精品解析：河北省2025届普通高中学业水平选择性考试 高考点睛物理试卷 A卷

2025年河北省普通高中学业水平选择性考试高考点睛卷 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共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. 2025年央视蛇年春节联欢晚会的创意融合舞蹈《秧BOT》，给观众留下了深刻的印象。该节目的亮点是人机共舞，表演团队由杭州宇树科技的H1型人形机器人与新疆艺术学院的舞蹈演员组成，宇树科技的人形机器人在舞台上的出色表现成功“破圈”，成为科技与艺术融合的典范。为实现机器人对手绢的精准控制，在机器人手臂上安装一电磁铁，手绢底部安装铁片结构，由于电磁吸附技术，电磁铁能精准控制手绢，这一技术利用的原理是（ ） A. 电流的磁效应 B. 电磁感应 C. 电流的热效应 D. 楞次定律 2. ETC是电子不停车收费系统，车辆在通过收费站时无须停车即可完成费用交纳，在当代交通领域发挥着重要作用。如图所示，某汽车正在以一定的速度驶向ETC通道，为确保汽车能安全顺利通过自动栏杆加速驶向高速路口，其位移x随时间t变化的图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，用一束紫外线照射光电管的阴极K，阴极K的金属材料发生光电效应，逸出光电子。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，观察到此时灵敏电流计G的示数为0。若遮挡一半的窗口（可认为将入射到阴极K的面积减小一半），保持电源电压和滑片P的位置不变，则（ ） A. 紫外线光子的动量减小 B. 阴极K金属材料的逸出功减小 C. 逸出的光电子的最大初动能减小 D. 灵敏电流计示数仍为0 4. 某小区景观水池底部安装一点光源，它发出的a、b两种不同颜色的光照射到水面时，小区居民可以看到两种颜色不同、大小不同的亮圆，该情境的简化光路图如图所示，两亮圆所对应的最大半径分别为ra、rb。下列说法正确的是（ ） A. a、b两种光的频率大小满足fa<fb B. a、b两种光在水中的光速大小满足va>vb C. 如果将点光源S上移，居民看到的亮圆面积都变大 D. 将光源S换成白色光源，居民看到最外侧的亮环应该是红色 5. 如图所示，一足够长的滑板OA与水平地面AC平滑相接，小物块自O点由静止释放后沿滑板下滑，最终停在水平地面上的B点，小物块与滑板、地面间的动摩擦因数相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现将滑板移至OC位置，OC>OB，小物块仍自O点由静止释放，则下列判断正确的是（ ） A. 小物块沿OC、OA滑到地面时速率相等 B. 小物块沿OC、OA滑到地面过程用时相等 C. 滑板对小物块作用力的方向沿OC向下 D. 滑板对小物块作用力的方向竖直向上 6. 太阳系内各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。地球恰好运行到地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学中称为“行星冲日”。如图所示，每过N年，某地外行星就会运行到日地连线的延长线上与地球相距最近的位置。下列说法中正确的是（ ） A. 当该行星与地球相距最近时，两者的相对速度最大 B. 该行星与地球表面的重力加速度大小之比为 C. 该行星与地球绕太阳运行的周期之比为 D. 由于某些原因导致该行星运行的轨道半径变大，相邻两次“行星冲日”的时间间隔将会变短 7. 如图1所示，空间中存在平行于xOy平面的匀强电场（未画出）。一质量为m、电荷量为的带电粒子在外力和电场力的共同作用下从x轴上的a点开始以O为圆心沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子开始运动后其电势能Ep随时间t变化的图像如图2所示，则下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向与x轴正方向成角 B. 电场强度的方向与y轴正方向成角 C. 电场强度大小为 D. 电场强度大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某物流公司利用如图所示装置传送货物。该装置底端带挡板的斜面固定，其倾角为θ，一轻弹簧下端固定在该挡板上，上端自由，斜面顶端有一带轮的小车（可视为小车与斜面间无摩擦）。现将货物装入小车并由静止释放，经一段时间后，小车挤压弹簧至停下的瞬间锁定弹簧，工人卸下货物，解除对弹簧的锁定后，小车被弹回斜面顶端。已知重力加速度为g，关于该运动过程，下列说法正确的是（ ） A. 小车与弹簧接触后，做加速度先减小后增加的减速运动直至最后锁定 B. 小车刚好停止未锁定的瞬间加速度 C. 小车和货物在下滑过程中，二者组成的系统机械能守恒 D. 若货物直接放上顶端下滑（有摩擦且恒定），则与弹簧接触到停止前的运动符合简谐运动的规律 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1=200，n2=300，n3=600，电压有效值为U0的正弦式交流电接入原线圈左端，定值电阻R1=4Ω，R2=18Ω，R3是滑动变阻器，灯泡L的额定电压为24V，额定功率为8W，交流电流表A为理想电表，初始时开关S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 当S1闭合，S2断开时，交流电流表A的读数为0.5A B. 电源电压U0=16V C. 当S1断开，S2闭合时，若要使滑动变阻器R3消耗的电功率最大，则R3应调成54Ω D. 当S1闭合，S2断开时，原、副线圈电流之比I1∶I2=2∶3 10. 如图所示，两根间距为L、足够长的平行光滑导轨竖直放置，顶端连有阻值为R的定值电阻，整个装置处于匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。质量为m的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。现将导体棒由静止释放，经时间t，导体棒的速度达到最大。已知重力加速度为g，导轨及导体棒的电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒运动的最大速度为 B. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，通过导体棒的电荷量为 C. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，回路产生的焦耳热为 D. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，位移为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在使用如图所示的拉力器锻炼身体的过程中发现，拉力器中安装的弹簧根数越多，拉伸拉力器越困难，因此他想探究拉力器的劲度系数与弹簧根数的关系，于是他设计了如下实验来进行探究： 分别在拉力器中并排安装1根、2根、3根、4根、5根相同的弹簧，然后将拉力器竖直悬挂，上端手柄固定，下端手柄分别吊起质量相同的重物，测量每一个拉力器静止时的伸长量，再比较它们伸长量之间的关系，已知拉力器的手柄质量很小。 （1）若某次实验中，所吊起的重物质量为m时，拉力器相对于其竖直悬挂没有吊起重物时的伸长量为x，则该拉力器的劲度系数k的表达式为k=___________（当地的重力加速度为g）。 （2）接下来，该同学选择不同质量的重物，又重复做了两组实验。通过记录的实验数据，该同学发现同一组实验中，五个拉力器的伸长量之比均大约为。据此推断，拉力器的劲度系数k与弹簧的根数n之间的关系为 。 A. B. C. D. （3）下列做法中，有利于减小实验误差的是 。 A. 选择质量适当大一些的重物 B. 选择质量适当小一些的重物 C. 安装弹簧时注意左右对称，并将重物悬挂于下端手柄的中点 D. 测量拉力器的伸长量时，使毫米刻度尺平行贴近拉力器，并且在保证视线垂直正对刻度尺的情况下读数 12. 为测定一水果电池的电动势和内阻，某实验小组在实验室利用一个毫安表（量程为0~6mA，内阻为十几欧姆）、一个电阻箱R设计了如图3所示的实验电路。 （1）闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录毫安表的示数，获得多组I、R数据，根据这些数据作出图像，如图4所示，已知图线的斜率为k，在纵轴上的截距为a，则水果电池的电动势E=___________，内阻r=___________（用k、a表示）。 （2）由于毫安表内阻对上述实验结果会产生影响，为了减小实验误差，实验小组的同学又从实验室中找来一最大阻值为3kΩ的滑动变阻器和一学生直流电源，设计了如图5所示的电路来测量毫安表的内阻。实验开始前将电源电压调至12V。 ①用笔画线代替导线，将实物图6补充完整_________。 ②实验时先闭合开关S1，调节滑动变阻器RP，使毫安表指针满偏；再闭合开关S2，保持RP滑片P不动，调节电阻箱R使毫安表指针半偏，此时电阻箱接入电路的阻值为R0，则毫安表内阻的测量值为RA=___________。 ③考虑②中毫安表的内阻后，（1）中水果电池的内阻应修正为r'=__________（用k、a、R0表示）。 13. 探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展与天气预报工作中作用显著。探空气球投资少、成本低、见效快、相对载重量大、飞行时间长且携带仪器姿态稳定。若探空气球由A区域飘移至B区域，其内部气体压强保持0.6p0不变，温度由T0升高至1.05T0，吸收的热量为Q。气球内气体可看成一定质量的理想气体，在A区域时气体的体积为V0。求： （1）气球飘移至B区域时的体积V； （2）探空气球由A区域飘移至B区域的过程，气体内能的变化量。 14. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，xOy平面（纸面）的第一象限内有足够长且宽度为L、边界平行于y轴的匀强电场，电场方向沿y轴负方向。第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限内有一粒子加速器。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经加速器加速后从x轴上的M点以大小为v0的速度垂直磁场和x轴射入第二象限，然后从y轴上的N点（图中未画出）进入电场，进入电场时速度方向与y轴正方向的夹角为θ=60°，最后从x轴上的P点离开电场。已知P点和M点到坐标原点O的距离均为L，不计粒子重力。求： （1）粒子加速器的加速电压U； （2）电场的电场强度大小E及粒子从M点运动到P点的总时间t； （3）粒子在第一、第二象限内动量变化量的大小和。 15. 如图所示，半径为R=0.32m的半圆形轨道直径MN与水平面垂直，轨道的最低点M与右侧光滑的台阶相切，台阶右侧紧靠着表面与台阶平齐的足够长的木板C，C的右端与弹性挡板P的距离为x=2.0m。台阶上两个小滑块A、B之间有一轻弹簧，小滑块与弹簧均不拴接，此时弹簧被压缩至长度L0=0.5m，小滑块B到台阶右边缘的距离为L1=0.3m，然后同时由静止释放两小滑块，小滑块B运动到台阶右边缘时恰与弹簧分离。释放后，小滑块A恰好能沿半圆形轨道运动到轨道最高点N，A到最高点后被取走。小滑块B滑上木板C的上表面，一段时间后C与P相撞。已知B、C接触面间的动摩擦因数μ=0.5，其余摩擦均不计，C与P碰撞过程中没有能量损失，小滑块A、B的质量分别为m1=3kg、m2=2kg，木板C的质量为m3=1kg，重力加速度大小取g=10m/s2。求： （1）弹簧的原长； （2）弹簧压缩后的弹性势能； （3）木板C运动的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年河北省普通高中学业水平选择性考试高考点睛卷 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共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. 2025年央视蛇年春节联欢晚会的创意融合舞蹈《秧BOT》，给观众留下了深刻的印象。该节目的亮点是人机共舞，表演团队由杭州宇树科技的H1型人形机器人与新疆艺术学院的舞蹈演员组成，宇树科技的人形机器人在舞台上的出色表现成功“破圈”，成为科技与艺术融合的典范。为实现机器人对手绢的精准控制，在机器人手臂上安装一电磁铁，手绢底部安装铁片结构，由于电磁吸附技术，电磁铁能精准控制手绢，这一技术利用的原理是（ ） A. 电流的磁效应 B. 电磁感应 C. 电流的热效应 D. 楞次定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈中通入电流后，电流周围产生磁场，铁芯被磁化后可以吸引铁片，利用的是电流的磁效应，故A正确； B．电磁感应是磁通量发生变化时产生感应电流的现象，题述电磁铁由通电线圈直接产生磁场，故B错误； C．电流的热效应是电流通过导体产生热量，不能解释电磁铁的吸附作用，故C错误； D．楞次定律用于判断感应电流的方向，题述过程不涉及感应电流，故D错误。 故选A。 2. ETC是电子不停车收费系统，车辆在通过收费站时无须停车即可完成费用交纳，在当代交通领域发挥着重要作用。如图所示，某汽车正在以一定的速度驶向ETC通道，为确保汽车能安全顺利通过自动栏杆加速驶向高速路口，其位移x随时间t变化的图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车驶向ETC通道时，先减速（不需要减为零），再低速（匀速）通过通道，出了自动栏杆后再加速驶向高速路口，而x-t图像中直线的斜率表示速度，即图像先变平缓的曲线，再是直线，最后又变陡的曲线。 故选C。 3. 如图所示，用一束紫外线照射光电管的阴极K，阴极K的金属材料发生光电效应，逸出光电子。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，观察到此时灵敏电流计G的示数为0。若遮挡一半的窗口（可认为将入射到阴极K的面积减小一半），保持电源电压和滑片P的位置不变，则（ ） A. 紫外线光子的动量减小 B. 阴极K金属材料的逸出功减小 C. 逸出的光电子的最大初动能减小 D. 灵敏电流计示数仍为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．光子的动量公式为 光子动量由光的频率（波长）决定。遮挡窗口仅减少入射光子的数量，不会改变紫外线的频率，因此单个紫外线光子的动量不变，故A错误 B．金属的逸出功是金属材料本身的固有属性，由金属的种类决定，与入射光的照射面积、光照强度无关，因此阴极K的逸出功不会发生变化，故B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程 光电子的最大初动能仅由入射光的频率和金属逸出功W0决定，因此逸出光电子的最大初动能不变，故C错误； D．由电路结构可知，光电管两端加的是反向电压，初始状态下灵敏电流计示数为0，说明此时反向电压大于等于该频率入射光对应的遏止电压，光电子无法到达阳极A。遮挡窗口后，光电子的最大初动能没有变化，对应的遏止电压也不变，而电源电压和滑片位置不变，光电管两端的反向电压仍大于等于遏止电压，因此仍然没有光电子能到达阳极，灵敏电流计示数保持为0，故D正确。 故选D。 4. 某小区景观水池底部安装一点光源，它发出的a、b两种不同颜色的光照射到水面时，小区居民可以看到两种颜色不同、大小不同的亮圆，该情境的简化光路图如图所示，两亮圆所对应的最大半径分别为ra、rb。下列说法正确的是（ ） A. a、b两种光的频率大小满足fa<fb B. a、b两种光在水中的光速大小满足va>vb C. 如果将点光源S上移，居民看到的亮圆面积都变大 D. 将光源S换成白色光源，居民看到最外侧的亮环应该是红色 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图知两种色光的临界角，由全反射临界角公式 故，原因是a光的频率比b光的频率高，故A错误； B．由得a、b两种光在水中的光速大小满足，故B错误； C．如果将点光源S上移，两种色光的临界角分别不变，即临界角对应的入射光线与原来平行，则亮圆半径变小，居民看到的亮圆面积都变小，故C错误； D．因白色复合光中红色光的频率最低，水对其折射率最小，其临界角最大，亮圆半径最大，其亮环位于最外侧，故D正确。 故选D 。 5. 如图所示，一足够长的滑板OA与水平地面AC平滑相接，小物块自O点由静止释放后沿滑板下滑，最终停在水平地面上的B点，小物块与滑板、地面间的动摩擦因数相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现将滑板移至OC位置，OC>OB，小物块仍自O点由静止释放，则下列判断正确的是（ ） A. 小物块沿OC、OA滑到地面时速率相等 B. 小物块沿OC、OA滑到地面过程用时相等 C. 滑板对小物块作用力的方向沿OC向下 D. 滑板对小物块作用力的方向竖直向上 【答案】D 【解析】 【详解】设点到水平地面的高度为，点在地面上的竖直投影到、、三点的水平距离分别为、、，物块与接触面间的动摩擦因数为，物块沿下滑后继续在水平地面上运动，最终恰好停在点，根据动能定理 由几何关系有，，因此 解得 设直线与水平面的夹角为，则 A．由于、均在水平地面上且，可知点位于点右侧，设与水平面的夹角为，则，所以。物块在上不能由静止开始下滑，因而不存在沿滑到地面的速率，故A错误； B．物块释放后静止在点，不能沿滑到地面，因而不能比较两种情况下滑到地面的时间，故B错误； CD．物块保持静止，所受重力与滑板对物块的合力平衡，因此滑板对物块的作用力大小为，方向竖直向上，故C错误，D正确。 故选D。 6. 太阳系内各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。地球恰好运行到地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学中称为“行星冲日”。如图所示，每过N年，某地外行星就会运行到日地连线的延长线上与地球相距最近的位置。下列说法中正确的是（ ） A. 当该行星与地球相距最近时，两者的相对速度最大 B. 该行星与地球表面的重力加速度大小之比为 C. 该行星与地球绕太阳运行的周期之比为 D. 由于某些原因导致该行星运行的轨道半径变大，相邻两次“行星冲日”的时间间隔将会变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．地外行星的轨道半径大于地球，根据万有引力提供向心力  可得线速度  因此地外行星的线速度小于地球的线速度。当两者相距最近时，运动方向完全相同，相对速度为两者线速度的差值；而当两者在太阳两侧、相距最远时，运动方向相反，相对速度为两者线速度的和，是最大值。因此相距最近时相对速度不是最大，故A错误； B．首先根据冲日的追及规律推导行星周期：地球的公转周期，每过N年地球比地外行星多转1圈，由 即 解得行星周期  再由开普勒第三定律 可得轨道半径关系 星球表面的重力加速度满足（m为星球自身质量，R为星球自身半径） 由于题目未给出行星和地球的质量、半径关系，无法得到表面重力加速度的比值，故B错误； C．由上述追及推导，行星与地球的周期之比 ，故C错误； D．若行星轨道半径变大，由 可知，行星的公转周期会变大。设新的冲日间隔为t，满足 整理得 当增大时，t会更趋近于1年，即相邻两次冲日的时间间隔变短，故D正确。 故选D。 7. 如图1所示，空间中存在平行于xOy平面的匀强电场（未画出）。一质量为m、电荷量为的带电粒子在外力和电场力的共同作用下从x轴上的a点开始以O为圆心沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子开始运动后其电势能Ep随时间t变化的图像如图2所示，则下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向与x轴正方向成角 B. 电场强度的方向与y轴正方向成角 C. 电场强度大小为 D. 电场强度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图2可知，带电粒子的周期 当粒子从开始运动了，根据角速度公式，有 得，此时带负电的粒子的电势能最大，根据，知此处电势最低，设为点 当粒子从开始运动了，根据角速度公式，有 得，此时带负电的粒子的电势能最小，根据，知此处电势最高，设为点，如图所示 可知电场强度方向与轴正方向成角，A错误，B正确； CD．如图，从到，根据电场力做功和电势能变化的关系，有 得，C、D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某物流公司利用如图所示装置传送货物。该装置底端带挡板的斜面固定，其倾角为θ，一轻弹簧下端固定在该挡板上，上端自由，斜面顶端有一带轮的小车（可视为小车与斜面间无摩擦）。现将货物装入小车并由静止释放，经一段时间后，小车挤压弹簧至停下的瞬间锁定弹簧，工人卸下货物，解除对弹簧的锁定后，小车被弹回斜面顶端。已知重力加速度为g，关于该运动过程，下列说法正确的是（ ） A. 小车与弹簧接触后，做加速度先减小后增加的减速运动直至最后锁定 B. 小车刚好停止未锁定的瞬间加速度 C. 小车和货物在下滑过程中，二者组成的系统机械能守恒 D. 若货物直接放上顶端下滑（有摩擦且恒定），则与弹簧接触到停止前的运动符合简谐运动的规律 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小车与弹簧接触后，受重力分力和弹簧弹力，合力为（沿斜面向下为正），加速度，先减小后反向增大，但运动先加速后减速，故A错误； B．设小车与货物总质量为，弹簧劲度系数为，接触弹簧后弹簧压缩量为，小车下滑距离为。由能量守恒 在停止瞬间，弹簧弹力，由上式得 故加速度，故B正确； C．接触弹簧后弹簧对系统做功，机械能不守恒，故C错误； D．若有恒定摩擦力，则合力 令平衡位置，则，满足简谐运动回复力特征，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1=200，n2=300，n3=600，电压有效值为U0的正弦式交流电接入原线圈左端，定值电阻R1=4Ω，R2=18Ω，R3是滑动变阻器，灯泡L的额定电压为24V，额定功率为8W，交流电流表A为理想电表，初始时开关S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 当S1闭合，S2断开时，交流电流表A的读数为0.5A B. 电源电压U0=16V C. 当S1断开，S2闭合时，若要使滑动变阻器R3消耗的电功率最大，则R3应调成54Ω D. 当S1闭合，S2断开时，原、副线圈电流之比I1∶I2=2∶3 【答案】AC 【解析】 【详解】A．S₁闭合、S₂断开时灯泡正常发光，灯泡额定电流。此时只有一个副线圈工作，根据理想变压器电流匝数关系 解得原线圈电流（电流表读数），故A正确； B ．根据变压比，根据理想变压器电压匝数关系 可得原线圈两端电压。 原边回路中电源电压 解得，故B错误； C ．S₁断开、S₂闭合时，将原线圈、看作一等效电源内阻为，加上副线圈中的，等效电源总内阻为 根据电源输出功率最大的条件：负载电阻等于等效内阻时输出功率最大，因此当时，消耗的电功率最大，故C正确； D ．根据理想变压器电流匝数关系，可得，因此，故D错误。 故选 AC。 【点睛】结论一：等效电源 如图丙所示，设原线圈两端的电压为，电流为，副线圈两端的电压为，电流为，副线圈负载为，与原线圈串联的定值电阻为，变压器原、副线圈匝数分别为、。将变压器、定值电阻 与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为，新电源等效内阻为，作出等效电路图如图丁所示。对图丁，由闭合电路欧姆定律得 对图丙，由串联电路的规律得设，则，，可得通过比较，可得， 。 结论二：电源输出功率 设电源电动势为，内电阻为，外电阻为 电源的输出功率当时，电源的输出功率有最大值 10. 如图所示，两根间距为L、足够长的平行光滑导轨竖直放置，顶端连有阻值为R的定值电阻，整个装置处于匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。质量为m的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。现将导体棒由静止释放，经时间t，导体棒的速度达到最大。已知重力加速度为g，导轨及导体棒的电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒运动的最大速度为 B. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，通过导体棒的电荷量为 C. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，回路产生的焦耳热为 D. 导体棒从开始运动到速度最大的过程中，位移为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．导体棒达到最大速度时，重力和安培力等大反向，则，其中解得运动的最大速度为，A正确； B．导体棒从开始运动到速度最大的过程中，对导体棒由动量定理 其中，可得通过导体棒的电荷量为，B错误； CD．导体棒从开始运动到速度最大的过程中，由于 由能量关系可知回路产生的焦耳热 联立可得位移为 回路产生的焦耳热为，C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在使用如图所示的拉力器锻炼身体的过程中发现，拉力器中安装的弹簧根数越多，拉伸拉力器越困难，因此他想探究拉力器的劲度系数与弹簧根数的关系，于是他设计了如下实验来进行探究： 分别在拉力器中并排安装1根、2根、3根、4根、5根相同的弹簧，然后将拉力器竖直悬挂，上端手柄固定，下端手柄分别吊起质量相同的重物，测量每一个拉力器静止时的伸长量，再比较它们伸长量之间的关系，已知拉力器的手柄质量很小。 （1）若某次实验中，所吊起的重物质量为m时，拉力器相对于其竖直悬挂没有吊起重物时的伸长量为x，则该拉力器的劲度系数k的表达式为k=___________（当地的重力加速度为g）。 （2）接下来，该同学选择不同质量的重物，又重复做了两组实验。通过记录的实验数据，该同学发现同一组实验中，五个拉力器的伸长量之比均大约为。据此推断，拉力器的劲度系数k与弹簧的根数n之间的关系为 。 A. B. C. D. （3）下列做法中，有利于减小实验误差的是 。 A. 选择质量适当大一些的重物 B. 选择质量适当小一些的重物 C. 安装弹簧时注意左右对称，并将重物悬挂于下端手柄的中点 D. 测量拉力器的伸长量时，使毫米刻度尺平行贴近拉力器，并且在保证视线垂直正对刻度尺的情况下读数 【答案】（1） （2）A （3）ACD 【解析】 【小问1详解】 吊起的重物质量为m时，拉力器相对于其竖直悬挂没有吊起重物时，拉力器的弹力增加了 胡克定律 解得拉力器的劲度系数 【小问2详解】 同一组实验中，重物质量相同，拉力器的弹力增加量相同。 根据胡克定律 ，弹力增加量相同 时，劲度系数 k 与伸长量 x 成反比，即 题目给出弹簧根数为时，伸长量之比为，即伸长量与弹簧根数成反比， 联立得出拉力器的劲度系数与弹簧根数成正比，即 故选A。 【小问3详解】 AB．在弹性限度内，重物质量越大，弹簧伸长量越大，长度测量的相对误差越小（绝对误差相近时，测量值越大，相对误差越小），可减小实验误差。故A正确，B错误； C．弹簧左右对称，重物悬挂于中点，保证每根弹簧受力均匀、伸长量一致，避免因受力不对称导致的伸长量偏差，减小系统误差。故C正确。 D．刻度尺平行贴近拉力器，并且在保证视线垂直正对刻度尺的情况下读数，这是长度测量的规范操作，可减小读数误差。故D正确。 故选ACD。 12. 为测定一水果电池的电动势和内阻，某实验小组在实验室利用一个毫安表（量程为0~6mA，内阻为十几欧姆）、一个电阻箱R设计了如图3所示的实验电路。 （1）闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录毫安表的示数，获得多组I、R数据，根据这些数据作出图像，如图4所示，已知图线的斜率为k，在纵轴上的截距为a，则水果电池的电动势E=___________，内阻r=___________（用k、a表示）。 （2）由于毫安表内阻对上述实验结果会产生影响，为了减小实验误差，实验小组的同学又从实验室中找来一最大阻值为3kΩ的滑动变阻器和一学生直流电源，设计了如图5所示的电路来测量毫安表的内阻。实验开始前将电源电压调至12V。 ①用笔画线代替导线，将实物图6补充完整_________。 ②实验时先闭合开关S1，调节滑动变阻器RP，使毫安表指针满偏；再闭合开关S2，保持RP滑片P不动，调节电阻箱R使毫安表指针半偏，此时电阻箱接入电路的阻值为R0，则毫安表内阻的测量值为RA=___________。 ③考虑②中毫安表的内阻后，（1）中水果电池的内阻应修正为r'=__________（用k、a、R0表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1] 按图3忽略毫安表内阻的处理，闭合电路欧姆定律给出 整理得 图线斜率为 故 [2] 纵轴截距为 结合 整理得 【小问2详解】 [3]实物图6按图5的连接关系补线：电源正极经开关接滑动变阻器的固定端，与滑片相连的接线柱接毫安表一端和电阻箱R的一端；毫安表另一端接电源负极，电源负极经开关接电阻箱的另一端 [4] 调节使毫安表满偏并保持滑片不动。由于远大于毫安表内阻，闭合后干路电流近似不变；半偏时毫安表与电阻箱并联，二者电流相等且端电压相等，故 [5] 考虑毫安表内阻后，图3中 所以 由、 整理得 13. 探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展与天气预报工作中作用显著。探空气球投资少、成本低、见效快、相对载重量大、飞行时间长且携带仪器姿态稳定。若探空气球由A区域飘移至B区域，其内部气体压强保持0.6p0不变，温度由T0升高至1.05T0，吸收的热量为Q。气球内气体可看成一定质量的理想气体，在A区域时气体的体积为V0。求： （1）气球飘移至B区域时的体积V； （2）探空气球由A区域飘移至B区域的过程，气体内能的变化量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气球内气体为一定质量的理想气体，过程为等压变化（压强保持恒定）。理想气体等压变化遵循盖-吕萨克定律，由理想气体状态方程，压强p不变时V与T成正比 可得 【小问2详解】 等压过程中，气体膨胀对外做的功 本题中气体对外做功 根据热力学第一定律，系统内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。已知气体吸收热量为Q，即为外界向气体传递的热量；气体对外做功，则外界对气体所做的功，得到 14. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，xOy平面（纸面）的第一象限内有足够长且宽度为L、边界平行于y轴的匀强电场，电场方向沿y轴负方向。第二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限内有一粒子加速器。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经加速器加速后从x轴上的M点以大小为v0的速度垂直磁场和x轴射入第二象限，然后从y轴上的N点（图中未画出）进入电场，进入电场时速度方向与y轴正方向的夹角为θ=60°，最后从x轴上的P点离开电场。已知P点和M点到坐标原点O的距离均为L，不计粒子重力。求： （1）粒子加速器的加速电压U； （2）电场的电场强度大小E及粒子从M点运动到P点的总时间t； （3）粒子在第一、第二象限内动量变化量的大小和。 【答案】（1） （2）； （3）； 【解析】 【小问1详解】 粒子从静止经加速电压加速，电场力做功转化为动能，有 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中速率不变，设圆周运动半径为，圆心为。粒子从点进入第一象限，速度分量为、 由关系式，故 设，半径与速度垂直，得 即，又因在第二象限边界上，，圆的几何关系给出 所以，从而，此时沿负方向，与负方向夹角为，故粒子在磁场中转过的圆心角为，磁场中的运动时间为 进入电场后，水平方向匀速运动， 解得 竖直方向位移满足 其中 代入，整理得 所以 从到的总时间为 【小问3详解】 电场力恒定且竖直向下，故电场中动量变化量大小为 磁场中速率不变，动量大小为，方向改变 故动量变化量大小为 15. 如图所示，半径为R=0.32m的半圆形轨道直径MN与水平面垂直，轨道的最低点M与右侧光滑的台阶相切，台阶右侧紧靠着表面与台阶平齐的足够长的木板C，C的右端与弹性挡板P的距离为x=2.0m。台阶上两个小滑块A、B之间有一轻弹簧，小滑块与弹簧均不拴接，此时弹簧被压缩至长度L0=0.5m，小滑块B到台阶右边缘的距离为L1=0.3m，然后同时由静止释放两小滑块，小滑块B运动到台阶右边缘时恰与弹簧分离。释放后，小滑块A恰好能沿半圆形轨道运动到轨道最高点N，A到最高点后被取走。小滑块B滑上木板C的上表面，一段时间后C与P相撞。已知B、C接触面间的动摩擦因数μ=0.5，其余摩擦均不计，C与P碰撞过程中没有能量损失，小滑块A、B的质量分别为m1=3kg、m2=2kg，木板C的质量为m3=1kg，重力加速度大小取g=10m/s2。求： （1）弹簧的原长； （2）弹簧压缩后的弹性势能； （3）木板C运动的总时间。 【答案】（1）1m （2）60J （3）2.3s 【解析】 【小问1详解】 弹簧弹开AB的过程，根据动量守恒定律 即 可得 而xB=L1=0.3m，可得xA=0.2m，可知弹簧原长为L=L0+ xA +xB=1m 【小问2详解】 小滑块A恰好能沿半圆形轨道运动到轨道最高点N，可知 滑块A从弹开到到达N点由动能定理 解得 可得 则弹簧压缩后的弹性势能 【小问3详解】 滑块B滑上C到达共速时 解得 对C由动量定理 解得 C的位移 则C与挡板相碰还需要的时间 C与挡板碰后以等大速率反弹，向右为正，则当BC再次共速时 解得 此过程对C由动量定理 解得 C的位移 则C与挡板相碰还需要的时间 C第二次与挡板碰后以等大速率反弹，则当BC再次共速时 解得 此过程对C由动量定理 解得 C的位移 则C与挡板相碰还需要的时间 由以上可知，以后每次C与挡板相碰后运动的时间呈无穷递缩等比数列，公比为，则C运动的总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $