2024屆山東省淄博市部分學(xué)校高三年級(jí)下冊(cè)階段性測(cè)試（二模）物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年度部分學(xué)校高三階段性診斷檢測(cè)試題

物理

1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)等填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓

名、考生號(hào)和座號(hào)等，并將條形碼粘貼在指定位置上。

2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑

色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。

3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題

卷上答題無(wú)效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每個(gè)題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.如圖所示是用干涉法檢查厚玻璃板b的上表面是否平整的裝置，將一標(biāo)準(zhǔn)樣板玻璃。放置在厚玻璃板b

之上，在兩玻璃板右端插入薄片c。用紅光照射標(biāo)準(zhǔn)樣板，從上往下可看到干涉條紋。下列說法正確的是（

A.干涉條紋是由a的上表面和b的上表面反射的光疊加而成的

B.干涉條紋是由。的下表面和6的上表面反射的光疊加而成的

C.當(dāng)薄片c向左移動(dòng)少許時(shí)，干涉條紋間距將增大

D.若將紅光改為紫光，干涉條紋間距將增大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.干涉條紋是由a的下表面和b的上表面反射的光疊加而成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；

C.當(dāng)薄片c向左移動(dòng)少許時(shí)，小。板間的夾角變大，導(dǎo)致同級(jí)的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會(huì)減

小，即干涉條紋變密，故C錯(cuò)誤；

D.若是用紫光做該實(shí)驗(yàn)，則波長(zhǎng)變短，則干涉條紋變密，干涉條紋間距將減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為；H+^CfX+Q],

5

；H+；N->^C+^He+Q2,方程式中Qi、Q表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見上表。以下推斷正

確的是（)

原子核；He62C*3N；5N

質(zhì)量/u1.00784.002612.000013.005715.0001

A.X是；N,Q2>QjB.X是；5N,Q2>Q1

C.x是；N,Q2<Qi口了是；3Q2<Q1

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可知，X是;3N,前一核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損

&勺=（1.0078+12.0000-13.0057）u=0.0021u

而后一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損

Am,=（1.0078+15.0001-12.0000-4.0026）u=0.0053u

Am2>八叫

根據(jù)質(zhì)能方程

E=Amc2

可知

Q2>Qi

A正確。

故選Ao

3.如圖甲所示，汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體），可移動(dòng)的活塞與容器壁光滑接觸，開始

時(shí)活塞處于I位置靜止，經(jīng)歷某個(gè)過程后，活塞運(yùn)動(dòng)到n位置（圖中未標(biāo)出）重新靜止，活塞處于這兩個(gè)

位置時(shí)，汽缸內(nèi)各速率區(qū)間的氣體分子數(shù)n占總分子數(shù)N的百分比1?xl00%］與分子速率v之間的關(guān)系

分別如圖乙中I（實(shí)線）和n（虛線）所示，忽略大氣壓強(qiáng)的變化，下列說法中正確的是（）

［京X100%

OV

甲乙

A.在狀態(tài)I時(shí)氣體分子平均動(dòng)能較大

B.在狀態(tài)II時(shí)氣體的壓強(qiáng)較大

C.在狀態(tài)I時(shí)汽缸內(nèi)單位時(shí)間、單位面積上碰撞器壁的氣體分子數(shù)較多

D.每一個(gè)氣體分子在狀態(tài)II時(shí)都比在狀態(tài)I時(shí)的速率大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖像乙可知，氣體在狀態(tài)n時(shí)，速率較大的分子占據(jù)的比例較大，則分子平均速率較大，溫

度較高，A錯(cuò)誤；

B.氣體進(jìn)行等壓變化，則氣體在兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)相等，B錯(cuò)誤；

C.從狀態(tài)I到狀態(tài)II的過程是等壓變化，且溫度升高，氣體的體積變大，氣體在狀態(tài)I時(shí)分子平均作用力

較小，則單位時(shí)間、單位面積上碰撞器壁的氣體分子數(shù)較多，C正確；

D.氣體在狀態(tài)n時(shí)，速率較大的分子占據(jù)的比例較大，則分子平均速率較大，并非每一個(gè)分子的速率都大

于狀態(tài)I時(shí)的速率，D錯(cuò)誤。

故選Co

4.車輛減震裝置中的囊式空氣彈簧由橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣組成。某氣囊內(nèi)有一定質(zhì)量的理想

氣體，其p-V圖像及狀態(tài)。c-。的變化過程如圖所示，圖像中a、6、c三點(diǎn)的坐標(biāo)為已知量，ab

平行于V軸，次平行于p軸，已知?dú)怏w在狀態(tài)。時(shí)的溫度7；=300K。以下說法正確的是（）

A.afAfc變化過程中，氣體內(nèi)能一直增大

B.c變化過程中，氣體吸收的熱量為6P0%

C.af6fcfa的整個(gè)過程中氣體對(duì)外做功為0

D.cfa的變化過程中氣體的最高溫度為360K

【答案】B

【解析】

【詳解】A.a—變化過程中，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)坐標(biāo)可知，afZ?過程，氣體

壓強(qiáng)與體積乘積變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高，內(nèi)能增大，bfC變化過程中，氣體壓強(qiáng)

與體積乘積變小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度降低，內(nèi)能減小，故A錯(cuò)誤；

B.a、c兩點(diǎn)狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)與體積乘積相等，均為3%%,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，°、c兩點(diǎn)狀態(tài)的

溫度相等，即氣體內(nèi)能不變，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸收熱量與做功

大小相等，即吸收熱量為

3p0（3V0-V0）=6p0V0

故B正確；

C.結(jié)合上述，a—＞＞一＞c變化過程中，氣體對(duì)外做功，且

叱=一60%

cf。的變化過程中，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，且為

『（…。―。）=4一

則af6fcfa的整個(gè)過程中氣體對(duì)外做功為

W1+W2=-2p0V0

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

P^=C

T

可知，壓強(qiáng)與體積乘積越大，溫度越高，c的變化過程中，根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)規(guī)律可知，體積與壓強(qiáng)乘積

的最大值為

20.2%=4PM

則有

&XTq

解得

=400K

故D錯(cuò)誤。

故選B。

5.某煙霧報(bào)警器結(jié)構(gòu)和原理如圖甲和乙所示。光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時(shí)有煙霧進(jìn)入

報(bào)警器內(nèi)，由于煙霧對(duì)光的散射作用，會(huì)使部分光進(jìn)入光電管c從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報(bào)警

系統(tǒng)，當(dāng)電流大于就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖乙所示位置，煙

霧濃度增大到"時(shí)恰好報(bào)警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時(shí)間內(nèi)光電管接收到的光子個(gè)數(shù)越多。己知元電荷

為e,下列說法正確的是（）

A.光電管內(nèi)單位時(shí)間激發(fā)出的光電子數(shù)為八時(shí)，一定會(huì)觸發(fā)報(bào)警

e

B.將滑片P向左移動(dòng)，當(dāng)煙霧濃度小于“時(shí)有可能報(bào)警

C.僅提高光源S發(fā)出光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

D.報(bào)警器報(bào)警時(shí)，將滑片P向左移動(dòng)警報(bào)有可能會(huì)被解除

【答案】D

【解析】

【詳解】A.光電管內(nèi)單位時(shí)間激發(fā)出的光電子數(shù)為人時(shí)，會(huì)受到兩端電壓的限制，在陰極產(chǎn)生的光電子

e

不一定全部到達(dá)A極，故不一定能讓報(bào)警系統(tǒng)的電流達(dá)到/。，不一定能觸發(fā)報(bào)警，故A錯(cuò)誤；

B.將滑片P向左移動(dòng)，光電管兩端所加的正向電壓減小，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的光子個(gè)數(shù)減少，則報(bào)警系

統(tǒng)的電流達(dá)到時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)光電管接收到的光子個(gè)數(shù)增大，煙霧濃度增大，即當(dāng)煙霧濃度大于"時(shí)有

可能報(bào)警，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek=hv-W0

可知光電子的最大初動(dòng)能與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故僅提高光源S發(fā)出光的強(qiáng)度，光電子的最

大初動(dòng)能不變，故c錯(cuò)誤；

D.報(bào)警器報(bào)警時(shí)，將滑片P向左移動(dòng)，光電管兩端所加的正向電壓減小，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極的光子個(gè)數(shù)

減少，報(bào)警系統(tǒng)的電流減小，警報(bào)有可能會(huì)被解除，故D正確。

故選D。

6.中國(guó)古代建筑的門閂凝結(jié)了勞動(dòng)人民的智慧。如圖是一種豎直門閂的原理圖：當(dāng)在水平槽內(nèi)向右推動(dòng)下

方木塊A時(shí)，使木塊B沿豎直槽向上運(yùn)動(dòng)，方可啟動(dòng)門閂。水平槽、豎直槽內(nèi)表面均光滑；A、B間的接觸

面與水平方向成45。角，A、B間有摩擦，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。己知B質(zhì)量為相，重力加速度

3

大小為g。當(dāng)施加在A上的水平力尸=57咫時(shí)，門閂剛好能被啟動(dòng)，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）

【答案】C

【解析】

【詳解】對(duì)A、B受力分析如圖所示

門閂剛好啟動(dòng)時(shí)，對(duì)A水平方向上

F=Nsin450+4Ncos45°

對(duì)于B在豎直方向上

Ncos45°=mg+sin45°

結(jié)合已知條件

F=-mg

可得

〃=0.2

故選C。

7.介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)。處的波源在￡=0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播，％時(shí)亥1|傳至IJL處，波

形如圖所示。下列能描述為處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖像是（）

【答案】B

【解析】

【詳解】由波形平移法可知L處的起振方向沿y軸正方向，則與處質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向；由波形圖

可知，小處與乙處的距離大于一個(gè)波長(zhǎng)九，小于1；彳，則%時(shí)刻，％處質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間大于一個(gè)周期

T,小于，T,且由波形平移法可知%時(shí)刻七處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng)。

故選B

8.如圖是攝影愛好者成功拍攝到的中國(guó)空間站“凌月”（凌月是指在地球上觀測(cè)月球時(shí)看到空間站在月球

前面快速掠過）畫面，整個(gè)“凌月”過程持續(xù)時(shí)間極短，僅約半秒鐘。將空間站繞地球的運(yùn)動(dòng)看作半徑為r

的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球半徑為R,地球表面處的重力加速度為g,月球繞地球做勻速圓周運(yùn)行的周期為

T,空間站與月球在同一軌道平面且繞行方向相同。則再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象的時(shí)間為（）

27iTry[r27rTry[r

B.

RTy[g-2兀r@RTa-4ir6

、7iTry[lrjiTryjlr

D.

RTy[g-17ir4rRTy[g-^7ir4r

【答案】A

【解析】

【詳解】對(duì)空間站

Mm4萬(wàn)

G下=m——2r

T2o

解得

Mm

在地球表面由G——=mg,解得

角速度為

月球的角速度為

設(shè)再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象時(shí)間為r,則

a>ot-cot=2TI

解得

t27iTrG

RTy[g-27ir4r

故選A?

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每個(gè)題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.風(fēng)力發(fā)電是一種綠色清潔能源，其模型如下，葉片長(zhǎng)度為/的風(fēng)輪機(jī)（如圖甲）在風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)內(nèi)

部匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖乙位置開始計(jì)時(shí)，可得通過矩形線圈

的磁通量①隨時(shí)間f變化規(guī)律如圖丙所示，周期為T,磁通量最大值為中m?？諝饷芏葹橄?，風(fēng)速為打風(fēng)

輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積，發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為〃,

下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)線圈在工時(shí)刻輸出的瞬時(shí)電壓為0

4

B.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e=

C.發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。=工％/丫3

2

D,若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.發(fā)電機(jī)線圈在工時(shí)刻，磁通量為最大，磁通量變化率為0,則輸出的瞬時(shí)電壓為0,故A正確;

4

B.發(fā)電機(jī)線圈電動(dòng)勢(shì)的最大值為

2?N①

E—N①&=一^

初時(shí)刻磁通量為0,則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式

故B錯(cuò)誤；

CD.單位時(shí)間吹過風(fēng)的質(zhì)量為

m-npl~v

根據(jù)能量守恒，發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為

P=<mv/=g7LT]pl'Vi

若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選AC?

10.如圖所示，一個(gè)正方體A5CD—ARC'。'，其上、下、左、右表面的中心分別為E、F、G、H,在E、

G兩點(diǎn)固定電荷量為一夕的點(diǎn)電荷，在R”兩點(diǎn)固定電荷量為+4的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）

c

A，B，

A.B'、。兩點(diǎn)電勢(shì)相等

B.A5'中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)與OC'中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)相同

C.一帶正電的試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在C點(diǎn)的電勢(shì)能

D.A4'兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.由空間的對(duì)稱性可知，？點(diǎn)更靠近正電荷，而。點(diǎn)更靠近負(fù)電荷，所以有電場(chǎng)的疊加可知，

兩點(diǎn)的電勢(shì)不相等，？點(diǎn)的電勢(shì)大于。點(diǎn)的電勢(shì)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.四個(gè)電荷，將其E、F看成一對(duì)，G、H看成一對(duì)，則E、F為一對(duì)等量異種電荷，G、H也為一對(duì)等量

異種電荷，所以該電場(chǎng)時(shí)兩對(duì)等量異種電荷的電場(chǎng)的疊加。兩對(duì)等量異種電荷的中心為該正方體的中心，

以該中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。，設(shè)連線中點(diǎn)處為/,OC'連線中點(diǎn)處為L(zhǎng)以。/為坐標(biāo)軸的正方向，。乙為坐

標(biāo)軸的負(fù)方向，結(jié)合等量異種電荷的電場(chǎng)分布可知，A3'中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)與OC'中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方

向相反，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.由空間的對(duì)稱性可知，A到四個(gè)電荷的距離與C到四個(gè)電荷的距離相等，A點(diǎn)和C點(diǎn)到正負(fù)電荷距離

相等，所以有電場(chǎng)的疊加可知，兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，由

E、=q(p

可知，一帶正電的試探電荷在4點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在C點(diǎn)的電勢(shì)能，故C項(xiàng)正確。

D.4到兩個(gè)正電荷的距離與到兩個(gè)負(fù)電荷的距離相等，所以A電勢(shì)為零。B點(diǎn)到兩個(gè)正電荷的距離與到

兩個(gè)負(fù)電荷的距離相等，所以2點(diǎn)的電勢(shì)也為零。A點(diǎn)靠近負(fù)電荷，所以A點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)，8'點(diǎn)更靠近正

電荷，所以8'的電勢(shì)為正。A'A間電勢(shì)差有

"制=%-9建＜0

間電勢(shì)差為

0血=外一%〉0

故D項(xiàng)正確。

故選CDo

11.如圖所示，質(zhì)量分別為機(jī)和27%的A、B兩滑塊用足夠長(zhǎng)輕繩相連，將其分別置于等高的光滑水平臺(tái)面

上，質(zhì)量為4加的物塊C掛在輕質(zhì)動(dòng)滑輪下端，手托C使輕繩處于拉直狀態(tài)。/=0時(shí)刻由靜止釋放C,經(jīng)彳

時(shí)間C下落/z高度。運(yùn)動(dòng)過程中A、B始終不會(huì)與定滑輪碰撞，摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì)，重力加速

A.A、C運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為4:3

B.A、C運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為4:1

C.%時(shí)刻，C下落的速度為

D.4時(shí)刻，C下落的速度為J—

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)題意，由牛頓第二定律可得

T=maK

T=2maB

解得

=2：1

則路程之比

12

s5"A%

幺——=2

設(shè)B運(yùn)動(dòng)的路程為s,則A運(yùn)動(dòng)的路程為2s,可知此時(shí)C運(yùn)動(dòng)的路程為1.5s,則有

：出：%=4:2:3

故A、C運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為4:3,A正確，B錯(cuò)誤;

CD.由曠=。/■可知

%：4：%=4：2:3

C下落過程ABC組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

4mgh=gmv；+；-2mv|+g-4-mv^

解得

C錯(cuò)誤，D正確。

故選AD?

12.如圖甲所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L=0.1m,距左端乙處的中間一段被彎成傾斜軌道，

長(zhǎng)度也為L(zhǎng),與水平面夾角6=30。，各段軌道均平滑連接。傾斜軌道所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，左段區(qū)域I存在均

勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)3,取豎直向上為正方向，如圖乙所示；右段區(qū)域H存在豎直向上的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)穌=0.2T。在傾斜軌道頂端，放置一質(zhì)量為熱=O/kg、電阻尺=1。、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段

形成閉合回路，ab由靜止開始下滑，進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)n后經(jīng)過時(shí)間t(已知)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，

A.ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生焦耳熱為1x10-j

B.ab達(dá)到穩(wěn)定后的速度大小等于0.5m/s

C.ab進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)II后流過電阻R的電荷量為2.5C

D.ab進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)II經(jīng)過位移為(125+0.5Z)后達(dá)到勻速

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.左側(cè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=—￡2=—x0.12V=0.01V

At0.2

金屬桿在斜軌上下滑時(shí)的加速度

a-gsinO-5m/s2

下滑的時(shí)間

"=0.2s

4=

5

ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

"2nni2

Q=——L=--X0.4J=4X10-5J

R11

選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.ab達(dá)到穩(wěn)定時(shí)回路感應(yīng)電流為零，則

E=B0Lv

解得

v=0.5m/s

選項(xiàng)B正確;

C.導(dǎo)體棒到達(dá)斜面底端時(shí)的速度

v0={2aL=lm/s

到達(dá)穩(wěn)定時(shí)由動(dòng)量定理

—BoILNt=—B0Lq=mv—mv0

解得

q=2.5C

選項(xiàng)C正確;

D.由以上可知

BQLV-E

-----------Z=q

R

即

Z（穌萬(wàn)加-￡△%）=qR

即

B0Lx-Et-qR

解得

x=0.5/+125

選項(xiàng)D正確。

故選BCDo

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.利用智能手機(jī)和鉉磁粒測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。如圖甲所示，一斜面上安裝有兩組磁粒，其中

8組磁粒固定在斜面上靠近底端處，A組磁粒的位置可移動(dòng)（A組磁粒更靠近滑塊），兩組磁粒之間的距離

為X。在滑塊上面安裝智能手機(jī)，打開APP中的磁力計(jì)，將滑塊從斜面上的。點(diǎn)由靜止釋放，滑塊依次經(jīng)

過兩組磁粒附近時(shí)，手機(jī)磁力計(jì)會(huì)測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值，該峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻就是智能手機(jī)磁力計(jì)到達(dá)

該組磁粒所在位置的時(shí)刻，而相鄰兩個(gè)峰值之間的時(shí)間差即是智能手機(jī)磁力計(jì)依次經(jīng)過兩組磁粒所用的時(shí)

間心改變A組磁粒的位置進(jìn)行多次測(cè)量，每次都使滑塊從。點(diǎn)由靜止釋放，并用米尺測(cè)量A、8之間的距

離x,記下相應(yīng)的f值，所得數(shù)據(jù)如圖乙所示。

i組2組3組4組5組6組

x(m)0.300.400.500.600.700.80

，(s)0.210.290.400.490.81

m/s

f()1.431.381.251.220.99

（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小人滑塊經(jīng)過8組磁粒的瞬時(shí)速度匕、測(cè)量值x和r

四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是:

%

（2）根據(jù)圖乙信息補(bǔ)充表格中缺失的數(shù)據(jù)：t=S,—m/s；

X

-----1圖線.

丙

X

（4）由―-，圖線，可得滑塊加速度的大小為。=m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

19

【答案】(1)x=vtt—at

2

(2)①.0.61②.1.15

（3）見解析（4）1.47

【解析】

【小問1詳解】

滑塊沿斜面向下是勻加速運(yùn)動(dòng)，反過來(lái)也可以看成是初速度為小的沿斜面向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，由位移公式

有

12

x=vt——at'

,t2

【小問2詳解】

[1]根據(jù)圖乙信息可知f=0.61s。

⑵則有

X

-=1.15m/s

t

【小問3詳解】

【小問4詳解】

由第一問表達(dá)式，可得

X1

--v——at

t't2

結(jié)合圖像，有

La=k=1.0-1.5

20.8-0.12

解得

61=1.47m/s2

14.某同學(xué)為了研究歐姆表的改裝原理和練習(xí)使用歐姆表，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。利用一個(gè)滿偏電流為lOOpA的

其電路原理圖如圖甲所示。

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲中的電路原理圖，在答題卡上的圖乙中連接實(shí)物圖.并正確連接紅、黑表筆。使用

時(shí)進(jìn)行歐姆調(diào)零發(fā)現(xiàn)電流表指針指在如圖丙所示位置，此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向(選填“上”

或“下”)移動(dòng);

(2)將單刀雙擲開關(guān)S與2接通后，先短接，再歐姆調(diào)零。兩表筆再與一電阻凡連接，表針指向表盤中央

圖丁中的a位置處，然后用另一電阻號(hào)代替凡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表針指在b位置，則凡=。；

(3)該同學(xué)進(jìn)一步探測(cè)黑箱問題。黑箱面板上有三個(gè)接線柱1、2和3,黑箱內(nèi)有一個(gè)由三個(gè)阻值相同的電

阻構(gòu)成的電路。用歐姆表測(cè)得1、2之間的電阻為5Q,2、3之間的電阻為10。，1、3之間的電阻為150,

在答題卡圖戊所示虛線框中畫出黑箱中的電阻可能的連接方式(一種即可)

【解析】

【小問1詳解】

[1]由多用電表紅黑表筆的特點(diǎn)，紅黑表筆的電流“紅入黑出”，8點(diǎn)接紅表筆，A點(diǎn)接黑表筆，按照電路圖連

接實(shí)物圖如下

[2]電表調(diào)零時(shí)，紅黑表筆短接，電流表應(yīng)達(dá)到最大值，需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表指針滿偏，當(dāng)

電流表電流增大時(shí)，由歐姆定律/=且可得，電流表兩端電壓

R

Ug=IgRg

4增大，4不變時(shí)，電流表兩端電壓增大。由并聯(lián)電路特點(diǎn)知，《、&兩端的總電壓也等于，

通過與、旦的電流

In=-^—

?+尺2

Ug增大時(shí)，兒也增大，電路中總電流

電路總電流增大，由閉合電路電壓特點(diǎn)可得，滑動(dòng)變阻器和電源內(nèi)阻的總電壓

U=E—Ug

滑動(dòng)變阻器和電源內(nèi)阻的總電壓U減小，又有歐姆定律可得滑動(dòng)變阻器和電源內(nèi)阻的總電阻

/總

由以上可知滑動(dòng)變阻器和電源內(nèi)阻的總電阻減小，滑動(dòng)變阻器電阻減小，滑動(dòng)變阻器滑片向上移動(dòng)。

【小問2詳解】

由歐姆表電路的特點(diǎn)及閉合電路的歐姆定律得，當(dāng)紅黑表筆短接時(shí)

E=仆內(nèi)

當(dāng)電流表處于“、b兩位置時(shí)

E=4（O+&）

E=/b（4+a）

將/gm=10°RA、4=50.0嶼、人=80.0「iA帶入以上三式解得

&二支

【小問3詳解】

由題意可得1、3之間的電阻可為1、2和2、3之間電阻的串聯(lián)值，所以第一情況：1、2之間接一個(gè)5。電

阻，2、3之間接兩個(gè)5Q電阻串聯(lián)。

所以第二情況：1、2之間接兩個(gè)10。電阻并聯(lián)，2、3之間接一個(gè)10。電阻。

15.如圖所示，是某激光液位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的示意圖。矩形ABCD為長(zhǎng)方體液池的截面，寬度d=6m,裝有

深度為丸=26m的某種液體，在池底部水平放置寬度d'=5m的平面鏡，平面鏡的右端與C點(diǎn)重合，在其

正上方水平放置一長(zhǎng)度等于池寬的標(biāo)尺A3,池左壁高用=國(guó)處有一激光器S,激光器發(fā)出的一束單色

光以與池壁成夕角（0°＜夕＜90。）射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)囊后w的上表面射出，打在標(biāo)尺上形

成一亮點(diǎn)。改變戊角，測(cè)得此截面上能折射出光線的液面所的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=3（、6-l）m,不考慮光在液面

上的反射光。

（1）求該液體的折射率〃；

（2）若保持。=30°,發(fā)現(xiàn)液體的深度從〃發(fā)生變化，變化后標(biāo)尺上亮點(diǎn)向右移動(dòng)了Ax=3m，試問液

3

面高度是上升還是下降？液面高度變化量是多少？

【答案】（1）0;（2）下降，1m

【解析】

【詳解】（1）當(dāng)改變a角時(shí)，由題意可知，在尸點(diǎn)發(fā)生全反射，光路圖如圖所示

1

tana=

耳

又

L+(A+/?())tan?

sin6=

++[L+(/z+4)tan?T

根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可知

1

n=---

sin9

聯(lián)立解得

n=A/2

(2)根據(jù)題意可知，亮點(diǎn)向右移動(dòng)了，光路圖如圖所示

由圖可知，液面下降，設(shè)下降后液面的高度為"，由幾何關(guān)系可知

(/z+/^)tan?=+/^)tan?+Ax

解得

〃'=26Tm

即液面高度變化量為

/\h=h-h'=Im

16.“動(dòng)能回收”是指智能電動(dòng)汽車在剎車或下坡過程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，其基本原理是車輪帶動(dòng)電機(jī)

內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，向動(dòng)力電池反向充電。某智能電動(dòng)汽車質(zhì)量為m=2xl()3kg,以石的=L0xl()5j的初動(dòng)能沿

斜坡向下做直線運(yùn)動(dòng)。第一次關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓車自由滑行，始終受到一個(gè)外界施加的阻力/=0.225mg,

其動(dòng)能與位移關(guān)系如圖直線①所示；第二次關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)開啟“動(dòng)能回收”裝置，比第一次自由滑行時(shí)

多受到一個(gè)線圈提供的阻力，其動(dòng)能與位移關(guān)系如圖線②所示。重力加速度為g=10m/s2。

(1)第一次關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，求滑行到200m時(shí)車所受重力的瞬時(shí)功率P；

(2)第二次關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，開啟“動(dòng)能回收”裝置運(yùn)行200m過程中，共回收時(shí)=1.224xl()5j的電能。求

機(jī)械能回收效率〃(機(jī)械能回收效率是指回收的電能占用于發(fā)電的機(jī)械能的百分比)。

【答案】(1)5X104W；(2)90%

【解析】

【詳解】(I)斜坡的角度為仇有

mg-xsin0-fa=Ek-EkO

汽車的動(dòng)能有

E口,=~1mv2

2

則重力的瞬時(shí)功率為

P=mgvsin0

解得

P=5X104W

(2)運(yùn)行200m,則運(yùn)動(dòng)的第一次同樣位置，即兩次到該位置，汽車的重力勢(shì)能相等，由題意可知，在車

自由滑行時(shí)，有

%+叱=4=（200-100）X103J

開啟動(dòng)能回收裝置后，有

3

%+叱+嗎=AEkl=（64-100）X10J

所以用于發(fā)電的機(jī)械能為

E發(fā)機(jī)=—叫=1.36x105J

則發(fā)電效率為

77=^^X100%=90%

。發(fā)機(jī)

17.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系雙？中有半徑為R=0.05m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B=2X10-2T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，圓心與坐標(biāo)原點(diǎn)重合。在坐標(biāo)為（0,-尺）的A點(diǎn)放置一個(gè)粒子源，

粒子源在豎直平面內(nèi)沿與y軸正方向成-30。至30。范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)射速率%=2x106m/s的大量帶負(fù)電粒子,

比荷為"=2x1（/c/kg,磁場(chǎng)右側(cè)有兩水平金屬板P、Q,其中心線沿?zé)o軸，板長(zhǎng)為乙=0.4111,兩板間

m

距d=O.lm。加在P,。兩板間電壓隨時(shí)間f變化關(guān)系如圖乙所示（每個(gè)帶電粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短

時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作恒定）。兩板右側(cè)放一記錄圓筒，筒左側(cè)邊緣與極板右端相距4=02m,筒繞其豎直

軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T=0.4s,筒的周長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.24m,筒能接收到通過P,。兩板的全部粒子。（不計(jì)粒

子的重力及粒子間的相互作用）o

（1）求帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的最大值卻和粒子束到達(dá)尸、。兩板左側(cè)時(shí)的寬度。；

（2）若。皿=250V，以/=0時(shí)（見圖乙，此時(shí)Up。=0）,沿＞軸正方向入射的粒子打到筒上的點(diǎn)作為x'o'y'

坐標(biāo)系（豎直向上為y,軸正方向）的原點(diǎn)，求沿y軸正方向入射的粒子束打到圓筒上的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置

坐標(biāo)；

（3）在給出的坐標(biāo)紙（圖丙）上定量畫出第（2）問中粒子束打到圓筒上的點(diǎn)形成的圖線；

（4）若Um=62.5V,求所有粒子能夠打到圓筒上的區(qū)域面積S。

【答案】(1)5.2x1。-%,0.05m；(2)(3cm,10cm)；(3)見解析；(4)120cm2

【解析】

【詳解】(1)如圖所示

由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的最大夾角為

因?yàn)榱Ｗ釉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為

qB

所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

t_=曳7=21=工義10『5.2*10飛

3qB6

由洛倫茲力提供向心力

2

qv^B=m—

r

解得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為

/嗡=0.°5m

速度方向與y軸成30。，射入第三象限進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，距離無(wú)軸

△4=Rsin30°=g

速度方向與y軸成30。，射入第四象限進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，如圖

A4=Rsin300=g

所以粒子束的寬度為

D-A&+=R-0.05m

(2)沿y軸正方向入射的粒子，當(dāng)電壓為U時(shí)剛好能射出極板

其中

qUA

a---,/———

md%

聯(lián)立可得

U=125VV250V

由圖乙可知，乙=0.05s時(shí)粒子剛好從上極板右邊緣飛出電場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知

Ad

2:2

代入數(shù)據(jù)解得

ym=0.10m=10cm

在%=0.05s內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)即為橫坐標(biāo)

菁=T%=0.03m=3cm

故沿y軸正方向入射的粒子束打到圓筒上的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)為(3cm,10cm)o

(3)第(2)問中粒子束打到圓筒上的點(diǎn)形成的圖線如圖所示

(4)當(dāng)電壓為Um=62.5V時(shí)，射出極板的豎直側(cè)移量為

y」必也)2

2md%

代入數(shù)據(jù)解得

y=0.025m=2.5cm

所以所有粒子均能打到圓筒上，如圖

丙

則所有粒子能夠打到圓筒上的區(qū)域面積為

S=DL=5cmx24cm=120cm2

18.某激光制冷技術(shù)與下述力學(xué)緩沖模型類似。圖甲中輕彈簧下端固定在傾角為6=30。的是夠長(zhǎng)光滑斜面

底端，上端與質(zhì)量為3根的物塊B相連，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧壓縮量為&現(xiàn)將質(zhì)量為根下表面光滑

的足夠長(zhǎng)的木板A置于B的上方，A的下端與B相距25d；質(zhì)量為2根物塊C置于A的上端，C與A之間

動(dòng)摩擦因數(shù)為正，B、C均視為質(zhì)點(diǎn)。B與斜面之間有智能涂層材料，僅可對(duì)B施加大小可調(diào)的阻力，當(dāng)

2

B的速度為零時(shí)涂層對(duì)其不施加作用力?，F(xiàn)將A和C由靜止釋放，之后A與B發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短,

碰后B向下運(yùn)動(dòng)2d時(shí)速度減為零，此過程中B受到涂層的阻力大小/與下移距離x之間的關(guān)系如圖乙所示。

已知重力加速度大小為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。

(1)求A、B第一碰前瞬間A的速度大小%；

(2)求A、B在第一次碰撞過程中損失的機(jī)械能AE；

(3)在B第一次向下運(yùn)動(dòng)過程中，求B與A下端相距最遠(yuǎn)的距離五,；

(4)若撤除彈簧，將B鎖定在原位置，更換B與斜面間的智能涂層，僅B受到涂層的阻力，其大小尸與

下移距離x之間的關(guān)系為7''=3.5mg+Wx。在A下端側(cè)面粘有一質(zhì)量不計(jì)的橡皮泥，A、C仍從原位置

a

靜止釋放，A、B碰撞前瞬間B自動(dòng)解除鎖定，A、B碰后一起運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間辦(已知)A、B速度減為零立

即被鎖定，且C與A、B始終未達(dá)共速。求從A、B碰后開始計(jì)時(shí)，在/=勾時(shí)間內(nèi)A、C之間因摩摩擦產(chǎn)

3

生的熱量是多少。

【答案】(1)5痂；(2)6mgd-(3)L5d；(4)mg威—聆一1d

12488,

【解析】

【詳解】(1)木板A下表面光滑，A與B第一次碰撞前，若A、C一起向下加速，則

("/+2m)gsin30°=(m+2m)a

則此時(shí)C與A之間的摩擦力大小為

f—2mgsin30°—2ma=0

假設(shè)合理。對(duì)A和C,由位移速度關(guān)系

2&?d=丫