精品解析：湖南省常德市西洞庭管理区第一中学2023-2024学年高三下学期自我提升二模测试物理试题

2023—2024学年度高三年级下学期自我提升二模测试 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、单项选择题（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. 下列说法中正确的是（　　） A. 用肥皂膜观察光的薄膜干涉，人应该和光源在膜的同一侧 B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C. 拍摄橱窗内的展品，调整照相机镜头外的偏振片是让更多光线进入镜头 D. 用紫外线照射锌板后，发生光电效应后的锌板应该带负电 2. “喷水鱼洗”是我国珍贵的古代文物，具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。鱼洗最早是在先秦时期使用的一种金属制盥洗用具，它的大小像一个洗脸盆，底部是扁平的，盆沿左右各有一个把柄，称为双耳。鱼洗最奇妙的地方是，用双手快速且有节炎地摩擦盆边双耳，盆内水波荡漾。摩擦得法，可喷出水柱。下列说法正确的是（　　） A. 该现象是波的衍射形成的 B. 鱼洗中的水位越低，振动越明显，喷出的水柱越高 C. 鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗振动的频率相等或十分接近时，鱼洗产生了共振而使水剧烈震荡 D. 鱼洗中的水做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和水波振动的频率相等或十分接近时，水产生了共振而剧烈震荡 3. 如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为L1，ad边的长度为L2，线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 若仅增大线圈转速，则通过定值电阻的电流减小 C. 若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小 D. 若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大 4. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强p，小明将一圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，设雨滴下落的速度为，雨滴竖直下落到水平芭蕉叶上后以速率v竖直反弹，雨水的密度为，不计雨滴重力。压强p为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　） A. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数 B. 为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小 C. 为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值 D. 质量大的苹果将进入上通道 6. 如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N点运动，P为圆弧上的点，为60°。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 在P点橡皮筋弹力大小为mg B. 在P点时拉力大小 C. 小球从M向点N点运动的过程中拉力F先变大后变小 D. 小球从M点向N点运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直 7. 冰滑梯是一种体验冰雪运动的娱乐项目，其示意图如图所示，游客从螺旋滑道上端滑下，旋转两周后经便斜滑道冲上水平滑道，滑行结束时停在水平滑道上。假设螺旋滑道的圆面半径为，上端与下端高度差为，倾斜滑道高度差为，螺旋滑道、倾斜滑道和水平滑道均平滑相接，游客与各滑道间的动摩擦因数处处相同，游客可视为质点。现测得游客某次滑行时停在水平滑道的位置与螺旋滑道上端的水平距离为，则游客与各滑道间的动摩擦因数可能为（　　） A. 0.07 B. 0.08 C. 0.09 D. 0.10 二、多项选择题（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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 地月系统可认为是月球绕地球做匀速圆周运动如图（a）所示，月球绕地球运动周期为；也可为地月系统是一个双星系统如图（b）所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为M、m，两球心相距为r，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 图（a）月球绕地球运动的周期等于图（b）中月球绕O点运动的周期 B. 图（a）中，地球密度为 C. 地月双星轨道中O点到地心距离为 D 图（a）中，若把部分月壤运回到地球，最终月球绕地球做圆周运动轨道半径将变小 9. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子获得最大动能与加速电压无关 B. 粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为 C. 粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为 D. 若 ，则粒子获得的最大动能为 10. 如图所示，两间距为L、倾角为的平行光滑导轨下端接一个阻值为R的定值电阻，在与导轨垂直的边界MN、PQ之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由绝缘轻质杆连接的金属棒a、b垂直于导轨放置，从某位置由静止释放，轻质杆刚好匀速进入磁场区域。a、b两金属棒的质量均为m、电阻分别为R、2R，两金属棒间的距离为d，磁场宽度为2d。已知两个电动势相同的电源并联时电动势等于其中一个电源的电动势，内阻为两个电源内阻的并联电阻，下列说法正确的是（　　） A. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，D点电势高于C点电势 B. 初始时a棒与MN的距离为 C. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，电阻R产生的热量为 D. 在金属棒b进入磁场区域瞬间，金属棒a的加速度为0 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某同学用图甲所示装置测量重锤的质量，实验方法如下：在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，重锤下落时遮光片通过位于其正下方的光电门（图中未画出），光电门可以记录下遮光片的遮光时间；调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的遮光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的遮光时间分别为，， （1）用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度______mm。 （2）遮光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的遮光时间为，重锤的加速度为，则______（结果用和表示）。 （3）做出图像是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量______（用题目中的已知字母表示）。 12. 一块电压表的刻度线清楚，但刻度上的数字模糊不清。某同学为了测定该电压表的内阻，除了待测电压表之外，实验室提供的器材如下： A.电流表（量程为） B.变阻箱 C.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） D.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） E.电源（电动势为，内阻约为） F.开关一个，导线若干。 (1)采用如图甲所示的实验电路，选用的滑动变阻器为________（填“”或“”）。 (2)连接好实验电路，在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到________（填“a”或“b”）端，电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱。使电压表指针满偏，记录电流表的读数I和电阻箱的阻值R。 (3)保持电压表的指针满偏，调节滑动变阻器、电阻箱的阻值，记录多组实验数据，绘出的图像如图乙所示。则该电压表的量程为____________，内阻为___________。 13. 随着监控技术的不断发展，现在大街小巷、家家户户都安装了监控摄像等设备，如图所示为一监控设备上取下的半径为R的半球形透明材料，球心为O点，A点为半球面的顶点，且满足AO与镀有反射膜的底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，折射光线通过底面D点，经D点反射后射向半球面上的E点（图中未画出），光在真空中传播的速度为c。已知B点到OA连线的距离为，OD长为。求： （1）此材料的折射率； （2）该单色光在半球形透明材料中从B点到E点的传播时间t。 14. 如图所示，水平轨道左端与长的水平传送带相接，传送带逆时针匀速运动的速度。轻弹簧右端固定在光滑水平轨道上，弹簧处于自然状态。现用质量为的小物块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入竖直固定的光滑半圆轨道最高点并恰好做圆周运动，经圆周最低点C后滑上质量为的长木板上，竖直半圆轨道的半径，物块与传送带间的动摩擦因数，物块与长木板间的动摩擦因数。重力加速度g取。 （1）求物块到达B点时速度vB的大小； （2）求弹簧被压缩时的弹性势能； （3）若长木板和地面之间的动摩擦因数，要使小物块恰好不会从长木板上掉下，求长木板长度s与长木板和地面之间的动摩擦因数的关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 15. 如图甲所示，在真空室内，A、C为正对放置的两平行金属板，板长，板间距离，为中线，为延长线上一点，；倾角且足够长的斜面与两板的截面在同一竖直面内，其底边与两板平行，顶点G与A、C两板的右端点共线，。现将某种粒子从O点以某初速度沿连续射入平行板间，任意相同时间内射入的粒子数相等，粒子带电荷量、质量，忽略电场的边缘效应，不计粒子重力且不考虑粒子间相互作用及碰到斜面后的反弹，设刚好到达极板右端的粒子恰能射出，，，求： （1）若两板间电压，测得粒子在距离为处射出电场，求该粒子在板间运动过程中电场力所做的功； （2）当粒子入射的初速度时，粒子均能到达斜面，试确定两板间所加电压应满足的条件； （3）若在两板右侧存在以为圆心、直径为d的圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度大小、方向垂直纸面向外，当在两板间加上如图乙所示电压，发现粒子均能以水平速度射出电场，求经磁场偏转后能够打在斜面上的粒子占发射粒子总数的百分比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度高三年级下学期自我提升二模测试 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、单项选择题（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. 下列说法中正确的是（　　） A. 用肥皂膜观察光的薄膜干涉，人应该和光源在膜的同一侧 B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 C. 拍摄橱窗内的展品，调整照相机镜头外的偏振片是让更多光线进入镜头 D. 用紫外线照射锌板后，发生光电效应后的锌板应该带负电 【答案】A 【解析】 【详解】A．观察薄膜干涉条纹时，是两列频率相同的反射光在薄膜上出现的现象，因此在入射光的同一侧，故A正确； B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误； C．调整照相机镜头外的偏振片，会减弱橱窗玻璃反射光进入镜头的强度，使橱窗内物体的影像更清晰，故C错误； D．紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板因失去电子，而带正电，故D错误。 故选A。 2. “喷水鱼洗”是我国珍贵的古代文物，具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。鱼洗最早是在先秦时期使用的一种金属制盥洗用具，它的大小像一个洗脸盆，底部是扁平的，盆沿左右各有一个把柄，称为双耳。鱼洗最奇妙的地方是，用双手快速且有节炎地摩擦盆边双耳，盆内水波荡漾。摩擦得法，可喷出水柱。下列说法正确的是（　　） A. 该现象是波的衍射形成的 B. 鱼洗中的水位越低，振动越明显，喷出的水柱越高 C. 鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗振动的频率相等或十分接近时，鱼洗产生了共振而使水剧烈震荡 D. 鱼洗中的水做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和水波振动的频率相等或十分接近时，水产生了共振而剧烈震荡 【答案】C 【解析】 【详解】A．用双手快速且有节奏地摩擦鱼洗盆边双耳时，可产生两个频率相同的振源，振波在水中传播，发生了波的干涉，故A错误； BCD．鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗壁振动的频率相等或十分接近时，鱼洗壁产生了共振，从而使鱼洗中的水剧烈震荡，鱼洗中的水位越低，则与鱼洗壁接触部分越少，水的振动越不明显，则越不容易喷出水柱，故BD错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为L1，ad边的长度为L2，线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 若仅增大线圈的转速，则通过定值电阻的电流减小 C. 若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小 D. 若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈转动产生正弦式交变电流，由于磁场只分布在边的左侧，则波形只有完整波形的一半，感应电动势的最大值为 设电压有效值为，有 解得电压有效值为 A错误； B．若增大转速，则角速度 增大，原线圈电压有效值变大，由变压器规律 定值电阻两端电压变大，则通过定值电阻的电流 变大，B错误； C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则定值电阻两端电压减小，则通过定值电阻的电流减小，C正确； D．原线圈两端的电压只与产生交变电流的线圈的匝数，转动角速度，线圈面积和转动角速度有关，和副线圈的负载电阻大小无关，所以仅增大定值电阻的阻值，原线圈两端的电压不变，D错误。 故选C 。 4. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强p，小明将一圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，设雨滴下落的速度为，雨滴竖直下落到水平芭蕉叶上后以速率v竖直反弹，雨水的密度为，不计雨滴重力。压强p为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】以极短时间内落至芭蕉叶上雨滴的质量为，雨滴与芭蕉叶作用的有效面积为S，根据动量定理有 由于圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，则单位面积单位时间内下落的雨水质量为 则以极短时间内落至芭蕉叶上的雨滴的质量 根据牛顿第三定律有 雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强 解得 故选B。 5. 如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　） A. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数 B. 为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小 C. 为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值 D. 质量大的苹果将进入上通道 【答案】B 【解析】 【详解】D．大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故D错误； A．为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故A错误； B．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源A的输出电源，故B正确； C．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，故C错误。 故选B。 6. 如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N点运动，P为圆弧上的点，为60°。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 在P点橡皮筋弹力大小为mg B. 在P点时拉力大小为 C. 小球从M向点N点运动的过程中拉力F先变大后变小 D. 小球从M点向N点运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球静止在M点时有 在P点橡皮筋弹力大小为 解得 故A错误； D．由于小球在拉力F作用下，沿以MN为直径的圆弧缓慢向N点运动，小球受到重力，橡皮筋的弹力与拉力F，三个力作用处于平衡状态，三个力的合力为0，由于小球从M向点N点运动的过程中，令小球所在位置与N点连线同NM之间的夹角为，则有 可知，重力、橡皮筋的弹力与拉力F三个力恰好构成一个直角三角形，且重力处于直角三角形的斜边，可知，小球从M点向N点运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直，故D正确； C．结合上述有 小球从M向点N点运动的过程中，夹角逐渐增大，可知拉力F逐渐变大，在P点时拉力为 故BC错误。 故选D。 7. 冰滑梯是一种体验冰雪运动的娱乐项目，其示意图如图所示，游客从螺旋滑道上端滑下，旋转两周后经便斜滑道冲上水平滑道，滑行结束时停在水平滑道上。假设螺旋滑道的圆面半径为，上端与下端高度差为，倾斜滑道高度差为，螺旋滑道、倾斜滑道和水平滑道均平滑相接，游客与各滑道间的动摩擦因数处处相同，游客可视为质点。现测得游客某次滑行时停在水平滑道的位置与螺旋滑道上端的水平距离为，则游客与各滑道间的动摩擦因数可能为（　　） A. 0.07 B. 0.08 C. 0.09 D. 0.10 【答案】A 【解析】 【详解】研究游客整个运动过程，根据动能定理有 代入数据解得 实际上游客在圆轨道运行时因为向心力的原因导致支持力比在同角度的斜面大，即在圆轨道摩擦力做功 因此动摩擦因数应更小，故选A。 二、多项选择题（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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 地月系统可认为是月球绕地球做匀速圆周运动如图（a）所示，月球绕地球运动的周期为；也可为地月系统是一个双星系统如图（b）所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为M、m，两球心相距为r，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 图（a）月球绕地球运动的周期等于图（b）中月球绕O点运动的周期 B. 图（a）中，地球密度为 C. 地月双星轨道中O点到地心距离为 D. 图（a）中，若把部分月壤运回到地球，最终月球绕地球做圆周运动轨道半径将变小 【答案】CD 【解析】 详解】AC．根据万有引力提供向心力 解得图（a）月球绕地球运动的周期为 地月系统一个双星系统，设地月双星轨道中O点到地心距离为，地月双星轨道中O点到月球圆心距离为，则 可得 且 解得 ，， 可知图（a）月球绕地球运动的周期大于图（b）中月球绕O点运动的周期，故A错误，C正确； B．根据万有引力提供向心力 设地球的半径为，地球的体积为 图（a）中，地球密度为 故B错误； D．图（a）中，若把部分月壤运回到地球，设部分月壤质量为，则 即此时月球做圆周运动所需的向心力小于月球与地球间的万有引力，月球做向心运动，月球绕地球做圆周运动轨道半径将变小，故D正确。 故选CD。 9. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子获得的最大动能与加速电压无关 B. 粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为 C. 粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为 D. 若 ，则粒子获得的最大动能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得 v= 则粒子获得的最大动能 Ekm=mv2= 粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。 B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理 nqU=mvn2 可得 vn= 同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得速度 vn+1= 粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。 C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数 n== 粒子在磁场中运动周期的次数 n′== 粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间 t=n′T== 故C正确。 D. 加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即，  当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为 ，粒子的动能为Ek=mv2。 当时，粒子的最大动能由Bm决定，则 解得粒子获得的最大动能为 当时，粒子的最大动能由fm决定，则 vm=2πfmR 解得粒子获得的最大动能为 Ekm=2π2mfm2R2 故D正确。 故选ACD. 10. 如图所示，两间距为L、倾角为的平行光滑导轨下端接一个阻值为R的定值电阻，在与导轨垂直的边界MN、PQ之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由绝缘轻质杆连接的金属棒a、b垂直于导轨放置，从某位置由静止释放，轻质杆刚好匀速进入磁场区域。a、b两金属棒的质量均为m、电阻分别为R、2R，两金属棒间的距离为d，磁场宽度为2d。已知两个电动势相同的电源并联时电动势等于其中一个电源的电动势，内阻为两个电源内阻的并联电阻，下列说法正确的是（　　） A. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，D点电势高于C点电势 B. 初始时a棒与MN的距离为 C. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，电阻R产生的热量为 D. 在金属棒b进入磁场区域瞬间，金属棒a的加速度为0 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在金属棒a穿过磁场区域的过程中，由右手定则可知流过电阻R的电流方向为，所以D点电势高于C点电势，故A正确； B．设初始时金属棒a与磁场边界MN的距离为x，金属棒下滑过程由动能定理有 金属棒a进入磁场后切割磁感线产生的电动势 此时流过金属棒a的电流 对两金属棒受力分析有 解得 故B错误； C．在绝缘杆进入磁场区域的过程中，两金属棒减少的机械能为 此过程中电阻R和金属棒b并联部分产生的热量 此过程中电阻R产生的热量 故C正确； D．在金属棒b进入磁场区域瞬间，两个导体棒的速度没有变化，所以此时电源的电动势 此时流过电阻R的电流 此时金属棒a，b所受安培力的合力 此时对金属棒ab整体受力分析并结合牛顿第二定律有 解得 故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某同学用图甲所示装置测量重锤的质量，实验方法如下：在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，重锤下落时遮光片通过位于其正下方的光电门（图中未画出），光电门可以记录下遮光片的遮光时间；调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的遮光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的遮光时间分别为，， （1）用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度______mm。 （2）遮光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的遮光时间为，重锤的加速度为，则______（结果用和表示）。 （3）做出图像是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量______（用题目中的已知字母表示）。 【答案】（1）10.20 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺精确值为，由图可知遮光片的宽度为 【小问2详解】 设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度为 当挡光时间为时的速度为 挡光时间为时的速度为 重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有 ， 联立解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律得 联立解得 作出的图线的斜率为k，则 解得 12. 一块电压表的刻度线清楚，但刻度上的数字模糊不清。某同学为了测定该电压表的内阻，除了待测电压表之外，实验室提供的器材如下： A.电流表（量程为） B.变阻箱 C.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） D.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为） E.电源（电动势为，内阻约为） F.开关一个，导线若干。 (1)采用如图甲所示的实验电路，选用的滑动变阻器为________（填“”或“”）。 (2)连接好实验电路，在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到________（填“a”或“b”）端，电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱。使电压表指针满偏，记录电流表的读数I和电阻箱的阻值R。 (3)保持电压表的指针满偏，调节滑动变阻器、电阻箱的阻值，记录多组实验数据，绘出的图像如图乙所示。则该电压表的量程为____________，内阻为___________。 【答案】 ①. ②. a ③. ④. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]采用如图甲所示的实验电路，滑动变阻器接成分压电路，则选用的滑动变阻器为阻值较小的R1。 (2)[2]连接好实验电路，在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到a端； (3)[3][4]由电路可知 即 由图像可知 解得 RV=6kΩ 13. 随着监控技术的不断发展，现在大街小巷、家家户户都安装了监控摄像等设备，如图所示为一监控设备上取下的半径为R的半球形透明材料，球心为O点，A点为半球面的顶点，且满足AO与镀有反射膜的底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，折射光线通过底面D点，经D点反射后射向半球面上的E点（图中未画出），光在真空中传播的速度为c。已知B点到OA连线的距离为，OD长为。求： （1）此材料的折射率； （2）该单色光在半球形透明材料中从B点到E点的传播时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可得 解得 又有 ， 则有 可得 即 则有 故此材料的折射率为 （2）由几何关系，结合（1）分析可知，连接AD，则有 解得 即E点和A点重合，则反射光DE在圆弧上的入射角为30°，又有 即光线在A点射出，由几何关系可得 则该单色光在该材料中的传播路径总长为 根据 ， 联立解得 14. 如图所示，水平轨道左端与长的水平传送带相接，传送带逆时针匀速运动的速度。轻弹簧右端固定在光滑水平轨道上，弹簧处于自然状态。现用质量为的小物块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入竖直固定的光滑半圆轨道最高点并恰好做圆周运动，经圆周最低点C后滑上质量为的长木板上，竖直半圆轨道的半径，物块与传送带间的动摩擦因数，物块与长木板间的动摩擦因数。重力加速度g取。 （1）求物块到达B点时速度vB的大小； （2）求弹簧被压缩时的弹性势能； （3）若长木板和地面之间的动摩擦因数，要使小物块恰好不会从长木板上掉下，求长木板长度s与长木板和地面之间的动摩擦因数的关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 【答案】（1）；（2）1.2J；（3） 【解析】 【详解】（1）物块在光滑半圆轨道最高点恰好做圆周运动，由牛顿第二定律得 解得 （2）设物块到达A点时的速度为，由题意可知，物块被弹簧弹出的过程中，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，有 由于可知，物块在传送带上一直做匀减速运动，则物块在传送带上滑行过程由动能定理可得 联立解得 （3）根据题意，从点B到点C的过程中，由机械能守恒定律有 解得 若，对物块有 共速时有 则长木板的长度为 整理可得 15. 如图甲所示，在真空室内，A、C为正对放置的两平行金属板，板长，板间距离，为中线，为延长线上一点，；倾角且足够长的斜面与两板的截面在同一竖直面内，其底边与两板平行，顶点G与A、C两板的右端点共线，。现将某种粒子从O点以某初速度沿连续射入平行板间，任意相同时间内射入的粒子数相等，粒子带电荷量、质量，忽略电场的边缘效应，不计粒子重力且不考虑粒子间相互作用及碰到斜面后的反弹，设刚好到达极板右端的粒子恰能射出，，，求： （1）若两板间电压，测得粒子在距离为处射出电场，求该粒子在板间运动过程中电场力所做的功； （2）当粒子入射的初速度时，粒子均能到达斜面，试确定两板间所加电压应满足的条件； （3）若在两板右侧存在以为圆心、直径为d的圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度大小、方向垂直纸面向外，当在两板间加上如图乙所示电压，发现粒子均能以水平速度射出电场，求经磁场偏转后能够打在斜面上的粒子占发射粒子总数的百分比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意可知入射点与出射点间的电势差 电场力做功 解得 （2）粒子在板间运动的时间 当时，粒子向下偏转，粒子刚好运动至C板右边缘时，有 又 解得 当时，粒子向上偏转，粒子出射后能到达斜面的临界条件为粒子出射速度与水平方向夹角为，有 又 且 解得 所以，要使粒子均能到达斜面，两板间所加电压应满足的条件是 （3）粒子在板间运动的加速度大小 从时刻入射的粒子，在每内的侧向位移为 由 （取正整数） 可知只有取1时，上式才成立，即粒子在板间运动的时间为。 粒子的初速度 粒子在磁场中运动的半径 因此，所有粒子将汇聚至磁场区域的最低点，如图所示。 对于恰沿PG出射的粒子，它在电场中的出射点与点间的距离为 由几何关系可知 则能够打在斜面上的粒子占发射粒子总数的百分比为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$