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重庆市巴蜀中学2023-2024学年高三上学期适应性月考（五）物理试题（Word版附解析）
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这是一份重庆市巴蜀中学2023-2024学年高三上学期适应性月考（五）物理试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了3mB等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 如图所示，一小船以的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。假定抛接小球时手的高度不变，不计空气阻力，g取，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（ ）
A. 0.3mB. 0.6mC. 0.9mD. 1.2m
【答案】D
【解析】
【详解】根据运动的独立性，小球在做竖直上抛运动的过程中，小船以的速度匀速前行，由运动学知识有
解得小球上升的时间
从小球开始上抛到小球再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离
故选D。
2. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直于磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。关于线框，下列说法正确的是（ ）
A. 线框进磁场、出磁场过程中，所受安培力方向相同，且进、出磁场的过程中线框所受安培力逐浙变小
B. 线框进入磁场和穿出磁场的时间相等
C. 穿过磁场的全过程中一直做加速度减小的减速直线运动
D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势
感应电流为
安培力为
进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，出磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小；线框进磁场过程中，线框磁通量增加，产生逆时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左；线框出磁场过程中，线框磁通量减少，产生顺时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左，故A正确；
B．线圈进入磁场的平均速度大于出磁场的平均速度，可知线框进入磁场的时间小于穿出磁场的时间，故B错误；
C．由于线框的边长小于磁场宽度，则线框穿过磁场的过程中，有一段时间线框完全在磁场中，穿过线框的磁通量不变，这段时间线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框做匀速直线运动，故C错误；
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由
可知进磁场和出磁场两个过程中安培力逐渐减小，而线框进、出磁场的位移相同，则进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，单匝线圈电阻，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为，有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，则（ ）
A. 在时间内，a点电势高于b点电势
B. 当时穿过线圈的磁通量为
C. 在时间内，通过电阻R的电荷量大小为
D. 在时间内，a、b两点间电压大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在时间内，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，R中有电流从b流向a，b点电势高于a点电势，A错误；
B．由图可知时，，则此时穿过线圈的磁通量为
B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
R两端电压为
D错误；
C．内通过电阻R的电荷量大小为
C正确。
故选C。
4. 如图所示，是一个竖直的单匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S、电阻为R，边水平，线框绕图示竖直固定轴以俯视逆时针方向、角速度匀速转动，图示位置边与磁场方向的夹角为30°。则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈位于图示位置时，其磁通量为
B. 线圈自图示位置再转动180°过程中，电流方向将改变2次
C. 线圈自图示位置转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化率逐浙增大
D. 从图示位置开始，转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】
【详解】A．线圈位于图示位置时，其磁通量为
故A错误；
B．线圈再转动180°过程中，只经过一次中性面位置，则电流方向改变一次。故B错误；
C．线圈自图示位置转过60°过程中，磁通量逐渐增大，电动势逐渐减小，磁通量变化率逐渐减小。故C错误；
D．导线框中产生的感应电动势的最大值为
周期为
从图示位置开始，转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热为
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，以光滑水平轨道为x轴（y轴垂直于水平面），在之间有方向水平向右的匀强电场，在之间有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场。现将电荷量为q、质量为m的滑块（视为质点）从坐标原点O处由静止释放。已知滑块在磁场中做匀速直线运动，重力加速度大小为g。则下列说法错误的是（ ）
A. 滑块带正电B. 电场的电场强度大小
C. 滑块在运动过程中的最大速度D. 滑块在电场和磁场中运动的总时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A．依题意，滑块在电场中向右加速，所受电场力与场强方向一致，所以滑块带正电。故A正确，与题意不符；
C．滑块在磁场中做匀速直线运动，根据物体的平衡条件有
当支持力等于零时，速度具有最大值，即
故C正确，与题意不符；
B．对滑块在之间运动的过程，根据动能定理有
解得电场强度最大值为
所以电场的电场强度大小的范围为
故B错误，与题意相符；
D．设滑块在电场与磁场中运动的时间分别为、，有
，
又
解得滑块在电场和磁场中运动的总时间最小值为
所以滑块在电场和磁场中运动的总时间的范围为
故D错误，与题意相符。
本题选错误的故选BD。
6. 如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的电阻，副线圈c、d两端连接一个阻值的电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（ ）
A. 理想电压表的示数为
B. 理想变压器原、副线圈匝数比为
C. 若只减小电阻的阻值，则电阻的电压增大
D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为
【答案】C
【解析】
【详解】A．设原线圈的输入电压为，则有
根据理想变压器
可得
解得
即理想电压表的示数为，故A正确；
B．由理想变压器电压比等于匝数比可得理想变压器原、副线圈匝数比
故B正确；
C．将变压器与看成一个等效电阻，若只减小电阻的阻值，则该等效电阻阻值减小，则原线圈电流增大，根据
可知原线圈的输入电压减小，故副线图的输出电压减小，电阻的电压将减小，故C错误；
D．由以上分析可知，原线圈两端电压峰值为，周期为，则角速度为
可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为
故D正确。
本题选错误的，故选C。
7. 如图所示，两平行光滑导轨、的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L，其中、固定于同一水平面（图中末画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨、相切于E、两点（圆心分别为O和）。正方形区域内存在感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m、电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撤去推力，然后ab棒与另一根完全相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。则（ ）
A. 该推力的功率
B. 两导体棒通过磁场右边界时的速度大小
C. 弧形导轨的半径
D. 两导体棒第一次穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A．设两导体棒碰撞前瞬间，ab棒的速度大小为，在推力作用的过程中，由动能定理有
ab与cd碰后瞬间的速率为v，由动量守恒定律有
解得该推力的功率为
故A错误；
B．设两导体棒通过磁场右边界的时间为t，该过程回路中的平均电流为，与的间距为L，由动量定理有
两导体棒粘在一起，长度不变，截面积变为原来2倍，则两导体总电阻为，根据法拉第电磁感应定律有
解得两导体棒通过磁场右边界时的速度大小为
故B错误；
C．对两导体棒沿圆弧形导轨上滑的过程，由机械能守恒定律有
解得弧形导轨的半径为
故C正确；
D．经分析可知，两导体棒上产生的总焦耳热为，由能量守恒定律有
解得两导体棒第一次穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本大题共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. 如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为的物体B（可看作质点）以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度-时间图像如图乙所示。g取，下列说法正确的是（ ）
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与各自运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数
C. A长度至少为
D. 长木板A的质量是
【答案】BD
【解析】
【详解】A．摩擦力与物体的相对运动方向相反，由题意可知，A木板的运动方向与其摩擦力方向相同，物块B运动方向与其摩擦力方向相反，故A错误；
B．由图像知B的加速度为
可知物块的加速度大小为。对B进行分析有
可解
故B正确；
C．由乙图可知内二者相对运动，位移差为，则A板长度至少为，故C错误；
D．长木板A的加速度大小为
又
联立，解得
即A物体的质量是B物体的两倍，长木板A的质量是，故D正确。
故选BD。
9. “天宫号”空间站绕地球的运动可以看做匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为，地球半径约为，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员漂浮在空间站中，则其所受合力为0
B. 若已知空间站绕地球运动的周期为T，其轨道半径与地球半径的比值为n，引力常量为G，则地球密度
C. 空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为
D 空间站运行周期小于地球自转周期
【答案】CD
【解析】
【详解】A．航天员漂浮在空间站中，绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可知，其所受合力不是0，故A错误；
B．根据题意，由万有引力提供向心力有
地球密度为
解得
B错误；
C．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
则空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为
故C正确；
D．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
可知，空间站运行周期小于地球同步卫星的周期，又有地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，则有空间站运行周期小于地球自转周期，故D正确。
故选CD。
10. 如图，M、N是真空中宽为d匀强磁场的左右边界（边界上有磁场），磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。大量比荷为k的正离子从M边界上的P点以速率进入磁场，速度方向分布在180°的范围内，不计离子重力，也不计离子间的相互作用，磁场区域足够长。则（ ）
A. 从边界N飞出磁场的离子中，飞出点与P点距离小于或等于
B. 从边界N飞出磁场的离子中，在磁场中运动的最短时间为
C. 磁场中有离子经过的区域的面积为
D. 同时进入磁场的且初速度不垂直于M边界的离子，若它们的初速度上下对称，则它们可能在M边界上飞出磁场时相遇
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力
解得正离子运动半径为
根据几何关系可知水平向右入射和竖直向下入射的离子在N边界的切点或飞出点离Р点的距离为，故A正确；
B．轨迹弦长为d的离子是从N边界飞出的离子中弦长最短，离子运动轨迹圆心角最小，为，在磁场中运动的最短时间为
故B正确；
C．有离子经过的磁场区域为半径为d的两个四分之一圆和边长为d的正方形组合而成，磁场中有离子经过的区域的面积为
故C正确；
D．初速度斜向右下方的离子不可能从M边界飞出，即使磁场范围够大，两离子从M边界同一点飞出的时刻也不同，故D错误。
故选ABC。
三、非选择题：共5小题，共57分。
11. 小巴同学在物理课堂上学习知道了“在弹性限度范围内，弹簧的弹力与弹簧形变量成正比，不同弹簧的劲度系数不同”，他发现学校实验室有许多规格相同的弹簧测力计，出于好奇他想知道弹簧的劲度系数是多少，于是他将弹簧测力计与刻度尺放在一起，如图甲所示。
（1）由图甲可知，该弹簧的劲度系数______。
（2）小巴同学将弹簧测力计中的弹簧取出，发现其内部弹簧（质量不计）的自然长度均为，小贾制作一个半径为的圆环，将2个弹簧的一端分别固定在圆环上某一直径的两端，另外一端固定打结，结点位于圆心O处。如图乙所示，将圆环水平放置，在结点O处悬挂一文具盒，平衡时测得结点下降了，则每根弹簧的弹力大小______N，文具盒受到的重力大小______N。
【答案】 ①. 62.5 ②. 2.5 ③. 3
【解析】
【详解】（1）[1]根据题图甲可知弹簧的弹力为时，弹簧的伸长量为，所以弹簧的劲度系数。
（2）[2]由几何关系可知平衡时每根弹簧长度均为
每根弹簧的伸长量均为，每根弹簧的弹力大小均为
[3]设弹簧与竖直方向的夹角为θ，根据竖直方向受力平衡可得文具盒受到的重力大小
12. 某物理兴趣小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
（1）如图甲所示，先用多用电表“”挡粗测其电阻， ______；然后用图乙所示的螺旋测微器测其直径， ______，再用毫米刻度尺测其长度为L。
（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：
①实验时，先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大，闭合S。
②将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流______，金属丝的电阻______。（结果用、、表示）
③由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______（结果用d、L、、、表示）。
【答案】 ①. 6 ②. 4.700 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]用多用电表“”挡粗测其电阻，则有
[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知直径为
（2）②[3]根据题意可知，两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流
[4]由欧姆定律可得金属丝的电阻
联立可得
③[5]根据电阻定律有，金属丝横截面积
金属丝的电阻率
13. 投壶是我国古代的一种民间游戏。据《礼记投壶》记载，以壶口作标的，在一定的水平距离投箭矢，以投入多少计筹决胜负，现有小巴同学进行投壶的游戏，为简化起见，将箭矢视为质点，不计壶的高度，并且不计空气阻力。箭矢从离地面高的A点以初速度水平抛出，正好落在壶口C点，如图所示。重力加速度g取，求：
（1）箭矢落入壶口时的速度大小和方向；
（2）以拋射点A为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，写出该箭矢运动的轨迹方程。
【答案】（1），方向与水平方向的夹角为45°；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，箭矢在空中做平抛运动，竖直方向上，由
可得箭矢在空中飞行时间为
竖直方向上，由
可得箭矢落在C点时，竖直分速度为
则箭矢刚落入壶口C时的速度大小为
解得
设速度方向与水平方向夹角为，则有
解得
即速度方向与水平方向的夹角为45°。
（2）箭矢做平抛运动，在水平方向有
在竖直方向有
解得
14. 利用示踪原子来探测细胞间的亲和程度是生物技术中的重要手段之一，其过程的一部分与下列物理过程极为相似：如图甲所示，光滑水平面上固定有一个发射装置，利用该装置向正对装置方向滑来的物块A和B（A、B相对静止，B视为质点）发射一个示踪物块C，C将记录下它与发射装置之间的距离x。已知物块B叠放在木板A的最右端，物块B与物块A间的动摩擦因数μ = 0.4。物块A、B、C的质量均为1kg。某次测试中示测得块C与木板A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，二者仅碰一次），最终物块B刚好未从木板A上滑下。测量得滑块C的x—t图像如图乙所示。重力加速度g = 10m/s2。求：
（1）碰撞前后示踪滑块C的速度大小；
（2）碰撞前后木板A的速度大小；
（3）木板A的长度L。
【答案】（1）碰撞前10m/s，碰撞后4m/s；（2）碰撞前4m/s，碰撞后10m/s；（3）12.25m
【解析】
【详解】（1）由x—t图像可知，碰撞前滑块C的速度
碰后滑块C的速度
（2）设A与C碰撞前的速度大小为vAB，以滑块C的初速度方向为正，碰撞后瞬间A的速度大小为，对A、C由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得
（3）碰后A、B相互作用，因B最终恰好未从木板A上滑下，所以最终A、B共速，设A、B共同速度大小为，对A、B由动量守恒定律有
解得
该过程中，根据能量转化关系，有
解得
15. 长方体，以A点为原点建立如图所示的空间直角坐标系，其中，，。在四边形内（含边界）有一垂直平面斜向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在A点沿方向射入质量为m、电荷量为的粒子1。（忽略粒子的重力和相对论效应；粒子碰撞时会发生电荷转移，且碰撞后各粒子带电量与质量成正比）
（1）若粒子1从点离开，试求粒子1的速度大小；
（2）若粒子1恰能经过中点，试求粒子1的速度大小v和在磁场内运动轨迹上的点到C点的最小距离；
（3）在（2）的条件下，当粒子1距离C点最近时，正后方有一速度为、电荷量为粒子1电荷量2倍的粒子2与之发生弹性正碰，碰后粒子1恰不离开磁场，试分析粒子2的电性并求出粒子2的质量。
【答案】（1）；（2），；（3）正电，
【解析】
【详解】（1）由几何关系可得
粒子做圆周运动
粒子1从点射出
解得
（2）从A点沿x轴正方向射入的粒子经过中点M，轨迹的圆心O在上，如图所示，由几何关系
解得
粒子做圆周运动
解得
C点到平面的最小距离可在三角形中分析可知
其中是斜边的高线，解出
根据勾股定理
解得
则有，则与轨迹的交点N到C点的距离最小，则有
（3）粒子1被碰后，动量增大，即
变大，若粒子2带负电荷，则碰后粒子1电荷量
在磁场中做圆周运动的半径
必变大，必离开磁场，故粒子2带正电荷。两粒子在N点发生弹性碰撞，有
已知碰撞时发生电荷转移，碰后各粒子带电量与质量成正比，粒子1的电荷量
碰后粒子1继续在磁场中做圆周运动
且恰不离开磁场，有
联立求解得
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 如图所示，一小船以的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。假定抛接小球时手的高度不变，不计空气阻力，g取，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（ ）
A. 0.3mB. 0.6mC. 0.9mD. 1.2m
【答案】D
【解析】
【详解】根据运动的独立性，小球在做竖直上抛运动的过程中，小船以的速度匀速前行，由运动学知识有
解得小球上升的时间
从小球开始上抛到小球再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离
故选D。
2. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直于磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。关于线框，下列说法正确的是（ ）
A. 线框进磁场、出磁场过程中，所受安培力方向相同，且进、出磁场的过程中线框所受安培力逐浙变小
B. 线框进入磁场和穿出磁场的时间相等
C. 穿过磁场的全过程中一直做加速度减小的减速直线运动
D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势
感应电流为
安培力为
进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，出磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小；线框进磁场过程中，线框磁通量增加，产生逆时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左；线框出磁场过程中，线框磁通量减少，产生顺时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左，故A正确；
B．线圈进入磁场的平均速度大于出磁场的平均速度，可知线框进入磁场的时间小于穿出磁场的时间，故B错误；
C．由于线框的边长小于磁场宽度，则线框穿过磁场的过程中，有一段时间线框完全在磁场中，穿过线框的磁通量不变，这段时间线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框做匀速直线运动，故C错误；
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由
可知进磁场和出磁场两个过程中安培力逐渐减小，而线框进、出磁场的位移相同，则进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，单匝线圈电阻，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为，有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，则（ ）
A. 在时间内，a点电势高于b点电势
B. 当时穿过线圈的磁通量为
C. 在时间内，通过电阻R的电荷量大小为
D. 在时间内，a、b两点间电压大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在时间内，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，R中有电流从b流向a，b点电势高于a点电势，A错误；
B．由图可知时，，则此时穿过线圈的磁通量为
B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
R两端电压为
D错误；
C．内通过电阻R的电荷量大小为
C正确。
故选C。
4. 如图所示，是一个竖直的单匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S、电阻为R，边水平，线框绕图示竖直固定轴以俯视逆时针方向、角速度匀速转动，图示位置边与磁场方向的夹角为30°。则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈位于图示位置时，其磁通量为
B. 线圈自图示位置再转动180°过程中，电流方向将改变2次
C. 线圈自图示位置转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化率逐浙增大
D. 从图示位置开始，转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】
【详解】A．线圈位于图示位置时，其磁通量为
故A错误；
B．线圈再转动180°过程中，只经过一次中性面位置，则电流方向改变一次。故B错误；
C．线圈自图示位置转过60°过程中，磁通量逐渐增大，电动势逐渐减小，磁通量变化率逐渐减小。故C错误；
D．导线框中产生的感应电动势的最大值为
周期为
从图示位置开始，转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热为
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，以光滑水平轨道为x轴（y轴垂直于水平面），在之间有方向水平向右的匀强电场，在之间有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场。现将电荷量为q、质量为m的滑块（视为质点）从坐标原点O处由静止释放。已知滑块在磁场中做匀速直线运动，重力加速度大小为g。则下列说法错误的是（ ）
A. 滑块带正电B. 电场的电场强度大小
C. 滑块在运动过程中的最大速度D. 滑块在电场和磁场中运动的总时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A．依题意，滑块在电场中向右加速，所受电场力与场强方向一致，所以滑块带正电。故A正确，与题意不符；
C．滑块在磁场中做匀速直线运动，根据物体的平衡条件有
当支持力等于零时，速度具有最大值，即
故C正确，与题意不符；
B．对滑块在之间运动的过程，根据动能定理有
解得电场强度最大值为
所以电场的电场强度大小的范围为
故B错误，与题意相符；
D．设滑块在电场与磁场中运动的时间分别为、，有
，
又
解得滑块在电场和磁场中运动的总时间最小值为
所以滑块在电场和磁场中运动的总时间的范围为
故D错误，与题意相符。
本题选错误的故选BD。
6. 如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的电阻，副线圈c、d两端连接一个阻值的电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（ ）
A. 理想电压表的示数为
B. 理想变压器原、副线圈匝数比为
C. 若只减小电阻的阻值，则电阻的电压增大
D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为
【答案】C
【解析】
【详解】A．设原线圈的输入电压为，则有
根据理想变压器
可得
解得
即理想电压表的示数为，故A正确；
B．由理想变压器电压比等于匝数比可得理想变压器原、副线圈匝数比
故B正确；
C．将变压器与看成一个等效电阻，若只减小电阻的阻值，则该等效电阻阻值减小，则原线圈电流增大，根据
可知原线圈的输入电压减小，故副线图的输出电压减小，电阻的电压将减小，故C错误；
D．由以上分析可知，原线圈两端电压峰值为，周期为，则角速度为
可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为
故D正确。
本题选错误的，故选C。
7. 如图所示，两平行光滑导轨、的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L，其中、固定于同一水平面（图中末画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨、相切于E、两点（圆心分别为O和）。正方形区域内存在感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m、电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撤去推力，然后ab棒与另一根完全相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。则（ ）
A. 该推力的功率
B. 两导体棒通过磁场右边界时的速度大小
C. 弧形导轨的半径
D. 两导体棒第一次穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A．设两导体棒碰撞前瞬间，ab棒的速度大小为，在推力作用的过程中，由动能定理有
ab与cd碰后瞬间的速率为v，由动量守恒定律有
解得该推力的功率为
故A错误；
B．设两导体棒通过磁场右边界的时间为t，该过程回路中的平均电流为，与的间距为L，由动量定理有
两导体棒粘在一起，长度不变，截面积变为原来2倍，则两导体总电阻为，根据法拉第电磁感应定律有
解得两导体棒通过磁场右边界时的速度大小为
故B错误；
C．对两导体棒沿圆弧形导轨上滑的过程，由机械能守恒定律有
解得弧形导轨的半径为
故C正确；
D．经分析可知，两导体棒上产生的总焦耳热为，由能量守恒定律有
解得两导体棒第一次穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本大题共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. 如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为的物体B（可看作质点）以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度-时间图像如图乙所示。g取，下列说法正确的是（ ）
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与各自运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数
C. A长度至少为
D. 长木板A的质量是
【答案】BD
【解析】
【详解】A．摩擦力与物体的相对运动方向相反，由题意可知，A木板的运动方向与其摩擦力方向相同，物块B运动方向与其摩擦力方向相反，故A错误；
B．由图像知B的加速度为
可知物块的加速度大小为。对B进行分析有
可解
故B正确；
C．由乙图可知内二者相对运动，位移差为，则A板长度至少为，故C错误；
D．长木板A的加速度大小为
又
联立，解得
即A物体的质量是B物体的两倍，长木板A的质量是，故D正确。
故选BD。
9. “天宫号”空间站绕地球的运动可以看做匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为，地球半径约为，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员漂浮在空间站中，则其所受合力为0
B. 若已知空间站绕地球运动的周期为T，其轨道半径与地球半径的比值为n，引力常量为G，则地球密度
C. 空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为
D 空间站运行周期小于地球自转周期
【答案】CD
【解析】
【详解】A．航天员漂浮在空间站中，绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可知，其所受合力不是0，故A错误；
B．根据题意，由万有引力提供向心力有
地球密度为
解得
B错误；
C．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
则空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为
故C正确；
D．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
可知，空间站运行周期小于地球同步卫星的周期，又有地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，则有空间站运行周期小于地球自转周期，故D正确。
故选CD。
10. 如图，M、N是真空中宽为d匀强磁场的左右边界（边界上有磁场），磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。大量比荷为k的正离子从M边界上的P点以速率进入磁场，速度方向分布在180°的范围内，不计离子重力，也不计离子间的相互作用，磁场区域足够长。则（ ）
A. 从边界N飞出磁场的离子中，飞出点与P点距离小于或等于
B. 从边界N飞出磁场的离子中，在磁场中运动的最短时间为
C. 磁场中有离子经过的区域的面积为
D. 同时进入磁场的且初速度不垂直于M边界的离子，若它们的初速度上下对称，则它们可能在M边界上飞出磁场时相遇
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力
解得正离子运动半径为
根据几何关系可知水平向右入射和竖直向下入射的离子在N边界的切点或飞出点离Р点的距离为，故A正确；
B．轨迹弦长为d的离子是从N边界飞出的离子中弦长最短，离子运动轨迹圆心角最小，为，在磁场中运动的最短时间为
故B正确；
C．有离子经过的磁场区域为半径为d的两个四分之一圆和边长为d的正方形组合而成，磁场中有离子经过的区域的面积为
故C正确；
D．初速度斜向右下方的离子不可能从M边界飞出，即使磁场范围够大，两离子从M边界同一点飞出的时刻也不同，故D错误。
故选ABC。
三、非选择题：共5小题，共57分。
11. 小巴同学在物理课堂上学习知道了“在弹性限度范围内，弹簧的弹力与弹簧形变量成正比，不同弹簧的劲度系数不同”，他发现学校实验室有许多规格相同的弹簧测力计，出于好奇他想知道弹簧的劲度系数是多少，于是他将弹簧测力计与刻度尺放在一起，如图甲所示。
（1）由图甲可知，该弹簧的劲度系数______。
（2）小巴同学将弹簧测力计中的弹簧取出，发现其内部弹簧（质量不计）的自然长度均为，小贾制作一个半径为的圆环，将2个弹簧的一端分别固定在圆环上某一直径的两端，另外一端固定打结，结点位于圆心O处。如图乙所示，将圆环水平放置，在结点O处悬挂一文具盒，平衡时测得结点下降了，则每根弹簧的弹力大小______N，文具盒受到的重力大小______N。
【答案】 ①. 62.5 ②. 2.5 ③. 3
【解析】
【详解】（1）[1]根据题图甲可知弹簧的弹力为时，弹簧的伸长量为，所以弹簧的劲度系数。
（2）[2]由几何关系可知平衡时每根弹簧长度均为
每根弹簧的伸长量均为，每根弹簧的弹力大小均为
[3]设弹簧与竖直方向的夹角为θ，根据竖直方向受力平衡可得文具盒受到的重力大小
12. 某物理兴趣小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
（1）如图甲所示，先用多用电表“”挡粗测其电阻， ______；然后用图乙所示的螺旋测微器测其直径， ______，再用毫米刻度尺测其长度为L。
（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：
①实验时，先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大，闭合S。
②将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流______，金属丝的电阻______。（结果用、、表示）
③由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______（结果用d、L、、、表示）。
【答案】 ①. 6 ②. 4.700 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]用多用电表“”挡粗测其电阻，则有
[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知直径为
（2）②[3]根据题意可知，两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流
[4]由欧姆定律可得金属丝的电阻
联立可得
③[5]根据电阻定律有，金属丝横截面积
金属丝的电阻率
13. 投壶是我国古代的一种民间游戏。据《礼记投壶》记载，以壶口作标的，在一定的水平距离投箭矢，以投入多少计筹决胜负，现有小巴同学进行投壶的游戏，为简化起见，将箭矢视为质点，不计壶的高度，并且不计空气阻力。箭矢从离地面高的A点以初速度水平抛出，正好落在壶口C点，如图所示。重力加速度g取，求：
（1）箭矢落入壶口时的速度大小和方向；
（2）以拋射点A为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，写出该箭矢运动的轨迹方程。
【答案】（1），方向与水平方向的夹角为45°；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，箭矢在空中做平抛运动，竖直方向上，由
可得箭矢在空中飞行时间为
竖直方向上，由
可得箭矢落在C点时，竖直分速度为
则箭矢刚落入壶口C时的速度大小为
解得
设速度方向与水平方向夹角为，则有
解得
即速度方向与水平方向的夹角为45°。
（2）箭矢做平抛运动，在水平方向有
在竖直方向有
解得
14. 利用示踪原子来探测细胞间的亲和程度是生物技术中的重要手段之一，其过程的一部分与下列物理过程极为相似：如图甲所示，光滑水平面上固定有一个发射装置，利用该装置向正对装置方向滑来的物块A和B（A、B相对静止，B视为质点）发射一个示踪物块C，C将记录下它与发射装置之间的距离x。已知物块B叠放在木板A的最右端，物块B与物块A间的动摩擦因数μ = 0.4。物块A、B、C的质量均为1kg。某次测试中示测得块C与木板A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，二者仅碰一次），最终物块B刚好未从木板A上滑下。测量得滑块C的x—t图像如图乙所示。重力加速度g = 10m/s2。求：
（1）碰撞前后示踪滑块C的速度大小；
（2）碰撞前后木板A的速度大小；
（3）木板A的长度L。
【答案】（1）碰撞前10m/s，碰撞后4m/s；（2）碰撞前4m/s，碰撞后10m/s；（3）12.25m
【解析】
【详解】（1）由x—t图像可知，碰撞前滑块C的速度
碰后滑块C的速度
（2）设A与C碰撞前的速度大小为vAB，以滑块C的初速度方向为正，碰撞后瞬间A的速度大小为，对A、C由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得
（3）碰后A、B相互作用，因B最终恰好未从木板A上滑下，所以最终A、B共速，设A、B共同速度大小为，对A、B由动量守恒定律有
解得
该过程中，根据能量转化关系，有
解得
15. 长方体，以A点为原点建立如图所示的空间直角坐标系，其中，，。在四边形内（含边界）有一垂直平面斜向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在A点沿方向射入质量为m、电荷量为的粒子1。（忽略粒子的重力和相对论效应；粒子碰撞时会发生电荷转移，且碰撞后各粒子带电量与质量成正比）
（1）若粒子1从点离开，试求粒子1的速度大小；
（2）若粒子1恰能经过中点，试求粒子1的速度大小v和在磁场内运动轨迹上的点到C点的最小距离；
（3）在（2）的条件下，当粒子1距离C点最近时，正后方有一速度为、电荷量为粒子1电荷量2倍的粒子2与之发生弹性正碰，碰后粒子1恰不离开磁场，试分析粒子2的电性并求出粒子2的质量。
【答案】（1）；（2），；（3）正电，
【解析】
【详解】（1）由几何关系可得
粒子做圆周运动
粒子1从点射出
解得
（2）从A点沿x轴正方向射入的粒子经过中点M，轨迹的圆心O在上，如图所示，由几何关系
解得
粒子做圆周运动
解得
C点到平面的最小距离可在三角形中分析可知
其中是斜边的高线，解出
根据勾股定理
解得
则有，则与轨迹的交点N到C点的距离最小，则有
（3）粒子1被碰后，动量增大，即
变大，若粒子2带负电荷，则碰后粒子1电荷量
在磁场中做圆周运动的半径
必变大，必离开磁场，故粒子2带正电荷。两粒子在N点发生弹性碰撞，有
已知碰撞时发生电荷转移，碰后各粒子带电量与质量成正比，粒子1的电荷量
碰后粒子1继续在磁场中做圆周运动
且恰不离开磁场，有
联立求解得
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