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2024届重庆市渝北中学校高三上学期12月月考质量监测物理试题 （解析版）
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这是一份2024届重庆市渝北中学校高三上学期12月月考质量监测物理试题 （解析版），共19页。试卷主要包含了非选择题部分请按题号用0等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。
2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。
4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。
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，只有一项符合题目要求。
1. 第19届亚洲运动会将于2022年9月在杭州举行，杭州是中国第三个取得亚运会主办权的城市。卡巴迪是亚运会特有项目，类似于我国传统的“老鹰捉小鸡”。在老鹰与小鸡的对抗中，下列说法正确的是（ ）
A. 研究运动员的技战术动作，可以将其看成是质点
B. 每场比赛用时15min，指的是时刻
C. 两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，但速度可能不同
D. 运动员在转弯跑时，一定是有加速度的
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究运动员的技战术动作，不能忽略运动员的大小和形状，不可以将其看成是质点，A错误；
B．每场比赛用时15min，指的是时间间隔，B错误；
C．两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，速度也相同，C错误；
D．运动员在转弯跑时，速度方向不断变化，一定有加速度，D正确。
故选D。
2. 北京时间2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，安全返回问天实验舱，计划于2023年5月返回东风着陆场。神舟十五号飞船将采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离问天实验舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（ ）
A. 问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大
B. 质量不同的返回舱与问天实验舱可以在同一轨道运行
C. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力
D. 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，轨迹半径越大，则环绕速度越小，故A错误；
B.根据可知，当速度相等时，轨迹半径可以相同，故B正确；
C．返回舱中的宇航员处于失重状态，地球的引力恰好提供向心力，故C错误；
D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有摩擦力做功，机械能有损失，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则
A. 杆对A环的支持力变大B. B环对杆的摩擦力变小
C. 杆对A环的力不变D. 与B环相连的细绳对书本的拉力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．对两环和书本的整体受力分析，竖直方向：2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变，选项A错误；
BD．对圆环B受力分析可知，f=Tcsθ；对书本：2Tsinθ=mg，解得 （其中的θ是绳与杆之间的夹角），则当两环距离变小后，θ变大，则f减小，与B环相连的细绳对书本的拉力T变小，选项B正确，D错误；
C．同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，选项C错误．
4. 如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为a、现在C、D两点分别固定一电荷量均为＋q的点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的电场强度相同
B. A、B两点电势不相等
C. A点的电场强度大小为
D. 将一正电荷从A点移动到B点，电场力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据等量同种电荷电场的分布情况和对称性可知，A、B两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，A、B两点的电势相等，故AB错误；
C．两个＋q点电荷在A点产生的电场强度大小均为
夹角为60°，则A点的电场强度大小为
故C正确；
D．A、B两点的电势相等，将一正点电荷从A点移动到B点，电场力不做功，故D错误。
故选C。
5. 其兴建小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，是保护电阻，是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为（k、C为常量，）。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应的物体质量为零，则（ ）
A. 刻度盘标注的质量刻度均匀
B. 若使用前质量示数大于零，应将的滑片向右滑动
C. 电子秤的示数越大，电源的总功率越大
D. 若电池的内阻增大，但仍能调零，则称量值仍准确
【答案】D
【解析】
【详解】A．由闭合电路欧姆定律
电路中的电流与压力F没有线性关系，刻度盘标注的质量刻度不均匀，故A错误；
B．若使用前质量示数大于零，电流偏小，应减小电阻，将R2的滑片向左滑动，故B错误；
C．电子秤的示数越大，电路中电流越小，电源的总功率越小，故C错误；
D．电池的内阻增大，电动势不变，若能调零，电流表仍可以满偏，称量值仍准确，故D正确。
故选D。
6. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）
A. 前表面的电势比后表面的低B. 前、后表面间的电压与无关
C. 前、后表面间的电压与成正比D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误．
7. 如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A. 从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B. 圆管中的感应电动势大小为
C. 圆管中的感应电流大小为
D. 台秤的读数会随时间推移而增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为
故B错误；
C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为
故C正确；
D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（ ）
A. 三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3
B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同
C. 若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2
D. 若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
解得
设落在A点的小球下落的高度为，由图根据几何关系可知
则三次抛出小球后，小球在空中飞行时间之比为
故A错误；
B．小球落到A、B两点时，则小球都落在斜面上，则小球位移与水平方向夹角的正切值为
则小球速度方向与水平方向夹角正切值为
可知，小球速度方向与初速度的大小无关，则小球落到A、B两点时，其速度方向相同，故B正确；
CD．根据
解得
则小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为
则小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为
故C错误D正确。
故选BD。
9. 如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（ ）
A. 粒子a和b在磁场中运动的半径之比为
B. 粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为
C. 粒子a和b在磁场中运动的动能之比为
D. 粒子a和b在磁场中运动的时间之比为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由几何关系可知a、b运动轨迹的圆心角分别为，，则a、b运动轨迹的半径分别为
粒子a和b在磁场中运动的半径之比为
故A正确；
B．由
可得
则粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为
故B正确；
C．由动能与动量的关系可得
由于粒子质量未知，所以无法求出粒子a和b在磁场中运动的动能之比，故C错误；
D．粒子在磁场中运动的时间为
同理由于粒子质量未知，无法求出粒子a和b在磁场中运动的时间，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入半圆轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出。已知重力加速度为g，匀强电场场强大小，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B过程中，小球的机械能一直减少
B. 从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大
C. 在A、B两点的速度大小满足vAD. 从B点抛出后，小球速度的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从A到B过程中，电场力一直做负功，小球机械能一直减小，故A正确；
B．带正电小球所受静电力水平向左，静电力和重力的合力，即等效重力的与竖直线夹角为，则有
解得
即等效重力方向与竖直线夹角为约37°偏左下方，所以从A到B过程中，小球速度先增大后减小，对轨道的压力先增大后减小，故B错误；
C．B点比A点更靠近等效最低点，所以
故C正确；
D．从A到B，由动能定理
解得
之后小球做斜抛运动，在垂直于等效场方向上的分速度即为最小速度，则
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条。实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。
（1）实验时，下列必要的操作是____________（请填正确选项代码）；
A．用天平测出重物和遮光条的总质量为m
B．将长木板不带滑轮的一端略微垫高以补偿阻力
C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态
D．为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量
（2）测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d =______mm；
（3）某次实验时光电门显示遮光时间Δt=0.024s，则遮光片通过光电门时的速度v =______结果保留两位有效数字）；
（4）以F为纵坐标，为横坐标，作图如右图所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量M=________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=________（用b、d、k、g、L表示）。
【答案】 ①. C ②. 3.10 ③. 0.13 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] A．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要测量重物和遮光条的总质量为m，故A错误；
B．若补偿阻力，将无法测量滑块与长木板之间摩擦因数，故B错误；
C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态，这样可以让绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，便于测量，故C正确；
D．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要保证重物质量远小于滑块及遮光片的总质量，故D错误。
故选C。
（2）[2] 遮光条的宽度
（3）[3] 遮光片通过光电门时的速度
（4）[4] [5] 滑块的速度为
滑块的位移为
对滑块，由动能定理得
联立可得
可知图像的斜率为
截距
解得滑块的质量为
滑块与长木板之间的动摩擦因数
12. 小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到__________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将__________（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是__________。
A．接线柱bd间短路
B．接线柱de间断路
C．定值电阻断路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图2所示，示数为__________V。
（4）作出图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和R0表示）
（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是______。
【答案】 ①. 最大值 ②. 黑 ③. B ④. 2.50 ⑤. ⑥. ⑦. D
【解析】
【详解】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）[2]a与电源负极相连，应将黑表笔始终接触a位置。
[3]试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数，说明接线柱de间断路。
故选B。
（3）[4]如图2所示，电压表示数为2.50V。
（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
，
解得电动势为
内阻为
（5）[7]由题意可知
可知电流I为电阻箱中的电流，由于电压表的分流作用通过电源的电流满足
当电压表示数为0时，即外电路短路时，有
故D正确，ABC错误。
故选D。
13. 在《爸爸去哪儿》的综艺节目中，在宁夏中卫沙坡头（沙坡头位于腾格里沙漠东南边缘处，集大漠、黄河、高山、绿洲为一处）有一场滑沙的娱乐活动，可简化为理想模型，如图所示，人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的，滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，人和滑板的总质量为m=60kg，g取10m/s2，斜坡倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
(1)人在斜坡上下滑的加速度大小？
(2)人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少？
(3)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为s=50m，为确保人的安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？
【答案】（1）2m/s2 ；（2）5:2；（3）25m
【解析】
【分析】
【详解】(1)对人和滑板受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
故人在斜坡上下滑的加速度大小为2m/s2。
(2)在地面滑动时有
解得
设人滑到B点时的速度为v1，则有
解得
故人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值为5:2。
(3)设高为h，则斜面长为
水平面BC长为
滑到B点时的速度为
又有
代入得
解得
故高度h为25m。
14. 如图所示，一足够长的固定圆管内放有一质量为M的圆形小活塞，活塞与上管口距离为L。现有一质量为的小球从管口自由释放，能撞在圆活塞的中心，使活塞向下滑动（活塞运动时受到的滑动摩擦力恰与它的重力大小相等）。已知小球与活塞发生的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，圆形活塞始终能保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；
（2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞间的距离的最大值；
（3）在第二次碰撞后瞬间小球与活塞的速度分别为多少？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）第一次碰撞前瞬间，对小球，根据动能定理有
解得
（2）小球与活塞第一次碰撞，由于是弹性碰撞，则有
，
解得
，
碰后活塞向下匀速运动，小球做竖直上抛运动，当小球速度向下且两者共速时有最大距离，选择向下正方向，则有
解得共速时间
此时最大距离
解得
（3）第一次碰后到第二次碰前瞬间小球与活塞的位移相等，则有
解得
则第二次碰前瞬间活塞与小球的速度
，
第二次碰撞仍然为弹性碰撞，则有
，
解得
，
15. 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，x轴水平、y轴竖直，虚线OM与x轴成45°角．在OM与x轴之间（包括x轴）的区域存在垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场和方向、大小均未知的匀强电场E1；在OM与y轴之间（包括y轴）的区域，存在沿y轴负方向、大小未知的匀强电场E2．现有一个质量为、电荷量为的带正电的小球a（可视为质点），以速度沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域恰好做匀速圆周运动而发生偏转，当小球a经OM线上的Q点（图中未画出）第二次进入电场E2后，恰好直接运动到O点．已知当地的重力加速度为，令，不计空气阻力．求：
（1）电场E1的电场强度的大小和方向；
（2）电场E2的电场强度的大小；
（3）若小球a从O点出发时，将另一个不带电的小球b从y轴上某一点P水平向右抛出，小球b恰好与小球a在Q点相撞，求小球b的初速度和P的坐标．
【答案】（1）2 V/m，方向竖直向上 （2）4 V/m （3）（0，3.8 m）
【解析】
【详解】（1）小球a在磁场中做匀速圆周运动，则有
其电场E1的电场强度的大小=2 V/m，方向竖直向上
（2）设小球a做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有，有=0.3 m
设小球a第一次离开磁场的位置为N点，如图所示．由几何知识可知，小球a第一次离开磁场时速度方向沿y轴正方向，先沿y轴正方向做匀减速直线运动，再沿y轴负方向从静止做匀加速直线运动并经过ON再次进入磁场，从Q点第二次进入电场做类平抛运动到O点，对其类平抛过程
，，
联立解得
（3）设小球a在磁场中运动恰好组成一个完整的圆，则在磁场中运动的时间 =0.6 s
小球a在电场中做匀减速直线运动来回一次的时间为=0.2 s
可得小球a从最初由O点进入磁场到Q点的总时间为=0.8 s
小球b和小球a在Q点相碰，对小球b做平抛运动
水平方向：
解得小球b的平抛速度=0.75 m/s
竖直方向：=3.2 m
解得小球b的平抛起点距O点的高度=3.8 m
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。
2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。
4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。
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，只有一项符合题目要求。
1. 第19届亚洲运动会将于2022年9月在杭州举行，杭州是中国第三个取得亚运会主办权的城市。卡巴迪是亚运会特有项目，类似于我国传统的“老鹰捉小鸡”。在老鹰与小鸡的对抗中，下列说法正确的是（ ）
A. 研究运动员的技战术动作，可以将其看成是质点
B. 每场比赛用时15min，指的是时刻
C. 两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，但速度可能不同
D. 运动员在转弯跑时，一定是有加速度的
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究运动员的技战术动作，不能忽略运动员的大小和形状，不可以将其看成是质点，A错误；
B．每场比赛用时15min，指的是时间间隔，B错误；
C．两个运动员若相对静止，说明他们加速度相同，速度也相同，C错误；
D．运动员在转弯跑时，速度方向不断变化，一定有加速度，D正确。
故选D。
2. 北京时间2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，安全返回问天实验舱，计划于2023年5月返回东风着陆场。神舟十五号飞船将采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离问天实验舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（ ）
A. 问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大
B. 质量不同的返回舱与问天实验舱可以在同一轨道运行
C. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力
D. 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
问天实验舱所处的圆轨道距地面高度越高，轨迹半径越大，则环绕速度越小，故A错误；
B.根据可知，当速度相等时，轨迹半径可以相同，故B正确；
C．返回舱中的宇航员处于失重状态，地球的引力恰好提供向心力，故C错误；
D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有摩擦力做功，机械能有损失，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则
A. 杆对A环的支持力变大B. B环对杆的摩擦力变小
C. 杆对A环的力不变D. 与B环相连的细绳对书本的拉力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．对两环和书本的整体受力分析，竖直方向：2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变，选项A错误；
BD．对圆环B受力分析可知，f=Tcsθ；对书本：2Tsinθ=mg，解得 （其中的θ是绳与杆之间的夹角），则当两环距离变小后，θ变大，则f减小，与B环相连的细绳对书本的拉力T变小，选项B正确，D错误；
C．同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，选项C错误．
4. 如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为a、现在C、D两点分别固定一电荷量均为＋q的点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的电场强度相同
B. A、B两点电势不相等
C. A点的电场强度大小为
D. 将一正电荷从A点移动到B点，电场力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据等量同种电荷电场的分布情况和对称性可知，A、B两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，A、B两点的电势相等，故AB错误；
C．两个＋q点电荷在A点产生的电场强度大小均为
夹角为60°，则A点的电场强度大小为
故C正确；
D．A、B两点的电势相等，将一正点电荷从A点移动到B点，电场力不做功，故D错误。
故选C。
5. 其兴建小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，是保护电阻，是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为（k、C为常量，）。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应的物体质量为零，则（ ）
A. 刻度盘标注的质量刻度均匀
B. 若使用前质量示数大于零，应将的滑片向右滑动
C. 电子秤的示数越大，电源的总功率越大
D. 若电池的内阻增大，但仍能调零，则称量值仍准确
【答案】D
【解析】
【详解】A．由闭合电路欧姆定律
电路中的电流与压力F没有线性关系，刻度盘标注的质量刻度不均匀，故A错误；
B．若使用前质量示数大于零，电流偏小，应减小电阻，将R2的滑片向左滑动，故B错误；
C．电子秤的示数越大，电路中电流越小，电源的总功率越小，故C错误；
D．电池的内阻增大，电动势不变，若能调零，电流表仍可以满偏，称量值仍准确，故D正确。
故选D。
6. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）
A. 前表面的电势比后表面的低B. 前、后表面间的电压与无关
C. 前、后表面间的电压与成正比D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误．
7. 如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A. 从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B. 圆管中的感应电动势大小为
C. 圆管中的感应电流大小为
D. 台秤的读数会随时间推移而增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为
故B错误；
C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为
故C正确；
D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（ ）
A. 三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3
B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同
C. 若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2
D. 若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
解得
设落在A点的小球下落的高度为，由图根据几何关系可知
则三次抛出小球后，小球在空中飞行时间之比为
故A错误；
B．小球落到A、B两点时，则小球都落在斜面上，则小球位移与水平方向夹角的正切值为
则小球速度方向与水平方向夹角正切值为
可知，小球速度方向与初速度的大小无关，则小球落到A、B两点时，其速度方向相同，故B正确；
CD．根据
解得
则小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为
则小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为
故C错误D正确。
故选BD。
9. 如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（ ）
A. 粒子a和b在磁场中运动的半径之比为
B. 粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为
C. 粒子a和b在磁场中运动的动能之比为
D. 粒子a和b在磁场中运动的时间之比为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由几何关系可知a、b运动轨迹的圆心角分别为，，则a、b运动轨迹的半径分别为
粒子a和b在磁场中运动的半径之比为
故A正确；
B．由
可得
则粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为
故B正确；
C．由动能与动量的关系可得
由于粒子质量未知，所以无法求出粒子a和b在磁场中运动的动能之比，故C错误；
D．粒子在磁场中运动的时间为
同理由于粒子质量未知，无法求出粒子a和b在磁场中运动的时间，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入半圆轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出。已知重力加速度为g，匀强电场场强大小，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B过程中，小球的机械能一直减少
B. 从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大
C. 在A、B两点的速度大小满足vA
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从A到B过程中，电场力一直做负功，小球机械能一直减小，故A正确；
B．带正电小球所受静电力水平向左，静电力和重力的合力，即等效重力的与竖直线夹角为，则有
解得
即等效重力方向与竖直线夹角为约37°偏左下方，所以从A到B过程中，小球速度先增大后减小，对轨道的压力先增大后减小，故B错误；
C．B点比A点更靠近等效最低点，所以
故C正确；
D．从A到B，由动能定理
解得
之后小球做斜抛运动，在垂直于等效场方向上的分速度即为最小速度，则
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条。实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。
（1）实验时，下列必要的操作是____________（请填正确选项代码）；
A．用天平测出重物和遮光条的总质量为m
B．将长木板不带滑轮的一端略微垫高以补偿阻力
C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态
D．为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量
（2）测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d =______mm；
（3）某次实验时光电门显示遮光时间Δt=0.024s，则遮光片通过光电门时的速度v =______结果保留两位有效数字）；
（4）以F为纵坐标，为横坐标，作图如右图所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量M=________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=________（用b、d、k、g、L表示）。
【答案】 ①. C ②. 3.10 ③. 0.13 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] A．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要测量重物和遮光条的总质量为m，故A错误；
B．若补偿阻力，将无法测量滑块与长木板之间摩擦因数，故B错误；
C．调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态，这样可以让绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，便于测量，故C正确；
D．通过力传感器可知直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要保证重物质量远小于滑块及遮光片的总质量，故D错误。
故选C。
（2）[2] 遮光条的宽度
（3）[3] 遮光片通过光电门时的速度
（4）[4] [5] 滑块的速度为
滑块的位移为
对滑块，由动能定理得
联立可得
可知图像的斜率为
截距
解得滑块的质量为
滑块与长木板之间的动摩擦因数
12. 小明用如图1所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到__________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将__________（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f五个接线柱，发现试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是__________。
A．接线柱bd间短路
B．接线柱de间断路
C．定值电阻断路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图2所示，示数为__________V。
（4）作出图线如图3所示，已知图线斜率为k，纵轴截距为b，则可得电池组的电动势E=__________，内阻r=__________。（用k、b和R0表示）
（5）为了分析电表内阻引起的误差，有同学根据所测数据，用计算出相应的电流，并作出U-I图像，如图中实线所示．然后作出电压表示数U随通过电源的电流I变化的图像，如图中虚线所示，其中分析正确的是______。
【答案】 ①. 最大值 ②. 黑 ③. B ④. 2.50 ⑤. ⑥. ⑦. D
【解析】
【详解】（1）[1]开关闭合前，应将电路中电阻调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）[2]a与电源负极相连，应将黑表笔始终接触a位置。
[3]试触b、c、d时，多用电表均有示数，试触e、f时多用电表均无示数，说明接线柱de间断路。
故选B。
（3）[4]如图2所示，电压表示数为2.50V。
（4）[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
，
解得电动势为
内阻为
（5）[7]由题意可知
可知电流I为电阻箱中的电流，由于电压表的分流作用通过电源的电流满足
当电压表示数为0时，即外电路短路时，有
故D正确，ABC错误。
故选D。
13. 在《爸爸去哪儿》的综艺节目中，在宁夏中卫沙坡头（沙坡头位于腾格里沙漠东南边缘处，集大漠、黄河、高山、绿洲为一处）有一场滑沙的娱乐活动，可简化为理想模型，如图所示，人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的，滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，人和滑板的总质量为m=60kg，g取10m/s2，斜坡倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
(1)人在斜坡上下滑的加速度大小？
(2)人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少？
(3)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为s=50m，为确保人的安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？
【答案】（1）2m/s2 ；（2）5:2；（3）25m
【解析】
【分析】
【详解】(1)对人和滑板受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
故人在斜坡上下滑的加速度大小为2m/s2。
(2)在地面滑动时有
解得
设人滑到B点时的速度为v1，则有
解得
故人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值为5:2。
(3)设高为h，则斜面长为
水平面BC长为
滑到B点时的速度为
又有
代入得
解得
故高度h为25m。
14. 如图所示，一足够长的固定圆管内放有一质量为M的圆形小活塞，活塞与上管口距离为L。现有一质量为的小球从管口自由释放，能撞在圆活塞的中心，使活塞向下滑动（活塞运动时受到的滑动摩擦力恰与它的重力大小相等）。已知小球与活塞发生的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，圆形活塞始终能保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；
（2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞间的距离的最大值；
（3）在第二次碰撞后瞬间小球与活塞的速度分别为多少？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）第一次碰撞前瞬间，对小球，根据动能定理有
解得
（2）小球与活塞第一次碰撞，由于是弹性碰撞，则有
，
解得
，
碰后活塞向下匀速运动，小球做竖直上抛运动，当小球速度向下且两者共速时有最大距离，选择向下正方向，则有
解得共速时间
此时最大距离
解得
（3）第一次碰后到第二次碰前瞬间小球与活塞的位移相等，则有
解得
则第二次碰前瞬间活塞与小球的速度
，
第二次碰撞仍然为弹性碰撞，则有
，
解得
，
15. 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，x轴水平、y轴竖直，虚线OM与x轴成45°角．在OM与x轴之间（包括x轴）的区域存在垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场和方向、大小均未知的匀强电场E1；在OM与y轴之间（包括y轴）的区域，存在沿y轴负方向、大小未知的匀强电场E2．现有一个质量为、电荷量为的带正电的小球a（可视为质点），以速度沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域恰好做匀速圆周运动而发生偏转，当小球a经OM线上的Q点（图中未画出）第二次进入电场E2后，恰好直接运动到O点．已知当地的重力加速度为，令，不计空气阻力．求：
（1）电场E1的电场强度的大小和方向；
（2）电场E2的电场强度的大小；
（3）若小球a从O点出发时，将另一个不带电的小球b从y轴上某一点P水平向右抛出，小球b恰好与小球a在Q点相撞，求小球b的初速度和P的坐标．
【答案】（1）2 V/m，方向竖直向上 （2）4 V/m （3）（0，3.8 m）
【解析】
【详解】（1）小球a在磁场中做匀速圆周运动，则有
其电场E1的电场强度的大小=2 V/m，方向竖直向上
（2）设小球a做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有，有=0.3 m
设小球a第一次离开磁场的位置为N点，如图所示．由几何知识可知，小球a第一次离开磁场时速度方向沿y轴正方向，先沿y轴正方向做匀减速直线运动，再沿y轴负方向从静止做匀加速直线运动并经过ON再次进入磁场，从Q点第二次进入电场做类平抛运动到O点，对其类平抛过程
，，
联立解得
（3）设小球a在磁场中运动恰好组成一个完整的圆，则在磁场中运动的时间 =0.6 s
小球a在电场中做匀减速直线运动来回一次的时间为=0.2 s
可得小球a从最初由O点进入磁场到Q点的总时间为=0.8 s
小球b和小球a在Q点相碰，对小球b做平抛运动
水平方向：
解得小球b的平抛速度=0.75 m/s
竖直方向：=3.2 m
解得小球b的平抛起点距O点的高度=3.8 m
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