精品解析：2025届安徽省淮北市、淮南市高三上学期第一次质量检测物理试题

2024-2025学年安徽省淮北市和淮南市高三一模考试 物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 某质点从零时刻开始做直线运动，内质点位移-时间图像如图所示。关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内速度大小为 B. 第1s内的位移大小为2m C. 速度方向不变 D 最初和最后速度大小相同 2. 超声波具有很强的穿透性，在金属等固体材料中传播时，遇到不连续的部位如缺陷时会发生反射、折射等现象，可以用于新型材料的探伤。某次新型材料的探伤中发射频率为40 kHz的超声波，该波某时刻沿x轴正方向传播的图像如图所示，则（　　） A. 质点A经运动到B位置 B. 质点B此时运动的方向沿y轴正方向 C. 在接下来1s内质点B运动的位移为160m D. 超声波在该种材料中传播的速度为 3. 如图所示，水平粗糙木棒上套一圆环，一个小球与圆环通过不可伸长的轻绳连接，初始时绳与竖直方向的夹角为。施加一水平外力F缓慢拉动小球，在逐渐增大至虚线位置的过程中，木棒与圆环始终保持静止，则下列说法正确的是（　　） A. 外力F的大小保持不变 B. 绳对球的拉力逐渐变小 C. 木棒对环的支持力逐渐变小 D. 圆环与木棒间摩擦力逐渐变大 4. 秋千是一项深受人们喜爱的体育娱乐运动。如图所示，秋千的两根绳长均为10m，运动员和秋千踏板的总质量为50kg，绳的质量忽略不计。运动员某次荡到秋千支架的正下方时，每根绳受到的拉力均为500N，此后第一次摆动至最高点时绳与竖直方向的夹角为。重力加速度g取，则此过程损失的机械能约为（　　） A. 500J B. 1000J C. 1250J D. 1500J 5. 2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射。天舟八号货运飞船A与空间站B交会对接的示意图如图所示，飞船顺利进入预定圆轨道1，并以周期稳定运行，之后飞船从1号轨道经2号转移轨道逐步接近在3号圆轨道运行的空间站，约3小时后，飞船与空间站组合体完成交会对接，并在3号轨道上以周期稳定运行。已知万有引力常量为G，地球半径为R，1号圆轨道距地面高度，3号圆轨道距地面高度，则（　　） A. 空间站与天舟八号完成对接之后，运动速度变慢 B. 货运飞船从1号轨道进入2号转移轨道需要点火减速 C. 货运飞船在1、3两个轨道上稳定运行时线速度大小之比为 D. 根据题目条件可以求出地球密度的表达式为 6. 如图所示，两根间距为2L的长直导线a、b垂直于纸面方向左右放置，导线中通有大小相等、方向相同的电流。O为a、b连线的中点，M、N为a、b中垂线上关于O对称的两点，且距离为2L。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为，其中r为该点到导线的距离，I为电流的大小，k为常量。设直导线a在M点产生的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. N点的磁感应强度大小为，方向向右 B. M、N两点的磁感应强度大小相等、方向相同 C. 直导线b在O点产生的磁感应强度大小为 D aOb连线上从a到b磁感应强度先增加后减小 7. 图示电路中电源电动势为E、内阻为r，定值电阻阻值为，且，为光敏电阻，其电阻随光照强度增大而减小，、为滑动变阻器。开关S闭合时，平行板电容器极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 增大对的光照强度，稳定后电源的输出功率减小 B. 逐渐增大电容器极板间距离，中有向下的电流流过 C. 将的滑片向下端移动，稳定后电压表读数变小 D. 将的滑片向上端移动过程中，带电微粒向下运动 8. 如图甲所示，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，质量为m、电荷量为+q的圆环（可视为质点）可沿横杆滑动。t=0时刻，圆环自A处以初速度v0向右运动，此后圆环运动的v−t图像如图乙所示，t=0时刻和t2时刻图线斜率相同，t1和t3时刻图线斜率均为0，已知圆环t2时刻运动至O点，继续向右运动至B点停下，且A、B关于两电荷连线中点O对称。若O处场强为E0，且圆环运动过程中电量始终不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. A处的场强大小为 B. 圆环运动到O处速度为 C. t1时刻圆环恰好运动到AO的中点 D. 圆环从A处运动到B处的过程中，电势能先增加后减小 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A、B两物块固定于轻弹簧两端，其中物块B的质量m=2kg。对物块B施加一沿斜面向下，大小F=10N的压力，使B静止于P点。重力加速度g取10m/s2。撤掉力F，弹簧始终处于弹性限度内，在物块B沿斜面向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块B的最大加速度为5m/s2 B. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大 C. 物块A、B组成的系统机械能一直增加 D. 物块B运动至最高点时，物块A刚好离开挡板 10. 从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，其动能随时间变化的关系如图所示。已知小球受到的空气阻力与速率成正比，小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动，重力加速度为g，则小球在此运动过程中（　　） A. 最大加速度为4g B. 上升和下落两阶段阻力的冲量大小相等 C. 返回到地面所用的时间为 D. 上升的最大高度为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学发现在验证动量守恒定律的现有实验中，都是验证碰撞前与碰撞后系统的动量是否守恒。该同学提出质疑：碰撞作用过程中系统动量是否守恒？于是从实验室找来DIS传感器组件验证两小车碰撞过程中动量是否守恒。如图所示，无线速度传感器实时记录了两小车碰撞过程中速度与时间的关系图像。 （1）由图像可知该碰撞为______碰撞（选填“弹性”、“ 非弹性”或“完全非弹性”）。 （2）已知a车的质量为，b车的质量为，取碰撞过程中任意两个时刻、，由图可知时刻，，此时两车的总动量为 ______ ，时刻，，此时两车的总动量为 ______（计算结果保留三位有效数字）。 （3）本实验得出的结论：______。 12. PT100是热敏电阻，它的阻值随温度的变化而变化，被广泛应用于医疗、温度计算、阻值计算等高精温度设备。某兴趣小组探究某型号PT100的阻值随温度变化的关系，实验过程如下： （1）按如图甲所示连接电路。 （2）PT100的温度T及其电阻Rx的测量。 ①将PT100的探测头放入恒温水杯中，静置少许，稳定后记录下温度T。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数______（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时PT100的电阻Rx=______（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，调节恒温水杯中的温度，重复步骤②和③。记录温度并计算出相应的阻值，如下表所示。 温度T/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 阻值Rx/Ω 10390 107.79 111.67 115.54 119.40 123.24 127.08 130.90 134.71 （3）该电压表内阻对PT100电阻的测量值______（选填“有”或“无”）影响。 （4）图乙是根据实验记录的数据绘制的Rx−T图线。将该PT100的探头放入一水温未知的热水中，测得PT100的电阻Rx约为125.80Ω，则由图线可读出温度为______℃，即为水的温度。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径，其横截面如图所示，O点为圆心，为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点。使用激光笔沿半径方向发射一细光束射向圆心O点，当入射光线与夹角，光屏PQ上出现两个光点，经测量，这两个光点之间的距离为。 （1）求半圆形玻璃砖的折射率n。 （2）保持光线始终沿半径方向，将激光笔逆时针缓慢转动，当光屏PQ上只有一个光点时停止转动，此时光点距N的距离是多少？ 14. 某同学学习了电场的相关知识后，设计了一个静电除尘装置。装置原理如图所示，一对长为L，板间距为d的平行金属板与电源相连，板间形成匀强电场。 （1）该同学设想质量为m、电荷量为灰尘（视为小球）以平行于板的速度射入板间，不计重力及灰尘间相互作用和空气阻力，当金属板间所加电压为U时，灰尘恰好被全部吸收。求 U。 （2）当金属板间所加电压为U时，该同学发现灰尘未被全部吸收。查阅相关资料发现，灰尘所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为，其中r为灰尘半径，为常量；灰尘电荷量则与其半径平方成正比，即。假设灰尘在金属板间经极短时间加速到最大速度，空气和灰尘沿板方向速度均为且保持不变。不计重力及灰尘间相互作用的影响。如果灰尘被全部吸收，求其半径r应满足的条件用U、、、d、L、表示。 15. 如图甲所示，在光滑水平面上有一个足够长的木板，在木板右侧有一个固定的挡板，挡板底端略高于木板上表面。将一个可视为质点的小物块放置在木板上。时刻对小物块施加一个大小，方向水平向右的推力，0~6s小物块加速度a与时间t的关系如图乙所示。时撤去力F，此后，小物块总是在与木板共速后与挡板相碰，并且小物块始终在木板上。小物块与挡板碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。求： （1）木板与小物块间动摩擦因数及木板的质量。 （2）小物块第一次与挡板相碰前的速度大小。 （3）小物块从与挡板相碰到最终停止经过的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年安徽省淮北市和淮南市高三一模考试 物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 某质点从零时刻开始做直线运动，内质点位移-时间图像如图所示。关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内速度大小为 B. 第1s内的位移大小为2m C. 速度方向不变 D. 最初和最后速度大小相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像的斜率等于速度，可知0~1s内速度大小为 选项A错误； B．由图像可知，第1s内的位移大小为4m，选项B错误； C．图像的斜率不变，则速度方向不变，选项C正确； D．最初的速度大小为4m/s，最后速度大小 选项D错误。 故选C。 2. 超声波具有很强的穿透性，在金属等固体材料中传播时，遇到不连续的部位如缺陷时会发生反射、折射等现象，可以用于新型材料的探伤。某次新型材料的探伤中发射频率为40 kHz的超声波，该波某时刻沿x轴正方向传播的图像如图所示，则（　　） A. 质点A经运动到B位置 B. 质点B此时运动的方向沿y轴正方向 C. 在接下来1s内质点B运动的位移为160m D. 超声波在该种材料中传播的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．机械波在传播时，各个质点围绕平衡位置做受迫振动而不会随着波牵移，则质点A经不会运动到B位置，故A错误； B．沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，质点B的振动方向沿y轴正方向，故B正确； C．波的频率为40 kHz，则周期为 而时间 质点B从平衡位置开始经过整数个周期的振动回到平衡位置，则其位移为零，故C错误； D．该波的波长为，则超声波在该种材料中传播的速度为 故D错误。 故选B。 3. 如图所示，水平粗糙木棒上套一圆环，一个小球与圆环通过不可伸长的轻绳连接，初始时绳与竖直方向的夹角为。施加一水平外力F缓慢拉动小球，在逐渐增大至虚线位置的过程中，木棒与圆环始终保持静止，则下列说法正确的是（　　） A. 外力F的大小保持不变 B. 绳对球的拉力逐渐变小 C. 木棒对环的支持力逐渐变小 D. 圆环与木棒间的摩擦力逐渐变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB ．设绳拉力T，根据平衡条件 当逐渐增大，T增大，F增大，故A错误，B错误； C．把圆环和小球作为整体，根据平衡关系知，木棒对环的支持力等于环和球总重力，保持不变，故C错误； D．根据平衡关系知，圆环与木棒间的摩擦力等于水平外力F，根据AB项分析知，F增大，故摩擦力逐渐增大，故D正确。 故选D。 4. 秋千是一项深受人们喜爱的体育娱乐运动。如图所示，秋千的两根绳长均为10m，运动员和秋千踏板的总质量为50kg，绳的质量忽略不计。运动员某次荡到秋千支架的正下方时，每根绳受到的拉力均为500N，此后第一次摆动至最高点时绳与竖直方向的夹角为。重力加速度g取，则此过程损失的机械能约为（　　） A. 500J B. 1000J C. 1250J D. 1500J 【答案】A 【解析】 【详解】在最低点时 从最低点到最高点损失的机械能 带入数据解得 故选A。 5. 2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射。天舟八号货运飞船A与空间站B交会对接的示意图如图所示，飞船顺利进入预定圆轨道1，并以周期稳定运行，之后飞船从1号轨道经2号转移轨道逐步接近在3号圆轨道运行的空间站，约3小时后，飞船与空间站组合体完成交会对接，并在3号轨道上以周期稳定运行。已知万有引力常量为G，地球半径为R，1号圆轨道距地面高度，3号圆轨道距地面高度，则（　　） A. 空间站与天舟八号完成对接之后，运动速度变慢 B. 货运飞船从1号轨道进入2号转移轨道需要点火减速 C. 货运飞船在1、3两个轨道上稳定运行时线速度大小之比为 D. 根据题目条件可以求出地球密度的表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设地球质量为M，空间站m，在3轨道，由万有引力提供向心力有 可得 可知在3轨道物体的运行速度与物体质量无关，即空间站与天舟八号完成对接之后，运动速度不变，故A错误； B．货运飞船从1号轨道进入2号转移轨道需要点火加速做离心运动，故B错误； C．由A选项分析可知，在轨道1上的飞船线速度 故货运飞船在1、3两个轨道上稳定运行时线速度大小之比为 故C错误； D．结合题意和以上分析，在1轨道有 由地球质量 联立以上解得地球密度 故D正确。 故选D 。 6. 如图所示，两根间距为2L的长直导线a、b垂直于纸面方向左右放置，导线中通有大小相等、方向相同的电流。O为a、b连线的中点，M、N为a、b中垂线上关于O对称的两点，且距离为2L。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为，其中r为该点到导线的距离，I为电流的大小，k为常量。设直导线a在M点产生的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. N点的磁感应强度大小为，方向向右 B. M、N两点的磁感应强度大小相等、方向相同 C. 直导线b在O点产生的磁感应强度大小为 D. aOb连线上从a到b磁感应强度先增加后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．直导线a在M点产生的磁感应强度大小为，可知直导线ab在N点的磁感应强度大小均为，则由叠加可知，N点的磁感应强度大小为，方向向左，选项A错误； B．由磁场叠加可知，M、N两点的磁感应强度大小相等、方向相反，选项B错误； C．直导线a在M点产生的磁感应强度大小为 则直导线b在O点产生的磁感应强度大小为 选项C正确； D．由磁场叠加可知O点的磁感应强度为零，可知aOb连线上从a到b磁感应强度先减小后增加，选项D错误。 故选C。 7. 图示电路中电源电动势为E、内阻为r，定值电阻阻值为，且，为光敏电阻，其电阻随光照强度增大而减小，、为滑动变阻器。开关S闭合时，平行板电容器极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 增大对的光照强度，稳定后电源的输出功率减小 B. 逐渐增大电容器极板间距离，中有向下的电流流过 C. 将的滑片向下端移动，稳定后电压表读数变小 D. 将的滑片向上端移动过程中，带电微粒向下运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．电路的外电阻 电源的输出功率 由于 则有 增大对的光照强度，电阻减小，减小，根据数学规律可知，增大对的光照强度，稳定后电源的输出功率增大，故A错误； B．逐渐增大电容器极板间距离，根据， 逐渐增大电容器极板间距离，电容减小，极板所带电荷量减小，下极板带正电，中有向下的电流流过，故B正确； C．将的滑片向下端移动，接入电阻不变，外电阻不变，干路电流不变，根据 可知，稳定后电压表读数不变，故C错误； D．将的滑片向上端移动过程中，电容器两端电压不变，极板之间电场强度不变，微粒所受电场力不变，则微粒仍然处于静止状态，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，两等量异种点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平横杆，质量为m、电荷量为+q的圆环（可视为质点）可沿横杆滑动。t=0时刻，圆环自A处以初速度v0向右运动，此后圆环运动的v−t图像如图乙所示，t=0时刻和t2时刻图线斜率相同，t1和t3时刻图线斜率均为0，已知圆环t2时刻运动至O点，继续向右运动至B点停下，且A、B关于两电荷连线中点O对称。若O处场强为E0，且圆环运动过程中电量始终不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. A处的场强大小为 B. 圆环运动到O处速度为 C. t1时刻圆环恰好运动到AO的中点 D. 圆环从A处运动到B处的过程中，电势能先增加后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律，在A处有 在O处有 而A处和O处的加速度大小相等，解得 故A错误； B．圆环在AO与BO之间的受力情况对称相同，即圆环在AO与BO之间所受的摩擦力情况相同，由于 则摩擦力在两段做功相同，根据动能定理有 解得 故B正确； C．根据图乙可知，t1时刻加速度为0，则有 可得 而AO之间的电场强度不是随AO之间的距离均匀减小，所以t1时刻不是AO的中间位置，故C错误； D．AB所在直线是等势面，圆环从A处运动到B处过程中，电势能不变，故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A、B两物块固定于轻弹簧两端，其中物块B的质量m=2kg。对物块B施加一沿斜面向下，大小F=10N的压力，使B静止于P点。重力加速度g取10m/s2。撤掉力F，弹簧始终处于弹性限度内，在物块B沿斜面向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块B的最大加速度为5m/s2 B. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大 C. 物块A、B组成的系统机械能一直增加 D 物块B运动至最高点时，物块A刚好离开挡板 【答案】AC 【解析】 【详解】A．撤掉力F的瞬间，物块B受到的合外力大小为10N，方向沿斜面向上，则此时B的最大加速度为，故A正确； B．当B的加速度为零时速度最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面向下的分量，弹簧处于压缩状态，故B错误； D．由对称性可知，B位于最高点时，B的加速度沿斜面向下，大小为a=5m/s2，则由牛顿第二定律 解得F弹=0 则此时物块A没有离开挡板，故D错误； C．由上述分析可知，物块B沿斜面向上运动的过程中，弹簧的弹力一直对B做正功，则AB系统的机械能增加，故C正确。 故选AC。 10. 从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，其动能随时间变化的关系如图所示。已知小球受到的空气阻力与速率成正比，小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动，重力加速度为g，则小球在此运动过程中（　　） A. 最大加速度为4g B. 上升和下落两阶段阻力的冲量大小相等 C. 返回到地面所用的时间为 D. 上升的最大高度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设初速度为，落地速度为v，落地时，根据题意有 又有， 联立解得，， 小球初始时刻加速度最大，有 解得 故A正确； B．阻力冲量大小为 上升和下落过程位移大小相等，所以阻力的冲量大小相等，故B正确； C．全过程分析，阻力的冲量为0，只有重力的冲量，以竖直向下为正方向，根据动量定理 解得 故C错误； D．上升过程，根据动量定理 解得 故D正确。 故选ABD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学发现在验证动量守恒定律的现有实验中，都是验证碰撞前与碰撞后系统的动量是否守恒。该同学提出质疑：碰撞作用过程中系统动量是否守恒？于是从实验室找来DIS传感器组件验证两小车碰撞过程中动量是否守恒。如图所示，无线速度传感器实时记录了两小车碰撞过程中速度与时间的关系图像。 （1）由图像可知该碰撞为______碰撞（选填“弹性”、“ 非弹性”或“完全非弹性”）。 （2）已知a车的质量为，b车的质量为，取碰撞过程中任意两个时刻、，由图可知时刻，，此时两车的总动量为 ______ ，时刻，，此时两车的总动量为 ______（计算结果保留三位有效数字）。 （3）本实验得出的结论：______。 【答案】（1）完全非弹性 （2） ①. ②. （3）在误差范围内，两车碰撞过程中动量守恒 【解析】 【小问1详解】 由图像可知碰后两物体有共同的速度，可知该碰撞为完全非弹性。 【小问2详解】 [1]碰撞过程中时刻两车的总动量为 [2]碰撞过程中时刻两车的总动量为 【小问3详解】 本实验得出的结论：在误差范围内，两车碰撞过程中动量守恒 12. PT100是热敏电阻，它的阻值随温度的变化而变化，被广泛应用于医疗、温度计算、阻值计算等高精温度设备。某兴趣小组探究某型号PT100的阻值随温度变化的关系，实验过程如下： （1）按如图甲所示连接电路。 （2）PT100的温度T及其电阻Rx的测量。 ①将PT100的探测头放入恒温水杯中，静置少许，稳定后记录下温度T。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数______（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时PT100的电阻Rx=______（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，调节恒温水杯中的温度，重复步骤②和③。记录温度并计算出相应的阻值，如下表所示。 温度T/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 阻值Rx/Ω 103.90 107.79 111.67 115.54 119.40 123.24 127.08 130.90 134.71 （3）该电压表内阻对PT100电阻的测量值______（选填“有”或“无”）影响。 （4）图乙是根据实验记录的数据绘制的Rx−T图线。将该PT100的探头放入一水温未知的热水中，测得PT100的电阻Rx约为125.80Ω，则由图线可读出温度为______℃，即为水的温度。 【答案】 ①. 变小 ②. ③. 无 ④. 66##67##68 【解析】 【详解】[1]闭合S2前，电压表测的是定值电阻的电压，闭合S2后，定值电阻与Rx并联，电压表测的是并联电阻的电压，由于并联总电阻小于定值电阻，由分压定律可知，电压表示数减小。 [2]加在电阻两端的电压为U，闭合S2后，分析知流过Rx的电流为 因此 [3]考虑到电压表内阻不是无限大，在闭合S2之前，电流表的示数I1，实际包括定值电阻中的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过PT100电阻的电流是I2减I1，与电压表内阻无关，因此电压表内阻对PT100电阻的测量值无影响。 [4]当Rx阻值约125.80Ω时，结合图乙可知此时温度约为67°C。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径，其横截面如图所示，O点为圆心，为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点。使用激光笔沿半径方向发射一细光束射向圆心O点，当入射光线与夹角，光屏PQ上出现两个光点，经测量，这两个光点之间的距离为。 （1）求半圆形玻璃砖的折射率n。 （2）保持光线始终沿半径方向，将激光笔逆时针缓慢转动，当光屏PQ上只有一个光点时停止转动，此时光点距N的距离是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示。 折射率 其中    由几何关系可得，， 解得 【小问2详解】 保持光线始终沿半径方向逆时针级慢转动液光笔，当光屏 PQ上只有一个光点时，光发生全反射光路图如图。 则， 解得 光点距N的距离 14. 某同学学习了电场的相关知识后，设计了一个静电除尘装置。装置原理如图所示，一对长为L，板间距为d的平行金属板与电源相连，板间形成匀强电场。 （1）该同学设想质量为m、电荷量为的灰尘（视为小球）以平行于板的速度射入板间，不计重力及灰尘间相互作用和空气阻力，当金属板间所加电压为U时，灰尘恰好被全部吸收。求 U。 （2）当金属板间所加电压为U时，该同学发现灰尘未被全部吸收。查阅相关资料发现，灰尘所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为，其中r为灰尘半径，为常量；灰尘电荷量则与其半径平方成正比，即。假设灰尘在金属板间经极短时间加速到最大速度，空气和灰尘沿板方向速度均为且保持不变。不计重力及灰尘间相互作用的影响。如果灰尘被全部吸收，求其半径r应满足的条件用U、、、d、L、表示。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 只要紧紧靠上极板的灰尘能够落到收集器右端，灰尘就能够被全部吸收，灰尘做类平抛运动，则有， 根据牛顿第二定律有 根据电场强度与电势差的关系有 解得 【小问2详解】 灰尘和空气沿板方向速度相等，故灰尘相对空气只有竖直方向速度，由题意可知尘所受空气阻力方向竖直向上，灰尘在竖直方向被电场力加速，在极短时间达到最大速度时，加速度为0，则竖直方向上有 根据题意有， 其中v为灰尘竖直方向速度，此后，灰尘在竖直方向做匀速直线运动。对紧靠上极板的灰尘恰好落到收集器上，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得 15. 如图甲所示，在光滑水平面上有一个足够长的木板，在木板右侧有一个固定的挡板，挡板底端略高于木板上表面。将一个可视为质点的小物块放置在木板上。时刻对小物块施加一个大小，方向水平向右的推力，0~6s小物块加速度a与时间t的关系如图乙所示。时撤去力F，此后，小物块总是在与木板共速后与挡板相碰，并且小物块始终在木板上。小物块与挡板碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。求： （1）木板与小物块间动摩擦因数及木板的质量。 （2）小物块第一次与挡板相碰前的速度大小。 （3）小物块从与挡板相碰到最终停止经过的总路程。 【答案】（1）0.6，3kg （2）9m/s （3）18m 【解析】 【小问1详解】 设木板质量为m，小物块质量为，在，小物块与木板一起向右加速，对小物块和木板组成的系统分析，据牛顿第二定律，有 其中 由图像得 解得 在小物块相对木板向右动，对小物块，有 得 整理可得 结合图像可得 解得，  ， 小问2详解】 由图像解得，6s末小物块的速度 4s末木板的速度 此后木板以的加速度加速，6s末木板的速度 时抛去力F，小物块与挡板碰撞前，小物块与木板组成系统的动量守恒，物块第一次与挡板相碰前的速度为 v3，则有 解得 【小问3详解】 小物块与挡板碰撞后原速率反弹，碰后第一次与木板共速过程，系统的动量守恒，则有 解得 同理，碰后第二次与木板其速过程，共速时巡度 故小物块与挡板碰后第n次与木板共速时速度 小物块与挡板碰后相对木板向左滑动，速度减为0的过程，加速度 小物块与挡板第一次碰后速度减为0的过程，位移 小物块与第挡板二次碰后速度为0的过程，位移 小物块与第挡板三次碰后速度为0的过程，位移 小物块与挡板第n次碰后速度减为0的过程，位移 则小物块从与挡板相碰到最终停止经过的总路程 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $