精品解析：2024届山东省滨州市沾化区第一中学高三下学期5月二模物理试题

高三物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 2023年8月24日12时，日本福岛第一核电站启动核污染水排海，预估排放时间将长达30年。核污水中含有多种放射性元素，除了氚以外，还含有碘-131、铜-241等63种放射性物质，有“寿命”长达几十万年，这些放射性元素对人体和环境都有严重的危害。其中放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天。下列说法正确的是（　　） A. 衰变产生的Y是电子，说明原子核内存在电子 B. Ⅰ的比结合能小于的比结合能 C. 温度升高时碘-131半衰期变小 D. 经过16天，原子核中有的原子核发生了衰变 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动反映的是悬浮颗粒内分子永不停息的无规则运动 B. 气体压强一定时，温度升高，气体分子在单位时间内对容器壁单位面积的撞击次数变多 C. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D. 运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎内气体可以看作理想气体，不漏气且胎内气体温度不变，则胎内气体从外界吸热 3. 2024年4月 24日为第9个中国航天日，主题是“极目楚天，共襄星汉”。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程，飞船在停泊轨道Ⅰ上，进行信息确认，后经转移轨道Ⅱ进入对接轨道Ⅲ，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于与A、B 两点，已知轨道Ⅰ为圆轨道半径近似为地球半径R0，轨道Ⅱ为椭圆轨道，其焦点在地心，轨道Ⅲ为圆轨道，半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上经过A 点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A 点时的加速度 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过A 点时的速率小于在轨道Ⅲ上经过 B 点时的速率 C. 飞船在轨道Ⅱ上经过A 点和B 点的速率之比等于 D. 飞船在轨道Ⅱ上从A 点运动到B 点的时间为 4. 在工业生产中，平面表面的平整度对产品的品质和使用寿命有着至关重要的影响，薄膜干涉技术以其高精度、高稳定性等优势，成为了平面表面质量检测的一种常用方法。检测人员用一个表面光洁度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查工件上面，在样板的右端垫一个薄片，使样板与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b分别从上向下垂直被检查工件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 该检测工件上表面有一个明显的凹坑 B. 单色光a和b从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a的比单色光b的小 C. 单色光a、b分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的小 D. 若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a照射该金属可能发生光电效应 5. 电动车在刹车或下坡过程中可以利用某些装置把机械能转化为电能，进行机械能回收。一实验电动车质量，以的初机械能沿倾角为的平直斜坡AO运动，A点为运动起始点，设A点为零势能点。第一次在A点关闭发动机，让车自由滑行，其机械能—位移关系如图直线①所示；第二次在A点关闭发动机同时开启“机械能回收”装置，回收一段时间后，关闭回收装置，其机械能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为，。下列说法正确的是（　　） A. 第一次中斜面AO作用于实验电动车的阻力大小为 B. 第二次中实验电动车从行驶到的过程中，其机械能守恒 C. 第二次中实验电动车行驶的过程中，回收机械能 D. 第二次中实验电动车行驶前的过程中，其加速度一定越来越小 6. 如图所示，放置在粗糙水平面上的装置，AB和BC为两段圆弧面，A、C两点切线水平，两圆弧相切于B点，半径分别为2R和3R，对应圆心角均为60°，圆心分别为O1、O2。一可视为质点的小物块从A滑下，运动过程中速度大小保持不变，小物块始终没有离开圆弧面，装置始终处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 小物块在A、C两点所受到支持力大小相等 B. 小物块从B运动到C的过程中，地面给装置的摩擦力一直变小 C. 小物块从A运动到B的过程中（不包含A、B两点），地面给装置的摩擦力方向一直水平向右 D. 小物块从A运动到B和从B运动到C两个过程中，动量的变化量相同 7. 如图，正方体ABCD-A'B'C'D'，O、O'分别是正方形ABCD和A'B'C'D'中心。在正方形ABCD的四个顶点上，固定四个等量的同种正点电荷。一带正电的试探电荷，沿着（连线，仅在电场力作用下，从O运动到O'，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷可以从O开始做初速度为零的直线运动 B. 试探电荷从O运动到O'的过程中，加速度一直变大 C. 设无穷远处为零电势点，O和O'的电势均为零 D. 试探电荷从O运动到O'的过程中，其电势能一直减小 8. 一平直道路穿过村庄，连续安装有8个减速带，相邻减速带间的距离均为l（每个减速带宽度远小于l，可忽略不计）。有一质量为m 的小车（可视为质点）以恒定功率P 行驶，小车与路面间的阻力大小恒为f，到达第1个减速带前速度为。已知小车每次通过减速带时因颠簸所损失的机械能与其行驶速度有关，测量发现小车在通过第4个减速带后，通过相邻两减速带的时间均为t，通过第8个减速带后的速度为 若小车通过前4个减速带时因颠簸损失的总机械能是其通过后4个减速带时因颠簸所损失总机械能的1.5倍。则小车从第1个减速带到第4 个减速带所用时间为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 发电机的示意图如图甲所示，正方形线圈匝数为n，总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕（OOʹ轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。下列说法正确的是（　　） A. 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 B. 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 C. 将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是直流电 D. 将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是交流电 10. 随着智能手机里的用户数据越来越重要，针对手机的防窥贴膜也慢慢流行起来。手机防窥膜是通过一个滤片令屏幕只能从正面观看，当观看角度越偏离正中心，屏幕就会越暗，直至完全变黑，这样可以防止其他人从你旁边看到你的屏幕内容，起到保护隐私的作用。它的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”。如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若透明介质的折射率为，屏障的高度为，相邻屏障的间隙为2d。下列说法正确的是（　　） A. 一个发光像素单元的可视角度为 B. 增大屏障高度可减小发光像素单元的可视角度 C. 减小透明介质折射率可增大发光像素单元的可视角度 D. 增大屏障间隙可减小发光像素单元的可视角度 11. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为-15m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波的波速为75m/s C. 质点C的平衡位置位于x=4.5m处 D. 从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置的时间差为 12. 如图所示，MN 和PQ 是水平固定的光滑平行金属导轨，其虚线右侧区域Ⅰ内存在着竖直向上的匀强磁场。该导轨的右下方是由光滑的圆弧导轨和粗糙的水平导轨连接成的平行导轨，圆弧导轨的顶端AD 到 NQ 的竖直高度差为h，圆弧半径为 2h，圆弧导轨对应的圆心角为60°，水平导轨右端与一阻值为R 的定值电阻连接。水平导轨上两虚线间的区域Ⅱ内存在着竖直向上的匀强磁场，该区域长度为 一根金属棒b静置在磁场区域Ⅰ内，另一金属棒a 以速度 向右运动进入磁场并在离开MNPQ 轨道时被接住拿走，金属棒b从水平导轨飞出后恰好无碰撞地从圆弧轨道的顶端进入轨道，并停在区域Ⅱ的中间位置处。已知两组导轨的间距均为 3h，电阻均不计，两金属棒相同，质量为m、阻值为R、长度为3h。区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁感应强度大小均为B，金属棒b与右侧水平导轨间的动摩擦因数为μ，且在导轨上运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a离开MNPQ 轨道时的速度大小为 B. 金属棒b被水平抛出前，通过它的电荷量为 C. 金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中，回路产生的焦耳热为 D. 金属棒b在区域Ⅱ内运动的时间为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究弹簧振子振动周期与质量的关系的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）把弹簧振子挂在力传感器挂钩上，使钩码做竖直方向的小幅度振动，图中力传感器的引出端A连接数据采集器，并通过计算机绘出图像，如图乙所示，t0为已知量，则钩码的振动周期为______。 （2）改变钩码个数，多次测量，得到多组运动周期T与钩码总重量m的实验数据，并建立坐标系画出T2-m图线。根据图线可知，周期T与质量m间的关系式是______。 （3）某次实验中，悬挂多个钩码，当钩码运动到最低点时，部分钩码脱落，则其接下来的运动过程（　　） A. 振幅变大，周期变小 B. 振幅不变，周期不变 C. 振幅变大，周期不变 D. 振幅不变，周期变小 14. 某学习小组要精确测定一节干电池的电动势与内阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计G（量程为5mA，内阻约为50Ω）； 电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）； 电阻箱R1（0~999.9Ω）； 滑动变阻器R2（0~100Ω） 滑动变阻器R3（0~2000Ω） 电池组（电动势为6V，内阻很小）； 待测旧干电池一节； 导线开关若干。 学习小组经过讨论，决定先用电池组按图甲所示电路来测定灵敏电流计G的内阻。实验步骤如下： ①按图甲连接好电路，断开S1、S2，将滑动变阻器R的滑片调至图中a端所对应的位置； ②闭合S1，调节R，使灵敏电流计G满偏； ③保持R不变，再闭合S2，调节电阻箱电阻R1=48.0Ω时，灵敏电流计G的读数为2.5mA； 调节电阻箱时，干路上的电流可视为不变，即可测得灵敏电流计G内阻RG的大小。 （1）滑动变阻器R应该选取______（选填“R2”或“R3”）； （2）实验小组将电阻箱R1与灵敏电流计G并联，改装成一个量程为灵敏电流计量程10倍的电流表。调节好后连接成如图乙所示的电路，测量待测旧干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和灵敏电流计G的示数IG，如下表，作出对应的U-IG图线如图丙所示 U/V 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 （2）由作出的U-IG图线求得待测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（保留3位有效数字） （3）从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 15. 如图甲所示，潜水钟是运送潜水员下潜、休息、接回水面的一种运载工具，可使潜水员在水下长时间作业。它的原理就像一只倒扣在水中的、下端开口的圆柱形桶，桶内始终保持一定量的空气，可供潜水员呼吸。某个潜水钟可简化为高度d=8m开口向下的薄壁圆柱形桶，如图乙所示。工作时，水面上的船将潜水钟从水面上方开口向下吊放至水下一定深度处，此时潜水钟内气柱高度h=2m。忽略潜水钟内气体温度的变化和水密度随深度的变化。已知水的密度，重力加速度g取，大气压强。 （1）求此时潜水钟的上底面距水面的深度H； （2）现保持潜水钟位置不变，通过船上的气泵将空气压入潜水钟内，将潜水钟内的水全部排出，求压入空气的质量与潜水钟内原来气体质量的比值k。 16. 随着城市化进程和人口增长，高层建筑越来越多，消防安全成为重要的问题之一。高层消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示，在一次消防演练中，消防水炮口离地高度H=75m，建筑物上的着火点离地面高度h=55m，离水炮的水平距离x=60m，水泵的功率P=1.2×102kW，整个供水系统的效率η=60%，水从炮口水平射出，恰好到达着火点，认为水泵到炮口的高度也是H=75m，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求： （1）水从水炮口水平射出的速度大小； （2）水炮的出水流量Q（单位时间内的出水体积）。 17. 如图所示，空间三维坐标系Oxyz中，在的空间中有沿x轴正方向、电场强度大小E=1.5×105V/m的匀强电场，在的空间中有沿z轴正方向、磁感应强度大小B1=0.1T的匀强磁场。在x轴上x1=-0.2m处有一小型粒子源，粒子源能沿y轴正方向持续发射速度v0=1×106m/s的带正电的粒子，其比荷，在x轴上x2=1m处有一与yOz平面平行的足够大的吸收屏，忽略粒子重力及带电粒子间的相互作用，计算结果可用根号和π表示。求： （1）带电粒子第1次穿过y轴时的速度大小； （2）带电粒子第 2次穿过y 轴时的位置坐标； （3）现将空间的匀强磁场变为沿x轴正方向，大小为。 （i）带电粒子打在吸收屏上的位置坐标； （ii）若电场强度的大小E可在1.5×105V/m~6×105V/m之间进行连续调节，且吸收屏可沿x轴任意移动，带电粒子打在吸收屏上留下痕迹，计算痕迹外边界围成的面积。 18. 如图所示，A、B为两完全相同的长木板，放置在光滑水平面上，小物块P（可视为质点）放置在长木板A的最左端。已知长木板A、B的质量均为，长度均为，小物块P的质量，小物块和长木板间的动摩擦因数。在小物块P上施加一斜向右上方的恒力F，F与水平方向的夹角重力加速度g取。 （1）若要使P与A、B长木板发生相对滑动，求F的最小值（结果保留一位有效数字）。 （2）若，P运动到B最右端时，P、B撞到一固定挡板（图中未画出）上，此时撤去外力F，B、P反弹前后速度大小不变。A与B的碰撞为弹性碰撞，不计碰撞时间。求： （i）滑块P运动到A、B结点处时，A、B、P组成的系统的动量大小； （ii）力F作用的总时间； （iii）长木板A的最终速度大小（计算结果用根号表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 2023年8月24日12时，日本福岛第一核电站启动核污染水排海，预估排放时间将长达30年。核污水中含有多种放射性元素，除了氚以外，还含有碘-131、铜-241等63种放射性物质，有的“寿命”长达几十万年，这些放射性元素对人体和环境都有严重的危害。其中放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天。下列说法正确的是（　　） A. 衰变产生的Y是电子，说明原子核内存在电子 B. Ⅰ的比结合能小于的比结合能 C. 温度升高时碘-131半衰期变小 D. 经过16天，原子核中有的原子核发生了衰变 【答案】B 【解析】 【详解】A．衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的，并不是原子核中存在电子，故A错误； B．衰变过程释放能量，反应后的比反应前的更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故B正确； C．半衰期只由原子核自身决定，与温度无关。故C错误； D．经过16天，原子核中未发生了衰变的有 故D错误。 故选B 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动反映的是悬浮颗粒内分子永不停息的无规则运动 B. 气体压强一定时，温度升高，气体分子在单位时间内对容器壁单位面积的撞击次数变多 C. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D. 运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎内气体可以看作理想气体，不漏气且胎内气体温度不变，则胎内气体从外界吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A错误； B．气体压强一定时，温度升高，但气体分子在单位时间内对容器壁单位面积的撞击次数不变，故B错误； C．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故C错误； D．在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体的压强减小，温度不变，内能不变，根据气态方程分析知气体的体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体从外界吸热，故D正确。 故选D。 3. 2024年4月 24日为第9个中国航天日，主题是“极目楚天，共襄星汉”。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程，飞船在停泊轨道Ⅰ上，进行信息确认，后经转移轨道Ⅱ进入对接轨道Ⅲ，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于与A、B 两点，已知轨道Ⅰ为圆轨道半径近似为地球半径R0，轨道Ⅱ为椭圆轨道，其焦点在地心，轨道Ⅲ为圆轨道，半径为R，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上经过A 点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A 点时的加速度 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过A 点时的速率小于在轨道Ⅲ上经过 B 点时的速率 C. 飞船在轨道Ⅱ上经过A 点和B 点的速率之比等于 D. 飞船在轨道Ⅱ上从A 点运动到B 点的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力可知 解得 飞船在轨道Ⅰ上经过A 点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A 点时的加速度，A错误； B．飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行时，根据万有引力提供向心力可知 解得 可知，在轨道Ⅲ上经过B点时的速率小于在轨道Ⅰ上经过A点时的速率，飞船在轨道Ⅰ上运行时，在A点需加速变轨做离心运动到轨道Ⅱ上，所以经过A点时的速率轨道Ⅱ上的更大，故飞船在轨道Ⅱ上经过A 点时的速率大于在轨道Ⅲ上经过 B 点时的速率，B错误； C．根据开普勒第二定律可知 解得 C正确； D．根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅲ上 结合万有引力定律可知 解得 又因为 根据开普勒第三定律，可知在轨道Ⅱ上的运行周期 所以，其周期 由于从A到B飞船的速度逐渐变小，故所用时间应大于,D错误。 故选C。 4. 在工业生产中，平面表面的平整度对产品的品质和使用寿命有着至关重要的影响，薄膜干涉技术以其高精度、高稳定性等优势，成为了平面表面质量检测的一种常用方法。检测人员用一个表面光洁度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查工件上面，在样板的右端垫一个薄片，使样板与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b分别从上向下垂直被检查工件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 该检测工件上表面有一个明显的凹坑 B. 单色光a和b从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a的比单色光b的小 C. 单色光a、b分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的小 D. 若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a照射该金属可能发生光电效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．同一亮条纹所对应的光程差相等，由图可知，弯曲的亮条纹提前出现，说明该检测工件上表面有一个明显的凹坑，故A正确； B．由图乙可知，在空气薄膜中相同的长度下，单色光a所对应的亮条纹间距较大，则单色光a的波长较长，折射率较小，发生全反射时的临界角较大，故B错误； C．由于单色光a的波长较长，根据 可知，单色光a、b分别通过相同的装置，在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的大，故C错误； D．由于单色光a的波长较长，则其频率较小，若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a 照射该金属一定不能发生光电效应，故D错误。 故选A。 5. 电动车在刹车或下坡过程中可以利用某些装置把机械能转化为电能，进行机械能回收。一实验电动车质量，以的初机械能沿倾角为的平直斜坡AO运动，A点为运动起始点，设A点为零势能点。第一次在A点关闭发动机，让车自由滑行，其机械能—位移关系如图直线①所示；第二次在A点关闭发动机同时开启“机械能回收”装置，回收一段时间后，关闭回收装置，其机械能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为，。下列说法正确的是（　　） A. 第一次中斜面AO作用于实验电动车的阻力大小为 B. 第二次中实验电动车从行驶到的过程中，其机械能守恒 C. 第二次中实验电动车行驶的过程中，回收机械能 D. 第二次中实验电动车行驶前的过程中，其加速度一定越来越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．若斜面光滑则电动车运动过程中机械能守恒，由图线①知，机械能在减小，说明下滑过程中摩擦力做功，在自由滑行时，设摩擦力为，A点机械能为，O点机械能为，则由能量守恒知 代入得 A错误； B．第二次中实验电动车从行驶到的过程中，由摩擦力做功，其机械能不守恒，B错误； C．由图线②知，在前10m内进行“机械能回收”，由题图知，图线①表达式为 当时，代入得 在车自由下滑10m时 开启能量回收模式下滑10m时 则第二次中实验电动车行驶的过程中，回收的电能为 C正确； D．由图线②知，斜率表示摩擦力与回收装置产生合外力，方向沿斜面向上，第二次中实验电动车行驶前的过程中，图线②斜率在变小，则摩擦力与回收装置产生合外力在变小，电动车重力沿斜面向下分力不变，故电动车加速度一定越来越大，D错误； 故选C。 6. 如图所示，放置在粗糙水平面上的装置，AB和BC为两段圆弧面，A、C两点切线水平，两圆弧相切于B点，半径分别为2R和3R，对应圆心角均为60°，圆心分别为O1、O2。一可视为质点的小物块从A滑下，运动过程中速度大小保持不变，小物块始终没有离开圆弧面，装置始终处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 小物块在A、C两点所受到的支持力大小相等 B. 小物块从B运动到C的过程中，地面给装置的摩擦力一直变小 C. 小物块从A运动到B的过程中（不包含A、B两点），地面给装置的摩擦力方向一直水平向右 D. 小物块从A运动到B和从B运动到C两个过程中，动量的变化量相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 由此可知，小物块在A点所受支持力小于C点所受到的支持力，故A错误； B．小物块从B运动到C的过程中，加速度指向圆心，有水平向右的分量，且逐渐减小，所以地面给装置的摩擦力向右，且一直变小，故B正确； C．小物块从A运动到B的过程中（不包含A、B两点），加速度始终指向圆心，所以加速度水平方向的分量向左，则地面给装置的摩擦力方向一直水平向左，故C错误； D．小物块从A运动到B和从B运动到C两个过程中，动量的变化量大小相等，但方向不同，故D错误。 故选B。 7. 如图，正方体ABCD-A'B'C'D'，O、O'分别是正方形ABCD和A'B'C'D'的中心。在正方形ABCD的四个顶点上，固定四个等量的同种正点电荷。一带正电的试探电荷，沿着（连线，仅在电场力作用下，从O运动到O'，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷可以从O开始做初速度为零的直线运动 B. 试探电荷从O运动到O'的过程中，加速度一直变大 C. 设无穷远处为零电势点，O和O'的电势均为零 D. 试探电荷从O运动到O'的过程中，其电势能一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量同种点电荷电场的分布特点可知，O点处电场强度为零，所以试探电荷在O点不受电场力作用，不可以从O开始做初速度为零的直线运动，故A错误； B．设，根据等量同种点电荷电场的分布特点可知，OOʹ连线上电场强度先增大后减小，取BD两点的电荷，令上某一点与D点的连线的夹角为，则该点的场强为 其中，换元为求导可得 即当时取得极值，即极值在之间，所以试探电荷从O运动到O'的过程中，加速度先变大后变小，故B错误； C．设无穷远处为零电势点，O和O'的电势均大于零，故C错误； D．试探电荷从O运动到O'的过程中，电势降低，其电势能一直减小，故D正确。 故选D。 8. 一平直道路穿过村庄，连续安装有8个减速带，相邻减速带间的距离均为l（每个减速带宽度远小于l，可忽略不计）。有一质量为m 的小车（可视为质点）以恒定功率P 行驶，小车与路面间的阻力大小恒为f，到达第1个减速带前速度为。已知小车每次通过减速带时因颠簸所损失的机械能与其行驶速度有关，测量发现小车在通过第4个减速带后，通过相邻两减速带的时间均为t，通过第8个减速带后的速度为 若小车通过前4个减速带时因颠簸损失的总机械能是其通过后4个减速带时因颠簸所损失总机械能的1.5倍。则小车从第1个减速带到第4 个减速带所用时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】因小车在通过第4个减速带后，通过相邻两减速带的时间均为t，通过第8个减速带后的速度为 ，可知通过第4个减速带后面的其它减速带后时的速度均为设通过减速带之前时的速度为v，则每通过两相邻减速带之间的间隔过程中由动能定理 可知通过后4个减速带时，每通过一个减速带损失能量为 则通过前4个减速带时因颠簸损失的总机械能 则小车从第1个减速带到第4 个减速带由动能定理 解得 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 发电机的示意图如图甲所示，正方形线圈匝数为n，总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕（OOʹ轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。下列说法正确的是（　　） A. 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 B. 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 C. 将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是直流电 D. 将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，变压器副线圈输出的是交流电 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题图乙可知，金属框产生的电动势的最大值为 金属框转动一周的过程中，流过电阻R的电荷量为 故A错误，B正确； CD．将按图乙规律变化的电压加在变压器原线圈上，由于电压随时间做周期性变化，所以变压器副线圈输出的是交流电，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 随着智能手机里的用户数据越来越重要，针对手机的防窥贴膜也慢慢流行起来。手机防窥膜是通过一个滤片令屏幕只能从正面观看，当观看角度越偏离正中心，屏幕就会越暗，直至完全变黑，这样可以防止其他人从你旁边看到你的屏幕内容，起到保护隐私的作用。它的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”。如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若透明介质的折射率为，屏障的高度为，相邻屏障的间隙为2d。下列说法正确的是（　　） A. 一个发光像素单元的可视角度为 B. 增大屏障高度可减小发光像素单元可视角度 C. 减小透明介质的折射率可增大发光像素单元的可视角度 D. 增大屏障间隙可减小发光像素单元的可视角度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设发光像素单元最大入射角为，最大折射角为，根据几何关系，入射光折射时的入射角最大时，有 根据折射定律 解得最大折射角为 一个发光像素单元的可视角度为 故A正确； B．增大屏障高度可减小发光像素单元的可视角度，入射光折射时的最大入射角减小，根据折射定律，最大折射角减小，发光像素单元的可视角度减小，故B正确； C．减小透明介质的折射率，根据折射定律，最大折射角减小，发光像素单元的可视角度减小，故C错误； D．增大屏障间隙，入射光折射时的最大入射角增大，根据折射定律，最大折射角增大，发光像素单元的可视角度增大，故D错误。 故选AB。 11. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为-15m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波的波速为75m/s C. 质点C的平衡位置位于x=4.5m处 D. 从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置时间差为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙(质点Ｃ的振动图像)可知，t＝0.15s质点c沿y轴负方向运动，而图甲为t=0.15s时的波形，根据同侧法（质点振动方向和波传播方向在波形图曲线的同侧），该波沿x轴正方向传播，故A正确； B．由甲图可知，此简谐波振幅为20cm，而此时B位移为-10cm，故B与E两质点平衡位置之间距离与总波长的比例关系满足 解得 由图乙知T=0.4s，因此波速 B错误； C．简谐振动方程，其中 ， 则 因此t=0.15s时C点位移 故E与C两质点平衡位置之间距离与总波长的比例关系满足 解得 质点C的平衡位置坐标为 故C错误； Ｄ．从t=0.15s开始，由图乙可知，质点C第一次回到平衡位置的时间为。由于波沿x正方向传播，所以质点B先振动到波谷再回到平衡位置。设任何质点从平衡位置振动到位移为10cm时所需时间为，根据得 从t=0.15s开始，质点B第一次回到平衡位置的时间为 它们的时间差为 故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，MN 和PQ 是水平固定的光滑平行金属导轨，其虚线右侧区域Ⅰ内存在着竖直向上的匀强磁场。该导轨的右下方是由光滑的圆弧导轨和粗糙的水平导轨连接成的平行导轨，圆弧导轨的顶端AD 到 NQ 的竖直高度差为h，圆弧半径为 2h，圆弧导轨对应的圆心角为60°，水平导轨右端与一阻值为R 的定值电阻连接。水平导轨上两虚线间的区域Ⅱ内存在着竖直向上的匀强磁场，该区域长度为 一根金属棒b静置在磁场区域Ⅰ内，另一金属棒a 以速度 向右运动进入磁场并在离开MNPQ 轨道时被接住拿走，金属棒b从水平导轨飞出后恰好无碰撞地从圆弧轨道的顶端进入轨道，并停在区域Ⅱ的中间位置处。已知两组导轨的间距均为 3h，电阻均不计，两金属棒相同，质量为m、阻值为R、长度为3h。区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁感应强度大小均为B，金属棒b与右侧水平导轨间的动摩擦因数为μ，且在导轨上运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a离开MNPQ 轨道时的速度大小为 B. 金属棒b被水平抛出前，通过它的电荷量为 C. 金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中，回路产生的焦耳热为 D. 金属棒b在区域Ⅱ内运动的时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，金属棒b在安培力作用下被水平抛出后做平抛运动，恰好无碰撞地从圆弧轨道的顶端进入轨道，竖直方向上有 由几何关系有 联立解得 对a、b棒满足动量守恒定律有 得金属棒a离开MNPQ 轨道时的速度大小为 故A正确； B．根据题意，金属棒b被水平抛出前，由动量定理有 则有 解得 故B错误； C．根据题意，设金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中回路产生的焦耳热为，由能量守恒定律有 解得 故C正确； D．根据题意，金属棒b从圆弧轨道的顶端到底端，由机械能守恒定律有 金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中，由动量定理有 又有 联立解得 故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究弹簧振子振动周期与质量的关系的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，使钩码做竖直方向的小幅度振动，图中力传感器的引出端A连接数据采集器，并通过计算机绘出图像，如图乙所示，t0为已知量，则钩码的振动周期为______。 （2）改变钩码个数，多次测量，得到多组运动周期T与钩码总重量m的实验数据，并建立坐标系画出T2-m图线。根据图线可知，周期T与质量m间的关系式是______。 （3）某次实验中，悬挂多个钩码，当钩码运动到最低点时，部分钩码脱落，则其接下来的运动过程（　　） A. 振幅变大，周期变小 B. 振幅不变，周期不变 C. 振幅变大，周期不变 D. 振幅不变，周期变小 【答案】（1） （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 由图可知，在t0时间内，钩码完成10次全振动，则 【小问2详解】 由图可得 小问3详解】 当钩码运动到最低点时，部分钩码脱落，即质量减小，则其接下来的运动过程中周期变小，但由于质量减小，弹簧的弹性势能没有变化，根据系统机械能守恒定律可知，当钩码运动到最高点时偏离平衡位置的位移变大，即振幅变大。 故选A。 14. 某学习小组要精确测定一节干电池的电动势与内阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计G（量程为5mA，内阻约为50Ω）； 电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）； 电阻箱R1（0~999.9Ω）； 滑动变阻器R2（0~100Ω） 滑动变阻器R3（0~2000Ω） 电池组（电动势为6V，内阻很小）； 待测旧干电池一节； 导线开关若干。 学习小组经过讨论，决定先用电池组按图甲所示电路来测定灵敏电流计G的内阻。实验步骤如下： ①按图甲连接好电路，断开S1、S2，将滑动变阻器R的滑片调至图中a端所对应的位置； ②闭合S1，调节R，使灵敏电流计G满偏； ③保持R不变，再闭合S2，调节电阻箱电阻R1=48.0Ω时，灵敏电流计G的读数为2.5mA； 调节电阻箱时，干路上的电流可视为不变，即可测得灵敏电流计G内阻RG的大小。 （1）滑动变阻器R应该选取______（选填“R2”或“R3”）； （2）实验小组将电阻箱R1与灵敏电流计G并联，改装成一个量程为灵敏电流计量程10倍的电流表。调节好后连接成如图乙所示的电路，测量待测旧干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和灵敏电流计G的示数IG，如下表，作出对应的U-IG图线如图丙所示 U/V 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 （2）由作出的U-IG图线求得待测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（保留3位有效数字） （3）从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）R3 （2） ①. 1.40 ②. 15.2 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 当电流计满偏时有 所以滑动变阻器R应该选取R3。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 变形可得 结合图线可得 所以 【小问3详解】 由于电流表内阻已知，所以从系统误差角度分析，本实验测出的待测干电池电动势等于真实值。 15. 如图甲所示，潜水钟是运送潜水员下潜、休息、接回水面的一种运载工具，可使潜水员在水下长时间作业。它的原理就像一只倒扣在水中的、下端开口的圆柱形桶，桶内始终保持一定量的空气，可供潜水员呼吸。某个潜水钟可简化为高度d=8m开口向下的薄壁圆柱形桶，如图乙所示。工作时，水面上的船将潜水钟从水面上方开口向下吊放至水下一定深度处，此时潜水钟内气柱高度h=2m。忽略潜水钟内气体温度的变化和水密度随深度的变化。已知水的密度，重力加速度g取，大气压强。 （1）求此时潜水钟的上底面距水面的深度H； （2）现保持潜水钟位置不变，通过船上的气泵将空气压入潜水钟内，将潜水钟内的水全部排出，求压入空气的质量与潜水钟内原来气体质量的比值k。 【答案】（1）28m；（2）3.6 【解析】 【详解】（1）设潜水钟的横截面积为S，放入水下后潜水钟内气体的压强为p1，则 由玻意耳定律得 解得 H=28m （2）设潜水钟的体积为V0，水全部排出后气体的压强为p2这些气体在其压强为p0时的体积为V3，需压入压强为p0的气体体积为。由玻意耳定律 而 解得 压入空气的质量与潜水钟内原来气体质量的比值 16. 随着城市化进程和人口增长，高层建筑越来越多，消防安全成为重要的问题之一。高层消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示，在一次消防演练中，消防水炮口离地高度H=75m，建筑物上的着火点离地面高度h=55m，离水炮的水平距离x=60m，水泵的功率P=1.2×102kW，整个供水系统的效率η=60%，水从炮口水平射出，恰好到达着火点，认为水泵到炮口的高度也是H=75m，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求： （1）水从水炮口水平射出的速度大小； （2）水炮的出水流量Q（单位时间内的出水体积）。 【答案】（1）30m/s；（2）6×10-2m3/s 【解析】 【详解】（1）根据平抛运动的规律可得 解得 （2）设Δt时间内射出水的质量为Δm，由功能关系可得 代入数据解得 17. 如图所示，空间三维坐标系Oxyz中，在的空间中有沿x轴正方向、电场强度大小E=1.5×105V/m的匀强电场，在的空间中有沿z轴正方向、磁感应强度大小B1=0.1T的匀强磁场。在x轴上x1=-0.2m处有一小型粒子源，粒子源能沿y轴正方向持续发射速度v0=1×106m/s的带正电的粒子，其比荷，在x轴上x2=1m处有一与yOz平面平行的足够大的吸收屏，忽略粒子重力及带电粒子间的相互作用，计算结果可用根号和π表示。求： （1）带电粒子第1次穿过y轴时的速度大小； （2）带电粒子第 2次穿过y 轴时的位置坐标； （3）现将空间的匀强磁场变为沿x轴正方向，大小为。 （i）带电粒子打在吸收屏上的位置坐标； （ii）若电场强度的大小E可在1.5×105V/m~6×105V/m之间进行连续调节，且吸收屏可沿x轴任意移动，带电粒子打在吸收屏上留下痕迹，计算痕迹外边界围成的面积。 【答案】（1）2×106m/s；（2）（0，，0）；（3）（1m，，）， 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，带电粒子在xOy平面内运动轨迹如图所示 在x<0的空间，粒子沿y轴正方向做匀速直线运动，沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为 到达y轴时，沿x轴正方向速度为vx，则 带电粒子第1次穿过y轴时的速度大小为 所以 （2）带电粒子第1次穿过y轴时有 带电粒子在磁场B1中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则 根据几何关系，粒子再次回到y轴时，与第一次到y轴之间的距离为 联立以上各式可得 带电粒子第2次到达y轴时坐标为（0，，0）； （3）（i）当电场强度为1.5×105V/m时，带电粒子进入磁场B2中后，粒子在平行于yOz的平面内以v0做匀速圆周运动，同时在沿x轴方向上做速度为vx的匀速直线运动，即做螺旋向右的运动，粒子在平行于yOz平面内做圆周运动的半径为 粒子运动的周期为 粒子到达吸收屏的时间为 代入数据解得 ， 如图所示 由题意可知 则 所以带电粒子打在吸收屏上的位置坐标为（1m，，）； （ii）若所加电场为6×105V/m时，有 调节E的数值后，在垂直于磁场B2的方向上，粒子每次进入磁场的竖直速度总保持v0不变，粒子在平行于yOz平面内做圆周运动的半径R2不变，粒子打在吸收屏上的痕迹的外边界围成的面积如图所示 由图可知 代入数据解得 18. 如图所示，A、B为两完全相同的长木板，放置在光滑水平面上，小物块P（可视为质点）放置在长木板A的最左端。已知长木板A、B的质量均为，长度均为，小物块P的质量，小物块和长木板间的动摩擦因数。在小物块P上施加一斜向右上方的恒力F，F与水平方向的夹角重力加速度g取。 （1）若要使P与A、B长木板发生相对滑动，求F的最小值（结果保留一位有效数字）。 （2）若，P运动到B最右端时，P、B撞到一固定挡板（图中未画出）上，此时撤去外力F，B、P反弹前后速度大小不变。A与B的碰撞为弹性碰撞，不计碰撞时间。求： （i）滑块P运动到A、B结点处时，A、B、P组成的系统的动量大小； （ii）力F作用的总时间； （iii）长木板A的最终速度大小（计算结果用根号表示）。 【答案】（1）8N；（2）16kgm/s，3s， 【解析】 【详解】（1）P与A、B刚好要发生相对滑动时，两者加速度相同。选P为研究对象，根据牛顿第二定律得 选A、B整体为研究对象根据牛顿第二定律得 结合解得 F=8N （2）（Ⅰ）当F=10N时，根据（1）过程可得 设t1时间内，P运动到AB结点处，对P和AB组成的系统，有 解得 根据动能定理得 解得 （Ⅱ）t1时，P和AB的速度分别为 当P运动到B上时，根据（1）的过程可得 由运动学公式得 解得 力F作用的总时间为 （Ⅲ）t=3s时，AB相距 P、B速度分别为 经判断可知在P、B共速之前，AB发生了碰撞，设经过时间碰撞。对B有 对A有 他们位移关系 A与B发生弹性碰撞，规定向左为正方向，则 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $