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2025届甘肃省白银市第二中学高三下学期第一次模拟考试物理试卷
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．（2025·白银模拟）2023年7月31日，在成都大运会上，中国组合张家齐、掌敏洁获女子双人10米跳台冠军。在某轮比赛中，运动员在跳台上倒立静止，然后下落，完成技术动作后在水面上方5m内完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10m/s2，则用于姿态调整的时间约为（　　）
A．0.4s B．0.5s C．1.0s D．1.4s
2．（2025·白银模拟）汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　）
A．抵消声波频率应为
B．抵消声波振幅应为2A
C．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
D．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
3．（2025·白银模拟）2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°，风力和帆面成8°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为F，则垂直帆面风力在航行方向的分力为（　　）
A． B． C． D．
4．（2025·白银模拟）在炎热的夏天，停在室外的小轿车在天窗部分开启的情况下，下午2点时车内空气温度上升到47℃，此时车内空气质量为，下午6点时车内气体温度降至27℃，此时车内空气质量为，大气压强可视为不变，则约为（　　）
A． B．1 C． D．
5．（2025·白银模拟）如图为边长为d的正方体，O为的中点，在、两边放置足够长的直导线，均通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，磁感应强度大小与距离成反比。则图中C、O两点处的磁感应强度大小之比为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C． D．1∶1
6．（2025·白银模拟）如图所示，在真空中相距为的两点分别固定着电荷量均为的正点电荷，为连线的中点，为连线中垂线上的一点，，把电荷量的试探电荷从点移到点，克服电场力做了的功。已知静电力常量为。则（ ）
A．P点合电场强度的大小为
B．点合电场强度的方向与垂直
C．两点间的电势差为
D．若点的电势为零，点的电势为
7．（2025·白银模拟）如图所示，正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，金属框恰好能匀速通过磁场，不计空气阻力，取。下列说法不正确的是（　　）
A．刚性金属框电阻为
B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边都不受安培力作用
C．通过磁场的过程中，克服安培力做功为
D．改变平抛的初速度大小，金属框仍然能匀速通过磁场
8．（2025·白银模拟）如图所示，某传送带的倾角，长为10.5m，以6m/s的速率逆时针运转。 在传送带顶端A点静止释放一个质量为1kg的物体，同时传送带在电动机的带动下，以4m/s2加速运转，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体从顶端A点运动至底端B点的过程中（　　）
A．物体一直做匀加速直线运动
B．物体从A点运动至B点所用时间为1.5s
C．物体在传送带上留下划痕的长度为3m
D．物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为20J
9．（2025·白银模拟）如图所示，O点为半径为R的半圆形碗的圆心，质量相同的a、b两小球用一长为R的轻质细杆相连，a球表面粗糙，b球表面光滑。现将a、b两小球及杆放入碗内，系统处于静止状态，细杆水平。现将碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°，此过程 a、b两球始终相对碗静止。在旋转过程中，下列说法正确的是（　　）
A．细杆对b球的弹力逐渐增大
B．碗壁对b球的弹力逐渐增大
C．a球受到碗壁的摩擦力最大值为其重力的倍
D．a球受到碗壁的支持力最大值为其重力的倍
10．（2025·白银模拟）如图所示，竖直平面内足够长的光滑“”形金属导轨间的距离为L，空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场 一根劲度系数为k的轻质绝缘弹簧上端固定在导轨上，下端连接一根质量为m的金属棒ab，弹簧处于原长时将金属棒由静止释放，金属棒下降x时速度最大 已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒的电阻为R，导轨电阻不计，弹簧具有的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）
A．金属棒下降时通过的电流方向从b到a
B．金属棒运动过程中的最大速度为
C．金属棒从释放到最后稳定的过程中，回路中产生的焦耳热为
D．金属棒从释放到速度达到最大的过程中，克服安培力做的功为
二、非选择题：本题共5小题，共57分。
11．（2025·白银模拟）某物理实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，用天平测出滑块和槽码的质量，分别为M和m，滑块用细线绕过定滑轮与槽码相连。调整气垫导轨水平，并使细线与导轨平行。将滑块从A点由静止释放，滑块经过光电门时槽码未着地，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块在释放点A时遮光条与光电门间的距离为L。已知当地的重力加速度为g。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，若测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度d=　 　mm。
（2）多次改变光电门的位置，重复上述实验，作出L随的变化图像如图丙所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=　 　（用题中已知量和测得的物理量符号表示）时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。
（3）如果实验前没有调整到气垫导轨水平，而是带滑轮的一端较低，其他实验操作和实验数据读数均正确，这样根据图像计算出的重力加速度大小应　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的重力加速度大小。
12．（2025·白银模拟）某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：
A.电流表（内阻，满偏电流）
B.电流表（内阻，满偏电流）
C.定值电阻（100Ω，）
D.电阻箱（，）
E.滑动变阻器（100Ω，）
F.电源（36V，内阻不计）
G.多用电表
H.开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到　 　（填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行　 　（填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为　 　。
（2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，处应选择　 　（填“”或“”）与电阻箱串联，改装成量程为36V的电压表
（3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该种材料的电阻　 　
13．（2025·白银模拟）如图所示，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖可以将整个茶杯提起。已知环境的热力学温度为，大气压强为，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体。
（1）求冷却过程中，杯内封闭气体的内能如何变化？
（2）用手向上提杯盖，为使茶杯不脱落，求茶杯与水总质量的最大值。
14．（2025·白银模拟）“碰碰车弹球”游戏可简化成下图所示，轨道由平滑相连的水平面和斜面组成，斜面倾角为θ（）。质量为m的玩具碰碰车置于水平轨道上的A点，质量为3m的小球置于水平轨道上非常靠近连接处的B点。遥控小车启动，小车在牵引力作用下沿轨道向右运动，到达B点时与小球发生正碰。碰后小球的速度大小为v，小球与斜面的动摩擦因数。之后小车和小球第二次碰撞也在B点，碰后小球的速度变为0，重力加速度为g。所有碰撞均为弹性正碰，碰撞时间极短。求：
（1）第一次碰撞后小球沿斜面上升的最大距离；
（2）第一次碰撞后小球返回B处时的速度大小；
（3）第二次碰撞后小车的动能。
15．（2025·白银模拟）如图1所示，间距为d，相互平行的金属导轨EG、FH与PG、QH，在GH处用一小段绝缘圆弧相连，其中PG、QH水平，EG、FH是倾角为的斜轨。EF之间接一个阻值为R的电阻，PQ之间接有阻值不计，自感系数为L的自感线圈。MNGH和CDPQ区域存在大小为B，方向如图所示垂直于轨道平面的匀强磁场。质量为m，电阻r的金属棒a从AB处由静止开始沿导轨下滑，其在斜轨上运动过程中的v-t图像如图2所示，金属棒滑过GH后与另一根放在CD右侧位置相同质量，电阻不计的金属棒b相碰，碰后两棒粘在一起运动。不计导轨的电阻及GH处的机械能损失，金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，轨道足够长。已知，，，，，。取，，。
（1）求金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差UAB；
（2）求金属棒a与导轨间的动摩擦因数以及金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
（3）已知金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时所用时间为2.1s，求此过程中电阻R产生的焦耳热；
（4）求a、b棒碰撞后，向左运动的最大距离xm（提示：自感电动势的大小为）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】自由落体运动，由
可得前5m的运动时间
整个下落过程的运动时间
用于姿态调整的时间约为
故答案为：A。
【分析】利用自由落体运动公式 ，分别计算下落前5m和全程10m的时间，两者之差即为姿态调整的时间。
2．【答案】D
【知识点】多普勒效应；简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】A．抵消声波频率应为，故A错误；
B．振动方程为，则抵消声波振幅应为A，故B错误；
C．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，故C错误；
D．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故D正确；
故答案为：D。
【分析】根据简谐振动方程 y=Asin(ωt+φ) 分析噪声的频率、振幅，再结合主动降噪原理（波的干涉 / 叠加）和波速的决定因素判断选项。
3．【答案】A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】由图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为
所以风力在航行方向上的分力为
故答案为：A。
【分析】通过两次力的分解来求解：先将风力 F 分解到垂直帆面方向，再将该分力分解到航行方向。
4．【答案】C
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】根据题意可知，
小轿车在天窗部分开启的情况下，车内气体压强与大气压强相等，保持不变，设车内空间的体积为，气体体积变化为，则有
又有
解得
故答案为：C。
【分析】将车内空气视为等压变化的理想气体，利用盖 - 吕萨克定律结合质量与体积的关系，推导不同温度下的空气质量比。
5．【答案】A
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】设放置在边的电流在C点的磁感应强度大小为
根据右手螺旋定则可判断其方向沿
放置在边的电流在C点的感应强度大小为，方向沿
故C点处的磁感应强度大小为
放置在边的电流在O点的磁感应强度大小为，方向平行于
放置在边的电流在O点的磁感应强度大小为，方向平行于
故O点处的磁感应强度大小为
则图中C、O两点处的磁感应强度大小之比为
故答案为：A。
【分析】先确定C、O点到两根直导线的距离，结合“磁感应强度与距离成反比”的规律，分别计算两根导线在C、O点产生的磁感应强度，再通过矢量叠加求合场强，最终得到两者的比值。
6．【答案】A
【知识点】电场力做功；电场强度；电场强度的叠加；电势差
【解析】【解答】AB．依据点电荷电场强度的决定式可知
方向如图所示，故，方向沿直线由指向，A正确，B错误；
CD．两点间的电势差
根据电势差和电势的关系
可得，CD错误。
故答案为：A。
【分析】先计算P点到A、B的距离，结合点电荷场强公式求P点合场强；再利用电场力做功与电势差的关系分析P、O间的电势差及电势。
7．【答案】B
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A．金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场，则有
而
且
代入数据求得，故A正确；
B．通过磁场的整个过程中，根据左手定则可知，金属框的两条竖直边所受安培力大小相等，方向相反，都要受安培力，故B错误；
C．根据功能关系得克服安培力做功，故C正确；
D．根据题意可知，初速度大小不影响安培力，安培力的大小只与线框竖直方向的分速度有关，而只与高度有关，则可知，只要抛出高度不变，不管初速度大小如何，金属框仍然能匀速通过磁场，故D正确。
故答案为：B。
【分析】金属框做平抛运动，进入磁场后匀速通过，说明安培力与重力平衡，通过分析电磁感应、受力平衡和能量守恒来判断各选项。
8．【答案】B,C
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】 物体由静止释放，开始阶段受到的滑动摩擦力沿传送带向下，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度—时间公式求出物体与传送带共速时的速度以及所用时间，并求出该段过程物体与传送带通过的位移。共速后，假设物体与传送带可以保持相对静止，根据牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力大小，与最大静摩擦力比较，即可判断共速后物体的运动情况，物体由静止释放，一开始受到的摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得
设经过时间物体与传送带达到相同速度，则有
代入数据可得
，
该段过程物体与传送带通过的位移分别为
，
共速后，假设物体与传送带可以保持相对静止，则有
解得物体受到的静摩擦力大小为
则共速后物体与传送带一起以的加速度向下做匀加速直线运动，设共速后经过时间，物体到达B点，则有
解得
则物体从A点运动至B点所用时间为
物体在传送带上留下划痕的长度为
物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为
解本题的关键要正确对物体受力分析，判断对应的运动情况，灵活应用牛顿第二定律和运动学公式列方程求解运动时间、位移与速度。要知道摩擦生热与相对位移有关。
故选BC。
【分析】根据运动学公式求出此后的运动时间，从而求得物体从A点运动至B点的总时间。根据相对位移求物体在传送带上留下划痕的长度，进而求出因摩擦产生的内能。
9．【答案】A,C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对b球受力分析可知，细杆对b球的弹力与碗壁对b球的弹力的夹角始终为，根据受力平衡可知这两个力的合力大小始终等于b球的重力mg，故三个力的矢量三角形始终在同一个圆上，如下图
由图可知，该圆的直径为
当碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°过程中，细杆对b球的弹力Tb逐渐增大，碗壁对b球的弹力Fb逐渐减小，故A正确，B错误；
CD．碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°后，a球在最底端，受力分析如下图
对b球，由几何关系可知、、mg三个力互成，根据受力平衡可得
由受力分析可知，碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°后，a球受到碗壁的支持力和受到碗壁的摩擦力最大，此时
由受力平衡可得，，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】对b球进行受力分析，利用矢量三角形或力的分解判断细杆弹力和碗壁弹力的变化；对a球进行极值分析，求解摩擦力和支持力的最大值。
10．【答案】B,C,D
【知识点】右手定则；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．由右手定则可知，金属棒下降时通过的电流方向从a到b，故A错误；
B．当金属棒所受的合力等于零时速度达到最大，由平衡条件可得
其中，，
解得，故B正确；
C．金属棒稳定后速度为零，处于静止状态，则有
解得
整个过程中能量守恒，则有
其中
解得，故C正确；
D．金属棒速度最大时，根据能量守恒定律有
解得，故D正确
故答案为：BCD。
【分析】结合右手定则、电磁感应定律、平衡条件和能量守恒定律，对金属棒的运动过程进行分析。
11．【答案】3.55；；大于
【知识点】验证机械能守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】（1）由题图可知，该有表卡出的精确度为0.05mm，所以其读数为
故答案为：3.55
（2）滑块经过光电门时的速度为
槽码带动滑块运动过程中，若机械能守恒，有
整理有
结合题图，图像的斜率为
解得
故答案为：
（3）气垫导轨带滑轮的一端较低，设于水平方向的夹角为θ，实际上由运动过程根据机械能守恒定律有
整理有
结合题图，图像的斜率为
整理有
故答案为：大于
【分析】(1) 游标卡尺读数：主刻度 + 游标刻度 × 精度。
(2) 由动能定理和机械能守恒，推导出 与 的线性关系，从而得到重力加速度表达式。
(3) 导轨带滑轮端较低，额外重力分力使加速度偏大，导致计算出的重力加速度偏大。
12．【答案】；欧姆调零；；；
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率的，即将多用电表的欧姆挡位换到进行再次测量，并重新进行欧姆调零。则图甲的读数为
（2）根据题意可知，让电表同时接近满偏状态，处电表改装后量程为，由欧姆定律可知，流过的电流为，若处选择，和并联后量程为，不能满足实验要求，则应处选择，处选择。
（3）由于与内阻相等，则流过的电流为，则流过的电流为
两端的电压为，由欧姆定律可得
【分析】（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率。每次换倍率需重新进行欧姆调零。
（2）考查电压表改装，根据改装后量程利用欧姆定律计算电流来选择表头。
（3）找出流过的电流和两端的电压，由欧姆定律得出该种材料的电阻。
13．【答案】解：（1）冷却过程中杯内封闭气体放热，即
体积不变。故气体对外界做的功为零，即
根据热力学第一定律
可知
即杯内封闭气体的内能减小
（2）设冷却后杯内封闭气体的压强为p，根据查理定律可得
解得
以茶杯与水组成的整体为研究对象，根据平衡条件可得
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）冷却过程中杯内封闭气体放热，体积不变。故气体对外界做的功为零，根据热力学第一定律求解气体的内能如何变化 ；
（2）等容变换根据查理定律列式求解，以茶杯与水组成的整体为研究对象，根据平衡条件可得求解 茶杯与水总质量的最大值。
14．【答案】（1）解：设第一次碰撞后小球沿斜面上升的最大距离为L，以沿斜面向上运动为正方向。由受力分析可知，沿斜面方向有
垂直斜面方向上有
再根据速度位移公式
联立解得
（2）解：第一次碰后小球返回B处时，由动能定理
代入数据解得
（3）解：规定向右为正方向，第二次碰撞由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可得
联立解得
小车动能
【知识点】动量守恒定律；牛顿运动定律的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】(1) 先由受力分析求加速度，再用速度位移公式求最大距离。
(2) 用动能定理求返回B点的速度。
(3) 两次弹性碰撞，用动量守恒和动能守恒求第二次碰撞后小车的动能。
15．【答案】解：（1）金属棒a刚进磁场时产生的感应电动势为
金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差为
（2）金属棒a在磁场区域外的加速度为
根据牛顿第二定律有
金属棒a与导轨间的动摩擦因数
金属棒a在磁场区域中，速度最大时有
金属棒a中的电流为
解得金属棒在磁场中能够达到的最大速率
（3）金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时，根据动量定理有
电量为
解得
根据动能定理有
解得产生的总热量为
此过程中电阻R产生的焦耳热为
（4）a、b棒碰撞后两棒粘在一起运动，有
产生的电动势为
整理得
则
金属棒中的电流为
根据图象以及动能定理有
向左运动的最大距离
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势结合欧姆定律解答；
（2）根据图像，结合牛顿第二定律解得动摩擦因数，金属棒在磁场中达到的最大速率时受力平衡，根据安培力计算公式解答；
（3）应用能量守恒定律与串联电路特点求出电阻R产生的焦耳热；
（4）分析清楚金属棒a的运动过程，求出金属棒的最大距离。
1 / 12025届甘肃省白银市第二中学高三下学期第一次模拟考试物理试卷
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．（2025·白银模拟）2023年7月31日，在成都大运会上，中国组合张家齐、掌敏洁获女子双人10米跳台冠军。在某轮比赛中，运动员在跳台上倒立静止，然后下落，完成技术动作后在水面上方5m内完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10m/s2，则用于姿态调整的时间约为（　　）
A．0.4s B．0.5s C．1.0s D．1.4s
【答案】A
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】自由落体运动，由
可得前5m的运动时间
整个下落过程的运动时间
用于姿态调整的时间约为
故答案为：A。
【分析】利用自由落体运动公式 ，分别计算下落前5m和全程10m的时间，两者之差即为姿态调整的时间。
2．（2025·白银模拟）汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　）
A．抵消声波频率应为
B．抵消声波振幅应为2A
C．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
D．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
【答案】D
【知识点】多普勒效应；简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】A．抵消声波频率应为，故A错误；
B．振动方程为，则抵消声波振幅应为A，故B错误；
C．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，故C错误；
D．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故D正确；
故答案为：D。
【分析】根据简谐振动方程 y=Asin(ωt+φ) 分析噪声的频率、振幅，再结合主动降噪原理（波的干涉 / 叠加）和波速的决定因素判断选项。
3．（2025·白银模拟）2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°，风力和帆面成8°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为F，则垂直帆面风力在航行方向的分力为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】由图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为
所以风力在航行方向上的分力为
故答案为：A。
【分析】通过两次力的分解来求解：先将风力 F 分解到垂直帆面方向，再将该分力分解到航行方向。
4．（2025·白银模拟）在炎热的夏天，停在室外的小轿车在天窗部分开启的情况下，下午2点时车内空气温度上升到47℃，此时车内空气质量为，下午6点时车内气体温度降至27℃，此时车内空气质量为，大气压强可视为不变，则约为（　　）
A． B．1 C． D．
【答案】C
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】根据题意可知，
小轿车在天窗部分开启的情况下，车内气体压强与大气压强相等，保持不变，设车内空间的体积为，气体体积变化为，则有
又有
解得
故答案为：C。
【分析】将车内空气视为等压变化的理想气体，利用盖 - 吕萨克定律结合质量与体积的关系，推导不同温度下的空气质量比。
5．（2025·白银模拟）如图为边长为d的正方体，O为的中点，在、两边放置足够长的直导线，均通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，磁感应强度大小与距离成反比。则图中C、O两点处的磁感应强度大小之比为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C． D．1∶1
【答案】A
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】设放置在边的电流在C点的磁感应强度大小为
根据右手螺旋定则可判断其方向沿
放置在边的电流在C点的感应强度大小为，方向沿
故C点处的磁感应强度大小为
放置在边的电流在O点的磁感应强度大小为，方向平行于
放置在边的电流在O点的磁感应强度大小为，方向平行于
故O点处的磁感应强度大小为
则图中C、O两点处的磁感应强度大小之比为
故答案为：A。
【分析】先确定C、O点到两根直导线的距离，结合“磁感应强度与距离成反比”的规律，分别计算两根导线在C、O点产生的磁感应强度，再通过矢量叠加求合场强，最终得到两者的比值。
6．（2025·白银模拟）如图所示，在真空中相距为的两点分别固定着电荷量均为的正点电荷，为连线的中点，为连线中垂线上的一点，，把电荷量的试探电荷从点移到点，克服电场力做了的功。已知静电力常量为。则（ ）
A．P点合电场强度的大小为
B．点合电场强度的方向与垂直
C．两点间的电势差为
D．若点的电势为零，点的电势为
【答案】A
【知识点】电场力做功；电场强度；电场强度的叠加；电势差
【解析】【解答】AB．依据点电荷电场强度的决定式可知
方向如图所示，故，方向沿直线由指向，A正确，B错误；
CD．两点间的电势差
根据电势差和电势的关系
可得，CD错误。
故答案为：A。
【分析】先计算P点到A、B的距离，结合点电荷场强公式求P点合场强；再利用电场力做功与电势差的关系分析P、O间的电势差及电势。
7．（2025·白银模拟）如图所示，正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，金属框恰好能匀速通过磁场，不计空气阻力，取。下列说法不正确的是（　　）
A．刚性金属框电阻为
B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边都不受安培力作用
C．通过磁场的过程中，克服安培力做功为
D．改变平抛的初速度大小，金属框仍然能匀速通过磁场
【答案】B
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A．金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场，则有
而
且
代入数据求得，故A正确；
B．通过磁场的整个过程中，根据左手定则可知，金属框的两条竖直边所受安培力大小相等，方向相反，都要受安培力，故B错误；
C．根据功能关系得克服安培力做功，故C正确；
D．根据题意可知，初速度大小不影响安培力，安培力的大小只与线框竖直方向的分速度有关，而只与高度有关，则可知，只要抛出高度不变，不管初速度大小如何，金属框仍然能匀速通过磁场，故D正确。
故答案为：B。
【分析】金属框做平抛运动，进入磁场后匀速通过，说明安培力与重力平衡，通过分析电磁感应、受力平衡和能量守恒来判断各选项。
8．（2025·白银模拟）如图所示，某传送带的倾角，长为10.5m，以6m/s的速率逆时针运转。 在传送带顶端A点静止释放一个质量为1kg的物体，同时传送带在电动机的带动下，以4m/s2加速运转，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体从顶端A点运动至底端B点的过程中（　　）
A．物体一直做匀加速直线运动
B．物体从A点运动至B点所用时间为1.5s
C．物体在传送带上留下划痕的长度为3m
D．物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为20J
【答案】B,C
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】 物体由静止释放，开始阶段受到的滑动摩擦力沿传送带向下，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度—时间公式求出物体与传送带共速时的速度以及所用时间，并求出该段过程物体与传送带通过的位移。共速后，假设物体与传送带可以保持相对静止，根据牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力大小，与最大静摩擦力比较，即可判断共速后物体的运动情况，物体由静止释放，一开始受到的摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得
设经过时间物体与传送带达到相同速度，则有
代入数据可得
，
该段过程物体与传送带通过的位移分别为
，
共速后，假设物体与传送带可以保持相对静止，则有
解得物体受到的静摩擦力大小为
则共速后物体与传送带一起以的加速度向下做匀加速直线运动，设共速后经过时间，物体到达B点，则有
解得
则物体从A点运动至B点所用时间为
物体在传送带上留下划痕的长度为
物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为
解本题的关键要正确对物体受力分析，判断对应的运动情况，灵活应用牛顿第二定律和运动学公式列方程求解运动时间、位移与速度。要知道摩擦生热与相对位移有关。
故选BC。
【分析】根据运动学公式求出此后的运动时间，从而求得物体从A点运动至B点的总时间。根据相对位移求物体在传送带上留下划痕的长度，进而求出因摩擦产生的内能。
9．（2025·白银模拟）如图所示，O点为半径为R的半圆形碗的圆心，质量相同的a、b两小球用一长为R的轻质细杆相连，a球表面粗糙，b球表面光滑。现将a、b两小球及杆放入碗内，系统处于静止状态，细杆水平。现将碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°，此过程 a、b两球始终相对碗静止。在旋转过程中，下列说法正确的是（　　）
A．细杆对b球的弹力逐渐增大
B．碗壁对b球的弹力逐渐增大
C．a球受到碗壁的摩擦力最大值为其重力的倍
D．a球受到碗壁的支持力最大值为其重力的倍
【答案】A,C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对b球受力分析可知，细杆对b球的弹力与碗壁对b球的弹力的夹角始终为，根据受力平衡可知这两个力的合力大小始终等于b球的重力mg，故三个力的矢量三角形始终在同一个圆上，如下图
由图可知，该圆的直径为
当碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°过程中，细杆对b球的弹力Tb逐渐增大，碗壁对b球的弹力Fb逐渐减小，故A正确，B错误；
CD．碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°后，a球在最底端，受力分析如下图
对b球，由几何关系可知、、mg三个力互成，根据受力平衡可得
由受力分析可知，碗绕O点在纸面内逆时针缓慢旋转30°后，a球受到碗壁的支持力和受到碗壁的摩擦力最大，此时
由受力平衡可得，，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】对b球进行受力分析，利用矢量三角形或力的分解判断细杆弹力和碗壁弹力的变化；对a球进行极值分析，求解摩擦力和支持力的最大值。
10．（2025·白银模拟）如图所示，竖直平面内足够长的光滑“”形金属导轨间的距离为L，空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场 一根劲度系数为k的轻质绝缘弹簧上端固定在导轨上，下端连接一根质量为m的金属棒ab，弹簧处于原长时将金属棒由静止释放，金属棒下降x时速度最大 已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒的电阻为R，导轨电阻不计，弹簧具有的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）
A．金属棒下降时通过的电流方向从b到a
B．金属棒运动过程中的最大速度为
C．金属棒从释放到最后稳定的过程中，回路中产生的焦耳热为
D．金属棒从释放到速度达到最大的过程中，克服安培力做的功为
【答案】B,C,D
【知识点】右手定则；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．由右手定则可知，金属棒下降时通过的电流方向从a到b，故A错误；
B．当金属棒所受的合力等于零时速度达到最大，由平衡条件可得
其中，，
解得，故B正确；
C．金属棒稳定后速度为零，处于静止状态，则有
解得
整个过程中能量守恒，则有
其中
解得，故C正确；
D．金属棒速度最大时，根据能量守恒定律有
解得，故D正确
故答案为：BCD。
【分析】结合右手定则、电磁感应定律、平衡条件和能量守恒定律，对金属棒的运动过程进行分析。
二、非选择题：本题共5小题，共57分。
11．（2025·白银模拟）某物理实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，用天平测出滑块和槽码的质量，分别为M和m，滑块用细线绕过定滑轮与槽码相连。调整气垫导轨水平，并使细线与导轨平行。将滑块从A点由静止释放，滑块经过光电门时槽码未着地，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块在释放点A时遮光条与光电门间的距离为L。已知当地的重力加速度为g。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，若测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度d=　 　mm。
（2）多次改变光电门的位置，重复上述实验，作出L随的变化图像如图丙所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为g=　 　（用题中已知量和测得的物理量符号表示）时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。
（3）如果实验前没有调整到气垫导轨水平，而是带滑轮的一端较低，其他实验操作和实验数据读数均正确，这样根据图像计算出的重力加速度大小应　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的重力加速度大小。
【答案】3.55；；大于
【知识点】验证机械能守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】（1）由题图可知，该有表卡出的精确度为0.05mm，所以其读数为
故答案为：3.55
（2）滑块经过光电门时的速度为
槽码带动滑块运动过程中，若机械能守恒，有
整理有
结合题图，图像的斜率为
解得
故答案为：
（3）气垫导轨带滑轮的一端较低，设于水平方向的夹角为θ，实际上由运动过程根据机械能守恒定律有
整理有
结合题图，图像的斜率为
整理有
故答案为：大于
【分析】(1) 游标卡尺读数：主刻度 + 游标刻度 × 精度。
(2) 由动能定理和机械能守恒，推导出 与 的线性关系，从而得到重力加速度表达式。
(3) 导轨带滑轮端较低，额外重力分力使加速度偏大，导致计算出的重力加速度偏大。
12．（2025·白银模拟）某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：
A.电流表（内阻，满偏电流）
B.电流表（内阻，满偏电流）
C.定值电阻（100Ω，）
D.电阻箱（，）
E.滑动变阻器（100Ω，）
F.电源（36V，内阻不计）
G.多用电表
H.开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到　 　（填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行　 　（填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为　 　。
（2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，处应选择　 　（填“”或“”）与电阻箱串联，改装成量程为36V的电压表
（3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该种材料的电阻　 　
【答案】；欧姆调零；；；
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率的，即将多用电表的欧姆挡位换到进行再次测量，并重新进行欧姆调零。则图甲的读数为
（2）根据题意可知，让电表同时接近满偏状态，处电表改装后量程为，由欧姆定律可知，流过的电流为，若处选择，和并联后量程为，不能满足实验要求，则应处选择，处选择。
（3）由于与内阻相等，则流过的电流为，则流过的电流为
两端的电压为，由欧姆定律可得
【分析】（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率。每次换倍率需重新进行欧姆调零。
（2）考查电压表改装，根据改装后量程利用欧姆定律计算电流来选择表头。
（3）找出流过的电流和两端的电压，由欧姆定律得出该种材料的电阻。
13．（2025·白银模拟）如图所示，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖可以将整个茶杯提起。已知环境的热力学温度为，大气压强为，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体。
（1）求冷却过程中，杯内封闭气体的内能如何变化？
（2）用手向上提杯盖，为使茶杯不脱落，求茶杯与水总质量的最大值。
【答案】解：（1）冷却过程中杯内封闭气体放热，即
体积不变。故气体对外界做的功为零，即
根据热力学第一定律
可知
即杯内封闭气体的内能减小
（2）设冷却后杯内封闭气体的压强为p，根据查理定律可得
解得
以茶杯与水组成的整体为研究对象，根据平衡条件可得
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）冷却过程中杯内封闭气体放热，体积不变。故气体对外界做的功为零，根据热力学第一定律求解气体的内能如何变化 ；
（2）等容变换根据查理定律列式求解，以茶杯与水组成的整体为研究对象，根据平衡条件可得求解 茶杯与水总质量的最大值。
14．（2025·白银模拟）“碰碰车弹球”游戏可简化成下图所示，轨道由平滑相连的水平面和斜面组成，斜面倾角为θ（）。质量为m的玩具碰碰车置于水平轨道上的A点，质量为3m的小球置于水平轨道上非常靠近连接处的B点。遥控小车启动，小车在牵引力作用下沿轨道向右运动，到达B点时与小球发生正碰。碰后小球的速度大小为v，小球与斜面的动摩擦因数。之后小车和小球第二次碰撞也在B点，碰后小球的速度变为0，重力加速度为g。所有碰撞均为弹性正碰，碰撞时间极短。求：
（1）第一次碰撞后小球沿斜面上升的最大距离；
（2）第一次碰撞后小球返回B处时的速度大小；
（3）第二次碰撞后小车的动能。
【答案】（1）解：设第一次碰撞后小球沿斜面上升的最大距离为L，以沿斜面向上运动为正方向。由受力分析可知，沿斜面方向有
垂直斜面方向上有
再根据速度位移公式
联立解得
（2）解：第一次碰后小球返回B处时，由动能定理
代入数据解得
（3）解：规定向右为正方向，第二次碰撞由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可得
联立解得
小车动能
【知识点】动量守恒定律；牛顿运动定律的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】(1) 先由受力分析求加速度，再用速度位移公式求最大距离。
(2) 用动能定理求返回B点的速度。
(3) 两次弹性碰撞，用动量守恒和动能守恒求第二次碰撞后小车的动能。
15．（2025·白银模拟）如图1所示，间距为d，相互平行的金属导轨EG、FH与PG、QH，在GH处用一小段绝缘圆弧相连，其中PG、QH水平，EG、FH是倾角为的斜轨。EF之间接一个阻值为R的电阻，PQ之间接有阻值不计，自感系数为L的自感线圈。MNGH和CDPQ区域存在大小为B，方向如图所示垂直于轨道平面的匀强磁场。质量为m，电阻r的金属棒a从AB处由静止开始沿导轨下滑，其在斜轨上运动过程中的v-t图像如图2所示，金属棒滑过GH后与另一根放在CD右侧位置相同质量，电阻不计的金属棒b相碰，碰后两棒粘在一起运动。不计导轨的电阻及GH处的机械能损失，金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，轨道足够长。已知，，，，，。取，，。
（1）求金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差UAB；
（2）求金属棒a与导轨间的动摩擦因数以及金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
（3）已知金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时所用时间为2.1s，求此过程中电阻R产生的焦耳热；
（4）求a、b棒碰撞后，向左运动的最大距离xm（提示：自感电动势的大小为）。
【答案】解：（1）金属棒a刚进磁场时产生的感应电动势为
金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差为
（2）金属棒a在磁场区域外的加速度为
根据牛顿第二定律有
金属棒a与导轨间的动摩擦因数
金属棒a在磁场区域中，速度最大时有
金属棒a中的电流为
解得金属棒在磁场中能够达到的最大速率
（3）金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时，根据动量定理有
电量为
解得
根据动能定理有
解得产生的总热量为
此过程中电阻R产生的焦耳热为
（4）a、b棒碰撞后两棒粘在一起运动，有
产生的电动势为
整理得
则
金属棒中的电流为
根据图象以及动能定理有
向左运动的最大距离
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势结合欧姆定律解答；
（2）根据图像，结合牛顿第二定律解得动摩擦因数，金属棒在磁场中达到的最大速率时受力平衡，根据安培力计算公式解答；
（3）应用能量守恒定律与串联电路特点求出电阻R产生的焦耳热；
（4）分析清楚金属棒a的运动过程，求出金属棒的最大距离。
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