精品解析：湖南邵阳市武冈市诚东高级中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试卷

湖南省武冈市诚东高级中学2026-2027学年高三年级上学期10月学情物理自测试卷 一、选择题：本题共7小题。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. 为喜迎2025年元旦，营造喜庆氛围，将一个质量为的灯笼通过轻质细线悬挂在屋檐下，灯笼在水平风力作用下静止不动，悬挂的细线与竖直方向夹角为，g取。则下列说法正确的是（　　） A. 水平风力大小为 B. 细线的拉力大小为 C. 若水平风力变大，灯笼平衡后静止，则细线拉力变小 D. 若水平风力变大，灯笼平衡后静止，则细线与竖直方向夹角变小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对灯笼受力分析如图所示 根据平衡条件可得， 代入数据解得， A错误，B正确； CD．当风力增大时，结合上述分析可知，细线与竖直向的夹角增大，减小，细线上的拉力增大，CD错误。 故选B 2. 氢原子能级图如图所示，大量处于同一能级的氢原子向低能级跃迁时，共释放出3种频率的光。用3种光分别照射光电管的阴极K，有两种光能使阴极发生光电效应，则阴极金属的逸出功可能为（　　） A. 1.5eV B. 5.5eV C. 10.4eV D. 11.5eV 【答案】B 【解析】 【详解】大量处于同一能级的氢原子向低能级跃迁时，共释放出3种频率的光，说明是从能级向低能级跃迁，根据能级跃迁公式 而发生光电效应的条件 向跃迁时能级差最小，即辐射的光子（频率）能量最小，用其照射光电管的阴极K不能产生光电效应， 同时满足 故选B。 3. 如图所示，质量m=245g的物块（可视为质点）放在质量M=0.5kg的木板左端，木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数，质量的子弹以速度沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），物块最后恰好没有滑离木板，取，则在整个过程中（　　） A. 物块的最大速度为4m/s B. 木板的最大速度为3m/s C. 物块相对于木板滑行的时间为0.75s D. 木板的长度为3m 【答案】D 【解析】 【详解】A．子弹射入物块并留在其中，根据动量守恒 之后，在摩擦力的作用下，物块做减速运动，则两者共同的速度即物块的最大速度，大小为 故A错误； B．物块和子弹在木板上滑行时，木板做加速运动，物块最后恰好没有滑离木板，根据动量守恒 共同速度即木板的最大速度，大小为 故B错误； C．物块在木板上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律 物块相对木板的滑行时间为 得 故C错误； D．木板做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 木板长度为物块和木板的相对位移 得 故D正确。 故选D。 4. 按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻力。笔从最低点运动至最高点的过程中（　　） A. 笔的动能一直增大 B. 桌子对笔的支持力冲量等于重力的冲量 C. 弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量 D. 圆珠笔一直处于完全失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．笔从最低点向上运动时，弹簧弹力先大于重力，笔向上加速，动能增大；当弹力等于重力时速度最大，动能达到最大；之后弹力小于重力，笔向上减速，动能减小；离开桌面后只受重力，继续减速至最高点动能为零。因此笔的动能先增大后减小，A错误； B．对笔从最低点到最高点的全过程，根据动量定理，合外力的冲量等于动量变化量。初末速度均为零，动量变化量为零，故合外力冲量为零。弹簧弹力属于内力，合外力冲量包括桌面对笔支持力冲量、重力冲量，即 因此支持力冲量大小等于重力冲量大小，两者方向相反，B错误； C．忽略摩擦和空气阻力，整个过程机械能守恒。弹簧的弹性势能转化为笔的重力势能和动能，在最高点笔的速度为零，动能为零，故弹簧弹性势能的减少量等于笔的重力势能的增加量，C正确； D．完全失重状态要求加速度等于重力加速度且方向向下。笔在桌面上运动时，初始阶段弹力大于重力，合力向上，加速度向上，处于超重状态；弹力小于重力时，加速度向下但大小小于；离开桌面后只受重力，加速度为，方向向下，才处于完全失重状态。因此并非一直完全失重，D错误； 故选C。 5. 旋光仪测糖溶液浓度的原理如下：偏振光通过糖溶液后，迎着光看，以传播方向为轴，偏振方向的旋转角称为“旋光角”，与糖溶液浓度有关，测量值与标准值比较能确定含糖量。如图，自然光源S与圆形偏振片A、B的圆心共轴，转动B使观察点O处光强最强，将被测样品P置于A、B间。下列说法正确的是（　　） A. 光的偏振现象表明光是一种机械波 B. 阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，与上述原理相同 C. 放置样品P后，到达O处光的强度不会明显减弱 D. 将偏振片B缓慢转动，使得O处光的强度第一次达到最强，偏振片B转过的角度等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．纵波和横波都具有干涉和衍射的本领，而光的偏振现象表明光是一种横波，故A错误； B．阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，其成因是光在肥皂泡膜的外表面和内表面反射叠加，形成的干涉现象，与偏振原理不同，故B错误； C．在未放置样品前，O处光强最强，说明两偏振片的透振方向相同，放置样品P后，光的偏振方向将旋转一定角度，除特殊情况外（光的偏振方向旋转），到达O处光的强度会明显减弱，故C错误； D．偏振光通过糖溶液后,偏振方向将旋转，因此偏振片B转过角度为时，其透振方向与光的偏振方向一致，使得O处光的强度第一次达到最强，故D正确。 故选D。 6. 图甲中左侧的调压装置可视为理想变压器，原、副线圈匝数比为，电路中的负载电阻，，A、V为理想交流电流表和理想交流电压表，若流过负载的正弦交变电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中交变电压的频率为200Hz B. 电压表V的示数为220V C. 电流表A的示数为3A D. 变压器的输入功率为275W 【答案】D 【解析】 【详解】A．变压器不改变交变电流的频率，原线圈中交变电压的频率为，故A错误； B．电压表的示数为两端电压的有效值，故B错误； C．副线圈中的电流 原、副线圈匝数比为，由理想变压器电流与匝数成反比得电流表的示数为，故C错误； D．变压器的输出功率为，所以变压器的输入功率为275W， 故D正确。 故选D。 7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由万有引力定律可知，设质量为的物体在两极处 在地球的赤道上 地球的质量 联立三式可得 故选B。 二、选择题：本题共3小题。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。 8. 某静电场中轴正半轴上各点的电势随分布规律如图所示，一个质量为、电荷量大小为的带电粒子从坐标原点沿轴正向射出，粒子仅在电场力作用下恰好能运动到处，则粒子沿轴正向运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子运动的加速度先减小后增大再减小 C. 粒子运动的初速度大小为 D. 粒子运动过程中的最大速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子在处速度为零，动能最小，电势能达到最大，但该位置是运动过程电势的最低点，因此粒子带负电，故A错误； B．图像的切线斜率为电场强度，由图可知，电场强度先减小后增大再减小，因此粒子受到的电场力先减小后增大再减小，由牛顿第二定律可知，粒子的加速度先减小后增大再减小，故B正确； C．从至，根据动能定理可知 解得粒子运动的初速度，故C正确； D．粒子沿轴正方向运动的过程中，电势先增大后减小，可知在范围内，电场线方向向左，范围内，电场线方向向右；故粒子先做加速运动，后做减速运动，在处速度最大，根据动能定理可知 代入 解得，故D错误。 故选BC。 9. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A．图（c）可知，t1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 A错误； BC．图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 解得 BC正确； D．图（c）可知，0~t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D正确。 故选BCD。 10. 正方形导体框的边长为，匝数为，电阻率为，导体横截面积为，密度为，从某一高度处自由下落，如图所示。其下边进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，运动过程中始终水平且和磁场边界平行，直到其上边刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场的磁感应强度大小为，上下高度差也为。重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 穿过磁场过程中，导体框中的电流方向先沿后沿 B. 导体框在刚进入磁场时的速度为 C. 导体框释放时边到磁场上边界的距离为 D. 导体框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针（）；线框离开磁场时，磁通量减少，感应电流方向为顺时针（），故A正确； BC．设正方形导体框的总长度为 则线框的质量为，电阻 线框进入磁场时做匀速运动，由平衡条件得 根据安培力公式，感应电动势，以及闭合电路欧姆定律 联立解得安培力 代入平衡方程 消去、、，可得进入磁场时的速度，故B正确； 根据自由落体运动规律 可得释放高度，故C错误； D．线框在穿越磁场的过程中（自下边进入磁场至边离开磁场），总下落距离为。由于整个过程线框做匀速运动，动能不变，根据能量守恒定律，减小的重力势能全部转化为焦耳热，即，故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本大题共5题 11. 某实验小组利用如下装置验证机械能守恒定律。刚性杆可绕固定转轴O在竖直平面内转动，杆两端分别固定质量相同的金属球a、b；转轴O到a球心的距离为，到b球心的距离为；b球直径为且远小于，转轴O正下方处安装有光电门。初始时杆保持水平，由静止释放a、b，测得b通过光电门的挡光时间为，已知重力加速度为。 回答下列问题： （1）若a、b组成的系统机械能守恒，则实验验证的关系式为________（用字母、、、表示）； （2）b由静止开始第一次转动到最低点的过程中，轻杆对a________（选填“不做功”“做正功”或“做负功”），b的机械能________（选填“守恒”“增大”或“减小”）； （3）实验发现a、b减少的重力势能大于二者增加的动能，可能的原因是：_______________________________。 【答案】（1） （2） ①. 做正功 ②. 减小 （3）转轴处有阻力或有空气阻力 【解析】 【小问1详解】 测得b通过光电门的挡光时间为，则此时b的速度大小为 a、b同轴转动，所以角速度相等，则有 若a、b组成的系统机械能守恒，设小球的质量为，则有 联立可得实验验证的关系式为 【小问2详解】 [1]b由静止开始第一次转动到最低点的过程中，a的动能增加，重力势能也增加，所以a的机械能增加，根据功能关系可知，轻杆对a做正功； [2]由于系统机械能守恒，而a的机械能增加，所以b的机械能减小。 【小问3详解】 实验发现a、b减少的重力势能大于二者增加的动能，可能的原因是：转轴处有阻力或有空气阻力，一部分机械能转化为内能。 12. 水的硬度指水中钙、镁离子含量（以mg/L为单位），水的硬度会影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率，某同学将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形透明塑料管道，管道中可用圆形金属电极密封一定的长度（如图（1）所示）。容器内的直径为D。 （1）测量管道的内直径，应该使用图（2）中游标卡尺的部位为（ ） A. 甲 B. 乙 C. 丁 （2）用游标卡尺测量内直径D，读数如图（3），____________cm； （3）该同学用图（4）电路来测量水样的电阻率。①调整电阻箱R的阻值，使灵敏电流表满偏，记录电阻箱阻值R和接入电路的水样长度L。②改变接入电路的水样长度L，重复①。多次测量后，根据数据得到图（5），图（5）中直线截距分别为和。则水样的电阻率为____________（用D，、表示）； （4）图（5）中接入电路中水样长度为时，水样的电阻为____________； （5）灵敏电流表的内阻对本实验结果____________（填“有”或“无”）影响。 【答案】（1）A （2）1.17 （3） （4） （5）无 【解析】 【小问1详解】 测量管道的内直径应使用游标卡尺的内测量爪。由图（2）可知，甲为内测量爪，乙为外测量爪，丁为深度尺，故选A。 【小问2详解】 由图（3）可知，游标卡尺主尺读数为，游标尺第7条刻线与主尺刻线对齐，游标尺精度为，所以。 【小问3详解】 水样接入电路部分可看作长度为、横截面积为的柱形导体，其电阻为，其中。 实验中调节电阻箱使灵敏电流表每次均满偏，说明电路总电阻不变。设除水样外其余电阻之和为常量，则电阻箱阻值与水样电阻满足，即。 由图（5）可知，当时，，所以，解得水样的电阻率为。 【小问4详解】 由上式可知水样电阻。当接入电路中水样长度为时，水样电阻为。 【小问5详解】 灵敏电流表内阻只包含在除水样外的其余电阻常量中。实验通过保持灵敏电流表满偏，使总电阻保持不变，再由与的关系图线斜率或截距关系求电阻率，灵敏电流表内阻只影响总电阻常量，不影响图线斜率及由、确定的结果，故对本实验结果无影响。 13. 利用电场和磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内边长为的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电荷量为、质量为的粒子从P点以速度垂直射入电场，从a点进入磁场后，恰好从c点离开磁场。已知P点坐标为（，），a点坐标为（，），c点坐标为（，），不计粒子受到的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子离开磁场时的速度大小； （3）匀强磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子在电场中运动时的加速度大小为，运动时间为，水平方向则有 竖直方向则有 ， 联立解得 （2）设粒子在a点时的速度方向与轴的夹角为，则有 粒子进入磁场时的速度大小为 可知粒子离开磁场时的速度大小为。 （3）如图所示 设粒子在磁场中运动的轨道半径为，由几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 14. 随着国产新能源汽车的飞速发展，现在高端的国产新能源汽车也配备如图1所示的空气悬架系统，该系统可以简化成一个带活塞的导热汽缸，如图2所示，活塞通过轻质金属杆固连到车轮轮轴上。一辆质量为（不含4个车轮和活塞）的汽车静止在水平地面时，每个汽缸内气体体积为，活塞面积，初始时环境温度为27℃，大气压强为（汽缸内气体可看成理想气体，g取） （1）若环境温度缓慢升高到33℃，大气压强保持不变，求每个汽缸内气体的体积； （2）若环境温度保持27℃不变，质量m＝60kg的驾驶员上车，待缸内气体稳定后，求每个汽缸内气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车质量不变，则汽缸内气体压强不变，属于等压变化，有 解得 【小问2详解】 初始时，设每个汽缸的压强为，则有 解得 驾驶员上车后，设每个汽缸内压强为，则有 解得 驾驶员上车过程属于等温变化，有 解得 15. 图1 为某种发电装置的结构示意图，轻质磁铁固定在震颤薄膜上，磁铁上方和下方各固定一个缠绕方向相反、其他规格相同的线圈。以薄膜平衡位置为原点O，竖直向上为x轴正方向建立坐标轴，两线圈与磁铁间距离均为，当受到外力作用时，薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动。已知线圈的匝数为 n、横截面积为S、磁铁中轴线上各点磁感应强度B 的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图2 所示，图2中B与x关系式满足 （其中k为未知常量），图中、、为已知量，线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小，不计线圈电阻和自感、互感的影响，两线圈电路连接如图3所示。定值电阻R=5Ω，电容器的电容C=0.2F，足够长的光滑平行金属导轨AG、BH 固定于水平面内，相距为L=2m，处于竖直向下、大小为 的匀强磁场中，导轨在C、D处各被一小段正对的绝缘材料隔开，质量为 kg 的金属棒a静置于导轨AB处，质量为 的金属棒b 紧贴 CD 右侧放置，质量为 kg的金属棒c静置于b棒右侧 的EF处。a、b棒接入回路的电阻. ，c 棒接入回路的电阻. ，导轨电阻不计。初始时单刀双掷开关S与触点“1”接触。 （1）若磁铁振幅为A，从O 点运动到最高点经过的时间为Δt，判断此过程流过电阻R中电流的方向及流过R 的电荷量。 （2）磁铁上升过程某时刻，电容器带电荷量，此时将开关S拨到触点“2”。当金属棒a运动至 CD时电容器两端的电压U=5V，此时a、b两棒发生碰撞并结合为一个整体，最终各棒运动达到稳定状态，求最终a、b棒整体与c棒的距离以及从a、b棒碰后到各棒稳定的过程中a、b棒整体产生的焦耳热。 （3）写出磁铁以速率向上经过平衡位置时，电阻R 的电功率表达式。 【答案】（1）电流方向由M到N， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 磁铁从O点运动到最高点，上线圈内的磁通量增大，下线圈内的磁通量减小，根据右手螺旋定则可知流过电阻R中电流方向为从M流向N。根据法拉第电磁感应定律 流过R的电量为 【小问2详解】 S接2后，电容放电，棒a运动至CD时，电容器带电量为 该过程电容放电 对棒a，根据动量定理，其中 解得 ab棒碰撞粘合，根据动量守恒 解得 此后，abc系统动量守恒，最终速度相同，则 解得 对棒c，根据动量守恒，其中 解得 最终“双棒”整体与c棒的距离 撞后abc系统，能量守恒 从a、b棒碰后到各棒稳定的过程中a、b棒整体产生的焦耳热 【小问3详解】 以速率向上经平衡位置时，取极短一段时间Δt（Δt趋于零），上移极小位移Δx 根据电磁感应定律 其中 可得 同理可得 线圈中产生的感应电动势为 此时，R的电功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省武冈市诚东高级中学2026-2027学年高三年级上学期10月学情物理自测试卷 一、选择题：本题共7小题。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. 为喜迎2025年元旦，营造喜庆氛围，将一个质量为的灯笼通过轻质细线悬挂在屋檐下，灯笼在水平风力作用下静止不动，悬挂的细线与竖直方向夹角为，g取。则下列说法正确的是（　　） A. 水平风力大小为 B. 细线的拉力大小为 C. 若水平风力变大，灯笼平衡后静止，则细线拉力变小 D. 若水平风力变大，灯笼平衡后静止，则细线与竖直方向夹角变小 2. 氢原子能级图如图所示，大量处于同一能级的氢原子向低能级跃迁时，共释放出3种频率的光。用3种光分别照射光电管的阴极K，有两种光能使阴极发生光电效应，则阴极金属的逸出功可能为（　　） A. 1.5eV B. 5.5eV C. 10.4eV D. 11.5eV 3. 如图所示，质量m=245g的物块（可视为质点）放在质量M=0.5kg的木板左端，木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数，质量的子弹以速度沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），物块最后恰好没有滑离木板，取，则在整个过程中（　　） A. 物块的最大速度为4m/s B. 木板的最大速度为3m/s C. 物块相对于木板滑行的时间为0.75s D. 木板的长度为3m 4. 按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻力。笔从最低点运动至最高点的过程中（　　） A. 笔的动能一直增大 B. 桌子对笔的支持力冲量等于重力的冲量 C. 弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量 D. 圆珠笔一直处于完全失重状态 5. 旋光仪测糖溶液浓度的原理如下：偏振光通过糖溶液后，迎着光看，以传播方向为轴，偏振方向的旋转角称为“旋光角”，与糖溶液浓度有关，测量值与标准值比较能确定含糖量。如图，自然光源S与圆形偏振片A、B的圆心共轴，转动B使观察点O处光强最强，将被测样品P置于A、B间。下列说法正确的是（　　） A. 光的偏振现象表明光是一种机械波 B. 阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，与上述原理相同 C. 放置样品P后，到达O处光的强度不会明显减弱 D. 将偏振片B缓慢转动，使得O处光的强度第一次达到最强，偏振片B转过的角度等于 6. 图甲中左侧的调压装置可视为理想变压器，原、副线圈匝数比为，电路中的负载电阻，，A、V为理想交流电流表和理想交流电压表，若流过负载的正弦交变电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈中交变电压的频率为200Hz B. 电压表V的示数为220V C. 电流表A的示数为3A D. 变压器的输入功率为275W 7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 二、选择题：本题共3小题。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。 8. 某静电场中轴正半轴上各点的电势随分布规律如图所示，一个质量为、电荷量大小为的带电粒子从坐标原点沿轴正向射出，粒子仅在电场力作用下恰好能运动到处，则粒子沿轴正向运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子运动的加速度先减小后增大再减小 C. 粒子运动的初速度大小为 D. 粒子运动过程中的最大速度大小为 9. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 10. 正方形导体框的边长为，匝数为，电阻率为，导体横截面积为，密度为，从某一高度处自由下落，如图所示。其下边进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，运动过程中始终水平且和磁场边界平行，直到其上边刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场的磁感应强度大小为，上下高度差也为。重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 穿过磁场过程中，导体框中的电流方向先沿后沿 B. 导体框在刚进入磁场时的速度为 C. 导体框释放时边到磁场上边界的距离为 D. 导体框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为 三、非选择题：本大题共5题 11. 某实验小组利用如下装置验证机械能守恒定律。刚性杆可绕固定转轴O在竖直平面内转动，杆两端分别固定质量相同的金属球a、b；转轴O到a球心的距离为，到b球心的距离为；b球直径为且远小于，转轴O正下方处安装有光电门。初始时杆保持水平，由静止释放a、b，测得b通过光电门的挡光时间为，已知重力加速度为。 回答下列问题： （1）若a、b组成的系统机械能守恒，则实验验证的关系式为________（用字母、、、表示）； （2）b由静止开始第一次转动到最低点的过程中，轻杆对a________（选填“不做功”“做正功”或“做负功”），b的机械能________（选填“守恒”“增大”或“减小”）； （3）实验发现a、b减少的重力势能大于二者增加的动能，可能的原因是：_______________________________。 12. 水的硬度指水中钙、镁离子含量（以mg/L为单位），水的硬度会影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率，某同学将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形透明塑料管道，管道中可用圆形金属电极密封一定的长度（如图（1）所示）。容器内的直径为D。 （1）测量管道的内直径，应该使用图（2）中游标卡尺的部位为（ ） A. 甲 B. 乙 C. 丁 （2）用游标卡尺测量内直径D，读数如图（3），____________cm； （3）该同学用图（4）电路来测量水样的电阻率。①调整电阻箱R的阻值，使灵敏电流表满偏，记录电阻箱阻值R和接入电路的水样长度L。②改变接入电路的水样长度L，重复①。多次测量后，根据数据得到图（5），图（5）中直线截距分别为和。则水样的电阻率为____________（用D，、表示）； （4）图（5）中接入电路中水样长度为时，水样的电阻为____________； （5）灵敏电流表的内阻对本实验结果____________（填“有”或“无”）影响。 13. 利用电场和磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内边长为的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电荷量为、质量为的粒子从P点以速度垂直射入电场，从a点进入磁场后，恰好从c点离开磁场。已知P点坐标为（，），a点坐标为（，），c点坐标为（，），不计粒子受到的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子离开磁场时的速度大小； （3）匀强磁场的磁感应强度大小。 14. 随着国产新能源汽车的飞速发展，现在高端的国产新能源汽车也配备如图1所示的空气悬架系统，该系统可以简化成一个带活塞的导热汽缸，如图2所示，活塞通过轻质金属杆固连到车轮轮轴上。一辆质量为（不含4个车轮和活塞）的汽车静止在水平地面时，每个汽缸内气体体积为，活塞面积，初始时环境温度为27℃，大气压强为（汽缸内气体可看成理想气体，g取） （1）若环境温度缓慢升高到33℃，大气压强保持不变，求每个汽缸内气体的体积； （2）若环境温度保持27℃不变，质量m＝60kg的驾驶员上车，待缸内气体稳定后，求每个汽缸内气体的体积。 15. 图1 为某种发电装置的结构示意图，轻质磁铁固定在震颤薄膜上，磁铁上方和下方各固定一个缠绕方向相反、其他规格相同的线圈。以薄膜平衡位置为原点O，竖直向上为x轴正方向建立坐标轴，两线圈与磁铁间距离均为，当受到外力作用时，薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动。已知线圈的匝数为 n、横截面积为S、磁铁中轴线上各点磁感应强度B 的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图2 所示，图2中B与x关系式满足 （其中k为未知常量），图中、、为已知量，线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小，不计线圈电阻和自感、互感的影响，两线圈电路连接如图3所示。定值电阻R=5Ω，电容器的电容C=0.2F，足够长的光滑平行金属导轨AG、BH 固定于水平面内，相距为L=2m，处于竖直向下、大小为 的匀强磁场中，导轨在C、D处各被一小段正对的绝缘材料隔开，质量为 kg 的金属棒a静置于导轨AB处，质量为 的金属棒b 紧贴 CD 右侧放置，质量为 kg的金属棒c静置于b棒右侧 的EF处。a、b棒接入回路的电阻. ，c 棒接入回路的电阻. ，导轨电阻不计。初始时单刀双掷开关S与触点“1”接触。 （1）若磁铁振幅为A，从O 点运动到最高点经过的时间为Δt，判断此过程流过电阻R中电流的方向及流过R 的电荷量。 （2）磁铁上升过程某时刻，电容器带电荷量，此时将开关S拨到触点“2”。当金属棒a运动至 CD时电容器两端的电压U=5V，此时a、b两棒发生碰撞并结合为一个整体，最终各棒运动达到稳定状态，求最终a、b棒整体与c棒的距离以及从a、b棒碰后到各棒稳定的过程中a、b棒整体产生的焦耳热。 （3）写出磁铁以速率向上经过平衡位置时，电阻R 的电功率表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $