精品解析：宁夏吴忠市吴忠中学2025-2026学年高三上学期期中物理试题

2025-2026学年度吴忠中学高2023级高三上期中考试 物理 考试注意事项： 1．本堂考试的评卷将实施网络阅卷，请务必按照要求在答题卡上进行规范作答。 2．选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写；不建议使用钢笔书写，严禁使用红笔，蓝笔书写！ 3．考试结束后，由监考员试卷，答题卡，草稿纸全部收回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图所示是两个物体A、B做直线运动的速度-时间图像，出发时B在A右端，取向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 物体A、B开始运动时逐渐远离 B. 物体A做加速直线运动，物体B做减速直线运动 C. 物体B的速度变化比物体A的速度变化快 D. 物体A的加速度为正值，物体B的加速度为负值，所以物体A的加速度大于物体B的加速度 2. 20世纪中叶以来，科学家一直在尝试合成超重元素。俄罗斯尤里·奥涅加相团队用作为“炮弹”，轰击靶核，得到超重元素鈇，已知鈇核的半衰期为，则（　　） A. 该核反应方程为 B. 的质子数比的多45个 C. 的比结合能比的大 D. 经过，鈇核衰变了 3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ） A. a→b是等温过程 B. a→b过程中气体吸热 C. a→c过程中状态b的温度最低 D. a→c过程中外界对气体做正功 4. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　） A. 6×105m B. 6×106m C. 6×107m D. 6×108m 5. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　） A. 推力F将变大 B. 竖直墙面对小球A的弹力变大 C. 地面对小球B的支持力不变 D. 两小球之间的距离不变 6. 如图甲，竖直挡板固定在光滑水平面上，质量为M的光滑半圆形弯槽静止在水平面上并紧靠挡板，质量为m的小球从半圆形弯槽左端静止释放，小球速度的水平分量和弯槽的速度与时间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球释放后，小球与弯槽系统动量守恒 B. t2时小球到达位置等于释放时的高度 C. 由图可知m大于M D. 图中阴影面积S2<2S1 7. 如图所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。水袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波，如图（a）为时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 简谐波向x轴负方向传播 B. 简谐波的传播速度为20m/s C. 从图（a）所示时刻起，质点Q比质点P先到达正向最大位移处 D. 时刻，质点P恰好位于平衡位置 9. 如图甲所示，不计电阻的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直固定，其间距L=1m，磁感应强度大小B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一电阻R=0.75Ω，一阻值r=0.25Ω、长度L=1m的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中金属棒ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，忽略金属棒ab运动过程中对原磁场的影响，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒ab稳定运动时的速度大小为6m/s B. 金属棒ab的质量为0.8kg C. 金属棒ab匀速运动时，其两端的电压为2V D. 在t0~t0+1s内，金属棒ab中产生的热量为16J 10. 如图所示，某工厂需要利用质量为300kg的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为200kg的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为30°，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以5m/s的速度顺时针转动，物体B最初距离地面6.5m且落地后不反弹。某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g=10m/s2.则有（　　） A. 释放后瞬间物体A的加速度大小为a=5m/s2 B. 释放后瞬间绳子拉力为1500N C. H=13.1m D. 整个过程由于摩擦而产生的热量为J 三、非选择题：54分 11. 如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系”的实验装置。皮带分别套在左右两侧变速塔轮的不同圆盘上，转动手柄，可使两侧变速塔轮及长槽和短槽随之匀速转动，两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。当皮带分别处于两侧变速塔轮1、2、3层时，左、右塔轮以及长槽和短槽的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3，那么： （1）若探究向心力的大小F与半径r的关系时，两侧变速塔轮应该同时选择第________层（选填“1”、“2”或“3”），长短槽放置质量________（选填“相等”或“不相等”）的小球，小球应分别放C处和________处。（选填“A”或“B”）。 （2）为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，如图乙所示，装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定在槽上的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。将相同滑块分别以半径r为0.30m、0.25m、0.20m、0.15m、0.10m做匀速圆周运动，在同一坐标系中分别得到图丙中①、②、③、④、⑤五条F-ω图线，则图线①对应的半径为_______m，各图线均不过坐标原点，原因可能是__________________________。 12. 某兴趣小组利用如图甲所示的电路来研究电容器的充、放电过程。通过改变电路中电源两端电压或者电阻箱接入电路的阻值，多次对同一电容器进行充电，得到电流传感器读数后，经过计算机软件处理，得到电容器带的电荷量—时间（Q-t）图像。初始时电容器带的电荷量为0。某次实验时，先将开关S拨至1，获得的图像如图乙中的曲线所示。待电容器充电完成后，将开关S拨至2，待电容器放电完成后，改变电源两端电压或电阻箱接入电路的阻值，重新将开关拨至1。 （1）若仅增大电源两端电压，则电容器重新充电过程的图像应为图乙中的曲线______；若仅减小电阻箱接入电路的阻值，则电容器重新充电过程的图像应为图乙中的曲线______。（均填“b”“c”或“d”） （2）某次实验时，电容器放电过程中，电容器两端电压随时间变化的图像如图丙所示。从电容器放电瞬间开始计时，此时电压传感器记录的数据为，图像与坐标轴围成的面积为，电阻箱接入电路的阻值为，则电容器放电瞬间，通过电流传感器的电流为______，电容器的电容为______。（均用、、中的全部符号或部分符号表示） 13. 如图所示，质量的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强，小球静止时细线与竖直方向的夹角，，，，求： （1）小球静止时细线中的拉力大小； （2）小球带正电还是负电？并求小球电荷量绝对值； （3）某时刻将细线剪断，此后2s内小球的位移（小球在2s内未接触地面）。 14. 如图所示，间距L=1m的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，弯曲部分导轨在最低点M、N处的切线水平并与足够长的水平导轨平滑相接，MN的右侧有磁感应强度B =1T、方向竖直向下的匀强磁场。让质量的导体棒a从弯曲导轨上距水平面高度为h=0.8m处由静止释放，质量的导体棒b开始时静止于水平导轨上某处。已知导轨各处光滑，两导体棒接入回路的电阻均为R=2Ω，始终都与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度，假设a、b棒没有发生碰撞且最终共速，求： （1）a棒刚进入磁场时b棒所受安培力的大小； （2）从a棒进入磁场到a、b棒共速的过程中，b棒上产生的焦耳热及通过b棒的电荷量； （3）为保证两棒不碰撞，b棒最初静止时距MN的最小距离。 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FP上设置了可水平匀速转动的传送带装置和两段半径相等且圆心角均为37°的圆弧拼接而成的轨道组成，N在M的正下方处且NP足够长。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。已知螺旋圆形轨道半径R=0.4m，B点高度为0.5R，圆弧轨道所对应的圆半径为5R，将一质量为m=0.1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.0m处静止释放，滑块与传送带间动摩擦因数，传送带的速度大小v可以在0~5m/s范围内调节，且正反传送方向也可以改变，除传送带外各段轨道均光滑，各处平滑连接，滑块视为质点，传送带足够长，不计空气阻力，，。求∶ （1）滑块第一次过B点的速度大小； （2）滑块第一次过C点时，轨道对滑块的作用力大小FC； （3）若传送带逆时针转动，为使滑块能返回螺旋圆形轨道而不脱离轨道，则传送带的速度大小范围； （4）调节传送带传送的方向和速度大小，要使滑块不脱离轨道且能从M点平抛出去落在水平面轨道NP上，则落地点到N点的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度吴忠中学高2023级高三上期中考试 物理 考试注意事项： 1．本堂考试的评卷将实施网络阅卷，请务必按照要求在答题卡上进行规范作答。 2．选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写；不建议使用钢笔书写，严禁使用红笔，蓝笔书写！ 3．考试结束后，由监考员试卷，答题卡，草稿纸全部收回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图所示是两个物体A、B做直线运动的速度-时间图像，出发时B在A右端，取向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 物体A、B开始运动时逐渐远离 B. 物体A做加速直线运动，物体B做减速直线运动 C. 物体B的速度变化比物体A的速度变化快 D. 物体A的加速度为正值，物体B的加速度为负值，所以物体A的加速度大于物体B的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知物体A速度方向沿正方向，物体B速度方向沿负方向，规定向右为正方向，且开始时B位于A的右侧，则A、B将逐渐靠近，故A错误； B．由图可知物体A、B均做匀加速直线运动，故B错误； CD．图线B的斜率的绝对值比图线A的斜率的绝对值大，而加速度表示速度变化的快慢，所以物体B的速度变化比物体A的速度变化快，加速度的正负表示方向而不是大小，不能根据加速度的正负来比较加速度的大小，故C正确，D错误。 故选C。 2. 20世纪中叶以来，科学家一直在尝试合成超重元素。俄罗斯尤里·奥涅加相团队用作为“炮弹”，轰击靶核，得到超重元素鈇，已知鈇核的半衰期为，则（　　） A. 该核反应方程为 B. 的质子数比的多45个 C. 的比结合能比的大 D. 经过，鈇核衰变了 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据质量数与核电荷数守恒，可知该核反应方程，故A错误。 B．Fl的质子数为114，Pu的质子数为94，差值为114 - 94 = 20，故B错误； C．比结合能曲线中，中等质量核的比结合能最大，重核（如超重元素Fl）的比结合能较低。Pu-244的核子数（244）小于Fl-289（289），但Pu处于比结合能相对较高的区域，因此Pu的比结合能比Fl大，故C正确； D．半衰期公式为 经过5.2 s（即2个半衰期），剩余量 衰变量为，故D错误。 本题选C。 3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ） A. a→b是等温过程 B. a→b过程中气体吸热 C. a→c过程中状态b的温度最低 D. a→c过程中外界对气体做正功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据理想气体的状态方程 可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律 U = W + Q 可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确； C．根据理想气体的状态方程 可知，p—V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误； D．a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。 故选B。 4. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　） A. 6×105m B. 6×106m C. 6×107m D. 6×108m 【答案】C 【解析】 【详解】忽略火星自转则 ① 可知 设与为1.8×105s的椭圆形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为，由万有引力提供向心力可知 ② 设近火点到火星中心为 ③ 设远火点到火星中心为 ④ 由开普勒第三定律可知 ⑤ 由以上分析可得 故选C。 5. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　） A. 推力F将变大 B. 竖直墙面对小球A的弹力变大 C. 地面对小球B的支持力不变 D. 两小球之间的距离不变 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图所示，设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为 将小球B向左推动少许时，减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小； 再以AB整体为研究对象，分析受力如图所示，由平衡条件得 则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故C正确，AB错误； D．由上分析得到库仑力 减小，cos增大，减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大，故D错误； 故选C． 6. 如图甲，竖直挡板固定在光滑水平面上，质量为M的光滑半圆形弯槽静止在水平面上并紧靠挡板，质量为m的小球从半圆形弯槽左端静止释放，小球速度的水平分量和弯槽的速度与时间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小球释放后，小球与弯槽系统动量守恒 B. t2时小球到达位置等于释放时的高度 C. 由图可知m大于M D. 图中阴影面积S2<2S1 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从弯槽左侧边缘静止下滑的过程中，弯槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对弯槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直挡板挡住，所以弯槽不会向左运动，则小球与弯槽在水平方向受到外力作用，系统动量不守恒；小球从弯槽最低点向右侧运动过程，由于存在小球的重力作用，系统动量不守恒，但水平方向所受合外力为零，故水平方向动量守恒，故A错误； B．t1时小球与弯槽在水平方向第一次共速，即小球到达弯槽右侧，t2时再次共速则到达弯槽左侧，根据能量守恒 可知h>h′，故小球此时不可能到达释放时的高度，故B错误； C．小球通过弯槽最低点后，系统水平动量守恒，则有 移项得 若m大于M，则v1+v2<v3，图中明显获知v1>v3，故C错误； D．小球第一次到达弯槽最低点时，其具有最大速度，而在t1~t2时间内，即小球从弯槽右侧共速点到左侧共速点，共速点的高度均低于弯槽左右两端，根据vx−t图像围成面积等于水平位移，得S1=R 而S2为t1∼t2内两者的相对位移，有S2<2R，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意知当质子射出后先在MN左侧运动，刚射出时根据左手定则可知在MN受到y轴正方向的洛伦兹力，即在MN左侧会向y轴正方向偏移，做匀速圆周运动，y轴坐标增大；在MN右侧根据左手定则可知洛伦兹力反向，质子在y轴正方向上做减速运动，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用，在z轴方向上没有运动，z轴坐标不变，故CD错误。 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。水袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波，如图（a）为时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 简谐波向x轴负方向传播 B. 简谐波的传播速度为20m/s C. 从图（a）所示时刻起，质点Q比质点P先到达正向最大位移处 D. 时刻，质点P恰好位于平衡位置 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图（b）可知时Q沿y轴负方向振动，由上、下坡法判定简谐波沿x轴负方向传播，A正确； B．由题图可知，该波波长为，周期，故波速为 B错误。 C．简谐波向x轴负方向传播，可知质点P沿y轴正方向振动，质点Q沿y轴负方向振动，因此质点P先达到正向最大位移处，C错误； D．时，平衡位置为的质点P沿y轴正方向振动，可知经 时振动到正向最大位移处，再经 时质点P振动到平衡位置，因此在 时刻质点P恰好位于平衡位置，D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，不计电阻的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直固定，其间距L=1m，磁感应强度大小B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一电阻R=0.75Ω，一阻值r=0.25Ω、长度L=1m的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中金属棒ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，忽略金属棒ab运动过程中对原磁场的影响，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒ab稳定运动时的速度大小为6m/s B. 金属棒ab的质量为0.8kg C. 金属棒ab匀速运动时，其两端的电压为2V D. 在t0~t0+1s内，金属棒ab中产生的热量为16J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，金属棒先向下做加速运动后做匀速运动，匀速运动的速度大小为 故A错误； B．匀速阶段有 所以 故B正确； C．金属棒ab匀速运动时，其两端的电压为 故C错误； D．在内，金属棒ab中产生的热量为 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，某工厂需要利用质量为300kg的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为200kg的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为30°，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以5m/s的速度顺时针转动，物体B最初距离地面6.5m且落地后不反弹。某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g=10m/s2.则有（　　） A. 释放后瞬间物体A的加速度大小为a=5m/s2 B. 释放后瞬间绳子拉力为1500N C. H=13.1m D. 整个过程由于摩擦而产生的热量为J 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．释放A后瞬间，对物体A受力分析，由牛顿第二定律可得 对物体B受力分析可得 联立以上两式解得 A正确； B．释放A后瞬间，对物体A，由牛顿第二定律则有 代入数据可得 B正确； C．物体A加速到与传送带速度相等，需要的时间 此时A的位移 A的位移小于6.5m，可知物体A与传送带共速后，A继续加速，A受到滑动摩擦力沿传送带向下，对A则有 对B则有 联立解得 设B落地时的速度大小为vB，物体A与传送带共速到B落地的运动中，A的位移大小 由速度位移关系公式，可得 代入数据解得 可知B落地后，物体A向上做减速运动，减速到与传送带速度相等的过程，对A，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 该过程物体A的位移大小为 物体A与传送带共速后，继续做减速运动，对A，由牛顿第二定律可得 解得 物体A与传送带共速到速度减到零，物体A的位移大小 整个过程物体A沿传送带上升的位移 则有高度 C错误； D．物体A加速到与传送带速度相等，A相对传送带滑行的距离 此过程产生的内能 物体A与传送带共速到B落地的运动中，所用时间 此过程A相对传送带滑行的距离大小 此过程产生的内能 物体A从速度vB再次减速到与传送带共速，所用时间为 此过程A相对传送带滑行的距离大小为 此过程产生的内能 物体A从再次与传送带共速到顶端，所用时间为 此过程A相对传送带滑行的距离大小为 此过程产生的内能 则有整个过程由于摩擦而产生的热量为 D正确。 故选ABD。 三、非选择题：54分 11. 如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系”的实验装置。皮带分别套在左右两侧变速塔轮的不同圆盘上，转动手柄，可使两侧变速塔轮及长槽和短槽随之匀速转动，两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。当皮带分别处于两侧变速塔轮1、2、3层时，左、右塔轮以及长槽和短槽的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3，那么： （1）若探究向心力的大小F与半径r的关系时，两侧变速塔轮应该同时选择第________层（选填“1”、“2”或“3”），长短槽放置质量________（选填“相等”或“不相等”）的小球，小球应分别放C处和________处。（选填“A”或“B”）。 （2）为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，如图乙所示，装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定在槽上的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。将相同滑块分别以半径r为0.30m、0.25m、0.20m、0.15m、0.10m做匀速圆周运动，在同一坐标系中分别得到图丙中①、②、③、④、⑤五条F-ω图线，则图线①对应的半径为_______m，各图线均不过坐标原点，原因可能是__________________________。 【答案】（1） ①. 1 ②. 相等 ③. B （2） ①. 0.30 ②. 滑块与水平直槽之间存在摩擦力作用 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]若探究向心力的大小F与半径r的关系时，则应该保持角速度和质量不变，转动半径不同，则两侧变速塔轮应该同时选择第1层，长短槽放置质量相等的小球，小球应分别放C处和B处。 【小问2详解】 [1][2]根据F=mω2r可知质量和角速度相同时，半径r越大，则向心力F越大，则由图可知图线①对应的半径为0.30m，各图线均不过坐标原点，原因可能是滑块与水平直槽之间存在摩擦力作用。 12. 某兴趣小组利用如图甲所示的电路来研究电容器的充、放电过程。通过改变电路中电源两端电压或者电阻箱接入电路的阻值，多次对同一电容器进行充电，得到电流传感器读数后，经过计算机软件处理，得到电容器带的电荷量—时间（Q-t）图像。初始时电容器带的电荷量为0。某次实验时，先将开关S拨至1，获得的图像如图乙中的曲线所示。待电容器充电完成后，将开关S拨至2，待电容器放电完成后，改变电源两端电压或电阻箱接入电路的阻值，重新将开关拨至1。 （1）若仅增大电源两端电压，则电容器重新充电过程的图像应为图乙中的曲线______；若仅减小电阻箱接入电路的阻值，则电容器重新充电过程的图像应为图乙中的曲线______。（均填“b”“c”或“d”） （2）某次实验时，电容器放电过程中，电容器两端电压随时间变化的图像如图丙所示。从电容器放电瞬间开始计时，此时电压传感器记录的数据为，图像与坐标轴围成的面积为，电阻箱接入电路的阻值为，则电容器放电瞬间，通过电流传感器的电流为______，电容器的电容为______。（均用、、中的全部符号或部分符号表示） 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]若仅增大电源两端电压，电容器充电过程中电流较之前增大，且充电完成后电容器带的电荷量增大，因此电容器重新充电过程的图像应为题图乙中的曲线。若仅减小电阻箱接入电路的阻值，电容器充电过程中电流较之前增大，且充电完成后电容器带的电荷量不变，因此电容器重新充电过程的图像应为图乙中的曲线。 【小问2详解】 [1]电容器放电瞬间，通过电流传感器的电流 [2]根据 可知，电容器充电完成后带的电荷量 电容器的电容 13. 如图所示，质量的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强，小球静止时细线与竖直方向的夹角，，，，求： （1）小球静止时细线中的拉力大小； （2）小球带正电还是负电？并求小球电荷量绝对值； （3）某时刻将细线剪断，此后2s内小球的位移（小球在2s内未接触地面）。 【答案】（1）1.25N （2）负电， （3）25m 【解析】 【小问1详解】 小球受重力、电场力F、细线拉力T作用处于静止状态，其受力分析如图所示 根据平衡得，细线拉力 【小问2详解】 根据平衡知，电场力 在电场中F=qE 解得 由于小球受到电场力方向与场强方向相反，所以小球带负电。 【小问3详解】 剪断细线后，小球受重力和电场力作用，由静止做匀加速直线运动，小球所受合力 根据牛顿第二定律得 小球在2s内的位移 14. 如图所示，间距L=1m的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，弯曲部分导轨在最低点M、N处的切线水平并与足够长的水平导轨平滑相接，MN的右侧有磁感应强度B =1T、方向竖直向下的匀强磁场。让质量的导体棒a从弯曲导轨上距水平面高度为h=0.8m处由静止释放，质量的导体棒b开始时静止于水平导轨上某处。已知导轨各处光滑，两导体棒接入回路的电阻均为R=2Ω，始终都与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度，假设a、b棒没有发生碰撞且最终共速，求： （1）a棒刚进入磁场时b棒所受安培力的大小； （2）从a棒进入磁场到a、b棒共速的过程中，b棒上产生的焦耳热及通过b棒的电荷量； （3）为保证两棒不碰撞，b棒最初静止时距MN的最小距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 在导体棒a从释放至运动到MN处过程中，由动能定理可得 解得 a棒刚进入磁场时产生的电动势为 回路的感应电流为 b棒所受安培力的大小为 【小问2详解】 从a棒进入磁场到a、b棒共速的过程中，由于a、b棒所受安培力大小相等，方向相反，所以a、b棒组成的系统满足动量守恒，则有 解得共同速度为 根据能量守恒可得回路产生的焦耳热为 则b棒上产生的焦耳热为 对b棒由动量定理可得 又 联立解得通过b棒的电荷量为 【小问3详解】 从a棒进入磁场到a、b棒共速的过程中，设a、b棒发生的相对位移为，由 解得 可知为保证两棒不碰撞，b棒最初静止时距MN的最小距离为。 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FP上设置了可水平匀速转动的传送带装置和两段半径相等且圆心角均为37°的圆弧拼接而成的轨道组成，N在M的正下方处且NP足够长。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。已知螺旋圆形轨道半径R=0.4m，B点高度为0.5R，圆弧轨道所对应的圆半径为5R，将一质量为m=0.1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.0m处静止释放，滑块与传送带间动摩擦因数，传送带的速度大小v可以在0~5m/s范围内调节，且正反传送方向也可以改变，除传送带外各段轨道均光滑，各处平滑连接，滑块视为质点，传送带足够长，不计空气阻力，，。求∶ （1）滑块第一次过B点的速度大小； （2）滑块第一次过C点时，轨道对滑块的作用力大小FC； （3）若传送带逆时针转动，为使滑块能返回螺旋圆形轨道而不脱离轨道，则传送带的速度大小范围； （4）调节传送带传送的方向和速度大小，要使滑块不脱离轨道且能从M点平抛出去落在水平面轨道NP上，则落地点到N点的最大距离。 【答案】（1）6m/s；（2）4.4N；（3）或；（4） 【解析】 【详解】（1）A到B过程由动能定理 得 （2）A到C过程由动能定理 得 在C处 得 （3）根据 得 ①当滑块返回到螺旋圆形轨道O1的等高处时速度恰好为零，有 得 5m/s ②当滑块返回到螺旋轨道E点 解得 ③当滑块返回到螺旋圆形轨道恰好能通过最高点C，有 在C处 得 所以 5m/s 传送带的速度大小范围为 或 （4）滑块在圆弧轨道滑动过程中，在L点最易脱离轨道 解得 滑块从K到L，过程中 得 5m/s 滑块从L到M过程中 得 平抛运动得 得 根据 得 所以落点到N点的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $