精品解析：2025届宁夏回族自治区吴忠市盐池县高三下学期第一次模拟考试物理试卷

物理 （考试时间：75分钟：试卷满分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 近日，我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227（），并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。其中钚核（Pu）质量为mPu，铀核（U）的质量为mU，α粒子的质量为mα，真空中的光速为c，则以下说法不正确的是（　　） A. X=223，Y=92 B. 200g的原子经过2.34s剩余质量为25g C. 该核反应释放的核能为 D. 衰变过程释放能量，所以的比结合能小于 2. 2024年“低空经济”多次出现在我国各省市政府规划报告中。某市计划利用无人机从城际飞行入手构建与周边城市间的低空交通网络。假设无人机垂直升空到指定飞行高度后先悬停，然后沿直线飞向目的地，到达目的地上空后先悬停再垂直降落。无人机从出发地上空悬停点到目的地上空悬停点的飞行过程中，由于加速阶段受到气流扰动，其实际运动过程与预设过程有一定偏差。如图实线为该过程的实际运动的v-t图像，虚线为加速阶段预设v-t图像，实际减速过程的速度随时间变化趋势与预设相同，t1~t2阶段图像平行于t轴，则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1阶段，实际加速度方向始终与速度方向相同 B. t1~t2阶段，无人机悬停在空中 C. 若无人机未受气流影响，则到达目的地上空悬停点所需时间将小于t3 D. t2~t3阶段为无人机减速过程，加速度不断减小 3. 2024年6月25日，嫦娥六号成功完成对月壤的采样任务，并顺利返回地球。若嫦娥六号配备精确的电子秤，且电子秤所显示的质量等于被测物体在测量时电子秤受到的压力除以地球表面的重力加速度，即。假设嫦娥六号在月球表面静止时使用该电子秤测量其采集的月壤样本的质量为。已知地球和月球各自的质量和半径为、和、，不考虑地球和月球自转，则（　　） A. 月壤样本在月球上的质量小于在地球上的质量 B. 在嫦娥六号加速从月球表面升空的过程中测量月壤样本质量，电子秤的示数减小 C. 返回地球后测量采集月壤样本质量为 D. 返回地球后测量采集的月壤样本质量为 4. 图甲是一款高空风力发电装置，装置内部的风力发电机可以将高空中的风能转化为电能（正/余弦交流电），是一种清洁发电方式。其原理可以简化为图乙的模式图。发电机叶片旋转时可形成半径为r的圆面，此圆面内气体流动能转化为电能的效率为η，假设高空风速始终垂直于发电机叶片所在圆面，大小恒定为v，空气密度为ρ，若装置内部总电阻为R，则此装置产生的交变电流的最大值为（　　） A. B. C. D. 5. 不可形变的圆形导体框a和矩形导体框b（粗糙）连成如图甲所示回路并固定在水平面内。导体框a内固定一小圆环c，且a与c也在同一水平面内，圆环c中通入如图乙所示的电流（规定从上向下看电流顺时针方向为正），导体框b的左端放置一金属棒MN，金属棒处于垂直纸面向下的匀强磁场中，已知匀强磁场的磁感应强度为B且在图乙所示时间内导体棒始终未滑动，则（　　） A. 0~t1时间内，导体棒受到向左的安培力 B. t1时刻，导体棒受到向右的摩擦力最大 C. t1~t2时间内与t2~t3时间内导体棒内的电流反向 D. 仅增大交流电的峰值，导体棒有可能发生移动 6. 如图所示，竖直面内半圆形轨道圆心为O，且以最低点O′为界，轨道右半部分光滑，左半部分粗糙。将一可视为质点的小物块于轨道光滑部分某点P（图中未画出）静止释放，小物块首次向左刚刚滑过O′时，其加速度大小恰与重力加速度g相等。已知小物块与轨道粗糙部分的动摩擦因数为，则cos∠POO′的值为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，一个倾角为θ=30°的斜面体固定于水平面上，该斜面体的上表面abcd采用了一种全新的复合型材料，使其呈现出平行于ab方向光滑、平行于ad方向粗糙且动摩擦因数恒定的物理特性。沿ad方向存在着变化的磁场，B-t图像如图乙所示。t=0时有一带电小物块从a点以v0沿ab方向冲上斜面，若t=8s时物块通过点且速度恰好仍为v0。已知物块质量m=0.3kg，电荷量q=+1C，速度，t=8s时的磁感应强度Bm=0.5T，重力加速度g=10m/s2，小物块可当做质点，则（　　） A. 小物块做类平抛运动 B. 斜面平行于ad方向的动摩擦因数 C. t=8s时的加速度大小为5m/s2 D. 整个过程中小物块的速度最大值为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是t=3s时该波的波形图，图2是x=πm处质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该横波的传播速度为 C. 在t=5s时，x=2m处的质点向轴负方向运动，且做减速运动 D. 在t=6.5s时，x=0m处的质点相对平衡位置的位移大小大于0.75m 9. 如图（a）所示，可视为质点的、两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，质量为的球在外力作用下静止在地面上，球悬空且距离地面的高度为。由静止释放球，球的动能随其上升的高度的变化关系如图（），始终没有与定滑轮相碰，球落地后不反弹，忽略空气阻力，已知重力加速度为，则（　　） A. 从释放到最终稳定的过程两小球组成的系统机械能守恒 B. 球的质量为 C. 的大小为 D. 与地面作用过程中，地面对的冲量大小为 10. 如图所示，光滑水平地面上放置一均匀带电长木板，水平面左端固定一弹性挡板，整个空间存在沿水平向左方向的匀强电场，长木板左端距挡板距离d=1.8m，木板右端放一绝缘小物块，物块可视为质点，已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。物块和木板的质量均为m=1kg，木板所受电场力始终为，重力加速度，现将物块与木板由静止释放，木板每次与挡板碰后将以原速率反弹，则（　　） A. 物块与木板由静止释放后将一起向左做匀加速运动，且加速度大小为 B. 木板第一次与挡板碰撞时物块的速度大小为 C. 木板第二次与挡板碰撞时物块的速度大小为 D. 若木板的长度为1.5m，则物块不会从木板上滑出 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 方解石是自然界中的一种天然矿物，其晶体内部具有各向异性，使得光线射入其中后会分解为两束沿不同方向折射的光线，出现双折射现象。冰洲石是透明的方解石，主要用于制造高精度光学仪器。某实验小组尝试利用插针法测量一矩形冰洲石砖的两个折射率。 （1）实验步骤如下： ①在水平桌面上白纸上画出直线，将冰洲石砖一边沿直线放置，并描出冰洲石砖的另一边，如图。 ②在冰洲石砖上侧插上大头针和，两者连线的延长线可以确定入射光线和入射点。 ③眼睛在另一侧透过冰洲石砖看两个大头针，发现和均有两个像，使的两个像分别挡住的两个像。针对第一组像，插入大头针，使得其将和的第一组像都挡住，再插大头针，使其挡住___________（选填“”、“和的第一组像”或“和、的第一组像”）。和连线的延长线可以确定出射光线和出射点。 ④使用同样的步骤，针对冰洲石砖折射的第二组像在纸上插入大头针和，两者连线的延长线可以确定出射光线和出射点。 ⑤拿去冰洲石砖，连接和，即是冰洲石砖双折射现象的两条折射光路。 ⑥在点、点和点做垂直于边界的法线，从而可以确定入射角以及两个折射角和。 （2）若折射光对应的折射率为，折射光对应的折射率为，则___________（选填“>”“=”或“<”），___________（用和表示）； （3）实验小组成员测量双折射率后发现测量所得的两折射率值均与真实数据有一定的误差，关于实验误差下列说法正确的是___________ A. 放置冰洲石砖时，冰洲石砖平行于直线但是位置在直线上方，可能会导致实验测得两折射率均偏大 B. 入射角越小实验误差越小 C. 激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 12. 某兴趣学习小组要测量玩具电车上干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A电压表 B.电流表 C.电阻箱 D.待测干电池 E.开关、导线若干 （1）该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择___________（选填“甲”或“乙”）电路图。用该电路图测得的电动势比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）该实验小组小A同学在了解两电路测量的误差来源后，利用两电路分别测量了多组、数据并作出对应的图像：其中甲图电路作出的图像为___________（选填“”或“b”）。根据、两图像可以求得电池的电动势___________，内阻___________。 （3）利用小A同学得到的两组图像是否能够准确测出电流表和电压表的内阻？若能，求出电压表和电流表的阻值；若不能请说出理由。（结果均用题中字母表示） 13. 由于在高原地区活动容易缺氧，大部分游客在前往海拔较高的地区游玩时会携带便携式喷气氧气瓶。某游客在前往高海拔地区前，将空的氧气瓶充气并携带至高海拔地区。已知充气后氧气瓶内的气压，低海拔地区气温，气压，高海拔地区气温，气压。氧气瓶内部温度与外界温度一致，体积保持不变，容积为。若氧气瓶单次喷出的气体体积恒为，压强恒为。 （1）求该游客自制氧气瓶在高海拔地区时瓶内的气压大小； （2）氧气瓶可承受的内外气压差最大为，直接将该自制氧气瓶带至高海拔地区，氧气瓶会损坏。为了保证使用安全，求在前往高海拔地区前游客需要至少喷气几次。 （3）游客携带第（2）问喷气后氧气瓶到达高海拔地区后，求将氧气瓶可以正常喷气的次数（当氧气瓶内部气压等于外界气压时，瓶内气体无法喷出）。 14. 如图所示，在平面直角坐标系的区域内，轴两侧存在两边长为的正方形匀强磁场区域，其直线边界与轴平行，磁场方向垂直于纸面向里。在第一、二象限存在沿方向的匀强电场，电场强度大小为。一带负电粒子质量为，电荷量为，从点以速度沿方向射入电磁场区域，已知粒子正好能沿直线匀速穿过矩形区域，不计粒子重力。 （1）求磁感应强度的大小； （2）若撤去电场并改变粒子入射速度的大小，粒子能够到达轴上与点距离为的点，求粒子的入射速度大小； （3）保持电磁场不变，仅使粒子的入射速度大小改为，粒子恰以与轴成角方向离开磁场。若，求粒子在电磁场中运动的整个过程中粒子到轴的最远距离，以及粒子在磁场中运动的总时间。 15. 如图所示，倾角θ=37°的固定斜面上有一点O，斜面上O点以下的部分光滑，O点以上的部分粗糙。斜面底端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为m的可视为质点的物块A，弹簧处于自然长度时A位于O′点，O与O′间的距离为d。在弹簧的作用下，A恰能无摩擦地静止于O点。现用沿斜面向下的外力推动A，使其从O缓慢下移距离d。接着撤去外力，此后A沿斜面最高运动至OO′的中点。设弹簧均在弹性限度内，已知弹簧弹性势能表达式为，其中k与x分别为弹簧劲度系数与形变量大小，重力加速度为g，sin37°=0.6。 （1）求外力对物体A做的功； （2）已知物体仅在轻弹簧弹力与一恒力的作用下沿轻弹簧方向做直线运动的过程（如吊在天花板上的竖直弹簧振子），可视为一段简谐运动，且这样的简谐运动周期只与振子质量与弹簧劲度系数有关。求物块A静止释放后第一次沿斜面向上运动过程中，在光滑部分与粗糙部分运动的时间之比； （3）现有另一质量为2m的可视为质点的物块B，其与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为，将物体A重新静置于O点，并使物块B从上端滑下，滑到O′时动能为Ek0（图中未画出），两物块发生完全非弹性碰撞但不粘连。已知此后A、B两物块首次分离时，二者的速度恰好为0，求上述Ek0所满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 （考试时间：75分钟：试卷满分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 近日，我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227（），并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。其中钚核（Pu）质量为mPu，铀核（U）的质量为mU，α粒子的质量为mα，真空中的光速为c，则以下说法不正确的是（　　） A. X=223，Y=92 B. 200g的原子经过2.34s剩余质量为25g C. 该核反应释放的核能为 D. 衰变过程释放能量，所以的比结合能小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．α衰变中，质量数减少4，电荷数减少2，钚-227（）衰变后，铀核的电荷数 质量数，故A正确，不符合题意； B．半衰期为0.78s，经过时间2.34s，衰变次数 剩余质量，故B正确，不符合题意； C．核反应释放的核能由质量亏损决定，该核反应释放的核能为，故C正确，不符合题意； D．衰变释放能量，说明生成物铀核的比结合能比钚核更高，而非更低，故D错误，符合题意。 故选D。 2. 2024年“低空经济”多次出现在我国各省市政府规划报告中。某市计划利用无人机从城际飞行入手构建与周边城市间的低空交通网络。假设无人机垂直升空到指定飞行高度后先悬停，然后沿直线飞向目的地，到达目的地上空后先悬停再垂直降落。无人机从出发地上空悬停点到目的地上空悬停点的飞行过程中，由于加速阶段受到气流扰动，其实际运动过程与预设过程有一定偏差。如图实线为该过程的实际运动的v-t图像，虚线为加速阶段预设v-t图像，实际减速过程的速度随时间变化趋势与预设相同，t1~t2阶段图像平行于t轴，则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1阶段，实际加速度方向始终与速度方向相同 B. t1~t2阶段，无人机悬停在空中 C. 若无人机未受气流影响，则到达目的地上空悬停点所需时间将小于t3 D. t2~t3阶段为无人机减速过程，加速度不断减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．v-t图像斜率表示加速度，0~t1阶段速度方向始终为正，由于气流干扰，图线斜率在该时间段中有一小段为负，即此段加速度方向为负，与速度方向相反，故A错误； B．t1~t2阶段，无人机速度不为0，故B错误； C．若无人机未受气流影响，则在0~t1阶段按虚线进行加速。已知v-t图像与t轴围成面积表示位移，预设加速过程与当前加速过程经历时间相同，则预设加速过程位移大于当前加速过程位移。于是若按照预设过程加速，达到匀速状态时，距离目的地距离比当前状态更小。又因为匀速过程速度相同，减速过程与预设状态相同，故而按预设状态加速到达目的地的时间比当前短，故C正确； D．v-t图像斜率表示加速度，t2~t3阶段图线斜率为负，先增大后减小，加速度大小先增大后减小，方向与速度方向相反，故D错误。 故选C。 3. 2024年6月25日，嫦娥六号成功完成对月壤的采样任务，并顺利返回地球。若嫦娥六号配备精确的电子秤，且电子秤所显示的质量等于被测物体在测量时电子秤受到的压力除以地球表面的重力加速度，即。假设嫦娥六号在月球表面静止时使用该电子秤测量其采集的月壤样本的质量为。已知地球和月球各自的质量和半径为、和、，不考虑地球和月球自转，则（　　） A. 月壤样本在月球上的质量小于在地球上的质量 B. 在嫦娥六号加速从月球表面升空过程中测量月壤样本质量，电子秤的示数减小 C. 返回地球后测量采集的月壤样本质量为 D. 返回地球后测量采集的月壤样本质量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．质量是物体的固有属性，不随位置改变，故月壤样本在月球和地球上的质量相等，故A错误； B．嫦娥六号加速上升时，月壤处于超重状态，电子秤所受压力，因此测得质量会增大，故B错误； CD．根据万有引力与重力的关系 可得 在月球表面，电子秤显示，即 返回地球后，测得质量，故C正确；D错误。 故选C。 4. 图甲是一款高空风力发电装置，装置内部的风力发电机可以将高空中的风能转化为电能（正/余弦交流电），是一种清洁发电方式。其原理可以简化为图乙的模式图。发电机叶片旋转时可形成半径为r的圆面，此圆面内气体流动能转化为电能的效率为η，假设高空风速始终垂直于发电机叶片所在圆面，大小恒定为v，空气密度为ρ，若装置内部总电阻为R，则此装置产生的交变电流的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】空气的动能通过发电机转化为电能，极短时间∆t内，垂直穿过发电机叶片的“空气柱”体积为 则空气柱的质量 空气柱的动能变化量 空气柱通过发电机叶片过程中，转化的电能 则发电机的电功率 设装置产生的交变电流最大值为，则交流电有效值 装置电功率 联立可得 故选A。 5. 不可形变的圆形导体框a和矩形导体框b（粗糙）连成如图甲所示回路并固定在水平面内。导体框a内固定一小圆环c，且a与c也在同一水平面内，圆环c中通入如图乙所示的电流（规定从上向下看电流顺时针方向为正），导体框b的左端放置一金属棒MN，金属棒处于垂直纸面向下的匀强磁场中，已知匀强磁场的磁感应强度为B且在图乙所示时间内导体棒始终未滑动，则（　　） A. 0~t1时间内，导体棒受到向左的安培力 B. t1时刻，导体棒受到向右的摩擦力最大 C. t1~t2时间内与t2~t3时间内导体棒内的电流反向 D. 仅增大交流电的峰值，导体棒有可能发生移动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，在0~t1时间内，通过导体棒的电流从N到M，由左手定则可知，安培力水平向右，故A错误； B．t1时刻，电流的变化率为零，a线圈中无感应电流，导体棒不受安培力，这一刻也没有摩擦力，故B错误； C．由楞次定律可以判断，t1~t2时间导体棒内的感应电流由N向M，t2~t3时间内导体棒内的感应电流也是由N向M，所以两时间段内电流同向，故C错误； D．增大交流电的峰值，线圈a中的磁通量变化率增大，导体棒中的感应电流会变大，导体棒受到的安培力增大，导体棒有可能移动，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，竖直面内半圆形轨道圆心为O，且以最低点O′为界，轨道右半部分光滑，左半部分粗糙。将一可视为质点的小物块于轨道光滑部分某点P（图中未画出）静止释放，小物块首次向左刚刚滑过O′时，其加速度大小恰与重力加速度g相等。已知小物块与轨道粗糙部分的动摩擦因数为，则cos∠POO′的值为（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对物块，由P下滑至O′的过程有 刚滑过O′时，物块在竖直、水平方向满足牛顿第二定律， 由题意有 联立以上各式可得 故选B。 7. 如图甲所示，一个倾角为θ=30°的斜面体固定于水平面上，该斜面体的上表面abcd采用了一种全新的复合型材料，使其呈现出平行于ab方向光滑、平行于ad方向粗糙且动摩擦因数恒定的物理特性。沿ad方向存在着变化的磁场，B-t图像如图乙所示。t=0时有一带电小物块从a点以v0沿ab方向冲上斜面，若t=8s时物块通过点且速度恰好仍为v0。已知物块质量m=0.3kg，电荷量q=+1C，速度，t=8s时的磁感应强度Bm=0.5T，重力加速度g=10m/s2，小物块可当做质点，则（　　） A. 小物块做类平抛运动 B. 斜面平行于ad方向的动摩擦因数 C. t=8s时的加速度大小为5m/s2 D. 整个过程中小物块速度最大值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．受力分析可得沿ad方向的合力为 由于B随时间均匀增大，且 可知物块沿ad方向的加速度先减小后增大，沿ad方向的a-t图像如图 物块做的不是类平抛运动，故A错误； B．由对称性可知，t=4s时加速度为零，对该时刻受力分析，有 代入数据可得，故B正确； C．t=0时刻与t=8s时刻物块加速度大小相等、方向相反，上述两时刻的加速度大小为，故C错误； D．分析可知物块沿ad方向先做加速度减小的加速，后做加速度增大的减速，加速度均匀变化，在t4=4s时刻ad方向有最大速度 此时小物块的最大速度为 联立解得速度的最大值为，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是t=3s时该波的波形图，图2是x=πm处质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该横波的传播速度为 C. 在t=5s时，x=2m处的质点向轴负方向运动，且做减速运动 D. 在t=6.5s时，x=0m处的质点相对平衡位置的位移大小大于0.75m 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据图2可知，t=3s时刻，x=πm处质点位于平衡位置且向y轴正方向运动，故图1中图像与x轴在x=3m附近的交点横坐标为x=πm，且具有沿y轴正方向的速度，故该波沿x轴正方向传播，故A正确； B．由A可知图1中图像与x轴在x=3m附近的交点横坐标为 可知该波的波长 由图2可知该波的周期为 波速，故B正确； C．t=5s是x=2m处的质点在t=3s后再运动的时刻，此时x=2m处的质点运动到x轴下方且对应的位移为t=3s时的负值，向y轴正方向做加速运动，故C错误； D．x=0m处的质点再经过到达t=6.5s时刻，此时间段质点沿y轴正方向做加速运动，位移大小为，故D正确。 故选ABD。 9. 如图（a）所示，可视为质点的、两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，质量为的球在外力作用下静止在地面上，球悬空且距离地面的高度为。由静止释放球，球的动能随其上升的高度的变化关系如图（），始终没有与定滑轮相碰，球落地后不反弹，忽略空气阻力，已知重力加速度为，则（　　） A. 从释放到最终稳定的过程两小球组成的系统机械能守恒 B. 球的质量为 C. 大小为 D. 与地面作用过程中，地面对的冲量大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从开始释放球到球刚要与地面接触的过程中，两球组成的系统机械能守恒，但是当球接触地面后系统的机械能便不再守恒，故A错误； B．带一起向下运动过程， 当下落以后，与地面接触，绳子松弛做竖直上抛运动 根据两段图像的斜率比可得 解得，故B正确； C． 解得，故C正确； D．与地面接触前动能为，可求速度为 再根据动量定理可求，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，光滑水平地面上放置一均匀带电长木板，水平面左端固定一弹性挡板，整个空间存在沿水平向左方向的匀强电场，长木板左端距挡板距离d=1.8m，木板右端放一绝缘小物块，物块可视为质点，已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。物块和木板的质量均为m=1kg，木板所受电场力始终为，重力加速度，现将物块与木板由静止释放，木板每次与挡板碰后将以原速率反弹，则（　　） A. 物块与木板由静止释放后将一起向左做匀加速运动，且加速度大小为 B. 木板第一次与挡板碰撞时物块的速度大小为 C. 木板第二次与挡板碰撞时物块的速度大小为 D. 若木板的长度为1.5m，则物块不会从木板上滑出 【答案】AC 【解析】 【详解】A．假设物块和木板由静止释放后保持相对静止一起向左运动，则对二者整体列牛顿第二定律得， 解得 再对木板由牛顿第二定律得 解得， 故假设成立，物块和木板一起向左做匀加速直线运动，且加速度为，故A正确； B．设木板第一次与挡板碰撞时物块的速度大小为v1，则 可得，故B错误； C．木板与挡板碰撞后先向右减速运动后向左加速运动，物块向左做匀减速直线运动，分别对木板和物块由牛顿第二定律有， 解得， 设经时间t后二者再次共速，速度为，则有， 解得， 设共速时，木板下端距挡板距离为d′，共速后二者一起匀加速运动，在第二次碰撞前有， 联立可得，故C正确； D．根据能量守恒可得 解得最小长度为，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 方解石是自然界中的一种天然矿物，其晶体内部具有各向异性，使得光线射入其中后会分解为两束沿不同方向折射的光线，出现双折射现象。冰洲石是透明的方解石，主要用于制造高精度光学仪器。某实验小组尝试利用插针法测量一矩形冰洲石砖的两个折射率。 （1）实验步骤如下： ①在水平桌面上的白纸上画出直线，将冰洲石砖一边沿直线放置，并描出冰洲石砖的另一边，如图。 ②在冰洲石砖上侧插上大头针和，两者连线的延长线可以确定入射光线和入射点。 ③眼睛在另一侧透过冰洲石砖看两个大头针，发现和均有两个像，使的两个像分别挡住的两个像。针对第一组像，插入大头针，使得其将和的第一组像都挡住，再插大头针，使其挡住___________（选填“”、“和的第一组像”或“和、的第一组像”）。和连线的延长线可以确定出射光线和出射点。 ④使用同样的步骤，针对冰洲石砖折射的第二组像在纸上插入大头针和，两者连线的延长线可以确定出射光线和出射点。 ⑤拿去冰洲石砖，连接和，即是冰洲石砖双折射现象的两条折射光路。 ⑥在点、点和点做垂直于边界的法线，从而可以确定入射角以及两个折射角和。 （2）若折射光对应的折射率为，折射光对应的折射率为，则___________（选填“>”“=”或“<”），___________（用和表示）； （3）实验小组成员测量双折射率后发现测量所得的两折射率值均与真实数据有一定的误差，关于实验误差下列说法正确的是___________ A. 放置冰洲石砖时，冰洲石砖平行于直线但是位置在直线上方，可能会导致实验测得两折射率均偏大 B. 入射角越小实验误差越小 C. 激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 【答案】（1）和、的第一组像 （2） ①. ②. （3）C 【解析】 【小问1详解】 对于第一组像要求和在同一直线上从而确定入射光线，要求和在同一直线上从而确定出射光线。由于光沿直线传播，在大头针可以挡住和、的第一组像时，即表示同一条光线。 【小问2详解】 [1]根据折射率可得， 由图像可知，则有， [2] 【小问3详解】 A．若冰洲石砖平行于直线但是位置在直线上方，则会导致测量所得的折射角大于真实的折射角，从而导致实验测得折射率小于真实的折射率，故A错误； B．入射角过小会导致测量误差增大，从而导致实验误差较大，故B错误； C．插针法是观察可见光在物体表面反射的光线来进行的实验，激光的平行度更好，相比较插针法测量折射率更有利于减小误差，故C正确。 故选C。 12. 某兴趣学习小组要测量玩具电车上干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A.电压表 B.电流表 C.电阻箱 D.待测干电池 E.开关、导线若干 （1）该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择___________（选填“甲”或“乙”）电路图。用该电路图测得的电动势比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）该实验小组的小A同学在了解两电路测量的误差来源后，利用两电路分别测量了多组、数据并作出对应的图像：其中甲图电路作出的图像为___________（选填“”或“b”）。根据、两图像可以求得电池的电动势___________，内阻___________。 （3）利用小A同学得到的两组图像是否能够准确测出电流表和电压表的内阻？若能，求出电压表和电流表的阻值；若不能请说出理由。（结果均用题中字母表示） 【答案】（1） ①. 甲 ②. 偏小 （2） ①. ②. ③. （3）能，， 【解析】 【详解】[1]由于玩具电瓶车上干电池的内阻较小，则图甲电压表的分流影响很小，而图乙电流表的分压作用造成电源内阻测量误差相对较大，故实验应该选择甲电路。 [2]甲电路图，误差来源于电压表的分流作用，将电压表和干电池看成一个等效电源，则甲电路图测得的电动势为等效电源的电动势，即测得的电动势比真实值偏小。 [1]图乙测得的内阻等于电源内阻与电流表内阻的和大于电源内阻的真实值，电动势等于真实值。与图丙的图像对比知道，图像对应图乙，图像对应图甲。 [2]对图线列闭合电路欧姆定律可得 可知图线的纵轴截距等于电动势，有 [3]图线中的电流是图甲所示电路中的外电路被短路时的电流。 联立可得 根据中的闭合电路欧姆定律可知图线的斜率 可求得 图线的斜率 可求得 故根据两组实验是可以求得电压表和电流表的内阻真实值的。 13. 由于在高原地区活动容易缺氧，大部分游客在前往海拔较高的地区游玩时会携带便携式喷气氧气瓶。某游客在前往高海拔地区前，将空的氧气瓶充气并携带至高海拔地区。已知充气后氧气瓶内的气压，低海拔地区气温，气压，高海拔地区气温，气压。氧气瓶内部温度与外界温度一致，体积保持不变，容积为。若氧气瓶单次喷出的气体体积恒为，压强恒为。 （1）求该游客自制氧气瓶在高海拔地区时瓶内的气压大小； （2）氧气瓶可承受的内外气压差最大为，直接将该自制氧气瓶带至高海拔地区，氧气瓶会损坏。为了保证使用安全，求在前往高海拔地区前游客需要至少喷气几次。 （3）游客携带第（2）问喷气后的氧气瓶到达高海拔地区后，求将氧气瓶可以正常喷气的次数（当氧气瓶内部气压等于外界气压时，瓶内气体无法喷出）。 【答案】（1）； （2）9次 （3）14次 【解析】 【小问1详解】 将自制氧气瓶从低海拔地区带至高海拔地区时，根据查理定律 可得 【小问2详解】 氧气瓶可承受的内外气压差最大为，故在高海拔地区氧气瓶可承受的内部压强最大值为 设低海拔地区最大压强为，根据查理定律 可得 故需喷出次数为 由于喷气次数为整数，为了保证使用安全向上取整，故次 【小问3详解】 氧气瓶在低海拔地区喷完9次后氧气瓶内的气压为，则有 解得 将喷后的氧气瓶拿到高海拔地区后，根据查理定律 氧气瓶内气压变为。 由于氧气瓶内部气压等于外界气压时，瓶内气体无法喷出。在高海拔地区氧气瓶可喷出的次数为 要求氧气瓶可以正常喷气的次数，即向下取整，则次。 14. 如图所示，在平面直角坐标系的区域内，轴两侧存在两边长为的正方形匀强磁场区域，其直线边界与轴平行，磁场方向垂直于纸面向里。在第一、二象限存在沿方向的匀强电场，电场强度大小为。一带负电粒子质量为，电荷量为，从点以速度沿方向射入电磁场区域，已知粒子正好能沿直线匀速穿过矩形区域，不计粒子重力。 （1）求磁感应强度的大小； （2）若撤去电场并改变粒子入射速度的大小，粒子能够到达轴上与点距离为的点，求粒子的入射速度大小； （3）保持电磁场不变，仅使粒子的入射速度大小改为，粒子恰以与轴成角方向离开磁场。若，求粒子在电磁场中运动的整个过程中粒子到轴的最远距离，以及粒子在磁场中运动的总时间。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，由于带负电粒子能沿直线匀速穿过矩形区域，由平衡条件有 解得 【小问2详解】 根据题意，撤去电场，粒子在磁场力的作用下做圆周运动，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可得 解得 洛伦兹力提供向心力 解得 【小问3详解】 增大粒子的入射速度粒子将做轮摆线运动，将速度分解为，那么洛伦兹力一个用来平衡电场力向上做匀速直线运动，另外一个洛伦兹力使粒子做顺时针的匀速圆周运动，粒子的实际运动为这两个运动的合运动。粒子运动过程中到轴的最远距离 则粒子从磁场上侧以与轴正方向成角离开磁场，在复合场中的运动的时间必为个周期，粒子圆周运动的周期 根据几何关系，有 解得 故粒子在电磁场中运动的时间 15. 如图所示，倾角θ=37°的固定斜面上有一点O，斜面上O点以下的部分光滑，O点以上的部分粗糙。斜面底端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为m的可视为质点的物块A，弹簧处于自然长度时A位于O′点，O与O′间的距离为d。在弹簧的作用下，A恰能无摩擦地静止于O点。现用沿斜面向下的外力推动A，使其从O缓慢下移距离d。接着撤去外力，此后A沿斜面最高运动至OO′的中点。设弹簧均在弹性限度内，已知弹簧弹性势能表达式为，其中k与x分别为弹簧劲度系数与形变量大小，重力加速度为g，sin37°=0.6。 （1）求外力对物体A做的功； （2）已知物体仅在轻弹簧弹力与一恒力的作用下沿轻弹簧方向做直线运动的过程（如吊在天花板上的竖直弹簧振子），可视为一段简谐运动，且这样的简谐运动周期只与振子质量与弹簧劲度系数有关。求物块A静止释放后第一次沿斜面向上运动过程中，在光滑部分与粗糙部分运动的时间之比； （3）现有另一质量为2m的可视为质点的物块B，其与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为，将物体A重新静置于O点，并使物块B从上端滑下，滑到O′时动能为Ek0（图中未画出），两物块发生完全非弹性碰撞但不粘连。已知此后A、B两物块首次分离时，二者的速度恰好为0，求上述Ek0所满足的条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块A静止于O点，有 对外力推动A沿斜面缓慢下移d的过程中有功能关系 解得外力对A做的功为 【小问2详解】 下压后静止释放A，首次上升过程，由功能关系有 解得物体A与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为 物块A在斜面光滑部分、粗糙部分的运动可分别视为一段简谐运动的一部分，且由题意，这两段简谐运动的周期相同，设其值为T，上述光滑部分的运动，初速度为0，末位置O点满足合力为0，即O恰为该段简谐运动的平衡位置，故A在该段光滑部分运动的时间为 对上述粗糙部分的运动，设其平衡位置位于O点下方距离x0处，该处对A满足 因该粗糙部分运动最高点速度为0，故其对应的简谐运动振幅为 则A经过O位置有 其中φ为粗糙部分运动中处的相位，代入数据求得，， 则物体A第一次沿斜面向上运动在粗糙部分运动的时间为 代入可得上述光滑部分与粗糙部分运动时间之比为 【小问3详解】 物块B以Ek0经过O′到与A碰撞前的过程有 A、B相碰的过程满足 此后两物体一起压缩弹簧并被向上弹起，由题意，二者运动至最高点时恰好首次分离，若二物块向上运动至即将掉头时恰好相互无挤压，假设此时二者位于O′点上方x1处，对A、B分别有， 解得 x1为正值，表示假设成立；二者碰后至分离的过程，由能量守恒有 代入前式解得 若二者向上运动至最高点掉头后立即分离且加速度恰相等，假设此时二者位于O′点下方x2处，对A、B分别有， 解得 二者碰后至分离的过程，由能量守恒有 代入前式解得 整理得Ek0需满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $