精品解析：山东省潍坊市青州市第一中学2025-2026学年高三上学期期末模拟物理试题

高三普通部上学期期末模拟（一）物理 一、单选题（共8个题，每题3分） 1. 如图所示，水平固定且导热性能良好的汽缸内封闭着一定质量的理想气体，外界温度恒定。通过细线将活塞与小桶连接，不断向小桶中添加细砂，活塞缓慢向右移动的过程中（活塞始终未被拉出汽缸），对于汽缸内气体，下列说法正确的是（　　） A. 体积增大，内能增加 B. 从外界吸收热量 C. 分子平均动能减小 D. 气体分子对内壁的压强增大 2. 如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，在透镜的下表面和平面玻璃的上表面之间形成一个很薄的狭缝层。单色光从上方垂直凸透镜的上表面射向凸透镜，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（ ） A. 牛顿环是凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的 B. 距离中心越远，相邻亮条纹间距越小 C. 同一条纹下，狭缝层的厚度不同 D. 若换成波长更长的光，条纹分布更加密集 3. 如图（a），电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。如图（b）所示，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，为电鲶身体的中点，且为鱼身长的一半，下列说法正确的是（　　） A. 从头到尾点的电场强度最大 B. 点电势高于点电势 C. 若将一正电荷放入电鲶体内，则它在点具有电势能小于它在点具有电势能 D. 若电鲶头尾部间产生的电压时，间的电压为 4. 如图所示为可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的等臂电流天平，它的右臂挂着矩形线圈abcd，匝数为10匝，线圈的水平边bc长为10cm，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。先给线圈通以方向如图所示、大小为0.1A的电流，调节砝码使天平平衡；然后使电流反向，大小不变，在左盘中添加质量为8g的砝码后，天平重新平衡，g取，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. 0.4T B. 0.8T C. 4T D. 8T 5. 图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为50V B. 在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于5000V C. 当时，点火针每个周期的放电时间大于0.01s D. 当时，才能点燃燃气 6. “鲤鱼跳龙门”常用作比喻逆袭成功，突破困境，实现梦想。如图所示为鲤鱼在空中运动的轨迹，鲤鱼以一定的速度从点跃出水面，轨迹最高点为点，点为轨迹上一点，与水面夹角为，垂直于，不计空气阻力，鲤鱼视为质点，鲤鱼从点运动到点与从点运动到点的时间之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图卫星从低轨转移到高轨，可以通过在P、Q两处启动发动机短暂加速完成。若卫星在低轨、高轨运动时视为匀速圆周运动，高轨的半径是低轨半径的两倍，PQ恰好为椭圆的长轴。若取无穷远处引力势能为0，则质量为m的卫星在距离地心为r处的引力势能为（M为地球质量）。卫星在低轨时的动能为，在P处加速过程发动机做的功为W，忽略空气阻力，卫星在变轨过程中质量不变，则卫星在Q处加速过程发动机做的功为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，倾角为的斜面上有一物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，虚线与斜面侧边夹角为，则物体与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（共4个题，每题4分） 9. 下列说法正确的是（　　） A. 图①为两种不同频率的单色光通过水滴的光路图，若光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距较小 B. 图②中为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变大 C. 图③是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D. 图④救护车向右运动的过程中，静止的两人听到警笛声的频率为 10. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA'C'C的光线。下列说法正确的是（　　） A. 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 B. 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 C. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大 D. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小 11. 如图所示，某均匀介质中有两个点波源和，它们沿垂直纸面方向振动，垂直纸面向外为正方向。从某一时刻开始计时，的振动方程为，的振动方程为已知波速为，质点的位置坐标为，则下列说法正确的是（　　） A. 时，波源和的加速度方向相同 B. 时，波源和的加速度方向相反 C. 自到时间内质点通过的路程为 D. 自到时间内质点通过的路程为0 12. 我国新一代航母阻拦系统采用了电磁阻拦技术，其工作原理如图所示。相距d的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平地面上，位于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，M、P间接有阻值为R的电阻。阻值也为R的导体棒ab垂直放置在两导轨之间，与导轨接触良好。某次测试中，质量为m的飞机着陆后，迅速钩住导体棒ab上的绝缘绳（不可伸长），并与导体棒ab获得共同速度v0，同时关闭动力系统，滑行时间t后停下。两者一起运动时，除安培力外，还受恒为Ff的阻力，导体棒始终与导轨垂直，不计导体棒和绝缘绳的质量，不计导轨电阻。在飞机从v0减速到零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 流过导体棒的最大电流为 B. 通过电阻R的电荷量为 C. 回路产生的焦耳热为 D. 飞机通过的位移为 三、实验题 13. 物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，左、右两个相同的砝码盘通过轻绳连接且每个盘中各装有5个质量相等的砝码，每个砝码的质量为50g，装置中左端砝码盘的下端连接纸带，纸带穿过打点计时器。现将左端砝码盘中的砝码逐一地放到右端砝码盘中，并将两砝码盘由静止释放，运动过程中两盘一直保持水平，通过纸带计算出转移砝码的个数n与相对应的加速度a，已知打点计时器使用的交流电的频率。 （1）某一次实验该组同学得到了如图乙所示的一条纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，则刚打下B点时纸带的速度大小为________m/s；纸带的加速度大小为________。（结果均保留两位有效数字） （2）若该组同学得到的图像如图丙所示，取重力加速度大小，则每个砝码盘的质量为______kg。（结果保留两位有效数字） 14. 某实验小组测量一电流计G的内阻，两位同学采用了不同的方法。同学一采用如图甲所示的电路，实验步骤如下： ①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至正确的位置； ②先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏； ③再闭合，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为满偏的一半，记下此时电阻箱的阻值为； ④断开电路。 同学二采用如图乙所示的电路，实验步骤如下： ①按图连接好电路； ②闭合开关S，调节滑动变阻器R和电阻箱，使电流表A的示数为电流计G的3倍，记下此时电阻箱的阻值为； ③断开电路。 根据两位同学的实验操作，回答下列问题： （1）两位同学在实验第1步中，滑动变阻器的滑片开始都应调至______端（填“a”或“b”）； （2）同学一测量的电流计G的内阻______； （3）同学二测量的电流计G的内阻______； （4）从系统误差的角度分析，两位同学的测量值的大小关系为______（填“>”“<”或“=”）。 四、解答题 15. 忽略水对浮漂的阻力，浮漂在水中的上下振动可以视为简谐运动，如图（a）所示。以竖直向上为正方向，从时刻开始计时，浮漂振动图像如图（b）所示，到达最高点的时刻为，重力加速度g=10m/s2。 （1）求简谐运动的周期，并写出浮漂简谐运动的振动方程。 （2）已知浮漂和铅坠的总质量为，浮漂截面积，水的密度，求浮漂运动到最低点时的加速度大小。 16. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的汽缸活塞模型，汽缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与汽缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与汽缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载的货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给汽缸充入适量空气，使活塞和汽缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 17. 如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型，初速度为零的单匝正方形金属线框abcd沿光滑斜面加速下滑距离s后，bc边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，bc边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动。已知金属线框abcd质量为m、边长为l、总电阻为R且由粗细均匀的相同材料组成，斜面与水平面的夹角为，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨斜面向上，重力加速度为g。求： （1）线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小； （2）线框做匀速运动时ad间的电势差； （3）线框穿过整个磁场过程中产生的热量。 18. 如图所示，滑块1、2的质量分别为和，滑块1在半径的光滑四分之一圆弧轨道AB的最高点A处，滑块2静止于粗糙水平轨道BC的右端C处，滑块1与轨道BC间的动摩擦因数。C点正下方O处固定一劲度系数的水平轻弹簧，弹簧右端固定一质量的滑块3，静止于光滑水平地面上。由静止释放滑块1，滑块1与滑块2发生弹性正碰后滑块1恰好停在B点。滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块3一个水平向右、大小的初速度，滑块2与运动中的滑块3在平衡位置相碰后竖直向上运动至与C点等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，滑块3与弹簧构成的弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内，三个滑块均可视为质点，取重力加速度大小，。 （1）求B、C两点间的距离L； （2）求C点与滑块3的高度差的最小值； （3）滑块2与滑块3第二次碰撞后瞬间水平方向速度相同，滑块2离开滑块3后立即撤去滑块2，求此后滑块3做简谐运动的振幅A。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三普通部上学期期末模拟（一）物理 一、单选题（共8个题，每题3分） 1. 如图所示，水平固定且导热性能良好的汽缸内封闭着一定质量的理想气体，外界温度恒定。通过细线将活塞与小桶连接，不断向小桶中添加细砂，活塞缓慢向右移动的过程中（活塞始终未被拉出汽缸），对于汽缸内气体，下列说法正确的是（　　） A. 体积增大，内能增加 B. 从外界吸收热量 C. 分子平均动能减小 D. 气体分子对内壁的压强增大 【答案】B 【解析】 【详解】由于汽缸是导热的，气体的温度与环境相等，保持不变，其内能和分子的平均动能不变，体积增大，压强减小，气体要对外做功，由于气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量。 故选B。 2. 如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，在透镜的下表面和平面玻璃的上表面之间形成一个很薄的狭缝层。单色光从上方垂直凸透镜的上表面射向凸透镜，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（ ） A. 牛顿环是凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的 B. 距离中心越远，相邻亮条纹间距越小 C. 同一条纹下，狭缝层的厚度不同 D. 若换成波长更长的光，条纹分布更加密集 【答案】B 【解析】 【详解】A．干涉条纹是由凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面的反射光叠加形成的，故A错误； B．圆环状条纹的间距不相等，从中心向外条纹越来越密集，条纹间距越小，故B正确； C．同一条纹上，凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面反射光的光程差相同，空气隙的厚度相同，故C错误； D．若换成波长更长的光，相邻明条纹或相邻的暗条纹条纹间距变大，故条纹分布更加稀疏，故D错误。 故选B。 3. 如图（a），电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。如图（b）所示，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，为电鲶身体的中点，且为鱼身长的一半，下列说法正确的是（　　） A. 从头到尾点的电场强度最大 B. 点电势高于点电势 C. 若将一正电荷放入电鲶体内，则它在点具有电势能小于它在点具有电势能 D. 若电鲶头尾部间产生的电压时，间的电压为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据等量异种点电荷的电场分布的特点可知，两点电荷附近的电场强度最大，两点电荷连线的中点O点，电场强度最小，而在两点电荷连线的中垂线上，O点的场强才是最大，故A错误； BC．沿电场线的方向是电势降低的方向，故点电势低于点电势，正电荷在电势高的地方具有的电势能大，因此若将一正电荷放入电鲶体内，则它在点具有电势能小于它在点具有电势能，故B错误，C正确； D．根据等量异种点电荷的电场分布规律可知A、B间的电场线比A点到鱼尾或B点到鱼头的电场线稀疏，则平均场强也较小，故AB之间电压小于200V，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的等臂电流天平，它的右臂挂着矩形线圈abcd，匝数为10匝，线圈的水平边bc长为10cm，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。先给线圈通以方向如图所示、大小为0.1A的电流，调节砝码使天平平衡；然后使电流反向，大小不变，在左盘中添加质量为8g的砝码后，天平重新平衡，g取，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. 0.4T B. 0.8T C. 4T D. 8T 【答案】A 【解析】 【详解】已知，，设左盘砝码质量，右盘砝码质量，由题意可知第一次天平平衡时有 第二次天平平衡有 则 解得 故选A。 5. 图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为50V B. 在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于5000V C. 当时，点火针每个周期的放电时间大于0.01s D. 当时，才能点燃燃气 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙知原线圈电压的最大值为50V，故电压表的示数为有效值，即读数为，故A错误； B．两点火针间最大电压就会产生电火花，所以有效值一定大于，故B错误； C．根据可知，当匝数比为200时，则副线圈最大电压为，根据三角函数关系可知，每个周期放电时间为，故C正确； D．当匝数比为100时，则副线圈最大电压为5000V，可知不能点燃燃气，故D错误。 故选C。 6. “鲤鱼跳龙门”常用作比喻逆袭成功，突破困境，实现梦想。如图所示为鲤鱼在空中运动的轨迹，鲤鱼以一定的速度从点跃出水面，轨迹最高点为点，点为轨迹上一点，与水面夹角为，垂直于，不计空气阻力，鲤鱼视为质点，鲤鱼从点运动到点与从点运动到点的时间之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】斜上抛的最高点为点，由逆向思维法可知点做平抛运动到点，其位移偏向角为，有 可得鲤鱼从点运动到点的时间为 点做平抛运动到点，因垂直于，则与竖直方向的夹角为，有 可得从点运动到点的时间 则鲤鱼从点运动到点与从点运动到点的时间之比为，故选A。 7. 如图卫星从低轨转移到高轨，可以通过在P、Q两处启动发动机短暂加速完成。若卫星在低轨、高轨运动时视为匀速圆周运动，高轨的半径是低轨半径的两倍，PQ恰好为椭圆的长轴。若取无穷远处引力势能为0，则质量为m的卫星在距离地心为r处的引力势能为（M为地球质量）。卫星在低轨时的动能为，在P处加速过程发动机做的功为W，忽略空气阻力，卫星在变轨过程中质量不变，则卫星在Q处加速过程发动机做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】卫星在低轨上做稳定圆周运动时，设其半径为，线速度为，则根据牛顿第二定律有 又因为 联立解得 卫星在P处加速过程，由动能定理有 卫星在椭圆轨道上运动时根据机械能守恒定律有 卫星在高轨上做稳定圆周运动时，设其线速度为，则根据牛顿第二定律有 卫星在Q处加速过程，由动能定理有 联立解得卫星在Q处加速过程发动机做的功为 故选C。 8. 如图所示，倾角为的斜面上有一物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，虚线与斜面侧边夹角为，则物体与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】物体匀速运动合外力为零，物体在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，则在斜面上滑动摩擦力沿虚线向上，大小为 推力水平向右，重力沿斜面向下分力为 由几何关系可得 整理可得 故选C。 二、多选题（共4个题，每题4分） 9. 下列说法正确的是（　　） A. 图①为两种不同频率的单色光通过水滴的光路图，若光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距较小 B. 图②中为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变大 C. 图③是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D. 图④救护车向右运动的过程中，静止的两人听到警笛声的频率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图①中a光偏折程度比b光的大，说明a光折射率比b光的大，a光频率f比b光的高，由可知，a光波长更短，根据可知，若a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小，故A正确； B．图②中要使A处振动，则需要波的衍射更加明显才行，即波长更长才行，根据（v为波在介质中的波速）可知，频率越小、波长越长，则波的衍射更加明显，故B错误； C．图③为单摆受迫振动的共振曲线，共振时驱动力频率等于单摆固有频率。图像可知单摆固有频率等于0.5Hz，则单摆周期为，根据 解得，故C正确； D．图④中救护车向右运动，根据多普勒效应：声源靠近观察者时，观察者接收到的频率升高；远离时，频率降低，故，故D错误。 故选AC。 10. 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA'C'C的光线。下列说法正确的是（　　） A. 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 B. 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 C. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大 D. 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由题可知 可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误； C．由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，某均匀介质中有两个点波源和，它们沿垂直纸面方向振动，垂直纸面向外为正方向。从某一时刻开始计时，的振动方程为，的振动方程为已知波速为，质点的位置坐标为，则下列说法正确的是（　　） A. 时，波源和的加速度方向相同 B. 时，波源和的加速度方向相反 C. 自到时间内质点通过的路程为 D. 自到时间内质点通过的路程为0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时，， 故两波源位移方向相反，因为加速度方向与位移方向相反，故波源和的加速度方向相反，A错误； B．时，， 故两波源位移方向相反，因为加速度方向与位移方向相反，故波源和的加速度方向相反，B正确； CD．由表达式可知，解得，波长为，振幅 两列波传到Q点经历的时间分别为， 故质点Q不振动；波源S1的振动形式传到Q点，波源S2的振动形式也传到Q点 两波源的相位差，故两波源起振方向相反 Q点到两波源波程差，故Q点为振动加强点，振幅为 所以振动了一个周期，振动路程为，C正确，D错误。 故选BC。 12. 我国新一代航母阻拦系统采用了电磁阻拦技术，其工作原理如图所示。相距d的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平地面上，位于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，M、P间接有阻值为R的电阻。阻值也为R的导体棒ab垂直放置在两导轨之间，与导轨接触良好。某次测试中，质量为m的飞机着陆后，迅速钩住导体棒ab上的绝缘绳（不可伸长），并与导体棒ab获得共同速度v0，同时关闭动力系统，滑行时间t后停下。两者一起运动时，除安培力外，还受恒为Ff的阻力，导体棒始终与导轨垂直，不计导体棒和绝缘绳的质量，不计导轨电阻。在飞机从v0减速到零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 流过导体棒的最大电流为 B. 通过电阻R的电荷量为 C. 回路产生的焦耳热为 D. 飞机通过的位移为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于飞机着陆后速度最大为v0，此时电动势最大，则最大电流，故A正确； B．规定向右为正方向，由动量定理得 因为 联立解得，故B错误； CD．设回路产生的焦耳热为Q，飞机通过的位移为x，根据能量守恒有 因为 联立解得，，故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题 13. 物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，左、右两个相同的砝码盘通过轻绳连接且每个盘中各装有5个质量相等的砝码，每个砝码的质量为50g，装置中左端砝码盘的下端连接纸带，纸带穿过打点计时器。现将左端砝码盘中的砝码逐一地放到右端砝码盘中，并将两砝码盘由静止释放，运动过程中两盘一直保持水平，通过纸带计算出转移砝码的个数n与相对应的加速度a，已知打点计时器使用的交流电的频率。 （1）某一次实验该组同学得到了如图乙所示的一条纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，则刚打下B点时纸带的速度大小为________m/s；纸带的加速度大小为________。（结果均保留两位有效数字） （2）若该组同学得到的图像如图丙所示，取重力加速度大小，则每个砝码盘的质量为______kg。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 0.36 ②. 0.90 （2）0.50 【解析】 【小问1详解】 [1]相邻两计数点间的时间间隔 打下点时纸带的速度 [2]由逐差法有 【小问2详解】 设一个砝码盘的质量为，由牛顿第二定律有 整理得 结合题图丙，有 解得砝码盘的质量为 14. 某实验小组测量一电流计G的内阻，两位同学采用了不同的方法。同学一采用如图甲所示的电路，实验步骤如下： ①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至正确的位置； ②先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏； ③再闭合，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为满偏的一半，记下此时电阻箱的阻值为； ④断开电路。 同学二采用如图乙所示的电路，实验步骤如下： ①按图连接好电路； ②闭合开关S，调节滑动变阻器R和电阻箱，使电流表A的示数为电流计G的3倍，记下此时电阻箱的阻值为； ③断开电路。 根据两位同学的实验操作，回答下列问题： （1）两位同学在实验第1步中，滑动变阻器的滑片开始都应调至______端（填“a”或“b”）； （2）同学一测量的电流计G的内阻______； （3）同学二测量的电流计G的内阻______； （4）从系统误差的角度分析，两位同学的测量值的大小关系为______（填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）b （2） （3） （4）< 【解析】 【小问1详解】 为了保护电源和电表，开始都应将滑动变阻器阻值调至最大，故滑片开始都应调至b端； 【小问2详解】 同学一采用了半偏法测电流计G的内阻，则电流计G的内阻测量值为 【小问3详解】 同学二操作中让电流表A的示数为电流计G的3倍，则电阻箱的电流是电流计G电流的2倍，由于并联两端电压相等，则有 【小问4详解】 同学一的半偏法误差为测量值小于真实值，同学二没有系统误差，故有 四、解答题 15. 忽略水对浮漂的阻力，浮漂在水中的上下振动可以视为简谐运动，如图（a）所示。以竖直向上为正方向，从时刻开始计时，浮漂振动图像如图（b）所示，到达最高点的时刻为，重力加速度g=10m/s2。 （1）求简谐运动的周期，并写出浮漂简谐运动的振动方程。 （2）已知浮漂和铅坠的总质量为，浮漂截面积，水的密度，求浮漂运动到最低点时的加速度大小。 【答案】（1）3s， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题图（b）可知浮漂（含铅坠）振动振幅A为5cm，设浮漂简谐运动的振动方程 当时刻时，将其代入方程，结合此时浮漂的振动方向，解得 当时刻时，将其代入方程，解得 故浮漂简谐运动的振动方程 则周期 【小问2详解】 在平衡位置时，浮力等于重力，在最低点时，浮漂所受合外力等于浮力增加的量。由牛顿第二定律有 代入数据，解得 16. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的汽缸活塞模型，汽缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与汽缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与汽缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载的货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给汽缸充入适量空气，使活塞和汽缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设空载时汽缸内气体压强为，负载时为，由力平衡条件则有 由玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 由题意可得 17. 如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型，初速度为零的单匝正方形金属线框abcd沿光滑斜面加速下滑距离s后，bc边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，bc边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动。已知金属线框abcd质量为m、边长为l、总电阻为R且由粗细均匀的相同材料组成，斜面与水平面的夹角为，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨斜面向上，重力加速度为g。求： （1）线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小； （2）线框做匀速运动时ad间的电势差； （3）线框穿过整个磁场过程中产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框刚进入磁场上边界时，由动能定理可得 又有 联立解得线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为 【小问2详解】 线框做匀速运动时，由受力平衡有 由右手定则可知，d端相当于电源正极，则有 解得 【小问3详解】 线框做匀速运动时 线框从开始下滑到刚完全离开磁场的过程，由功能关系可得 解得线框穿过磁场的整个过程中产生的焦耳热为 18. 如图所示，滑块1、2的质量分别为和，滑块1在半径的光滑四分之一圆弧轨道AB的最高点A处，滑块2静止于粗糙水平轨道BC的右端C处，滑块1与轨道BC间的动摩擦因数。C点正下方O处固定一劲度系数的水平轻弹簧，弹簧右端固定一质量的滑块3，静止于光滑水平地面上。由静止释放滑块1，滑块1与滑块2发生弹性正碰后滑块1恰好停在B点。滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块3一个水平向右、大小的初速度，滑块2与运动中的滑块3在平衡位置相碰后竖直向上运动至与C点等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，滑块3与弹簧构成的弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内，三个滑块均可视为质点，取重力加速度大小，。 （1）求B、C两点间的距离L； （2）求C点与滑块3的高度差的最小值； （3）滑块2与滑块3第二次碰撞后瞬间水平方向速度相同，滑块2离开滑块3后立即撤去滑块2，求此后滑块3做简谐运动的振幅A。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设滑块1与滑块2碰前瞬间的速度为，由动能定理有 碰后滑块1、2的速度分别为和，根据动量守恒，有 根据机械能守恒，有 解得， 碰后滑块1滑动后恰能静止在点，滑块1只能从点向左匀减速运动至点，由动能定理有 解得，。 【小问2详解】 滑块2与滑块3在平衡位置相碰，由于，因此滑块2只能与向左运动的滑块3相碰才能在碰后竖直向上运动，则碰前运动时间满足 根据位移-时间公式，有 解得 当取时， 【小问3详解】 滑块2与滑块3碰撞过程水平方向上动量守恒，第1次碰撞后将滑块3的速度设为，根据动量守恒，有 解得 滑块2竖直上抛后落下与滑块3发生第二次碰撞前运动的时间为，滑块3运动时间正好在平衡位置向左运动时与滑块2相撞，第二次碰撞过程中，根据动量守恒，有 解得 滑块2离开滑块3后，滑块3做简谐运动，在平衡位置的速度为，根据能量守恒，有 解得振幅为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $