精品解析：北京市丰台区2025-2026学年度第二学期综合练习（一）高三物理试卷

北京市丰台区2025~2026学年度第二学期综合练习（一） 高三物理 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列现象中属于干涉现象的是（　　） A. 肥皂膜上显现彩色条纹 B. 海市蜃楼 C. 水中的气泡看上去特别明亮 D. 泊松亮斑 2. 一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（　　） A. 放出光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少 C. 吸收光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少 3. 如图所示，正方形线圈中能够产生正弦式交变电流的是（　　） A. 图（a）中，线圈在匀强磁场中向左匀速运动 B. 图（b）中，线圈在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 C. 图（c）中，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动 D. 图（d）中，线圈静止在均匀增加的匀强磁场中 4. 汽车刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图1所示，行驶一段时间后胎压数据如图2所示，轮胎内气体体积均视为不变。在此过程中，对于轮胎内的封闭气体（　　） A. 分子热运动更加剧烈 B. 每个分子的运动速率都增大 C. 分子数密度增大 D. 单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数减小 5. 图1为一列简谐横波在时刻的波形图，图2为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为8cm B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的传播速度为20m/s D. 到时间内，质点P的速度增大 6. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若它的轨道半径增大到原来的2倍，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 B. 根据公式可知，卫星运行的向心加速度减小到原来的 C. 根据公式可知，卫星需要的向心力将减小到原来的 D. 根据公式可知，地球提供的向心力将减小到原来的 7. 某区域静电场的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是（　　） A. B点的电势比A点的低 B. B点的电场强度比A点的大 C. 将一负电荷从B点移动到A点，静电力做负功 D. 将一正电荷从B点由静止释放，仅在静电力作用下它将沿电场线运动 8. 如图所示，粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，木块B受到一水平向右拉力F的作用，A、B始终保持相对静止。下列说法正确的是（　　） A. 若木块A、B静止，木块A受到3个力作用 B. 若木块A、B向右匀速运动，木块A受到3个力作用 C. 若木块A、B向右匀速运动，木块B受到6个力作用 D. 若木块A、B向右加速运动，木块B受到6个力作用 9. 如图所示，四个规格相同的小灯泡并联后接在电池两端。先闭合开关使小灯泡发光，然后依次闭合开关、和，小灯泡、和也相继发光。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，则在此过程中（　　） A. 电路总电阻变大，变暗 B. 电源的输出功率增大，变亮 C. 电路总电阻变小，流过电源的电流变小 D. 流过电源的电流变大，变暗 10. 如图所示，一带电粒子在M点以速度v垂直射入宽度为d的匀强磁场，速度方向垂直于磁场边界。穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息可以得出（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的时间 B. 该匀强磁场的磁感应强度 C. 带电粒子的电荷量 D. 带电粒子的比荷 11. 如图所示，一带负电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，P点为轨迹的最低点，且轨迹关于经过P点的竖直线对称，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 油滴在P点的速度比在点Q的大 B. 从P到Q的过程中，油滴加速度逐渐减小 C. 从P到Q的过程中，油滴重力势能的增加量小于电势能的减小量 D. 无论如何改变电场强度的大小，油滴不可能做直线运动 12. 两小车M、N在光滑水平面上正碰，其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示，碰撞时间极短。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞过程中小车M受到的冲量较大 B. 碰撞后小车M的动量小于小车N的动量 C. 碰撞后小车M与小车N的动能可能相同 D. 小车M的质量大于小车N的质量 13. 某高速列车内部安装有多种类型的传感器，其中电容式加速度传感器原理如图所示，质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的固定直杆上，质量块左、右侧分别连接电介质板和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在列车内部，质量块可带动电介质板移动。列车静止时，电介质板的一部分位于电容器极板之间，运动过程中不完全移出电容器极板。已知电源的电动势不变，内阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 若电路中有电流，说明列车的加速度一定在发生变化 B. 若电路中无电流，说明列车一定静止或做匀速直线运动 C. 若电路中有顺时针方向电流，说明列车一定向右做匀加速直线运动 D. 若电路中有逆时针方向电流，说明列车一定向右做匀加速直线运动 14. 在研究城市交通拥堵问题时，常引入车流量Q、车流密度ρ和车流速度v三个物理量进行研究。已知车流量是指单位时间内通过车道某一横截面的车辆数，车流密度是指单位长度路段内的车辆数，车流速度是指车辆行驶的速度。在平直单排车道内，驾驶员会根据车流密度自动调整车速，车速与车流密度满足的规律为，车辆首尾相接排队时，车流密度达到最大值，为道路允许行驶的最大速度。下列说法正确的是（　　） A. 车流量Q可表示为 B. 车流量Q的最大值为 C. 当车流密度ρ达到最大值时，车流量Q最大 D. 车流量Q越大的路段，车流速度v越大 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若某同学测得的油酸分子直径d的结果明显偏小，可能的原因是________。 A. 油酸酒精溶液滴入水中后，未等待油膜稳定就测量面积 B. 油酸酒精溶液浓度实际值低于计算值 C. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都记为一格 16. 如图所示为两个量程的电压表，量程为0~3V和0~15V。实验发现：0~3V量程下，电压表两端施加3V电压时，表头恰好满偏；0~15V量程下，电压表两端施加15V电压时，表头未达到满偏。现要通过调整电阻或对该电压表进行校准。下列操作可行的是________。 A. 仅增大的阻值 B. 仅减小的阻值 C. 仅增大的阻值 D. 仅减小的阻值 17. 如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B里面。闭合开关瞬间，电流表的指针向右偏转，保持开关闭合，下面操作中能使电流表的指针向左偏转的是（　　） A. 将变阻器的滑片向左快速滑动 B. 将线圈A从线圈B中拔出 C. 断开开关瞬间 D. 在线圈A中插入铁芯 18. 小辉同学使用多用电表的欧姆挡测量变压器右侧线圈“0”和“400”之间的电阻时，直接用双手分别将两个表笔的金属探针部分和两个接线柱引出的导线裸露端捏在一起。结束测量瞬间，小辉手上突然有一种电击感。请你解释小辉同学被电击的原因。 19. 某同学利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）平衡阻力后，某小组发现通过正确的实验操作，纸带上的点迹过于密集。为了改进实验，便于数据处理，下列操作正确的是________。 A. 适当增加槽码的质量 B. 适当降低打点计时器的电压 C. 适当增加小车的质量 （2）某同学在一次实验过程中忘记平衡阻力，仅满足槽码的质量远小于小车的质量，下列关系一定成立的是________。 A. 细线对小车的拉力等于槽码的重力 B. 小车受到的合力等于细线对小车的拉力 C. 小车受到的合力等于槽码的重力 （3）实验中得到如图所示的一条纸带，若两个相邻计数点间的时间间隔为T，B、C两点到A的距离分别为和，则小车运动的加速度大小为________。 （4）在探究小车加速度a与合力F、质量M的关系时，不同小组通过控制变量法分别得到以下图线。下列说法正确的是________。 A. 由图甲可得：小车质量一定时，a与F成正比 B. 由图乙可得：小车质量一定时，a与F成正比 C. 由图丙可得：在合力一定时，a与M成反比 （5）某小组在实验室内利用上述装置，通过正确的实验操作，探究小车质量M一定时加速度a与所受合力F的关系，得到a-F图像。若将该装置移至月球表面，保持小车质量M不变，改变槽码质量时其最大值均达到（），采用与在地球表面完全相同的实验操作步骤，重复上述实验。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，将在月球表面和地球表面获得的实验数据绘制在同一坐标系中，分别用实线和虚线表示，得到a-F图像，下列图像可能正确的是________。 A. B. C. D. 20. 在水平桌面上用硬纸本做成一个斜面，质量为m的钢球从距桌面高度h处由A点静止释放，沿桌面飞出后做平抛运动。测得桌面边缘距地面高度为H，小球落地点距桌面边缘正下方的水平距离为x，重力加速度为g，求： （1）小球从离开桌面到落地过程的时间t； （2）小球从桌面飞出时的速度大小； （3）从释放到运动至桌面边缘的过程中，小球损失的机械能。 21. 如图所示，电阻为r的导体棒在外力的作用下沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有阻值为R的电阻。线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度为l，导体棒的速度为v，线框的电阻不计。 （1）由法拉第电磁感应定律可得出导体棒产生的电动势，求： a.比较导体棒ab两端电势的高低，并求出导体棒两端电压U； b.导体棒受到外力的大小F； （2）电动势的定义为，其中W是电源内部非静电力移动电荷量为q的电荷所做的功。请结合电动势的定义，推导导体棒产生的电动势。 22. 如图所示，真空中，质子源产生的初速度为零的质子经电压为U的电场加速后，形成横截面半径为b的均匀圆柱形质子束，此加速过程时间极短。已知单位体积内质子数为n，质子质量为m，电荷量为q，忽略重力影响。 （1）求质子离开加速场时的速度大小v； （2）质子束沿水平方向进入长为L、内径为b的圆柱形金属通道，由于库仑斥力的作用，质子会产生垂直于圆柱形通道中轴线的速度，水平速度不变，当质子与圆柱形通道内表面接触时会被吸收。为简化研究，可将质子在库仑斥力作用下的运动等效为：质子仅在外加电场作用下的运动，其中k为常量，r为质子到中轴线的距离，该场强方向垂直于中轴线沿通道半径指向通道内表面，等效后忽略质子间的相互作用。求： a.从距中轴线处进入通道的质子，运动到距中轴线r（）处时，垂直于中轴线的速度大小与r的关系式； b.若从通道右侧边缘射出的质子速度方向与中轴线夹角为，求通道内表面吸收的质子数占总质子数的比例，以及单位时间内被通道内表面吸收的质子数。 23. 引力波探测为研究天体系统的演化提供了重要手段。为深入理解引力波辐射的物理机制，可研究一个理想化的双星系统：两颗质量均为m的星体，仅在万有引力作用下绕其连线中点做匀速圆周运动。已知两星体间的引力势能为，其中两星体间距为r，引力常量为G，取无穷远处引力势能为零。某同学建立如下两种模型： 模型I：假设双星系统的能量取分立值，能级结构类似于氢原子，即第n个能级的能量可表示为，其中对应双星系统能量最低的定态。 模型Ⅱ：假设双星系统因持续辐射引力波而损失能量，导致r连续减小，辐射的引力波功率P可表示为，其中c为光速，此过程可以认为天体的质量保持不变。 （1）求双星系统总能量E与两星间距r的关系式； （2）在模型I中，若已知双星系统从能级跃迁到能级时辐射的引力波能量为。求基态时两星体间距r1的表达式（用、G、m表示）； （3）在模型Ⅱ中，经过一段时间，两星体间距减小了（），辐射引力波的能量为。某同学认为两星体间距r会减小得越来越快。你是否同意他的想法，请说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市丰台区2025~2026学年度第二学期综合练习（一） 高三物理 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列现象中属于干涉现象的是（　　） A. 肥皂膜上显现彩色条纹 B. 海市蜃楼 C. 水中的气泡看上去特别明亮 D. 泊松亮斑 【答案】A 【解析】 【详解】A．肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜前后两个表面反射的两列相干光叠加形成的薄膜干涉现象，故A正确； B．海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中发生折射、全反射形成的虚像，不属于干涉现象，故B错误； C．水中的气泡看上去特别明亮，是光从水射向气泡界面时发生全反射导致的，不属于干涉现象，故C错误； D．泊松亮斑是光绕过不透光的小圆板，在阴影中心形成亮斑的光的衍射现象，不属于干涉现象，故D错误。 故选A。 2. 一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（　　） A. 放出光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少 C. 吸收光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】一个氢原子从能级跃迁到能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少。 故选B。 3. 如图所示，正方形线圈中能够产生正弦式交变电流的是（　　） A. 图（a）中，线圈在匀强磁场中向左匀速运动 B. 图（b）中，线圈在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 C. 图（c）中，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动 D. 图（d）中，线圈静止在均匀增加的匀强磁场中 【答案】C 【解析】 【详解】A．正弦式交变电流的产生条件是：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。线圈在匀强磁场中平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，故A错误； B．恒定电流的直导线周围是非匀强磁场，线圈右移时磁通量逐渐变化，但磁通量不按正弦规律变化，不会产生正弦式交变电流，故B错误； C．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，满足正弦式交变电流的产生条件，会产生正弦式交变电流，故C正确； D．磁场均匀增加，线圈磁通量均匀变化，产生的是恒定感应电流，不是交变电流，故D错误。 故选C。 4. 汽车刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图1所示，行驶一段时间后胎压数据如图2所示，轮胎内气体体积均视为不变。在此过程中，对于轮胎内的封闭气体（　　） A. 分子热运动更加剧烈 B. 每个分子的运动速率都增大 C. 分子数密度增大 D. 单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数减小 【答案】A 【解析】 【详解】由图1和图2数据可知，行驶后轮胎内气体压强增大。汽车行驶中摩擦生热，气体温度升高。 A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动更加剧烈，故A正确； B．温度升高，分子平均速率增大，但并非每个分子的运动速率都增大，这是统计规律，故B错误； C．气体体积不变，分子总数不变，分子数密度不变，故C错误； D．压强增大，分子数密度不变，说明分子平均动能增大，分子运动更剧烈，单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数增加，故D错误。 故选A。 5. 图1为一列简谐横波在时刻的波形图，图2为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为8cm B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的传播速度为20m/s D. 到时间内，质点P的速度增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图1可知，该波的振幅为，故A错误； B．由题图2可知，在时，质点P正向下运动，根据“上下坡法”和题图甲可知，该波沿x轴负方向传播，B正确； C．由题图1可知，该波的波长 由题图2可知，该波的周期是 波速，故C错误； D．由题图2可知，在到时间内，质点P的振动方向向下，速度减小，故D错误。 故选B。 6. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若它的轨道半径增大到原来的2倍，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 B. 根据公式可知，卫星运行的向心加速度减小到原来的 C. 根据公式可知，卫星需要的向心力将减小到原来的 D. 根据公式可知，地球提供的向心力将减小到原来的 【答案】D 【解析】 【详解】A．轨道半径增大时，角速度会随变化，中和均为变量，不能仅由的变化判断的变化；根据，变为原来2倍时，变为原来的倍，故A错误； B．轨道半径增大时，线速度会随变化，中和均为变量，不能仅由的变化判断的变化；根据，变为原来2倍时，变为原来的，故B错误； C．轨道半径增大时，线速度会随变化，中和均为变量，不能仅由的变化判断向心力的变化，故C错误； D．万有引力公式中均为定值，当变为原来的2倍时，变为原来的，地球提供的向心力即为万有引力，故地球提供的向心力将减小到原来的，故D正确。 故选D。 7. 某区域静电场的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是（　　） A. B点的电势比A点的低 B. B点的电场强度比A点的大 C. 将一负电荷从B点移动到A点，静电力做负功 D. 将一正电荷从B点由静止释放，仅在静电力作用下它将沿电场线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，由电场线方向可得 故B点的电势比A点的高，A错误； B．电场线的疏密表示场强大小，A点电场线比B点更密，因此​，B错误； C．负电荷从B点到A点，电势降低，根据电势能 可知，负电荷电势能增加，静电力做负功，C正确； D．只有电场线为直线时，正电荷从静止释放才会沿电场线运动，本题电场线是曲线，静电力始终沿电场线切线方向，速度方向会不断偏离原电场线，无法沿电场线运动，D错误。 故选 。 8. 如图所示，粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，木块B受到一水平向右拉力F的作用，A、B始终保持相对静止。下列说法正确的是（　　） A. 若木块A、B静止，木块A受到3个力作用 B. 若木块A、B向右匀速运动，木块A受到3个力作用 C. 若木块A、B向右匀速运动，木块B受到6个力作用 D. 若木块A、B向右加速运动，木块B受到6个力作用 【答案】D 【解析】 【详解】AB．若木块A、B静止或向右匀速运动，A均处于平衡状态，水平方向不受外力，无相对运动趋势或合力为零，故不受摩擦力，只受重力和支持力2个力作用，故AB错误； C．若木块A、B向右匀速运动，B处于平衡状态，竖直方向受重力、A对B的压力、地面的支持力，水平方向受拉力和地面的滑动摩擦力，共5个力作用，故C错误； D．若木块A、B向右加速运动，A具有向右的加速度，受B对A向右的静摩擦力，根据牛顿第三定律，A对B有向左的静摩擦力。对B受力分析，竖直方向受重力、A对B的压力、地面的支持力，水平方向受拉力、地面的滑动摩擦力、A对B的静摩擦力，共6个力作用，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，四个规格相同的小灯泡并联后接在电池两端。先闭合开关使小灯泡发光，然后依次闭合开关、和，小灯泡、和也相继发光。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，则在此过程中（　　） A. 电路总电阻变大，变暗 B. 电源的输出功率增大，变亮 C. 电路总电阻变小，流过电源的电流变小 D. 流过电源的电流变大，变暗 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．外电路并联支路增多，外电路总电阻减小，电路总电阻变小。根据闭合电路欧姆定律 干路电流变大，流过电源的电流变大。路端电压 因变大，变小。灯泡两端电压等于，由 可知功率变小，变暗。故AC错误D正确； B．由于不知道外电阻与内阻的大小关系，无法判断输出功率是增大还是减小。故B错误； 故选D。 10. 如图所示，一带电粒子在M点以速度v垂直射入宽度为d的匀强磁场，速度方向垂直于磁场边界。穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息可以得出（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的时间 B. 该匀强磁场的磁感应强度 C. 带电粒子的电荷量 D. 带电粒子的比荷 【答案】A 【解析】 【详解】BCD．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知 解得 根据洛伦兹力提供向心力 可得 题干中未给出磁感应强度B，因此无法求出带电粒子的比荷、电荷量，也无法单独求出该匀强磁场的磁感应强度，故BCD不符合题意； A．带电粒子在磁场中运动的时间 则带电粒子在磁场中运动的时间可以求出，故A符合题意。 故选A。 11. 如图所示，一带负电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，P点为轨迹的最低点，且轨迹关于经过P点的竖直线对称，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 油滴在P点的速度比在点Q的大 B. 从P到Q的过程中，油滴加速度逐渐减小 C. 从P到Q的过程中，油滴重力势能的增加量小于电势能的减小量 D. 无论如何改变电场强度的大小，油滴不可能做直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．油滴受重力和电场力，轨迹关于过点的竖直线对称且为最低点，说明合力方向竖直向上。从到过程中，合力做正功，根据动能定理，动能增加，速度增大，即。故A错误； B．油滴在匀强电场中运动，受恒定的重力和恒定的电场力，合力恒定，根据牛顿第二定律 可知加速度恒定。故B错误； C．从到过程中，油滴上升，重力做负功，重力势能增加 电场力做正功，电势能减小 由于合力竖直向上，则 所以 即电势能的减小量大于重力势能的增加量。故C正确； D．若改变电场强度大小使得 则油滴所受合力为零，若油滴有初速度，将做匀速直线运动。故D错误。 故选C。 12. 两小车M、N在光滑水平面上正碰，其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示，碰撞时间极短。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞过程中小车M受到的冲量较大 B. 碰撞后小车M的动量小于小车N的动量 C. 碰撞后小车M与小车N的动能可能相同 D. 小车M的质量大于小车N的质量 【答案】B 【解析】 【详解】A．碰撞过程中，M、N的相互作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、作用时间相同，根据冲量定义，两小车受到的冲量大小相等、方向相反，A错误； D．设碰撞前小车 M 的速度为，小车 N 的速度为 ；碰撞后 M 的速度为，N 的速度为 根据动量守恒定律 整理得 从图像上直观观察，碰撞前后速度变化量满足 可得​， D 错误； B．碰撞后动量，​ 由图可知，，根据前一选项的解析 可得，B正确； C．动能，又， 所以小车M的动能小于小车N的动能，C错误。 故选B 。 13. 某高速列车内部安装有多种类型的传感器，其中电容式加速度传感器原理如图所示，质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的固定直杆上，质量块左、右侧分别连接电介质板和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在列车内部，质量块可带动电介质板移动。列车静止时，电介质板的一部分位于电容器极板之间，运动过程中不完全移出电容器极板。已知电源的电动势不变，内阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 若电路中有电流，说明列车的加速度一定在发生变化 B. 若电路中无电流，说明列车一定静止或做匀速直线运动 C. 若电路中有顺时针方向电流，说明列车一定向右做匀加速直线运动 D. 若电路中有逆时针方向电流，说明列车一定向右做匀加速直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．若电路中有电流，说明电容器进行充电或放电，则电容器电容变化，可知，电介质板插入电容器的长度变化，则弹簧的形变量变化，质量块的加速度变化，则列车的加速度一定在发生变化，故A正确； B．若电路中无电流，说明电容器电容不变，可知电介质板插入电容器的长度不变，即质量块的加速度不变，则列车可能静止、可能做匀速直线运动、可能做匀变速直线运动，故B错误； C．若电路中有顺时针方向电流，说明电容充电，则电容器电容变大，可知电介质板插入电容器的长度变长，则弹簧的形变量变化，质量块的加速度变化，列车不可能做匀变速直线运动，故C错误； D．若电路中有逆时针方向电流，说明电容放电，则电容器电容变小，可知电介质板插入电容器的长度变短，则弹簧的形变量变化，质量块的加速度变化，列车不可能做匀变速直线运动，故D错误。 故选A。 14. 在研究城市交通拥堵问题时，常引入车流量Q、车流密度ρ和车流速度v三个物理量进行研究。已知车流量是指单位时间内通过车道某一横截面的车辆数，车流密度是指单位长度路段内的车辆数，车流速度是指车辆行驶的速度。在平直单排车道内，驾驶员会根据车流密度自动调整车速，车速与车流密度满足的规律为，车辆首尾相接排队时，车流密度达到最大值，为道路允许行驶的最大速度。下列说法正确的是（　　） A. 车流量Q可表示为 B. 车流量Q的最大值为 C. 当车流密度ρ达到最大值时，车流量Q最大 D. 车流量Q越大的路段，车流速度v越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．首先根据定义推导三个物理量的核心关系：单位时间内车辆前进距离为，单位长度路段车辆数为，因此单位时间通过横截面的车辆数（车流量），故A错误； B．将代入 得 这是开口向下的二次函数，顶点对应最大值 当时取得最大值，故B正确； C．当时，代入速度公式得，此时，为最小值，故C错误； D．是和的乘积，较大可能是大、小的情况，并非越大一定越大，故D错误。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若某同学测得的油酸分子直径d的结果明显偏小，可能的原因是________。 A. 油酸酒精溶液滴入水中后，未等待油膜稳定就测量面积 B. 油酸酒精溶液浓度实际值低于计算值 C. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都记为一格 【答案】C 【解析】 【详解】本实验的核心原理为油酸分子直径 A．油膜未稳定时还未充分散开，测得的面积S偏小，代入公式可知测量值偏大，故A错误； B．浓度实际值低于计算值，说明计算时采用的浓度偏大，得到的比实际纯油酸体积偏大，代入公式可知测量值偏大，故B错误； C．不足一格的方格都记为一格，会导致测得的油膜面积S偏大，代入公式可知测量值偏小，故C正确。 故选C。 16. 如图所示为两个量程的电压表，量程为0~3V和0~15V。实验发现：0~3V量程下，电压表两端施加3V电压时，表头恰好满偏；0~15V量程下，电压表两端施加15V电压时，表头未达到满偏。现要通过调整电阻或对该电压表进行校准。下列操作可行的是________。 A. 仅增大的阻值 B. 仅减小的阻值 C. 仅增大的阻值 D. 仅减小的阻值 【答案】D 【解析】 【详解】根据串联电路的特点 时， 现要使I增大，只能减小的阻值。 故选D。 17. 如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B里面。闭合开关瞬间，电流表的指针向右偏转，保持开关闭合，下面操作中能使电流表的指针向左偏转的是（　　） A. 将变阻器的滑片向左快速滑动 B. 将线圈A从线圈B中拔出 C. 断开开关瞬间 D. 在线圈A中插入铁芯 【答案】ABC 【解析】 【详解】闭合开关瞬间，线圈A中电流从无到有，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏转。根据楞次定律，若要使指针向左偏转，则穿过线圈B的磁通量应减小。 A．将变阻器的滑片向左快速滑动，变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流减小，线圈A产生的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，指针向左偏转，故A正确； B．将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量减小，指针向左偏转，故B正确； C．断开开关瞬间，线圈A中电流从有到无，穿过线圈B的磁通量减小，指针向左偏转，故C正确； D．在线圈A中插入铁芯，线圈A产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，指针向右偏转，故D错误。 故选ABC。 18. 小辉同学使用多用电表的欧姆挡测量变压器右侧线圈“0”和“400”之间的电阻时，直接用双手分别将两个表笔的金属探针部分和两个接线柱引出的导线裸露端捏在一起。结束测量瞬间，小辉手上突然有一种电击感。请你解释小辉同学被电击的原因。 【答案】见详解 【解析】 【详解】使用多用电表测电阻时，内部的电源与线圈形成回路，变压器线圈中通有电流，断开瞬间线圈中产生较大的自感电动势，线圈两端有较高电压，此时手触碰导线的裸露端，产生电击感。 19. 某同学利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）平衡阻力后，某小组发现通过正确的实验操作，纸带上的点迹过于密集。为了改进实验，便于数据处理，下列操作正确的是________。 A. 适当增加槽码的质量 B. 适当降低打点计时器的电压 C. 适当增加小车的质量 （2）某同学在一次实验过程中忘记平衡阻力，仅满足槽码的质量远小于小车的质量，下列关系一定成立的是________。 A. 细线对小车的拉力等于槽码的重力 B. 小车受到的合力等于细线对小车的拉力 C. 小车受到的合力等于槽码的重力 （3）实验中得到如图所示的一条纸带，若两个相邻计数点间的时间间隔为T，B、C两点到A的距离分别为和，则小车运动的加速度大小为________。 （4）在探究小车加速度a与合力F、质量M的关系时，不同小组通过控制变量法分别得到以下图线。下列说法正确的是________。 A. 由图甲可得：小车质量一定时，a与F成正比 B. 由图乙可得：小车质量一定时，a与F成正比 C. 由图丙可得：在合力一定时，a与M成反比 （5）某小组在实验室内利用上述装置，通过正确的实验操作，探究小车质量M一定时加速度a与所受合力F的关系，得到a-F图像。若将该装置移至月球表面，保持小车质量M不变，改变槽码质量时其最大值均达到（），采用与在地球表面完全相同的实验操作步骤，重复上述实验。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，将在月球表面和地球表面获得的实验数据绘制在同一坐标系中，分别用实线和虚线表示，得到a-F图像，下列图像可能正确的是________。 A. B. C. D. 【答案】（1）A （2）A （3） （4）B （5）C 【解析】 【小问1详解】 点迹过于密集说明在相同时间间隔内位移过小，即小车加速度过小。 A．适当增加槽码的质量，增大了拉力，根据牛顿第二定律可知加速度增大，点迹变稀疏，故A正确； B．打点计时器的打点频率由电源频率决定，与电压无关，降低电压不能改变点迹疏密，故B错误； C．适当增加小车的质量，根据可知加速度减小，点迹更密集，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 未平衡阻力，小车受到摩擦力，合力，其中为细线拉力。 A．由于满足槽码质量远小于小车质量，系统加速度很小，对槽码 故细线拉力近似等于槽码重力，这是实验原理中的近似条件，故A正确。 B．小车受到的合力等于细线拉力减去摩擦力，故B错误； C．小车受到的合力，不等于槽码重力，故C错误； 故选A。 【小问3详解】 根据匀变速直线运动推论 有 即 解得 【小问4详解】 A．图甲中，图线不过原点，不能直接得出与成正比，故A错误； B．图乙是过原点的倾斜直线，说明小车质量一定时，与成正比，故B正确； C．图丙是曲线，不能直接判断与成反比，应作出图像来验证，故C错误。 故选B。 【小问5详解】 实验中横坐标为槽码重力。地球表面 月球表面 故月球实验图线横坐标范围小，为地球的六分之一。因为均满足，通过正确的实验操作，得到的图像应为过原点的直线。根据 即 两图像的斜率相等。 故选C。 20. 在水平桌面上用硬纸本做成一个斜面，质量为m的钢球从距桌面高度h处由A点静止释放，沿桌面飞出后做平抛运动。测得桌面边缘距地面高度为H，小球落地点距桌面边缘正下方的水平距离为x，重力加速度为g，求： （1）小球从离开桌面到落地过程的时间t； （2）小球从桌面飞出时的速度大小； （3）从释放到运动至桌面边缘的过程中，小球损失的机械能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球离开桌面后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动有 解得 【小问2详解】 小球水平方向分运动为匀速直线运动，则 解得 【小问3详解】 选取桌面为零势能面，小球在A处的机械能 小球在桌面边缘的机械能 由能量守恒可得，小球损失的机械能 解得 21. 如图所示，电阻为r的导体棒在外力的作用下沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有阻值为R的电阻。线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度为l，导体棒的速度为v，线框的电阻不计。 （1）由法拉第电磁感应定律可得出导体棒产生的电动势，求： a.比较导体棒ab两端电势的高低，并求出导体棒两端电压U； b.导体棒受到外力的大小F； （2）电动势的定义为，其中W是电源内部非静电力移动电荷量为q的电荷所做的功。请结合电动势的定义，推导导体棒产生的电动势。 【答案】（1）a.，；b. （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 a.根据楞次定律，导体棒中的电流方向为由a到b，得 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，， 得 b.导体棒向右运动过程中受到与运动方向相反的安培力，由导体棒匀速运动可知 得 【小问2详解】 导体棒向右运动时，导体棒中的自由电子受到沿导体棒方向的洛伦兹力充当非静电力 自由电子e在非静电力的作用下从导体棒b端运动到a端的过程中，非静电力做功 根据电动势的定义可得 22. 如图所示，真空中，质子源产生的初速度为零的质子经电压为U的电场加速后，形成横截面半径为b的均匀圆柱形质子束，此加速过程时间极短。已知单位体积内质子数为n，质子质量为m，电荷量为q，忽略重力影响。 （1）求质子离开加速场时的速度大小v； （2）质子束沿水平方向进入长为L、内径为b的圆柱形金属通道，由于库仑斥力的作用，质子会产生垂直于圆柱形通道中轴线的速度，水平速度不变，当质子与圆柱形通道内表面接触时会被吸收。为简化研究，可将质子在库仑斥力作用下的运动等效为：质子仅在外加电场作用下的运动，其中k为常量，r为质子到中轴线的距离，该场强方向垂直于中轴线沿通道半径指向通道内表面，等效后忽略质子间的相互作用。求： a.从距中轴线处进入通道的质子，运动到距中轴线r（）处时，垂直于中轴线的速度大小与r的关系式； b.若从通道右侧边缘射出的质子速度方向与中轴线夹角为，求通道内表面吸收的质子数占总质子数的比例，以及单位时间内被通道内表面吸收的质子数。 【答案】（1） （2）a.；b.， 【解析】 【小问1详解】 对某质子，在加速电场中由动能定理 得 【小问2详解】 a.通道某截面处，从中心沿某半径的电场强度大小E与到中轴线的距离r的关系图像如图所示，图中阴影面积与电荷量q的乘积表示静电力做功的大小 由动能定理： 且 得 b.对从通道边缘射出的质子，设其射入通道时距轴线的距离为x 在射出处 由（2）a可知 得 t时间内进入圆柱形通道的粒子数为N，则 其中 得 23. 引力波探测为研究天体系统的演化提供了重要手段。为深入理解引力波辐射的物理机制，可研究一个理想化的双星系统：两颗质量均为m的星体，仅在万有引力作用下绕其连线中点做匀速圆周运动。已知两星体间的引力势能为，其中两星体间距为r，引力常量为G，取无穷远处引力势能为零。某同学建立如下两种模型： 模型I：假设双星系统的能量取分立值，能级结构类似于氢原子，即第n个能级的能量可表示为，其中对应双星系统能量最低的定态。 模型Ⅱ：假设双星系统因持续辐射引力波而损失能量，导致r连续减小，辐射的引力波功率P可表示为，其中c为光速，此过程可以认为天体的质量保持不变。 （1）求双星系统总能量E与两星间距r的关系式； （2）在模型I中，若已知双星系统从能级跃迁到能级时辐射的引力波能量为。求基态时两星体间距r1的表达式（用、G、m表示）； （3）在模型Ⅱ中，经过一段时间，两星体间距减小了（），辐射引力波的能量为。某同学认为两星体间距r会减小得越来越快。你是否同意他的想法，请说明理由。 【答案】（1） （2） （3）同意，理由见解析 【解析】 【小问1详解】 对单个星体，由万有引力提供向心力得 对双星系统，系统的总动能 其中 得 故双星系统的能量 【小问2详解】 双星系统从能级跃迁到能级能量减少量为 根据能量守恒得得 由（1）知 得 【小问3详解】 同意。双星系统间距由r变为时，系统能量减少量为 当时有 由能量守恒得 即 化简得，即 因此，随着两星体间距离r的减小，增加，该同学的说法正确。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $