精品解析：2025届浙江省宁波市高三下学期考前预测物理试题

宁波市2024学年第二学期高考与选考模拟考试 物理试卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题卡规定的位置上。 2、答题时，请按照答题卡上“注意事项”的要求，在答题卡相应的位置上规范作答，在试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应区域内。作图时，先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。 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. 气体分子的平均平动动能与热力学温度之间的关系为，式中是玻尔兹曼常数，是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示的单位是（　　） A. B. C. /℃ D. 2. 习近平总书记在2025年新年贺词中提到“嫦娥六号首次月背采样，梦想号探秘大洋，深中通道踏浪海天，南极秦岭站崛起冰原，展现了中国人追梦星辰大海的豪情壮志”，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在月背起飞上升时，处于完全失重状态 B. 研究“梦想”号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头可以看作质点 C. 港珠澳大桥全长约，一汽车过桥用时，则全程平均速度约为 D. 南极秦岭站充分利用风能和太阳能发电，其中太阳能是来自太阳内部的核裂变 3. 如图所示是2025年春晚的《笔走龙蛇》节目。演员甲的一只脚踩在转盘边缘，另一只脚悬空，身体重心在转盘外。演员乙站在转盘上，与演员甲手拉手沿转盘半径方向摆出造型并随转盘一起转动。已知转盘以角速度做匀速圆周运动，演员甲、乙与转盘间均不发生相对滑动，下列说法正确的是（　　） A. 演员甲受到重力、支持力和向心力的作用 B. 演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对平衡力 C. 转盘对演员甲和乙的静摩擦力的合力提供他们所需的向心力 D. 当逐渐增大到某一值时，演员甲和乙将沿转盘的切线方向飞出 4. 质量分别为和的两物体在光滑的水平面上发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位移—时间图像如图所示，，下列说法正确的是（　　） A. B. 图线①为碰撞后的图线 C. 碰撞后两物体的速度相同 D. 两物体的碰撞为弹性碰撞 5. 如图所示，在带电体C附近，把与地面绝缘的导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动（假设小电动机非常灵敏）。关于以上过程，下列说法正确的是（　　） A. A、B相碰后，A的电势高于的电势 B. A、B相碰后分开，A、B均不带电 C. 把A、B分开的过程要克服A、B之间的静电力做功 D. A、B分别接触小电动机的两个接线柱时，电流从经电动机流向 6. 如图为一平行板电容器，电容为，、两极板的正对面积为，上半部分正对面积为且内部为空气，下半部分充满相对介电常数为的均匀介质，上、下两半部分可分别看成两个电容器，其电容分别为和。现给电容器充电，使A、B两极板带上等量异种电荷和。下列说法正确的是（　　） A. 上、下两个电容器的电容和一定相等 B. 上、下两个电容器两极板间的电势差和一定相等 C. 上、下两个电容器两极板所带的电荷量和一定相等 D. 若电容器、两极板间均为空气，其电容一定变大 7. 将一根黄色筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中心轴的右侧，观察到筷子在水中的像向右发生了侧移，如图所示。若保持观察位置不变，下列判断正确的是（　　） A. 将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，也能看到筷子的像向右侧移 B. 将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，也能看到筷子的像向右侧移 C. 若换成红色筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 D. 若将水换成折射率更大的液体，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 8. 某同学想利用小孔成像实验估测太阳的平均密度。设计如图所示的装置，不透明的圆桶上底密封，但中央有一小孔，下底为半透明纸。将圆桶轴线正对太阳，可在半透明纸上观察到太阳的像的直径。已知圆桶长，引力常量。根据以上信息可得到太阳的平均密度的数量级为（　　） A. B. C. D. 9. 如图是某城市广场喷泉喷出水柱的场景，每个喷管的直径约为2cm，喷出的水柱高度约为5m。则空中一个水柱的质量和电动机给单个喷管提供的输出功率分别约为（　　） A. 3.1kg，80W B. 3.1kg，160W C. 6.3kg，80W D. 6.3kg，160W 10. 如图甲为利用电磁驱动原理制作的交流感应电动机。三个线圈连接到三相电源上，电流形成的磁场可等效为以角速度转动的辐向磁场。边长为、总电阻为的单匝正方形线框可绕其中心轴旋转，图乙为这种驱动装置的俯视图，线框的两条边、所处位置的磁感应强度大小均为。当线框由静止开始转动时，、两条边受到的阻力均为，其中比例系数，为、两条边的线速度大小。不计其他阻力。则当线框达到稳定转动时（　　） A. 线框的转动方向与辐向磁场的转动方向相反 B. 线框的角速度大小为 C. 线框的感应电动势大小为 D. 线框边所受安培力大小为 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. 下列四幅图涉及不同物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，满足 B. 图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期和电场能变化的周期相等 C. 图丙：从图中可以得到该放射性元素的半衰期为115.1d D. 图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，该现象是光具有粒子性的重要例证 12. 如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核，静止的衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，和的比结合能分别为和，光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（　　） A. 光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B. 的衰变方程为 C. 衰变产生的和的动能之比为 D. 粒子的结合能为 13. 如图所示，在同一均匀介质中有两个相距的波源和，两波源的连线上有相距的A、B两点，其中B点位于两波源连线的中点处。时两波源同时开始上下振动，其中的振动图像如图乙所示。经过一段时间，观察到B点振动始终减弱，A点振动始终加强，两者振幅之差为，且A、B之间没有其他的振动加强点和减弱点。下列说法正确的是（　　） A. 的起振方向向下 B. 的波速为 C. 整个圆周上（和除外）有5个振动减弱点 D. 内，A点通过的路程为 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 实验室里有一根弹簧，某同学用刻度尺测量了弹簧的原长，然后用手拉弹簧使其伸长到如图1所示的位置，该同学想知道此时弹簧的弹力大小。他找了一个测力计去拉该弹簧，但发现该测力计的量程不够。于是他设计了一个测量弹簧拉力大小的方法：通过用细绳套让测力计和手同时以一定角度拉弹簧的方法来增大对弹簧的拉力，其设计的实验装置如图2所示。实验中保持弹簧伸长沿方向不变。 （1）图1中弹簧指针位置的读数为________； （2）图2实验中测力计的示数如图3所示，其读数为________N； （3）如图4所示，该同学已在白纸上画出了绳套拉力的方向、被测弹簧受到的拉力方向和测力计拉绳的方向（大小如图3所示）。请你用力的图示法在答卷上作出弹簧所受的拉力________，并从图中得出弹簧此时所受拉力的大小为________（结果保留两位有效数字）。 15. （1）某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的线，且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜，能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验，下列说法正确的是________（多选） A. 光屏上观察到条纹是等间距的 B. 光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源 C. 其他条件不变，仅把光屏右移，光屏上的条纹间距会变大 D. 若把两镜面间的夹角增大到，光屏上仍可观察到明暗相间的条纹 （2）另一组同学在做“薄膜干涉”实验时，分别用红光和蓝光照射薄膜，形成的干涉图样如图2中A和B所示，其中图________（选填“A”或“B”）是红光形成的干涉图样。 16. 某同学为了测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图1所示的电路。 （1）用该方案测得的电源电动势与真实值相比：________（选填“偏大”、“偏小”或“等大”），测得的内阻与真实值相比：________（选填“偏大”、“偏小”或“等大”）。 （2）为了提高实验的精度，该同学设计了另一个实验方案如图2所示，正确连线后，实验操作如下： ①将滑动变阻器和的滑片移到最左端，闭合开关和； ②调节滑动变阻器的滑片，使得灵敏电流计G的指针指向0，记录此时电压表的示数为、电流表的示数为； ③接着，改变滑动变阻器的滑片位置后，再重复步骤②，记录另一组数据、。 （i）图2设计的方案，消除了图1测量中哪个因素对实验结果的影响________。 A．电压表内阻 B．电流表内阻 （ii）待测电源电动势________，内阻________（用题中所给物理量符号表示）。 17. 如图所示，在一绝热性能良好的封闭气缸内，有一装有小阀门K（不计K的大小）的绝热活塞。在气缸的A端装有电热丝，用于加热气体。刚开始，活塞紧贴气缸B端的内壁，阀门K关闭；整个气缸内盛有一定质量的某种理想气体，其温度为T1。已知该理想气体的内能U与热力学温度T成正比，即，式中a是与物质的量成正比的已知量。忽略活塞与气缸内壁之间的摩擦。 ①现用外力把活塞从气缸的B端压至气缸中央，并用销钉F把活塞固定，从而把气缸分成体积相等的左右两室。上述压缩过程中，气体的温度上升到T2。 ②然后开启阀门K，经过足够长的时间后再将它关闭，再拔除销钉F，让活塞可自由移动。用电热丝加热气体，加热完毕并经过一定时间后，活塞再次静止。此时左室内气体的压强变为K关闭后的2.5倍，右室内气体的体积变为K关闭后的0.5倍。 （1）①中气体分子平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”），外力对气体做功大小为________； （2）活塞再次静止时，左、右两室内气体的温度分别是多少； （3）电热丝加热过程共传给气体的热量是多少。 18. 某游戏装置如图所示，水平传送带左端点和右端点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、两点间的距离。左侧水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量的滑块接触（与弹簧不栓接，且滑上传送带前已经脱离弹簧），与传送带间的动摩擦因数。右侧水平台面上有一倾角为，高的固定光滑斜面（水平台面与斜面底端用平滑小圆弧连接），在斜面左侧水平台面上放置一质量也为的相同滑块，右侧固定一上表面光滑且很大的水平桌面。桌面上放置一质量，长的薄木板（厚度不计），木板左端点与桌面左端相齐、并与斜面顶端点等高，且间距。游戏开始，将从压缩弹簧的右端由静止释放，与静止在水平台面上的发生碰撞后粘在一起组成滑块，离开斜面后将在木板的上表面与木板发生弹性碰撞（碰撞时间极短），每次碰撞前后瞬间，沿竖直方向的分速度大小不变、方向反向。P、Q、W均可视为质点，不计空气阻力。在某次游戏中，恰好击中木板的中点。 （1）求离开点时的速度大小； （2）若传送带不动，求弹簧最初储存的弹性势能；若传送带转动，则弹簧最初储存的弹性势能的大小范围； （3）W击中木板中点后瞬间，和木板的速度分别为多大； （4）若落在桌面上时不反弹，则在桌面上的落点与桌面左端间的距离为多少。 19. 海浪蕴含着丰富的能量，某科技小组设计了一种把海浪能转化为电能的装置。示意图如图所示，足够长的圆柱形磁体和圆筒形磁体通过缆绳锚定于海底礁石上，两者之间存在沿水平方向的径向磁场。线圈与浮桶相连套在圆柱形磁体上，并可随海浪沿竖直方向运动。一额定功率的灯泡通过导线与浮桶中的线圈相连，线圈所在处的磁感应强度大小均为。某段时间内，浮桶和线圈随海浪上下做简谐运动，周期，振幅，通过平衡位置时的速率，此过程中灯泡恰好正常发光。浮桶和线圈的总质量，在浮桶和线圈上下运动过程中，沿竖直方向受到的作用力有重力、浮力、安培力、海水阻力和海浪对浮桶和线圈的作用力，其中重力和浮力大小相等，海水阻力大小，为线圈的瞬时速率。已知每匝线圈周长，每匝线圈电阻，线圈匝数。时刻浮桶和线圈正通过平衡位置向上运动。不计其他电阻。 （1）时刻线圈中电流方向为顺时针还是逆时针（俯视）； （2）求灯泡电阻，并写出灯泡两端电压随时间的变化关系； （3）到内海浪对浮桶和线圈的冲量大小和所做的功。 20. 如图所示，在平面内有一平行于轴宽为的线状电子源，每秒沿轴正方向均匀发射个速度相同的电子。电子源中心与半径为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域圆心等高。射入圆形磁场区域的电子汇聚到磁场的最低点后，进入轴正下方足够大的、磁感应强度大小也为、方向垂直纸面向外的匀强磁场区域。在轴上有一左端置于原点点，长为的电子收集板（不计收集板的厚度）。打到收集板上的电子被收集板吸收后全部导入大地。已知电子质量为，电荷量为，忽略电子重力和电子间的相互作用。 （1）求从电子源发射出来的电子的速度大小； （2）求电子从点射出时与负轴方向的夹角的范围； （3）电子源发射一段时间后，求收集板接地导线中的电流大小； （4）若收集板平行于轴放置，且足够长，其上端位于原点，则在收集板向右平移的过程中，试求收集板上能接收到电子的区域长度与收集板所处位置横坐标之间的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 宁波市2024学年第二学期高考与选考模拟考试 物理试卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题卡规定的位置上。 2、答题时，请按照答题卡上“注意事项”的要求，在答题卡相应的位置上规范作答，在试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应区域内。作图时，先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。 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. 气体分子的平均平动动能与热力学温度之间的关系为，式中是玻尔兹曼常数，是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示的单位是（　　） A. B. C. /℃ D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据，可知 可知k的单位 故选A。 2. 习近平总书记在2025年新年贺词中提到“嫦娥六号首次月背采样，梦想号探秘大洋，深中通道踏浪海天，南极秦岭站崛起冰原，展现了中国人追梦星辰大海的豪情壮志”，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在月背起飞上升时，处于完全失重状态 B. 研究“梦想”号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头可以看作质点 C. 港珠澳大桥全长约，一汽车过桥用时，则全程平均速度约为 D. 南极秦岭站充分利用风能和太阳能发电，其中太阳能是来自太阳内部的核裂变 【答案】B 【解析】 【详解】A．嫦娥六号在月背起飞上升时，有向上的加速度，处于超重状态，故A错误； B．研究 “梦想” 号大洋钻探船在海底的钻探轨迹时，钻头的大小和形状对研究的轨迹影响极小，可以忽略不计，所以钻头可以看作质点，故B正确； C．平均速度是位移与时间的比值，港珠澳大桥全长约55km是路程，不是位移为55km，不能用路程除以时间来计算平均速度，故C错误； D．太阳能是来自太阳内部的核聚变，故D错误。 故选B。 3. 如图所示是2025年春晚的《笔走龙蛇》节目。演员甲的一只脚踩在转盘边缘，另一只脚悬空，身体重心在转盘外。演员乙站在转盘上，与演员甲手拉手沿转盘半径方向摆出造型并随转盘一起转动。已知转盘以角速度做匀速圆周运动，演员甲、乙与转盘间均不发生相对滑动，下列说法正确的是（　　） A. 演员甲受到重力、支持力和向心力的作用 B. 演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对平衡力 C. 转盘对演员甲和乙的静摩擦力的合力提供他们所需的向心力 D. 当逐渐增大到某一值时，演员甲和乙将沿转盘的切线方向飞出 【答案】C 【解析】 【详解】A．演员甲受到重力、支持力和演员乙的拉力作用，三个力的合力充当做圆周运动的向心力，选项A错误； B．演员甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力，选项B错误； C．演员甲和乙在轮盘提供的静摩擦力作用下做匀速圆周运动，静摩擦力的合力提供他们做匀速圆周运动所需的向心力，故C正确； D．ω增大时，演员甲和乙所需的向心力增大，转盘对演员甲和乙的静摩擦力增大，静摩擦力达到最大时，ω达到最大值。ω继续增大，演员甲和乙将沿转盘的半径方向发生侧滑，故D错误。 故选C。 4. 质量分别为和的两物体在光滑的水平面上发生正碰，碰撞时间极短，两物体的位移—时间图像如图所示，，下列说法正确的是（　　） A. B. 图线①为碰撞后的图线 C. 碰撞后两物体的速度相同 D. 两物体的碰撞为弹性碰撞 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，由图可知，因x-t图像的斜率等于速度，可知碰撞前m1和m2的速度分别为 v1=4m/s，v2=0 碰撞后两物体的速度分别为v1'=-2m/s，v'2=2m/s 则图线①为碰后m2的图线；碰撞后两物体的速度等大反向；以v1的方向为正方向，根据动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2 解得m2=3kg 碰前 碰后 故两个物体发生弹性碰撞。 故选D。 5. 如图所示，在带电体C附近，把与地面绝缘的导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动（假设小电动机非常灵敏）。关于以上过程，下列说法正确的是（　　） A. A、B相碰后，A的电势高于的电势 B. A、B相碰后分开，A、B均不带电 C. 把A、B分开的过程要克服A、B之间的静电力做功 D. A、B分别接触小电动机的两个接线柱时，电流从经电动机流向 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B相碰后，A、B处于静电平衡状态，A的电势等于的电势，故A错误； B．在带电体C附近，地面绝缘的导体A、B相碰时，由于静电感应，A、B带上等量异种电荷，相碰一下后分开，此时A、B带上等量异种电荷，故B错误； C．结合上述，由于A、B带上等量异种电荷，可知，把A、B分开的过程要克服A、B之间的静电力做功，故C正确； D．结合上述可知，A、B带上等量异种电荷，由于带电体C电性不确定，则A、B的电性不确定，若A带正电，B带负电，当A、B分别接触小电动机的两个接线柱时，电流从经电动机流向，若A带负电，B带正电，当A、B分别接触小电动机的两个接线柱时，电流从B经电动机流向A，故D错误。 故选C。 6. 如图为一平行板电容器，电容为，、两极板的正对面积为，上半部分正对面积为且内部为空气，下半部分充满相对介电常数为的均匀介质，上、下两半部分可分别看成两个电容器，其电容分别为和。现给电容器充电，使A、B两极板带上等量异种电荷和。下列说法正确的是（　　） A. 上、下两个电容器电容和一定相等 B. 上、下两个电容器两极板间的电势差和一定相等 C. 上、下两个电容器两极板所带的电荷量和一定相等 D. 若电容器、两极板间均为空气，其电容一定变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据可知上、下两个电容器的电容和不相等，选项A错误； B．上、下两个电容器可视为并联关系，则两极板间的电势差和一定相等，选项B正确； C．根据Q=CU可知，上、下两个电容器两极板所带的电荷量和不相等，选项C错误； D．若电容器、两极板间均为空气，因变小，可知其电容一定变小，选项D错误。 故选B。 7. 将一根黄色筷子竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中心轴的右侧，观察到筷子在水中的像向右发生了侧移，如图所示。若保持观察位置不变，下列判断正确的是（　　） A. 将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，也能看到筷子的像向右侧移 B. 将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，也能看到筷子的像向右侧移 C. 若换成红色筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 D. 若将水换成折射率更大的液体，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心靠近一点 【答案】C 【解析】 【详解】A．将筷子竖直插入玻璃杯的中心轴，光线射出玻璃杯后传播方向不变，看到筷子的像和筷子重合，不会向右侧移，A错误； B．将筷子竖直插入玻璃杯中心轴的左侧，看到筷子的像向左侧移，如图所示，B错误； C．若换成红色筷子，水对红光的折射率比黄光小，红像和筷子的距离变小，红像向筷子靠近，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的红像会向玻璃杯中心靠近一点，C正确； D．若将水换成折射率更大的液体，像和筷子的距离变大，像远离筷子，仍在原位置竖直插入，筷子在水中的像会向玻璃杯中心远离一点，D错误。 故选C。 8. 某同学想利用小孔成像实验估测太阳的平均密度。设计如图所示的装置，不透明的圆桶上底密封，但中央有一小孔，下底为半透明纸。将圆桶轴线正对太阳，可在半透明纸上观察到太阳的像的直径。已知圆桶长，引力常量。根据以上信息可得到太阳的平均密度的数量级为（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设太阳的半径为，太阳到地球的距离为，由光路图，结合相似三角形的性质可得 解得 地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为，地球质量为，则 太阳体积为 太阳密度为 联立解得 代入数据，解得 故选B。 9. 如图是某城市广场喷泉喷出水柱的场景，每个喷管的直径约为2cm，喷出的水柱高度约为5m。则空中一个水柱的质量和电动机给单个喷管提供的输出功率分别约为（　　） A. 3.1kg，80W B. 3.1kg，160W C. 6.3kg，80W D. 6.3kg，160W 【答案】D 【解析】 【详解】水离开管口的速度为 水在空中运动时间为 空中一个水柱的质量为 设给喷管喷水的电动机输出功率为P，在接近管口很短一段时间Δt内水柱的质量为m=ρvΔtS=ρvΔtπr2 根据动能定理可得 解得 代入数据解得P≈160W 故选D。 10. 如图甲为利用电磁驱动原理制作的交流感应电动机。三个线圈连接到三相电源上，电流形成的磁场可等效为以角速度转动的辐向磁场。边长为、总电阻为的单匝正方形线框可绕其中心轴旋转，图乙为这种驱动装置的俯视图，线框的两条边、所处位置的磁感应强度大小均为。当线框由静止开始转动时，、两条边受到的阻力均为，其中比例系数，为、两条边的线速度大小。不计其他阻力。则当线框达到稳定转动时（　　） A. 线框的转动方向与辐向磁场的转动方向相反 B. 线框的角速度大小为 C. 线框的感应电动势大小为 D. 线框边所受安培力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理，线框的转动方向与辐向磁场的转动方向相同，故A错误； B．当导线框达到稳定转动时，线框的AB、CD两边切割磁感线的相对速度大小均为 根据法拉第电磁感应定律可得此时的感应电动势为E′=2Blv相对 根据闭合电路欧姆定律可得此时的感应电流为 金属线框AB、CD两边所受的安培力均为F安=BIl 联立解得 根据AB、CD两边所受的安培力均与阻力平衡，可得f=F安 又有阻力为 当时，则有 解得导线框转动的最大角速度为 故B错误； C．线框AB、CD边转动的相对线速度 感应电动势 故C正确； D．线框匀速转动 故D错误。 故选C。 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. 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，满足 B. 图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期和电场能变化的周期相等 C. 图丙：从图中可以得到该放射性元素的半衰期为115.1d D. 图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，该现象是光具有粒子性的重要例证 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图甲：氢原子跃迁时发出波长分别为、、三条谱线，根据波尔理论可知 即满足 选项A错误； B．图乙：电磁波在传播过程中电场变化的周期等于电场能变化的周期的2倍，选项B错误； C．图丙：从图中可以得到， 可得 解得 即该放射性元素的半衰期为115.1d，选项C正确； D．图丁：康普顿效应中光子散射后的波长变大，频率变小，光子能量变小，可知该现象是光具有粒子性的重要例证，选项D正确。 故选CD。 12. 如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变过程中释放出来的核能转变为电能。“嫦娥三号”采用放射性同位素钚核，静止的衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，和的比结合能分别为和，光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（　　） A. 光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B. 的衰变方程为 C. 衰变产生的和的动能之比为 D. 粒子的结合能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．光子是铀核从高能态跃迁到低能态释放出来的，故A错误； B．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，的衰变方程为 故B正确； C．衰变过程满足动量守恒，可知衰变产生的和的动量大小相等，方向相反；根据 可知衰变产生的和的动能之比为 故C错误； D．设粒子的比结合能为，则衰变过程释放的能量为 又 联立可得粒子的结合能为 故D正确。 故选BD。 13. 如图所示，在同一均匀介质中有两个相距的波源和，两波源的连线上有相距的A、B两点，其中B点位于两波源连线的中点处。时两波源同时开始上下振动，其中的振动图像如图乙所示。经过一段时间，观察到B点振动始终减弱，A点振动始终加强，两者振幅之差为，且A、B之间没有其他的振动加强点和减弱点。下列说法正确的是（　　） A. 的起振方向向下 B. 的波速为 C. 整个圆周上（和除外）有5个振动减弱点 D. 内，A点通过的路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．B点到两波源的路程差是0，B点是振动减弱点，则两波源的起振方向相反，由图乙所示可知，波源S2的起振方向向下，则波源S1的起振方向向上，故A错误； B．两波源的起振方向相反，A点到两波源的路程差 B到两波源的路程差ΔxB=0m，B点振动始终减弱，A点振动始终加强，A、B两点间没有其它的振动加强与减弱点，则ΔxA-ΔxB=，代入数据解得λ=2m 由图乙所示图像可知，波的周期T=0.2s，波速 故B正确； C．取圆上一点到S1、S2两个波源的距离分别为x1、x2，两波源的起振方向相反，振动减弱点满足|x1-x2|=nλ  （n=0，±1，±2，±3，……） 三角形两边边长之差小于第三边的边长，则|x1-x2|＜4m，解得n=0，±1 根据对称性可知，在圆周上除波源外振动减弱的点有,6个，故C错误； D．由图乙所示可知，波源S2的振幅A2=12cm，A是振动加强点，B是振动减弱点，两者振幅只差是16cm，则A1+A2-|A1-A2|=16cm 解得A1=8cm 波源S1产生的波传到A点需要的时间 波源S2产生的波传到A点需要的时间 0.15s～0.25s内，t1=0.25s-0.15s=0.1s=T，质点A的路程s1=2A1=2×8cm=16cm 0.25s～0.45s内，t2=0.45s-0.25s=0.2s=T，该时间内质点A的振幅A3=A1+A2=12cm+8cm=20cm 质点A的路程s2=4A3=4×20cm=80cm 则0～0.45s内质点A的路程s=s1+s2=16cm+80cm=96cm 故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. 实验室里有一根弹簧，某同学用刻度尺测量了弹簧的原长，然后用手拉弹簧使其伸长到如图1所示的位置，该同学想知道此时弹簧的弹力大小。他找了一个测力计去拉该弹簧，但发现该测力计的量程不够。于是他设计了一个测量弹簧拉力大小的方法：通过用细绳套让测力计和手同时以一定角度拉弹簧的方法来增大对弹簧的拉力，其设计的实验装置如图2所示。实验中保持弹簧伸长沿方向不变。 （1）图1中弹簧指针位置的读数为________； （2）图2实验中测力计的示数如图3所示，其读数为________N； （3）如图4所示，该同学已在白纸上画出了绳套拉力的方向、被测弹簧受到的拉力方向和测力计拉绳的方向（大小如图3所示）。请你用力的图示法在答卷上作出弹簧所受的拉力________，并从图中得出弹簧此时所受拉力的大小为________（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）（9.98∼10.02） （2）（3.58∼3.62） （3） ①. ②. （5.5∼6.5） 【解析】 【小问1详解】 由图1分析可知，刻度尺的分度值为0.1cm，读数时要估读到分度值的下一位，弹簧指针位置对应的刻度为 10.00cm 【小问2详解】 由图2分析可知，弹簧测力计的分度值为 0.1N，读数时要估读到分度值的下一位，其示数为 3.60N 【小问3详解】 [1][2]根据平行四边形定则，作出力的图示，如图所示 可知此时方向所受拉力的大小为6.30N。 15. （1）某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光波长实验。两平面镜、的放置如图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的线，且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜，能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验，下列说法正确的是________（多选） A. 光屏上观察到的条纹是等间距的 B. 光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源 C. 其他条件不变，仅把光屏右移，光屏上的条纹间距会变大 D. 若把两镜面间的夹角增大到，光屏上仍可观察到明暗相间的条纹 （2）另一组同学在做“薄膜干涉”实验时，分别用红光和蓝光照射薄膜，形成的干涉图样如图2中A和B所示，其中图________（选填“A”或“B”）是红光形成的干涉图样。 【答案】（1）ABC （2）B 【解析】 【小问1详解】 A．该实验类似于双缝干涉实验，在双缝干涉现象中，相邻明条纹（或暗条纹）的间距是相等的 ，所以光屏上观察到的条纹是等间距的，故A正确； BD．同一光源发出的光的频率相同、相差恒定，经过两平面镜反射后成为相干光，光源S关于两平面镜的虚像可视为两个相干光源；若把两镜面间的夹角增大到，两反射光将不会再光屏上相遇，因此光屏上不能观察到明暗相间的条纹，故B正确，D错误； C．根据双缝干涉条纹间距公式 可知，其他条件不变， 仅把光屏右移，相当于增大了双缝到屏的距离L，光屏上的条纹间距会变大，故C正确。 故选ABC。 小问2详解】 红光的波长大于蓝光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式 可知，分别用红光和蓝光照射薄膜，红光的条纹间距比蓝光的大，因此形成的干涉图中图B是红光形成的干涉图样。 故选B。 16. 某同学为了测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图1所示的电路。 （1）用该方案测得的电源电动势与真实值相比：________（选填“偏大”、“偏小”或“等大”），测得的内阻与真实值相比：________（选填“偏大”、“偏小”或“等大”）。 （2）为了提高实验的精度，该同学设计了另一个实验方案如图2所示，正确连线后，实验操作如下： ①将滑动变阻器和的滑片移到最左端，闭合开关和； ②调节滑动变阻器的滑片，使得灵敏电流计G的指针指向0，记录此时电压表的示数为、电流表的示数为； ③接着，改变滑动变阻器的滑片位置后，再重复步骤②，记录另一组数据、。 （i）图2设计的方案，消除了图1测量中哪个因素对实验结果的影响________。 A．电压表内阻 B．电流表内阻 （ii）待测电源电动势________，内阻________（用题中所给的物理量符号表示）。 【答案】（1） ①. 等大 ②. 偏大 （2） ①. B ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 由图1所示电路图可知，把电流表与电池整体看作等效电源，则U=E-I（r+RA） 则电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值等于真实值与电流表内阻之和，内阻测量值大于真实值。 【小问2详解】 （i）流过灵敏电流计的电流为0，流过两电源的电流相等，两滑动变阻器两端电压相等，该实验设计相对于图1消除了电流表内阻对实验的影响。 故选B。 （ii）由闭合电路的欧姆定律得E=U1+I1r，E=U2+I2r 解得 17. 如图所示，在一绝热性能良好的封闭气缸内，有一装有小阀门K（不计K的大小）的绝热活塞。在气缸的A端装有电热丝，用于加热气体。刚开始，活塞紧贴气缸B端的内壁，阀门K关闭；整个气缸内盛有一定质量的某种理想气体，其温度为T1。已知该理想气体的内能U与热力学温度T成正比，即，式中a是与物质的量成正比的已知量。忽略活塞与气缸内壁之间的摩擦。 ①现用外力把活塞从气缸的B端压至气缸中央，并用销钉F把活塞固定，从而把气缸分成体积相等的左右两室。上述压缩过程中，气体的温度上升到T2。 ②然后开启阀门K，经过足够长的时间后再将它关闭，再拔除销钉F，让活塞可自由移动。用电热丝加热气体，加热完毕并经过一定时间后，活塞再次静止。此时左室内气体的压强变为K关闭后的2.5倍，右室内气体的体积变为K关闭后的0.5倍。 （1）①中气体分子的平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”），外力对气体做功大小为________； （2）活塞再次静止时，左、右两室内气体的温度分别是多少； （3）电热丝加热过程共传给气体的热量是多少。 【答案】（1） ①. 增大 ②. a(T2-T1) （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]上述压缩过程中，气体的温度升高，平均动能增大，分子的平均速率增大； [2]根据热力学第一定律得 【小问2详解】 由于对于一定质量的理想气体，有 由题意可知，加热前左右两边压强p相等，体积V也相等。加热后左右两室气体温度分别为TA、TB。 则有， 解得， 【小问3详解】 对气缸内气体整体而言，气体不对外做功，加热前经绝热膨胀后左右两室气体物质的量相同，气体吸收的热量等于内能的变化量。 则有 解得 18. 某游戏装置如图所示，水平传送带左端点和右端点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、两点间的距离。左侧水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量的滑块接触（与弹簧不栓接，且滑上传送带前已经脱离弹簧），与传送带间的动摩擦因数。右侧水平台面上有一倾角为，高的固定光滑斜面（水平台面与斜面底端用平滑小圆弧连接），在斜面左侧水平台面上放置一质量也为的相同滑块，右侧固定一上表面光滑且很大的水平桌面。桌面上放置一质量，长的薄木板（厚度不计），木板左端点与桌面左端相齐、并与斜面顶端点等高，且间距。游戏开始，将从压缩弹簧的右端由静止释放，与静止在水平台面上的发生碰撞后粘在一起组成滑块，离开斜面后将在木板的上表面与木板发生弹性碰撞（碰撞时间极短），每次碰撞前后瞬间，沿竖直方向的分速度大小不变、方向反向。P、Q、W均可视为质点，不计空气阻力。在某次游戏中，恰好击中木板的中点。 （1）求离开点时的速度大小； （2）若传送带不动，求弹簧最初储存的弹性势能；若传送带转动，则弹簧最初储存的弹性势能的大小范围； （3）W击中木板中点后瞬间，和木板的速度分别为多大； （4）若落在桌面上时不反弹，则在桌面上的落点与桌面左端间的距离为多少。 【答案】（1） （2）见解析 （3）， （4） 【解析】 【小问1详解】 滑块在离开D点后做斜抛运动，水平位移为，且光滑斜面倾角为，滑块离开D点后水平和竖直方向的速度分别为、，则 根据斜抛运动特点，有， 得 则离开点时的速度大小为 【小问2详解】 设、碰前的速度，碰后的速度为。根据机械能和动量守恒，有， 代入数据得 ①传送带不动 由动能定理得 代入数据得 ②传送带转动 若是逆时针转动，由于的运动与①情况相同，则弹簧最初储存的弹性势能也为。 若是顺时针转动，被加速，当在传送带上全程被加速时，对应的弹簧最初储存的弹性势能最小。由动能定理得 代入数据得 所以，传送带转动时，弹簧最初储存的弹性势能至少为1.6J。 【小问3详解】 击中木板中点后瞬间，和木板的速度分别为和，的水平、竖直分速度为，。由斜抛运动规律、水平方向动量守恒及碰撞前后动能不变，可知， 得 板的速度 的速度为 【小问4详解】 当滑块落在木板中点碰后上升到最大高度的时间为 则，滑块与木板碰撞后反弹再落到碰前高度时，与木板的水平位移差为 落点距E点距离为 19. 海浪蕴含着丰富的能量，某科技小组设计了一种把海浪能转化为电能的装置。示意图如图所示，足够长的圆柱形磁体和圆筒形磁体通过缆绳锚定于海底礁石上，两者之间存在沿水平方向的径向磁场。线圈与浮桶相连套在圆柱形磁体上，并可随海浪沿竖直方向运动。一额定功率的灯泡通过导线与浮桶中的线圈相连，线圈所在处的磁感应强度大小均为。某段时间内，浮桶和线圈随海浪上下做简谐运动，周期，振幅，通过平衡位置时的速率，此过程中灯泡恰好正常发光。浮桶和线圈的总质量，在浮桶和线圈上下运动过程中，沿竖直方向受到的作用力有重力、浮力、安培力、海水阻力和海浪对浮桶和线圈的作用力，其中重力和浮力大小相等，海水阻力大小，为线圈的瞬时速率。已知每匝线圈周长，每匝线圈电阻，线圈匝数。时刻浮桶和线圈正通过平衡位置向上运动。不计其他电阻。 （1）时刻线圈中的电流方向为顺时针还是逆时针（俯视）； （2）求灯泡电阻，并写出灯泡两端电压随时间的变化关系； （3）到内海浪对浮桶和线圈的冲量大小和所做的功。 【答案】（1）逆时针 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 时刻浮桶和线圈正通过平衡位置向上运动，根据右手定则可知，感应电流为逆时针方向； 【小问2详解】 线圈做简谐运动，故产生正弦式交流电，其最大值为 此时小灯泡恰好正常发光，由 得 因为时刻浮桶和线圈正通过平衡位置，故线圈中瞬时电压 得 则灯泡两端电压 得 【小问3详解】 到内，线圈和浮桶速率从0增加到，由动量定理得 （或） 其中电流 得 由动能定理 其中 因为，类比，由 得 综上得 20. 如图所示，在平面内有一平行于轴宽为的线状电子源，每秒沿轴正方向均匀发射个速度相同的电子。电子源中心与半径为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域圆心等高。射入圆形磁场区域的电子汇聚到磁场的最低点后，进入轴正下方足够大的、磁感应强度大小也为、方向垂直纸面向外的匀强磁场区域。在轴上有一左端置于原点点，长为的电子收集板（不计收集板的厚度）。打到收集板上的电子被收集板吸收后全部导入大地。已知电子质量为，电荷量为，忽略电子重力和电子间的相互作用。 （1）求从电子源发射出来的电子的速度大小； （2）求电子从点射出时与负轴方向的夹角的范围； （3）电子源发射一段时间后，求收集板接地导线中的电流大小； （4）若收集板平行于轴放置，且足够长，其上端位于原点，则在收集板向右平移的过程中，试求收集板上能接收到电子的区域长度与收集板所处位置横坐标之间的关系。 【答案】（1） （2） （3） （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 电子只受到洛伦兹力，根据 可知匀强磁场中圆周运动的半径 本题中的磁聚焦要求电子运动半径等于圆形磁场的半径，则 【小问2详解】 粒子轨迹如图1 由对称性，可设离电子源中心线上、下距离的电子经过磁场偏转后与负轴夹角为，由三角函数，得 所以，的范围为 【小问3详解】 粒子轨迹如图2 计算能打到收集板上的电子在运动到点时与负轴夹的角，设为。在下方区域内做匀速圆周运动也为。由三角函数得 由对称性，设离电子源中心线上、下距离的电子经过磁场偏转后与负轴夹角恰为。由三角函数得 解得 所以，能到达收集板的电子离电子源中心线的距离为 则接地导线中的电流大小为 【小问4详解】 电子在下方区域内做匀速圆周运动的半径为。作出电子在下方区域圆周运动轨的三位关键位置①（直径在轴上）、②和③，如图3。 由几何关系可知，可知 ①当时，由于②和③两个圆轨迹关于轴对称，圆心距离，②向下平移与③重合，则， ②当时，电子圆轨迹与收集板交点的最高点在轴上，最低点是某个圆的直径与收集板的交点，可以作以为圆心，为半径的圆弧，得到 ③时，电子轨道不会碰到收集板，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$