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2024届山东省枣庄市高三上学期1月期末考试物理试题（Word版）
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这是一份2024届山东省枣庄市高三上学期1月期末考试物理试题（Word版），共16页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.物理概念的建立推动了物理学的发展，下列关于物理概念建立的说法中正确的是（ ）
A.力的概念是牛顿建立的
B.加速度概念是由亚里士多德首先提出的
C.电压概念是伽利略首先建立的
D.电场是安培完善后形成的概念
2. 2024年1月10日是第四个中国人民警察节，东莞上千架无人机上演“苍穹之舞”。若取竖直向上为正方向，其中一架无人机沿竖直方向运动的v-t图像，如图所示。关于这架无人机运动的说法中正确的是（ ）
A.4s~6s内无人机处于悬停状态
B.无人机可以上升的最大高度是8m
C.6s~10s内无人机处于失重状态
D.无人机在第2s末开始向下运动
3.如图所示，细绳将光滑小球A悬挂在电梯轿厢竖直壁上的O点，木板B被小球A挤在轿厢内壁上，细绳与侧壁的夹角为θ，电梯静止时，木板B恰好不下滑。已知小球A、木板B的质量分别为M、m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A.木板B与电梯侧壁之间的动摩擦因数为
B.当电梯以加速度竖直加速下降时，A对B的压力大小为
C.当电梯以加速度a竖直加速上升时，木板B会滑落
D.电梯以加速度竖直加速下降时，木板B仍保持静止
4. 2023年11月22日，“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，完成在轨初步评估，卫星工作正常，性能稳定。“夸父一号”卫星最终运行在太阳同步晨昏轨道II（距离地面720km的圆形轨道）上，其轨道面和地球晨昏线始终近似重合。该卫星先被发射到椭圆轨道I上运行，在A处通过变轨转移至圆形轨道II上运行，A、B分别为椭圆轨道I的远地点和近地点，地球同步卫星距离地面36000km，下列说法中正确的是（ ）
A.卫星经过B点时的速度小于沿轨道II经过A点时的速度
B.卫星沿轨道I、II经过A点时的加速度相等
C. “夸父一号”卫星的周期与地球同步卫星的周期相等
D. “夸父一号”卫星的机械小于地球同步卫星的机械能
5.如图所示，真空中M、N、O三点共线，MN、NO之间的距离分别为3L、L，N点固定电荷量为q的点电荷，当M点也放置一点电荷后，在它们共同形成的电场中，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零）恰好是以O点为球心的球面。已知点电荷周围某点的电势为，r为该点到点电荷的距离，Q为场源电荷的电荷量。则放置在M点的点电荷的电荷量为（ ）
A. qB. 2qC. 3qD. 4q
6.如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中一矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，转动角速度为ω，产生的电能通过滑环M、N由单刀双掷开关控制提供给电路中的用电器。线圈的面积为S，匝数为N，线圈的总阻值为r，定值电阻R1=R2=R，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:2，电压表为理想电表。线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.若开关打到“1”，通过电阻R1的电荷量
B.若开关打到“1”，电阻R1产生的热量
C.若开关打到“2”，电压表的示数为
D.若开关打到“2”，电阻R2产生的热量
7.如图所示，纸面内一正三角形的中心在O点，顶点a、b处分别垂直于纸面放置通电长直导线，电流方向相反，a处电流大小是b处电流大小的2倍，顶点c处的磁感应强度大小为B0。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r远的圆周上产生的磁感应强度为，k为比例系数。那么正三角形中心O点处的磁感应强度的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示，半径为r的光滑竖直圆环固定在水平地面上，套在圆环上的小球A、B由不可伸长的细线连接，质量均为m，细线长度为r，小球A在拉力F作用下沿圆环缓慢上移至顶点M。初始时细线竖直，拉力F始终沿圆环切线方向，下列说法中正确的是（ ）
A.小球B到达与圆心O等高处时拉力F=mg
B.小球A到达M点时拉力
C.细线的拉力先增大后减小
D.圆环对球B的支持力先增大后减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）
A.线圈中磁场的方向向下
B.电容器两极板间电场强度正在变大
C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加
D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
10.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，小球从弹簧正上方由静止释放，释放点与弹簧顶端的距离h，小球接触弹簧后向下运动的最大距离x。已知弹簧的原长l，劲度系数为k，小球的质量m，它运动过程中所受空气阻力的大小恒为f，取重力加速度为g。在小球由开始下落至被反弹离开弹簧后上升到最高点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.小钢球的最大动能
B.轻质弹簧的最大弹性势能
C.下降至最低点过程中两者组成的系统损失的机械能
D.小钢球反弹后上升的最高点位置与释放点的高度差
11.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的部分波形，如图所示，质点M、P的平衡位置的坐标分别为x1=11m和x2=16m。已知质点P在t=4s时首次返回平衡位置，质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P，则下列说法中正确的是（ ）
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为2m/s
C. t=10.5s时，质点M位于波峰
D. t=0时刻，质点M与质点P速度大小之比为3:2
12.如图所示，水平面上固定有形状为“”的光滑金属导轨MON、PO'Q，OO'左右导轨的宽度分别为2L、L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B0和2B0，导体棒a、b垂直于导轨放在OO'两侧，长度分别为2L、L。已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，两导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻。使导体棒b获得水平向右的初速度v0，直到导体棒b达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.导体棒b克服安培力做功等于其产生的焦耳热
B.导体棒a上产生的焦耳热为
C.导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动
D.通过a棒的电荷量为
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某小组做“探究加速度、力和质量的关系”的实验装置，如图所示，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在天花板上。小车上固定一个定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶，绕过小车上定滑轮的细绳均平行于长木板，交流电的频率为50Hz。
（1）实验中获得的一条纸带某段，如图所示：（图中相邻两个计数点间还有四个点未画出）则在该次实验中，纸带中C点对应时刻小车的速度大小为 m/s，小车运动的加速度大小为 m/s2（结果均保留两位有效数字）；
（2）本实验中是否需要满足“沙桶及沙的总质量远小于小车的质量”这一条件 （选填“需要”或“不需要”）。
（3）改变沙桶中细沙的质量，重复实验操作，利用打点计时器打出多条纸带，同时记录对应的弹簧测力计的示数F，以小车的加速度a为纵坐标，测力计的示数F为横坐标绘制a-F图像，如图所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 （用字母k表示）。
14.（8分）为测量某电源电动势E和内阻r，现备有下列器材：
A.待测电源
B.电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
C.电压表（量程0~3.0V，内阻约为10kΩ）
D.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流2A）
E定值电阻R0=2.5Ω
F.开关、导线若干
实验电路图如图（a）所示
图（a）图（b）
图（c）图（d）
（1）按照（a）电路图，将图（b）中的器材实物笔画线代替导线补充完整
（2）改变滑动变阻器的阻值，多次测量并记录多组U、I数据，作出U-I图像，如图（c）所示，根据图像求得电源电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留三位有效数字）
（3）为消除电表内阻引起的误差，采用一种改进后的“补偿”电路，如图（d）所示。
①开关K1、K2，均断开，R1、R2均处于接入电路最大值。
②闭合K1，调节R1，使电压表V，电流表A1数值合适。
③保持R1阻值不变，闭合K2，调节R2，使A1示数为零，记录电压表的示数U与电流表A2的示数I2。
④重复②、③操作测多组U、I2，作出U-I2图像，根据图像可测得真实的电动势E及内阻r。
在某次测量中，K2闭合后电压表的示数 （选填“大于”、“等于”或“小于”）K2闭合前电压表的示数。
15.（7分）建立x轴沿水平方向的坐标系，如图所示，发球机将乒乓球从坐标原点O发出，当发射速度与水平方向成θ角时，乒乓球经过x轴时的位置坐标为（L，0）。在某高度处固定一水平挡板，发球机仍以相同的初速度发出乒乓球，乒乓球打到挡板上发生反弹，经过x轴时的位置坐标为（1.5L，0）。已知乒乓球反弹前后沿x轴方向速度不变，沿y轴方向速度等大反向，不计空气阻力，乒乓球可视为质点，重力加速度为g，求：
（1）乒乓球被抛出时速度的大小v0；
（2）挡板距离x轴的高度H。
16.（9分）如图所示，半径R=1.0m的光滑半圆形轨道竖直固定，它的最底端跟水平传送带的B端平滑连接，轨道上C点和圆心O的连线与水平方向成θ=37°角。将小滑块（视为质点）无初速度放在传送带A端，同时对小滑块施加水平向右的恒力F=0.35N，当小滑块到达传送带B端时，撤去恒力F。已知小滑块的质量m=0.1kg，与传送带之间的动摩擦因数μ=0.15；传送带的长度L=8.5m，始终以v0=5m/s的速度顺时针转动，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）小滑块在传送带上的运动时间；
（2）小滑块在C点对轨道的压力大小。
17.（14分）如图所示，平行正对金属板a、b带有等量异种电荷，极板间形成电场强度为E0=1×105N/C的匀强电场，该空间同时分布有跟电场正交且垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B0=1T。金属板右侧匀强磁场的边界线Q、R、M均垂直于两极板的中间线PO，边界线Q与中间线PO交于O点，QR之间的磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B1=1T，磁场宽度d1=0.6m，RM之间的磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B2=4T，边界M右侧存在方向水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。一带正电的粒子以平行于金属板的速度v0从左侧进入正交场区域，沿中间线PO向右运动，从圆孔穿后由O点进入磁场B1，并恰好返回O点。已知边界RM之间的磁场宽度d2可以在一定范围内调节，粒子的比荷为，不计粒子的重力，求：
（1）带电粒子的速度v0；
（2）若粒子恰好不进人边界M右侧的电场，磁场B2的宽度d2；
（3）若粒子能够进入边界M右侧的电场，请写出E与d2的关系式；
（4）若d2=35cm时，粒子从O进入磁场到返回O所经历的时间。
18.（16分）如图所示，水平木板的a端紧挨着长度L1=1.15m的平台A，b端与足够长的平台B之间的距离为L2=0.25m，木板的长度L=2m、质量M=2kg，上表面跟平台A、B等高。平台B上有完全相同、质量均为m=1kg的滑块（从左向右依次记为滑块1、滑块2……滑块n，均可视为质点）等间距静止排列，间距d，滑块1位于平台B的左端。与平台B上完全相同的滑块P放置在平台A的左端。质量m1=1.5kg的小球用长度l=1m的细绳栓接在O点，无初速度释放时细绳刚好伸直且与水平方向成θ=30°角，运动到最低点时与滑块P发生弹性碰撞，碰撞后滑块P沿平台A滑动，之后滑上木板，当木板的b端撞到平台B时立即静止。滑块P与滑块1相碰后粘在一起，碰后两滑块以共同的速度继续运动距离d与滑块2相碰，三滑块以共同的速度运动……后面重复前面的运动情况。小球与滑块、滑块与滑块间的碰撞时间极短。已知滑块P跟平台A、木板之间的动摩擦因数均为μ1=0.5，木板与水平面之间μ2=0.1、滑块与平台B之间的动摩擦因数均为μ，取g=10m/s2。求：
（1）细绳上的拉力F的最大值；
（2）滑块P刚滑上木板时的速度大小；
（3）滑块P与滑块1碰撞时损失的机械能；
（4）若滑块P与滑块1碰撞前瞬间的速度为v0，则第n次碰撞前已经粘到一起的滑块的动能表达式。物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.A2.C3.D4.B5.B6.C7.A8.C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.AB10.AD11.BC12.BD
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）（1）0.66（1分）1.8（2分）（2）不需要（1分）（3）（2分）
14.（8分）（1）如图所示（2分）
图（b）
（2）E=1.80V，r=1.10Ω（每空2分）
（3）大于（2分）
15.（7分）
解：（1）设乒乓球做斜抛后运动至x轴时的时间为t1，
水平方向：
竖直方向：
解得：
（2）设乒乓球第二次运动至x轴的时间为t2，根据轨迹的对称性得乒乓球两次运动的时间之比为：
挡板距离x轴的高度：
解得：
16.（9分）
解：（1）小滑块刚放上传送带时，受力分析如图甲所示
甲
根据牛顿第二定律：
解得
设小滑块达到与传送带共同速度所用时间为t1，该段时间内的位移为x1
由
解得，
达到共同速度后，对小滑块受力分析如图乙所示
乙
根据牛顿第二定律：
解得
设小滑块又经时间t2到达传送带B端
由
解得
那么小滑块在传送带上运动的时间为
解得
（2）设小滑块到达传送带右端时的速度为v1
则
小滑块沿半圆形轨道滑至C点的过程，根据机械能守恒定律
在轨道上C点，设小滑块受到的弹力为F1，根据牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律，小滑块在C点对轨道的压力大小
17.（14分）
解：（1）粒子沿中间线经过通过正交场区域，电场力与洛伦兹力平衡
解得
（2）设粒子在QR、RM内圆周运动的轨迹半径分别为r1、r2，最终恰好不进入右侧电场，粒子轨迹全部在磁场中如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
设粒子飞过QR区域圆弧对应的圆心角为，根据几何关系
解得
那么QR区域的偏移量为
在RM区域内
M边界与粒子轨迹恰好相切，则磁场B2的宽度
（3）要保证粒子返回O点且速度水平向左，则d2必须大于AO2，即d2>0.15m
粒子轨迹，如图乙所示
当时，轨迹有一部分在电场中，进入电场时的速度可以分解为水平向右的，竖直向上的，粒子水平向右做匀减速直线运动，竖直向上做匀速直线运动，设粒子在电场中运动时间为t，加速度的大小为a
联立得
（3）当时，电场强度为
在QR之间的磁场中运动时，周期为
运动的总时间
在RM之间的磁场中运动时，周期为
运动的总时间
在电场中运动的总时间
总时间为
18.（16分）
解：（1）小球开始做自由落体运动，设细绳张紧前瞬间的速度大小为v01
由
张紧瞬间小球的速度变为
设小球碰前的速度为v3，根据机械能守恒定律
与滑块P碰撞前瞬间，细绳的拉力F最大
即
联立解得，
（2）设碰撞后滑块P的速度vp1，刚滑上木板时的速度vp2，碰撞中根据动量守恒定律和能量守恒定律
滑块P在平台A上滑动，根据动能定理
联立解得
（3）滑块P滑上木板后，设滑块、木板的加速度大小分别为a1、a2，木板撞到平台B的时间为t，此时滑块P的速度大小为v0，根据牛顿第二定律
对滑块P：
对木板：
解得
该段时间内滑块P的位移
那么，可知木板撞击平台B时滑块P恰好滑离木板与滑块1碰撞
根据动量守恒定律和能量守恒定律
滑块P与滑块1碰撞损失的机械能为
（4）第一次碰撞前瞬间的动能
碰后动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第二次碰撞前瞬间的动能
第二次碰后的动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第三次碰撞前瞬间的动能
第三次碰后的动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第四次碰撞前瞬间的动能
……
那么第n次碰撞前瞬间已经粘到一起的整体的动能
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.物理概念的建立推动了物理学的发展，下列关于物理概念建立的说法中正确的是（ ）
A.力的概念是牛顿建立的
B.加速度概念是由亚里士多德首先提出的
C.电压概念是伽利略首先建立的
D.电场是安培完善后形成的概念
2. 2024年1月10日是第四个中国人民警察节，东莞上千架无人机上演“苍穹之舞”。若取竖直向上为正方向，其中一架无人机沿竖直方向运动的v-t图像，如图所示。关于这架无人机运动的说法中正确的是（ ）
A.4s~6s内无人机处于悬停状态
B.无人机可以上升的最大高度是8m
C.6s~10s内无人机处于失重状态
D.无人机在第2s末开始向下运动
3.如图所示，细绳将光滑小球A悬挂在电梯轿厢竖直壁上的O点，木板B被小球A挤在轿厢内壁上，细绳与侧壁的夹角为θ，电梯静止时，木板B恰好不下滑。已知小球A、木板B的质量分别为M、m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A.木板B与电梯侧壁之间的动摩擦因数为
B.当电梯以加速度竖直加速下降时，A对B的压力大小为
C.当电梯以加速度a竖直加速上升时，木板B会滑落
D.电梯以加速度竖直加速下降时，木板B仍保持静止
4. 2023年11月22日，“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，完成在轨初步评估，卫星工作正常，性能稳定。“夸父一号”卫星最终运行在太阳同步晨昏轨道II（距离地面720km的圆形轨道）上，其轨道面和地球晨昏线始终近似重合。该卫星先被发射到椭圆轨道I上运行，在A处通过变轨转移至圆形轨道II上运行，A、B分别为椭圆轨道I的远地点和近地点，地球同步卫星距离地面36000km，下列说法中正确的是（ ）
A.卫星经过B点时的速度小于沿轨道II经过A点时的速度
B.卫星沿轨道I、II经过A点时的加速度相等
C. “夸父一号”卫星的周期与地球同步卫星的周期相等
D. “夸父一号”卫星的机械小于地球同步卫星的机械能
5.如图所示，真空中M、N、O三点共线，MN、NO之间的距离分别为3L、L，N点固定电荷量为q的点电荷，当M点也放置一点电荷后，在它们共同形成的电场中，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零）恰好是以O点为球心的球面。已知点电荷周围某点的电势为，r为该点到点电荷的距离，Q为场源电荷的电荷量。则放置在M点的点电荷的电荷量为（ ）
A. qB. 2qC. 3qD. 4q
6.如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中一矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，转动角速度为ω，产生的电能通过滑环M、N由单刀双掷开关控制提供给电路中的用电器。线圈的面积为S，匝数为N，线圈的总阻值为r，定值电阻R1=R2=R，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:2，电压表为理想电表。线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.若开关打到“1”，通过电阻R1的电荷量
B.若开关打到“1”，电阻R1产生的热量
C.若开关打到“2”，电压表的示数为
D.若开关打到“2”，电阻R2产生的热量
7.如图所示，纸面内一正三角形的中心在O点，顶点a、b处分别垂直于纸面放置通电长直导线，电流方向相反，a处电流大小是b处电流大小的2倍，顶点c处的磁感应强度大小为B0。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r远的圆周上产生的磁感应强度为，k为比例系数。那么正三角形中心O点处的磁感应强度的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示，半径为r的光滑竖直圆环固定在水平地面上，套在圆环上的小球A、B由不可伸长的细线连接，质量均为m，细线长度为r，小球A在拉力F作用下沿圆环缓慢上移至顶点M。初始时细线竖直，拉力F始终沿圆环切线方向，下列说法中正确的是（ ）
A.小球B到达与圆心O等高处时拉力F=mg
B.小球A到达M点时拉力
C.细线的拉力先增大后减小
D.圆环对球B的支持力先增大后减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）
A.线圈中磁场的方向向下
B.电容器两极板间电场强度正在变大
C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加
D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
10.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，小球从弹簧正上方由静止释放，释放点与弹簧顶端的距离h，小球接触弹簧后向下运动的最大距离x。已知弹簧的原长l，劲度系数为k，小球的质量m，它运动过程中所受空气阻力的大小恒为f，取重力加速度为g。在小球由开始下落至被反弹离开弹簧后上升到最高点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.小钢球的最大动能
B.轻质弹簧的最大弹性势能
C.下降至最低点过程中两者组成的系统损失的机械能
D.小钢球反弹后上升的最高点位置与释放点的高度差
11.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的部分波形，如图所示，质点M、P的平衡位置的坐标分别为x1=11m和x2=16m。已知质点P在t=4s时首次返回平衡位置，质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P，则下列说法中正确的是（ ）
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的传播速度为2m/s
C. t=10.5s时，质点M位于波峰
D. t=0时刻，质点M与质点P速度大小之比为3:2
12.如图所示，水平面上固定有形状为“”的光滑金属导轨MON、PO'Q，OO'左右导轨的宽度分别为2L、L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B0和2B0，导体棒a、b垂直于导轨放在OO'两侧，长度分别为2L、L。已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，两导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻。使导体棒b获得水平向右的初速度v0，直到导体棒b达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.导体棒b克服安培力做功等于其产生的焦耳热
B.导体棒a上产生的焦耳热为
C.导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动
D.通过a棒的电荷量为
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某小组做“探究加速度、力和质量的关系”的实验装置，如图所示，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在天花板上。小车上固定一个定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶，绕过小车上定滑轮的细绳均平行于长木板，交流电的频率为50Hz。
（1）实验中获得的一条纸带某段，如图所示：（图中相邻两个计数点间还有四个点未画出）则在该次实验中，纸带中C点对应时刻小车的速度大小为 m/s，小车运动的加速度大小为 m/s2（结果均保留两位有效数字）；
（2）本实验中是否需要满足“沙桶及沙的总质量远小于小车的质量”这一条件 （选填“需要”或“不需要”）。
（3）改变沙桶中细沙的质量，重复实验操作，利用打点计时器打出多条纸带，同时记录对应的弹簧测力计的示数F，以小车的加速度a为纵坐标，测力计的示数F为横坐标绘制a-F图像，如图所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 （用字母k表示）。
14.（8分）为测量某电源电动势E和内阻r，现备有下列器材：
A.待测电源
B.电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
C.电压表（量程0~3.0V，内阻约为10kΩ）
D.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流2A）
E定值电阻R0=2.5Ω
F.开关、导线若干
实验电路图如图（a）所示
图（a）图（b）
图（c）图（d）
（1）按照（a）电路图，将图（b）中的器材实物笔画线代替导线补充完整
（2）改变滑动变阻器的阻值，多次测量并记录多组U、I数据，作出U-I图像，如图（c）所示，根据图像求得电源电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留三位有效数字）
（3）为消除电表内阻引起的误差，采用一种改进后的“补偿”电路，如图（d）所示。
①开关K1、K2，均断开，R1、R2均处于接入电路最大值。
②闭合K1，调节R1，使电压表V，电流表A1数值合适。
③保持R1阻值不变，闭合K2，调节R2，使A1示数为零，记录电压表的示数U与电流表A2的示数I2。
④重复②、③操作测多组U、I2，作出U-I2图像，根据图像可测得真实的电动势E及内阻r。
在某次测量中，K2闭合后电压表的示数 （选填“大于”、“等于”或“小于”）K2闭合前电压表的示数。
15.（7分）建立x轴沿水平方向的坐标系，如图所示，发球机将乒乓球从坐标原点O发出，当发射速度与水平方向成θ角时，乒乓球经过x轴时的位置坐标为（L，0）。在某高度处固定一水平挡板，发球机仍以相同的初速度发出乒乓球，乒乓球打到挡板上发生反弹，经过x轴时的位置坐标为（1.5L，0）。已知乒乓球反弹前后沿x轴方向速度不变，沿y轴方向速度等大反向，不计空气阻力，乒乓球可视为质点，重力加速度为g，求：
（1）乒乓球被抛出时速度的大小v0；
（2）挡板距离x轴的高度H。
16.（9分）如图所示，半径R=1.0m的光滑半圆形轨道竖直固定，它的最底端跟水平传送带的B端平滑连接，轨道上C点和圆心O的连线与水平方向成θ=37°角。将小滑块（视为质点）无初速度放在传送带A端，同时对小滑块施加水平向右的恒力F=0.35N，当小滑块到达传送带B端时，撤去恒力F。已知小滑块的质量m=0.1kg，与传送带之间的动摩擦因数μ=0.15；传送带的长度L=8.5m，始终以v0=5m/s的速度顺时针转动，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）小滑块在传送带上的运动时间；
（2）小滑块在C点对轨道的压力大小。
17.（14分）如图所示，平行正对金属板a、b带有等量异种电荷，极板间形成电场强度为E0=1×105N/C的匀强电场，该空间同时分布有跟电场正交且垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B0=1T。金属板右侧匀强磁场的边界线Q、R、M均垂直于两极板的中间线PO，边界线Q与中间线PO交于O点，QR之间的磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B1=1T，磁场宽度d1=0.6m，RM之间的磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B2=4T，边界M右侧存在方向水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。一带正电的粒子以平行于金属板的速度v0从左侧进入正交场区域，沿中间线PO向右运动，从圆孔穿后由O点进入磁场B1，并恰好返回O点。已知边界RM之间的磁场宽度d2可以在一定范围内调节，粒子的比荷为，不计粒子的重力，求：
（1）带电粒子的速度v0；
（2）若粒子恰好不进人边界M右侧的电场，磁场B2的宽度d2；
（3）若粒子能够进入边界M右侧的电场，请写出E与d2的关系式；
（4）若d2=35cm时，粒子从O进入磁场到返回O所经历的时间。
18.（16分）如图所示，水平木板的a端紧挨着长度L1=1.15m的平台A，b端与足够长的平台B之间的距离为L2=0.25m，木板的长度L=2m、质量M=2kg，上表面跟平台A、B等高。平台B上有完全相同、质量均为m=1kg的滑块（从左向右依次记为滑块1、滑块2……滑块n，均可视为质点）等间距静止排列，间距d，滑块1位于平台B的左端。与平台B上完全相同的滑块P放置在平台A的左端。质量m1=1.5kg的小球用长度l=1m的细绳栓接在O点，无初速度释放时细绳刚好伸直且与水平方向成θ=30°角，运动到最低点时与滑块P发生弹性碰撞，碰撞后滑块P沿平台A滑动，之后滑上木板，当木板的b端撞到平台B时立即静止。滑块P与滑块1相碰后粘在一起，碰后两滑块以共同的速度继续运动距离d与滑块2相碰，三滑块以共同的速度运动……后面重复前面的运动情况。小球与滑块、滑块与滑块间的碰撞时间极短。已知滑块P跟平台A、木板之间的动摩擦因数均为μ1=0.5，木板与水平面之间μ2=0.1、滑块与平台B之间的动摩擦因数均为μ，取g=10m/s2。求：
（1）细绳上的拉力F的最大值；
（2）滑块P刚滑上木板时的速度大小；
（3）滑块P与滑块1碰撞时损失的机械能；
（4）若滑块P与滑块1碰撞前瞬间的速度为v0，则第n次碰撞前已经粘到一起的滑块的动能表达式。物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.A2.C3.D4.B5.B6.C7.A8.C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.AB10.AD11.BC12.BD
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）（1）0.66（1分）1.8（2分）（2）不需要（1分）（3）（2分）
14.（8分）（1）如图所示（2分）
图（b）
（2）E=1.80V，r=1.10Ω（每空2分）
（3）大于（2分）
15.（7分）
解：（1）设乒乓球做斜抛后运动至x轴时的时间为t1，
水平方向：
竖直方向：
解得：
（2）设乒乓球第二次运动至x轴的时间为t2，根据轨迹的对称性得乒乓球两次运动的时间之比为：
挡板距离x轴的高度：
解得：
16.（9分）
解：（1）小滑块刚放上传送带时，受力分析如图甲所示
甲
根据牛顿第二定律：
解得
设小滑块达到与传送带共同速度所用时间为t1，该段时间内的位移为x1
由
解得，
达到共同速度后，对小滑块受力分析如图乙所示
乙
根据牛顿第二定律：
解得
设小滑块又经时间t2到达传送带B端
由
解得
那么小滑块在传送带上运动的时间为
解得
（2）设小滑块到达传送带右端时的速度为v1
则
小滑块沿半圆形轨道滑至C点的过程，根据机械能守恒定律
在轨道上C点，设小滑块受到的弹力为F1，根据牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律，小滑块在C点对轨道的压力大小
17.（14分）
解：（1）粒子沿中间线经过通过正交场区域，电场力与洛伦兹力平衡
解得
（2）设粒子在QR、RM内圆周运动的轨迹半径分别为r1、r2，最终恰好不进入右侧电场，粒子轨迹全部在磁场中如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
设粒子飞过QR区域圆弧对应的圆心角为，根据几何关系
解得
那么QR区域的偏移量为
在RM区域内
M边界与粒子轨迹恰好相切，则磁场B2的宽度
（3）要保证粒子返回O点且速度水平向左，则d2必须大于AO2，即d2>0.15m
粒子轨迹，如图乙所示
当时，轨迹有一部分在电场中，进入电场时的速度可以分解为水平向右的，竖直向上的，粒子水平向右做匀减速直线运动，竖直向上做匀速直线运动，设粒子在电场中运动时间为t，加速度的大小为a
联立得
（3）当时，电场强度为
在QR之间的磁场中运动时，周期为
运动的总时间
在RM之间的磁场中运动时，周期为
运动的总时间
在电场中运动的总时间
总时间为
18.（16分）
解：（1）小球开始做自由落体运动，设细绳张紧前瞬间的速度大小为v01
由
张紧瞬间小球的速度变为
设小球碰前的速度为v3，根据机械能守恒定律
与滑块P碰撞前瞬间，细绳的拉力F最大
即
联立解得，
（2）设碰撞后滑块P的速度vp1，刚滑上木板时的速度vp2，碰撞中根据动量守恒定律和能量守恒定律
滑块P在平台A上滑动，根据动能定理
联立解得
（3）滑块P滑上木板后，设滑块、木板的加速度大小分别为a1、a2，木板撞到平台B的时间为t，此时滑块P的速度大小为v0，根据牛顿第二定律
对滑块P：
对木板：
解得
该段时间内滑块P的位移
那么，可知木板撞击平台B时滑块P恰好滑离木板与滑块1碰撞
根据动量守恒定律和能量守恒定律
滑块P与滑块1碰撞损失的机械能为
（4）第一次碰撞前瞬间的动能
碰后动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第二次碰撞前瞬间的动能
第二次碰后的动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第三次碰撞前瞬间的动能
第三次碰后的动能
设运动距离d后的动能为，则
那么第四次碰撞前瞬间的动能
……
那么第n次碰撞前瞬间已经粘到一起的整体的动能
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