精品解析：山东省泰安第一中学2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题

泰安一中新校区高三下学期第二次调研考试 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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。写本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 某微型核电池原料是，衰变方程是。则（　　） A. X是中子 B 比更稳定 C. 升高温度可以加快的衰变 D. 的质量等于与X的质量之和 2. phyphox是一款功能强大的软件，它可以让手机充当一个真实的物理实验工具，让用户随时随地进行物理学习。该软件支持快速生成图表和文字，并进行统计分析，用户可以通过选择传感器输入来设计和分析实验，为用户提供了丰富便利的实验辅助工具。现用某款智能手机进行以下实验：在phyphox里面打开加速度传感器，用手掌平托智能手机，将其竖直向上抛出，然后在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（　　） A. 在时间内手机先加速后减速 B. 在时刻手机到达最高点 C. 在时间内，手机处于失重状态 D. 在时间内手机受到的支持力逐渐减小 3. 小孩站在岸边沿斜向上方向抛石子，三次斜抛的起点都在点，石子都能落在湖面上，三次斜抛的运动轨迹都在同一竖直平面内，且最高点都在同一水平线上，如图所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 沿轨迹1运动的石子落水时速度最大 B. 沿轨迹3运动的石子在空中运动时间最短 C. 沿轨迹3运动的石子在空中运动时加速度最大 D. 三个石子运动到最高点时速度相等 4. 劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块标准平板玻璃放置在另一块待检测玻璃之上，在右端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，从上往下看到图示的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A. 若用紫光入射，条纹间距变大 B. 若抽去一张纸片，条纹间距变小 C. 图中亮纹弯曲，说明待检玻璃的表面对应处凸起 D. 干涉条纹是由两玻璃与空气薄膜接触的两个面反射的光叠加而成 5. 如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为5:2，在副线圈两端连接发光二极管，当正向电压大于1V时二极管才能发光，反向电压时二极管不发光。不发光的时间间隔小于0.04s时，人眼无法区分，感觉发光是连续的。现将一峰值为5V的正弦交流电接入原线圈，人眼刚好感觉发光是连续的，则此正弦交流电的频率约为（　　） A. 7.0Hz B. 13Hz C. 17Hz D. 25Hz 6. 将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为mg0；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，则由以上信息可得出（　　） A. g0小于g B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为ω= D. 地球平均密度为 7. 如图所示，光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B，滑块C（可视为质点）置于B的右端，三者质量均为。A以的速度向右运动，B和C一起以的速度向左运动，A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75m，C与A、B间动摩擦因数均为0.5，则（　　） A. 碰撞瞬间C相对地面静止 B. 碰撞后到三者相对静止，经历的时间为0.2s C. 碰撞后到三者相对静止，摩擦产生的热量为 D. 碰撞后到三者相对静止，C相对长板滑动的距离为0.6m 8. 如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为三根“手指”，且不考虑篮球的明显形变。抓取点平均分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 B. 若与的关系满足，则一定能将篮球抓起 C. 若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值 D. 若抓起篮球竖直向上做匀速运动，则每根“手指”对篮球的压力一定变大 二、多项选择题：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，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分. 9. 微风吹动岸边的垂柳，浸入湖面的柳枝上下振动，在湖面产生水波。以柳枝浸入点为坐标原点，沿波在湖面传播的某方向上建立轴。从某一时刻开始计时，时轴上波动图像如图甲所示，图乙为其中某质点的振动图像。在轴上离坐标原点处有一片柳叶，下列说法中正确的是（　　） A. 水波从波源传到柳叶处用时0.5s B. 图乙可能是质点的振动图像 C. 质点的振动方程为 D. 若柳枝振动加快，则形成的简谐横波波速变快 10. 斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程，一个完整斯特林循环过程的关系如图所示。气体在热交换器之间来回流动，实现内能和机械能的转化。若将气体看成理想气体，关于斯特林循环，下列说法正确的是（　　） A. 过程是等温膨胀，气体吸收的热量等于对外做的功 B. 过程是等容降温，所有气体分子的动能都减小 C. 过程是等温压缩，气体平均动能减小 D. 过程是等容加热，气体吸收的热量等于内能的增加量 11. 如图甲所示，水平面上固定两条足够长的平行轨道，轨道间距为，虚线垂直于轨道，左侧部分轨道由金属材料制成，其左端通过导线与电容为的平行板电容器的极板、分别相连，右侧部分的轨道由绝缘材料制成，轨道处于方向竖直向下的匀强磁场中。将一质量为且电阻不计的金属棒置于左侧的金属轨道上，并通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的小物块相连，与轨道各部分的动摩擦因数都相同。时刻，将和小物块同时由静止释放，离开虚线后的图像如图乙所示。整个过程中始终垂直于轨道且与轨道接触良好，电容器未被击穿，重力加速度。则下列说法正确的是（ ） A. 电容器的A极板带正电 B. 在第1s内做匀加速直线运动 C. 磁场的磁感应强度大小为 D. 电容器储存的电能为 12. 如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A. 圆环I中电流的有效值为 B. 时刻直导线CD电动势为 C. 时刻圆环Ⅱ中电流为 D. 时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 固态锂电池采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，相较于传统锂电池，大大提升了能量密度。某同学用如图甲所示的电路图测量一块固态电池的电动势和内阻，单刀双掷开关分别接1、，得到对应的多组电压表的示数和电流表的示数，根据实验记录的数据绘制出如图乙所示的两条图线，回答下列问题： （1）开关接1时，测出的电动势偏___________（填“大”或“小”）。 （2）图线是根据开关接___________（填“1”或“2”）时的实验数据描出的。 （3）综合、两条图线，消除因电表内阻造成的误差，此固态电池的电动势___________，内阻___________。（均用图乙中、、、的部分或全部字母表示） 14. 某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上，在其上表面的点安装一光电门。物块上表面固定一遮光片，左侧固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连，另一端通过定滑轮与托盘（内有砝码）相接。实验时，物块从长木板右侧的点由静止开始释放，在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门，记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间。增加托盘中砝码的个数，重复上述实验过程，保证每次让物块从长木板上的点由静止开始释放，得到多组、数据。 （1）关于本实验，下列说法正确的是________。 A. 实验开始前，应先补偿阻力 B. 实验开始前，应调整轻滑轮的高度，使细线与长木板上表面平行 C. 实验时，力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力 D. 为减少实验误差，应始终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量 （2）现用游标卡尺测得遮光片宽度如图乙所示，则遮光片的宽度为________。 （3）测出之间的距离为，遮光片的宽度为，利用描点法做出图像如图丙所示，已知该图像的斜率为，在纵轴上的截距为。当地的重力加速度大小为，用给出的物理量的符号和丙图中的数据，可得物块与长木板间的动摩擦因数的表达式________。 四、解答题 15. 用折射率的透明介质做成的三棱镜横截面如图所示，，，，BC面镀有一层反射膜。现有一束光从AC的中点射入玻璃砖，光与AC的夹角为30°。 （1）求光在玻璃砖内临界角的正弦值并画出光路图； （2）求光线射出玻璃砖的位置离A点的距离。 16. 如图所示为一细沙分装称量装置示意图，高的导热性能良好的薄壁容器竖直悬挂，容器内有一厚度不计的活塞，横截面积、活塞和托盘的总质量。托盘不放细沙时封闭气体的长度为。缓慢向托盘中加入细沙，当活塞下降至离容器顶部位置时，系统会发出信号，停止加入细沙。已已知初始时环境热力学温度，大气压强，取，不计活塞与汽缸间的摩擦力且不漏气。求 （1）刚好使系统发出信号时，加入细沙的总质量。 （2）从刚好发出信号开始，若外界温度缓慢降低至，气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。 17. 如图所示，是一长为水平传送带，以顺时针匀速转动，传送带左端与半径的光滑圆轨道相切，右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为，的右端带有挡板，在上放有小物块，开始时和静止，到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数，、之间及、之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B、C的质量均为，重力加速度为，所有的碰撞均为弹性正碰。求： （1）A通过传送带过程产生的内能； （2）A滑上C后与B碰撞前，B与C间的摩擦力大小； （3）A滑上C后，经多长时间B与挡板碰撞； 18. 直角坐标系xOy，在以O为圆心，半径为R的圆柱形区域I中有一垂直纸面向里的匀强磁场。在R ≤ x ≤ 3R且y > 0的区域Ⅱ中充满沿y轴正方向的匀强电场，在R ≤ x ≤ 3R且y < 0的区域Ⅲ中充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小均为E，其他区域视为真空。坐标原点O处有一粒子源可以在纸面内沿各个方向发射速率为v的带负电粒子，粒子电荷量为q，质量为m。不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，并忽略场的边界效应。已知某粒子可以从磁场边界上的N点沿x轴正方向离开磁场，电场强度大小。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）求从N点离开磁场粒子经电场偏转后，离开电场右边界时位置的坐标； （3）将粒子源发射粒子的发射速率改为，在从O点发射的大量粒子中，求能进入电场的粒子在磁场中经过的区域面积S，并在答题卡对应图中用阴影表示出该区域。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泰安一中新校区高三下学期第二次调研考试 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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。写本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 某微型核电池原料是，衰变方程是。则（　　） A. X是中子 B. 比更稳定 C. 升高温度可以加快的衰变 D. 的质量等于与X的质量之和 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知 则X是电子，故A错误； B．衰变释放核能，则生成物的比结合能大于反应物的比结合能，即生成物更稳定，比更稳定，故B正确； C．半衰期不受温度、压强以及该物质是单质还是化合物的影响，故C错误； D．衰变的过程释放核能，则存在质量亏损，即的质量大于与X的质量之和，故D错误。 故选B。 2. phyphox是一款功能强大的软件，它可以让手机充当一个真实的物理实验工具，让用户随时随地进行物理学习。该软件支持快速生成图表和文字，并进行统计分析，用户可以通过选择传感器输入来设计和分析实验，为用户提供了丰富便利的实验辅助工具。现用某款智能手机进行以下实验：在phyphox里面打开加速度传感器，用手掌平托智能手机，将其竖直向上抛出，然后在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（　　） A. 在时间内手机先加速后减速 B. 在时刻手机到达最高点 C. 在时间内，手机处于失重状态 D. 在时间内手机受到的支持力逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．时间内手机没有离开手掌，速度向上，加速度向上，手机一直在向上加速， A错误； B．时刻手机的加速度减小，但依然向上加速运动，只不过速度的增加量逐渐减小，故时刻手机还在上升，并未达到最高点，B错误； C．时间内加速度先向上再向下，则手机应处于先超重再失重状态，C错误； D．时间内加速度向上，根据牛顿第二定律，则有 随着a的减小，手机受到支持力会减小，时间内加速度向下，同理可得随着a的增大，手机受到支持力也会减小，D正确。 故选D。 3. 小孩站在岸边沿斜向上方向抛石子，三次斜抛的起点都在点，石子都能落在湖面上，三次斜抛的运动轨迹都在同一竖直平面内，且最高点都在同一水平线上，如图所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 沿轨迹1运动的石子落水时速度最大 B. 沿轨迹3运动的石子在空中运动时间最短 C. 沿轨迹3运动的石子在空中运动时加速度最大 D. 三个石子运动到最高点时速度相等 【答案】A 【解析】 【详解】AD．逆向思维法可知，从O点斜抛到最高点时间相同，由于该过程水平位移轨迹1的大，故最高点水平速度轨迹1的大，轨迹3的小；从最高点到水平面，由于高度相同，所以该过程时间相同，故石子接触湖面前瞬间竖直方向速度相同，根据 可知沿轨迹1运动的石子落水时速度最大，且三颗石子在空中运动时间相同，故A正确，BD错误； C．石子在空中运动时，合力均为重力，所以加速度相同且均为重力加速度，故C错误。 故选A。 4. 劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块标准平板玻璃放置在另一块待检测玻璃之上，在右端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，从上往下看到图示的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A. 若用紫光入射，条纹间距变大 B. 若抽去一张纸片，条纹间距变小 C. 图中亮纹弯曲，说明待检玻璃的表面对应处凸起 D. 干涉条纹是由两玻璃与空气薄膜接触的两个面反射的光叠加而成 【答案】D 【解析】 【详解】A．若用紫光入射，紫光的波长比红光的波长短，根据双缝干涉条纹间距公式，可知条纹间距变小，故A错误； B．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气膜厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气膜的厚度差为，显然抽掉一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹)之间的距离变大，条纹间距变大，故B错误； C．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。图中亮纹向左弯曲时，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，可知该处凹陷，故C错误； D．干涉条纹是由两玻璃与空气薄膜接触的两个面反射的光叠加而成，故D正确。 故选D。 5. 如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为5:2，在副线圈两端连接发光二极管，当正向电压大于1V时二极管才能发光，反向电压时二极管不发光。不发光的时间间隔小于0.04s时，人眼无法区分，感觉发光是连续的。现将一峰值为5V的正弦交流电接入原线圈，人眼刚好感觉发光是连续的，则此正弦交流电的频率约为（　　） A. 7.0Hz B. 13Hz C. 17Hz D. 25Hz 【答案】C 【解析】 【详解】根据 可得副线圈两端电压的峰值为2V，当正向电压大于1V时二极管才能发光，正向电压小于1V或反向电压时二极管不发光，在一个正弦周期内T，不发光的时间间隔为 解得 所以 故选C。 6. 将一质量为m物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为mg0；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，则由以上信息可得出（　　） A. g0小于g B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为ω= D. 地球的平均密度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球的质量为M，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的角速度等于地球自转的角速度，轨道半径等于地球半径，物体在赤道上受到的重力和物体随地球自转所需的向心力是万有引力的分力，有 物体在极地的重力等于万有引力，即 综合以上可知 故A错误； B．在极地 解得 故B错误； C．以上分析有 联立得 ω＝ 故C正确； D．由密度 结合B选项分析得 故D错误。 故选C 。 7. 如图所示，光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B，滑块C（可视为质点）置于B的右端，三者质量均为。A以的速度向右运动，B和C一起以的速度向左运动，A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75m，C与A、B间动摩擦因数均为0.5，则（　　） A. 碰撞瞬间C相对地面静止 B. 碰撞后到三者相对静止，经历的时间为0.2s C. 碰撞后到三者相对静止，摩擦产生的热量为 D. 碰撞后到三者相对静止，C相对长板滑动的距离为0.6m 【答案】D 【解析】 【详解】A．碰撞瞬间C相对地面向左运动，选项A错误； B．向右为正方向，则AB碰撞过程由动量守恒 解得 v1=1m/s 方向向右；当三者共速时 可知 v=0 即最终三者一起静止，可知经历的时间 选项B错误； C．碰撞到三者相对静止摩擦产生的热量 选项C错误； D．碰撞到三者相对静止由能量关系可知 可得 选项D正确。 故选D。 8. 如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为三根“手指”，且不考虑篮球的明显形变。抓取点平均分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 B. 若与的关系满足，则一定能将篮球抓起 C. 若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值 D. 若抓起篮球竖直向上做匀速运动，则每根“手指”对篮球压力一定变大 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足 因为静摩擦力 解得 所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 且可得夹角满足 时，才能将篮球抓起，时，不一定能将篮球抓起，故AB错误，C正确； D．若抓起篮球竖直向上做匀速运动，篮球始终处于平衡状态，则每根“手指”对篮球的压力不一定变大，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：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，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分. 9. 微风吹动岸边的垂柳，浸入湖面的柳枝上下振动，在湖面产生水波。以柳枝浸入点为坐标原点，沿波在湖面传播的某方向上建立轴。从某一时刻开始计时，时轴上波动图像如图甲所示，图乙为其中某质点的振动图像。在轴上离坐标原点处有一片柳叶，下列说法中正确的是（　　） A. 水波从波源传到柳叶处用时0.5s B. 图乙可能是质点的振动图像 C. 质点的振动方程为 D. 若柳枝振动加快，则形成的简谐横波波速变快 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由甲图可知，该波的波长为 由乙图可知，该波的周期 故该波的波速为 故水波从波源传到柳叶处用时为 A正确； B．由甲图时，质点Q从平衡位置向y正方向振动，则时质点从平衡位置向y负方向振动，故图乙可能是质点的振动图像，B正确； C．由乙图可知，振幅，周期，故有 设N点的振动方程为 由甲图可知，时， 代入上式解得 故N点的振动方程为 C错误； D．简谐波的波速由传播介质决定，跟波源振动的频率无关，D错误。 故选AB。 10. 斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程，一个完整斯特林循环过程的关系如图所示。气体在热交换器之间来回流动，实现内能和机械能的转化。若将气体看成理想气体，关于斯特林循环，下列说法正确的是（　　） A. 过程是等温膨胀，气体吸收的热量等于对外做的功 B. 过程是等容降温，所有气体分子动能都减小 C. 过程是等温压缩，气体平均动能减小 D. 过程是等容加热，气体吸收的热量等于内能的增加量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．过程是等温膨胀，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸热且气体吸收热量等于对外做的功，选项A正确； B．过程是等容降温，气体分子平均动能减小，但并非所有气体分子的动能都减小，选项B错误； C．过程是等温压缩，气体温度不变，则气体平均动能不变，选项C错误； D．过程是等容加热，气体体积不变，气体不做功；气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸热且气体吸收的热量等于内能的增加量，选项D正确。 故选AD。 11. 如图甲所示，水平面上固定两条足够长的平行轨道，轨道间距为，虚线垂直于轨道，左侧部分轨道由金属材料制成，其左端通过导线与电容为的平行板电容器的极板、分别相连，右侧部分的轨道由绝缘材料制成，轨道处于方向竖直向下的匀强磁场中。将一质量为且电阻不计的金属棒置于左侧的金属轨道上，并通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的小物块相连，与轨道各部分的动摩擦因数都相同。时刻，将和小物块同时由静止释放，离开虚线后的图像如图乙所示。整个过程中始终垂直于轨道且与轨道接触良好，电容器未被击穿，重力加速度。则下列说法正确的是（ ） A. 电容器的A极板带正电 B. 在第1s内做匀加速直线运动 C. 磁场的磁感应强度大小为 D. 电容器储存的电能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属棒切割磁感线时，根据右手定则可知电流方向由M流向N，则电容器的B极板带正电，故A错误； BC．设金属棒的质量为m，则小物块质量为，轨道间距为，金属棒在虚线左侧运动时，以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得 又 联立可得 可知金属棒在虚线左侧做初速度为零的匀加速直线运动，故B正确； C．根据图像可知，金属棒在虚线左侧运动时间为1s，末速度为3m/s，则加速度为 且 内金属棒在虚线右侧运动，以金属棒和小滑块为整体，根据牛顿第二定律 根据图像可知，内金属棒在虚线右侧运动的加速度 联立解得 ， 故C正确； D．金属棒的释放点到虚线的距离为 末金属棒的速度为，根据功能关系可知 解得电容器储存的电能为 故D错误。 故选BC。 12. 如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A. 圆环I中电流的有效值为 B. 时刻直导线CD电动势为 C. 时刻圆环Ⅱ中电流为 D. 时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为 在内圆环I中的电流大小为 设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得 联立解得 故A错误； B．设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为 根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，故B正确； C．由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，故C错误； D．以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为 则P、Q两点间圆弧的电动势为 由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 固态锂电池采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，相较于传统锂电池，大大提升了能量密度。某同学用如图甲所示的电路图测量一块固态电池的电动势和内阻，单刀双掷开关分别接1、，得到对应的多组电压表的示数和电流表的示数，根据实验记录的数据绘制出如图乙所示的两条图线，回答下列问题： （1）开关接1时，测出的电动势偏___________（填“大”或“小”）。 （2）图线是根据开关接___________（填“1”或“2”）时实验数据描出的。 （3）综合、两条图线，消除因电表内阻造成的误差，此固态电池的电动势___________，内阻___________。（均用图乙中、、、的部分或全部字母表示） 【答案】（1）小 （2）2 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 开关接1时，由于电压表的分流作用，测出的电动势偏小。 【小问2详解】 图线对应的内阻较大，图线是根据开关接2时的实验数据描出的。 【小问3详解】 [1][2]当接1时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值小，当电路短路时，电压表没有分压，即此时电流的测量值与真实值相 等；当接2时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即接2，电流为零时，电动势的测量值等于真实值，即有 结合上述可知，电源的真实图线是图线与纵轴的交点和图线与横轴交点的连线，电池的内阻 14. 某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上，在其上表面的点安装一光电门。物块上表面固定一遮光片，左侧固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连，另一端通过定滑轮与托盘（内有砝码）相接。实验时，物块从长木板右侧的点由静止开始释放，在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门，记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间。增加托盘中砝码的个数，重复上述实验过程，保证每次让物块从长木板上的点由静止开始释放，得到多组、数据。 （1）关于本实验，下列说法正确的是________。 A. 实验开始前，应先补偿阻力 B. 实验开始前，应调整轻滑轮的高度，使细线与长木板上表面平行 C. 实验时，力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力 D. 为减少实验误差，应始终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量 （2）现用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度为________。 （3）测出之间的距离为，遮光片的宽度为，利用描点法做出图像如图丙所示，已知该图像的斜率为，在纵轴上的截距为。当地的重力加速度大小为，用给出的物理量的符号和丙图中的数据，可得物块与长木板间的动摩擦因数的表达式________。 【答案】（1）BC （2）0.740 （3） 【解析】 【小问1详解】 A.由于本实验要测量物块与长木板间的动摩擦因数μ，因此不需要平衡摩擦力，故A错误； B.实验开始前，应调整轻滑轮的高度，使细线与长木板上表面平行，物块受到的绳子拉力与长木板平行，绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，故B正确； C.力传感器的示数等于绳拉力的大小，由于托盘及砝码有向下的加速度，因此合力方向向下，实验时，力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力，故C正确； D.本实验中用力传感器测量绳子拉力，因此不需要终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 如图乙所示，游标尺是20分度，精确度在0.05mm。主尺读数7mm，游标尺与主尺在第8格对齐，则遮光片的宽度为 【小问3详解】 物块做初速度为零的匀加速直线运动，根据已知条件可得 取物块为研究对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 由图丙可知 , 解得 四、解答题 15. 用折射率的透明介质做成的三棱镜横截面如图所示，，，，BC面镀有一层反射膜。现有一束光从AC的中点射入玻璃砖，光与AC的夹角为30°。 （1）求光在玻璃砖内临界角的正弦值并画出光路图； （2）求光线射出玻璃砖的位置离A点的距离。 【答案】（1），光路图见解析 （2）7.5cm 【解析】 【小问1详解】 根据全反射临界角的公式，有 如图，根据光的折射定律，有 可得， 根据几何关系，可得 由于 所以 光在AB界面发生全反射，根据几何关系有， 光在BC面发生反射，且反射光线与AB界面垂直射出，光路如图 【小问2详解】 如上光路图可知，O为AC的中点，有几何关系可知， ，可得 由于， 可得 则光线射出玻璃砖的位置F离A点的距离为 16. 如图所示为一细沙分装称量装置示意图，高的导热性能良好的薄壁容器竖直悬挂，容器内有一厚度不计的活塞，横截面积、活塞和托盘的总质量。托盘不放细沙时封闭气体的长度为。缓慢向托盘中加入细沙，当活塞下降至离容器顶部位置时，系统会发出信号，停止加入细沙。已已知初始时环境热力学温度，大气压强，取，不计活塞与汽缸间的摩擦力且不漏气。求 （1）刚好使系统发出信号时，加入细沙的总质量。 （2）从刚好发出信号开始，若外界温度缓慢降低至，气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 （1）托盘不放细沙时，对活塞和托盘分析，受到重力和内外气体压力作用，根据平衡条件得： 解得 刚好触发超重预警时，对活塞受力分析得 解得 由玻意耳定律得 其中 解得 【小问2详解】 由盖-吕萨克定律得 解得 此过程外界对气体做的功 由以上两式可得 由热力学第一定律有 解得 17. 如图所示，是一长为的水平传送带，以顺时针匀速转动，传送带左端与半径的光滑圆轨道相切，右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为，的右端带有挡板，在上放有小物块，开始时和静止，到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数，、之间及、之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B、C的质量均为，重力加速度为，所有的碰撞均为弹性正碰。求： （1）A通过传送带过程产生的内能； （2）A滑上C后与B碰撞前，B与C间的摩擦力大小； （3）A滑上C后，经多长时间B与挡板碰撞； 【答案】（1）0.5J （2）1N （3）1.0s 【解析】 【小问1详解】 小物块由静止运动到圆轨道最低点，由动能定理得 解得 设经时间小物块与传送带共速，由动量定理得 解得 在时间内、传送带发生的位移分别为， 小物块通过传送带过程产生的内能为 【小问2详解】 对物块和长木板整体有 故物块和长木板整体加速度为 对物块，由牛顿第二定律 【小问3详解】 设滑上后经时间物块与碰撞，则 解得 A、B碰撞前速度分别为、，碰后速度分别为、，则， A、B碰撞过程，由动量守恒和能量守恒，得， 解得， 设、碰后经时间物块与挡板相碰，则有 解得 A滑上C后，与挡板碰撞的时间 18. 直角坐标系xOy，在以O为圆心，半径为R的圆柱形区域I中有一垂直纸面向里的匀强磁场。在R ≤ x ≤ 3R且y > 0的区域Ⅱ中充满沿y轴正方向的匀强电场，在R ≤ x ≤ 3R且y < 0的区域Ⅲ中充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小均为E，其他区域视为真空。坐标原点O处有一粒子源可以在纸面内沿各个方向发射速率为v的带负电粒子，粒子电荷量为q，质量为m。不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，并忽略场的边界效应。已知某粒子可以从磁场边界上的N点沿x轴正方向离开磁场，电场强度大小。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）求从N点离开磁场的粒子经电场偏转后，离开电场右边界时位置的坐标； （3）将粒子源发射粒子的发射速率改为，在从O点发射的大量粒子中，求能进入电场的粒子在磁场中经过的区域面积S，并在答题卡对应图中用阴影表示出该区域。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可知ON与x轴正方向的夹角正切值为 可得 已知某粒子可以从磁场边界上的N点沿x轴正方向离开磁场，根据几何关系可得粒子的轨道半径为 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 【小问2详解】 粒子进入区域Ⅱ，有 解得 假设粒子在通过x轴射出区域Ⅱ，y方向 解得 又 ， 假设成立；设经t2时间粒子从电场射出，则有 联立可得 则粒子离开电场右边界时位置的坐标为。 【小问3详解】 由洛伦兹力提供向心力可得 又，可得 则有 能够进入电场的粒子经过的区域如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $