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1、第1页（共19页）20212022 学年上海市闵行区高三（上）期末物理试卷（一模）学年上海市闵行区高三（上）期末物理试卷（一模）一、选择题（一、选择题（共共 40 分。第分。第 18 题，每题题，每题 3 分，第分，第 912 题，每题题，每题 4 分。每小题只有一个正确答案。分。每小题只有一个正确答案。）1.以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（）A.质量、kg B位移、m C力、N D时间、s 2.下列不属于理想物理模型的是（）A.元电荷 B点电荷 C质点 D单摆 3.一物体从静止开始运动，下面四张图表示它做单向直线运动的是（）A.B C D 4.“蹦极”是一项非常刺激的体育运
2、动。某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落，a 点是弹性绳的原长位置，c 是人所到达的最低点，b 是人静止地悬吊着时的平衡位置，空气阻力不计，则人从P 点落下到最低点c 的过程中（）A.从 P 点到c 点人的动能一直增加 C从P 点到c 点人的机械能保持不变 B从a 点开始人的动能开始减少 D从a 点开始人的机械能开始减少 5.如图，P 为桥墩，A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S 连续振动，形成水波，此时叶片 A 静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（）A.增大波源振幅 C减小波源距桥墩的距离 B减小波源振幅 D降低波源频率 6.磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N 极或
3、S 极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出 两个球面 1 和 2，如图所示，a 点位于球面 1 上，b 点位于球面 2 上，则下列说法正确的是（）A.球面 1 和球面 2 的磁通量相同 Ca 点和b 点的磁感应强度相同 B.球面 1 比球面 2 的磁通量小 Da 点比b 点的磁感应强度小 第2页（共19页）1 2 7.小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流 为 I1；电动机的内电阻为 R2，两端电压为 U2，流过的电流为 I2 则（）AU U B 1
4、2 C 1=2 D 1 2 2 1 2 1 2 1 8.一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，t2s 时的波形如图（a）所示，x3m 处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（）1 A.m/s 2 1 m/s 3 1 m/s 4 1 m/s 5 9.如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及 两绳的端点 A、B 等高。两绳间的夹角为 60，所构成的平面与水平面间的夹角恒为53，轮胎重为 G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小为（）A 23 3 53 23 Ff B Ff 9 2 C.Ff 9 D.Ff 3 10.扫描隧道显微镜（
5、STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对 STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）A.B C D B C D 第3页（共19页）11.图中虚线a、b、c、d、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为 2V。一电子经过 a 时的动能为 10eV，从a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为6eV。则（）A.平面a 电势最低，平面f 电势最高 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面b 时，电势能和动能之和为 10eV
6、D.该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的 2 倍 12.动车组由多节动力车厢提供动力，从而到达提速的目的。设质量为 m 的动车组通过轨道 abcd，若整个过程中所受阻力与速率成正比，有四节动力车厢，每节动力车厢发动机的额定功率均为P，动车组在bc 段到达的最大速度为vm。下列说法正确的是（）A.动车组在bc 段匀加速启动的过程中，牵引力恒定不变 B.若动车组在 abcd 段保持速率不变行驶，则在bc 段输出功率最大 C.若四节动力车厢输出的总功率为2P，动车组在bc 段的最大速度为 0.5vm D动车组在 cd 段能到达的最大速度最大 二、填空题（共二、填空题（共 20 分。每小题分。每小
7、题 4 分）分）13.如图是伏打电池原理示意图，a、b 表示电极A、B 和电解液接触层中的点，在图中用数字表示的三个区域中，自由电荷依靠非静电力移动的区域为 （填入数字序号），B 极和b 点中电势较高的点 是。14.如图，两个电荷量均为Q 的正点电荷固定于x 轴 A、B 两点，其坐标分别为（a，0）、（a，0），电量为 q 的负点电荷在y 轴坐标为（0，a）处的C 点受到的电场力大小为 ；由静止释放负点电荷，若其由C 首次运动至O 点的时间为 0.2s，求 0.6s 内负点电荷运动的路程是。第4页（共19页）15.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，在此过程
8、中，该磁场（选填“逐渐增强”或“逐渐减弱”），回路中感应电流的方向（选填“顺时针”或“逆时针”）。162021 年 5 月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由 396m/s 减至 61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为 m/s2；地球质量约为火星质量的 9.3 倍，地球半径约为火星半径的 1.9 倍，“天问一号”质量约为 5.3 吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为 N。（本题答案保留一位有效数字）17在如图（a）所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2 为相同规格的小灯泡，这种小灯
9、泡的 UI 曲线如图（b）所示，R 为定值电阻，阻值为 10当开关S 闭合后，L1 消耗的电功率为 W，电路消耗的总功率 W。第5页（共19页）三、综合题（三、综合题（共共40 分）分）注意：第注意：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。图示、文字说明、公式、演算等。18（10 分）（1）如图（a）所示为“用 DIS 测变速直线运动的瞬时速度”实验装置，图（b）为实验软件界面。实验中选择不同宽度的挡光片，由宽变窄逐次实验，每次实验中应使小车从轨道的（选填“同一位置”或“不同位置
10、”）由静止释放；（2）通过计算平均速度的大小可得，随着挡光片宽度减小，小车的平均速度将（选填“增大”、“不变”或“减小”）；（3）如图（c）所示，相隔一定距离增加一个光电门传感器，可探究“物体质量一定，加速度a 与物体受力 F 的定量关系”。若挡光片宽度为d，两光电门沿导轨方向的距离为L，某次实验测定小车经过两个光电门的挡光时间为t1、t2，则小车的加速度的表达为；（4）甲乙两位同学分别实验根据实验数据作图得到图（d）所示图线，两位同学实验中使用的小车质 量，（选填“甲”或“乙”）质量更大一些，分析两位同学实验误差的最可能原因及应如何调整。第6页（共19页）19（14 分）2022 年北京冬奥
11、会将于 2 月 4 日至 2 月 20 日举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一简化的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由 AB 和 BC 组成，AB 是倾角为 37的斜坡，长度为 L 100m，BC 为半径R20m 的圆弧面，二者相切于B 点，与水平面相切于C，BOC37，雪橇与滑道间的动摩擦因数为 0.4 处处相等，CD 为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为 70kg，从 A 点由静止滑下，通过 C 点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡 DE 上的E 点。运动员运动到 C 点时的速度是 20m/s，CE 间的竖直高度hCE41.25m。不计空气阻力。全程不考虑运动员使用滑雪杖助力，试求：
12、（1）运动员在E 点着陆前瞬时速度大小；（2）运动员到达滑道上的C 点时受到的支持力大小和加速度大小；（3）运动员从A 点滑到C 点过程中克服阻力做的功。第7页（共19页）20（16 分）如图（a）所示，两根不计电阻、间距L0.5m 的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B0.4T。导轨上端串联非线性电子元件Z 和 阻值为R4的电阻。元件Z 的 UI 图像如图（b）所示，当流过元件Z 的电流大于或等于I0 时，电压稳定为Um。其中I00.25A，Um2.0V。质量为m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终 水平且与导轨保持良好接触
13、。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响。（1）闭合开关S，由静止释放金属棒，测得金属棒下落的最大速度v120m/s，试确定金属棒中此时的电流大小和方向；（2）试确定金属棒质量m；（3）断开开关S，由静止释放同一根金属棒，求金属棒下落的最大速度v2；（4）先闭合开关S，由静止释放同一金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关S。忽略回路中电流突 变的时间，求S 断开瞬间金属棒的加速度大小a。第8页（共19页）2021-2022 学年上海市闵行区高三（上）期末物理试卷（一模）参考答案与试题解析 一、选择题（共 40 分。第 1-8题，每题 3 分，第 9-12题，每题 4 分。每小题只有一个正确
14、答案。）1以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是（）A 质量、kg B 位移、m C 力、N D 时间、s 解：A 质量是标量，国际单位制基本单位是kg，故 A 错误；B 位移是矢量，其单位m 是国际单位制的基本单位，故B 正确；C 力是矢量，其单位N 不是国际单位制基本单位，故C 错误；D 时间是标量，其单位s 是国际单位制基本单位，故D 错误。故选：B。2下列不属于理想物理模型的是（）A 元电荷 B 点电荷 C 质点 D 单摆 解：A、建立理想化物理模型的原则是突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素，这样便于问题的研究，使问题简单化。元电荷是指电子所带最小的电荷量，人们把这个最小
15、的电荷量叫做元电荷，所以元 电荷不属于理想物理模型，故A 错误；B、点电荷是指带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的 带电体可以看作带电的点，叫点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，故B 正确；C、质点是指物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响很小可忽略时，这样的物体可看成只有质量的几何点，质点是一种理想化的物理模型，故C 正确；D、单摆是由长细线和摆球组成，把细线的伸缩忽略不计，细线的质量与摆球的质量相比可忽略，摆球 的直径与细线的长度相比可以忽略，摆球在摆动的运动中所受的阻力可忽略，因此单摆是一种理想化的 物理模型，故D 正确。本 题 选 不 属
16、于 理 想 物 理 模 型 的，故 选：A 。3一物体从静止第9页（共19页）开始运动，下面四张图表示它做单向直线运动的是（）A B C D 解：A、由图读出速度有正值也有负值，说明物体有向正方向运动，也有向负方向运动，故A 错误；B、位移时间图像斜率表示速度，由图读出速度有正值也有负值，说明物体有向正方向运动，也有向负方向运动，故B 错误；C、加速度时间图像与时间轴围成的 面积表示速度变化量，由图读出，02s 内速度为正值，24s 内 第10页（共19 速度为负值，故C 错误；D、加速度时间图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，由图读出，速度始终为正，做单向直线运 动，故D 正确。故选：D。
17、4.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落，a 点是弹性绳的原长位置，c 是人所到达的最低点，b 是人静止地悬吊着时的平衡位置，空气阻力不计，则人从P 点落下到最低点 c 的过程中（）A.从 P 点到c 点人的动能一直增加 B.从 a 点开始人的动能开始减少 C.从 P 点到c 点人的机械能保持不变 D.从 a 点开始人的机械能开始减少 解：AB由题意可知，从 P 点到 b 点的过程中，人所受重力始终大于弹性绳的弹力，所以此过程中人一直做加速运动，动能一直增加；从b 点到c 点的过程中，弹性绳的弹力开始大于人的重力，所以此过程中人一直做减速运动，动能一直减少。综
18、上所述可知从 P 点到 c 点人的动能先增加后减少，从 b 点开始人的动能开始减少，故 AB 错误；CD从 P 点到 a 点的过程中，人只受重力，机械能守恒；从a 点到 c 点的过程中，弹力对人做负功，机械能开始减少，故C 错误，D 正确。故选：D。5.如图，P 为桥墩，A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S 连续振动，形成水波，此时叶片 A 静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（）A.增大波源振幅 C减小波源距桥墩的距离 B.减小波源振幅D降低波源频率 解：水波波速不变，波源频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之波源降低频率，波长增大，衍射 现象更明显，可以使水波能带动叶片振动，而
19、与波源距桥墩的距离，波源振幅无关，故 ABC 错误，D 正确。故选：D。6.磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N 极或 S 极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点 第11页（共19 电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画 出两个球面 1 和 2，如图所示，a 点位于球面 1 上，b 点位于球面 2 上，则下列说法正确的是（）A 球面 1 和球面 2 的磁通量相同C a 点和b 点的磁感应强度相同 B 球面 1 比球面 2 的磁通量小D a 点比b 点的磁感应强度小 解：AB、磁通量 Bs，也是穿过球面的磁感线的条数，由于从磁单极子发出
20、的磁感线的条数是一定的，故穿过球面1 与球面 2 的磁感线的条数是相等的，即球面1 与球面 2 的磁通量相等，故A 正确，B 错误；CD、若有磁单极子，位于球心处，因为它的磁感线分布类似于点电荷的电场线的分布，故我们可以类 比一个点电荷放在球心处，则 a 点的电场强度大于 b 点，故 a 点的磁感应强度也大于 b 点，故 CD 错误。故选：A。7.小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为R 1，两端电压为U 1，流过的电流为 I1；电动机的内电阻为 R 2，两端电压为 U 2，流过的电流为 I2 则（）A U 1U 2 B 1 2 2 1 C 1=2 2 1 D 1 2 2
21、 1 解：A、小电珠与电动机并联接入电路，所以U 1U 2，故A 错误；BCD、对小电珠，由欧姆定律可得 U 1I1R 1，电动机正常工作时，由于线圈切割磁感线产生反电动势，所以U 2I2R 2，所以 1 2 2，故B 正确，CD 错误。1 故选：B。8.一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，t2s 时的波形如图（a）所示，x3m 处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（）第12页（共19 1 A m/s 2 1 B m/s 3 1 C m/s 4 1 D m/s 5 解：在 t2s 时，由x3m 处质点的振动图像（b）可知，波的周期为T 4s，质点在 t2s 时从平衡位 第13页（共19
22、 F B 置向下振动，由波的传播方向可知，x3m 处质点可能处在 1 处，则有 1 解得=6 2+1 （n0、1、2、3）(+2)(+2)=3 6 3 则波速可能是v=2+1 m/s=m/s（n0，1，2，3）4 2(2+1)当 n0 时v=3m/s 2 当 n1 时v=1m/s 2 当 n2 时v=3 m/s 10 故 A 正确，BCD 错误。故选：A。9.如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及 两绳的端点 A、B 等高。两绳间的夹角为60，所构成的平面与水平面间的夹角恒为53，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小
23、为（）23 A 9 3 f 2 Ff 53 Ff 9 23 Ff 3 解：设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力合=2 2 方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为，受力分析如图所示 对轮胎：F 合cosFf 解得：=53 2 9 2 故 ABD 错误，C 正确。故选：C。1 0.扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对 STM 的扰动，C D 第14页（共19 在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）A.B C D 解：装置的原理是利
24、用电磁阻尼。当薄板进出磁场时产生感应电流，薄板受安培力，安培力总是阻碍导 体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。只有D 项阻碍上下左右振动最有效。故ABC 错误，D 正确。故选：D。1 1.图中虚线a、b、c、d、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为 2V。一电子经过 a 时的动能为 10eV，从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为6eV。则（）A.平面a 电势最低，平面f 电势最高 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面b 时，电势能和动能之和为 10eV D.该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的 2 倍 解：A、从 a 到 dd 的过程中电子
25、克服电场力做功，所以电场线的方向垂直于等势面由a 指向 f，所以平面 a 电势最高，平面 f 电势最低，故A 错误；B、电子从a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为 6eV，所以相邻等势面间的电势差为2V，电子经过a 时的动能为 10eV，由上分析可知，当电子由a 向 f 方向运动，则电子到达平面f 的动能为 2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故 B 正确；C、在平面 b 上电势为 2V，则电子的电势能为2eV，动能为 8eV，电势能与动能之和为 6eV，小于 第15页（共19 10eV，故C 错误；D、根据能量守恒可知，电子
26、经过平面bb 时的动能为 8eV，经过平面d 的动能为 4eV，电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍，故D 错误。故选：B。1 2.动车组由多节动力车厢提供动力，从而到达提速的目的。设质量为 m 的动车组通过轨道 abcd，若整个过程中所受阻力与速率成正比，有四节动力车厢，每节动力车厢发动机的额定功率均为P，动车组在 bc段到达的最大速度为vm。下列说法正确的是（）A.动车组在bc 段匀加速启动的过程中，牵引力恒定不变 B.若动车组在 abcd 段保持速率不变行驶，则在bc 段输出功率最大 C.若四节动力车厢输出的总功率为2P，动车组在bc 段的最大速度为 0.5vm D动车组在 cd
27、段能到达的最大速度最大 解：A、动车组在 bc 段匀加速启动的过程中，速度逐渐增大，所受阻力与速率成正比，所以牵引力逐渐增大，故A 错误；B、动车组在 abcd 段保持速率不变行驶，则阻力不变，在 ab 段不仅需要克服阻力，还需要克服重力做 功，所以 ab 段输出功率最大，故B 错误；C、根据题意则有 4Pfvm，fkvm，所以 4pkv 2，则有 2pkv 2，联立解得vm=2 ，故C 错 误；2 D、动车组在 cdcd 段除了动车自身做功外，重力也做功，故动车组在cdcd 段能到达的最大速度最大，故 D 正确。故选：D。二、填空题（共二、填空题（共 20 分。每小题分。每小题 4 分）分）
28、1 3.如图是伏打电池原理示意图，a、b 表示电极A、B 和电解液接触层中的点，在图中用数字表示的三个区域中，自由电荷依靠非静电力移动的区域为 （填入数字序号），B 极和b 点中电势较高的点是 b 点。第16页（共19 解：由题意可知，带电接触层区域可自发的进行氧化还原反应，是非静电力做功的区域，即区域。电场线从正极发出指向负极，电势沿着电场线的方向降低，所以b 点电势较高。故答案为：；b 点。1 4.如图，两个电荷量均为Q 的正点电荷固定于x 轴 A、B 两点，其坐标分别为（a，0）、（a，0），电量 为 q 的负点电荷在 y 轴坐标为（0，a）处的 C 点受到的电场力大小为 2；由静止释放
29、负点电 22 荷，若其由 C 首次运动至 O 点的时间为 0.2s，求 0.6s 内负点电荷运动的路程是 3a。解：在C 点受到的电场力=245 =245 =2 2 2(2)22 分析可知负点电荷在y 轴上做往返运动，平衡位置在O 点振幅为 a，故由 C 至 Q 为 0.2s，则 T0.2 4s0.8s 当 t0.6s 路程为：=4 =3 2 答：22 1 5.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，在此过程中，该磁场 逐渐减弱 （选填“逐渐增强”或“逐渐减弱”），回路中感应电流的方向 逆时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）。解：匀强磁场垂直于软导线回路平面向外
30、，由于磁场发生变化，回路变为圆形，说明受到安培力的方向 向外，导线围成的面积扩大，由楞次定律可知，导线内的磁通量一定在减小，因为扩大面积可以阻碍磁 通量的减小，所以该磁场在“逐渐减弱”。由楞次定律可知，原磁场方向向外，且逐渐减弱，回路中感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应 电流的方向是“逆时针”。故答案为：逐渐减弱；逆时针 3a 第17页（共19 162021 年 5 月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由 396m/s 减至 61m/s，用时 168s，此阶段减速的平均加速度大小为 2 m/s2；地球质量约为火星质量的 9.3
31、 倍，地球半径约为火星半径的 1.9 倍，“天问一号”质量约为 5.3 吨，“天问一 号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为 3104 N。（本题答案保留一位有效数字）解：减速阶段加速度大小为=12=39661/2 2/2 168 根据=2 解得 g=2 地球质量约为火星质量的 9.3 倍，地球半径约为火星半径的1.9 倍，可知=2.6=9.8/2 地 火 火星车着陆时，根据牛顿第二定律可知fmg 火ma 解得 f3104N 故答案为：2；3104。17在如图（a）所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2 为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的 UI 曲线如图（b）所示，R 为定
32、值电阻，阻值为 10 当开关S 闭合后，L1 消耗的电功率为 0.75 W，电路消耗的总功率 1.35 W。解：由图（b）可知，当小灯泡的电压为 U13V 时，电流为 I10.25A，所以 L1 消耗的电功率为 P U1I130.25W0.75W 由图（a）可知，L2 两端的电压与电流的关系为=2=3 2 2 10 10 在图（b）中做出该关系式的图线，如图所示，由图可知L2 两端的电压为U21V，电流为 第18页（共19 2 1 I20.2A，L2 消耗的功率为P2I2U20.21W0.2W 电阻R 消耗的功率为P3（EU2）I2（31）0.2W0.4W 电路消耗的总功率PP1+P2+P30
33、.75W+0.2W+0.4W1.35W 故答案为：0.75，1.35 三、综合题（三、综合题（共共40 分）分）注意：第注意：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。图示、文字说明、公式、演算等。18（10 分）（1）如图（a）所示为“用 DIS 测变速直线运动的瞬时速度”实验装置，图（b）为实验软件界面。实验中选择不同宽度的挡光片，由宽变窄逐次实验，每次实验中应使小车从轨道的 同一位置（选填“同一位置”或“不同位置”）由静止释放；（2）通过计算平均速度的大小可得，随着挡光片宽度
34、减小，小车的平均速度将 减小（选填“增大”、“不变”或“减小”）；（3）如图（c）所示，相隔一定距离增加一个光电门传感器，可探究“物体质量一定，加速度a 与物体受力 F 的定量关系”。若挡光片宽度为 d，两光电门沿导轨方向的距离为 L，某次实验测定小车经过两 22 个光电门的挡光时间为 t1、t2，则小车的加速度的表达为 a=2 2；2（4）甲乙两位同学分别实验根据实验数据作图得到图（d）所示图线，两位同学实验中使用的小车质量，乙 （选填“甲”或“乙”）质量更大一些，分析两位同学实验误差的最可能原因及应如何调整 导轨倾角过大，应调整导轨倾角使小车在不受拉力时可在轨道上匀速运动。第19页（共19
35、 2 解：（1）每次实验中为了保证通过光电门的速度一样，应使小车从轨道的同一位置由静止释放；（2）挡光片越小，挡光片的平均速度越趋近于挡光片前端的速度即越趋近于车头的速度，所以挡光片 宽度减小，小车的平均速度将减小；（3）先求光电门通过两光电门的速度，v =、v =，再根据速度位移公式则有：2 2 1 2 ()()=22 1 2 2 1 2，解得=2 2 1；2（4）根据牛顿第二定律可知1 =，aF 图象斜率的倒数为小车的质量，的斜率小，所以乙的质量 更大一些；从图中可以看出，当 F 为 0 时，就有了加速度，所以应该为导轨倾角过大，应调整导轨倾角使小车在不 受拉力时可在轨道上匀速运动。22
36、故答案为：（1）同一位置；（2）减小；（3）a=2 2 1；（4）乙、导轨倾角过大，应调整导轨倾角使小车 2 在不受拉力时可在轨道上匀速运动 19（14 分）2022 年北京冬奥会将于 2 月 4 日至 2 月 20 日举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一简化的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB 和 BC 组成，AB 是倾角为 37的斜坡，长度为L 100m，BC 为半径R20m 的圆弧面，二者相切于B 点，与水平面相切于C，BOC37，雪橇与滑道间的动摩擦因数为 0.4 处处相等，CD 为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为 70kg，从 A 点由静止滑下，通过 C 点水平飞出，飞
37、行一段时间落到着陆坡 DE 上的 E 点。运动员运动到 C 点时的 速度是 20m/s，CE 间的竖直高度hCE41.25m。不计空气阻力。全程不考虑运动员使用滑雪杖助力，试求：（1）运动员在E 点着陆前瞬时速度大小；2 第20页（共19（2）运动员到达滑道上的C 点时受到的支持力大小和加速度大小；（3）运动员从A 点滑到C 点过程中克服阻力做的功。解：（1）运动员经 C 点做平抛运动在水平方向：xvCt 在竖直方向：1 =2 2；v ygt 运动员在 E 点着陆前瞬时速度大小为：=2+2 解得：vE35m/s （2）在 C 点，支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可得：2 =运动员受
38、到的支持力大小 =+2 202 =70 10+70 =2100 20 2 202 运动员加速度大小：=/2=20/2 20（3）运动员从A 到 C，由动能定理 1 2 1+(37)+=2 0 其中 h1Lsin37 联立解得：Wf30800J 答：（1）运动员在 E 点着陆前瞬时速度大小为 35m/s；（2）运动员到达滑道上的C 点时受到的支持力大小为 2100N，加速度大小为 20m/s2；（3）运动员从A 点滑到C 点过程中克服阻力做的功为 30800J。20（16 分）如图（a）所示，两根不计电阻、间距L0.5m 的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里
39、，磁感应强度大小为B0.4T。导轨上端串联非线性电子元件Z 和阻值为 R4 的电阻。元件 Z 的 UI 图像如图（b）所示，当流过元件Z 的电流大于或等于I0 时，电压稳定为 Um。其中 I00.25A，Um2.0V。质量为 m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响。（1）闭合开关S，由静止释放金属棒，测得金属棒下落的最大速度v120m/s，试确定金属棒中此时的电流大小和方向；第21页（共19 0 m（2）试确定金属棒质量m；（3）断开开关S，由静止释放同一根金属棒，求金属棒下落的最大速度v2；（4）先闭合开关S，由静
40、止释放同一金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关S。忽略回路中电流突变的时间，求S 断开瞬间金属棒的加速度大小a。解：（1）金属棒下落速度最大时，重力与安培力平衡，故安培力方向竖直向上，且=1 代入数据解得：I1A 根据右手定判断可知金属棒中电流方向由a 流向b（2）金属棒速度最大时：mgBIL 代入数据解得：m0.02kg（3）断开S，当下落速度为v2 时 mgBIL 由上述分析可知，此时电路电流大于I，故元件电压为U，则=2 联立解得v230m/s（4）断开S 瞬间，金属棒速度：v120m/s 由于此时电流大于I0，则元件电压为：Um2V 根据闭合电路欧姆定律解得定值电阻电压为：URBLv1Um 电流：2=安培力：F 安BI2L 根据牛顿第二定律解得加速度：=安 联立代入数据解得：a5m/s2 答：（1）金属棒中此时的电流大小为 1A，金属棒中电流方向由a 流向b；（2）金属棒质量为 0.02kg；（3）断开开关S，由静止释放同一根金属棒，金属棒下落的最大速度为30m/s；（4）S 断开瞬间金属棒的加速度大小为5m/s2。