黄金卷05（安徽专用）-【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（安徽专用） 黄金卷05 （考试时间：75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、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．如图所示是足球比赛中的场景，下列说法正确的是（ ） A．踢球时足球从刚接触脚到落地的过程中机械能守恒 B．在研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点 C．足球在空中加速运动时，其惯性逐渐增大 D．放气压瘪后的足球，其重心一定位于足球上 2．被称为“新兴核素”，有望用于放射性诊疗。已知的比结合能为E，核反应方程中X为新生成粒子为释放的核能。下列说法正确的是（ ） A．X是粒子 B．原子核比原子核更稳定 C．的核子平均质量比的核子平均质量小 D．的比结合能为 3．如图所示，三根等长的细绳一端对称地系在吊篮架上，另一端连结后经挂钩挂在杆子上。已知吊篮架和花盆的总质量为，下列说法正确的是（ ） A．每根细绳的拉力大小均为 B．挂钩受到的拉力是由挂钩的形变引起的 C．三根细绳同时增加相等长度后，绳上拉力将变小 D．吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力 4．如图，一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像，则下列说法正确的是（ ） A．状态的压强是状态的压强的4倍 B．状态到状态过程，气体一直对外做功 C．状态到状态过程，气体吸收的热量等于其内能的增加量 D．状态到状态过程，气体压强不变 5．理想变压器、电阻R、理想交流电流表A、理想交流电压表V按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为11：1，电阻R=10Ω，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．交流电的频率为100Hz B．电压表读数为V C．电流表读数为2A D．变压器的输入功率为44W 6．如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（ ） A．向上偏折了 B．向下偏折了 C．向上偏折了 D．向下偏折了 7．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向上，半径为R的四分之三圆弧导线绕过圆心O垂直于纸面的转轴顺时针转动一周，导线中通有恒定电流I，下列说法正确的是（ ） A．导线受到的安培力最小为 B．导线受到的安培力大小可能为 C．导线受到的安培力最大值为 D．导线受到的安培力方向始终垂直纸面向里 8．如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（ ） A． B． C． D． 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．如图所示，光滑绝缘水平面上相距6a的M、N两点处各固定一个点电荷，现让一可视为质点的带正电小球从距M点为2a的P点处由静止释放，则带电小球将沿M、N两点的连线做往复运动（不与点电荷接触），且当带电小球运动到距M点为4a的Q点时速度最大，规定无穷远处电势为零，则下列判断中正确的是（ ） A．在带电小球从左向右运动的过程中，其电势能一定先减小后增大 B．M、N两点固定的点电荷一定都带负电 C．Q点的电场强度和电势一定都等于零 D．M、N两点固定的点电荷的电荷量之比为4∶1 10．如图，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为θ光滑绝缘斜面上，导轨间距L，磁感应强度B的有界匀强磁场宽度为d，磁场方向与导轨平面垂直；长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图装置，其总质量m，导体棒中通以大小为I的恒定电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的总电阻为R，其下边与磁场区域边界平行。情形1：将线框下边置于距磁场上边界x处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域；情形2：线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回。导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度g，则（ ） A．情形1中，线框下边刚穿过磁场过程通过线框截面的电荷量 B．情形1中，线框下边与磁场上边界的距离 C．情形2中，装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热 D．情形2中，线框第一次穿越磁场区域所需的时间 三、非选择题：共5题,共58分。 11．（6分）实验小组分别用如图甲、乙所示装置进行“探究加速度与力和质量的关系”实验，利用如图丙所示的装置进行“验证机械能守恒”实验。 (1)下列说法正确的是___________。 A．图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力 B．图甲和图乙实验均需要称量悬挂的重物质量 C．图甲和图乙实验均需要悬挂的重物质量远小于小车质量 D．图丙实验中应该用手托住重物由静止释放 (2)已知打点计时器使用的是50 Hz的交流电源，进行图甲和图丙实验的实验小组不小心把他们的两条纸带弄混了，经过分析下图的计时点分布得知，以下纸带___________（选填“A”或“B”）是图甲实验得到的纸带，其加速度大小为__________m/s2。（保留两位有效数字） (3)进行图乙实验的实验小组，多次改变重物的质量，以弹簧测力计的拉力F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出一条斜率为k的倾斜直线，则小车的质量M为___________（用k表示）。 12．（10分）某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 (1)下列说法正确的是（ ） A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电 B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 (2)用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。 (3)根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字） (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。 13．（10分）2024年11月4日11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，飞行任务取得圆满成功。如图所示是神舟十八号载人飞船发射过程的简化模型，先将质量为m的卫星发射到近地圆形轨道1上运行，其轨道半径近似等于地球半径R，在A点点火加速进入转移轨道，转移轨道为椭圆轨道的一部分，到达转移轨道的远地点B时再次点火加速进入半径为3R的圆形轨道2，三个轨道处于同一平面内。已知地球表面的重力加速度为g，假设卫星质量不变，求： （1）该卫星在轨道2上运行时的动能； （2）该卫星在转移轨道上从A点运行至B点的时间。 14．（14分）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB、圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF、GH组成。BCD的最高点D与EF的右端点E在同一竖直线上，且D点略高于E点。木板静止在GH上，其上表面与EF相平，右端紧靠竖直边FG，左端固定一竖直弹性挡板。游戏时滑块从A点弹出，经过轨道AB、BCD、EF后滑上木板。已知可视为质点的滑块质量m=0.3kg，木板质量M=0.1kg，长度l=1m，BCD的半径R=0.4m，弹簧弹性势能的最大值为8J，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与轨道GH间的动摩擦因数为，其余各处均光滑，不考虑弹射过程中及滑块经过轨道连接处时的能量损失，滑块与挡板发生弹性碰撞。 (1)若滑块恰好能够滑上轨道EF，求滑到圆心O等高处的C点时，滑块受到的弹力大小FN； (2)若，，则在满足滑块始终不脱离木板的条件下，求滑块在木板上的动能最大值Ekm； (3)若，，滑块恰好能够滑上轨道EF，求在滑块与挡板刚发生第2次碰撞前，摩擦力对木板做的功W。 15．（18分）质谱仪可以用来测量离子的比荷，为了消除离子初速度的影响，某研究小组设计了如图所示的质谱仪。平行金属板板长为l，中心Z与准直孔、共线，、连线与平行板轴线ZO夹角为。一束正离子经过准直孔射入偏转电场，调节偏转电场大小，使得入射速度最大的离子恰从O点沿ZO方向以速度射出电场，之后保持电场不变。电场右侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电场和磁场被与ZO方向垂直的挡板D隔离，挡板D上开有一小圆孔，圆心在O点，半径为b、通过小孔的离子进入磁场后经偏转打在荧光屏上，其余被挡板吸收并中和，已知入射速度最大的离子打在荧光屏上距O点的距离为。已知，，忽略场的边界效应、离子的重力和离子间的相互作用。 (1)求该离子的比荷； (2)求离子在电场中运动时加速度a的大小； (3)若距O点距离为y处进入磁场的离子速度与方向夹角为，求与y的关系； (4)若，求荧光屏上被离子击中的区域长度s。[提示：当时，] 试卷第2页，共22页 7 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 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（安徽专用） 黄金卷05·参考答案 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D C D C B B A 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号 9 10 答案 AD BD 三、非选择题：共5题,共58分。 11．（6分）(1)A（1分） (2) B（1分） 1.8（2分） (3) （2分） 12．（10分）(1)D（2分） (2)3.2×10-3（2分） (3)4×10-4（2分） (4)不变（2分） 变短（2分） 13．（10分）【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据万有引力提供向心力有（2分） 根据动能表达式（1分） 根据地面重力和万有引力的关系（1分） 解得（1分） （2）轨道1上的周期设为T1，椭圆周期为T2，则（2分） 而根据开普勒第三定律有（1分） 又时间满足（1分） 解得（1分） 14．（14分）【答案】(1)9N (2)4.8J (3)-0.45J 【解析】（1）若滑块恰好能够滑上轨道EF，在最高点D处做圆周运动的向心力由重力提供 （1分） 滑块由C点滑到最高点D此过程能量守恒有（1分） 滑块滑到C点时做圆周运动的向心力由滑道对滑块的弹力提供，则（1分） 解得：FN=9N（1分） （2）因，，木板与地面之间没有摩擦，而滑块与木板之间存在摩擦，把滑块与木板看成一个系统，其动量守恒，满足滑块始终不脱离木板必定滑块与木板共速，则 mv=(m+M)v共（1分） 设滑块以v的速度进入木板，并在木板上最终摩擦滑行x长时滑块与木板共速，此过程能量守恒 （1分） 滑块进入木板时的动能最大为（1分） 解得（1分） 当x=2l时，滑块在木板上的动能最大值，此时 所以能够滑上木板，相应的机械能为7.2J<8J。（1分） （3）由题意滑块恰好能够滑上轨道有（1分） 带入数值滑块刚滑上木板时v0=2m/s，因为，，木板与地面之间存在摩擦，而滑块与木板之间没有摩擦，滑块与挡板第1次碰撞时动量守恒有（1分） 再由能量守恒定律有（1分） 解得滑块速度 木板速度 经判断，发生第2次碰撞前，木板已处于静止状态，摩擦力对木板做的功 （1分） 解得：W = - 0.45 J（1分） 15．（18分）【答案】(1) (2) (3) (4) 【解析】（1）由题知，入射速度最大的离子打在荧光屏上距O点的距离为，根据几何关系可得 （1分） 解得 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有（1分） 解得（1分） （2）以O为坐标原点，以方向为x轴正向，以电场方向为y轴正向，建坐标系，在x方向上有（1分） 在y方向上有（1分） 根据几何关系有（1分） 解得（1分） （3）在x方向上有（1分） 其中 在y方向上有（1分） 根据几何关系有（1分） 又（1分） 根据几何关系可得（1分） 解得 即（1分） （4）设粒子进入磁场位置距O点距离为y，速度为，打在荧光屏上位置距O点距离为Y，因 （1分） 解得（1分） 由于，近似可得（1分） 则根据几何关系有（1分） 可知， ， 故（1分） 试卷第2页，共22页 4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（安徽专用） 黄金卷05 （考试时间：75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、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．如图所示是足球比赛中的场景，下列说法正确的是（ ） A．踢球时足球从刚接触脚到落地的过程中机械能守恒 B．在研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点 C．足球在空中加速运动时，其惯性逐渐增大 D．放气压瘪后的足球，其重心一定位于足球上 【答案】B 【解析】在踢球过程中，足球从刚接触脚到落地，机械能不守恒的主要原因是由于存在摩擦力和空气阻力，这些外力会对足球做功，导致机械能转化为其他形式的能量（如内能和热能），因此机械能总量会发生变化‌，因此这个过程机械能不守恒，A错误；在研究如何才能踢出香蕉球时，我们需要考虑足球的旋转和空气动力学效应，这些都与足球的形状和大小有关，因此，在这种情况下，不能把足球看作质点（质点是忽略物体大小和形状的理想模型），B正确；惯性是物体保持其运动状态（静止或匀速直线运动）的性质，它只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，因此，足球在空中加速运动时，其惯性（即抵抗改变其运动状态的能力）不会逐渐增大，C错误；重心是物体所受重力的合力作用点，对于形状规则且质量分布均匀的物体，其重心位于物体的几何中心，但是，对于放气压瘪后的足球，其形状不再规则，且质量分布也可能不均匀，因此其重心不一定位于足球上，D错误。 2．被称为“新兴核素”，有望用于放射性诊疗。已知的比结合能为E，核反应方程中X为新生成粒子为释放的核能。下列说法正确的是（ ） A．X是粒子 B．原子核比原子核更稳定 C．的核子平均质量比的核子平均质量小 D．的比结合能为 【答案】D 【解析】根据核反应满足质量数和电荷数守恒，可知是的质量数为0，电荷数为-1，则是电子，A错误；发生核反应过后，原子核将变得更稳定，所以原子核比原子核更稳定，B错误；的原子质量与的相同，但的质子数较少，所以可知的核子平均质量比的核子平均质量大，C错误；共有64个核子，设比结合能为，则有，则的比结合能为，D正确。 3．如图所示，三根等长的细绳一端对称地系在吊篮架上，另一端连结后经挂钩挂在杆子上。已知吊篮架和花盆的总质量为，下列说法正确的是（ ） A．每根细绳的拉力大小均为 B．挂钩受到的拉力是由挂钩的形变引起的 C．三根细绳同时增加相等长度后，绳上拉力将变小 D．吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】设每根铁链和竖直方向的夹角为，则有，解得，A错误；挂钩受到的拉力是由细绳的形变引起的，B错误；增加铁链的长度，每根铁链和竖直方向的夹角变小，变大，细绳的拉力变小，C正确；吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对平衡力，D错误。 4．如图，一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像，则下列说法正确的是（ ） A．状态的压强是状态的压强的4倍 B．状态到状态过程，气体一直对外做功 C．状态到状态过程，气体吸收的热量等于其内能的增加量 D．状态到状态过程，气体压强不变 【答案】D 【解析】根据，变形可得可知，状态a到状态b是等压变化，即；由图可知，状态b到状态c是等容变化，则有，解得，A错误，D正确；由图可知，状态a到状态b，体积增大，气体对外做功，状态b到状态c，体积不变，气体对外不做功，B错误；状态到状态过程，温度升高，气体内能增大，同时气体对外做功，则气体吸收的热量大于其内能的增加量，C错误。 5．理想变压器、电阻R、理想交流电流表A、理想交流电压表V按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为11：1，电阻R=10Ω，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．交流电的频率为100Hz B．电压表读数为V C．电流表读数为2A D．变压器的输入功率为44W 【答案】C 【解析】由原线圈两端输入电压随时间变化的图像可知，，所以，A错误；根据原副线圈的电压比等于匝数之比，可得，所以电压表的示数为20V，B错误；根据欧姆定律可得，所以电流表的读数为2A，C正确；副线圈功率，所以变压器的输入功率，D错误。 6．如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（ ） A．向上偏折了 B．向下偏折了 C．向上偏折了 D．向下偏折了 【答案】B 【解析】光线在法线两侧，光线从光楔右侧出射时向下偏折，光路图如图，设光线从光楔右侧出射时与入射时相比的偏转角为，根据折射定律有，由于角很小，所以也很小，所以原式约等于，解得，只有B正确。 7．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向上，半径为R的四分之三圆弧导线绕过圆心O垂直于纸面的转轴顺时针转动一周，导线中通有恒定电流I，下列说法正确的是（ ） A．导线受到的安培力最小为 B．导线受到的安培力大小可能为 C．导线受到的安培力最大值为 D．导线受到的安培力方向始终垂直纸面向里 【答案】B 【解析】导线的等效长度为ac连线的长度，大小为，当ac连线与磁场方向平行时受安培力最小，则导线受到的安培力最小为0，A错误； 当ac连线与磁场方向垂直时受安培力最大，安培力最大值为，则导线受到的安培力大小可能为，B正确，C错误；导线电流方向为，根据左手定则可知，初始状态，导线受到的安培力方向垂直纸面向外，D错误。 8．如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】设q、2q、3q所在位置对应的电场强度为，的由平衡条件得，即，而它们距导体棒的距离之比总是，可知某点电场强度的大小与该点到导体棒的距离成反比，则任意一点的电场强度大小可写成（k为常量），由于电子绕导体棒做匀速圆周运动，则，，解得，只有A正确。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．如图所示，光滑绝缘水平面上相距6a的M、N两点处各固定一个点电荷，现让一可视为质点的带正电小球从距M点为2a的P点处由静止释放，则带电小球将沿M、N两点的连线做往复运动（不与点电荷接触），且当带电小球运动到距M点为4a的Q点时速度最大，规定无穷远处电势为零，则下列判断中正确的是（ ） A．在带电小球从左向右运动的过程中，其电势能一定先减小后增大 B．M、N两点固定的点电荷一定都带负电 C．Q点的电场强度和电势一定都等于零 D．M、N两点固定的点电荷的电荷量之比为4∶1 【答案】AD 【解析】由题意可知，带电小球在M、N两点间做往复运动，带电小球在从左向右运动的过程中，一定先做加速运动后做减速运动，电场力对带电小球先做正功后做负功，所以带电小球的电势能一定先减小后增大，M、N两点固定的点电荷一定都带正电，A正确；B错误；带电小球在Q点时的速度达到最大，说明带电小球在Q点受到的电场力为零，Q点的场强为零，由于无穷远处的电势为零，Q点的电势大于零，C错误；当带电小球在Q点时，有 解得，D正确。 10．如图，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为θ光滑绝缘斜面上，导轨间距L，磁感应强度B的有界匀强磁场宽度为d，磁场方向与导轨平面垂直；长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图装置，其总质量m，导体棒中通以大小为I的恒定电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的总电阻为R，其下边与磁场区域边界平行。情形1：将线框下边置于距磁场上边界x处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域；情形2：线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回。导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度g，则（ ） A．情形1中，线框下边刚穿过磁场过程通过线框截面的电荷量 B．情形1中，线框下边与磁场上边界的距离 C．情形2中，装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热 D．情形2中，线框第一次穿越磁场区域所需的时间 【答案】BD 【解析】情形1中，线框刚穿过磁场过程通过线框截面的电荷量，A错误；情形1中，对装置，当线框在磁场中匀速时，，可得，装置在进入磁场前做匀变速直线运动，由动能定理有，可得，B正确；设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W，由动能定理有，其中，解得，C错误；设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，对装置在接着向下运动2d过程中，由动能定理有，可得，对装置在磁场中运动时，由牛顿第二定律有，可得，在时间内，有，则，有，而，解得，D正确。 三、非选择题：共5题,共58分。 11．（6分）实验小组分别用如图甲、乙所示装置进行“探究加速度与力和质量的关系”实验，利用如图丙所示的装置进行“验证机械能守恒”实验。 (1)下列说法正确的是___________。 A．图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力 B．图甲和图乙实验均需要称量悬挂的重物质量 C．图甲和图乙实验均需要悬挂的重物质量远小于小车质量 D．图丙实验中应该用手托住重物由静止释放 (2)已知打点计时器使用的是50 Hz的交流电源，进行图甲和图丙实验的实验小组不小心把他们的两条纸带弄混了，经过分析下图的计时点分布得知，以下纸带___________（选填“A”或“B”）是图甲实验得到的纸带，其加速度大小为__________m/s2。（保留两位有效数字） (3)进行图乙实验的实验小组，多次改变重物的质量，以弹簧测力计的拉力F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出一条斜率为k的倾斜直线，则小车的质量M为___________（用k表示）。 （6分）【答案】(1)A（1分） (2) B（1分） 1.8（2分） (3) （2分） 【解析】（1）由于存在摩擦力，对小车受到的合外力有影响，所以图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力，A正确；图甲实验需要称量悬挂的重物质量，需要悬挂的重物质量远小于小车质量；图乙实验用弹簧测力计测拉力，所以没必要满足重物的质量远小于小车的质量，也不需要测量重物质量，BC错误；图丙实验开始时要使纸带处于竖直状态，用手或者夹子固定纸带上端，然后静止释放，D错误。 （2）利用逐差法分别计算出纸带A和纸带B的加速度aA和aB，则，，图丙实验测量自由落体运动的加速度，所以图丙实验得到的是纸带A；图甲实验测量的加速度应远小于重力加速度，所以图甲实验得到的是纸带B，其加速度大小为1.8 m/s2。 （3）由于动滑轮与小车相连，由牛顿第二定律得，则图像斜率，小车质量。 12．（10分）某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。 (1)下列说法正确的是（ ） A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电 B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 (2)用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。 (3)根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字） (4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。 （10分）【答案】(1)D（2分） (2)3.2×10-3（2分） (3)4×10-4（2分） (4)不变（2分） 变短（2分） 【解析】（1）单刀双掷开关S掷向1端，电容器与电源相连，电容器充电，A错误；先将S掷向1端，电容器充电，然后掷向2端，电容器放电，但电容器的电容不变，B错误；电容器带电时，两个极板同时带上等量异种电荷，C错误；电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与负极相连的极板带负电，D正确。 （2）根据图像估算出释放的电荷量为 （3）电容器的电容为 （4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但放电的电荷量不变，所以i-t曲线与横轴所围成的面积不变。 13．（10分）2024年11月4日11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，飞行任务取得圆满成功。如图所示是神舟十八号载人飞船发射过程的简化模型，先将质量为m的卫星发射到近地圆形轨道1上运行，其轨道半径近似等于地球半径R，在A点点火加速进入转移轨道，转移轨道为椭圆轨道的一部分，到达转移轨道的远地点B时再次点火加速进入半径为3R的圆形轨道2，三个轨道处于同一平面内。已知地球表面的重力加速度为g，假设卫星质量不变，求： （1）该卫星在轨道2上运行时的动能； （2）该卫星在转移轨道上从A点运行至B点的时间。 （10分）【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据万有引力提供向心力有（2分） 根据动能表达式（1分） 根据地面重力和万有引力的关系（1分） 解得（1分） （2）轨道1上的周期设为T1，椭圆周期为T2，则（2分） 而根据开普勒第三定律有（1分） 又时间满足（1分） 解得（1分） 14．（14分）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB、圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF、GH组成。BCD的最高点D与EF的右端点E在同一竖直线上，且D点略高于E点。木板静止在GH上，其上表面与EF相平，右端紧靠竖直边FG，左端固定一竖直弹性挡板。游戏时滑块从A点弹出，经过轨道AB、BCD、EF后滑上木板。已知可视为质点的滑块质量m=0.3kg，木板质量M=0.1kg，长度l=1m，BCD的半径R=0.4m，弹簧弹性势能的最大值为8J，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与轨道GH间的动摩擦因数为，其余各处均光滑，不考虑弹射过程中及滑块经过轨道连接处时的能量损失，滑块与挡板发生弹性碰撞。 (1)若滑块恰好能够滑上轨道EF，求滑到圆心O等高处的C点时，滑块受到的弹力大小FN； (2)若，，则在满足滑块始终不脱离木板的条件下，求滑块在木板上的动能最大值Ekm； (3)若，，滑块恰好能够滑上轨道EF，求在滑块与挡板刚发生第2次碰撞前，摩擦力对木板做的功W。 （14分）【答案】(1)9N (2)4.8J (3)-0.45J 【解析】（1）若滑块恰好能够滑上轨道EF，在最高点D处做圆周运动的向心力由重力提供 （1分） 滑块由C点滑到最高点D此过程能量守恒有（1分） 滑块滑到C点时做圆周运动的向心力由滑道对滑块的弹力提供，则（1分） 解得：FN=9N（1分） （2）因，，木板与地面之间没有摩擦，而滑块与木板之间存在摩擦，把滑块与木板看成一个系统，其动量守恒，满足滑块始终不脱离木板必定滑块与木板共速，则 mv=(m+M)v共（1分） 设滑块以v的速度进入木板，并在木板上最终摩擦滑行x长时滑块与木板共速，此过程能量守恒 （1分） 滑块进入木板时的动能最大为（1分） 解得（1分） 当x=2l时，滑块在木板上的动能最大值，此时 所以能够滑上木板，相应的机械能为7.2J<8J。（1分） （3）由题意滑块恰好能够滑上轨道有（1分） 带入数值滑块刚滑上木板时v0=2m/s，因为，，木板与地面之间存在摩擦，而滑块与木板之间没有摩擦，滑块与挡板第1次碰撞时动量守恒有（1分） 再由能量守恒定律有（1分） 解得滑块速度 木板速度 经判断，发生第2次碰撞前，木板已处于静止状态，摩擦力对木板做的功 （1分） 解得：W = - 0.45 J（1分） 15．（18分）质谱仪可以用来测量离子的比荷，为了消除离子初速度的影响，某研究小组设计了如图所示的质谱仪。平行金属板板长为l，中心Z与准直孔、共线，、连线与平行板轴线ZO夹角为。一束正离子经过准直孔射入偏转电场，调节偏转电场大小，使得入射速度最大的离子恰从O点沿ZO方向以速度射出电场，之后保持电场不变。电场右侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电场和磁场被与ZO方向垂直的挡板D隔离，挡板D上开有一小圆孔，圆心在O点，半径为b、通过小孔的离子进入磁场后经偏转打在荧光屏上，其余被挡板吸收并中和，已知入射速度最大的离子打在荧光屏上距O点的距离为。已知，，忽略场的边界效应、离子的重力和离子间的相互作用。 (1)求该离子的比荷； (2)求离子在电场中运动时加速度a的大小； (3)若距O点距离为y处进入磁场的离子速度与方向夹角为，求与y的关系； (4)若，求荧光屏上被离子击中的区域长度s。[提示：当时，] （18分）【答案】(1) (2) (3) (4) 【解析】（1）由题知，入射速度最大的离子打在荧光屏上距O点的距离为，根据几何关系可得（1分） 解得 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有（1分） 解得（1分） （2）以O为坐标原点，以方向为x轴正向，以电场方向为y轴正向，建坐标系，在x方向上有（1分） 在y方向上有（1分） 根据几何关系有（1分） 解得（1分） （3）在x方向上有（1分） 其中 在y方向上有（1分） 根据几何关系有（1分） 又（1分） 根据几何关系可得（1分） 解得 即（1分） （4）设粒子进入磁场位置距O点距离为y，速度为，打在荧光屏上位置距O点距离为Y，因 （1分） 解得（1分） 由于，近似可得（1分） 则根据几何关系有（1分） 可知， ， 故（1分） 试卷第2页，共22页 2 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 $$