精品解析：河南省濮阳市第一高级中学2025-2026学年高三上学期12月期中物理试题

濮阳市一高高三年级（2023级）上学期第四次质量检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，总分100分；考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效；考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷　选择题部分 一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 如图所示，从水平地面上P点同时抛出两个小球A、B，两小球分别落在地面上的M、N两点，两小球上升的最大高度相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两小球同时着地 B. 两小球在最高点时的速度相同 C. 两小球着地时的速度大小相等 D. 小球A着地时的速度比小球B着地时的速度大 2. 如图所示，质量为2kg物块在光滑水平面上向右做速度为6m/s的匀速运动，现给物块施加一个水平向左的拉力，拉力的大小F与物块速度的大小v成正比，即，其中。则拉力F作用后，物块向右运动的最大位移为（　　） A. 1m B. 2m C. 3m D. 4m 3. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. q1和q2带有同种电荷 B. x2处的电场强度为零 C. 将负电荷从x1移到x2，其所受电场力增大 D. 负电荷从x1移到x2，电势能增加 4. 如图所示，为了将一平房屋顶的货物搬下楼，工人将一根钢管倚靠在墙上并固定，一轻质滑环套在钢管上，绳子A一端与滑环相连，另一端与绳子B和绳子C系于O点，工人将货物系在绳子C上，通过滑轮控制绳子A让货物缓慢下降至地面。忽略绳子质量和弹性，不计滑环与钢管及滑轮与绳子之间的摩擦，则（　　） A. 绳子A上的拉力先增大后减小 B. 绳子A上的拉力一直增大 C. 绳子B上的拉力先增大后减小 D. 绳子B上的拉力一直增大 5. 如图所示，在匀强电场中有一个圆心为O虚线圆，电场方向与圆所在的平面平行，A、B、C、D分别为圆上的四个点，其中AC过圆心，AC=1m，AB=0.6m，AD=0.8m。现将一个电子从A点移动到B点，电场力做的功为36eV，若将该电子从A点移到C点，电场力做的功为100eV。下列说法正确的是（　　） A. 取A点电势为零，则O点的电势为15V B. D点处的电势比B点处的电势低 C. 若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV D. 电场强度大小为100V/m，方向由A点指向C点 6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，G为灵敏电流计。开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 灵敏电流计G中有b→a的电流 B. 油滴向下加速运动 C. 通过滑动变阻器R的电流将增大 D. 通过电阻R2的电流将减小 7. 竖直平面内的四个光滑轨道，由直轨道和平滑连接的圆弧轨道组成，圆轨道的半径为R，P为圆弧轨道的最低点。P点左侧的四个轨道均相同，P点右侧的四个圆弧轨道的形状如图所示。现让四个相同的小球（可视为质点，直径小于图丁中圆管内径）分别从四个直轨道上高度均为h处由静止下滑，关于小球通过P点后的运动情况，下列说法不正确的是（　　） A. 若，则四个小球能达到的最大高度均相同 B. 若h=R，则四个小球能达到的最大高度均相同 C. 若，则图乙中的小球能达到的高度最大 D. 若，则图甲、图丙中的小球能达到的最大高度相同 二、多项选择题（本题共3道小题，每小题6分，共18分；每小题有多个选项符合题意。多选不得分，漏选得3分） 8. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，a、b两卫星在同一平面内绕月球运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相反，如图所示，测得两卫星之间的距离Δr最小为3r、最大为5r，Δr的变化周期为T，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运行周期为 D. b卫星的运行周期为7T 9. 如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于xOy平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（　　） A. 质点D比质点O晚起振4s B. 时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C. 若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为 D. 若取走波源C，稳定后质点O与质点D的振幅相等 10. 如图所示，竖直面内的绝缘半圆弧轨道BC与绝缘水平轨道AB相切于B点，匀强电场，方向与水平方向成。一个电荷量的小物块以初速度从A点开始向右运动，已知AB间距，物块在运动过程中电荷量不变，物块质量，圆弧半径，重力加速度g取，摩擦阻力忽略不计。则（　　） A. 物块从A到B过程中，电势能增加了16J B. 物块通过C点时速度大小为20m/s C. 物块在C点处受到的轨道压力为79.2N D. 物块从C点抛出后的加速度大小为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验探究题：（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图所示的装置验证系统机械能守恒定律，操作步骤如下： ①用天平测量两铁质小圆柱体的质量分别为、； ②用刻度尺测量小圆柱体与光电门的高度差h，用10分度的游标卡尺测量的厚度d（竖直方向上），实验中高度差h远大于小圆柱体的厚度d； ③安装如图所示的实验装置，用手托住，让细绳伸直且系统保持静止； ④释放，测得经过光电门的挡光时间为t。以和系统为研究对象，计算过程中系统势能的减少量，与动能的增加量来验证和系统的机械能是否守恒。 回答下列问题（取）； （1）用10分度的游标卡尺测量的厚度（竖直方向上），示数如图所示，则_______cm。 （2）若测得遮光时间，则和系统动能增加量________J；测得释放前与光电门的高度差为，则和系统势能的减少量________J。（计算结果均保留3位有效数字） （3）调整光电门高度，测得多组不同高度h对应的遮光时间t的数据，该同学决定不计算速度，仅作出图像，若图线为过原点的直线，则下列说法正确的是________。 A. 应该描绘关系图像 B. 应该描绘关系图像 C. 若直线斜率，则能证明系统机械能守恒 D. 若直线斜率，则能证明系统机械能守恒 12. LED照明普遍应用于我们的日常生产生活中，某小组想描绘额定电压为2V的LED绿灯的伏安特性曲线，已知该灯正常工作时电阻约为440Ω。实验室提供的器材有： A．电流表A1（量程为5mA，内阻r1为10Ω，读数记为I1） B．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为3Ω，读数记为I2） C．电压表V1（量程为3V，内阻约3kΩ，读数记为U1） D．滑动变阻器R1（0～20Ω） E．滑动变阻器R2（0～2000Ω） F．蓄电池E（电动势为3V，内阻很小），开关S一个 （1）根据实验要求，请你帮忙选择合适的器材，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填写器材前的字母代号） （2）根据实验要求以及提供的器材进行电路设计，请完成以下电路实物连接。 （3）通过实验，小组获得了如图所示的伏安特性曲线，若将此灯与一电源（电动势为2.5V，内阻为180Ω）连成电路，则LED灯珠的实际功率为________W（保留三位有效数字）。 四、计算题（本题有3个小题，共38分。应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值运算的应明确写出数值和单位） 13. 如图所示，用细绳一端系着的质量M=2kg的物体A（可视为质点）静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量m=0.2kg的小球B物体A到O点的距离为0.5m。若物体A与转盘盘面间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度大小g=10m/s2已知最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。 （1）当转盘的角速度ω1=2rad/s时，小球B处于静止状态，此时求物体A受到的摩擦力大小； （2）为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围。 14. 光滑水平地面上木板A和滑块B以共同速度向右滑行，木板A右侧有一滑块C静止于地面上。某时刻A与C发生碰撞，碰撞过程时间很短且没有机械能损失。A、B、C的质量分别为、、，A、B间的动摩擦因数为，A与C碰撞后B未从A上滑落，重力加速度，求： （1）A、C碰撞后一瞬间各自的速度？ （2）A的长度至少为多少？ （3）A、C碰撞后经过多长时间发生第二次碰撞？ 15. 如图所示，一游戏装置由弹射器，光滑水平直轨道AB、CD，水平凹槽MN，圆心为O1的四分之一细圆管竖直轨道DE，圆心为O2的四分之一竖直圆弧轨道EF，足够长粗糙水平直轨道GH组成。O1O2连线水平，O1D和FGO2竖直，静止在水平凹槽内的滑板左端紧靠竖直侧壁BM，上表面与AB、CD平齐。游戏时，可视为质点的滑块从A点水平弹出，经B点滑上滑板，随后带动滑板一起运动，滑板到达竖直侧壁CN后立即被锁定。滑块继续滑过轨道CD、DE、EF后，静止在GH上某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为m=0.03kg，M=0.01kg，MN长s=4.5m，初始时滑板右端距CN的距离d=1.5m，滑块与滑板间的动摩擦因数μ1=0.1，滑块与GH间的动摩擦因数μ2=0.5，两圆弧轨道的半径R=0.14m，其余各处均光滑，轨道间平滑连接，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块离开F后立即滑入水平轨道GH，g取10m/s2，求： （1）若滑块恰好能滑上GH，求滑块在圆管轨道的D点时对轨道的压力FN； （2）若使滑块不从滑板上掉下去，则其滑上CD的最大速度； （3）要使游戏能成功，求弹簧弹性势能Ep的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 濮阳市一高高三年级（2023级）上学期第四次质量检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，总分100分；考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效；考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷　选择题部分 一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 如图所示，从水平地面上的P点同时抛出两个小球A、B，两小球分别落在地面上的M、N两点，两小球上升的最大高度相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 两小球同时着地 B. 两小球在最高点时的速度相同 C. 两小球着地时的速度大小相等 D. 小球A着地时的速度比小球B着地时的速度大 【答案】A 【解析】 【详解】A．两小球上升的最大高度相同，竖直方向根据可知两小球飞行的时间相等，故两小球同时着地，选项A正确； B．由于小球B的射程更大，因此小球B在最高点的速度比小球B在最高点的速度大，选项B错误； CD．两小球着地时在竖直方向的速度相等，而小球B在水平方向的速度更大，故小球B在着地时的速度更大，选项CD错误。 故选A。 2. 如图所示，质量为2kg物块在光滑水平面上向右做速度为6m/s的匀速运动，现给物块施加一个水平向左的拉力，拉力的大小F与物块速度的大小v成正比，即，其中。则拉力F作用后，物块向右运动的最大位移为（　　） A. 1m B. 2m C. 3m D. 4m 【答案】D 【解析】 【详解】在非常短的时间内，根据动量定理得 将，代入得 即 求和得 解得 故选D。 3. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. q1和q2带有同种电荷 B. x2处的电场强度为零 C. 将负电荷从x1移到x2，其所受电场力增大 D. 负电荷从x1移到x2，电势能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知：无穷远处电势为零，又有电势为正的地方，故存在正电荷；又有电势为负的地方，故也存在负电荷，所以，q1和q2带有异种电荷，故A错误； B．电场强度等于图中曲线斜率，x2处的斜率为零，故电场强度为零，故B正确； C．负电荷从x1移到x2，曲线斜率减小，电场强度减小，所以受到的电场力减小，故C错误； D．负电荷从x1移到x2，电势增大，电势能减小，D错误。 故选B。 4. 如图所示，为了将一平房屋顶的货物搬下楼，工人将一根钢管倚靠在墙上并固定，一轻质滑环套在钢管上，绳子A一端与滑环相连，另一端与绳子B和绳子C系于O点，工人将货物系在绳子C上，通过滑轮控制绳子A让货物缓慢下降至地面。忽略绳子质量和弹性，不计滑环与钢管及滑轮与绳子之间的摩擦，则（　　） A. 绳子A上的拉力先增大后减小 B. 绳子A上的拉力一直增大 C. 绳子B上的拉力先增大后减小 D. 绳子B上的拉力一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】由于过程进行得缓慢，轻质滑环受到的钢管支持力和绳子A对它的拉力是一对平衡力，故绳子A的方向始终与钢管垂直。节点O受绳子A、B、C的三个拉力处于平衡状态，三力构成封闭三角形，如图所示 三个内角分别是、、，在货物下滑过程中不变，增大，减小。由于货物下滑过程中绳B不会与钢管平行，故不会小于，根据 所以TA一直增大，TB一直减小。 故选B。 5. 如图所示，在匀强电场中有一个圆心为O的虚线圆，电场方向与圆所在的平面平行，A、B、C、D分别为圆上的四个点，其中AC过圆心，AC=1m，AB=0.6m，AD=0.8m。现将一个电子从A点移动到B点，电场力做的功为36eV，若将该电子从A点移到C点，电场力做的功为100eV。下列说法正确的是（　　） A. 取A点电势为零，则O点的电势为15V B. D点处的电势比B点处的电势低 C. 若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV D. 电场强度大小为100V/m，方向由A点指向C点 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀强电场中，平行等间距的两条线段之间的电势差相等，则有 将该电子从A点移到C点，电场力做的功 其中 解得，故A错误； D．电子从A点移动到B点，电场力做的功 取A点电势为零，解得 令在AO之间的F点的电势为36V，可知，BF为一条等势线，则有 由于 解得 根据数学几何关系可知，AB垂直于BC，令，则有 解得 由于 表明BF垂直于AC，由于电场线垂直于等势线，且由高电势点指向低电势点，可知，匀强电场的方向由C点指向A点，电场强度大小，故D错误； B．根据数学几何关系可知，AD垂直于DC，令，则有 解得 取A点电势为零，则有 根据电场强度与电势差的关系有 结合上述解得，故B错误； C．若将电子从A点移到D点，电场力做功 电场力做正功，电势能减小，可知，若将电子从A点移到D点，则其电势能减小64eV，故C正确。 故选C。 6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，G为灵敏电流计。开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 灵敏电流计G中有b→a的电流 B. 油滴向下加速运动 C. 通过滑动变阻器R的电流将增大 D. 通过电阻R2的电流将减小 【答案】A 【解析】 【详解】在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值增大。 A．根据“串反并同”可知，与滑动变阻器并联的电容器两端的电压增大，根据可知，电容器充电，所以灵敏电流计G中有b→a的电流，故A正确； B．因为电容器两端的电压增大，根据可知，电容器间的电场强度增大，根据可知，油滴受到向上的电场力增大，即油滴向上加速运动，故B错误； C．假设滑动变阻器所在支路串联有一电流表A，则根据“串反并同”可知，与滑动变阻器串联的电流A的示数减小，即通过滑动变阻器R的电流将减小，故C错误； D．根据“串反并同”可知，与滑动变阻器并联的的电流将增大，故D错误。 故选A。 7. 竖直平面内的四个光滑轨道，由直轨道和平滑连接的圆弧轨道组成，圆轨道的半径为R，P为圆弧轨道的最低点。P点左侧的四个轨道均相同，P点右侧的四个圆弧轨道的形状如图所示。现让四个相同的小球（可视为质点，直径小于图丁中圆管内径）分别从四个直轨道上高度均为h处由静止下滑，关于小球通过P点后的运动情况，下列说法不正确的是（　　） A. 若，则四个小球能达到的最大高度均相同 B. 若h=R，则四个小球能达到的最大高度均相同 C. 若，则图乙中的小球能达到的高度最大 D. 若，则图甲、图丙中的小球能达到的最大高度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．若，根据机械能守恒定律可知，四个小球都不会脱离轨道，且上升到最高点时速度均为零，所以四个小球能达到的最大高度均相同，故A正确，不符合题意； B．若h=R，根据机械能守恒可知，甲、乙、丁都能上升到右侧高度R处而不会越过圆弧的四分之一轨道，而丙图中小球做斜上抛运动离开轨道，到达最高点时还有水平速度，最大高度小于R，故B错误，符合题意； C．若，甲、丁两图中的小球不会脱离圆轨道，最高点的速度不为零，丙图小球离开轨道，最高点速度也不为零，乙图中小球离开轨道，上升到最高点的速度为零，根据机械能守恒知，图乙中小球到达的高度最大，故C正确，不符合题意； D．若，图甲中小球到达的最大高度为2R，根据机械能守恒得 解得最高点的速度为 对于图丙，设小球离开轨道时的速度为v1，根据机械能守恒得 而到达最高点的速度 联立解得最高点的速度为 由于两球到达最高点的速度相等，根据机械能守恒可得，甲、丙图中小球到达的最大高度相等，故D正确，不符合题意。 故选B。 二、多项选择题（本题共3道小题，每小题6分，共18分；每小题有多个选项符合题意。多选不得分，漏选得3分） 8. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，a、b两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相反，如图所示，测得两卫星之间的距离Δr最小为3r、最大为5r，Δr的变化周期为T，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运行周期为 D. b卫星的运行周期为7T 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设a、b两卫星的轨道半径分别为、，根据题意及题图可知， 联立解得， 根据 可得 故，故A错误； B．根据 可得 故，故B正确； CD．a、b两卫星两次相距最近的时间为T，可知 根据开普勒第三定律有 故 解得，，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于xOy平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（　　） A. 质点D比质点O晚起振4s B. 时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C. 若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为 D. 若取走波源C，稳定后质点O与质点D的振幅相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意，结合图（a）可知，振源B的振动形式先传播到O点，时间 则质点O从第6s末开始振动；振源A、C的振动形式同时传播到D点，时间 则质点D从第10s末开始振动，可知，质点D比质点O晚起振，故A正确； B．根据题意，结合图（a）可知，时，只有波源B产生的振动传到O点，且已经振动了1.2s，根据图（b）可知质点O相对平衡位置的位移有增大的趋势，速度方向与加速度相反，故B错误； C．若取走波源B，质点O、D到波源A、C的波程差均为0，两质点为振动加强点，又质点O从8s开始达到稳定，质点D从10s开始达到稳定，则稳定后两质点的相位差为的整数倍，故C错误； D．根据可知，三列波的波长均为4cm，若取走波源C，质点O到波源A、B的波程差为4cm，为波长的整数倍，则质点O为振动加强点，同理可得，质点D也为振动加强点，稳定后两质点振幅相等，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，竖直面内的绝缘半圆弧轨道BC与绝缘水平轨道AB相切于B点，匀强电场，方向与水平方向成。一个电荷量的小物块以初速度从A点开始向右运动，已知AB间距，物块在运动过程中电荷量不变，物块质量，圆弧半径，重力加速度g取，摩擦阻力忽略不计。则（　　） A. 物块从A到B过程中，电势能增加了16J B. 物块通过C点时速度大小为20m/s C. 物块在C点处受到的轨道压力为79.2N D. 物块从C点抛出后的加速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块从A到B过程中，电场力做功为 代入数据解得 电场力做正功，电势能减小，即物块从A到B过程中，电势能减少了16J，故A错误； B．物块从A到C，根据动能定理可得 解得物块通过C点时的速度大小为 故B正确； C．在C点，根据牛顿第二定律有 解得 即物块在C点处受到轨道压力为79.2N，故C正确； D．由于电场力大小与重力大小相等，所以物块从C点抛出后的合力大小为 所以加速度大小为 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验探究题：（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图所示装置验证系统机械能守恒定律，操作步骤如下： ①用天平测量两铁质小圆柱体的质量分别为、； ②用刻度尺测量小圆柱体与光电门的高度差h，用10分度的游标卡尺测量的厚度d（竖直方向上），实验中高度差h远大于小圆柱体的厚度d； ③安装如图所示的实验装置，用手托住，让细绳伸直且系统保持静止； ④释放，测得经过光电门的挡光时间为t。以和系统为研究对象，计算过程中系统势能的减少量，与动能的增加量来验证和系统的机械能是否守恒。 回答下列问题（取）； （1）用10分度的游标卡尺测量的厚度（竖直方向上），示数如图所示，则_______cm。 （2）若测得遮光时间，则和系统动能的增加量________J；测得释放前与光电门的高度差为，则和系统势能的减少量________J。（计算结果均保留3位有效数字） （3）调整光电门高度，测得多组不同高度h对应的遮光时间t的数据，该同学决定不计算速度，仅作出图像，若图线为过原点的直线，则下列说法正确的是________。 A. 应该描绘关系图像 B. 应该描绘关系图像 C. 若直线斜率，则能证明系统机械能守恒 D. 若直线斜率，则能证明系统机械能守恒 【答案】（1）1.14 （2） ① 0.600 ②. 0.608 （3）B 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的分度值为0.1mm，的厚度为 11mm＋4×01mm＝11.4mm＝1.14cm 【小问2详解】 小圆柱的速度为 则和系统动能的增加量 和系统势能的减少量 【小问3详解】 根据系统机械能守恒得 化简得 图像要过原点，所以应作关系图像，图像的斜率为 时，系统机械能守恒。 故选B。 12. LED照明普遍应用于我们的日常生产生活中，某小组想描绘额定电压为2V的LED绿灯的伏安特性曲线，已知该灯正常工作时电阻约为440Ω。实验室提供的器材有： A．电流表A1（量程为5mA，内阻r1为10Ω，读数记为I1） B．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为3Ω，读数记为I2） C．电压表V1（量程为3V，内阻约3kΩ，读数记为U1） D．滑动变阻器R1（0～20Ω） E．滑动变阻器R2（0～2000Ω） F．蓄电池E（电动势为3V，内阻很小），开关S一个 （1）根据实验要求，请你帮忙选择合适的器材，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填写器材前的字母代号） （2）根据实验要求以及提供的器材进行电路设计，请完成以下电路实物连接。 （3）通过实验，小组获得了如图所示的伏安特性曲线，若将此灯与一电源（电动势为2.5V，内阻为180Ω）连成电路，则LED灯珠的实际功率为________W（保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. A ②. D （2）见解析 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]LED绿灯正常工作时的电流约为 故电流表应该选择A；为了描绘出完整的伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的D。 【小问2详解】 为了描绘出完整的伏安特性曲线，滑动变阻器应采用分压接法；又 可知电流表应采用内接法，则完整的实物连线如图所示 【小问3详解】 若将此灯与一电源（电动势为2.5V，内阻为180Ω）连成电路，根据闭合电路欧姆定律可得 在小组获得的伏安特性曲线中作出对应的图线，如图所示 由图像可知，两图像的交点即为工作点，则LED灯珠的实际功率为 四、计算题（本题有3个小题，共38分。应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值运算的应明确写出数值和单位） 13. 如图所示，用细绳一端系着的质量M=2kg的物体A（可视为质点）静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量m=0.2kg的小球B物体A到O点的距离为0.5m。若物体A与转盘盘面间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度大小g=10m/s2已知最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。 （1）当转盘的角速度ω1=2rad/s时，小球B处于静止状态，此时求物体A受到的摩擦力大小； （2）为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围。 【答案】（1）2N；（2） 【解析】 【详解】小球B始终静止，则 T=mg 物体A做匀速圆周运动的向心力大小 对物体A受力分析可知 解得 （2）角速度取最大值时，物体A需要的向心力由绳的拉力和最大静摩擦力的合力提供，则 又 解得 转盘静止时 故转盘静止时，小球B保持静止。故为使小球B保持静止转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围为 14. 光滑水平地面上木板A和滑块B以共同的速度向右滑行，木板A右侧有一滑块C静止于地面上。某时刻A与C发生碰撞，碰撞过程时间很短且没有机械能损失。A、B、C的质量分别为、、，A、B间的动摩擦因数为，A与C碰撞后B未从A上滑落，重力加速度，求： （1）A、C碰撞后一瞬间各自的速度？ （2）A的长度至少为多少？ （3）A、C碰撞后经过多长时间发生第二次碰撞？ 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A、C碰撞过程满足由动量守恒和能量守恒得 得 ， （2）A、B相互作用过程，对系统由动量守恒和能量守恒得 得 ， （3）A、B相互作用过程，对有 对B有 此后 所求时间为 联立得 15. 如图所示，一游戏装置由弹射器，光滑水平直轨道AB、CD，水平凹槽MN，圆心为O1的四分之一细圆管竖直轨道DE，圆心为O2的四分之一竖直圆弧轨道EF，足够长粗糙水平直轨道GH组成。O1O2连线水平，O1D和FGO2竖直，静止在水平凹槽内的滑板左端紧靠竖直侧壁BM，上表面与AB、CD平齐。游戏时，可视为质点的滑块从A点水平弹出，经B点滑上滑板，随后带动滑板一起运动，滑板到达竖直侧壁CN后立即被锁定。滑块继续滑过轨道CD、DE、EF后，静止在GH上某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为m=0.03kg，M=0.01kg，MN长s=4.5m，初始时滑板右端距CN的距离d=1.5m，滑块与滑板间的动摩擦因数μ1=0.1，滑块与GH间的动摩擦因数μ2=0.5，两圆弧轨道的半径R=0.14m，其余各处均光滑，轨道间平滑连接，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块离开F后立即滑入水平轨道GH，g取10m/s2，求： （1）若滑块恰好能滑上GH，求滑块在圆管轨道的D点时对轨道的压力FN； （2）若使滑块不从滑板上掉下去，则其滑上CD的最大速度； （3）要使游戏能成功，求弹簧弹性势能Ep的范围。 【答案】（1）大小为，方向竖直向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若滑块恰好能滑上GH，则滑块经过F点时有 滑块由D点运动到F点的过程，由动能定理得 联立解得 滑块经过D点时有 联立解得 根据牛顿第三定律有 方向竖直向下。 【小问2详解】 滑块在滑板上滑动时，滑块和滑板的加速度大小分别为， 若滑块恰好不从滑板上掉下去，则滑板右端到达竖直侧壁CN时，滑块恰好到达滑板右端，设滑块滑上CD的最大速度为，则有， 联立解得 【小问3详解】 要使游戏能成功，则滑块经过C点时速度须满足 若滑块经过C点时的速度，对应的弹簧弹性势能最小，设为，则有，， 联立解得 若滑块经过C点时的速度，对应的弹簧弹性势能最小，设为，则有， 联立解得 所以，要使游戏能成功，求弹簧弹性势能的范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $