備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷01（山東卷）（全解全析）

2024年高考物理第一次模擬考試

物理?全解全析

注意事項(xiàng)：

i.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如

需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫

在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回

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.圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙

圖是。、“兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氨的質(zhì)量和初始時(shí)質(zhì)

量比值與時(shí)間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確的

是（）

A.甲圖中，a光的波長(zhǎng)大于〃光的波長(zhǎng)

B.乙圖中，金屬c的逸出功小于金屬d的逸出功

C.丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氨

D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定

【答案】B

【解析】A.由圖可知，。光的截止電壓大，根據(jù)逸出功表達(dá)式

%=牝=?！?/p>

所以。光頻率大，。光波長(zhǎng)短，故A錯(cuò)誤；

B.由光電效應(yīng)可知

能量守恒有

eU=Ek

有

W^=hv-eU

當(dāng)頻率相等時(shí)，由于金屬c遏止電壓大，所以。的逸出功小，故B正確；

C.由圖可知氨半衰期為3.8天，由于每次衰變后的氨質(zhì)量均變成原來的?半，故每過3.8天要衰變

掉質(zhì)量不相同的氨，故C錯(cuò)誤；

D.質(zhì)量數(shù)大，比結(jié)合能不一定大，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.在成都舉行第31屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)男子3米跳板決賽中，中國(guó)選手包攬冠亞軍。從運(yùn)動(dòng)

員離開跳板開始計(jì)時(shí)，跳水過程中運(yùn)動(dòng)員重心的V—圖像如圖，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取

lOm/s2,運(yùn)動(dòng)員的軌跡視為直線，取豎直向下為正方向。下列說法正確的是（）

T/(m-s-1)

A.運(yùn)動(dòng)員在入水前做自由落體運(yùn)動(dòng)B.運(yùn)動(dòng)員在，=2s時(shí)已浮出水面

C.運(yùn)動(dòng)員在Is~2s的位移大小為4mD.運(yùn)動(dòng)員在0~Is的平均速度大小為3mZs

【答案】D

【解析】A.運(yùn)動(dòng)員離開跳板時(shí)，有向上的初速度，則運(yùn)動(dòng)員在入水前做的不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故A

錯(cuò)誤；

B.運(yùn)動(dòng)員在f=2s時(shí)速度為0,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，即入水最深處，故B錯(cuò)誤；

C.Z=1s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度為

v=8m/s

若運(yùn)動(dòng)員在1?2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，V—圖像如圖所示

由YT圖像中面積表位移可知，此時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在1?2s內(nèi)的位移為

x=-xlx8m=4m

2

則運(yùn)動(dòng)員在1?2s內(nèi)的實(shí)際位移小于4m,故C錯(cuò)誤；

D.由圖可知，運(yùn)動(dòng)員在O~ls的平均速度大小為

--2+8,、，

v---------m/s-3m/s

2

故D止確。

故選Do

3.如圖是氫原子電子軌道示意圖，。、b兩束光是由處在〃=4態(tài)的氫原子躍遷到〃=2態(tài)和〃=1態(tài)

時(shí)產(chǎn)生的，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射同一光電管陰極時(shí)，都發(fā)生了光電效應(yīng)，則關(guān)于。、b這

兩束光，下列說法正確的是（）

A.4、6兩束光的光子能量滿足

B.光子動(dòng)量

c.兩束光照射光電管時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓a

D.入射同一雙縫干涉裝置上，相鄰亮紋的間距

【答案】D

【解析】A.由題意，根據(jù)

^E=Em-En

可知，處在〃=4態(tài)的氫原子躍遷到〃=2態(tài)產(chǎn)生。光子的能量小于處在〃=4態(tài)的氫原子躍遷到〃=1

態(tài)時(shí)產(chǎn)生的b光子的能量，即

%<J

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

,c

￡=h-

可知，a光子的波長(zhǎng)大于力光子的波長(zhǎng)；根據(jù)光子的動(dòng)量公式

h

P-A

可知，光子動(dòng)最

P“<Ph

故B錯(cuò)誤；

C.依據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek=hv-W

及

Ek=eU

可知兩束光照射光電管時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)雙縫十涉的條紋間杷公式■=可知，波長(zhǎng)較小的人光子，其光束的卜涉條紋間距更小，

d

即

此>"

故D正確。

故選D。

4.一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過如圖所示一系列的狀態(tài)變化，從初始狀態(tài)。經(jīng)狀態(tài)從c、d再回到狀

態(tài)〃，圖中曲曲線為i條等溫線，則下列說法正確的是（）

A.氣體在狀態(tài)。的溫度大于氣體在狀態(tài)d的溫度

B.從狀態(tài)d到。的過程中，氣體可能向外界放熱

C.從狀態(tài)。到狀態(tài)。與從狀態(tài)。到狀態(tài)。的過程中，氣體對(duì)外界做功的大小相等

D.從狀態(tài)力到c的過程中，氣體分子對(duì)容器壁單位面積上單位時(shí)間內(nèi)撞擊次數(shù)減少

【答案】A

【解析】A.氣體在狀態(tài)c的乘積大于氣體在狀態(tài)4的〃/乘積，則氣體在狀態(tài)c的溫度大于氣

體在狀態(tài)d的溫度，選項(xiàng)A正確；

B.從狀態(tài)d到。的過程中，壓強(qiáng)不變，體積增大，溫度升高，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加，可知?dú)?/p>

體一定吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.因p-P圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于氣體做功的大小，由圖像可知，從狀態(tài)。到狀態(tài)。外界對(duì)氣

體做功大于從狀態(tài)C到狀態(tài)4的過程中氣體對(duì)外界做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.從狀態(tài)8到c的過程中，氣體溫度不變，壓強(qiáng)變大，體積減小，氣體的數(shù)密度增加，氣體分子

平均速率不變，則氣體分子對(duì)容器壁單位面積上單位時(shí)間內(nèi)撞擊次數(shù)增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選A?

5.如圖為小明設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)的原理圖，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的〃匝正方形線圈，線圈電阻不計(jì)，在磁感應(yīng)強(qiáng)

度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)的中心軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為口，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈兩端在固定的

半圓環(huán)尸、。上滑動(dòng)，且始終與半圓環(huán)保持良好接觸，P、0通過導(dǎo)線連接到電阻R的兩端，下列

說法正確的是（）

A.圖示位置線圈平面與中性面垂直

B.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，R中流過的是正弦交流電

C.電路中電阻H兩端的最大電壓為

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量為型也C

2R

【答案】C

【解析】A.圖示位置穿過線圈的磁通量最大，為中性面，A錯(cuò)誤；

B.由于P、。為固定的半圓環(huán)，分別始終與轉(zhuǎn)動(dòng)中的左側(cè)和右側(cè)線圈保持良好的接觸，故流過R

中的電流不是正弦式交變電流，而是直流電，B錯(cuò)誤；

C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

Em=nBl}co

所以電阻R兩端的最大電壓為〃8A%,C正確;

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為

E飛

線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期

co

故線圈一個(gè)周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量

p2

Q=-T

R

聯(lián)立解得

八冗匕

Q=-------------

R

D錯(cuò)誤。

故選C。

6.《人國(guó)工匠》節(jié)目中講述了王進(jìn)利用“秋千法”在lOOOkV的高壓線上帶電作業(yè)的過程，如圖所示,

絕緣輕繩8一端固定在高壓線桿塔上的。點(diǎn)，另一端固定在兜籃。上，另一絕緣輕繩跨過固定在

桿塔上C點(diǎn)的定滑輪，一?端連接兜籃，另i端由工人控制，身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里，緩慢地

從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到處于。點(diǎn)正下方七點(diǎn)的電纜處，繩OO一直處于伸直狀態(tài)。兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備

總質(zhì)量為m,可看作質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，重力加速度大小為g。從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中，下

列說法正確的是()

▼

：一一，D

E

A.繩。。的拉力一直變小B.繩。。的拉力一直變大

C.繩0。、CD拉力的合力大于機(jī)gD.繩C。與豎直方向的夾角為30。時(shí)，繩。。的拉力為

石口運(yùn)

【答案】D

【解析】AB.對(duì)兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備整體受力分析如圖所示

mg)

、/

繩。。的拉力為B,與豎直方向的夾角為夕，繩CO的拉力為此，與豎直方向的夾角為a,根據(jù)幾

何關(guān)系知

0+a+a=90°

由正弦定理可得

百二一二叫

sin。sin。sin(|+a)

。增大，。減小，則拉力E增大，拉力B減小，故AB錯(cuò)誤；

C.王進(jìn)處于平衡狀態(tài)，兩繩拉力的合力等于mg,故C錯(cuò)誤：

D.當(dāng)。二30。時(shí)，6=30。，則

2F2COS30°=mg

解得

^=—

故D正確。

故選D

7.電影中的太空電梯非常吸引人,現(xiàn)假設(shè)已經(jīng)建成了如圖所示的太空電梯，其通過超級(jí)纜繩將地球

赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在?起，它們隨地球同步旋轉(zhuǎn)。圖中配重空間站

比同步空間站更高，P是纜繩上的一個(gè)平臺(tái)。則下列說法正確的是（）

A.太空電梯上各點(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)離地球球心的距離成反比

B.宇航員在配重空間站時(shí)處于完全失重狀態(tài)

C.若從P平臺(tái)向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會(huì)一邊朝尸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向向前運(yùn)動(dòng)一邊落向

地球

D.若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，且斷裂處為橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)

【答案】C

【解析】A.太空電梯上各點(diǎn)具有相同的角速度，根據(jù)

v=（or

可知，太空電梯上各點(diǎn)線速度與該點(diǎn)離地球球心的距離成正比，故A錯(cuò)誤；

B.配重空間站凱道半徑大于同步軌道，由/=</廠知其線速度和向心加速度均大于同步衛(wèi)星；而由

，..Mm

O—=man

知同步衛(wèi)星的加速度大于配重空間站所在軌道的正常運(yùn)行衛(wèi)星的加速度，所以配重空間站內(nèi)的宇航

員的加速度大于同軌道衛(wèi)星的運(yùn)行加速度，所以不是處于完全失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.若從尸平臺(tái)向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會(huì)一邊朝尸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向向前運(yùn)動(dòng)一邊落向地

球，做近心運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D.若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，其斷裂處為橢圓的近地點(diǎn)，因?yàn)?/p>

在近地點(diǎn)線速度較大，半徑較小，需要的向心力更大，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

8.空間中存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在紙面內(nèi)取。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立x軸，如圖甲所示?，F(xiàn)有

一個(gè)質(zhì)量為加、電量為+g的帶電微粒，在々0時(shí)刻以一定初速度從x軸上的。點(diǎn)開始沿逆時(shí)針做勻

速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為0、半徑為心已知圖中圓為其軌跡，乃為圓軌跡的一條直徑；除電場(chǎng)力外微

粒還受到一個(gè)變力凡不計(jì)其它力的作用；測(cè)得試探電荷所處位置的電勢(shì)夕隨時(shí)間/的變化圖像如圖

乙所示。下列說法正確的是（）

B.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差/=石1+3）

ba2

C.微粒在〃時(shí)所受變力/可能達(dá)最大值

2

D.圓周運(yùn)動(dòng)的過程中變力少的最大值為〃?券R+4唱法

【答案】D

【解析】A.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系

一一（-92）—-

~d~2R2R

方向與％軸正方向成"，故A錯(cuò)誤；

O

B.b點(diǎn)與a點(diǎn)的電勢(shì)差。兒=-2EHcos300=退（；，仍）故B錯(cuò)誤；

C.由于場(chǎng)強(qiáng)方向斜向左下方，所以微粒在70時(shí)所受變力下可能達(dá)最大值，在”時(shí)所受變力尸可能

達(dá)最小值，故C錯(cuò)誤；

D.圓周運(yùn)動(dòng)的過程中變力戶的最大值為

-442cL

F-mR+Eq

r=2(7/,-/2)=12/l

所以

F=m

獷q2R

故D正確。

故選D..

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。分。

9.用帶有彈簧的晾衣夾自制的湯匙投球器，將一小球擲出去，同時(shí)用高頻攝像機(jī)記錄投射與飛行過

程，如圖1所示。逐幀分析小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，并繪制出小球水平及豎直方向的速度與時(shí)間的關(guān)系圖

像如圖2所示。圖2中實(shí)線為球水平速度，虛線為球豎直速度。不計(jì)風(fēng)力和空氣阻力，則下列分析

正確的是()

A.該小球被擲出瞬間的速率為2.5m/s

B.該小球最高點(diǎn)距離地面的高度約為1.88m

C.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮〖s為lOm/s?

D.該小球擲出過程獲得的動(dòng)能等于投球器做的功

【答案】AC

【解析】A.不計(jì)風(fēng)力和空氣阻力，小球被擲出水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則由圖2可知，f=0.1s時(shí)

小球被擲出，被擲出瞬間水平分速度為2m/s,豎直分速度為L(zhǎng)5m/s,則小球被擲出瞬間的速率為

v=V22+1.52Ws=2.5n,s

故A正確；

B.有圖2可知，().25s~0.45s小球從最高點(diǎn)落到地面,豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，落地速率為2m/s,

則下落高度為

/?=—△/=0.2m

2

故B錯(cuò)誤;

C.豎直方向上，由位移與時(shí)間公式可得，重力加速度為

g=-^p-=10m/s2

故C正確；

D.由功能關(guān)系可知，小球擲出過程投球器做的功等于小球機(jī)械能的增加量，小球高度增加，重力

勢(shì)能增加，即小球擲出過程投球器做的功等于小球獲得的動(dòng)能和增加的重力勢(shì)能之和，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

10.多個(gè)點(diǎn)波源在空間也可以形成干涉圖樣，如圖甲是利用軟件模擬出某時(shí)刻三個(gè)完全相同的橫波

波源產(chǎn)生的干涉圖樣。圖乙是三個(gè)完全相同的橫波波源在均勻介質(zhì)中位置，波源S，S2,S3分別位

于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，且邊長(zhǎng)為2m。三個(gè)波源/=0時(shí)刻同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)方向垂直紙面,

振動(dòng)圖像均如圖丙所示。已知波的傳播速度為0.25m/s,O處質(zhì)點(diǎn)位于三角形中心，。處質(zhì)點(diǎn)位于

S2與S3連線中點(diǎn)。下列說法正確的是（）

A.位于。處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為6cm

B.其中一列波遇到尺寸為0.8m的障礙物時(shí)?，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

C.f=4.5s時(shí)，。處質(zhì)點(diǎn)與平衡位置之間的距離是2及cm

D.由于三列波在同一種介質(zhì)4?傳播，所以三列波的頻率不同時(shí)也能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象

【答案】AC

【解析】A.。處質(zhì)點(diǎn)位于三角形中心，該點(diǎn)到三個(gè)波源的間距相等，可知，該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),

則該點(diǎn)振幅為

3J=3x2cm=6cm

故A正確;

B.根據(jù)圖丙可知，周期為4s,根據(jù)波速表達(dá)式有

2

V=一

T

解得

2=Im>0.8m

根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可.知，其中一列波遇到尺寸為0.8m的障礙物時(shí)，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)兒何關(guān)系可知

SC=S1S2sin60=V3m

則波源5的振動(dòng)傳播到C所需要時(shí)間

1=4底>4.5s

v

表明/=4.5s時(shí)，波源5的振動(dòng)還沒有傳播到C點(diǎn)。由于C處質(zhì)點(diǎn)位于S與亂連線中點(diǎn)，則波源S2

與》的振動(dòng)傳播到C所需要時(shí)間均為

——s=4s<4.5s

0.25

表明r=4.5s時(shí)，波源S2與Ss的振動(dòng)傳播到了。點(diǎn)，由于

S2C=53C=lm=2,4.5s=T+—

。點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，表明C點(diǎn)4.5s時(shí)刻的位移為波源Sz與邑在《時(shí)刻振動(dòng)形式的疊加，圖丙的振

O

動(dòng)方程為

歹=2sin,4cm)=2sin-^《cm)

當(dāng)時(shí)間為J時(shí)，解得

O

yQ=V2cm

則，=4.5s時(shí)，。處質(zhì)點(diǎn)與平衡位置之間的距離是

2yo=25/2cm

故C正確；

D.根據(jù)干涉的條件可知，機(jī)械波要發(fā)生干涉，波的頻率必須相等，即三列波的頻率不同時(shí)不能夠

發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

11.半徑為R、內(nèi)壁光滑的半圓弧軌道/出C固定在光滑的水平地面.上的力點(diǎn)，AC是豎直直徑，B

是圓心。的等高點(diǎn)，把質(zhì)量相等小球甲、乙（均視為質(zhì)點(diǎn)）用長(zhǎng)為2R的輕質(zhì)細(xì)桿連接，放置在地

面二?，F(xiàn)讓甲、乙同時(shí)獲得水平向右的速度四，乙進(jìn)入半圓弧軌道力4c并沿著內(nèi)壁向上運(yùn)動(dòng)，且

乙能運(yùn)動(dòng)到〃點(diǎn)，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

C

oV

_____工工v」//

〃〃〃〃〃〃〃〃〃?〃〃〃〃〃/%〃〃）/〃

A.乙沿著圓弧上升甲在水平面上運(yùn)動(dòng)，甲的機(jī)械能不守恒

B.乙沿著圓弧上升甲在水平面上運(yùn)動(dòng)，甲、乙組成的整體機(jī)械能不守恒

C.乙運(yùn)動(dòng)到4點(diǎn)，甲、乙的速度大小之比為1：百

D.乙運(yùn)動(dòng)到4點(diǎn)，甲的速度為也1二史

2

【答案】ACD

【解析】AC.當(dāng)乙運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)，設(shè)輕桿與水平方向的夾角為a當(dāng)乙運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)，乙的速度沿

切線豎直向上，甲的速度水平向右，把乙和甲的速度沿桿和垂直桿的方向分解，如圖所示，則有乙

和甲沿桿方向的速度大小相等，由圖可得

丫乙sin6=i{11cos6

由幾何關(guān)系可得

sin?！埂?/p>

2R2

聯(lián)立解得

v乙=6%

%:v乙=1:G

可知乙沿著圓弧上升甲在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙的速度在增大，甲的速度在減小，則甲的動(dòng)能在減小,

重力勢(shì)能不變，因此甲的機(jī)械能不守恒，AC正確；

B.乙沿著圓弧上升甲在水平面上運(yùn)動(dòng)，甲、乙組成的整體只有重力做功，因此甲、乙組成的整體

機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤；

D.對(duì)甲、乙組成的整體從開始運(yùn)動(dòng)到乙到達(dá)8點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，設(shè)每個(gè)小球的質(zhì)量為加，

由機(jī)械能守恒定律可得

-X2）叫=mgR+-呻mv；

又有

v乙=6%

聯(lián)立解得

8-2gR

2

D正確。

故選ACDo

12.如圖，傾角0=30。的足夠長(zhǎng)傳送帶向上勻速傳動(dòng)，與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直的虛線MN與PQ間

存在垂直傳送帶向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦質(zhì)量為〃?、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝導(dǎo)線框

Med隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)線框岫邊越過虛線MV進(jìn)入磁場(chǎng)后，線框與傳送

帶間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度大小變?yōu)榫€框必邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小的;，

25

當(dāng)線框時(shí)邊到達(dá)虛線夕0處時(shí)，線框恰好與傳送帶相對(duì)靜止。已知兩虛線間距離為萬心，線樞的阻

值為R,線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=母，重力加速度為g,整個(gè)過程中線框仍邊始終與兩虛

A穿過磁場(chǎng)過程中,線框的最小速度不小于瑞

NR273

B.線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到開始離開磁場(chǎng)的過程中，摩擦力的沖量為絲上

R

C.傳送帶的速度大小為歷

D.線框離開磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為2三5，幾班

36

【答案】ABD

【解析】A.線框可能減速上升直到達(dá)到最小速度后保持勻速，也可能一直減速，設(shè)線框的最小速

度為％in，則

B?By

pmgCQS0=wgsin0+——

解得，

V.二皿

m，n48*

所以，穿過磁場(chǎng)過程中，線框的最小速度不小于黑r,故A正確；

44七

B.從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到開始離開磁場(chǎng)的過程中，對(duì)線框列動(dòng)量定理

/.imgcosGt-mgsinGt———=mv-mv

可得，

48*

t=-----

mgR

則摩擦力的沖最為

I,=jLimgcosSt

解得

.3B2!?

心*

故B正確；

C.從線框帥邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全進(jìn)入磁場(chǎng)，設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中線框克服安培力做功為W-對(duì)線

框列動(dòng)能定理，

/./mgcosOL-mgsinOL-=；/加

從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到開始離開磁場(chǎng)的過程中，對(duì)線框列動(dòng)能定理

2525

“geos。-Z-mgsin0-^-L-W^=

22

可得,

w.=—

136

依題意，傳送帶的速度

C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)對(duì)稱性，可得，線框進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱等于離開磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱，則

故D止確。

故選ABD,

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.某物理課外小組通過如圖甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)

系。已知他們使用的小車完全相同且質(zhì)量為必，重物的質(zhì)量為加，試回答下列問題：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器/小車細(xì)線定滑輪

…\r-4________________L

力傳感器

長(zhǎng)木板水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)

U甲

輕動(dòng)滑輪

彈簧測(cè)力計(jì)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器公車I細(xì)蘆

長(zhǎng)木板水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)r-----------

重物'

丙丁

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須滿足〃必遠(yuǎn)大于加〃的實(shí)驗(yàn)裝置是（選填“甲〃、"乙"或"丙〃）

（2）按乙圖實(shí)驗(yàn)裝置得到如圖內(nèi)所示的紙帶，己知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期T=0.02s,其中A、

B、C、D、E每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，算得小車加速度

的大小為m/s?（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

ABCDE

|o12345678910cm

（3）采用（丙）圖實(shí)驗(yàn)裝置探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)廣為

橫坐標(biāo)，加速度。為縱坐標(biāo)，畫出的/圖線是如圖（丁）的一條直線。測(cè)出圖線與橫坐標(biāo)的夾角

為。，求得圖線的斜率為〃，則小車的質(zhì)量為。

212

A.-B.-----C.-D.1c

tan3lan。k

（4）采用（甲）圖實(shí)驗(yàn)裝置.，把重物改成槽碼，槽碼總數(shù)N,珞〃（依次取〃=2,3,4,5……）個(gè)槽

碼掛在細(xì)線左端，其余N-〃個(gè)槽嗎仍留在小車內(nèi)，重復(fù)前面的步驟，并得到相應(yīng)的加速度“，得到

。-〃圖線是過原點(diǎn)的直線，但實(shí)險(xiǎn)時(shí)漏了平衡摩擦力這一步驟，下列說法正確的是。

A.。一〃圖線不再是直線

B.〃圖線仍是過原點(diǎn)的直線，但該直線的斜率變小

C.。-〃圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)

【答案】甲0.57/0.58/0.59/0.60/0.61/0.62/0.63CC

【解析】（1）[1]乙、內(nèi)兩圖繩上的拉力都可測(cè)量直接讀出，不需要重物重力替代，甲圖需要用重物

重力替代拉力，所以需要滿足““遠(yuǎn)大于小"；

（2）⑵根據(jù)逐差法公式可得

c_XCE_XAC

4T2

解得

a=0.58m/s2

（3）⑶根據(jù)牛頓第二定律可得

2F=Ma

整理得

2u

a=-F

M

2

所以小車的質(zhì)量為7，故選C。

（4）⑷因?yàn)闆]有平衡摩擦力，所以可得

nmg.f=（Nm+A/）

整理得

MM

所以。-〃圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)，故選C。

14.某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了億學(xué)課上的原電池原理后，將銅片和鋅片插入兩個(gè)新鮮的檸檬中制

成一個(gè)水果電池，并利用下列所給器材測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)￡和內(nèi)阻幾

A.待測(cè)水果電池（電動(dòng)勢(shì)E約為2V,內(nèi)阻約為幾百歐）

B.滑動(dòng)變阻器（最大阻值為100C,額定電流為1A）

C.滑動(dòng)變阻器（最大阻值為1000Q,額定電流為0.1A）

D.電流表A（量程為3mA,內(nèi)阻為20。）

E.電壓表Y（量程為3V,內(nèi)阻約為3kQ）

F.電壓表V?（量程為15V,內(nèi)阻約為15kC）

G.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

（1）研究小組設(shè)計(jì)了甲、乙兩種電路，應(yīng)選擇（填“甲〃或"乙”）電路?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)

選擇.電壓表應(yīng)選擇（均填對(duì)應(yīng)器材前的字母序號(hào)）

（2）根據(jù)選擇的電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)/的多組數(shù)據(jù),

作出U-/圖像如圖丙所示，根據(jù)圖像和題中所給信息，得到該水果電池的電動(dòng)勢(shì)上=V,

內(nèi)阻，?二Qo

（3）如果不考慮偶然誤差，根據(jù)選擇的電路，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值（填“〉”“<〃或"=〃）真

實(shí)值。

【答案】甲CE2.0480

【解析】（1）為了調(diào)節(jié)過程中電流變化明顯，滑動(dòng)變阻器最大阻值應(yīng)當(dāng)比待測(cè)電源內(nèi)阻大,

所以選擇C；由于電動(dòng)勢(shì)約為2V,電壓表選擇電壓表v，即選E；電流表A的內(nèi)阻已知，采用內(nèi)

接法可以避免系統(tǒng)誤差，因此電路選擇甲；

（2）⑷⑶由

E=U+I（r+RA）

可知

U=-I（r+RA）+E

根據(jù)圖丙可知，縱截距為

E=2.0V

斜率為

r+/?A=500Q

因此

r=480Q

（3）[6]由于電流表A的內(nèi)阻已知，故測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無系統(tǒng)誤差，測(cè)量值等于真實(shí)值。

四、解答題

15.如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器。接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)工作的。當(dāng)光從玻璃內(nèi)

側(cè)P點(diǎn)以入射角。=37。射向外側(cè)M點(diǎn)時(shí)，其折射光線與反射光線恰好垂直；而當(dāng)光從P點(diǎn)射向外側(cè)

的N點(diǎn)時(shí)，在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射后被。接收。已知光在真空中的傳播速度為c,PQ的距離為3

sin37o=0.6o求：

（1）玻璃的折射率;

（2）光由P點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)發(fā)生全反射到達(dá)接收器Q的時(shí)間。

【解析】（1）光線在歷點(diǎn)發(fā)生折射，光路如下圖所示

￡=53°

由折射定律得

sinp

n=---

sina

代入數(shù)值可得

n=—4

3

（2）在N點(diǎn)全反射，則有

sinC=—

n

PNQ的光程為

L

s=---

sinC

光在介質(zhì)中的傳播速度為速度

c

V=—

n

得

3c

v=一

4

解得

s16L

/=-=-----

v9c

16.如圖所示為游樂場(chǎng)的空中飛椅項(xiàng)目.長(zhǎng)度為上的輕質(zhì)高分子繩一端系著座椅，另一端固定在半

徑為L(zhǎng)的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，電機(jī)帶動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)繩、座椅、游玩

者一起轉(zhuǎn)動(dòng)，座椅P與該座椅上的游玩者的總質(zhì)量為〃，，水平轉(zhuǎn)盤先在較低位置力處，以某一?轉(zhuǎn)速

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角a=37。；然后再在慢慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)將水平轉(zhuǎn)盤的高度提

升10L到達(dá)位置8處，再在8處保持另一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角2=53。不計(jì)空

氣阻力，將座椅P與游玩者整體視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g,sin37o=0.6,cos37°=0.8,求:

（1）轉(zhuǎn)盤在48處勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，。的線速度大小匕、彩；

（2）從轉(zhuǎn)盤在4處勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)盤提升后在4處勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，輕繩對(duì)座椅產(chǎn)和游玩者所做的

【解析】（1）座椅P和游玩者在幺處的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑凡

凡=L+Ls\nO}

由牛頓第二定律，有

呼的=答

解得

%130gL

座椅P和游玩者在B處的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑與

R2=L+Ls\nO2

由牛頓第二定律，有

解得

v2115gL

J

（2）座椅P和游玩者上升的高度H

H=10L+Leosq-Lcosg

輕繩對(duì)座椅P和游玩者所做的功W

W=mgH+%in；-I"；

解得

IV=\0.^mgL

17.中國(guó)"人造太陽"在核聚變實(shí)驗(yàn)方面取得新突破，該裝置中用電磁場(chǎng)約束和加速高能離子，其部

分電磁場(chǎng)簡(jiǎn)化模型如圖所示，在三維坐標(biāo)系Oxyz中，0<z?d空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為8,方向沿X軸正方向；-3d?z<0,yN0的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)II,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為:8,

方向平行于、《小平面，與x軸正方向夾角為60。。z<0jW0空間內(nèi)充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).

一質(zhì)量為用、帶電量為”的粒子甲，從）Cz平面第三象限內(nèi)距/軸為￡的八點(diǎn)以一定速度出射，速

度方向與z軸正方向夾角為45。，在）Oz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)。沿z軸正方向進(jìn)入磁

場(chǎng)I。不計(jì)粒子重力。

（1）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E時(shí)，求粒子甲從A點(diǎn)出射速度%的大小;

（2）若使粒子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，求進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度％；

（3）若粒子甲以繆的速度從。點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)I一段時(shí)間后，質(zhì)量為：〃?，電量為+!夕的粒子乙，

2m22

也從。點(diǎn)沿Z軸正方向以相同的動(dòng)量進(jìn)入磁場(chǎng)I,若使兩粒子在它們運(yùn)動(dòng)軌跡的第一個(gè)交點(diǎn)處相撞,

求兩粒子從。點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)I的時(shí)間差4（忽略除碰撞外粒子間相互作用）。

【答案】（1）%=,但藥；（2）匕=幽；（3）3乃〃?

Vrnni

【解析】（1）粒子甲在力點(diǎn)的受力和速度關(guān)系如圖1所示:

圖1

將粒了甲從/1點(diǎn)山射速度vo分解到沿_y軸方向和z軸方向。粒子受到的電場(chǎng)力沿沙軸負(fù)方向，可知

粒子沿z軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y軸方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則從力到。的過程，有

L=v0cos45°/

v0sin45°

qE

a=—

ni

聯(lián)立解得

%=

（2）從坐標(biāo)原點(diǎn)。以速度y沿n軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)I中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半個(gè)圓周進(jìn)入磁

場(chǎng)II繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖2

v

qvB=ni—

qv-B=m—

2r2

可得

根信幾何關(guān)系可知粒子甲經(jīng)過磁場(chǎng)I【后從x軸進(jìn)入磁場(chǎng)I中，為了使粒子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)

中運(yùn)動(dòng)，則粒子甲在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能從磁場(chǎng)【上方穿出，在磁場(chǎng)H中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能從z=-3d

平面穿出，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑需滿足4W",r2<3d

聯(lián)立可得

m

要使粒子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度

m

rn

（3）設(shè)粒了?乙的速度大小為3,根據(jù)粒子甲、乙動(dòng)量相同，可得

mv-mv

且

,1,1

q=3q，,n=-w

設(shè)粒子甲、乙在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡半徑分別為和，：，則

.mv1-m'v',

r.=——=—af,r.=-----=a

iqB2、qB'

粒子甲、乙在磁場(chǎng)H中運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡半徑分別為匕和匕，則

■mv.-mv_,

4=^—=dr2=-=2d

于出，-qB'

4J

根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子甲、乙運(yùn)動(dòng)軌跡第?個(gè)交點(diǎn)在粒子乙第?次穿過x軸的位置，如圖3所示。

粒子甲、乙從0點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到第一個(gè)交點(diǎn)的過程，有

_T2兀m27rrn6兀m

而=(+7i=—^-+-j—=—

qBLqBqB

2

T,。1nm'nm'3不〃?

I=，+------+--------=------

22丁B!山qB

2V

可得粒子甲、乙在它們運(yùn)動(dòng)軌跡的第一個(gè)交點(diǎn)相遇，兩粒子從。點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)I的時(shí)間差為

3加tn

A/=zl（I-r^=——

qB

18.如圖，光滑水平軌道上固定一個(gè)光滑圓弧軌道，圓弧的半徑為/?=1.2m,圓心角為60。，圓弧

右端有個(gè)質(zhì)量為〃，-lkg的長(zhǎng)木板A與之接觸但不粘連，且A上表面與圓弧右端相切。在K木板A

右側(cè)放著很多個(gè)滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)），滑塊的質(zhì)量均為2〃?，編號(hào)依次為1、2、3、4、…、小開始時(shí)

長(zhǎng)木板A和滑塊均靜止。在左側(cè)光滑平臺(tái)上有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B、C,且用mc=3m,B、C

之間有一輕彈簧，并用細(xì)線拴連使彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧此時(shí)恰好與B、C接觸但不粘連，初始

時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為&=6J?，F(xiàn)將細(xì)線燒斷，B、C在彈簧彈力作住下加速運(yùn)動(dòng)直至與彈簧分離，小滑

塊B與彈簧分離后從平臺(tái)飛出，且恰好從固定圓弧軌道左端相切進(jìn)入，離開圓弧后滑上長(zhǎng)木板A,

當(dāng)A、B剛達(dá)到共速時(shí)，長(zhǎng)木板A恰好與滑塊1發(fā)生第1次彈性碰撞。經(jīng)過一段時(shí)間，A、B再次

剛達(dá)到共速時(shí)，長(zhǎng)木板A恰好與滑塊1發(fā)生第2次彈性碰撞，此后A、B共速時(shí)，長(zhǎng)木板A總是

恰好與滑塊1發(fā)生彈性碰撞；最終滑塊B恰好沒從長(zhǎng)木板A上滑落，且A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

為4=（）/，重力加速度為g=10m/s2,滑塊間的碰撞均為彈性城撞，且每次碰撞時(shí)間極短，求:

（1）滑塊B剛滑上長(zhǎng)木板A時(shí)的速度大小;

（2）滑塊B與長(zhǎng)木板A間摩擦產(chǎn)生的總熱量°；