精品解析：2024届河北省衡水中学高三下学期高考冲刺物理试卷（二）

2023~2024学年度河北衡水中学冲刺高考 物理密卷（二） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述与事实相符的是（　　） A. 富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷 B. 库仑通过实验测量得出元电荷e的数值为 C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系 D. 奥斯特用“力线”形象地描述了电磁场 2. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为射线 D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量 3. 某新新能源汽车以30m/s的速度行驶过程中发现其前方30m处有一辆货车，驾驶员立即刹车，其刹车过程中的图像如图所示，同时货车以下列哪种运动行驶可避免相撞（　　） A. B. C. D. 4. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引用角加速度β来描述角速度ω的变化快慢，即。图甲中某转盘自时由静止开始转动，其前4s内角加速度β随时间t变化如图乙所示。则（ ） A. 第4s末，转盘停止转动 B. 角加速度的变化率的单位为：rad/s C. 0~2s内转盘做匀角加速圆周运动 D. 第2s末，转盘的角速度大小为10rad/s 5. 未来6G将成为卫星互联网技术的重要应用，2023年月9日，在酒泉卫星中心使用长征二号丙（CZ-2C）运载火箭将卫星互联网技术试验卫星成功发射。卫星绕地球运动的图像如图，其斜率为k。已知地球的半径为R，引力常量为G，卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动。下列说法错误的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的密度为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 若卫星的运动周期为，则卫星离地球表面的高度为 6. 如图所示，发电机输出电压峰值一定的正弦式交流电，接入理想变压器原线圈，导线电阻，原线圈匝数，副线圈有两个绕组，匝数分别为、，负载定值电阻，下列不同连接方式中，电阻R功率最大的是（　　） A. a端接1，b端接2 B. a端接3，b端接4 C. 2、3连接，a端接1，b端接4 D. 1、3连接，a端接2，b端接4 7. 如图是真空中位于同一水平面的三个同心圆e、f和g围成的区域，O为圆心。e、f间存在辐射状电场，f、g间有磁感应强度大小为B、方向垂直水平面（纸面）的匀强磁场。电子从P点静止释放，由Q进入磁场，恰好没有从PM上方圆g上的N点（未画出）飞出磁场。已知电子的比荷为k，e、f和g的半径分别a、2a和4a。则（　　） A. 磁场的方向垂直纸面向里 B. 电子在磁场运动的半径为 C. Q、P两点间的电势差为 D. Q、P两点间的电势差为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图甲所示，一个上端开口内壁光滑的导热汽缸静止在地面上，一不计厚度的轻质活塞静止在汽缸正中央，下端封闭了一定质量的理想气体，气体的初始压强为，温度为。汽缸顶端两侧各有一个卡口，活塞到达顶端不会离开汽缸。现对封闭气体用电热丝缓慢加热。气体的压强随温度的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. ，封闭气体从外界吸收热量 B. 当气体温度达到时，活塞到达汽缸顶端 C. D. ，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少 9. 电视机显像管的结构示意图如图所示，电子枪均匀发射的电子束经加速电场加速后高速通过偏转电场，最后打在荧光屏上呈现光斑，在显像管偏转极板上加上不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不同情况，以上极板带正电时为正，下列说法正确的是（　　） A. 若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，则可以在荧光屏上看到一个固定的光斑 B. 若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏的O点下侧移动 C. 若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动 D. 若在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动 10. 一如下闯关游戏：将一帆布带大部分置于桌面上，另一小部分置于桌外，设置于桌面的AB部分长0.6m（设桌面外的部分其质量远小于AB部分的质量），O为AB中点，整条带的质量为m = 200g。将一质量为M = 0.500kg、可看成质点的砖块置于AB部分的中点处，砖块与帆布带、帆布带与桌面、砖块与桌面的滑动摩擦因数都为μ = 0.15。游戏时闯关者用恒定水平拉力F拉帆布带，若能使帆布带与砖块分离且砖块不从桌面掉落下来，则算闯关成功。设砖块未脱落帆布带时帆布带受的滑动摩擦力不变，则下列说法正确的是（ ） A. 砖块滑动时的加速度大小为1.5m/s2 B. 帆布带所受到的滑动摩擦力最大只能是1.8N C. 若砖块与帆布带分离时的速度为m/s，闯关恰好成功 D. 闯关者用F = 2.4N的力拉帆布带时，则闯关成功 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题 11. 学校物理兴趣小组去某废水处理厂参加社会实践活动，当大家经过厂里的废水排水口时，发现距较大水池一定高度的较小的水平排水管正在向外满口排放废水，如图所示。小组同学只找到一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排污体积。当地的重力加速度大小为g。 （1）要想估测排水管每秒的排污体积，同学们需利用卷尺测量管口的周长l、___________、___________三个数据。（写出测量的物理量和对应的符号） （2）排水管每秒的排污体积的表达式为V=___________。（用题中相关物理量的符号表示） （3）若排水管的管壁厚度不可忽略，测量准确，不考虑其他因素对测量的影响，则排水管每秒的排污体积的测量值___________。（填“偏大”或“偏小”） 12. 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 （1）测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组E：电动势约为3V，内阻小于 电流表A：量程0~100mA，内阻 电压表V：量程0~3V，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器R：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整______。 ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到______（选填“最左端”或“最右端”）。 ③若调节合适时，电流表读数为I，电压表示数如图3所示，读数为U=______V，则压力为0时压敏电阻的阻值______（用题中所给的字母表示）。 （2）若测得压力为0时压敏电阻的阻值为。把压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量竖直升降台加速度的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱R'的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 ③把装置放在升降台上，平台上放置的重物不变，升降台加速上升时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 已知重力加速度，则升降台的加速度______m/s2（结果保留2位有效数字）。 ④电源的内阻对实验结果______（选填“有”或“无”）影响。 四、计算题（共38分，要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分） 13. 一由透明材料制作的物体由一个半径为R的半球体与一个底面半径为R的圆柱体组成，物体过半球球心的截面如图1所示，圆柱体内轴线上O点与半球球心的距离为R，O点处放有一单色点光源，透明材料对该单色光的折射率。下列问题只研究光线在此截面内的传播情况，且不考虑在透明物体内反射后的光线。已知。 （1）求半圆弧上有光线射出部分的长度与半圆弧长的比值k； （2）若将O点的点光源换为单色圆盘状光源（厚度不计），圆盘状光源与圆柱体轴线垂直放置，光源的圆心与O点重合，如图2所示，为使整个半圆弧上均有光线射出，求圆盘状光源的最小半径r。 14. 如图所示，粗糙斜面倾角，可视为质点的两个滑块A、B被固定在斜面上，质量分别为，，与斜面间的动摩擦因数均为。斜面底端有一垂直斜面的固定挡板，滑块A、B到挡板的距离分别为L和，已知滑块间的碰撞及滑块与挡板的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间忽略不计。，，重力加速度。 （1）若只将滑块B由静止释放，求第一次与挡板碰撞后B上滑的最大距离； （2）若将滑块A、B同时由静止释放，要使B在第一次与挡板碰撞后，在上滑过程中与A碰撞，求l与L之间需满足的关系； （3）在满足（2）的情况下，分析碰后A能否到达原释放位置。 15. 光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻静止在导轨上，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求： （1）导体棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的； （2）当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少； （3）当棒的速度为多大的时候，当开关从a切换到b的瞬间，棒的加速度大小相同； （4）要想棒在最短时间内向左移动3.5m而静止，则棒中产生的焦耳热是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023~2024学年度河北衡水中学冲刺高考 物理密卷（二） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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年的诺贝尔物理学奖颁发给了“采用实验方法产生阿秒光脉冲”的三位科学家。在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述与事实相符的是（　　） A. 富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷 B. 库仑通过实验测量得出元电荷e的数值为 C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系 D. 奥斯特用“力线”形象地描述了电磁场 【答案】A 【解析】 【详解】A．富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷，故A正确； B．美国物理学家密立根通过实验测量得出元电荷e的数值为，故B错误； C．伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，并用这种方法研究了力与运动的关系，故C错误； D．法拉第用“力线”形象地描述了电磁场，故D错误。 故选A。 2. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为射线 D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，A错误； B．验电器指针和锌板连接，因失去电子而带正电，B错误； C．根据左手定则，1为粒子的运动轨迹，C错误； D．石墨和镉棒起到减缓中子和吸收中子的速率，可有效控铀核裂变反应的速率，故图丁是利用铀核裂变释放能量的核反应堆，D正确。 故选D。 3. 某新新能源汽车以30m/s的速度行驶过程中发现其前方30m处有一辆货车，驾驶员立即刹车，其刹车过程中的图像如图所示，同时货车以下列哪种运动行驶可避免相撞（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由新能源汽车的图像结合其图像的函数式 可知，其刹车的加速度大小为 则其速度减为零所用的时间为 通过的位移为 A．图A为图像，图像的斜率表示速度，可知货车做速度大小为的匀速运动，则两车速度相等所用的时间为 而在此时间内两车之间的位移关系为 故A不符合题意； B．图B为图像，由图像可知货车做加速度的匀加速运动，则两车速度相等所用的时间为 在此时间内两车的位移关系为 故B不符合题意； CD．图C图D都为，图C在内的平均速度大于做加速度的匀加速直线运动的速度，而图D在内的平均速度小于做加速度的匀加速直线运动的速度，若货车以加速度做匀加速运动时，则两车速度相等的时间为 两车内的位移关系有 则可知恰好相撞，而C图反应出来的平均速度大于做加速度的匀加速直线运动的速度，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引用角加速度β来描述角速度ω的变化快慢，即。图甲中某转盘自时由静止开始转动，其前4s内角加速度β随时间t变化如图乙所示。则（ ） A. 第4s末，转盘停止转动 B. 角加速度的变化率的单位为：rad/s C. 0~2s内转盘做匀角加速圆周运动 D. 第2s末，转盘的角速度大小为10rad/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 可知 可知图线下的面积表示角速度的变化量，第4s末，角速度的变化量最大，转盘未停止转动，故A错误； B．角加速度的变化率的单位为，故B错误； C．由图乙可知，0~2s内转盘的角加速度均匀增加，则转盘做非匀角加速圆周运动，故C错误； D．图线下的面积表示角速度的变化量，可知第2s末，转盘的角速度大小为 故D正确。 故选D。 5. 未来6G将成为卫星互联网技术的重要应用，2023年月9日，在酒泉卫星中心使用长征二号丙（CZ-2C）运载火箭将卫星互联网技术试验卫星成功发射。卫星绕地球运动的图像如图，其斜率为k。已知地球的半径为R，引力常量为G，卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动。下列说法错误的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的密度为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 若卫星的运动周期为，则卫星离地球表面的高度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 ， 解得 ， 则图线的斜率为 所以地球的质量为 故A错误； B．地球的体积为 则地球的密度为 故B正确； C．设地球的第一宇宙速度为，则 解得 故C正确； D．设若卫星的运动周期为T1，则卫星离地球表面的高度为h，则 解得 故D正确。 本题选错误的，故选A。 6. 如图所示，发电机输出电压峰值一定的正弦式交流电，接入理想变压器原线圈，导线电阻，原线圈匝数，副线圈有两个绕组，匝数分别为、，负载定值电阻，下列不同连接方式中，电阻R功率最大的是（　　） A. a端接1，b端接2 B. a端接3，b端接4 C. 2、3连接，a端接1，b端接4 D. 1、3连接，a端接2，b端接4 【答案】D 【解析】 【详解】 如图所示，将变压器及右侧部分等效为一个电阻，当端与副线圈绕组按不同方式连接时，副线圈等效匝数设为，设原线圈两端电压、流过的电流分别为，电阻R两端的电压、流过的电流分别为，则有 设发电机输出电压有效值为E，等效电阻的功率为 可知当 时，等效电阻的功率有最大值，此时。 当a端接1，b端接2时，副线圈等效匝数为 ， 当a端接3，b端接4时，副线圈等效匝数为 ， 当2，3连接，a端接1，b端接4时，副线圈等效匝数为 ， 当1、3连接，a端接2，b端接4时，副线圈等效匝数为 ， 此时，等效电阻的功率有最大值，即电阻R的功率最大。 故选D。 7. 如图是真空中位于同一水平面的三个同心圆e、f和g围成的区域，O为圆心。e、f间存在辐射状电场，f、g间有磁感应强度大小为B、方向垂直水平面（纸面）的匀强磁场。电子从P点静止释放，由Q进入磁场，恰好没有从PM上方圆g上的N点（未画出）飞出磁场。已知电子的比荷为k，e、f和g的半径分别a、2a和4a。则（　　） A. 磁场的方向垂直纸面向里 B. 电子在磁场运动的半径为 C. Q、P两点间的电势差为 D. Q、P两点间的电势差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子从P点静止释放，受电场力作用，由Q进入磁场，恰好没有从PM上方圆g上的N点飞出磁场，可知电子向上运动，由左手定则可知磁场的方向垂直纸面向外，故A错误； B．电子在磁场的运动如图所示 由几何关系可得 解得 故B错误； CD．电子在磁场中有 在电场中有 解得 故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图甲所示，一个上端开口内壁光滑的导热汽缸静止在地面上，一不计厚度的轻质活塞静止在汽缸正中央，下端封闭了一定质量的理想气体，气体的初始压强为，温度为。汽缸顶端两侧各有一个卡口，活塞到达顶端不会离开汽缸。现对封闭气体用电热丝缓慢加热。气体的压强随温度的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. ，封闭气体从外界吸收热量 B. 当气体温度达到时，活塞到达汽缸顶端 C. D. ，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少 【答案】AB 【解析】 【详解】A．，气体温度升高，所以 缓慢加热气体，发生等压变化，气体体积变大，则 由热力学第一定律可知 则气体从外界吸收热量，故A正确； B．，气体发生等压变化，由盖一吕萨克定律可知 则当温度达到时，活塞到达汽缸顶部，故B正确； C．，气体发生等容变化，由查理定律可知 解得 故C错误； D．，气体体积不变，压强增大，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动更剧烈，因此单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数增多，故D错误。 故选AB。 9. 电视机显像管的结构示意图如图所示，电子枪均匀发射的电子束经加速电场加速后高速通过偏转电场，最后打在荧光屏上呈现光斑，在显像管偏转极板上加上不同的电压，光斑在荧光屏上呈现不同情况，以上极板带正电时为正，下列说法正确的是（　　） A. 若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，则可以在荧光屏上看到一个固定的光斑 B. 若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏的O点下侧移动 C. 若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动 D. 若在偏转极板加上如图丁所示的偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若在偏转极板加上如图甲所示的偏转电场，当电子是在正向电压时间段进入偏转电场，在荧光屏上侧留下一个光斑；当电子是在反向电压时间段进入偏转电场，在荧光屏下侧留下一个光斑；可以看到荧光屏的O点上侧、下侧各一个光斑。故A错误； B．若在偏转极板加上如图乙所示的偏转电场，电子一直向上偏转，所以在荧光屏O点上方看到一个光斑移动，故B错误； C．若在偏转极板加上如图丙所示的偏转电场，电子先向下偏转再向上偏转，可以看到一个光斑在荧光屏上从下向上移动，故C正确； D．若在偏转极板加上如图丁所示的正弦式偏转电场，则可以看到一个光斑在荧光屏上O点两侧做往复运动，故D正确。 故选CD。 10. 一如下闯关游戏：将一帆布带大部分置于桌面上，另一小部分置于桌外，设置于桌面的AB部分长0.6m（设桌面外的部分其质量远小于AB部分的质量），O为AB中点，整条带的质量为m = 200g。将一质量为M = 0.500kg、可看成质点的砖块置于AB部分的中点处，砖块与帆布带、帆布带与桌面、砖块与桌面的滑动摩擦因数都为μ = 0.15。游戏时闯关者用恒定水平拉力F拉帆布带，若能使帆布带与砖块分离且砖块不从桌面掉落下来，则算闯关成功。设砖块未脱落帆布带时帆布带受的滑动摩擦力不变，则下列说法正确的是（ ） A. 砖块滑动时的加速度大小为1.5m/s2 B. 帆布带所受到的滑动摩擦力最大只能是1.8N C. 若砖块与帆布带分离时的速度为m/s，闯关恰好成功 D. 闯关者用F = 2.4N的力拉帆布带时，则闯关成功 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A．当帆布带相对砖块运动时，所受的摩擦力 f2 = μ(M + m)g + μMg 砖块受到的摩擦力为 f1 = μMg 设砖块的加速度为a1，帆布带的加速度为a2，则有 f1 = Ma1，F - f2 = ma2 发生相对运动需要 a2 > a1 代入数据解得 F > 2μ(M + m)g = 2 × 0.15 × (0.500 + 0.200) × 10 = 2.1N，a1 = 1.5m/s2 A正确； B．当帆布带与桌面、砖都发生相对运动时，此时帆布带所受到的滑动摩擦力最大，为 f2 = μ(M + m)g + μMg = 1.8N B正确； C．若砖块与帆布带分离时的速度为，砖块匀加速运动的位移为 匀减速运动的位移为 则总位移为0.3m，砖块恰好不从桌面掉下，C正确； D．当F = 2.4N时，砖块未脱离时的加速度 a1 = μg = 1.5m/s2 帆布带的加速度 根据 a2t2 - a1t2 = L 解得 则此时砖块的速度 v = a1t = 1.5 × m/s = 0.95m/s 砖块脱离帆布带后做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小为 a1 = μg = 1.5m/s2 则匀减速运动的位移 而匀加速运动的位移 可见砖块已经离开桌面，所以闯关失败，D错误。 故选ABC。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题 11. 学校物理兴趣小组去某废水处理厂参加社会实践活动，当大家经过厂里的废水排水口时，发现距较大水池一定高度的较小的水平排水管正在向外满口排放废水，如图所示。小组同学只找到一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排污体积。当地的重力加速度大小为g。 （1）要想估测排水管每秒的排污体积，同学们需利用卷尺测量管口的周长l、___________、___________三个数据。（写出测量的物理量和对应的符号） （2）排水管每秒的排污体积的表达式为V=___________。（用题中相关物理量的符号表示） （3）若排水管的管壁厚度不可忽略，测量准确，不考虑其他因素对测量的影响，则排水管每秒的排污体积的测量值___________。（填“偏大”或“偏小”） 【答案】 ①. 废水水平方向的位移大小x ②. 管口到地面的高度h ③. ④. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1][2]要想估测排水管每秒的排污体积，需要测量管口的横截面积，以及水的流速，故需要测量管口的直径d，即测量管口的周长l，废水出管口后看作平抛运动，根据 联立可得 故还需要测量废水水平方向的位移大小，管口到地面的高度。 （2）[3]排水管每秒的排污体积表达式为 联立可得 （3）[4]若排水管的管壁厚度不可忽略，则排水管的排水的横截面积测量值偏大，可知排水管每秒的排污体积的测量值偏大。 12. 某些固体材料受到压力作用后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于受到压力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，采用这种材料制成的电阻被称为压敏电阻。某压敏电阻在不同压力作用下的阻值如图1所示。 （1）测量压力为0时压敏电阻的阻值。实验器材如下： 电池组E：电动势约为3V，内阻小于 电流表A：量程0~100mA，内阻 电压表V：量程0~3V，内阻未知 压敏电阻 滑动变阻器R：最大阻值为 开关、导线若干 ①请用笔画线代替导线，把图2中的实物电路连接完整______。 ②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到______（选填“最左端”或“最右端”）。 ③若调节合适时，电流表读数为I，电压表示数如图3所示，读数为U=______V，则压力为0时压敏电阻的阻值______（用题中所给的字母表示）。 （2）若测得压力为0时压敏电阻的阻值为。把压敏电阻改造成一个载物平台，设计一个测量竖直升降台加速度的装置，实验电路图如图4所示。 ①组装电路，平台上不放重物时，调节电阻箱R'的阻值为时，电流表满偏。 ②平台上放置重物时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 ③把装置放在升降台上，平台上放置的重物不变，升降台加速上升时，调节电阻箱阻值为时，电流表满偏。 已知重力加速度，则升降台的加速度______m/s2（结果保留2位有效数字）。 ④电源的内阻对实验结果______（选填“有”或“无”）影响。 【答案】（1） ①. ②. 最左端 ③. 2.20 ④. （2） ①. 9.8 ②. 无 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由于电流表内阻已知，而电压表内阻未知，在用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，这样不产生系统误差。实物连线如图所示。 ②[2]开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到最左端，使回路中的电流从最小值开始调节，以免开关闭合时回路电流过大而损坏仪表。 ③[3]电压表的最小刻度为0.1V，读数时要估读到0.01V，电压表的读数为 U=2.20V [4]由欧姆定律有 可得 【小问2详解】 ③[1]设电流表的内阻为，满偏电流为。平台上不放重物时 平台上放置重物时 可知 又，则 由图像可知对应的压力 设重物质量为m，由二力平衡，有 升降台加速上升时 可知 有 由图像可知对应的压力 由牛顿第二定律，有 由牛顿第三定律得 解得 ④[2]由实验原理可知，电源的内阻对实验结果无影响。 四、计算题（共38分，要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分） 13. 一由透明材料制作的物体由一个半径为R的半球体与一个底面半径为R的圆柱体组成，物体过半球球心的截面如图1所示，圆柱体内轴线上O点与半球球心的距离为R，O点处放有一单色点光源，透明材料对该单色光的折射率。下列问题只研究光线在此截面内的传播情况，且不考虑在透明物体内反射后的光线。已知。 （1）求半圆弧上有光线射出部分的长度与半圆弧长的比值k； （2）若将O点的点光源换为单色圆盘状光源（厚度不计），圆盘状光源与圆柱体轴线垂直放置，光源的圆心与O点重合，如图2所示，为使整个半圆弧上均有光线射出，求圆盘状光源的最小半径r。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）如图 从O点发出的光在A、B两点恰好发生全反射，由临界角 解得 由几何可得，圆弧上有光线射出部分的圆心角 半圆弧上有光线射出部分的长度与半圆弧长的比值 （2）如图所示位置恰好发生全反射 此时光源的半径最小，由几何关系可得 解得 14. 如图所示，粗糙斜面倾角，可视为质点的两个滑块A、B被固定在斜面上，质量分别为，，与斜面间的动摩擦因数均为。斜面底端有一垂直斜面的固定挡板，滑块A、B到挡板的距离分别为L和，已知滑块间的碰撞及滑块与挡板的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间忽略不计。，，重力加速度。 （1）若只将滑块B由静止释放，求第一次与挡板碰撞后B上滑的最大距离； （2）若将滑块A、B同时由静止释放，要使B在第一次与挡板碰撞后，在上滑过程中与A碰撞，求l与L之间需满足的关系； （3）在满足（2）的情况下，分析碰后A能否到达原释放位置。 【答案】（1）；（2）；（3）不能 【解析】 【详解】（1）对B从释放到第一次上滑速度为0，由动能定理得 解得 （2）B第一次反弹后速度为0时与A碰撞l有最小值，由牛顿第二定律可知下滑时 上滑时 由位移关系得 解得 即 （3）设A碰后能回到原位置，则碰前、碰后A位移大小相等，即 解得 由A、B碰撞动量守恒、机械能守恒得 解得 B碰挡板后减速，A继续加速，相遇时 矛盾，即A不能回到原位置。 15. 光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻静止在导轨上，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求： （1）导体棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的； （2）当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少； （3）当棒的速度为多大的时候，当开关从a切换到b的瞬间，棒的加速度大小相同； （4）要想棒在最短时间内向左移动3.5m而静止，则棒中产生的焦耳热是多少。 【答案】（1），方向向右；（2）；（3）1m/s；（4） 【解析】 【详解】（1）当电流从M流向N时，由左手定则可判断安培力向右，故加速度方向向右。根据牛顿第二定律有 代入数据可得 （2）开关始终接a时，电流N到M，经过时间后电流变为M到N，再经时间速度减为零，前时间段内，则有 后时间内，则有 根据 联立解得，棒的最大速度 （3）设当棒的速度为的时候，当开关从a切换到b的瞬间，棒的加速度大小相同。经分析，开关切换时电流大小不变，则安培力大小不变，加速度大小不变，即有 解得 （4）先接a一段时间，电流由N到M，再接到b端一段时间，再接到a端一段时间，电流由M到N，最后接到b静止。第一段有 ，， 第二段，由动量定理有 且 则有 第二段末的加速度与第三段相同，则第三段，有 ，，， 其中满足 解得 ， 故棒中产生的焦耳热是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $