精品解析：福建师范大学附属中学致远级2023-2024学年高三下学期4月月考物理试卷

福建师大附中致远级高三四月份物理适应性练习 （满分：100分，考试时间：75分钟） 试卷说明： （1）本卷共三大题，16小题，所有的题目都解答在答案卷上，考试结束，只要将答案卷交上来。 （2）考试过程中不得使用计算器或具有计算功能的电子设备。 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，轻质弹簧和物块组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中、、、2、3为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为和的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则可判断（　　） A. 该弹簧振子的振动周期为 B. 该弹簧振子的振幅为- C. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受弹力的冲量为零 D. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块所做的总功为负功 2. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，光的波速比光大 B. 通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较大 C. 若光能使某金属发生光电效应，则光也可以使该金属发生光电效应 D. 、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小 3. 如图所示，单匝矩形线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，则（　　） A. 通过外电阻R的电流方向周期性变化 B. 用多用电表的交流挡测量R两端的电压时，电表示数周期性变化 C. 当线圈由图示位置转过180°过程中，通过电阻R的电荷量为零 D. 当线圈由图示位置转过180°的过程中，电阻R上产生的热量 4. 如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，1号车厢对2号车厢的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有两项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 下列说法正确的是（　　） A. 晶体一定具有各向异性的特征 B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小 C. 由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的 D. 在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力 6. 目前已知的彗星数量已经超过3000颗，其中最著名的哈雷彗星绕太阳运行周期T1约为76.1年，在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2。月球绕地球做圆周运动的半径为r3，周期T2约为27天。下列说法正确的是（ ） A. 哈雷彗星与地球绕太阳转动过程中，它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 B. 哈雷彗星在近日点与远日点的速度大小之比为 C. 哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为 D. 太阳与地球的质量之比为 7. 学校中某参赛选手设计了科技节运输轨道，如图甲所示，可简化为倾角为足够长固定绝缘光滑斜面．以斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，且沿x轴部分区域存在电场。在斜面底端由静止释放一质量为m、电荷量为的滑块，在滑块向上运动的一段过程中，机械能E随位置坐标x的变化如图乙所示，曲线A点处切线斜率最大。滑块可视为质点，不计空气阻力，不计滑块产生的电场，重力加速度g已知．以下说法正确的是（　　） A. 在过程中，滑块动能先减小后恒定 B. 在处滑块的动能最大， C. 在的过程中重力势能与电势能之和先减小后增大 D. 在过程中，滑块先加速后减速 8. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为4kg，为6kg。从开始，水平共线的两个力和分别始终作用于A、B上，、随时间的变化规律为、。在时刻，、的方向如图所示。则下列判断正确的是（　　） A. 从时刻到时刻，A、B的加速度大小始终为 B. 在时刻，A、B之间的弹力大小为2N C. 在时刻，B的速度大小为14m/s D. 在前8s内，、对A、B两物体做的总功为590J 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中平行于t轴，的延长线过坐标原点。 （1）气体从a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数__________（填“增加”、“不变”或“减少”）； （2）气体从b→c过程，温度升高，气体__________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）。 10. 2023年8月24日，日本政府不顾周边国家反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水，核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其发生衰变时的核反应方程为。设的比结合能为，的比结合能为，X的比结合能为，该核反应过程中放出的能量__________。 11. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其工作原理可简化为如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下左右运动，进而改变电容器的电容。将运动信号转化为电信号，图中R为定值电阻。当N极板向下运动时，电流__________（填“由b向a”或“由a向b”）流过电流表；当N极板向上运动时，两极板间的电场强度__________（填“不发生”或“发生”）变化。 12. 某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合力关系一细绳通过定滑轮连接两个小桶A和B，A桶中放有若干个质量均为m的钩码，B桶中装有适量细沙，打点计时器固定在铁架台上，已知重力加速度为g。 （1）下列实验操作步骤，正确的顺序是___________ ①从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a。 ②给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀。 ③根据所得数据，作出相关图像，得出结论 ④重复步骤①的操作，得到多组数据。 （2）打点计时器的打点周期为T，实验打出的一段纸带如图乙所示，5个点为连续打出的点，1、3点间距为x1，1、5点间距为x2，则桶的加速度大小为___________（用所给字母表示）。 （3）实验小组测得多组数据，以B桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k的倾斜直线若牛顿第二定律成立，则两桶及所有钩码和桶内沙子的总质量M=___________（用k、g表示）。 13. 滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有： 两节干电池（电动势为3V，内阻为r），电流表（量程为0.6A，内阻为），电阻箱R（），待测滑动变阻器（总匝数120匝，匝数清晰可数），开关及导线若干。 器材按图1连接，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，调节电阻箱至合适阻值并保持不变，移动待测滑动变阻器的滑片，多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数n和相应电流表的读数I。作出图像，如图2所示。 （1）用螺旋测微器测量滑动变阻器电阻丝的直径如图3所示，电阻丝直径______mm； （2）某次测量时，电流表指针位置如图4所示，读数______A； （3）已知待测变阻器螺线管的直径，则待测变阻器电阻丝电阻率为______（结果保留2位有效数字）； （4）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为，则两节干电池串联的总内阻______（结果保留2位有效数字）； （5）实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，则测得的电阻率______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 14. 正在公路上行驶的汽车，只需按下一个键，就能轻松切换到飞行模式，变身飞机跃入天空，这就是飞行汽车！一辆飞行汽车在平直的公路上以108km/h的速度行驶，某时刻司机启动飞行模式，汽车保持水平速度不变，沿竖直方向开始匀加速爬升，经过一段时间爬升到200m高处。用表示水平位移，表示竖直位移，这一过程的图像如图所示。取，求汽车飞行时： （1）到达200m高处时速度的大小； （2）所受升力与其重力大小的比值。 15. 如图所示，直线OA与y轴的夹角，在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从y轴上P点平行于x轴射入电场，粒子经电场偏转并经过OA上的Q点进入一矩形匀强磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6l，电场强度，不计粒子的重力，求： （1）O点到P点的距离； （2）粒子经过Q点时的速度； （3）匀强磁场的磁感应强度大小； （4）矩形磁场区域的最小面积。 16. 如图所示，两平行导轨按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的平滑衔接处，虚线2为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为，时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为，两金属棒的长度均为，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为、，重力加速度，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求： （1）金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少，该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少？ （2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？ （3）假设虚线2右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福建师大附中致远级高三四月份物理适应性练习 （满分：100分，考试时间：75分钟） 试卷说明： （1）本卷共三大题，16小题，所有的题目都解答在答案卷上，考试结束，只要将答案卷交上来。 （2）考试过程中不得使用计算器或具有计算功能的电子设备。 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，轻质弹簧和物块组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中、、、2、3为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为和的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则可判断（　　） A. 该弹簧振子的振动周期为 B. 该弹簧振子的振幅为- C. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受弹力的冲量为零 D. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块所做的总功为负功 【答案】D 【解析】 【详解】AB．记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期 振幅为 故AB错误； C．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹簧振子从上方最大位移处运动到下方最大位移处，初末速度为零，根据动量定理可知，物块受到的合力的冲量为零，弹力和重力的合力冲量为零，故C错误； D．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知，合外力做功为零，但重力做正功，故弹力对物块做负功，故D正确。 故选D。 2. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，光的波速比光大 B. 通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较大 C 若光能使某金属发生光电效应，则光也可以使该金属发生光电效应 D. 、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据棱镜色散规律可知a光的频率比b光的频率低，根据 可知在冰晶中，b光的波速比a光小，故A错误； B．根据 c=λf 所以a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式 可知用同一装置做双缝干涉实验时，a光条纹间距更大，故B错误； C．由上可知，a光折射率小，频率小，光子能量小，所以a光比b光不容易发生光电效应，若a光能使某金属发生光电效应，则b光也可以使该金属发生光电效应，故C正确； D．水对a光的折射率比对b光的折射率小，根据 可知从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，单匝矩形线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，则（　　） A. 通过外电阻R的电流方向周期性变化 B. 用多用电表的交流挡测量R两端的电压时，电表示数周期性变化 C. 当线圈由图示位置转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量为零 D. 当线圈由图示位置转过180°的过程中，电阻R上产生的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈与外电路之间通过换向器连接，所以外电路中的电流方向恒定不变，故A错误； B．用多用电表的交流挡测量R两端的电压时，测得的是电压的有效值而非瞬时值，所以不会呈周期性变化，故B错误； C．当线圈通过中性面（90°位置）的时候，线圈中的电流方向发生改变，线圈由图示位置转过90°的过程与线圈从90°位置转到180°位置的过程，线圈中通过线圈横截面的电荷量大小相等，电流方向相反，所以整个过程中线圈中通过线圈横截面的电荷量为零，但是由于线圈与外电路之间通过换向器连接，外电路中的电流方向恒定不变，通过电阻R的电荷量不为零，故C错误； D．线圈产生的感应电动势的最大值为 电动势有效值为 回路中产生的有效电流大小为 线圈转动的周期为 当线圈由图示位置转过180°的过程中，经过的时间为 所以，此过程中电阻R上产生的热量为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，1号车厢对2号车厢的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，设列车的最大速度为，列车对空气的阻力为，由动量定理有 解得 当牵引力等于阻力时，列车速度最大，则有 联立解得 当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，阻力为 此时，牵引力为 1号车厢对2号车厢的作用力大小为，对2号、3号、4号车厢整体，由牛顿第二定律有 对4节车厢整体，由牛顿第二定律有 联立解得 故选B。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有两项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 下列说法正确的是（　　） A. 晶体一定具有各向异性的特征 B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小 C. 由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的 D. 在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力 【答案】CD 【解析】 【详解】A．只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误； B．水蒸气凝结成小水珠过程中，分子间距减小，则水分子间的作用力增大，故B错误； C．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化，故C正确； D．在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，说明水银与玻璃不浸润，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力，故D正确。 故选CD。 6. 目前已知的彗星数量已经超过3000颗，其中最著名的哈雷彗星绕太阳运行周期T1约为76.1年，在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2。月球绕地球做圆周运动的半径为r3，周期T2约为27天。下列说法正确的是（ ） A. 哈雷彗星与地球绕太阳转动过程中，它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 B. 哈雷彗星在近日点与远日点的速度大小之比为 C. 哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为 D. 太阳与地球的质量之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，哈雷彗星在相同时间内与太阳中心连线扫过的面积相等，但并不与地球与太阳中心连线扫过的面积相等，故A错误； B．根据开普勒第二定律求解，设在极短时间内，在近日点和远日点哈雷彗星与太阳中心的连线扫过的面积相等，即有 可得 故B错误； C．对近日点，根据牛顿第二定律有 对远日点，根据牛顿第二定律有 联立解得 故C正确； D．设太阳质量为，地球质量为，哈雷彗星绕太阳转，半径为，根据牛顿第二定律有 月球绕地球圆周运动的半径为，周期约 根据牛顿第二定律有 联立可以求出太阳与地球的质量之比 故D正确。 故选CD。 7. 学校中某参赛选手设计了科技节运输轨道，如图甲所示，可简化为倾角为的足够长固定绝缘光滑斜面．以斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，且沿x轴部分区域存在电场。在斜面底端由静止释放一质量为m、电荷量为的滑块，在滑块向上运动的一段过程中，机械能E随位置坐标x的变化如图乙所示，曲线A点处切线斜率最大。滑块可视为质点，不计空气阻力，不计滑块产生的电场，重力加速度g已知．以下说法正确的是（　　） A. 在过程中，滑块动能先减小后恒定 B. 在处滑块的动能最大， C. 在的过程中重力势能与电势能之和先减小后增大 D. 在过程中，滑块先加速后减速 【答案】CD 【解析】 【详解】A．滑块在过程机械能增加，在过程，高度增加，机械能不变，说明只有重力做功，重力势能增加，动能减小，A错误； B．电场力做的功等于滑块机械能的变化，即 E-x图像的斜率表示qE，根据图像可知过程电场力逐渐增大，过程电场力逐渐减小，到处电场强度为零。由牛顿第二定律得 加速度先增大后减小，最后反向增大，直至电场力为零时，则当电场强度减小到时滑块的动能最大,即在的某处，B错误； C．D．过程滑块做加速度增大的加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做滑块做加速度逐渐增大的减速运动，后做匀减速直线运动，所以过程中重力势能与电势能之和先减小后增大，过程先加速，再减速，C正确，D正确。 故选CD。 8. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量为4kg，为6kg。从开始，水平共线的两个力和分别始终作用于A、B上，、随时间的变化规律为、。在时刻，、的方向如图所示。则下列判断正确的是（　　） A. 从时刻到时刻，A、B的加速度大小始终为 B. 在时刻，A、B之间的弹力大小为2N C. 在时刻，B的速度大小为14m/s D. 在前8s内，、对A、B两物体做的总功为590J 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．当A、B之间弹力为零时，A、B分开，此时二者加速度相等，则有 联立解得 ， 故从时刻到时刻，A、B的加速度大小始终为，2s后二者分开，加速度不等，A错误； B．在时刻，A、B保持相对静止，加速度为，单独对B受力分析可得 解得 故A、B之间的弹力大小为2N，B正确； C．2s后A、B分开，单独对B受力分析可得 解得 故B的加速度—时间图像如图所示 图像中的面积表示速度变化量，故 即在时刻，B的速度大小为，C正确； D．2s末A、B的速度为 前2s内、对A、B两物体做的总功为 2s~8s时间内，对B物体做的功为 2s后A、B分开，单独对A受力分析可得 解得 故A的加速度—时间图像如图所示 故8s末A的速度为 2s~8s时间内，对A物体做的功为 故在前8s内，、对A、B两物体做的总功为 D正确。 故选BCD。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中平行于t轴，的延长线过坐标原点。 （1）气体从a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数__________（填“增加”、“不变”或“减少”）； （2）气体从b→c过程，温度升高，气体__________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）。 【答案】 ①. 增加 ②. 从外界吸热 【解析】 【详解】（1）[1]由图像可知，气体从a→b过程，气体压强不变，气体的温度降低，则气体分子的平均动能减小，根据压强微观意义可知，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加。 （2）[2]把题图转化为图像如图所示 根据 可得 在b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，可知气体体积减小，外界对气体做功，而气体温度升高，则气体内能增加，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热。 10. 2023年8月24日，日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水，核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其发生衰变时的核反应方程为。设的比结合能为，的比结合能为，X的比结合能为，该核反应过程中放出的能量__________。 【答案】 【解析】 【详解】根据质量数和核电荷数守恒可知，X是，则该核反应过程中放出的能量为 11. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其工作原理可简化为如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下左右运动，进而改变电容器的电容。将运动信号转化为电信号，图中R为定值电阻。当N极板向下运动时，电流__________（填“由b向a”或“由a向b”）流过电流表；当N极板向上运动时，两极板间的电场强度__________（填“不发生”或“发生”）变化。 【答案】 ①. 由b向a ②. 发生 【解析】 【详解】[1]当N极板向下运动时，板间距离增大，根据 ， 可知电容器电容减小，由于板间电压不变，则电容器电荷量减小，电容器放电，电流由b向a流过电流表； [2]当N极板向上运动时，板间距离减小，根据 由于板间电压不变，则两极板间的电场强度发生变化。 12. 某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合力的关系一细绳通过定滑轮连接两个小桶A和B，A桶中放有若干个质量均为m的钩码，B桶中装有适量细沙，打点计时器固定在铁架台上，已知重力加速度为g。 （1）下列实验操作步骤，正确的顺序是___________ ①从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a。 ②给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀。 ③根据所得数据，作出相关图像，得出结论。 ④重复步骤①的操作，得到多组数据。 （2）打点计时器的打点周期为T，实验打出的一段纸带如图乙所示，5个点为连续打出的点，1、3点间距为x1，1、5点间距为x2，则桶的加速度大小为___________（用所给字母表示）。 （3）实验小组测得多组数据，以B桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k的倾斜直线若牛顿第二定律成立，则两桶及所有钩码和桶内沙子的总质量M=___________（用k、g表示）。 【答案】 ①. ②①④③ ②. ③. 2kg 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]正确步骤为： 给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀，从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a，重复步骤①的操作，得到多组数据，根据所得数据，作出相关图像，得出结论。故顺序为②①④③。 （2）[2]由逐差法可求得桶的加速度为 （3）[3]设B桶和沙子的总质量为，A桶的质量为，钩码的总质量为，从A桶中取出钩码放到B桶中的质量为，设绳子拉力为T，则 刚开始B桶中没放钩码时，A桶和B桶匀速下落有 可得 当从A桶中取出质量为的钩码放到B桶中时，对B桶有 对A桶有 联立可得 变形得 由于以桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k，则有 则 13. 滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有： 两节干电池（电动势为3V，内阻为r），电流表（量程为0.6A，内阻为），电阻箱R（），待测滑动变阻器（总匝数120匝，匝数清晰可数），开关及导线若干。 器材按图1连接，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，调节电阻箱至合适阻值并保持不变，移动待测滑动变阻器的滑片，多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数n和相应电流表的读数I。作出图像，如图2所示。 （1）用螺旋测微器测量滑动变阻器电阻丝的直径如图3所示，电阻丝直径______mm； （2）某次测量时，电流表指针位置如图4所示，读数______A； （3）已知待测变阻器螺线管的直径，则待测变阻器电阻丝电阻率为______（结果保留2位有效数字）； （4）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为，则两节干电池串联的总内阻______（结果保留2位有效数字）； （5）实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，则测得的电阻率______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）0.635（0.633-0.637均可） （2）0.34 （3）（均可） （4）1.2 （5）不变 【解析】 【小问1详解】 电阻丝直径为 小问2详解】 电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，则该电流表的读数为 【小问3详解】 根据电阻定律 由闭合电路欧姆定律 化简可得 由图可知，斜率 代入数据，联立可得，待测变阻器电阻丝电阻率为 【小问4详解】 如图所示 根据 纵截距为 代入数据解得两节干电池串联的总内阻为 小问5详解】 根据 可知实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，即增大，影响纵截距，不影响斜率，故则测得的电阻率不变。 14. 正在公路上行驶的汽车，只需按下一个键，就能轻松切换到飞行模式，变身飞机跃入天空，这就是飞行汽车！一辆飞行汽车在平直的公路上以108km/h的速度行驶，某时刻司机启动飞行模式，汽车保持水平速度不变，沿竖直方向开始匀加速爬升，经过一段时间爬升到200m高处。用表示水平位移，表示竖直位移，这一过程的图像如图所示。取，求汽车飞行时： （1）到达200m高处时速度的大小； （2）所受升力与其重力大小的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）飞行汽车水平速度大小，设飞行汽车在空中运动时间为，到达高处时速度的大小为，沿竖直方向分速度的大小为 ，， 解得 （2）飞行汽车在竖直方向加速度的大小为，所受升力的大小为 ， 解得 15. 如图所示，直线OA与y轴的夹角，在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从y轴上P点平行于x轴射入电场，粒子经电场偏转并经过OA上的Q点进入一矩形匀强磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6l，电场强度，不计粒子的重力，求： （1）O点到P点的距离； （2）粒子经过Q点时的速度； （3）匀强磁场的磁感应强度大小； （4）矩形磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2），方向为与轴正方向的夹角为；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，垂直电场方向上有 沿电场方向，设O点到P点的距离为，则有 ， 联立解得 ， （2）根据题意可知，粒子经过Q点时的速度 设速度方向与轴正方向的夹角为，则有 解得 即速度方向为与轴夹角为。 （3）根据题意，画出粒子的运动轨迹如图所示 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由几何关系得 解得 由牛顿第二定律有 解得匀强磁场的磁感应强度大小 （4）带电粒子从点射人磁场，包含圆弧最小矩形此场区域，如图中虚线所示，矩形区域长为 矩形区域宽为 所以该区域的最小面积为 16. 如图所示，两平行导轨按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的平滑衔接处，虚线2为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为，时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为，两金属棒的长度均为，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为、，重力加速度，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求： （1）金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少，该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少？ （2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？ （3）假设虚线2右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？ 【答案】（1），；（2）；（3）金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上 【解析】 【详解】（1）导体棒甲到达虚线1前沿导轨做匀加速运动，由牛顿第二定律可知 解得 由运动学公式，解得 因为，则金属棒甲到达虚线1前产生的焦耳热的时间为，由法拉第电磁感应定律得 电路中的电流为 金属棒乙中产生的焦耳热为 （2）金属棒甲到虚线1的过程中，通过金属棒乙的电荷量为 金属棒甲由释放到虚线1过程中机械能守恒，则 由题意可知，两根金属捧在水平导轨上运动时满足系统动量守恒，且末速度相同，由动量守恒定律得 0.2s后磁感应强度用表示，对金属棒乙从静止到共速的过程，由动量定理得 其中 解得 由楞次定律和右手定则，金属棒甲从释放到两金属棒共速的过程中，电流的方向相同，则该过程中流过金属棒乙的电荷量为 （3）设两金属棒的相对位移为，金属棒甲从到达虚线1到共速的过程有 解得 金属棒乙离开水平导轨末端后做平抛运动，经过一段时间金属棒落在倾斜导轨上，则由平抛运动可知 其中 ， 解得 金属棒乙离开水平导轨末端后的水平位移为 该过程中由于金属棒甲的速度等于金属棒乙的水平速度，则金属棒甲在水平导轨上的位移为 因为 说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$