精品解析：2025届海南省海口市北京大学附属中学海口学校高三下学期模拟物理试题九

北大附中海口学校高三物理模拟试题九 一、选择题：1—8单选题，9—13多选题，共44分 1. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，虚线为这列波在某时刻的波形图，已知该波的周期T＝1.5s，则该波的传播速度为（　　） A. 6m/s B. 8m/s C. 10m/s D. 12m/s 2. 氢弹的爆炸过程主要涉及两种核反应：①，②，则下列说法正确的是（　　） A. Y为 B. 原子核X的中子数为53 C. 氢弹爆炸后不会产生放射性污染物 D. 在②反应过程中，核子结合时需要通过高温克服核子间的强相互作用 3. 汽车在一平直公路上运动，t＝0时刻，汽车由静止开始运动，其位置坐标x随时间t的变化如图所示，图像为一条抛物线。则该汽车的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 一列动车的初速度为，以额定功率在平直轨道上运动，经过一段时间动车达到最大速度，若行驶过程中动车所受的阻力恒定。则车速为和时动车的加速度大小之比为（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 3∶2 5. 科研人员通常采用两种方法来变换飞船轨道：一种是单椭圆轨道转移，如图甲所示，A是圆轨道1与椭圆轨道2的切点，B是椭圆轨道2与圆轨道3的切点；另一种是双椭圆轨道转移，如图乙所示，C是圆轨道1与椭圆轨道4的切点，D是椭圆轨道4与椭圆轨道5的切点，E是椭圆轨道5与圆轨道3的切点。则下列关于飞船从停泊圆轨道1发射至目标圆轨道3过程的说法正确的是（　　） A. 5条轨道中，飞船在轨道3上稳定运行时的机械能最大 B. 飞船在切点A、B、C、D处均需喷气加速，在切点E处需喷气减速 C. 5条轨道中，飞船在轨道5上稳定运行时的周期最小 D. 5条轨道中，飞船在轨道1上稳定运行时的速度最小 6. 如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R1=12Ω串联后接在正弦式交流电源上。理想变压器原，副线圈的匝数之比为1∶5，定值电阻R2=10Ω，理想交流电压表的示数为20V，则交流电源电压的峰值是（　　） A. 120V B. 120V C. 124V D. 124V 7. 板式双区静电除尘器的工作原理示意图如图所示，高压电源两极分别连接放电极与板式集尘极，在放电极表面附近形成强大的电场，其间的空气在该区域被电离。空气中的粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线（方向没有标明），A、B、C三点在同一直线上，AB＝BC，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　） A. 高压电源一定为直流电源，且M端为电源负极 B. 电场力对放电极左侧的粉尘颗粒做正功，对放电极右侧的粉尘颗粒做负功 C. 图中A、B、C三点的电势满足 D 8. 如图所示，将一段横截面半径为r的圆柱形光导纤维，弯成外径为R（未知）的半圆形，一细光束由空气中从纤维的左端面圆心O1点射入，入射角α=45°，已知光导纤维对该光的折射率。若细光束恰好在外侧面发生全反射，则外径R为（　　） A. B. C. D. 9. 将两只规格分别为“220V 40W”和“220V 60W”的灯泡连接起来，再接到220V的电压上，则（　　） A. 两灯泡串联时，40W的灯泡较亮 B. 两灯泡串联时，60W的灯泡较亮 C. 两灯泡并联时，40W的灯泡较亮 D. 两灯泡并联时，60W的灯泡较亮 10. 如图所示，地面附近空间中存在着纸面内沿水平方向的匀强电场（图中未画出）和垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动。以下说法正确的是（　　） A. 油滴的运动方向一定由M指向N B. 油滴一定做匀速直线运动 C. 油滴可能受到水平向右的电场力 D. 油滴一定受到垂直MN斜向右上方的洛伦兹力 11. 如图所示，物体A和B分别与跨过定滑轮的轻绳两端连接（不计绳与滑轮之间的摩擦），当用水平变力F拉着物体B沿光滑水平面向右做匀速直线运动时，下列判断正确的是（ ） A. 物体A速度小于物体B的速度 B. 物体A的速度大于物体B的速度 C. 物体A做匀速直线运动 D. 轻绳的拉力大于物体A所受的重力 12. 如图所示，一倾角θ＝30°的斜面体固定于水平地面上，一质量m＝1.0kg的小物块恰好能够静止于斜面上。若给物块施加一平行于斜面且与斜面内的水平虚线成α＝60°角的推力F，在推力F由0逐渐增大的过程中，小物块始终保持静止，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 小物块与斜面之间的动摩擦因数为 B. 小物块所受的静摩擦力逐渐减小 C. 小物块所受静摩擦力的最小值为2.5N D. 推力F的最大值为 13. 如图所示，足够长的斜面体静置于水平地面上，倾角θ＝30°，平行于斜面的轻质细绳一端连接小物块A，另一端连接光滑小物块B，A、B的质量均为0.1kg，小物块A与斜面之间的动摩擦因数为。将小物块A、B在斜面上的某一位置同时静止释放，在之后的运动过程中，斜面体始终处于静止状态。已知重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，大小为 B. 运动过程中，细绳上的拉力大小为0.25N C. A的机械能增大，B的机械能减小 D. B减小的机械能等于A增大的动能 二、填空题：本题共3小题，共20分． 14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置“探究牛顿第二定律”．长木板B静止于水平桌面上，木板右侧安装有光电门1与定滑轮，物块A上方装有一宽度为d的挡光片，细线连接A后，平行于长木板绕过光滑的定滑轮与钩码连接．实验操作步骤如下： ①如图甲所示，安装好实验器材； ②在木板中间位置加装光电门2，将木板左侧适当垫高，细线上不挂钩码，轻推物块，使得挡光片通过两个光电门的挡光时间相等； ③撤去光电门2，将物块A静置于长木板B上的O点，测出挡光片与光电门1之间的距离； ④在细线右端悬挂一个质量为的钩码，静止释放物块A； ⑤读取光电门1的挡光时间； ⑥再次将物块A静置于O点，在细线右端增加一个相同质量钩码，释放物块A,读取光电门1的挡光时间； ⑦重复操作⑥，得到多组光电门1的挡光时间，与钩码数目n的数值． 回答：小组成员根据步骤⑦中的数据，以为纵坐标，以为横坐标，作出图像如图乙所示，则可测得当地的重力加速度________，物块A与挡光片的总质量________．（均用c、b、d、、表示） 15. 某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，其形变量为x时弹性势能的表达式为”，为了验证该结论，就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置设计了以下实验，如图甲所示。已知小车的质量为m，打点计时器的打点周期为T。 A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量 C．接通打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的A点（图丙中未画出）测出其速度； E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 （1）关于本实验，下列说法正确的是          （双选，填标号）。 A. 长木板右端需要垫高以补偿阻力 B. 图乙的目的是测量弹簧的劲度系数k C. 实验前需要调节细绳水平 D. 测量弹簧原长时，应该将弹簧置于水平桌面上使其处于自然伸长状态 （2）如图乙所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由数据算得弹簧的劲度系数__________ 。（取重力加速度大小，结果保留三位有效数字） 砝码质量 50 100 150 弹簧长度cm （3）测量纸带上A点的速度时，应该选择__________段。（填“”、“”或“”） （4）若成立，则实验中需要验证的方程为__________。（用题中所给的物理量来表示） 16. 某实验小组为了测量一段长度为L的圆柱形电热丝的电阻率，进行了如下实验操作： （1）如图甲所示，利用螺旋测微器测量电热丝的直径，可知直径d＝______mm。 （2）先用多用电表粗略测量电热丝的电阻。选用“×10”倍率的欧姆挡正确测量时，发现指针偏转角度较小，应选择______（选填“×1”或“×100”）倍率的欧姆挡，重新欧姆调零后再测量，示数如图乙所示，则电热丝的阻值为______Ω。 （3）利用下述器材，测量电热丝的电阻。 A．电源E（电动势约为12V，内阻不计）； B．电压表（量程为0~3V，）； C．电压表（量程为0~6V，约为2kΩ）； D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.05Ω）； E．电流表（量程为0~200mA，内阻约为2Ω）； F.滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； G.开关一个、导线若干。 ①为尽可能精确测量电热丝的阻值，在方框中画出设计的实验电路图并标注所选器材的符号______； ②由实验电路计算得到电热丝的电阻率的表达式为ρ＝______（用已知量和所测得物理量的字母表示，所选电表、、、的示数分别用（，、、表示）。 三、计算题：本题共3小题，共36分． 17. 汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。 18. 如图1，倾角α=37o的光滑倾斜导轨MN、PQ相互平行，导轨长为4m间距为0.5m，已知两根导轨单位长度的电阻都为0.5Ω，导轨上端用电阻不计的导线连接一个阻值为1Ω的定值电阻R。虚线MP下方有个匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上，大小随时间变化关系图象如图2所示，有根电阻不计质量为0.01kg的导体棒在沿斜面方向的外力F（图中未画出）作用下，从t=0时刻开始由导轨顶端MP处沿斜面以2m/s的速度匀速下滑，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，求 （1）t=0时刻通过导体棒的电流大小 （2）t=1s时外力F的大小和方向 （3）导体棒从顶端运动到底端过程中整个回路产生的焦耳热及外力F所做的功 19. 一种弹射发电机的简化装置图如图所示。光滑的水平绝缘桌面上固定有间距d＝0.5m的U形金属导轨，光滑轨道OAC的OA部分位于竖直方向上，AC部分为一与OA相切、半径r＝0.4m的四分之一圆弧，C点与水平桌面边缘挨得很近。质量M＝2.0kg的金属棒静止在U形金属导轨水平部分上，金属棒与金属导轨垂直，金属棒接入电路的电阻R＝0.1Ω，U形金属导轨水平部分光滑，倾角θ＝37°的倾斜部分与金属棒间的动摩擦因数μ＝0.5，金属导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接。现用质量m＝1.0kg的小球（可视为质点）压缩紧靠OAC轨道的轻质弹簧至位置D后锁定弹簧，其中DA＝2r＝0.8m。解除锁定后，小球将沿OAC轨道运动，小球运动到轨道最高点C（小球运动到A点前已经和弹簧分离）后沿水平方向滑上桌面，小球与金属棒发生弹性正碰。碰后小球再次沿水平方向进入OAC轨道并恰好能沿轨道运动，金属棒的速度方向与水平导轨平行，且金属棒沿导轨倾斜部分上升的最大位移大小，小球压缩弹簧后再次被锁定。已知U形金属导轨倾斜部分足够长，其上端电阻的阻值为2R，导轨电阻不计，匀强磁场仅分布在金属导轨的倾斜部分，方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小B＝2.0T，重力加速度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）求解除锁定前，弹簧的弹性势能。 （2）求金属棒在倾斜导轨上从底部运动至最高点的时间。 （3）若金属棒返回倾斜导轨底部前已经达到稳定状态，求在整个运动过程中，金属棒产生焦耳热（结果保留三位有效数字）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北大附中海口学校高三物理模拟试题九 一、选择题：1—8单选题，9—13多选题，共44分 1. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，虚线为这列波在某时刻的波形图，已知该波的周期T＝1.5s，则该波的传播速度为（　　） A. 6m/s B. 8m/s C. 10m/s D. 12m/s 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知波长为12m，则波速为 m/s 故选B。 2. 氢弹的爆炸过程主要涉及两种核反应：①，②，则下列说法正确的是（　　） A. Y为 B. 原子核X的中子数为53 C. 氢弹爆炸后不会产生放射性污染物 D. 在②反应过程中，核子结合时需要通过高温克服核子间的强相互作用 【答案】B 【解析】 【详解】AB．核反应中质量数和电荷数守恒，可知Y为，则X的电荷数为36，质量数为89，则X的中子数为53，故A错误，B正确； C．氢弹爆炸后的核反应产物具有放射性污染，故C错误； D．强相互作用力可以将原子核内部的各个结构牢牢结合在一起；聚变反应中带正电的与结合过程需通过高温克服核子间的强大的库仑斥力作用，故D错误。 故选B。 3. 汽车在一平直公路上运动，t＝0时刻，汽车由静止开始运动，其位置坐标x随时间t变化如图所示，图像为一条抛物线。则该汽车的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据匀变速直线运动规律可知 将（1，2）、（3，6）代入解得 = 故选A。 4. 一列动车的初速度为，以额定功率在平直轨道上运动，经过一段时间动车达到最大速度，若行驶过程中动车所受的阻力恒定。则车速为和时动车的加速度大小之比为（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 3∶2 【答案】B 【解析】 【详解】动车以额定功率在平直轨道上运动，动车达到最大速度，加速度为零，有 当车速为和时，由牛顿第二定律有 联立各式解得 故选B。 5. 科研人员通常采用两种方法来变换飞船轨道：一种是单椭圆轨道转移，如图甲所示，A是圆轨道1与椭圆轨道2的切点，B是椭圆轨道2与圆轨道3的切点；另一种是双椭圆轨道转移，如图乙所示，C是圆轨道1与椭圆轨道4的切点，D是椭圆轨道4与椭圆轨道5的切点，E是椭圆轨道5与圆轨道3的切点。则下列关于飞船从停泊圆轨道1发射至目标圆轨道3过程的说法正确的是（　　） A. 5条轨道中，飞船在轨道3上稳定运行时的机械能最大 B. 飞船在切点A、B、C、D处均需喷气加速，在切点E处需喷气减速 C. 5条轨道中，飞船在轨道5上稳定运行时的周期最小 D. 5条轨道中，飞船在轨道1上稳定运行时的速度最小 【答案】B 【解析】 【详解】B．飞船在切点A、B、C、D处均需喷气加速做离心运动，在切点E处需喷气减速做近心运动，故B正确； C．5条轨道中，飞船在轨道5上稳定运行时的半长轴最长，根据开普勒第三定律，船在轨道5上稳定运行时的周期最长，故C错误； D．根据 飞船在轨道1上稳定运行时的速度大于在轨道3上稳定运行时的速度，故D错误； A．根据前面分析可知飞船在圆轨道1上时的机械能小于圆轨道3上时的机械能，同时飞船在切点C、D处均需喷气加速做离心运动，在切点E处需喷气减速做近心运动，故在轨道5上稳定运行时的机械能最大，故A错误。 故选B。 6. 如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R1=12Ω串联后接在正弦式交流电源上。理想变压器原，副线圈的匝数之比为1∶5，定值电阻R2=10Ω，理想交流电压表的示数为20V，则交流电源电压的峰值是（　　） A. 120V B. 120V C. 124V D. 124V 【答案】D 【解析】 【详解】变压器次级电流 初级电流 初级电压 输入电压有效值 交流电源电压的峰值是 故选D。 7. 板式双区静电除尘器的工作原理示意图如图所示，高压电源两极分别连接放电极与板式集尘极，在放电极表面附近形成强大的电场，其间的空气在该区域被电离。空气中的粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线（方向没有标明），A、B、C三点在同一直线上，AB＝BC，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　） A. 高压电源一定为直流电源，且M端为电源负极 B. 电场力对放电极左侧的粉尘颗粒做正功，对放电极右侧的粉尘颗粒做负功 C. 图中A、B、C三点的电势满足 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，则M端为电源的正极，故A错误； B．电场力对放电极左侧和右侧的粉尘颗粒都做正功，故B错误； C．沿着电场线方向，电势逐渐降低，则图中A、B、C三点的电势满足 故C错误； D．电场线密集的地方场强越大，根据U=Ed，可知 故D正确； 故选D。 8. 如图所示，将一段横截面半径为r的圆柱形光导纤维，弯成外径为R（未知）的半圆形，一细光束由空气中从纤维的左端面圆心O1点射入，入射角α=45°，已知光导纤维对该光的折射率。若细光束恰好在外侧面发生全反射，则外径R为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意做出光路图为 根据折射定律可得 代入数据求得 设在光导纤维中发生全反射的临界角为，则有 求得 根据正弦定理可得 求得 故选A。 9. 将两只规格分别为“220V 40W”和“220V 60W”的灯泡连接起来，再接到220V的电压上，则（　　） A. 两灯泡串联时，40W的灯泡较亮 B. 两灯泡串联时，60W的灯泡较亮 C. 两灯泡并联时，40W的灯泡较亮 D. 两灯泡并联时，60W的灯泡较亮 【答案】AD 【解析】 【详解】“220V 40W” 的灯泡电阻为 “220V 60W” 的灯泡电阻为 AB．两灯泡串联时，通过两灯泡的电流相等，根据 可知40W的灯泡的电功率较大，所以40W的灯泡较亮，故A正确，B错误； CD．两灯泡并联时，灯泡两端的电压都是220V，功率分别是40W和60W，所以60W的灯泡较亮，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，地面附近空间中存在着纸面内沿水平方向的匀强电场（图中未画出）和垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动。以下说法正确的是（　　） A. 油滴的运动方向一定由M指向N B. 油滴一定做匀速直线运动 C. 油滴可能受到水平向右的电场力 D. 油滴一定受到垂直MN斜向右上方的洛伦兹力 【答案】BD 【解析】 【详解】B．油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根据物体做直线运动条件可知，粒子所受洛伦兹力亦为恒力，据可知，粒子必定做匀速直线运动，故B正确； ACD．根据做直线运动的条件和受力情况如图所示 可知，油滴一定受垂直 MN 斜向右上的洛伦兹力，如果油滴带正电，由左手定则判断可知，油滴的速度从M点到N点，此时电场力向左；如果油滴带负电，由左手定则判断可知，油滴的速度从N点到M点，此时电场力向左，故D正确，AC错误。 故选BD。 11. 如图所示，物体A和B分别与跨过定滑轮的轻绳两端连接（不计绳与滑轮之间的摩擦），当用水平变力F拉着物体B沿光滑水平面向右做匀速直线运动时，下列判断正确的是（ ） A. 物体A的速度小于物体B的速度 B. 物体A的速度大于物体B的速度 C. 物体A做匀速直线运动 D. 轻绳的拉力大于物体A所受的重力 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设物体B的运动速度为vB，将B的速度沿绳和垂直绳的方向进行分解，沿绳方向的速度即为物体A的运动速度，则有 则物体A的速度小于物体B的速度，A正确，B错误； C．根据 在物体B运动过程中θ不断变小，则vA会不断增大，故物体A做加速运动，C错误； D．物体A做加速运动，则有 说明轻绳的拉力大于物体A所受的重力，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，一倾角θ＝30°的斜面体固定于水平地面上，一质量m＝1.0kg的小物块恰好能够静止于斜面上。若给物块施加一平行于斜面且与斜面内的水平虚线成α＝60°角的推力F，在推力F由0逐渐增大的过程中，小物块始终保持静止，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 小物块与斜面之间的动摩擦因数为 B. 小物块所受的静摩擦力逐渐减小 C. 小物块所受静摩擦力的最小值为2.5N D. 推力F的最大值为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．质量m＝1.0kg的小物块恰好能够静止于斜面上，则有 解得 故A正确； B．小物块始终处于静止状态，对小物块受力分析可知，沿斜面方向受力平衡，根据力的平行四边形定则可知静摩擦力先减小后增大，故B错误； C．当静摩擦力与外力垂直时，静摩擦力最小为 N 故C正确； D．当静摩擦力达到滑动摩擦力时，推力F最大，根据几何关系可知 故D正确； 故选ACD。 13. 如图所示，足够长的斜面体静置于水平地面上，倾角θ＝30°，平行于斜面的轻质细绳一端连接小物块A，另一端连接光滑小物块B，A、B的质量均为0.1kg，小物块A与斜面之间的动摩擦因数为。将小物块A、B在斜面上的某一位置同时静止释放，在之后的运动过程中，斜面体始终处于静止状态。已知重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，大小为 B. 运动过程中，细绳上的拉力大小为0.25N C. A的机械能增大，B的机械能减小 D. B减小的机械能等于A增大的动能 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 以A为对象，据牛顿第二定律可得 解得细绳上的拉力大小为 以A、B和斜面体为系统，水平方向根据质点组牛顿第二定律可得 可知地面对斜面体的摩擦力方向水平向左，大小为，故A错误，B正确； C．下滑过程，对A物体，由于绳子拉力和摩擦力的合力沿斜面向上，则绳子拉力和摩擦力的合力对A做负功，所以A的机械能减小；对B物体，由于绳子拉力对B做负功，所以B的机械能减小；故C错误； D．A受到的合力大小为 根据功能关系可知，B减小的机械能等于克服绳子拉力做的功，A增大的动能等于合力对A做的功，由于A受到的合力大小刚好等于绳子拉力大小，则B减小的机械能等于A增大的动能，故D正确。 故选BD。 二、填空题：本题共3小题，共20分． 14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置“探究牛顿第二定律”．长木板B静止于水平桌面上，木板右侧安装有光电门1与定滑轮，物块A上方装有一宽度为d的挡光片，细线连接A后，平行于长木板绕过光滑的定滑轮与钩码连接．实验操作步骤如下： ①如图甲所示，安装好实验器材； ②在木板中间位置加装光电门2，将木板左侧适当垫高，细线上不挂钩码，轻推物块，使得挡光片通过两个光电门的挡光时间相等； ③撤去光电门2，将物块A静置于长木板B上的O点，测出挡光片与光电门1之间的距离； ④在细线右端悬挂一个质量为钩码，静止释放物块A； ⑤读取光电门1的挡光时间； ⑥再次将物块A静置于O点，在细线右端增加一个相同质量的钩码，释放物块A,读取光电门1的挡光时间； ⑦重复操作⑥，得到多组光电门1的挡光时间，与钩码数目n的数值． 回答：小组成员根据步骤⑦中的数据，以为纵坐标，以为横坐标，作出图像如图乙所示，则可测得当地的重力加速度________，物块A与挡光片的总质量________．（均用c、b、d、、表示） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1] [2]设平板与水平面的夹角为，垫高后小车做匀速直线运动，由受力平衡有 对物块和砝码构成的系统受力分析，由牛顿第二定律有 物块经过光电门的速度为 物块做匀加速直线运动，由运动学知识有 联立解得 结合图像有， 解得， 15. 某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，其形变量为x时弹性势能的表达式为”，为了验证该结论，就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置设计了以下实验，如图甲所示。已知小车的质量为m，打点计时器的打点周期为T。 A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量 C．接通打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的A点（图丙中未画出）测出其速度； E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 （1）关于本实验，下列说法正确的是          （双选，填标号）。 A. 长木板右端需要垫高以补偿阻力 B. 图乙的目的是测量弹簧的劲度系数k C. 实验前需要调节细绳水平 D. 测量弹簧原长时，应该将弹簧置于水平桌面上使其处于自然伸长状态 （2）如图乙所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由数据算得弹簧的劲度系数__________ 。（取重力加速度大小，结果保留三位有效数字） 砝码质量 50 100 150 弹簧长度cm （3）测量纸带上A点的速度时，应该选择__________段。（填“”、“”或“”） （4）若成立，则实验中需要验证的方程为__________。（用题中所给的物理量来表示） 【答案】（1）AB （2） （3） （4） 【解析】 小问1详解】 A．本题中需要让弹簧弹力等于小车所受合力，故需要将长木板右端需要垫高以补偿阻力，故A正确； B．图乙中根据平衡条件计算弹簧劲度系数，故B正确； C．细绳应该与长木板平行，从而使弹簧弹力为小车所受的合外力，故C错误。 D．测量弹簧原长时，应该将弹簧置于长木板上，使其处于自然伸长状态，故D错误。 【小问2详解】 【小问3详解】 由图可知，第二段小车做匀速直线运动，A点的位置应选择匀速运动这一段 【小问4详解】 根据能量守恒有 16. 某实验小组为了测量一段长度为L的圆柱形电热丝的电阻率，进行了如下实验操作： （1）如图甲所示，利用螺旋测微器测量电热丝的直径，可知直径d＝______mm。 （2）先用多用电表粗略测量电热丝的电阻。选用“×10”倍率的欧姆挡正确测量时，发现指针偏转角度较小，应选择______（选填“×1”或“×100”）倍率的欧姆挡，重新欧姆调零后再测量，示数如图乙所示，则电热丝的阻值为______Ω。 （3）利用下述器材，测量电热丝的电阻。 A．电源E（电动势约为12V，内阻不计）； B．电压表（量程为0~3V，）； C．电压表（量程为0~6V，约为2kΩ）； D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.05Ω）； E．电流表（量程为0~200mA，内阻约为2Ω）； F.滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； G.开关一个、导线若干。 ①为尽可能精确测量电热丝的阻值，在方框中画出设计的实验电路图并标注所选器材的符号______； ②由实验电路计算得到电热丝的电阻率的表达式为ρ＝______（用已知量和所测得物理量的字母表示，所选电表、、、的示数分别用（，、、表示）。 【答案】（1）0.870 （2） ①. ②. 1000 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为37.0mm=0.370mm，最终读数为0.5mm+0.370mm=0.870mm。 【小问2详解】 [1]欧姆表表头指针偏转角度很小，说明电阻较大，应调高倍挡即挡；欧姆表读数为。 【小问3详解】 [1]电源电动势为12V，则电路中的最大电流为 mA 电流表量程太大，则无需电流表，电压表V1内阻已知，且接近待测电阻，若V1和Rx串联，当V1满偏时，Rx两端电压接近3V，即V1与Rx总电压接近6V，接近V2的量程，故用V1和Rx串联后再与V2并联；又题目要求尽量精确测量故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示 [2]根据欧姆定律可知 根据电阻定律有 联立解得 三、计算题：本题共3小题，共36分． 17. 汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。 （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积 根据玻意耳定律 解得 （2）同理第二次抽气 解得 以此类推…… 则当n次抽气后助力气室内的气体压强 则刹车助力系统为驾驶员省力大小为 【点睛】 18. 如图1，倾角α=37o的光滑倾斜导轨MN、PQ相互平行，导轨长为4m间距为0.5m，已知两根导轨单位长度的电阻都为0.5Ω，导轨上端用电阻不计的导线连接一个阻值为1Ω的定值电阻R。虚线MP下方有个匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上，大小随时间变化关系图象如图2所示，有根电阻不计质量为0.01kg的导体棒在沿斜面方向的外力F（图中未画出）作用下，从t=0时刻开始由导轨顶端MP处沿斜面以2m/s的速度匀速下滑，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，求 （1）t=0时刻通过导体棒的电流大小 （2）t=1s时外力F的大小和方向 （3）导体棒从顶端运动到底端过程中整个回路产生的焦耳热及外力F所做的功 【答案】（1）0.1A；（2）0.05N，沿斜面向上；（3）0.06J；-0.2J 【解析】 【详解】(1)感应电动势为 感应电流为 联立可得 (2)导体棒匀速运动时，同时产生感生和动生电动势，由楞次定律可知，两电动势方向相同，则有 E1=+B1Lv 面积为 s1=Lvt1 感应电流为 I1= 电阻为 R1=R+2vt1R0 安培力为 FA1=B1I1L 联立解得 FA1=0.01N 根据平衡条件有 mgsinα=FA1+F1 可得 F1=0.05N 方向沿斜面向上 （3）根据法拉第电磁感应定律，t时刻的总电动势 Et=St+BtLv t时刻回路的总电阻 Rt=R+2vtR0 t时刻通过导体棒的电流 It= 解得 It=0.1A 即回路电流为定值，与时间无关，导体棒运动的总时间 整个回路电阻随时间均匀变化，整个过程整个回路电阻的平均值 解得 Q=0.06J 根据平衡条件有 mgsinα=FAt+Ft FAt=BtItL 可得 Ft=0.055-0.005t 由于导体棒匀速运动，则外力随位移也是均匀变化，则外力所做的功 W=-x 解得 W=-0.2J 19. 一种弹射发电机的简化装置图如图所示。光滑的水平绝缘桌面上固定有间距d＝0.5m的U形金属导轨，光滑轨道OAC的OA部分位于竖直方向上，AC部分为一与OA相切、半径r＝0.4m的四分之一圆弧，C点与水平桌面边缘挨得很近。质量M＝2.0kg的金属棒静止在U形金属导轨水平部分上，金属棒与金属导轨垂直，金属棒接入电路的电阻R＝0.1Ω，U形金属导轨水平部分光滑，倾角θ＝37°的倾斜部分与金属棒间的动摩擦因数μ＝0.5，金属导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接。现用质量m＝1.0kg的小球（可视为质点）压缩紧靠OAC轨道的轻质弹簧至位置D后锁定弹簧，其中DA＝2r＝0.8m。解除锁定后，小球将沿OAC轨道运动，小球运动到轨道最高点C（小球运动到A点前已经和弹簧分离）后沿水平方向滑上桌面，小球与金属棒发生弹性正碰。碰后小球再次沿水平方向进入OAC轨道并恰好能沿轨道运动，金属棒的速度方向与水平导轨平行，且金属棒沿导轨倾斜部分上升的最大位移大小，小球压缩弹簧后再次被锁定。已知U形金属导轨倾斜部分足够长，其上端电阻的阻值为2R，导轨电阻不计，匀强磁场仅分布在金属导轨的倾斜部分，方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小B＝2.0T，重力加速度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）求解除锁定前，弹簧的弹性势能。 （2）求金属棒在倾斜导轨上从底部运动至最高点的时间。 （3）若金属棒返回倾斜导轨底部前已经达到稳定状态，求在整个运动过程中，金属棒产生的焦耳热（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）30J；（2）0.3s；（3）1.65J 【解析】 【详解】（1）根据功能关系有 小球与金属棒正碰过程中，动量守恒且能量守恒，则有 碰后小球恰好通过C点，则有 解得 J，m/s （2）根据电流的定义式结合法拉第电磁感应定律有 C 根据动量定理有 解得 s （3）金属棒返回倾斜导轨底部前已经达到稳定状态，则有 其中 解得 m/s 在整个运动过程中，根据功能关系可知 金属棒上的焦耳热 解得 J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$