精品解析：北京市育才学校2025-2026学年高三下学期期末练习物理试题

北京育才学校2025-2026学年第二学期期末练习 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 一、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. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 2. 能说明光是横波的是（　　） A. 水中气泡因全反射显得明亮 B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C. 利用光的偏振呈现立体影像 D. 单色光因单缝衍射产生条纹 3. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（　　） A. 衰变方程中的X等于233 B. 发生衰变 C. 比的比结合能小 D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大 4. 如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A. 光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B. 爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C. 将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D. 用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 5. 一列简谐横波某时刻波形如图1所示。由该时刻开始计时，质点N的振动情况如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 该时刻质点L向y轴正方向运动 C. 经半个周期质点L将沿x轴负方向移动半个波长 D. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 6. 图甲中，理想变压器的原线圈接入图乙所示的随时间t变化的正弦交变电压u时，规格均为“10V 45W”的两个小灯泡L正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 电压u的瞬时值表达式为 B. 原线圈的输入电流为4.5A C. 理想变压器原、副线圈的匝数之比 D. 理想变压器原、副线圈的匝数之比 7. 如图所示，质量分别为1kg和2kg的物块A、B用轻质弹簧相连放在光滑水平面上，用大小为的力作用在A上使AB相对静止一起向前匀加速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹力大小等于 B. 弹簧的弹力大小等于 C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为0 D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为 8. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动，若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星绕太阳运动周期和地球自转周期相等 B. 该卫星在点处于平衡状态 C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D. 该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处大 9. 如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力与其所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为静电力的正方向，则（　　） A. 点电荷Q一定为正电荷 B. 点电荷Q在A、B之间 C. 点电荷Q在A、O之间 D. A点的电场强度大小为 10. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三只相同的小灯泡，电阻也为，用导线通过开关S与直流电源相连。下列判断正确的是（　　） A. 闭合S瞬间，C灯最先亮，A、B灯缓慢逐渐亮 B. 闭合S一段时间后，C灯最亮，A、B灯一样亮 C. 断开S瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 D. 断开S瞬间前后，流过A灯的电流方向相反 11. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 12. 如图所示，新能源汽车由地面供电装置（主要装置是发射线圈，并直接连接电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（主要装置是接收线圈，并连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A. 发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 B. 地面供电装置中的电源输出的可以是恒定电压 C. 增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 D. 车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射的电流的磁场方向相反 13. 如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为，其中、k为正的常数在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 14. 如图所示，这是清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口的直径为D， 水流以速度 v 从枪口喷出，近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为 ，其余 的水流撞击车身后无反弹地顺着车流下，由于水流与车身的作用时间较短，因此在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为，水流对车身的平均冲击力大小为（　　） A. B. C. D. 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b的质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。 （1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是___________（填字母）。 A．需要测出小球抛出点距地面的高度H B．需要测出小球做平抛运动的水平射程 C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具 D．斜槽轨道末端应该保持水平 E．斜槽应尽量光滑 （2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是___________。 （3）实验中对小球的要求是：质量m1___________（填“>”“=”或“<”）m2，直径d1___________（填“>”“=”或“<”）d2。 （4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为，，，若关系式___________成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。 16. 某学习小组用电阻约为5 Ω的金属丝做“测量金属丝的电阻率”实验。 （1）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程，内阻约）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材： A．电流表（量程0~0.6 A，内阻约0.1 Ω） B．电流表（量程0~3.0 A，内阻约0.02 Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A） D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5 A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（选填实验器材前对应的字母）。 （2）测量金属丝电阻的电路如图甲所示，某同学按电路图连接器材，如图乙所示。其中________，（选填“①”“②”或“③”）连线是错误的。 （3）该同学正确地完成了实验操作，在坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图所示。请你在图中描绘出图线________，根据图线计算该金属丝的电阻值________（结果保留两位有效数字） （4）用图所示的电路测量的阻值，该测量值比实际值偏________（选填“大”或“小”），造成这一系统误差的原因是________。 17. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球从与O等高的A点由静止释放，小球在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球飞出时的速率v。 （2）绳能承受拉力的最大值Fm。 （3）小球落地点到B点的水平距离x。 18. 磁力刹车是为了保证过山车在最后进站时的安全而设计的一种刹车形式。在轨道之间设置较强的磁场，刹车金属片安装在过山车底部，该装置（俯视）可简化为如图所示的模型：水平导轨间距为L，刹车金属片等效为一根金属杆ab，整个回路的等效电阻为R。磁场区域为方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，过山车的总质量为m。过山车以速度v进入磁场区域，通过磁场区域后速度变为0.5v。磁力刹车阶段不计摩擦力和空气阻力。 （1）求杆ab刚进入磁场区域时，受到的安培力F的大小和方向。 （2）求过山车通过磁场区域的过程中，电路中产生的焦耳热Q。 （3）求磁力刹车阶段过山车加速度大小a的变化范围。为使过山车加速度的大小不超过a₀，磁感应强度的大小应满足什么条件？ 19. 如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，间距为。将金属板M、N与电源相连，两板间的电压大小恒为、M、N可看作平行板电容器，忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。金属板M的面积为，逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板M上，照射到金属板M上的功率为，能引起光电效应的概率为，光电子从金属板M逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板N上形成稳定的光电流，电子打到金属板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为，电荷量为。忽略光电子之间的相互作用。求： （1）此单色光的频率。 （2）稳定时光电流的大小。 （3）光电子对金属板N的撞击力的大小。 20. 液体雾化具有广泛的应用，其本质是将液体破碎为微小液滴的过程。 （1）液滴的滴落可看作雾化的最基本形态。以吸附在竖直滴管末端的液体为例，如图1所示，当液体所受重力超过管口处的表面张力（可认为方向向上）时，将脱离管口形成液滴。已知管口的直径为d，液体表面张力F=αl，α为表面张力系数，l为液面分界线长度。 a．请推导表面张力系数α的单位； b．若液滴的直径为D，请分析论证。 （2）静电雾化是利用静电力使液体雾化的技术，可以产生微米级甚至纳米级的液滴。如图2所示，将高压直流电源正极浸到毛细管内液体中，使液体带电。液体从毛细管中流出时，由于电荷间的排斥作用散裂成液滴，最终形成喷雾。当管口处单位时间内流出的液体体积为Q时，电流表的示数为I。假设在喷雾区的所有液滴的半径均为r，液滴所带电荷量相同且均匀分布在液滴表面，已知静电力常量为k，忽略重力影响，忽略喷雾区液滴间的相互作用。 a．求液滴所带电荷量q； b．对于任意一个液滴，取液滴上某一微小面元，其面积用S表示，此面元受到该液滴上其他电荷的静电力大小用F表示，求。（已知均匀带电球面内电场强度处处为零，球面外电场强度可视为球面电荷量集中在球心处的点电荷所产生。） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京育才学校2025-2026学年第二学期期末练习 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 一、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. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．从a到b，气体体积减小，外界对气体做功，A错误； B．从b到c，气体做等容变化，根据可知压强减小，温度降低，B错误； C．从c到a，气体压强不变，根据可知体积增大，温度升高，气体内能增加，C错误； D．从c到a，气体体积增大，对外做功，而气体内能增加，根据热力学第一定律U=Q＋W，可知气体从外界吸热，D正确。 故选D。 2. 能说明光是横波的是（　　） A. 水中气泡因全反射显得明亮 B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C. 利用光的偏振呈现立体影像 D. 单色光因单缝衍射产生条纹 【答案】C 【解析】 【详解】光的全反射现象、干涉现象、衍射现象均不能说明光是横波，只有偏振现象才能说明光是横波。 故选C。 3. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（　　） A. 衰变方程中的X等于233 B. 发生衰变 C. 比的比结合能小 D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 为衰变，即衰变方程中的，故AB错误； C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确； D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A. 光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B. 爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C. 将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D. 用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 【答案】C 【解析】 【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误； B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误； C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确； D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。 故选C。 5. 一列简谐横波某时刻波形如图1所示。由该时刻开始计时，质点N的振动情况如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 该时刻质点L向y轴正方向运动 C. 经半个周期质点L将沿x轴负方向移动半个波长 D. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据乙图可知该时刻质点N向上振动，结合“上下坡法”可知，波沿x轴负方向传播，故A正确； B．横波沿x轴负方向传播，根据“上坡下、下坡上”知识可知，质点L该时刻向y轴负方向运动，故B错误； C．经半个周期简谐横波沿x轴负方向移动半个波长，质点L不会随波迁移，故C错误； D．该时刻质点K与M的速度均为0，加速度大小相同、方向相反，故D错误； 故选A。 6. 图甲中，理想变压器的原线圈接入图乙所示的随时间t变化的正弦交变电压u时，规格均为“10V 45W”的两个小灯泡L正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 电压u的瞬时值表达式为 B. 原线圈的输入电流为4.5A C. 理想变压器原、副线圈的匝数之比 D. 理想变压器原、副线圈的匝数之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知 则电压u的瞬时值表达式为 故A错误； B．原线圈电压有效值为220V，原副线圈的功率相等，则原线圈的输入电流为 故B错误； CD．理想变压器原、副线圈的匝数之比 故D错误，C正确。 故选C。 7. 如图所示，质量分别为1kg和2kg的物块A、B用轻质弹簧相连放在光滑水平面上，用大小为的力作用在A上使AB相对静止一起向前匀加速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹力大小等于 B. 弹簧的弹力大小等于 C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为0 D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设弹簧弹力为，对AB整体和B物体分别用牛顿第二定律有， 代入数值解得a=6m/s2， 故A、B错误。 C．突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则A的加速度大小为 故C错误。 D．突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则B的加速度不变，故D正确。 故选D。 8. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动，若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星绕太阳运动周期和地球自转周期相等 B. 该卫星在点处于平衡状态 C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D. 该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等，故A错误； B．该卫星在点绕太阳做匀速圆周运动，不是平衡状态，故B错误； C．根据题意可知，卫星位于这些点上与地球同步绕太阳做圆周运动，由公式可知，由于卫星绕太阳运动的半径大于地球绕太阳运动的半径，则该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故C正确； D．根据题意，由牛顿第二定律有 卫星在处和在处绕太阳做圆周运动的周期相同，处半径大，则卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处大，故D正确。 故选CD。 9. 如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的试探电荷受到的静电力与其所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为静电力的正方向，则（　　） A. 点电荷Q一定为正电荷 B. 点电荷Q在A、B之间 C. 点电荷Q在A、O之间 D. A点的电场强度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．由图乙知，正的试探电荷放在A点和负的试探电荷放在B点所受的静电力的方向都沿x轴的正方向，说明点电荷Q为负电荷且在A、B之间，故AC错误，B正确； D．由图像的斜率 可知 故D错误。 故选B。 10. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三只相同的小灯泡，电阻也为，用导线通过开关S与直流电源相连。下列判断正确的是（　　） A. 闭合S瞬间，C灯最先亮，A、B灯缓慢逐渐亮 B. 闭合S一段时间后，C灯最亮，A、B灯一样亮 C. 断开S瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 D. 断开S瞬间前后，流过A灯的电流方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关S的瞬间，A、C灯同时亮，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以B灯缓慢亮，故A错误； B．闭合开关S一段时间后，由于线圈的直流电阻为R，可知B灯支路电阻大于A灯支路电阻，则A灯电流大于B灯电流，C灯电流等于AB灯电流之和，故C灯最亮，A灯比B灯亮，故B错误； C．断开开关S的瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且与A、B灯构成回路，由于断开开关前通过线圈的电流小于A灯的电流，所以A灯不会闪亮一下熄灭，故C错误； D．断开S瞬间前，A灯电流方向从右向左；断开瞬间，线圈产生自感电动势，自感电流从右向左通过B灯，即通过A灯电流方向从左向右，所以流过A灯的电流方向相反，故D正确。 故选D。 11. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此加速器加速粒子时的周期与粒子在磁场中的运动周期相同为 α粒子的比荷与质子的比荷不同，即α粒子与质子在磁场中运动的周期不同，所以保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置不能用于加速α粒子，故A错误； B．设质子从D型盒出口射出的速度为vm，则有 解得质子从D型盒出口射出的动能为 可知质子从D型盒出口射出的动能与加速电压无关，故B错误； C．设质子从D型盒出口射出时加速了n次，则由动能定理有 解得 故C错误； D．由动能定理可知， 得第n次加速后和第n+1次加速后的速度分别为， 再由质子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力有 可知 则质子第n次加速后和第n+1次加速后的运动半径分别为， 所以 故D正确。 故选D。 12. 如图所示，新能源汽车由地面供电装置（主要装置是发射线圈，并直接连接电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（主要装置是接收线圈，并连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A. 发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 B. 地面供电装置中的电源输出的可以是恒定电压 C. 增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 D. 车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射的电流的磁场方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．由感应装置与供电装置的工作原理可知，非理想状态下由于能量损耗供电线圈和感应线圈的磁通量变化率不等，故A错误； B．如果地面供电装置中的电源输出恒定电压，那么发射线圈中的电流是恒定的，恒定电流产生的磁场是不变的。根据电磁感应定律，穿过接收线圈的磁通量不变，就不会产生感应电动势，无法实现对车载电池充电，所以电源输出的不能是恒定电压，故B错误； C．发射线圈与接收线圈中的磁通量变化的频率相同，增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈电流的频率不变，故C正确； D．根据楞次定律，当穿过车身感应线圈的磁通量增加时，车身中感应线圈中感应电流磁场与地面发射的电流的磁场方向相反；当穿过车身感应线圈的磁通量减少时，车身中感应线圈中感应电流磁场与地面发射的电流的磁场方向相同，故D错误。 故选C。 13. 如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为，其中、k为正的常数在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：根据磁感应强度B＝B0+kt可判断磁场均匀增大，从上往下看，产生顺时针方向的感应电场，正电荷受力方向与电场方向相同，所以电荷顺时针方向运动，选项BD错．根据楞次定律产生的感应电动势,电荷转动一周电场力做功等于动能增量即，选项C对． 考点：电磁感应定律 14. 如图所示，这是清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口的直径为D， 水流以速度 v 从枪口喷出，近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为 ，其余 的水流撞击车身后无反弹地顺着车流下，由于水流与车身的作用时间较短，因此在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为，水流对车身的平均冲击力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】取 △t 时间内的水流为研究对象，则该时间内喷出水的质量， 利用动量定理列方程得 解得 故选D。 第二部分 二、本部分共6题，共58分。 15. 如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b的质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。 （1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是___________（填字母）。 A．需要测出小球抛出点距地面的高度H B．需要测出小球做平抛运动的水平射程 C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具 D．斜槽轨道末端应该保持水平 E．斜槽应尽量光滑 （2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是___________。 （3）实验中对小球的要求是：质量m1___________（填“>”“=”或“<”）m2，直径d1___________（填“>”“=”或“<”）d2。 （4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为，，，若关系式___________成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。 【答案】 ①. BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB ②. 保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置 ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]ABC．本实验用代入验证，时间可以消去，故需要测量小球的水平射程和两小球的质量，不需要测量时间，即不需要测量抛出点距地面的高度，A错误，BC正确； D．为保证小球从斜槽末端段飞出时做平抛运动，应保证斜槽末端水平，D正确； E．斜槽光滑与否对实验结果不影响，只要保证入射小球均从同一高度释放，保证碰撞前入射小球的速度相同即可，E错误。 故选BCD。 （2）[2]保持入射小球从同一位置释放是为了保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置； （3）[3][4]为了保证小球碰撞为对心碰撞，且碰后不反弹，要求，； （4）[5]碰撞时满足动量守恒有 两边同时乘以下落时间有 16. 某学习小组用电阻约为5 Ω的金属丝做“测量金属丝的电阻率”实验。 （1）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程，内阻约）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材： A．电流表（量程0~0.6 A，内阻约0.1 Ω） B．电流表（量程0~3.0 A，内阻约0.02 Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A） D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5 A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（选填实验器材前对应的字母）。 （2）测量金属丝电阻的电路如图甲所示，某同学按电路图连接器材，如图乙所示。其中________，（选填“①”“②”或“③”）连线是错误的。 （3）该同学正确地完成了实验操作，在坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图所示。请你在图中描绘出图线________，根据图线计算该金属丝的电阻值________（结果保留两位有效数字） （4）用图所示的电路测量的阻值，该测量值比实际值偏________（选填“大”或“小”），造成这一系统误差的原因是________。 【答案】（1） ①. A ②. C （2）① （3） ①. ②. 4.4 （4） ①. 偏小 ②. 电压表分流，电流表测得的电流大于通过金属丝的电流 【解析】 【小问1详解】 [1]电源电动势，金属丝电阻，则电路中最大电流约为： 所以电流表应选A（0~0.6A），量程合适且误差更小。 [2]滑动变阻器：分压式接法时小阻值变阻器调节更平滑，为调节方便，优先选阻值较小的，故选C（10Ω）。 【小问2详解】 图甲中，滑动变阻器采用分压式接法，图乙中电流应从电源正极流出，经过开关后接入滑动变阻器的下接线柱，再由上接线柱分压输出。乙图中①连线是错误的，其连接在滑动变阻器的一端应连接在滑动变阻器的下柱上。 【小问3详解】 [1]绘制U-I图线：用直尺过大部分点画一条直线，舍去偏离较大的点，使点均匀分布在直线两侧，并延长至原点附近。 [2]计算电阻：，取直线上两点计算斜率。取时， 则（合理范围：均正确） 【小问4详解】 [1]图甲中电流表采用外接法，电压表测量的是两端的真实电压，但电流表测量的是与电压表的总电流（）。 根据，分母偏大，故测量值比真实值偏小。 [2]误差原因：电压表的分流作用，导致电流表读数大于流过金属丝的真实电流。 17. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球从与O等高的A点由静止释放，小球在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球飞出时的速率v。 （2）绳能承受拉力的最大值Fm。 （3）小球落地点到B点的水平距离x。 【答案】（1）；（2）3mg；（3） 【解析】 【详解】（1）根据动能定理有 解得小球飞出时的速率 （2）设绳对小球的拉力为T，依据牛顿第二定律有 解得 T=3mg 根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小 Fm=T=3mg （3）设平抛运动的时间为t，则 解得 抛出的水平距离 18. 磁力刹车是为了保证过山车在最后进站时的安全而设计的一种刹车形式。在轨道之间设置较强的磁场，刹车金属片安装在过山车底部，该装置（俯视）可简化为如图所示的模型：水平导轨间距为L，刹车金属片等效为一根金属杆ab，整个回路的等效电阻为R。磁场区域为方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，过山车的总质量为m。过山车以速度v进入磁场区域，通过磁场区域后速度变为0.5v。磁力刹车阶段不计摩擦力和空气阻力。 （1）求杆ab刚进入磁场区域时，受到的安培力F的大小和方向。 （2）求过山车通过磁场区域的过程中，电路中产生的焦耳热Q。 （3）求磁力刹车阶段过山车加速度大小a的变化范围。为使过山车加速度的大小不超过a₀，磁感应强度的大小应满足什么条件？ 【答案】（1）；与速度方向相反；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）杆通过磁场的过程，产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，回路的感应电流的大小 杆受到的安培力大小 杆受到的安培力方向与速度方向相反。 （2）杆通过磁场的过程中，根据能量守恒定律有 （3）设杆刚进入磁场时加速度的大小为，根据牛顿第二定律有 得 同理，杆即将离开磁场时的加速度大小 磁力刹车阶段过山车的加速度大小的变化范围为 为使加速度的大小不超过，则 得 19. 如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，间距为。将金属板M、N与电源相连，两板间的电压大小恒为、M、N可看作平行板电容器，忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。金属板M的面积为，逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板M上，照射到金属板M上的功率为，能引起光电效应的概率为，光电子从金属板M逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板N上形成稳定的光电流，电子打到金属板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为，电荷量为。忽略光电子之间的相互作用。求： （1）此单色光的频率。 （2）稳定时光电流的大小。 （3）光电子对金属板N的撞击力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 单色光照射在金属板上恰好发生光电效应，故有 解得 【小问2详解】 设稳定时，任意时间内到达金属板M上的光子个数 则时间内产生的光电子个数为 稳定时光电流的大小为 【小问3详解】 设光电子到达N板时速度为v，粒子在极板间加速，根据动能定理得 时间内，到达N板光电子与板发生完全非弹性碰撞；电子受到的平均作用力为，根据动量定理，有 联立可得 根据牛顿第三定律可得 20. 液体雾化具有广泛的应用，其本质是将液体破碎为微小液滴的过程。 （1）液滴的滴落可看作雾化的最基本形态。以吸附在竖直滴管末端的液体为例，如图1所示，当液体所受重力超过管口处的表面张力（可认为方向向上）时，将脱离管口形成液滴。已知管口的直径为d，液体表面张力F=αl，α为表面张力系数，l为液面分界线长度。 a．请推导表面张力系数α的单位； b．若液滴的直径为D，请分析论证。 （2）静电雾化是利用静电力使液体雾化的技术，可以产生微米级甚至纳米级的液滴。如图2所示，将高压直流电源正极浸到毛细管内液体中，使液体带电。液体从毛细管中流出时，由于电荷间的排斥作用散裂成液滴，最终形成喷雾。当管口处单位时间内流出的液体体积为Q时，电流表的示数为I。假设在喷雾区的所有液滴的半径均为r，液滴所带电荷量相同且均匀分布在液滴表面，已知静电力常量为k，忽略重力影响，忽略喷雾区液滴间的相互作用。 a．求液滴所带电荷量q； b．对于任意一个液滴，取液滴上某一微小面元，其面积用S表示，此面元受到该液滴上其他电荷的静电力大小用F表示，求。（已知均匀带电球面内电场强度处处为零，球面外电场强度可视为球面电荷量集中在球心处的点电荷所产生。） 【答案】（1）a．N/m，b．根据平衡条件有 又 联立解得 即 （2）a．，b． 【解析】 【小问1详解】 a．根据F=αl 可得 可知α的单位为N/m b．略； 【小问2详解】 a．设喷雾区底面单位时间接受的液滴个数为n，则有 且 由电流的定义 I=nq 联立解得 b．如图所示 A为液滴上一微小面元上的一点，A1为微小面元外附近的一点，A2为微小面元内附近的一点。面元之外的其余电荷在三个点的场强趋近相等。根据场强叠加原理，有A1处场强为 A2处场强为 面元上电荷量为 其余电荷对面元的力 联立各式解得 则有 将q代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $