精品解析：2024届吉林省吉林市第一中学高三下学期一模物理试题

2024年（21级）吉林一中适应性训练 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每个小题4分，第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不的得0分。 1. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，核子分开时吸收的能量称为比结合能 B. 图乙中，镉棒插入深一些，核反应速度会变慢 C. 图丙中，电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有粒子性 D. 图丁中，入射光子与静止电子碰撞后，光子波长变短 2. 如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 光束b的频率更高 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 3. 2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女单决赛中战胜克罗地亚选手维基奇夺冠，为中国网球赢得史上首枚女单奥运金牌。如图所示，网球比赛中，运动员甲某次在点直线救球倒地后，运动员乙将球从距水平地面上点高度为的点水平击出，落点为。乙击球瞬间，甲同时沿直线奔跑，恰好在球落地时赶到点。已知，网球和运动员甲均可视为质点，忽略空气阻力，则甲此次奔跑的平均加速度大小与当地重力加速度大小之比为（　　） A. B. C. D. 4. 家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为，压强为，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 吸盘内的气体的压强增大 B. 吸盘内的气体要从外界吸收热量 C. 吸盘内的气体分子的平均动能不变 D. 安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为 5. 如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度v从M点竖直向上抛出，在小球从M点运动至与抛出点等高的位置N点（图中未画出）的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时速度和加速度都沿水平方向 B. 小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为 C. 小球上升过程和下降过程机械能变化量之比为 D. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同 6. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A “樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 B. “樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于 C. “樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 D. “樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为 7. 质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示。a、b是某元素的两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷量，不同的质量。a、b两种带电粒子持续从容器A下方的小孔飘入加速电场，初速度几乎为0，加速后从小孔射出，又通过小孔，沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上并被吸收。测得a、b打在底片上的位置距小孔的距离分别为、，a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、。不计原子核的重力及相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. a、b的质量之比 B. a、b分别形成的等效电流之比 C. a、b对底片的作用力大小之比 D. a、b在磁场中运动时间之比 8. 一匀强电场方向平行于xOy平面，平面内、、三点的位置如图所示，已知平面内的各点电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. 电势沿直线OC均匀变化 B. C点的电势为28V C. 电子在A点的电势能比在B点的低4eV D. 电子从B点运动到C点，电场力做功为12eV 9. 学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于I0（I0小于饱和光电流）就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度为n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，光电管接收到的光子个数越多。下列说法正确的是（ ） A. 光电烟雾报警器利用了光的衍射 B. 根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况下报警器不会报警 C. 为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许 D. 为降低光电烟雾报警器的灵敏度，可提高光源的发射功率，即把光源调亮 10. 如图是某品牌排烟风机的相关参数，若已知空气密度为，则下列表述判断正确的是（　　） 风机流量 风机效率 65% 电机电功率 55kW 风机转速 1450r/min 工作电压 220V/50Hz A. 风机的转动的角速度为314rad/s B. 排风扇的内电阻约为 C. 空气排出的速度约为30m/s D. 出风口半径约为0.26m 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图1所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。安装好器材后，接通电源，释放小车，打出一条纸带。舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔四个点取一个计数点，如图2中0、1、2……7点所示。 （1）实验中，除打点计时器、小车、长木板、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有___________。 A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 （2）某同学计算出打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度，并在图3上画出坐标点。请帮助他计算打下计数点6时小车的速度v =___________m/s，并在图3中标出计数点6对应的坐标点，作出v-t图线__________。 （3）根据图3，测得小车的加速度a =___________m/s2（结果保留2位有效数字）。 （4）某同学把这条纸带每隔T = 0.1s 剪断，得到若干短纸条，测得长度依次为L1、L2……L7（单位：m）。再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图4所示，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，并以纸带的宽度代表T的时间间隔。这些短纸条上端的中心点近似在一条直线上，该同学把它们连接起来作出图线①。若将图线①转化为小车的v-t图像。则图4中纵坐标位置标出的速度值为___________ （用题中的字母表示）。该同学发现每段短纸条上的第2个点，也近似在同一条直线上，如图线②所示。若测得图线②的斜率为k，则小车加速度a与斜率k的关系式___________。 12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是________。（选填选项前的字母） A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数 C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q （2）如图所示，取一个半径为r的软木塞，在它的轴心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，使大头针露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中观察，恰好看不到大头针。可知该液体的折射率的测量值n=________。（用r、h表示） （3）用图示电路给电容器C充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答案。 时刻 通过电流表的电流方向 电流表中的电流正在增大还是减小 电容器两端的电压正在增大还是减小 t1 向左 ______________ ______________ t2 向右 _____________ ______________ 13. 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u，mα=4.0026u，m钋=218.0766u，1u相当于931MeV的能量。 （1）写出上述核反应方程； （2）求上述核反应放出的能量； （3）求粒子的动能Eka。 14. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求 （1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力； （2）小球离开滑块后所能到达的最大高度； （3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。 15. 在半导体芯片加工中常用等离子体对材料进行蚀刻，用于形成半导体芯片上的细微结构。利用电磁场使质量为m、电荷量为e的电子发生回旋共振是获取高浓度等离子体的一种有效方式。其简化原理如下：如图1所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；旋转电场的方向绕过O点的垂直纸面的轴顺时针旋转，电场强度的大小为E；旋转电场带动电子加速运动，使其获得较高的能量，利用高能的电子使空间中的中性气体电离，生成等离子体。 （提示：不涉及求解半径问题，圆周运动向心加速度的大小可表示为） （1）若空间只存在匀强磁场，电子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，求电子做圆周运动的角速度。 （2）将电子回旋共振简化为二维运动进行研究。施加旋转电场后，电子在图2所示的平面内运动，电子运动的过程中会受到气体的阻力，其方向与速度的方向相反，大小，式中k为已知常量。最终电子会以与旋转电场相同的角速度做匀速圆周运动，且电子的线速度与旋转电场力的夹角（小于90°）保持不变。只考虑电子受到的匀强磁场的洛伦兹力、旋转电场的电场力及气体的阻力作用，不考虑电磁波引起的能量变化。 a．若电场旋转的角速度为，求电子最终做匀速圆周运动的线速度大小v； b．电场旋转的角速度不同，电子最终做匀速圆周运动的线速度大小也不同。求电场旋转的角速度多大时，电子最终做匀速圆周运动的线速度最大，并求最大线速度的大小。 c．旋转电场对电子做功的功率存在最大值，为使电场力的功率不小于最大功率的一半，电场旋转的角速度应控制在范围内，求的数值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年（21级）吉林一中适应性训练 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每个小题4分，第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不的得0分。 1. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，核子分开时吸收的能量称为比结合能 B. 图乙中，镉棒插入深一些，核反应速度会变慢 C. 图丙中，电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有粒子性 D. 图丁中，入射光子与静止电子碰撞后，光子波长变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．核子分开时吸收的能量称为结合能，结合能除以核子数为比结合能，故A错误； B．镉棒能够吸收中子，镉棒插入深一些，会导致参与核反应的中子数减少，核反应速度变慢，故B正确； C．衍射现象是波动性的体现，电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性，故C错误； D．由动量守恒定律可知，与静止电子碰撞后，入射光子的动量减小，由可知，波长变长，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 光束b的频率更高 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光路图可知，在入射角相同的情况下，b光的折射角大于c光的折射角，由此可知，b光的折射率小于c光的折射率，故A错误； B．折射率越大，则光的频率越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b的频率低于光束c的频率，故B错误； C．根据光在介质中的传播速度与折射率之间的关系 可知，折射率越小，则光在介质中传播的速度越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b在玻璃中的传播速度大于光束c在玻璃中的传播速度，故C正确； D．由于b光的频率小于c光的频率，而根据 可知，频率越小则波长越长，而根据双缝干涉的条纹间距公式 可知，在经同一双缝干涉装置后，波长大的光产生的条纹间距更大，因此光束b的干涉条纹间距要大于光束c的条纹间距，故D错误。 故选C。 3. 2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女单决赛中战胜克罗地亚选手维基奇夺冠，为中国网球赢得史上首枚女单奥运金牌。如图所示，网球比赛中，运动员甲某次在点直线救球倒地后，运动员乙将球从距水平地面上点高度为的点水平击出，落点为。乙击球瞬间，甲同时沿直线奔跑，恰好在球落地时赶到点。已知，网球和运动员甲均可视为质点，忽略空气阻力，则甲此次奔跑的平均加速度大小与当地重力加速度大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设甲此次奔跑的平均加速度大小为，当地重力加速度大小为，对甲有 对网球有 联立可得 故选A。 4. 家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为，压强为，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 吸盘内的气体的压强增大 B. 吸盘内的气体要从外界吸收热量 C. 吸盘内的气体分子的平均动能不变 D. 安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．理想气体温度不变，体积增大，根据玻意耳定律可知，吸盘内的气体的压强减小，故A错误； B．理想气体温度一定，则内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内的气体要从外界吸收热量，故B正确； C．理想气体温度不变，则吸盘内的气体分子的平均动能不变，故C正确； D．根据玻意耳定律有 令此挂钩所挂物体的最大质量为M，对物体与挂钩整体分析有 ， 解得 故D错误。 故选BC。 5. 如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度v从M点竖直向上抛出，在小球从M点运动至与抛出点等高的位置N点（图中未画出）的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时速度和加速度都沿水平方向 B. 小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为 C. 小球上升过程和下降过程的机械能变化量之比为 D. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球上升过程中，竖直方向上受重力，做匀减速直线运动，水平方向上受电场力做匀加速直线运动，故在最高点，竖直方向上速度大小为0，但水平方向上有速度；但其合力为重力与电场力的合力，方向不是水平方向，故加速度方向不是水平方向，故A错误； B．竖直方向上，小球小球上升过程和下降过程所用时间相同，小球在竖直方向做竖直上抛运动，则小球运动到最高点时距离M点的高度为 小球从被抛出到运动到最高点所用时间为 小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，加速度大小为 小球运动到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度为 则此过程中水平方向的位移为 小球从被抛出到运动到B点时所用时间为 水平方向的位移为 则下降过程的水平方向位移为 故小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为，故B错误； C．小球上升过程和下降过程的机械能变化量之比为 故C错误； D．小球上升过程动能变化量为 小球下降过程动能变化量为 故小球上升过程和下降过程的动能变化量不同，故D正确。 故选D。 6. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. “樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年 B. “樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于 C. “樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 D. “樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律有 解得 故A错误； B．对地球，根据万有引力提供向心力 可得 “樊锦诗星”在远日点的速度 所以 故B正确； C．根据牛顿第二定律 所以 可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为，故C错误； D．轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离为1.5天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间内的运动，根据开普勒第二定律有 故D错误。 故选B。 7. 质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示。a、b是某元素的两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷量，不同的质量。a、b两种带电粒子持续从容器A下方的小孔飘入加速电场，初速度几乎为0，加速后从小孔射出，又通过小孔，沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上并被吸收。测得a、b打在底片上的位置距小孔的距离分别为、，a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、。不计原子核的重力及相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. a、b的质量之比 B. a、b分别形成的等效电流之比 C. a、b对底片的作用力大小之比 D. a、b在磁场中运动时间之比 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在电场中加速过程，根据动能定理有 ， 粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 ， 根据几何关系有 ， 解得 故A错误； D．粒子在磁场中做圆周运动的周期 ， 结合上述解得 ， 根据轨迹可知，粒子在磁场中运动时间为圆周运动的半个周期，则可解得 故D错误； B． a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、，令对应强度含有单位时间内打在底片上的粒子数目分别为、，则有 ， 根据电流的定义式可知，a、b分别形成的等效电流分别为 ， 结合上述解得 故B正确； C．结合上述，选择在时间内打在底片上的粒子为研究对象，根据动量定理有 ， 结合上述有 ， 根据牛顿第三定律有 ， 结合上述解得 故C错误。 故选B。 8. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内、、三点的位置如图所示，已知平面内的各点电势分别为、、。下列说法正确的是（　　） A. 电势沿直线OC均匀变化 B. C点的电势为28V C. 电子在A点的电势能比在B点的低4eV D. 电子从B点运动到C点，电场力做功为12eV 【答案】ABD 【解析】 【详解】B．因AO与CB平行且等长，根据匀强电场的推论有 即有 代入数据可得 故B正确； A．由B中分析可知，OC电势不等，匀强电场的场强恒定不变，则沿着OC直线，电势均匀变化，故A正确； C．因，由 可知，电子在A点的电势能比在B点的高4eV，故C错误； D．电子从B点运动到C点，电场力做功为 故D正确。 故选ABD。 9. 学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于I0（I0小于饱和光电流）就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度为n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，光电管接收到的光子个数越多。下列说法正确的是（ ） A. 光电烟雾报警器利用了光的衍射 B. 根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况下报警器不会报警 C. 为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许 D. 为降低光电烟雾报警器的灵敏度，可提高光源的发射功率，即把光源调亮 【答案】C 【解析】 【详解】A．光电烟雾报警器利用了烟雾对光的散射，是光的反射原理，而不是衍射原理，选项A错误； B．根据光电烟雾报警器的工作原理，在水雾大的情况光仍能发生反射，报警器仍会报警，选项B错误； C．将滑片P向右移动少许，可增加光电管的正向电压，从而增加光电流，提高光电烟雾报警器的灵敏度，选项C正确； D．提高光源的发射功率，即把光源调亮，可使单位时间到达光电管窗口的光子数增加，形成的光电流增加，则可提高光电烟雾报警器的灵敏度，选项D错误。 故选C。 10. 如图是某品牌排烟风机的相关参数，若已知空气密度为，则下列表述判断正确的是（　　） 风机流量 风机效率 65% 电机电功率 5.5kW 风机转速 1450r/min 工作电压 220V/50Hz A. 风机的转动的角速度为314rad/s B. 排风扇的内电阻约为 C. 空气排出的速度约为30m/s D. 出风口半径约为0.26m 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由公式可得，风机的转动的角速度为 故A错误； BC．根据题意可知，风机的输出功率为 热功率为 风机的工作电流为 由公式可得，风机的电阻为 设空气排出的速度为v，时间t内，由能量守恒有 代入数据解得 故B错误，C正确； D．根据流量计算公式 可得，出风口半径约为 故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图1所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。安装好器材后，接通电源，释放小车，打出一条纸带。舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔四个点取一个计数点，如图2中0、1、2……7点所示。 （1）实验中，除打点计时器、小车、长木板、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有___________。 A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 （2）某同学计算出打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度，并在图3上画出坐标点。请帮助他计算打下计数点6时小车的速度v =___________m/s，并在图3中标出计数点6对应的坐标点，作出v-t图线__________。 （3）根据图3，测得小车加速度a =___________m/s2（结果保留2位有效数字）。 （4）某同学把这条纸带每隔T = 0.1s 剪断，得到若干短纸条，测得长度依次为L1、L2……L7（单位：m）。再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图4所示，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，并以纸带的宽度代表T的时间间隔。这些短纸条上端的中心点近似在一条直线上，该同学把它们连接起来作出图线①。若将图线①转化为小车的v-t图像。则图4中纵坐标位置标出的速度值为___________ （用题中的字母表示）。该同学发现每段短纸条上的第2个点，也近似在同一条直线上，如图线②所示。若测得图线②的斜率为k，则小车加速度a与斜率k的关系式___________。 【答案】 ①. AC ②. 0.57 ③. ④. 0.42##0.43##0.44 ⑤. ⑥. a=2.5k 【解析】 【详解】（1）[1]必须使用电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离，故选AC。 （2）[2]因电源频率为50Hz，每隔四个点取一个计数点，故相邻两计时点之间的时间间隔为0.1s，则打下计数点6时小车的速度为 [3]如图所示 （3）[4]小车的加速度为 故测量结果范围为0.42m/s2~0.44m/s2。 （4）[5]因为剪断的纸带所用的时间都是T=0.1s，即时间T相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的瞬时速度，即纸带的高度之比等于中间时刻瞬时速度之比。则图4中纵坐标位置标出的速度值为 [6] 图线的斜率表示加速度，可知小车加速度a与斜率k的关系式为。 12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）某同学用可拆变压器探究“变压器电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是________。（选填选项前的字母） A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数 C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q （2）如图所示，取一个半径为r的软木塞，在它的轴心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，使大头针露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中观察，恰好看不到大头针。可知该液体的折射率的测量值n=________。（用r、h表示） （3）用图示电路给电容器C充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答案。 时刻 通过电流表的电流方向 电流表中的电流正在增大还是减小 电容器两端的电压正在增大还是减小 t1 向左 ______________ ______________ t2 向右 _____________ ______________ 【答案】 ①. D ②. ③. 减小 ④. 减小 ⑤. 减小 ⑥. 增大 【解析】 详解】（1）[1]AB．由变压器电压与线圈匝数关系 得 如果减少了原线圈的匝数或增加了副线圈的匝数，则应该增大，与图像不符合，AB错误； C．降低了交流电源的频率，不会影响的大小，C错误； D．拔掉了变压器铁芯Q，会导致漏磁，则 由于，，都不变，所以减小，D正确。 故选D。 （2）[2]由题意知，大头针在液体中发生全反射的临界角满足 根据 解得液体折射率为 （3）[3]由于时刻电流方向向左，说明在这个时候电容器是在放电，所以电流表中的电流正在减小。 [4]此时电容器正在放电，电容器两端的电压正在减小。 [5] 由于时刻电流方向向右，说明在这个时候电容器是在充电，电流先快速增大后逐渐减小。 [6]此时电容器是在充电，电压正在增大。 13. 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u，mα=4.0026u，m钋=218.0766u，1u相当于931MeV的能量。 （1）写出上述核反应方程； （2）求上述核反应放出的能量； （3）求粒子的动能Eka。 【答案】（1）；（2）6.89MeV；（3）6.77MeV 【解析】 分析】 【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒有 （2）质量亏损 解得 =0.0074×931MeV=6.89MeV （3）设粒子、钋核的动能分别为、Ek钋，动量分别为、p钋，由能量守恒定律得 由动量守恒定律得 0= +p钋 又 故 解得 14. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求 （1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力； （2）小球离开滑块后所能到达的最大高度； （3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对小球 得 由牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力 方向竖直向下 （2）小球滑上滑块到运动至最高点的过程中，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，设小球运动到最高点h时，滑块和小球水平方向的速度大小相等，设为 得 （3）设小球第一次着地前瞬间，竖直方向的速度大小设为，初次着地后经t时间，小球与地面发生第次碰撞时与C点的距离为x，则 解得 当时 此时 即要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为。 15. 在半导体芯片加工中常用等离子体对材料进行蚀刻，用于形成半导体芯片上的细微结构。利用电磁场使质量为m、电荷量为e的电子发生回旋共振是获取高浓度等离子体的一种有效方式。其简化原理如下：如图1所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；旋转电场的方向绕过O点的垂直纸面的轴顺时针旋转，电场强度的大小为E；旋转电场带动电子加速运动，使其获得较高的能量，利用高能的电子使空间中的中性气体电离，生成等离子体。 （提示：不涉及求解半径的问题，圆周运动向心加速度的大小可表示为） （1）若空间只存在匀强磁场，电子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，求电子做圆周运动的角速度。 （2）将电子回旋共振简化为二维运动进行研究。施加旋转电场后，电子在图2所示的平面内运动，电子运动的过程中会受到气体的阻力，其方向与速度的方向相反，大小，式中k为已知常量。最终电子会以与旋转电场相同的角速度做匀速圆周运动，且电子的线速度与旋转电场力的夹角（小于90°）保持不变。只考虑电子受到的匀强磁场的洛伦兹力、旋转电场的电场力及气体的阻力作用，不考虑电磁波引起的能量变化。 a．若电场旋转的角速度为，求电子最终做匀速圆周运动的线速度大小v； b．电场旋转的角速度不同，电子最终做匀速圆周运动的线速度大小也不同。求电场旋转的角速度多大时，电子最终做匀速圆周运动的线速度最大，并求最大线速度的大小。 c．旋转电场对电子做功的功率存在最大值，为使电场力的功率不小于最大功率的一半，电场旋转的角速度应控制在范围内，求的数值。 【答案】（1）；（2）a．，b．，c． 【解析】 【详解】（1）电子在洛伦兹力作用下做圆周运动 得 （2）a．设电场力与速度方向夹角为，沿圆周的半径方向，根据牛顿第二定律 　① 沿圆周的切线方向 　② 联立①②两式，可得 b．由a问可知，当 即 时，电子运动的速度最大，电子最终做匀速圆周运动的最大速度 c．设电场力与速度方向夹角为，旋转电场对电子做功的功率 当 即 时，电场对电子做功的功率最大 若 可知 解得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$