精品解析：2025届东北三省四市教研联合体高三下学期高考模拟（二模）物理试题

2025年东北三省四市教研联合体高考模拟考试（二） 物理 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2025年春晚创意融合舞蹈《秧BOT》节目中，人形机器人跳起了秧歌舞，转起了手绢，如图，当手绢在机器人手中转动时，手绢面上P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 角速度大小相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 相同时间内的路程相等 2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是（　　） A. 波长为 B. 周期一定为 C. 频率可能为 D. 波速可能为 3. 利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 太空授课失重环境下的“液桥”现象（图a）说明表面张力方向与液体表面垂直 B. 铌包头矿是富含的硅酸盐矿物（图b），由微观结构可知该物质有固定的熔点 C. 悬浮在液体中的微粒越大（图c），单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D “饮水小鸭”（图d）“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 4. 某中学物理兴趣小组研究某物体做匀变速直线运动图像，是平均速度，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 物体的初速度大小为b，加速度大小为 B. 阴影部分的面积表示物体在时间内通过的位移 C. 物体在时刻回到出发点 D. 物体时刻速度方向发生改变 5. 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，电磁弹射系统是福建舰的核心装备之一，在测试电磁弹射系统时，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，A、B为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则关于配重小车1和小车2说法正确的是（　　） A. 落水瞬间速度大小 B. 在空中运动过程中速度变化量 C. 落水瞬间重力的瞬时功率 D. 在空中运动过程中重力的平均功率 6. 一个足够长的绝缘半圆柱体固定在水平面上，整个空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处的磁感应强度大小均为B，一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在半圆柱体底端静止，其截面如图所示。在导体棒A中通入方向垂直于纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A受到半圆柱体的摩擦力是导体棒A对半圆柱体的压力的k倍。在导体棒A从底端缓慢滑动到顶端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当时，导体棒A中的电流先变大再变小 B. 当时，导体棒A所受的支持力与安培力合力先变大再变小 C. 当时，导体棒A所受重力与安培力的合力一直变大 D. 当时，导体棒A所受安培力一直变大 7. 足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动。某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q机械能一直减小 8. 我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，距离地面的高度约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（　　） A. 虽然宇航员在空间站中漂浮，但仍受到地球的引力 B. 空间站绕地球运动的角速度大小约为 C. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍 D. 地球的平均密度约为 9. 如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由锌和铝（其极限频率分别为和）制成。现用频率为的激光持续照射两板内表面，则（　　） A. 稳定后锌板带负电，铝板带正电 B. 电容器最终带电量Q正比于 C. 保持入射激光频率不变，增大入射激光的强度，板间电压将增大 D. 改用频率为的激光照射，板间电压将增大 10. 碳是碳的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳与碳原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道，该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 加速电压为时，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心 B. 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上 C. 若碳原子核全部打在内圆环上，则碳原子核在磁场中运动的最短时间为 D. 碳原子核能打到底片上的电压范围是 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。 （1）关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是（　　） A. 必须用天平测出重锤的质量方可实验 B. 先接通电源，后释放纸带 C. 将打点计时器接到8V直流电源上 D. 也可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小 （2）如图乙所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E，测量出点B距运动起始点O的距离x0，点B、C间的距离为x1，点C、D间的距离为x2，若相邻两点的打点时间间隔为T，假设重锤质量为m，根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的重力势能减少量ΔEp = _______，动能增加量ΔEk=_______；在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是_______。 12. 动画片《哪吒2》巧妙地融入了科学知识，如“敖丙”把河水变为冰，限制了“申正道”变身电流后身体能瞬间传导到任何位置的技能。为证实其科学性，某学校科学探究小组取松花江水设计实验，探究温度、长度对淡水冰柱的电阻的影响。将温度探头和测量传感装置冻结至圆柱形冰桶中，传感装置通过冰介质与直流电源E（内阻不计）、多路开关、定值电阻R、电压表构成回路，等效测量电路原理如图甲所示。（操作中每次测量时通电时间很短） （1）如果将触点O与接入电路的触点间的介质冰看作等效电阻，电压表示数为U，则_______（用E、U、R表示）； （2）图乙是把固定触点O和5接入电路，多次试验的抽样数据，得出电阻与温度的关系，由图乙可知，冰柱在降温过程中，其电阻随温度降低而_______（填“增大”、“不变”、“减小”）； （3）冰温保持在基本不变，测量不同电源对应连接O与1~5各触点间电压表的示数，记录在表格中，分析表格中数据可以得出：随长度l的增大，冰的等效电阻_______（填“增大”、“不变”或“减小”）；冰柱的电阻_______（填“遵循”或“不遵循”）导体的电阻计算公式，其中冰柱的电阻率和横截面面积S为常数。 1（5cm） 2（10cm） 3（15cm） 4（20cm） 5（25cm） 5 1.26 1.23 1.21 1.13 1.06 6 1.54 151 1.50 1.42 1.33 8 2.10 2.09 2.06 2.00 1.89 9 2.35 2.33 2.34 2.27 2.14 （4）结合图乙和表格，可得出定值电阻R的阻值最接近_______。 A. 10MΩ B. 20MΩ C. 30MΩ D. 40MΩ 13. 某校物理实验小组用镀有反射膜的三棱镜进行实验，如图，棱镜截面为直角三角形ABC，其中，AB长为，AC镀有反射膜。一单色激光与AB成37°角从真空射向AB边的中点D，折射后垂直入射到反射膜并沿原路返回在D点射出三棱镜。已知真空中光速，。求： （1）三棱镜对该单色激光的折射率n； （2）不考虑激光在AB内表面的反射，该单色激光在棱镜中的传播时间 t。 14. 如图所示，一足够长的固定斜面与水平方向夹角为，质量的物块B在斜面上恰好不下滑，质量为的光滑物块A沿斜面下滑，以速度与B碰撞。A与B视为质点，碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）第一次碰撞后A和B的瞬时速度的大小； （2）第一次碰撞结束后，经过多长时间发生第二次碰撞及第二次碰撞前瞬间A速度的大小。 15. 如图所示，圆弧导轨与水平导轨平滑相连，其末端GH处通过绝缘物质与倾斜金属导轨平滑连接，所有导轨间距均为，倾斜导轨与水平方向夹角为θ，倾斜导轨足够远处连接有电感为L的电感线圈。CD与EF间的导轨粗糙，宽度为d，其他导轨均可视为光滑。矩形ABCD区域、EFGH区域与倾斜导轨区域均存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。金属棒b静止在EFGH区域，金属棒a在圆弧导轨上与水平导轨间高度差为h的位置由静止释放，最终恰好停在EF边界处，此时金属棒b恰能从GH处滑入倾斜导轨。金属棒a与CD、EF间的粗糙导轨的动摩擦因数为μ，金属棒a的电阻为R，金属导轨与金属棒b的电阻均不计，金属棒a、b的质量均为m，长度均为，重力加速度取g。求： （1）在金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小与金属棒b的加速度大小； （2）金属棒a在离开ABCD区域后产生的焦耳热Q； （3）金属棒b能沿倾斜导轨向下滑行的最大距离。（已知自感线圈的自感电动势，其自身的电阻为零） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年东北三省四市教研联合体高考模拟考试（二） 物理 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2025年春晚创意融合舞蹈《秧BOT》节目中，人形机器人跳起了秧歌舞，转起了手绢，如图，当手绢在机器人手中转动时，手绢面上P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 角速度大小相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 相同时间内路程相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．手绢上的、两点属于同轴转动，所以两点的角速度大小相同，A正确； B．由 可知角速度大小相同时，转动半径越大，线速度大小也越大，所以，B错误； C．由 可知角速度大小相同时，转动半径越大，向心加速度也越大，所以，C错误； D．两点角速度大小相等，所以相同时间内转过的角度相同，转动半径越大则相同时间内的路程也越大，即，D错误。 故选A。 2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。关于这列波，下列说法正确的是（　　） A. 波长 B. 周期一定为 C. 频率可能为 D. 波速可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，波长为8cm，故A错误； BCD．简谐横波沿x轴负方向传播，根据波的平移知识，则有 可得 当n=0时，可得周期为 则频率 波速为 当n=1时，可得周期为 则频率为 波速为 由上分析可知频率不可能为2Hz，故BC错误，D正确。 故选D。 3. 利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 太空授课失重环境下的“液桥”现象（图a）说明表面张力方向与液体表面垂直 B. 铌包头矿是富含的硅酸盐矿物（图b），由微观结构可知该物质有固定的熔点 C. 悬浮在液体中的微粒越大（图c），单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D. “饮水小鸭”（图d）“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 【答案】B 【解析】 【详解】A．表面张力的方向实际上是沿着液体表面的切线方向，而不是垂直于液体表面，A错误； B．硅酸盐矿物通常具有固定的熔点，因为它们是晶体结构，晶体物质有固定熔点，B正确； C．布朗运动的明显程度与微粒的大小和温度有关，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，C错误； D．“饮水小鸭”实际上是通过蒸发和冷凝的物理过程来工作的，虽然看似不需要外界能量，但实际上它依赖于环境中的温度变化和水的蒸发，D错误。 故选B。 4. 某中学物理兴趣小组研究某物体做匀变速直线运动的图像，是平均速度，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 物体的初速度大小为b，加速度大小为 B. 阴影部分的面积表示物体在时间内通过的位移 C. 物体在时刻回到出发点 D. 物体在时刻速度方向发生改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体做匀变速运动，根据运动学公式有 整理得 可知图像的斜率为 纵截距为 所以物体的加速度大小为，故A错误； B．初速度为b，根据速度时间关系式 代入数据得在时的速度为0，则为时间内的平均速度，所以时间内物体的位移为 故B错误； CD．物体的加速度大小为 初速度为b，则有 将代入得 即物体在时刻回到出发点，由此可知在t0时刻之前速度方向已发生改变，故C正确，D错误。 故选C。 5. 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，电磁弹射系统是福建舰的核心装备之一，在测试电磁弹射系统时，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，A、B为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则关于配重小车1和小车2说法正确的是（　　） A 落水瞬间速度大小 B. 在空中运动过程中速度变化量 C. 落水瞬间重力的瞬时功率 D. 在空中运动过程中重力的平均功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．配重小车离开甲板后做平抛运动，二者下落高度相等，根据 可知，二者下落时间相等； 由竖直方向分速度 可知 水平分运动为匀速运动，根据及得 由矢量运算法则可得 故A错误； B．根据速度变化量公式 因二者下落时间相等，故二者在空中运动过程中速度变化量，故B正确； D．下落高度相等重力做功相等，又下落时间相等，由及 易知在空中运动过程中二者重力的平均功率相等， 故D错误； C．落水瞬间重力的瞬时功率为，而，二者质量相等，所以落水瞬间二者重力的瞬时功率相等， 故C错误； 故选B。 6. 一个足够长的绝缘半圆柱体固定在水平面上，整个空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处的磁感应强度大小均为B，一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在半圆柱体底端静止，其截面如图所示。在导体棒A中通入方向垂直于纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A受到半圆柱体的摩擦力是导体棒A对半圆柱体的压力的k倍。在导体棒A从底端缓慢滑动到顶端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当时，导体棒A中的电流先变大再变小 B. 当时，导体棒A所受的支持力与安培力合力先变大再变小 C. 当时，导体棒A所受重力与安培力的合力一直变大 D. 当时，导体棒A所受安培力一直变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当时，根据左手定则确定安培力的方向，导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示 根据平衡条件可得 因为逐渐变大，所以逐渐减小，根据 可得，导体棒A中的电流变小；根据平衡条件可知，导体棒A所受的支持力与安培力合力始终与重力等大反向，保持不变，故AB错误； CD．当时，导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示 其中 则与的合力与的夹角保持不变，设为，则 设与的合力为，则导体棒的受力情况可表示为如图所示 根据几何关系可知， 根据拉密原理可得 随着逐渐增大的过程，不变，先增大后减小，增大，所以安培力先增大后减小，增大。根据平衡条件可知，导体棒A所受重力与安培力的合力与等大反向，所以也一直增大，故C正确，D错误。 故选C。 7. 足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动。某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q的机械能一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动，此时两小滑块间的电场力大小为 撤去推力F时P的加速度大小为 撤去推力后，P的加速度大小为 Q的加速度大小为 则 P、Q都向上做减速运动，由于P的加速度大，P、Q间距离增大，电场力减小，P的加速度减小，当P的速度减为零前，P的加速度小于，故A正确； B．由于P减速的加速度比Q大，所以P的速度大小均小于同一时刻Q的速度大小，故B错误； C．由于P减速的加速度比Q大，P的速度减为零前，Q一直做减速运动，Q的动能一直减小，故C错误； D．P的速度减为零前，电场力对Q一直做正功，所以Q的机械能一直增大，故D错误。 故选A。 8. 我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，距离地面的高度约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（　　） A. 虽然宇航员在空间站中漂浮，但仍受到地球的引力 B. 空间站绕地球运动的角速度大小约为 C. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍 D. 地球的平均密度约为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供做匀速圆周运动的向心力，故A正确； B．根据角速度定义，可知空间站绕地球运动的角速度大小约为 故B错误； C．设空间站的质量为m，地球质量为M，对空间站，根据万有引力提供向心力，有 由黄金代换式 可知地表的重力加速度为 联立解得 故C正确； D．对空间站，根据万有引力提供向心力，有 地球密度 联立解得 故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由锌和铝（其极限频率分别为和）制成。现用频率为的激光持续照射两板内表面，则（　　） A. 稳定后锌板带负电，铝板带正电 B. 电容器最终带电量Q正比于 C. 保持入射激光频率不变，增大入射激光的强度，板间电压将增大 D. 改用频率为的激光照射，板间电压将增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，激光只能使锌金属板发生光电效应，锌板失去电子成为平行板电容器的正极板，光电子运动到铝金属板上后使铝板成为电容器的负极板，故 A 错误； B．根据光电效应方程有 又 光电子不断从锌金属板中飞出到达铝金属板上，两金属板间电压逐渐增大，且使光电子做减速运动，当电压增大到一定程度，光电子不能到铝金属板，即到达铝金属板时速度恰好减小到零，此时两极板间的电压为U，极板的带电量最大为Q 由功能关系得 平行板电容器的电容 又 联立可得 S、d为已知量，为常数，故得电容器最终带电量，故B正确； CD．由以上分析可得 可见，两平行金属板间电压与入射激光的强度无关，在能够发生光电效应的情况下，只取决于入射光的频率，若改用频率为的激光照射，板间电压将增大为，故C错误，D正确； 故选BD。 10. 碳是碳的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳与碳原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道，该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 加速电压为时，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心 B. 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上 C. 若碳原子核全部打在内圆环上，则碳原子核在磁场中运动的最短时间为 D. 碳原子核能打到底片上的电压范围是 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对原子核，设经过加速电压时速度为v，则有 在磁场中圆周运动半径 联立解得 因为碳的比荷比碳的小，所以圆周运动半径比的大，故碳原子核所击中的位置比碳原子核更远离圆心，故A错误； B．题意知加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，即有 若碳原子核全部打在内圆环上，则最小圆周运动半径为，最小圆周运动半径为，即有 联立解得 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上，故B正确； C．粒子打在内圆环上，轨迹与内圆环交于C点，如图 当MC⊥CO时，圆弧MC对应的圆心角θ最小，用时最短，几何关系可知最小圆心角 则最短时间为 联立解得 故C错误； D．若碳原子核全部打在内圆环上，则最小圆周运动半径为，最小圆周运动半径为，即有 因为碳原子核的比荷时碳原子核的，联立以上可得 碳原子核能打到底片上的电压范围是。 故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。 （1）关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是（　　） A. 必须用天平测出重锤的质量方可实验 B. 先接通电源，后释放纸带 C. 将打点计时器接到8V直流电源上 D. 也可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小 （2）如图乙所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E，测量出点B距运动起始点O的距离x0，点B、C间的距离为x1，点C、D间的距离为x2，若相邻两点的打点时间间隔为T，假设重锤质量为m，根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的重力势能减少量ΔEp = _______，动能增加量ΔEk=_______；在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是_______。 【答案】（1）B （2） ①. mg(x0+x1) ②. ③. 重锤下落过程中受到空气阻力 【解析】 【小问1详解】 A．不必用天平测出重锤的质量，A错误； B．先接通电源，后释放纸带，B正确； C．将打点计时器接到8V交流电源上，C错误； D．不可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小，只能用纸带计算速度，D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1] 重锤的重力势能减少量为 [2] 动能增加量为 ，又因为 ，解得 [3] 在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到空气阻力。 12. 动画片《哪吒2》巧妙地融入了科学知识，如“敖丙”把河水变为冰，限制了“申正道”变身电流后身体能瞬间传导到任何位置技能。为证实其科学性，某学校科学探究小组取松花江水设计实验，探究温度、长度对淡水冰柱的电阻的影响。将温度探头和测量传感装置冻结至圆柱形冰桶中，传感装置通过冰介质与直流电源E（内阻不计）、多路开关、定值电阻R、电压表构成回路，等效测量电路原理如图甲所示。（操作中每次测量时通电时间很短） （1）如果将触点O与接入电路的触点间的介质冰看作等效电阻，电压表示数为U，则_______（用E、U、R表示）； （2）图乙是把固定触点O和5接入电路，多次试验的抽样数据，得出电阻与温度的关系，由图乙可知，冰柱在降温过程中，其电阻随温度降低而_______（填“增大”、“不变”、“减小”）； （3）冰温保持在基本不变，测量不同电源对应连接O与1~5各触点间电压表的示数，记录在表格中，分析表格中数据可以得出：随长度l的增大，冰的等效电阻_______（填“增大”、“不变”或“减小”）；冰柱的电阻_______（填“遵循”或“不遵循”）导体的电阻计算公式，其中冰柱的电阻率和横截面面积S为常数。 1（5cm） 2（10cm） 3（15cm） 4（20cm） 5（25cm） 5 1.26 1.23 1.21 1.13 1.06 6 1.54 1.51 1.50 1.42 1.33 8 2.10 2.09 2.06 2.00 1.89 9 2.35 2.33 2.34 2.27 2.14 （4）结合图乙和表格，可得出定值电阻R的阻值最接近_______。 A. 10MΩ B. 20MΩ C. 30MΩ D. 40MΩ 【答案】（1） （2）增大 （3） ①. 增大 ②. 不遵循 （4）B 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆定律，有 【小问2详解】 由图乙可知，冰柱在降温过程中，其电阻随温度降低而增大； 【小问3详解】 [1]由表格数据可知，随着长度的增大，电压表示数减小，冰柱的电压在增大，冰柱的等效电阻增大； [2]当电源选为5V时，冰柱长为L1=5cm，电压为 根据欧姆定律有 冰柱长为L2=10cm，电压为 根据欧姆定律有 冰柱长为L4=20cm，电压为 根据欧姆定律有 由此可知， 因为冰柱的电阻率和横截面面积S为常数，即冰柱的长度与电阻不成正比，所以冰柱的电阻不遵循导体的电阻计算公式。 【小问4详解】 图乙是把固定触点O和5接入电路，冰柱的阻值约为，电源选为5V时，触点O和5接入电路，电压为 根据欧姆定律有 解得 故选B。 13. 某校物理实验小组用镀有反射膜的三棱镜进行实验，如图，棱镜截面为直角三角形ABC，其中，AB长为，AC镀有反射膜。一单色激光与AB成37°角从真空射向AB边的中点D，折射后垂直入射到反射膜并沿原路返回在D点射出三棱镜。已知真空中光速，。求： （1）三棱镜对该单色激光的折射率n； （2）不考虑激光在AB内表面的反射，该单色激光在棱镜中的传播时间 t。 【答案】（1）1.6 （2）1.6×10-10s 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示 由图可知，入射角，折射角为 根据折射定律得 【小问2详解】 该单色光在玻璃中的传播速度为 单色激光在棱镜中的传播时间为 14. 如图所示，一足够长的固定斜面与水平方向夹角为，质量的物块B在斜面上恰好不下滑，质量为的光滑物块A沿斜面下滑，以速度与B碰撞。A与B视为质点，碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）第一次碰撞后A和B的瞬时速度的大小； （2）第一次碰撞结束后，经过多长时间发生第二次碰撞及第二次碰撞前瞬间A速度的大小。 【答案】（1）2.4m/s，6.4m/s （2）10.4m/s 【解析】 【小问1详解】 根据动量守恒定律得 ，根据机械能守恒定律得，解得 ，方向沿斜面向下，，方向沿斜面向下 【小问2详解】 碰撞后物块A匀加速下滑，根据牛顿第二定律得 ，解得 ；物块B做匀速运动，根据运动学公式得 ，解得 ； 第二次碰撞前瞬间A速度为 ，方向沿斜面向下。 15. 如图所示，圆弧导轨与水平导轨平滑相连，其末端GH处通过绝缘物质与倾斜金属导轨平滑连接，所有导轨间距均为，倾斜导轨与水平方向夹角为θ，倾斜导轨足够远处连接有电感为L的电感线圈。CD与EF间的导轨粗糙，宽度为d，其他导轨均可视为光滑。矩形ABCD区域、EFGH区域与倾斜导轨区域均存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。金属棒b静止在EFGH区域，金属棒a在圆弧导轨上与水平导轨间高度差为h的位置由静止释放，最终恰好停在EF边界处，此时金属棒b恰能从GH处滑入倾斜导轨。金属棒a与CD、EF间的粗糙导轨的动摩擦因数为μ，金属棒a的电阻为R，金属导轨与金属棒b的电阻均不计，金属棒a、b的质量均为m，长度均为，重力加速度取g。求： （1）在金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小与金属棒b的加速度大小； （2）金属棒a在离开ABCD区域后产生的焦耳热Q； （3）金属棒b能沿倾斜导轨向下滑行的最大距离。（已知自感线圈的自感电动势，其自身的电阻为零） 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 a棒从圆弧轨道滑下，由机械能守恒的 解得金属棒a刚进入磁场瞬间，金属棒a的速度大小为 a棒进入磁场瞬间，产生电动势和电流分别为， 所以b棒所受的安培力为 由牛顿第二定律得 解得金属棒b的加速度大小 【小问2详解】 设金属棒a离开磁场ABCD区域时的速度为，此时金属棒b的速度为，金属棒a在CD、EF间做匀减速运动，可得 金属棒a穿越磁场ABCD区域中，a和b组成的系统满足动量守恒，则有 解得 此后，由能量关系可知，克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热，金属棒b此时的动能将全部转化为金属棒a的焦耳热，则有 【小问3详解】 金属棒b恰能滑入斜轨，则在斜轨上初速度为0开始下滑，因为b棒与线圈组成的回路，直流电阻为零，所以必须满足 可得 所以棒开始运动后棒上电流与棒的位移成正比，则有 所以棒的运动方程为 可知金属棒做简谐运动，平衡位置时， 即 由简谐运动对称性可知，下滑最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$