四川省绵阳中学2024-2025学年高三上学期9月开学考试物理试题
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，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高三上·绵阳开学考）光纤已经被广泛应用于我们的生产和生活中，比如内窥镜、光纤通信等。光纤的结构如图所示，其中纤芯和包层是由折射率不同的两种材料制成的。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s，下列说法正确的是（ ）
A．光纤是利用光的衍射原理
B．纤芯的折射率比包层的折射率大
C．光信号是在包层中传播的
D．光信号在光纤中的传播速度为
2．（2024高三上·绵阳开学考）钍基熔盐核反应堆使用了先进的液态燃料和高温熔盐冷却剂，当中子与含有和的氟化物溶液碰撞时，可以使 发生裂变反应，其典型产物是和，并将转化为新的，这样就形成了链式反应，裂变反应产生的热能通过熔盐循环传递到换热器中，并通过蒸汽轮机发电。下列说法正确的是（ ）
A．发生裂变反应的方程为
B．的结合能大于的结合能
C．的比结合能大于的比结合能
D．用中子轰击 一定会发生链式反应
3．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，小李驾驶汽车按导航提示右转通过某个路口后，突然看到前方禁止通行警示牌，他反应过来后刹车制动，并倒车回到路口绕道行驶。以路口为位移原点，汽车开始减速时为计时起点，并将汽车看成质点，忽略换挡时间（把刹车和倒车过程看成连续的匀变速直线运动），绘制了如图所示的图像，由图中数据可得（ ）
A．t=4s时，汽车离路口最远为8m
B．0~6s内，汽车的平均速度大小为1m/s
C．t=0时刻，汽车的瞬时速度大小为2m/s
D．t=3s时，汽车的加速度大小为2m/s2
4．（2024高三上·绵阳开学考）古代战争攻城用的云梯车如图所示，攻城作战时将云梯车推至城墙附近后，将水平地面上的车轮固定使其不能转动，上段直梯展开伸向城墙（与城墙的作用忽略不计），士兵们匀速爬到梯子的顶端到达城墙上方，下列说法正确的是（ ）
A．云梯对某个士兵的作用力沿梯子向上
B．地面对云梯车的摩擦力水平向左
C．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力变大
D．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力不变
5．（2024高三上·绵阳开学考）2024年 6月 25 日嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样，并将采得的月壤样品带回地球。飞行器在月背采样后需经月面起飞、环月飞行（绕月球做匀速圆周运动）、月地转移等过程最终回到地球。已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的 下列说法正确的是（ ）
A．月壤样品到达地球后质量是它在月球背面时的6倍
B．飞行器在沿地月转移轨道飞向地球的过程中受到的地球引力越来越大
C．飞行器环月飞行时，其加速度保持不变
D．飞行器环月飞行时，月壤样品对容器的压力为回到地球表面静止时
6．（2024高三上·绵阳开学考）电流通过阻值为R的电阻时，图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压的最大值为IR
B．该电流一定是交流电
C．时间内电流按余弦规律变化
D．该电流的有效值
7．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，四个电荷量大小相等的点电荷固定在水平面内正方形的四个顶点上，其中a、c带正电，b、d带负电。竖直线MN经过正方形的中心O点，MN上的P、Q两点关于O点对称，取无限远处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A．O点的电场强度不为零 B．P、Q两点的电场强度均为零
C．P、Q两点的电势不相等 D．P点的电势大于零
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．（2024高三上·绵阳开学考）图甲所示为声波通过空气传到耳朵的情境图，可以把声波看成简谐波。图乙所示为以声源位置为原点，沿声波传播方向建立x轴，作出的时刻的波形图，其中声源位置恰在疏部。已知声波在空气中的传播速度为340m/s，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻x=15m处是密部
B．波源质点的振动方向与x轴平行
C．这列声波的周期为34s
D．传播方向上的每个空气分子在1s内通过的路程都为1360m
9．（2024高三上·绵阳开学考）手摇发电手电筒经历发电、整流、充电存储后，通过电池给LED灯泡供电。发电装置的结构如图甲所示，两对永磁体可随手电筒相对于边长为L 的N 匝正方形线圈上下振动，每对永磁体间存在着垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B。某时刻磁场分界线恰好经过线圈的中轴线，如图乙所示，永磁体振动时磁场分界线不会离开线圈。下列说法正确的是（ ）
A．图乙时刻穿过线圈的磁通量为零
B．磁铁相对线圈运动越快，线圈中产生的感应电动势越小
C．当磁铁相对于线圈的速度大小为时，线圈中产生的感应电动势大小为
D．磁铁相对线圈下降时，图乙中感应电流的方向为顺时针方向
10．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，质量均为m的四个小球A、B、C、D，通过轻绳或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g，两根弹簧的劲度系数均为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若将 B、C间的细线剪断，此后A、B间弹簧始终处于拉伸状态
B．若将 B、C间的细线剪断，此后 B的加速度最大值为2g
C．若将B、C间的细线剪断，落地前C、D与轻弹簧组成的系统机械能守恒
D．若将C、D间的弹簧剪断，此后C的最大动能为
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11．（2024高三上·绵阳开学考）同学们在学习了机械能守恒定律后，到学校实验室用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）为了尽可能减小实验的误差，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向
C．电火花计时器应接在电压为6 V的低压交流电源上
D．本实验必须用天平准确测量重物的质量
（2）某同学选择了一条点迹清晰的纸带进行分析时，发现第一个点由于释放纸带前在同一位置打了很多次点，点迹比其他点大得多，所以他选择了后面一段纸带进行分析，如图乙所示。相邻两点间的时间间隔为0.02s，当地重力加速度为，重物的质量为0.2kg，则根据测得的这些数据，对BD过程进行验证分析，该过程中重物的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J。（结果均保留三位有效数字）
12．（2024高三上·绵阳开学考）某学习兴趣小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图甲所示，实验中用到的电流传感器和电压传感器都可看成理想电表，经实验采集数据并正确分析计算后得到的电池参数见表中数据。
电池 电动势 E（V） 内阻r（Ω）
番茄 0.6959 291.81
土豆 0.7549 559.59
（1）在进行实验时，应选用最大阻值为 （填正确答案标号）的电阻箱。
A．99.99 Ω B．999.9 Ω C．9 999 Ω
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为 J（结果保留两位小数）。
（3）对实验过程的表述，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．连接电路时开关应该处于断开状态
B．电压传感器的读数就是电动势值
C．若电阻箱的阻值R不断增大，电压传感器的示数随阻值R变化呈线性变化
D．为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验
（4）图甲电路可以不用电压传感器，只用电流传感器和电阻箱就可以完成实验，实验过程中多次改变电阻箱的阻值R、测量对应的电流I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的关系图线如图乙所示，其中土豆电池对应的图线为 （填“①”或“②”）。
（5）下列对图乙的分析正确的是 （填正确答案标号）。
A．图线的斜率表示电源的电动势的倒数
B．图线的斜率表示电源的电动势
C．图线的纵截距表示电源的内阻
D．图线①②的交点表示两电源的路端电压相等
13．（2024高三上·绵阳开学考）小张想研究一只7号篮球的容积有多大。他先用气嘴将篮球内的气体全部排出，然后连接一支带气压表的打气筒开始给篮球打气。打气筒每打一次气能将体积为0.25 L、压强为 的空气打入球内，该过程不漏气，当他打气56次后，气压表的示数为。已知环境温度为27℃，热力学温度与摄氏温度的关系为。
（1）若认为篮球内部气体的温度与环境温度相同，则篮球的容积为多少？
（2）若打气结束时篮球内部气体的实际温度为57 ℃，则篮球的实际容积为多少？
14．（2024高三上·绵阳开学考）图甲所示为粮库进行粮食转运时的常见情境，粮食通过倾斜传送带直接从高处飞落到卡车中，实现高效率装车。该过程可简化成图乙所示物理情境，图中用物块表示粮食颗粒，不考虑在传送带上和空中运动时粮食颗粒间的相互作用及空气阻力。已知传送带底端到顶端的距离，与水平面间的夹角，粮食颗粒与传送带间的动摩擦因数，传送带顺时针转动的速率，其顶部与车厢底部的高度差粮食从底端进入传送带时速度为零，从顶端离开传送带后做平抛运动，每秒钟可均匀传送质量为10kg的粮食，粮食落到车厢后速度立即变为零，重力加速度。
（1）求表示粮食颗粒的物块从进入传送带至落到车厢底部需要多少时间？
（2）若忽略车厢内粮食的上升，求装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小。
15．（2024高三上·绵阳开学考）如图甲所示，一个阻值为R、匝数为N的金属螺线管与阻值也为R的定值电阻连接成闭合回路，定值电阻的两端用导线与平行金属板a、b相连。螺线管的横截面积为S，内有沿轴线向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1随时间均匀变化。一质量为、电荷量为的粒子c从金属板a中央由静止释放，经金属板b上的小孔射出时速度为，此后与静止在磁场边界M点、质量为、电荷量为的粒子d发生碰撞，碰撞后结合成一个新的粒子e。粒子e从M点沿半径方向射入边界为圆形的有界匀强磁场中，圆形边界的半径为r，磁感应强度大小，方向垂直于纸面向里。不计粒子重力和粒子c、d间的库仑力。
（1）磁感应强度B1随时间增大还是减小？变化率大小为多少？
（2）求粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离y；
（3）若从粒子e进入磁场开始计时，圆形区域的匀强磁场大小不变，方向发生周期性变化，如图乙所示。要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出，求图乙中T的值和粒子e 从M点运动到N点所需的时间。（已知时，，角度的单位为弧度）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】光导纤维及其应用
【解析】【解答】本题主要考查了光纤通信的原理，要熟练掌握光发生全反射的条件、光在真空和介质中传播速度的关系。A．光纤是利用光的全反射原理，选项A错误；
B．根据发生全发射的条件可知，光线必须要从光密介质射向光疏介质，则纤芯的折射率比包层的折射率大，选项B正确；
C．光信号是在纤芯中传播的，选项C错误；
D．光信号在光纤中的传播速度小于真空中的光速，选项D错误。
故选B。
【分析】光纤通信利用的是光的全反射原理，根据全反射条件、光在真空和介质中传播速度的关系分析求解。
2．【答案】C
【知识点】结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】解决本题的关键知道核反应前后质量数守恒，在重核裂变的过程中有质量亏损，向外放出能量。A． 裂变反应的质量数和电荷数守恒可知，发生裂变反应的方程为
选项A错误；
BC．反应放出核能，则生成物更加稳定，则比的结合能大于的比结合能，选项B错误，C正确；
D．当用足够多的慢中子轰击铀核时，还需要铀块体积达到临界体积时才能维持链式反应不断进行下去，故D错误。
故选C。
【分析】根据核反应的质量数和电荷数守恒分析。铀核裂变放出的能量很高，比结合和能越大原子核越稳定。
3．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A．以路口为位移坐标原点，由图像，有t4=4s时，汽车离路口最远13m，故A错误；
B．由图像，0~6s，汽车平均速度大小：
， 故B正确；
C．切线斜率表示速度，t4=4s，汽车速度为0；在，由和有
t=0，瞬时速度大小为 故C错误；
D．在：匀减速直线运动，加速度不变，则t3=3s， 故D错误；
故答选B。
【分析】描述物体常用的物理量有瞬时速度、平均速度、平均速率和加速度等。
1、 由图像的纵坐标代表位置位移判断最远为13m。
2、平均速度是位移除以对应时间，而平均速率是路程除以对应时间。
3、加速度是反应物体运动瞬时速度变化快慢的物理量，用速度变化量除以时间。
4．【答案】D
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【解答】当有多个物体时，在受力分析时考虑对物体采用整体法和隔离法，用隔离法可以求得物体之间的相互作用力的大小。A．士兵匀速向上爬梯，则受力平衡，云梯对某个士兵的作用力与重力等大反向，则云梯对士兵的作用力竖直向上，选项A错误；
B．士兵在云梯中向上匀速运动时，云梯车水平方向不受力，即云梯相对地面没有运动的趋势，则地面对云梯车无摩擦力，选项B错误；
CD．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力大小等于云梯和士兵的重力之和，则地面受到的压力大小不变，选项C错误，D正确。
故选D。
【分析】对整体受力分析，可以分析出人的重力和地面对车的支持力之间的大小关系，在人上升的过程中，匀速运动，根据受力平衡分析受力情况。
5．【答案】B
【知识点】重力与重心；卫星问题
【解析】【解答】A．质量是物体的一种基本属性，与物体所处的位置无关，月壤样品到达地球后质量不变，故A错误；
B．飞行器在沿地月转移轨道飞向地球的过程中，根据万有引力定律可得飞行器受到地球引力为
由于飞行器到地心距离越来越小，其他条件不变，则受到的地球引力越来越大，故B正确；
C． 飞行器在月背采样后需经月面起飞、环月飞行（绕月球做匀速圆周运动） ，加速度大小不变，但方向时刻变化，则加速度时刻变化，故C错误；
D．飞行器在环月飞行过程中，样品处于完全失重状态，月壤样品对容器的压力为零，当回到地球表面静止时，月壤样品对容器的压力等于重力，故D错误。
故选B。
【分析】质量使物体属性与位置无关，根据万有引力定律分析，绕月球做匀速圆周运动，加速度方向时刻改变，飞行器在环月飞行过程中，月壤样品对容器的压力为零。
6．【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查了交流的峰值、有效值以及它们的关系，知道有效值是通过热效应等效来定义的是本题的关键。A．由 图像可知通过电阻R的最大电流为，故电阻R两端电压的最大值为IR，故A正确；
B．由 图像可知一直大于零，电流方向可能不变，故该电流不一定是交流电，故B错误；
C．由图可知时间内，均匀减小，故时间内电流不是按余弦规律变化，故C错误；
D．根据有效值的定义
解得该电流的有效值为
故D错误。
故选A。
【分析】根据交流电的热效应求得交流电的有效值，交流电的方向周期性改变，结合图像分析。
7．【答案】B
【知识点】电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】本题考查电势差与电场强度的关系，解题关键熟练掌握不同电荷周围的电场线与等势线分布特点。A．O点是两对等量同种点电荷连线的中点，所以O点场强为零，故A错误；
B．根据电场强度的叠加原理可知对P点研究，a、c的合场强方向为O到M，b、d的合场强方向为O到N，且大小相等，故P点的电场强度为零，同理Q点的电场强度为零，故B正确；
C．O点同时又分别处在两对等量异种点电荷连线的中垂线上，O点的电势为零，同理P、Q两点也位于两对等量异种点电荷连线的中垂线上，故为等势面，则P、Q两点的电势相等，等于0，故CD错误。
故选B。
【分析】根据电荷周围电场线分布特点以及电场的矢量合成与等势线分布可判断各点电场强度与电势的关系。
8．【答案】A,B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．相邻的两个密部和疏部之间的距离等于一个波长，声源位置恰在疏部，声源与x=15m处的波程差为半波长的奇数倍，则t=0时刻x=15m处是密部，故A正确；
B．纵波的传播方向与质点振动的方向相互平行，声波是纵波，故波源质点的振动方向与x轴平行，故B正确；
C．由图可知波长为， 声波在空气中的传播速度为340m/s， 这列声波的周期为
故C错误；
D．传播方向上的每个空气分子在1s内通过的路程都为
故D错误。
故选AB。
【分析】根据位置与半波长的倍数关系判断是密部还是疏部，根据纵波的特点分析，周期等于波长除以波速，每个周期走过的路程等于4A，根据时间与周期的关系分析路程。
9．【答案】A,C,D
【知识点】磁通量；右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】本题主要考查了楞次定律的相关应用，理解磁通量的概念，结合楞次定律即可完成分析。A．图乙时刻穿过线圈的磁通量为零，选项A正确；
B．磁铁相对线圈运动越快，线圈切割磁感线的速度越大，则线圈中产生的感应电动势越大，选项B错误；
C．当磁铁相对于线圈的速度大小为时，线圈两边切割磁感线产生的感应电动势方向相同，则线圈中产生的感应电动势大小为
选项C正确；
D．根据右手定则，磁铁相对线圈下降时，线圈相对磁场向上运动，则图乙中感应电流的方向为顺时针方向，选项D正确。
故选ACD。
【分析】根据磁通量的概念结合楞次定律，右手定则和左手定则进行分析解答。
10．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律；简谐运动
【解析】【解答】本题是瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出弹簧的弹力，然后根据牛顿第二定律列式求解瞬时加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是由微小形变产生的，可以突变。AB． 质量均为m的四个小球A、B、C、D，通过轻绳或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态， 以B、C、D三个小球为整体，可知初始时A、B间弹簧弹力为
若将 B、C间的细线剪断，剪断瞬间弹簧弹力保持不变，B的加速度最大，以B为对象，根据牛顿第二定律可得
B球将做简谐运动，根据对称性可知，B球在最高点的加速度为，方向竖直向下，则B球在最高点弹簧弹力大小为，方向竖直向下，弹簧处于压缩状态，此时A上方的绳子拉力刚好为0，所以A一直处于静止状态，B做简谐运动，A、B间弹簧不是始终处于拉伸状态，也有处于压缩状态，故A错误，B正确；
C．若将B、C间的细线剪断，落地前C、D与轻弹簧组成的系统只有重力和弹簧弹力做功，所以系统满足机械能守恒，故C正确；
D．若将C、D间的弹簧剪断，剪断瞬间，以BC为整体，根据牛顿第二定律可得
设B、C保持相对静止一起做简谐运动，根据对称性可知，处于最高点时的加速度大小为，方向竖直向下；以C对象进行受力分析，可知此时绳子对C的拉力为，则B、C一直保持相对静止做简谐运动，当弹簧弹力等于B、C的总重力时，B、C的动能最大；最低点时，弹簧的伸长量为
当处于平衡位置时，弹簧的伸长量为
根据系统机械能守恒可得
联立解得C的最大动能为
故D正确。
故选BCD。
【解答】根据剪断B、C之间轻绳的瞬间，绳的弹力立即消失，而这一瞬间弹簧的弹力不变，进而根据牛顿第二定律求出B和C的加速度大小，结合机械能守恒定律求解。
11．【答案】（1）A；B
（2）0.304；0.297
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解决本题的关键知道实验的原理和误差的来源，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量。
（1）A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤，以减小阻力的影响，选项A正确；
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项B正确；
C．电火花计时器应接在电压为220V的交流电源上，选项C错误；
D．实验要验证的关系式两边都有质量，则本实验不需要用天平准确测量重物的质量，选项D错误。
故选AB。
（2）打B点时的速度
打D点时的速度
该BD过程中重物的动能增加量为
重力势能的减少量为
【分析】（1）实验中误差的主要来源是阻力的影响，为了减小阻力影响，重锤质量应选择质量大一些、体积小一些的，实验时应先接通电源，再释放纸带，自由落体运动，0.02s内运动的位移接近2mm。
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量。
（1）A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤，以减小阻力的影响，选项A正确；
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项B正确；
C．电火花计时器应接在电压为220V的交流电源上，选项C错误；
D．实验要验证的关系式两边都有质量，则本实验不需要用天平准确测量重物的质量，选项D错误。
故选AB。
（2）[1]打B点时的速度
打D点时的速度
该BD过程中重物的动能增加量为
[2]重力势能的减少量为
12．【答案】（1）B
（2）1.39
（3）A；D
（4）①
（5）B；D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】本题考查了测量土豆电池和番茄电池电动势与内阻的实验，要明确实验原理，掌握欧姆定律和闭合电路的欧姆定律的运用；知道电源的电动势表示非静电力做功本领大小的物理量。
（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，为了使电表示数变化明显，应选用最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。
故选B。
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为
（3）
A．连接电路时，为了保证电路安全，开关应该处于断开状态，故A正确；
B．电压传感器的读数是路端电压，不是电动势值，故B错误；
C．若电阻箱的阻值R不断增大，根据欧姆定律可得
可知电压传感器的示数随阻值R变化不是呈线性变化，故C错误；
D．设电阻箱的阻值为，电压传感器的示数为，根据闭合电路欧姆定律可得
可知为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验，故D正确。
故选AD。
（4）
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图线的斜率为电池电动势，纵轴截距绝对值为内阻，由于土豆电池的电动势较大，内阻较大，所以土豆电池对应的图线为①。
（5）
AB．根据（4）分析可知，图线的斜率表示电源的电动势，故A错误，B正确；
C．根据（4）分析可知，图线的纵截距的绝对值表示电源的内阻，故C错误；
D．图线①②的交点，表示此时电阻箱阻值相等，电流倒数相等，即通过电阻箱的电流相等，由
可知此时路端电压相等，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，从两传感器示数变化明显的角度分析作答；
（2）根据电动势的含义求解非静电力所做的功；
（3）根据实验的正确操作分析作答；电压传感器测定的是路端电压，据此分析作答；根据欧姆定律和闭合电路的欧姆定律分析作答；根据“伏阻法”测电动势和内阻的原理分析作答；
（4）根据闭合电路欧姆定律求解R-I-1函数，结合图像的纵截距的绝对值和斜率的含义分析作答；
（5）根据R-I-1函数，结合图像纵截距绝对值和斜率的含义分析作答；图线①②的交点表明电阻箱的接入电阻相等，通过电阻箱的电流相等，根据欧姆定律分析作答。
（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，为了使电表示数变化明显，应选用最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。
故选B。
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为
（3）A．连接电路时，为了保证电路安全，开关应该处于断开状态，故A正确；
B．电压传感器的读数是路端电压，不是电动势值，故B错误；
C．若电阻箱的阻值R不断增大，根据欧姆定律可得
可知电压传感器的示数随阻值R变化不是呈线性变化，故C错误；
D．设电阻箱的阻值为，电压传感器的示数为，根据闭合电路欧姆定律可得
可知为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验，故D正确。
故选AD。
（4）根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图线的斜率为电池电动势，纵轴截距绝对值为内阻，由于土豆电池的电动势较大，内阻较大，所以土豆电池对应的图线为①。
（5）AB．根据（4）分析可知，图线的斜率表示电源的电动势，故A错误，B正确；
C．根据（4）分析可知，图线的纵截距的绝对值表示电源的内阻，故C错误；
D．图线①②的交点，表示此时电阻箱阻值相等，电流倒数相等，即通过电阻箱的电流相等，由
可知此时路端电压相等，故D正确。
故选BD。
13．【答案】（1）解：由题可知，气体的初状态
气体的末状态
由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律可知
代入数据解得
即篮球的容积为7L。
（2）解：结合上述分析可知，气体的末温
根据理想气态方程可知
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）明确各个状态参数，由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律列式求解；
（2）将末状态温度换算成热力学温度，结合理想气态方程列式求解。
（1）由题可知，气体的初状态
气体的末状态
由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律可知
代入数据解得
即篮球的容积为7L。
（2）结合上述分析可知，气体的末温
根据理想气态方程可知
解得
即篮球的实际容积为7.7L。
14．【答案】（1）解：物块刚放上传送带时，所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律得
解得
物块速度与传送带速度相等的时间
物块加速阶段的位移
之后，由于
摩擦力突变为静摩擦力，大小为，物块与传送带保持相对静止向上滑动，物块与传送带保持相对静止运动的时间
粮食从顶端离开传送带后做平抛运动，竖直方向有
解得
物块从斜面底端到达顶端的时间
（2）解：粮食与车厢底部碰撞前竖直方向的速度为
根据动量定理
解得
水平方向有
解得
则装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小为
代入数据解得
【知识点】动量定理；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】（1）分析物体的受力情况和运动过程，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解时间；
（2）根据动量定理求解水平和竖直方向的冲击力，结合矢量合成法则求解合力大小。
（1）物块刚放上传送带时，所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律得
解得
物块速度与传送带速度相等的时间
物块加速阶段的位移
之后，由于
摩擦力突变为静摩擦力，大小为，物块与传送带保持相对静止向上滑动，物块与传送带保持相对静止运动的时间
粮食从顶端离开传送带后做平抛运动，竖直方向有
解得
物块从斜面底端到达顶端的时间
（2）粮食与车厢底部碰撞前竖直方向的速度为
根据动量定理
解得
水平方向有
解得
则装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小为
代入数据解得
15．【答案】（1）解：依题意，带正电的粒子c释放后加速向金属板b运动，可知金属板b带负电，感生电动势的方向由b指向a，根据楞次定律可知磁感应强度B1随时间增大。由动能定理
根据法拉第电磁感应定律，可得
又
联立，解得
（2）解：两粒子发生碰撞，系统动量守恒，有
由电荷守恒定律可知，粒子e的电荷量为-q，质量为2m。进入匀强磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图
由几何关系可得
又
联立，解得
，
由对称性可知
粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离
（3）解：依题意，要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出的临界轨迹如图所示
由第二问分析，结合几何关系可得
解得
又
结合乙图，可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
考虑到粒子运动的周期性，可知
解得
可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【分析】（1）根据b板电势较高，结合感生电动势公式、动能定理等求解磁感应强度的变化率；
（2）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律、动量守恒定律结合几何关系解答；
（3）画出符合条件的粒子的运动轨迹，考虑周期性变化问题，由运动学公式得到周期和总时间。
（1）依题意，带正电的粒子c释放后加速向金属板b运动，可知金属板b带负电，感生电动势的方向由b指向a，根据楞次定律可知磁感应强度B1随时间增大。由动能定理
根据法拉第电磁感应定律，可得
又
联立，解得
（2）两粒子发生碰撞，系统动量守恒，有
由电荷守恒定律可知，粒子e的电荷量为-q，质量为2m。进入匀强磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图
由几何关系可得
又
联立，解得
，
由对称性可知
粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离
（3）依题意，要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出的临界轨迹如图所示
由第二问分析，结合几何关系可得
解得
又
结合乙图，可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
考虑到粒子运动的周期性，可知
解得
可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
1 / 1四川省绵阳中学2024-2025学年高三上学期9月开学考试物理试题
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，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高三上·绵阳开学考）光纤已经被广泛应用于我们的生产和生活中，比如内窥镜、光纤通信等。光纤的结构如图所示，其中纤芯和包层是由折射率不同的两种材料制成的。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s，下列说法正确的是（ ）
A．光纤是利用光的衍射原理
B．纤芯的折射率比包层的折射率大
C．光信号是在包层中传播的
D．光信号在光纤中的传播速度为
【答案】B
【知识点】光导纤维及其应用
【解析】【解答】本题主要考查了光纤通信的原理，要熟练掌握光发生全反射的条件、光在真空和介质中传播速度的关系。A．光纤是利用光的全反射原理，选项A错误；
B．根据发生全发射的条件可知，光线必须要从光密介质射向光疏介质，则纤芯的折射率比包层的折射率大，选项B正确；
C．光信号是在纤芯中传播的，选项C错误；
D．光信号在光纤中的传播速度小于真空中的光速，选项D错误。
故选B。
【分析】光纤通信利用的是光的全反射原理，根据全反射条件、光在真空和介质中传播速度的关系分析求解。
2．（2024高三上·绵阳开学考）钍基熔盐核反应堆使用了先进的液态燃料和高温熔盐冷却剂，当中子与含有和的氟化物溶液碰撞时，可以使 发生裂变反应，其典型产物是和，并将转化为新的，这样就形成了链式反应，裂变反应产生的热能通过熔盐循环传递到换热器中，并通过蒸汽轮机发电。下列说法正确的是（ ）
A．发生裂变反应的方程为
B．的结合能大于的结合能
C．的比结合能大于的比结合能
D．用中子轰击 一定会发生链式反应
【答案】C
【知识点】结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】解决本题的关键知道核反应前后质量数守恒，在重核裂变的过程中有质量亏损，向外放出能量。A． 裂变反应的质量数和电荷数守恒可知，发生裂变反应的方程为
选项A错误；
BC．反应放出核能，则生成物更加稳定，则比的结合能大于的比结合能，选项B错误，C正确；
D．当用足够多的慢中子轰击铀核时，还需要铀块体积达到临界体积时才能维持链式反应不断进行下去，故D错误。
故选C。
【分析】根据核反应的质量数和电荷数守恒分析。铀核裂变放出的能量很高，比结合和能越大原子核越稳定。
3．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，小李驾驶汽车按导航提示右转通过某个路口后，突然看到前方禁止通行警示牌，他反应过来后刹车制动，并倒车回到路口绕道行驶。以路口为位移原点，汽车开始减速时为计时起点，并将汽车看成质点，忽略换挡时间（把刹车和倒车过程看成连续的匀变速直线运动），绘制了如图所示的图像，由图中数据可得（ ）
A．t=4s时，汽车离路口最远为8m
B．0~6s内，汽车的平均速度大小为1m/s
C．t=0时刻，汽车的瞬时速度大小为2m/s
D．t=3s时，汽车的加速度大小为2m/s2
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A．以路口为位移坐标原点，由图像，有t4=4s时，汽车离路口最远13m，故A错误；
B．由图像，0~6s，汽车平均速度大小：
， 故B正确；
C．切线斜率表示速度，t4=4s，汽车速度为0；在，由和有
t=0，瞬时速度大小为 故C错误；
D．在：匀减速直线运动，加速度不变，则t3=3s， 故D错误；
故答选B。
【分析】描述物体常用的物理量有瞬时速度、平均速度、平均速率和加速度等。
1、 由图像的纵坐标代表位置位移判断最远为13m。
2、平均速度是位移除以对应时间，而平均速率是路程除以对应时间。
3、加速度是反应物体运动瞬时速度变化快慢的物理量，用速度变化量除以时间。
4．（2024高三上·绵阳开学考）古代战争攻城用的云梯车如图所示，攻城作战时将云梯车推至城墙附近后，将水平地面上的车轮固定使其不能转动，上段直梯展开伸向城墙（与城墙的作用忽略不计），士兵们匀速爬到梯子的顶端到达城墙上方，下列说法正确的是（ ）
A．云梯对某个士兵的作用力沿梯子向上
B．地面对云梯车的摩擦力水平向左
C．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力变大
D．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力不变
【答案】D
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【解答】当有多个物体时，在受力分析时考虑对物体采用整体法和隔离法，用隔离法可以求得物体之间的相互作用力的大小。A．士兵匀速向上爬梯，则受力平衡，云梯对某个士兵的作用力与重力等大反向，则云梯对士兵的作用力竖直向上，选项A错误；
B．士兵在云梯中向上匀速运动时，云梯车水平方向不受力，即云梯相对地面没有运动的趋势，则地面对云梯车无摩擦力，选项B错误；
CD．云梯上的士兵数量不变，匀速向上爬升时，地面受到的压力大小等于云梯和士兵的重力之和，则地面受到的压力大小不变，选项C错误，D正确。
故选D。
【分析】对整体受力分析，可以分析出人的重力和地面对车的支持力之间的大小关系，在人上升的过程中，匀速运动，根据受力平衡分析受力情况。
5．（2024高三上·绵阳开学考）2024年 6月 25 日嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样，并将采得的月壤样品带回地球。飞行器在月背采样后需经月面起飞、环月飞行（绕月球做匀速圆周运动）、月地转移等过程最终回到地球。已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的 下列说法正确的是（ ）
A．月壤样品到达地球后质量是它在月球背面时的6倍
B．飞行器在沿地月转移轨道飞向地球的过程中受到的地球引力越来越大
C．飞行器环月飞行时，其加速度保持不变
D．飞行器环月飞行时，月壤样品对容器的压力为回到地球表面静止时
【答案】B
【知识点】重力与重心；卫星问题
【解析】【解答】A．质量是物体的一种基本属性，与物体所处的位置无关，月壤样品到达地球后质量不变，故A错误；
B．飞行器在沿地月转移轨道飞向地球的过程中，根据万有引力定律可得飞行器受到地球引力为
由于飞行器到地心距离越来越小，其他条件不变，则受到的地球引力越来越大，故B正确；
C． 飞行器在月背采样后需经月面起飞、环月飞行（绕月球做匀速圆周运动） ，加速度大小不变，但方向时刻变化，则加速度时刻变化，故C错误；
D．飞行器在环月飞行过程中，样品处于完全失重状态，月壤样品对容器的压力为零，当回到地球表面静止时，月壤样品对容器的压力等于重力，故D错误。
故选B。
【分析】质量使物体属性与位置无关，根据万有引力定律分析，绕月球做匀速圆周运动，加速度方向时刻改变，飞行器在环月飞行过程中，月壤样品对容器的压力为零。
6．（2024高三上·绵阳开学考）电流通过阻值为R的电阻时，图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压的最大值为IR
B．该电流一定是交流电
C．时间内电流按余弦规律变化
D．该电流的有效值
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查了交流的峰值、有效值以及它们的关系，知道有效值是通过热效应等效来定义的是本题的关键。A．由 图像可知通过电阻R的最大电流为，故电阻R两端电压的最大值为IR，故A正确；
B．由 图像可知一直大于零，电流方向可能不变，故该电流不一定是交流电，故B错误；
C．由图可知时间内，均匀减小，故时间内电流不是按余弦规律变化，故C错误；
D．根据有效值的定义
解得该电流的有效值为
故D错误。
故选A。
【分析】根据交流电的热效应求得交流电的有效值，交流电的方向周期性改变，结合图像分析。
7．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，四个电荷量大小相等的点电荷固定在水平面内正方形的四个顶点上，其中a、c带正电，b、d带负电。竖直线MN经过正方形的中心O点，MN上的P、Q两点关于O点对称，取无限远处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A．O点的电场强度不为零 B．P、Q两点的电场强度均为零
C．P、Q两点的电势不相等 D．P点的电势大于零
【答案】B
【知识点】电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】本题考查电势差与电场强度的关系，解题关键熟练掌握不同电荷周围的电场线与等势线分布特点。A．O点是两对等量同种点电荷连线的中点，所以O点场强为零，故A错误；
B．根据电场强度的叠加原理可知对P点研究，a、c的合场强方向为O到M，b、d的合场强方向为O到N，且大小相等，故P点的电场强度为零，同理Q点的电场强度为零，故B正确；
C．O点同时又分别处在两对等量异种点电荷连线的中垂线上，O点的电势为零，同理P、Q两点也位于两对等量异种点电荷连线的中垂线上，故为等势面，则P、Q两点的电势相等，等于0，故CD错误。
故选B。
【分析】根据电荷周围电场线分布特点以及电场的矢量合成与等势线分布可判断各点电场强度与电势的关系。
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．（2024高三上·绵阳开学考）图甲所示为声波通过空气传到耳朵的情境图，可以把声波看成简谐波。图乙所示为以声源位置为原点，沿声波传播方向建立x轴，作出的时刻的波形图，其中声源位置恰在疏部。已知声波在空气中的传播速度为340m/s，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻x=15m处是密部
B．波源质点的振动方向与x轴平行
C．这列声波的周期为34s
D．传播方向上的每个空气分子在1s内通过的路程都为1360m
【答案】A,B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．相邻的两个密部和疏部之间的距离等于一个波长，声源位置恰在疏部，声源与x=15m处的波程差为半波长的奇数倍，则t=0时刻x=15m处是密部，故A正确；
B．纵波的传播方向与质点振动的方向相互平行，声波是纵波，故波源质点的振动方向与x轴平行，故B正确；
C．由图可知波长为， 声波在空气中的传播速度为340m/s， 这列声波的周期为
故C错误；
D．传播方向上的每个空气分子在1s内通过的路程都为
故D错误。
故选AB。
【分析】根据位置与半波长的倍数关系判断是密部还是疏部，根据纵波的特点分析，周期等于波长除以波速，每个周期走过的路程等于4A，根据时间与周期的关系分析路程。
9．（2024高三上·绵阳开学考）手摇发电手电筒经历发电、整流、充电存储后，通过电池给LED灯泡供电。发电装置的结构如图甲所示，两对永磁体可随手电筒相对于边长为L 的N 匝正方形线圈上下振动，每对永磁体间存在着垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B。某时刻磁场分界线恰好经过线圈的中轴线，如图乙所示，永磁体振动时磁场分界线不会离开线圈。下列说法正确的是（ ）
A．图乙时刻穿过线圈的磁通量为零
B．磁铁相对线圈运动越快，线圈中产生的感应电动势越小
C．当磁铁相对于线圈的速度大小为时，线圈中产生的感应电动势大小为
D．磁铁相对线圈下降时，图乙中感应电流的方向为顺时针方向
【答案】A,C,D
【知识点】磁通量；右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】本题主要考查了楞次定律的相关应用，理解磁通量的概念，结合楞次定律即可完成分析。A．图乙时刻穿过线圈的磁通量为零，选项A正确；
B．磁铁相对线圈运动越快，线圈切割磁感线的速度越大，则线圈中产生的感应电动势越大，选项B错误；
C．当磁铁相对于线圈的速度大小为时，线圈两边切割磁感线产生的感应电动势方向相同，则线圈中产生的感应电动势大小为
选项C正确；
D．根据右手定则，磁铁相对线圈下降时，线圈相对磁场向上运动，则图乙中感应电流的方向为顺时针方向，选项D正确。
故选ACD。
【分析】根据磁通量的概念结合楞次定律，右手定则和左手定则进行分析解答。
10．（2024高三上·绵阳开学考）如图所示，质量均为m的四个小球A、B、C、D，通过轻绳或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g，两根弹簧的劲度系数均为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若将 B、C间的细线剪断，此后A、B间弹簧始终处于拉伸状态
B．若将 B、C间的细线剪断，此后 B的加速度最大值为2g
C．若将B、C间的细线剪断，落地前C、D与轻弹簧组成的系统机械能守恒
D．若将C、D间的弹簧剪断，此后C的最大动能为
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律；简谐运动
【解析】【解答】本题是瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出弹簧的弹力，然后根据牛顿第二定律列式求解瞬时加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是由微小形变产生的，可以突变。AB． 质量均为m的四个小球A、B、C、D，通过轻绳或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态， 以B、C、D三个小球为整体，可知初始时A、B间弹簧弹力为
若将 B、C间的细线剪断，剪断瞬间弹簧弹力保持不变，B的加速度最大，以B为对象，根据牛顿第二定律可得
B球将做简谐运动，根据对称性可知，B球在最高点的加速度为，方向竖直向下，则B球在最高点弹簧弹力大小为，方向竖直向下，弹簧处于压缩状态，此时A上方的绳子拉力刚好为0，所以A一直处于静止状态，B做简谐运动，A、B间弹簧不是始终处于拉伸状态，也有处于压缩状态，故A错误，B正确；
C．若将B、C间的细线剪断，落地前C、D与轻弹簧组成的系统只有重力和弹簧弹力做功，所以系统满足机械能守恒，故C正确；
D．若将C、D间的弹簧剪断，剪断瞬间，以BC为整体，根据牛顿第二定律可得
设B、C保持相对静止一起做简谐运动，根据对称性可知，处于最高点时的加速度大小为，方向竖直向下；以C对象进行受力分析，可知此时绳子对C的拉力为，则B、C一直保持相对静止做简谐运动，当弹簧弹力等于B、C的总重力时，B、C的动能最大；最低点时，弹簧的伸长量为
当处于平衡位置时，弹簧的伸长量为
根据系统机械能守恒可得
联立解得C的最大动能为
故D正确。
故选BCD。
【解答】根据剪断B、C之间轻绳的瞬间，绳的弹力立即消失，而这一瞬间弹簧的弹力不变，进而根据牛顿第二定律求出B和C的加速度大小，结合机械能守恒定律求解。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11．（2024高三上·绵阳开学考）同学们在学习了机械能守恒定律后，到学校实验室用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）为了尽可能减小实验的误差，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向
C．电火花计时器应接在电压为6 V的低压交流电源上
D．本实验必须用天平准确测量重物的质量
（2）某同学选择了一条点迹清晰的纸带进行分析时，发现第一个点由于释放纸带前在同一位置打了很多次点，点迹比其他点大得多，所以他选择了后面一段纸带进行分析，如图乙所示。相邻两点间的时间间隔为0.02s，当地重力加速度为，重物的质量为0.2kg，则根据测得的这些数据，对BD过程进行验证分析，该过程中重物的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J。（结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）A；B
（2）0.304；0.297
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解决本题的关键知道实验的原理和误差的来源，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量。
（1）A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤，以减小阻力的影响，选项A正确；
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项B正确；
C．电火花计时器应接在电压为220V的交流电源上，选项C错误；
D．实验要验证的关系式两边都有质量，则本实验不需要用天平准确测量重物的质量，选项D错误。
故选AB。
（2）打B点时的速度
打D点时的速度
该BD过程中重物的动能增加量为
重力势能的减少量为
【分析】（1）实验中误差的主要来源是阻力的影响，为了减小阻力影响，重锤质量应选择质量大一些、体积小一些的，实验时应先接通电源，再释放纸带，自由落体运动，0.02s内运动的位移接近2mm。
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量。
（1）A．在选择重物时，应选用密度大、质量适当大些的重锤，以减小阻力的影响，选项A正确；
B．安装打点计时器时必须做到两个限位孔的连线在竖直方向，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项B正确；
C．电火花计时器应接在电压为220V的交流电源上，选项C错误；
D．实验要验证的关系式两边都有质量，则本实验不需要用天平准确测量重物的质量，选项D错误。
故选AB。
（2）[1]打B点时的速度
打D点时的速度
该BD过程中重物的动能增加量为
[2]重力势能的减少量为
12．（2024高三上·绵阳开学考）某学习兴趣小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图甲所示，实验中用到的电流传感器和电压传感器都可看成理想电表，经实验采集数据并正确分析计算后得到的电池参数见表中数据。
电池 电动势 E（V） 内阻r（Ω）
番茄 0.6959 291.81
土豆 0.7549 559.59
（1）在进行实验时，应选用最大阻值为 （填正确答案标号）的电阻箱。
A．99.99 Ω B．999.9 Ω C．9 999 Ω
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为 J（结果保留两位小数）。
（3）对实验过程的表述，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．连接电路时开关应该处于断开状态
B．电压传感器的读数就是电动势值
C．若电阻箱的阻值R不断增大，电压传感器的示数随阻值R变化呈线性变化
D．为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验
（4）图甲电路可以不用电压传感器，只用电流传感器和电阻箱就可以完成实验，实验过程中多次改变电阻箱的阻值R、测量对应的电流I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的关系图线如图乙所示，其中土豆电池对应的图线为 （填“①”或“②”）。
（5）下列对图乙的分析正确的是 （填正确答案标号）。
A．图线的斜率表示电源的电动势的倒数
B．图线的斜率表示电源的电动势
C．图线的纵截距表示电源的内阻
D．图线①②的交点表示两电源的路端电压相等
【答案】（1）B
（2）1.39
（3）A；D
（4）①
（5）B；D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】本题考查了测量土豆电池和番茄电池电动势与内阻的实验，要明确实验原理，掌握欧姆定律和闭合电路的欧姆定律的运用；知道电源的电动势表示非静电力做功本领大小的物理量。
（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，为了使电表示数变化明显，应选用最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。
故选B。
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为
（3）
A．连接电路时，为了保证电路安全，开关应该处于断开状态，故A正确；
B．电压传感器的读数是路端电压，不是电动势值，故B错误；
C．若电阻箱的阻值R不断增大，根据欧姆定律可得
可知电压传感器的示数随阻值R变化不是呈线性变化，故C错误；
D．设电阻箱的阻值为，电压传感器的示数为，根据闭合电路欧姆定律可得
可知为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验，故D正确。
故选AD。
（4）
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图线的斜率为电池电动势，纵轴截距绝对值为内阻，由于土豆电池的电动势较大，内阻较大，所以土豆电池对应的图线为①。
（5）
AB．根据（4）分析可知，图线的斜率表示电源的电动势，故A错误，B正确；
C．根据（4）分析可知，图线的纵截距的绝对值表示电源的内阻，故C错误；
D．图线①②的交点，表示此时电阻箱阻值相等，电流倒数相等，即通过电阻箱的电流相等，由
可知此时路端电压相等，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，从两传感器示数变化明显的角度分析作答；
（2）根据电动势的含义求解非静电力所做的功；
（3）根据实验的正确操作分析作答；电压传感器测定的是路端电压，据此分析作答；根据欧姆定律和闭合电路的欧姆定律分析作答；根据“伏阻法”测电动势和内阻的原理分析作答；
（4）根据闭合电路欧姆定律求解R-I-1函数，结合图像的纵截距的绝对值和斜率的含义分析作答；
（5）根据R-I-1函数，结合图像纵截距绝对值和斜率的含义分析作答；图线①②的交点表明电阻箱的接入电阻相等，通过电阻箱的电流相等，根据欧姆定律分析作答。
（1）根据表格中番茄和土豆的内阻数据，为了使电表示数变化明显，应选用最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。
故选B。
（2）番茄电池把2C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力所做的功为
（3）A．连接电路时，为了保证电路安全，开关应该处于断开状态，故A正确；
B．电压传感器的读数是路端电压，不是电动势值，故B错误；
C．若电阻箱的阻值R不断增大，根据欧姆定律可得
可知电压传感器的示数随阻值R变化不是呈线性变化，故C错误；
D．设电阻箱的阻值为，电压传感器的示数为，根据闭合电路欧姆定律可得
可知为了完成电动势和内阻的测量，图甲电路可以不用电流传感器，只用电压传感器和电阻箱就可以完成实验，故D正确。
故选AD。
（4）根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图线的斜率为电池电动势，纵轴截距绝对值为内阻，由于土豆电池的电动势较大，内阻较大，所以土豆电池对应的图线为①。
（5）AB．根据（4）分析可知，图线的斜率表示电源的电动势，故A错误，B正确；
C．根据（4）分析可知，图线的纵截距的绝对值表示电源的内阻，故C错误；
D．图线①②的交点，表示此时电阻箱阻值相等，电流倒数相等，即通过电阻箱的电流相等，由
可知此时路端电压相等，故D正确。
故选BD。
13．（2024高三上·绵阳开学考）小张想研究一只7号篮球的容积有多大。他先用气嘴将篮球内的气体全部排出，然后连接一支带气压表的打气筒开始给篮球打气。打气筒每打一次气能将体积为0.25 L、压强为 的空气打入球内，该过程不漏气，当他打气56次后，气压表的示数为。已知环境温度为27℃，热力学温度与摄氏温度的关系为。
（1）若认为篮球内部气体的温度与环境温度相同，则篮球的容积为多少？
（2）若打气结束时篮球内部气体的实际温度为57 ℃，则篮球的实际容积为多少？
【答案】（1）解：由题可知，气体的初状态
气体的末状态
由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律可知
代入数据解得
即篮球的容积为7L。
（2）解：结合上述分析可知，气体的末温
根据理想气态方程可知
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）明确各个状态参数，由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律列式求解；
（2）将末状态温度换算成热力学温度，结合理想气态方程列式求解。
（1）由题可知，气体的初状态
气体的末状态
由于整个过程温度不变，根据玻意耳定律可知
代入数据解得
即篮球的容积为7L。
（2）结合上述分析可知，气体的末温
根据理想气态方程可知
解得
即篮球的实际容积为7.7L。
14．（2024高三上·绵阳开学考）图甲所示为粮库进行粮食转运时的常见情境，粮食通过倾斜传送带直接从高处飞落到卡车中，实现高效率装车。该过程可简化成图乙所示物理情境，图中用物块表示粮食颗粒，不考虑在传送带上和空中运动时粮食颗粒间的相互作用及空气阻力。已知传送带底端到顶端的距离，与水平面间的夹角，粮食颗粒与传送带间的动摩擦因数，传送带顺时针转动的速率，其顶部与车厢底部的高度差粮食从底端进入传送带时速度为零，从顶端离开传送带后做平抛运动，每秒钟可均匀传送质量为10kg的粮食，粮食落到车厢后速度立即变为零，重力加速度。
（1）求表示粮食颗粒的物块从进入传送带至落到车厢底部需要多少时间？
（2）若忽略车厢内粮食的上升，求装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小。
【答案】（1）解：物块刚放上传送带时，所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律得
解得
物块速度与传送带速度相等的时间
物块加速阶段的位移
之后，由于
摩擦力突变为静摩擦力，大小为，物块与传送带保持相对静止向上滑动，物块与传送带保持相对静止运动的时间
粮食从顶端离开传送带后做平抛运动，竖直方向有
解得
物块从斜面底端到达顶端的时间
（2）解：粮食与车厢底部碰撞前竖直方向的速度为
根据动量定理
解得
水平方向有
解得
则装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小为
代入数据解得
【知识点】动量定理；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】（1）分析物体的受力情况和运动过程，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解时间；
（2）根据动量定理求解水平和竖直方向的冲击力，结合矢量合成法则求解合力大小。
（1）物块刚放上传送带时，所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律得
解得
物块速度与传送带速度相等的时间
物块加速阶段的位移
之后，由于
摩擦力突变为静摩擦力，大小为，物块与传送带保持相对静止向上滑动，物块与传送带保持相对静止运动的时间
粮食从顶端离开传送带后做平抛运动，竖直方向有
解得
物块从斜面底端到达顶端的时间
（2）粮食与车厢底部碰撞前竖直方向的速度为
根据动量定理
解得
水平方向有
解得
则装车过程中粮食对车厢底部的冲击力大小为
代入数据解得
15．（2024高三上·绵阳开学考）如图甲所示，一个阻值为R、匝数为N的金属螺线管与阻值也为R的定值电阻连接成闭合回路，定值电阻的两端用导线与平行金属板a、b相连。螺线管的横截面积为S，内有沿轴线向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1随时间均匀变化。一质量为、电荷量为的粒子c从金属板a中央由静止释放，经金属板b上的小孔射出时速度为，此后与静止在磁场边界M点、质量为、电荷量为的粒子d发生碰撞，碰撞后结合成一个新的粒子e。粒子e从M点沿半径方向射入边界为圆形的有界匀强磁场中，圆形边界的半径为r，磁感应强度大小，方向垂直于纸面向里。不计粒子重力和粒子c、d间的库仑力。
（1）磁感应强度B1随时间增大还是减小？变化率大小为多少？
（2）求粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离y；
（3）若从粒子e进入磁场开始计时，圆形区域的匀强磁场大小不变，方向发生周期性变化，如图乙所示。要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出，求图乙中T的值和粒子e 从M点运动到N点所需的时间。（已知时，，角度的单位为弧度）
【答案】（1）解：依题意，带正电的粒子c释放后加速向金属板b运动，可知金属板b带负电，感生电动势的方向由b指向a，根据楞次定律可知磁感应强度B1随时间增大。由动能定理
根据法拉第电磁感应定律，可得
又
联立，解得
（2）解：两粒子发生碰撞，系统动量守恒，有
由电荷守恒定律可知，粒子e的电荷量为-q，质量为2m。进入匀强磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图
由几何关系可得
又
联立，解得
，
由对称性可知
粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离
（3）解：依题意，要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出的临界轨迹如图所示
由第二问分析，结合几何关系可得
解得
又
结合乙图，可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
考虑到粒子运动的周期性，可知
解得
可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【分析】（1）根据b板电势较高，结合感生电动势公式、动能定理等求解磁感应强度的变化率；
（2）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律、动量守恒定律结合几何关系解答；
（3）画出符合条件的粒子的运动轨迹，考虑周期性变化问题，由运动学公式得到周期和总时间。
（1）依题意，带正电的粒子c释放后加速向金属板b运动，可知金属板b带负电，感生电动势的方向由b指向a，根据楞次定律可知磁感应强度B1随时间增大。由动能定理
根据法拉第电磁感应定律，可得
又
联立，解得
（2）两粒子发生碰撞，系统动量守恒，有
由电荷守恒定律可知，粒子e的电荷量为-q，质量为2m。进入匀强磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图
由几何关系可得
又
联立，解得
，
由对称性可知
粒子e离开圆形有界磁场时偏离入射方向的距离
（3）依题意，要使粒子e从边界直径MN的另一端N点飞出的临界轨迹如图所示
由第二问分析，结合几何关系可得
解得
又
结合乙图，可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
考虑到粒子运动的周期性，可知
解得
可得
粒子e 从M点运动到N点所需的时间为
1 / 1
