精品解析：黑龙江省鹤岗市第一中学2023-2024学年高三下学期第二次模拟考试物理试题

鹤岗市第一中学2023-2024学年高三下学期模拟考试（第二次） 物理试题 一、单选题（每题 4 分，共 28 分） 1. 某物理兴趣小组为研究通电导线周围的磁场，他们将一根很长的直导线，竖直穿过水平桌面上O点处的小孔并固定，然后在导线中通以恒定电流，以O点为原点，某一水平方向为x轴建立坐标系，再将一个灵敏的小磁针放在x轴上不同的位置，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，图1为其俯视图。图2为实验得到的sinθ与位置x之间的关系曲线。已知该区域地磁场水平分量大小为B0。下列说法正确的是（　　） A. 导线中电流方向竖直向下 B. 此处地磁场方向与x轴垂直 C. 通电导线在x0处产生的磁感应强度大小为 D. x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 2. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。将运动员蹦床比赛时的运动看作竖直方向的直线运动，忽略空气阻力。用力传感器测出蹦床对运动员弹力的大小F，F随时间t的变化规律如图所示，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ） A. 内，运动员处于失重状态 B. 运动员的最大加速度大小为 C. 内，蹦床给运动员的冲量大小为 D. 内，运动员重力势能与动能之和先增大后减小 3. 如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B. 若电压表示数为负时，则物体速度方向向右 C. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比 D. 若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加 4. 如图所示，圆心为的半圆形轨道固定在水平地面上的点，是水平直径，是最低点，是水平地面上的一点且在点的正下方，圆弧轨道的点有个小孔。让小球甲从地面上的点、小球乙从地面上的点斜向上抛出（甲、乙均视为质点），甲、乙均恰好经过点，甲落到点，乙通过处的小孔（无碰撞）运动到点，忽略空气的阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙在点的速度大小之比为 B. 甲在点速度的反向延长线经过的中点 C. 甲、乙在空中的运动时间均为 D. 乙在点的速度与水平方向的夹角为 5. 在做静电实验时，出现了如图所示的情景，相距较近的两个带电金属导体M、N，其中导体N内部存在空腔，空间的电场线分布如图，取无穷远处电势为零，不计空气对电场分布的影响。则其对称轴OMN上电势的变化规律可能正确的是（　　） A B. C. D. 6. 如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，则（ ） A. 状态a的内能大于状态b B. 状态a的体积大于状态b C. a→c过程中气体吸收热量 D. a→c过程中所有气体分子热运动速率增大 7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻不能忽略。A、B、C是三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、B、C灯泡同时亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯泡一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭 二、多选题（每题 6 分，共 18 分） 8. 如图（a），质量均为m的小物块甲和木板乙叠放在足够长倾角为θ的粗糙斜面上，甲到乙顶端的距离为L，初始时甲、乙均静止，质量为M的物块丙以速度沿斜面匀速向下运动，与乙发生弹性碰撞。碰后，乙的位移x随时间t的变化如图（b）中实线所示，其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线，二者相切于P，抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 乙与斜面间的动摩擦因数为 B. 甲、乙间的动摩擦因数为 C. 甲到乙顶端的距离 D. 乙、丙质量比 9. 科学家已经发现如图（1）所示的闪锌矿等一些离子晶体的局部结构可视为正四面体排列。某次科学实验中，某正四面体abcd如图（2）所示置于近似真空环境，在顶点b、d处固定有电荷量为的点电荷，顶点a、c处固定有电荷量为的点电荷，其中。已知四面体的棱长为L，e、f、g、h分别为ab、cd、ad、bc边的中点，静电力常量为k，规定无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（　　） A. e、f两点电势相等 B. g、h两点场强方向都与g、h连线垂直 C. e点场强大小为 D. 将某电子e沿三角形abc内切圆运动一圈的过程中电势能始终不变 10. 碳是碳的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳与碳原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道，该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 加速电压为时，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心 B. 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上 C. 若碳原子核全部打在内圆环上，则碳原子核在磁场中运动的最短时间为 D. 碳原子核能打到底片上电压范围是 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图所示，某实验小组用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使1球多次从斜轨上某位置S由静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把半径相同的2球静置于水平轨道的末端，再将1球从斜轨上位置S静止释放，与2球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述1球与2球相碰的过程，分别找到碰后1球和2球落点的平均位置M和N。用刻度尺测量出水平射程OM、OP、ON。测得1球的质量为m1，2球的质量为m2。 （1）关于本实验，必须满足的条件是 。 A 斜槽轨道必须光滑以减少实验误差 B. 斜槽轨道末端的切线必须水平 C. 入射球和被碰球的质量必须相等 D. 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 （2）当满足表达式________时，即说明两球碰撞中动量守恒。（用所测物理量表示） （3）若仅改变小球1和小球2的材质，两球碰撞时不仅得到（2）的结论，即碰撞遵守动量守恒定律，而且满足机械能守恒定律，则根据上述信息可以推断 。 A. 不可能超过2 B. MN与OP大小关系不确定 C. MN与OP大小关系确定，且 12. 多用电表是一种多功能的测量工具，它能测量电阻，电压等多个电学量。如图甲所示为某多用电表的简化电路图，包含直流电流10mA挡、直流电压2.5V挡和不同倍率的欧姆挡，R1、R2为定值电阻，灵敏电流计G的满偏电流为2mA，内阻为100Ω，A、B为多用电表的两表笔，S为选择开关。 （1）定值电阻R1=______Ω； （2）用此多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为直流电压2.5V挡，则示数为______V； （3）关于使用该多用电表的欧姆挡测电阻，下列说法正确的是（　　） A. 进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处 B. 图甲中B为黑表笔，若用该多用电表的欧姆挡对图丙中二极管的正向电阻进行粗略测量，多用电表的B表笔应与二极管的D端相连 C. 若采用“×10”倍率测量时，发现指针偏转角过大，应换×1倍率，并且更换倍率后需要重新进行欧姆调零 D. 实验时，双手触碰表笔的金属杆会使测量值会偏大 （4）学习过电表改装后，实验组同学想自己组装欧姆表，已选取的实验器材有：纽扣电池（电动势、内阻均未知）、250μA微安表、定值电阻、导线若干、滑动变阻器。如图丁所示为组装好的欧姆表，进行欧姆调零后，用一阻值为7.2kΩ的电阻进行试测，电流表读数为160μA，可知纽扣电池的电动势为______V，将该电流表盘按照欧姆定律刻画好成欧姆表盘；只将纽扣电池换成电动势为1.2V的电池，重新进行欧姆调零，表盘仍用之前刻好的欧姆表盘，读取欧姆值后需再乘一系数k即可，k=______。 四、解答题 13. 飞行时间质谱仪，利用离子飞行的时间测量离子的质量及比荷（电荷量与质量之比）。如图甲所示，一激光脉冲照射到样品板上，瞬间产生一定数量不同种类的带正电离子。离子初速度不计，经过电压为的静电场加速后，射入长为的漂移管，在管中沿轴线做匀速直线运动。在漂移管的两端分别置有探测装置，可测得离子在漂移管中运动的时间。不计离子重力及离子间的相互作用。 （1）某种电荷量为的离子在漂移管中的运动时间为，求该离子的质量； （2）增大离子的飞行路程，加长离子的飞行时间可提高质谱仪的分辨率。如图乙所示，离子穿过漂移管后进入方向如图所示的匀强电场反射区域，在静电场的作用下离子会返回到端（离子未与极板相碰），探测器可测量离子从进入端至首次返回端的总飞行时间。已知比荷为的离子的总飞行时间为，若测得某种离子的总飞行时间为，求该离子的比荷。 14. 如图所示，为我国智能机器人自动分拣快递包裹系统，智能机器人携带包裹从供包台静止开始运动，抵达分拣口时，速度恰好减为零，然后，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中、某次分拣时，携带包裹的智能机器人沿倾角为α=10°的轨道从供包台静止开始 运动到相距44m 的分拣口处，在运行过程中包裹与托盘保持相对静止，已知智能机器人加速过程的加速度a 为 2m/s²， 运行的最大速度vm=4m/s，智能机器人以最大速度匀速运动8s 后，做匀减速运动，并刚好停在分拣口。智能机器人运送包裹过程中可视为质点。重力加速度g 取10m/s²。求： （1）智能机器人匀减速过程的加速度 为多大； （2）若包裹与托盘的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在智能机器人到达分拣口处，要使得包裹能下滑，则托盘与车上表面的夹角最小是多少度。 15. 交通事故现场勘查中，刹车痕迹是事故责任认定的一项重要依据。在平直公路上，一辆汽车正以的速度匀速行驶，司机突然发现正前方不远处一辆货车正以的速度匀速行驶，汽车司机立即以的加速度匀减速刹车，结果还是撞上了货车，两车碰撞时间极短可忽略不计，撞后瞬间两车速度相等。撞后汽车继续以的加速度匀减速刹车直至停下，汽车从开始刹车到最终停止运动，整个过程汽车在地上留下的刹车痕迹长；撞后货车以的加速度向前匀减速刹车，滑行后停下。已知货车质量为，求： （1）汽车司机发现货车时，两车之间的距离S； （2）汽车质量和两车碰撞过程中损失的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 鹤岗市第一中学2023-2024学年高三下学期模拟考试（第二次） 物理试题 一、单选题（每题 4 分，共 28 分） 1. 某物理兴趣小组为研究通电导线周围的磁场，他们将一根很长的直导线，竖直穿过水平桌面上O点处的小孔并固定，然后在导线中通以恒定电流，以O点为原点，某一水平方向为x轴建立坐标系，再将一个灵敏的小磁针放在x轴上不同的位置，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，图1为其俯视图。图2为实验得到的sinθ与位置x之间的关系曲线。已知该区域地磁场水平分量大小为B0。下列说法正确的是（　　） A. 导线中电流方向为竖直向下 B. 此处地磁场方向与x轴垂直 C. 通电导线在x0处产生的磁感应强度大小为 D. x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 【答案】C 【解析】 【详解】ACD．由图2可知，当时，知 解得 小磁针静止时N极的指向为合磁场的方向，设通电导线在处产生磁感应大小为，该区域地磁场水平分量大小为B0，如图所示 由数学关系知 解得 x0处合磁场的磁感应强度大小为 解得 根据安培定则，由小磁针的偏转情况可判断，导线中电流方向为竖直向上，故AD错误，C正确； B．由图1可知，小磁针放在x轴上，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，说明地磁场与x轴不垂直，故B错误。 故选C。 2. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。将运动员蹦床比赛时的运动看作竖直方向的直线运动，忽略空气阻力。用力传感器测出蹦床对运动员弹力的大小F，F随时间t的变化规律如图所示，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ） A. 内，运动员处于失重状态 B. 运动员的最大加速度大小为 C. 内，蹦床给运动员的冲量大小为 D. 内，运动员重力势能与动能之和先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．题图可知0~3.6s内运动员静止在蹦床上且，图像内，弹力大于重力，运动员处于超重状态，故A错误； B．由牛顿第二定律可知，运动员加速度大小 可知弹力F最大时加速度最大，结合图像弹力最大2500N，联立解得 故B错误； C．当运动员离开蹦床时F=0，故0~8.4s时间内的6.8s~8.4s运动员离开蹦床做竖直上抛运动，共运动t=1.6s，由竖直上抛规律可知，运动员离开蹦床时与落回到蹦床时速度大小相等，方向相反，则运动员离开蹦床时速度大小 规定向上为正方向，内，由动量定理得 其中 联立解得蹦床给运动员的冲量大小 故C正确； D．对运动员和蹦床构成系统，只有重力与蹦床弹力做功，故系统机械能守恒，即运动员动能、运动员重力势能、蹦床弹性势能之和不变，图像可知内，弹力先增大后减小，可知蹦床弹性势能先增大后减小，故运动员重力势能与动能之和先减小后增大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B. 若电压表示数为负时，则物体速度方向向右 C. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比 D. 若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电流方向电势逐渐降低，由图可知通过电阻R的电流方向是向左的，所以若M位于R的中点右侧，P点电势升高，所以P端电势高于Q端，故A错误； B．若电压表示数为负，说明P端电势低于Q端，则M位于中点的左侧，左边的弹簧被压缩，右边的弹簧被拉伸，滑块受合力方向向右，即物体加速度方向向右，所以物体有可能向右加速运动，也有可能向左减速运动，故B错误； C．物体的加速度越大，M偏离中点的位置就越远，相对PQ两端的电势差就越大，通过电阻的电流的恒定的，则M点和中点之间的电阻也越大，且M点与中点的电阻大小与M点到中点的距离成正比，根据可知，电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比，故C正确； D．由上面B的分析可知，若物体向右匀加速运动，电压表的示数为负，因为加速度是恒定的，所以示数也是恒定的，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，圆心为的半圆形轨道固定在水平地面上的点，是水平直径，是最低点，是水平地面上的一点且在点的正下方，圆弧轨道的点有个小孔。让小球甲从地面上的点、小球乙从地面上的点斜向上抛出（甲、乙均视为质点），甲、乙均恰好经过点，甲落到点，乙通过处的小孔（无碰撞）运动到点，忽略空气的阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙在点的速度大小之比为 B. 甲在点速度的反向延长线经过的中点 C. 甲、乙在空中的运动时间均为 D. 乙在点的速度与水平方向的夹角为 【答案】B 【解析】 【详解】A．斜抛运动具有对称性，把斜抛运动看成两个对称的平抛运动，由图像看出，甲、乙从点到落地，平抛运动的高度相等，运动时间t相等，由平抛规律可知 水平位移之比为，由水平方向位移 故甲、乙在点的速度大小之比为，选项A错误； B．平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点，故甲在点速度的反向延长线经过的中点，选项B正确； C．斜抛运动时间是平抛运动时间的2倍，则两个斜抛运动时间均为，选项C错误； D．乙在点的速度与水平方向的夹角设为，根据对称性，乙在点的速度与水平方向的夹角也为，根据平抛运动规律，故乙在D点的速度反向延长线经过O点，则 解得 选项D错误。 故选B 。 5. 在做静电实验时，出现了如图所示的情景，相距较近的两个带电金属导体M、N，其中导体N内部存在空腔，空间的电场线分布如图，取无穷远处电势为零，不计空气对电场分布的影响。则其对称轴OMN上电势的变化规律可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】取无穷远处电势为零，根据电场线的分布情况可知，正电物体的电势大于零，负电物体的电势小于零，导体内部电势相等。 故选D。 6. 如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，则（ ） A. 状态a的内能大于状态b B. 状态a的体积大于状态b C. a→c过程中气体吸收热量 D. a→c过程中所有气体分子热运动速率增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，状态a的温度小于状态b，状态a的内能小于状态b，A错误； B．p—T图像中，Oa的斜率大于Ob，则状态a的体积小于状态b，B错误； C．a→c过程中，体积变大，对外做功，温度升高，内能变大，气体一定吸收了热量，C正确； D．a→c过程中气体温度升高，气体分子热运动的平均速率增大，但并非所有分子的速率都增大，D错误。 故选C。 7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻不能忽略。A、B、C是三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、B、C灯泡同时亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯泡一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．S闭合瞬间，穿过线圈的电流增大，产生感抗，所以B逐渐亮起来，而A、C不受影响，立即亮，稳定后，L相当于一个电阻，故A灯比B灯亮，故AB错误； CD．S断开瞬间，线圈中的电流减小，产生阻碍原电流减小的感应电流，L相当于一个电源，点的电势比点高，此时L、A、B形成闭合回路，故A、B灯逐渐熄灭，因稳定时通过L的电流小于通过A的电流，则A灯泡不会闪亮一下逐渐熄灭，故C正确、D错误。 故选C。 二、多选题（每题 6 分，共 18 分） 8. 如图（a），质量均为m的小物块甲和木板乙叠放在足够长倾角为θ的粗糙斜面上，甲到乙顶端的距离为L，初始时甲、乙均静止，质量为M的物块丙以速度沿斜面匀速向下运动，与乙发生弹性碰撞。碰后，乙的位移x随时间t的变化如图（b）中实线所示，其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线，二者相切于P，抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 乙与斜面间的动摩擦因数为 B. 甲、乙间动摩擦因数为 C. 甲到乙顶端的距离 D. 乙、丙的质量比 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图（b）可知，在时刻乙做减速运动，在时刻之后速度不变，做匀速直线运动，说明在时刻甲、乙共速，之后一起以共同速度向下做匀速直线运动，对甲、乙整体受力分析，沿斜面方向有 解得乙与斜面间的动摩擦因数为，故A正确； B．设碰后瞬间乙的速度大小为，碰后乙的加速度大小为a，由图（b）可知 根据x-t图像的切线斜率表示速度，抛物线的顶点为Q的切线斜率为零，即在时刻乙的速度为零，则有 联立解得， 在时刻乙做减速运动，根据牛顿第二定律有 解得，故B正确； C．在时刻甲做加速运动，根据牛顿第二定律有 解得 由图（b）可知，在时刻甲、乙共速，之后以共同速度一起向下做匀速直线运动，则在时间内甲、乙产生的位移分别为， 故在时间内甲、乙发生的相对位移为 故甲到乙顶端的距离，故C错误； D．物块丙与乙发生弹性碰撞，碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得， 联立解得乙、丙的质量比，故D正确。 故选ABD。 9. 科学家已经发现如图（1）所示的闪锌矿等一些离子晶体的局部结构可视为正四面体排列。某次科学实验中，某正四面体abcd如图（2）所示置于近似真空环境，在顶点b、d处固定有电荷量为的点电荷，顶点a、c处固定有电荷量为的点电荷，其中。已知四面体的棱长为L，e、f、g、h分别为ab、cd、ad、bc边的中点，静电力常量为k，规定无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（　　） A. e、f两点电势相等 B. g、h两点场强方向都与g、h连线垂直 C. e点场强大小为 D. 将某电子e沿三角形abc内切圆运动一圈过程中电势能始终不变 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据对称性，六个棱中点分别到四面体各个顶点距离相等，电势是标量，每个点电荷在六个棱中点各点的电势都相等，棱的中点电势也相同，A正确； B．根据电场的叠加及对称关系可知，g点的场强方向与ad重合，h点的场强方向与bc重合，结合几何关系可知，gh垂直ad，gh也垂直于bc，故g、h两点场强方向都与g、h连线垂直，B正确； C． e点场强大小为四个点电荷在该点的叠加，a、b两点电荷在该点的电场强度大小为 c、d两点在该点的场强大小为 故e点的合场强为 C错误； D．电子沿内切圆运动时，电势大小不断发生改变，电势能不断改变，D错误。 故选AB。 10. 碳是碳的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳与碳原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道，该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 加速电压为时，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心 B. 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上 C. 若碳原子核全部打在内圆环上，则碳原子核在磁场中运动的最短时间为 D. 碳原子核能打到底片上的电压范围是 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对原子核，设经过加速电压时速度为v，则有 在磁场中圆周运动半径 联立解得 因为碳的比荷比碳的小，所以圆周运动半径比的大，故碳原子核所击中的位置比碳原子核更远离圆心，故A错误； B．题意知加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，即有 若碳原子核全部打在内圆环上，则最小圆周运动半径为，最小圆周运动半径为，即有 联立解得 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上，故B正确； C．粒子打在内圆环上，轨迹与内圆环交于C点，如图 当MC⊥CO时，圆弧MC对应的圆心角θ最小，用时最短，几何关系可知最小圆心角 则最短时间为 联立解得 故C错误； D．若碳原子核全部打在内圆环上，则最小圆周运动半径为，最小圆周运动半径为，即有 因为碳原子核的比荷时碳原子核的，联立以上可得 碳原子核能打到底片上的电压范围是。 故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图所示，某实验小组用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使1球多次从斜轨上某位置S由静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把半径相同的2球静置于水平轨道的末端，再将1球从斜轨上位置S静止释放，与2球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述1球与2球相碰的过程，分别找到碰后1球和2球落点的平均位置M和N。用刻度尺测量出水平射程OM、OP、ON。测得1球的质量为m1，2球的质量为m2。 （1）关于本实验，必须满足的条件是 。 A. 斜槽轨道必须光滑以减少实验误差 B. 斜槽轨道末端的切线必须水平 C. 入射球和被碰球的质量必须相等 D. 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 （2）当满足表达式________时，即说明两球碰撞中动量守恒。（用所测物理量表示） （3）若仅改变小球1和小球2的材质，两球碰撞时不仅得到（2）的结论，即碰撞遵守动量守恒定律，而且满足机械能守恒定律，则根据上述信息可以推断 。 A. 不可能超过2 B. MN与OP大小关系不确定 C. MN与OP大小关系确定，且 【答案】（1）BD （2） （3）AC 【解析】 小问1详解】 AD．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，以保证到达底端时速度相等，而斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误，D正确； B．斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证小球做平抛运动，故B正确； C．为防止入射球反弹，则入射球的质量必须大于被碰球的质量，故C错误。 故选BD。 【小问2详解】 小球做平抛运动，在竖直方向有 在水平方向有 解得 则三次落点对应的平抛初速度为，， 若碰撞前后动量守恒，取向右为正方向，则有 代入并化简可得 【小问3详解】 BC．若碰撞前后还遵守机械能守恒律，即发生的是弹性碰撞，根据机械能守恒定律有 取向右为正方向，根据动量守恒定律有 将，，代入上两式，联立解得 此式有两种可能，即OP+OM=OP+PN或OP+OM=OM+MN 所以有OM=PN或OP=MN，故B错误，C正确； A．根据前面推论可知，故A正确。 故选AC。 12. 多用电表是一种多功能的测量工具，它能测量电阻，电压等多个电学量。如图甲所示为某多用电表的简化电路图，包含直流电流10mA挡、直流电压2.5V挡和不同倍率的欧姆挡，R1、R2为定值电阻，灵敏电流计G的满偏电流为2mA，内阻为100Ω，A、B为多用电表的两表笔，S为选择开关。 （1）定值电阻R1=______Ω； （2）用此多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为直流电压2.5V挡，则示数为______V； （3）关于使用该多用电表的欧姆挡测电阻，下列说法正确的是（　　） A. 进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处 B. 图甲中B为黑表笔，若用该多用电表的欧姆挡对图丙中二极管的正向电阻进行粗略测量，多用电表的B表笔应与二极管的D端相连 C. 若采用“×10”倍率测量时，发现指针偏转角过大，应换×1倍率，并且更换倍率后需要重新进行欧姆调零 D. 实验时，双手触碰表笔的金属杆会使测量值会偏大 （4）学习过电表改装后，实验组同学想自己组装欧姆表，已选取的实验器材有：纽扣电池（电动势、内阻均未知）、250μA微安表、定值电阻、导线若干、滑动变阻器。如图丁所示为组装好的欧姆表，进行欧姆调零后，用一阻值为7.2kΩ的电阻进行试测，电流表读数为160μA，可知纽扣电池的电动势为______V，将该电流表盘按照欧姆定律刻画好成欧姆表盘；只将纽扣电池换成电动势为1.2V的电池，重新进行欧姆调零，表盘仍用之前刻好的欧姆表盘，读取欧姆值后需再乘一系数k即可，k=______。 【答案】（1）25 （2）1.45 （3）C （4） ① 3.2 ②. 【解析】 【小问1详解】 定值电阻 【小问2详解】 若所选挡位为直流电压2.5V挡，则示数为1.45V； 【小问3详解】 A．进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘右侧“0”刻度线处，故A错误； B．图甲中B与内部电源正极连接，则为黑表笔，若用该多用电表的欧姆挡对图丙中二极管的正向电阻进行粗略测量，多用电表的B表笔应与二极管的C端相连，故B错误； C．若采用“×10”倍率测量时，发现指针偏转角过大，说明倍率档选择过高，应换×1倍率，并且更换倍率后需要重新进行欧姆调零，故C正确； D．实验时，双手触碰表笔的金属杆，人体与电阻并联，则会使测量值会偏小，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 [1]由闭合电路的欧姆定律， 解得E=3.2V [2]只将纽扣电池换成电动势为1.2V的电池， 则 四、解答题 13. 飞行时间质谱仪，利用离子飞行的时间测量离子的质量及比荷（电荷量与质量之比）。如图甲所示，一激光脉冲照射到样品板上，瞬间产生一定数量不同种类的带正电离子。离子初速度不计，经过电压为的静电场加速后，射入长为的漂移管，在管中沿轴线做匀速直线运动。在漂移管的两端分别置有探测装置，可测得离子在漂移管中运动的时间。不计离子重力及离子间的相互作用。 （1）某种电荷量为的离子在漂移管中的运动时间为，求该离子的质量； （2）增大离子的飞行路程，加长离子的飞行时间可提高质谱仪的分辨率。如图乙所示，离子穿过漂移管后进入方向如图所示的匀强电场反射区域，在静电场的作用下离子会返回到端（离子未与极板相碰），探测器可测量离子从进入端至首次返回端的总飞行时间。已知比荷为的离子的总飞行时间为，若测得某种离子的总飞行时间为，求该离子的比荷。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设离子经加速电场加速后的速度为v，根据动能定理qU=mv2 离子在漂移管中做匀速直线运动，运动时间为 联立可得离子的质量 【小问2详解】 设标准离子的电荷量为q0、质量为m0，则其比荷为 结合（1）可知，标准离子进入漂移管的速度大小 离子在漂移管中来回做两段匀速直线运动，每段匀速直线运动时间 离子在反射区中做匀减速和匀加速两段运动，每段运动时间 离子的总飞行时间T0= 2（t1+t2） 解得 同理，未知离子的飞行总时间 解得 14. 如图所示，为我国智能机器人自动分拣快递包裹系统，智能机器人携带包裹从供包台静止开始运动，抵达分拣口时，速度恰好减为零，然后，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中、某次分拣时，携带包裹的智能机器人沿倾角为α=10°的轨道从供包台静止开始 运动到相距44m 的分拣口处，在运行过程中包裹与托盘保持相对静止，已知智能机器人加速过程的加速度a 为 2m/s²， 运行的最大速度vm=4m/s，智能机器人以最大速度匀速运动8s 后，做匀减速运动，并刚好停在分拣口。智能机器人运送包裹过程中可视为质点。重力加速度g 取10m/s²。求： （1）智能机器人匀减速过程的加速度 为多大； （2）若包裹与托盘的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在智能机器人到达分拣口处，要使得包裹能下滑，则托盘与车上表面的夹角最小是多少度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 匀加速运动过程的位移为 匀速运动过程的位移为 减速运动过程的位移为 根据运动学公式有 解得 【小问2详解】 包裹刚好能够下落，需满足 即 代入数据后可得 解得 15. 交通事故现场勘查中，刹车痕迹是事故责任认定的一项重要依据。在平直公路上，一辆汽车正以的速度匀速行驶，司机突然发现正前方不远处一辆货车正以的速度匀速行驶，汽车司机立即以的加速度匀减速刹车，结果还是撞上了货车，两车碰撞时间极短可忽略不计，撞后瞬间两车速度相等。撞后汽车继续以的加速度匀减速刹车直至停下，汽车从开始刹车到最终停止运动，整个过程汽车在地上留下的刹车痕迹长；撞后货车以的加速度向前匀减速刹车，滑行后停下。已知货车质量为，求： （1）汽车司机发现货车时，两车之间的距离S； （2）汽车质量和两车碰撞过程中损失的动能。 【答案】（1） （2）； 【解析】 【小问1详解】 碰撞后，货车做匀减速直线运动，根据题意可知， 根据匀变速运动规律则有 代入数据解得 碰撞后瞬间，汽车的速度，做匀减速直线运动 根据匀变速运动规律则有 代入数据解得。 设汽车刹车后碰撞前的位移为位移关系为 可得 汽车刹车后碰撞前做匀减速直线运动，初速度， 碰前瞬间速度为，碰前时间为t，根据匀变速运动规律则有 代入数据解得 根据速度时间关系，则有 代入数据解得。 货车碰撞前做匀速直线运动，时间也为t，设位移为，则有 代入数据解得 汽车司机发现货车时，两车之间的距离 代入数据解得 【小问2详解】 两车碰撞过程满足系统动量守恒定律 代入数据解得 设碰撞损失的动能为 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$