精品解析：北京市平谷区2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

平谷区2024—2025学年度第二学期教学质量监控试卷 高二物理 注意事项 1、本试卷共8页，包括两部分，满分为100分，考试时间90分钟。 2、在答题卡上准确填写学校名称、班级和姓名。 3、试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4、在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。 5、考试结束，请将答题卡交回。 第一部分 选择题（共42分） 一、单项选择题（本大题共14题，每题3分，共42分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请将正确选项填涂在答题卡上。） 1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的粒子X和锂（Li）离子。该核反应方程为，粒子X为（　　） A. 氦核 B. 氘核 C. 质子 D. 电子 2. 如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则（　　） A. B. C. D. 3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 此时K质点沿x轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的速度小 D. 此时K质点的加速度比L质点的加速度大 4. 氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（　　） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C. 从能级跃迁到能级需吸收的能量 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 5. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势高于B点的电势 B. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 6. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球加速度的最大值，不一定大于重力加速度g B. 球所受弹力的最大值，不一定大于其重力的2倍 C. 小球的动能逐渐减小 D. 小球、弹簧和地球组成的系统，势能先减少后增加 7. 实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示。则（　　） A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向里 B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹1是新核的，磁场方向乘直纸面向里 D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向外 8. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。现将开关S断开，发现（　　） A. 的示数不变，的示数减小 B. 的示数减小，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数增大，的示数增大 9. 如图所示，将质量分别为2kg、1kg的物块A和物块B置于光滑水平面上，中间用一轻弹簧相连。A、B两物块在水平拉力F的作用下，一起（A、B两物块保持相对静止）做匀加速直线运动，此时弹簧的伸长量为4cm（弹簧在弹性限度内），其劲度系数为100N/m。则拉力F的值为（　　） A. 4N B. 6N C. 8N D. 10N 10. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器。这样在指纹凸起处和凹下处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容小的电容器放电较快。根据放电快慢的不同，就可以探测到指纹凸起部分和凹下部分的位置，从而形成指纹图像数据。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 在指纹凸起处形成的电容器电容较大 B. 充电后在指纹凹下处形成的电容器的电荷量大 C. 在指纹凸起处形成的电容器放电较快 D. 潮湿的手指头对指纹识别没有影响 11. 如图所示，竖直实线表示匀强电场中的一簇等势面，一带电微粒在电场中从A到B做直线运动（如图中虚线所示）．则该微粒（ ） A. 一定带正电 B. 从A到B的过程中作匀速直线运动 C. 从A到B的过程中电势能增加 D. 从A到B的过程中机械能守恒 12. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 13. 某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 14. 低温为研究物质结构与性质提供了独特的条件。我国“梦天实验舱”上搭载了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，可以制备地面无法实现的以下的超冷原子构成的气体。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子，其热运动速率只有室温下的倍。制备时，先利用激光冷却技术，将原子置于相向传播且频率略不同于原子跃迁能级所对应频率的激光束中运动时，由于多普勒效应，原子受到激光束对其产生的阻力，从而使原子的速度降低。又利用磁场将原子束缚在一定的区域内形成原子团，实现较长时间的原子与激光相互作用。再利用蒸发冷却技术，将原子团中速率较大的原子“蒸发”掉，使温度进一步降低。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A. 激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷的效果越好 B. 在激光束中运动的原子吸收光子的频率等于激光的实际频率 C. 与室温下的原子相比，超冷原子更容易发生衍射 D. 传播方向与原子运动方向相反的激光的频率应当略高于（h为普朗克常量） 第二部分 非选择题（共58分） 二、填空题（本大题共2题，共18分） 15. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2、P1的像 B. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 C. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 （2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=________。（用题中的字母表示） 16. 某同学做“用单摆测重力加速度”实验。该同学测出多组单摆的摆线长l和周期T，根据实验数据作出图像如图所示，由图像可知小球半径r=________cm，求出的重力加速度g=________（取9.86）。 17. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的________。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，0.5s时电容器两端电压约为________V（结果保留2位有效数字）。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为________F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的I-t图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为（），请在图3中用实线定性画出电容器放电的I-t图像______，并简要说明作图依据______。 三、计算题（本大题共4题，共40分） 18. 如图所示，某同学穿着滑雪板沿雪坡往上滑，他通过助滑在A点以一定速度冲上倾角为θ=37°的雪坡，运动到B点时速度减为零。已知该同学（含装备）的质量为m=50kg，A、B两点间的距离L=2.5m，滑雪板与雪坡的动摩擦因数为μ=0.15。取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。同学可看成质点，不计空气阻力。 （1）画出该同学沿雪坡上滑时的受力示意图； （2）求该同学沿雪坡向上运动的过程中加速度a的大小； （3）求该同学冲上雪坡前在A点的初动能E。 19. 如图所示，光滑的圆弧轨道位于竖直平面内，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为5R。一个质量为2m的滑块静止在B点，另一个质量为m的滑块从A点由静止释放，滑动到B点与静止的滑块碰撞后，粘在一起水平飞出，落在地面C点处。两滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块从A点滑到B点时的速度大小； （2）碰撞过程中两滑块损失机械能； （3）落地点C与B点的水平距离x。 20. 如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制，下降速度可调、可控等优点。该装置原理可等效为：间距为L的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度为B的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图2所示。在某次逃生试验中，质量为M的测试者从静止开始下滑，当滑行的距离为x时，该装置开始匀速下滑。已知与人一起下滑部分装置的质量m，重力加速度为g，忽略本次试验过程中的摩擦阻力。 （1）判断导体棒cd中电流的方向； （2）求该装置匀速下滑时的速度v； （3）求该装置向下滑行x距离过程中，通过导体棒某横截面的电荷量q。 21. 新型电动汽车在制动时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。线圈可绕处在线圈平面内且与磁场垂直的转轴转动，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种制动模式建模如下：电动汽车受到地面施加阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始制动时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零。求该过程中汽车前进的距离x和回收的动能； （3）第二种制动模式建模如下：假设电动汽车制动时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即制动时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能与上面图示模型中电阻R消耗的电能相等。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上减速至速度，求此时汽车加速度a的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 平谷区2024—2025学年度第二学期教学质量监控试卷 高二物理 注意事项 1、本试卷共8页，包括两部分，满分为100分，考试时间90分钟。 2、在答题卡上准确填写学校名称、班级和姓名。 3、试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4、在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。 5、考试结束，请将答题卡交回。 第一部分 选择题（共42分） 一、单项选择题（本大题共14题，每题3分，共42分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请将正确选项填涂在答题卡上。） 1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的粒子X和锂（Li）离子。该核反应方程为，粒子X为（　　） A. 氦核 B. 氘核 C. 质子 D. 电子 【答案】A 【解析】 【详解】核反应遵循质量数和电荷数守恒。则质量数为 电荷数为 可知粒子X为氦核。 故选A。 2. 如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件 可知 ， 故选C。 3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 此时K质点沿x轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的速度小 D. 此时K质点的加速度比L质点的加速度大 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据题意此后K质点比L质点先回到平衡位置可知质点此时K质点沿x轴负方向运动，故B错误； A．根据同侧法结合A选项分析可知该简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确； C．K质点更靠近平衡位置，此时K质点的速度比L质点的速度大，故C错误； D．根据可知此时K质点的加速度比L质点的加速度小，故D错误。 故选A。 4. 氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（　　） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低 C. 从能级跃迁到能级需吸收的能量 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错误； B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误； C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为 故C正确； D．根据能级图可知氢原子处于能级能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误； 故选C。 5. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势高于B点的电势 B. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 【答案】B 【解析】 【详解】A．关于金属网上A、B两点的电势。在静电平衡状态下，金属网是一个等势体，即其上各点的电势相等。因此A点的电势等于B点的电势，而非小于B点，故A错误； B．提到电梯中手机信号微弱与该实验原理相同。电梯对电磁波产生了屏蔽作用，这与本题中的静电屏蔽现象原理相似，故B正确； C．虽然金属网外部存在电场，但由于静电屏蔽作用，金属网内部（包括验电器所在位置）的合电场强度为零，是因为金属网产生电场的电场强度与外部电场的电场强度大小相等，方向相反，但这并不意味着带电金属球在金属网内部产生的电场强度本身为零，故C错误； D．由于金属网的静电屏蔽作用，验电器内部的电场强度几乎为零，验电器内金属里面的电子不会定向移动，呈电中性，因此箔片不会张开，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球加速度的最大值，不一定大于重力加速度g B. 球所受弹力的最大值，不一定大于其重力的2倍 C. 小球的动能逐渐减小 D. 小球、弹簧和地球组成的系统，势能先减少后增加 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球从接触弹簧开始的运动为简谐振动的一部分，此时的加速度为重力加速度g，根据简谐振动的对称性，运动到关于平衡位置对称点，速度大小不变，加速度大小为g，但小球还在向下运动，因此到达最低点时加速度一定大于g，根据牛顿第二定律定性分析有 可得可知此时弹簧的弹力大于2倍重力，AB错误； C．开始一段时间内，弹簧弹力小于重力，小球做加速运动，当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大值，接下来弹簧的弹力大于重力，小球做减速运动，因此从接触弹簧开始，小球的动能先增大后减小，C错误； D．由于整个过程只有弹簧的弹力和重力做功，整个系统机械能守恒，由于小球的动能先增加后减小，因此系统势能先减小后增加，D正确。 故选D。 7. 实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示。则（　　） A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向里 B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹1是新核的，磁场方向乘直纸面向里 D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向外 【答案】A 【解析】 【详解】静止的核发生β衰变，由内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 可得 则两个新核的运动半径与电量成反比，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。 故选A。 8. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。现将开关S断开，发现（　　） A. 的示数不变，的示数减小 B. 的示数减小，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数增大，的示数增大 【答案】B 【解析】 【详解】当开关S断开后，原线圈输入电压不变，即电压表示数不变，根据变压器原副线圈电压表等于匝数比可得 可知副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，开关S断开后，副线圈负载的总电阻增大，根据欧姆定律可得 可知副线圈电流减小，即电流表示数减小，根据 可知原线圈电流减小，即电流表示数减小。 故选B。 9. 如图所示，将质量分别为2kg、1kg的物块A和物块B置于光滑水平面上，中间用一轻弹簧相连。A、B两物块在水平拉力F的作用下，一起（A、B两物块保持相对静止）做匀加速直线运动，此时弹簧的伸长量为4cm（弹簧在弹性限度内），其劲度系数为100N/m。则拉力F的值为（　　） A. 4N B. 6N C. 8N D. 10N 【答案】B 【解析】 【详解】对A根据牛顿第二定律 对整体分析 解得 故选B。 10. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器。这样在指纹凸起处和凹下处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容小的电容器放电较快。根据放电快慢的不同，就可以探测到指纹凸起部分和凹下部分的位置，从而形成指纹图像数据。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 在指纹凸起处形成的电容器电容较大 B. 充电后在指纹凹下处形成的电容器的电荷量大 C. 在指纹凸起处形成的电容器放电较快 D. 潮湿的手指头对指纹识别没有影响 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电容的决定式可知极板与指纹凸起距离d小，构成的电容器电容大，A正确； BC根据可知充电后在指纹凸起处形成的电容器的电荷量大，则放电时间长，放电慢，故BC错误； D．潮湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别，D错误。 故选A。 11. 如图所示，竖直实线表示匀强电场中的一簇等势面，一带电微粒在电场中从A到B做直线运动（如图中虚线所示）．则该微粒（ ） A. 一定带正电 B. 从A到B的过程中作匀速直线运动 C. 从A到B的过程中电势能增加 D. 从A到B的过程中机械能守恒 【答案】C 【解析】 【分析】带电微粒沿直线运动，所受的合力方向与速度方向平行，可判断出微粒所受的电场力方向，分析微粒的电性，判断电场力做功正负，可判断出电势能和机械能的变化． 【详解】根据电场线与等势面垂直，知电场线应水平．带电微粒在匀强电场中受到竖直向下的重力和水平方向的电场力作用，微粒做直线运动，合力与速度平行，可知微粒所受的电场力方向必定水平向左，微粒做匀减速直线运动，由于电场方向不能确定，所以微粒的电性不能确定，故AB错误；当微粒从A到B时，电场力做负功，电势能增加，故C正确．由于电场力对微粒做功，所以微粒的机械能不守恒，故D错误；故选C． 12. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故A错误； B．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 根据动量定理得，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为 大小为0，故B错误； C．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故C错误； D．圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为 大小为，故D正确。 故选D。 13. 某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 【答案】C 【解析】 【详解】AB．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小， ，AB错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。 故选C。 14. 低温为研究物质结构与性质提供了独特的条件。我国“梦天实验舱”上搭载了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，可以制备地面无法实现的以下的超冷原子构成的气体。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子，其热运动速率只有室温下的倍。制备时，先利用激光冷却技术，将原子置于相向传播且频率略不同于原子跃迁能级所对应频率的激光束中运动时，由于多普勒效应，原子受到激光束对其产生的阻力，从而使原子的速度降低。又利用磁场将原子束缚在一定的区域内形成原子团，实现较长时间的原子与激光相互作用。再利用蒸发冷却技术，将原子团中速率较大的原子“蒸发”掉，使温度进一步降低。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A. 激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷效果越好 B. 在激光束中运动的原子吸收光子的频率等于激光的实际频率 C. 与室温下的原子相比，超冷原子更容易发生衍射 D. 传播方向与原子运动方向相反的激光的频率应当略高于（h为普朗克常量） 【答案】C 【解析】 【详解】A．激光制冷效果与原子质量相关。由牛顿第二定律，相同阻力下，质量越大，加速度越小，减速效果差，制冷效果差，故A错误； B．原子因多普勒效应感知的激光频率变化。当原子运动方向与激光相反时，实际吸收频率需略高于激光频率以满足跃迁条件，故吸收频率不等于激光实际频率，故B错误； C．德布罗意波长 ，超冷原子速度小，更长。波长越长，衍射现象越明显，故C正确； D．原子运动方向与激光相反时，需通过多普勒效应使感知频率达到，因此激光实际频率应略低于，而非略高，故D错误。 故选C。 第二部分 非选择题（共58分） 二、填空题（本大题共2题，共18分） 15. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A. 插上大头针P3，使P3仅挡住P2、P1的像 B. 插上大头针P4，使P4仅挡住P3 C. 插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 （2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′直线NN′，连接OO′。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=________。（用题中的字母表示） 【答案】（1）AC （2） 【解析】 【小问1详解】 该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选AC。 【小问2详解】 光线在aa′面的入射角为α，折射角为β，则根据折射定律得，玻璃砖的折射率为 16. 某同学做“用单摆测重力加速度”实验。该同学测出多组单摆的摆线长l和周期T，根据实验数据作出图像如图所示，由图像可知小球半径r=________cm，求出的重力加速度g=________（取9.86）。 【答案】 ①. 2 ②. 9.86 【解析】 【详解】[1]根据单摆周期公式 得 T2-l图像当T2=0时l=-r=-2cm，可知小球半径为2cm； [2]图像的斜率 由图可得 解得g=π2≈9.86m/s2 17. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的________。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，0.5s时电容器两端电压约为________V（结果保留2位有效数字）。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为________F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的I-t图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为（），请在图3中用实线定性画出电容器放电的I-t图像______，并简要说明作图依据______。 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3） ①. ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 根据 可知图像中，图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电过程中通过电阻的电荷量，即电容器总的电荷量，故选B。 【小问2详解】 [1]根据图2可知，时，电路中的电流为，此时电阻两端的电压 此时电容器两端的电压为。 [2]放电的最大电流为，对电阻分析可得，最大电压为 所以充电后电容器两端的电压为，根据 可知 【小问3详解】 [1] [2]电阻对电流有阻碍作用，电阻越小，对电流的阻碍作用也越小，通过电阻的电流就越大，而电容器总的电荷量不变，根据 可知，当换成阻值更小的电阻时，电容器放电时间变短，最终放电完毕，图像与坐标轴所围成的面积不变。 三、计算题（本大题共4题，共40分） 18. 如图所示，某同学穿着滑雪板沿雪坡往上滑，他通过助滑在A点以一定速度冲上倾角为θ=37°的雪坡，运动到B点时速度减为零。已知该同学（含装备）的质量为m=50kg，A、B两点间的距离L=2.5m，滑雪板与雪坡的动摩擦因数为μ=0.15。取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。同学可看成质点，不计空气阻力。 （1）画出该同学沿雪坡上滑时的受力示意图； （2）求该同学沿雪坡向上运动的过程中加速度a的大小； （3）求该同学冲上雪坡前在A点的初动能E。 【答案】（1） （2）7.2m/s2 （3）900J 【解析】 【小问1详解】 该同学受力分析如图所示： 【小问2详解】 以同学为研究对象，沿斜面方向运用牛顿第二定律有 其中 代入可得 【小问3详解】 从最低点到最高点，同学做匀减速直线运h动，有 解得 所以 19. 如图所示，光滑的圆弧轨道位于竖直平面内，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为5R。一个质量为2m的滑块静止在B点，另一个质量为m的滑块从A点由静止释放，滑动到B点与静止的滑块碰撞后，粘在一起水平飞出，落在地面C点处。两滑块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）滑块从A点滑到B点时的速度大小； （2）碰撞过程中两滑块损失的机械能； （3）落地点C与B点的水平距离x。 【答案】（1） （2）mgR （3）R 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，滑块从A点滑到B点由机械能守恒，可得 解得 【小问2详解】 由题意知，两滑块碰撞过程，两滑块组成的系统动量守恒、能量守恒，设两滑块碰撞后共同速度大小为v'，以水平向右为正方向，由动量守恒可得mvB=3mv' 由能量守恒可得 联立可得ΔE=mgR 【小问3详解】 两滑块碰撞，做平抛运动，由运动学规律可知，水平方向做匀速直线运动，有x=v't 竖直方向做自由落体运动，有 联立可得x=R 20. 如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制，下降速度可调、可控等优点。该装置原理可等效为：间距为L的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度为B的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图2所示。在某次逃生试验中，质量为M的测试者从静止开始下滑，当滑行的距离为x时，该装置开始匀速下滑。已知与人一起下滑部分装置的质量m，重力加速度为g，忽略本次试验过程中的摩擦阻力。 （1）判断导体棒cd中电流的方向； （2）求该装置匀速下滑时的速度v； （3）求该装置向下滑行x距离的过程中，通过导体棒某横截面的电荷量q。 【答案】（1）从d到c （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒相对于磁场向上运动，根据右手定则，可知导体棒cd中电流的方向从d到c； 【小问2详解】 该装置匀速下滑时，有 其中 解得 【小问3详解】 由 得 其中 解得 21. 新型电动汽车在制动时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。线圈可绕处在线圈平面内且与磁场垂直的转轴转动，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种制动模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始制动时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零。求该过程中汽车前进的距离x和回收的动能； （3）第二种制动模式建模如下：假设电动汽车制动时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即制动时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能与上面图示模型中电阻R消耗的电能相等。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上减速至速度，求此时汽车加速度a的大小。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 初始时刻线圈平面和磁场垂直，电路开路时线圈两端的电压 【小问2详解】 对汽车，根据动量定理有 又 整理可得 解得汽车速度从到停下来运动的距离 回收的动能 可得 【小问3详解】 线圈转动角速度为时，线圈平面和磁场平行，此时线圈产生的电动势为 电阻的功率 又 解得 根据牛顿第二定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $