精品解析：山东省滨州市邹平市第一中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷

山东省邹平市第一中学2023-2024学年高三下学期期中物理 试卷 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题3分，共24分） 1. 2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯，另外一半授予莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹，其中莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹发现了银河系中心的超大质量的黑洞。若该黑洞半径为太阳半径的倍，距黑洞中心为的某一星体以速度绕黑洞旋转，已知引力常量为，太阳半径为，则黑洞的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设黑洞质量为，星体质量为，该星体由万有引力提供向心力有 又 且 联立可得 故选D。 2. 假设发射“嫦娥五号”探测器时，运载火箭先将“嫦娥五号”探测器成功送入太空，由地月转移轨道进入半径为r1的环月圆轨道Ⅰ后成功变轨到近月点为15公里的椭圆轨道Ⅱ，再从15公里高度降至近月表面圆轨道Ⅲ，最后成功实现登月，如图所示。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量为M的天体的引力中心为r时，其引力势能表达式为（式中G为引力常量）。已知月球质量为M0，月球半径为R，“嫦娥五号”探测器质量为m0。则关于“嫦娥五号”探测器登月过程的说法正确的是（　　） A. “嫦娥五号”探测器在轨道Ⅰ上的动能大于在轨道Ⅲ上的动能 B. “嫦娥五号”探测器从轨道Ⅰ上变轨到轨道Ⅲ上时，势能减少了 C. “嫦娥五号”探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能等于在轨道Ⅰ上运行时的机械能 D. “嫦娥五号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道Ⅰ，所需要的最小能量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 根据 联立解得“嫦娥五号”探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的动能分别为 ， 由于r1 > R，所以“嫦娥五号”探测器在轨道Ⅰ上的动能小于在轨道Ⅲ上的动能，故A错误； B．根据 可知，“嫦娥五号”探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的势能分别为 ， “嫦娥五号”探测器从轨道Ⅰ上变轨到轨道Ⅲ上时，势能减少了 故B错误； CD．根据能量守恒定律，落月的“嫦娥五号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道Ⅰ，所需要的最小能量为 故C错误，D正确。 故选D。 3. 在光电效应实验中，用频率为的单色光照射光电管，如图所示，电路中有电流通过。表中给出了几种金属的逸出功，已知普朗克常量为，光在真空中的速度为，则下列说法正确的是（　　） 材料 铯 钾 钙 镁 铍 逸出功 1.9 2.3 3.2 3.7 3.9 A. 铯的极限频率大于铍的极限频率 B. 用单色光P照射金属镁时一定会发生光电效应 C. 电路中流过电流表G的电流方向是从a到b D. 用单色光P照射金属铯比照射金属钙逸出的光电子的最大初动能小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由得，铯的极限频率小于铍的极限频率，故A错误； B．单色光的光子能量为 小于镁的逸出功，故用单色光照射金属镁时一定不会发生光电效应，故B错误； C．用单色光照射光电管时，发生光电效应，产生光电子，流过电流表的电流方向是从到，故C正确； D．单色光的光子能量大于铯和钙的逸出功，故用单色光照射金属铯或钙时也一定会发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程可知，用单色光照射金属铯比照射金属钙逸出的光电子的最大初动能大，故D错误。 故选C。 4. 2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 核心舱的向心加速度小于g B. 核心舱运行速度大于7.9km/s C. 由题干条件可以求出地球的质量 D. 考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小 【答案】A 【解析】 【详解】A．核心舱所处的重力加速度为，根据万有引力定律和牛顿第二定律 而在地面处 由于核心舱做匀速圆周运动，核心舱在该处的万有引力提供向心力，重力加速度等于向心加速度，因此向心加速度小于g，A正确； B．根据 可知轨道半径越大，运行速度越小，在地面处的运行速度为7.9km/s，因此在该高度处的运行速度小于7.9km/s，B错误； C．根据 从题干信息无法知道G的值，因此无法求出地球的质量，C错误； D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱逐渐做近心运动，轨道半径逐渐减小，运行速度会越来越大，D错误。 故选A。 5. 一电动机通过一轻绳竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，时间内物块做匀加速直线运动，时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（  ） A. 物块始终做匀加速直线运动 B. 时间内物块的加速度为 C. 时刻物块的速度大小为 D. 时间内物块上升的高度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．0−t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误； B．根据 P=Fv=Fat F=mg+ma 得 P=（mg+ma）at 可知图线的斜率 可知 a≠ 故B错误； C．在t1时刻速度达到最大 F=mg 则速度 可知t0时刻物块的速度大小小于，故C错误； D．P−t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得 解得 h= 故D正确。 故选D。 6. 如图所示，质量为M=2kg的长木板位于光滑水平面上，质量为m=1kg的物块静止在长木板上，两者之间的滑动摩擦因数为μ=0.5。重力加速度g取10m/s2，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力。现对物块施加水平向右的力F，下列说法正确的是（　　） A. 水平力F=3N时，物块m将保持静止状态 B. 水平力F=6N时，物块m在长木板M上滑动 C. 水平力F=7N时，长木板M的加速度大小为2.5m/s2 D. 水平力F=9N时，长木板M受到的摩擦力大小为5N 【答案】D 【解析】 【分析】当F较小时，m、M不会发生相对滑动，共同加速，当F较大时，m、M会发生相对滑动，两者之间的静摩擦力恰好达到最大时为两种状态的转折点，利用整体法和隔离法及牛顿第二定律求出此时的F，即可一一解决。 【详解】把m、M当成一整体，由牛顿第二定律可得 隔离出m进行受力分析，由牛顿第二定律可得 当m、M即将发生相对滑动时，静摩擦力达到最大值，f=μmg，代入上面方程组可解得 =7.5N A．水平力F=3N时，整体处于加速状态，两者未发生相对滑动，因此m不会保持静止状态，A错误； B．水平力F=6N时， 整体处于加速状态，物块m不会在长木板M上滑动，B错误； C．水平力F=7N时，整体处于加速状态，运用牛顿第二定律，由可得长木板的加速度 C错误； D．水平力F=9N时，由于大于7.5N，两者发生相对滑动，长木板M受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为 D正确。 故选D。 7. 图甲为交流发电机的示意图，磁场为水平方向的匀强磁场，匝数n=100匝、电阻r=1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴OO′逆时针匀速转动，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电阻R=4Ω，电流表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A. 0.01s时刻穿过线圈的磁通量为0 B. 电流表的示数为1.25A C. 0~0.01s通过回路的电荷量为 D. 在一个周期内回路消耗的电能为0.625J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知0.01s时刻线圈产生的感应电动势为零，此时线圈平面正位于中性面，穿过线圈的磁通量为最大值，A错误； B．由题图乙可知发电机输出的电压有效值为U=10V，根据欧姆定律可得电流表的示数为 B错误； C．由题图乙可知线圈转动的角速度为 而线圈产生感应电动势的峰值为 0~0.01s通过回路的电荷量为 C错误； D．根据焦耳定律，在一个周期内回路消耗的电能为 W=I2（R+r）T=0.625J D正确。 故选D。 8. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（　　） A. 重力势能增加了mgh B. 机械能损失了mgh C. 动能损失了mgh D. 合外力对物体做功为-mgh 【答案】B 【解析】 【分析】物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，知重力势能的变化．根据牛顿第二定律求出摩擦力大小，根据物体克服摩擦力做功等于物体机械能的损失，求解机械能的损失．根据合力做功，求解动能的损失 【详解】A、由题，物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh．故A错误． B、根据牛顿第二定律得：mgsin30°+f=ma，得到摩擦力大小为f=mg，物体克服摩擦力做功为Wf=f•2h=mgh，所以物体的机械能损失了mgh．故B正确． CD、合外力对物体做功为W合=-ma•2h=-mgh，则根据动能定理得知，物体动能损失mgh，故C、D错误． 故选B 【点睛】本题考查对几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，除重力以外的力做功与机械能的变化有关． 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图为磁流体发电机的示意图，一正对平行极板a、b的间距为d，两板的面积均为S，内部充满方向与板平行、磁感应强度大小为B的匀强磁场，直流电动机M的内阻为R。现让等离子体（高温下被电离含有大量带正电和负电的离子的气体）以速度v持续垂直喷入两板间的磁场中。若磁流体发电机稳定发电时，通过电动机M的电流为Ⅰ，此时电动机M正常工作，磁流体发电机的内阻只考虑充满两板间的等离子体的电阻，两板间等离子体的电阻率为ρ。则下列说法正确的是（ ） A. 板电势比板电势低 B. 电动机M正常工作时两端的电压为 C. 电动机M正常工作时的机械功率为 D. 电动机M正常工作时板间带正电的离子受到的电场力的功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据左手定则，带正电的离子向下偏转，板带正电，电势高，故A正确； B．磁流体发电机稳定发电时，离子在电场力和洛伦兹力作用下做匀速运动，则 可得电动势为 电动机正常工作时的电压为路端电压为 故B错误； C．两板间的等离子体的电阻为 电动机正常工作时的机械功率为 故C正确； D．电动机正常工作时板间带正电的离子受到的电场力方向与速度方向不共线，受到的电场力功率不可能为，故D错误。 故选AC。 10. 某质点在几个恒力作用下做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的一个力水平旋转某一角度，则关于质点运动情况的叙述正确的是（　　） A. 质点的速度一定越来越大 B. 质点的速度一定越来越小 C. 质点的速度大小可能不变 D. 质点一定做匀变速曲线运动 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．质点原来所受合外力为零，突然将与速度反方向的一个力水平旋转某一角度后，合力F的方向不会与速度方向成钝角，只能成锐角，所以质点的速度一定越来越大，故A正确，BC错误； D．因为合力F的大小恒定不变，且合力F的方向与速度方向不重合，则质点在合力F作用下一定做匀变速曲线运动，故D正确。 故选AD。 11. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能被加速，两形金属盒处于垂直于盒所在平面的匀强磁场中，如图所示。现要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（　　） A. 仅增大高频交流电的电压，不改变交流电的频率 B. 仅增大匀强磁场的磁感应强度，不改变交流电的频率 C. 增大匀强磁场的磁感应强度，同时增大交流电的频率 D. 仅增大D形金属盒的半径 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由洛伦兹力提供向心力 解得最大速度为 则带电粒子射出时的动能为 与无关，仅增大高频交流电的电压时最大动能不变，故A错误； BCD．根据洛伦兹力提供粒子运动的向心力。且粒子运动的频率与交流电的频率相同为 可得 仅增大匀强磁场的磁感应强度或仅增大D形金属盒的半径可以增大最大动能，而仅增大匀强磁场的磁感应强度时而不改变交流电的频率，不能改变最大动能，故B错误，CD正确。 故选CD。 12. 2019年4月10日，“事件视界望远镜”项目（EHT）正式公布了人类历史上第一张黑洞照片，引起了人们探索太空的极大热情。星球表面的物体脱离星球束缚能到达无穷远的最小速度称为该星球的逃逸速度，可表示为，其中表示星球质量，表示星球半径，为引力常量。如果某天体的逃逸速度超过光速，说明即便是光也不能摆脱其束缚，这种天体称为黑洞，下列说法正确的是（　　） A. 若某天体最后演变成黑洞时质量为，其最大半径小于 B. 若某天体最后演变成黑洞时质量为，其最大半径小于 C. 若某黑洞的平均密度为，其最小半径大于 D. 若某黑洞的平均密度为，其最小半径大于 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意知，根据 黑洞的逃逸速度超过光速，即 解得 故A错误，B正确； CD．黑洞质量为 代入上式解得 故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，每题7分，共14分） 13. 下图为某实验小组利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的装置。实验的主要步骤有： A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B.测出挡光条的宽度d； C.分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F.重复步骤D、E，测出多组l和t。 已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中___________（选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M； （2）滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了___________； （3）若系统机械能守恒，应该满足 ___________（用以上物理量表示）； （4）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是___________。 【答案】 ①. 不需要 ②. mgl ③. ④. D 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 由砝码和滑块系统来说，验证机械能守恒律，系统减少重力势能和增加的动能均可以测量，不必测拉力，故不需要满足m远小于M。 （2）[2] 只有砝码下降了，所以系统减少的重力势能 （3）[3] 滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．则滑块通过光电门时速度大小为 钩码的重力势能减少了mgl，系统动能增加了 ，则系统机械能守恒成立的表达式是 （4）[4] 根据 整理得 由上述分析知 是一条过原点的直线。 故选D。 14. 某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题： (1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。 A.小球的质量m B.C、A间距离 C.C、B间距离 D.A、B间距离 E.弹簧的压缩量 F.弹簧原长 (2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。 (3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】 ①. AD ②. ③. 偏小 【解析】 【详解】(1)[1]小球的动能，因此需要测量小球的质量m，小球离开弹簧时的速度大小v可以通过测得A、B间的距离结合经过该段的时间求出，所以AD项的物理量需要测量，故选AD。 (2)[2]小球的动能为 由桌面光滑，则小球从A到B做匀速直线运动，则离开弹簧时的速度大小 联立解得动能的表达式 (3)[3]由于水平面不是绝对光滑，小球在过程中克服摩擦力做功转化为内能，导致弹簧减少的弹性势能没有全部转化为小球的动能，所以测得的弹性势能小于其真实值。 四、计算题（共4题，共46分） 15. 如图所示，长R＝0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着质量m2＝0.1kg的小球B，小球B刚好与水平面相接触。现使质量m1＝0.3kg的物块A沿光滑水平面以v0＝4m/s的速度向B运动并与B发生弹性正碰，A、B碰撞后，小球B能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度g＝10m/s2，A、B均可视为质点，试求： （1）在A与B碰撞后瞬间，小球B的速度v2的大小； （2）小球B运动到最高点时对细绳的拉力。 【答案】（1）6m/s；（2）1N，竖直向上 【解析】 【详解】（1）物块A与小球B碰撞时，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 ， 解得碰撞后瞬间物块A的速度 小球B的速度 （2）碰撞后，设小球B运动到最高点时的速度为v，则由机械能守恒定律有 又由向心力公式有 联立解得 F＝1N 由牛顿第三定律知小球B对细绳的拉力大小 F′＝F＝1N 方向竖直向上 16. 一个折射率为n，半径为R均匀介质玻璃球，放在空气中，在玻璃球内有一点光源S可向各个方向发光，如果要求光源发出的所有光都能够射出玻璃球，则此点光源S到球心O的距离d应满足什么条件？ 【答案】 【解析】 【详解】如图，光源S发出的一条光线射到球面上的P点 由正弦定理可得 可得 对于位置已固定的光源，d与R都是定值，当sinθ越大时，光线射出玻璃球的入射角α就越大，光线越容易发生全反射，要求所有的光线都不会全反射，就是要求当sinθ最大(θ=90º)时，不会发生全反射，即 全反射临界角C的正弦为 在P点不发生全反射的光线，以后再次反射也不会发生全反射，所以对光源到球心的距离d的要求应为 17. 如图所示，两条间距为的光滑平行金属导轨由倾斜导轨和水平导轨两部分组成，倾斜导轨的倾角为，其底端与水平导轨平滑连接，导轨的顶端接有阻值为的小灯泡，导轨的电阻不计。在倾斜导轨平面与水平导轨平面均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。长为、电阻为、质量为的导体棒垂直于导轨放置，两端与导轨接触良好，将导体棒从倾斜导轨上某点由静止释放，导体棒在倾斜导轨上运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度大小为，求： （1）小灯泡稳定发光时导体棒的速度大小； （2）小灯泡稳定发光时消耗的电功率； （3）导体棒能在水平导轨上滑行的最远距离和在水平导轨上滑行的过程中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 导体棒在倾斜导轨上从释放开始做加速度减小的加速运动，直到匀速运动，此时小灯泡稳定发光，根据平衡条件有 设小灯泡稳定发光时导体棒的速度为 联立可得 【小问2详解】 小灯泡稳定发光时电路中的总功率 因为小灯泡和导体棒串联，所以 【小问3详解】 设导体棒进入水平导轨某一位置时，通过导体棒的电流为，此时导体棒的速度为，经过极短的时间，根据动量定理，取向左的方向为正方向，则 又 联立可得 等式两边求和有 设从导体棒进入水平导轨到停止的过程中通过导体棒的电荷量为，可解得 设导体棒从进入水平导轨到停止的过程中通过的位移为，时间为，此过程中 产生的平均电动势 产生的平均电流 通过导体棒的电荷量 联立可得 设导体棒在水平导轨上滑行的过程中装置产生的总焦耳热为，根据能量守恒定律，有 导体棒在水平导轨上滑行的过程中产生的焦耳热为 18. 如图所示，在竖直平面直角坐标系的第一象限和第二象限内有沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，轴的下方区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。知一质量为的带电粒子（重力不计）从轴上的A点位置以速度沿轴负方向射入电场，带电粒子从轴上点进入轴下方的磁场中，粒子出磁场后能够返回到A点。求： （1）粒子所带电荷量及粒子进入磁场时的速度； （2）轴下方磁场的磁感应强度大小及粒子从A点射出到返回A点运动的时间。 【答案】（1），，方向为与轴正方向夹角为 （2）， 【解析】 【小问1详解】 粒子在轴上方电场中做类平抛运动，粒子带负电。设粒子从A点运动到点的时间为，则有 ， 联立解得 粒子运动到点时沿水平方向的速度 粒子进入磁场时的速度大小为 设其速度方向为与轴正方向夹角为，则有 解得 即其速度方向为与轴正方向夹角为 【小问2详解】 粒子在轴下方的磁场中做匀速圆周运动，出磁场时，速度方向与轴正方向的夹角仍为，设粒子出磁场的位置与原点的距离为，则由运动的合成与分解可得，轴方向 轴方向 解得 ， 设粒子在轴下方的磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，由几何知识可知 由洛伦兹力提供向心力 解得 粒子在磁场中的运动时间 由（1）知 故粒子从A点射出到返回A点运动的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省邹平市第一中学2023-2024学年高三下学期期中物理 试卷 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题3分，共24分） 1. 2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯，另外一半授予莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹，其中莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹发现了银河系中心的超大质量的黑洞。若该黑洞半径为太阳半径的倍，距黑洞中心为的某一星体以速度绕黑洞旋转，已知引力常量为，太阳半径为，则黑洞的密度为（　　） A. B. C. D. 2. 假设发射“嫦娥五号”探测器时，运载火箭先将“嫦娥五号”探测器成功送入太空，由地月转移轨道进入半径为r1的环月圆轨道Ⅰ后成功变轨到近月点为15公里的椭圆轨道Ⅱ，再从15公里高度降至近月表面圆轨道Ⅲ，最后成功实现登月，如图所示。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量为M的天体的引力中心为r时，其引力势能表达式为（式中G为引力常量）。已知月球质量为M0，月球半径为R，“嫦娥五号”探测器质量为m0。则关于“嫦娥五号”探测器登月过程的说法正确的是（　　） A. “嫦娥五号”探测器在轨道Ⅰ上的动能大于在轨道Ⅲ上的动能 B. “嫦娥五号”探测器从轨道Ⅰ上变轨到轨道Ⅲ上时，势能减少了 C. “嫦娥五号”探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能等于在轨道Ⅰ上运行时的机械能 D. “嫦娥五号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道Ⅰ，所需要的最小能量为 3. 在光电效应实验中，用频率为的单色光照射光电管，如图所示，电路中有电流通过。表中给出了几种金属的逸出功，已知普朗克常量为，光在真空中的速度为，则下列说法正确的是（　　） 材料 铯 钾 钙 镁 铍 逸出功 1.9 2.3 3.2 3.7 3.9 A. 铯的极限频率大于铍的极限频率 B. 用单色光P照射金属镁时一定会发生光电效应 C. 电路中流过电流表G的电流方向是从a到b D. 用单色光P照射金属铯比照射金属钙逸出的光电子的最大初动能小 4. 2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 核心舱的向心加速度小于g B. 核心舱运行速度大于7.9km/s C. 由题干条件可以求出地球的质量 D. 考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小 5. 一电动机通过一轻绳竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，时间内物块做匀加速直线运动，时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（  ） A. 物块始终做匀加速直线运动 B. 时间内物块的加速度为 C. 时刻物块的速度大小为 D. 时间内物块上升的高度为 6. 如图所示，质量为M=2kg的长木板位于光滑水平面上，质量为m=1kg的物块静止在长木板上，两者之间的滑动摩擦因数为μ=0.5。重力加速度g取10m/s2，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力。现对物块施加水平向右的力F，下列说法正确的是（　　） A. 水平力F=3N时，物块m将保持静止状态 B. 水平力F=6N时，物块m在长木板M上滑动 C. 水平力F=7N时，长木板M的加速度大小为2.5m/s2 D. 水平力F=9N时，长木板M受到的摩擦力大小为5N 7. 图甲为交流发电机的示意图，磁场为水平方向的匀强磁场，匝数n=100匝、电阻r=1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴OO′逆时针匀速转动，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电阻R=4Ω，电流表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A. 0.01s时刻穿过线圈的磁通量为0 B. 电流表的示数为1.25A C. 0~0.01s通过回路的电荷量为 D. 在一个周期内回路消耗的电能为0.625J 8. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为g，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中（　　） A. 重力势能增加了mgh B. 机械能损失了mgh C. 动能损失了mgh D. 合外力对物体做功为-mgh 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图为磁流体发电机的示意图，一正对平行极板a、b的间距为d，两板的面积均为S，内部充满方向与板平行、磁感应强度大小为B的匀强磁场，直流电动机M的内阻为R。现让等离子体（高温下被电离含有大量带正电和负电的离子的气体）以速度v持续垂直喷入两板间的磁场中。若磁流体发电机稳定发电时，通过电动机M的电流为Ⅰ，此时电动机M正常工作，磁流体发电机的内阻只考虑充满两板间的等离子体的电阻，两板间等离子体的电阻率为ρ。则下列说法正确的是（ ） A. 板电势比板电势低 B. 电动机M正常工作时两端的电压为 C. 电动机M正常工作时的机械功率为 D. 电动机M正常工作时板间带正电的离子受到的电场力的功率为 10. 某质点在几个恒力作用下做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的一个力水平旋转某一角度，则关于质点运动情况的叙述正确的是（　　） A. 质点的速度一定越来越大 B. 质点的速度一定越来越小 C. 质点的速度大小可能不变 D. 质点一定做匀变速曲线运动 11. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能被加速，两形金属盒处于垂直于盒所在平面的匀强磁场中，如图所示。现要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（　　） A. 仅增大高频交流电的电压，不改变交流电的频率 B. 仅增大匀强磁场的磁感应强度，不改变交流电的频率 C. 增大匀强磁场的磁感应强度，同时增大交流电的频率 D. 仅增大D形金属盒的半径 12. 2019年4月10日，“事件视界望远镜”项目（EHT）正式公布了人类历史上第一张黑洞照片，引起了人们探索太空的极大热情。星球表面的物体脱离星球束缚能到达无穷远的最小速度称为该星球的逃逸速度，可表示为，其中表示星球质量，表示星球半径，为引力常量。如果某天体的逃逸速度超过光速，说明即便是光也不能摆脱其束缚，这种天体称为黑洞，下列说法正确的是（　　） A. 若某天体最后演变成黑洞时质量为，其最大半径小于 B. 若某天体最后演变成黑洞时质量为，其最大半径小于 C. 若某黑洞的平均密度为，其最小半径大于 D. 若某黑洞的平均密度为，其最小半径大于 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，每题7分，共14分） 13. 下图为某实验小组利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的装置。实验的主要步骤有： A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B.测出挡光条的宽度d； C.分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l； E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F.重复步骤D、E，测出多组l和t。 已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中___________（选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M； （2）滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了___________； （3）若系统机械能守恒，应该满足 ___________（用以上物理量表示）； （4）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是___________。 14. 某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题： (1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。 A.小球的质量m B.C、A间距离 C.C、B间距离 D.A、B间距离 E.弹簧的压缩量 F.弹簧原长 (2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。 (3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 四、计算题（共4题，共46分） 15. 如图所示，长R＝0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着质量m2＝0.1kg的小球B，小球B刚好与水平面相接触。现使质量m1＝0.3kg的物块A沿光滑水平面以v0＝4m/s的速度向B运动并与B发生弹性正碰，A、B碰撞后，小球B能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度g＝10m/s2，A、B均可视为质点，试求： （1）在A与B碰撞后瞬间，小球B的速度v2的大小； （2）小球B运动到最高点时对细绳的拉力。 16. 一个折射率为n，半径为R均匀介质玻璃球，放在空气中，在玻璃球内有一点光源S可向各个方向发光，如果要求光源发出的所有光都能够射出玻璃球，则此点光源S到球心O的距离d应满足什么条件？ 17. 如图所示，两条间距为的光滑平行金属导轨由倾斜导轨和水平导轨两部分组成，倾斜导轨的倾角为，其底端与水平导轨平滑连接，导轨的顶端接有阻值为的小灯泡，导轨的电阻不计。在倾斜导轨平面与水平导轨平面均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。长为、电阻为、质量为的导体棒垂直于导轨放置，两端与导轨接触良好，将导体棒从倾斜导轨上某点由静止释放，导体棒在倾斜导轨上运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度大小为，求： （1）小灯泡稳定发光时导体棒的速度大小； （2）小灯泡稳定发光时消耗的电功率； （3）导体棒能在水平导轨上滑行的最远距离和在水平导轨上滑行的过程中产生的焦耳热。 18. 如图所示，在竖直平面直角坐标系的第一象限和第二象限内有沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，轴的下方区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。知一质量为的带电粒子（重力不计）从轴上的A点位置以速度沿轴负方向射入电场，带电粒子从轴上点进入轴下方的磁场中，粒子出磁场后能够返回到A点。求： （1）粒子所带电荷量及粒子进入磁场时的速度； （2）轴下方磁场的磁感应强度大小及粒子从A点射出到返回A点运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $