精品解析：2024届湖北省黄冈中学高三下学期第四次模拟考试物理试卷

湖北省黄冈中学5月第四次模拟考试 物理试卷 本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。图a是研究光电效应的实验电路，图b是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线，、表示遏止电压，图c是遏止电压与入射光的频率间的关系图像。下列说法中正确的是（　　） A. 发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从端往端移动时，电流表示数一定增加 B. 图c中图线的斜率表示普朗克常量 C. 丙光比甲光更容易发生明显衍射 D. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小 2. 如图，火星与地球的轨道近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日，2022年火星冲日的时间为12月8号。已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 在2025年内一定会出现火星冲日 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 图表中的地外行星中，火星相邻两次冲日间隔时间最短 D. 火星的公转周期是地球的倍 3. 如图所示，一列简谐横波沿轴负方向恰好传播至处，M、N为介质中的两个质点，从该时刻开始计时，已知此时质点的位移为，再经过时间第一次到达波峰位置，下列说法正确的是（　　） A. 点的振动方程为 B. 时，点的振动方向向上 C. 时间内，点的加速度先减小后增大 D. 时，质点的位移为 4. 如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点，电容器下极板接地，电源电动势和内阻分别为和，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加 C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小 5. 如图所示，用一根轻质细绳将一重力大小为的相框对称地悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为。已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，绳子的最短长度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个物体A、B。（B物体与弹簧栓接），A的质量为，B的质量为，弹簧的劲度系数为，初始时系统处于静止状态。现用竖直向上的恒定拉力作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度的大小取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 作用瞬间，A和B的加速度均为 B. B的最大位移为0.4m C. B的速度最大时弹簧压缩量为0.2m D. A和B在弹簧原长处分离 7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态变化到状态，再变化到状态，最后回到状态。已知气体在状态时的热力学温度为，下列说法正确的是（　　） A. 该气体在状态时的热力学温度为 B. 该气体在状态时的热力学温度为 C. 该气体从状态到状态的过程中，温度在升高 D. 该气体从状态经过一个循环回到状态的过程中吸收的热量为 8. 如图所示，在竖直面内有一方向未知的匀强电场，方向未知，质量为、电荷量为的小球从A点以速度竖直向上抛出，小球运动到点时速度方向水平，大小为，已知重力加速度大小为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A点运动到点，先减速后加速 B. A点的电势一定低于点的电势 C. 小球从A点运动到点的过程中，动能最小值为 D. 若电场强度大小，则A到的时间为 9. 如图所示，两平行金属板之间电势差为的加速度电场，在轴的上方有方向向下的匀强偏转电场，在轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。不同的带正电粒子在入口处由静止释放。然后以一定的速度平行于轴进入偏转电场，之后进入磁场。若粒子第一次从进入磁场到离开磁场的位移为，在磁场中运动的时间为。不计带电粒子重力，则以下说法正确的是（　　） A. 氢核和氦核进入磁场的位置不一样 B. 对于同一粒子，加速电压越大，在磁场中的时间越短 C. 氘核和氦核在磁场中的位移相等 D. 对于同一粒子，加速电压越大，在磁场中的位移越大 10. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上，A、C的质量均为，B的质量为，A和B之间的动摩擦因数为，C和B之间的动摩擦因数为，A和C之间的距离为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对B施加一水平向右的外力，长木板足够长，下列说法正确的是（　　） A. 作用瞬间，A的加速度最大为 B. 当时，A与B发生相对滑动 C. 当时，C和B之间的摩擦力为 D. 当时，作用后撤去，A和C碰撞会粘连在一起，则整个过程因摩擦力做功而产生的内能为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”，支架上有两根竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板上贴有坐标纸，左侧杆上固定一拉力传感器A，一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，另一端连接在右侧杆上的B点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量及摩擦。实验步骤如下： ①用天平测出重物的质量m； ②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于静止状态； ③记下B点位置、滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数； ④改变B点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数； ⑤多次改变B点在右侧杆的位置，重复③④步骤。 回答下列问题： （1）在实验过程中，步骤③④所记录拉力传感器的示数_______。（填“>”“<”或“=”） （2）某次实验中，在坐标纸上画出拉力传感器示数F，再根据重物质量m画出重力，利用平行四边形定则作出两个F的合力，下列图像可能正确的是_____________。 A．B． C．D． （3）根据步骤⑤多次改变B点在右侧杆的位置，可以观察得出滑轮与细绳接触点O的轨迹是在一个（或一条）_____________（填“椭圆”“圆”或“直线”）上。 12. 图1为陶瓷圆筒，外面镀有一层很薄的合金薄膜。为测定薄膜的厚度，某同学先用刻度尺测出陶瓷圆筒长度为L，又用螺旋测微器测得筒外径d，最后用多用电表粗测其电阻。并在电工手册查得薄膜的电阻率为。 （1）该同学用螺旋测微器测得筒外径d如图2所示，测筒外径____________，用多用电表欧姆挡的“”挡测薄膜电阻值时，表盘上指针如图3所示，则电阻为____________。 （2）该同学利用所测得的及查表的数据，求得薄膜厚度表达式____________（均用字母表示），就可计算出薄膜的厚度。 （3）为更精确地测量薄膜的电阻，该同学从实验室中找到如下实验器材： A.电压表V（量程，电阻） B.电流表A（量程，电阻约为） C.滑动变阻器R（，额定电流） D.电源（，内阻约为） E.定值电阻 F.开关一只，导线若干 ①为更加准确地测量出薄膜电阻，根据上述器材在答题卷方框内画出测电阻的最佳方案的电路图_________。 ②若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则所测薄膜电阻的表达式__________（用题中的字母表示）。 13. 一个玻璃圆柱体的横截面如图所示，其半径为，圆心为。柱面内侧处的单色点光源发出的一束光与直径的夹角为，从点射出，出射光线与平行。已知该玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为，求： （1）夹角的值； （2）若，从发出的光线经多次全反射第一次回到点的时间。 14. 如图所示，一小物体（可看作质点）从斜面上的A点以的初速度滑上斜面，上升到最高点B后沿原路返回。若A到B的距离为，斜面倾角。已知， ，重力加速度大小，求： （1）物体沿斜面上滑时的加速度大小； （2）物体返回A点时的速度大小； （3）若以水平地面为零重力势能面，则物体返回过程中动能与重力势能相等的点相对水平地面的高度。 15. 如图所示为电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场是方向垂直于水平面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度均为，右侧较远处的阻尼磁场是宽度为、方向垂直于水平面的匀强磁场，磁感应强度大小。由漆包线制成的正方形金属线框（首尾相连构成回路）共计5匝，边长也为，质量为，总电阻为，线框与左侧粗糙水平面间的动摩擦因数。现使驱动磁场以恒定速度向右运动，线框由静止开始运动，经过一段时间后，线框做匀速运动。当边匀速运动到分界线时，立即撤去驱动磁场，线框继续运动越过分界线，然后继续向右运动进入阻尼磁场。设整个过程中线框的边始终与分界线平行，重力加速度大小取，求 （1）线框刚开始运动时的加速度大小； （2）线框在驱动磁场中匀速运动时的速度大小； （3）要使线框整体不穿出阻尼磁场，的大小应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省黄冈中学5月第四次模拟考试 物理试卷 本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。图a是研究光电效应的实验电路，图b是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线，、表示遏止电压，图c是遏止电压与入射光的频率间的关系图像。下列说法中正确的是（　　） A. 发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从端往端移动时，电流表示数一定增加 B. 图c中图线的斜率表示普朗克常量 C. 丙光比甲光更容易发生明显衍射 D. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从端往端移动时，若电流已经到达饱和值，则电流表示数保持不变，故A错误； B．根据 可得 可知图c中图线的斜率为，故B错误； C．由于丙光对应的遏止电压大于甲光对应的遏止电压，则丙光的频率大于甲光的频率，丙光的波长小于甲光的波长，所以甲光比丙光更容易发生明显衍射，故C错误； D．根据 由于甲光对应的遏止电压小于丙光对应的遏止电压，所以甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小，故D正确。 故选D。 2. 如图，火星与地球的轨道近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日，2022年火星冲日的时间为12月8号。已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 在2025年内一定会出现火星冲日 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 图表中的地外行星中，火星相邻两次冲日间隔时间最短 D. 火星的公转周期是地球的倍 【答案】A 【解析】 【详解】AD．根据开普勒第三定律有 解得 设经过时间t再次出现火星冲日，依题意有 解得 由于2022年12月8号发生火星冲日，故在2025年会再次发生火星冲日现象，故A正确，D错误； B．由万有引力充当向心力有 解得 地球轨道半径小于火星，故在冲日处地球速度大于火星速度，火星相对地球向后运动，地球上观测者观测到火星由东向西运动，为逆行，故B错误； C．依图中数据，地外其它行星要发生冲日现象，需满足 解得 因为r越大，周期越大，则t越短，所以在这些地外行星中，火星相邻两次冲日时间最长，故C错误。 故选A。 3. 如图所示，一列简谐横波沿轴负方向恰好传播至处，M、N为介质中的两个质点，从该时刻开始计时，已知此时质点的位移为，再经过时间第一次到达波峰位置，下列说法正确的是（　　） A. 点的振动方程为 B. 时，点的振动方向向上 C. 时间内，点的加速度先减小后增大 D. 时，质点的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设M点的振动方程为，简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时刻，M点的振动方向向上，已知此时质点M的位移为 则有 其中 解得 当t=1s时 y=20cm 代入 得 故M点的振动方程为 故A错误； B．简谐横波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，t=0时，N点的振动方向向下，故B错误； C．该波的周期为 则0～2s时间内，即时间内，M点的位移先增大后减小，由知M点的加速度先增大后减小，故C错误； D．N点的振动方程为 当t=5s时，代入得 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点，电容器下极板接地，电源电动势和内阻分别为和，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加 C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】AC．当滑动变阻器的滑片向端移动时，外电路总电阻变小，根据欧姆定律可知电路干路的电流增大，和、并联电路两端的电压 可知和、并联电路两端的电压变小，根据欧姆定律可知流过的电流变小，根据可知消耗的电功率变小，总电流减大，则流过、的电流变大，即电流表示数变大，根据 可知电压表示数变小，故AC错误； B．根据可知电容器极板间的电场强度减小，根据根据可知质点所在位置的电势降低，质点带负电，根据可知质点的电势能增加，故B正确； D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于外电阻的电阻以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，用一根轻质细绳将一重力大小为的相框对称地悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为。已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，绳子的最短长度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】画框受力分析如图 受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态，当 对应于细绳不被拉断的最小长度L，作细绳拉力的合力F合，如上图，由平衡条件得 所以两绳拉力的夹角是120°，绳子的最小长度 故选C。 6. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个物体A、B。（B物体与弹簧栓接），A的质量为，B的质量为，弹簧的劲度系数为，初始时系统处于静止状态。现用竖直向上的恒定拉力作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度的大小取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 作用瞬间，A和B的加速度均为 B. B的最大位移为0.4m C. B的速度最大时弹簧压缩量为0.2m D. A和B在弹簧原长处分离 【答案】B 【解析】 【详解】AD．F未作用时，弹簧的压缩量为 解得 假设F作用后一段时间A和B分离，此时对A根据牛顿第二定律有 对B根据牛顿第二定律有 解得A和B分离时弹簧的压缩量 说明F作用在物体A上后A和B立即分离。 F作用瞬间，对A，根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向上 对B根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向上，故AD错误； BC．A和B分离后B做简谐运动，在平衡位置时，加速度为零，速度最大，则有 可得B的速度最大时弹簧压缩量为 x3=0.1m 根据简谐运动的对称性可知，B的最大位移为 sm=2（x1-x3）=2×（0.3-0.1）m=0.4m 故B正确，C错误。 故选B。 7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态变化到状态，再变化到状态，最后回到状态。已知气体在状态时的热力学温度为，下列说法正确的是（　　） A. 该气体在状态时的热力学温度为 B. 该气体在状态时的热力学温度为 C. 该气体从状态到状态的过程中，温度在升高 D. 该气体从状态经过一个循环回到状态的过程中吸收的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】AC．气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有 解得 可知该气体从状态到状态的过程中，温度在降低，故AC错误； B．气体从状态B到状态C做等压变化，由盖—吕萨克定律有 解得 故B正确 D．该气体从状态经过一个循环回到状态的过程中 由热力学第一定律 得 在整个过程中，外界对气体做功为 即 是负值，所以气体从状态经过一个循环回到状态的过程中是放热，所放的热量为200J，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，在竖直面内有一方向未知的匀强电场，方向未知，质量为、电荷量为的小球从A点以速度竖直向上抛出，小球运动到点时速度方向水平，大小为，已知重力加速度大小为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A点运动到点，先减速后加速 B. A点的电势一定低于点的电势 C. 小球从A点运动到点的过程中，动能最小值为 D. 若电场强度大小，则A到的时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由几何关系可知，速度变化量的方向与竖直向下方向成斜向右下方，速度变化量方向如图所示 加速度方向与速度变化量的方向相同，合力方向与加速度方向相同。因此v与合力F夹角先是钝角，后是锐角，合力先做正功后做负功，所以速度先减小后增大，故A正确； B．从A到B速度增大，动能增加，重力做负功，由动能定理 则从A到B电场力做功 又 故 因此A点的电势一定高于B点的电势，故B错误； C．速度与速度变化量方向垂直时，速度最小。如图 故 粒子在该过程中的最小速度 最小动能 故C正确； D．若电场强度大小 因从A到B电场力做正功，电荷带正电，故电场强度方向斜上右上方，设与水平方向的夹角为，设水平方向和竖直方向加速度大小分别为、，则 设从A到B的时间为，则 又 综合解得 故 水平方向的加速度 则A到的时间为 故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，两平行金属板之间电势差为的加速度电场，在轴的上方有方向向下的匀强偏转电场，在轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。不同的带正电粒子在入口处由静止释放。然后以一定的速度平行于轴进入偏转电场，之后进入磁场。若粒子第一次从进入磁场到离开磁场的位移为，在磁场中运动的时间为。不计带电粒子重力，则以下说法正确的是（　　） A. 氢核和氦核进入磁场的位置不一样 B. 对于同一粒子，加速电压越大，在磁场中的时间越短 C. 氘核和氦核在磁场中的位移相等 D. 对于同一粒子，加速电压越大，在磁场中的位移越大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设粒子进入加速电场，获得初速度为，入口距x轴的距离为y，即 解得 进入匀强电场做类平抛运动，有 进入磁场的位置为 联立解得 可知进入磁场的位置与粒子无关，故A错误； B．根据题意知，加速电压越大，进入磁场时，速度与x轴的夹角越小，在磁场中的运动时间 而 联立解得 得速度与x轴的夹角越小，时间越短，故B正确； CD．根据几何知识可知 洛伦兹力提供向心力 联立解得 而 联立解得 因为氘核和氦核的比荷相等，所以在磁场中的位移相等，对于同一粒子，加速电压越大，进入磁场时，在磁场中的仍然位移相等，与加速电压无关，故C正确，D错误； 故选BC。 10. 如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上，A、C的质量均为，B的质量为，A和B之间的动摩擦因数为，C和B之间的动摩擦因数为，A和C之间的距离为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对B施加一水平向右的外力，长木板足够长，下列说法正确的是（　　） A. 作用瞬间，A的加速度最大为 B. 当时，A与B发生相对滑动 C. 当时，C和B之间的摩擦力为 D. 当时，作用后撤去，A和C碰撞会粘连在一起，则整个过程因摩擦力做功而产生的内能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．隔离A物体，A与B间的最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小为 所以A的最大加速度为 故A正确； B．A与B间的最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小为 C与B间的最大静摩擦力的大小为 要使A、B、C都始终相对静止，三者一起向右加速，则对整体有 假设A恰好与B相对不滑动，则对A有 联立解得 ，F=8N 所以只有当F≥8N时，A与B之间相对滑动，故B错误； C．F=24N＞8N时，A与C之间已经相对滑动，此时A与B间的摩擦力为 假设C与B能相对静止，一起加速，根据牛顿第二定律对C有 代入数据得 而C与B之产的最大摩擦力为 所以假设是成立的，C与A之间的摩擦力为 故C错误； D．由以上选项结论可知，当F=14N时，A与B之间相对滑动C与B一起加速，加速度为 t=2s时，B、C的速度为 A的速度为 两者之间的相对位移为 由于B、C的速度大于A的速度，撤去外力后，B、A碰撞后合为一体。以向右为正方向，对A、C系统有 对ABC整体有 解得 ， 整个过程根据功能关系有 而其中AB因完全非弹性碰撞损失的机械能 代入后得 Qf=10J 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”，支架上有两根竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板上贴有坐标纸，左侧杆上固定一拉力传感器A，一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，另一端连接在右侧杆上的B点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量及摩擦。实验步骤如下： ①用天平测出重物的质量m； ②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于静止状态； ③记下B点位置、滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数； ④改变B点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数； ⑤多次改变B点在右侧杆的位置，重复③④步骤。 回答下列问题： （1）在实验过程中，步骤③④所记录拉力传感器的示数_______。（填“>”“<”或“=”） （2）某次实验中，在坐标纸上画出拉力传感器示数F，再根据重物质量m画出重力，利用平行四边形定则作出两个F的合力，下列图像可能正确的是_____________。 A．B． C．D． （3）根据步骤⑤多次改变B点在右侧杆的位置，可以观察得出滑轮与细绳接触点O的轨迹是在一个（或一条）_____________（填“椭圆”“圆”或“直线”）上。 【答案】 ①. = ②. C ③. 直线 【解析】 【详解】（1）[1]由于O点为活结，同一根绳，绳的拉力等于的拉力，根据对称性，与竖直方向的夹角和与竖直方向的夹角相等，设为，两竖直杆间距为d，由几何关系可知 又弹力的大小 可知B点上下移动不影响角及弹力的大小，即 （2）[2]以O点为研究对象，重力实际作用效果在竖直线上，因为误差的存在，两绳合力的理论值要与实际值有一定偏差，故B图和D图不符合实际，由于两绳拉力总是相等，A图也不符合实际，故选C。 （3）[3]由（1）中分析可知，与竖直方向的夹角不变，所以可以观察到O点的轨迹是直线。 12. 图1为陶瓷圆筒，外面镀有一层很薄的合金薄膜。为测定薄膜的厚度，某同学先用刻度尺测出陶瓷圆筒长度为L，又用螺旋测微器测得筒外径d，最后用多用电表粗测其电阻。并在电工手册查得薄膜的电阻率为。 （1）该同学用螺旋测微器测得筒外径d如图2所示，测筒外径____________，用多用电表欧姆挡的“”挡测薄膜电阻值时，表盘上指针如图3所示，则电阻为____________。 （2）该同学利用所测得的及查表的数据，求得薄膜厚度表达式____________（均用字母表示），就可计算出薄膜的厚度。 （3）为更精确地测量薄膜的电阻，该同学从实验室中找到如下实验器材： A.电压表V（量程，电阻） B.电流表A（量程，电阻约为） C.滑动变阻器R（，额定电流） D.电源（，内阻约为） E.定值电阻 F.开关一只，导线若干 ①为更加准确地测量出薄膜电阻，根据上述器材在答题卷方框内画出测电阻的最佳方案的电路图_________。 ②若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则所测薄膜电阻的表达式__________（用题中的字母表示）。 【答案】 ①. 6.725##6.724##6.726 ②. 1900 ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为 [2]多用电表欧姆挡的“”挡测薄膜电阻值，根据题图可得其阻值为 （2）[3]将薄膜展开，可看成电阻率为，长为，横截面积为的电阻。根据电阻定律求得 解得 （3）①[4]根据电源电压可知，电压表量程偏小，故需要扩量程。由于电压表上电流可求，再结合电流表和电压表偏转程度，故设计时外接式；由于是小阻值滑动变阻器，故采用分压式接法。综上分析，电路图如下 ②[5]两端的电压为 流过的电流为 根据欧姆定律可得 13. 一个玻璃圆柱体的横截面如图所示，其半径为，圆心为。柱面内侧处的单色点光源发出的一束光与直径的夹角为，从点射出，出射光线与平行。已知该玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为，求： （1）夹角的值； （2）若，从发出的光线经多次全反射第一次回到点的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）折射光路如图所示 由图中几何关系可知 根据折射定律可得 解得 （2）设光线在璃圆柱体发生全反射临界角为，则有 当时，光线经多次全反射回到点的时间为 又 联立解得 14. 如图所示，一小物体（可看作质点）从斜面上的A点以的初速度滑上斜面，上升到最高点B后沿原路返回。若A到B的距离为，斜面倾角。已知， ，重力加速度大小，求： （1）物体沿斜面上滑时的加速度大小； （2）物体返回A点时的速度大小； （3）若以水平地面为零重力势能面，则物体返回过程中动能与重力势能相等的点相对水平地面的高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）上滑过程有 解得 （2）上滑过程 下滑过程 由运动学公式 联立以上三式得 （3）物体由B到C过程由动能定理得 由题意得 解得 15. 如图所示为电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场是方向垂直于水平面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度均为，右侧较远处的阻尼磁场是宽度为、方向垂直于水平面的匀强磁场，磁感应强度大小。由漆包线制成的正方形金属线框（首尾相连构成回路）共计5匝，边长也为，质量为，总电阻为，线框与左侧粗糙水平面间的动摩擦因数。现使驱动磁场以恒定速度向右运动，线框由静止开始运动，经过一段时间后，线框做匀速运动。当边匀速运动到分界线时，立即撤去驱动磁场，线框继续运动越过分界线，然后继续向右运动进入阻尼磁场。设整个过程中线框的边始终与分界线平行，重力加速度大小取，求 （1）线框刚开始运动时的加速度大小； （2）线框在驱动磁场中匀速运动时的速度大小； （3）要使线框整体不穿出阻尼磁场，的大小应满足的条件。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）线框开始运动时回路中电动势 回路中电流 线框受安培力 由牛顿第二定律得 联立以上四式得 （2）设匀速运动时速度为则线框中电动势 回路中电流 匀速运动时有 联立以上三个方程得 （3）线框通过边界过程中所受摩擦力为 此过程摩擦力做功 由动能定理得 由以上三式得 当线框刚好不能通过阻尼磁场时对线框由动量定理得 安培力的冲量 线框进（或出）磁场通过回路的电量 联立以上三得 所以要使线框不过阻尼磁场 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $