精品解析：浙江省杭州市淳安县汾口中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题

汾口中学高二物理5月考试卷 一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分。） 1. 2024年2月27日，某电动垂直起降航空器完全模拟一家人从深圳蛇口邮轮母港飞至珠海九洲港码头，将单程2.5到3小时的地面车程缩短至20分钟。该航空器最大航程250公里，最大巡航速度200公里/小时，最多可搭载5人，则下列说法中正确的是（ ） A. 航程250公里代表位移 B. 最大巡航速度200公里/小时指的是瞬时速度大小 C. 计算航空器在两地飞行时间时不能视作质点 D. 航空器升空过程中，以某一乘客为参考系，其他乘客都向上运动 2. 下列说法符合物理学史的是（ ） A. 奥斯特发现了电磁感应现象 B. 赫兹预言了电磁波的存在 C. 法拉第最先提出了微观领域的能量量子化概念 D. 英国物理学家卡文迪许测量出了引力常量G的数值 3. 质量为m的链球在抛出前的运动情景如图所示，假设在运动员的作用下，链球与水平面成一定夹角的斜面上从1位置匀速转动到最高点2位置，则链球从1位置到2位置的过程中下列说法正确的是（ ） A. 链球需要的向心力保持不变 B. 链球在转动过程中机械能守恒 C. 运动员的手转动的角速度等于链球的角速度 D. 运动员的手转动的线速度大于链球的线速度 4. 图甲为某项链展示台，展示台可近似看成是与水平方向成角的斜面。项链由链条和挂坠组成，如图乙所示，其中完全相同的甲乙项链，链条穿过挂坠悬挂于斜面上，不计一切摩擦，则（ ） A. 链条受到挂坠的作用力是由链条的形变产生的 B. 挂坠的重力沿垂直斜面方向的分力就是斜面受到的压力 C. 甲项链链条对挂坠的作用力等于乙项链链条对挂坠的作用力 D. 减小斜面的倾角，甲乙项链链条受到的拉力都增大 5. 如图所示，以10m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，取，以下结论正确的是（　　） A. 物体的飞行时间是 B. 物体飞行的时间是2s C. 物体撞击斜面时的速度大小为20m/s D. 物体下降的距离是10m 6. 列车沿平直的道路做匀变速直线运动，在车厢顶部用细线悬挂一个小球，小球相对车厢静止时，细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（  ） A. 列车加速度的大小为 B. 列车加速度的大小为 C. 细线拉力的大小为 D. 细线拉力的大小为 7. 智能手表通常采用无线充电方式。如图甲所示，充电基座与220V交流电源相连，智能手表放置在充电基座旁时未充电，将手表压在基座上，无需导线连接，手表便可以充电（如图乙所示）。已知充电基座与手表都内置了线圈，则（　　） A. 无线充电时，手表内接收线圈中产生恒定的电流 B. 无线充电的原理是利用基座内的线圈发射电磁波传输能量 C. 无线充电时，手表内接收线圈中交变电流的频率与基座内发射线圈中交变电流的频率相同 D. 充电时，基座线圈的磁场对手表线圈中的电子施加力的作用，驱使电子运动 8. 2023年5月30日9时31分，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号”F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，载人飞船入轨后，于2023年5月30日16时29分，成功对接于空间站“天和”核心舱径向端口。发射“神舟十六号”载人飞船时，先将飞船发射到近地圆轨道1，在Q点点火，使其进入椭圆轨道2，到达P点时再次点火，将飞船送入圆轨道3，如图所示。已知地球的半径为R，P点距地球表面高度为h，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道1上与在轨道2上运行时周期比值为 B. 飞船应在Q点点火减速才能由圆轨道1变轨进入椭圆轨道2 C. 飞船应在P点点火加速才能由椭圆轨道2变轨进入圆轨道3 D. 飞船在轨道3上的运行速度大于第一宇宙速度 9. 在一块水平放置的很大的接地金属平板上方附近固定着一个正电荷Q，o、a、b、c、d为过正电荷所在位置的竖直平面上的五个点，位置如图所示，co小于od，则下列说法正确的是（ ） A. c点的场强和d点场强相同 B. o点的电势高于a点的电势 C. 电荷量为q的负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 电荷量为q的正电荷从c点移到d点电场力做正功 10. 如图所示，太阳能无人驾驶试验汽车，安装有的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为。车上安装有效率为电动机。该车在正常启动和行驶时仅由蓄能电池供电。某次，电动机以恒定的机械功率启动，汽车最大行驶速度为。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，比例系数为，则下面关于汽车的有关说法正确的是（　　） A. 以最大速度行驶时牵引力大小为 B. 比例系数K的值为 C. 保持的速度行驶至少需要有效光照 D. 若仅用太阳能电池板供电时获得的最大行驶速度达不到 11. 如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷口直径为，水流速度为，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水沿汽车表面散开。已知水的密度为。下列说法正确的是（　　） A. 高压水枪单位时间喷出的水的体积为 B. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为 C. 水柱对汽车的平均冲力为 D. 当高压水枪喷口出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车的压力变为原来的4倍 12. 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈接一电压为交流电，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，电动机带动一质量为的物块以速度匀速上升，电动机内部摩擦均可忽略，下列判断正确的是（　　） A. 电动机两端电压为，其消耗的电功率为 B. 原线圈电流为，变压器的输入功率为 C. 副线圈电压的有效值为，电动机的输入功率为 D. 电动机的效率为 13. 真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。则（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. 光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为30° C. 光从P点传播到M点的时间为 D. 仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 二、多选题（本题共2小题，每小题3分，共6分。） 14. 某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，此时处的质点刚开始振动，图乙为横坐标在1.5m处P点的振动图像。则（　　） A. 该波向左传播，波速2m/s B. L质点比N质点先到达波峰 C. 再经过3.5s质点P通过的路程为140cm D. 若在处有一质点Q，则再经3.5s质点Q第一次到达波谷 15. 如图1所示为研究光电效应的电路图，开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对，用不同的光分别照射光电管的阴极K，结果都能发生光电效应，图2为甲、乙、丙三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，已知电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是（　　） A. 同一介质中甲光的波长大于丙光的波长 B. 用甲光和乙光在同一装置做双缝干涉实验，甲光条纹间距大于乙光的条纹间距 C. 仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变小 D. 通过光电效应实验绘制图像（v为光的频率，Uc为遏止电压），可求得普朗克常量h 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 16. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图1所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么： （1）根据图1中所给的数据，应取图中O点到_______点来验证机械能守恒定律。 （2）从O点到（1）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量ΔEp=_______J，动能增加量ΔEk=___________J。（结果保留三位有效数字） （3）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的_______。 17. （1）a．小明在做实验时，发现一个色环电阻的外漆脱落，如图1所示，于是用多用电表测量该电阻Rx，正确的操作顺序是______。 A．把选择开关旋转到交流电压最高档 B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 D．把选择开关旋转到合适的档位，将红、黑表笔接触 E．把红黑表笔插入多用电表“+、-”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0 b．小明正确操作后，多用电表指针位置如图2所示，则Rx=______Ω。 c．小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图4所示。请你选择一组合理的数据点，求出该色环电阻的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）两个相同的电流表G1和G2按如图5所示的方式连接，晃动G1表，当指针向左偏时，静止的G2表的指针______（选填“向左偏”或“向右偏”或“来回振动”）。 四、解答题（本题共4小题，第18题9分。第19题10分，第20题10分。第21题10分共39分。） 18. 如图所示，质量为的小物体沿倾角为的足够长固定斜面向上经过A点时速度大小为8m/s，加速度大小为，物体与斜面间的动摩擦因数不变。求：（取，，） （1）物体与斜面间的动摩擦因数； （2）物体沿斜面下滑时的加速度大小； （3）物体从离开A点到回到A点所需的时间和再次回到A点时的速度大小。 19. 如图所示，质量为的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至P点，释放后滑块以一定速度从A点水平飞出后，恰好从B点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的水平面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道DE与水平面CD相切于D点。已知圆弧轨道BC的半径，AB两点的高度差，光滑圆BC对应的圆心角为，滑块与CD部分的动摩擦因数，，重力加速度。求： （1）弹簧压缩至P点时的弹性势能； （2）滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力； （3）滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道DE的半径满足的条件。 20. 如图所示，单匝线圈处于均匀减小的磁场中，磁通量变化率为，线圈电阻为，线圈通过开关、导线与两根足够长的平行光滑水平金属轨道相连，轨道宽为，图中虚线右侧存在垂直轨道向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，轨道上静止放置有两根相同的金属棒MN和PQ，质量均为，电阻均为，其中MN在磁场外，PQ在磁场内且距离磁场虚线边界，两部分磁场不会相互影响。不计连接线圈的导线和水平轨道的电阻，求： （1）开关闭合瞬间，PQ棒的加速度； （2）断开开关，给MN一个向右的初速度，求最终稳定时： ①PQ导体棒上产生的热量？ ②两金属棒的间距为多少？ 21. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直方向进入半径也为的圆柱形的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向平行于圆柱中心轴线（垂直于纸面）向外，电场的方向与磁场方向相反，电场强度。过点的直径沿竖直方向，没有加匀强电场时，离子经磁场偏转，最后垂直打在竖直放置的硅片上的点（点未画出）。已知离子的质量为，电荷量为，硅片到圆柱形磁场中心线之间的距离为，不计重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小。 （3）在硅片平面上，过竖直向上为轴，水平向内为轴，若静电分析器和加速电场整体向右平移，圆柱形区域电场和磁场都存在时，离子最后打在硅片上的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 汾口中学高二物理5月考试卷 一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分。） 1. 2024年2月27日，某电动垂直起降航空器完全模拟一家人从深圳蛇口邮轮母港飞至珠海九洲港码头，将单程2.5到3小时的地面车程缩短至20分钟。该航空器最大航程250公里，最大巡航速度200公里/小时，最多可搭载5人，则下列说法中正确的是（ ） A. 航程250公里代表位移 B. 最大巡航速度200公里/小时指的是瞬时速度大小 C. 计算航空器在两地飞行时间时不能视作质点 D. 航空器升空过程中，以某一乘客为参考系，其他乘客都向上运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．航程250公里代表路程，A错误； B．最大巡航速度200公里/小时指的是最大航行时的速度，是瞬时速度大小，B正确； C．航空器在两地之间飞行时，由于航空器本身的大小和形状对计算航行时间没有影响，可以看成质点，C错误； D．航空器升空过程中，以某一乘客为参考系，其他乘客都是静止的，D错误。 故选B。 2. 下列说法符合物理学史的是（ ） A. 奥斯特发现了电磁感应现象 B. 赫兹预言了电磁波的存在 C. 法拉第最先提出了微观领域的能量量子化概念 D. 英国物理学家卡文迪许测量出了引力常量G的数值 【答案】D 【解析】 【详解】A．法拉第首次发现了电磁感应现象，故A错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．普朗克最先提出了微观领域的能量量子化概念，故C错误； D．英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测量出了引力常量G的数值，故D正确。 故选D。 3. 质量为m的链球在抛出前的运动情景如图所示，假设在运动员的作用下，链球与水平面成一定夹角的斜面上从1位置匀速转动到最高点2位置，则链球从1位置到2位置的过程中下列说法正确的是（ ） A. 链球需要的向心力保持不变 B. 链球在转动过程中机械能守恒 C. 运动员的手转动的角速度等于链球的角速度 D. 运动员的手转动的线速度大于链球的线速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．链球从1位置匀速转动到最高点2位置，链球需要的向心力大小不变，但方向时刻发生改变，故A错误； B．链球在转动过程中动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，故B错误； CD．运动员的手转动的角速度等于链球的角速度，根据 可知运动员的手的线速度小于链球的线速度，故C正确，D错误。 故选C。 4. 图甲为某项链展示台，展示台可近似看成是与水平方向成角的斜面。项链由链条和挂坠组成，如图乙所示，其中完全相同的甲乙项链，链条穿过挂坠悬挂于斜面上，不计一切摩擦，则（ ） A. 链条受到挂坠的作用力是由链条的形变产生的 B. 挂坠的重力沿垂直斜面方向的分力就是斜面受到的压力 C. 甲项链链条对挂坠的作用力等于乙项链链条对挂坠的作用力 D. 减小斜面的倾角，甲乙项链链条受到的拉力都增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．链条受到挂坠作用力是由挂坠的形变产生的，故A错误； B．挂坠的重力沿垂直斜面方向的分力和斜面受到的压力不是同一种性质的力，不能说挂坠的重力沿垂直斜面方向的分力就是斜面受到的压力。故B错误； C．由共点力平衡的条件，项链链条对挂坠的作用力大小等于挂坠的重力沿斜面向下的分力。设挂坠质量为，斜面的倾角，两挂坠重力沿斜面向下的分力相同。因此甲项链链条对挂坠的作用力等于乙项链链条对挂坠的作用力。故C正确； D．甲乙项链链条受到的拉力 减小斜面的倾角，减小，甲乙项链链条受到的拉力都减小。故D错误。 故选C。 5. 如图所示，以10m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，取，以下结论正确的是（　　） A. 物体的飞行时间是 B. 物体飞行的时间是2s C. 物体撞击斜面时的速度大小为20m/s D. 物体下降的距离是10m 【答案】C 【解析】 【详解】AB．物体垂直撞在斜面上，根据速度分解有 解得 故AB错误； C．结合上述可知，物体撞击斜面时的速度大小为 故C正确； D．物体做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，则有 结合上述解得 故D错误。 故选C。 6. 列车沿平直的道路做匀变速直线运动，在车厢顶部用细线悬挂一个小球，小球相对车厢静止时，细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（  ） A. 列车加速度的大小为 B. 列车加速度的大小为 C. 细线拉力的大小为 D. 细线拉力的大小为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设列车的加速度大小为a，根据力的合成与分解以及牛顿第二定律有 得列车加速度的大小为 故A正确，B错误； CD．根据 得 故CD错误。 故选A。 7. 智能手表通常采用无线充电方式。如图甲所示，充电基座与220V交流电源相连，智能手表放置在充电基座旁时未充电，将手表压在基座上，无需导线连接，手表便可以充电（如图乙所示）。已知充电基座与手表都内置了线圈，则（　　） A. 无线充电时，手表内接收线圈中产生恒定的电流 B. 无线充电的原理是利用基座内的线圈发射电磁波传输能量 C. 无线充电时，手表内接收线圈中交变电流的频率与基座内发射线圈中交变电流的频率相同 D. 充电时，基座线圈的磁场对手表线圈中的电子施加力的作用，驱使电子运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．无线充电时，基座中的线圈通过的是正弦式交变电流，其产生的磁场也是正弦式交变磁场，由法拉第电磁感应定律可知，该变化磁场在手表内接收线圈中产生的电流也是正弦式交变电流，故A错误； B．无线充电的原理是基座内的线圈电流变化，产生变化的磁场，导致手表内部线圈中的磁通量发生改变，线圈产生感应电流，与变压器，互感器的原理相同，故B错误； C．互感现象中，手表内线圈中交变电流的频率与基座内线圈中交变电流的频率相同，故C正确； D．根据上述解释，基座线圈的磁场变化产生感应电场，驱动放置在感应电场中的手表中的线圈内部的电子做定向运动，形成电流，故D错误。 故选C。 8. 2023年5月30日9时31分，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号”F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，载人飞船入轨后，于2023年5月30日16时29分，成功对接于空间站“天和”核心舱径向端口。发射“神舟十六号”载人飞船时，先将飞船发射到近地圆轨道1，在Q点点火，使其进入椭圆轨道2，到达P点时再次点火，将飞船送入圆轨道3，如图所示。已知地球的半径为R，P点距地球表面高度为h，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道1上与在轨道2上运行时的周期比值为 B. 飞船应在Q点点火减速才能由圆轨道1变轨进入椭圆轨道2 C. 飞船应在P点点火加速才能由椭圆轨道2变轨进入圆轨道3 D. 飞船在轨道3上的运行速度大于第一宇宙速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可得 则飞船在轨道1上与在轨道2上运行时的周期比值为 故A正确； B．飞船应在Q点点火加速才能由圆轨道1变轨进入椭圆轨道2，故B错误； C．飞船应在P点点火加速才能由椭圆轨道2变轨进入圆轨道3，故C正确； D．根据万有引力提供向心力可得 解得 可知飞船在轨道3上的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选AC。 9. 在一块水平放置的很大的接地金属平板上方附近固定着一个正电荷Q，o、a、b、c、d为过正电荷所在位置的竖直平面上的五个点，位置如图所示，co小于od，则下列说法正确的是（ ） A. c点的场强和d点场强相同 B. o点的电势高于a点的电势 C. 电荷量为q的负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 电荷量为q的正电荷从c点移到d点电场力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于金属板位于正电荷所形成的电场中，因此将发生静电感应，达到静电平衡后金属板的表面将是一个等势面，则金属板上方的电场线垂直金属板向下，其等势面的分布如图所示 由图可知c点的等差等势面比d点的更密集，因此c点的场强比d点场强大，故A错误； BC．a、o、b三点共线且垂直金属板，则a、o、b三点所在直线为电场中的一条电场线，且方向由a指向b，而沿着电场线的方向电势降低，由此可知o点的电势低于a点的电势，b点的电势低于a点的电势，而带负电的电荷在电势低的地方电势能大，则电荷量为q的负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故BC错误； D．由于c点的电势高于d点的电势，当将电荷量为q的正电荷从c点移到d点的过程中，电场力做正功，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，太阳能无人驾驶试验汽车，安装有的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为。车上安装有效率为电动机。该车在正常启动和行驶时仅由蓄能电池供电。某次，电动机以恒定的机械功率启动，汽车最大行驶速度为。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，比例系数为，则下面关于汽车的有关说法正确的是（　　） A. 以最大速度行驶时牵引力大小为 B. 比例系数K的值为 C. 保持的速度行驶至少需要有效光照 D. 若仅用太阳能电池板供电时获得的最大行驶速度达不到 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，最大速度为，由恒定功率启动汽车可知 代入数据解得 A错误； B．当汽车最大行驶速度行驶时，牵引力等于阻力，设空气阻力与速度的关系为 则有 代入数据解得 B错误； C．根据公式，由能量守恒可知 解得 C错误； D．当直接用太阳能电池板供电时获得的最大行驶速度有 解得 D正确。 故选D。 11. 如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷口直径为，水流速度为，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水沿汽车表面散开。已知水的密度为。下列说法正确的是（　　） A. 高压水枪单位时间喷出的水的体积为 B. 高压水枪单位时间喷出水的质量为 C. 水柱对汽车的平均冲力为 D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车的压力变为原来的4倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．高压水枪单位时间喷出水的质量等于单位时间内喷出的水柱的质量，即 单位时间喷出的水的体积为 故AB错误； C．水柱对汽车的平均冲力为F，由动量定理得 即 解得 故C错误； D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，结合C选项分析可知，喷出的水对汽车的压力变为原来的4倍，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈接一电压为交流电，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，电动机带动一质量为的物块以速度匀速上升，电动机内部摩擦均可忽略，下列判断正确的是（　　） A. 电动机两端电压为，其消耗的电功率为 B. 原线圈电流为，变压器的输入功率为 C. 副线圈电压的有效值为，电动机的输入功率为 D. 电动机的效率为 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．原线圈两端的电压为 根据理想变压器电压与线圈匝数关系有 解得副线圈两端的电压为 电动机两端电压与副线圈两端的电压相等，则电动机两端电压为，消耗的电功率为 根据理想变压器电流线圈匝数关系有 解得原线圈电流为 电动机发热消耗的功率为 电动机输出的机械功率为 电动机的输入功率为 根据理想变压器的功率关系可知变压器的变压器的输入功率为，故ABC错误； D．电动机输入的总功率 电动机的效率为 故D正确。 故选D。 13. 真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。则（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. 光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为30° C. 光从P点传播到M点的时间为 D. 仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 【答案】C 【解析】 【详解】A．光路图如图所示 结合几何关系可有 玻璃砖的折射率 联立解得 故A错误； B．光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为 故B错误； C．设光在玻璃砖中的传播时间为，在真空中的传播时间为，则有 光从P点传播到M点的时间为 故C正确； D．根据 根据几何关系 解得 所以当时，光在玻璃砖内侧面能发生全反射，故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共2小题，每小题3分，共6分。） 14. 某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，此时处的质点刚开始振动，图乙为横坐标在1.5m处P点的振动图像。则（　　） A. 该波向左传播，波速为2m/s B. L质点比N质点先到达波峰 C. 再经过3.5s质点P通过的路程为140cm D. 若在处有一质点Q，则再经3.5s质点Q第一次到达波谷 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，0.25s时P点向y轴正方向运动，根据“上下坡法”，该波向右传播，波速为 A错误； B．由图甲，L质点向y轴正方向运动，N质点向y轴负方向运动，则L质点比N质点先到达波峰，B正确； C．质点P从时第一次回到平衡位置需要0.75s，即。又 则再经过3.5s质点P通过的路程为 C错误； D．再经3.5s，处质点的振动形式传播到 则再经3.5s质点Q第一次到达波谷，D正确。 故选BD。 15. 如图1所示为研究光电效应的电路图，开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对，用不同的光分别照射光电管的阴极K，结果都能发生光电效应，图2为甲、乙、丙三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，已知电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是（　　） A. 同一介质中甲光的波长大于丙光的波长 B. 用甲光和乙光在同一装置做双缝干涉实验，甲光条纹间距大于乙光的条纹间距 C. 仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变小 D. 通过光电效应实验绘制图像（v为光的频率，Uc为遏止电压），可求得普朗克常量h 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程得 eUc=Ekm=hν-W0 可知遏止电压的大小只与入射光频率有关，频率越大，遏止电压越大。由图可知甲、丙两种光的频率相同，乙光的频率最大，同一介质中甲、丙两种光波长相同，乙光的波长最小，根据 可知用甲光和乙光在同一装置做双缝干涉实验，甲光的条纹间距大于乙光的条纹间距，故A错误，B正确； C．仅将滑片P向b端移动，光电管加的是正向电压，电场力做正功，光电子向A板运动的过程中动能变大，故C错误； D．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程得 eUc =hν-W0 变形得 可知图像的斜率为，e是常数，从而可求得普朗克常量，故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 16. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图1所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么： （1）根据图1中所给的数据，应取图中O点到_______点来验证机械能守恒定律。 （2）从O点到（1）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量ΔEp=_______J，动能增加量ΔEk=___________J。（结果保留三位有效数字） （3）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的_______。 【答案】 ①. B ②. 1.88 ③. 1.84 ④. A 【解析】 【详解】（1）[1]实验需要验证重物重力势能的减少量与动能的增加量相等，需要求出重物的速度，根据题图1结合匀变速直线运动的推论可以求出打B点时重物的瞬时速度，因此应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律。 （2）[2]从O点到B点，对应的重物重力势能的减少量 ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×19.20×10-2 J≈1.88 J [3]打B点时重物的瞬时速度为 vB== m/s=1.92 m/s 从O点到B点，对应的重物动能增加量 ΔEk==×1.00×1.922 J≈1.84 J （3）[4]重物下落过程，由机械能守恒定律得 mgh=mv2 整理得 =gh g是定值，则与h成正比，故选A。 17. （1）a．小明在做实验时，发现一个色环电阻的外漆脱落，如图1所示，于是用多用电表测量该电阻Rx，正确的操作顺序是______。 A．把选择开关旋转到交流电压最高档 B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 D．把选择开关旋转到合适的档位，将红、黑表笔接触 E．把红黑表笔插入多用电表“+、-”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0 b．小明正确操作后，多用电表的指针位置如图2所示，则Rx=______Ω。 c．小林用电流表内接法和外接法分别测量了该色环电阻的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图4所示。请你选择一组合理的数据点，求出该色环电阻的电阻为______Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）两个相同的电流表G1和G2按如图5所示的方式连接，晃动G1表，当指针向左偏时，静止的G2表的指针______（选填“向左偏”或“向右偏”或“来回振动”）。 【答案】（1） ①. EDBCA ②. 3000 ③. 3.1×103 （2）向左偏 【解析】 【小问1详解】 a[1]正确的操作顺序是： E．把红黑表笔插入多用电表“+、-”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0 D．把选择开关旋转到合适的档位，将红、黑表笔接触 B．调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点 C．把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数 A．把选择开关旋转到交流电压最高档 故选EDBCA。 b[2]待测电阻的阻值为 Rx=30×100Ω=3000Ω c[3]待测电阻阻值约为3000Ω，是大电阻，因此电流表选用内接法更合理，而内接法测量值偏大，图像的斜率偏大，所以选择图中标记为“o”的数据，因此该电阻的阻值为 【小问2详解】 由于两个电表构成了串联电路，如图所示，当G1表指针向左偏时，根据右手定则，在G1表中产生逆时针的感应电流，在G2表中感应电流的方向为顺时针，根据左手定则，G2表的指针也将向左偏。 四、解答题（本题共4小题，第18题9分。第19题10分，第20题10分。第21题10分共39分。） 18. 如图所示，质量为的小物体沿倾角为的足够长固定斜面向上经过A点时速度大小为8m/s，加速度大小为，物体与斜面间的动摩擦因数不变。求：（取，，） （1）物体与斜面间的动摩擦因数； （2）物体沿斜面下滑时的加速度大小； （3）物体从离开A点到回到A点所需的时间和再次回到A点时的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）物体沿斜面向上运动过程中，由牛顿第二定律 代入数据得 （2）物体沿斜面向下运动过程中，由牛顿第二定律 代入数据得 （3）物体沿斜面向上运动过程 物体沿斜面向下运动过程 得 物体从离开A点到回到A点 19. 如图所示，质量为的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至P点，释放后滑块以一定速度从A点水平飞出后，恰好从B点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的水平面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道DE与水平面CD相切于D点。已知圆弧轨道BC的半径，AB两点的高度差，光滑圆BC对应的圆心角为，滑块与CD部分的动摩擦因数，，重力加速度。求： （1）弹簧压缩至P点时的弹性势能； （2）滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力； （3）滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道DE的半径满足的条件。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）或 【解析】 【详解】（1）弹簧的弹性势能转化为滑块的动能 由题意 解得 （2）滑块由B点到C点由动能定理得 又 根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可得，滑块到达圆弧未端C时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。 （3）滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一到达与圆心等高处时速度恰好为零；二是到达半圆弧轨道最高点。 ①到达与圆心等高处时速度恰好为零 由动能定理得 解得 ②滑块能够到达半圆弧轨道最高点 由动能定理得 最高点，重力恰好提供向心力 解得 综上，或时，滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动。 20. 如图所示，单匝线圈处于均匀减小的磁场中，磁通量变化率为，线圈电阻为，线圈通过开关、导线与两根足够长的平行光滑水平金属轨道相连，轨道宽为，图中虚线右侧存在垂直轨道向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，轨道上静止放置有两根相同的金属棒MN和PQ，质量均为，电阻均为，其中MN在磁场外，PQ在磁场内且距离磁场虚线边界，两部分磁场不会相互影响。不计连接线圈的导线和水平轨道的电阻，求： （1）开关闭合瞬间，PQ棒的加速度； （2）断开开关，给MN一个向右的初速度，求最终稳定时： ①PQ导体棒上产生的热量？ ②两金属棒的间距为多少？ 【答案】（1）10m/s2，方向向右；（2）①0.2J；②0.6m 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，单匝线圈产生的感应电动势 闭合开关后根据闭合电路欧姆定律 而 联立解得 所以流过金属棒的电流 代入得到 对 由牛顿第二定律 联立解得 方向向右； （2）两金属棒组成的系统动量守恒定律，有 联立解得 ①两导体棒损失的动能转化内能 ②对，在安培力作用下加速，由动量定理 而又因为 所以 联立解得 另外根据闭合电路欧姆定律 而根据法拉第电磁感应定律 得到 联立以上几式解得 所以最终两棒间距 21. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直方向进入半径也为的圆柱形的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向平行于圆柱中心轴线（垂直于纸面）向外，电场的方向与磁场方向相反，电场强度。过点的直径沿竖直方向，没有加匀强电场时，离子经磁场偏转，最后垂直打在竖直放置的硅片上的点（点未画出）。已知离子的质量为，电荷量为，硅片到圆柱形磁场中心线之间的距离为，不计重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小。 （3）在硅片平面上，过竖直向上为轴，水平向内为轴，若静电分析器和加速电场整体向右平移，圆柱形区域电场和磁场都存在时，离子最后打在硅片上的坐标。 【答案】（1），；（2）；（3）。 【解析】 【详解】（1）离子加速电场加速后，根据动能定理 解得 离子在圆弧形静电分析器中，根据牛顿第二定律 解得 （2）从点进入圆形磁场后，垂直打在竖直放置的硅片上的点，方向偏转，故粒子在磁场中的轨迹半径也为，根据牛顿第二定律 解得 （3）电场和磁场都存在时，粒子将做螺旋线运动，由电场产生的沿轴方向的运动为初速为0的匀加速直线运动，由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动，以由磁场产生沿纸面的运动为匀速圆周运动为研究过程，如图所示 由图中几何关系可得 即 粒子在磁场中的时间为 粒子由电场产生的加速度为 粒子沿电场方向通过的位移为 粒子离开磁场到打在硅片上的时间为 故粒子打在硅片上的坐标为 粒子离开磁场时，沿电场方向的速度为 粒子离开磁场到打在硅片上沿电场方向的位移为 故粒子打在硅片上的坐标为 粒子最后打到硅片上的坐标为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$