2025年河北省邯郸市高考物理联考试卷（2月份）（含详细答案解析）

这是一份2025年河北省邯郸市高考物理联考试卷（2月份）（含详细答案解析），共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）北京时间2024年6月6日13时00分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号商业运载火箭，成功将TEE﹣01B星（地球之眼1号卫星）、纳星三号A星和B星共三颗卫星准确送入距离地面约545km的同一轨道。若三颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，轨道高度均低于地球同步卫星的轨道高度，则下列说法正确的是（ ）
A．TEE﹣01B星绕地球做圆周运动时，轨道平面一定不经过地球中心
B．TEE﹣01B星的向心力大小一定等于纳星三号A星和B星的向心力大小
C．三颗卫星的运行速度均可能大于7.9km/s
D．三颗卫星和地球同步卫星的轨道半径三次方与周期二次方的比值均一定相等
2．（4分）“套圈游戏”是一种在地上放一些物品，在一定距离处采用金属或塑料圆环套取摆放的物品，套住了就可以拿走的游戏。如图所示，小花向放在水平地面上正前方的29号“企鹅”水平抛出塑料圆环，结果塑料圆环划着一条弧线套住了远处的47号“大象”。不计空气阻力，为了能使塑料圆环套住“企鹅”，则小花站在同一位置再次水平抛出塑料圆环（抛出的水平位置不变）时，做出的调整可以为（ ）
A．增大初速度，增加抛出点高度
B．增大初速度，抛出点高度不变
C．初速度大小不变，降低抛出点高度
D．初速度大小不变，增加抛出点高度
3．（4分）地铁列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，列车靠站后准备出发时，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。氢原子能级图如图乙所示，若光线发射器内大量处于n＝4能级的氢原子向n＝2 能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种单色光可以使该光电管阴极逸出光电子，其中a光的光子能量更大。下列说法正确的是（ ）
A．该光电管阴极材料的逸出功可能为2.55eV
B．a光的频率小于b光的频率
C．a光的光子能量为2.55eV
D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警
4．（4分）如图所示，某段高压输电线路中两根长直导线a、b的间距L＝2m，通过的电流约为960A，方向相反，居民楼某层与导线a、b在同一水平面内。长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小的表达式为，其中k＝2×10﹣7T•m•A﹣1，d为该点到导线的距离。若要使导线a、b在该层居民楼里产生的磁场的磁感应强度小于0.4μT，则居民楼到导线a的最小水平距离为（ ）
A．20mB．30mC．32mD．960m
5．（4分）汽车沿平直公路从t＝0时刻由静止开始匀加速启动的x﹣t图像如图（抛物线），由此可知在t＝2s时刻，汽车的速度大小为（ ）
A．0.5m/sB．1m/sC．1.5m/sD．2m/s
6．（4分）均匀带电椭球体的中心处在Q点，P、M两点关于Q点对称，三点在同一水平直线上，如图。将一带电荷量为+q的试探电荷放置在P点，所受静电力大小为F，方向水平向左。现将一不带电的球壳放置在M点，使球壳的球心与M点重合，球壳右端外表面接地，取大地的电势为0，则（ ）
A．椭球体可能带负电荷
B．P点的电场强度大小为，方向水平向右
C．球壳上感应电荷在M点产生的电场强度大小为，方向水平向左
D．球壳上左侧电势大于0
7．（4分）弹性绳中某端点O振动形成的沿x轴正方向传播的绳波如图。实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为平衡位置在x＝4m处的质点。已知绳波的波速大小v＜6m/s，则（ ）
A．绳波的波长为2m
B．绳波的传播速度大小为4m/s
C．绳波的周期为0.8s
D．质点P的振幅为0.2m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）光学“隐身装置”可以将儿童的身体部分隐去，却对后面的成人没有形成遮挡，简化模型的俯视图如图所示。A、B为两块完全相同的直角透明介质，水平虚线为透明介质的对称轴，儿童站在介质之间的虚线框位置处，从成人所在位置射向介质的光线1、2与对称轴平行。已知介质的折射率，则（ ）
A．光线1在透明介质A中的折射角为30°
B．光线2进入透明介质A前后的速度大小不变
C．光线1进入透明介质A前后的频率不变
D．光线1、2穿过透明介质B后，方向可能不与对称轴平行
（多选）9．（6分）“日”字形理想变压器如图所示，当原线圈ab中通以交变电流时，原线圈铁芯中的磁通量只有一半通过副线圈铁芯，另一半通过中间的“铁芯桥”。当原线圈ab中通以u＝220sin100πt（V）的交变电流时，理想电流表A2的示数为2A，定值电阻R＝11Ω。下列说法正确的是（ ）
A．铁芯中磁通量的变化周期为0.02s
B．原线圈ab两端电压的有效值为
C．原、副线圈的匝数比n1：n2＝5：1
D．理想电流表A1的示数为0.2A
（多选）10．（6分）半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，其中一种是通过离子注入的方式优化半导体。某半导体掺杂机的简化模型如图所示，在棱长为L的正方体区域中存在着互相垂直的匀强电场（垂直add′a′面向外）和匀强磁场（垂直abb′a′面向下），一质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子（重力不计）从a′b′c′d′面中央处以速度v0垂直该平面射入正方体后，恰好不改变运动方向。若粒子入射时只有磁场存在，则粒子从bc边中点N离开正方体区域。下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．该匀强磁场的磁感应强度大小为
C．该匀强电场的电场强度大小为
D．若粒子只在电场中运动，则其加速度大小为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）某物理实验小组为验证机械能守恒定律，设计的实验装置如图甲。
（1）利用游标卡尺测量小球的直径，如图乙，则小球的直径d＝ cm。
（2）已知悬点到小球球心的距离为l，将小球拉至离平衡位置s处，如图丙，则小球与平衡位置的高度差h＝ 。
（3）若小球通过平衡位置时光电门的挡光时间为Δt，小球的直径为d，则小球通过平衡位置时的速度大小v＝ 。
（4）验证机械能守恒定律的表达式为 （用h、d、Δt、重力加速度g表示）。
12．（8分）某同学利用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，连接计算机的电流传感器可以捕捉并记录电流变化。
（1）下列关于电容器充电过程中两极板所带电荷量Q随时间t变化的图像，可能正确的是 。
（2）利用图乙电路对充满电的电容器进行放电实验。闭合开关K，将电阻箱R分别拨到两个不同的数值，分别得到电容器放电的I﹣t图像如图丙的图线Ⅰ、图丁的图线Ⅱ（两图像所用的标度相同）。图线Ⅰ与时间轴围成的面积为S1，其物理意义是 ；若图丁中的图线Ⅱ与时间轴围成的面积为S2，则理论上应该有S1 （选填“＞”“＜”或“＝”）S2；图丙和图丁中电容器放电的I﹣t图像对应的电阻箱R接入电路的阻值之比R1：R2＝ 。
13．（8分）某汽车出发前停放在室温为27℃的地下车库，汽车胎压仪表盘上显示左边后轮胎压为2.8×105Pa，该汽车在高速公路连续行驶了4小时后开进了服务区，此时显示汽车左边后轮胎压为3.36×105Pa。汽车开进服务区后，司机立即从汽车左边后轮内放出一部分气体，让胎压回到2.8×105Pa，若放气前后汽车左边后轮内气体的温度不变，轮胎内气体可看作理想气体，轮胎不漏气且容积可视为不变。求：
（1）汽车刚开进服务区时，左边后轮内气体的摄氏温度；
（2）从左边后轮内放出一部分气体后，放出气体的质量与放气前轮胎内气体总质量的比值。
14．（14分）如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，两导轨之间的距离为L，导轨下端连接阻值为R的定值电阻。一质量为m、长为L的金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，金属杆ab及导轨电阻不计。在矩形区域cdfe内有垂直于纸面向里的匀强磁场，c、e间的距离为H，cdfe区域内磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系图像如图乙所示（B0、t1为已知量）。在t＝0时刻，将金属杆ab从图示位置由静止释放，金属杆ab在t1时刻进入磁场，离开磁场时的速度为进入磁场时的一半。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力，求：
（1）金属杆ab刚进入磁场时的加速度大小；
（2）金属杆ab从开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的热量。
15．（16分）如图所示，水平传送带以速率v（v大小可调）顺时针匀速转动，其左端A点和右端B点分别与光滑水平台面和粗糙水平台面平滑连接，A、B两点间的距离L＝4m。光滑水平台面与倾角为θ的光滑斜面平滑连接，质量m2＝0.1kg的小物块乙放置在光滑水平台面上。质量为m1的小物块甲从斜面上某点静止下滑，以速度与小物块乙碰撞，碰撞后小物块甲、乙粘在一起，二者组成的物体P以速度滑上传送带。已知物体P与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.2，与粗糙水平台面间的动摩擦因数μ2＝0.3，小物块甲、乙和物体P均可视为质点，重力加速度g＝10m/s2。
（1）求小物块甲在光滑斜面上静止下滑时的位置与水平台面的高度差h；
（2）求小物块甲的质量m1和小物块甲、乙碰撞过程中损失的机械能ΔE；
（3）讨论物体P到达B点时速度大小的可能值及对应v的大小；
（4）求物体P最终停止的位置到传送带B端的最大距离和最小距离。
2025年河北省邯郸市高考物理联考试卷（2月份）
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
二．多选题（共3小题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（4分）北京时间2024年6月6日13时00分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号商业运载火箭，成功将TEE﹣01B星（地球之眼1号卫星）、纳星三号A星和B星共三颗卫星准确送入距离地面约545km的同一轨道。若三颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，轨道高度均低于地球同步卫星的轨道高度，则下列说法正确的是（ ）
A．TEE﹣01B星绕地球做圆周运动时，轨道平面一定不经过地球中心
B．TEE﹣01B星的向心力大小一定等于纳星三号A星和B星的向心力大小
C．三颗卫星的运行速度均可能大于7.9km/s
D．三颗卫星和地球同步卫星的轨道半径三次方与周期二次方的比值均一定相等
【分析】TEE﹣01B星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，轨道平面一定经过地球中心；根据向心力决定因数分析B项；7.9km/s是人造卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度；根据开普勒第三定律分析D项。
【解答】解：A、TEE—01B星绕地球做圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，而地球对卫星的万有引力方向指向地心，可知其轨道平面一定经过地球中心，故A错误；
B、三颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，均由地球的万有引力提供向心力，而万有引力大小与卫星的质量有关，因TEE—01B星和纳星三号A星、B星的质量关系未知，故其向心力大小不一定等于纳星三号A星和B星的向心力大小，故B错误；
C、7.9km/s是第一宇宙速度，也是人造卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，可知三颗卫星的运行速度都一定小于7.9km/s，故C错误；
D、根据开普勒第三定律k，三颗卫星和地球同步卫星的轨道半径三次方与周期二次方的比值一定相等，故D正确。
故选：D。
【点评】解答本题时，要明确人造地球卫星轨道的特点，掌握宇宙速度的意义，熟练运用开普勒第三定律分析周期关系。
2．（4分）“套圈游戏”是一种在地上放一些物品，在一定距离处采用金属或塑料圆环套取摆放的物品，套住了就可以拿走的游戏。如图所示，小花向放在水平地面上正前方的29号“企鹅”水平抛出塑料圆环，结果塑料圆环划着一条弧线套住了远处的47号“大象”。不计空气阻力，为了能使塑料圆环套住“企鹅”，则小花站在同一位置再次水平抛出塑料圆环（抛出的水平位置不变）时，做出的调整可以为（ ）
A．增大初速度，增加抛出点高度
B．增大初速度，抛出点高度不变
C．初速度大小不变，降低抛出点高度
D．初速度大小不变，增加抛出点高度
【分析】小球做平抛运动，飞到“企鹅”的前方，说明水平位移偏大，应减小水平位移才能使小球抛进小桶中．将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择。
【解答】解：塑料圆环划着一条弧线套住了远处的47号“大象”，说明水平位移偏大。为能使塑料圆环套中“企鹅”，必须减小圆环的水平位移，根据平抛运动规律有
联立解得
可知初速度大小不变时，可降低抛出点高度实现，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题，比较简单，关键运用运动的分解方法得到水平位移的表达式。
3．（4分）地铁列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，列车靠站后准备出发时，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。氢原子能级图如图乙所示，若光线发射器内大量处于n＝4能级的氢原子向n＝2 能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种单色光可以使该光电管阴极逸出光电子，其中a光的光子能量更大。下列说法正确的是（ ）
A．该光电管阴极材料的逸出功可能为2.55eV
B．a光的频率小于b光的频率
C．a光的光子能量为2.55eV
D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警
【分析】根据跃迁理论求解光子能量，结合逸出功定义分析；根据E＝hν结合a光子能量更大分析；部分光线被遮挡，大器的电流将减小。
【解答】解：A．辐射出的三种光中只有两种单色光可以使该光电管阴极逸出光电子，处于n＝4能级的氢原子向n＝2能级跃迁时，可能辐射出的光子能量分别为ΔE1＝E4﹣E3＝0.66eV、ΔE2＝E4﹣E2＝2.55eV、ΔE3＝E3﹣E2＝1.89eV，所以该光电管阴极材料的逸出功不能大于1.89eV，故A错误；
BC．根据E＝hν
可知，a光的频率大于b光的频率，则a光的光子能量为2.55eV，故B错误，C正确；
D．若部分光线被遮挡，则照射到光电管阴极的光电子数减少，放大器的电流将减小，从而引发报警，故D错误。
故选：C。
【点评】本题的关键在于理解光电效应的基本原理和氢原子能级跃迁的规律。同时，题目中的信息也提供了重要的解题线索，需要仔细分析和利用。
4．（4分）如图所示，某段高压输电线路中两根长直导线a、b的间距L＝2m，通过的电流约为960A，方向相反，居民楼某层与导线a、b在同一水平面内。长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小的表达式为，其中k＝2×10﹣7T•m•A﹣1，d为该点到导线的距离。若要使导线a、b在该层居民楼里产生的磁场的磁感应强度小于0.4μT，则居民楼到导线a的最小水平距离为（ ）
A．20mB．30mC．32mD．960m
【分析】根据直线电流在周围某点产生磁场的磁感应强度大小表达式，分别表示a导线和b导线在居民楼产生的磁感应的大小，根据矢量合成法则求出其合磁感应强度等于临界值0.4μT即可求解其最小距离。
【解答】解：根据安培定则可知，两方向相反的直线电流在居民楼处产生的磁感应强度方向相反，设居民楼到导线a的最小水平距离为x，由题意可得
代入数据可得x＝30m，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据磁场的叠加，运用合成的方法求解合磁感应强度。
5．（4分）汽车沿平直公路从t＝0时刻由静止开始匀加速启动的x﹣t图像如图（抛物线），由此可知在t＝2s时刻，汽车的速度大小为（ ）
A．0.5m/sB．1m/sC．1.5m/sD．2m/s
【分析】根据图像得到位移—时间的函数关系，代入图中相关点的坐标得到加速度大小，根据v＝aΔt求解速度大小。
【解答】解：汽车的位置坐标可以表示为
x﹣t图像斜率表示速度，由题图可知汽车由静止开始做匀加速直线运动，且汽车的初位置x0＝1m
当t＝2s时，汽车的位置x1＝2m
代入表达式，解得汽车的加速度大小
在t＝2s时刻，汽车的速度大小v＝aΔt，解得v＝1m/s，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】图像类问题是从数学的角度描述了物体的运动规律，能够比较直观地反映位移、速度的大小和方向随时间的变化情况。针对此类问题，可以首先根据图像还原物体的运动情景，再结合斜率、截距、面积等数学概念进行分析。
6．（4分）均匀带电椭球体的中心处在Q点，P、M两点关于Q点对称，三点在同一水平直线上，如图。将一带电荷量为+q的试探电荷放置在P点，所受静电力大小为F，方向水平向左。现将一不带电的球壳放置在M点，使球壳的球心与M点重合，球壳右端外表面接地，取大地的电势为0，则（ ）
A．椭球体可能带负电荷
B．P点的电场强度大小为，方向水平向右
C．球壳上感应电荷在M点产生的电场强度大小为，方向水平向左
D．球壳上左侧电势大于0
【分析】A、根据试探电荷受力方向判断椭球体带电性质；
B、依据电场强度定义式判断P点场强大小和方向；
C、利用静电平衡导体特点分析球壳上感应电荷在M点产生的电场强度；
D、根据球壳接地及静电感应判断球壳左侧电势。
【解答】解：B、由电场强度定义式可知，P点的电场强度大小为，方向水平向左，故B错误；
A、因放置在P点的正试探电荷所受静电力方向向左，所以椭球体带正电荷，故A错误；
C、根据静电平衡可知，球壳上左侧带负电荷，感应电荷在M点产生的电场强度与椭球在M点产生的电场强度大小相等，方向相反，故球壳上感应电荷在M点产生的电场强度大小为，方向水平向左，故C正确；
D、根据静电平衡状态下，导体为等势体，可知球壳上左侧电势等于右侧电势，均等于地球表面的电势，即为0，故D错误。
故选：C。
【点评】融合了电场强度定义、静电感应、静电平衡等多个电场部分的重要知识点，能全面考查学生对电场知识体系的掌握程度。需要学生根据试探电荷受力情况，结合各种电场规律进行逻辑推理和分析判断，有助于锻炼学生的逻辑思维和分析问题能力。
7．（4分）弹性绳中某端点O振动形成的沿x轴正方向传播的绳波如图。实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为平衡位置在x＝4m处的质点。已知绳波的波速大小v＜6m/s，则（ ）
A．绳波的波长为2m
B．绳波的传播速度大小为4m/s
C．绳波的周期为0.8s
D．质点P的振幅为0.2m
【分析】从波形图中直接读取一个完整波形对应的水平距离确定波长；根据波沿x轴正方向传播，结合两时刻波确定波传播距离与波长关系，再结合波速小于6m/s的条件确定传播距离，进而求出波速和周期；从波形图中确定质点偏离平衡位置的最大距离得到振幅。
【解答】解：A、由题图可知绳波的波长为4m，故A错误；
D、由题图可知，质点P的振幅为0.1m，故D错误；
BC、由题意知绳波沿x轴正方向传播，在t0∼t0+0.2s内，波传播的距离
波速
由于绳波的波速大小v＜6m/s，故当n＝0时，v＝5m/s，0.8s
故B错误，C正确。
故选：C。
【点评】将波长、波速、周期、振幅等机械波的核心知识点融合在一道题中，全面考查学生对机械波概念和规律的理解与运用能力。综合分析波的传播距离、结合波速条件确定参数等过程有一定难度。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）光学“隐身装置”可以将儿童的身体部分隐去，却对后面的成人没有形成遮挡，简化模型的俯视图如图所示。A、B为两块完全相同的直角透明介质，水平虚线为透明介质的对称轴，儿童站在介质之间的虚线框位置处，从成人所在位置射向介质的光线1、2与对称轴平行。已知介质的折射率，则（ ）
A．光线1在透明介质A中的折射角为30°
B．光线2进入透明介质A前后的速度大小不变
C．光线1进入透明介质A前后的频率不变
D．光线1、2穿过透明介质B后，方向可能不与对称轴平行
【分析】光斜射入介质时，光在介质中要发生折射，根据折射定律分析；根据折射率与光速的关系分析；光线1进入透明介质A前后的频率不变；结合光路可逆原理分析。
【解答】解：A．A和B为两块完全相同的直角透明介质，水平虚线为透明介质的对称轴，则入射角为45°，根据折射定律有
解得r＝30°
故A正确；
B．根据折射率与光速的关系有
由于题中介质的折射率大于1，则光线2进入透明介质A前后的速度大小变小，故B错误；
C．光线1进入透明介质A前后的频率不变，故C正确；
D．由于A、B为两块完全相同的直角透明介质，结合上述与光路可逆原理，光线1、2射出介质A的折射角为45°，可得光线1、2最终平行射出介质A、B，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查了光的折射定律，解题关键是知道光的折射定律以及光路可逆原理。
（多选）9．（6分）“日”字形理想变压器如图所示，当原线圈ab中通以交变电流时，原线圈铁芯中的磁通量只有一半通过副线圈铁芯，另一半通过中间的“铁芯桥”。当原线圈ab中通以u＝220sin100πt（V）的交变电流时，理想电流表A2的示数为2A，定值电阻R＝11Ω。下列说法正确的是（ ）
A．铁芯中磁通量的变化周期为0.02s
B．原线圈ab两端电压的有效值为
C．原、副线圈的匝数比n1：n2＝5：1
D．理想电流表A1的示数为0.2A
【分析】由原线圈ab的输入电压表达式求解周期以及有效值，根据欧姆定律求解副线圈的输出电压，根据法拉第电磁感应定律求解原副线圈匝数比，对于理想变压器，根据原副线圈功率相等求解理想电流表A1的示数。
【解答】解：AB．由原线圈ab的输入电压可知，交变电流的变化周期T＝0.02s，电压的有效值U1＝220V，电流产生磁场，铁芯中磁通量的变化周期也为0.02s，故A正确，B错误；
C．定值电阻R＝11Ω，理想电流表A2的示数为2A，则副线圈的输出电压为U2＝I2R，解得U2＝22V，根据法拉第电磁感应定律有，
联立解得n1：n2＝5：1
故C正确；
D．对于理想变压器，原副线圈功率相等，有U1I1＝U2I2
解得理想电流表A1的示数为I1＝0.2A
故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查理想变压器以及法拉第电磁感应定律，理解这种变压器磁通量特点，结合法拉第电磁感应定律即可顺利求解。
（多选）10．（6分）半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，其中一种是通过离子注入的方式优化半导体。某半导体掺杂机的简化模型如图所示，在棱长为L的正方体区域中存在着互相垂直的匀强电场（垂直add′a′面向外）和匀强磁场（垂直abb′a′面向下），一质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子（重力不计）从a′b′c′d′面中央处以速度v0垂直该平面射入正方体后，恰好不改变运动方向。若粒子入射时只有磁场存在，则粒子从bc边中点N离开正方体区域。下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．该匀强磁场的磁感应强度大小为
C．该匀强电场的电场强度大小为
D．若粒子只在电场中运动，则其加速度大小为
【分析】根据左手定则，结合洛伦兹力提供向心力，以及几何关系，综合粒子垂直射入正方体后，恰好不改变运动方向，粒子做匀速直线运动，粒子只在电场中运动时，粒子做类平抛运动分析求解。
【解答】解：A．粒子只在磁场中运动时，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
B．设粒子做圆周运动的轨迹半径为R，则有
根据几何关系有
解得，
故该匀强磁场的磁感应强度大小
故B正确；
CD．粒子垂直射入正方体后，恰好不改变运动方向，粒子做匀速直线运动，则有洛伦兹力等于电场力，即qv0B＝qE
可得电场强度的大小
粒子只在电场中运动时，粒子做类平抛运动，加速度大小
故C错误，D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了带电粒子在复合场中的运动，理解粒子在复合场中的运动状态，根据题目合理选取公式是解决此类问题的关键。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）某物理实验小组为验证机械能守恒定律，设计的实验装置如图甲。
（1）利用游标卡尺测量小球的直径，如图乙，则小球的直径d＝ 1.170 cm。
（2）已知悬点到小球球心的距离为l，将小球拉至离平衡位置s处，如图丙，则小球与平衡位置的高度差h＝ 。
（3）若小球通过平衡位置时光电门的挡光时间为Δt，小球的直径为d，则小球通过平衡位置时的速度大小v＝ 。
（4）验证机械能守恒定律的表达式为 （用h、d、Δt、重力加速度g表示）。
【分析】（1）先确定游标卡尺的最小分度值再读数；
（2）相似三角形求解小球与平衡位置的高度差；
（3）利用平均速度替代瞬时速度；
（4）根据机械能守恒定律结合瞬时速度表达式确定表达式。
【解答】解：（1）根据游标卡尺读数规则，可知小球的直径d＝1.1cm+14×0.05mm＝1.170cm
（2）已知悬点到小球球心的距离为l，将小球拉至离平衡位置s处，如图所示
由相似三角形可得
解得
（3）小球通过平衡位置时，光电门的挡光时间为Δt，小球的直径为d，则小球通过平衡位置时的速度大小
（4）由机械能守恒定律，有
化简得
即验证机械能守恒定律的表达式为
故答案为：（1）1.170；（2）；（3）；（4）
【点评】本题考查机械能守恒定律的验证，解题关键是几何关系的应用以及会求小球通过平衡位置时的速度。
12．（8分）某同学利用图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，连接计算机的电流传感器可以捕捉并记录电流变化。
（1）下列关于电容器充电过程中两极板所带电荷量Q随时间t变化的图像，可能正确的是 B 。
（2）利用图乙电路对充满电的电容器进行放电实验。闭合开关K，将电阻箱R分别拨到两个不同的数值，分别得到电容器放电的I﹣t图像如图丙的图线Ⅰ、图丁的图线Ⅱ（两图像所用的标度相同）。图线Ⅰ与时间轴围成的面积为S1，其物理意义是 电容器开始放电时所带的电荷量 ；若图丁中的图线Ⅱ与时间轴围成的面积为S2，则理论上应该有S1 ＝ （选填“＞”“＜”或“＝”）S2；图丙和图丁中电容器放电的I﹣t图像对应的电阻箱R接入电路的阻值之比R1：R2＝ 3：4 。
【分析】（1）根据电容器充电过程两极板所带电荷量Q随时间t变化判断；
（2）根据I﹣t图像中图像与对应坐标轴所围成面积的物理意义判断，根据欧姆定律分析判断。
【解答】解：（1）电容器充电过程中，两极板所带电荷量Q随时间t变化的图像应为先增加，待充满后电荷量则保持不变。故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2）根据公式q＝It可知I﹣t图像中图像与对应坐标轴所围成的面积表示电荷量，图线Ⅰ与时间轴围成的面积为S1，其物理意义是电容器开始放电时所带的电荷量；
实验前电容器不带电，充电结束后，使电容器放电完毕，故充电和放电过程电容器电荷量变化量大小相同，所以两次放电电荷量相同即阴影部分的面积S1＝S2；
由图丙和图丁可知，两次放电最大电流之比为4：3，根据欧姆定律可知图丙和图丁中电容器放电的I﹣t图像对应的电阻箱R接入电路的阻值之比3：4。
故答案为：（1）B；（2）电容器开始放电时所带的电荷量，＝，3：4。
【点评】本题关键掌握I﹣t图像中图像与对应坐标轴所围成面积的物理意义。
13．（8分）某汽车出发前停放在室温为27℃的地下车库，汽车胎压仪表盘上显示左边后轮胎压为2.8×105Pa，该汽车在高速公路连续行驶了4小时后开进了服务区，此时显示汽车左边后轮胎压为3.36×105Pa。汽车开进服务区后，司机立即从汽车左边后轮内放出一部分气体，让胎压回到2.8×105Pa，若放气前后汽车左边后轮内气体的温度不变，轮胎内气体可看作理想气体，轮胎不漏气且容积可视为不变。求：
（1）汽车刚开进服务区时，左边后轮内气体的摄氏温度；
（2）从左边后轮内放出一部分气体后，放出气体的质量与放气前轮胎内气体总质量的比值。
【分析】（1）对轮胎内气体求出压强和温度参数，根据查理定律列式求解；
（2）放气过程气体温度不变，根据玻意耳定律列式求解。
【解答】解：（1）对轮胎内气体分析，出发前，压强
热力学温度T1＝t1+273K＝300K
到达服务区时，压强
热力学温度T2＝t2+273K
根据查理定律有
代入数据解得t2＝87℃
（2）设左侧后轮的容积为V，放气后胎内压强
设放气前在该压强下胎内气体体积变为V′，根据玻意耳定律有p2V＝p3V′
代入数据解得V′＝1.2V
则放出气体的质量Δm与放气前轮胎内气体总质量m的比值
答：（1）左边后轮内气体的摄氏温度等于87℃；
（2）放出气体的质量与放气前轮胎内气体总质量的比值等于。
【点评】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。
14．（14分）如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，两导轨之间的距离为L，导轨下端连接阻值为R的定值电阻。一质量为m、长为L的金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，金属杆ab及导轨电阻不计。在矩形区域cdfe内有垂直于纸面向里的匀强磁场，c、e间的距离为H，cdfe区域内磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系图像如图乙所示（B0、t1为已知量）。在t＝0时刻，将金属杆ab从图示位置由静止释放，金属杆ab在t1时刻进入磁场，离开磁场时的速度为进入磁场时的一半。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力，求：
（1）金属杆ab刚进入磁场时的加速度大小；
（2）金属杆ab从开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的热量。
【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律求解金属杆刚进入磁场时的加速度大小；
（2）进入磁场之前由于磁场变化产生的感生电动势，根据焦耳定律计算产生的焦耳热。金属杆穿过磁场的过程，根据能量守恒定律求回路中产生的焦耳热，从而得到总的焦耳热。
【解答】解：（1）金属杆ab进入磁场之前做自由落体运动，金属杆ab刚进入磁场时的速度大小v1＝gt1
刚进入磁场时所受的安培力大小：
根据牛顿第二定律有：F安﹣mg＝ma
联立解得：
（2）金属杆ab进入磁场之前，回路中的感应电动势：
产生的热量：
进入磁场之后，根据能量守恒定律有：
整理解得：
所以金属杆ab从开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的热量：
答：（1）金属杆ab刚进入磁场时的加速度大小为；
（2）金属杆ab从开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的热量为。
【点评】本题考查电磁感应与力学的综合，弄清楚金属杆的受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律列出方程；对于导体棒运动过程中涉及能量问题，可根据焦耳定律或功能关系等列方程求解。
15．（16分）如图所示，水平传送带以速率v（v大小可调）顺时针匀速转动，其左端A点和右端B点分别与光滑水平台面和粗糙水平台面平滑连接，A、B两点间的距离L＝4m。光滑水平台面与倾角为θ的光滑斜面平滑连接，质量m2＝0.1kg的小物块乙放置在光滑水平台面上。质量为m1的小物块甲从斜面上某点静止下滑，以速度与小物块乙碰撞，碰撞后小物块甲、乙粘在一起，二者组成的物体P以速度滑上传送带。已知物体P与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.2，与粗糙水平台面间的动摩擦因数μ2＝0.3，小物块甲、乙和物体P均可视为质点，重力加速度g＝10m/s2。
（1）求小物块甲在光滑斜面上静止下滑时的位置与水平台面的高度差h；
（2）求小物块甲的质量m1和小物块甲、乙碰撞过程中损失的机械能ΔE；
（3）讨论物体P到达B点时速度大小的可能值及对应v的大小；
（4）求物体P最终停止的位置到传送带B端的最大距离和最小距离。
【分析】（1）根据动能定理求出物块m释放后滑到水平台面时速度大小；
（2）由动量守恒定律和机械能守恒定律求出损失机械能；
（3 ）分三种情况，根据牛顿第二定律和运动学公式求出滑到B点的速度大小；
（4）在上述结论的基础上，根据动能定理求停止的位置距B点的最大距离和最小距离。
【解答】解：（1）小物块甲在光滑斜面上静止下滑，根据机械能守恒定律有：
解得：h＝5.85m
（2）小物块甲、乙碰撞过程，由动量守恒定律有：m1v0＝（m1+m2）vA
代入数据解得：m1＝0.2kg
小物块甲、乙碰撞过程中损失的机械能：
代入数据解得：ΔE＝3.9J
（3）从A到B，若物体P一直在加速，根据牛顿第二定律有：μ1m1g＝m1a
又根据运动学公式有：
联立解得：
此时传送带的速度大小：
若物体P一直减速，则有
联立代入数据解得：vB＝6m/s
此时传送带的速度大小为：v≤6m/s
若物体P先加速后匀速或先减速后匀速，均有vB＝v，此时：
综上所述，物体P到达B点时的速度大小有以下三种可能：

（4）由（3）可知，物体P到达传送带右端B点的最小速度：vBmin＝6m/s
设物体P最终停止的位置到传送带B端的最小距离为Lmin，由动能定理有：
解得：Lmin＝6m
物体P到达传送带右端B点时的最大速度：
设物体P最终停止的位置到传送带B端的最大距离为Lmax，由动能定理有：
解得：
答：（1）小物块甲在光滑斜面上静止下滑时的位置与水平台面的高度差h为5.85m；
（2）小物块甲的质量m1为0.2kg，小物块甲、乙碰撞过程中损失的机械能ΔE为3.9J；
（3）讨论物体P到达B点时速度大小的可能值及对应v的大小为；
（4）物体P最终停止的位置到传送带B端的最大距离为6m，最小距离为。
【点评】本题考查了动量守恒定律、能量守恒规律、动能定理、牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，关键是要理清m和M的运动过程，选择合适的规律进行计算求解。数据比较多，计算的时候一定要思路清晰，表明各个物理量表示的含义。
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答案
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题号
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答案
AC
ACD
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