精品解析：2024届山东省威海市高三下学期二模物理试题

2024年威海市高考模拟考试 物理 1.本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。 2.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 3.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 2023年山东省荣成市石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商运，标志着我国第四代核电技术达到世界领先水平。电站以气体为冷却剂，由热中子引发链式反应，关于该电站核反应下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程为： B. 任意大小的铀块都可以发生链式反应 C. 热中子的速度与热运动的速度相当时最适于引发核裂变 D. 链式反应的速度由慢化剂的多少来控制 2. 春秋战国时期，《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示，用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（　　） A. 斜面越短，推力对货物做的功越多 B. 斜面越长，推力对货物做的功越多 C. 斜面越短，推力越大 D. 斜面越长，推力越大 3. 如图所示，将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为，下列说法正确的是（　　） A. 暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果 B. 相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为 C. 若抽去一张纸片，干涉条纹将变密 D. 若将红光换为蓝光，干涉条纹将变疏 4. 研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（　　） A. 用a光照射时，单位时间内逸出的光电子数最多 B. 用a光照射时，逸出光电子的最大初动能最大 C. 该光电管用a光、b光照射时截止频率不同 D. 若b光照射某金属发生光电效应，则a光照射该金属也一定发生光电效应 5. 光导纤维（可简化为长玻璃丝）示意图如图所示，其折射率为n，AB代表端面，为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光在端面AB上的入射角θ应满足的条件是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，空间存在水平向右匀强电场。O点固定一负点电荷。A、B、C、D、M、N为以O为球心的球面上的点，AC为水平直径，BD为竖直直径，下列说法正确的是（　　） A. B、D两点电场强度相同 B. 将一试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，所受电场力的大小逐渐减小 C. 将一正试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，电势能增加 D. 将一负试探电荷由B点沿圆弧BND移至D点，电势能减小 7. 如图所示，理想变压器a、b两端接入一内阻不计的稳压电源，电阻，，电压表、电流表均为理想电表，原线圈匝数匝，副线圈匝数通过滑动触头P可调。当P向上滑动时，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数减小 B. 变大 C. 电阻R上消耗的功率一定变大 D. 当匝时，变压器的输出功率最大 8. 如图甲所示，质量的物块静置在粗糙的水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数。从时刻开始对物块施加一个与水平方向成角的拉力F，其变化情况如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，则物块在时的速度大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一列横波在某介质中沿x轴传播，t=0.4s时的波形图如图甲所示。M、N分别是平衡位置在x1=2.0m和x2=4.5m处的两个质点，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波速为10m/s C. 从t=0.4s到t=0.6s，M通过的路程为 D. t=0.6s时，N向y轴负方向振动 10. 如图所示，某卫星沿半径为r的圆周绕地球运动，若卫星要返回地面，可在圆周上适当位置降低速率，变轨后沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在M点相切，椭圆与圆轨道在N点相切，N点到地球表面的最近距离为h。已知引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 卫星由M运动到N时间为 B. 卫星由M运动到N的时间为 C. 地球的密度为 D. 地球的密度为 11. 如图所示（截面图），三个相同的光滑匀质圆柱形工件a、b、c堆放在一端有挡板的小车上，工件的质量均为m，小车底板与水平面的夹角为θ，θ在某个范围内整个装置处于静止状态，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. θ的最小值为0 B. θ的最大值为30° C. θ为30°时，b、c间的弹力大小为0.5mg D. θ为30°时，b对小车底板的压力大小为 12. 如图所示，两间距为L的光滑平行金属导轨水平固定，导轨电阻不计，垂直于导轨的直线MN的右侧存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。在MN左侧，两根材料相同、长度均为L的金属棒a、b垂直于导轨分别以、的速度水平向右运动。已知a棒的质量为4m，电阻为R，b棒的质量为m，a棒进入磁场的瞬间，b棒的速度大小为，运动过程中两棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（　　） A. b棒的电阻为4R B. 两棒稳定后的速度大小为 C. 从b棒进入磁场到a棒刚进入磁场，通过b棒的电量为 D. 从a棒进入磁场到两棒稳定，a棒上产生的电热为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。 1手柄、2和3变速塔轮、4长槽、5短槽、6横臂、7弹簧测力套筒、8标尺 （1）匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动，标尺8上漏出的红白相间等分标记可以粗略计算出（　　） A. 两小球质量的比值 B. 两小球做圆周运动半径的比值 C. 两小球角速度大小的比值 D. 两小球向心力大小的比值 （2）与本实验采用了相同科学方法的实验是（　　） A. 探究互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 （3）实验中保持两小球的质量相同，圆周运动的半径相同，两小球做圆周运动的角速度和向心力大小的实验数据如表所示，可以得到的实验结论是____。 序号 1 2 3 ω1:ω2 1 2 3 F1:F2 1 4 9 14. 某同学从电器设备上拆下一个二极管，为判断二极管的正负极并描绘伏安特性曲线，该同学选用以下器材进行操作： A.欧姆表 B.电源E1（6V） C.电源E2（50V） D.电压表V1（3V，10kΩ） E.电压表V2（50V，160kΩ） F.电流表A1（20mA，10Ω） G.电流表A2（200µA，50Ω），滑动变阻器R，开关S （1）正确插入红、黑表笔，欧姆调零后，用欧姆表的红、黑表笔分别与二极管的引线p、q相连，观察到欧姆表的指针偏转角很大。调换二极管的位置，将欧姆表的红、黑表笔分别与二极管的引线q、p相连，观察到欧姆表的指针几乎不动，则二极管的正极为_____端（选填“p”或“q”）； （2）在如图甲所示的电路中，请再接入一根导线使二极管两端的电压从0可调____； （3）闭合开关，将滑片从b向a移动获得多组UI数据；断开开关，调换二极管的正负极，更换电源和电表，改变电路结构后闭合开关，将滑片从b向a移动获得多组UI数据，并将实验获取的数据描绘在图像中，如图乙所示，请画出改变后的电路图____； （4）请在图乙中描绘出该二极管的伏安特性曲线____。 15. 如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸粗细均匀，内壁光滑，高度为80cm，横截面积为50cm2。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的空气封闭在汽缸上部，活塞与汽缸底部用轻质弹簧相连。初始时，汽缸的充气口与大气相通，处于静止状态的活塞距离汽缸底面的高度为20cm。现通过充气口充入空气，使活塞缓慢向上移动30cm，停止充气。已知大气压强为弹簧的自然长度为40cm，劲度系数为，整个过程温度不变，空气可看作理想气体。求充入空气与活塞下部汽缸内原有空气的质量之比。 16. 如图所示，竖直面内一半径为R部分圆筒轨道固定在水平地面上，O为圆心，AB为竖直直径，轨道末端为C点，OC与OB的夹角为θ。轨道左侧地面上有一可以沿地面左右移动的竖直立柱，其高为H，下端为D点，其上放一球b。现将质量为m的球a以速度v0从A点射入，离开C点时对轨道的压力大小为1.6N，然后击中b，已知m=0.1kg，v0=1m/s，R=0.5m，θ=37°，H=0.17m，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计。小球可看作质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）a由A点运动至C点的过程中损失的机械能； （2）BD间的距离。 17. 如图甲所示，直角坐标系xOy中，第二、三象限存在如图乙所示匀强电场，周期为T，电场强度未知。规定向右为正方向。第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁感应强度的大小均为（未知）。若时刻质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从a点（，0）由静止释放，到达y轴时速度恰好为0；若时刻该粒子从b点（，）沿y轴负半轴以的速度射入电场，运动过程中能经过x正半轴上的c点（图中未画出），已知，，粒子的重力忽略不计。求： （1）电场强度： （2）粒子从b点射入，离开电场的位置到O点的距离； （3）粒子从b点射入，经过多长时间到达c点。 18. 如图所示，倾角的足够长斜面固定在水平地面上，小物块A放在木板B上。B的右端装有弹性档板，A到档板的距离为0.5m，A、B质量均为。B与斜面间的动摩擦因数由于材料的特殊性。A相对B向下滑动时，A、B间光滑；A相对B向上滑动时，A、B间的动摩擦因数。已知A与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。现将A、B在斜面上由静止释放，不计空气阻力，求： （1）经多长时间A与档板第一次碰撞； （2）A与档板从第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间； （3）从开始到A与档板第二次碰撞系统损失的机械能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年威海市高考模拟考试 物理 1.本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。 2.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 3.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 2023年山东省荣成市石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商运，标志着我国第四代核电技术达到世界领先水平。电站以气体为冷却剂，由热中子引发链式反应，关于该电站的核反应下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程为： B. 任意大小的铀块都可以发生链式反应 C. 热中子的速度与热运动的速度相当时最适于引发核裂变 D. 链式反应的速度由慢化剂的多少来控制 【答案】C 【解析】 【详解】A．核电站的核反应方程为 A错误； B．铀核裂变时，只有达到临界体积的铀块才能发生链式反应，B错误； C．中子速度小，与铀核作用时间长，此时核反应的概率大，因此热中子的速度与热运动的速度相当时最适于引发核裂变，C正确； D．链式反应的速度由控制棒插入深度的多少来控制，D错误。 故选C。 2. 春秋战国时期，《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示，用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（　　） A. 斜面越短，推力对货物做的功越多 B. 斜面越长，推力对货物做的功越多 C. 斜面越短，推力越大 D. 斜面越长，推力越大 【答案】B 【解析】 【详解】CD．对货物进行受力分析，如图所示 则有 ，， 解得 令其中 ， 则有 可知，当有 推力F有最大值 可知，斜面倾角在0°到90°之间变化的过程中，推力F先增大后减小，由于斜面顶端的高度一定，可知，斜面在由足够长逐渐变短的过程，推力F先增大后减小，反之，斜面在由足够短逐渐变长的过程，推力F也是先增大后减小，故CD错误； AB．斜面顶端高度一定，令高度为h，结合上述可知，推力做的功 当斜面越长时，斜面倾角越小，根据上述表达式可知，推力对货物做的功越多，故A错误，B正确。 故选B。 3. 如图所示，将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为，下列说法正确的是（　　） A. 暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果 B. 相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为 C. 若抽去一张纸片，干涉条纹将变密 D. 若将红光换为蓝光，干涉条纹将变疏 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据波的干涉规律，暗条纹是两列反射光波峰与波谷叠加的结果，故A错误； B．如图所示为相邻两亮条纹的截面图 处薄膜厚度为，处薄膜厚度为，则对应的光程差为薄膜该处厚度的2倍 则相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为 故B正确； CD．相邻亮条纹间距 若抽去一张纸片，减小，干涉条纹间距变大，则干涉条纹将变疏；若将红光换为蓝光，光的波长变短，干涉条纹间距变小，则干涉条纹将变密；故CD错误。 故选B。 4. 研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（　　） A. 用a光照射时，单位时间内逸出的光电子数最多 B. 用a光照射时，逸出光电子的最大初动能最大 C. 该光电管用a光、b光照射时截止频率不同 D. 若b光照射某金属发生光电效应，则a光照射该金属也一定发生光电效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知，a光照射时对应的饱和电流最大，则用a光照射时，单位时间内逸出的光电子数最多，故A正确； B．根据由图乙可知，b光照射时对应的遏止电压最大，所以用b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大，故B错误； C．截止频率只由光电管（金属）自身决定，所以该光电管用a光、b光照射时截止频率相同，故C错误； D．根据由于b光照射时对应的遏止电压大于a光照射时对应的遏止电压，则b光的频率大于a光的频率，若b光照射某金属发生光电效应，则a光照射该金属不一定发生光电效应，故D错误。 故选A。 5. 光导纤维（可简化为长玻璃丝）示意图如图所示，其折射率为n，AB代表端面，为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光在端面AB上的入射角θ应满足的条件是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，则光在光导纤维内发生全反射，光路图如图所示 根据折射定律有 联立可得 当入射角θ越小，则在上下面上越容易发生全反射，所以应该满足 故选B。 6. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场。O点固定一负点电荷。A、B、C、D、M、N为以O为球心的球面上的点，AC为水平直径，BD为竖直直径，下列说法正确的是（　　） A. B、D两点电场强度相同 B. 将一试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，所受电场力的大小逐渐减小 C. 将一正试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，电势能增加 D. 将一负试探电荷由B点沿圆弧BND移至D点，电势能减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据负电荷的电场分布特点以及电场叠加可知，B、D两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误； B．A点电场强度为 M点电场强度为 C点电场强度为 由此可知 所以将一试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，电场强度不断减小，所受电场力的大小逐渐减小，故B正确； C．负电荷在A、M、C点电势相等，而匀强电场在A、M、C点电势逐渐降低，所以将一正试探电荷由A点沿圆弧AMC移至C点，电势能减小，故C错误； D．负电荷在B、N、D点电势相等，而匀强电场在B、N、D点电势也相等，所以将一负试探电荷由B点沿圆弧BND移至D点，电势能不变，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，理想变压器a、b两端接入一内阻不计的稳压电源，电阻，，电压表、电流表均为理想电表，原线圈匝数匝，副线圈匝数通过滑动触头P可调。当P向上滑动时，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数减小 B. 变大 C. 电阻R上消耗的功率一定变大 D. 当匝时，变压器的输出功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．两端的输入电压为，设变压器原线圈两端的电压为，电流为，副线圈两端的电压为，电流为，则有 又根据 可得 根据 联立得 ， 则当 时，此时电流表示数最大，故P向上滑动时，副线圈匝数增加，电流表不一定变小，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律 可得 故B错误； C．电阻R上消耗的功率为 同理，故P向上滑动时，副线圈匝数增加，P不一定变大，故C错误； D．将变压器与负载等效为一个电阻，则等效电阻的阻值为 将电阻r与a、b两端电源等效为一个新的电源，r为等效电源的内阻，则变压器的输出功率为该等效电源的输出功率，则有 当时，功率最大，则 故D正确， 故选D。 8. 如图甲所示，质量的物块静置在粗糙的水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数。从时刻开始对物块施加一个与水平方向成角的拉力F，其变化情况如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，则物块在时的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设当物块开始运动时，拉力大小为，有 解得 由图可知 可知时物块开始运动，内，根据动量定理可得 其中 物块受到的摩擦力为 可得 解得物块在时的速度大小为 故选D。 二、多项选择题：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，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一列横波在某介质中沿x轴传播，t=0.4s时的波形图如图甲所示。M、N分别是平衡位置在x1=2.0m和x2=4.5m处的两个质点，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波速为10m/s C. 从t=0.4s到t=0.6s，M通过的路程为 D. t=0.6s时，N向y轴负方向振动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t=0.4s时质点M向上振动，根据“上下坡”法可得，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．波长为6m，周期为0.6s，所以 故B正确； C．根据质点的振动情况可知，0.4s时，质点M的纵坐标为，所以从t=0.4s到t=0.6s，M通过的路程为 故C正确； D．t=0.4s时，质点N处于负的最大位移处，所以t=0.6s时，即经过0.2s（三分之一个周期），N向y轴正方向振动，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，某卫星沿半径为r的圆周绕地球运动，若卫星要返回地面，可在圆周上适当位置降低速率，变轨后沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在M点相切，椭圆与圆轨道在N点相切，N点到地球表面的最近距离为h。已知引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 卫星由M运动到N的时间为 B. 卫星由M运动到N的时间为 C. 地球的密度为 D. 地球的密度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．地球表面重力加速度g，有 做圆周运动时，有 由开普勒第三定律有 从M到N的时间为 故A正确，B错误； CD．地球表面重力加速度为g，有 地球的体积为 密度为 故C正确，D错误。 故选AC 11. 如图所示（截面图），三个相同的光滑匀质圆柱形工件a、b、c堆放在一端有挡板的小车上，工件的质量均为m，小车底板与水平面的夹角为θ，θ在某个范围内整个装置处于静止状态，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. θ的最小值为0 B. θ的最大值为30° C. θ为30°时，b、c间的弹力大小为0.5mg D. θ为30°时，b对小车底板的压力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若θ为0，对c，受力如图所示 对c，水平向右可能只有a对c的压力的分量，也可能既有a对c的压力的分量也有b对c的弹力，c将不会处于静止状态，故A错误； B．θ越大，左侧挡板受到的弹力越大，若θ太大，a将与c分离，此时a受重力和b的支持力，二者平衡，即ab两个圆柱圆心连线竖直，如图所示 由于三个圆柱体圆心的连线构成等边三角形，所以θ的最大值为30°，故B正确； CD．当θ为30°时，a圆柱受到两个力的作用恰好处于平衡状态，a圆柱与c圆柱间相互接触但无弹力，所以b、c间的弹力大小为 小车底板对b的支持力大小为 根据牛顿第三定律可得，b对小车底板的压力大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，两间距为L的光滑平行金属导轨水平固定，导轨电阻不计，垂直于导轨的直线MN的右侧存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。在MN左侧，两根材料相同、长度均为L的金属棒a、b垂直于导轨分别以、的速度水平向右运动。已知a棒的质量为4m，电阻为R，b棒的质量为m，a棒进入磁场的瞬间，b棒的速度大小为，运动过程中两棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（　　） A. b棒的电阻为4R B. 两棒稳定后的速度大小为 C. 从b棒进入磁场到a棒刚进入磁场，通过b棒的电量为 D. 从a棒进入磁场到两棒稳定，a棒上产生的电热为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．两根材料相同、长度均为L的金属棒a、b ，已知a棒的质量为4m，电阻为R，b棒的质量为m，则a棒的质量是b棒的4倍，可知a棒的横截面积是b棒的4倍，由电阻定律可知，b棒的电阻是a棒的4倍，则b棒的电阻为4R，A正确； B．两棒稳定后，两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律可得 解得 B正确； C．从b棒进入磁场到a棒刚进入磁场，对棒，根据动量定理 又 联立可得 解得 C正确； D．从a棒进入磁场到两棒稳定，由能量守恒定律可得 解得 a棒上产生的电热为 D错误。 故选ABC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。 1手柄、2和3变速塔轮、4长槽、5短槽、6横臂、7弹簧测力套筒、8标尺 （1）匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动，标尺8上漏出的红白相间等分标记可以粗略计算出（　　） A. 两小球质量的比值 B. 两小球做圆周运动半径的比值 C. 两小球角速度大小的比值 D. 两小球向心力大小的比值 （2）与本实验采用了相同科学方法的实验是（　　） A. 探究互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 （3）实验中保持两小球的质量相同，圆周运动的半径相同，两小球做圆周运动的角速度和向心力大小的实验数据如表所示，可以得到的实验结论是____。 序号 1 2 3 ω1:ω2 1 2 3 F1:F2 1 4 9 【答案】（1）D （2）BC （3）向心力大小与角速度的平方成正比 【解析】 【小问1详解】 标尺8上漏出的红白相间等分标记可以粗略计算出两小球向心力大小的比值。 故选D。 【小问2详解】 本实验采用的科学思想方法为控制变量法，其中探究互成角度的力的合成规律的实验采用等效替代法，探究加速度与力、质量的关系和探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系均采用控制变量法。 故选BC。 【小问3详解】 若保持两小球的质量相同，圆周运动的半径相同，根据两小球做圆周运动的角速度和向心力大小的实验数据可得出结论：向心力大小与角速度的平方成正比。 14. 某同学从电器设备上拆下一个二极管，为判断二极管的正负极并描绘伏安特性曲线，该同学选用以下器材进行操作： A.欧姆表 B.电源E1（6V） C.电源E2（50V） D.电压表V1（3V，10kΩ） E.电压表V2（50V，160kΩ） F.电流表A1（20mA，10Ω） G.电流表A2（200µA，50Ω），滑动变阻器R，开关S。 （1）正确插入红、黑表笔，欧姆调零后，用欧姆表的红、黑表笔分别与二极管的引线p、q相连，观察到欧姆表的指针偏转角很大。调换二极管的位置，将欧姆表的红、黑表笔分别与二极管的引线q、p相连，观察到欧姆表的指针几乎不动，则二极管的正极为_____端（选填“p”或“q”）； （2）在如图甲所示的电路中，请再接入一根导线使二极管两端的电压从0可调____； （3）闭合开关，将滑片从b向a移动获得多组UI数据；断开开关，调换二极管正负极，更换电源和电表，改变电路结构后闭合开关，将滑片从b向a移动获得多组UI数据，并将实验获取的数据描绘在图像中，如图乙所示，请画出改变后的电路图____； （4）请在图乙中描绘出该二极管的伏安特性曲线____。 【答案】（1）q （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由于红表笔接欧姆表内部电源的负极，黑表笔接正极，所以当红、黑表笔分别与二极管的引线p、q相连，观察到欧姆表的指针偏转角很大，此时二极管处于导通状态，所以二极管的正极为q端。 【小问2详解】 若二极管两端的电压从0可调，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示 【小问3详解】 根据题意，由于二极管的反向电阻很大，远大于电流表内阻，所以电流表采用内接法，由于二极管的反向电阻很大，滑动变阻器应采用分压式接法，作出电路图如图所示 【小问4详解】 根据给出的UI值，描点连线，作出二极管的伏安特性曲线如图所示 15. 如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸粗细均匀，内壁光滑，高度为80cm，横截面积为50cm2。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的空气封闭在汽缸上部，活塞与汽缸底部用轻质弹簧相连。初始时，汽缸的充气口与大气相通，处于静止状态的活塞距离汽缸底面的高度为20cm。现通过充气口充入空气，使活塞缓慢向上移动30cm，停止充气。已知大气压强为弹簧的自然长度为40cm，劲度系数为，整个过程温度不变，空气可看作理想气体。求充入空气与活塞下部汽缸内原有空气的质量之比。 【答案】 【解析】 【详解】设气缸高度L=80cm，活塞距离底部L1=20cm，弹簧自然长度L0=40cm，向上移动距离为∆L=30cm，开始时弹簧的压缩量为 对活塞有 对上方空气有 充气后弹簧的伸长量为 对活塞有 充入空气与活塞下部气缸内原有空气的质量之比为 解得 16. 如图所示，竖直面内一半径为R的部分圆筒轨道固定在水平地面上，O为圆心，AB为竖直直径，轨道末端为C点，OC与OB的夹角为θ。轨道左侧地面上有一可以沿地面左右移动的竖直立柱，其高为H，下端为D点，其上放一球b。现将质量为m的球a以速度v0从A点射入，离开C点时对轨道的压力大小为1.6N，然后击中b，已知m=0.1kg，v0=1m/s，R=0.5m，θ=37°，H=0.17m，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计。小球可看作质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）a由A点运动至C点的过程中损失的机械能； （2）BD间的距离。 【答案】（1）0.75J；（2）0.46m或0.524m 【解析】 【详解】（1）小球在C点时，根据牛顿第二定律可得 小球由A到C过程，根据能量守恒定律有 联立解得 （2）小球从C到击中b上升的高度为 竖直方向有 水平方向有 BD间距离为 联立解得 或 17. 如图甲所示，直角坐标系xOy中，第二、三象限存在如图乙所示匀强电场，周期为T，电场强度未知。规定向右为正方向。第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁感应强度的大小均为（未知）。若时刻质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从a点（，0）由静止释放，到达y轴时速度恰好为0；若时刻该粒子从b点（，）沿y轴负半轴以的速度射入电场，运动过程中能经过x正半轴上的c点（图中未画出），已知，，粒子的重力忽略不计。求： （1）电场强度： （2）粒子从b点射入，离开电场的位置到O点的距离； （3）粒子从b点射入，经过多长时间到达c点。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子从a点射入电场，在电场中做匀加速运动，由牛顿第二定律可得 由位移时间公式可得 联立解得 （2）粒子从b点射入电场，设经过后粒子沿x轴方向运动的速度为，运动的位移为，则有 粒子在后沿x轴方向做匀减速运动，则有 可得 粒子沿y轴运动的距离 其中 解得 离开电场时到O点的距离 解得 （3）粒子离开电场时沿x轴的速度 解得 说明速度方向与y轴夹角为45°，则速度大小为 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 粒子在第四象限运动轨迹是半圆，粒子在电场中运动时间 解得 在第四象限运动时间 在第一象限运动时间 则粒子从b点射入，到达c点所用时间 18. 如图所示，倾角的足够长斜面固定在水平地面上，小物块A放在木板B上。B的右端装有弹性档板，A到档板的距离为0.5m，A、B质量均为。B与斜面间的动摩擦因数由于材料的特殊性。A相对B向下滑动时，A、B间光滑；A相对B向上滑动时，A、B间的动摩擦因数。已知A与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。现将A、B在斜面上由静止释放，不计空气阻力，求： （1）经多长时间A与档板第一次碰撞； （2）A与档板从第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间； （3）从开始到A与档板第二次碰撞系统损失的机械能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A相对B向上滑动时摩擦力大小 B与斜面间摩擦力大小 设第一次碰撞需要的时间为，则对A 由运动公式 对B有 由运动公式 由 解得 （2）A相对B碰前A的速度 B的速度 A与B第一次碰撞后速度分别为和，则 对A有 对B有 解得，B做匀速直线运动，设第一次碰撞到共速时间为 对A有 对B有 A相对B滑动长度为 设从AB共速到第二次碰撞需要的时间为，对A有 对B有 由 从第一次碰撞到第二次碰撞的时间为 解得 （3）B与斜面摩擦产生的热量 A与B摩擦产生的热量为 损失的机械能为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$