精品解析：湖南省岳阳市汨罗市第一中学2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

2025年上学期高三物理期末考试 一、单选题（共32分） 1. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射光电管，发出的光电子的最大初动能为（ ） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.20eV D. 12.09eV 2. 2023年4月29日至5月3日，中国国际新能源、智能汽车博览会在石家庄举办，新能源是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、风能和核聚变能等。关于核聚变、衰变，下列说法正确的是（　　） A. H＋H→He＋X是核聚变反应，X粒子带负电 B. 在核反应H＋H→He＋X中会释放出核能，说明氘核和氚核的比结合能大于氦核 C. U衰变为Rn要经过4次α衰变，4次β衰变 D. 若铀元素的半衰期为τ，则经过时间τ，8个铀核中有4个已经发生了衰变 3. 氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构，并从中得到很多有价值的信息。大量氢原子处于n=4能级上，其能级图如图所示。下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的a、b、c三种光的说法正确的是（　　） A. 用b光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子会发生电离 B. b光光子的动量最大 C. 相同条件下，a光最容易发生明显的衍射现象 D. 在真空室中，c光的波长等于a、b两光波长之和 4. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射，当在点的入射角为时，出射光线分成、两束，光束与下边界的夹角为，光束与下边界的夹角为，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 光的频率比光的频率小 B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较宽 D. 若使入射角增大，则出射光线先消失 5. 如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外界做正功600 J B A→B→C过程中，气体吸收热量 C. A→B过程中，气体放出热量与外界对气体做功相等 D. B→C过程中，气体吸收热量与气体对外界做功相等 6. 如图所示，为了将横放在水平地面的钢管直立起来，工人控制起重机，使横梁上的电机水平移动，同时以速度v匀速收短牵引绳，使钢管绕定点O转动，绳始终保持竖直且与钢管在同一竖直面内，钢管长为L，以下说法正确的是（　　） A. 钢管在转动过程中角速度大小变小 B. 当钢管与地面夹角为θ时，电机水平移动速度为vtanθ C. 当钢管与地面夹角为θ时，钢管顶端的速度为vcosθ D. 当钢管与地面夹角为θ时，钢管顶端的速度水平向左 7. 如图所示，、、都为半径为的空间球面的直径，其中与同在水平面内，与的夹角，与水平面垂直，现在、两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. 点和点场强大小之比为 B. 、两点电场强度大小不相同 C. 、、三点中点电势最高 D. 将带负电的检验电荷从点沿直线移到点，电势能增加 8. 子弹以初速度v0垂直射入叠在一起的相同木板，穿过第20块木板后的速度变为0，可以把子弹视为质点，已知木板的长、厚度均为d，认为子弹在各块木板中运动的加速度大小都相同，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹穿过前15块木板所用的时间为 B. 子弹穿过第15块木板所用的时间为 C. 子弹穿过第15块木板时速度为 D. 子弹穿过前15块木板的平均速度为 二、多选题（共20分） 9. 某水平圆形环岛路面如图（a）所示，当汽车匀速率通过环形路段时，汽车所受侧向静摩擦力达到最大时的最大速度称为临界速度，认为汽车所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中两车与路面的动摩擦因数相同，下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受的合力为零 B. 汽车受重力、弹力、摩擦力的作用 C. 如图（b）甲车的临界速度大于乙车的临界速度 D. 如图（b），若两车质量相同，以大小相等的角速度绕环岛中心转，乙车比甲车更易发生侧滑 10. 如图所示，将乙小球从地面上以v0 = 8 m/s的初速度竖直向上抛出的同时，将甲小球从乙小球的正上方h = 12 m处由静止释放，两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取g = 10 m/s2，两小球可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 两小球在空中不相遇 B. 两小球相遇时甲小球速度大小为15 m/s C. 乙小球抛出后0.8 s时两小球相遇 D. 乙小球在下落过程中与甲小球相遇 11. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停距磁场左边界0.2m处 12. 蹦极也叫机索跳，是近年来新兴的一项非常刺激的户外休闲体育运动，其运动过程与下述模型相似，如图所示，质量为m的小球从与轻弹簧上端相距x处由静止释放，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦力，则在小球向下运动的过程中（　　） A. 最大加速度为g B. 最大加速度大于g C. 最大速度为 D. 最大速度为 三、实验题（共12分） 13. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 14. 某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验： ①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间距离s； ②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块以初速度v0沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为Δt1，通过B光电门的时间为Δt2； 回答下列问题： （1）计算出通过光电门A瞬时速度为________（用所给字母表示）； （2）利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为________； （3）若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为μ，则实验小组所在地的重力加速度为________。 四、解答题（共36分） 15. 一个气泡从深为10m的湖底部沿竖直方向缓慢上浮8m，气泡内的气体对湖水做功0.3J，气体可视为理想气体，湖底与湖面温差不计。取湖水的密度为，重力加速度，大气压强为。求： （1）上浮过程中气泡从外界吸收的热量； （2）气泡体积变为原来的几倍。 16. 2022年8月，重庆的一场山火引发全国关注，期间涌现的一批摩托车少年给全国人民带来巨大的正能量。一运送物资的救援车在笔直的公路上以的速度匀速行驶，途中不慎掉落一包物资。后方一摩托车少年发现并捡起物资后鸣笛示警，同时启动摩托车并用最短时间追赶救援车，此时救援车在其前方处，救援车司机在摩托车鸣笛后经开始制动刹车，最终两车停在同一地点完成交接。已知救援车刹车的加速度大小为，摩托车启动和刹车的加速度大小均为。求： （1）少年鸣笛后救援车运动的距离； （2）少年鸣笛后摩托车与汽车到达交接地点的时间差。 17. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。2023年6月从中国电子科技集团有限公司获悉，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（简称电科装备）已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的水平加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，大小为，经磁场偏转，离子最后垂直打在平行放置的硅片上，不计离子重力。求： （1）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小； （2）离子的比荷。 （3）其他条件不变，将圆形磁场变成与之外切的正方形磁场（如图所示），离子垂直于磁场边界射入，同时施加一与垂直且指向左侧的匀强电场（图中未画出），电场的场强大小为离子速率和磁场磁感应强度大小乘积的，求离子在正方形磁场中与的最大距离以及在最大距离处的速度大小。 18. 如图所示，一长度为10L的长木板锁定在倾角θ=37°的光滑斜面上，在距长木板下端L处有一弹性挡板垂直于斜面固定。现将一小滑块（可看作质点）轻放在长木板的上端并同时解除长木板的锁定，则以后长木板每次与挡板碰撞均以原速率反弹，且碰撞时间极短。已知长木板的质量为小滑块质量的两倍，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，不计空气阻力，（答案用字母和根号表示）求： （1）长木板与挡板第一次碰撞后，小滑块和长木板的加速度； （2）长木板与挡板第三次碰撞时，小滑块离挡板的距离； （3）从开始释放到小滑块滑离长木板所用时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年上学期高三物理期末考试 一、单选题（共32分） 1. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射光电管，发出的光电子的最大初动能为（ ） A 2.29eV B. 9.80eV C. 10.20eV D. 12.09eV 【答案】B 【解析】 【详解】由图像及光电方程 可得 处于n＝3能级的氢原子向基态能级跃迁时，发出的光频率最大，光子能量最大为 根据 B正确。 故选B。 2. 2023年4月29日至5月3日，中国国际新能源、智能汽车博览会在石家庄举办，新能源是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、风能和核聚变能等。关于核聚变、衰变，下列说法正确的是（　　） A. H＋H→He＋X是核聚变反应，X粒子带负电 B. 在核反应H＋H→He＋X中会释放出核能，说明氘核和氚核的比结合能大于氦核 C. U衰变为Rn要经过4次α衰变，4次β衰变 D. 若铀元素半衰期为τ，则经过时间τ，8个铀核中有4个已经发生了衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．H＋H→He＋X是核聚变反应，X粒子的质量数为1，电荷数为0，是中子，不带电，选项A错误； B．在核反应H＋H→He＋X中会释放出核能，生成物更加稳定，生成物的比结合能更大，即氘核和氚核的比结合能小于氦核，选项B错误； C．设U衰变为Rn要经过x次α衰变，y次β衰变，则 238=222+4x 92=88+2x-y 解得 x=4，y=4 选项C正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适用，选项D错误。 故选C。 3. 氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构，并从中得到很多有价值的信息。大量氢原子处于n=4能级上，其能级图如图所示。下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的a、b、c三种光的说法正确的是（　　） A. 用b光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子会发生电离 B. b光光子的动量最大 C. 相同条件下，a光最容易发生明显的衍射现象 D. 在真空室中，c光的波长等于a、b两光波长之和 【答案】A 【解析】 【详解】A．光的光子能量为 故用光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离，故A正确； C．由能级图可知，光的频率最高，光的频率最低，结合可知光波长最短，光波长最长，条件相同时，光最容易发生明显的衍射现象，故C错误； B．结合光子动量可知，光光子的动量最大，故B错误； D．根据题意有 ，， 由图可知 则有 故D错误。 故选A。 4. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射，当在点的入射角为时，出射光线分成、两束，光束与下边界的夹角为，光束与下边界的夹角为，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 光的频率比光的频率小 B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较宽 D. 若使入射角增大，则出射光线先消失 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可得，、两束光在该玻璃砖中的折射率 因为，所以光的频率大于光的频率；、两束光在该玻璃砖中的折射率之比 故A错误，B正确； C．因为光的频率大于光的频率，由可得 又有得，在同样的双缝干涉装置中，用光得到的相邻干涉条纹间距较窄，故C错误； D．因为，所以当入射角增大时，先发生全反射，出射光线先消失，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外界做正功600 J B. A→B→C过程中，气体吸收热量 C. A→B过程中，气体放出热量与外界对气体做功相等 D. B→C过程中，气体吸收热量与气体对外界做功相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知， A→B过程中，气体体积减小，外界对气体做正功为 故A错误； C．A→B过程中，气体压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程可知，气体温度降低，内能减小；根据热力学第一定律可知，气体放出热量大于外界对气体做功，故C错误； D．根据图像可知 根据理想气体状态方程可知，，则B→C过程气体内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量与气体对外界做功相等，故D正确； B．根据图像可知，，可得，则A→B→C过程中，气体内能减小，根据图像与横轴围成面积表示做功，可知整个过程，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外放热，故B错误。 故选D。 6. 如图所示，为了将横放在水平地面的钢管直立起来，工人控制起重机，使横梁上的电机水平移动，同时以速度v匀速收短牵引绳，使钢管绕定点O转动，绳始终保持竖直且与钢管在同一竖直面内，钢管长为L，以下说法正确的是（　　） A. 钢管在转动过程中角速度大小变小 B. 当钢管与地面夹角为θ时，电机水平移动速度为vtanθ C. 当钢管与地面夹角为θ时，钢管顶端的速度为vcosθ D. 当钢管与地面夹角为θ时，钢管顶端的速度水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】BCD．钢管顶端的做圆周运动，速度方向与杆垂直，如图 电机水平移动速度为 钢管顶端的速度为 故B正确，CD错误； A．根据 可知增大，则增大，故A错误。 故选B。 7. 如图所示，、、都为半径为的空间球面的直径，其中与同在水平面内，与的夹角，与水平面垂直，现在、两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. 点和点场强大小之比为 B. 、两点电场强度大小不相同 C. 、、三点中点电势最高 D. 将带负电的检验电荷从点沿直线移到点，电势能增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据几何关系结合点电荷产生的场强的叠加法则可得 方向平行于AB向右； 方向从O指向B； A错误； B．如图所示 做出两点电荷在E、F两点电场强度，根据对称性及平行四边形定则可知，E、F两点电场强度大小相等，方向相同，B错误； C．根据几何关系可知，CD为等量异种点电荷的中垂线，而等量异种点电荷的中垂线为等势线且电势为零，且无穷远处电势为零，因此CD所在中垂面即为等势面，电势为零，而电场线从正电荷出发指向负电荷或无穷远处，且沿着电场线的方向电势降低，则可知，CD所在等势面左侧电势大于零，而CD所在等势面右侧电势小于零，因此可得 C错误； D．带负电的电荷在电势越低的地方电势能越大，因此可知将带负电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电势能增大，D正确； 故选D。 8. 子弹以初速度v0垂直射入叠在一起的相同木板，穿过第20块木板后的速度变为0，可以把子弹视为质点，已知木板的长、厚度均为d，认为子弹在各块木板中运动的加速度大小都相同，则下列说法正确的是（　　） A. 子弹穿过前15块木板所用的时间为 B. 子弹穿过第15块木板所用的时间为 C. 子弹穿过第15块木板时速度为 D. 子弹穿过前15块木板的平均速度为 【答案】B 【解析】 【详解】C．子弹做匀减速运动，根据 可得子弹的加速度大小为 将子弹的运动倒过来看成从静止开始的匀加速运动， 根据 可得穿过第15块木板后的速度 C错误； A．子弹穿过前15块木板所用的时间为 A错误； B．将子弹的运动倒过来看成匀加速运动，根据 可知子弹穿过第15块木块所用的时间 B正确； D．子弹穿过前15块木板的平均速度 D错误。 故选B。 二、多选题（共20分） 9. 某水平圆形环岛路面如图（a）所示，当汽车匀速率通过环形路段时，汽车所受侧向静摩擦力达到最大时的最大速度称为临界速度，认为汽车所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中两车与路面的动摩擦因数相同，下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受的合力为零 B. 汽车受重力、弹力、摩擦力的作用 C. 如图（b）甲车的临界速度大于乙车的临界速度 D. 如图（b），若两车质量相同，以大小相等的角速度绕环岛中心转，乙车比甲车更易发生侧滑 【答案】BD 【解析】 【详解】A．汽车做曲线运动，合力不为零，故A错误； B．根据受力分析可知，汽车受重力、弹力、摩擦力的作用，故B正确； C．根据 可得 乙车的轨道半径较大，则乙车的临界速度大于甲车的临界速度，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 两车质量相等，角速度大小相等，乙车运动半径大，则受到指向轨道圆心的摩擦力大，故乙车所受静摩擦力先达到最大静摩擦力，乙车比甲车更易发生侧滑，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，将乙小球从地面上以v0 = 8 m/s的初速度竖直向上抛出的同时，将甲小球从乙小球的正上方h = 12 m处由静止释放，两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取g = 10 m/s2，两小球可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 两小球在空中不相遇 B. 两小球相遇时甲小球的速度大小为15 m/s C. 乙小球抛出后0.8 s时两小球相遇 D. 乙小球在下落过程中与甲小球相遇 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．设两球相遇的时间为t，则有 ， 又 解得 故AC错误； B．两小球相遇时甲小球的速度大小为 故B正确； D．乙小球上升到最高点所需时间为 有 即乙小球在下落过程中与甲小球相遇，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处 【答案】AC 【解析】 【详解】A．磁感应强度垂直纸面向外，金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，根据右手定则可知回路中有逆时针方向的感应电流，故A正确； B．金属棒a第一次穿过磁场时,电路中产生的平均电动势为 根据电流的定义式可得 =1C 故B错误； C．金属棒a受到安培力为规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得对金属棒第一次离开磁场时速度为 m/s 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即 金属棒b上产生的焦耳热为 J 故C正确； D．规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得 解得金属棒a反弹的速度为 m/s 设金属棒a最终停在距磁场左边界x处，则从碰撞后进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为 平均电流为 金属棒a受到的安培力为 规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得 m 故D错误。 故选AC。 12. 蹦极也叫机索跳，是近年来新兴的一项非常刺激的户外休闲体育运动，其运动过程与下述模型相似，如图所示，质量为m的小球从与轻弹簧上端相距x处由静止释放，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦力，则在小球向下运动的过程中（　　） A. 最大加速度为g B. 最大加速度大于g C. 最大速度为 D. 最大速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】小球与弹簧相互作用时，牛顿第二定律 解得 作出a − x图像，围成面积的含义为。 AB．小球最后速度为零，a − x图像在第一象限围成面积与在第四象限围成面积相等，可得最大加速度大于g，故A错误，B正确； CD．加速度减为零时，即x轴坐标为x1时，速度最大，则 根据a − x图像在第一象限围成面积，此时最大速度为vm，则 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题（共12分） 13. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机的质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 【答案】（1）AB （2） （3） ①. 0.19##0.20##0.21 ②. 0.29##0.30##0.31 【解析】 【小问1详解】 A．通过最低点时角速度应达到峰值，由图乙可知，在时间内手机20次通过最低点，故A正确； BC．由题意知手机的角速度会随着振幅的减小而衰减，根据图乙可知，手机的角速度随着时间在衰减，可知手机在做阻尼振动，故B正确，C错误； D．阻尼振动的周期不变，其周期由系统本身的性质决定，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 短时间内在不考虑其振动衰减的情况下，在最低点对手机由牛顿第二定律有 解得 式中L为悬点到手机重心的距离，根据上式可知，手机运动到最低点时的拉力和角速度的平方呈线性变化，作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，不能落在图像上的点迹应使其均匀的分布在图线的两侧，有明显偏差的点迹直接舍去，做出的图像如图所示 【小问3详解】 [1][2]根据图像结合其函数关系可得 解得 14. 某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验： ①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间距离s； ②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块以初速度v0沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为Δt1，通过B光电门的时间为Δt2； 回答下列问题： （1）计算出通过光电门A的瞬时速度为________（用所给字母表示）； （2）利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为________； （3）若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为μ，则实验小组所在地的重力加速度为________。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块通过光电门A的瞬时速度近似等于滑块通过光电门的平均速度，即 同理滑块通过光电门B的瞬时速度 【小问2详解】 滑块沿水平导轨匀减速运动，则有 解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律，有 解得 四、解答题（共36分） 15. 一个气泡从深为10m的湖底部沿竖直方向缓慢上浮8m，气泡内的气体对湖水做功0.3J，气体可视为理想气体，湖底与湖面温差不计。取湖水的密度为，重力加速度，大气压强为。求： （1）上浮过程中气泡从外界吸收的热量； （2）气泡体积变为原来的几倍。 【答案】（1）0.3J （2）倍 【解析】 【小问1详解】 上浮过程中，由题意可知，温度不变，则气泡内气体内能不变；气泡内的气体对湖水做功0.3J，根据热力学第一定律可知 可知上浮过程中气泡从外界吸收的热量为 【小问2详解】 气泡从深为10m的湖底部沿竖直方向缓慢上浮8m，根据玻意耳定律可知 其中 ， 则有 可知气泡体积变为原来的倍。 16. 2022年8月，重庆的一场山火引发全国关注，期间涌现的一批摩托车少年给全国人民带来巨大的正能量。一运送物资的救援车在笔直的公路上以的速度匀速行驶，途中不慎掉落一包物资。后方一摩托车少年发现并捡起物资后鸣笛示警，同时启动摩托车并用最短时间追赶救援车，此时救援车在其前方处，救援车司机在摩托车鸣笛后经开始制动刹车，最终两车停在同一地点完成交接。已知救援车刹车的加速度大小为，摩托车启动和刹车的加速度大小均为。求： （1）少年鸣笛后救援车运动的距离； （2）少年鸣笛后摩托车与汽车到达交接地点的时间差。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 少年鸣笛后救援车运动的距离为 【小问2详解】 摩托车前进的距离为 设摩托车启动时间和刹车时间，根据运动学公式有 ， 求得 救援车运动时间 少年鸣笛后摩托车与汽车到达交接地点的时间差 17. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。2023年6月从中国电子科技集团有限公司获悉，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（简称电科装备）已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的水平加速电场加速后，沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿竖直直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，大小为，经磁场偏转，离子最后垂直打在平行放置的硅片上，不计离子重力。求： （1）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小； （2）离子的比荷。 （3）其他条件不变，将圆形磁场变成与之外切的正方形磁场（如图所示），离子垂直于磁场边界射入，同时施加一与垂直且指向左侧的匀强电场（图中未画出），电场的场强大小为离子速率和磁场磁感应强度大小乘积的，求离子在正方形磁场中与的最大距离以及在最大距离处的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 【详解】（1）离子通过加速电场，根据动能定理得 离子经过静电分析器，根据电场力提供向心力 解得 （2）如图所示 由几何知识可知 根据洛伦兹力提供向心力有 其中 解得 （3）使用配速法，将离子的速度分解为沿方向和垂直方向，将离子在磁场中的运动视作速度的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动，其中圆周运动的半径为 解得： 经过离子距离最远，此时离子与距离为 经过离子沿位移为 解得 故离子在磁场中可以到达上述与距离为处，在距离最远处的速度为从离子入射磁场到距离最远的过程，由动能定理可知 解得 18. 如图所示，一长度为10L的长木板锁定在倾角θ=37°的光滑斜面上，在距长木板下端L处有一弹性挡板垂直于斜面固定。现将一小滑块（可看作质点）轻放在长木板的上端并同时解除长木板的锁定，则以后长木板每次与挡板碰撞均以原速率反弹，且碰撞时间极短。已知长木板的质量为小滑块质量的两倍，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，不计空气阻力，（答案用字母和根号表示）求： （1）长木板与挡板第一次碰撞后，小滑块和长木板的加速度； （2）长木板与挡板第三次碰撞时，小滑块离挡板的距离； （3）从开始释放到小滑块滑离长木板所用时间。 【答案】（1）；方向沿斜面向下；；方向沿斜面向下 （2）L （3） 【解析】 【小问1详解】 设小滑块的质量为m，则长木板的质量为2m，由牛顿第二定律，对滑块有 解得 方向沿斜面向下。对木板，有 解得 方向沿斜面向下。 【小问2详解】 第一次与挡板碰撞前，整体先一起匀加速下滑 碰前瞬间速度 第一次碰撞后，小滑块以为初速度，为加速度始终向下做匀加速直线运动，长木板以为初速度向上匀减速到0，再向下以为加速度匀加速到发生第二次碰撞，在滑块滑离木板之前重复以上运动，设第一次碰后到第三次碰前用时为，则 小滑块在时间内的位移 长木板与挡板第三次碰撞时，小滑块离挡板的距离 【小问3详解】 从释放到木板第一次与挡板相碰所用时间 令第四次长木板与挡板碰撞前，小滑块未滑离，则长木板第一次到第四次碰撞所用时间 小滑块位移 故小滑块在长木板第四次与挡板碰撞前滑离木板。第三次碰撞后瞬间小滑块速度 设第三次碰撞到滑块脱离木板历时，当滑块到达木板下端时，有 即 解得 从开始释放到小滑块滑离长木板所用时间 第1页/共1页 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