精品解析：浙江省金华市卓越联盟2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

2024学年第二学期浙江北斗星盟阶段性联考 高二年级物理学科试题 命题学校：元济高级中学魏俊枭浦江中学陈明达审题学校：鲁迅中学 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. 华为的WiFi6+路由器采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每赫兹（W/Hz），改用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. N·m/s B. J/s2 C. kg·m2/s3 D. kg·m2/s2 2. 2024年11月12日，第十五届中国国际航空航天博览会在珠海国际航展中心隆重举行，当天我国中型隐身多用途战斗机歼-35A惊喜亮相，歼-35A战机采用了先进的飞行控制系统和高推重比发动机，其最大飞行速度可达2.2马赫（音速的2.2倍），总载弹量超过8吨，最大航程为3000km。下列说法正确的是（　　） A. 2024年11月12日是指时间间隔 B. 2.2马赫指歼-35A的飞行平均速度 C. 研究歼-35A的翻转过程可以将其视为质点 D. 3000km指的是歼-35A飞行的位移大小 3. 下列四幅插图中包含的物理思想正确的是（　　） A. 图甲采用了转化法 B. 图乙采用了放大思想方法 C 图丙采用了控制变量法 D. 图丁采用了等效法 4. 如图所示，机器狗帮助运送货物爬山，下列说法正确的是（　　） A. 地面对机器狗的支持力大小一定等于机器狗和货物的重力大小 B. 机器狗对地面的压力与地面对机器狗的支持力是一对平衡力 C. 机器狗对地面的压力是由于机器狗发生形变产生的 D. 机器狗对地面的压力和机器狗的重力是同一种力 5. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N关于y轴对称，下列说法正确的是（　　） A. DNA分子可能带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. M点的电势与N点的电势相等 D. DNA分子在M点的电势能比在N点大 6. 体育课上，某同学在进行原地纵跳摸高训练。已知该同学的质量m=60kg，原地静止站立（不起跳）摸高为2.16m，训练过程中，该同学先下蹲，重心下降0.45m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.61m的高度。起跳过程看成匀变速运动，全程忽略空气阻力影响，g取10m/s²。则（　　） A. 从开始起跳到双脚落回地面需要0.6s B. 起跳过程中该同学对地面的压力为1200N C. 该同学起跳后到上升到最高点一直处于超重状态 D. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小。 7. 如图所示，中星26为我国首颗超百Gbps容量高通量地球静止轨道通信卫星，某时刻中星26与椭圆轨道侦察卫星恰好位于C、D两点，两星轨道相交于A、B两点，C、D连线过地心，D点为远地点，两卫星运行周期都为T。下列说法正确的是（　　） A. 中星26与侦察卫星可能在A点或B点相遇 B. 中星26在B点的加速度大于侦察卫星在A点的加速度 C. 中星26在C点的线速度v1大于侦察卫星在D点的线速度 D. 相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积等于侦察卫星与地球的连线扫过的面积 8. 如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B在t=0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律为F=kt的垂直于斜面的作用力，x、v、f和E分别表示物块位移、速度、所受的摩擦力和机械能，下列图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一。如图所示，一款新能源车装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A. 快充充电桩的平均充电电流为 B. 电池组充满电后储存的电荷量为Nq C. 单块电池充满电后储存的电能为qU D. 电池组充满电后的续航里程为 10. 如图所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长 6R的正方形，棱镜高为 2R，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源。已知该材料的折射率为 且只有上表面为光学面，则有光射出的上表面形状（用阴影表示） 为（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面，下图圆形虚线的半径为R）（ ） A. B. C. D. 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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙，与B间的摩擦因数μ=0.2）和滑块C，滑块B置于A的左端，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（碰撞时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次到达共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。下列说法正确的是（　　） A. A、C碰撞时A、B、C系统动量守恒 B. A、C发生碰撞后的瞬间A的速度为2m/s，C的速度为3m/s C. 为了保证滑块B不掉落，木板A的长度至少为1.5m D. 整个过程中由摩擦产生的热量为12J 12. 如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻不计的矩形线圈，绕OO'轴在磁感应强度为B，方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，原线圈接有定值电阻R1，副线圈接有定值电阻R2和滑动变阻器R3，下列判断正确的是（　　） A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B. 在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1和V2示数不变，V3的示数变大 C. 在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D. 矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电阻R1的电荷量为0 13. 如图所示，甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25cm/s，两列波在t=0时的部分波形如图所示，a为介质中的一点。关于这两列波，下列说法正确的是（　　） A. 两列波在空间相遇时不能发生干涉 B. 质点a的振动图像为简谐振动 C. t=0时，偏离平衡位置距离为16cm的质点间的最短距离为300cm D. 经过0.1秒，空间中第二次出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．用游标卡尺测出遮光条的宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； E．用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块（含遮光条）的质量M。 F．改变滑块释放的位置，重复步骤C、D，测出多组l和t。 已知当地的重力加速度为g，请回答下列问题： （1）在滑块从静止释放运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为___________，系统的动能增加量为___________。 （2）若用图像法处理实验数据，根据数据所描绘出的图像是一条倾斜直线，应该采用下列哪种图像___________。 A. l-t B. l-t2 C. D. （3） 用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度d=___________cm。 （4）下列操作，有助于减小该实验产生的系统误差的是___________（多选） A. 给气垫导轨左端的滑轮加些润滑油 B. 选用更加平直的气垫导轨，气泵供应的气体压力充足 C. 选用弹性更好的绳子连接滑块和托盘 D. 用游标卡尺在遮光条的不同部位测量宽度，取各次宽度的平均值作为d 15. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从“-”（最左侧的）接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”（中间的）或“G1”（最右侧的）接线柱流入，指针右偏。如图1所示是闭合开关S瞬间指针偏转角度最大的时刻。 （1）闭合开关S，稳定后将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，则灵敏电流表指针___________（填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）。 （2）只做以下改变，一定会增大闭合开关S瞬间指针的最大偏转角度的是___________。（多选） A. 将电源由2节干电池串联换成3节新干电池串联 B. 将小线圈N中的铁芯拔去 C. 将滑动变阻器滑片向左移动一小段距离 D. 将导线从接线柱G1移接至接线柱G0 16. 利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 （1）已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 （2）某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 （3）若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 17. 如图为某温度警报器的原理图，竖直放置的导热汽缸内用质量横截面积s=1上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体。当缸内气体的温度时，活塞下表面与汽缸底部的距离上表面与a、b两触点的距离当环境温度上升，活塞缓慢上移至卡口处时恰好触发报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为重力加速度大小试求： （1）活塞缓慢上移的过程中，气体分子对器壁单位面积上的作用力___________（填“变大”“变小“或“不变”），气体分子热运动的平均动能___________（填“变大”“变小“或“不变”）； （2）计算温度警报器报警时的最低温度； （3）当环境温度从240K缓慢升高到报警的最低温度时，缸内气体吸收的热量为4.32J，求此过程中缸内气体内能的变化量。 18. 如图为某游戏装置示意图，右侧小球被一根不可伸长的轻绳连着，在竖直面内运动，每次释放小球轻绳都处于绷紧状态，改变释放角度，使小球以不同的速度在B点与木块发生碰撞，碰撞过程不考虑能量损失。已知小球质量木块质量，地面与左侧圆轨道均光滑，圆轨道的半径右侧绳长小球和木块均可视为质点。试求： （1）若木块恰好通过最高点D，则经过最低点C时对轨道的压力大小； （2）当小球从的位置静止释放，与木块碰撞后木块的速度大小；（已知绳子绷紧瞬间小球只保留垂直于绳方向的速度） （3）若BC距离为1m，且动摩擦因数，试求木块不脱离圆轨道时，碰撞前小球的速度范围。 19. 如图所示，在y>0区域存在方向垂直xOy平面向里、大小为B的匀强磁场。坐标原点处有一电子发射源，单位时间发射n个速率均为v的电子，这些电子均匀分布于xOy平面y轴两侧角度θ各为的范围内。在x轴的正下方放置平行于y轴、足够长的金属板M和N（极板厚度不计），两板分别位于和处，N板接地，两板间通过导线连接有电动势可调节的电源E和灵敏电流计G。沿y轴正方向入射的电子，恰好能从x=2D处进入极板间。已知电子的电荷量为e，整个装置处于真空中，不计重力，忽略电子间的相互作用。试求： （1）电子的质量； （2）进入两金属板之间的电子，在磁场中运动时间的最大值； （3）若用m表示电子的质量，打在金属板N上的电子直接导入大地，打在金属板M上的所有电子通过电流计导入大地，均不影响金属板的电压，则当和流过灵敏电流计G的电流。 20. 如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨PQO和在O点用绝缘材料连接（连接点大小不计），通过单刀双掷开关S与恒流源、定值电阻R形成电路。导轨PQ与平行，间距为1m；为等腰三角形，顶角为虚线、间距为0.5m且均与导轨PQ垂直，虚线与导轨围成的矩形和内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为1T。甲、乙为导体棒，甲静止在虚线处，乙静止在虚线右侧附近，虚线到单刀双掷开关、虚线到的距离均足够长，且虚线到的导轨表面覆盖了光滑绝缘涂层。已知甲的质量为1kg，乙的质量为甲的k倍，甲棒接入电路的阻值和定值电阻R的阻值均为2Ω，其余电阻不计。初始时开关S接1，恒流源使甲中的电流始终为1A，当甲滑过时立即将开关改接2并保持不变，甲乙发生弹性碰撞后，甲可以向左滑过（此时乙还未到达甲、乙都始终与导轨接触良好且平行于虚线试求： （1）甲向右通过时的速度大小； （2）若甲向左恰好穿过则k大小； （3）若，则甲向左运动过程R上产生的热量； （4）为确保乙向右滑过O点，则k的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期浙江北斗星盟阶段性联考 高二年级物理学科试题 命题学校：元济高级中学魏俊枭浦江中学陈明达审题学校：鲁迅中学 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. 华为的WiFi6+路由器采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每赫兹（W/Hz），改用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. N·m/s B. J/s2 C. kg·m2/s3 D. kg·m2/s2 【答案】D 【解析】 【详解】功率谱密度的单位为瓦特每赫兹（W/Hz）。瓦特（W）的国际单位制基本单位表示为 赫兹（Hz）的单位为每秒（s⁻¹）。因此，W/Hz的单位为。 故选D。 2. 2024年11月12日，第十五届中国国际航空航天博览会在珠海国际航展中心隆重举行，当天我国中型隐身多用途战斗机歼-35A惊喜亮相，歼-35A战机采用了先进的飞行控制系统和高推重比发动机，其最大飞行速度可达2.2马赫（音速的2.2倍），总载弹量超过8吨，最大航程为3000km。下列说法正确的是（　　） A. 2024年11月12日是指时间间隔 B. 2.2马赫指歼-35A的飞行平均速度 C. 研究歼-35A的翻转过程可以将其视为质点 D. 3000km指的是歼-35A飞行的位移大小 【答案】A 【解析】 【详解】A．2024年11月12日是指那一天，是时间间隔，故A正确； B．2.2马赫指歼-35A一个瞬间的最大速度，为瞬时速度值，故B错误； C．研究歼-35A的翻转过程，不能忽略其大小和形状，不可以将其视为质点，故C错误； D．3000km指的是歼-35A飞行的实际轨迹的长度，是路程大小，故D错误。 故选A。 3. 下列四幅插图中包含的物理思想正确的是（　　） A. 图甲采用了转化法 B. 图乙采用了放大思想方法 C. 图丙采用了控制变量法 D. 图丁采用了等效法 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲采用了微小量放大法，故A错误； B．图乙采用了放大思想方法，故B正确； C．图丙在研究力和运动的关系时，伽利略运用了理想斜面模型结合逻辑推论，故C错误； D．图丁采用了控制变量法，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，机器狗帮助运送货物爬山，下列说法正确的是（　　） A. 地面对机器狗的支持力大小一定等于机器狗和货物的重力大小 B. 机器狗对地面的压力与地面对机器狗的支持力是一对平衡力 C. 机器狗对地面的压力是由于机器狗发生形变产生的 D. 机器狗对地面的压力和机器狗的重力是同一种力 【答案】C 【解析】 【详解】A．只有当机器狗匀速爬山时，地面对机器狗的支持力大小等于机器狗和货物的重力大小；加速或减速爬山时，地面对机器狗的支持力大小不等于机器狗和货物的重力大小，故A错误； B．机器狗对地面的压力与地面对机器狗的支持力是作用力与反作用力，故B错误； C．机器狗对地面的压力是由于机器狗发生形变产生的，故C正确； D．机器狗对地面的压力和机器狗的重力是不同性质的力，压力是弹力，重力不是弹力，故D错误。 故选C。 5. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N关于y轴对称，下列说法正确的是（　　） A. DNA分子可能带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. M点的电势与N点的电势相等 D. DNA分子在M点的电势能比在N点大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子受到指向曲线凹侧的电场力，且电场力方向与电场线方向相反，所以DNA分子带负电，故A错误； B．N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向，方向不相同，故N、P两点的电场强度不同，故B错误； C．沿着电场线电势降低，故M点的电势低于N点的电势，故C错误； D．由轨迹可知，DNA分子由M向N运动的过程电场力做正功，电势能减小，故DNA分子在M点的电势能比在N点大，故D正确。 故选D。 6. 体育课上，某同学在进行原地纵跳摸高训练。已知该同学的质量m=60kg，原地静止站立（不起跳）摸高为2.16m，训练过程中，该同学先下蹲，重心下降0.45m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.61m的高度。起跳过程看成匀变速运动，全程忽略空气阻力影响，g取10m/s²。则（　　） A 从开始起跳到双脚落回地面需要0.6s B. 起跳过程中该同学对地面的压力为1200N C. 该同学起跳后到上升到最高点一直处于超重状态 D. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小。 【答案】B 【解析】 【详解】B．从开始起跳到脚离开地面，重心上升h1=0.45m，可得 由牛顿第二定律F-mg=ma 离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离为h2=2.61m-2.16m=0.45m，可得v2=2gh2 联立解得v=3m/s，a=10m/s2，FN=1200N 根据牛顿第三定律可得，起跳过程中该同学对地面的压力为1200N，故B正确； A．加速上升时间为 减速上升与加速下降时间相等，均为 总时间为t=t1+2t2=0.9s，故A错误； C．从开始起跳到脚离开地面做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，离开地面到上升到最高点的过程中做竖直上抛运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误； D．根据平均速度公式可知，起跳过程的平均速度等于离地上升到最高点过程的平均速度，均为，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，中星26为我国首颗超百Gbps容量高通量地球静止轨道通信卫星，某时刻中星26与椭圆轨道侦察卫星恰好位于C、D两点，两星轨道相交于A、B两点，C、D连线过地心，D点为远地点，两卫星运行周期都为T。下列说法正确的是（　　） A. 中星26与侦察卫星可能在A点或B点相遇 B. 中星26在B点的加速度大于侦察卫星在A点的加速度 C. 中星26在C点的线速度v1大于侦察卫星在D点的线速度 D. 相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积等于侦察卫星与地球的连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由于中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，由图可知，中星26在下半周转动时，侦察卫星在上半周转动，中星26在上半周转动时，侦察卫星在下半周转动，则中星26与侦察卫星不可能在A点或B点相遇，故A错误； B．根据可得因AB两点距离地球距离相等，可知中星26在B点的加速度等于侦查卫星在A点的加速度，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，解得，若经过D点做圆轨道，则侦察卫星在D点加速后才能到达圆轨道，而在此圆轨道时的速度小于中星26在C点线速度v1，故中星26在C点线速度v1大于侦察卫星在D点线速度v2，C正确； D．由开普勒第三定律，中星26的轨道半径等于侦察卫星的半长轴，令相等时间为周期T，则中星26与地球的连线扫过的面积为圆的面积，侦察卫星与地球的连线扫过的面积为椭圆面积，由于圆的面积大于椭圆面积可知（椭圆面积为πab），相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积大于侦察卫星与地球的连线扫过的面积，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B在t=0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律为F=kt的垂直于斜面的作用力，x、v、f和E分别表示物块位移、速度、所受的摩擦力和机械能，下列图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于F随时间均匀增大，物块沿斜面下滑过程中，物块对斜面的压力均匀增大，物块所受的滑动摩擦力均匀增大，所以物块所受的合力先沿斜面向下均匀减小，然后沿斜面向上均匀增大，物块停止运动前，物块先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A错误，B正确； C．时刻所受的摩擦力不为零，故C错误； D．物块沿斜面下滑过程中，滑动摩擦力一直做负功，物块机械能减小，但滑动摩擦力大小在随时间变化，物体速度大小也在随时间变化，所以滑动摩擦力所做的功并非随时间均匀增大，物块的机械能也并非随时间均匀减小，故D错误。 故选B。 9. 我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一。如图所示，一款新能源车装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A. 快充充电桩的平均充电电流为 B. 电池组充满电后储存的电荷量为Nq C. 单块电池充满电后储存的电能为qU D. 电池组充满电后的续航里程为 【答案】A 【解析】 【详解】A．快充充电桩充电过程有 所以平均充电电流为，故A错误，符合题意。 B．电池组充满电后储存的电荷量为，故B正确，不符合题意； C．单块电池充满电后储存的电能为，故C正确，不符合题意； D．电池组充满电后储存的电能为NqU，而汽车每行驶100km平均能耗是E，则电池组充满电后的续航里程为，故D正确，不符合题意。 故选A。 10. 如图所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长 6R的正方形，棱镜高为 2R，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源。已知该材料的折射率为 且只有上表面为光学面，则有光射出的上表面形状（用阴影表示） 为（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面，下图圆形虚线的半径为R）（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】下图是过OS的一个切面图 题意可知该介质临界角C满足 即 设从S发出的光线恰好在圆弧面b点发生全反射，即光可从圆弧面a点到b点这个范围出射，过了b点后再往上至光线与圆弧面相切这个区域为全发射区域，这个区域无光线射出，设与圆弧面相切的光线与上表面交与c点，如上图，几何关系可知此时 所以该点光未发生全发射，从c点往左移，入射角增大，设光线在上表面的d点恰好发生全发射，此时 即cd区域光未发生全发射且有光线射出，过了d点再向左移动，入射角大于临界角，即d的左侧区域无光线射出，综合以上分析可知，俯视图从O点向左会看到图像顺序为：有光区域、无光区域、有光区域、无光区域。 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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙，与B间的摩擦因数μ=0.2）和滑块C，滑块B置于A的左端，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（碰撞时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次到达共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。下列说法正确的是（　　） A. A、C碰撞时A、B、C系统动量守恒 B. A、C发生碰撞后的瞬间A的速度为2m/s，C的速度为3m/s C. 为了保证滑块B不掉落，木板A的长度至少为1.5m D. 整个过程中由摩擦的产生的热量为12J 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．对ABC整体，由于水平轨道光滑，A、C碰撞时系统合外力为0，故A、B、C系统动量守恒，故A正确； B．题意可知最终三者速度相同设为，规定向右为正方向，则有 联立解得 AC相碰后，根据动量守恒有 联立解得碰后A速度 综合可知A、C发生碰撞后的瞬间A的速度为2m/s，C的速度为3m/s，故B正确； C.为了保证滑块B不掉落，需保证AB要能共速，则有 联立解得 故木板A的长度至少为1.5m，故C正确； D．整个过程中由摩擦产生的热量，故D错误。 故选ABC。 12. 如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻不计的矩形线圈，绕OO'轴在磁感应强度为B，方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，原线圈接有定值电阻R1，副线圈接有定值电阻R2和滑动变阻器R3，下列判断正确的是（　　） A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B. 在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1和V2示数不变，V3的示数变大 C. 在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D. 矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电阻R1的电荷量为0 【答案】CD 【解析】 【详解】A．矩形线圈从图示位置（与中性面垂直）开始计时，产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A错误； C．设理想变压器原副线圈匝数之比为k，则其等效电阻可表示为，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，增大，根据闭合电路欧姆定律可知原线圈电流变小，由可知副线圈电流变小，即电流表A1和A2示数都变小，故C正确； B．根据可知，电压表V1示数变大，由可知V2示数变大，由可知V3的示数变大，故B错误； D．矩形线圈从图示位置经过一个周期时间内，磁通量变化量为零，根据，可知通过电阻R1的电荷量为0，故D正确。 故选CD。 13. 如图所示，甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为25cm/s，两列波在t=0时的部分波形如图所示，a为介质中的一点。关于这两列波，下列说法正确的是（　　） A. 两列波在空间相遇时不能发生干涉 B. 质点a的振动图像为简谐振动 C. t=0时，偏离平衡位置距离为16cm的质点间的最短距离为300cm D. 经过0.1秒，空间中第二次出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两列波的波速相同，但波长不同，则周期和频率不同，则在空间相遇时不能发生干涉，A正确； B．因两列波相遇不能发生干涉，则质点a的振动图像不是简谐振动，B错误； C．t=0时，在x=50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm，甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为： x1=（50+k1λ甲）cm=（50+50k1），k1=0，±1，±2…… x2=（50+k2λ乙）cm=（50+60k2），k2=0，±1，±2…… 由上解得，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为：x=（50+300n）cm，n=0，±1，±2…… 所以，t=0时刻，介质中偏离平衡位置位移为16cm的相邻质点的距离为 s=300cm，故C正确。 D．偏离平衡位置位移为-16cm是两列波的波谷相遇的点，在t=0时刻，波谷之差最小的距离为 由于两列波相向传播，所以相对速度大小为2v=50cm/s，则介质中第一次出现位移为-16cm的质点的时间为，故D错误。 故选AC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平； B．用游标卡尺测出遮光条的宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； E．用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块（含遮光条）的质量M。 F．改变滑块释放的位置，重复步骤C、D，测出多组l和t。 已知当地的重力加速度为g，请回答下列问题： （1）在滑块从静止释放运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为___________，系统的动能增加量为___________。 （2）若用图像法处理实验数据，根据数据所描绘出的图像是一条倾斜直线，应该采用下列哪种图像___________。 A. l-t B. l-t2 C. D. （3） 用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度d=___________cm。 （4）下列操作，有助于减小该实验产生的系统误差的是___________（多选） A. 给气垫导轨左端的滑轮加些润滑油 B. 选用更加平直的气垫导轨，气泵供应的气体压力充足 C. 选用弹性更好的绳子连接滑块和托盘 D. 用游标卡尺在遮光条的不同部位测量宽度，取各次宽度的平均值作为d 【答案】（1） ①. ②. （2）D （3）2.250 （4）AB 【解析】 【分析】 【小问1详解】 [1]系统重力势能减少量为 [2]系统的动能增加量为 【小问2详解】 机械能守恒定律需验证 整理得 根据数据所描绘出的图像是一条倾斜直线，应该采用 图像。 故选D。 【小问3详解】 遮光条的宽度 【小问4详解】 AB．给气垫导轨左端的滑轮加些润滑油，选用更加平直的气垫导轨，气泵供应的气体压力充足，都能减小阻力，减少机械能的损失，故AB正确； C．选用弹性更好的绳子连接滑块和托盘，弹性势能增加，使得系统动能增量和重力势能减少量差值变大，故C错误； D．用游标卡尺在遮光条的不同部位测量宽度，取各次宽度的平均值作为d，减小的是偶然误差，故D错误。 故选AB。 【点睛】 15. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从“-”（最左侧的）接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”（中间的）或“G1”（最右侧的）接线柱流入，指针右偏。如图1所示是闭合开关S瞬间指针偏转角度最大的时刻。 （1）闭合开关S，稳定后将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，则灵敏电流表指针___________（填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）。 （2）只做以下改变，一定会增大闭合开关S瞬间指针的最大偏转角度的是___________。（多选） A 将电源由2节干电池串联换成3节新干电池串联 B. 将小线圈N中的铁芯拔去 C. 将滑动变阻器的滑片向左移动一小段距离 D. 将导线从接线柱G1移接至接线柱G0 【答案】（1）向右偏 （2）ACD 【解析】 【小问1详解】 如图1所示是闭合开关S瞬间指针偏转角度最大的时刻，可知，线圈磁通量增大，向左偏。闭合开关S，稳定后将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流减小，则线圈的磁通量减小，则灵敏电流表指针向右偏。 【小问2详解】 A．将电源由2节干电池串联换成3节新干电池串联，电动势增大，闭合开关S瞬间电流变化率变大，磁场变化率变大，副线圈磁通量变化率变大，则最大偏转角度增大，故A正确； B．将小线圈N中的铁芯拔去，磁通量变化率减小，则最大偏转角度减小，故B错误； C．将滑动变阻器的滑片向左移动一小段距离，接入电路电阻减小，闭合开关S瞬间电流变化率变大，磁场变化率变大，副线圈磁通量变化率变大，则最大偏转角度增大，故C正确； D．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可是电流计指针偏角变大，故D正确。 故选ACD。 16. 利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 （1）已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 （2）某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 （3）若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 【答案】（1） ①. 13.870##3.868##13.872##13.869##13.871 ②. （2）变大 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]由图丙可得读数为 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为 又 联立，解得 【小问2详解】 画出光路图有 沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。 【小问3详解】 画出光路图 根据几何关系，打到最上面的点到P点距离设为，则 打到最下面的点到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 17. 如图为某温度警报器的原理图，竖直放置的导热汽缸内用质量横截面积s=1上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体。当缸内气体的温度时，活塞下表面与汽缸底部的距离上表面与a、b两触点的距离当环境温度上升，活塞缓慢上移至卡口处时恰好触发报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为重力加速度大小试求： （1）活塞缓慢上移过程中，气体分子对器壁单位面积上的作用力___________（填“变大”“变小“或“不变”），气体分子热运动的平均动能___________（填“变大”“变小“或“不变”）； （2）计算温度警报器报警时的最低温度； （3）当环境的温度从240K缓慢升高到报警的最低温度时，缸内气体吸收的热量为4.32J，求此过程中缸内气体内能的变化量。 【答案】（1） ①. 不变 ②. 变大 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]活塞缓慢上移过程中，气体做等压变化，根据压强的定义，气体分子对器壁单位面积上的作用力（压强）不变。 [2]根据 可知压强不变，体积增大，故温度升高，则气体分子热运动的平均动能变大。 【小问2详解】 分析可知该过程为等压变化过程，根据盖吕萨克定律有 气质， 联立解得 【小问3详解】 根据热力学第一定律有 根据题意有 因为 联立解得 18. 如图为某游戏装置示意图，右侧小球被一根不可伸长的轻绳连着，在竖直面内运动，每次释放小球轻绳都处于绷紧状态，改变释放角度，使小球以不同的速度在B点与木块发生碰撞，碰撞过程不考虑能量损失。已知小球质量木块质量，地面与左侧圆轨道均光滑，圆轨道的半径右侧绳长小球和木块均可视为质点。试求： （1）若木块恰好通过最高点D，则经过最低点C时对轨道的压力大小； （2）当小球从的位置静止释放，与木块碰撞后木块的速度大小；（已知绳子绷紧瞬间小球只保留垂直于绳方向的速度） （3）若BC距离为1m，且动摩擦因数，试求木块不脱离圆轨道时，碰撞前小球的速度范围。 【答案】（1）60N （2） （3）或 【解析】 【小问1详解】 木块恰好通过最高点D，则在最高点最小速度对应重力提供向心力 解得 根据动能定理 在C点 解得 根据牛顿第三定律，木块在C点对轨道的压力为60N。 【小问2详解】 当小球从的位置静止释放，做自由落体运动，结合几何关系可知，绳子绷紧时速度 绳子绷紧，只存在垂直绳方向的速度 运动到碰前，根据动能定理 解得 碰撞过程 解得 【小问3详解】 第一种情况：根据（1）问分析可知，恰好能过最高点的 根据 解得 根据弹性碰撞 算出 第二种情况：恰好到圆心等高处的速度 解得 根据 解得 根据弹性碰撞 算出 刚好能到C点 根据 解得 根据弹性碰撞 算出 所以 或 19. 如图所示，在y>0区域存在方向垂直xOy平面向里、大小为B的匀强磁场。坐标原点处有一电子发射源，单位时间发射n个速率均为v的电子，这些电子均匀分布于xOy平面y轴两侧角度θ各为的范围内。在x轴的正下方放置平行于y轴、足够长的金属板M和N（极板厚度不计），两板分别位于和处，N板接地，两板间通过导线连接有电动势可调节的电源E和灵敏电流计G。沿y轴正方向入射的电子，恰好能从x=2D处进入极板间。已知电子的电荷量为e，整个装置处于真空中，不计重力，忽略电子间的相互作用。试求： （1）电子的质量； （2）进入两金属板之间的电子，在磁场中运动时间的最大值； （3）若用m表示电子的质量，打在金属板N上的电子直接导入大地，打在金属板M上的所有电子通过电流计导入大地，均不影响金属板的电压，则当和流过灵敏电流计G的电流。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 根据洛伦兹力提供向心力 由题意可知 r =D 解得 【小问2详解】 粒子的运动周期为： 进入两金属板之间的电子，打到 M 板上沿的电子运动时间最长，设该电子速度与y轴正方向夹角为α，则2rcosα=1.2D ， α=53° 运动时间为 【小问3详解】 设进入 MN 极板电子与y轴最大夹角为53°，y轴左侧发射的电子与y轴夹角θ≤53°的电子可以打到M板，单位时间内能打到M 极板的电子数为 y轴右侧发射的电子与y夹角均能打到M板上；与y轴夹角θ≤53° 的电子进入MN之间，若电子恰好打到N板，则， 当时y 轴右侧所有电子均到达 M板，电流为 当 时y轴右侧角度小于53°电子均不能到达M 板，到达极板M 的电子数为，电流为。 20. 如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨PQO和在O点用绝缘材料连接（连接点大小不计），通过单刀双掷开关S与恒流源、定值电阻R形成电路。导轨PQ与平行，间距为1m；为等腰三角形，顶角为虚线、间距为0.5m且均与导轨PQ垂直，虚线与导轨围成的矩形和内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为1T。甲、乙为导体棒，甲静止在虚线处，乙静止在虚线右侧附近，虚线到单刀双掷开关、虚线到的距离均足够长，且虚线到的导轨表面覆盖了光滑绝缘涂层。已知甲的质量为1kg，乙的质量为甲的k倍，甲棒接入电路的阻值和定值电阻R的阻值均为2Ω，其余电阻不计。初始时开关S接1，恒流源使甲中的电流始终为1A，当甲滑过时立即将开关改接2并保持不变，甲乙发生弹性碰撞后，甲可以向左滑过（此时乙还未到达甲、乙都始终与导轨接触良好且平行于虚线试求： （1）甲向右通过时的速度大小； （2）若甲向左恰好穿过则k大小； （3）若，则甲向左运动过程R上产生的热量； （4）为确保乙向右滑过O点，则k的取值范围。 【答案】（1）1m/s （2） （3） （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 由题知棒甲做匀加速直线运动，对甲棒 解得v=1m/s 【小问2详解】 两棒碰撞， 解得 甲棒向左运动恰好穿过磁场 解得 【小问3详解】 当k=3时 根据 解得 R上的热量为 解得 【小问4详解】 乙在右侧磁场中运动时，甲已经离开左侧磁场，故此时乙作为电源，甲与定值电阻并联，有 对乙应用动量定理，在极短时间内，有 令 可利用微元法思想作如下推导 则有 其中，是乙到达O点时的速度。解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $