精品解析：2025届北京市第三十五中学高三下学期5月模拟物理试题

高三第三次模拟测试试卷 物理 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，只上交答题卡。注：答题卡上，“分层班”位置写上教师的姓。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图1，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态。（　　） A. 气体温度降低 B. 气体内能不变 C. 气体内能减小 D. 气体压强增大 2. 在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图2所示。则（　　） A. 乙、丙所对应的截止频率一样大 B. 甲光所产生光电子的最大初动能最大 C. 甲光比乙光的频率大 D. 乙光比丙光的波长大 3. 下列四个核反应方程中，括弧中是电子的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请判断：从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动？（　　） A. a、b都向上运动 B. a、b都向下运动 C. a向下、b向上运动 D. a向上、b向下运动 5. 如图所示，长为的细绳上端悬于点，下端拴一个质量为的小球（可看作质点）。小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。若细绳的长度增大为，仍使小球在同一水平面内做匀速圆周运动（小球距悬点的高度差不变），下列说法正确的是（　　） A. 小球的角速度增大为原来的倍 B. 小球的线速度增大为原来的倍 C. 小球的加速度增大为原来的倍 D. 小球对细绳的拉力变为原来的倍 6. A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。则在此过程中，关于A、B两物体，下列说法错误的是（　　） A. 摩擦力的冲量之比是 B. 摩擦力做功之比是 C. 它们所受摩擦力之比是 D. 它们与水平面之间的动摩擦因数之比是 7. 如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A. 若A接通一直流电源瞬间，电流表中有电流通过 B. 若A接通一直流电源瞬间，A、B线圈相互吸引 C. 若A接一正弦交流电源，电流表中无电流通过 D. 若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 8. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A. 示数变大 B. 上的功率变小 C. 示数变大 D. 示数变小 9. 有两个经过精确校准的电压表和。如图，当用它们分别来测量图中的电阻两端的电压时，读数分别为和，那么在未接上电压表时，两端的电压可能是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. b粒子在磁场中做圆周运动的周期较大 B. 穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长 C. 穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D. 射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 11. 如图所示，不计质量的轻质滑轮下方悬挂重物A和B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 拉力对A做的功等于A的动能增加量 B. 重力对B做的功等于A、B两物体的动能增加量 C. 细线上拉力的大小为0.6mg D. A的加速度大小等于0.5g 12. 如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，MN和PQ是圆的两条相互垂直的直径，在竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。小球通过圆上各点时，下列说法正确的是（　　） A. 通过Q点的小球，重力势能与动能之和最大 B. 通过P点的小球，重力势能与动能之和最大 C. 通过M点的小球，电势能与重力势能之和最小 D. 通过N点的小球，电势能与重力势能之和最大 13. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。根据表中信息，可以判断（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 火星相邻两次冲日的时间间隔大于两年 B. 某些地外行星一年中可能会出现两次冲日现象 C. 天王星相邻两次冲日的时间间隔约为土星的一半 D. 地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长 14. 生产流水线上常要对产品计数。图1是利用光敏电阻自动计数的示意图，是一台发光强度可调的发光仪器，是接收处理光信号的仪器，核心元件为光敏电阻，特性曲线如图2所示。计数电路用来分析定值电阻两端的电压变化，当大于预设值时可以实现相应的计数功能。光敏电阻始终会受到流水线中环境光强的影响。下列说法正确的是（ ） A. 仅减小的发光强度，计数过程中将增大 B. 仅减小环境光强，计数过程中将减小 C. 仅增大环境光强，适当降低可以保证计数装置正常运行 D. 仅增大环境光强，不会影响装置的正常运行 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为__________mm。 （2）如图2，光沿从真空射入某介质中，以点为圆心、长度为半径画圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，交点为，与的延长线的交点为。则该介质的折射率为__________（用图中给出的线段长度的比值表示） （3）下列实验中需要用到天平的是（　　） A. 验证机械能守恒定律 B. 验证动量守恒定律 C. 探究弹簧弹力与形变量的关系 D. 探究平抛运动的规律 （4）某同学在“用油膜法估测分子直径”实验中的计算结果明显偏大，可能的原因是____。 A. 配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度偏低。 B. 求每滴溶液的体积时，1溶液的滴数少记了10滴。 C. 在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心错拿了一个粗针管注射器把溶液滴在水面上，导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算。 16. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。 （1）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量是采用图1中的______图（选填“甲”或“乙”）。 （2）如图2所示是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据（2）中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端时，在闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 （3）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。在图中根据已标出的坐标点，描绘U-I图线（本步骤在试卷上完成，不占分数），根据图线可得到金属丝的阻值=______Ω（保留两位有效数字）。 （4）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照（1）中图甲和图乙的电路图正确连接电路和规范操作。将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片P移动距离x间的关系，滑动变阻器电阻丝的总长度为L。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的U-x关系图像，并分别用甲和乙标出。 17. 某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。现有一质量为、电荷量为的粒子（不计重力），初速度为0，经A加速后，该粒子进入B恰好做匀速运动，粒子从点进入C后做匀速圆周运动，打在底片上的点。求： （1）粒子进入速度选择器的速度大小； （2）速度选择器两板间的电压； （3）的距离。 18. 一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，该一小段圆周的半径为该点的曲率半径。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。小珂发现游乐场的过山车轨道不是圆形轨道而是“水滴形”轨道（如图1），小珂设计了如图2所示的过山车模型，质量为的小球在A点由静止释放沿倾斜轨道下滑，经水平轨道BC进入半径的圆形轨道，恰能做完整的圆周运动；再经水平轨道进入“水滴形”曲线轨道，点的曲率半径，“水滴形”轨道最高点与圆形轨道最高点等高。忽略所有轨道摩擦力，各轨道都平滑连接，“水滴形”轨道左右对称，取。 （1）求小球释放点A距离水平面的高度； （2）在圆形轨道上运动时，小球在最低点与最高点的向心加速度大小的差值； （3）在“水滴形”轨道上运动时，小球的向心加速度大小为一个定值，求“水滴形”轨道上任意一点的曲率半径随距地面高度变化的函数表达式（即：用和表示）。 19. 当磁场相对于导体运动时，会带动导体一起运动，这种作用称为“电磁驱动”。“电磁驱动”在生产生活中有着非常广泛的应用。 （1）如图1所示，两条相距L=1m的平行金属导轨位于同一水平面内，其左端接一阻值为的电阻。矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，金属杆ab位于磁场区域内且静置在导轨上。若磁场区域以速度匀速向右运动，金属杆会在安培力的作用下运动起来。除外其它电阻不计。请判断金属杆中的感应电流方向，并计算金属杆初始时电流的大小。 （2）某种磁悬浮列车的驱动系统可简化为如下模型：固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长为l的MN边平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图2所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为，如图3所示，且金属框同一长边上各处的磁感应强度均相同。当整个磁场以速度v沿Ox方向匀速平移时，磁场对金属框的作用力充当驱动力，使列车沿Ox方向加速行驶。某时刻，列车速度为，MN边所在位置的磁感应强度恰为。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。 a.若，求此刻列车的驱动力F的大小； b.为使列车在此刻能获得最大驱动力，请写出与d之间应满足的关系式，并计算最大驱动力的瞬时功率。 20. 电荷的定向移动形成电流。已知电子质量为m，元电荷为e。 （1）两个截面不同的均匀铜棒接在电路中通以稳恒电流，已知电子定向移动通过导体横截面A形成的电流为。求时间内通过导体横截面B的电子数N。 （2）真空中一对半径均为的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后，锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压可调的电源、灵敏电流计G连接成如图2所示的电路。 已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 a．调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，求此时电压。 b．实验发现，当大于或等于某一电压值时灵敏电流计示数始终为最大值，求和。 c．保持不变，仅改变的大小，结合（2）a和（2）b的结论，在图3中分别定性画出当时I随变化的图线①和当时I随变化的图线②。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三第三次模拟测试试卷 物理 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，只上交答题卡。注：答题卡上，“分层班”位置写上教师的姓。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图1，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态。（　　） A. 气体温度降低 B. 气体内能不变 C. 气体内能减小 D. 气体压强增大 【答案】B 【解析】 【详解】根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0。稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0。根据热力学第一定律可知，稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小。 故选B。 2. 在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图2所示。则（　　） A. 乙、丙所对应的截止频率一样大 B. 甲光所产生光电子的最大初动能最大 C. 甲光比乙光的频率大 D. 乙光比丙光的波长大 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据动能定理有 根据图示可知甲丙的遏止电压相等，均小于乙的遏止电压，则乙光所产生光电子的最大初动能最大，故B错误； C．根据光电效应方程有 结合上述，甲光所产生光电子的最大初动能小于乙所产生光电子的最大初动能，则甲光比乙光的频率小，故C错误； D．结合上述可知乙光比丙光的频率大，频率越大，波长越小，则乙光比丙光的波长小，故D错误； A．截止频率由金属材料自身决定，与入射光无关，由于实验采用的是同一光电管，可知，乙、丙所对应的截止频率一样大，故A正确。 故选A。 3. 下列四个核反应方程中，括弧中是电子的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒有 解得 根据电荷数守恒有， 解得 可知括号中为，故A错误； B．根据质量数守恒有， 解得 根据电荷数守恒有， 解得 可知括号中为，即为电子，故B正确； C．根据质量数守恒有， 解得 根据电荷数守恒有， 解得 可知括号中为，故C错误； D．根据质量数守恒有， 解得 根据电荷数守恒有 解得 可知括号中为，故D错误。 故选B。 4. 如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请判断：从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动？（　　） A. a、b都向上运动 B. a、b都向下运动 C. a向下、b向上运动 D. a向上、b向下运动 【答案】C 【解析】 【详解】根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，根据叠加原理可知，此时a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上。 故选C。 5. 如图所示，长为的细绳上端悬于点，下端拴一个质量为的小球（可看作质点）。小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。若细绳的长度增大为，仍使小球在同一水平面内做匀速圆周运动（小球距悬点的高度差不变），下列说法正确的是（　　） A. 小球的角速度增大为原来的倍 B. 小球的线速度增大为原来的倍 C. 小球的加速度增大为原来的倍 D. 小球对细绳的拉力变为原来的倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．当绳长为l时，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 当绳长为1.5l时，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 令小球距悬点的高度差为h，则有 解得，，故A错误； B．小球的线速度， 解得，故B错误； C．小球的线速度， 解得，故C错误； D．对小球，竖直方向有， 结合上述解得，故D正确。 故选D。 6. A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。则在此过程中，关于A、B两物体，下列说法错误的是（　　） A. 摩擦力的冲量之比是 B. 摩擦力做功之比是 C. 它们所受摩擦力之比是 D. 它们与水平面之间的动摩擦因数之比是 【答案】C 【解析】 【详解】A．A与B均只受摩擦力做匀减速直线运动，由动量定理，可得摩擦力的冲量之比，故A正确，不符题意； B．由动能定理可知，可知克服摩擦力做功之比，故B正确，不符题意； C．由，可知，由图像可知A与B的运动时间之比为1:2，则，故C错误，符合题意； D．由摩擦力，可知，可得，故D正确，不符题意。 故选C。 7. 如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（　　） A. 若A接通一直流电源瞬间，电流表中有电流通过 B. 若A接通一直流电源瞬间，A、B线圈相互吸引 C. 若A接一正弦交流电源，电流表中无电流通过 D. 若A接一正弦交流电源，A和B中的磁场始终反向 【答案】A 【解析】 【详解】AB．若A接通一直流电源瞬间，通过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，电流表中有电流通过，线圈A、B相互排斥，故A正确，B错误； CD．若A接一正弦交流电源，线圈B中有磁通量变化，所以电流表中有电流通过，A和B中的磁场有时相同，有时反向，故CD错误。 故选A。 8. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A. 示数变大 B. 上的功率变小 C. 示数变大 D. 示数变小 【答案】C 【解析】 【详解】AD．变压器输入的交流电压可视为不变，即电压表示数不变，根据电压匝数关系有 可知，变压器副线圈输出电压不变，接入电路的家用电器个数增加时，滑动变阻器接入电阻R减小，副线圈电流增大，即示数变大，定值电阻承担电压增大，则示数变小，故AD错误； C．根据电流匝数关系有 结合上述可知，副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，即示数变大，故C正确； B．结合上述可知，副线圈电流增大，根据 可知，上的功率变大，故B错误。 故选C。 9. 有两个经过精确校准的电压表和。如图，当用它们分别来测量图中的电阻两端的电压时，读数分别为和，那么在未接上电压表时，两端的电压可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电压表在电路中相当于电阻很大的电阻，当用电压表与电阻并联时，并联部分总电阻减小，故分得电压减小；在未接上电压表时，电阻的阻值大于并联电压表后的并联电阻，故不接电压表时电阻分得的电压大于接电压表时的电压表读数，故大于和；故选A。 10. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. b粒子在磁场中做圆周运动的周期较大 B. 穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长 C. 穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D. 射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有， 解得， 由于带电粒子a和b质量相等、所带电荷量大小也相等，则两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，故A错误； B．令粒子在磁场中运动轨迹对应圆心角为，则粒子在磁场中运动时间 根据图示可知，a粒子圆周运动轨迹对应圆心角大于b粒子圆周运动轨迹对应圆心角。则穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长，故B正确； C．洛伦兹力方向始终垂直于粒子运动速度的方向，可知，洛伦兹力始终不做功，故C错误； D．根据图示可知，a粒子圆周运动的半径小于b粒子圆周运动的半径，结合上述可知，射入圆形磁场区域时a粒子的速率较小，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，不计质量的轻质滑轮下方悬挂重物A和B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 拉力对A做的功等于A的动能增加量 B. 重力对B做的功等于A、B两物体的动能增加量 C. 细线上拉力的大小为0.6mg D. A的加速度大小等于0.5g 【答案】C 【解析】 【详解】A．由动能定理可知，细线拉力与重力对A所做的总功等于A的动能增加量，故A错误； B．由动能定理可知，重力对A、B做的总功等于A、B两物体的动能的增加量，故B错误； CD．设细线拉力大小为F，A的加速度大小为a，由滑轮组之间的关系可知，B的加速度大小为2a。根据牛顿第二定律得， 联立解得a=0.2g，F=0.6mg，故C正确；D错误。 故选C。 12. 如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，MN和PQ是圆的两条相互垂直的直径，在竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。小球通过圆上各点时，下列说法正确的是（　　） A. 通过Q点的小球，重力势能与动能之和最大 B. 通过P点的小球，重力势能与动能之和最大 C. 通过M点的小球，电势能与重力势能之和最小 D. 通过N点的小球，电势能与重力势能之和最大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据功能关系，电场力对小球做的功等于小球的机械能增加量，题意可知小球受到的电场力沿Q指向P方向，所以通过P点的小球，电场力对小球做正功最多，重力势能与动能之和（机械能）最大，故A错误，B正确； C．根据能量守恒可知，小球动能最大时电势能与重力势能之和最小，根据等效重力法可知，小球动能最大在圆的最低点与P之间，不可能在M点，故C错误； D．根据能量守恒可知，小球动能最小时电势能与重力势能之和最大，根据等效重力法可知，小球动能最小在圆的最高点与Q之间，不可能在N点，故D错误。 故选B。 13. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。根据表中信息，可以判断（　　） 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 火星相邻两次冲日的时间间隔大于两年 B. 某些地外行星一年中可能会出现两次冲日现象 C. 天王星相邻两次冲日的时间间隔约为土星的一半 D. 地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长 【答案】A 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律有 解得行星的公转周期为 根据表格中数据计算出火星、木星、土星的周期分别为， ， 计算出天王星、海王星的周期分别为， 令相邻两次冲日的时间间隔为t，则有 解得，计算出火星、木星的t分别为， 计算出土星、天王星、海王星的t分别为，， 可知，火星相邻两次冲日的时间间隔大于两年，故A正确； B．结合上述可知，所有行星的冲日间隔均超过1年，一年内不可能出现两次冲日，故B错误； C．结合上述可知，天王星相邻两次冲日的时间间隔（1.01年）并非土星相邻两次冲日的时间间隔（1.04年）的一半，故C错误； D．结合上述可知，海王星间隔最短（约1.006年），而非最长，故D错误。 故选A。 14. 生产流水线上常要对产品计数。图1是利用光敏电阻自动计数的示意图，是一台发光强度可调的发光仪器，是接收处理光信号的仪器，核心元件为光敏电阻，特性曲线如图2所示。计数电路用来分析定值电阻两端的电压变化，当大于预设值时可以实现相应的计数功能。光敏电阻始终会受到流水线中环境光强的影响。下列说法正确的是（ ） A. 仅减小的发光强度，计数过程中将增大 B. 仅减小环境光强，计数过程中将减小 C. 仅增大环境光强，适当降低可以保证计数装置正常运行 D. 仅增大环境光强，不会影响装置的正常运行 【答案】C 【解析】 【详解】对电阻R，根据欧姆定律可得 设电源的电动势为E，内阻为r，则电路中的电流为 所以，当RG变化明显时，电流的变化量ΔI增大，则计数过程中ΔU将增大。 A．仅减小A的发光强度，则光敏电阻RG受到光照时的电阻减小，即光敏电阻RG的阻值变化量减小，所以计数过程中ΔU将减小，故A错误； B．仅减小环境光强，则光敏电阻RG未受到光照时的电阻减小，则光敏电阻RG的阻值变化量增大，所以计数过程中ΔU将增大，故B错误； CD．仅增大环境光强，则光敏电阻RG未受到光照时的电阻增大，则光敏电阻RG的阻值变化量减小，所以计数过程中ΔU将减小，若ΔU减小到小于UH则即装置不能正常运行，此时适当降低UH可以保证计数装置正常运行，故C正确，D错误。 故选C。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为__________mm。 （2）如图2，光沿从真空射入某介质中，以点为圆心、长度为半径画圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，交点为，与的延长线的交点为。则该介质的折射率为__________（用图中给出的线段长度的比值表示） （3）下列实验中需要用到天平的是（　　） A. 验证机械能守恒定律 B. 验证动量守恒定律 C. 探究弹簧弹力与形变量的关系 D. 探究平抛运动的规律 （4）某同学在“用油膜法估测分子直径”实验中的计算结果明显偏大，可能的原因是____。 A. 配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度偏低。 B. 求每滴溶液的体积时，1溶液的滴数少记了10滴。 C. 在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心错拿了一个粗针管注射器把溶液滴在水面上，导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算。 【答案】（1）0.550 （2） （3）B （4）AB 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器读数原理，固定尺刻度+可动尺刻度×精确度，故测量金属丝的直径为 【小问2详解】 根据折射定律 【小问3详解】 A．验证机械能守恒定律，需验证 即验证成立，不需要测量质量，故A不符合题意； B．验证动量守恒定律是验证，需要天平测量质量，故B符合题意； C．探究弹簧弹力与形变量的关系是探究，当质量成倍增加时，形变量也成倍增加，故不需要测量质量，也能实现实验探究，故C不符合题意； D．平抛运动的规律与物体的质量无关，故不需要测量质量，故D不符合题意。 故选B。 【小问4详解】 A．不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度偏小了，导致油酸的实际体积V比计算所用的体积值偏小，根据，计算结果明显偏大，故A正确； B．求每滴溶液的体积时，溶液的滴数少记了10滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏大，从而使油酸的体积偏大，最终导致所测分子直径偏大，故B正确； C．导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大，则面积变大了，计算结果明显偏小，故C错误； D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算，则面积变大，计算结果会偏小，故D错误。 故选AB。 16. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。 （1）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量是采用图1中的______图（选填“甲”或“乙”）。 （2）如图2所示是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据（2）中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端时，在闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 （3）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。在图中根据已标出的坐标点，描绘U-I图线（本步骤在试卷上完成，不占分数），根据图线可得到金属丝的阻值=______Ω（保留两位有效数字）。 （4）该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照（1）中图甲和图乙的电路图正确连接电路和规范操作。将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片P移动距离x间的关系，滑动变阻器电阻丝的总长度为L。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的U-x关系图像，并分别用甲和乙标出。 【答案】（1）甲 （2） （3）4.3~4.7 （4） 【解析】 【小问1详解】 由题中表格数据可知，待测金属丝电阻大约为 若选择乙图，则电路中的最小电流为 可知乙图电路中的最小电流大于表格中的最小电流，故不能选乙图；甲图为分压式电路，若选甲图，待测金属丝流过的电流可以从零开始，故选甲图。 【小问2详解】 实物连接如图所示 【小问3详解】 U-I图线如图所示 根据U-I图线可得金属丝的电阻为 【小问4详解】 图甲中时，滑片位于滑动变阻器最左端，电压表示数为零，则有 图乙中时，滑片位于滑动变阻器最右端，电压表示最小，则有 图甲中时，滑片位于滑动变阻器最右端，电压表示数最大，则有 图乙中时，滑片位于滑动变阻器最左端，电压表示数最大，则有 由于，所以，即图线甲的最大值小于图线乙的最大值。 图乙中，滑片移动距离为时，滑动变阻器接入电路中的有效长度为 设金属丝的横截面积为S，则电压表的示数为 综合分析可知随着x的增大，电压表示数增大得越快。图甲中当x很小时，干路中的电阻较大，滑动端移动一个小距离时引起的电压变化量较小，当x接近L时，干路电阻较小，滑动端移动一个小距离时引起的电压变化量较大，即随着x的增大，电压表示数增大得越快。故图像为 17. 某质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。现有一质量为、电荷量为的粒子（不计重力），初速度为0，经A加速后，该粒子进入B恰好做匀速运动，粒子从点进入C后做匀速圆周运动，打在底片上的点。求： （1）粒子进入速度选择器的速度大小； （2）速度选择器两板间的电压； （3）的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在A中加速过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 粒子在B中做匀速直线运动，根据受力平衡有 解得 【小问3详解】 粒子在C中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 18. 一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，该一小段圆周的半径为该点的曲率半径。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。小珂发现游乐场的过山车轨道不是圆形轨道而是“水滴形”轨道（如图1），小珂设计了如图2所示的过山车模型，质量为的小球在A点由静止释放沿倾斜轨道下滑，经水平轨道BC进入半径的圆形轨道，恰能做完整的圆周运动；再经水平轨道进入“水滴形”曲线轨道，点的曲率半径，“水滴形”轨道最高点与圆形轨道最高点等高。忽略所有轨道摩擦力，各轨道都平滑连接，“水滴形”轨道左右对称，取。 （1）求小球释放点A距离水平面的高度； （2）在圆形轨道上运动时，小球在最低点与最高点的向心加速度大小的差值； （3）在“水滴形”轨道上运动时，小球的向心加速度大小为一个定值，求“水滴形”轨道上任意一点的曲率半径随距地面高度变化的函数表达式（即：用和表示）。 【答案】（1）2m （2）40 m/s2 （3）或 【解析】 【小问1详解】 小球恰能做完整的圆周运动，则在D点，由牛顿第二定律有 由A到D，由机械能守恒定律有 解得H =2m 【小问2详解】 由A到C，由机械能守恒定律有 在圆轨道上C点，向心加速度 结合上述有 【小问3详解】 小球在E点，向心加速度 根据机械能守恒定律有 解得 由题意可知，小球在轨道EFG上任意一点的向心加速度均为2g。设小球运动到距地面高为h处，速度大小为v，由机械能守恒定律有 由于 解得r=2.5R1-h或r=2-h 19. 当磁场相对于导体运动时，会带动导体一起运动，这种作用称为“电磁驱动”。“电磁驱动”在生产生活中有着非常广泛的应用。 （1）如图1所示，两条相距L=1m的平行金属导轨位于同一水平面内，其左端接一阻值为的电阻。矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，金属杆ab位于磁场区域内且静置在导轨上。若磁场区域以速度匀速向右运动，金属杆会在安培力的作用下运动起来。除外其它电阻不计。请判断金属杆中的感应电流方向，并计算金属杆初始时电流的大小。 （2）某种磁悬浮列车的驱动系统可简化为如下模型：固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长为l的MN边平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图2所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为，如图3所示，且金属框同一长边上各处的磁感应强度均相同。当整个磁场以速度v沿Ox方向匀速平移时，磁场对金属框的作用力充当驱动力，使列车沿Ox方向加速行驶。某时刻，列车速度为，MN边所在位置的磁感应强度恰为。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。 a.若，求此刻列车的驱动力F的大小； b.为使列车在此刻能获得最大驱动力，请写出与d之间应满足的关系式，并计算最大驱动力的瞬时功率。 【答案】（1）电流由a到b，3A；（2）a. ；b. ； 【解析】 【详解】（1）根据楞次定律和安培定则可知金属杆中的电流由a到b，金属杆初始时电流 （2）a.MN边所在位置的磁感应强度恰为，若，则PQ边所在位置的磁感应强度恰为0，此刻列车的驱动力 b.为使列车在此刻能获得最大驱动力，MN边和PQ边应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框受到的安培力最大，因此d应为的奇数倍即 最大驱动力的瞬时功率 20. 电荷的定向移动形成电流。已知电子质量为m，元电荷为e。 （1）两个截面不同的均匀铜棒接在电路中通以稳恒电流，已知电子定向移动通过导体横截面A形成的电流为。求时间内通过导体横截面B的电子数N。 （2）真空中一对半径均为的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后，锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压可调的电源、灵敏电流计G连接成如图2所示的电路。 已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 a．调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，求此时电压。 b．实验发现，当大于或等于某一电压值时灵敏电流计示数始终为最大值，求和。 c．保持不变，仅改变的大小，结合（2）a和（2）b的结论，在图3中分别定性画出当时I随变化的图线①和当时I随变化的图线②。 【答案】（1）；（2）a．，b．，c． 【解析】 【详解】（1）根据 可得单位时间通过导体横截面A的电子数为 因为单位时间通过导体横截面A的电子数与通过导体横截面B的电子数相等 所以时间Δt内通过导体横截面B的电子数为 （2）a．以具有最大动能且沿垂直金属板运动的电子为研究对象，若其刚到达P板时速度刚好减小到0，则不会有电子经过灵敏电流计G，此为I为零的临界情况，意味着UPQ<0。 根据动能定理，光电子由Q板到P板的过程中，有 得 b．当UPQ＞0时，若从锌膜边缘平行Q板射出的动能最大的光电子做匀变速曲线（类平抛）运动，刚好能到达P板边缘时，则所有电子均能到达P板，此时电源两端电压为Um。设电子的初速度为v、运动时间为t，电流的最大值为 Im=ne 根据牛顿第二定律，光电子运动的加速度为 平行于金属板方向的运动有 垂直于金属板方向的运动有 光电子最大动能与初速度关系为 联立可得 c．结合上述结论，可定性画出I随UPQ变化的图线如答下图所示。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $