精品解析：2023 届湖南省湖南师范大学附属中学高考物理保温卷(3)

2023届师大附中物理保温卷（3） 一、单项选择题：本题共7题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（ ） A. 的平均核子质量大于的平均核子质量 B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强 C. 该反应释放的能量为 D. 100个原子核经过88年后剩余50个 2. 如图所示，AB、CD、EF都为半径为R的空间球面的直径，其中AB与EF同在水平面内，EF与AB的夹角θ=45°，CD与水平面垂直，现在A、B两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. E、F两点电势相同 B. E、F两点电场强度相同 C. 沿直线从C到D，电场强度先变小后变大 D. 将带正电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电场力不做功 3. 如图所示，将两块平面镜边缘对齐，之后分别倾斜微小的角度θ，在右侧有一竖直光屏，单色光源S刚好位于两平面镜夹角的角平分线上，D为半圆形遮光板，使光源S发出的光不能直接照射到光屏上。用光源S照射平面镜，在光屏上会出现明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现的条纹是光线衍射的结果 B. 若增大入射光的频率，屏上条纹间距减小 C. 把光屏向右移，屏上条纹间距减小 D. 把光源S向右移，屏上条纹间距增大 4. O、P、Q为软绳上的三点，t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成的波形如图所示，下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是（　　） A. B. C. D. 5. 理想变压器接入如图电路，变压器的原、副线圈总匝数分别是1000匝、100匝，联动滑片、分别与原、副线圈接通，开始滑片位于最上端，位于正中央，调节会联动同步向上或向下移动相同距离调节原、副线圈匝数，滑片的滑动范围都是原、副线圈匝数的一半，两滑片移动相同距离改变的原、副线圈匝数比是。已知电路输入端所接交流电压为u，电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 当滑片在最上端时，变压器的变压比为 B. 当滑片在副线圈中间时，两端的电压为 C. 当滑片由最上端向下移动25匝时，流过的电流为 D. 在滑片、移动过程中，副、原线圈中的电流比最大为 6. 光滑的水平桌面上有两根粗细均匀弯折后的金属棒，左、右摆放正好凑成一个正六边形oabcde，边长为L。它们的两端分别在o处和c处相互接触，两接触面均与ab边和de边平行，o处接触但是相互绝缘，c处不绝缘。匀强磁场的方向垂直于桌面向上，磁感应强度大小为B。当通以如图所示大小为I的电流时，两金属棒仍处于静止状态，则（　　） A. o处左棒对右棒的弹力大小为2BIL B. o处左棒对右棒的弹力大小为BIL C. c处左棒对右棒的弹力大小为4BIL D. c处左棒对右棒的弹力大小为3BIL 7. 某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为的斜坡拉上水平平台，已知行李箱与路面的动摩擦因数均为，重力加速度为g，，下列说法正确的是（　　） A. 若在水平面上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为时拉力最小 B. 若在斜坡上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为时拉力最小 C. 若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大 D. 在斜坡上，此人最多能匀速拉动质量为的物体 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　） A. 地面基站可以建设在青藏高原上 B. 配重的线速度小于同步空间站的线速度 C. 箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小 D. 若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做向心运动 9. 如图，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力。则两球在空中运动的过程中（ ） A. B在空中运动时间由初速度大小决定，初速度越大，空中运动时间越长 B. 相同时间内B、A的速度变化量相同 C. A、B两球一定会相碰 D. 如果A、B不能相遇，只要足够增加B的速度即可使它们相遇 10. 在生产玻璃的过程中，有时会有空气进入玻璃，形成空气泡。如图，一边长为4R的方形玻璃元件的中心处有一个半径为R的圆形空气泡。用一束与AB边夹角为45°光从E点射入玻璃。AE=d，玻璃折射率，光在空气中传播速率为c，下列说法正确的是（　　） A. 若0<d<2R，光都能经过内圆 B. 若d=2R，光从BC边射出 C. 若，射入光线与射出光线平行 D. 若，光通过内圆时间为 11. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道通过绝缘导线交叉相连，间距相同，轨道处于水平面内，分别处于竖直方向的匀强磁场中，在两根轨道上垂直轨道静止放置三根相同的金属棒。已知三根金属棒接入电路的电阻均为、质量均为，导轨间距为，磁感应强度均为，不计轨道的电阻及金属棒之间的作用力，金属棒运动过程中不会碰撞，也没有跨过导线交叉处，下列说法正确的是（　　） A. 撤去棒，给棒向右的初速度，棒最终的速度为 B. 固定棒，同时给、棒一个向右的初速度，最终在棒上产生的焦耳热为 C. 固定和棒，给棒一个向右的初速度，最终棒的位移为 D. 固定和棒，给棒施加水平向右的恒力，最终棒的速度为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 12. （1）①某实验小组做验证牛顿第二定律实验，实验小组中的小华用图所示装置做实验 图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。 小华做实验时，下列操作必要且正确的是___________ A.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车打出一条纸带，同时记录传感器的示数 B.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带 C.用天平测出砂和砂桶的质量 D.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 ②图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2（以上两空均保留一位有效数字） （2）某同学用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，物体A、B由静止开始加速运动（纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略），实验后进行数据处理，得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图像分别如图乙中的A、B所示。 该同学仔细分析了图中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA___________mB；两物体与木板之间动摩擦因数μA___________μB。（均填“大于”“等于”或“小于”） 13. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪秦电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪的刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来，测量其中一块电芯的电动势E和内阻r，现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻（已知）、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。 （1）实验前利用1A恒流电源对电芯进行充电，充满的时间最多要______h（保留三位有效数字）； （2） 某物理实验小组按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丙所示，图线的纵轴截距为a，斜率为，则一块电芯的电动势E=___________，r=___________； （3）利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，___________，___________（填“大于”“等于”或“小于”）。 （4）为了消除电流表内阻误差，实验小组再按图乙组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丁所示，斜率为，则一块电芯的内阻=___________。 14. 如图所示，平直木板与水平地面上的铰链相连，一段水银柱把一定质量的气体封闭在玻璃管内，把玻璃管固定在木板上，在竖直平面内缓慢的转动木板，木板与水平地面之间的夹角为，可得气体的压强p与之间的关系图像如图乙所示，当时，气体的压强是大气压强的2倍，时气体的长度为，温度为T，。 （1）求图像横轴的截距（用负数来表示）以及大气压强；（用a、b来表示） （2）若时气体温度为1.2T，则气体的长度为多少？（用L来表示） 15. 如图甲所示，一半圆形光滑轨道与白色水平传送带在N点相连接，水平传送带MN长L=6m，向右匀速运动的速度为v0=6m/s。一质量为2kg的黑色小物块A轻轻放到传送带最左端M，同时另一质量为1kg的小物块B（可视为质点）以v1=6m/s的初速度从传送带最右端N冲上传送带，经过一段时间二者在传送带上某处发生碰撞，碰撞时间极短，碰后二者结合在一起，物块B再次回到N点，这段时间内物块B的速度一时间图像如图乙所示，物块B再次回到N点后恰好能通过圆形轨道最高点，两物块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.4，g取10m/s2.，求： （1）经过多长时间A和B发生碰撞？ （2）半圆形轨道的半径为多少： （3）物块B从N点冲上传送带到运动至圆形轨道前的时间内小物块A在传送上留下黑色痕迹的长度是多少？ （4）这段时间内转化为内能为多少？ 16. 如图所示，以圆柱底面中心O点为坐标原点建立空间直角坐标系O-xyz，另一底面中心点坐标为（0，0，l），圆柱底面半径为R。在圆柱区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场。在磁场区域左侧有一矩形区域abcd，其中bc边在xOy平面内，ab边与z轴平行，矩形区域的尺寸和位置已在图中标出，区域内均匀分布一电子源，沿x轴正方向持续不断地发射出速率均为v0的电子，单位时间内发射的电子个数为N，从bc边射出的电子经过磁场偏转后均从M点射出，从ad边射出的电子经过磁场偏转后均从N点射出。在圆柱两底面的正下方有两块半径为R的半圆形平行金属收集板P和Q，圆心分别位于M点和N点。已知电子质量为m，元电荷为e，两板之间的电压UPQ忽略电子重力、电子间相互作用和电子收集后对电压UPQ的影响。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标； （3）Q极板收集到电子区域的面积； （4）若UPQ<0且大小可调，求Q板收集到的电子数n与UPQ的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023届师大附中物理保温卷（3） 一、单项选择题：本题共7题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（ ） A. 的平均核子质量大于的平均核子质量 B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强 C. 该反应释放的能量为 D. 100个原子核经过88年后剩余50个 【答案】A 【解析】 【详解】A．衰变反应后存在质量亏损，则的平均核子质量大于的平均核子质量，A正确； B．衰变放出的射线是射线，即氦核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误； C．该反应释放的能量为，C错误； D．半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。 故选A。 2. 如图所示，AB、CD、EF都为半径为R的空间球面的直径，其中AB与EF同在水平面内，EF与AB的夹角θ=45°，CD与水平面垂直，现在A、B两点分别固定等量异种点电荷，则（　　） A. E、F两点电势相同 B. E、F两点电场强度相同 C. 沿直线从C到D，电场强度先变小后变大 D. 将带正电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电场力不做功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．等量异种点电荷的电场和等势线分布如图所示 由图可知，E、F两点电势不相同，但两点电场强度相同，故A错误，B正确； C．沿直线从C到D，电场强度先变大后变小，故C错误； D．将带正电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电势降低，电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，将两块平面镜边缘对齐，之后分别倾斜微小的角度θ，在右侧有一竖直光屏，单色光源S刚好位于两平面镜夹角的角平分线上，D为半圆形遮光板，使光源S发出的光不能直接照射到光屏上。用光源S照射平面镜，在光屏上会出现明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现的条纹是光线衍射的结果 B. 若增大入射光的频率，屏上条纹间距减小 C. 把光屏向右移，屏上条纹间距减小 D. 把光源S向右移，屏上条纹间距增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．光线衍射是光线绕开障碍物的现象，而本题并非如此，A错误； B．该图中两平面镜相当于两个完全相同的波源，反射后在光屏上发生干涉，其应满足公式 增大频率，波长减小，则屏上条纹间距将减小，B正确； CD．过S点分别做两个平面镜的像，如图所示 可知相当于双缝干涉的双缝间距，设，则有 , 由双缝干涉公式 可知光屏向右移动则AC变大，则屏上间距变大，光源向右移动则屏上间距减小，CD错误。 故选B。 4. O、P、Q为软绳上的三点，t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成的波形如图所示，下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题可知，简谐振动的周期 由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形，且O、P两点正好在平衡位置，OP之间有一个完整的波形，说明OP之间的距离等于一倍波长，O、P两点的振动是同步的；此时P点正在向下振动，说明O点开始时是向下振动的。所以在的时间内，波从O点传播到了P点；在时刻，P点开始向下振动；在时间内，P点完成了一个全振动；在时刻，P点回到了平衡位置，并且正在向下振动。 故选D。 5. 理想变压器接入如图电路，变压器的原、副线圈总匝数分别是1000匝、100匝，联动滑片、分别与原、副线圈接通，开始滑片位于最上端，位于正中央，调节会联动同步向上或向下移动相同距离调节原、副线圈匝数，滑片的滑动范围都是原、副线圈匝数的一半，两滑片移动相同距离改变的原、副线圈匝数比是。已知电路输入端所接交流电压为u，电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 当滑片在最上端时，变压器的变压比为 B. 当滑片在副线圈中间时，两端的电压为 C. 当滑片由最上端向下移动25匝时，流过的电流为 D. 在滑片、移动过程中，副、原线圈中的电流比最大为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当滑片在最上端时，变压器原、副线圈接入的匝数比为，所以变压比为，选项A错误； B．当滑片在副线圈中间时，原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为50匝，设两端的电压为，则加在原线圈的电压可由 也可得 得 解得 选项B错误： C．当滑片由最上端向下移动25匝时，原线圈匝数为750匝，副线圈为75匝，变压比为，设流过的电流为，有 得 得 选项C正确； D．当滑片在规定范围移动，副、原线闲中的电流比最大时根据 可知，在变压比最大时，副、原线脑电流比最大为，选项D错误。 故选C。 6. 光滑的水平桌面上有两根粗细均匀弯折后的金属棒，左、右摆放正好凑成一个正六边形oabcde，边长为L。它们的两端分别在o处和c处相互接触，两接触面均与ab边和de边平行，o处接触但是相互绝缘，c处不绝缘。匀强磁场的方向垂直于桌面向上，磁感应强度大小为B。当通以如图所示大小为I的电流时，两金属棒仍处于静止状态，则（　　） A. o处左棒对右棒的弹力大小为2BIL B. o处左棒对右棒的弹力大小为BIL C. c处左棒对右棒的弹力大小为4BIL D. c处左棒对右棒的弹力大小为3BIL 【答案】B 【解析】 【详解】 由几何关系可得 由左手定则可知，金属棒oabc受到的安培力方向向右，大小为 分析金属棒oabc受力，还受到o，c处的弹力和。两个弹力方向向左。因金属棒处于静止状态，则 解得 根据牛顿第三定律，o，c处左棒对右棒的弹力大小为BIL，故选B。 7. 某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为的斜坡拉上水平平台，已知行李箱与路面的动摩擦因数均为，重力加速度为g，，下列说法正确的是（　　） A. 若在水平面上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为时拉力最小 B. 若在斜坡上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为时拉力最小 C. 若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大 D. 在斜坡上，此人最多能匀速拉动质量为的物体 【答案】AD 【解析】 【详解】A．假设拉力与水平面的夹角，则 解得 当时F有最小值。故A正确； B．在斜坡上匀速拉物体，假设拉力与斜坡的夹角为，则 解得 当时F有最小值。故B错误； C．当F为水平方向时 当F为竖直方向时 故C错误； D．由B项分析知当拉力与斜面成角度时，拉力有最小值，则当某人的拉力达到最大值mg时所拉重物达到最大值，有 解得 故D正确。 故选AD。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　） A. 地面基站可以建设在青藏高原上 B. 配重的线速度小于同步空间站的线速度 C. 箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小 D. 若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做向心运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，整个同步轨道一定在地球赤道正上方，因此地面基站不可以建设在青藏高原上，A错误； B．由太空电梯的结构可知，配重与同步空间站的角速度相同，由可知，空间站的环绕半径小于配重的环绕半径，因此配重的线速度大于同步空间站的线速度，B错误； C．由万有引力定律可知，箱体在上升过程中受到地球的引力随距离r的增加而减小，C正确； D．由题意可知，空间站和配重都做匀速圆周运动，若缆绳断开，配重与地球间的万有引力则有 即地球对配重的万有引力小于配重做圆周运动的向心力，因此配重会做离心运动，D错误。 故选C。 9. 如图，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力。则两球在空中运动的过程中（ ） A. B在空中运动时间由初速度大小决定，初速度越大，空中运动时间越长 B. 相同时间内B、A的速度变化量相同 C. A、B两球一定会相碰 D. 如果A、B不能相遇，只要足够增加B的速度即可使它们相遇 【答案】BD 【解析】 【详解】A．B球在竖直方向做竖直上抛运动，在空中运动的时间由竖直方向的速度决定，竖直方向速度越大，空中运动时间越长，A错误； B．两球在运动过程中只受重力，加速度均为g，根据加速度的定义式可知相同的时间内两球速度变化量相同，均为，B正确； CD．B球相对A球做匀速直线运动，若B球速度较小，B球在相遇前可能已经落地，所以两球不一定相遇；若只增加B球速度，B球的水平位移增加，则可能与A球相遇，C错误，D正确。 故选BD。 10. 在生产玻璃的过程中，有时会有空气进入玻璃，形成空气泡。如图，一边长为4R的方形玻璃元件的中心处有一个半径为R的圆形空气泡。用一束与AB边夹角为45°光从E点射入玻璃。AE=d，玻璃折射率，光在空气中传播速率为c，下列说法正确的是（　　） A. 若0<d<2R，光都能经过内圆 B. 若d=2R，光从BC边射出 C. 若，射入光线与射出光线平行 D. 若，光通过内圆时间为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．如图1，当d=2R时，光线与内圆相切，如图2，当d=（2-）R时，光线射进内圆的入射角为30°，则若，存在光线与内圆的入射角大与等于45，而 解得 C=45 故当光线与内圆的入射角大于等于45时发生全反射，光线不经过内圆，选项A错误； B．如图1，当d=2R时，光线在BC边发生全反射，光线从CD边射出，选项B错误； C．如图2，当d=（2-）R时，射入光线与射出光线平行，选项C正确； D．当d=（2-）R时，由几何关系得，通过内圆的路程为R，光在空气中传播速率为c，所以光通过内圆时间为，选项D正确。 故选CD。 11. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道通过绝缘导线交叉相连，间距相同，轨道处于水平面内，分别处于竖直方向的匀强磁场中，在两根轨道上垂直轨道静止放置三根相同的金属棒。已知三根金属棒接入电路的电阻均为、质量均为，导轨间距为，磁感应强度均为，不计轨道的电阻及金属棒之间的作用力，金属棒运动过程中不会碰撞，也没有跨过导线交叉处，下列说法正确的是（　　） A. 撤去棒，给棒向右的初速度，棒最终的速度为 B. 固定棒，同时给、棒一个向右的初速度，最终在棒上产生的焦耳热为 C. 固定和棒，给棒一个向右的初速度，最终棒的位移为 D. 固定和棒，给棒施加水平向右的恒力，最终棒的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．撤去棒，给棒向右的初速度，棒在安培力作用下做减速运动，棒在安培力作用下做加速运动，当棒与棒速度相等时，回路的总电动势为零，回路电流为零，两棒做匀速直线运动；以棒与棒为系统，由于棒与棒受到的安培力大小相等，方向相反，故系统满足动量守恒，则有 解得棒最终的速度为 故A正确； B．固定棒，同时给、棒一个向右的初速度，可知通过、棒的电流相等，通过棒电流为通过棒电流的2倍，根据 可知、棒上产生的焦耳热相等，棒上产生焦耳热为棒上产生焦耳热的4倍；设最终在棒上产生的焦耳热为，根据能量守恒可得 解得 故B错误； C．固定和棒，给棒一个向右的初速度，回路的总电阻为 以棒为对象，根据动量定理可得 其中 联立解得最终棒的位移为 故C正确； D．固定和棒，给棒施加水平向右的恒力，回路的总电阻为 当棒受到的安培力与恒力平衡时，棒做匀速直线运动，则有 又 联立解得 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 12. （1）①某实验小组做验证牛顿第二定律实验，实验小组中的小华用图所示装置做实验 图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。 小华做实验时，下列操作必要且正确的是___________ A.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车打出一条纸带，同时记录传感器的示数 B.改变砂和砂桶质量，打出几条纸带 C.用天平测出砂和砂桶的质量 D.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 ②图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2（以上两空均保留一位有效数字） （2）某同学用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，物体A、B由静止开始加速运动（纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力可忽略），实验后进行数据处理，得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图像分别如图乙中的A、B所示。 该同学仔细分析了图中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA___________mB；两物体与木板之间动摩擦因数μA___________μB。（均填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】 ①. AB##BA ②. 0.8 ③. 4 ④. 小于 ⑤. 大于 【解析】 【详解】（1）[1]A.为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故A正确； B．为得出普遍规律，改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，故B正确； C．小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故C错误； D．小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。 故选AB。 [2]由于每两个记数点间还有四个计时点未画出，纸带上面每打一点的时间间隔是0.1s，根据匀变速直线运动的推论，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则C点的速度为 [3]根据匀变速直线运动的推论公式 （2）[4] 由牛顿第二定律得 a-F图像斜率的倒数等于m，由图像可得：A的斜率大于B的斜率，则A斜率的倒数小于B斜率的倒数，即A的质量小于B的质量； [6] 由牛顿第二定律得 当 则 由图像可知，a为0时，A、B的F相等，即 又因为 所以 13. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪秦电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪的刀片电池技术。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来，测量其中一块电芯的电动势E和内阻r，现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻（已知）、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。 （1）实验前利用1A恒流电源对电芯进行充电，充满的时间最多要______h（保留三位有效数字）； （2） 某物理实验小组按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丙所示，图线的纵轴截距为a，斜率为，则一块电芯的电动势E=___________，r=___________； （3）利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，___________，___________（填“大于”“等于”或“小于”）。 （4）为了消除电流表内阻误差，实验小组再按图乙组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I，利用测量数据，作图线如图丁所示，斜率为，则一块电芯的内阻=___________。 【答案】 ①. 0.217 ②. ③. ④. 等于 ⑤. 大于 ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1] 由铭牌可知一块电芯额定容量为 则用1A恒流电充电有 （2）[2][3]根据甲图可知 得 可得 得 （3）[4] [5] 根据等效电源法可知电动势测量值等于真实值，电阻测量值大于真实值。 （4）[6]根据乙图可知 可得 可知 得 结合（2）问中E值可知 14. 如图所示，平直木板与水平地面上的铰链相连，一段水银柱把一定质量的气体封闭在玻璃管内，把玻璃管固定在木板上，在竖直平面内缓慢的转动木板，木板与水平地面之间的夹角为，可得气体的压强p与之间的关系图像如图乙所示，当时，气体的压强是大气压强的2倍，时气体的长度为，温度为T，。 （1）求图像横轴的截距（用负数来表示）以及大气压强；（用a、b来表示） （2）若时气体温度为1.2T，则气体的长度为多少？（用L来表示） 【答案】（1）-1，；（2） 【解析】 【详解】（1）设大气压强为，当时，气体的压强是大气压强的2倍，则玻璃管竖直放置时，水银柱对应压强为，当木板与水平地面之间的夹角为，气体的压强为 即关系图像的函数关系式为 设图像横轴的截距为c．则有 解得 由乙图可得图像的斜率为 由 可得 综合解得 （2）整理可得的函数关系式为 当时，温度为T，气体的压强为 体积为 当时，温度为1.2T，气体的压强为 设气体的长度为x，则体积为 由理想气体状态方程可得 综合解得 15. 如图甲所示，一半圆形光滑轨道与白色水平传送带在N点相连接，水平传送带MN长L=6m，向右匀速运动的速度为v0=6m/s。一质量为2kg的黑色小物块A轻轻放到传送带最左端M，同时另一质量为1kg的小物块B（可视为质点）以v1=6m/s的初速度从传送带最右端N冲上传送带，经过一段时间二者在传送带上某处发生碰撞，碰撞时间极短，碰后二者结合在一起，物块B再次回到N点，这段时间内物块B的速度一时间图像如图乙所示，物块B再次回到N点后恰好能通过圆形轨道最高点，两物块与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.4，g取10m/s2.，求： （1）经过多长时间A和B发生碰撞？ （2）半圆形轨道的半径为多少： （3）物块B从N点冲上传送带到运动至圆形轨道前的时间内小物块A在传送上留下黑色痕迹的长度是多少？ （4）这段时间内转化为内能为多少？ 【答案】（1）1s；（2）0.72m；（3）6m；（4）108J 【解析】 【详解】（1）设物块B与传送带间摩擦力大小为，碰撞前物块B的速度为，碰撞前运动的时间为根据牛顿第二定律 物块B做匀减速运动 A做匀加速直线运动 由图像可知A和B碰撞前，A向右，B向左 解得 （2）设A和B碰撞后速度为v，根据动量守恒 解得 v=2m/s 方向向右 两物块一起向右做匀加速直线运动，当速度与传送带速度相同时，用时为 这时 说明到达N点时，速度与传送带速度相同 再次回到N点后恰好能通过圆形轨道最高点，到达最高点的速度为 根据机械能守恒和向心力公式 解得 （3）物块B从N点冲上传送带到从N点运动到圆形轨道前的时间内物块A在传送带上留下黑色痕迹的长度为 （4）根据能量守恒，这段时间内转化为内能为 其中 解得 16. 如图所示，以圆柱底面中心O点为坐标原点建立空间直角坐标系O-xyz，另一底面中心点坐标为（0，0，l），圆柱底面半径为R。在圆柱区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场。在磁场区域左侧有一矩形区域abcd，其中bc边在xOy平面内，ab边与z轴平行，矩形区域的尺寸和位置已在图中标出，区域内均匀分布一电子源，沿x轴正方向持续不断地发射出速率均为v0的电子，单位时间内发射的电子个数为N，从bc边射出的电子经过磁场偏转后均从M点射出，从ad边射出的电子经过磁场偏转后均从N点射出。在圆柱两底面的正下方有两块半径为R的半圆形平行金属收集板P和Q，圆心分别位于M点和N点。已知电子质量为m，元电荷为e，两板之间的电压UPQ忽略电子重力、电子间相互作用和电子收集后对电压UPQ的影响。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标； （3）Q极板收集到电子区域的面积； （4）若UPQ<0且大小可调，求Q板收集到的电子数n与UPQ的关系。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析 【解析】 【详解】（1）由题可得，电子在磁场中运动的半径为R，则 解得 （2）如图所示为从b、c两点射出的电子的运动轨迹 由几何关系易得 电子在金属板间做类平抛运动，设从c点射出的电子打到金属板上的位置为，如图 有 解得 所以从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标为。 （3）由（2）同理可得，Q极板收集到电子区域为图中圆弧区域，其面积为 （4）当从b、c两点射出的电子恰好到达收集板边缘时，有 由（2）同理可得 ①当时，有 ②当时，假设矩形区域沿z轴坐标为z处射出的电子恰好到达收集板边缘，则有 Q板收集到的电子数 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $