精品解析：山东烟台市莱州市第一中学2023-2024学年高三下学期考前学情自测物理试题

莱州一中2021级高三物理第五次质量检测（物理） 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 如图所示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，运动员又向前追上足球。下列图像和图像可能反映此过程的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v-t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v-t图像与坐标轴围成的面积相同，故AB错误； CD．x-t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x-t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x-t图像交于一点，故C错误，D正确。 故选D。 2. 抖空竹是国家非物质文化遗产之一、在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小 B. 若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变 C. 若使左手持杆缓慢竖直向下移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小 D. 若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小 【答案】A 【解析】 【详解】设两段绳子之间的夹角为，由平衡条件可知 解得 设绳子的总长度为L，两杆之间的水平距离为s，悬挂点两边的绳子长度分别为，，由几何关系知 解得 AB．若更换为更长的轻绳，L变大，变小，变大，所以绳子的拉力变小，故A正确、B错误； C．左手持杆缓慢竖直向下移动，L，s都不变，则不变，所以拉力不变，故C错误； D．左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动，s变大，则变大，变小，绳子拉力变大，故D错误。 故选A。 3. 一列周期为、沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示，P、Q、M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为、，质点Q正沿y轴负方向振动，则（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 从图示时刻起质点P经过回到平衡位置 C. 该波的波速为5m/s D. 从图示时刻起质点M的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．该时刻质点Q正沿y轴负方向振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，选项A错误； C．由图可知PQ平衡位置相距 可得 则波速 选项C错误； B．波向左传播x=2m时质点P回到平衡位置，则经过的时间为 选项B正确； D．设M点的振动方程为 当t=0时刻y=2cm，即 则 从图示时刻起质点M的振动方程为 选项D错误。 故选B。 4. 如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压恒定的交变电源。R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（ ） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I增大，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意，原、副线圈匝数比为2，则副线圈电流为2I，副线圈电压为 原线圈电压为 交变电源的电压为 得 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R2阻值减小，则原线圈电流增大，原线圈电压增大，电压表示数减小。副线圈电流也增大，则R1消耗的功率增大，故A正确、B错误； CD．设原、副线圈匝数比为n，可将变压器等效有 则 整理得 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，n增大，则I减小，U减小。原副线圈功率相等，则当 n2R1 = R2 时，R1功率最大，但由于具体数据未知，则P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率无法判断，故CD错误。 故选A。 5. 地球大气层对光线的折射会使我们提前看到日出，称为蒙气差效应。地理老师制作了教具来演示这一效应，如图所示为教具中“地球”的北极俯视图，“地球”半径，绕“地轴”逆时针自转周期为。折射率为的“大气层”厚度为，以平行光入射充当“太阳光”，则由于“大气层”的存在，“地球赤道”上的点相对于没有大气层将提前约多长时间看到“太阳光”（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】光路图如图所示 A点观察到第一道曙光时，设在大气层外的入射角为，进入大气层后的折射角为，由几何关系可得 求得 根据 可得 求得 若无大气层，A点需随地球转动到B时才能观察到日出，由几何关系 故提前的时间为 B正确。 故选B。 6. 用不同波长的光照射光电管阴极探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压与对应入射光的波长作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 该光电管阴极材料的极限频率大小为 B. 由图像可得普朗克常量 C. 当用波长的光照射光电管阴极时，光电子的最大初动能为 D. 当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能随的增大而增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据动能定理 又光电效应方程为 整体得 得 ， 普朗克常量为 该光电管阴极材料的极限频率大小为 AB错误； C．将波长代入光电效应方程，光电子的最大初动能为 C正确； D．波长越大，光子能量越小，光电子的最大初动能不会随的增大而增大，D错误。 故选C。 7. 如图所示为我国自主研发的第一台全地面起重机QAY25，起重范围从25t到2600t。若该起重机由静止开始竖直提升质量为200t的物体，其图像如图所示，不计其它阻力，g取，下列说法正确的是（　　） A. 起重机的额定功率为 B. 重物上升的最大速度 C. 重物0~10s内做匀加速直线运动 D. 7s内起重机对重物做的功为 【答案】D 【解析】 【详解】C．由图像可知重物匀加速运动的时间为 可知重物0~5s内做匀加速直线运动，故C错误； A．根据牛顿第二定律与功率表达式可得 ， 联立可得 由图像的斜率可得 解得起重机的额定功率为 故A错误； B．当牵引力等于重力时重物有最大速度，则重物的最大速度 故B错误； D．内设起重机对重物做的功为，对重物由动能定理得 解得 后起重机功率恒定，那么内起重机对重物做的功为 那么内起重机对重物做的功为 故D正确。 故选D。 8. 中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻，由教育部深空探测联合研究中心组织、重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”原理与其类似。图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于质量为m、相对地面静止在不同高度的宇航员，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 随着r的增大，宇航员的角速度减小 B. 随着r的增大，宇航员感受到的“重力”先增大后减小 C. 宇航员随地球自转的周期为 D. 在离地面高为R的位置，宇航员对座椅的压力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．宇航员的角速度与地球自转角速度相等，保持不变，A错误； B．根据 得 由图可知，随着r的增大，当，逐渐减小，则宇航员感受到的重力逐渐减小；当，逐渐反向增大，则宇航员感受到的重力逐渐增大，B错误； C．当时 宇航员随地球自转的周期为 C错误； D．由题意得 又 得 根据牛顿第三定律，宇航员对座椅的压力大小为 D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 如图所示，O和是圆柱体上下底面的圆心，AB是上底面的一条直径，C、D两点在直径AB上，且关于O点对称。M点在上底面的圆周上，且MO与直径AB垂直。点和点分别是C、D两点在下底面的投影点。在A、B两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷在C点与D点的加速度相同 B. M点与O点的电势差大于C点与O点的电势差 C. 试探电荷可以在所在平面内做匀速圆周运动 D. 将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷周围的电场分布可知，C点与 D 点的电场强度大小相等、方向相同，根据牛顿第二定律 可得试探电荷在C点与D点的加速度相同，故A正确； B．根据等量异种电荷周围的电势特点可知，M点与O点的电势相等，电势差为0，C点与O 点的电势差大于0，所以M点与O点的电势差小于 C点与O 点的电势差，故B错误； C．试探电荷可以在所在平面内所受的电场力大小变化，所以不会做匀速圆周运动，故C错误； D．根据等量异种电荷周围的电势特点可知，点电势高于点，所以由点沿直线移动到点，其电势减小，根据，将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能减小，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，质量的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以的速度向左运动，与静止在水平面上质量的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为，忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A. 木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s B. 木箱与铁箱碰撞后，当木箱的速度为零时，弹簧的弹性势能最大 C. 从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对铁块的冲量大小为 D. 从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J 【答案】CD 【解析】 【详解】A.对木箱和铁箱碰撞的瞬时，根据动量守恒定律 解得 v1=-2m/s 方向与原方向相反，故A错误； BC.当弹簧被压缩到最短时，木箱和铁块共速，此时弹簧压缩最短，弹性势能最大。由动量守恒 得 从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对木箱的冲量大小为 方向向左，故B错误，C正确； D.从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为 代入数据解得 EP=160J 故D正确。 故选CD。 11. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，匀强电场沿斜面方向。带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，，则下列说法正确的是（　　） A. 滑块上升过程中动能与电势能之和增大 B. 滑块的重力大小为 C. 滑块受到的电场力大小为 D. 滑块上滑过程中，重力势能增加了 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑块上升过程中重力势能增加，根据能量守恒，动能与电势能之和减少，故A错误； D．由图知，上滑过程中，机械能减少，则电场力对木块做负功,，物块的机械能减少了 动能减少 所以木块的重力势能增加了 故D错误； C．由图乙可知木块上滑的距离为，则有 滑块受到的电场力大小为 故C正确； B．木块上滑过程中，重力做负功，木块的动能转化为重力势能，则有 则木块的重力大小为 故B正确。 故选BC。 12. 如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根导体棒ab、cd，其质量分别是，导轨间的有效电阻均为R，导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。初始时，两棒中间用轻绳连接且处于静止状态，ac间和bd间分别有一处于压缩状态的完全相同的轻质弹簧，在导轨的两侧有竖直向下的匀强磁场（虚线内无磁场），磁感强度均为B。剪断轻绳后，两导体棒分别向左、右运动，当同时运动到虚线处弹簧恰好恢复原长并与两棒分离，则（　　） A. 两棒达到虚线处速率相等 B. 在弹簧恢复原长的过程中，两棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒 C. 导体棒ab、cd进入磁场后，两棒构成的系统动量守恒，机械能不守恒 D. 当导体棒ab运动到最左端的同时cd棒运动到最右端 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．在弹簧恢复原长的过程中，两棒和弹簧构成的系统动量守恒，则有 由于，则 整个系统没有其他力做功，则两棒和弹簧构成的系统机械能守恒，故B正确，A错误； C．导体棒ab、cd进入磁场后，导体棒ab、cd电流方向相反，根据左手定则，所以两根导体棒所受安培力的方向相反，则两棒构成的系统所受合力为零，系统动量守恒，由于安培力对导体棒做负功，则机械能不守恒，故C正确； D．两根导体棒动量大小相等，根据动量定理 任意时刻两根导体棒所受安培力大小相等，则两根导体棒从进入虚线开始到速度为零的时间相等，故D正确。 故选BCD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 13. 某同学利用激光方向性和单色性好的特点，借助“插针法”测量一圆柱玻璃对特定频率的光的折射率。主要步骤如下： 如图甲所示，木板上固定好白纸，放好圆柱玻璃，在圆柱玻璃底面边界描点。调节左侧激光入射角，在激光照射到的位置竖直插针，使之恰好挡住光线，确定光路，如图乙所示。移除圆柱玻璃，确定圆柱横截面的圆心和圆周边界，作光路图。 （1）以下关于实验操作的描述中正确的是___________。 A. 为方便作图，可用铅笔环绕圆柱底部一周作圆周边界 B. 图乙中插针顺序依次为或 C. 插针时，和离圆柱玻璃近一些测量更准确 D. 若入射角过大，会发生全反射而观察不到出射光线 （2）如图丙所示，以入射点为圆心，适当长度为半径作圆，与入射光线和折射光线分别交于M、N两点，过M、N两点作法线的垂线分别交于P、Q两点，测得长度分别为，则折射率___________（用或表示） （3）若该同学在作图时，将圆柱体横截面半径画得略偏大，圆心仍是准确的，这样会导致折射率的测量值___________。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 【答案】（1）C （2） （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．应通过描点的方式，移除圆柱玻璃后再画圆周界面，A错误； B．实验采用的激光来确定光路，对插针顺序没有要求，B错误； C．和离圆柱玻璃近一些，使入射点和出射点更准确，C正确； D．第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路可逆原理，不会发生全反射现象，D错误。 故选C。 【小问2详解】 设所作圆形半径为r，由题意，入射角和折射角的正弦值分别为 ， 则折射率为 【小问3详解】 若将圆柱体横截面半径画得略偏大，但圆心仍是准确的，但入射角与折射角均减小，且折射角减小的更大，导致折射率的测量值偏大。 14. 如图（a）所示，恒流源输出的电流大小恒定，与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 （1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式___________。（结果用题中的字母表示） （2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，先闭合，断开，调节使电流表G满偏；然后保持的滑片位置不动，闭合，调整电阻箱的旋钮到不同位置，用（1）中相同的方法标定电阻值。为了减少误差，在选择电源与滑动变阻器时，应尽量选择电动势___________（填“大”或“小”）一些的电源。 （3）用图（b）所示电路进行测量时，的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”），且电阻箱接入电路的阻值越大，误差将___________（填“越大”或“越小”或“不变”）。 【答案】（1） （2）大 （3） ①. 偏大 ②. 越小 【解析】 【小问1详解】 电阻箱与电流表电压相等，则 得 【小问2详解】 为提高电路的稳定性，电源电动势应大一些。 【小问3详解】 [1]闭合，电路总电阻减小，干路电流的真实值大于测量值，则的测量值将偏大。 [2]电阻箱接入电路的阻值越大，总电阻的变化越小，总电流变化越小，误差将减小。 四、计算题：本大题共4小题，共34分。 15. 如图所示，两根位于同一水平面内的平行的长直金属导轨处于匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。一质量为m的均匀导体细杆放在导轨上，并与导轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻可忽略不计。导轨的左端与一根阻值为的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收。容器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一横截面积为S的小液柱（质量不计），液柱将1mol的理想气体封闭在容器中。已知理想气体状态方程为，气体温度升高1K时，其内能的增加量为2.5R（其中n为物质的量，R为理想气体常数），大气压强为，现令细杆沿导轨方向以初速度开始向右运动，求最终液柱达到平衡时在细管中移动的距离。 【答案】 【解析】 【详解】电阻丝产生的焦耳热等于杆动能减少量，即 则气体内能增加量为 气体体积膨胀，对液柱做功为 由理想气体方程，有 结合热力学第一定律 联立得，最终液柱达到平衡时在细管中移动的距离为 16. 某同学在风洞中模拟强风对滑雪运动的影响。如图所示，倾斜直轨道AC和DF与水平方向夹角均为，动摩擦因数均为。半径为R的粗糙圆弧轨道CD在C点与直轨道AC相切，且D点切线水平。B点所在水平面以上为无风区，以下为水平风区。一质量为m的物体在A点由静止释放，AB两点距离为2.09R，在BC段恰好做匀速运动。由D点水平抛出后第一次落在斜面DF上的E点，且DE距离为。物体在风洞中运动时，风力可视为水平恒力，重力加速度为g，。求： （1）物体在C点刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小。 （2）物体在圆弧轨道CD上克服摩擦力做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物块在AB过程中，根据动能定理 物块在BC过程匀速运动，则 ， 得风力为 又 在C点有 解得 根据牛顿第三定律，物体在C点刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小为。 （2）物体从D点抛出后的过程中做匀变速曲线运动。垂直斜面方向，先做匀减速运动，再反向做匀加速度运动，加速度为 运动时间为 沿斜面方向做匀加速度直线运动，加速度为 由题意得 解得 物块从C到D的过程中，根据动能定理 解得物体在圆弧轨道CD上克服摩擦力做的功为 17. 如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子在电压为U的加速电场中从静止开始被加速后，恰好匀速通过板间距离为L的MN板，MN板间存在垂直于纸面向外的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度大小为。随后电子沿x轴正方向运动，在的空间存在与y轴平行的交变电场，在 的空间同时还存在一与y轴平行的交变磁场，取电场和磁场沿方向为正。电子从位置进入电场时开始计时，电场和磁场随时间的变化如图乙所示，其中。忽略电子重力的影响，求： （1）MN两极板间的电势差； （2）电子穿过yOz平面时的速度； （3）电子在 的空间中运动到沿y轴方向最低位置点的坐标。 【答案】（1）；（2），方向与x轴正方向成；（3）（） 【解析】 【详解】（1）由动能定理 由平衡条件可得 由于场强向上，则MN两极板间的电势差为 （2）垂直于电场方向有 解得 沿电场方向有 则电子穿过yOz平面时的速度大小为 方向为x轴正方向夹角为 ，满足 所以 （3）电子到最低点的时间为 （） 在y轴方向位移为 由洛伦兹力提供向心力 可得 由洛伦兹力提供向心力 可得 解得 （） （） 则电子在x≥0的空间中运动到沿y轴方向最低位置点的坐标为 （） 18. 如图所示，质量的均匀长木板静置于光滑水平地面上，长木板长，右端恰好位于O点。质量的物块置于长木板右端，物块与长木板间的动摩擦因数。水平地面MN段粗糙程度相同，其余部分光滑。已知，物块与长木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度g取。现有一水平向右的恒力作用在长木板上，当长木板右端运动到M点时撤去F，长木板恰好有一半进入MN段时停下，然后再给长木板一个向右的瞬时冲量，使它获得与其右端运动到M点时相同的速度，长木板又向右运动一段后又停下。若物块从长木板上滑落，不会再与之发生相互作用。求： （1）F刚开始作用时，物块和长木板的加速度大小； （2）撤去F时长木板的速度大小； （3）水平面MN段与长木板间的动摩擦因数； （4）长木板两次减速所用的时间之比。 【答案】（1），；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）刚开始作用时，假设物块与长木板一起加速运动，则 解得加速度 此时物块与长木板之间的摩擦力大小为 则假设不成立，即物块和长木板分开加速，对物块 解得物块加速度 对长木板 解得长木板加速度 （2）若长木板右端运动到点前，物块没有滑下，对长木板 解得撤去长木板的速度大小 物块和长木板相对位移 此时物块刚好从长木板上滑下，假设成立。撤去时长木板的速度大小为 （3）撤去后，长木板做减速运动，长木板恰好有一般进入段时停下 解得水平面段与长木板间的动摩擦因数 （4）木板从进入后可看作从平衡位置开始的简谐运动，满足 第一次减速时间 第二次减速，初动能相同，摩擦力阻力增大，减速位移小于，仍为简谐运动，设运动到距点处再次停下 可得 由两次减速的图像可知 长木板两次减速所用时间之比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莱州一中2021级高三物理第五次质量检测（物理） 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 如图所示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，运动员又向前追上足球。下列图像和图像可能反映此过程的是（　　） A. B. C. D. 2. 抖空竹是国家非物质文化遗产之一、在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小 B. 若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变 C. 若使左手持杆缓慢竖直向下移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小 D. 若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至的过程中，绳子拉力逐渐变小 3. 一列周期为、沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示，P、Q、M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为、，质点Q正沿y轴负方向振动，则（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 从图示时刻起质点P经过回到平衡位置 C. 该波的波速为5m/s D. 从图示时刻起质点M的振动方程为 4. 如图一理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压恒定的交变电源。R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（ ） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I增大，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 5. 地球大气层对光线的折射会使我们提前看到日出，称为蒙气差效应。地理老师制作了教具来演示这一效应，如图所示为教具中“地球”的北极俯视图，“地球”半径，绕“地轴”逆时针自转周期为。折射率为的“大气层”厚度为，以平行光入射充当“太阳光”，则由于“大气层”的存在，“地球赤道”上的点相对于没有大气层将提前约多长时间看到“太阳光”（ ） A. B. C. D. 6. 用不同波长的光照射光电管阴极探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压与对应入射光的波长作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 该光电管阴极材料的极限频率大小为 B. 由图像可得普朗克常量 C. 当用波长的光照射光电管阴极时，光电子的最大初动能为 D. 当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能随的增大而增大 7. 如图所示为我国自主研发的第一台全地面起重机QAY25，起重范围从25t到2600t。若该起重机由静止开始竖直提升质量为200t的物体，其图像如图所示，不计其它阻力，g取，下列说法正确的是（　　） A. 起重机的额定功率为 B. 重物上升的最大速度 C. 重物0~10s内做匀加速直线运动 D. 7s内起重机对重物做的功为 8. 中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻，由教育部深空探测联合研究中心组织、重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”原理与其类似。图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于质量为m、相对地面静止在不同高度的宇航员，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 随着r的增大，宇航员的角速度减小 B. 随着r的增大，宇航员感受到的“重力”先增大后减小 C. 宇航员随地球自转的周期为 D. 在离地面高为R的位置，宇航员对座椅的压力大小为 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 如图所示，O和是圆柱体上下底面的圆心，AB是上底面的一条直径，C、D两点在直径AB上，且关于O点对称。M点在上底面的圆周上，且MO与直径AB垂直。点和点分别是C、D两点在下底面的投影点。在A、B两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷在C点与D点的加速度相同 B. M点与O点的电势差大于C点与O点的电势差 C. 试探电荷可以在所在平面内做匀速圆周运动 D. 将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能减小 10. 如图所示，质量的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以的速度向左运动，与静止在水平面上质量的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为，忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A. 木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s B. 木箱与铁箱碰撞后，当木箱的速度为零时，弹簧的弹性势能最大 C. 从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对铁块的冲量大小为 D. 从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J 11. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，匀强电场沿斜面方向。带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，，则下列说法正确的是（　　） A. 滑块上升过程中动能与电势能之和增大 B. 滑块的重力大小为 C. 滑块受到的电场力大小为 D. 滑块上滑过程中，重力势能增加了 12. 如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根导体棒ab、cd，其质量分别是，导轨间的有效电阻均为R，导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。初始时，两棒中间用轻绳连接且处于静止状态，ac间和bd间分别有一处于压缩状态的完全相同的轻质弹簧，在导轨的两侧有竖直向下的匀强磁场（虚线内无磁场），磁感强度均为B。剪断轻绳后，两导体棒分别向左、右运动，当同时运动到虚线处弹簧恰好恢复原长并与两棒分离，则（　　） A. 两棒达到虚线处速率相等 B. 在弹簧恢复原长的过程中，两棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒 C. 导体棒ab、cd进入磁场后，两棒构成的系统动量守恒，机械能不守恒 D. 当导体棒ab运动到最左端的同时cd棒运动到最右端 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 13. 某同学利用激光方向性和单色性好的特点，借助“插针法”测量一圆柱玻璃对特定频率的光的折射率。主要步骤如下： 如图甲所示，木板上固定好白纸，放好圆柱玻璃，在圆柱玻璃底面边界描点。调节左侧激光入射角，在激光照射到的位置竖直插针，使之恰好挡住光线，确定光路，如图乙所示。移除圆柱玻璃，确定圆柱横截面的圆心和圆周边界，作光路图。 （1）以下关于实验操作的描述中正确的是___________。 A. 为方便作图，可用铅笔环绕圆柱底部一周作圆周边界 B. 图乙中插针顺序依次为或 C. 插针时，和离圆柱玻璃近一些测量更准确 D. 若入射角过大，会发生全反射而观察不到出射光线 （2）如图丙所示，以入射点为圆心，适当长度为半径作圆，与入射光线和折射光线分别交于M、N两点，过M、N两点作法线的垂线分别交于P、Q两点，测得长度分别为，则折射率___________（用或表示） （3）若该同学在作图时，将圆柱体横截面半径画得略偏大，圆心仍是准确的，这样会导致折射率的测量值___________。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 14. 如图（a）所示，恒流源输出的电流大小恒定，与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 （1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式___________。（结果用题中的字母表示） （2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，先闭合，断开，调节使电流表G满偏；然后保持的滑片位置不动，闭合，调整电阻箱的旋钮到不同位置，用（1）中相同的方法标定电阻值。为了减少误差，在选择电源与滑动变阻器时，应尽量选择电动势___________（填“大”或“小”）一些的电源。 （3）用图（b）所示电路进行测量时，的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”），且电阻箱接入电路的阻值越大，误差将___________（填“越大”或“越小”或“不变”）。 四、计算题：本大题共4小题，共34分。 15. 如图所示，两根位于同一水平面内的平行的长直金属导轨处于匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。一质量为m的均匀导体细杆放在导轨上，并与导轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻可忽略不计。导轨的左端与一根阻值为的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收。容器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一横截面积为S的小液柱（质量不计），液柱将1mol的理想气体封闭在容器中。已知理想气体状态方程为，气体温度升高1K时，其内能的增加量为2.5R（其中n为物质的量，R为理想气体常数），大气压强为，现令细杆沿导轨方向以初速度开始向右运动，求最终液柱达到平衡时在细管中移动的距离。 16. 某同学在风洞中模拟强风对滑雪运动的影响。如图所示，倾斜直轨道AC和DF与水平方向夹角均为，动摩擦因数均为。半径为R的粗糙圆弧轨道CD在C点与直轨道AC相切，且D点切线水平。B点所在水平面以上为无风区，以下为水平风区。一质量为m的物体在A点由静止释放，AB两点距离为2.09R，在BC段恰好做匀速运动。由D点水平抛出后第一次落在斜面DF上的E点，且DE距离为。物体在风洞中运动时，风力可视为水平恒力，重力加速度为g，。求： （1）物体在C点刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小。 （2）物体在圆弧轨道CD上克服摩擦力做的功。 17. 如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子在电压为U的加速电场中从静止开始被加速后，恰好匀速通过板间距离为L的MN板，MN板间存在垂直于纸面向外的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度大小为。随后电子沿x轴正方向运动，在的空间存在与y轴平行的交变电场，在 的空间同时还存在一与y轴平行的交变磁场，取电场和磁场沿方向为正。电子从位置进入电场时开始计时，电场和磁场随时间的变化如图乙所示，其中。忽略电子重力的影响，求： （1）MN两极板间的电势差； （2）电子穿过yOz平面时的速度； （3）电子在 的空间中运动到沿y轴方向最低位置点的坐标。 18. 如图所示，质量的均匀长木板静置于光滑水平地面上，长木板长，右端恰好位于O点。质量的物块置于长木板右端，物块与长木板间的动摩擦因数。水平地面MN段粗糙程度相同，其余部分光滑。已知，物块与长木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度g取。现有一水平向右的恒力作用在长木板上，当长木板右端运动到M点时撤去F，长木板恰好有一半进入MN段时停下，然后再给长木板一个向右的瞬时冲量，使它获得与其右端运动到M点时相同的速度，长木板又向右运动一段后又停下。若物块从长木板上滑落，不会再与之发生相互作用。求： （1）F刚开始作用时，物块和长木板的加速度大小； （2）撤去F时长木板的速度大小； （3）水平面MN段与长木板间的动摩擦因数； （4）长木板两次减速所用的时间之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $