精品解析：黑龙江省大庆市实验中学实验二部2023-2024学年高三下学期阶段考试（八）物理试题

大庆实验中学2024年高三得分训练 （八） 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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 物理量之间通过各种有关定义和物理定律彼此建立联系．国际单位制规定了三个力学基本物理量，对应着它们的测量仪器是下列哪一组（　　） A. 米尺、弹簧秤、打点计时器 B. 米尺、天平、秒表 C 弹簧秤、天平、秒表 D. 打点计时器、测力计、量角器 2. EUV光刻机是利用波长为13.5nm的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为EUV光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波（　　） A. 在浸没液体中的频率变为原来的1.5倍 B. 在浸没液体中的波长变为9nm C 光从真空区域进入浸没液体传播速度不变 D. 在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射 3. 2020年10月20日消息，好奇号火星车又有新发现：火星也曾有“绿洲”，或有生命存在，好奇号火星车是首辆使用核能提供能量的火星车，它的核能电池系统主要包括两个组成部分：一个装填钚（）二氧化物的热源和一组固体热电偶，将钚238产生的热能转化为电能，这一系统设计使用寿命为14年，钚238的半衰期为88年，原来静止的一个钚238衰变时放出射线和光子，生成原子核，已知钚238，粒子、的质量分别为、、，普朗克常量为，真空中的光速为，下列说法正确的是（　　） A. 的中子数为92 B. 钚238放在高压容器里，其半衰期可能变为90年 C. 该核反应中的质量亏损为 D. 光子的波长大于 4. 某同学玩飞镖时，先后两次飞镖的抛出点在同一竖直线上的A、B 两点，将飞镖沿水平方向抛出后，飞镖均扎在靶心处，两飞镖的轨迹如图中曲线1、2 所示，飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角分别为。已知AB、BO的竖直高度相同，飞镖可视为质点，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 先后两次飞镖抛出时的初速度大小之比为 B. 先后两次飞镖在空中的运动时间之比为2：1 C. D. 5. 消除噪声污染是当前环境保护的重要课题，。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。假设频率为f，传播速度为v的声波沿水平管道自左向右传播，抵达A点时，分成上下两束波沿着虚线α路径和b路径传播，最终在 B 点相遇时可削弱噪音，下列说法正确的是（　　） A. 该消声器降噪是利用了波的衍射原理 B. 当两条路径的长度差为的奇数倍时，消音效果最好 C. 当两条路径的长度差为的奇数倍时，消音效果最好 D. 这两束波的频率相同，沿a、b路径的速率大小，从A点分开后最终同时到达 B 点 6. 避雷针是用来保护建筑物避免雷击的装置。当雷云放电时，在避雷针顶端形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针放电，将雷电流引入大地。避雷针周围电场的等势面分布情况如图所示，在等势面中有A、B、C、D四点。下列说法中不正确的是（　　） A. AD连线中点的电势为8.5kV B. C 点场强小于 B 点场强 C. 同一带负电的雨滴在 C点的电势能大于在 B 点的电势能 D. 同一带负电的雨滴从D 点移动到A点，电场力做正功 7. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为4m，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知OA与水平面的夹角θ=53°，OB长为3L，与AB垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块P在B点的速度为 B. 从A到B，轻绳对滑块P做功8mgL C. 滑块P在A和B的中点速度最大 D. 重力对滑块Q做功的功率一直增大 8. 我国“西电东送”采用特高压远距离输电。在西部发电厂附近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定的工作电压，为负载提供电压。变压器均为理想变压器，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。则（ ） A. 增加负载，输电线上损失的功率增大 B. 增加负载，升压变压器的原线圈中电流增大 C. 升压变压器输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压 9. 某三星系统由A、B、C三颗恒星组成，已知它们的质量分别为m、、m，B静止，A、C绕B圆周运动且三者始终共线，A、C的距离恒为L，不考虑其他天体的影响，已知万有引力常量为G，则（　　） A. A、C做圆周运动的轨道半径之比为 B. A、C做圆周运动的线速度大小之比为 C. A做圆周运动的角速度为 D. C做圆周运动的角速度为 10. 近年来，我国可控核聚变研究不断取得突破。东方超环（EAST）首次实现403秒的长时间高约束模式运行，国内当前规模最大、参数能力最高的新一代人造太阳“中国环流三号”实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录，标志我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，如图甲所示，它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电的时候托卡马克的内部产生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。如图乙为该磁约束装置的简化模型，两个圆心均在O点，半径分别为R和3R的圆，将空间分成区域I和II，区域I内无磁场，区域Ⅱ内有方向垂直于纸面向里、大小为B的匀强磁场。一群电荷量为+q、质量为m的粒子在纸面内以不同速率从区域I中的O点沿半径方向射入到环形磁场后，都没有从区域II的外圆射出，不计粒子相互作用与粒子重力，：对于这些粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子运动的速率不超过 B. 粒子从区域I射入区域II，在区域II中运动的时间不超过，就会返回到区域I C. 粒子从区域Ⅱ射出返回区域I，在区域I中运动的时间不少于，才会进入区域Ⅱ D. 若粒子运动速率为，则粒子每运动距离（6π+8）R，轨迹就会重复一次 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根轻绳分别系于O1、O2两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。 （1）该兴趣小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为d=_______mm。 （2）关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A. 固定小球的两根轻绳一定要互相垂直 B. 必须用天平测出小球的质量 C. 应选用密度较大的小球做实验 D. 若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将偏大 （3）若用该装置测量当地重力加速度，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，得到多组L和t的数据，建立如图所示的坐标系并描点连线，得出图线与纵轴的交点为（0，b），则当地的重力加速度g=_______（用字母b和d表示）。 12. 太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，只要光照达到一定的强度，瞬间就可输出电压。某兴趣小组利用下面的器材测量某光电池的电动势和内阻（已知相同光照强度下该光电池的电动势不变）。 该小组同学根据下列所给器材设计合理的实验电路： 待测光电池（电动势约为3V、内阻约为10Ω） 电流表A1（量程为0~3mA、内阻RA1=100Ω） 电流表A2（量程为0~300mA、内阻约为1Ω） 定值电阻R1=900Ω 定值电阻R2=200Ω 滑动变阻器R（0~50Ω） 开关S，导线若干 （1）在图甲所示方框中画出合理的电路图_______；其中定值电阻应选_______（填“R1”或“R2”）。 （2）实验I：该同学用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值。读出电流表A1的读数和电流表A2的读数，得到该电池的曲线为图丙中曲线a、若改装的电压表可视为理想电压表，由图可知，该电池的电动势为_______V。 （3）实验Ⅱ：减小实验1中光的强度，重复实验，测得曲线b，当滑动变阻器的电阻为某值时，实验1中的电流表。A1的读数为2.00mA，若改装的电压表可视为理想电压表，则实验Ⅱ中此阻值的滑动变阻器消耗的电功率为_______mW（结果保留到个位）。 13. 某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如图。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热汽缸内，活塞厚度不计，质量m=100g，横截面积S=10cm2，开始时活塞距汽缸底部的高度为h=6cm，缸内温度为T1=360K。当环境温度上升，活塞缓慢上移△h=4cm，活塞上表面与a、b两触点接触，报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，试求： （1）该报警装置的报警温度T2； （2）若上述过程气体的内能增加15.96J，则气体吸收的热量Q为多少。 14. 图示装置可以用来说明电动汽车“动能回收”系统的工作原理。光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平桌面上，ab为垂直于导轨的导体棒，轨道所在空间存在竖直向下的匀强磁场。当开关接1时，ab由静止开始运动，当ab达到一定速度后，把开关接2，如果把电阻换为储能元件就能实现“动能回收”。已知轨道间距，磁感应强度，电源电动势，内电阻，电阻，导体棒ab质量，电阻，导体棒与导轨接触良好，导轨电阻不计且足够长。求： （1）开关与1接通的瞬间导体棒ab获得的加速度大小； （2）当导体棒ab达到最大速度时，将开关与2接通，求开关与2接通后直至ab棒停止运动的过程中流过导体棒ab的电量及电阻产生的热量。 15. 如图所示，一质量M=3.0kg、长L=5.15m长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=2m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=2.5m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量M=3.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向（弹簧伸缩状态未知）。一质量m=1.0kg的滑块A自M点以某一初速度水平抛出下落高度H=3m后恰好能从P点沿切线方向滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为μ=0.75。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度g=10m/s2，求： （1）滑块A到达P点的速度大小； （2）滑块A滑上平台时速度的大小； （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为0.5m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大庆实验中学2024年高三得分训练 （八） 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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 物理量之间通过各种有关的定义和物理定律彼此建立联系．国际单位制规定了三个力学基本物理量，对应着它们的测量仪器是下列哪一组（　　） A. 米尺、弹簧秤、打点计时器 B. 米尺、天平、秒表 C. 弹簧秤、天平、秒表 D. 打点计时器、测力计、量角器 【答案】B 【解析】 【详解】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间。长度是用刻度尺来测量的，质量是用天平来测量的，时间是用秒表来测量的。 故选B。 2. EUV光刻机是利用波长为13.5nm的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为EUV光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波（　　） A. 在浸没液体中的频率变为原来的1.5倍 B. 在浸没液体中的波长变为9nm C. 光从真空区域进入浸没液体传播速度不变 D. 在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射 【答案】B 【解析】 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，可知在加入设液体和没有加液体前后，光的频率不变， 故A错误； B．根据 可得 故B正确； C．根据 可知，光从真空区域进入浸没液体传播速度变小，故C错误； D．由于波长变短，在浸没液体中比在空气中更不容易发生衍射，故D错误。 故选B。 3. 2020年10月20日消息，好奇号火星车又有新发现：火星也曾有“绿洲”，或有生命存在，好奇号火星车是首辆使用核能提供能量的火星车，它的核能电池系统主要包括两个组成部分：一个装填钚（）二氧化物的热源和一组固体热电偶，将钚238产生的热能转化为电能，这一系统设计使用寿命为14年，钚238的半衰期为88年，原来静止的一个钚238衰变时放出射线和光子，生成原子核，已知钚238，粒子、的质量分别为、、，普朗克常量为，真空中的光速为，下列说法正确的是（　　） A. 的中子数为92 B. 钚238放在高压容器里，其半衰期可能变为90年 C. 该核反应中的质量亏损为 D. 光子的波长大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，的质量数为 电荷数为 所以中子数 故A错误； B．半衰期是由放射性元素本身决定的，与原子所处的物理状态无关、与化学状态无关，故B错误； C．该核反应中的质量亏损为 故C错误； D．钚238衰变时动量守恒，能量守恒，总动量为零，衰变后射线动能不为零，因此释放的核能只有一部分以光子的形式辐射出去，则有 又 因此 故D正确。 故选D。 4. 某同学玩飞镖时，先后两次飞镖的抛出点在同一竖直线上的A、B 两点，将飞镖沿水平方向抛出后，飞镖均扎在靶心处，两飞镖的轨迹如图中曲线1、2 所示，飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角分别为。已知AB、BO的竖直高度相同，飞镖可视为质点，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 先后两次飞镖抛出时的初速度大小之比为 B. 先后两次飞镖在空中的运动时间之比为2：1 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意，假设2下落的高度为h，则1下落的高度为2h，竖直方向做自由落体运动，则由公式 得 即 、 所以1、2在空中运动的时间之比为：1； 水平方向有 则先后两次飞镖抛出时的初速度大小之比为 ，故A正确，B错误； CD．两飞镖落在O点的竖直速度分别为 又有 由以上整理得 则 故CD错误。 故选A。 5. 消除噪声污染是当前环境保护的重要课题，。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。假设频率为f，传播速度为v的声波沿水平管道自左向右传播，抵达A点时，分成上下两束波沿着虚线α路径和b路径传播，最终在 B 点相遇时可削弱噪音，下列说法正确的是（　　） A. 该消声器降噪是利用了波的衍射原理 B. 当两条路径的长度差为的奇数倍时，消音效果最好 C. 当两条路径的长度差为的奇数倍时，消音效果最好 D. 这两束波的频率相同，沿a、b路径的速率大小，从A点分开后最终同时到达 B 点 【答案】C 【解析】 【详解】A．该消声器工作原理是利用波的干涉原理，故A错误； BC．当声波A 处分成的上下两束声波传到B处需满足波程差是半波长的奇数倍时振动减弱，消音效果最好，其中 故B错误，C正确； D．这两束波的频率相同，介质相同，故沿a、b路径的传播速率大小相同，从A点分开后不会同时到达B点，故D错误。 故选C。 6. 避雷针是用来保护建筑物避免雷击的装置。当雷云放电时，在避雷针顶端形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针放电，将雷电流引入大地。避雷针周围电场的等势面分布情况如图所示，在等势面中有A、B、C、D四点。下列说法中不正确的是（　　） A. AD连线中点的电势为8.5kV B. C 点场强小于 B 点场强 C. 同一带负电的雨滴在 C点的电势能大于在 B 点的电势能 D. 同一带负电的雨滴从D 点移动到A点，电场力做正功 【答案】A 【解析】 【详解】A．电势不是均匀降低的，AD连线中点的电势不是8.5kV，故A错误； B．越靠近避雷针电场越强，C点场强小于B点场强，故B正确； C．同一带负电的雨滴在电势低处的电势能要更大，C点的电势能大于在B点的电势能，故C正确； D．同一带负电的雨滴从D点移动到A点，电势能降低，电场力做正功，故D正确。 故选A。 7. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为4m，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知OA与水平面的夹角θ=53°，OB长为3L，与AB垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块P在B点的速度为 B. 从A到B，轻绳对滑块P做功8mgL C. 滑块P在A和B的中点速度最大 D. 重力对滑块Q做功的功率一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图 当滑块P经过B点时，重物Q的速度为0。滑块P从A到B的过程中，滑块P和重物Q整体机械能守恒，且当P经过A、B两点时的弹性势能相等，有 解得 故A错误； B．从A到B，轻绳对滑块P做的功为其的机械能增量，则 故B正确； C．当滑块P所受重力和弹力等大反向时，滑块P所受合力为0，此时速度最大。由于滑块P在A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，弹簧的形变量大小相等，所以当滑块P在A和B的中点时，弹簧处于原长，滑块P所受合力等于重力，故C错误； D．滑块P在A点出发时，重物Q的速度为0；当滑块P运动到B点时，重物Q的速度为0。说明Q的速度先增加后减小，故重力对滑块Q做功的功率先增大后减小，故D错误。 故选B。 8. 我国“西电东送”采用特高压远距离输电。在西部发电厂附近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定工作电压，为负载提供电压。变压器均为理想变压器，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。则（ ） A. 增加负载，输电线上损失功率增大 B. 增加负载，升压变压器的原线圈中电流增大 C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．由于负载增加，降压变压器输出的功率增加，负载线路电流变大，故高压输电线上的电流变大 损失功率变大，因为输电线中电流变大，根据变压器原理可知，升压变压器中电流变大，AB正确； CD．因为输电线存在电阻，有电压损失，所以升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压，CD错误。 故选AB。 9. 某三星系统由A、B、C三颗恒星组成，已知它们的质量分别为m、、m，B静止，A、C绕B圆周运动且三者始终共线，A、C的距离恒为L，不考虑其他天体的影响，已知万有引力常量为G，则（　　） A. A、C做圆周运动的轨道半径之比为 B. A、C做圆周运动的线速度大小之比为 C. A做圆周运动的角速度为 D. C做圆周运动的角速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设A、C做圆周运动的轨道半径分别为、，对星体B受力分析可得 且 可得 故A、C做圆周运动的轨道半径之比为，故A正确； B．由题意可知，A、C做圆周运动的角速度相等，根据 可知A、C做圆周运动的线速度大小之比为1:1，故B错误； CD．由万有引力提供向心力 因为A、C做圆周运动的角速度相等，所以A、C做圆周运动的角速度为 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 近年来，我国可控核聚变研究不断取得突破。东方超环（EAST）首次实现403秒的长时间高约束模式运行，国内当前规模最大、参数能力最高的新一代人造太阳“中国环流三号”实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录，标志我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，如图甲所示，它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电的时候托卡马克的内部产生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。如图乙为该磁约束装置的简化模型，两个圆心均在O点，半径分别为R和3R的圆，将空间分成区域I和II，区域I内无磁场，区域Ⅱ内有方向垂直于纸面向里、大小为B的匀强磁场。一群电荷量为+q、质量为m的粒子在纸面内以不同速率从区域I中的O点沿半径方向射入到环形磁场后，都没有从区域II的外圆射出，不计粒子相互作用与粒子重力，：对于这些粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子运动的速率不超过 B. 粒子从区域I射入区域II，在区域II中运动的时间不超过，就会返回到区域I C. 粒子从区域Ⅱ射出返回区域I，在区域I中运动的时间不少于，才会进入区域Ⅱ D. 若粒子运动速率为，则粒子每运动距离（6π+8）R，轨迹就会重复一次 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．粒子从区域Ⅰ中的O点沿半径方向射入到环形磁场后，都没有从区域Ⅱ的外圆射出，设粒子在磁场中运动最大半径为rm，此时粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系可得 解得 根据洛伦兹力提供向心力 解得粒子运动的速率最大值为 故A正确； B．粒子从区域Ⅰ射入区域Ⅱ，在区域Ⅱ中运动的时间为 根据几何关系，粒子在磁场中轨迹对应的圆心角为 则当时，粒子在区域Ⅱ中运动的时间为 故B错误； C．根据对称性可知，粒子从区域Ⅱ射出返回区域Ⅰ时，速度方向为径向，则粒子在区域Ⅰ中，运动的距离为2R，在区域Ⅰ中运动最短的时间为 故C正确； D．若粒子运动速率为，根据洛伦兹力提供向心力 解得 根据题意，做出粒子的运动轨迹，如图所示 可知粒子将在区域Ⅰ、区域Ⅱ间做周期运动，粒子每运动距离 轨迹就会重复一次，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根粗细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根轻绳分别系于O1、O2两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。 （1）该兴趣小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为d=_______mm。 （2）关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A. 固定小球的两根轻绳一定要互相垂直 B. 必须用天平测出小球的质量 C. 应选用密度较大小球做实验 D. 若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将偏大 （3）若用该装置测量当地重力加速度，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，得到多组L和t的数据，建立如图所示的坐标系并描点连线，得出图线与纵轴的交点为（0，b），则当地的重力加速度g=_______（用字母b和d表示）。 【答案】（1）9.60 （2）CD （3）-bd 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 【小问2详解】 A．固定小球的两根轻绳不必互相垂直，故A错误； B．实验需要验证小球重力势能的减少量与动能增加量间的关系，小球质量可以约去，实验不需要用天平测出小球的质量，故B错误； C．为减小空气阻力对实验的影响，应选用密度较大的小球做实验，故C正确； D．若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，则所测小球的遮光时间偏小，所求小球的速度偏大，小球动能的测量值将偏大，故D正确。 故选CD。 【小问3详解】 由题意，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，若用该装置测量当地重力加速度有 可得 由图线与纵轴的交点为（0，b），可得 则当地的重力加速度为 12. 太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，只要光照达到一定的强度，瞬间就可输出电压。某兴趣小组利用下面的器材测量某光电池的电动势和内阻（已知相同光照强度下该光电池的电动势不变）。 该小组同学根据下列所给器材设计合理的实验电路： 待测光电池（电动势约为3V、内阻约为10Ω） 电流表A1（量程0~3mA、内阻RA1=100Ω） 电流表A2（量程为0~300mA、内阻约为1Ω） 定值电阻R1=900Ω 定值电阻R2=200Ω 滑动变阻器R（0~50Ω） 开关S，导线若干 （1）在图甲所示方框中画出合理的电路图_______；其中定值电阻应选_______（填“R1”或“R2”）。 （2）实验I：该同学用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值。读出电流表A1的读数和电流表A2的读数，得到该电池的曲线为图丙中曲线a、若改装的电压表可视为理想电压表，由图可知，该电池的电动势为_______V。 （3）实验Ⅱ：减小实验1中光的强度，重复实验，测得曲线b，当滑动变阻器的电阻为某值时，实验1中的电流表。A1的读数为2.00mA，若改装的电压表可视为理想电压表，则实验Ⅱ中此阻值的滑动变阻器消耗的电功率为_______mW（结果保留到个位）。 【答案】（1） ①. ②. R1 （2）2.90 （3）100 【解析】 【小问1详解】 将滑动变阻器、电流表、电源和开关组成串联电路，因缺少电压表，需要将其中一个电流表与电阻串联改装为电压表。与滑动变阻器串联的电流表为理想电流表，其内阻要小，故选择A2，改装的为电压表的电流表应选A1，改装为电压表时，电流表应该与电阻较大的定值电阻串联改装，故选择电阻R1。 【小问2详解】 由图可知，当电路中时，，根据欧姆定律 【小问3详解】 根据图线b，结合欧姆定律 当滑动变阻器的电阻为某值时，实验1中的电流表。A1的读数I1为2.00mA，此时变阻器的电压为 由图线b可知，I1为2.00mA时通过滑动变阻器的电流为 所以滑动变阻器电功率为 13. 某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如图。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热汽缸内，活塞厚度不计，质量m=100g，横截面积S=10cm2，开始时活塞距汽缸底部的高度为h=6cm，缸内温度为T1=360K。当环境温度上升，活塞缓慢上移△h=4cm，活塞上表面与a、b两触点接触，报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，试求： （1）该报警装置的报警温度T2； （2）若上述过程气体的内能增加15.96J，则气体吸收的热量Q为多少。 【答案】（1）600K；（2）20J 【解析】 【详解】（1）气体发生是等压变化，由气体实验定律 得 代入数据解得 T2=600K （2）缸内气体压强 气体等压膨胀对外做功 由热力学第一定律得 ΔU=W+Q 代入数据 Q=∆U-W=15.96J+4.04J=20J 则气体吸热20J。 14. 图示装置可以用来说明电动汽车“动能回收”系统的工作原理。光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平桌面上，ab为垂直于导轨的导体棒，轨道所在空间存在竖直向下的匀强磁场。当开关接1时，ab由静止开始运动，当ab达到一定速度后，把开关接2，如果把电阻换为储能元件就能实现“动能回收”。已知轨道间距，磁感应强度，电源电动势，内电阻，电阻，导体棒ab质量，电阻，导体棒与导轨接触良好，导轨电阻不计且足够长。求： （1）开关与1接通的瞬间导体棒ab获得的加速度大小； （2）当导体棒ab达到最大速度时，将开关与2接通，求开关与2接通后直至ab棒停止运动的过程中流过导体棒ab的电量及电阻产生的热量。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）开关与1接通，由闭合电路的欧姆定律有 在开关与1接通瞬间，由牛顿第二定律有 代入数据解得，开关与1接通的瞬间导体棒ab获得的加速度大小 （2）导体棒ab未达到最大速度前，做加速度减小的加速运动，设导体棒的最大速度为，导体棒切割磁感线运动产生反电动势 当导体棒获得最大速度，则 代入数据解得 此时将开关与2接通，设导体棒还能运动的时间为，取此时导体棒前进的速度方向为正方向，由动量定理可得 代入数据求得 由能量守恒知，导体棒和电阻产生的总的焦耳热为 由串联电路特点知R产生的焦耳热为 代入数据可得 15. 如图所示，一质量M=3.0kg、长L=5.15m的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=2m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=2.5m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量M=3.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向（弹簧伸缩状态未知）。一质量m=1.0kg的滑块A自M点以某一初速度水平抛出下落高度H=3m后恰好能从P点沿切线方向滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为μ=0.75。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度g=10m/s2，求： （1）滑块A到达P点的速度大小； （2）滑块A滑上平台时速度的大小； （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为0.5m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？ 【答案】（1） ；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）从开始到P点物体做平抛运动，竖直方向有 从P点沿切线进入圆轨道，则有 联立解得滑块A到达P点的速度大小为 （2）从P点到圆弧最低点，由动能定理得 假设物块A在木板B上与B共速后，木板才到达右侧平台，以AB系统，由动量守恒定律得 由能量关系 联立解得 B板从开始滑动到AB共速的过程中，对B由动能定理得 解得 假设成立；B撞平台后，A在B上继续向右运动，对A由动能定理得 解得 （3）A、D碰前弹簧长度最短，且弹簧能恢复原长，故弹簧处于原长或压缩状态。 第一种情况：弹簧处于原长状态，弹簧第一次恢复原长时，C的速度方向向右，对A、D和C系统，由动量守恒定律可得 解得 则此时系统总动能 弹性势能为（原长状态） 而A、D碰撞时由动量守恒 得共同速度为 碰后瞬间弹簧弹性势能为（拉伸状态） 因此此种情况违背能量守恒定理，不成立。 第二种情况：弹簧处于压缩状态，弹簧第一次恢复原长时，C的速度方向向左，对AD和C系统，由动量守恒定律可得 三者速度相同时弹性势能最大，由动量守恒定律得 由能量关系 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $