精品解析：浙江省丽水发展共同体2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

绝密★考试结束前 2024学年第二学期丽水发展共同体期中联考高二年级物理学科试题 命题人：青田中学 龙以军 遂昌中学 余杰 松阳一中 何素军 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； 5. 重力加速度g=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. 下列物理量属于矢量的是（　　） A. 动量 B. 磁通量 C. 电流 D. 电势 2. 在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。甲图中脚离开传感器装置1开始计时，乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确是（　　） A. 运动员手的位移是15m B. 可以求出运动员在此过程的平均速度 C. 计时装置可能使用了压力传感器 D. 教练在研究运动员攀岩动作时可把运动员看成质点 3. 如图所示，一根长为l的轻质细绳，一端固定于O点，另一端系着质量为m的小球。小球在水平面内做匀速圆周运动，形成圆锥摆，此时细绳与竖直方向夹角为θ；另有一个摆长也为l的单摆，其摆球质量也为m，做小角度的简谐运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 圆锥摆的周期等于单摆的周期 B. 圆锥摆中小球的线速度大小 C. 单摆做简谐运动时加速度大小不变 D. 单摆的最大摆角从5°调整到60°，单摆的周期不变 4. 我国自主研发的北斗卫星导航系统由若干卫星构成，其中有5颗分布于a轨道的地球同步静止轨道卫星，3颗分布于b轨道的倾斜轨道卫星（其轨道半径与地球静止同步轨道半径一致），以及27颗分布于c轨道的中圆轨道卫C星。关于这些卫星，下列说法正确的是（　　） A. a轨道上的卫星相对地面静止，处于平衡状态 B. b轨道上卫星的加速度小于c轨道上卫星的加速度 C. c轨道上的卫星运行速度小于地球赤道上物体随地球自转的速度 D. 卫星分别在轨道b和轨道c上运行时，经过相同时间，卫星与地心连线扫过面积相等 5. 2025年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在现场扭起了秧歌，给人留下深刻的印象。如图甲所示为一机械手臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的作用力为F，鸡蛋重力为G，下列说法错误的是（　　） A. 加速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力等于鸡蛋对手指的弹力 B. 鸡蛋受到手指的压力，是因为手指发生了弹性形变 C. 若手指捏着鸡蛋水平减速移动，则F<G D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F>G 6. 如图甲、乙、丙、丁四个电磁学相关情景，以下判断正确是（　　） A. 图甲中，三根平行直导线截面图，电流大小相同且到A点距离相同，则A点磁感应强度方向水平向左 B. 图乙中，铁环绕有对称绝缘导线，电流方向如图；速度垂直纸面向里电子，在O点所受洛伦兹力方向水平向右 C. 图丙中，条形磁铁竖直放置，水平导体圆环从位置M向下运动到L过程中，圆环感应电流方向不变 D. 图丁中，单匝线圈先后以速度ν和2ν匀速进入同一磁场，两次通过线圈的电荷量之比为1：2 7. 一个正电荷q周围有3种形状各异的金属导电体A、B、C．在电荷q周围形成如图所示的电场分布，P为导体A表面上的点，Q为导体B内距离q为L的点，图中虚线为一电荷只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，则（　　） A. 运动电荷带正电 B. 运动电荷在a点加速度比b点小 C. P点的电场方向垂直于导体的表面 D. 导体B上的感应电荷在Q点形成的场强大小为 8. 把质量为0.2kg的小球放在竖直弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于原长。已知B、A与C、B的高度差均为0.1m。以B位置为零势能面，不计弹簧的质量和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中小球机械能守恒 B. 小球B处动能最大 C. 小球处于位置A时，弹簧与小球组成的系统机械能为0.4J D. 小球在AB中间位置时，弹簧的弹性势能与小球的动能之和为0.3J 9. 如图，在排球比赛中，运动员先后两次击球。第一次从a点水平击球，球落于b点；第二次在a点正下方c点斜向上击球，也击中b点，且第二次击球的最高点d与a等高，两轨迹相交于球网上端e。已知球网高2.24m，c点到球网平面水平距离3.36m，不计空气阻力。下列判断正确的（　　） A. 第一次击球到b点的速度大小可能是第二次的两倍 B. 第一次击球，降低a点高度并增大击球速度大小，仍可能击中b点 C. 第二次击球，仅改变击球速度方向，还能击中b点 D. 击球点a距地面高度为2.52m 10. 汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=20kg，H=3.2m，则下列说法错误的是（　　） A. 碰撞过程中F的冲量大小为220N·s B. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.45m C. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向上 D. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为200kg·m/s 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. 多普勒效应是波源的频率发生变化引起的 B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C. LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和波速均增大 12. 两位同学分别握住一根长为1.8m的水平轻绳两端M、N，并同时在竖直方向上使绳两端做简谐振动，从而产生沿绳传播的两列波。从M、N开始振动计时，t=0.3s时，两列波刚好同时传到P点，此时波形如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. P点为振动减弱点，始终静止不动 B. t=0.3s时刻，0.8m< x <1.0m的质点振动方向均沿y轴正方向 C. t=0.4s时刻，0.6m≤x≤1.2m的质点都处于平衡位置 D. 0-0.6s内， x=0.6m的质点走过的路程为40cm 13. 如图，MN、PQ为两条水平固定且平行的光滑金属导轨，导轨右端与接有定值电阻的理想变压器的原线圈连接，变压器副线圈上接有最大阻值为12Ω的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，导轨宽L=1m，质量m=2kg， 电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，在两虚线范围内做往复运动，其速度随时间变化的规律是，虚线范围内有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T，导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导线电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. ab棒中产生的电动势的表达式为 B. 若R=9Ω，电阻R0两端电压的有效值为4V C. 若R=2Ω，变压器输出功率最大 D. 若R=6Ω， 在t=0到t1=0.05s的时间内，外力F所做的功为0.675J 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分） 14. 小明用如图所示的实验装置探究小车加速度与力、质量的关系： （1）除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，还必须使用的两种器材是 ； A. 秒表 B. 天平（含砝码） C. 弹簧测力计 D. 刻度尺 （2）关于该实验操作，下列说法正确的是 ； A. 槽码质量m不需要远小于小车的质量M B. 平衡摩擦力时，需要挂上槽码托 C. 需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与长木板平行 D. 平衡摩擦力后用该装置可以完成验证系统机械能守恒定律实验 （3）选点迹清晰的纸带并标出计数点，相邻计数点间还有4个点没有画出。测量结果如图乙所示，小车加速度大小a =________m/s2（保留3位有效数字）；根据计算结果分析实验操作可能存在的不当之处________； 15. 以下实验操作会给实验带来误差的是________。 A. 图甲，测单摆振动周期时，选择摆球的最高点作为计时起点 B. 图乙，做平抛运动实验时，轨道槽不光滑 C. 图丙，拉橡皮筋时弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦 D. 图丁，测弹簧的劲度系数时，没有考虑弹簧的自重 16. （1）在“练习使用多用电表”实验中，小明使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻，灯泡标有“220V 100W”字样，该同学采用“×10”挡进行测量，则实际的测量结果最有可能为图甲中的_________（选填“a”、“b”或“c”）位置。 （2）在“测定干电池电动势和内阻”实验中， ①小明先用多用电表粗测电源电动势，此时红表笔应当连接电源_________（选填“正极”或“负极”），选择开关位置如图乙所示，测量时电表指针位置如图甲中b位置，则该同学测得的电池电动势为_________ V。 ②实验前，老师从原理上解释了电表对测量的影响。实验中小明为分析电流表、电压表内阻对测量的影响，利用如图丙所示的电路图进行测量。改变开关S2接入的位置，得到两组数据，并在坐标纸上画出U-I图像，得到如图丁所示的两条直线a、b。根据图像，你认为更合理的图线是_________（选填“a”或“b”），对应直线的电路是（拨到_________（选填“1”或“2”），求出该电池的电动势E=_________V（保留三位有效数字），内阻r=_________Ω（保留两位有效数字）。 17. 四轮驱动爬墙车利用负压装置可吸附在墙壁上移动。如图所示，该爬墙车在竖直墙面上从M点由静止开始向上做匀加速直线运动，1s后到达N点，已知MN距离为0.5m，接着做匀速直线运动3s到达P点，随后通过紧急刹车，使车轮停止转动，做匀减速运动，到达Q点时速度恰好减为零。已知爬墙车的质量为1kg，大气负压产生的车与墙壁间的弹力FN始终为其重力的2.5倍，动摩擦因数μ=0.6，且不计空气阻力。求该爬墙车 （1）运动到N点时的速度； （2）从P到Q过程中加速度的大小； （3）从M点运动至Q点的总位移。 18. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的曲线轨道PA、半径为的半圆单轨道ABC、半径为的半圆圆管轨道CDE、光滑水平面EF、长度的水平传送带FG、长度的粗糙水平面GH、光滑水平面HK组成，且各段各处平滑连接。轨道的右端K固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在H点。现将一质量为m=0.1kg的小滑块（可视为质点）从PA轨道h高处静止释放。已知传送带的速度v=2m/s，小滑块与传送带动摩擦因数为，与GH间的动摩擦因数为。 （1）若h=1.2m，求小滑块运动到B点时对轨道的压力大小； （2）要保证小滑块能够到达E点，求h的最小值； （3）若h=2.2m， 求 ①小滑块第一次到达传送带G点因与传送带摩擦产生的热量Q； ②小滑块最终停止的位置距H点的距离。 19. 如图所示，间距L=0.4m、倾角θ=37°的两根平行倾斜光滑导轨与两根足够长的水平光滑导轨在G、H处通过一小段绝缘材料平滑连接，在倾斜导轨的上端接一个阻值为R =3Ω的电阻，其中EFGH区域分布着垂直斜面向上的匀强磁场，GH右侧区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B =1T。将导体棒a、b分别垂直导轨静置于导轨上，导体棒a初始位置距离GH竖直高度为，某一时刻静止释放导体棒a，在导体棒a进入EFGH区域时始终受到一个与其运动方向相同且大小等于其对地速度k倍的力F作用，使导体棒a在斜面上一直做匀加速直线运动，当导体棒a进入水平导轨时撤去F。已知EF与GH的竖直高度，两导体棒的质量，两导体棒的电阻，导体棒与不计电阻的导轨始终接触良好，不计一切摩擦阻力。求： （1）导体棒a刚进入EFGH区域时的电流大小； （2）k值； （3）导体棒a从静止释放，运动至GH过程中通过电阻R的电荷量q； （4）若导体棒a与导体棒b不会相撞，请计算导体棒a进入GH右侧磁场区域至到达稳定状态的过程中产生的焦耳热。 20. 如图所示为某种质谱仪的结构示意图，主要构造包括加速电场、静电分析器和磁分析器等组成。其中加速电场的电压为U，静电分析器是以O1圆心的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，电场强度E方向沿径向指向圆心O1且E与到圆心距离r的关系满足；磁分析器中在以O1圆心、圆心角为180°的扇形区域内，分布着磁感应强度为B方向垂直于纸面的匀强磁场，静电分析器与磁分析器衔接处的缝隙很小。由粒子源静止释放出两种正离子a、b经相同电场加速后，分别从P、Q进入静电分析器，恰好都能在两区域内做匀速圆周运动，最后打在吸收屏的M点，其中离子b的轨道半径保持不变。已知离子a的比荷，，，PQ间的距离，不考虑电磁场的边缘效应。求： （1）加速电场的电压U； （2）离子b的比荷k2 （3）离子a从P运动到M的时间t； （4）若正离子c经相同电场加速后，从P、Q间的G点进入静电分析器，做圆周运动后也打在吸收屏的M点。则GP间的距离x与离子c的比荷k应满足什么关系？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★考试结束前 2024学年第二学期丽水发展共同体期中联考高二年级物理学科试题 命题人：青田中学 龙以军 遂昌中学 余杰 松阳一中 何素军 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； 5. 重力加速度g=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. 下列物理量属于矢量的是（　　） A. 动量 B. 磁通量 C. 电流 D. 电势 【答案】A 【解析】 【详解】A．动量既有大小又有方向，且方向与物体速度方向一致，相加时遵循平行四边形定则，故A正确； B．磁通量虽然有方向，但是磁通量的计算并不遵循平行四边形定则，故B错误； C．电流的方向表示正电荷定向移动的方向，但运算时不遵守平行四边形定则，所以电流是标量，故C错误； D．电势只有大小没有方向，所以是标量，故D错误。 故选A。 2. 在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。甲图中脚离开传感器装置1开始计时，乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确的是（　　） A. 运动员手的位移是15m B. 可以求出运动员在此过程的平均速度 C. 计时装置可能使用了压力传感器 D. 教练在研究运动员攀岩动作时可把运动员看成质点 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员脚离开装置1位置到手触碰装置2的位置的位移是15m，手的位移小于15m，故A错误； B．根据，由于该过程的位移不清楚，可知不能求出运动员在此过程的平均速度，故B错误； C．计时装置使用压力传感器检测运动员出发和到达的信息，故C正确； D．教练在研究运动员攀岩动作时，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以把运动员看成质点，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一根长为l的轻质细绳，一端固定于O点，另一端系着质量为m的小球。小球在水平面内做匀速圆周运动，形成圆锥摆，此时细绳与竖直方向夹角为θ；另有一个摆长也为l的单摆，其摆球质量也为m，做小角度的简谐运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 圆锥摆的周期等于单摆的周期 B. 圆锥摆中小球的线速度大小 C. 单摆做简谐运动时加速度大小不变 D. 单摆的最大摆角从5°调整到60°，单摆的周期不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．对圆锥摆，根据牛顿第二定律有 解得圆锥摆周期 单摆周期 可知圆锥摆的周期小于单摆的周期，故A错误； B．对圆锥摆，根据牛顿第二定律有 解得 故B正确； C．根据简谐运动规律可知，单摆做简谐运动时加速度大小 由于位移x时刻在变，故加速度大小时刻改变，故C错误； D．单摆是摆角小于的摆动，单摆的最大摆角从调整到时，小球做的不是单摆运动了，周期会改变，故D错误。 故选B 4. 我国自主研发的北斗卫星导航系统由若干卫星构成，其中有5颗分布于a轨道的地球同步静止轨道卫星，3颗分布于b轨道的倾斜轨道卫星（其轨道半径与地球静止同步轨道半径一致），以及27颗分布于c轨道的中圆轨道卫C星。关于这些卫星，下列说法正确的是（　　） A. a轨道上的卫星相对地面静止，处于平衡状态 B. b轨道上卫星的加速度小于c轨道上卫星的加速度 C. c轨道上的卫星运行速度小于地球赤道上物体随地球自转的速度 D. 卫星分别在轨道b和轨道c上运行时，经过相同时间，卫星与地心连线扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．处于a轨道上的卫星相对于地面静止，绕地球做圆周运动，处于非平衡状态，故A错误； B．由于b轨道的高度大于c轨道的高度，根据 可知b轨道上的卫星的加速度小于c轨道上的卫星运行的加速度，故B正确； C．根据万有引力提供向心力有 可知c轨道上的卫星的运行速度大于a轨道上的卫星的线速度； 根据v=rω可知，a轨道上的卫星的线速度又大于地球赤道上物体运行的速度，故c轨道上的卫星的线速度大于地球赤道上物体运行的速度，故C错误； D．开普勒第二定律适用于同一颗卫星在其椭圆轨道上运动的情形，不适用于同时比较两条不同轨道的卫星，则卫星分别在轨道b和轨道c上运行时，经过相同时间，卫星与地心连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选B。 5. 2025年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在现场扭起了秧歌，给人留下深刻的印象。如图甲所示为一机械手臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的作用力为F，鸡蛋重力为G，下列说法错误的是（　　） A. 加速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力等于鸡蛋对手指的弹力 B. 鸡蛋受到手指的压力，是因为手指发生了弹性形变 C. 若手指捏着鸡蛋水平减速移动，则F<G D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F>G 【答案】C 【解析】 【详解】A．手指对鸡蛋压力与鸡蛋对手指的弹力为一对作用力和反作用力，所以在加速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力等于鸡蛋对手指的弹力，故A正确； B．鸡蛋受到手指的压力，是机械手指发生弹性形变，对与之接触的鸡蛋产生压力作用，故B正确； CD．若手指捏着鸡蛋水平减速或加速移动时，受力分析如图 根据牛顿第二定律有 可得 故C错误，D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 6. 如图甲、乙、丙、丁四个电磁学相关情景，以下判断正确的是（　　） A. 图甲中，三根平行直导线截面图，电流大小相同且到A点距离相同，则A点磁感应强度方向水平向左 B. 图乙中，铁环绕有对称绝缘导线，电流方向如图；速度垂直纸面向里的电子，在O点所受洛伦兹力方向水平向右 C. 图丙中，条形磁铁竖直放置，水平导体圆环从位置M向下运动到L过程中，圆环感应电流方向不变 D. 图丁中，单匝线圈先后以速度ν和2ν匀速进入同一磁场，两次通过线圈的电荷量之比为1：2 【答案】B 【解析】 详解】A．根据右手螺旋定则可知A点磁感应强度方向水平向右，A错误； B．根据右手螺旋定则可知O点处的磁场方向竖直向下，电子垂直于纸面的速度乡里运动，根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力方向水平向右，B正确； C．水平导体圆环从位置M向下运动到L过程中，磁通量向下，先增后减在增大，根据楞次定律增反减同，可知俯视图看感应电流的方向为先逆时针再顺时针再逆时针，C错误； D．根据法拉第电磁感应定律有 由欧姆定律有 由电流的定义式有 联立解得通过线圈的电荷量为 由于两次进入磁场的过程中，磁通量变化相同，线圈电阻不变，故电荷量之比为，D错误。 故选B。 7. 一个正电荷q周围有3种形状各异的金属导电体A、B、C．在电荷q周围形成如图所示的电场分布，P为导体A表面上的点，Q为导体B内距离q为L的点，图中虚线为一电荷只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，则（　　） A. 运动电荷带正电 B. 运动电荷在a点加速度比b点小 C. P点的电场方向垂直于导体的表面 D. 导体B上的感应电荷在Q点形成的场强大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．曲线运动中，质点受力方向指向曲线的内侧，由图可见受力方向与场强方向相反，故运动电荷带负电，A错误； B．由于a点的电场线比b点的电场线密集，电场强度较大，运动电荷在a点受到的电场力大于b点的电场力，故a点的加速度大于b点的加速度，B错误； C．金属导电体A处于静电平衡，金属导电体A是一个等势体，表面的电场方向垂直表面，故P点的电场方向垂直于导体的表面，C正确； D．静电平衡时，导体内部的合场强为零，故所有的感应电荷在点Q形成的场强大小与点电荷q在该点的电场强度大小相等，方向相反，即所有的感应电荷在点形成的场强大小为，而不仅仅是B上面的感应电荷形成的场强，D错误。 故选C。 8. 把质量为0.2kg的小球放在竖直弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于原长。已知B、A与C、B的高度差均为0.1m。以B位置为零势能面，不计弹簧的质量和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中小球机械能守恒 B. 小球在B处动能最大 C. 小球处于位置A时，弹簧与小球组成的系统机械能为0.4J D. 小球在AB中间位置时，弹簧的弹性势能与小球的动能之和为0.3J 【答案】D 【解析】 【详解】A．整个过程中只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧所组成系统机械能守恒，A错误； B．小球在A、B之间的某位置处，弹力等于小球的重力时，小球的加速度为零，此时速度最大，动能最大，B错误； C． 整个过程机械能守恒 故小球处于位置A时，弹簧与小球组成的系统机械能为0.2J，C错误； D．小球处于位置AB中间时，重力势能为 整个过程机械能守恒 故小球在AB中间位置时，弹簧的弹性势能与小球的动能之和为 D正确。 故选D。 9. 如图，在排球比赛中，运动员先后两次击球。第一次从a点水平击球，球落于b点；第二次在a点正下方c点斜向上击球，也击中b点，且第二次击球的最高点d与a等高，两轨迹相交于球网上端e。已知球网高2.24m，c点到球网平面水平距离3.36m，不计空气阻力。下列判断正确的（　　） A. 第一次击球到b点的速度大小可能是第二次的两倍 B. 第一次击球，降低a点高度并增大击球速度大小，仍可能击中b点 C. 第二次击球，仅改变击球速度方向，还能击中b点 D. 击球点a距地面高度为2.52m 【答案】D 【解析】 【详解】A．第二次排球运动的最高点d与a点等高，故比较第一次排球从a到b的过程和第二次排球从d到b的过程，这两个过程都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，故运动时间一样，水平方向做匀速直线运动，有 且 可得 水平速度2倍关系，竖直速度相等，故合速度不是2倍关系，故A错误； B．降低a点的高度，速度方向仍水平，排球会触网，故不可能击中b点，故B错误； C．第二次击球时，设速度方向与水平方向夹角为，通过计算有m 可知 所以速度方向与水平方向夹角为45°，仅改变击球的速度方向，排球落点距离变近，故排球不可能击中b点，故C错误； D．比较第一次排球从a到e过程和第二次排球从e到d过程，根据可逆性，把第二次排球从e到d过程看成是从d到e过程的平抛运动，这两个过程竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，运动时间也一样，根据 可得 故有 研究第一次排球的运动过程，由于 可知 根据竖直方向的运动规律有 可得 故 解得m 故D正确。 故选D。 10. 汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=20kg，H=3.2m，则下列说法错误的是（　　） A. 碰撞过程中F的冲量大小为220N·s B. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.45m C. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向上 D. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为200kg·m/s 【答案】B 【解析】 【详解】AC．图像与坐标轴围成的面积表示冲量，由图像可知碰撞过程中F的冲量大小为 方向竖直向上，故AC正确，不符题意； D．头锤落到气囊上时的速度大小为 与气囊作用过程由动量定理（向上为正方向）有 解得 碰撞过程中头锤的动量变化量 故D正确，不符题意； B．碰撞结束后头锤上升的最大高度 故B错误，符合题意。 故选B。 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. 多普勒效应是波源的频率发生变化引起的 B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C. LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和波速均增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．产生多普勒效应的原因是波源与观察者之间发生相对运动，波源的频率并不变化,A错误； B．干簧管是利用磁场控制弹簧片的磁化与机械动作，从而实现电路的通断，B错误； C．LC振荡电路中电流增大时，电容器放电，故电容器上的电荷一定减少，C正确； D．波速由介质决定，频率由波源决定．当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，根据 可知波长变大，D正确。 故选CD。 12. 两位同学分别握住一根长为1.8m的水平轻绳两端M、N，并同时在竖直方向上使绳两端做简谐振动，从而产生沿绳传播的两列波。从M、N开始振动计时，t=0.3s时，两列波刚好同时传到P点，此时波形如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. P点为振动减弱点，始终静止不动 B. t=0.3s时刻，0.8m< x <1.0m的质点振动方向均沿y轴正方向 C. t=0.4s时刻，0.6m≤x≤1.2m的质点都处于平衡位置 D. 0-0.6s内， x=0.6m的质点走过的路程为40cm 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．根据波的传播方向可知，t=0.3s时刻，0.8m< x <1.0m的质点振动方向均沿y轴正方向，两列波在P点都向上振动，则P点为振动加强点，故A错误，B正确； C．两列波的波速都为 周期为s=0.2s 则t=0.4s时刻时，图中波形各向传播方向平移，根据波的叠加原理可知，0.6m≤x≤1.2m的质点都处于平衡位置，故C正确； D．两列波传到x=0.6m处的时间分别为s，s x=0.6m处到两波源的波程差为 可见该点为加强点，由图可知两列波只振动了一次全振动，则0-0.6s的路程为cm 故D正确； 故选BCD。 13. 如图，MN、PQ为两条水平固定且平行的光滑金属导轨，导轨右端与接有定值电阻的理想变压器的原线圈连接，变压器副线圈上接有最大阻值为12Ω的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，导轨宽L=1m，质量m=2kg， 电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，在两虚线范围内做往复运动，其速度随时间变化的规律是，虚线范围内有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T，导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导线电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. ab棒中产生的电动势的表达式为 B. 若R=9Ω，电阻R0两端电压的有效值为4V C. 若R=2Ω，变压器输出功率最大 D. 若R=6Ω， 在t=0到t1=0.05s的时间内，外力F所做的功为0.675J 【答案】AB 【解析】 【详解】A．ab棒中产生的电动势的表达式为，故A正确； B．电路等效电路如图 则 电阻R0两端电压的有效值为，故B正确； C．若R=2Ω，将R0看作电源的内阻r，由闭合电路欧姆定律可得等效电阻和内阻相等，变压器输出功率最大，故C错误； D．若R=6Ω， 由题意可知，初始时刻得速度为0，当t1=0.05s时速度大小为 由闭合电路欧姆定律，可得等效电路中电流有效值为 由能量守恒知，故D错误。 故选AB 。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分） 14. 小明用如图所示的实验装置探究小车加速度与力、质量的关系： （1）除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，还必须使用的两种器材是 ； A. 秒表 B. 天平（含砝码） C. 弹簧测力计 D. 刻度尺 （2）关于该实验操作，下列说法正确的是 ； A. 槽码质量m不需要远小于小车的质量M B. 平衡摩擦力时，需要挂上槽码托 C. 需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与长木板平行 D. 平衡摩擦力后用该装置可以完成验证系统机械能守恒定律实验 （3）选点迹清晰的纸带并标出计数点，相邻计数点间还有4个点没有画出。测量结果如图乙所示，小车加速度大小a =________m/s2（保留3位有效数字）；根据计算结果分析实验操作可能存在的不当之处________； 【答案】（1）BD （2）C （3） ①. 3.00 ②. 槽码质量没有远小于小车的质量 【解析】 【小问1详解】 A．用打点计时器计量时间，不用秒表计量时间，A不符合题意； B．用天平（含砝码）测量小车的质量，B符合题意； C．用槽码托和槽码的总重力替代小车的拉力，不用弹簧测力计测量拉力，C不符合题意； D．用刻度尺测量计数点之间的距离，D符合题意。 故选BD。 【小问2详解】 A．设绳的拉力为，根据牛顿第二定律得 ， 解得 当 时， ，所以槽码质量m必须远小于小车的质量M，A错误； B．平衡摩擦力时，不需要挂上槽码托，需要连接纸带，垫上木块，轻推小车，让小车在木板上匀速运动，B错误； C．需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与长木板平行，C正确； D．平衡摩擦力后木板不水平，小车运动过程中重力势能发生变化，很难测量小车变化的重力势能，所以不能用该装置完成验证系统机械能守恒定律实验，D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1]小车加速度大小 [2]小车的加速度较大，表明槽码质量没有远小于小车的质量。 15. 以下实验操作会给实验带来误差的是________。 A. 图甲，测单摆振动周期时，选择摆球的最高点作为计时起点 B. 图乙，做平抛运动实验时，轨道槽不光滑 C. 图丙，拉橡皮筋时弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦 D. 图丁，测弹簧的劲度系数时，没有考虑弹簧的自重 【答案】A 【解析】 【详解】A．测单摆振动周期时，应选择摆球的最低点作为计时起点，选择摆球的最高点作为计时起点会带来误差，故A正确； B．做平抛运动实验时，轨道槽可以不光滑，但必须保持水平，所以不会带来误差，故B错误； C．拉橡皮筋时弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦，不影响测量细绳上的拉力，所以不会影响实验结果，故C错误； D．测弹簧测力计劲度系数时，挂上砝码后弹簧测力计显示的是砝码的重力，计算弹簧形变量时，对应的是挂上砝码后的长度与在自重下的弹簧长度差，利用ΔF=kΔx可知，劲度系数无误差，故D错误。 故选A。 16. （1）在“练习使用多用电表”实验中，小明使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻，灯泡标有“220V 100W”字样，该同学采用“×10”挡进行测量，则实际的测量结果最有可能为图甲中的_________（选填“a”、“b”或“c”）位置。 （2）在“测定干电池电动势和内阻”实验中， ①小明先用多用电表粗测电源电动势，此时红表笔应当连接电源_________（选填“正极”或“负极”），选择开关位置如图乙所示，测量时电表指针位置如图甲中b位置，则该同学测得的电池电动势为_________ V。 ②实验前，老师从原理上解释了电表对测量的影响。实验中小明为分析电流表、电压表内阻对测量的影响，利用如图丙所示的电路图进行测量。改变开关S2接入的位置，得到两组数据，并在坐标纸上画出U-I图像，得到如图丁所示的两条直线a、b。根据图像，你认为更合理的图线是_________（选填“a”或“b”），对应直线的电路是（拨到_________（选填“1”或“2”），求出该电池的电动势E=_________V（保留三位有效数字），内阻r=_________Ω（保留两位有效数字）。 【答案】（1）c （2） ①. 正极 ②. 1.15 ③. a ④. 2 ⑤. 1.50 ⑥. 0.53 【解析】 【小问1详解】 灯泡正常工作时的电阻为 该同学采用“×10”挡进行测量，则实际的测量结果代表灯泡几乎不亮时的电阻，阻值较小，最有可能为图甲中的c。 【小问2详解】 ①[1]在“测定干电池电动势和内阻”实验时，小明先用多用电表粗测电源电动势，根据电流“红进黑出”，则红表笔应当连接电源正极； [2]选择开关位于2.5V，则读数为1.15V； ②[3][4]由图乙计算可得，a、b两条线斜率的数值分别为， 可知电流表内阻对电源内阻的测量影响较大，所以图像a更为合理，故对应开关应拨到2； [5][6] 根据全电路欧姆定律可知E=U+Ir 所以U=E-Ir结合图像可以知道，纵截距的数值为电动势，大小为1.50V，斜率的数值为内阻r，因此内阻为 17. 四轮驱动爬墙车利用负压装置可吸附在墙壁上移动。如图所示，该爬墙车在竖直墙面上从M点由静止开始向上做匀加速直线运动，1s后到达N点，已知MN距离为0.5m，接着做匀速直线运动3s到达P点，随后通过紧急刹车，使车轮停止转动，做匀减速运动，到达Q点时速度恰好减为零。已知爬墙车的质量为1kg，大气负压产生的车与墙壁间的弹力FN始终为其重力的2.5倍，动摩擦因数μ=0.6，且不计空气阻力。求该爬墙车 （1）运动到N点时的速度； （2）从P到Q过程中加速度的大小； （3）从M点运动至Q点的总位移。 【答案】（1） （2）a=25m/s2 （3） 【解析】 【小问1详解】 爬墙车从M-N做初速度为0的匀加速直线运动，有 解得 【小问2详解】 爬墙车从P到Q过程做匀减速运动，由受力分析得 联立得a=25m/s2 【小问3详解】 爬墙车从M到Q的过程中总的位移为 解得 18. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示模型。该模型由同一竖直平面内的曲线轨道PA、半径为的半圆单轨道ABC、半径为的半圆圆管轨道CDE、光滑水平面EF、长度的水平传送带FG、长度的粗糙水平面GH、光滑水平面HK组成，且各段各处平滑连接。轨道的右端K固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在H点。现将一质量为m=0.1kg的小滑块（可视为质点）从PA轨道h高处静止释放。已知传送带的速度v=2m/s，小滑块与传送带动摩擦因数为，与GH间的动摩擦因数为。 （1）若h=1.2m，求小滑块运动到B点时对轨道的压力大小； （2）要保证小滑块能够到达E点，求h的最小值； （3）若h=2.2m， 求 ①小滑块第一次到达传送带G点因与传送带摩擦产生的热量Q； ②小滑块最终停止的位置距H点的距离。 【答案】（1） （2） （3）①；②0.4m 【解析】 【小问1详解】 小滑块从初始位置到B点，只有重力做功，根据机械能守恒有 在B点，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，所以 【小问2详解】 小滑块恰好能到达C点时，即 可得 从初始位置到C点，根据机械能守恒定律 得，故小滑块能通过E点。 【小问3详解】 ①小滑块到达F点的速度vF 从初始位置到F点，根据机械能守恒定律 解得 小滑块在传送带上受到的摩擦力 根据 解得 小滑块减速运动的时间 在0.4s内，传送带的位移x带= vt=2×0.4=0.8m 小滑块的位移 相对位移 根据 ②求小滑块最终停止的位置距H点的距离 因为小滑块在传送带上先减速后匀速，所以小滑块到达G点的速度vG=v=2m/s 小滑块在GH段受到的摩擦力 则 设小滑块在GH段运动的位移为x′，根据 ，说明小滑块会压缩弹簧。 设小滑块从G点开始到最终停止，在GH段运动的总路程为s，根据能量守恒 解得s =2m 因为，所以小滑块最终停止的位置距H点的距离为0.4m 19. 如图所示，间距L=0.4m、倾角θ=37°的两根平行倾斜光滑导轨与两根足够长的水平光滑导轨在G、H处通过一小段绝缘材料平滑连接，在倾斜导轨的上端接一个阻值为R =3Ω的电阻，其中EFGH区域分布着垂直斜面向上的匀强磁场，GH右侧区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B =1T。将导体棒a、b分别垂直导轨静置于导轨上，导体棒a初始位置距离GH竖直高度为，某一时刻静止释放导体棒a，在导体棒a进入EFGH区域时始终受到一个与其运动方向相同且大小等于其对地速度k倍的力F作用，使导体棒a在斜面上一直做匀加速直线运动，当导体棒a进入水平导轨时撤去F。已知EF与GH的竖直高度，两导体棒的质量，两导体棒的电阻，导体棒与不计电阻的导轨始终接触良好，不计一切摩擦阻力。求： （1）导体棒a刚进入EFGH区域时的电流大小； （2）k值； （3）导体棒a从静止释放，运动至GH过程中通过电阻R的电荷量q； （4）若导体棒a与导体棒b不会相撞，请计算导体棒a进入GH右侧磁场区域至到达稳定状态的过程中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2）0.032 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 导体棒a从开始下滑到刚进入EFGH区域，根据机械能守恒定律 解得 根据法拉第电磁感应定律E= BLv1=0.8V 电路总电阻为 根据欧姆定律 【小问2详解】 导体棒a开始下滑未进入EFGH区域时，根据牛顿第二定律有 导体棒a在EFGH区域受力分析，导体棒a做匀加速直线运动， 解得k=0.032 【小问3详解】 设导体棒a在EFGH区域沿斜面下滑的距离为x，则 由几何关系可得 所以Wb 根据 可得 【小问4详解】 导体棒a在EFGH区域做匀加速直线运动，根据运动学公式 加速度，， 可得 当导体棒a和b速度相等时达到稳定状态，根据动量守恒定律 可得 根据能量守恒定律 代入可得：Q=0.25J 则 20. 如图所示为某种质谱仪的结构示意图，主要构造包括加速电场、静电分析器和磁分析器等组成。其中加速电场的电压为U，静电分析器是以O1圆心的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，电场强度E方向沿径向指向圆心O1且E与到圆心距离r的关系满足；磁分析器中在以O1圆心、圆心角为180°的扇形区域内，分布着磁感应强度为B方向垂直于纸面的匀强磁场，静电分析器与磁分析器衔接处的缝隙很小。由粒子源静止释放出两种正离子a、b经相同电场加速后，分别从P、Q进入静电分析器，恰好都能在两区域内做匀速圆周运动，最后打在吸收屏的M点，其中离子b的轨道半径保持不变。已知离子a的比荷，，，PQ间的距离，不考虑电磁场的边缘效应。求： （1）加速电场的电压U； （2）离子b的比荷k2 （3）离子a从P运动到M的时间t； （4）若正离子c经相同电场加速后，从P、Q间的G点进入静电分析器，做圆周运动后也打在吸收屏的M点。则GP间的距离x与离子c的比荷k应满足什么关系？ 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理，离子在加速电场中加速，有 在静电分析器中，离子做匀速圆周运动，电场力提供向心力 联立得 【小问2详解】 离子在磁分析器中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 根据几何关系有 即 代入数据得 【小问3详解】 离子a在静电分析器中做匀速圆周运动，运动轨迹为圆周，线速度为 离子在磁分析器中做匀速圆周运动半径， 故离子a在静电分析器中半径 离子a在静电分析器中的运动时间 离子a在磁电分析器中的运动时间 总时间 【小问4详解】 要使离子c也打在M点，则应满足： 即 化简得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $