精品解析：海南省海口市海南中学2024-2025学年高三下学期2月半月考物理试题

海南中学2024-2025学年度第2次半月考物理试题 （考试时间：90分钟） 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，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。 一、单选题（本题8小题，每小题3分，共24分；在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，选错或不选得0分。） 1. 以下说法中符合科学史实的是（　　） A. 牛顿总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 B. 开普勒通过对行星运动规律的研究，进一步总结出了万有引力定律 C. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值 D. 爱因斯坦相对论的建立完全否定了牛顿经典力学理论 2. 某动画电影中，为接应同伴，哪吒从地面上高高跃起。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，若哪吒离开地面时的速度大小为v、方向竖直向上，则哪吒跃起的最大高度为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，足够长水平面上，A、B两个小滑块用水平轻绳连接，在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉，则在B停下来之前，下列说法正确的是（　　） A. 两滑块组成的系统动量守恒 B. 两滑块组成的系统动量增大 C. 两滑块组成的系统机械能守恒 D. 两滑块组成的系统机械能减少 4. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A. 两阴影部分的面积相等 B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 C. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 D. 探测器在Ⅰ轨道上的机械能小于在Ⅱ轨道上的机械能 5. 以下关于分子动理论的说法中正确的是（　　） A. 物体的温度升高时，物体内所有分子的动能都变大了 B. 花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的 C. 的水凝结为的冰时，分子的平均动能不变，但物体的内能减少 D. 某气体的摩尔质量为M，密度为，阿伏伽德罗常数为，则该气体的分子体积为 6. 炎热的夏日，高速公路上开车时，司机经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。则顺着光的传播路径，光传播的速度（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 7. 如图所示，质量为m物体可视为质点以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　） A. 重力势能增加了 B. 机械能增加了mgh C. 动能损失了mgh D. 机械能损失了 8. 如图，空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E。磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的匀速圆周运动。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。小油滴Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的匀速圆周运动，小油滴Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（　　） A. 油滴a带电量的大小为 B. 油滴a做圆周运动的速度大小为 C. 小油滴Ⅰ做圆周运动的周期为 D. 小油滴Ⅱ做圆周运动半径为R 二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。） 9. 康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分。这个现象称为康普顿效应，如图所示。康普顿用光子模型成功地解释了这种效应。他的基本思想是：X射线的光子不仅具有能量，也像其他粒子那样具有动量，X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律。下列分析正确的是（　　） A. 散射的光子波长大了，说明该光子的能量增大了 B. 散射的光子波长大了，说明该光子的能量减小了 C. 根据能量守恒定律，电子动能增大，光子能量一定减小 D. 根据动量守恒定律，电子动量发生了改变，说明光子一定有动量 10. 丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913年提出了自己的原子结构假说。如图所示为氢原子的电子轨道示意图，下列说法正确的是（　　） A. 电子离原子核越远，原子的总能量越小 B. 电子从能级跃迁到能级，电子的电势能增加，动能减少 C. 电子从能级跃迁到能级，电子电势能的减少量大于动能的增加量 D. 电子从能级跃迁到能级辐射的光子的能量比电子从能级跃迁到能级吸收的光子的能量大 11. 如图所示的振荡电路，已知某时刻电流的方向指向板，且正在增大，则此时（　　） A. 板带正电 B. 线圈两端电压在减小 C. 电容器正在充电 D. 电场能正在转化为磁场能 12. 质量为，半径为的半球静止地放置在光滑水平地面上，其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为的小滑块（可视为质点），开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑，小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角表示。已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 若半球在外力作用下始终保持静止，小滑块恰好脱离半球时对应角度的 余弦值 B. 若半球在外力作用下始终保持静止，小滑块恰好脱离半球时对应角度的余弦值 C. 若无外力作用，小滑块和半球组成的系统动量守恒 D. 若无外力作用，测得小滑块脱离半球时，则 13. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能 B. 乙图可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，但带电粒子不能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中产生霍尔效应时，若载流子带负电，则稳定后D点电势比C点高 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共20分） 14. 如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长的轻绳一端拴住摆锤，另一端固定在点，在上边缘处放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动，水平位移为，平抛高度为，重力加速度为。 （1）用题中物理量表示摆锤在最低点的速度___________。 （2）为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒___________测定摆锤质量（填“需要”或“不需要”）。 15. 物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题： （1）为消除摩擦力影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹___________，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。 （2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块与物块相连，绳与滑轮摩擦不计。给物块带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块，该过程可近似认为物块带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是___________ A. 纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B. 纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C. 纸带上点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变 D. 纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变 （3）为了测定物体所带电量，除、磁感应强度外，本实验还必须测量的物理量有___________ A. 物块的质量 B. 物块的质量 C. 物块与木板间的动摩擦因数 D. 两物块最终的速度 （4）用重力加速度，磁感应强度、和所测得的物理量可得出的表达式为___________。 16. 某位同学组装一个简单的多用电表，可选用的器材有：电流表（量程10mA，内阻10Ω）；滑动变阻器R1(最大阻值500Ω)；定值电阻R2(阻值240Ω)；电池；红黑表笔和导线若干。 （1）如图甲所示虚线框内为该同学设计的多用表的电路图的一部分，选择开关接1时测量电流，接2时测量电阻，接3时测量电压，请将电路图补充完整_____。 （2）制作完成后，该多用表的表盘如图乙所示，下排刻度均匀，为中间刻度。当选择开关接3时，电表相当于一个量程为的电压表；此时指针指在图中所示位置，其读数为___________。 （3）为了测该多用电表欧姆挡的内电阻和表内电源的电动势，该同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏； ②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在处（半偏），此时电阻箱如图丙所示，则调零后多用电表欧姆挡的内部总电阻为___________； ③计算得到多用电表内电池的电动势为___________（保留2位有效数字）。 四、解答题（本大题共3小题，第16题10分，第17题10分，第18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。） 17. 一个滑雪的人，质量m=50kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾角θ=37°，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，已知sin37°=0.6，g=10m/s2，求： （1）滑雪人下滑的加速度； （2）滑雪人下滑时受到的阻力。 18. 如图甲所示，水平面上固定有两根足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的右端用导线连接灯泡，其额定电压为，左端垂直放置电阻的金属棒，在矩形区域内有竖直向上变化的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。导轨间距，磁场区域宽，导轨及导线电阻均不计。在时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力时，金属棒刚好到达边界，若从金属棒开始运动直到刚好到达边界的整个过程中灯泡始终正常发光，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）电路中感应电动势和灯泡的电阻。 （2）金属棒到达磁场边界时的速度的大小。 （3）金属棒穿越磁场区域的过程中，力的平均功率。 19. 如图所示，光滑水平面上固定质量为2m、倾角为θ的斜面 OAB，在斜面右侧有 n个质量均为 的物块，质量为m 的滑块从光滑斜面顶端A 由静止释放。 （1）求滑块到达斜面底端时的速度大小； （2）若斜面底端有一小圆弧，斜面和地面平滑连接。 ①所有的碰撞均为完全非弹性碰撞，求第n个物块的最终速度大小 ②所有的碰撞均为弹性碰撞，求第n个物块的最终速度大小 （3）水平面上靠近 B处有一固定竖直挡板，斜面不固定，滑块运动至斜面底端与水平面碰撞后，仅保留水平方向动量。物块与挡板碰撞后以原速率返回，此时改变滑块与水平面、斜面与水平面间的粗糙程度，斜面与水平面动摩擦因数 。要使滑块能追上斜面，求滑块与水平面间动摩擦因数的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南中学2024-2025学年度第2次半月考物理试题 （考试时间：90分钟） 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，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。 一、单选题（本题8小题，每小题3分，共24分；在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得3分，选错或不选得0分。） 1. 以下说法中符合科学史实的是（　　） A. 牛顿总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 B. 开普勒通过对行星运动规律的研究，进一步总结出了万有引力定律 C. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值 D. 爱因斯坦相对论的建立完全否定了牛顿经典力学理论 【答案】C 【解析】 【详解】A．行星按椭圆轨道运行的规律是开普勒总结的，牛顿提出万有引力定律和运动定律，故A错误； B．万有引力定律由牛顿发现，开普勒的贡献是行星运动三定律，故B错误； C．卡文迪什通过扭秤实验首次测定了万有引力常量，故C正确； D．相对论并未完全否定牛顿力学，经典力学在宏观、低速条件下仍适用，故D错误。 故选C。 2. 某动画电影中，为接应同伴，哪吒从地面上高高跃起。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，若哪吒离开地面时的速度大小为v、方向竖直向上，则哪吒跃起的最大高度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】若哪吒离开地面时速度大小为v、方向竖直向上，根据运动学公式可得 解得哪吒跃起的最大高度为 故选D。 3. 如图所示，足够长的水平面上，A、B两个小滑块用水平轻绳连接，在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉，则在B停下来之前，下列说法正确的是（　　） A. 两滑块组成的系统动量守恒 B. 两滑块组成的系统动量增大 C. 两滑块组成的系统机械能守恒 D. 两滑块组成的系统机械能减少 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设滑块A、B所受滑动摩擦力大小分别为、，取滑块运动方向为正方向 轻绳断掉之前，系统在水平恒力F作用下做匀速直线运动 则系统所受合外力 若轻绳突然断掉，则在B停下来之前，A加速，B减速 A所受的合外力 B所受的合外力 系统所受合外力 因此，两滑块组成的系统动量守恒，故A正确，B错误； CD．设轻绳断掉后物块A、B运动过程中的速度分别为、，合力做功功率分别为、 由得， 系统总功率 又 联立得 设从轻绳突然断掉到B停下来之前所用时间为t 由功能原理得 又 故 轻绳突然断掉，A加速，B减速，必有 故有 即两滑块组成的系统机械能不守恒，是增加的，故CD错误； 故选A。 4. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A. 两阴影部分的面积相等 B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 C. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 D. 探测器在Ⅰ轨道上的机械能小于在Ⅱ轨道上的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，探测器在同一轨道上，与中心天体的中心连线相等时间扫过相等的面积，图中两阴影部分在两个轨道上，面积不一定相等，A错误； B．探测器从Ⅱ轨道上变轨Ⅰ轨道上时，探测器在P点向前喷气，速度减小，故探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度，B正确； C．根据开普勒第三定律，半长轴越小，周期越小，故探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期，C错误； D．探测器从Ⅱ轨道上变轨Ⅰ轨道上时，探测器在P点向前喷气，克服阻力做功，机械能减小，故探测器在Ⅰ轨道上的机械能大于在Ⅱ轨道上的机械能，D错误。 故选B。 5. 以下关于分子动理论的说法中正确的是（　　） A. 物体的温度升高时，物体内所有分子的动能都变大了 B. 花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的 C. 的水凝结为的冰时，分子的平均动能不变，但物体的内能减少 D. 某气体的摩尔质量为M，密度为，阿伏伽德罗常数为，则该气体的分子体积为 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度是衡量分子平均动能的标志，物体的温度升高时，物体内所有分子的平均动能变大，但并不是所有分子的动能都变大了，故A错误； B．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体分子的无规则运动，从而碰撞花粉颗粒，使花粉颗粒受力不平衡而引起的，并不是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的，故B错误； C．温度是衡量分子平均动能的标志，因此的水凝结为的冰时，分子的平均动能不变，但在凝结过程中要向外放热，故而物体的内能减少，故C正确； D．该式表示的是气体的分子所占空间的体积，并不是气体分子的体积，气体分子的体积要远小于其所占空间的体积，故D错误。 故选C。 6. 炎热的夏日，高速公路上开车时，司机经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。则顺着光的传播路径，光传播的速度（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】距离路面越近，空气密度越小，折射率越小，根据可知，折射率越大，传播速度越小，所以顺着光的传播路径，光传播的速度应先增大后减小。 故选D。 7. 如图所示，质量为m的物体可视为质点以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　） A. 重力势能增加了 B. 机械能增加了mgh C. 动能损失了mgh D. 机械能损失了 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A错误。 BD．根据牛顿第二定律知 mgsin30°+f=ma 解得物体所受摩擦力的大小 f=mg 物体沿斜面上升的位移为2h，则克服摩擦力做功 Wf=f•2h=mgh 根据功能关系知机械能的减小量等于克服摩擦力做的功，为mgh，故B错误，D正确； C．由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，为 故C错误； 故选D 8. 如图，空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E。磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的匀速圆周运动。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。小油滴Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为3R的匀速圆周运动，小油滴Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（　　） A. 油滴a带电量的大小为 B. 油滴a做圆周运动的速度大小为 C. 小油滴Ⅰ做圆周运动的周期为 D. 小油滴Ⅱ做圆周运动的半径为R 【答案】D 【解析】 【详解】A．油滴a做圆周运动，故重力与电场力平衡，有 解得油滴a带电量的大小 故A错误； B．根据 联立解得油滴a做圆周运动的速度大小 故B错误； C．设小油滴Ⅰ的速度大小为，得 小油滴Ⅰ做圆周运动的周期 联立解得 故C错误； D．带电油滴a分离前后动量守恒，设分离后小油滴Ⅱ的速度为，取油滴a分离前瞬间的速度方向为正方向，得 联立解得小油滴Ⅱ的速度 由于分离后的小液滴受到的电场力和重力仍然平衡，则小油滴Ⅱ做圆周运动的半径 联立解得 故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。） 9. 康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分。这个现象称为康普顿效应，如图所示。康普顿用光子模型成功地解释了这种效应。他的基本思想是：X射线的光子不仅具有能量，也像其他粒子那样具有动量，X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律。下列分析正确的是（　　） A. 散射的光子波长大了，说明该光子的能量增大了 B. 散射的光子波长大了，说明该光子的能量减小了 C. 根据能量守恒定律，电子动能增大，光子能量一定减小 D. 根据动量守恒定律，电子动量发生了改变，说明光子一定有动量 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．散射的光子波长大了，则光子的频率小了，说明该光子的能量减小了，故A错误，B正确； C．根据能量守恒定律可知，碰撞后电子动能增大，光子能量一定减小，故C正确； D．根据动量守恒定律可知，电子动量发生了改变，说明光子的动量也发生了改变，则光子一定有动量，故D正确。 故选BCD。 10. 丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913年提出了自己的原子结构假说。如图所示为氢原子的电子轨道示意图，下列说法正确的是（　　） A. 电子离原子核越远，原子的总能量越小 B. 电子从能级跃迁到能级，电子的电势能增加，动能减少 C. 电子从能级跃迁到能级，电子电势能的减少量大于动能的增加量 D. 电子从能级跃迁到能级辐射的光子的能量比电子从能级跃迁到能级吸收的光子的能量大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电子离原子核越远，原子的总能量越大，故A错误； B．电子从能级跃迁到能级，电子的电势能增加，动能减少，总能量增加，故B正确； C．电子从能级跃迁到能级，电子的总能量减小，所以电势能的减少量大于动能的增加量，故C正确； D．电子从能级跃迁到能级辐射的光子的能量要小于电子从能级跃迁到能级吸收的光子的能量，故D错误。 故选BC。 11. 如图所示的振荡电路，已知某时刻电流的方向指向板，且正在增大，则此时（　　） A. 板带正电 B. 线圈两端电压在减小 C. 电容器正在充电 D. 电场能正在转化为磁场能 【答案】BD 【解析】 【详解】ACD．电流增大，则电容器在放电，B板带正电，电场能正在转化为磁场能，故AC错误，D正确； B．电容器两板间的电压减小，则线圈两端电压在减小，故B正确。 故选BD。 12. 质量为，半径为的半球静止地放置在光滑水平地面上，其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为的小滑块（可视为质点），开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑，小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角表示。已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 若半球在外力作用下始终保持静止，小滑块恰好脱离半球时对应角度的 余弦值 B. 若半球在外力作用下始终保持静止，小滑块恰好脱离半球时对应角度的余弦值 C. 若无外力作用，小滑块和半球组成的系统动量守恒 D. 若无外力作用，测得小滑块脱离半球时，则 【答案】BD 【解析】 详解】AB．对小滑块，从开始运动到恰好脱离半球时，由动能定理可得 小滑块做圆周运动，向心力满足 联立，解得 故A错误，B正确； C．若无外力作用，小滑块和半球组成的系统动量不守恒，只在水平方向上动量守恒，故C错误； D．设小滑块脱离半球时，半球速度大小为，小滑块相对半球速度大小为。水平方向动量守恒 整体机械能守恒 脱离前，小滑块相对半球做圆周运动，在脱离瞬间，只受重力作用，以半球（此瞬间为惯性系）为参考系，小滑块受力满足 联立可得 故D正确。 故选BD。 13. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能 B. 乙图可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，但带电粒子不能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中产生霍尔效应时，若载流子带负电，则稳定后D点电势比C点高 【答案】AB 【解析】 【详解】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 粒子的最大速度为 粒子的最大动能为 当回旋加速器的半径增大时，粒子的最大动能增大，故A正确； B．当磁流体发电机稳定时，带电粒子在A、B两极板间受到的电场力与洛伦兹力平衡，有 则电源电动势为 所以增加两板间距可以增大电源电动势，故B正确； C．粒子恰能沿直线匀速运动时，电场力与洛伦兹力平衡 改变电性时，电场力和洛伦兹力方向同时发生改变，仍然满足电场力与洛伦兹力平衡，故无法确定粒子的电性，故C错误； D．如果载流子带负电，根据左手定则可知，带负电的载流子向D偏转，则稳定时D板电势低，故D错误。 故选AB。 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共20分） 14. 如图所示装置可用来验证机械能守恒定律。长的轻绳一端拴住摆锤，另一端固定在点，在上边缘处放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动，水平位移为，平抛高度为，重力加速度为。 （1）用题中物理量表示摆锤在最低点的速度___________。 （2）为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒___________测定摆锤质量（填“需要”或“不需要”）。 【答案】（1） （2）不需要 【解析】 【小问1详解】 平抛运动，竖直方向为自由落体运动，有：， 运动时间为：， 水平方向匀速直线运动位移为：x=vt， 可得： 【小问2详解】 设摆锤质量为m，若在运动中机械能守恒，应满足 即 整理得 为了验证摆锤在摆到最低点前的运动中机械能守恒，不需要测定摆锤质量。 15. 物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题： （1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹___________，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。 （2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块与物块相连，绳与滑轮摩擦不计。给物块带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块，该过程可近似认为物块带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是___________ A. 纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B. 纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C. 纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变 D. 纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变 （3）为了测定物体所带电量，除、磁感应强度外，本实验还必须测量的物理量有___________ A. 物块的质量 B. 物块质量 C. 物块与木板间的动摩擦因数 D. 两物块最终的速度 （4）用重力加速度，磁感应强度、和所测得的物理量可得出的表达式为___________。 【答案】（1）间距相等 （2）D （3）BD （4） 【解析】 【小问1详解】 为消除摩擦力的影响，多次调整倾角θ，直至打出的纸带上点迹间距相等，测出此时木板与水平面间的倾角，记为，说明此时滑块做匀速直线运动。 【小问2详解】 设A的质量为M，B的质量为m，没有磁场时，由平衡条件可知 解得 当存在磁场时，以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律可得 由此式可知v和a是变量，其他都是不变的量，所以A、B一起做加速度减小的加速运动，直到加速度减为零后做匀速运动，即速度在增大，加速度在减小，最后速度不变。所以纸带上的点迹间距逐渐增加，说明速度增大；根据逐差公式 可知加速度减小，则相邻两点间的距离之差逐渐减小；匀速运动时，间距不变，综上可知D选项符合题意。 故选D。 【小问3详解】 根据 可得当加速度减为零时，速度最大，设最大速度为v，则有 把代入，联立解得 可知还必须测量的物理量有物块B的质量m、两物块最终的速度v，可知BD符合题意。 故选BD。 【小问4详解】 由（3）分析可知，q的表达式为 16. 某位同学组装一个简单的多用电表，可选用的器材有：电流表（量程10mA，内阻10Ω）；滑动变阻器R1(最大阻值500Ω)；定值电阻R2(阻值240Ω)；电池；红黑表笔和导线若干。 （1）如图甲所示虚线框内为该同学设计的多用表的电路图的一部分，选择开关接1时测量电流，接2时测量电阻，接3时测量电压，请将电路图补充完整_____。 （2）制作完成后，该多用表的表盘如图乙所示，下排刻度均匀，为中间刻度。当选择开关接3时，电表相当于一个量程为的电压表；此时指针指在图中所示位置，其读数为___________。 （3）为了测该多用电表欧姆挡的内电阻和表内电源的电动势，该同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏； ②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在处（半偏），此时电阻箱如图丙所示，则调零后多用电表欧姆挡的内部总电阻为___________； ③计算得到多用电表内电池的电动势为___________（保留2位有效数字）。 【答案】（1） （2）1.71##1.72##1.73##1.74 （3） ①. 200 ②. 2.0 【解析】 【小问1详解】 根据电表改装的原理，改成大量程的电压表，需要串联一个定值电阻；要改装成欧姆表，需要电路中有电源和滑动变阻器，故电路如图所示 【小问2详解】 如图所示，电流表的读数为，根据比例换算，电压值的大小为 【小问3详解】 [1][2]设改装后的电表欧姆档的内部电阻为，电动势为，当电流表满偏时， 当电流表指针指在C处时， 此时，可解得， 四、解答题（本大题共3小题，第16题10分，第17题10分，第18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。） 17. 一个滑雪的人，质量m=50kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾角θ=37°，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，已知sin37°=0.6，g=10m/s2，求： （1）滑雪人下滑的加速度； （2）滑雪人下滑时受到的阻力。 【答案】（1）4m/s2，方向沿斜面向下 （2）100N，方向沿斜面向上 【解析】 【小问1详解】 设滑雪的人下滑的加速度大小为a，根据位移时间关系可得 代入数据解得 方向沿斜面向下； 【小问2详解】 对人受力分析，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 方向沿斜面向上。 18. 如图甲所示，水平面上固定有两根足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的右端用导线连接灯泡，其额定电压为，左端垂直放置电阻的金属棒，在矩形区域内有竖直向上变化的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。导轨间距，磁场区域宽，导轨及导线电阻均不计。在时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力时，金属棒刚好到达边界，若从金属棒开始运动直到刚好到达边界的整个过程中灯泡始终正常发光，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）电路中感应电动势和灯泡的电阻。 （2）金属棒到达磁场边界时的速度的大小。 （3）金属棒穿越磁场区域的过程中，力的平均功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在的时间内： 由于灯泡与金属棒串联，电路中电流为： 灯泡两端的电压为 代入数据解得灯泡的电阻 【小问2详解】 在金属棒离开磁场区域前灯泡两端电压始终不变，则0.2s后电路中的电动势不变，所以金属棒在磁场中匀速运动，由 得金属棒在磁场区域匀速运动的速度为： 【小问3详解】 金属棒穿越磁场区域的过程中做匀速直线运动： 金属棒穿越磁场区域的过程中力的平均功率为：。 19. 如图所示，光滑水平面上固定质量为2m、倾角为θ的斜面 OAB，在斜面右侧有 n个质量均为 的物块，质量为m 的滑块从光滑斜面顶端A 由静止释放。 （1）求滑块到达斜面底端时的速度大小； （2）若斜面底端有一小圆弧，斜面和地面平滑连接。 ①所有的碰撞均为完全非弹性碰撞，求第n个物块的最终速度大小 ②所有的碰撞均为弹性碰撞，求第n个物块的最终速度大小 （3）水平面上靠近 B处有一固定竖直挡板，斜面不固定，滑块运动至斜面底端与水平面碰撞后，仅保留水平方向动量。物块与挡板碰撞后以原速率返回，此时改变滑块与水平面、斜面与水平面间的粗糙程度，斜面与水平面动摩擦因数 。要使滑块能追上斜面，求滑块与水平面间动摩擦因数的最大值。 【答案】（1） （2）①；② （3） 【解析】 【小问1详解】 对滑块，由动能定理得 解得 【小问2详解】 ①若是完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律则有 解得 ②若是弹性碰撞，设滑块第1次与第 n个物块相碰后的速度分别是v₀₁、v₁，根据动量守恒定律则有 根据能量守恒定理则有 联立解得 由于后面发生的都是弹性碰撞，所以物块1的最终速度为 ，之后滑块第2次与第n个物块发生弹性碰撞，设滑块与第 n个物块相碰后的速度分别是v₀₂、 v₂，根据动量守恒定律，则有 根据能量守恒定律，则有 解得 由于后面发生的都是弹性碰撞，物块2的最终速度为 ，第n个物块的最终速度 【小问3详解】 设滑块刚要滑到斜面底端时的水平速度为，竖直速度为，斜面体的速度为 水平方向动量守恒，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律则有 解得， 滑块从释放到滑到斜面底端，设滑块的水平位移大小为s₁，斜面体的水平位移大小为s₂，由于水平方向系统动量守恒，则有 整理可得 即 代入数据解得， 当滑块到达水平面运动到挡板时斜面向左继续运动了，问题简化为滑块在斜面后方的追击问题，当滑块与水平面间动摩擦因数的最大值时则有 解得 故滑块与水平面间动摩擦因数最大为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $