精品解析：2025届内蒙古自治区乌兰察布市集宁师范学院附属实验中学高三下学期三模物理试题

2025年集宁师范学院附属实验中学高三 第三次模拟考试物理 一、单选题（共7小题） 1. 如图所示的电路中，闭合开关S，平行板A、B间有一带电粒子静止于P点，现断开开关S，并将B板向下移动一小段距离，则带电粒子（　　） A. 会向上运动 B. 会向下运动 C. 电势能减少 D. 电势能增加 2. 如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流，且，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（　　） A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 3. 一个质点在水平面上做匀变速曲线运动，在、、时刻，质点分别位于平面直角坐标系xOy上的A、B、C点，已知A、B、C三点坐标分别为，，，则此质点运动的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为：一个质量为的支架（含电动机）上，有一根长轻杆带动一个质量为的铁球在竖直面内转动，如图乙所示，重力加速度为，若在某次打夯过程中，铁球匀速转动，则（　　） A. 铁球所受合力大小不变 B. 铁球转动到最高点时，处于超重状态 C. 铁球做圆周运动的向心加速度始终不变 D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则此时轻杆的弹力为 5. 电容式压力传感器的原理如图所示，其中上板为固定电极，下板为可动电极。可动电极的两端固定，当有压力作用于可动电极时，极板会发生形变，从而改变电容器的电容。已知电流从灵敏电流计的正极流入时指针往右偏，则压力突然增大时（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器的电荷量不变 C. 灵敏电流计指针往左偏 D. 电池对电容器充电 6. 一根长为2m的匀质细杆OA可绕固定点O在竖直平面内连续转动，在杆上距O点长度为m处放有一质量为1kg的小物块(可视为质点)，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，当杆从水平位置突然以角速度绕O点顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. 物块做圆周运动 B. 只要杆转动的角速度足够大，物块就不会与杆相碰 C. 若物块恰好与杆端A相碰，杆转动的角速度rad/s D. 为使物块与杆不相碰，杆转动的角速度最小值rad/s 7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率为k、与横轴交点为ν0，电子电荷量的绝对值为e，则（　　） A. 普朗克常量为ek B. 所用材料的逸出功为kν0 C. 用频率低于ν0的光照射该材料，只要光照足够强，也能发生光电效应 D. 用频率为ν（ν>ν0）的光照射该材料，逸出光电子的最大初动能为ekν 二、多选题（共3小题） 8. 甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示。下列判断正确的是（ ） A. 图线a与b不一定平行 B. 图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关 C. 乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率 D. 甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，则甲金属的入射光频率大 9. 一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 10. 在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框，在t=0时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t0，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是(　　) A. 当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为gsin θ B. t0时刻线框匀速运动的速度为 C. t0时间内线框中产生的焦耳热为mgLsin θ＋ D. 离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 三、实验题（共2小题） 11. 某兴趣小组 “探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如下图。A为小车（质量为M），B为打点计时器，C为装有沙的沙桶（沙和沙桶的总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为50Hz。 （1）下列实验操作中，正确的是_____________。 A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器 C．平衡摩擦力时，应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上 D．平衡摩擦力时，应将小车后面的纸带连接好 E．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 （2）为使细绳对小车的拉力F近似等于沙和沙桶的总重力，需满足的条件是 ________________。 （3）下图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小________。（结果保留两位有效数字） （4）陈同学根据测量数据作出的a-F图线如图（a）所示，他实验中可能存在的问题是________________；李同学根据测量数据作出的a-F图线如图（b）所示，图像末端发生弯曲的原因是_________________。 12. 某同学按图（a）电路进行电学实验时，闭合开关后发现小灯泡不亮．已知电源、开关完好，连线正确，他使用多用电表检测小灯泡、电流表是否有故障。 （1）在开关闭合时，他用多用电表的电压挡测得1、2两点间的电压接近电源电动势，3、4两点间的电压为零，则说明小灯泡出现了_______(填“断路”或“短路”)故障。 （2）他将电流表拆离电路，用多用电表的欧姆挡测量其电阻在选择“×10”倍率并欧姆调零后，测量时，发现指针偏角过大。 ①此过程中欧姆挡的黑表笔应接触电流表的________接线柱(填“正”或“负”)。 ②为较准确地测量电流表的电阻，下面给出了可能的操作步骤，请选择正确步骤前面的字母并按合理的顺序填写在横线上：_____。 A．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆挡右端的零刻线； B．将两表笔正确接触电流表的正、负接线柱，读出电阻数值； C．选择 “×100”倍率； D．选择 “×1”倍率； E．将选择开关旋至“OFF”挡并拔出两表笔。 （3）他在（2）中按正确操作测量电流表的电阻时，欧姆挡的刻度盘如图（b）所示，则电流表电阻为_____Ω，说明电流表没有故障。 四、计算题（共3小题） 13. 如图甲所示，空间中一半径为 R 的圆形区域（包括边界）内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。磁场左侧宽度为R 的区域里，大量质量为 m、电荷量为q的带正电粒子以相同的水平速度平行射入圆形磁场，其中从A 点沿AO 方向射入的粒子，恰好能从圆形磁场最高点 M点飞出，已知过A、O 两点的直线水平且是有带电粒子射出区域的中心线，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求粒子在磁场中运动的最大时间差； （3）若在圆形磁场外部到O 点的距离为l∈（R，2R]的区域内加一电场，电场方向指向圆心O，如图乙所示。从电场外边界由静止释放一个上述粒子，该粒子仍能从A 点进入磁场，粒子在第六次进入磁场后，恰好能第一次从 A 点射出磁场。求： a.沿电场方向的最大电势差； b.粒子从释放到从 A 点射出的过程运动的路程。 14. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 15. 如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，B就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l=1.0m，b=0.05m，F=400N，B与左侧竖直墙壁接触，接触面光滑，铰链和杆受到的重力不计，求： （1）扩张机AB杆的弹力大小（用含a的三角函数表示）； （2）D受到向上顶的力的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年集宁师范学院附属实验中学高三 第三次模拟考试物理 一、单选题（共7小题） 1. 如图所示的电路中，闭合开关S，平行板A、B间有一带电粒子静止于P点，现断开开关S，并将B板向下移动一小段距离，则带电粒子（　　） A. 会向上运动 B. 会向下运动 C. 电势能减少 D. 电势能增加 【答案】C 【解析】 【详解】AB．开关断开后，电容器的带电量不变，当B板向下移动时，根据 联立可得两板间的电场强度 可知两板间的电场强度不变，粒子受到电场力不变，粒子仍保持静止，故AB错误； CD．由于P点和B板间的间距增大，根据 可知P点电势升高，由于粒子带负电，因此粒子具有的电势能减少，故C正确，D错误。 故选C。 2. 如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流，且，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（　　） A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 【答案】C 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里，由于，可知左侧的磁场强度大，同一竖直方向上的磁场强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，根据左手定则结合可知左半边竖直方向的导线所受的水平向左的安培力大于右半边竖直方向的导线所受的水平向右的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左。 故选C。 3. 一个质点在水平面上做匀变速曲线运动，在、、时刻，质点分别位于平面直角坐标系xOy上的A、B、C点，已知A、B、C三点坐标分别为，，，则此质点运动的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】因为质点在水平面上做匀变速曲线运动，则加速度不变，可知在x轴及y轴方向均做匀变速运动，将质点的运动沿x轴及y轴分解，x轴方向则有 解得 y轴方向则有 解得 解得此质点运动的加速度大小为 ABC错误，D正确。 故选D。 4. 如图甲为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为：一个质量为的支架（含电动机）上，有一根长轻杆带动一个质量为的铁球在竖直面内转动，如图乙所示，重力加速度为 ，若在某次打夯过程中，铁球匀速转动，则（　　） A. 铁球所受合力大小不变 B. 铁球转动到最高点时，处于超重状态 C. 铁球做圆周运动的向心加速度始终不变 D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则此时轻杆的弹力为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意，知铁球在竖直平面内做匀速圆周运动，则其所受合力大小不变，方向总是指向圆心，故A正确； B．铁球转动到最高点时，加速度指向圆心，方向竖直向下，处于失重状态，故B错误； C．铁球做匀速圆周运动时的向心加速度大小不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化，故C错误； D．若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，对支架根据平衡条件，可知杆对支架的弹力为 故D错误。 故选A。 5. 电容式压力传感器的原理如图所示，其中上板为固定电极，下板为可动电极。可动电极的两端固定，当有压力作用于可动电极时，极板会发生形变，从而改变电容器的电容。已知电流从灵敏电流计的正极流入时指针往右偏，则压力突然增大时（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器的电荷量不变 C. 灵敏电流计指针往左偏 D. 电池对电容器充电 【答案】D 【解析】 【详解】A．当待测压力增大时，电容器板间距离减小，根据电容的决定式 得知，电容C增大，故A错误； BCD．电容板间电压U不变，电容器所带电量为 C增大，则Q增大，电容器处于充电状态，而上极板带正电，电流将从电流计正接线柱流入，所以灵敏电流计指针向右偏转，当稳定后，则会回到中央，故BC错误，D正确。 故选D。 6. 一根长为2m的匀质细杆OA可绕固定点O在竖直平面内连续转动，在杆上距O点长度为m处放有一质量为1kg的小物块(可视为质点)，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，当杆从水平位置突然以角速度绕O点顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. 物块做圆周运动 B. 只要杆转动的角速度足够大，物块就不会与杆相碰 C. 若物块恰好与杆端A相碰，杆转动的角速度rad/s D. 为使物块与杆不相碰，杆转动的角速度最小值rad/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．杆突然转动后，小物块将做自由落体运动，故A错误； BCD．如果在杆的转动时间t内，杆端A恰好转到小物体的正下方处使小物体与杆端相碰，即杆转过角的时间与小物体自由下落高度h用的时间相等，则此时杆所对应的角速度应是两者相碰的一个临界值。若杆的角速度稍增大些，小物体就不会与杆相碰,所以此时对应的角速度的临界值即为使小物体与杆不相碰的最小值，这一值可根据小木块与杆运动的等时性求得：对杆，转过θ角的时间 对物块，下落高度h=1m用时 s 物块与杆端A刚好相碰时 即 rad/s 显然，如要保证小物体与杆不相碰，杆的角速度也不能太大，否则小物体有可能在杆转动1周后再与杆相碰，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率为k、与横轴交点为ν0，电子电荷量的绝对值为e，则（　　） A. 普朗克常量为ek B. 所用材料的逸出功为kν0 C. 用频率低于ν0的光照射该材料，只要光照足够强，也能发生光电效应 D. 用频率为ν（ν>ν0）的光照射该材料，逸出光电子的最大初动能为ekν 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据 则 可知 则普朗克常量为 h=ek 所用材料的逸出功为 选项A正确，B错误； C．用频率低于ν0的光照射该材料，即使光照多么强，也不能发生光电效应，选项C错误； D．用频率为ν（）的光照射该材料，逸出光电子的最大初动能为 选项D错误。 故选A。 二、多选题（共3小题） 8. 甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示。下列判断正确的是（ ） A. 图线a与b不一定平行 B. 图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关 C. 乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率 D. 甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，则甲金属的入射光频率大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据光电效应方程知，图线的斜率表示普朗克常量，因此图线a与b一定平行，且两斜率是固定值，与入射光和金属材料均无关，故A错误，B正确； C．横轴截距表示光电子最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率 由图可知乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，故C正确； D．纵轴截距的绝对值就是逸出功的数值，乙金属的逸出功大于甲金属的逸出功 由光电效应方程知，发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，则甲金属的入射光频率小，故D错误。 故选BC 。 9. 一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 【答案】BD 【解析】 【详解】B．粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线直线运动，根据电场强度和电势差的关系及场强和电场力的关系可得 ， 粒子射入电容器后的速度为，水平方向和竖直方向的分速度 ， 从射入到运动到最高点由运动学关系 粒子射入电场时由动能定理可得 联立解得 B正确； A．粒子从射入到运动到最高点由运动学可得 ， 联立可得 A错误； C．粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学可得 ， 射入电容器到最高点有 解得 设粒子穿过电容器与水平的夹角为，则 粒子射入电场和水平的夹角为 C错误； D．粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为，竖直方向的位移为 联立 ，， 解得 且 ， 即解得 即粒子在运动到最高点的过程中水平和竖直位移均与电荷量和质量无关，最高点到射出电容器过程同理 ，， 即轨迹不会变化，D正确。 故选BD。 10. 在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框，在t=0时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t0，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是(　　) A. 当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为gsin θ B. t0时刻线框匀速运动的速度为 C. t0时间内线框中产生的焦耳热为mgLsin θ＋ D. 离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 【答案】BC 【解析】 【详解】线框开始进入磁场时，线框处于平衡状态，此时有 ：mgsinθ=BIL=…① 当ab边刚越过ff′时，此时线框速度仍为v0，此时有 2BI2L-mgsinθ=ma2…② I2＝…③ 由②③得： -mgsinθ=ma2…④ 联立①④可得：a=3gsinθ，故A错误； 设t0时刻的速度为v，此时处于平衡状态，有 I3＝…⑤ 2BI3L=mgsinθ…⑥ 联立①⑤⑥得v=，故B正确； 在时间t0内根据功能有：Q=mgLsinθ+mv02−mv2=mgLsinθ+mv2，故C正确； 离开磁场时由于安培力小于重力沿斜面的分力，因此线框将做加速度逐渐减小的变加速运动，故D错误；故选BC． 三、实验题（共2小题） 11. 某兴趣小组 “探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如下图。A为小车（质量为M），B为打点计时器，C为装有沙的沙桶（沙和沙桶的总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为50Hz。 （1）下列实验操作中，正确的是_____________。 A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器 C．平衡摩擦力时，应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上 D．平衡摩擦力时，应将小车后面的纸带连接好 E．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 （2）为使细绳对小车的拉力F近似等于沙和沙桶的总重力，需满足的条件是 ________________。 （3）下图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小________。（结果保留两位有效数字） （4）陈同学根据测量数据作出的a-F图线如图（a）所示，他实验中可能存在的问题是________________；李同学根据测量数据作出的a-F图线如图（b）所示，图像末端发生弯曲的原因是_________________。 【答案】 ①. AD##DA ②. 小车质量远大于沙和沙桶的总质量 ③. 1.0 ④. 平衡摩擦力过度 ⑤. 小车质量未满足远大于沙和沙桶的总质量 【解析】 【详解】（1）[1]A．为使绳子拉力近似等于小车的合外力，调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故A正确； B．为充分利用纸带，每次实验，都要先接通打点计时器，再放开小车，故B错误； CD．摩擦力是通过小车重力沿木板方向的分力来平衡的，平衡摩擦力时不能将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上，并且由于运动过程中纸带也会受到阻力，故平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连接好，再通过纸带上的点间距判断小车是否做匀速直线运动。故C错误，D正确； E．设平衡摩擦力后木板的倾角为，在沿木板方向根据平衡条件有 两边可以约去，即与小车质量无关，故改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故E错误。 故选AD。 （2）[2]对小车，根据牛顿第二定律有 对沙和沙桶，根据牛顿第二定律有 联立解得 绳子拉力为 可知当小车质量远大于沙和沙桶的总质量时，细绳对小车的拉力F近似等于沙和沙桶的总重力。 （3）[3]相邻两计数点的时间间隔为 根据逐差法求出小车运动的加速度大小为 （4）[4]陈同学根据测量数据作出的图线如图（a）所示，由图可知，当合外力为零时，小车已有沿斜面向下的加速度，他实验中可能存在的问题是平衡摩擦力过度、木板的倾角过大或补偿阻力过度。 [5]李同学根据测量数据作出的a-F图线如图（b）所示，图像末端发生弯曲的原因是小车质量未满足远大于沙和沙桶的总质量。 12. 某同学按图（a）电路进行电学实验时，闭合开关后发现小灯泡不亮．已知电源、开关完好，连线正确，他使用多用电表检测小灯泡、电流表是否有故障。 （1）在开关闭合时，他用多用电表的电压挡测得1、2两点间的电压接近电源电动势，3、4两点间的电压为零，则说明小灯泡出现了_______(填“断路”或“短路”)故障。 （2）他将电流表拆离电路，用多用电表的欧姆挡测量其电阻在选择“×10”倍率并欧姆调零后，测量时，发现指针偏角过大。 ①此过程中欧姆挡的黑表笔应接触电流表的________接线柱(填“正”或“负”)。 ②为较准确地测量电流表的电阻，下面给出了可能的操作步骤，请选择正确步骤前面的字母并按合理的顺序填写在横线上：_____。 A．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆挡右端的零刻线； B．将两表笔正确接触电流表的正、负接线柱，读出电阻数值； C．选择 “×100”倍率； D．选择 “×1”倍率； E．将选择开关旋至“OFF”挡并拔出两表笔。 （3）他在（2）中按正确操作测量电流表的电阻时，欧姆挡的刻度盘如图（b）所示，则电流表电阻为_____Ω，说明电流表没有故障。 【答案】 ①. 断路 ②. 正 ③. DABE ④. 16##16.0 【解析】 【详解】（1）[1]在开关闭合时，他用多用电表的电压挡测得1、2两点间的电压接近电源电动势，3、4两点间的电压为零，则说明1、2接线柱间出现了断路，即说明小灯泡出现了断路。 （2）①[2]多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断黑表笔应接触电流表的正极； ②[3]测量电阻时若表盘的指针偏转角度过大，则说明待测电阻较小，所以应旋至倍率较小的挡位，则倍率选择“×1”挡位，然后再进行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将选择开关旋转到“OFF”挡位，并将红、黑表笔从插孔中拔出。 故选DABE． （3）[4]由于欧姆表是“×1”挡位，则图中表盘的读数为16Ω。 四、计算题（共3小题） 13. 如图甲所示，空间中一半径为 R 的圆形区域（包括边界）内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。磁场左侧宽度为R 的区域里，大量质量为 m、电荷量为q的带正电粒子以相同的水平速度平行射入圆形磁场，其中从A 点沿AO 方向射入的粒子，恰好能从圆形磁场最高点 M点飞出，已知过A、O 两点的直线水平且是有带电粒子射出区域的中心线，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求粒子在磁场中运动的最大时间差； （3）若在圆形磁场外部到O 点的距离为l∈（R，2R]的区域内加一电场，电场方向指向圆心O，如图乙所示。从电场外边界由静止释放一个上述粒子，该粒子仍能从A 点进入磁场，粒子在第六次进入磁场后，恰好能第一次从 A 点射出磁场。求： a.沿电场方向的最大电势差； b.粒子从释放到从 A 点射出的过程运动的路程。 【答案】（1）；（2）；（3）a.；b. 【解析】 【详解】（1）由几何关系得 r=R 由洛伦兹力提供向心力得 解得 （2）如图所示，由C 点入射的粒子运动时间最短，设运动轨迹对应的圆心角为α，有 粒子做圆周运动的周期 粒子运动的最短时间 同理，由 D 点入射的粒子运动时间最长，最长时间为 故最大时间差 （3）a.由题意可得，粒子每次在磁场中偏转 2β=120° 又 解得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 由动能定理有 解得 b.粒子运动轨迹由直线段和半径为r′、圆心角为120°的圆弧组成，则轨迹长度 14. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有 解得 则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为 （2）根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为 可知，整个回路的总电阻为 ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为 对金属环由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为，由动量守恒定律有 解得 对金属棒，由动量定理有 则有 设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有 联立解得 则金属环圆心初始位置到MP的最小距离 15. 如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，B就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l=1.0m，b=0.05m，F=400N，B与左侧竖直墙壁接触，接触面光滑，铰链和杆受到的重力不计，求： （1）扩张机AB杆的弹力大小（用含a的三角函数表示）； （2）D受到向上顶的力的大小。 【答案】（1）；（2）2000N 【解析】 【详解】（1）将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，如图甲所示，则有 2F1cosα=F 则扩张机AB杆的弹力大小为 （2）再将F1按作用效果分解为N和N′，如图乙所示，则有 N=F1sinα 联立得 根据几何知识可知 则 N=5F=2000N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $