精品解析：山东省淄博第四中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷

山东省淄博第四中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题3分，共24分） 1. 物体从斜面（斜面足够长）底端以某一初速度开始向上做匀减速直线运动，经t秒到达位移的中点，则物体从斜面底端到最高点时共用时间为（　　） A. 2t B. C. D. 2. 有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上面积极大、反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知探测器在某轨道上运行时，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E=1.5×104 J，薄膜面积为S=6.0×102 m2，若探测器总质量为M=60 kg，光速c=3.0×108 m/s，那么下列最接近探测器得到的加速度大小的是（根据量子理论，光子不但有能量，而且有动量。光子动量的计算式为p=，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长）（　　） A. 1.0×10－3 m/s2 B. 1.0×10－2 m/s2 C. 1.0×10－1 m/s2 D. 1 m/s2 3. 如图甲、乙所示的电路中，两光滑平行导轨之间的距离均为L，在两导轨之间的平面内都有垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场，两金属杆完全相同、阻值均为r，均与导轨接触良好。图甲中导轨的左端接有阻值为R的定值电阻，金属杆在水平拉力的作用下以速度v水平向右做匀速运动；图乙中导轨的左端接有内阻不计的电源，金属杆通过跨过定滑轮的绝缘轻绳与一重物相连，杆正以速度v水平向右做匀速运动，电路中的电流为I。若导轨电阻不计，忽略所有摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 两杆所受安培力的方向相同 B. 图甲、乙中两杆所受安培力大小之比为 C. 在时间Δt内图甲中金属杆产生的电能为 D. 在时间Δt内图乙中电源输出的能量为BILvΔt+I2rΔt 4. 2016年12月23日据《科技日报》报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往火星的单程“旅行”大约是6到7个月。相比传统引擎，如果电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在10个星期内抵达火星。中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前安装在了天宫二号上进行测试，处于领先地位。若能将飞行器P送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动。如图所示，火星相对飞行器的张角为，火星半径为R，飞行器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，若想求得火星的质量，下列条件满足的是（ ） A. 若测得飞行器周期和火星半径R，可得到火星的质量 B. 若测得飞行器周期和轨道半径r，可得到火星的质量 C. 若测得飞行器周期和张角，可得到火星的质量 D. 以上条件都不能单独得到火星的质量 5. 如图所示是远距离输电的简化电路图，假设变压器均为理想变压器，发电厂的输出功率为，发电厂的输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线的电阻为，若在发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变的情况下输电，则下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的电压为 B. 输电线上损失的功率为 C. 降压变压器副线圈的负载减少时，发电厂的输出功率增大 D. 仅将升压变压器原、副线圈的匝数比变为，输电线上损失的功率将变为原来的 6. 一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中（　　） A. 向上滑行与向下滑行的时间相等 B. 向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等 C. 向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等 D. 向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等 7. 在如图所示的电路中，均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为。闭合开关S后电路发生故障，发现灯变暗，灯变亮，则电路中发生的故障可能是（　　） A. R1断路 B. R2断路 C. R3短路 D. R4短路 8. 如图所示的电路中，定值电阻、、、的阻值均为，理想电压表读数为U，变化量的绝对值为，理想电流表读数为I，变化量的绝对值为，则在滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电阻的电功率减小 B. 电源效率降低 C. 电源输出功率有可能增大 D. 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（　　） A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同 B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为 C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为 D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距 10. 如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB.小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A. 小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为 B. 若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则 C. 若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为 D. 若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h 11. 某人造地球卫星在运行中由于受稀薄空气的阻力作用，其运行轨道会发生变化。某次测量时该卫星的轨道半径为，一段时间后再次测量时其轨道半径变为，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动。先后测量时，卫星的角速度、动能、机械能分别为和，则（　　） A. B. C. D. 12. 生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度小于M点 B. P点电势小于N点电势 C. M点电势小于N点电势 D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，其在N点电势能小于在M点电势能 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，每题7分，共14分） 13. 在练习使用多用电表的实验中： （1）某同学在测量一电学元件的阻值时，多用电表的选择开关旋至如图1所示的位置，其余操作正确，表盘指针如图2所示，则该电学元件的阻值为______； （2）该电学元件最有可能是（　　） A. “220V 800W”电饭煲 B. “220V 100W”电视机 C. “220V 40W”白炽灯 D. “220V 20W”LED灯 （3）为了更精确地测量该电学元件的阻值，该同学利用伏安法进行测量。实验中所用的器材有： 电压表V（量程3V，内阻约为1kΩ），电流表G（量程3mA，内阻约为20Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω），干电池两节，开关一个，导线若干。 ①根据实验要求，请用笔画线代替导线完成图3所示的测量电路的连接______。 ②开始测量前，应先断开开关，将滑动变阻器的滑片置于______（选填“左”或“右”）端。 ③测量结束后，应先断开开关，拆除______两端的导线，再拆除其他元件上的导线，最后整理好所有器材。 14. 某实验小组用右图所示的装置，做探究“加速度与质量的关系”的实验 （1）调节装置时，通过调节________使细线与长木板平行；平衡摩擦力时，小车应________（填“连接”或“不连接”）悬挂钩码的细线。 （2）实验需要用到的测量工具有_________、______________。 （3）为使小车所受合力约等于钩码所受的总重力，应满足的条件是_____________。 （4）改变小车的质量，测得多组小车的质量与加速度的值，以小车的加速度的倒数为纵轴小车和车上砝码的总质量M为横轴，捕绘出图象，下图中正确的是______。 四、计算题（共4题，共46分） [物理——选修3-4] 15. 如图，ABO是一半径为R的圆形玻璃砖的横截面，O是圆心，AB弧形面镀银。现位于AO轴线上的点光源S发出一束光线射向玻璃砖的OB边，入射角i=60°，OS=。已知玻璃的折射率为，光在空气中传播的速度为c，每条边只考虑一次反射。求： （i）光线射入玻璃砖时的折射角； （ii）光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间。 16. 质量为m=2kg的物块静置于水平地面上，现对物块施加水平向右的力F，力F随时间变化的规律如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求: （1）4s后撤去力F，物体还能继续滑动的时间t； （2）前4s内力F的平均功率。 17. 如图所示，足够长的光滑斜面倾角为，斜面上方空间等间距分布着垂直斜面向上的条形匀强磁场，磁感应强度大小，条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为，现有一边长、质量、电阻的正方形线框在斜面上距离第一个条形磁场上边界处由静止释放，从刚进入磁场开始经过时间，线框速度达到，已知重力加速度，求： （1）线框边刚进入磁场时受到的安培力的大小； （2）线框匀速运动的速度大小； （3）从释放线框到线框速度达到的过程，线框穿过完整的条形磁场区域的个数和线框中产生的焦耳热。 [物理——选修3-4] 18. 如图所示，真空中有一截面为等腰直角三角形的三棱镜，一单色光从边上的中点射入三棱镜，已知三棱镜对此单色光的折射率为，。（结果可用反三角函数表示） （1）要使此单色光射到AB面上时恰好发生全反射，则求此时单色光在D点的入射角； （2）要使此单色光在D点折射后直接照射到BM面，则求单色光在D点的入射角的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省淄博第四中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题3分，共24分） 1. 物体从斜面（斜面足够长）底端以某一初速度开始向上做匀减速直线运动，经t秒到达位移的中点，则物体从斜面底端到最高点时共用时间为（　　） A. 2t B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】物体沿斜面向上做匀减速直线运动，到最高点的速度为零，为了使问题简化，可以看成由最高点开始的初速度为零的匀加速直线运动，根据公式 可知前一半位移与后一半位移所用的时间之比为 由于 则可得 则总时间为 故D正确。 2. 有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上面积极大、反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知探测器在某轨道上运行时，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E=1.5×104 J，薄膜面积为S=6.0×102 m2，若探测器总质量为M=60 kg，光速c=3.0×108 m/s，那么下列最接近探测器得到的加速度大小的是（根据量子理论，光子不但有能量，而且有动量。光子动量的计算式为p=，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长）（　　） A. 1.0×10－3 m/s2 B. 1.0×10－2 m/s2 C. 1.0×10－1 m/s2 D. 1 m/s2 【答案】A 【解析】 【详解】由，以及光在真空中光速知，光子的动量和能量之间关系为，设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为，每秒每平方米面积获得的太阳光能 由动量定理得 压强 对探测器应用牛顿第二定律，可得 代入数据得 故选A。 3. 如图甲、乙所示的电路中，两光滑平行导轨之间的距离均为L，在两导轨之间的平面内都有垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场，两金属杆完全相同、阻值均为r，均与导轨接触良好。图甲中导轨的左端接有阻值为R的定值电阻，金属杆在水平拉力的作用下以速度v水平向右做匀速运动；图乙中导轨的左端接有内阻不计的电源，金属杆通过跨过定滑轮的绝缘轻绳与一重物相连，杆正以速度v水平向右做匀速运动，电路中的电流为I。若导轨电阻不计，忽略所有摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 两杆所受安培力的方向相同 B. 图甲、乙中两杆所受安培力大小之比为 C. 在时间Δt内图甲中金属杆产生的电能为 D. 在时间Δt内图乙中电源输出的能量为BILvΔt+I2rΔt 【答案】D 【解析】 【详解】AB．图甲中电路，由闭合电路欧姆定律可得 I1= 金属杆受到的安培力 F1=BI1L= 方向水平向左，图乙中金属杆受到的安培力 F2=BIL 方向水平向右，两杆所受安培力方向相反，大小之比为 故选项AB错误； CD．在Δt时间内，图甲中金属杆产生的电能等于金属杆克服安培力做的功 E电=F1vΔt= 图乙中电源输出的能量等于安培力对金属杆做的功，即 E机=F2vΔt+I2rΔt=BILvΔt+I2rΔt 选项C错误，D正确。 故选D。 4. 2016年12月23日据《科技日报》报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往火星的单程“旅行”大约是6到7个月。相比传统引擎，如果电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在10个星期内抵达火星。中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前安装在了天宫二号上进行测试，处于领先地位。若能将飞行器P送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动。如图所示，火星相对飞行器的张角为，火星半径为R，飞行器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，若想求得火星的质量，下列条件满足的是（ ） A. 若测得飞行器周期和火星半径R，可得到火星的质量 B. 若测得飞行器周期和轨道半径r，可得到火星的质量 C. 若测得飞行器周期和张角，可得到火星的质量 D. 以上条件都不能单独得到火星的质量 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．由飞行器做圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 若测得飞行器周期和轨道半径，即可推得火星的质量为 故B正确，AD错误； C．已知之间的关系为 当已知飞行周期和张角时，还需要测得火星半径才能得到火星的质量，故C错误。 故选B。 5. 如图所示是远距离输电的简化电路图，假设变压器均为理想变压器，发电厂的输出功率为，发电厂的输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线的电阻为，若在发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变的情况下输电，则下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的电压为 B. 输电线上损失的功率为 C. 降压变压器副线圈的负载减少时，发电厂的输出功率增大 D. 仅将升压变压器原、副线圈的匝数比变为，输电线上损失的功率将变为原来的 【答案】B 【解析】 【详解】A．对升压变压器有 所以升压变压器副线圈的电压为 故A错误； B．原线圈中的电流 则升压变压器副线圈的电流 所以输电线上损失的功率为 故B正确； C．降压变压器副线圈的负载减少时，消耗的电功率减小，故发电厂的输出功率减小，故C错误； D．如果升压变压器原、副线圈的匝数比变为，则有 输电线上损失的功率为 所以输电线上损失的功率将变为原来的，故D错误。 故选B。 6. 一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中（　　） A. 向上滑行与向下滑行的时间相等 B. 向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等 C. 向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等 D. 向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于不断产生电能，棒的机械能不断减少，故上滑过程与下滑过程经过同一位置时上滑的速度较大，所以上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，故A错误。 BD．因为上滑过程与下滑过程经过同一位置时上滑的速度较大，所以上滑过程中，导体棒经过同一位置安培力较大，故上滑过程中安培力的平均值较大，克服安培力做功较多，回路产生的总热量较多，则向上滑行时电阻R上产生的热量较多，故BD错误。 C．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的平均值为 感应电流的平均值为 电量为 联立可得 由于上行与下行过程中磁通量变化量大小相等，故上滑阶段和下滑阶段通过R的电荷量相同，故C正确。 故选C。 7. 在如图所示的电路中，均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为。闭合开关S后电路发生故障，发现灯变暗，灯变亮，则电路中发生的故障可能是（　　） A. R1断路 B. R2断路 C. R3短路 D. R4短路 【答案】B 【解析】 【详解】A．若R1断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯两端的电压减小，灯变暗，灯两端的电压增大，灯变亮，假设不成立，故A错误； B．若R2断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯两端的电压减小，灯变暗，灯两端电压增大，灯变亮，假设成立，故B正确； CD．若R3或R4短路，则回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流增大，灯两端的电压增大，灯变亮，灯两端的电压减小，灯变暗，假设不成立，故CD错误。 故选B。 8. 如图所示的电路中，定值电阻、、、的阻值均为，理想电压表读数为U，变化量的绝对值为，理想电流表读数为I，变化量的绝对值为，则在滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电阻的电功率减小 B. 电源效率降低 C. 电源输出功率有可能增大 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，滑动变阻器R与并联后与串联，再与并联，最后与串联，接入电源。在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中，总电阻增大，总电流减小，则两端电压和电源内阻的电压均减小，两端电压增大，则通过的电流增大，而总电流减小，所以通过的电流减小，则两端电压减小，所以两端电压增大，通过的电流增大，其电功率增大，故A错误； B．由 知，电源效率提高，故B错误； C．电源外电路的总电阻与电源内阻r相等时，电源输出功率最大，二者关系未知，若，则在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中，电源输出功率有可能增大，故C正确； D．因为通过的电流减小，通过的电流增大，所以电流表示数的减小量大于通过的电流的增加量，则 故D错误。 故选C。 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（　　） A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同 B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为 C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为 D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距 【答案】AD 【解析】 【详解】A. 第一次在电场中，水平方向有 竖直方向有 联立解得 氕核、氘核具有相同的初动能和相同的电荷量，氕核、氘核在电场中的轨迹相同，即氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同，A正确； B. 氘核在电场中做类平抛。则 ， ， 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小 联立解得 B错误； C. 由B选项分析，同理可得氕核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为，根据 解得 C错误； D. 粒子在进入磁场速度方向与水平方向夹角相同，设为，则有 粒子在进入磁场速度方向与MN的夹角为，则 可得 粒子从进入磁场到再次回到MN时与进入磁场位置的距离 氘核在磁场中的半径 则氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距 D正确； 故选AD。 10. 如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB.小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A. 小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为 B. 若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则 C. 若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为 D. 若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h 【答案】BC 【解析】 【详解】A、在D点对小球进行受力分析，如图所示： 则 则 则摩擦力功为 故选项A错误； B、从C到D点后，在返回C点，根据动能定理： 则 故选项B正确； C、当质量为m时，从C到D根据动能定理： 则： 若仅把小球的质量变成，从C到D根据动能定理： 则： 故选项C正确； D、若仅把小球的质量变成，则小球向下运动到速度为零时，则弹簧做功变大，且无法求出，故小球下落最终位置无法求出，故选项D错误。 11. 某人造地球卫星在运行中由于受稀薄空气的阻力作用，其运行轨道会发生变化。某次测量时该卫星的轨道半径为，一段时间后再次测量时其轨道半径变为，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动。先后测量时，卫星的角速度、动能、机械能分别为和，则（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】D．由于稀薄空气产生的阻力对卫星做负功，因此其机械能减小，故D正确； A．由于空气阻力作用，机械能减小，卫星做近心运动，轨道半径减小，故A正确； C．根据万有引力提供向心力 解得 轨道半径减小卫星运行时的线速度增大，动能增大，故C错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 减小，增大，故B错误。 故选AD。 12. 生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度小于M点 B. P点电势小于N点电势 C. M点电势小于N点电势 D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，其在N点电势能小于在M点电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．P点位置的电场线要比M点的稀疏，所以P点电场强度小于M点电场强度，故A正确； B．从P点到无穷远，电势降低，从无穷远到N点，电势降低，所以P点电势高于N点电势，故B错误； C．从N到M为沿电场线方向，电势降低，所以M点电势小于N点电势，故C正确； D．带电小颗粒所受电场力指向轨迹内侧，即小颗粒带正电，从N移动到M，电场力做正功，电势能减小，故N点电势能大于M点电势能，故D选项错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，每题7分，共14分） 13. 在练习使用多用电表的实验中： （1）某同学在测量一电学元件的阻值时，多用电表的选择开关旋至如图1所示的位置，其余操作正确，表盘指针如图2所示，则该电学元件的阻值为______； （2）该电学元件最有可能是（　　） A. “220V 800W”电饭煲 B. “220V 100W”电视机 C. “220V 40W”白炽灯 D. “220V 20W”LED灯 （3）为了更精确地测量该电学元件的阻值，该同学利用伏安法进行测量。实验中所用的器材有： 电压表V（量程3V，内阻约为1kΩ），电流表G（量程3mA，内阻约为20Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω），干电池两节，开关一个，导线若干。 ①根据实验要求，请用笔画线代替导线完成图3所示的测量电路的连接______。 ②开始测量前，应先断开开关，将滑动变阻器的滑片置于______（选填“左”或“右”）端。 ③测量结束后，应先断开开关，拆除______两端的导线，再拆除其他元件上的导线，最后整理好所有器材。 【答案】（1）1200Ω （2）C （3） ①. ②. 左 ③. 电源 【解析】 【小问1详解】 欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以该电学元件的阻值为 【小问2详解】 根据电功率的计算公式可得 电饭煲的电阻为 电视机的电阻为 白炽灯的电阻为 LED灯的电阻为 故选C。 【小问3详解】 [1]因电学元件阻值较大，则电流表采用内接法，滑动变阻器阻值小，则采用分压式接法，测量电路如图所示 [2]让电压由小变大，则测量前应将滑动变阻器的滑片置于左端； [3]测量结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线。 14. 某实验小组用右图所示的装置，做探究“加速度与质量的关系”的实验 （1）调节装置时，通过调节________使细线与长木板平行；平衡摩擦力时，小车应________（填“连接”或“不连接”）悬挂钩码的细线。 （2）实验需要用到的测量工具有_________、______________。 （3）为使小车所受合力约等于钩码所受的总重力，应满足的条件是_____________。 （4）改变小车的质量，测得多组小车的质量与加速度的值，以小车的加速度的倒数为纵轴小车和车上砝码的总质量M为横轴，捕绘出图象，下图中正确的是______。 【答案】 ①. 定滑轮高度 ②. 不连接 ③. 天平 ④. 刻度尺 ⑤. 钩码的总质量远小于小车的质量 ⑥. B 【解析】 【详解】（1）[1][2]调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，平衡摩擦力时，不需要连接悬挂钩码的细线。 （2）[3][4]实验为了测量小车的质量，需要天平，为了处理纸带求加速度，需要刻度尺。 （3）[5]为了使小车所受的合外力约等于钩码的总重力，应该满足钩码的总质量远小于小车的质量。 （4）[6]ABCD．根据牛顿第二定律得 则 以 为纵轴， M为横轴，作出的图象为倾斜的直线，与纵轴有截距。故B正确，ACD错误。 故选B。 四、计算题（共4题，共46分） [物理——选修3-4] 15. 如图，ABO是一半径为R的圆形玻璃砖的横截面，O是圆心，AB弧形面镀银。现位于AO轴线上的点光源S发出一束光线射向玻璃砖的OB边，入射角i=60°，OS=。已知玻璃的折射率为，光在空气中传播的速度为c，每条边只考虑一次反射。求： （i）光线射入玻璃砖时的折射角； （ii）光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间。 【答案】(i) 30°；(ii) 。 【解析】 【详解】(i)光路如答图2，设光在C点的折射角为r 由折射定律有 代入数据解得 r=30° (ii)进入玻璃砖中，光在AB面上D点反射，设入射角为，反射角为 =90°-i=30° 由三角函数关系有 OC=OScot= 且 在ΔODC中，由正弦定理有： 得 =30° 由于=30°，∠CDF=30°，故∠FDE=90°，所以光线DE垂直于OA射出玻璃砖 在∠ODC中，由几何关系有 CD=OC= 又 DE=Rcos= 光在玻璃中的速率 则光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间 解得 16. 质量为m=2kg的物块静置于水平地面上，现对物块施加水平向右的力F，力F随时间变化的规律如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求: （1）4s后撤去力F，物体还能继续滑动的时间t； （2）前4s内力F的平均功率。 【答案】（1）2s；（2）12W 【解析】 【分析】 【详解】（1）物块与地面之间最大静摩擦力 所以在第1s内物体静止不动；第1~3s内物块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 3s末物块的速度 第3~4s内物块做匀速直线运动，撤去外力后 继续滑行时间 （2）设第1~3s内与第3~4s内物块的位移分别为x1、x2，则有 ， 前4s内力F做功大小为 前4s内力F的平均功率 17. 如图所示，足够长的光滑斜面倾角为，斜面上方空间等间距分布着垂直斜面向上的条形匀强磁场，磁感应强度大小，条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为，现有一边长、质量、电阻的正方形线框在斜面上距离第一个条形磁场上边界处由静止释放，从刚进入磁场开始经过时间，线框速度达到，已知重力加速度，求： （1）线框边刚进入磁场时受到的安培力的大小； （2）线框匀速运动的速度大小； （3）从释放线框到线框速度达到的过程，线框穿过完整的条形磁场区域的个数和线框中产生的焦耳热。 【答案】（1）1.6N （2）3m/s （3）3，4.84J 【解析】 【小问1详解】 设线框ab边刚进入磁场时的速度为，根据动能定理有 解得 线框边切割磁感线产生的感应电动势 线框边刚进入磁场时受到的安培力 【小问2详解】 线框匀速运动时受到的合力为零，根据受力平衡有 代入数据解得 【小问3详解】 由题意可知，线框在沿斜面下滑的过程中始终受到安培力的作用，设线框从刚进入磁场开始经时间速度变化为，线框速度为，此时有 在时间内，由动量定理有 设经，线框沿斜面下滑的位移为x，对上式两边求和 可得 代入数据解得 线框穿过完整的条形磁场区域的个数 由能量守恒定律有 解得 [物理——选修3-4] 18. 如图所示，真空中有一截面为等腰直角三角形的三棱镜，一单色光从边上的中点射入三棱镜，已知三棱镜对此单色光的折射率为，。（结果可用反三角函数表示） （1）要使此单色光射到AB面上时恰好发生全反射，则求此时单色光在D点的入射角； （2）要使此单色光在D点折射后直接照射到BM面，则求单色光在D点的入射角的取值范围。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示 根据发生全反射的临界角与介质的折射率的关系有 所以 由几何关系可得 根据光的折射定律有 所以 即 【小问2详解】 如图所示 当单色光从点折射后直接射到点时，在三角形DBN中，根据正弦定理有 设，则 ， 则有 解得 根据光的折射定律有 故 即当时单色光在点折射后直接照射到面上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $