化为机械能，B图位置的机械能大于在A图位置的机械能，从B到C的运动过程中机械能守恒，则该同学在C图位置的机械能大于在A图位置的机械能，故B错误； D．从A到C的过程中，根据动量定理有 所以地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向，故D正确。 故选D。 6. 一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.3s时的波形如图甲所示，图乙是x=2m处的质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿x轴正方向传播 B. 经过1s，处质点向前传播10m C. 在t=3.55s时，x=0m处的质点速度方向与位移方向相同 D. t=0s时x=4m处质点达到最大动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，x=2m处的质点在t=0.3s时沿y轴负方向振动，由图甲根据波形平移法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，故A错误； B．质点只会在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误； C．由图乙可知，周期为，简谐波沿x轴负方向传播，由图甲可知，t=3.55s=8T+时处的质点过平衡位置向下振动，则在该时刻，x=0m处的质点比处的质点运动晚半个周期，处于平衡位置到波峰的振动过程中，质点速度方向与位移方向均为正方向，故C正确； D．x=4m处比处早半个周期，故t=0s时，x=4m处的质点在波峰，速度为0，动能最小，故D错误。 故选C。 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 B. 图乙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 C. 图丙是圆孔衍射所形成的图样 D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波 【答案】BD 【解析】 【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，故A错误； B．太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故B正确； C．丙是不透光的小圆盘形成的衍射形成的图像，故C错误； D．因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，匀质硬导线ab、ac、bc均为圆弧，连接后分别固定在xOy、xOz、yOz平面内，圆心都在O点且半径为r，指向x轴正方向的磁场以的速率均匀减小，下列说法正确的是（  ） A. ac段导线中的电流从a流向c B. 导线产生的感应电动势大小为 C. ac段导线所受安培力方向沿y轴负方向 D. ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．通过bc截面的磁通量向x轴正方向减少，根据楞次定律，可知ac段导线中的电流从c流向a，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，导线产生的感应电动势大小为，故B错误； C．由A分析知，ac段导线电流方向为从c流向a，根据左手定则，ac段导线所受安培力方向沿y轴负方向，故C正确； D．ab段导线和bc段导线电流大小相同，但ab段导线有效长度为r，bc段导线有效长度为，故ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，真空空间中四点O、A、B、C恰为一棱长为L的正四面体的四个顶点，其中A、B、C三点在水平面内，O′为三角形ABC的几何中心。已知静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，O′点电势比O点电势低 B. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为ｍ的带正电的小球（可视为点电荷）放置在O点恰好静止，则小球所带的电荷量为 C. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，则O点与AB中点的电势差等于O点与BC中点电势差 D. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，则O′点的场强比O点的场强大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，A、B、C三点负点电荷到O′的距离小于到O的距离，根据可知O′点电势比O点电势低，故A正确； B．若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球（可视为点电荷）放置在O点恰静止，小球受到的三个电场力的合力与重力平衡； 根据平衡条件，有3Fcosθ=mg 其中 ， 故 解得 ，故B正确； C．若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，结合对称性可知，O点与AB、BC、AC三边中点的电势差相等；故C正确； D．若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，O点的场强不为零，O′点的场强为零，故O点的场强比O′点的场强大，故D错误。 故选ABC。 非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 10. 在“探究加速度与质量的关系”的实验中 （1）现有实验器材：长木板、电磁打点计时器、低压交流电源、纸带、细绳、小车、砝码、装有细砂的小桶、薄木板，还缺少的两件器材是_______。 （2）实验得到如图（a）所示的一条纸带，相邻两个计数点之间有四个点未画出，求加速度_______（保留三位有效数字）； （3）不断改变小车上的砝码数，得到多组加速度与质量的关系，描点作图时作 图像（图b），而不是 的图像，原因是___________________。 （4）某同学完成实验后发现数据如图c，产生这样结果的原因可能是_________________。 【答案】（1）刻度尺， 天平 （2）3.85 （3）的图像为直线，容易确定曲线函数（a 与m成反比）；的图像为曲线，无法确定曲线函数（不能确定a 与m成反比） （4）平衡摩擦力不足 【解析】 【小问1详解】 本题要测量小车的质量及纸带间点的间距，则需要天平和刻度尺。 【小问2详解】 相邻两个计数点之间有四个点未画出，则周期为s 根据逐差法可知加速度为 【小问3详解】 根据牛顿第二定律可知，为方便研究，做出的图像为直线，容易确定曲线函数（a 与m成反比）；的图像为曲线，无法确定曲线函数（不能确定a 与m成反比）。 【小问4详解】 由图（c）可知，图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。 11. 无人机在俄乌战场大放异彩，为测量某小型无人机交流电动机的输出功率与热功率，设计如下实验。交流电动机额定电压3V，额定电流2A，有如下器材可选。 A．交流电压表，0-3V量程，内阻约3kΩ，0-15V量程内阻约15kΩ； B．交流电流表，0-0.6A量程，内阻约0.5Ω，0-3A量程内阻约0.1Ω； C．滑动变阻器5Ω； D．滑动变阻器50Ω； E．交流电源4V，不计内阻； F．交流电源，不计内阻； G．交流电源，不计内阻。 （1）滑动变阻器选择________，电源选择________。（选最佳方案，填写仪器前的字母） （2）单刀双掷开关应打到________。（填“a”或“b”） （3）实验步骤： （a）连接电路，调节滑动变阻器，令电压表读数为额定电压3V，此时电流表示数为2A，二者相乘得电动机的输入功率； （b）卡死电动机转子，调节滑动变阻器，令电流表读数为额定电流，读出电压表读数________V，计算得电动机的热功率。 （c）用输入功率减去热功率，可得电动机的输出功率为________W。（保留小数点后两位） 【答案】（1） ①. C ②. E （2）b （3） ①. 0.90 ②. 4.20 【解析】 【小问1详解】 [1]交流电动机额定电压3V，额定电流2A，为了保证能达到电动机的额定电流，使其正常工作，滑动变阻器需要选阻值为5Ω，即填写C； [2]为了方便电表读数，减小误差，电源选择交流电源4V，即填写E。 【小问2详解】 电压表内阻较大，为了使电流表准确测量流入电动机的电流，电压表准确测量电动机两端的电压，单刀双掷开关应打到b。 【小问3详解】 （b）[1]电压表选择0~3V的量程，每一小格代表，需要估读一位，所以读数为0.90V； （c）[2]由题意，可得电动机的输入功率为 热功率为 则输出功率为 12. 如图是空气独立悬挂减震系统，安装在高档汽车轮子上方，由封闭的一定质量的氮气、活塞和内部弹簧组成，可以起到有效减震、 提升汽车运行平稳性的作用。可等效为如图汽缸系统。其中汽缸长为L，活塞质量不计，其截面积为S，大气压为，弹簧原长为汽缸长度的一半，劲度系数为， 空载时活塞位于顶端气体压强为，外界温度恒定。求： （1）当汽车上下乘员时汽缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；试分析随着上车人数的增多，氮气是吸热还是放热？为什么？ （2）当汽车运行途中遇到大坑剧烈颠簸时，活塞运动到距离底端为时，连杆中的力多大？ 【答案】（1）放热，理由见解析 （2） 【解析】 【小问1详解】 温度决定理想气体的内能，由于气体温度不变，所以气体内能改变量 乘员上车后封闭气体体积减小，压强增大，外界对气体做功， 根据热力学第一定律 可知，氮气对外放热。 【小问2详解】 气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 求得 对连杆受力分析，根据平衡条件有 解得 13. 如图所示的坐标系xOy中，第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，第二象限存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带正电粒子从A（d，0）点以初速度v0开始运动，初速度方向与x轴负方向夹角θ=，粒子到达y轴时速度方向与y轴垂直，粒子经过电场区域、x轴下方磁场区域恰好回到A点，且速度方向与初速度方向相同。粒子重力不计，sin=0.8，cos=0.6，求： (1)粒子的比荷； (2)匀强电场的电场强度； (3)x轴下方磁场的磁感应强度B。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】(1)设粒子在第一象限内做圆周运动的半径为r1，则有 由图中几何可知 解得 (2)设粒子平抛过程竖直位移为，则 由题意可知，粒子平抛运动的末速度与x轴负方向夹角 θ= 则 vy=v0tanθ 平抛运动过程 vy=at 联立解得 ， (3)设粒子平抛过程水平位移为，则，设粒子在y轴下方磁场区域运动的半径为r2，则 粒子运动速度 解得 14. 某校创新小组设计了高铁不停车上下客的节能方案：在站台的铁轨上方吊一个上客舱，进站时高铁从舱底下通过，顶部挂上装满乘客的上客舱将其带走（列车车厢顶部有足够长的加速轨道），挂上上客舱的同时在列车尾部自动卸下载有乘客的下客舱，这样高铁到站不停车乘客也能上下车（如图）。设高铁有8节质量均为M=18t的车厢和尾部1节质量为16t 的下客舱，其中列车总牵引力恒为N，匀速进站时速度为360km/h。总阻力也不变。进站扔下尾部下客舱的同时挂上质量为16t 静止的上客舱，上客舱挂上列车后经测试运动100米时速度达到180km/h。继续加速最后与列车共速完成方案。求： （1）列车进站前总的功率和列车总阻力大小？ （2）设列车总阻力，总牵引力不变，上客舱启动时不计阻力，则挂上上客舱后，上客舱的加速度多大？此时列车的加速度多大？方向如何？最终达到相同速度时列车上面的加速轨道至少多长？ （3）这样设计的方案，与停车下客再启动的方案相比，对列车来说节约的总电能多少？ 【答案】（1），N （2）12.5m/s2；m/s2；方向与v0相反；360m （3） 【解析】 【小问1详解】 动车速度为360km/h=100m/s，列车总牵引力恒为N，根据功率的计算公式有 动车匀速进站，阻力等于牵引力，大小为N。 【小问2详解】 上客舱挂上列车后经测试运动100米时速度达到180km/h=50m/s，根据速度—位移公式有 解得 对上客舱有 对列车，根据牛顿第二定律有 解得 方向与速度反向 共速时有 解得s 根据位移与时间关系有 代入数据解得m 【小问3详解】 原来停车下客再启动时有，根据动能公式有 现在的方案，根据能量守恒定律有 可知节约的能量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 深圳市福田区西浦集团（高中）2024-2025学年度第二学期 高三年级 西浦四模考试 答题注意事项： 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟； 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得分。 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. 核电池是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子，并将其能量转换为电能的装置，又叫同位素电池。已知某核电池的核燃料为，一个静止的原子核衰变成一个新核和另外一个带电粒子A。下列说法正确的是（　　） A. 粒子A的电离能力比射线强 B. 该衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒 C. 比的比结合能大 D. 衰变会随着的减少而逐渐停止 2. 图甲是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包。在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，消防员质量为m=80kg，g=10m/s2 ，其图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 消防员上升的最大高度为 B. 消防员在150~180s内处于超重状态 C. 0~30s与两个阶段马丁飞行包对消防员的作用力做功相同 D. 消防员在前内加速度最大 3. “引力弹弓效应”是一种太空探测器借助行星的引力来增加速率的现象。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为u，探测器在靠近和远离行星时距行星距离相等位置的速度分别为v0和v1。探测器和行星在行星的运动方向上，其运动规律类似于两个质量相差很大的小球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律。则（　　） A. 两者“碰撞”时满足动量守恒，机械能不守恒 B. 探测器和行星之间的运动规律满足万有引力定律 C. 因为万有引力先做负功再做正功，所以最后脱离后探测器速率变大 D. 探测器与行星运动方向相同“碰撞”时，也能有引力弹弓效应 4. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 材料的电导率越小，其导电性能越强 B. 材料的电导率与材料的形状有关 C. 电导率的单位是Ω－1·m－1 D. 电导率大小与温度无关 5. 原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。在某次摸高测试中，一同学从如图A所示的静止下蹲状态，脚刚离开地面，如图B所示，身体运动到最高点时位置如图C所示，三幅图代表同一竖直线上的三个位置，不计空气阻力，关于该同学测试的全过程，下列说法正确的是（　　） A. 从A到B的运动过程中，该同学因为没有离开地面，所以地面对该同学的作用力冲量为零 B. 从A到C的过程中，该同学的机械能守恒 C. 从A到B的运动过程中，地面对脚的支持力始终大于该同学的重力 D. 从A到C的过程中，地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向 6. 一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.3s时的波形如图甲所示，图乙是x=2m处的质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿x轴正方向传播 B. 经过1s，处质点向前传播10m C. 在t=3.55s时，x=0m处的质点速度方向与位移方向相同 D. t=0s时x=4m处质点达到最大动能 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 B. 图乙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 C. 图丙是圆孔衍射所形成的图样 D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波 8. 如图所示，匀质硬导线ab、ac、bc均为圆弧，连接后分别固定在xOy、xOz、yOz平面内，圆心都在O点且半径为r，指向x轴正方向的磁场以的速率均匀减小，下列说法正确的是（  ） A. ac段导线中的电流从a流向c B. 导线产生的感应电动势大小为 C. ac段导线所受安培力方向沿y轴负方向 D. ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小 9. 如图所示，真空空间中四点O、A、B、C恰为一棱长为L的正四面体的四个顶点，其中A、B、C三点在水平面内，O′为三角形ABC的几何中心。已知静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，O′点电势比O点电势低 B. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为ｍ的带正电的小球（可视为点电荷）放置在O点恰好静止，则小球所带的电荷量为 C. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷，则O点与AB中点的电势差等于O点与BC中点电势差 D. 若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷，则O′点的场强比O点的场强大 非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 10. 在“探究加速度与质量的关系”的实验中 （1）现有实验器材：长木板、电磁打点计时器、低压交流电源、纸带、细绳、小车、砝码、装有细砂的小桶、薄木板，还缺少的两件器材是_______。 （2）实验得到如图（a）所示的一条纸带，相邻两个计数点之间有四个点未画出，求加速度_______（保留三位有效数字）； （3）不断改变小车上的砝码数，得到多组加速度与质量的关系，描点作图时作 图像（图b），而不是 的图像，原因是___________________。 （4）某同学完成实验后发现数据如图c，产生这样结果的原因可能是_________________。 11. 无人机在俄乌战场大放异彩，为测量某小型无人机交流电动机的输出功率与热功率，设计如下实验。交流电动机额定电压3V，额定电流2A，有如下器材可选。 A．交流电压表，0-3V量程，内阻约3kΩ，0-15V量程内阻约15kΩ； B．交流电流表，0-0.6A量程，内阻约0.5Ω，0-3A量程内阻约0.1Ω； C．滑动变阻器5Ω； D．滑动变阻器50Ω； E．交流电源4V，不计内阻； F．交流电源，不计内阻； G．交流电源，不计内阻。 （1）滑动变阻器选择________，电源选择________。（选最佳方案，填写仪器前的字母） （2）单刀双掷开关应打到________。（填“a”或“b”） （3）实验步骤： （a）连接电路，调节滑动变阻器，令电压表读数为额定电压3V，此时电流表示数为2A，二者相乘得电动机的输入功率； （b）卡死电动机转子，调节滑动变阻器，令电流表读数为额定电流，读出电压表读数________V，计算得电动机的热功率。 （c）用输入功率减去热功率，可得电动机的输出功率为________W。（保留小数点后两位） 12. 如图是空气独立悬挂减震系统，安装在高档汽车轮子上方，由封闭的一定质量的氮气、活塞和内部弹簧组成，可以起到有效减震、 提升汽车运行平稳性的作用。可等效为如图汽缸系统。其中汽缸长为L，活塞质量不计，其截面积为S，大气压为，弹簧原长为汽缸长度的一半，劲度系数为， 空载时活塞位于顶端气体压强为，外界温度恒定。求： （1）当汽车上下乘员时汽缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；试分析随着上车人数的增多，氮气是吸热还是放热？为什么？ （2）当汽车运行途中遇到大坑剧烈颠簸时，活塞运动到距离底端为时，连杆中的力多大？ 13. 如图所示的坐标系xOy中，第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，第二象限存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带正电粒子从A（d，0）点以初速度v0开始运动，初速度方向与x轴负方向夹角θ=，粒子到达y轴时速度方向与y轴垂直，粒子经过电场区域、x轴下方磁场区域恰好回到A点，且速度方向与初速度方向相同。粒子重力不计，sin=0.8，cos=0.6，求： (1)粒子的比荷； (2)匀强电场的电场强度； (3)x轴下方磁场的磁感应强度B。 14. 某校创新小组设计了高铁不停车上下客的节能方案：在站台的铁轨上方吊一个上客舱，进站时高铁从舱底下通过，顶部挂上装满乘客的上客舱将其带走（列车车厢顶部有足够长的加速轨道），挂上上客舱的同时在列车尾部自动卸下载有乘客的下客舱，这样高铁到站不停车乘客也能上下车（如图）。设高铁有8节质量均为M=18t的车厢和尾部1节质量为16t 的下客舱，其中列车总牵引力恒为N，匀速进站时速度为360km/h。总阻力也不变。进站扔下尾部下客舱的同时挂上质量为16t 静止的上客舱，上客舱挂上列车后经测试运动100米时速度达到180km/h。继续加速最后与列车共速完成方案。求： （1）列车进站前总的功率和列车总阻力大小？ （2）设列车总阻力，总牵引力不变，上客舱启动时不计阻力，则挂上上客舱后，上客舱的加速度多大？此时列车的加速度多大？方向如何？最终达到相同速度时列车上面的加速轨道至少多长？ （3）这样设计的方案，与停车下客再启动的方案相比，对列车来说节约的总电能多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $