精品解析：浙江省卓越联盟2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

2024学年第二学期金华市卓越联盟5月阶段性联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分） 1. 日本拟向太平洋排放核废水引发国际社会的广泛关注与谴责。辐射的危害程度常用“当量剂量”这一物理量衡量，其国际单位是希沃特，记作Sv。每千克（kg）人体组织吸收1焦耳（J）为1希沃特。下列选项中用国际单位制的基本单位表达希沃特，正确的是（　　） A. m2/s2 B. W/kg C. J/kg D. m2/s 2. 下列物体或人可以看成质点的是（　　） A. 计算一高速列车通过一座铁路桥的时间 B. 研究绕地球运动“天宫二号”空间实验室的运行轨迹 C. 体操运动员在单杠比赛中的动作得分情况 D. 调整“墨子号”量子实验卫星的运行姿态时 3. 质量一定的某物体做匀加速直线运动，在相同的时间间隔内 A. 物体的位移相等 B. 物体动量的变化量相等 C. 合外力对物体做的功相等 D. 物体动能的变化量相等 4. 2024年6月1日，为我国月球探测器嫦娥6号在月球着陆。这次月球探测器成功登月为我国在2030年前实现航天员登陆月球奠定了坚实的基础。已知月球质量约是地球质量，半径约为地球半径，设在地球表面发射一颗人造地球卫星最小的发射速度为，将来我国航天员登上月球后在月球表面发射一颗月球卫星，最小的发射速度为为（　　） A. B. C. D. 5. 一只蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行，如图所示．下列说法中正确的是（ ） A. 葡萄枝对蜗牛的弹力一定不变 B. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能先变大后减小 C. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能一直减小 D. 葡萄枝对蜗牛的作用力大小和方向一直不变 6. 提水桶跑步是一种提物障碍跑，运动员提着装满水的水桶越过障碍到达终点，运动员奔跑过程中，下列说法正确的是（ ） A. 水的晃动频率与人跑步频率相同 B. 人的跑步频率越大，水的晃动幅度越大 C. 人的跑步频率越小，水的晃动幅度越大 D. 桶里水量越多，水晃动幅度越大 7. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接电阻为95.0Ω的灯泡，其某时刻工作情况如图乙所示，则（　　） A. 交流电压表在乙图时的示数为 B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 C. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J D. 线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势也为零 8. 如图所示，一均匀透明体上部分为半球、下部分为圆柱，半球的半径和圆柱上表面的半径均为R，圆柱高度为5R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，半球上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，r为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度），不计光的二次反射，该透明物质对光的折射率为（　　） A 1.33 B. 1.41 C. 1.67 D. 2.00 9. 如图所示，一列简谐横波从波源O点同时向左右两侧传播，右侧为介质Ⅰ，左侧为介质Ⅱ。已知波速分别为，，A、B分别是两介质中x轴上的质点，A质点平衡位置，B点（未画出）振动步调总是与A相反。时，波源O开始振动，振动方程为。下列说法正确的是（　　） A. 波在介质Ⅰ，Ⅱ中频率之比为 B. 质点A的振动方程为（） C. A、B两质点起振间隔的最短时间为0.2s D. 时，质点B经过的路程可能为1.5m 10. 电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，（），球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论效应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（　　） A. 电子束会聚到O点 B. 电子束运动方向 C 电子束运动方向 D. 电子通过界面动能增加了 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全选对的得4分。选对但不选全的得2分，有选错的得0分）。 11. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，图①为黑体辐射的实验规律示意图，图②为β衰变示意图，图③为光电效应实验中光电流与电压的关系示意图，图④为反应堆示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是（　　） A. 图①：可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B. 图②：β衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子 C. 图③：同种光照射同种金属，入射光越强，饱和光电流越大，电子最大初动能也越大 D. 图④：若要使链式反应速度变快，需要将镉棒插入深一些 12. 如图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙。图丙为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点和点，已知超声波的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 该超声波悬浮仪发出的超声波频率为340Hz B. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有7个节点 C. 经过，质点P沿x轴正方向移动3.4cm D. 拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 13. 光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧为由有界匀强电场和有界匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为h，复合场水平距离未知。电场强度为E、方向竖直向上，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，重力加速度为g，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌面边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界的中点射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为37°，，，下列说法正确的是（　　） A. 小球的初速度为或 B. 小球在复合场中运动的位移可能是4h C. 小球在复合场中运动的加速度可能是 D. 若小球一定不从复合场的下边界射出，则初速度应大于或小于 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本大题共3小题，共14分。 14. 在完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中： （1）如图甲所示，皮筋的一端用图钉固定，另一端用两只弹簧测力计通过细绳将结点拉到某一位置O点，标记好O点及拉力的方向，读出测力计的读数F1，F2，其中F2的读数如图乙所示，其读数为_________N。 （2）如图丙所示，用一根测力计将结点拉到O点，读出测力计的读数F，F即为F1，F2的合力，采用的科学方法是__________。通过作F1、F2与F的图示，探究合力与分力的关系。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 （3）在第二步时，忘记了标记F的方向，____________（填“能”或“不能”）根据皮筋的固定点与O点直接确定F的方向。 （4）关于本实验下列说法正确的是 ___________。 A． 在实验过程中，F1、F2最好要保持垂直 B． 实验时绳子尽量长一些的主要目的是为了测量力的大小更准确一些 C． 实验时，可以选择弹簧劲度系数不同的弹簧测力计来进行实验 D． 现在换用不同的F1、F2来重复上面的实验，O′点的位置可以与上一组实验中O点的位置不同 15. 如图所示为“研究电磁感应现象”实物连接图，闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转，则当电键闭合稳定后，将滑动变阻器的滑片P从a向b匀速滑动的过程中，灵敏电流计G指针的偏转情况是 （选填“向左偏转”、“向右偏转”、“不动”）；将线圈A从线圈C中拔出，则与缓慢拔出相比，快速拔出时灵敏电流计G的指针偏转角度 （选填“更大”、“更小”或“相同”）． 16. 用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路，傍晚天变黑，校园里的路灯自动亮起；早晨天亮时，路灯自动熄灭。选用的光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示（照度反应光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为）。图乙所示为校园路灯自动控制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220V交流电源给路灯供电。 （1）当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。为了实现根据光照情况控制路灯通断，路灯应接在_________接线柱上。 A. A、B B. B、C C. A、C （2）图中直流电源的电动势，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为400Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：（0~100Ω）、（0~1750Ω）、（0~17500Ω），要求天色渐暗照度降低至时点亮路灯，滑动变阻器应选择_________（填“”“”或“”）。 （3）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启。为了使路灯亮得更及时，应适当地_________（填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。 （4）小佳同学想利用乙图为自己家院子里的车库设计自动开门装置，当车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连接在_________（填“A、B”，“B、C”或“A、C”）接线柱上。 四、计算题：本大题共4小题，共44分。 17. 如图所示，一个长筒型导热薄壁注射器内有长度为L033cm的空气，将注射器竖直放在水银槽中，注射器底部与水银面平齐，现向上缓慢拉动质量不计的活塞，直到注射器内吸入高度h10cm的水银为止。此过程中水银槽中的液面高度可视为不变。已知大气压强p076cmHg1.0×105Pa，筒内横截面积为S03×10-4m2，环境温度不变，筒内气体可看作理想气体，忽略注射器前端突出部分的体积，注射器筒足够长。求： （1）向上缓慢拉动活塞过程中，单位时间撞击活塞底部的气体分子数______（选填“增多”、“减少”或“不变”）；气体与外界的热量交换为______（选填“吸热”或“放热”）； （2）吸入水银后注射器筒内空气柱的长度L1； （3）若水银柱上升过程中，拉力F对活塞做功，求筒内气体对活塞所做的功W。 18. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平。一质量为m，可看成质点的滑块从轨道上的A点由静止滑下。若传送带静止，滑块恰能运动到C点停止；当传送带以速度顺时针转动时，滑块到C点后做平抛运动，通过光滑圆弧装置EF无机械能损失地滑上静止在光滑水平地面上的长木板，长木板右端运动到H时与固定挡板碰撞粘连。长木板质量M=2m，板长l=6.5R，板右端到挡板的距离L在R<L<5R范围内取值，滑块与水平传送带、长木板间的动摩擦因数均为μ=0.5，挡板和长木板等高且上表面光滑，传送带右端点C距长木板上表面的高度h=4R，重力加速度大小为g，求： (1)传送带BC两点间的距离x； (2)传送带以速度顺时针转动时，试判断滑块离开C点前能否与传送带达到共速； (3)讨论滑块从滑上长木板到离开长木板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系。 19. 如图所示，甲图是游乐场的“空中摩托”设备示意图，为了缩短项目收尾时的制动时间，某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型、平行光滑金属导轨AG和DE、GC和EF的间距均为L，与水平面夹角均为θ，在最低点G、E平滑连接且对称固定于水平地面上，导轨的两端AD、CF间均接有阻值为R的电阻，在导轨的NMGE和GEKJ两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界MN和JK的离地高度均为h。现将“空中摩托”简化为电阻为r，质量为m，长为L的导体棒QT，它垂直导轨由离地为H的高度处从静止释放，若导体棒QT第一次到达GE时速度大小为v，第一次到达JK时速度恰好为0，假设整个过程QT均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计空气阻力和摩擦，重力加速度为g，求： （1）导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压大小； （2）导体棒QT从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量； （3）导体棒QT从静止释放后到它第一次到达JK的时间。 20. 在现代科技前沿的微观粒子研究领域，科研人员为了实现对带电粒子运动的精确操控，设计了一种特殊的实验装置。该装置主要用于研究特定带电粒子的运动特性，以便为新型粒子加速器、微观粒子成像等技术的发展提供理论支持和实验依据。在这个实验装置中，矩形区域ABCD边长分别为AB=16d、AD=8d， O、O'为AB、CD边的中点；ABCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场，每层的高度均为d，磁感应强度大小可调，方向垂直纸面沿竖直方向交替变化；CD右侧有强弱与ABCD相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里，质量为m、电荷量为+q的粒子从O 点射入磁场，初速度大小为y₀，方向与OO'夹角为θ=30°，粒子在纸面内运动，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）若粒子从O 开始沿图示轨迹运动且恰好到达O'，求所加磁场的磁感应强度的大小B₁； （2）若粒子从CD边离开磁场时与轴线OO'的距离小于d，求磁感应强度B的取值范围； （3）若磁感应强度 ，求能从CD边出射的粒子初速度方向与OO'夹角θ的范围； （4）粒子在（1）的情况下从O'射入CD右侧磁场时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子的轨迹刚好与磁场边界CD相切，求粒子从O'运动到相切点的时间t以及位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期金华市卓越联盟5月阶段性联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分） 1. 日本拟向太平洋排放核废水引发国际社会的广泛关注与谴责。辐射的危害程度常用“当量剂量”这一物理量衡量，其国际单位是希沃特，记作Sv。每千克（kg）人体组织吸收1焦耳（J）为1希沃特。下列选项中用国际单位制的基本单位表达希沃特，正确的是（　　） A. m2/s2 B. W/kg C. J/kg D. m2/s 【答案】A 【解析】 【详解】根据相应物理量单位之间的换算关系可得 故选A。 2. 下列物体或人可以看成质点的是（　　） A. 计算一高速列车通过一座铁路桥的时间 B. 研究绕地球运动的“天宫二号”空间实验室的运行轨迹 C. 体操运动员在单杠比赛中的动作得分情况 D. 调整“墨子号”量子实验卫星的运行姿态时 【答案】B 【解析】 【详解】A．计算列车通过铁路桥的时间时，列车的长度不可忽略，列车不可以看成质点，故A错误； B．研究“天宫二号”空间实验室的运行轨迹时，其形状和大小可以忽略不计，可以看成质点，故B正确； C．体操运动员在单杠比赛中的动作得分情况，运动员的形状和大小不可以忽略不计，不可以看成质点，故C错误； D．调整“墨子号”量子实验卫星的运行姿态时，其形状和大小不可以忽略不计，不可以看成质点，故D错误。 故选B。 3. 质量一定的某物体做匀加速直线运动，在相同的时间间隔内 A. 物体的位移相等 B. 物体动量的变化量相等 C. 合外力对物体做的功相等 D. 物体动能的变化量相等 【答案】B 【解析】 【详解】AC．物体做匀加速直线运动，在相同的时间间隔内物体的位移逐渐增大，所受合力恒定为F，由功的公式W=FL知道，在相同的时间间隔内经过的位移增大，故F做功增大。故AC错误。 B．根据动量定理得：△P=Ft，F、t相等，则△P相等，即物体动量的变化量相等。故B正确； D．因相同的时间间隔内经过的位移增大，故F做功增大，由动能定理可知动能的变化量增大，故D错误。 故选B。 4. 2024年6月1日，为我国月球探测器嫦娥6号在月球着陆。这次月球探测器成功登月为我国在2030年前实现航天员登陆月球奠定了坚实的基础。已知月球质量约是地球质量，半径约为地球半径，设在地球表面发射一颗人造地球卫星最小的发射速度为，将来我国航天员登上月球后在月球表面发射一颗月球卫星，最小的发射速度为为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对于地球卫星 可得人造地球卫星最小的发射速度为 同理可得月球卫星最小的发射速度为 则有 可得 故选C。 5. 一只蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行，如图所示．下列说法中正确的是（ ） A. 葡萄枝对蜗牛的弹力一定不变 B. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能先变大后减小 C. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能一直减小 D. 葡萄枝对蜗牛的作用力大小和方向一直不变 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行，可以认为其受力平衡，对某一状态（设蜗牛所处位置的切线与水平面夹角为）进行受力分析，可得 依题意，夹角先变小再变大，所以葡萄枝对蜗牛的弹力先变大再变小，葡萄枝对蜗牛的摩擦力先变小再变大。故ABC错误； D．根据三力平衡特点可知，葡萄枝对蜗牛的作用力与其重力等大反向，即葡萄枝对蜗牛的作用力大小和方向一直不变。故D正确。 故选D。 6. 提水桶跑步是一种提物障碍跑，运动员提着装满水的水桶越过障碍到达终点，运动员奔跑过程中，下列说法正确的是（ ） A. 水的晃动频率与人跑步频率相同 B. 人的跑步频率越大，水的晃动幅度越大 C. 人的跑步频率越小，水的晃动幅度越大 D. 桶里水量越多，水晃动幅度越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．运动员提水匀速运动过程中，由于运动员行走时，对水桶有力的作用，使水受到驱动力作用发生受迫振动，而受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，即水晃动的频率等于运动员的步频，与桶里水量的多少无关，故A正确； BCD．结合上述，水桶里的水做受迫振动，当运动员的步频接近水桶里的水的固有频率时，水晃动的幅度增大，当运动员的步频等于水桶里的水的固有频率时，发生共振，水晃动的幅度达到最大，故BCD错误。 故选A。 7. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接电阻为95.0Ω的灯泡，其某时刻工作情况如图乙所示，则（　　） A. 交流电压表在乙图时的示数为 B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 C. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J D. 线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势也为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．交流电压表的示数为交流电的有效值，则电压表在乙图时的示数为，A错误； B．交流电的周期为T=0.02s，周期内电流方向改变2次，可知电路中的电流方向每秒钟改变100次，B错误； C．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，C正确； D．线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，可知线框的感应电动势最大，D错误。 故选C。 8. 如图所示，一均匀透明体上部分为半球、下部分为圆柱，半球的半径和圆柱上表面的半径均为R，圆柱高度为5R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，半球上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，r为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度），不计光的二次反射，该透明物质对光的折射率为（　　） A 1.33 B. 1.41 C. 1.67 D. 2.00 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，半球上发光部分的表面积 解得 则距离球冠的顶端的位置为发生全反射的临界位置。根据勾股定理可知任一全反射的点距离光源 设临界状态入射角为，根据余弦定理可知 故，。根据全反射规律可知 解得 故选B。 9. 如图所示，一列简谐横波从波源O点同时向左右两侧传播，右侧为介质Ⅰ，左侧为介质Ⅱ。已知波速分别为，，A、B分别是两介质中x轴上的质点，A质点平衡位置，B点（未画出）振动步调总是与A相反。时，波源O开始振动，振动方程为。下列说法正确的是（　　） A. 波在介质Ⅰ，Ⅱ中的频率之比为 B. 质点A的振动方程为（） C. A、B两质点起振间隔的最短时间为0.2s D. 时，质点B经过的路程可能为1.5m 【答案】B 【解析】 【详解】A．波在介质Ⅰ，Ⅱ中的传播周期与波源振动周期相同，即频率相同，故波在介质Ⅰ，Ⅱ中的频率之比为1∶1，故A错误； B．题意可知，波传播到A质点用时 质点A比波源晚0.5s起振，故A质点振动方程为（） 整理得（），故B正确； C．由振动方程可知 解得周期 B点振动步调总是与A相反，A、B两质点起振间隔的最短时间为，故C错误； D．波源与A的振动情况相反，B点振动步调总是与A相反，则B振动步调总与波源相同，t=1s时波源振动次数为次 则质点B的振动次数为n=0，1，2，3，4，则质点B的经过的路程为（n=0，1，2，3，4） 当n取3时，则，当n取4时，则 即质点B经过的路程不可能为1.5m，故D错误。 故选B。 10. 电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，（），球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论效应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（　　） A. 电子束会聚到O点 B. 电子束运动方向 C. 电子束运动方向 D. 电子通过界面动能增加了 【答案】C 【解析】 【详解】D．电子穿过界面的过程中，根据动能定理：ΔEk=W=eU=e（φ2-φ1），故D错误； ABC．设电子穿过界面后的速度为v2，该过程根据动能定理有 上式变形解得： 由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面切线方向速度不变。则v1sinθ1=v2sinθ2 如图所示 变形后得到 所以θ1＞θ2，电子束不会聚到O点，故AB错误，C正确。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全选对的得4分。选对但不选全的得2分，有选错的得0分）。 11. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，图①为黑体辐射的实验规律示意图，图②为β衰变示意图，图③为光电效应实验中光电流与电压的关系示意图，图④为反应堆示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是（　　） A. 图①：可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B. 图②：β衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子 C. 图③：同种光照射同种金属，入射光越强，饱和光电流越大，电子最大初动能也越大 D. 图④：若要使链式反应速度变快，需要将镉棒插入深一些 【答案】B 【解析】 【详解】A．黑体辐射的辐射强度按波长的分布只与温度有关，随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误； B．β衰变的实质是原子核内的中子释放电子转化为质子，故B正确； C．入射光越强，含有的光子数越多，则饱和电流越大，根据光电效应方程 电子的最大初动能与入射光频率有关，与入射光的强度无关，故C错误； D．镉棒吸收中子的能力很强，若要使链式反应速度变快，需要将镉棒插入浅一些，故D错误。 故选B。 12. 如图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙。图丙为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点和点，已知超声波的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 该超声波悬浮仪发出的超声波频率为340Hz B. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有7个节点 C. 经过，质点P沿x轴正方向移动3.4cm D. 拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该超声波波长为，根据波长、波速和频率的关系，悬浮仪发出的超声波频率为，故A错误； B．设距离点处为减弱点，则 代入可知，，， 同理点右侧有3个振动减弱点，即两列波叠加稳定后，、之间（不包括、）共有7个节点，故B正确； C．质点只在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误； D．拔出图乙线圈中的铁芯，则减小，根据LC振荡电路的频率公式 可知振动频率变大，波长减小，则可以增加悬浮仪中的节点个数，故D正确。 故选BD。 13. 光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧为由有界匀强电场和有界匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为h，复合场水平距离未知。电场强度为E、方向竖直向上，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，重力加速度为g，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌面边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界的中点射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为37°，，，下列说法正确的是（　　） A. 小球的初速度为或 B. 小球在复合场中运动的位移可能是4h C. 小球在复合场中运动的加速度可能是 D. 若小球一定不从复合场的下边界射出，则初速度应大于或小于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．已知小球比荷 则 重力与电场力平衡，小球仅受洛伦兹力做匀速圆周运动，由 得 小球从下边界中点射出，速度与下边界夹角为，分两种几何情况： 圆心在复合场下边界下方，由几何关系，竖直方向满足 可得 则有初速度 圆心在复合场下边界上方，由几何关系，竖直方向满足 可得 则有初速度 因此，小球的初速度为或，A正确； B．小球在复合场中运动的位移可能是 或者 B错误； C．小球做匀速圆周运动，向心加速度 将代入，得 取初速度 代入得 则小球在复合场中运动的加速度可能是，C正确； D．若小球一定不从复合场的下边界左侧射出，则 可知 当粒子以半径为从中点射出复合场时，此时复合场的长度为 若从复合场右下边缘射出，则 解得 可得小球一定不从复合场的下边界射出，则 解得初速度为 若小球一定不从复合场的下边界射出，则初速度或 D错误 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本大题共3小题，共14分。 14. 在完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中： （1）如图甲所示，皮筋的一端用图钉固定，另一端用两只弹簧测力计通过细绳将结点拉到某一位置O点，标记好O点及拉力的方向，读出测力计的读数F1，F2，其中F2的读数如图乙所示，其读数为_________N。 （2）如图丙所示，用一根测力计将结点拉到O点，读出测力计的读数F，F即为F1，F2的合力，采用的科学方法是__________。通过作F1、F2与F的图示，探究合力与分力的关系。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 （3）在第二步时，忘记了标记F的方向，____________（填“能”或“不能”）根据皮筋的固定点与O点直接确定F的方向。 （4）关于本实验下列说法正确的是 ___________。 A． 在实验过程中，F1、F2最好要保持垂直 B． 实验时绳子尽量长一些的主要目的是为了测量力的大小更准确一些 C． 实验时，可以选择弹簧劲度系数不同的弹簧测力计来进行实验 D． 现在换用不同的F1、F2来重复上面的实验，O′点的位置可以与上一组实验中O点的位置不同 【答案】 ①. 1.01 ②. B ③. 能 ④. CD 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]最小分度为0.1N，再往下估读一位，故F2的读数为1.01N。 (2)[2]该实验采用的科学方法是等效替代法，B正确。 故选B。 (3)[3]用一根测力计将结点拉到O点，拉力的方向与此时的皮筋必然在同一直线上，故能根据皮筋的固定点与O点直接确定F的方向。 (4)[4]A．在实验过程中，F1、F2间的夹角适当（不要太大也不要太小）就好，不必刻意垂直，A错误； B．实验时绳子尽量长一些主要目的是为了更准确的确定拉力的方向，B错误； C．实验时，可以选择弹簧劲度系数不同的弹簧测力计来进行实验，只要读数准确即可，C正确； D．现在换用不同的F1、F2来重复上面的实验，O′点的位置可以与上一组实验中O点的位置不同，只要同一组实验中O点位置相同即可，D正确。 故选CD。 15. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实物连接图，闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转，则当电键闭合稳定后，将滑动变阻器的滑片P从a向b匀速滑动的过程中，灵敏电流计G指针的偏转情况是 （选填“向左偏转”、“向右偏转”、“不动”）；将线圈A从线圈C中拔出，则与缓慢拔出相比，快速拔出时灵敏电流计G的指针偏转角度 （选填“更大”、“更小”或“相同”）． 【答案】向左偏转，更大 【解析】 【详解】[1][2]将滑动变阻器的滑片P从a向b匀速滑动的过程中，接入电路的电阻减小，则电流增大，导致穿过线圈C的磁通量增大，根据闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转，可知，灵敏电流表的指针向左偏；快速拔出时产生的感应电动势较大，灵敏电流计G的指针偏转角度更大。 16. 用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路，傍晚天变黑，校园里的路灯自动亮起；早晨天亮时，路灯自动熄灭。选用的光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示（照度反应光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为）。图乙所示为校园路灯自动控制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220V交流电源给路灯供电。 （1）当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。为了实现根据光照情况控制路灯通断，路灯应接在_________接线柱上。 A. A、B B. B、C C. A、C （2）图中直流电源的电动势，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为400Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：（0~100Ω）、（0~1750Ω）、（0~17500Ω），要求天色渐暗照度降低至时点亮路灯，滑动变阻器应选择_________（填“”“”或“”）。 （3）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启。为了使路灯亮得更及时，应适当地_________（填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。 （4）小佳同学想利用乙图为自己家院子里的车库设计自动开门装置，当车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连接在_________（填“A、B”，“B、C”或“A、C”）接线柱上。 【答案】（1）A （2） （3）增大 （4）B、C 【解析】 【分析】 【小问1详解】 天亮时照度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电流增大，磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，灯熄灭，故灯泡应接在A、B之间。 故选A。 【小问2详解】 要求天色渐暗照度降低至时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值约为。 由闭合电路欧姆定律可知，此时的滑动变阻器的阻值约为，故滑动变阻器应选择。 【小问3详解】 使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启，说明此时控制电路的电流较大，总电阻较小，所以为使路灯亮得更及时，应适当地增大滑动变阻器的电阻。 【小问4详解】 车灯照到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，控制电路部分的电流增大，此时电动机启动，故将开门电动机连接在B、C接线柱上满足题意。 【点睛】 四、计算题：本大题共4小题，共44分。 17. 如图所示，一个长筒型导热薄壁注射器内有长度为L033cm的空气，将注射器竖直放在水银槽中，注射器底部与水银面平齐，现向上缓慢拉动质量不计的活塞，直到注射器内吸入高度h10cm的水银为止。此过程中水银槽中的液面高度可视为不变。已知大气压强p076cmHg1.0×105Pa，筒内横截面积为S03×10-4m2，环境温度不变，筒内气体可看作理想气体，忽略注射器前端突出部分的体积，注射器筒足够长。求： （1）向上缓慢拉动活塞过程中，单位时间撞击活塞底部气体分子数______（选填“增多”、“减少”或“不变”）；气体与外界的热量交换为______（选填“吸热”或“放热”）； （2）吸入水银后注射器筒内空气柱的长度L1； （3）若水银柱上升过程中，拉力F对活塞做功，求筒内气体对活塞所做的功W。 【答案】（1） ①. 减少 ②. 吸热 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]向上缓慢拉动活塞过程中，为等温过程，气体体积增大，压强减小，故知单位时间撞击活塞底部的气体分子数减少； [2]向上缓慢拉动活塞过程中，气体对外界做功 温度不变 根据热力学第一定律 知 故气体与外界的热量交换为吸热。 【小问2详解】 原来筒内气体 后来筒内气体 对于等温过程根据玻意耳定律 解得 【小问3详解】 活塞上升的高度为 气体对活塞做功 解得 18. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平。一质量为m，可看成质点的滑块从轨道上的A点由静止滑下。若传送带静止，滑块恰能运动到C点停止；当传送带以速度顺时针转动时，滑块到C点后做平抛运动，通过光滑圆弧装置EF无机械能损失地滑上静止在光滑水平地面上的长木板，长木板右端运动到H时与固定挡板碰撞粘连。长木板质量M=2m，板长l=6.5R，板右端到挡板的距离L在R<L<5R范围内取值，滑块与水平传送带、长木板间的动摩擦因数均为μ=0.5，挡板和长木板等高且上表面光滑，传送带右端点C距长木板上表面的高度h=4R，重力加速度大小为g，求： (1)传送带BC两点间的距离x； (2)传送带以速度顺时针转动时，试判断滑块离开C点前能否与传送带达到共速； (3)讨论滑块从滑上长木板到离开长木板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系。 【答案】(1)2R；(2)滑块与传送带能共速；(3) 或者 【解析】 【详解】(1)由题知，滑块从A到B、B到C，由动能定理得 联立解得 (2)小滑块到B点的速度大于传送带速度， 据牛顿第二定律可得 滑块的位移 故滑块与传送带能共速； (3)滑块与传送带共速后，以的速度离开传送带，由机械能守恒定律得 设长木板与滑块达到共同速度时，位移分别为， 由动量守恒定律知 由动能定理知 联立解得 滑块相对长木板的位移 即滑块与长木板达到共同速度时，物块未离开滑板。 滑块滑到木板右端时，若， 得 若 得 19. 如图所示，甲图是游乐场的“空中摩托”设备示意图，为了缩短项目收尾时的制动时间，某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型、平行光滑金属导轨AG和DE、GC和EF的间距均为L，与水平面夹角均为θ，在最低点G、E平滑连接且对称固定于水平地面上，导轨的两端AD、CF间均接有阻值为R的电阻，在导轨的NMGE和GEKJ两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界MN和JK的离地高度均为h。现将“空中摩托”简化为电阻为r，质量为m，长为L的导体棒QT，它垂直导轨由离地为H的高度处从静止释放，若导体棒QT第一次到达GE时速度大小为v，第一次到达JK时速度恰好为0，假设整个过程QT均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计空气阻力和摩擦，重力加速度为g，求： （1）导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压大小； （2）导体棒QT从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量； （3）导体棒QT从静止释放后到它第一次到达JK的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒QT从静止释放到第一次经过MN的过程，由机械能守恒定律得 解得 导体棒QT第一次经过MN时产生的感应电动势为 导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压为 （2）由于电磁感应产生电流，从而使QT的重力势能mgH全部转化为焦耳热，考虑到电路结构，故QT上的发热量为 （3）下滑阶段，由动量定理得 上滑阶段，由动量定理得 又 q1是下滑阶段通过QT的电荷量，q2是上滑阶段通过QT的电荷量。根据 知 q1=q2 所以解得 20. 在现代科技前沿的微观粒子研究领域，科研人员为了实现对带电粒子运动的精确操控，设计了一种特殊的实验装置。该装置主要用于研究特定带电粒子的运动特性，以便为新型粒子加速器、微观粒子成像等技术的发展提供理论支持和实验依据。在这个实验装置中，矩形区域ABCD边长分别为AB=16d、AD=8d， O、O'为AB、CD边的中点；ABCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场，每层的高度均为d，磁感应强度大小可调，方向垂直纸面沿竖直方向交替变化；CD右侧有强弱与ABCD相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里，质量为m、电荷量为+q的粒子从O 点射入磁场，初速度大小为y₀，方向与OO'夹角为θ=30°，粒子在纸面内运动，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）若粒子从O 开始沿图示轨迹运动且恰好到达O'，求所加磁场的磁感应强度的大小B₁； （2）若粒子从CD边离开磁场时与轴线OO'的距离小于d，求磁感应强度B的取值范围； （3）若磁感应强度 ，求能从CD边出射的粒子初速度方向与OO'夹角θ的范围； （4）粒子在（1）的情况下从O'射入CD右侧磁场时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子的轨迹刚好与磁场边界CD相切，求粒子从O'运动到相切点的时间t以及位移大小。 【答案】（1） （2） （3）发射角在+ 75°到- 75°之间的粒子均可从 边射出。 （4） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系得 根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 若粒子从CD边离开磁场时与轴线OO' 距离小于d，则粒子在离开磁场前不能进入第二层磁场，临界情况为轨迹与第一、二层磁场边界相切。设轨迹半径为 ，由几何关系得 根据牛顿第二定律 联立解得 因此应满足 【小问3详解】 当 ，由 得。 先考虑临界情况：设粒子恰好到达点，由几何关系及运动对称性可得， 与竖直正方向夹角为15°，即与夹角为30°时符合题设要求，粒子经过第一层磁场过程中沿 方向前进了，之后经过各层磁场与经过第一层磁场类似，最终到达点。考虑运动的对称性，与竖直负方向夹角为15°时的情况与上一种情况类似，最终到达点。经分析可知发射角在+ 75°到- 75°之间的粒子均可从边射出。 【小问4详解】 粒子在磁场中转动的周期 可知运动的周期与速度大小无关，粒子在磁场中旋转的圆心角为 粒子从 点运动到相切点的时间 取一小段时间，对粒子在水平的 方向上列动量定理 由于 因此 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $