精品解析：黑龙江哈尔滨市第九中学2025-2026学年度高三下学期考前学情自测物理试题

哈尔滨市第九中学2025—2026学年度高三下学期 第三次模拟考试物理试题 （检测时间：75分钟 满分：100分 共4页） 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。1~7题只有一个选项符合要求，每题4分；8~10题有多项符合要求，每题6分，全选对得6分，选不全得3分，有错选或不答的得0分。） 1. 能流密度I是指单位时间内通过单位面积的能量。在电磁学中，描述电磁波的传播时，能流密度也被称为坡印廷矢量。关于I的单位，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．能流密度单位分母含面积单位，应为，故A错误； B．，因此，与能流密度单位不符，故B错误； C．将代入 可得，与能流密度单位一致，故C正确； D．是力的单位，与能流密度单位不符，故D错误。 故选C。 2. 2025年8月世界人形机器人运动会在北京举行，灵翌宇树队的机器人获得1500米决赛冠军。科研人员在水平路面上对机器人运动性能开展了专项测试，如图甲所示；并绘制出其运动的速度—时间图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 段做匀速直线运动 B. 段做匀速直线运动 C. 段做曲线运动 D. 段做曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，段斜率为定值，做匀加速直线运动，故A错误； BC．由图乙可知，段斜率为零，做匀速直线运动，故B正确，C错误； D．由图乙可知，段做变减速直线运动，故D错误。 故选B。 3. 如图，一束单色光垂直射入横截面为半圆形的玻璃砖，并在半圆面上恰好发生全反射，已知半圆面的半径为R，玻璃的折射率为，光速为c。则光在玻璃砖内传播的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据全反射临界角公式 解得临界角 光垂直直边入射，设垂直射入玻璃砖的位置为点，光路图所示 设，根据几何关系有 解得 根据几何关系，可得光在玻璃砖中走过的路程 设光在玻璃砖中的速度为，则  则光在玻璃砖中经历的时间 联立解得 故选A。 4. 哈尔滨是中国冰雪运动发源地，滑冰普及度高。某同学在水平冰面上滑冰的运动轨迹为如图虚线，A、B、C、D为轨迹上的四点。假设该同学滑行时速率一直不变，下列说法正确的是（　　） A. 经过A点时处于平衡状态 B. 一直做匀变速运动 C. 经过C点时的合外力最大 D. 经过D点时的加速度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．该同学滑行时速率一直不变，做匀速率曲线运动，可知速度方向一定变化，加速度不为零，经过A点时不可能处于平衡状态，故A错误； B．A、B、C、D为轨迹上的四点，受力指向轨迹的凹侧，且与速度方向垂直，可知受力的方向必然发生了变化，加速度的方向变化，可知不是匀变速运动，故B错误； CD．速度与合力方向垂直，合力全部提供向心力，有 在速率一定时，轨迹的曲率半径越小，加速度和合外力越大。由图可知，D点处轨迹弯曲最厉害，曲率半径最小，因此经过D点时的加速度最大，合外力也最大，故C错误，D正确。 故选D。 5. 截至2025年底，中国高铁里程达到5万公里。高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节，起着电气绝缘和机械连接的作用，拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时，钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差，此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示，其中c点位于绝缘节正上方，下列说法正确的是（　　） A. a点的电势低于b点 B. 负电荷在a点的电势能比在c点大 C. c点电场强度方向沿着x轴负方向 D. 绝缘节顶部的电场强度约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，a与b点位于同一条等势线上，故a点的电势与b点相等，A错误； B．由图乙可知，a点电势比c点高，则负电荷在a点电势能比在c点小，B错误； C．由图乙可知，c点场强方向与等势线垂直并指向低电势处，则c点场强方向沿着轴负方向，C正确； D．钢轨、间距的绝缘节厚度 总电势差 绝缘节顶部的场强约为，D错误。 故选C。 6. 一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c再次变化到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a到b过程气体体积减小 B. b到c过程气体对外界做功 C. c到a过程气体放热 D. a到b过程气体分子平均动能减小 【答案】C 【解析】 【详解】AD．由图可知，a到b 过程温度不变，压强减小，温度是分子平均动能的标志，因此气体分子平均动能不变，由玻意耳定律 可得压强减小，体积增大，AD错误； B．根据理想气体状态方程 可得 因此图中过原点的直线为等容线，b到c 过程的图线延长线过原点，说明是等容变化，体积不变，因此气体不对外做功，B错误； C．根据 可知图像斜率越大，体积越小，因此c到a 过程，体积减小，外界对气体做功，则 而该过程温度降低，理想气体内能仅与温度有关，因此内能变化 根据热力学第一定律 可知 所以c到a过程气体放热，C正确。 故选C。 7. 我国航天科学家在进行深空探索的过程中发现有颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕轴自转，所在的赤道平面将星球分为南北半球，连线与赤道平面的夹角为30°，经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则E位置的重力加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在A点（极点），物体随星球自转的半径为0，向心加速度为0，万有引力等于重力，有 D位置的重力加速度为，有 在E点，物体做圆周运动的半径为，向心加速度 E点的重力加速度是万有引力加速度与向心加速度的矢量差，根据余弦定理有 解得 故选C。 8. 氦原子被电离一个核外电子后形成类氢结构的氦离子（），能级图如图。已知金属镁的逸出功约为，大量处于能级的氦离子向低能级跃迁，产生的光子照射镁。根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A. 氦离子可辐射6种不同频率的光子 B. 能使镁发生光电效应的有3种频率的光 C. 照射镁逸出的光电子中，最大的初动能为51 eV D. 从跃迁到能级产生的光子波长最短 【答案】AD 【解析】 【详解】A．大量氦离子从能级n=4向低能级跃迁，最多可辐射种不同频率的光子，故A正确； B．氦离子从能级向低能级跃迁，可能产生的光子能量分别为、 可知光子能量大于3.66eV的有5种，因此能使镁发生光电效应的有5种频率的光，故B错误； C．根据光电效应和由B选项，可知最大初动能为，故C错误； D．从跃迁到能级产生的光子能量最大，根据可知，其波长最短，故D正确。 故选AD。 9. 某同学设计了一款如图所示的电池温度监控系统。电路中的变压器为理想变压器，原线圈接入电压恒定的正弦交流电源。置于电池附近的热敏电阻，其阻值随温度升高而降低。当流过警报器（可看成一纯电阻）的电流超过某一设定值时，警报器便会报警。若要使该系统监控温度的最大值提高，下列操作可行的是（　　） A. 仅将变压器副线圈的触头向下滑动 B. 仅将变压器副线圈的触头向上滑动 C. 仅将滑动变阻器的触头向上滑动 D. 仅将滑动变阻器的触头向下滑动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由于热敏电阻阻值随温度升高而降低，要使该系统监控的温度阈值提高，即需要温度更高时流过警报器的电流超过某一设定值而发出警报，根据原副线圈电压与匝数的关系可知，若将变压器副线圈的触头向下滑动，则副线圈匝数减少，则减小，副线圈回路中的总电流减小，在温度更高时，警报器发出警报，故A正确，B错误； CD．仅将滑动变阻器的触头向下滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，副线圈回路中总电阻减小，警报器两端电压减小，需要更高温度使得热敏电阻减小才能达到报警电流，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图，竖直轻弹簧两端连接质量均为m的两个小物块A、B置于水平地面上，都处于静止状态。将质量也为m的小物块C从A的正上方高为h处由静止释放，物块C与A碰后粘连在一起继续向下运动。此后两物块始终未分离。已知在后续的振动中，当A与C达到最高点时，B对地面的弹力恰好为零。弹簧弹性势能的表达式为（k为劲度系数，x为形变量），不计一切阻力及碰撞时间，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. A与C碰后粘连共同向下运动，速度逐渐变小 B. A与C碰撞后的共同速度 C. 弹簧弹力的最大值 D. 弹簧的劲度系数 【答案】BD 【解析】 【详解】A．C碰A之前，弹簧弹力等于A的重力，即，A与C碰后粘连刚开始共同向下运动时，分析AC的受力，根据牛顿第二定律 有 解得，方向竖直向下，即A与C碰后粘连共同向下运动，要先加速再减速，A错误； B．设物块C与物块A碰撞前的速度为，根据动能定理 有 A与C碰后粘连在一起，根据动量守恒定律 有 解得A与C碰撞后的共同速度，B正确； C．物块C与A碰后粘连在一起，之后物块AC一起做简谐运动，在最高点时，B对地面的弹力恰好为零，则弹簧的弹力 此时对AC进行受力分析，AC受到的回复力大小 根据简谐运动的对称性，物块AC在最低点时弹簧的弹力和重力的合力提供回复力，此时的弹力最大，有 解得弹簧弹力的最大值，C错误； D．设开始时，弹簧的压缩量为，根据胡克定律 有 设物块A与C碰撞后下降到最低点时，弹簧的压缩量为，根据胡克定律 有 从物块C与A碰后粘连在一起开始运动，到下降到最低点的过程中，根据机械能守恒定律 有 解得，D正确。 故选BD 。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳、，O为两细绳与橡皮条的结点，细绳跨过C点处钉在木板上的光滑的钉子，下端挂重力已知的钩码，细绳用一个弹簧测力计钩住，如图所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置。 （1）关于实验中必须注意的以下几项，其中正确的是______。 A. 拉橡皮条的细绳要适当长些 B. 在拉动弹簧测力计时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 C. 两个分力、的大小越大越好 D. 在绳下的纸上用笔画出两个点的位置，使这两个点的距离尽量近些 （2）图中与橡皮条延长线的夹角为，细绳与橡皮条延长线的夹角为，，下列操作正确的是______。 A. 减少钩码个数后，为使结点位置不变，应减小，同时增大弹簧测力计的拉力 B. 减少钩码个数后，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 C. 保持钩码个数不变，将钉子向右移动一些，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 D. 保持钩码个数不变，将钉子向右移动一些，为使结点位置不变，应减小，同时减小弹簧测力计的拉力 【答案】（1）AB （2）AD 【解析】 【小问1详解】 A．拉橡皮条的细绳适当长一些，可以更准确地确定力的方向，减小方向误差，故A正确。 B．弹簧测力计与外壳接触摩擦会导致拉力读数偏小，测量不准确，因此需要避免碰撞或摩擦，故B正确。 C．两个分力大小适当即可，并非越大越好，过大可能超出弹簧测力计量程，也会增大实验误差，故C错误。 D．记录细绳方向时，两个标记点距离尽量远一些，才能更准确确定方向，减小误差，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 结点O位置不变，说明橡皮条拉力的大小、方向均不变,即和的合力不变，减少钩码个数就是减小的大小，由此根据平行四边形法则可作得下图，根据图可得出，随着减小，减小，故增大，故A正确，B错误； CD．钩码个数不变，因此大小不变；钉子右移，靠近竖直虚线，因此减小。根据平行四边形法则作出下图，据图可得 减小即减小，减小，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 某科创小组想测量一块锂离子聚合物电池的电动势E和内阻r（电池标称电压为3.7V，允许最大放电电流为500mA）。实验室提供以下器材： 电压传感器（可视为理想电表）、保护电阻、电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）、单刀开关S、导线若干。 （1）小组同学按图甲连接好电路，多次改变电阻箱R的阻值，记录电压传感器对应的示数U，绘制出如图乙所示的图线。请根据闭合电路欧姆定律，推导与满足的函数关系式（用E、r、表示）：____________。 （2）由图乙数据可知，该锂电池的电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验中使用的电压传感器并非理想电表，则按上述方法测得的电池电动势与真实值相比，______（“>”、“=”或“<”）；测得的内阻与真实值相比，______（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】（1） （2） ①. 3.3 ②. 12 （3） ①. < ②. < 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律，可写出方程 变形为 【小问2详解】 [1][2]结合图像信息，截距大小为 斜率大小为 可解得， 【小问3详解】 [1][2]若设电压传感器的内阻为，则实际的闭合电路欧姆定律的公式应为 即 根据图像的斜率与截距的意义，有 可知 同时有 所以 三、计算题（本题共3小题，共40分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。） 13. 如图所示为质量的能够垂直起降的小型遥控无人机，从地面上以最大升力竖直起飞，达到最大速度所用时间为，之后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变，g取。求： （1）无人机在竖直上升过程中所受阻力的大小； （2）无人机上升至离地面的高空所需的时间为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据加速度公式 由牛顿第二定律可知 代入数据解得 【小问2详解】 无人机加速阶段上升高度为 故无人机有匀速运动过程，设无人机上升至离地面的高空所需的时间为，则有 代入数据解得 14. 如图所示是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某种带正电的离子在电场加速后以速度v沿虚线通过速度选择器，然后在圆弧形的静电分析器做半径为的匀速圆周运动，再从P点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，最后打在平行足够大的硅片上，完成离子注入。已知图中静电分析器通道内有均匀径向分布的电场，离子质量为m、电荷量为q，速度选择器中磁感应强度大小为，装置中各部分的电场和磁场方向如图所示，整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中的电场强度的大小以及静电分析器中虚线处的电场强度的大小； （2）若此圆形区域内的磁感应强度，求离子在圆形区域内做圆周运动的半径r及在圆形区域内的运动时间t。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 离子在速度选择器中沿直线匀速通过，即电场力与洛伦兹力大小相等，则有 解得 离子进入静电分析器后做半径为的匀速圆周运动，此时电场力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 进入圆形匀强磁场后，洛伦兹力提供向心力，有 解得 将代入得 设圆形磁场区域的圆心为，则点坐标可取为；离子轨迹圆的圆心为，坐标为。设离开磁场时的位置为，其坐标为。点同时在磁场边界圆和离子轨迹圆上，所以满足， 把 代入并化简，可得 联立上式与，得到离开磁场的交点 于是 又因为 所以 三角形为等边三角形。故离子在磁场中转过的圆心角 弧长公式与联立，解得。 15. 如图所示，导体棒P、Q的质量均为m＝1.8kg、电阻均为R＝1Ω，平行光滑的金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由倾角为、间距L＝1m的导轨ab、fg构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨构成，bc、gh段间距为L，de、ij段间距为2L，a、f之间接有阻值为R＝1Ω的定值电阻。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1T，倾斜导轨处于垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为3B（两处磁场方向在图中均未画出）。导体棒Q静止于de、ij段，导体棒P从倾斜导轨上某处由静止释放，到达bg前速度已达到最大。两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g取，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。求： （1）导体棒P到达bg时的动能； （2）两导体棒在水平导轨上运动达到稳定后P、Q的速度大小； （3）整个运动过程中，若导体棒P上产生的焦耳热是导体棒Q的两倍，求导体棒P释放的位置到bg的距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意知导体棒P到达前速度已达到最大，由平衡条件有 由法拉第电磁感应定律可得 结合欧姆定律可得 其中 解得导体棒P到达时的速度大小 导体棒P到达时的动能 【小问2详解】 设导体棒P、Q达到稳定后的速度大小和，稳定时，两导体棒两端的感应电动势相等，则有 可得 对两导体棒由动量定理分别有， 解得导体棒P达到稳定后的速度大小 导体棒Q达到稳定后的速度大小 【小问3详解】 设导体棒P释放的位置到的距离为x，导体棒P在倾斜导轨上运动时，导体棒Q中无电流通过，不产生焦耳热，设导体棒P在倾斜导轨上产生的焦耳热为，导体棒P在倾斜导轨上的运动过程由能量守恒定律有 解得 当导体棒P在水平导轨上运动时，导体棒P、Q产生的焦耳热相同，设均为，根据能量守恒定律有 解得 由题意有 解得导体棒P释放的位置到的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈尔滨市第九中学2025—2026学年度高三下学期 第三次模拟考试物理试题 （检测时间：75分钟 满分：100分 共4页） 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。1~7题只有一个选项符合要求，每题4分；8~10题有多项符合要求，每题6分，全选对得6分，选不全得3分，有错选或不答的得0分。） 1. 能流密度I是指单位时间内通过单位面积的能量。在电磁学中，描述电磁波的传播时，能流密度也被称为坡印廷矢量。关于I的单位，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 2025年8月世界人形机器人运动会在北京举行，灵翌宇树队的机器人获得1500米决赛冠军。科研人员在水平路面上对机器人运动性能开展了专项测试，如图甲所示；并绘制出其运动的速度—时间图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 段做匀速直线运动 B. 段做匀速直线运动 C. 段做曲线运动 D. 段做曲线运动 3. 如图，一束单色光垂直射入横截面为半圆形的玻璃砖，并在半圆面上恰好发生全反射，已知半圆面的半径为R，玻璃的折射率为，光速为c。则光在玻璃砖内传播的时间为（　　） A. B. C. D. 4. 哈尔滨是中国冰雪运动发源地，滑冰普及度高。某同学在水平冰面上滑冰的运动轨迹为如图虚线，A、B、C、D为轨迹上的四点。假设该同学滑行时速率一直不变，下列说法正确的是（　　） A. 经过A点时处于平衡状态 B. 一直做匀变速运动 C. 经过C点时的合外力最大 D. 经过D点时的加速度最大 5. 截至2025年底，中国高铁里程达到5万公里。高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节，起着电气绝缘和机械连接的作用，拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时，钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差，此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示，其中c点位于绝缘节正上方，下列说法正确的是（　　） A. a点的电势低于b点 B. 负电荷在a点的电势能比在c点大 C. c点电场强度方向沿着x轴负方向 D. 绝缘节顶部的电场强度约为 6. 一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c再次变化到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a到b过程气体体积减小 B. b到c过程气体对外界做功 C. c到a过程气体放热 D. a到b过程气体分子平均动能减小 7. 我国航天科学家在进行深空探索的过程中发现有颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕轴自转，所在的赤道平面将星球分为南北半球，连线与赤道平面的夹角为30°，经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则E位置的重力加速度为（　　） A. B. C. D. 8. 氦原子被电离一个核外电子后形成类氢结构的氦离子（），能级图如图。已知金属镁的逸出功约为，大量处于能级的氦离子向低能级跃迁，产生的光子照射镁。根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A. 氦离子可辐射6种不同频率的光子 B. 能使镁发生光电效应的有3种频率的光 C. 照射镁逸出的光电子中，最大的初动能为51 eV D. 从跃迁到能级产生的光子波长最短 9. 某同学设计了一款如图所示的电池温度监控系统。电路中的变压器为理想变压器，原线圈接入电压恒定的正弦交流电源。置于电池附近的热敏电阻，其阻值随温度升高而降低。当流过警报器（可看成一纯电阻）的电流超过某一设定值时，警报器便会报警。若要使该系统监控温度的最大值提高，下列操作可行的是（　　） A. 仅将变压器副线圈的触头向下滑动 B. 仅将变压器副线圈的触头向上滑动 C. 仅将滑动变阻器的触头向上滑动 D. 仅将滑动变阻器的触头向下滑动 10. 如图，竖直轻弹簧两端连接质量均为m的两个小物块A、B置于水平地面上，都处于静止状态。将质量也为m的小物块C从A的正上方高为h处由静止释放，物块C与A碰后粘连在一起继续向下运动。此后两物块始终未分离。已知在后续的振动中，当A与C达到最高点时，B对地面的弹力恰好为零。弹簧弹性势能的表达式为（k为劲度系数，x为形变量），不计一切阻力及碰撞时间，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. A与C碰后粘连共同向下运动，速度逐渐变小 B. A与C碰撞后的共同速度 C. 弹簧弹力的最大值 D. 弹簧的劲度系数 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳、，O为两细绳与橡皮条的结点，细绳跨过C点处钉在木板上的光滑的钉子，下端挂重力已知的钩码，细绳用一个弹簧测力计钩住，如图所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置。 （1）关于实验中必须注意的以下几项，其中正确的是______。 A. 拉橡皮条的细绳要适当长些 B. 在拉动弹簧测力计时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 C. 两个分力、的大小越大越好 D. 在绳下的纸上用笔画出两个点的位置，使这两个点的距离尽量近些 （2）图中与橡皮条延长线的夹角为，细绳与橡皮条延长线的夹角为，，下列操作正确的是______。 A. 减少钩码个数后，为使结点位置不变，应减小，同时增大弹簧测力计的拉力 B. 减少钩码个数后，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 C. 保持钩码个数不变，将钉子向右移动一些，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 D. 保持钩码个数不变，将钉子向右移动一些，为使结点位置不变，应减小，同时减小弹簧测力计的拉力 12. 某科创小组想测量一块锂离子聚合物电池的电动势E和内阻r（电池标称电压为3.7V，允许最大放电电流为500mA）。实验室提供以下器材： 电压传感器（可视为理想电表）、保护电阻、电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）、单刀开关S、导线若干。 （1）小组同学按图甲连接好电路，多次改变电阻箱R的阻值，记录电压传感器对应的示数U，绘制出如图乙所示的图线。请根据闭合电路欧姆定律，推导与满足的函数关系式（用E、r、表示）：____________。 （2）由图乙数据可知，该锂电池的电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验中使用的电压传感器并非理想电表，则按上述方法测得的电池电动势与真实值相比，______（“>”、“=”或“<”）；测得的内阻与真实值相比，______（选填“>”、“=”或“<”）。 三、计算题（本题共3小题，共40分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。） 13. 如图所示为质量的能够垂直起降的小型遥控无人机，从地面上以最大升力竖直起飞，达到最大速度所用时间为，之后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变，g取。求： （1）无人机在竖直上升过程中所受阻力的大小； （2）无人机上升至离地面的高空所需的时间为多少？ 14. 如图所示是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某种带正电的离子在电场加速后以速度v沿虚线通过速度选择器，然后在圆弧形的静电分析器做半径为的匀速圆周运动，再从P点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，最后打在平行足够大的硅片上，完成离子注入。已知图中静电分析器通道内有均匀径向分布的电场，离子质量为m、电荷量为q，速度选择器中磁感应强度大小为，装置中各部分的电场和磁场方向如图所示，整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中的电场强度的大小以及静电分析器中虚线处的电场强度的大小； （2）若此圆形区域内的磁感应强度，求离子在圆形区域内做圆周运动的半径r及在圆形区域内的运动时间t。 15. 如图所示，导体棒P、Q的质量均为m＝1.8kg、电阻均为R＝1Ω，平行光滑的金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由倾角为、间距L＝1m的导轨ab、fg构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨构成，bc、gh段间距为L，de、ij段间距为2L，a、f之间接有阻值为R＝1Ω的定值电阻。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1T，倾斜导轨处于垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为3B（两处磁场方向在图中均未画出）。导体棒Q静止于de、ij段，导体棒P从倾斜导轨上某处由静止释放，到达bg前速度已达到最大。两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g取，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。求： （1）导体棒P到达bg时的动能； （2）两导体棒在水平导轨上运动达到稳定后P、Q的速度大小； （3）整个运动过程中，若导体棒P上产生的焦耳热是导体棒Q的两倍，求导体棒P释放的位置到bg的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $