临考押题卷02-2025年高考物理冲刺抢压秘籍（北京专用）

2025年高考物理临考押题卷02 （北京专用） 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14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．能说明光是横波的是（　　） A．水中气泡因全反射显得明亮 B．肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C．利用光的偏振呈现立体影像 D．单色光因单缝衍射产生条纹 2．下雨天有的同学会转动手中的雨伞将伞上过多的雨水清除，先将雨伞竖直握好，并绕伞柄沿逆时针方向匀速转动（俯视），则被甩出的雨水的径迹俯视图可能是下列的（    ） A． B． C． D． 3．圆柱形弹簧的劲度系数k与弹簧处于原长时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量，在国际单位制中，下列选项为杨氏模量Y单位的是（　　） A． B． C． D． 4．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 5．我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．Hα光的波长小于Hβ光的波长 B．Hα光子的能量小于Hβ光子的能量 C．Hγ对应的光子能量为0.54eV D．Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 6．将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，，。将一负点电荷在E点静止释放，不计负点电荷重力。下列说法正确的是（　　） A．负电荷始终做加速运动 B．从E点到F点电势先增大后减小 C．OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等 D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变 8．如图1所示，文物保护人员对古建筑进行修缮与维护，需要将屋顶的瓦片安全运送到地面，某同学设计了一个装置。 如图2所示。 两根圆柱形木杆 AB和 CD 相互平行，斜搭在竖直墙壁上，把一摞瓦片放在两木杆构成的滑轨上，瓦片将沿滑轨滑到地面，为了防止瓦片速度较大而被损坏，下列措施中可行的是（　　） A．适当增大两杆之间的距离 B．减小干与瓦片的滑动摩擦因数 C．增加每次运达瓦片的块数 D．减小木杆的长度 9．物体a、b质量分别为ma和mb，且ma<mb，它们的初动能相同。若a和b分别只受到恒定阻力Fa和Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为xa和xb。下列说法正确的是（　　） A．Fa>Fb，xa<xb B．Fa>Fb，xa>xb C．Fa<Fb，xa>xb D．Fa<Fb，xa<xb 10．体育课上进行跳高训练时，一定会在跳高架的正下方放置垫子，降低受伤风险。在跳高者落地的过程中，与不放垫子相比，下列说法正确的是（　　） A．垫子可以缩短跳高者的落地时间 B．垫子可以增大跳高者受到的平均冲击力 C．跳高者的动量变化量不发生变化 D．垫子可以减小跳高者的动量变化量 11．如图为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化规律为，下列说法正确的是（　　） A．a随t变化周期为 B．时，弹簧弹力为0 C．时，手机位于平衡位置下方 D．从至，手机处于失重状态 12．某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 13．如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三只相同的小灯泡，电阻也为，用导线通过开关S与直流电源相连。下列判断正确的是（　　） A．闭合S瞬间，C灯最先亮，A、B灯缓慢逐渐亮 B．闭合S一段时间后，C灯最亮，A、B灯一样亮 C．断开S瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 D．断开S瞬间前后，流过A灯的电流方向相反 14．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   二、实验题（本大题共3小题，共18.0分。第一小题4分，第二小题6分，第一小题8分） 15．在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图甲），刻度板上的示数如图乙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为 。 16．用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 (1)下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是 (2)对于该实验，下列说法正确的是___________ A．要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C．倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D．需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 (3)某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字） 17．某探究小组利用课外时间做探究实验，先利用如图所示的电路来测量两个电压表的内阻，先用替代法测出电压表的内阻，然后用半偏法测出电压表的内阻。供选用的器材如下： A．待测电压表，量程为0~2.0V，内阻10kΩ~30kΩ B．待测电压表，量程为0~3.0V，内阻30kΩ~40kΩ C．电阻箱，阻值范围0~99999.9Ω D．滑动变阻器，阻值范围0~1000Ω，额定电流0.5A E.滑动变阻器，阻值0~20Ω，额定电流2A F.电池组，电动势为6.0V，内阻为0.5Ω G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个，导线若干 (1)实验器材选择除A、B、C、F、G外，滑动变阻器应选用 。（用器材前的字母表示） (2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容补充完整。 ①用替代法测电压表的内阻：根据所示电路图连接实验电路，闭合开关并将滑动变阻器的滑动触头置于左端；将单刀双掷开关置于触点2，调节滑动变阻器，使电压表的指针指在刻度盘第N格，然后将单刀双掷开关置于触点1，调节电阻箱R使电压表的指针指在 ，此时电阻箱R的阻值。 ②用半偏法测电压表的内阻：将单刀双掷开关置于触点1，电阻箱的阻值调为零，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的指针满偏。保持滑动变阻器的滑动触头位置不变，调节电阻箱R，使电压表的指针指在 ，此时电阻箱R的阻值。 (3)上述两种测量方法中，有种测量方法没有系统误差，该小组选用此测量方法测出其内阻的电压表改装成一量程为0~6.0V的电压表，需串联一个阻值为 kΩ的电阻。 三.计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（8分）如图所示，半径、质量的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球质量从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到点飞出，最后落在水平地面上的点（图上未画出），重力加速度为。 (1)能实现上述运动时，小球在点的最小速度是多少； (2)能实现上述运动时，A、间的最小距离是多少； (3)若小球经过点时，半圆轨道对地面的压力刚好为0，则此时小球的速度为多少。 19．（8分）黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种质量极大的天体，即使光也不能逃离它的引力，因而无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。但可以通过恒星运动、黑洞边缘的吸积盘及喷流乃至引力波来进行探测。已知引力常量为G，光在真空中的传播速度为c。 （1）因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响，可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到一恒星独自在宇宙中做周期为T0、半径为r0的匀速圆周运动，由此猜测，圆周轨道的中心可能有个黑洞。请利用所学知识推测该黑洞的质量M0； （2）2019年4月10日，天文学家公布了首次直接拍摄到黑洞的照片。此次探测动用了遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜，组成了一个“事件视界望远镜”，该虚拟望远镜通过观测黑洞边缘的喷射情况而得到黑洞的照片。已知此次探测中，该虚拟望远镜单位面积上接收到的功率为P1，该黑洞到地球的距离为r1。求此次观测中黑洞边缘的喷射功率P； （3）严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。在牛顿力学中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距r时具有引力势能（规定无穷远处势能为零）。假定黑洞是质量分布均匀的球形天体，有一黑洞质量为M1，请利用所学知识推测它可能的最大半径R。 20．（10分）如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O。有一个所带电荷量为q质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点。不计离子重力。若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处。求∶ （1）离子进入静电分析器时速度的大小v； （2）均匀辐向电场的场强E； （3）PQ之间的距离L。 21．（14分）动能回收系统（KineticEnergyRecoverySystem）是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达37%。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。 试卷第2页，共21页 4 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高考物理临考押题卷02 （北京专用） 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14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．能说明光是横波的是（　　） A．水中气泡因全反射显得明亮 B．肥皂膜因干涉呈现彩色条纹 C．利用光的偏振呈现立体影像 D．单色光因单缝衍射产生条纹 【答案】C 【详解】偏振现象能说明光是横波，全反射、干涉、衍射是波的特性，不能说明光是横波。 故选C。 2．下雨天有的同学会转动手中的雨伞将伞上过多的雨水清除，先将雨伞竖直握好，并绕伞柄沿逆时针方向匀速转动（俯视），则被甩出的雨水的径迹俯视图可能是下列的（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】雨水离开伞边缘后沿切线方向飞出在空中做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，轨迹在俯视图中为直线，由于是逆时针方向转动，雨水离开伞边缘时有与伞同向的速度，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．圆柱形弹簧的劲度系数k与弹簧处于原长时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量，在国际单位制中，下列选项为杨氏模量Y单位的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据表达式；；得；所以杨氏模量Y单位的是 故选C。 4．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。 故选 A。 5．我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．Hα光的波长小于Hβ光的波长 B．Hα光子的能量小于Hβ光子的能量 C．Hγ对应的光子能量为0.54eV D．Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 【答案】B 【详解】AB．Hα光对应的能级差小于Hβ光对应的能级差，可知Hα光的频率小于Hβ光的频率，则Hα光的波长大于Hβ光的波长，根据，可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量，选项A错误，B正确； C．Hγ对应的光子能量为EHr=(-0.54eV)-(-3.4eV)=2.86eV 选项C错误； D．Hδ光在介质中传播时频率不变，即Hδ光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率，选项D错误。 故选B。 6．将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北极，当直导线中通以方向由北向南的电流时，在直导线下方会产生由西向东的磁场，则小磁针的N极将由北向东偏转。 故选A。 7．如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，，。将一负点电荷在E点静止释放，不计负点电荷重力。下列说法正确的是（　　） A．负电荷始终做加速运动 B．从E点到F点电势先增大后减小 C．OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等 D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变 【答案】B 【详解】A．根据等量同种正电荷电场强度分布可知连线，在上方电场强度方向竖直向上，在下方电场强度方向竖直向下，则负电荷在上方所受电场力方向竖直向下，在下方所受电场力方向竖直向上，则负电荷在上方做加速运动，在点处处于平衡状态，在下方做减速运动，故 A 错误； B．根据A选项分析可知，从E点到F点电场力对负电荷先做正功，后做负功，则负电荷的电势能先减小后增大，根据可知从E点到F点电势先增大后减小，故B正确； C．从到电场强度变大，根据定性分析可知OP两点间电势差与PQ两点间电势差的大小关系为 故C错误； D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，电场强度的大小不变，方向相反，即P点电场强度改变，故D错误。 故选B。 8．如图1所示，文物保护人员对古建筑进行修缮与维护，需要将屋顶的瓦片安全运送到地面，某同学设计了一个装置。 如图2所示。 两根圆柱形木杆 AB和 CD 相互平行，斜搭在竖直墙壁上，把一摞瓦片放在两木杆构成的滑轨上，瓦片将沿滑轨滑到地面，为了防止瓦片速度较大而被损坏，下列措施中可行的是（　　） A．适当增大两杆之间的距离 B．减小干与瓦片的滑动摩擦因数 C．增加每次运达瓦片的块数 D．减小木杆的长度 【答案】A 【详解】AB．由题意可知，斜面的高度及倾斜角度不能再变的情况下，要想减小滑到底部的速度就应当增大瓦与斜面的摩擦力，由f=μFN可知，可以通过增大FN来增大摩擦力，弹力大小FN=mgcosα，若设杆对瓦片的弹力与竖直方向的夹角为β，则；则摩擦力 适当增大两杆之间的距离，则β变大，则f变大，瓦片滑到底端时的速度减小；减小朴与瓦片的滑动摩擦因数，则f减小，则瓦片滑到底端时的速度增加，选项A正确，B错误； C．减少瓦的块数，减少了瓦的质量，虽然摩擦力小了，但同时重力的分力也减小，不能起到减小加速度的作用，故改变瓦的块数是没有作用的，故C错误。 D．减小木杆的长度，则摩擦力做功会减小，落地速度会变大，况且速度与竖直方向的夹角也变大，则更容易损坏瓦片，选项D错误。 故选A。 9．物体a、b质量分别为ma和mb，且ma<mb，它们的初动能相同。若a和b分别只受到恒定阻力Fa和Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为xa和xb。下列说法正确的是（　　） A．Fa>Fb，xa<xb B．Fa>Fb，xa>xb C．Fa<Fb，xa>xb D．Fa<Fb，xa<xb 【答案】C 【详解】设物体a、b的初动能为，则有；又ma<mb；可知；由题知，经相同的时间停下来，则有；可知；根据动能定理有；可得；可得 故选C。 10．体育课上进行跳高训练时，一定会在跳高架的正下方放置垫子，降低受伤风险。在跳高者落地的过程中，与不放垫子相比，下列说法正确的是（　　） A．垫子可以缩短跳高者的落地时间 B．垫子可以增大跳高者受到的平均冲击力 C．跳高者的动量变化量不发生变化 D．垫子可以减小跳高者的动量变化量 【答案】C 【详解】CD．在跳高者落地的过程中，跳高者速度变化一定，动量变化是一定的，故C正确，D错误； A．由于垫子的缓冲作用，垫子可以延长跳高者的落地时间，故A错误； B．根据动量定理可知，跳高者动量变化量一定，作用时间延长后，平均冲击力减小，即垫子可以减小跳高者受到的平均冲击力，故B错误。 故选C。 11．如图为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化规律为，下列说法正确的是（　　） A．a随t变化周期为 B．时，弹簧弹力为0 C．时，手机位于平衡位置下方 D．从至，手机处于失重状态 【答案】C 【详解】A．由a随t变化规律，即可得周期满足；解得；故A错误； B．由a随t变化规律，可得时的加速度为0，结合回复力与加速度的关系；可知回复力 对手机受力分析，即可知弹簧的弹力满足；故B错误； C．由a随t变化规律，可知时，手机的加速度为；结合回复力公式；回复力与加速度关系；可知手机的位移为负，结合题意可知，此时手机位于平衡位置下方，故C正确； D．由a随t变化规律，可知从至，手机的加速度始终为正，结合题意，可知加速度方向始终为竖直向上，即可知手机为超重状态，故D错误。 故选C。 12．某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 【答案】A 【详解】B．令感应电动势的最大值为，则有 则感应电动势的有效值 小灯泡恰好正常发光，则有 对小灯泡有；解得；故B错误； A．车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，根据；结合上述解得 故A正确； C．若自行车的速度减半，结合上述可知，摩擦小轮转动的角速度减半，感应电动势的最大值减半，感应电动势的有效值减半，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值减半，则小灯泡的功率减为先前的，故C错误； D．磁铁处于图2位置时，穿过线圈的磁通量达到最大值，根据图3可知，此时磁通量的变化率为0，即磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为0，故D错误。 故选A。 13．如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三只相同的小灯泡，电阻也为，用导线通过开关S与直流电源相连。下列判断正确的是（　　） A．闭合S瞬间，C灯最先亮，A、B灯缓慢逐渐亮 B．闭合S一段时间后，C灯最亮，A、B灯一样亮 C．断开S瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 D．断开S瞬间前后，流过A灯的电流方向相反 【答案】D 【详解】A．闭合开关S的瞬间，A、C灯同时亮，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以B灯缓慢亮，故A错误； B．闭合开关S一段时间后，由于线圈的直流电阻为R，可知B灯支路电阻大于A灯支路电阻，则A灯电流大于B灯电流，C灯电流等于AB灯电流之和，故C灯最亮，A灯比B灯亮，故B错误； C．断开开关S的瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且与A、B灯构成回路，由于断开开关前通过线圈的电流小于A灯的电流，所以A灯不会闪亮一下熄灭，故C错误； D．断开S瞬间前，A灯电流方向从右向左；断开瞬间，线圈产生自感电动势，自感电流从右向左通过B灯，即通过A灯电流方向从左向右，所以流过A灯的电流方向相反，故D正确。 故选D。 14．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】AB．导线框进入磁场中切割磁感线的有效长度与位移大小相等，导线框进入磁场中的感应电动势；此过程的感应电流；感应电流与位移大小成正比，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，即感应电流为正值，上述过程导线框的位移为L；当导线框的A出磁场后，导线框切割磁感线的有效长度始终为L，即感应电动势一定，感应电流一定，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，感应电流为正值，此过程维持的位移大小为L；当导线框的BC边开始进入磁场时，令从导线框刚刚进入磁场作为初始位置，总位移为，则磁感线的有效长度，导线框进入磁场中的感应电动势 根据右手定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，为负值，则此过程的感应电流；结合上述可知，A正确，B错误； CD．结合上述可知，导线框刚刚进入磁场时感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系；当导线框的A出磁场后，感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 当导线框的BC边开始进入磁场时，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系，故CD错误。 故选A。 二、实验题（本大题共3小题，共18.0分。第一小题4分，第二小题6分，第一小题8分） 15．在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图甲），刻度板上的示数如图乙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为 。 【答案】11.4； 【详解】[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知读数为 [2]根据题意可知相邻条纹间距为 根据；可得 16．用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 (1)下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是 (2)对于该实验，下列说法正确的是___________ A．要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C．倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D．需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 (3)某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字） 【答案】(1)B；(2)ABD；(3)2.40 【详解】（1）探究加速度与力的关系，需要控制小车的质量不变，采用的是控制变量法。 A．探究合力与分力的关系，采用了等效替代法，故A不符合题意； B．探究向心力大小与质量、半径、角速度的半径采用了控制变量法，故B符合题意； C．平抛运动采用了等效替代法，故C不符合题意； D．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故D不符合题意。 故选B。 （2）A．为了使细线上的拉力近似等于槽码的重力，应要求槽码的质量远小于小车的质量，故A正确； B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车受到的合力等于小车的拉力，使小车可以做匀变速运动，故B正确； C．倾斜轨道的目的是为了平衡摩擦力，故C错误； D．实验时改变槽码的质量打出多条纸带获取数据可以减小测量时的偶然误差，故D正确。 故选ABD。 （3）相邻两计数点之间的时间间隔为 则小车运动的加速度大小为 17．某探究小组利用课外时间做探究实验，先利用如图所示的电路来测量两个电压表的内阻，先用替代法测出电压表的内阻，然后用半偏法测出电压表的内阻。供选用的器材如下： A．待测电压表，量程为0~2.0V，内阻10kΩ~30kΩ B．待测电压表，量程为0~3.0V，内阻30kΩ~40kΩ C．电阻箱，阻值范围0~99999.9Ω D．滑动变阻器，阻值范围0~1000Ω，额定电流0.5A E.滑动变阻器，阻值0~20Ω，额定电流2A F.电池组，电动势为6.0V，内阻为0.5Ω G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个，导线若干 (1)实验器材选择除A、B、C、F、G外，滑动变阻器应选用 。（用器材前的字母表示） (2)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容补充完整。 ①用替代法测电压表的内阻：根据所示电路图连接实验电路，闭合开关并将滑动变阻器的滑动触头置于左端；将单刀双掷开关置于触点2，调节滑动变阻器，使电压表的指针指在刻度盘第N格，然后将单刀双掷开关置于触点1，调节电阻箱R使电压表的指针指在 ，此时电阻箱R的阻值。 ②用半偏法测电压表的内阻：将单刀双掷开关置于触点1，电阻箱的阻值调为零，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的指针满偏。保持滑动变阻器的滑动触头位置不变，调节电阻箱R，使电压表的指针指在 ，此时电阻箱R的阻值。 (3)上述两种测量方法中，有种测量方法没有系统误差，该小组选用此测量方法测出其内阻的电压表改装成一量程为0~6.0V的电压表，需串联一个阻值为 kΩ的电阻。 【答案】(1)E；(2)N；1.5V；(3)40 【详解】（1）分压法电路应选取电阻阻值小的滑动变阻器，这样可以使电压示数变化更明显，所以用滑动变阻器E； （2）[1]根据替代法的实验原理可知，调节滑动变阻器，使电压表V2的指针指在刻度盘第N格，然后将单刀双掷开关S2置于触点1，调节电阻箱R使电压表V2的指针仍指在刻度盘第N格，即回路中电流不变，总电阻不变，则电压表V1的内阻应等于电阻箱的阻值20kΩ； [2]根据半偏法的实验原理可知，先让V2表满偏，然后电阻箱接入电路和电压表V2串联分压，因并联电路的总电压几乎不变，当V2的示数半偏时（即1.5V）可以认为电阻箱的分压和电压表电压相同，因此电阻箱的阻值等于电压表的内阻，所以电压表的内阻等于电阻箱的阻值30kΩ。 （3）由于等效替代法不存在系统误差，而半偏法存在系统误差，因为将电阻箱接入电路后，使得电压表和电阻箱的分压增大，所以V2的测量值偏大，而V1的内阻测量值等于真实值，所以根据电表改装原理可知，应该将电压表V1串联一个定值电阻改装成一量程为6.0V的电压表，且串联的电阻阻值为 三.计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18．（8分）如图所示，半径、质量的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球质量从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到点飞出，最后落在水平地面上的点（图上未画出），重力加速度为。 (1)能实现上述运动时，小球在点的最小速度是多少； (2)能实现上述运动时，A、间的最小距离是多少； (3)若小球经过点时，半圆轨道对地面的压力刚好为0，则此时小球的速度为多少。 【答案】(1)；(2)；(3) 【详解】（1）小球经过B点速度最小时，重力刚好提供向心力，则有 解得经过B点的最小速度为 （2）当小球在B点以最小速度抛出时A、C间距离最小，则有， 解得A、C间的最小距离为 （3）若小球经过点时，半圆轨道对地面的压力刚好为0，半圆轨道受重力和小球对其向上的支持力作用，根据平衡条件有 对小球，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 联立解得 19．（8分）黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种质量极大的天体，即使光也不能逃离它的引力，因而无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。但可以通过恒星运动、黑洞边缘的吸积盘及喷流乃至引力波来进行探测。已知引力常量为G，光在真空中的传播速度为c。 （1）因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响，可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到一恒星独自在宇宙中做周期为T0、半径为r0的匀速圆周运动，由此猜测，圆周轨道的中心可能有个黑洞。请利用所学知识推测该黑洞的质量M0； （2）2019年4月10日，天文学家公布了首次直接拍摄到黑洞的照片。此次探测动用了遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜，组成了一个“事件视界望远镜”，该虚拟望远镜通过观测黑洞边缘的喷射情况而得到黑洞的照片。已知此次探测中，该虚拟望远镜单位面积上接收到的功率为P1，该黑洞到地球的距离为r1。求此次观测中黑洞边缘的喷射功率P； （3）严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。在牛顿力学中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距r时具有引力势能（规定无穷远处势能为零）。假定黑洞是质量分布均匀的球形天体，有一黑洞质量为M1，请利用所学知识推测它可能的最大半径R。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设恒星质量为m，由牛顿第二定律 解得 （2）由题意可知，以黑洞为中心，为半径的球面上，单位面积上接收到的喷射功率为，则黑洞边缘的喷射功率 （3）设质量为m的物体，从黑洞表面至无穷远处，根据能量守恒定律 解得 因为光也不能逃离黑洞，有 则黑洞的半径最大不能超过 20．（10分）如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O。有一个所带电荷量为q质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点。不计离子重力。若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处。求∶ （1）离子进入静电分析器时速度的大小v； （2）均匀辐向电场的场强E； （3）PQ之间的距离L。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对带电离子，电场力做正功，离子动能增加，由动能定理得 解得离子进入静电分析器时速度的大小 （2）离子以速度v在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得 联立解得均匀辐向电场的场强 （3）离子从P点进入磁分析器后，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 PQ之间的距离L=2r 联立解得 21．（14分）动能回收系统（KineticEnergyRecoverySystem）是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达37%。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由线圈转动产生的交变电流电动势最大值为 由题意得，电动势的有效值为 由闭合电路欧姆定律，电池组获得的实际充电电压为 又因 联立解得 （2）电磁避震筒通过切割辐向磁场产生感应电流，其电动势表达式为 由题图可知，阻尼线圈的切割速度函数表达式为 线圈中的总电流 感应电流产生的安培力与运动方向相反且其大小为 联立解得 试卷第2页，共21页 4 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$