精品解析：浙江省金华市曙光学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

金华市曙光学校2023－2024学年第二学期期中考试 高二年级物理试题卷 本卷满分：100分　考试时间：90分钟 选择题部分 一、单选题（本大题13小题。每小题3分，共39分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量及其对应的国际单位制中的单位符号，正确的是（　　） A. 加速度，m/s B. 功率，J C. 电压，V D. 磁感应强度，T 2. 2020年3月3日消息，国网武汉供电公司每天用无人机对火神山医院周边线路进行巡检，一次最长要飞130分钟，它们是火神山医院的电力“保护神”。图甲、乙分别是某架无人机在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。在0~2s内，以下判断正确的是（ ） A. 无人机的加速度大小为，做匀变速直线运动 B. 无人机的加速度大小为，做匀变速曲线运动 C. 无人机的加速度大小为，做匀变速直线运动 D. 无人机的加速度大小为，做匀变速曲线运动 3. 下列叙述正确的是（　　） A. 密立根通过扭秤实验测定了电子的电荷量 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测定了引力常量 C. 法拉第提出电场的概念并且引入了电场线 D. 奥斯特发现了电流磁效应，并提出了分子电流假说 4. 三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（　　） A. 三个质点从N点到M点的平均速度相同 B. 质点A、C从N点到M点的平均速度方向不断变化 C. 到达M点时的瞬时速度的值一定是A的大 D. 三个质点到达M点时的瞬时速度的值相同 5. 如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。2019年7月9日曾发生这一现象。已知地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约30年绕太阳一周。则（　　） A. 土星的运行速度比地球的运行速度大 B. 土星的运行半径与地球的运行半径之比为30：1 C. 2020年一定会出现土星冲日的现象 D. 土星的质量与地球的质量之比为30：1 6. 如图所示，固定在竖直平面内半径为R、光滑的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A、B分别静止在该轨道的最高点和最低点。 现将A无初速度释放，A与B碰撞后A沿轨道返回的最大高度为，B从光滑的桌面边沿水平飞出，下落到水平地面上的P点处。已知P点到桌面右边沿的水平距离为，桌子离地高度为R，重力加速度为g，不计空气阻力。则小滑块A、B的质量之比等于（　　） A. 2：3 B. 1：6 C. 1：4 D. 3：4 7. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量均为-Q，在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入，则（　　） A. 小球先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 B. 小球的电势能始终不变 C. 小球受到的库仑力先做负功后做正功 D. 沿着细管电势先降低后升高 8. 如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，将一质量为m的滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，压缩弹簧至最低点B后返回，脱离弹簧后恰能到达AB的中点，已知重力加速度为g，AB长为L，滑块与斜面间动摩擦因数恒定。则此过程中（　　） A. 滑块克服摩擦力做功为 B. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 滑块沿斜面向下和向上运动过程中速度最大的位置相同 9. 如图所示，在“探究影响通电导线受力的因素”实验中，要使导体棒摆动时偏离竖直方向的摆角增大，以下操作中可行的是（　　） A. 用更短的导线悬挂导体棒 B. 改变导体棒中的电流方向 C. 增大导体棒中的电流强度 D. 使3块磁铁的S、N极都反向 10. 已知无限长直导线通电时，在某点所产生的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。两根足够长的直导线平行放置，其中电流分别为是两导线所在平面内的两点，到导线的距离分别如图所示，其中A点的磁感应强度为。则B点的磁感应强度（　　） A. 大小为，方向垂直纸面向外 B. 大小为，方向垂直纸面向里 C. 大小为，方向垂直纸面向外 D. 大小为，方向垂直纸面向外 11. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，在0~4s内下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，内圆环中的感应电流沿逆时针方向 B. 2s时圆环中的感应电流大于0.5s时感应电流 C. 1s时金属圆环所受安培力最大 D. 1~3s感应电流方向不变，金属圆环所受安培力方向也不变 12. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为，当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈的输入电压为 B. 送电线圈的输入功率为 C. 受电线圈的输出电压为 D. 受电线圈的电流方向每秒改变100次 13. 太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，蓄电池储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。白天太阳能电池对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。假设当太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P＝l.4×l03W/m2。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电，太阳能电池的光电转换效率为15%左右，电池板面积lm2，采用两组12V蓄电池（总容量300Ah），LED路灯规格为“40W，24V”，蓄电池放电预留20%容量。下列说法正确的（　　） A. 一盏LED灯一天消耗的电能约为0.96kW×h B. 蓄电池的放电电流约为0.6A C. 该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40W D. 要把蓄电池完全充满电，太阳照射电池板的时间不少于27.4h 二、多项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个选项中有多个是符合题目要求的。都选对得3分，不全得2分，不选、多选、错选均不得分） 14. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R的触头P向上滑动时，则（　　） A. 电源的功率变小 B. 电容器贮存的电荷量变小 C. 电源内部消耗的功率变大 D. 滑动变阻器R消耗的电功率变小 15. 裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中可表示为 　U＋　　n→　　　Xe＋　　Sr＋x 235.043 9　　1.008 7　　138.917 8　　93.915 4 反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位），已知1 u的质量对应的能量为9.3×102MeV，则（　　） A. 此反应方程式中的x是2n B. 此反应释放出的能量是1.8×102MeV C. 此反应前后能量守恒 D. 此反应前后动量不守恒 非选择题部分 16. 某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 17. 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，回答下列问题。 (1)现有实验器材：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平、交流电源，为完成此实验，以上仪器中不需要的仪器有___________，除了现有的器材，还需要的器材是___________。 (2)在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。 把打下的第一个点记作O，后五个点依次记为A、B、C、D、E，已知x1=9.51cm、x3=15.71cm、x4=19.40cm、x5=23.47cm，打点计时器打点周期T=0.02s，重物下落的加速度大小为a=___________m/s2。 (3)若当地重力加速度大小g=9.80m/s2，重物的质量为0.5kg，从开始下落到标记点D时，重物的机械能损失为___________J。 （结果保留两位有效数字） 18. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为，外界大气压强为。 （1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强； （2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例。 19. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为的半圆单层轨道ABC、半径为的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处，其长度且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的不同滑块P，弹簧的弹性势能最大能达到。现三位同学小张、小杨、小振分别选择了质量为、、的同种材质滑块P参与游戏，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长，摆渡车与侧壁IH相撞时会立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数都是，其他所有摩擦都不计，IJ段长度，JK段长度。问： （1）已知小振同学的滑块以最大弹性势能弹出时都不能进入圆管轨道，求小振同学的滑块经过与圆心等高的B处时对轨道的最大压力； （2）如果小张同学以的弹性势能将滑块弹出，请根据计算后判断滑块最终停在何处？ （3）如果小杨将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段，则他发射时的弹性势能应满足什么要求？ 20. 如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B，导轨右侧连接一个电容为C的电容器。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，质量为m，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，质量为2m。初始时刻开关断开，两棒静止，两棒之间压缩一轻质绝缘弹簧（但不链接），弹簧的压缩量为L。释放弹簧，恢复原长时MN恰好脱离轨道，PQ的速度为v，并触发开关闭合。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，右侧导轨足够长，所有导轨电阻均不计。求 （1）脱离弹簧瞬间PQ杆上的电动势多大？PQ两点哪点电势高？ （2）刚要脱离弹簧瞬间，MN所受安培力多大？ （3）整个运动过程中，通过PQ的电荷量为多少？ 21. 如图所示，直角坐标系第一象限内有一竖直分界线PQ，PQ左侧有一直角三角形区域OAC，其中分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，已知OA与y轴重合，且，，C点恰好处于PQ分界线上。PQ右侧有一长为L的平行板电容器，板间距为a，上极板与左侧磁场的上边界平齐，内部分布着方向垂直纸面向里，强弱随y坐标变化的磁场，和竖直向下场强大小为E的匀强电场。该复合场能使沿水平方向进入电容器的电子均能沿直线匀速通过电容器。在平行板电容器右侧某区域，存在一垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场（图中未画出），使水平通过平行板电容器的电子进入该磁场后汇聚于x轴上一点。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，求： （1）当速度方向沿y轴正方向时，能进入平行板电容器的电子所具有的最大速度是多少； （2）写出电容器内磁场的磁感应强度B随y坐标的变化规律； （3）若电子沿上极板边缘离开电容器后立即进入右侧磁场，在答题纸上画出纵坐标区域内该磁场的左边界，并求出汇聚点的横坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 金华市曙光学校2023－2024学年第二学期期中考试 高二年级物理试题卷 本卷满分：100分　考试时间：90分钟 选择题部分 一、单选题（本大题13小题。每小题3分，共39分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量及其对应的国际单位制中的单位符号，正确的是（　　） A. 加速度，m/s B. 功率，J C. 电压，V D. 磁感应强度，T 【答案】CD 【解析】 【详解】A．加速度单位是m/s2，选项A错误； B．功率单位是W，选项B错误； C．电压单位是V，选项C正确； D．磁感应强度单位是T，选项D正确。 故选CD。 2. 2020年3月3日消息，国网武汉供电公司每天用无人机对火神山医院周边线路进行巡检，一次最长要飞130分钟，它们是火神山医院的电力“保护神”。图甲、乙分别是某架无人机在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。在0~2s内，以下判断正确的是（ ） A. 无人机的加速度大小为，做匀变速直线运动 B. 无人机的加速度大小为，做匀变速曲线运动 C. 无人机的加速度大小为，做匀变速直线运动 D. 无人机的加速度大小为，做匀变速曲线运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图像可知在0~2s内，x方向的初速度大小为 加速度大小为 y方向初速度大小为 加速度大小为 根据平行四边形定则可以得到无人机合初建度为 合加速度大小为 故合运动为匀变速直线运动。 故选A。 3. 下列叙述正确的是（　　） A. 密立根通过扭秤实验测定了电子的电荷量 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测定了引力常量 C. 法拉第提出电场的概念并且引入了电场线 D. 奥斯特发现了电流磁效应，并提出了分子电流假说 【答案】C 【解析】 【详解】A．密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量，选项A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量，选项B错误； C．法拉第提出电场的概念并且引入了电场线，选项C正确； D．奥斯特发现了电流磁效应，安培提出了分子电流假说，选项D错误。 故选C。 4. 三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（　　） A. 三个质点从N点到M点的平均速度相同 B. 质点A、C从N点到M点的平均速度方向不断变化 C. 到达M点时的瞬时速度的值一定是A的大 D. 三个质点到达M点时的瞬时速度的值相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．平均速度等于位移与时间的比值，由于位移与时间都相等，故平均速度相同，故A正确； B．质点A、C从N点到M点做曲线运动，瞬时速度方向不断变化，故B错误； CD．由于不能明确具体的运动过程，故无法比较到达M点的速度，故CD错误。 故选A。 5. 如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。2019年7月9日曾发生这一现象。已知地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约30年绕太阳一周。则（　　） A. 土星的运行速度比地球的运行速度大 B. 土星的运行半径与地球的运行半径之比为30：1 C. 2020年一定会出现土星冲日的现象 D. 土星的质量与地球的质量之比为30：1 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】B．根据万有引力提供向心力有 得，可知地球的公转轨道半径与土星的公转轨道半径之比为，故B错误； A．根据万有引力提供向心力有 得，因土星的运行轨道半径大，故土星的运行速度比地球的小，故A错误； C．T地=1年，T土=30年，根据 即 得距下一次土星冲日所需时间年，2020年一定会出现土星冲日的现象，故C正确； D．根据已知条件无法求出土星的质量与地球的质量之比，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，固定在竖直平面内半径为R、光滑的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A、B分别静止在该轨道的最高点和最低点。 现将A无初速度释放，A与B碰撞后A沿轨道返回的最大高度为，B从光滑的桌面边沿水平飞出，下落到水平地面上的P点处。已知P点到桌面右边沿的水平距离为，桌子离地高度为R，重力加速度为g，不计空气阻力。则小滑块A、B的质量之比等于（　　） A. 2：3 B. 1：6 C. 1：4 D. 3：4 【答案】B 【解析】 【详解】小滑块A与B碰前速度为v0，根据机械能守恒有 得，碰后A返回最大高度为，根据机械能守恒有 可得碰后滑块A的速度大小为， 对B分析，由平抛运动规律可得 ， 联立解得滑块B碰后速度大小为 由动量守恒定律有 代入三个速度的表达式，则有 解得，故B正确，ACD错误。 故选B。 7. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量均为-Q，在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入，则（　　） A. 小球先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 B. 小球的电势能始终不变 C. 小球受到的库仑力先做负功后做正功 D. 沿着细管电势先降低后升高 【答案】D 【解析】 【详解】A. 电场力是变力，加速度变化，不是匀变速直线运动，A错误； BC. 电场力先做正功后做负功，小球的电势能先减小后增大，BC错误； D. 沿着电场线的方向电势降低，沿着细管电势先降低后升高，D正确。 故选D。 8. 如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，将一质量为m的滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，压缩弹簧至最低点B后返回，脱离弹簧后恰能到达AB的中点，已知重力加速度为g，AB长为L，滑块与斜面间动摩擦因数恒定。则此过程中（　　） A. 滑块克服摩擦力做功为 B. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 滑块沿斜面向下和向上运动过程中速度最大的位置相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．在整个过程中，根据动能定理可得 解得 滑块克服摩擦做功为，故A错误； B．由 解得 故B错误； C．在下滑过程中，弹簧的压缩量最大时，弹性势能最大根据动能定理可知 联立解得 故C正确； D．无论是沿斜面向下还是沿斜面向上运动的过程中，速度最大的位置即加速度为零的位置，在向下运动的过程中 在向上运动过程中 则与不同，两过程位置不同，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，在“探究影响通电导线受力的因素”实验中，要使导体棒摆动时偏离竖直方向的摆角增大，以下操作中可行的是（　　） A. 用更短的导线悬挂导体棒 B. 改变导体棒中的电流方向 C. 增大导体棒中的电流强度 D. 使3块磁铁的S、N极都反向 【答案】C 【解析】 【详解】当导体棒平衡时满足 增大安培力即可使导体摆动的幅度增大，根据安培力的公式F=NBIL可知 A．用更短的导线悬挂导体棒，由于受到的力不变，故夹角不变，故A错误； B．改变导体棒中的电流方向，只会改变安培力的方向，不会改变安培力的大小，故B错误； C．增大导体棒中的电流，安培力增大，则摆角增大；故C正确； D．颠倒磁铁磁极的上下位置，导体棒的偏转方向改变，不会改变安培力的大小，故D错误。 故选C。 10. 已知无限长直导线通电时，在某点所产生的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。两根足够长的直导线平行放置，其中电流分别为是两导线所在平面内的两点，到导线的距离分别如图所示，其中A点的磁感应强度为。则B点的磁感应强度（　　） A. 大小为，方向垂直纸面向外 B. 大小为，方向垂直纸面向里 C. 大小为，方向垂直纸面向外 D. 大小为，方向垂直纸面向外 【答案】A 【解析】 【详解】由安培定则可知，两导线独立在A点产生的磁场的方向均垂直纸面向里，则有 左边导线在B点产生的磁场的方向垂直纸面向外，右边导线在B点产生的磁场的方向垂直纸面向里，则有 方向垂直纸面向外，故选A。 11. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，在0~4s内下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，内圆环中的感应电流沿逆时针方向 B. 2s时圆环中的感应电流大于0.5s时感应电流 C. 1s时金属圆环所受安培力最大 D. 1~3s感应电流方向不变，金属圆环所受安培力方向也不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．从上往下看，0 ~1s内螺线管在圆环中产生的磁场向上，磁通量增大，根据楞次定律，在圆环中产生的感应电流沿顺时针方向，A错误； B．2s时图像的斜率最大，螺线管中的电流变化最快，在圆环中产生的感应电流最大，B正确； C．1s时螺线管中的电流变化率等于零，穿过圆环的磁通量不变，无感应电流，对金属环无作用力，金属圆环不受安培力，C错误。 D．根据楞次定律可知，内穿过圆环磁通量变大，圆环有收缩的趋势，受到的安培力向里，内穿过圆环的磁通量变小，圆环有扩张趋势，此时安培力向外，所以安培力方向改变，D错误； 故选B。 12. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为，当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈的输入电压为 B. 送电线圈的输入功率为 C. 受电线圈的输出电压为 D. 受电线圈的电流方向每秒改变100次 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为 送电线圈中的电流大小为 所以送电线圈的输入功率为 AB错误； C．根据电压与匝数的关系 可得 C错误； D．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即，一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，D正确。 故选D。 13. 太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，蓄电池储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。白天太阳能电池对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。假设当太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P＝l.4×l03W/m2。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电，太阳能电池的光电转换效率为15%左右，电池板面积lm2，采用两组12V蓄电池（总容量300Ah），LED路灯规格为“40W，24V”，蓄电池放电预留20%容量。下列说法正确的（　　） A. 一盏LED灯一天消耗的电能约为0.96kW×h B. 蓄电池的放电电流约为0.6A C. 该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40W D. 要把蓄电池完全充满电，太阳照射电池板的时间不少于27.4h 【答案】D 【解析】 【详解】A．一盏LED灯的功率为40W，每天平均使用按10小时算，每天消耗的电能约为 W=Pt=40W×10h=400W•h=0.4kW•h 故A错误； B．蓄电池的放电电流为 故B错误； C．太阳能电池板把光能转化为电能的功率 P=P0S×15%=1.4×103×1×15%=210W 故C错误； D．把蓄电池完全充满电，假设太阳能电池板全部用于对蓄电池充电，需能量为 E=（1-0.2）qU=0.8×300×24W•h=5760W•h 而太阳能电池的即使一直垂直照射，功率为210W，故用时约 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个选项中有多个是符合题目要求的。都选对得3分，不全得2分，不选、多选、错选均不得分） 14. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R的触头P向上滑动时，则（　　） A. 电源的功率变小 B. 电容器贮存的电荷量变小 C. 电源内部消耗的功率变大 D. 滑动变阻器R消耗的电功率变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小，则电源功率 P总=I总E 可知电源的功率增大，故A错误； B．根据 Q=CU 可知U端减小，则Q减小，故B正确； C．根据电源内部消耗功率 可知电源内部消耗的功率增大，故C正确； D．因流过R的电流增大，两端的电压减小，将定值电阻和内阻看为内阻时可知滑动变阻器的阻值等于等效内阻时功率最大，因不知其具体关系，故R上消耗的功率无法确定，故D错误。 故选BC。 15. 裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中可表示为 　U＋　　n→　　　Xe＋　　Sr＋x 235.043 9　　1.008 7　　138.917 8　　93.915 4 反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位），已知1 u的质量对应的能量为9.3×102MeV，则（　　） A. 此反应方程式中的x是2n B. 此反应释放出的能量是1.8×102MeV C. 此反应前后能量守恒 D. 此反应前后动量不守恒 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．由质量数守恒与核电荷数守恒可知，此反应方程式中的x是3n。故A错误； B．此反应释放出的能量是 故B正确； C．核反应过程系统能量守恒。故C正确； D．核反应过程系统所受合外力为零，所以系统动量守恒。故D错误。 故选BC。 非选择题部分 16. 某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 【答案】（1）95.9 （2）以细线长作为摆长 （3）9.77 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 根据秒表的读数规律，该读数为 【小问2详解】 摆长为悬点到石块重心之间的间距，图丙中图像没有通过原点的原因是以细线长作为摆长，没有考虑结点A到石块重心的间距。 【小问3详解】 令结点A到石块重心的间距为d，则有 解得 结合图丙有 解得 【小问4详解】 结合上述，可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点A到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值等于当地的真实值。 17. 某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，回答下列问题。 (1)现有实验器材：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平、交流电源，为完成此实验，以上仪器中不需要的仪器有___________，除了现有的器材，还需要的器材是___________。 (2)在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。 把打下的第一个点记作O，后五个点依次记为A、B、C、D、E，已知x1=9.51cm、x3=15.71cm、x4=19.40cm、x5=23.47cm，打点计时器打点周期T=0.02s，重物下落的加速度大小为a=___________m/s2。 (3)若当地重力加速度大小g=9.80m/s2，重物的质量为0.5kg，从开始下落到标记点D时，重物的机械能损失为___________J。 （结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 天平 ②. 刻度尺 ③. 9. 75 ④. 0. 0097 【解析】 【详解】(1)[1][2]实验时不需要称出重物的质量，因此不需要的仪器为天平；纸带上各点间距离需要用刻度尺测量，所以还需要的器材有刻度尺。 (2)[3]根据逐差法，利用纸带求解加速度，T=0. 02s (3)[4]重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 下落过程中动能增加量 重力势能减少量 则机械能损失为 18. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为，外界大气压强为。 （1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强； （2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据查理定律可得 解得 （2）以胎内原来的气体为研究对象，则由玻意耳定律可知 则胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例 19. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为的半圆单层轨道ABC、半径为的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处，其长度且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的不同滑块P，弹簧的弹性势能最大能达到。现三位同学小张、小杨、小振分别选择了质量为、、的同种材质滑块P参与游戏，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长，摆渡车与侧壁IH相撞时会立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数都是，其他所有摩擦都不计，IJ段长度，JK段长度。问： （1）已知小振同学的滑块以最大弹性势能弹出时都不能进入圆管轨道，求小振同学的滑块经过与圆心等高的B处时对轨道的最大压力； （2）如果小张同学以的弹性势能将滑块弹出，请根据计算后判断滑块最终停在何处？ （3）如果小杨将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段，则他发射时的弹性势能应满足什么要求？ 【答案】（1）；（2）离I点左侧距离0.1m；（3） 【解析】 【详解】（1）当弹性势能最大弹出时，经过与圆心等高的B处时对轨道的压力最大。从弹出到B处，根据动能定理有 经过B处时 由牛顿第三定律可知 联立解得最大压力 方向由指向B。 （2）当刚好经过C时 解得 假设滑块在C点不脱离轨道，由能量守恒得 解得 故滑块在C点不脱离轨道，从起点到车左端，根据动能定理有 故的弹性势能弹出到达车左端的速度 与车共速时，根据动量守恒以及机械能守恒有 解得共速时与摆渡车的相对位移 所以，如果小张同学的滑块能滑上摆渡车但又不从摆渡车上掉进凹槽，摆渡车与右端碰后停止，滑块继续向前滑行的距离 故滑块所停位置在离车右端距离 （3）当刚好经过C时 将弹出到平台上，根据动能定理有 与车共速时 由能量守恒 要使得滑块停在目标区 联立上面四式解得 且 故当小杨同学游戏能成功时，弹簧的弹性势能范围为 20. 如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B，导轨右侧连接一个电容为C的电容器。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，质量为m，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，质量为2m。初始时刻开关断开，两棒静止，两棒之间压缩一轻质绝缘弹簧（但不链接），弹簧的压缩量为L。释放弹簧，恢复原长时MN恰好脱离轨道，PQ的速度为v，并触发开关闭合。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，右侧导轨足够长，所有导轨电阻均不计。求 （1）脱离弹簧瞬间PQ杆上的电动势多大？PQ两点哪点电势高？ （2）刚要脱离弹簧瞬间，MN所受安培力多大？ （3）整个运动过程中，通过PQ的电荷量为多少？ 【答案】（1）2Bdv，Q点电势高；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）脱离弹簧瞬间PQ杆上的感应电动势大小为 根据右手定则，Q点电势高。 （2）弹簧伸展的过程中，对PQ由动量定理得 对MN由动量定理得 解得导体棒MN的速度为 PQ速率为v时，回路中的感应电动势大小为 回路中的感应电流大小为 则MN所受的安培力大小为 （3）脱离前，通过PQ的电荷量为 代入数据解得 脱离后，PQ向右运动，设最终速度为，由动量定理可得 脱离后，通过PQ的电荷量为 解得 整个运动过程中，通过PQ的电荷量为 21. 如图所示，直角坐标系第一象限内有一竖直分界线PQ，PQ左侧有一直角三角形区域OAC，其中分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，已知OA与y轴重合，且，，C点恰好处于PQ分界线上。PQ右侧有一长为L的平行板电容器，板间距为a，上极板与左侧磁场的上边界平齐，内部分布着方向垂直纸面向里，强弱随y坐标变化的磁场，和竖直向下场强大小为E的匀强电场。该复合场能使沿水平方向进入电容器的电子均能沿直线匀速通过电容器。在平行板电容器右侧某区域，存在一垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场（图中未画出），使水平通过平行板电容器的电子进入该磁场后汇聚于x轴上一点。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，求： （1）当速度方向沿y轴正方向时，能进入平行板电容器的电子所具有的最大速度是多少； （2）写出电容器内磁场的磁感应强度B随y坐标的变化规律； （3）若电子沿上极板边缘离开电容器后立即进入右侧磁场，在答题纸上画出纵坐标区域内该磁场的左边界，并求出汇聚点的横坐标。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 可知，能从OC边出磁场的电子，当运动轨迹和AC相切时半径最大，故半径最大值 所以，能从OC边出磁场的电子所具有的最大速度 （2）根据题意，画出从y处水平进入平行板间的粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可得，运动半径 可得 电子均能沿直线匀速通过电容器，则有 解得 （3）进入右侧磁场，因磁感应强度为，所以运动半径为 磁场左边界为倾角的斜线，如图所示 由几何关系可得，汇聚点横坐标 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $