精品解析：2022届海南海口市海南中学、海口一中、文昌中学、嘉积中学高三下学期学情检测物理试题

2022届海南海口市海南中学、海口一中、文昌中学、嘉积中学 高三下学期学情检测物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上指定位置。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，本试卷由考生自行保管，仅将答题卡交回。 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 以下有关叙述，正确的是（ ） A. 光电效应说明光具有粒子性 B. 玻尔提出能量子的概念，从此人们用量子论研究微观世界的运动规律 C. 大量氢原子从的能级向低能级跃迁时最多辐射出10种不同频率的光 D. 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变宽时，在荧光屏上显示的衍射条纹间距变大 2. 在振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是（　　） A. B. C. D. 3. A、B两个质点同时（0时刻）从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的速度—时间（）图像如图所示，则由图像可知（ ） A. A质点比B质点运动得快，故B追不上A B. 在2s末时B追上A C. B追上A前与A最多相距2m D. B追上A时它们距出发点16m 4. 居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，产生磷的放射性同位素和中子，意外的是，拿走粒子放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子。下列说法中正确的是（ ） A. 粒子轰击铝箔产生中子的核反应方程式为 B. 放射性同位素磷的衰变方程为 C. 可以通过加热的方法缩短衰变的半衰期 D. 衰变后的产物的质量之和等于磷的质量 5. 远距离输电的简化原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，电流分别为、，输电线的总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，电流分别为、，输电线上消耗的功率用表示。变压器均为理想变压器，则下列等式中正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，一单色光平行底面BC的方向射向AB，经折射后射向AC，并在AC边恰好发生全反射。则棱镜的折射率n为（ ） A. B. C. D. 7. 太空中某一行星有两颗天然卫星，一颗卫星的运动轨道是圆，另一颗是椭圆，如图所示。经观测，行星的半径为R，圆轨道的半径为2R，椭圆轨道的远“行星”点到行星中心距离为5R，近“行星”点到行星中心距离为3R，圆轨道卫星绕行星公转的周期为T。据此可知椭圆轨道卫星的公转周期为（ ） A. B. 2T C. D. 8. 如图所示的电路，C为一倾斜放置的平行板电容器，板间距为d，倾角为。D是理想二极管，定值电阻阻值为R，滑动变阻器总电阻也为R，滑片P置于中间，闭合开关K，将质量为m的带电小球用绝缘轻细线拴住放入电容器内，小球静止时，细线跟竖直方向成53°角。已知电源的电动势为E，内阻不计，重力加速度为g。，。则（ ） A. 小球带负电，电荷量大小为 B. 将电容器的两极板间距缓慢增大一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力不变 C. 当滑片P缓慢向下移动一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力减小 D. 当滑片P缓慢向上移动一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力减小 二、多选题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分；有选错的得0分。 9. 如图所示为一列沿x轴正方向传播、频率为50Hz的简谐横波在时刻的波形图，此时P点恰好开始振动。P、Q两质元平衡位置坐标分别为、，则（ ） A. 波源开始振动时的运动方向沿方向 B. 此波的波速为600m/s C. 当时，Q点开始振动 D. Q点开始振动时，P点恰位于平衡位置，且沿方向振动 10. 如图所示，在两等量异种点电荷连线上有c、O、f三点，虚线M、L、K是分别过c、O、f三点的等差等势面，一不计重力带负电粒子从a点射入电场，仅在电场力作用下沿abcde运动，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是（ ） A. 三个等势面的电势大小关系为 B. 粒子在c点时的加速度比在d点时的加速度大 C. 粒子在c点的电势能大于在e点的电势能 D. 粒子在b点的动能大于在e点的动能 11. 如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为。一小球在圆轨道左侧的A点以速度水平抛出，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 从A运动到B所用时间为 B. A、B之间的水平距离为 C. A、B之间的竖直高度为 D. 运动到B点时速度大小为 12. 如图所示，质量、倾角为的斜面体静止在光滑的水平面上，一质量的物块静止在斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数。现用水平向右的恒力F推斜面体，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，且、。下列说法中正确的是（ ） A. 当时，物块受到两个力作用 B. 当时，物块所受到的摩擦力沿斜面向上 C. 当时，物块将沿斜面向上滑动 D. 不论F的大小是多大，物块总是能和斜面体保持相对静止 13. 如图所示，有沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场，空间范围足够大。将一个质量为m、电荷量为的小球，以初速度竖直向上抛出。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ） A. 小球在磁场中做变速率圆周运动 B. 小球的机械能保持不变 C. 小球运动的最小速率为 D. 小球能上升的最大高度为 三、实验题：本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写运算过程。 14. 某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。导轨与水平桌面的夹角为，导轨底端P点有带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，滑块与砂桶由跨过轻质光滑定滑轮的轻细绳相连，导轨上的Q点固定一个光电门，PQ两点间的距离为L。重力加速度为g。 （1）该同学进行了如下操作： ①该同学用二十分度的游标卡尺测量挡光片的宽度d，如下图所示： 则________mm； ②调整细砂的质量，使滑块恰好处于静止状态，则砂桶和细砂的总质量为________；（用已知物理量字母表示） ③向砂桶中再加入质量为的细砂，让滑块从P点由静止开始运动，光电门记录挡光的时间为，设砂桶还未与水平地面接触，则滑块通过Q点时的速度为________；（用已知物理量字母表示） （2）滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量________，砂桶和细砂的机械能减少量________。（均用已知物理量的字母表示） 15. 多用电表中欧姆表的高倍率挡（如“”）要用“高压电池”作电源。某多用电表内的高压电池电动势大约为9V，内阻在之间。实验室中，除了待测电池E、开关、导线外，还能提供的器材有： A．电压表，量程，内阻约为 B．电压表，量程，内阻约为 C．电流表，量程，内阻约为 D．电流表，量程，内阻为 E．滑动变阻器，最大阻值，额定电流 F．电阻箱R，阻值为 G．定值电阻 （1）为了测量该电池的电动势和内阻，实验小组设计出四个实验电路，其中测量精确度最高的是________；（填代号） A. B. C. D. （2）实验小组根据记录的实验数据，经简单计算，得出该电池路端电压与对应的负载电流，并在坐标系中描点，如图所示。请在答题卡上的坐标系中画出待测电源的图像； （3）根据你画出的图象，待测电池电动势的测量值为________V，内阻的测量值为________。（结果均保留两位有效数字） 四、计算题：本题共3小题，第16题10分，第17题14分，18题14分，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图所示，一直立封闭的圆柱形气缸，内部的横截面积，用质量为的活塞，封闭一定质量、温度为的理想气体，活塞上方为真空。活塞下表面距离气缸底部高度，气缸内壁上有固定卡环，活塞上表面距卡环的距离为，不计气缸内壁与活塞间的摩擦，重力加速度取。 （1）缓慢对气体加热，求活塞刚刚升到卡环处气体的温度； （2）若已知缸内气体内能的表达式为，其中，，T是热力学温度。若缓慢对气体加热，求气体温度由升高到的过程中，气体吸收的热量Q。 17. 如图所示，MN和PQ是固定在水平面上电阻不计的足够长的平行金属导轨，其间距为L，XM、YP是两根固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧形导轨，它们与MN、PQ分别在M和P点相切。在水平导轨的右端接一个阻值为R的定值电阻。虚线PM右侧导轨的水平区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻也为R的金属棒ab从弧形导轨上高为h处由静止释放，在水平导轨上运动一段距离停止。已知整个过程中通过电阻R的电荷量为q，金属棒与水平导轨间的动摩擦因数为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）金属棒受到的滑动摩擦力所做的功； （2）金属棒在水平导轨上滑行的时间； （3）金属棒从释放到静止过程中R上产生的焦耳热。 18. 如图所示，五位小朋友在停于水平轨道上的平板车上游戏，他们依次从车上助跑加速，从车的右端跳离平板车，前一位小朋友跳离平板车后下一位才开始助跑。已知小朋友的质量均为，平板车的质量，每一位小朋友跳离车的速度均沿水平向右方向，相对于地面的速度均为。不计轨道与车及车轴的摩擦。 （1）求第一名小朋友跳离车瞬间车的速度； （2）若每位小朋友从开始起跑到离开车的时间均为4s，求他们在整个过程中对车沿水平方向的平均作用力； （3）五位小朋友在跳离车的过程中共有多少化学能转化为机械能？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2022届海南海口市海南中学、海口一中、文昌中学、嘉积中学 高三下学期学情检测物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上指定位置。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，本试卷由考生自行保管，仅将答题卡交回。 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 以下有关叙述，正确的是（ ） A. 光电效应说明光具有粒子性 B. 玻尔提出能量子的概念，从此人们用量子论研究微观世界的运动规律 C. 大量氢原子从的能级向低能级跃迁时最多辐射出10种不同频率的光 D. 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变宽时，在荧光屏上显示的衍射条纹间距变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．光电效应的实验规律不能由经典电磁理论解释，爱因斯坦提出光子说，说明光具有粒子性，故A正确； B．能量子概念由普朗克提出，玻尔将量子观念引入原子结构研究，故B错误； C．大量氢原子从的能级向低能级跃迁时，最多可辐射的不同频率的光的种类数为，故C错误； D．电子的单缝衍射体现了电子的波动性；在其他条件不变时，衍射条纹间距与缝宽成反比，狭缝变宽时条纹间距变小，故D错误。 故选A。 2. 在振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于LC振荡电路的振荡周期 而电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间为 故选B。 3. A、B两个质点同时（0时刻）从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的速度—时间（）图像如图所示，则由图像可知（ ） A. A质点比B质点运动得快，故B追不上A B. 在2s末时B追上A C. B追上A前与A最多相距2m D. B追上A时它们距出发点16m 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题图可知，A质点在2s前比B质点运动得快，在2s后比B质点运动得慢；根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知在内A、B运动的位移相等，则在4s末时B追上A，故AB错误； C．B追上A前，在2s末时两者相距最远，则有，故C错误； D．在4s末时B追上A，则B追上A时它们离出发点的距离为，故D正确。 故选D。 4. 居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，产生磷的放射性同位素和中子，意外的是，拿走粒子放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子。下列说法中正确的是（ ） A. 粒子轰击铝箔产生中子的核反应方程式为 B. 放射性同位素磷的衰变方程为 C. 可以通过加热的方法缩短衰变的半衰期 D. 衰变后的产物的质量之和等于磷的质量 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应过程中质量数和电荷数守恒。题给方程左侧总电荷数为，右侧总电荷数为，不满足电荷数守恒；中子应表示为，故A错误； B．题给衰变方程中质量数满足，电荷数满足，生成的为正电子，该过程是正衰变，符合题意，故B正确； C．半衰期由原子核本身的性质决定，与温度等外界条件无关，加热不能缩短的半衰期，故C错误； D．衰变过程释放能量，由质能关系 可知存在质量亏损，衰变后产物的总质量小于衰变前磷原子核的质量，故D错误。 故选B。 5. 远距离输电的简化原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，电流分别为、，输电线的总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，电流分别为、，输电线上消耗的功率用表示。变压器均为理想变压器，则下列等式中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AD．根据变压器原、副线圈电流比等于匝数比的反比可得 可得输电线电流为 根据功率关系有，， 其中 则有，故A正确，D错误； B．输电线上消耗的功率为，故B错误； C．根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可得， 可得，故C错误。 故选A。 6. 如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，一单色光平行底面BC的方向射向AB，经折射后射向AC，并在AC边恰好发生全反射。则棱镜的折射率n为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，三棱镜截面为直角三角形，，，则。光线平行于底面射向面，根据几何关系，入射光线与面的夹角等于，则入射角 设光线在面的折射角为，在面的入射角为。根据折射定律有： 由几何关系可知， 即 光线在面恰好发生全反射，则入射角等于临界角，满足： 即 联立两式，利用，可得： 解得 故选 A。 7. 太空中某一行星有两颗天然卫星，一颗卫星的运动轨道是圆，另一颗是椭圆，如图所示。经观测，行星的半径为R，圆轨道的半径为2R，椭圆轨道的远“行星”点到行星中心距离为5R，近“行星”点到行星中心距离为3R，圆轨道卫星绕行星公转的周期为T。据此可知椭圆轨道卫星的公转周期为（ ） A. B. 2T C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知椭圆轨道的半长轴为 设椭圆轨道卫星的公转周期为，根据开普勒第三定律可得 解得 故选C。 8. 如图所示的电路，C为一倾斜放置的平行板电容器，板间距为d，倾角为。D是理想二极管，定值电阻阻值为R，滑动变阻器总电阻也为R，滑片P置于中间，闭合开关K，将质量为m的带电小球用绝缘轻细线拴住放入电容器内，小球静止时，细线跟竖直方向成53°角。已知电源的电动势为E，内阻不计，重力加速度为g。，。则（ ） A. 小球带负电，电荷量大小为 B. 将电容器的两极板间距缓慢增大一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力不变 C. 当滑片P缓慢向下移动一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力减小 D. 当滑片P缓慢向上移动一小段距离，小球再次平衡后，细线的张力减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关后，滑动变阻器接入电路的电阻为，电路总电阻为，电流为 电容器两极板间的电势差为 由小球的受力方向可知小球带负电。设电场力大小为，细线张力为，由水平方向和竖直方向平衡有 由关系式 解得，电荷量大小为，故A错误； B．设极板正对面积为。板间距缓慢增大时，电容减小；若极板电荷量暂不变化，电容器电压升高，理想二极管反向截止，故极板电荷量保持不变。板间电场强度为 不随板间距变化，电场力及细线张力均不变，故B正确； CD．设电场力大小为，由平衡关系得 初始时，细线张力取得最小值。设滑动变阻器接入电路的电阻为，则电容器的充电电压为 并随增大而增大。滑片下移时增大，二极管导通，电场力增大，细线张力由最小值增大；滑片上移时减小，二极管反向截止，电容器电荷量和电场力均不变，细线张力不变，故CD错误。 故选B。 二、多选题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分；有选错的得0分。 9. 如图所示为一列沿x轴正方向传播、频率为50Hz的简谐横波在时刻的波形图，此时P点恰好开始振动。P、Q两质元平衡位置坐标分别为、，则（ ） A. 波源开始振动时的运动方向沿方向 B. 此波的波速为600m/s C. 当时，Q点开始振动 D. Q点开始振动时，P点恰位于平衡位置，且沿方向振动 【答案】CD 【解析】 【详解】由波形图可知波长，频率，周期 A．波沿轴正方向传播，点刚开始振动，由图可知点起振方向沿方向，波源起振方向与点一致，故A错误； B．波速，故B错误； C．距离，波从传到所需时间，故C正确； D．开始振动时，已振动，即个周期。后点在平衡位置，速度方向与起振方向相反，起振向下，故此时向上，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，在两等量异种点电荷连线上有c、O、f三点，虚线M、L、K是分别过c、O、f三点的等差等势面，一不计重力带负电粒子从a点射入电场，仅在电场力作用下沿abcde运动，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是（ ） A. 三个等势面的电势大小关系为 B. 粒子在c点时的加速度比在d点时的加速度大 C. 粒子在c点的电势能大于在e点的电势能 D. 粒子在b点的动能大于在e点的动能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据电场线与等势面垂直和带电粒子所受电场力方向指向轨迹的内侧可知，带负电粒子在点受到的电场力方向向左，故电场线方向由指向，由沿电场线方向电势逐渐降低可得电势关系为，故A错误； B．等量异种电荷的电场线在靠近电荷的位置更密集，c点比d点更靠近右侧的点电荷，因此c点场强大于d点，根据牛顿第二定律可知粒子在c点时的加速度比在d点时的加速度大，故B正确； C．由负电荷在电势低处电势能大可知，因为，所以粒子在c点的电势能大于在e点的电势能，故C正确； D．粒子仅在电场力作用下运动，动能与电势能之和不变，b点的电势小于e点，带负电粒子在b点的电势能大于e点，所以粒子在b点的动能小于在e点的动能，故D错误。 故选BC。 11. 如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为。一小球在圆轨道左侧的A点以速度水平抛出，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 从A运动到B所用时间为 B. A、B之间的水平距离为 C. A、B之间的竖直高度为 D. 运动到B点时速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．将小球在点的速度分解，如图所示： 由几何知识得 由得，小球从运动到的时间，故A错误； B．、之间的水平距离，故B错误； C．、之间的竖直高度，故C正确； D．运动到点的速度大小，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，质量、倾角为的斜面体静止在光滑的水平面上，一质量的物块静止在斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数。现用水平向右的恒力F推斜面体，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，且、。下列说法中正确的是（ ） A. 当时，物块受到两个力作用 B. 当时，物块所受到的摩擦力沿斜面向上 C. 当时，物块将沿斜面向上滑动 D. 不论F的大小是多大，物块总是能和斜面体保持相对静止 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设物块与斜面体保持相对静止，两者的共同加速度为 取沿斜面向上为正方向，设摩擦力为，由牛顿第二定律得 解得 物块只受重力和支持力两个力，故A正确； B．若物块与斜面体保持相对静止，共同加速度为 取沿斜面向上为正方向，由牛顿第二定律得 故摩擦力沿斜面向下。垂直斜面方向由牛顿第二定律得 又，静摩擦力未达到最大值，故B错误； CD．设物块与斜面体相对静止时的共同加速度为 当物块有沿斜面向上的运动趋势时，相对静止的条件为 整理得 对应的恒力应满足 当时，物块不能与斜面体保持相对静止，且相对斜面体沿斜面向上滑动；同时说明并非任意大小的都能使物块相对静止，故C正确，D错误。 故选AC。 13. 如图所示，有沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场，空间范围足够大。将一个质量为m、电荷量为的小球，以初速度竖直向上抛出。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ） A. 小球在磁场中做变速率圆周运动 B. 小球的机械能保持不变 C. 小球运动的最小速率为 D. 小球能上升的最大高度为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．取水平向左的匀速平动速度为，该速度对应的洛伦兹力竖直向上，根据受力平衡有 解得 在以速度向左运动的参考系中，重力与平动速度对应的洛伦兹力抵消，小球只受始终垂直于相对速度的洛伦兹力，因而做匀速圆周运动；回到地面参考系后，小球的运动是匀速圆周运动与水平匀速平动的叠加，轨迹不是圆，故A错误； B．洛伦兹力始终与小球的瞬时速度垂直，洛伦兹力不做功，重力为保守力，因此小球的动能与重力势能之和保持不变，故B正确； C．在上述平动参考系中，小球初始相对速度的水平分量为，竖直分量为，故相对速率为 在地面参考系中，小球的速度是大小为且方向不断转动的相对速度与大小为、方向向左的平动速度的矢量和，当两速度方向相反时，小球的速率最小，根据矢量合成有 代入并化简得，故C正确； D．设相对圆周运动的半径和角速度分别为和，根据洛伦兹力提供向心力及线速度与角速度的关系分别有， 解得， 初始相对速度的分量为，指向圆心的方向与速度垂直，圆心相对初始位置的竖直向下距离为，平动参考系只沿水平方向运动，不改变小球的竖直坐标，因此小球能上升的最大高度为 代入、和，解得，故D正确。 故选BCD。 三、实验题：本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写运算过程。 14. 某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。导轨与水平桌面的夹角为，导轨底端P点有带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，滑块与砂桶由跨过轻质光滑定滑轮的轻细绳相连，导轨上的Q点固定一个光电门，PQ两点间的距离为L。重力加速度为g。 （1）该同学进行了如下操作： ①该同学用二十分度的游标卡尺测量挡光片的宽度d，如下图所示： 则________mm； ②调整细砂的质量，使滑块恰好处于静止状态，则砂桶和细砂的总质量为________；（用已知物理量字母表示） ③向砂桶中再加入质量为的细砂，让滑块从P点由静止开始运动，光电门记录挡光的时间为，设砂桶还未与水平地面接触，则滑块通过Q点时的速度为________；（用已知物理量字母表示） （2）滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量________，砂桶和细砂的机械能减少量________。（均用已知物理量的字母表示） 【答案】（1） ①. 5.00 ②. ③. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]游标卡尺的主尺读数为，游标尺第0条刻度线与主尺刻度线重合，游标尺读数为，故挡光片的宽度 [2]设平衡时砂桶和细砂的总质量为，对滑块和砂桶分别根据平衡条件有， 联立解得 [3]挡光片通过光电门的时间很短，滑块通过点的瞬时速度可用该段时间内的平均速度近似表示，故 【小问2详解】 [1]滑块由点运动到点时，上升的高度为，速度由0增大到 滑块的机械能增量为 [2]由第（1）问可知，加入细砂后砂桶和细砂的总质量为 砂桶和细砂下降的距离为，速度由0增大到 砂桶和细砂的机械能减少量为 15. 多用电表中欧姆表的高倍率挡（如“”）要用“高压电池”作电源。某多用电表内的高压电池电动势大约为9V，内阻在之间。实验室中，除了待测电池E、开关、导线外，还能提供的器材有： A．电压表，量程，内阻约为 B．电压表，量程，内阻约为 C．电流表，量程，内阻约为 D．电流表，量程，内阻为 E．滑动变阻器，最大阻值，额定电流 F．电阻箱R，阻值为 G．定值电阻 （1）为了测量该电池的电动势和内阻，实验小组设计出四个实验电路，其中测量精确度最高的是________；（填代号） A. B. C. D. （2）实验小组根据记录的实验数据，经简单计算，得出该电池路端电压与对应的负载电流，并在坐标系中描点，如图所示。请在答题卡上的坐标系中画出待测电源的图像； （3）根据你画出的图象，待测电池电动势的测量值为________V，内阻的测量值为________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）D （2） （3） ①. 9.0 ②. 1.5 【解析】 【小问1详解】 待测电池的电动势约为，内阻范围为，实验中应使外电路电阻能够在与电源内阻相近的范围内变化，从而获得变化范围较大的路端电压和负载电流。 电路A、B中的滑动变阻器最大阻值仅为，远小于电源内阻，调节过程中电流和路端电压的变化范围较小，拟合直线外推至纵轴时误差较大。 电路C若使用量程为的电压表，路端电压可能超过量程；若使用量程为的电压表，实际示数只占量程较小部分，读数相对误差较大。 电路D使用量程为的电流表和电阻箱，电阻箱的最大阻值为，可以使负载电阻在较大范围内连续变化。设电流表内阻为，则根据欧姆定律可由电流表示数计算路端电压 为防止电流表超过量程，闭合开关前应将电阻箱调至较大阻值。按最不利情况计算，电阻箱允许的最小阻值满足 代入数据解得 因此电路D既能保证仪表安全，又能获得较宽范围的实验数据，测量精确度最高。 【小问2详解】 待测电源的路端电压与负载电流满足闭合电路欧姆定律 因此图像应为一条倾斜向下的直线。 【小问3详解】 [1]在关系式中，令，可得 因此拟合直线在纵轴上的截距等于电源电动势，由图可得 [2]拟合直线斜率的绝对值等于电源内阻，取直线上的两点、和、，则 代入数据解得 四、计算题：本题共3小题，第16题10分，第17题14分，18题14分，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图所示，一直立封闭的圆柱形气缸，内部的横截面积，用质量为的活塞，封闭一定质量、温度为的理想气体，活塞上方为真空。活塞下表面距离气缸底部高度，气缸内壁上有固定卡环，活塞上表面距卡环的距离为，不计气缸内壁与活塞间的摩擦，重力加速度取。 （1）缓慢对气体加热，求活塞刚刚升到卡环处气体的温度； （2）若已知缸内气体内能的表达式为，其中，，T是热力学温度。若缓慢对气体加热，求气体温度由升高到的过程中，气体吸收的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 已知、、、、。活塞上方为真空，缓慢加热过程中活塞始终处于受力平衡状态，设气体压强为，根据平衡条件有 解得 活塞缓慢上升时气体压强保持不变，因此气体经历等压过程。气体初态体积为 活塞刚升到卡环处时上升的距离为，此时气体体积为 根据一定质量理想气体的状态方程有 解得 代入数据解得 【小问2详解】 气体从升高到的过程中，内能的变化量为 气体从升高到时推动活塞做功，从升高到时活塞被卡环挡住，气体体积不变，不再对外做功，因此气体对外所做的总功为 将、代入解得 根据热力学第一定律有 联立解得 代入数据解得 17. 如图所示，MN和PQ是固定在水平面上电阻不计的足够长的平行金属导轨，其间距为L，XM、YP是两根固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧形导轨，它们与MN、PQ分别在M和P点相切。在水平导轨的右端接一个阻值为R的定值电阻。虚线PM右侧导轨的水平区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻也为R的金属棒ab从弧形导轨上高为h处由静止释放，在水平导轨上运动一段距离停止。已知整个过程中通过电阻R的电荷量为q，金属棒与水平导轨间的动摩擦因数为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）金属棒受到的滑动摩擦力所做的功； （2）金属棒在水平导轨上滑行的时间； （3）金属棒从释放到静止过程中R上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 弧形导轨光滑，金属棒只有在水平导轨上运动时受到滑动摩擦力。水平导轨、金属棒和定值电阻构成闭合回路，金属棒和定值电阻的阻值均为，故回路总电阻为2R。 设金属棒在水平导轨上运动的距离为，回路中磁通量的变化量为，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，通过电阻的电荷量为 解得 金属棒在水平导轨上受到的滑动摩擦力大小为，故滑动摩擦力所做的功为 代入解得 【小问2详解】 设金属棒到达水平导轨时的速度为，金属棒沿光滑弧形导轨下滑过程中机械能守恒，有 解得 金属棒在水平导轨上运动时，滑动摩擦力和安培力均与运动方向相反。设运动时间为，滑动摩擦力的冲量大小为；安培力大小为，由于通过回路的总电荷量为，安培力的冲量大小为BLq。根据动量定理有 解得 代入解得 【小问3详解】 金属棒从释放到停止的过程中，重力势能转化为克服摩擦力产生的内能和回路中的焦耳热。金属棒与定值电阻阻值相等且通过的电流始终相同，故二者产生的焦耳热相等，设定值电阻产生的焦耳热为，则金属棒产生的焦耳热也为。根据能量守恒定律有 解得 代入解得 18. 如图所示，五位小朋友在停于水平轨道上的平板车上游戏，他们依次从车上助跑加速，从车的右端跳离平板车，前一位小朋友跳离平板车后下一位才开始助跑。已知小朋友的质量均为，平板车的质量，每一位小朋友跳离车的速度均沿水平向右方向，相对于地面的速度均为。不计轨道与车及车轴的摩擦。 （1）求第一名小朋友跳离车瞬间车的速度； （2）若每位小朋友从开始起跑到离开车的时间均为4s，求他们在整个过程中对车沿水平方向的平均作用力； （3）五位小朋友在跳离车的过程中共有多少化学能转化为机械能？ 【答案】（1），方向向左 （2），方向向左 （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向。第一名小朋友跳离后，车与其余四名小朋友的共同速度为。系统水平方向动量守恒，有 解得 负号表示方向向左。 【小问2详解】 五名小朋友均跳离后，设车的速度为，由系统水平方向动量守恒得 解得 整个过程持续时间为 设小朋友们对车沿水平方向的平均作用力为，对车应用动量定理，有 解得 负号表示平均作用力方向向左。 【小问3详解】 初态系统静止，且各物体始末高度不变，转化的化学能等于系统机械能的增加量。由能量守恒得 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $