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 B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. 截至2024年12月1日，我国空间站已取得了丰富的太空实验成果，在轨实施了181项科学与应用项目，并上行了近2吨的科学物资。已知科学物资与空间站对接后，二者仍在空间站原轨道一起做匀速圆周运动。关于对接科学物资后的空间站，下列说法正确的是（ ） A. 空间站的角速度变大 B. 空间站的线速度大小约为11.2km/s C. 空间站受到地球的万有引力变大，机械能增加 D. 空间站受到科学物资的压力 2. 我国科研人员成功利用镅243的衰变研发出了微型核电池。该核反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. X为 B. X粒子是镅原子裂变形成的 C. 核的结合能比核的小 D. 200个经过一个半衰期仍剩余100个 3. 一束激光在真空中透过直角梯形玻璃砖形成的光路图如图所示，下列说法正确的是（ ） A. B. 该玻璃砖的折射率为 C. 激光进入玻璃砖后，速度变大，光子能量变高 D. 激光进入玻璃砖后，波长变长，光子动量变大 4. 如图所示，与水平方向成角放置的圆形沙画板上表面覆盖着一层细沙，每粒沙与画板间的动摩擦因数均相同，且。当画板绕垂直于板面的中心转轴匀速转动一段时间后，画板上沙粒形成的沙画图像（阴影部分）可能是（ ） A. B. C. D. 5. 电吹风的电路结构简图如图所示，1、2、3、4为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属开关可同时接触两个触点，置于不同位置时，电吹风的工作状态有停机、吹冷风和吹热风三种，工作电压为220V，直流风扇的额定电压为55V，D为理想二极管、L为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 开关同时接触1、2时，电吹风处于吹冷风的工作状态 B. L的原、副线圈匝数比为4∶1 C. 吹热风时电热丝两端的电压为 D. L的次级线圈电压最大值为110V 6. 2025年春晚节目《秧BOT》中，宇树机器人UnitreeH1的表演惊艳四方，体现了科技与文化的深度融合，展示了我国在机器人领域的前沿技术。机器人将手绢斜向上抛出后，手绢在竖直面内飞行，经时间第一次飞至最高点，再经过相等时间，手绢恰好沿竖直方向下落时被机器人接住。已知手绢下落过程飞行的水平距离为，假设手绢受到的空气阻力与速度大小成正比，不考虑手绢转动的影响，下列说法正确的是（ ） A. 手绢的水平速度大小不变 B. 抛出点与接收点在同一高度 C. 整个过程，机器人机械臂向前移动的距离大于 D. 手绢经过点时，空气阻力的功率最小 7. 某地发生地震，地震局的监测设备接收到地震中的横波成分，图1为时刻的波形图，图2为平衡位置在处的质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 该波的传播方向沿x轴负方向 B. 该横波的波速 C. 平衡位置在处的质点的振动方程为 D. 平衡位置在Q处的质点在接下来的周期内运动的路程为 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电路中导线内及其周围的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷在不断运动，但电荷的分布是恒定的，所以电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷产生的电场，称为恒定电场，它的基本性质与静电场相同。如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，下列说法中正确的是（ ） A. M点的电场强度大于N点的电场强度 B. M点的电势比N点的电势高 C. 电场线可以不垂直于等势线 D. 电子从M点移动到N点，其电势能升高 9. 在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，若将无限远处的电势规定为零时，则距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量；在多个点电荷产生的电场中，某点的电势等于每个点电荷单独存在时在该点产生的电势的代数和。如图所示，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，四面体的棱长为L，R、Q、M、S分别为棱、、、的中点。有三个点电荷分别固定在三个顶点B、C、D上，其中顶点B、D处的点电荷带电荷量均为（），顶点C处的点电荷带电荷量为。下列说法中正确的是（ ） A. A点电场强度大小为 B. S点电场强度大小为 C. R点电势为 D. Q点电势为 10. 如图所示为某电子设备中部分结构在竖直面内的简化模型，O处的电子源不断释放无初速度的电子，电子经加速电场加速后获得不同的速度（加速电压U可调），从竖直板中点处的小孔D垂直进入直角的收集区域，已知水平板的长度为，。区域存在垂直纸面的匀强磁场（方向未画出），其磁感应强度大小为。电子打到、上时均被板完全吸收。电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用，下列说法中正确的是（ ） A. 区域内匀强磁场的方向垂直纸面向里 B. 打到板上的电子在磁场中运动的时间均为 C. 打到板上的电子，加速电压U的取值范围为 D. 若打在板上与A点距离为a的电子与板作用的时间为，则该电子与板在竖直方向上的作用力大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某物理实验兴趣小组利用智能手机设计了“用单摆测量重力加速度”的实验。他们用一根轻质细线将手机悬挂在水平桌面上的铁架台上，调整后如图1所示。启动手机中的Phyphox应用，点击界面中的“摆”（如图2所示）进行实验，测出手机运动的周期和频率，并通过不同的方法计算得到当地重力加速度。 实验步骤如下： ①手机静止时，用米尺测出悬挂点到手机中心的距离L； ②将手机从平衡位置拉开一个很小的角度（小于5°），然后由静止释放，使手机在竖直平面内摆动，记录30次全振动的时间t，计算得到手机的运动周期T； ③用公式计算当地的重力加速度； ④改变摆长，多次重复实验，得到一系列重力加速度，算出重力加速度的平均值； ⑤根据测量数据，作出的图线，如图3所示，求得图线的斜率k，测出当地重力加速度g的数值。 （1）手机运动的周期T为_______。 （2）该小组成员发现，用公式算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，可能的原因是手机重心的位置与手机中心并不重合。当手机静止在平衡位置时，下列关于手机重心位置的说法正确的是_______（填选项前的字母）。 A. 手机重心在手机中心正上方 B. 手机重心在手机中心正下方 C. 手机重心在手机中心的左侧或者右侧 （3）该小组测得当地的重力加速度_______（用k表示）。 12. 某实验小组注意到市场上存在一种光控窗帘系统，经过查阅相关资料后，同学们决定一起探究如何利用光敏电阻来研制光控窗帘系统。 （1）他们先对某光敏电阻R与光照强度［光照强度作为物理术语，具体指单位面积上所接受的可见光的光通量，简称照度，单位为勒克斯（Lux或lx），用于指示光照的强弱以及物体表面被照明的程度］之间的关系展开了探究。为此，他们设计了如图1所示的测量电路。 已知电源的电压为，内阻，电表V为理想电压表，定值电阻，R为待测光敏电阻。在不同光照强度下，他们观察并记录了电压表的读数，具体数据如下： E/lx 10 100 200 600 1000 1500 2000 0.02 0.20 0.40 1.20 2.00 3.00 4.00 ①由表中数据可知，光敏电阻的阻值（单位：Ω）与光照强度E（单位：lx）之间的关系为______Ω。（仅用E表达） ②由此可知光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而______（选填“增大”或“减小”）。 （2）该小组成员又设计了如图2所示的控制电路。实验器材有：电源（电压，内阻），某控制元件（直流电阻恒为，电流时开始工作），定值电阻，已探究的光敏电阻R。电路中的A和B，其中一个是光敏电阻，另一个是定值电阻。要求当屋内桌面的光照强度时，控制元件启动，完成窗帘关闭而使桌面亮度减小，则： ①光敏电阻应连在______（选填“A”或“B”）处。 ②定值电阻______Ω。 13. 如图1所示，长的粗细均匀的玻璃管（一端开口）水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为。保持环境温度不变，将玻璃管缓慢旋转90°至开口向上，如图2所示。 （1）求玻璃管开口向上时封闭气柱的长度； （2）若玻璃管开口向上时缓慢改变环境温度，求可使管内水银全部溢出的临界温度（结果保留2位小数）。 14. 自动缓冲运输装置常应用于机械制造、自动化生产线等领域，它通常由运输车和导轨组成，运输车通过轮子、滚珠或滚子等装置与导轨相连，实现相对运动以完成输送目的。其模型可简化为：在如图所示的光滑水平地面上，静止放置一个光滑的半圆形凹槽轨道，轨道右侧紧靠墙边，但与墙不相连，凹槽轨道的质量为，半径为R，一质量为m的小球自轨道右侧正上方R处由静止释放，小球沿半圆形凹槽轨道右侧槽口切线方向进入轨道。重力加速度为g，不计空气阻力和小球进入轨道时的能量损失。求： （1）小球第一次到达轨道底端时对轨道的压力F； （2）小球第一次从轨道左端飞出时的速度大小v； （3）轨道在运动过程中的最大动能。 15. 如图所示，倾角为θ=37°的平行金属导轨上端连接一定值电阻R1=1Ω，将一质量m=1kg、宽度为L的金属棒P由静止轻放在倾斜导轨上某处，P与倾斜金属导轨间的动摩擦因数μ=0.25，倾斜导轨底端通过绝缘材料与水平光滑平行金属导轨平滑连接，两导轨所在空间中分别存在方向垂直各自平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=1T、B2=2T，两导轨宽度均为L=1m，且水平导轨足够长。已知金属棒P下滑到达导轨底端之前已经匀速，经过EF时无速度损失，P棒与金属导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计P棒和导轨的电阻。 （1）求金属棒P滑至底端EF处时的速度大小v0； （2）另有一质量M=3kg、电阻R2=2Ω的金属棒Q静止在水平导轨上，到EF的距离x1=1m： ①若Q棒固定，P与Q碰撞（碰撞时间极短）之后反弹，反弹后的速度大小为碰撞前的一半，求P棒最终停止位置与Q的距离x； ②若Q棒不固定，P与Q之间的碰撞为弹性正碰，碰撞时间极短，求碰后瞬间P、Q的速度大小以及整个运动过程中Q棒上产生的焦耳热Q焦。 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. 截至2024年12月1日，我国空间站已取得了丰富的太空实验成果，在轨实施了181项科学与应用项目，并上行了近2吨的科学物资。已知科学物资与空间站对接后，二者仍在空间站原轨道一起做匀速圆周运动。关于对接科学物资后的空间站，下列说法正确的是（ ） A. 空间站的角速度变大 B. 空间站的线速度大小约为11.2km/s C. 空间站受到地球的万有引力变大，机械能增加 D. 空间站受到科学物资的压力 【答案】C 【解析】 【详解】空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 其中为地球质量，为环绕天体总质量，为轨道半径。 A．由上述公式推导得 对接后轨道半径不变，角速度与环绕天体质量无关，故角速度不变，A错误； B．第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度，空间站轨道高于近地轨道，线速度小于，B错误； C．万有引力，对接后总质量增大、不变，故万有引力变大；对接后总质量增大，轨道高度不变，运行速度不变，动能和引力势能均随总质量增大而增加，故总机械能增加，C正确； D．空间站和科学物资均处于完全失重状态，万有引力全部提供向心力，二者之间无相互弹力，故空间站不受科学物资的压力，D错误。 故选C。 2. 我国科研人员成功利用镅243的衰变研发出了微型核电池。该核反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. X为 B. X粒子是镅原子裂变形成的 C. 核的结合能比核的小 D. 200个经过一个半衰期仍剩余100个 【答案】A 【解析】 【详解】A．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，X的质量数为，电荷数为，因此X为，故A正确； B．该反应为α衰变，裂变是重核分裂为多个中等质量原子核的核反应，X是衰变释放的粒子，并非裂变形成，故B错误； C．原子核总结合能随核子数增加而增大（重核区比结合能变化幅度很小），核子数多于，总结合能更大；且衰变释放能量，说明生成物（Np和X）的总结合能大于反应物Am的结合能，并非Am的结合能小于Np的结合能，故C错误； D．半衰期是统计规律，仅对大量原子核的衰变行为成立，对少量原子核无意义，200个属于少量样本，无法确定剩余数量，故D错误。 故选A。 3. 一束激光在真空中透过直角梯形玻璃砖形成的光路图如图所示，下列说法正确的是（ ） A. B. 该玻璃砖的折射率为 C. 激光进入玻璃砖后，速度变大，光子能量变高 D. 激光进入玻璃砖后，波长变长，光子动量变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．光从真空射入玻璃砖时，折射率满足  光从玻璃砖射出到真空时，折射率满足  联立两式可得 ​​，A正确； B．玻璃砖的折射率应为（或​​）​​，B错误； C．光在介质中的传播速度​，玻璃砖折射率，因此激光进入玻璃砖后速度变小；光子能量，光子频率由光源决定，进入介质后频率不变，因此光子能量不变，C错误； D．介质中光的波长（​为真空中波长），，因此激光进入玻璃砖后波长变短；光子动量，波长变短则动量变大，D错误。 故选 A。 4. 如图所示，与水平方向成角放置的圆形沙画板上表面覆盖着一层细沙，每粒沙与画板间的动摩擦因数均相同，且。当画板绕垂直于板面的中心转轴匀速转动一段时间后，画板上沙粒形成的沙画图像（阴影部分）可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】沙粒随画板做匀速圆周运动，在板面平面内，沙粒受到重力沿板面向下的分力和静摩擦力，其中，沙粒做圆周运动的向心力由静摩擦力  和重力分力  的合力提供。 根据牛顿第二定律，在板面平面内  其中为向心加速度，方向指向圆心，大小为， 方向平行于ab轴向下。可得静摩擦力为 沙粒不相对滑动的条件是静摩擦力小于等于最大静摩擦力  根据 可得的大小表达式为  其中是重力加速度沿板面的分矢量，大小为，方向平行于ab轴向下。 消去得 以圆盘中心为坐标原点，平行于ab轴向下为轴正方向，垂直ab轴水平向右为轴正方向，在斜板平面建立直角坐标系，如图所示，可得，， 模长平方得 整理得 这是圆心为，半径为的圆形区域。  沙粒形成的图像是一个圆，且圆心偏向端，如图中阴影所示。 故选D。 5. 电吹风的电路结构简图如图所示，1、2、3、4为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属开关可同时接触两个触点，置于不同位置时，电吹风的工作状态有停机、吹冷风和吹热风三种，工作电压为220V，直流风扇的额定电压为55V，D为理想二极管、L为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 开关同时接触1、2时，电吹风处于吹冷风的工作状态 B. L的原、副线圈匝数比为4∶1 C. 吹热风时电热丝两端的电压为 D. L的次级线圈电压最大值为110V 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电路图可知，触点 1 与电热丝相连，触点 2 与变压器原线圈相连。当开关同时接触 1、2 时，电热丝和变压器原线圈均接入电源，电热丝发热，风扇转动，电吹风处于吹热风状态，故A错误； B．设变压器副线圈电压最大值为 ，有效值为。风扇与二极管串联，二极管具有单向导电性，风扇两端电压为半波整流后的电压。根据有效值的定义，有 解得风扇两端电压有效值 已知风扇额定电压，则 副线圈电压有效值 根据变压器变压比公式 可得，故B错误； C．吹热风时，电热丝直接接在交流电源两端，其两端电压的有效值为，最大值为。通常所说的电压指有效值，故C错误； D．由 B 选项分析可知，变压器次级线圈（副线圈）电压最大值 ，故D正确。 故选D。 6. 2025年春晚节目《秧BOT》中，宇树机器人UnitreeH1的表演惊艳四方，体现了科技与文化的深度融合，展示了我国在机器人领域的前沿技术。机器人将手绢斜向上抛出后，手绢在竖直面内飞行，经时间第一次飞至最高点，再经过相等时间，手绢恰好沿竖直方向下落时被机器人接住。已知手绢下落过程飞行的水平距离为，假设手绢受到的空气阻力与速度大小成正比，不考虑手绢转动的影响，下列说法正确的是（ ） A. 手绢的水平速度大小不变 B. 抛出点与接收点在同一高度 C. 整个过程，机器人机械臂向前移动的距离大于 D. 手绢经过点时，空气阻力的功率最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于手绢受到空气的作用，阻力方向与速度方向相反，故可将空气阻力分解为竖直和水平两个方向的分量；水平方向手绢由于阻力的作用做减速运动，速度大小减小，故A错误； B．设手绢在运动过程中任意时刻速度的竖直分量大小为，在竖直方向上，上升阶段手绢受重力和向下的空气阻力，加速度大小 下降阶段受重力和向上的空气阻力，加速度大小 由于上升和下降时间相等，且上升阶段平均加速度大于下降阶段平均加速度，可知上升阶段手绢竖直方向的平均速度大于下降阶段的，故手绢上升高度大于下降高度，故接收点高于抛出点，故B错误； C．水平方向手绢受到的阻力大小满足 由于阻力的作用手绢的水平速度逐渐减小，由牛顿第二定律可知，手绢水平方向的加速度也逐渐减小，被机器人接住时，手绢的速度恰好竖直向下，即水平方向的分速度恰好减小为零；由于上升和下降时间相等，故手绢在最高点时，水平速度的大小小于，故下降阶段手绢水平方向的平均速度 同理，上升阶段手绢水平方向的平均速度 故上升阶段与下降阶段手绢的水平位移之比 已知手绢下落过程飞行的水平距离为，故整个过程，机器人机械臂向前移动的距离大于，故C正确； D．空气阻力的功率绝对值为 可知当手绢速度最小时，空气阻力的功率最小；手绢经过点时，速度沿水平方向，空气阻力和重力的合力方向斜向右下，故此时手绢受到的合力与手绢的速度方向成钝角，手绢做减速运动，故点并非速度最小时的位置，故点不是空气阻力功率最小的位置，故D错误。 故选C。 7. 某地发生地震，地震局的监测设备接收到地震中的横波成分，图1为时刻的波形图，图2为平衡位置在处的质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 该波的传播方向沿x轴负方向 B. 该横波的波速 C. 平衡位置在处的质点的振动方程为 D. 平衡位置在Q处的质点在接下来的周期内运动的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图2可知，时刻平衡位置在处的质点正在向轴正方向振动。根据同侧法结合图1可知波沿轴正方向传播，故A错误； B． 由图1可知波长，由图2可知周期，则波速，故B错误； C．质点振动的振幅，角频率 设平衡位置在处的质点的振动方程为 时刻质点偏离平衡位置的位移为，且速度方向竖直向上，随着时间的推移，质点先逐渐向平衡位置靠近，可知质点的初相位为 故质点的振动方程为，故C正确； D．经过周期后质点的相位增加，末相位为 末位移 在此过程中，质点一直向上运动，运动的路程为，故D错误。 故选C。 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电路中导线内及其周围的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷在不断运动，但电荷的分布是恒定的，所以电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷产生的电场，称为恒定电场，它的基本性质与静电场相同。如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，下列说法中正确的是（ ） A. M点的电场强度大于N点的电场强度 B. M点的电势比N点的电势高 C. 电场线可以不垂直于等势线 D. 电子从M点移动到N点，其电势能升高 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电场线疏密代表场强大小，N点电场线更密，所以M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，根据电场线的方向以及等势线可得，M点的电势比N点的电势高，故B正确； C．静电场（恒定电场）中，电场线一定垂直于等势线（等势面），通过观察图中电场线与等势线的关系也可得出此结论，故C错误 D．由B选项分析得 电势能 电子带负电荷，可得 所以电子从M点移动到N点，其电势能升高，故D正确。 故选BD。 9. 在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，若将无限远处的电势规定为零时，则距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量；在多个点电荷产生的电场中，某点的电势等于每个点电荷单独存在时在该点产生的电势的代数和。如图所示，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，四面体的棱长为L，R、Q、M、S分别为棱、、、的中点。有三个点电荷分别固定在三个顶点B、C、D上，其中顶点B、D处的点电荷带电荷量均为（），顶点C处的点电荷带电荷量为。下列说法中正确的是（ ） A. A点电场强度大小为 B. S点电场强度大小为 C. R点电势为 D. Q点电势为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在、处的点电荷在点的场强大小相等，均为 处电荷在点的场强 在、处的电荷在点的电场强度的合场强大小为 由余弦定理得 可知 则和夹角不等于 当和夹角等于时，则点的场强大小为 故点的场强大小不等于，A错误； B．由数学知识可知 、处的点电荷在点的场强大小相等，方向相反，、处的电荷在点的电场强度的合场强大小为0，处电荷在点的场强大小为 则点的场强大小为 B正确； CD．由数学知识可知，， 处的点电荷在点产生的电势为 处的点电荷在点产生的电势为 处的点电荷在点产生的电势为 故点的电势为 处的点电荷在点产生的电势为 处的点电荷在点产生的电势为 处的点电荷在点产生的电势为 故点的电势为 C错误，D正确； 故选BD。 10. 如图所示为某电子设备中部分结构在竖直面内的简化模型，O处的电子源不断释放无初速度的电子，电子经加速电场加速后获得不同的速度（加速电压U可调），从竖直板中点处的小孔D垂直进入直角的收集区域，已知水平板的长度为，。区域存在垂直纸面的匀强磁场（方向未画出），其磁感应强度大小为。电子打到、上时均被板完全吸收。电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用，下列说法中正确的是（ ） A. 区域内匀强磁场的方向垂直纸面向里 B. 打到板上的电子在磁场中运动的时间均为 C. 打到板上的电子，加速电压U的取值范围为 D. 若打在板上与A点距离为a的电子与板作用的时间为，则该电子与板在竖直方向上的作用力大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电子从D点水平向右进入磁场，若要能向下方偏转打到AB板，电子受到的洛伦兹力需向下。根据左手定则（电子带负电，四指指向速度反方向），可判断磁场方向应为垂直纸面向里，故A正确； B． 电子在磁场中做圆周运动的周期为 ​。打到AD板上的电子，运动轨迹为完整的半圆，运动时间均为半个周期：​，与速度无关，故B正确； C．电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力  可得​，电场中加速过程，根据动能定理  联立可得  电子刚好打到A点时，轨迹直径为，即 对应最小加速电压  电子轨迹刚好与BC边相切时，由几何关系可知，即最大允许半径​ 对应最大加速电压  综上，加速电压U的取值范围为，故C错误； D．设打在AB板上与A点距离为a的电子在磁场中的轨迹半径为，由几何关系知 可得 根据洛伦兹力提供向心力 可得电子在磁场中的速度 电子打到AB板上时速度在竖直方向上的分量 对电子竖直方向应用动量定理 代入得 ​，根据牛顿第三定律，电子对板的竖直方向作用力大小等于该值，故D正确。 故选 ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某物理实验兴趣小组利用智能手机设计了“用单摆测量重力加速度”的实验。他们用一根轻质细线将手机悬挂在水平桌面上的铁架台上，调整后如图1所示。启动手机中的Phyphox应用，点击界面中的“摆”（如图2所示）进行实验，测出手机运动的周期和频率，并通过不同的方法计算得到当地重力加速度。 实验步骤如下： ①手机静止时，用米尺测出悬挂点到手机中心的距离L； ②将手机从平衡位置拉开一个很小的角度（小于5°），然后由静止释放，使手机在竖直平面内摆动，记录30次全振动的时间t，计算得到手机的运动周期T； ③用公式计算当地的重力加速度； ④改变摆长，多次重复实验，得到一系列重力加速度，算出重力加速度的平均值； ⑤根据测量数据，作出的图线，如图3所示，求得图线的斜率k，测出当地重力加速度g的数值。 （1）手机运动的周期T为_______。 （2）该小组成员发现，用公式算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，可能的原因是手机重心的位置与手机中心并不重合。当手机静止在平衡位置时，下列关于手机重心位置的说法正确的是_______（填选项前的字母）。 A. 手机重心在手机中心正上方 B. 手机重心在手机中心正下方 C. 手机重心在手机中心的左侧或者右侧 （3）该小组测得当地的重力加速度_______（用k表示）。 【答案】（1） （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 周期的定义是完成一次全振动的时间，实验中记录了30次全振动的总时间为t，因此单次全振动的周期为总时间除以全振动次数，即 【小问2详解】 根据公式算出的重力加速度g的数值总比网上查阅得到的当地重力加速度的数值大，说明计算时代入的摆长L比实际真实摆长偏大。真实摆长是悬挂点到重心的距离，而实验中误将悬挂点到手机中心的距离作为摆长代入计算，说明重心在手机中心的正上方。 故选A。 【小问3详解】 由单摆周期公式 变形可得 图线的斜率 由于多次改变摆长时，手机重心相对手机中心的偏移量是固定值，L的变化量和真实摆长的变化量完全相等，因此图线斜率 整理得 12. 某实验小组注意到市场上存在一种光控窗帘系统，经过查阅相关资料后，同学们决定一起探究如何利用光敏电阻来研制光控窗帘系统。 （1）他们先对某光敏电阻R与光照强度［光照强度作为物理术语，具体指单位面积上所接受的可见光的光通量，简称照度，单位为勒克斯（Lux或lx），用于指示光照的强弱以及物体表面被照明的程度］之间的关系展开了探究。为此，他们设计了如图1所示的测量电路。 已知电源的电压为，内阻，电表V为理想电压表，定值电阻，R为待测光敏电阻。在不同光照强度下，他们观察并记录了电压表的读数，具体数据如下： E/lx 10 100 200 600 1000 1500 2000 0.02 0.20 0.40 1.20 2.00 3.00 4.00 ①由表中数据可知，光敏电阻的阻值（单位：Ω）与光照强度E（单位：lx）之间的关系为______Ω。（仅用E表达） ②由此可知光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而______（选填“增大”或“减小”）。 （2）该小组成员又设计了如图2所示的控制电路。实验器材有：电源（电压，内阻），某控制元件（直流电阻恒为，电流时开始工作），定值电阻，已探究的光敏电阻R。电路中的A和B，其中一个是光敏电阻，另一个是定值电阻。要求当屋内桌面的光照强度时，控制元件启动，完成窗帘关闭而使桌面亮度减小，则： ①光敏电阻应连在______（选填“A”或“B”）处。 ②定值电阻______Ω。 【答案】（1） ①. ②. 减小 （2） ①. B ②. 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由表格中数据可知 图1电路为、、电源内阻串联，理想电压表测两端的电压，根据闭合电路欧姆定律 联立解得 ②[2]根据可知光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小。 【小问2详解】 ①[1]由题意可知，光照强度增大时，电流增大，若A为光敏电阻，则光敏电阻减小时，A和控制电路总电阻减小，由串联电路分压规律可知，A和控制电路的分压减小，则控制电路电流减小，故A不是光敏电阻，若B为光敏电阻，则光敏电阻减小时，由串联电路分压规律可知，A和控制电路的分压增大，控制电路电流增大，故B是光敏电阻。 ②[2]当时，光敏电阻阻值 此时电流恰好为 其分压 则光敏电阻和电源内阻的分压为 通过电源的电流为 通过定值电阻的电流 定值电阻的阻值 13. 如图1所示，长的粗细均匀的玻璃管（一端开口）水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为。保持环境温度不变，将玻璃管缓慢旋转90°至开口向上，如图2所示。 （1）求玻璃管开口向上时封闭气柱的长度； （2）若玻璃管开口向上时缓慢改变环境温度，求可使管内水银全部溢出的临界温度（结果保留2位小数）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设玻璃管的横截面积为①当玻璃管水平放置时：压强 气柱长度，温度 ②当玻璃管开口向上时：压强 设气柱长度为，由于是等温过程，温度仍为 根据玻意耳定律，有 代入相关数据，解得 【小问2详解】 水银开始溢出后，管内水银长度会逐渐缩小，气柱长度变为 管内气体的压强也随之减小为 由理想气体状态方程（为常数） 可得 代入相关数据，解得 由数学知识可知，当时，温度有最大值 14. 自动缓冲运输装置常应用于机械制造、自动化生产线等领域，它通常由运输车和导轨组成，运输车通过轮子、滚珠或滚子等装置与导轨相连，实现相对运动以完成输送目的。其模型可简化为：在如图所示的光滑水平地面上，静止放置一个光滑的半圆形凹槽轨道，轨道右侧紧靠墙边，但与墙不相连，凹槽轨道的质量为，半径为R，一质量为m的小球自轨道右侧正上方R处由静止释放，小球沿半圆形凹槽轨道右侧槽口切线方向进入轨道。重力加速度为g，不计空气阻力和小球进入轨道时的能量损失。求： （1）小球第一次到达轨道底端时对轨道的压力F； （2）小球第一次从轨道左端飞出时的速度大小v； （3）轨道在运动过程中的最大动能。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从释放到第一次到达轨道底端过程中，凹槽轨道静止，小球机械能守恒，可得 解得小球第一次到达轨道底端的速度大小 小球在轨道底端时，支持力和重力的合力充当向心力，可得 解得 根据牛顿第三定律可得，小球第一次到达轨道底端时对轨道的压力方向竖直向下，大小为 【小问2详解】 小球第一次到达轨道底端到小球第一次从轨道左端飞出过程中，小球和凹槽轨道水平方向动量守恒，可得 小球和凹槽轨道整体机械能守恒可得 联立得 【小问3详解】 小球第一次到达轨道底端到小球第一次从轨道左端飞出过程中，小球对凹槽轨道压力向左下方，凹槽轨道向左加速。 小球第一次从轨道左端飞出后，凹槽轨道做匀速直线运动，小球做斜抛运动，小球相对凹槽轨道做竖直上抛运动，会落回凹槽轨道。 第一次落回凹槽轨道到小球第二次到达轨道底端过程中，小球对凹槽轨道压力向左下方，凹槽轨道继续向左加速。 小球第二次到达轨道底端到小球第一次从轨道右端飞出，小球对凹槽轨道压力向右下方，凹槽轨道向左减速。 所以，小球第二次到达轨道底端时动能最大。 小球第一次到达轨道底端到小球第二次到达轨道底端过程中，水平方向动量守恒得 小球和凹槽轨道整体机械能守恒可得 联立得， 轨道在运动过程中的最大动能 15. 如图所示，倾角为θ=37°的平行金属导轨上端连接一定值电阻R1=1Ω，将一质量m=1kg、宽度为L的金属棒P由静止轻放在倾斜导轨上某处，P与倾斜金属导轨间的动摩擦因数μ=0.25，倾斜导轨底端通过绝缘材料与水平光滑平行金属导轨平滑连接，两导轨所在空间中分别存在方向垂直各自平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=1T、B2=2T，两导轨宽度均为L=1m，且水平导轨足够长。已知金属棒P下滑到达导轨底端之前已经匀速，经过EF时无速度损失，P棒与金属导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计P棒和导轨的电阻。 （1）求金属棒P滑至底端EF处时的速度大小v0； （2）另有一质量M=3kg、电阻R2=2Ω的金属棒Q静止在水平导轨上，到EF的距离x1=1m： ①若Q棒固定，P与Q碰撞（碰撞时间极短）之后反弹，反弹后的速度大小为碰撞前的一半，求P棒最终停止位置与Q的距离x； ②若Q棒不固定，P与Q之间的碰撞为弹性正碰，碰撞时间极短，求碰后瞬间P、Q的速度大小以及整个运动过程中Q棒上产生的焦耳热Q焦。 【答案】（1）4m/s （2）①0.5m；②0，，6J 【解析】 【小问1详解】 对P棒受力分析，根据平衡条件可得 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 【小问2详解】 ①若Q棒固定，P棒向右运动的过程中，根据动量定理可得 通过金属棒的电荷量为 联立解得P棒与Q棒碰撞前的速度大小为 所以反弹后的速度大小为 根据动量定理可得， 联立解得 ②若Q棒不固定，对P和Q，分别根据动量定理可得，， 解得， P、Q发生弹性碰撞，设二者碰撞后速度大小分别为v5、v6，则， 联立解得， P、Q碰撞后，P以初速度为零向右做加速运动，Q以初速度为v6向右做减速运动，二者组成的系统动量守恒，最终二者达到共速，一起向右做匀速直线运动，则 解得 对P、Q组成的系统，根据能量守恒定律可得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $