2024屆浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學高三上學期物理模擬試卷（選考）

2024年浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學高考物理模擬試卷（選考）一、選擇題（本共14小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。不選、多選、錯選均不得分)1．（3分）下列屬于矢量，且其國際單位制單位用基本單位表示正確的是（）A．力：N B．功：kg?m2/s2 C．電勢：V D．電場強度：kg?m?A﹣1?s﹣32．（3分）2022年國際泳聯(lián)跳水世界杯于10月23日在德國柏林歐羅巴體育公園跳水館舉行，我國跳水選手昌雅妮奪得了女子單人三米板冠軍，如圖所示，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．研究昌雅妮跳水姿勢時，不能把她當作質(zhì)點 B．水珠下落過程中機械能不守恒 C．以水珠為參考系，昌雅妮是靜止的 D．水珠落入水中的時間與離開昌雅妮時的速度有關(guān)3．（3分）如圖所示，小勇老師在川藏線上騎行時看到公路兩邊豎立著很多鐵棒，查資料后得知，這些鐵棒的作用最有可能的是（）A．作為路標 B．作為導熱棒 C．預防雷電擊中地面 D．測量過往車輛的速度4．（3分）如圖所示，將同一個球分先后兩次從A點斜向上拋出，第一次落在B點，A、C、B在同一水平線上，C為AB中點，已知第一次拋出的初動能是第二次拋出初動能的2倍，則第二次拋出時（）A．3 B．2 C． D．5．（3分）年糕是我國很多地方傳統(tǒng)的新年應時食品，打年糕時一般需要用木制榔頭反復捶打石槽中煮熟的糯米如圖所示。用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動（）A．整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài) B．榔頭對年糕的彈力是年糕發(fā)生形變引起的 C．年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力 D．榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力大于石槽和年糕的總重力6．（3分）鋰電池以碳材料為負極，以含鋰的化合物為正極。在充電過程中，通過化學反應，鋰離子通過電解液運動到負極，嵌在有很多微孔的負極碳材料中，電池中充入的電荷量也就越多，在放電時，則圖示時刻（）A．鋰離子電池兩端的電壓正在逐漸增大 B．外界的電能轉(zhuǎn)化為鋰離子電池的化學能 C．負極的鋰離子通過電解液到達正極時，電場力做正功 D．由鋰離子的移動情況可知電池處于放電狀態(tài)7．（3分）如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，紫光和紅光分別從B、C點射出。下列說法中正確的是（）A．逐漸減小入射角i，紫光先發(fā)生全反射 B．逐漸減小入射角i，紅光先發(fā)生全反射 C．紅光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長 D．紫光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長8．（3分）兩個點電荷，電性未知、電荷量大小分別為4q和q，其電場線如圖所示（未標明方向，且未畫出對稱軸附近的電場線），且滿足AB＝BC＝CD，則（）A．A、D兩點的場強方向一定相反 B．從D點向左至無窮遠，場強不斷減小 C．若電荷量為4q的點電荷為負電荷，則電子從A向B移動的過程中，電勢能減小 D．若電荷量為4q的點電荷為負電荷，則A點電勢低于D點電勢9．（3分）如圖所示為一家用漏電開關(guān)的簡易原現(xiàn)圖，下列說法正確的是（）A．當無漏電時，零序電流互感器上線圈內(nèi)的磁通量不為零 B．當出現(xiàn)漏電時，零序電流互感器上線圈內(nèi)的磁通量為某一恒定值 C．當無漏電時，零序電流互感器上線圈中有感應電流 D．當出現(xiàn)漏電時，零序電流互感器上線圈中產(chǎn)生感應電流10．（3分）如圖所示，位于教室中央的光源發(fā)出一個閃光，閃光照到了教室的前壁和后壁。教室的長度為10m。在平行于教室高速運動的太空飛船上的觀察者（）A．測得照到前壁的光速度小于c B．觀測到飛船上的時間進程比教室慢 C．測得教室的長度小于10m D．觀察到光同時到達前、后壁11．（3分）如圖所示，某激光器的一端固定于圓心O點，以角速度ω繞O點轉(zhuǎn)動（不計光束截面積），在半徑為R的虛線圓某處固定一弧形接收屏，接收屏沿虛線圓的長度為l。激光器轉(zhuǎn)動一周的過程中，已知普朗克常數(shù)為h，激光傳播的速度為c（）A． B． C． D．12．（3分）為簡化“天問一號”探測器在火星軟著陸的問題，可以認為地球和火星在同一平面上繞太陽做勻速圓周運動，如圖1所示?；鹦翘綔y器在火星附近的A點減速后，緊接著在B點進行了一次“側(cè)手翻”，即從與火星赤道平行的1號軌道，將探測器繞火星飛行的路線從“橫著繞”變成“豎著繞”，從而實現(xiàn)對火星表面的全面掃描，質(zhì)量為M1的探測器沿1號軌道到達B點時速度為v1，為了實現(xiàn)“側(cè)手翻”，此時啟動發(fā)動機，在極短的時間內(nèi)噴出部分氣體，噴氣后探測器質(zhì)量變?yōu)镸2、速度變?yōu)榕cv1垂直的v2。已知地球的公轉(zhuǎn)周期為T1，火星的公轉(zhuǎn)周期為T2，地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為r1，以下說法正確的是（）A．火星公轉(zhuǎn)軌道半徑r2為 B．噴出氣體速度u的大小為 C．假設實現(xiàn)“側(cè)手翻”的能量全部來源于化學能，化學能向動能轉(zhuǎn)化比例為k（k＜1），此次“側(cè)手翻”消耗的化學能 D．考慮到飛行時間和節(jié)省燃料，地球和火星處于圖1中相對位置時是在地球上發(fā)射火星探測器的最佳時機，則在地球上相鄰兩次發(fā)射火星探測器最佳時機的時間間隔Δt為13．（3分）如圖所示的示意圖或者實驗裝置都源自于課本，下列說法正確的是（）A．甲圖為雙縫干涉示意圖，可以用白熾燈直接照射雙縫，在屏上可以得到等寬、等亮的干涉條紋 B．乙圖為肥皂泡薄膜干涉示意圖，將框架順時針旋轉(zhuǎn)90°，條紋也跟著順時針旋轉(zhuǎn)90° C．丙圖為劈尖干涉檢查平整度示意圖，由條紋可以推斷出P處凹陷，Q處凸起 D．丁圖是光的偏振應用，光的偏振表明光是一種縱波14．（3分）如圖甲所示為氫原子的能級圖，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子。其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時（）A．光電子最大初動能與入射光的頻率成正比 B．陰極K金屬的逸出功為6eV C．用能量為13.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離 D．一個處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多能放出2種不同頻率的光二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)（多選）15．（3分）如圖的圖片均來自同學們的物理課本，你認為說法正確的是（）A．圖甲中，該同學讓蜂鳴器在自己頭頂上空做勻速圓周運動，該同學能聽到蜂鳴器音調(diào)發(fā)聲變化，這叫多普勒效應 B．圖乙中，是在用水波研究波的折射現(xiàn)象，其中的虛線ab表示的是法線 C．圖丙中，人類在1974年向銀河系中發(fā)出對外星人的問候，是用電磁波發(fā)射的，在發(fā)射前要進行調(diào)制而不是調(diào)諧 D．圖丁中，夜視儀攝影技術(shù)中用的是紅外線而不是紫外線（多選）16．（3分）如圖甲所示，在同一介質(zhì)中，波源為S1與S2頻率相同的兩列機械波在t＝0時刻同時起振，波源S1的振動圖象如圖乙所示；波源為S2的機械波在t＝0.25s時波的圖象如圖丙所示。P為介質(zhì)中的一點，P點距離波源S1與S2的距離分別是PS1＝7m，PS2＝9m，則（）A．質(zhì)點P的位移不可能為0 B．t＝1.25s時，質(zhì)點P處于波谷 C．質(zhì)點P的起振方向沿y軸正方向 D．波源為S2的起振方向沿y軸負方向二、實驗題17．（6分）（1）某實驗小組用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。如果用天平稱出兩個大小相同小球的質(zhì)量m1、m2實驗時用質(zhì)量為m2的小球作為被碰小球，則m1（填“＝”“＜”或“＞”）m2。實驗時先讓小球m1多次從斜槽上位置S由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P，圖中O點是小球拋出點在水平地面上的豎直投影；然后把小球m2靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜槽上位置S由靜止釋放，與被碰小球發(fā)生正碰，兩小球平均落地點位置分別為M、N，測出兩小球相碰后的平拋射程OM、ON，若滿足關(guān)系式（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩小球碰撞前后動量守恒。如果實驗時將斜槽固定好后，用閃光頻率一定的頻閃照相機研究兩小球的碰撞過程。先只讓小球m1從斜槽上位置S由靜止開始釋放，小球m1離開斜槽后，頻閃照相機連續(xù)拍攝小球m1的兩位置如圖乙所示；再將小球m2放在斜槽的末端，讓小球m1仍從位置S處由止開始釋放，使它們碰撞，頻閃照相機連續(xù)拍攝下兩個小球的位置如圖丙所示，滿足的關(guān)系式為。（2）某同學在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗時在水面均勻地撒上一層爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如圖丁所示形狀的油膜，該同學認為形成油膜面積過小，后又很快縮小，基本上恢復到滴入第一滴溶液后的油膜面積。造成滴入多滴油酸酒精溶液后。若該同學用三滴油酸酒精溶液中油酸的體積及對應形成的面積計算分子直徑，計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比。（選填“偏大”、“偏小”或“基本相同”）18．（5分）某同學在實驗室發(fā)現(xiàn)一只電壓標稱為10V、電容標稱模糊的電容器，現(xiàn)他找了以下器材來測該電容器的電容值。蓄電池：20V，內(nèi)阻可不計電壓表：12V，內(nèi)阻很大定值電阻有三只：10Ω；50Ω；100Ω滑動變阻器：標稱為“30V，50Ω”一只單刀單擲開關(guān)：S1一只單刀雙擲開關(guān)：S2一臺數(shù)字電流計，可接電子顯示屏，顯示電流隨時間的變化過程實驗操作步驟如下：（1）該同學按圖1所示電路圖進行組裝電路，則定值電阻R1阻值應選Ω。（2）他先閉合開關(guān)S1，S2刀片擲于，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，穩(wěn)定后讀出電壓表讀數(shù)為4V。然后，他把S2刀片擲于，在電子顯示屏上得到如圖2中的甲曲線。（3）利用單位面積法算得I﹣t圖中甲曲線和兩坐標軸所圍的面積為0.04mA?s，已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計，則電容器的電容為C＝F。（4）接著，他以同樣的操作步驟，重新調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，在電子顯示屏上得到如圖2中的乙曲線，則穩(wěn)定時電壓表讀數(shù)為V。（保留兩位有效數(shù)字）19．（8分）如圖為一水平放置的氣缸，裝一定量的體積為1×103cm3的某理想氣體，通過一橫截面積S＝10cm2的活塞與壓強為p＝1.0×105Pa的大氣相隔?；钊c氣缸壁之間有一定壓力，二者間最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為f＝50N，摩擦產(chǎn)生的熱量均耗散到外界0＝300K，活塞與氣缸壁之間無摩擦力作用。現(xiàn)用一加熱器緩緩對氣缸加熱，假設氣體始終經(jīng)歷準靜態(tài)過程。求：（1）活塞開始移動時氣體溫度T1；（2）當加熱至末態(tài)T2＝900K時，因摩擦而耗散的熱量；（3）已知該氣體的內(nèi)能滿足U＝0.5T（J）（T單位取K），求從初態(tài)到末態(tài)氣體總吸熱Q。20．（11分）如圖所示，光滑水平地面上靜置有一半徑為R＝20m的豎直光滑圓弧軌道CD，O為圓心，OC豎直、圓心角為60°。在其左側(cè)地面上靜置一長為L＝3m、質(zhì)量為M＝3kg的長木板A，木板上表面粗糙且與C點高度相同0＝5m/s沿A的上表面從左端滑上木板。當A與圓弧軌道CD相撞后在防撞裝置作用下立即緊貼C端左側(cè)靜止，但不粘連。小滑塊B經(jīng)過到C點時的速度為vC＝1m/s。已知小滑塊可視為質(zhì)點，空氣阻力不計，取重力加速度g＝10m/s2，cos5°＝0.996。（1）若圓弧軌道始終鎖定，求小滑塊B在圓弧軌道CD上運動的時間t0；（2）若小滑塊B經(jīng)過C點時圓弧軌道解除鎖定，已知圓弧軌道CD質(zhì)量為M′＝4kg，求B在CD上升的最大高度hN大小關(guān)系；（3）求小滑塊B與長木板A上表面間的動摩擦因數(shù)μ。21．（11分）如圖所示，兩條間距d＝0.5m的平行金屬導軌水平放置，OO'兩點由絕緣材料制成，導軌左端接一電容C＝1.2F的電容器，已經(jīng)充好電，Upq＝﹣3V，右端接一阻值為R＝2Ω的定值電阻，圖中的各虛線均與導軌垂直。導軌的OC和O'C'段粗糙，AA'OO'區(qū)域足夠長，磁感應強度為B＝1T，之后保持不變。甲、乙兩金屬棒長度均為d＝0.5m，電阻均為R＝2Ω1＝0.3kg，金屬棒乙質(zhì)量為m2＝0.1kg。某時刻讓金屬棒甲以平行導軌的初速度v0＝10m/s從AA'出發(fā)，與電容器構(gòu)成閉合回路。出磁場后金屬棒甲繼續(xù)向右運動與靜止在BB'處的金屬棒乙發(fā)生彈性碰撞（碰撞時間極短）。已知兩金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.21＝0.75m，BB'與CC'的距離為，CC'與DD'的距離為L3＝0.6m，兩金屬棒運動中始終與導軌垂直且接觸良好，重力加速度g取10m/s2，求：（1）金屬棒甲通過OO'的速度v1；（2）金屬棒乙通過DD'的速度v2；（3）從金屬棒甲通過OO'到金屬棒乙通過DD'的過程中，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。22．（11分）如圖為某同學設計的帶電粒子的聚焦和加速裝置示意圖。位于S點的粒子源可以沿紙面內(nèi)與SO1（O1為圓形磁場的圓心）的夾角為θ（θ≤60°）的方向內(nèi)均勻地發(fā)射速度為v0＝10m/s、電荷量均為q＝﹣2.0×10﹣4C、質(zhì)量均為m＝1.0×10﹣6kg的粒子，粒子射入半徑為R＝0.1m的圓形區(qū)域勻強磁場。已知粒子源在單位時間發(fā)射N＝2.0×105個粒子，圓形區(qū)域磁場方向垂直紙面向里，沿著SO1射入圓形區(qū)域磁場的粒子恰好沿著水平方向射出磁場。粒子數(shù)控制系統(tǒng)是由豎直寬度為L、且L在0≤L≤2R范圍內(nèi)大小可調(diào)的粒子通道構(gòu)成，通道豎直寬度L的中點與O1始終等高。聚焦系統(tǒng)是由有界勻強電場和有界勻強磁場構(gòu)成，勻強電場的方向水平向右、場強E＝0.625N/C，邊界由x軸、曲線OA和直線GF（方程為：y＝﹣x+0.4（m），勻強磁場方向垂直紙面向里、磁感應強度B＝0.25T，磁場的邊界由x軸、直線GF、y軸構(gòu)成，兩小孔的連線過P點，上下兩板間電勢差U＝﹣10kv（1）圓形磁場的磁感應強度B0；（2）當L＝R時，求單位時間進入聚焦系統(tǒng)的粒子數(shù)N0；（3）若進入加速系統(tǒng)內(nèi)粒子的初速度均忽略不計，設從加速系統(tǒng)射出的粒子在測試樣品中運動所受的阻力f與其速度v關(guān)系為f＝kv（k＝0.2N?s?m﹣1），求粒子在樣品中可達的深度d；（4）曲線OA的方程。

2024年浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學高考物理模擬試卷（選考）參考答案與試題解析一、選擇題（本共14小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。不選、多選、錯選均不得分)1．（3分）下列屬于矢量，且其國際單位制單位用基本單位表示正確的是（）A．力：N B．功：kg?m2/s2 C．電勢：V D．電場強度：kg?m?A﹣1?s﹣3【分析】標量是只有大小，沒有方向，矢量是既有大小，又有方向。國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，分別是長度、質(zhì)量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質(zhì)的量。它們在國際單位制中的單位稱為基本單位，而物理量之間的關(guān)系式推導出來的物理量的單位叫做導出單位，基本單位和導出單位構(gòu)成了國際單位制?！窘獯稹拷猓篈．力是矢量，用國際單位制單位用基本單位表示為kg?m/s2，N是導出單位，故A錯誤；B．功只有大小，題目要求是矢量；C．電勢只有大小，題目要求是矢量；D．電場強度是矢量，用國際單位制單位用基本單位表示為kg?m/As3，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查了標量和矢量以及國際單位制，要能夠區(qū)分標量和矢量，要掌握國際單位制規(guī)定的七個物理量分別是誰，它們在國際單位制中單位分別是誰。2．（3分）2022年國際泳聯(lián)跳水世界杯于10月23日在德國柏林歐羅巴體育公園跳水館舉行，我國跳水選手昌雅妮奪得了女子單人三米板冠軍，如圖所示，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．研究昌雅妮跳水姿勢時，不能把她當作質(zhì)點 B．水珠下落過程中機械能不守恒 C．以水珠為參考系，昌雅妮是靜止的 D．水珠落入水中的時間與離開昌雅妮時的速度有關(guān)【分析】如果研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或不起作用的因素，就可以把物體看作一個質(zhì)點；根據(jù)機械能守恒的條件：只有重力（或彈簧彈力）做功的物體系統(tǒng)內(nèi)機械能守恒來判斷；根據(jù)參考系來判斷；根據(jù)平拋運動特點判斷。【解答】解：A、研究昌雅妮跳水姿勢時，不能看成質(zhì)點；C、以水珠為參考系，故C錯誤；B、水珠下落過程中，機械能守恒；D、水珠做平拋運動，落水時間與水平初速度無關(guān)。故選：A?！军c評】本題情景新穎，考查了質(zhì)點、參考系、平拋運動、機械能守恒等知識點，比較容易。3．（3分）如圖所示，小勇老師在川藏線上騎行時看到公路兩邊豎立著很多鐵棒，查資料后得知，這些鐵棒的作用最有可能的是（）A．作為路標 B．作為導熱棒 C．預防雷電擊中地面 D．測量過往車輛的速度【分析】在川藏線上公路兩邊豎立著很多鐵棒，這些鐵棒是一種高效熱導裝置?！窘獯稹拷猓哼@些鐵棒是一種高效熱導裝置，叫做“熱棒”、保護動土有效措施，故ACD錯誤。故選：B?！军c評】解答本題時，要明確鐵棒有導熱作用，這些鐵棒的作用是作為導熱棒。4．（3分）如圖所示，將同一個球分先后兩次從A點斜向上拋出，第一次落在B點，A、C、B在同一水平線上，C為AB中點，已知第一次拋出的初動能是第二次拋出初動能的2倍，則第二次拋出時（）A．3 B．2 C． D．【分析】根據(jù)球兩次上升的高度相等，則運動時間相等、豎直方向的初速度相等，根據(jù)兩次水平方向位移的關(guān)系可得兩次水平方向速度的大小關(guān)系，根據(jù)兩次初動能的大小關(guān)系可得球豎直方向的初速度與第二次水平方向速度的比值，則可得結(jié)論。【解答】解：球兩次上升的高度相同，則兩次拋出時豎直方向的初速度相同y，兩次拋出時水平方向的分速度分別為vx1、vx2，由于兩次運動時間相同，第一次水平位移為第二次水平位移的2倍xt可得：vx1＝2vx6由題意可得：聯(lián)立方程可得：設第二次拋出時初速度與水平方向的夾角為θ，則可得：，D正確。故選：D?！军c評】本題考查了斜拋運動，解題的關(guān)鍵是知道斜拋運動的物體上升的高度相等，則豎直方向的初速度相等，運動時間相等。5．（3分）年糕是我國很多地方傳統(tǒng)的新年應時食品，打年糕時一般需要用木制榔頭反復捶打石槽中煮熟的糯米如圖所示。用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動（）A．整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài) B．榔頭對年糕的彈力是年糕發(fā)生形變引起的 C．年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力 D．榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力大于石槽和年糕的總重力【分析】根據(jù)加速度的方向判定榔頭是否處于于失重狀態(tài)；彈力是由于發(fā)生形變的物體由于要恢復形變對接觸的物體有力的作用；根據(jù)牛頓第三定律分析榔頭對年糕的打擊力與年糕對榔頭的支持力的大小關(guān)系；根據(jù)共點力平衡分析地面對石槽的支持力和石槽和年糕的總重力的關(guān)系。【解答】解：A．下降過程中，向下加速直線運動過程中，所以榔頭處于失重狀態(tài)，加速度向上，榔頭先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；B．榔頭對年糕的彈力是榔頭發(fā)生形變引起的；C．由牛頓第三定律，故C錯誤；D．榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力為FN，石槽和年糕的總重力為G。石槽和年糕處于共點力平衡FN＝G+F，所以FN＞G，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查超失重、彈力產(chǎn)生原因、牛頓第三定律等知識，要注意牢記彈力是由于施力物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的。6．（3分）鋰電池以碳材料為負極，以含鋰的化合物為正極。在充電過程中，通過化學反應，鋰離子通過電解液運動到負極，嵌在有很多微孔的負極碳材料中，電池中充入的電荷量也就越多，在放電時，則圖示時刻（）A．鋰離子電池兩端的電壓正在逐漸增大 B．外界的電能轉(zhuǎn)化為鋰離子電池的化學能 C．負極的鋰離子通過電解液到達正極時，電場力做正功 D．由鋰離子的移動情況可知電池處于放電狀態(tài)【分析】由題意可知，充電時鋰離子向負極移動，放電時相反；由圖可知鋰離子的移動方向，從而可判斷充放電狀態(tài)；由充放電過程的能量轉(zhuǎn)化，可知電能與化學能的轉(zhuǎn)化情況；由電容定義式的推導，可知充放電過程電容的電壓變化；由電場力的方向，鋰離子的移動方向，可判斷電場力做功情況?！窘獯稹拷猓篋．由題意可知，放電時相反，即處于放電過程；B．電池充電時；電池放電時；圖示時刻，即鋰離子電池的化學能轉(zhuǎn)化為外界的電能；A．由電容定義式可推導其電壓與電容的電荷量，此時電荷量減小，故鋰離子電池兩端的電壓正在逐漸減??；C．負極的鋰離子通過電解液到達正極的過程中，電場力做負功。故選：D?！军c評】本題考查對電池充放電的理解，在判斷電池的電壓變化時，注意電容定義式的應用。7．（3分）如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，紫光和紅光分別從B、C點射出。下列說法中正確的是（）A．逐漸減小入射角i，紫光先發(fā)生全反射 B．逐漸減小入射角i，紅光先發(fā)生全反射 C．紅光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長 D．紫光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長【分析】紫光的折射率較大，根據(jù)臨界角公式比較全反射臨界角大小，判斷哪光先發(fā)生全反射；根據(jù)v＝、n＝以及幾何知識分析光在半圓柱體玻璃中傳播的時間關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈B、紫光的折射率較大可知，而紫光射到玻璃內(nèi)表面時入射角較大，紫光先發(fā)生全反射，B錯誤；CD、設任一光在O點的折射角為rs＝2Rsinr傳播時間為光在介質(zhì)中的傳播速度為在O點，結(jié)合折射定律有聯(lián)立整理得，可見t與n無關(guān)，同時從半圓柱體玻璃中射出。故選：A?！军c評】解決本題的關(guān)鍵是運用幾何知識、光速公式和折射定律推導出時間表達式，要有運用數(shù)學知識分析幾何光學的意識和能力。8．（3分）兩個點電荷，電性未知、電荷量大小分別為4q和q，其電場線如圖所示（未標明方向，且未畫出對稱軸附近的電場線），且滿足AB＝BC＝CD，則（）A．A、D兩點的場強方向一定相反 B．從D點向左至無窮遠，場強不斷減小 C．若電荷量為4q的點電荷為負電荷，則電子從A向B移動的過程中，電勢能減小 D．若電荷量為4q的點電荷為負電荷，則A點電勢低于D點電勢【分析】根據(jù)點電荷場強公式E＝k和電場的疊加原理確定A、D兩點的場強方向關(guān)系，并分析場強的變化情況；根據(jù)電場力做功情況判斷電勢能的變化情況；根據(jù)離正點電荷越近電勢越高，離負點電荷越近電勢越低，分析A點與D點電勢高低?！窘獯稹拷猓篈B、由圖中電場線分布情況可知，且B處電場線密，C處電荷量為q，電荷量為q的點電荷為正電荷，則A點的場強大小為，D點的場強大小為。由于D點的場強大小為零，無窮遠處場強也為零，場強先增大后減??；C、若電荷量為6q的點電荷為負電荷，場強方向由A指向B，電場力對電子做負功，故C錯誤；D、若電荷量為4q的點電荷為負電荷，C處q為正電荷，離負點電荷越近電勢越低，+q點電荷在A點的電勢低于D點電勢，A點電勢低于D點電勢。故選：D?！军c評】解答本題的關(guān)鍵要掌握電場的疊加原理，根據(jù)場強的合成分析合場強的方向，判斷電場力做功情況，從而分析電勢能的變化情況。9．（3分）如圖所示為一家用漏電開關(guān)的簡易原現(xiàn)圖，下列說法正確的是（）A．當無漏電時，零序電流互感器上線圈內(nèi)的磁通量不為零 B．當出現(xiàn)漏電時，零序電流互感器上線圈內(nèi)的磁通量為某一恒定值 C．當無漏電時，零序電流互感器上線圈中有感應電流 D．當出現(xiàn)漏電時，零序電流互感器上線圈中產(chǎn)生感應電流【分析】當無漏電時候，火線和零線中電流等大反向，分析零序電流互感器上線圈內(nèi)的磁通量大小；當出現(xiàn)漏電時，火線與零線中電流不等大，再分析互感器線圈內(nèi)的磁通量變化情況；結(jié)合感應電流產(chǎn)生條件分析?！窘獯稹拷猓篈C、零序電流互感器線圈內(nèi)的磁通量，當無漏電時候，根據(jù)安培定則可知，線圈中無感應電流；BD、當出現(xiàn)漏電時，在互感器線圈內(nèi)的磁通量不為零，因此磁通量并非恒定值，通過電路觸動開關(guān)動作機構(gòu)，故B錯誤。故選：D?！军c評】解答本題的關(guān)鍵要明確零序電流互感器線圈內(nèi)的磁通量的來源，根據(jù)安培定則判斷線圈中磁通量的大小以及變化情況。10．（3分）如圖所示，位于教室中央的光源發(fā)出一個閃光，閃光照到了教室的前壁和后壁。教室的長度為10m。在平行于教室高速運動的太空飛船上的觀察者（）A．測得照到前壁的光速度小于c B．觀測到飛船上的時間進程比教室慢 C．測得教室的長度小于10m D．觀察到光同時到達前、后壁【分析】根據(jù)光速不變原理分析，根據(jù)相對論可知飛船上的時間進程比教室快并且教室長度小于10m，由此可以判斷?！窘獯稹拷猓篈D．根據(jù)光速不變原理，光速都是一樣的等于c，則光到前壁的路程變短，故AD錯誤；BC．根據(jù)愛因斯坦的時間相對論公式Δt＝，可知飛太空飛船上的觀察者認為看到教室中的時鐘變慢，根據(jù)長度相對論公式l，l＝l2教室的長度變短小于10m，故B錯誤。故選：C?！军c評】本題考查光速不變原理以及相對論原理，需要學生加強理解和記憶。11．（3分）如圖所示，某激光器的一端固定于圓心O點，以角速度ω繞O點轉(zhuǎn)動（不計光束截面積），在半徑為R的虛線圓某處固定一弧形接收屏，接收屏沿虛線圓的長度為l。激光器轉(zhuǎn)動一周的過程中，已知普朗克常數(shù)為h，激光傳播的速度為c（）A． B． C． D．【分析】求出激光器轉(zhuǎn)動一周的過程中，接收屏接收到的光能量，再根據(jù)光子能量的計算公式進行解答。【解答】解：根據(jù)角速度和周期關(guān)系可得：激光器轉(zhuǎn)動的周期為在轉(zhuǎn)一周的過程中虛線圓單位長度接收到的光能量為接收屏接收到的光能量為E＝E0l每個光子能量為則在激光器轉(zhuǎn)動一周的過程中，接收屏接收到的光子數(shù)為聯(lián)立解得：，故B正確。故選：B。【點評】本題主要是考查光子能量的計算，解答本題的關(guān)鍵是求出激光器轉(zhuǎn)動一周的過程中，接收屏接收到的光能量，掌握光子能量計算公式。12．（3分）為簡化“天問一號”探測器在火星軟著陸的問題，可以認為地球和火星在同一平面上繞太陽做勻速圓周運動，如圖1所示?；鹦翘綔y器在火星附近的A點減速后，緊接著在B點進行了一次“側(cè)手翻”，即從與火星赤道平行的1號軌道，將探測器繞火星飛行的路線從“橫著繞”變成“豎著繞”，從而實現(xiàn)對火星表面的全面掃描，質(zhì)量為M1的探測器沿1號軌道到達B點時速度為v1，為了實現(xiàn)“側(cè)手翻”，此時啟動發(fā)動機，在極短的時間內(nèi)噴出部分氣體，噴氣后探測器質(zhì)量變?yōu)镸2、速度變?yōu)榕cv1垂直的v2。已知地球的公轉(zhuǎn)周期為T1，火星的公轉(zhuǎn)周期為T2，地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為r1，以下說法正確的是（）A．火星公轉(zhuǎn)軌道半徑r2為 B．噴出氣體速度u的大小為 C．假設實現(xiàn)“側(cè)手翻”的能量全部來源于化學能，化學能向動能轉(zhuǎn)化比例為k（k＜1），此次“側(cè)手翻”消耗的化學能 D．考慮到飛行時間和節(jié)省燃料，地球和火星處于圖1中相對位置時是在地球上發(fā)射火星探測器的最佳時機，則在地球上相鄰兩次發(fā)射火星探測器最佳時機的時間間隔Δt為【分析】利用開普勒第三定律可以求出火星軌道半徑；根據(jù)天體的“追擊問題”規(guī)律求時間；噴出氣體前探測器與所噴出氣體組成的系統(tǒng)初動量、噴出氣體后探測器末動量，根據(jù)動量守恒定律進行解答；以探測器與所噴出氣體組成的系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)能量守恒定律求解此次“側(cè)手翻”消耗的化學能?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)開普勒第三定律有：，故A錯誤；D、在地球上相鄰兩次發(fā)射火星探測器最佳時機的時間間隔Δt內(nèi)，則有：代入數(shù)據(jù)解得：，故D正確；B、根據(jù)動量守恒定律1方向上有：M1v3＝（M1﹣M2）u4在與v1垂直的方向上有：M2v7＝（M1﹣M2）u6聯(lián)立解得：噴出氣體速度u的大小為：，故B錯誤；C、以探測器和噴出氣體組成的系統(tǒng)為研究對象噴氣后的總動能為：可得消耗的化學能為：，故C錯誤；故選：D?！军c評】本題主要是考查動量守恒定律、能量守恒定律、萬有引力定律及其應用，涉及的知識點較多，閱讀量較大，關(guān)鍵是能夠讀懂題意，能夠根據(jù)動量守恒定律、能量關(guān)系進行解答。13．（3分）如圖所示的示意圖或者實驗裝置都源自于課本，下列說法正確的是（）A．甲圖為雙縫干涉示意圖，可以用白熾燈直接照射雙縫，在屏上可以得到等寬、等亮的干涉條紋 B．乙圖為肥皂泡薄膜干涉示意圖，將框架順時針旋轉(zhuǎn)90°，條紋也跟著順時針旋轉(zhuǎn)90° C．丙圖為劈尖干涉檢查平整度示意圖，由條紋可以推斷出P處凹陷，Q處凸起 D．丁圖是光的偏振應用，光的偏振表明光是一種縱波【分析】根據(jù)雙縫干涉的條件分析作答；根據(jù)薄膜干涉原理分析作答；偏振是橫波特有的現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈．白熾燈光是由多種單色光組成，如果用白熾燈直接照射雙縫可知，產(chǎn)生的條紋間距不同，在屏上不可以得到等寬，故A錯誤；B．乙圖為肥皂泡薄膜干涉示意圖，肥皂泡薄膜仍然是上薄下厚，故B錯誤；C．丙圖為劈尖干涉檢查平整度示意圖，若某處凹陷，若某處凸起，因此由條紋可以推斷出P處凹陷，故C正確；D．只有橫波會產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故D錯誤。故選：C。【點評】本題主要考查了雙縫干涉、薄膜干涉和光的偏振的原理，解題關(guān)鍵是掌握其原理，判定其現(xiàn)象即可。14．（3分）如圖甲所示為氫原子的能級圖，大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子。其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時（）A．光電子最大初動能與入射光的頻率成正比 B．陰極K金屬的逸出功為6eV C．用能量為13.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離 D．一個處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多能放出2種不同頻率的光【分析】根據(jù)光電效應方程分析出光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系；根據(jù)光電效應方程，結(jié)合題意的出金屬的逸出功；理解電離的概念，由此完成分析；根據(jù)能級躍遷的特點得出光頻率的數(shù)量。【解答】解：A．由愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν﹣W0，光電子最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，但不是正比函數(shù)；B．大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，其中頻率最高的光子E＝hν＝E8﹣E1＝（﹣1.51eV）﹣（﹣13.8eV）＝12.09eV由光電效應方程可得Ekm＝hν﹣W0由動能定理可得eUc＝Ekm由丙圖可知截止電壓為Uc＝6V代入數(shù)據(jù)解得：W2＝6.09eV，故B錯誤；C．根據(jù)電離的條件，才可使處于基態(tài)的氫原子電離；D．一個處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，故D正確。故選：D?！军c評】考查了愛因斯坦光電效應方程和能級躍遷的原理，解題的關(guān)鍵是對光電效應以及電子的能級躍遷兩個方面的理解，并能靈活運用。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)（多選）15．（3分）如圖的圖片均來自同學們的物理課本，你認為說法正確的是（）A．圖甲中，該同學讓蜂鳴器在自己頭頂上空做勻速圓周運動，該同學能聽到蜂鳴器音調(diào)發(fā)聲變化，這叫多普勒效應 B．圖乙中，是在用水波研究波的折射現(xiàn)象，其中的虛線ab表示的是法線 C．圖丙中，人類在1974年向銀河系中發(fā)出對外星人的問候，是用電磁波發(fā)射的，在發(fā)射前要進行調(diào)制而不是調(diào)諧 D．圖丁中，夜視儀攝影技術(shù)中用的是紅外線而不是紫外線【分析】根據(jù)多普勒效應的條件分析A；根據(jù)折射現(xiàn)象的特點分析B；根據(jù)電磁波的發(fā)射與接收規(guī)律分析C，夜視儀攝影技術(shù)中用的是紅外線。【解答】解：A．圖甲中，不會產(chǎn)生多普勒效應；B．圖乙中的虛線ab表示的是不同折射率的介質(zhì)之間的界面，故B錯誤；C．在發(fā)射電磁波的時候，在接收電磁波的時候，圖丙中，發(fā)射前進行的是調(diào)制；D．夜間，夜視儀攝影技術(shù)中用的是紅外線。故選：CD?！军c評】本題考查多普勒效應及應用，解題關(guān)鍵掌握物理知識點在實際生活中的應用。（多選）16．（3分）如圖甲所示，在同一介質(zhì)中，波源為S1與S2頻率相同的兩列機械波在t＝0時刻同時起振，波源S1的振動圖象如圖乙所示；波源為S2的機械波在t＝0.25s時波的圖象如圖丙所示。P為介質(zhì)中的一點，P點距離波源S1與S2的距離分別是PS1＝7m，PS2＝9m，則（）A．質(zhì)點P的位移不可能為0 B．t＝1.25s時，質(zhì)點P處于波谷 C．質(zhì)點P的起振方向沿y軸正方向 D．波源為S2的起振方向沿y軸負方向【分析】先讀出周期，求出兩列波的波速，再由運動學公式求兩波源傳播的速度；根據(jù)兩波源發(fā)出波的傳播到P點的時間，確定t＝1.25s時，質(zhì)點M的振動情況，再由波的疊加原理求解。【解答】解：D.結(jié)合波源S2在t＝0.25s時波的圖象丙圖可知，此時剛開始振動的質(zhì)點的起振方向沿y軸正方向，因此波源為S2的起振方向沿y軸正方向，D錯誤；C.根據(jù)波源S1的振動圖象圖乙可知，波源S1的起振方向向上，又因為PS6＜PS2由此可知波源波源S1的起振最先傳到P點，因此P的起振方向與波源S3的起振方向相同，沿y軸正方向；A.在同一介質(zhì)中，頻率相同的兩列機械波，波長相等λ＝2.0m，T＝2.2s則波速為v＝＝m/s＝10m/sP點到兩波源的波程差為Δx＝PS2﹣PS5＝9m﹣7m＝2mP點到兩波源的波程差為波長的整數(shù)倍，且兩波源的起振方向相同，P點為振動加強點，A錯誤；B.S1和S2振動傳到P的時間分別為t3＝＝s＝8.7st2＝＝s＝0.8s由此可知，在t＝1.25s時1在t＝3.25s﹣t1＝1.25s﹣7.7s＝0.55s時的振動情況傳到P點，此時波源S3位于波谷；波源S2在t＝1.25s﹣t3＝1.25s﹣0.6s＝0.35s時的振動情況傳到P點，此時波源位于波谷，質(zhì)點P處于波谷。故選：BC?！军c評】本題考查對波的疊加原理的理解和應用能力，要注意波的疊加也遵守矢量的運算法則。在x﹣t圖象中，對于質(zhì)點任意時間的位移，可根據(jù)解析式求解。二、實驗題17．（6分）（1）某實驗小組用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。如果用天平稱出兩個大小相同小球的質(zhì)量m1、m2實驗時用質(zhì)量為m2的小球作為被碰小球，則m1＞（填“＝”“＜”或“＞”）m2。實驗時先讓小球m1多次從斜槽上位置S由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P，圖中O點是小球拋出點在水平地面上的豎直投影；然后把小球m2靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜槽上位置S由靜止釋放，與被碰小球發(fā)生正碰，兩小球平均落地點位置分別為M、N，測出兩小球相碰后的平拋射程OM、ON，若滿足關(guān)系式m1OP＝m1OM+m2ON（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩小球碰撞前后動量守恒。如果實驗時將斜槽固定好后，用閃光頻率一定的頻閃照相機研究兩小球的碰撞過程。先只讓小球m1從斜槽上位置S由靜止開始釋放，小球m1離開斜槽后，頻閃照相機連續(xù)拍攝小球m1的兩位置如圖乙所示；再將小球m2放在斜槽的末端，讓小球m1仍從位置S處由止開始釋放，使它們碰撞，頻閃照相機連續(xù)拍攝下兩個小球的位置如圖丙所示，滿足的關(guān)系式為m1x0＝m1x1+m2x2。（2）某同學在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗時在水面均勻地撒上一層爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如圖丁所示形狀的油膜，該同學認為形成油膜面積過小，后又很快縮小，基本上恢復到滴入第一滴溶液后的油膜面積。造成滴入多滴油酸酒精溶液后爽身粉太厚，不能形成單分子油膜。若該同學用三滴油酸酒精溶液中油酸的體積及對應形成的面積計算分子直徑，計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比偏大。（選填“偏大”、“偏小”或“基本相同”）【分析】（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量；應用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式；（2）根據(jù)實驗原理分析出面積不變的原因，結(jié)合分子直徑的計算公式得出測量值和計算值的大小關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）為防止碰撞后入射球反彈，驗中質(zhì)量為m1的入射小球和質(zhì)量為m2的被碰小球的質(zhì)量關(guān)系是m7大于m2；如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以水平向右為正方向1v8＝m1v2+m7v3小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，上式兩邊同時乘以t得：m1v3t＝m1v2t+m8v3t整理可得：m1OP＝m2OM+m2ON設碰撞前A球的速度為v0，碰撞后A球的速度為vA，碰撞后B球的速度為vB，設頻閃照相的時間間隔是T，兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向5v0＝m1vA+m3vB頻閃照相的時間間隔T相等，則有：m1v0T＝m5vAT+m2vBT整理可得：m1x7＝m1x1+m5x2（2）油膜面積基本不變的原因是：爽身粉太厚，不能形成單分子油膜；由于油膜面積偏小，所以計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比偏大。故答案為：（1）＞，m1OP＝m5OM+m2ON，m1x8＝m1x1+m4x2；（2）爽身粉太厚，不能形成單分子油膜。【點評】對于實驗題，要弄清楚實驗目的、實驗原理以及數(shù)據(jù)處理等問題，一般的實驗設計、實驗方法都是根據(jù)教材上給出的實驗方法進行拓展、延伸，所以一定要熟練掌握教材中的重要實驗。18．（5分）某同學在實驗室發(fā)現(xiàn)一只電壓標稱為10V、電容標稱模糊的電容器，現(xiàn)他找了以下器材來測該電容器的電容值。蓄電池：20V，內(nèi)阻可不計電壓表：12V，內(nèi)阻很大定值電阻有三只：10Ω；50Ω；100Ω滑動變阻器：標稱為“30V，50Ω”一只單刀單擲開關(guān)：S1一只單刀雙擲開關(guān)：S2一臺數(shù)字電流計，可接電子顯示屏，顯示電流隨時間的變化過程實驗操作步驟如下：（1）該同學按圖1所示電路圖進行組裝電路，則定值電阻R1阻值應選50Ω。（2）他先閉合開關(guān)S1，S2刀片擲于b，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，穩(wěn)定后讀出電壓表讀數(shù)為4V。然后，他把S2刀片擲于a，在電子顯示屏上得到如圖2中的甲曲線。（3）利用單位面積法算得I﹣t圖中甲曲線和兩坐標軸所圍的面積為0.04mA?s，已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計，則電容器的電容為C＝1×10﹣5F。（4）接著，他以同樣的操作步驟，重新調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，在電子顯示屏上得到如圖2中的乙曲線，則穩(wěn)定時電壓表讀數(shù)為7.1V。（保留兩位有效數(shù)字）【分析】（1）根據(jù)歐姆定律計算最大電流和選擇定值電阻；（2）根據(jù)電容器的充放電過程判斷；（3）根據(jù)電流定義式和電容定義式推導計算；（4）根據(jù)圖像獲取數(shù)據(jù)根據(jù)（3）中結(jié)論計算?！窘獯稹拷猓海?）干路中的最大電流為：則故定值電阻R1阻值應選50Ω（2）實驗中先要對電容器充電，S2刀片擲于b，再讓電容器放電，S3刀片擲于a；（3）根據(jù)電流定義式可知，根據(jù)電容定義式有：聯(lián)立解得：C＝＝（4）由（3）結(jié)論可得：＝故答案為：（1）50；（2）b，a﹣7；（4）7.1?！军c評】本題考查電容器的充放電實驗，要求掌握實驗原理和數(shù)據(jù)處理。19．（8分）如圖為一水平放置的氣缸，裝一定量的體積為1×103cm3的某理想氣體，通過一橫截面積S＝10cm2的活塞與壓強為p＝1.0×105Pa的大氣相隔?；钊c氣缸壁之間有一定壓力，二者間最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為f＝50N，摩擦產(chǎn)生的熱量均耗散到外界0＝300K，活塞與氣缸壁之間無摩擦力作用?，F(xiàn)用一加熱器緩緩對氣缸加熱，假設氣體始終經(jīng)歷準靜態(tài)過程。求：（1）活塞開始移動時氣體溫度T1；（2）當加熱至末態(tài)T2＝900K時，因摩擦而耗散的熱量；（3）已知該氣體的內(nèi)能滿足U＝0.5T（J）（T單位取K），求從初態(tài)到末態(tài)氣體總吸熱Q。【分析】（1）根據(jù)受力分析得出氣體的壓強，結(jié)合查理定律列式得出氣體的溫度；（2）根據(jù)蓋—呂薩克定律得出氣體的體積，結(jié)合摩擦力的計算公式得出摩擦產(chǎn)熱量；（3）根據(jù)熱力學第一定律代入數(shù)據(jù)計算出氣體的吸熱量?！窘獯稹拷猓海?）初始狀態(tài)時，活塞與氣缸壁之間無摩擦力作用設活塞開始移動時氣體壓強為p1，根據(jù)受力平衡可得：p8S＝pS+f解得：此過程氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可得：解得：T7＝450K（2）從T1＝450K加熱至末態(tài)T2＝900K，氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律可得：根據(jù)題意可得：ΔV＝V2﹣V1＝Sx，聯(lián)立解得：x＝1m故當加熱至末態(tài)T2＝900K時，因摩擦而耗散的熱量為Qf＝fx代入數(shù)據(jù)解得：Qf＝50J（3）從初態(tài)到末態(tài)氣體內(nèi)能增加量為ΔU＝2.5T2﹣6.5T0此過程外界對氣體做功為W＝﹣p6Sx根據(jù)熱力學第一定律可得ΔU＝W+Q聯(lián)立解得：Q＝450J答：（1）活塞開始移動時氣體溫度為450K；（2）當加熱至末態(tài)T2＝900K時，因摩擦而耗散的熱量為50J；（3）已知該氣體的內(nèi)能滿足U＝0.6T（J）（T單位取K），從初態(tài)到末態(tài)氣體總吸熱為450J?！军c評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，熟悉氣體狀態(tài)參量的分析，結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律即可完成分析。20．（11分）如圖所示，光滑水平地面上靜置有一半徑為R＝20m的豎直光滑圓弧軌道CD，O為圓心，OC豎直、圓心角為60°。在其左側(cè)地面上靜置一長為L＝3m、質(zhì)量為M＝3kg的長木板A，木板上表面粗糙且與C點高度相同0＝5m/s沿A的上表面從左端滑上木板。當A與圓弧軌道CD相撞后在防撞裝置作用下立即緊貼C端左側(cè)靜止，但不粘連。小滑塊B經(jīng)過到C點時的速度為vC＝1m/s。已知小滑塊可視為質(zhì)點，空氣阻力不計，取重力加速度g＝10m/s2，cos5°＝0.996。（1）若圓弧軌道始終鎖定，求小滑塊B在圓弧軌道CD上運動的時間t0；（2）若小滑塊B經(jīng)過C點時圓弧軌道解除鎖定，已知圓弧軌道CD質(zhì)量為M′＝4kg，求B在CD上升的最大高度hN大小關(guān)系；（3）求小滑塊B與長木板A上表面間的動摩擦因數(shù)μ?！痉治觥浚?）由能量守恒，可得到小滑塊能到達的最大高度，比較發(fā)現(xiàn)小滑塊在軌道上滑上的最大高度與圓心連線和豎直方向的夾角小于5°，從而利用單擺周期公式計算其在圓弧軌道上的時間即可；（2）由水平方向的動量守恒、能量守恒，可得到B在CD上升的最大高度；由圓周運動的受力分析，可得到B在C點受力的關(guān)系式，結(jié)合動量守恒，可判斷兩次支持力的相對大??；（3）由動量守恒、動能定理，即可計算AB間的動摩擦因數(shù)。【解答】解：（1）光滑軌道固定在原地，滑塊B在軌道上運動時，即，解得：h1＝7.05m，若最高點與O的連線與豎直方向夾角為θ，則其滿足：，即θ＜5°，即該物體在軌道上的運動角度很小，可看作單擺運動5＝，代入解得：t6＝；（2）若小滑塊滑上C點的瞬間，解除軌道的固定，二者組成的系統(tǒng)能量守恒。以向右為正方向，從小滑塊滑上軌道，由水平方向動量守恒：mvC＝（m+M′）v共，對小滑塊和軌道組成的系統(tǒng)，由能量守恒：；小滑塊向右運動，經(jīng)過C時，小滑塊從軌道的最高點再次下滑到軌道上的C點時，，從小滑塊滑上軌道，到小滑塊再下滑經(jīng)過C點的過程中，以向右為正方向，水平方向上動量守恒mvC＝mvC3+M′v2，在該過程中，軌道始終受到滑塊對它向右下方的彈力2必然向右，又由于CD的質(zhì)量比小滑塊的質(zhì)量大C＞vC7，結(jié)合滑塊在C點的受力分析可知：FN＞FN′；（3）對m和M組成的系統(tǒng)，規(guī)定m初速度v0的方向為正方向，因為AC之間的距離足夠長，以向右為正方向，由動量守恒定律有mv0＝（m+M）v6，解得v1＝1m/s，對小滑塊，從滑上長木板到共速，解得μ＝0.375。答：（1）小滑塊在軌道上的運動時間為；（2）小滑塊在軌道上的最大高度為，前后兩次過C點時的支持力大小關(guān)系為：第二次的支持力更??；（3）小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.375?！军c評】本題考查動量、能量的綜合問題，在判斷支持力的相對大小時，注意利用支持力的表達式，判斷速度的大小變化即可，無需計算支持力的具體值。21．（11分）如圖所示，兩條間距d＝0.5m的平行金屬導軌水平放置，OO'兩點由絕緣材料制成，導軌左端接一電容C＝1.2F的電容器，已經(jīng)充好電，Upq＝﹣3V，右端接一阻值為R＝2Ω的定值電阻，圖中的各虛線均與導軌垂直。導軌的OC和O'C'段粗糙，AA'OO'區(qū)域足夠長，磁感應強度為B＝1T，之后保持不變。甲、乙兩金屬棒長度均為d＝0.5m，電阻均為R＝2Ω1＝0.3kg，金屬棒乙質(zhì)量為m2＝0.1kg。某時刻讓金屬棒甲以平行導軌的初速度v0＝10m/s從AA'出發(fā)，與電容器構(gòu)成閉合回路。出磁場后金屬棒甲繼續(xù)向右運動與靜止在BB'處的金屬棒乙發(fā)生彈性碰撞（碰撞時間極短）。已知兩金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.21＝0.75m，BB'與CC'的距離為，CC'與DD'的距離為L3＝0.6m，兩金屬棒運動中始終與導軌垂直且接觸良好，重力加速度g取10m/s2，求：（1）金屬棒甲通過OO'的速度v1；（2）金屬棒乙通過DD'的速度v2；（3）從金屬棒甲通過OO'到金屬棒乙通過DD'的過程中，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。【分析】（1）根據(jù)右手定則判斷感應電流方向，判斷電容器的充、放電過程。分析金屬棒甲的受力與運動過程，確定其運動的末狀態(tài)。對甲金屬棒的運動過程，根據(jù)動量定理，結(jié)合法拉第電磁感應定律、電容的定義式、電流定義式解答。（2）根據(jù)動能定理求得甲與乙碰撞前的瞬間甲的速度，對金屬棒甲、乙發(fā)生彈性碰撞的過程，根據(jù)動量守恒定律與機械能守恒定律求得碰撞后甲、乙的速度。根據(jù)動能定理求得乙到達CC′時的速度。應用假設法和動能定理判斷甲能否越過CC′。判斷乙到達CC′時CC'DD'區(qū)域磁感應強度是否已經(jīng)保持不變，對乙由CC'到DD'的過程，根據(jù)動量定理，結(jié)合電流定義式求解金屬棒乙通過DD'的速度。（3）根據(jù)法拉第電磁感應定律和焦耳定律，求解CC'DD'區(qū)域的磁感應強度均勻增大的過程定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。根據(jù)能量守恒定律求得乙由CC'到DD'的過程回路中產(chǎn)生總的焦耳熱，再根據(jù)焦耳定律與電路的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)求得此過程定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。即可得所求的焦耳熱。【解答】解：（1）已知：Upq＝﹣3V，可知電容器下極板q帶正電0＝10m/s從AA'出發(fā)后，由右手定則判斷其上端為正極，之后再被反向充電，因AA'OO'區(qū)域足夠