精品解析：福建福州第一中学2025-2026学年第一学期第二学段模块考试高三物理期末模块试卷

福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试高三物理学科 期末模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） 班级_____座号_____姓名_____ 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. 关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（　　） A. 图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极 C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U 2. 如图所示，内壁为光滑半圆的凹槽静止在粗糙水平地面上，为半圆圆心，为半圆最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽内有一小球，用推力推动小球从点向点缓慢移动，推力的方向始终沿圆弧的切线方向，凹槽始终静止。则（　　） A. 推力大小不变 B. 推力先增大后减小 C. 地面对凹槽的摩擦力先增大后减小 D. 地面对凹槽的摩擦力先减小后增大 3. 如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上，A、B的质量分别为2kg和3kg。从时刻开始，水平推力和水平拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 分离前物体A一直做变加速直线运动 B. 时刻，A、B所受的合力相同 C. 时刻，A、B恰好分离 D. 时刻，B的加速度大小为 4. 如图所示，一半径为的圆形边界内部（不含其边界）存在一磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。磁场边界最低点点处有一个粒子源，该粒子源向磁场区域内同一时刻向各个方向均匀发射大量速度大小不等，质量均为、电荷量均为的同种带电粒子，然后立即停止发射，粒子的速度范围是。这些粒子射出磁场时的位置均分布在点右侧圆弧上，已知圆弧弧长为圆周长的。忽略粒子间的相互作用，不计重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子运动的最大速度 C. 在磁场中有带电粒子出现的区域面积为 D. 磁场边界上另有一点，从点射出的粒子运动时间最长为 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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，先后将、两小球从空中同一水平线上的两点沿同一方向水平抛出，两球的运动轨迹相交于P点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 抛出时，a球速度大于b球速度 B. 抛出后，a球速度变化比b球快 C. 经过P点时，两球竖直速度相等 D. 从抛出至P点，a球速度变化量大于b球速度变化量 6. 如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若，则与以ω匀速转动时相比，以ω'匀速转动时（　　） A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变 C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变小 7. 如图所示，一固定在水平面上的光滑木板，与水平面的夹角，木板的底端固定一垂直木板的挡板，上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块连接。跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端与物块连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块连接。初始时物块在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角。去掉水平外力，物块由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为，重力加速度大小为，弹簧轴线、物块与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行，不计滑轮大小及摩擦。。则下列说法正确的是（　　） A. 物块P向左运动的过程中其机械能先增大后减小 B. 物块P从点运动到点时，物块的重力势能减少量等于两物块总动能的增加量 C. 物块在点时弹簧的伸长量为 D. 物块从点运动到点的过程中，弹簧弹力对物块做的功为 8. 图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为k的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　） A. 时刻，乙粒子离开电场 B. 乙粒子的比荷为 C. 甲粒子离开电场时的速度大小为 D. 甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为 三、填空题（共21分） 9. 如图所示，电容器上极板A接电源正极、下极板B接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关S始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部P点。现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则电容器的电容将______（选填“不变”、“增大”或“减小”）；液滴将______（选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”）；P点的电势将______（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 10. 如图所示，三根相互平行的固定长直导线和两两等距，均通有电流中电流方向与中的相同，与中的相反，则直导线所受磁场作用力的方向与所在平面________（选填“垂直”或“平行”）；、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为________。 11. 某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“”挡测量时，指针指示位置在第12和第13刻度线的正中间（如图1所示），则其电阻值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）125Ω。如果要用这只多用电表测量一个约1000Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_____（选填“”、“”、“”或“”）。用多用电表测量性能良好的晶体二极管的电阻时（如图2所示），发现指针不偏转；更换二极管极性后，发现指针偏转，则此时多用电表的_____（填“红”或“黑”）表笔相连的一端为二极管的A极。 12. 如图所示，小苏和小徐两位同学合作设计了一套研究小车加速度与力关系的实验装置。已知小车的质量一定，砂和砂桶的总质量为，打点计时器所接交流电源的频率为，滑轮质量不计。 （1）下列说法正确的是_____；（填选项前的字母） A. 实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B. 本实验不需要确保滑轮左端的两段细线与木板平行 C. 小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源 D. 小车的加速度可能大于（为重力加速度） （2）本实验_____（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。 （3）小苏同学以小车的加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图线与横坐标的夹角为，且斜率为，则小车的质量为_____；（填选项前的字母） A. B. C. D. （4）小徐同学完成上述实验，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），其中，，，，，，，则小车的加速度=_____。（结果保留两位有效数字） 13. 某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。 A．待测电源（电动势E约为9V，内阻r未知） B．电流表A（量程0.6A，内阻未知） C．电阻箱R（0~999.9Ω） D．定值电阻 E．定值电阻 F．单刀单掷开关单刀三掷开关，导线若干该同学按图甲所示的电路连接器材。 （1）该同学采用“电桥法”测量电流表的内阻。闭合开关，将开关先后掷向a和b，并调节电阻箱，反复操作后发现当，将开关掷向a和b时，电流表示数相同，则电流表的内阻______。（结果保留1位小数） （2）该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。将开关掷向触点c，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I；利用R、I数据绘制图像如图乙所示，则电源的电动势。______V，内阻______（结果均保留两位有效数字）。 （3）利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：______，______（选填“>”、“<”或“=”）。 （4）现有两个相同规格的小灯泡，，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与一电源和定值电阻串联，如图丁所示，则灯泡的实际功率为______W。（结果保留一位有效数字） 四、解答题（本题共3小题，共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 北京时间2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，与空间站成功对接后，神舟十六号上的3名航天员进驻中国空间站，与神舟十五号乘组进行在岗轮换，再现6名航天员“太空会师”名场面。空间站的轨道可近似看成距地面高度为的圆轨道，其周期为，已知地球半径为，引力常量。 （1）求地球的平均密度； （2）求地球表面的重力加速度。 15. 如图所示，与水平方向成角的足够长绝缘固定斜面底端点固定一块与斜面垂直的挡板，整个空间存在平行斜面向下的匀强电场，场强大小。斜面上一个质量为（）的不带电绝缘滑块静止在距离斜面底端的点，滑块与斜面间的动摩擦因数。将一个质量为带电量为的光滑小球从斜面点上方处的点由静止释放，小球向下运动，与滑块发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中无电荷转移。滑块碰挡板后立刻静止在挡板处。已知重力加速度为，，，滑块与小球均视为质点。求： （1）若，求小球与滑块发生第一次碰撞后两者的速度； （2）若，求小球与滑块发生第二次碰撞前（滑块未碰挡板）小球与滑块之间的最大距离； （3）试分析取不同值时，小球与滑块在第一次碰撞后与第二次碰撞前的运动过程中，系统电势能的变化量。 16. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示，xOy平面直角坐标系中第I象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场B0（大小未知）；第II象限存在沿x轴正方向的大小未知的匀强电场；第IV象限交替分布着沿方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度。一质量为m，电量为+q的粒子从点以平行于y轴的初速度v0进入第II象限，恰好从点N（0，2L）进入第I象限，然后又垂直于x轴进入第IV象限，多次经过电场和磁场后某时刻粒子的速度沿x轴正方向。粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。求： （1）磁感应强度B0的大小； （2）粒子刚射出第1层磁场下边界时的速度方向； （3）粒子进入第n层磁场时的速度大小vn以及最远能进入第几层磁场。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试高三物理学科 期末模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） 班级_____座号_____姓名_____ 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. 关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（　　） A. 图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极 C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲是速度选择器示意图，根据 解得 可知，速度选择器无法判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，故A错误； B．图乙是磁流体发电机结构示意图，由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，故A板是发电机的负极，B板是发电机的正极，故B错误； C．图丙是质谱仪结构示意图，带电粒子经质谱仪的加速电场后，有 在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有 联立可得 可知，r越小，比荷越大，即打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大，故C正确； D．图丁是回旋加速器示意图，根据 可得最大动能 可知，最大动能与加速电压U无关，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，内壁为光滑半圆的凹槽静止在粗糙水平地面上，为半圆圆心，为半圆最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽内有一小球，用推力推动小球从点向点缓慢移动，推力的方向始终沿圆弧的切线方向，凹槽始终静止。则（　　） A. 推力大小不变 B. 推力先增大后减小 C. 地面对凹槽的摩擦力先增大后减小 D. 地面对凹槽的摩擦力先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对小球进行受力分析，如图所示： 则F=mgsinθ，N=mgcosθ 当滑块由A点向B点缓慢移动时，θ增大，可知推力F逐渐增大，故AB错误； CD．根据上述可知，推力F与水平方向的夹角为θ，对凹槽与小球整体分析可知，在推力F的作用下，凹槽与小球整体有向右运动的趋势，则水平地面对凹槽的摩擦力方向向左，对凹槽与小球整体分析有f=Fcosθ=mgsinθcosθ=mgsin2θ θ增大，可知地面对凹槽的摩擦力先增大后减小，故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上，A、B的质量分别为2kg和3kg。从时刻开始，水平推力和水平拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 分离前物体A一直做变加速直线运动 B. 时刻，A、B所受的合力相同 C. 时刻，A、B恰好分离 D. 时刻，B的加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．分离前对整体有 则为恒力，故分离前A、B一起做匀加速直线运动，故A错误； BC．设时刻A、B恰好分离，由牛顿第二定律可知，，由图乙可知， 联立解得， 则时，A、B加速度相同，质量不同，由牛顿第二定律可知，A、B所受合力不同，故B错误，C正确； D．由图乙可知，时， 由牛顿第二定律可知 故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一半径为的圆形边界内部（不含其边界）存在一磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。磁场边界最低点点处有一个粒子源，该粒子源向磁场区域内同一时刻向各个方向均匀发射大量速度大小不等，质量均为、电荷量均为的同种带电粒子，然后立即停止发射，粒子的速度范围是。这些粒子射出磁场时的位置均分布在点右侧圆弧上，已知圆弧弧长为圆周长的。忽略粒子间的相互作用，不计重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子运动的最大速度 C. 在磁场中有带电粒子出现的区域面积为 D. 磁场边界上另有一点，从点射出的粒子运动时间最长为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力。根据题意，粒子射出磁场的位置分布在点右侧的圆弧上，结合左手定则（磁场垂直纸面向外），若粒子带正电，洛伦兹力方向会使粒子轨迹向右偏转；若带负电则向左偏转，因此粒子应带正电，故A错误。 B．已知弧长为圆周长的，对应的圆心角为，最大速度对应的轨迹圆与磁场边界相切，此时轨迹圆半径满足几何关系 解得 由洛伦兹力公式，可得，故B错误。 C．可能出现的所有区域如图甲所示 则粒子出现的区域面积 解得，故C错误。 D．粒子运动时间最长对应轨迹圆心角最大，当轨迹圆的弦长时，由几何关系可得圆心角为或，粒子运动周期 若轨迹圆的圆心角为，运动时间 若轨迹圆的圆心角为，运动时间，故D正确。 故选D。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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，先后将、两小球从空中同一水平线上的两点沿同一方向水平抛出，两球的运动轨迹相交于P点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 抛出时，a球速度大于b球速度 B. 抛出后，a球速度变化比b球快 C. 经过P点时，两球竖直速度相等 D. 从抛出至P点，a球速度变化量大于b球速度变化量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由轨迹可知，两球的竖直位移相等，根据，可知两球的运动时间相等，球的水平位移大于球，根据，可知抛出时，a球的水平速度大于b球的水平速度，即抛出时，a球速度大于b球速度，故A正确； B．抛出后，两球的加速度均为重力加速度，即速度变化快慢相同，故B错误； C．竖直方向，根据，可知经过P点时两球竖直速度相等，故C正确； D．从抛出至P点，根据，可知两球速度变化量相同，故D错误。 故选AC。 6. 如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若，则与以ω匀速转动时相比，以ω'匀速转动时（　　） A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变 C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变小 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．当小球静止（不转动）时，弹簧弹力为T，杆对小球的弹力FN，弹簧与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件得 当小球转动的角速度从0开始增大时，杆对小球的弹力沿半径向外，根据牛顿第二定律得 当小球转动的角速度从0开始增大时，小球的高度不变，弹簧的长度不变，弹簧的弹力T不变，随着角速度ω增大，杆对小球的弹力FN减小，小球对杆的弹力减小； 当小球的角速度增大到ω0时，小球与杆之间的弹力等于零，根据牛顿第二定律 当小球的角速度从ω0继续增大时，杆对小球的弹力沿半径向里，根据牛顿第二定律得 当小球的角速度从ω0继续增大时，杆对小球的弹力从0开始增大； 综上所述，当小球转动的角速度从0开始增大时，杆对小球的弹力先沿半径向外，后沿半径向里，其大小先减小到0后增大； 同理可得，当小球转动的角速度从ω（ω>ω0）开始减小到0时，杆对小球的弹力先沿半径向里，后沿半径向外，其大小先减小到0后增大； 所以，当小球的角速度ω减小为ω'时，杆对小球的弹力不一定变大，根据牛顿第三定律，小球对杆的弹力不一定变大。而小球的高度不变，弹簧的弹力不变。 AC错误，B正确； D．小球水平方向的合力为 小球竖直方向的合力 所以，小球所受的合外力为 当小球的角速度ω减小为ω'时，小球的高度不变，转动半径不变，合力F合减小，D正确； 故选BD。 7. 如图所示，一固定在水平面上的光滑木板，与水平面的夹角，木板的底端固定一垂直木板的挡板，上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块连接。跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端与物块连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为的物块连接。初始时物块在水平外力作用下静止在直杆的点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角。去掉水平外力，物块由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为，重力加速度大小为，弹簧轴线、物块与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行，不计滑轮大小及摩擦。。则下列说法正确的是（　　） A. 物块P向左运动的过程中其机械能先增大后减小 B. 物块P从点运动到点时，物块的重力势能减少量等于两物块总动能的增加量 C. 物块在点时弹簧的伸长量为 D. 物块从点运动到点的过程中，弹簧弹力对物块做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】C．初始时P静止且与直杆无相互作用，竖直方向受力平衡，即 得 对Q沿斜面方向受力平衡 物块在点时弹簧的伸长量为，故C正确； A．P向左运动过程中，绳子拉力始终沿绳向左，与P的位移方向夹角始终为锐角，拉力对P一直做正功，P的重力势能不变，因此P的机械能一直增大，故A错误； D．，，绳长缩短，即Q沿斜面向下移动 末态弹簧形变量，与初始伸长量大小相等，因此初末态弹簧弹性势能相等，所以物块从点运动到点的过程中，弹簧弹力对物块做的功为0，故D错误； B．根据系统机械能守恒，因，得，即P、Q总动能增加量等于Q重力势能的减少量，故B正确。 故选BC。 8. 图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为k的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　） A. 时刻，乙粒子离开电场 B. 乙粒子的比荷为 C. 甲粒子离开电场时的速度大小为 D. 甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设板长为L，粒子甲带负电，则甲运动时间为 粒子乙因入射速度为甲的两倍，则运动时间为 因乙在时刻飞入板间，则在T时刻飞出板间，故A错误； CD．设两板间距离为d，则有 则在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据竖直方向位移和时间关系，可得 作出竖直方向上速度与时间图像，如图。 则图线与时间轴围成的面积代表竖直方向上的位移，设板间距为d，若恰好不与极板碰撞，则表示粒子在电场中竖直方向的最大位移大小刚好为，根据图像可知在时刻粒子甲会恰好不碰到极板，该时刻会达到最大位移的大小，而在时刻，粒子出电场，此时位移是最大位移的一半，为，即甲在竖直方向上的位移为；同理，对粒子乙，其轨迹为的形状，因乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，根据图像可知在T时刻会恰好不与极板相撞，此时乙刚好飞出电场，即乙在竖直方向上的位移为，则偏转位移之比为，时刻，甲粒子离开电场时已具有竖直向上的分速度，故C错误，D正确； B．对乙有 对甲有 因 则有 可得 又 可得 故B正确。 故选BD。 三、填空题（共21分） 9. 如图所示，电容器上极板A接电源正极、下极板B接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关S始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部P点。现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则电容器的电容将______（选填“不变”、“增大”或“减小”）；液滴将______（选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”）；P点的电势将______（选填“升高”、“降低”或“不变”）。 【答案】 ①. 减小 ②. 向下运动 ③. 升高 【解析】 【详解】[1]根据电容器的电容公式 可知B板下移，d增大，电容C减小； [2]带电液滴处于平衡状态，可知所受电场力竖直向上，极板间电场强度竖直向下，则液滴带负电；两极板间电势差不变，下极板B向下平移一小段距离，由 可知，电场强度变小，则 液滴将向下运动。 [3] P点与上极板间距离不变，根据 可知电势差变小，P点的电势将升高。 10. 如图所示，三根相互平行的固定长直导线和两两等距，均通有电流中电流方向与中的相同，与中的相反，则直导线所受磁场作用力的方向与所在平面________（选填“垂直”或“平行”）；、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为________。 【答案】 ①. 平行 ②. 【解析】 【详解】[1]如图直线电流在处产生的磁场的磁感应强度分别为、，它们的合磁感应强度为B，据左手定则，则直导线所受磁场作用力的方向与所在平面平行 [2]如图直线电流、在处产生的磁场的合磁感应强度为 直线电流、在处产生的磁场的合磁感应强度大小也为 根据直线电流的磁场 故 故根据几何关系有， 又 电流都相等，单位长度所受的磁场作用力之比就为所在位置的磁感应强度之比 故、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为。 11. 某同学用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“”挡测量时，指针指示位置在第12和第13刻度线的正中间（如图1所示），则其电阻值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）125Ω。如果要用这只多用电表测量一个约1000Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_____（选填“”、“”、“”或“”）。用多用电表测量性能良好的晶体二极管的电阻时（如图2所示），发现指针不偏转；更换二极管极性后，发现指针偏转，则此时多用电表的_____（填“红”或“黑”）表笔相连的一端为二极管的A极。 【答案】 ①. 小于 ②. ③. 黑 【解析】 【详解】[1]用欧姆表测量电阻的表盘刻度左密右疏，当选择欧姆挡“”挡测量时，125Ω应该在第12和第13刻度线的正中间偏左，故指针指示位置在第12和第13刻度线的正中间，其电阻值小于125Ω； [2]使用欧姆表测电阻时，应尽量使指针指在中央刻度附近再进行读数，所以测量一个约1000Ω的电阻则应使指针指在10刻度线的位置附近，所以选择开关应选取“×100”挡； [3]根据二极管的单向导电性可知，两次利用多用电表测量电阻，测得电阻较小的一次应是电流从多用电表黑表笔（接内部电源正极）流出，电流从A（二极管正极）流入二极管，故黑表笔接的是二极管的A极。 12. 如图所示，小苏和小徐两位同学合作设计了一套研究小车加速度与力关系的实验装置。已知小车的质量一定，砂和砂桶的总质量为，打点计时器所接交流电源的频率为，滑轮质量不计。 （1）下列说法正确的是_____；（填选项前的字母） A. 实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B. 本实验不需要确保滑轮左端的两段细线与木板平行 C. 小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源 D. 小车的加速度可能大于（为重力加速度） （2）本实验_____（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。 （3）小苏同学以小车的加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图线与横坐标的夹角为，且斜率为，则小车的质量为_____；（填选项前的字母） A. B. C. D. （4）小徐同学完成上述实验，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），其中，，，，，，，则小车的加速度=_____。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）A （2）不需要 （3）D （4）0.80 【解析】 【小问1详解】 A．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，A正确； B．本实验必须要确保滑轮左端的两段细线与木板平行，这样才能使得小车受的拉力保持不变，B错误； C．小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车，C错误； D．因砂和砂桶的最大加速度为g，则小车的加速度小于（为重力加速度），D错误。 故选A。 【小问2详解】 本实验由于有力传感器测量小车的拉力，则不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。 【小问3详解】 对小车根据，可得 则，解得，故选D。 【小问4详解】 每相邻两个计数点间还有4个点未画出，则T=0.1s，加速度 13. 某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。 A．待测电源（电动势E约为9V，内阻r未知） B．电流表A（量程0.6A，内阻未知） C．电阻箱R（0~999.9Ω） D．定值电阻 E．定值电阻 F．单刀单掷开关单刀三掷开关，导线若干该同学按图甲所示的电路连接器材。 （1）该同学采用“电桥法”测量电流表的内阻。闭合开关，将开关先后掷向a和b，并调节电阻箱，反复操作后发现当，将开关掷向a和b时，电流表示数相同，则电流表的内阻______。（结果保留1位小数） （2）该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。将开关掷向触点c，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I；利用R、I数据绘制图像如图乙所示，则电源的电动势。______V，内阻______（结果均保留两位有效数字）。 （3）利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：______，______（选填“>”、“<”或“=”）。 （4）现有两个相同规格的小灯泡，，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与一电源和定值电阻串联，如图丁所示，则灯泡的实际功率为______W。（结果保留一位有效数字） 【答案】（1）1.0 （2） ①. 9.1 ②. 2.3 （3） ①. = ②. = （4）0.2 【解析】 【小问1详解】 根据“电桥法”基本原理，开关掷向a和b时，电流表示数相同，表示两条支路的用电器的分压比相同，即 可得 【小问2详解】 [1][2]将开关掷向触点c，闭合开关，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合图像可得，截距为 斜率为 解得， 【小问3详解】 [1][2]根据小问2的分析可知，电流表内阻已知，所以测得的电动势和内电阻均等于真实值。 【小问4详解】 设灯泡两端的电压为，通过灯泡的电流为，根据闭合电路欧姆定律，有 整理可得 在图丙中做出这个图像，如图 则图像中的交点就是灯泡的实际工作点，电流为，电压为，功率为 四、解答题（本题共3小题，共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 北京时间2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，与空间站成功对接后，神舟十六号上的3名航天员进驻中国空间站，与神舟十五号乘组进行在岗轮换，再现6名航天员“太空会师”名场面。空间站的轨道可近似看成距地面高度为的圆轨道，其周期为，已知地球半径为，引力常量。 （1）求地球的平均密度； （2）求地球表面的重力加速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 空间站绕地球做匀速圆周运动，有 地球密度 解得 【小问2详解】 在地球表面上 解得 15. 如图所示，与水平方向成角的足够长绝缘固定斜面底端点固定一块与斜面垂直的挡板，整个空间存在平行斜面向下的匀强电场，场强大小。斜面上一个质量为（）的不带电绝缘滑块静止在距离斜面底端的点，滑块与斜面间的动摩擦因数。将一个质量为带电量为的光滑小球从斜面点上方处的点由静止释放，小球向下运动，与滑块发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中无电荷转移。滑块碰挡板后立刻静止在挡板处。已知重力加速度为，，，滑块与小球均视为质点。求： （1）若，求小球与滑块发生第一次碰撞后两者的速度； （2）若，求小球与滑块发生第二次碰撞前（滑块未碰挡板）小球与滑块之间的最大距离； （3）试分析取不同值时，小球与滑块在第一次碰撞后与第二次碰撞前的运动过程中，系统电势能的变化量。 【答案】（1），方向沿斜面向上；，方向沿斜面向下 （2）L （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由牛顿第二定律，对小球有 解得 设小球与滑块发生第一次碰撞前小球的速度为，第一次碰撞后小球的速度为，滑块的速度为；由运动学公式有 解得 由于小球与滑块发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，由动量守恒定律和能量守恒定律有， 解得， 若，则有， 即小球的速度大小为，方向沿斜面向上，滑块的速度大小为，方向沿斜面向下。 【小问2详解】 小球与滑块发生第二次碰撞前（滑块未碰挡板），当小球与滑块速度相等时，小球与滑块之间的距离最大，小球与滑块碰撞后，小球做匀变速直线运动，对滑块受力分析有 可知滑块碰撞之后沿斜面向下做匀速直线运动，则有 解得 则小球与滑块之间的最大距离为 【小问3详解】 根据题意，设小球与滑块在第一次碰撞与第二次碰撞之间经过时间，则有 解得 若滑块恰好滑到挡板处，则有 解得 结合小问（1）可得，此时 则当时，小球和滑块第二次碰撞发生在挡板处，电场力对小球做功为 即小球的电势能减少了； 当时，小球经过时间与滑块发生第二次碰撞，此时小球沿斜面向下移动的距离为（） 电场力对小球做功为（） 即小球的电势能减少了（）。 16. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示，xOy平面直角坐标系中第I象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场B0（大小未知）；第II象限存在沿x轴正方向的大小未知的匀强电场；第IV象限交替分布着沿方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度。一质量为m，电量为+q的粒子从点以平行于y轴的初速度v0进入第II象限，恰好从点N（0，2L）进入第I象限，然后又垂直于x轴进入第IV象限，多次经过电场和磁场后某时刻粒子的速度沿x轴正方向。粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。求： （1）磁感应强度B0的大小； （2）粒子刚射出第1层磁场下边界时的速度方向； （3）粒子进入第n层磁场时的速度大小vn以及最远能进入第几层磁场。 【答案】（1） （2）与y轴负方向夹角为30° （3），4 【解析】 【小问1详解】 设粒子在第II象限运动的时间为t，在N点沿x轴的分速度为vx，由于粒子垂直电场方向进入电场则可知粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的研究方法，x方向有 y方向有 通过N点的速度 与y轴正方向的夹角满足 在第I象限运动由牛顿第二定律有 根据垂直于x轴进入第IV象限，由几何关系知 联立解得 【小问2详解】 设穿过x轴下方第一层电场后的速度为v1，由动能定理有 解得 在x轴下方第一层磁场中运动的轨迹如图所示 由洛伦兹力充当向心力有 解得 设速度偏转角为θ，则根据几何关系可得 则 即粒子射出第1层磁场下边界时速度的方向与y轴负方向夹角为30°。 【小问3详解】 当粒子在第n层磁场中运动时，此前粒子已经过n个电场， 由动能定理 解得 若粒子在第n层磁场中距离x轴最远，则最大速度为vn 在水平方向上由动量定理有 即 其中ym为磁场中向下运动的最远距离，由题意 满足条件：且 解得满足条件的整数 故最远能进入第4层磁场。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $