江苏省南通市名校联盟2024~2025学年高三上学期暑期学情调研暨选考模拟考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1江苏省普通高中学业水平选择性考试（模拟卷）高三物理一、单选题（本题共11题，每题4分，满分44分）1.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度．下列关于宇宙速度的说法正确的是（）A.第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度B.若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动C.若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动D.卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度〖答案〗A〖解析〗AD．第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，故A正确，D错误；B．第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，故B错误；C．第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，故C错误。故选A。2.下列物理量对应单位的符号正确的是（）A.电势，V B.功率，J C.电场强度，C/N D.电容，C〖答案〗A〖解析〗A．电势单位伏特（V），故A正确；B．功率的单位是瓦特（W），故B错误；C．电场强度的单位应该是N/C，故C错误；D．电容的单位是F，故D错误。故选A。3.关于机械波的说法正确的是（）A.机械波可在真空中传播 B.声波从空气进入水中时，频率变大C.质点的振幅越大，波长越长D.利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速〖答案〗D〖解析〗A．机械波传播需要介质。故A错误；B．声波从空气进入水中时，频率不变。故B错误；C．质点的振幅与波长之间没必然联系。故C错误；D．利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速。故D正确。故选D。4.弹球游戏装置结构如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。以O点为坐标原点，沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗A．设O点速度为v小球由O到B的过程中由动能定理可知解得图像中过O点后应为曲线，故A错误；B．设A点的弹性势能为，小球在恢复原长过程中由能量定理可知整理可得可知在O点前图像应为开口向下的抛物线由O到B的过程中动能定理可知图像为直线，故B正确；C．设弹簧原长为小球由A运动到O点的过程中受力分析可知随着弹簧形变量减小，弹簧弹力减小，小球加速度逐渐变小；当a=0时物体达到最大速度此时受力分析可知此后小球会做变减速运动直至到达O点受力分析可知分析可知加速度逐渐变大；小球由O到B的过程中，弹簧弹力为零受力分析可知从O点开始物体做匀减速直线运动图像应为直线，故C错误；D．设A点的弹性势能为,小球在恢复原长过程中由能量定理可知整理可得图像为开口向下的抛物线，故D错误。故选B。5.如图所示，质量为2kg木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N，质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知M、m间动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左的拉力F作用，F与M的位移x的关系式为（其中，F的单位为N，x的单位为m），重力加速度，下列表述正确的是（）A.m的最大加速度为B.m的最大加速度为C.竖直挡板对m做的功最多为48JD.当M运动位移为24m过程中，木板对物块的冲量大小为〖答案〗C〖解析〗AB．m与木板M之间的最大静摩擦力为N＝5Nm受到的向左的力最大为静摩擦力与弹力的和，所以最大加速度为am==m/s2=9m/s2选项AB错误；C．F随x的增大而增大，整体的加速度逐渐增大，当挡板的弹力达到最大时，F最大，对整体由牛顿第二定律得F的最大值为又解得当m的加速度最大时的位移此过程由积累的关系可得由动能定理即可求出系统的动能为由此即可求出m的最大速度当摩擦力达到最大静摩擦力时有此时对整体有解得又解得当摩擦力达到最大静摩擦力时的位移由动能定理即可求出系统的动能为由此即可求出此时m的速度之后挡板开始对物块有力的作用，根据动能定理有解得竖直挡板对m做的功最多为选项C正确；D．当位移为24m时m速度，则物块受到合外力的冲量大小合外力的冲量包括竖直挡板、摩擦力、支持力以及重力对物块的冲量，而木板对物块的冲量大小不包括重力的冲量，因此大小不为，选项D错误。故选C。6.霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿+x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一沿方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿方向。则关于这种霍尔材料认识正确的是（）A.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反B.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力都为零C.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力方向相反D.若自由电子定向移动在沿方向上形成的电流为，自由电子在z方向上受到的洛伦兹力和霍尔电场力合力大小为〖答案〗A〖解析〗A．由题意，恒定电流沿+x方向，则自由电子沿-x方向，空穴沿+x方向，根据左手定则知电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，所以电子产生电流方向沿z轴负方向，空穴产生电流沿z轴正向。设时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数分别为、，设两粒子沿z轴方向的速度为、则有则霍尔电场建立后，半导体z方向的上表面电荷量不再发生变化，即即在相等时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数相等，则两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反，故A正确；BC．因为电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，霍尔电场沿z轴负方向，所以电子受到霍尔电场的电场力向上，即电子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零。而空穴受到霍尔电场的电场力方向向下，且小于所受的洛伦兹力，故空穴在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零，故BC错误；D．设自由电子沿x轴方向的速度为，则满足所以自由电子受到洛伦兹力大小为又因为霍尔电场力为所以自由电子在z方向上受到的洛伦滋力和霍尔电场力合力大小为故D错误。故选A。7.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O＇分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O＇的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（）①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为③转速增加后滑块B先发生滑动④转速增加后滑块A先发生滑动A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④〖答案〗A〖解析〗摩擦传动的物体边缘线速度相等，则轮盘甲乙边缘的线速度相等。A、B与轮盘相对静止时，分别和轮盘甲乙做同轴转动，则A、B做匀速圆周运动运动时，角速度分别等于甲乙轮盘的角速度。①根据解得①正确；②根据可得滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值②正确；③④AB物体受到的摩擦力提供圆周运动的向心力，则物体恰好与轮盘相对滑动时，解得AB物体恰好与轮盘相对滑动时，此时乙对应角速度分别为所以转速增加后滑块B先发生滑动，③正确，④错误。故选A。8.如图所示在竖直y轴上固定两个点电荷，电荷量为+Q的点电荷在2y0处、电荷量为-4Q的点电荷在3y0处。将质量为m、电荷量为+q的小球从坐标原点O静止释放，经过A点后，能到达最低点B。以y0处为电势能零点、2y0处为重力势能零点，小球可视为点电荷。小球在此运动过程中的重力势能、机械能、动能及电势能随y变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗初末速度0，中间过程不为0，所以动能先增加后减小。设正电荷Q的正上方x处电场强度为0，则解得即A点场强为0，结合图可知，A点上方场强方向向下，A点到正电荷场强方向向上。则小球从O点到B点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增加，处为0。在B点，小球总能量为分析可知，在A、B点之间动能最大，设为C点，则由于，则即电势能最大值大于动能最大值。电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增加，机械能先增加后减小。而重力一直做正功，重力势能一直减小，最后不为0。故选B。9.中学阶段一般不考虑滑轮质量，但实际上其质量对研究的问题有影响。如图，滑轮用固定杆竖直吊在天花板上，滑轮质量为m，轻质细线缠绕在滑轮边缘，下方拴一质量为的物体，细线与滑轮间不打滑，滑轮与中心转轴无摩擦。物体释放后，带动滑轮转动。请用所学知识和思想方法判断细线拉力的表达式可能正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗根据牛顿运动定律和转动定律列方程，对物体有对滑轮有由运动学关系有联立，解得将a代入物体牛顿运动定律方程解得故选D。10.如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定，另一端连接一质量为的小木块放置在粗糙程度相同的水平面上的点，此时弹簧长度为弹簧原长。一颗质量为的子弹以水平速度击中木块，木块和子弹一起向左侧运动到点后向右运动，最远到达点，然后在点两侧往复运动。已知之间的距离为，小木块与水平面的动摩擦因数为，取重力加速度为，下列选项正确的是（）A.子弹打入小木块后，子弹和木块共同运动的速度为B.小木块从开始运动到第一次回到点的过程中克服摩擦力做功为C.间的距离为D.小木块第一次从A点运动到点的时间为〖答案〗C〖解析〗A．子弹打入小木块时，子弹与木块组成的系统动量守恒，可得解得A错误；B．根据公式可得，小木块从开始运动到第一次回到点的过程中克服摩擦力做功为B错误；C．从过程中，为平衡位置，如图所示则有规定向右为正向，滑块运动过程中的合力满足其中为滑块偏离平衡位置的位移，由此可知从过程中小滑块做简谐运动，简谐运动的振幅为，可知间的距离为C正确；D．根据简谐振动的规律可得，从过程中滑块的振动可以表示为其中为振动角频率，满足从过程中，点处为位移为解得D错误。故选C。11.如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗金属框在恒力F作用下向右加速，由右手定则可知，bc边产生的感应电流从c流向b，由左手定则可知，导体棒受到向右的安培力作用，导体棒向右做加速运动，设金属框的加速度为a1，导体棒的加速度为a2，设金属框的速度为v1，导体棒的速度为v2，设导体棒的电阻为R，回路的感应电流设金属框的质量为M，导体棒的质量为m，对金属框，牛顿第二定律得对导体棒MN，由牛顿第二定律得金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动，v1、v2都变大，a1从开始减小，导体棒的加速度a2从0开始增大，当金属框与导体棒的加速度相等时，即a1=a2=a解得加速度保持不变，回路感应电流此后金属框与导体棒的速度差保持不变，感应电流不变，两端电压UMN不变且不为0，导体棒所受到的安培力不变，加速度不变，金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，故A正确，BCD错误。故选A。二、非选择题（56分）12.小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，其中实验器材有：2节新干电池，额定电压为的小灯泡，其电阻约为，“”的滑动变阻器，已调零且准确的电流表和电压表，开关，若干导线。（1）小明连完如图甲所示的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，紧接着他下一步的操作应该是__________。（2）第一次实验中，小明看到电压表的示数为，要使小灯泡正常发光，应向__________端移动滑片，直到电压表的示数为，然后再读出电流表的示数如图乙所示，最后还应观察__________。（3）完成了上述实验后，小明还想测量一只额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，但发现电流表已损坏。他利用阻值已知的定值电阻，设计了如图所示的电路，并进行了如下操作：①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，只闭合开关S、，读出电压表的示数为。③则小灯泡正常发光时的电阻表达式__________（用、和表示）。（4）小明同学为什么不能用甲图继续探究“电流与电压关系”____________________。（5）小明同学又找来、、、的四个定值电阻，想要继续探究“电流与电阻关系”。在图甲所示的电路中，先将的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下的定值电阻换成的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向__________移动。〖答案〗（1）移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光（2）左小灯泡的亮度（3）（4）小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值（5）右〖解析〗【小问1详析】小明连完如图甲所示的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，紧接着他下一步的操作应该是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，发光则电路连接正确，不发光说明电路有故障。【小问2详析】[1][2]第一次实验中，小明看到电压表的示数为，要使小灯泡正常发光，应向左端移动滑片，使总电阻减小，电流增大，直到电压表的示数为，然后再读出电流表的示数如图乙所示，最后还应观察小灯泡的亮度。【小问3详析】根据电路关系解得小灯泡正常发光时的电阻表达式【小问4详析】小明同学之所以不能用甲图继续探究“电流与电压关系”，是因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值。【小问5详析】探究电流与电阻关系，应该保持电压不变，当把的定值电阻换成的定值电阻，应该让滑动变阻器也相应调大，才能使定值电阻分得的电压保持不变，故应该将滑动变阻器的滑片向右滑。13.贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求：（1）线圈中感应电动势的有效值E；（2）线圈的输出功率P。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）电动势的最大值有效值解得带入数据得（2）输出电压输出功率解得代入数据得14.如图，在场强大小为E、水平向右的匀强电场中，一轻杆可绕固定转轴O在竖直平面内自由转动．杆的两端分别固定两电荷量均为q的小球A、B；A带正电，B带负电；A、B两球到转轴O的距离分别为2l、l，所受重力大小均为电场力大小的倍，开始时杆与电场夹角为（）．将杆从初始位置由静止释放，以O点为重力势能和电势能零点，求：（1）初始状态的电势能；（2）杆在平衡位置时与电场间的夹角；（3）杆在电势能为零处的角速度。〖答案〗（1）；（2）30°；（3）当时，；当时，或〖解析〗（1）初态（2）平衡位置如图设小球的质量为m，合力矩为由此得解得（3）电势能为零时，杆处于竖直位置，当初始时OA与电场间夹角时，A恰好能到达O正上方，在此位置杆的角速度为0，当时，A位于O正下方处电势能为零．初态末态能量守恒解得代入数据可得当时，电势能为0有两处，即A位于O正下方或正上方处，当A位于O正下方时当A位于O正上方时解得15.一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角a始终为，弹簧原长，弹簧劲度系数，圆环质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不计（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。〖答案〗（1）0.05m；（2）；（3）〖解析〗（1）当细杆和圆环处于平衡状态，对圆环受力分析得根据胡克定律得弹簧弹力沿杆向上，故弹簧处于压缩状态，弹簧此时的长度即为圆环到O点的距离（2）若弹簧处于原长，则圆环仅受重力和支持力，其合力使得圆环沿水平方向做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律得由几何关系得圆环此时转动的半径为联立解得（3）圆环处于细杆末端P时，圆环受力分析重力，弹簧伸长，弹力沿杆向下。根据胡克定律得对圆环受力分析并正交分解，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，则有，由几何关系得联立解得16.现代科技中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动。如图甲所示，在竖直平面内建立坐标系，在区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，在O点沿y轴正方向放置足够长的荧光屏A。第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，在点处沿x轴正方向射出速度为的粒子，恰好以的速率从O点射入磁场、粒子的质量为m，电荷量为，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。，。求：（1）该粒子击中荧光屏A的位置Q；（2）该粒子从P运动到Q的时间；（3）如图乙所示，移去荧光屏A，在处，平行于x轴放置一足够长的档板C，在电场中P、O两点之间有一连续分布的曲线状粒子源，其形状的曲线方程为，。该粒子源沿x轴正方向以速度持续发射与P点处相同的粒子，粒子按y坐标均匀分布，粒子源发射一段时间后停止发射，粒子击中挡板C立即被吸收。求击中挡板C的粒子数与发射的总粒子数之比。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）如图所示，粒子在第一象限做匀速圆周运动，设速度方向与y轴正方向成夹角由可知得由几何关系知联立解得Q点坐标（2）粒子在电场中P→O，x方向匀速直线运动粒子在磁场中匀速圆周运动周期粒子在场中O→Q联立解得粒子从P到Q的时间（3）经分析，所有粒子经电场偏转后均从O点进入磁场，且均经过Q点进入第二象限。如图所示设发射粒子的初始位置纵坐标为，从O点进入第一象限与x轴正方向夹角为，其轨迹恰好与挡板相切，粒子经过O点速度粒子圆周运动的半径由联立解得粒子在电场中做匀变速曲线运动，由得且联立解得所以江苏省普通高中学业水平选择性考试（模拟卷）高三物理一、单选题（本题共11题，每题4分，满分44分）1.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度．下列关于宇宙速度的说法正确的是（）A.第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度B.若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动C.若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动D.卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度〖答案〗A〖解析〗AD．第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，故A正确，D错误；B．第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，故B错误；C．第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，故C错误。故选A。2.下列物理量对应单位的符号正确的是（）A.电势，V B.功率，J C.电场强度，C/N D.电容，C〖答案〗A〖解析〗A．电势单位伏特（V），故A正确；B．功率的单位是瓦特（W），故B错误；C．电场强度的单位应该是N/C，故C错误；D．电容的单位是F，故D错误。故选A。3.关于机械波的说法正确的是（）A.机械波可在真空中传播 B.声波从空气进入水中时，频率变大C.质点的振幅越大，波长越长D.利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速〖答案〗D〖解析〗A．机械波传播需要介质。故A错误；B．声波从空气进入水中时，频率不变。故B错误；C．质点的振幅与波长之间没必然联系。故C错误；D．利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速。故D正确。故选D。4.弹球游戏装置结构如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。以O点为坐标原点，沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗A．设O点速度为v小球由O到B的过程中由动能定理可知解得图像中过O点后应为曲线，故A错误；B．设A点的弹性势能为，小球在恢复原长过程中由能量定理可知整理可得可知在O点前图像应为开口向下的抛物线由O到B的过程中动能定理可知图像为直线，故B正确；C．设弹簧原长为小球由A运动到O点的过程中受力分析可知随着弹簧形变量减小，弹簧弹力减小，小球加速度逐渐变小；当a=0时物体达到最大速度此时受力分析可知此后小球会做变减速运动直至到达O点受力分析可知分析可知加速度逐渐变大；小球由O到B的过程中，弹簧弹力为零受力分析可知从O点开始物体做匀减速直线运动图像应为直线，故C错误；D．设A点的弹性势能为,小球在恢复原长过程中由能量定理可知整理可得图像为开口向下的抛物线，故D错误。故选B。5.如图所示，质量为2kg木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N，质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知M、m间动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左的拉力F作用，F与M的位移x的关系式为（其中，F的单位为N，x的单位为m），重力加速度，下列表述正确的是（）A.m的最大加速度为B.m的最大加速度为C.竖直挡板对m做的功最多为48JD.当M运动位移为24m过程中，木板对物块的冲量大小为〖答案〗C〖解析〗AB．m与木板M之间的最大静摩擦力为N＝5Nm受到的向左的力最大为静摩擦力与弹力的和，所以最大加速度为am==m/s2=9m/s2选项AB错误；C．F随x的增大而增大，整体的加速度逐渐增大，当挡板的弹力达到最大时，F最大，对整体由牛顿第二定律得F的最大值为又解得当m的加速度最大时的位移此过程由积累的关系可得由动能定理即可求出系统的动能为由此即可求出m的最大速度当摩擦力达到最大静摩擦力时有此时对整体有解得又解得当摩擦力达到最大静摩擦力时的位移由动能定理即可求出系统的动能为由此即可求出此时m的速度之后挡板开始对物块有力的作用，根据动能定理有解得竖直挡板对m做的功最多为选项C正确；D．当位移为24m时m速度，则物块受到合外力的冲量大小合外力的冲量包括竖直挡板、摩擦力、支持力以及重力对物块的冲量，而木板对物块的冲量大小不包括重力的冲量，因此大小不为，选项D错误。故选C。6.霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿+x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一沿方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿方向。则关于这种霍尔材料认识正确的是（）A.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反B.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力都为零C.建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力方向相反D.若自由电子定向移动在沿方向上形成的电流为，自由电子在z方向上受到的洛伦兹力和霍尔电场力合力大小为〖答案〗A〖解析〗A．由题意，恒定电流沿+x方向，则自由电子沿-x方向，空穴沿+x方向，根据左手定则知电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，所以电子产生电流方向沿z轴负方向，空穴产生电流沿z轴正向。设时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数分别为、，设两粒子沿z轴方向的速度为、则有则霍尔电场建立后，半导体z方向的上表面电荷量不再发生变化，即即在相等时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数相等，则两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反，故A正确；BC．因为电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，霍尔电场沿z轴负方向，所以电子受到霍尔电场的电场力向上，即电子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零。而空穴受到霍尔电场的电场力方向向下，且小于所受的洛伦兹力，故空穴在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零，故BC错误；D．设自由电子沿x轴方向的速度为，则满足所以自由电子受到洛伦兹力大小为又因为霍尔电场力为所以自由电子在z方向上受到的洛伦滋力和霍尔电场力合力大小为故D错误。故选A。7.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O＇分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O＇的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（）①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为③转速增加后滑块B先发生滑动④转速增加后滑块A先发生滑动A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④〖答案〗A〖解析〗摩擦传动的物体边缘线速度相等，则轮盘甲乙边缘的线速度相等。A、B与轮盘相对静止时，分别和轮盘甲乙做同轴转动，则A、B做匀速圆周运动运动时，角速度分别等于甲乙轮盘的角速度。①根据解得①正确；②根据可得滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值②正确；③④AB物体受到的摩擦力提供圆周运动的向心力，则物体恰好与轮盘相对滑动时，解得AB物体恰好与轮盘相对滑动时，此时乙对应角速度分别为所以转速增加后滑块B先发生滑动，③正确，④错误。故选A。8.如图所示在竖直y轴上固定两个点电荷，电荷量为+Q的点电荷在2y0处、电荷量为-4Q的点电荷在3y0处。将质量为m、电荷量为+q的小球从坐标原点O静止释放，经过A点后，能到达最低点B。以y0处为电势能零点、2y0处为重力势能零点，小球可视为点电荷。小球在此运动过程中的重力势能、机械能、动能及电势能随y变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗初末速度0，中间过程不为0，所以动能先增加后减小。设正电荷Q的正上方x处电场强度为0，则解得即A点场强为0，结合图可知，A点上方场强方向向下，A点到正电荷场强方向向上。则小球从O点到B点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增加，处为0。在B点，小球总能量为分析可知，在A、B点之间动能最大，设为C点，则由于，则即电势能最大值大于动能最大值。电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增加，机械能先增加后减小。而重力一直做正功，重力势能一直减小，最后不为0。故选B。9.中学阶段一般不考虑滑轮质量，但实际上其质量对研究的问题有影响。如图，滑轮用固定杆竖直吊在天花板上，滑轮质量为m，轻质细线缠绕在滑轮边缘，下方拴一质量为的物体，细线与滑轮间不打滑，滑轮与中心转轴无摩擦。物体释放后，带动滑轮转动。请用所学知识和思想方法判断细线拉力的表达式可能正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗根据牛顿运动定律和转动定律列方程，对物体有对滑轮有由运动学关系有联立，解得将a代入物体牛顿运动定律方程解得故选D。10.如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定，另一端连接一质量为的小木块放置在粗糙程度相同的水平面上的点，此时弹簧长度为弹簧原长。一颗质量为的子弹以水平速度击中木块，木块和子弹一起向左侧运动到点后向右运动，最远到达点，然后在点两侧往复运动。已知之间的距离为，小木块与水平面的动摩擦因数为，取重力加速度为，下列选项正确的是（）A.子弹打入小木块后，子弹和木块共同运动的速度为B.小木块从开始运动到第一次回到点的过程中克服摩擦力做功为C.间的距离为D.小木块第一次从A点运动到点的时间为〖答案〗C〖解析〗A．子弹打入小木块时，子弹与木块组成的系统动量守恒，可得解得A错误；B．根据公式可得，小木块从开始运动到第一次回到点的过程中克服摩擦力做功为B错误；C．从过程中，为平衡位置，如图所示则有规定向右为正向，滑块运动过程中的合力满足其中为滑块偏离平衡位置的位移，由此可知从过程中小滑块做简谐运动，简谐运动的振幅为，可知间的距离为C正确；D．根据简谐振动的规律可得，从过程中滑块的振动可以表示为其中为振动角频率，满足从过程中，点处为位移为解得D错误。故选C。11.如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗金属框在恒力F作用下向右加速，由右手定则可知，bc边产生的感应电流从c流向b，由左手定则可知，导体棒受到向右的安培力作用，导体棒向右做加速运动，设金属框的加速度为a1，导体棒的加速度为a2，设金属框的速度为v1，导体棒的速度为v2，设导体棒的电阻为R，回路的感应电流设金属框的质量为M，导体棒的质量为m，对金属框，牛顿第二定律得对导体棒MN，由牛顿第二定律得金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动，v1、v2都变大，a1从开始减小，导体棒的加速度a2从0开始增大，当金属框与导体棒的加速度相等时，即a1=a2=a解得加速度保持不变，回路感应电流此后金属框与导体棒的速度差保持不变，感应电流不变，两端电压UMN不变且不为0，导体棒所受到的安培力不变，加速度不变，金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，故A正确，BCD错误。故选A。二、非选择题（56分）12.小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，其中实验器材有：2节新干电池，额定电压为的小灯泡，其电阻约为，“”的滑动变阻器，已调零且准确的电流表和电压表，开关，若干导线。（1）小明连完如图甲所示的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，紧接着他下一步的操作应该是__________。（2）第一次实验中，小明看到电压表的示数为，要使小灯泡正常发光，应向__________端移动滑片，直到电压表的示数为，然后再读出电流表的示数如图乙所示，最后还应观察__________。（3）完成了上述实验后，小明还想测量一只额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，但发现电流表已损坏。他利用阻值已知的定值电阻，设计了如图所示的电路，并进行了如下操作：①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，只闭合开关S、，读出电压表的示数为。③则小灯泡正常发光时的电阻表达式__________（用、和表示）。（4）小明同学为什么不能用甲图继续探究“电流与电压关系”____________________。（5）小明同学又找来、、、的四个定值电阻，想要继续探究“电流与电阻关系”。在图甲所示的电路中，先将的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下的定值电阻换成的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向__________移动。〖答案〗（1）移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光（2）左小灯泡的亮度（3）（4）小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值（5）右〖解析〗【小问1详析】小明连完如图甲所示的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，紧接着他下一步的操作应该是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，发光则电路连接正确，不发光说明电路有故障。【小问2详析】[1][2]第一次实验中，小明看到电压表的示数为，要使小灯泡正常发光，应向左端移动滑片，使总电阻减小，电流增大，直到电压表的示数为，然后再读出电流表的示数如图乙所示，最后还应观察小灯泡的亮度。【小问3详析】根据电路关系解得小灯泡正常发光时的电阻表达式【小问4详析】小明同学之所以不能用甲图继续探究“电流与电压关系”，是因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值。【小问5详析】探究电流与电阻关系，应该保持电压不变，当把的定值电阻换成的定值电阻，应该让滑动变阻器也相应调大，才能使定值电阻分得的电压保持不变，故应该将滑动变阻器的滑片向右滑。13.贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求：（1）线圈中感应电动势的有效值E；（2）线圈的输出功率P。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）电动势的最大值有效值解得