精品解析：上海市行知中学2025-2026学年高三上学期期中物理（等级考）试题

上海市行知中学2025-2026学年第一学期期中质量检测 高三年级物理（等级考）试卷 一、电磁波（20分） 1. 电磁波是个大家族，不同的电磁波产生的机理和产生方式不同。 （1）收音机正常工作时接收到的是________，其扬声器发出的是________。 A．电磁波 B．机械波 C．横波 D．纵波 （2）某年听力考试通过收音机进行，通知称"收听频率为FM（调频）89.9MHz，AM（调幅）792kHz"，以下示意图中，可能是接收到的89.9MHz信号的是（ ） A. B. C. D. （3）某收音机的接收电路原理简化结构如图所示。已知图示情况下电感L随线圈匝数增加而增大，若需要将收音机频率从FM89.9MHz调到AM792kHz，可以将开关S拨到________（选填“a”或“b”）；若需要将收音机频率从780千赫调整到792千赫，可以旋转旋钮，使电容器极板正对面积________（选填“增加”或“减小”）。 2. 光也是一种电磁波。 （1）如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），、是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r。则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为（ ） A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小 B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大 C. 电流表的示数变小，电压表的示数变大 D. 电流表的示数变小，电压表的示数变小 （2）光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片，如图所示，为提高光刻机投影精细图的能力，可以在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.65，空气的折射率近似为1，紫外线在空气中的传播速度接近c，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，紫外线进入液体后频率________（选填“增大”“减小”或“不变”），波速变为________，更________（选填“容易”或“不易”）发生明显衍射。 二、宇宙航行（12分） 近日，复旦大学天文与天体物理研究中心的Ebsimo Bambi教授提出了前瞻性观点，探讨了向距离地球最近的黑洞发射微型探测器的可能性。已知此黑洞的质量为M、引力常量为G、光速为c，不考虑相对论效应，据此完成下面小题。 3. 黑洞概念的理论诞生与光速息息相关。 （1）若此黑洞的第一宇宙速度为光速，则此黑洞的半径为________ （2）若此黑洞的第二宇宙速度为光速，则此黑洞的半径为________（黑洞表面发射的物体到达无穷远处的速度为0） 4. 下图为探测器绕黑洞（BH）的运动，探测器质量为m，黑洞半径为R。轨道Ⅰ为椭圆，PQ为长轴，点P到黑洞中心的距离为8R，轨道Ⅱ为圆，半径为2R，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ相切于Q点。 （1）探测器在轨道Ⅰ上运动的周期与在轨道Ⅱ上运动的周期之比为________（保留三位有效数字）。若以Q点为引力势能零势能面，则探测器在P点具有引力势能为________。 （2）探测器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的速度大小为，加速度大小为，经过Q点的速度大小为，加速度大小为，探测器在轨道Ⅱ上运动时，经过Q点的速度大小为，加速度大小为。则、、的大小关系为________，、、的大小关系为________。 三、熟悉的声音和水波世界（13分） 5. 声呐向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（ ）。 A. 频率变低 B. 频率变高 C. 频率不变 6. 利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。如图（a）所示。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300m/s。 图（a）超声波检测原理示意图图（b）机翼表面反射信号图（c）缺陷表面反射信号 （1）图中该超声波的频率是________Hz，在机翼里的波长是________。 （2）关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ） A. 振动减弱； B. 振动加强； C. 振动减弱； D. 振动加强； 7. 水上乐园的游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，水波在xOy水平面内传播，波源位于坐标原点，波面为圆形。t=5s时刻，部分波面的分布情况如图甲所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻的波峰，A（0，6m）处质点的振动图像如图乙所示，z轴以竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 水波的波长为3m B. 水波的传播速度为0.75m/s C. t=7s时，x轴上x=9m处的质点处于平衡位置 D. t=11s时，x轴上x=12m处的质点处于波谷 四、电容器和电感线圈（13分） 8. 如图有一平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（ ） A. 液滴带负电 B. 闭合开关K，增大极板间距d，液滴向上移动 C. 断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D. 闭合开关K，A板下移，液滴电势能减小 9. 某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。 （1）（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为（ ） A. B. C. D. （2）如图所示，在开关S刚拨到1后的时刻，图线的斜率大小为，图线的斜率大小为，则应等于（ ） A. r B. R C. D. 10. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 五、生活中的物理（25分） 11. 复兴号动车组列车是我国研制的具有完全自主知识产权、目前世界上运营时速最高的高铁列车。外出旅游的小洛同学坐在一辆沿直轨道高速行驶的列车里。已知列车车窗高度为，长度为。站在站台上的观察者小庞同学测量小洛同学乘坐的列车车窗，假设列车车速达到（　　） A. 100m/s，小庞同学发现明显变长 B. 100m/s，小庞同学发现明显变长 C. ，小庞同学发现明显变短 D. ，小庞同学发现明显变短 12. 如图，列车行驶的水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中，在列车底部固定一根与导轨垂直放置的导体棒ab，在列车匀减速进站的过程中。 （1）导体棒a、b两端的电势、（ ） A. B. C. （2）（多选）列车动能随运动时间t、运动距离s变化的关系可能为（ ） A. B. C. D. E. F. 13. 如图甲所示，被网友称为“麻辣小龙虾”的新型救援机器人引起外媒广泛关注，其长长的手臂前端有三个对称安放的“铁夹如图乙所示，在某次救援活动中，“麻辣小龙虾"用铁夹恰好竖直抓取到重力为G的均匀圆柱状水泥制品，水泥制品在铁夹的作用下竖直向上匀速运动过程中，不计空气阻力，则（　　） A. “铁夹”对水泥制品的压力竖直向上 B. “铁夹”对水泥制品的力与水泥制品对“铁夹”的力大小相等 C. 若增大“铁夹”对水泥制品的挤压，则水泥制品所受摩擦力变大 D. 若“铁夹”放开水泥制品，水泥制品将做自由落体运动 14. 随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步应用。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，由地面供电装置（主要装置是线圈，并连接家庭电路）将电能传送至汽车底部的感应装置（主要装置是线圈，并连接锂电池），利用产生的磁场传递能量。已知锂电池的充电电压为384V，下列说法正确的是（ ） A. 供电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B. 只增大供电线圈匝数，可增大充电电流 C. 感应线圈匝数大于供电线圈匝数 D. 感应装置和供电装置无需导线连接，这样传递能量没有损失 15. 光滑的水平长直导体轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一长也为，质量，电阻的导体棒静止在导轨上，它与导轨接触良好。图中电源电动势为，内阻为，定值电阻，其余电阻不计。求： （1）当开关接通a的瞬间，导体棒的加速度大小和方向； （2）当导体棒开始匀速运动时，开关立即接b，则之后导体棒运动的距离。 六、电荷的运动（17分） 16. 如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（ ） A. B. C. D. 17. 如图，虚线左侧存在水平向右的匀强电场（电场方向与虚线垂直），电场强度大小为E。虚线右侧分布垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的带电粒子在电场中A点以大小为的初速度沿电场方向向右运动，A点到虚线的距离为L。该粒子运动到虚线上O点时的速度大小为。粒子在磁场中运动过程中离虚线最远的距离也为L。忽略粒子所受重力和场的边缘效应。 （1）判断带电粒子的电性并求出电荷量q的数值； （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）若带电粒子初速度大小不变，方向平行虚线从A点射出，求带电粒子第一次离开磁场时在虚线上的位置到O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市行知中学2025-2026学年第一学期期中质量检测 高三年级物理（等级考）试卷 一、电磁波（20分） 1. 电磁波是个大家族，不同的电磁波产生的机理和产生方式不同。 （1）收音机正常工作时接收到的是________，其扬声器发出的是________。 A．电磁波 B．机械波 C．横波 D．纵波 （2）某年听力考试通过收音机进行，通知称"收听频率为FM（调频）89.9MHz，AM（调幅）792kHz"，以下示意图中，可能是接收到的89.9MHz信号的是（ ） A. B. C. D. （3）某收音机的接收电路原理简化结构如图所示。已知图示情况下电感L随线圈匝数增加而增大，若需要将收音机频率从FM89.9MHz调到AM792kHz，可以将开关S拨到________（选填“a”或“b”）；若需要将收音机频率从780千赫调整到792千赫，可以旋转旋钮，使电容器极板正对面积________（选填“增加”或“减小”）。 【答案】（1） ①. 电磁波 ②. 机械波 （2）D （3） ①. ②. 减小 【解析】 【小问1详解】 [1]收音机通过天线接收无线电波，无线电波属于电磁波。 [2]扬声器发出的声波需要介质传播，属于机械波。 【小问2详解】 A．波形的振幅和频率均保持不变，是未调制的高频载波，故A错误； B．波形为低频信号，不是经调频后的高频载波，故B错误； C．波形的振幅随低频信号变化而频率基本不变，是调幅波，故C错误； D．波形的振幅基本不变而频率随低频信号变化，是调频波，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 [3]调谐电路的固有频率 由，可知频率需减小，电容不变时应增大电感。开关拨到处时接入线圈的匝数更多，电感更大。 [4]由，可知频率需增大。根据 电感不变时应减小电容，因此电容器极板正对面积应减小。 2. 光也是一种电磁波。 （1）如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），、是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r。则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为（ ） A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小 B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大 C. 电流表的示数变小，电压表的示数变大 D. 电流表的示数变小，电压表的示数变小 （2）光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片，如图所示，为提高光刻机投影精细图的能力，可以在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.65，空气的折射率近似为1，紫外线在空气中的传播速度接近c，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，紫外线进入液体后频率________（选填“增大”“减小”或“不变”），波速变为________，更________（选填“容易”或“不易”）发生明显衍射。 【答案】（1）B （2） ①. 不变 ②. ③. 不易 【解析】 【小问1详解】 偏振片Q由图示位置转动的过程中，光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大，则R和组成的并联部分电阻增大，外电路电阻增大，则电压表示数增大，并联部分电压增大，则两端电压增大，的阻值不变，则电流表的示数增大。 故选B。 【小问2详解】 [1]单色光从真空或空气中进入介质，频率不变。 [2]根据 可知。 [3]根据可知，进入介质后波长变短，更不易发生衍射现象。 二、宇宙航行（12分） 近日，复旦大学天文与天体物理研究中心的Ebsimo Bambi教授提出了前瞻性观点，探讨了向距离地球最近的黑洞发射微型探测器的可能性。已知此黑洞的质量为M、引力常量为G、光速为c，不考虑相对论效应，据此完成下面小题。 3. 黑洞概念的理论诞生与光速息息相关。 （1）若此黑洞的第一宇宙速度为光速，则此黑洞的半径为________ （2）若此黑洞的第二宇宙速度为光速，则此黑洞的半径为________（黑洞表面发射的物体到达无穷远处的速度为0） 4. 下图为探测器绕黑洞（BH）的运动，探测器质量为m，黑洞半径为R。轨道Ⅰ为椭圆，PQ为长轴，点P到黑洞中心的距离为8R，轨道Ⅱ为圆，半径为2R，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ相切于Q点。 （1）探测器在轨道Ⅰ上运动的周期与在轨道Ⅱ上运动的周期之比为________（保留三位有效数字）。若以Q点为引力势能零势能面，则探测器在P点具有引力势能为________。 （2）探测器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的速度大小为，加速度大小为，经过Q点的速度大小为，加速度大小为，探测器在轨道Ⅱ上运动时，经过Q点的速度大小为，加速度大小为。则、、的大小关系为________，、、的大小关系为________。 【答案】3. ①. ②. 4. ①. 3.95 ②. ③. ④. 【解析】 【3题详解】 [1]黑洞表面的第一宇宙速度等于光速，即探测器绕黑洞表面做圆周运动的速度为，根据万有引力提供向心力有 解得 [2]物体从黑洞表面以光速发射，到达无穷远处时速度恰好为，取无穷远处的引力势能为，根据机械能守恒定律有 解得 【4题详解】 [1]由轨道Ⅱ的半径及两轨道相切于点可知，又有，椭圆轨道Ⅰ的半长轴为 根据开普勒第三定律有 代入、解得 故 [2]以无穷远处为零势能面时，质量为的探测器在距黑洞中心处的引力势能为 将点选为零势能面，探测器在点的引力势能为 代入、解得 [3]探测器经过椭圆轨道的远黑点和近黑点时，速度均与黑洞到该点的连线垂直，根据机械能守恒定律和开普勒第二定律分别有， 联立解得， 代入、解得， 探测器在半径为的圆轨道Ⅱ上运动，根据万有引力提供向心力有 解得 比较可得 [4]探测器的加速度由黑洞的万有引力产生，其大小为 因此， 故 三、熟悉的声音和水波世界（13分） 5. 声呐向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比（ ）。 A. 频率变低 B. 频率变高 C. 频率不变 【答案】B 【解析】 【详解】设超声波在水中的传播速度为，鱼群靠近渔船的速度为，渔船发出超声波的频率为。鱼群作为迎向波源运动的接收者，接收到的频率为 鱼群反射超声波时可视为靠近渔船的运动波源，渔船接收到反射波的频率为 联立解得 由于且，所以，即。 A．反射回来的超声波频率大于发出的频率，不会变低，故A错误； B．鱼群向渔船靠近，经过两次多普勒效应后，反射波频率变高，故B正确； C．鱼群相对渔船运动，反射波与发射波的频率不同，故C错误； 故选B。 6. 利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。如图（a）所示。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300m/s。 图（a）超声波检测原理示意图图（b）机翼表面反射信号图（c）缺陷表面反射信号 （1）图中该超声波的频率是________Hz，在机翼里的波长是________。 （2）关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ） A. 振动减弱； B. 振动加强； C. 振动减弱； D. 振动加强； 【答案】（1） ①. ②. （2）A 【解析】 【小问1详解】 [1]根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为 则频率为 [2]机翼里的波速 则超声波在机翼材料中的波长 【小问2详解】 结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为 故两个反射信号的路程差（为半波长的奇数倍） 解得 两个反射信号在探头处振动减弱。 故选A。 7. 水上乐园的游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波，水波在xOy水平面内传播，波源位于坐标原点，波面为圆形。t=5s时刻，部分波面的分布情况如图甲所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻的波峰，A（0，6m）处质点的振动图像如图乙所示，z轴以竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 水波的波长为3m B. 水波的传播速度为0.75m/s C. t=7s时，x轴上x=9m处的质点处于平衡位置 D. t=11s时，x轴上x=12m处的质点处于波谷 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题图甲可知，该波的波长 由题图乙可知，该波的周期 波速，故AB错误； C．由题图乙可知，t=7s时A处的质点位于波谷，x轴上x=9m处的质点与A处的质点相差半个波长，所以t=7s时，x轴上x=9m处的质点位于波峰，故C错误； D．x轴上x=12m处的质点与A处的质点相差一个波长，t=11s时，x轴上x=12m处的质点位于波谷，故D正确。 故选D。 四、电容器和电感线圈（13分） 8. 如图有一平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（ ） A. 液滴带负电 B. 闭合开关K，增大极板间距d，液滴向上移动 C. 断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D. 闭合开关K，A板下移，液滴电势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，上极板接电源负极，下极板接电源正极且接地，板间电场方向竖直向上。液滴静止时，重力竖直向下，电场力应竖直向上，电场力方向与电场方向相同，因此液滴带正电，A错误； B．保持开关闭合，极板间电压不变，增大极板间距离，根据匀强电场强度和电场力公式分别有， 可知电场强度减小，液滴所受电场力减小，此时，液滴向下运动，B错误； C．断开开关后，电容器所带电荷量不变，减小极板正对面积，根据平行板电容器的决定式和定义式分别有，， 联立解得 可知减小时，电场强度增大，液滴所受向上的电场力增大，液滴向上运动，C错误； D．保持开关闭合，极板间电压不变，上极板向下移动时，极板间距离减小，根据 可知电场强度增大，液滴所受向上的电场力增大，液滴向上运动。以下极板为零电势面，设液滴到下极板的距离为，液滴所在位置的电势为 电场强度增大且液滴向上运动时，减小。由于液滴带正电，根据 可知液滴的电势能减小，D正确。 故选D。 9. 某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。 （1）（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为（ ） A. B. C. D. （2）如图所示，在开关S刚拨到1后的时刻，图线的斜率大小为，图线的斜率大小为，则应等于（ ） A. r B. R C. D. 【答案】（1）BC （2）C 【解析】 【小问1详解】 A．开关拨到后，电感线圈阻碍电流增大，电路中的电流应从零逐渐增大；开关拨到后，线圈通过电阻放电，电流方向不变并逐渐减小到零，A图与实际电流变化不符，故A错误； B．取线圈上端对下端的电压为，开关拨到后，根据自感电动势规律有 电流的变化率逐渐减小，因此由正值逐渐减小到零；开关拨到后，原电流逐渐减小，，故突变为负值，其绝对值再逐渐减小到零，B图符合实际情况，故B正确； C．开关拨到后，电流从零逐渐增大并趋于稳定值 开关拨到后，线圈与电阻构成放电回路，电流连续且逐渐减小到零，C图符合实际情况，故C正确； D．线圈两端电压在接通电源的瞬间最大，随后应逐渐减小到零，而不是由零逐渐增大并保持不变，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 开关拨到后，电源、电阻和线圈串联，根据闭合电路欧姆定律和自感规律有 对同一小段时间内的变化量，有 整理得 由题意有， 解得 故选C。 10. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图中线圈的绕向和电流方向，根据右手螺旋定则，四指沿线圈中电流的环绕方向弯曲，拇指指向下方，因此线圈中磁场方向向下，故A正确； B．图示电流从电容器的负极板流出并流入正极板，正极板的正电荷量和负极板的负电荷量均增大，说明电容器正在充电。根据 电容器极板间的电场强度正在增大，故B正确； C．电容器正在充电，储存的电场能增加；理想振荡电路的总能量不变，因此线圈储存的磁场能正在减少，故C错误； D．根据楞次定律，线圈产生的自感电流要阻碍原电流减小，因此感应电流与原电流方向相同，故D正确。 故选ABD。 五、生活中的物理（25分） 11. 复兴号动车组列车是我国研制的具有完全自主知识产权、目前世界上运营时速最高的高铁列车。外出旅游的小洛同学坐在一辆沿直轨道高速行驶的列车里。已知列车车窗高度为，长度为。站在站台上的观察者小庞同学测量小洛同学乘坐的列车车窗，假设列车车速达到（　　） A. 100m/s，小庞同学发现明显变长 B. 100m/s，小庞同学发现明显变长 C. ，小庞同学发现明显变短 D. ，小庞同学发现明显变短 【答案】D 【解析】 【详解】AB．车速远小于光速，观察不到明显长度变化，A、B错误； C．垂直于运动方向，长度不变，不会明显变短，C错误； D．车速接近光速，沿运动方向的​发生明显尺缩为物体的固有长度，为物体运动的速度。可知，当列车的速度接近光速时，车窗长度明显缩短了，D正确。 故选 D。 12. 如图，列车行驶的水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中，在列车底部固定一根与导轨垂直放置的导体棒ab，在列车匀减速进站的过程中。 （1）导体棒a、b两端的电势、（ ） A. B. C. （2）（多选）列车动能随运动时间t、运动距离s变化的关系可能为（ ） A. B. C. D. E. F. 【答案】（1）B （2）CD 【解析】 【小问1详解】 根据左手定则，导体棒中的正电荷所受洛伦兹力沿导体棒由指向，正电荷在端积聚，负电荷在端积聚，因此端电势高于端电势。 故选B。 【小问2详解】 设列车质量为，初速度为，匀减速运动的加速度大小为，经过时间时列车速度为 列车的动能为 展开可得 因此图像是开口向上的抛物线的一部分，且列车停止时图线与轴相切。 A．图像为倾斜直线，不符合动能随时间的二次函数关系，故A错误； B．图像向下弯曲，不符合实际图像开口向上的特点，故B错误； C．图像向上弯曲，且列车停止时图线斜率逐渐减小到零，故C正确； 列车做匀减速直线运动，根据速度与位移关系有 代入动能公式可得 因此随位移均匀减小，图像为倾斜直线。 D．图像表示动能随位移均匀减小，符合上述关系，故D正确； E．图像向下弯曲，不符合动能与位移的一次函数关系，故E错误； F．图像向上弯曲，不符合动能与位移的一次函数关系，故F错误。 故选CD。 13. 如图甲所示，被网友称为“麻辣小龙虾”的新型救援机器人引起外媒广泛关注，其长长的手臂前端有三个对称安放的“铁夹如图乙所示，在某次救援活动中，“麻辣小龙虾"用铁夹恰好竖直抓取到重力为G的均匀圆柱状水泥制品，水泥制品在铁夹的作用下竖直向上匀速运动过程中，不计空气阻力，则（　　） A. “铁夹”对水泥制品的压力竖直向上 B. “铁夹”对水泥制品的力与水泥制品对“铁夹”的力大小相等 C. 若增大“铁夹”对水泥制品的挤压，则水泥制品所受摩擦力变大 D. 若“铁夹”放开水泥制品，水泥制品将做自由落体运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．“铁夹”对水泥制品的压力沿水平方向向里，故A错误； B．“铁夹”对水泥制品的力与水泥制品对“铁夹”的力是相互作用力的关系，二者大小相等，方向相反，故B正确； C．由于整体向上做匀速运动，根据平衡条件可得，水泥制品受到的向上的摩擦力大小等于水泥制品自身重力大小，与“铁夹”对水泥制品的压力无关，故C错误； D．由于水泥制品在向上运动，“铁夹”放开水泥制品后，水泥制品先向上做匀减速直线运动，到达最高点后向下做自由落体运动，故D错误。 故选B。 14. 随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步应用。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，由地面供电装置（主要装置是线圈，并连接家庭电路）将电能传送至汽车底部的感应装置（主要装置是线圈，并连接锂电池），利用产生的磁场传递能量。已知锂电池的充电电压为384V，下列说法正确的是（ ） A. 供电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B. 只增大供电线圈匝数，可增大充电电流 C. 感应线圈匝数大于供电线圈匝数 D. 感应装置和供电装置无需导线连接，这样传递能量没有损失 【答案】AC 【解析】 【详解】A．供电装置接入家庭交流电路，供电线圈中的电流大小和方向均周期性变化，线圈产生的磁场随电流周期性变化，故A正确； B．设供电线圈和感应线圈的匝数分别为、，根据法拉第电磁感应定律分别有， 解得 在及输入电压不变时，仅增大反而会使感应电压减小，充电电流还与负载电阻、线圈电阻和耦合程度等因素有关，故B错误； C．家庭电路电压为，锂电池电压为，根据变压器电压与匝数关系有 代入数据解得 因此感应线圈的匝数大于供电线圈的匝数，故C正确； D．无线充电过程中存在供电线圈和感应线圈的电阻发热、漏磁及电路元件损耗，因此能量传递效率不可能达到100%，故D错误。 故选AC。 15. 光滑的水平长直导体轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一长也为，质量，电阻的导体棒静止在导轨上，它与导轨接触良好。图中电源电动势为，内阻为，定值电阻，其余电阻不计。求： （1）当开关接通a的瞬间，导体棒的加速度大小和方向； （2）当导体棒开始匀速运动时，开关立即接b，则之后导体棒运动的距离。 【答案】（1），方向向左；（2） 【解析】 【详解】（1）当电流从N流向M时，由左手定则可判断安培力向左，故加速度方向向左。根据牛顿第二定律有 由闭合电路欧姆定律有 代入数据可得 （2）匀速时，对棒有 开关接到b端时，棒在安培力作用速度减为零 对棒由动量定理有 联立得 六、电荷的运动（17分） 16. 如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】不加电场、磁场时，由机械能守恒得 图乙中，小球上升过程中洛伦兹力始终有向左的分量，故到达最高点时仍有水平速度。洛伦兹力不做功，由机械能守恒得 故。图丙中，电场力始终沿水平方向，竖直方向只受重力，竖直分运动与图甲相同，故 因此 故选C。 17. 如图，虚线左侧存在水平向右的匀强电场（电场方向与虚线垂直），电场强度大小为E。虚线右侧分布垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的带电粒子在电场中A点以大小为的初速度沿电场方向向右运动，A点到虚线的距离为L。该粒子运动到虚线上O点时的速度大小为。粒子在磁场中运动过程中离虚线最远的距离也为L。忽略粒子所受重力和场的边缘效应。 （1）判断带电粒子的电性并求出电荷量q的数值； （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）若带电粒子初速度大小不变，方向平行虚线从A点射出，求带电粒子第一次离开磁场时在虚线上的位置到O点的距离。 【答案】（1）粒子带正电， （2） （3）若竖直向上射出，距离为；若竖直向下射出，距离为 【解析】 【小问1详解】 粒子沿电场方向运动时速度由增大至，说明电场力方向与电场方向相同，故粒子带正电。粒子从点运动至点，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 粒子从点进入磁场时速度方向水平向右，由左手定则可知洛伦兹力竖直向上，粒子的圆周运动轨迹圆心位于虚线上。设圆周运动半径为，粒子离虚线的最远距离等于轨道半径，因此 洛伦兹力提供向心力，有 解得 代入解得 【小问3详解】 取水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向。粒子在电场中的加速度大小为 粒子的初速度沿竖直方向，水平方向初速度为零，由水平方向的运动规律有 解得 代入解得 粒子到达虚线时的水平分速度为 解得 竖直分速度大小保持为，故进入磁场时的速度大小为 粒子在磁场中的轨道半径为 代入前两问结果解得 圆心到虚线的水平距离为 圆轨道与虚线的两个交点之间的距离为 解得 由于粒子带正电且磁场方向垂直纸面向里，粒子在磁场中逆时针运动，第一次离开磁场的位置比进入磁场的位置高。 若初速度竖直向上，粒子进入磁场的位置到点的距离为 第一次离开磁场的位置到点的距离为 解得 若初速度竖直向下，粒子进入磁场的位置位于点下方处，第一次离开磁场的位置到点的距离为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $