2024年天津市南开区高三年级下册质量检测（高考一模）物理试卷含详解

2023〜2024学年度第二学期高三年级质量监测（一）

物理学科试卷

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考生务必将自己的姓名、准考证号填写

在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题

卡交回。

第I卷（选择题：共40分）

一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）

1.在人类对微观世界进行探索过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（）

A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究发现了质子

C.爱因斯坦第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱

D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

2.下列说法正确的是（

两分子系统的势能斗与

氧气分子的速率分布图象状态变化的尸抽象子间距离的关系两分子间距离r的关系

甲乙丙丁

A,由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低

B,由图乙可知，气体由状态A变化到8的过程中，气体分子平均动能一直增大

C.由图丙可知，当分子间的距离厂＞4时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大

D.由图丁可知，在r由4变到马的过程中分子力做正功

3.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式（菱形）千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A、B

间距离变小，千斤顶的两臂靠拢（螺旋杆始终保持水平），从而将重物缓慢顶起。若物重为G,A2与AC间的夹角

为仇不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是（）

A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为------

2cos6

B.当夕=60°时，AC、8C两杆受到的弹力大小均为G

C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、杆受到的弹力将减小

D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大

4.北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志

着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号于11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月

转移轨道，然后实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器在环月圆轨道上

运行周期为T,轨道半径为r,月球半径为R,引力常量为G,则（）

4万2夫3

A.月球的质量为"二

GT-

4万2r3

B.月球表面重力加速度大小为

R2T2

C.月球的第一宇宙速度为

VrT2

D.“嫦娥五号”探测器运行的速率为空

T

5.如图所示，虚线°、6、c是电场中的三个等势面，实线为一个带正电带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，尸、

。是轨迹上的两点，下列说法正确的是（）

A,三个等势面中等势面。的电势最高B.质点在。点时的电势能比在P点时大

C.质点在。点时的动能比在尸点时大D.质点在。点时的加速度比在尸点时的大

二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全

部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）

6.杜甫在《曲江》中写到：“穿花映蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。”平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一

列水波向四周传播（可视为简谐波），A、8、C三点与S在同一条直线上。某时刻A在波谷且与水平面的高度差为

H,B、C在不同的波峰上，其波形如图中虚线所示。已知波速为v,A、8在水平方向的距离为心则下列说法正

确的是（）

A.水波通过尺寸为1.5°的障碍物能发生明显衍射

B.到达第一个波峰的时刻，。比A滞后天

v

C.经过出的时间，质点5、。之间的距离为14〃

v

71V3吟

D.从图示时刻开始计时，A点的振动方程是丁="sin——1+

a

7.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机输出电压a=250V经变压器升压后向远处

输电，输电线总电阻4=80,用户端用降压变压器把电压降为〃4=220V。已知输电线上损失的功率

娱=5kW,假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）

A.发电机输出的电流人=40A

B.输电线上的电流/线=25A

C.降压变压器匝数比%：%=190:11

D.升压变压器匝数比々：叼=1:20

8.2020年12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力

传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。如图所

示，一块宽为。、长为以厚为/,长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子，通入如

图所示方向的电流时，电子的定向移动速度为V。若元件处于磁感应强度为8、方向垂直于上表面向下的匀强磁场

中，前后两表面会形成电势差U。下列说法中正确的是（）

A.自由电子受到的洛伦兹力方向为垂直前表面向外

B.前表面的电势比后表面的高

C.自由电子受到的洛伦兹力大小为——

a

D.前、后表面间电势差。=5的

第n卷（共60分）

9.某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。

（1）在白纸上放好玻璃砖，和人〃分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚

大头针A和鸟，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃被观察，并依次插上大头针鸟和鸟。在插巴

和舄时，应使（）（选填选项前的字母）。

A.6只挡住耳的像B.鸟只挡住鸟的像C.鸟同时挡住4、鸟的像

（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是（）

A.入射角应尽量小些

B.玻璃砖的宽度应小一些

c.大头针4、八之间的距离及大头针4、鸟之间的距离应适当大些

（3）甲同学在画界面时，不小心将两界面由'、人厅间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射

率与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。

（4）乙同学在完成光路图以后，以入射点。为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线片乙于A点，交入

射点。与出射点。'连线的延长线于C点。过A点、C点作法线MV'的垂线A8、CD,垂足为8点、。点，如图丙

所示。用刻度尺量得A6=8.50cm,CD=5.00cm,由此可得出该玻璃的折射率〃==

10.将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻

电流表A1（量程OSA,内阻约O.5Q）

电流表A2（量程20mA,内阻约10。）

电压表V1（量程3V,内阻约1k。）

电压表V?（量程15V,内阻约4kQ）

滑动变阻器用（0~10。）

滑动变阻器R2（OTOOOQ）

待测“水果电池”（电动势E约为4V,内阻厂约为200。）

开关S,导线若干

（1）为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择；电压表选择；滑动变阻器选

0（填写字母代号。）

（2）甲、乙两个实验电路中最合理的电路为（选填“甲”或“乙”）。

丙

（3）甲同学根据实验数据画出U-/图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势E=V,内

阻厂=Qo（计算结果保留3位有效数字）

（4）乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在如图中实线是根据实验数据描点作图得到的图

像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压。随电流/变化的图像。则与该实验对应的

。一/分析图像是（）

11.2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，赢得全场7个10分，

并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿

势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度

%=lm/s,并在距离水面4=1.6m前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度/z=2.5m,跳台

距水面高度H=10m,运动员质量〃7=40kg,重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计。求:

(1)运动员距离跳台的最高距离町;

(2)运动员完成规定动作允许的最长时间却；

(3)运动员即将入水时速度V的大小和入水至水深〃处的过程运动员受到水的平均作用力尸的大小。

12.如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一单匝矩形线框仍)，"边长为

L,儿边长为d,在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为2的有界矩形匀强磁场MVP。，MN边界与

油平行，NP长为d。若仍边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为%，〃边刚离开磁场时列车

刚好停止运动。已知线框总电阻为R,列车的总质量为机，摩擦阻力大小恒定为不计空气阻力，重力加速度

为g。求：

(1)线框ab边刚进入磁场时列车加速度a的大小和安培力对ab边做功的功率尸；

(2)线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热。；

(3)线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量击

13.东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高

速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。

假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场

区域，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场

发生偏转并被吞噬板吞噬。己知混合粒子束宽度为d,各组成粒子均纵向均匀分布，混合粒子进入两极板的初速度

均为%=2、%,方向平行于极板。离子带正电、电荷量为q,质量为机，两极板间电压为U,间距为4,极板

Vm

长度为2d,吞噬板长度为2d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。

(1)要使离子能直线通过两极板，则需在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场用，求用的大小和方向;

(2)直线通过极板离子进入偏转磁场，若偏转磁场的磁感应强度8=2]JTlU

—,且离子全部能被吞噬板吞

dq

噬，求矩形磁场鸟的最小面积;

(3)撤去极板间磁场耳，且与边界足够大，粒子束有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，若要求进入偏

转磁场的离子全部被吞噬板吞噬，求磁场B,的取值范围。

混

中

接

合

性

收

粒

粒

器

子

孑

束

2023〜2024学年度第二学期高三年级质量监测（一）

物理学科试卷

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考生务必将自己的姓名、准考证号填写

在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题

卡交回。

第I卷（选择题：共40分）

一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）

1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（）

A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究发现了质子

C.爱因斯坦第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱

D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

【答案】A

【详解】A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，A正确;

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，B错误；

C.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱实验规

律，C错误；

D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子核具有复杂结构，并没有发现原子中存在原子核，D错误。

故选A„

2.下列说法正确的是（

两分子系统的势能纬与

氧气分子的速率分布图象两分子间距离r的关系

甲丁

A,由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低

B.由图乙可知，气体由状态A变化到8的过程中，气体分子平均动能一直增大

C,由图丙可知，当分子间的距离厂〉为时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大

D.由图丁可知，在r由4变到马的过程中分子力做正功

【答案】D

【详解】A.由图甲可知，①中速率大的分子占据比例较大，说明状态①对应的温度较高，故A错误；

B.一定质量的理想气体由状态A变化到2的过程中，由图乙可知，状态A与状态B的。V相等，则状态A与状态

8的温度相同，由P-V图线的特点可知，pV增大,温度升高，气体由状态A到状态2温度先升高再降低到原来

温度，气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；

C.由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先增大后减小，故C错误；

D.由图丁可知，在r由可变到弓的过程中，分子势能一直减小，则分子力做正功，故D正确。

故选D。

3.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式（菱形）千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A、B

间距离变小，千斤顶的两臂靠拢（螺旋杆始终保持水平），从而将重物缓慢顶起。若物重为G,与AC间的夹角

为仇不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是（）

A.AC、两杆受到的弹力大小均为------

2cos6

B.当夕=60°时，AC、8C两杆受到的弹力大小均为G

C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、杆受到的弹力将减小

D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大

【答案】C

【详解】A.根据题意，设AC、8C两杆受到的弹力大小均为产，由平衡条件及几何关系有

180°-26*

2Feos

故A错误;

B.由A分析可知，当夕=60°时，AC、8C两杆受到的弹力大小均为

故B错误;

C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，。增大，sine增大，则p减小，故C正确；

D.摇动把手将重物缓慢顶起过程，重物所受合力为零，则重物受到的支持力大小一直等于重物重力的大小，保

持不变，故D错误。

故选C。

4.北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志

着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号于11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月

转移轨道，然后实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器在环月圆轨道上的

运行周期为T,轨道半径为r,月球半径为凡引力常量为G,则（）

j2

A.月球的质量为把二

GT2

4万2r3

B.月球表面的重力加速度大小为

R2T2

C.月球的第一宇宙速度为，但

VrT2

D.“嫦娥五号”探测器运行的速率为&述

T

【答案】B

【详解】A.由万有引力提供向心力得

_Mm4/

G—r=m^r

解得

GT2

故A错误；

B.在月球表面，万有引力等于重力得

-Mm

G玉r=

解得

4万2r3

故B正确；

C.近地面，由万有引力提供向心力得

-Mmv2

G——=m—

R2R

联立解得

『后

故C错误；

D.“嫦娥五号”探测器运行的速率为

Inr

v=--

T

故D错误。

故选B。

5.如图所示，虚线a、氏。是电场中的三个等势面，实线为一个带正电带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、

。是轨迹上的两点，下列说法正确的是（）

c

b\

A.三个等势面中等势面。的电势最高B.质点在。点时的电势能比在尸点时大

C.质点在。点时的动能比在P点时大D.质点在。点时的加速度比在尸点时的大

【答案】C

【详解】A.根据粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向运动轨迹的凹侧，即电场力方向斜向下，因带电粒子

带正电，则电场线方向垂直于等势面斜向下，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，等势面c的电势最高，等势

面a的电势最低，故A错误；

BC.因为尸点电势高于。点电势，根据

E、=q（p

由于带电粒子带正电，可知粒子在尸点时的电势能比在。点时大，则粒子在。点时的动能比在尸点时大，故B错

误，C正确；

D.根据

U=Ed

若图中三个等势面为等差等势面，则由于P点处的等势面较密，P点的电场强度较大，粒子在P点受到的电场力

较大，故质点在。点时的加速度比在尸点时的小，故D错误。

故选C。

二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全

部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）

6.杜甫在《曲江》中写到：“穿花映蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。”平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一

列水波向四周传播（可视为简谐波），A、8、C三点与S在同一条直线上。某时刻A在波谷且与水平面的高度差为

H,B、C在不同的波峰上，其波形如图中虚线所示。已知波速为v,A、8在水平方向的距离为心则下列说法正

确的是（）

A.水波通过尺寸为1.5°的障碍物能发生明显衍射

B.到达第一个波峰的时刻，。比A滞后天

v

C.经过出的时间，质点5、。之间的距离为14。

v

Ijiy37r

D.从图示时刻开始计时，A点的振动方程是丁="sin—1+—

\a2

【答案】ABD

【详解】A.根据题意，由图可知，水波的波长为

A=2a

则水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射，故A正确；

B.根据题意，由图可知，C点距离振源距离为

xc=32=6a

A点距离振源的距离为

xA=1.52=3a

则到达第一个波峰的时刻，C比A滞后

X

t_^cA_3a

vv

故B正确；

C.质点不能随波逐流，则质点3、C之间的距离为

x=6/1=12a

保持不变，故C错误；

D.根据题意可知，质点振动的振幅为H,圆频率为

2"2zrvrev

质点从负最大位移处开始振动，则A点的振动方程是

7CV3〃

y=Hsin

故D正确。

故选ABDo

7.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机输出电压％=250V经变压器升压后向远处

输电，输电线总电阻。=8。，用户端用降压变压器把电压降为。4=220V。已知输电线上损失的功率

续=5kW,假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是()

1\/线&戋/4

升压变压器降压变压器

A.发电机输出电流人=40A

B.输电线上的电流%=25A

C.降压变压器匝数比%：%=190:11

D.升压变压器匝数比々：%=1:20

【答案】BC

【详解】A.根据题意，由公式P=L7可得，发电机输出的电流

P100x1()3

Ir.=—=----A=

1U]250

故A错误；

B.根据题意，由公式尸=/2尺可得，输电线上的电流

故B正确;

CD.升压变压器匝数比

4I,25A1

%一厂400A一记

则升压变压器的输出电压为

U?=16U]=4000V

输电线上损失的电压为

△U=/线%=200V

则降压变压器的输入电压为

人=4—△U=3800V

降压变压器匝数比为

n3_U3_3800V190

220V-7T

故C正确，D错误。

故选BC。

8.2020年12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力

传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。如图所

示，一块宽为。、长为以厚为/I的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子，通入

如图所示方向的电流时，电子的定向移动速度为丫。若元件处于磁感应强度为2、方向垂直于上表面向下的匀强磁

场中，前后两表面会形成电势差下列说法中正确的是（）

A.自由电子受到的洛伦兹力方向为垂直前表面向外

B.前表面的电势比后表面的高

C.自由电子受到的洛伦兹力大小为——

a

D.前、后表面间电势差。=

【答案】AC

【详解】AB.电流方向向左，电子向右定向移动，由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力方向为垂直前表面向

外，则前表面积累了电子，前表面的电势比后表面的低，故A正确，B错误；

CD.由电子受力平衡可得

尸„eU

—cvB-----

a

解得

U=Bav

故C正确，D错误

故选AC。

第n卷（共60分）

9.某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。

甲

（1）在白纸上放好玻璃砖，由'和人〃分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚

大头针6和八，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针4和乙。在插舄

和与时，应使（）（选填选项前的字母）。

A.用只挡住6的像B.乙只挡住舄的像C.6同时挡住片、鸟的像

（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是（）

A.入射角应尽量小些

B.玻璃砖的宽度应小一些

c.大头针《、鸟之间的距离及大头针鸟、鸟之间的距离应适当大些

（3）甲同学在画界面时，不小心将两界面〃/、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射

率与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）o

（4）乙同学在完成光路图以后，以入射点。为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线4A于A点，交入

射点。与出射点。'连线的延长线于C点。过A点、C点作法线MV'的垂线AB、CD,垂足为8点、。点，如图丙

所示。用刻度尺量得A5=8.50cm,CD=5.00cm,由此可得出该玻璃的折射率〃=。

【答案】（1）C（2）C

（3）偏小（4）1.7

【小问1详解】

实验中，在插鸟时，应使舄同时挡住片、鸟的像；在插舄时，应使居同时挡住鸟和6、鸟的像。

故选Co

【小问2详解】

为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针

片、鸟之间的距离及大头针乙、鸟之间的距离应适当大些。

故选C。

【小问3详解】

作出实际光路图，如图所示

由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。

【小问4详解】

根据题意，由图丙和折射定律有

AB

OA=ABOC

CD—CDOA

7)C

又有

OA=OC

则有

AB8.50,「

n=----=------=1.7

CD5.00

10.将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻

电流表A1（量程0.6A,内阻约0.5Q）

电流表A2（量程20mA,内阻约10。）

电压表VI（量程3V,内阻约1k。）

电压表V2（量程15V,内阻约4kQ）

滑动变阻器N（0~10Q）

滑动变阻器与（0~1000。）

待测“水果电池”（电动势E约为4V,内阻r约为200。）

开关S,导线若干

（1）为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择；电压表选择；滑动变阻器选

o（填写字母代号。）

⑵甲、乙两个实验电路中最合理的电路为（选填“甲”或“乙”）。

u/v

甲乙丙

(3)甲同学根据实验数据画出。一/图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势E=V,内

阻厂=Q»(计算结果保留3位有效数字)

(4)乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在如图中实线是根据实验数据描点作图得到的U-/图

像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压U随电流/变化的U-/图像。则与该实验对应的

。一/分析图像是()

【答案】(1)A2②.V、③.凡

(2)乙(3)①.1.80##1.79##1.81②.187##186##188

(4)C

【小问1详解】

[1]⑵在实验中应该保证正常工作时，电表的读数大于满偏的g,由于电动势E约为4V,所以电压表选V1,回路

中的短路电流大约

E4

1=—=——A=0.02A=20mA

r200

可知，实验中电流表选择A?。

[3]由于待测电阻大约200Q,要使滑动变阻器能很好的控制电路，则应该用R2，

【小问2详解】

由于

=100Q<r=2000

则电流表采用相对电源的内接法，为方便调节电流，采用限流接法，则最合理的电路为乙。

【小问3详解】

川⑵根据闭合回路欧姆定律有

U=E-Ir

结合图像有

3.80-1.00

Oh1870

E=3.80V,15.0x10-3

【小问4详解】

根据所选电路图可知，当电路中电流为0时，无论有没有电表内阻影响，电压表测量的均为电源的电动势，若没

有电表内阻影响，电路的短路电流较大。

故选Co

11.2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，赢得全场7个10分，

并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿

势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度

%=lm/s,并在距离水面％=L6m前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度/i=2.5m,跳台

距水面高度H=10m,运动员质量根=40kg,重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计。求:

(1)运动员距离跳台的最高距离储；

(2)运动员完成规定动作允许的最长时间却；

(3)运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。

【答案】(1)0.05m；(2)1.4s；(3)V20Tm/s,2008N

【详解】(1)运动员起跳后做竖直上抛运动，到最高点则有

—2g储=0—喏

解得

需I2

h=—=---m=0.05m

2g2x10

(2)运动员从起跳到最高点所用时间A为

运动员从最高点到距水面1.6m处所用时间Z2为

,,1,

%+H_品=3Sf2

代入数据解得

t2—1.3s

运动员完成规定动作允许的最长时间为

0.1s+1.3s=1.4s

(3)运动员入水时，由速度位移关系公式可得

F=2g器+切

代入数据解得入水时速度大小为

v=.201m/s

运动员入水后至水深h处，由速度位移关系公式可得

-2ah=0-v2

代入数据解得

a=40.2m/s2

运动员入水后至水深〃处的过程中，受到重力，咫和水的平均作用力R由牛顿第二定律可得

F—mg=ma

解得平均作用力尸的大小为

F=mg+ma=40xl0N+40x40.2N=2008N

12.如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一单匝矩形线框。灰力，仍边长为

L,6c边长为d,在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ,MN边界与

湖平行，NP长为d。若成边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为V。，/边刚离开磁场时列车

刚好停止运动。已知线框总电阻为R,列车的总质量为机，摩擦阻力大小恒定为历，际，不计空气阻力，重力加速度

为g。求：

(1)线框ab边刚进入磁场时列车加速度a的大小和安培力对ab边做功的功率P-,

(2)线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热。；

(3)线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量贵

/列车/

勺-------/\B，。

7a//

N

【答案】⑴*+依，*3)Ld；⑶当

【详解】(1)根据题意可知，线框。6边刚进入磁场时，感应电动势为

E=BLv0

感应电流为

j_E_BLv。

一.一R

边所受安培力

B-l3v

F.=BIL=-------n必

R

由牛顿第二定律有

FA+kmgB2L2V

a=----------=-------0-+kg

mmR

安培力对川边做功的功率

22

D_F1,_5LVO

A"。R

(2)线框从进入到离开磁场过程中，由能量守恒定律有

12

—mv0=kmg-2d+Q

解得线框产生的焦耳热

12

2=—mv0-2kmgd

(3)线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量

q—I

又有

丁EF△①BLd

I=—,E=——=------

RAzA?

联立解得

BLd

q=-----

R

13.东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高

速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。

假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场

区域，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场

发生偏转并被吞噬板吞噬。已知混合粒子束宽度为d,各组成粒