精品解析：陕西省西安市临潼区华清中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题（二）

华清中学2025-2026学年高三年级自主命题（二） 科目：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，将答题卡交回。 一、单项选择题（每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）。 1. 2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，20支人形机器人赛队与人类共同参加半程马拉松，赛道长21.0975公里。据介绍，这是人形机器人首次在开放环境下的长距离耐力测试。每个参赛机器人须具备人形外观，实现双足行走或奔跑，禁止轮式结构；控制方式可选手动遥控（含半自主）或完全自主。参赛团队需确保机器人安全合规，严格遵守比赛线路与规则。男子组、女子组冠军成绩分别为1小时02分36秒、1小时11分07秒，机器人组冠军成绩为2小时40分42秒。认为所有参赛者（含机器人）的起点相同，终点也相同，下列说法正确的是（　　） A. 21.0975公里表示的是位移大小 B. “1小时02分36秒”表示的是时刻 C. 研究女子组冠军的运动路径时可将运动员视为质点 D. 机器人组冠军的平均速度大于女子组冠军的平均速度 2. 如图所示，轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上，B端与水平桌面上的物块乙相连，C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为，OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F，在保持O点位置不变的情况下，使物块甲缓慢向右上方移动少许，在移动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块乙所受合力逐渐增大 B. 细线OA上的弹力不变 C. 细线OC上的弹力逐渐减小 D. 外力F逐渐减小 3. 多数智能手机搭载加速度传感器，安装专用应用程序后可记录设备运动过程中的加速度变化数据。现有一根轻绳一端用手握住，另一端系住质量为m的手机，打开应用程序后使手机竖直向上运动一段位移。如图所示为某次运动中加速度变化情况的部分记录图像，规定向上为正方向，由图像可知（　　） A. t=1.20s时，手机的瞬时速度一定为0 B. 图像中B~C点对应的时间内，轻绳对手机的拉力一直减小 C. 图像中A点对应的时刻，轻绳对手机的拉力大小约为1.1mg D. 在1.20s~1.25s时间内，手机先做减速运动，后做加速运动 4. 让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A. B. C. D. 5. 2025年4月30日，神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到，返回舱从高度3090m下降到高度2010m，用时约130s。这段时间内，返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为（ ） A 8.3m/s B. 15.5m/s C. 23.8m/s D. 39.2m/s 6. 如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（ ） A. 若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B. 减少电容器两极板间距离，电容器充电过程中，电容器两板间电场强度不变 C. 不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D. 不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 7. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（　　） A. 饮酒量越多，电源的输出功率一定越小 B. 饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率越大 C. 电压表和电流表的示数都变小 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得2-4分。选错或不答的得0分）。 8. 如图，光滑水平面内建立直角坐标系xOy．A、B两小球同时从O点出发，A球速度大小为v1，方向沿x轴正方向，B球速度大小为v2 = 2m/s、方向与x轴正方向夹角为θ。坐标系第一象限中有一个挡板L，与x轴夹角为α。B球与挡板L发生碰撞，碰后B球速度大小变为1m/s，碰撞前后B球的速度方向与挡板L法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（ ） A. 若，则v1的最大值为，且 B. 若，则v1的最大值为，且 C. 若，则v1的最大值为，且 D. 若，则v1的最大值为，且 9. 甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶，它们速度随时间变化的图像如图所示，其中甲的图线为两段相同的圆弧，乙的图线为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 时两车的加速度大小不等 B. 时两车一定相遇 C. 在内，两小车平均速度相同 D. 在内，甲车的加速度方向改变 10. 类似光学折射，电场中质子束的“折射”可定义折射率（α为入射角，β为折射角），如图，长方形区域内有竖直电场，ab、cd间电势差质子（质量m、电荷量q）水平速度恒为v，从ab边入射时速度与法线夹角为α，从cd边出射时速度与法线夹角为β，已知ab、cd间距离为L，下列说法正确的是（　　） A. 电场的“折射率”n=cosα B. 当质子恰好发生“全反射”时，入射角α满足 C. 若质子在电场中发生“全反射”，则入射点与出射点的水平距离s满足s≤2L D. 仅增大电势差U，“全反射”的临界角会增大 三、实验题（每空2分，共32分） 11. 某学习小组用如图甲所示的装置探究机械能守恒定律。手托住用轻绳跨过定滑轮连接的A、B两物块，某时刻静止释放。已知A的质量，B的质量为M（M未知，且）。用周期的频闪照相机拍摄B物块，获得的照片如图乙所示。取重力加速度。 （1）根据图乙信息可判断B物块拍摄第一张频闪照片时处于______状态（选填“静止”或“运动”）； （2）根据图乙信息可求得B物块的加速度______（结果保留3位有效数字）； （3）根据图乙信息，可求得B物块质量大小______（结果保留3位有效数字）； （4）该小组同学选取一张清晰的频闪照片，取多个不同的点，算出各点速度，测量各点到起始点的距离，作出如图丙所示的图，图像斜率为。不计空气阻力及各处摩擦，则重力加速度的表达式为______（用表示）。由于空气阻力和定滑轮与轻绳间摩擦力的影响，测量出来的重力加速度与当地重力加速度比较结果______（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 12. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 四、解答题 13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，把滑动变阻器的阻值调为，待电路稳定后，以初速度的带正电小球沿平行板电容器的中心线射入恰好沿直线运动，然后从板中点处的小孔进入平行板电容器、之间。已知小球的电荷量，平行板电容器上下两极板的间距为，平行板电容器、左右极板的间距为，极板、长均为，极板的右端与极板的距离忽略不计。当、极板间电压为时，小球恰好从极板的下端点离开，且运动过程未碰到极板。忽略电容器的边缘效应，重力加速度取。求： （1）平行板电容器电压； （2）小球的质量； （3）、极板间电压。 14. 图甲为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，出水口离地表高度0.45m，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水的流速相同，大小均为，水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比），忽略水在管道中运动的机械能损失，水的密度，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）水泵对水做功的功率； （2）电动机的内阻。（结果保留两位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华清中学2025-2026学年高三年级自主命题（二） 科目：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，将答题卡交回。 一、单项选择题（每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）。 1. 2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，20支人形机器人赛队与人类共同参加半程马拉松，赛道长21.0975公里。据介绍，这是人形机器人首次在开放环境下的长距离耐力测试。每个参赛机器人须具备人形外观，实现双足行走或奔跑，禁止轮式结构；控制方式可选手动遥控（含半自主）或完全自主。参赛团队需确保机器人安全合规，严格遵守比赛线路与规则。男子组、女子组冠军成绩分别为1小时02分36秒、1小时11分07秒，机器人组冠军成绩为2小时40分42秒。认为所有参赛者（含机器人）的起点相同，终点也相同，下列说法正确的是（　　） A. 21.0975公里表示的是位移大小 B. “1小时02分36秒”表示的是时刻 C. 研究女子组冠军的运动路径时可将运动员视为质点 D. 机器人组冠军平均速度大于女子组冠军的平均速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．21.0975公里表示的是赛道的总长度，是路程；位移的大小是从起点到终点的直线距离，故A错误； B．“1小时02分36秒”表示完成比赛所用的时间间隔（时长），而非时刻。故B错误； C．研究女子组冠军的运动路径时，运动员的大小和形状对所研究的问题无影响，可忽略不计，因此可将运动员视为质点。故C正确； D．平均速度等于位移与所用时间的比值。由于所有参赛者（含机器人）的起点相同，终点也相同，所以机器人组冠军的位移等于女子组冠军的位移，但由于机器人组冠军的运动时间大于女子组冠军的运动时间，所以机器人组冠军的平均速度小于女子组冠军的平均速度，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上，B端与水平桌面上的物块乙相连，C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为，OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F，在保持O点位置不变的情况下，使物块甲缓慢向右上方移动少许，在移动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块乙所受合力逐渐增大 B. 细线OA上的弹力不变 C. 细线OC上的弹力逐渐减小 D. 外力F逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，物块乙始终静止不动，即处于平衡状态，则物块乙所受合力为零不变，故A错误； B．设物块甲缓慢向右上方移动使得细线与竖直方向的夹角为，对节点O受力分析，在竖直方向上，根据平衡条件可得 对物块甲受力分析，在竖直方向上，根据平衡条件可得 即 所以，细线OA上的弹力不变，故B正确； C．由B选项可知 即 在移动过程中，逐渐增大，则细线OC上的弹力逐渐增大，故C错误； D．对物块甲受力分析，在水平方向上，根据平衡条件可得 与联立，解得 在移动过程中，逐渐增大，则外力F逐渐增大，故D错误。 故选B。 3. 多数智能手机搭载加速度传感器，安装专用应用程序后可记录设备运动过程中的加速度变化数据。现有一根轻绳一端用手握住，另一端系住质量为m的手机，打开应用程序后使手机竖直向上运动一段位移。如图所示为某次运动中加速度变化情况的部分记录图像，规定向上为正方向，由图像可知（　　） A. t=1.20s时，手机瞬时速度一定为0 B. 图像中B~C点对应的时间内，轻绳对手机的拉力一直减小 C. 图像中A点对应的时刻，轻绳对手机的拉力大小约为1.1mg D. 在1.20s~1.25s时间内，手机先做减速运动，后做加速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．t=1.20s时，手机的加速度为零，0~1.20s图线与坐标轴所围区域的面积不等于零，即速度变化量不等于零，所以1.20s时瞬时速度不为0，故A错误； B．由图可知，B~C点对应的时间内，小球的加速度先向上减小，后向下增大，根据牛顿第二定律可知，轻绳对手机的拉力一直减小，故B正确； C．在A点，加速度向下，则小球的重力大于轻绳对手机的拉力，即轻绳对小球的拉力小于mg，故C错误； D．由于手机一直向上运动，在1.20s~1.25s时间内，手机的加速度先向上后向下，则手机先向上做加速运动，后做减速运动，故D错误。 故选B。 4. 让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为 故选B。 5. 2025年4月30日，神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到，返回舱从高度3090m下降到高度2010m，用时约130s。这段时间内，返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为（ ） A. 8.3m/s B. 15.5m/s C. 23.8m/s D. 39.2m/s 【答案】A 【解析】 【详解】返回舱下降的位移为Δh = 1080m 则返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为 故选A。 6. 如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（ ） A. 若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B. 减少电容器两极板间距离，电容器充电的过程中，电容器两板间电场强度不变 C. 不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D. 不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 【答案】D 【解析】 【详解】A．二极管具有单向导电性，所以电容器两端的带电量不能减少，只能不变或者是增加，当两极板正对面积减小时，电容器的电容C减小，又由于 得 电容器所带电荷量减少，但是二极管的单向导电性不能减少，电压不变的情况下电荷量保持不变，故A错误； B．二极管具有单向导电性，所以不能改变，电容器两端的电压的有效值不变，根据 不变的情况下减小则会变大， 故B错误； CD．原、副线圈匝数之比为1：10，原线圈两端电压有效值U恒定，则原、副线圈两端的电压最大值之比等于匝数之比即原、副线圈两端电压最大值之比为1：10，因此副线圈电压最大值为14.14U，不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端的最大值电压等于副线圈两端电压的最大值，C错误，D正确。 故选D。 7. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（　　） A. 饮酒量越多，电源的输出功率一定越小 B. 饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率越大 C. 电压表和电流表的示数都变小 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．