精品解析：湖北省武汉市黄陂区第七高级中学2023-2024学年高三下学期5月期末物理试题

黄陂七中2024届高三下学期三轮强化训练（五） 物理试卷 一、选择题（每小题4分，共40分。第1~7题为单选题，第8~10为多选题） 1. 2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中X为电子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 核反应吸收的能量为 D. 核反应中的质量亏损为 2. 哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块圆柱体冰砖，上、下底面半径为1m，轴截面为正方形，上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是（　　） A. 若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则 B. 由灯直接发出的光照射到冰砖侧面时能从侧面任何位置射出 C. 由灯直接发出的光照射到冰砖上表面时都能从上表面任何位置射出 D. 从冰砖正上方沿方向观察，点光源的视深是 3. 如图所示电路中，电源电动势、内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调到，滑动变阻器接入电路的阻值为，平行板电容器的电容，单刀双掷开关S与触点1连接。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将的滑片向上滑动，电源效率增大 B. 若仅将的滑片向上滑动，消耗的电功率增大 C. 若仅将的阻值调大，电容器两极板间的电势差增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，通过的电荷量为： 4. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（ ） A. 周期为 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 5. 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 6. 一辆轿车在平直公路的一条车道上以72km/h的速度匀速行驶，突然发现其正前方120m处有一辆货车同向匀速前进，于是轿车紧急刹车做匀减速运动，若轿车刹车过程的加速度大小为a＝1m/s2，两车相距最近时，距离为22m，忽略司机的反应时间，则货车的速度大小为（ ） A. 21.6km/h B. 18km/h C. 16km/h D. 12km/h 7. 如图所示，不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别为2m和m，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体A相连，倾角为θ斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦。开始时，物体B在一沿斜面向上的外力的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度（已知弹簧形变量为x时弹性势能为为），则在此过程中（　　） A. 物体B带负电，受到的电场力大小为 B. 物体B的速度最大时，弹簧的伸长量为 C. 撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为 D. 物体B的最大速度为 8. 两列简谐横波甲、乙在同一介质中分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻两列波的波形如图所示，已知甲的传播周期为0.2s。下列说法正确的是（　　） A. 乙的波速为10m/s B. 两列波相遇时能发生干涉 C. 时刻，处的质点正在平衡位置沿y轴的正方向振动 D. 时，处的质点位移为10cm 9. 质量为M的凹槽静止在粗糙水平地面上，内壁为光滑半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块，用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，下列说法正确的是（　　） A. 推力F先增大后减小 B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C. 水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小 D. 水平地面对凹槽的支持力一直减小 10. 如图所示，固定光滑平行轨道的水平部分处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中，轨道宽度为，段轨道宽度为，段轨道和段轨道均足够长，将质量分别为、，有效电阻分别为、的金属棒和分别置于轨道上的段和段，且均与轨道垂直，金属棒原来处于静止状态。现让金属棒从距水平轨道高为处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法中正确的是（　　） A. 回路中电动势的最大值为 B. 运动的整个过程流过金属棒的电荷量为 C. 棒中产生的总焦耳热为 D. 两金属棒距离最近时的棒的速度大小 二、实验题（第11题6分，第12题10分） 11. 某同学想验证“当系统在某一方向上所受外力之和为0时，系统在该方向上动量守恒”的物理规律。为此他设计了一个实验：如图甲所示，把一个小球从末端切线水平的斜槽上某一位置由静止释放，在斜槽末端安装光电门1，调整光电门1的高度，使光电门1与小球在斜槽末端时球心的位置等高。在下方水平面上放置光滑气垫导轨，把一带凹槽的滑块放在导轨上，滑块里装有细砂，不考虑砂从滑块上漏出。调整装置的位置，使小球从斜槽上释放后恰好能落入细砂中（立即与滑块共速）。在气垫导轨的右端安装光电门2，在滑块上安装宽度为的遮光条。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，测量结果如图乙所示，则小球的直径_____mm。 （2）实验中光电门1、2记录的时间分别为、，则小球经过光电门1的速度大小为______，滑块经过光电门2的速度大小为______。（用题中所给字母表示） （3）用天平分别测量小球和滑块（含遮光条和砂）的质量，测量结果分别为m、M。当等式______时，由小球和滑块组成的系统在相互作用的过程中水平方向动量守恒。（用题中所给字母表示） 12. 某同学想测定盐溶液的电阻率，具体操作步骤如下： ①如图甲所示，在长方体绝缘容器内插入两竖直金属薄板A、B（金属薄板略小于容器横截面积），A板固定在左侧，B板可移动。把B移动到容器的最右侧。 ②按图乙连接电路，将a、b两表笔短接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计G满偏。 ③保持滑动变阻器的滑片位置不变，将A、B两板接在a、b两表笔之间，在容器内倒入适量的盐溶液，使灵敏电流计半偏。 （1）已知电源的电动势为E，灵敏电流计的满偏电流为，容器内部底面长度为L，倒入溶液的体积为V，则此盐溶液的电阻率为______。（用E、、L、V表示） （2）A、B两板接在a、b两表笔之间后，要使灵敏电流计的示数增大，应______（填“增加”或“减少”）倒入盐溶液的体积。 （3）某同学测量出该盐溶液的电阻率后，想按图丙（a）所示电路测定一个实验电源的电动势与内阻。向容器内倒入体积的盐溶液后，通过移动B板来改变A、B两板的间距x，读取电流表的示数I，记录多组数据，做出图像如图丙（b）所示。已知容器内部底面长度，可以求出电源的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留三位有效数字） （4）不考虑实验过程中的偶然误差，关于上述方法测得的电动势、内阻与真实值的关系，下列说法正确的是______。 A. 测得的电动势和内阻均比真实值大 B. 测得的电动势和内阻均比真实值小 C. 测得的电动势准确，内阻偏大 D. 测得的电动势偏大，内阻准确 三、解答题（共44分） 13. 高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积5L，锅盖中央有一横截面积 出气口，孔上盖有质量为m=80g的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达117℃时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，g取求∶ （1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少； （2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。 14. 如图甲所示，空间中一半径为R的圆形区域（包括边界）内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场左侧宽度为R的区域里，大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子以相同的水平速度平行射入圆形磁场，其中从A点沿AO方向射入的粒子，恰好能从圆形磁场最高点M点飞出，已知过A、O两点的直线水平且是有带电粒子射出区域的中心线，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求粒子在磁场中运动的最大时间差； （3）若在圆形磁场外部到O点的距离为的区域内加一电场，电场方向指向圆心O，如图乙所示。从电场外边界由静止释放一个上述粒子，该粒子仍能从A点进入磁场，粒子在第六次进入磁场后，恰好能第一次从A点射出磁场。求：沿电场方向的最大电势差。 15. 如图所示，一传送带倾斜放置，其与水平面间的夹角，传送带顺时针匀速率运转，速度大小。传送带上表面PQ两点间的距离。时刻，物块1以初速度从Q点滑上传送带向下运动、物块2以初速度从P点滑上传送带向上运动，经过时间，物块1、2在传送带上M点（图中未画出）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知物块1的质量，其与传送带间的动摩擦因数；物块2的质量，其与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。 （1）求P点到M点间的距离； （2）求物块2从0时刻到离开传送带经历的时间t； （3）从0时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黄陂七中2024届高三下学期三轮强化训练（五） 物理试卷 一、选择题（每小题4分，共40分。第1~7题为单选题，第8~10为多选题） 1. 2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中X为电子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 核反应吸收的能量为 D. 核反应中的质量亏损为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误； B．核反应方程式中，生成物比反应物稳定，则的比结合能大于的比结合能，故B错误； CD．核反应放出的能量为 由能量守恒可得 解得 故C错误，D正确。 故选D。 2. 哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块圆柱体冰砖，上、下底面半径为1m，轴截面为正方形，上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是（　　） A. 若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则 B. 由灯直接发出的光照射到冰砖侧面时能从侧面任何位置射出 C. 由灯直接发出的光照射到冰砖上表面时都能从上表面任何位置射出 D. 从冰砖正上方沿方向观察，点光源的视深是 【答案】C 【解析】 【详解】A．若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则 故A错误； BC．作出发生全反射临界光路图，如图所示 在直角中，由几何关系可知 故由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，而 故由灯直接发出的光照到冰砖侧面时不是能从侧面任何位置射出，故B错误，C正确； D．实深是AB，设视深为h，根据折射率定义式结合几何关系可知 可得 故D错误。 故选C。 3. 如图所示电路中，电源电动势、内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调到，滑动变阻器接入电路的阻值为，平行板电容器的电容，单刀双掷开关S与触点1连接。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将的滑片向上滑动，电源效率增大 B. 若仅将的滑片向上滑动，消耗的电功率增大 C. 若仅将的阻值调大，电容器两极板间的电势差增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，通过的电荷量为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．仅将R4的滑片向上滑动，电源外电阻减小，干路电流增大，电源效率 减小，故A错误； B．R4消耗的电功率 当时，有最大值，仅将R4的滑片向上滑动时，，减小，即R4消耗的电功率减小，故B错误； C．仅将R2的阻值调大，电容器两极板间的电势差不变，故C错误； D．开关S与触点1连接时，电容器左极板带正电，电荷量 仅将开关S由触点1拨向触点2时，电容器右极板带正电，电荷量 因此，通过R3的电荷量 故D正确。 故选D。 4. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（ ） A. 周期为 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为，故A错误； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得半径为 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选B。 5. 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为 则变压器原线圈的电压有效值为 设输入交流电的电压有效值为，则 可得 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律 可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误； CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得 则 整理可得 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知 可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率 整理可得 可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 6. 一辆轿车在平直公路的一条车道上以72km/h的速度匀速行驶，突然发现其正前方120m处有一辆货车同向匀速前进，于是轿车紧急刹车做匀减速运动，若轿车刹车过程的加速度大小为a＝1m/s2，两车相距最近时，距离为22m，忽略司机的反应时间，则货车的速度大小为（ ） A. 21.6km/h B. 18km/h C. 16km/h D. 12km/h 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】轿车的速度 货车的速度设为v，当两车速度相等时，两车相距最近，此过程所用的时间 t＝ 轿车的位移大小为 x轿＝ 货车的位移大小为 x货＝vt 经分析可知，两车相距最近时有 联立解得货车的速度大小为 故A选项可能，BCD不可能。 故选A. 7. 如图所示，不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别为2m和m，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体A相连，倾角为θ斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦。开始时，物体B在一沿斜面向上的外力的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度（已知弹簧形变量为x时弹性势能为为），则在此过程中（　　） A. 物体B带负电，受到的电场力大小为 B. 物体B的速度最大时，弹簧的伸长量为 C. 撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为 D. 物体B的最大速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当施加外力时，对B分析可知 解得 沿斜面向下，故B带负电，故A错误； B．当B受到的合力为零时，B的速度最大，由 解得 故B错误； C．当撤去外力瞬间，弹簧弹力还来不及改变，即弹簧的弹力仍为零，当撤去外力F的瞬间物体AB受到的合外力为 解得 故C错误； D．设物体B的最大速度为，由功能关系可得 解得 故D正确。 故选D。 8. 两列简谐横波甲、乙在同一介质中分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻两列波的波形如图所示，已知甲的传播周期为0.2s。下列说法正确的是（　　） A. 乙的波速为10m/s B. 两列波相遇时能发生干涉 C. 时刻，处的质点正在平衡位置沿y轴的正方向振动 D. 时，处的质点位移为10cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图可知甲、乙两列波的波长分别为 ， 又 由 得 两波波速相等，故乙的波速 故A正确； B．乙的周期为 发生干涉现象的条件是两列波的频率相同，故B错误； C．时刻，仅有甲波时，x＝1m处的质点处在波谷，仅有乙波时，x＝1m处的质点处在平衡位置的下方且沿y轴负方向运动，由波的叠加可知，时刻，x＝1m处的质点处在平衡位置的下方且沿y轴负方向运动，故C错误； D．由于 则时，甲波的波峰传播至处，时，仅有乙波时处质点仍处于波峰，又 则可知时，乙波的波峰传播到处，故时，处的质点位移为10cm，故D正确。 故选AD。 9. 质量为M的凹槽静止在粗糙水平地面上，内壁为光滑半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块，用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，下列说法正确的是（　　） A. 推力F先增大后减小 B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C. 水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小 D. 水平地面对凹槽的支持力一直减小 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．小滑块由A点向B点缓慢移动，对其受力分析，合力是零，并将各力首尾相接，如图所示，由图中几何关系可知 则有该过程中θ逐渐增大，推力F逐渐增大，凹槽对滑块的支持力N逐渐减小，选项AB错误； C．凹槽始终静止不动，对其受力分析，受重力Mg、小滑块的压力N＇、地面的支持力N〞和地面的摩擦力f，由平衡条件可知，受合力是零，在水平方向受力平衡，由上图可知 N=mgcos θ 由牛顿第三定律可知 由平衡条件可得 f=N′sin θ=Nsin θ 代入得 f=mgsin θcos θ=mgsin 2θ 当θ＝45°时，f有最大值，则有水平地面对凹槽的摩擦力f先增大后减小，选项C正确； D．在竖直方向受力平衡，则有 N″＝Mg＋N′cos θ=Mg＋mgcos2θ 当θ增大时，N″减小，选项D正确。 故选CD。 10. 如图所示，固定光滑平行轨道的水平部分处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中，轨道宽度为，段轨道宽度为，段轨道和段轨道均足够长，将质量分别为、，有效电阻分别为、的金属棒和分别置于轨道上的段和段，且均与轨道垂直，金属棒原来处于静止状态。现让金属棒从距水平轨道高为处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法中正确的是（　　） A. 回路中电动势的最大值为 B. 运动的整个过程流过金属棒的电荷量为 C. 棒中产生的总焦耳热为 D. 两金属棒距离最近时的棒的速度大小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．金属棒P从下滑到刚进入磁场时，速度最大，感应电动势最大。设金属棒P刚进入磁场时的速度大小为，此时回路中的感应电动势为，根据机械能守恒定律有 解得 产生的感应电动势为 故A正确； B．金属棒P进入水平轨道后在安培力作用下做减速运动，金属棒Q做加速运动，直到两金属棒产生的电动势等大、反向，回路中的电流为零，最终两金属棒都做匀速运动。设两金属棒匀速运动时的速度大小分别为、，这个过程中通过两棒的电荷量为q，则有 根据动量定理，对P、Q金属棒分别有 解得 故B正确； C．由能量守恒定律可得回路产生的总焦耳热为 则棒中产生的焦耳热为 故C错误； D．由牛顿第二定律可得 因通过两金属棒的电流始终相等，根据两金属棒的长度、质量关系可知，两金属棒的加速度大小始终相等，运动过程中的图像如图所示： 两图线关于中间虚线对称，显然两图线的交点的纵坐标为。而两金属棒速度大小相等时距离最近，所以两金属棒距离最近时两棒的速度大小都为 故D正确。 故选ABD。 二、实验题（第11题6分，第12题10分） 11. 某同学想验证“当系统在某一方向上所受外力之和为0时，系统在该方向上动量守恒”的物理规律。为此他设计了一个实验：如图甲所示，把一个小球从末端切线水平的斜槽上某一位置由静止释放，在斜槽末端安装光电门1，调整光电门1的高度，使光电门1与小球在斜槽末端时球心的位置等高。在下方水平面上放置光滑气垫导轨，把一带凹槽的滑块放在导轨上，滑块里装有细砂，不考虑砂从滑块上漏出。调整装置的位置，使小球从斜槽上释放后恰好能落入细砂中（立即与滑块共速）。在气垫导轨的右端安装光电门2，在滑块上安装宽度为的遮光条。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，测量结果如图乙所示，则小球的直径_____mm。 （2）实验中光电门1、2记录的时间分别为、，则小球经过光电门1的速度大小为______，滑块经过光电门2的速度大小为______。（用题中所给字母表示） （3）用天平分别测量小球和滑块（含遮光条和砂）的质量，测量结果分别为m、M。当等式______时，由小球和滑块组成的系统在相互作用的过程中水平方向动量守恒。（用题中所给字母表示） 【答案】（1）10.6 （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 10分度游标卡尺的精确值为，由图可知小球的直径为 【小问2详解】 [1][2]由于小球和滑块经过光电门时的挡光时间很短，可认为小球和滑块经过光电门时挡光过程的平均速度等于小球和滑块经过光电门时的速度，则小球经过光电门1的速度大小为 滑块经过光电门2的速度大小为 【小问3详解】 若小球和滑块组成的系统在相互作用的过程中水平方向动量守恒，则有 则有 12. 某同学想测定盐溶液的电阻率，具体操作步骤如下： ①如图甲所示，在长方体绝缘容器内插入两竖直金属薄板A、B（金属薄板略小于容器横截面积），A板固定在左侧，B板可移动。把B移动到容器的最右侧。 ②按图乙连接电路，将a、b两表笔短接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计G满偏。 ③保持滑动变阻器的滑片位置不变，将A、B两板接在a、b两表笔之间，在容器内倒入适量的盐溶液，使灵敏电流计半偏。 （1）已知电源的电动势为E，灵敏电流计的满偏电流为，容器内部底面长度为L，倒入溶液的体积为V，则此盐溶液的电阻率为______。（用E、、L、V表示） （2）A、B两板接在a、b两表笔之间后，要使灵敏电流计的示数增大，应______（填“增加”或“减少”）倒入盐溶液的体积。 （3）某同学测量出该盐溶液的电阻率后，想按图丙（a）所示电路测定一个实验电源的电动势与内阻。向容器内倒入体积的盐溶液后，通过移动B板来改变A、B两板的间距x，读取电流表的示数I，记录多组数据，做出图像如图丙（b）所示。已知容器内部底面长度，可以求出电源的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留三位有效数字） （4）不考虑实验过程中的偶然误差，关于上述方法测得的电动势、内阻与真实值的关系，下列说法正确的是______。 A. 测得的电动势和内阻均比真实值大 B. 测得的电动势和内阻均比真实值小 C. 测得的电动势准确，内阻偏大 D. 测得的电动势偏大，内阻准确 【答案】（1） （2）增加 （3） ①. ②. （4）C 【解析】 【小问1详解】 因为灵敏电流计后来半偏，即 由于 联立解得 故填； 【小问2详解】 要使灵敏电流计的示数增大，盐溶液的电阻应减小，绝缘容器底面的长度不变，横截面应增大，所以应该增加倒入盐溶液的体积，故填增加； 【小问3详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律可知 整理得 则由题图丙（b）有 联立解得 故填3.07，138； 【小问4详解】 由实验图可知电流表与各元件为串联关系，由闭合电路欧姆定律得此实验方法测得实验电源的电动势准确，但此方法求得的内阻包含灵敏电流计的内阻，故内阻的测量值大于真实值，故选C。 三、解答题（共44分） 13. 高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积5L，锅盖中央有一横截面积 出气口，孔上盖有质量为m=80g的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达117℃时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，g取求∶ （1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少； （2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）依题意，限压阀刚被顶起时，锅内气体达到的最大压强，有 解得 （2）由查理定律，可得 又 ， 解得 锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为 14. 如图甲所示，空间中一半径为R的圆形区域（包括边界）内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场左侧宽度为R的区域里，大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子以相同的水平速度平行射入圆形磁场，其中从A点沿AO方向射入的粒子，恰好能从圆形磁场最高点M点飞出，已知过A、O两点的直线水平且是有带电粒子射出区域的中心线，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子的初速度大小； （2）求粒子在磁场中运动的最大时间差； （3）若在圆形磁场外部到O点的距离为的区域内加一电场，电场方向指向圆心O，如图乙所示。从电场外边界由静止释放一个上述粒子，该粒子仍能从A点进入磁场，粒子在第六次进入磁场后，恰好能第一次从A点射出磁场。求：沿电场方向的最大电势差。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由几何关系得 由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子的初速度大小为 （2）如图所示 由点入射的粒子运动时间最短；设运动轨迹对应的圆心角为，有 粒子做圆周运动的周期为 粒子运动的最短时间 同理，由点入射的粒子运动时间最长，对应的圆心角为，则最长时间为 故最大时间差为 （3）由题意可得，粒子每次在磁场中偏转 又 解得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 由动能定理有 解得 15. 如图所示，一传送带倾斜放置，其与水平面间的夹角，传送带顺时针匀速率运转，速度大小。传送带上表面PQ两点间的距离。时刻，物块1以初速度从Q点滑上传送带向下运动、物块2以初速度从P点滑上传送带向上运动，经过时间，物块1、2在传送带上M点（图中未画出）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知物块1的质量，其与传送带间的动摩擦因数；物块2的质量，其与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。 （1）求P点到M点间的距离； （2）求物块2从0时刻到离开传送带经历的时间t； （3）从0时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量。 【答案】（1）4m；（2）2.4s；（3）144J 【解析】 【详解】（1）对物块1受力分析，由牛顿第二定律有 解得 同理对物块2受力，由牛顿第二定律有 解得 故物块1沿斜面向下做匀加速运动，物块2沿斜面向上做匀速运动，则物块1的位移 物块2的位移 由位移关系 代入数据解得 （2）由（1）可知 则碰前物块1的速度 解得 碰撞过程，由动量守恒、机械能守恒，有 联立解得 则物块2将以10m/s的速度沿传送带向下做匀速直线运动直至离开传送带，向下运动的时间 解得 故运动总时间 （3）物块1下滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的滑动摩擦力 物块2在上滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的最大静摩擦力 电动机多消耗的能量等于传送带克服摩擦力做的功，则有 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $