精品解析：2024届北京市海淀区高三下学期二模（5月）物理反馈试题

海淀区2023—2024学年第二学期期末练习反馈题 高三物理 2024.05 1. 以下核反应方程属于衰变是（　　） A B. C. D. 2. 下列关于光的现象说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是光的圆孔衍射现象 B. 光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象 C. 鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的干涉现象 D. 用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了增强干涉 3. 关于热现象，下列说法正确的是（　　） A. 热量不能从低温物体传到高温物体 B. 两分子间距离增大，分子势能一定增大 C. 物体对外界做功时，其内能一定降低 D. 布朗运动能够体现液体分子的无规则运动 4. 位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A. 波源起振时，向y轴负方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 时，处的质点开始沿y轴正方向运动 D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 5. 某同学用如图所示的装置探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系，下列说法正确的是（　　） A. 必须测出活塞的横截面积 B. 作图像时，气体的压强和体积必须用国际单位 C. 若图像可拟合为一条直线，就能说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比 D. 实际操作中，由于柱塞中连接空气柱与压力表的细管中存在一些气体，这将可能导致随着压强p的增加，p与V的乘积不断减小 6. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（　　） A. 摩擦力做功大小与F方向无关 B. 合力做功大小与F方向有关 C. F为水平方向时，F做功为 D. F做功的最小值为 7. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 B. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 C. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比 D. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为 8. 如图1所示为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态，在时刻，将开关S断开，测量得到时刻前后灯泡A、B两端电势差、随时间t的变化关系。电源内阻及电感线圈L的直流电阻可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 图2所示为灯泡A两端电势差在S断开前后随时间的变化关系 B. S断开瞬间，自感线圈L两端电势差大小为 C. 由图1可知电源电动势为 D. 由图2和3可知两灯泡正常发光时，灯泡A的阻值与灯泡B的阻值之比为1∶2 9. 地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度h处的电势的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 这个大电容器所储能量约为 B. 高度处电场强度约为40V/m C. 高度处电场强度约为19V/m D. 一带正电尘埃下落过程中大气电场对其的静电力做负功 10. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在的一侧存在竖直向上的匀强磁场。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力F作用下沿x轴正方向由静止开始做匀加速运动。时金属杆位于处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于电路总功率P和所受外力F大小的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法不正确的是（　　） A. 两极板间电压为时，尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 B. 两极板间电压为时，除尘率可达25% C. 若极板间电压小于，需要减小尘埃的速率v，保持除尘率 D. 仅减少尘埃比荷，除尘率将减小 12. 如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g，在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是（　　） A. 每粒沙子在空中的轨迹是一条抛物线 B. 若将沙漏以速度v水平抛出，漏出的沙子在空中形成的几何图形是一条竖直直线 C. 每粒沙子从漏出开始计时，t时刻与地面间的高度 D. 若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度大于 13. 如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底，该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β<90°），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为µ<tanα，重力加速度为g，不计空气阻力，关于该下滑过程，下列说法正确的是（　　） A. 图2时刻β角在增大 B. 该同学所受支持力的方向不变，大小改变 C. 该同学在图2所示时刻一定是在减速 D. 该同学所受支持力的冲量为零 14. 类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势，，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律，其中为磁通量，被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A. 为图1中的线圈接入正弦交流电时，线圈中的磁动势改变 B. 在国际单位制中，磁动势的单位应为：安培匝 C. 若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，则磁动势仍然成立 D. 在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在铁芯中激发感应“磁动势” 15. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互___________放置。（选填“垂直”或“平行”） （2）某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的读数为，已知双缝间距d，测得双缝到毛玻璃屏的距离L，所测光的波长的表达式___________。（用题目给出的物理量表达） （3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有___________。 A. “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B. “探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 C. “用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 16. 用如图1所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图2中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为、，OM、OP、ON的长度分别为、、。 （1）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后速度。但是，可以通过仅测量___________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。 A. 小球开始释放高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平位移 （2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. b球每次的落点一定是重合的 D. 实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒，若还满足关系式___________，则可认为两球碰撞为弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。 （4）换用不同材质的小球再次进行上述实验，分析说明N点有没有可能在P点的左侧。 17. 某同学在家想完成“利用单摆测量重力加速度”的实验。他寻找到手边有一些物品：足够长的非弹性细线，比较重的金属锁，一把量程为30cm的刻度尺，和一部带有计时秒表功能的手机。 现在遇到的困难是：金属锁形状不规则，重心位置不便确定：刻度尺量程不够。请你克服困难，设计完成该实验。 实验仪器：细线、金属锁、刻度尺、手机 （1）简要写出主要的实验步骤： （2）简要写出实验数据处理方法。 18. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 19. 如图所示，两条光滑的金属导轨相距L=1m，其中MN段平行于PQ段，位于同一水平面内，NN0段与QQ0段平行，位于与水平面成倾角37°的斜面内，且MNN0与PQQ0均在竖直平面内。在水平导轨区域和倾斜导轨区域内分别有垂直于水平面和斜面的匀强磁场B1和B2，且B1=B1=0.5T。ab和cd是质量均为m=0.1kg、电阻均为R=4Ω的两根金属棒，ab置于水平导轨上，cd置于倾斜导轨上，均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起，ab棒在外力（图中未标出）作用下由静止开始沿水平方向向右运动（ab棒始终在水平导轨上运动，且垂直于水平导轨），cd棒受到沿斜面且平行于导轨方向的变力作用，并始终处于静止状态，规定向上为正方向，该变力F随时间t的变化关系式为。不计导轨的电阻。（sin37°=0.6，重力加速度g=10m/s2） （1）求流过cd棒的电流Icd的方向及其大小随时间t变化的函数关系； （2）求ab棒在水平导轨上运动的速度vab随时间t变化的函数关系； （3）若t=0时刻起，1.0s内作用在ab棒上的外力做功为W=3.8J，求这段时间内cd棒产生的焦耳热Qcd。 20. 热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力，其中v是热气球相对空气的速度，方向与热气球相对空气的速度方向相反，k为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为m时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为g。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。 （1）若热气球初始时悬浮在无风空中，现将热气球的质量调整为0.9m（忽略调整时间），设向上为正，请在图中定性画出此后热气球的速度v随时间t变化的图像。 （2）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为1.1m（忽略调整时间），同时突然出现速度为的水平气流（之后始终存在），热气球在竖直方向下降距离h时水平和竖直方向上同时趋近平衡状态（可视为达到平衡状态）。求： ①热气球平衡时的速率； ②该过程中空气对热气球做的功； ③热气球下降距离h的过程经历的时间t； ④热气球在水平方向移动的距离x。 21. 如图甲所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c、大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e （1）a、判断电极M和N的电势高低； b、求磁感应强度的大小B。 （2）在通入电流但未加入磁场时，会在元件内部形成一系列等势面，实际实验中，如图乙所示，由于M、N两电极未完全正对，导致即使不加外磁场，也会在M和N之间形成电压，该电压称为不等势电压。 a、分析不等势电压对B的测量的影响（使得B的测量值相对真实值偏大还是偏小）； b、为了消除不等势电压的影响，可以先测出M和N之间的电压，再将电流反向（即改为从Q到P），维持电流大小不变，测出M和N之间的电压，求磁感应强度B的大小。 （3）在实际操作中，由于电极P和Q焊接处的电阻不同，通电后在两电极处的发热程度不同，这个温度差会在M和N之间形成一个附加电场，这称为能斯特效应。附加电场的方向与磁场的方向有关，请你设计实验方案，消除能斯特效应对于测量磁感应强度产生的误差（不考虑不等式电压的影响）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海淀区2023—2024学年第二学期期末练习反馈题 高三物理 2024.05 1. 以下核反应方程属于衰变的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．属于衰变，故A正确； B．属于β衰变，故B错误； C．属于核聚变，故C错误； D．属于人工核反应，故D错误。 故选A。 2. 下列关于光的现象说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是光的圆孔衍射现象 B. 光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象 C. 鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的干涉现象 D. 用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了增强干涉 【答案】B 【解析】 【详解】A．泊松亮斑是一种由于光的衍射而产生的一种光学现象，是指当单色光照射在宽度小于或等于光源波长的不透光的小圆板时，就会在小圆板之后的光屏上出现环状的互为同心圆的明暗相间的衍射条纹，并且在同心圆的圆心处会出现一个较小的亮斑，这就是泊松亮斑，故A错误； B．光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象，故B正确； C．鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的全反射现象，故C错误； D．用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了使入射光变成单色光，故D错误。 故选B。 3. 关于热现象，下列说法正确的是（　　） A. 热量不能从低温物体传到高温物体 B. 两分子间距离增大，分子势能一定增大 C. 物体对外界做功时，其内能一定降低 D. 布朗运动能够体现液体分子的无规则运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但通过外界做功，热量能从低温物体传到高温物体，故A错误； B．但分子力体现为斥力时，两分子间距离增大，分子斥力做正功，分子势能减小，故B错误； C．物体对外界做功时，如果同时从外界吸热，其内能不一定降低，故C错误； D．布朗运动能够体现了液体分子的无规则运动，故D正确。 故选D。 4. 位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A. 波源起振时，向y轴负方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 时，处的质点开始沿y轴正方向运动 D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．由“同侧法”可知，波源起振时，向y轴正方向运动，A错误； B．由图像可知 故时，处的质点振动了个周期，位于波峰，B错误； C．由上述分析可知波速为 故波传到处需要的时间为 所以时，处的质点开始沿y轴正方向运动，C正确； D．介质不变波速不变，由 可知若波源的振动频率增加，则波长减小，D错误。 故选C。 5. 某同学用如图所示的装置探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系，下列说法正确的是（　　） A. 必须测出活塞的横截面积 B. 作图像时，气体的压强和体积必须用国际单位 C. 若图像可拟合为一条直线，就能说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比 D. 实际操作中，由于柱塞中连接空气柱与压力表的细管中存在一些气体，这将可能导致随着压强p的增加，p与V的乘积不断减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体的体积为气柱的长度与活塞横截面积的乘积，但是由于活塞的横截面积不变，所以气体的体积与气柱的长度成正比，故不需要测出活塞的横截面积，故A错误； B．根据玻意耳定律可知 所以作图像时，气体的压强和体积不必用国际单位，故B错误； C．若图像可拟合为一条过原点的倾斜的直线，就能说明一定质量的气体在温度不变时，其压强p与成正比，其压强与体积成反比，故C错误； D．实际操作中，由于柱塞中连接空气柱与压力表的细管中存在一些气体，随着压强增大，细管中气体体积减小，压强增大，导致空气柱的测量值偏大，根据玻意耳定律可知，这将导致随着压强增大，p与V的乘积不断减小，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（　　） A. 摩擦力做功大小与F方向无关 B. 合力做功大小与F方向有关 C. F为水平方向时，F做功为 D. F做功的最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设力F与水平方向夹角为θ，则摩擦力为 摩擦力的功 即摩擦力的功与F的方向有关，选项A错误； B．合力功 可知合力功与力F方向无关，选项B错误； C．当力F水平时，则 力F做功为 选项C错误； D．因合外力功为max大小一定，而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，而当时，摩擦力f=0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。 故选D。 7. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 B. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 C. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比 D. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由开普勒第三定律可得，卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．由万有引力提供向心力，卫星在轨道Ⅰ上可得 在轨道Ⅲ上可得 则有卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比为 C正确，不符合题意； D．设卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点的速度为，在B点的速度为，由开普勒第二定律可得 解得经过A点和B点的速度之比为 D正确，不符合题意。 故选A。 8. 如图1所示为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态，在时刻，将开关S断开，测量得到时刻前后灯泡A、B两端电势差、随时间t的变化关系。电源内阻及电感线圈L的直流电阻可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 图2所示为灯泡A两端电势差在S断开前后随时间的变化关系 B. S断开瞬间，自感线圈L两端电势差大小为 C. 由图1可知电源电动势为 D. 由图2和3可知两灯泡正常发光时，灯泡A的阻值与灯泡B的阻值之比为1∶2 【答案】D 【解析】 【详解】A．电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态 开关S断开瞬间，由于自感 所以图2所示为灯泡B两端电势差在S断开前后随时间的变化关系，故A错误； B．根据图2，S断开瞬间，自感线圈L两端电势差大小为 U=+=3 故B错误； C．电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态，由图1可知电源电动势为，故C错误； D．S断开瞬间，线圈L、灯泡A、B构成闭合回路，经过两灯泡电流相等，由于 =2 根据 U=IR 则灯泡A的阻值与灯泡B的阻值之比为1∶2，故D正确。 故选D。 9. 地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度h处的电势的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 这个大电容器所储能量约为 B. 高度处电场强度约为40V/m C. 高度处电场强度约为19V/m D. 一带正电尘埃下落过程中大气电场对其的静电力做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．这个大电容器所储能量 故A错误； BC．斜率的倒数代表电场强度，高度处电场强度 故B错误，C正确； D．高度越高，电势越高，一带正电尘埃下落过程中大气电场对其的静电力做正功，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在的一侧存在竖直向上的匀强磁场。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力F作用下沿x轴正方向由静止开始做匀加速运动。时金属杆位于处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于电路总功率P和所受外力F大小的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属杆在外力F作用下沿x轴正方向由静止开始做匀加速运动，则有 则电路总功率P为 即图像为开口向上的抛物线，故A错误； B．金属棒做匀加直线运动，有 则电路总功率P为 即图像为正比例函数关系，故B正确； C．金属棒做匀加直线运动，由牛顿第二定律有 联立可得 即图像为一次函数关系，故C错误； D．外力F与位移的关系为 则图像不构成正比例函数关系，故D错误。 故选B。 11. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法不正确的是（　　） A. 两极板间电压为时，尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 B. 两极板间电压为时，除尘率可达25% C. 若极板间电压小于，需要减小尘埃的速率v，保持除尘率 D. 仅减少尘埃的比荷，除尘率将减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由动量定理得尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 A错误； B．两极板间电压为时，尘埃的加速度变为原来的，尘埃在板间运动的时间不变，那么尘埃在板间竖直方向的最大位移为板间距的，所以有的尘埃被收集，则除尘率为 B正确； C．若极板间电压小于，则尘埃在板间的加速度减小，保持除尘率，则尘埃竖直方向的最大位移不变，所以需要延长尘埃在板间的飞行时间，因此需要减小尘埃进入板间的速度，C正确； D．除尘率为 仅减少尘埃的比荷，那么除尘率减小，D正确。 本题选不正确的，故选A。 12. 如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g，在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是（　　） A. 每粒沙子在空中的轨迹是一条抛物线 B. 若将沙漏以速度v水平抛出，漏出的沙子在空中形成的几何图形是一条竖直直线 C. 每粒沙子从漏出开始计时，t时刻与地面间的高度 D. 若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度大于 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于惯性，每粒沙子漏出的瞬间，存在一个水平向右的初速度v，沙子开始做平抛运动，其在空中的轨迹为一条抛物线，故A正确； B．若将沙漏以速度v水平抛出，沙漏处于完全失重状态，沙漏中的沙子将不会漏出沙漏，沙子在空中始终随沙漏一起做平抛运动，故B错误； C．每粒沙子从漏出开始计时，t时刻沙子下落的高度 此时其与地面间的高度为 故C错误； D．沙子漏出后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，地面上沙子的长度等于初始时刻漏出的沙子与末时刻漏出沙子在地面上落地之间的间距，即等于t时间内沙漏的位移大小，即若沙漏内的沙子在t时间内落完，则地面上沙子的长度等于，故D错误。 故选A。 13. 如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底，该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β<90°），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为µ<tanα，重力加速度为g，不计空气阻力，关于该下滑过程，下列说法正确的是（　　） A. 图2时刻β角在增大 B. 该同学所受支持力的方向不变，大小改变 C. 该同学在图2所示时刻一定是在减速 D. 该同学所受支持力的冲量为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．该同学在斜面内的受力如图所示 由于v的方向与mgsinα和f的合力不共线，所以速度方向向合力方向偏，而mgsinα和f的合力方向斜向右下方，所以β角在增大，故A正确； B．该同学所受支持力的大小为 方向垂直于斜面向上，故B错误； C．该同学在图2所示时刻，若mgsinα和f的合力方向与v的夹角为钝角，则该同学在做减速运动，若mgsinα和f的合力方向与v的夹角为锐角，则该同学在做加速运动，故C错误； D．由于冲量等于力与时间乘积，所以该同学所受支持力的冲量不为零，故D错误。 故选A。 14. 类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势，，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律，其中为磁通量，被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A. 为图1中的线圈接入正弦交流电时，线圈中的磁动势改变 B. 在国际单位制中，磁动势的单位应为：安培匝 C. 若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，则磁动势仍然成立 D. 在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在铁芯中激发感应“磁动势” 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据磁动势可知，图1中的线圈接入正弦交流电时，因电流I不断变化，则线圈中的磁动势改变，选项A正确，不符合题意； B．根据磁动势可知，在国际单位制中，磁动势的单位应为：安培匝，选项B正确，不符合题意； C．若将图2中的铁芯的左半部分替换为永磁体，根据闭合磁路的欧姆定律，则磁阻Rm会发生变化，则磁动势不再成立，选项C错误，符合题意； D．在铁芯所在的空间中，施加变化电场，有可能在线圈中激发感应电流，从而在铁芯中激发感应“磁动势”，选项D正确，不符合题意。 故选C。 15. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互___________放置。（选填“垂直”或“平行”） （2）某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的读数为，已知双缝间距d，测得双缝到毛玻璃屏的距离L，所测光的波长的表达式___________。（用题目给出的物理量表达） （3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有___________。 A. “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B. “探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 C. “用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 【答案】（1）平行 （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。 【小问2详解】 相邻的亮纹中心的距离 根据 得所测光的波长的表达式 【小问3详解】 为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出，属于放大测量取平均值。 A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误； B．《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量，属于测多次去计算平均值，故B错误； C．《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确。 故选C。 16. 用如图1所示装置研究两个半径相同小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图2中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为、，OM、OP、ON的长度分别为、、。 （1）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量___________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。 A. 小球开始释放高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平位移 （2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. b球每次的落点一定是重合的 D. 实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒，若还满足关系式___________，则可认为两球碰撞为弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。 （4）换用不同材质的小球再次进行上述实验，分析说明N点有没有可能在P点的左侧。 【答案】（1）C （2）B （3） ①. ②. ## （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 小球做平抛运动，根据 ， 联立可得 因为小球开始释放的高度均相同为h，故可以通过测量小球做平抛运动的水平位移，来间接测定小球碰撞前后的速度。 故选C。 【小问2详解】 研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，轨道是否光滑无影响，落点不一定重合，复写纸和白纸不可移动。 故选B。 【小问3详解】 [1]小球下落高度相同，则运动时间相同，由动量守恒定律可知，若两球碰撞前后的总动量守恒，则 化简可得 故两球碰撞前后的总动量守恒，则满足 [2]由机械能能守恒得 代入可得 结合 联立化简可得 【小问4详解】 可能，碰撞介于弹性碰撞与完全非弹性碰撞之间，完全非弹性碰撞b球被撞后速度小于a球撞前的速度，碰撞过程中动能不增加，则落点可能位于P点的左侧。 17. 某同学在家想完成“利用单摆测量重力加速度”的实验。他寻找到手边有一些物品：足够长的非弹性细线，比较重的金属锁，一把量程为30cm的刻度尺，和一部带有计时秒表功能的手机。 现在遇到的困难是：金属锁形状不规则，重心位置不便确定：刻度尺量程不够。请你克服困难，设计完成该实验。 实验仪器：细线、金属锁、刻度尺、手机 （1）简要写出主要的实验步骤： （2）简要写出实验数据处理方法。 【答案】（1）见解析；（2）见解析 【解析】 【详解】（1）①如图所示，将绳子的一端（Q端）和金属锁固定，在绳子上标记一点（P点），PQ约为1m左右，将绳子的另一端O端固定，使OP约为5cm。用刻度尺测出OP的长度为，记入表格。 ②将金属锁拉开一个角度，静止释放，使其在一个平面内摆动。金属锁某次经过最低点时开始按下秒表开始计时，同时计为0次，金属锁每同方向经过最低点次数加一、当次数为30次时，停止计时，记录时间为，并记入表格。 ③改变OP的长度5次（比如分别为10cm、15cm、20cm、25cm、30cm），重复上面的操作，将测的OP长度和时间分别记录表格。 ④根据公式，分别计算周期，记录表格。计算出相应的记录表格。 次数 1 2 3 4 5 6 l（cm） t（s） T（s） （2）①在坐标系中将各组、l描点，并将各点连成直线，连线时：尽可能多的点在线上；不在线上的点，尽可能平均分居线的两侧；离线太远的点舍去。 ②求出直线的斜率k，根据公式 可得 则斜率 求出重力加速度g。 18. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚好通过A点，绳子拉力为零，仅重力提供向心力 解得 （2）从A点到B点，由动能定理 解得 在B点，由绳子拉力和小球重力共同提供向心力 解得 再由牛顿第三定律可得 （3）小球从B点到落地的过程中，只有重力做功，由动能定理 解得 19. 如图所示，两条光滑的金属导轨相距L=1m，其中MN段平行于PQ段，位于同一水平面内，NN0段与QQ0段平行，位于与水平面成倾角37°的斜面内，且MNN0与PQQ0均在竖直平面内。在水平导轨区域和倾斜导轨区域内分别有垂直于水平面和斜面的匀强磁场B1和B2，且B1=B1=0.5T。ab和cd是质量均为m=0.1kg、电阻均为R=4Ω的两根金属棒，ab置于水平导轨上，cd置于倾斜导轨上，均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起，ab棒在外力（图中未标出）作用下由静止开始沿水平方向向右运动（ab棒始终在水平导轨上运动，且垂直于水平导轨），cd棒受到沿斜面且平行于导轨方向的变力作用，并始终处于静止状态，规定向上为正方向，该变力F随时间t的变化关系式为。不计导轨的电阻。（sin37°=0.6，重力加速度g=10m/s2） （1）求流过cd棒的电流Icd的方向及其大小随时间t变化的函数关系； （2）求ab棒在水平导轨上运动的速度vab随时间t变化的函数关系； （3）若t=0时刻起，1.0s内作用在ab棒上的外力做功为W=3.8J，求这段时间内cd棒产生的焦耳热Qcd。 【答案】（1）d到c，；（2）；（3）0.3J 【解析】 【详解】（1）cd中电流方向为d到c，由于cd棒平衡，则有 解得 （2）cd棒中电流 则回路中电源电动势 ab棒切割磁感线，产生的感应电动势为 解得ab棒的速度 可知ab棒做初速为零的匀加速直线运动； （3）t=1.0s时，ab棒的速度 根据动能定理可得 可得1.0s内安培力做功为 回路中产生的焦耳热为 cd棒上产生的焦耳热 20. 热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力，其中v是热气球相对空气的速度，方向与热气球相对空气的速度方向相反，k为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为m时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为g。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。 （1）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为0.9m（忽略调整时间），设向上为正，请在图中定性画出此后热气球的速度v随时间t变化的图像。 （2）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为1.1m（忽略调整时间），同时突然出现速度为的水平气流（之后始终存在），热气球在竖直方向下降距离h时水平和竖直方向上同时趋近平衡状态（可视为达到平衡状态）。求： ①热气球平衡时的速率； ②该过程中空气对热气球做的功； ③热气球下降距离h的过程经历的时间t； ④热气球在水平方向移动的距离x。 【答案】（1）见解析；（2）①，②，③，④ 【解析】 【详解】（1）无风时悬浮时，有 当质量调整为0.9mg时 有 故随着速度增加，加速度逐渐减小，直到达到最大速度。热气球的速度v随时间t变化的图像如图所示。 （2）①无风时悬浮时，有 当质量调整为时，竖直方向有 即 水平方向有 平衡时 故热气球平衡时的速率为 ②由动能定理有 得 ③竖直方向上，由动量定理有 其中，解得该过程经过时间为 ④水平方向上，由动量定理有 其中，得 解得热气球在水平方向移动的距离为 21. 如图甲所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c、大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e （1）a、判断电极M和N的电势高低； b、求磁感应强度的大小B。 （2）在通入电流但未加入磁场时，会在元件内部形成一系列等势面，实际实验中，如图乙所示，由于M、N两电极未完全正对，导致即使不加外磁场，也会在M和N之间形成电压，该电压称为不等势电压。 a、分析不等势电压对B的测量的影响（使得B的测量值相对真实值偏大还是偏小）； b、为了消除不等势电压的影响，可以先测出M和N之间的电压，再将电流反向（即改为从Q到P），维持电流大小不变，测出M和N之间的电压，求磁感应强度B的大小。 （3）在实际操作中，由于电极P和Q焊接处的电阻不同，通电后在两电极处的发热程度不同，这个温度差会在M和N之间形成一个附加电场，这称为能斯特效应。附加电场的方向与磁场的方向有关，请你设计实验方案，消除能斯特效应对于测量磁感应强度产生的误差（不考虑不等式电压的影响）。 【答案】（1）a.M电势高，b.；（2）a.见解析，b.；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）a、由左手定则，电子受到向左的洛伦兹力，飞向N，故N电势低，M电势高 b、设导电电子定向移动的速率为v，时间内通过横截面的电量为，有 导电电子定向移动过程中，在MN方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有 得 （2）a、存在不等势电压时，会使得不通磁场时，也有 M、N之间的电压 这将会导致B测量值偏小。 b、由 则 则 （3）测得M和N之间的电压后，再将霍尔元件沿MN翻转（交换P、Q），测得M和N之间的电压，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $