精品解析：广东省广州市第六中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

2023—2024学年下学期高二期末考试物理（选考） 出题人：王华威 审题人：陈昳婷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 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. 我国研制新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（又被称为“人造太阳”）在2020年12月4日在成都建成并实现首次发电。其所发生的可控核聚变方程是，已知、、和的质量分别为、、和，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 是电子 B. 大亚湾核电站就是利用此核反应发电 C. 该核反应所释放的核能为 D. 、的比结合能大于的比结合能 2. 在光电效应实验中，小张同学分别用甲光、乙光、丙光照射同一光电管，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示．则可判断出（　　） A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 甲光的强度大于乙光的强度 C. 丙光照射时此光电管的逸出功大于乙光照射时的逸出功 D. 甲光照射时光电子最大初动能大于丙光照射时光电子最大初动能 3. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银与玻璃浸润导致的结果 B. 图乙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，碰撞后散射光的波长变长 C. 锌逸出功为，用丙中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为 D. 图丁是衰变过程随时间的变化规律，说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 4. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲：光滑圆弧面上小球，从最低点移开很小一段距离，放手后，小球做简谐运动 B. 图乙：用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波，手开始抖动的方向竖直向上 C. 图丙：卢瑟福研究粒子散射实验，说明了原子核是有内部结构的 D. 图丁：静止的原子核发生衰变，a为粒子轨迹，d为粒子轨迹 5. 如图，一定质量的理想气体，原来处于A态，现经过如下两个过程变化到C态。过程一：先等容变化到B态再等压变化到C态；过程二：先等压变化到D态，再等容变化到C态。图中两条虚线代表两条等温线，则下列说法正确的是（　　） A. 两个过程气体对外做功相等 B. 两个过程气体吸收的热量相等 C. 两个过程气体增大的内能相等 D. 若C态的压强、体积分别是A态的2倍，则C态的热力学温度是A态的2倍 6. 唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深、半径为的井中被灌满水，水的折射率，如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为（ ） A. B. C. D. 7 甲、乙两个台球从同一位置沿同一直线被先后击出，运动位移－时间图像如图所示，则（　　） A. 2.5t0时甲的速度大于乙的速度 B. 5t0时甲的加速度大于乙的加速度 C. 6t0时乙恰好与甲相碰 D. 3t0-6t0内两球的平均速度相等 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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉粑沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（　　） A. 两根耙索的合力大小为F B. 两根耙索的合力大小为 C. 地对耙的水平阻力大小为1.5F D. 地对耙的水平阻力大小为F 9. 现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为。不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（　　） A. 滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左 B. 若则打印机不能实现自动进纸 C. 除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大 D. 进纸过程中除最上面第一张白纸外其它纸之间摩擦力大小相等 10. 如图所示，小球甲从距离地面高度为处以速度竖直向上抛出，同时小球乙从距离地面高度为处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球乙落地前，两小球的速度差不变 B. 至小球乙落地时，小球甲、乙的平均速率之比为1:2 C. 至小球乙落地时，甲、乙两球的位移大小之比为3:4 D. 小球甲、乙运动的第1s内位移不相同 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本题共2小题，共16分。） 11. 甲、乙两位同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。 （1）甲同学用如图甲所示装置进行试验，为了减小实验误差，下列操作正确的是（　　） A. 选择的入射角应尽量小些 B. 没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线 C. 大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应稍大些 （2）乙同学在没有量角器的情况下，他准备用圆规和刻度尺来完成实验。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图乙所示。则此玻璃砖的折射率n=__________（请选择x1，x2，y1，y2中的符号表示）。 12. 在“双缝干涉”实验中，组装仪器时，单缝和双缝应该相互__________放置。（选填“垂直”或“平行”） 13. 某小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验，请按操作先后顺序排列：__________。 14. 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 实验中，判断感应电流的方向时__________（选填“需要”或“不需要”）确定线圈的绕法，为了弄清楚灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，可以用多用电表的__________（选填“电压挡”、“电流挡”或“欧姆挡”）进行检测。 15. 用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 实验的主要步骤： ①安装实验装置； ②测量挡光片宽度； ③用刻度尺测量挡光片的中心A点到光电门中心所在位置B点之间的水平距离； ④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； ⑤读出挡光片通过光电门所用的时间； 由此可知滑块的加速度表达式为__________；（用测量的物理量：、、字母表示）。 ⑥以为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线，测得图线的斜率为，求得该物体的加速度__________（用测量的物理量：、字母表示） ⑦用游标卡尺测量遮光片的宽度，结果如下图乙所示，可读出其读数为__________。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。） 16. 中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。罐内气体初始压强与外部大气压相同。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，温度为450K，最终降到300K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同，忽略抽气过程中气体温度的变化。罐内气体均可视为理想气体，外部大气压。求： （1）火罐降温后的内部气压； （2）抽气拔罐罐内剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。 17. 无人驾驶汽车可在城市、环路及高速道路混合路况下实现全自动驾驶。 （1）如图所示，某无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方100m范围内车辆和行人的“气息”。若该无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度大小为2m/s2，为不撞上前方静止的障碍物，则该无人驾驶汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？ （2）若一辆有人驾驶的汽车在该无人驾驶汽车后25m处，两车都以20m/s的速度行驶，当前方无人驾驶汽车以大小为3.6m/s2的加速度刹车1.4s后，后方汽车驾驶员立即以大小为5.0m/s2的加速度刹车。刹车过程都视为匀减速运动，试通过计算判断两车在运动过程中是否会发生追尾事故？ 18. 边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形单匝金属线框，放在光滑绝缘的水平面上。空间中存在两方向竖直向上，磁感应强度均为B=0.8T的匀强磁场，两磁场边界平行，且PQ与MN的距离等于L，PQ与XY的间距为d，d>L，如图甲所示。t=0时线框的左边与MN重合，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，经过5s线框被拉出磁场MN边界，利用电流传感器测得线框中的电流强度I随时间t变化的图像如图乙所示。已知运动过程中线框边框始终与磁场边界平行。 （1）求0~5s通过线框导线横截面的电荷量q及线框的电阻R； （2）试判断说明线框的运动情况，并求出水平力F随时间t变化的表达式； （3）若5s后水平拉力F保持不变，且线框的左边框刚出边界XY时，线框恰好处于平衡状态。通过计算，定性画出5s后至线框的左边框刚出边界XY的过程中，线框中电流I随时间t变化的图像（计算结果保留两位小数）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年下学期高二期末考试物理（选考） 出题人：王华威 审题人：陈昳婷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 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. 我国研制新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（又被称为“人造太阳”）在2020年12月4日在成都建成并实现首次发电。其所发生的可控核聚变方程是，已知、、和的质量分别为、、和，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　） A. 是电子 B. 大亚湾核电站就是利用此核反应发电 C. 该核反应所释放的核能为 D. 、的比结合能大于的比结合能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有 2+3-4=1，1+1-2=0 可知，X是中子，故A错误； B．目前的核电站是利用重核裂变，即大亚湾核电站不是利用此核反应发电，是利用重核裂变反应发电，故B错误； C．根据质能方程，该核反应所释放的核能为 故C正确； D．核聚变过程释放能量，生成核比反应核更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，、的比结合能小于的比结合能，故D错误。 故选C。 2. 在光电效应实验中，小张同学分别用甲光、乙光、丙光照射同一光电管，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示．则可判断出（　　） A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 甲光的强度大于乙光的强度 C. 丙光照射时此光电管的逸出功大于乙光照射时的逸出功 D. 甲光照射时光电子最大初动能大于丙光照射时光电子最大初动能 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于甲乙的遏止电压相等，所以甲乙频率相等，而甲的饱和电流大于乙的饱和电流，则甲光的强度大于乙光的强度，故A错误，B正确； CD．由图可知，丙的遏止电压大于甲乙的遏止电压，所以根据光电效应方程可知，甲光照射时光电子最大初动能小于丙光照射时光电子最大初动能，但对于同一光电管，逸出功不变，故CD错误。 故选B。 3. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银与玻璃浸润导致的结果 B. 图乙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，碰撞后散射光的波长变长 C. 锌的逸出功为，用丙中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为 D. 图丁是衰变过程随时间的变化规律，说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银与玻璃不浸润导致的结果，故A错误； B．图乙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，碰撞后散射光的光子能量变小，根据 可知，碰撞后散射光的波长变长，故B正确； C．锌的逸出功为，用丙中一群处于能级的氢原子发出的光照射锌板，照射光的光子最大能量为 根据光电效应方程可知，逸出光电子的最大初动能为 故C错误； D．衰变过程随时间的变化规律说明在相同时间内，有半数的原子核发生了衰变，但相同时间内衰变的原子数量随时间的推移而不断减少，故D错误。 故选B。 4. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲：光滑圆弧面上的小球，从最低点移开很小一段距离，放手后，小球做简谐运动 B. 图乙：用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波，手开始抖动的方向竖直向上 C. 图丙：卢瑟福研究粒子散射实验，说明了原子核是有内部结构的 D. 图丁：静止的原子核发生衰变，a为粒子轨迹，d为粒子轨迹 【答案】A 【解析】 【详解】A．光滑圆弧面上的小球，从最低点移开很小一段距离，此时线小球可以等效为单摆，可知，放手后，小球做简谐运动，故A正确； B．根据同侧法可知，波前振动方向竖直向下，则手开始抖动的方向竖直向下，故B错误； C．卢瑟福研究粒子散射实验，说明原子全部正电荷与几乎全部质量集中在一个很小的区域内，这就是原子核，并不能够说明原子核是有内部结构的，故C错误； D．图丁中，两个相切的圆表示静止的原子核在切点处发生衰变，衰变过程动量守恒，总动量为0，则新核与释放粒子的速度方向相反，若新核与释放粒子电性均为正电荷，则所受洛伦兹力方向相反，则轨迹是外切圆，若新核与释放粒子电性均一正一负，则所受洛伦兹力方向相同，则轨迹是内切圆，可知，图丁中左侧发生的是衰变，右侧发生的是衰变，由于 解得 释放的粒子的电荷量小于新核的电荷量，则释放的粒子的轨道半径大于新核的轨道半径，可知，b为粒子轨迹，c为粒子轨迹，故D错误。 故选A。 5. 如图，一定质量的理想气体，原来处于A态，现经过如下两个过程变化到C态。过程一：先等容变化到B态再等压变化到C态；过程二：先等压变化到D态，再等容变化到C态。图中两条虚线代表两条等温线，则下列说法正确的是（　　） A. 两个过程气体对外做功相等 B. 两个过程气体吸收的热量相等 C. 两个过程气体增大的内能相等 D. 若C态的压强、体积分别是A态的2倍，则C态的热力学温度是A态的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．两个过程温度的增加量相等，则内能的增加量相等，根据图像与坐标轴围成的面积代表做功可知，过程一气体对外做功较多，则吸收的热量较多，故AB错误，C正确； D．若C状态的压强、体积均为A状态的2倍，则压强与体积的乘积为A状态的4倍，根据理想气体状态方程可知，热力学温度为A状态的4倍，故D错误； 故选C。 6. 唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深、半径为的井中被灌满水，水的折射率，如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如图所示 几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射角为C的方向射来的，根据折射定律可得 设此时青蛙所处位置与井口水面距离为，根据几何关系可知 联立解得 可知若青蛙想要把井外景物全部尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为。 故选B。 7 甲、乙两个台球从同一位置沿同一直线被先后击出，运动位移－时间图像如图所示，则（　　） A. 2.5t0时甲的速度大于乙的速度 B. 5t0时甲的加速度大于乙的加速度 C. 6t0时乙恰好与甲相碰 D. 3t0-6t0内两球的平均速度相等 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据运动位移－时间图像可知，图像的斜率表示台球的速度，则2.5t0时甲的速度为 2.5t0时乙的速度为 则有，所以A错误； B．根据运动位移－时间图像可知，两台球做匀速直线运动，则加速度都为0，所以B错误； C．根据运动位移－时间图像可知，图像的交点表示两台球相遇，所以C正确； D． t0-6t0内甲球的平均速度为 t0-6t0内乙球的平均速度为 则有，所以D错误； 故选C。 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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉粑沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（　　） A. 两根耙索合力大小为F B. 两根耙索的合力大小为 C. 地对耙的水平阻力大小为1.5F D. 地对耙的水平阻力大小为F 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两根耙索的合力大小为 故A错误，B正确； CD．耙索沿水平方向匀速运动，由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为。不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（　　） A. 滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左 B. 若则打印机不能实现自动进纸 C. 除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大 D. 进纸过程中除最上面第一张白纸外其它纸之间摩擦力大小相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一张纸相对于滚轮的运动趋势方向向左，则滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向右，故A错误； B．若要自动进纸，则滚轮与白纸之间的最大静摩擦力必须大于第一张纸与第二张纸间的滑动摩擦力，则有，否则，打印机不能实现自动进纸，故B正确； CD．除最上面第一、二张白纸外，向下白纸处于静止状态，分别以向下第3张白纸、第3张和第4张白纸整体、第3张到第5张白纸整体为研究对象，根据平衡条件可知向下白纸之间的摩擦力大小都等于第一张白纸对第二张白纸的滑动摩擦力大小，故C错误D正确； 故选BD。 10. 如图所示，小球甲从距离地面高度为处以速度竖直向上抛出，同时小球乙从距离地面高度为处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球乙落地前，两小球的速度差不变 B. 至小球乙落地时，小球甲、乙的平均速率之比为1:2 C. 至小球乙落地时，甲、乙两球的位移大小之比为3:4 D. 小球甲、乙运动的第1s内位移不相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．取竖直向上为正方向，小球乙落地前，甲球与乙球的速度差为 即小球乙落地前，两小球的速度差保持恒定，故A正确； B．对乙球，根据自由落体运动位移时间公式 可得 乙球经过的路程为 落地前的运动过程中小球乙的平均速率为 对甲球，取竖直向上为正方向，有 解得 甲球上升最大高度为 则甲球运动的路程为 甲球整个过程平均速率为 小球乙落地时小球甲、乙的平均速率之比为 故B正确； C．小球乙落地时，甲球刚好回到出发位置，位移为零，所以至小球乙落地时，甲、乙两球的位移大小之比为0，故C错误； D．小球甲上升到最高点的时间为 位移大小为 方向竖直向上； 乙运动第1s内位移 方向竖直向下，所以小球甲、乙运动第1s内位移大小相等，方向不同，故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本题共2小题，共16分。） 11. 甲、乙两位同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。 （1）甲同学用如图甲所示的装置进行试验，为了减小实验误差，下列操作正确的是（　　） A. 选择的入射角应尽量小些 B. 没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线 C. 大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应稍大些 （2）乙同学在没有量角器的情况下，他准备用圆规和刻度尺来完成实验。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图乙所示。则此玻璃砖的折射率n=__________（请选择x1，x2，y1，y2中的符号表示）。 【答案】（1）C （2） 【解析】 【小问1详解】 A．入射角较小，折射现象不明显，误差较大，故A错误； B．用玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，故B错误； C．大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应稍大些，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 根据折射定律可得 12. 在“双缝干涉”实验中，组装仪器时，单缝和双缝应该相互__________放置。（选填“垂直”或“平行”） 【答案】平行 【解析】 【详解】在“双缝干涉”实验中，组装仪器时，单缝和双缝应该相互平行放置。 13. 某小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验，请按操作先后顺序排列：__________。 【答案】CAEDB 【解析】 【详解】“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤先后顺序：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积（步骤C）→准备浅水盘（步骤A）→形成油膜（步骤ED）→描绘油膜边缘测量油膜面积（步骤B）→计算分子直径。则操作先后顺序排列为CAEDB。 14. 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 实验中，判断感应电流的方向时__________（选填“需要”或“不需要”）确定线圈的绕法，为了弄清楚灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，可以用多用电表的__________（选填“电压挡”、“电流挡”或“欧姆挡”）进行检测。 【答案】 ①. 需要 ②. 欧姆挡 【解析】 【详解】[1]判断感应电流方向时需要用到楞次定律结合安培定则进行判断，右手四指环绕的方向即为感应电流的方向，因此需要确定线圈的绕法； [2]多用电表内部含有直流电源的为欧姆挡，因此可用电表的欧姆挡对电流进行测试。 15. 用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 实验的主要步骤： ①安装实验装置； ②测量挡光片的宽度； ③用刻度尺测量挡光片的中心A点到光电门中心所在位置B点之间的水平距离； ④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； ⑤读出挡光片通过光电门所用的时间； 由此可知滑块的加速度表达式为__________；（用测量的物理量：、、字母表示）。 ⑥以为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线，测得图线的斜率为，求得该物体的加速度__________（用测量的物理量：、字母表示） ⑦用游标卡尺测量遮光片的宽度，结果如下图乙所示，可读出其读数为__________。 【答案】 ①. ②. ③. 1.87 【解析】 【详解】[1]滑块经过光电门的速度为 根据运动学公式可得 联立可得物体的加速度为 [2]根据 整理可得 可知图像的斜率为 解得物体的加速度为 [3]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知遮光片的宽度为 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。） 16. 中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。罐内气体初始压强与外部大气压相同。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，温度为450K，最终降到300K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同，忽略抽气过程中气体温度的变化。罐内气体均可视为理想气体，外部大气压。求： （1）火罐降温后的内部气压； （2）抽气拔罐罐内剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设火罐内气体初始状态参量分别为、、，温度降低后状态参量分别为、、，罐的容积为，由题意知 ，，，， 由理想气体状态方程得 代入数据得 ， （2）设抽气罐的容积为，抽出的气体体积为V，抽气过程温度不变，由题意知 故剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 17. 无人驾驶汽车可在城市、环路及高速道路混合路况下实现全自动驾驶。 （1）如图所示，某无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方100m范围内车辆和行人的“气息”。若该无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度大小为2m/s2，为不撞上前方静止的障碍物，则该无人驾驶汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？ （2）若一辆有人驾驶的汽车在该无人驾驶汽车后25m处，两车都以20m/s的速度行驶，当前方无人驾驶汽车以大小为3.6m/s2的加速度刹车1.4s后，后方汽车驾驶员立即以大小为5.0m/s2的加速度刹车。刹车过程都视为匀减速运动，试通过计算判断两车在运动过程中是否会发生追尾事故？ 【答案】（1）20m/s；（2）两车不会相撞 【解析】 【详解】（1）由运动学公式 得 v=20m/s （2）当两车速度相等时：无人驾驶汽车经历时间，其中，有人驾驶汽车经历时间，由 联立解得 此时由运动学公式知 所以 所以两车不会相撞。 18. 边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形单匝金属线框，放在光滑绝缘的水平面上。空间中存在两方向竖直向上，磁感应强度均为B=0.8T的匀强磁场，两磁场边界平行，且PQ与MN的距离等于L，PQ与XY的间距为d，d>L，如图甲所示。t=0时线框的左边与MN重合，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，经过5s线框被拉出磁场MN边界，利用电流传感器测得线框中的电流强度I随时间t变化的图像如图乙所示。已知运动过程中线框边框始终与磁场边界平行。 （1）求0~5s通过线框导线横截面的电荷量q及线框的电阻R； （2）试判断说明线框运动情况，并求出水平力F随时间t变化的表达式； （3）若5s后水平拉力F保持不变，且线框的左边框刚出边界XY时，线框恰好处于平衡状态。通过计算，定性画出5s后至线框的左边框刚出边界XY的过程中，线框中电流I随时间t变化的图像（计算结果保留两位小数）。 【答案】（1）1.25C，4Ω；（2）；（3）2.32s， 【解析】 【详解】（1）I-t图线与横轴所围的面积在数值上等于通过线框截面的电荷量q，即有 所以 根据法拉第电磁感应定律可得平均电动势 回路电流为 磁通量的变化量为 通过的电荷量为 联立可得 则电阻 （2）设在某时刻t，线框的速度为v，则线框中感应电流 可得金属框速度随时间也是线性变化的，即 所以可知线框做匀加速直线运动，加速度为 所以 线框做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 联立解得水平力随时间变化满足 （3）5s时线框的速度大小为 5s时拉力的大小为 当左边框恰好出边界XY时，设线框速度为vt，安培力与拉力大小相等，方向相反，则 解得 此时电流 线框做加速度逐渐减小的变加速直线运动，线框中电流I随时间t变化的图像如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $