黄金卷04（江苏专用）-【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷

【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（江苏专用） 黄金卷04 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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：共11小题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1．医学中常用放射性元素治疗某些疾病。质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，对应的图线如图所示。则的半衰期为（　　） A．4d B．6d C．8d D．12d 2．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关 3．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　） A．-E B． C．-E D．＋E 4．如图所示，空间站与微型卫星在机械臂的作用下，同步绕地球做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A．空间站的线速度大于微型卫星的线速度 B．微型卫星的向心力仅由地球对微型卫星的万有引力提供 C．若机械臂断裂，则微型卫星将远离地球 D．空间站的向心加速度大于微型卫星的向心加速度 5．如图所示为卡诺循环过程的图像，该循环可以简化为一定质量理想气体由、两个等温过程和、两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态A的温度低于状态D的温度 B．在的过程中，气体从外界吸收热量 C．过程气体单位体积内分子数增多 D．过程气体对外界做的功大于过程外界对气体做的功 6．下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）    A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水浸润该材料 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 D．图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果 7．关于电容器和电容的说法中，正确的是（　　） A．由电容的定义式可知，电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．如图所示，开关接1时，给平行板电容器充电，且上极板带正电 D．保持电容器与电池的连接，若两极板的距离减小，则极板上的电荷量减少 8．如图所示，无线充电技术中使用的受电线圈线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀减小到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差Uab（　　） A．恒为 B．恒为 C．恒为0 D．从0均匀变化到 9．如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端带正电，B端带负电 B．导体棒A端电势比B端电势相高 C．感应电荷在O点产生的电场方向向右 D．感应电荷在O点的电场强度大小 10．关于生活中的物理现象，下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的全反射产生的 B．如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的衍射原理来传递信息的 C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小 D．图丁中的是偏振片，当P固定不动缓慢转动时，光屏上的光亮度不变 11．如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为 S，共n匝，回路总电阻为R。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间 t内，磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中（　　） A．通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S B．通过导线某截面的电荷量为 C．线圈中感应电流方向为顺时针方向 D．线圈有扩张的趋势 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12．（10分）如图所示是验证动量守恒定律实验中获得的频闪照片，已知A、B 两滑块的质量分别是 mB，A 滑块向右运动，与原来处于静止状态的B 滑块碰撞；碰撞前后共进行了四次拍摄，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。并且A、B滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在20cm至115cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据频闪照片（闪光时间间隔为0.5s）回答问题。 （1）根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在 cm刻度处； （2）A 滑块碰撞前的速度记为vA，由上图数据可计算得： A 滑块碰撞后的速度 = /s，B滑块碰撞后的速度 m/s； （3）根据频闪照片分析，两滑块组成的系统在相互作用过程中，若满足表达式 （用题干及（2）问所给字母表示）可以得出的结论：在误差范围内，两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒。 （4）根据（2）（3），试判断此碰撞 弹性碰撞（填“是”或“不是”），理由 。 13．（8分）如图所示为一乒乓球台的纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h0，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用，重力加速度为g。求： （1）P点与F点的高度差h1； （2）球在Q点击出时的竖直分速度vy。 14．（10分）海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直干线圈平面的组合磁场中，组合磁场是由两方向相反的匀强磁场组成的，磁感应强度大小均为B，线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，总质量为m，线圈在海浪的带动下上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。求： （1）运动过程中，该线圈所受安培力的最大值； （2）在理想条件下，该线圈的发电功率。 15．（14分）如图所示，在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量为的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为的物块，现有一质量为的子弹以的水平速度射入物块并留在物块中（不计空气阻力和子弹与物块作用的时间，取，求： （1）圆环、物块和子弹所组成的这个系统损失的机械能； （2）物块所能达到的最大高度； （3）金属圆环的最大速度。 16．（16分）某异型回旋加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的带电极板，两个极板的板面中部各有一狭缝（沿OP方向的狭长区域），带电粒子可通过狭缝穿越极板（如图乙所示），板间电势差恒定为U（下极板电势高于上极板电势，且极板间只有电场）。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场；其他部分存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面。在贴近下极板缝隙的离子源S中产生的质量为m、电荷量为的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的点进入磁场区域，O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为4D，已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节，离子从离子源上方的O点射入磁场区域，最终只能从出射孔P射出。假设离子打到器壁或离子源外壁则立即被吸收。忽略相对论效应，不计离子重力。求： （1）磁感应强度的最小值； （2）调节磁感应强度大小为时，离子能从P点射出，计算此时离子从P点射出时的动能； （3）若将磁感应强度在范围内调节，写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值。 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（江苏专用） 黄金卷04·参考答案 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：共11小题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C D A C B C C A D C B 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12．（10分） （1）40cm （2分） （2） 0.4 （2分） 0.6 （2分） （3） （2分） （4）不是 （1分） 若次碰撞为弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒有 结合（2）（3）问联立两方程解得 ① ② ①除②式，有 化简有，此式无解，所以此次碰撞不是弹性碰撞（1分）。 13．（8分） （1）设AB=d，则BC=CD=2d、AC=3d；第一次球做平抛运动，设平抛运动的初速度为，运动的时间为t，则P点到F运动的时间（1分） 竖直方向有，（2分） 解得（1分） （2）设球在最高点时的速度为，则（2分） 球从Q点到F的运动时间 竖直方向有 联立解得。（2分） 14．（10分） （1）当线圈达到最大速度时，线圈中感应电流最大，最大感应电动势 最大感应电流（2分） 解得回路中最大感应电流（2分） 运动过程中的线圈所受安培力的最大值 代入 解得（2分） （2）由于线圈切割磁感线的时候，速度随时间呈正弦规律变化，感应电动势和感应电流也随时间呈正弦规律变化。因而其电流有效值（2分） 该线圈的发电功率 解得。（2分） 15．（14分） （1）子弹射入物块过程中，系统的动量守恒，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律得则有 得（2分） 机械能只在该过程有损失，损失的机械能有 解得（2分） （2）物块（含子弹）在向上摆动过程中，以物块（含子弹）和圆环组成的系统为研究对象，根据系统水平方向的动量守恒则有 解得（2分） 根据机械能守恒定律有 代入数据可解得（2分） （3）当子弹、物块、圆环达到共同速度后，子弹和物块将向下摆动，在此过程中圆环一直受绳子水平向右的分力作用，圆环速度一直增大，当子弹和物块运动到圆环正下方时圆环速度最大。 设此时子弹和物块的速度为，圆环速度为，则有 及（2分） 由上述两式联立可解得（2分）, （2分），故金属圆环的最大速度为。 16．（16分） （1）设离子在电场中加速一次从O点射入磁场时的速率为，则 设离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，则（2分） 若离子从O点射出后只运动半个圆周即从孔P射出，有 此时磁感应强度取得最小值，且最小值为（2分） （2）离子在电场中经过一次加速后，由动能定理可得 解得（2分） 加速一次后离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，有 解得（2分） 故离子从磁场中偏转后再次进入电场减速，至下极板速度为零，然后反向加速，如图为离子运动的轨迹示意图 在距离O点的水平距离为处加速的离子离开电场经磁场偏转后会再次回到该点加速，直至最后从P点离开磁场，则由几何关系可知，最后一次在磁场中运动的半径 由 联立解得离子从孔P射出时的动能为（2分） （3）当 根据 可得（2分） 离子经3次减速，每次半个周期绕开粗黑线段极板，然后在虚线段极板螺旋前进，设离子绕过两极板右端后加速次数为k，则此时离子运动半径为，离子从孔P射出时满足 且（2分） 解得（，为整数）（2分） 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（江苏专用） 黄金卷04 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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：共11小题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1．医学中常用放射性元素治疗某些疾病。质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，对应的图线如图所示。则的半衰期为（　　） A．4d B．6d C．8d D．12d 【答案】C 【详解】由图可知质量为的衰变到质量为，所用的时间，根据，解得，故选C。 2．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，在同一温度下，随波长的增大，辐射强度先增大后减小，并不是波长越短的电磁波辐射强度越大，故A错误； B．根据图像可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误； C．根据图像可知，随着温度升高，各种波长的辐射强度均增大，故C错误； D．黑体只能够发生热辐射，不能够发生热反射，可知，黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关，故D正确。故选D。 3．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　） A．-E B． C．-E D．＋E 【答案】A 【详解】左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量为-q的右半球面的电场的合电场，则E′为带电荷量为-q的右半球面在M点产生的场强大小。带电荷量为-q的右半球面在M点的场强大小与带正电荷量为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则 ，故选A。 4．如图所示，空间站与微型卫星在机械臂的作用下，同步绕地球做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A．空间站的线速度大于微型卫星的线速度 B．微型卫星的向心力仅由地球对微型卫星的万有引力提供 C．若机械臂断裂，则微型卫星将远离地球 D．空间站的向心加速度大于微型卫星的向心加速度 【答案】C 【详解】A．空间站与微型卫星在机械臂的作用下，同步绕地球做匀速圆周运动，即两者具有相同的角速度，由可知，因空间站的运行半径较小，则空间站的线速度小于微型卫星的线速度，故A错误； B．微型卫星的向心力由地球对微型卫星的万有引力和机械臂的拉力的合力提供，故B错误； C．微型卫星只受万有引力提供向心力时，由可知做匀速圆周运动的角速度较慢，现能够与空间站同步，则有，若机械臂断裂，则，微型卫星所受万有引力小于向心力，卫星将做离心运动远离地球，故C正确； D．空间站与微型卫星的角速度相同，由可知，空间站的运行半径较小，则空间站的向心加速度小于微型卫星的向心加速度，故D错误。故选C。 5．如图所示为卡诺循环过程的图像，该循环可以简化为一定质量理想气体由、两个等温过程和、两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态A的温度低于状态D的温度 B．在的过程中，气体从外界吸收热量 C．过程气体单位体积内分子数增多 D．过程气体对外界做的功大于过程外界对气体做的功 【答案】B 【详解】A．过程，体积增大，气体对外做功，由于绝热过程，没有热交换，根据热力学第一定律，内能减少，温度降低，所以，又因为、都是等温过程，则有 故A错误； B．图像封闭区域面积表示全程气体对外做功大小，又内能不变，故气体从外界吸收热量，故B正确； C．由过程中，气体总分子数不变，体积变大，单位体积内分子数减小，故C错误； D．从温度不变，内能不变，从温度降低，内能减小，从温度不变，内能不变，从温度升高内能增大，且此时回到初始状态与初始内能相同，则过程内能减少量等于过程内能增加量，且这两个过程均绝热，故做功数值大小相等，即过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故D错误。故选B。 6．下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）    A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B．图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水浸润该材料 C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 D．图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果 【答案】C 【详解】A．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故A错误； B．管内的页面低于管外液面，液体不浸润管壁，即水与该材料属于不浸润，故B错误； C．做一条竖直的等容线，与两条等温线的交点分别表示为p1、T1、p2、T2，根据， 解得，故C正确； D．水有表面张力，所以水黾能停在水面上，故D错误。故选C。 7．关于电容器和电容的说法中，正确的是（　　） A．由电容的定义式可知，电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．如图所示，开关接1时，给平行板电容器充电，且上极板带正电 D．保持电容器与电池的连接，若两极板的距离减小，则极板上的电荷量减少 【答案】C 【详解】A．只是电容的定义式，电容C与所带的电荷量Q和电压U均没有直接关系，故A错误； B．电容器所带的电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值，故B错误； C．如图所示，开关接1时，给平行板电容器充电，且上极板带正电，下极板带负电，故C正确； D．保持电容器与电池的连接，则极板间的电压不变，根据，，若两极板的距离减小，则电容增大，极板上的电荷量增大，故D错误。故选C。 8．如图所示，无线充电技术中使用的受电线圈线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀减小到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差Uab（　　） A．恒为 B．恒为 C．恒为0 D．从0均匀变化到 【答案】A 【详解】穿过线圈的磁场均匀减少，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得 ，而等效电源内部的电流由楞次定理知从b流向a，即a点是等效电源的正极，a点电势大于b点电势，故，故选A。 9．如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端带正电，B端带负电 B．导体棒A端电势比B端电势相高 C．感应电荷在O点产生的电场方向向右 D．感应电荷在O点的电场强度大小 【答案】D 【详解】A．点电荷q带正电，则当导体棒达到静电平衡后，导体棒A端为近端，带负电，B端为远端，带正电，故A错误； B．处于静电平衡状态的导体棒是一个等势体，即A端和B端电势相等，故B错误； CD．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，感应电荷在O点的场强与点电荷在O点的场强大小相等、方向相反，点电荷在O点的场强向右，则感应电荷在O点的场强向左，大小为 ，故C错误，D正确。故选D。 10．关于生活中的物理现象，下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的全反射产生的 B．如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的衍射原理来传递信息的 C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小 D．图丁中的是偏振片，当P固定不动缓慢转动时，光屏上的光亮度不变 【答案】C 【详解】A．阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，故A错误； B．光纤通信是利用光的全反射原理来传递信息的，故B错误； C．由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器上极板带正电，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，故C正确； D．光具有偏振现象，光屏上的亮度会变化，故D错误。故选C。 11．如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为 S，共n匝，回路总电阻为R。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间 t内，磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中（　　） A．通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S B．通过导线某截面的电荷量为 C．线圈中感应电流方向为顺时针方向 D．线圈有扩张的趋势 【答案】B 【详解】A．通过线圈的磁通量变化量大小为故A错误； B．感应时间 t内产生的感应电动势为，回路中的电流为，所以通过导线某截面的电荷量为，故B正确； C．根据右手定则和楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针方向，故C错误： D．根据楞次定律推论增缩减扩可知线圈有收缩趋势，故D错误。故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12．（10分）如图所示是验证动量守恒定律实验中获得的频闪照片，已知A、B 两滑块的质量分别是 mB，A 滑块向右运动，与原来处于静止状态的B 滑块碰撞；碰撞前后共进行了四次拍摄，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。并且A、B滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在20cm至115cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据频闪照片（闪光时间间隔为0.5s）回答问题。 （1）根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在 cm刻度处； （2）A 滑块碰撞前的速度记为vA，由上图数据可计算得： A 滑块碰撞后的速度 = /s，B滑块碰撞后的速度 m/s； （3）根据频闪照片分析，两滑块组成的系统在相互作用过程中，若满足表达式 （用题干及（2）问所给字母表示）可以得出的结论：在误差范围内，两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒。 （4）根据（2）（3），试判断此碰撞 弹性碰撞（填“是”或“不是”），理由 。 【答案】 （1）40cm （2） 0.4 0.6 （3） （4）不是 见解析 【详解】 （1）由题意可知，滑块B原来静止，第一次拍摄发生在碰撞前，则碰撞发生在B静止的位置，由图示照片可知，碰撞发生在40cm刻度处； （2）由图示照片可知，A滑块碰撞后的速度 B滑块碰撞后的速度 （3）对碰撞过程，以向右为正方向，碰撞前后动量守恒，即满足表达式 （4）若次碰撞为弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒有 结合（2）（3）问联立两方程解得 ① ② ①除②式，有 化简有，此式无解，所以此次碰撞不是弹性碰撞。 13．（8分）如图所示为一乒乓球台的纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h0，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用，重力加速度为g。求： （1）P点与F点的高度差h1； （2）球在Q点击出时的竖直分速度vy。 【答案】 （1） （2） 【详解】 （1）设AB=d，则BC=CD=2d、AC=3d；第一次球做平抛运动，设平抛运动的初速度为，运动的时间为t，则P点到F运动的时间 竖直方向有， 解得 （2）设球在最高点时的速度为，则 球从Q点到F的运动时间 竖直方向有 联立解得。 14．（10分）海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直干线圈平面的组合磁场中，组合磁场是由两方向相反的匀强磁场组成的，磁感应强度大小均为B，线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，总质量为m，线圈在海浪的带动下上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。求： （1）运动过程中，该线圈所受安培力的最大值； （2）在理想条件下，该线圈的发电功率。 【答案】 （1）；（2） 【详解】 （1）当线圈达到最大速度时，线圈中感应电流最大，最大感应电动势 最大感应电流 解得回路中最大感应电流 运动过程中的线圈所受安培力的最大值 代入 解得 （2）由于线圈切割磁感线的时候，速度随时间呈正弦规律变化，感应电动势和感应电流也随时间呈正弦规律变化。因而其电流有效值 该线圈的发电功率 解得。 15．（14分）如图所示，在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量为的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为的物块，现有一质量为的子弹以的水平速度射入物块并留在物块中（不计空气阻力和子弹与物块作用的时间，取，求： （1）圆环、物块和子弹所组成的这个系统损失的机械能； （2）物块所能达到的最大高度； （3）金属圆环的最大速度。 【答案】 （1） （2） （3） 【详解】 （1）子弹射入物块过程中，系统的动量守恒，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律得则有 得 机械能只在该过程有损失，损失的机械能有 解得 （2）物块（含子弹）在向上摆动过程中，以物块（含子弹）和圆环组成的系统为研究对象，根据系统水平方向的动量守恒则有 解得 根据机械能守恒定律有 代入数据可解得 （3）当子弹、物块、圆环达到共同速度后，子弹和物块将向下摆动，在此过程中圆环一直受绳子水平向右的分力作用，圆环速度一直增大，当子弹和物块运动到圆环正下方时圆环速度最大。 设此时子弹和物块的速度为，圆环速度为，则有 及 由上述两式联立可解得，，故金属圆环的最大速度为。 16．（16分）某异型回旋加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的带电极板，两个极板的板面中部各有一狭缝（沿OP方向的狭长区域），带电粒子可通过狭缝穿越极板（如图乙所示），板间电势差恒定为U（下极板电势高于上极板电势，且极板间只有电场）。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场；其他部分存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面。在贴近下极板缝隙的离子源S中产生的质量为m、电荷量为的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的点进入磁场区域，O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为4D，已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节，离子从离子源上方的O点射入磁场区域，最终只能从出射孔P射出。假设离子打到器壁或离子源外壁则立即被吸收。忽略相对论效应，不计离子重力。求： （1）磁感应强度的最小值； （2）调节磁感应强度大小为时，离子能从P点射出，计算此时离子从P点射出时的动能； （3）若将磁感应强度在范围内调节，写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值。 【答案】 （1）； （2）； （3）（，为整数） 【详解】 （1）设离子在电场中加速一次从O点射入磁场时的速率为，则 设离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，则 若离子从O点射出后只运动半个圆周即从孔P射出，有 此时磁感应强度取得最小值，且最小值为 （2）离子在电场中经过一次加速后，由动能定理可得 解得 加速一次后离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，有 解得 故离子从磁场中偏转后再次进入电场减速，至下极板速度为零，然后反向加速，如图为离子运动的轨迹示意图 在距离O点的水平距离为 处加速的离子离开电场经磁场偏转后会再次回到该点加速，直至最后从P点离开磁场，则由几何关系可知，最后一次在磁场中运动的半径 由 联立解得离子从孔P射出时的动能为 （3）当 根据 可得 离子经3次减速，每次半个周期绕开粗黑线段极板，然后在虚线段极板螺旋前进，设离子绕过两极板右端后加速次数为k，则此时离子运动半径为，离子从孔P射出时满足 且 解得（，为整数） 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$