精品解析：2024届福建省福州第一中学高三下学期模拟预测物理试卷

福州一中 2023-2024 学年高三物理校模拟试卷 （完卷75分钟 满分100分） （考试过程请勿使用计算器） 一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. “每天锻炼一小时，健康生活一辈子”，如图为福州一中某老师绕学校四百米跑道跑步的轨迹记录图及相关数据，以下说法正确的是（　　） A 本次跑步位移大小不超过100m B. 本次跑步平均速度大小约为 10km/h C. 本次跑步消耗423.0 kJ 的能量 D. 5分54秒表示时刻 2. 物理学作为一门高精密度的实验学科，应用在各个领域，下列说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑，说明光具有粒子性 B. 利用偏振现象，可以用偏振片对声波进行阻隔，起到消音的效果 C. 让激光束通过双狭缝，在光屏上出现条纹，波长越长，条纹间距越小 D. 康普顿效应，说明光具有粒子性 3. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：3，正弦交流电源的电压有效值恒为U=12V，电压表为理想电压表，电阻，，滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，则（　　） A. 电压表示数36V B. 当时，、的功率之和最大 C. 若向上移动P，电压表读数将变大 D. 若向下移动P，电源输出功率将变大 4. 如图所示，空间有电荷量分别为+Q1和-Q2的两个点电荷，其连线水平。在竖直平面内，内壁光滑的绝缘细弯管ABC关于Q1Q2连线对称放置，且A点电势大于零（取无穷远电势为零）。电荷量为+q的小球（可视为点电荷）以初速度v0从A端无碰撞地进入细弯管，在管内运动过程中机械能守恒，则（　　） A. 小球从细管C端飞出时速度大小为v0 B. Q1<Q2 C. 细管上存在场强方向与细管不垂直点 D. 在Q1Q2的连线上，场强最小的位置在Q1Q2中点偏右的地方 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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. 如图是地球周围的两颗卫星的运动轨迹图，卫星1的运行轨道为圆形轨道，卫星2的运行轨道是椭圆形轨道。两卫星轨道相交于A、B两点，C点为圆轨道上的一点，D点是椭圆轨道上的远地点，C、D连线过地心，椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的运行周期小于卫星2的运行周期 B. 卫星1在 C 点的速度大于卫星2 在 D点的速度 C. 卫星2在 D点的向心加速度大于卫星1在C 点的向心加速度 D. 相等时间内卫星1 与地心的连线扫过的面积一定等于卫星2与地心的连线扫过的面积 6. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：如图，两人同时通过绳子对质量为m的重物分别施加大小均为（g为重力加速度的大小）、方向都与竖直方向成37°的力，重物离开地面高度h后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度为 ，。不计空气阻力，则 （　　） A. 重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间 B. 重物克服地面阻力做的功等于人对重物做的功 C. 重物刚落地时的速度大小为 D. 地面对重物的平均阻力大小为25mg 7. 如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的3倍，且绳子A端的切线与竖直方向的夹角为β，绳子B端的切线与墙壁的夹角为（重力加速度为g）则 （　　） A. B. 绳子在C处弹力大小 C. 绳子在 A 处的弹力大小 D. 绳子上 B处拉力最大 8. 如图所示，水平放置的平行金属板，长为L，上板带正电。电容器右端空间有一个其方向与水平面平行，垂直纸面向里的足够大的匀强磁场。在磁场区域中有a、b两点，相距为s，ab连线在水平面上且与磁场方向垂直。一质量为m，电荷量为q带电微粒从平行板电容器下极板边缘在纸面内以速度大小与平行板成θ角射入，未与上极板相碰并以水平方向从a点进入匀强磁场，并能沿直线从a点运动到b点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是：（　　） A. 微粒从a点运动到b点的时间 B. 平行板电容器极板间电场强度大小与匀强磁场磁感应强度大小的比值 C. 仅撤去左端电容器装置，若同样的带电微粒从a点以水平射入匀强磁场，并能运动到b点，则微粒在从a点运动到b点过程中最小速度大小 D. 在C选项所给条件下，（，，） 三、填空与实验题 9. 在同一均匀介质中，两列简谐横波波源坐标分别为S（-0.1m，0） （沿x轴正方向传播） 和T（0.8m，0） （沿x轴负方向传播）。时刻某波源先开始振动， 时的波形图如图所示。此时位于x=0.1m和x=0.4m处的两个质点都恰好开始振动，A、D分别为两个波形的波谷和波峰，坐标分别为（0，-0.3m）和（0.6m，0.5m）。则先振动的波源是__________（填“S”或“T”），再经过0.15s的时间x=0.3m处的质点位移为_______m。 10. 一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，从A到B过程中，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数____________（填“增大”或“减小”或“不变”）。 从A经过B、C、D又回到A的过程中，气体____________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）。 11. 图示为氢原子的能级结构图。在某正四面体密闭容器的其中一个器壁上有一个红外光子接收仪，可以接收红外光子（能量范围在0.001eV~1.6eV）并计数。假设到达该器壁的所有红外光子均被接收仪吸收。现将容器内的氢原子全部激发到n=4的能级，接收仪在之后的较短时间内接收到1mol的红外光子，假定这段时间内每个氢原子只发生一次跃迁，且激发态的氢原子跃迁到每个能级的概率相同。能发射红外光子的能级跃迁是________（填“4→1”或“4→2”或“4→3”），该容器中氢原子的物质的量为______mol 12. 甲乙俩同学在实验室共同研究单摆测量重力加速度实验： （1）甲同学用游标卡尺测得摆球直径如图丙所示为_______cm；乙同学用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图丁所示为_______s。 （2）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，甲同学说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”乙同学说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这俩同学中（　　） A. 甲同学的说法正确 B. 乙同学的说法正确 C. 甲乙俩同学的说法都是错误的 （3）甲同学提出：若用单摆测得在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k，设地球的半径为R，假定地球的密度均匀，且已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，则可求矿井的深度，乙同学通过甲同学给的已知条件，便计算出矿井的深度d=______。 13. （1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择________。 A．量程为的电压表 B．量程为的电流表 C．量程为的电流表 D．零刻度在中间的灵敏电流计 （2）某同学按下列步骤进行实验： ①将已知绕向的螺线管与电表连接； ②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向； ③分析实验结果，得出结论。 上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明________________________的关系。 （3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角________（选填“不变”“变大”或“变小”）。 （4）如图所示，图（甲）为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到波形．横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图（甲）内①所示图线，现用该磁铁，如图（乙）所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图（丙）中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。 四、解答题（本题共3小题。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力F的作用下，物块从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向运动，F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在x=2m处从平台飞出，同时撤去F，物块恰好由P点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点 M飞出。已知物块质量 ，物块与水平台面间的动摩擦因数为 轨道圆心为O，半径为 ，MN为竖直直径，，重力加速度，，不计空气阻力。求： （1）水平推力F做的功； （2）物块运动到P点时的速度大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 15. 如图所示，一根劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧竖直放置，上、下两端各固定一质量为M=1.5kg的物体A和B，两物体均视为质点，物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态。一个质量为m=0.75kg的小球P从物体A正上方h=1.8m处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度v1大小； （2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小v； （3）若换成另一个质量m0=0.5kg的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，且碰撞后迅速将Q取走），碰撞后物体A到达最高点时，地面对物体B的弹力恰好为零，求Q开始下落时距离A的高度H。 16. 如图所示，电源的电动势为U，电容器的电容为C，K是单刀双掷开关。MN、PQ是两根位于同一水平面内平行且光滑的足够长金属导轨，它们的电阻可忽略不计，两导轨间距为L，导轨处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于两导轨所在的平面并指向图中纸面向里的方向。a和b是两根垂直导轨放置的导体棒，两棒接入导轨内的电阻均为R，质量分别为和，且 。开始时两根棒均静止在导轨上，开关K合向1足够长时间，再合向2。两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直。 （1）开关K合向1，足够长时间后，求电容器储存的电荷量，并判断上下极板电势高低； （2）开关K合向2后的瞬间，两棒各自的加速度大小； （3）两棒最终的速度大小以及此过程流过a棒的电量； （4）从开关K合向2开始的整个过程中两棒产生的总焦耳热。（已知电容器所储备的电能为 ，其中C为电容器的电容，U是电容器因带电后两板具有的电势差） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州一中 2023-2024 学年高三物理校模拟试卷 （完卷75分钟 满分100分） （考试过程请勿使用计算器） 一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. “每天锻炼一小时，健康生活一辈子”，如图为福州一中某老师绕学校四百米跑道跑步的轨迹记录图及相关数据，以下说法正确的是（　　） A. 本次跑步位移大小不超过100m B. 本次跑步平均速度大小约为 10km/h C. 本次跑步消耗423.0 kJ 的能量 D. 5分54秒表示时刻 【答案】A 【解析】 【详解】A．由本次跑步的轨迹可知本次跑步位移大小不超过100m。故A正确； B．本次跑步平均速度大小约为 故B错误； C．本次跑步消耗的能量为 故C错误； D．平均配速5分54秒表示跑每公里所需时间为5分54秒。故D错误。 故选A。 2. 物理学作为一门高精密度的实验学科，应用在各个领域，下列说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑，说明光具有粒子性 B. 利用偏振现象，可以用偏振片对声波进行阻隔，起到消音效果 C. 让激光束通过双狭缝，在光屏上出现条纹，波长越长，条纹间距越小 D. 康普顿效应，说明光具有粒子性 【答案】D 【解析】 【详解】A．泊松亮斑，说明光具有波动性，选项A错误； B．光波是横波，利用偏振现象，可以用偏振片对光波进行阻隔，声音通常是纵波，故偏振片起不到消音的效果，故B错误； C．让激光束通过双狭缝，在光屏上出现条纹，根据 波长越长，条纹间距越大，选项C错误； D．康普顿效应，说明光具有粒子性，选项D正确。 故选D。 3. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：3，正弦交流电源的电压有效值恒为U=12V，电压表为理想电压表，电阻，，滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，则（　　） A. 电压表示数为36V B. 当时，、的功率之和最大 C. 若向上移动P，电压表读数将变大 D. 若向下移动P，电源输出功率将变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．设通过R1的电流为3I，则副线圈电流为I，原线圈输入电压为 根据匝数比可知副线圈输出电压为 则有 解得 动变阻器阻值范围为0~10Ω，则电压表示数为一个范围，不是一个确定的数值。故A错误； B．设时，、的功率之和最大，把+等效为原线圈电阻，则有 即 把R1等效为电源内阻，当时，、的功率之和最大，则有 解得 故B正确； C．若向上移动P，则电阻减小，副线圈回路中电流变大，原线圈回路中电流也变大，则R1的电压变大，变压器输入电压U1变小，输出电压U2随之变小，电压表读数将变小。故C错误； D．同理，若向下移动P，则电阻变大，副线圈回路中电流变小，原线圈回路中电流也变小，根据 可知电源输出功率将变小，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，空间有电荷量分别为+Q1和-Q2的两个点电荷，其连线水平。在竖直平面内，内壁光滑的绝缘细弯管ABC关于Q1Q2连线对称放置，且A点电势大于零（取无穷远电势为零）。电荷量为+q的小球（可视为点电荷）以初速度v0从A端无碰撞地进入细弯管，在管内运动过程中机械能守恒，则（　　） A. 小球从细管C端飞出时速度大小为v0 B. Q1<Q2 C. 细管上存在场强方向与细管不垂直的点 D. 在Q1Q2的连线上，场强最小的位置在Q1Q2中点偏右的地方 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球以初速度v0从上端的管口恰好无碰撞地进入细管，且在运动过程中机械能始终保持不变，但是小球从细管下端飞出时因为重力做正功，所以小球离开的速度大于v0，故A错误； B．带电小球在运动过程中始终机械能守恒，则小球在运动过程中电势能保持不变，题干图中细管所在的弧线是一等势线，所以 故B错误； C．根据电场线与等势线处处垂直，所以细管各处的电场强度方向均和细管垂直，故C错误； D．两个等量异种电荷连线中点场强最小，此时由于 所以场强最小的点会相应的向右偏移，故D正确。 故选D。 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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. 如图是地球周围的两颗卫星的运动轨迹图，卫星1的运行轨道为圆形轨道，卫星2的运行轨道是椭圆形轨道。两卫星轨道相交于A、B两点，C点为圆轨道上的一点，D点是椭圆轨道上的远地点，C、D连线过地心，椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的运行周期小于卫星2的运行周期 B. 卫星1在 C 点的速度大于卫星2 在 D点的速度 C. 卫星2在 D点的向心加速度大于卫星1在C 点的向心加速度 D. 相等时间内卫星1 与地心的连线扫过的面积一定等于卫星2与地心的连线扫过的面积 【答案】AB 【解析】 【详解】A．因为椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径。由开普勒第三定律可知，卫星1的运行周期小于卫星2的运行周期。故A正确； B．卫星2在D点加速，能变轨到以D点到地球球心的距离为半径的圆轨道运动，由 可知，r越大，运行线速度越小，卫星1在C点速度大于卫星2在以D点到地球球心的距离为半径的圆轨道上的运行速度，故卫星1在C点速度大于卫星2在D点速度。故B正确； C．由 卫星2在D点距地心的距离大于卫星1距地心的距离，卫星2在D点的向心加速度小于卫星1在C点的向心加速度。故C错误； D．因为两颗卫星在不同轨道上运行，所以相等时间内卫星1与地心的连线扫过的面积不等于卫星2与地心的连线扫过的面积。故D错误。 故选AB。 6. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：如图，两人同时通过绳子对质量为m的重物分别施加大小均为（g为重力加速度的大小）、方向都与竖直方向成37°的力，重物离开地面高度h后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度为 ，。不计空气阻力，则 （　　） A. 重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间 B. 重物克服地面阻力做的功等于人对重物做的功 C. 重物刚落地时的速度大小为 D. 地面对重物的平均阻力大小为25mg 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．设停止施力瞬间重物的速度大小为，根据动能定理有 解得 设重物刚落地时的速度大小为，根据动能定理有 解得 重物在空中运动过程，开始在拉力作用下做匀加速运动，速度大小达到后做匀减速运动直至速度为零，之后再做匀加速直线运动直至速度大小为，由此可知上升过程中的平均速度大小为 下降过程中的平均速度大小为 又由于上升、下降位移大小相等，则重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间，故A正确，C错误； B．重物在整个运动过程中，根据动能定理有 则重物克服地面阻力做的功大于人对重物做的功，故B错误； D．根据动能定理有 解得 D正确。 故选AD。 7. 如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的3倍，且绳子A端的切线与竖直方向的夹角为β，绳子B端的切线与墙壁的夹角为（重力加速度为g）则 （　　） A. B. 绳子在C处弹力大小 C. 绳子在 A 处的弹力大小 D. 绳子上 B处拉力最大 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．对CB段受力分析，受重力、墙壁的拉力FB，AC段绳子对其向左的拉力FC，如下图所示： 根据平衡条件可得 FBsinα=FC 联立解得 再对AC段绳子受力分析，受重力、BC段绳子对其向右的拉力FC′=FC，AC段绳子的拉力为FA，如图所示： 根据平衡条件有 联立解得 β=30° 故AC正确，B错误； D．由ABC可知 FC＜FB＜FA 则绳子上A处拉力最大，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，水平放置的平行金属板，长为L，上板带正电。电容器右端空间有一个其方向与水平面平行，垂直纸面向里的足够大的匀强磁场。在磁场区域中有a、b两点，相距为s，ab连线在水平面上且与磁场方向垂直。一质量为m，电荷量为q带电微粒从平行板电容器下极板边缘在纸面内以速度大小与平行板成θ角射入，未与上极板相碰并以水平方向从a点进入匀强磁场，并能沿直线从a点运动到b点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是：（　　） A. 微粒从a点运动到b点的时间 B. 平行板电容器极板间电场强度大小与匀强磁场磁感应强度大小的比值 C. 仅撤去左端电容器装置，若同样的带电微粒从a点以水平射入匀强磁场，并能运动到b点，则微粒在从a点运动到b点过程中最小速度大小 D. 在C选项所给条件下，（，，） 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知，微粒经过a点的速度为 微粒能沿直线从a点运动到b点，可知微粒做匀速直线运动，则微粒从a点运动到b点的时间 故A错误； B．微粒能沿直线从a点运动到b点，根据受力平衡可得 根据左手定则可知，微粒带正电，则微粒在平行板电容器极板间运动时，有 ，， 联立可得平行板电容器极板间电场强度大小与匀强磁场磁感应强度大小的比值为 故B错误； C．仅撤去左端电容器装置，若同样的带电微粒从a点以水平射入匀强磁场，并能运动到b点，将带电微粒的速度分解为两个水平向右的分速度 ， 其中由于分速度受到的洛伦兹力与重力平衡，所以微粒以分速度向右做匀速直线运动，同时以速度大小做逆时针方向的匀速圆周运动，则微粒在从a点运动到b点过程中最小速度大小为 故C正确； D．在C选项所给条件下，则有 又 （，，） 又 联立解得 （，，） 故D正确。 故选CD。 三、填空与实验题 9. 在同一均匀介质中，两列简谐横波波源坐标分别为S（-0.1m，0） （沿x轴正方向传播） 和T（0.8m，0） （沿x轴负方向传播）。时刻某波源先开始振动， 时的波形图如图所示。此时位于x=0.1m和x=0.4m处的两个质点都恰好开始振动，A、D分别为两个波形的波谷和波峰，坐标分别为（0，-0.3m）和（0.6m，0.5m）。则先振动的波源是__________（填“S”或“T”），再经过0.15s的时间x=0.3m处的质点位移为_______m。 【答案】 ①. T ②. 0.2 【解析】 【详解】[1]波速由介质决定，故两列波波速相同。由图发现，内，T波传播的距离更大，而波速相同，则波源T先振动； [2]T发出波的周期 T发出波的波长 两波的波速 再经过0.15s，两波传播的距离 此时S发出波的波谷和T发出波的波峰恰好传到处。此时，处的质点位移为 10. 一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，从A到B过程中，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数____________（填“增大”或“减小”或“不变”）。 从A经过B、C、D又回到A的过程中，气体____________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）。 【答案】 ①. 减小 ②. 从外界吸热 【解析】 【详解】[1]从A到B过程中，压强不变，体积增大，可知温度升高，分子运动剧烈，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的个数减小。 [2]从A经过B、C、D又回到A过程中，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。 11. 图示为氢原子的能级结构图。在某正四面体密闭容器的其中一个器壁上有一个红外光子接收仪，可以接收红外光子（能量范围在0.001eV~1.6eV）并计数。假设到达该器壁的所有红外光子均被接收仪吸收。现将容器内的氢原子全部激发到n=4的能级，接收仪在之后的较短时间内接收到1mol的红外光子，假定这段时间内每个氢原子只发生一次跃迁，且激发态的氢原子跃迁到每个能级的概率相同。能发射红外光子的能级跃迁是________（填“4→1”或“4→2”或“4→3”），该容器中氢原子的物质的量为______mol 【答案】 ①. 4→3 ②. 12 【解析】 【详解】[1]由频率条件 可知“4→1”、“4→2”、“4→3”发射光子能量分别为12.75eV、2.55eV、0.66eV。能发射红外光子的能级跃迁是4→3。 [2]该容器中氢原子的物质的量为 1mol×4×3=12mol 12. 甲乙俩同学在实验室共同研究单摆测量重力加速度的实验： （1）甲同学用游标卡尺测得摆球直径如图丙所示为_______cm；乙同学用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图丁所示为_______s。 （2）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，甲同学说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”乙同学说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这俩同学中（　　） A. 甲同学的说法正确 B. 乙同学的说法正确 C. 甲乙俩同学说法都是错误的 （3）甲同学提出：若用单摆测得在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k，设地球的半径为R，假定地球的密度均匀，且已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，则可求矿井的深度，乙同学通过甲同学给的已知条件，便计算出矿井的深度d=______。 【答案】（1） ①. 19.00 ②. 111.4 （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 [2]由图示秒表可知，分针示数超过了半刻线，秒表示数为 【小问2详解】 考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，物体不只受重力，加速度也不是重力加速度，即等效重力加速度减小，振动周期变大，甲同学说法正确。 故选A。 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 可得 根据万有引力与重力的关系可得 联立可得 13. （1）在探究楞次定律实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择________。 A．量程为的电压表 B．量程为的电流表 C．量程为的电流表 D．零刻度在中间的灵敏电流计 （2）某同学按下列步骤进行实验： ①将已知绕向的螺线管与电表连接； ②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向； ③分析实验结果，得出结论。 上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明________________________的关系。 （3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角________（选填“不变”“变大”或“变小”）。 （4）如图所示，图（甲）为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形．横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图（甲）内①所示图线，现用该磁铁，如图（乙）所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图（丙）中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。 【答案】 ①. D ②. 电流流入电表方向与电表指针偏转方向 ③. 变大 ④. B 【解析】 【详解】（1）[1]在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏电流计。 故选D； （2）[2]依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系； （3）[3]当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也较大，电表指针偏角变大； （4）[4]条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到图（甲）中①所示图线，现有如图（乙）所示磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出感应电流方向为顺时针（从左向右看），即为正方向；当远离感应线圈时，则感应电流方向为负方向。 故选B。 四、解答题（本题共3小题。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力F的作用下，物块从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向运动，F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在x=2m处从平台飞出，同时撤去F，物块恰好由P点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点 M飞出。已知物块质量 ，物块与水平台面间的动摩擦因数为 轨道圆心为O，半径为 ，MN为竖直直径，，重力加速度，，不计空气阻力。求： （1）水平推力F做的功； （2）物块运动到P点时的速度大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 【答案】（1）11J；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由F与物块的位置坐标x的关系图像面积分析可知当物块运动到x=2m处时所做的功 （2）设物块运动到x=2m处时的速度为v，由动能定理 可得 依题意，物块从平台飞出后做平抛运动，且从P点沿切线方向进入圆轨道，设物块运动到P点时的速度为，可得物块在P点的速度 （3）设物块恰好由轨道最高点M飞出时的速度为，由圆周运动知识 可得 设物块在圆轨道时，克服摩擦力做的功为，由动能定理 可得 15. 如图所示，一根劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧竖直放置，上、下两端各固定一质量为M=1.5kg的物体A和B，两物体均视为质点，物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态。一个质量为m=0.75kg的小球P从物体A正上方h=1.8m处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度v1大小； （2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小v； （3）若换成另一个质量m0=0.5kg的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，且碰撞后迅速将Q取走），碰撞后物体A到达最高点时，地面对物体B的弹力恰好为零，求Q开始下落时距离A的高度H。 【答案】（1）2m/s；（2）1m/s；（3）0.6m 【解析】 【详解】（1）设碰撞前瞬间P的速度为v0，碰撞后瞬间二者的共同速度为v1，由机械能守恒定律可得 由动量守恒定律可得 解得 （2）设开始时弹簧的压缩量为x，当地面对B的弹力为零时弹簧的伸长量为x′，由胡可定律可得 所以 弹簧在该过程的始末两位置弹性势能相等，二者从碰撞后瞬间到地面对B的弹力为零的运动过程中上升的高度为 设弹力为零时二者共同速度的大小为v，由机械能守恒定律得 解得 （3）设小球Q从距离A高度为H时下落，Q在碰撞前后瞬间的速度分别为v2、v3，碰后A的速度为v4，由机械能守恒定律可得 由动量守恒定律可得 由（2）可知，碰撞后A上升的最大高度为 由能量守恒可得 解得 16. 如图所示，电源的电动势为U，电容器的电容为C，K是单刀双掷开关。MN、PQ是两根位于同一水平面内平行且光滑的足够长金属导轨，它们的电阻可忽略不计，两导轨间距为L，导轨处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于两导轨所在的平面并指向图中纸面向里的方向。a和b是两根垂直导轨放置的导体棒，两棒接入导轨内的电阻均为R，质量分别为和，且 。开始时两根棒均静止在导轨上，开关K合向1足够长时间，再合向2。两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直。 （1）开关K合向1，足够长时间后，求电容器储存的电荷量，并判断上下极板电势高低； （2）开关K合向2后的瞬间，两棒各自的加速度大小； （3）两棒最终的速度大小以及此过程流过a棒的电量； （4）从开关K合向2开始的整个过程中两棒产生的总焦耳热。（已知电容器所储备的电能为 ，其中C为电容器的电容，U是电容器因带电后两板具有的电势差） 【答案】（1）；上极板的电势高于下极板电势；（2）；；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）根据 解得 由图可知电容器上极板与电源正极相连，所以其上极板的电势高于下极板电势。 （2）开关K合向2后瞬间，通过两导体棒的电流均为 由牛顿第二定律，可得 ， 解得 ， （3）开关K合向2时，电容器通过导体棒放电，在放电过程中，两棒在安培力作用下，开始运动，运动速度最后均达到最大。根据动量定理，可得 ， 可得 又 ， 可得 又 联立，解得 此过程流过a棒的电量为 （4）由能量守恒，可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$