精品解析：2025届河北省保定市定州市河北定州中学高三下学期二模物理试题

2025届高三下学期第二次模拟考试 物理试题 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 研究磁场对电流作用的实验装置如图所示，光滑导体棒ab垂直放置在两根平行的水平金属导轨上，闭合电键，下列判断正确的是 A. 导体棒ab一定向左运动 B. 导体棒ab一定向右运动 C. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向左运动 D. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向右运动 【答案】C 【解析】 【详解】导体棒处在磁场中，由于导体棒中的电流方向未知，无法判断ab棒的运动方向，故AB错误；若导体棒中的电流由a到b，根据左手定则可知导体棒受到的安培力向左，导体棒向左运动，故C正确，D错误． 2. 同位素温差发电机利用放射性同位素的衰变热转化成电能，不仅抗干扰性强，而且可为电子设备保温，是未来宇宙深空探索不可或缺的能源装置。当前的同位素热源主要采用钚等半衰期长的同位素，钚发生衰变生成新原子核，同时释放射线，若钚的比结合能为粒子的比结合能为，新原子核的比结合能为，下列说法正确的是（　　） A. 新原子核内有144个中子 B. 射线的穿透能力比射线弱 C. 和的关系为 D. 该核反应释放的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．钚发生衰变的方程为 根据质量数和电荷数守恒可知新原子核为，含有92个质子，质量数为234，所以其含有142个中子，故A错误； B．射线穿透能力比射线强，故错误； C．新原子核比钚稳定，所以钚的比结合能小于的比结合能，故C正确； D．该核反应释放的核能为 故D错误。 故选C。 3. 如图所示，我国成功发射的长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号探测器被月球俘获并顺利进入环月轨道飞行。探测器在前往月球的过程中，首先进入停泊轨道绕地球匀速转动，在P点变速进入椭圆轨道并通过椭圆上的远地点Q点，然后进入转移轨道，接近月球时，被月球引力“俘获”，再通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。则（　　） A. 探测器在椭圆轨道上运行时经过P点的速度比Q点的速度大 B. 探测器在Q点的加速度大小大于在停泊轨道上的加速度大小 C. 探测器在椭圆轨道上的运行周期小于在停泊轨道上的运行周期 D. 探测器发射速度大于第二宇宙速度，在停泊轨道上的绕行速度大于第一宇宙速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，在椭圆轨道上运行时经过点的速度比点的速度大，故A正确； B．探测器在点和停泊轨道上只受到万有引力，由于在点与地球球心的距离大于在停泊轨道上与地球球心的距离，根据万有引力公式可知，在点受到的万有引力小于在停泊轨道上受到的万有引力，则探测器在点的加速度大小小于在停泊轨道上的加速度大小，故 B错误； C．根据开普勒第三定律，由于椭圆轨道上的半长轴大于停泊轨道上的半径，则探测器在椭圆轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期，故C错误； D．由于月球还未超出地球引力范围，故探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度，所以探测器在停泊轨道上的绕行速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选A。 4. 1885年，巴尔末研究了氢原子在可见光区的四条谱线，即图中Hα、Hβ、Hγ、Hδ（已知Hδ为紫光，Hα为红光），巴尔末发现四条谱线波长满足（，，，）式中叫作里德伯常数。根据上述信息可知，Hβ和Hγ对应波长之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题目所给信息，Hα光子能量最小，Hδ光子能量最大，所以可以推断Hα是n=3向n=2能级跃迁产生的，Hδ是n=6向n=2能级跃迁产生的；Hβ、Hγ分别是n=4、n=5能级向n=2能级跃迁产生的，根据 则有 故选A。 5. 在平直路面上有一辆质量为的汽车以额定功率由静止启动，汽车运动过程中受到的总的阻力与行驶速度的平方成正比，比例常数为。这辆汽车加速到最大速度过程中克服阻力做功为，则汽车加速运动阶段所用的时间为（　　） A. B. C D. 【答案】D 【解析】 【详解】汽车速度最大时，牵引力等于阻力，则 汽车最大速度为 由动能定理可得 可得加速阶段所用的时间 故选D 6. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，通过滑环将其接在变压器的原线圈“0”“400”接线柱上，将规格为“6V，3.6W”的小灯泡接在变压器的副线圈“0”“200”接线柱上。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈abcd的匝数为40匝，面积为，闭合开关后理想交流电压表的示数为，线圈和导线电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 矩形线圈abcd转动的角速度为 B. 在图示时刻，穿过矩形线圈的磁通量的变化最快 C. 若变压器无任何损耗，小灯泡消耗的电功率为 D. 若未将铁芯横梁装上，小灯泡在内消耗的电能可能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．理想交流电压表的示数为交变电压的有效值，则矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生电动势的最大值，由可得矩形线圈abcd转动的角速度为，故A项错误； B．在图示时刻，穿过矩形线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故B项错误； C．小灯泡的电阻为 若变压器无任何损耗，由可得小灯泡两端的电压，则小灯泡消耗的电功率为 故C项正确； D．若未将铁芯横梁装上，则导致漏磁，使得输出电压偏小，则小灯泡消耗的电功率小于，小灯泡在内消耗的电能小于，故D项错误。 故选C。 7. 如图所示，地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧上面叠放两个物块，两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为，上面物块质量为，重力加速度为，现给上面物块施加一个向上的拉力，控制拉力的大小，让两物块一起以的加速度向上匀加速运动，则两物块分离时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设静止时弹簧的压缩量为，初状态时对整体，有 两物块分离时，加速度相等且它们之间没有弹力。设分离时弹簧的压缩量为，对下面物块，有 解得 因此 分离之前两物块做匀加速运动，则有 解得 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一可视为质点的物体沿一足够长的光滑斜面向上滑行，从某时刻开始计时，第一个t内的位移为s，第三个t内的位移为零，下列说法正确的是（　　） A. 第二个t内该物体的位移为 B. 该物体的加速度大小为 C. 计时起点物体的速度大小为 D. 该物体第二个t末的速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第三个t内的位移为零，说明前沿斜面向上滑，后沿斜面下滑，将上滑过程分为5个，根据匀变速直线运动规律，其位移比为，故第二个t内的位移为第一个t内位移的一半，即，故A正确； B．根据第一个t内和第二个t内的位移可知，物体的加速度大小 故B错误； C．计时起点物体的速度大小 故C正确； D．第二个t末的速度大小 故D错误。 故选AC。 9. 回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（ ） A. 用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率 B. 磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关 C. 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D. 狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关 【答案】AD 【解析】 【分析】带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素有关. 【详解】B、D、带电粒子经过电场加速，磁场圆周，最后从磁场圆周离开，根据，解得，带电粒子射出时的动能,与加速的电压无关，与磁感应强度的大小有关；故B错误，D正确. A、C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期，与粒子的速度无关，所以加速后交变电场的周期不需改变，不同的带电粒子，在磁场中运动的周期不等，所以加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率；故A正确，C错误. 故选AD. 【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关. 10. 如图所示，两足够长且间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B．质量均为m的金属棒a、b垂直放在导轨上，给金属棒a水平向右、大小为的初速度，同时给金属棒b水平向左、大小为的初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，两金属棒接入电路的有效电阻均为R，导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开始运动的一瞬间，金属棒a的加速度大小为 B. 当金属棒b的速度为零时，金属棒a的速度大小为 C. 最终通过金属棒b的电荷量为 D. 最终金属棒a中产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．开始运动的一瞬间，电路中的电流 此时金属棒a的加速度大小为 故A错误； B．由于a、b组成的系统合外力总是为零，因此系统动量守恒，设b的速度为零时a的速度大小为，则 解得 故B正确： C．设最终的共同速度为v，则 解得 对金属棒b研究，根据动量定理可得 解得 故C错误； D．设金属棒a中产生的焦耳热为Q，则 解得 故D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 某实验小组成员用如图甲所示装置测量滑块与长木板间动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上。测得滑块和遮光片的总质量为M。测得两光电门间的距离为L。已知重力加速度为g。 （1）小组成员小王同学做该实验前，先用游标卡尺测遮光片的宽度，测得的示数如图乙所示，则遮光片的宽度为_____； （2）小王同学在砂桶内装适量的砂，测出砂和砂桶的质量m，由静止释放滑块，测得滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为，则根据测得的物理量求得滑块与长木板间的动摩擦因数_____（用所测和已知的物理量字母表示）； （3）小李同学用该装置测动摩擦因数时，并没有测遮光片的宽度，只是在砂桶里装适量的砂，轻推滑块，观察滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为，如果，则通过_____（填“增大”或“减小”）砂桶中砂的质量，直至轻推滑块后，滑块通过两光电门时，遮光片的挡光时间相等，测出这时砂和砂桶的总质量，则滑块与长木板间的动摩擦因数为_____；将砂和砂桶的总质量从增大为，由静止释放滑块，滑块通过光电门1，2时遮光片挡光时间分别为，则小李同学认为：如果已知遮光片的宽度为d，在误差允许的范围内，表达式一定成立，你认为小李同学的观点是_____（填“正确”或“错误”）的。 【答案】（1）6.25 （2） （3） ①. 减小 ②. ③. 正确 【解析】 【小问1详解】 遮光片的宽度 【小问2详解】 根据能量守恒，有 解得 【小问3详解】 [1][2][3]观察滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为，如果，则说明滑块做加速运动，需减小砂桶中砂的质量，直至轻推滑块后，滑块通过两光电门时，遮光片的挡光时间相等，根据力的平衡有 解得 如果质量从增大为，根据能量守恒，有 由于 则有 小李同学观点正确。 12. 某兴趣小组利用半封闭可调内阻电池研究闭合电路的规律，其实物图和工作的电路图如图（1）、图（2）所示。图（2）中M为电池的正极， N为电池的负极、b为一组实验探针，与正负极非常接近但不与其接触， a、b与数字电压表连接，用于测量内电压数字电压表并联在电阻箱两端，用于测量路端电压数字电流表A接在干路中，用于测量干路电流 I。 （1）注射器抽气或充气使中间液面升降，从而改变电池的内阻，充气后，液面__________填“升高”或“下降”，电池内阻将__________填“变大”或“变小” （2）保持内电路不变，调节电阻箱的阻值，记录两电压表示数和、电流表示数I、电阻箱阻值，数据如表所示。由数据可得，电池电动势__________； 序号 U外/V U内/V I/A R外/Ω 1 2.050 0.000 0.000 ∞ 2 1.937 0.101 0.030 63 3 1.910 0.120 0.036 52 4 1.879 0.145 0.044 41 5 1.820 0.186 0.057 30 （3）根据数据，作出图像和图像，如图（3）、图（4）所示。图像斜率的绝对值为、图像的斜率为，可得__________填“>”“=”或“<”，在操作和读数均无误的情况下，得到上述结果的原因可能是__________。回答一个即可 【答案】（1） ①. 下降 ②. 变大 （2） （3） ①. > ②. 内阻偏小、电表不理想 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由电阻定律知，充气后中心液面下降致横截面积变小，故电阻变大。 【小问2详解】 电源电动势等于电源未接入电路即外电路电阻无穷大时电源两端电压，则电池电动势 【小问3详解】 [1]由图像可知 [2]图像斜率的绝对值等于电源内阻，图像的斜率即电源内阻，理论值应相等，但电源内阻应是电源两级间电解液的阻值，两探针只是非常靠近两极，导致测量的内阻偏小；数字电压表测量电阻箱电压，该值小于真实路端电压值，是由导线电阻和接触电阻所致。 四、计算题：本大题共3小题，共39分。 13. 如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： （1）光线在水面发生全反射的临界角； （2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据全反射临界角公式有 解得 【小问2详解】 由图知，由折射定律有 由几何知识 面积 解得 14. 磁驱动和磁阻尼在工业生产中广泛应用，如图为模拟磁驱动和磁阻尼的实验。绝缘水平面以AB为界，左侧粗糙且存在宽度均为L的相邻区域，各区域内存在交替排列的匀强磁场，磁场方向相反且垂直于水平面，磁感应强度大小均为B0；AB右侧水平面光滑，CD与AB平行且两者之间始终无磁场（AB与CD之间的宽度大于2L），CD右侧宽度为L的区域内存在阻尼匀强磁场，磁场方向垂直于水平面，各磁场边界均平行。质量均为m、边长均为L的两正方形线圈abcd和分别静止在AB两侧，abcd在左侧磁场中，静止在无磁场区域，两线圈左、右边均与磁场边界平行。线圈abcd的bc边无电阻，其余各边电阻均为R，线圈的边无电阻，其余各边电阻均为R。线圈abcd与AB左侧粗糙水平面间的动摩擦因数为μ。某时刻起，AB左侧磁场整体以垂直于AB的速度v匀速向右移动（到达AB的磁场瞬间消失），经过一段时间线圈abcd在AB左侧开始向右匀速运动。已知重力加速度为g。 （1）求线圈在AB左侧匀速运动时的速度大小； （2）如果线圈abcd全部跨过边界AB时的速度为v0，而后与线圈发生正碰，碰后bc与正对锁定在一起且接触良好，形成“日”字型线圈，为了使该线圈不能完全穿出阻尼磁场，求阻尼磁场磁感应强度的最小值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 线圈匀速运动时，安培力和摩擦力平衡，即 设线圈速度为，回路电动势为 根据闭合电路欧姆定律得 安培力为 联立解得 【小问2详解】 两线圈碰撞，根据动量守恒定律得 当边进入阻尼磁场时，回路电阻为3R，设刚进入磁场时线圈速度为，根据动量定理得 当和组合体在磁场中运动过程中，回路电阻为，设组合体刚出磁场时线圈速度为，根据动量定理得 当边在磁场中运动时，回路电阻为3R，临界条件为刚离开磁场时线圈速度为0，根据动量定理得 联立解得阻尼磁场磁感应强度的最小值为 15. 如图所示，间距为与水平面夹角的平行金属轨道间存在垂直轨道平面向下、磁感应强度为（满足的匀强磁场，平行导轨通过单刀双掷开关与一只阻值为的电阻或减速装置相连，减速装置由半径为的圆环、转轴和一根阻值为的金属短棒焊接而成，圆环边缘和转轴通过电刷连入电路。圆环内存在垂直圆环平面向上、磁感应强度为的匀强磁场。质量为阻值为的金属杆垂直轨道放置，初始位置离轨道底端终点的距离为，不计杆与轨道间的摩擦，忽略焊点、电刷、导线和导轨的电阻。现将开关打到端与电阻相连，将金属杆由静止释放，最终金属杆匀速冲过终点；再将开关打到端与减速装置相连，将金属杆放回初始位置，并使其获得平行斜面向下、大小为的初速度，同时在外力控制下使减速装置绕轴顺时针（从上往下观察）转动，使得金属杆做匀减速运动，最终金属杆恰好在终点处速度减为零。求：（答案用不包含的字母、数字表示，重力加速度用表示）： （1）开关S打到时，金属杆最终的速度； （2）开关S打到时，金属杆到达轨道底端终点的时间； （3）开关S打到时，减速装置转动的角速度与运动时间的关系。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 开关S打到时，金属杆最终将匀速运动，由受力分析可知 又因为 将代入联立解得 【小问2详解】 根据动量定理： 解得 【小问3详解】 金属杆做匀减速运动，则有 由牛顿第二定律可知 解得 由闭合电路欧姆定律可知 又 联立解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三下学期第二次模拟考试 物理试题 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 研究磁场对电流作用的实验装置如图所示，光滑导体棒ab垂直放置在两根平行的水平金属导轨上，闭合电键，下列判断正确的是 A. 导体棒ab一定向左运动 B. 导体棒ab一定向右运动 C. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向左运动 D. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向右运动 2. 同位素温差发电机利用放射性同位素的衰变热转化成电能，不仅抗干扰性强，而且可为电子设备保温，是未来宇宙深空探索不可或缺的能源装置。当前的同位素热源主要采用钚等半衰期长的同位素，钚发生衰变生成新原子核，同时释放射线，若钚的比结合能为粒子的比结合能为，新原子核的比结合能为，下列说法正确的是（　　） A. 新原子核内有144个中子 B. 射线的穿透能力比射线弱 C. 和的关系为 D. 该核反应释放的核能为 3. 如图所示，我国成功发射的长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号探测器被月球俘获并顺利进入环月轨道飞行。探测器在前往月球的过程中，首先进入停泊轨道绕地球匀速转动，在P点变速进入椭圆轨道并通过椭圆上的远地点Q点，然后进入转移轨道，接近月球时，被月球引力“俘获”，再通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。则（　　） A. 探测器在椭圆轨道上运行时经过P点的速度比Q点的速度大 B. 探测器在Q点的加速度大小大于在停泊轨道上的加速度大小 C. 探测器在椭圆轨道上的运行周期小于在停泊轨道上的运行周期 D. 探测器发射速度大于第二宇宙速度，在停泊轨道上的绕行速度大于第一宇宙速度 4. 1885年，巴尔末研究了氢原子在可见光区的四条谱线，即图中Hα、Hβ、Hγ、Hδ（已知Hδ为紫光，Hα为红光），巴尔末发现四条谱线波长满足（，，，）式中叫作里德伯常数。根据上述信息可知，Hβ和Hγ对应波长之比为（　　） A. B. C. D. 5. 在平直路面上有一辆质量为的汽车以额定功率由静止启动，汽车运动过程中受到的总的阻力与行驶速度的平方成正比，比例常数为。这辆汽车加速到最大速度过程中克服阻力做功为，则汽车加速运动阶段所用的时间为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，通过滑环将其接在变压器的原线圈“0”“400”接线柱上，将规格为“6V，3.6W”的小灯泡接在变压器的副线圈“0”“200”接线柱上。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈abcd的匝数为40匝，面积为，闭合开关后理想交流电压表的示数为，线圈和导线电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 矩形线圈abcd转动的角速度为 B. 在图示时刻，穿过矩形线圈磁通量的变化最快 C. 若变压器无任何损耗，小灯泡消耗的电功率为 D. 若未将铁芯横梁装上，小灯泡在内消耗电能可能为 7. 如图所示，地面上竖直固定一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧上面叠放两个物块，两个物块处于平衡状态。已知下面物块质量为，上面物块质量为，重力加速度为，现给上面物块施加一个向上的拉力，控制拉力的大小，让两物块一起以的加速度向上匀加速运动，则两物块分离时的瞬时速度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一可视为质点物体沿一足够长的光滑斜面向上滑行，从某时刻开始计时，第一个t内的位移为s，第三个t内的位移为零，下列说法正确的是（　　） A. 第二个t内该物体的位移为 B. 该物体的加速度大小为 C. 计时起点物体的速度大小为 D. 该物体第二个t末的速度大小为 9. 回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（ ） A. 用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率 B. 磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关 C. 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D. 狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关 10. 如图所示，两足够长且间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B．质量均为m的金属棒a、b垂直放在导轨上，给金属棒a水平向右、大小为的初速度，同时给金属棒b水平向左、大小为的初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，两金属棒接入电路的有效电阻均为R，导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开始运动的一瞬间，金属棒a的加速度大小为 B. 当金属棒b的速度为零时，金属棒a的速度大小为 C. 最终通过金属棒b的电荷量为 D. 最终金属棒a中产生的焦耳热为 三、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 某实验小组成员用如图甲所示装置测量滑块与长木板间动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上。测得滑块和遮光片的总质量为M。测得两光电门间的距离为L。已知重力加速度为g。 （1）小组成员小王同学做该实验前，先用游标卡尺测遮光片的宽度，测得的示数如图乙所示，则遮光片的宽度为_____； （2）小王同学在砂桶内装适量的砂，测出砂和砂桶的质量m，由静止释放滑块，测得滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为，则根据测得的物理量求得滑块与长木板间的动摩擦因数_____（用所测和已知的物理量字母表示）； （3）小李同学用该装置测动摩擦因数时，并没有测遮光片的宽度，只是在砂桶里装适量的砂，轻推滑块，观察滑块通过光电门1、2时遮光片的挡光时间分别为，如果，则通过_____（填“增大”或“减小”）砂桶中砂的质量，直至轻推滑块后，滑块通过两光电门时，遮光片的挡光时间相等，测出这时砂和砂桶的总质量，则滑块与长木板间的动摩擦因数为_____；将砂和砂桶的总质量从增大为，由静止释放滑块，滑块通过光电门1，2时遮光片挡光时间分别为，则小李同学认为：如果已知遮光片的宽度为d，在误差允许的范围内，表达式一定成立，你认为小李同学的观点是_____（填“正确”或“错误”）的。 12. 某兴趣小组利用半封闭可调内阻电池研究闭合电路的规律，其实物图和工作的电路图如图（1）、图（2）所示。图（2）中M为电池的正极， N为电池的负极、b为一组实验探针，与正负极非常接近但不与其接触， a、b与数字电压表连接，用于测量内电压数字电压表并联在电阻箱两端，用于测量路端电压数字电流表A接在干路中，用于测量干路电流 I。 （1）注射器抽气或充气使中间液面升降，从而改变电池的内阻，充气后，液面__________填“升高”或“下降”，电池内阻将__________填“变大”或“变小” （2）保持内电路不变，调节电阻箱的阻值，记录两电压表示数和、电流表示数I、电阻箱阻值，数据如表所示。由数据可得，电池电动势__________； 序号 U外/V U内/V I/A R外/Ω 1 2.050 0000 0.000 ∞ 2 1.937 0.101 0.030 63 3 1.910 0.120 0.036 52 4 1.879 0.145 0.044 41 5 1.820 0.186 0.057 30 （3）根据数据，作出图像和图像，如图（3）、图（4）所示。图像斜率的绝对值为、图像的斜率为，可得__________填“>”“=”或“<”，在操作和读数均无误的情况下，得到上述结果的原因可能是__________。回答一个即可 四、计算题：本大题共3小题，共39分。 13. 如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： （1）光线在水面发生全反射的临界角； （2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 14. 磁驱动和磁阻尼在工业生产中广泛应用，如图为模拟磁驱动和磁阻尼的实验。绝缘水平面以AB为界，左侧粗糙且存在宽度均为L的相邻区域，各区域内存在交替排列的匀强磁场，磁场方向相反且垂直于水平面，磁感应强度大小均为B0；AB右侧水平面光滑，CD与AB平行且两者之间始终无磁场（AB与CD之间的宽度大于2L），CD右侧宽度为L的区域内存在阻尼匀强磁场，磁场方向垂直于水平面，各磁场边界均平行。质量均为m、边长均为L的两正方形线圈abcd和分别静止在AB两侧，abcd在左侧磁场中，静止在无磁场区域，两线圈左、右边均与磁场边界平行。线圈abcd的bc边无电阻，其余各边电阻均为R，线圈的边无电阻，其余各边电阻均为R。线圈abcd与AB左侧粗糙水平面间的动摩擦因数为μ。某时刻起，AB左侧磁场整体以垂直于AB的速度v匀速向右移动（到达AB的磁场瞬间消失），经过一段时间线圈abcd在AB左侧开始向右匀速运动。已知重力加速度为g。 （1）求线圈在AB左侧匀速运动时的速度大小； （2）如果线圈abcd全部跨过边界AB时的速度为v0，而后与线圈发生正碰，碰后bc与正对锁定在一起且接触良好，形成“日”字型线圈，为了使该线圈不能完全穿出阻尼磁场，求阻尼磁场磁感应强度的最小值。 15. 如图所示，间距为与水平面夹角的平行金属轨道间存在垂直轨道平面向下、磁感应强度为（满足的匀强磁场，平行导轨通过单刀双掷开关与一只阻值为的电阻或减速装置相连，减速装置由半径为的圆环、转轴和一根阻值为的金属短棒焊接而成，圆环边缘和转轴通过电刷连入电路。圆环内存在垂直圆环平面向上、磁感应强度为的匀强磁场。质量为阻值为的金属杆垂直轨道放置，初始位置离轨道底端终点的距离为，不计杆与轨道间的摩擦，忽略焊点、电刷、导线和导轨的电阻。现将开关打到端与电阻相连，将金属杆由静止释放，最终金属杆匀速冲过终点；再将开关打到端与减速装置相连，将金属杆放回初始位置，并使其获得平行斜面向下、大小为的初速度，同时在外力控制下使减速装置绕轴顺时针（从上往下观察）转动，使得金属杆做匀减速运动，最终金属杆恰好在终点处速度减为零。求：（答案用不包含的字母、数字表示，重力加速度用表示）： （1）开关S打到时，金属杆最终的速度； （2）开关S打到时，金属杆到达轨道底端终点的时间； （3）开关S打到时，减速装置转动的角速度与运动时间的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$