山東省淄博市2024屆高三年級下冊4月二模試題 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試題

物理

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

名、考生號和座號等，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.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題

卷上答題無效。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

()

紅光

、，"""''標(biāo)準(zhǔn)樣板

b口厚玻璃板

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。的下表面和匕的上表面反射的光疊加而成的

C.當(dāng)薄片c向左移動少許時(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向左移動少許時(shí)，6板間的夾角變大，導(dǎo)致同級的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會

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+7CfX+Q「

52

]H+*N->*C+^He+Q2,方程式中Q]、R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：H2He工

質(zhì)量/U1.00784.002612.000013.005715.0001

Q2>QjQ2>Qj

Q2<Qi口段是受此Q2<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

=（1.0078+12.0000-13.0057）u=0.0021u

而后一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損

Z%=（1.0078+15.0001-12.0000-4.0026）u=O.OO53u

A/n2>A〃Zj

根據(jù)質(zhì)能方程

E=Amc2

可知

Q2>Q1

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)動到II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)”占總分子數(shù)N的百分比（X100%與分子速率v之間的關(guān)系分

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

A.在狀態(tài)I時(shí)氣體分子平均動能較大

B.在狀態(tài)n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IWI,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)n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)II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C。

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、b、c三點(diǎn)的坐標(biāo)為已知量，

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

A.af變化過程中，氣體內(nèi)能一直增大

B.afc變化過程中，氣體吸收的熱量為6°0%

C.afcfa的整個(gè)過程中氣體對外做功為0

D.c-。的變化過程中氣體的最高溫度為360K

【答案】B

【解析】

【詳解】A.a—bfc變化過程中，氣體體積增大，氣體對外做功，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，Afc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°0乂，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

3外（3%—%）=6為％

故B正確；

C.結(jié)合上述，afc變化過程中，氣體對外做功，且為

叱=—60%

c-。的變化過程中，氣體體積減小，外界對氣體做功，且為

一（…?！?。

貝Iaf6fcfa的整個(gè)過程中氣體對外做功為

wl+w2=-2P（yQ

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

-p--y--=Cr

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

2。屋2%=4PM

則有

4%匕3%匕

max

解得

騫ax=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)，由于煙霧對光的散射作用，會使部分光進(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)電流大于就會觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動變阻器的滑片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。已知元電荷為

e,下列說法正確的是（）

甲乙

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)，一定會觸發(fā)報(bào)警

e

B.將滑片P向左移動，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，光電子的最大初動能將增大

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

【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)為匕時(shí)，會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，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能與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(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，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)有可能會被解除，故D正確。

故選D?

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

方木塊A時(shí)，使木塊B沿豎直槽向上運(yùn)動，方可啟動門閂。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摩擦力。已知B質(zhì)量為/〃，重力加速度

3

大小為g。當(dāng)施加在A上的水平力尸二5阿時(shí)，門閂剛好能被啟動，則A、B間的動摩擦因數(shù)為（）

【答案】C

【解析】

【詳解】對A、B受力分析如圖所示

門閂剛好啟動時(shí)，對A水平方向上

F=Nsin45°+〃Ncos45°

對于B在豎直方向上

Ncos45°=mg+sin45°

結(jié)合已知條件

尸3

F=~mg

可得

〃=0.2

故選Co

7.介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)。處的波源在/=0時(shí)刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，J時(shí)刻傳到L處，波

形如圖所示。下列能描述為處質(zhì)點(diǎn)振動的圖像是（）

【答案】B

【解析】

【詳解】由波形平移法可知工處的起振方向沿y軸正方向，則受處質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向；由波形

圖可知，/處與乙處的距離大于一個(gè)波長之，小于1,九，則。時(shí)刻，％處質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動的時(shí)間大于一個(gè)

4

周期丁，小于且由波形平移法可知九時(shí)刻飛處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向振動。

故選B。

8.如圖是攝影愛好者成功拍攝到的中國空間站“凌月”（凌月是指在地球上觀測月球時(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)動看作半徑為「

的勻速圓周運(yùn)動，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（）

24Tr82兀Tr石

RT-yjg-2"五RTy[g-47iry[r

7iTry[2r兀

RT.fg-27ir4rRT?-471r6

【答案】A

【解析】

【詳解】對空間站

^Mm4/

(J-7--m——r

產(chǎn)窗

解得

Mm

在地球表面由6亨=〃叼，解得

T2"[r

角速度為

月球的角速度為

2〃

CD-——

T

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

卬一①t=

解得

(_27iTr6

RTyfg-Inryfr

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。全部選對的得4分，選對但不全的得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，葉片長度為/的風(fēng)輪機(jī)（如圖甲）在風(fēng)的驅(qū)動下，帶動內(nèi)部

匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，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①m。空氣密度為夕，風(fēng)速為V，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)生的電動勢瞬時(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)線圈電動勢的最大值為

2?N①

E—N①&=一^

初時(shí)刻磁通量為0,則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢瞬時(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RX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.BJ。兩點(diǎn)電勢相等

B.AB'中點(diǎn)處的場強(qiáng)與DC中點(diǎn)處的場強(qiáng)相同

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

D.A4'兩點(diǎn)間的電勢差小于兩點(diǎn)間的電勢差

【答案】CD

【解析】

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

兩點(diǎn)的電勢不相等，3'點(diǎn)的電勢大于。點(diǎn)的電勢，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

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

異種電荷，所以該電場時(shí)兩對等量異種電荷的電場的疊加。兩對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)A5'連線中點(diǎn)處為/,DC'連線中點(diǎn)處為3以O(shè)/為坐標(biāo)軸的正方向，OL為

坐標(biāo)軸的負(fù)方向，結(jié)合等量異種電荷的電場分布可知，AB'中點(diǎn)處的場強(qiáng)與。C'中點(diǎn)處的場強(qiáng)大小相等，

方向相反，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.由空間的對稱性可知，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，所以有電場的疊加可知，兩點(diǎn)的電勢相等，由

E、=q(p

可知，一帶正電的試探電荷在4點(diǎn)的電勢能等于它在C點(diǎn)的電勢能，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)的電勢也為零。A點(diǎn)靠近負(fù)電荷，所以A點(diǎn)的電勢為負(fù)，3'點(diǎn)更靠近正

電荷，所以3’的電勢為正。A'A間電勢差有

"制=%-9建＜0

間電勢差為

0血=外一%〉0

故D項(xiàng)正確。

故選CD

11.如圖所示，質(zhì)量分別為根和2帆的A、B兩滑塊用足夠長輕繩相連，將其分別置于等高的光滑水平臺面

上，質(zhì)量為4m的物塊C掛在輕質(zhì)動滑輪下端，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)

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

速度大小為g,則（）

A.A、C運(yùn)動的加速度大小之比為4:3

B.A、C運(yùn)動的加速度大小之比為4:1

C.4時(shí)刻，C下落的速度為

D.4時(shí)亥U，C下落的速度為

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)題意，由牛頓第二定律可得

T=2maB

解得

：&=2：1

則路程之比

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

：%：%=4：2:3

故A、C運(yùn)動的加速度大小之比為4:3,A正確，B錯(cuò)誤;

CD.由v=a可知

VA：蚱：匕=4：2:3

C下落過程ABC組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

4mgh=；mv；+；-2mv1+；-4mv1

解得

C錯(cuò)誤，D正確o

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L處的中間一段被彎成傾斜軌道，

長度也為L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)域無磁場，左段區(qū)域I存在均

勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場8,取豎直向上為正方向，如圖乙所示；右段區(qū)域II存在豎直向上的勻強(qiáng)磁

場為=0.2T。在傾斜軌道頂端，放置一質(zhì)量為"=0/kg、電阻H=l。、長為工的金屬棒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H后經(jīng)過時(shí)間已知）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，

重力加速度g=10m/s2,則（）

A.ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱為1xIO'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n后流過電阻R的電荷量為2.5C

D.ab進(jìn)入右側(cè)磁場H經(jīng)過位移為（125+0.5。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)電動勢

E=—I}=—x0.12V=0.01V

At0.2

金屬桿在斜軌上下滑時(shí)的加速度

a=gsin￡=5m/s2

下滑的時(shí)間

ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

2

"2nni

Q=——L=--xO.4J=4xlO-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=BQLV

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=d2aL=lm/s

到達(dá)穩(wěn)定時(shí)由動量定理

—BoILNt=—BQLq=mv—mv0

解得

q=2.5C

選項(xiàng)C正確；

D.由以上可知

Br.Lv—E

------M=q

R

即

￡A?)=qR

即

B°Lx-Et=qR

解得

x=05+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)和鉉磁粒測量滑塊在斜面上運(yùn)動的加速度。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（A組磁粒更靠近滑塊），兩組磁粒之間的距離為

羽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)會測出磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值，該峰值所對應(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t.

改變A組磁粒的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從。點(diǎn)由靜止釋放，并用米尺測量A、2之間的距離x,

i組2組3組4組5組6組

x(m)0.300.400.500600.700.80

，(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。、滑塊經(jīng)過B組磁粒的瞬時(shí)速度匕、測量值x和f

四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是

X

（2）根據(jù)圖乙信息補(bǔ)充表格中缺失的數(shù)據(jù)：t=s,二=m/s；

t

X

二—。圖線.

丙

Y

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

t

19

【答案】(1)x=v.t—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，反過來也可以看成是初速度為小的沿斜面向上的勻減速運(yùn)動，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/=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'2

結(jié)合圖像，有

La=k=1.0-1.5

20.8-0.12

解得

?=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IOORA

的電流表改裝成倍率可調(diào)為“xl”或“xlO”的歐姆表，其電路原理圖如圖甲所示。

接線柱j^—紅

接線柱J==>—黑

乙

(1)請根據(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)將滑動變阻器的滑片P向(選填

“上”或“下”)移動;

(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。位置處，然后用另一電阻凡代替凡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表針指在b位置，則&=Q；

(3)該同學(xué)進(jìn)一步探測黑箱問題。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)

②.上

【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

（增大，叫不變時(shí)，電流表兩端電壓4增大。由并聯(lián)電路特點(diǎn)知，尺、%兩端的總電壓也等于Ug，通

過飛、%的電流

?+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，滑動變阻器和電源內(nèi)阻的總電壓

U=E—Ug

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

/總

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

【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

【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，是某激光液位自動監(jiān)測儀的示意圖。矩形ABCD為長方體液池的截面，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度等于池寬的標(biāo)尺A3,池左壁高用=國處有一激光器S,激光器發(fā)出的一束單色

光以與池壁成a角（0°＜夕＜90。）射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后再從液體的上表面射出，打在標(biāo)尺上形成

一亮點(diǎn)。改變a角，測得此截面上能折射出光線的液面所的長度為L=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

d-d'1

tana------—產(chǎn)

h。V3

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

"=2百-Im

即液面高度變化量為

A/z=〃一”=1m

16.“動能回收”是指智能電動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電機(jī)

內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動，向動力電池反向充電。某智能電動汽車質(zhì)量為根=2xl()3kg,以Eko=LOX：!。'J初動能沿

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

其動能與位移關(guān)系如圖直線①所示；第二次關(guān)閉發(fā)動機(jī)同時(shí)開啟“動能回收”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)動機(jī)，開啟“動能回收”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)。

【解析】

【詳解】(1)斜坡的角度為仇有

mg-xsin0-fa^Ek-EkO

汽車的動能有

口12

A=—mv

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)動的第一次同樣位置，即兩次到該位置，汽車的重力勢能相等，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)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B=2X10-2T，磁場方向垂直紙面向里，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,磁場右側(cè)有兩水平金屬板P、Q,其中心線沿x軸，板長為Zi=0.4m,兩板間距

m

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

間內(nèi)，電場可視作恒定）。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，周期為T=0.4s,筒的周長為L=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）。

（1）求帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間的最大值4和粒子束到達(dá)P、。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。

，y/cm

【答案】(1)5,2X10~8S>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，粒子在磁場中運(yùn)動轉(zhuǎn)過的最大夾角為

因?yàn)榱Ｗ釉诖艌鲋羞\(yùn)動的周期為

7=必

qB

所以粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間為

0

mT筌干―2叱$

mc

由洛倫茲力提供向心力

2

qvB=m—

Qr

解得粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為

速度方向與y軸成30。，射入第三象限進(jìn)入磁場的粒子，距離無軸

D

△4=Rsin30。=萬

速度方向與y軸成30。，射入第四象限進(jìn)入磁場的粒子，如圖

D

=Rsin300=m

所以粒子束的寬度為

D=A&+At/2=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=----,I--

mdvo

聯(lián)立可得

U=125VV250V

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

L]d

T2

代入數(shù)據(jù)解得

ym=0.10m=10cm

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

=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)對應(yīng)的位置坐標(biāo)為(3cm,10cm)。

(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

y/cm

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

y」必(4)2

-2mdv0

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

ylem

則所有粒子能夠打到圓筒上的區(qū)域面積為

S—D-L=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。的是夠長光滑斜面

底端，上端與質(zhì)量為3加的物塊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)量為機(jī)下表面光滑

的足夠長的木板A置于B的上方，A的下端與B相距254；質(zhì)量為2機(jī)物塊C置于A的上端，C與A之間

動摩擦因數(shù)為且，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/與下移距離尤之間的關(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)動過程中，求B與A下端相距最遠(yuǎn)的距離/,；

(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f與

下移距離x之間的關(guān)系為了'=3.57咫+螫兀。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自動解除鎖定，A、B碰后一起運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間%。(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/=%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)5y1gd；(2)6mgd；(3)1.5d；(4)mg----d

1248o,

【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

(m+2m)gsin30°=(m+2rri\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A和C,由位移速度關(guān)系

25?d=斕-

解得A、B第一碰撞前瞬間A的速度大小為