精品解析：黑龙江省哈尔滨市六校联考2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

2024—2025学年度高三上学期六校期末联合考试卷 物理 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本试卷命题范围：高考范围。 一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题意，每小题4分，第8~10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分. 1. 2024年6月25日14时7分，嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。这次探月工程，突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术，首次获取月背的月球样品并顺利返回。如图为某次嫦娥六号为躲避陨石坑的一段飞行路线，下列说法中正确的是（ ） A. 2024年6月25日14时7分指的是时刻 B. 研究嫦娥六号着陆过程的技术时可以把它简化成质点 C. 嫦娥六号由图中O点到B点的平均速率不一定大于此过程的平均速度的大小 D. 嫦娥六号变轨飞向环月轨道的过程中，以嫦娥六号为参考系，月球是静止不动的 2. 山东招远的黄金博物馆曾发起一项名为“单手抓金砖”的挑战活动.如图甲所示，某参赛者戴着手套，单手将金砖保持底面水平从桌面上抓起，金砖的横截面为等腰梯形，底角为，如图乙所示。若金砖的重量为，手套与金砖间的动摩擦因数为，想要单手抓起金砖，手套与金砖之间的压力至少为（　　） A. B. C. D. 3. 空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，则（　　） A. 升温后所有气体分子的动能都增大 B. 升温后胆中气体的压强为 C. 此过程胆中气体内能增加量为 D. 此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收热量，则气体内能增加 4. 一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则（　　） A. 将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小 B. 仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警 C. 仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警 D. 单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警 5. 波源O从时刻开始振动，振动方程为，产生的简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，时到O点距离为12m的质点P第一次到达正向最大位移处，则（ ） A. 简谐横波的波速为8m/s B. 简谐横波的波长为10m C. 时，质点P的加速度方向沿y轴正方向 D. 0~10.4s内，质点P通过的路程为28cm 6. 如图所示在xOy平面内，x轴上的M点和的N点分别固定两个点电荷。N处点电荷带正电，电荷量为q。若规定无穷远处电势为0，则以O为圆心，半径为2a的圆上各点电势均为0。仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（ ） A. M处为正电荷，带电荷量绝对值为 B. M处负电荷，带电荷量绝对值为 C. M左侧合电场强度为零点的横坐标为 D. 在O处静止释放一电子，电子做单向直线运动 7. 如图，有一发电机线框的面积，匝数匝，在的匀强磁场中以角速度匀速转动。线框与一理想变压器连接，理想变压器原、副线圈匝数比为。为一光敏电阻，光照强度越强其阻值越小。不计线框和导线的电阻，电表均为理想电表，初始时，灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯泡中电流的频率为25Hz B. 电压表的示数为 C. 灯泡的额定电压为 D. 当照射的光照射强度增强时，电流表的示数将变大 8. 我国航天局宣布国家已批准通过了行星探测工程，计划在未来的1015年间展开并完成对小行星、火星、木星等行星的取样返回的研究。若从地球上直接发射一个探测器，探测器被小行星捕获，需由高轨道适当位置启动发动机进入椭圆转移轨道，再由椭圆轨道适当位置变速进入环绕小行星表面运动的轨道，这个过程简化示意图如图所示，已知圆轨道Ⅰ、Ⅲ共面，椭圆轨道平面与Ⅰ轨道平面的夹角为，则下列说法正确的是（　　） A. 探测器从Ⅰ轨道上经过点的加速度等于Ⅱ轨道上经过点的加速度 B. 探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需要在点向前喷气 C. 探测器在地球上的发射速度大于 D. 探测器在Ⅱ轨道上从点运动到点的过程中机械能增大 9. 如图所示，在竖直平面内有足够长的两平行金属导轨 PQ、MN。导轨间距为L，电阻不计。现有一个质量为m、电阻不计、两端分别套在轨道上的金属棒AB，AB棒在导轨上可无摩擦地滑动，棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。导轨上边与电路连接，电路中的定值电阻阻值为R，在PM间接有一电容为C的平行板电容器。现AB棒由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 当金属棒AB 向下滑动时，电容器右极板将带上负电荷 B. 金属棒AB 可以达到的最大速度是 C. 电容器充电完成后，电容器带电量为 D. 金属棒最终会做匀速直线运动，此阶段减少的重力势能完全转化为电能 10. 如图所示，水平地面上有一半径为5m的半球形曲面，球心A点正下方2m的P处有一喷泉沿水平方向喷出水流，设水流垂直落到半球形曲面上，喷口横截面积为，重力加速度，水的密度为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 水流初速度的大小为 B. 任意相等时间内水流的速度变化量一定相等 C. 水流落到半球形曲面上的位置离地面高度为1m D. 水流喷出的过程中，喷泉装置对水流做功的功率为 二、非选择题：共54分. 11. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是（　　） A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小 B. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C. 需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F （2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_____m/s2。（结果保留两位有效数字） （3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力Ff=_____N，小车质量m=_____kg。（结果保留两位有效数字） 12. 某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 A. 待测电池组电动势约3V，内阻约为0.7Ω； B.电压表 V （量程3V， 内阻约 5kΩ）； C.电流表A （量程60mA， 内阻 D. 定值电阻 R1（阻值1Ω） E.定值电阻 R2（阻值81Ω）； F.滑动变阻器 R3(0~50Ω，允许最大电流为1A）； G. 开关一只， 导线若干。 （1）实验小组设计的电路如图甲所示，虚线框内是将电流表A 改装成量程为0.6A的电流表，需要______（选填“串联”或“并联”）一个定值电阻______（选填“R1”或“R2”） （2）实验中测得V表示数U和A表示数I的多组数据，作出的 U—I图线如图乙所示，则该电池组的电动势。 E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字） （3）如图丙所示，将实验所用的电池组串联一个小灯泡和一个定值电阻。 ，图丁是小灯泡的电压和电流关系图像，试估算小灯泡的实际功率是______W。（结果保留两位有效数字） 13. 1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递；引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： （1）圆环内径R的最小值； （2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 14. 如图所示，质量平板小车左端放有质量的滑块，二者一起以的速度沿光滑水平地面向右运动，小车与竖直墙壁发生弹性碰撞（碰撞时间极短），已知滑块和小车之间的动摩擦因数，滑块始终未从小车上滑落，取.从小车与墙壁第一次碰撞后开始研究，求： （1）小车与墙壁第一次碰撞后，小车右端与墙壁之间的最大距离； （2）小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，系统产生的热量；（结果可用分式表示） （3）整个过程中，小车运动的总路程。 15. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系的第二象限内，一半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场Ⅰ的边界圆刚好与两坐标轴相切，与轴的切点为，在第一象限内有沿轴负方向的匀强电场，在轴下方区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于轴的足够长的接收屏。点处有一粒子源，在与轴正方向成到与轴负方向成范围内，粒子源在坐标平面内均匀地向磁场内的各个方向射出质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿与轴负方向成射出的粒子恰好能沿轴正方向射出磁场Ⅰ，该粒子经电场偏转后以与轴正方向成的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为，所有粒子都能打到接收屏上，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从点射出的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）将接收屏沿轴负方向平移，直至仅有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿轴负方向移动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度高三上学期六校期末联合考试卷 物理 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本试卷命题范围：高考范围。 一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题意，每小题4分，第8~10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分. 1. 2024年6月25日14时7分，嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。这次探月工程，突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术，首次获取月背的月球样品并顺利返回。如图为某次嫦娥六号为躲避陨石坑的一段飞行路线，下列说法中正确的是（ ） A. 2024年6月25日14时7分指的是时刻 B. 研究嫦娥六号着陆过程的技术时可以把它简化成质点 C. 嫦娥六号由图中O点到B点的平均速率不一定大于此过程的平均速度的大小 D. 嫦娥六号变轨飞向环月轨道的过程中，以嫦娥六号为参考系，月球是静止不动的 【答案】A 【解析】 【详解】A．2024年6月25日14时7分指的是时刻，故A正确； B．研究嫦娥六号着陆过程的技术时，嫦娥六号的形状、大小不能忽略，不可以把它简化成质点，故B错误； C．平均速率是指物体的路程和通过这段路程所用时间的比值，平均速度是指物体的位移和通过这段位移所用时间的比值，嫦娥六号由图中点到点的路程大小大于由图中点到点的位移大小，运动时间相同，故嫦娥六号由图中点到点的平均速率一定大于此过程的平均速度的大小，故C错误； D．嫦娥六号变轨飞向环月轨道的过程中，以嫦娥六号为参考系，月球是运动的，故D错误。 故选A 2. 山东招远的黄金博物馆曾发起一项名为“单手抓金砖”的挑战活动.如图甲所示，某参赛者戴着手套，单手将金砖保持底面水平从桌面上抓起，金砖的横截面为等腰梯形，底角为，如图乙所示。若金砖的重量为，手套与金砖间的动摩擦因数为，想要单手抓起金砖，手套与金砖之间的压力至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对金砖受力分析，如图所示 由平衡条件可得， 解得 故选B。 3. 空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，则（　　） A. 升温后所有气体分子的动能都增大 B. 升温后胆中气体的压强为 C. 此过程胆中气体的内能增加量为 D. 此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，则气体内能增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．升温后气体分子的平均动能增大，并不是所有气体分子的动能都增大，故A错误； B．根据题意可知，气体的体积不变，气体为等容变化，气体可视为理想气体，根据查理定律可得 代入数据可得 故B错误； CD．由于气体的体积不变，气体做功 气体吸收的热量为 根据热力学第一定律有 故C正确，D错误。 故选C。 4. 一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则（　　） A. 将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小 B. 仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警 C. 仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警 D. 单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警 【答案】C 【解析】 【详解】A．图2中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加负向电压，根据光电效应方程 可知，光电子的最大初动能不变，故A错误； B．仅将滑片P向右移动少许，则正向电压增大，根据光电流与电压的关系，光照强度一定时，随着正向电压增大，光电流增大，但当光电流达到饱和电流时，正向电压增大，饱和电流不变，不一定解除报警，故B错误； C．仅降低光源S发出光的强度，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能不变，则单位时间内光电管接收到的光子个数减少，光电流减小，可以解除报警，故C正确； D．单位时间内进入光电管的光子数为时，但是可能受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，所以不一定能让报警系统的电流达到I0，不一定能触发报警，故D错误。 故选C。 5. 波源O从时刻开始振动，振动方程为，产生的简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，时到O点距离为12m的质点P第一次到达正向最大位移处，则（ ） A. 简谐横波的波速为8m/s B. 简谐横波的波长为10m C. 时，质点P的加速度方向沿y轴正方向 D. 0~10.4s内，质点P通过的路程为28cm 【答案】C 【解析】 【详解】AB．结合题述可知，该简谐横波的振动周期 且振源的起振方向向上，则所有质点的起振方向均向上，结合周期可知，质点从平衡位置第一次运动到位移最大处所需的时间为，则2.4s时间内简谐横波传播的距离为12m，波速 波长 故AB错误； C．时，质点P已经振动了3.4s，又 可知质点P此时相对平衡位置的位移为负且在向平衡位置运动，可知加速度方向沿y轴正方向，故C正确； D．0~10.4s时间内，质点P振动的时间为8s，质点P振动了2个周期，通过的路程为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示在xOy平面内，x轴上的M点和的N点分别固定两个点电荷。N处点电荷带正电，电荷量为q。若规定无穷远处电势为0，则以O为圆心，半径为2a的圆上各点电势均为0。仅考虑电场力作用，下列说法正确的是（ ） A. M处为正电荷，带电荷量绝对值为 B. M处为负电荷，带电荷量绝对值为 C. M左侧合电场强度为零点的横坐标为 D. 在O处静止释放一电子，电子做单向直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．依题意，以O为圆心，半径为2a的圆是等势线，则圆上各点合场强均与等势线垂直，沿对应半径方向。等势线与y轴交点P处合场强方向平行于y轴，如图 根据矢量合成知识可知M处的点电荷在P点的电场强度指向M点，则M处为负电荷。故A错误； B．如图所示，设M处负点电荷的带电荷量绝对值为，N处正点电荷在P处产生的场强为 M处负点电荷在P处产生的场强为 其中 ， 由矢量三角形与几何三角形相似，有 可得 故B错误； C．根据点电荷场强特点，可知M左侧合场强为零的点在x轴上，设位于距M为d的Q处，有 可得 可知Q点的横坐标为 故C错误； D．Q、M间场强方向由Q指向M，在O处由静止释放一电子，在电场力作用下，先向Q加速，到Q处动能达到最大，然后继续向x轴负方向做减速运动。由于电子到达圆与x轴负半轴交点处时动能大于零，该处电势等于无穷远处的电势，则电子在该处的动能等于电子到达无穷远处的动能，所以电子做单向直线运动。故D正确。 故选D。 7. 如图，有一发电机线框的面积，匝数匝，在的匀强磁场中以角速度匀速转动。线框与一理想变压器连接，理想变压器原、副线圈匝数比为。为一光敏电阻，光照强度越强其阻值越小。不计线框和导线的电阻，电表均为理想电表，初始时，灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 灯泡中电流的频率为25Hz B. 电压表的示数为 C. 灯泡的额定电压为 D. 当照射的光照射强度增强时，电流表的示数将变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由发电机角速度，可得，故A错误； B．发电机电动势峰值 电压表的示数为，故B错误； C．根据，可得，灯泡的额定电压为，故C错误； D．当照射的光照射强度增强时，其电阻变小，副线圈电压不变，根据欧姆定律可知电流表的示数变大，故D正确。 故选D。 8. 我国航天局宣布国家已批准通过了行星探测工程，计划在未来的1015年间展开并完成对小行星、火星、木星等行星的取样返回的研究。若从地球上直接发射一个探测器，探测器被小行星捕获，需由高轨道适当位置启动发动机进入椭圆转移轨道，再由椭圆轨道适当位置变速进入环绕小行星表面运动的轨道，这个过程简化示意图如图所示，已知圆轨道Ⅰ、Ⅲ共面，椭圆轨道平面与Ⅰ轨道平面的夹角为，则下列说法正确的是（　　） A. 探测器从Ⅰ轨道上经过点的加速度等于Ⅱ轨道上经过点的加速度 B. 探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需要在点向前喷气 C. 探测器在地球上的发射速度大于 D. 探测器在Ⅱ轨道上从点运动到点的过程中机械能增大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器从Ⅰ轨道上经过点的加速度等于Ⅱ轨道上经过点的加速度，故A正确； B．Ⅰ轨道相对于Ⅱ轨道是高轨道，由高轨道变轨到低轨道，需要在切点位置减速，即探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需要在点向前喷气，故B正确； C．根据题意可知，探测器脱离了地球的束缚，可知，探测器在地球上的发射速度大于第二宇宙速度，即探测器在地球上的发射速度大于，故C正确； D．探测器在Ⅱ轨道上从点运动到点的过程中，只有万有引力做功，则探测器的机械能不变，故D错误。 故选ABC。 9. 如图所示，在竖直平面内有足够长的两平行金属导轨 PQ、MN。导轨间距为L，电阻不计。现有一个质量为m、电阻不计、两端分别套在轨道上的金属棒AB，AB棒在导轨上可无摩擦地滑动，棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。导轨上边与电路连接，电路中的定值电阻阻值为R，在PM间接有一电容为C的平行板电容器。现AB棒由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 当金属棒AB 向下滑动时，电容器右极板将带上负电荷 B. 金属棒AB 可以达到的最大速度是 C. 电容器充电完成后，电容器带电量为 D. 金属棒最终会做匀速直线运动，此阶段减少重力势能完全转化为电能 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．当金属棒AB 向下滑动时，根据右手定则可知，金属棒B端为高电势，电容器右极板将带上正电荷。故A错误； B．对金属棒AB 受力分析可知，当其加速度为零时，具有最大速度，可得 又 联立，解得 故B正确； C．电容器充电完成后，极板间电压为 又 联立，解得 故选C。 D．根据B选项分析可知，金属棒最终会做匀速直线运动，由能量守恒 可知此阶段减少的重力势能完全转化为电能。故D正确。 故选BCD 10. 如图所示，水平地面上有一半径为5m的半球形曲面，球心A点正下方2m的P处有一喷泉沿水平方向喷出水流，设水流垂直落到半球形曲面上，喷口横截面积为，重力加速度，水的密度为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 水流初速度的大小为 B. 任意相等时间内水流的速度变化量一定相等 C. 水流落到半球形曲面上的位置离地面高度为1m D. 水流喷出的过程中，喷泉装置对水流做功的功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．依题意，水流做平抛运动，设垂直落到半球形曲面上时速度与水平方向夹角为，如图所示 可得 由几何关系，可得 ， 联立解得 ， 故A错误； B．根据 可知任意相等时间内水流的速度变化量一定相等，故B正确； C．水流落到半球形曲面上的位置离地面高度为 故C正确； D．水流喷出的过程中，喷泉装置对水流做功的功率为 又 联立解得 故D错误。 故选BC。 二、非选择题：共54分. 11. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是（　　） A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小 B. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C. 需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F （2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_____m/s2。（结果保留两位有效数字） （3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力Ff=_____N，小车质量m=_____kg。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）C （2）2.4 （3） ①. 1.0 ②. 2.9 【解析】 【小问1详解】 AB．拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂桶（包括砂）的质量远小于小车的总质量，故AB错误； C．该实验探究加速度与力的关系，需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 相邻两计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，所以 【小问3详解】 [1]根据牛顿第二定律可得 当加速度为零时，有 所以 [2]结合以上分析可得 所以 12. 某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 A. 待测电池组电动势约为3V，内阻约为0.7Ω； B.电压表 V （量程3V， 内阻约 5kΩ）； C.电流表A （量程60mA， 内阻 D. 定值电阻 R1（阻值1Ω） E.定值电阻 R2（阻值81Ω）； F.滑动变阻器 R3(0~50Ω，允许最大电流为1A）； G. 开关一只， 导线若干。 （1）实验小组设计的电路如图甲所示，虚线框内是将电流表A 改装成量程为0.6A的电流表，需要______（选填“串联”或“并联”）一个定值电阻______（选填“R1”或“R2”） （2）实验中测得V表示数U和A表示数I的多组数据，作出的 U—I图线如图乙所示，则该电池组的电动势。 E=______V，内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字） （3）如图丙所示，将实验所用的电池组串联一个小灯泡和一个定值电阻。 ，图丁是小灯泡的电压和电流关系图像，试估算小灯泡的实际功率是______W。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 并联 ②. R1 （2） ①. 2.9 ②. 0.74 （3）0.23 【解析】 【小问1详解】 [1]将电流表A 改装成量程为0.6A的电流表，需要并联一个定值电阻。 [2]根据 解得 则并联定值电阻R1。改装后电流表的电阻为 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律，可得 结合乙图可知 ， 解得 小问3详解】 在丙图电路中，把定值电阻R0看成电池组的一部分，则其内阻为 在丁图中做出电源的特征曲线，如图所示 两图线的交点横纵坐标分别表示小灯泡的电流和电压值，所以小灯泡的实际功率是 13. 1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递；引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： （1）圆环内径R的最小值； （2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得 设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 根据临界角公式有 因此有 即 解得 所以R的最小值为； （2）在（1）问的情况下 代入可得 如图所示 光在光纤内传播的总路程为 光在光纤内传播速度为 所以所求时间为 14. 如图所示，质量的平板小车左端放有质量的滑块，二者一起以的速度沿光滑水平地面向右运动，小车与竖直墙壁发生弹性碰撞（碰撞时间极短），已知滑块和小车之间的动摩擦因数，滑块始终未从小车上滑落，取.从小车与墙壁第一次碰撞后开始研究，求： （1）小车与墙壁第一次碰撞后，小车右端与墙壁之间的最大距离； （2）小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，系统产生的热量；（结果可用分式表示） （3）整个过程中，小车运动的总路程。 【答案】（1）0.8m （2） （3）1.8m 【解析】 【小问1详解】 设小车第一次与墙壁碰撞后向左运动的路程为s1，即为小车右端与墙壁之间的最大距离，由动能定理得 解得 【小问2详解】 设第一次碰撞后小车和滑块达到的共同速度为，由动量守恒有 解得 小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，系统产生的热量 解得 【小问3详解】 之后小车和滑块以的速度与墙壁发生第二次碰撞，设第二次碰撞后小车向左运动的路程为，则 则与之间满足 同理，以后每次与墙壁碰撞后小车向左运动的路程均为上一次的，小车所走的总路程为一个无穷等比数列之和，公比，小车运动的总路程 解得 15. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系的第二象限内，一半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场Ⅰ的边界圆刚好与两坐标轴相切，与轴的切点为，在第一象限内有沿轴负方向的匀强电场，在轴下方区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于轴的足够长的接收屏。点处有一粒子源，在与轴正方向成到与轴负方向成范围内，粒子源在坐标平面内均匀地向磁场内的各个方向射出质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿与轴负方向成射出的粒子恰好能沿轴正方向射出磁场Ⅰ，该粒子经电场偏转后以与轴正方向成的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为，所有粒子都能打到接收屏上，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从点射出的速度大小； （2）求匀强电场电场强度大小； （3）将接收屏沿轴负方向平移，直至仅有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿轴负方向移动的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设从P点沿与x轴负方向射出的粒子从Q点射出磁场Ⅰ，轨迹如图所示 设磁场Ⅰ的边界圆的圆心为，粒子做圆周运动的轨迹圆的圆心为，四边形对边相互平行且领边与长度相等，故四边形为菱形，则粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的轨迹半径为 根据牛顿第二定律有 解得 （2）从P点沿与x轴负方向成射出的粒子在电场中做类平抛运动，设粒子出电场时沿y轴负方向的分速度为，由题意可知 沿y轴方向有 根据牛顿第二定律有 解得 （3）由于粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为，因此所有粒子均沿x轴正方向射出磁场Ⅰ；设某一粒子进入磁场与x轴正方向夹角为，则粒子进入磁场Ⅱ时速度为 粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 则轨迹的圆心到x轴的距离为 由此可见，所有粒子进磁场Ⅱ后做圆周运动的圆心均在离x轴距离为r的水平线上，由于从P点沿与x轴负方向成射出的粒子能垂直打在屏上，因此所有粒子均能垂直打在接收屏上。在P点沿y轴正方向射出的粒子恰好能打在屏上时，即有一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打在屏上，这时屏需要移动的距离等于在P点沿y轴正方向射出的粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径。设该粒子进入磁场Ⅱ时的速度大小为，根据动能定理有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 即要使一半的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，接收屏沿y轴负方向移动的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $