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河北省邯郸市磁县名校2024届高三上学期八调考试 物理（解析版）
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这是一份河北省邯郸市磁县名校2024届高三上学期八调考试 物理（解析版），文件包含物理试题docx、物理答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2．选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑，非选择题用0.5mm 的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答，答在试题卷上无效。
一、单项选择题：本题共7 小题，每小题4 分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 红外测温仪只能捕获红外线，红外线光子的能量为。如图为氢原子的能级图，大量处在基态的氢原子吸收某种频率的光子后跃迁到高能级，欲使氢原子辐射的光子能被测温仪捕获，则吸收的光子的能量应为（）
A. 10.20 eVB. 12.09 eVC. 12.75 eVD. 2.55 eV
【答案】C
【解析】
【详解】由氢原子能级示意图可知，最少应给处于基态的氢原子提供的能量，若使其跃迁到激发态，然后氢原子从激发态向低能级跃迁时，所辐射光子能量最小值为
同理，若氢原子从激发态向低能级跃迁时，所辐射光子能量最小值为：
红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，因此最少应给处于基态的氢原子提供的能量，跃迁到激发态满足条件，那么提供的能量为
故选C。
2. 图中为中国空间站，已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不计地球自转的影响，则该空间站离地面的高度为（）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】空间站在地球表面时，根据万有引力等于重力有
空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有
联立解得，该空间站离地面的高度为
故选C。
3. 如图所示，细线两端固定在天花板的A、B两点，光滑圆环套在细线上，用大小为F的水平拉力拉着圆环，圆环静止于C点，AC和BC与水平方向的夹角分别为和，撤去拉力，待圆环最终静止下来，细线上的拉力为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设开始时细线上拉力大小，根据力的平衡
解得
设AB长，则细线长
撤去拉力，待圆环最终静止时，细线上的拉力为，细线与竖直方向夹角，则
题中
根据几何关系
则
故选A。
4. 高速旋转的网球在流体中飞行将受到垂直于气流方向的横向力的作用，球体产生横向位移，改变原来的运动轨迹，这就是马格努斯效应，研究表明，马格努斯力的大小与球在流体中飞行的瞬时速度v、球旋转的角速度ω、球半径R以及流体的密度ρ、流体与球面间的粘性有关，其表达式为关于表达式中A 的单位，下列说法正确的是（）
A. 国际单位制中，A的单位是 N/m3
B. 国际单位制中，A 的单位是 kg/rad
C. 国际单位制中，A的单位是 kg/m3
D. 国际单位制中，A是一个没有单位的比例系数
【答案】D
【解析】
【详解】在国际单位制中
中，单位是kg，可看做质量m，向心加速度
则就是加速度，则原式可写作
F=Ama
则在国际单位制中A是一个没有单位的比例系数。
故选D。
5. 玩具车甲、乙并排在平直的轨道上开始计时，通过计算机描绘了两玩具车速度的平方与位移的关系图像，已知两玩具车的运动方向相同。则下列说法正确的是（）
A. 玩具车停止运动前的最大间距为
B. 玩具车甲、乙的加速度大小之比为
C. 两玩具车在时再次并排
D. 经两玩具车的速度相等
【答案】D
【解析】
【详解】B．由图可知随x的变化关系成一次函数变化，故玩具车甲、乙均做匀变速直线运动，根据
分别代入数据可得
则玩具车甲、乙的加速度大小之比为，故B错误；
CD．由图可得，玩具车乙的初速度为，玩具车甲、乙相距最远时距离相等，则
解得
此时两玩具车共同速度为
故D正确，C错误；
A．该过程中玩具车甲的位移为
玩具车乙的位移为
所以两玩具车在停止运动前的最大间距为
故A错误。
故选D。
6. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源的内阻。闭合开关，滑动变阻器的滑动触头向右滑动过程中，则（）
A. 电流表的示数减小、电流表A2的示数不变、电压表V的示数减小
B. 电流表示数的变化量比电流表A2示数的变化量小
C. 电源的输出功率、电源的效率均减小
D. 电容器C两极板的电场强度减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头向右滑动少许，的阻值减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，而电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即示数减小，而总电流I增大，则流过的电流增大，即示数增大；因
则
即电表的示数变化量小于电表的示数变化量，故A错误，B正确；
C．因为，则当减小时，外电路总电阻越来越接近电源内阻，则电源输出功率变大；电源的效率
则当外电路电阻减小时，电源的效率减小，故C错误；
D．因电压增大，则电容器两端电压变大，根据
可得电容器C的电场强度变大，故D错误。
故选B。
7. 图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域内四等分，其中两个四分之一圆内有垂直于圆面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，半径大于r的扇形金属线框AOC绕O点在垂直于磁场的平面内以角速度ω匀速转动，∠AOC=30°，线框的电阻为R，则线框转动一周过程中，线框中感应电流的有效值为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，线框转动一周的过程中，有的时间产生感应电流，且感应电流大小为
根据有效值概念可知
解得
故选A。
二、多项选择题：本题共3 小题，每小题6 分，共 18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得 6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是（）
A. a光的频率比b光的大
B. 在水中a光传播速度比b光的大
C. 水对a光的折射率比b光大
D. b光的波长比a光的短
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．从图中可以看出，a光的条纹间距小，说明a光的波长小，频率大，故A正确，D错误；
C．水对频率低的单色光的折射率小，即水对b光的折射率小，选项C正确；
B．折射率小的光在水中的传播速度大，即b光在水中的传播速度大，选项B错误。
故选AC。
9. 如图所示为边长为的正六边形abcdef，空间存在与该平面平行的匀强电场，已知、、。电子在d点速度方向从d到c，经过一段时间粒子恰好能经过b点。下列说法正确的是（）
A. 电场方向由a指向c
B. 该电场的电场强度大小为
C. f点的电势大小为5V
D. 粒子在b点的动能与d点动能的比值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．连接，则的中点的电势为，与电势相等，则连线为一条等势线，如下图所示，连接，由几何关系可知与等势线垂直，又因为电场方向由高等势点指向低等势点，则电场方向由指向，故A正确；
B．由于平行于，则为另一条等势线，所以点电势与点相等，为，所以
根据几何关系可知长度
该电场强度
故B错误；
C．由于平行于，则为另一条等势线，所以点电势与点相等，为。故C错误；
D．假设电子质量为，初速度为，则电子在点的动能为
电子做类平抛运动，位移为，与的夹角为，由类平抛运动的推论可知电子速度与的夹角正切值
设电子沿电场方向的速度为，则
则电子到点的速度大小为
以上各方程联立解得
粒子在b点的动能与d点动能的比值为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，虚线OM、ON的夹角为45°，且两虚线间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一系列质量为m、电荷量为-q的粒子垂直OM以不同的速率射入磁场。已知,磁感应强度大小为B，忽略粒子的重力。则下列说法正确的是（）
A. 粒子从ON间离开磁场的速度
B. 粒子从ON间离开时，所需的最短时间为
C. 能回到OM边界的粒子距离M 点最远为
D. 从OM间离开的粒子，粒子的速度越大在磁场中的运动时间越短
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当粒子运动轨迹与ON边相切时速度最小，粒子经过N点时速度最大，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系得
解得
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子达到N点时，对应的轨迹半径为
，
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
所以粒子从ON间离开磁场的速度为
故A正确；
B．粒子运动轨迹对应的圆心角越小时间越短，最小的圆心角为
故粒子在磁场中运动的最短时间为
故B错误；
C．当粒子运动轨迹与ON边相切时，粒子能恰好回到OM边界，此时距离M点最远，如果v增大则将从ON边射出，故C正确；
D．从OM间离开的粒子，粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角均为，所以粒子在磁场中运动时间相同，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学要测量木块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置，将长木板放在水平桌面上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬吊钩码。
将木块靠近打点计时器，调节________高度，使连接木块的细线与长木板平行，接通电源，释放木块，当木块在长木板上运动一段距离时，剪断连接钩码的细线，结果打出的纸带如图乙所示。由此可知，细线断后，木块加速运动的加速度大小________m/s2，木块与木板间的动摩擦因数________（结果均保留两位有效数字。打点计时器所用交流电频率为50Hz，g=10m/s²）。
【答案】 ①. 动滑轮 ②. 4.0 ③. 0.40
【解析】
【详解】[1][2][3]调节定滑轮高度，使连接木块的细线与长木板平行；打点计时器所用交流电频率为50Hz，即打点周期为0.02s，由图乙知细线断后，物块做匀减速直线运动，根据逐差法可得物块的加速度大小为
细线断后，木块只受摩擦力的作用，用表示木块的质量，根据牛顿第二定律有
得
12. 某实验小组用图甲所示的电路测量两节电池的电动势与内阻。实验时先将滑动变阻器接入电路中的阻值调到最大，闭合开关S1，再将单刀双掷开关、S2接1，改变滑动变阻器滑片的位置，测出一组电压表的示数U及相应的电流表的示数I，用测量数据在图乙中作出的线性图像；然后将单刀双掷开关：S2接2，重复以上操作，用测量数据在图乙中作出的线性图像。
（1）利用图乙中作出电源的图线，求电源电动势E与内阻的较准确的测量值为______V，r=______Ω（结果均保留三位有效数字）；
（2）通过对实验数据的分析与处理，他们同时还测出了所用电流表的内阻与电压表的内阻，则______Ω，______kΩ（结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 2.98 ②. 5.96 ③. 1.49 ④. 1.77
【解析】
【详解】（1）[1][2]当开关S1闭合，单刀双掷开关S2接1时，因电流表分压，导致路端电压的测量值偏小，由闭合电路欧姆定律可得，其实际为
即
结合实验图像有
，
当开关S1闭合，单刀双掷开关S2接2时，因电压表分流，导致电源电流的测量值偏小，由闭合电路欧姆定律可得，其实际为
即
结合实验图像有
，
联立
，，
解得
，
（2）[3][4]联立
，
解得
，
13. 如图所示，粗细均匀导热良好的U形玻璃管竖直放置，左管口封闭，右管口开口。管内有A、B两段水银柱，A水银柱与玻璃管顶端充分接触，B水银柱在右管中的液面比左管中液面高5cm，左管中封闭气体长为10cm，水银柱A长为3cm，大气压强为75cmHg，重力加速度为，求（结果可用分数表示）：
（1）开始时，A水银柱对玻璃管顶端的压强；
（2）在右管中缓慢倒入水银，当B水银柱在右管中的液面比左管中液面高 10 cm时，B管中倒入的水银柱长度。
【答案】（1）77cmHg；（2）
【解析】
【详解】（1）设开始时，A水银柱对玻璃管顶端的压强为p，左侧气体的压强为
对左侧分析可得
解得
（2）设U形玻璃管横截面积为S，左侧气体初始压强
长度
注入水银后，左侧气体的压强
气体发生等温变化
解得注入水银后，左侧气体的长度为
则B管中倒入的水银柱长度
14. 如图所示，半径为的圆弧形光滑轨道BC固定在竖直面内，其最低点与地面平滑相切，O为圆心，OB竖直，圆弧所对的圆心角，一个质量为1kg的物块以一定的初速度从A点向右滑去，滑上圆弧轨道后继续上滑并从C点滑出。物块在运动过程中始终受到一个水平向左大小为3N的恒力作用，落地后速度刚好垂直地面。AB间距离为1.2R，物块可视为质点，与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度求：
（1）物块从C点滑出时速度大小；
（2）物块在A点时初速度大小及在B点时对圆弧轨道的压力大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）设物块在C点时速度大小为，从C点滑出后，物块在水平方向做匀减速直线运动，加速度大小为
设物块在水平方向上运动时间为，则
竖直方向上物块做竖直上抛运动，有
联立，代入相关已知数据求得
（2）物块从A点到C点的过程，根据动能定理有
代入相关已知数据求得
设物块到B点时的速度大小为，从A到B的过程，根据动能定理有
在B点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，则物块对圆弧轨道的压力大小为。
15. 如图所示，两平行导轨EMP、FNQ按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1 为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的衔接处，虚线 2 为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为s=2m，t=0时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为L=1m，两金属棒的长度均为L=1m，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为，m2=，重力加速度。，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求：
（1）金属棒甲从释放到虚线1 的过程中，金属棒乙中产生的焦耳热为多少？
（2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？
（3）假设虚线2 右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？
【答案】（1）10J；（2）；（3）金属棒甲仍然在水平轨道上
【解析】
【详解】（1）导体棒甲到达虚线1前沿导轨做匀加速运动，由牛顿第二定律可知
解得
a=5m/s2
由运动公式
解得
因为t>0.2s，则金属棒甲到达虚线1前产生的焦耳热的时间为0.2s，由法拉第电磁感应定律
电路中的电流为
金属乙中产生的焦耳热为
（2）金属甲到虚线1过程中，通过金属乙的电荷量为
金属棒甲从释放发哦虚线1过程中机械能守恒，则
由题意可知，两根金属棒在水平导轨上运动时满足系统动量守恒，且末速度相同，由动量守恒定律
0.2s后磁感应强度用B＇表示，对金属乙从静止到共速的过程，由动量定理
其中
解得
由楞次定律和右手定则，金属棒甲从释放发哦两金属棒共速的过程中，电流的方向相同，则该过程中流过金属棒乙的电荷量为
（3）金属棒甲从到达虚线1到共速的过程有
（∆x为两金属棒的相对位移）解得
金属棒乙离开水平导轨末端后做平抛运动，经过一段时间金属棒落倾斜导轨上，则由平抛运动可知
其中
解得
金属棒乙离开水平导轨末端后的水平位移为
该过程中由于金属棒甲的速度等于金属棒乙的水平速度，则金属棒甲在水平导轨上的位移为
因为
所以当金属棒乙落在倾斜导轨上时，金属棒甲仍在水平导轨上。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2．选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑，非选择题用0.5mm 的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答，答在试题卷上无效。
一、单项选择题：本题共7 小题，每小题4 分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 红外测温仪只能捕获红外线，红外线光子的能量为。如图为氢原子的能级图，大量处在基态的氢原子吸收某种频率的光子后跃迁到高能级，欲使氢原子辐射的光子能被测温仪捕获，则吸收的光子的能量应为（）
A. 10.20 eVB. 12.09 eVC. 12.75 eVD. 2.55 eV
【答案】C
【解析】
【详解】由氢原子能级示意图可知，最少应给处于基态的氢原子提供的能量，若使其跃迁到激发态，然后氢原子从激发态向低能级跃迁时，所辐射光子能量最小值为
同理，若氢原子从激发态向低能级跃迁时，所辐射光子能量最小值为：
红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，因此最少应给处于基态的氢原子提供的能量，跃迁到激发态满足条件，那么提供的能量为
故选C。
2. 图中为中国空间站，已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不计地球自转的影响，则该空间站离地面的高度为（）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】空间站在地球表面时，根据万有引力等于重力有
空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有
联立解得，该空间站离地面的高度为
故选C。
3. 如图所示，细线两端固定在天花板的A、B两点，光滑圆环套在细线上，用大小为F的水平拉力拉着圆环，圆环静止于C点，AC和BC与水平方向的夹角分别为和，撤去拉力，待圆环最终静止下来，细线上的拉力为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设开始时细线上拉力大小，根据力的平衡
解得
设AB长，则细线长
撤去拉力，待圆环最终静止时，细线上的拉力为，细线与竖直方向夹角，则
题中
根据几何关系
则
故选A。
4. 高速旋转的网球在流体中飞行将受到垂直于气流方向的横向力的作用，球体产生横向位移，改变原来的运动轨迹，这就是马格努斯效应，研究表明，马格努斯力的大小与球在流体中飞行的瞬时速度v、球旋转的角速度ω、球半径R以及流体的密度ρ、流体与球面间的粘性有关，其表达式为关于表达式中A 的单位，下列说法正确的是（）
A. 国际单位制中，A的单位是 N/m3
B. 国际单位制中，A 的单位是 kg/rad
C. 国际单位制中，A的单位是 kg/m3
D. 国际单位制中，A是一个没有单位的比例系数
【答案】D
【解析】
【详解】在国际单位制中
中，单位是kg，可看做质量m，向心加速度
则就是加速度，则原式可写作
F=Ama
则在国际单位制中A是一个没有单位的比例系数。
故选D。
5. 玩具车甲、乙并排在平直的轨道上开始计时，通过计算机描绘了两玩具车速度的平方与位移的关系图像，已知两玩具车的运动方向相同。则下列说法正确的是（）
A. 玩具车停止运动前的最大间距为
B. 玩具车甲、乙的加速度大小之比为
C. 两玩具车在时再次并排
D. 经两玩具车的速度相等
【答案】D
【解析】
【详解】B．由图可知随x的变化关系成一次函数变化，故玩具车甲、乙均做匀变速直线运动，根据
分别代入数据可得
则玩具车甲、乙的加速度大小之比为，故B错误；
CD．由图可得，玩具车乙的初速度为，玩具车甲、乙相距最远时距离相等，则
解得
此时两玩具车共同速度为
故D正确，C错误；
A．该过程中玩具车甲的位移为
玩具车乙的位移为
所以两玩具车在停止运动前的最大间距为
故A错误。
故选D。
6. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源的内阻。闭合开关，滑动变阻器的滑动触头向右滑动过程中，则（）
A. 电流表的示数减小、电流表A2的示数不变、电压表V的示数减小
B. 电流表示数的变化量比电流表A2示数的变化量小
C. 电源的输出功率、电源的效率均减小
D. 电容器C两极板的电场强度减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头向右滑动少许，的阻值减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，而电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即示数减小，而总电流I增大，则流过的电流增大，即示数增大；因
则
即电表的示数变化量小于电表的示数变化量，故A错误，B正确；
C．因为，则当减小时，外电路总电阻越来越接近电源内阻，则电源输出功率变大；电源的效率
则当外电路电阻减小时，电源的效率减小，故C错误；
D．因电压增大，则电容器两端电压变大，根据
可得电容器C的电场强度变大，故D错误。
故选B。
7. 图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域内四等分，其中两个四分之一圆内有垂直于圆面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，半径大于r的扇形金属线框AOC绕O点在垂直于磁场的平面内以角速度ω匀速转动，∠AOC=30°，线框的电阻为R，则线框转动一周过程中，线框中感应电流的有效值为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，线框转动一周的过程中，有的时间产生感应电流，且感应电流大小为
根据有效值概念可知
解得
故选A。
二、多项选择题：本题共3 小题，每小题6 分，共 18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得 6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射形成的，图乙是b光照射形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是（）
A. a光的频率比b光的大
B. 在水中a光传播速度比b光的大
C. 水对a光的折射率比b光大
D. b光的波长比a光的短
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．从图中可以看出，a光的条纹间距小，说明a光的波长小，频率大，故A正确，D错误；
C．水对频率低的单色光的折射率小，即水对b光的折射率小，选项C正确；
B．折射率小的光在水中的传播速度大，即b光在水中的传播速度大，选项B错误。
故选AC。
9. 如图所示为边长为的正六边形abcdef，空间存在与该平面平行的匀强电场，已知、、。电子在d点速度方向从d到c，经过一段时间粒子恰好能经过b点。下列说法正确的是（）
A. 电场方向由a指向c
B. 该电场的电场强度大小为
C. f点的电势大小为5V
D. 粒子在b点的动能与d点动能的比值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．连接，则的中点的电势为，与电势相等，则连线为一条等势线，如下图所示，连接，由几何关系可知与等势线垂直，又因为电场方向由高等势点指向低等势点，则电场方向由指向，故A正确；
B．由于平行于，则为另一条等势线，所以点电势与点相等，为，所以
根据几何关系可知长度
该电场强度
故B错误；
C．由于平行于，则为另一条等势线，所以点电势与点相等，为。故C错误；
D．假设电子质量为，初速度为，则电子在点的动能为
电子做类平抛运动，位移为，与的夹角为，由类平抛运动的推论可知电子速度与的夹角正切值
设电子沿电场方向的速度为，则
则电子到点的速度大小为
以上各方程联立解得
粒子在b点的动能与d点动能的比值为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，虚线OM、ON的夹角为45°，且两虚线间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一系列质量为m、电荷量为-q的粒子垂直OM以不同的速率射入磁场。已知,磁感应强度大小为B，忽略粒子的重力。则下列说法正确的是（）
A. 粒子从ON间离开磁场的速度
B. 粒子从ON间离开时，所需的最短时间为
C. 能回到OM边界的粒子距离M 点最远为
D. 从OM间离开的粒子，粒子的速度越大在磁场中的运动时间越短
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当粒子运动轨迹与ON边相切时速度最小，粒子经过N点时速度最大，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系得
解得
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子达到N点时，对应的轨迹半径为
，
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
所以粒子从ON间离开磁场的速度为
故A正确；
B．粒子运动轨迹对应的圆心角越小时间越短，最小的圆心角为
故粒子在磁场中运动的最短时间为
故B错误；
C．当粒子运动轨迹与ON边相切时，粒子能恰好回到OM边界，此时距离M点最远，如果v增大则将从ON边射出，故C正确；
D．从OM间离开的粒子，粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角均为，所以粒子在磁场中运动时间相同，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学要测量木块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置，将长木板放在水平桌面上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬吊钩码。
将木块靠近打点计时器，调节________高度，使连接木块的细线与长木板平行，接通电源，释放木块，当木块在长木板上运动一段距离时，剪断连接钩码的细线，结果打出的纸带如图乙所示。由此可知，细线断后，木块加速运动的加速度大小________m/s2，木块与木板间的动摩擦因数________（结果均保留两位有效数字。打点计时器所用交流电频率为50Hz，g=10m/s²）。
【答案】 ①. 动滑轮 ②. 4.0 ③. 0.40
【解析】
【详解】[1][2][3]调节定滑轮高度，使连接木块的细线与长木板平行；打点计时器所用交流电频率为50Hz，即打点周期为0.02s，由图乙知细线断后，物块做匀减速直线运动，根据逐差法可得物块的加速度大小为
细线断后，木块只受摩擦力的作用，用表示木块的质量，根据牛顿第二定律有
得
12. 某实验小组用图甲所示的电路测量两节电池的电动势与内阻。实验时先将滑动变阻器接入电路中的阻值调到最大，闭合开关S1，再将单刀双掷开关、S2接1，改变滑动变阻器滑片的位置，测出一组电压表的示数U及相应的电流表的示数I，用测量数据在图乙中作出的线性图像；然后将单刀双掷开关：S2接2，重复以上操作，用测量数据在图乙中作出的线性图像。
（1）利用图乙中作出电源的图线，求电源电动势E与内阻的较准确的测量值为______V，r=______Ω（结果均保留三位有效数字）；
（2）通过对实验数据的分析与处理，他们同时还测出了所用电流表的内阻与电压表的内阻，则______Ω，______kΩ（结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 2.98 ②. 5.96 ③. 1.49 ④. 1.77
【解析】
【详解】（1）[1][2]当开关S1闭合，单刀双掷开关S2接1时，因电流表分压，导致路端电压的测量值偏小，由闭合电路欧姆定律可得，其实际为
即
结合实验图像有
，
当开关S1闭合，单刀双掷开关S2接2时，因电压表分流，导致电源电流的测量值偏小，由闭合电路欧姆定律可得，其实际为
即
结合实验图像有
，
联立
，，
解得
，
（2）[3][4]联立
，
解得
，
13. 如图所示，粗细均匀导热良好的U形玻璃管竖直放置，左管口封闭，右管口开口。管内有A、B两段水银柱，A水银柱与玻璃管顶端充分接触，B水银柱在右管中的液面比左管中液面高5cm，左管中封闭气体长为10cm，水银柱A长为3cm，大气压强为75cmHg，重力加速度为，求（结果可用分数表示）：
（1）开始时，A水银柱对玻璃管顶端的压强；
（2）在右管中缓慢倒入水银，当B水银柱在右管中的液面比左管中液面高 10 cm时，B管中倒入的水银柱长度。
【答案】（1）77cmHg；（2）
【解析】
【详解】（1）设开始时，A水银柱对玻璃管顶端的压强为p，左侧气体的压强为
对左侧分析可得
解得
（2）设U形玻璃管横截面积为S，左侧气体初始压强
长度
注入水银后，左侧气体的压强
气体发生等温变化
解得注入水银后，左侧气体的长度为
则B管中倒入的水银柱长度
14. 如图所示，半径为的圆弧形光滑轨道BC固定在竖直面内，其最低点与地面平滑相切，O为圆心，OB竖直，圆弧所对的圆心角，一个质量为1kg的物块以一定的初速度从A点向右滑去，滑上圆弧轨道后继续上滑并从C点滑出。物块在运动过程中始终受到一个水平向左大小为3N的恒力作用，落地后速度刚好垂直地面。AB间距离为1.2R，物块可视为质点，与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度求：
（1）物块从C点滑出时速度大小；
（2）物块在A点时初速度大小及在B点时对圆弧轨道的压力大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）设物块在C点时速度大小为，从C点滑出后，物块在水平方向做匀减速直线运动，加速度大小为
设物块在水平方向上运动时间为，则
竖直方向上物块做竖直上抛运动，有
联立，代入相关已知数据求得
（2）物块从A点到C点的过程，根据动能定理有
代入相关已知数据求得
设物块到B点时的速度大小为，从A到B的过程，根据动能定理有
在B点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，则物块对圆弧轨道的压力大小为。
15. 如图所示，两平行导轨EMP、FNQ按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1 为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的衔接处，虚线 2 为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为s=2m，t=0时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为L=1m，两金属棒的长度均为L=1m，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为，m2=，重力加速度。，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求：
（1）金属棒甲从释放到虚线1 的过程中，金属棒乙中产生的焦耳热为多少？
（2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？
（3）假设虚线2 右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？
【答案】（1）10J；（2）；（3）金属棒甲仍然在水平轨道上
【解析】
【详解】（1）导体棒甲到达虚线1前沿导轨做匀加速运动，由牛顿第二定律可知
解得
a=5m/s2
由运动公式
解得
因为t>0.2s，则金属棒甲到达虚线1前产生的焦耳热的时间为0.2s，由法拉第电磁感应定律
电路中的电流为
金属乙中产生的焦耳热为
（2）金属甲到虚线1过程中，通过金属乙的电荷量为
金属棒甲从释放发哦虚线1过程中机械能守恒，则
由题意可知，两根金属棒在水平导轨上运动时满足系统动量守恒，且末速度相同，由动量守恒定律
0.2s后磁感应强度用B＇表示，对金属乙从静止到共速的过程，由动量定理
其中
解得
由楞次定律和右手定则，金属棒甲从释放发哦两金属棒共速的过程中，电流的方向相同，则该过程中流过金属棒乙的电荷量为
（3）金属棒甲从到达虚线1到共速的过程有
（∆x为两金属棒的相对位移）解得
金属棒乙离开水平导轨末端后做平抛运动，经过一段时间金属棒落倾斜导轨上，则由平抛运动可知
其中
解得
金属棒乙离开水平导轨末端后的水平位移为
该过程中由于金属棒甲的速度等于金属棒乙的水平速度，则金属棒甲在水平导轨上的位移为
因为
所以当金属棒乙落在倾斜导轨上时，金属棒甲仍在水平导轨上。
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