精品解析：四川百师联盟2027届高三上学期9月开学考试物理试题

高三物理 考试时间为75分钟，满分100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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. 在研究光电效应实验时，用不同频率的光照射某种金属，得到遏止电压与入射光频率的关系如图所示，已知电子电荷量为，则该金属的逸出功为（ ） A. B. C. D. 2. 镓铟合金可作为计算机散热器中的冷却介质。如图所示，镓是柔软的银白色金属，它在大气环境下的熔点仅为，放在手中就能熔化，镓不宜使用玻璃容器存放，可用塑料容器封存。下列说法正确的是（ ） A. 固态的镓是非晶体，具有各向同性 B. 固态的镓熔化过程中，吸收热量，其温度升高 C. 固态的镓熔化后液体表面圆滑，是因为存在表面张力的作用 D. 根据题意可判断，液态的镓浸润塑料，但不浸润玻璃 3. 如图所示为甲烷分子球棍模型，小球质量为，通过轻杆与质量均为的四个相同小球、、、相连，形成正四面体结构，小球位于正四面体中心。将模型静置在光滑水平桌面上，只有、、三个小球与桌面接触。重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 模型对桌面的压力方向竖直向上 B. 连接的轻杆对小球的作用力大小为 C. 模型对桌面的压力和桌面对模型的支持力是一对平衡力 D. 桌面对小球的作用力大小为 4. 如图为双缝干涉实验示意图，虚线为双缝的中垂线且垂直光屏交于点，单缝位于虚线上。绿光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成干涉条纹。以下操作能使光屏上的干涉条纹间距变小的是（ ） A. 仅将单缝向双缝靠近 B. 仅将双缝的间距增大 C. 仅将绿光改为红光 D. 仅将缝挡住 5. 如图所示，湖面上有相距的A、B两个导航浮标，振动周期的波源产生的简谐横波沿水面传播，从A到B的传播时间为3s。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波速大小为 B. 该波的波长为 C. 两浮标振动位移始终等大反向 D. 经过，浮标沿波的传播方向运动 6. 如图甲为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为的正方形，区域Ⅱ边界是长为、宽为的矩形。一根长度为的导体棒在两电极之间运动，导体棒始终与电极垂直且接触良好。以沿电极向右为速度的正方向，从导体棒位于磁场Ⅰ左边界开始计时，若随时间变化的关系图像如图乙所示，时刻导体棒恰好到达磁场Ⅱ右边界，则两极间电势差随变化的图像可能为（ ） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，光滑、绝缘圆环竖直放置，半径为，是圆环上的12个等分点，点为圆心。空间存在平行于圆环面的匀强电场（未画出），质量为，电荷量为的小球套在圆环上。某时刻，小球从点开始沿逆时针转动，其电势能与转过的圆心角的关系图像如图乙所示，小球经过点时的速度大小为。重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向为 B. 电场强度的大小为 C. 两点电势差 D. 小球经过点时，对圆环弹力的大小为 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 卫星绕某行星运动的轨道均为椭圆，若仅考虑卫星受到该行星的万有引力，万有引力大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 时间内，卫星P与行星之间的距离逐渐变大 B. 时间内，卫星P的速度逐渐变大 C. 时间内，卫星与行星连线扫过的面积相等 D. 卫星轨道的半长轴之比为 9. 某实验小组为探究新材料的热膨胀特性，设计了如图所示的装置，平行板电容器的上极板固定，下极板通过该材料支撑，可随其尺寸变化上下移动。电容器与输出电压恒定的电源连接，并接入电流传感器。若材料温度变化，电流传感器检测到如图所示方向的电流，则（ ） A. 电容器处于放电过程 B. 两极板间的电压增大 C. 电容器的电容减小 D. 该材料的尺寸变大 10. 光滑绝缘水平面上有宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度方向垂直水平面向下、大小为。正方形金属线圈的质量为、匝数为、总电阻为、边长为。给线圈一水平向右、垂直于磁场边界的初速度，线圈边恰好离开磁场区域，线圈运动过程中边始终与磁场边界平行，下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场区域和离开磁场区域过程，速度变化量相同 B. 线圈进入磁场区域过程，通过线圈的电荷量为 C. 线圈的初速度大小为 D. 线圈进入磁场区域与离开磁场区域过程，克服安培力做功之比为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”。 （1）实验过程相关要求正确的是_______。（多选） A. 实验时，先释放小车再接通电源 B. 实验过程需要满足小车质量远大于钩码质量 C. 实验时，应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 D. 补偿阻力时，要挂上钩码，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 （2）某次实验打点计时器打出一条纸带，取计数点、、、、等系列点，已知相邻计数点间的时间间隔为，用刻度尺测出各计数点到点的距离如图乙所示，则打点时小车的速度大小为_______，小车运动的加速度大小为_______。（用已知物理量字母表示） （3）根据实验数据，作出小车的加速度与其所受合力的图像如图丙所示，图像不过原点的原因是_______。 A. 实验中未补偿阻力 B. 实验中木板倾斜角度过大 C. 实验中所用钩码的质量过小 12. 车辆超载运输会导致道路安全风险，由普通水泥复合导电材料制成的导电水泥具备一定的道路超载实时监测的潜力。某中学兴趣小组选择一块均匀的正方体导电水泥块样品进行研究。 （1）如图甲所示，用游标卡尺测得正方体水泥块的边长___________cm。 （2）如图乙所示，用多用电表电阻“1k”挡粗测其电阻，测得其阻值为___________。 （3）为进一步提高实验精度，使用图丙所示电路测量水泥块电阻，电源电动势为，内阻可忽略，电压表量程，内阻约，电流表量程，内阻约。电压表的右接线柱应与___________（填“”或“”）点连接，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于___________（填“左”或“右”）端。 （4）若某次测量中，电压表和电流表示数分别为和，请用上述直接测得的物理量（）写出该水泥块电阻率的表达式，即___________。 （5）考虑到实验存在误差，兴趣小组的同学进行讨论，下列说法正确的是_____。 A. 用游标卡尺测量水泥块的边长时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 求水泥块的电阻时，用图像处理数据可以减小偶然误差 C. 由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏小 13. 如图所示，在光滑的水平面内建立坐标系，质量为的小球以某一速度从原点出发后，受到一平行于轴方向的恒力作用，恰好以沿轴正方向的速度通过点，已知小球通过点的速度大小为，且连线与轴的夹角为，求： （1）小球从点出发时的速度大小； （2）恒力在这一过程中所做的功。 14. 如图所示，物块、质量分别为、，二者中间夹有微量炸药（质量可忽略不计）静置在光滑水平平台上。质量的木板静置在平台右侧光滑的水平地面上，木板的上表面与平台齐平，上表面点左侧粗糙，右侧光滑。轻质弹簧固定在木板的右端，自然伸长时左端恰好位于点。引爆炸药，炸药化学能的转化为、两物块的动能，物块以的速度向左运动，物块滑上木板并压缩弹簧。已知木板粗糙部分长度为，物块与木板之间的动摩擦因数，物块可视为质点，弹簧未超过弹性限度，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）炸药爆炸后瞬间物块的速度大小； （2）炸药爆炸过程释放的化学能； （3）弹簧的弹性势能最大值。 15. 如图所示，在坐标系第一象限中存在垂直平面向里的匀强磁场；在第二象限中存在边界为矩形的匀强磁场（图中未画出）；第三象限中存在沿轴正方向的匀强电场及垂直平面向里的匀强磁场；第四象限中存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为。质量为、电荷量为的粒子以速度进入第三象限，沿虚线（平行于轴）运动后沿轴正方向进入第二象限，经磁场偏转后恰好经过点进入第四象限，且经过点时速度方向与轴正方向夹角，经电场偏转后第一次进入第一象限，之后经轴再次进入第四象限。已知所有匀强磁场的磁感应强度大小均为，不计粒子重力。 （1）求第三象限中匀强电场的电场强度大小； （2）求第二象限中矩形磁场的最小面积； （3）粒子从经过点时开始计时，求粒子第次从第四象限进入第一象限经过轴的位置坐标及时刻。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 考试时间为75分钟，满分100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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. 在研究光电效应实验时，用不同频率的光照射某种金属，得到遏止电压与入射光频率的关系如图所示，已知电子电荷量为，则该金属的逸出功为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据光电效应方程有 整理得 可知图像纵截距为 解得 故选B。 2. 镓铟合金可作为计算机散热器中的冷却介质。如图所示，镓是柔软的银白色金属，它在大气环境下的熔点仅为，放在手中就能熔化，镓不宜使用玻璃容器存放，可用塑料容器封存。下列说法正确的是（ ） A. 固态的镓是非晶体，具有各向同性 B. 固态的镓熔化过程中，吸收热量，其温度升高 C. 固态的镓熔化后液体表面圆滑，是因为存在表面张力的作用 D. 根据题意可判断，液态的镓浸润塑料，但不浸润玻璃 【答案】C 【解析】 【详解】A．镓有固定的熔点，属于晶体，而非非晶体，故A错误。 B．晶体熔化过程中吸收热量，但温度保持固定熔点不变，故B错误。 C．液体表面张力会使液体表面积趋于最小，宏观表现为液体表面圆滑，该描述符合表面张力的性质，故C正确。 D．若液态镓不浸润玻璃，可在玻璃容器中存放，题目说明不宜用玻璃容器、可用塑料封存，说明液态镓会浸润玻璃，不浸润塑料，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为甲烷分子球棍模型，小球质量为，通过轻杆与质量均为的四个相同小球、、、相连，形成正四面体结构，小球位于正四面体中心。将模型静置在光滑水平桌面上，只有、、三个小球与桌面接触。重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 模型对桌面的压力方向竖直向上 B. 连接的轻杆对小球的作用力大小为 C. 模型对桌面的压力和桌面对模型的支持力是一对平衡力 D. 桌面对小球的作用力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．模型对桌面的压力是模型受到桌面支持力的反作用力，方向竖直向下，故A错误； B．以小球为研究对象，小球受到竖直向下的重力和轻杆的作用力。由于小球处于静止状态，根据平衡条件，轻杆对小球的作用力方向竖直向上，大小为。根据牛顿第三定律，轻杆对小球的作用力方向竖直向下，大小同样为，故B正确； C．模型对桌面的压力和桌面对模型的支持力分别作用在桌面和模型上，作用在两个不同的物体上，是一对作用力和反作用力，故C错误； D．以整个模型为研究对象，模型总重力为 由于、、三个小球的结构和受力关于竖直方向对称，且三者均与桌面接触，因此桌面对它们的支持力大小相等，设为。由整体竖直方向平衡条件得 解得 所以桌面对小球的作用力，即支持力大小为，故D错误。 故选B。 4. 如图为双缝干涉实验示意图，虚线为双缝的中垂线且垂直光屏交于点，单缝位于虚线上。绿光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成干涉条纹。以下操作能使光屏上的干涉条纹间距变小的是（ ） A. 仅将单缝向双缝靠近 B. 仅将双缝的间距增大 C. 仅将绿光改为红光 D. 仅将缝挡住 【答案】B 【解析】 【详解】A．仅将单缝向双缝靠近，由可知，干涉条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，所以，仅将单缝向双缝靠近，条纹间距不变，故A错误； B．仅将双缝、的间距增大，即增大，由可知变小，故B正确； C．仅将绿光改为红光，波长变长，由可知变大，故C错误； D．仅将缝挡住，无法发生双缝干涉，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，湖面上有相距的A、B两个导航浮标，振动周期的波源产生的简谐横波沿水面传播，从A到B的传播时间为3s。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波速大小为 B. 该波的波长为 C. 两浮标振动位移始终等大反向 D. 经过，浮标沿波的传播方向运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由波速定义，波从传播到满足 根据波长、周期和波速的关系，波长满足，故AB错误； C．波从传播到所用时间为1.5个周期，因此两处振动相差半个周期，位移始终等大反向，故C正确； D．横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，浮标只在平衡位置附近振动，并不随波沿传播方向迁移，故D错误。 故选C。 6. 如图甲为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为的正方形，区域Ⅱ边界是长为、宽为的矩形。一根长度为的导体棒在两电极之间运动，导体棒始终与电极垂直且接触良好。以沿电极向右为速度的正方向，从导体棒位于磁场Ⅰ左边界开始计时，若随时间变化的关系图像如图乙所示，时刻导体棒恰好到达磁场Ⅱ右边界，则两极间电势差随变化的图像可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】内：区域Ⅰ磁场向外，导体棒向右运动，根据右手定则，导体棒上感应电流方向由M指向N，N点电势高于M点，，为负值，故A、C错误； 内：区域Ⅱ磁场向里，导体棒向右运动，根据右手定则，导体棒上感应电流方向由N指向M，M点电势高于N点，，为正值， 根据可知电动势的变化与速度变化趋势相同，则结合v-t图像可知，故D错误，B正确； 故选B。 7. 如图甲所示，光滑、绝缘圆环竖直放置，半径为，是圆环上的12个等分点，点为圆心。空间存在平行于圆环面的匀强电场（未画出），质量为，电荷量为的小球套在圆环上。某时刻，小球从点开始沿逆时针转动，其电势能与转过的圆心角的关系图像如图乙所示，小球经过点时的速度大小为。重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的方向为 B. 电场强度的大小为 C. 两点电势差 D. 小球经过点时，对圆环弹力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可得，当时（对应c点），小球的电势能最小，又因为小球带正电，则点电势最低，电场线应沿方向，A错误； B．小球在点时的电势能，解得，B错误； C．两点电势差C错误； D．小球从点到点由动能定理得，设在点小球所受弹力方向竖直向下，则有 解得 由牛顿第三定律可知，小球对圆环的弹力大小为D正确。 故选D。 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. 卫星绕某行星运动的轨道均为椭圆，若仅考虑卫星受到该行星的万有引力，万有引力大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 时间内，卫星P与行星之间的距离逐渐变大 B. 时间内，卫星P的速度逐渐变大 C. 时间内，卫星与行星连线扫过的面积相等 D. 卫星轨道的半长轴之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，时间内，卫星与行星之间的万有引力逐渐变小，根据 可知，卫星与行星之间的距离逐渐变大，故A正确； BC．根据开普勒第二定律可知，同一卫星在相同时间内与行星的连线扫过的面积相等，则时间内，卫星的速度逐渐变小，故BC错误； D．由图可知，根据开普勒第三定律可知 解得卫星P、Q轨道的半长轴之比为，故D正确。 故选AD。 9. 某实验小组为探究新材料的热膨胀特性，设计了如图所示的装置，平行板电容器的上极板固定，下极板通过该材料支撑，可随其尺寸变化上下移动。电容器与输出电压恒定的电源连接，并接入电流传感器。若材料温度变化，电流传感器检测到如图所示方向的电流，则（ ） A. 电容器处于放电过程 B. 两极板间的电压增大 C. 电容器的电容减小 D. 该材料的尺寸变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电源输出电压恒定，因此电容器两极板间电压保持不变。由电容定义式，在不变时，电容器电荷量减小对应电容减小；平行板电容器的决定式为，极板面积和介质不变时，电容减小对应极板间距增大。图示电流方向是从电容器一侧流向电源正极，说明电容器向电源释放电荷，处于放电过程，故A正确； B．电容器与输出电压恒定的电源相连，两极板间电压保持不变，故B错误； C．电容器放电时电荷量减小，而极板间电压恒定。由前述电容定义式可知，电容减小，故C正确； D．由前述平行板电容器决定式，电容减小意味着两极板间距增大。上极板固定，所以下极板向下移动，支撑它的材料尺寸变小，故D错误。 故选AC。 10. 光滑绝缘水平面上有宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度方向垂直水平面向下、大小为。正方形金属线圈的质量为、匝数为、总电阻为、边长为。给线圈一水平向右、垂直于磁场边界的初速度，线圈边恰好离开磁场区域，线圈运动过程中边始终与磁场边界平行，下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场区域和离开磁场区域过程，速度变化量相同 B. 线圈进入磁场区域过程，通过线圈的电荷量为 C. 线圈的初速度大小为 D. 线圈进入磁场区域与离开磁场区域过程，克服安培力做功之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．设线圈的初速度为，线圈进入磁场区域，由动量定理有 同理离开磁场区域有 联立可得故AC正确； B．线圈进入磁场区域的过程，通过线圈的电荷量，故B错误； D．由上述分析可得2：1，根据动能定理可知，线圈进入磁场区域和离开磁场区域，克服安培力做功之比等于动能减少量之比，即故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”。 （1）实验过程相关要求正确的是_______。（多选） A. 实验时，先释放小车再接通电源 B. 实验过程需要满足小车质量远大于钩码质量 C. 实验时，应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 D. 补偿阻力时，要挂上钩码，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 （2）某次实验打点计时器打出一条纸带，取计数点、、、、等系列点，已知相邻计数点间的时间间隔为，用刻度尺测出各计数点到点的距离如图乙所示，则打点时小车的速度大小为_______，小车运动的加速度大小为_______。（用已知物理量字母表示） （3）根据实验数据，作出小车的加速度与其所受合力的图像如图丙所示，图像不过原点的原因是_______。 A. 实验中未补偿阻力 B. 实验中木板倾斜角度过大 C. 实验中所用钩码的质量过小 【答案】（1）BC （2） ①. ②. （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车，使纸带上开始记录有效点迹，故A错误； B．使小车质量远大于钩码质量，可认为钩码的重力近似等于小车的牵引力，可以减小钩码质量对整体质量处理的影响，故B正确； C．调节定滑轮高度，使细线与木板平行，才能使细线拉力沿木板方向，故C正确； D．平衡摩擦力时不应挂钩码，应在不挂钩码时轻推小车，调节木板倾角使纸带上的点迹均匀，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 [1]相邻计数点的时间间隔为。用两点间的平均速度估算中间时刻的瞬时速度；由匀变速运动的中间时刻速度等于该段平均速度，得 [2]用逐差法。前两段位移之和为，后两段位移之和为，两组位移对应的时间间隔均为，由逐差法得 【小问3详解】 A．未补偿阻力时，在附近合力会受到阻力影响，图线截距应表现为负向偏离；题图在处仍通过原点，故A错误； B．木板倾角过大时，即使，小车沿木板方向仍有重力分力。设阻力为，沿木板向下为正方向，由牛顿第二定律 所以 这与图线在时仍有正加速度相符，故B正确； C．钩码质量过小只会使可取得的拉力范围变小，不会使理想关系在处产生正截距，故C错误。 故选B。 12. 车辆超载运输会导致道路安全风险，由普通水泥复合导电材料制成的导电水泥具备一定的道路超载实时监测的潜力。某中学兴趣小组选择一块均匀的正方体导电水泥块样品进行研究。 （1）如图甲所示，用游标卡尺测得正方体水泥块的边长___________cm。 （2）如图乙所示，用多用电表电阻“1k”挡粗测其电阻，测得其阻值为___________。 （3）为进一步提高实验精度，使用图丙所示电路测量水泥块电阻，电源电动势为，内阻可忽略，电压表量程，内阻约，电流表量程，内阻约。电压表的右接线柱应与___________（填“”或“”）点连接，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于___________（填“左”或“右”）端。 （4）若某次测量中，电压表和电流表示数分别为和，请用上述直接测得的物理量（）写出该水泥块电阻率的表达式，即___________。 （5）考虑到实验存在误差，兴趣小组的同学进行讨论，下列说法正确的是_____。 A. 用游标卡尺测量水泥块的边长时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 求水泥块的电阻时，用图像处理数据可以减小偶然误差 C. 由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏小 【答案】（1）14.240 （2）7##7.0 （3） ①. b ②. 左 （4） （5）B 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺精度为，游标尺第8个刻度线与上方刻度线对齐，读数为 【小问2详解】 待测阻值 【小问3详解】 [1]根据可知，电流表采用内接法，电压表的右接线柱应与点连接。 [2]滑动变阻器采用分压式接法，为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于左端。 【小问4详解】 由欧姆定律得 由电阻定律有， 解得 【小问5详解】 A．用游标卡尺测量水泥块的边长时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误； B．图像本身是由多次测量的数据得出的，且图线绘制过程中已经舍去误差较大的点，所以用图像处理数据能够减小偶然误差，故B正确； C．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故C错误； D．实验中，电流表采用内接法，由于电流表分压会导致所测电压偏大，则电阻测量值偏大，故D错误。 故选B。 13. 如图所示，在光滑的水平面内建立坐标系，质量为的小球以某一速度从原点出发后，受到一平行于轴方向的恒力作用，恰好以沿轴正方向的速度通过点，已知小球通过点的速度大小为，且连线与轴的夹角为，求： （1）小球从点出发时的速度大小； （2）恒力在这一过程中所做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球做匀变速曲线运动，由几何关系可得 平行于轴方向有 平行于轴方向有 小球从点出发时的速度大小为 解得 【小问2详解】 恒力在这一过程中所做的功 解得恒力在这一过程中所做的功 14. 如图所示，物块、质量分别为、，二者中间夹有微量炸药（质量可忽略不计）静置在光滑水平平台上。质量的木板静置在平台右侧光滑的水平地面上，木板的上表面与平台齐平，上表面点左侧粗糙，右侧光滑。轻质弹簧固定在木板的右端，自然伸长时左端恰好位于点。引爆炸药，炸药化学能的转化为、两物块的动能，物块以的速度向左运动，物块滑上木板并压缩弹簧。已知木板粗糙部分长度为，物块与木板之间的动摩擦因数，物块可视为质点，弹簧未超过弹性限度，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）炸药爆炸后瞬间物块的速度大小； （2）炸药爆炸过程释放的化学能； （3）弹簧的弹性势能最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 炸药爆炸过程，对、系统有 解得 【小问2详解】 根据能量守恒，炸药化学能的转化为、两物块的动能，有 解得 【小问3详解】 当物块与木板共速时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒有 解得 根据能量守恒有 解得 15. 如图所示，在坐标系第一象限中存在垂直平面向里的匀强磁场；在第二象限中存在边界为矩形的匀强磁场（图中未画出）；第三象限中存在沿轴正方向的匀强电场及垂直平面向里的匀强磁场；第四象限中存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为。质量为、电荷量为的粒子以速度进入第三象限，沿虚线（平行于轴）运动后沿轴正方向进入第二象限，经磁场偏转后恰好经过点进入第四象限，且经过点时速度方向与轴正方向夹角，经电场偏转后第一次进入第一象限，之后经轴再次进入第四象限。已知所有匀强磁场的磁感应强度大小均为，不计粒子重力。 （1）求第三象限中匀强电场的电场强度大小； （2）求第二象限中矩形磁场的最小面积； （3）粒子从经过点时开始计时，求粒子第次从第四象限进入第一象限经过轴的位置坐标及时刻。 【答案】（1） （2） （3），，其中 【解析】 【小问1详解】 粒子在第三象限沿虚线做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力方向相反且大小相等。由受力平衡得 因此 【小问2详解】 粒子在第二象限只受洛伦兹力作用，速率不变，轨迹为半径的圆。由洛伦兹力提供向心力得 因此 由圆心半径、切线方向与矩形边界的几何关系，矩形两边分别为和，其中 下图用于确定圆弧与第二象限最小外接矩形的边长关系。 所以 将半径结果代入面积式得 【小问3详解】 粒子从点进入第四象限时，初速度的水平分量为，竖直分量为；第四象限电场沿轴正方向，故加速度大小为。粒子第一次回到轴的时间由竖直方向位移为零得 取非零解得 第一次从第四象限进入第一象限的位置满足 粒子在第一象限磁场中做圆周运动，离开第一象限后从第四象限再次开始同样的类斜抛运动。由圆周几何关系，每次磁场段结束后在轴上的位置增量为，其中。因此第次从第四象限进入第一象限时满足 由位置递推关系得 代入及前述结果得 粒子在磁场中的周期满足 从第四象限进入第一象限后，在第一象限磁场中转过的圆心角为，所以每次磁场运动时间满足 由可知每次磁场运动时间为的 于是第次进入第一象限的时刻满足 对正整数序号，代入前述时间关系得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $