精品解析：2025届福建省厦门双十中学高三下学期第五次模拟物理试题

厦门双十中学2025届高三物理模拟检测5 （满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如表所示是在20℃时，波长为589.3nm的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，在20℃时，下列判断正确的是（ ） 几种介质的折射率（，） 介质 折射率 介质 折射率 空气 1.00028 玻璃 1.5～1.8 水 1.33 水晶 1.55 A. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55 B. 这种波长的光在水中的速度大于在玻璃中的速度 C. 这种波长的光从水中射入玻璃中时可能发生全反射 D. 这种波长的光从空气中射入水晶中时频率会变小 2. 电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点的位移x=0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G。则下列分析正确的是（　　） A. 小球竖直上抛的初速度为2a B. 小球从O点上升的最大高度为 C. 火星的质量为 D. 火星的第一宇宙速度为 3. 如图所示，三个带电小球A、B、C可视为点电荷，所带电荷量分别为、、，A、B固定在绝缘水平桌面上，C带有小孔，穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上。绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处，将C从杆上某一位置由静止释放，下落至桌面时速度恰好为零。C沿杆下滑时带电荷量保持不变。那么C在下落过程中，以下判断正确的是（ ） A. 所受摩擦力不变 B. 电场力做正功 C. 电势能不变 D. 下落一半高度时速度一定最大 4. 如图所示，水平面上的小车内固定一个倾角为的光滑斜面，平行于斜面的细绳一端固定在车上，另一端系着一个质量为m的小球，小球和小车均处于静止状态。如果小车在水平面上向左加速且加速度大小不超过，则小球仍能够和小车保持相对静止；如果小车在水平面上向右加速且加速度大小不超过，则小球也能够和小车保持相对静止。根据以上条件可知为（ ） A. B. C. 3∶1 D. 1∶3 二、多项选择题：（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，则A、B所受摩擦力的大小一定相等 D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同 6. 如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 C. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 D. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗 7. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面上的B处着陆，斜面与水平方向夹角为30°且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同 B. 运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比 C. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角为60° D. 运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时，与斜面之间的距离最大 8. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 当ab边刚越过GH进入磁场时，ab边的感应电流方向由a到b B. 当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框的速度大小为 C. 从ab边刚越过JP到线框再做匀速直线运动所需的时间 D. 从ab边刚越过JP到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为 三、填空题（共5道题，共23分） 9. 在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，具有天然放射性，半衰期为87.7年。发生衰变的核反应方程为，则： （1）X原子核的中子数为________； （2）Pu的半衰期跟原子的化学状态和外部条件________（选填“有”或“没有”）关系。 10. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态可视为平衡态，则： （1）状态A气体分子的平均动能________（选填“大于”“等于”或“小于”）状态B气体分子的平均动能； （2）完成一次循环过程，气体________（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 11. 如图所示，有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇并发生干涉两列波的传播方向如图中箭头所示。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e是a、d连线的中点，则： （1）a处的质点振幅为________； （2）从图示时刻起再经过半个周期，e处质点将处于________（选填“波峰”、“波谷”或“平衡”）位置。 12. 某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球A、B，杆的正中央有一光滑的水平转轴，杆能在竖直平面内绕轴O自由转动。O点正下方有一光电门，已知A、B的质量分别为M、m（），重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=__________cm. （2）调节光电门位置，使A、B从水平位置静止释放，当小球A通过最低点时，球心恰好通过光电门，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为△t，则小球A经过最低点时的速度v=__________.（用物理量符号表示） （3）测得两球球心间距离为L，则A、B系统重力势能的减少量__________，动能的增加量__________。（用物理量符号表示） 13. 某同学想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值，电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。 ①为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至__________（填“最大”或“最小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置。保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx=____________Ω。 ②为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最大，将开关K2调至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图像；利用图像中的数据可求得，电流表A的内阻RA=_______Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势E=_______V。 四、计算题（共3小题，14题10分，15题12分，16题15分） 14. 物流公司通过传送带把货物直接装运到卡车中，如图所示，传送带与水平面成24°角，长度，传送带以恒定速率顺时针运转，水平滑轨长度可调，传送带与滑轨间平滑连接。若货物从传送带底端由静止释放，货物与传送带间、货物与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（取，，重力加速度）。 （1）求货物在释放瞬间的加速度的大小； （2）求货物在传送带上运动的时间t； （3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过vm=2m/s，求水平滑轨的最短长度。 15. 如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分离，分离后，乙刚好能够返回到e点（未画出）。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，a、b间距离为L，a、c间距离以及b、d间距离均为，忽略甲、乙间的库仑力。求： （1）初始状态弹簧储存的弹性势能； （2）e点与a点的距离。 16. 如图所示，竖直平面内有四个相同的足够长的矩形区域、高度均为，区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场，区域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中存在垂直于纸面向里的匀强磁场、其磁感应强度大小之比为，区域Ⅳ下边界放置一块水平挡板，可吸收打到板上的粒子。零时刻，在纸面内从点向各个方向（范围）均匀发射带电量为、质量为、初速度为的带正电粒子，其中水平向右射出的粒子第一次进入区域Ⅱ时速度方向与水平方向成，且刚好经过区域Ⅱ的下边界。粒子重力以及粒子间的相互作用不计。求： （1）电场强度大小； （2）水平向右射出的粒子经过区域I下边界的时刻； （3）打在挡板上的粒子数占射出总粒子数的比例。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门双十中学2025届高三物理模拟检测5 （满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如表所示是在20℃时，波长为589.3nm的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，在20℃时，下列判断正确的是（ ） 几种介质的折射率（，） 介质 折射率 介质 折射率 空气 1.00028 玻璃 1.5～1.8 水 1.33 水晶 1.55 A. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55 B. 这种波长的光在水中的速度大于在玻璃中的速度 C. 这种波长的光从水中射入玻璃中时可能发生全反射 D. 这种波长的光从空气中射入水晶中时频率会变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．同一介质对不同颜色的光的折射率一般不同，存在色散现象。表中只对应波长为的光，不能代表所有颜色，故A错误； B．由光在介质中的传播速度决定式 可知折射率越大，光在介质中的传播速度越小。水中和玻璃中的速度分别满足， 由表中数据得，因此，故B正确； C．全反射要求光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角。水的折射率小于玻璃的折射率，水是光疏介质、玻璃是光密介质，光从水射入玻璃不满足光密介质射向光疏介质的方向条件，故C错误； D．光的频率由光源决定，光从空气射入水晶时，传播速度和波长会改变，但频率保持不变，故D错误。 故选B。 2. 电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点的位移x=0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G。则下列分析正确的是（　　） A. 小球竖直上抛的初速度为2a B. 小球从O点上升的最大高度为 C. 火星的质量为 D. 火星的第一宇宙速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设火星表面的重力加速度为g，根据竖直上抛运动得 整理得 根据图像得 解得 A错误； B．小球从O点上升的最大高度为 解得 B错误； C．根据黄金代换式得 解得 C正确； D．根据牛顿第二定律得 解得 D错误。 故选C。 3. 如图所示，三个带电小球A、B、C可视为点电荷，所带电荷量分别为、、，A、B固定在绝缘水平桌面上，C带有小孔，穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上。绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处，将C从杆上某一位置由静止释放，下落至桌面时速度恰好为零。C沿杆下滑时带电荷量保持不变。那么C在下落过程中，以下判断正确的是（ ） A. 所受摩擦力不变 B. 电场力做正功 C. 电势能不变 D. 下落一半高度时速度一定最大 【答案】C 【解析】 【详解】AD．设、连线中点到的距离为，的释放高度为，下落过程中距桌面的高度为，为静电力常量。由点电荷场强公式，、在处产生的场强竖直分量抵消，水平分量均指向；单个场强的水平分量大小为 由场强叠加得 绝缘杆在水平方向限制运动，故支持力与电场力大小相等，即 由滑动摩擦力公式得 随着下落，减小，增大，摩擦力不是恒定的。 取竖直向下为正方向，设的加速度为，由牛顿第二定律得 由前述随下落增大可知，速度达到最大值时加速度由正变为负；此时，即 在竖直位移中支持力和电场力均不做功，由动能定理及摩擦力随位移变化图像的面积意义得 所以全程平均摩擦力满足 由于随非线性变化，瞬时摩擦力等于其全程平均值的位置不一定是，故AD错误； BC．沿竖直杆运动时，电场力始终水平，位移始终竖直，二者垂直，因此静电力做功为零。由功能关系得，故B错误，C正确。 故选C。 4. 如图所示，水平面上的小车内固定一个倾角为的光滑斜面，平行于斜面的细绳一端固定在车上，另一端系着一个质量为m的小球，小球和小车均处于静止状态。如果小车在水平面上向左加速且加速度大小不超过，则小球仍能够和小车保持相对静止；如果小车在水平面上向右加速且加速度大小不超过，则小球也能够和小车保持相对静止。根据以上条件可知为（ ） A. B. C. 3∶1 D. 1∶3 【答案】D 【解析】 【详解】分析小球的受力情况如图所示 如果小车在水平面上向左加速，由正交分解法得，水平方向上有 竖直方向上有 解得 球仍能够和小车保持相对静止的临界条件是细绳拉力 解得 同理可得，如果小车在水平面上向右加速，则 球仍能够和小车保持相对静止的临界条件是斜面对小球的弹力 解得 所以 故选D。 二、多项选择题：（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，则A、B所受摩擦力的大小一定相等 D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在图a最高点取指向圆心的竖直向下为正方向，设杆对小球沿杆方向的有符号作用力为。由牛顿第二定律得 由此得 题设，即 故，杆对小球的作用力方向向上，故A正确； B．设火车规定速度为。在规定速度下，倾斜轨道的支持力满足， 由上两式消去，得规定速度满足 其中为转弯半径。当实际速度时，所需向心力小于支持力在水平方向的分量，火车有沿斜面向下滑向内轨的趋势，轮缘会挤压内轨而不是外轨，故B错误； C．A、B均相对圆盘静止时，静摩擦力分别提供各自的向心力，有， 图中两物体到转轴的半径不同，且质量也未给出相等条件，因此两摩擦力不一定相等，故C错误； D．设悬点到圆周运动平面的竖直高度为，对圆锥摆小球受力分析，向心力由重力和拉力的合力提供： 而圆周运动半径  联立可得 ​​。两球做圆周运动的高度相同，因此角速度相同，D正确。 故选AD。 6. 如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 C. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 D. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗 【答案】AD 【解析】 【详解】A．输入电压的最大值为 图中位置穿过线圈的磁通量为0，线圈产生的感应电动势最大，则线框中感应电动势的瞬时值为 故A正确； B．变压器变压器输入电压的有效值为 灯泡正常发光，所以 根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为 故B错误； C．若将滑动变阻器滑片向上移动，电阻变大，自耦变压器输出电流减小，根据理想变压器电流的制约关系可知，输入电流减小，电流表示数减小，故C错误； D．若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据可知，U2变小，则灯泡会变暗，故D正确。 故选AD。 7. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面上的B处着陆，斜面与水平方向夹角为30°且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同 B. 运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比 C. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角为60° D. 运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时，与斜面之间的距离最大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．运动员在空中运动时，加速度为向下的g，根据 可知，相同时间内的速度变化相同，选项A正确； B．根据 运动员在斜面上的落点到A点的距离 可知与初速度平方成正比，选项B错误； C．运动员落在B处的速度与水平方向夹角为 选项C错误； D．运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时，垂直斜面方向的速度为零，此时与斜面之间的距离最大，选项D正确。 故选AD。 8. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 当ab边刚越过GH进入磁场时，ab边的感应电流方向由a到b B. 当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框的速度大小为 C. 从ab边刚越过JP到线框再做匀速直线运动所需的时间 D. 从ab边刚越过JP到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当边刚越过进入磁场时，只有边切割磁感线。根据楞次定律，感应电流产生的安培力应沿斜面向上以阻碍线框下滑；由右手定则判得电流由流向，方向由下边指向上边，故A错误； 电流和安培力的方向示意如图所示。 BC．在线框以速度匀速运动、只有一条边切割磁感线时，由导体切割磁感线的动生电动势关系得 根据闭合电路欧姆定律得 由安培力公式得 沿斜面方向线框做匀速运动，重力沿斜面分力与安培力平衡 解得 当边越过后，两条边分别处于方向相反的磁场中，两个感应电动势在回路中同向叠加，且两条边所受安培力均沿斜面向上。此时， 两边安培力的合力为，方向沿斜面向上。 在与的中间位置线框恰好匀速 解得 从边刚越过到中点的位移为。设经历时间为，平均速度为，则 取沿斜面向下为正方向，对线框用动量定理，有 其中 整理得，故BC正确； D．从边刚越过到刚越过，线框沿斜面下滑距离为，重力势能减少，线框的重力势能和动能均减小，根据功能关系得知，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量与动能减小量之和。 初、末速度分别为和，所以动能减少量为 线框产生的热量为，故D错误。 故选BC。 三、填空题（共5道题，共23分） 9. 在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，具有天然放射性，半衰期为87.7年。发生衰变的核反应方程为，则： （1）X原子核的中子数为________； （2）Pu的半衰期跟原子的化学状态和外部条件________（选填“有”或“没有”）关系。 【答案】（1）142 （2）没有 【解析】 【小问1详解】 [1]根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒： X的质量数 ，X的电荷数（质子数）。 原子核的中子数等于质量数减去质子数，因此中子数为 。 【小问2详解】 [2]半衰期是大量同种放射性原子核有一半发生衰变所需的时间，由原子核内部因素决定，与原子的化学状态和外部条件无关，因此填“没有”。 10. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态可视为平衡态，则： （1）状态A气体分子的平均动能________（选填“大于”“等于”或“小于”）状态B气体分子的平均动能； （2）完成一次循环过程，气体________（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 【答案】（1）小于 （2）吸热 【解析】 【小问1详解】 [1]一定质量理想气体满足状态方程 由图可知，，故，所以，即状态的热力学温度低于状态，理想气体分子的平均动能随热力学温度升高而增大，因此状态气体分子的平均动能小于状态 【小问2详解】 [2]在压强随体积变化的图像中，气体对外做功的大小等于过程图线与体积轴围成的面积。循环方向为顺时针，膨胀过程的功大于压缩过程功的绝对值，即。完成循环后气体回到初状态，内能变化。由热力学第一定律得 因此，所以气体吸热。 11. 如图所示，有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇并发生干涉两列波的传播方向如图中箭头所示。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，e是a、d连线的中点，则： （1）a处的质点振幅为________； （2）从图示时刻起再经过半个周期，e处质点将处于________（选填“波峰”、“波谷”或“平衡”）位置。 【答案】（1） （2）平衡 【解析】 【小问1详解】 [1]图中处为波谷与波谷相遇，两列波同相，位移同向叠加。由波的叠加原理，合振幅为，所以处质点振幅的大小为。 【小问2详解】 [2]从到的水平和竖直坐标差均为半个波长，为中点，所以图示时刻到对应波峰线和波谷线各相隔四分之一波长，两列波在处的位移都为零，正处于平衡位置；经过半个周期后，振动的质点会从当前平衡位置运动到关于平衡位置对称的状态，仍处于平衡位置。 12. 某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球A、B，杆的正中央有一光滑的水平转轴，杆能在竖直平面内绕轴O自由转动。O点正下方有一光电门，已知A、B的质量分别为M、m（），重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=__________cm. （2）调节光电门位置，使A、B从水平位置静止释放，当小球A通过最低点时，球心恰好通过光电门，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为△t，则小球A经过最低点时的速度v=__________.（用物理量符号表示） （3）测得两球球心间距离为L，则A、B系统重力势能的减少量__________，动能的增加量__________。（用物理量符号表示） 【答案】（1）1.440 （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，小球的直径为 【小问2详解】 小球A经过最低点时的速度 【小问3详解】 [1]A、B系统重力势能的减少量 [2]动能的增加量 13. 某同学想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值，电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。 ①为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至__________（填“最大”或“最小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置。保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx=____________Ω。 ②为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最大，将开关K2调至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图像；利用图像中的数据可求得，电流表A的内阻RA=_______Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势E=_______V。 【答案】 ①. 最大 ②. 34.2 ③. 0.5 ④. 4 【解析】 【详解】①[1]为了保证电路中用电器的安全，应该在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至最大，使电路中的电流较小，不会烧掉用电器； [2]由于两次电路中电流相等，说明两次电路中的总电阻也相等，故 ②[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知 解得 结合斜率和截距可得 四、计算题（共3小题，14题10分，15题12分，16题15分） 14. 物流公司通过传送带把货物直接装运到卡车中，如图所示，传送带与水平面成24°角，长度，传送带以恒定速率顺时针运转，水平滑轨长度可调，传送带与滑轨间平滑连接。若货物从传送带底端由静止释放，货物与传送带间、货物与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（取，，重力加速度）。 （1）求货物在释放瞬间的加速度的大小； （2）求货物在传送带上运动的时间t； （3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过vm=2m/s，求水平滑轨的最短长度。 【答案】（1） （2）2.5s （3）0.9m 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 货物向上加速与传送带共速时有 该时间段运动的位移为m< 由于，则共速之后货物匀速运动，有匀速时间 货物在传送带上运动的时间为 【小问3详解】 货物在水平轨道的加速度为 根据速度—位移公式有 解得m 15. 如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分离，分离后，乙刚好能够返回到e点（未画出）。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，a、b间距离为L，a、c间距离以及b、d间距离均为，忽略甲、乙间的库仑力。求： （1）初始状态弹簧储存的弹性势能； （2）e点与a点的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）乙从b到a由动能定理得 解得乙与甲碰撞前的速度大小 乙与甲碰撞由动量守恒定律得 解得碰撞后甲、乙的速度大小均为 甲、乙从一起压缩弹簧到甲、乙一起返回到c点，由功能关系得 解得初始状态弹簧储存的弹性势能 （2）在d点由静止释放乙，到乙与甲发生碰撞前，对乙由动能定理得 解得碰撞前乙的速度大小 甲、乙的碰撞过程由动量守恒定律得 解得碰撞后甲、乙的速度大小为 从甲、乙碰撞后到甲、乙一起返回到c点时，由功能关系得 解得甲、乙分离时的速度大小为 乙分离后到乙停止运动，由动能定理得 解得 则e点与a点的距离为 16. 如图所示，竖直平面内有四个相同的足够长的矩形区域、高度均为，区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场，区域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中存在垂直于纸面向里的匀强磁场、其磁感应强度大小之比为，区域Ⅳ下边界放置一块水平挡板，可吸收打到板上的粒子。零时刻，在纸面内从点向各个方向（范围）均匀发射带电量为、质量为、初速度为的带正电粒子，其中水平向右射出的粒子第一次进入区域Ⅱ时速度方向与水平方向成，且刚好经过区域Ⅱ的下边界。粒子重力以及粒子间的相互作用不计。求： （1）电场强度大小； （2）水平向右射出的粒子经过区域I下边界的时刻； （3）打在挡板上的粒子数占射出总粒子数的比例。 【答案】（1）；（2），其中；（3） 【解析】 【详解】（1）设水平向右射出的粒子第一次进入区域II时的速度大小为，有 根据动能定理有 解得 （2）设水平向右射出的粒子第一次进入区域II时速度竖直方向分量为，则 粒子从水平射出到第一次射出电场的时间 粒子在区域Ⅱ运动的半径满足 得 粒子从第一次到区域Ⅰ下边界到第二次经过区域Ⅰ下边界的时间 粒子第n次通过区域Ⅰ下边界的时刻为 ，其中 即 ，其中 （3）设粒子从点射出时与水平方向成角，运动到区域Ⅳ，轨迹刚好与挡板相切，经过区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的下边界时水平分速度的大小分别为；粒子在区域Ⅱ中运动时，取极短时间，由水平方向的动量定理 两边求和有 代入得 同理在区域Ⅲ、Ⅳ中运动时，分别有 累加可得 根据洛伦兹提供向心力 求得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $