浙江省新陣地教育聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高三年級上冊第一次聯(lián)考物理試題（含解析）

浙江省新陣地教育聯(lián)盟2025屆第一次聯(lián)考

物理試題

選擇題部分

一、選擇題I（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一

個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）

1.用國際單位制中的基本單位來表示沖量的單位，正確的是（）

A.N,sB.kg,m/sC.F,tD.kg,m/s2

【答案】B

【解析】

【詳解】沖量表達式為

I=Ft

其中力尸的單位為N,且lN=lkg?m/s2,時間r的單位為s,故國際單位制中的基本單位來表示沖量的單位

為lkg?m/so

故選B。

2.如圖是在巴黎奧運會上，舉重男子61公斤級比賽中，中國選手打破自己保持的抓舉奧運會紀(jì)錄，成功

衛(wèi)冕。在舉起杠鈴的過程中，下列說法正確的是（）

A.地面對運動員的作用力就是運動員的重力

B.杠鈴對運動員的作用力大于運動員對杠鈴的作用力

C.地面對運動員的支持力大小等于運動員對地面壓力的大小

D.地面對運動員先做正功后做負功

【答案】C

【解析】

【詳解】A.地面對運動員的作用力和運動員的重力是兩種不同性質(zhì)的力，不能說地面對運動員的作用力

就是運動員的重力，故A錯誤；

B.杠鈴對運動員的作用力與運動員對杠鈴的作用力是互相作用力，兩個力大小相等，故B錯誤；

C.地面對運動員的支持力與運動員對地面壓力是互相作用力，兩個力大小相等，故C正確；

D.運動員一直沒有離開地面，沒有發(fā)生位移，故地面對運動員不做功，故D錯誤。

故選Co

3.如圖所示，質(zhì)量為機和2機的A、B兩個小球通過輕繩相連，A的上端通過輕彈簧懸掛于天花板，處于

靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g,若將A、B之間的輕繩剪斷，則剪斷瞬間A和B的加速度大小分別為

QA

Z

OB

A.2g,gB.2g,0C.g,gD.g,0

【答案】A

【解析】

【詳解】靜止時，對B分析，有

Fl—2mg

對A分析，有

4單=耳+,煙=3根g

剪斷A、B之間的輕繩瞬間，輕繩的拉力耳突變?yōu)?,彈簧的拉力片單保持不變，仍為3mg,這瞬間，根據(jù)

牛頓第二定律，對B有

2mg=lmaB

解得

“B=g

對A有

F^-mg=maA

解得

%=2g

故選Ao

4.如圖所示是真實情況的炮彈飛行軌跡“彈道曲線”和理想情況拋物線的對比。。、〃、從c、d為彈道曲

線上的五點，其中。點為發(fā)射點，1點為落地點，b點為軌跡的最高點，。、c為運動過程中經(jīng)過的距地面

高度相等的兩點。下列說法正確的是（）

A.炮彈到達b點時，速度為零

B.炮彈經(jīng)過a點時的加速度小于經(jīng)過c點時的加速度

C.炮彈經(jīng)過a點時速度等于經(jīng)過c點時的速度

D.炮彈由a點運動到b點的時間小于由b點運動到c點的時間

【答案】D

【解析】

【詳解】A.炮彈的運動分解為水平與豎直兩個方向的分運動，到達。點時，豎直方向速度為零，水平方

向速度不為零，所以炮彈到達6點時，速度不為零。故A錯誤；

C.炮彈從a點到c點的過程，重力做功為零，阻力做負功，由動能定理可知，炮彈經(jīng)過。點時的速度大

于經(jīng)過c點時的速度。故C錯誤；

B.炮彈經(jīng)過。點與c點時受力分析如圖

由C選項分析可知，炮彈經(jīng)過a點時的速度大于經(jīng)過c點時的速度，即炮彈在a點時水平方向與豎直方向

阻力均大于在c點的阻力。根據(jù)牛頓第二定律可知

可得

aa>ac

故B錯誤；

D.從。到b的過程中，在豎直方向上，受到重力和阻力在豎直向下的分力，由牛頓第二定律可得

mg+力=根％

解得

mg+fx

Cti—

m

在從8到c的過程中，在豎直方向上，受到向下的重力和阻力在豎直向上的分力，由牛頓第二定律可得

mg-f2=ma?

解得

_mg-f

CL^—2

m

對比可得

即上升階段的加速度總體比下降階段的加速度大，由

,12

n=—at

2

可定性確定，豎直位移相同，加速度越大，時間就越短，所以炮彈由。點運動到b點的時間小于由6點運

動到c點的時間。故D正確。

故選D。

5.甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿龍軸相向傳播，如圖所示，f=0時在x=2m處相遇。下列說

法正確的是（）

A.兩列波能發(fā)生干涉B.甲波的周期大于乙波的周期

C.甲波的周期等于乙波的周期D.甲波的波速大于乙波的波速

【答案】B

【解析】

【詳解】AD.甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸相向傳播，則甲波的波速等于乙波的波速，根

據(jù)

可得

于甲="于乙=2

二者頻率不同，則不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故AD錯；

BC.根據(jù)

v

由于

Ap〉H乙

則

軍〉吃

故B正確，C錯誤。

故選B。

6.2024年2月，中科院近代物理研究所在全球首次合成新核素：鉞棚Os和鴇粵w。核反應(yīng)方程為

舞Cd+；：Nif黑Os+4X,餓衰變方程為黑Osf普W+Y。下列說法正確的是（）

A.X是質(zhì)子B.Y是a粒子

C.黑Os的比結(jié)合能大于普WD,衰變過程無質(zhì)量虧損

【答案】B

【解析】

【詳解】A.設(shè)X的質(zhì)量數(shù)機、電荷數(shù)為“根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，結(jié)合核反應(yīng)方程

?置+OCd+Z淺oNi.蟒/OOs+4X

可得

106+58=160+4m,48+28=76+4〃

解得

m=l,n=Q

故X是中子，故A錯誤；

B.設(shè)Y的質(zhì)量數(shù)加'、電荷數(shù)為〃'，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，結(jié)合衰變方程

黑Os3著w+Y

可得

160=156+^,76=74+”

解得

〃/=4,nr=2

故Y是a粒子，故B正確;

CD.放射性衰變的過程中存在質(zhì)量虧損，釋放能量，比結(jié)合能增大，故黑0s的比結(jié)合能小于普W,故CD

錯誤。

故選B。

7.如圖為電吹風(fēng)電路圖，a、。為兩個固定觸點，c、d為可動扇形金屬觸片尸上的兩個觸點，觸片尸處于

不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。"1和利分別是理想變壓器原、副線圈的

匝數(shù)，已知小風(fēng)扇額定電壓為50V,下列說法正確的是（）

B.吹熱風(fēng)時c與。接觸，”與b接觸

C.吹冷風(fēng)時d與。接觸

D.m:〃2=11：2

【答案】B

【解析】

【詳解】ABC.當(dāng)c與6接觸時，電熱絲沒有接通，小風(fēng)扇電路接通，則電吹風(fēng)處于吹冷風(fēng)狀態(tài)；當(dāng)c與

a接觸，1與6接觸時，電熱絲與小風(fēng)扇都接入電路，吹熱風(fēng)；當(dāng)觸片P處于c、d時，電熱絲與小風(fēng)扇都

未接入電路，電吹風(fēng)處于停機，故AC錯誤，B正確；

D.根據(jù)原副線圈兩端的電壓之比與匝數(shù)之比的關(guān)系得

422022

建?505

故D錯誤。

故選B。

8.如圖所示，四個相同半圓形金屬導(dǎo)體對稱放置，兩個帶正電+。，兩個帶負電-。。虛線是等勢面,a、

b、c、1位置如圖所示。下列表述正確的是（）

A.b點和c點電場強度相同

B.四個點中a點的電勢最低

C.四個點中c點的電勢最高

D.d點的電場強度方向指向a點

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)等量同種電荷的電場分布和等量異種電荷的電場分布，可知b點和c點電場強度大小

等，方向不同，故A錯誤；

B.根據(jù)越靠近正電荷的地方，電勢越高；越靠近負電荷的地方，電勢越低，可知。點的電勢比6、d兩點

的電勢更高，故四個點中。點的電勢不是最低，故B錯誤；

C.根據(jù)越靠近正電荷的地方，電勢越高；越靠近負電荷的地方，電勢越低，可知c點的電勢高于。點的

電勢，故四個點中。點的電勢最高，故C正確；

D.根據(jù)電場強度疊加原理，可知兩個正電荷離d點的距離相等，故兩個正電荷在d點產(chǎn)生的合電場強度

方向由。點指向1點；左側(cè)負電荷在d點產(chǎn)生的電場強度方向由。點指向d點，右側(cè)負電荷在d點產(chǎn)生的

電場強度方向由d點指向。點，但右側(cè)負電荷離d點更遠，故其在d點產(chǎn)生的電場強度小于左側(cè)負電荷在

1點產(chǎn)生的電場強度，故兩個負電荷在d點產(chǎn)生的合電場強度方向由。點指向d點，綜上分析可知，d點的

電場強度方向由。點指向d點，故D錯誤。

故選C。

9.如圖所示，我國太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星“善和號”首次成功實現(xiàn)空間太陽H。波段光譜掃描像。

H&和H尸為氫原子能級躍遷產(chǎn)生的兩條譜線，則（

nE/eV

00-------------------------0

5-------0S4

A_________________025

3---1----151

HJHP

2—*——5t-----3.40

1------------13.6

A.H.在真空中速度為光速的十分之一，H夕的速度接近光速

B.H。對應(yīng)的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)

C.H0比H尸更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

D.若H&和H夕都能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，H夕對應(yīng)產(chǎn)生的光電子初動能一定更大

【答案】C

【解析】

【詳解】AC.氫原子"=3與〃=2的能級差小于〃=4與〃=2的能級差，則H0與H0相比，H&的波長

大，頻率小，H.比H乃更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，H”在真空中速度與H夕的相同，為光速，故A錯誤，C正

確；

B.H&對應(yīng)的光子能量為

E=-(-l-51)eV-(-3.40)eV=1.89eV

氫原子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)至少需要能量為

E=-(-3.40)eV-(-13.60)eV=10.2eV

故Ha對應(yīng)的光子不可以使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，故B錯誤；

D.若H0和H夕都能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)

Ek^hv-W

由于Ha的頻率小，則H4對應(yīng)產(chǎn)生的光電子最大初動能一定更大，但光電子的初動能不一定比H。大，故

D錯誤。

故選C。

10.如圖，兩根輕桿分別一端連在墻上A、B兩點，另一端與質(zhì)量為根的小球D相連，AD±BDo已知

AB高度差為h,AB=2BD=23C。小球受到垂直紙面方向微擾時，A、8端可無摩擦轉(zhuǎn)動，等效做單擺運

動。下列說法正確的是（）

A.小球平衡時，兩輕桿拉力大小相同

B.小球等效擺長為/=〃

C.小球質(zhì)量增加，周期變小

D.小球擺動周期為T=隹

72g

【答案】B

【解析】

【詳解】A.小球平衡時，受兩輕桿的拉力和重力作用，但由于桿的長度與高度不同則兩輕桿的作用力不

同，故A錯誤;

B.兩輕桿的拉力的合力和重力等大反向，且根據(jù)等效與懸掛電位于小球重錘線與AB交點，則小球等效

擺長為

l=h

故B正確;

C.根據(jù)單擺的周期公式

T=2;r

可知周期與質(zhì)量無關(guān)，故C錯誤;

D.小球擺動周期

h

T=2]=2兀.

g

故D錯誤。

故選B。

11.如圖所示，某衛(wèi)星在地球附近沿軌道I逆時針方向做勻速圓周運動，為實現(xiàn)變軌，在A點向圖中箭頭

所指徑向極短時間噴射氣體，使衛(wèi)星進入軌道n。之后某次經(jīng)過B點再次變軌進入in軌道。已知II軌道

A.衛(wèi)星在II軌道周期小于I軌道

B.衛(wèi)星在ni軌道運行速度最大，第二次變軌需要加速

C.衛(wèi)星在I軌道經(jīng)過A點的速度比II軌道經(jīng)過B點的速度小

D.衛(wèi)星在A點變軌前后速度變小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.n軌道半長軸大于I軌道半徑，根據(jù)開普勒第三定律

r3_,

r=k

可知衛(wèi)星在n軌道周期大于i軌道的周期，故A錯誤；

B.根據(jù)衛(wèi)星的變軌原理可知，過2點再次變軌進入ni軌道，需點火減速，則衛(wèi)星在軌道n的8點速度最

大，故B錯誤；

CD.衛(wèi)星在I軌道經(jīng)過A點點火噴氣獲得水平向右的速度分量，此時的速度為水平速度和原圓周速度的合

速度，方向為n軌道的切線方向，因此變軌后速度變大，橢圓軌道近地點B點速度大于HI軌道圓周速度,

而ni軌道圓周速度大于I軌道圓周速度，則衛(wèi)星在I軌道經(jīng)過A點的速度比n軌道經(jīng)過B點的速度小，故

c正確，D錯誤；

故選Co

12.如圖甲是檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠。與待測滾珠氏c放置在兩塊平板玻璃之

間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋，若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為

合格，下列說法正確的是（）

A.滾珠6、c均合格B.滾珠氏c均不合格

C.滾珠c合格，6偏大或偏小D.滾珠b合格、。偏大或偏小

【答案】D

【解析】

【詳解】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉

條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等,

即滾珠。的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠6合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠。

的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。

故選D。

13.如圖甲所示，在-dWEd,-dWyWd的區(qū)域中存在垂直。孫平面向里、磁感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場（用

陰影表示磁場的區(qū)域），邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)

生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動勢變?yōu)閳D丙所示實線部分，則

變化后磁場的區(qū)域可能為（

圖甲圖乙圖丙

BB

XX

【答案】c

【解析】

【詳解】根據(jù)題意可知，磁場區(qū)域變化前線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

e=Esincot

由題圖丙可知，磁場區(qū)域變化后，當(dāng)Esin0/=叵時，線圈的側(cè)邊開始切割磁感線，即當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)四時

23

開始切割磁感線，由幾何關(guān)系可知磁場區(qū)域平行于x軸的邊長變?yōu)?/p>

d'=2dcos—=d

3

C正確。

故選c。

【點睛】

二、選擇題n（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一

個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

14.下列說法正確的是（）

A.擴散現(xiàn)象是由于重力作用引起的

B.若氣體分子間距離較大，除了碰撞外可以視為勻速直線運動

C.電容器充放電時，兩極板間周期性變化的電場會產(chǎn)生磁場

D.遠距離輸電時用高壓輸電，電壓越高越好

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動引起的，與對流和重力無關(guān)，故A錯誤；

B.因為氣體分子間的距離較大，分子間的作用力很弱，通常認為氣體分子除了相互碰撞外幾乎不受力的

作用，因此可以做勻速直線運動。這種運動特性使得氣體能夠充滿它能達到的整個空間，故B正確；

C.電容器充放電時，兩極板間周期性變化的電場會產(chǎn)生磁場，故C正確；

D.遠距離輸電時用高壓輸電，要綜合考慮各種因素，并不是輸電電壓越高越好，故D錯誤。

故選BC。

15.在滑絕緣水平面上，三個完全相同的帶電小球，通過不可伸長的絕緣輕質(zhì)細線，連接成邊長為d的正

三角形，如圖甲所示。小球質(zhì)量都為帶電量均為+q,可視為點電荷。初始時，小球均靜止，細線拉直

現(xiàn)將球A和球B間的細線剪斷，當(dāng)三個小球運動到同一條直線上時，速度大小分別為電、ri,V2,如圖乙

所示。當(dāng)三個小球再次運動到成正三角形時，速度大小別為V3、V3、V4,不計空氣阻力，己知兩點電荷的

電勢能紇=左3（r為兩點電荷之間的距離，左為靜電力常量）。下列說法正確的是（）

r

A.圖甲到圖乙過程中，系統(tǒng)電勢能減少出二

2d

B.圖甲到圖乙過程中,球A所受合力沖量大小為q

C.圖甲到圖丙過程中,球c所受合力沖量大小大于小球B所受合力沖量大小

D.速度大小也〉Vl,V4>V3

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.由圖可知只有AB間的電勢能減少了，則

222

Mp=EDAB_耳AB=左9-—=^—

PPABPAB「2r2r

故A正確；

B.對系統(tǒng)根據(jù)動量守恒

mvl+mv1=mv2

根據(jù)能量守恒

111kq1

—m2v.+—m2u+—2=-----

2i2i222d

解得

球A所受合力沖量大小為

km

I=Ap=mV]-0=q

6d

故B正確；

C.由圖可知，圖甲與圖丙的小球間距離相同，則勢能相同，根據(jù)能量守恒可知，圖乙中小球動能都為0。

由動量定理可知，球c所受合力沖量大小等于小球B所受合力沖量大小。故C錯誤；

D.綜上可知V2=2也，V4=V3=0。故D錯誤。

故選AB?

非選擇題部分

三、非選擇題部分

實驗題（I、II兩題共14分）

16.學(xué)生實驗小組要測量量程為3V電壓表內(nèi)阻Rv（約為Ik。-3kQ）可選用的器材有：

多用電表：

電源E（電動勢約5V）；

電壓表Vi（量程5V,內(nèi)阻約3kQ）；

定值電阻Ro（阻值為800。）；

滑動變阻器Ri（最大阻值50Q）；

滑動變阻器&（最大阻值5kQ）；

開關(guān)S,導(dǎo)線若干

完成下列填空：

（1）利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻，先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，選用圖中（填“A”

或“B”）方式連接進行測量；

AB

（2）該多用電表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為15,歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率（填

“xlO”、“X100”或“xlk”）擋，多用電表和電壓表的指針分別如圖甲、乙所示，多用電表的讀數(shù)為

。，電壓表的讀數(shù)為計算出多用電表中電池的電動勢為V（保留3位

乙

（3）為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖丙所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選(填“Ri”或

）；

（4）閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表Vi和待測電壓表的示數(shù)分別為Ui、U,則待

測電壓表內(nèi)阻Rv（用Ui、U和Ro表示）。

【答案】（1）A(2)xlOO1600③.1.402.71

(3)Ri(4)

u「u

【解析】

【小問1詳解】

多用電表使用時電流“紅進黑出”的規(guī)則可知：測量電阻時電源在多用電表表內(nèi)，故將多用電表的紅、黑

表筆分別與待測電壓表的“負極、正極相連”。

故選Ao

【小問2詳解】

[l]Rv約為Ik。3kQ,則歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率x100；

⑵測得到的該電壓表內(nèi)阻為

T?=16.0xl00Q=1.6kQ

[3]測量量程為3V電壓表，則電壓表的讀數(shù)為L40V；

⑷多用電表電池的電動勢為

E=1.40V+—140^xl.5V?2.71V

1.6

【小問3詳解】

圖丙所示的電路，滑動變阻器采用的是分壓式連接，為了方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器即

【小問4詳解】

通過待測電壓表的電流大小與定值電阻電流相同為

根據(jù)歐姆定律得待測電壓表的阻值為

17.甲、乙兩位同學(xué)利用“插針法”來測量平行玻璃磚折射率。

（1）甲同學(xué)用如圖甲所示的裝置進行實驗，為了減小誤差，下列操作正確的是—

A.沒有刻度尺時，可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線

B.玻璃磚的前后兩個側(cè)面務(wù)必平行

C.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些

（2）甲同學(xué)測得a，02,及平行玻璃磚寬度d（真空中光速為c）,光通過玻璃成的時間為o

（用所測得的物理量表示）；

（3）甲同學(xué)正確畫出玻璃磚的兩個折射面“屋和協(xié)后，不慎移動玻璃磚，使它向上平移了一點（如圖所

示），之后插針等操作都正確無誤，并仍以s'和仍為折射面畫光路圖，所得折射率〃的值將

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）；

1-----b'

（4）乙同學(xué)完成光路圖后，以。點為圓心，OA為半徑畫圓，交。。'延長線于C點，過A點和C點作法

線的垂線，與法線的交點分別為8點和。點，如圖乙所示。用刻度尺分別測量CL?的長度尤和AB的長度

?改變?nèi)肷浣?，得到多組尤和y的數(shù)據(jù)。作出y-x圖像，如圖丙所示。可計算得玻璃磚的折射率為一

dsinOx

【答案】（1）C(2)

csin%cos%

（3）不變(4)1.6

【解析】

【小問1詳解】

A.用玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界面會增大實驗誤差，且容易損壞玻璃磚，故A錯誤；

B.即使玻璃磚的前后兩個側(cè)面不平行，但只要操作正確，也不會產(chǎn)生誤差，故B錯誤；

C.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些，這樣可以減小確定光線方向時產(chǎn)生的誤差，故C正

確。

故選Co

【小問2詳解】

由幾何知識可得，光在玻璃磚中傳播的距離為

d

s---------

cos%

光在玻璃磚中的速度為

ccsin0,

v=—=------------

nsin4

聯(lián)立可得，光通過平行玻璃磚的時間

s

t__dsin4

vcsin62cos%

【小問3詳解】

用插針法”測定玻璃磚折射率”的實驗原理是折射定律

sinz

n=-----

sinr

如圖所示

I?

a|I%八'.......a

b―改—b9

*

弋、

實線表示玻璃磚向上平移后實際光路圖，虛線表示作圖光路圖，由圖可看出，畫圖時的入射角、折射角

與實際的入射角、折射角相等，由折射定律可知，測出的折射率沒有變化，即測出的“值將不變。

【小問4詳解】

根據(jù)折射率定義式可得

2

R2

sinZAOBT--1

n=-------------X.6

sinZDOCH

18.在“探究向心力大小表達式”的實驗中，某小組通過如圖甲所示裝置進行實驗，將一滑塊套入水平桿

上，一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測量向心力廠大小。滑塊上固定

一遮光片寬度為d,光電門可以記錄遮光片通過的時間，測得旋轉(zhuǎn)半徑為八滑塊做勻速圓周運動，每經(jīng)過

光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力廠和角速度。的數(shù)據(jù)。

（1）為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑保持不變，某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片

經(jīng)過光電門時的遮光時間為AC,則角速度。=

1

（2）以尸為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中作一條直線，如圖乙所示，直線方程為

Ar2

-b,寫出滑塊質(zhì)量表達式m=_________（用鼠r,d表示），b產(chǎn)生的原因為

【答案】（1）—

r^t

ky

（2）①.機=/②.滑塊受到摩擦力阻力

【解析】

【小問1詳解】

遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間極短，則圓周運動的線速度為

d

v=一

角速度為

vd

a）=—=----

rrA?

【小問2詳解】

口］滑塊向心力為

j-i2

r=mcor

解得

F=m2

r

結(jié)合直線方程尸=左白-0,可知

d2

m——二k

r

解得滑塊的質(zhì)量為

kr

1

⑵由直線方程可知當(dāng)方=0時,HO,即圖像不過坐標(biāo)原點的原因是：滑塊和水平桿之間有摩擦力，開

Ar123

始一段時間，摩擦力提供向心力，當(dāng)摩擦力達到最大值后，才存在繩子拉力；故6產(chǎn)生的原因為滑塊受到摩

擦力阻力。

19.如圖所示一足夠高絕熱汽缸放置于水平地面上，固定在缸壁上導(dǎo)熱隔板A和可動絕熱活塞B在汽缸內(nèi)

形成兩個封閉空間，活塞B與缸壁的接觸光滑但不漏氣，B的上方為大氣，A與B之間以及A與缸底之間

都充滿質(zhì)量相同的同種理想氣體。系統(tǒng)在開始時處于平衡狀態(tài)，A與缸底空間有電爐絲E對氣體緩慢加

熱，活塞B質(zhì)量為相，活塞截面積為S,大氣壓強為加，重力加速度為g,開始AB相距汽缸內(nèi)氣體

溫度為T。在加熱過程中：

(1)A、B之間的氣體經(jīng)歷(填等容、等壓或等溫)過程，A以下氣體經(jīng)歷(填等

容，等壓或等溫)過程；

(2)氣體溫度上升至2T,活塞B上升的高度？

(3)氣體溫度上升至2T,AB間的氣體吸收的熱量與A以下氣體凈吸收的熱量之差為多少？

【答案】(1)①.等壓②.等容

(2)AH=H

(3)^Q=(pos+mg)H

【解析】

【小問1詳解】

[1][2]當(dāng)加熱A中氣體時，A中氣體溫度升高，體積不變，為等容過程；因隔板A為導(dǎo)熱的，則B中氣體

吸收熱量，溫度升高，壓強不變，為等壓過程；

【小問2詳解】

根據(jù)等壓變化可得

SH_5(H+A77)

~T~2T

解得

NH=H

【小問3詳解】

根據(jù)

A以下氣體可得

Q\=AU

AB之間氣體

Q2=AU+W=^+(pos+mg)H

解得

△Q=Q一=(PoS+mg)H

20.如圖所示，光滑水平桌面上放有長為2L=2m的木板C,C的中點右側(cè)光滑，左側(cè)粗糙且動摩擦因數(shù)

〃=0.3。木板C中點處放有物塊B(恰好處于粗糙處)，右端擋板連接一勁度系數(shù)為左=10N/m的輕質(zhì)彈

簧，左端有一固定在地面上的四分之一圓弧軌道D,上表面光滑且半徑R=5m。將物塊A從軌道D不同

高度靜止釋放后無能量損失沖上木板C。A、B、C(連同擋板)的質(zhì)量均為%=lkg。(A、B的尺寸以及

擋板厚度皆可忽略不計，輕質(zhì)彈簧原長小于Im,g取10m/s2,彈簧彈性勢能公式為弓=Q左Ax?)

(1)現(xiàn)將A從D的最高點釋放，求A在最低點時受到滑塊D的支持力大小；

(2)A進入木板后，B和C將相對靜止一起運動，求此時B和C之間的靜摩擦力大小;

(3)從軌道D上某一高度用釋放A,使A與B能發(fā)生碰撞，求高度歷應(yīng)滿足的條件；

(4)從軌道D上某一高度必釋放A,A與B發(fā)生彈性碰撞。當(dāng)彈簧形變量最大時，A與C之間恰好滑

動,求A釋放的最大高度〃2。

【答案】(1)卅=30N

(2)/=1.5N

(3)5m>>0.45m

(4)4=0.72m

【解析】

【小問1詳解】

根據(jù)動能定理可得

12

—mvf=mgR

F-mg=m—

NK

聯(lián)立得

綜=30N

【小問2詳解】

根據(jù)牛頓第二定律可得

jLimg._.

=%=-~—=1.5m/s2-

2m

則

f=777aB=L5N

【小問3詳解】

臨界情況為三者共速時，A與B剛好碰撞

mvl-3mv1

mg%=gmv[=g3mv^+pimgL

解得

v=3m/s

%=0.45m

UP

0.45m<%<0.5m

【小問4詳解】

A與B碰撞速度交換,A與C相對靜止運動。B壓縮彈簧形變量最大時三者共速，且A與C之間為最大靜

摩擦力

m

k\x-Lim2

a=-------------

cm

aA=ac

解得彈力

七=kAx=6N

Ax=0.6m

mv；=3mv2

mgh^=gmv^=g3mvl+]nmgL+；kAx2

解得

\=0.72m

21.如圖所示，兩個金屬輪Ai、Ai,可繞各自中心固定的光滑金屬細軸。1和。2轉(zhuǎn)動。Ai金屬輪中3根金

屬輻條和金屬環(huán)組成，輻條長均為4Z,、電阻均為2凡A2金屬輪由1根金屬輻條和金屬環(huán)組成，輻條長為

2L、電阻為R。半徑為L的絕緣圓盤B與Ai同軸且固定在一起。用輕繩一端固定在B邊緣上，在B上繞

足夠匝數(shù)后（忽略B的半徑變化），懸掛一質(zhì)量為根的重物P。當(dāng)P下落時，通過細繩帶動B和Ai繞。1

軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動過程中，Ai、A2保持接觸，無相對滑動。輻條與各自細軸之間導(dǎo)電良好，兩細軸通過導(dǎo)線與

一阻值為Ro的電阻相連。除R）和Ai、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁

感應(yīng)強度為2的勻強磁場中，磁場方向垂直金屬輪平面向里?，F(xiàn)將P釋放，試求：

(1)當(dāng)P速度為VI時，Al輪每條輻條產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小；

(2)當(dāng)P速度為vi時，通過電阻Ro的電流大小和方向；

(3)最終P勻速下滑時的速度大小。

【答案】(1)E=8BL%

12BLVl

(2)^~5R—"I，方向從左向右

⑶T+R°)mg

v=------------------

max144B2￡2

【解析】

【小問1詳解】

由圖可知重物P與Ai輪具有相同的角速度，則有

VV.

a>=——=—

4LL

解得

v=4匕

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

E=-B-4L-v

2

解得

E=85LVj

【小問2詳解】

由圖可知，電路的總電阻為

尺總=甘+尺+凡=竿+凡

A2金屬輪與Ai金屬輪具有相同的線速度，則A2金屬輪的線速度為

v=v=4匕

則A2金屬輪輻條切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的電動勢為

E'=-B-2Lv'

2

根據(jù)右定則，可知兩個金屬輪上每條輻條產(chǎn)的電流互為增強，故兩個金屬輪產(chǎn)生的總電動勢為

EB=E+E'=12BL%

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

;E&UBLvx

理『

根據(jù)右手定則，可知電流方向為從左向右

【小問3詳解】

重物勻速下滑，對整個系統(tǒng)，重力的功率等于整個回路產(chǎn)生的熱功率，則有

144B2￡2V

—r2D___________max

〃Zg%ax

總一5R二

石+%

解得

,57??、

（—+Ro）mg

V=-------------

max144B212

22.如圖所示是磁流體發(fā)電機的簡易模型圖，其發(fā)電通道是一個足夠長的長方體空腔，長、高、寬分別為

/、a、b.前后兩個側(cè)面