精品解析：2024届福建省福州延安中学高三下学期高考第二次模拟物理试题

福州延安中学2024届高三第二次模拟考 物理 （满分100分，完卷时间75分钟） 一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确。） 1. 香海大桥为广东省重点交通项目，已于2022年全线通车，其与江珠高速公路有相交点，可进一步促进大湾区内珠中江地区融合发展，已知大桥全长，其中主线长，支线长，支线路段限速为。若一辆汽车以加速度从静止开始驶入支线，先直线加速到后保持匀速率行驶，则下列说法正确的是（ ） A. 汽车加速时间为 B. 指的是位移 C. 指的是平均速度 D. 汽车通过支线的时间小于9分钟 2. 2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（　　） A. 中子轰击生成的核反应是核聚变 B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染 3. 套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩抛出圆环的高度之比为，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法不正确的是（ ） A. 大人和小孩抛出的圆环初速度之比为 B. 大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为 C. 大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为2：1 D. 大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为 4. 如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度E随时间t变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5，时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 环先做加速运动再做匀速运动 B. 0~2s内环的位移等于2.5m C. 环的最大速度大小为15m/s D. 环的最大动能为20J 二、双项选择题（共4小题，每题6分，共24分。每小题有两个选项正确。） 5. 图是一台教学用手摇式交流发电机。已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，若以频率匀速摇动大皮带轮上的手柄，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ） A. 大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为 B. 该发电机产生的交流电频率为 C. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的最大值不变 D. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍 6. 我国星际探测事业在一代代中国航天人的接续奋斗中不断开创新高度。下表是几颗星际探测器的相关信息： 名称 种类 发射时间 运行周期 东方红一号 首颗人造地球卫星 1970年4月24日 1.9小时 嫦娥一号 首颗月球探测器 2007年10月24日 2.1小时 天问一号 首颗火星探测器 2020年7月23日 8.2小时 夸父一号 首颗太阳探测卫星（绕地运行） 2022年10月9日 1.7小时 根据以上信息可确认（ ） A. “东方红一号”的轨道半径比“夸父一号”的轨道半径大 B. “东方红一号”的运行速度比“夸父一号”的运行速度大 C. “嫦娥一号”的发射速度比“天问一号”的发射速度小 D. “嫦娥一号”的发射速度比“天问一号”的发射速度大 7. 某一B超探头发送的简谐超声波沿x轴正方向传播，其波的图像如图所示，此刻（t=0）处于平衡位置的质点M刚开始振动。已知波的频率为，下列说法正确的是（ ） A. 质点N开始振动的方向沿y轴负方向 B 时，N点第二次出现波峰 C. 时，质点M运动到N点处 D. 经过，质点M运动的路程为2mm 8. 如图所示，足够长光滑绝缘斜面与水平面成固定在地面上，斜面上虚线和与斜面底边平行，在，围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框MNQP，正方形导体框由虚线上方无初速度释放，在释放瞬间PQ边与虚线平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，忽略空气阻力，导体框在进出磁场过程中运动状态相同且不会发生转动，两虚线间的距离大于h。下列说法正确的是（　　） A. 两虚线的距离为 B. 导体框在穿越磁场过程中，产生的焦耳热为 C. 导体框的PQ边与虚线重合时，其克服安培力做功的功率大小为 D. 导体框从PQ边与虚线重合到MN边与虚线重合时所用的时间为 三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。 9. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，abc是一段以O为圆心的圆弧，d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed，o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd，则φa_________φd；φa_________φc，(φo－φa)_________2(φo－φd)。（填“大于”“等于”或“小于”） 10. 在气缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，经历a→b→c→d的一系列变化，p-V图像如图所示，其中bc的反向延长线过原点O，曲线cd是双曲线的一部分，a、b、d在一条平行于横轴的直线上，则__________（选填“a→b”“b→c”或“c→d”）过程中气体的温度不变；a→b过程中气体__________（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）；d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比__________（选填“更多”“更少”或“一样多”）。 11. 另一类光电烟雾探测器的原理如图（a），当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。传感器检测到光电流大于预设范围便会触发警报。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率的变化规律如图（b）所示。 （1）光源S发出的光波波长应小于___________m。 （2）图（b）中图像的斜率为k，普朗克常量h＝___________。（电子电荷量e） 12. 如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。 （1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量； （2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为________（用已知量表示）； （3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为________（用已知量表示）； （4）根据图中的和可以推算出，当加速度大小为时，所挂钩码质量的表达式为________（用已知量表示）。 13. 某兴趣小组探究PT100型铂电阻阻值Rt随温度t变化的关系。主要器材有：电源（电动势E = 3V、内阻不计）、电压表（量程3V、内阻RV约3kΩ）、毫安表（量程30mA、内阻RA约50Ω）、滑动变阻器、加热器、测温仪。采用伏安法测得不同温度下铂电阻的电压与电流，计算出不同温度下铂电阻的阻值，如下表。 t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Rt/Ω 100.0 103.4 107.9 1114 115.6 119.6 122.8 127.5 130.8 134.1 138.5 （1）为减少实验误差，测量电路中毫安表应采用______。（选填“内接”或“外接”）； （2）根据上表中实验数据作出Rt—t的关系图像如图（a）所示，由图像可得Rt与t的关系式为Rt = ______（Ω）； （3）由于毫安表内阻未知，兴趣小组利用上述器材设计如图（b）电路并进行实验，测量不同温度下的电流，作出图像如图（c）所示，可得该毫安表内阻RA = ______Ω（保留三位有效数字）。若考虑电源内阻，则该毫安表内阻的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 14. 如图甲所示，滑梯是一种有趣的娱乐设施，可以简化为如图乙所示的圆弧形滑道，其在竖直面内的半径，过A点的切线与竖直方向的夹角为30°。一质量的小孩（可视为质点）从A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小孩到达圆弧最低点B（切线水平）时的速度大小为，g取。 （1）求小孩在B点时，滑梯对小孩的支持力； （2）求小孩在下滑过程中损失的机械能； （3）若用外力将小孩缓慢从B点推到A点，设摩擦阻力大小恒为重力的倍，求外力做的功。 15. 磁约束核聚变实验装置中“偏转系统”原理图如图所示。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板（未画出）接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感应强度为B1，已知正离子的电荷量为q、质量为m，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若正离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则： （1）要使的正离子能在两极板间做匀速直线运动，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B0，求B0的大小； （2）若入射粒子的速度均为，撤去极板间的磁场B0，求进入偏转磁场B1的正离子在垂直于极板方向的位移偏移量； （3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B0并调整磁感应强度B0的大小，使的正离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。 16. 如图甲，一质量为足够长的绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端有一个质量也为的带电小物块，其电荷量为。距绝缘板左端到之间存在电场和磁场，匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下。现让带电小物块在水平恒力的作用下从静止开始向右运动。小物块到达电、磁场区域的左边界时刻，撤去水平恒力，此时绝缘板的速度大小为。带电小物块从开始运动到前进的过程中，速度随位移变化的图像如图乙，其中段为直线。求： （1）带电小物块从开始运动到电、磁场左边界的时间； （2）水平恒力的大小； （3）电场强度和磁感应强度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州延安中学2024届高三第二次模拟考 物理 （满分100分，完卷时间75分钟） 一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确。） 1. 香海大桥为广东省重点交通项目，已于2022年全线通车，其与江珠高速公路有相交点，可进一步促进大湾区内珠中江地区融合发展，已知大桥全长，其中主线长，支线长，支线路段限速为。若一辆汽车以加速度从静止开始驶入支线，先直线加速到后保持匀速率行驶，则下列说法正确的是（ ） A. 汽车加速时间为 B. 指的是位移 C. 指的是平均速度 D. 汽车通过支线的时间小于9分钟 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车加速时间为 选项A错误； B．指的是路程，选项B错误； C．指是瞬时速度，选项C错误； D．汽车匀加速的位移 匀速通过支线的时间 通过支线时间为 选项D正确。 故选D。 2. 2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（　　） A. 中子轰击生成的核反应是核聚变 B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染 【答案】B 【解析】 【详解】A．中子轰击生成的核反应不是核聚变，故A错误； B．释放电子的过程是衰变，实质是原子核中一个中子转变成一个质子和一个电子，故B正确； C．整个过程中释放能量，的比结合能小于的比结合能，故C错误； D．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强无关，与化学状态也无关，故D错误。 故选B。 3. 套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩抛出圆环的高度之比为，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法不正确的是（ ） A. 大人和小孩抛出的圆环初速度之比为 B. 大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为 C. 大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为2：1 D. 大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为 【答案】C 【解析】 【详解】B．圆环做平抛运动，竖直方向上根据 可得 大人和小孩抛出圆环的高度之比为，则运动时间之比为，故B正确； A．圆环在水平方向上有 可得 大人和小孩抛出圆环水平位移相等，则平抛初速度之比为时间的反比，即为，故A正确； C．圆环落地时重力的瞬时功率为 则落地时重力的瞬时功率之比等于时间之比，为，故C错误； D．根据 则大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为等于时间之比，为，故D正确。 本题选错误的，故选C。 4. 如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度E随时间t变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5，时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 环先做加速运动再做匀速运动 B. 0~2s内环的位移等于2.5m C. 环的最大速度大小为15m/s D. 环的最大动能为20J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可得 E=（3-t）×102V/m 开始时的最大静摩擦力为 f=μq|E0|=0.5×0.01×3×102N=1.5N＞mg=0.1×10N=1N 则环先静止，再做加速运动，后再做减速运动，最后静止不动，环速度最大时，重力等于滑动摩擦力，则有 mg=μq|E| 联立解得 t=5s （t=1s时开始运动） 根据牛顿第二定律得 mg-μq|E|=ma 整理得 a=5t-5（1≤t≤3s） a=25-5t（t＞3s） 在t=2s时加速度为a=5m/s2，若环做匀加速直线运动，则 所以0-2s内环的位移小于2.5m，故AB错误； CD．a-t图像如图所示 由a-t图像的面积表示速度的变化量，结合初速度为零，则环的最大速度为 v=×4×10m/s=20m/s 故0～6s内环的最大动能为 故C错误，D正确。 故选D。 二、双项选择题（共4小题，每题6分，共24分。每小题有两个选项正确。） 5. 图是一台教学用手摇式交流发电机。已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，若以频率匀速摇动大皮带轮上的手柄，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ） A. 大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为 B. 该发电机产生的交流电频率为 C. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的最大值不变 D. 若仅将变为，该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两皮带轮边缘的线速度大小相同，由 可知 即大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为r∶R，选项A正确； B．由 可知，该发电机产生的交流电频率 选项B错误； C．该发电机产生的交变电压的最大值 仅将f变为2f时变大，变大，选项C错误； D．若仅将f变为0.5f 该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍，选项D正确。 故选AD。 6. 我国星际探测事业在一代代中国航天人接续奋斗中不断开创新高度。下表是几颗星际探测器的相关信息： 名称 种类 发射时间 运行周期 东方红一号 首颗人造地球卫星 1970年4月24日 1.9小时 嫦娥一号 首颗月球探测器 2007年10月24日 2.1小时 天问一号 首颗火星探测器 2020年7月23日 8.2小时 夸父一号 首颗太阳探测卫星（绕地运行） 2022年10月9日 1.7小时 根据以上信息可确认（ ） A. “东方红一号”的轨道半径比“夸父一号”的轨道半径大 B. “东方红一号”的运行速度比“夸父一号”的运行速度大 C. “嫦娥一号”的发射速度比“天问一号”的发射速度小 D. “嫦娥一号”的发射速度比“天问一号”的发射速度大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 解得 由题意可知“东方红一号”的运动周期比“夸父一号”的运动周期大，所以“东方红一号”的轨道半径比“夸父一号”的轨道半径大，故A正确； B．根据万有引力提供向心力 解得 因为“东方红一号”的轨道半径比“夸父一号”的轨道半径大，所以“东方红一号”的运行速度比“夸父一号”的运行速度小，故B错误； CD．“嫦娥一号”绕月飞行，离地球更近，而“天问一号”绕火星飞行，离地更远，轨道半径越大则发射速度越大，所以“嫦娥一号”的发射速度小些，故C正确，D错误。 故选AC。 7. 某一B超探头发送的简谐超声波沿x轴正方向传播，其波的图像如图所示，此刻（t=0）处于平衡位置的质点M刚开始振动。已知波的频率为，下列说法正确的是（ ） A. 质点N开始振动的方向沿y轴负方向 B. 时，N点第二次出现波峰 C. 时，质点M运动到N点处 D. 经过，质点M运动的路程为2mm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．简谐超声波沿x轴正方向传播，根据同侧法，由图可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，机械波在传播过程中，各质点起振方向都相同，故质点N开始振动的方向沿y轴负方向，故A正确； B．简谐超声波的波长为，波速为 简谐超声波传播至N点的时间为 简谐超声波的周期为 N点第二次出现波峰为 故B错误； C．质点不随波移动，则质点M不能运动到N点处，故C错误； D．经过，即，质点M运动的路程为 故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面成固定在地面上，斜面上虚线和与斜面底边平行，在，围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框MNQP，正方形导体框由虚线上方无初速度释放，在释放瞬间PQ边与虚线平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，忽略空气阻力，导体框在进出磁场过程中运动状态相同且不会发生转动，两虚线间的距离大于h。下列说法正确的是（　　） A. 两虚线的距离为 B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C. 导体框的PQ边与虚线重合时，其克服安培力做功的功率大小为 D. 导体框从PQ边与虚线重合到MN边与虚线重合时所用的时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．PQ边刚好进入磁场时有 解得 由于MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，PQ边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度大小均为，设两虚线之间的距离为H，导体框全部位于磁场中时下滑的加速度大小为 根据运动学公式有 解得 故A正确； B．设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q，导体框从开始下落到穿过磁场的过程，根据能量守恒定律有 解得 故B错误； C．结合上述可知，导体框的PQ边与虚线重合时的速度大小为，此时PQ边产生的感应电动势大小为 此时导体框中的感应电流为 PQ边所受的安培力大小为 克服安培力做功的瞬时功率大小为 解得 故C错误； D．设导体框通过磁场上边界所用时间为t，线框中的平均感应电流为，则有 根据动量定理有 其中 联立解得 故D正确。 故选AD。 三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。 9. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，abc是一段以O为圆心的圆弧，d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed，o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd，则φa_________φd；φa_________φc，(φo－φa)_________2(φo－φd)。（填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 小于 【解析】 【详解】[1]由于沿着电场线方向电势逐渐降低，可知 φa < φd [2][3]由题知，在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，则根据点电荷形成的电场的电势分布可知 φa = φc 且越靠近O场强越强，则od部分的场强均大于db部分的场强，则根据U = Ed，结合微元法可定性判别出 φo－φb < 2(φo－φd) 而 φa = φb 则 φo－φa < 2(φo－φd) 10. 在气缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，经历a→b→c→d的一系列变化，p-V图像如图所示，其中bc的反向延长线过原点O，曲线cd是双曲线的一部分，a、b、d在一条平行于横轴的直线上，则__________（选填“a→b”“b→c”或“c→d”）过程中气体的温度不变；a→b过程中气体__________（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）；d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比__________（选填“更多”“更少”或“一样多”）。 【答案】 ①. c→d ②. 吸热 ③. 更少 【解析】 【详解】[1]根据理想气体状态方程 可得 可知若气体的温度不变，则气体压强与气体体积的乘积不变，曲线cd是双曲线的一部分，故c→d过程中气体的温度不变。 [2]a→b过程中气体压强不变，根据盖吕萨克定律，气体体积增大，气体温度升高，气体内能增大，由于气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，a→b过程中气体吸热。 [3]d状态与a状态相比压强相等、体积大，根据盖吕萨克定律，可知d状态温度较高，气体分子的平均速率大，根据压强微观意义可知，d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比更少。 11. 另一类光电烟雾探测器的原理如图（a），当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。传感器检测到光电流大于预设范围便会触发警报。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率的变化规律如图（b）所示。 （1）光源S发出的光波波长应小于___________m。 （2）图（b）中图像的斜率为k，普朗克常量h＝___________。（电子电荷量e） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由图可知极限频率为，光源S发出的光波波长应小于 [2]根据光电效应方程 根据动能定理 整理得 图像的斜率为 解得普朗克常量为 12. 如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。 （1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量； （2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为________（用已知量表示）； （3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为________（用已知量表示）； （4）根据图中的和可以推算出，当加速度大小为时，所挂钩码质量的表达式为________（用已知量表示）。 【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量； （2）[2]由匀变速直线运动速度与位移关系式知 代入得 （3）[3]根据牛顿第二定律知 由图像知 代入数据得 （4）[4]根据牛顿第二定律，对m有 对M有 代入得 13. 某兴趣小组探究PT100型铂电阻阻值Rt随温度t变化的关系。主要器材有：电源（电动势E = 3V、内阻不计）、电压表（量程3V、内阻RV约3kΩ）、毫安表（量程30mA、内阻RA约50Ω）、滑动变阻器、加热器、测温仪。采用伏安法测得不同温度下铂电阻的电压与电流，计算出不同温度下铂电阻的阻值，如下表。 t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Rt/Ω 100.0 103.4 107.9 111.4 115.6 119.6 1228 127.5 130.8 134.1 138.5 （1）为减少实验误差，测量电路中毫安表应采用______。（选填“内接”或“外接”）； （2）根据上表中实验数据作出Rt—t的关系图像如图（a）所示，由图像可得Rt与t的关系式为Rt = ______（Ω）； （3）由于毫安表内阻未知，兴趣小组利用上述器材设计如图（b）电路并进行实验，测量不同温度下的电流，作出图像如图（c）所示，可得该毫安表内阻RA = ______Ω（保留三位有效数字）。若考虑电源内阻，则该毫安表内阻的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）外接 （2）100＋0.38t（100写成99.5 ~ 100.2均可；0.38写成0.37 ~ 0.39均可） （3） ①. 47.4##47.5##47.6##47.7##47.8##47.9 ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 铂电阻的阻值大约为110Ω Rt2 < RARV 属于小电阻因此用外接法。 【小问2详解】 图像的纵轴截距为 Rt0 = 100.0Ω 斜率 可得 Rt = 100＋0.38t 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 得 设图像纵轴截距为b，则 如果电源有内阻，，该毫安表阻值的测量值大于真实值。 14. 如图甲所示，滑梯是一种有趣的娱乐设施，可以简化为如图乙所示的圆弧形滑道，其在竖直面内的半径，过A点的切线与竖直方向的夹角为30°。一质量的小孩（可视为质点）从A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小孩到达圆弧最低点B（切线水平）时的速度大小为，g取。 （1）求小孩在B点时，滑梯对小孩的支持力； （2）求小孩在下滑过程中损失的机械能； （3）若用外力将小孩缓慢从B点推到A点，设摩擦阻力大小恒为重力的倍，求外力做的功。 【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小孩B点时，由牛顿第二定律有 解得 方向竖直向上。 （2）根据题意可知，小孩在下滑过程中损失的机械能 代入数据解得 （3）根据题意，设外力做的功为，由动能定理有 代入数据解得 15. 磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图如图所示。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板（未画出）接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感应强度为B1，已知正离子的电荷量为q、质量为m，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若正离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则： （1）要使的正离子能在两极板间做匀速直线运动，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B0，求B0的大小； （2）若入射粒子的速度均为，撤去极板间的磁场B0，求进入偏转磁场B1的正离子在垂直于极板方向的位移偏移量； （3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B0并调整磁感应强度B0的大小，使的正离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子匀速通过极板，有 解得 （2）进入偏转磁场B1的正离子在极板间的运动时间 进入偏转磁场B1的正离子在垂直于极板方向的位移偏移量 又 解得 （3）由洛伦兹力提供向心力得 粒子在偏转磁场的半径 离子全部能被吞噬板吞噬，偏转磁场的最小面积 16. 如图甲，一质量为足够长的绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端有一个质量也为的带电小物块，其电荷量为。距绝缘板左端到之间存在电场和磁场，匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下。现让带电小物块在水平恒力的作用下从静止开始向右运动。小物块到达电、磁场区域的左边界时刻，撤去水平恒力，此时绝缘板的速度大小为。带电小物块从开始运动到前进的过程中，速度随位移变化的图像如图乙，其中段为直线。求： （1）带电小物块从开始运动到电、磁场左边界的时间； （2）水平恒力的大小； （3）电场强度和磁感应强度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）带电小物块匀加速运动，根据运动学公式 解得 （2）对绝缘板根据牛顿第二定律，有 根据运动学公式有 联立解得 对带电小物块运动过程根据动能定理，有 解得 （3）带电小物块在电场、磁场区域时，有 小物块减速运动的加速度大小为 在时间内速度减少量为 经过t时间速度为 整理得 根据题意可知 解得 由图乙可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$