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江苏省无锡市2022-2023学年高三上学期物理期终教学质量调研测试试卷
一、单选题
1．（2023高三上·无锡期末）某通讯工具单端天线长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果其需接收信号的载波频率为900MHz，这种工具的天线设计的长度约为（ ）
A．8cm B．33cm C．75cm D．2.25m
【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】手机接收信号的载波波长 ，手机天线的理论长度
故答案为：A。
【分析】根据电磁波的波长和频率的关系得出手机天线的理论长度。
2．（2023高三上·无锡期末）已知动车组列车每节动车的额定功率相同，每节动车与拖车质量相等，设动车组运行时所受阻力与其速率成正比。若某动车组由4节动车加8节拖车组成，其运行的最大速率为240km/h，则由8节动车加4节拖车组成的动车组，运行的最大速率约为（）
A．240km/h B．340km/h C．360km/h D．480km/h
【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】若开动4节动车带8节拖车，最大速度可达到240km/h，每节动车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，则有 ，由8节动车加4节拖车组成的动车组 ，解得
故答案为：B。
【分析】根据瞬时功率的表达式得出8节动车加4节拖车组成的动车组，运行的最大速率。
3．（2023高三上·无锡期末）如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为30W，则下列说法正确的是（）
A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B．扫地机器人正常工作时的电压为15V
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D．扫地机器人电动机的内阻为7.5
【答案】B
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】A．扫地机器人正常工作时的电流是 ，A不符合题意；
B．扫地机器人正常工作时的电压为 ，B符合题意；
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为 ，C不符合题意；
D．由于扫地机器人电动机不是纯电阻，其内阻 ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】结合电流的定义式得出扫地机器人正常工作时的电流，结合电功率的表达式得出扫地机器人正常工作时的电压，利用平均功率的表达式得出扫地机器人消耗的电能。
4．（2021·广州模拟）如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈a、b是两个相同的小灯泡开关S由断开到闭合（ ）
A．a先亮b后亮，然后b逐渐变亮 B．b先亮a后亮，然后a逐渐变亮
C．a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 D．a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将b灯短路，b逐渐变暗直到熄灭，同时，a灯电流逐渐增大，变得更亮。C符合题意ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当开关从断开到闭合时，由于电感对变化电流的阻碍作用，其两个灯泡会同时发亮；当电路稳定时，其电感失去阻碍作用则b灯泡会逐渐熄灭。
5．（2023高三上·无锡期末）2021年2月，我国首次火星探测任务探测器“天问一号”成功进入周期为T的大椭圆环火轨道。14天后，“天问一号”成功实施近火制动，经过极轨转移轨道（图中未画出），进入近火点高度h、远火点高度H、周期为的火星停泊轨道。已知火星半径R。则大椭圆轨道半长轴为（）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可得 ，解之得
故答案为：B。
【分析】根据开普勒第三定律得出大椭圆轨道半长轴。
6．（2023高三上·无锡期末）高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A．＋mg B．－mg C．＋mg D．－mg
【答案】A
【知识点】动量定理；机械能守恒定律
【解析】【解答】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有 ，即在产生拉力瞬间速度为 ，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得 ，联立解得
故答案为：A。
【分析】人做自由落体运动时根据机械能守恒定律得出产生拉力瞬间速度，通过动量定理得出 该段时间安全带对人的平均作用力 。
7．（2023高三上·无锡期末）机械横波向x轴正方向传播，t=0.1s时刻的波形图如图甲所示，此时机械波刚传到P点，质点P的振动图像如图乙所示。则（）
A．机械波的传播速度为20m/s B．机械波的传播速度为30m/s
C．波源的起振方向沿y负方向 D．经过0.1s质点P向右移动2m
【答案】A
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．根据图像可知 ，所以 ，A符合题意B不符合题意；
C．机械波刚传到P点，P点向上振动，所有质点起振方向相同，所以波源的起振方向沿y正方向，C不符合题意；
D．质点只上下振动，并不随波迁移，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据波长和周期的关系得出波在介质中传播的速度，结合机械波的传播方向和质点的振动方向的关系进行分析判断。
8．（2023高三上·无锡期末）传送带以恒定速率顺时针传动，物块以一定的初速度冲上传送带。物块的动能EK随时间t变化的图线可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AD．如果传送带速度比物块速度大，开始阶段加速 ，图像开始阶段为开口向上的抛物线一部分，加速至共速后动能不变。A不符合题意，D符合题意；
BC．如果传送带速度比物块速度小，开始阶段减速 ，图像开始阶段为开口向上的抛物线一部分，加速至共速后动能不变。B不符合题意，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】传送带速度比物块速度大和小的过程根据动能定理得出物块的动能EK随时间t变化的图线 。
9．（2023高三上·无锡期末）笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（）
A．盖上盖板， a端带正电
B．打开盖板， a端带正电
C．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D．盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，AB不符合题意；
CD．盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，霍尔电压增大，a、b间电势差逐渐增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则得出载流子的受力方向，从而得出a端的带电情况以及ab间电势差的变化情况。
10．（2023高三上·无锡期末）如图所示，倾角为θ的光滑斜面，沿斜面放置的轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端连接物体A，静止时，弹簧被压缩了l。质量与A相同的物体B从弹簧原长位置由静止释放，A与B发生完全非弹性碰撞(但不粘连)，碰撞时间极短，A、B视为质点，重力加速度为g，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），则下列说法正确的是（）
A．碰后瞬间两物体的速度大小为
B．碰后两物体一起向下运动的最大位移为2l
C．两物体反弹向上运动，B能再次回到释放点
D．碰后两物体一定不能分离
【答案】D
【知识点】功能关系；动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．B下落，即将与A碰撞时有 ，A、B碰撞动量守恒，则有 ，得 ，A符合题意；
B．A、B碰撞后一起向下运动至最低点，位移设x，根据能量守恒得 ，A原来静止满足 ，解之得 ，B不符合题意；
CD．A、B分开临界条件为加速度相等，A、B之间的弹力为零，对B分析可得 ，得 ，碰后至再次返回到碰撞位置，速度大小不变，方向反向。假设不分离，向上运动位移为x1，则有 ， ，此时整体受力可得 ，得 ，碰后两物体一定不分离且不能再次回到释放点，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】下落过程根据机械能守恒定律得出B碰前的速度，碰撞过程利用动量守恒得出碰后量物体的速度，碰撞后利用功能关系得出两物体一起下落的位移和加速度的表达式。
二、实验题
11．（2023高三上·无锡期末）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．丙 D．丁
（2）用游标卡尺测量内直径D，读数如图（3），D = 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R0和L0。则水样的电阻率为 （用D，R0、L0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
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)测量管道的内直径，应该使用部位甲，故答案为：A；
(2)由图可知，游标卡尺主尺的读数为1.1cm，副尺的分度值为 ，因此副尺的读数为 ，则该钢笔帽的内径为 ；
(3)因为灵敏电流表示数始终满偏，则电阻满足 ，得 ，根据直线的斜率 ，得
(4)根据电阻定律可得
(5)无论电表是否有阻值，R与Rx之间的电压和不变，也就是 ，始终成立，因此灵敏电流表的内阻对本实验结果无影响。
【分析】（1）测量管道的内径时应使用部位甲；
（2）根据游标卡尺的读数原理得出该笔帽的内径；
（3）结合欧姆定律以及电阻定律得出电阻率的表达式；
（4）通过电阻定律得出电阻R的表达式；
（5）根据（3）中的表达式得出电表的内阻对本实验结果的影响情况。
三、解答题
12．（2023高三上·无锡期末）我国新型航母电磁阻拦技术的原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒ab，飞机与金属棒瞬间获得共同速度v0=50m/s，在磁场中共同减速滑行至停下。已知舰载机质量M=2.7×104kg ，金属棒质量m=3×103kg、电阻R=10Ω，导轨间距L=50m，匀强磁场磁感应强度B=5T，导轨电阻不计，除安培力外飞机克服其它阻力做的功为1.5×106J
，求：
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电流I的大小和方向；
（2）金属棒中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）解：飞机着舰瞬间金属棒中感应电动势
感应电流
代入数据解得
根据右手定则判断感应电流方向由b到a。
（2）解：飞机从着舰到停止，根据动能定理
代入数据解得
【知识点】动能定理的综合应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律以及欧姆定律得出电流中电流的大小；
（2） 飞机从着舰到停止，根据动能定理得出金属棒中产生的焦耳热。
13．（2023高三上·无锡期末）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m=9×10-31kg，电荷量为e=1.6×10-19C，加速电场极板间电势差为U0=2000V．偏转电场电压为u=110sin（100πt）V，极板长度为L=5cm，板间距d=1cm。电子能从偏转电场中射出。偏转电场可视为匀强电场，忽略电子重力。
（1）求穿过偏转电场的时间t
（2）在计算一个电子通过极板的偏转距离△y时，仍可认为偏转极板间电势差是定值。请分析说明这样计算的合理性。
（3）根据（2）中的结论，t=s时，电子恰好进入偏转电场，计算电子通过偏转电场的偏转距离△y。
【答案】（1）解：电子在加速电场中加速过程，根据动能定理有
解得
电子在偏转电场中运动的时间 =1.875×10-9s
（2）解：交变电压的周期为
由于t<（3）解：t= s时，偏转电场电压为u=110 sin（100πt）=110V
电子在偏转电场中偏转距离
qE=ma
联立解得 =0.0034m=0.34cm
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子的速度，在偏转电场中粒子做类平抛运动，结合类平抛运动的规律得出 电子在偏转电场中运动的时间 ；
（2）结合角速度和周期的关系得出改叫变电流的周期，从而判断该计算的合理性；
（3）根据类平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出电子通过偏转电场的偏转距离。
14．（2023高三上·无锡期末）如图所示，水平传送带AB长l=5m，以10m/s的速度顺时针传输。质量m=1kg的滑块可以视作为质点。放在与AB等高的平台BC上，距离B点为L=4m。滑块在B点右侧始终受到水平向左的恒定外力F=6N。已知滑块和AB、BC间的动摩擦因数分别为μ1=0.20、μ2=0.40.
（1）滑块第一次运动到B点时的动能Ek0；
（2）滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处所用的时间t；
（3）滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量。
【答案】（1）解：滑块从开始至第一次到B点，由动能定理得FL-μ2mgL= Ek0
解之得Ek0=8J
（2）解：从B点向左减速过程
得x=4m因此向左减速时间t1= =2s
又v=4m/s<10m/s
所以返回到B的时间t2=t1=2s，t总=4s
（3）解：滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量Q=FL=24J
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 滑块从开始至第一次到B点，由动能定理得出滑块第一次运动到B点时的动能 ；
（2） 从B点向左减速过程 的过程利用动能定理以及速度与时间的关系得出 滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处所用的时间 ；
（3）根据恒力做功以及功能关系得出 滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量。 。
15．（2023高三上·无锡期末）空间中存在如图所示的匀强磁场，其中一、四象限的磁感应强度大小为B1，二、三象限的磁感应强度大小为B2，方向均垂直纸面向里，满足。t=0时刻，处于坐标原点O的一个静止的中性粒子分裂成两个带电粒子a与b，质量分别为ma和mb，已知a带正电，初速度为x轴正方向，不考虑重力及粒子之间的相互作用。则：
（1）a，b粒子分别在B1和B2区域中运动时，对应的圆周运动的周期之比与半径之比；
（2）若a粒子带电量为+q，初始速度为v0，则该粒子经过y轴的坐标和时刻；
（3）若a，b两粒子能再次在磁场分界面（即y轴）上相遇，ma和mb满足的条件。
【答案】（1）解：带电粒子在磁场中运动的周期
运动半径
粒子分裂时动量守恒，电荷守恒
所以
（2）解：a粒子在两磁场运动做圆周运动，如图所示轨迹为两个半圆。在磁场B1中运动时间t1到交界处，向上运动的距离d1
a粒子在两磁场运动做圆周运动，在磁场B2中运动时间t2到交界处，向下运动的距离d2
结合周期性可知
其中
（3）解：b粒子的运动轨迹如图所示的另两个半圆，根据上面的推导可以得到粒子b到y轴的位置与时刻
a、b在分合面处相遇应满足
结合 ，满足条件的只有
代入数据有
（ ）满足的解为（0，2），（1，1），（2，0），两粒子的质量比为
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系以及半径的表达式和动量守恒定律得出周期之比和半径之比；
（2）根据粒子在磁场中运动的周期表达式以及半径的表达式得出 该粒子经过y轴的坐标和时刻；
（3）根据（2）中的表达式以及ab在分合面处相遇满足的条件得出ma和mb满足的条件。
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江苏省无锡市2022-2023学年高三上学期物理期终教学质量调研测试试卷
一、单选题
1．（2023高三上·无锡期末）某通讯工具单端天线长度为载波波长的时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果其需接收信号的载波频率为900MHz，这种工具的天线设计的长度约为（ ）
A．8cm B．33cm C．75cm D．2.25m
2．（2023高三上·无锡期末）已知动车组列车每节动车的额定功率相同，每节动车与拖车质量相等，设动车组运行时所受阻力与其速率成正比。若某动车组由4节动车加8节拖车组成，其运行的最大速率为240km/h，则由8节动车加4节拖车组成的动车组，运行的最大速率约为（）
A．240km/h B．340km/h C．360km/h D．480km/h
3．（2023高三上·无锡期末）如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为30W，则下列说法正确的是（）
A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B．扫地机器人正常工作时的电压为15V
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D．扫地机器人电动机的内阻为7.5
4．（2021·广州模拟）如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈a、b是两个相同的小灯泡开关S由断开到闭合（ ）
A．a先亮b后亮，然后b逐渐变亮 B．b先亮a后亮，然后a逐渐变亮
C．a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 D．a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭
5．（2023高三上·无锡期末）2021年2月，我国首次火星探测任务探测器“天问一号”成功进入周期为T的大椭圆环火轨道。14天后，“天问一号”成功实施近火制动，经过极轨转移轨道（图中未画出），进入近火点高度h、远火点高度H、周期为的火星停泊轨道。已知火星半径R。则大椭圆轨道半长轴为（）
A． B．
C． D．
6．（2023高三上·无锡期末）高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A．＋mg B．－mg C．＋mg D．－mg
7．（2023高三上·无锡期末）机械横波向x轴正方向传播，t=0.1s时刻的波形图如图甲所示，此时机械波刚传到P点，质点P的振动图像如图乙所示。则（）
A．机械波的传播速度为20m/s B．机械波的传播速度为30m/s
C．波源的起振方向沿y负方向 D．经过0.1s质点P向右移动2m
8．（2023高三上·无锡期末）传送带以恒定速率顺时针传动，物块以一定的初速度冲上传送带。物块的动能EK随时间t变化的图线可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2023高三上·无锡期末）笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（）
A．盖上盖板， a端带正电
B．打开盖板， a端带正电
C．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D．盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
10．（2023高三上·无锡期末）如图所示，倾角为θ的光滑斜面，沿斜面放置的轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端连接物体A，静止时，弹簧被压缩了l。质量与A相同的物体B从弹簧原长位置由静止释放，A与B发生完全非弹性碰撞(但不粘连)，碰撞时间极短，A、B视为质点，重力加速度为g，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），则下列说法正确的是（）
A．碰后瞬间两物体的速度大小为
B．碰后两物体一起向下运动的最大位移为2l
C．两物体反弹向上运动，B能再次回到释放点
D．碰后两物体一定不能分离
二、实验题
11．（2023高三上·无锡期末）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．丙 D．丁
（2）用游标卡尺测量内直径D，读数如图（3），D = 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R0和L0。则水样的电阻率为 （用D，R0、L0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。
三、解答题
12．（2023高三上·无锡期末）我国新型航母电磁阻拦技术的原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒ab，飞机与金属棒瞬间获得共同速度v0=50m/s，在磁场中共同减速滑行至停下。已知舰载机质量M=2.7×104kg ，金属棒质量m=3×103kg、电阻R=10Ω，导轨间距L=50m，匀强磁场磁感应强度B=5T，导轨电阻不计，除安培力外飞机克服其它阻力做的功为1.5×106J
，求：
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电流I的大小和方向；
（2）金属棒中产生的焦耳热Q。
13．（2023高三上·无锡期末）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m=9×10-31kg，电荷量为e=1.6×10-19C，加速电场极板间电势差为U0=2000V．偏转电场电压为u=110sin（100πt）V，极板长度为L=5cm，板间距d=1cm。电子能从偏转电场中射出。偏转电场可视为匀强电场，忽略电子重力。
（1）求穿过偏转电场的时间t
（2）在计算一个电子通过极板的偏转距离△y时，仍可认为偏转极板间电势差是定值。请分析说明这样计算的合理性。
（3）根据（2）中的结论，t=s时，电子恰好进入偏转电场，计算电子通过偏转电场的偏转距离△y。
14．（2023高三上·无锡期末）如图所示，水平传送带AB长l=5m，以10m/s的速度顺时针传输。质量m=1kg的滑块可以视作为质点。放在与AB等高的平台BC上，距离B点为L=4m。滑块在B点右侧始终受到水平向左的恒定外力F=6N。已知滑块和AB、BC间的动摩擦因数分别为μ1=0.20、μ2=0.40.
（1）滑块第一次运动到B点时的动能Ek0；
（2）滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处所用的时间t；
（3）滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量。
15．（2023高三上·无锡期末）空间中存在如图所示的匀强磁场，其中一、四象限的磁感应强度大小为B1，二、三象限的磁感应强度大小为B2，方向均垂直纸面向里，满足。t=0时刻，处于坐标原点O的一个静止的中性粒子分裂成两个带电粒子a与b，质量分别为ma和mb，已知a带正电，初速度为x轴正方向，不考虑重力及粒子之间的相互作用。则：
（1）a，b粒子分别在B1和B2区域中运动时，对应的圆周运动的周期之比与半径之比；
（2）若a粒子带电量为+q，初始速度为v0，则该粒子经过y轴的坐标和时刻；
（3）若a，b两粒子能再次在磁场分界面（即y轴）上相遇，ma和mb满足的条件。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】手机接收信号的载波波长 ，手机天线的理论长度
故答案为：A。
【分析】根据电磁波的波长和频率的关系得出手机天线的理论长度。
2．【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】若开动4节动车带8节拖车，最大速度可达到240km/h，每节动车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，则有 ，由8节动车加4节拖车组成的动车组 ，解得
故答案为：B。
【分析】根据瞬时功率的表达式得出8节动车加4节拖车组成的动车组，运行的最大速率。
3．【答案】B
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】A．扫地机器人正常工作时的电流是 ，A不符合题意；
B．扫地机器人正常工作时的电压为 ，B符合题意；
C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为 ，C不符合题意；
D．由于扫地机器人电动机不是纯电阻，其内阻 ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】结合电流的定义式得出扫地机器人正常工作时的电流，结合电功率的表达式得出扫地机器人正常工作时的电压，利用平均功率的表达式得出扫地机器人消耗的电能。
4．【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将b灯短路，b逐渐变暗直到熄灭，同时，a灯电流逐渐增大，变得更亮。C符合题意ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当开关从断开到闭合时，由于电感对变化电流的阻碍作用，其两个灯泡会同时发亮；当电路稳定时，其电感失去阻碍作用则b灯泡会逐渐熄灭。
5．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可得 ，解之得
故答案为：B。
【分析】根据开普勒第三定律得出大椭圆轨道半长轴。
6．【答案】A
【知识点】动量定理；机械能守恒定律
【解析】【解答】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有 ，即在产生拉力瞬间速度为 ，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得 ，联立解得
故答案为：A。
【分析】人做自由落体运动时根据机械能守恒定律得出产生拉力瞬间速度，通过动量定理得出 该段时间安全带对人的平均作用力 。
7．【答案】A
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．根据图像可知 ，所以 ，A符合题意B不符合题意；
C．机械波刚传到P点，P点向上振动，所有质点起振方向相同，所以波源的起振方向沿y正方向，C不符合题意；
D．质点只上下振动，并不随波迁移，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据波长和周期的关系得出波在介质中传播的速度，结合机械波的传播方向和质点的振动方向的关系进行分析判断。
8．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AD．如果传送带速度比物块速度大，开始阶段加速 ，图像开始阶段为开口向上的抛物线一部分，加速至共速后动能不变。A不符合题意，D符合题意；
BC．如果传送带速度比物块速度小，开始阶段减速 ，图像开始阶段为开口向上的抛物线一部分，加速至共速后动能不变。B不符合题意，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】传送带速度比物块速度大和小的过程根据动能定理得出物块的动能EK随时间t变化的图线 。
9．【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，AB不符合题意；
CD．盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，霍尔电压增大，a、b间电势差逐渐增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则得出载流子的受力方向，从而得出a端的带电情况以及ab间电势差的变化情况。
10．【答案】D
【知识点】功能关系；动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．B下落，即将与A碰撞时有 ，A、B碰撞动量守恒，则有 ，得 ，A符合题意；
B．A、B碰撞后一起向下运动至最低点，位移设x，根据能量守恒得 ，A原来静止满足 ，解之得 ，B不符合题意；
CD．A、B分开临界条件为加速度相等，A、B之间的弹力为零，对B分析可得 ，得 ，碰后至再次返回到碰撞位置，速度大小不变，方向反向。假设不分离，向上运动位移为x1，则有 ， ，此时整体受力可得 ，得 ，碰后两物体一定不分离且不能再次回到释放点，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】下落过程根据机械能守恒定律得出B碰前的速度，碰撞过程利用动量守恒得出碰后量物体的速度，碰撞后利用功能关系得出两物体一起下落的位移和加速度的表达式。
11．【答案】（1）A
（2）1.17
（3）
（4）
（5）无
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)测量管道的内直径，应该使用部位甲，故答案为：A；
(2)由图可知，游标卡尺主尺的读数为1.1cm，副尺的分度值为 ，因此副尺的读数为 ，则该钢笔帽的内径为 ；
(3)因为灵敏电流表示数始终满偏，则电阻满足 ，得 ，根据直线的斜率 ，得
(4)根据电阻定律可得
(5)无论电表是否有阻值，R与Rx之间的电压和不变，也就是 ，始终成立，因此灵敏电流表的内阻对本实验结果无影响。
【分析】（1）测量管道的内径时应使用部位甲；
（2）根据游标卡尺的读数原理得出该笔帽的内径；
（3）结合欧姆定律以及电阻定律得出电阻率的表达式；
（4）通过电阻定律得出电阻R的表达式；
（5）根据（3）中的表达式得出电表的内阻对本实验结果的影响情况。
12．【答案】（1）解：飞机着舰瞬间金属棒中感应电动势
感应电流
代入数据解得
根据右手定则判断感应电流方向由b到a。
（2）解：飞机从着舰到停止，根据动能定理
代入数据解得
【知识点】动能定理的综合应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律以及欧姆定律得出电流中电流的大小；
（2） 飞机从着舰到停止，根据动能定理得出金属棒中产生的焦耳热。
13．【答案】（1）解：电子在加速电场中加速过程，根据动能定理有
解得
电子在偏转电场中运动的时间 =1.875×10-9s
（2）解：交变电压的周期为
由于t<（3）解：t= s时，偏转电场电压为u=110 sin（100πt）=110V
电子在偏转电场中偏转距离
qE=ma
联立解得 =0.0034m=0.34cm
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子的速度，在偏转电场中粒子做类平抛运动，结合类平抛运动的规律得出 电子在偏转电场中运动的时间 ；
（2）结合角速度和周期的关系得出改叫变电流的周期，从而判断该计算的合理性；
（3）根据类平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出电子通过偏转电场的偏转距离。
14．【答案】（1）解：滑块从开始至第一次到B点，由动能定理得FL-μ2mgL= Ek0
解之得Ek0=8J
（2）解：从B点向左减速过程
得x=4m因此向左减速时间t1= =2s
又v=4m/s<10m/s
所以返回到B的时间t2=t1=2s，t总=4s
（3）解：滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量Q=FL=24J
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 滑块从开始至第一次到B点，由动能定理得出滑块第一次运动到B点时的动能 ；
（2） 从B点向左减速过程 的过程利用动能定理以及速度与时间的关系得出 滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处所用的时间 ；
（3）根据恒力做功以及功能关系得出 滑块运动全过程中在BC上因摩擦产生的总热量。 。
15．【答案】（1）解：带电粒子在磁场中运动的周期
运动半径
粒子分裂时动量守恒，电荷守恒
所以
（2）解：a粒子在两磁场运动做圆周运动，如图所示轨迹为两个半圆。在磁场B1中运动时间t1到交界处，向上运动的距离d1
a粒子在两磁场运动做圆周运动，在磁场B2中运动时间t2到交界处，向下运动的距离d2
结合周期性可知
其中
（3）解：b粒子的运动轨迹如图所示的另两个半圆，根据上面的推导可以得到粒子b到y轴的位置与时刻
a、b在分合面处相遇应满足
结合 ，满足条件的只有
代入数据有
（ ）满足的解为（0，2），（1，1），（2，0），两粒子的质量比为
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据粒子在磁场中运动的时间和周期的关系以及半径的表达式和动量守恒定律得出周期之比和半径之比；
（2）根据粒子在磁场中运动的周期表达式以及半径的表达式得出 该粒子经过y轴的坐标和时刻；
（3）根据（2）中的表达式以及ab在分合面处相遇满足的条件得出ma和mb满足的条件。
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