精品解析：2024届广西壮族自治区玉林高级中学高三下学期5月模拟（一）物理试题

高三模拟考（一）试卷物理（学科） 注意事项： 1. 满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。非选择题请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A. 黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B. 科学家在研究黑体辐射的实验规律时发现，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C. 爱因斯坦的光电效应方程成功地解释了黑体辐射的实验规律 D. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 2. 自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电，对通信线路的干扰较小，因而被客运专线以及重载货运铁路广泛应用。如图所示，一自耦变压器环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在c、d间接定值电阻R。该变压器为理想变压器，在a、b间输入电压为的交变电流时，c、d间的输出电压为。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，以下说法正确的是（　　） A. ，降低 B. 变压器输入功率减小 C. 变压器输出功率增大 D. 流过R的电流增大 3. 如图所示是医院给病人输液部分装置示意图，在输液过程中，下列说法正确的是（ ） A. B瓶中的药液先用完 B. A、B瓶中的药液同时用完 C. 随着液面下降，A瓶内C处气体压强不变 D. A、B瓶中的药液用完前，D泡内的气体压强大于大气压强且不随药液下降而改变 4. 在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉。如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）为L=10cm，圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），以2转/秒的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为（　　） A. 向上 10cm/s B. 向上 20cm/s C. 向下 10cm/s D. 向下 20cm/s 5. 如图所示。MNPQ是菱形区域，MP长为2L，QN长为L，在其由对角线QN划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与QN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若t=0时左边框与P点重合，则导线框穿过磁场区域的过程中。下列i-t图像正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 马车是古代交通运输主要工具，如图所示为一匹马水平拉动一车货物的示意图。木板A和B，B和车之间的接触面都水平，A、B之间的动摩擦因数为，B与车之间的动摩擦因数为，A的质量为m，B的质量为3m，车的质量为5m，地面对车的摩擦不计，马给车的水平拉力为F，A、B始终没有离开车的表面，则下列说法错误的是（ ） A. 若，不管F多大，A、B都不会发生相对滑动 B. 若，当时，B与车之间开始相对滑动 C. 若，逐渐增大F，A相对于B先滑动 D. 若，A、B与车都相对静止，F的最大值为 7. 雅敏干涉仪可以利用光的干涉来测定气体在各种温度和压强下的折射率，其光路图如图所示。图中S为光源，G1、G2为两块完全相同的玻璃板，彼此平行放置，T1、T2为两个等长度的玻璃管，长度均为d。测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入一管中，在E处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率。某次测量时，将待测气体充入T2管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到共移过N条干涉亮纹，待测光在真空中的波长为λ。该气体在标准状态下的折射率为（　　） A. B. C. 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，有多项符合题目要求。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. 物理学的不断发展使人们对于世界的认识逐渐趋于统一，大到宇宙天体小到带电粒子，它们的运动也能发现很多相似之处。若在点电荷M的作用之下，能够让一试探电荷P在平面内绕x轴上固定的点电荷M做逆时针方向的低速椭圆运动，其中C、D关于O点的中心对称点分别为E、F，不计点电荷P的重力。下列说法正确的是（　　） A. 若P为负电荷，则A点的电势比B点的电势高 B. 当P沿E、A、C运动时，电场力先做负功后做正功 C. P从C运动到D的时间等于从E运动到F的时间 D. 若点电荷M到坐标原点的距离与半长轴之比为2：3，则P在A、B两点的速度之比为1∶5 9. 如图所示为波轮式洗衣机工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R，当角速度达到时，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 衣服（带水）做匀变速曲线运动 B. 电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来 C. 当时，水滴下落高度打到外筒上 D. 当时，水滴下落高度打到外筒上 10. 天文学家于2024年1月6日发现了小行星2024AE1，对其跟踪观察并完善其轨迹发现，小行星2024AE1的直径约为，质量，运动轨迹为抛物线，它将会在2025年7月4日与地球擦肩而过。把地球看作半径为R的匀质球体，忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小为g，预计小行星2024AE1距地心为时的速度大小为，方向与它和地心连线所成的角为，如图所示。已知小行星2024AE1的引力势能，式中r为行星2024AE1到地心的距离，小行星2024AE1与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等，忽略其他天体的影响，据此可推测出（　　） A. 小行星2024AE1与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 B. 小行星2024AE1距地球表面最小距离为 C. 小行星2024AE1的最大速度为 D. 小行星2024AE1的最大加速度为 第Ⅱ卷（非选择题） 非选择题:要求用0.5mm 黑色签字笔写在答题卡上各题的答题区域内。 三、实验题（共2小题，共15分。） 11. 某小组设计了如图所示电路，该电路能够测量电源的电动势E和内阻r，是辅助电源，A、B两点间有一灵敏电流表G。 （1）请补充下列实验步骤： ①闭合开关S1、S2，调整滑动变阻器R、的阻值使得灵敏电流表的示数为零，这时，A、B两点的电势φA、φB的关系是φA________φB，（选填“大于”、“等于”或“小于”）即相当于同一点，读出电流表和电压表的示数I1和U1，其中I1就是通过电源E的电流。 ②改变滑动变阻器R、的阻值，重新使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2。 （2）写出步骤①、②对应的方程式___，____及电动势和内阻的表达式__________________（用I1、U1、I2、U2表示） （3）不考虑偶然误差，此方法测出的电动势__________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 12. 如图所示，某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器，探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层，滑块运动时阻力近似为零。 （1）实验时，气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度，标尺位置如图所示，其读数为__________mm。 （2）设实验测得垫片的总高度为h，遮光条的有效宽度为d，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和，则还需要测量的物理量是__________（写出物理量的符号并说明），实验需要验证的关系式是__________（用题中和所测物理量字母表示）。 （3）数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量，造成的原因可能______。 A．滑块释放位置不够高 B．充气泵的气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦 C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高 （4）光电门计时器的计时原理：光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约的圆柱型光束，只要遮光条前沿挡住90％的光照就能使光控信号u上跳为H，只要后沿让光照恢复达到70％就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式：①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间；②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息，下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小______（填“甲”“乙”或“丙”）。 四、解答题（共3小题，共39分，解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 13. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于8cm。P和M是介质中平衡位置分别位于x=0和x=4cm处的两个质点，如图所示。t=0时开始观测，此时质点P的位移为，质点M处于平衡位置，此时两质点均向y轴正方向振动；时，质点P第一次到达波峰位置，时，质点M第一次到达波峰位置。求： （1）简谐波的周期、波速和波长； （2）质点P的位移随时间变化的关系式。 14. 如图所示，一个物块以某一初速度沿倾角、高的固定光滑斜面的最下端向上运动，物块运动到斜面的顶端时的速率为，如果在斜面中间某一区域设置一段摩擦区，物块与摩擦区之间的动摩擦因数，物块以同样的初速度从斜面的底端向上运动，物块恰好运动到斜面的顶端（，，，）． (1)求初速度的大小； (2)求摩擦区的长度； (3)在设置摩擦区后，摩擦区的位置不同，物块以初速度从斜面底端运动到斜面顶端的时间不同，求物块从斜面底端运动到斜面顶端的最长时间（计算结果保留两位小数）． 15. 如图所示，在区域内存在沿y轴负向的匀强电场，在区域内存在垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁场的左边界为y轴，右边界为与y轴平行的直线MN。ON为位于x轴上的水平绝缘板，板的厚度可忽略不计。一质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴的点以初速度（方向与x轴正向夹角）射入电场，随后从y轴上的P点垂直y轴进入磁场。粒子打到绝缘板上（碰撞时间极短）反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。若粒子电量保持不变且不计其重力，求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）若绝缘板ON长为3d，要使粒子进入磁场后不与绝缘板发生碰撞，则磁感应强度B需要满足的条件； （3）若，粒子从P点进入磁场，与绝缘板碰撞n次后从右边界的Q点（图中未标出）离开，且。求粒子从P点运动到Q点的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三模拟考（一）试卷物理（学科） 注意事项： 1. 满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。非选择题请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A. 黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B. 科学家在研究黑体辐射的实验规律时发现，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C. 爱因斯坦的光电效应方程成功地解释了黑体辐射的实验规律 D. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但是黑体能够自身辐射电磁波，可知，黑体不一定是黑的，故A错误； B．科学家在研究黑体辐射的实验规律时发现，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面， 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确； C．普朗克提出能量子概念，成功地解释了黑体辐射的实验规律，故 C错误； D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关，故 D错误。 故选B。 2. 自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电，对通信线路的干扰较小，因而被客运专线以及重载货运铁路广泛应用。如图所示，一自耦变压器环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在c、d间接定值电阻R。该变压器为理想变压器，在a、b间输入电压为的交变电流时，c、d间的输出电压为。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，以下说法正确的是（　　） A. ，降低 B. 变压器输入功率减小 C. 变压器输出功率增大 D. 流过R的电流增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想变压器的电压关系有 由于 所以 当滑动触头从M点顺时针转动到N点过程，减小，降低，故A错误； BCD．降低，则流过R的电流减小，R消耗的电功率（变压器的输出功率）减小，由于是理想变压器，所以变压器的输入功率等于输出功率，故变压器输入功率也减小，故B正确，C、D错误； 故选B。 3. 如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中，下列说法正确的是（ ） A. B瓶中的药液先用完 B. A、B瓶中的药液同时用完 C. 随着液面下降，A瓶内C处气体压强不变 D. A、B瓶中的药液用完前，D泡内的气体压强大于大气压强且不随药液下降而改变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶中的药液先用完。故AB错误； C．A瓶内管口处压强保持等于大气压，有 液面下降h减小，液体产生的压强减小，因此空气经左管、以冒泡形式进入C处，使封闭气体C增多、压强增大。故C错误； D．最初未进入液体时，D泡内气体压强等于大气压，冲入液体后，气体体积减小，压强增大，D泡内的气体压强大于大气压强，稳定后，滴液速度一定，气泡内气体体积不变，压强不变。故D正确。 故选D。 4. 在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉。如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）为L=10cm，圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），以2转/秒的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为（　　） A. 向上 10cm/s B. 向上 20cm/s C. 向下 10cm/s D. 向下 20cm/s 【答案】D 【解析】 【详解】由于每秒转2圈，则转1圈的时间为0.5s，而螺距为10cm，所以每秒沿竖直方向运动的距离为20cm，即速度大小为20cm/s。又因为彩色螺旋斜条纹是从左下到右上，且圆筒沿逆时针方向（从俯视方向看），人眼观察某一个空间位置处的彩色条纹，由于圆筒在转动，经过很小的时间间隔后，同一位置处不是彩色条纹，变成了圆筒壁，根据人眼的视觉暂留现象，人眼错认为原来的点向下移动了一小段，就会感觉条纹的运动方向向下。 故选D。 5. 如图所示。MNPQ是菱形区域，MP长为2L，QN长为L，在其由对角线QN划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与QN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若t=0时左边框与P点重合，则导线框穿过磁场区域的过程中。下列i-t图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设导线框向左做匀速运动的速度为v，为，则导线框到达P点开始计时，在时间内，根据几何关系可知左边的有效长度 可知有效长度与时间成正比，根据 可知感应电流与时间成正比，此时磁通量向里增大，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针流向，即正方向； 在时间内，导线框左右两边都在磁场内，且有效长度保持不变，此时左边部分的磁通量向外增大，右边部分向里减少，根据楞次定律可知，导线框中的电流方向为顺时针，即负方向； 在时间内，根据几何关系可知右边的有效长度 可知有效长度随时间均匀减小，根据 可知感应电流随时间均匀减小，此时磁场向外减小，根据楞次定律可知，导线框中的电流方向为逆时针流向，即正方向。 故选C。 6. 马车是古代交通运输的主要工具，如图所示为一匹马水平拉动一车货物的示意图。木板A和B，B和车之间的接触面都水平，A、B之间的动摩擦因数为，B与车之间的动摩擦因数为，A的质量为m，B的质量为3m，车的质量为5m，地面对车的摩擦不计，马给车的水平拉力为F，A、B始终没有离开车的表面，则下列说法错误的是（ ） A. 若，不管F多大，A、B都不会发生相对滑动 B. 若，当时，B与车之间开始相对滑动 C. 若，逐渐增大F，A相对于B先滑动 D. 若，A、B与车都相对静止，F的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若，B相对于车比A相对于B先滑动，所以不管F多大，B相对车滑动后，A相对B一直静止，故A正确，不满足题意要求； B．若，整体相对静止的最大加速度为 则最大拉力为 当时，B与车之间开始相对滑动，故B正确，不满足题意要求； C．若，逐渐增大F，A相对B比B相对于车先滑动，故C正确，不满足题意要求； D．若，A、B与车都相对静止，系统的最大加速度为 则最大拉力为 故D错误，满足题意要求。 故选D。 7. 雅敏干涉仪可以利用光的干涉来测定气体在各种温度和压强下的折射率，其光路图如图所示。图中S为光源，G1、G2为两块完全相同的玻璃板，彼此平行放置，T1、T2为两个等长度的玻璃管，长度均为d。测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入一管中，在E处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率。某次测量时，将待测气体充入T2管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到共移过N条干涉亮纹，待测光在真空中的波长为λ。该气体在标准状态下的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】每看到一条亮条纹移过，一定是光程差增大了一个波长，时间差为一个周期T。由于移动N条干涉亮纹，时间差为NT，有 又 得 根据 解得 故选C。 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，有多项符合题目要求。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. 物理学的不断发展使人们对于世界的认识逐渐趋于统一，大到宇宙天体小到带电粒子，它们的运动也能发现很多相似之处。若在点电荷M的作用之下，能够让一试探电荷P在平面内绕x轴上固定的点电荷M做逆时针方向的低速椭圆运动，其中C、D关于O点的中心对称点分别为E、F，不计点电荷P的重力。下列说法正确的是（　　） A. 若P为负电荷，则A点的电势比B点的电势高 B. 当P沿E、A、C运动时，电场力先做负功后做正功 C. P从C运动到D的时间等于从E运动到F的时间 D. 若点电荷M到坐标原点的距离与半长轴之比为2：3，则P在A、B两点的速度之比为1∶5 【答案】BD 【解析】 【详解】A．点电荷P在平面内绕x轴上固定的点电荷M做逆时针方向的低速椭圆运动，两者为吸引力，若P为负电荷，则点电荷M为正电荷，则A点的电势比B点的电势低。故A错误； B．两点电荷为吸引力，当P沿E、A、C运动时，速度与电场力的夹角先为钝角后为锐角，所以电场力先做负功后做正功。故B正确； C．由对称性可知，点电荷P在CD上任一点的电势能比在EF点上任一的电势能小，由能量守恒可知，点电荷P点CD上任一点的动能比在EF点上任一的动能大，即在CD上的平均速率比在EF上的大，而CD与EF的长度相等，根据 可知P从C运动到D的时间小于从E运动到F的时间。故C错误； D．若点电荷M到坐标原点距离与半长轴之比为2：3，则点电荷M到A、B两点的距离之比为5：1，设A、B两处的曲率圆半径均为r（对称性），则在A点 在B点 解得 可得P在A、B两点的速度之比为1：5。故D正确。 故选BD。 9. 如图所示为波轮式洗衣机工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R，当角速度达到时，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 衣服（带水）做匀变速曲线运动 B. 电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来 C. 当时，水滴下落高度打到外筒上 D. 当时，水滴下落高度打到外筒上 【答案】BD 【解析】 【详解】A．衣服（带水）做变速曲线运动，因为其向心加速度也是变化的，A错误； B．竖直方向，根据平衡条件有 由于弹力提供向心力，由牛顿第二定律有 联立解得 B正确； CD．当时，水滴打到外筒上，则水滴下落高度为h，根据平抛运动规律有 联立解得 C错误，D正确。 故选BD。 10. 天文学家于2024年1月6日发现了小行星2024AE1，对其跟踪观察并完善其轨迹发现，小行星2024AE1的直径约为，质量，运动轨迹为抛物线，它将会在2025年7月4日与地球擦肩而过。把地球看作半径为R的匀质球体，忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小为g，预计小行星2024AE1距地心为时的速度大小为，方向与它和地心连线所成的角为，如图所示。已知小行星2024AE1的引力势能，式中r为行星2024AE1到地心的距离，小行星2024AE1与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等，忽略其他天体的影响，据此可推测出（　　） A. 小行星2024AE1与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 B. 小行星2024AE1距地球表面的最小距离为 C. 小行星2024AE1的最大速度为 D. 小行星2024AE1的最大加速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小行星与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 故A正确； BC．小行星与地球最近时，此时加速度及速度均达到最大，由机械能守恒定律有 由于小行星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等，则有 解得 ， 故BC错误； D．忽略地球自转时，地球表面物体所受万有引力等于重力，则有 小行星到地心的距离为 时，由牛顿第二定律可得 解得 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题） 非选择题:要求用0.5mm 黑色签字笔写在答题卡上各题的答题区域内。 三、实验题（共2小题，共15分。） 11. 某小组设计了如图所示的电路，该电路能够测量电源的电动势E和内阻r，是辅助电源，A、B两点间有一灵敏电流表G。 （1）请补充下列实验步骤： ①闭合开关S1、S2，调整滑动变阻器R、的阻值使得灵敏电流表的示数为零，这时，A、B两点的电势φA、φB的关系是φA________φB，（选填“大于”、“等于”或“小于”）即相当于同一点，读出电流表和电压表的示数I1和U1，其中I1就是通过电源E的电流。 ②改变滑动变阻器R、的阻值，重新使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2。 （2）写出步骤①、②对应的方程式___，____及电动势和内阻的表达式__________________（用I1、U1、I2、U2表示） （3）不考虑偶然误差，此方法测出电动势__________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1）等于 （2） ①. ②. ③. ④. （3）等于 【解析】 【小问1详解】 ①灵敏电流表的示数为零时，A、B两点的电势差为零，即 φA=φB 【小问2详解】 [1][2] 当灵敏电流表的示数为零时，由闭合电路欧姆定律得 ， 联立，解得 电流表的电压表的示数I1和U1时，有 电流表的电压表的示数I2和U2时，有 [3][4]联立以上两式，解得 ， 【小问3详解】 此方法I1、U1、I2、U2均准确，无系统误差，测出的电动势等于真实值。 12. 如图所示，某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器，探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层，滑块运动时阻力近似为零。 （1）实验时，气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度，标尺位置如图所示，其读数为__________mm。 （2）设实验测得垫片的总高度为h，遮光条的有效宽度为d，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和，则还需要测量的物理量是__________（写出物理量的符号并说明），实验需要验证的关系式是__________（用题中和所测物理量字母表示）。 （3）数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量，造成的原因可能______。 A．滑块释放位置不够高 B．充气泵的气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦 C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高 （4）光电门计时器的计时原理：光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约的圆柱型光束，只要遮光条前沿挡住90％的光照就能使光控信号u上跳为H，只要后沿让光照恢复达到70％就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式：①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间；②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息，下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小______（填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】 ①. 5.02 ②. 两光电门之间的距离s ③. ④. C ⑤. 丙 【解析】 【详解】（1）[1]用50分度游标卡尺测量，其精确度为0.02mm，由图可知，主尺读数是5mm，游标尺的第一个刻度线与主尺的某刻度线对齐，则读数是 则其整体读数为 （2）[2]垫片的总高度为h，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，设气垫导轨与水平面间的夹角为θ，可得 遮光条的有效宽度为d，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和，滑块经光电门时的速度分别为 要探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。可探究滑块从光电门1到光电门2的运动中，动能的增加量与重力势能的减少量是否相等，因此还需要测量的物理量是两光电门之间的距离s，可得滑块从光电门1到光电门2下落的高度 [3]则有实验需要验证的关系式是 整理可得 （3）[4] A．滑块释放位置不够高，则有滑块经光电门时的时间会较长，由平均速度代替瞬时速度，则速度会比真实值偏小，有较大的误差，导致重力势能减小量大于动能增加量，不符合题意； B．充气泵气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦，滑块运动中会克服摩擦力做功，会导致滑块的动能增加量偏小，重力势能的减小量不变，则重力势能减小量大于动能增加量，不符合题意； C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高，这样在计算重力势能减小量时按正常高度计算，实际滑块在经光电门时的速度比正常时偏大，因此则有重力势能减小量小于动能增加量，符合题意。 故选C。 （4）[5]由计时器设置的两种计时模式，结合甲、乙、丙三种遮光条的形状，可知甲、乙两种遮光条符合第一种计时模式，在此模式下两种遮光条挡光时间所对应的位移 由计算可知，均略小于遮光条的真实宽度，而计算速度用的是遮光条的真实宽度，显然甲、乙两型号的遮光条计算得到的平均速度均大于真实值，对于丙遮光条，符合第二种模式，在此模式下丙遮光条挡光时间所对应的位移 即遮光条挡光时间所对应的位移等于遮光条的宽度，计算得到的平均速度等于真实值。可知丙遮光条测量速度的误差最小。 四、解答题（共3小题，共39分，解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 13. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于8cm。P和M是介质中平衡位置分别位于x=0和x=4cm处的两个质点，如图所示。t=0时开始观测，此时质点P的位移为，质点M处于平衡位置，此时两质点均向y轴正方向振动；时，质点P第一次到达波峰位置，时，质点M第一次到达波峰位置。求： （1）简谐波的周期、波速和波长； （2）质点P的位移随时间变化的关系式。 【答案】（1）T=3s，v=0.08m/s，λ=0.24m；（2） 【解析】 【详解】（1）设振动周期为T。由于质点M在0到内由平衡位置第一次到达最大位移处，得 由此可知 T=3s 根据题意，波沿轴正向传播，且PM之间的距离小于半个波长，则波峰由P传播到M所用时间为 波速为 波长 （2）设质点P的振动位移随时间的变化关系式为 又 把t=0，，，y=A代入上式可得 ，A=10cm 所以 14. 如图所示，一个物块以某一初速度沿倾角、高的固定光滑斜面的最下端向上运动，物块运动到斜面的顶端时的速率为，如果在斜面中间某一区域设置一段摩擦区，物块与摩擦区之间的动摩擦因数，物块以同样的初速度从斜面的底端向上运动，物块恰好运动到斜面的顶端（，，，）． (1)求初速度的大小； (2)求摩擦区的长度； (3)在设置摩擦区后，摩擦区的位置不同，物块以初速度从斜面底端运动到斜面顶端的时间不同，求物块从斜面底端运动到斜面顶端的最长时间（计算结果保留两位小数）． 【答案】（1）6m/s（2）1m（3）0.97s 【解析】 【详解】(1)由动能定理得到 代入已知数据可以得到 (2)增设摩擦区后，因物块恰好运动到斜面的顶端，则摩擦力做功恰好等于没有摩擦区域时物块运动到斜面顶端的动能，则 代入数据可以得到 (3)如图所示，当摩擦区设置在斜面最小面时，让物块一开始运动就进入摩擦区，物块在斜面上运动的时间最长，设物块在摩擦区和光滑的斜面上的加速度分别是a1和a2，则： 代入数据可以得到 物块在摩擦区内运动的时间为t1，则 代入数据得到 物块在斜面的光滑部分运动的初速度为，时间为，则 物块运动到斜面顶端的最长时间为 【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理以及运动学公式，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练． 15. 如图所示，在区域内存在沿y轴负向的匀强电场，在区域内存在垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁场的左边界为y轴，右边界为与y轴平行的直线MN。ON为位于x轴上的水平绝缘板，板的厚度可忽略不计。一质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴的点以初速度（方向与x轴正向夹角）射入电场，随后从y轴上的P点垂直y轴进入磁场。粒子打到绝缘板上（碰撞时间极短）反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。若粒子电量保持不变且不计其重力，求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）若绝缘板ON长为3d，要使粒子进入磁场后不与绝缘板发生碰撞，则磁感应强度B需要满足的条件； （3）若，粒子从P点进入磁场，与绝缘板碰撞n次后从右边界的Q点（图中未标出）离开，且。求粒子从P点运动到Q点的时间。 【答案】（1）；（2）或；（3）或 【解析】 【详解】（1）从A到P，水平方向 ， 竖直方向 ， 根据牛顿第二定律 解得 （2）P点到O点距离 a．若恰好不与绝缘板的O点碰撞 在磁场中做圆周运动 解得 b．若恰好不与绝缘板的N点碰撞 同理，在磁场中做圆周运动 解得 综合分析可知，磁感应强度B需要满足的条件是 或 （3）当时，粒子在磁场中运动的轨道半径 圆周运动的周期 a．若粒子斜向上射出磁场，如图中①位置所示 粒子在磁场中运动的时间 解得 （n=1，2，3......） b．若粒子斜向下射出磁场，如图中②位置所示，粒子在磁场中运动的时间 解得 （n=1，2，3......） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$