精品解析：河南省部分重点高中2024-2025学年高三上学期9月大联考物理试题

2025年普通高等学校全国统一模拟招生考试 9月联考物理 全卷满分100分，考试时间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，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. “嫦娥六号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时不同表面会产生不同的压电效应（即由压力产生电荷的现象）。如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 石英是非晶体 B. 石英没有确定熔点 C. 石英内部分子按照一定的规律排列，具有空间上的周期性 D. 其导热性在不同表面也一定不同 2. 某喷灌机进行农田喷灌的示意图如图所示，喷头出水速度的大小和方向均可调节。设喷头出水速度大小为，方向与水平地面的夹角为θ，忽略喷头距离地面的高度及空气阻力，现要灌溉更远处的农田，下列操作一定可行的是（　　） A. 仅增大 B. 仅减小 C. 仅减小θ D. 仅增大θ 3. 北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要加速 C. 在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D. 在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 4. 地铁靠站时要用列车车体和屏蔽门之间安装的光电传感器辅助。其示意图如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流会发生变化，工作电路立即报警。光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，氢原子能级图如图乙所示，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图像。下列说法正确的是（　　） A. 该光电管阴极材料的逸出功可能为1.50eV B. a光的频率低于b光的频率 C. 经同一障碍物时，b光比a光更容易发生明显衍射现象 D. 若部分光线被遮挡，则放大器电流将增大，从而引发报警 5. 如图所示，质量为1kg的小球（可视为质点）和a、b两根细绳相连，两绳分别固定在竖直转轴上两点，其中a绳长，小球随转轴一起在水平面内匀速转动。当两绳都拉直时，a、b两绳和转轴的夹角，。现保持两根绳均拉直，在ω缓慢增大的过程中，系统对小球做的功最多为（　　）（不计空气阻力，） A J B. 5J C. J D. J 6. 如图甲所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O点电势为，上表面中心P点电势为。下列说法正确的是（　　） A. 一个小立方体在O点产生的电势为 B. 上层一个小立方体在P点产生的电势为 C. 现撤去上层一个小立方体，如图乙所示，则O点电势为 D. 现撤去上层一个小立方体，如图乙所示，则P点电势为 7. 在某户外大型实景演出中，为了做出灯光特效，工作人员在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为6m，已知水的折射率，要想在水面看到如图所示的灯光效果，细灯带到水面的最远距离为（　　） A. m B. m C. m D. m 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某实验小组仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面有绝缘漆）绕制了两个线圈、，构成如图所示电路，其中干电池，交流电源，当置于2、置于4时，电压表④的示数为12V，不计导线电阻及损耗，灯泡L始终未损坏，下列说法正确的是（　　） A. 由实验数据可算得，线圈、的匝数比为1∶2 B. 由实验数据可算得，线圈、的匝数比为 C. 置于3，当从2扳到1后，灯泡L亮度不变 D 置于3，当从0扳到1后，灯泡L先变亮后熄灭 9. 如图甲所示，在光滑水平面上有质量均为m的A、B、C三个小球，A、B两球分别用两根长为L的轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连。弹簧的弹性势能为，已知弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 释放弹簧后，A、B、C三个小球组成的系统动量守恒 B. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，A球的位移大小为 C. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，C球的位移大小为 D. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，C球的速度大小为 10. 如图所示，和为同一水平面内足够长的平行金属导轨，导轨间距为1m，空间存在竖直向下的磁场，左、右两侧磁场的磁感应强度大小分别为、。质量均为0.2kg的金属杆a、b位于两侧，且距足够远，垂直于导轨放置，对a杆施加一水平向左大小为5N的恒力F使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终与导轨垂直并良好接触，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为0.5Ω，两杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 若将b杆锁定在导轨上，a杆的最终速度为0.5m/s B. b杆刚要运动时，a杆的速度大小为0.25m/s C. 足够长时间后，回路的面积保持不变 D. 足够长时间后，回路的电流为1.8A 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω，实验室提供的器材如下： A.电流表A1（量程为20mA，内阻RA1约为20Ω） B.电流表A2（量程为3mA，内阻RA2=20Ω） C.定值电阻R1=980Ω D.定值电阻R2=1980Ω E.滑动变阻器R（0~20Ω） F.蓄电池E（电动势6V，内阻很小） G.开关S，导线若干 （1）部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为______，电表2为______，定值电阻为______（填写器材前的字母编号）； （2）下列关于该实验电路图中的滑动变阻器接法，应选择______（填字母）； A. B. （3）LED灯正常工作时，电流表A1的读数记为I1，电流表A2的读数记为I2，则LED灯电阻表达式Rx=______（用已知量字母和测量量字母表示）。 12. 某物理课外小组利用图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，图中置于实验台上的长木板水平放置，滑块左端通过纸带连接打点计时器（未画出），木板右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的滑块相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共个。 （1）实验开始前，______（填“需要”或“不需要”）在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使滑块可以在木板上匀速下滑；______（填“需要”或“不需要”）满足滑块质量远大于钩码质量； （2）将n（依次取，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余（）个钩码仍留在滑块内；用手按住滑块并使轻绳与木板平行；接通打点计时器电源，释放滑块，得到一条纸带如图乙所示，已知打点计时器的打点周期为T，则通过以上测量数据可表示加速度______； （3）利用步骤（2）的数据在图丙中作出图像，利用图像求得滑块与木板间的动摩擦因数为______；（保留2位有效数字，重力加速度取m/s） （4）若利用上述实验装置验证加速度与合外力的关系，重新调试实验装置，并进行正确的实验操作后，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 图线不再是直线 B. 图线仍是直线，且该直线过原点 C. 图线仍是直线，且该直线的斜率变小 13. 图甲为声波悬浮仪，上方圆柱体中，电信号通过压电陶瓷转换成同频率的声信号，发出声波，下方圆柱体将接收到的声波信号反射回去。两列声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图乙所示情形，图乙为时刻两列声波的波形图，P、Q为波源，此时两列波恰好分别传播到点、点。已知声波传播的速度为340m/s，求： （1）该声波的频率； （2）在s时间内，点O处质点的路程。 14. 电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描（PET）及正电子湮灭能谱学（PAS）的物理基础，是指电子和正电子以等大反向的速度碰撞后湮灭的过程，如图所示，平面直角坐标系xOy内的P点在x轴上，且，Q点在负y轴上某处。在第Ⅰ象限内有平行于y轴向下的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一半径为L的圆形磁场区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，在第Ⅳ象限内有一未知的矩形区域（图中未画出），未知矩形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场。一速度大小为的正电子从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，最后从P点射出电场区域；另一速度大小为（未知）的电子从Q点沿与y轴正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的正电子正碰发生湮灭。已知正、负电子质量均为m、电荷量大小均为e，重力不计。求： （1）圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和正电子到达P点时的速度大小； （2）为确保两电子发生湮灭，两电子分别从A点、Q点释放的时间差； （3）未知矩形磁场区域的最小面积S。 15. 如图所示，带电量、质量的滑块|以m/s的速度滑上静置在光滑水平面上的质量kg的绝缘木板，滑块与木板间的动摩擦因数，一段时间后滑块与木板以共同速度进入方向水平向左的电场区域，以水平面为x轴、电场区域左侧竖直边界为y轴建立直角坐标系，不同位置的电场强度大小E随x变化的规律为，其中V/m2。滑块可视为质点，电量保持不变，且始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度m/s2。求： （1）滑块与木板进入电场前因摩擦产生的热量； （2）滑块进入电场后即将与木板产生相对滑动时的横坐标x1与此时滑块的速度大小； （3）已知滑块与木板在电场中未再次达到共同速度，则滑块从进入电场到向左运动到速度最大的过程中，电场力对其做的功和滑块向左运动过程中的最大速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年普通高等学校全国统一模拟招生考试 9月联考物理 全卷满分100分，考试时间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，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. “嫦娥六号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时不同表面会产生不同的压电效应（即由压力产生电荷的现象）。如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 石英是非晶体 B. 石英没有确定的熔点 C. 石英内部分子按照一定的规律排列，具有空间上的周期性 D. 其导热性在不同表面也一定不同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．晶体有确定的熔点，石英是单晶体，有确定的熔点，故AB错误； C．组成晶体的微粒，按照一定的规律排列，具有空间上的周期性，故C正确； D．由题意知，石英晶体具有各向异性的压电效应，但导热性不一定具有各向异性，故D错误。 故选C。 2. 某喷灌机进行农田喷灌的示意图如图所示，喷头出水速度的大小和方向均可调节。设喷头出水速度大小为，方向与水平地面的夹角为θ，忽略喷头距离地面的高度及空气阻力，现要灌溉更远处的农田，下列操作一定可行的是（　　） A. 仅增大 B. 仅减小 C. 仅减小θ D. 仅增大θ 【答案】A 【解析】 【详解】初速度可以分解为 ， 水在空中运动的时间为 则水平射程为 根据数学知识可知仅增大或者仅减小时，不一定增大。 故选A。 3. 北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要加速 C. 在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D. 在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥六号的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s。故A错误； BC．嫦娥六号在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，嫦娥六号的机械能减小，则在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能不相等。故BC错误； D．由开普勒第二定律可知，在轨道2上运行经过P点时的速度小于经过Q点时的速度。故D正确。 故选D。 4. 地铁靠站时要用列车车体和屏蔽门之间安装的光电传感器辅助。其示意图如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流会发生变化，工作电路立即报警。光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，氢原子能级图如图乙所示，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图像。下列说法正确的是（　　） A. 该光电管阴极材料的逸出功可能为1.50eV B. a光的频率低于b光的频率 C. 经同一障碍物时，b光比a光更容易发生明显衍射现象 D. 若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警 【答案】B 【解析】 【详解】A．n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时释放的能量分别为 辐射出的三种光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，所以该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV，故A错误； B．根据 a光的遏止电压低于b光的遏止电压，a光的频率低于b光的频率，故B正确； C．a光的频率低于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，经同一障碍物时，a光比b光更容易发生明显衍射现象，故C错误； D．若部分光线被遮挡，光电子减少，则放大器的电流将减小，从而引发报警，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，质量为1kg的小球（可视为质点）和a、b两根细绳相连，两绳分别固定在竖直转轴上两点，其中a绳长，小球随转轴一起在水平面内匀速转动。当两绳都拉直时，a、b两绳和转轴的夹角，。现保持两根绳均拉直，在ω缓慢增大的过程中，系统对小球做的功最多为（　　）（不计空气阻力，） A. J B. 5J C. J D. J 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，设当b绳刚好拉直，小球运动的线速度大小为，则有 ，， 联立，解得 m/s 设当a绳刚好要松弛，即 时，小球运动的线速度大小为，则有 ， 联立，解得 m/s 可知，在保持两根绳均拉直的过程中，系统对小球做的功为 解得 J 故选C。 6. 如图甲所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O点电势为，上表面中心P点电势为。下列说法正确的是（　　） A. 一个小立方体在O点产生的电势为 B. 上层一个小立方体在P点产生的电势为 C. 现撤去上层一个小立方体，如图乙所示，则O点电势为 D. 现撤去上层一个小立方体，如图乙所示，则P点电势为 【答案】D 【解析】 【详解】A．每个小立方体在O点产生的电势相等，故一个小立方体在O点产生的电势为 A错误； B．上层一个小立方体在P点产生的电势为 B错误； C．现撤去上层一个小立方体，则O点电势为 P点电势为 C错误，D正确。 故选D。 7. 在某户外大型实景演出中，为了做出灯光特效，工作人员在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为6m，已知水的折射率，要想在水面看到如图所示的灯光效果，细灯带到水面的最远距离为（　　） A. m B. m C. m D. m 【答案】B 【解析】 【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值 则 灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图甲所示，根据几何关系可得 则一个点发出的光在水面上能看到半径为r的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图乙所示，等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足 由于图中有空缺，可得 解得m 故选B。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 某实验小组仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面有绝缘漆）绕制了两个线圈、，构成如图所示电路，其中干电池，交流电源，当置于2、置于4时，电压表④的示数为12V，不计导线电阻及损耗，灯泡L始终未损坏，下列说法正确的是（　　） A. 由实验数据可算得，线圈、的匝数比为1∶2 B. 由实验数据可算得，线圈、的匝数比为 C. 置于3，当从2扳到1后，灯泡L亮度不变 D. 置于3，当从0扳到1后，灯泡L先变亮后熄灭 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．的有效值为 根据 解得 故A错误；B正确； CD．置于3，当从0扳到1时，开关闭合瞬间，副线圈中磁通量发生了变化，灯泡所在电路中有电流，灯泡L变亮，原线圈电流稳定后，副线圈中磁通量不发生变化，灯泡所在电路电流消失，灯泡熄灭。同理，置于3，当从2扳到1后，灯泡L先变暗后熄灭。故C错误；D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，在光滑水平面上有质量均为m的A、B、C三个小球，A、B两球分别用两根长为L的轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连。弹簧的弹性势能为，已知弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 释放弹簧后，A、B、C三个小球组成的系统动量守恒 B. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，A球的位移大小为 C. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，C球的位移大小为 D. 释放弹簧后，两杆夹角第一次为180°时，C球的速度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABC．三个小球组成系统动量守恒，设释放弹簧后，C球的位移大小为，A球沿垂直AB方向的最大位移大小为，则由动量守恒定律 由几何关系 解得 ， A球位移 B错误，AC正确； D．由系统动量守恒得 系统机械能守恒得 联立以上各式解得 D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，和为同一水平面内足够长的平行金属导轨，导轨间距为1m，空间存在竖直向下的磁场，左、右两侧磁场的磁感应强度大小分别为、。质量均为0.2kg的金属杆a、b位于两侧，且距足够远，垂直于导轨放置，对a杆施加一水平向左大小为5N的恒力F使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终与导轨垂直并良好接触，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为0.5Ω，两杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 若将b杆锁定在导轨上，a杆的最终速度为0.5m/s B. b杆刚要运动时，a杆的速度大小为0.25m/s C. 足够长时间后，回路的面积保持不变 D. 足够长时间后，回路的电流为1.8A 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．若将b杆锁定在导轨上，a杆产生感应电动势 感应电流 安培力 a杆加速运动，由牛顿第二定律 当加速度减小到零时，a杆做匀速直线运动，即 可得a杆稳定速度 m/s 故A正确； B．b杆刚要运动时，则b杆所受安培力 a、b两杆串联，电流相等，可知电路中电流 A 电动势 V 由 可知此时a杆的速度 m/s 故B正确； D．b杆解除锁定后，设某时刻a、b两杆的速度分别为、，回路中产生的感应电动势 回路中总电流 a杆的加速度 b杆的加速度 a、b两杆均加速运动，a杆加速快，可知增大，则电流i增大，减小，增大，当与增加的一样快时，即 时，回路中电流达到稳定，代入数据，可得 m/s，m/s，A 故D正确； C．根据前面分析足够长时间后，由于b的加速度大，最后速度大于a，回路面积逐渐减小。故C错误。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω，实验室提供的器材如下： A.电流表A1（量程为20mA，内阻RA1约为20Ω） B.电流表A2（量程为3mA，内阻RA2=20Ω） C.定值电阻R1=980Ω D.定值电阻R2=1980Ω E.滑动变阻器R（0~20Ω） F.蓄电池E（电动势为6V，内阻很小） G.开关S，导线若干 （1）部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为______，电表2为______，定值电阻为______（填写器材前的字母编号）； （2）下列关于该实验电路图中的滑动变阻器接法，应选择______（填字母）； A. B. （3）LED灯正常工作时，电流表A1的读数记为I1，电流表A2的读数记为I2，则LED灯电阻表达式Rx=______（用已知量字母和测量量字母表示）。 【答案】（1） ①. A ②. B ③. D （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]要精确测定额定电压为5V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，可以将电流表A2与定值电阻R2串联改装为电压表测量电压，改装电压表的量程为 LED灯正常工作时的电流约为 故电表1为A，电表2为B，定值电阻为D。 【小问2详解】 因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。 故选B。 【小问3详解】 根据欧姆定律知，灯泡两端的电压为 通过灯泡的电流为 所以LED灯正常工作时的电阻为 12. 某物理课外小组利用图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，图中置于实验台上的长木板水平放置，滑块左端通过纸带连接打点计时器（未画出），木板右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的滑块相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共个。 （1）实验开始前，______（填“需要”或“不需要”）在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使滑块可以在木板上匀速下滑；______（填“需要”或“不需要”）满足滑块质量远大于钩码质量； （2）将n（依次取，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余（）个钩码仍留在滑块内；用手按住滑块并使轻绳与木板平行；接通打点计时器电源，释放滑块，得到一条纸带如图乙所示，已知打点计时器的打点周期为T，则通过以上测量数据可表示加速度______； （3）利用步骤（2）的数据在图丙中作出图像，利用图像求得滑块与木板间的动摩擦因数为______；（保留2位有效数字，重力加速度取m/s） （4）若利用上述实验装置验证加速度与合外力的关系，重新调试实验装置，并进行正确的实验操作后，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 图线不再是直线 B. 图线仍是直线，且该直线过原点 C. 图线仍是直线，且该直线的斜率变小 【答案】（1） ①. 不需要 ②. 不需要 （2） （3）0.10 （4）BC 【解析】 【小问1详解】 [1]本实验是测量滑块与木板间的动摩擦因数，故不需要平衡摩擦力，所以在实验开始前，不需要在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使滑块可以在木板上匀速下滑； [2]本实验不需要用钩码的总重力近似等于滑块所受的合外力，所以不需要满足滑块质量远大于钩码质量； 【小问2详解】 由逐差法可知，滑块加速度表达式为 其中 代入解得 【小问3详解】 挂在轻绳右端的钩码为n个，则对右端钩码由牛顿第二定律 对滑块（含剩下的钩码），有 联立可得 解得 结合图像有 解得滑块与木板间的动摩擦因数为 小问4详解】 平衡摩擦力后，挂在轻绳右端的砝码为n个，对钩码和滑块整体由牛顿第二定律 解得 可知图线仍是直线，因为 所以该直线的斜率变小，且该直线过原点。 故选BC。 13. 图甲为声波悬浮仪，上方圆柱体中，电信号通过压电陶瓷转换成同频率的声信号，发出声波，下方圆柱体将接收到的声波信号反射回去。两列声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图乙所示情形，图乙为时刻两列声波的波形图，P、Q为波源，此时两列波恰好分别传播到点、点。已知声波传播的速度为340m/s，求： （1）该声波的频率； （2）在s时间内，点O处质点的路程。 【答案】（1）340Hz （2）32cm 【解析】 小问1详解】 由图知，该声波波长 m 故频率 【小问2详解】 Q波传播到O点所需时间 s P波传播到O点所需时间 该波周期 s 故时间内，O处质点路程 时间后，两波在O处同向叠加，路程 故总路程 14. 电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描（PET）及正电子湮灭能谱学（PAS）的物理基础，是指电子和正电子以等大反向的速度碰撞后湮灭的过程，如图所示，平面直角坐标系xOy内的P点在x轴上，且，Q点在负y轴上某处。在第Ⅰ象限内有平行于y轴向下的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一半径为L的圆形磁场区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，在第Ⅳ象限内有一未知的矩形区域（图中未画出），未知矩形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场。一速度大小为的正电子从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，最后从P点射出电场区域；另一速度大小为（未知）的电子从Q点沿与y轴正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的正电子正碰发生湮灭。已知正、负电子质量均为m、电荷量大小均为e，重力不计。求： （1）圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和正电子到达P点时的速度大小； （2）为确保两电子发生湮灭，两电子分别从A点、Q点释放的时间差； （3）未知矩形磁场区域最小面积S。 【答案】（1）， （2）0 （3） 【解析】 【小问1详解】 正电子a从A点沿y轴正方向发射，经过C点，由题意可得正电子在磁场中运动的半径 又 解得 正电子在电场中做类平抛运动，得 又 加速度为 依题意 ， 解得 ， 【小问2详解】 在磁场中运动的周期 正电子在磁场中运动了四分之一圆周，则 在电场中运动时间 故从A到P时间 电子在第Ⅳ象限运动时间 其中由湮灭条件知 解得 故 【小问3详解】 速度的正电子在磁场中运动的半径 未知矩形磁场区域的最小面积为图中矩形PFMN的面积 15. 如图所示，带电量、质量的滑块|以m/s的速度滑上静置在光滑水平面上的质量kg的绝缘木板，滑块与木板间的动摩擦因数，一段时间后滑块与木板以共同速度进入方向水平向左的电场区域，以水平面为x轴、电场区域左侧竖直边界为y轴建立直角坐标系，不同位置的电场强度大小E随x变化的规律为，其中V/m2。滑块可视为质点，电量保持不变，且始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度m/s2。求： （1）滑块与木板进入电场前因摩擦产生的热量； （2）滑块进入电场后即将与木板产生相对滑动时的横坐标x1与此时滑块的速度大小； （3）已知滑块与木板在电场中未再次达到共同速度，则滑块从进入电场到向左运动到速度最大的过程中，电场力对其做的功和滑块向左运动过程中的最大速度大小。 【答案】（1）6J （2）3m；m/s （3）；m/s 【解析】 【小问1详解】 进入电场前，滑块与木板组成的系统动量守恒，有 解得 由能量守恒有 解得 【小问2详解】 即将发生相对滑动时，由牛顿第二定律有 ， 解得 由动能定理有 解得 【小问3详解】 滑块向左运动到速度最大时，有 解得 电场力对其做的功 解得 当滑块向左运动至速度大小与相同时，由于对称性，此时所处位置横坐标仍为m，从此处运动至速度最大m处，由动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $