精品解析：河北省张家口市等2地NT20名校联合体2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

NT20 名校联合体高三年级12月质量检测考试 物理 注意事项： 1. 本试卷考试时间为 75 分钟，满分 100 分。 2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。如图所示是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，以下说法正确的是（　　） A. A点电势比B点高 B. 负电荷在A点的电势能比B点大 C. 正电荷在A点的电势能比B点大 D. A点的电场强度比B点小 2. 游乐场内常有小朋友喜欢玩的滑梯，滑梯可看成一个横截面为“U”形倾角为的斜面。一个质量为20kg的小朋友从滑梯顶端由静止下滑，下滑过程中小朋友跟滑梯两侧壁挤压力F均为20N，小朋友与滑梯底面和侧壁的动摩擦因数均为，，，g 取。滑梯足够长，下列选项正确的是（　　） A. 在下滑过程中小朋友所受滑梯的支持力既不做功也没有冲量 B. 小朋友下滑的加速度大小为2m/s2 C. 2s内下滑2m D. 下滑2m机械能减少80J 3. 北京时间2025年6月22日16时15分，琉球群岛发生了一次5.2级地震，震中位于我国东部沿海方向的北纬29.26度、东经129.42度的琉球群岛，震源深度10千米。地震发生时，某监测站记录到一列沿x轴传播的横波。其t=0时刻的波形（图甲）和质点K的振动图像（图乙）如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播方向为x轴正方向 B. t=0时刻Q点振动方向沿y轴正方向 C. 该波遇到障碍物只会发生反射不会发生衍射现象 D. Q点的振动方程为 4. 如图所示，轻质弹簧的一端连接固定点O，另一端连接小球A，定滑轮C在O的正上方，一轻绳绕过光滑轻质定滑轮C（半径可忽略）一端连接小球A，另一端连接物块B。物块B放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力F的作用，使得小球从图示位置缓慢向上移动直到O点的正上方，小球A的重力为G，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳的拉力不变 B. 弹簧的弹力大小不变 C. 地面对物块B的摩擦力减小 D. 地面对物块B的作用力与竖直方向的夹角在增大 5. 为研究复杂空气阻力下的抛体运动规律，科研小组在低空探测实验中，从离地一定高度的观测台A点，以初速度v0斜向上发射一枚微型探测球。探测球运动时受到的空气阻力大小始终与速率成正比（f=kv），且方向与运动方向相反。通过高速摄像观测发现，探测球落到地面B点时，速度方向恰好竖直向下。如图所示。则关于小球从A点运动到B点的过程，重力功率的大小变化说法正确的是（　　） A. 逐渐增大 B. 先增大再减小 C. 先减小后增大 D. 逐渐减小 6. 我国空间站的货运补给任务中，货运飞船需要与空间站完成对接，简化模型如图所示。卫星甲、乙对接前在各自预定的圆轨道I、III上运动，II为对接转移轨道，A、B分别为椭圆轨道II的近地点和远地点，轨道II和轨道I、III分别相切于A、B点。为实现对接，卫星甲在轨道I的A点启动推进器通过变轨进入轨道II，沿轨道II运行到B点后再次变轨进入轨道III，实现与卫星乙的对接。下列关于两卫星的运动说法正确的是（　　） A. 甲在轨道I的A点需减速变轨进入轨道II B. 甲在三个轨道上运行的机械能 C. 甲在轨道II的A、B点的速率与两点和地球球心间的距离成正比 D. 甲在轨道I上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积与乙在轨道III上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积相等 7. 科技展的“对称力学”互动展项中，有一个截面为正三角形的光滑斜面组合B、C被锁定在光滑水平面上，光滑球体A刚好卡在B、C之间。已知球A的质量为2kg，半径为0.4m，B、C质量均为3kg，重力加速度g=10m/s2。工作人员解锁斜面后，球A从静止开始下落，到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 球A做自由落体运动 B. 斜面C向右移动的距离为 C. 球A落地前瞬间速度大小为 2m/s D. 球A落地前瞬间斜面C的速度大小为 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。 8. 在科幻桌游《星际电荷迷宫》的进阶关卡中，玩家需要操控一个特殊装置：装置面板是水平光滑的绝缘平面，上面有三个带同种电荷q、质量均为m的金属小球，被三根长度均为L的绝缘轻绳连接成等边三角形。三角形的中心C点是装置的旋转轴心，静止时C到三个小球的距离相等，此时连接小球1和2的轻绳拉力为FT1。当玩家通关前置任务后，装置启动“旋转挑战模式”：整个小球一轻绳系统以C为圆心做匀速圆周运动，此时小球1和2之间的轻绳拉力变为FT2=3FT1。若此时小球1的动能为Ek，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用劲度系数为k的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，t=0时，使a获得水平向右、大小为v0的速度，a、b运动的速度一时间关系图像如图乙所示，已知阴影部分的面积为S0，弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. t1和t3时刻，弹簧弹性势能一样大 B. b的质量为 C. 0~t3时间内，a所受冲量的大小为 D. 0~t1时间内b的位移大小 10. 在平面直角坐标系中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点为圆心，半径为的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束均匀分布带负电的粒子沿轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，带电粒子质量为，电荷量大小为，不计粒子重力，，。下列说法中正确的是（　　） A. 粒子在磁场中的运动半径为 B. 正对点入射的粒子离开磁场后不一定会过点 C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 D. 粒子经过点进入第四象限的比例为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用磁性小球和电磁传感器，做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）实验仪器装置如图甲所示，用铁夹将摆线上端固定在铁架台的O 点，将一个匀质磁性小球拴接在摆线下端，用刻度尺测量摆线的长度l，用螺旋测微器测量磁性小球的直径d； （2）将连接有计算机的电磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，把磁性小球由平衡位置拉开一个小角度（小于5°），由静止释放，计算机记录磁感应强度B随时间t的变化曲线如图乙所示。忽略磁性小球带电后运动中的磁效应，已知图中t0、均为已知量； （3）若释放时拉开与竖直方向角度略大了一些，但仍小于5°，则磁性小球 ___________； A．振幅变大，周期不变 B．振幅不变，周期不变 C．振幅变大，周期变大 D．振幅不变，周期变大 （4）由单摆周期公式，该同学此次测得的重力加速度g=___________ [用（1）和（2）中的测量量表示]； （5）若让该磁性小球带上正电，在竖直向下的匀强电场中做简谐运动，则图乙中的___________（填“不变”“变大”或“变小”）。 12. 某实验小组探究某品牌保温电饭锅所用热敏电阻RT的温度特性，小组设计了如图甲所示的电路，图中电表均为理想电表，定值电阻R0=3kΩ。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最___________（选填“左”或“右”）端； （2）某次实验，电压表V1、V2的示数分别为4.8V、6.0V，则热敏电阻的阻值为__________kΩ； （3）通过多次实验，作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，当RT=1.6kΩ时，热敏电阻所处环境的温度约为___________°C； （4）该自动电饭锅采用感温磁控元件（图中虚线框内）控制加热电路通或断，当磁控元件输入端a、b间的电压大于某一值时开关S闭合，加热电路接通。若设定锅内温度低于60°C时，加热电路接通，则下列电路符合要求的是_________（选填“A”或“B”）。 （5）在实际测量中，电表内阻会对实验结果造成影响。已知电压表V1的内阻RV1=10kΩ，若仅考虑此电压表内阻的影响，用（2）中数据计算出的RT的测量值___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 13. 如图所示，QOMP为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度，QON范围内存在另一个匀强电场，电场强度，与竖直方向夹角。AC为圆心是O点且光滑固定的圆弧，圆轨道半径为R。一个质量为m，电荷量为-q的带电小球，从A点正上方由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失。求： （1）为保证小球能到达C点，释放处距离A点H至少多高； （2）满足第一问最小值情况下，粒子再次回到OQ直线上时到C点的距离为多大？ 14. 某太空探测器搭载了粒子分析系统，核心部件包含粒子加速模块与速度选择模块：探测器在星际空间捕获未知带正电粒子后，先通过加速模块对初速度为零的粒子进行加速，再利用速度选择模块筛选特定速度的粒子，以便后续分析其成分。粒子分析系统的结构简化后如图所示，粒子源可连续发射初速度为零的带正电粒子，经加速器后以一定的速度进入速度选择器，为其中轴线，内部同时存在电场强度大小为E，方向沿纸面向下的匀强电场与磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。已知加速模块的加速电压可调节，当加速电压为U时，粒子经加速后恰好沿直线通过速度选择器。则： （1）求粒子的比荷k； （2）若增大加速电压为后，粒子会从正上方的M点水平射出，求粒子水平射出时的速度； （3）在满足（2）的情况下，求粒子在速度选择器中的运动时间及速度选择器板长的可能值？ 15. 如图所示，长L1=15m的水平方向的传送带AB在电动机的带动下以v=3m/s的速度顺时针匀速转动，其右端与粗糙的、长L2=1m的水平面BC平滑连接，半径R=0.5m的光滑四分之一圆弧轨道CD与BC相切于C点，右侧为水平面DE。现将一质量为m1=2kg的小物块a从传送带左端由静止释放的同时，施加水平向右的恒力F=4N，经过一段时间，a从传送带的右端离开的同时撤去F，a与静止于BC左端B点，质量为m2=1kg的小物块b发生弹性碰撞，a、b从水平面BC离开后最终落在水平面DE上。已知小物块a与传送带、BC间的动摩擦因数为µ1=0.1，小物块b与BC间的动摩擦因数µ2=0.75，a、b间的碰撞时间很短且均可看做质点，忽略空气阻力，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）a离开传送带时的速度大小； （2）a在传送带上运动的过程中，电动机少做的功； （3）a、b落在水平面DE上的位置之间的距离？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ NT20 名校联合体高三年级12月质量检测考试 物理 注意事项： 1. 本试卷考试时间为 75 分钟，满分 100 分。 2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点的场强大小与方向。如图所示是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，以下说法正确的是（　　） A. A点电势比B点高 B. 负电荷在A点的电势能比B点大 C. 正电荷在A点的电势能比B点大 D. A点的电场强度比B点小 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知沿电场线方向，电势逐渐降低，A点电势比B点低，故A错误； BC．根据可知，正电荷在A点的电势能比B点小，负电荷在A点的电势能比B点大，故B正确，C错误； D．由电场线的疏密程度可知，A点的电场强度比B点大，故D错误。 故选B。 2. 游乐场内常有小朋友喜欢玩的滑梯，滑梯可看成一个横截面为“U”形倾角为的斜面。一个质量为20kg的小朋友从滑梯顶端由静止下滑，下滑过程中小朋友跟滑梯两侧壁挤压力F均为20N，小朋友与滑梯底面和侧壁的动摩擦因数均为，，，g 取。滑梯足够长，下列选项正确的是（　　） A. 在下滑过程中小朋友所受滑梯的支持力既不做功也没有冲量 B. 小朋友下滑的加速度大小为2m/s2 C. 2s内下滑2m D. 下滑2m机械能减少80J 【答案】C 【解析】 【详解】A．支持力与速度垂直，则支持力不做功，但是支持力有冲量，故A错误； BCD．下滑过程所受摩擦力 下滑2m克服摩擦力做功 机械能减少200J，根据牛顿第二定律 解得 由位移公式，2s内下滑位移2m，故C正确，BD错误。 故选 C。 3. 北京时间2025年6月22日16时15分，琉球群岛发生了一次5.2级地震，震中位于我国东部沿海方向的北纬29.26度、东经129.42度的琉球群岛，震源深度10千米。地震发生时，某监测站记录到一列沿x轴传播的横波。其t=0时刻的波形（图甲）和质点K的振动图像（图乙）如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播方向为x轴正方向 B. t=0时刻Q点振动方向沿y轴正方向 C. 该波遇到障碍物只会发生反射不会发生衍射现象 D. Q点的振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知质点K在t=0时刻向下振动，根据波形平移法可知，该列波的传播方向为x轴负方向，故A错误； B．波沿x轴负方向传播，则Q点在t=0时刻向y轴负方向振动，故B错误； C．任何波碰到障碍物都会发生衍射现象，故C错误； D．由图可知，振幅为14cm，周期为1s，所以Q点的振动方程为，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，轻质弹簧的一端连接固定点O，另一端连接小球A，定滑轮C在O的正上方，一轻绳绕过光滑轻质定滑轮C（半径可忽略）一端连接小球A，另一端连接物块B。物块B放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力F的作用，使得小球从图示位置缓慢向上移动直到O点的正上方，小球A的重力为G，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳的拉力不变 B. 弹簧的弹力大小不变 C. 地面对物块B的摩擦力减小 D. 地面对物块B的作用力与竖直方向的夹角在增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB． 小球A和物块B受力如图所示 小球A缓慢运动过程中，小球A受到重力、轻绳的拉力FT、弹簧对A的支持力的作用，处于三力平衡，三力平移构成矢量三角形，则该三角形与几何三角形相似，设弹簧压缩量为x，原长为L，由几何知识得 由题可知，G、OC均不变，则x为定值，弹簧长度不变，弹簧的弹力大小不变；由于AC减小，则轻绳的拉力减小，故A 错误，B正确； C．设物块B的重力为，由物块B的受力情况根据平衡条件，可得 减小，所以增大；根据可知，物块B受到的摩擦力增大，故C错误； D．根据，弹力增大时，滑动摩擦力成比例增大，两者合力方向不变，则地面对物块B的作用力与竖直方向的夹角不变，故D错误。 故选B。 5. 为研究复杂空气阻力下的抛体运动规律，科研小组在低空探测实验中，从离地一定高度的观测台A点，以初速度v0斜向上发射一枚微型探测球。探测球运动时受到的空气阻力大小始终与速率成正比（f=kv），且方向与运动方向相反。通过高速摄像观测发现，探测球落到地面B点时，速度方向恰好竖直向下。如图所示。则关于小球从A点运动到B点的过程，重力功率的大小变化说法正确的是（　　） A. 逐渐增大 B. 先增大再减小 C. 先减小后增大 D. 逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，将探测小球的运动速度分为水平速度vx和竖直速度vy。小球在运动过程中，vx不断变小至零，vy在小球上升阶段先减小，在下降阶段增大。重力功率P=mgvy 重力功率的大小先减小后增大，C 正确，故选C。 6. 我国空间站的货运补给任务中，货运飞船需要与空间站完成对接，简化模型如图所示。卫星甲、乙对接前在各自预定的圆轨道I、III上运动，II为对接转移轨道，A、B分别为椭圆轨道II的近地点和远地点，轨道II和轨道I、III分别相切于A、B点。为实现对接，卫星甲在轨道I的A点启动推进器通过变轨进入轨道II，沿轨道II运行到B点后再次变轨进入轨道III，实现与卫星乙的对接。下列关于两卫星的运动说法正确的是（　　） A. 甲在轨道I的A点需减速变轨进入轨道II B. 甲在三个轨道上运行的机械能 C. 甲在轨道II的A、B点的速率与两点和地球球心间的距离成正比 D. 甲在轨道I上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积与乙在轨道III上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲在轨道I的A点需加速变轨进入轨道II，故A错误； B．甲从轨道I到轨道II要进行加速，机械能增加，甲从轨道II到轨道III也要加速，机械能增加，则，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知 即 则甲在轨道II的A、B点的速率与两点和地球球心间的距离成反比，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知（k 为定值），卫星运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积为 联立可得，则甲在轨道I上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积比乙在轨道III上运行时与地球连线在单位时间内扫过的面积小，故D 错误。 故选 B。 7. 科技展的“对称力学”互动展项中，有一个截面为正三角形的光滑斜面组合B、C被锁定在光滑水平面上，光滑球体A刚好卡在B、C之间。已知球A的质量为2kg，半径为0.4m，B、C质量均为3kg，重力加速度g=10m/s2。工作人员解锁斜面后，球A从静止开始下落，到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 球A做自由落体运动 B. 斜面C向右移动的距离为 C. 球A落地前瞬间速度大小为 2m/s D. 球A落地前瞬间斜面C的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．解除锁定，球A和斜面B、C之间均有弹力，不可能做自由落体运动，故A 错误； B．如图所示 根据几何关系可知，A的下落高度为R，C沿水平方向向右运动，A竖直向下运动，可将A 的速度分解为水平向右的和沿斜面向下的，即 则 速度关系始终成立，则位移关系满足 则C向右移动的距离，故B 错误； CD．由机械能守恒有 联立解得，，故C 正确，D 错误。 故选 C。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。 8. 在科幻桌游《星际电荷迷宫》的进阶关卡中，玩家需要操控一个特殊装置：装置面板是水平光滑的绝缘平面，上面有三个带同种电荷q、质量均为m的金属小球，被三根长度均为L的绝缘轻绳连接成等边三角形。三角形的中心C点是装置的旋转轴心，静止时C到三个小球的距离相等，此时连接小球1和2的轻绳拉力为FT1。当玩家通关前置任务后，装置启动“旋转挑战模式”：整个小球一轻绳系统以C为圆心做匀速圆周运动，此时小球1和2之间的轻绳拉力变为FT2=3FT1。若此时小球1的动能为Ek，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当小球1静止时, 连接小球1和2的轻绳拉力为与小球1和2之间的库仑斥力平衡 即 故小球1受库仑斥力的合力为，方向背离C点 故A正确，B错误； CD．小球做圆周运动时，对小球1受力分析绳上的合力为方向指向 C 点，库仑力的合力不变，由牛顿第二定律可得： 整理得：，C 错误，D 正确； 故选 AD。 9. 如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用劲度系数为k的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，t=0时，使a获得水平向右、大小为v0的速度，a、b运动的速度一时间关系图像如图乙所示，已知阴影部分的面积为S0，弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. t1和t3时刻，弹簧弹性势能一样大 B. b的质量为 C. 0~t3时间内，a所受冲量的大小为 D. 0~t1时间内b的位移大小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A． 根据图乙可知，t1和t3两个时刻a、b的速度相同，由能量守恒可知弹性势能也一样大，故 A正确； B．设a的质量为ma，b的质量为mb，以水平向右的方向为正方向，由动量守恒定律 得 根据系统的机械能守恒定律可得 初始时刻弹簧处于原长，设t1时刻弹簧的形变量为x0，已知阴影部分的面积为S0，则有 设弹簧的劲度系数为k，则有 联立解得b的质量为，故B错误； C．0~t3时间内，以水平向右的方向为正方向，对a由动量定理 方向与a的初速度方向相反，则大小为，故C正确； D．0~t1时间内 根据动量守恒 在很小的时间间隔里 0~t1时间内 可得 又，以上各式联立可得，故D正确。 故选ACD。 10. 在平面直角坐标系中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点为圆心，半径为的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束均匀分布带负电的粒子沿轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，带电粒子质量为，电荷量大小为，不计粒子重力，，。下列说法中正确的是（　　） A. 粒子在磁场中的运动半径为 B. 正对点入射的粒子离开磁场后不一定会过点 C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 D. 粒子经过点进入第四象限的比例为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 可得粒子在磁场中的轨道半径为，故A正确； B．正对的粒子，圆心恰好在轴上，进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示 根据勾股定理可知，进入无磁场区域后，速度方向恰好指向点，即正对点入射的粒子离开磁场后一定会过点，B错误； C．根据题意知，所有粒子沿水平方向射入磁场，半径与速度方向垂直，圆心均在入射点的正下方，半径均为，所有圆心所在的轨迹相当于将磁场边界向下平移形状，平移到点位置，即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到点距离均为，如图所示 利用勾股定理可知，进入无磁场区域后，所有粒子速度方向都指向点，因此所有粒子都过点。由上述分析可知，从最上方进入的粒子，在磁场中偏转角度最大，运动的时间最长，如下图所示。 由几何关系可知，该粒子在磁场中旋转了，因此运动的时间为，故C正确； D．如图所示 从水平向左的粒子离开磁场粒子方向沿轴负方向，故射入的粒子过点后射入第四象限，射入的粒子过点后射入第三象限。故进入第四象限的比例为，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用磁性小球和电磁传感器，做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）实验仪器装置如图甲所示，用铁夹将摆线上端固定在铁架台的O 点，将一个匀质磁性小球拴接在摆线下端，用刻度尺测量摆线的长度l，用螺旋测微器测量磁性小球的直径d； （2）将连接有计算机的电磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，把磁性小球由平衡位置拉开一个小角度（小于5°），由静止释放，计算机记录磁感应强度B随时间t的变化曲线如图乙所示。忽略磁性小球带电后运动中的磁效应，已知图中t0、均为已知量； （3）若释放时拉开与竖直方向角度略大了一些，但仍小于5°，则磁性小球 ___________； A．振幅变大，周期不变 B．振幅不变，周期不变 C．振幅变大，周期变大 D．振幅不变，周期变大 （4）由单摆周期公式，该同学此次测得的重力加速度g=___________ [用（1）和（2）中的测量量表示]； （5）若让该磁性小球带上正电，在竖直向下的匀强电场中做简谐运动，则图乙中的___________（填“不变”“变大”或“变小”）。 【答案】 ①. A ②. ③. 变小 【解析】 【详解】（3）[1]周期跟振幅无关，释放时拉开与竖直方向角度略大了一些，则小球振幅变大，周期不变。 故选A。 （4） [2]实验中，磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度B最大，根据图有，周期 解得 （5） [3]电场力跟重力同向，“等效重力加速度”变大，因此周期变短，连续两次过最低点的时间间隔变小。 12. 某实验小组探究某品牌保温电饭锅所用热敏电阻RT的温度特性，小组设计了如图甲所示的电路，图中电表均为理想电表，定值电阻R0=3kΩ。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最___________（选填“左”或“右”）端； （2）某次实验，电压表V1、V2的示数分别为4.8V、6.0V，则热敏电阻的阻值为__________kΩ； （3）通过多次实验，作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，当RT=1.6kΩ时，热敏电阻所处环境的温度约为___________°C； （4）该自动电饭锅采用感温磁控元件（图中虚线框内）控制加热电路通或断，当磁控元件输入端a、b间的电压大于某一值时开关S闭合，加热电路接通。若设定锅内温度低于60°C时，加热电路接通，则下列电路符合要求的是_________（选填“A”或“B”）。 （5）在实际测量中，电表内阻会对实验结果造成影响。已知电压表V1的内阻RV1=10kΩ，若仅考虑此电压表内阻的影响，用（2）中数据计算出的RT的测量值___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）左 （2）3.75 （3）42##43 （4）B （5）大于 【解析】 【小问1详解】 为保护电路，闭合开关前应使滑动变阻器输出电压为零，故滑片置于最左端。 【小问2详解】 根据串联分压规律可得 解得 【小问3详解】 从图乙曲线可得，当RT=1.6kΩ时，热敏电阻所处环境的温度约为42°C。 【小问4详解】 根据串联分压规律可知阻值越大时分压越大，由图乙可知，RT随温度降低而升高，而根据题意可知锅内温度低于60°C时，磁控元件输入端a、b间的电压应始终大于某一值，即a、b间的电压应随温度的降低而增大，所以符合要求的是电路B。 【小问5详解】 电压表V1内阻RV1与R0并联，使得R0所在支路的等效电阻小于R0，根据分压公式 在U1、U2测量值不变的情况下，计算时仍使用R0的标称值，会高估了R0等效，从而高估了RT，故测量值大于真实值。 13. 如图所示，QOMP为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度，QON范围内存在另一个匀强电场，电场强度，与竖直方向夹角。AC为圆心是O点且光滑固定的圆弧，圆轨道半径为R。一个质量为m，电荷量为-q的带电小球，从A点正上方由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失。求： （1）为保证小球能到达C点，释放处距离A点H至少多高； （2）满足第一问最小值情况下，粒子再次回到OQ直线上时到C点的距离为多大？ 【答案】（1）3R （2） 【解析】 【小问1详解】 恰好能经过C点时，由牛顿第二定律可得 从释放到经过C点，列动能定理可得 联立可得H=3R 【小问2详解】 当粒子进入E2电场后，水平方向列牛顿第二定律得 运动时间为 竖直方向列牛顿第二定律得 竖直方向的位移 联立解得距离C点 14. 某太空探测器搭载了粒子分析系统，核心部件包含粒子加速模块与速度选择模块：探测器在星际空间捕获未知带正电粒子后，先通过加速模块对初速度为零的粒子进行加速，再利用速度选择模块筛选特定速度的粒子，以便后续分析其成分。粒子分析系统的结构简化后如图所示，粒子源可连续发射初速度为零的带正电粒子，经加速器后以一定的速度进入速度选择器，为其中轴线，内部同时存在电场强度大小为E，方向沿纸面向下的匀强电场与磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。已知加速模块的加速电压可调节，当加速电压为U时，粒子经加速后恰好沿直线通过速度选择器。则： （1）求粒子的比荷k； （2）若增大加速电压为后，粒子会从正上方的M点水平射出，求粒子水平射出时的速度； （3）在满足（2）的情况下，求粒子在速度选择器中的运动时间及速度选择器板长的可能值？ 【答案】（1） （2） （3）（，，），（，，） 【解析】 【小问1详解】 设粒子离开加速器时速度为，由动能定理得 解得 进入速度选择器粒子若做直线运动，则有 可得 联立解得 【小问2详解】 加速电压增大后，由动能定理得 可得粒子从O点进入速度选择器的速度 进入速度选择器后，向下的电场力不变，向上的洛伦兹力增大，向上偏转，可利用配速法，将v分解为大小分别为v1、v2的两个分速度，其中v1对应的洛伦兹力等于电场力，即 由 （1） 可知，则 即粒子的运动可分解为速度大小为的匀速直线运动和线速度大小为的匀速圆周运动。设粒子从 M 点水平射出的速度为，则 【小问3详解】 粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子从M点水平射出，说明第二个分运动的运动时间为半周期的奇数倍，则粒子在速度选择器中的运动时间（，，） 速度选择器的板长（，，） 15. 如图所示，长L1=15m的水平方向的传送带AB在电动机的带动下以v=3m/s的速度顺时针匀速转动，其右端与粗糙的、长L2=1m的水平面BC平滑连接，半径R=0.5m的光滑四分之一圆弧轨道CD与BC相切于C点，右侧为水平面DE。现将一质量为m1=2kg的小物块a从传送带左端由静止释放的同时，施加水平向右的恒力F=4N，经过一段时间，a从传送带的右端离开的同时撤去F，a与静止于BC左端B点，质量为m2=1kg的小物块b发生弹性碰撞，a、b从水平面BC离开后最终落在水平面DE上。已知小物块a与传送带、BC间的动摩擦因数为µ1=0.1，小物块b与BC间的动摩擦因数µ2=0.75，a、b间的碰撞时间很短且均可看做质点，忽略空气阻力，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）a离开传送带时的速度大小； （2）a在传送带上运动的过程中，电动机少做的功； （3）a、b落在水平面DE上的位置之间的距离？ 【答案】（1）6m/s （2）12J （3） 【解析】 【小问1详解】 对a，根据牛顿第二定律可得 代入数据得 设a从静止到与传送带共速的时间为t1，则 解得 运动的位移 共速后，对a，根据牛顿第二定律可得 解得 设a与传送带共速到运动到B点的时间为t2，运动的位移， 解得 所以a到B点时的速度 【小问2详解】 t1时间内摩擦力对传送带是阻力，对地位移为 t2时间内摩擦力对传送带是动力，对地位移 电动机少做功 【小问3详解】 设a、b弹性碰撞后的速度分别为v1、v2，则， 解得， 设a运动到C点时的速度为v3，则 解得 之后a沿圆弧轨道下滑，设a在圆弧轨道上转过θ角度时恰好离开圆弧轨道，则， 解得，， 之后离开轨道做斜抛运动，有 可得 则 设b运动到C点时的速度为v5，则 解得 设b到C点时圆弧轨道对b的支持力为FN，则 解得 说明b运动到C点时与轨道间无相互作用力，后做平抛运动，则， 所以 则a、b落在水平面DE上的位置之间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $