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2024届江西省重点中学盟校高三下学期第二次联考（二模）物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份2024届江西省重点中学盟校高三下学期第二次联考（二模）物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届江西省重点中学盟校高三下学期第二次联考二模物理试题原卷版docx、2024届江西省重点中学盟校高三下学期第二次联考二模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1. 1919年，卢瑟福首创用原子核人工转变的方法，用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，实验装置如图所示。当装置的容器内通入氮气时，荧光屏上观察到闪光。该实验的核反应方程式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．因该反应打出的是质子，A错误；
BCD．方程中质量数和核电荷数应守恒，故实验使用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，BD错误，C正确。
故选C。
2. 如图所示，两点是介质中间距为的两个波源，它们振动起来产生在纸面内传播的波形完全相同的简谐横波。两列波的振幅均为，周期均为，波速为。则之间连线上振幅为的点有（ ）
A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，两个波源是同相位的相干波源，两列波的振幅都为，故连线之间振幅为的点必为振动加强点，波长
设之间的点是加强点，则满足
求得
共五个振动加强点，即P、Q连线上振幅为10cm的点有5个。
故选D。
3. 如图所示，某同学设计一台风速测量仪，其原理是测量仪中有一轻质杆悬挂着一个小球，无风时轻质杆自由下垂，当受到沿水平方向吹来的速度为的风时，轻质杆与竖直方向的夹角为。若风力与速度成正比，则当轻质杆与竖直方向的夹角为时的风速为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为风力与速度成正比，设比例系数为，则有
小球的质量为m，重力加速度为，风速为时有
轻质杆与竖直方向的夹角为时，有
由二倍角公式有
解得
故选D。
4. 为实时监测高压输电线电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小。因高压输电线的电压和电流很大，可采用互感器进行测量。如图所示，电压互感器和电流互感器分别连接在高压线上，设两个互感器的原、副线圈的匝数比分别为、，两个互感器所连的电表的示数分别为a、b，则高压输电线的电压和电流分别为（ ）
A. ，B. ，C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，对电压互感器，由理想变压器有
对电流互感器，由理想变压器有
解得
，
故选B。
5. 如图所示，在空间一条线段的两个顶点处固定等量异种电荷，处为正电荷。是以的中点为中心的一个正方体，正方体的边与平行，取无穷远处为电势零点。下列说法正确的是（ ）
A. 两点电场强度相同
B. 两点电势相同
C. 将一负试探电荷沿边从移到过程中，试探电荷的电势能先增大后减小
D. 将一正试探电荷沿线段和沿线段从移动到的过程中，前者静电力做功更多
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据等量异种点电荷的电场分布特点可知，两点关于两点电荷中心对称，两点电场强度大小方向均相同，A正确；
B．两点中离处的正电荷更近，电势更高，两点电势不相同，B错误；
C．从到，电势减小，所以负试探电荷的电势能增大，C错误；
D．因为静电力做功与路径无关，两个过程初末位置相同，故静电力做功相同，D错误。
故选A。
6. 如图所示，在水平圆盘上放置一个质量为的小滑块，滑块离圆盘中心。滑块与圆盘之间的动摩擦因数为0.1，现使圆盘绕垂直于盘面的中心轴缓慢加速转动，至小滑块与盘面发生相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（ ）
A. 圆盘缓慢加速转动过程中，滑块所受的摩擦力做功为0
B. 小滑块与盘面发生相对滑动时圆盘的角速度为
C. 在小滑块上面再放置一个相同的小滑块，发生相对滑动时的角速度为
D. 在小滑块上面再放置一个质量为的小滑块，两者之间的动摩擦因数为0.05，发生相对滑动时的角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小滑块动能增大，故摩擦力做正功，A错误；
B．小滑块与盘面发生相对滑动时有
解得
B错误；
C．在小滑块上面再放置一个相同小滑块，发生相对滑动时有
解得
C错误；
D．在小滑块上面再放置一个的小滑块，两者之间的动摩擦因数为0.05，则两个小滑块首先发生相对滑动，有
解得
D正确。
故选D。
7. 如图所示，将一束单色光以入射角射入一个等腰直角三棱镜中，其中为直角。进入棱镜的光，先后经过面和面反射，从面射出，已知棱镜对光的折射率为，则出射光线相对于入射光线的偏转的角度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光路图如图所示
根据几何关系，由于是等腰直角三棱镜，利用折射定律和反射定律解得，出射时的入射角与入射时的折射角相等，根据光路可逆原理，出射光线相对于入射光线的偏转的角度为，与折射率和入射角均无关。
故选A。
8. 利用电磁阻尼现象的规律，可以制成如图所示的电磁制动器。如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。关于该电磁制动器下列说法正确的是（ ）
A. 该电磁制动器未通过直接接触产生阻力，从而可以避免磨损
B. 转盘的速度越大，制动力就越大
C. 如果将线圈中的电流反向，将不能起到制动作用
D. 因穿过转盘的磁通量未发生变化，转盘中无感应电流
【答案】AB
【解析】
【详解】A．该电磁制动器未通过直接接触产生阻力，从而可以避免磨损，A正确；
B．根据电磁感应定律，转盘的速度越大，感应电流越大，阻碍作用越强，B正确；
CD．运动导体可看成无数根过圆心的导体棒并联切割磁场产生感应电流，如果将线圈中的电流反向，由楞次定律转盘产生的安培力依旧阻碍圆盘的转动，能起到制动作用，CD错误。
故选AB。
9. 如图所示，设某质量为的卫星在半径为的圆形轨道上正常运行，受到来自正前方反方向运动的太空垃圾撞击，太空垃圾的质量为，速度大小与卫星的速度大小相同，撞击后两者组合在一起。已知地球表面重力加速度为，地球半径为，下列说法正确的是（ ）
A. 撞击前卫星的速度为
B. 卫星与太空垃圾撞击后的速度为
C. 卫星与太空垃圾撞击后的组合体的运动周期增大
D. 卫星与太空垃圾撞击后的一小段时间内，组合体在运动过程中速度将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．撞击前卫星做匀速圆周运动，则有
由黄金代换
解得
故A错误；
B．卫星与太空垃圾撞击过程动量守恒有
解得
故B正确；
CD．卫星与太空垃圾撞击后的组合体速度降低，所受的万有引力大于运动所需的向心力，做向心运动，轨道半径减小，周期减小，万有引力做正功，速度增大，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，圆形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为、电荷量为的带电粒子从点沿平行于直径的方向射入磁场，粒子经过圆心，最后离开磁场。已知圆形区域半径为与间的夹角为，不计粒子重力。则（ ）
A. 粒子运动速率为
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 粒子在磁场中运动的路程为
D. 粒子离开磁场时速度方向不可能平行于
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示
由于圆形区域半径为，则点到的距离为，设粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
A正确；
BD．根据上述分析可知，粒子在磁场中运动轨迹为半个圆周，粒子圆周运动的周期
则粒子在磁场中运动的时间为
粒子出磁场时速度方向平行于，BD错误；
C．粒子在磁场中运动的路程为
C正确。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 小明同学在实验室找到一个半导体元件，为测量其电阻，进行如下的操作
（1）先用多用电表进行测量，他先将红黑表笔插入多用电表的插孔，之后将多用电表开关旋至欧姆挡的“×100”挡后，接下来的操作是_______________，再将红黑表笔分别与该半导体元件两端相接，多用电表指针偏转位置如图所示，则该元件的电阻值为_______________Ω；
（2）为进一步更为精确的测量该元件的阻值，小明同学又找来了电压表（量程，电阻约）和毫安表（量程，电阻约）以及其他必要实验器材，他选择误差较小的电路连接并进行测量，则测量的阻值_______________（填“大于”“小于”或“等于”）半导体元件的真实电阻。
【答案】（1） ①. 红黑表笔短接，进行欧姆调零 ②. 900
（2）大于
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表进行电阻测量前，必须红黑表笔短接，进行欧姆调零；
[2]根据读数规则，该元件的电阻值为
【小问2详解】
由于
小明应该是采用电流表内接法，故测量的电阻阻值偏大。
12. 某学习小组准备用铁架台、光电计时器、电磁铁和铁球等验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。先测出A、B之间的距离，再让电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的光电计时器记录下小球的挡光时间为。已知当地的重力加速度为。
（1）该小组同学先用游标卡尺测量出小球的直径d为______；
（2）关于该实验下列说法正确是______；
A. 小球的直径越小，实验误差越小
B. 实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束
C. 实验时应先释放铁球，后打开光电计时器
（3）该小组同学通过改变A、B之间的距离，得到多组的数值，通过描绘图像，可验证机械能守恒，为使图像呈直线，应描绘______（用表示）图像，若图像的斜率______（用d、g表示），可验证机械能守恒。
（4）由于存在空气阻力，该小组同学用实验数据描绘的图像的斜率______（填“大于”“小于”或“等于”）理论值。
【答案】（1）2.98 （2）B
（3） ①. ②.
（4）大于
【解析】
【小问1详解】
根据游标卡尺的读数规律，该读数为
小问2详解】
A．小球的直径小，小球通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，但小球的直径越小，用游标卡尺测量时的测量产生的偶然误差越大，可知小球的直径应当适当小一些，而不是越小越好，故A错误；
B．实验中如果球心轨迹与激光束不相交，则小球的挡光距离将小于直径，导致挡光时间偏小，结果导致速度测量值偏大，可知实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，故B正确；
C．实验时应先打开光电计时器，后释放铁球，防止小球提前通过计时器时无法记录时间，故C错误。
故选B。
小问3详解】
[1]小球通过光电门的速度
若小球从A到机械能守恒定律，则有
解得
可知，为使图像呈直线，应描绘图像。
[2]结合上述可知，图像的斜率
即若图像的斜率等于，可验证机械能守恒。
【小问4详解】
由于存在空气阻力，在相等的下落高度h内，小球通过光电门的挡光时间大于理论值，导致绘制的过原点的倾斜直线偏上，可知用实验数据描绘的图像的斜率大于理论值。
13. 如图所示，倒立汽缸的活塞压在劲度系数为的竖直轻弹簧上，汽缸在两个固定的竖直光滑挡板之间悬空而静止，活塞与汽缸之间封闭有理想气体，气体高度为。不计活塞的质量和厚度，汽缸的质量为，活塞和汽缸壁导热性能良好。重力加速度为，环境温度为，大气压强为，活塞面积为，活塞与汽缸间的摩擦不计。现在汽缸顶部缓慢加细沙，当细沙的质量为时，求：
（1）汽缸内气体的高度；
（2）为使汽缸恢复到原来的位置，应使周围环境的温度上升至多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对汽缸，加上细沙前，对气缸受力分析，由平衡条件得
加上细沙后，对气缸受力分析，由平衡条件得
对气体，由波意耳定律得
解得
（2）开始时弹簧弹力
加上细沙后弹簧弹力
气体做等压变化使气缸恢复到原来的位置有
解得
14. 电磁炮是利用安培力对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。某学习小组利用图示的电路模型分析电磁炮的运动规律。将质量的导体棒放在两根足够长，且平行的光滑水平导轨上，导轨间距，导轨所在的平面内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨的右端连接一个电容的电容器。开始时用的高压直流电源对电容器充电，充电完成后将开关闭合，不计导轨电阻。求：
（1）为使导体棒向左运动，电容器的上极板带何种电荷；
（2）导体棒向左运动的最大速度；
（3）若电容器的储能公式为（其中为电容器带的电荷量），求该发射器的效率。
【答案】（1）带负电；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒向左运动，根据左手定则，导体棒中的电流向上，电容器的上极板带负电
（2）对导体棒，由动量定理得
累加得
流过导体棒的电荷量等于电容器的电荷量的减少量有
导体棒达到最大速度时有
解得
（3）电容器放电消耗的总能量为
而
导体棒获得的动能为
则该发射器的效率为
15. 如图所示，质量均为的个小物块等间距地放置在倾角为的足够长的斜面上，斜面与物块间的动摩擦因数均为，相邻物块间距为。现给物块1一个瞬时冲量，使其向下运动与物块2碰撞并粘在一起，之后向下运动再与物块3碰撞并粘在一起……碰撞时间极短，物块均可看成质点，不计空气阻力，重力加速度为，已知，。求：
（1）物块1和2碰撞后瞬间的速度大小；
（2）从物块1开始运动到物块和碰撞前瞬间，运动的物块克服摩擦力做的功；
（3）为使第个物块能向下运动，求给物块1的瞬时冲量应满足的条件。
【答案】（1）均为；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块1沿斜面下滑，由动能定理有
物块1与2相碰动量守恒有
解得物块1和2碰撞后瞬间的速度大小为
（2）物块1向下运动的过程中，克服摩擦力做的功为
前2个物块碰撞后向前运动的过程中，克服摩擦力做的功为
前个物块碰撞后向前运动的过程中，克服摩擦力做的功为
则物块和碰撞前，运动物块克服摩擦力做的功为
（3）物块1和2碰撞前瞬间动能为
根据（1）问结论，碰撞后瞬间系统动能
物块1、2和3碰撞前瞬间，系统动能
物块1、2和3碰撞后瞬间，系统动能
物块1、2、3和4碰撞前瞬间，系统动能
……
以此类推，在前个物块与物块碰撞前瞬间，系统动能
为使第个物块能向下运动，必须有
解得
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1. 1919年，卢瑟福首创用原子核人工转变的方法，用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，实验装置如图所示。当装置的容器内通入氮气时，荧光屏上观察到闪光。该实验的核反应方程式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．因该反应打出的是质子，A错误；
BCD．方程中质量数和核电荷数应守恒，故实验使用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，BD错误，C正确。
故选C。
2. 如图所示，两点是介质中间距为的两个波源，它们振动起来产生在纸面内传播的波形完全相同的简谐横波。两列波的振幅均为，周期均为，波速为。则之间连线上振幅为的点有（ ）
A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，两个波源是同相位的相干波源，两列波的振幅都为，故连线之间振幅为的点必为振动加强点，波长
设之间的点是加强点，则满足
求得
共五个振动加强点，即P、Q连线上振幅为10cm的点有5个。
故选D。
3. 如图所示，某同学设计一台风速测量仪，其原理是测量仪中有一轻质杆悬挂着一个小球，无风时轻质杆自由下垂，当受到沿水平方向吹来的速度为的风时，轻质杆与竖直方向的夹角为。若风力与速度成正比，则当轻质杆与竖直方向的夹角为时的风速为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为风力与速度成正比，设比例系数为，则有
小球的质量为m，重力加速度为，风速为时有
轻质杆与竖直方向的夹角为时，有
由二倍角公式有
解得
故选D。
4. 为实时监测高压输电线电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小。因高压输电线的电压和电流很大，可采用互感器进行测量。如图所示，电压互感器和电流互感器分别连接在高压线上，设两个互感器的原、副线圈的匝数比分别为、，两个互感器所连的电表的示数分别为a、b，则高压输电线的电压和电流分别为（ ）
A. ，B. ，C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，对电压互感器，由理想变压器有
对电流互感器，由理想变压器有
解得
，
故选B。
5. 如图所示，在空间一条线段的两个顶点处固定等量异种电荷，处为正电荷。是以的中点为中心的一个正方体，正方体的边与平行，取无穷远处为电势零点。下列说法正确的是（ ）
A. 两点电场强度相同
B. 两点电势相同
C. 将一负试探电荷沿边从移到过程中，试探电荷的电势能先增大后减小
D. 将一正试探电荷沿线段和沿线段从移动到的过程中，前者静电力做功更多
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据等量异种点电荷的电场分布特点可知，两点关于两点电荷中心对称，两点电场强度大小方向均相同，A正确；
B．两点中离处的正电荷更近，电势更高，两点电势不相同，B错误；
C．从到，电势减小，所以负试探电荷的电势能增大，C错误；
D．因为静电力做功与路径无关，两个过程初末位置相同，故静电力做功相同，D错误。
故选A。
6. 如图所示，在水平圆盘上放置一个质量为的小滑块，滑块离圆盘中心。滑块与圆盘之间的动摩擦因数为0.1，现使圆盘绕垂直于盘面的中心轴缓慢加速转动，至小滑块与盘面发生相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（ ）
A. 圆盘缓慢加速转动过程中，滑块所受的摩擦力做功为0
B. 小滑块与盘面发生相对滑动时圆盘的角速度为
C. 在小滑块上面再放置一个相同的小滑块，发生相对滑动时的角速度为
D. 在小滑块上面再放置一个质量为的小滑块，两者之间的动摩擦因数为0.05，发生相对滑动时的角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小滑块动能增大，故摩擦力做正功，A错误；
B．小滑块与盘面发生相对滑动时有
解得
B错误；
C．在小滑块上面再放置一个相同小滑块，发生相对滑动时有
解得
C错误；
D．在小滑块上面再放置一个的小滑块，两者之间的动摩擦因数为0.05，则两个小滑块首先发生相对滑动，有
解得
D正确。
故选D。
7. 如图所示，将一束单色光以入射角射入一个等腰直角三棱镜中，其中为直角。进入棱镜的光，先后经过面和面反射，从面射出，已知棱镜对光的折射率为，则出射光线相对于入射光线的偏转的角度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光路图如图所示
根据几何关系，由于是等腰直角三棱镜，利用折射定律和反射定律解得，出射时的入射角与入射时的折射角相等，根据光路可逆原理，出射光线相对于入射光线的偏转的角度为，与折射率和入射角均无关。
故选A。
8. 利用电磁阻尼现象的规律，可以制成如图所示的电磁制动器。如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。关于该电磁制动器下列说法正确的是（ ）
A. 该电磁制动器未通过直接接触产生阻力，从而可以避免磨损
B. 转盘的速度越大，制动力就越大
C. 如果将线圈中的电流反向，将不能起到制动作用
D. 因穿过转盘的磁通量未发生变化，转盘中无感应电流
【答案】AB
【解析】
【详解】A．该电磁制动器未通过直接接触产生阻力，从而可以避免磨损，A正确；
B．根据电磁感应定律，转盘的速度越大，感应电流越大，阻碍作用越强，B正确；
CD．运动导体可看成无数根过圆心的导体棒并联切割磁场产生感应电流，如果将线圈中的电流反向，由楞次定律转盘产生的安培力依旧阻碍圆盘的转动，能起到制动作用，CD错误。
故选AB。
9. 如图所示，设某质量为的卫星在半径为的圆形轨道上正常运行，受到来自正前方反方向运动的太空垃圾撞击，太空垃圾的质量为，速度大小与卫星的速度大小相同，撞击后两者组合在一起。已知地球表面重力加速度为，地球半径为，下列说法正确的是（ ）
A. 撞击前卫星的速度为
B. 卫星与太空垃圾撞击后的速度为
C. 卫星与太空垃圾撞击后的组合体的运动周期增大
D. 卫星与太空垃圾撞击后的一小段时间内，组合体在运动过程中速度将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．撞击前卫星做匀速圆周运动，则有
由黄金代换
解得
故A错误；
B．卫星与太空垃圾撞击过程动量守恒有
解得
故B正确；
CD．卫星与太空垃圾撞击后的组合体速度降低，所受的万有引力大于运动所需的向心力，做向心运动，轨道半径减小，周期减小，万有引力做正功，速度增大，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，圆形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为、电荷量为的带电粒子从点沿平行于直径的方向射入磁场，粒子经过圆心，最后离开磁场。已知圆形区域半径为与间的夹角为，不计粒子重力。则（ ）
A. 粒子运动速率为
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 粒子在磁场中运动的路程为
D. 粒子离开磁场时速度方向不可能平行于
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示
由于圆形区域半径为，则点到的距离为，设粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
A正确；
BD．根据上述分析可知，粒子在磁场中运动轨迹为半个圆周，粒子圆周运动的周期
则粒子在磁场中运动的时间为
粒子出磁场时速度方向平行于，BD错误；
C．粒子在磁场中运动的路程为
C正确。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 小明同学在实验室找到一个半导体元件，为测量其电阻，进行如下的操作
（1）先用多用电表进行测量，他先将红黑表笔插入多用电表的插孔，之后将多用电表开关旋至欧姆挡的“×100”挡后，接下来的操作是_______________，再将红黑表笔分别与该半导体元件两端相接，多用电表指针偏转位置如图所示，则该元件的电阻值为_______________Ω；
（2）为进一步更为精确的测量该元件的阻值，小明同学又找来了电压表（量程，电阻约）和毫安表（量程，电阻约）以及其他必要实验器材，他选择误差较小的电路连接并进行测量，则测量的阻值_______________（填“大于”“小于”或“等于”）半导体元件的真实电阻。
【答案】（1） ①. 红黑表笔短接，进行欧姆调零 ②. 900
（2）大于
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表进行电阻测量前，必须红黑表笔短接，进行欧姆调零；
[2]根据读数规则，该元件的电阻值为
【小问2详解】
由于
小明应该是采用电流表内接法，故测量的电阻阻值偏大。
12. 某学习小组准备用铁架台、光电计时器、电磁铁和铁球等验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。先测出A、B之间的距离，再让电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的光电计时器记录下小球的挡光时间为。已知当地的重力加速度为。
（1）该小组同学先用游标卡尺测量出小球的直径d为______；
（2）关于该实验下列说法正确是______；
A. 小球的直径越小，实验误差越小
B. 实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束
C. 实验时应先释放铁球，后打开光电计时器
（3）该小组同学通过改变A、B之间的距离，得到多组的数值，通过描绘图像，可验证机械能守恒，为使图像呈直线，应描绘______（用表示）图像，若图像的斜率______（用d、g表示），可验证机械能守恒。
（4）由于存在空气阻力，该小组同学用实验数据描绘的图像的斜率______（填“大于”“小于”或“等于”）理论值。
【答案】（1）2.98 （2）B
（3） ①. ②.
（4）大于
【解析】
【小问1详解】
根据游标卡尺的读数规律，该读数为
小问2详解】
A．小球的直径小，小球通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，但小球的直径越小，用游标卡尺测量时的测量产生的偶然误差越大，可知小球的直径应当适当小一些，而不是越小越好，故A错误；
B．实验中如果球心轨迹与激光束不相交，则小球的挡光距离将小于直径，导致挡光时间偏小，结果导致速度测量值偏大，可知实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，故B正确；
C．实验时应先打开光电计时器，后释放铁球，防止小球提前通过计时器时无法记录时间，故C错误。
故选B。
小问3详解】
[1]小球通过光电门的速度
若小球从A到机械能守恒定律，则有
解得
可知，为使图像呈直线，应描绘图像。
[2]结合上述可知，图像的斜率
即若图像的斜率等于，可验证机械能守恒。
【小问4详解】
由于存在空气阻力，在相等的下落高度h内，小球通过光电门的挡光时间大于理论值，导致绘制的过原点的倾斜直线偏上，可知用实验数据描绘的图像的斜率大于理论值。
13. 如图所示，倒立汽缸的活塞压在劲度系数为的竖直轻弹簧上，汽缸在两个固定的竖直光滑挡板之间悬空而静止，活塞与汽缸之间封闭有理想气体，气体高度为。不计活塞的质量和厚度，汽缸的质量为，活塞和汽缸壁导热性能良好。重力加速度为，环境温度为，大气压强为，活塞面积为，活塞与汽缸间的摩擦不计。现在汽缸顶部缓慢加细沙，当细沙的质量为时，求：
（1）汽缸内气体的高度；
（2）为使汽缸恢复到原来的位置，应使周围环境的温度上升至多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对汽缸，加上细沙前，对气缸受力分析，由平衡条件得
加上细沙后，对气缸受力分析，由平衡条件得
对气体，由波意耳定律得
解得
（2）开始时弹簧弹力
加上细沙后弹簧弹力
气体做等压变化使气缸恢复到原来的位置有
解得
14. 电磁炮是利用安培力对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。某学习小组利用图示的电路模型分析电磁炮的运动规律。将质量的导体棒放在两根足够长，且平行的光滑水平导轨上，导轨间距，导轨所在的平面内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导轨的右端连接一个电容的电容器。开始时用的高压直流电源对电容器充电，充电完成后将开关闭合，不计导轨电阻。求：
（1）为使导体棒向左运动，电容器的上极板带何种电荷；
（2）导体棒向左运动的最大速度；
（3）若电容器的储能公式为（其中为电容器带的电荷量），求该发射器的效率。
【答案】（1）带负电；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒向左运动，根据左手定则，导体棒中的电流向上，电容器的上极板带负电
（2）对导体棒，由动量定理得
累加得
流过导体棒的电荷量等于电容器的电荷量的减少量有
导体棒达到最大速度时有
解得
（3）电容器放电消耗的总能量为
而
导体棒获得的动能为
则该发射器的效率为
15. 如图所示，质量均为的个小物块等间距地放置在倾角为的足够长的斜面上，斜面与物块间的动摩擦因数均为，相邻物块间距为。现给物块1一个瞬时冲量，使其向下运动与物块2碰撞并粘在一起，之后向下运动再与物块3碰撞并粘在一起……碰撞时间极短，物块均可看成质点，不计空气阻力，重力加速度为，已知，。求：
（1）物块1和2碰撞后瞬间的速度大小；
（2）从物块1开始运动到物块和碰撞前瞬间，运动的物块克服摩擦力做的功；
（3）为使第个物块能向下运动，求给物块1的瞬时冲量应满足的条件。
【答案】（1）均为；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块1沿斜面下滑，由动能定理有
物块1与2相碰动量守恒有
解得物块1和2碰撞后瞬间的速度大小为
（2）物块1向下运动的过程中，克服摩擦力做的功为
前2个物块碰撞后向前运动的过程中，克服摩擦力做的功为
前个物块碰撞后向前运动的过程中，克服摩擦力做的功为
则物块和碰撞前，运动物块克服摩擦力做的功为
（3）物块1和2碰撞前瞬间动能为
根据（1）问结论，碰撞后瞬间系统动能
物块1、2和3碰撞前瞬间，系统动能
物块1、2和3碰撞后瞬间，系统动能
物块1、2、3和4碰撞前瞬间，系统动能
……
以此类推，在前个物块与物块碰撞前瞬间，系统动能
为使第个物块能向下运动，必须有
解得
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