精品解析：重庆市实验外国语学校2025-2026学年高三下学期开学考试物理试卷

物理 （满分100分，75分钟完成） 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. 下列说法正确的是（ ） A. 环绕地球运动的宇宙飞船处于完全失重状态，没有惯性 B. 力的国际制单位是牛顿，是基本单位之一 C. 作用力和反作用力的合力为零 D. 物体加速度的方向由物体所受合力的方向决定，可以与速度的方向不同 2. 如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，檩条间距离为d，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 瓦片共受到4个力的作用 B. 檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上 C. 减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 D. 增大檩条间的距离d时，两根檩条对瓦片的弹力都增大 3. 如图所示，两小球从斜面的顶点先后以不同的初速度向右水平抛出，在斜面上的落点分别是a和b，不计空气阻力。关于两小球的判断正确的是（　　） A. 两小球的飞行时间均与初速度v0成正比 B. 落在b点小球飞行过程中速度变化快 C. 落在a点的小球飞行过程中速度变化大 D. 小球落在a点和b点时的速度方向不同 4. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示。天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ上；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上，运行周期为，经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　） A. 沿轨道Ⅰ运行周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期 B. 沿轨道Ⅱ从A运动到的过程中，机械能增大 C. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过点的速度 D. 沿轨道Ⅱ运行的周期为 5. 如图，足够长光滑细杆水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为 B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了 6. 半径为R的绝缘薄球壳固定，球心为O，球壳上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。A、B、C为过球心大圆截面上的三点，三点将圆三等分，取走A、B两处极小的、面积均为面上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为3R的D点，C、D点位于O点同侧，O点的电场强度刚好为零。球面上剩余电荷分布不变，q为（　　） A. 正电荷， B. 负电荷， C. 正电荷， D. 负电荷， 7. 如图，两条平行的金属导轨所在平面与水平面成一定夹角，间距为。导轨上端与电容器连接，电容器电容为。导轨下端与光滑水平直轨道通过绝缘小圆弧平滑连接，水平直轨道平行且间距也为，左侧末端连接一阻值为的定值电阻。导轨均处于匀强磁场中，磁感应强度大小均为，方向分别垂直导轨所在平面。质量为，电阻为，宽度为的金属棒从倾斜导轨某位置由静止释放，保证金属棒运动过程始终与平行导轨垂直且接触良好，金属棒下滑到两个轨道连接处时的速度刚好是，重力加速度为，忽略导轨电阻，水平导轨足够长。则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒初始位置到水平轨道的高度为 B. 电容器两极板携带的最大电荷量为 C. 金属棒在水平轨道上运动时定值电阻产生的焦耳热为 D. 金属棒在水平轨道运动的最大位移 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡、电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量绝对值为，则下列说法中错误的是（ ） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动 C. D. 9. 一列简谐横波沿x轴方向传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为12cm/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点Q比质点P早0.25s回到平衡位置 10. 足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 的方向向上 B. 的方向向下 C. D. 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 三、实验题：本答题共两小题，共15分。 11. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和重物B，在重物B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，便于验证规律或者测量物理量。 （1）某次实验结束后，打出纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则重物A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为______m/s（结果保留三位有效数字）； （2）某同学利用本装置验证“牛顿第二定律”和“机械能守恒定律”，若重物C的质量为m，重物A、B质量均为M，已知当地的重力加速度为g，若牛顿第二定律成立，则重物A的加速度的表达式为______，某次实验中从纸带上测量A由静止上升H时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式是______（用上述物理量表示）。 12. 利用如图所示的电路测量一个满偏电流为3mA、内阻约为100Ω的电流表的内阻，有如下的主要实验器材可供选择： A．滑动变阻器（阻值范围为0～3kΩ，额定电流为1A） B．滑动变阻器（阻值范围0～10kΩ，额定电流为0.5A） C．电源（电动势约为1.5V，内阻不计） D．电源（电动势约为15V，内阻不计） E．电阻箱（最大阻值为999.9Ω，额定电流为0.5A） （1）为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用_______，电源E应选用_________。（填器材前的字母序号） （2）实验时要进行的主要步骤有： A．断开开关S2，闭合开关S1 B．调节R的阻值，使电流表的示数为2.5mA C．闭合开关S2 D．调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为1.5mA E．记下此时的阻值为120Ω 则待测电流表的内阻的测量值为________Ω，由于存在系统误差，该测量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）电流表内阻的真实值。 （3）若将此电流表改装成一个量程为3V的电压表，则应将一个阻值为________Ω的定值电阻与之_________（填“串”或“并”） 联，若用一块标准电压表与改装后的电压表并联，对改装后的电压表进行校准，由于（2）中电流表的内阻测量存在系统误差，使得改装表的示数总会比标准表的示数___________（填“大”或“小”）。 四、计算题：本大题共3个小题，共42分，其中13题11分14题13分15题18分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案必须写出明确的数值和单位。 13. 如图所示为一遥控电动赛车（可视为质点），它的运动轨道由长L=8m的粗糙直轨道AB与半径均为R=0.1m的四分之一光滑圆弧轨道BC、CD平滑连接而成。假设在某次演示中，赛车从A位置由静止开始运动，通电t=2s后关闭电动机，赛车继续前进一段距离后进入竖直圆弧轨道BCD。若赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力f=0.4N，赛车质量为m=0.4kg，通电时赛车电动机输出的牵引力恒为F=1.2N，空气阻力忽略不计，取。则： （1）赛车在AB段运动时的最大速度及它到达B点时的速度大小； （2）赛车到达D点时的速度大小； （3）要使赛车刚好到达D点，电动机的工作时间为多长？ 14. 如图所示，在xOy坐标系中，在0≤y<2d的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小，在2d≤y<3d的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为边界线。在y=3d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板AB，带电粒子打到板上即被吸收。一质量为m、电量为+q的粒子，以速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，粒子进入磁场后恰好没有被AB板吸收，不计粒子重力。求： （1）粒子通过MN时的速度大小； （2）满足条件的磁感应强度B的大小及带电粒子第一次在磁场中运动的时间。 15. 如图所示的装置可研究导体棒在磁场中的运动情况。M1M2N2N1是倾角为θ的光滑平行金属倾斜导轨，处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间中。水平导轨上的无磁场区N1N2P2P1是绝缘光滑导轨，右侧P1P2Q2Q1是水平光滑平行金属导轨，存在大小为B2，方向垂直导轨平面向上的足够长的匀强磁场区间Ⅱ。Q1Q2右侧是足够长无磁场区域。水平部分和倾斜部分平滑连接，其间距均为L，M1M2之间接有电阻R。质量为m、长度也为L的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），cd棒静置于匀强磁场区间Ⅱ。运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和电阻R的阻值均为，质量均为，，，，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： (1)闭合开关K，由静止释放ab棒，求ab棒到达N1N2时的速度v0； (2)为使ab与cd不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0至少为多少？ (3)若cd棒与磁场边界P1P2的距离最初为，则ab棒从进入匀强磁场区间Ⅱ到离开的过程中，求ab棒产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 （满分100分，75分钟完成） 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. 下列说法正确的是（ ） A. 环绕地球运动的宇宙飞船处于完全失重状态，没有惯性 B. 力的国际制单位是牛顿，是基本单位之一 C. 作用力和反作用力的合力为零 D. 物体加速度的方向由物体所受合力的方向决定，可以与速度的方向不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．惯性是描述物体运动状态改变的难易程度的物理量，由质量唯一量度，与运动的快慢无关，质量不变，惯性一定不变，故A错误； B．在力学中，力是导出物理量，力的单位“牛顿”是力学单位制中的导出单位，故B错误； C．作用力和反作用力分别作用于不同物体上，没有合力的意义，故C错误； D．物体加速度的方向由物体所受合力的方向决定，可以与速度的方向不同，故D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一、铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，檩条间距离为d，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 瓦片共受到4个力的作用 B. 檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上 C. 减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 D. 增大檩条间的距离d时，两根檩条对瓦片的弹力都增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．瓦片受重力，两侧的支持力和摩擦力，共5个力，A错误； B．檩条对瓦片作用力应为支持力与摩擦力的合力，方向竖直向上，B错误； C．摩擦力等于mgsinθ，减小檩条的倾斜角度θ时，摩擦力减小，C错误； D．檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于 mgcosθ，当增大檩条间的距离 d时，两弹力夹角增大，则两弹力增大，D正确。 故选D。 3. 如图所示，两小球从斜面的顶点先后以不同的初速度向右水平抛出，在斜面上的落点分别是a和b，不计空气阻力。关于两小球的判断正确的是（　　） A. 两小球的飞行时间均与初速度v0成正比 B. 落在b点的小球飞行过程中速度变化快 C. 落在a点的小球飞行过程中速度变化大 D. 小球落在a点和b点时的速度方向不同 【答案】A 【解析】 【详解】A．设斜面倾角为，则 可得 两小球的飞行时间均与初速度v0成正比，故A正确； B．两球抛出后只受重力作用，加速度为相同，所以速度的变化快慢相同，故B错误； C．根据题意知，落在a点的高度比落在b点的小，根据，可知落在a点的运动的时间小于b点，根据，可知，落在a点的速度变化小于b点，故C错误； D．设小球落到斜面上速度方向与水平方向的夹角为，则 所以小球落在a点和b点时的速度方向相同，故D错误。 故选A。 4. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示。天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ上；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上，运行周期为，经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　） A. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期 B. 沿轨道Ⅱ从A运动到的过程中，机械能增大 C. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过点的速度 D. 沿轨道Ⅱ运行的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对神舟十二号飞船，由万有引力提供向心力可得 解得 由于，神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，A错误； B．飞船沿轨道Ⅱ从A运动到的过程中，万有引力做负功，神舟十二号飞船动能减小，势能增大，机械能守恒，B错误； C．对神舟十二号飞船，由万有引力提供向心力可得 解得 因为，则有飞船在轨道Ⅰ上的速度大于沿轨道Ⅲ运行的速度，飞船从轨道Ⅱ运动到B处时加速做离心运动进入轨道Ⅲ，因此在轨道Ⅰ上的速度大于沿轨道Ⅱ运动经过点的速度，C错误； D．神舟十二号飞船沿轨道Ⅱ运动时，由开普勒第三定律可得 解得 D正确。 故选D。 5. 如图，足够长的光滑细杆水平固定，质量的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量的物块B通过长度的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动，g取，则（　　） A. 物块A的最大速度为 B. 物块A、B组成的系统，动量守恒 C. 物块B恰好能够到达细杆处 D. 物块B从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当B在A的右侧运动时，细绳弹力对A一直做正功，可知当B再次回到最低点时，A的速度最大，则有 ， 解得 A正确； B．对B分析，可知B在竖直方向有有加速与减速过程，即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程，系统所受外力的合力不为0，系统的动量不守恒，但是系统在水平方向上所受外力的合力为0，即系统在水平方向上动量守恒，B错误； C．令物块B恰好到达最高点上升的高度为h，此时A、B速度相等，则有 ， 解得 可知，物块B不能够到达细杆处，C错误； D．根据上述可知，物块B从开始运动到最大高度的过程中，B减小得机械能与A增加的机械能相等，则有 D正确。 故选AD。 6. 半径为R的绝缘薄球壳固定，球心为O，球壳上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。A、B、C为过球心大圆截面上的三点，三点将圆三等分，取走A、B两处极小的、面积均为面上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为3R的D点，C、D点位于O点同侧，O点的电场强度刚好为零。球面上剩余电荷分布不变，q为（　　） A. 正电荷， B. 负电荷， C. 正电荷， D. 负电荷， 【答案】B 【解析】 【详解】球壳的面积 单位面积电荷量 A、B两处的电荷在O点的电场强度 方向沿OC方向，故取走A、B两处的电荷后，球壳剩余部分在O点的电场强度大小为 方向沿CO方向，q在O点的电场强度 方向沿OC方向，可知q为负电荷，电量为 故选B。 7. 如图，两条平行的金属导轨所在平面与水平面成一定夹角，间距为。导轨上端与电容器连接，电容器电容为。导轨下端与光滑水平直轨道通过绝缘小圆弧平滑连接，水平直轨道平行且间距也为，左侧末端连接一阻值为的定值电阻。导轨均处于匀强磁场中，磁感应强度大小均为，方向分别垂直导轨所在平面。质量为，电阻为，宽度为的金属棒从倾斜导轨某位置由静止释放，保证金属棒运动过程始终与平行导轨垂直且接触良好，金属棒下滑到两个轨道连接处时的速度刚好是，重力加速度为，忽略导轨电阻，水平导轨足够长。则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒初始位置到水平轨道的高度为 B. 电容器两极板携带的最大电荷量为 C. 金属棒在水平轨道上运动时定值电阻产生的焦耳热为 D. 金属棒在水平轨道运动的最大位移 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒沿斜面下滑到底端时，重力势能转化为动能、内能和电容器储存的电能（若倾斜导轨不光滑，还有摩擦生热），即由能量关系可知 则金属棒初始位置到水平轨道的高度不等于，故A错误； B．金属棒下滑到两个轨道连接处时的速度最大，此时电路中的电动势最大，最大值为 Em=Bdv 即电容器两端的电压最大为 则电容器两极板携带的最大电荷量为 故B错误； C．由能量关系可知，金属棒在水平轨道上运动时产生的总的焦耳热 因金属棒有内阻，则定值电阻产生的焦耳热小于，故C错误； D．由动量定理 解得金属棒在水平轨道运动的最大位移 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡、电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量绝对值为，则下列说法中错误的是（ ） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动 C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，故A正确，不满足题意要求； B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即的示数减小，而两端的电压变大，所以与滑动变阻器两端的电压之和减小，所以的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q不变，由 可知E不变，油滴静止不动，故B错误，满足题意要求； CD．根据闭合电路欧姆定律可得 可得 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 则有，故C错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求。 故选BC。 9. 一列简谐横波沿x轴方向传播，在时波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为12cm/s B 该波沿x轴负方向传播 C. 质点P的平衡位置位于处 D. 从开始，质点Q比质点P早0.25s回到平衡位置 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据三角函数相关知识可知，N、Q两质点平衡位置之间距离为 解得 根据乙图可知波的周期为 因此波速为 故A错误； B．由图乙可知时刻，质点P沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故B正确； C．由图乙可知，在之后，质点P第一次位于波峰的时间为，由此可知是由波峰为时刻质点Q所在波峰传播来的，所以有 其中 解得 故C正确； D．从开始，质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为 Q点左侧波形的第一个平衡位置处坐标为 该振动状态第一次传播到P点所需时间为 则 即从开始，质点Q比质点P早0.25s回到平衡位置，故D正确。 故选BCD。 10. 足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 的方向向上 B. 的方向向下 C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．导轨速度，因此对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小为 导体棒的安培力大小为 由左手定则可知导体棒的电流方向为，导体框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小为 由左手定则可知的方向为垂直直面向里，A错误B正确； CD．对导体棒分析 对导体框分析 电路中的电流为 联立解得 C错误D正确； 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 三、实验题：本答题共两小题，共15分。 11. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和重物B，在重物B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，便于验证规律或者测量物理量。 （1）某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则重物A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为______m/s（结果保留三位有效数字）； （2）某同学利用本装置验证“牛顿第二定律”和“机械能守恒定律”，若重物C的质量为m，重物A、B质量均为M，已知当地的重力加速度为g，若牛顿第二定律成立，则重物A的加速度的表达式为______，某次实验中从纸带上测量A由静止上升H时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式是______（用上述物理量表示）。 【答案】 ①. 1.13 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1] 打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则打点时间间隔为 打H点时重锤A的瞬时速度等于打G、J两点间的平均速度，即 （2）[2]设细绳上拉力大小为T，对B、C由牛顿第二定律得 对A由牛顿第二定律得 解得 [3]若系统机械能守恒，则 解得 12. 利用如图所示的电路测量一个满偏电流为3mA、内阻约为100Ω的电流表的内阻，有如下的主要实验器材可供选择： A．滑动变阻器（阻值范围为0～3kΩ，额定电流为1A） B．滑动变阻器（阻值范围为0～10kΩ，额定电流为0.5A） C．电源（电动势约为1.5V，内阻不计） D．电源（电动势约15V，内阻不计） E．电阻箱（最大阻值为999.9Ω，额定电流为0.5A） （1）为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用_______，电源E应选用_________。（填器材前的字母序号） （2）实验时要进行的主要步骤有： A．断开开关S2，闭合开关S1 B．调节R的阻值，使电流表的示数为2.5mA C．闭合开关S2 D．调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为1.5mA E．记下此时的阻值为120Ω 则待测电流表的内阻的测量值为________Ω，由于存在系统误差，该测量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）电流表内阻的真实值。 （3）若将此电流表改装成一个量程为3V的电压表，则应将一个阻值为________Ω的定值电阻与之_________（填“串”或“并”） 联，若用一块标准电压表与改装后的电压表并联，对改装后的电压表进行校准，由于（2）中电流表的内阻测量存在系统误差，使得改装表的示数总会比标准表的示数___________（填“大”或“小”）。 【答案】 ①. B ②. D ③. 80 ④. 小于 ⑤. 920 ⑥. 串 ⑦. 小 【解析】 【详解】（1）[1][2]根据实验电路图可知，采用半偏法测量电流表的内阻，为了使测量尽量精确，应使滑动变阻器接入电路的阻值尽可能大一些，则电源E应选用电动势约为15V，即选择D；当电流表达到满偏电流时，电路总电阻约为 则滑动变阻器R应选用B。 （2）[3]根据实验步骤可认为电路总电流为2.5mA；调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为1.5mA，则此时通过电阻箱的电流为 则有 可得待测电流表的内阻的测量值为 [4]由于闭合开关S2，并联电阻箱后，电路总电阻变小，则电路的实际总电流应大于2.5mA，通过电阻箱的实际电流应满足 则有 可得 可知由于存在系统误差，该测量值小于电流表内阻的真实值。 （3）[5][6]若将此电流表改装成一个量程为3V的电压表，则有 解得 可知应将一个阻值为的定值电阻与之串联； [7]若用一块标准电压表与改装后的电压表并联，对改装后的电压表进行校准，由于（2）中电流表的内阻测量小于真实值，使得串联的电阻阻值偏大，改装表的内阻偏大，改装表与标准表并联时，改装表的内阻大，分到的电流小，所以改装表的示数总会比标准表的示数小。 四、计算题：本大题共3个小题，共42分，其中13题11分14题13分15题18分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案必须写出明确的数值和单位。 13. 如图所示为一遥控电动赛车（可视为质点），它的运动轨道由长L=8m的粗糙直轨道AB与半径均为R=0.1m的四分之一光滑圆弧轨道BC、CD平滑连接而成。假设在某次演示中，赛车从A位置由静止开始运动，通电t=2s后关闭电动机，赛车继续前进一段距离后进入竖直圆弧轨道BCD。若赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力f=0.4N，赛车质量为m=0.4kg，通电时赛车电动机输出的牵引力恒为F=1.2N，空气阻力忽略不计，取。则： （1）赛车在AB段运动时的最大速度及它到达B点时的速度大小； （2）赛车到达D点时的速度大小； （3）要使赛车刚好到达D点，电动机的工作时间为多长？ 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意，可知赛车在AB段运动时，当通电t=2s后关闭电动机瞬间，赛车的速度最大，根据牛顿第二定律有 代入相关数据求得 此时赛车通过的位移为 关闭电机后，根据牛顿第二定律可得赛车的加速度大小为 则赛车减速到达B点时，有 代入相关数据求得 （2）赛车从B点到达D点时，根据动能定理有 求得 （3）若赛车刚好到达D点，则此时赛车速度为0，根据动能定理可得赛车运动的整个过程有 其中 联立以上式子求得 14. 如图所示，在xOy坐标系中，在0≤y<2d的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小，在2d≤y<3d的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为边界线。在y=3d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板AB，带电粒子打到板上即被吸收。一质量为m、电量为+q的粒子，以速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，粒子进入磁场后恰好没有被AB板吸收，不计粒子重力。求： （1）粒子通过MN时的速度大小； （2）满足条件的磁感应强度B的大小及带电粒子第一次在磁场中运动的时间。 【答案】（1）2v0；（2）， 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的规律可得 所以粒子通过MN的速度大小为 （2）粒子的运动轨迹，如图所示 由图可知 则 根据洛伦兹力提供向心力有 且由几何关系 解得 、 粒子在磁场中运动的周期 粒子在磁场中运动的时间为 联立解得 15. 如图所示的装置可研究导体棒在磁场中的运动情况。M1M2N2N1是倾角为θ的光滑平行金属倾斜导轨，处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间中。水平导轨上的无磁场区N1N2P2P1是绝缘光滑导轨，右侧P1P2Q2Q1是水平光滑平行金属导轨，存在大小为B2，方向垂直导轨平面向上的足够长的匀强磁场区间Ⅱ。Q1Q2右侧是足够长无磁场区域。水平部分和倾斜部分平滑连接，其间距均为L，M1M2之间接有电阻R。质量为m、长度也为L的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），cd棒静置于匀强磁场区间Ⅱ。运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和电阻R的阻值均为，质量均为，，，，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： (1)闭合开关K，由静止释放ab棒，求ab棒到达N1N2时的速度v0； (2)为使ab与cd不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0至少为多少？ (3)若cd棒与磁场边界P1P2的距离最初为，则ab棒从进入匀强磁场区间Ⅱ到离开的过程中，求ab棒产生的焦耳热。 【答案】(1)5m/s；(2)2.5m；(3)0.4125J 【解析】 【详解】(1)ab棒匀速后其所受安培力与重力沿导轨向下的分力达到平衡 联立 可得 (2)ab棒进入匀强磁场区间Ⅱ后通过安培力与cd棒发生相互作用，整体动量守恒，达到共同速度v1，则 得 此过程cd棒所受安培力的冲量等于其动量变化量，欲使两者不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离应大于等于此过程两者的相对位移x0 得 (3)ab棒进入匀强磁场区间Ⅱ且cd还在磁场中的过程产生的焦耳热，即为系统动能减少量的一半 cd棒过Q1Q2后保持v1匀速，ab棒从匀强磁场区间Ⅱ出去的过程，设ab棒过Q1Q2的速度为v2，则 得 ab棒从匀强磁场区间Ⅱ出去的过程产生的焦耳热，即为系统动能减少量的一半，则 所以ab棒从进入匀强磁场区间Ⅱ到离开的过程中，ab棒产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $