精品解析：山东日照市2025-2026学年高三上学期期末考试物理试卷（A）

2023级高三上学期期末考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24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. 一束激光从真空射入折射率为n的介质中，则激光的（　　） A. 波长变为原来的 B. 光子动量变为原来的 C. 频率变为原来的 D. 光子能量变为原来的 2. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球，下列判断正确的是（　　） A. 碳原子是不可再分的最小单元 B. 用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 C. 碳原子的直径可表示为 D. 质量为m的钻石中所含有的原子数 3. 如图所示，公交车做匀减速直线运动，连续经过R、S、T三点。已知间的距离是的两倍，段的平均速度是，段的平均速度是，则公交车经过T点时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示为某电动车的充电装置，理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈通过理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）整流后充电。原线圈输入如图乙所示的交流电时，充电桩正常工作。下列判断正确的是（　　） A. 图乙所示交流电压的瞬时值表达式为 B. 原线圈中的电流方向每秒改变50次 C. 原线圈与副线圈中磁通量的变化率之比为 D. 充电桩两端电压的有效值为110V 5. 一驾驶员在恒温库中卸货时，看到胎压表显示汽车轮胎的胎压，离开恒温库后，用便携充气泵将每个轮胎的气压都补充至。已知恒温库内的温度，外界环境温度，大气压强，轮胎的体积始终保持。轮胎内部空气可视为理想气体，且始终与外界温度相同。则每个轮胎应充入压强为、温度为的气体体积是（　　） A. B. C. D. 6. 小明同学测试电动玩具车上的直流电动机在不同工作状态下的电流，给电动机两端接上的恒定电压，如表格所示。下列说法正确的是（　　） 工作状态 电流 无负载，空转 0.05 轻载 0.2 输出最大机械功率 06 爬陡坡 0.8 车轮抱死 1.2 A. 该电动机线圈的内阻为120Ω B. 该电动机的最大输出功率为1.5W C. 爬陡坡时，该电动机的效率约为33.3% D. 空转时，该电动机的热功率为0.125W 7. 如图所示，固定直杆与水平方向的夹角为，套在直杆上的轻环通过一段不可伸长的轻绳与质量为M的物块相连。轻环和物块在竖直平面内一起沿直杆运动的过程中，轻绳与直杆垂线的夹角始终为。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 直杆对轻环的弹力大小为 B 轻环和物块一定沿直杆向上做匀减速直线运动 C. 轻环和物块的加速度大小为 D. 直杆对轻环的摩擦力的大小为 8. 如图所示，一固定的足够长绝缘细直杆与水平面的夹角，所在的空间充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。电荷量为、质量为m的小圆环套在直杆上。现用沿直杆向上的恒力F拉着小圆环从P点由静止开始沿杆向上运动，上升高度为h之前已达到最大速度。已知小圆环与直杆之间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，恒力，不计空气阻力。小圆环从P点上升高度h的过程中（　　） A. 加速度逐渐减小至零 B. 最大速度为 C. 最大加速度 D. 因摩擦产生的热量为 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. a、b两点有两个完全相同的波源，在水面上形成稳定的干涉图样。如图所示，c是水面上的一点，，，，d点为上的点，.已知波源的周期为0.2s，振幅为0.2m，波速为。下列判断正确的是（　　） A. c点的位移始终为0.4m B. d点的振幅为0 C. b、c连线上（不包括b、c）共有5个振动加强点 D. 该波遇到尺寸为的障碍物时，不会发生衍射现象 10. 如图所示，质量分别为m和M的星球A、B中心间的距离为d，它们均以连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，轨道半径之比为，引力常量为G，忽略其它天体对A、B的作用。下列说法正确的是（　　） A. 星球A的向心力小于星球B的向心力 B. C. 星球A的转动角速度为 D. 星球A与星球B的动能之比为 11. 如图所示，一倾角的光滑斜面固定在水平面上，一质量的小物块从斜面底端以速度冲上斜面，从斜面顶端C点飞出，从D点沿切线方向进入竖直平面内的光滑固定半圆轨道。小物块在D点对轨道的压力。已知半圆轨道的圆心为O，与水平地面相切于E点，为其直径，轨道半径。不计空气阻力，g取，。下列判断正确的是（　　） A. 小物块离开斜面时速度是 B. 斜面的高度 C. 小物块到达E点时，对轨道的压力为160N D. 12. 水平面上固定一倾角、间距为L的足够长光滑平行金属导轨，如图所示，导轨顶端连接一定值电阻R，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为2R、长度为L的导体棒垂直导轨放置，某时刻导体棒以初速度沿导轨向上运动，运动过程中导体棒所受阻力与速度大小满足（k为常数）。已知当导体棒返回初位置前已匀速，导轨电阻可忽略不计，导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g。则导体棒从初位置到返回初位置的过程中（　　） A. 匀速运动的速度大小为 B. 安培力冲量为零 C. 所用的时间为 D. 上滑过程中整个回路产生的焦耳热等于下滑过程中整个回路产生的焦耳热 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 某同学采用如图所示的装置验证动滑轮下方悬挂物块A与定滑轮下方悬挂的物块B（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调，滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油，以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。A、B质量相等，重力加速度为g，已知遮光条宽度为d，实验时将B由静止释放。 （1）为完成实验，还需要的器材有_________。 A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）若测得遮光条通过光电门挡光时间为t，则物块经过该光电门时，物块的速度大小_______。 （3）若测得光电门的中心与遮光条释放点的竖直距离为h。如果系统机械能守恒，则应满足关系是_________。 A. B. C. D. 14. 方钢丝由高强度合金制成，具有较强的弹性和韧性。某实验小组通过实验测量一段方钢丝的电阻率。 （1）方钢丝的横截面为正方形，用螺旋测微器测得方钢丝横截面的边长d如图甲所示，则________。 （2）用伏安法测量方钢丝的电阻（约5Ω），实验室提供的器材，除了开关和导线外，还有：电源（电动势E约为4.0V），电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为1Ω），电压表V（量程为0~3V，内阻约为），滑动变阻器（最大电阻为20Ω，额定电流为1.0A），滑动变阻器（最大电阻为，额定电流为0.1A）。 为了测量尽可能准确，且使方钢丝两端的电压从零开始增加，滑动变阻器应该选择_________（选填“”或“”），实验电路图应选择_________。 A. B. C. D. （3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压表的示数U与电流表的示数I，根据所得数据作出图像如图乙所示。已知方钢丝接入电路的长度，则方钢丝的电阻率_________（保留三位有效数字）。 15. 由某种透明介质制作的凹透镜截面如图所示，为主光轴，右表面是圆心为O、半径为R的圆弧，与垂直并交于点。一束光线垂直射到上，恰好在面上发生全反射。已知，与平行，，入射点P与的距离为，光在真空中的速度为c。求： （1）透明介质对该单色光的折射率； （2）光线从进入该凹透镜到第一次射到面上所经过的时间。 16. 某固定装置的截面如图所示，水平直轨道左端固定一劲度系数的轻弹簧，质量的小物块P静止在O点（与弹簧接触但不拴接），水平传送带以的速度逆时针运动，传送带左端与水平轨道在B点平滑连接（不影响传送带运动）。已知A、O之间的距离等于弹簧原长，O、B之间的距离，之间的距离，小物块P与水平轨道以及传送带之间的动摩擦因数，取。现给小物块P施加一水平向左的推力，使小物块P向左运动，当速度为零时立即撤去推力。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。求： （1）小物块P在推力F的作用下向左运动的最大距离x； （2）小物块P滑上传送带时的速度大小v； （3）小物块P与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。 17. 如图所示，在一固定的长方形物体内挖有两段对称的光滑圆弧管道，圆弧半径为R，圆心角，圆心分别为、。长木板C静止在水平面上，上表面恰好与管道末端相切，在长木板左端放置一小物块B，距离长木板右端处固定一弹性挡板P。小球A从圆心正上方的Q点由静止释放，沿管道下滑，从管道末端水平飞出时，与物块B发生弹性碰撞。长木板C与弹性挡板P经过N次弹性碰撞后，B与C恰好同时静止，运动过程中物块B与长木板C始终未共速。已知物块B与长木板C间的动摩擦因数为，长木板C与水平地面间的动摩擦因数为，小球A、物块B和长木板C的质量之比为，小球A可视为质点，管道内径远小于R，重力加速度为g，碰撞时间极短，小球A离开管道时立即取走。 （1）小球A与物块B碰撞后，求小球A沿管道上升的最大高度h； （2）小球A沿管道下滑到M点（图中未画出）时与管道恰好无相互作用，求M点与圆心的竖直高度H； （3）求初始时长木板右端与弹性挡板P间的距离。 18. 如图所示，在平面内有一个以O为圆心、R为半径的圆形区域Ⅰ，充满着磁感应强度大小为、方向垂直于平面向里的匀强磁场。在区域Ⅰ右侧有两个正对的平行于x轴的极板P、Q，其中心线在x轴上，两极板间的距离和极板的长度均为R，P板接恒压电源的正极并接地，Q板接电源负极。位于y负半轴与区域Ⅰ边界的交点处的电子源S，在区域Ⅰ内的某个夹角范围内，沿各个方向持续均匀发射速率为、质量为m、电荷量为的电子，所有电子均经圆形磁场偏转后进入极板之间，其中从C点进入的电子刚好从极板P的右边缘飞出。打在上极板上的电子会立即被吸收，并通过接地线导入大地。极板右侧的区域Ⅱ宽度为L，左右边界所在的平面均与x轴垂直，充满着垂直于平面向里的匀强磁场。已知。，不考虑电磁场的边缘效应，不计电子间的相互作用及电子的重力。 （1）求电子源S向圆形磁场区域Ⅰ发射电子的速度方向之间的最大夹角； （2）求进入区域Ⅱ的电子数与电子源S射出的总电子数的比值； （3）若所有进入区域Ⅱ的电子均不能从其右边界射出，求区域Ⅱ内磁感应强度B2的最小值； （4）若，在区域Ⅱ中加一沿x轴负方向的匀强电场，要保证电子不从区域Ⅱ的右边界穿出，求电场强度E的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三上学期期末考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24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. 一束激光从真空射入折射率为n的介质中，则激光的（　　） A. 波长变为原来的 B. 光子动量变为原来的 C. 频率变为原来的 D. 光子能量变为原来的 【答案】A 【解析】 【详解】AC．频率由光源决定，不随介质改变，故频率不变。光速 波长（其中为真空波长），故波长变为原来的，A正确，C错误。 D．光子能量，频率不变，故能量不变，D错误。 B．光子动量，波长变为，故，故动量变为原来的倍，B错误。 故选A。 2. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球，下列判断正确的是（　　） A. 碳原子是不可再分的最小单元 B. 用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 C. 碳原子的直径可表示为 D. 质量为m的钻石中所含有的原子数 【答案】C 【解析】 【详解】A．钻石是由碳原子构成的原子晶体，其基本结构单元为碳原子。原子可再分为原子核和电子等粒子，A错误。 B．光学显微镜的分辨率受限于光的波长（约200nm），而分子直径约为0.1-1nm，远小于分辨率极限，故无法直接观察，B错误。 C．每个碳原子占据的体积为 在球形模型下，球的体积 联立得，C正确。 D．质量为m的钻石的摩尔数为，分子数为，D错误。 故选C。 3. 如图所示，公交车做匀减速直线运动，连续经过R、S、T三点。已知间的距离是的两倍，段的平均速度是，段的平均速度是，则公交车经过T点时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】匀变速直线运动平均速度等于初末速度的平均值，则有， 因ST间的距离是RS的两倍，而ST段的平均速度是RS段的平均速度的；故可得ST段的时间是RS段的时间的3倍，可知ST段的速度减小量是RS段的3倍，则有 联立解得vR=13m/s，vS=11m/s，vT=5m/s。 故选B。 4. 如图甲所示为某电动车的充电装置，理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈通过理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）整流后充电。原线圈输入如图乙所示的交流电时，充电桩正常工作。下列判断正确的是（　　） A. 图乙所示交流电压的瞬时值表达式为 B. 原线圈中的电流方向每秒改变50次 C. 原线圈与副线圈中磁通量的变化率之比为 D. 充电桩两端电压的有效值为110V 【答案】A 【解析】 【详解】A．正弦式交流电压的表达式的一般形式为 由图乙可知，， 故图乙所示交流电压的瞬时值表达式为，故A正确； B．该交变电压的周期为0.02s，1s包含50个周期，一个周期内电流方向改变2次，故原线圈中的电流方向每秒改变100次，故B错误； C．因该变压器为理想变压器，则原线圈与副线圈中磁通量的变化率相等，故C错误； D．原线圈两端电压的有效值为 根据，可得副线圈两端电压有效值为 设充电桩两端电压的有效值为，因二极管的单向导电性，并根据有效值的定义有 解得，故D错误。 故选A。 5. 一驾驶员在恒温库中卸货时，看到胎压表显示汽车轮胎的胎压，离开恒温库后，用便携充气泵将每个轮胎的气压都补充至。已知恒温库内的温度，外界环境温度，大气压强，轮胎的体积始终保持。轮胎内部空气可视为理想气体，且始终与外界温度相同。则每个轮胎应充入压强为、温度为的气体体积是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据理想气体状态方程可得 其中， 解得 故选D。 6. 小明同学测试电动玩具车上的直流电动机在不同工作状态下的电流，给电动机两端接上的恒定电压，如表格所示。下列说法正确的是（　　） 工作状态 电流 无负载，空转 0.05 轻载 0.2 输出最大机械功率 0.6 爬陡坡 0.8 车轮抱死 1.2 A. 该电动机线圈的内阻为120Ω B. 该电动机的最大输出功率为1.5W C. 爬陡坡时，该电动机的效率约为33.3% D. 空转时，该电动机的热功率为0.125W 【答案】C 【解析】 【详解】A．车轮抱死时，电动机不转动，输出功率为零，相当于纯电阻，电流I=1.2A，内阻 ，故A错误。 B．最大输出功率发生在电流I1=0.6A，，故B错误。 C．爬陡坡时，电流I2=0.8A，输入功率 输出功率 效率。故 C 正确。 D. 空转时，电流I3=0.05A，热功率，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，固定直杆与水平方向的夹角为，套在直杆上的轻环通过一段不可伸长的轻绳与质量为M的物块相连。轻环和物块在竖直平面内一起沿直杆运动的过程中，轻绳与直杆垂线的夹角始终为。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 直杆对轻环的弹力大小为 B. 轻环和物块一定沿直杆向上做匀减速直线运动 C. 轻环和物块的加速度大小为 D. 直杆对轻环的摩擦力的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】由图可得，物块沿直杆向上运动，沿运动方向正交分解，对物块的受力分析如图所示 可得： 解得轻环和物块的加速度大小为： 加速度方向沿杆向下，故轻环和物块沿直杆向上做匀减速直线运动 对轻环和物块的受力分析如图所示 可得： 解得直杆对轻环的弹力大小为： 直杆对轻环的摩擦力的大小为： 故选B。 8. 如图所示，一固定的足够长绝缘细直杆与水平面的夹角，所在的空间充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。电荷量为、质量为m的小圆环套在直杆上。现用沿直杆向上的恒力F拉着小圆环从P点由静止开始沿杆向上运动，上升高度为h之前已达到最大速度。已知小圆环与直杆之间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，恒力，不计空气阻力。小圆环从P点上升高度h的过程中（　　） A. 加速度逐渐减小至零 B. 最大速度为 C. 最大加速度 D. 因摩擦产生的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小圆环沿绝缘细直杆向上做加速运动，根据左手定则可知，洛伦兹力垂直于向上。 初始阶段，小圆环速度较小，洛伦兹力小于重力垂直于的分量，小圆环对的压力大小为 沿方向合力为 随着小圆环速度逐渐增大，洛伦兹力逐渐增大，合力逐渐增大。 小圆环速度逐渐增大，当洛伦兹力大于重力垂直于的分量后，小圆环对的压力大小为 沿方向合力为 随着小圆环速度逐渐增大，洛伦兹力逐渐增大，合力逐渐减小至0，速度达到最大。 所以小圆环所受合力先增大后逐渐减小至0，由牛顿第二定律可知，小圆环的加速度先增大后逐渐减小至0，故A错误； B．当小圆环所受合力为0时，加速度为0，小圆环速度达到最大值，即 解得最大速度为，故B正确； C．当摩擦力为0时，小圆环的加速度达到最大值，根据牛顿第二定律，得 解得最大加速度，故C错误； D．根据能量守恒定律，得 解得因摩擦产生的热量为，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. a、b两点有两个完全相同的波源，在水面上形成稳定的干涉图样。如图所示，c是水面上的一点，，，，d点为上的点，.已知波源的周期为0.2s，振幅为0.2m，波速为。下列判断正确的是（　　） A. c点的位移始终为0.4m B. d点的振幅为0 C. b、c连线上（不包括b、c）共有5个振动加强点 D. 该波遇到尺寸为的障碍物时，不会发生衍射现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．已知波源的振幅，周期，波速，则波长 点到两波源的波程差 是波长的整数倍，点是振动加强点，振幅为 但点的位移会随时间在至之间周期性变化，并非始终为，故A错误； B．根据勾股定理，点到点的距离 点到两波源的波程差 是半波长的奇数倍，点是振动减弱点，由于两波源完全相同，所以d点的振幅为0，故B正确； C．b、c连线上的某点到两波源的波程差为波长的整数倍时，该点为振动加强点。 根据几何关系可知，中点到两波源的波程差为0，则中点为振动加强点。 点到中点之间的点到两波源的波程差在之间变化，则到两波源波程差为的点为振动加强点。 中点到点之间的点到两波源的波程差在之间变化，则到两波源波程差为、、的点为振动加强点。 综上所述，b、c连线上（不包括b、c）共有5个振动加强点，故C正确； D．波的衍射现象总是存在的，只是当障碍物尺寸大于波长时，衍射现象不明显。 障碍物的尺寸大于波长，只是衍射现象不明显，并非不会发生衍射现象，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，质量分别为m和M的星球A、B中心间的距离为d，它们均以连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，轨道半径之比为，引力常量为G，忽略其它天体对A、B的作用。下列说法正确的是（　　） A. 星球A的向心力小于星球B的向心力 B. C. 星球A的转动角速度为 D. 星球A与星球B的动能之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．星球A的向心力由星球B对星球A的万有引力提供，星球B的向心力由星球A对星球B的万有引力提供，星球A和星球B彼此间的万有引力大小相等，故星球A的向心力等于星球B的向心力，故A错误； B．星球A和星球B的角速度相等，由 可得 即，故B正确； C．对星球A和星球B，根据万有引力提供向心力分别有， 又 联立得，故C错误； D．星球A和星球B的线速度大小之比为 动能之比为，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，一倾角的光滑斜面固定在水平面上，一质量的小物块从斜面底端以速度冲上斜面，从斜面顶端C点飞出，从D点沿切线方向进入竖直平面内的光滑固定半圆轨道。小物块在D点对轨道的压力。已知半圆轨道的圆心为O，与水平地面相切于E点，为其直径，轨道半径。不计空气阻力，g取，。下列判断正确的是（　　） A. 小物块离开斜面时的速度是 B. 斜面的高度 C. 小物块到达E点时，对轨道的压力为160N D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第三定律可知，小物块经过D点时受到轨道的支持力为 则有 解得 小物块由C点运动到D点的过程水平方向不受力，水平方向做匀速直线运动，则有 解得，故A正确； B．小物块由C点运动到D点的过程，竖直方向做竖直上抛运动，有 上升的高度为 又 解得，故B错误； C．小物块由D点运动到E点的过程，根据动能定理有 小物块到达E点时，有 解得， 根据牛顿第三定律可知，小物块到达E点时，对轨道的压力为，故C错误； D．小物块由斜面底端运动到E点的整个过程，合外力做功为零，根据动能定理可知，动能的变化为零，末动能与初动能相等，末速度与初速度大小相等，故，故D正确。 故选AD。 12. 水平面上固定一倾角、间距为L的足够长光滑平行金属导轨，如图所示，导轨顶端连接一定值电阻R，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为2R、长度为L的导体棒垂直导轨放置，某时刻导体棒以初速度沿导轨向上运动，运动过程中导体棒所受阻力与速度大小满足（k为常数）。已知当导体棒返回初位置前已匀速，导轨电阻可忽略不计，导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g。则导体棒从初位置到返回初位置的过程中（　　） A. 匀速运动的速度大小为 B. 安培力的冲量为零 C. 所用的时间为 D. 上滑过程中整个回路产生的焦耳热等于下滑过程中整个回路产生的焦耳热 【答案】BC 【解析】 【详解】A．导体棒沿导轨向下匀速运动时有 又，，, 联立解得，故A错误； B．根据动量定理，整个过程中安培力的冲量大小为 又，， 解得，故B正确； C．阻力在一段很短的时间内的冲量为 整个过程中阻力的冲量为 设沿导轨向下为正方向，整个过程中，根据动量定理有 解得，故C正确； D．导体棒上滑经过某位置到下滑经过该位置的过程，重力做功为零，安培力和阻力均做负功，故总功为负，则末动能小于初动能，末速度小于初速度，根据可知，末状态导体棒产生的感应电动势比初状态小，末状态回路中的感应电流比初状态小，根据可知，末状态导体棒所受的安培力比初状态小，上滑过程与下滑过程位移大小相等，故上滑过程导体棒克服安培力做的功比下滑过程多，由于导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热，故上滑过程中整个回路产生的焦耳热大于下滑过程中整个回路产生的焦耳热，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 某同学采用如图所示的装置验证动滑轮下方悬挂物块A与定滑轮下方悬挂的物块B（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调，滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油，以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。A、B质量相等，重力加速度为g，已知遮光条宽度为d，实验时将B由静止释放。 （1）为完成实验，还需要的器材有_________。 A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）若测得遮光条通过光电门的挡光时间为t，则物块经过该光电门时，物块的速度大小_______。 （3）若测得光电门的中心与遮光条释放点的竖直距离为h。如果系统机械能守恒，则应满足关系是_________。 A. B. C. D. 【答案】（1）B （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．等式两边都有质量，最后可以约去，故不需要测量质量，则不需要天平，故A错误； B．本实验为了验证系统机械能守恒，则需要测量减少的重力势能，需要测量高度，则需要刻度尺，故B正确； C．本实验时用光电门测量瞬时速度，不需要测量运动时间，则不需要秒表，并且秒表也很难测量准确的下落时间，故C错误； D．本实验不要测量质量和重力，不需要弹簧测力计，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 通过光电门的平均速度表示为瞬时速度，则物块的速度 由于物块连接动滑轮，则物块的速度 【小问3详解】 物块下落高度为，则物块上升的高度为，如果系统机械能守恒，则应满足关系 整理得 故选C。 14. 方钢丝由高强度合金制成，具有较强的弹性和韧性。某实验小组通过实验测量一段方钢丝的电阻率。 （1）方钢丝的横截面为正方形，用螺旋测微器测得方钢丝横截面的边长d如图甲所示，则________。 （2）用伏安法测量方钢丝的电阻（约5Ω），实验室提供的器材，除了开关和导线外，还有：电源（电动势E约为4.0V），电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为1Ω），电压表V（量程为0~3V，内阻约为），滑动变阻器（最大电阻为20Ω，额定电流为1.0A），滑动变阻器（最大电阻为，额定电流为0.1A）。 为了测量尽可能准确，且使方钢丝两端的电压从零开始增加，滑动变阻器应该选择_________（选填“”或“”），实验电路图应选择_________。 A. B. C. D. （3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压表的示数U与电流表的示数I，根据所得数据作出图像如图乙所示。已知方钢丝接入电路的长度，则方钢丝的电阻率_________（保留三位有效数字）。 【答案】（1）3.698##3.695##3.696##3.697##3.699 （2） ①. ②. C （3） 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的示数，方钢丝横截面的边长 【小问2详解】 [1]由于方钢丝的电阻较小，为了方便调节，选择规格较小的滑动变阻器。 [2]实验要求方钢丝两端的电压从零开始增加，因此滑动变阻器应采用分压式接法，由于方钢丝的电阻较小，电流表应采用外接法，因此电路图C符合要求。 故选C。 【小问3详解】 根据图像，测得方钢丝的电阻 根据电阻定律 解得方钢丝的电阻率为 15. 由某种透明介质制作的凹透镜截面如图所示，为主光轴，右表面是圆心为O、半径为R的圆弧，与垂直并交于点。一束光线垂直射到上，恰好在面上发生全反射。已知，与平行，，入射点P与的距离为，光在真空中的速度为c。求： （1）透明介质对该单色光的折射率； （2）光线从进入该凹透镜到第一次射到面上所经过的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 小问1详解】 光路图如图所示，根据几何关系可得，发生全反射时的入射角 根据 可得 【小问2详解】 根据几何关系可得 根据， 解得 16. 某固定装置的截面如图所示，水平直轨道左端固定一劲度系数的轻弹簧，质量的小物块P静止在O点（与弹簧接触但不拴接），水平传送带以的速度逆时针运动，传送带左端与水平轨道在B点平滑连接（不影响传送带运动）。已知A、O之间的距离等于弹簧原长，O、B之间的距离，之间的距离，小物块P与水平轨道以及传送带之间的动摩擦因数，取。现给小物块P施加一水平向左的推力，使小物块P向左运动，当速度为零时立即撤去推力。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。求： （1）小物块P在推力F的作用下向左运动的最大距离x； （2）小物块P滑上传送带时的速度大小v； （3）小物块P与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据能量守恒有 解得 【小问2详解】 撤去恒力F到小物块P滑到B点过程，根据能量守恒有 解得 【小问3详解】 设小物块P在传送带上向右运动的速度减为零所用时间为，位移大小为，加速度大小为a，则有，， 解得，， 小物块速度减为零后向左加速运动，与传送带达到共同速度所用时间为，位移大小为，则有， 解得， 小物块P在传送带上运动过程中产生的热量 17. 如图所示，在一固定的长方形物体内挖有两段对称的光滑圆弧管道，圆弧半径为R，圆心角，圆心分别为、。长木板C静止在水平面上，上表面恰好与管道末端相切，在长木板左端放置一小物块B，距离长木板右端处固定一弹性挡板P。小球A从圆心正上方的Q点由静止释放，沿管道下滑，从管道末端水平飞出时，与物块B发生弹性碰撞。长木板C与弹性挡板P经过N次弹性碰撞后，B与C恰好同时静止，运动过程中物块B与长木板C始终未共速。已知物块B与长木板C间的动摩擦因数为，长木板C与水平地面间的动摩擦因数为，小球A、物块B和长木板C的质量之比为，小球A可视为质点，管道内径远小于R，重力加速度为g，碰撞时间极短，小球A离开管道时立即取走。 （1）小球A与物块B碰撞后，求小球A沿管道上升的最大高度h； （2）小球A沿管道下滑到M点（图中未画出）时与管道恰好无相互作用，求M点与圆心的竖直高度H； （3）求初始时长木板右端与弹性挡板P间距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球A与物块B碰撞前瞬间小球A的速度大小为，则根据动能定理有 解得 小球A与物块B碰撞过程，由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 又因为 联立解得碰后小球A与物块B的速度分别为， 小球A反弹后沿管道上升过程，根据动能定理有 解得小球A沿管道上升的最大高度为 【小问2详解】 设小球A与管道间恰好无相互作用时，偏离竖直方向的夹角为，速度大小为v，则根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 联立解得 所以M点与圆心的竖直高度为 【小问3详解】 设木板C向右加速过程的加速度大小为，则根据牛顿第二定律有 由于 联立解得 设长木板C反弹后向左减速过程加速度为，则根据牛顿第二定律有 解得 由于长木板C与弹性挡板P为弹性碰撞，则根据匀变速直线运动速度与位移的关系式 可得长木板C第一次速度减为零时与挡板P的间距为 根据匀变速直线运动位移与时间的关系式 可得长木板C第一次速度减为零时所经过的时间为 同理长木板C第二次速度减为零时与挡板P的间距为 长木板C第二次速度减为零时所经过的时间为 依此类推，可得长木板C与弹性挡板P第N次碰撞后，速度减为零时所经过的总时间为 设物块B向右减速过程的加速度为，则根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式可得物块B滑行时间为 由于物块B与长木板C恰好同时静止，则有 联立解得初始时长木板右端与弹性挡板P间的距离为 18. 如图所示，在平面内有一个以O为圆心、R为半径的圆形区域Ⅰ，充满着磁感应强度大小为、方向垂直于平面向里的匀强磁场。在区域Ⅰ右侧有两个正对的平行于x轴的极板P、Q，其中心线在x轴上，两极板间的距离和极板的长度均为R，P板接恒压电源的正极并接地，Q板接电源负极。位于y负半轴与区域Ⅰ边界的交点处的电子源S，在区域Ⅰ内的某个夹角范围内，沿各个方向持续均匀发射速率为、质量为m、电荷量为的电子，所有电子均经圆形磁场偏转后进入极板之间，其中从C点进入的电子刚好从极板P的右边缘飞出。打在上极板上的电子会立即被吸收，并通过接地线导入大地。极板右侧的区域Ⅱ宽度为L，左右边界所在的平面均与x轴垂直，充满着垂直于平面向里的匀强磁场。已知。，不考虑电磁场的边缘效应，不计电子间的相互作用及电子的重力。 （1）求电子源S向圆形磁场区域Ⅰ发射电子的速度方向之间的最大夹角； （2）求进入区域Ⅱ的电子数与电子源S射出的总电子数的比值； （3）若所有进入区域Ⅱ的电子均不能从其右边界射出，求区域Ⅱ内磁感应强度B2的最小值； （4）若，在区域Ⅱ中加一沿x轴负方向的匀强电场，要保证电子不从区域Ⅱ的右边界穿出，求电场强度E的最大值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 设电子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律 可得 即图中四边形和均为菱形，则据 得图中的角度 则，电子源S发射负电子的速度方向的最大夹角 【小问2详解】 由上问可知，沿y轴正方向射入圆形磁场的电子，恰好从C点射出磁场。所有电子均沿x轴正方向进入极板之间，继续做类平抛运动。 一部分电子被极板P吸收，一部分电子从极板间射入磁场区域Ⅱ。设PQ之间的电压为U，根据牛顿第二定律知 x轴方向： y轴方向： 以上三式联立可得： 则只有在x轴下方进入两极板间的电子才能射入磁场区域Ⅱ，所以能从两极板间射出进入磁场区域Ⅱ的电子数与粒子源S射出的电子总数的比值 【小问3详解】 由电子在两极板间，x轴方向，匀速直线运动 y轴方向，匀加速直线运动 以上两式联立可得： 则电子射出电场时速度的大小 方向与x轴正方向的夹角 作出运动轨迹恰好与磁场区域Ⅱ的右边界相切的电子轨迹图，如图所示 有 据牛顿第二定律 解得 则磁感应强度的大小不能小于 【小问4详解】 ［方法1］当轨迹与磁场右边界相切时，设速度为，如图所示 由动能定理可得 在y轴方向上，根据动量定理可得 即有解得 所加电场的电场强度的大小E不能超过 ［方法2］配速法 可以将电子在区域Ⅱ中的运动分解为沿y轴负方向的匀速直线运动，速度大小设为，和沿顺时针方向的匀速圆周运动，速度大小为，方向与x轴正方向的夹角为，如图所示 ，， 联立解得： 由图可知： 又有： 联立得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $