精品解析：山东省泰安第一中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

泰安一中2023级学情检测 物理试题 一、单选题（第1-8题，每题3分，共计24分。） 1. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲，交变电流的有效值为1.5A B. 图乙，变压器为理想变压器，滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，图中，P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小 C. 图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通 D. 图丁，LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时M板带正电 2. 2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（）俘获x个中子（），共发生y次衰变，转化为易裂变的铀核（），则（　　） A. B. C. D. 3. 甲乙两辆汽车在同一直线上运动，从时刻起同时出发，甲做初速度为0的匀加速直线运动，图像如图（a）所示。乙做刹车运动，整个运动过程的图像如图（b）所示。则下列说法正确的是（　　） A. 甲汽车的加速度大小为 B. 乙汽车的加速度大小为 C. 经过，甲追上乙 D. 甲追上乙之前两车相距最远的距离为 4. 有一劲度系数为100N/m、原长为1m的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律）两端固定在天花板上如图甲所示，此时弹性绳处于原长。现将一质量为3kg的重物系在弹性绳中点O处，并最终保持平衡如图乙所示。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 整根弹性绳的伸长量为0.125m B. 整根弹性绳的伸长量为0.25m C. 最终平衡时弹性绳与水平方向的夹角为30° D. 最终平衡时弹性绳与水平方向的夹角为45° 5. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（） A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 B. C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 6. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为，下列说法正确的是（　　） A. 从a到b，气体的体积不变 B. 从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C. c、d两状态的体积之比为2:3 D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量 7. 如图甲所示，两根固定的平行金属导轨的端点、用电阻可忽略的导线相连，导轨间距，每根导轨单位长度的电阻为。均匀变化的磁场垂直于导轨平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。时刻有一电阻不计的金属杆从、端以的速度匀速运动，滑动过程中保持与导轨垂直，则（　　） A. 末回路中电动势为 B. 末回路电功率为 C. 末穿过回路的磁通量为 D. 末金属杆所受安培力大小为 8. 如图甲，长度为4m、电阻为1Ω的金属导线围成一个正方向线框ABCD，线框固定在水平地面上且处在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B（竖直向上为正方向）随时间t变化的关系如图乙。则线框中的感应电动势E、电流I（顺时针为正方向）、AD边所受的安培力F（水平向右为正方向）、线框中产生的焦耳热Q随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（第9-12题，每题4分，共计16分。） 9. 如图所示，一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成，倾斜挡杆与竖直方向间的夹角均为，已知篮球A的质量为m，半径为R，两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为。现以底座MN边为转轴，将篮球架逆时针缓慢转到倾斜挡杆接近水平，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 初始时一根竖直立柱对篮球A的弹力大小为 B. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为 C. 转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐增大 D. 转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐减小 10. 如图所示为氢原子能级的示意图，已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV，根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=3的能级 B. 氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级，能量增大 C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子 D. 处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射可见光的频率有3种 11. 研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（ ） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. 与氢原子基态能量的关系满足 D. 氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 12. 为了实现月球航天探测器在月球表面安全着陆，其底部安装了一个电磁缓冲装置，如图所示。该装置主要部件有两部分：①由高强度绝缘材料制成的缓冲滑块，其内部边缘绕有闭合的矩形单匝线圈；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道、，缓冲轨道内存在磁感应强度大小为、方向垂直于整个缓冲轨道平面向里的稳定匀强磁场。已知线圈的总电阻为，边的长度为，探测器主体的质量为。当探测器以速度接触月球表面时，缓冲滑块的速度立刻减为零，而探测器主体下落高度为时才停止，月球表面的重力加速度为，探测器主体下落的整个过程均未与缓冲滑块接触。关于整个过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生的感应电流的方向为逆时针方向 B. 穿过线圈的磁通量的变化量为 C. 探测器主体克服安培力做的功为 D. 探测器主体所受重力的冲量大小为 三、实验题（第13题8分，第14题6分，共14分。） 13. 某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 （1）实验过程中，下列说法正确的是（　　） A. 改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C. 实验过程要保证空气柱密闭性良好 （2）若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 （3）改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为：__________（忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。 （4）某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？__________（选填“正确”、“不正确”） 四、解答题（15题8分，16题8分，17题14分，18题16分，共计46分。） 14. 一横梁起重机移动货物时因断电而失去动力，工作人员在货物上作用一水平恒力，使货物和起重机一起匀速向右移动，此过程可简化为如图1所示的模型：一质量为的物块A穿在粗糙的水平横杆上，物块通过轻质细绳悬吊着一质量为的物体。物块A与横杆的动摩擦因数，重力加速度为，现用水平恒力拉物块，使物块A、物体B一起向右匀速运动。 （1）求水平恒力的大小； （2）如图2所示，若要施加一个斜向右上的力拉物体B，使A、B一起向右匀速运动，当倾角多大时，力最小，最小值是多少。 15. 如图甲所示，潜水员潜水时，需要通过呼吸调节器将高压气瓶中气体的压强降至所在位置的环境压强，即潜水员的吸入气体压强，图乙为调节器的剖面示意图。固定隔板和轻质活塞将调节器隔成高压室与中压室两部分，活塞通过两根轻弹簧与隔板相连，高压室接气瓶，中压室接呼吸器，细管固定在活塞上，活塞带动细管向下移动可连通高压室与中压室。在水中，中压室压强会随水深的变化而变化，但与潜水员所在位置的环境压强差始终维持在。活塞面积为S，所有过程气体温度保持不变，摩擦不计。某次潜水员所在位置的环境压强为。 （1）细管上管口关闭时，细管与高压室上壁的弹力大小为，求每根弹簧的弹力大小； （2）已知高压气瓶的容积为12L，某时刻压强计示数为180，30分钟后示数变为120，呼吸调节器内的气体相比于气瓶内的气体体积可忽略不计，求潜水员在水下每分钟吸入气体的体积。 16. 如图，平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触），不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响。 求： （1）第1根导体棒刚进入磁场时，所受安培力的功率； （2）第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，其横截面上通过的电荷量； （3）从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量。 17. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——作为发电能源为火星车供电（中的Pu是）．已知衰变后变为和粒子．若静止的在匀强磁场中发生衰变，衰变后粒子的动能为E，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为和粒子的动能．已知光在真空中的传播速度为c．求： （1）写出该核反应的核反应方程； （2）衰变过程中的质量亏损； （3）从开始衰变到和粒子再次相遇的最短时间t． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泰安一中2023级学情检测 物理试题 一、单选题（第1-8题，每题3分，共计24分。） 1. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲，交变电流的有效值为1.5A B. 图乙，变压器为理想变压器，滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，图中，P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小 C. 图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通 D. 图丁，LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时M板带正电 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据交流电有效值的定义，有 代入图中数据求得该交流电有效值为 故A错误； B．等效电路如图所示 可知， 可得等效电阻 P从上向下滑的过程中，当时，可得，根据电源输出功率与外电阻的关系变化规律，可知此时变压器输出功率最大，即P下滑到线圈的中点时变压器的输出功率最大，功率最大，P继续下滑，等效电阻减小，变压器的输出功率减小。故B正确； C．图示中干簧管两触点磁化一致，无法相吸，电路无法导通，故C错误； D．磁场正在减弱，由右手螺旋定则可知，电流由a流向b，正在给电容器充电，N板带正电，故D错误。 故选B。 2. 2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（）俘获x个中子（），共发生y次衰变，转化为易裂变的铀核（），则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，钍核每俘获1个中子质量数加1，电荷数不变，每发生一次衰变，质量数不变，电荷数加1，钍核变成铀核，质量数加1，电荷数加2，则俘获1个中子，发生次衰败，即， 故选B。 3. 甲乙两辆汽车在同一直线上运动，从时刻起同时出发，甲做初速度为0的匀加速直线运动，图像如图（a）所示。乙做刹车运动，整个运动过程的图像如图（b）所示。则下列说法正确的是（　　） A. 甲汽车的加速度大小为 B. 乙汽车的加速度大小为 C. 经过，甲追上乙 D. 甲追上乙之前两车相距最远的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．质点甲做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式 当时，；当时，，联立可得 ， 故A错误； B．质点乙做匀减速直线运动，根据 化简可得 由图可知 ， 解得 ， 解得乙做匀减速过程中加速度大小为，乙的初速度为，故B错误； C．由图线可知，则乙匀减速停下来的时间 乙减速到零的位移为 由甲可知，乙停下来时，甲的位移为 出发瞬间，乙在甲前方 因为 说明乙停下来后，才被甲追上。追上时，甲做匀加速直线运动位移 由位移公式可得 代入数据解得 甲追上乙，故C正确； D．甲追上乙之前，当甲和乙速度相等时，甲乙相距最远。即有 解得 在此时间内甲的位移为 乙的位移为 最远距离为 故D错误。 故选C。 4. 有一劲度系数为100N/m、原长为1m的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律）两端固定在天花板上如图甲所示，此时弹性绳处于原长。现将一质量为3kg的重物系在弹性绳中点O处，并最终保持平衡如图乙所示。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 整根弹性绳的伸长量为0.125m B. 整根弹性绳的伸长量为0.25m C. 最终平衡时弹性绳与水平方向的夹角为30° D. 最终平衡时弹性绳与水平方向的夹角为45° 【答案】B 【解析】 【详解】题意知弹簧原长L=1m，因为重物系在弹性绳中点，则半根绳的劲度系数变为2k，设最终平衡时弹性绳与水平方向的夹角为，对重物，由平衡条件有 联立解得 则整根弹性绳的伸长量 故选B。 5. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（） A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 B. C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示 滑片逐步上移，使R阻值增大，即 增大，则总电阻增大，根据 可知总电流减小，即通过的电流减小，根据 可知，通过电流表的电流减小。根据 可知增大。根据 可知电压表示数增大。故A错误； B．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有 则 故B错误； C．对副线圈 原线圈有 又 联立解得 故C错误； D．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则 可知，当时变压器输出功率最大，结合 解得 带入得 故D正确。 故选D。 6. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为，下列说法正确的是（　　） A. 从a到b，气体的体积不变 B. 从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C. c、d两状态的体积之比为2:3 D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据得 可知图像上的点与(-273.15,0)连线的斜率与气体体积有关，从a到b，斜率增大，则气体的体积减小。故A错误； B．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少。故B错误； C．d到a等容过程有 c到d等温过程有 联立解得 故C错误； D．由，联立解得 bcd过程的图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 联立可得 故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，两根固定的平行金属导轨的端点、用电阻可忽略的导线相连，导轨间距，每根导轨单位长度的电阻为。均匀变化的磁场垂直于导轨平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。时刻有一电阻不计的金属杆从、端以的速度匀速运动，滑动过程中保持与导轨垂直，则（　　） A. 末回路中电动势为 B. 末回路电功率为 C. 末穿过回路的磁通量为 D. 末金属杆所受安培力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知时的磁感应强度大小为，此时回路中金属杆切割磁感应线产生的感应电动势为 此时导体棒的位移 回路中的感生电动势为 两种情况下产生的感应电流方向相同，故末回路中电动势为 解得 故A错误； B．末回路中的电阻为 电功率为 代入数据解得 故B错误； C．根据图乙可知时的磁感应强度大小为，此时导体棒的位移 末穿过回路的磁通量为 故C错误； D．时回路中金属杆切割磁感应线产生的感应电动势为 回路中的感生电动势为 解得 两种情况下产生的感应电流方向相同，故末回路中电动势为 解得 末回路中的电阻为 根据安培力的计算公式可得 代入数据解得 故D正确。 故选D。 8. 如图甲，长度为4m、电阻为1Ω的金属导线围成一个正方向线框ABCD，线框固定在水平地面上且处在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B（竖直向上为正方向）随时间t变化的关系如图乙。则线框中的感应电动势E、电流I（顺时针为正方向）、AD边所受的安培力F（水平向右为正方向）、线框中产生的焦耳热Q随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由法拉第电磁感应定律有 可得，感应电动势为 感应电动势为 感应电动势为 故A错误； B．感应电流为 可得，感应电流为 方向为顺时针方向，感应电流为 方向为逆时针方向，感应电流为 方向为顺时针方向，故B错误； C．根据公式 结合图乙可得，内AD边所受的安培力 方向水平向右，内AD边所受的安培力 方向水平向左，内AD边所受的安培力 方向水平向右，内AD边所受的安培力 方向向左，故C正确； D．根据公式 可得，内线框中产生的焦耳热随时间t变化的关系 内线框中产生的焦耳热随时间t变化的关系 内线框中产生的焦耳热随时间t变化的关系 故D错误。 故选C。 二、多选题（第9-12题，每题4分，共计16分。） 9. 如图所示，一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成，倾斜挡杆与竖直方向间的夹角均为，已知篮球A的质量为m，半径为R，两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为。现以底座MN边为转轴，将篮球架逆时针缓慢转到倾斜挡杆接近水平，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 初始时一根竖直立柱对篮球A的弹力大小为 B. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为 C. 转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐增大 D. 转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．篮球A受到重力、两倾斜挡杆的弹力和两竖直立柱的弹力，将两倾斜挡杆的弹力合成一个力，将两竖直立柱的弹力合成一个力，受力分析如图1所示 根据三角形法则，有， 根据几何关系可知两倾斜挡杆对篮球的弹力与夹角的余弦值均为 则有 同理有 联立解得， 故A错误，B正确； CD．以MN为转轴，将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平的过程，与竖直方向的夹角逐渐减小，与水平方向的夹角逐渐增大，但两力的夹角始终不变，如图2所示可以发现和均逐渐减小，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示为氢原子能级的示意图，已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV，根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=3的能级 B. 氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级，能量增大 C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子 D. 处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射可见光的频率有3种 【答案】AB 【解析】 【详解】A．n=1和n=3间的能级差为12.09eV，由于用电子撞击基态的氢原子，部分电子动能被吸收，则用能量为12.5eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=3的能级，故A正确； B．氢原子从n=2能级跃迁到n=4能级，由低能级跃迁到高能级，要吸收能量，总能量增大，故B正确； C．氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级，氢原子辐射出的光子的能量为 则该光子能量不在可见光光子的能量范围内，故C错误； D．处于n=3能级的大量氢原子向低能级跃迁，辐射光的频率有种，其中可见光频率为1种，故D错误。 故选AB。 11. 研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（ ） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. 与氢原子基态能量的关系满足 D. 氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又因为 可得 结合图像可知 当时，，则有 故A错误； B．当时，代入 解得 故B正确； CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁和能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应，则 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 为了实现月球航天探测器在月球表面安全着陆，其底部安装了一个电磁缓冲装置，如图所示。该装置主要部件有两部分：①由高强度绝缘材料制成的缓冲滑块，其内部边缘绕有闭合的矩形单匝线圈；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道、，缓冲轨道内存在磁感应强度大小为、方向垂直于整个缓冲轨道平面向里的稳定匀强磁场。已知线圈的总电阻为，边的长度为，探测器主体的质量为。当探测器以速度接触月球表面时，缓冲滑块的速度立刻减为零，而探测器主体下落高度为时才停止，月球表面的重力加速度为，探测器主体下落的整个过程均未与缓冲滑块接触。关于整个过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生的感应电流的方向为逆时针方向 B. 穿过线圈的磁通量的变化量为 C. 探测器主体克服安培力做的功为 D. 探测器主体所受重力的冲量大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．探测器主体下落的过程中，是磁场向下运动，线圈相对磁场向上运动，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向，A正确； B．根据磁通量公式，可知穿过线圈的磁通量的变化量 B错误； C．下落过程中，重力做正功，安培力做负功，根据动能定理有 解得 C正确； D．根据动量定理有 又 解得 D正确。 故选ACD。 三、实验题（第13题8分，第14题6分，共14分。） 13. 某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 （1）实验过程中，下列说法正确的是（　　） A. 改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C. 实验过程要保证空气柱密闭性良好 （2）若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 （3）改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为：__________（忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。 （4）某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？__________（选填“正确”、“不正确”） 【答案】（1）AC （2）未考虑橡胶塞内气体体积 （3） （4）正确 【解析】 【小问1详解】 A．改变温控箱温度后，应该等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，故A项正确； B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好，故B项错误； C．该实验过程要保证空气柱密闭性良好，故C项正确。 故选AC。 【小问2详解】 设橡胶塞内气体体积为，有 整理有 所以图像不过原点原因是未考虑橡胶塞内气体体积。 【小问3详解】 由上述分析可知，图像的斜率为，所以有 ， 对柱塞及重物受力分析，有 又有 解得 【小问4详解】 若将控温箱密闭，当控温箱内温度升高时，假设柱塞不动，有 注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之前的分析可知 所以有 即柱塞会上升，所以该观点正确。 四、解答题（15题8分，16题8分，17题14分，18题16分，共计46分。） 14. 一横梁起重机移动货物时因断电而失去动力，工作人员在货物上作用一水平恒力，使货物和起重机一起匀速向右移动，此过程可简化为如图1所示的模型：一质量为的物块A穿在粗糙的水平横杆上，物块通过轻质细绳悬吊着一质量为的物体。物块A与横杆的动摩擦因数，重力加速度为，现用水平恒力拉物块，使物块A、物体B一起向右匀速运动。 （1）求水平恒力的大小； （2）如图2所示，若要施加一个斜向右上的力拉物体B，使A、B一起向右匀速运动，当倾角多大时，力最小，最小值是多少。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）如图1 以A、B整体为研究对象，水平方向受水平力F，滑动摩擦力，竖直方向上受重力，横杆的支持力，则 解得 （2）以A、B整体为研究对象，受与水平方向成角的力F，滑动摩擦力，竖直方向上受重力，横杆的支持力，如图所示 解得 其中 ， 则 当时，最大，F最小，代入得 15. 如图甲所示，潜水员潜水时，需要通过呼吸调节器将高压气瓶中气体的压强降至所在位置的环境压强，即潜水员的吸入气体压强，图乙为调节器的剖面示意图。固定隔板和轻质活塞将调节器隔成高压室与中压室两部分，活塞通过两根轻弹簧与隔板相连，高压室接气瓶，中压室接呼吸器，细管固定在活塞上，活塞带动细管向下移动可连通高压室与中压室。在水中，中压室压强会随水深的变化而变化，但与潜水员所在位置的环境压强差始终维持在。活塞面积为S，所有过程气体温度保持不变，摩擦不计。某次潜水员所在位置的环境压强为。 （1）细管上管口关闭时，细管与高压室上壁的弹力大小为，求每根弹簧的弹力大小； （2）已知高压气瓶的容积为12L，某时刻压强计示数为180，30分钟后示数变为120，呼吸调节器内的气体相比于气瓶内的气体体积可忽略不计，求潜水员在水下每分钟吸入气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对活塞进行受力分析，活塞受到高压室气体压力、中压室气体压力、两根弹簧弹力以及细管与高压室上壁的弹力，活塞处于平衡状态，根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 设高压气瓶的容积为，开始压强；30分钟后压强，潜水员所在位置环境压强；根据玻意耳定律为分钟内消耗气体在环境压强下的体积） 可得 解得 则潜水员每分钟吸入气体的体积 16. 如图，平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触），不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响。 求： （1）第1根导体棒刚进入磁场时，所受安培力的功率； （2）第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，其横截面上通过的电荷量； （3）从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量。 【答案】（1） （2） （3），n = 1，2，3，… 【解析】 【小问1详解】 第1根导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势为E = BLv0 则此时回路的电流为 此时导体棒受到的安培力F安 = BIL 此时导体棒受安培力的功率 【小问2详解】 第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，根据动量定理有 其中 解得 【小问3详解】 由于每根导体棒均以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，则根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为 第1根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第2根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第3根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 第n根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 则从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量QR = QR1＋QR2＋QR3＋…＋QRn 通过分式分解和观察数列的“望远镜求和”性质，得出，n = 1，2，3，… 17. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——作为发电能源为火星车供电（中的Pu是）．已知衰变后变为和粒子．若静止的在匀强磁场中发生衰变，衰变后粒子的动能为E，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为和粒子的动能．已知光在真空中的传播速度为c．求： （1）写出该核反应的核反应方程； （2）衰变过程中的质量亏损； （3）从开始衰变到和粒子再次相遇的最短时间t． 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒可知，衰变方程为 （2）根据动量守恒定律可知粒子和铀核的动量大小相等，设为p，粒子的动能 铀核的动能 则 所以释放能量为 且 解得 （3）根据周期方程 因为想再次相遇，必然是在裂变的切点处，所以每个粒子运动的时间必须为整数周期，这样就应有 而n、m必须为整数且为最小值则有 n=117、m=92 故相遇最短时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $