2021-2022學年新疆昌吉州教育體系高三（上）第四次診斷物理試卷【附答案】

2021-2022學年新疆昌吉州教育體系高三（上）第四次診斷物理

試卷

一、選擇題（本題共10小題。在每小題給出的四個選項中，第1?6小題只有一個選項正

確，第7?10小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或

不答的得0分）

1.（4分）高蹺運動是一項新型運動，圖甲為一彈簧高蹺的結構簡圖。當人抓住扶手用力蹬

踏板壓縮彈簧后，人就被向上彈起，進而帶動高蹺跳躍，如圖乙所示。則下列說法正確

的是（）

A.人向上彈起的過程中，一直處于超重狀態(tài)

B.人向上彈起的過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力

C.彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力大于人的重力

D.彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力等于人和高蹺的總重力

2.（4分）一質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強電場中以水平速度拋出，小球的加速

度大小為空，空氣阻力不計，小球在下落h的過程中，則（）

3

A.小球的動能增加皿

3

B.小球的重力勢能減少在也

3

c.小球的電勢能增加工也

3

D.小球的機械能減少生雪

3

3.（4分）航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點短時間開動小型發(fā)動機

進行變軌，從圓形軌道I進入橢圓軌道H,B為軌道H上的一點，如圖所示。下列說法

中正確的有（）

A.航天飛機在軌道n上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度

B.航天飛機在軌道n上運動的周期大于在軌道I上運動的周期

C.航天飛機在軌道II上經(jīng)過A的速度小于在軌道I上經(jīng)過A的速度

D.航天飛機在軌道II上經(jīng)過A的加速度大于在軌道I上經(jīng)過A的加速度

4.（4分）如圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細線懸掛起來兩個帶電小球A、B,

左邊放一個帶正電的固定球Q時，兩懸線都保持豎直方向，關于A、B所帶電荷的電性

及電荷量關系，下面說法中正確的是（）

B.A帶負電，B帶正電，并且A帶電荷量較小

C.A帶負電，B帶正電，并且A帶電荷量較大

D.A帶正電，B帶負電，并且A帶電荷量較小

5.（4分）“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的照片如圖所示。為不損傷望遠鏡

球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氮氣球拉著。當他在離底部有一定高度的望遠

鏡球面上緩慢移動時，氮氣球對其有大小為互mg（g為重力加速度）、方向豎直向上的拉

6

力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺。若將工作人員視為質(zhì)點，當工作人員在

望遠鏡球面最低點緩慢向上移動時，下列說法正確的是（）

A.工作人員受到的重力減小

B.工作人員受到的合力減小

C.工作人員受到的摩擦力減小

D.工作人員受到的支持力減小

6.（4分）如圖，在等邊三角形abc的a點和b點分別放置垂直于三角形平面的無限長直導

線，兩導線通電電流相等，a點的導線電流向里，b點的導線電流向外。已知兩通電導線

在c點形成的磁感應強度大小為Bo已知無限長直導線在某點形成的磁感應強度可表示

為B=k_L,其中k為比例系數(shù)，I為電流強度，r為該點到導線距離，則0點的磁感應

r

強度為（）

A.大小為2B,方向垂直ab向下

B.大小為2B,方向垂直ab向上

C.大小為4B,方向垂直ab向上

D.大小為4B,方向垂直ab向下

7.（4分）如圖所示，在正四面體P-ABC中，O是底面AB邊的中點，在A、B兩點分別

固定兩個等量異種點電荷。則下列說法中正確的是（）

A.P、C兩點的電勢差為零

B.P點的電場強度與C點的電場強度相同

C.將帶正電的試探電荷q從O點沿著OC移動到C點，試探電荷的電勢能逐漸減小

D.將帶正電的試探電荷q從P點沿著PC移動到C點，試探電荷的電勢能先減小后增大

8.（4分）某品牌電動車的質(zhì)量為66kg,一質(zhì)量為60kg的人騎著該電動車以10m/s的速度

勻速前進，驅動電機的輸入電流為6A,電壓為48V,電動車行駛時所受阻力為其重力的

忽略零件間的摩擦，已知當?shù)刂亓铀俣葹?0m/s2o下列說法正確的是（)

50

益

A.驅動電機的輸入功率為288W

B.電動車的機械功率為250W

C.驅動電機的內(nèi)阻為1.0。

D.驅動電機的機械效率為85%

9.（4分）如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，虛線OC水平，

D是圓環(huán)最低點。兩個質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕桿相連，從

圖示位置由靜止釋放，則（）

A.當輕桿水平時，A、B兩球的總動能最大

B.A球或B球在運動過程中機械能守恒

C.由于A和B均受到輕桿的作用力，A、B系統(tǒng)的機械能不守恒

D.B球到達D點時的速度大小為/彘

10.（4分）如圖所示的U-I圖像中，直線A為電源的路端電壓與電流的關系，直線B、C

分別是電阻Ri、R2的電壓與電流的關系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成閉合

電路，下列說法正確的是（）

A.兩個電阻的電功率相等

B.Ri接在電源上時，電源的輸出功率較大

C.R2接在電源上時，電源內(nèi)阻的熱功率較小

D.兩種情況下，電源的總功率相等

二、實驗探究題（本題共2小題，共15分。第11小題6分，第12小題9分）

11.（6分）彈簧是大家在生活中比較常見的機械零件，彈簧在外力作用下發(fā)生形變，撤去

外力后，彈簧就能恢復原狀。很多工具和設備都是利用彈簧這一性質(zhì)來工作的。實驗室

中有五根一模一樣的彈簧，小明想測量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平

鐵架臺上，如圖甲所示，1號彈簧不掛鉤碼，2號掛1個鉤碼，3號掛2個鉤碼，依此類

推，鉤碼均相同。計算結果均保留3位有效數(shù)字。

甲乙內(nèi)

（1）為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小F與伸長量Ax的關系，小明以1號彈簧末端指針所

指的位置為原點，作出豎直的y軸及水平的x軸，其中y軸代表,x軸代

表。（均選填“F”或“Ax”）

（2）為測量彈簧的伸長量，小明取來一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100cm刻度剛

好與1號彈簧末端指針在同一水平線上，測量2號彈簧末端指針位置時，示數(shù)如圖乙所

示，則此時彈簧伸長量為cm。

（3）小明依次測量3號、4號、5號彈簧的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖

丙，已知圖中數(shù)據(jù)的單位均取國際單位制單位，則這些彈簧的勁度系數(shù)為N/mo

12.（9分）一顆米粒大小的黑色腦袋，拖著兩根發(fā)絲粗細、長約五六厘米的小辮子一一這

個狀如蝌蚪的小家伙就是中國科學院新疆理化技術研究所軍工部生產(chǎn)的熱敏電阻。它已

經(jīng)六度隨著神舟宇宙飛船上天，遨游了浩瀚的太空。熱敏電阻是一種測量和控制溫度的

敏感元件。從1965年接受我國航天部門任務、為我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”研

制配套熱敏電阻以來，新疆理化所一直在為我國航天高新技術工程和國防現(xiàn)代化武器裝

備研制配套熱敏電阻器，是國內(nèi)唯一研究開發(fā)NTC熱敏電阻器的科研單位。用對溫度敏

感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線

性的。某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮鑂i、R2連成圖甲虛線框內(nèi)所示的電路，以使

該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻

值范圍。為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖

甲所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大，RL的測量結果如表所示。

HKlt在控■裳?中）

溫度t(℃)30.040.050.060.070.080.090.0

阻值RL（。）54.351.548.344.741.437.934.7

回答下列問題：

（1）根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。

（2）在圖丙坐標紙上作RL-t關系圖線，則RL-t圖像為一條（選填“直線”

或曲線”）。

（3）在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丁所示，電流表的示數(shù)為

mA,電壓表的示數(shù)為Vo此時等效電阻RL的阻值為。（結果保留3位

有效數(shù)字）；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為℃（結果保留3位有效數(shù)字）。

三、計算題（本題共4小題，共45分。解答時寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算

步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

13.（9分）如圖甲所示，一本詞典放置在水平桌面上，詞典的總厚度H=6cm,總質(zhì)量M

=1.8kg,將一張白紙（質(zhì)量和厚度均可忽略）夾在詞典最深處，白紙距詞典上表面的高

度為h=4cm,如圖乙所示，白紙上下表面與書頁間，詞典與桌面間的動摩擦因數(shù)均為日

=0.3,各接觸面間的最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力，白紙受到的壓力大小等于壓

在白紙上方那部分詞典的重力，且詞典的質(zhì)量隨高度均勻分布。用大小合適的水平拉力

向外拉白紙，可帶動詞典在桌面上運動，重力加速度g=10m/s2,求:

（1）詞典在桌面上運動時桌面對詞典的摩擦力和白紙與詞典間的最大摩擦力;

（2）詞典在桌面上運動的最大加速度。

口紙

圖中

14.（10分）如圖所示，水平長直導線MN中通以從M到N方向的恒定電流，用I兩根輕質(zhì)

絕緣細線將矩形線圈abed懸掛在其正下方。開始時線圈內(nèi)不通電流，兩細線的張力均為

F；當線圈中通過的電流為I時，兩細線的張力均減小為F。

（1）請判斷該線圈中通過的電流方向。

（2）當線圈中電流變?yōu)槎啻髸r，兩細線內(nèi)的張力均為零。

15.（10分）某種彈射裝置的示意圖如圖所示，三個質(zhì)量均為m=lkg的滑塊A、B、C置

于光滑的水平導軌MN上，滑塊B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長，滑塊B與輕彈

簧連接，滑塊C未連接彈簧，滑塊B、C處于靜止狀態(tài)且離N點足夠遠?，F(xiàn)讓滑塊A以

初速度vo=6m/s沿滑塊B、C連線方向向滑塊B運動，滑塊A與B碰撞后黏合在一起,

碰撞時間極短。求:

（1）滑塊A與B發(fā)生碰撞過程中損失的機械能。

（2）滑塊C最終的速度。

16.(16分)如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L,兩板間距離為，工，PQ板帶

2

正電，MN板帶負電，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強磁場。一個電荷量為q、質(zhì)

量為m的帶負電的粒子以速度v從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，結果粒子

恰好從PQ板左邊緣飛進磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進電場。不計粒子重力。

求：

(1)兩金屬板間所加電場的場強大小。

(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小。

B

X

2021-2022學年新疆昌吉州教育體系高三（上）第四次診斷物理

試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題（本題共10小題。在每小題給出的四個選項中，第1?6小題只有一個選項正

確，第7?10小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或

不答的得（）分）

1.（4分）高蹺運動是一項新型運動，圖甲為一彈簧高蹺的結構簡圖。當人抓住扶手用力蹬

踏板壓縮彈簧后，人就被向上彈起，進而帶動高蹺跳躍，如圖乙所示。則下列說法正確

的是（）

A.人向上彈起的過程中，一直處于超重狀態(tài)

B.人向上彈起的過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力

C.彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力大于人的重力

D.彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力等于人和高蹺的總重力

【解答】解：A、人向上彈起的過程中，先超重后失重，故A錯誤；

B、人向上彈起的過程中，根據(jù)牛頓第三定律，踏板對人的作用力等于人對踏板的作用力，

故B錯誤；

CD、彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力大于人和高蹺的總重力，故C正確、D錯

味、口。

故選：Co

2.（4分）一質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強電場中以水平速度拋出，小球的加速

度大小為雪，空氣阻力不計，小球在下落h的過程中，則（）

3

A.小球的動能增加三立

3

B.小球的重力勢能減少空典

3

C.小球的電勢能增加皿

3

D.小球的機械能減少空畫

3

【解答】解：A、根據(jù)動能定理：小球動能的變化量等于合力做功，^EkuF合?h=mah

=m?2gh.故A錯誤。

3

B、小球的重力做正功mgh,重力勢能減小mgh,故B錯誤；

C、根據(jù)能量守恒定律得：小球電勢能增加mgh-2mgh=_Lmgh,故C正確

33

D、由上可知：重力勢能減小mgh,動能增加Zmgh,則機械能減小」mgh.故D錯誤。

33

故選：Co

3.（4分）航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點短時間開動小型發(fā)動機

進行變軌，從圓形軌道I進入橢圓軌道H,B為軌道H上的一點，如圖所示。下列說法

中正確的有（）

A.航天飛機在軌道H上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度

B.航天飛機在軌道II上運動的周期大于在軌道I上運動的周期

C.航天飛機在軌道n上經(jīng)過A的速度小于在軌道I上經(jīng)過A的速度

D.航天飛機在軌道II上經(jīng)過A的加速度大于在軌道I上經(jīng)過A的加速度

【解答】解：AC、航天飛機在A點由軌道I進入橢圓軌道II必須減速才能做近心運動，

但從A到B的過程中，航天飛機所受萬有引力做正功，所以航天飛機在軌道II上經(jīng)過A

的速度小于經(jīng)過B的速度，在軌道II上經(jīng)過A的速度小于在軌道I上經(jīng)過A的速度，故

A錯誤，C正確；

3

B、軌道H的半長軸比軌道I的半徑短，根據(jù)開普勒第三定律三=k,所以航天飛機在

T/

軌道II上運動的周期小于在軌道I上運動的周期，故B錯誤；

D、加速度是由萬有引力提供，所以a=型，航天飛機在軌道II上經(jīng)過A的加速度等于

2

在軌道I上經(jīng)過A的加速度，故D錯誤。

故選：Co

4.（4分）如圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細線懸掛起來兩個帶電小球A、B,

左邊放一個帶正電的固定球Q時，兩懸線都保持豎直方向，關于A、B所帶電荷的電性

及電荷量關系，下面說法中正確的是（）

g

A.A帶正電,B帶正電，并且A帶電荷量較大

B.A帶負電，B帶正電,并且A帶電荷量較小

C.A帶負電，B帶正電,并且A帶電荷量較大

D.A帶正電，B帶負電,并且A帶電荷量較小

【解答】解：要使A、B兩球都靜止，合力都應為零，以B為研究對象，可知，A與Q

對B的靜電力方向相反，則A與Q的電性必須相反，所以A帶負電。對A研究對象，

可知，B與Q對A的靜電力方向相反，則B與Q的電性相同，所以B帶正電。

以AB整體為研究對象，可知，Q對A與Q對B的靜電力大小應相等，A離Q近，根據(jù)

庫侖定律F=k§&知，A帶電荷量較小。故ACD錯誤，B正確。

r2

故選:B.

5.（4分）“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的照片如圖所示。為不損傷望遠鏡

球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氮氣球拉著。當他在離底部有一定高度的望遠

鏡球面上緩慢移動時，氮氣球對其有大小為互mg（g為重力加速度）、方向豎直向上的拉

6

力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺。若將工作人員視為質(zhì)點，當工作人員在

望遠鏡球面最低點緩慢向上移動時，下列說法正確的是（）

A.工作人員受到的重力減小

B.工作人員受到的合力減小

C.工作人員受到的摩擦力減小

D.工作人員受到的支持力減小

【解答】解：A、工作人員受到的重力與在球面上的位置無關，重力不變，故A錯誤；

B、由于工作人員緩慢移動，一直處于平衡狀態(tài)，所以工作人員所受合力一直為零，故B

錯誤；

C、設工作人員和球面圓心的連線與豎直方向的夾角為。，當工作人員在望遠鏡球面最低

點緩慢向上移動時0增大，由受力分析可得工作人員受到的摩擦力f=mgsin。，0角增大,

f增大，故C錯誤；

D、由受力分析可得，工作人員受到的支持力FN=mgcos。，。角增大，F(xiàn)N減小，故D正

確。

故選：D。

6.（4分）如圖，在等邊三角形abc的a點和b點分別放置垂直于三角形平面的無限長直導

線，兩導線通電電流相等，a點的導線電流向里，b點的導線電流向外。已知兩通電導線

在c點形成的磁感應強度大小為Bo已知無限長直導線在某點形成的磁感應強度可表示

為B=kJl,其中k為比例系數(shù)，I為電流強度，r為該點到導線距離，則0點的磁感應

強度為（）

?、

晝-?…二;..........5

A.大小為2B,方向垂直ab向下

B.大小為2B,方向垂直ab向上

C.大小為4B,方向垂直ab向上

D.大小為4B,方向垂直ab向下

【解答】解：設等邊三角形的邊長為L,根據(jù)公式B=k工，結合矢量的疊加原理，則a

r

導線在C點產(chǎn)生的磁感應強度大小為方向垂直連線斜向右下方；b導線在C點產(chǎn)生

的磁感應強度大小為4,方向垂直連線斜向左下方，兩者夾角為120°,根據(jù)疊加原理

可知，B=[,

同理a導線在0點產(chǎn)生的磁感應強度大小為24，方向垂直連線向下方；b導線在。點

產(chǎn)生的磁感應強度大小為24，方向垂直連線向下方,則。點的磁感應強度為41,

即4B,方向垂直ab向下，故D正確，ABC錯誤。

故選：D。

7.（4分）如圖所示，在正四面體P-ABC中，O是底面AB邊的中點，在A、B兩點分別

固定兩個等量異種點電荷。則下列說法中正確的是（）

A.P、C兩點的電勢差為零

B.P點的電場強度與C點的電場強度相同

C.將帶正電的試探電荷q從O點沿著OC移動到C點，試探電荷的電勢能逐漸減小

D.將帶正電的試探電荷q從P點沿著PC移動到C點，試探電荷的電勢能先減小后增大

【解答】解：A、由幾何關系可知，平面PCO為AB的中垂面，根據(jù)等量異種電荷等勢

面分布情況可知，PCO為等勢面，P點與C點的電勢相等，則A、C兩點的電勢差為零,

故A正確；

B、由對稱性可知P、C兩點的電場強度大小相等，P、C兩點的電場方向都平行于AB

指向A,所以P、C兩點的電場強度相同，故B正確；

CD、因為PCO為等勢面，所以將帶正電的試探電荷q從O點沿著OC移動到C點，或

將帶正電的試探電荷q從P點沿著PC移動到C點，試探電荷的電勢能均保持不變，故

CD錯誤。

故選：AB。

8.（4分）某品牌電動車的質(zhì)量為66kg,一質(zhì)量為60kg的人騎著該電動車以10m/s的速度

勻速前進，驅動電機的輸入電流為6A,電壓為48V,電動車行駛時所受阻力為其重力的

2

，，忽略零件間的摩擦，已知當?shù)刂亓铀俣葹?0m/so下列說法正確的是（）

50

益

A.驅動電機的輸入功率為288W

B.電動車的機械功率為250W

C.驅動電機的內(nèi)阻為1.0。

D.驅動電機的機械效率為85%

【解答】解：A、驅動電機的輸入功率P入=UI=48X6W=288W,故A正確；

B、電動車行駛時所受阻力f=0.02mg=0.02X126X10N=25.2N,電動車勻速行駛時，有

F=f,故牽引電動車前進的機械功率P機=Fv=25.2X10W=252W,故B錯誤；

C、設驅動電機的內(nèi)阻為R,由能量守恒定律得P入t=P機t+FRi,解得驅動電機的內(nèi)阻R

=1.0ft,故C正確；

P機

D、驅動電機的機械效率口=—^X100%=87.5%,故D錯誤。

P入

故選：AC,

9.（4分）如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，虛線OC水平，

D是圓環(huán)最低點。兩個質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕桿相連，從

圖示位置由靜止釋放，則（）

A.當輕桿水平時，A、B兩球的總動能最大

B.A球或B球在運動過程中機械能守恒

C.由于A和B均受到輕桿的作用力，A、B系統(tǒng)的機械能不守恒

D.B球到達D點時的速度大小為J彘

【解答】解：A、A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒。因為桿子水平時，

系統(tǒng)重力勢能減小最大，根據(jù)機械能守恒，知系統(tǒng)動能最大，所以當桿水平時，A、B球

的速度最大?？倓幽茏畲螅还蔄正確；C錯誤；

B、因A球或B球在運動中會受到桿的作用，故單個小球的機械能不守恒；故B錯誤;

D、B球運動到最低點D時,系統(tǒng)減小的重力勢能為mgR,由機械能守恒定律可知,」（2m）

2

v2=mgR；解得：v='彘；故D正確；

故選：ADo

10.（4分）如圖所示的U-I圖像中，直線A為電源的路端電壓與電流的關系，直線B、C

分別是電阻Ri、R2的電壓與電流的關系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成閉合

電路，下列說法正確的是（）

A.兩個電阻的電功率相等

B.Ri接在電源上時，電源的輸出功率較大

C.R2接在電源上時，電源內(nèi)阻的熱功率較小

D.兩種情況下，電源的總功率相等

【解答】解：AB、根據(jù)U-I圖像得出：U=%T+Uo,當h=且時，代入表達式得

104

u,=3,；當i2=&時，代入表達式得U2=y匕

4U022

Ri電阻的電功率PB=UBIB=—LL義—LL―——!zL,R2電阻的電功率為Pc=UcIc=

224

=-3U0IQ-故有PB>PC，故A錯誤，B正確；

4416

I2

o

C、當Ri接在電源上時，電源內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱=也2「=4I—

I2

0

當R2接在電源上時，電源內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱'16故R2接在電源上時,

電源內(nèi)阻的熱功率較小，故C正確；

D、電源總功率為P=EI,由于電路中電流不相等，所以功率不相等，故D錯誤。

故選：BCo

二、實驗探究題（本題共2小題，共15分。第11小題6分，第12小題9分）

11.(6分)彈簧是大家在生活中比較常見的機械零件，彈簧在外力作用下發(fā)生形變，撤去

外力后，彈簧就能恢復原狀。很多工具和設備都是利用彈簧這一性質(zhì)來工作的。實驗室

中有五根一模一樣的彈簧，小明想測量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平

鐵架臺上，如圖甲所示，1號彈簧不掛鉤碼，2號掛1個鉤碼，3號掛2個鉤碼，依此類

推，鉤碼均相同。計算結果均保留3位有效數(shù)字。

甲乙內(nèi)

(1)為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小F與伸長量Ax的關系，小明以1號彈簧末端指針所

指的位置為原點，作出豎直的y軸及水平的x軸，其中y軸代表x軸代表A

一(均選填“F”或“Ax”)

(2)為測量彈簧的伸長量，小明取來一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100cm刻度剛

好與1號彈簧末端指針在同一水平線上，測量2號彈簧末端指針位置時，示數(shù)如圖乙所

示，則此時彈簧伸長量為4.00cm。

(3)小明依次測量3號、4號、5號彈簧的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖

丙，已知圖中數(shù)據(jù)的單位均取國際單位制單位，則這些彈簧的勁度系數(shù)為50.0N/m。

【解答】解：(1)由題圖甲知，y軸代表彈簧的伸長量Ax,x軸代表彈力大小F。

(2)由題圖乙知，2號彈簧末端指針位置對應的刻度為96.00cm,故彈簧伸長量

Ax=100cm-96.00cm=4.00cm

(3)由題圖丙得，kY-=~~生F/m=50.ON/ir

△x8X10-2

故答案為：(1)F；Ax；(2)4.00；(3)50.0

12.(9分)一顆米粒大小的黑色腦袋，拖著兩根發(fā)絲粗細、長約五六厘米的小辮子一一這

個狀如蝌蚪的小家伙就是中國科學院新疆理化技術研究所軍工部生產(chǎn)的熱敏電阻。它已

經(jīng)六度隨著神舟宇宙飛船上天，遨游了浩瀚的太空。熱敏電阻是一種測量和控制溫度的

敏感元件。從1965年接受我國航天部門任務、為我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”研

制配套熱敏電阻以來，新疆理化所一直在為我國航天高新技術工程和國防現(xiàn)代化武器裝

備研制配套熱敏電阻器，是國內(nèi)唯一研究開發(fā)NTC熱敏電阻器的科研單位。用對溫度敏

感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線

性的。某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮鑂i、R2連成圖甲虛線框內(nèi)所示的電路，以使

該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻

值范圍。為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖

甲所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大，RL的測量結果如表所示。

在控■裝■中）

乙

J-

溫度t(℃)30.040.050.060.070.080.090.0

阻值RL（。）54.351.548.344.741.437.934.7

回答下列問題：

（1）根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線。

（2）在圖丙坐標紙上作RL-t關系圖線，則RL-t圖像為一條直線（選填“直線”

或曲線”）。

（3）在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丁所示，電流表的示數(shù)為H5

mA,電壓表的示數(shù)為5.00V。此時等效電阻RL的阻值為43.5。（結果保留3

位有效數(shù)字）；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為（結果保留3位有效數(shù)字）。

【解答】解：（1）根據(jù)電路圖連接實物圖，Ri與RT并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，滑動變阻器為

限流接法，注意各電表的極性，開關控制整個電路，連線如圖1所示

圖1

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在RL-t圖像中描點，連接各點使點盡可能多落在直線上，不在直

線上的點分居直線兩側，作出的Ri「t圖像為一條直線，Ri「t關系圖線如圖2所示

（3）圖丁中電壓表分度值為0.1V,電壓表讀數(shù)為U=5.00V；電流表分度值為5mA,電

流表讀數(shù)為1=115mA,貝I」

RL=U=_為?——￡1=43.50,

1115X10-3

再由RL-t關系圖線找出RL=43.5C對應的溫度t=64.0℃。

故答案為：（1）圖見解析圖1（2）直線（3）115,5.00,43.5,64.0（62.0C?66.0C均

正確）

三、計算題（本題共4小題，共45分。解答時寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算

步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

13.（9分）如圖甲所示，一本詞典放置在水平桌面上，詞典的總厚度H=6cm,總質(zhì)量M

=1.8kg,將一張白紙（質(zhì)量和厚度均可忽略）夾在詞典最深處，白紙距詞典上表面的高

度為h=4cm,如圖乙所示，白紙上下表面與書頁間，詞典與桌面間的動摩擦因數(shù)均為口

=0.3,各接觸面間的最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力，白紙受到的壓力大小等于壓

在白紙上方那部分詞典的重力，且詞典的質(zhì)量隨高度均勻分布。用大小合適的水平拉力

向外拉白紙，可帶動詞典在桌面上運動，重力加速度g=10m/s2,求：

(1)詞典在桌面上運動時桌面對詞典的摩擦力和白紙與詞典間的最大摩擦力；

(2)詞典在桌面上運動的最大加速度。

門紙

拉力詞典

圖中圖乙

【解答】解：(1)詞典放在水平桌面上時對桌面的壓力大小等于詞典重力大小，根據(jù)摩

擦力公式有

桌面對詞典的摩擦力f="FN=uMg=0.3X1.8X10N=5.4N,方向水平向右，

白紙受到的壓力大小等于壓在白紙上方那部分詞典的重力，則FN'=21Mg=^X1.8X

H6

10N=12N,因為白紙兩面都受到摩擦力，因此白紙與詞典間最大摩擦力f'=2HFN'=2

X0.3X12N=7.2N；

(2)當兩個摩擦力都達到最大時，詞典加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律，有

F-f=Ma,a=f'一[=7.2—5.4m/$2=]m/s2,方向水平向左。

M1.8

答：(1)詞典在桌面上運動時桌面對詞典的摩擦力為5.4N,方向水平向右，白紙與詞典

間的最大摩擦力為7.2N；

(2)詞典在桌面上運動的最大加速度為ImK,方向水平向左。

14.(10分)如圖所示，水平長直導線MN中通以從M到N方向的恒定電流，用兩根輕質(zhì)

絕緣細線將矩形線圈abed懸掛在其正下方。開始時線圈內(nèi)不通電流，兩細線的張力均為

F；當線圈中通過的電流為I時，兩細線的張力均減小為F。

(1)請判斷該線圈中通過的電流方向。

(2)當線圈中電流變?yōu)槎啻髸r，兩細線內(nèi)的張力均為零。

【解答】解：(1)當線圈中通過的電流為I時，兩細線的張力減小，由于通電導線MN

在ab處產(chǎn)生的磁場比de處強，則ab受向上的安培力，且大于cd所受向下的安培力，

由安培定則和左手定則判斷，線圈中電流一定沿順時針方向流動，即a-b-c-d—a。

(2)當線圈中不通電流時，由平衡條件得2F=mg

當兩細線的張力均為F時，有

BabIL-BcdIL+2F'=mg

當兩細線內(nèi)的張力均為零時，有

Babi'L-Bedi'L=mg

聯(lián)立解得I'=F「

F-F，1

答：(1)請判斷該線圈中通過的電流方向為a-*bfcfdfa。

(2)當線圈中電流變?yōu)椤箷r，兩細線內(nèi)的張力均為零。

F-Fz1