精品解析：2024届山东省泰安市高三下学期5月四模考试物理试题

高三四轮检测 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 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8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，下列说法正确的是（　　） A. 两个电子也可形成衍射图样 B. 电子形成的物质波是种电磁波 C. 加速电压越大，电子的物质波波长越大 D. 实验中电子的德布罗意波长约为0.15 nm 2. 如图所示为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2 L、压强为3atm，瓶内水的体积为0.8 L。打开喷嘴后水火箭发射升空，不计瓶内空气温度变化。水火箭向上加速过程中（ ） A. 水火箭速度增加，瓶内空气分子的平均动能增大 B. 瓶内空气膨胀对外做功，内能减少 C. 瓶内单位面积上、单位时间内空气分子撞击的次数减少 D. 瓶内单位面积上空气分子撞击平均作用力增大 3. 2024年3月4日，跳水世界杯蒙特利尔站女子十米跳台全红婵第5跳非常完美，三位裁判均给10分。从全红婵离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取，运动轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 全红婵在入水前做自由落体运动 B. 全红婵在3.65s时浮出水面 C. 全红婵入水时的速度大小为14.5m/s D. 全红婵在1.65s到3.65s的平均速度大小为7.25m/s 4. 如图，某透明介质由两个材料相同的半球叠合而成，O为二者的球心，OA为与两半球接触面垂直的半径。现有一束细单色光从A点射入介质，当入射角i＝30°时折射光恰好不能从小半球面射出。不考虑多次反射，则大球的半径R与小球半径r之比为（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 3∶2 5. 中国将全面推进探月工程四期，计划2026年前后发射嫦娥七号。嫦娥七号准备在月球南极着陆，主要任务是勘察月球南极月表环境、月壤水冰和挥发组分等。嫦娥七号探测器在距离月面的高度等于月球半径处绕着月球做匀速圆周运动时，其周期为；当探测器停在月球的南极时，测得重力加速度的大小为。已知月球自转的周期为，月球视为均匀球体，月球赤道处的重力加速度为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，理想变压器的原线圈接在内阻不计的正弦交流电源上，为定值电阻，电流表和电压表均为理想交流电表。现将滑动变阻器R的滑片向上滑动少许。不计温度变化对两灯泡电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡变暗 B. 电压表的示数增大 C. 灯泡变亮 D. 定值电阻电功率增大 7. 一个封闭绝缘环由两个直径相同的半圆环、和两段直杆AB、DE组成，是矩形，封闭环固定在绝缘水平面上，段和段分别均匀分布等量的异种电荷，在环的中心O垂直水平面固定一根粗细均匀的粗糙绝缘杆，一只带正电的小球套在杆上，从P点由静止释放，小球向下运动，在小球从P点运动到O点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的电势能越来越大 B. 小球受到的摩擦力越来越大 C. 小球运动的加速度越来越大 D. 小球的动能一定越来越大 8. 如图所示，一倾角为45°光滑斜面固定在水平地面上，底端固定一轻质弹簧。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面上由静止释放，物块在A点与弹簧接触，在B点时速度最大，在C点时，弹簧被压缩至最短。已知，弹簧弹性势能为，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数。则下列说法正确的是（  ） A. 物块在A点时的动能为 B. 物块在A点时的动能为 C. 物块从A点到B和从B到C所用时间之比为1∶2 D. 物块从A点到B和从B到C所用时间之比为1∶4 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律地振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在t＝0时刻的波动图像如图甲所示，其中参与波动的质点P的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B 该波沿x轴负向传播 C. x＝0处质点的振动方程为 D. x＝0处的质点的振动方程为 10. 如图所示，光滑斜面长为l，宽为b，顶角为θ，一物块从斜面左上方顶点P以平行于底边的初速度水平射入，沿斜面运动，恰好从底端Q离开斜面，物块可看成质点，则（ ） A. 物块的初速度 B. 物块的初速度 C. 物块到达Q点时的速度 D. 物块到达Q点时的速度 11. 如图所示，某兴趣小组用洛埃德实验装置研究光的波长，S为垂直于纸面的单色线光源，M为平面镜。S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上，光屏上会出现明暗相间的条纹，已知S到平面镜的垂直距离d＝0.15mm，S到光屏的距离l=1.2m。观测到第3个是条纹中心到第12个是条纹中心的间距为22.78mm。则（ ） A. 平面镜水平向左移动少许，光屏上相邻两条亮纹间距将变小 B. 平面镜竖直向下移动少许，光屏上相邻两条亮纹间距将变小 C. 该单色光的波长为 D. 该单色光的波长为 12. 如图甲所示，平行金属长导轨M、N固定在同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计。两虚线PQ、ST与导轨垂直，PQ左侧存在竖直向上的匀强磁场，ST右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒ab与导轨垂直，静置在左侧磁场中。位于两虚线之间的金属棒cd与导轨夹角为θ，在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动，从c端进入右侧磁场时开始计时，回路中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示，图中部分为直线，，、为已知量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨与导体棒接触良好，则（ ） A. 时刻金属棒cd完全进入磁场中 B. 时刻cd棒所受的安培力大小为 C. 时间内，通过回路某截面电荷量为 D. ab棒的最终速度大小为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下： ①按图甲安装实验器材：质量为m的重物用轻绳挂在定滑轮上，重物与纸带相连，动滑轮右侧的轻绳上端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，钩码和动滑轮的总质量为M，图中各段轻绳互相平行且沿竖直方向； ②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F； ③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。 请回答以下问题： （1）已知打点计时器的打点周期为0.02 s，某次实验所得纸带如图乙所示，A、B、C、D、E各点之间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为____（结果保留三位有效数字）。 （2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为－b（b＞0），则重物质量m＝________，当M＝3m时，重物的加速度大小为a＝________。（本问结果均用k、b表示） 14. 某学习小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究。请回答下列问题： （1）如图1所示为污水监测仪的核心部分，上下两块矩形金属极板平行正对置于排液口，排液口厚度d用20分度的游标卡尺测得如图2所示，d=______mm，有一匀强磁场垂直于侧面向里，污水中含有大量的负离子，污水的流向如图所示时，在导体的上、下表面间可用多用电表直流电压档测得其电压，测量时，多用电表的红表笔接______表面（填“上”或“下”）。 （2）某同学设计出如图3所示电路用来测量电阻，已知电流计G的内阻为100Ω。该同学进行了如下操作步骤： 第一步：A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏； 第二步：保持滑动变阻器滑片的位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I； 第三步：将记录的各组、I的数据进行整理，画出了如图4所示的图像。 则电源的电动势为______V，在第一步中回路的总电阻为______Ω。 15. 气体弹簧是车辆上常用到的一种减震装置，如图甲所示为汽车气体弹簧减震器实物图。其结构主要由一个汽缸和活塞密闭部分气体。当汽车随路况上下颠簸时，密闭气体交替进行压缩、膨胀，就像一个弹簧一样，具有很好的减震效果。如图乙所示，是该汽车气体弹簧简化模型示意图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接，汽车载物相当于在汽缸上面加上重物P。如图丙所示为凹凸路面在竖直面内的剖面图，A、B两处分别为路面最低点和最高点，已知A、B两处曲率半径相同，均为15m。当该汽车在平直路面上行驶时，封闭气体长度为0.18m、压强为汽车以恒定速率在凹凸路面上行驶，运动至A时，封闭气体长度为0.12m。设汽车减震效果很好，汽缸始终与汽车相对静止。大气压强为，g取。求： （1）汽车在弯曲路面上行驶的速率； （2）汽车运动至B处时，封闭气体的长度。 16. 某工厂对新引进的可升降传送装置进行调试。调整传送带与水平面成夹角θ37°，如图甲所示，并使传送带从上到下运行。在传送带的顶端轻轻地放一个质量m3kg的物件，物件在传送带上运动共用时2.0s，通过计算机记录了传送带对物件做功的功率数值大小随时间变化的情况如图乙的P－t图像所示，物件可视为质点，g取，sin37°0.6，cos37°0.8，求： （1）物件与传送带之间的动摩擦因数； （2）物件从顶端到底端运动过程中传送带对物件做的功。 17. 如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立xOy坐标系，在第Ⅱ象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角θ＝45°。在第Ⅲ象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板、，两板间距为，板间有垂直于桌面向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M，小孔M离坐标原点O的距离为L＝0.72 m。在第Ⅳ象限垂直于x轴放置一块平行y轴且沿y轴负向足够长的竖直平板，平板在x轴上垂足为Q，垂足Q与原点O相距现将一带负电的小球从桌面上的P点以初速度垂直于电场方向射出，刚好垂直于x轴穿过板上的M孔，进入磁场区域。已知小球可视为质点，小球的比荷，P点与小孔M在垂直于电场方向上的距离，不考虑空气阻力。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板上，求磁感应强度的取值范围； （3）以小球从M点进入磁场开始计时，磁场的磁感应强度随时间呈周期性变化，规定磁场方向垂直于桌面向上为正方向，如图乙所示，求小球打到平板上的位置到Q点的距离。（，计算结果保留两位小数） 18. 如图所示，水平地面上固定一倾角为30°的斜面，其底端垂直斜面固定一挡板P，一沿斜面自然放置的轻弹簧，下端靠在挡板P上。斜面顶端固定一光滑圆弧轨道，轨道所对应的圆心角为60°，轨道下端与斜面相切。长木板A放置在斜面上，其上端与斜面上端对齐，下端到挡板P的距离为S，物块B放在A上表面的中点。初始时A、B均静止，物块C从圆弧最高点由静止释放，沿圆弧轨道滑到斜面顶端时与A相碰。已知木板A足够长，物块B、C均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，圆弧轨道的半径，，，A、C与斜面间的动摩擦因数均为，B与A间的动摩擦因数，弹簧原长，劲度系数k＝50 N/m，弹簧始终在弹性限度内，取 （1）求C在圆弧轨道最低点与A碰前瞬间对轨道的压力大小； （2）若S足够长，A、B在接触弹簧前已达到共同运动，求 [ⅰ]A刚接触到弹簧时B在A上表面的划痕长度； [ⅱ]A与弹簧接触后，B与A刚要发生相对滑动时弹簧的长度； （3）取走轻弹簧，若S＝0.48m，A与挡板P碰撞后，速度大小不变，方向反向，在A与挡板P第一次碰撞到第二次碰撞期间内，试判断A与C能否发生碰撞，若能，求出碰后瞬间A、C的速度大小；若不能，求出此期间C与A上端的最近距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三四轮检测 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 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8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，下列说法正确的是（　　） A. 两个电子也可形成衍射图样 B. 电子形成的物质波是种电磁波 C. 加速电压越大，电子的物质波波长越大 D. 实验中电子的德布罗意波长约为0.15 nm 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据衍射图样特点是电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到衍射图样，两个电子不可形成衍射图样，故A错误； B．电子形成的物质波不是一种电磁波。电子波属于物质波，而电磁波是一种电磁场形成的波，故B错误； CD．根据动能定理 解得 由 联立解得 得加速电压越大，速度越大，而电子的物质波波长越小，代入数据得 故C错误，D正确。 2. 如图所示为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2 L、压强为3atm，瓶内水的体积为0.8 L。打开喷嘴后水火箭发射升空，不计瓶内空气温度变化。水火箭向上加速过程中（ ） A. 水火箭速度增加，瓶内空气分子的平均动能增大 B. 瓶内空气膨胀对外做功，内能减少 C. 瓶内单位面积上、单位时间内空气分子撞击的次数减少 D. 瓶内单位面积上空气分子撞击的平均作用力增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．因为瓶内空气的温度不变，所以瓶内空气分子的平均动能不变，瓶内空气的内能也不变，故AB错误； CD．由气体的等温变化特点知，当水火箭升空内部空气体积增大时，压强减小。又因为温度不变，所以气体分子的平均动能不变，瓶内单位面积上空气分子撞击的平均作用力不变，但瓶内单位面积上、单位时间内空气分子撞击的次数减少，故C正确，D错误。 故选C。 3. 2024年3月4日，跳水世界杯蒙特利尔站女子十米跳台全红婵第5跳非常完美，三位裁判均给10分。从全红婵离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取，运动轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 全红婵在入水前做自由落体运动 B. 全红婵在3.65s时浮出水面 C. 全红婵入水时的速度大小为14.5m/s D. 全红婵在1.65s到3.65s的平均速度大小为7.25m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，初始时刻全红婵具有向上的初速度，先做竖直上抛运动，到达最高点后做自由落体运动，故A项错误； B．由题图可知，在3.65s时，其速度减为零，到达水中最低点，此时并没有付出水面，故B项错误； C．由之前分析可知，其初速度为2m/s，做竖直上抛运动，有 解得落水时 故C项正确； D．若其在1.65s到3.65s做匀减速直线运动，则其的平均速度为 由图像可知其做加速度逐渐减小的减速运动，所以其平均速度不是7.25m/s，故D项错误。 故选C。 4. 如图，某透明介质由两个材料相同的半球叠合而成，O为二者的球心，OA为与两半球接触面垂直的半径。现有一束细单色光从A点射入介质，当入射角i＝30°时折射光恰好不能从小半球面射出。不考虑多次反射，则大球的半径R与小球半径r之比为（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 3∶2 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，设折射角为，全反射角为C，如图所示 由折射定律 由 由正弦定理 联立解得 故选A。 5. 中国将全面推进探月工程四期，计划2026年前后发射嫦娥七号。嫦娥七号准备在月球南极着陆，主要任务是勘察月球南极月表环境、月壤水冰和挥发组分等。嫦娥七号探测器在距离月面的高度等于月球半径处绕着月球做匀速圆周运动时，其周期为；当探测器停在月球的南极时，测得重力加速度的大小为。已知月球自转的周期为，月球视为均匀球体，月球赤道处的重力加速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设月球的半径为，月球的质量为，由题意得 综合以上三式解得月球赤道处的重力加速度 故选A。 6. 如图所示，理想变压器的原线圈接在内阻不计的正弦交流电源上，为定值电阻，电流表和电压表均为理想交流电表。现将滑动变阻器R的滑片向上滑动少许。不计温度变化对两灯泡电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡变暗 B. 电压表的示数增大 C. 灯泡变亮 D. 定值电阻的电功率增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知理想变压器的输入功率等于输出功率，有 如图所示 将滑动变阻器R的滑片向上滑动少许电阻减小，副线圈电路总电阻减小，得减小，由 得增大，灯泡变亮，由 得电压表的示数减小，故AB错误； CD．由减小，根据 得减小，那么灯泡变暗，由欧姆定律得通过灯泡的电流减小，而副线圈电路总电流增大，所以当滑动变阻器R的电阻减小时，通过定值电阻增大，由 得定值电阻的电功率增大，故C错误，D正确。 故选D。 7. 一个封闭绝缘环由两个直径相同的半圆环、和两段直杆AB、DE组成，是矩形，封闭环固定在绝缘水平面上，段和段分别均匀分布等量的异种电荷，在环的中心O垂直水平面固定一根粗细均匀的粗糙绝缘杆，一只带正电的小球套在杆上，从P点由静止释放，小球向下运动，在小球从P点运动到O点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的电势能越来越大 B. 小球受到的摩擦力越来越大 C. 小球运动的加速度越来越大 D. 小球的动能一定越来越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．将封闭环上的电荷看成是由若干组等量异种电荷组成，根据电场的叠加可知，绝缘杆所在处的电场方向与杆垂直且从上向下电场强度越来越大，根据等量异种电荷的电势分布可知小球向下运动过程中，电势能不变，A错误； B．电场力越来越大，正压力越来越大，滑动摩擦力越来越大，B正确； CD．由于有摩擦力，小球可能先做加速运动后做减速运动，即可能加速度先减小后增大，速度先增大后减小，则动能可能先增大后减小，CD错误。 故选B。 8. 如图所示，一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，底端固定一轻质弹簧。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面上由静止释放，物块在A点与弹簧接触，在B点时速度最大，在C点时，弹簧被压缩至最短。已知，弹簧弹性势能为，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数。则下列说法正确的是（  ） A. 物块在A点时的动能为 B. 物块在A点时的动能为 C. 物块从A点到B和从B到C所用时间之比为1∶2 D. 物块从A点到B和从B到C所用时间之比为1∶4 【答案】B 【解析】 【详解】AB．从A到C，根据能量守恒 解得块在A点时的动能 故A错误，B正确； CD．物块在B点时速度最大，有 得 物块开始压缩弹簧后，到分离前做简谐振动，物块合力为0的位置（速度最大位置）为平衡位置，则物块做简谐运动的振幅为 从物块开始压缩弹簧（A点）到平衡位置（B点）所用时间为 从B到C所用时间为 则 故CD错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律地振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在t＝0时刻的波动图像如图甲所示，其中参与波动的质点P的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B. 该波沿x轴负向传播 C. x＝0处的质点的振动方程为 D. x＝0处的质点的振动方程为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．如图乙所示得质点P在t＝0时刻沿y轴正方向振动，由如图甲所示根据“上下坡法”可知质点P在下坡阶段，可知该波沿x轴负向传播，故A错误，B正确； CD．由如图乙知 由 如图甲所示振动方程为 在t＝0时刻，x＝0处的质点的位移为，代入方程得 解得 得x＝0处的质点的振动方程为 故C错误，D正确 故选BD。 10. 如图所示，光滑斜面长为l，宽为b，顶角为θ，一物块从斜面左上方顶点P以平行于底边的初速度水平射入，沿斜面运动，恰好从底端Q离开斜面，物块可看成质点，则（ ） A. 物块的初速度 B. 物块的初速度 C. 物块到达Q点时的速度 D. 物块到达Q点时的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．小球在斜面上做类平抛运动 小球在斜面上的加速度为 联立解得物块的初速度 故A错误，B正确； CD．在Q点的平行斜面方向的分速度为 物块到达Q点时的速度 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，某兴趣小组用洛埃德实验装置研究光的波长，S为垂直于纸面的单色线光源，M为平面镜。S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上，光屏上会出现明暗相间的条纹，已知S到平面镜的垂直距离d＝0.15mm，S到光屏的距离l=1.2m。观测到第3个是条纹中心到第12个是条纹中心的间距为22.78mm。则（ ） A. 平面镜水平向左移动少许，光屏上相邻两条亮纹间距将变小 B. 平面镜竖直向下移动少许，光屏上相邻两条亮纹间距将变小 C. 该单色光的波长为 D. 该单色光的波长为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．作出光源S在平面镜中的像，则光源到屏的距离可以看做双缝到屏的距离L，光源到平面镜中虚像的间距看做双缝的间距，根据双缝干涉条纹间距公式可得 平面镜水平向左移动少许，双缝到屏的距离、双缝的间距均不变，光屏上相邻两条亮纹间距不变，平面镜竖直向下移动少许，双缝的间距增大，光屏上相邻两条亮纹间距将变小，故A错误，B正确； CD．双缝干涉条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式可得 联立解得该单色光的波长为 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图甲所示，平行金属长导轨M、N固定在同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计。两虚线PQ、ST与导轨垂直，PQ左侧存在竖直向上的匀强磁场，ST右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒ab与导轨垂直，静置在左侧磁场中。位于两虚线之间的金属棒cd与导轨夹角为θ，在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动，从c端进入右侧磁场时开始计时，回路中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示，图中部分为直线，，、为已知量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨与导体棒接触良好，则（ ） A. 时刻金属棒cd完全进入磁场中 B. 时刻cd棒所受的安培力大小为 C. 时间内，通过回路某截面电荷量为 D. ab棒的最终速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动，从c端进入右侧磁场时开始计时，当金属棒cd完全进入磁场时间为 故A正确； B．时刻cd棒所受的安培力大小为 故B错误； C．由图可知时刻ab棒开始运动，则 设电路总电阻为，时刻回路中感应电动势为 时刻，回路中感应电动势为 解得时刻棒的速度大小为 对ab棒在时间内由动量定理 而时间内通过回路某截面的总电量为 联立解得 故C错误； D．最终ab棒向左匀速运动，设速度为，有 联立解得 故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某中学实验小组为探究加速度与合力关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下： ①按图甲安装实验器材：质量为m的重物用轻绳挂在定滑轮上，重物与纸带相连，动滑轮右侧的轻绳上端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，钩码和动滑轮的总质量为M，图中各段轻绳互相平行且沿竖直方向； ②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F； ③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。 请回答以下问题： （1）已知打点计时器的打点周期为0.02 s，某次实验所得纸带如图乙所示，A、B、C、D、E各点之间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为____（结果保留三位有效数字）。 （2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为－b（b＞0），则重物质量m＝________，当M＝3m时，重物的加速度大小为a＝________。（本问结果均用k、b表示） 【答案】（1）1.72 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 两点的时间为 根据逐差公式 【小问2详解】 [1]对重物由牛顿第二定律得 解得 已知图像斜率为k，得 解得 截距绝对值为 [2]由图可知，钩码的加速度为重物加速度的，则有 对重物有 当M＝3m时，联立解得重物的加速度大小为 14. 某学习小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究。请回答下列问题： （1）如图1所示为污水监测仪的核心部分，上下两块矩形金属极板平行正对置于排液口，排液口厚度d用20分度的游标卡尺测得如图2所示，d=______mm，有一匀强磁场垂直于侧面向里，污水中含有大量的负离子，污水的流向如图所示时，在导体的上、下表面间可用多用电表直流电压档测得其电压，测量时，多用电表的红表笔接______表面（填“上”或“下”）。 （2）某同学设计出如图3所示电路用来测量电阻，已知电流计G的内阻为100Ω。该同学进行了如下操作步骤： 第一步：A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏； 第二步：保持滑动变阻器滑片位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I； 第三步：将记录的各组、I的数据进行整理，画出了如图4所示的图像。 则电源的电动势为______V，在第一步中回路的总电阻为______Ω。 【答案】（1） ①. 61.70 ②. 上 （2） ①. 4 ②. 200 【解析】 【小问1详解】 [1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]根据左手定则可知，负离子所受洛伦兹力方向向下，金属下极板聚集负离子，可知金属上极板电势高于下极板，导体的上、下表面间用多用电表直流电压档测其电压时，根据“红进黑出”，可知多用电表的红表笔接金属上表面。 【小问2详解】 [1][2] A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏，根据闭合电路欧姆定律有 保持滑动变阻器滑片的位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I，根据闭合电路欧姆定律有 将上述函数变形有 结合图4有 ， 其中 解得 ， 15. 气体弹簧是车辆上常用到的一种减震装置，如图甲所示为汽车气体弹簧减震器实物图。其结构主要由一个汽缸和活塞密闭部分气体。当汽车随路况上下颠簸时，密闭气体交替进行压缩、膨胀，就像一个弹簧一样，具有很好的减震效果。如图乙所示，是该汽车气体弹簧简化模型示意图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接，汽车载物相当于在汽缸上面加上重物P。如图丙所示为凹凸路面在竖直面内的剖面图，A、B两处分别为路面最低点和最高点，已知A、B两处曲率半径相同，均为15m。当该汽车在平直路面上行驶时，封闭气体长度为0.18m、压强为汽车以恒定速率在凹凸路面上行驶，运动至A时，封闭气体长度为0.12m。设汽车减震效果很好，汽缸始终与汽车相对静止。大气压强为，g取。求： （1）汽车在弯曲路面上行驶的速率； （2）汽车运动至B处时，封闭气体的长度。 【答案】（1）10m/s；（2） 【解析】 【详解】（1）设汽缸质量为M，平直路面行驶气体压强，气体长度；在A处气体压强，气体长度，汽车速率v，轨道曲率半径R。则平直路面行驶有 汽车在A处，根据牛顿第二定律 气体做等温变化，则 解得 （2）设在B处气体压强，气体长度，气体做等温变化，有 汽车在B处，根据牛顿第二定律 解得 16. 某工厂对新引进的可升降传送装置进行调试。调整传送带与水平面成夹角θ37°，如图甲所示，并使传送带从上到下运行。在传送带的顶端轻轻地放一个质量m3kg的物件，物件在传送带上运动共用时2.0s，通过计算机记录了传送带对物件做功的功率数值大小随时间变化的情况如图乙的P－t图像所示，物件可视为质点，g取，sin37°0.6，cos37°0.8，求： （1）物件与传送带之间的动摩擦因数； （2）物件从顶端到底端运动过程中传送带对物件做的功。 【答案】（1）0.25；（2）-36J 【解析】 【详解】（1）物件轻放在传送带，沿传送带向下做匀加速直线运动，在0～1s内，根据牛顿第二定律 传送带对物件做功的功率 又 由P－t图像可知0～1s图线斜率 则有 化简得 联立解得 μ0.25，（舍去）， （2）0～1s内 由图像可知物件在1s时物件与传送带的速度相同，根据运动学规律 解得 v8m/s 又 解得 由于 μtanθ 1～2s内，根据牛顿第二定律 解得 根据运动学规律 解得 故物件从顶端到底端运动过程中传送带对物件做的功 解得 W=-36J 17. 如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立xOy坐标系，在第Ⅱ象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角θ＝45°。在第Ⅲ象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板、，两板间距为，板间有垂直于桌面向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M，小孔M离坐标原点O的距离为L＝0.72 m。在第Ⅳ象限垂直于x轴放置一块平行y轴且沿y轴负向足够长的竖直平板，平板在x轴上垂足为Q，垂足Q与原点O相距现将一带负电的小球从桌面上的P点以初速度垂直于电场方向射出，刚好垂直于x轴穿过板上的M孔，进入磁场区域。已知小球可视为质点，小球的比荷，P点与小孔M在垂直于电场方向上的距离，不考虑空气阻力。求： （1）匀强电场的场强大小； （2）要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板上，求磁感应强度的取值范围； （3）以小球从M点进入磁场开始计时，磁场的磁感应强度随时间呈周期性变化，规定磁场方向垂直于桌面向上为正方向，如图乙所示，求小球打到平板上的位置到Q点的距离。（，计算结果保留两位小数） 【答案】（1）；（2）；（3）0.38m 【解析】 【详解】（1）小球在第Ⅱ象限内做类平抛运动，有 ， 由牛顿第二定律得 联立解得 （2）设小球通过M点时的速度为v，由类平抛运动规律得 解得 小球垂直磁场方向进入两板间做匀速圆周运动，轨迹如图所示 由牛顿第二定律得 可得 小球刚好能打到Q点磁感应强度最强设为，此时小球的轨迹半径为，由几何关系得 解得 小球刚好不与板相碰时磁感应强度最小设为，此时粒子的轨迹半径为，由几何关系有 解得 综合可得磁感应强度的取值范围 （3）小球进入磁场做匀速圆周运动，设半径为，周期为T，有 ， 解得 ， 由磁场周期得小球在磁场中运动的轨迹如图所示 可得一个磁场周期内小球在x轴方向的位移为；由分析知有 （） 每个内，小球x方向位移 （） 小球y方向位移 可知小球在第6个内沿方向射出磁场，设打在平板上的位置到Q点距离为，有 解得 18. 如图所示，水平地面上固定一倾角为30°的斜面，其底端垂直斜面固定一挡板P，一沿斜面自然放置的轻弹簧，下端靠在挡板P上。斜面顶端固定一光滑圆弧轨道，轨道所对应的圆心角为60°，轨道下端与斜面相切。长木板A放置在斜面上，其上端与斜面上端对齐，下端到挡板P的距离为S，物块B放在A上表面的中点。初始时A、B均静止，物块C从圆弧最高点由静止释放，沿圆弧轨道滑到斜面顶端时与A相碰。已知木板A足够长，物块B、C均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，圆弧轨道的半径，，，A、C与斜面间的动摩擦因数均为，B与A间的动摩擦因数，弹簧原长，劲度系数k＝50 N/m，弹簧始终在弹性限度内，取 （1）求C在圆弧轨道最低点与A碰前瞬间对轨道的压力大小； （2）若S足够长，A、B在接触弹簧前已达到共同运动，求 [ⅰ]A刚接触到弹簧时B在A上表面的划痕长度； [ⅱ]A与弹簧接触后，B与A刚要发生相对滑动时弹簧的长度； （3）取走轻弹簧，若S＝0.48m，A与挡板P碰撞后，速度大小不变，方向反向，在A与挡板P第一次碰撞到第二次碰撞期间内，试判断A与C能否发生碰撞，若能，求出碰后瞬间A、C的速度大小；若不能，求出此期间C与A上端的最近距离。 【答案】（1）；（2）[ⅰ]；[ⅱ]0.2m；（3） 【解析】 【详解】（1）物块C沿圆弧轨道下滑过程中 到达圆弧轨道最低点 联立解得 由牛顿第三定律，物块C在圆弧轨道最低点时对轨道的压力为。 （2）[ⅰ]C与A发生弹性碰撞，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 联立解得 此后A向下做匀减速运动，加速度大小为，B向下做匀加速运动，加速度大小为 对A有 对B有 联立解得 经后AB共速 划痕长度 解得 [ⅱ]碰到弹簧后AB刚要相对滑到时，其加速度为a，对B有 对AB有 解得 l＝0.2 m （3）从C与A碰撞到AB达到共同速度的时间内 解得 A恰好与P相碰，然后A以加速度向上匀减速运动 B向下以加速度匀减速运动 解得 再经时间，减为零 解得 A上滑最大位移 解得 C物块的位移 解得 C与A未相撞，此后A再次向下匀加，加速度大小，则 解得 AC共速时AC相距最近，下滑时间为，则 解得 该段A下滑位移 由于 即此时A回到斜面底端，C下滑位移 得 此时C与A上端最短距离 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$