精品解析：重庆市巴蜀中学校2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

重庆市巴蜀中学2024-2025学年高二（下） 期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共21分。 1. 2025年3月9日，西北师范大学联合企业研发出碳核电池“烛龙一号”，该电池适用于医疗植入、深空探测等极端环境，并计划拓展至物联网和深海探测领域。碳的衰变方程为，由于的半衰期长达年，理论上碳核电池拥有长达数千年的超长寿命。下列说法正确的是（　　） A. 比平均核子质量大 B. 极寒条件下的半衰期变短 C. 10个原子核经历年后剩余5个 D. 该衰变产生电子，说明电子是原子核的组成成分 2. 年中国核电建设进入全面冲刺阶段。而随着新型商业反应堆先后投运，中国核电技术正由追赶者变为领跑者，推动全球清洁能源新时代加速到来。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，其核反应堆中的“燃料”是，某一次核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A. ， B. 该核反应产生的中子可直接引发核裂变，被称为“慢中子” C. 在核电站的核反应堆中用镉棒吸收中子控制反应速度 D. 该核反应方程两边可各消掉一个中子，即该核反应本质是衰变 3. 我国古代利用驿站的马匹传输军报，《唐六典》中提到传送紧急军报时驿马能日行八百里，中途在每个驿站换马换人。安禄山在范阳起兵叛乱。当时唐玄宗正在华清宫，两地相隔三千里，6天之内唐玄宗就收到这份军报。假设相邻驿站之间路程相等，下列关于该军报从第一个驿站出发到第三个驿站的运动学图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 2025年5月29日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。天问二号在发射的初始阶段可认为匀加速直线运动，该过程中通过第一段位移所用时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为。下列说法正确的是（　　） A. 通过第一段位移的初速度大小为 B. 通过第一段位移的末速度大小为 C. 通过这两段位移中间时刻的速度大小为 D. 匀加速阶段的加速度大小为 5. 如图所示为由24个光滑铁环组成的铁链，其两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为1、2、3、、24。在重力作用下铁链自然下垂形成一条曲线，曲线两端点的切线与竖直方向的夹角均为，第12个和第13个铁环水平穿连，每个铁环的质量均为，重力加速度为。下列关于铁环之间的弹力说法正确的是（　　） A. 铁环受到它上方铁环的弹力和它下方铁环的弹力方向相反 B. 每个铁环受到它上方铁环和它下方铁环的弹力大小相差 C. 铁环和铁环之间弹力的最大值为 D. 铁环和铁环之间弹力的最小值为 6. 在工地上，经常用如图甲所示的推车搬运水泥，为保证水泥不滑落，推车的支架与底板会设计成钝角，且为，其侧视图如图乙所示。工人现将一袋质量为的水泥横放在推车底板上，水泥袋和支架接触工人用双手缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为。不计这袋水泥与支架及底板间的摩擦，并把这袋水泥简化为圆柱体，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 当底板与水平面间的夹角为时，底板对这袋水泥的支持力为 B. 当底板与水平面间夹角为时，支架对这袋水泥的支持力为 C. 缓慢压下把手的过程中，支架对这袋水泥的支持力一直增大 D. 缓慢压下把手的过程中，底板对这袋水泥的支持力一直增大 7. 如图所示，绷紧的水平传送带顺时针匀速运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带右端等高的光滑平台上的A处滑上传送带。现保证v2不变，使传送带每次以不同速率v1匀速运行，传送带足够长。用t表示物块在传送带上运动的时间，用Δs表示物块运动过程中与传送带之间产生的划痕的长度。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. 根据玻尔原子模型，氢原子基态的能量为，量子数为的能级对应能量为。大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为。下列说法正确的是（　　） A. 玻尔的原子模型可以解释所有原子的发光规律 B. 这些氢原子最多可以发出6种不同频率的光子 C. 这些氢原子可能发出能量为的光子 D. 氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大 9. 如图甲是某同学研究光电效应的实验装置，该同学做了如下操作：①用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数。②用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，重复①中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量大小为。再重复上述步骤，作出如图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　） A. 若仅增大步骤①中光照强度，当电流表示数为零时，电压表示数将增大 B. 普朗克常量可表示为 C. 该金属的截止频率约为 D. 由图乙可知当入射光的频率为时，从光电管极发出的电子动能一定为 10. 如图甲所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，在轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B均处于静止状态，A质量为，静止释放B后A、B开始运动。初始两滑轮之间竖直距离足够大，运动过程中各物体不会互相碰撞。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为。保持A物体质量不变，使B物体质量从增大，通过计算机描绘得到传感器对定滑轮的拉力随B物体质量变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线（的值可用、表示）。下列说法正确的是（　　） A. 若B质量为，静止释放B时B的加速度大小为 B. 若B质量为，静止释放B时细线张力大小为 C. 当传感器对定滑轮的拉力趋近于时，A的加速度趋近于 D. 的值为 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图甲所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移（以打开定位传感器时手机的位置为初位置）。实验步骤如下： 钩码个数n 1 2 3 4 5 手机位移x/cm 0.98 2.02 3.01 3.98 5.01 ①按图甲安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上； ②手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器； ③在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，记录手机下降位移； ④改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移，数据如表格乙所示。 （1）上述步骤_________（填序号）中有一处有遗漏不完整，请指出并将该部分补充完整_________。 （2）在图丙所示的坐标纸中描点作出图像_________； （3）已知每个钩码的质量为，重力加速度，由图丙可以求得弹簧的劲度系数为_________N/m（保留三位有效数字）。 12. 光电计时系统借助光源和光敏管工作，如图甲所示。如图乙，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门，配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。 （1）遮光条通过光电门平均速度_________m/s（保留两位有效数字）。 （2）为减小用光电门和数字计时器测瞬时速度的误差，使平均速度更接近瞬时速度，下列举措正确的是（　　） A. 换用宽度更窄的遮光条 B. 增大滑块距光电门的位移 C. 让滑块以更大的速度通过光电门 （3）考虑到光电门的光源射出的光有一定的粗细，当遮光条遮住光源发出的光时，才认为光被遮住，则第（1）问中的测量值比真实值_________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）某同学设计了如图丙所示的挡光片，换用该挡光片重复上述实验，滑块运动方向及遮光片的长度参量如图所示。若数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔为，则滑块通过光电门的瞬时速度_________。（用、、表示） 四、计算题：本大题共4小题，共50分。 13. 西安高新区作为中国西北地区的科技创新中心，正在积极推动无人驾驶汽车技术的研发和应用。无人驾驶汽车可以通过车载传感器、摄像头、雷达、等获取汽车的状态和所处的环境，并且实现车辆的自主安全驾驶。A、B两辆无人驾驶汽车在同一车道上同向行驶。A车在前，B车在后，速度均为，距离，时刻A车遇紧急情况后，A、B两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示。取原运动方向为正方向。 （1）时，A、B两车间的距离； （2）若B车能追上A车，则从开始经过多长时间B车能追上A车；若不能追上A车，求AB两车何时相距最近。 14. 一定质量的理想气体，用面积活塞密封在足够高容器中，质量的物体放在活塞上，保持静止。初始气体温度，大气压强为。第一次实验将活塞锁定，该气体吸收的热量后温度升高；第二次实验解锁活塞，气体吸收的热量后温度也能升高。大气压强始终保持不变，不计活塞质量和厚度，气缸内壁光滑，。求： （1）第二次解锁活塞，温度升高过程中气体对外界做的功； （2）初始状态下，气体的体积是多少？ 15. 如图甲所示，固定在匀强磁场中的正方形金属框边长为，其中边是电阻为的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、材料均与边相同，横截面积是边一半的电阻丝架在线框上，在一外力作用下以恒定速度从边滑向边。在滑动过程中与导线框的接触良好，金属框与电阻丝之间摩擦不计。求： （1）当电阻丝滑过的距离时，电阻丝两端的电势差； （2）通过电阻丝电流随电阻丝位移变化的函数表达式； （3）若，，，，通过电阻丝的电流随电阻丝位移变化的图像如图乙所示，根据图像乙估算电阻丝从边滑向边的过程中，整个电路产生的焦耳热，结果保留2位有效数字。 16. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板P，一质量为的木板静止在斜面上，底端与挡板接触，一个可视为质点的质量为的物块从木板顶端以的初速度沿木板表面下滑。物块每次与挡板的碰撞均为弹性碰撞，木板每次与挡板碰撞后瞬间速度减为零。物块始终未从木板上端滑出。已知物块与木板间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面与木板间摩擦不计，，，。求： （1）木板的最小长度； （2）木板跟挡板第n次将要碰撞时的速度大小； （3）物块与挡板第一次碰撞后到最终稳定状态，物块相对木板运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆市巴蜀中学2024-2025学年高二（下） 期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共21分。 1. 2025年3月9日，西北师范大学联合企业研发出碳核电池“烛龙一号”，该电池适用于医疗植入、深空探测等极端环境，并计划拓展至物联网和深海探测领域。碳的衰变方程为，由于的半衰期长达年，理论上碳核电池拥有长达数千年的超长寿命。下列说法正确的是（　　） A. 比平均核子质量大 B. 极寒条件下的半衰期变短 C. 10个原子核经历年后剩余5个 D. 该衰变产生电子，说明电子是原子核的组成成分 【答案】A 【解析】 【详解】A．β衰变反应为放能反应，该过程中比结合能增大，故所以碳-14的平均核子质量大于氮-14，故A正确； B．半衰期是原子核的固有属性，与外界条件无关，故B错误； C．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，少量原子核的剩余数量无法精确预测，故C错误； D．β衰变的电子来自中子转化为质子时的产物，并非原子核原有组成，故D错误。 故选A。 2. 年中国核电建设进入全面冲刺阶段。而随着新型商业反应堆先后投运，中国核电技术正由追赶者变为领跑者，推动全球清洁能源新时代加速到来。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，其核反应堆中的“燃料”是，某一次核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A. ， B. 该核反应产生的中子可直接引发核裂变，被称为“慢中子” C. 在核电站的核反应堆中用镉棒吸收中子控制反应速度 D. 该核反应方程两边可各消掉一个中子，即该核反应本质是衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒有Z+54=92 解得Z=38 根据质量数守恒有235+1=88+A+10 解得A=138，故A错误； B．该核反应产生的中子速率太快，叫快中子，会和铀235“擦肩而过”，铀核不能“捉”住它，无法发生核裂变，故B错误； C．如果中子数太多，反应速度太快，利用镉棒吸收中子，控制反应速度，故C正确； D．该反应需要用中子轰击铀235，形成处于激发态的铀236，从而分裂成几部分，铀235虽会衰变，但其半衰期为7.0×108年，核反应堆主要利用的是铀235的裂变，故D错误。 故选C。 3. 我国古代利用驿站的马匹传输军报，《唐六典》中提到传送紧急军报时驿马能日行八百里，中途在每个驿站换马换人。安禄山在范阳起兵叛乱。当时唐玄宗正在华清宫，两地相隔三千里，6天之内唐玄宗就收到这份军报。假设相邻驿站之间路程相等，下列关于该军报从第一个驿站出发到第三个驿站的运动学图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．每个驿站换马，则军报在相邻两个驿站中运动时，速率可能先增大后保持不变，再减小，而且速率与时间图像中面积表示路程，故A正确； BC．军报在运行过程中不可能长时间保持加速度大小不变，也不可能一直保持速率不变，故BC错误； D．军报运送过程中，路程应该是一直增加的，故D错误。 故选A。 4. 2025年5月29日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。天问二号在发射的初始阶段可认为匀加速直线运动，该过程中通过第一段位移所用时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为。下列说法正确的是（　　） A. 通过第一段位移的初速度大小为 B. 通过第一段位移的末速度大小为 C. 通过这两段位移中间时刻的速度大小为 D. 匀加速阶段的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．天问二号在该过程匀加速直线运动，天问二号在第一段位移x内平均速度为 故通过第一段位移的初速度的大小小于，通过第一段位移的末速度大小大于，故AB错误； C．通过这两段位移的中间时刻的瞬时速度大小等于通过这两段位移的平均速度大小，为，故C错误； D．第一段位移x内平均速度大小为 第二段位移2x内平均速度大小为 根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得匀加速阶段的加速度大小为，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为由24个光滑铁环组成的铁链，其两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为1、2、3、、24。在重力作用下铁链自然下垂形成一条曲线，曲线两端点的切线与竖直方向的夹角均为，第12个和第13个铁环水平穿连，每个铁环的质量均为，重力加速度为。下列关于铁环之间的弹力说法正确的是（　　） A. 铁环受到它上方铁环的弹力和它下方铁环的弹力方向相反 B. 每个铁环受到它上方铁环和它下方铁环的弹力大小相差 C. 铁环和铁环之间弹力的最大值为 D. 铁环和铁环之间弹力的最小值为 【答案】D 【解析】 详解】AB．铁环受到上方铁环弹力及下方铁环弹力外，还受重力，三力互成角度，故AB错误； D．对第个铁环分析，可知、铁环之间弹力为 仅对铁环分析，可知铁环对铁环的弹力大小为 同理可知、铁环间弹力最小，故D正确； C．1、铁环和、铁环间弹力最大且为，故C错误。 故选D。 6. 在工地上，经常用如图甲所示的推车搬运水泥，为保证水泥不滑落，推车的支架与底板会设计成钝角，且为，其侧视图如图乙所示。工人现将一袋质量为的水泥横放在推车底板上，水泥袋和支架接触工人用双手缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为。不计这袋水泥与支架及底板间的摩擦，并把这袋水泥简化为圆柱体，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 当底板与水平面间的夹角为时，底板对这袋水泥的支持力为 B. 当底板与水平面间的夹角为时，支架对这袋水泥的支持力为 C. 缓慢压下把手的过程中，支架对这袋水泥的支持力一直增大 D. 缓慢压下把手的过程中，底板对这袋水泥的支持力一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当底板与水平面夹角为时，底板、支架对水泥作用力大小相等，根据平衡条件有 可知底板、支架对水泥作用力大小均为，故AB错误； CD．当缓慢压下把手时，作出动态变化图，如图所示 由图可知支架对水泥的支持力增大，底板对水泥的支持力减小，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，绷紧的水平传送带顺时针匀速运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带右端等高的光滑平台上的A处滑上传送带。现保证v2不变，使传送带每次以不同速率v1匀速运行，传送带足够长。用t表示物块在传送带上运动的时间，用Δs表示物块运动过程中与传送带之间产生的划痕的长度。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．若v1≥v2，作出此时对应的v−t图像如图所示 可知滑块从滑上传送带到滑离传送带用时 可知t1恒定与v1无关。 划痕长度为 可知Δs与v1成正比，且图像延长线应过原点，故AC错误； BD．若0<v1<v2，作出此时对应的v−t图像如图所示 由图可知滑块从滑上传送到到滑离传送带用时 划痕长度为 Δs是关于v1的二次函数，且不过原点，划痕Δs关于v1的正确图像如图所示 故B正确，D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. 根据玻尔的原子模型，氢原子基态的能量为，量子数为的能级对应能量为。大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为。下列说法正确的是（　　） A. 玻尔的原子模型可以解释所有原子的发光规律 B. 这些氢原子最多可以发出6种不同频率的光子 C. 这些氢原子可能发出能量为的光子 D. 氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．玻尔原子模型只能解释氢原子发光规律，故A错误； B．由题可知频率最大的光子能量为 解得，大量处于第四能级的氢原子往低能级跃迁时最多放出种不同频率的光子，故B正确； C．由可知，若发出光子能量，、不能同时取整数，故C错误； D．氢原子放出光子后，向低能级跃迁。若氢原子处于第能级，根据玻尔理论，电子的轨道半径 对电子根据牛顿第二定律可得 电子动能，可知当氢原子放出光子后，向低能级跃迁时，电子动能应增大，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲是某同学研究光电效应的实验装置，该同学做了如下操作：①用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数。②用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，重复①中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量大小为。再重复上述步骤，作出如图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　） A. 若仅增大步骤①中光照强度，当电流表示数为零时，电压表示数将增大 B. 普朗克常量可表示为 C. 该金属的截止频率约为 D. 由图乙可知当入射光的频率为时，从光电管极发出的电子动能一定为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若仅增大步骤中光照强度，入射光频率没变化，遏制电压不变化，电压表示数不变，错误； B．由，，联立可知，B正确； C．由，化简得 如图乙所示的图像可知，图像斜率，截距为，该金属的截止频率约为，C正确； D．由乙图可知当入射光的频率为时，遏制电压为，电子最大初动能为，但电管极发出的电子动能不一定为，可能小于，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，在轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B均处于静止状态，A质量为，静止释放B后A、B开始运动。初始两滑轮之间竖直距离足够大，运动过程中各物体不会互相碰撞。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为。保持A物体质量不变，使B物体质量从增大，通过计算机描绘得到传感器对定滑轮的拉力随B物体质量变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线（的值可用、表示）。下列说法正确的是（　　） A. 若B质量为，静止释放B时B的加速度大小为 B. 若B质量为，静止释放B时细线张力大小为 C. 当传感器对定滑轮拉力趋近于时，A的加速度趋近于 D. 的值为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．若B质量为，由甲图可知B下降时，A上升，即 对B有 对A则 解得，，选项A正确，B错误； C．当传感器对定滑轮拉力趋近于时，即远大于，趋近于，趋近于，选项C错误； D．对B有 对A有 解得 分析可知当增大时，也随之增大，当无限大时， 对轻质定滑轮分析，选项D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图甲所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移（以打开定位传感器时手机的位置为初位置）。实验步骤如下： 钩码个数n 1 2 3 4 5 手机位移x/cm 0.98 2.02 3.01 3.98 5.01 ①按图甲安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上； ②手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器； ③在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，记录手机下降的位移； ④改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移，数据如表格乙所示。 （1）上述步骤_________（填序号）中有一处有遗漏不完整，请指出并将该部分补充完整_________。 （2）在图丙所示的坐标纸中描点作出图像_________； （3）已知每个钩码的质量为，重力加速度，由图丙可以求得弹簧的劲度系数为_________N/m（保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. ③ ②. 应当手机和钩码静止时记录手机下降的位移 （2） （3）（） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]步骤③有一处有遗漏不完整；在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，当手机和钩码静止时记录手机下降的位移x； 【小问2详解】 根据描点法，所作图像如图所示 【小问3详解】 根据胡克定律 整理得 由n-x图像可知，图像的斜率 结合n-x函数，图像斜率 联立可得劲度系数 12. 光电计时系统借助光源和光敏管工作，如图甲所示。如图乙，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门，配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。 （1）遮光条通过光电门的平均速度_________m/s（保留两位有效数字）。 （2）为减小用光电门和数字计时器测瞬时速度的误差，使平均速度更接近瞬时速度，下列举措正确的是（　　） A. 换用宽度更窄的遮光条 B. 增大滑块距光电门的位移 C. 让滑块以更大的速度通过光电门 （3）考虑到光电门的光源射出的光有一定的粗细，当遮光条遮住光源发出的光时，才认为光被遮住，则第（1）问中的测量值比真实值_________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）某同学设计了如图丙所示的挡光片，换用该挡光片重复上述实验，滑块运动方向及遮光片的长度参量如图所示。若数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔为，则滑块通过光电门的瞬时速度_________。（用、、表示） 【答案】（1）2.5 （2）A （3）偏大 （4） 【解析】 【小问1详解】 由得平均速度为 【小问2详解】 由速度定义式可知，要使平均速度更接近瞬时速度，应使或趋近于，即应用宽度更窄的遮光条以减小误差。故选A。 【小问3详解】 题目要求遮光条遮住光源发出的光时，才认为光被遮住，即从题图可知从A开始遮光，到B遮光结束，即，的测量值比真实值大。 【小问4详解】 由图可知滑块通过光电门的瞬时速度 四、计算题：本大题共4小题，共50分。 13. 西安高新区作为中国西北地区的科技创新中心，正在积极推动无人驾驶汽车技术的研发和应用。无人驾驶汽车可以通过车载传感器、摄像头、雷达、等获取汽车的状态和所处的环境，并且实现车辆的自主安全驾驶。A、B两辆无人驾驶汽车在同一车道上同向行驶。A车在前，B车在后，速度均为，距离，时刻A车遇紧急情况后，A、B两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示。取原运动方向为正方向。 （1）时，A、B两车间的距离； （2）若B车能追上A车，则从开始经过多长时间B车能追上A车；若不能追上A车，求AB两车何时相距最近。 【答案】（1）35m （2）能追上， 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，前3s时，A车匀减速直线运动且3s时A车速度为零，前3s内A车位移为 前3s内，B车匀速直线运动，前3s内B车位移大小为 此时A、B两车的距离为 【小问2详解】 根据以上分析画出A、B两车对应的图像如图所示 可知在时，两车速度相等； 若此时B车没有追上A车，则B车不能追上A车，且此时两车相距最近；图中影响部分面积为内两车位移差，则有， 可知B车能追上A车； ， 且 解得 14. 一定质量的理想气体，用面积活塞密封在足够高容器中，质量的物体放在活塞上，保持静止。初始气体温度，大气压强为。第一次实验将活塞锁定，该气体吸收的热量后温度升高；第二次实验解锁活塞，气体吸收的热量后温度也能升高。大气压强始终保持不变，不计活塞质量和厚度，气缸内壁光滑，。求： （1）第二次解锁活塞，温度升高过程中气体对外界做的功； （2）初始状态下，气体的体积是多少？ 【答案】（1）600J （2）15L 【解析】 【小问1详解】 两次变化气体的温度都升高了，即内能的改变相同，等容变化过程，， 由热力学第一定律得 故松开活塞后气体的内能增加量也为 第二次解锁活塞，气体经历等压变化过程，由热力学第一定律得 得，即气体对外做的功为。 【小问2详解】 解锁活塞后的加热过程，气体经历等压变化，可得 其中，， 解得 对气体，有 解得 则 解得 15. 如图甲所示，固定在匀强磁场中的正方形金属框边长为，其中边是电阻为的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、材料均与边相同，横截面积是边一半的电阻丝架在线框上，在一外力作用下以恒定速度从边滑向边。在滑动过程中与导线框的接触良好，金属框与电阻丝之间摩擦不计。求： （1）当电阻丝滑过的距离时，电阻丝两端的电势差； （2）通过电阻丝的电流随电阻丝位移变化的函数表达式； （3）若，，，，通过电阻丝的电流随电阻丝位移变化的图像如图乙所示，根据图像乙估算电阻丝从边滑向边的过程中，整个电路产生的焦耳热，结果保留2位有效数字。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 因为电源，内阻为 电动势 当电阻丝滑过的距离时，外电阻 电阻丝两端的电势差 【小问2详解】 外电路为和两部分电阻的并联，当滑过的距离时，外电阻 由闭合电路欧姆定律可得干路电流 【小问3详解】 电阻丝从边滑向边的过程中，安培力 由图像可知安培力先减小后增大，在的微小过程中，克服安培力做功 故全过程克服安培力做的总功 则对应图线与轴所包围的“面积”，该面积约为 克服安培力做功 即回路产生电能并全部转化为回路中的焦耳热为 16. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板P，一质量为的木板静止在斜面上，底端与挡板接触，一个可视为质点的质量为的物块从木板顶端以的初速度沿木板表面下滑。物块每次与挡板的碰撞均为弹性碰撞，木板每次与挡板碰撞后瞬间速度减为零。物块始终未从木板上端滑出。已知物块与木板间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面与木板间摩擦不计，，，。求： （1）木板的最小长度； （2）木板跟挡板第n次将要碰撞时的速度大小； （3）物块与挡板第一次碰撞后到最终稳定状态，物块相对木板运动的总路程。 【答案】（1）0.75m （2） （3）2.4m 【解析】 【小问1详解】 物块下滑时，根据牛顿第二定律 解得 物块从木板顶端以的速度沿木板表面匀速下滑。 物块与挡板碰后减速上滑时，对物块有 解得 对木板有 解得 设木板的最小长度为L，对物块有， 对木板有， 根据题意则有 代入数据，联立解得，， 即长直木杆的最小长度为0.75m 【小问2详解】 物块和木板共速后 物块和木板共速后一起沿斜面向上以6m/s2匀减至0，再匀加速直线运动，直到木板跟挡板第一次碰撞。 设挡板与木板第1次碰撞时速度为v1，则有 解得 木板跟挡板第一次碰撞后静止，物块先沿木板匀速下滑，物块跟挡板碰撞后物块沿木板上滑时，物块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，第二次共速后又一起沿斜面以做匀变速直线运动，直到木板跟挡板第二次碰撞，所以可得木板跟挡板第n次碰撞时的速度大小表达式为 【小问3详解】 物块沿木板第一次下滑的最小路程为L，物块跟挡板第一次碰撞后，物块第一次上滑的路程为 物块跟挡板第二次碰撞后，经过时间t2与木板达到共同速度v2 对物块 对木板 第二次碰撞后物块沿木板第二次上滑的路程为 解得 以此类推，物块跟挡板第n次碰撞后，物块沿木板上滑的路程为 物块在木板上运动的总路程为 当， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$