精品解析：陕西西安交通大学附属中学2026届高三强训(六)物理试题

交大附中2025~2026学年第二学期高2026届高三强训（六） 物理试题 注意： 本试题共6页，三道大题。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 在某次跳水比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为8t。设运动员入水后向下运动过程中，第一个t时间内的位移大小为，最后两个t时间内的总位移大小为，则为（　　） A. 17︰4 B. 13︰4 C. 15︰4 D. 15︰8 2. 甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3m时，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球的速度大小之比为 B. 甲、乙两球的速度大小之比为 C. 甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等 D. 甲球即将落地时，乙球的速度达到最大 3. 超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（　　） A. 在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B. 超声波的频率越高衍射本领越强 C. 高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪 D. “彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率 4. 中华神盾防空火控系统会在目标来袭时射出大量子弹颗粒，在射出方向形成一个均匀分布、持续时间、横截面积为的圆柱形弹幕，每个子弹颗粒的平均质量为，每有一个子弹颗粒，所有子弹颗粒以射入目标，并射停目标，停在目标体内。下列说法正确的是（　　） A. 所形成弹幕的总体积 B. 所形成弹幕的总质量 C. 弹幕对目标形成的冲量大小 D. 弹幕对目标形成的冲击力大小 5. 如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（　　） A. 电流表中的磁场是匀强磁场 B. 用来做线圈骨架的铝框可以帮助指针快速稳定的停下来，方便读数 C. 线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 D. 运输时要用导线把电流表两接线柱连在一起，若适当换成更弱的磁场可更好地减缓表针的摆动幅度 6. 如图所示，在直角坐标系平面内存在一点电荷产生的电场，电场线的分布关于x轴对称，a、b、c、d是以O为圆心的圆周上的四个点，其中a、b在x轴上，d点在y轴上，则下列判断正确的是（　　） A. a、b、c、d各点的电势相等 B. d点的电场强度小于a点的电场强度 C. 将一点电荷由a点移到c点，电势能减小 D. 将一正点电荷由b点移到d点电场力做的功小于由b点移到c点电场力做的功 7. 某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压，其瞬时值的表达式为，则交流电压表的示数为（　　） A. 10V B. 20V C. 15V D. 14.1V 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对得6分，选对但不全得3分，不选或有错选得0分） 8. 如图甲是研究电容器充、放电和电磁振荡的电路图。先将开关接到1，待电路稳定后，t=0时刻将开关接到2或3，利用电流传感器可得到图像，下列说法正确的有（ ） A. 将开关接到2，可得到图乙(a)图像 B. 将开关接到2，可得到图乙(b)图像 C. 将开关接到3，可得到图乙(c)图像 D. 将开关接到3，可得到图乙(d)图像 9. “核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0，碳核都是静止的，则(　　 ) A. 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程 B. 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的 C. 经过一次碰撞，中子失去的动能为E0 D. 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线 10. 一定质量的理想气体，其内能与热力学温度成正比。该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的V-T图像如图所示，其中BA的延长线经过坐标原点，BC与横轴平行，气体在状态A时的内能为U。则下列说法中正确的是（　　） A. 气体由状态A至状态B的过程中，外界对气体做负功 B. 气体由状态B至状态C的过程中，气体对外界做正功 C. 气体由状态A至状态B的过程中，气体吸收的热量大于 D. 气体由状态C至状态A的过程中，气体释放的热量等于U 三、非选择题（本大题共5小题，共54分） 11. 如图甲所示，某兴趣小组利用力传感器、加速度传感器、动滑轮和定滑轮等实验仪器测量物块的质量M和物块与台面间的动摩擦因数。调节定滑轮高度，使细线与台面平行，不计滑轮与细线、轮轴间摩擦。已知当地的重力加速度g=10m/s2。 （1）为了达到实验目的，实验前，___________（填“需要”或“不需要”）将台面调整到水平。实验中，动滑轮质量___________（填“会”或“不会”）影响实验结果。 （2）物块质量M不变，将钩码放入托盘中，将托盘静止释放并记录加速度传感器数值a与力传感器数值F，改变钩码个数多次实验，作出a－F图像，如图乙所示，则动摩擦因数=____________，物块的质量M=___________kg。（结果均保留2位有效数字） （3）现将物块换成小车，用该装置测量一个不规则的小物体的质量m0实验步骤如下： ①小车空载时进行实验并采集数据； ②m0放入小车中进行实验并采集数据； ③作出两次实验的a－F图像如图丙所示，则小物体的质量m0=___________（结果用b、c、d表示）。 12. 学校物理兴趣小组用电流传感器观察电容器的放电过程。实验电路如图甲所示，其中电源电动势。 （1）开关S接1时，电容器处于______（填“充电”或“放电”）状态。 （2）将电流传感器的数据清零，经过较长时间后，将开关S拨到2的同时启动数据采集，电流方向为______（填“”或“”）。 （3）电流数据如下表所示： 时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 电流I/mA 15.00 9.02 5.42 3.26 1.96 1.18 0.80 0.42 0.20 0.13 0.08 ①在图乙中标出时的点，并绘制图线；______ ②图线与轴所包围的面积约为______，则电容器的电容为______。（结果均保留三位有效数字） 13. 日晕是一种大气光学现象，如图1所示。在一定的气象条件下，空气中的水蒸气会变成正六棱柱状的小冰晶。太阳光穿过小冰晶时发生折射，在太阳的周围出现一个圆形的光圈，这就是日晕。日晕半径的视角最常见的是22°，如图2所示，太阳光沿截面方向射向正六棱柱状的小冰晶一侧面，从另一侧面射出，当最后的出射角等于最初的入射角时，偏向角D（光线经过冰晶折射偏转的角度）最小，这时出射光线若到达人的眼睛，人看到的就是22°晕（偏向角为22°）。（可能用到的数据：，） （1）求冰晶的折射率n； （2）如图3所示，若光线从正六棱柱六边形底面射入，侧面射出，最后的出射角等于最初的入射角时，人看到的是多少度晕？ 14. 哈尔滨冰雪大世界的冰块采集自松花江，步骤为开锯、切分、打捞、运送。图甲是某次运送冰块的示意图，水平冰面AB段由于清理了积雪可视为光滑冰面、BC段动摩擦因数。长方体冰块长，质量均匀分布且总质量为开始时，静止在AB段内，现给冰块一个水平向右的初速度使冰块向着BC运动，重力加速度求： （1）冰块中点到达B点时，冰块的加速度大小a； （2）冰块静止时，冰块右端与B点的距离d； （3）如图乙，在冰块静止后，质量为，可视为质点的破冰工具，以的速度从冰块左端水平向右滑上冰块，恰能到达冰块最右端，最终一同静止在BC段冰面上，求整个运动过程冰块与地面摩擦产热Q。 15. 物理图像是形象的思维工具。图像所包围的“面积”往往有特定的物理含义。 （1）图1中的甲图为某球形金属电极静电除尘器的主体部分，表面均匀分布着正电荷，其半径为R，在空间各点产生球对称的电场。场强大小E与该点到球心距离r的变化图像如图1中的乙图所示。已知E-r曲线下R～2R部分的面积为S。若电荷量为-q的尘埃微粒从距球心2R处被吸附至球壳表面，求此过程尘埃微粒电势能的变化量； （2）图2中甲图为某发电机的简化模型。质量为m的导体棒在水平驱动力F的作用下，以恒定加速度a从静止开始沿光滑水平导轨向右运动。定值电阻阻值为R，忽略其余电阻。磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于导轨平面。导轨间距为L。 a．写出驱动力F与运动时间t的关系式； b．在图2乙给出的坐标系中定性画出驱动力F大小随运动时间t的变化图像，并结合图像求出0～t0时间内F的冲量大小I。 （3）如图3所示，y随t按照正弦规律变化，其中Ym、t0均为已知量。为得到内的阴影面积，除利用函数微积分方法外，请你展开想象的翅膀借助物理量间的内在关联，构建物理模型，求此阴影面积A。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 交大附中2025~2026学年第二学期高2026届高三强训（六） 物理试题 注意： 本试题共6页，三道大题。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 在某次跳水比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为8t。设运动员入水后向下运动过程中，第一个t时间内的位移大小为，最后两个t时间内的总位移大小为，则为（　　） A. 17︰4 B. 13︰4 C. 15︰4 D. 15︰8 【答案】C 【解析】 【详解】将运动员入水后末速度为0的匀减速直线运动，逆向等效为初速度为0、加速度大小为的匀加速直线运动，总运动时间为。 对于初速度为0的匀加速直线运动，从初始时刻开始，连续相等时间内的位移之比为 原运动最后两个的总位移，对应逆向运动前两个的位移之和，即 原运动第一个的位移，对应逆向运动最后一个的位移，即 因此 故选C。 2. 甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3m时，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球的速度大小之比为 B. 甲、乙两球的速度大小之比为 C. 甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等 D. 甲球即将落地时，乙球的速度达到最大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设轻杆与竖直方向的夹角为θ，则v1在沿杆方向的分量为 v2在沿杆方向的分量为 而 图示位置时，有 解得此时甲、乙两球的速度大小之比为 故A错误，B正确； CD．下落过程中甲乙两球沿杆方向的速度大小相等，甲球即将落地时，沿杆方向的速度为零，故乙球的速度为零，此时甲球速度大于乙球的速度，故CD错误。 故选B。 3. 超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（　　） A. 在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B. 超声波的频率越高衍射本领越强 C. 高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪 D. “彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率 【答案】C 【解析】 【详解】A．在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，A错误； B．超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，B错误； C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明超声波的频率小于所接收波的频率，根据多普勒效应，接收到的频率变高，说明此时车正在靠近测速仪，C正确； D．用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器接收到的反射回波的频率越高，D错误。 故选C。 4. 中华神盾防空火控系统会在目标来袭时射出大量子弹颗粒，在射出方向形成一个均匀分布、持续时间、横截面积为的圆柱形弹幕，每个子弹颗粒的平均质量为，每有一个子弹颗粒，所有子弹颗粒以射入目标，并射停目标，停在目标体内。下列说法正确的是（　　） A. 所形成弹幕的总体积 B. 所形成弹幕的总质量 C. 弹幕对目标形成的冲量大小 D. 弹幕对目标形成的冲击力大小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．弹幕的总体积为 A错误； B．又因为每有一个子弹颗粒，则子弹颗粒的总个数 个个 所形成弹幕的总质量 B正确； C．由动量定理可知 C正确； D．弹幕对目标形成的冲击力大小 D错误。 故选BC。 5. 如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（　　） A. 电流表中的磁场是匀强磁场 B. 用来做线圈骨架的铝框可以帮助指针快速稳定的停下来，方便读数 C. 线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 D. 运输时要用导线把电流表两接线柱连在一起，若适当换成更弱的磁场可更好地减缓表针的摆动幅度 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁电式电表内部并非匀强磁场，而是成近似“径向”分布，故A错误； B．铝框在磁场中转动会产生感应电流，形成电磁阻尼，从而使指针迅速稳定下来，方便读数，故B正确； C．虽然线圈平面跟磁感线平行，但是两边的感应电流方向基本与磁场垂直，线圈始终受到安培力作用，故C错误； D．运输时短接接线柱是为防止表针振动过大，但若磁场变得更弱，涡流减小，电磁阻尼作用反而减弱，不利于减小指针摆动，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在直角坐标系平面内存在一点电荷产生的电场，电场线的分布关于x轴对称，a、b、c、d是以O为圆心的圆周上的四个点，其中a、b在x轴上，d点在y轴上，则下列判断正确的是（　　） A. a、b、c、d各点的电势相等 B. d点的电场强度小于a点的电场强度 C. 将一点电荷由a点移到c点，电势能减小 D. 将一正点电荷由b点移到d点电场力做的功小于由b点移到c点电场力做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．沿电场线电势降低，由图可知，a、b、c、d各点的电势不相等。故A错误； B．电场线越密电场强度越大，则d点的电场强度大于a点的电场强度。故B错误； C．将一点电荷由a点移到c点，由于不知道电性，故无法判断电势能变化。故C错误； D．由图可知，bd间的电势差小于bc间的电势差，根据可知，将一正点电荷由b点移到d点电场力做的功小于由b点移到c点电场力做的功。故D正确。 故选D。 7. 某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压，其瞬时值的表达式为，则交流电压表的示数为（　　） A. 10V B. 20V C. 15V D. 14.1V 【答案】D 【解析】 【详解】二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另外半个周期内R断路，在通路的半个周期内，交流电压的有效值为20V，有 解得 故选D。 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对得6分，选对但不全得3分，不选或有错选得0分） 8. 如图甲是研究电容器充、放电和电磁振荡的电路图。先将开关接到1，待电路稳定后，t=0时刻将开关接到2或3，利用电流传感器可得到图像，下列说法正确的有（ ） A. 将开关接到2，可得到图乙(a)图像 B. 将开关接到2，可得到图乙(b)图像 C. 将开关接到3，可得到图乙(c)图像 D. 将开关接到3，可得到图乙(d)图像 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．先将开关接到1，待电路稳定后，电容器充满电。将开关接到2形成振荡电路，电容器开始放电，自感线圈阻碍电流变大，所以电流逐渐变大，图乙（a）图像正确，故A正确，B错误； CD．将开关接到3，放电开始时电流达到最大值，电流随时间按指数规律递减，放电结束时电流理论上趋近于零，图乙（c）图像正确，故C正确，D错误。 故选AC。 9. “核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图所示)，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0，碳核都是静止的，则(　　 ) A. 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程 B. 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的 C. 经过一次碰撞，中子失去的动能为E0 D. 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代继续下去的过程，选项A正确； B．核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，选项B错误； C．根据动量守恒有 mv0＝mv1＋12mv2 依据能量守恒有 mv02＝mv12＋×12mv22 联立可得 v1＝－v0 所以中子损失的动能为E0，选项C正确； D．水泥防护层作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线，选项D正确。 故选ACD。 10. 一定质量的理想气体，其内能与热力学温度成正比。该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的V-T图像如图所示，其中BA的延长线经过坐标原点，BC与横轴平行，气体在状态A时的内能为U。则下列说法中正确的是（　　） A. 气体由状态A至状态B的过程中，外界对气体做负功 B. 气体由状态B至状态C的过程中，气体对外界做正功 C. 气体由状态A至状态B的过程中，气体吸收的热量大于 D. 气体由状态C至状态A的过程中，气体释放的热量等于U 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，气体由状态A至状态B为等压变化，体积增大，外界对气体做负功，A项正确； B．气体由状态B变化至状态C为等容变化，气体对外界不做功，B项错误； C．由状态A变化至状态B为等压变化，由 解得 由题意可知 解得 气体由状态A变化至状态B，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于，C项正确； D．由状态C变化至状态A，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体释放的热量大于U，D项错误。 故选AC。 三、非选择题（本大题共5小题，共54分） 11. 如图甲所示，某兴趣小组利用力传感器、加速度传感器、动滑轮和定滑轮等实验仪器测量物块的质量M和物块与台面间的动摩擦因数。调节定滑轮高度，使细线与台面平行，不计滑轮与细线、轮轴间摩擦。已知当地的重力加速度g=10m/s2。 （1）为了达到实验目的，实验前，___________（填“需要”或“不需要”）将台面调整到水平。实验中，动滑轮质量___________（填“会”或“不会”）影响实验结果。 （2）物块质量M不变，将钩码放入托盘中，将托盘静止释放并记录加速度传感器数值a与力传感器数值F，改变钩码个数多次实验，作出a－F图像，如图乙所示，则动摩擦因数=____________，物块的质量M=___________kg。（结果均保留2位有效数字） （3）现将物块换成小车，用该装置测量一个不规则的小物体的质量m0实验步骤如下： ①小车空载时进行实验并采集数据； ②m0放入小车中进行实验并采集数据； ③作出两次实验的a－F图像如图丙所示，则小物体的质量m0=___________（结果用b、c、d表示）。 【答案】 ①. 需要 ②. 不会 ③. 0.20 ④. 0.60 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]为了达到实验目的，实验前需要将台面调整到水平，因为水平时对物块有 得物体受到的摩擦力大小 所以将台面调整到水平，从而方便研究及； [2]由于物块受到的拉力可由力传感器直接测出，故实验结果不受滑轮质量的影响； （2）[3][4]由于动滑轮省力但费距离，且加速度传感器测量的是m的加速度a，则对滑块，其加速度为，根据牛顿第二定律有 整理得 结合图乙可得 可得 ， （3）[5]空载时，对小车有 即 放入后，有 即 结合图丙可得 联立可得 12. 学校物理兴趣小组用电流传感器观察电容器的放电过程。实验电路如图甲所示，其中电源电动势。 （1）开关S接1时，电容器处于______（填“充电”或“放电”）状态。 （2）将电流传感器的数据清零，经过较长时间后，将开关S拨到2的同时启动数据采集，电流方向为______（填“”或“”）。 （3）电流数据如下表所示： 时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 电流I/mA 15.00 9.02 5.42 3.26 1.96 1.18 0.80 0.42 0.20 0.13 0.08 ①在图乙中标出时的点，并绘制图线；______ ②图线与轴所包围的面积约为______，则电容器的电容为______。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）充电 （2） （3） ①. ②. 5.70 ③. 570 【解析】 【小问1详解】 开关S接1时，电源与电容器连通，电容器开始储存电荷，处于充电状态 【小问2详解】 将开关S拨到2的同时启动数据采集，电容器处于放电状态，电流方向为 【小问3详解】 [1]在题图乙中描出时的点，坐标为，用平滑曲线连接所有数据点，得到一条曲线，如图所示 [2]按不足半格舍去，多于半格的算一个，算出图线与轴所包围的面积 [3]因为图像中图线与轴所包围的面积表示电荷量，所以电容器开始放电时的电荷量，可得电容器的电容 13. 日晕是一种大气光学现象，如图1所示。在一定的气象条件下，空气中的水蒸气会变成正六棱柱状的小冰晶。太阳光穿过小冰晶时发生折射，在太阳的周围出现一个圆形的光圈，这就是日晕。日晕半径的视角最常见的是22°，如图2所示，太阳光沿截面方向射向正六棱柱状的小冰晶一侧面，从另一侧面射出，当最后的出射角等于最初的入射角时，偏向角D（光线经过冰晶折射偏转的角度）最小，这时出射光线若到达人的眼睛，人看到的就是22°晕（偏向角为22°）。（可能用到的数据：，） （1）求冰晶的折射率n； （2）如图3所示，若光线从正六棱柱六边形底面射入，侧面射出，最后的出射角等于最初的入射角时，人看到的是多少度晕？ 【答案】（1）；（2）46° 【解析】 【详解】（1）如图甲所示，由折射定律有 由最后的出射角等于最初的入射角，根据几何知识有 解得 （2）如图乙所示，此时 得 解得 则人看到的是46°晕 14. 哈尔滨冰雪大世界的冰块采集自松花江，步骤为开锯、切分、打捞、运送。图甲是某次运送冰块的示意图，水平冰面AB段由于清理了积雪可视为光滑冰面、BC段动摩擦因数。长方体冰块长，质量均匀分布且总质量为开始时，静止在AB段内，现给冰块一个水平向右的初速度使冰块向着BC运动，重力加速度求： （1）冰块中点到达B点时，冰块的加速度大小a； （2）冰块静止时，冰块右端与B点的距离d； （3）如图乙，在冰块静止后，质量为，可视为质点的破冰工具，以的速度从冰块左端水平向右滑上冰块，恰能到达冰块最右端，最终一同静止在BC段冰面上，求整个运动过程冰块与地面摩擦产热Q。 【答案】（1） （2）1.25m （3）37.5J 【解析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律 由 解得 （2）设冰块进入段长度为时，冰块所受摩擦力 由式子可知此阶段摩擦力正比于冰块进入段的长度，则此阶段克服摩擦力做功 根据能量守恒定律 由 解得 （3）设破冰工具与冰块的动摩擦因数为 假设冰块不动，则有 即 对工具， 解得，不符合假设，说明冰块滑动。 对冰块 工具到达最右端恰好共速 位移关系 解得 对冰块 共速后，工具和冰块相对静止一起减速，加速度为，有 冰块减速位移 解得 冰块与地面摩擦产热 15. 物理图像是形象的思维工具。图像所包围的“面积”往往有特定的物理含义。 （1）图1中的甲图为某球形金属电极静电除尘器的主体部分，表面均匀分布着正电荷，其半径为R，在空间各点产生球对称的电场。场强大小E与该点到球心距离r的变化图像如图1中的乙图所示。已知E-r曲线下R～2R部分的面积为S。若电荷量为-q的尘埃微粒从距球心2R处被吸附至球壳表面，求此过程尘埃微粒电势能的变化量； （2）图2中甲图为某发电机的简化模型。质量为m的导体棒在水平驱动力F的作用下，以恒定加速度a从静止开始沿光滑水平导轨向右运动。定值电阻阻值为R，忽略其余电阻。磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于导轨平面。导轨间距为L。 a．写出驱动力F与运动时间t的关系式； b．在图2乙给出的坐标系中定性画出驱动力F大小随运动时间t的变化图像，并结合图像求出0～t0时间内F的冲量大小I。 （3）如图3所示，y随t按照正弦规律变化，其中Ym、t0均为已知量。为得到内的阴影面积，除利用函数微积分方法外，请你展开想象的翅膀借助物理量间的内在关联，构建物理模型，求此阴影面积A。 【答案】（1）= - qS （2）a．；b．； （3） 【解析】 【小问1详解】 图中面积为球壳表面与2R处的电势差，根据功能关系有 【小问2详解】 a．导体棒速度为v时， 产生的电动势为 其中 回路的电流 根据牛顿第二定律有 得 b．由上式可知，F随t的变化为线性图线，如图所示 时间内F的冲量大小即为图中阴影部分的面积，可得 【小问3详解】 设内y-t图像的平均值为，则面积 可建构下列不同的物理模型，求出内y-t图像的平均值与最大值之间满足关系。 方法一，将y想象成正弦交变电流i，则图中阴影面积代表半周期内电路通过的电量q。建立模型如下，①在匀强磁场B中有一N匝线圈，面积为S，电阻为R；②线圈的转动轴垂直于磁场；③线圈以角速度转动，t=0时线圈与磁场垂直。 在上述模型条件下，线圈中的电流的最大值为 半周期内电路中通过的电量为 半周期内电路中电流的平均值 类比可知，y-t图像的面积 方法二，将y想象成匀速圆周运动在x方向的分速度vx，则图中阴影面积代表半周期内质点在该方向通过的位移大小x。建立模型如下， ①质点在平面内做半径为R的匀速圆周运动，角速度为；②t=0时质点位于x轴上，其线速度与x轴垂直。 质点沿该方向的最大速度 质点转动半周期在该方向上通过的距离 在该方向的平均速度为 类比可知，y-t图像的面积 方法三，将物理量y想象成单摆做简谐运动时摆球的速度v，则图中阴影面积表示半周期内摆球通过的路程x。建立模型如下，①摆长为L的单摆，t=0时质点从细线偏离竖直很小的θ角处由静止释放；②摆球仅在细线拉力和重力作用下运动。 单摆从最高点摆至最低点，根据动能定理有 得 小球从静止开始摆动半个周期过程内的位移 运动时间 可得小球的平均速度为 类比可知，y-t图像的面积 方法四，将物理量y想象成单摆做简谐运动过程中受到的回复力F，则图中阴影面积表示半周期内摆球受到的回复力的冲量I。建立模型如下，①摆长为L的单摆，t=0时质点从平衡位置开始摆动，最大摆角θ很小；②摆球仅在细线拉力和重力作用下运动。 单摆在摆动过程中受到的最大回复力 单摆从最高点摆至最低点，根据动能定理 得 运动时间 根据动量定理 类比可知，y-t图像的面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $