黄金卷08（福建专用）-【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（福建专用） 黄金卷08 （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4小题，每小题4分，共16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。 1．2024年巴黎奥运会有300多个运动小项，其中下列运动，可将运动员视为质点的是（ ） A．研究甲图运动员在百米比赛中的平均速度 B．研究乙图运动员的空中转体姿态 C．研究丙图运动员的入水动作 D．研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作 2．如图所示，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，和边平行且足够长，间距为L，整个金属框电阻可忽略且置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一根长度也为L、电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用大小为F的水平恒力向右拉动金属框，运动过程中，MN与金属框保持良好接触且固定不动，则金属框最终的速度大小为（ ） A．0 B． C． D． 3．某行星的卫星A、B绕以其为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中t2t1，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为rA、rB，假设A、B只受到行星的引力，下列叙述正确的是（ ） A．B与A的绕行周期之比为 B．rA的最大值与rB的最小值之比为2：1 C．rB的最小值与rA的最小值之比为3：2 D．卫星A与卫星B的质量之比为8：9 4．曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活塞上的B点，若曲轴绕O点做匀速圆周运动，转速，下列说法正确的是（ ） A．活塞在水平方向上做匀速直线运动 B．当OA竖直时，活塞的速度为 C．当OA与AB共线时，活塞的速度为 D．当OA与AB垂直时，活塞的速度为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有2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。 5．如图所示，小车通过轻绳跨过定滑轮与一球相连，已知小车向左行驶，球沿竖直墙面匀速上升，下列说法正确的是（ ） A．小车做加速运动 B．小车做减速运动 C．轻绳对小球的拉力增大 D．墙对小球的支持力减小 6．如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，，，系统静止时弹簧伸长x＝15cm，未超出弹性限度。若剪断A、B间细绳，则A在竖直方向做简谐运动，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A．弹簧的劲度系数为50N/m B．A球的振幅为10cm C．A球的最大加速度为10 D．小球运动过程中，弹簧的最大压缩量为10cm 7．如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104 V，输出功率P1=109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1，输电线总电阻r=50 Ω，则（ ） A．U4=U1 B．I4=I1 C．通过电阻r的电流I2=2×104 A D．用户端的电功率为9.5×108 W 8．如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为5m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A．槽向左运动的最大位移为 B．槽运动的最大速度为 C．小球在槽中运动的最大速度为 D．若槽固定，槽中小球受到重力做功的最大功率为 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9．（3分）如图所示，P是正点电荷Q产生的电场中的一点，PQ连线在水平面上，它到点电荷Q的距离为r，静电力常量是k。P点电场强度方向为__________；若将电荷量为-q的试探电荷放在P点，则试探电荷受到的电场力大小为__________，若试探电荷-q向正点电荷Q运动，则试探电荷的电势能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 10．（3分）研究光电效应实验的电路如甲图所示，实验中光电流与电压的关系如乙图所示。乙图中①、②两束入射光较强的是光束______（选填“①”或“②”）；光束①比光束③的频率_____（选填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K极时，逸出的光电子的最大初动能Ek =_____(已知电子电量绝对值为e)。 11．（3分）如图所示，为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分，则图甲为________产生的干涉条纹（选填“黄光”或“蓝光”）。若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，图甲对应的色光发生了全反射，则图乙对应的色光________（选填“一定”、“可能”或“不可能”）发生全反射。 12．（5分）某学习小组用气垫导轨做验证动量守恒定律实验，但只有一个光电门，他们想到如下方法：用轻质细线一端拴一个小球，另一端固定在铁架台上，小球静止时在气垫导轨正上方与滑块在同一水平线上。用频闪照相可以确定出悬线的最大偏角，控制滑块初速度使小球与滑块相碰后，小球只在悬点下方的空间运动。实验装置如图甲所示（部分），实验步骤如下（重力加速度为）： （1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量和小球的质量；用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度___________cm； （2）调节气垫导轨水平，安装好装置，用刻度尺测出悬点到球心的距离为； （3）启动气垫导轨，给滑块一向右的瞬时冲量，使滑块向右运动通过计时器，测出挡光时间；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过计时器，测出挡光时间。为了达到此效果，应有___________（填“大于”、“小于”或“等于”）； （4）分析频闪照片测出悬线偏离竖直方向的最大偏角。实验需要验证的表达式为__________________。（用上述符号表示） 13．（7分）某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 (1)实验过程中，下列说法正确的是（ ） A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C．实验过程要保证空气柱密闭性良好 (2)若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 (3)改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为：__________（忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。 (4)某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？__________（选填“正确”、“不正确”） 14．（11分）如图甲所示，一单匝正方形线框的质量为，边长为，总电阻为，用一轻质细线将其吊在天花板上，线框处于竖直静止状态，且上下两边水平。在线框的中间位置以下区域分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，。求： （1）线框的电功率； （2）在时细线的拉力大小。 15．（12分）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一个直径D = 10 m的圆柱形竖直方向固定的风洞中，有一质量为m = 1.0 kg的小球从风洞左侧壁上的A点以v0 = 10 m/s的速度沿其直径方向水平进入风洞。小球在风洞中运动过程中，风对小球的作用力竖直向上，其大小F可在0 ~ 4mg间调节，不计水平方向的空气作用力。小球可视作质点，与侧壁碰壁后不反弹，取重力加速度g = 10 m/s2，风洞在竖直方向上足够长。 (1)当F = 0时，求小球撞击右侧壁的速度； (2)保持v0不变，调节F的大小，求小球撞击右侧壁区域在竖直方向的最大长度； (3)求小球撞击右侧壁的最大动能。 16．（16分）现代高能粒子实验中需要获取轨迹可控的高能粒子，发现用磁场约束粒子运动轨迹的方法十分有效。空间中存在三个有电场或磁场的区域，区域Ⅰ是半径为的圆形区域，区域Ⅰ中存在磁感应强度大小为的垂直于纸面向外的匀强磁场；区域Ⅱ在区间内存在平行轴的匀强电场，，场强大小，场强方向沿着轴负向，区域Ⅲ为的区间，存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，坐标为的点是边界上一点。一群质量为，电荷量为的带电粒子沿着方向射入区域Ⅰ，其坐标范围为，要求这批粒子从同一点离开区域Ⅰ。（不计粒子重力，）求： (1)求粒子初速度； (2)这批粒子离开区域与轴的夹角范围； (3)某粒子能到达点，该粒子最初入射的坐标； (4)若满足（3）的那个粒子从点进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与区域Ⅲ磁场左边界相切于点（未画出）。求粒子由点运动到点的时间以及坐标的值。 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 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（福建专用） 黄金卷08·参考答案 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 答案 A C C D 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有2项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号 5 6 7 8 答案 BC AB BD AD 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9．（3分）由Q指向P（1分） （1分） 减小（1分） 10．（3分）①（1分） 小（1分） （1分） 11．（3分）蓝光（1分） 可能（2分） 12．（5分）0.755（2分） 小于（2分） （2分） 13．（7分）(1)AC（2分） (2)未考虑橡胶塞内气体体积（2分） (3)（2分） (4)正确（1分） 14．（11分） 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律可知，线框的感应电动势为（2分） 线框中的电流为（2分） 线框的电功率为（1分） 解得：（1分） （2）在，线框所受安培力大小为（2分） 由楞次定律和左手定则可知，线圈所受安培力方向竖直向上；根据平衡条件可得 （2分） 解得轻质细线的拉力大小为（1分） 15．（12分） 【答案】(1)，与水平方向夹角为45° (2)20 m (3)500 J 【解析】（1）当F = 0时，小球做平抛运动，水平方向有（1分） 解得 竖直分速度为（1分） 小球撞击右侧壁的速度大小（1分） 设速度与水平方向夹角为θ，则有 所以（1分） （2）结合上述，当F = 0时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移（1分） 解得 当F = 4mg时，设小球在竖直方向的加速度为a，根据牛顿第二定律有 （1分） 小球向上偏转做匀变速曲线运动，则有（1分） （1分） 解得 所以小球撞击右侧壁的区域长度（1分） （3）小球在F = 4mg的风力作用下的合力最大，竖直向上的加速度也最大，所以向上偏转撞击侧壁时的动能最大。 根据动能定理有（2分） 解得小球撞击右侧壁的最大动能（1分） 16．（16分） 【答案】(1) (2)粒子的角度范围在与x轴夹角53°范围内 (3) (4)， 【解析】（1）由磁聚焦原理，沿着轴正向入射的例子将汇聚于区域I与轴的交点，且磁场圆与轨迹圆半径相同，则（1分） 由牛顿第二定律可得（1分） 解得（1分） （2）时，由几何关系可得（1分） 所以时，由几何关系可得（1分） 所以（1分） 则粒子的角度范围在与x轴夹角53°范围内； （3）区域Ⅱ中带电粒子在匀强电场中做匀变速曲线运动，类斜抛运动，假设入射粒子与轴正向夹角为α，由运动的分解可得，方向有（1分） 方向有（1分） 解得 由几何关系x坐标为（1分） （4）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示 根据（1分） 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有（1分） 取一小段时间Δt，对粒子在x方向上列动量定理有（1分） 两边同时对过程求和 （1分） 可得 即 其中 则有（1分） 可得（1分） 故有（1分） 试卷第2页，共22页 4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（福建专用） 黄金卷08 （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4小题，每小题4分，共16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。 1．2024年巴黎奥运会有300多个运动小项，其中下列运动，可将运动员视为质点的是（ ） A．研究甲图运动员在百米比赛中的平均速度 B．研究乙图运动员的空中转体姿态 C．研究丙图运动员的入水动作 D．研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作 【答案】A 【解析】研究甲图运动员在百米比赛中的平均速度时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略，此时运动员能够看为质点，A正确；研究乙图运动员的空中转体姿态时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，B错误；研究丙图运动员的入水动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，C错误；研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，D错误。 2．如图所示，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，和边平行且足够长，间距为L，整个金属框电阻可忽略且置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一根长度也为L、电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用大小为F的水平恒力向右拉动金属框，运动过程中，MN与金属框保持良好接触且固定不动，则金属框最终的速度大小为（ ） A．0 B． C． D． 【答案】C 【解析】由公式，解得 3．某行星的卫星A、B绕以其为焦点的椭圆轨道运行，作用于A、B的引力随时间的变化如图所示，其中t2t1，行星到卫星A、B轨道上点的距离分别记为rA、rB，假设A、B只受到行星的引力，下列叙述正确的是（ ） A．B与A的绕行周期之比为 B．rA的最大值与rB的最小值之比为2：1 C．rB的最小值与rA的最小值之比为3：2 D．卫星A与卫星B的质量之比为8：9 【答案】C 【解析】由题图可知，A、B的周期分别为TA＝t1，TB＝2t2，结合t2可知，B与A的绕行周期之比为，A错误；由图可知，当A卫星离行星的距离rA最小时，卫星A受到的万有引力最大，有，当rA最大时，卫星A受到的万有引力最小，有，联立以上可得rA的最大值与rA的最小值之比为，由图可知，当rB最小时，卫星B受到的万有引力最大，有，当rB最大时，卫星B受到的万有引力最小，有，可得rB的最大值与rB的最小值之比为，再根据开普勒第三定律有，有，解得或或，对比三个选项，B错误，C正确；由题图可有：B受力最大时有，A受力最小时有，两式相除可得，D错误。 4．曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活塞上的B点，若曲轴绕O点做匀速圆周运动，转速，下列说法正确的是（ ） A．活塞在水平方向上做匀速直线运动 B．当OA竖直时，活塞的速度为 C．当OA与AB共线时，活塞的速度为 D．当OA与AB垂直时，活塞的速度为 【答案】D 【解析】活塞可沿水平方向往复运动，A错误；由公式，可得，A点线速度为，将A点和活塞的速度沿杆和垂直杆分解，如图所示，，由几何关系可得，B错误；同理可知，当OA与AB共线时，A点在沿杆方向的分速度是0，所以活塞的速度为0，C错误；同理可知，当OA与AB垂直时，A点的速度沿杆方向，则，由几何关系有，联立，解得，D正确。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有2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。 5．如图所示，小车通过轻绳跨过定滑轮与一球相连，已知小车向左行驶，球沿竖直墙面匀速上升，下列说法正确的是（ ） A．小车做加速运动 B．小车做减速运动 C．轻绳对小球的拉力增大 D．墙对小球的支持力减小 【答案】BC 【解析】设轻绳与竖直方向的夹角为，则随着小球竖直上升，逐渐增大，则小球的速度和汽车的速度之间的关系为，小球匀速上升，则恒定不变，逐渐增大，则减小，则车速逐渐减小，A错误，B正确；对小球进行受力分析，则轻绳拉力大小，墙对小球的支持力大小，随着逐渐增大，则减小，增大，则轻绳对小球的拉力增大，墙对小球的支持力增大，C正确，D错误。 6．如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，，，系统静止时弹簧伸长x＝15cm，未超出弹性限度。若剪断A、B间细绳，则A在竖直方向做简谐运动，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A．弹簧的劲度系数为50N/m B．A球的振幅为10cm C．A球的最大加速度为10 D．小球运动过程中，弹簧的最大压缩量为10cm 【答案】AB 【解析】根据题意可知，解得，A正确； 剪断A、B间细绳后，A球平衡时有，可得弹簧的伸长量为，刚剪断细绳时弹簧比A球平衡时多伸长的长度就是振幅，即，B正确；剪断A、B间细绳瞬间，A球的加速度最大，则有，C错误；根据对称性可知，向A振动到最高点时，A球的加速度大小为，方向向下，此时弹簧的压缩量最大，则有，解得弹簧的最大压缩量为，D错误。 7．如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104 V，输出功率P1=109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1，输电线总电阻r=50 Ω，则（ ） A．U4=U1 B．I4=I1 C．通过电阻r的电流I2=2×104 A D．用户端的电功率为9.5×108 W 【答案】BD 【解析】根据电流与线圈匝数的关系，，可得A，则通过电阻r的电流为A，C错误；电阻r两端的电压为V，则V，根据电压与线圈匝数的关系，解得，A错误；由于，根据，则，B正确；电阻r损耗的功率W，用户端的电功率为W，D正确。 8．如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为5m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A．槽向左运动的最大位移为 B．槽运动的最大速度为 C．小球在槽中运动的最大速度为 D．若槽固定，槽中小球受到重力做功的最大功率为 【答案】AD 【解析】系统水平方向动量守恒，则有，又，，，解得，，A正确；小球最大速度在最低点，小球与槽的速度均最大，速度大小分别为、，由机械能守恒定律可得，由水平方向动量守恒可得，解得，，故BC错误；若槽固定，设小球下落到槽内速度和水平方向夹角为时重力功率最大，即竖直方向速度最大，则有，，，解得，，则，则重力的最大功率为，D正确。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9．（3分）如图所示，P是正点电荷Q产生的电场中的一点，PQ连线在水平面上，它到点电荷Q的距离为r，静电力常量是k。P点电场强度方向为__________；若将电荷量为-q的试探电荷放在P点，则试探电荷受到的电场力大小为__________，若试探电荷-q向正点电荷Q运动，则试探电荷的电势能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3分）【答案】由Q指向P（1分） （1分） 减小（1分） 【解析】P点电荷的场强方向由Q指向P；根据库仑力公式可得，试探电荷-q向正点电荷Q运动，库仑力做正功，电势能减小。 10．（3分）研究光电效应实验的电路如甲图所示，实验中光电流与电压的关系如乙图所示。乙图中①、②两束入射光较强的是光束______（选填“①”或“②”）；光束①比光束③的频率_____（选填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K极时，逸出的光电子的最大初动能Ek =_____(已知电子电量绝对值为e)。 （3分）【答案】①（1分） 小（1分） （1分） 【解析】由图乙可知，光束①照射K极产生的光电流比②的大。根据光电效应规律：用光照射金属发生光电效应时，光的强度越强，产生的光电子数目就越多，对应的光电流就越大，所以可判断光束①的光强度较强；根据光电效应方程可得，根据动能定理可得，联立可得，由图乙可知光束①对应的遏止电压小于光束③对应的遏止电压，则光束①比光束③的频率小；由图乙可知，光束①的遏止电压为，则根据功能关系可得：用光束①照射K极时，逸出的光电子的最大初动能为。 11．（3分）如图所示，为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分，则图甲为________产生的干涉条纹（选填“黄光”或“蓝光”）。若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，图甲对应的色光发生了全反射，则图乙对应的色光________（选填“一定”、“可能”或“不可能”）发生全反射。 （3分）【答案】蓝光（1分） 可能（2分） 【解析】由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距与波长成正比，黄光的波长比蓝光长，则知图甲为蓝光产生的干涉条纹。 由产生全反射临界角公式可知，黄光的波长比蓝光长，则黄光在介质中的折射率小于蓝光在介质中的折射率，可知蓝光的临界角小于黄光的临界角，若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，图甲对应的篮光发生了全反射，则图乙对应的黄光可能发生全反射。 12．（5分）某学习小组用气垫导轨做验证动量守恒定律实验，但只有一个光电门，他们想到如下方法：用轻质细线一端拴一个小球，另一端固定在铁架台上，小球静止时在气垫导轨正上方与滑块在同一水平线上。用频闪照相可以确定出悬线的最大偏角，控制滑块初速度使小球与滑块相碰后，小球只在悬点下方的空间运动。实验装置如图甲所示（部分），实验步骤如下（重力加速度为）： （1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量和小球的质量；用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度___________cm； （2）调节气垫导轨水平，安装好装置，用刻度尺测出悬点到球心的距离为； （3）启动气垫导轨，给滑块一向右的瞬时冲量，使滑块向右运动通过计时器，测出挡光时间；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过计时器，测出挡光时间。为了达到此效果，应有___________（填“大于”、“小于”或“等于”）； （4）分析频闪照片测出悬线偏离竖直方向的最大偏角。实验需要验证的表达式为__________________。（用上述符号表示） （5分）【答案】0.755（2分） 小于（2分） （2分） 【解析】（1）挡光片的宽度 （3）根据题意可知，滑块碰后反弹，所以 （4）滑块碰前速度，碰后速度，悬线偏离竖直方向的最大偏角，碰后小球，根据机械能守恒定律得，，解得，根据动量守恒定律有，整理得。 13．（7分）某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 (1)实验过程中，下列说法正确的是（ ） A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C．实验过程要保证空气柱密闭性良好 (2)若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 (3)改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为：__________（忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。 (4)某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？__________（选填“正确”、“不正确”） （7分）【答案】(1)AC（2分） (2)未考虑橡胶塞内气体体积（2分） (3)（2分） (4)正确（1分） 【解析】（1）改变温控箱温度后，应该等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，A正确；柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好，B错误；该实验过程要保证空气柱密闭性良好，C正确。 （2）设橡胶塞内气体体积为，有，整理有，所以图像不过原点原因是未考虑橡胶塞内气体体积。 （3）由上述分析可知，图像的斜率为，所以有，，对柱塞及重物受力分析，有，又有，解得 （4）若将控温箱密闭，当控温箱内温度升高时，假设柱塞不动，有，注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之前的分析可知，所以有，即柱塞会上升，所以该观点正确。 14．（11分）如图甲所示，一单匝正方形线框的质量为，边长为，总电阻为，用一轻质细线将其吊在天花板上，线框处于竖直静止状态，且上下两边水平。在线框的中间位置以下区域分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，。求： （1）线框的电功率； （2）在时细线的拉力大小。 （11分）【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律可知，线框的感应电动势为（2分） 线框中的电流为（2分） 线框的电功率为（1分） 解得：（1分） （2）在，线框所受安培力大小为（2分） 由楞次定律和左手定则可知，线圈所受安培力方向竖直向上；根据平衡条件可得 （2分） 解得轻质细线的拉力大小为（1分） 15．（12分）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一个直径D = 10 m的圆柱形竖直方向固定的风洞中，有一质量为m = 1.0 kg的小球从风洞左侧壁上的A点以v0 = 10 m/s的速度沿其直径方向水平进入风洞。小球在风洞中运动过程中，风对小球的作用力竖直向上，其大小F可在0 ~ 4mg间调节，不计水平方向的空气作用力。小球可视作质点，与侧壁碰壁后不反弹，取重力加速度g = 10 m/s2，风洞在竖直方向上足够长。 (1)当F = 0时，求小球撞击右侧壁的速度； (2)保持v0不变，调节F的大小，求小球撞击右侧壁区域在竖直方向的最大长度； (3)求小球撞击右侧壁的最大动能。 （12分）【答案】(1)，与水平方向夹角为45° (2)20 m (3)500 J 【解析】（1）当F = 0时，小球做平抛运动，水平方向有（1分） 解得 竖直分速度为（1分） 小球撞击右侧壁的速度大小（1分） 设速度与水平方向夹角为θ，则有 所以（1分） （2）结合上述，当F = 0时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移（1分） 解得 当F = 4mg时，设小球在竖直方向的加速度为a，根据牛顿第二定律有 （1分） 小球向上偏转做匀变速曲线运动，则有（1分） （1分） 解得 所以小球撞击右侧壁的区域长度（1分） （3）小球在F = 4mg的风力作用下的合力最大，竖直向上的加速度也最大，所以向上偏转撞击侧壁时的动能最大。 根据动能定理有（2分） 解得小球撞击右侧壁的最大动能（1分） 16．（16分）现代高能粒子实验中需要获取轨迹可控的高能粒子，发现用磁场约束粒子运动轨迹的方法十分有效。空间中存在三个有电场或磁场的区域，区域Ⅰ是半径为的圆形区域，区域Ⅰ中存在磁感应强度大小为的垂直于纸面向外的匀强磁场；区域Ⅱ在区间内存在平行轴的匀强电场，，场强大小，场强方向沿着轴负向，区域Ⅲ为的区间，存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，坐标为的点是边界上一点。一群质量为，电荷量为的带电粒子沿着方向射入区域Ⅰ，其坐标范围为，要求这批粒子从同一点离开区域Ⅰ。（不计粒子重力，）求： (1)求粒子初速度； (2)这批粒子离开区域与轴的夹角范围； (3)某粒子能到达点，该粒子最初入射的坐标； (4)若满足（3）的那个粒子从点进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与区域Ⅲ磁场左边界相切于点（未画出）。求粒子由点运动到点的时间以及坐标的值。 （16分）【答案】(1) (2)粒子的角度范围在与x轴夹角53°范围内 (3) (4)， 【解析】（1）由磁聚焦原理，沿着轴正向入射的例子将汇聚于区域I与轴的交点，且磁场圆与轨迹圆半径相同，则（1分） 由牛顿第二定律可得（1分） 解得（1分） （2）时，由几何关系可得（1分） 所以时，由几何关系可得（1分） 所以（1分） 则粒子的角度范围在与x轴夹角53°范围内； （3）区域Ⅱ中带电粒子在匀强电场中做匀变速曲线运动，类斜抛运动，假设入射粒子与轴正向夹角为α，由运动的分解可得，方向有（1分） 方向有（1分） 解得 由几何关系x坐标为（1分） （4）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示 根据（1分） 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有（1分） 取一小段时间Δt，对粒子在x方向上列动量定理有（1分） 两边同时对过程求和 （1分） 可得 即 其中 则有（1分） 可得（1分） 故有（1分） 试卷第2页，共22页 5 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 $$