精品解析：2026届山东日照市高三下学期模拟考试物理试题

2023级高三模拟考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于原子核，下列说法正确的是（ ） A. 任何原子核的结合能均大于零 B. 核反应前后，比结合能一定减小 C. 结合能越大的原子核一定越稳定 D. 比结合能越大的原子核一定越稳定 2. 一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所示。下列说法正确的是（ ） A. 状态①的温度高于状态②的温度 B. 状态①的压强小于状态②的压强 C. 状态①的分子数密度大于状态②的分子数密度 D. 图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积 3. 技术人员用劈尖薄膜干涉装置来检查样品平面的平整程度。某单色光从标准样板上方入射后，从上向下看到的部分明暗相间的条纹如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 图中条纹弯曲处对应被检查平面处凸起 B. 若将标准样板竖直向上平移，条纹向左平移 C. 若薄片厚度增大，其他条件不变，条纹间距变宽 D. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，条纹间距变宽 4. 关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（ ） A. 真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B. 金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C. 电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D. 电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 5. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向用轻绳相连的物体A和B分居圆心O两侧，与圆盘一起绕中轴线匀速转动。已知两物体的质量均为m，到O点的距离分别为r和2r，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若物体A受到的摩擦力大小为，则圆盘转动的角速度为（ ） A. B. C. D. 6. 太阳和地球所在的连线上有如图所示的两个拉格朗日点、，在地球轨道内侧，在地球轨道外侧。嫦娥五号轨道器处于点，在地球和太阳共同引力作用下与地球一起同步绕太阳做匀速圆周运动。已知太阳中心到地球中心的距离为r，太阳的质量为M，地球的质量为m。不考虑其他天体的引力作用，下列说法正确的是（ ） A. 嫦娥五号轨道器绕太阳运动的向心力大于地球公转的向心力 B. 嫦娥五号轨道器绕太阳运动的向心加速度大于地球公转的向心加速度 C. 根据以上条件可以求出嫦娥五号轨道器到地球中心的距离 D. 根据以上条件可以求出嫦娥五号轨道器的向心力 7. 小明同学通过查阅资料得知，做简谐运动的物体回复力满足（k为常数，x为物体偏离平衡位置的位移），能量满足，系统总能量E为一常量。如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在倾角的光滑斜面上，另一端与质量为m的小球相连，小球沿斜面方向做简谐运动。已知当弹簧处于原长时，小球的动能为最大动能的，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. 小球的振幅为 B. 小球的最大速度为 C. 小球的最大加速度为2g D. 弹簧的最大弹性势能为 8. 篮球场常用置球架来收纳篮球，如图所示，置球架的两支柱竖直，球托和支柱所在平面都与横梁垂直，球托与支柱的夹角，球托A、B与支柱的交点等高。已知篮球的质量为600g，篮球的半径为R，球托A、B间的距离为1.6R，忽略一切摩擦，，。则球托A受篮球的弹力为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一简谐横波在均匀介质中沿着x轴向左、右传播，其波源S位于原点处，振动频率为2Hz。质点P的平衡位置位于处，质点Q的平衡位置位于波源S的左侧（图中未画出）。当P到达波峰时，波源S恰好处于平衡位置，Q恰好到达波谷。已知（λ为该波的波长），下列说法正确的是（ ） A. 机械波在介质中的波速可能为4m/s B. 机械波的波长可能为3.2m C. 质点Q的平衡位置坐标可能为 D. P与Q同时通过平衡位置时，振动方向相同 10. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的O点、P点分别固定两个不等量异种点电荷和，沿方向建立一维坐标系，O为原点。电荷、在x轴正半轴产生的电场强度E随位置坐标x的变化如图乙所示，规定沿x轴正方向的电场为正，取无穷远处电势为零。将一带正电的试探电荷从A点由静止释放，水平方向仅受静电力作用。下列说法正确的是（ ） A. 为负电荷，为正电荷，且 B. M点的电势为零 C. 运动过程中，试探电荷在N点时速度最大 D. 试探电荷将做往复运动 11. 如图所示，在倾角为的斜面底端正上方高度H处，以初速度水平向右抛出一小球，最终落在斜面上。已知重力加速度为g，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. 若，小球平抛运动的位移最小 B. 若，小球将垂直打在斜面上 C. 若，小球落到斜面上的速度最小 D. 小球落到斜面上的最小速度为 12. 某磁约束装置的截面图如图所示，一环形区域截面的内圆半径为R，外圆半径为，圆心均在O点。环形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。内圆上的点有一粒子源，可在纸面内发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，其中粒子甲垂直于方向向右射入磁场，粒子乙沿方向射入磁场，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。若两粒子均刚好不穿出外圆边界，则下列选项正确的是（　　） A. 粒子甲的速度大小为 B. 粒子乙的速度大小为 C. 粒子乙从射入磁场到第n次返回点所需时间为 D. 粒子乙从射入磁场到第n次返回点所需时间为 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，利用可拆变压器能方便地改变原、副线圈的匝数比。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （2）某次实验中，用匝数匝和匝的线圈做实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 A. 原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B. 副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C. 原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D. 副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 （3）该同学在分析数据时发现上述实验数据没有严格遵从，下列原因可能正确的是______。 A. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 B. 变压器副线圈的磁通量变为原线圈的磁通量的两倍，使线圈的电阻增加 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 14. 某物理学习小组利用图甲中的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 （1）实验用的电火花打点计时器，应选用______。 A. 220V交流电源 B. 8V交流电源 C. 36V蓄电池 （2）某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度______（计算结果均保留2位有效数字）。 （3）在探究小车的加速度与受力关系时，保持小车的质量不变，将槽码的重力作为小车受到的拉力F，作出a-F图像，随着槽码的质量不断增加，可能会出现图丙中的图线______（选填①或②）。 （4）在探究小车的加速度a与小车质量M的关系时，保持槽码的质量m不变，若平衡摩擦力过度，画出的图像如图丁所示，图像斜率为k，纵截距为，根据以上信息计算出重力加速度为______（结果用m、k、表示）。 15. 由某种透明介质制成的空心球壳，截面如图所示。球壳内外径分别为和2R，是过球心的直线。一细束单色光线平行于从P点射入球壳，折射后到达内表面上的Q点。已知与垂直，与延长线的夹角，P点与的距离为，，，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在介质中的二次反射。求： （1）球壳对该单色光的折射率； （2）该单色光在球壳中传播的时间t。 16. 某氧气瓶容积，启用前瓶内温度，压强，瓶内氧气可视为理想气体。 （1）若瓶内的压强超过会报警，求报警时瓶内的最低温度； （2）某医院使用该氧气瓶为病房供氧，氧气以每分钟的流量输出，输出氧气的压强稳定为1atm、温度为27℃，瓶内压强降至时停止输出，瓶内温度保持不变。求： ①供氧时间； ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比。 17. 如图所示，质量的物块A套在光滑水平直杆上，并与质量的小球B用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳的长度。质量的物块C和质量的足够长木板D静止叠放在光滑水平面上，物块C与木板D之间的动摩擦因数。木板D右端到固定在地面上的挡板E的距离。现将小球B拉到轻绳处于水平方向且伸直的位置，并与物块A同时由静止释放。当轻绳摆动到竖直方向时，小球B与物块C恰好在水平方向上发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。忽略空气阻力，物块A和小球B均可视为质点，。 （1）求小球B从释放到与物块C碰撞时，在水平方向上发生的位移； （2）求小球B与物块C碰撞后上升的最大高度； （3）若木板D与固定挡板E之间的作用时间极短且没有机械能损失，求木板D与挡板E发生碰撞的总次数。 18. 如图所示，倾角为θ、宽度为d的足够长平行金属导轨，顶端通过开关与阻值为R的电阻相连，自感系数为L的理想线圈通过开关与电阻并联，整个空间充满垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场，时刻的磁感应强度大小为。一质量为m，长为d的导体棒置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数为。导轨与导体棒始终垂直且接触良好，忽略导轨与导体棒的电阻，不考虑电磁辐射，重力加速度为g。 （1）时，仅闭合，将导体棒从距离顶端d处由静止释放，棒中无感应电流，时刻在外力作用下突然静止，求磁场感应强度B随时间t变化的函数表达式和静止瞬间回路中的电流大小； （2）时，仅闭合，将导体棒从距离顶端d处由静止释放，磁感应强度保持不变，求导体棒下滑的最大距离和稳定时回路中的电流大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三模拟考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于原子核，下列说法正确的是（ ） A. 任何原子核的结合能均大于零 B. 核反应前后，比结合能一定减小 C. 结合能越大的原子核一定越稳定 D. 比结合能越大的原子核一定越稳定 【答案】D 【解析】 【详解】A．仅含1个质子的氕核没有核子结合过程，结合能为0，并非所有原子核结合能都大于零，故A错误； B．裂变、聚变等放能核反应中，反应后生成物的比结合能大于反应物，比结合能不是一定减小，故B错误； C．结合能大小与核子数有关，重核总结合能可能大于中等质量核，但重核比结合能更小、更不稳定，原子核稳定性不由总结合能决定，故C错误； D．比结合能越大，说明拆分单个核子平均需要的能量越多，核子结合越牢固，原子核越稳定，故D正确。 故选D。 2. 一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所示。下列说法正确的是（ ） A. 状态①的温度高于状态②的温度 B. 状态①的压强小于状态②的压强 C. 状态①的分子数密度大于状态②的分子数密度 D. 图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．随着温度的升高，图像峰值对应的平均速率变大，所以状态①的温度低于状态②的温度，故A错误； B．两状态下，气体体积相同，状态①的温度低于状态②的温度，所以状态①的压强小于状态②的压强，故B正确； C．两状态下，气体分子数目相同，体积也相同，所以状态①的分子数密度等于状态②的分子数密度，故C错误； D．某一段图线与横轴围成图形的面积代表该速率区间段分子个数占总分子个数的百分比，则整条图线与横轴围成的总面积必为100%等于1，即图线①与横轴所围的面积等于图线②与横轴所围的面积，故D错误。 故选B。 3. 技术人员用劈尖薄膜干涉装置来检查样品平面的平整程度。某单色光从标准样板上方入射后，从上向下看到的部分明暗相间的条纹如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 图中条纹弯曲处对应被检查平面处凸起 B. 若将标准样板竖直向上平移，条纹向左平移 C. 若薄片厚度增大，其他条件不变，条纹间距变宽 D. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，条纹间距变宽 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，故A正确； B．标准样板竖直上移，夹角不变，条纹间距不变，但空气层变厚了，厚处的条纹要向薄处（向右）移动，劈尖干涉是等厚干涉，厚度决定了条纹位置，故B错误； C．设膜厚为处产生亮条纹 则有 设相邻亮条纹处膜厚为，则有 设空气膜顶角为，则有 解得 若薄片厚度增大，其他条件不变，增大，条纹间距将减小，故C错误； D．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，波长变短，可知条纹间距变窄，故D错误。 故选A。 4. 关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（ ） A. 真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B. 金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C. 电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D. 电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 【答案】B 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流的热效应加热，涡流只能在导电的金属材料中产生，无法直接加热非金属，故A错误； B．安检门通有交变电流产生交变磁场，金属物品通过时内部会感应出涡流，涡流的磁场反过来改变安检门原有磁场的分布，触发报警器报警，故B正确； C．电磁炉利用电磁感应使金属锅体产生涡流发热，再将热量传递给锅内的水，故C错误； D．电磁弹射系统的工作原理是通电导体在磁场中受安培力作用获得推力，并非利用导体切割磁感线产生动生电动势，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向用轻绳相连的物体A和B分居圆心O两侧，与圆盘一起绕中轴线匀速转动。已知两物体的质量均为m，到O点的距离分别为r和2r，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若物体A受到的摩擦力大小为，则圆盘转动的角速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当B的摩擦力达到最大时，有 可得此时角速度为 此时对A，向心力为 可得物体A受到的摩擦力大小为时，绳子一定有拉力，设此时A受摩擦力向右，有， 可得拉力为负值，不符合实际，可知A受摩擦力向左，有， 可得此时圆盘转动的角速度为 故选C。 6. 太阳和地球所在的连线上有如图所示的两个拉格朗日点、，在地球轨道内侧，在地球轨道外侧。嫦娥五号轨道器处于点，在地球和太阳共同引力作用下与地球一起同步绕太阳做匀速圆周运动。已知太阳中心到地球中心的距离为r，太阳的质量为M，地球的质量为m。不考虑其他天体的引力作用，下列说法正确的是（ ） A. 嫦娥五号轨道器绕太阳运动的向心力大于地球公转的向心力 B. 嫦娥五号轨道器绕太阳运动的向心加速度大于地球公转的向心加速度 C. 根据以上条件可以求出嫦娥五号轨道器到地球中心的距离 D. 根据以上条件可以求出嫦娥五号轨道器的向心力 【答案】C 【解析】 【详解】AD．嫦娥五号轨道器质量未知，无法求出嫦娥五号轨道器的向心力，也无法和地球公转的向心力比较。故AD错误； B．嫦娥五号轨道器绕太阳运动的轨道半径小于地球公转的半径，又因为角速度一样，由知，嫦娥五号轨道器绕太阳运动的向心加速度小于地球公转的向心加速度。故B错误； C．嫦娥五号轨道器在点绕太阳运动运动时，由牛顿第二定律和万有引力定律得 在点绕太阳运动时，由牛顿第二定律和万有引力定律得 地球绕太阳运动时，由牛顿第二定律和万有引力定律得 又 联立解得，故C正确。 故选C。 7. 小明同学通过查阅资料得知，做简谐运动的物体回复力满足（k为常数，x为物体偏离平衡位置的位移），能量满足，系统总能量E为一常量。如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在倾角的光滑斜面上，另一端与质量为m的小球相连，小球沿斜面方向做简谐运动。已知当弹簧处于原长时，小球的动能为最大动能的，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. 小球的振幅为 B. 小球的最大速度为 C. 小球的最大加速度为2g D. 弹簧的最大弹性势能为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球受力平衡时有 解得 设最大动能为，则总能量为 弹簧处于原长时，小球的动能为最大动能的，则有 解得，故A错误； B．由 解得，故B正确； C．根据牛顿第二定律有 解得，故C错误； D．弹簧形变量最大为 最大弹性势能为，故D错误； 故选B。 8. 篮球场常用置球架来收纳篮球，如图所示，置球架的两支柱竖直，球托和支柱所在平面都与横梁垂直，球托与支柱的夹角，球托A、B与支柱的交点等高。已知篮球的质量为600g，篮球的半径为R，球托A、B间的距离为1.6R，忽略一切摩擦，，。则球托A受篮球的弹力为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对该篮球受力分析，设单根球托对篮球的弹力大小为N，两球托对篮球弹力的合力为F，水平支撑杆对篮球的弹力为，垂直两根球托平面篮球受力图示如图 则有 其中 竖直面内篮球的受力图示如图所示 则有 解得 故选A。 二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一简谐横波在均匀介质中沿着x轴向左、右传播，其波源S位于原点处，振动频率为2Hz。质点P的平衡位置位于处，质点Q的平衡位置位于波源S的左侧（图中未画出）。当P到达波峰时，波源S恰好处于平衡位置，Q恰好到达波谷。已知（λ为该波的波长），下列说法正确的是（ ） A. 机械波在介质中的波速可能为4m/s B. 机械波的波长可能为3.2m C. 质点Q的平衡位置坐标可能为 D. P与Q同时通过平衡位置时，振动方向相同 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．已知，当P到达波峰时，波源S恰好处于平衡位置，则有或 解得或 根据波速计算公式 代入波长可知或，故A正确，B错误； C．波源S恰好处于平衡位置，Q恰好到达波谷，当时，则 无法取得整数n，使得质点Q的平衡位置坐标为； 当时，则，则取，使得质点Q的平衡位置坐标为，故C正确； D．P与Q同时通过平衡位置时，振动方向一定相反，故D错误； 故选AC。 10. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的O点、P点分别固定两个不等量异种点电荷和，沿方向建立一维坐标系，O为原点。电荷、在x轴正半轴产生的电场强度E随位置坐标x的变化如图乙所示，规定沿x轴正方向的电场为正，取无穷远处电势为零。将一带正电的试探电荷从A点由静止释放，水平方向仅受静电力作用。下列说法正确的是（ ） A. 为负电荷，为正电荷，且 B. M点的电势为零 C. 运动过程中，试探电荷在N点时速度最大 D. 试探电荷将做往复运动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，靠近点电场强度为正，所以为正电荷，为负电荷，由于较远处电场强度为负，所以有，故A正确。 B．由图乙可知，从点到无穷远处电场强度为负，即从无穷远处正电荷向点运动，电场力做正功，所以点电势不为零，故B错误。 C．试探电荷从点向点运动过程中，在段受到的电场力方向不变，一直做加速运动，所以试探电荷在点速度最大，故C错误。 D．试探电荷通过点后，电场力做负功直到速度为0，然后试探电荷反向加速，直到经过点后再次减速，直到运动到点速度为0，再重复之前的运动，即试探电荷做往复运动，故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，在倾角为的斜面底端正上方高度H处，以初速度水平向右抛出一小球，最终落在斜面上。已知重力加速度为g，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. 若，小球平抛运动的位移最小 B. 若，小球将垂直打在斜面上 C. 若，小球落到斜面上的速度最小 D. 小球落到斜面上的最小速度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于小球做平拋运动的位移最小，即小球做平拋运动的合位移垂直于斜面，根据平抛运动规律有， 又知，即， 联立解得，故A正确； B．小球做平拋运动， 小球垂直打到斜面上，小球落在斜面上时速度与竖直方向成，分解小球落在斜面上时的速度 根据几何关系有 联立解得，故B正确； D．小球落在斜面上时的竖直分速度 小球落在斜面上时的水平分速度 几何关系 小球落在斜面上时的合速度 又知，联立解得 根据数学知识可知，与的乘积一定，当二者相等时和有最小值，故 整理得 所以小球落到斜面上的最小速度，故D正确； C．小球做平拋运动， 几何关系 又知 联立解得，故时小球落到斜面上的速度最小，C错误。 故选ABD。 12. 某磁约束装置的截面图如图所示，一环形区域截面的内圆半径为R，外圆半径为，圆心均在O点。环形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。内圆上的点有一粒子源，可在纸面内发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，其中粒子甲垂直于方向向右射入磁场，粒子乙沿方向射入磁场，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。若两粒子均刚好不穿出外圆边界，则下列选项正确的是（　　） A. 粒子甲的速度大小为 B. 粒子乙的速度大小为 C. 粒子乙从射入磁场到第n次返回点所需时间为 D. 粒子乙从射入磁场到第n次返回点所需时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有 得轨迹半径 周期 甲垂直向右射出，运动轨迹如图所示 在内圆上，故。设甲轨迹半径为，轨迹与外圆相切，由几何关系，得 解得 代入，解得，故A正确； B．乙沿向下射出，运动轨迹如图所示 设乙轨迹半径为，轨迹与外圆相切，由几何关系，得 解得 代入，解得，故B错误； CD．对乙的轨迹，由几何关系得，粒子每从一个内圆交点运动到下一个内圆交点，轨迹圆心角为，每次返回的过程中，总圆心角为 每次返回的过程中，在磁场中的运动时间 每次返回的过程中，在内圆的运动时间 则第次返回的总时间，故C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题包括6小题，共60分。 13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，利用可拆变压器能方便地改变原、副线圈的匝数比。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （2）某次实验中，用匝数匝和匝的线圈做实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 A. 原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B. 副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C. 原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D. 副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 （3）该同学在分析数据时发现上述实验数据没有严格遵从，下列原因可能正确的是______。 A. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 B. 变压器副线圈的磁通量变为原线圈的磁通量的两倍，使线圈的电阻增加 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】（1）A （2）C （3）CD 【解析】 【小问1详解】 本实验通过改变原副线圈匝数，探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中要运用控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 由表格数据可知 考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为；原线圈电压较大，电流较小，所以原线圈用较细导线绕制，而副线圈电压较小，电流较大，所以副线圈用较粗导线绕制。 故选C。 【小问3详解】 A．变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈电流频率相同，故A错误； B．理想情况下原、副线圈磁通量变化率相同，且线圈电阻由材料、长度、横截面积决定，与磁通量无关，故B错误； C．铁芯在交变磁场中会产生涡流，导致铁芯发热，这是铁损的一种，会造成能量损失，使实际输出电压偏离理想值，故C正确； D．原线圈磁场能向副线圈转移时，存在漏磁（部分磁场未穿过副线圈），这是磁损，会导致副线圈感应电压降低，偏离理想电压比，故D正确。 故选CD。 14. 某物理学习小组利用图甲中的装置探究小车的加速度与小车所受拉力、小车质量之间的关系。 （1）实验用的电火花打点计时器，应选用______。 A. 220V交流电源 B. 8V交流电源 C. 36V蓄电池 （2）某次实验得到一条点迹清晰的纸带，相邻两个计数点间的距离如图乙所示（每两个点之间还有4个点未画出），已知电源的频率为50Hz，则小车的加速度______（计算结果均保留2位有效数字）。 （3）在探究小车的加速度与受力关系时，保持小车的质量不变，将槽码的重力作为小车受到的拉力F，作出a-F图像，随着槽码的质量不断增加，可能会出现图丙中的图线______（选填①或②）。 （4）在探究小车的加速度a与小车质量M的关系时，保持槽码的质量m不变，若平衡摩擦力过度，画出的图像如图丁所示，图像斜率为k，纵截距为，根据以上信息计算出重力加速度为______（结果用m、k、表示）。 【答案】（1）A （2）2.0 （3）② （4） 【解析】 【小问1详解】 电火花打点计时器的工作电源为220V交流电源。 故选A。 【小问2详解】 电源频率为，打点周期为，相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔 利用逐差法计算加速度 【小问3详解】 平衡摩擦力后，槽码的重力使槽码和小车以共同的加速度运动，细线的拉力为，根据牛顿第二定律，对质量为的槽码和总质量为的小车分别有， 两式联立可得 可以看出只有当时，，可将槽码重力近似为细线的拉力。当不断增大，不再满足，会增大，会较小，则实际加速度增长会变慢，图像向下弯曲，因此对应图线②。 【小问4详解】 对整体（小车槽码），根据牛顿第二定律，平衡摩擦力过度时，重力分力大于摩擦力，整理得：  代入 整理得  对比图像 可得纵截距 斜率 整理得  15. 由某种透明介质制成的空心球壳，截面如图所示。球壳内外径分别为和2R，是过球心的直线。一细束单色光线平行于从P点射入球壳，折射后到达内表面上的Q点。已知与垂直，与延长线的夹角，P点与的距离为，，，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在介质中的二次反射。求： （1）球壳对该单色光的折射率； （2）该单色光在球壳中传播的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 以球心为原点，为轴，为轴建立坐标系。由题意得，外半径 点纵坐标为，可得点横坐标为，即 在内球面，，内半径，得 的长度为 则 则是等腰三角形，由几何关系，得 即折射角 入射光线平行，入射角为入射光线与法线的夹角，得 由折射定律 【小问2详解】 光在介质中的速度 根据对称性可知，光在球壳中传播的路程为 传播时间 16. 某氧气瓶容积，启用前瓶内温度，压强，瓶内氧气可视为理想气体。 （1）若瓶内的压强超过会报警，求报警时瓶内的最低温度； （2）某医院使用该氧气瓶为病房供氧，氧气以每分钟的流量输出，输出氧气的压强稳定为1atm、温度为27℃，瓶内压强降至时停止输出，瓶内温度保持不变。求： ①供氧时间； ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比。 【答案】（1） （2）①225min；② 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，氧气的体积不变，根据查理定理可得 代入数据，解得 【小问2详解】 ①假设氧气的温度不变，即等温膨胀，则设此过程下该氧气瓶为病房供氧总体积为，根据玻意耳定律可得 解得 输出氧气的温度为 设输出氧气的压强为，体积为，根据理想气体状态方程可得 解得 所以，供氧时间为 ②氧气瓶内最终剩余氧气与启用前氧气的质量之比 17. 如图所示，质量的物块A套在光滑水平直杆上，并与质量的小球B用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳的长度。质量的物块C和质量的足够长木板D静止叠放在光滑水平面上，物块C与木板D之间的动摩擦因数。木板D右端到固定在地面上的挡板E的距离。现将小球B拉到轻绳处于水平方向且伸直的位置，并与物块A同时由静止释放。当轻绳摆动到竖直方向时，小球B与物块C恰好在水平方向上发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。忽略空气阻力，物块A和小球B均可视为质点，。 （1）求小球B从释放到与物块C碰撞时，在水平方向上发生的位移； （2）求小球B与物块C碰撞后上升的最大高度； （3）若木板D与固定挡板E之间的作用时间极短且没有机械能损失，求木板D与挡板E发生碰撞的总次数。 【答案】（1） （2） （3）6次 【解析】 【小问1详解】 A、B组成的系统水平方向不受外力，动量守恒，可得 等式两边同时乘时间，并求和可得 两者相对水平位移即为绳长，则 代入，，，解得 【小问2详解】 B下摆到竖直位置过程，A、B系统机械能守恒、水平动量守恒，有， 解得B与C碰撞前A、B的速度大小分别为， B与C发生弹性碰撞，动量守恒、动能守恒，则， 解得 负号表示碰撞后B向左运动，大小，碰撞后C的速度 B上升到最大高度时，A、B水平共速，水平动量守恒 解得 根据机械能守恒，有 解得 【小问3详解】 C与D间摩擦力大小为 由牛顿第二定律，可得C的加速度大小为 D的加速度大小为 第一次碰撞E，D向右运动 由匀变速直线运动位移与时间的关系，得 解得 碰撞前D的速度，C的速度 碰撞后D速度反向，大小不变，则 此后C和D的加速度大小始终不变，每次D与挡板碰撞，D的速度大小不变，方向反向，但C一直在减速，每次D从挡板到左端再回来做往返运动耗时，C的速度减少 经过6次碰撞后，C的速度变为 由动量守恒定律，可得 解得 则C和D最终静止，不会与挡板E发生第7次碰撞，木板D与挡板E发生6次碰撞。 18. 如图所示，倾角为θ、宽度为d的足够长平行金属导轨，顶端通过开关与阻值为R的电阻相连，自感系数为L的理想线圈通过开关与电阻并联，整个空间充满垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场，时刻的磁感应强度大小为。一质量为m，长为d的导体棒置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数为。导轨与导体棒始终垂直且接触良好，忽略导轨与导体棒的电阻，不考虑电磁辐射，重力加速度为g。 （1）时，仅闭合，将导体棒从距离顶端d处由静止释放，棒中无感应电流，时刻在外力作用下突然静止，求磁场感应强度B随时间t变化的函数表达式和静止瞬间回路中的电流大小； （2）时，仅闭合，将导体棒从距离顶端d处由静止释放，磁感应强度保持不变，求导体棒下滑的最大距离和稳定时回路中的电流大小。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 导体棒中无感应电流说明回路磁通量始终不变。初始磁通量 设时刻导体棒下滑位移为，则此时磁通量 由，得 导体棒不受安培力，由牛顿第二定律，得 代入，得 导体棒做匀加速运动，由匀变速直线运动位移与时间的关系，得 代入得的表达式 时刻导体棒速度 感应电动势 回路中的电流 【小问2详解】 回路中无电阻，导体棒切割磁感线产生的动生电动势等于自感电动势，在极短的时间内，有 可得 并对等式两边求和，得 解得 由牛顿第二定律，可得 等式两边同时乘，得 代入，，得 对等式两边微元求和，得 导体棒第一次速度降为0时位移最大，则有 解得最大距离 摩擦力持续做功损耗能量，稳定后导体棒静止，合力为零，满足 代入化简得稳定电流 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $