精品解析：海南省海口市海南中学2022-2023学年高三上学期开学考试物理试卷

2022-2023学年海南中学高三年级开学考试物理试卷 （本试卷共18题，共100分，考试时间90分钟） 第I卷（选择题共44分） 一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，8题共24分） 1. 动能和动量概念是描述运动物体状态而引入的物理量。设某个力F作用在物体上经历一段时间。则在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能一定改变 B. 物体的动量一定改变 C. 力F对物体一定做功 D. 力F对物体的冲量一定不为零 2. 2021年4月13日，日本政府不计后果决定于2023年后将福岛核废水排放入海，引起国际社会的共同谴责。核废水即使经过处理，仍有多种放射性元素，其中Cs-137是最具危害性的放射性元素，其衰变方程为，铯核（ ）的半衰期约为30年。下列说法正确的是（　　） A. 是铯核中一个中子转化成一个质子时产生的 B. 经过大约60年后，废水中的铯核会衰变完 C. 随着海水温度的升高，铯核的半衰期会变短 D. 的比结合能比的小 3. 如图所示，是放在地球赤道上的一个物体，正在随地球一起转动，B是赤道上方一颗近地卫星．和B的质量相等，忽略B的轨道高度，下列说法正确的是（ ） A. 和B做圆周运动的向心加速度相等 B. 和B受到的地球的万有引力相等 C. 做圆周运动的线速度比B大 D. B做圆周运动的周期比长 4. 如图，将质量为的重物用轻绳、挂于竖直方向运行的电梯内。其中处于水平方向，与竖直方向夹角为，且此时轻绳中的张力为。则此时站立在升降电梯中质量为的人（图中未画出），人对升降电梯的压力为（取重力加速度大小）（　　） A. 100N B. 200N C. 300N D. 400N 5. 电动汽车越来越被人们所喜爱，某一种无线充电方式的基本原理如图所示，路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。若汽车正在匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A. 感应线圈中产生的是方向不变、大小不变的电流 B. 感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流 C. 感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，且该安培力会阻碍汽车运动 D. 若给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果 6. 如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（　　） A. Q点电势小于P点的电势 B. 电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在R点处电势能小于在Q点处电势能 D. 电子从P至R的运动过程中，动能先减小后增加 7. 如图所示，和都是厚度均匀的平行玻璃板，和之间的夹角为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从点射入板，且光经折射后射出板的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（　　） A. 射出板后的两束单色光与入射光线不平行 B. 射到点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长 C. 若稍微增大入射角，光从板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射 D. 若射到、两点的光分别通过相同双缝发生干涉现象，则射到点的光形成的干涉条纹的间距小，这束光为蓝光 8. 如图所示为无线充电原理示意图，送电线圈中接入交流电，受电线圈中也产生交流电，受电线圈中的交流电经整流电路转变成直流电后对用电器的电池充电。如果送电线圈的a、b两端接如图乙所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c端电势比d端电势高 B. 若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c、d两端的电压最大 C. 若受电线圈的c、d两点用导线连接，时刻两线圈相互吸引 D. 若受电线圈的c、d两点用导线连接，从时刻到时刻，以俯视角度受电线圈中的感应电流一直沿逆时针方向 二、多项选择题（每题有2个或3个正确答案，每题4分，选不全得2分，5题共20分） 9. 如图所示为氢原子能级示意图的一部分，下列说法中正确的是（　　） A. 从n=4能级跃迁到n=3能级时电子的轨道半径减小，电势能减小，动能减小 B. 处于n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能使逸出功为10.2eV的金属发生光电效应 C. 一个处于n=4能级的氢原子跃迁时最多辐射出3种频率的光子 D. 带有13.9eV能量的电子撞击处于基态能级的氢原子不能使其跃迁到n=2能级 10. 下列说法中正确的有（　　） A. 已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小 B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动 C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 D. 浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现 11. 如图所示，理想变压器原线圈匝数是副线圈匝数的4倍，定值电阻R1与原线圈串联，定值电阻R2与副线圈串联，变压器与交流电源相连。已知，则下列说法正确的是（　　） A. 两个定值电阻消耗的电功率不相等 B. 电阻R2两端电压等于电源电压的 C. 电阻R1消耗的功率占电源输出功率的 D. 电阻R2消耗的功率占电源输出功率的 12. 如图所示，内壁光滑的“V”形容器AOB放在水平地面上，∠AOB为锐角，贴着内壁放置一个铁球，现将容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90°，则在转动过程中 A. 球对OA的压力逐渐增大 B. 球对OA的压力先增大后减小 C. 球对OB的压力逐渐增大 D. 球对OB的压力先增大后减小 13. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，已知A的质量为5m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α＝37° B. C刚离开地面时，B的加速度为0 C. A获得最大速度为 D. A、B两小球组成的系统机械能守恒 第II卷（非选择题共56分） 三、实验题（14题8分、15题10分，共18分） 14. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。如图1所示，调节气垫导轨水平，滑块a、b上固定有宽度相同的挡光片，质量分别为m1、m2、a，b中间通过细线压缩一根轻弹簧（轻弹簧与两滑块不拴接），在a、b外侧一定距离处分别固定有光电门A，B。现烧断细线，已知弹簧恢复原长时两滑块未运动到光电门处。 （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图2所示，则d=___________mm； （2）若滑块a经过光电门A的时间为t1，滑块b经过光电门B的时间为t2，则只需等式___________成立，即可验证该系统的动量守恒；（用题中已知量的字母表示） （3）弹簧储存的弹性势能EP=___________。（用题中已知量的字母表示） 15. 某同学为了测定一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，其中MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0=0.75Ω。实验时调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的电阻丝PN的长度x，绘制了U-I图像如图乙所示。 （1）用螺旋测微器测得该电阻丝的直径如图丁所示，其示数D=________mm； （2）利用图乙求得电池的电动势E=_______V，内阻r=_____Ω； （3）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_______其真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）； （4）根据实验数据，可绘出图像，如图丙所示。已知图像斜率为k，电阻丝直径为D，可求得电阻丝的电阻率ρ=______。 四、计算题（共3小题，16题10分，17题12分，18题16分。共38分） 16. 一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s两时刻的波形图，坐标为x=8 m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向． (1)判断这列波的传播方向； (2)如果T>0.5 s，求波速； (3)如果T<0.5 s，求波速的所有可能值． 17. 如图，水平传送带M、N间的长度为3m，始终以v0=2m/s的速度运行，右端N与足够大的光滑水平面平滑相接，水平面上静止着质量为4kg的滑块B，B上有光滑四分之一圆弧轨道，轨道最低点与水平面相切。质量为1kg的滑块A（可视为质点）无初速度放到M端，A离开传送带后滑上B的圆弧轨道且未从B的上端冲出。已知A与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取10m/s2.求： （1）A第一次沿B上升的最大高度h； （2）A第一次与B分离时的速度vA； （3）A由M端运动到N端的过程中与传送带间因摩擦产生的热量Q。 18. 如图所示，竖直平面内有一直角坐标系，第Ⅰ、Ⅱ象限内有沿x轴正方向的匀强电场E1（未知），第Ⅲ、Ⅳ象限内有竖直向上的匀强电场，且电场强度大小E0=，另外，第Ⅲ象限内还有磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一内壁光滑、D端封闭的均匀细管AD，长为L0，管内D端有一个可看成质点的带正电小球，质量为m，电荷量为q。开始时AD管平行于y轴且A端位于x轴上。某时刻AD管开始向右匀速平动，当AD管跟y轴重合时，AD管被突然锁定，此时小球刚好到达A端，且沿y轴正方向以大小为v0的速度进入x轴上方空间，经过一段时间，到达x轴上的C点，此时小球的速度方向与x轴正方向的夹角θ=60°，并进入第Ⅳ象限。空气阻力不计，重力加速度大小为g。 （1）求AD管匀速平动的速度大小v1； （2）求C点到原点O的距离xC以及小球在第Ⅰ象限运动过程中的最小速度vmin； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2022-2023学年海南中学高三年级开学考试物理试卷 （本试卷共18题，共100分，考试时间90分钟） 第I卷（选择题共44分） 一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，8题共24分） 1. 动能和动量概念是描述运动物体状态而引入的物理量。设某个力F作用在物体上经历一段时间。则在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能一定改变 B. 物体的动量一定改变 C. 力F对物体一定做功 D. 力F对物体的冲量一定不为零 【答案】D 【解析】 【详解】AC．若题目中某个力与物体位移方向垂直（如匀速圆周运动的向心力）或物体位移为零（如静摩擦力作用下的静止物体），则不做功，物体动能不变，故AC错误； B．根据动量定理，合外力的冲量等于动量变化。题目中某个力作用在物体上，同时若还存在其他力，物体受到的合外力可能为零，导致动量不变，故B错误； D．根据冲量的定义 只要力存在且作用时间，则该力的冲量一定不为零，故D正确。 故选D。 2. 2021年4月13日，日本政府不计后果决定于2023年后将福岛核废水排放入海，引起国际社会的共同谴责。核废水即使经过处理，仍有多种放射性元素，其中Cs-137是最具危害性的放射性元素，其衰变方程为，铯核（ ）的半衰期约为30年。下列说法正确的是（　　） A. 是铯核中一个中子转化成一个质子时产生的 B. 经过大约60年后，废水中的铯核会衰变完 C. 随着海水温度的升高，铯核的半衰期会变短 D. 的比结合能比的小 【答案】A 【解析】 【详解】A．是铯核中一个中子转化成一个质子时产生的，A正确； B．根据半衰期公式，经过大约60年后，废水中的铯核会衰变，剩余 ，B错误； C．随着海水温度的升高，铯核的半衰期不变，C错误； D．根据比结合能图像，的比结合能比的大，D错误。 故选A。 3. 如图所示，是放在地球赤道上的一个物体，正在随地球一起转动，B是赤道上方一颗近地卫星．和B的质量相等，忽略B的轨道高度，下列说法正确的是（ ） A. 和B做圆周运动的向心加速度相等 B. 和B受到的地球的万有引力相等 C. 做圆周运动的线速度比B大 D. B做圆周运动的周期比长 【答案】B 【解析】 【详解】B．由可知，A和B受到的地球的万有引力相等，故B正确； A．对赤道上的物体来说 对近地卫星而言 所以B的向心加速度大于A，故A 错误； C．由可知，B的线速度大于A，选项C 错误； D．由可知，B做圆周运动的周期比A短，选项D 错误。 故选B。 4. 如图，将质量为的重物用轻绳、挂于竖直方向运行的电梯内。其中处于水平方向，与竖直方向夹角为，且此时轻绳中的张力为。则此时站立在升降电梯中质量为的人（图中未画出），人对升降电梯的压力为（取重力加速度大小）（　　） A. 100N B. 200N C. 300N D. 400N 【答案】C 【解析】 【详解】在竖直方向对物体受力分析 可得 加速度方向竖直向下，则说明此时升降电梯向下做匀加速直线运动 对人受力分析 由牛顿第三定律得人对升降电梯的压力 故选C。 5. 电动汽车越来越被人们所喜爱，某一种无线充电方式的基本原理如图所示，路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。若汽车正在匀速行驶，下列说法正确的是（　　） A. 感应线圈中产生的是方向不变、大小不变的电流 B. 感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流 C. 感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，且该安培力会阻碍汽车运动 D. 若给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．由于路面上的线圈中的电流不知是怎么变化，即产生的磁场无法确定变化情况，所以感应线圈中的电流大小不能确定，故AB错误； C．应线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到安培力，根据“来拒去留”可知，此安培力阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，故C正确； D．给路面下的线圈通以同向电流时，路面下的线圈产生相同方向的磁场，穿过感应线圈的磁通量变化率变小，所以产生的感应电流变小，影响充电效果，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（　　） A. Q点电势小于P点的电势 B. 电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C. 电子在R点处电势能小于在Q点处电势能 D. 电子从P至R的运动过程中，动能先减小后增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，由题图可知Q点的电势大于P点的电势，故A错误； B．据电场线的疏密程度可知，因此Q点电场线比R点电场线密，故Q点的电场强度大于R点的电场强度，故B错误； C．从P到R电势逐渐升高，电子带负电，电势能减小，因此电子在R点处的电势能小于在Q点处的电势能，故C正确； D．根据能量守恒，电子从P至R的运动过程中，电势能减小，动能增大，故D错误； 故选C。 7. 如图所示，和都是厚度均匀的平行玻璃板，和之间的夹角为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从点射入板，且光经折射后射出板的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（　　） A. 射出板后的两束单色光与入射光线不平行 B. 射到点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长 C. 若稍微增大入射角，光从板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射 D. 若射到、两点的光分别通过相同双缝发生干涉现象，则射到点的光形成的干涉条纹的间距小，这束光为蓝光 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．光线经过平行玻璃板时出射光线和入射光线平行，则最终从板射出的两束单色光与入射光线仍然平行，A错误； B．射到点的光在玻璃板中偏折角较大，可知玻璃对该光的折射率较大，由可知，该光在玻璃中的传播速度较小，波长较短，B错误； C．由于板上下表面是平行的，所以光从板上表面射入到其下表面时，在该界面上不可能发生全反射，C错误； D．根据知，条纹间距较小的光波长小，则频率大，折射率大，偏折程度大，故为射到点的光，即蓝光，D正确。 故选D。 8. 如图所示为无线充电原理示意图，送电线圈中接入交流电，受电线圈中也产生交流电，受电线圈中的交流电经整流电路转变成直流电后对用电器的电池充电。如果送电线圈的a、b两端接如图乙所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c端电势比d端电势高 B. 若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c、d两端的电压最大 C. 若受电线圈的c、d两点用导线连接，时刻两线圈相互吸引 D. 若受电线圈的c、d两点用导线连接，从时刻到时刻，以俯视角度受电线圈中的感应电流一直沿逆时针方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．若受电线圈的c、d两端断开，在时刻，送电线圈中的电流在从a到b逐渐减小的过程中，穿过受电线圈中磁通量减小，根据楞次定律可知，时刻，c点的电势比d点的电势低，故A错误； B．若受电线圈的c、d两端断开，时刻，受电线圈的磁通量的变化率为零，因此c、d两端的电压为零，故B错误； C．若受电线圈的c、d两端连接，时刻受电线圈中感应电流最大，但送电线圈中的电流为零，两线圈不会有相互作用，故C错误； D．由图乙可知，从时刻到时刻，电流先从a端流入逐渐减小到零然后从b端流入逐渐增大，根据安培定则可知，送电线圈中电流产生的磁场在受电线圈中先向上逐渐减小，后向下逐渐增大，根据楞次定律可知，俯视来看，受电线圈中的电流一直沿逆时针方向，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（每题有2个或3个正确答案，每题4分，选不全得2分，5题共20分） 9. 如图所示为氢原子能级示意图的一部分，下列说法中正确的是（　　） A. 从n=4能级跃迁到n=3能级时电子的轨道半径减小，电势能减小，动能减小 B. 处于n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能使逸出功为10.2eV的金属发生光电效应 C. 一个处于n=4能级的氢原子跃迁时最多辐射出3种频率的光子 D. 带有13.9eV能量的电子撞击处于基态能级的氢原子不能使其跃迁到n=2能级 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据玻尔理论，从n=4能级跃迁到n=3能级时电子的轨道半径减小，电势能减小，动能增大，故A错误； B．处于n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为 其中 则能使逸出功为10.2eV的金属发生光电效应，故B正确； C．一个处于n=4能级的氢原子跃迁时最多辐射出3种频率的光子，其对应的跃迁方式分别是4→3，3→2，2→1，故C正确； D．因n=1和n=2的能级差是10.2eV，则带有13.9eV能量的电子撞击处于基态能级的氢原子能使其跃迁到n=2能级，故D错误。 故选BC。 10. 下列说法中正确的有（　　） A. 已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小 B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动 C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 D. 浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现 【答案】BD 【解析】 【详解】A．已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，根据可以估算该种气体分子运动占据的空间的体积大小，但不能得到分子体积大小，A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动，不是液体分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动，B正确； C．当分子力表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，则分子势能增加，即分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，C错误； D．浸润和不浸润现象是分子力作用的表现。当液体与固体接触时，如果附着力（液体分子与固体分子间的引力）大于内聚力（液体分子间的引力），则发生浸润现象；反之，则发生不浸润现象，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，理想变压器原线圈匝数是副线圈匝数的4倍，定值电阻R1与原线圈串联，定值电阻R2与副线圈串联，变压器与交流电源相连。已知，则下列说法正确的是（　　） A. 两个定值电阻消耗的电功率不相等 B. 电阻R2两端电压等于电源电压的 C. 电阻R1消耗的功率占电源输出功率的 D. 电阻R2消耗的功率占电源输出功率的 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据原副线圈的电流与线圈匝数关系可知 电阻R1、R2消耗的功率分别为， 其中 解得 故两个定值电阻消耗的电功率不相等，故A正确； B．电阻R2两端电压为 原线圈两端电压为 电源电压为 其中， 解得，B正确； C．电阻R1消耗的功率与电源输出功率之比为 其中， 解得，C错误； D．电阻R2消耗的功率与电源输出功率之比为 其中， 解得，D错误。 故选AB。 12. 如图所示，内壁光滑的“V”形容器AOB放在水平地面上，∠AOB为锐角，贴着内壁放置一个铁球，现将容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90°，则在转动过程中 A. 球对OA的压力逐渐增大 B. 球对OA的压力先增大后减小 C. 球对OB的压力逐渐增大 D. 球对OB的压力先增大后减小 【答案】AD 【解析】 【详解】对小球在某位置受力分析如图，当容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90°的过程中，相当于容器不动，而重力G的方向从竖直向下的位置转到与OB平行且方向向左的位置，若设F1与竖直方向的夹角为θ（定值），某时刻重力G与竖直方向的夹角为α，则对小球O1，由正交分解法可知：；，则解得；，则当α角从0°增加到 90°角的过程中，F1逐渐变大；F2先增加后减小，故选AD. 13. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，已知A的质量为5m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α＝37° B. C刚离开地面时，B的加速度为0 C. A获得最大速度为 D. A、B两小球组成的系统机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】AB、A的速度最大时，A所受的合力为零，此时绳的拉力T＝5mgsinα．此时C恰好离开地面，故弹簧的拉力为mg，对B受力分析可得绳对B的拉力为 T＝2mg，可得 sinα＝0.4，α≠37°．故A错误． B、物体C刚离开地面时，B的合外力为0，加速度为0，故B正确． C、初始时系统静止，且线上无拉力，对B有 kx1＝mg．C刚好离开地面时，有kx2＝mg，可知x1＝x2，则从释放至C刚离开地面的过程中，弹簧弹性势能变化量为零，此过程中，A、B、C组成的系统机械能守恒，即5mg（x1+x2）sinα＝mg（x1+x2）+ （5m+m）vAm2以上方程联立可解得：A获得最大速度为，故C正确． D、从释放A到C刚离开地面的过程中，根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，但是A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误． 第II卷（非选择题共56分） 三、实验题（14题8分、15题10分，共18分） 14. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。如图1所示，调节气垫导轨水平，滑块a、b上固定有宽度相同的挡光片，质量分别为m1、m2、a，b中间通过细线压缩一根轻弹簧（轻弹簧与两滑块不拴接），在a、b外侧一定距离处分别固定有光电门A，B。现烧断细线，已知弹簧恢复原长时两滑块未运动到光电门处。 （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图2所示，则d=___________mm； （2）若滑块a经过光电门A的时间为t1，滑块b经过光电门B的时间为t2，则只需等式___________成立，即可验证该系统的动量守恒；（用题中已知量的字母表示） （3）弹簧储存的弹性势能EP=___________。（用题中已知量的字母表示） 【答案】 ①. 5.3 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为 （2）[2]a经过光电门A时的速度大小为 b经过光电门B时的速度大小为 若系统动量守恒，则一定满足 即只需要验证即可； （2）[3]实验中弹簧的弹性势能全部转化为a、b的动能，由能量守恒定律可知 即 15. 某同学为了测定一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，其中MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0=0.75Ω。实验时调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的电阻丝PN的长度x，绘制了U-I图像如图乙所示。 （1）用螺旋测微器测得该电阻丝的直径如图丁所示，其示数D=________mm； （2）利用图乙求得电池的电动势E=_______V，内阻r=_____Ω； （3）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_______其真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）； （4）根据实验数据，可绘出图像，如图丙所示。已知图像斜率为k，电阻丝直径为D，可求得电阻丝的电阻率ρ=______。 【答案】 ①. 3.205（3.204~3.207） ②. 1.49 ③. 0.70（0.69-0.71） ④. 小于 ⑤. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，则电阻丝的直径为 （3.204~3.207） （2）[2][3]由闭合电路欧姆定律可知 U=E-I(r+R0) 则可知图2中的图象与纵坐标间的交点表示电动势，故E=1.49V； 图象的斜率表示(r+R0)，则 解得 r=1.45-0.75=0.70Ω（0.69-0.71） （3）[4]由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示 由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值； （4）[5]根据欧姆定律可知，电阻 则可知 解得 四、计算题（共3小题，16题10分，17题12分，18题16分。共38分） 16. 一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s两时刻的波形图，坐标为x=8 m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向． (1)判断这列波的传播方向； (2)如果T>0.5 s，求波速； (3)如果T<0.5 s，求波速的所有可能值． 【答案】(1)沿x轴正方向；(2)4 m/s；(3)4(4n+1) m/s(n=1,2,3…) 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据x=8 m处的质点在t=0时刻的运动方向可判定，该简谐横波的传播方向沿x轴正方向． (2)由图知，该波的波长 设该简谐横波中质点的振动周期为T(T>0.5s)，根据题目所给信息可得： 实线波形到形成虚线波形波传播距离为，经过时间．则 所以 根据公式 可得 (3)若，则 (n=1，2，3…) 解得 (n=1，2，3…) 根据公式 可得波速的所有可能值为 (n=1，2，3…)． 17. 如图，水平传送带M、N间的长度为3m，始终以v0=2m/s的速度运行，右端N与足够大的光滑水平面平滑相接，水平面上静止着质量为4kg的滑块B，B上有光滑四分之一圆弧轨道，轨道最低点与水平面相切。质量为1kg的滑块A（可视为质点）无初速度放到M端，A离开传送带后滑上B的圆弧轨道且未从B的上端冲出。已知A与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取10m/s2.求： （1）A第一次沿B上升的最大高度h； （2）A第一次与B分离时的速度vA； （3）A由M端运动到N端的过程中与传送带间因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）0.16m （2）大小为，方向水平向左 （3）2J 【解析】 【小问1详解】 设A通过的位移为x时，速度与传送带相等有　 由牛顿第二定律　 联立解得 即滑块A以的速度离开传送带 A达到最高点时速度与B相同。根据水平方向动量守恒和系统的机械能守恒，　 联立解得 【小问2详解】 设A从B上滑回水平面时A的速度为、B的速度大小为，以向右为正方向，由动量守恒定律 由机械能守恒定律 联立解得 则A第一次与B分离时的速度大小为，方向水平向左。 【小问3详解】 设A在传送带上滑动过程时间为t，对A有 对传送带有 A相对传送带的位移为　 因摩擦产生的热量为 18. 如图所示，竖直平面内有一直角坐标系，第Ⅰ、Ⅱ象限内有沿x轴正方向的匀强电场E1（未知），第Ⅲ、Ⅳ象限内有竖直向上的匀强电场，且电场强度大小E0=，另外，第Ⅲ象限内还有磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一内壁光滑、D端封闭的均匀细管AD，长为L0，管内D端有一个可看成质点的带正电小球，质量为m，电荷量为q。开始时AD管平行于y轴且A端位于x轴上。某时刻AD管开始向右匀速平动，当AD管跟y轴重合时，AD管被突然锁定，此时小球刚好到达A端，且沿y轴正方向以大小为v0的速度进入x轴上方空间，经过一段时间，到达x轴上的C点，此时小球的速度方向与x轴正方向的夹角θ=60°，并进入第Ⅳ象限。空气阻力不计，重力加速度大小为g。 （1）求AD管匀速平动的速度大小v1； （2）求C点到原点O的距离xC以及小球在第Ⅰ象限运动过程中的最小速度vmin； 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 在第III象限内，因，故所受重力与电场力平衡 小球在洛伦兹力作用下竖直方向上做匀加速直线运动，设加速度大小为，则有 由运动学公式 解得 【小问2详解】 由对称性可知，小球到达点时竖直方向的速度大小，故小球从原点运动到点的时间为 小球到达点时水平方向的速度大小为 又 解得 设小球在第I象限内运动时水平方向的加速度大小为，则有 经分析可知，当小球的速度与加速度垂直时，小球的速度最小，设最小速度与轴正方向的夹角为，则有 设小球从原点运动到速度为所用时间为，此时小球沿水平方向和竖直方向的速度大小分别为， 且有 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $