精品解析：2026届河北衡水市枣强中学高三下学期物理质检试卷

2026年河北省衡水市枣强中学高考物理质检试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ） A. 贝克勒尔发现天然放射现象，其中射线来自原子最外层的电子 B. 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 C. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型 D. 汤姆孙发现电子使人们认识到原子内部是有结构的 【答案】D 【解析】 【详解】A．射线来自原子核内中子衰变产生的电子，不是原子最外层电子，故A错误； B．密立根油滴实验的核心成果是测定了元电荷 的电荷量，电子轨道不连续属于玻尔原子模型的观点，故B错误； C．卢瑟福凭借粒子散射实验提出核式结构模型，阴极射线的相关研究由汤姆孙开展，故C错误； D．汤姆孙通过阴极射线实验发现电子，证明原子内部存在复杂结构，故D正确。 故选D。 2. 如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入酒中，柄部在上、荷蕾形器在下，酒由底部圆孔进入荷蕾形器中后，用拇指压住柄侧面的方孔，将汲酒器内的气体密封，如图乙所示。再把汲酒器缓慢提起并悬停在空中，如此便将酒“汲”起，如图丙所示。汲酒器内封闭的气体视作理想气体，提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，汲酒器导热性能良好。下列说法正确的是（ ） A. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的内能不断增大 B. 提起汲酒器的过程中，封闭气体单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C. 提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做正功 D. 提起汲酒器的过程中，封闭气体向外界放出的热量等于气体对外界做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．汲酒器内的气体被密封，环境温度保持不变，则该过程为等温变化，封闭气体可看成理想气体，一定质量的理想气体温度不变时内能也不变，故A错误； B．提起过程封闭气体体积不断增大、温度不变，根据玻意耳定律 气体的压强会减小，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故B正确； C．提起汲酒器的过程中，气体体积增大，外界对封闭气体做负功，故C错误； D．根据热力学第一定律 由于温度保持不变， 气体对外做功，则 则 即气体从外界吸热等于气体对外做功，故D错误。 故选B。 3. 一列简谐横波沿x轴正向传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当 时，简谐波的波动图像应为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由O点的振动图像可知，周期为 ，设原点处的质点的振动方程为 根据振动方程，当时有 解得 那么在 时刻 根据振动图像可知，在 时刻处的质点在y轴负向向上振动，根据“同侧法”可判断当波沿x轴正向传播时，波形为A所示。 故选A。 4. 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 用同一装置做单缝衍射实验，三种频率为、、的光中频率为的光中央亮条纹最宽 B. 若氢原子从能级跃迁至能级，辐射出光子的频率 C. 频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 D. 频率为的光，其动能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据玻尔理论，氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量等于能级差，即 由能级示意图可知，，因此光子频率关系为。单缝衍射实验中，波长越长，中央亮条纹越宽。 由 可知，频率越大，波长越短，故对应的波长最短，中央亮条纹最窄，故A错误； B．氢原子从能级跃迁至能级时，需吸收能量，而非辐射光子，故B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能为 对于： 对于： 两者之差为 由能级跃迁关系可知，，则 又因为，故，故C正确； D．光子的能量为，由光子动量公式 可得，光子动能公式为 为光子质量，此处应为光子动量对应的等效质量 代入得，故D错误。 故选C。 5. 在某电场中建立x坐标轴，一个电子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，该电子的电势能随坐标x变化的关系如图所示（其中处对应曲线最低点）。下列说法中正确的是（ ） A. 处的电势低于处的电势 B. 电子在处的加速度大于处的加速度 C. 电子从处到处电场力先做正功后做负功 D. 若具有一定初速度的质子仅在电场力作用下从O点沿x轴运动到，则质子的动能一直在增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 ，结合电子的电势能随坐标x变化的图像可知，处的电势高于处的电势，故A错误； B．图像斜率的绝对值表示电场力的大小，由图像可知电子在处的加速度小于处的加速度，故B错误； C．根据图像可知电子从处到处电势能先减小后增加，所以电场力先做正功后做负功，故C正确； D．根据图像可知O点到处的电场线沿x轴的负方向（向左），质子受到的电场力向左，质子向右运动过程中电场力做负功，电势能一直在增加，动能一直在减小，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向外，虚线表示匀强磁场的边界，一半径为r、圆心角为（）、电阻为R的扇形单匝线框Oab，圆心O在边界线上。线框围绕圆心O在纸面内以角速度顺时针匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 线框出磁场过程O点电势比b点低 B. 线框出磁场过程Ob边所受安培力的大小为 C. 线框转动一周外力所做的功为 D. 线框中产生交流电动势的有效值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框出磁场过程中Ob边切割磁感线，由右手定则可知电流从b点流向O点，故O点电势比b点高，故A错误； B．进、出磁场过程产生的感应电动势的大小为 安培力，故B错误； D．设线框转动周期为T，而线框转动一周中只有进、出磁场过程才产生感应电动势，因此一周之内产生感应电动势的时间 进、出磁场过程产生的感应电动势的大小为 ，根据有效值的定义有 所以感应电动势的有效值为，故D正确； C．线框转动一周外力所做的功为，故C错误。 故选D。 7. 高速磁悬浮列车在水平长直轨道上运行，车头会受到前方空气的阻力，假设列车周围空气静止，车头前方的空气碰到车头后速度变为与车厢速度相同。已知空气密度为，车头的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，列车质量为m，从静止开始以恒定功率P启动。若只考虑车头有空气阻力，轨道摩擦等其他阻力不计，下列说法正确的是（ ） A. 列车先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 B. 列车对空气的作用力与列车速度的关系为 C. 列车的最大动能为 D. 列车受到的最大阻力为 【答案】B 【解析】 【详解】设在时间内与车头发生作用的空气质量为 ，则 以这部分空气为研究对象，其初速度为0，末速度为v，规定列车运动方向为正，根据动量定理有 解得列车对空气的作用力 依据牛顿第三定律，列车受到的空气阻力大小。 列车以恒定功率P启动，牵引力 根据牛顿第二定律有，即 。 A．由 可知，随着列车速度v增大，牵引力F减小而空气阻力f增大，则列车加速度a逐渐减小，故列车做加速度减小的变加速直线运动，当时速度达到最大并开始匀速运动，故A错误； B．由上述分析可知，列车对空气的作用力与列车速度的关系为，故B正确； CD．当列车加速度时速度最大，设最大速度为，此时有 解得。 此时列车动能最大，最大动能 列车受到的最大阻力，故CD错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 我国现有多款手机支持天通卫星通讯。“天通”卫星发射过程如图：先用火箭将卫星送上椭圆轨道1（、Q是远地点和近地点），随后变轨至圆轨道2，再变轨至同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上运动时处于平衡状态 B. 卫星在轨道2上和轨道3上的运动周期均与地球自转周期相同 C. 卫星在轨道1上通过P点时的加速度小于在轨道2上通过P点时的加速度 D. 卫星在轨道1上P点的线速度小于在轨道3上的线速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．卫星在轨道3上做匀速圆周运动，受到的万有引力提供向心力，合力不为0，不是平衡状态，故A错误；  B．根据开普勒第三定律，卫星在轨道2上和轨道3上的轨道半径相等，则周期相等，而轨道3是同步轨道，则运动周期均与地球自转周期相同，故B正确；  C．根据可知，卫星在轨道1上通过P点时的加速度等于在轨道2上通过P点时的加速度，故C错误；  D．卫星在轨道1上经过P点需要加速才能变轨至轨道2，轨道2和轨道3的半径相同，则线速度大小相等，所以卫星在轨道1上P点的线速度小于在轨道3上的线速度，故D正确。 故选BD 9. 我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为m的圆柱体棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为且固定不变，“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。已知重力加速度为g，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，在OB板由水平位置顺时针缓慢转动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 棉包对OA板的压力先减小后增大 B. 棉包对OB板的压力逐渐减小 C. 当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为 D. 当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为mg 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对棉包进行受力分析，由于两板间夹角为，则OB板对棉包的支持力方向与OA板对棉包支持力方向的夹角为，作出受力三角形，可知，在三角形中重力所在的边对应的夹角为，在辅助圆中作出动态三角形，如图所示 圆周上的动点顺时针旋转，由于OB板由水平位置顺时针缓慢转动的，此时OA板恰好旋转至水平方向，可知OB板对棉包的支持力逐渐减小，OA板对棉包的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，棉包对OB板的压力逐渐减小，棉包对OA板的压力逐渐增大，故A错误，B正确。 CD．当OB板转过时，受力分析如图所示 可知两挡板对棉包的作用力大小相等，则有 解得 依据牛顿第三定律，棉包对OB板的作用力大小为 ，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围均匀磁场的器件。它由一对完全相同的圆形导体线圈组成，这两个线圈的半径和匝数相同，且同轴排列。亥姆霍兹线圈能产生标准磁场，因此在物理实验中经常被使用。如图所示为一对通有相同方向且等大的恒定电流的亥姆霍兹线圈，形成如图平行于中心轴线（ 轴）向右的匀强磁场，其磁感应强度B大小未知。现有一离子源放置于上某位置O，持续发射带正电、初速度大小均为的粒子，其方向垂直于轴线向外。在x轴线上垂直放置一圆形探测屏，半径为R，其圆心位于x轴上的P点，用于接收粒子，探测屏圆心P与粒子源间的距离为d，不计粒子重力和粒子间相互作用。若粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径恰好等于，下列说法正确的是（ ） A. 要产生如图所示方向的磁场，则从右往左看亥姆霍兹线圈应通逆时针方向的电流 B. 粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为 C. 断开亥姆霍兹线圈中电流，加平行于中心轴线向右的匀强电场，要使得所有粒子恰好打在探测屏边缘，则粒子在电场中运动的加速度大小为 D. 若该空间同时存在如图所示的磁场和电场（场强与C项相同），沿x轴平移探测屏，使所有粒子恰好打在探测屏的圆心，探测屏圆心与粒子源间的距离 （ ） 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据安培定则，要产生如图所示方向的磁场，则亥姆霍兹线圈应通逆时针方向的电流从右向左看，故A正确； B．粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得，其中 解得 根据，解得周期，故B错误； C．粒子在电场中做类平抛运动，沿x轴方向匀加速运动 垂直于x轴方向匀速直线运动 解得加速度大小为，故C正确； D．由牛顿第二定律可知 联立解得 根据运动独立性，粒子沿x轴方向做匀加速直线运动，垂直于x轴方向做匀速圆周运动，故粒子回到x轴时间为粒子做匀速圆周运动周期的整数倍 …… x轴方向有 联立解得 ……，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径______cm； （2）除了测量摆球直径d外，该同学又测得细线长度l，将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，已知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为t。利用以上数据可得重力加速度表达式______（用t、d、l表示）； （3）若在另一次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式______（用t、d、l表示）；若测得图线在纵轴截距的坐标为（），则摆球直径______。 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 摆球直径为 【小问2详解】 图像的峰值对应小球经过最低点，每个周期小球经过两次该位置，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为 根据单摆周期公式 解得 【小问3详解】 [1][2]根据单摆周期公式 可得 可知图像的斜率， 解得 由图丁可知 故重力加速度表达式为 12. 太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。某同学要测量光电池的电动势和内阻，根据实验室提供的器材，设计如图甲所示的实验方案。 ①光电池（电动势约为 ，内阻约为 ） ②电压表（量程15V，内阻约为 ） ③电流计 （量程1mA，内阻 ） ④电阻箱（ ） ⑤电阻箱（ ） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）因电压表V的量程太大，现将电流计G改装成量程为5V的电压表，电阻箱的阻值需要调至 ______  ； （2）该同学利用上述实验原理图测得电流计示数I和电阻箱的示数R，并作出相应的图像如图乙所示，根据图像可求出光电池的电动势______  V，光电池的内阻______  （结果均保留三位有效数字）； （3）如图是利用太阳能电池给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。该光敏电阻阻值随光照强度增大而______（填“增大”或“减小”）；在冬季时为了延长每天路灯照明时间，需换为更______（填“大”或“小”）些的保护电阻。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） ①. 减小 ②. 大 【解析】 【小问1详解】 根据电压表改装原理 故电阻箱的阻值需要调至 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律 且 整理得 图像的纵截距为 解得电源的电动势 图像的斜率为 解得电源的内阻 【小问3详解】 [1]日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下， 可知电流增大了，而蓄电池电动势不变，根据闭合回路欧姆定律，可判断控制电路的电阻变小了，因此当日光充足时，光敏电阻减小。 [2]更换阻值更大的保护电阻，可减小电流，使衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，以延长路灯照明时间。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置且间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小相同、带电量不同、密度不同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。 （1）求油滴a和油滴b的密度之比； （2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。 【答案】（1）4：1 （2）2：1 【解析】 【小问1详解】 设油滴的半径为r，密度为，根据质量公式可得，油滴的质量为 根据题意可知，速度为v时，空气阻力的大小为 当油滴匀速下落时，则油滴处于平衡状态，由此可得 联立解 由于两油滴的体积相同，即半径 相同，则油滴的密度与成正比，则油滴的密度之比为 【小问2详解】 由于两油滴的体积相同，根据 可知，两油滴的质量之比为 当两板加上电压后上板为正极，这两个油滴很快达到相同的速率，根据（1）中的分析可知，油滴a做的是减速运动，油滴b做的是加速运动，由此可判断出油滴a带负电，油滴b带正电。当油滴再次达到平衡状态时，根据其受力特点可得：油滴a： 油滴b： 其中，根据油滴的前后速度的比值关系可知 ， 联立解得 14. 如图所示为建筑工地利用传送带输送沙子的示意图，传送带长 ，与水平方向成倾角，传送速度 ，端离水平地面高。将沙子轻放上传送带底端，沙子与传送带间动摩擦因数，沙子间动摩擦因数，沙子离开传送带后落在地面形成圆锥形沙堆，沙堆底面半径。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）质量 的沙子由端传送到端过程中，所受重力的冲量大小； （2）第一颗沙子离开传送带后落地点与端的水平距离 ； （3）沙堆的最大高度（不考虑沙子的滚动）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 沙子放上传送带后，根据牛顿第二定律有 解得 沙子加速至用时 此过程位移 之后沙子以匀速运动到端，所需时间满足 由端传送到端过程中，沙子所受重力的冲量满足 解得 【小问2详解】 规定竖直向上为正方向，沙子离开传送带端后以做斜抛运动，设经时间落地，竖直方向满足 水平方向满足 联立解得， 【小问3详解】 设沙堆侧面与底面间夹角为，对沙堆表面任意一颗沙子，当它恰好不会沿侧面下滑时沙堆有最大高度，沿沙堆斜面方向，沙子受力平衡，有 又 解得 15. 如图甲所示为永磁式径向电磁阻尼器，由永磁体、定子、驱动轴和转子组成，永磁体安装在转子上，驱动轴驱动转子转动，定子上的线圈切割“旋转磁场”产生感应电流，从而产生制动力。如图乙所示，单个永磁体的质量为m，长为、宽为（宽度相对于所在处的圆周长度小得多，可近似为一段小圆弧）、厚度很小可忽略不计，永磁体的间距为，永磁体在转子圆周上均匀分布，相邻磁体磁极安装方向相反，靠近磁体表面处的磁场可视为匀强磁场，方向垂直表面向上或向下，磁感应强度大小为B，相邻磁体间的磁场互不影响。定子的圆周上固定着多组金属线圈，每组线圈由两个矩形线圈组成，连接方式如图乙所示，每个矩形线圈的匝数为N、电阻为R，长为，宽为，线圈的间距为，两组相邻线圈的间距也为。转子半径为r，转轴及转子质量不计，定子和转子之间的缝隙忽略不计。 （1）当转子角速度为时，求每组线圈所受安培力F的大小； （2）若转子的初始角速度为，求转子转过的最大弧长； （3）若在外力作用下转子加速，转子角速度随转过的角度的图象如图丙所示，求角度转至的过程中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 转子边缘的线速度，每组线圈的两条边均切割磁感线，产生的总感应电动势为 每组线圈的总电阻为2R，感应电流为 每组线圈所受的安培力 联立解得 【小问2详解】 转子圆周上永磁体的总个数为，故转子的总质量。 定子圆周上线圈组的总数 转子受到的总安培力 取微小时间段，由动量定理有 因 ，即 对减速到零的全过程求和，有 ，其中 联立解得转子转过的最大弧长 【小问3详解】 系统产生的焦耳热等于克服安培力所做的功。 在微小转角 内，克服安培力做功 将的表达式代入，可得该过程的阻力矩 由图丙可知，与成正比，则阻力矩也与成正比。 此过程克服安培力做的总功等于 图象与横轴围成的三角形面积，即总焦耳热 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年河北省衡水市枣强中学高考物理质检试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ） A. 贝克勒尔发现天然放射现象，其中射线来自原子最外层的电子 B. 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 C. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型 D. 汤姆孙发现电子使人们认识到原子内部是有结构的 2. 如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入酒中，柄部在上、荷蕾形器在下，酒由底部圆孔进入荷蕾形器中后，用拇指压住柄侧面的方孔，将汲酒器内的气体密封，如图乙所示。再把汲酒器缓慢提起并悬停在空中，如此便将酒“汲”起，如图丙所示。汲酒器内封闭的气体视作理想气体，提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，汲酒器导热性能良好。下列说法正确的是（ ） A. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的内能不断增大 B. 提起汲酒器的过程中，封闭气体单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C. 提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做正功 D. 提起汲酒器的过程中，封闭气体向外界放出的热量等于气体对外界做的功 3. 一列简谐横波沿x轴正向传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当 时，简谐波的波动图像应为（ ） A. B. C. D. 4. 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c，下列说法正确的是（ ） A. 用同一装置做单缝衍射实验，三种频率为、、的光中频率为的光中央亮条纹最宽 B. 若氢原子从能级跃迁至能级，辐射出光子的频率 C. 频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 D. 频率为的光，其动能为 5. 在某电场中建立x坐标轴，一个电子从坐标原点O仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，该电子的电势能随坐标x变化的关系如图所示（其中处对应曲线最低点）。下列说法中正确的是（ ） A. 处的电势低于处的电势 B. 电子在处的加速度大于处的加速度 C. 电子从处到处电场力先做正功后做负功 D. 若具有一定初速度的质子仅在电场力作用下从O点沿x轴运动到，则质子的动能一直在增加 6. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向外，虚线表示匀强磁场的边界，一半径为r、圆心角为（）、电阻为R的扇形单匝线框Oab，圆心O在边界线上。线框围绕圆心O在纸面内以角速度顺时针匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 线框出磁场过程O点电势比b点低 B. 线框出磁场过程Ob边所受安培力的大小为 C. 线框转动一周外力所做的功为 D. 线框中产生交流电动势的有效值为 7. 高速磁悬浮列车在水平长直轨道上运行，车头会受到前方空气的阻力，假设列车周围空气静止，车头前方的空气碰到车头后速度变为与车厢速度相同。已知空气密度为，车头的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，列车质量为m，从静止开始以恒定功率P启动。若只考虑车头有空气阻力，轨道摩擦等其他阻力不计，下列说法正确的是（ ） A. 列车先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 B. 列车对空气的作用力与列车速度的关系为 C. 列车的最大动能为 D. 列车受到的最大阻力为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 我国现有多款手机支持天通卫星通讯。“天通”卫星发射过程如图：先用火箭将卫星送上椭圆轨道1（、Q是远地点和近地点），随后变轨至圆轨道2，再变轨至同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上运动时处于平衡状态 B. 卫星在轨道2上和轨道3上的运动周期均与地球自转周期相同 C. 卫星在轨道1上通过P点时的加速度小于在轨道2上通过P点时的加速度 D. 卫星在轨道1上P点的线速度小于在轨道3上的线速度 9. 我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为m的圆柱体棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为且固定不变，“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。已知重力加速度为g，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，在OB板由水平位置顺时针缓慢转动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 棉包对OA板的压力先减小后增大 B. 棉包对OB板的压力逐渐减小 C. 当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为 D. 当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为mg 10. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围均匀磁场的器件。它由一对完全相同的圆形导体线圈组成，这两个线圈的半径和匝数相同，且同轴排列。亥姆霍兹线圈能产生标准磁场，因此在物理实验中经常被使用。如图所示为一对通有相同方向且等大的恒定电流的亥姆霍兹线圈，形成如图平行于中心轴线（轴）向右的匀强磁场，其磁感应强度B大小未知。现有一离子源放置于上某位置O，持续发射带正电、初速度大小均为的粒子，其方向垂直于轴线向外。在x轴线上垂直放置一圆形探测屏，半径为R，其圆心位于x轴上的P点，用于接收粒子，探测屏圆心P与粒子源间的距离为d，不计粒子重力和粒子间相互作用。若粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径恰好等于，下列说法正确的是（ ） A. 要产生如图所示方向的磁场，则从右往左看亥姆霍兹线圈应通逆时针方向的电流 B. 粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为 C. 断开亥姆霍兹线圈中电流，加平行于中心轴线向右的匀强电场，要使得所有粒子恰好打在探测屏边缘，则粒子在电场中运动的加速度大小为 D. 若该空间同时存在如图所示的磁场和电场（场强与C项相同），沿x轴平移探测屏，使所有粒子恰好打在探测屏的圆心，探测屏圆心与粒子源间的距离 （ ） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径______cm； （2）除了测量摆球直径d外，该同学又测得细线长度l，将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，已知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为t。利用以上数据可得重力加速度表达式______（用t、d、l表示）； （3）若在另一次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度l和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式______（用t、d、l表示）；若测得图线在纵轴截距的坐标为（），则摆球直径______。 12. 太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。某同学要测量光电池的电动势和内阻，根据实验室提供的器材，设计如图甲所示的实验方案。 ①光电池（电动势约为 ，内阻约为 ） ②电压表（量程15V，内阻约为 ） ③电流计（量程1mA，内阻 ） ④电阻箱（ ） ⑤电阻箱（ ） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）因电压表V的量程太大，现将电流计G改装成量程为5V的电压表，电阻箱的阻值需要调至 ______  ； （2）该同学利用上述实验原理图测得电流计示数I和电阻箱的示数R，并作出相应的图像如图乙所示，根据图像可求出光电池的电动势______  V，光电池的内阻______  （结果均保留三位有效数字）； （3）如图是利用太阳能电池给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。该光敏电阻阻值随光照强度增大而______（填“增大”或“减小”）；在冬季时为了延长每天路灯照明时间，需换为更______（填“大”或“小”）些的保护电阻。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置且间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小相同、带电量不同、密度不同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。 （1）求油滴a和油滴b的密度之比； （2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。 14. 如图所示为建筑工地利用传送带输送沙子的示意图，传送带长 ，与水平方向成倾角，传送速度 ，端离水平地面高。将沙子轻放上传送带底端，沙子与传送带间动摩擦因数，沙子间动摩擦因数，沙子离开传送带后落在地面形成圆锥形沙堆，沙堆底面半径。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）质量 的沙子由端传送到端过程中，所受重力的冲量大小； （2）第一颗沙子离开传送带后落地点与端的水平距离； （3）沙堆的最大高度（不考虑沙子的滚动）。 15. 如图甲所示为永磁式径向电磁阻尼器，由永磁体、定子、驱动轴和转子组成，永磁体安装在转子上，驱动轴驱动转子转动，定子上的线圈切割“旋转磁场”产生感应电流，从而产生制动力。如图乙所示，单个永磁体的质量为m，长为、宽为（宽度相对于所在处的圆周长度小得多，可近似为一段小圆弧）、厚度很小可忽略不计，永磁体的间距为，永磁体在转子圆周上均匀分布，相邻磁体磁极安装方向相反，靠近磁体表面处的磁场可视为匀强磁场，方向垂直表面向上或向下，磁感应强度大小为B，相邻磁体间的磁场互不影响。定子的圆周上固定着多组金属线圈，每组线圈由两个矩形线圈组成，连接方式如图乙所示，每个矩形线圈的匝数为N、电阻为R，长为，宽为，线圈的间距为，两组相邻线圈的间距也为。转子半径为r，转轴及转子质量不计，定子和转子之间的缝隙忽略不计。 （1）当转子角速度为时，求每组线圈所受安培力F的大小； （2）若转子的初始角速度为，求转子转过的最大弧长； （3）若在外力作用下转子加速，转子角速度随转过的角度的图象如图丙所示，求角度转至的过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $