黄金卷05（广东专用）-【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（广东专用） 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．放射性同位素电池简称“同位素电池”，它的热源是放射性同位素。如图把放射性同位素放在电池中心作为热源，周围用热电元件包覆，其核反应方程为，衰变过程放出高能量的射线，使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化成电能。以下说法正确的是（　　） A．α射线比γ射线更易于屏蔽 B．核比核比结合能更大 C．为保证电池的长寿命应选用半衰期短的热源 D．同位素电池须做好防护，在五六千米深海的高压下热源的半衰期可能导致改变 2．在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示，在某次跳水比赛中，假设运动员入水前做竖直上抛运动，从离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示，其中部分为直线。则（　　） A．时刻运动员离水面最高 B．时刻运动员离水面最高 C．时刻运动员所受重力瞬时功率最大 D．运动员所受重力冲量为零 3．如图中a、b所示，是一辆质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，测得，根据题中提供的信息，不可以估算出的物理量有（　　） A．汽车的长度 B．4s末汽车的速度 C．4s末汽车合外力的功率 D．4s内汽车牵引力所做的功 4．汽车采用主动降噪技术可以提高乘坐的舒适性。汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器产生与噪音源相位相反、振幅相同的降噪声波来降低噪音的技术。若将两声波均看作简谐波，下列说法正确的是（　　） A．两声波均属于横波，需要介质才能传播 B．汽车的主动降噪技术利用了波的干涉原理 C．降噪声波的频率可以与噪音声波的频率不同 D．噪音声波与降噪声波在空气中传播的速度不同 5．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在竖直平面内，鹅卵石均处于静止状态，则（　　） A．甲图中的鹅卵石受三个力的作用 B．乙图中下面筷子对鹅卵石的力等于上面筷子对鹅卵石的力 C．若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，鹅卵石受到的摩擦力会增加 D．若增大丙图中筷子与水平方向的夹角，鹅卵石受到的摩擦力会增加 6．为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，夹在输液管两侧的电容器C的两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表。根据以上说明，下列选项分析正确的是（　　） A．液面下降后，电容器两端电压变大 B．液面下降后，电容器所带电量减少 C．液面下降时蜂鸣器电流由a流向b D．输液管较粗时，电容器容值会变大 7．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（    ） A．三颗卫星的运行速度大于7.9km/s B．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等 C．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为 D．能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为2R 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，有多项符合题目要求．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．我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且，当用户数量增加后，下列表述正确的是（　　） A．用户的总电阻减小 B．输电线的损耗功率减小 C．升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值 D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率 9．如图所示，是一个固定在水平面上的绝热容器，缸壁足够长，面积为的绝热活塞B被锁定。隔板A左右两部分体积均为，隔板A左侧为真空，右侧中有一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度不计。以下说法正确的是（　　） A．气体从状态1到状态2是可逆过程 B．气体从状态1到状态2分子平均动能不变 C．水平恒力F大小为 D．电阻丝放出的热量大小为 10．如图所示，表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为k、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为m。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的B点，测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示，其中为图线纵截距。则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）下列描述正确的是（　　） A． B．最大动能为 C．动摩擦因数 D．滑块在和处的弹性势能 三、非选择题（本题共5小题，共54分．其中第13题~15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。） 11．（8分）高中阶段通常运用单摆测量重力加速度，需要的实验器材有游标卡尺、直尺、秒表等。 (1)运用游标卡尺测量小球直径 cm。通过直尺测量单摆摆长为L。小球从最高点第一次摆到最低点所需时间为T，通过以上数据测得当地重力加速度为 (2)微分的方法在高中物理学习中十分常用。物理兴趣小组通过查阅资料发现复合摆可以通过微分类比单摆得到周期。如图示，两个质量为m的小球固定在硬制轻杆上，回答以下问题。（重力加速度为g）该复合摆从离竖直线角（很小）摆到最低点时杆的角速度为 ；该复合摆的周期为 。 12．（8分）某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数的弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长；直流电源电动势（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻的电压表，其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。 (1)为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改； (2)将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为 ； (3)请在图（c）中画出图像 （规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）； (4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有： （答出一条合理措施即可）。 13．（8分）如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R，底面水平平行错开放置且竖直间距为，其折射率未知。一束单色光与竖直方向成角沿半球体甲的半径射入，射出后恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出；当该单色光与竖直方向成角同样沿半球体甲的半径射入时，光线恰好未从半球体甲的底面射出。，，求： (1)该介质的折射率n； (2)两半球体球心错开的水平距离s。 14．（14分）如图，距地面高度为的光滑水平桌面上有一轻质理想弹簧，固定其左端，用质量为m的小球A压缩其右端。某时刻由静止释放小球A，小球A离开弹簧后与质量为的小球B发生弹性正碰，球B从桌面水平飞出。两小球都落地后，测量它们第一个落点之间的距离为，g取，忽略空气阻力。求： （1）小球B在空中飞行的时间t； （2）两小球碰撞之前的瞬间A的速度； （3）若，全过程中弹簧的弹力对小球A的总冲量I。 15．（16分）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”，HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速，如图甲所示，直线加速器由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为的交变电源两极相连，电子在金属圆筒内做匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中（n已知），图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为（不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过金属圆筒间狭缝的时间），求： （1）电子经直线加速器加速n次后的速率； （2）电子在感应加速器中加速第1周的切向加速度大小和加速第10周后的速度大小； （3）真空室内磁场的磁感应强度随时间t的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时）。 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 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（广东专用） 黄金卷05·参考答案 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1 2 3 4 5 6 7 A A D B D B C 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8 9 10 AC BD BC 三、非选择题：共5题，共54分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11.（8分）(1) 1.575 (2) （每空2分） 12.（8分） (1) 串联 （1分） 12 （1分）(2)30（2分） (3)（2分） (4)更换两根劲度系数更大的弹簧/换质量更小的滑块（2分） 13.（8分） （1）当入射角为时，光线恰好未从半球体甲的底面射出，说明此时光线恰好发生全反射现象。临界角为。由 （2分） 得 （1分） （2）以入射角沿半球体甲的半径射入，在半球甲底面发生折射现象，设此时入射角为r，折射角为i，由题意知，根据折射定律，有 （2分） 得 （1分） 由几何关系，两半球体球心错开的水平距离为 （2分） 14.（14分） （1）小球B竖直方向自由落体运动 （2分） 小球B在空中飞行的时间 （1分） （2）A球与B碰后反弹，则由动量守恒 （2分） A球反弹后再次压缩弹簧然后被弹回，则两小球离开桌面后均做平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向自由落体，时间相同，根据题意得 （1分） 弹性碰撞满足能量守恒，动能关系为 （2分） 整理解得 （1分） （3）根据动量定理，第一次和第二次被弹簧弹开时弹簧对球的冲量分别为 （1分） （1分） 由第（2）问中的公式解得 （1分） 所以全过程中弹簧的弹力对小球A的总冲量为 （2分） 15.（16分） （1）对电子经第n次加速的过程由动能定理有 （2分） 解得 （1分） （2）根据题意，设电子在感应加速器中加速第一周的时间为，该过程中感生电场 （2分） 设加速圆周运动的切向加速度为a，由牛顿第二定律有 （1分） 解得 电子在加速器中每加速1周过程由动能定理 （2分） 解得每周动能增量 加速10周后由能量守恒定律可得 （2分） 解得加速第10周后速度大小为： （1分） （3）刚进入感应电子加速器时（即），根据洛伦兹力充当向心力有 解得 设经过任意时间后电子的速度变化量大小为，则由动量定理有 （1分） 对任意时刻由洛伦兹力充当向心力有 （1分） 解得 则 （1分） 由此可得 （1分） 则有 （1分） 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（广东专用） 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．放射性同位素电池简称“同位素电池”，它的热源是放射性同位素。如图把放射性同位素放在电池中心作为热源，周围用热电元件包覆，其核反应方程为，衰变过程放出高能量的射线，使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化成电能。以下说法正确的是（　　） A．α射线比γ射线更易于屏蔽 B．核比核比结合能更大 C．为保证电池的长寿命应选用半衰期短的热源 D．同位素电池须做好防护，在五六千米深海的高压下热源的半衰期可能导致改变 【答案】A 【解析】A．α射线的穿透性比γ射线的穿透性弱，所以α射线比γ射线更易于屏蔽，故A正确； B．核反应方程式中，生成物比反应物稳定，即生成物的比结合能比反应物的比结合能大，可知核比核比结合能小，故B错误； C．为保证电池的长寿命，所以热源存在的时间应该越长，即选用半衰期长的热源，故C错误； D．半衰期仅与原子核自身有关，与化学环境、物理环境没有关系，故D错误。 故选A。 2．在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示，在某次跳水比赛中，假设运动员入水前做竖直上抛运动，从离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示，其中部分为直线。则（　　） A．时刻运动员离水面最高 B．时刻运动员离水面最高 C．时刻运动员所受重力瞬时功率最大 D．运动员所受重力冲量为零 【答案】A 【解析】AB．由乙图可知，时刻运动员向上减速到零，故时刻运动员离水面最高，故A正确，B错误； C．由乙图可知，时刻运动员的速度为零，故此时的重力瞬时功率为零，故C错误； D．根据 可知运动员所受重力冲量不为零，故D错误。 故选A。 3．如图中a、b所示，是一辆质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，测得，根据题中提供的信息，不可以估算出的物理量有（　　） A．汽车的长度 B．4s末汽车的速度 C．4s末汽车合外力的功率 D．4s内汽车牵引力所做的功 【答案】D 【解析】A．由图知，4s内汽车的位移刚好等于汽车的长度，由 对拉手环进行受力分析如上图所示，得到 联立得到 故A错误； B．由 故B错误； C．由 所以4s末汽车的功率为 故C错误； D．因不知汽车的摩擦力，所以无法求汽车的牵引力，即不能估算4s内汽车牵引力所做的功，故D正确。 故选D。 4．汽车采用主动降噪技术可以提高乘坐的舒适性。汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器产生与噪音源相位相反、振幅相同的降噪声波来降低噪音的技术。若将两声波均看作简谐波，下列说法正确的是（　　） A．两声波均属于横波，需要介质才能传播 B．汽车的主动降噪技术利用了波的干涉原理 C．降噪声波的频率可以与噪音声波的频率不同 D．噪音声波与降噪声波在空气中传播的速度不同 【答案】B 【解析】A．两声波均属于纵波，需要介质才能传播，故A错误； BC．汽车降噪过程利用的是波的干涉原理，所以降噪声波的频率与噪音声波的频率相同，故B正确，C错误； D．声波在同种介质中波速大小相等，所以噪音声波与降噪声波在空气中传播的速度相同，故D错误。 故选B。 5．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在竖直平面内，鹅卵石均处于静止状态，则（　　） A．甲图中的鹅卵石受三个力的作用 B．乙图中下面筷子对鹅卵石的力等于上面筷子对鹅卵石的力 C．若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，鹅卵石受到的摩擦力会增加 D．若增大丙图中筷子与水平方向的夹角，鹅卵石受到的摩擦力会增加 【答案】D 【解析】A．甲图中的鹅卵石受重力、每根筷子的压力和每根筷子的摩擦力共五个力的作用，故A错误； B．根据平衡条件可知乙图中下面筷子对鹅卵石的力大于上面筷子对鹅卵石的力，故B错误； C．鹅卵石受到的摩擦力与鹅卵石的重力沿筷子方向的分量相等，所以若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，鹅卵石受到的摩擦力不会变，故C错误； D．根据平衡条件可得鹅卵石受到的摩擦力为 所以若增大丙图中筷子与水平方向的夹角，鹅卵石受到的摩擦力增大；故D正确。 故选D。 6．为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，夹在输液管两侧的电容器C的两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表。根据以上说明，下列选项分析正确的是（　　） A．液面下降后，电容器两端电压变大 B．液面下降后，电容器所带电量减少 C．液面下降时蜂鸣器电流由a流向b D．输液管较粗时，电容器容值会变大 【答案】B 【解析】A．开关闭合稳定时，电容器两端电压等于电源电动势，即液面下降稳定后，电容器两端电压不变，故A错误； B．根据 ， 液面下降，极板之间的介电常数减小，则电容减小，极板之间电压不变，则电容器所带电量减少，故B正确； C．根据图示可知，电容器右侧极板带负电，结合上述，液面下降时，极板所带电荷量减少，即右侧极板失去电子，电子从a向b运动，则蜂鸣器电流由b流向a，故C错误； D．结合上述可知，输液管较粗时，极板之间间距增大，则电容器容值会变小，故D错误。 故选B。 7．华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（    ） A．三颗卫星的运行速度大于7.9km/s B．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等 C．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为 D．能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为2R 【答案】C 【解析】A．7.9km/s是最大的卫星环绕速度，所以三颗卫星的运行速度小于7.9km/s。故A错误； B．根据万有引力的公式 可知，由于不知道三颗卫星的质量大小，因此不能确定三颗卫星所受地球万有引力大小的关系。故B错误； C．根据万有引力充当向心力有 可得卫星的线速度 则该卫星的动能 又 联立，解得 故C正确； D．若恰能实现赤道全球通信时，此时这三颗卫星两两之间与地心连线的夹角为120°，每颗卫星与地心的连线和卫星与地表的切线以及地球与切点的连线恰好构成直角三角形，如图 根据几何关系可知，此种情况下卫星到地心的距离为 则卫星离地高度至少为 故D错误。 故选C。 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，有多项符合题目要求．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．我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且，当用户数量增加后，下列表述正确的是（　　） A．用户的总电阻减小 B．输电线的损耗功率减小 C．升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值 D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率 【答案】AC 【解析】A．因为用户是并联关系，所以用户数量增加后，根据并联电阻的特点可知，用户的总电阻减小，故A正确； B．用户数量增加后，用户消耗的总电功率增加，所以降压变压器副线圈中的电流增加，根据 可知输电线中的电流增大，所以输电线的损耗功率 增大，故B错误； C．根据变压器的匝数与电压的关系有 可得 由 联立可得 所以 故C正确； D．由于用户消耗的总电功率增加，输电线路上的电流增大，输电线损失的功率变大，所以用户端变化的功率小于升压变压器变化的功率，故D错误。 故选AC。。 9．如图所示，是一个固定在水平面上的绝热容器，缸壁足够长，面积为的绝热活塞B被锁定。隔板A左右两部分体积均为，隔板A左侧为真空，右侧中有一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度不计。以下说法正确的是（　　） A．气体从状态1到状态2是可逆过程 B．气体从状态1到状态2分子平均动能不变 C．水平恒力F大小为 D．电阻丝放出的热量大小为 【答案】BD 【解析】AB．根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程，由于隔板A的左侧为真空，可知气体从状态1到状态2，气体不做功，又没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，分子平均动能不变，故A错误，B正确； C．气体从状态1到状态2发生等温变化，则有 解得状态2气体的压强为 解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平衡可得 解得 故C错误； D．当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，可知气体做等压变化，则有 可得状态3气体的体积为 该过程气体对外做功为 根据热力学第一定律可得 解得气体吸收的热量为 可知电阻丝C放出的热量为 故D正确。 故选BD。 10．如图所示，表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为k、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为m。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的B点，测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示，其中为图线纵截距。则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）下列描述正确的是（　　） A． B．最大动能为 C．动摩擦因数 D．滑块在和处的弹性势能 【答案】BC 【解析】A．由图可知，当滑块运动到位置时，滑块的加速度为零，滑块受到水平向右的滑动摩擦力和水平向左的弹力，所以弹簧处于伸长状态，而不是原长，故A项错误； B．加速度为零时，速度达到最大，动能最大，根据动能定理，结合图线与横轴所围区域的面积可得 故B项正确； C．根据牛顿第二定律得 当时，，解得：动摩擦因数 故C项正确； D．能量守恒定律可得 故D项错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分．其中第13题~15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。） 11．（8分）高中阶段通常运用单摆测量重力加速度，需要的实验器材有游标卡尺、直尺、秒表等。 (1)运用游标卡尺测量小球直径 cm。通过直尺测量单摆摆长为L。小球从最高点第一次摆到最低点所需时间为T，通过以上数据测得当地重力加速度为 (2)微分的方法在高中物理学习中十分常用。物理兴趣小组通过查阅资料发现复合摆可以通过微分类比单摆得到周期。如图示，两个质量为m的小球固定在硬制轻杆上，回答以下问题。（重力加速度为g）该复合摆从离竖直线角（很小）摆到最低点时杆的角速度为 ；该复合摆的周期为 。 【答案】(1) 1.575 (2) （每空2分） 【解析】（1）[1]小球直径为 [2]根据单摆周期公式 解得当地重力加速度为 （2）[1][2]根据复合摆的周期为 摆到最低点时杆的角速度为 12．（8分）某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数的弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长；直流电源电动势（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻的电压表，其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。 (1)为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改； (2)将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为 ； (3)请在图（c）中画出图像 （规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）； (4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有： （答出一条合理措施即可）。 【答案】(1) 串联 （1分） 12 （1分）(2)30（2分） (3)（2分） (4)更换两根劲度系数更大的弹簧/换质量更小的滑块（2分） 【解析】（1）[1][2]要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据 解得 （2）当滑块处于中点时，加速度为零，当滑块端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律 解得 （3）根据可知加速度与成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数与也成线性关系，可知加速度与电压表示数是线性关系，当滑块处于中点时，电压表示数为7.5V，当加速度向右时，滑块在中点的左边，当加速度向左时，滑块在中点的右边，所以图像如图所示 （4）滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知可以减小滑块的质量增大加速度的测量范围。 13．（8分）如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R，底面水平平行错开放置且竖直间距为，其折射率未知。一束单色光与竖直方向成角沿半球体甲的半径射入，射出后恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出；当该单色光与竖直方向成角同样沿半球体甲的半径射入时，光线恰好未从半球体甲的底面射出。，，求： (1)该介质的折射率n； (2)两半球体球心错开的水平距离s。 【解析】(1) (2) 【详解】（1）当入射角为时，光线恰好未从半球体甲的底面射出，说明此时光线恰好发生全反射现象。临界角为。由 （2分） 得 （1分） （2）以入射角沿半球体甲的半径射入，在半球甲底面发生折射现象，设此时入射角为r，折射角为i，由题意知，根据折射定律，有 （2分） 得 （1分） 由几何关系，两半球体球心错开的水平距离为 （2分） 14．（14分）如图，距地面高度为的光滑水平桌面上有一轻质理想弹簧，固定其左端，用质量为m的小球A压缩其右端。某时刻由静止释放小球A，小球A离开弹簧后与质量为的小球B发生弹性正碰，球B从桌面水平飞出。两小球都落地后，测量它们第一个落点之间的距离为，g取，忽略空气阻力。求： （1）小球B在空中飞行的时间t； （2）两小球碰撞之前的瞬间A的速度； （3）若，全过程中弹簧的弹力对小球A的总冲量I。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）小球B竖直方向自由落体运动 （2分） 小球B在空中飞行的时间 （1分） （2）A球与B碰后反弹，则由动量守恒 （2分） A球反弹后再次压缩弹簧然后被弹回，则两小球离开桌面后均做平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向自由落体，时间相同，根据题意得 （1分） 弹性碰撞满足能量守恒，动能关系为 （2分） 整理解得 （1分） （3）根据动量定理，第一次和第二次被弹簧弹开时弹簧对球的冲量分别为 （1分） （1分） 由第（2）问中的公式解得 （1分） 所以全过程中弹簧的弹力对小球A的总冲量为 （2分） 15．（16分）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”，HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速，如图甲所示，直线加速器由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为的交变电源两极相连，电子在金属圆筒内做匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中（n已知），图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为（不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过金属圆筒间狭缝的时间），求： （1）电子经直线加速器加速n次后的速率； （2）电子在感应加速器中加速第1周的切向加速度大小和加速第10周后的速度大小； （3）真空室内磁场的磁感应强度随时间t的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时）。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】（1）对电子经第n次加速的过程由动能定理有 （2分） 解得 （1分） （2）根据题意，设电子在感应加速器中加速第一周的时间为，该过程中感生电场 （2分） 设加速圆周运动的切向加速度为a，由牛顿第二定律有 （1分） 解得 电子在加速器中每加速1周过程由动能定理 （2分） 解得每周动能增量 加速10周后由能量守恒定律可得 （2分） 解得加速第10周后速度大小为： （1分） （3）刚进入感应电子加速器时（即），根据洛伦兹力充当向心力有 解得 设经过任意时间后电子的速度变化量大小为，则由动量定理有 （1分） 对任意时刻由洛伦兹力充当向心力有 （1分） 解得 则 （1分） 由此可得 （1分） 则有 （1分） 试卷第2页，共22页 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 $$