精品解析：2025届广西壮族自治区河池市八校协作体高三上学期一模物理试题

2025届“贵百河—武鸣高中”9月高三年级摸底考试 物理 （考试时间：75分钟 满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷、答题卡上。 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、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出10种不同频率的光子 B. 放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性 C. 质子和中子间存在核力，质子和质子间存在相互排斥的电磁力不存在核力 D. 核反应方程属于原子核人工转变 2. 如图所示，用一根细绳跨过铁钉将一块小黑板悬挂在墙壁上，细绳的两端固定在小黑板边缘两点A、B上。小黑板静止时，铁钉两侧细绳与竖直方向的夹角分别为α、β。细绳质量不计，细绳与铁钉接触处摩擦不计，则关于夹角α、β大小关系正确的是（　　） A. 若A点高于B点，则α>β B. 若B点高于A点，则α>β C. 不论A点与B点高度关系如何，均有α=β D. 只有A点与B点等高时，才有α=β 3. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带负电，粒子b、c带正电 B. 粒子c在磁场中的速度最大 C. 粒子c在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 4. 如图所示，某同学将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图上的1、2、3。若忽略空气阻力，在三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（ ） A. 轨迹为1的物体重力的冲量最大 B. 轨迹为3的物体在最高点的速度最小 C. 轨迹为2的物体在最高点的动能最大 D. 三个物体单位时间内速度变化量不同 5. 随着第24届冬奥会的成功举办，北京成为世界上首个“双奥之城”。将冬奥会上某次冰壶的运动简化如下：可视为质点的冰壶从A点以某一初速度被推出后，沿直线AE做匀减速直线运动，恰好停在营垒中心E点处。已知AB=BC=CD=DE，冰壶在D点时的速度为vD，通过DE段的时间为t，则冰壶（　　） A. 离开A点时的速度大小为4vD B. 减速的时间大于2t C. 通过AE段的平均速度等于C点的瞬时速度 D. 通过AD段的平均速度是DE段平均速度的3倍 6. 如图所示的图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态，最后回到状态A。其中和平行于横轴，和平行，延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体分子热运动的平均动能不变 B. 过程气体单位体积内分子数增加 C. 过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少 D. 整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 7. 2021年5月，我国天问一号着陆器顺利降落在火星乌托邦平原，实现了我国首次火星环绕、着陆、巡视探测三大目标，一次性实现这三大目标在人类历史上也是首次。已知火星与太阳的距离是地球与太阳距离的1.5倍，火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，火星与地球均视为质量均匀的球体，它们的公转轨道近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度 B. 天问一号着陆器在火星上受到的重力约为在地球上受到重力的 C. 火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 D. 火星公转的加速度约为地球公转加速度的 8. 在一均匀介质中，波源坐标分别为和的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。两波源在时刻同时开始振动，时的波形图如图所示。此时位于和处的两个质点都恰好开始振动，则（ ） A. 两列简谐波波速的大小均为0.02m/s B. 时，处的质点向下振动 C. 时，处的质点的位移大小为0.4cm D. 两列波均传播到处时，该质点振动始终减弱 9. 如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头C在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ） A. 当时，电压表的示数为零 B. AB间输入电压的瞬时值 C. 滑动触头C向上移动时，R两端的电压增大 D. 变阻器滑片P向上移动时，AB间输入功率减小 10. 如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为，经过B点的速度大小为，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了，已知A、B两点间的距离为，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则（　　） A. 带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减少 B. A点的电势低于B点的电势 C. A、B两点间的电势差为 D. 匀强电场的电场强度为 二、非选择题：本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题8分，第13题10分，第14题12分，第15题18分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无验算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. （1）多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路： A.用图甲方案测量小灯泡的电阻 B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度 C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压 D.用图丁方案测量二极管的正向电阻 已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是__________（选填“A”、“B”、“C”、“D”） （2）利用电流表（不理想，内阻等于5Ω）和电压表（不理想，内阻未知）测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 ①应该选择的实验电路是图中的__________（选填“戊”或“己”）。 ②有如下滑动变阻器提供： A.滑动变阻器（0～1Ω） B.滑动变阻器（0～20Ω） C.滑动变阻器（0～100Ω） 滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）。 12. 小华同学利用图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律。所用器材包括：装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下： a．将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差 b．将质量为m的铁球放在钢尺末端，保持静止状态 c．将手机位于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目 d．迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落 e．传感器记录声音振幅随时间的变化曲线 （1）声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔______s。 （2）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：______（用m、h、t表示）。 （3）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果______（选填“有”或“没有”）影响。 （4）小明同学认为应将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间。你认为哪位同学的时间测量结果更准确，请简要说明理由______。 （5）若已知铁球质量为100g，，则下落过程中铁球减小的重力势能______J，增加的动能______J（结果保留三位有效数字）。据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。 13. 在测量玻璃砖折射率实验中，选择长方体玻璃砖，玻璃砖截面ABCD如图所示。AB边长为30cm，AD边长为8.0cm，已经测得玻璃砖折射率为。实验中某同学用一束细激光自O点射入玻璃砖，已知OA=6.0cm，求： （1）为使激光恰好照射到D点，求激光在AB面上入射角的正弦值； （2）保持（1）入射角不变，把入射点向A移动，当新的入射点距A的距离为4.0cm时，判断激光束第一次自玻璃砖射出点的位置并计算该点到D点的距离。 14. 2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，赢得全场7个10分，并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度，并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度，跳台距水面高度，运动员质量，重力加速度，空气阻力不计。求： （1）运动员距离跳台的最高距离； （2）运动员完成规定动作允许的最长时间； （3）运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。 15. 如图甲所示，水平面上固定着间距为l=1m的两条平行直轨道，其中CE、DF段轨道是绝缘的，其它轨道均为不计电阻的导体，AB之间有一个“3V 9W”的灯泡L，CD的右侧轨道内分布着垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场，该磁场的磁感应强度的大小B1随时间的变化情况如图乙所示，EF的左侧轨道内分布着垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为B2=2T。t=0时刻，质量为m1=2kg、电阻为r1=1Ω的a棒静止在距离导轨右端d1=2m处，质量为m2=1kg、电阻为r2=3Ω的b棒在距离EF左侧d2=2m处被一种特定的装置锁定，两棒均长为l=1m，且与轨道接触良好。CD右侧的轨道与棒间的动摩擦因数为μ=0.2，CD左侧的轨道光滑且足够长，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑轨道连接处的阻碍。t=1s时，对a棒施加水平向左、大小为F=8N的恒力，在离开B1磁场区域时已达到稳定的速度，过CD后撤去恒力。当a棒接触到b棒时，b棒的锁定装置迅速解除，随后两棒碰撞并粘在一起成为一个整体。不考虑灯泡阻值的变化。求： （1）t=1s时，灯泡L的功率及a棒所受摩擦力的大小； （2）a棒刚进入B2磁场时，b棒两端的电势差U； （3）b棒在整个过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届“贵百河—武鸣高中”9月高三年级摸底考试 物理 （考试时间：75分钟 满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷、答题卡上。 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、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出10种不同频率的光子 B. 放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性 C. 质子和中子间存在核力，质子和质子间存在相互排斥的电磁力不存在核力 D. 核反应方程属于原子核人工转变 【答案】B 【解析】 【详解】A．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出4种不同频率的光子，选项A错误； B．放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性，选项B正确； C．每个核子跟它邻近的核子间都存在核力，选项C错误； D．是核聚变反应方程，选项D错误。 故选B。 2. 如图所示，用一根细绳跨过铁钉将一块小黑板悬挂在墙壁上，细绳的两端固定在小黑板边缘两点A、B上。小黑板静止时，铁钉两侧细绳与竖直方向的夹角分别为α、β。细绳质量不计，细绳与铁钉接触处摩擦不计，则关于夹角α、β大小关系正确的是（　　） A. 若A点高于B点，则α>β B. 若B点高于A点，则α>β C. 不论A点与B点高度关系如何，均有α=β D. 只有A点与B点等高时，才有α=β 【答案】C 【解析】 【详解】由于细绳与铁钉接触处摩擦不计，则OA绳与OB绳中张力大小相等，两力的合力竖直向上，所以两力的水平分力相等，因此不论A点与B点高度关系如何，均有 C正确。 故选C。 3. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带负电，粒子b、c带正电 B. 粒子c在磁场中的速度最大 C. 粒子c在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误； BC．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 得 粒子c的轨迹半径最小，速度最小，所以粒子c的加速度最小，故BC错误； D．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 且 解得 三个带电粒子的质量和电荷量都相等，故三个粒子在同一磁场中运动的周期相等，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，某同学将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图上的1、2、3。若忽略空气阻力，在三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（ ） A. 轨迹为1的物体重力的冲量最大 B. 轨迹为3的物体在最高点的速度最小 C. 轨迹为2的物体在最高点的动能最大 D. 三个物体单位时间内速度变化量不同 【答案】A 【解析】 【详解】A．三个物体做斜抛运动，则由斜抛运动规律，在竖直方向上可得 可知竖直方向上距离最高的物体运动时间最长，所以轨迹为1的物体运动时间最长。而重力的冲量为 由于三个物体质量相同，则轨迹为1的物体重力的冲量最大，故A正确； B．根据斜抛运动规律，水平方向有 由于轨迹为3的物体运动时间最短，水平位移最大，所以轨迹为3的物体水平速度最大，在轨迹最高点时竖直速度为零，所以轨迹为3的物体在最高点的速度最大，故B错误； C．物体在最高点的动能为 轨迹为3的物体水平速度最大，则轨迹为3的物体在最高点的动能最大，故C错误； D．三个物体的加速度均为g，则三个物体的速度变化量均为 则三个物体单位时间内速度变化量相同，故D错误。 故选A。 5. 随着第24届冬奥会的成功举办，北京成为世界上首个“双奥之城”。将冬奥会上某次冰壶的运动简化如下：可视为质点的冰壶从A点以某一初速度被推出后，沿直线AE做匀减速直线运动，恰好停在营垒中心E点处。已知AB=BC=CD=DE，冰壶在D点时的速度为vD，通过DE段的时间为t，则冰壶（　　） A. 离开A点时的速度大小为4vD B. 减速的时间大于2t C. 通过AE段的平均速度等于C点的瞬时速度 D. 通过AD段的平均速度是DE段平均速度的3倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．冰壶减速到零，可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动， 根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系，可知冰壶通过DE、AD段所用的时间之比为1：1，可得冰壶减速的时间等于2t，冰壶通过A点时的速度为2vD，故AB错误； C．冰壶通过D点为AE段的中间时刻，故通过D点的速度等于AE段的平均速度，故C错误。 D．通过AD段的平均速度为 通过DE段的平均速度为 可知通过AD段的平均速度是DE段平均速度的3倍，故D正确。 故选D。 6. 如图所示的图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态，最后回到状态A。其中和平行于横轴，和平行，延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体分子热运动的平均动能不变 B. 过程气体单位体积内分子数增加 C. 过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少 D. 整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知过程p和V均减小，由 可知过程降低，分子平均动能减小，故A错误； B．过程体积增大，故气体分子数密度减小，故B错误； C．过程为等压压缩过程，由 可知过程降低，分子平均动能减小，分子对器壁的平均碰撞力减小，分子数密度变大，可知单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数增多，故C错误； D．直线和平行于横轴，直线和平行，图线与轴围成的面积表示功，过程外界对气体做功与过程气体对外界做功 过程气体对外界做功与过程外界对气体做功 即全过程 由 有 故整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，选项D正确。 故选D。 7. 2021年5月，我国天问一号着陆器顺利降落在火星乌托邦平原，实现了我国首次火星环绕、着陆、巡视探测三大目标，一次性实现这三大目标在人类历史上也是首次。已知火星与太阳的距离是地球与太阳距离的1.5倍，火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，火星与地球均视为质量均匀的球体，它们的公转轨道近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度 B. 天问一号着陆器在火星上受到的重力约为在地球上受到重力的 C. 火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 D. 火星公转的加速度约为地球公转加速度的 【答案】B 【解析】 【详解】A．天问一号要脱离地球引力，则发射速度要大于地球的第二宇宙速度，故A错误； B．根据重力等于万有引力，即 可知，则火星陆器在火星上受到的重力约为在地球上受到重力的，故B正确； C．第一宇宙速度 则火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的，故C错误； D．根据牛顿第二定律，公转加速度 则火星公转的加速度约为地球公转加速度的，故D错误。 故选B。 8. 在一均匀介质中，波源坐标分别为和的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。两波源在时刻同时开始振动，时的波形图如图所示。此时位于和处的两个质点都恰好开始振动，则（ ） A. 两列简谐波波速的大小均为0.02m/s B. 时，处的质点向下振动 C. 时，处的质点的位移大小为0.4cm D. 两列波均传播到处时，该质点振动始终减弱 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图像可知，两列波的波长均为0.4cm，周期均为 T=2×0.1s=0.2s 故波速 故A正确； BC．t=0.2s时，T波源的振动形式刚传播到0.2cm处，且速度向上为最大。S波源的波使0.2cm处的质点运动到波谷位置，且速度为0。根据波的叠加原理知，t=0.2s时，0.2cm处的质点向上振动，位移大小为0.2cm，故BC错误； D．两波源在0.25cm处的波程差为零，且相位相差π，所以该质点振动始终减弱，故D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头C在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ） A. 当时，电压表的示数为零 B. AB间输入电压的瞬时值 C. 滑动触头C向上移动时，R两端的电压增大 D. 变阻器滑片P向上移动时，AB间输入功率减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电压表的示数为有效值，则当t=1×10-2s时，电压表的示数一定不为零，故A错误； B．由图可知，交变电压的峰值为Um=220V，周期T=2×10-2s，则角速度 AB间输入电压的瞬时值为 故B正确； C．根据变压器电压关系 当滑动触头C向上移动时，n2变大，所以R两端的电压增大，故C正确； D．滑动变阻器滑片P向上移动时，R减小，R两端的电压不变，根据 可知变压器次级功率变大，则输入功率变大，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为，经过B点的速度大小为，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了，已知A、B两点间的距离为，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则（　　） A. 带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减少 B. A点的电势低于B点的电势 C. A、B两点间的电势差为 D. 匀强电场的电场强度为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．依题意，粒子从A运动到B的过程中，水平向右做减速运动，竖直向下做加速运动，则粒子受到的电场力指向左下方，如图所示 电场力F与初速方向成钝角，可知粒子在电场力反方向上做匀减速、在垂直于电场力方向上做匀速运动，所以粒子的速度先变小后变大，电场力对粒子先做负功后做正功，电势能先增加后减少，故A正确； B．因，根据动能定理，从A到B的过程中，电场力做正功，则电势能减小，所以粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，又因为粒子带负电，所以A点的电势小于B点的电势，故B正确； C．设两点间的电势差为，由动能定理 解得 故C正确； D．电场强度等于A、B两点间的电势差与沿电场线方向的距离之比，依题意可知电场的电场强度的方向与电场力的方向相反，指向右上方，不在方向上，即A、B两点沿电场线方向的距离小于L，匀强电场的电场强度大于，故D错误。 故选ABC。 二、非选择题：本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题8分，第13题10分，第14题12分，第15题18分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无验算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. （1）多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路： A.用图甲方案测量小灯泡的电阻 B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度 C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压 D.用图丁方案测量二极管的正向电阻 已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是__________（选填“A”、“B”、“C”、“D”） （2）利用电流表（不理想，内阻等于5Ω）和电压表（不理想，内阻未知）测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 ①应该选择的实验电路是图中的__________（选填“戊”或“己”）。 ②有如下滑动变阻器提供： A.滑动变阻器（0～1Ω） B.滑动变阻器（0～20Ω） C.滑动变阻器（0～100Ω） 滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）。 【答案】 ①. AC##CA ②. 己 ③. B 【解析】 【详解】（1）[1]A．图甲方案电阻所在回路已经断开，则可以测量电阻，不会损坏仪器，故A正确； B．图乙方案多用电表极性接错，不但无法测量，而且会损坏仪器，故B错误； C．图丙方案接法正确，可以测量电压，故C正确； D．图丁方案，不但极性接错，而且二极管所在电路处于通电状态，不但无法测量，而且会损坏仪器，故D错误。 故选AC。 （2）①[2]为了尽量减小实验误差，电流表内阻已知，故采用己方案。 ②[3]由于电流表有5Ω的内阻，电源有一定数值的待测内阻，为了电路调节明显，滑动变阻器应选B。 12. 小华同学利用图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律。所用器材包括：装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下： a．将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差 b．将质量为m的铁球放在钢尺末端，保持静止状态 c．将手机位于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目 d．迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落 e．传感器记录声音振幅随时间的变化曲线 （1）声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔______s。 （2）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：______（用m、h、t表示）。 （3）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果______（选填“有”或“没有”）影响。 （4）小明同学认为应将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间。你认为哪位同学的时间测量结果更准确，请简要说明理由______。 （5）若已知铁球质量为100g，，则下落过程中铁球减小的重力势能______J，增加的动能______J（结果保留三位有效数字）。据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。 【答案】（1）0.4 （2） （3）没有 （4）小明，因为将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间，两次手机接收声音滞后的时间几乎相等，时间间隔测量更准确。 （5） ①. 0.760 ②. 0.722 【解析】 【小问1详解】 由图可知，时间间隔为 【小问2详解】 铁球下落过程中，设下落时间为t，落地速度为v，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度可得 则 铁球增加的动能为 下落过程中铁球减小的重力势能为 若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式 【小问3详解】 铁球在竖直方向上做自由落体运动，铁球下落的时间由高度决定，若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，不会影响铁球的落地时间，故对实验测量结果没有影响； 【小问4详解】 略； 【小问5详解】 [1]下落过程中铁球减小的重力势能为 [2]下落过程中铁球增加的动能为 13. 在测量玻璃砖折射率实验中，选择长方体玻璃砖，玻璃砖截面ABCD如图所示。AB边长为30cm，AD边长为8.0cm，已经测得玻璃砖折射率为。实验中某同学用一束细激光自O点射入玻璃砖，已知OA=6.0cm，求： （1）为使激光恰好照射到D点，求激光在AB面上入射角的正弦值； （2）保持（1）入射角不变，把入射点向A移动，当新的入射点距A的距离为4.0cm时，判断激光束第一次自玻璃砖射出点的位置并计算该点到D点的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由几何关系可得折射角的正弦为 可知折射角为37°。 根据折射定律有 激光在AB面上入射角的正弦值为 （2）把入射点向A移动，当新的入射点距A的距离为4.0cm时，根据全反射的临界角 可知全反射的临界角为45°，由几何关系知，此时光线在AD面上入射角为53°，可知光在AD面的E点发生全反射，经DC下表面的F点第一次从玻璃砖射出，由几何关系知 可解得 激光束第一次自玻璃砖射出点到D点的距离为。 14. 2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，赢得全场7个10分，并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度，并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度，跳台距水面高度，运动员质量，重力加速度，空气阻力不计。求： （1）运动员距离跳台的最高距离； （2）运动员完成规定动作允许的最长时间； （3）运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。 【答案】（1）0.05m；（2）1.4s；（3），2008N 【解析】 【详解】（1）运动员起跳后做竖直上抛运动，到最高点则有 解得 （2）运动员从起跳到最高点所用时间t1为 运动员从最高点到距水面1.6m处所用时间t2为 代入数据解得 运动员完成规定动作允许的最长时间为 （3）运动员入水时，由速度位移关系公式可得 代入数据解得入水时速度大小为 运动员入水后至水深h处，由速度位移关系公式可得 代入数据解得 运动员入水后至水深h处的过程中，受到重力mg和水的平均作用力F，由牛顿第二定律可得 解得平均作用力F的大小为 15. 如图甲所示，水平面上固定着间距为l=1m的两条平行直轨道，其中CE、DF段轨道是绝缘的，其它轨道均为不计电阻的导体，AB之间有一个“3V 9W”的灯泡L，CD的右侧轨道内分布着垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场，该磁场的磁感应强度的大小B1随时间的变化情况如图乙所示，EF的左侧轨道内分布着垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为B2=2T。t=0时刻，质量为m1=2kg、电阻为r1=1Ω的a棒静止在距离导轨右端d1=2m处，质量为m2=1kg、电阻为r2=3Ω的b棒在距离EF左侧d2=2m处被一种特定的装置锁定，两棒均长为l=1m，且与轨道接触良好。CD右侧的轨道与棒间的动摩擦因数为μ=0.2，CD左侧的轨道光滑且足够长，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑轨道连接处的阻碍。t=1s时，对a棒施加水平向左、大小为F=8N的恒力，在离开B1磁场区域时已达到稳定的速度，过CD后撤去恒力。当a棒接触到b棒时，b棒的锁定装置迅速解除，随后两棒碰撞并粘在一起成为一个整体。不考虑灯泡阻值的变化。求： （1）t=1s时，灯泡L的功率及a棒所受摩擦力的大小； （2）a棒刚进入B2磁场时，b棒两端的电势差U； （3）b棒在整个过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）4W，4N；（2）3V；（3）2.25J 【解析】 【详解】（1）内，磁场增强，由楞次定律判断，棒的电流方向为向上，由法拉第电磁感应定律可知 灯泡的电阻为 由闭合电路欧姆定律可知，感应电流大小为 灯泡的功率为 时，棒的安培力大小为 因为最大静摩擦力为 故棒不动，此时棒所受静摩擦力大小为。 （2）棒离开时已达到稳定速度，此时有 其中 联立解得 棒以的速度冲入的匀强磁场，产生的感应电动势大小为 棒两端的电势差为 （3）设棒与棒碰撞前瞬间的速度大小为，以棒为研究对象，由动量定理有 可得棒在与棒相撞前的速度大小为 由能量守恒定律，从棒刚进入磁场开始到、棒碰撞前瞬间，棒减少的动能转化为焦耳热，则 所以棒在整个过程中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $