精品解析：湖南省娄底市新化县第二中学2024-2025学年高三上学期11月模拟物理试题

普通高中学业水平选择性考试 物理试题 本试卷共100分，考试时间75分钟 一、单选题：本题共6小题，每小题4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. 放射性同位素温差电池又称核电池.技术比较成熟的核电池是利用衰变工作的，其半衰期大约88年，衰变方程为，下列说法正确的是（ ） A. 经过88年，核电池的质量会减小一半 B. 随着电池不断消耗，的半衰期会逐渐减小 C. 衰变放出的射线Y是α射线，其电离能力强于γ射线 D. 衰变放出的射线Y是β射线，其本质上是带负电荷的电子流 2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图甲所示，P、A、B、Q是介质中的四个质点，时刻，该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 该波的传播速度为2.5m/s B. 时，质点A的位移大小 C. 再经过0.4s，质点A刚好运动到B点所在的位置 D. 再经过3.8s，质点Q第二次到达波谷 3. 某静电场沿x轴分布，其电势φ随x变化规律如图所示，x轴上a、b两点切线斜率的绝对值，下列说法正确的是（　　） A. a点场强大小小于b点的 B. 同一电荷在a点受到的电场力大小可能等于在b点的 C. 同一正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 将一负电荷从a点移到b点，电场力做正功 4. 如图甲所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率运行。现使一个质量为的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度从传送带左端滑上传送带。若从物体滑上传送带开始计时，时刻物体的速度达到，时刻物体到达传送带最右端。物体在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，不计空气阻力，则（　　） A. 时间内，物体受到滑动摩擦力的作用，时间内物体受到静摩擦力的作用 B. 时间内，物体所受摩擦力对物体做功的功率越来越大 C. 若增大物体的初速度但仍小于，则物体在传送带上运动的时间仍为 D. 若增大物体的初速度但仍小于，则物体被传送的整个过程中传送带对物体所做的功也一定增加 5. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4，R为滑动变阻器（0~200Ω），定值电阻R0=5Ω，电流表、电压表均为理想交流电表示数分别为I、U。变化量的绝对值分别为、，下列判断正确的是（　　） A. 由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势为V B. 当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表示数变大 C. 当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中， D. 当时副线圈输出功率最大 6. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 二、多选题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2023年5月30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空，并与神舟十五号乘组会师，如图1所示。若航天员在空间站中观测地球，忽略地球的公转，测得空间站对地球的张角为，记录到相邻两次“日落”的时间间隔为t，简化模型如图2所示，已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 地球的自转周期为t B. 空间站的环绕速度为 C. 地球的平均密度为 D. 空间站环绕地球运行一周过程，航天员感受黑夜的时间为 8. 如图，光滑水平桌面上有一长木板B，右侧通过轻绳及光滑轻质定滑轮与一重物C相连，木块A放在B上，B的上表面水平，与A间的动摩擦因数μ=0.4。A、B、C的质量分别为10kg、3kg、9kg，最初用手拉住B使系统静止。已知释放后A不会从B上掉下、B不会到达定滑轮处，B与滑轮间的轻绳保持水平，g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 若系统由静止释放，释放时A、B的加速度相同 B. 若系统由静止释放，释放时B的加速度大小为 C. 若给A向右的初速度的同时由静止释放B、C，释放时C的加速度大小为10m/s2 D. 若给A向右初速度的同时由静止释放B、C，释放时B的加速度大小为 9. 如图甲所示，两条足够长的平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为d。导轨上端与电容为C的电容器相连，虚线O1O2垂直于导轨，O1O2上方存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，此部分导轨由不计电阻的光滑金属材料制成，O1O2下方的导轨由粗糙的绝缘材料制成。t＝0时刻，一质量为m、电阻不计的金属棒MN由静止释放，运动过程中MN始终与导轨垂直且接触良好，其速度v随时间t的变化关系如图乙所示，其中v0和t0为已知量，重力加速度为g，电容器未被击穿。则下列说法正确的是（　　） A. 0～t0时间内，导体棒M端的电势低于N端的 B. 0～t0时间内，磁场对金属棒MN的冲量大小为 C. 金属棒MN在磁场区受到的安培力大小大于在非磁场区受到的摩擦力大小 D. 匀强磁场的磁感应强度大小为 10. 如图，质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g。下面说法正确的是（ ） A. 球B、C分离前，A、B两球组成的系统机械能逐渐减小 B. 球B、C分离时，球B对地面的压力大小为2mg C. 从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为 D. 小球A落地时动能为 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示。在水平桌面上固定放置一端有定滑轮长木板，靠近定滑轮的B处有一个光电门。在A处有一上端带遮光条的滑块，A、B之间的距离保持不变。不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦。 （1）实验过程中用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺读数如图乙所示，读出遮光条的宽度为___________。 （2）实验时，将滑块从A处静止释放，若光电门显示遮光时间为，此时力传感器示数为，从而可以得到一组、数据，多次改变所挂重物的质量进行实验，可得到多组数据。根据这些数据，作出的关系图像如图丙所示，则滑块与遮光条的总质量为___________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为___________（用L、a、b、d和g表示）。 12. 李华同学查阅资料：某金属在0~100℃内电阻值Rt与摄氏温度t的关系为，其中R0为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R0和值。可提供的实验器材有： A．干电池（电动势约为1.5V，内阻不计） B．定值电阻R1（阻值为1kΩ） C．定值电阻R2（阻值为800Ω） D．滑动变阻器（阻值范围0~40Ω） E．滑动变阻器（阻值范围0~4kΩ） F．电流计G（量程0~200，内阻约500Ω） G．电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω） H．摄氏温度计 I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干 请回答下列问题： （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到__________（选填“a”或“b”）端。 （2）闭合开关，将滑动变阻器调到合适的阻值，再调节电阻箱的阻值，当电阻箱的示数为360.0Ω时，此时发现闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G的内阻为___________Ω。 （3）利用上述电流计G及电路测量该金属的电阻R0和值的步骤如下： ①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关，读出电流计G的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数R和水的温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据． （4）以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出的图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为__________Ω，温度系数为__________℃-1。（结果用a、b、c表示） 四、解答题 13. 如图甲，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的气缸内用可自由滑动的面积为S=10cm2活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=5kg。充气装置可通过开关阀门K对气缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门K关闭，此时气缸内气体高度为h1=40cm。已知外界大气压强p0=1.0×105Pa。求： （1）初始状态气缸内压强p1； （2）仅将活塞和砝码的总质量增大至10kg时，汽缸内气体高度h2； （3）在（2）的基础上，打开阀门K，充气装置向气缸内充气，当汽缸内气体高度最终恢至h1时，求充入的外界大气的体积V。 14. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为（，）的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从（，0）射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及左边界的值； （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点（，）（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间以及坐标的值。 15. 目前我国航天事业正处在飞速发展时期，对于人造卫星的发射，曾经有人提出这样的构想：沿着地球的某条弦挖一通道，并铺设成光滑轨道，在通道的两个出口分别将一物体和待测卫星同时释放，利用两者碰撞（弹性碰撞）效应，就可以将卫星发射出去，已知地表重力加速度，地球半径R。物体做简谐运动的周期，m为物体的质量，为简谐运动物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。 （1）如图1所示，设想在地球上距地心h处挖一条光滑通道AB，从A点静止释放一个质量为m的物体，求物体通过通道中心的速度大小，以及物体从A运动到B点的时间（质量分布均匀的空腔对空腔内的物体的万有引力为零） （2）如图2所示，若通道已经挖好，且，如果在AB处同时释放两个物体，物体质量分别为M和m，他们同时到达点并发生弹性碰撞，要使小物体飞出通道口速度达到第一宇宙速度，M和m应该满足什么关系？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 普通高中学业水平选择性考试 物理试题 本试卷共100分，考试时间75分钟 一、单选题：本题共6小题，每小题4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. 放射性同位素温差电池又称核电池.技术比较成熟的核电池是利用衰变工作的，其半衰期大约88年，衰变方程为，下列说法正确的是（ ） A. 经过88年，核电池的质量会减小一半 B. 随着电池的不断消耗，的半衰期会逐渐减小 C. 衰变放出的射线Y是α射线，其电离能力强于γ射线 D. 衰变放出的射线Y是β射线，其本质上是带负电荷的电子流 【答案】C 【解析】 【详解】CD．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变放出的射线Y是α射线，其本质是原子核，电离能力最强，故C正确，D错误； A．经过一个半衰期，一半质量的放射性元素会衰变为其他物质，核电池的质量不会减小一半，故A错误； B．半衰期是统计概念，只要是大量原子核衰变。半衰期是不变的，故B错误。 故选C。 2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图甲所示，P、A、B、Q是介质中的四个质点，时刻，该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则（　　） A. 该波的传播速度为2.5m/s B. 时，质点A的位移大小 C. 再经过0.4s，质点A刚好运动到B点所在的位置 D. 再经过3.8s，质点Q第二次到达波谷 【答案】D 【解析】 【详解】A．由乙图可知，质点的振动周期为T=0.8s，由甲图可知，波长λ=20m，则波速为 故A错误； B．由于时间关系 则时，质点A的位移大小。故B错误； C．质点做简谐运动不随波迁移。故C错误； D．质点P、Q平衡位置之间的距离为L=75m，由 解得 即经过3s质点Q第一次到达波谷，经过3.8s质点第二次到达波谷故D正确。 故选D。 3. 某静电场沿x轴分布，其电势φ随x变化规律如图所示，x轴上a、b两点切线斜率的绝对值，下列说法正确的是（　　） A. a点场强大小小于b点的 B. 同一电荷在a点受到的电场力大小可能等于在b点的 C. 同一正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 将一负电荷从a点移到b点，电场力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，φ~x图像斜率表示场强的大小，由于 所以a点场强大于b点场强，故A错误； B．根据 同一电荷在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，故B错误； C．由图可知 根据 可知，同一正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误； D．将一负电荷从低电势移到高电势处，电势能减小，电场力做正功，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率运行。现使一个质量为的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度从传送带左端滑上传送带。若从物体滑上传送带开始计时，时刻物体的速度达到，时刻物体到达传送带最右端。物体在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，不计空气阻力，则（　　） A. 时间内，物体受到滑动摩擦力的作用，时间内物体受到静摩擦力的作用 B. 时间内，物体所受摩擦力对物体做功的功率越来越大 C. 若增大物体的初速度但仍小于，则物体在传送带上运动的时间仍为 D. 若增大物体的初速度但仍小于，则物体被传送的整个过程中传送带对物体所做的功也一定增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．时间内，物体速度与传送带速度不同，发生相对运动，所以物体受到滑动摩擦力作用，时间内物体速度与传送带速度相同，无相对滑动及相对滑动趋势，物体不受摩擦力，故A错误； B．时间内物体速度越来越大，由 可知摩擦力的功率越来越大，故B正确； C．当物体初速度增大时，物体在传送带上加速的时间将缩短，则物体在传送带上运动时间将小于，故C错误； D．物体初速度增大，末速度不变，动能改变量减小，故传送带做功减小，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4，R为滑动变阻器（0~200Ω），定值电阻R0=5Ω，电流表、电压表均为理想交流电表示数分别为I、U。变化量的绝对值分别为、，下列判断正确的是（　　） A. 由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势为V B. 当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表示数变大 C. 当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中， D. 当时副线圈的输出功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势 A错误； B．设发电有效电压为U0，由理想变压器的特点可知 ， 可得 滑动变阻器R的滑片Р向下滑动，R减小，所以变大，则变大，可知电流表示数变大，而电源的输出功率为则电源的输出功率变大，原线圈两端电压为 因为变大，所以减小，减小，电压表示数减小，B错误； C．交变电源电压的有效值为 又有 ， 可得 化简得 即 C错误； D．副线圈的输出功率即R获得的功率为 当时，变阻器R获得的功率最大，此时 故D正确。 故选D。 6. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 【答案】C 【解析】 【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示 由几何关系可知 解得 根据折射定律有 故C正确； A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为 故A错误； B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足 又 sinθ<sinC 则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误； D．根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距 则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。 故选C。 二、多选题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2023年5月30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空，并与神舟十五号乘组会师，如图1所示。若航天员在空间站中观测地球，忽略地球的公转，测得空间站对地球的张角为，记录到相邻两次“日落”的时间间隔为t，简化模型如图2所示，已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 地球的自转周期为t B. 空间站的环绕速度为 C. 地球的平均密度为 D. 空间站环绕地球运行一周的过程，航天员感受黑夜的时间为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于空间站相邻两次“日落”的时间为t。则空间站绕地球运行的周期T=t，而空间站不是地球的静止卫星，则地球的自转周期不为t。故A错误； B．空间站运行的轨道半径为 空间站的环绕速度为 故B错误； C．对空间站由万有引力提供向心力 结合 解得 故C正确； D．空间站环绕地球运行一周的过程，航天员感受黑夜的时间是从“日落”点到“日出”点，由几何关系得航天员从“日落”点到“日出”点轨迹所对应的圆心角为，则航天员感受黑夜的时间为 故D正确。 故选CD。 8. 如图，光滑水平桌面上有一长木板B，右侧通过轻绳及光滑轻质定滑轮与一重物C相连，木块A放在B上，B的上表面水平，与A间的动摩擦因数μ=0.4。A、B、C的质量分别为10kg、3kg、9kg，最初用手拉住B使系统静止。已知释放后A不会从B上掉下、B不会到达定滑轮处，B与滑轮间的轻绳保持水平，g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 若系统由静止释放，释放时A、B的加速度相同 B. 若系统由静止释放，释放时B的加速度大小为 C. 若给A向右的初速度的同时由静止释放B、C，释放时C的加速度大小为10m/s2 D. 若给A向右的初速度的同时由静止释放B、C，释放时B的加速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．若系统由静止释放，释放时A、B的加速度相同，则 联立解得 木块A的最大加速度为 说明A、B相对滑动，加速度不同，所以 联立解得 故A错误，B正确； CD．给A向右的初速度的同时由静止释放B、C，若B、C加速度大小相等，则 联立解得 说明绳上没有拉力，C只受重力，加速度为10m/s2，而B在水平方向只受A向右的摩擦力，则 解得 故CD正确。 故选BCD。 9. 如图甲所示，两条足够长的平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为d。导轨上端与电容为C的电容器相连，虚线O1O2垂直于导轨，O1O2上方存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，此部分导轨由不计电阻的光滑金属材料制成，O1O2下方的导轨由粗糙的绝缘材料制成。t＝0时刻，一质量为m、电阻不计的金属棒MN由静止释放，运动过程中MN始终与导轨垂直且接触良好，其速度v随时间t的变化关系如图乙所示，其中v0和t0为已知量，重力加速度为g，电容器未被击穿。则下列说法正确的是（　　） A. 0～t0时间内，导体棒M端的电势低于N端的 B. 0～t0时间内，磁场对金属棒MN的冲量大小为 C. 金属棒MN在磁场区受到的安培力大小大于在非磁场区受到的摩擦力大小 D. 匀强磁场的磁感应强度大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由右手定则可知电流从M端流向N端，则N端为正极，电势高，故A正确； B．根据动量定理有 解得 故B正确； C．根据图乙可知，在0～t0时间内金属棒做匀加速直线运动，则可知其加速度恒定，所受合外力恒定，即此时间段内电流恒定，所受安培力大小不变，由牛顿第二定律得 在与t0～4t0时间内，由牛顿第二定律得 由图乙可知，则，故C错误； D．根据图乙可知，在0～t0时间内，电容器两端电压的变化量等于金属棒切割磁感线产生的感应电动势的变化量，则有 可得 而 对该过程由动量定理有 联立解得 故D正确。 故选ABD。 10. 如图，质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g。下面说法正确的是（ ） A. 球B、C分离前，A、B两球组成的系统机械能逐渐减小 B. 球B、C分离时，球B对地面的压力大小为2mg C. 从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为 D. 小球A落地时的动能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．球B、C分离前，求C对球B做负功，所以A、B两球组成的系统机械能逐渐减小，故A正确； B．球B、C分离时，对A、B两球组成的系统，球A有向下的加速度，求A处于失重状态，所以球B对地面的压力大小小于2mg，故B错误； D．A、B、C三球在水平方向不受外力作用，所以A、B、C三球在水平方向动量守恒，设在A落地瞬间A、B水平方向速度为，取向右为正方向有 解得 对A、B、C三球组成系统由机械能守恒得 解得 故D正确； C．从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功等于球B和球C的动能之和为 故C错误。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示。在水平桌面上固定放置一端有定滑轮长木板，靠近定滑轮的B处有一个光电门。在A处有一上端带遮光条的滑块，A、B之间的距离保持不变。不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦。 （1）实验过程中用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺读数如图乙所示，读出遮光条的宽度为___________。 （2）实验时，将滑块从A处静止释放，若光电门显示遮光时间为，此时力传感器示数为，从而可以得到一组、数据，多次改变所挂重物的质量进行实验，可得到多组数据。根据这些数据，作出的关系图像如图丙所示，则滑块与遮光条的总质量为___________，滑块与长木板之间的动摩擦因数为___________（用L、a、b、d和g表示）。 【答案】 ①. 2.25 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]遮光条的宽度为 （2）[2] 光电门显示遮光时间为，则滑块到B处的速度为 滑块从A点运动到B点，由运动学公式得 滑块从A点运动到B点，由牛顿第二定律得 解得 由图丙可知图像斜率为 则 解得滑块与遮光条的总质量为 [3] 由图丙可知图像与纵轴的交点为b，则 解得滑块与长木板之间的动摩擦因数为 12. 李华同学查阅资料：某金属在0~100℃内电阻值Rt与摄氏温度t的关系为，其中R0为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R0和值。可提供的实验器材有： A．干电池（电动势约为1.5V，内阻不计） B．定值电阻R1（阻值为1kΩ） C．定值电阻R2（阻值为800Ω） D．滑动变阻器（阻值范围0~40Ω） E．滑动变阻器（阻值范围0~4kΩ） F．电流计G（量程0~200，内阻约500Ω） G．电阻箱R（最大阻值9999.9Ω） H．摄氏温度计 I．沸水和冷水各一杯 J．开关两个及导线若干 请回答下列问题： （1）滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到__________（选填“a”或“b”）端。 （2）闭合开关，将滑动变阻器调到合适的阻值，再调节电阻箱的阻值，当电阻箱的示数为360.0Ω时，此时发现闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G的内阻为___________Ω。 （3）利用上述电流计G及电路测量该金属的电阻R0和值的步骤如下： ①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关，读出电流计G的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数R和水的温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据． （4）以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出的图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为__________Ω，温度系数为__________℃-1。（结果用a、b、c表示） 【答案】 ①. ②. ③. 450 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]闭合、断开时，干路中的最大电流约 滑动变阻器两端的电压最小值约为 滑动变阻器的最小电阻约为 滑动变阻器应选用。 [2]为了保护电流计不被损坏，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。 （2）[3]闭合前、后电流计的示数没有变化，则电流计中的电流与的电流相等，中的电流与中的电流相等，与两端的电压相等，电流计与两端的电压相等，可得电流计的内阻 （4）[4][5]将取下换成该金属电阻的情况下，同理可得 由图乙得 即 又 则 ， 解得 四、解答题 13. 如图甲，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的气缸内用可自由滑动的面积为S=10cm2活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=5kg。充气装置可通过开关阀门K对气缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门K关闭，此时气缸内气体高度为h1=40cm。已知外界大气压强p0=1.0×105Pa。求： （1）初始状态气缸内压强p1； （2）仅将活塞和砝码的总质量增大至10kg时，汽缸内气体高度h2； （3）在（2）的基础上，打开阀门K，充气装置向气缸内充气，当汽缸内气体高度最终恢至h1时，求充入的外界大气的体积V。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据平衡可知 解得初始状态气缸内压强 （2）末态气体压强 根据等温方程 解得 （3）根据等温方程 解得 14. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为（，）的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从（，0）射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及左边界的值； （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点（，）（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间以及坐标的值。 【答案】（1）；（2），；（3）， 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 又 联立解得粒子的比荷为 （2）粒子的轨迹如图所示 粒子在电场中可逆向看成做类平抛运动，则有 联立解得匀强电场电场强度大小为 由几何关系可得 解得 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示 由 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有 取一小段时间，对粒子在方向上列动量定理（如图） 两边同时对过程求和 可得 即 其中 则有 结合 可得 故有 15. 目前我国航天事业正处在飞速发展时期，对于人造卫星的发射，曾经有人提出这样的构想：沿着地球的某条弦挖一通道，并铺设成光滑轨道，在通道的两个出口分别将一物体和待测卫星同时释放，利用两者碰撞（弹性碰撞）效应，就可以将卫星发射出去，已知地表重力加速度，地球半径R。物体做简谐运动的周期，m为物体的质量，为简谐运动物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。 （1）如图1所示，设想在地球上距地心h处挖一条光滑通道AB，从A点静止释放一个质量为m的物体，求物体通过通道中心的速度大小，以及物体从A运动到B点的时间（质量分布均匀的空腔对空腔内的物体的万有引力为零） （2）如图2所示，若通道已经挖好，且，如果在AB处同时释放两个物体，物体质量分别为M和m，他们同时到达点并发生弹性碰撞，要使小物体飞出通道口速度达到第一宇宙速度，M和m应该满足什么关系？ 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）质点在距离球心r处所受到的引力为 故引力在AB通道方向分力（设向右为正方向） 该力与成正比，故物体做简谐运动，由引力表达式知 在地表万有引力近似等于重力知 则 物体从A运动到B点的时间为 从A到点，由动能定理可得 代入得 （2）由（1）可知，物体到达点速度均为 碰撞中满足动量守恒，则 根据机械能守恒知 代入得 返回出口过程中 代入得 由题意可知 即 代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$