2025届山东省日照市高三下学期校际联合考试（二模）物理试题

2022级高三校际联合考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置． 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。 4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括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．考古学家发现一块距今约28650年的古榆木，经测量其中碳14含量是现代榆木的。已知放射性物质衰变遵循公式（为经过时间后剩余的物质质量，为初始物质质量，为半衰期），由此判断下列说法正确的是（ ） A. 碳14的半衰期约为7162年 B. 升高温度可以减小碳14的半衰期 C. 增大压强可以减小碳14的半衰期 D. 碳14酸钡（）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 2．某运动员将铅球斜向上推出后，球的运动过程如图所示，不计空气阻力。铅球在空中运动过程中的加速度大小、速度大小、重力的瞬时功率和机械能随运动时间的变化关系，正确的是（ ） 3．为了研究光的干涉现象，某同学将弓形玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上（玻璃柱体上表面水平），如同甲所示，用波长为的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙中的点观察到亮条纹。下列说法正确的是（ ） A. 从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹 B. 若将玻璃柱体向上移动距离 ，点再次出现亮条纹 C. 若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则点亮条纹可能消失 D. 若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽 4．如图所示，一个内壁光滑的绝缘圆形轨道竖直固定在水平地面上，圆心为，直径水平。小球固定在点，小球从点由静止释放，经过最低点后到达点时速度为零，经过点时速度最大（、点均未画出）。两小球均带负电且可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 小球从到的过程中，重力与库仑力的合力一直增大 B. 点在点左侧 C. 小球从到的过程中，电势能一直减少 D. 小球从到的过程中，动能的减少量等于电势能增加量 5．如图甲所示，为一小女孩在水泥管内踢球的情境，整个过程可简化为图乙。固定的竖直圆形轨道半径为，圆心为，轨道上的点和圆心点的连线与水平方向的夹角为。某次踢球时，小女孩把球从轨道最低点水平向左踢出，球在第一次经过点后恰好能通过最高点，当球第二次到达点时，恰好离开轨道并落入书包内，接球时书包与直径的水平距离为。已知球从点刚被踢出时的速度是经过点时速度的3倍，球的质量为，球与轨道间的动摩擦因数处处相等，重力加速度为，球可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 球从到和从到的过程中，摩擦力做功相等 B. 球从到的过程中，摩擦力做功为 C. 球第二次到达点的速度大小 D. 接球时书包离点的竖直高度为 6．如图所示，一根轻质细绳两端分别固定在等高的、两点，一灯笼用轻质光滑挂钩挂在细绳上，挂钩与细绳接触的点为。下列判断正确的是（ ） A. 无风时，将点缓慢竖直向上移动的过程中，细绳上的弹力逐渐增大 B. 无风时，将点缓慢竖直向上移动的过程中，逐渐减小 C. 若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，比无风时小 D. 若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，段的拉力大于段的拉力 7．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸静止在光滑水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸底之间的距离为。现用水平向右的恒力推动活塞，一段时间后，活塞与汽缸保持相对静止并一起向右运动，此时活塞与汽缸底之间的距离为。已知活塞的质量为，横截面积为，汽缸的质量为，大气压强为，环境温度恒定。下列判断正确的是（ ） A. 活塞相对汽缸静止前，汽缸内封闭气体压缩的过程为等压变化 B. 活塞相对汽缸静止时，汽缸内气体的压强为 C. 活塞相对汽缸静止前，恒力做的功转化为汽缸和活塞的动能 D. 恒力的大小为 8．如图所示，卫星、均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，某时刻卫星与地心连线和卫星与地心连线的夹角为。已知卫星为地球静止轨道卫星，卫星的周期约为。则从该时刻至两卫星第一次相距最远所需的时间约为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题包括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．甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上沿同一方向行驶。当甲车在乙车后方60m处时，甲车以的初速度做匀加速直线运动，加速度大小；乙车以的初速度做匀减速直线运动，加速度大小。当甲车追上乙车后，两车保持各自速度做匀速直线运动。判断下列说法正确的是（ ） A. 甲车追上乙车所需要的时间为16s B. 甲车追上乙车时，乙车的速度大小为8m/s C. 甲车追上乙车前，两车之间的最大距离为30m D. 甲车追上乙车后，两车之间的距离随时间变化的关系为 10．某实验小组模拟输电网供电装置如图所示，发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈、两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头调节，输电线路上的总电阻简化为定值电阻，用户端电阻为（ ），不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B. 若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C. 若仅将滑片向上滑动，则电阻消耗的功率增大 D. 若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 11．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速 。两列波在时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 甲波与乙波的频率之比为3:4 B. 时刻，处的质点沿轴正方向运动 C. 时刻开始，至少经0.25s的时间介质中才会出现位移为20cm的质点 D. 时刻，在质点坐标从 - 500cm到500cm的范围内，位移为 - 20cm的质点有5个 12．如图所示，在、的区域内存在电场强度大小、方向沿轴正方向的匀强电场；区域外存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个比荷的带正电粒子从电场区域中的点（，）由静止释放，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ） A. 若 ，粒子在该区域做周期性运动，运动的周期 B. 若 ，粒子在该区域做周期性运动，运动的周期为 C. 若 ，粒子可从边再次进入电场 D. 若，粒子可垂直边界进入电场 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13．用手机上的“磁传感器”能实时记录手机附近磁感应强度大小，现用手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等器材组装成如图甲所示装置测量重力加速度。实验步骤为： ①将手机正面朝上放在悬点正下方，把磁化小球往侧边拉开（最大摆角不超过5°）并用夹子夹住； ②打开夹子释放小球； ③运行软件记录磁感应强度的变化； ④改变摆线长，测量各次摆线长及相应周期 。 （1）测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为，单摆周期______ 。 （2）实验中得到多组摆线长及相应的周期后，作出图线，图线斜率为，纵轴截距为，由此得到当地重力加速度______ ，小球半径______（用、表示）。 14．某物理学习小组要测量某特殊电池的内阻（约为10V，约为65Ω ），已知该电池最大允许电流约为125mA。除电池、开关、导线外，还准备实验器材有： A. 电压表（量程0 - 3V，内阻约1kΩ） B. 电压表（量程0 - 15V，内阻约5kΩ） C. 电阻箱（阻值范围0 - 9999Ω） D. 四个不同规格保护电阻（额定电流足够大） 该小组选用合适器材设计了如图甲所示电路进行实验。 （1）保护电阻有以下四种规格，应选用（ ） A. 2Ω B. 20Ω C. 200Ω D. 2000Ω （2）该同学完成电路连接后，闭合开关，调节电阻箱阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为______V。 （3）改变电阻箱阻值，获得多组数据，作出如图丙所示图线，则该电池的内阻测量值测______Ω（保留两位有效数字）。 （4）由于电压表不是理想电压表，内阻测______（填“大于”、“小于”或“等于”）。 15．有一透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形，，，，边所在平面镀银。一细光束在截面内从边的中点以角度入射，折射光线平行于边，如图所示。第一次射到边时恰好发生全反射，最终从点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为 。 （1）请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图。 （2）求该透明材料的折射率和。 （3）求光在棱镜中的传播时间。 16．如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，质量的物体置于斜面上，一条轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点和物体，质量的物体与动滑轮连接。连接动滑轮两边的轻绳均竖直，物体与定滑轮间的轻绳和斜面平行，物体与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。初始时物体的下表面距地面的高度 ，物体到定滑轮的距离足够远。现将两个物体同时由静止释放，落地后不反弹。。 （1）在物体下落过程中，求轻绳的拉力大小和物体的加速度大小。 （2）求物体落地前瞬间的速度大小。 （3）求整个过程中物体沿着斜面向上运动的最大距离。 17．如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，窄轨、之间的距离，光滑的宽轨、之间的距离。窄轨以垂直于轨道的虚线为分界线，左侧粗糙，右侧光滑。窄轨左侧通过开关连接一电容的电容器（耐压值足够大）。宽轨和窄轨连接处有开关，宽轨左侧接有电阻。质量的金属棒静止在窄轨上，棒到的距离，与窄轨粗糙部分间的动摩擦因数；质量的金属棒静止在宽轨上。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现闭合，断开，给棒施加一与导轨平行、大小为的恒力 ，当其运动到时，撤去，同时断开，闭合。窄轨和宽轨足够长，棒始终在窄轨上运动，棒始终在宽轨上运动。两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，棒连入电路中的电阻，其余电阻均不计，重力加速度。求： （1）求恒力的作用时间。 （2）求棒从开始运动到匀速的过程中，通过棒的电荷量。 （3）求棒从开始运动到匀速的过程中，棒中产生的焦耳热。 18．如图所示，质量、足够长的木板静止在光滑水平地面上，质量的滑块（可视为质点）静止在木板的左端，滑块与木板间的动摩擦因数。距木板的右端处有一固定挡板。长度的细绳一端固定在点，另一端连接质量的小球。将细绳拉直且与水平方向成角时，无初速度释放小球，当小球运动到最低点时恰好与滑块发生弹性碰撞，碰后滑块沿木板运动，重力加速度。 (1)求细绳绷紧后瞬间小球的速度大小以及小球运动到最低点时的速度大小。 (2)若木板与挡板发生弹性碰撞，求木板从开始运动到与挡板发生第2次碰撞的时间。 (3)若木板与挡板发生非弹性碰撞，当木板与挡板发生第次碰撞时，碰后瞬间的速度大小与第一次碰撞前瞬间的速度大小满足关系式，在木板停止运动前，滑块都不会和木板共速。木板从开始运动到与挡板发生第次碰撞时，求： ①求滑块运动的位移。 ②求滑块和木板因摩擦产生的热量。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022级高三校际联合考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置． 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。 4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括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．考古学家发现一块距今约28650年的古榆木，经测量其中碳14含量是现代榆木的。已知放射性物质衰变遵循公式（为经过时间后剩余的物质质量，为初始物质质量，为半衰期），由此判断下列说法正确的是（ ） A. 碳14的半衰期约为7162年 B. 升高温度可以减小碳14的半衰期 C. 增大压强可以减小碳14的半衰期 D. 碳14酸钡（）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 答案：D 解析：根据半衰期公式（是剩余质量，是初始质量，是经历时间，是半衰期），已知，年，所以半衰期年，A错误。半衰期由原子核内部自身因素决定，与温度、压强以及物质的状态等外界因素无关，所以升高温度、增大压强都不会改变碳14的半衰期，碳14酸钡中的碳14与单质碳14的半衰期相同，B、C错误，D正确。 2．某运动员将铅球斜向上推出后，球的运动过程如图所示，不计空气阻力。铅球在空中运动过程中的加速度大小、速度大小、重力的瞬时功率和机械能随运动时间的变化关系，正确的是（ ） 答案：C 解析：不计空气阻力，铅球在空中只受重力，加速度，保持不变，A错误。铅球斜向上抛出，竖直方向速度先减小后增大，成一次函数，合速度先减小后增大，不是一次函数，B错误。重力的瞬时功率（是竖直方向速度），竖直方向先减速后加速，成一次函数，所以重力瞬时功率先减小后增大，成一次函数，C正确。整个过程只有重力做功，机械能守恒，保持不变，D错误。 3．为了研究光的干涉现象，某同学将弓形玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上（玻璃柱体上表面水平），如同甲所示，用波长为的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙中的点观察到亮条纹。下列说法正确的是（ ） A. 从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹 B. 若将玻璃柱体向上移动距离 ，点再次出现亮条纹 C. 若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则点亮条纹可能消失 D. 若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽 答案：B 解析：将弓形玻璃柱体放在标准平板玻璃上，形成空气薄膜，从上面看是等厚干涉条纹，为外密内疏的明暗相间的平行直状条纹，A错误。当光程差变化（）时出现亮条纹，将玻璃柱体向上移动距离，光程差变化，点再次出现亮条纹，B正确。更换形状相同、折射率更小的玻璃柱体，空气薄膜厚度变化情况不变，平行直状条纹不变，点亮条纹不会消失，C错误。根据（是条纹间距），紫色光波长比红光短，所以用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变窄，D错误。 4．如图所示，一个内壁光滑的绝缘圆形轨道竖直固定在水平地面上，圆心为，直径水平。小球固定在点，小球从点由静止释放，经过最低点后到达点时速度为零，经过点时速度最大（、点均未画出）。两小球均带负电且可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 小球从到的过程中，重力与库仑力的合力一直增大 B. 点在点左侧 C. 小球从到的过程中，电势能一直减少 D. 小球从到的过程中，动能的减少量等于电势能增加量 答案：A 解析：小球从到的过程中，两球距离减小，库仑力增大，且库仑力与重力夹角逐渐减小，根据平行四边形定则，重力与库仑力的合力一直增大，A正确。小球速度最大时，合力沿切线方向的分力为，在点右侧合力沿切线方向向下，在点左侧合力沿切线方向向上，所以点在点右侧，B错误。从到的过程中，库仑力做负功，电势能增大，C错误。从到的过程中，动能的减少量等于重力势能增加量与电势能增加量之和，D错误。 5．如图甲所示，为一小女孩在水泥管内踢球的情境，整个过程可简化为图乙。固定的竖直圆形轨道半径为，圆心为，轨道上的点和圆心点的连线与水平方向的夹角为。某次踢球时，小女孩把球从轨道最低点水平向左踢出，球在第一次经过点后恰好能通过最高点，当球第二次到达点时，恰好离开轨道并落入书包内，接球时书包与直径的水平距离为。已知球从点刚被踢出时的速度是经过点时速度的3倍，球的质量为，球与轨道间的动摩擦因数处处相等，重力加速度为，球可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 球从到和从到的过程中，摩擦力做功相等 B. 球从到的过程中，摩擦力做功为 C. 球第二次到达点的速度大小 D. 接球时书包离点的竖直高度为 答案：C 解析：球从到过程速度大于从到过程速度，根据（是正压力），速度大时向心力大，轨道对球的支持力大，摩擦力大，且路程相同，所以球从到过程摩擦力做功大于从到过程，A错误。设球在点速度为，从点刚被踢出时速度，球恰好通过最高点，，，，从到根据动能定理，解得，B错误。球第二次到达点时，恰好离开轨道，此时，解得，C正确。球离开点后做斜上抛运动，水平方向，竖直方向，已知接球时书包与直径的水平距离为，，，可求出，进而求出竖直位移，接球时书包离点的竖直高度为，D错误。 6．如图所示，一根轻质细绳两端分别固定在等高的、两点，一灯笼用轻质光滑挂钩挂在细绳上，挂钩与细绳接触的点为。下列判断正确的是（ ） A. 无风时，将点缓慢竖直向上移动的过程中，细绳上的弹力逐渐增大 B. 无风时，将点缓慢竖直向上移动的过程中，逐渐减小 C. 若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，比无风时小 D. 若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，段的拉力大于段的拉力 答案：C 解析：本题是晾衣绳模型，无风时，灯笼受重力和细绳拉力，两拉力大小相等，设绳长为，两悬挂点间距为，根据几何关系（是细绳拉力），，将点缓慢竖直向上移动，不变，不变，不变，不变，细绳上的弹力不变，A、B错误。若灯笼受到水平向右的恒定风力，将重力和风力合成，合力方向与竖直方向有夹角，合力类比于重力，相当于d变小，此时比无风时小，C正确。根据平衡条件，段和段拉力的合力与重力和风力的合力平衡，段和段拉力大小相等，D错误。 7．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸静止在光滑水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸底之间的距离为。现用水平向右的恒力推动活塞，一段时间后，活塞与汽缸保持相对静止并一起向右运动，此时活塞与汽缸底之间的距离为。已知活塞的质量为，横截面积为，汽缸的质量为，大气压强为，环境温度恒定。下列判断正确的是（ ） A. 活塞相对汽缸静止前，汽缸内封闭气体压缩的过程为等压变化 B. 活塞相对汽缸静止时，汽缸内气体的压强为 C. 活塞相对汽缸静止前，恒力做的功转化为汽缸和活塞的动能 D. 恒力的大小为 答案：D 解析：活塞相对汽缸静止前，气体体积减小，温度不变，压强增大，不是等压变化，A错误。活塞相对汽缸静止时，对活塞和汽缸整体，根据牛顿第二定律，对活塞，，且，，根据玻意耳定律，可解得，B错误。根据热力学第一定律，体积减小为正，温度不变，为负，放出热量，活塞相对汽缸静止前，恒力做的功转化为汽缸和活塞的动能以及气体的放出得热量（内能），C错误。由前面计算可得，D正确。 8．如图所示，卫星、均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，某时刻卫星与地心连线和卫星与地心连线的夹角为。已知卫星为地球静止轨道卫星，卫星的周期约为。则从该时刻至两卫星第一次相距最远所需的时间约为（ ） A. B. C. D. 答案：A 解析：卫星为地球静止轨道卫星，周期，卫星的周期。从该时刻至两卫星第一次相距最远，即卫星比卫星多转（弧度），根据（是角速度），，，代入，，解得，A正确。 二、多项选择题：本题包括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．甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上沿同一方向行驶。当甲车在乙车后方60m处时，甲车以的初速度做匀加速直线运动，加速度大小；乙车以的初速度做匀减速直线运动，加速度大小。当甲车追上乙车后，两车保持各自速度做匀速直线运动。判断下列说法正确的是（ ） A. 甲车追上乙车所需要的时间为16s B. 甲车追上乙车时，乙车的速度大小为8m/s C. 甲车追上乙车前，两车之间的最大距离为30m D. 甲车追上乙车后，两车之间的距离随时间变化的关系为 答案：BD 解析：设甲车追上乙车所需时间为，根据位移关系甲甲乙乙，将甲，甲 ，乙，乙代入可得：，整理得，解得或（舍去），A错误。甲车追上乙车时，乙车的速度乙乙，B正确。当两车速度相等时距离最大，甲甲乙乙，即，解得 ，此时两车之间的最大距离乙乙甲甲，代入数据得，C错误。甲车追上乙车后，甲车速度甲甲甲，乙车速度乙，两车之间的距离随时间变化的关系为甲乙，D正确。 10．某实验小组模拟输电网供电装置如图所示，发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传输给用户。电阻并联在升压变压器原线圈、两端，降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头调节，输电线路上的总电阻简化为定值电阻，用户端电阻为（ ），不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 若的阻值增大，则用户端电阻消耗的功率减小 B. 若在用户端再并联一个电阻，则上消耗的功率增大 C. 若仅将滑片向上滑动，则电阻消耗的功率增大 D. 若用户端电阻增大，则用户端消耗的功率先增大后减小 答案：BC 解析：阻值增大，升压变压器原线圈电压不变，匝数比不变，副线圈电压不变，输电线上电流线不变，用户端电阻两端电压不变，消耗的功率不变，A错误。在用户端再并联一个电阻，总电阻减小，输电线上电流增大，上消耗的功率线增大，B正确。仅将滑片向上滑动，降压变压器副线圈匝数增多，副线圈电压增大，输电线上电流增大，消耗的功率增大，C正确。，把升压变压器等效外电阻，线路电阻等效电源内阻，，用户端电阻增大，，由电源输出功率图像知识可知，用户端消耗的功率一直减小，D错误。 11．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速 。两列波在时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 甲波与乙波的频率之比为3:4 B. 时刻，处的质点沿轴正方向运动 C. 时刻开始，至少经0.25s的时间介质中才会出现位移为20cm的质点 D. 时刻，在质点坐标从 - 500cm到500cm的范围内，位移为 - 20cm的质点有5个 答案：BC 解析：由图可知甲波波长甲，乙波波长乙，根据（为波速，为波长，为频率），波速相同，则频率之比甲乙乙甲，A错误。根据“上坡下，下坡上”判断，时刻，处质点有乙波引起得振动沿轴正方向运动 ，甲波引起得振动速度为0，两波叠加后振动沿轴正方向运动B正确。峰峰相遇时，质点位移为，甲在波处波峰，乙波在处波峰相距最近，当两列波的波峰同时到达处时，时间最短，介质中出现位移为的质点，甲波，或者乙波，至少经，C正确。谷谷相遇位置满足，即，解得n=3，谷谷相遇位置最小距离为240m， 时刻，在质点坐标从到的范围内，谷谷相遇位置有，所以位移为的质点有个，D错误。 12．如图所示，在、的区域内存在电场强度大小、方向沿轴正方向的匀强电场；区域外存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个比荷的带正电粒子从电场区域中的点（，）由静止释放，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ） A. 若 ，粒子在该区域做周期性运动，运动的周期 B. 若 ，粒子在该区域做周期性运动，运动的周期为 C. 若 ，粒子可从边再次进入电场 D. 若，粒子可垂直边界进入电场 答案：ACD 解析：若，粒子在电场中加速，根据动能定理（为在电场中加速的位移），可得，在电场中加速时间加s（为在电场中的加速度，），进入磁场做匀速圆周运动，，，圆心在M点，，在磁场中运动时间磁磁，再次垂直电场线第二次进入电场，做类平抛运动，时间与在电场中加速时间相同，恰好运动到N点，速度，方向与水平方向，第二次进入磁场，，经过，到达M点，第三次进入电场，做类平抛逆过程，跟第二次进入电场对称，从ON中点进入第三次进入磁场，与第一次进入磁场轨迹对称，从NM中点第四次进入电场，减速到A点，以后粒子在该区域做周期性运动，运动的周期加磁，A正确，B错误。若，粒子在电场中加速后进入磁场，根据几何关系可知粒子可从边再次进入电场，C正确。若粒子垂直边界进入电场，根据几何关系，及在电场中加速、磁场中运动规律可得，D正确。 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13．用手机上的“磁传感器”能实时记录手机附近磁感应强度大小，现用手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等器材组装成如图甲所示装置测量重力加速度。实验步骤为： ①将手机正面朝上放在悬点正下方，把磁化小球往侧边拉开（最大摆角不超过5°）并用夹子夹住； ②打开夹子释放小球； ③运行软件记录磁感应强度的变化； ④改变摆线长，测量各次摆线长及相应周期 。 （1）测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为，单摆周期______ 。 （2）实验中得到多组摆线长及相应的周期后，作出图线，图线斜率为，纵轴截距为，由此得到当地重力加速度______ ，小球半径______（用、表示）。 答案：(1)；(2) ； 解析：(1)单摆完成一次全振动，磁感应强度出现一次最大值。第1次到第10次磁感应强度最大值，期间经历了9次全振动，总时间为，根据单摆周期定义，周期。 (2)根据单摆周期公式，两边平方可得。在图像中，其函数表达式符合一次函数的形式，其中斜率，则；纵轴截距，将代入可得 。 14．某物理学习小组要测量某特殊电池的内阻（约为10V，约为65Ω ），已知该电池最大允许电流约为125mA。除电池、开关、导线外，还准备实验器材有： A. 电压表（量程0 - 3V，内阻约1kΩ） B. 电压表（量程0 - 15V，内阻约5kΩ） C. 电阻箱（阻值范围0 - 9999Ω） D. 四个不同规格保护电阻（额定电流足够大） 该小组选用合适器材设计了如图甲所示电路进行实验。 （1）保护电阻有以下四种规格，应选用（ ） A. 2Ω B. 20Ω C. 200Ω D. 2000Ω （2）该同学完成电路连接后，闭合开关，调节电阻箱阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为______V。 （3）改变电阻箱阻值，获得多组数据，作出如图丙所示图线，则该电池的内阻测量值测______Ω（保留两位有效数字）。 （4）由于电压表不是理想电压表，内阻测______（填“大于”、“小于”或“等于”）。 答案：(1) B (2) 6.5 (3) 60（保留两位有效数字） (4)小于 解析：(1)该电池最大允许电流约为，为保护电路，当电阻箱阻值为时，电路中的电流不能超过最大允许电流。根据欧姆定律，约为，约为，若选A选项，则；若选B选项，，所以应选用的保护电阻，即B选项。 (2)由图乙可知，电压表量程为，分度值为，指针指在刻度线后第1小格处，所以读数为。 (3)根据闭合电路欧姆定律（为电源电动势，为电压表示数，为电阻箱阻值，为电源内阻），变形可得。在图像中，斜率，截距。由图丙读出斜率，结合电动势的估计值（约），可计算出电池内阻，经计算得测（保留两位有效数字）。 (4)由于电压表不是理想电压表，存在分流作用，使得通过电阻箱的电流测量值比真实值偏小。根据，测量值偏小，测量值不变，所以内阻测量值测小于真实值真。 15．有一透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形，，，，边所在平面镀银。一细光束在截面内从边的中点以角度入射，折射光线平行于边，如图所示。第一次射到边时恰好发生全反射，最终从点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为 。 （1）请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图。 （2）求该透明材料的折射率和。 （3）求光在棱镜中的传播时间。 解析：（1）光路图绘制：根据光的折射和反射定律，从边中点入射，折射光线平行于边，第一次射到边时恰好发生全反射，最终从点出射。注意光线的传播方向要标注箭头，且作图需使用直尺规范绘制，光路图如图所示。 （2）求折射率和： 因为第一次射到边时恰好发生全反射，此时临界角。根据公式，可得折射率。 光线从点入射，折射角，根据折射定律，将，代入，解得 。 （3）求光在棱镜中的传播时间： 光在玻璃砖中的传播速度，将代入得。 设光第一次射到边时恰好在点发生全反射，边在点发生反射。根据几何关系，， ，，则光在棱镜中传播的路程。 根据，将，代入，可得 。 16．如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，质量的物体置于斜面上，一条轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点和物体，质量的物体与动滑轮连接。连接动滑轮两边的轻绳均竖直，物体与定滑轮间的轻绳和斜面平行，物体与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。初始时物体的下表面距地面的高度 ，物体到定滑轮的距离足够远。现将两个物体同时由静止释放，落地后不反弹。。 （1）在物体下落过程中，求轻绳的拉力大小和物体的加速度大小。 （2）求物体落地前瞬间的速度大小。 （3）求整个过程中物体沿着斜面向上运动的最大距离。 解析：（1）求轻绳的拉力大小和物体的加速度大小： 对物体，根据牛顿第二定律 。 设物体的加速度为，根据运动关系可知。 对物体，根据牛顿第二定律 。 联立以上方程，将，，，，代入： 由可得，即 。 由可得，即， 。 联立求解得， 。 （2）求物体落地前瞬间的速度大小： 由运动学公式，已知，，可得，所以物体落地前瞬间的速度大小 。 （3）求整个过程中物体沿着斜面向上运动的最大距离： 物体落地时，物体的速度（因为下落时间，、运动时间相同）。 落地后，对物体，根据牛顿第二定律，代入数据得，解得 。 根据运动学公式，可得。 物体沿着斜面向上运动的最大距离 。 17．如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，窄轨、之间的距离，光滑的宽轨、之间的距离。窄轨以垂直于轨道的虚线为分界线，左侧粗糙，右侧光滑。窄轨左侧通过开关连接一电容的电容器（耐压值足够大）。宽轨和窄轨连接处有开关，宽轨左侧接有电阻。质量的金属棒静止在窄轨上，棒到的距离，与窄轨粗糙部分间的动摩擦因数；质量的金属棒静止在宽轨上。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现闭合，断开，给棒施加一与导轨平行、大小为的恒力 ，当其运动到时，撤去，同时断开，闭合。窄轨和宽轨足够长，棒始终在窄轨上运动，棒始终在宽轨上运动。两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，棒连入电路中的电阻，其余电阻均不计，重力加速度。求： （1）求恒力的作用时间。 （2）求棒从开始运动到匀速的过程中，通过棒的电荷量。 （3）求棒从开始运动到匀速的过程中，棒中产生的焦耳热。 解析：（1）求恒力的作用时间： 先闭合电键，断开电键，金属棒在拉力作用下从静止开始做匀加速运动。 根据牛顿第二定律，又因为 。 将代入牛顿第二定律可得，整理得。 已知，，，，，，，代入解得 。 金属棒做匀加速运动，位移，已知，，解得 。 （2）求棒从开始运动到匀速的过程中，通过棒的电荷量： 当金属棒运动到处时，其速度为 。 撤去恒力，同时断开电键，闭合电键，金属棒在安培力作用下向右减速，金属棒在安培力作用下向右加速，最终都做匀速运动，设金属棒、的速度分别为、。 在此过程中，对金属棒根据动量定理；对金属棒根据动量定理；对整个闭合电路，总（因为最终稳定时回路中感应电动势为） 。 联立求解得，。 对金属棒，，将，，，代入，解得 。 （3）求棒从开始运动到匀速的过程中，棒中产生的焦耳热： 金属棒在向右加速的过程中，系统所产生的焦耳热为，根据能量守恒定律。 将，，，，代入，可得 。 因为，已知，，所以棒产生的焦耳热 。 18．如图所示，质量、足够长的木板静止在光滑水平地面上，质量的滑块（可视为质点）静止在木板的左端，滑块与木板间的动摩擦因数。距木板的右端处有一固定挡板。长度的细绳一端固定在点，另一端连接质量的小球。将细绳拉直且与水平方向成角时，无初速度释放小球，当小球运动到最低点时恰好与滑块发生弹性碰撞，碰后滑块沿木板运动，重力加速度。 (1)求细绳绷紧后瞬间小球的速度大小以及小球运动到最低点时的速度大小。 (2)若木板与挡板发生弹性碰撞，求木板从开始运动到与挡板发生第2次碰撞的时间。 (3)若木板与挡板发生非弹性碰撞，当木板与挡板发生第次碰撞时，碰后瞬间的速度大小与第一次碰撞前瞬间的速度大小满足关系式，在木板停止运动前，滑块都不会和木板共速。木板从开始运动到与挡板发生第次碰撞时，求： ①求滑块运动的位移。 ②求滑块和木板因摩擦产生的热量。 解析：(1)求细绳绷紧后瞬间小球A的速度大小以及小球A运动到最低点时的速度大小 对于小球A从释放到绳子绷紧瞬间，根据动能定理（其中，，），可得：，即，解得。 绳子绷紧瞬间，速度沿绳子方向的分量不变，所以。 从绳子绷紧到小球运动到最低点，根据动能定理，即，，移项可得，解得。 - (2)若木板Q与挡板发生弹性碰撞，求木板Q从开始运动到与挡板发生第2次碰撞的时间 小球A与滑块P发生弹性碰撞，根据动量守恒，以及能量守恒（其中，，）。 将变形为，代入能量守恒方程，可得： ， ， ， ， ， ， ， 解得或（舍去）。 对木板Q，根据动能定理（其中，，，），即，，解得。 假设木板Q和滑块P能达到共同速度，根据动量守恒共，即共，解得共，因为共，所以没有达到共同速度。 对木板Q，根据牛顿第二定律，可得，解得，木板Q一直加速的时间。 碰撞后木板Q匀减速到零再反向加速，对物块P，根据牛顿第二定律，可得。 木板Q速度减到零时物块P的速度。 设经时间后共速，，即，，解得，此时 。 木板加速运动位移，匀速的位移，匀速时间 。 所以总时间 。 - (3)若木板Q与挡板发生非弹性碰撞，在木板Q从开始运动到与挡板发生第n次碰撞时 ①求滑块P运动的位移： 木板第一次碰撞后的速度，木板第二次碰撞前的速度 ，从第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔，木板从开始运动到第二次碰撞的时间。 同理，木板从开始运动到第n次碰撞的时间 （其中）。 滑块P一直匀减速直线运动，加速度，根据位移公式，将代入可得： 。 ②求滑块P和木板Q因摩擦产生的热量： 物块在木板开始运动到第一次碰撞的时间内运动的位移，相对位移（为木板第一次碰撞前的位移），从每一次碰撞后到下一次碰撞，木板位移为零，相对位移即物块在这段时间的位移。 所以从第一次碰撞到第n次碰撞相对位移即物块的位移 。 根据，可得热量。 学科网（北京）股份有限公司 $$