精品解析：江苏省常州市前黄高级中学2024-2025学年高三上学期第二次学情检测物理试题

江苏省前黄中学25届高三年级上学期第二次学情检测 （物理试卷） 一、单选题（每小题4分，共44分，每题只有一个正确选项） 1. 关于经典的物理学发展的描述，下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德开创了科学实验与逻辑推理相结合的科学研究方法 B. 牛顿提出了万有引力定律并测出了万有引力常量 C. 奥斯特发现了电流的磁效应，并首次揭示了电与磁的联系 D. 库仑提出了磁现象的分子电流假说 2. 手机折叠支架方便刷短视频，某款支架的支撑杆MN，背部支撑面PQ的倾角都可以改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，不计摩擦，当逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐增大 B. 手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐增大 C. 手机对支架的作用力逐渐增大 D. 支架对手机的作用力逐渐减小 3. 光刻机利用紫外线，将精细图投影在硅片上。在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，可以提高光刻机投影精细图的能力。下列关于光刻机中紫外线的说法正确的是（　　） A. 由空气进入液体后频率升高 B. 由空气进入液体后波长变短 C. 液体中比在空气中更容易发生衍射 D. 在液体中的波速为 4. 如图所示，“天问一号”卫星从地球发射后，在P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入乙图中的调相轨道和停泊轨道，则关于该卫星的说法正确的是（　　） A. 从P点转移到Q点的时间大于6个月 B. 无法比较停泊轨道和调相轨道的周期大小 C. 发射速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 D. 在地火转移轨道运动时的速度均小于地球绕太阳的速度 5. 2024年10月，解放军开展“联合利剑-2024B”实战演习，震慑“台独”势力。如图所示，一枚质量为的炮弹以初速度斜向上从O点发射后无动力飞行，点（图中未画出）为与点等高的落地点，点为曲线最高点。若炮弹飞行时受到阻力大小不变，与速度方向相反。下列说法正确的是（　　） A. 炮弹运动轨迹是抛物线 B. 炮弹在点的加速度方向竖直向下 C. 炮弹在上升过程中处于超重状态 D. 炮弹到Q时速度可能竖直向下 6. 汽车打火时火花塞产生电火花的原理如右图所示，扭动汽车钥匙打火，开关不停地闭合和断开，打火线圈次级绕组产生的瞬时高电压使火花塞产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气，下列说法正确的是（　 　） A. 汽车打火的主要原理是自感 B. 断开开关的瞬间，次级绕组中的磁场能转化为电能 C. 闭合开关的瞬间，火花塞更易产生电火花 D. 打火线圈中的初级绕组匝数可能大于次级绕组匝数 7. 电磁波是利用LC振荡电路加载发射的，某小组研究LC振荡电路（L不计电阻），紧靠电容器右侧放置一个多匝导线圈与低功耗LED灯泡连接闭合电路。双掷开关先打到a充电，稳定后再打到b，此时发现灯泡被点亮，对此下列说法正确的是（　 　） A. 开关打到b瞬间，通过电感的电流最大 B. 开关打到b后，小灯泡可以一直发光 C. 若电感中插入铁芯，振荡电流的频率减小 D. 因为LC频率逐渐减小，所以小灯泡逐渐变暗 8. 如图，中国古典文化中的太极图是由两个完全相同的阴阳两部分构成，阴阳对立而又统一，相应而又合抱，相反而又相成，生动形象地揭示了宇宙万象在对立统一法则下的和谐。太极图中黑色阴影部分为阴，白色部分为阳，O为外大圆的圆心，为上侧小阴圆和上侧的阳半圆的圆心，为下侧小阳圆和下侧的阴半圆的圆心，和分别为上侧阳半圆和下侧阴半圆的半径，且与平行，为外大圆的直径，与连线垂直，电荷量均为+q（q>0）的两个正点电荷分别固定在和两点。下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点电场强度相同 B. A、B两点电势不相同 C. 电子在О点的电势能小于在C点的电势能 D. 电子在О点的电势能大于在C点的电势能 9. 养生壶一般带有圆柱形滤网，如图左所示，壶中盛有部分水时，从正面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。俯视模型如图右所示，滤网和玻璃壶壁的截面是以 点为圆心的同心圆，只考虑水对光线的折射。直线过圆心 。某同学从较远位置垂直于 观察养生壶，为了寻找看到的水中滤网半径和真实半径的关系，分别画出了、 光路（、均为切点）， 则（　　） A. 水的折射率为 B. 看到水中的滤网半径 C. 光从水中折射进入空气中时波长变短 D. 若将水的折射率变大，看到的水中滤网半径变小 10. 某高铁列车共8节车厢，其中4节车厢是以相同的额定功率提供动力，另4节车厢是拖车。运行时阻力与列车速率成正比。已知列车在平直轨道上采用4动4拖模式匀速的速率为，若改为采用1动7拖模式后，列车的速率－的变化关系可能是（　　） A. B. C. D. 11. 如图甲所示，质量为的物块A与竖直放置的轻弹簧上端连接，弹簧下端固定在地面上。时，物块A处于静止状态，物块B从A正上方一定高度处自由落下，与A发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到达最低点后又向上运动。已知B运动的图像如图乙所示，其中的图线为直线，不计一切阻力，则（　　） A. 物块B的质量为3m B. 时，弹簧的弹性势能为零 C. 时，A、B分离 D. 时，B速度为零 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有： 电压表V1（量程3V）；电压表V2（量程15V）； 电流表A1（量程0.6A）；电流表A2（量程3A）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值300Ω）； 干电池；开关S；导线若干； （1）选择合适的器材（　　） A. 电压表 V1，电流表应选 A2，滑动变阻器 R2 B. 电压表 V2，电流表应选 A1，滑动变阻器 R2 C. 电压表 V1，电流表应选 A1，滑动变阻器 R1 D. 电压表 V2，电流表应选 A2，滑动变阻器 R1 （2）某同学测得的数据已标在图中坐标系上，根据该图像测得电动势_____V和内阻____Ω。（保留三位有效数字） （3）按照上述测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。下列图像中哪一个是该实验的分析 A. B. C. D. （4）有两个实验小组用不同的电池完成了上述的实验后，发现各电池电动势相同，只是内阻有差异。同学们选择了内阻差异较大的甲、乙两个电池进一步探究电池的内阻热功率P随路端电压U变化的关系，画出了图中所示的P－U图像。已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是 。 A. B. C. D. 三、解答题 13. 如图所示，两波源分别位于和处，形成沿x轴正、负方向传播的甲乙两列简谐横波。0时刻波形图如图所示，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。已知两列波的波速均为2m/s，质点M的平衡位置位于处。求： （1）两列波波峰第一次相遇的时刻； （2）在0~2.0s时间内，质点M运动的路程。 14. 某半径为r的闭合导体圆环，电阻为R。将圆环垂直磁场方向置于一匀强磁场中，当磁感应强度大小B随时间t按照的规律均匀减小时（、均为已知量），求： （1）圆环中的感应电动势E。 （2）在时刻圆环中张力F多大。 15. 如图所示，长滑竿OPQ水平固定，套在竿上的滑环A通过竖直轻绳与物块B相连，竿上P点左侧光滑，P点右侧粗糙程度均匀，Q点处固定一个滑环以防止A冲出滑竿。初始时，A静止在O点处，现给B一个向右的瞬时初速度v0（未知），当A、B共速时轻绳与竖直方向的夹角为37°，并且滑环A刚好运动到P点处，此后A、B一起运动（相对静止），到Q点时速度恰好减到零。A、B可视为质点，质量分别为mA=1kg，mB=2kg，绳长l=1.5m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力。求： （1）A、B共速时的加速度a； （2）B的初速度v0的大小； （3）B获得初速度时绳中拉力F和PQ间的距离x； 16. 某磁约束聚变实验装置中的“偏转系统”原理图如图所示。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束沿竖直方向平行射入极板后再进入偏转磁场。中性粒子沿原方向运动被下方出口接收；进入下方偏转磁场的离子发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，且横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使速度为v0的（v0已知）离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小和方向； （2）若改变，使的粒子束均沿直线通过极板后进入下方偏转磁场B1，B1磁场边界为矩形。当偏转磁场时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求符合要求的偏转磁场的最小面积。 （3）若极板间无磁场，速度为的离子多样性粒子束射入两极板间，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省前黄中学25届高三年级上学期第二次学情检测 （物理试卷） 一、单选题（每小题4分，共44分，每题只有一个正确选项） 1. 关于经典的物理学发展的描述，下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德开创了科学实验与逻辑推理相结合的科学研究方法 B. 牛顿提出了万有引力定律并测出了万有引力常量 C. 奥斯特发现了电流的磁效应，并首次揭示了电与磁的联系 D. 库仑提出了磁现象的分子电流假说 【答案】C 【解析】 【详解】A．亚里士多德的研究多基于哲学思辨而非系统实验，伽利略才是科学实验与逻辑推理结合的先驱，故A错误； B．牛顿提出万有引力定律，但引力常量由卡文迪许通过扭秤实验测得，故B错误； C．奥斯特通过实验发现电流使小磁针偏转，首次揭示电与磁的联系，故C正确； D．安培提出分子电流假说，库仑的贡献是电荷作用力的定律，故D错误。 故选C。 2. 手机折叠支架方便刷短视频，某款支架的支撑杆MN，背部支撑面PQ的倾角都可以改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，不计摩擦，当逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐增大 B. 手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐增大 C. 手机对支架的作用力逐渐增大 D. 支架对手机的作用力逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．对手机，由平衡条件，可知背部支撑平面PQ对手机的弹力 可知随着逐渐增大，逐渐减小，故A错误； B．对手机，由平衡条件，可知底部支撑平面对手机的弹力 可知随着逐渐增大，逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐增大，故B正确； CD．因为手机处于平衡状态，支架对手机的作用力与手机的重力等大反向，所以支架对手机的作用力大小始终等于重力。根据牛顿第三定律，手机对支架的作用力也不变，故CD错误。 故选B。 3. 光刻机利用紫外线，将精细图投影在硅片上。在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，可以提高光刻机投影精细图的能力。下列关于光刻机中紫外线的说法正确的是（　　） A. 由空气进入液体后频率升高 B. 由空气进入液体后波长变短 C. 液体中比在空气中更容易发生衍射 D. 在液体中的波速为 【答案】B 【解析】 【详解】A．紫外线由空气进入液体，频率不变，故A错误； B．已知光速，液体的折射率比空气的大，根据可知紫外线在液体中的传播速度更小，小于光速；根据可知紫外线由空气进入液体后波长变短，故B正确，D错误； C．紫外线由空气进入液体后波长变短，可知紫外线在液体中比在空气中更不容易发生衍射，故C错误。 故选B。 4. 如图所示，“天问一号”卫星从地球发射后，在P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入乙图中的调相轨道和停泊轨道，则关于该卫星的说法正确的是（　　） A. 从P点转移到Q点的时间大于6个月 B. 无法比较停泊轨道和调相轨道的周期大小 C. 发射速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 D. 在地火转移轨道运动时的速度均小于地球绕太阳的速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，根据开普勒第三定律可知其周期大于地球公转周期1年，即12个月，则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半，大于6个月，故A正确； B．根据开普勒第三定律，环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故B错误； C．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故C错误； D．卫星从P点变轨时，要增大速度，才能做离心运动进入地火转移轨道，即在地火转移轨道P点的速度大于地球绕太阳的速度，故D错误。 故选A。 5. 2024年10月，解放军开展“联合利剑-2024B”实战演习，震慑“台独”势力。如图所示，一枚质量为的炮弹以初速度斜向上从O点发射后无动力飞行，点（图中未画出）为与点等高的落地点，点为曲线最高点。若炮弹飞行时受到阻力大小不变，与速度方向相反。下列说法正确的是（　　） A. 炮弹运动轨迹是抛物线 B. 炮弹在点的加速度方向竖直向下 C. 炮弹在上升过程中处于超重状态 D. 炮弹到Q时速度可能竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．炮弹飞行时受到与速度方向相反且大小不变的阻力，合外力不是恒力，不满足做抛体运动（合外力为恒力）的条件，所以运动轨迹不是抛物线，故A错误； B．炮弹在点时受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力，根据力的合成可知所受合力斜向左下，根据牛顿第二定律可知，根据牛顿第二定律可知炮弹在点的加速度方向斜向左下，故B错误； C．炮弹在上升过程中竖直方向的合外力向下，竖直方向的加速度向下，故处于失重状态，故C错误； D．若炮弹到Q时水平方向速度减小到零，则此时只有竖直方向的速度，即炮弹到Q时速度可能竖直向下，故D正确。 故选D。 6. 汽车打火时火花塞产生电火花的原理如右图所示，扭动汽车钥匙打火，开关不停地闭合和断开，打火线圈次级绕组产生的瞬时高电压使火花塞产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气，下列说法正确的是（　 　） A. 汽车打火的主要原理是自感 B. 断开开关的瞬间，次级绕组中的磁场能转化为电能 C. 闭合开关的瞬间，火花塞更易产生电火花 D. 打火线圈中的初级绕组匝数可能大于次级绕组匝数 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车打火并控制电火花点火的主要原理是互感，故A错误； B．断开开关的瞬间，初级绕组电流产生的磁场能转化为次级绕组中的电能，故B正确； C．闭合开关瞬间，电流变化率较小；断开开关瞬间，电流变化率极大，次级绕组感应的电压更高，火花塞更易产生电火花，故C错误； D．根据变压器电压比等于匝数比 为了使次级绕组产生高电压，次级绕组匝数一定大于初级绕组匝数，故D错误。 故选B。 7. 电磁波是利用LC振荡电路加载发射的，某小组研究LC振荡电路（L不计电阻），紧靠电容器右侧放置一个多匝导线圈与低功耗LED灯泡连接闭合电路。双掷开关先打到a充电，稳定后再打到b，此时发现灯泡被点亮，对此下列说法正确的是（　 　） A. 开关打到b瞬间，通过电感的电流最大 B. 开关打到b后，小灯泡可以一直发光 C. 若电感中插入铁芯，振荡电流的频率减小 D. 因为LC频率逐渐减小，所以小灯泡逐渐变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关打到b瞬间，电场能最大，磁场能最小，通过电感的电流最小，电流变化率最大，故A错误； C．若电感中插入铁芯，则自感系数增大，根据可知振荡电流的频率减小，故C正确； BD．根据可知振荡回路的频率不变，开关打到b后，LC振荡电路开始传播电磁波，致使灯泡所在闭合回路产生感应电动势，小灯泡被点亮后会逐渐变暗，是因为电磁波的能量在逐渐减小，直到最后能量消耗完，小灯泡不再发光，故BD错误。 故选C。 8. 如图，中国古典文化中的太极图是由两个完全相同的阴阳两部分构成，阴阳对立而又统一，相应而又合抱，相反而又相成，生动形象地揭示了宇宙万象在对立统一法则下的和谐。太极图中黑色阴影部分为阴，白色部分为阳，O为外大圆的圆心，为上侧小阴圆和上侧的阳半圆的圆心，为下侧小阳圆和下侧的阴半圆的圆心，和分别为上侧阳半圆和下侧阴半圆的半径，且与平行，为外大圆的直径，与连线垂直，电荷量均为+q（q>0）的两个正点电荷分别固定在和两点。下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点电场强度相同 B. A、B两点电势不相同 C. 电子在О点的电势能小于在C点的电势能 D. 电子在О点的电势能大于在C点的电势能 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，由于与平行且相等，根据几何关系可得A、B两点关于圆心О对称，根据等量同种正电荷的电场线和等势面分布规律可得A、B两点电场强度大小相等，方向相反，电势相同，则A、B两点电场强度不相同，电势相同，故AB错误； CD．根据沿电场线方向电势逐渐降低可知O点的电势大于C点的电势，电势能为，电子带负电，在电势较低处具有的电势能较大，所以电子在О点的电势能小于在C点的电势能，故D错误，C正确。 故选C。 9. 养生壶一般带有圆柱形滤网，如图左所示，壶中盛有部分水时，从正面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。俯视模型如图右所示，滤网和玻璃壶壁的截面是以 点为圆心的同心圆，只考虑水对光线的折射。直线过圆心 。某同学从较远位置垂直于 观察养生壶，为了寻找看到的水中滤网半径和真实半径的关系，分别画出了、 光路（、均为切点）， 则（　　） A. 水的折射率为 B. 看到水中的滤网半径 C. 光从水中折射进入空气中时波长变短 D. 若将水的折射率变大，看到的水中滤网半径变小 【答案】A 【解析】 【详解】AD．根据折折射定律可得，水的折射率为 若将水换为折射率更大的透明液体，真实半径r不变，水下部分看到的滤网半径R变大，故A正确，D错误； B．由题光路图可知，看到水中的滤网半径为，故B错误； C．光从水中折射进入空气中时，根据 可知光速变大，频率不变，根据可知，波长变长，故C错误。 故选A。 10. 某高铁列车共8节车厢，其中4节车厢是以相同的额定功率提供动力，另4节车厢是拖车。运行时阻力与列车速率成正比。已知列车在平直轨道上采用4动4拖模式匀速的速率为，若改为采用1动7拖模式后，列车的速率－的变化关系可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设每节动车的功率为P，每节车厢受阻力为f，且阻力与速率的关系为 若列车在平直的轨道上采用4动4拖模式匀速行驶的速率为，则 若某时刻改为采用1动7拖模式后，功率变为P，根据 可知此时牵引力小于阻力，动车组做减速运动，随速度的减小，牵引力变大，根据 可知加速度减小，当加速度减为零时则有 联立可得 故选A。 11. 如图甲所示，质量为的物块A与竖直放置的轻弹簧上端连接，弹簧下端固定在地面上。时，物块A处于静止状态，物块B从A正上方一定高度处自由落下，与A发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到达最低点后又向上运动。已知B运动的图像如图乙所示，其中的图线为直线，不计一切阻力，则（　　） A. 物块B的质量为3m B. 时，弹簧的弹性势能为零 C. 时，A、B分离 D. 时，B速度为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．由乙图可知，B与A碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间的速度为，由于碰撞时间极短，可认为碰撞过程满足动量守恒，则有 解得，故A错误； B．由乙图可知，当时，B的速度最大，加速度为零，可知此时AB的重力与弹簧的弹力大小相等，方向相反，故此时弹簧处于压缩状态，弹性势能不为零，故B错误； D．B与A一起运动过程属于简谐振动，故图乙中B物体的速度时间图线为正余弦函数关系，设振动周期为，根据数学知识，可得， 解得， 则有， 设B速度为零时刻为，则有 解得 则 根据，， 解得，故D正确； C．由题分析有 可得 故当时B的速度为 又 可得，故C错误。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有： 电压表V1（量程3V）；电压表V2（量程15V）； 电流表A1（量程0.6A）；电流表A2（量程3A）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值300Ω）； 干电池；开关S；导线若干； （1）选择合适的器材（　　） A. 电压表 V1，电流表应选 A2，滑动变阻器 R2 B. 电压表 V2，电流表应选 A1，滑动变阻器 R2 C. 电压表 V1，电流表应选 A1，滑动变阻器 R1 D. 电压表 V2，电流表应选 A2，滑动变阻器 R1 （2）某同学测得的数据已标在图中坐标系上，根据该图像测得电动势_____V和内阻____Ω。（保留三位有效数字） （3）按照上述测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。下列图像中哪一个是该实验的分析 A. B. C. D. （4）有两个实验小组用不同的电池完成了上述的实验后，发现各电池电动势相同，只是内阻有差异。同学们选择了内阻差异较大的甲、乙两个电池进一步探究电池的内阻热功率P随路端电压U变化的关系，画出了图中所示的P－U图像。已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是 。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2） ①. 1.45-1.55 ②. 1.00-1.20 （3）D （4）A 【解析】 【小问1详解】 一节干电池的电动势约为1.5V，则电压表选择V1，电路中电流不超过0.6A，则电流表应选 A1，滑动变阻器选择较小的R1即可。故选C。 【小问2详解】 根据测得的数据在图中坐标系上做出图像如图，根据该图像点的坐标（0.1A，1.4V）（0.48A，1.0V）由U=E-Ir可得1.4=E-0.1r，1.0=E-0.48r 联立解得电动势1.51V，1.05Ω。 【小问3详解】 题干的实验误差来自于电压表的分流作用，当电压表示数为零时无电流通过电压表，此时测量值等于真实值，电压表的示数越大，实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大，当外电路短路时电压表读数为零，此时无误差，故对应的U-I图像是D。 故选D。 【小问4详解】 由焦耳定律可得电源内阻热功率为： P与U为二次函数关系，图像的开口向上的抛物线的一部分，由于电动势相同，当U=0时，纵轴截距为，内阻越大，纵截距越小，已知甲电池组的内阻较大，则甲的纵轴截距较小，故A正确，BCD错误。 故选A。 三、解答题 13. 如图所示，两波源分别位于和处，形成沿x轴正、负方向传播的甲乙两列简谐横波。0时刻波形图如图所示，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。已知两列波的波速均为2m/s，质点M的平衡位置位于处。求： （1）两列波波峰第一次相遇的时刻； （2）在0~2.0s时间内，质点M运动的路程。 【答案】（1）2s （2）5cm 【解析】 【小问1详解】 两列波第一个波峰相距 相遇时间 解得 【小问2详解】 乙波传到M点用时为 此时甲波传到处，这段时间内质点M运动的路程为 此时质点M处于平衡位置且正在向y轴正方向运动，接下来的内两列波又各向前传播（即），这段时间内质点M通过的路程为 所以，到时间内，质点M运动的路程为 14. 某半径为r的闭合导体圆环，电阻为R。将圆环垂直磁场方向置于一匀强磁场中，当磁感应强度大小B随时间t按照的规律均匀减小时（、均为已知量），求： （1）圆环中的感应电动势E。 （2）在时刻圆环中张力F多大。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律有 又， 联立解得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律有 解得感应电流 故半个圆环所受安培力 又在时刻磁感应强度 圆环中张力 解得 15. 如图所示，长滑竿OPQ水平固定，套在竿上的滑环A通过竖直轻绳与物块B相连，竿上P点左侧光滑，P点右侧粗糙程度均匀，Q点处固定一个滑环以防止A冲出滑竿。初始时，A静止在O点处，现给B一个向右的瞬时初速度v0（未知），当A、B共速时轻绳与竖直方向的夹角为37°，并且滑环A刚好运动到P点处，此后A、B一起运动（相对静止），到Q点时速度恰好减到零。A、B可视为质点，质量分别为mA=1kg，mB=2kg，绳长l=1.5m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力。求： （1）A、B共速时的加速度a； （2）B的初速度v0的大小； （3）B获得初速度时绳中拉力F和PQ间的距离x； 【答案】（1），方向水平向左 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 当A、B共速时轻绳与竖直方向的夹角为37°，此后A、B一起运动（相对静止），对B根据牛顿第二定律可得 解得A、B共速时的加速度为 方向水平向左。 【小问2详解】 对A、B系统从O运动到P点，系统水平方向满足动量守恒，则有 根据系统机械能守恒可得 联立解得， 【小问3详解】 B获得初速度时，根据牛顿第二定律可得 解得 对A、B系统从P运动到Q点，根据运动学公式可得 解得 16. 某磁约束聚变实验装置中的“偏转系统”原理图如图所示。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束沿竖直方向平行射入极板后再进入偏转磁场。中性粒子沿原方向运动被下方出口接收；进入下方偏转磁场的离子发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，且横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使速度为v0的（v0已知）离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小和方向； （2）若改变，使的粒子束均沿直线通过极板后进入下方偏转磁场B1，B1磁场边界为矩形。当偏转磁场时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求符合要求的偏转磁场的最小面积。 （3）若极板间无磁场，速度为的离子多样性粒子束射入两极板间，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围。 【答案】（1），磁场方向向里 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带正电的粒子匀速通过极板，受电场力和洛伦兹力作用，根据平衡条件有 解得 根据左手定则，可得磁场方向向里 【小问2详解】 带正电的粒子进入磁场做匀速圆周运动，作出运动轨迹，如图所示 由洛伦兹力提供向心力，则有 代入数据解得 根据几何关系，可知偏转磁场为最小面积矩形时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，根据相似三角形原理有 解得 故磁场的最小面积） 代入数据解得 【小问3详解】 粒子在电场中偏转，根据类平抛运动规律有， 根据牛顿第二定律有 代入数据解得 故极板中入射口中点右侧的粒子可以进入偏转磁场 设进入偏转磁场粒子速度为v，在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力 解得 粒子的运动轨迹，如图所示 根据几何关系，可得在磁场中偏转距离（轨迹弦长） 其中 联立解得 离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $