精品解析：2024届湖北省黄冈中学高三下学期5月第二次模拟考试物理试题

2023~2024学年湖北省黄冈中学模拟（第二次）考试 物理试卷（5月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 图甲中，用频率为的光照射光电管，微安表有示数，向左调节滑动变阻器的触头P，可以使微安表示数慢慢增大，最后到达饱和电流 B. 图乙中，一个氢原子吸收能量从基态向的能级跃迁时，最多可以吸收3种不同频率的光 C. 图丙中，曲238的半衰期是45亿年，适当加热轴238，可以使衰变速度加快 D. 图丁中，氘核的核子平均质量大于氦核的核子平均质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．向左调节滑动变阻器的触头P，光电管加反向电压会使电流变小，故A错误； B．一个氢原子从基态向的能级跃迁时，最多可以吸收2种不同频率的光，故B错误； C．半衰期只与原子核本身有关，与核外环境无关，故C错误 D．轻核聚变会释放能量，有质量亏损，反应物的核子平均质量大于生成物的核子平均质量，故D正确。 故选D。 2. 直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于x=0处的波源发出的两列简谐横波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播。t=0时刻波源开始振动，t=6s时刻只画出了介于-6m和6m之间的波形（图甲）。已知该时刻a波刚好传到x=6m处，则t=1.5s时介于-6m和6m之间的波形图是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题可知，t=6s时，x=6m的质点刚刚开始振动，根据质点的传播方向和振动方向的关系可知，该质点此时刻向y轴负方向振动，说明振源开始振动的方向也为y轴负方向；t=6s时，a波刚好传到x=6m处，可知a波的波速为 则1.5s时，a波刚好传到x=1.5m处，且x=1.5m处质点向y轴负方向振动，故AB错误； CD．由题意可知，这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系相等，由图像可知，a波的波长为1m，b波的波长为4m，所以 所以1.5s时，b波刚好传到x=6m处，故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为，方向与水平方向夹角为，在A抛出的同时有小球B从某高处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中下落的B，不计空气阻力，，重力加速度g取。则A、B两球初始距离是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球A的运动可以看成平抛运动的逆过程；水平速度为 竖直速度为 相遇时A球竖直方向位移为 运动时间为 水平方向位移为 B球竖直方向位移 即初始时A、B两球竖直距离 根据勾股定理，A、B两球初始距离为 故选C。 4. 水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图1所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图2所示的模型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F2斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。当提高游艇速度，稳定时则（　　） A. F2可能等于F3 B F1一定变小 C. 当速度增大到一定程度，人的脚尖可以触及海面 D. F2和F3的合力方向可能沿水平向右 【答案】C 【解析】 【详解】A．结点受到三个力的作用处于平衡状态，则三个力的合力为零，所以F1和F3的合力大小一定等于F2的大小，又由于两个力的夹角为锐角时，合力大于任意一个分力，则F2一定大于F3，故A错误； B．将力F2和F3沿水平方向与竖直方向分解，如图 设F1和F2与竖直方向的夹角分别为α、β，则 因当速度变大时，空气阻力变大，即F2的水平分量F2x变大，竖直分量不变，则F2变大，β变大，F1也一定变大，故B错误； C．人的脚尖触及海面时，F1方向水平向左，结点在三力作用下仍能保持平衡，所以，人的脚尖可以接触海面，故C正确； D．结点受到三个力的作用处于平衡状态，则三个力的合力为零，所以F2和F3的合力大小一定等于F1的大小，方向与F1相反，方向一定不能沿水平方向向右，故D错误。 故选C。 5. 电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，双金属片会向上弯曲 B 调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度降低 C. 调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度升高 D. 适当增加输入电压，可以使设定温度升高 【答案】B 【解析】 【详解】A．当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，所以温度升高时，双金属片会向下弯曲，触点断开，故A错误； BC．调节调温旋钮，使螺丝上移并推动弹性铜片上移，使双金属片只要稍向下弯曲，就能使触点断开，调节前后对比，双金属片向下弯曲程度要小一些，温度要更低一些，故B正确，C错误； D．电压不影响设定温度，故D错误。 故选B。 6. 2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功与空间站对接。对接前的运动简化如下：空间站在轨道Ⅰ上匀速圆周运动，速度大小为v1；飞船在椭圆轨道Ⅱ上运动，近地点B点离地的高度是200km，远地点A点离地的高度是356km，飞船经过A点的速度大小为vA，经过B点的速度大小为vB。已知轨道Ⅰ、轨道Ⅱ在A点相切，地球半径为6400km，下列说法正确是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度，即vA=v1 B. 在轨道Ⅱ上经过A的向心加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的向心加速度 C. 在轨道Ⅱ上经过B的速度有可能大于7.9km/s D. 在轨道Ⅱ上从B点运动到A点的时间大约为30min 【答案】C 【解析】 【详解】A．载人飞船在A点时经过点火加速做离心运动才能从载人飞船的运行轨道Ⅱ进入空间站的运行Ⅰ，即 故A错误； B．根据牛顿第二定律 可知，飞船在轨道Ⅱ上经过A的向心加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的向心加速度，故B错误； C．飞船在近地点B所在的圆轨道运动的速度小于最大环绕速度7.9km/s，但由圆轨道到椭圆轨道II需要加速，所以在轨道Ⅱ上经过B的速度有可能大于7.9km/s，故C正确； D．设地球表面一个质量为m的物体，则有 船在轨道I上的周期为T1，则有 解得 飞船在轨道II的周期为T2，根据开普勒第三定律得 解得 则在轨道Ⅱ上从B点运动到A点的时间大约为 故D错误。 故选C。 7. 竖直平面有一如图所示的正六边形ABCDEF，O为中心，匀强电场与该平面平行。将一质量为m、电荷为的小球从A点向各个方向抛出，抛出时速度大小相等。落到正六边形上时，C、E两点电势能相等，D、E连线上各点速度大小相等。重力加速度大小为g，下列说法不正确的是（　　） A. 电场强度的方向由A指向O B. 小球经过F、C两点的速度大小满足 C. 小球受到的电场力与重力大小相等 D. B、D两点的电势满足 【答案】D 【解析】 【详解】A．C、E两点电势能相等，则C、E两点电势相等，即C、E两点的连线为等势线，根据电场点与等势线垂直，可知电场强度方向在AD方向上，又由于小球带正电，电场力与方向与电场方向相同，可得电场强度的方向由A指向O，故A正确； B．D、E连线上各点速度大小相等，可知小球的合力方向垂直于DE的连线，所以小球经过F、C两点的速度大小也相等，故B正确； C．小球的合力方向垂直于DE的连线，且电场力沿OD方向，重力沿OE方向，由几何关系可得电场力与重力大小相等，故C正确； D．电场线方向由A指向D，根据沿电场线方向电势降低，可知B、D两点的电势不相等，故D错误。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，矩形线框的匝数为N=100，面积为S=0.02m2，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω=100rad/s沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，定值电阻R1=10Ω、R2=2.5Ω，线框内阻r=5Ω，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 线框经过图示位置时，产生的感应电动势为200V B. 流过电阻R1的电流是交流电 C. 线框转动一圈，通过电阻R1的电荷量为0.4C D. 通过电阻R1的电流有效值为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．矩形线框转到图示位置时，通过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0，则此时线框产生的感应电动势为0，故A错误； B．线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，产生交流电，由于线框一端接换向器，通过电阻R1的是直流电，故B错误； C．对于R2有 所以副线圈的等效电阻为 且与R1并联，线框转一圈，通过电阻R1电量为 故C正确； D．矩形线框转动时产生的感应电动势的有效值为 根据闭合电路欧姆定律可知总电流为 所以通过R1的电流有效值为 故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，两根足够长的平行金属粗糙导轨固定在水平面内，左侧轨道间距为2m，右侧轨道间距为1m，导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒b长为1m，静止在右侧轨道，最右侧固定一个阻值为的定值电阻。金属棒a长为2m，两根金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为，当a在水平恒力作用下从静止开始运动，到稳定时b发热。已知a始终在左侧轨道运动，a、b质量均为，a的阻值为，b的阻值为，且始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计，重力加速度大小。则下列说法正确的是（　　） A. b棒可以运动起来 B. 稳定时a棒做匀速运动，速度为 C. 从开始到稳定状态，a棒位移为 D. 从开始到稳定状态，a棒运动时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．假设a棒稳定时匀速，则有 解得 对b棒，由于 故b棒一直处于静止，故A错误； B．设稳定时a棒做匀速运动的速度为，则有 又 解得 故B正确； C．从开始到稳定状态，对a棒由动能定理得 又 联立解得 故C正确； D．从开始到稳定状态，对a棒由动量定理得 又 联立解得 故D错误。 故选BC。 10. 如图，倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端放置一个质量为m的物块B。t=0时刻，将质量也为m的物块A（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，t1时刻A与B发生碰撞并粘在一起，粘合体沿斜面简谐运动过程中，弹簧最大形变量为。已知弹簧弹性势能表达式为，弹簧振子周期公式，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，M为振子质量，重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 粘合体速度最大为 B. 物块A释放点到碰撞点的距离为 C. 粘合体向下运动过程中的最大加速度大小为g D. 从物体A、B碰撞到运动到最低点的时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题可知简谐振动的平衡位置合力为零，此时有 振幅为 ， 最大速度为 物块AB速度最大为 故A正确； B．设碰前A的速度为2v1，则 碰撞过程动量守恒可得 得 从碰后到运动到平衡位置，根据能量守恒可得 解得 故B错误； C．物块AB运动过程中的最大加速度在最低点，即 解得 故C错误； D．碰撞后AB做简谐振动，此时AB得位移为，从物体AB碰撞后得相位为 可得 到最低点的时间为 故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 近年来，对折射率为负值（n<0）的负折射率人工材料的研究备受关注。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵循折射定律，但折射角取负值。即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。某同学用图乙所示装置测量该材料对红光的折射率，在空气中（可视为真空）放置两个完全相同的用负折射率材料制作的顶角为θ的直角三棱镜A、B，在棱镜B下方有一平行于下表面的光屏，两棱镜斜面平行且间距为d。一束红色激光，从棱镜A上的P点垂直入射。 （1）该同学先在白纸上记录两平行斜边位置，放上两三棱镜后，插针P1、P2的连线垂直于A上表面，若操作无误，则在图中下方的插针应该是（　　） A. P3P6 B. P3P8 C. P5P6 D. P7P8 （2）若θ=30°，激光通过两棱镜后，打在光屏上的点偏离入射光线的水平距离为2d，该材料折射率n=_______。 （3）记录棱镜B斜边位置后，操作时不小心把棱镜B往下方平移了少许距离（使两棱镜实际距离略大于d），则该材料折射率n的测量值的绝对值会_______。（填“偏大”“不变”或者“偏小”） 【答案】（1）D （2） （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 因负折射率材料的折射光线和入射光线位于法线的同侧，则经过P1P2后，光线应该经过P7P8。 故选D。 【小问2详解】 画出光路图如图所示 由题意得 由几何关系得 解得 【小问3详解】 若棱镜B往下方平移了少许距离，如图所示 两棱镜实际距离略大于d，折射角增大，则折射率偏大。 12. 某学习小组在研究“测量干电池的电动势和内阻”和“测量金属丝电阻率”两个实验时，先设计如图甲所示电路，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，横截面积为S。调节滑片P，记录电压表示数U、及对应的PN长度x，绘制出图乙所示的图像，图像与纵轴截距为b1，斜率绝对值为k1。用同一根金属丝MN和同一个电源又设计了如图丙所示电路，调节滑片P，记录电流表示数I、及对应的PN长度x，绘制出图丁所示的Ix − I图像，图像与纵轴截距为b2，斜率绝对值为k2。 （1）若不考虑电表内阻影响，则电池的电动势E = ________，内阻r = ________，金属丝的电阻率ρ = ________。（均选用b1，b2、k1、S表示） （2）实验中因电压表内阻的影响，电动势测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值；本实验电流表内阻对电源内阻的测量________（填“有”或“没有”）影响。 【答案】（1） ①. b1 ②. ③. （2） ①. 小于 ②. 有 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]由图甲，根据闭合电路的欧姆定律得 整理得 由图丙，根据闭合电路欧姆定律得 整理得 结合图乙和图丁可得 ，， 解得 ， 【小问2详解】 [1]若考虑电压表内阻的影响，由图甲，根据闭合电路的欧姆定律得 整理得 则 即 所以电动势测量值小于真实值； [2]若考虑电流表内阻的影响，由图丙，根据闭合电路的欧姆定律得 整理得 则有 ， 即 ， 所以电流表内阻对电源电动势的测量没有影响，对电源内阻的测量有影响。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体做等温变化，则 解得 对水银柱受力分析有 解得 （2）当管中抽出气体后，对水银柱受力分析有 解得 根据题意可知，气体做等温变化，则 所以 14. 如图所示，质量为m1=1kg、长度为L=7.5m的木板放在光滑水平面上，质量为m2=0.5kg，可视为质点的木块放在木板最左端，木块与木板动摩擦因数为µ=0.2，其他摩擦均不计。在水平面上长木板的右侧静置一质量为m3=3kg、上表面为圆弧的小车（圆弧半径为R，圆心角为120°）。质量为m4=1.5kg可视为质点的小球放在小车上，令木板和木块以共同速度v0=6m/s水平向右运动，随后木板与小车发生弹性碰撞（仅考虑小车发生一次碰撞），碰撞时间极短。已知重力加速度大小g取10m/s2。 （1）木板与小车发生弹性碰撞后的瞬间，求小车的速度大小； （2）最终稳定时，求木板的速度大小； （3）若小球刚好可以从小车上掉落，求小车上圆弧半径R的大小。 【答案】（1）3m/s；（2）2m/s；（3）0.6m 【解析】 【详解】（1）当木板与小车发生弹性碰撞时 解得 ， （2）碰后，对木板，根据牛顿第二定律可得 对滑块，有 解得 则稳定时 故共速前已经掉落，假设成立，故木板最终速度大小为2m/s； （3）小球在小车左边缘与之共速，根据动量守恒定律有 解得 15. 如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U0。金属板P和Q水平放置在N板右侧，且关于小孔S1，S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压4U0，板长为L，板间距为2L，距离P板右侧L处有一个足够大的荧光屏，板右侧与荧光屏之间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质子（）和α粒子（）从小孔S1处先后由静止释放，穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。已知α粒子的质量为4m，电荷量为2q，质子的质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力作用，求： （1）质子在偏转电场中的侧移量y1和速度偏转角θ1； （2）质子在磁场中运动的时间t1； （3）两粒子打在荧光屏上的点沿竖直方向的距离d。 【答案】（1），45°；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）质子在加速电场中做匀加速直线运动，有 质子在偏转电场中做类平抛运动，有 解得 ， （2）质子在磁场中水平方向匀速圆周运动速度大小为，在竖直方向上匀速直线运动速度大小也为，则 解得 由几何关系可得 所以 所以运动时间为 （3）质子在磁场中由于水平和竖直速度大小始终相等，所以水平路程等于竖直路程 解得 同理α粒子经过加速场有 解得 侧移为 解得 速度偏转角为 故α粒子从一点都以45°方向射入磁场，故水平和竖直速度大小始终相等，所以竖直路程等于水平路程 解得 根据几何关系 所以 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年湖北省黄冈中学模拟（第二次）考试 物理试卷（5月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 图甲中，用频率为的光照射光电管，微安表有示数，向左调节滑动变阻器的触头P，可以使微安表示数慢慢增大，最后到达饱和电流 B. 图乙中，一个氢原子吸收能量从基态向的能级跃迁时，最多可以吸收3种不同频率的光 C. 图丙中，曲238的半衰期是45亿年，适当加热轴238，可以使衰变速度加快 D. 图丁中，氘核的核子平均质量大于氦核的核子平均质量 2. 直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于x=0处的波源发出的两列简谐横波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播。t=0时刻波源开始振动，t=6s时刻只画出了介于-6m和6m之间的波形（图甲）。已知该时刻a波刚好传到x=6m处，则t=1.5s时介于-6m和6m之间的波形图是（　　） A. B. C D. 3. 如图所示，小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为，方向与水平方向夹角为，在A抛出的同时有小球B从某高处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中下落的B，不计空气阻力，，重力加速度g取。则A、B两球初始距离是（　　） A. B. C. D. 4. 水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图1所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图2所示的模型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F2斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。当提高游艇速度，稳定时则（　　） A. F2可能等于F3 B. F1一定变小 C. 当速度增大到一定程度，人的脚尖可以触及海面 D. F2和F3的合力方向可能沿水平向右 5. 电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。下列说法正确的是（　　） A. 温度升高时，双金属片会向上弯曲 B. 调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度降低 C. 调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度升高 D. 适当增加输入电压，可以使设定温度升高 6. 2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功与空间站对接。对接前的运动简化如下：空间站在轨道Ⅰ上匀速圆周运动，速度大小为v1；飞船在椭圆轨道Ⅱ上运动，近地点B点离地的高度是200km，远地点A点离地的高度是356km，飞船经过A点的速度大小为vA，经过B点的速度大小为vB。已知轨道Ⅰ、轨道Ⅱ在A点相切，地球半径为6400km，下列说法正确是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度，即vA=v1 B. 在轨道Ⅱ上经过A的向心加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的向心加速度 C. 在轨道Ⅱ上经过B的速度有可能大于7.9km/s D. 在轨道Ⅱ上从B点运动到A点的时间大约为30min 7. 竖直平面有一如图所示的正六边形ABCDEF，O为中心，匀强电场与该平面平行。将一质量为m、电荷为的小球从A点向各个方向抛出，抛出时速度大小相等。落到正六边形上时，C、E两点电势能相等，D、E连线上各点速度大小相等。重力加速度大小为g，下列说法不正确的是（　　） A. 电场强度的方向由A指向O B. 小球经过F、C两点的速度大小满足 C. 小球受到电场力与重力大小相等 D. B、D两点电势满足 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，矩形线框的匝数为N=100，面积为S=0.02m2，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω=100rad/s沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，定值电阻R1=10Ω、R2=2.5Ω，线框内阻r=5Ω，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 线框经过图示位置时，产生的感应电动势为200V B. 流过电阻R1的电流是交流电 C. 线框转动一圈，通过电阻R1的电荷量为0.4C D. 通过电阻R1的电流有效值为 9. 如图所示，两根足够长的平行金属粗糙导轨固定在水平面内，左侧轨道间距为2m，右侧轨道间距为1m，导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒b长为1m，静止在右侧轨道，最右侧固定一个阻值为的定值电阻。金属棒a长为2m，两根金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为，当a在水平恒力作用下从静止开始运动，到稳定时b发热。已知a始终在左侧轨道运动，a、b质量均为，a的阻值为，b的阻值为，且始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计，重力加速度大小。则下列说法正确的是（　　） A. b棒可以运动起来 B. 稳定时a棒做匀速运动，速度为 C. 从开始到稳定状态，a棒位移为 D. 从开始到稳定状态，a棒运动时间为 10. 如图，倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端放置一个质量为m的物块B。t=0时刻，将质量也为m的物块A（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，t1时刻A与B发生碰撞并粘在一起，粘合体沿斜面简谐运动过程中，弹簧最大形变量为。已知弹簧弹性势能表达式为，弹簧振子周期公式，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，M为振子质量，重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 粘合体速度最大为 B. 物块A释放点到碰撞点的距离为 C. 粘合体向下运动过程中的最大加速度大小为g D. 从物体A、B碰撞到运动到最低点的时间为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 近年来，对折射率为负值（n<0）的负折射率人工材料的研究备受关注。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵循折射定律，但折射角取负值。即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。某同学用图乙所示装置测量该材料对红光的折射率，在空气中（可视为真空）放置两个完全相同的用负折射率材料制作的顶角为θ的直角三棱镜A、B，在棱镜B下方有一平行于下表面的光屏，两棱镜斜面平行且间距为d。一束红色激光，从棱镜A上的P点垂直入射。 （1）该同学先在白纸上记录两平行斜边位置，放上两三棱镜后，插针P1、P2的连线垂直于A上表面，若操作无误，则在图中下方的插针应该是（　　） A. P3P6 B. P3P8 C. P5P6 D. P7P8 （2）若θ=30°，激光通过两棱镜后，打在光屏上点偏离入射光线的水平距离为2d，该材料折射率n=_______。 （3）记录棱镜B的斜边位置后，操作时不小心把棱镜B往下方平移了少许距离（使两棱镜实际距离略大于d），则该材料折射率n的测量值的绝对值会_______。（填“偏大”“不变”或者“偏小”） 12. 某学习小组在研究“测量干电池的电动势和内阻”和“测量金属丝电阻率”两个实验时，先设计如图甲所示电路，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，横截面积为S。调节滑片P，记录电压表示数U、及对应的PN长度x，绘制出图乙所示的图像，图像与纵轴截距为b1，斜率绝对值为k1。用同一根金属丝MN和同一个电源又设计了如图丙所示电路，调节滑片P，记录电流表示数I、及对应的PN长度x，绘制出图丁所示的Ix − I图像，图像与纵轴截距为b2，斜率绝对值为k2。 （1）若不考虑电表内阻影响，则电池的电动势E = ________，内阻r = ________，金属丝的电阻率ρ = ________。（均选用b1，b2、k1、S表示） （2）实验中因电压表内阻的影响，电动势测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值；本实验电流表内阻对电源内阻的测量________（填“有”或“没有”）影响。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 14. 如图所示，质量为m1=1kg、长度为L=7.5m的木板放在光滑水平面上，质量为m2=0.5kg，可视为质点的木块放在木板最左端，木块与木板动摩擦因数为µ=0.2，其他摩擦均不计。在水平面上长木板的右侧静置一质量为m3=3kg、上表面为圆弧的小车（圆弧半径为R，圆心角为120°）。质量为m4=1.5kg可视为质点的小球放在小车上，令木板和木块以共同速度v0=6m/s水平向右运动，随后木板与小车发生弹性碰撞（仅考虑小车发生一次碰撞），碰撞时间极短。已知重力加速度大小g取10m/s2。 （1）木板与小车发生弹性碰撞后瞬间，求小车的速度大小； （2）最终稳定时，求木板的速度大小； （3）若小球刚好可以从小车上掉落，求小车上圆弧半径R的大小。 15. 如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U0。金属板P和Q水平放置在N板右侧，且关于小孔S1，S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压4U0，板长为L，板间距为2L，距离P板右侧L处有一个足够大的荧光屏，板右侧与荧光屏之间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质子（）和α粒子（）从小孔S1处先后由静止释放，穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。已知α粒子的质量为4m，电荷量为2q，质子的质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力作用，求： （1）质子在偏转电场中的侧移量y1和速度偏转角θ1； （2）质子在磁场中运动的时间t1； （3）两粒子打在荧光屏上的点沿竖直方向的距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$