精品解析：江西省萍乡实验高级中学2025-2026学年高三下学期第一次月考物理试题

萍乡实验高级中学高三年级2026学年第二学期第一次月考 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 一、选择题（单选4分一个，共28分，其中8-10 为多选，6分一个，共18分） 1. 某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（　　） A. 图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，没有发生衍射 B. 遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C. 照射两条狭缝，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D. 照射两条狭缝，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点一定是暗条纹 2. 无人送货汽车已普及全市。如图所示，载有货物的无人车以恒定功率由静止开始沿水平地面向右加速，经过一段时间，无人车和货物的速度刚好相同，大小为。已知货物和无人车的质量均为，货物与无人车的动摩擦因数为，无人车与水平地面的动摩擦因数为，无人车的货箱足够长，重力加速度大小为。在这段时间内，下列说法正确的是（ ） A. 货物先向左运动，再向右运动 B. 货物位移大小为 C. 共速时，无人车所受地面摩擦力的功率为 D. 无人车的货箱长度最少为 3. 如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时调整发球机出球口距地面的高度，然后向竖直墙面发射网球。如图乙所示，先后两次从同一位置水平发射网球A、B，网球A、B分别碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为45°和60°，若不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. A球的发射速度小于B球的发射速度 B. A球的速度变化率小于B球的速度变化率 C. A球在空中的飞行时间大于B球在空中的飞行时间 D. A、B两球竖直位移之比 4. 如图所示为无人机内部的一个加速度计，可以测量竖直轴向加速度，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为，加速度的方向竖直向下时为正值。下列说法正确的是（　　） A. 当无人机悬停在空中时， B. 当无人机自由下落时， C. 当时，无人机处于失重状态 D. 无人机无论悬停在地球表面还是空间站的“天宫”中，的数值都一样 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（　　） A. c→a过程中，气体对外界做功 B. a→b是等容变化 C. 气体在状态a时体积最大 D. 三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 6. 如图所示，变压器为理想变压器，灯泡L标称“”，定值电阻，其中匝、匝、未知，当接入的电压时，灯泡L正常发光，定值电阻消耗的电功率之比为，“电源”的效率为变压器的输出功率与电源消耗的电功率的百分比。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡的电流的频率为 B. 匝 C. 定值电阻消耗的电功率为 D. 电源的效率为 7. 如图所示，半径为的光滑半球壳固定于水平地面上，开口平面平行于地面，O为球心，质量分别为、的A、B两小球用长为的轻质硬杆连接置于半球壳内，现对A施加一个水平向左的推力，使A、B静止在图示位置，其中OB处于竖直状态。轻杆对小球的作用力沿杆方向，重力加速度为，若，以下说法错误的是（　　） A. 推力 B. 撤去推力的瞬间，B的加速度大小为 C. 撤去推力后，杆带着球运动过程的任意时刻，两小球的速度大小相等 D. 撤去推力后，A运动至最低点时速度为 二、多选题 8. 如图，水平面内有相距为d的足够长的平行金属导轨，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，导轨右端与电感线圈相连，线圈的自感系数为L。一长度略大于d的金属棒以的速度从左端滑上导轨，金属棒质量为m，所有电阻及摩擦均不计，已知简谐运动的周期公式为。则有（　　） A. 金属棒刚滑上导轨时刻，回路电流最大 B. 金属棒速度减为零的时刻，线圈自感电动势最大 C. 金属棒向右运动的最大距离为 D. 金属棒从滑上导轨到速度减为零的时间为 9. 在某光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球A、B、C，通过不可伸长的绝缘轻质细线相连，小球A、B间细绳的长度为2L，其他两个细绳的长度均为，如图甲所示。球质量为m，带电量为，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直，现用一方向不变、大小变化的水平力作用在小球A、B间细绳的中点，方向与两球连线垂直。当水平力做功为时，其大小为，A、B两球第一次相距，且A球的加速度方向与相同，如图乙所示，这段时间每条细绳处于绷直状态。已知两个带电量分别为、的点电荷相距为r时，它们的电势能为，其中k为静电力常量。则当F做的功为W时，下列说法正确的是（　　） A. B、C两球之间的细绳拉力大小为 B. B、C两球之间的细绳拉力大小为 C. 小球A、B、C系统的动能为 D. 小球A、B、C系统的动能为 10. 如图所示，倾角为的固定斜面体顶端固定一光滑定滑轮，质量为的物块A与物块（质量未知）通过轻绳连接后跨过定滑轮，轻绳与斜面体平行，物块A放在斜面体上的a点，物块A刚好不下滑。已知ab段粗糙，b点下侧光滑，轻弹簧固定在斜面体的底端，原长时上端位于b点，某时刻剪断轻绳，物块A运动到b点的速度大小为，最终物块A把轻弹簧压缩到最低点c，随后物块A能沿斜面上滑到最高点点（d未画出），物块A在c点的加速度大小为，，弹性势能表达式为，为形变量，轻弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为，。下列说法正确的是（　　） A. 物块A与ab段的动摩擦因数为 B. 轻弹簧的劲度系数为 C. 物块A下滑的最大速度为 D. 物块B的质量为 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放置质量为m的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即圆周运动半径r可改变）。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 （1）若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续5次脉冲的时间为t，则滑块转动的角速度表达式________（用t表示） （2）实验小组保持滑块质量、半径不变，通过调节电动机转速得到多组数据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲） 力传感器的示数 1 3.03 4.15 2 2.76 4.98 3 2.63 5.49 请根据表格数据，计算第1组实验中的角速度________；并根据所学向心力表达式可算出向心力________，与表格中力的传感器示数相比，可验证向心力表达式。（，结果均保留3位有效数字） （3）在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径r，产生系统误差，则导致________（选填“<”，“=”或“>”）。 12. 某研究性学习小组利用图1所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻， 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径； ②按图1连接电路，将金属夹B固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数、； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的和、； ⑥以为纵轴，为横轴，作出图像如图2所示；以为纵轴，为横轴，作出图像如图3所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图4所示，则该次测量金属丝直径为________mm。 （2）若图2中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为________（结果用k、d表示）。 （3）由图3可知，电源的电动势为________V（结果保留3位有效数字），电源的内阻为________（结果保留2位有效数字）。 四、解答题（13题10分，14题12分，15题16分） 13. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图实线所示，在t1=0.4s时刻的波形如图虚线所示，求： （1）若波向x轴负方向传播，且t1<T，写出x=1.5m处的质点的振动方程； （2）若波向x轴负方向传播，且T<t1<2T，求x=2m处的P质点第一次出现波谷的时刻； （3）若波向x轴正方向传播，求该波的波速。 14. 《中国激光》杂志第六期报道，上海光学精密机械研究所林楠团队创新地采用固体激光器方案，实现了LPP-EUV光源技术全球领先，这标志着国产芯片制造迈入了新阶段。物理气相沉积镀膜是芯片制作的关键环节之一，该设备的结构图简化如下（z方向足够长），面积足够大的晶圆（截面为坐标系第一象限内的直线）固定放置，空间区域内有匀强磁场，磁感应强度，方向沿z轴负方向；坐标平面第二象限内有匀强电场，场强，方向沿y轴负方向。初速度可忽略的氩离子（比荷）经电压为的电场加速后，从距y轴0.5m的P点沿x轴正方向进入匀强电场E中，恰好打到位于原点O处的金属靶材并被全部吸收，靶材溅射出的金属离子（比荷）从O点飞入磁场区域，速度大小均为，并沉积在晶圆上。忽略离子重力及其离子间的相互作用力，求： （1）P点的纵坐标y； （2）假设进入磁场的离子沿各个方向都有，求晶圆方向上的镀膜（金属离子打中的区域）长度； （3）从O点沿与z轴正半轴夹角为方向飞入磁场且打在晶圆上的离子到直线距离的范围。 15. 如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNQP，长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面，形成“U”形槽，将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a，从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<< r)，途经圆弧面上最低点B，平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面，第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。 （1）求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN； （2）从A到B的过程：物块a相对于B点位移为x，求其所受回复力F与x的关系式； （3）求物块b的初速度大小vb以及碰撞后瞬间物块a的速度大小va； （4）若h=0.032m，r=10m，d=0.4m，要使物块a从NQ之间滑离，求BQ间距L的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 萍乡实验高级中学高三年级2026学年第二学期第一次月考 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 一、选择题（单选4分一个，共28分，其中8-10 为多选，6分一个，共18分） 1. 某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（　　） A. 图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，没有发生衍射 B. 遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C. 照射两条狭缝，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D. 照射两条狭缝，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点一定是暗条纹 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A错误； B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽；遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误； C．根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C错误； D．根据光的干涉形成明暗条纹的条件，照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。 故选D。 2. 无人送货汽车已普及全市。如图所示，载有货物的无人车以恒定功率由静止开始沿水平地面向右加速，经过一段时间，无人车和货物的速度刚好相同，大小为。已知货物和无人车的质量均为，货物与无人车的动摩擦因数为，无人车与水平地面的动摩擦因数为，无人车的货箱足够长，重力加速度大小为。在这段时间内，下列说法正确的是（ ） A. 货物先向左运动，再向右运动 B. 货物位移大小为 C. 共速时，无人车所受地面摩擦力的功率为 D. 无人车的货箱长度最少为 【答案】D 【解析】 【详解】A．货物与无人车发生相对运动，无人车的加速度大，速度更快，货物受摩擦力向右，所以货物先向右运动，故A错误； B．货物与无人车的摩擦力为 无人车与水平地面的摩擦力为 对货物，一直做加速运动，根据牛顿第二定律，有 根据速度-位移公式，有 联立可得货物位移大小为，故B错误； C．共速时无人车速度为v，克服地面摩擦力做功的功率，故C错误； D．对货物，根据速度关系有 对无人车，根据动能定理，有 可得无人车的货箱长度最少为，故D正确。 故选D。 3. 如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时调整发球机出球口距地面的高度，然后向竖直墙面发射网球。如图乙所示，先后两次从同一位置水平发射网球A、B，网球A、B分别碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为45°和60°，若不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. A球的发射速度小于B球的发射速度 B. A球的速度变化率小于B球的速度变化率 C. A球在空中的飞行时间大于B球在空中的飞行时间 D. A、B两球竖直位移之比 【答案】D 【解析】 【详解】C．发出的网球在竖直方向做自由落体运动，根据可得，网球在空中运动的时间为 由图可知 所以A球在空中的运动时间小于B球在空中的运动时间，故C错误； A．网球在水平方向上做匀速直线运动，两网球在水平方向的位移相等，根据可知，A球的发射速度大于B球的发射速度，故A错误； B．速度的变化率是指加速度，两个网球的加速度都是重力加速度，所以A球的速度变化率等于B球的速度变化率，故B错误； D．根据平抛运动，设水平位移为，竖直位移分别为，，根据平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点，则， 所以，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为无人机内部的一个加速度计，可以测量竖直轴向加速度，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为，加速度的方向竖直向下时为正值。下列说法正确的是（　　） A. 当无人机悬停在空中时， B. 当无人机自由下落时， C. 当时，无人机处于失重状态 D. 无人机无论悬停在地球表面还是空间站的“天宫”中，的数值都一样 【答案】C 【解析】 【详解】A．悬停时，弹力合力与重力平衡，即 由 得加速度大小 但加速度方向竖直向下时为正，故，故A错误； B．自由下落时，弹力合力为0，由 得，故错误； C．若，弹力合力为，弹力小于重力，无人机处于失重状态，故C正确； D．由上述分析可知，无人机悬停时，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度等于该处的重力加速度，在空间站的“天宫”处，处于完全失重状态，此时，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（　　） A. c→a过程中，气体对外界做功 B. a→b是等容变化 C. 气体在状态a时体积最大 D. 三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程中气体体积减小，外界对气体做功，故A错误； B．过程中气体压强与温度的比值不变，由理想气体状态方程可知，该过程气体体积不变，故B正确； C．气体体积变大，气体体积减小，所以状态c气体体积最大，故C错误； D．气体循环在图像中与坐标轴所围成的面积等于气体做功大小，而题中给出的是图像，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，变压器为理想变压器，灯泡L标称“”，定值电阻，其中匝、匝、未知，当接入的电压时，灯泡L正常发光，定值电阻消耗的电功率之比为，“电源”的效率为变压器的输出功率与电源消耗的电功率的百分比。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡的电流的频率为 B. 匝 C. 定值电阻消耗的电功率为 D. 电源的效率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．变压器并不改变交流电的频率，由电源电压的瞬时表达式可知交变电流的频率为 解得 所以流过灯泡电流的频率为，A错误； C．灯泡L正常发光，则灯泡L两端的电压为，由公式 得 电源电压的有效值为，所以定值电阻两端的电压为 则定值电阻消耗的电功率为 C正确； B．则定值电阻消耗的电功率为，由公式 解得 定值电阻两端的电压为 由公式 得 B错误； D．由以上可知流过原线圈的电流为 电源消耗的总功率为 变压器的输出功率为 则电源的效率为 D错误。 故选C。 7. 如图所示，半径为的光滑半球壳固定于水平地面上，开口平面平行于地面，O为球心，质量分别为、的A、B两小球用长为的轻质硬杆连接置于半球壳内，现对A施加一个水平向左的推力，使A、B静止在图示位置，其中OB处于竖直状态。轻杆对小球的作用力沿杆方向，重力加速度为，若，以下说法错误的是（　　） A. 推力 B. 撤去推力的瞬间，B的加速度大小为 C. 撤去推力后，杆带着球运动过程的任意时刻，两小球的速度大小相等 D. 撤去推力后，A运动至最低点时速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球B受力分析可知，轻杆弹力为零；以A为对象，根据图中几何关系结合平衡条件可得 解得，故A正确，不满足题意要求； C．撤去推力后，任意相同时间内A、B两小球转过的角度相等，则任意时刻，A、B的角速度相等，根据可知，杆带着球运动过程的任意时刻，两小球的速度大小相等，故C正确，不满足题意要求； B．撤去推力的瞬间，设释放瞬间杆的作用力大小为，由于任意时刻两小球的速度大小相等，所以两球加速度大小相等，对A球有 对B球有 联立解得，故B正确，不满足题意要求； D．撤去推力后，A运动至最低点时，根据系统机械能守恒可得 又 联立解得，故D错误，满足题意要求。 故选D。 二、多选题 8. 如图，水平面内有相距为d的足够长的平行金属导轨，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，导轨右端与电感线圈相连，线圈的自感系数为L。一长度略大于d的金属棒以的速度从左端滑上导轨，金属棒质量为m，所有电阻及摩擦均不计，已知简谐运动的周期公式为。则有（　　） A. 金属棒刚滑上导轨时刻，回路电流最大 B. 金属棒速度减为零的时刻，线圈自感电动势最大 C. 金属棒向右运动的最大距离为 D. 金属棒从滑上导轨到速度减为零的时间为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．金属棒刚滑上导轨时，自感电动势最大，回路电流强度为零，故A错误； B．金属棒速度为零时，回路电流最大，自感电动势为零，故B错误； C．由自感电动势与动生电动势等大反向可知， 在时间内 ， 线框所受安培力为， 设金属棒向右最大位移为S，则有：， 得，故C正确； D．线框所受安培力为， 故线框所受合外力与位移x成正比，且方向与位移方向相反，则线框做简谐运动， 由简谐运动周期公式可得，故D正确 故选CD。 9. 在某光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球A、B、C，通过不可伸长的绝缘轻质细线相连，小球A、B间细绳的长度为2L，其他两个细绳的长度均为，如图甲所示。球质量为m，带电量为，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直，现用一方向不变、大小变化的水平力作用在小球A、B间细绳的中点，方向与两球连线垂直。当水平力做功为时，其大小为，A、B两球第一次相距，且A球的加速度方向与相同，如图乙所示，这段时间每条细绳处于绷直状态。已知两个带电量分别为、的点电荷相距为r时，它们的电势能为，其中k为静电力常量。则当F做的功为W时，下列说法正确的是（　　） A. B、C两球之间的细绳拉力大小为 B. B、C两球之间的细绳拉力大小为 C. 小球A、B、C系统的动能为 D. 小球A、B、C系统的动能为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．则当F做的功为时，A、B两球第一次相距，根据几何关系可知A、B间的绳子中点两侧绳子的夹角为；对A、B间的绳子中点受力分析，因为其质量为0，由牛顿第二定律知其合力为0，则有 可以得到绳子对中点的拉力大小为 再对B受力分析，在水平面内其受两个绳子的拉力和其他两个球的静电力，因其在A、B连线方向上的合力为0，则有 解得B、C两球之间的细绳拉力大小为，故A正确，B错误； CD．对整个系统运用功能关系，F做的功等于系统电势能的增加量与动能增加量之和，即 其中 则，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，倾角为的固定斜面体顶端固定一光滑定滑轮，质量为的物块A与物块（质量未知）通过轻绳连接后跨过定滑轮，轻绳与斜面体平行，物块A放在斜面体上的a点，物块A刚好不下滑。已知ab段粗糙，b点下侧光滑，轻弹簧固定在斜面体的底端，原长时上端位于b点，某时刻剪断轻绳，物块A运动到b点的速度大小为，最终物块A把轻弹簧压缩到最低点c，随后物块A能沿斜面上滑到最高点点（d未画出），物块A在c点的加速度大小为，，弹性势能表达式为，为形变量，轻弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为，。下列说法正确的是（　　） A. 物块A与ab段的动摩擦因数为 B. 轻弹簧的劲度系数为 C. 物块A下滑的最大速度为 D. 物块B的质量为 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．物块A在ab段做匀加速直线运动，根据 代入数据解得： 在ab段运动时，根据牛顿第二定律有 代入数据解得： 剪断轻绳前，物块A处于静止状态且刚好不下滑，说明此时静摩擦力达到最大且沿斜面向上，由平衡条件得 其中，代入数据解得：，故AD正确； B．物块A压缩弹簧至最低点c时速度为零，根据牛顿第二定律 解得弹簧弹力 物块从b到c过程机械能守恒，由 可知 解得形变量，则劲度系数，故B错误； C．物块A下滑至合力为零时速度达到最大值，此时 解得 从b到平衡位置过程机械能守恒，由 代入数据解得，故C错误。 故选AD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放置质量为m的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即圆周运动半径r可改变）。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 （1）若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续5次脉冲的时间为t，则滑块转动的角速度表达式________（用t表示） （2）实验小组保持滑块质量、半径不变，通过调节电动机转速得到多组数据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲） 力传感器的示数 1 3.03 4.15 2 2.76 4.98 3 2.63 5.49 请根据表格数据，计算第1组实验中的角速度________；并根据所学向心力表达式可算出向心力________，与表格中力的传感器示数相比，可验证向心力表达式。（，结果均保留3位有效数字） （3）在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径r，产生系统误差，则导致________（选填“<”，“=”或“>”）。 【答案】（1） （2） ①. 8.29 ②. 4.12 （3）< 【解析】 【小问1详解】 由题中连续记录5次脉冲，可知 则角速度为 【小问2详解】 [1]由可得 [2]根据向心力公式 【小问3详解】 由于细线存在微小形变，使实际转动的半径变大，实际向心力的数值变大，因此力的传感器测量的数值大于计算值，则填“<”。 12. 某研究性学习小组利用图1所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率及干电池的电动势和内阻，使用的器材如下： 干电池一节（电动势未知，内阻未知） 0~3V电压表（内阻约3kΩ） 0~0.6A电流表（内阻为1.0Ω） 定值电阻， 粗细均匀的金属丝 开关一个，导线若干，金属夹两个，刻度尺，螺旋测微器 实验步骤如下： ①将金属丝拉直固定，用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径； ②按图1连接电路，将金属夹B固定在金属丝右端，在金属丝上夹上金属夹A； ③测量AB之间金属丝的长度； ④闭合开关，记录电流表和电压表的示数、； ⑤改变金属夹A的位置，进行多次实验，记录每一次的和、； ⑥以为纵轴，为横轴，作出图像如图2所示；以为纵轴，为横轴，作出图像如图3所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图4所示，则该次测量金属丝直径为________mm。 （2）若图2中图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为________（结果用k、d表示）。 （3）由图3可知，电源的电动势为________V（结果保留3位有效数字），电源的内阻为________（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）#### （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的最小刻度为，故金属丝直径为 考虑估读带来的偶然误差，金属丝直径的取值范围为 【小问2详解】 根据欧姆定律，接入电路中的金属丝电阻满足 解得 结合图2可知斜率 金属丝的电阻率为 【小问3详解】 [1][2]因电流表内阻已知，表达式不存在因未考虑电流表分压造成的误差，故电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值等于真实值。由图3可知， 解得 【点睛】 四、解答题（13题10分，14题12分，15题16分） 13. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图实线所示，在t1=0.4s时刻的波形如图虚线所示，求： （1）若波向x轴负方向传播，且t1<T，写出x=1.5m处的质点的振动方程； （2）若波向x轴负方向传播，且T<t1<2T，求x=2m处的P质点第一次出现波谷的时刻； （3）若波向x轴正方向传播，求该波的波速。 【答案】（1）cm （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，波长为，若波向x轴负方向传播，设波速为，则有 ， 解得 则周期为 处的质点的振动方程为 由图可知， 联立解得cm 【小问2详解】 若波向x轴负方向传播，且T<t1<2T，设波速为 ，则有 ， 解得 x=2m处的P质点第一次出现波谷的时刻为 【小问3详解】 若波向x轴正方向传播，则有 由 解得 14. 《中国激光》杂志第六期报道，上海光学精密机械研究所林楠团队创新地采用固体激光器方案，实现了LPP-EUV光源技术全球领先，这标志着国产芯片制造迈入了新阶段。物理气相沉积镀膜是芯片制作的关键环节之一，该设备的结构图简化如下（z方向足够长），面积足够大的晶圆（截面为坐标系第一象限内的直线）固定放置，空间区域内有匀强磁场，磁感应强度，方向沿z轴负方向；坐标平面第二象限内有匀强电场，场强，方向沿y轴负方向。初速度可忽略的氩离子（比荷）经电压为的电场加速后，从距y轴0.5m的P点沿x轴正方向进入匀强电场E中，恰好打到位于原点O处的金属靶材并被全部吸收，靶材溅射出的金属离子（比荷）从O点飞入磁场区域，速度大小均为，并沉积在晶圆上。忽略离子重力及其离子间的相互作用力，求： （1）P点的纵坐标y； （2）假设进入磁场的离子沿各个方向都有，求晶圆方向上的镀膜（金属离子打中的区域）长度； （3）从O点沿与z轴正半轴夹角为方向飞入磁场且打在晶圆上的离子到直线距离的范围。 【答案】（1）0.6m （2）0.5m （3） 【解析】 【小问1详解】 氩离子经过加速电场后，由动能定理可得 氩离子从P点沿x轴进入匀强电场做类平抛运动，水平方向则有 根据牛顿第二定律可得 P点的纵坐标 代入数据解得 【小问2详解】 金属离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得 分析可知，金属离子能直接打到M点，沿x轴正方向射出的金属离子，圆心在M点，落点到M点的距离最远，则 即镀膜长度为0.5m。 【小问3详解】 从O点沿与z轴正半轴夹角为45°方向飞入的金属离子在磁场中的运动轨迹为螺旋状,可将其看成是在 xOy平面内的匀速圆周运动和沿z轴正方向的匀速直线运动的合成 则金属离子在xOy平面内的匀速圆周运动的速度大小 洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律可得 解得 金属离子做匀速圆周运动的周期为 如图所示 圆周分运动的弦长最短时时间最短，此时打在晶圆上的离子距直线 MN的距离最近。由几何关系可知,此时粒子偏转了，所以打在晶圆上离子的最短运动时间为 由几何关系可知，从磁场最上端打在晶圆上的离子在磁场中偏转角最大为，运动时间最长 金属离子沿z轴正方向匀速直线运动的速度 故离子到直线MN最近距离 最远距离 所以打在晶圆上的离子到直线MN的距离为 15. 如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNQP，长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面，形成“U”形槽，将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a，从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<< r)，途经圆弧面上最低点B，平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面，第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。 （1）求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN； （2）从A到B的过程：物块a相对于B点位移为x，求其所受回复力F与x的关系式； （3）求物块b的初速度大小vb以及碰撞后瞬间物块a的速度大小va； （4）若h=0.032m，r=10m，d=0.4m，要使物块a从NQ之间滑离，求BQ间距L的范围。 【答案】（1），，方向竖直向上 （2） （3）， （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 对a物块下滑过程中根据动能定理有 可得； 在B点根据牛顿第二定律有 可得，方向竖直向上； 【小问2详解】 如图 由于h<<r，滑块a所受回复力F，则 可知滑块受到的回复力F与x成正比，方向与x相反，因此滑块a从释放到第一次到达最低点的运动是简谐运动。 【小问3详解】 滑块b在圆弧形斜面上垂直槽轴线方向的运动性质与a相同，平行槽轴线方向做匀速度直线运动。设滑块b的速度沿槽轴线和垂直槽轴线分速度为vbx、vby，如图 当vbx=0时，滑块b第一次滑到最高点，由题意可知滑块b到达的最高点高度与滑块a的开始下滑的高度相等。此时速度为vby，经历的时间t1为； 又因与滑块a最高点相同，由题意可知 即 因为滑块a、b在最高点发生碰撞，设碰后滑块b的速度为v'by。由动量守恒和机械能守恒有， 联立解得， 【小问4详解】 碰后滑块a在平行于槽轴线方向的速度始终为va，从MN边界射出的最基本的几种临界情况如图1、2、3、4所示。考虑周期性，则L有多种情况 由题给数据可得，， 滑块a每一次在圆弧型斜面上滑或下滑的时间为 滑块a每一次滑过水平面的时间为 又由于滑块a从任一点出发回到该点同高度位置时的时间相等，设时间为T，则T=4t1+2t2=(2π+1) s 滑块a由碰后到从MN之间飞出的时间t满足，L=0.4t 所以由图1、2可知或，…… 由图3、4可知即或者，…… 综上分析可知t应满足 则滑块a能从MN之间飞出时L的范围为，（n=0，1，2，3，4……） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $