精品解析：2025届北京市北京师范大学附属实验中学高三下学期零模物理试卷

北师大实验中学2024－2025学年第二学期高三统练（一） 高三物理 本试卷共12页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。 第一部分 一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。每小题3分，共42分） 1. 下列与粒子相关的说法中正确的是（　　） A. （铀238）核放出一个粒子后就变（钍234） B. 天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强 C. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 D. 丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 2. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 外界对气体做的功小于气体内能的增加 B. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 C. 气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 3. 关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. “3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的波长变长 4. 如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个斜面由静止加速下滑，且第一个斜面光滑，第二个斜面粗糙，从顶端滑到底端的过程中，重力对物体做功分别为W1和W2，则(　　) A. W1＝W2 B. W1>W2 C. W1<W2 D. 不能确定 5. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。 下列说法正确的是（ ） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即亮，B缓慢地亮 B. 保持开关S闭合电路稳定后，A、B一样亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A、B同时熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭，B闪亮一下后熄灭 6. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波传播速度v＝15m/s C. 这列波的波长λ＝7.3m D. 在t＝0.4s到t＝0.5s内，质点Q通过的路程是1.5m 7. 我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km，地球静止卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（　　） A. 巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接 B. 巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/s C. 巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期大 D. 巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度 8. 如图所示，理想变压器原线圈接电压为220V的正弦交流电，开关S接1时，原、副线圈的匝数之比为11：1，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法中正确的有（　　） A. 变压器输入功率与输出功率之比为11：1 B. 1min内滑动变阻器上产生的热量为2400J C. 仅将S从1拨到2，电流表示数增大 D. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小 9. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力太小为，用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为，木板速度为，下列结论中正确的是（　　） A. 上述过程中，F做功大小为 B. 其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长 C. 其他条件不变的情况下，M越大，s越大 D. 其他条件不变的情况下，越大，滑块与木板间产生的热量越多 12. 如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容增加 B. 在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流 C. A、B两板间的电场强度不变 D. P点电势升高 13. 如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动，底座离开地面后能上升的最大高度为h，已知重力加速度为g，则（　　） A. 玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为 B. 绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为 C. 绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为 D. 用手将小球按下一段距离后，弹簧的弹性势能为 14. 地球半径约为6400km，地球表面的大气随海拔高度增加而变薄，大气压强也随之减小到零，海拔100km的高度被定义为卡门线，为大气层与太空的分界线。有人设想给太空飞船安装“太阳帆”，用太阳光的“光子流”为飞船提供动力来实现星际旅行。已知在卡门线附近，一个正对太阳光、面积为1.0×106m2的平整光亮表面，受到光的压力约为9N；力虽小，但假设以同样材料做成面积为1.0×104m2的 “帆”安装在飞船上，若只在光压作用下，从卡门线附近出发，一个月后飞船的速度可达到2倍声速。设想实际中有一艘安装了“帆”（面积为1.0×104m2）的飞船，在卡门线上正对太阳光，下列说法正确的是（　　） A. 飞船无需其他动力，即可不断远离太阳 B. 一年后，飞船的速度将达到24倍声速 C. 与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，“帆”上的压力约为2.25×10-2N D. 与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，飞船的加速度为出发时的 第二部分 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 （1）甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______（填“甲”、“乙”）。 （2）将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为______。（填写元件代号） （3）在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板在图中A位置时游标卡尺（20分度）如图所示，则其读数______mm；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，其读数105.60mm。 （4）已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离L=0.50m，则实验中计算波长的表达式______（用d、L、x1、x2的符号表示），由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______nm。 16. 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值（约为），除了，开关、导线外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程） B．电压表（量程） C．电流表（量程） D．电流表（量程） E．电源（电动势15V，额定电流，内阻不计） F．电源（电动势，额定电流，内阻不计） G．滑动变阻器（阻值范围，额定电流） （1）为使测量尽量准确，电压表选用_____，电流表选用_____，电源选用_____。（均填器材的字母代号） （2）该同学连接实物如图所示，实验前为确定电表的连接方式进行试触，将电压表的“+”接线柱从点转接到点，发现电流表的示数变化更明显，则进行实验时应将接线柱接在_____点（填“a”或“b”），这样实验测得的阻值将_____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （3）用该电路进行实验，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在最_____（填“左”或“右”）端。 三、论述、计算题（本题共4小题，共40分） 17. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，恰好能运动到最高点C，重力加速度为g。求： (1)弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep； (2)物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功Wf； (3)物体离开C点，落至水平面时距B点的距离x。 18. 如图所示，两平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面的夹角为θ，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源。现把一个长度为L、质量为m的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好不发生滑动。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求： （1）导体棒中的电流I； （2）t时间内导体棒所受安培力的冲量； （3）导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ。 19. 如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止于P点的放射性元素氡的原子核发生了一次衰变，变为钋（）。放射出的粒子（）和生成的新核钋（）均在与磁场方向垂直的平面内做圆周运动。已知粒子的质量为m，电荷量为q。 (1)写出发生衰变的核反应方程，并定性画出新核钋（）和粒子的运动轨迹； (2)新核钋（）和粒子的圆周运动均可等效成一个环形电流，求粒子做圆周运动的周期T和环形电流大小I； (3)磁矩是描述环形电流特征的物理量，把粒子做圆周运动形成的环形电流与圆环面积的乘积叫做粒子的回旋磁矩，用符号μ表示。设粒子做圆周运动的速率为v，试推导粒子回旋磁矩μ的表达式，并据此比较粒子和新核钋（）做圆周运动的回旋磁矩的大小关系。 20. 为了描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”矢量j。某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，有一无限大的均匀导体区域，在其A点处埋有一球形电极，大小不计，大小为I的电流通过电极进入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a．求导体内到电极距离为r的点处的电流密度的大小； b．欧姆定律的微观形式可表示为，即导体内某点处的电场强度与该处的电流密度方向相同，其大小亦成正比，比例系数为导体的电阻率ρ。球形电极A产生的电场类似于点电荷产生的电场。类比点电荷产生的电场，完成以下表格。 电荷q在真空中产生的电场（已知真空静电常数k） 电流I在导体中产生的电场（已知导体电阻率ρ） 电场强度E大小 ______ 电势φ（以无穷远处零点） ______ （3）如图3所示，若在球形电极A通入电流的同时，从球形电极B将电流导出，导体中将产生类似图4的电场。若导体电阻率为，球形电极半径均为a，两球形电极球心间距，结合前两问中学到的知识，完成以下问题： a．当通入电流为I时，求两球形电极之间的电势差U； b．若电流由不计内阻的电源提供，并可通过滑动变阻器调节电流的大小，求滑动变阻器的阻值多大时，其消耗功率最大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北师大实验中学2024－2025学年第二学期高三统练（一） 高三物理 本试卷共12页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。 第一部分 一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。每小题3分，共42分） 1. 下列与粒子相关的说法中正确的是（　　） A. （铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234） B. 天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强 C. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 D. 丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234），故A正确； B．天然放射性现象中产生的射线速度大约为光速的，贯穿能力很弱，故B错误； C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为 故C错误； D．卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，故D错误。 故选A。 2. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 外界对气体做的功小于气体内能的增加 B. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 C. 气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 【答案】C 【解析】 【详解】A．车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误； B．气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误； C．由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大，故C正确； D．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，故D错误。 故选C。 3. 关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A. “3D电影”的播放和观看利用了光的干涉 B. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的波长变长 【答案】B 【解析】 【详解】A．“3D电影”的播放和观看利用了光的偏振现象，故A错误； B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故B正确； C．电磁波可以在真空中传播，也可以在光导纤维中传播，故C错误； D．光疏介质进入光密介质，由可知其传播速度变慢，单色光在不同的介质中传播的频率不变，由v=λf可知其波长变短，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个斜面由静止加速下滑，且第一个斜面光滑，第二个斜面粗糙，从顶端滑到底端的过程中，重力对物体做功分别为W1和W2，则(　　) A. W1＝W2 B. W1>W2 C. W1<W2 D. 不能确定 【答案】A 【解析】 【详解】物体m分别从两个不同斜面上，从同一高度滑下，从顶端滑到底端过程中，下滑高度相同，根据重力做功的特点 W1＝W2 故选A． 【点睛】重力做功只与起点和终点的位置（或起点和终点的高度差）有关，而与运动路径无关． 5. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。 下列说法正确的是（ ） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即亮，B缓慢地亮 B. 保持开关S闭合电路稳定后，A、B一样亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A、B同时熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭，B闪亮一下后熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当开关S由断开变为闭合时，电源的电压同时加到两灯上，A和B同时亮，随着线圈中电流的增大，由于线圈的电阻几乎为0，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，电路总电阻减小，总电流增大，A变得更亮，故AB错误； CD．当开关S由闭合变为断开时，线圈阻碍电流的减小，产生感应电动势，B与线圈构成闭合回路，开关断开前通过线圈的电流大于B的电流，故A立即熄灭，B闪亮一下后熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 6. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴负方向传播 B. 这列波的传播速度v＝15m/s C. 这列波的波长λ＝7.3m D. 在t＝0.4s到t＝0.5s内，质点Q通过的路程是1.5m 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质点P的振动图像可知，t=0.4s时刻P点沿y轴正向振动，结合波形图可知这列波沿x轴正方向传播，选项A错误； BC．这列波的波长λ＝6m，周期T=0.4s，可得传播速度 选项B正确，C错误； D．在t＝0.4s到t＝0.5s内，即经过四分之一周期，质点Q通过的路程是s=A=2cm，选项D错误。 故选B。 7. 我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km，地球静止卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确是（　　） A. 巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接 B. 巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/s C. 巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期大 D. 巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．天空间望远镜与空间站共轨独立飞行，若巡天空间望远镜加速，巡天空间望将做离心运动，变轨到更高的轨道，不可能与空间站对接，故A错误； B．根据 可得 地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于地球表面轨道卫星的线速度，则巡天空间望远镜运行的线速度小于7.9km/s，故B错误； C．由万有引力提供向心力可得 可得 可知巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期小，故C错误； D．由万有引力提供向心力可得 可得 可知巡天空间望远镜的加速度大于静止卫星的加速度，由 可知静止卫星的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，则巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，理想变压器原线圈接电压为220V的正弦交流电，开关S接1时，原、副线圈的匝数之比为11：1，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法中正确的有（　　） A. 变压器输入功率与输出功率之比为11：1 B. 1min内滑动变阻器上产生的热量为2400J C. 仅将S从1拨到2，电流表示数增大 D. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率相等，故A错误； B．根据原、副线圈的电压与匝数的关系有 代入数据可得 内滑动变阻器上产生的热量为 故B正确； C．若只将从1拨到2，则变大，根据原、副线圈的电压与匝数的关系可知，副线圈的电压减小，副线圈中的电流减小，原线圈中的电流减小，即电流表示数变小，故C错误； D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，原、副线圈的匝数比不变，原线圈输入电压不变，则副线圈的输出电压不变，即电压表示数不变，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，次级电流减小，则初级电流也减小，电流表的示数变小，故D错误。 故选B。 9. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据电阻定律 根据欧姆定律 整理可得 结合题图可知导体、的电阻率之比 故选B。 10. 如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律可得 可得 随着速度的增大，加速度逐渐减小，图象的斜率减小，当加速度为零时导体棒做匀速运动，图象的斜率表示速度，斜率不变，速度不变，而导体棒向下运动的速度越来越大，最后匀速，故图象斜率不可能不变，故AB错误； C．导体棒下滑过程中产生的感应电动势 感应电流 由于下滑过程中的安培力逐渐增大，所以加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，最后匀速运动时电流不变，C正确； D、根据安培力的计算公式可得 由于加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，D错误。 故选：C。 11. 如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力太小为，用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为，木板速度为，下列结论中正确的是（　　） A. 上述过程中，F做功大小为 B. 其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长 C. 其他条件不变的情况下，M越大，s越大 D. 其他条件不变的情况下，越大，滑块与木板间产生的热量越多 【答案】D 【解析】 【详解】A．由功能关系可知拉力F做功除了增加两物体的动能外，还有系统摩擦产生了热量，故A错误； B．由于滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动，木板的加速度由滑块对它的摩擦力提供，在其它条件不变的情况下增大F，木板受到的摩擦力大小不变，因此木板的运动情况不变，滑块和木板的相对位移还是L，但增大F后滑块的加速度增大，离开木板的时间就越短，故B错误； C．由于木板受到的摩擦力大小不变，因此当M越大时木板的加速度越小，而滑块的加速度不变，相对位移仍是L，滑块在木板上的运动时间越短，所以木板运动的位移越小，故C错误； D．系统产生的热量等于摩擦力和相对位移的乘积，相对位移不变化，因此摩擦力越大，产生的热量越多，故D正确。 故选D。 12. 如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容增加 B. 在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流 C. A、B两板间的电场强度不变 D. P点电势升高 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电容的决定式 当A板向上平移一小段距离，电容减小。A错误； B．电容减小，电容器放电，方向为正极板流向负极板，所以电阻R中有向上的电流，B正确； C．根据可知，场强减小，C错误； D．因为P距B极板的距离不变，根据可知，P到B极板的电势差减小，而B极板为零电势，所以P的电势降低。D错误。 故选B。 13. 如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动，底座离开地面后能上升的最大高度为h，已知重力加速度为g，则（　　） A. 玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为 B. 绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为 C. 绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为 D. 用手将小球按下一段距离后，弹簧弹性势能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为 WG=-（M+m）gh=-3mgh 选项A错误； BC．设细绳绷紧后瞬间，小球和底座一起向上运动的速度大小为v，底座离开地面后能上升h高，则有 v2=2gh 得 设细绳绷紧前瞬间，小球的速度为v0。细绳绷紧过程，外力远小于内力，系统动量守恒，取竖直向上方向为正方向，根据动量守恒定律得 Mv0=（M+m）v 可得 则绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为 则绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为 故B错误，C正确； D．用手将小球按下一段距离后，在绳子绷紧前的瞬间，减小的弹性势能转化成小球的动能和重力势能，故弹簧的弹性势能满足 故D错误； 故选C。 14. 地球半径约为6400km，地球表面的大气随海拔高度增加而变薄，大气压强也随之减小到零，海拔100km的高度被定义为卡门线，为大气层与太空的分界线。有人设想给太空飞船安装“太阳帆”，用太阳光的“光子流”为飞船提供动力来实现星际旅行。已知在卡门线附近，一个正对太阳光、面积为1.0×106m2的平整光亮表面，受到光的压力约为9N；力虽小，但假设以同样材料做成面积为1.0×104m2的 “帆”安装在飞船上，若只在光压作用下，从卡门线附近出发，一个月后飞船的速度可达到2倍声速。设想实际中有一艘安装了“帆”（面积为1.0×104m2）的飞船，在卡门线上正对太阳光，下列说法正确的是（　　） A. 飞船无需其他动力，即可不断远离太阳 B. 一年后，飞船的速度将达到24倍声速 C. 与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，“帆”上的压力约为2.25×10-2N D. 与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，飞船的加速度为出发时的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．因为飞船受到太阳的引力作用，飞船依靠光的压力不能远离太阳，A错误； B．依据动量定理，只有持续受到恒定的光压一年，飞船的速度才能达到24倍声速，然而飞船运动到卡门点时才能接受光压而加速，一年时间内受到光压而加速的时间非常短，所以一年后，飞船的速度不能达到24倍声速，B错误； C．根据球表面积公式，半径变为原来的2倍，球的表面积变为原来的4倍，光子的密度减少为原来的，光子的压力也减少为原来的，与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，“帆”上的压力约为 C正确； D．与太阳中心的距离为日地间距离2倍时，飞船受到的来自太阳和其他天体的万有引力，远大于光子的压力，其加速度不可能是出发时加速度的，D错误。 故选C。 第二部分 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 （1）甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______（填“甲”、“乙”）。 （2）将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为______。（填写元件代号） （3）在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板在图中A位置时游标卡尺（20分度）如图所示，则其读数______mm；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，其读数105.60mm。 （4）已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离L=0.50m，则实验中计算波长的表达式______（用d、L、x1、x2的符号表示），由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______nm。 【答案】 ①. 甲 ②. CEDBA ③. 101.10 ④. ⑤. 562.5 【解析】 【详解】（1）[1]干涉条纹间距相等，明条纹宽度相等，衍射条纹中央明条纹最宽，两侧明条纹逐渐变窄，可知干涉图样是甲。 （2）[2]将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为透绿光的滤光片、单缝、双缝、光屏，即由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为CEDBA。 （3）[3]g根据游标卡尺的读数规律，该读数为 （4）[4]根据上述可知，相邻明条纹中心之间的间距为 由于 解得 [5]将已知数据代入上式有 16. 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值（约为），除了，开关、导线外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程） B．电压表（量程） C．电流表（量程） D．电流表（量程） E．电源（电动势1.5V，额定电流，内阻不计） F．电源（电动势，额定电流，内阻不计） G．滑动变阻器（阻值范围，额定电流） （1）为使测量尽量准确，电压表选用_____，电流表选用_____，电源选用_____。（均填器材字母代号） （2）该同学连接实物如图所示，实验前为确定电表的连接方式进行试触，将电压表的“+”接线柱从点转接到点，发现电流表的示数变化更明显，则进行实验时应将接线柱接在_____点（填“a”或“b”），这样实验测得的阻值将_____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （3）用该电路进行实验，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在最_____（填“左”或“右”）端。 【答案】（1） ①. B ②. C ③. F （2） ①. b ②. 大于 （3）右 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]若选用电源1.5V，由于被测电阻很大，电路中电流很小，不利于实验，即电源选用12V的，即F；所以电压表就选B；被测电路中的最大电流为 故选用电流表C。 【小问2详解】 [1][2]将电压表的“+”接线柱从点转接到点，发现电流表的示数变化更明显，说明电压表分流作用显著，为了减小误差，电流表应采用内接法，即进行实验时应将接线柱接在b点，因电流表的分压作用，电阻测量值大于真实值。 【小问3详解】 为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在最右端。 三、论述、计算题（本题共4小题，共40分） 17. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，恰好能运动到最高点C，重力加速度为g。求： (1)弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep； (2)物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功Wf； (3)物体离开C点，落至水平面时距B点的距离x。 【答案】(1)；(2)；(3)x=2R 【解析】 【分析】 【详解】(1)对物体和弹簧组成系统，从A运动至B过程，由能量守恒定律有 (2)物体恰好能运动到最高点C，由牛顿运动定律有 解得 对物体，从B运动至C过程，出动能定理有 解得 (3)物体离开C点后做平抛运动 解得 x=2R 18. 如图所示，两平行金属导轨间距离为L，金属导轨所在的平面与水平面的夹角为θ，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源。现把一个长度为L、质量为m的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好不发生滑动。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求： （1）导体棒中的电流I； （2）t时间内导体棒所受安培力的冲量； （3）导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ。 【答案】（1）；（2），方向沿导轨向上；（3）或 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得 （2）根据安培力的公式有 所以 方向沿导轨向上； （3）对导体棒受力分析可知，其所受摩擦力可能沿斜面向上，如图所示。根据平衡条件有 解得 当摩擦力沿斜面向下时，同理可得 19. 如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止于P点的放射性元素氡的原子核发生了一次衰变，变为钋（）。放射出的粒子（）和生成的新核钋（）均在与磁场方向垂直的平面内做圆周运动。已知粒子的质量为m，电荷量为q。 (1)写出发生衰变的核反应方程，并定性画出新核钋（）和粒子的运动轨迹； (2)新核钋（）和粒子的圆周运动均可等效成一个环形电流，求粒子做圆周运动的周期T和环形电流大小I； (3)磁矩是描述环形电流特征的物理量，把粒子做圆周运动形成的环形电流与圆环面积的乘积叫做粒子的回旋磁矩，用符号μ表示。设粒子做圆周运动的速率为v，试推导粒子回旋磁矩μ的表达式，并据此比较粒子和新核钋（）做圆周运动的回旋磁矩的大小关系。 【答案】(1)，；(2)，；(3)， 【解析】 【详解】(1)发生衰变的核反应方程为 新核钋（）和粒子的运动轨迹如答图所示 (2)根据牛顿第二定律 解得 粒子做圆周运动的周期 环形电流大小 (3)由题意可得 将 代入得 根据动量守恒定律可知发生衰变生成粒子和新核钋（）动量大小相等，方向相反，即 根据 故 20. 为了描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”矢量j。某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，有一无限大的均匀导体区域，在其A点处埋有一球形电极，大小不计，大小为I的电流通过电极进入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a．求导体内到电极距离为r的点处的电流密度的大小； b．欧姆定律的微观形式可表示为，即导体内某点处的电场强度与该处的电流密度方向相同，其大小亦成正比，比例系数为导体的电阻率ρ。球形电极A产生的电场类似于点电荷产生的电场。类比点电荷产生的电场，完成以下表格。 电荷q在真空中产生的电场（已知真空静电常数k） 电流I在导体中产生的电场（已知导体电阻率ρ） 电场强度E大小 ______ 电势φ（以无穷远处为零点） ______ （3）如图3所示，若在球形电极A通入电流的同时，从球形电极B将电流导出，导体中将产生类似图4的电场。若导体电阻率为，球形电极半径均为a，两球形电极球心间距，结合前两问中学到的知识，完成以下问题： a．当通入电流为I时，求两球形电极之间的电势差U； b．若电流由不计内阻的电源提供，并可通过滑动变阻器调节电流的大小，求滑动变阻器的阻值多大时，其消耗功率最大。 【答案】（1）；（2）a．；b．，；（3）a．；b． 【解析】 【详解】（1）根据电流密度的定义可知，导体内的电流密度大小为 （2）a．电流均匀分布在以电极为球心、r为半径的球面上，则导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小 b．类比点电荷产生的电场，电流I在导体中产生的电场强度大小为 类比点电荷产生的电场，电流I在导体中产生的电势为 （3）a．两球形电极之间的电势差 由于，则 b．当滑动变阻器的阻值等于球形电极A、B间的电阻时，滑动变阻器消耗功率最大，此时滑动变阻器的阻值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$