登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
北京市丰台区2022-2023学年高三上学期物理期末练习试卷
一、单选题
1．（2023高三上·丰台期末）某同学站在地面上，将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度大小改变，方向改变 B．速度大小改变，方向不变
C．加速度大小不变，方向改变 D．加速度大小改变，方向不变
2．（2023高三上·丰台期末）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上匀速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
3．（2023高三上·丰台期末）介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻其波动图像如图所示，P为介质中一个质点。下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长为2m
B．这列波的振幅为4cm
C．质点P的振动频率等于波源的振动频率
D．质点P的振动方向与波的传播方向相同
4．（2023高三上·丰台期末）某同学在地面上，把一物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的图像或图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2023高三上·丰台期末）质量为m的物体从某一高度由静止释放，除重力之外还受到水平方向大小、方向都不变的力F的作用。下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动轨迹是抛物线
B．物体落地时速度方向竖直向下
C．物体下落时加速度方向不断变化
D．若在物体落地前的某一位置撤去力F，则物体从开始运动到落地的时间不变
6．（2023高三上·丰台期末）2022年11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A． 空间站做匀速圆周运动的线速度为
B．空间站做匀速圆周运动的周期为
C．空间站的线速度大于第一宇宙速度
D．空间站的加速度大于地球表面的重力加速度
7．（2023高三上·丰台期末）如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上运动。当货车向右减速运动时，石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力为F，关于F的方向，下列图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023高三上·丰台期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电流表和电压表均为理想电表，灯泡电阻，A、B两端输入正弦式交流电压的有效值。下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的读数为24V B．电流表A1的读数为0.5A
C．电流表A2的读数为2A D．变压器输入功率为12W
9．（2023高三上·丰台期末）如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力及空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．甲粒子带负电荷，乙粒子带正电荷
B．甲粒子的质量大于乙粒子的质量
C．两带电粒子受到的洛伦兹力大小不等
D．两带电粒子在磁场中运动的时间相等
10．（2023高三上·丰台期末）如图是法拉第圆盘发电机的示意图，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触，使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。下列说法正确的是（ ）
A．仅改变圆盘转动的角速度，通过R的电流保持不变
B．仅改变磁场的磁感应强度，通过R的电流保持不变
C．仅断开电阻R，两铜片C、D间电势差为零
D．同时改变磁场方向和圆盘的转动方向，通过R的电流方向不变
11．（2023高三上·丰台期末）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．线框中产生的感应电流逐渐减小
B．线框中产生的感应电流方向为
C．线框ad边所受的安培力方向水平向左
D．线框ad边所受的安培力大小恒定
12．（2023高三上·丰台期末）图中虚线是某电场中的一簇等势线，两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，运动过程中仅受静电力的作用，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。则两粒子分别从P运动到a和从P运动到b的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两粒子带同种电荷 B．两粒子受到的静电力都变大
C．静电力对两粒子都做负功 D．两粒子的动能都增大
13．（2023高三上·丰台期末）质量为m的足球在地面位置1被踢出后落到地面位置3，在空中运动的最高点为位置2，不考虑足球的旋转。下列说法正确的是（ ）
A．足球由位置1运动到位置3的过程中机械能不变
B．足球由位置1运动到位置2的时间大于由位置2运动到位置3的时间
C．足球上升过程竖直方向的加速度大于足球下降过程竖直方向的加速度
D．足球上升过程到达某一高度的速度大小等于足球下降过程到达同一高度时的速度大小
14．（2023高三上·丰台期末）光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示，自由电子与空穴总是成对出现，称为电子—空穴对，空穴可视为正电荷，空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料，下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻受到的光照越强，其电阻阻值越大
B．光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C．光照消失后，电子—空穴对迅速消失
D．光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
二、实验题
15．（2023高三上·丰台期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图1所示。由图可读出金属丝的直径为 mm。
（2）数据分析。某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。打点计时器在随小车运动的纸带上打下一系列点迹，挑出点迹清晰的一条纸带，图2是纸带的一部分，相邻计数点2，3，4之间还有1个计时点，则从打下计数点2到打下计数点4的过程中小车加速度的大小a= m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）实验原理。某学习小组利用图3实验装置“探究加速度与力的关系”，怎样操作可以使细绳拉力等于小车受的合力？请分析说明这样做的理由 。
16．（2023高三上·丰台期末）某同学在实验室测量电阻R的阻值。
（1）待测电阻的阻值约为10Ω。除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电键、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）
C．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （选填实验器材前对应的字母）。
（2）该同学测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，请在图中作出该电阻的U-I图线 ，根据图线得出该电阻R= Ω（结果保留小数点后两位）。
（3）该同学选用如图所示电路进行实验。实验开始后把滑动变阻器的滑动触头滑到中间某一位置，闭合电键时发现电流表没有示数，但电压表有示数。若电路中仅有一处故障，则______（选填选项前的字母）。
A．导线a处断路 B．导线b处断路 C．R处断路
三、解答题
17．（2023高三上·丰台期末）某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量为m的小球，在列车以某一加速度启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止。在某次测量中，悬线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g。
（1）请画出小球受力示意图；
（2）求此时细线的拉力大小F；
（3）求列车的加速度大小a。
18．（2023高三上·丰台期末）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L，左端接有电阻R。一质量为m、电阻为r的金属棒MN放置在导轨上。金属棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v沿导轨做匀速直线运动。求：
（1）金属棒中产生的感应电动势E；
（2）拉力F的大小；
（3）从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，安培力对金属棒的冲量大小I。
19．（2023高三上·丰台期末）如图，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度。已知地面对重物的阻力与砸入地面的深度成正比，比例系数为k。重物的质量为，取重力加速度，，忽略空气阻力。求：
（1）人停止施力时的重物速度；
（2）重物相对地面上升的最大高度；
（3）请定性画出阻力f与砸入地面的深度d的函数图象，并求比例系数k。
20．（2023高三上·丰台期末）如图所示，绝缘支架悬挂一金属槽，槽中盛有导电液体，槽底部有一小孔，此小孔可以让槽中的液体一滴一滴无初速度地滴落。在槽下端通过绝缘支架水平挂一金属板A，A板中间挖一小孔且正对槽的小孔，两孔距离较为接近。现将槽和极板A接入电源，电源电压为U，当槽中液滴位于A板小孔（不与A板接触）但未滴落时，可将槽和液滴所构成的整体视作与A板共同构成电容器，电容大小为，液滴滴落时所带电荷量与总净剩电荷量的比值称为带电系数k（k为定值）。在A板正下方的绝缘底座上水平放置另一金属极板B，A板与B板构成电容为的电容器，通过调节槽中的液滴下落频率，保证A、B极板间不会同时存在两滴液滴。已知A、B板间距为h，重力加速度为g，A板接地，槽中导电液体的液面变化可以忽略不计，A板相较于小孔尺寸可视为无限大金属板，不考虑空气中带电粒子对装置的影响以及液滴对A、B板间电容的影响，开始时B极板不带电。
（1）求滴落时液滴所带电荷量Q；
（2）若液滴质量为m，求极板B可获得的最高电势；
（3）第n滴液滴落到B板后，请推导第滴液滴所受静电力F与滴数n的函数关系式，并求出第n滴液滴刚落到B板时，A、B极板所构成电容器储存的电场能。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】CD．将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球仅仅受到重力作用，则小球的加速度为重力加速度，小球加速度的大小与方向均恒定，CD不符合题意；
AB．根据上述有 ，可知将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力时，小球的加速度与速度不在同一直线上，小球的速度大小与方向均发生改变，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球做平抛运动，小球受到重力，加速度等于重力加速度，所以大小和方向保持不变；利用加速度与速度方向不在同一直线，所以速度大小和方向不断改变。
2．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对物块进行受力分析如图所示
可知，斜面对物块的支持力大小为 ，斜面对物块的摩擦力大小为 ，AB不符合题意；
D．物体匀速下滑，物体处于平衡状态，所受外力的合力为0，D不符合题意；
C．根据上述，物体受到重力，斜面对物体的支持力与摩擦力，物体所受外力的合力为0，则支持力与摩擦力的合力与重力等大反向，即斜面对物块作用力的合力大小为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用物块的平衡方程可以求出斜面对物块的支持力和摩擦力的大小；物体做匀速直线运动合力等于0；利用平衡条件可以判别斜面对物块的合力等于重力。
3．【答案】C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】AB．根据波形图可知，振幅是 ，波长是 ，A不符合题意，B不符合题意；
C．据波的传播特点可知，各质点做受迫振动，各质点的振动频率与波源的频率相等，C符合题意；
D．由于该波是横波，所以质点的振动方向与该波的传播方向垂直，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】从图像可以得出振幅和波长的大小；质点振动的频率等于波源的频率；由于该波属于横波，质点振动的方向与波传播方向垂直。
4．【答案】B
【知识点】运动学v-t 图像
【解析】【解答】AB．由题意，可知物体先向上做加速度为 的匀减速运动，到达最高点后，反向做加速度也为 的匀加速运动，故 图线应为B，A不符合题意，B符合题意；
CD．竖直上抛运动的加速度保持不变，为自由落体加速度，由于取竖直向上为正方向，故 图线应为一条在 轴负半轴，且平行于 轴的直线，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由于物体加速度保持不变，所以物体速度时间图像斜率保持不变，物体加速度时间图像为一平行于时间轴的横线。
5．【答案】D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A．物体由静止开始下落，受到的重力mg与水平力F都是恒力，则物体的运动轨迹是直线，A不符合题意；
B．物体沿合力方向做直线运动，则物体落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于 。物体落地时速度方向不是竖直向下。B不符合题意；
C．物体受到的合力 ，加速度方向与合力方向相同，方向不变。C不符合题意；
D．若在物体落地前的某一位置撤去力F，竖直方向受力情况不变，由分运动和合运动的等时性可知物体从开始运动到落地的时间不变。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体受到重力和水平恒力的作用下，从静止开始所以物体运动轨迹为直线；利用合力的方向可以判别物体速度的方向；利用力的合成可以求出合力的大小，利用合力的方向可以判别加速度的方向；当撤去力F时，竖直方向的运动保持不变所以落地所花时间保持不变。
6．【答案】A
【知识点】万有引力定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由人造卫星的速度公式有 ，解得 ，A符合题意；
B．由 可知空间站做匀速圆周运动的周期为 ，B不符合题意；
C．第一宇宙速度是环绕天体圆周运动的最大速度。地面物体速度小于第一宇宙速度，将无法完成圆周，也就是要掉回地面。要想把人造天体送上太空绕地球做圆周运动，初速度需要超过第一宇宙速度，在远离地面过程中，速度不断减小，并最终小于第一宇宙速度，同时万有引力势能不断增加，这实际上是一个动能转化为势能的过程，空间站是离地较高的人造卫星，线速度小于第一宇宙速度，C不符合题意；
D．根据 ，解得 ，若不考虑地球的自转影响，则地面的物体的重力加速度为 ，由上可得 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度的大小；利用周期和半径的惯性可以求出周期的大小；利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小。
7．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】当货车向右减速运动时，石块B与货车相对静止，两者加速度方向相同，均水平向左，根据牛顿第二定律可知，石块B的合力方向水平向左，即石块B的重力和F的合力方向水平向左，根据平行四边形定则可知，F的方向斜向左上方。
故答案为：D。
【分析】当货车做减速运动时可以判别加速度的大小，利用加速度的方向可以判别石块合力的方向，进而判别F的作用力方向。
8．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．根据电压与匝数成正比 ，解得 ，A不符合题意；
BC．根据欧姆定律得 ，根据电流与匝数成反比，得 ，解得 ，B符合题意，C不符合题意；
D．变压器输入功率为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用匝数之比和电压之比相等可以求出输出电压的大小；利用欧姆定律可以求出输出电流的大小，结合匝数之比可以求出输入电流的大小；利用输入电流和输入电压的大小可以求出输入功率的大小。
9．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】A.在 点，带电粒子速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则可得甲带正电荷；同理在 点，乙受向右的洛伦兹力，根据左手定则可得乙带负电荷；A不符合题意；
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： ，解得 ，由于 、 、 均相同，甲的轨道半径比乙的轨道半径大，则有甲的质量大于乙的质量，B符合题意；
C. 根据洛伦兹力的表达式 ，由于 、 、 大小均相同，两带电粒子受到的洛伦兹力大小相等，C不符合题意；
D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期 ，在磁场中运动的时间 ，由于 、 均相同，甲的质量大于乙的质量，故甲运动时间大于乙运动的时间，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用左手定则可以判别粒子的电性；利用牛顿第二定律结合轨迹半径的大小可以比较粒子质量；利用洛伦兹力的表达式可以求出粒子受到的洛伦兹力的大小；利用周期的表达式可以比较运动的时间。
10．【答案】D
【知识点】右手定则；导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】AB．因感应电动势 ， ，而 ，则有 ，所以仅改变圆盘转动的角速度或仅改变磁场的磁感应强度，都会使通过R的电流发生变化，AB不符合题意；
C．仅断开电阻R，铜盘仍然转动，则铜条依然切割磁感线产生感应电动势，两铜片C、D间依然有电势差，而电路中由于电阻的R断开没有电流，C不符合题意；
D．由右手定则可知，同时改变磁场方向和圆盘的转动方向，感应电动势正负极不变，通过R的电流方向不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用动生电动势的表达式结合欧姆定律可以求出电流的表达式，结合电流的表达式可以判别电流的变化；当断开电阻时CD之间还是有电势差；利用右手定则可以判别感应电流的方向。
11．【答案】C
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A．空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，根据法拉第电磁感应定律 ，可知，感应电动势恒定不变，感应电流恒定不变，A不符合题意；
B．根据右手螺旋定则可知，线框处于垂直纸面向里的磁场中，且空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针方向，即 ，B不符合题意；
CD．线框ad边所受的安培力为 ，由于磁感应强度随时间均匀减小，感应电流恒定，方向为顺时针方向，则线框ad边所受的安培力减小，且左手定则可知，线框ad边所受的安培力方向水平向左，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用法拉第电磁感应定律结合磁通量的变化率可以判别感应电流的大小；利用楞次定律可以判别感应电流的方向；利用左手定则可以判别安培力的方向，利用安培力的表达式可以判别安培力的大小变化。
12．【答案】D
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．由题图可知，两个粒子运动轨迹的凹侧相反，说明两粒子所受电场力的方向相反，所以两粒子带异种电荷，A不符合题意；
B．等势面的疏密程度反映了电场强弱，由图可知，粒子从P运动到a所受的静电力越来越小，粒子从P运动到b所受的静电力越来越大，B不符合题意；
CD．粒子初速度方向与电场线垂直，仅在静电力的作用下加速，所以静电力对两粒子都做正功，电势能都减小，动能都增大。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用粒子运动的轨迹可以判别两个粒子电性相反；利用等势面的疏密可以比较电场力的大小；利用粒子在电场力作用下运动可以判别电场力做正功所以粒子动能增大。
13．【答案】C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A．足球在空中受到空气阻力作用，空气阻力做负功，因此足球由位置1运动到位置3的过程中机械能减小，A不符合题意；
C．足球由位置1运动到位置2过程中，空气阻力在竖直方向上的分力向下，与重力方向相同，足球由位置2运动到位置2过程中，空气阻力在竖直方向上的分力向上，与重力方向相反，且小于重力，则足球由位置1运动到位置2过程中竖直方向上加速度的平均值大于足球由位置2运动到位置3过程中竖直方向上加速度的平均值，C符合题意；
B．足球由位置1运动到位置2的与由位置2运动到位置两过程竖直方向上的高度相等，而足球由位置1运动到位置2过程中竖直方向上加速度的平均值大于足球由位置2运动到位置3过程中竖直方向上加速度的平均值，根据 ，可知，足球由位置1运动到位置2的时间小于由位置2运动到位置3的时间，B不符合题意；
D．在同一高度，根据动能定理有 ，由于空气阻力做负功，则有 ，即足球上升过程到达某一高度的速度大小一定大于足球下降过程到达同一高度时的速度大小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用足球运动过程受到阻力的作用所以机械能不断减小；利用竖直方向的高度可以比较运动的时间；利用牛顿第二定律可以比较上升和下降过程加速度的大小；利用空气阻力做功可以比较速度的大小。
14．【答案】B
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】A．由于在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，则光敏电阻受到的光照越强，自由电子越多，导电性能越强，其电阻阻值越小，A不符合题意；
B．由于光敏电阻的电子脱离束缚，离开原有位置成为自由电子时，缺失电子的位置便称为空穴，空穴可视为正电荷，可知空穴相对于自由电子的运动方向与电子的运动方向相反，因此光敏电阻内部的空穴也能够参与导电，B符合题意；
C．由于光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值，即光照消失后，电子—空穴对并不会迅速消失，C不符合题意；
D．光敏电阻具有延时性，因此光敏电阻不适合用于需要快速响应的电路场合，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】光敏电阻受到的光照强度越大，电子越活跃则电阻越小；由于光敏电阻的电子脱离束缚后，会离开原来位置成为自由电子；空穴可以视为正电荷，所以光敏电子内部的空穴也能够参与导电；当光照消失后，电子与空穴不会迅速消失，具有延迟性；所以不适用于需要快速响应的电路场合。
15．【答案】（1）1.515（1.513~1.517）
（2）2.5
（3）不挂钩码，将长木板固定有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使打点计时器打出的纸带上的点迹分布均匀，此过程中对小车有 ，则当挂上钩码，使细绳与长木板平行，小车向下加速运动时有 ，可知，实验中平衡摩擦力、使细绳与长木板平行，可以使细绳拉力等于小车受的合力。
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为1.5mm+0.01×1.5mm=1.515mm
（2）由于相邻计数点2，3，4之间还有1个计时点，则相邻计数点之间的时间间隔为 ，则从打下计数点2到打下计数点4的过程中小车加速度的大小为
（3）不挂钩码，将长木板固定有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使打点计时器打出的纸带上的点迹分布均匀，此过程中对小车有 ，则当挂上钩码，使细绳与长木板平行，小车向下加速运动时有 ，可知，实验中平衡摩擦力、使细绳与长木板平行，可以使细绳拉力等于小车受的合力。
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小；
（3）当不挂钩码时，利用小车的平衡条件可以判别重力的分力等于阻力，当挂上钩码时，小车的合力则等于细绳拉力的大小。
16．【答案】（1）A；C；E
（2）；7.85
（3）C
【知识点】伏安法测电阻
【解析】【解答】（1）待测电阻的最大电流为 ，电流表选择A；待测电阻的最大电压为 ，电压表选择C；待测电阻的阻值约为10Ω，为了方便调节电路，滑动变阻器选择E；
（2）该电阻的U-I图线如图所示
该电阻的阻值为
（3）A．导线a处断路，电流表和电压表均有示数，A不符合题意；
B．导线b处断路，电流表和电压表均无示数，B不符合题意；
C．R处断路，电流表没有示数，但电压表有示数，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）利用欧姆定律可以求出回路中最大的电流，进而判别电流表的选择；利用电压的大小可以判别电压表的选择；利用待测电阻的大小可以判别滑动变阻器的选择；
（2）利用坐标点进行连线；利用图像斜率可以求出电阻的大小；
（3）由于电流表没有读数说明电路出现断路，由于电压表出现读数则断路的位置为R。
17．【答案】（1）解：对小球进行受力分析，画出小球受力示意图如图所示
（2）解：小球在竖直方向上合力为0，则有
解得
（3）解：小球在水平方向上有
结合上述解得
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，小球受到拉力和重力的作用；
（2）小球在竖直方向的合力等于0，利用平衡方程可以求出绳子拉力的大小；
（3）已知小球在匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出列车加速度的大小。
18．【答案】（1）解：由题意，根据法拉第电磁感应定律，可得金属棒中产生的感应电动势
（2）解：由于金属棒匀速运动，根据平衡条件可得 ， ，
联立以上式子，可得
（3）解：从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，根据动量定理，可得安培力对金属棒的冲量
即安培力对金属棒的冲量大小为 。
【知识点】导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）已知金属棒切割磁场，利用动生电动势的表达式可以求出电动势的大小；
（2）当金属棒做匀速直线运动，利用平衡条件结合安培力的表达式可以求出拉力的大小；
（3）从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，利用动量定理可以求出安培力对金属棒冲量的大小。
19．【答案】（1）解：对重物进行受力分析如图
由牛顿第二定律得
重物被抬起时做匀加速直线运动，由 ，解得
（2）解：撤去拉力后，重物做竖直上抛运动
解得
所以重物相对地面上升的最大高度为
（3）解：由地面对重物的阻力与砸入地面的深度成正比，比例系数为k，可得 ，所以阻力f与砸入地面的深度d的函数图象如图
由f-d图像可求地面阻力对重物所做的功即为图像与横轴围成的面积，所以
从离地面25cm到砸入地面下2cm对重物列动能定理
代入数据解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）人对重力施加拉力，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出重物速度的大小；
（2）当撤去拉力时，重物做竖直上抛运动，利用速度位移公式可以求出减速上升的高度；
（3）当阻力与砸人地面的高度成正比，利用图像面积的大小结合动能定理可以求出比例系数k的大小。
20．【答案】（1）解：滴落时液滴所带电荷量
（2）解：根据平衡条件
又
所以
（3）解：第n滴液滴落到B板后，B板带电量
A、B间电势差
电场强度
第 滴液滴所受静电力
第n滴液滴刚落到B板时，A、B极板所构成电容器储存的电场能
【知识点】电容器及其应用；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）已知槽与A板构成电容器，利用电容的定义式可以求出滴落时液体的电荷量的大小；
（2）当液滴受到的电场力与重力相等时，不再滴落，利用平衡方程可以求出AB之间电势差的大小，利用电势差的大小结合A点电势的大小可以求出B点最高电势的大小；
（3）当n滴液体下落时，利用电容器的定义式可以求出B板电荷量的大小，结合电容定义式可以求出电势差的大小，结合板间距离可以求出电场强度的大小，利用电场力与电场强度的惯性可以求出电场力的大小，利用电场能的表达式可以求出电场能的大小。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
北京市丰台区2022-2023学年高三上学期物理期末练习试卷
一、单选题
1．（2023高三上·丰台期末）某同学站在地面上，将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度大小改变，方向改变 B．速度大小改变，方向不变
C．加速度大小不变，方向改变 D．加速度大小改变，方向不变
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】CD．将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球仅仅受到重力作用，则小球的加速度为重力加速度，小球加速度的大小与方向均恒定，CD不符合题意；
AB．根据上述有 ，可知将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力时，小球的加速度与速度不在同一直线上，小球的速度大小与方向均发生改变，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球做平抛运动，小球受到重力，加速度等于重力加速度，所以大小和方向保持不变；利用加速度与速度方向不在同一直线，所以速度大小和方向不断改变。
2．（2023高三上·丰台期末）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上匀速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对物块进行受力分析如图所示
可知，斜面对物块的支持力大小为 ，斜面对物块的摩擦力大小为 ，AB不符合题意；
D．物体匀速下滑，物体处于平衡状态，所受外力的合力为0，D不符合题意；
C．根据上述，物体受到重力，斜面对物体的支持力与摩擦力，物体所受外力的合力为0，则支持力与摩擦力的合力与重力等大反向，即斜面对物块作用力的合力大小为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用物块的平衡方程可以求出斜面对物块的支持力和摩擦力的大小；物体做匀速直线运动合力等于0；利用平衡条件可以判别斜面对物块的合力等于重力。
3．（2023高三上·丰台期末）介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻其波动图像如图所示，P为介质中一个质点。下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长为2m
B．这列波的振幅为4cm
C．质点P的振动频率等于波源的振动频率
D．质点P的振动方向与波的传播方向相同
【答案】C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】AB．根据波形图可知，振幅是 ，波长是 ，A不符合题意，B不符合题意；
C．据波的传播特点可知，各质点做受迫振动，各质点的振动频率与波源的频率相等，C符合题意；
D．由于该波是横波，所以质点的振动方向与该波的传播方向垂直，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】从图像可以得出振幅和波长的大小；质点振动的频率等于波源的频率；由于该波属于横波，质点振动的方向与波传播方向垂直。
4．（2023高三上·丰台期末）某同学在地面上，把一物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的图像或图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】运动学v-t 图像
【解析】【解答】AB．由题意，可知物体先向上做加速度为 的匀减速运动，到达最高点后，反向做加速度也为 的匀加速运动，故 图线应为B，A不符合题意，B符合题意；
CD．竖直上抛运动的加速度保持不变，为自由落体加速度，由于取竖直向上为正方向，故 图线应为一条在 轴负半轴，且平行于 轴的直线，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由于物体加速度保持不变，所以物体速度时间图像斜率保持不变，物体加速度时间图像为一平行于时间轴的横线。
5．（2023高三上·丰台期末）质量为m的物体从某一高度由静止释放，除重力之外还受到水平方向大小、方向都不变的力F的作用。下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动轨迹是抛物线
B．物体落地时速度方向竖直向下
C．物体下落时加速度方向不断变化
D．若在物体落地前的某一位置撤去力F，则物体从开始运动到落地的时间不变
【答案】D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A．物体由静止开始下落，受到的重力mg与水平力F都是恒力，则物体的运动轨迹是直线，A不符合题意；
B．物体沿合力方向做直线运动，则物体落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于 。物体落地时速度方向不是竖直向下。B不符合题意；
C．物体受到的合力 ，加速度方向与合力方向相同，方向不变。C不符合题意；
D．若在物体落地前的某一位置撤去力F，竖直方向受力情况不变，由分运动和合运动的等时性可知物体从开始运动到落地的时间不变。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体受到重力和水平恒力的作用下，从静止开始所以物体运动轨迹为直线；利用合力的方向可以判别物体速度的方向；利用力的合成可以求出合力的大小，利用合力的方向可以判别加速度的方向；当撤去力F时，竖直方向的运动保持不变所以落地所花时间保持不变。
6．（2023高三上·丰台期末）2022年11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A． 空间站做匀速圆周运动的线速度为
B．空间站做匀速圆周运动的周期为
C．空间站的线速度大于第一宇宙速度
D．空间站的加速度大于地球表面的重力加速度
【答案】A
【知识点】万有引力定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由人造卫星的速度公式有 ，解得 ，A符合题意；
B．由 可知空间站做匀速圆周运动的周期为 ，B不符合题意；
C．第一宇宙速度是环绕天体圆周运动的最大速度。地面物体速度小于第一宇宙速度，将无法完成圆周，也就是要掉回地面。要想把人造天体送上太空绕地球做圆周运动，初速度需要超过第一宇宙速度，在远离地面过程中，速度不断减小，并最终小于第一宇宙速度，同时万有引力势能不断增加，这实际上是一个动能转化为势能的过程，空间站是离地较高的人造卫星，线速度小于第一宇宙速度，C不符合题意；
D．根据 ，解得 ，若不考虑地球的自转影响，则地面的物体的重力加速度为 ，由上可得 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度的大小；利用周期和半径的惯性可以求出周期的大小；利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小。
7．（2023高三上·丰台期末）如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上运动。当货车向右减速运动时，石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力为F，关于F的方向，下列图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】当货车向右减速运动时，石块B与货车相对静止，两者加速度方向相同，均水平向左，根据牛顿第二定律可知，石块B的合力方向水平向左，即石块B的重力和F的合力方向水平向左，根据平行四边形定则可知，F的方向斜向左上方。
故答案为：D。
【分析】当货车做减速运动时可以判别加速度的大小，利用加速度的方向可以判别石块合力的方向，进而判别F的作用力方向。
8．（2023高三上·丰台期末）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电流表和电压表均为理想电表，灯泡电阻，A、B两端输入正弦式交流电压的有效值。下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的读数为24V B．电流表A1的读数为0.5A
C．电流表A2的读数为2A D．变压器输入功率为12W
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．根据电压与匝数成正比 ，解得 ，A不符合题意；
BC．根据欧姆定律得 ，根据电流与匝数成反比，得 ，解得 ，B符合题意，C不符合题意；
D．变压器输入功率为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用匝数之比和电压之比相等可以求出输出电压的大小；利用欧姆定律可以求出输出电流的大小，结合匝数之比可以求出输入电流的大小；利用输入电流和输入电压的大小可以求出输入功率的大小。
9．（2023高三上·丰台期末）如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力及空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．甲粒子带负电荷，乙粒子带正电荷
B．甲粒子的质量大于乙粒子的质量
C．两带电粒子受到的洛伦兹力大小不等
D．两带电粒子在磁场中运动的时间相等
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】A.在 点，带电粒子速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则可得甲带正电荷；同理在 点，乙受向右的洛伦兹力，根据左手定则可得乙带负电荷；A不符合题意；
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： ，解得 ，由于 、 、 均相同，甲的轨道半径比乙的轨道半径大，则有甲的质量大于乙的质量，B符合题意；
C. 根据洛伦兹力的表达式 ，由于 、 、 大小均相同，两带电粒子受到的洛伦兹力大小相等，C不符合题意；
D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期 ，在磁场中运动的时间 ，由于 、 均相同，甲的质量大于乙的质量，故甲运动时间大于乙运动的时间，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用左手定则可以判别粒子的电性；利用牛顿第二定律结合轨迹半径的大小可以比较粒子质量；利用洛伦兹力的表达式可以求出粒子受到的洛伦兹力的大小；利用周期的表达式可以比较运动的时间。
10．（2023高三上·丰台期末）如图是法拉第圆盘发电机的示意图，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触，使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。下列说法正确的是（ ）
A．仅改变圆盘转动的角速度，通过R的电流保持不变
B．仅改变磁场的磁感应强度，通过R的电流保持不变
C．仅断开电阻R，两铜片C、D间电势差为零
D．同时改变磁场方向和圆盘的转动方向，通过R的电流方向不变
【答案】D
【知识点】右手定则；导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】AB．因感应电动势 ， ，而 ，则有 ，所以仅改变圆盘转动的角速度或仅改变磁场的磁感应强度，都会使通过R的电流发生变化，AB不符合题意；
C．仅断开电阻R，铜盘仍然转动，则铜条依然切割磁感线产生感应电动势，两铜片C、D间依然有电势差，而电路中由于电阻的R断开没有电流，C不符合题意；
D．由右手定则可知，同时改变磁场方向和圆盘的转动方向，感应电动势正负极不变，通过R的电流方向不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用动生电动势的表达式结合欧姆定律可以求出电流的表达式，结合电流的表达式可以判别电流的变化；当断开电阻时CD之间还是有电势差；利用右手定则可以判别感应电流的方向。
11．（2023高三上·丰台期末）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．线框中产生的感应电流逐渐减小
B．线框中产生的感应电流方向为
C．线框ad边所受的安培力方向水平向左
D．线框ad边所受的安培力大小恒定
【答案】C
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A．空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，根据法拉第电磁感应定律 ，可知，感应电动势恒定不变，感应电流恒定不变，A不符合题意；
B．根据右手螺旋定则可知，线框处于垂直纸面向里的磁场中，且空间各点的磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针方向，即 ，B不符合题意；
CD．线框ad边所受的安培力为 ，由于磁感应强度随时间均匀减小，感应电流恒定，方向为顺时针方向，则线框ad边所受的安培力减小，且左手定则可知，线框ad边所受的安培力方向水平向左，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用法拉第电磁感应定律结合磁通量的变化率可以判别感应电流的大小；利用楞次定律可以判别感应电流的方向；利用左手定则可以判别安培力的方向，利用安培力的表达式可以判别安培力的大小变化。
12．（2023高三上·丰台期末）图中虚线是某电场中的一簇等势线，两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，运动过程中仅受静电力的作用，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。则两粒子分别从P运动到a和从P运动到b的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两粒子带同种电荷 B．两粒子受到的静电力都变大
C．静电力对两粒子都做负功 D．两粒子的动能都增大
【答案】D
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．由题图可知，两个粒子运动轨迹的凹侧相反，说明两粒子所受电场力的方向相反，所以两粒子带异种电荷，A不符合题意；
B．等势面的疏密程度反映了电场强弱，由图可知，粒子从P运动到a所受的静电力越来越小，粒子从P运动到b所受的静电力越来越大，B不符合题意；
CD．粒子初速度方向与电场线垂直，仅在静电力的作用下加速，所以静电力对两粒子都做正功，电势能都减小，动能都增大。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用粒子运动的轨迹可以判别两个粒子电性相反；利用等势面的疏密可以比较电场力的大小；利用粒子在电场力作用下运动可以判别电场力做正功所以粒子动能增大。
13．（2023高三上·丰台期末）质量为m的足球在地面位置1被踢出后落到地面位置3，在空中运动的最高点为位置2，不考虑足球的旋转。下列说法正确的是（ ）
A．足球由位置1运动到位置3的过程中机械能不变
B．足球由位置1运动到位置2的时间大于由位置2运动到位置3的时间
C．足球上升过程竖直方向的加速度大于足球下降过程竖直方向的加速度
D．足球上升过程到达某一高度的速度大小等于足球下降过程到达同一高度时的速度大小
【答案】C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A．足球在空中受到空气阻力作用，空气阻力做负功，因此足球由位置1运动到位置3的过程中机械能减小，A不符合题意；
C．足球由位置1运动到位置2过程中，空气阻力在竖直方向上的分力向下，与重力方向相同，足球由位置2运动到位置2过程中，空气阻力在竖直方向上的分力向上，与重力方向相反，且小于重力，则足球由位置1运动到位置2过程中竖直方向上加速度的平均值大于足球由位置2运动到位置3过程中竖直方向上加速度的平均值，C符合题意；
B．足球由位置1运动到位置2的与由位置2运动到位置两过程竖直方向上的高度相等，而足球由位置1运动到位置2过程中竖直方向上加速度的平均值大于足球由位置2运动到位置3过程中竖直方向上加速度的平均值，根据 ，可知，足球由位置1运动到位置2的时间小于由位置2运动到位置3的时间，B不符合题意；
D．在同一高度，根据动能定理有 ，由于空气阻力做负功，则有 ，即足球上升过程到达某一高度的速度大小一定大于足球下降过程到达同一高度时的速度大小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用足球运动过程受到阻力的作用所以机械能不断减小；利用竖直方向的高度可以比较运动的时间；利用牛顿第二定律可以比较上升和下降过程加速度的大小；利用空气阻力做功可以比较速度的大小。
14．（2023高三上·丰台期末）光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示，自由电子与空穴总是成对出现，称为电子—空穴对，空穴可视为正电荷，空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料，下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻受到的光照越强，其电阻阻值越大
B．光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C．光照消失后，电子—空穴对迅速消失
D．光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
【答案】B
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】A．由于在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，则光敏电阻受到的光照越强，自由电子越多，导电性能越强，其电阻阻值越小，A不符合题意；
B．由于光敏电阻的电子脱离束缚，离开原有位置成为自由电子时，缺失电子的位置便称为空穴，空穴可视为正电荷，可知空穴相对于自由电子的运动方向与电子的运动方向相反，因此光敏电阻内部的空穴也能够参与导电，B符合题意；
C．由于光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值，即光照消失后，电子—空穴对并不会迅速消失，C不符合题意；
D．光敏电阻具有延时性，因此光敏电阻不适合用于需要快速响应的电路场合，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】光敏电阻受到的光照强度越大，电子越活跃则电阻越小；由于光敏电阻的电子脱离束缚后，会离开原来位置成为自由电子；空穴可以视为正电荷，所以光敏电子内部的空穴也能够参与导电；当光照消失后，电子与空穴不会迅速消失，具有延迟性；所以不适用于需要快速响应的电路场合。
二、实验题
15．（2023高三上·丰台期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图1所示。由图可读出金属丝的直径为 mm。
（2）数据分析。某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。打点计时器在随小车运动的纸带上打下一系列点迹，挑出点迹清晰的一条纸带，图2是纸带的一部分，相邻计数点2，3，4之间还有1个计时点，则从打下计数点2到打下计数点4的过程中小车加速度的大小a= m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）实验原理。某学习小组利用图3实验装置“探究加速度与力的关系”，怎样操作可以使细绳拉力等于小车受的合力？请分析说明这样做的理由 。
【答案】（1）1.515（1.513~1.517）
（2）2.5
（3）不挂钩码，将长木板固定有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使打点计时器打出的纸带上的点迹分布均匀，此过程中对小车有 ，则当挂上钩码，使细绳与长木板平行，小车向下加速运动时有 ，可知，实验中平衡摩擦力、使细绳与长木板平行，可以使细绳拉力等于小车受的合力。
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为1.5mm+0.01×1.5mm=1.515mm
（2）由于相邻计数点2，3，4之间还有1个计时点，则相邻计数点之间的时间间隔为 ，则从打下计数点2到打下计数点4的过程中小车加速度的大小为
（3）不挂钩码，将长木板固定有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使打点计时器打出的纸带上的点迹分布均匀，此过程中对小车有 ，则当挂上钩码，使细绳与长木板平行，小车向下加速运动时有 ，可知，实验中平衡摩擦力、使细绳与长木板平行，可以使细绳拉力等于小车受的合力。
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用逐差法可以求出加速度的大小；
（3）当不挂钩码时，利用小车的平衡条件可以判别重力的分力等于阻力，当挂上钩码时，小车的合力则等于细绳拉力的大小。
16．（2023高三上·丰台期末）某同学在实验室测量电阻R的阻值。
（1）待测电阻的阻值约为10Ω。除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电键、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）
C．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 （选填实验器材前对应的字母）。
（2）该同学测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，请在图中作出该电阻的U-I图线 ，根据图线得出该电阻R= Ω（结果保留小数点后两位）。
（3）该同学选用如图所示电路进行实验。实验开始后把滑动变阻器的滑动触头滑到中间某一位置，闭合电键时发现电流表没有示数，但电压表有示数。若电路中仅有一处故障，则______（选填选项前的字母）。
A．导线a处断路 B．导线b处断路 C．R处断路
【答案】（1）A；C；E
（2）；7.85
（3）C
【知识点】伏安法测电阻
【解析】【解答】（1）待测电阻的最大电流为 ，电流表选择A；待测电阻的最大电压为 ，电压表选择C；待测电阻的阻值约为10Ω，为了方便调节电路，滑动变阻器选择E；
（2）该电阻的U-I图线如图所示
该电阻的阻值为
（3）A．导线a处断路，电流表和电压表均有示数，A不符合题意；
B．导线b处断路，电流表和电压表均无示数，B不符合题意；
C．R处断路，电流表没有示数，但电压表有示数，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）利用欧姆定律可以求出回路中最大的电流，进而判别电流表的选择；利用电压的大小可以判别电压表的选择；利用待测电阻的大小可以判别滑动变阻器的选择；
（2）利用坐标点进行连线；利用图像斜率可以求出电阻的大小；
（3）由于电流表没有读数说明电路出现断路，由于电压表出现读数则断路的位置为R。
三、解答题
17．（2023高三上·丰台期末）某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量为m的小球，在列车以某一加速度启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止。在某次测量中，悬线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g。
（1）请画出小球受力示意图；
（2）求此时细线的拉力大小F；
（3）求列车的加速度大小a。
【答案】（1）解：对小球进行受力分析，画出小球受力示意图如图所示
（2）解：小球在竖直方向上合力为0，则有
解得
（3）解：小球在水平方向上有
结合上述解得
【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，小球受到拉力和重力的作用；
（2）小球在竖直方向的合力等于0，利用平衡方程可以求出绳子拉力的大小；
（3）已知小球在匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出列车加速度的大小。
18．（2023高三上·丰台期末）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L，左端接有电阻R。一质量为m、电阻为r的金属棒MN放置在导轨上。金属棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v沿导轨做匀速直线运动。求：
（1）金属棒中产生的感应电动势E；
（2）拉力F的大小；
（3）从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，安培力对金属棒的冲量大小I。
【答案】（1）解：由题意，根据法拉第电磁感应定律，可得金属棒中产生的感应电动势
（2）解：由于金属棒匀速运动，根据平衡条件可得 ， ，
联立以上式子，可得
（3）解：从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，根据动量定理，可得安培力对金属棒的冲量
即安培力对金属棒的冲量大小为 。
【知识点】导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）已知金属棒切割磁场，利用动生电动势的表达式可以求出电动势的大小；
（2）当金属棒做匀速直线运动，利用平衡条件结合安培力的表达式可以求出拉力的大小；
（3）从撤去拉力F到金属棒停止运动的过程中，利用动量定理可以求出安培力对金属棒冲量的大小。
19．（2023高三上·丰台期末）如图，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度。已知地面对重物的阻力与砸入地面的深度成正比，比例系数为k。重物的质量为，取重力加速度，，忽略空气阻力。求：
（1）人停止施力时的重物速度；
（2）重物相对地面上升的最大高度；
（3）请定性画出阻力f与砸入地面的深度d的函数图象，并求比例系数k。
【答案】（1）解：对重物进行受力分析如图
由牛顿第二定律得
重物被抬起时做匀加速直线运动，由 ，解得
（2）解：撤去拉力后，重物做竖直上抛运动
解得
所以重物相对地面上升的最大高度为
（3）解：由地面对重物的阻力与砸入地面的深度成正比，比例系数为k，可得 ，所以阻力f与砸入地面的深度d的函数图象如图
由f-d图像可求地面阻力对重物所做的功即为图像与横轴围成的面积，所以
从离地面25cm到砸入地面下2cm对重物列动能定理
代入数据解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）人对重力施加拉力，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出重物速度的大小；
（2）当撤去拉力时，重物做竖直上抛运动，利用速度位移公式可以求出减速上升的高度；
（3）当阻力与砸人地面的高度成正比，利用图像面积的大小结合动能定理可以求出比例系数k的大小。
20．（2023高三上·丰台期末）如图所示，绝缘支架悬挂一金属槽，槽中盛有导电液体，槽底部有一小孔，此小孔可以让槽中的液体一滴一滴无初速度地滴落。在槽下端通过绝缘支架水平挂一金属板A，A板中间挖一小孔且正对槽的小孔，两孔距离较为接近。现将槽和极板A接入电源，电源电压为U，当槽中液滴位于A板小孔（不与A板接触）但未滴落时，可将槽和液滴所构成的整体视作与A板共同构成电容器，电容大小为，液滴滴落时所带电荷量与总净剩电荷量的比值称为带电系数k（k为定值）。在A板正下方的绝缘底座上水平放置另一金属极板B，A板与B板构成电容为的电容器，通过调节槽中的液滴下落频率，保证A、B极板间不会同时存在两滴液滴。已知A、B板间距为h，重力加速度为g，A板接地，槽中导电液体的液面变化可以忽略不计，A板相较于小孔尺寸可视为无限大金属板，不考虑空气中带电粒子对装置的影响以及液滴对A、B板间电容的影响，开始时B极板不带电。
（1）求滴落时液滴所带电荷量Q；
（2）若液滴质量为m，求极板B可获得的最高电势；
（3）第n滴液滴落到B板后，请推导第滴液滴所受静电力F与滴数n的函数关系式，并求出第n滴液滴刚落到B板时，A、B极板所构成电容器储存的电场能。
【答案】（1）解：滴落时液滴所带电荷量
（2）解：根据平衡条件
又
所以
（3）解：第n滴液滴落到B板后，B板带电量
A、B间电势差
电场强度
第 滴液滴所受静电力
第n滴液滴刚落到B板时，A、B极板所构成电容器储存的电场能
【知识点】电容器及其应用；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）已知槽与A板构成电容器，利用电容的定义式可以求出滴落时液体的电荷量的大小；
（2）当液滴受到的电场力与重力相等时，不再滴落，利用平衡方程可以求出AB之间电势差的大小，利用电势差的大小结合A点电势的大小可以求出B点最高电势的大小；
（3）当n滴液体下落时，利用电容器的定义式可以求出B板电荷量的大小，结合电容定义式可以求出电势差的大小，结合板间距离可以求出电场强度的大小，利用电场力与电场强度的惯性可以求出电场力的大小，利用电场能的表达式可以求出电场能的大小。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1
