精品解析：海南省文昌中学2024-2025学年高三下学期第五次月考（4月）物理试题

2024—2025学年度第二学期高三第五次月考试题 物 理 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 鱼鹰发现河中的鱼，沿虚线斜向下匀加速俯冲，它受到空气的作用力可能是图中的（ ） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 2. 我国“人造太阳”实验装置（EAST）多次创造新的放电世界纪录，其内部发生轻核聚变的核反应方程之一为：，其中是（　　） A. 质子，其粒子流有很强的电离作用 B. 质子，其粒子流有很强的穿透能力 C. 中子，其粒子流有很强的电离作用 D. 中子，其粒子流有很强的穿透能力 3. 远洋捕捞常常利用声呐探测鱼群的方位。渔船上声呐发出一列超声波在t=0时刻的波动图像如图甲，质点P的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波的传播速度为340m/s C. 该超声波的频率为5HZ D. 增大该超声波频率振幅会明显增大 4. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。根据振荡电流频率变化，智能停车位进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. t1时刻，线圈L的磁场能为零 B. t2时刻电容器C所带电量为零 C. t1~t2过程，电容器C带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 5. 完全相同的小物体A、B、C如图放置。大小为F的水平力作用于A，使三物体一起向右匀速运动。经过一段时间撤去力F，三物体仍一起向右运动，此时B、C间作用力FN的大小是（ ） A. FN=0 B. FN= C. FN= D. FN=F 6. 利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用。图甲是正弦交流电经过调节后电压随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中、已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（ ） A. 调光台灯的额定电压为 B. 通过变压器原线圈中的电流为 C. 若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光 D. 若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光 7. 如图所示，不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。杂技演员穿粗糙鞋子在走钢丝表演时，可以在与两杆P、Q等距的位置或细绳的中点保持平衡状态，钢丝绳质量可忽略不计，则演员（ ） A. 在与P、Q两杆等距位置时，左右两侧绳子拉力大小相等 B. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 C. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力 D. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 8. 开普勒用二十年的时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动规律。通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动，则开普勒第三定律中常量（R为行星轨道半径，T为运行周期）。如图所示，三个质量均为m的天体相距为L成一直线排列，在万有引力作用下构成一稳定的星系。该星系中有类似于开普勒第三定律中常量。已知引力常量为G，则的值为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：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，不选或有选错的得0分。 9. 气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录每隔相同时间这些颗粒所在的位置，然后用线段把这些位置依次连接起来，如图所示，以下说法正确的是（ ） A. 图中轨迹就是颗粒的无规则运动轨迹 B. 气溶胶颗粒越小，其运动越明显 C. 环境温度越高，气溶胶颗粒运动越明显 D. 气溶胶颗粒的运动是由气体对流等外界影响引起的 10. 如图所示，在三维坐标系中，存在一匀强电场，已知该电场在xyz三个方向的分量大小均为，将一质量为、电荷量为的带电粒子从坐标原点处无初速度释放，粒子不计重力。关于带电粒子的运动和受力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在O点所受电场力的合力为零 B. 粒子将沿轴方向做匀加速直线运动 C. 粒子的电势能逐渐减少 D. 粒子在O点的加速度大小为 11. 某半圆柱体新材料的横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心O点的法线成θ角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从AB面反射光的强度，反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知，，下列说法正确的有（ ） A. 新材料对红光的折射率为 B. 红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C. 红光在半圆柱体中的波长比在真空中的小 D. 入射角θ减小到0时，光将全部从AB界面透射出去 12. 为了实现航天探测器在月球表面安全着陆，其底部安装了一个电磁缓冲装置，如图所示。该装置主要部件：①由高强度绝缘材料制成的缓冲滑块，其内部边缘绕有闭合的矩形单匝线圈 abcd ；②质量为m的探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于缓冲轨道平面向里的匀强磁场。已知线圈的总电阻为R，ab边的长度为L。当探测器以速度v接触月球表面时，缓冲滑块的速度立刻减为零，而探测器主体下落高度为d时才停止，月球表面的重力加速度为g0，探测器主体下落的整个过程均未与缓冲滑块接触。关于整过程，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中产生顺时针方向的感应电流 B. 穿过线圈的磁通量的变化量为BLd C. 线圈中产生的焦耳热为 D. 缓冲轨道内的匀强磁场的磁感应强度B可能小于 13. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的粗糙绝缘杆，将电荷量为q、质量为m的相同带电小环a和b分别套在两杆上，小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一方向水平、电场强度大小为E的匀强电场，在套b环的杆所处空间加一方向水平、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现在同高度位置分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度v0，发现a、b上升的最大高度相同。小环a、b与两杆的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g，则（ ） A. 小环a上升到最高点所用的时间小于小环b所用的时间 B. 初速度v0应满足 C. 小环a与b到达最高点后，均一定能返回初始位置 D. 小环b从开始到上升到最高点的时间为 三、实验题：本题共2小题，第14题8分，第15题12分，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处。 14. 用如图所示的装置进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂已知质量的钩码，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。分别做出传感器得到的两力及钩码重力的图示，即可得出实验结论。 （1）本实验采用的科学方法是_____ A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想模型法 （2）每次实验_______（选填“一定”“不一定”）要保证结点O位置不变。 15. 利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。 （1）如图乙用螺旋测微器测量小球的直径，则小球的直径d =____________； （2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。多次改变光电门的位置，重复实验，测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t。以为纵轴、h为横轴，作出图像，图像为过原点的直线，直线的斜率为k，重力加速度大小为g，若g =___________（用d、k表示），则机械能守恒定律得到验证。 16. 某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”。已知某压敏电阻Rx的阻值变化范围约为60~400Ω，在室温下用伏安法探究该电阻阻值Rx随压力F变化的规律，如下器材可供选择： A．直流电源，电动势6V，内阻不计； B．电压表V1，量程为0~3V，内阻为3kΩ； C．电流表A1，量程为0~0.6A，内阻不计； D．电流表A2，量程为0~100mA，内阻不计； E．定值电阻R1=3kΩ； F．定值电阻R2=12kΩ； G．滑动变阻器R，最大电阻值约为50Ω； H．开关与导线若干。 （1）某同学设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电流表应选择_______（选填“A1”“A2”），定值电阻应选择___________（选填“R1”“R2”）。 （2）请在图乙中将实物连线补充完整_______。 （3）某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，测得电流表的读数为I=42.0mA，而电压表的读数如图丙，则电压表的读数U=___________V，可得压敏电阻阻值Rx=___________Ω（计算结果保留3位有效数字）。 （4）改变F的大小，测得不同的Rx值，绘成图像如图丁所示。按图甲实验电路进行 实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表半偏时，压力F为_________N。（计算结果保留3位有效数字） 四、计算题：本题共3小题，共 36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。 17. 某同学根据气体实验定律制作了如图所示的装置用来粗测物体的质量。水平固定且导热性能良好的汽缸内由活塞密封了一定质量的理想气体，活塞面积，该装置固定在27℃的环境中，小盘（不计重力）中不放任何物体时活塞恰好在零刻度位置。已知图中刻度均匀，活塞厚度不计，刻度最左端对应汽缸最左端，大气压强恒为，重力加速度，热力学温度与摄氏温度间的关系为，活塞与汽缸壁间摩擦不计。现将一个物体放在小盘中，活塞稳定时处于刻度6位置。 （1）求物体的质量； （2）若环境温度降为0℃，活塞稳定时对应的刻度变为多少？ 18. 如图所示，两块正对的平行金属板PQ、MN水平放置，板长为L，板间距为。板右侧分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0从上极板左端边缘M处水平进入金属板间的匀强电场内，恰好从下极板右边缘Q处进入磁场，经磁场偏转后恰好从上极板右边缘N处重新进入金属板间，此时金属板间的电场反向但大小不变，带电粒子最终从下极板左边缘P处离开，轨迹如图中虚线所示。忽略粒子所受的重力和极板的边缘效应。 （1）求金属板间的电压U； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小B ； （3）若减小金属板间的电压U，请简单分析带电粒子在磁场中运动的时间如何变化。 19. 如图a，轨道固定在竖直平面内，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一竖直挡板，ABCD光滑并与水平段平滑连接，ABC是以O为圆心的圆弧，B为圆弧最高点。物块静止于E处，物块从D点开始水平向右运动并与发生碰撞，且碰撞时间极短。 已知：的质量，碰撞前后的位移图像如图b；的质量，与EF轨道之间的动摩擦因数，与挡板碰撞时无机械能损失；圆弧半径为；、可视为质点且运动紧贴轨道；重力加速度g取。 （1）求被碰后速度的大小； （2）求经过B时受到支持力的大小； （3）用L表示挡板与E的水平距离。若最终停在了EF段距离E为X的某处，试通过分析与计算，在图c中画出图线。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第二学期高三第五次月考试题 物 理 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 鱼鹰发现河中的鱼，沿虚线斜向下匀加速俯冲，它受到空气的作用力可能是图中的（ ） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】B 【解析】 【详解】鱼鹰做匀加速直线运动，说明所受合外力的方向与速度同向，鱼鹰受到的重力与空气对它的作用力的合力与速度方向相同，由图可知空气对它的作用力只有F2才可能。 故选 B 。 2. 我国“人造太阳”实验装置（EAST）多次创造新的放电世界纪录，其内部发生轻核聚变的核反应方程之一为：，其中是（　　） A. 质子，其粒子流有很强的电离作用 B. 质子，其粒子流有很强的穿透能力 C. 中子，其粒子流有很强的电离作用 D. 中子，其粒子流有很强的穿透能力 【答案】D 【解析】 【详解】根据质量数与电荷数守恒，核反应方程为 可得X是中子，中子流有很强的穿透能力，故选D。 3. 远洋捕捞常常利用声呐探测鱼群的方位。渔船上声呐发出一列超声波在t=0时刻的波动图像如图甲，质点P的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波的传播速度为340m/s C. 该超声波的频率为5HZ D. 增大该超声波频率振幅会明显增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，由图甲，根据“同侧法”，可该波沿x轴负方向传播知，A错误； B．根据图像可知 B正确； C．该超声波的频率 C错误； D．增大该超声波的频率，仅仅减小超声波传播的周期，对振超声波的振幅并不会发生明显影响，D错误。 故选B。 4. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。根据振荡电流频率变化，智能停车位进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. t1时刻，线圈L的磁场能为零 B. t2时刻电容器C所带电量为零 C. t1~t2过程，电容器C带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】C 【解析】 【详解】A．t1时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误； B．t2时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，故B错误； C．t1~t2过程，电流逐渐减小，磁场能逐渐转化为电场能，电容器处于充电过程，电容器带电量逐渐增加，故C正确； D．由图乙可知，振荡电路的周期变大，根据，可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。 故选C。 5. 完全相同的小物体A、B、C如图放置。大小为F的水平力作用于A，使三物体一起向右匀速运动。经过一段时间撤去力F，三物体仍一起向右运动，此时B、C间作用力FN的大小是（ ） A. FN=0 B. FN= C. FN= D. FN=F 【答案】A 【解析】 【详解】以ABC为整体，一起向右匀速运动时，地面对整体的摩擦力大小为 撤去，仍一起向右运动，以ABC为整体，根据牛顿第二定律 以C为对象，根据牛顿第二定律可 联立解得 故选A。 6. 利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用。图甲是正弦交流电经过调节后电压随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中、已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（ ） A. 调光台灯的额定电压为 B. 通过变压器原线圈中的电流为 C. 若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光 D. 若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光 【答案】B 【解析】 【详解】A．设图甲所示的交变电压的有效值为，则有 解得 设灯泡的额定电压为，则有 解得 A错误； B．据理想变压器输入功率等于输出功率，则有 结合上述结论解得 B正确； C．若通过调节，仅使交流电的周期变化，其他不变，并不会改变电压的有效值与输出功率，调光台灯仍正常发光，C错误； D．若仅使交流电电压的最大值增大，则输入电压有效值会相应增大，调光灯的功率将大于正常发光的功率，调光灯不能处于“正常发光”状态，D错误。 故选B。 7. 如图所示，不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。杂技演员穿粗糙鞋子在走钢丝表演时，可以在与两杆P、Q等距的位置或细绳的中点保持平衡状态，钢丝绳质量可忽略不计，则演员（ ） A. 在与P、Q两杆等距位置时，左右两侧绳子拉力大小相等 B. 在与P、Q两杆等距位置时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 C. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力 D. 在细绳的中点时，左侧绳子拉力大于右侧绳子拉力 【答案】C 【解析】 【详解】设a、b到节点的高度分别为h1、h2，节点到P、Q的水平距离分别为 x1、x2，a、b端绳子和水平方向的夹角分别为a、β，对绳子节点进行受力分析，如图所示 AB．在与P、Q两杆等距位置时，根据，， 由于 所以可得， 根据平衡条件有 由于 则有 即左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力，故AB错误； CD．在细绳的中点时，设a、b到节点绳子长度为l，根据几何关系有根据， 由于 所以可得 即 根据平衡条件有 由于 则的 即左侧绳子拉力小于右侧绳子拉力，故C正确，D错误。 故选C。 8. 开普勒用二十年的时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动规律。通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动，则开普勒第三定律中常量（R为行星轨道半径，T为运行周期）。如图所示，三个质量均为m的天体相距为L成一直线排列，在万有引力作用下构成一稳定的星系。该星系中有类似于开普勒第三定律中常量。已知引力常量为G，则的值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设中心天体的质量为M，万有引力提供圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可得 解得 在三星体系中，同理可得 解得 故选A。 二、多项选择题：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，不选或有选错的得0分。 9. 气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录每隔相同时间这些颗粒所在的位置，然后用线段把这些位置依次连接起来，如图所示，以下说法正确的是（ ） A. 图中轨迹就是颗粒的无规则运动轨迹 B. 气溶胶颗粒越小，其运动越明显 C. 环境温度越高，气溶胶颗粒运动越明显 D. 气溶胶颗粒的运动是由气体对流等外界影响引起的 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图中轨迹是每隔相同时间记录的颗粒位置连线不是颗粒的无规则运动轨迹，故A错误； B．气溶胶颗粒越小，受到周围分子撞击的不平衡性越明显，其运动越明显，故B正确； C．环境温度越高，分子热运动越剧烈，对气溶胶颗粒的撞击越频繁且越不平衡，气溶胶颗粒运动越明显，故C正确； D．气溶胶颗粒的布朗运动是由气体分子对颗粒的撞击不平衡引起的，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，在三维坐标系中，存在一匀强电场，已知该电场在xyz三个方向的分量大小均为，将一质量为、电荷量为的带电粒子从坐标原点处无初速度释放，粒子不计重力。关于带电粒子的运动和受力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在O点所受电场力的合力为零 B. 粒子将沿轴方向做匀加速直线运动 C. 粒子的电势能逐渐减少 D. 粒子在O点的加速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】因为该电场在xyz三个方向的分量大小均为，则由矢量合成法则及数学知识可知 方向沿空间对角线，粒子在O点时，所受电场力的合力为 由牛顿第二定律可得 解得 方向沿空间对角线，则粒子在电场力的作用下，沿空间对角线方向，做初速度为零的匀加速直线运动，电场力做正功，则粒子的电势能逐渐减少。 故选CD。 11. 某半圆柱体新材料的横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心O点的法线成θ角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从AB面反射光的强度，反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知，，下列说法正确的有（ ） A. 新材料对红光的折射率为 B. 红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C. 红光在半圆柱体中的波长比在真空中的小 D. 入射角θ减小到0时，光将全部从AB界面透射出去 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，当时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为 故A正确； B．光的传播过程中光的频率不会改变，故B错误； C．图甲中，根据 折射率大于1，可知，红光在半圆柱体中的波长比在真空中的小，故C正确； D．当入射角θ减小到0时，仍有光线反射回介质中，而不是光将全部从AB界面透射出去，故D错误。 故选AC。 12. 为了实现航天探测器在月球表面安全着陆，其底部安装了一个电磁缓冲装置，如图所示。该装置主要部件：①由高强度绝缘材料制成的缓冲滑块，其内部边缘绕有闭合的矩形单匝线圈 abcd ；②质量为m的探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于缓冲轨道平面向里的匀强磁场。已知线圈的总电阻为R，ab边的长度为L。当探测器以速度v接触月球表面时，缓冲滑块的速度立刻减为零，而探测器主体下落高度为d时才停止，月球表面的重力加速度为g0，探测器主体下落的整个过程均未与缓冲滑块接触。关于整过程，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中产生顺时针方向的感应电流 B. 穿过线圈的磁通量的变化量为BLd C. 线圈中产生的焦耳热为 D. 缓冲轨道内的匀强磁场的磁感应强度B可能小于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．探测器主体下落的过程中，是磁场向下运动，线圈相对磁场向上运动，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向，故A错误； B．根据磁通量公式Φ=BS 可知穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ= BdL 故B正确； C．根据能量转化和守恒定律有 故C正确； D．探测器刚接触月球表面时，感应电动势 感应电流 安培力 探测器主体做减速运动 联立解得 故D错误。 故选BC。 13. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的粗糙绝缘杆，将电荷量为q、质量为m的相同带电小环a和b分别套在两杆上，小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一方向水平、电场强度大小为E的匀强电场，在套b环的杆所处空间加一方向水平、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现在同高度位置分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度v0，发现a、b上升的最大高度相同。小环a、b与两杆的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g，则（ ） A. 小环a上升到最高点所用的时间小于小环b所用的时间 B. 初速度v0应满足 C. 小环a与b到达最高点后，均一定能返回初始位置 D. 小环b从开始到上升到最高点的时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对a进行分析，根据牛顿第二定律 解得 可知a向上做匀减速直线运动 对b进行分析，根据牛顿第二定律可得 解得 可知b向上做加速度减小的减速直线运动。由于当两者速度都为零时，其位移相同，可以作出a和b运动的v-t图像分别如图中的实线和虚线所示 由于图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，两者上升到最高点位移相同，则有，故A正确； B．某点切线斜率的绝对值表示加速度大小，可知，初始的加速度 即有 解得 故B错误； C．a与b到达最高点后，当时，a将静止于最高点处，b向下做加速度减小的加速运动，若加速度能够减小到0，之后将做匀速直线运动，b最终回到初始位置，故C错误； D．对a进行分析，结合上述，利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 对b进行分析，根据动量定理可得 即 可得 故D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，第14题8分，第15题12分，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处。 14. 用如图所示的装置进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂已知质量的钩码，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。分别做出传感器得到的两力及钩码重力的图示，即可得出实验结论。 （1）本实验采用的科学方法是_____ A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想模型法 （2）每次实验_______（选填“一定”“不一定”）要保证结点O位置不变。 【答案】（1）B （2）不一定 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的科学方法是等效替代法。故选B。 【小问2详解】 该装置中结点的位置对实验结果没有影响，每次实验不需要保证结点O位置不变。 15. 利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。 （1）如图乙用螺旋测微器测量小球的直径，则小球的直径d =____________； （2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。多次改变光电门的位置，重复实验，测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t。以为纵轴、h为横轴，作出图像，图像为过原点的直线，直线的斜率为k，重力加速度大小为g，若g =___________（用d、k表示），则机械能守恒定律得到验证。 【答案】（1）5.700 （2） 【解析】 【小问1详解】 小球的直径 【小问2详解】 小球通过光电门时的速度大小 设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有 可得 图像的斜率 解得 16. 某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”。已知某压敏电阻Rx的阻值变化范围约为60~400Ω，在室温下用伏安法探究该电阻阻值Rx随压力F变化的规律，如下器材可供选择： A．直流电源，电动势6V，内阻不计； B．电压表V1，量程为0~3V，内阻为3kΩ； C．电流表A1，量程为0~0.6A，内阻不计； D．电流表A2，量程为0~100mA，内阻不计； E．定值电阻R1=3kΩ； F．定值电阻R2=12kΩ； G．滑动变阻器R，最大电阻值约为50Ω； H．开关与导线若干。 （1）某同学设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电流表应选择_______（选填“A1”“A2”），定值电阻应选择___________（选填“R1”“R2”）。 （2）请在图乙中将实物连线补充完整_______。 （3）某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，测得电流表的读数为I=42.0mA，而电压表的读数如图丙，则电压表的读数U=___________V，可得压敏电阻阻值Rx=___________Ω（计算结果保留3位有效数字）。 （4）改变F的大小，测得不同的Rx值，绘成图像如图丁所示。按图甲实验电路进行 实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表半偏时，压力F为_________N。（计算结果保留3位有效数字） 【答案】（1） ①. A2 ②. R1 （2） （3） ①. 2.30 ②. 110 （4）154或156 【解析】 【小问1详解】 [1] Rx阻值变化范围从60Ω到400Ω，流经电流表的电流大概在几十毫安，故电流表选A2； [2]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程， 扩大到6V即可，电压表内阻为3kΩ，定值电阻选R1。 【小问2详解】 完整的实物连图，如图所示 【小问3详解】 [1]电压表每小格表示0.1V，向后估读一位，即U=2.30V [2]根据欧姆定律可得 【小问4详解】 由图丁可得，图线斜率绝对值为 电流表半偏时有 则 （若计算得k=1.8Ω/N，则可得F=156N） 四、计算题：本题共3小题，共 36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。 17. 某同学根据气体实验定律制作了如图所示的装置用来粗测物体的质量。水平固定且导热性能良好的汽缸内由活塞密封了一定质量的理想气体，活塞面积，该装置固定在27℃的环境中，小盘（不计重力）中不放任何物体时活塞恰好在零刻度位置。已知图中刻度均匀，活塞厚度不计，刻度最左端对应汽缸最左端，大气压强恒为，重力加速度，热力学温度与摄氏温度间的关系为，活塞与汽缸壁间摩擦不计。现将一个物体放在小盘中，活塞稳定时处于刻度6位置。 （1）求物体的质量； （2）若环境温度降为0℃，活塞稳定时对应的刻度变为多少？ 【答案】（1）75kg （2）5.28 【解析】 【小问1详解】 根据波意耳定律有 解得活塞稳定时气体压强为 对活塞，由平衡条件有 代入题中数据，联立解得物体的质量 【小问2详解】 环境温度降为0℃，设活塞稳定时对应的刻度变为x,根据理想气体状态方程有 解得 18. 如图所示，两块正对的平行金属板PQ、MN水平放置，板长为L，板间距为。板右侧分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0从上极板左端边缘M处水平进入金属板间的匀强电场内，恰好从下极板右边缘Q处进入磁场，经磁场偏转后恰好从上极板右边缘N处重新进入金属板间，此时金属板间的电场反向但大小不变，带电粒子最终从下极板左边缘P处离开，轨迹如图中虚线所示。忽略粒子所受的重力和极板的边缘效应。 （1）求金属板间的电压U； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小B ； （3）若减小金属板间的电压U，请简单分析带电粒子在磁场中运动的时间如何变化。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在金属板间做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 其中 ， 联立解得 【小问2详解】 作出带电粒子的运动轨迹，如图所示 在电场中，根据速度公式有 离开电场时的速度偏转角 解得 根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 其中 联立解得 【小问3详解】 根据， 解得 其中 是带电粒子在磁场中做圆周运动的偏转角，根据几何关系有 现减小金属板间电压 U ，带电粒子在电场中偏转时间t1不变，vy减小，可知θ减小 根据 可知带电粒子在磁场中的运动时间会减小。 19. 如图a，轨道固定在竖直平面内，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一竖直挡板，ABCD光滑并与水平段平滑连接，ABC是以O为圆心的圆弧，B为圆弧最高点。物块静止于E处，物块从D点开始水平向右运动并与发生碰撞，且碰撞时间极短。 已知：的质量，碰撞前后的位移图像如图b；的质量，与EF轨道之间的动摩擦因数，与挡板碰撞时无机械能损失；圆弧半径为；、可视为质点且运动紧贴轨道；重力加速度g取。 （1）求被碰后速度的大小； （2）求经过B时受到支持力的大小； （3）用L表示挡板与E的水平距离。若最终停在了EF段距离E为X的某处，试通过分析与计算，在图c中画出图线。 【答案】（1）m/s （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，的初速度为 ① 碰后速度为 ② 设被碰后获得的速度为，由动量守恒得 ③ ①②式并代入数据，得： ④ 【小问2详解】 设到B时的速度为，由机械能守恒有 ⑤ 通过B时有 ⑥ 由③④⑤式并代入数据，得 ⑦ 【小问3详解】 与挡板碰后能停在EF段的条件是，不会从弯曲轨道飞出，设此时挡板距E的距离为，即 ⑧ 设挡板距E的距离为时，与挡板能碰n次，此时满足 ⑨ 联立⑧⑨解得m， 由此可知，最终停在EF段的条件是m 而且与挡板最多只碰一次。 分情况讨论如下 （i）若与挡板没发生碰撞就已停下来，即 根据功能关系有 ⑩ 代入数据得m 即当m时， ⑪ （ii）若与挡板碰一次，且返回时未能到达E点，即 根据功能关系有⑫ 代入数据得 即当0.75mm时， ⑬ （iii）若与挡板碰一次，返回时过E点，经曲面后又再次进入EF段，即 根据功能关系有 ⑭ 代入数据得 即时， ⑮ 图线如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $