精品解析：2025届浙江省北斗星盟高三下学期考前预测物理试题

高三年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4、考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 高斯（G）常用作磁感应强度单位，1G =10-4T，用国际单位制描述正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（　　） A. 以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是静止的 B. 研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把它看成质点 C. 伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力 D. 烟尘在空中处于平衡状态 3. 如图所示，物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连，稳定后，轻绳 OP与水平方向夹角为，OA和OB与OP的延长线的夹角分别为和。已知，地面对物块B的弹力为NB=80N，不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. B. 物体A的重力40N C. OP绳子的拉力为 D. 地面对物体B的摩擦力为20N 4. 关于以下四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（　　） A. 甲图中，在表面层，分子间的作用力表现为斥力 B. 乙图中，当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，这时导线环接收到了电磁波 C. 丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越大 D. 丁图中，1是热敏电阻，2是金属热电阻 5. 一个处于匀强磁场中的静止放射性原子核，由于发生了衰变而生成a，b两粒子，在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：45，下列判断正确的是（　　） A 该原子核发生了β衰变 B. a粒子做顺时针运动 C. 原来静止的核，其原子序数为92 D. 两粒子的运动周期相等 6. 已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度），其中G、ME、RE分别是引力常量、地球质量和半径，在目前天文观测范围内宇宙物质的平均密度为，如果我们认为宇宙是一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度，因此任何物体都不能脱离宇宙。已知光速，引力常量，则宇宙半径的数量级为（　　） A. 1024m B. 1026m C. 1028m D. 1030m 7. 1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B. 根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C. 图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D. 图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 8. 如图所示，光滑水平面上静止一质量为M=80kg的平板小车，现有一质量为m=40kg的小孩站立于小车后端。小孩以对地v0=2m/s的速度向后跳离小车，对这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 小车对小孩的作用力的冲量大小为80N·s B. 小车对小孩做的功为80J C. 小孩做的功可能为130J D. 小孩做的功可能为100J 9. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=2。AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一激光，激光在平面ABCD内以角速度ω匀速转动，P为激光在AB、BC两边上的亮斑，已知光在真空中的传播速度为c。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线。当激光从沿DA方向顺时针转到DC方向的过程中，下列说法正确的是（　　） A. AB边上有激光射出的长度占AB边的 B. 激光在平面ABCD内传播的最长时间为 C. P点运动到AB边中点时速度大小为 D. P点在BC边上做匀变速运动 10. 如图所示为LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH，已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。不考虑磁场能的损失，不计空气阻力，g取10m/s2。从开关S闭合开始计时，有关灰尘在电容器内的运动情况。下列说法正确的是（　　） A. 灰尘作简谐振动 B. 灰尘加速度最大时，电容器刚好放电完毕 C. 线圈中磁场能的变化周期为 D. 灰尘最大加速度大小为20m/s2 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知质量和能量可以相互转化 B. 热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C. 如果一种元素具有放射性，它的放射性强度与温度有关，温度越高，放射性越强 D. 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 12. 如图甲所示，在某介质中A、B两波源相距d=20m，t=0时刻两者同时开始上下振动，波源A只振动了半个周期，波源B连续振动，两波源所形成的波的传播速度都为v=1.0m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 距A点1m处的P质点，在0~20s内所经过的路程为48cm B. A发出的波刚好完全传过B点时，A在向上振动 C. 传播过程中，10.8s时第一次出现离平衡位置的位移为24cm的点 D. 在0~18s内从A点发出半个波前进过程中遇到7个波峰 13. 如图所示，在光滑水平面上，有边长l=0.8m的正方形导线框abcd，其质量m=0.1kg，电阻为R，自感系数为L。该导线框的bc边在t=0时刻从x=0处以速度进入磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场区域，磁场区域宽度为s=0.2m，磁场方向与导线框垂直（竖直向下），忽略空气阻力，在导线框的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若R=0.16Ω，L=0，导线框中感应电流方向先顺时针后逆时针 B. 若R=0.16Ω，L=0，导线框中产生的焦耳热为0.8J C. 若R = 0，，导线框在磁场中运动的时间为 D. 若R = 0，，导线框在磁场中走过的路程为0.2m 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 两组同学利用不同的实验器材进行碰撞的实验研究。第一组同学利用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。 （1）用螺旋测微器测得遮光片的宽度如图乙所示，读数为_________mm； （2）若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_________（填“A”或“B”）（A图两滑块分别装有弹性圈，B图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）； 第二组同学采用下图所示装置进行“验证动量守恒定律”实验 先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。多次实验完成后，应该用一个尽量小的圆把多次落点圈在其中，其圆心为落点的平均位置。图中A、B、C是各自10次落点的平均位置。 （3）下列说法中符合本实验要求的是 （多选）。 A. 两球相碰时，两球心必须在同一水平面上 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 安装轨道时，轨道末端必须水平 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （4）用最小圆的圆心定位小球落点，其目的是减小_________。（填“偶然误差”或“系统误差”）。 （5）测出小球抛出点在桌面上的投影点O到点A、B、C的距离，分别记为OA、OB、OC，若两球发生弹性碰撞，则OA、OB、OC之间一定满足关系式_________。 A OB=OC-OA B. 2OB=OC+OA C. OB=OC-2OA 15. 某实验小组同学利用以下器材改装成多用电表，图示是该多用电表的部分改装电路，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，实验器材如下： A.一节干电池（电动势E=1.54V内阻不变）： B灵敏电流表G（满偏电流Ig=2mA，内阻Rg=100Ω）； C.定值电阻R0=25Ω； D.滑动变阻器R1； E.电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）； F.单刀双掷开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）该多用电表，P插孔对应的是_________（填“+”或“-”）。 （2）当开关S掷向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 （3）要使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，电阻箱R的阻值应为_________Ω，灵敏电流表G刻度盘正中央对应的刻度为_________。 16. 半导体薄膜压力传感器是一种常见的电学器件，它的工作原理是当半导体材料沿某一方向受到外力作用时，其电阻率发生变化，从而电阻发生变化。某研究小组测得半导体薄膜压力传感器的电阻R随压力F变化的图线，如图所示，从中可获取的信息有 （　　） A. 压力为2N时传感器的电阻约为25kΩ B. 传感器的电阻随压力的增大而均匀减小 C. 压力为1N时曲线的斜率约为35kΩ/N D. 传感器在1N附近的灵敏度高于5N附近 17. 如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。 （1）启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将___________（填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数___________（填“增加”、“减少”、“不变”）。 （2）若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。 （3）若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。 18. 如图所示，某装置由水平直轨道AE、半径为R1的螺旋圆形轨道BCD、长L1的水平传送带、长L2的水平直轨道FG，两个圆形轨道与水平轨道分别相切与B（D），GI为与水平面角度为θ，且足够长的斜面。轨道A处的水平弹射器能使质量为m1的小滑块获得8J的初动能。G点上静止放置质量为m2的小滑块，两滑块若碰撞则粘在一起，且不计碰撞所需时间。已知，滑块与传送带和FG段之间的动摩擦因数，其余各段轨道均光滑且各处平滑连接，传送带以恒定速度顺时针转动。求： （1）滑块通过圆形轨道最高点C时滑块所受弹力的大小； （2）若要使两滑块碰撞损失的动能最大，传送带速度v的最小值； （3）若两小球碰撞后沿水平方向飞出后立即受到某一方向的恒力作用，落到斜面上的H点，此时速度方向竖直向下且大小为从G点水平飞出时速度的倍，求恒力的最小值和飞出后速度的最小值 （4）在满足（3）的前提下，两小球的结合体在飞行过程中的最小速度与传送带速度v的关系。 19. 如图所示，平行光滑的金属导轨由水平和左右两倾斜导轨组成，水平导轨与两侧倾斜导轨均有光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连。两侧倾斜导轨与水平面夹角均为30°。左侧倾斜导轨由间距L的导轨CE、DF构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨连接构成，其中EG、FH段间距为L，有与竖直方向成60°斜向左上方的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。MP、NQ段间距为2L，有与竖直方向成（斜向右上方的磁感应强度大小为B的匀强磁场。右侧足够长的倾斜导轨PK、QJ间距为2L，上端连接电容为C的电容器，有垂直右侧倾斜导轨平面向上的磁感应强度大小为5B的匀强磁场。导体棒甲的质量为0.5m、电阻为R，乙的质量为m、电阻不计，导体棒乙静止于MP、NQ段。现使导体棒甲自斜面导轨上距水平导轨h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终垂直导轨，且与导轨保持良好接触。若稳定时导体棒甲未进入MP、NQ段，导轨电阻和空气阻力均忽略不计。已知B=0.2T， m=0.4kg，h=0.45m，L=0.2m，R=0.3Ω，，。求： （1）甲棒刚进入磁场时，乙棒的加速度； （2）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，通过乙棒的电量； （3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，回路产生的焦耳热； （4）稳定后，乙棒进入右侧倾斜轨道，随即撤去甲棒，求乙棒上滑的最大距离。 20. 某创新小组设计了一个粒子探测器。如图所示，在xOy平面内第一象限的虚线与y轴所围区域内有一个场强大小为、方向平行于y轴的匀强电场；第三象限内存在垂直xOy平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场；在电场边界右侧放置长为、高为3L的容器（左侧为网状不影响粒子进入，右侧为收集板），容器内分布着正交电磁场，其中匀强磁场方向垂直xOy平面向里，磁感应强度大小为，匀强电场方向竖直向下，场强大小为。点P（0，-d）（d>0）处有一粒子源，某一瞬间向第三象限与y轴正方向成θ角，在该角度范围内发射了N个电荷量为q、质量为m的带正电粒子。所有粒子的速度方向均在xOy平面内，且粒子数随角度均匀分布；所有射出的粒子均能通过坐标原点O，粒子经电场再进入容器，若碰到右侧收集板即被吸收，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子由P点射出时水平分速度vx的大小； （2）要使所有粒子经过匀强电场后均能沿x轴正方向运动，试判断电场方向并写出此虚线的方程； （3）在满足（2）的条件下，能进入容器的粒子占总粒子数的百分比； （4）在满足（2）的条件下，右侧收集板因吸收粒子而在水平方向上受到的平均作用力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4、考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 高斯（G）常用作磁感应强度单位，1G =10-4T，用国际单位制描述正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据， 可知用国际单位制基本单位表示磁感应强度单位可以为。 故选B。 2. 2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（　　） A. 以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是静止的 B. 研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把它看成质点 C. 伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力 D. 烟尘在空中处于平衡状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱相对于他们的位置没有发生改变，故神舟十九号返回舱是静止的，A正确； B．研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，返回舱的大小和形状对其运动轨迹的影响可以忽略不计，此时可以将返回舱看成质点，B错误； C．伞绳给伞的拉力与伞给伞绳的拉力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，C错误； D．烟尘在空中受到重力以及空气阻力等作用，其运动状态不断变化，不是处于平衡状态，D错误。 故选A。 3. 如图所示，物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连，稳定后，轻绳 OP与水平方向夹角为，OA和OB与OP的延长线的夹角分别为和。已知，地面对物块B的弹力为NB=80N，不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. B. 物体A的重力40N C. OP绳子的拉力为 D. 地面对物体B的摩擦力为20N 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于滑轮两边绳子拉力大小相等，且滑轮两边绳子拉力的合力等于轻绳 OP拉力的大小，故OP的方向沿着两根绳子拉力的夹角的角平分线上，故，故A错误； B D．根据几关系，连接B物体的绳子部分与水平方向夹角为，故对B受力分析有 又 联立解得， 故B正确，D错误。 C．据前分析结合平行四边形法则 故C错误。 故选B。 4. 关于以下四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（　　） A. 甲图中，在表面层，分子间的作用力表现为斥力 B. 乙图中，当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，这时导线环接收到了电磁波 C. 丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越大 D. 丁图中，1热敏电阻，2是金属热电阻 【答案】B 【解析】 【详解】A．在液体表面层，分子间距离大于平衡距离，分子间作用力表现为引力，故A错误； B．当感应圈两个金属球间有火花跳过时，产生变化的电磁场，形成电磁波向外传播。导线环接收到电磁波后，在导线环中产生感应电动势，使得导线环两个小球间跳过了火花，故B正确； C．由图丙可知，当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越小；当驱动力的频率f等于固有频率时，发生共振，振幅最大，故C错误； D．热敏电阻的阻值随温度升高而减小，金属热电阻的阻值随温度升高而增大。由图丁可知，1 的阻值随温度升高而增大，是金属热电阻；2 的阻值随温度升高而减小，是热敏电阻，故D错误。 故选B。 5. 一个处于匀强磁场中的静止放射性原子核，由于发生了衰变而生成a，b两粒子，在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：45，下列判断正确的是（　　） A. 该原子核发生了β衰变 B. a粒子做顺时针运动 C. 原来静止的核，其原子序数为92 D. 两粒子的运动周期相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图示可知，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相反，而两者速度方向相反，则知两者的电性相同，新核带正电，则放出的必定是a粒子，发生了a衰变，故A错误； B．原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，放出的a粒子与新核的动量大小相等，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 由此可知，半径与电荷量成反比，由于新核的电荷量较大，则大圆是a粒子的轨迹，根据左手定则可知，a粒子做逆时针运动，故B错误； C．由于两圆半径之比为1：45，由半径与电荷量成反比可知，a粒子的电荷量为2，新核的电荷量为90，则原来静止的原子核的电荷量为92，即原子序数为92，故C正确； D．粒子的运动周期 可知两粒子在磁场中运动的周期不相等 ，故D错误。 故选C。 6. 已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度），其中G、ME、RE分别是引力常量、地球质量和半径，在目前天文观测范围内宇宙物质的平均密度为，如果我们认为宇宙是一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度，因此任何物体都不能脱离宇宙。已知光速，引力常量，则宇宙半径的数量级为（　　） A. 1024m B. 1026m C. 1028m D. 1030m 【答案】B 【解析】 【详解】设宇宙的半径为R，质量为M，由题意知，宇宙的第二宇宙速度为 又， 联立得 故选B。 7. 1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B. 根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C. 图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D. 图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞出，锌板负电荷减少张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A错误； B．由光子的能量公式 可知，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误； C．根据公式 可得 可知该金属的截止频率 故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子的最大初动能Ek随入射光频率的增大而增大，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，光滑水平面上静止一质量为M=80kg的平板小车，现有一质量为m=40kg的小孩站立于小车后端。小孩以对地v0=2m/s的速度向后跳离小车，对这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 小车对小孩的作用力的冲量大小为80N·s B. 小车对小孩做的功为80J C. 小孩做的功可能为130J D. 小孩做的功可能为100J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由动量定理可知小车对小孩水平方向的冲量为 因小车对小孩竖直方向冲量不为零，可知小车对小孩的作用力的冲量大小大于80N·s，选项A错误； B．小孩离开小车瞬时，小车对小孩的作用力没有位移，可知小车对小孩不做功，选项B错误； CD．若小孩沿水平方向向后跳离小车，则对小车和小孩系统由水平方向动量守恒可知 解得v=1m/s 此时小孩做的功为 若小孩斜向上方向跳离小车，则小车得到的速度小于1m/s，则小孩做的功小于120J，可能为100J，但不可能为130J，选项C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=2。AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一激光，激光在平面ABCD内以角速度ω匀速转动，P为激光在AB、BC两边上的亮斑，已知光在真空中的传播速度为c。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线。当激光从沿DA方向顺时针转到DC方向的过程中，下列说法正确的是（　　） A. AB边上有激光射出的长度占AB边的 B. 激光在平面ABCD内传播的最长时间为 C. P点运动到AB边中点时速度大小为 D. P点在BC边上做匀变速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据临界角与折射率的关系有 解得 激光从沿DA方向顺时针过程，在AB边的入射角逐渐变大，即开始有光射出，若光在AB边恰好发生全反射，令此时AP长度为x0，根据几何关系有 则AB边上有激光射出的长度占AB边的 故A错误； B．由于只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，可知，直接射向B点的光路程最大，最大路程为 根据光速与折射率的关系有 则激光在平面ABCD内传播的最长时间为 解得 故B错误； C．令P点运动到AB边中点时AP长度为x2，根据几何关系有 激光在平面ABCD内以角速度ω匀速转动，P点运动到AB边中点时速度大小为v1，根据速度分解有 其中 解得 故C正确； D．结合上述，根据速度分解有 解得 令P点在BC边运动的位移为，根据几何关系有 解得 在匀变速直线运动中，速度与位移的关系表达式为 将P点速度与位移表达式与上述速度与位移的关系式减小对比可知，P点在BC边上做的不是匀变速运动，故D错误。 故选C。 10. 如图所示为LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH，已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。不考虑磁场能的损失，不计空气阻力，g取10m/s2。从开关S闭合开始计时，有关灰尘在电容器内的运动情况。下列说法正确的是（　　） A. 灰尘作简谐振动 B. 灰尘加速度最大时，电容器刚好放电完毕 C. 线圈中磁场能的变化周期为 D. 灰尘最大加速度大小为20m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】C．开关闭合后，电路产生 LC 振荡，振荡周期为 磁场能的变化周期为振荡周期的一半（电场能与磁场能交替变化，频率加倍），故线圈中磁场能的变化周期为，故C错误； D．开关断开时，带电灰尘静止，说明电场力与重力平衡 其中，电容器初始电压，d 为极板间距，q 为灰尘电荷量，m 为质量，开关S闭合后，电路产生 LC 振荡，振荡过程中，电容器电压随时间变化为 电场强度  灰尘所受电场力为 合外力为 根据牛顿第二定律 解得加速度为 当时，加速度最大，为 大小为20m/s2，方向竖直向下，故D 正确； A．由于 与位移无线性关系，故灰尘不是作简谐振动，故A错误； B．放电完毕对应 （电压为 0） 此时 加速度 非最大值，故B错误。 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知质量和能量可以相互转化 B. 热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C. 如果一种元素具有放射性，它的放射性强度与温度有关，温度越高，放射性越强 D. 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知，一定的质量总是和一定的能量相对应，而不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故A错误。 B．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功而不引起其它的变化；热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，只是要引起其它的变化，选项B正确； C．物质的衰变与环境无关，若将放射源置于高温高压环境中，射线强度将不变化，故C错误。 D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，在某介质中A、B两波源相距d=20m，t=0时刻两者同时开始上下振动，波源A只振动了半个周期，波源B连续振动，两波源所形成的波的传播速度都为v=1.0m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 距A点1m处的P质点，在0~20s内所经过的路程为48cm B. A发出的波刚好完全传过B点时，A在向上振动 C. 传播过程中，10.8s时第一次出现离平衡位置的位移为24cm的点 D. 在0~18s内从A点发出的半个波前进过程中遇到7个波峰 【答案】AC 【解析】 【详解】A．波A传到P点的时间 在 时间内P质点经过路程为 波B传到P点的时间 在 时间内P质点经过的路程为 在0~20s内所经过的路程为 A正确； B．A发出的波刚好完全传过B点时，A在向下振动，B错误； C．两列波相遇时间为 两列波的波长分别为 ， 相遇后，波峰相遇时间为 传播过程中，第一次出现离平衡位置的位移为24cm的点的时间为 C正确； D．波A的波前与波B的第8个波峰相遇的时间为 在0~18s内从A点发出的半个波前进过程中遇到8个波峰，D错误。 故选AC。 13. 如图所示，在光滑水平面上，有边长l=0.8m的正方形导线框abcd，其质量m=0.1kg，电阻为R，自感系数为L。该导线框的bc边在t=0时刻从x=0处以速度进入磁感应强度为B=0.5T的有界匀强磁场区域，磁场区域宽度为s=0.2m，磁场方向与导线框垂直（竖直向下），忽略空气阻力，在导线框的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若R=0.16Ω，L=0，导线框中的感应电流方向先顺时针后逆时针 B. 若R=0.16Ω，L=0，导线框中产生的焦耳热为0.8J C. 若R = 0，，导线框在磁场中运动的时间为 D. 若R = 0，，导线框在磁场中走过的路程为0.2m 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．若R=0.16Ω，L=0，导线框进入磁场过程，根据动量定理可得 其中 可得导线框bc边刚要出磁场时的速度大小为 同理可知，导线框离开磁场过程，安培力的冲量大小也为，根据动量定理可得 可得导线框ab边刚要出磁场时的速度大小为 根据能量守恒可知导线框中产生的焦耳热为 根据楞次定律可知，导线框进入磁场过程的感应电流方向为逆时针方向，导线框离开磁场过程的感应电流方向为顺时针方向，故A错误，B正确； CD．若R = 0，，当导线框bc边在磁场中切割磁感线的速度为时，则有 可得 可得 则有 这是一个线性回复力，与位移x大小成正比，方向始终相反，这将使导线框做简谐运动。则有 解得导线框做简谐运动的振幅为 可知导线框bc边进入磁场向右运动后速度减为0，之后向左加速从磁场左边界离开磁场，所以导线框在磁场中走过的路程为 结合弹簧振子做简谐运动周期公式 可知导线框在磁场中做简谐运动的周期为 则导线框在磁场中运动的时间为 故C错误，D正确。 故选BD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 两组同学利用不同的实验器材进行碰撞的实验研究。第一组同学利用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。 （1）用螺旋测微器测得遮光片的宽度如图乙所示，读数为_________mm； （2）若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的_________（填“A”或“B”）（A图两滑块分别装有弹性圈，B图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）； 第二组同学采用下图所示装置进行“验证动量守恒定律”实验 先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。多次实验完成后，应该用一个尽量小的圆把多次落点圈在其中，其圆心为落点的平均位置。图中A、B、C是各自10次落点的平均位置。 （3）下列说法中符合本实验要求的是 （多选）。 A. 两球相碰时，两球心必须在同一水平面上 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 安装轨道时，轨道末端必须水平 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （4）用最小圆的圆心定位小球落点，其目的是减小_________。（填“偶然误差”或“系统误差”）。 （5）测出小球抛出点在桌面上的投影点O到点A、B、C的距离，分别记为OA、OB、OC，若两球发生弹性碰撞，则OA、OB、OC之间一定满足关系式_________。 A. OB=OC-OA B. 2OB=OC+OA C. OB=OC-2OA 【答案】（1）1.196##1.195##1.197 （2）A （3）ACD （4）偶然误差 （5）A 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光片的宽度为 【小问2详解】 若要求碰撞动能损失最小，则应选分别装有弹性圈的两滑块。 故选A。 【小问3详解】 A．为了保证两球发生对心正碰，两球相碰时，两球心必须在同一水平面上，故A正确； B．因为两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，所以可以用小球的水平位移代替抛出时的初速度，则不需要用秒表测时间，故B错误； C．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装轨道时，轨道末端必须水平，故C正确； D．为了保证入射小球每次碰撞前瞬间的速度相同，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故D正确。 故选ACD。 【小问4详解】 用最小圆的圆心定位小球落点，其目的是减小偶然误差。 【小问5详解】 设入射小球碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为、；根据动量守恒可得 若两球发生弹性碰撞，根据能量守恒可得 联立可得 由于两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，则有 可得 即 故选A。 15. 某实验小组同学利用以下器材改装成多用电表，图示是该多用电表的部分改装电路，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，实验器材如下： A.一节干电池（电动势E=1.54V内阻不变）： B.灵敏电流表G（满偏电流Ig=2mA，内阻Rg=100Ω）； C.定值电阻R0=25Ω； D.滑动变阻器R1； E.电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）； F.单刀双掷开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）该多用电表，P插孔对应的是_________（填“+”或“-”）。 （2）当开关S掷向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。 （3）要使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，电阻箱R的阻值应为_________Ω，灵敏电流表G刻度盘正中央对应的刻度为_________。 【答案】（1）+ （2）b （3） ①. 225.0 ②. 55 【解析】 【小问1详解】 电流从欧姆表的红表笔流入，从黑表笔流出，由题图可知P孔应插入红表笔，即P插孔对应的是+。 【小问2详解】 设所选倍率为，欧姆调零时，电流表满偏，设此时干路电流为，根据闭合电路欧姆定律可得 当指针指在中间时，根据闭合电路欧姆定律可得 联立可得 可知调零后的欧姆表内阻与所选倍率成正比，即倍率越大，欧姆内阻越大，题图中电流表满偏时的干路电流越小；由题图可知，开关S掷向b时，电流表满偏时的干路电流较小，所以对应的倍率较大，则当开关S掷向b时，欧姆表的倍率是“×10”。 【小问3详解】 [1]由（2）分析可知，开关S掷向a时的干路最大电流与开关S掷向b时的干路最大电流的10倍，则有 代入数据解得 [2]开关S掷向a并进行欧姆调零后，设欧姆表的中值刻度为，则有 解得 16. 半导体薄膜压力传感器是一种常见的电学器件，它的工作原理是当半导体材料沿某一方向受到外力作用时，其电阻率发生变化，从而电阻发生变化。某研究小组测得半导体薄膜压力传感器的电阻R随压力F变化的图线，如图所示，从中可获取的信息有 （　　） A. 压力为2N时传感器的电阻约为25kΩ B. 传感器的电阻随压力的增大而均匀减小 C. 压力为1N时曲线的斜率约为35kΩ/N D. 传感器在1N附近的灵敏度高于5N附近 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图示可知，压力为2N时传感器的电阻约为25kΩ，故A正确； B．图像是一条曲线，可知，传感器的电阻随压力的增大并不是均匀减小，故B错误； C．根据图示可知，压力为1N时曲线的斜率约为 故C错误； D．图像切线斜率的绝对值表示传感器的灵敏度，根据图示可知，随压力增大，图像切线斜率的绝对值逐渐减小，则传感器在1N附近的灵敏度高于5N附近，故D正确。 故选AD。 17. 如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。 （1）启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将___________（填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数___________（填“增加”、“减少”、“不变”）。 （2）若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。 （3）若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。 【答案】（1） ①. 增加 ②. 减少 （2）170J （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]对于理想气体，其内能只与温度有关。当启动控温装置将气体温度缓慢加热时，温度升高，根据理想气体内能的性质可知，气体内能将增加。 [2]温度升高，气体分子的平均动能增大，而压强不变（因为活塞可无摩擦滑动，系统处于平衡状态，内外压强平衡）。根据压强的微观表达式，在压强不变，分子平均动能增大的情况下，单位时间单位面积上撞击的分子个数将减少。 【小问2详解】 由分析可知，加热过程气体的压强不变，由盖·吕萨克定律可得 又因为 代入上式得 代入数据得： 对汽缸进行受力分析，汽缸受重力、内部气体向下的压力以及大气压强向上的支持力处于平衡状态，平衡方程为 整理可得内部气体压强 气体膨胀对外做功 已知1mol该气体的内能，则0.1mol气体的内能变化量为 所以代入数据得0.1mol气体内能增加量为 根据热力学第一定律ΔU=Q+W 得 【小问3详解】 施加拉力后汽缸平衡方程变为 整理得 温度不变，由玻意耳定律得 代入数据得 汽缸底部与活塞的距离 18. 如图所示，某装置由水平直轨道AE、半径为R1的螺旋圆形轨道BCD、长L1的水平传送带、长L2的水平直轨道FG，两个圆形轨道与水平轨道分别相切与B（D），GI为与水平面角度为θ，且足够长的斜面。轨道A处的水平弹射器能使质量为m1的小滑块获得8J的初动能。G点上静止放置质量为m2的小滑块，两滑块若碰撞则粘在一起，且不计碰撞所需时间。已知，滑块与传送带和FG段之间的动摩擦因数，其余各段轨道均光滑且各处平滑连接，传送带以恒定速度顺时针转动。求： （1）滑块通过圆形轨道最高点C时滑块所受弹力的大小； （2）若要使两滑块碰撞损失的动能最大，传送带速度v的最小值； （3）若两小球碰撞后沿水平方向飞出后立即受到某一方向的恒力作用，落到斜面上的H点，此时速度方向竖直向下且大小为从G点水平飞出时速度的倍，求恒力的最小值和飞出后速度的最小值 （4）在满足（3）的前提下，两小球的结合体在飞行过程中的最小速度与传送带速度v的关系。 【答案】（1）30N （2）5m/s （3）， （4）当时， 【解析】 【小问1详解】 对A到C，由动能定理： 对C点： 解得： 【小问2详解】 质量为的滑块在传送带全程加速，两物块碰撞过程中动能损失最大。 解得 【小问3详解】 如图所示，方向为物体所受合力方向， 由作图可知，最小恒力为 可知两物体从G 点飞出后，其最小速度为 I .当传送带的速度 时，质量为的滑块从F到G过程，由动能定理： 两滑块碰撞由动量守恒得： 解得 所以有 Ⅱ .出F后恰好运动到G 点， 解得此时 当传送带的速度为分， 故 综上分析：当时， 【小问4详解】 当时， 19. 如图所示，平行光滑的金属导轨由水平和左右两倾斜导轨组成，水平导轨与两侧倾斜导轨均有光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连。两侧倾斜导轨与水平面夹角均为30°。左侧倾斜导轨由间距L的导轨CE、DF构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨连接构成，其中EG、FH段间距为L，有与竖直方向成60°斜向左上方的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。MP、NQ段间距为2L，有与竖直方向成（斜向右上方的磁感应强度大小为B的匀强磁场。右侧足够长的倾斜导轨PK、QJ间距为2L，上端连接电容为C的电容器，有垂直右侧倾斜导轨平面向上的磁感应强度大小为5B的匀强磁场。导体棒甲的质量为0.5m、电阻为R，乙的质量为m、电阻不计，导体棒乙静止于MP、NQ段。现使导体棒甲自斜面导轨上距水平导轨h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终垂直导轨，且与导轨保持良好接触。若稳定时导体棒甲未进入MP、NQ段，导轨电阻和空气阻力均忽略不计。已知B=0.2T， m=0.4kg，h=0.45m，L=0.2m，R=0.3Ω，，。求： （1）甲棒刚进入磁场时，乙棒的加速度； （2）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，通过乙棒的电量； （3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，回路产生的焦耳热； （4）稳定后，乙棒进入右侧倾斜轨道，随即撤去甲棒，求乙棒上滑的最大距离。 【答案】（1）0.04m/s2 （2）10C （3）0.6J （4） 【解析】 【小问1详解】 甲棒刚进入磁场时，根据机械能守恒有 解得 甲棒感应电动势E =2BLv0cos60°Lv0 电流 对乙棒有 2LBIcos60°= ma 解得a=0.04m/s2 【小问2详解】 当甲进入磁场，甲、乙所受安培力相等，有2BILcos60° =2BLIcos60° 甲、乙系统动量守恒，最终共速， 则 解得共速时 对乙根据动量定理有∑2LBcos60°IΔt = mv1 又q=∑I△t 解得q=10C 【小问3详解】 由能量守恒得 解得Q总=0.6J 【小问4详解】 乙棒沿右侧倾斜导轨做匀减速直线运动，则mgsin30°+5B·i·2L= ma 又 由以上式解得a=6m/s2 乙棒上滑的最大距离为x， 解得 20. 某创新小组设计了一个粒子探测器。如图所示，在xOy平面内第一象限的虚线与y轴所围区域内有一个场强大小为、方向平行于y轴的匀强电场；第三象限内存在垂直xOy平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场；在电场边界右侧放置长为、高为3L的容器（左侧为网状不影响粒子进入，右侧为收集板），容器内分布着正交电磁场，其中匀强磁场方向垂直xOy平面向里，磁感应强度大小为，匀强电场方向竖直向下，场强大小为。点P（0，-d）（d>0）处有一粒子源，某一瞬间向第三象限与y轴正方向成θ角，在该角度范围内发射了N个电荷量为q、质量为m的带正电粒子。所有粒子的速度方向均在xOy平面内，且粒子数随角度均匀分布；所有射出的粒子均能通过坐标原点O，粒子经电场再进入容器，若碰到右侧收集板即被吸收，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子由P点射出时水平分速度vx的大小； （2）要使所有粒子经过匀强电场后均能沿x轴正方向运动，试判断电场方向并写出此虚线的方程； （3）在满足（2）的条件下，能进入容器的粒子占总粒子数的百分比； （4）在满足（2）的条件下，右侧收集板因吸收粒子而在水平方向上受到的平均作用力。 【答案】（1）3v0 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 设从P 点射出的一粒子，其速度大小为v，方向与y 轴正方向成θ角。 可得 即从P 点射出的粒子其平行于x 轴的分速度大小是3v0。 【小问2详解】 电场方向沿y 轴负方向。粒子到达O 点后分布在与x 轴正方向成60°的范围内。 电场区域的边界为从O 点进入电场的粒子经电场偏转后速度平行于x 轴正方向时的}出点的集合。令出点的坐标为（x，y），有x =vxt 消去 t 得 【小问3详解】 若粒子恰能水平进入探测器，即竖直减速为零位移等于探测器高度 其中 解得 即当粒子发射方向与y 轴正方向成45⁰ 至90⁰角的范围内能进入探测器所占比例为 【小问4详解】 粒子以大小为3v0的水平速度进入电磁场，为抵消粒子所受的电场力，需给粒子一个水平向右的速度v0，粒子在探测器中的运动可以看成匀速直线运动和圆周运动的合运动,其圆周半径，即离x 轴高L 的粒子恰能与上边界相切 根据 解得 即粒子发射方向与y 轴正方向成60°至90°角的范围内能达到右边收集板 收集粒子数 作用时间 根据探测器水平长度，假设粒子以v0匀速向右，则 其中圆周周期 根据,可知 如图所示 解得 θ=60° 则撞击瞬间粒子水平速度为 由动量定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $