精品解析：山东省淄博实验中学2024-2025学年高三下学期模拟考试（一模）物理试题

实验中学2024-2025学年度高三模拟考试 物 理 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. 足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱；如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，静止在地面上的足球受到的弹力就是它的重力 B. 图甲中，静止在地面上的足球受到弹力是因为地面发生形变 C. 图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 D. 图丙中；足球被踢起后，在空中受弹力、重力和空气阻力 2. 传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（　　） A. 生物传感器 B. 压电传感器 C. 温度传感器 D. 光电传感器 3. 如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果 B. 在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的 C. 如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大 D. 若改用频率更高的单色光进行实验，则条纹间距会更大 4. 某人骑电动车，在距离十字路口停车线6m处看到信号灯变红，立即刹车，做匀减速直线运动，电动车刚好在停止线处停下。已知电动车在减速过程中，第1s的位移是最后1s位移的5倍，忽略反应时间。下列关于电动车的刹车过程说法正确的是（　　） A. 刹车时间为2s B. 刹车的加速度大小为 C. 中间时刻的速度大小为 D. 中间位置的速度大小为 5. 2023年12月26日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级，成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星。长征三号乙运载火箭与上面级脱离后，上面级继续推动卫星运动，直接将卫星送到预定工作轨道Ⅰ，然后上面级与卫星分离，为避免影响卫星的运行，上面级继续点火抬高轨道进入类坟场轨道Ⅱ，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ均可视为圆形轨道。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ运行的速度大于第一宇宙速度 B. 上面级在轨道Ⅱ运行的周期小于卫星在轨道Ⅰ运行的周期 C. 上面级在轨道Ⅱ上的加速度小于卫星在轨道Ⅰ上的加速度 D. 上面级在轨道Ⅱ上受到的万有引力小于卫星在轨道Ⅰ上受到的万有引力 6. 如图所示，用完全相同的轻质弹簧P、Q拴接小球A，固定在竖直平面内处于静止状态，此时两弹簧的总长度恰好等于两弹簧的原长之和。已知弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧P的伸长量为 B. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为g C. 剪断弹簧Q后，小球A的机械能守恒 D. 剪断弹簧Q后，小球A做简谐运动的振幅为 7. 如图所示，从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度H处有一物体B开始自由下落，两物体在空中同时到达同一高度h时速度大小均为v，则下列说法正确的是（　　） A. 两物体在空中运动的加速度相同，运动的时间相等 B. A上升的最大高度小于B开始下落时的高度H C. 两物体在空中同时达到的同一高度的位置h一定在B开始下落时高度H的中点下方 D. A上抛的初速度与B落地时速度大小均为2v 8. 2021年4月，某国政府不计后果决定将其一座核电站产生的核废水排放入海。核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中Sr半衰期为30年，它能通过β衰变变为新核，用X表示新核的元素符号，下列有关说法错误的是（　　） A. 锶发生β衰变时，产生的β射线不能穿透几厘米厚的铅板 B. 锶发生β衰变的变方程为 C. 10个锶核发生β衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变锶发生 D. 新核X的比结合能比Sr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. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.9 s时的波形图，已知波的周期T>0.9 s，则（　　） A. 在t=0.45 s时，Q点到达平衡位置且向下运动 B. 在t=0.45 s时，Q点到达平衡位置且向上运动 C. 经过4.5 s，P点通过的路程为2 m D. 经过4.5 s，P点通过的路程为20 m 10. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为L的单匝正方形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将线框以恒定速度v水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在线框平面内且与边垂直，ab边始终与磁场的右边界保持垂直。在线框被拉出磁场的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导线所受安培力 B. 两端的电压 C. 线框中产生的热量 D. 通过导线横截面的电量 11. 在一次科学晚会上，某老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗内烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示。当两边的人各增加到5人时，恰能把碗拉开。已知碗口的面积约为400cm2，环境温度为27°C，大气压强为，每人平均用力为。假设实验过程中碗不变形，也不漏气。绝对零度为-273°C，下列说法中正确的是（　　） A. 浇水过程中不锈钢碗内的气体压强逐渐增大 B. 碗快要被拉开时，碗内封闭气体压强约为2.5×104Pa C. 不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度约为127°C D. 浇水过程中不锈钢碗内气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减少 12. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　　） A. MN最终一定静止于OO'位置 B. MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 小明、小亮共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为： 电池组（电动势约6V，内阻r约3Ω） 电流表（量程20A，内阻RA＝0.7Ω） 电阻箱R1（0～99.9Ω） 滑动变阻器R2（0～10Ω） 开关三个及导线若干 他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。 （1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω； （2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。 ①他的实验步骤为： a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至______（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合______（选填“S1”或“S2”）。 b．调节电阻______（选填“R1”或“R2”），得到一系列电阻值R和电流I的数据； c．断开开关，整理实验仪器 ②图乙是他由实验数据绘出－R图像，电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（计算结果保留2位有效数字） 14. 欧姆表是用电流表改装而成的电学仪器。某欧姆表内部电路（部分）如图甲所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。 改装所用器材如下： A．电池（电动势，内阻）； B．电流表G（满偏电流，内阻）； C．定值电阻（阻值为2Ω）； D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）表笔A是______（填“红”或“黑”）表笔。 （2）虚线框内是改装电流表的电路图，已知，当使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，那么定值电阻______。 （3）当开关S拨向______（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 （4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为4.35V，内阻变大为3.6Ω，欧姆表仍可调零。某次开关接到“×10”，规范操作后测得一电阻的读数如图乙所示，则该电阻实际的阻值为______。 15. 如图，ABC为金属杆做成的轨道，固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙，BC段由半径为R＝0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。一质量m＝0.2kg的小环套在杆上，在与水平方向成α＝37°的恒定拉力F作用下，从A点由静止开始运动，经时间t＝0.4s到达B点，然后撤去拉力F，小环沿轨道上滑，到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ＝0.5。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2） （1）小环到达B点时的速度大小vB； （2）拉力F大小； （3）若拉力F＝4N，小环沿水平直杆运动的加速度大小a'。 16. 如图甲所示，长为的单色线光源水平放置在某种液体中，紧贴液体表面的上方水平放置一光传感器，传感器上光强随位置变化的情况如图乙所示，图中光强最强的一段对应传感器部分的长度为，该段两侧光强迅速减小。已知该单色光在液体内的折射率为n，光在真空中的光速为c，求 （1）该光源距液体表面距离d； （2）从光源发出的光到达光传感器所用的最长时间t。 17. “抛石机”是古代战争中常用的一种装备，现有一种改进的抛石机，如图甲所示，其底座可以旋转以调整抛射的方向。其装置简化原理如图乙所示。“抛石机”长臂的长度，短臂的长度。在某次攻城模拟训练中，敌人城墙高度，长，宽。士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外正前方堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的点，点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。 （1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小。 （2）若要求攻击范围能覆盖城墙上所有区域，则石块抛出时速度的取值范围为多少？ （3）训练中，在城墙后方有一敌人，该敌人只能在城墙的轴线上移动，该敌人为了保证安全，则该敌人能移动的范围为多少？（结果保留2位小数） 18. 如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg，电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s2，求： （1）ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0； （2）cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1； （3）cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验中学2024-2025学年度高三模拟考试 物 理 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. 足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱；如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，静止在地面上的足球受到的弹力就是它的重力 B. 图甲中，静止在地面上的足球受到弹力是因为地面发生形变 C. 图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 D. 图丙中；足球被踢起后，在空中受弹力、重力和空气阻力 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，静止在地面上的足球受到弹力大小等于重力，但是弹力和重力是性质不同的力，不能说弹力就是重力，故A错误； B．图甲中，静止在地面上的足球受到弹力是因为地面发生形变而产生的，故B正确； C．图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球虽然相互接触，但是两球之间无相互作用的弹力，故C错误； D．图丙中；足球被踢起后，在空中受重力和空气阻力，故D错误。 故选B。 2. 传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（　　） A. 生物传感器 B. 压电传感器 C. 温度传感器 D. 光电传感器 【答案】C 【解析】 【详解】空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。 故选C。 3. 如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果 B. 在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的 C. 如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大 D. 若改用频率更高的单色光进行实验，则条纹间距会更大 【答案】C 【解析】 【详解】A．这些明暗相间的条纹间距相等，是M的下表面、N的上表面两列反射光在M的下表面发生干涉的结果，A错误； B．在任意一条明条纹的下方，两列反射光的光程差都相等，所以空气薄膜的厚度都相等，B错误； C．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示 则此两处的光程分别为 因为光程差 所以 设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得 即 如果撤掉一个纸条，空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离增大，C正确； D．由C项分析可得，单色光频率增大，波长减小，条纹间距会更小，D错误。 故选C。 4. 某人骑电动车，在距离十字路口停车线6m处看到信号灯变红，立即刹车，做匀减速直线运动，电动车刚好在停止线处停下。已知电动车在减速过程中，第1s的位移是最后1s位移的5倍，忽略反应时间。下列关于电动车的刹车过程说法正确的是（　　） A. 刹车时间为2s B. 刹车的加速度大小为 C. 中间时刻的速度大小为 D. 中间位置的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设刹车时间为t，则由逆向思维有，刹车最后1s的位移为，有 刹车第1s位移为，有 由题意可知 对全程有 解得 ， 故AB错误； C．因为做匀减速直线运动，由匀变速直线运动公式有中间时刻速度等于平均速度，设中间时刻速度为，有 故C项正确； D．设中间位置速度为，运用逆向思维，则对于后半段有 解得 故D项错误。 故选C。 5. 2023年12月26日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级，成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星。长征三号乙运载火箭与上面级脱离后，上面级继续推动卫星运动，直接将卫星送到预定工作轨道Ⅰ，然后上面级与卫星分离，为避免影响卫星的运行，上面级继续点火抬高轨道进入类坟场轨道Ⅱ，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ均可视为圆形轨道。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ运行的速度大于第一宇宙速度 B. 上面级在轨道Ⅱ运行的周期小于卫星在轨道Ⅰ运行的周期 C. 上面级在轨道Ⅱ上的加速度小于卫星在轨道Ⅰ上的加速度 D. 上面级在轨道Ⅱ上受到的万有引力小于卫星在轨道Ⅰ上受到的万有引力 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大环绕速度，卫星在轨道Ⅰ运行的速度一定小于第一宇宙速度，A错误； BC．根据 得 ， 由于轨道Ⅱ的运动半径大于轨道Ⅰ的运动半径，则上面级在轨道Ⅱ运行的周期大于卫星在轨道Ⅰ运行的周期，上面级在轨道Ⅱ上的加速度小于卫星在轨道Ⅰ上的加速度，B错误，C正确； D．由于质量关系未知，无法判断万有引力大小，D错误。 故选C。 6. 如图所示，用完全相同的轻质弹簧P、Q拴接小球A，固定在竖直平面内处于静止状态，此时两弹簧的总长度恰好等于两弹簧的原长之和。已知弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧P的伸长量为 B. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为g C. 剪断弹簧Q后，小球A的机械能守恒 D. 剪断弹簧Q后，小球A做简谐运动的振幅为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于此时两弹簧总长度恰好等于两弹簧的原长之和，所以此时P的伸长量等于Q的压缩量，设为x，则 得 A错误； B．剪断弹簧Q的瞬间，小球A只受重力、P向上的弹力的作用，则合力为 由牛顿第二定律知此时A加速度为 B错误； C．剪断弹簧Q后，小球A除了重力做功外，还受到P的弹力做功，所以小球A的机械能不守恒，A和弹簧P的系统机械能守恒，C错误； D．剪断Q后，小球在重力和P的弹力作用下做简谐运动（竖直面上的弹簧振子），合力为零的位置为平衡位置，设此位置弹簧伸长量为x1，则有 得 剪断Q时小球处于简谐运动的上方最大位移处，则振幅为 D正确。 故选D。 7. 如图所示，从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度H处有一物体B开始自由下落，两物体在空中同时到达同一高度h时速度大小均为v，则下列说法正确的是（　　） A. 两物体在空中运动的加速度相同，运动的时间相等 B. A上升的最大高度小于B开始下落时的高度H C. 两物体在空中同时达到的同一高度的位置h一定在B开始下落时高度H的中点下方 D. A上抛的初速度与B落地时速度大小均为2v 【答案】D 【解析】 【详解】AD．设两物体从下落到相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为v0，则由题有 解得 v0=2v 根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为 A竖直上抛物体在空中运动时间为 故D正确，A错误。 B．物体A能上升的最大高度为 B开始下落的高度为 显然两者相等。故B错误。 C．两物体在空中同时达到同一高度时，B下降的高度为 两物体在空中同时达到的同一高度的位置h在B开始下落时高度H的中点上方，故C错误。 故选D。 8. 2021年4月，某国政府不计后果决定将其一座核电站产生的核废水排放入海。核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中Sr半衰期为30年，它能通过β衰变变为新核，用X表示新核的元素符号，下列有关说法错误的是（　　） A. 锶发生β衰变时，产生的β射线不能穿透几厘米厚的铅板 B. 锶发生β衰变的变方程为 C. 10个锶核发生β衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变锶发生 D. 新核X的比结合能比Sr大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．β射线是高速电子流，穿透能力很弱，不能穿透几厘米厚的铅板，故A正确，不符合题意； B．根据质量数和电荷数守恒可知，锶发生β衰变的变方程为 选项B正确，不符合题意； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适应，则选项C错误，符合题意； D．衰变后的新核更稳定，其原子核中核子结合更牢固，比结合能更大，故D正确，不符合题意。 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. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.9 s时的波形图，已知波的周期T>0.9 s，则（　　） A. 在t=0.45 s时，Q点到达平衡位置且向下运动 B. 在t=0.45 s时，Q点到达平衡位置且向上运动 C. 经过4.5 s，P点通过的路程为2 m D. 经过4.5 s，P点通过的路程为20 m 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图可知，简谐横波的波长 依题意，波的周期T>0.9 s则经，传播的距离为 可知传播的时间为 解得 可知波速为 在t=0.45 s时，该波传播的距离为 根据波形的平移法可得Q点到达平衡位置且向上运动。故A错误；B正确； CD．根据上面选项分析可得 则P点通过的路程为 故C正确；D错误。 故选BC。 10. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为L的单匝正方形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将线框以恒定速度v水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在线框平面内且与边垂直，ab边始终与磁场的右边界保持垂直。在线框被拉出磁场的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导线所受安培力 B. 两端的电压 C. 线框中产生的热量 D. 通过导线横截面的电量 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．cd边切割磁感线，据法拉第电磁感应定律得 E=BLv 根据闭合电路欧姆定律得回路电流 导线cd所受安培力为 联立可得 故A正确； B．线框中c、d两点间的电压为路端电压为 故B错误； C．线框被拉出磁场所需时间 线框中产生的热量 故C正确； D．此过程中线框中通过的电荷量 故D正确。 故选ACD。 11. 在一次科学晚会上，某老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗内烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示。当两边的人各增加到5人时，恰能把碗拉开。已知碗口的面积约为400cm2，环境温度为27°C，大气压强为，每人平均用力为。假设实验过程中碗不变形，也不漏气。绝对零度为-273°C，下列说法中正确的是（　　） A. 浇水过程中不锈钢碗内的气体压强逐渐增大 B. 碗快要被拉开时，碗内封闭气体压强约为2.5×104Pa C. 不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度约为127°C D. 浇水过程中不锈钢碗内气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减少 【答案】CD 【解析】 【详解】AD．在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度，温度降低，体积不变 则压强减小，分子平均动能减小，平均速度减小，不锈钢碗内气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减少，故D正确A错误； B．每人平均用力为，则快要被拉开时，对单边半个球受力分析 解得 故B错误； C．对球内气体分析，气体做等容变化 T=300K 解得 故C正确。 故选CD。 12. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　　） A. MN最终一定静止于OO'位置 B. MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于金属棒MN运动过程切割磁感线产生感应电动势，回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN的机械能不断减小，由于金属导轨光滑，所以经过多次往返运动，MN最终一定静止于OO'位置，故A正确； B．当金属棒MN向右运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向左，则安培力做负功；当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由N到M，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向右，则安培力做负功；可知MN运动过程中安培力始终做负功，故B正确； C．金属棒MN从释放到第一次到达OO'位置过程中，由于在OO'位置重力沿切线方向的分力为0，可知在到达OO'位置之前的位置，重力沿切线方向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN已经做减速运动，故C错误； D．从释放到第一次到达OO'位置过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 小明、小亮共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为： 电池组（电动势约6V，内阻r约3Ω） 电流表（量程20A，内阻RA＝0.7Ω） 电阻箱R1（0～99.9Ω） 滑动变阻器R2（0～10Ω） 开关三个及导线若干 他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。 （1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω； （2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。 ①他的实验步骤为： a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至______（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合______（选填“S1”或“S2”）。 b．调节电阻______（选填“R1”或“R2”），得到一系列电阻值R和电流I的数据； c．断开开关，整理实验仪器。 ②图乙是他由实验数据绘出－R的图像，电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】 ①. 3.6 ②. 最大值 ③. S1 ④. R1 ⑤. 6.0 ⑥. 2.9 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]用等值替代法可测出R2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω； （2）①[2][3][4]要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则： a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至最大值，之后闭合开关S，再闭合S1； b．调节电阻R1得到一系列电阻值R和电流I数据； ②[5][6]由闭合电路欧姆定律可得 E＝I（R＋RA＋r） 变形得 由上式可知图线的斜率是电动势的倒数，图像的斜率为 解得 E＝6.0V 图线在纵轴上的截距是 解得 r＝2.9Ω 14. 欧姆表是用电流表改装而成的电学仪器。某欧姆表内部电路（部分）如图甲所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。 改装所用器材如下： A．电池（电动势，内阻）； B．电流表G（满偏电流，内阻）； C．定值电阻（阻值为2Ω）； D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）表笔A是______（填“红”或“黑”）表笔。 （2）虚线框内是改装电流表的电路图，已知，当使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，那么定值电阻______。 （3）当开关S拨向______（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 （4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为4.35V，内阻变大为3.6Ω，欧姆表仍可调零。某次开关接到“×10”，规范操作后测得一电阻的读数如图乙所示，则该电阻实际的阻值为______。 【答案】（1）红 （2）9 （3）b （4）145 【解析】 【小问1详解】 电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图甲可知，表笔A是红表笔。 【小问2详解】 使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，则 解得 【小问3详解】 由（2）可知，当S接a时，对应电流表量程是0～0.3A，则欧姆表内阻为 当S接b时，设满偏电流为，根据并联电路分流特点有 解得 则欧姆表内阻为 欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，即 所以当开关S拨向b，欧姆表的倍率是“×10”。 【小问4详解】 某次开关接到“×10”倍率时，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表调零后，欧姆表内阻为 如图乙所示，指针指示表盘的中央，被测电阻的阻值等于欧姆表的内阻，则该电阻实际的阻值为。 15. 如图，ABC为金属杆做成的轨道，固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙，BC段由半径为R＝0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。一质量m＝0.2kg的小环套在杆上，在与水平方向成α＝37°的恒定拉力F作用下，从A点由静止开始运动，经时间t＝0.4s到达B点，然后撤去拉力F，小环沿轨道上滑，到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ＝0.5。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2） （1）小环到达B点时的速度大小vB； （2）拉力F的大小； （3）若拉力F＝4N，小环沿水平直杆运动的加速度大小a'。 【答案】（1）2m/s（2）N（3）15 m/s2 【解析】 【详解】（1）因BC轨道光滑，小环在BC段运动时只有重力做功，机械能守恒；小环恰好能通过C点，则在C点速度为零，根据机械能守恒定律有： 解得 vB＝2＝2m/s （2）分析小环在AB段运动时受力情况，小环在AB段做匀加速直线运动，所以 =5m/s2 根据牛顿第二定律有： 根据平衡条件有： 又有 解得 （3）当F＝4N，，根据牛顿第二定律有： 代入数据得： a′＝15m/s2 16. 如图甲所示，长为的单色线光源水平放置在某种液体中，紧贴液体表面的上方水平放置一光传感器，传感器上光强随位置变化的情况如图乙所示，图中光强最强的一段对应传感器部分的长度为，该段两侧光强迅速减小。已知该单色光在液体内的折射率为n，光在真空中的光速为c，求 （1）该光源距液体表面的距离d； （2）从光源发出的光到达光传感器所用的最长时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由全反射临界角公式有 可得 由几何关系得 联立解得，该光源距液体表面的距离为 （2）由（1）问得 由几何关系可得 在液体中传播速度为 又 联立解得从光源发出的光到达光传感器所用的最长时间为 17. “抛石机”是古代战争中常用的一种装备，现有一种改进的抛石机，如图甲所示，其底座可以旋转以调整抛射的方向。其装置简化原理如图乙所示。“抛石机”长臂的长度，短臂的长度。在某次攻城模拟训练中，敌人城墙高度，长，宽。士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外正前方堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的点，点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。 （1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小。 （2）若要求攻击范围能覆盖城墙上所有区域，则石块抛出时速度的取值范围为多少？ （3）训练中，在城墙后方有一敌人，该敌人只能在城墙的轴线上移动，该敌人为了保证安全，则该敌人能移动的范围为多少？（结果保留2位小数） 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 【详解】（1）由题可知，石块飞出后做平抛运动，则 代入数据解得 根据题意可知，短臂与长臂转动的角速度相同，即 解得 （2） 如图所示，若要求攻击范围能覆盖城墙上所有区域，则最近要到达A点，最远要到达B点则 到达A点 到达B点 代入数据解得 石块抛出时速度的取值范围为 （3）若石块刚好越过城墙C点，则 解得 故该敌人能移动的范围为离城墙0到24.06m之内。 18. 如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg，电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s2，求： （1）ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0； （2）cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1； （3）cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做功W。 【答案】（1）30m/s2；（2）7.5m/s；（3）4.375J 【解析】 【详解】（1）ab棒开始向右运动时，设回路中电流为I，有 对cd棒，由牛顿第二定律 解得 （2）设cd棒刚进入半圆轨道时的速度为v2，金属棒ab、cd系统动量守恒，有 cd棒进入半圆轨道后不再受安培力，由机械能守恒定律 cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，故在最高点由牛顿第二定律 解得 （3）cd棒进入半圆轨道前，对ab棒由动能定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$