精品解析：天津市津衡高级中学2024-2025学年高三上学期期中质量监测物理试卷

津衡中学2024-2025学年度高三年级上学期期中考试 物理试卷 考试时间：60分钟 分值：100分 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单选题（每题4分共32分） 1. 一物体自某高度静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中（ ） A. 物体在前半时间和后半时间发生的位移之比为 B. 物体通过前一半位移和后半位移所用时间之比为 C. 物体在位移中点的速度等于 D. 物体在中间时刻的速度等于 2. 2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　） A. 火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B. 火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 C. 在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了 D. 飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 3. 天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天轮，它的直径达110m，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光。摩天轮匀速旋转一周过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 每个乘客受到的合力做功始终为零 B. 在最高点，乘客对座舱的压力等于乘客的重力 C. 运行过程中乘客重力的功率始终不变 D. 乘客随摩天轮运动的重力始终不做功 4. 中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根劲度系数为k的轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼。灯笼的质量为m，悬挂静止时弹簧、轻绳与天花板形成的 为等边三角形，如图所示。（重力加速度为g，弹簧在弹性限度内） 则（　　） A. 灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力方向水平向右 B. 弹簧的形变量为 C. 若某时刻剪断轻绳，则此瞬间灯笼的加速度大小为 D. 若仅增加灯笼的质量，悬挂静止后O点位置依然保持不变 5. “神舟十二号”载人飞船于2021年6月17日，顺利发射升空开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（　　） A. “神舟十二号”卫星的向心加速度大于“空间站”的向心加速度 B. 发射“神舟十二号”卫星的速度小于第一宇宙速度 C. 已知“神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球质量 D. “神舟十二号”卫星的周期大于24小时 6. 如图所示，一质量为的人站在台秤上，一根长为的悬线一端系一个质量为的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆周运动最高点，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零 B. 小球在三个位置时，台秤的示数相同 C. 当小球运动到点时，人受到台秤给其向左的静摩擦力 D. 小球运动到最低点时，台秤的示数为 7. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动，轴垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器R和定值电阻并联后接在变压器的输出端。电压表、电流表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量最大 B. 此时电压表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 当滑动变阻器的滑片下滑时电流表的示数变大 8. 将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块（可视为质点）以水平初速度由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度由木板A的左端开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是（ ） A. 小铅块将从木板B的右端飞离木板 B. 小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止 C. 甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等 D. 图甲所示的过程产生的热量小于图乙所示的过程产生的热量 二、多选题（每题4分，部分分2分，共20分） 9. 如图所示，一根轻质弹簧与质量为m的滑块P连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来。图中O、B两点等高，线段OA长为L，与水平方向的夹角，重物Q的质量，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A到B的运动过程中（　　） A. 滑块P的速度一直增大 B. P在B点时，Q的速度为0 C. 滑块P在位置B的速度 D. P与Q的机械能之和始终不变 10. 某新能源汽车的生产厂家在测试新产品的性能时，由司机驾驶一质量为m的新能源汽车由静止开始沿平直的公路运动，通过传感器在计算机上描绘出了汽车的牵引力F与汽车速度v的关系图像，已知整个过程中汽车所受的阻力恒为F2，汽车达到额定功率后功率就保持不变，图像中F1未知。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车在加速阶段的加速度保持不变 B. C. 汽车的速度为时，汽车的加速度为 D. 在的过程中，汽车的平均速度为 11. 如图所示，被锁定在墙边的压缩弹簧右端与质量为0.2kg、静止于A点的滑块P接触但不粘连，滑块P所在光滑水平轨道与半径为0.8m的光滑半圆轨道平滑连接于B点，压缩的弹簧储存的弹性势能为2.8J，重力加速度取，现将弹簧解除锁定，滑块P被弹簧弹出，脱离弹簧后冲上半圆轨道的过程中（　　） A. 可以到达半圆轨道最高点D B. 经过B点时对半圆轨道的压力大小为9N C. 经过C点时对半圆轨道的压力大小为3N D. 若弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道 12. 如图所示，半径为r，单匝金属圆环下半部分置于匀强磁场中，总电阻为R，圆环固定不动，磁场以圆的直径AC为界。当t = 0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系图像如图乙所示，则（　　） A. 圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向 B. t0时刻，圆环中的感应电流为 0 C. 0- 2t0通过圆环某横截面的电荷量为 D. 0 - 2t0时间内，AC两点间电势差大小始终为 第Ⅱ卷（主观题 共52分） 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学用图示装置探究加速度与力的关系。 （1）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________； A. B. C. D. （2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度_________（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）； （3）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为_________g。 14. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比分别是1∶1、2∶1和3∶1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是（　　） A. 理想实验 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 控制变量法 （2）探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板______处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径______（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。 （3）如图所示，两钢球质量和运动半径都相同。若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时；得到左、右标尺露出的等分格数之比为______ 15. “智勇大冲关”最后一关有如图所示滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫始终不分离）从A点由静止开始沿倾斜直轨道AB滑下，AB倾角。是一长的水平传送带，传送带以的速度沿顺时针方向转动，B与C两点平滑衔接，A点距传送带的高度，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上的E点。已知坐垫与AB轨道间的动摩擦因数，坐垫与传送带间的动摩擦因数，冲关者和坐垫总质量，，求： （1）冲关者到达B点时的速度大小； （2）坐垫与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 16. 如图，半径为的光滑四分之一圆弧固定轨道AB与粗糙的水平固定轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，O为圆心。现有质量为的物块P和质量为的物块Q（均可看成质点），物块Q静止于B点，物块P从A点由静止释放，两物块在B点发生碰撞，碰后物块P恰好能返回到圆弧轨道的D处。已知，物块Q与水平轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度g取。求： （1）P、Q碰后的瞬间，物块P在B点处受到的支持力大小： （2）碰撞后物块Q在水平轨道上滑行的最大距离。 17. 某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动，如图所示，材料表面上方矩形区域充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽为s，长为3s；为磁场与电场之间的薄隔离层。一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其穿越后的动能是每次穿越前动能的90%。若最后电子仅能从磁场边界飞出，不计电子所受重力。 （1）求电子第一次与第二次圆周运动半径之比； （2）若电场强度取某值时，电子第三次进入磁场后恰能垂直飞出，求电子在磁场区域中运动的时间t； （3）若仅满足电子从磁场边界飞出，求电场强度E的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 津衡中学2024-2025学年度高三年级上学期期中考试 物理试卷 考试时间：60分钟 分值：100分 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单选题（每题4分共32分） 1. 一物体自某高度静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中（ ） A. 物体在前半时间和后半时间发生的位移之比为 B. 物体通过前一半位移和后半位移所用时间之比为 C. 物体在位移中点的速度等于 D. 物体在中间时刻的速度等于 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体做自由落体运动，根据 可知物体在前半时间与整个过程发生的位移之比为，则物体在前半时间和后半时间发生的位移之比为，故A错误； B．根据 可知物体通过前一半位移和整个过程所用时间之比为，则物体通过前一半位移和后半位移所用时间之比为，故B正确； C．设物体在位移中点的速度为，整个下落高度为，根据 ， 可得物体在位移中点的速度为 故C错误； D．物体在中间时刻的速度等于整个过程的平均速度，则物体在中间时刻的速度为 故D错误。 故选B。 2. 2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　） A. 火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B. 火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 C. 在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了 D. 飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 【答案】A 【解析】 【详解】AB．火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，故A正确，B错误； C．宇航员处于完全失重状态时，仍然受重力，故C错误； D．飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，故D错误。 故选A。 3. 天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天轮，它的直径达110m，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光。摩天轮匀速旋转一周过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 每个乘客受到的合力做功始终为零 B. 在最高点，乘客对座舱的压力等于乘客的重力 C. 运行过程中乘客重力的功率始终不变 D. 乘客随摩天轮运动的重力始终不做功 【答案】A 【解析】 【详解】A．乘客的速率不变，动能不变，则合力对乘客做功一定为零，故A正确； B．在最高点，乘客由向下的加速度，处于失重状态，客对座舱的压力小于乘客的重力，故B错误； C．运行过程中乘客竖直方向的分速度不断变化，根据可知，运行过程中乘客重力的功率不断变化，故C错误； D．乘客随摩天轮运动的过程中，乘客的重心高度改变，重力做功，故D错误。 故选A。 4. 中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根劲度系数为k的轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼。灯笼的质量为m，悬挂静止时弹簧、轻绳与天花板形成的 为等边三角形，如图所示。（重力加速度为g，弹簧在弹性限度内） 则（　　） A. 灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力方向水平向右 B. 弹簧的形变量为 C. 若某时刻剪断轻绳，则此瞬间灯笼的加速度大小为 D. 若仅增加灯笼的质量，悬挂静止后O点位置依然保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于灯笼处于平衡状态，根据三力平衡的特点，可知灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力方向与弹簧弹力方向相反，即沿AO方向向下，A错误； B．根据平衡条件，绳上拉力等于弹簧的弹力，大小为 根据 可求得弹簧的形变量为 B错误； C．若某时刻剪断轻绳，则此瞬间弹簧弹力和重力不变，则合力与绳上拉力大小相等，方向相反，为 灯笼的加速度大小为 C正确； D．若仅增加灯笼的质量，则绳上拉力和弹簧弹力都会变大，弹簧伸长量变大，弹簧变长，所以悬挂静止后O点位置会发生变化，D错误。 故选C。 5. “神舟十二号”载人飞船于2021年6月17日，顺利发射升空开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，整体在距离地球表面400公里的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（　　） A. “神舟十二号”卫星的向心加速度大于“空间站”的向心加速度 B. 发射“神舟十二号”卫星的速度小于第一宇宙速度 C. 已知“神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球质量 D. “神舟十二号”卫星的周期大于24小时 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据公式则有 可得 “神舟十二号”与“空间站”对接后处于同一轨道，所以它们的向心加速度相等，故A错误； B．发射“神舟十二号”卫星需要达到第一宇宙速度才能围绕地球做圆周运动，故B错误； C．根据公式 可知，如果已知 “神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球的质量，故C正确； D．根据公式 地球静止卫星的轨道高度约为3.6万千米，“神舟十二号”卫星的轨道高度为400公里，远小于静止卫星的轨道高度，由上式可知其周期小于24小时，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一质量为的人站在台秤上，一根长为的悬线一端系一个质量为的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆周运动最高点，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零 B. 小球在三个位置时，台秤的示数相同 C. 当小球运动到点时，人受到台秤给其向左的静摩擦力 D. 小球运动到最低点时，台秤的示数为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球恰好能通过圆周运动最高点，在最高点，重力提供向心力 小球运动到最高点时，小球的速度为 故A错误； B．小球在三个位置时，竖直方向的加速度均为，小球处于完全失重状态，台秤示数相同，故B正确； C．当小球运动到点时，细绳对人的拉力向左，人水平方向受力平衡，人受到台秤给其向右的静摩擦力，故C错误； D．小球运动到最低点时，根据动能定理有 在最低点，根据牛顿第二定律有 解得 台秤的示数为 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动，轴垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器R和定值电阻并联后接在变压器的输出端。电压表、电流表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量最大 B. 此时电压表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 当滑动变阻器的滑片下滑时电流表的示数变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由图可知，此时线圈与磁场平行，穿过线圈的磁通量为零，故A错误； B．电压表的示数为有效值，感应电动势的最大值为 电压表的示数为，故B错误； C．根据题意，由变压器电压与线圈匝数关系有 解得 由公式可得，定值电阻消耗的功率为，故C正确； D．当滑动变阻器的滑片下滑时，滑动变阻器接入电阻变大，副线圈中电流减小，则原线圈中电流减小，即电流表的示数变小，故D错误。 故选C。 8. 将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块（可视为质点）以水平初速度由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度由木板A的左端开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是（ ） A. 小铅块将从木板B的右端飞离木板 B. 小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止 C. 甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等 D. 图甲所示的过程产生的热量小于图乙所示的过程产生的热量 【答案】B 【解析】 【详解】AB．在第一次小铅块运动过程中，小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次小铅块先使整个木板加速，运动到B部分上后A部分停止加速，只有B部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小铅块与B木板将更早达到速度相等，所以小铅块还没有运动到B的右端，两者速度相同，故A错误，B正确； CD．根据摩擦力产生的热量计算式 由于第一次的相对位移大于第二次的相对位移的大小，则图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量，故CD错误。 故选B。 二、多选题（每题4分，部分分2分，共20分） 9. 如图所示，一根轻质弹簧与质量为m的滑块P连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来。图中O、B两点等高，线段OA长为L，与水平方向的夹角，重物Q的质量，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A到B的运动过程中（　　） A. 滑块P的速度一直增大 B. P在B点时，Q的速度为0 C. 滑块P在位置B的速度 D. P与Q的机械能之和始终不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由A、B两点弹簧对滑块的弹力大小相等可知，A点弹簧处于压缩状态，B点弹簧处于伸长状态，B点P所受合力竖直向下，则P在越来越靠近B点过程中必有所受合力方向竖直向下的阶段，该阶段P的速度减小，故A项错误； B．由运动的分解知识可知，P在B位置在沿绳方向的速度为零，而Q的速度与绳的速度相同，所以P在B点时，Q的速度为0，故B项正确； C．滑块P在A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，即弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，到B点时，Q的速度为零，则系统由机械能守恒可得， 解得 故C项正确； D．由之前的分析可知，从A点到B点过程中，弹簧对P、Q整体先做正功，后做负功，所以P与Q的机械能先增大后减小，故D项错误。 故选BC。 10. 某新能源汽车的生产厂家在测试新产品的性能时，由司机驾驶一质量为m的新能源汽车由静止开始沿平直的公路运动，通过传感器在计算机上描绘出了汽车的牵引力F与汽车速度v的关系图像，已知整个过程中汽车所受的阻力恒为F2，汽车达到额定功率后功率就保持不变，图像中F1未知。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车在加速阶段的加速度保持不变 B. C. 汽车的速度为时，汽车的加速度为 D. 在的过程中，汽车的平均速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．的过程中，汽车的牵引力保持不变，则该过程中汽车做匀加速直线运动，在的过程中，汽车的牵引力逐渐减小，则汽车的合力逐渐减小，加速度逐渐减小，当牵引力等于F2时，汽车的加速度为零，速度达到最大值，故A错误； B．在的过程中，汽车的功率保持不变，则有 解得 故B正确； C．汽车的速度为时，汽车的牵引力为 由牛顿第二定律得 解得 故C正确； D．在的过程中，汽车做加速度减小的加速运动，其速度—时间图像如图所示 显然该过程中汽车的平均速度满足 故D错误。 故选BC。 11. 如图所示，被锁定在墙边的压缩弹簧右端与质量为0.2kg、静止于A点的滑块P接触但不粘连，滑块P所在光滑水平轨道与半径为0.8m的光滑半圆轨道平滑连接于B点，压缩的弹簧储存的弹性势能为2.8J，重力加速度取，现将弹簧解除锁定，滑块P被弹簧弹出，脱离弹簧后冲上半圆轨道的过程中（　　） A. 可以到达半圆轨道最高点D B. 经过B点时对半圆轨道的压力大小为9N C. 经过C点时对半圆轨道的压力大小为3N D. 若弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．根据题意，由功能关系可得 解得 在B点由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可得，对半圆轨道的压力大小为，故B正确； A．根据题意，若滑块恰好到达最高点D，在D点，由牛顿第二定律有 解得 由动能定理有 解得 则不可以到达半圆轨道最高点D，故A错误； C．根据题意，由功能关系有 解得 在C点，由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可得，对半圆轨道的压力大小为，故C正确； D．根据题意，若滑块恰好到达点，由功能关系有 则弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，半径为r，单匝金属圆环下半部分置于匀强磁场中，总电阻为R，圆环固定不动，磁场以圆的直径AC为界。当t = 0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系图像如图乙所示，则（　　） A. 圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向 B. t0时刻，圆环中的感应电流为 0 C. 0- 2t0通过圆环某横截面的电荷量为 D. 0 - 2t0时间内，AC两点间电势差大小始终为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知圆环中磁通量先垂直纸面向外减小，再垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知圆环中的感应电流方向始终为逆时针方向，A错误； B．t0时刻，穿过圆环的磁通量变化率不为零，圆环中有感应电动势，圆环中的感应电流为 不为0。B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可得圆环中感应电动势的大小为 根据闭合电路欧姆定律可得圆环中的电流大小为 时间内通过导线某横截面的电荷量为 C正确； D．A、C两端的电势差的绝对值恒为 D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（主观题 共52分） 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学用图示装置探究加速度与力的关系。 （1）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________； A. B. C. D. （2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度_________（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）； （3）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为_________g。 【答案】（1）B （2）0.51 （3）40 【解析】 【小问1详解】 若补偿摩擦力恰当，则小车应该匀速运动，打出的纸带应该点迹均匀分布，故选B。 【小问2详解】 每相邻两个计数点间还有4个点未画出，可知T=0.1s；小车的加速度 【小问3详解】 根据牛顿第二定律，对砝码 mg-T=ma 对小车 T=Ma 可得 则当m较小时传感器的示数越接近与砝码的重力mg；m越大，则传感器的示数与砝码重力的差异越大，即这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为40g。 14. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比分别是1∶1、2∶1和3∶1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是（　　） A. 理想实验 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 控制变量法 （2）探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板______处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径______（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。 （3）如图所示，两钢球质量和运动半径都相同。若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时；得到左、右标尺露出的等分格数之比为______ 【答案】（1）D （2） ①. B ②. 相同 （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，运用的是控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 [1][2]探究向心力F与半径r的关系时，则根据可知，则要求两个钢球质量和角速度相等，半径不等，则应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板B，且传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上。 【小问3详解】 若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的塔轮上，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，根据可知，左、右两边塔轮的角速度之比为，根据可知，左、右标尺露出的等分格数之比为。 15. “智勇大冲关”最后一关有如图所示滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫始终不分离）从A点由静止开始沿倾斜直轨道AB滑下，AB倾角。是一长的水平传送带，传送带以的速度沿顺时针方向转动，B与C两点平滑衔接，A点距传送带的高度，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上的E点。已知坐垫与AB轨道间的动摩擦因数，坐垫与传送带间的动摩擦因数，冲关者和坐垫总质量，，求： （1）冲关者到达B点时的速度大小； （2）坐垫与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由动能定理有 代入数据解得 【小问2详解】 由于传送带速度，冲关者到达C点开始做匀加速直线运动，加速度大小为 则有 解得 冲关者在传送带上运动的距离为 即冲关者与传送带共速时未离开传送带，则坐垫与传送带之间因摩擦产生的热量 16. 如图，半径为的光滑四分之一圆弧固定轨道AB与粗糙的水平固定轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，O为圆心。现有质量为的物块P和质量为的物块Q（均可看成质点），物块Q静止于B点，物块P从A点由静止释放，两物块在B点发生碰撞，碰后物块P恰好能返回到圆弧轨道的D处。已知，物块Q与水平轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度g取。求： （1）P、Q碰后的瞬间，物块P在B点处受到的支持力大小： （2）碰撞后物块Q在水平轨道上滑行的最大距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设物块P碰撞后瞬时速度为，则从碰撞后到返回到圆弧轨道的D处，由动能定理可得 解得 设物块P返回时在B点所受的支持力大小为，则有 解得 （2）设物块P从A点运动到B点时速度大小为，由机械能守恒定律可得 解得 两物块在B点发生碰撞，由动量守恒定律可知 解得 根据动能定理得 解得 17. 某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动，如图所示，材料表面上方矩形区域充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽为s，长为3s；为磁场与电场之间的薄隔离层。一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其穿越后的动能是每次穿越前动能的90%。若最后电子仅能从磁场边界飞出，不计电子所受重力。 （1）求电子第一次与第二次圆周运动半径之比； （2）若电场强度取某值时，电子第三次进入磁场后恰能垂直飞出，求电子在磁场区域中运动的时间t； （3）若仅满足电子从磁场边界飞出，求电场强度E的取值范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设电子进入磁场做圆周运动的速率分别为和，动能分别为和，由 ， 可得 由于电子第一次离开磁场到第二次进入磁场需要经过两次隔离板，则有 可得 【小问2详解】 由电子在磁场中做圆周运动的周期 可得 电子第三次进入磁场后恰能垂直飞出，电子在磁场中运动的时间 得 【小问3详解】 设电场强度为E，第一次到达隔离层前的速率为，有， 要使电子仅能从磁场边界飞出，要满足 可得 同时要满足 且 即 由等比数列求和公式可知，当n趋近于无穷时 得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $