精品解析：湖北省部分重点中学2024-2025学年高三上学期开学学情测评联考物理试卷

物理试卷 本试题卷共9页，15题，全卷满分100分。考试用时75分钟。 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粘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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是（　　） A. 电风扇 B. 电熨斗 C. 发电机 D. 电磁起重机 2. 福岛核电站核泄漏事故过去将近十年，其核危害至今仍未消除。核泄漏中的放射性元素钚具有致癌和增加遗传性病变的危害，钚的一种同位素出的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 衰变过程总质量不变 B. 衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生的 C. γ射线是波长很短的光子，它的贯穿本领比α射线的强 D. 核泄漏中的钚渗入深海中后，半衰期将变长 3. 足球比赛中，某足球运动员长传足球，由于水平恒定风力的作用，足球在空中飞行的轨迹如图所示。位置1、3足球在同一高度，位置2足球在最高点，在位置3时足球速度刚好竖直向下，则足球速度最小的位置（　　） A. 在位置1和位置2之间某位置 B. 在位置2 C. 在位置2和位置3之间某位置 D. 在位置3 4. 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） 10 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. 火星公转周期是地球的倍 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. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A。问：电动机启动时，车灯的功率减少了多少（　　） A. 22.4W B. 448W C. 224W D. 44.8W 7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块（可视为质点）落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，小物块与陶罐内壁间的动摩擦因数为μ，且它和O点的连线与OO′之间的夹角为θ，转动角速度为ω，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 当时，小物块与陶罐内壁间的弹力为mgcosθ B. 当时，小物块与陶罐内壁间的弹力为 C. 当时，小物块与陶罐内壁间的摩擦力沿罐壁向上 D. 当时，小物块将向陶罐上沿滑动 8. 智能手机中的电子指南针利用了重力传感器和霍尔元件来确定地磁场的方向。某个智能手机中固定着一个矩形薄片霍尔元件，四个电极分别为E、F、M、N，薄片厚度为h，在E、F间通入恒定电流I、同时外加与薄片垂直的匀强磁场B， M、N间的电压为UH，已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. N板电势高于M板电势 B. 磁感应强度越大，UH越大 C. 增加薄片厚度h，UH增大 D. 将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势 9. 为等边三角形，是三角形的中心，是的中点。图（a）中，A、B、C三个顶点处各放置电荷量相等的点电荷，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；图（b）中，A、B、C三个顶点处垂直纸面各放置一根电流大小相等的长直导线，其中A、B处电流方向垂直纸面向里，C处电流方向垂直纸面向外。下列说法正确的是（　　） A. 图（a）中，沿着直线从O到D电势逐渐升高 B. 图（a）中，沿着直线从O到D各点的电场方向相同，且由指向 C. 图（b）中，沿着直线从O到D各点的磁场方向相同，且垂直向左 D. 图（b）中，点的磁感应强度大于点的磁感应强度 10. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量都为m，轻绳足够长。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 当A的位移为h时，B的速度大小为 B. 运动过程中B的机械能在增大 C. 运动过程中B的加速度大小为 D. 运动过程中绳上拉力为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 图（a）是用双缝干涉测量光的波长的实验装置。 （1）测量过程中，下列说法正确的是__________。 A. 换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离增大 B. 把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离增大 C. 把屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离减小 （2）在某次测量中，测量头如图（b）所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为__________mm；转动手轮，使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹的中心，由螺旋测微器再读出一读数。 （3）若实验测得第1条亮条纹到第4条亮条纹中心间的距离x=0.960mm，已知双缝间距d=1.5mm，双缝到屏的距离l=1.00m，则对应的光波波长λ=__________nm（保留3位有效数字）。 12. 探究杆线摆。如图双线摆（下图）也是一种单摆，它的优点是可以把摆球的运动轨迹约束在个确定的平面上。现把双线摆的其中一根悬线，换成一根很轻的硬杆，组成一个“杆线摆”，如下图所示。杆线摆可以绕着悬挂轴OO′来回摆动，杆与悬挂轴OO′垂直，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。某实验小组为探究在相同摆长下、摆角很小时，“杆线摆”的周期T跟等效重力加速度的关系，设计了如下实验： （1）测量斜面倾斜角θ。如图，铁架台上装一重垂线。在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，则此时摆杆是水平的。把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，绕立柱摆动的钢球实际上是在一倾斜平面上运动。测出静止时摆杆与重垂线的夹角为β，则该倾斜平面与水平面的夹角θ=__________。 （2）测量周期T。让杆线摆做小偏角下的振动，用停表测量完成20次全振动所用的时间t，则周期T=__________。同样的操作进行三次，取平均值作为该周期的测量值。 （3）记录数据。改变铁架台的倾斜程度，测出不同倾斜程度下斜面倾斜角θ的值以及该倾角下杆线摆的周期T，把各组θ和T的值填在实验数据表格中。取g=9.8m/s2，计算a=gsinθ的值作为表格中的一列，再计算的值，得到表格中的另一列，如下表所示： 次数 斜面倾角θ（°） 周期T/s 等效重力加速度周期 a=gsinθ/（m·s-2） 1 11.0 2.52 1.87 0.731 2 14.5 2.11 2.45 0.639 3 19.0 1.83 3.19 0.560 4 22.5 1.73 3.75 0.516 5 25.5 1.62 4.22 0.487 6 29.0 150 4.75 0459 （4）数据处理。在下图中以周期T为纵坐标轴、以___________为横坐标轴建立坐标系，并把以上表格中相应的各组数据在坐标系中描点、作图_____。 （5）得出结论。根据该图线可知：__________。 13. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（视为理想气体）。粗细均匀的细管上端的压力传感器能感知细管中的空气压力，从而控制进水量。初始时，洗衣缸和细管内的水面等高。封闭的空气长度，周围环境的热力学温度为300K。已知管内空气温度始终保持与周围环境的温度相同，水的密度，大气压强恒为，取重力加速度大小。 （1）当封闭的空气长度时，洗衣缸刚好停止进水，求洗衣缸内的水面上升的高度； （2）若周围环境温度变为285K，且注水结束时洗衣缸和细管内的水面高度差和（1）中的相同，求此时细管内空气的长度 14. 2022年第24届冬季奥运会在北京和张家口成功举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，被大家喻为冰上“国际象棋”。冰壶比赛的场地如图所示。冰壶被挪出后将沿冰道的中心线PO滑行，最终进入右端的圆形营垒，比赛结果以冰壶最终静止时距营垒中心O的远近决定胜负。当对手的冰壶停止在营垒内时，可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击，使对手的冰壶滑出营垒区。某次比赛中，对方冰壶C静止在营垒中心点O，本方冰壶B静止在冰道中心线PO上，离O点有一定的距离。运动员将本方冰壶A在投掷线处以某一初速度投出，冰壶A沿PO滑行并与本方冰壶B发生正碰，冰壶B继续沿PO滑行并与冰壶C发生正碰，最终冰壶C停在O点右侧处。已知冰壶的质量都相等，冰壶与冰面间的动摩擦因数均为，投掷线中点与营垒区中心O点之间距离为，，冰壶可视为质点，不计空气阻力。忽略冰壶发生碰撞时的机械能损失。求： （1）冰壶的A初速度为多大？ （2）若在冰壶B运动过程中，运动员以刷冰的方式使得冰壶B与冰面间的动摩擦因数减小为，最终冰壶C停在O点右侧处，求开始时冰壶B的位置与O点之间的距离s。 15. 间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为的定值电阻，导体棒垂直于导轨放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为和t的单位分别是米和秒）。已知导体棒质量为，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，求： （1）在时间内，通过导体棒的电荷量； （2）在时间内，T形支架对导体棒做的功； （3）当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理试卷 本试题卷共9页，15题，全卷满分100分。考试用时75分钟。 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粘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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是（　　） A. 电风扇 B. 电熨斗 C. 发电机 D. 电磁起重机 【答案】C 【解析】 【详解】A．电扇的主要元件是电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动工作的，A不符合题意。 B．电熨斗是利用电流的热效应工作的，B不符合题意。 C．发电机是利用电磁感应现象工作的，C符合题意。 D．电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，选项D不符合题意。 故选C。 2. 福岛核电站核泄漏事故过去将近十年，其核危害至今仍未消除。核泄漏中的放射性元素钚具有致癌和增加遗传性病变的危害，钚的一种同位素出的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 衰变过程总质量不变 B. 衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生的 C. γ射线是波长很短的光子，它的贯穿本领比α射线的强 D. 核泄漏中的钚渗入深海中后，半衰期将变长 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．衰变过程中，由于放出能量，总质量减少，A错误； B．衰变放出的是由原子核内两个质子两个中子组团放出的，B错误； C．γ射线是波长很短的光子，它的贯穿本领比α射线的强，能穿透几厘米厚的铅板，C正确； D．半衰期非常稳定，不受周围环境变化的影响，D错误。 故选C。 3. 足球比赛中，某足球运动员长传足球，由于水平恒定风力的作用，足球在空中飞行的轨迹如图所示。位置1、3足球在同一高度，位置2足球在最高点，在位置3时足球速度刚好竖直向下，则足球速度最小的位置（　　） A. 在位置1和位置2之间某位置 B. 在位置2 C. 在位置2和位置3之间某位置 D. 在位置3 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，由功能关系可知，小球运动速度最小的位置，应是速度与重力和风力合力垂直的位置，这个位置在位置2和位置3之间某位置。 故选C。 4. 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。 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. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A。问：电动机启动时，车灯的功率减少了多少（　　） A. 22.4W B. 448W C. 224W D. 44.8W 【答案】D 【解析】 【详解】电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压为 车灯两端电压即路端电压，则车灯的功率为 根据欧姆定律可知，车灯的电阻为 电动机启动瞬间，车灯两端电压为 车灯的功率为 所以车灯减少的功率为 故选D。 7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块（可视为质点）落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，小物块与陶罐内壁间的动摩擦因数为μ，且它和O点的连线与OO′之间的夹角为θ，转动角速度为ω，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 当时，小物块与陶罐内壁间的弹力为mgcosθ B. 当时，小物块与陶罐内壁间的弹力为 C. 当时，小物块与陶罐内壁间的摩擦力沿罐壁向上 D. 当时，小物块将向陶罐上沿滑动 【答案】B 【解析】 【详解】对物块受力分析可知，物块受重力、支持力和静摩擦力，三个力的合力使物块做水平面上的圆周运动，转动的角速度不一样，物块所受的支持力大小和静摩擦力大小方向都不同，若静摩擦力为零，根据正交分解和牛顿第二定律可得 解得 AB．故当时，有小物块与陶罐内壁间的弹力为 A错误，B正确; C．当时，小物块与陶罐内壁间的摩擦力为零，C错误； D．小物块将向陶罐上沿滑动的临界条件为物块受沿切向向下的最大静摩擦力，则 解得 当时，小物块并未向陶罐上沿滑动，D错误。 故选B。 8. 智能手机中的电子指南针利用了重力传感器和霍尔元件来确定地磁场的方向。某个智能手机中固定着一个矩形薄片霍尔元件，四个电极分别为E、F、M、N，薄片厚度为h，在E、F间通入恒定电流I、同时外加与薄片垂直的匀强磁场B， M、N间的电压为UH，已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. N板电势高于M板电势 B. 磁感应强度越大，UH越大 C. 增加薄片厚度h，UH增大 D. 将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．根据左手定则，电流的方向向里，带正电的载流子受力的方向指向N端，故带正电的载流子向N端偏转，则N点电势高，故A正确； B．设左右两个表面相距为d，载流子所受的电场力等于洛仑兹力，即 设材料单位体积内载流子的个数为n，材料截面积为S，则 ， 解得 令 则 所以若保持电流I恒定，则M、N间的电压UH与磁感虑强度B成正比，故B正确； C．根据 可知增加薄片厚度h，UH减小，故C错误； D．若磁场和电流分别反向，依据左手定则，带正电的载流子仍向N端偏转，则N板电势仍高于M板电势，故D错误。 故选AB。 9. 为等边三角形，是三角形的中心，是的中点。图（a）中，A、B、C三个顶点处各放置电荷量相等的点电荷，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；图（b）中，A、B、C三个顶点处垂直纸面各放置一根电流大小相等的长直导线，其中A、B处电流方向垂直纸面向里，C处电流方向垂直纸面向外。下列说法正确的是（　　） A. 图（a）中，沿着直线从O到D电势逐渐升高 B. 图（a）中，沿着直线从O到D各点电场方向相同，且由指向 C. 图（b）中，沿着直线从O到D各点的磁场方向相同，且垂直向左 D. 图（b）中，点的磁感应强度大于点的磁感应强度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图（a）中，从O到D的方向上，离正电荷越来越近，离负电荷越来越远，所以电势逐渐升高，A正确； B．图（a）中，由场强矢量合成可知，OD直线上，三个电荷的合场强由D指向O，B错误； C．图（b）中，由安培定则及矢量合成法则，可知OD直线上，A、B直导体棒的合磁场方向水平向右，C直导体棒的磁场方向水平向右，所以，三个导体棒的合磁场方向水平向右，C错误； D．图（b）中，A、B导体棒在点的合磁感应强度为，A、B导体棒在点的合磁感应强度不为0，且水平向右；且C导体棒在O点的磁感应强度也大于其在D点的磁感应强度，且水平向右，故点的磁感应强度大于点的磁感应强度，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量都为m，轻绳足够长。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 当A的位移为h时，B的速度大小为 B. 运动过程中B的机械能在增大 C. 运动过程中B的加速度大小为 D. 运动过程中绳上拉力为 【答案】AD 【解析】 【详解】CD．设绳中张力为，B的加速度大小为，由滑轮组之间的关系可知，A的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对A、B受力分析可知 解得 A．绳中张力为 可知B向下运动，A向上运动，且运动过程中，当A的位移为h时，根据系统机械能守恒可知 解得 A正确； B．在运动过程中A、B机械能守恒，A的重力势能增加、动能增加，即A的机械能增加，则B的机械能减小，B错误。 故选AD 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 图（a）是用双缝干涉测量光的波长的实验装置。 （1）测量过程中，下列说法正确的是__________。 A. 换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离增大 B. 把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离增大 C. 把屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离减小 （2）在某次测量中，测量头如图（b）所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为__________mm；转动手轮，使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹的中心，由螺旋测微器再读出一读数。 （3）若实验测得第1条亮条纹到第4条亮条纹中心间的距离x=0.960mm，已知双缝间距d=1.5mm，双缝到屏的距离l=1.00m，则对应的光波波长λ=__________nm（保留3位有效数字）。 【答案】（1）B （2）1.130 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．双缝干涉条纹间距公式为，换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离减小，故A错误； B．由于红光的波长大于绿光的波长，把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离增大，故B正确； C．把屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离增大，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 螺旋测微器的读数为 1mm+0.01×13.0mm=1.130mm 【小问3详解】 相邻亮条纹的间距为 由，得 12. 探究杆线摆。如图双线摆（下图）也是一种单摆，它的优点是可以把摆球的运动轨迹约束在个确定的平面上。现把双线摆的其中一根悬线，换成一根很轻的硬杆，组成一个“杆线摆”，如下图所示。杆线摆可以绕着悬挂轴OO′来回摆动，杆与悬挂轴OO′垂直，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。某实验小组为探究在相同摆长下、摆角很小时，“杆线摆”的周期T跟等效重力加速度的关系，设计了如下实验： （1）测量斜面倾斜角θ。如图，铁架台上装一重垂线。在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，则此时摆杆是水平的。把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，绕立柱摆动的钢球实际上是在一倾斜平面上运动。测出静止时摆杆与重垂线的夹角为β，则该倾斜平面与水平面的夹角θ=__________。 （2）测量周期T。让杆线摆做小偏角下的振动，用停表测量完成20次全振动所用的时间t，则周期T=__________。同样的操作进行三次，取平均值作为该周期的测量值。 （3）记录数据。改变铁架台的倾斜程度，测出不同倾斜程度下斜面倾斜角θ的值以及该倾角下杆线摆的周期T，把各组θ和T的值填在实验数据表格中。取g=9.8m/s2，计算a=gsinθ的值作为表格中的一列，再计算的值，得到表格中的另一列，如下表所示： 次数 斜面倾角θ（°） 周期T/s 等效重力加速度周期 a=gsinθ/（m·s-2） 1 11.0 2.52 1.87 0.731 2 14.5 2.11 2.45 0.639 3 19.0 1.83 3.19 0.560 4 22.5 1.73 3.75 0.516 5 25.5 1.62 4.22 0.487 6 290 1.50 4.75 0.459 （4）数据处理。在下图中以周期T为纵坐标轴、以___________为横坐标轴建立坐标系，并把以上表格中相应的各组数据在坐标系中描点、作图_____。 （5）得出结论。根据该图线可知：__________。 【答案】 ①. 90°-β ②. ③. ④. 见解析 ⑤. 在误差允许范围内，杆线摆在摆长一定情况下，T和或正比，即周期跟等效重力加速度的平方根成正比。 【解析】 【详解】（1）由几何关系可知，该倾斜平面与水平面的夹角 θ＝90°－ β （2）停表测量完成20次全振动所用的时间t，则周期 （4）[1] [2] 根据单摆周期公式可知 可知，在图中以周期T为纵坐标轴、以为横坐标轴建立坐标系，作图如图 （5）根据该图线可知：在误差允许范围内，杆线摆在摆长一定的情况下，T和成正比，即周期跟（等效）重力加速度的平方根成反比。 13. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（视为理想气体）。粗细均匀的细管上端的压力传感器能感知细管中的空气压力，从而控制进水量。初始时，洗衣缸和细管内的水面等高。封闭的空气长度，周围环境的热力学温度为300K。已知管内空气温度始终保持与周围环境的温度相同，水的密度，大气压强恒为，取重力加速度大小。 （1）当封闭的空气长度时，洗衣缸刚好停止进水，求洗衣缸内的水面上升的高度； （2）若周围环境的温度变为285K，且注水结束时洗衣缸和细管内的水面高度差和（1）中的相同，求此时细管内空气的长度 【答案】（1）50.5cm；（2）9.5cm 【解析】 【详解】（1）由玻意耳定律，有 解得 又 解得 h＝50cm 洗衣缸内的水面上升的高度 （2）由理想气体状态方程有 根据题意知 解得 L＝9.5cm 14. 2022年第24届冬季奥运会在北京和张家口成功举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，被大家喻为冰上“国际象棋”。冰壶比赛的场地如图所示。冰壶被挪出后将沿冰道的中心线PO滑行，最终进入右端的圆形营垒，比赛结果以冰壶最终静止时距营垒中心O的远近决定胜负。当对手的冰壶停止在营垒内时，可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击，使对手的冰壶滑出营垒区。某次比赛中，对方冰壶C静止在营垒中心点O，本方冰壶B静止在冰道中心线PO上，离O点有一定的距离。运动员将本方冰壶A在投掷线处以某一初速度投出，冰壶A沿PO滑行并与本方冰壶B发生正碰，冰壶B继续沿PO滑行并与冰壶C发生正碰，最终冰壶C停在O点右侧处。已知冰壶的质量都相等，冰壶与冰面间的动摩擦因数均为，投掷线中点与营垒区中心O点之间距离为，，冰壶可视为质点，不计空气阻力。忽略冰壶发生碰撞时的机械能损失。求： （1）冰壶的A初速度为多大？ （2）若在冰壶B运动过程中，运动员以刷冰的方式使得冰壶B与冰面间的动摩擦因数减小为，最终冰壶C停在O点右侧处，求开始时冰壶B的位置与O点之间的距离s。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设冰壶A、B、C的质量分别为、、，则 以冰壶A为研究对象，设从投出到与B碰撞的这一过程位移为，与B碰撞前速度大小为，根据动能定理有 A、B发生弹性碰撞，设碰后A的速度大小为，B的速度大小为，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 以冰壶B为研究对象，设从与A碰后到与C碰撞的这一过程的位移为，与C碰撞前速度大小为，根据动能定理有 B、C发生弹性碰撞，同理可知碰后C的速度大小为 以冰壶C为研究对象，从碰后到停止，根据动能定理有 根据位移关系有 解得 （2）以冰壶A为研究对象，从投出到与B碰撞的这一过程的位移为，设与B碰撞前速度大小为，根据动能定理有 A、B发生弹性碰撞，同理可知碰后 B的速度大小为 以冰壶B为研究对象，从与A碰后到与C碰撞的这一过程的位移为s，设与C碰撞前速度大小为，根据动能定理有 B、C发生弹性碰撞，同理可知碰后C的速度大小为 以冰壶C为研究对象，从碰后到停止，根据动能定理有 解得 15. 间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为的定值电阻，导体棒垂直于导轨放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为和t的单位分别是米和秒）。已知导体棒质量为，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，求： （1）在时间内，通过导体棒的电荷量； （2）在时间内，T形支架对导体棒做的功； （3）当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度。 【答案】（1）0.25C；（2）；（3）或 【解析】 【详解】（1）设简谐运动周期为，根据 和 ，得 在 内，导体棒运动的位移大小 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过导体棒的电荷量 联立解得 q=0.25C （2）根据关系式，可得t时刻导体棒的速度 ① 通过导体棒感应电流 联立解得 ② 根据①②可知 ， 在 内，设T形支架对导体棒做功为，电阻R上产生的热量为Q。根据功能关系，有 联立解得 （3）根据①式，可得t时刻导体棒的加速度 导体棒受到的安培力 分析可知，导体棒在平衡位置的右侧向右运动的某一时刻，T形支架对导体棒的作用力可以为0，此时，根据牛顿第二定律，有 联立解得 根据简谐运动的对称性可知，导体棒在平衡位置的左侧向左运动的某一时刻，T形支架对导体棒的作用力也可以为0，此时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$