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2022-2023学年上海市闵行区高三上学期一模试题（1月） 物理（解析版）
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这是一份2022-2023学年上海市闵行区高三上学期一模试题（1月） 物理（解析版），共26页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
物理练习卷
本卷满分100分，练习时间60分钟．
本练习分设练习卷和答题纸．练习卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题．本卷．
一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分．每小题只有一个正确答案．）
1. 下面关于物理量的正负表述正确的是（ ）
A. 功的正负表示大小 B. 重力势能的正负表示大小
C. 电量的正负表示方向 D. 电势的正负表示方向
2. 下列式子不属于比值法定义物理量的是（ ）
A. B. C. D.
3. 下列用国际基本单位表达电场强度的单位正确的是（ ）
A. kg·m/(C·s2) B. kg·m/(A·s3) C. V/m D. N/C
4. 笔记本电脑静止在可调节角度的底座上，如图所示，对比底座处于卡位1和卡位4时（ ）
A. 卡位4电脑受到的摩擦力大
B. 卡位4电脑受到的支持力小
C. 底座对电脑的作用力始终不变
D. 电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
5. 如图为“反向蹦极”运动简化示意图．假设弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定，打开扣环，人从A点静止释放，沿竖直方向经B点上升到最高位置C点，B点时速度最大．不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 从A点到C点过程中，人的机械能一直在增大
B. 从A点到B点过程中，弹性轻绳的弹性势能一直在减小
C. B点为弹性轻绳处于原长的位置
D. 从B点到C点过程中，人的机械能保持不变
6. 电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（ ）
A. 小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率降低 D. 灯泡L2变暗
7. 关于“手动挡”汽车爬陡坡，下面司机的操作合理的是（ ）
A. 司机只要踩油门即可，无需关心挡位是否合适
B. 了提高速度冲上陡坡，司机应该换挡位至“高速挡”
C. 为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”
D. 司机应该换挡位至“高速挡”，并踩油门
8. 图为一列简谐横波某时刻的波形图，此后N质点比M质点先回到平衡位置．下列判断正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 此时M质点速度沿曲线的切线方向向上
C. 此时M质点的速度比N质点的小
D. 此时M质点的加速度比N质点的小
9. 某质点沿竖直方向做直线运动的位移—时间图像如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点在时刻到达最高点
B. 该质点在时间内的速度大于在时间内的速度
C. 在时间内，该质点的平均速度方向为正方向
D. 在时间内，该质点始终处于失重状态
10. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（ ）
A. 物块受到的摩擦力方向始终水平向左
B. 1.0~1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C. 1.0~1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D. 2.4~3.0s时间内，木板可能做变速直线运动
11. 如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直。O点为圆心，空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下，先从A点运动至C点，动能减少了E；又从C点运动到B点，动能增加了E，那么（ ）
A. A到C电场力做正功，C点电势高于A点
B. C到B电场力做正功，C点电势高于B点
C. 该电场可能是匀强电场，电场线方向为D指向C
D. 该电场可能为正点电荷电场，且电荷处于O点
12. 一圆形线圈与一均匀的扁平条形磁铁同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流，磁铁的运动方式应为（ ）
A. 使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动
B. 使磁铁沿垂直于线圈平面方向向纸外做平动
C. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动
D. N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
二、填空题（共20分．每小题4分）
13. 用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射．
14. 在高度180m处有两只气球（气球a和气球b），以相同速度10m/s分别匀速上升和匀速下降，此时，在这两只气球上各掉出一物体，则这两个物体落到地面时的时间差为______s，所经过的路程差为______m。（物体空气阻力不计）
15. 天舟五号货运飞船通过两次变轨抬升轨道高度，实现与空间站组合体共轨，创造了两小时自主交会对接的世界纪录，若将其变轨前后稳定运行时的运动近似为匀速圆周运动，则变轨后运行速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”），对接后组合体运行周期为90分钟，则组合体的角速度约为______rad/s。（用科学计数法表示，保留到小数点后两位）
16. 如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面，与斜面平行的轻质绝缘细线上端固定在斜面顶端，下端系质量为m、电荷量为q的小球A。A右侧等高处固定带等量同种电荷的小球
B，若AB间距为，则B在A处激发的电场强度大小是______，斜面受到A的压力大小为______。（A、B可视为点电荷）
17. 四根平行通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______．
三、综合题（共40分）
注意：全科免费下载公众号《高中僧课堂》第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18. 如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U—I图线．
（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；
（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V，内阻r=______Ω；
（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y—x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的：
（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______．（保留到小数点后面2位）
19. 如图（a）所示，一根足够长的细杆与水平成固定，质量为的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的F作用于小球上，经时间t1=0.2s后停止作用，小球沿细杆运动的部分v-t图像如图（b）所示（取，，）。求：
（1）小球在0～0.2s内的加速度和0.2～0.4s内的加速度；
（2）小球与细杆之间的动摩擦因素μ；
（3）0～0.2s内水平作用力F的大小；
（4）试分析小球是否可以返回O点？说明原因。
20. 发电机和电动机具有装置上和机理上类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图（a）、图（b）所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。
图（a）轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图（b）轨道端点MP间接有直流电源，内阻为r，导体棒ab通过光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。
（1）求图（a）、图（b）中，金属棒两端a、b两点间的电压；
（2）求在时间内，图（a）“发电机”产生的电能和图（b）“电动机”输出的机械能；
（3）分析时间内，图（a）和图（b）中能量转化的过程。
物理练习卷
本卷满分100分，练习时间60分钟．
本练习分设练习卷和答题纸．练习卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题．本卷．
一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分．每小题只有一个正确答案．）
1. 下面关于物理量的正负表述正确的是（ ）
A. 功的正负表示大小 B. 重力势能的正负表示大小
C. 电量的正负表示方向 D. 电势的正负表示方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．功是标量，正负号不表示方向，也不表示大小，表示的是该力是动力还是阻力，故A错误；
B．重力势能是标量，其正负表示大小，故B正确；
C．电量是标量，正负号不表示方向，表示的是电性，故C错误；
D．电势的正负表示电势的高低，即表示的是大小，但不表示方向，故D错误。
故选B。
2. 下列式子不属于比值法定义物理量的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】一般比值法定义的物理量基本特点是被定义的物理量往往反映的是物质的本质属性不随定义所用的物理量的大小而改变；所以可得、、都是比值法定义的物理量；是加速度的决定式，加速度与所受合力成正比，与质量成反比，不属于比值法定义的物理量。
故选A。
3. 下列用国际基本单位表达电场强度的单位正确的是（ ）
A. kg·m/(C·s2) B. kg·m/(A·s3) C. V/m D. N/C
【答案】B
【解析】
【详解】根据公式
可得电场强度的单位为，其中C不是基本单位；根据公式
可得电场强度的单位为，V不是基本单位；根据公式
，
可得
，
代入可得
其中C不是基本单位；同理代入有
可知中都是基本单位。
故选B。
4. 笔记本电脑静止在可调节角度的底座上，如图所示，对比底座处于卡位1和卡位4时（ ）
A. 卡位4电脑受到的摩擦力大
B. 卡位4电脑受到的支持力小
C. 底座对电脑的作用力始终不变
D. 电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设底座与水平面的倾角为，电脑的质量为，底座对电脑的摩擦力大小为，支持力大小为，根据受力平衡可得
，
对比底座处于卡位1和卡位4时，由于卡位4的倾角较小，则卡位4电脑受到的摩擦力小，电脑受到的支持力大，故AB错误；
C．根据平衡可知，底座对电脑的作用力大小等于电脑的重力，方向竖直向上，即底座对电脑的作用力始终不变，故C正确；
D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和为
不一定等于mg，故D错误。
故选C。
5. 如图为“反向蹦极”运动简化示意图．假设弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定，打开扣环，人从A点静止释放，沿竖直方向经B点上升到最高位置C点，B点时速度最大．不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 从A点到C点过程中，人的机械能一直在增大
B. 从A点到B点过程中，弹性轻绳的弹性势能一直在减小
C. B点为弹性轻绳处于原长的位置
D. 从B点到C点过程中，人的机械能保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据题意可知，在B点速度最大，人的加速度为零，受力分析易得，在B点，弹性轻绳的弹力等于人的重力，故此时弹性轻绳仍处于拉长状态，故弹性轻绳的原长状态必处于B、C之间，设为E点，从E点到C的过程中，人做竖直上抛运动，机械能保持不变，故AC错误；
B．根据A项的分析，从A点到B点的过程中，弹性轻绳处于拉长状态，弹力一直向上，弹力一直对人做正功，故弹性势能一直减小，故B正确；
D．由A项分析可知，从E点到C的过程中，人做竖直上抛运动，机械能保持不变，但是有B到E的过程中，弹力依然对人做正功，人的机械能是在增加的，故D错误。
故选B。
6. 电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（ ）
A. 小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率降低 D. 灯泡L2变暗
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于
则灯泡L1中的电流大于灯泡L2中的电流，小灯泡L1比L2亮。由于灯泡L2支路的总电阻大于灯泡L3支路的电阻，则灯泡L2支路的电流小于灯泡L3支路的电流，即L2比L3暗，A错误；
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据
可知，电源内阻损耗功率减小，B错误；
C．根据
可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C错误；
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L2中的电流减小，则灯泡L2变暗，D正确。
故选D。
7. 关于“手动挡”汽车爬陡坡，下面司机的操作合理的是（ ）
A. 司机只要踩油门即可，无需关心挡位是否合适
B. 为了提高速度冲上陡坡，司机应该换挡位至“高速挡”
C. 为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”
D. 司机应该换挡位至“高速挡”，并踩油门
【答案】C
【解析】
【详解】根据
P=Fv
在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车牵引力增大，此时容易上坡，所以为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”。
故选C。
8. 图为一列简谐横波某时刻的波形图，此后N质点比M质点先回到平衡位置．下列判断正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 此时M质点速度沿曲线的切线方向向上
C. 此时M质点的速度比N质点的小
D. 此时M质点的加速度比N质点的小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于N质点比M质点先回到平衡位置，则M点先向上振动，根据“上坡下振，下坡上振”可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.M质点振动方向向上，不是曲线切线方向，故B错误；
CD.由机械振动可知，离平衡位置越近，速度越大，回复力越小，加速度越小，所以M质点速度大于N质点速度，M质点加速度小于N质点加速度，故选项C错误，D正确。
故选D。
9. 某质点沿竖直方向做直线运动位移—时间图像如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点在时刻到达最高点
B. 该质点在时间内的速度大于在时间内的速度
C. 在时间内，该质点的平均速度方向为正方向
D. 在时间内，该质点始终处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据位移—时间图像可知，该质点在时刻回到出发点，故A错误；
B．根据位移—时间图像的斜率绝对值表示速度的大小，可知时间内图像的斜率绝对值小于时间内的斜率绝对值，则该质点在时间内的速度小于在时间内的速度，故B错误；
C．根据位移—时间图像可知，在时间内，质点的位移方向向下，则质点的平均速度方向向下，为负方向，故C错误；
D．根据位移—时间图像可知，在时间内，质点先向上做减速运动，再向下做加速运动，质点加速度方向一直竖直向下，则该质点始终处于失重状态，故D正确。
故选D。
10. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（ ）
A. 物块受到的摩擦力方向始终水平向左
B. 1.0~1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C. 1.0~1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D. 2.4~3.0s时间内，木板可能做变速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板始终向左运动或者有向左运动的趋势，可得物块对木板的摩擦力始终向右，所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终水平向左，A正确；
BC．根据图像可得在1.0~1.3s时间内物块受到摩擦力在变化，所以可得此时为静摩擦力，此时的静摩擦力大小与物块对木板的正压力无关，B错误，C正确；
D．2.4~3.0s时间内传感器示数不再变化说明此时摩擦力已经变为滑动摩擦力，此时木板只要运动就行，可能做变速直线运动，D正确。
本题选错误的，故选B。
11. 如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直。O点为圆心，空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下，先从A点运动至C点，动能减少了E；又从C点运动到B点，动能增加了E，那么（ ）
A. A到C电场力做正功，C点电势高于A点
B. C到B电场力做正功，C点电势高于B点
C. 该电场可能是匀强电场，电场线方向为D指向C
D. 该电场可能为正点电荷电场，且电荷处于O点
【答案】C
【解析】
【详解】A．从A点运动至C点，动能减少所以电场力做负功；电势能增加，因为是电子带负电所以可得C点电势低于A点，A错误；
B．同理C到B电场力做正功，动能增加电势能减小，可得C点电势低于B点，B错误；
C．根据前面分析可得AB点电势能相同，电势相等，若是匀强电场，电场线垂直AB连线，又因为C点电势低于AB两点，沿着电场线方向电势降低所以方向为D指向C，C正确；
D．若该电场为正点电荷电场，且电荷处于O点，可知AC两点电势相同与题意不符，D错误。
故选C。
12. 一圆形线圈与一均匀的扁平条形磁铁同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流，磁铁的运动方式应为（ ）
A. 使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动
B. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动
C. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动
D. N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
【答案】D
【解析】
【详解】A．使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动，穿过线圈的磁通量保持不变为零，不会产生感应电流，故A错误；
BC．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或向内做平动时，穿过线圈的磁通量仍然保持不变为零，不会产生感应电流，全科免费下载公众号《高中僧课堂》故BC错误；
D．图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动时，使得穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律，可判断知在线圈中产生的感应电流为逆时针方向，故D正确。
故选D。
二、填空题（共20分．每小题4分）
13. 用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射．
【答案】 ①. 1.5 ②. 不容易
【解析】
【详解】根据，在传播过程中，频率保持不变，所以；根据波长越长越容易发生衍射，所以用超声波遇到结石时，不容易发生衍射．
14. 在高度180m处有两只气球（气球a和气球b），以相同速度10m/s分别匀速上升和匀速下降，此时，在这两只气球上各掉出一物体，则这两个物体落到地面时的时间差为______s，所经过的路程差为______m。（物体空气阻力不计）
【答案】 ①. 2 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可得气球a上掉出的物体先做竖直上抛运动，当回到初始位置时以同样大小的速度向下做匀加速直线运动，气球b掉出的物体从掉出后就开始向下做匀加速直线运动，所以可得两个物体落到地面时的时间差即为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时的时间，即
同理所经过的路程差为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时经过的路程，即
15. 天舟五号货运飞船通过两次变轨抬升轨道高度，实现与空间站组合体共轨，创造了两小时自主交会对接的世界纪录，若将其变轨前后稳定运行时的运动近似为匀速圆周运动，则变轨后运行速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”），对接后组合体运行周期为90分钟，则组合体的角速度约为______rad/s。（用科学计数法表示，保留到小数点后两位）
【答案】 ①. 变小 ②.
【解析】
【详解】[1]设地球质量为M，天舟五号货运飞船质量为m，运行半径为，根据万有引力提供向心力可得
解得
所以当变轨抬升轨道高度后运行半径增大，运行速度变小。
[2]根据公式
可得组合体的角速度约为
16. 如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面，与斜面平行的轻质绝缘细线上端固定在斜面顶端，下端系质量为m、电荷量为q的小球A。A右侧等高处固定带等量同种电荷的小球
B，若AB间距为，则B在A处激发的电场强度大小是______，斜面受到A的压力大小为______。（A、B可视为点电荷）
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]依据题意
解得B在A处激发的电场强度大小
[2] 对小球A受力分析
小球所受合力为零，垂直斜面方向
由牛顿第三定律，斜面受到A的压力大小
17. 四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______．
【答案】 ①. 0 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]根据磁场的矢量合成法则，B、D导线在O处的合磁感应强度为零，A、C导线在O处的合磁感应强度也为零，所以O处的磁感应强度大小为0。
[2]B导线在A处的磁场方向竖直向下，D导线在A处的磁场方向水平向左，可得B、D导线在A处的合磁感应大小为
C导线在A处的磁感应大小为
若A导线所受的磁场力恰好为零，可得此处磁感应强度为零，可得
即
可得
=2∶1
三、综合题（共40分）
注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18. 如图（a）所示为“用DIS测电源电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U—I图线．
（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；
（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V，内阻r=______Ω；
（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y—x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的：
（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______．（保留到小数点后面2位）
【答案】 ①. 电压 ②. 3 ③. 2.96 ④. 1.12 ⑤. c ⑥. （2.64，7.82）
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验中还需要电压传感器测路端电压，应分别接在电路中电源的正负极两端，但是开关要起到作用，又电流传感器有微小电阻，为了减小误差，电流传感器应采用外接法。则电压传感器接线应分别接在图（a）电路中1和3位置。
（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律
由图（b）实验图线的拟合方程可得，图像纵坐标的截距表示电源电动势，则有
斜率的绝对值表示电源的内阻，则有
（3）[5]根据实验测得的、数据，若令
则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系，由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小，当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，所以该图线应是c。
（4）[6]根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，则有
所以推测图（丙）中M点的坐标为（2.64，7.82）。
19. 如图（a）所示，一根足够长的细杆与水平成固定，质量为的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的F作用于小球上，经时间t1=0.2s后停止作用，小球沿细杆运动的部分v-t图像如图（b）所示（取，，）。求：
（1）小球在0～0.2s内的加速度和0.2～0.4s内的加速度；
（2）小球与细杆之间的动摩擦因素μ；
（3）0～0.2s内水平作用力F的大小；
（4）试分析小球是否可以返回O点？说明原因。
【答案】（1）方向沿细杆向上，方向沿细杆向下；（2）；（3）；（4）可以，见解析
【解析】
【详解】（1）根据图像可得0～0.2s内的加速度为
方向沿细杆向上，同理0.2～0.4s内的加速度为
负号表示方向沿细杆向下。
（2）撤去F后，对小球进行分析可得
，，
联立代入数值解得
（3）0～0.2s内对小球受力分析有
，，
联立解得
（4）根据前面分析当小球沿杆到达最高点时
，
可得
所以小球到达最高点后会沿细杆向下滑动即小球可以返回O点。
20. 发电机和电动机具有装置上和机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图（a）、图（b）所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。
图（a）轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图（b）轨道端点MP间接有直流电源，内阻为r，导体棒ab通过光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。
（1）求图（a）、图（b）中，金属棒两端a、b两点间电压；
（2）求在时间内，图（a）“发电机”产生的电能和图（b）“电动机”输出的机械能；
（3）分析时间内，图（a）和图（b）中能量转化的过程。
【答案】（1），；（2），；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）图（a）中导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得金属棒两端a、b两点间的电压为
图（b）中设电源电动势大小为，导体棒ab向右运动时产生的反感应电动势大小为，所以有
解得
可得此时金属棒两端a、b两点间的电压为
（2）在时间内，图（a）“发电机”产生的电能为
图（b）“电动机”输出机械能为
（3）图（a）中水平向右的外力对导体棒ab做正功，安培力对导体棒做负功，因为导体棒速度大小不变，所以可得外力做的功转化为电路的电能产生电流，电流通过电阻将电能转化为电阻上的内能；图（b）中电源产生的电能在电路产生电流，电流通过电源内阻和导体棒时将一部分电能转化成电源内阻和导体棒上的内能，同时在导体棒上产生安培力，安培力对导体棒做正功，将电能转化为金属棒和重物的机械能，当导体棒和重物都匀速时转化成的机械能全部为增加的重物重力势能。
物理练习卷
本卷满分100分，练习时间60分钟．
本练习分设练习卷和答题纸．练习卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题．本卷．
一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分．每小题只有一个正确答案．）
1. 下面关于物理量的正负表述正确的是（ ）
A. 功的正负表示大小 B. 重力势能的正负表示大小
C. 电量的正负表示方向 D. 电势的正负表示方向
2. 下列式子不属于比值法定义物理量的是（ ）
A. B. C. D.
3. 下列用国际基本单位表达电场强度的单位正确的是（ ）
A. kg·m/(C·s2) B. kg·m/(A·s3) C. V/m D. N/C
4. 笔记本电脑静止在可调节角度的底座上，如图所示，对比底座处于卡位1和卡位4时（ ）
A. 卡位4电脑受到的摩擦力大
B. 卡位4电脑受到的支持力小
C. 底座对电脑的作用力始终不变
D. 电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
5. 如图为“反向蹦极”运动简化示意图．假设弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定，打开扣环，人从A点静止释放，沿竖直方向经B点上升到最高位置C点，B点时速度最大．不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 从A点到C点过程中，人的机械能一直在增大
B. 从A点到B点过程中，弹性轻绳的弹性势能一直在减小
C. B点为弹性轻绳处于原长的位置
D. 从B点到C点过程中，人的机械能保持不变
6. 电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（ ）
A. 小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率降低 D. 灯泡L2变暗
7. 关于“手动挡”汽车爬陡坡，下面司机的操作合理的是（ ）
A. 司机只要踩油门即可，无需关心挡位是否合适
B. 了提高速度冲上陡坡，司机应该换挡位至“高速挡”
C. 为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”
D. 司机应该换挡位至“高速挡”，并踩油门
8. 图为一列简谐横波某时刻的波形图，此后N质点比M质点先回到平衡位置．下列判断正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 此时M质点速度沿曲线的切线方向向上
C. 此时M质点的速度比N质点的小
D. 此时M质点的加速度比N质点的小
9. 某质点沿竖直方向做直线运动的位移—时间图像如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点在时刻到达最高点
B. 该质点在时间内的速度大于在时间内的速度
C. 在时间内，该质点的平均速度方向为正方向
D. 在时间内，该质点始终处于失重状态
10. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（ ）
A. 物块受到的摩擦力方向始终水平向左
B. 1.0~1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C. 1.0~1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D. 2.4~3.0s时间内，木板可能做变速直线运动
11. 如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直。O点为圆心，空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下，先从A点运动至C点，动能减少了E；又从C点运动到B点，动能增加了E，那么（ ）
A. A到C电场力做正功，C点电势高于A点
B. C到B电场力做正功，C点电势高于B点
C. 该电场可能是匀强电场，电场线方向为D指向C
D. 该电场可能为正点电荷电场，且电荷处于O点
12. 一圆形线圈与一均匀的扁平条形磁铁同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流，磁铁的运动方式应为（ ）
A. 使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动
B. 使磁铁沿垂直于线圈平面方向向纸外做平动
C. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动
D. N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
二、填空题（共20分．每小题4分）
13. 用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射．
14. 在高度180m处有两只气球（气球a和气球b），以相同速度10m/s分别匀速上升和匀速下降，此时，在这两只气球上各掉出一物体，则这两个物体落到地面时的时间差为______s，所经过的路程差为______m。（物体空气阻力不计）
15. 天舟五号货运飞船通过两次变轨抬升轨道高度，实现与空间站组合体共轨，创造了两小时自主交会对接的世界纪录，若将其变轨前后稳定运行时的运动近似为匀速圆周运动，则变轨后运行速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”），对接后组合体运行周期为90分钟，则组合体的角速度约为______rad/s。（用科学计数法表示，保留到小数点后两位）
16. 如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面，与斜面平行的轻质绝缘细线上端固定在斜面顶端，下端系质量为m、电荷量为q的小球A。A右侧等高处固定带等量同种电荷的小球
B，若AB间距为，则B在A处激发的电场强度大小是______，斜面受到A的压力大小为______。（A、B可视为点电荷）
17. 四根平行通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______．
三、综合题（共40分）
注意：全科免费下载公众号《高中僧课堂》第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18. 如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U—I图线．
（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；
（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V，内阻r=______Ω；
（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y—x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的：
（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______．（保留到小数点后面2位）
19. 如图（a）所示，一根足够长的细杆与水平成固定，质量为的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的F作用于小球上，经时间t1=0.2s后停止作用，小球沿细杆运动的部分v-t图像如图（b）所示（取，，）。求：
（1）小球在0～0.2s内的加速度和0.2～0.4s内的加速度；
（2）小球与细杆之间的动摩擦因素μ；
（3）0～0.2s内水平作用力F的大小；
（4）试分析小球是否可以返回O点？说明原因。
20. 发电机和电动机具有装置上和机理上类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图（a）、图（b）所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。
图（a）轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图（b）轨道端点MP间接有直流电源，内阻为r，导体棒ab通过光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。
（1）求图（a）、图（b）中，金属棒两端a、b两点间的电压；
（2）求在时间内，图（a）“发电机”产生的电能和图（b）“电动机”输出的机械能；
（3）分析时间内，图（a）和图（b）中能量转化的过程。
物理练习卷
本卷满分100分，练习时间60分钟．
本练习分设练习卷和答题纸．练习卷包括三大部分：第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题．本卷．
一、选择题（共40分．第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分．每小题只有一个正确答案．）
1. 下面关于物理量的正负表述正确的是（ ）
A. 功的正负表示大小 B. 重力势能的正负表示大小
C. 电量的正负表示方向 D. 电势的正负表示方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．功是标量，正负号不表示方向，也不表示大小，表示的是该力是动力还是阻力，故A错误；
B．重力势能是标量，其正负表示大小，故B正确；
C．电量是标量，正负号不表示方向，表示的是电性，故C错误；
D．电势的正负表示电势的高低，即表示的是大小，但不表示方向，故D错误。
故选B。
2. 下列式子不属于比值法定义物理量的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】一般比值法定义的物理量基本特点是被定义的物理量往往反映的是物质的本质属性不随定义所用的物理量的大小而改变；所以可得、、都是比值法定义的物理量；是加速度的决定式，加速度与所受合力成正比，与质量成反比，不属于比值法定义的物理量。
故选A。
3. 下列用国际基本单位表达电场强度的单位正确的是（ ）
A. kg·m/(C·s2) B. kg·m/(A·s3) C. V/m D. N/C
【答案】B
【解析】
【详解】根据公式
可得电场强度的单位为，其中C不是基本单位；根据公式
可得电场强度的单位为，V不是基本单位；根据公式
，
可得
，
代入可得
其中C不是基本单位；同理代入有
可知中都是基本单位。
故选B。
4. 笔记本电脑静止在可调节角度的底座上，如图所示，对比底座处于卡位1和卡位4时（ ）
A. 卡位4电脑受到的摩擦力大
B. 卡位4电脑受到的支持力小
C. 底座对电脑的作用力始终不变
D. 电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设底座与水平面的倾角为，电脑的质量为，底座对电脑的摩擦力大小为，支持力大小为，根据受力平衡可得
，
对比底座处于卡位1和卡位4时，由于卡位4的倾角较小，则卡位4电脑受到的摩擦力小，电脑受到的支持力大，故AB错误；
C．根据平衡可知，底座对电脑的作用力大小等于电脑的重力，方向竖直向上，即底座对电脑的作用力始终不变，故C正确；
D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和为
不一定等于mg，故D错误。
故选C。
5. 如图为“反向蹦极”运动简化示意图．假设弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定，打开扣环，人从A点静止释放，沿竖直方向经B点上升到最高位置C点，B点时速度最大．不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 从A点到C点过程中，人的机械能一直在增大
B. 从A点到B点过程中，弹性轻绳的弹性势能一直在减小
C. B点为弹性轻绳处于原长的位置
D. 从B点到C点过程中，人的机械能保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据题意可知，在B点速度最大，人的加速度为零，受力分析易得，在B点，弹性轻绳的弹力等于人的重力，故此时弹性轻绳仍处于拉长状态，故弹性轻绳的原长状态必处于B、C之间，设为E点，从E点到C的过程中，人做竖直上抛运动，机械能保持不变，故AC错误；
B．根据A项的分析，从A点到B点的过程中，弹性轻绳处于拉长状态，弹力一直向上，弹力一直对人做正功，故弹性势能一直减小，故B正确；
D．由A项分析可知，从E点到C的过程中，人做竖直上抛运动，机械能保持不变，但是有B到E的过程中，弹力依然对人做正功，人的机械能是在增加的，故D错误。
故选B。
6. 电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（ ）
A. 小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率降低 D. 灯泡L2变暗
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于
则灯泡L1中的电流大于灯泡L2中的电流，小灯泡L1比L2亮。由于灯泡L2支路的总电阻大于灯泡L3支路的电阻，则灯泡L2支路的电流小于灯泡L3支路的电流，即L2比L3暗，A错误；
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据
可知，电源内阻损耗功率减小，B错误；
C．根据
可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C错误；
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L2中的电流减小，则灯泡L2变暗，D正确。
故选D。
7. 关于“手动挡”汽车爬陡坡，下面司机的操作合理的是（ ）
A. 司机只要踩油门即可，无需关心挡位是否合适
B. 为了提高速度冲上陡坡，司机应该换挡位至“高速挡”
C. 为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”
D. 司机应该换挡位至“高速挡”，并踩油门
【答案】C
【解析】
【详解】根据
P=Fv
在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车牵引力增大，此时容易上坡，所以为增大牵引力，司机应该换挡位至“低速档”。
故选C。
8. 图为一列简谐横波某时刻的波形图，此后N质点比M质点先回到平衡位置．下列判断正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 此时M质点速度沿曲线的切线方向向上
C. 此时M质点的速度比N质点的小
D. 此时M质点的加速度比N质点的小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于N质点比M质点先回到平衡位置，则M点先向上振动，根据“上坡下振，下坡上振”可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.M质点振动方向向上，不是曲线切线方向，故B错误；
CD.由机械振动可知，离平衡位置越近，速度越大，回复力越小，加速度越小，所以M质点速度大于N质点速度，M质点加速度小于N质点加速度，故选项C错误，D正确。
故选D。
9. 某质点沿竖直方向做直线运动位移—时间图像如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点在时刻到达最高点
B. 该质点在时间内的速度大于在时间内的速度
C. 在时间内，该质点的平均速度方向为正方向
D. 在时间内，该质点始终处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据位移—时间图像可知，该质点在时刻回到出发点，故A错误；
B．根据位移—时间图像的斜率绝对值表示速度的大小，可知时间内图像的斜率绝对值小于时间内的斜率绝对值，则该质点在时间内的速度小于在时间内的速度，故B错误；
C．根据位移—时间图像可知，在时间内，质点的位移方向向下，则质点的平均速度方向向下，为负方向，故C错误；
D．根据位移—时间图像可知，在时间内，质点先向上做减速运动，再向下做加速运动，质点加速度方向一直竖直向下，则该质点始终处于失重状态，故D正确。
故选D。
10. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（ ）
A. 物块受到的摩擦力方向始终水平向左
B. 1.0~1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C. 1.0~1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D. 2.4~3.0s时间内，木板可能做变速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板始终向左运动或者有向左运动的趋势，可得物块对木板的摩擦力始终向右，所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终水平向左，A正确；
BC．根据图像可得在1.0~1.3s时间内物块受到摩擦力在变化，所以可得此时为静摩擦力，此时的静摩擦力大小与物块对木板的正压力无关，B错误，C正确；
D．2.4~3.0s时间内传感器示数不再变化说明此时摩擦力已经变为滑动摩擦力，此时木板只要运动就行，可能做变速直线运动，D正确。
本题选错误的，故选B。
11. 如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直。O点为圆心，空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下，先从A点运动至C点，动能减少了E；又从C点运动到B点，动能增加了E，那么（ ）
A. A到C电场力做正功，C点电势高于A点
B. C到B电场力做正功，C点电势高于B点
C. 该电场可能是匀强电场，电场线方向为D指向C
D. 该电场可能为正点电荷电场，且电荷处于O点
【答案】C
【解析】
【详解】A．从A点运动至C点，动能减少所以电场力做负功；电势能增加，因为是电子带负电所以可得C点电势低于A点，A错误；
B．同理C到B电场力做正功，动能增加电势能减小，可得C点电势低于B点，B错误；
C．根据前面分析可得AB点电势能相同，电势相等，若是匀强电场，电场线垂直AB连线，又因为C点电势低于AB两点，沿着电场线方向电势降低所以方向为D指向C，C正确；
D．若该电场为正点电荷电场，且电荷处于O点，可知AC两点电势相同与题意不符，D错误。
故选C。
12. 一圆形线圈与一均匀的扁平条形磁铁同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流，磁铁的运动方式应为（ ）
A. 使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动
B. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动
C. 使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动
D. N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
【答案】D
【解析】
【详解】A．使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动，穿过线圈的磁通量保持不变为零，不会产生感应电流，故A错误；
BC．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或向内做平动时，穿过线圈的磁通量仍然保持不变为零，不会产生感应电流，全科免费下载公众号《高中僧课堂》故BC错误；
D．图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动时，使得穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律，可判断知在线圈中产生的感应电流为逆时针方向，故D正确。
故选D。
二、填空题（共20分．每小题4分）
13. 用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射．
【答案】 ①. 1.5 ②. 不容易
【解析】
【详解】根据，在传播过程中，频率保持不变，所以；根据波长越长越容易发生衍射，所以用超声波遇到结石时，不容易发生衍射．
14. 在高度180m处有两只气球（气球a和气球b），以相同速度10m/s分别匀速上升和匀速下降，此时，在这两只气球上各掉出一物体，则这两个物体落到地面时的时间差为______s，所经过的路程差为______m。（物体空气阻力不计）
【答案】 ①. 2 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可得气球a上掉出的物体先做竖直上抛运动，当回到初始位置时以同样大小的速度向下做匀加速直线运动，气球b掉出的物体从掉出后就开始向下做匀加速直线运动，所以可得两个物体落到地面时的时间差即为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时的时间，即
同理所经过的路程差为气球a上掉出的物体从掉出到回到掉出位置时经过的路程，即
15. 天舟五号货运飞船通过两次变轨抬升轨道高度，实现与空间站组合体共轨，创造了两小时自主交会对接的世界纪录，若将其变轨前后稳定运行时的运动近似为匀速圆周运动，则变轨后运行速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”），对接后组合体运行周期为90分钟，则组合体的角速度约为______rad/s。（用科学计数法表示，保留到小数点后两位）
【答案】 ①. 变小 ②.
【解析】
【详解】[1]设地球质量为M，天舟五号货运飞船质量为m，运行半径为，根据万有引力提供向心力可得
解得
所以当变轨抬升轨道高度后运行半径增大，运行速度变小。
[2]根据公式
可得组合体的角速度约为
16. 如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面，与斜面平行的轻质绝缘细线上端固定在斜面顶端，下端系质量为m、电荷量为q的小球A。A右侧等高处固定带等量同种电荷的小球
B，若AB间距为，则B在A处激发的电场强度大小是______，斜面受到A的压力大小为______。（A、B可视为点电荷）
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]依据题意
解得B在A处激发的电场强度大小
[2] 对小球A受力分析
小球所受合力为零，垂直斜面方向
由牛顿第三定律，斜面受到A的压力大小
17. 四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______．
【答案】 ①. 0 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]根据磁场的矢量合成法则，B、D导线在O处的合磁感应强度为零，A、C导线在O处的合磁感应强度也为零，所以O处的磁感应强度大小为0。
[2]B导线在A处的磁场方向竖直向下，D导线在A处的磁场方向水平向左，可得B、D导线在A处的合磁感应大小为
C导线在A处的磁感应大小为
若A导线所受的磁场力恰好为零，可得此处磁感应强度为零，可得
即
可得
=2∶1
三、综合题（共40分）
注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
18. 如图（a）所示为“用DIS测电源电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U—I图线．
（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；
（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V，内阻r=______Ω；
（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y—x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的：
（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______．（保留到小数点后面2位）
【答案】 ①. 电压 ②. 3 ③. 2.96 ④. 1.12 ⑤. c ⑥. （2.64，7.82）
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验中还需要电压传感器测路端电压，应分别接在电路中电源的正负极两端，但是开关要起到作用，又电流传感器有微小电阻，为了减小误差，电流传感器应采用外接法。则电压传感器接线应分别接在图（a）电路中1和3位置。
（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律
由图（b）实验图线的拟合方程可得，图像纵坐标的截距表示电源电动势，则有
斜率的绝对值表示电源的内阻，则有
（3）[5]根据实验测得的、数据，若令
则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系，由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小，当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，所以该图线应是c。
（4）[6]根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，则有
所以推测图（丙）中M点的坐标为（2.64，7.82）。
19. 如图（a）所示，一根足够长的细杆与水平成固定，质量为的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的F作用于小球上，经时间t1=0.2s后停止作用，小球沿细杆运动的部分v-t图像如图（b）所示（取，，）。求：
（1）小球在0～0.2s内的加速度和0.2～0.4s内的加速度；
（2）小球与细杆之间的动摩擦因素μ；
（3）0～0.2s内水平作用力F的大小；
（4）试分析小球是否可以返回O点？说明原因。
【答案】（1）方向沿细杆向上，方向沿细杆向下；（2）；（3）；（4）可以，见解析
【解析】
【详解】（1）根据图像可得0～0.2s内的加速度为
方向沿细杆向上，同理0.2～0.4s内的加速度为
负号表示方向沿细杆向下。
（2）撤去F后，对小球进行分析可得
，，
联立代入数值解得
（3）0～0.2s内对小球受力分析有
，，
联立解得
（4）根据前面分析当小球沿杆到达最高点时
，
可得
所以小球到达最高点后会沿细杆向下滑动即小球可以返回O点。
20. 发电机和电动机具有装置上和机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图（a）、图（b）所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。
图（a）轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图（b）轨道端点MP间接有直流电源，内阻为r，导体棒ab通过光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。
（1）求图（a）、图（b）中，金属棒两端a、b两点间电压；
（2）求在时间内，图（a）“发电机”产生的电能和图（b）“电动机”输出的机械能；
（3）分析时间内，图（a）和图（b）中能量转化的过程。
【答案】（1），；（2），；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）图（a）中导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得金属棒两端a、b两点间的电压为
图（b）中设电源电动势大小为，导体棒ab向右运动时产生的反感应电动势大小为，所以有
解得
可得此时金属棒两端a、b两点间的电压为
（2）在时间内，图（a）“发电机”产生的电能为
图（b）“电动机”输出机械能为
（3）图（a）中水平向右的外力对导体棒ab做正功，安培力对导体棒做负功，因为导体棒速度大小不变，所以可得外力做的功转化为电路的电能产生电流，电流通过电阻将电能转化为电阻上的内能；图（b）中电源产生的电能在电路产生电流，电流通过电源内阻和导体棒时将一部分电能转化成电源内阻和导体棒上的内能，同时在导体棒上产生安培力，安培力对导体棒做正功，将电能转化为金属棒和重物的机械能，当导体棒和重物都匀速时转化成的机械能全部为增加的重物重力势能。
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