当电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知，因为，所以 所以当饮酒量越多时R越小，导致外电路总电阻会减小，但外电路的总电阻始终是大于内阻的，所以随着的减小，电源的输出功率变大，故A错误； B．将和看成等效内阻，即 所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻R消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知，所以当R减小时，R消耗的功率不确定，即消耗的功率不一定越大也可能减小，故B错误； C．因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，气敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的欧姆定律有 所以电路中的电流增大，即电流表示数变大；电压表示数为 所以电压表示数变小，故C错误； D．根据电压表示数 可得电压表示数变化量与电流表示数变化量绝对值之比为 所以保持不变，故D正确。 故选D。 二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得2-4分。选错或不答的得0分）。 8. 如图，光滑水平面内建立直角坐标系xOy．A、B两小球同时从O点出发，A球速度大小为v1，方向沿x轴正方向，B球速度大小为v2 = 2m/s、方向与x轴正方向夹角为θ。坐标系第一象限中有一个挡板L，与x轴夹角为α。B球与挡板L发生碰撞，碰后B球速度大小变为1m/s，碰撞前后B球的速度方向与挡板L法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（ ） A. 若，则v1的最大值为，且 B. 若，则v1的最大值为，且 C. 若，则v1的最大值为，且 D. 若，则v1的最大值为，且 【答案】AC 【解析】 【详解】方法一：由于水平面光滑，则A球做以速度匀速直线运动，B球碰前、碰后分别做速度大小为、的匀速直线运动，设B球和挡板L的碰撞点为Q点，A、B两小球能相遇点为P点。根据几何关系，可得各个角度关系如图所示，设B球从O点出发和挡板L的碰撞用时，B球和挡板碰后和A球相遇用时，则由正弦定理可得 则 则 对求导可得 解得，即此时最大， 当，此时，v1的最大值为，故A正确，B错误； 当，此时，v1的最大值为，故C正确，D错误； 故选AC。 方法二：由设B球和挡板L的碰撞点为Q点，A、B两球能相遇点为P点。过Q点作的高，长度即，则由几何关系可得 则 后续同方法一求解。 方法三：因为A、B两球相遇，则第一阶段B球相对于A球的速度为；第二阶段B球相对于A球的速度为方向必定相反，速度矢量关系如图所示。则面积为 则 后续同方法一求解。 【点睛】 9. 甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶，它们速度随时间变化的图像如图所示，其中甲的图线为两段相同的圆弧，乙的图线为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 时两车的加速度大小不等 B. 时两车一定相遇 C. 在内，两小车的平均速度相同 D. 在内，甲车的加速度方向改变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示加速度，由图像知时甲车的加速度大于乙车的加速度，故A正确； B．在内两车运动的位移相同，但不知两车的初位置情况，故不能判断两车在时是否相遇，故B错误； C．在内，两车的平均速度大小相等，方向相同，故C正确； D．内，甲车做加速度先逐渐增大后逐渐减小的加速直线运动，加速度方向不变，故D错误。 故选AC。 10. 类似光学折射，电场中质子束的“折射”可定义折射率（α为入射角，β为折射角），如图，长方形区域内有竖直电场，ab、cd间电势差质子（质量m、电荷量q）水平速度恒为v，从ab边入射时速度与法线夹角为α，从cd边出射时速度与法线夹角为β，已知ab、cd间距离为L，下列说法正确的是（　　） A. 电场的“折射率”n=cosα B. 当质子恰好发生“全反射”时，入射角α满足 C. 若质子在电场中发生“全反射”，则入射点与出射点的水平距离s满足s≤2L D. 仅增大电势差U，“全反射”的临界角会增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．定义折射率，质子水平速度恒为v，故入射速度 出射速度 由动能定理得 将代入，得 联立得n=cosα，故A正确； B．“全反射”类比光学，当折射角β=90°时恰好发生全反射，此时质子沿cd边运动，竖直分速度为0，此时 由动能定理得 又 将代入，得 化简得，故B正确； C．若质子恰好发生全反射，则 竖直方向初速度 由于恰好发生全反射，故竖直方向末速度为零，则 发生全反射时，质子从ab边射出，质子在电场中运动的总时间 质子水平方向的运动距离 这种情况水平位移最大，故，故C错误； D．当恰好发生全反射时，粒子运动到cd边时竖直方向的速度恰好减为零，有 将代入，得 当仅增大U时，减小，即减小，则“全反射”的临界角会减小，故D错误。 故选AB。 三、实验题（每空2分，共32分） 11. 某学习小组用如图甲所示的装置探究机械能守恒定律。手托住用轻绳跨过定滑轮连接的A、B两物块，某时刻静止释放。已知A的质量，B的质量为M（M未知，且）。用周期的频闪照相机拍摄B物块，获得的照片如图乙所示。取重力加速度。 （1）根据图乙信息可判断B物块在拍摄第一张频闪照片时处于______状态（选填“静止”或“运动”）； （2）根据图乙信息可求得B物块的加速度______（结果保留3位有效数字）； （3）根据图乙信息，可求得B物块质量大小______（结果保留3位有效数字）； （4）该小组同学选取一张清晰的频闪照片，取多个不同的点，算出各点速度，测量各点到起始点的距离，作出如图丙所示的图，图像斜率为。不计空气阻力及各处摩擦，则重力加速度的表达式为______（用表示）。由于空气阻力和定滑轮与轻绳间摩擦力的影响，测量出来的重力加速度与当地重力加速度比较结果______（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）静止 （2）2.40 （3）1.22 （4） ①. ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 物块B做匀加速直线运动，根据图乙可知，拍第二张频闪照片后相邻相等时间间隔内的位移差在误差允许范围内均为2.40cm，表明拍第二张频闪照片后的运动满足匀加速直线运动的要求，根据图乙有 该值与2.40cm相隔太多，表明拍第一张频闪照片与拍第二张频闪照片过程中，B实际运动时间小于0.1s，可知，B物块在拍摄第一张频闪照片时处于静止状态。 【小问2详解】 舍去图乙中的第一段，利用逐差法，加速度 【小问3详解】 对A进行分析，根据牛顿第二定律有 对B进行分析，根据牛顿第二定律有 结合上述解得M=1.22kg 【小问4详解】 [1]结合上述解得B运动的加速度 根据速度与位移的关系有 则有 图像斜率，则有 解得 [2]令空气阻力和定滑轮与轻绳间摩擦力大小为f，则有 解得 结合上述有 解得 可知，由于空气阻力和定滑轮与轻绳间摩擦力的影响，测量出来的重力加速度与当地重力加速度比较结果偏小。 12. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）见解析 （2） （3） ①. 变大 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 图乙中的直线不过坐标原点的原因是木盒有质量，木盒中砝码的质量为零时，转筒侧壁对木盒的弹力为木盒提供向心力，压力传感器有示数。 【小问2详解】 由牛顿第二定律可得 可得 则有， 解得木盒的质量为 【小问3详解】 [1][2]由（2）问可知， 若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a变大，斜率k变大。 四、解答题 13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，把滑动变阻器的阻值调为，待电路稳定后，以初速度的带正电小球沿平行板电容器的中心线射入恰好沿直线运动，然后从板中点处的小孔进入平行板电容器、之间。已知小球的电荷量，平行板电容器上下两极板的间距为，平行板电容器、左右极板的间距为，极板、长均为，极板的右端与极板的距离忽略不计。当、极板间电压为时，小球恰好从极板的下端点离开，且运动过程未碰到极板。忽略电容器的边缘效应，重力加速度取。求： （1）平行板电容器的电压； （2）小球的质量； （3）、极板间电压。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可得电流为 解得 由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为 解得 滑动变阻器两端电压即为平行板电容器的电压，有 【小问2详解】 小球沿电容器的中心线做直线运动，小球在竖直方向处于平衡状态，有 其中 联立解得小球质量为 【小问3详解】 小球在平行板电容器AB、CD间同时受到重力和电场力，其运动轨迹如图所示 将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解，在竖直方向上，由自由落体运动的规律，得 解得 在水平方向上，小球做往返运动，根据运动的对称性可知，往返时间一样，小球向右的最大位移为 解得 说明小球不会碰到AB极板，在水平方向上，根据匀变速直线运动速度与时间的关系，得 解得 小球在电容器AB、CD间受的电场强度为 小球受到的电场力为 根据牛顿第二定律，有 联立解得 14. 图甲为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，出水口离地表高度0.45m，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水的流速相同，大小均为，水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比），忽略水在管道中运动的机械能损失，水的密度，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）水泵对水做功的功率； （2）电动机的内阻。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）96W （2） 【解析】 【小问1详解】 时间内流出水的质量 根据动能定理 解得水泵对水做功的功率 【小问2详解】 水泵的输入功率 电动机的热功率 电动机的电流 根据 解得电动机的内阻 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $