精品解析：山东青岛第二中学2026-2027学年高三上学期8月阶段测试物理试题

青岛二中2026-2027学年第一学期8月阶段练习—高三试题（物理） 第Ⅰ卷（40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 核能是重要的新能源，我国在安全、和平利用核能方面处于世界领先水平。下列关于核能的说法正确的是（ ） A. 轴核裂变的核反应方程可能为 B. 在核反应中产生的粒子比中子的穿透本领强 C. 发生β衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分 D. 中子和质子结合成氘核，若此过程质量亏损为，则氘核的结合能为 2. 下列光学实验的四幅图中，其中描述正确的是（　　） A. 图甲为全反射棱镜，玻璃折射率n一定大于2 B. 图乙为a、b光通过同一装置的干涉条纹，a光波长大于b光波长 C. 图丙为光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑，这属于光的衍射现象 D. 图丁为光电效应实验中光电流与电压关系曲线，a光频率大于c光频率 3. 在火星探测器由地球飞往火星的众多轨道中，霍曼轨道最节省能量，如图所示，太阳处于该椭圆轨道焦点上，其近日点和远日点分别位于地球和火星的轨道上，探测器进入火星轨道后，将会被火星捕获，并最终在火星着陆，已知火星轨道半径是地球轨道半径的1.5倍，取2.236。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在火星轨道上运动的速率一定大于在地球轨道上运动的速率 B. 探测器在霍曼轨道上A、B两点时的机械能之比为3∶2 C. 探测器沿霍曼轨道由点A运动B点的最短时间约为0.7年 D. 探测器在火星轨道上运动时的机械能小于在地球轨道上运动时的机械能 4. 2026年4月19日，中国人形机器人半程马拉松比赛在北京举办，参赛队伍超百支，其中多支队伍的参赛成绩都超越了人类男子半马世界纪录。下列四幅图像描述了五个机器人从同一起点线同时出发、沿长直赛道到达同一终点线的运动全过程，其中能反映机器人甲先到达终点并且甲与另一机器人在途中有相遇的是（　　） A. B. C. D. 5. 2025年10月1日，我国自主研制的全球单机容量（单个发电机的额定功率）最大的漂浮式风力发电机成功吊装，最大功率可达1.6×104kW。图1是某漂浮式正弦交流风力发电机的输出电压u随时间t变化的图像，其输电示意图如图2所示。已知理想变压器的输入功率为1.0×104kW，该风力发电机与变压器间导线总电阻r=0.1Ω，经变压器升压至100kV后，通过总电阻R=4Ω的输电线输送到变电站。则（　　） A. 该变压器原、副线圈匝数之比为1∶40 B. 该风力发电机的实际输出功率为1.6×104kW C. 输电线上R消耗的功率为40kW D. 其他条件不变，若该风力发电机输出电压减半、输出功率不变，则R消耗的功率增加40kW 6. 如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激一质量为m的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1，飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N2，已知重力加速度为g，则N1与N2大小之差为（　　） A. 0 B. 2mg C. 4mg D. 6mg 7. 图甲是在热学学习过程中见过的空气压缩引火仪，它是由中空的厚玻璃圆筒和活塞组成。现有一束光射向该装置的均匀中空厚圆筒，入射角为θ，在外表面发生折射，折射光穿过筒壁后在内表面恰好发生全反射，如图乙所示。已知该圆筒外表面半径为R，则该圆筒筒壁厚度为（　　） A. Rsinθ B. Rcosθ C. R(1-sinθ) D. R(1-cosθ) 8. 某小球质量为M，现让它在空气中由静止开始竖直下落，下落过程中所受空气阻力与速率的关系满足（k为定值），当下落时间为t时，小球开始匀速下落，已知重力加速度为g，则小球在t时间内下降的高度h为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一列沿x轴传播的横波，图甲是t=2s时的波形图，图乙是质点b的振动图像。已知a、b两质点的横坐标分别为2m和4m。下列判断正确的是（　　） A. 该列波与频率为0.5Hz的横波相遇时能发生干涉 B. 该列波沿x轴负方向传播 C. 再经过3s，质点a通过的路程为3m D. t=4s时，质点b运动到x=0的位置 10. 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图所示。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 从A点运动到B点，钠离子的电势能增大 C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子的加速度变小 D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大 11. 可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在固定的竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为杆长为L。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化过程中，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则（　　） A. 甲，乙两小球速率相等时，轻杆与水平方向夹角为 B. 乙球速度最大时，甲球的加速度等于g C. 初始时刻甲球的速率关系满足 D. 甲球下落过程中的加速度大小一直增大 12. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为B。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度v向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为m，匝数为N，边长为L，总电阻为R，且磁场宽度大于L。下列说法正确的是（　　） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 D. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程也恰好不打滑 第Ⅱ卷（60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系，滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮用细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力F时对应的加速度a，从而得到如图乙所示的F－a图像。 （1）关于该实验，下列说法正确的是_________； A．需要略微垫起长木板左端来补偿阻力 B．砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量 C．需要让细线与长木板保持平行 （2）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6、7计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得、、、、、。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小________（结果保留三位有效数字）； （3）由图乙可知滑块的质量________kg（结果保留两位有效数字）。 14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻。实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻可忽略的电流表，由粗细均匀的四分之一圆弧电阻丝构成的变阻器（总阻值也为，变阻器上有可指示滑片转过的角度的刻度盘），开关，导线若干。回答下列问题： （1）闭合开关，在滑片逆时针转动的过程中，电流表示数_____________，电路消耗的总功率_____________（均填“增大”或“减小”） （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量通过定值电阻的电流I，以为纵坐标、为横坐标绘制出的图像如图乙所示。已知图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势_____________（用k、b、表示）。 （3）当时，变阻器消耗的功率最大，则k和b应满足的关系式为_____________。 15. 如图甲所示，质量、面积的绝热活塞将理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形的绝热汽缸中，活塞可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气。开始时，活塞处于位置，通过电热丝加热直到活塞到达位置，缸内气体的图像如图乙所示。已知大气压强，，，，重力加速度取，求： （1）活塞在位置时的温度； （2）活塞从位置到位置过程中，外界对气体做功。 16. 2022年10月22日，阶段性建成的世界首个电磁推进地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国成功运行，对于吨级及以上物体最高推进速度可达每小时1030公里，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。某学习小组受此启发，设计了如图所示的电磁驱动模型，在水平面上固定有两根足够长的平行金属轨道，轨道电阻不计，间距为，轨道左端接有阻值为的电阻。虚线区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于轨道平面向下，在外部控制下，磁场可以以不同的速度水平向右匀速移动。质量为、长度为的金属棒ab静置于轨道上，金属棒ab的电阻忽略不计，与轨道间的滑动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒始终在磁场中，重力加速度为。求 （1）磁场速度至少多大时，金属棒ab才能被驱动； （2）当磁场以速度匀速向右移动时，金属棒ab由静止开始向右运动，求导体棒刚开始运动时的加速度和导体棒最终的速度的大小。 17. 如图，在空间直角坐标系中放置一个以轴为中心轴线、半径为的圆柱形绝缘筒，圆筒足够长。筒内空间存在沿轴负方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为和。质量为电荷量为的电子以初速度在点第一次与筒壁发生碰撞，沿平面且与轴正方向成角。每次碰撞后，电子垂直于筒壁方向的速度分量与碰前该方向速度分量大小相等、方向相反，平行于筒壁的速度分量大小为该方向碰前速度分量大小的一半、方向不变。忽略电子和筒壁的作用时间。 （1）若将电子在两次碰撞之间的运动分解为沿轴方向的直线运动和垂直于轴平面的匀速圆周运动，求圆周的半径。 （2）求从第一次碰撞到第三次碰撞的时间。 （3）求第三次碰撞点的坐标。 18. 如图所示，质量为m的物块B静止在水平面上P点，半径为r＝2R的四分之一光滑圆弧体静止在光滑水平面上，圆弧面与水平面刚好在圆弧面的最低点C相切，质量为3m的小球A用长为L（未知）的轻绳连接于O点，O点正下方O′点固定一颗钉子，将轻绳水平拉直，由静止释放A，A运动到最低点时刚好与B沿水平方向发生弹性正碰，碰撞后A刚好绕钉子做半径为R的完整的圆周运动，B恰能运动到圆弧体的最高点D，B与Q点左侧水平面间的动摩擦因数为0.5，Q点右侧水平面光滑，开始时C点与Q点对齐，P、Q间距离s＝37R，A、B可视为质点，重力加速度为g，求： （1）A、B碰撞后瞬间，A的速度大小； （2）细线长度L及圆弧体的质量； （3）若B在圆弧面上向上运动的时间为t，则B在圆弧面向上运动过程中，圆弧体运动的距离为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛二中2026-2027学年第一学期8月阶段练习—高三试题（物理） 第Ⅰ卷（40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 核能是重要的新能源，我国在安全、和平利用核能方面处于世界领先水平。下列关于核能的说法正确的是（ ） A. 轴核裂变的核反应方程可能为 B. 在核反应中产生的粒子比中子的穿透本领强 C. 发生β衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分 D. 中子和质子结合成氘核，若此过程质量亏损为，则氘核的结合能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应方程质量数与电荷数守恒，轴核裂变的核反应方程不可能为 故A错误； B．在核反应中产生的粒子比中子的穿透本领弱，故B错误； C．发生β衰变时，原子核放出的电子是核内中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，故C错误； D．根据质能方程，中子和质子结合成氘核，若此过程质量亏损为，则氘核的结合能为，故D正确。 故选D。 2. 下列光学实验的四幅图中，其中描述正确的是（　　） A. 图甲为全反射棱镜，玻璃折射率n一定大于2 B. 图乙为a、b光通过同一装置的干涉条纹，a光波长大于b光波长 C. 图丙为光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑，这属于光的衍射现象 D. 图丁为光电效应实验中光电流与电压关系曲线，a光频率大于c光频率 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中全反射棱镜的全反射的临界角是，根据 可得，玻璃的折射率的临界值，玻璃折射率n一定大于，故A错误； B．根据干涉条纹间距公式，可知波长越大，条纹间距越大，故a光波长小于b光波长，故B错误； C．图丙是光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑，属于光的衍射现象，故C正确； D．光电效应中，遏止电压与光的频率满足，由图丁可知，a的遏止电压与c的遏止电压相同，故a光频率等于c光频率，故D错误。 故选C。 3. 在火星探测器由地球飞往火星的众多轨道中，霍曼轨道最节省能量，如图所示，太阳处于该椭圆轨道焦点上，其近日点和远日点分别位于地球和火星的轨道上，探测器进入火星轨道后，将会被火星捕获，并最终在火星着陆，已知火星轨道半径是地球轨道半径的1.5倍，取2.236。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在火星轨道上运动的速率一定大于在地球轨道上运动的速率 B. 探测器在霍曼轨道上A、B两点时的机械能之比为3∶2 C. 探测器沿霍曼轨道由点A运动B点的最短时间约为0.7年 D. 探测器在火星轨道上运动时的机械能小于在地球轨道上运动时的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 解得 可知探测器在圆轨道做圆周运动时，轨道半径越大，转动速率越小，所以探测器在火星轨道上运动的速率一定小于在地球轨道上运动的速率，A错误； B．探测器在霍曼轨道上运动时，只有万有引力做功，机械能守恒，B错误； C．根据开普勒第三定律（c为常数） 探测器在地球上随地球绕太阳转动的周期为1年，设地球轨道半径为，则有 解得 所以探测器沿霍曼轨道由点A运动B点的最短时间为，C正确； D．探测器由地球轨道转移到火星轨道，探测器需进行两次点火加速，所以探测器的机械能增加，探测器在火星轨道上运动时的机械能大于在地球轨道上运动时的机械能，D错误。 故选C。 4. 2026年4月19日，中国人形机器人半程马拉松比赛在北京举办，参赛队伍超百支，其中多支队伍的参赛成绩都超越了人类男子半马世界纪录。下列四幅图像描述了五个机器人从同一起点线同时出发、沿长直赛道到达同一终点线的运动全过程，其中能反映机器人甲先到达终点并且甲与另一机器人在途中有相遇的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像的面积代表位移，甲全程速度始终大于乙，甲的总位移一直比乙大，甲先到达终点，但全程两者位移没有相等的时刻，途中没有相遇，不符合要求，故A错误； B．丙启动后短时间内速度大于甲，位移一度领先，之后甲的速度超过丙，两者位移存在相等的时刻，也就是途中相遇，最终甲先到达终点，符合要求，故B正确； C．图像的交点代表两机器人位置相同、即相遇，图中丁的图线始终在甲上方，丁先到达终点，不符合条件，故C错误； D．二者图线有交点代表途中相遇，但最终戊先到达终点，甲后到，不符合要求，故D错误。 故选B。 5. 2025年10月1日，我国自主研制的全球单机容量（单个发电机的额定功率）最大的漂浮式风力发电机成功吊装，最大功率可达1.6×104kW。图1是某漂浮式正弦交流风力发电机的输出电压u随时间t变化的图像，其输电示意图如图2所示。已知理想变压器的输入功率为1.0×104kW，该风力发电机与变压器间导线总电阻r=0.1Ω，经变压器升压至100kV后，通过总电阻R=4Ω的输电线输送到变电站。则（　　） A. 该变压器原、副线圈匝数之比为1∶40 B. 该风力发电机的实际输出功率为1.6×104kW C. 输电线上R消耗的功率为40kW D. 其他条件不变，若该风力发电机输出电压减半、输出功率不变，则R消耗的功率增加40kW 【答案】C 【解析】 【详解】A．设理想变压器原线圈中的电流为，则在原线圈回路中，有 由图1可知，代入数据解得或20kA（20kA对应的输出功率超过，舍去），因此，原线圈两端的电压 副线圈两端的电压，因此原、副线圈匝数之比，故A错误； B．风力发电机的实际输出功率，故B错误； C．变压器原、副线圈的功率相等 线圈中的电流 输电线上R消耗的功率，故C正确； D．若风力发电机的输出电压减半，则，原线圈中的电流加倍 副线圈中的电流也加倍 则R消耗的功率 故R消耗的功率增加120kW，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激一质量为m的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1，飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N2，已知重力加速度为g，则N1与N2大小之差为（　　） A. 0 B. 2mg C. 4mg D. 6mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由牛顿第二定律得在最低点有 在最高点有 联立解得 故B项正确，ACD错误。 故选B。 命题人讲评 【命制过程】本题以飞机特技表演为情景进行命制，以竖直平面内的圆周运动考查理解、推理论证等学科能力。 【得分锦囊】在最高点和最低点进行正确的受力分析，并根据牛顿第二定律列出方程。 【易错分析】受力分析时遗漏重力，导致错选。 7. 图甲是在热学学习过程中见过的空气压缩引火仪，它是由中空的厚玻璃圆筒和活塞组成。现有一束光射向该装置的均匀中空厚圆筒，入射角为θ，在外表面发生折射，折射光穿过筒壁后在内表面恰好发生全反射，如图乙所示。已知该圆筒外表面半径为R，则该圆筒筒壁厚度为（　　） A. Rsinθ B. Rcosθ C. R(1-sinθ) D. R(1-cosθ) 【答案】C 【解析】 【详解】设玻璃的折射率为，光线在外表面的折射角为，在内表面恰好发生全反射时的入射角为临界角，圆筒厚度为。在外表面，由光的折射定律得 内表面恰好发生全反射时， 由正弦定理得 故筒壁厚度为 故选C。 8. 某小球质量为M，现让它在空气中由静止开始竖直下落，下落过程中所受空气阻力与速率的关系满足（k为定值），当下落时间为t时，小球开始匀速下落，已知重力加速度为g，则小球在t时间内下降的高度h为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可得，当小球匀速下落时，有 下落过程中，根据动量定理可得 联立可得 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一列沿x轴传播的横波，图甲是t=2s时的波形图，图乙是质点b的振动图像。已知a、b两质点的横坐标分别为2m和4m。下列判断正确的是（　　） A. 该列波与频率为0.5Hz的横波相遇时能发生干涉 B. 该列波沿x轴负方向传播 C. 再经过3s，质点a通过的路程为3m D. t=4s时，质点b运动到x=0的位置 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，该列波的周期为 频率为 与频率为0.25Hz的简谐横波相位差恒定时相遇才能发生稳定干涉，故A错误； B．由图乙可知，时，质点b沿y轴负方向振动，根据“同侧法”可知，该列波沿x轴负方向传播，故B正确； C．再振动 质点a通过的路程为，故C正确； D．质点不随波迁移，t=4s时，质点b仍在x=4m的位置，故D错误。 故选BC。 10. 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图所示。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 从A点运动到B点，钠离子的电势能增大 C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子的加速度变小 D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．钠离子受力方向从A指向B，所以电场线方向也是从A指向B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，故A正确； B．钠离子从A点到B点，电场力做正功，钠离子的电势能减小，故B错误； C．若膜电位不变，即AB间的电压不变，当d增大时，由可知，电场强度变小，钠离子受电场力变小，根据牛顿第二定律知，钠离子的加速度变小，故C正确； D．若膜电位不变，根据动能定理 可知钠离子进入细胞内的速度不变，故D错误。 故选AC。 11. 可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在固定的竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为杆长为L。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化过程中，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则（　　） A. 甲，乙两小球速率相等时，轻杆与水平方向夹角为 B. 乙球速度最大时，甲球的加速度等于g C. 初始时刻甲球的速率关系满足 D. 甲球下落过程中的加速度大小一直增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设甲，乙两小球速率相等时，轻杆与水平方向夹角为，则 由于 解得，故A错误； B．乙球速度最大时，所受合力为0，可知轻杆给乙球的力为0。则甲球受轻杆的力也为0。所以甲球只受重力，根据牛顿第二定律得其加速度等于g，故B正确； C．初始时刻，甲球和乙球的速率都为0，故C错误； D．图像的斜率表示加速度，由图可知，甲球下落过程中的加速度大小一直增，故D正确。 故选BD。 12. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为B。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度v向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为m，匝数为N，边长为L，总电阻为R，且磁场宽度大于L。下列说法正确的是（　　） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 D. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程也恰好不打滑 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场的过程，磁通量增加，根据楞次定律，可判断出，感应电流的方向为，故A正确； B．在线圈进入磁场的过程中，受到沿方向的安培力作用，由于线圈匀速运动，所以线圈受到的摩擦力方向为方向，根据牛顿第三定律可知，线圈对传送带的摩擦力始终沿方向，最大值为 又有 ， 解得 故B正确； C．线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 解得 故C错误； D．线圈质量不变，材料不变，边长不变，匝数变成2倍，则导线长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据 可知，电阻变为原来的4倍，又因为安培力的最大值为 可知，匝数变成2倍，电阻变为原来的4倍，线框受到的安培力的最大值不变，而最大静摩擦力为 不变，所以在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程也恰好不打滑，故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系，滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮用细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力F时对应的加速度a，从而得到如图乙所示的F－a图像。 （1）关于该实验，下列说法正确的是_________； A．需要略微垫起长木板左端来补偿阻力 B．砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量 C．需要让细线与长木板保持平行 （2）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6、7计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得、、、、、。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小________（结果保留三位有效数字）； （3）由图乙可知滑块的质量________kg（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. AC##CA ②. 2.13 ③. 1.0 【解析】 【详解】（1）[1] A．为了探究加速度与力的关系满足，需要在实验中略微垫起长木板左端来补偿阻力，故A正确； B．力传感器可以直接读出细线的拉力大小F故不需要满足砂桶和砂的总质量远小于滑块的质量，故B错误； C．需要让细线与长木板保持平行，以保证细线上的拉力就是滑块所受的合力，故C正确。 故选AC。 （2）[2]相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来可知计数点间的时间间隔为 根据逐差法可得滑块的加速度大小为 （3）[3]根据图乙可知图线不过原点，说明合力小于细线拉力，可能是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足造成的，设未完全平衡的摩擦力大小为，根据牛顿第二定律 整理得 故可知图线的斜率表示滑块的质量为 14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻。实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻可忽略的电流表，由粗细均匀的四分之一圆弧电阻丝构成的变阻器（总阻值也为，变阻器上有可指示滑片转过的角度的刻度盘），开关，导线若干。回答下列问题： （1）闭合开关，在滑片逆时针转动的过程中，电流表示数_____________，电路消耗的总功率_____________（均填“增大”或“减小”） （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量通过定值电阻的电流I，以为纵坐标、为横坐标绘制出的图像如图乙所示。已知图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势_____________（用k、b、表示）。 （3）当时，变阻器消耗的功率最大，则k和b应满足的关系式为_____________。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 减小 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]滑片逆时针转动，变阻器接入电路的阻值增大，外电路的总电阻增大，路端电压增大，电流表示数增大。电路的总电阻增大，故干路电流减小，电路消耗的总功率减小。 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律可知 整理可得 则有， 解得， 【小问3详解】 将定值电阻与电源等效为一个新电源，新电源的等效内阻 推理可知，当变阻器接入电路的电阻与新电源的等效内阻相等时，变阻器消耗的功率最大，则有 结合前面分析解得 15. 如图甲所示，质量、面积的绝热活塞将理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形的绝热汽缸中，活塞可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气。开始时，活塞处于位置，通过电热丝加热直到活塞到达位置，缸内气体的图像如图乙所示。已知大气压强，，，，重力加速度取，求： （1）活塞在位置时的温度； （2）活塞从位置到位置过程中，外界对气体做功。 【答案】（1）或 （2） 【解析】 【小问1详解】 缸内气体发生等压变化，由盖吕萨克定律有 解得或 【小问2详解】 对活塞受力分析，有 解得 从到，外界对气体做功 解得 16. 2022年10月22日，阶段性建成的世界首个电磁推进地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国成功运行，对于吨级及以上物体最高推进速度可达每小时1030公里，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。某学习小组受此启发，设计了如图所示的电磁驱动模型，在水平面上固定有两根足够长的平行金属轨道，轨道电阻不计，间距为，轨道左端接有阻值为的电阻。虚线区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于轨道平面向下，在外部控制下，磁场可以以不同的速度水平向右匀速移动。质量为、长度为的金属棒ab静置于轨道上，金属棒ab的电阻忽略不计，与轨道间的滑动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒始终在磁场中，重力加速度为。求 （1）磁场速度至少多大时，金属棒ab才能被驱动； （2）当磁场以速度匀速向右移动时，金属棒ab由静止开始向右运动，求导体棒刚开始运动时的加速度和导体棒最终的速度的大小。 【答案】（1）；（2）； 【解析】 【详解】（1）导体产生的感应电动势 E=BLv 而 金属棒ab被驱动时 BIL=μmg 解得 （2）由牛顿第二定律 解得 导体棒达到最终速度时 解得 17. 如图，在空间直角坐标系中放置一个以轴为中心轴线、半径为的圆柱形绝缘筒，圆筒足够长。筒内空间存在沿轴负方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为和。质量为电荷量为的电子以初速度在点第一次与筒壁发生碰撞，沿平面且与轴正方向成角。每次碰撞后，电子垂直于筒壁方向的速度分量与碰前该方向速度分量大小相等、方向相反，平行于筒壁的速度分量大小为该方向碰前速度分量大小的一半、方向不变。忽略电子和筒壁的作用时间。 （1）若将电子在两次碰撞之间的运动分解为沿轴方向的直线运动和垂直于轴平面的匀速圆周运动，求圆周的半径。 （2）求从第一次碰撞到第三次碰撞的时间。 （3）求第三次碰撞点的坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子垂直于轴方向的速度分量 洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力 解得 【小问2详解】 粒子做圆周运动的周期 每隔 电子与筒壁碰撞一次，从第一次碰撞到第三次碰撞的时间 【小问3详解】 电子第一次碰撞前沿轴方向速度 第一次碰后瞬间沿轴方向速度 沿轴方向加速度 第一次碰撞到第二次碰撞过程中沿轴方向位移 第二次碰前瞬间沿轴方向速度 第二次碰后瞬间沿轴方向速度 第二次碰撞后到第三次碰撞过程中沿轴方向位移 第一次碰撞到第三次碰撞过程中沿轴方向位移 联立解得 电子在垂直于轴方向做圆周运动的半径不变，第三次碰撞时 第三次碰撞点的坐标为 18. 如图所示，质量为m的物块B静止在水平面上P点，半径为r＝2R的四分之一光滑圆弧体静止在光滑水平面上，圆弧面与水平面刚好在圆弧面的最低点C相切，质量为3m的小球A用长为L（未知）的轻绳连接于O点，O点正下方O′点固定一颗钉子，将轻绳水平拉直，由静止释放A，A运动到最低点时刚好与B沿水平方向发生弹性正碰，碰撞后A刚好绕钉子做半径为R的完整的圆周运动，B恰能运动到圆弧体的最高点D，B与Q点左侧水平面间的动摩擦因数为0.5，Q点右侧水平面光滑，开始时C点与Q点对齐，P、Q间距离s＝37R，A、B可视为质点，重力加速度为g，求： （1）A、B碰撞后瞬间，A的速度大小； （2）细线长度L及圆弧体的质量； （3）若B在圆弧面上向上运动的时间为t，则B在圆弧面向上运动过程中，圆弧体运动的距离为多少。 【答案】（1） （2）10R， m （3） 【解析】 【小问1详解】 设A、B碰撞后一瞬间，小球A的速度大小为，小球A绕O＇做竖直面内圆周运动到最高点速度大小为，根据牛顿第二定律，有 解得 根据机械能守恒，有 解得 【小问2详解】 设碰撞前一瞬间小球A的速度大小为、物块B的速度大小为 则根据动量守恒，有 根据机械能守恒，有 解得， 对小球A由静止释放运动到最低点研究，根据机械能守恒，解得L＝10R 设物块B运动到Q点时速度大小为，圆弧体质量为M，根据动能定理 设物块B运动到圆弧面最高点时速度大小为，根据水平方向动量守恒 根据机械能守恒 解得M＝m， 【小问3详解】 物块B在圆弧面向上运动过程中，物块与圆弧体水平方向动量守恒，则 即 两边同乘以t，有 可得 根据几何关系 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $