精品解析：2025届山东省济南市高三下学期二模考试物理试卷

高考针对性训练 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。 2、回答选择题时，用2B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，再选涂其它答案标号。 3、回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是（　　） A. 发生光电效应后，硅带负电 B. 红光照射硅表面时一定能发生光电效应 C. 减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变 D. 增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大 2. 图甲和图乙是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的单缝衍射图样，图丙和图丁是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉图样。甲、乙、丙、丁四幅图样中用红光形成图样的是（　　） A. 甲、丙 B. 乙、丁 C. 乙、丙 D. 甲、丁 3. 如图所示，一条直线上分布着等间距的、、、、、点，一质点从间的点（未画出）以初速度沿直线做匀减速运动，运动到点时速度恰好为零。若此质点从点以的初速度出发，以相同加速度沿直线做匀减速运动，质点速度减为零的位置在（　　） A. 之间的某点 B. 之间的某点 C. 之间的某点 D. 之间的某点 4. 一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的部分波形图如图所示，质点P的平衡位置，时质点P第一次回到平衡位置，则质点P的振动方程为（　　） A. B. C. D. 5. 为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比。已知灯泡消耗的功率为，则灯泡消耗的功率为（　　） A. B. C. D. 6. 北京时间2025年4月11日00时47分，我国成功发射通信技术试验卫星十七号。该卫星运行参数如下表所示，已知地球半径，万有引力常量，下列说法正确的是（　　） 时间（协调世界时UTC） 2025年4月11日21∶00∶24 轨道偏心率 0.7324768 轨道倾角 18.9938° 近地点高度 远地点高度 每日绕地圈数 2.26000113 A. 可以求出该卫星在近地点时万有引力的大小 B. 可以求出地球的质量 C. 该卫星在近地点时的加速度大于地球表面的重力加速度 D. 该卫星在近地点时的机械能大于在远地点时的机械能 7. 如图甲所示，我国自主研发的“章鱼”触手机器人能抓取任意形态的物体，可负载260倍自重。如图乙所示，圆锥体母线和高线之间的夹角，该机器人对圆锥体的弹力方向垂直于圆锥体侧面，靠机器人和圆锥体之间的摩擦力将圆锥体抓起。若该机器人竖直向上抓起圆锥体时施加的弹力足够大，则机器人和圆锥体之间的动摩擦因数至少为（已知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　） A. B. C. D. 8. 风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一小球从地面的点以大小为的初速度竖直向上抛出，在点落回地面，小球离开地面的最大高度等于间的距离，则小球在运动过程中的最小速度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 如图所示，一定质量的理想气体经历了的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 气体对外界做的功大于 B. 气体从外界吸收的热量小于 C. 所有分子热运动速率都不变 D. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少 10. 如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板和，板带负电，板接地，板长为，两板间距离为。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板间，靠近板左侧边缘进入的电子恰好能打在板右侧边缘，电子进入板间在上半区域均匀分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应。下列说法正确的是（　　） A. 电子击中板区域的长度为 B. 电子击中板区域的长度为 C. 保持两板带电量不变，若将板向下平移的距离，打在板上的电子数占进入平行板电子总数的 D. 保持两板带电量不变，若将板向下平移的距离，靠近板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的 11. 如图所示，在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B，A、B之间用轻弹簧栓接，物块B的右侧为固定挡板，物块A与水平面之间无摩擦，物块B与水平面之间的动摩擦因数为，整个装置处于静止状态。现用水平恒力向右推物块A，弹簧压缩最短时撤去外力，物块A被弹回，运动至最左端时，物块B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为的轻弹簧形变量为时的弹性势能为，重力加速度为，物块的质量为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 整个运动过程中，刚施加水平外力时A的加速度最小 B. 物块A运动至最右端时，弹簧弹力与水平恒力大小相等 C. 水平恒力的大小为 D. 整个运动过程中，B物块和挡板间始终无弹力作用 12. 如图所示，竖直平面内有一“”形金属线框，边框和足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框长度相等的金属棒从非常靠近的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力，使金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，运动过程中，金属棒始终保持水平，并与金属边框接触良好。金属边框、金属棒均由相同材料、相同粗细的金属导线制成，以金属棒刚开始释放的时刻为时刻，金属棒切割磁感线产生的电动势为，金属边框两端的电压为，金属棒的电热功率为，忽略自感效应。下列图像中对应物理量与时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下： A．将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心的位置； B．从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的点沿方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为； C．保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为； D．以点为圆心，以为半径画圆，交延长线于点； E．过点作直线的垂线，与直线相交于点，过点作延长线的垂线，与延长线相交于点。 （1）实验中，测得的长度为，的长度为，的长度为，该玻璃砖的折射率可以表示为________； A. B. C. D. （2）若步骤B中，将入射光线以点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为，测得，则该玻璃砖的折射率大小为________； （3）用（2）中方法测量折射率时，记录好点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，则折射率的测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。 14. 利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。某学习小组研究某种材料的霍尔元件（载流子为电子）的工作原理，同时测量其室温下的载流子浓度（单位体积内的载流子个数）。实验电路如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源通过1、3测脚为霍尔元件提供霍尔电流时，2、4测脚间将产生霍尔电压。已知垂直于工作面的磁场磁感应强度，工件厚度，电子电量。 （1）2、4两测脚的电势________（选填“>”或“<”）； （2）某次实验中，在室温条件下，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 41.5 83.1 144.8 166.4 208.1 请在图乙坐标纸上标出以上5组数据对应的坐标点，然后在图乙中画出关系图像________；并根据图像求出实验中的霍尔材料室温下的载流子浓度________（结果保留2位有效数字）； （3）霍尔元件的灵敏度是衡量其在磁场或电流变化下输出电势变化的能力。灵敏度越高，表示霍尔元件在相同磁场或电流变化下产生的电势差变化越大。霍尔元件的灵敏度可表达为，要使实验中霍尔元件的灵敏度增大，以下方法正确的是________。 A. 减小工作电源提供的霍尔电流 B. 减小所加磁场的磁感应强度 C. 减小该元件垂直电流方向的宽度 D. 减小该元件沿磁场方向的厚度 15. 如图甲所示为机械组装中完成推动工作的汽缸，其工作原理如图乙所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整个容器被刚性杆连接的绝热活塞分成气室I、气室II两部分，左右两侧各有一阀门、，刚性杆与地面平行且右端和物体接触。开始时，，均与大气相通，现将关闭，保持打开，通过电阻丝对I中的气体缓慢加热至活塞恰好能向右推动物体。停止加热，通过向气室II内缓慢注入压缩气体，使活塞恰好能向左移动，充气过程中气室II内温度保持不变。已知物体质量，活塞面积，忽略活塞与缸壁间的摩擦，物体与地面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大气压强，重力加速度。汽缸内气体可视为理想气体，初始温度。求 （1）活塞恰好能向右推动物体时，气室I内气体的温度； （2）活塞恰好能向左移动时，气室II内注入气体的质量与原有气体的质量之比。 16. 我国首艘电磁弹射航母的海试工作正在紧锣密鼓地进行，利用大电容器快速放电可将磁场中的导体棒电磁弹射出去。如图所示，两根等长的光滑平行金属轨道和水平放置，左端与电容器相连接，右端分别与由绝缘材料制成的粗糙圆弧轨道和平滑连接，轨道间距为，圆弧轨道半径为，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量为、长为的金属棒静止在平行金属轨道上，闭合开关后电容器快速放电，金属棒被水平弹射出去，然后滑上圆弧轨道，运动到与圆心等高的位置时速度减为零并立即被取走，金属棒经过位置时对轨道的压力为自身重力的倍，整个过程中金属棒与轨道接触良好。已知电容器的电容为，重力加速度为，不计金属导轨与金属棒的电阻，求 （1）金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力的功； （2）金属棒被弹射前后电容器电压的差值。 17. 如图所示的坐标平面内，的区域内存在着垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，的区域内存在着垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的两个带正电粒子和，均以相同大小的速率从点分别沿轴正向和轴负向同时开始运动，运动过程中两粒子的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。设整个磁场区域都处于真空中，不考虑粒子的重力及两粒子之间除碰撞外的相互作用，求 （1）粒子分别在和的区域内运动时的半径之比和周期之比； （2）两粒子运动轨迹交点的坐标； （3）以两粒子在点开始运动时为时刻，求两粒子在运动过程中某时刻平行轴方向上相距最远时的距离及对应的时刻。 18. 如图所示，光滑水平地面上一个质量为的木板紧靠平台静置，的上表面与光滑平台相平。质量为、倾角为的光滑斜面体静止在平台上。质量为的物块静置在木板上。斜面体固定在平台上，将质量为的物块从斜面上距平台高度为处由静止释放，物块A脱离斜面体B后，与平台发生相互作用，物块垂直于平台方向的速度分量瞬间变为零，沿平台方向的速度分量不变。已知物块和均视为质点，与木板上表面的动摩擦因数均为，重力加速度，求 （1）物块在平台上运动时的速率； （2）若物块和物块不能发生碰撞，物块到木板左端的最小距离； （3）若斜面体不固定，从斜面上高度为处静止释放，开始时物块到木板左侧的距离为，物块与物块的碰撞为弹性碰撞，求物块与木板第一次共速时，物块与物块之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高考针对性训练 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。 2、回答选择题时，用2B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，再选涂其它答案标号。 3、回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是（　　） A. 发生光电效应后，硅带负电 B. 红光照射硅表面时一定能发生光电效应 C. 减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变 D. 增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．发生光电效应后，由于硅表面会有光电子逸出可知硅带正电，选项A错误； B．红光的频率小于紫光，可知红光照射硅表面时不一定能发生光电效应，选项B错误； CD．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，即减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变，选项C正确，D错误。 故选C。 2. 图甲和图乙是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的单缝衍射图样，图丙和图丁是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉图样。甲、乙、丙、丁四幅图样中用红光形成图样的是（　　） A. 甲、丙 B. 乙、丁 C. 乙、丙 D. 甲、丁 【答案】B 【解析】 【详解】红光的波长比蓝光长，可知衍射现象更加明显，则图乙是红光的衍射图样；根据条纹间距表达式 可知，红光的干涉条纹间距较大，可知丁为红光形成的双缝干涉图样。 故选B。 3. 如图所示，一条直线上分布着等间距的、、、、、点，一质点从间的点（未画出）以初速度沿直线做匀减速运动，运动到点时速度恰好为零。若此质点从点以的初速度出发，以相同加速度沿直线做匀减速运动，质点速度减为零的位置在（　　） A. 之间的某点 B. 之间的某点 C. 之间的某点 D. 之间的某点 【答案】A 【解析】 【详解】设相邻点间的距离为s，P点距b的距离为，质点的加速度为a，根据题意则有 设质点从点以的匀减速运动可以运动n个相等间距，则有 联立解得 故质点速度减为零的位置在bc之间。 故选A。 4. 一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的部分波形图如图所示，质点P的平衡位置，时质点P第一次回到平衡位置，则质点P的振动方程为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知，波长λ=8m，振幅A=5cm。简谐横波沿x轴正方向传播，当图中原点处振动状态传到质点P时，质点P第一次回到平衡位置，可知，波在0.6s内传播距离为x=3m，则波速为 周期为 则 简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻，质点P向上振动，根据数学知识可知，质点P的初相位 故质点P的振动方程为 故选A。 5. 为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比。已知灯泡消耗的功率为，则灯泡消耗的功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】令低压交流电源的有效值为，图甲中灯泡消耗的功率 图乙中升压变压器的输出电压 将降压变压器与灯泡等效为一个电阻，则等效电阻为 等效电阻消耗功率等于灯泡消耗的功率，则有 结合上述解得 故选D。 6. 北京时间2025年4月11日00时47分，我国成功发射通信技术试验卫星十七号。该卫星运行参数如下表所示，已知地球半径，万有引力常量，下列说法正确的是（　　） 时间（协调世界时UTC） 2025年4月11日21∶00∶24 轨道偏心率 0.7324768 轨道倾角 18.9938° 近地点高度 远地点高度 每日绕地圈数 2.26000113 A. 可以求出该卫星在近地点时万有引力的大小 B. 可以求出地球的质量 C. 该卫星在近地点时的加速度大于地球表面的重力加速度 D. 该卫星在近地点时的机械能大于在远地点时的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力公式，题干中没有提供卫星的质量，所以求不出该卫星在近地点时万有引力的大小，故A错误； B．根据，可以求出地球的质量，故B正确； C．地球表面万有引力近似等于重力，即 该卫星在近地点时，由万有引力提供向心力，即 所以该卫星在近地点时的加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误； D．对于卫星绕地球的椭圆轨道，机械能是守恒的，因为在只有万有引力做功的情况下，机械能保持不变，所以卫星在近地点和远地点的机械能是相等的，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，我国自主研发的“章鱼”触手机器人能抓取任意形态的物体，可负载260倍自重。如图乙所示，圆锥体母线和高线之间的夹角，该机器人对圆锥体的弹力方向垂直于圆锥体侧面，靠机器人和圆锥体之间的摩擦力将圆锥体抓起。若该机器人竖直向上抓起圆锥体时施加的弹力足够大，则机器人和圆锥体之间的动摩擦因数至少为（已知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】机器人对圆锥体的弹力方向垂直于圆锥体侧面，设弹力为N，摩擦力为f，圆锥体的重力为mg。由于机器人竖直向上抓起圆锥体，圆锥体在竖直方向上受到的合力为零。 圆锥体母线与高线之间的夹角α=37°，弹力方向垂直于圆锥体侧面，因此弹力N竖直方向的分量为Nsinα，弹力N与摩擦力f之间的关系为f=μN 由竖直方向合力为零可得mg+Nsinα=fcosα 联立解得 该机器人竖直向上抓起圆锥体时施加的弹力足够大，则μ至少等于tanα，可得μ至少等于 故选C。 8. 风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一小球从地面的点以大小为的初速度竖直向上抛出，在点落回地面，小球离开地面的最大高度等于间的距离，则小球在运动过程中的最小速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设小球离开地面到最高点所用时间为，根据对称性可知，小球在空中运动的时间为，则小球离开地面的最大高度为 设小球水平方向的加速度大小为，则间的距离 可得 可知小球受到的水平恒力为 如图所示 水平恒力与重力的合力与竖直方向的夹角满足 将小球的初速度分解为平行方向和垂直方向两个分速度，当平行方向分速度减为0时，小球的速度最小，则小球在运动过程中的最小速度为 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 如图所示，一定质量的理想气体经历了的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 气体对外界做的功大于 B. 气体从外界吸收的热量小于 C. 所有分子热运动速率都不变 D. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，若ab连线为直线，则a→b气体对外界做的功 由图像可知气体对外界做的功小于，选项A错误； B．气体温度不变，则内能不变，根据 可知，气体从外界吸收的热量小于，选项B正确； C．气体温度不变，则分子平均动能不变，并非所有分子热运动速率都不变，选项C错误； D．气体压强减小，体积变大，气体数密度减小，分子平均速率不变，则单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少，选项D正确。 故选BD。 10. 如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板和，板带负电，板接地，板长为，两板间距离为。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板间，靠近板左侧边缘进入的电子恰好能打在板右侧边缘，电子进入板间在上半区域均匀分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应。下列说法正确的是（　　） A. 电子击中板区域的长度为 B. 电子击中板区域的长度为 C. 保持两板带电量不变，若将板向下平移的距离，打在板上的电子数占进入平行板电子总数的 D. 保持两板带电量不变，若将板向下平移的距离，靠近板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．设粒子初速度为v，竖直方向加速度为a，题意知靠近板左侧边缘进入的电子恰好能打在板右侧边缘，根据类平抛规律，竖直方向有 则极板中间虚线处射入的粒子，则有 联立解得 则电子击中板区域的长度为 故A错误，B正确； C．设电容器带电量为，根据 整理得 可知保持两板带电量不变，若将板向下平移的距离，极板间电场强度不变，故粒子在电场中加速度不变，设从距离下极板处射入的粒子，恰好打在板右侧边缘，则有 联立解得 可知射入点距离上极板距离 恰好为上半区域的一半，故，打在板上的电子数占进入平行板电子总数的，故C正确； D．靠近板左侧边缘进入的电子，根据类平抛规律，竖直方向位移 联立解得 设极板间电场强度为E，由于Q接地，Q板电势为0，则有 则 同理可知，出电场时有 故 则有 故靠近板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的，故D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B，A、B之间用轻弹簧栓接，物块B的右侧为固定挡板，物块A与水平面之间无摩擦，物块B与水平面之间的动摩擦因数为，整个装置处于静止状态。现用水平恒力向右推物块A，弹簧压缩最短时撤去外力，物块A被弹回，运动至最左端时，物块B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为的轻弹簧形变量为时的弹性势能为，重力加速度为，物块的质量为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 整个运动过程中，刚施加水平外力时A的加速度最小 B. 物块A运动至最右端时，弹簧弹力与水平恒力大小相等 C. 水平恒力的大小为 D. 整个运动过程中，B物块和挡板间始终无弹力作用 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．用水平恒力F向右推物块A直到弹簧压缩最短，物块A受恒力F和弹簧弹力F′的作用，由牛顿第二定律得F-F′=ma F′随压缩量的增大而增大，a减小，直到F=F′时，a=0，此时速度最大，以后弹力F′>F，加速度反向，物体做减速运动，直到速度减为零，弹簧压缩到最短，则物块A运动至最右端时，弹簧弹力大于水平恒力大小，故AB错误； C．由对称性性可知，到物块运动到右侧最短和左侧最远位置时加速度相同，由题意可知，在左侧最远位置时F弹=μmg此时弹簧伸长x0，即F弹=μmg =kx0 则当有力F作用整个过程中由能量关系可得 因此 故C正确； D．由以上分析可知，弹簧被压缩到最短和被拉的最长时物块B受到的静摩擦力均为μmg，可知在整个过程中，物块B受的摩擦力不会超过最大静摩擦力，可知整个运动过程中，B物块和挡板间始终无弹力作用，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，竖直平面内有一“”形金属线框，边框和足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框长度相等的金属棒从非常靠近的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力，使金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，运动过程中，金属棒始终保持水平，并与金属边框接触良好。金属边框、金属棒均由相同材料、相同粗细的金属导线制成，以金属棒刚开始释放的时刻为时刻，金属棒切割磁感线产生的电动势为，金属边框两端的电压为，金属棒的电热功率为，忽略自感效应。下列图像中对应物理量与时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A．题意知金属棒以重力加速度向下做匀加速直线运动，设金属棒宽度为L，则 可知E与t成正比，故A正确； B．设单位长度电阻为，则金属边框两端的电压 可知U与t不是正比关系，故B错误； C．对金属棒，根据牛顿第二定律有 可知 因为 联立解得 数学关系可知F随t先非线性增大再非线性减小，故C正确； D．金属棒的电热功率为 数学关系可知P随t先增大后减小，故D错误。 故选AC。 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下： A．将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心的位置； B．从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的点沿方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为； C．保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为； D．以点为圆心，以为半径画圆，交延长线于点； E．过点作直线的垂线，与直线相交于点，过点作延长线的垂线，与延长线相交于点。 （1）实验中，测得的长度为，的长度为，的长度为，该玻璃砖的折射率可以表示为________； A. B. C. D. （2）若步骤B中，将入射光线以点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为，测得，则该玻璃砖的折射率大小为________； （3）用（2）中方法测量折射率时，记录好点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，则折射率的测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）B （2）##1.25 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据折射定律可得，玻璃砖的折射率。 故选B。 【小问2详解】 根据题意可知结合几何关系，有 根据几何关系，有 根据折射定律可得，玻璃砖的折射率 【小问3详解】 不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，入射角偏小，折射角不变，则折射率的测量值偏大。 14. 利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。某学习小组研究某种材料的霍尔元件（载流子为电子）的工作原理，同时测量其室温下的载流子浓度（单位体积内的载流子个数）。实验电路如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源通过1、3测脚为霍尔元件提供霍尔电流时，2、4测脚间将产生霍尔电压。已知垂直于工作面的磁场磁感应强度，工件厚度，电子电量。 （1）2、4两测脚的电势________（选填“>”或“<”）； （2）某次实验中，在室温条件下，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 41.5 83.1 144.8 166.4 208.1 请在图乙坐标纸上标出以上5组数据对应的坐标点，然后在图乙中画出关系图像________；并根据图像求出实验中的霍尔材料室温下的载流子浓度________（结果保留2位有效数字）； （3）霍尔元件的灵敏度是衡量其在磁场或电流变化下输出电势变化的能力。灵敏度越高，表示霍尔元件在相同磁场或电流变化下产生的电势差变化越大。霍尔元件的灵敏度可表达为，要使实验中霍尔元件的灵敏度增大，以下方法正确的是________。 A. 减小工作电源提供的霍尔电流 B. 减小所加磁场的磁感应强度 C. 减小该元件垂直电流方向的宽度 D. 减小该元件沿磁场方向的厚度 【答案】（1）> （2） ①. 见解析 ②. （） （3）D 【解析】 【小问1详解】 由于载流子为电子，带负电，由图甲可知，电子向右侧偏转，则2、4两测脚的电势。 【小问2详解】 [1]根据表格数据在图乙坐标纸中描出对应点，并作出图线如图所示 [2]霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力，则有 根据电流微观表达式可得 联立可得 可知图像的斜率为 可知实验中的霍尔材料室温下的载流子浓度为 【小问3详解】 霍尔元件的灵敏度可表达为 结合 可得 要使实验中霍尔元件的灵敏度增大，可减小该元件沿磁场方向的厚度。 故选D。 15. 如图甲所示为机械组装中完成推动工作的汽缸，其工作原理如图乙所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整个容器被刚性杆连接的绝热活塞分成气室I、气室II两部分，左右两侧各有一阀门、，刚性杆与地面平行且右端和物体接触。开始时，，均与大气相通，现将关闭，保持打开，通过电阻丝对I中的气体缓慢加热至活塞恰好能向右推动物体。停止加热，通过向气室II内缓慢注入压缩气体，使活塞恰好能向左移动，充气过程中气室II内温度保持不变。已知物体质量，活塞面积，忽略活塞与缸壁间的摩擦，物体与地面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大气压强，重力加速度。汽缸内气体可视为理想气体，初始温度。求 （1）活塞恰好能向右推动物体时，气室I内气体的温度； （2）活塞恰好能向左移动时，气室II内注入气体的质量与原有气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 活塞恰能向右推动物体时，对活塞和刚性杆整体受力分析可得 解得 对气室I内的气体，由查理定律可得 解得 【小问2详解】 活塞恰好能向右移动时，气室II中的气体压强为 对此时气室II中的气体，由玻意耳定律可得 解得 则气室II注入气体的质量与原有质量之比为 16. 我国首艘电磁弹射航母的海试工作正在紧锣密鼓地进行，利用大电容器快速放电可将磁场中的导体棒电磁弹射出去。如图所示，两根等长的光滑平行金属轨道和水平放置，左端与电容器相连接，右端分别与由绝缘材料制成的粗糙圆弧轨道和平滑连接，轨道间距为，圆弧轨道半径为，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量为、长为的金属棒静止在平行金属轨道上，闭合开关后电容器快速放电，金属棒被水平弹射出去，然后滑上圆弧轨道，运动到与圆心等高的位置时速度减为零并立即被取走，金属棒经过位置时对轨道的压力为自身重力的倍，整个过程中金属棒与轨道接触良好。已知电容器的电容为，重力加速度为，不计金属导轨与金属棒的电阻，求 （1）金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力的功； （2）金属棒被弹射前后电容器电压的差值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 金属棒刚到达圆弧轨道时，对金属棒受力分析可得 解得 从圆弧轨道最低点到圆心等高面，对金属棒由动能定理可得 解得 【小问2详解】 对金属棒，从静止到进入圆弧轨道，由动量定理可得 又， 联立可得 17. 如图所示的坐标平面内，的区域内存在着垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，的区域内存在着垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的两个带正电粒子和，均以相同大小的速率从点分别沿轴正向和轴负向同时开始运动，运动过程中两粒子的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。设整个磁场区域都处于真空中，不考虑粒子的重力及两粒子之间除碰撞外的相互作用，求 （1）粒子分别在和的区域内运动时的半径之比和周期之比； （2）两粒子运动轨迹交点的坐标； （3）以两粒子在点开始运动时为时刻，求两粒子在运动过程中某时刻平行轴方向上相距最远时的距离及对应的时刻。 【答案】（1）， （2）交点在x轴上，（，0）；交点不在x轴上，[,] （3），或 【解析】 【小问1详解】 由于粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，在区域内运动时，则有 解得 同理可得，在区域内运动时的半径 粒子分别在和的区域内运动时的半径之比 根据周期可知，粒子在和的区域内运动时的周期分别为， 解得 【小问2详解】 根据上述分析可知， 当时，两个粒子发生弹性碰撞，由动量守恒定律可得 根据能量守恒可得 解得 两粒子运动的部分轨迹如图所示 ①交点在x轴上 坐标为（，0） ②交点不在x轴上，根据对称性可得 故交点坐标为[,] 【小问3详解】 在内，设， 结合上述结论可知， 两粒子在运动过程中沿y方向的距离为 对y求导可得 令 ，则有 解得， y最大； 同样在内，时，y最大； 故当或时，其最大值 18. 如图所示，光滑水平地面上一个质量为的木板紧靠平台静置，的上表面与光滑平台相平。质量为、倾角为的光滑斜面体静止在平台上。质量为的物块静置在木板上。斜面体固定在平台上，将质量为的物块从斜面上距平台高度为处由静止释放，物块A脱离斜面体B后，与平台发生相互作用，物块垂直于平台方向的速度分量瞬间变为零，沿平台方向的速度分量不变。已知物块和均视为质点，与木板上表面的动摩擦因数均为，重力加速度，求 （1）物块在平台上运动时的速率； （2）若物块和物块不能发生碰撞，物块到木板左端的最小距离； （3）若斜面体不固定，从斜面上高度为处静止释放，开始时物块到木板左侧的距离为，物块与物块的碰撞为弹性碰撞，求物块与木板第一次共速时，物块与物块之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设物块滑到斜面B底端时的速度为，由机械能守恒定律有 解得 物块在平台上运动时的速率 【小问2详解】 根据题意，对A、C、D系统，由动量守恒定律和能量守恒定律有， 解得 【小问3详解】 根据题意，对A、B系统，由机械能守恒定律有 水平方向由动量守恒定律有 由几何关系有 又有 联立解得 物块A滑上木板C后，物块A的加速度为 物块D和木板C整体加速度为 则有 解得 物块A与物块D碰撞前，物块A的速度 木板C和物块D的速度 物块A和物块D发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有， 解得， 碰撞后物块A以加速度 向右做匀加速直线运动，碰撞后物块D以加速度 向右做匀减速直线运动，木板C以加速度 向右做匀加速直线运动，物块D与木板C第一次共速有 解得 此时物块D和物块A速度分别为， 此时物块A与物块D之间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $