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2024届河北省邯郸市部分示范性高中高三下学期三模物理试题
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这是一份2024届河北省邯郸市部分示范性高中高三下学期三模物理试题，共13页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.2023年我国新核准5个核电项目，新开工5台核电机组。截至目前，我国在建核电机组26台，总装机容量3030万千瓦，继续保持世界第一。关于原子核及核反应，下列说法正确的是（ ）
A.现已建成的核电站的能量来自核聚变反应
B.原子核发生衰变时遵守电荷守恒和质量守恒定律
C.汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构
D.天然放射现象与原子核内部变化有关
2.如图所示，某喷泉中间有一喷水口竖直向上喷水，外面的喷水口环绕成一个圆形，圆的半径为10m，调节喷水孔的喷射角度，让喷出的水全部汇聚到中间喷水口，并且让外圈的水最高喷射5m，若g取，不考虑空气阻力，则外圈喷出水的速度的大小为（ ）
A.B.C.D.
3.已知质量均匀分布的球壳对球壳内部的质点的万有引力为零。如图所示，在地球北纬60°的A处凿开一个穿过地轴的直线隧道，直通北纬60°的B处，假设隧道光滑，现将一个质量为m的物体在A处无初速度释放，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑地球自转。下列说法正确的是（ ）
A.物体在隧道内做匀变速直线运动
B.刚释放时物体的加速度大小为
C.物体在隧道内的最大速度为
D.物体从A点运动到B点的时间为
4.一列平面简谐横波沿x轴正方向传播，已知，，，在时，原点处的质点处于平衡位置且沿y轴正方向运动。下列说法不正确的是（ ）
A.该在此介质中的传播速度为1m/s
B.原点处的振动表达式为
C.时，位于处的质点正处于波谷
D.处的振动表达式为
5.如图所示，两个倾角相同的斜面固定在水平地面上，底端通过光滑小圆弧连接，一物块从右侧斜面顶端由静止下滑，滑上左侧斜面至最高点，物块与两斜面间动摩擦因数相同，通过底端时无能量损失，此过程中下列图像正确的是（x为速率，为重力势能，t为运动时间，为动能，E为机械能，s为路程，选取地面为零势能曲）
A.B.
C.D.
6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，发电机（内阻不计）提供电压为的交流电，副线圈回路中接有理想二极管和电阻。下列说法不正确的是（ ）
A.发电机提供交流电的频率为50Hz
B.原线圈两端的电压为220V
C.通过电阻R的电流为
D.原线圈的输入功率为1210W
7.如图所示，一束单色光平行于平面且与成角（）射入长方体玻璃砖，在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。A、B、C、D为光线上的四个点，其中A为入射光线上的点且到的距离为3cm，B到A的水平距离为14cm，B、C连线平行于且B、C两点的距离为4cm，C、D连线垂直于且C、D两点的距离为13cm，已知光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（ ）
A.玻璃砖的厚度为4cm
B.玻璃砖的折射率为1.5
C.光在玻璃砖内的传播速度为
D.过C点的光线在玻璃砖中传播的时间为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，长方体所处的三维空间中存在匀强电场，其中，点电势为0，A、和三点的电势均为2V，边长，，则下列说法正确的是（ ）
A.匀强电场的场强为3V/m
B.把一个正点电荷从A点沿直线移动到点，电势能一直增大
C.B、C、D三点中，B点电势最高
D.将一个电子从C点移动到点，电场力做功为2eV
9.放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项活动。有一个小朋友将一只风筝放飞到空中后，当他缓慢的释放拉线，风筝越飞越高，先后经过同一竖直面的a、b两点，如图所示。风筝所受风力方向不变，拉线的质量不计，风筝受到的重力不可忽略但浮力不计，小孩受到的风力不计，拉线始终处于绷紧状态，则前后两个位置相比（ ）
A.拉线的张力减小B.风对风筝的作用力增加
C.小孩对地面的压力变大D.小孩对地面的摩擦力变大
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直于平面向里的匀强磁场。x轴上放置一无限长挡板，挡板上M、N两点的坐标分别为和，坐标为的P点存在一粒子源，可以在平面内向各个方向均匀发射速率为v，比荷为的正电粒子，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（ ）
A.带点粒子在磁场中顺时针运动
B.若，则打在挡板上的粒子数占总数的
C.若，则挡板上有粒子打到的线段长度为
D.若，将挡板帧去，则$MN$之间各处圴有粒子通过
三、实验题：本题共2小题，共16分。
11.（8分）如图所示，利用气垫导轨验证功量守恒定律，主要的实验步骤如下：
（1）利用螺旋测微器测量两滑块上挡光片的宽度，得到的结果如下图所示，则挡光片的宽度为__________mm。
（2）安装好气垫导轨，向气垫导轨通入压缩空气，只放上滑块1，接通光电计时器，给滑块1一个初速度，调节气垫导轨的两端高度直到滑块做匀速运动，能够判断滑块做匀速运动的依据是__________.
（3）若滑块1通过光电门时挡光时间为，则滑块1的速度大小为__________（保留两位有效数字）。
（4）设碰撞前滑块1的速度为，滑块2的速度为0，碰撞后滑块1的速度为，滑块2的速度为，若滑块1和滑块2之间的碰撞是弹性碰撞，则速度关系需要满足__________。
12.（8分）导电胶条广泛应用于电话、电子表、计算器、仪表等产品的液晶显示器与电路板的连接。某实验小组测量某导电胶条的电阻。实验过程如下：
（1）固定导电胶条，将多用电表的选择开关旋转至欧姆“”挡，欧姆调零后，发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量，应该选择__________挡位（选填“”、“”），并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如下图所示。测量值为__________。
（2）实验小组设计电路进一步精确测量导电胶条的阻值，实验室提供了以下器材：
A.待测导电胶条
B.电压表（量程、内阻为）
C.电流表（量程、内阻约为）
D.电流表（量程、内阻约为）
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.定值电阻
H.定值电阻
I.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①实验中，需将电压表V的量程扩大为3V，应将定值电阻__________（选填器材前面的字母代号）与电压表串联。
②实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，选取合适的器材。请将设计的电路画在图甲虚线框中，并在电路图上标出所选用的相应的器材符号，导电胶条用“”表示。
图甲 图乙
③改变滑动变阻器滑动触头的位置，读取多组电压表和电流表的示数U和I，作出关系图如图乙所示，根据图像中的数据可求得导电较条的阻值为__________。（保留两位有效数字）。
四、解答题：本题共3小题，共38分。
13.（8分）如图所示，一定质量的理想气体被封闭在密闭气缸中，气缸壁导热良好，活塞将气体分隔或A、B上下两部分，活塞的质量面积为可无摩擦上下移动。当气缸静止时活塞距气缸底和顶的距离均为，上部分气体的压强，现让气缸做自由落体运动，稳定时活塞离气缸底的距离是多少？（重力加速度g取）
14.（12分）水平面上固定有两根间距为0.3m的足够长平行光滑金属导轨MN，PQ，其右端为向上弯曲的弧形，底部与水平段相切于，水平段所处空间存在磁感应强度为1T、竖直向上的匀强磁场，如图所示。已知导体棒a、b的质量均为0.3kg，接入电路的有效电阻分别为，。现将a棒置于弧形导轨上距水平面0.2m高处，b棒静置在水平导轨上足够远处，导体棒运动过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，重力加速度g取。
（1）若将a棒固定不动，用3N的水平恒力拉动b棒由静止开始运动，则当电路中的电流稳定时，a棒消耗的电功率为多大？
（2）若将a棒由静止释放，则从a棒开始运动到最终稳定的过程中，若要保证两棒始终不能相撞，则b棒的初始位置离弧形轨道底端的距离至少多大？
15.（18分）如图所示，长度为的长木板放在水平地面上，长木板的质量为，与水平地面的动摩擦因数为。可看做质点的小物块放在长木板的左端，小物块的质量为，带电量为，电量始终保持不变，与长木板之间的动摩擦因数为，长木板不带电，整个系统处于静止状态。现在在空间加上水平向右和竖直向下的匀强电场，其中水平向右的电场左边界为长木板的左端，右边界为处，大小为；竖直向下的电场左边界为长木板处，右边界为长木板的右端，大小为，重力加速度取。求：
（1）刚加上电场时，小物块和长木板各自的加速度大小；
（2）从开始运动到两物体刚好共速的过程中，长木板的位移大小；
（3）最终静止时，小物块距离出发点的距离。
物理答案
1.【答案】D
【解析】现已建成的核电站的能量主要来自重核裂变，故A错误；原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒定律，故B错误；卢瑟福根据Ʊ粒子散射实验现象，提出了原子具有核式结构，故C错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出Ʊ粒子Ʋ粒子或Ƴ射线的现象，故D正确；
2.【答案】A
【解析】外圈喷水口喷出水的运动可以简化为一个斜抛运动，如右图所示。将此运动分解为水平、竖直两个方向，竖直方向为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线，竖直位移，竖直方向上升和下降过程具有对称性，则总时间为，水平速度，竖直速度，合速度大小为，故A正确。
3.【答案】B
【解析】设物体运动过程中距离C点的距离是x，则物体所受万有引力沿隧道方向的分力是，F与x成正比，小球在隧道内做简谐运动，选项A错误；刚释放时物体所受万有引力沿隧道方向的分力是，故物体受到的加速度大小为，故B正确；由简谐运动的知识可知，物体做简谐运动的，振幅为，从运动到的过程中的，最大速度，故C错误；由简谐运动的知识可知，物体从运动到的时间是周期的一半，，故D错误。
4.【答案】B
【解析】波速，故A正确，不符合题目要求；原点处质点的振动表达式，其中的角频率为，由于在时原点处的质点处于平衡位置且沿轴正方向运动，故，则原点处的振动表达式为，故B错误，符合题目要求；时的波形和时的波形一样，故处质点正处于波谷，故C正确，不符合题目要求；平面简谐波沿轴正方向传播处质点振动相对点落后了半个周期，振动表达式为，故D正确，不符合题目要求。所以该题选B。
5.【答案】D
【解析】物体沿斜面下滑加速度为，沿斜面上滑加速度为，故A错误；图像的斜率大小表示重力的瞬时功率，物体沿斜面下滑，速度越来越大，重力的功率越来越大，故B错误；动能随路程变化图像的斜率大小表示合外力，故C错误；机械能随路程变化图像的斜率大小表示摩擦力，故D正确。
6.【答案】D
【解析】可知发电机提供交流电的角频率，频率，故A正确；原线圈两端的电压为220V，故B正确；副线圈电压110V，理想二极管单向导电，两端电压为，通过电阻的电流为，故C正确；原线圈的翰入功率为605W，故D不正确。所以该题选D。
7.【答案】A
【解析】如右图所示，，，故，，，，，，，则玻璃砖的厚度，故A正确；，，玻璃砖的折射率为，光在玻璃砖内的传播速度为，故B、C错误；过点的光线在玻璃砖中传播的距离为，传播的时间为，故D错误。
8.【答案】AB
【解析】以点为坐标原点、为x轴、为y轴、为z轴建立三维坐标系，由题意可知，，由矢量合成法则可知合场强为，故A正确；把一个正点电荷从点沿直线移动到点的过程中，电场力与位移之间的夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增加，故B正确；由题意可知点和点的电势都是，C点电势为，点电势最高，故C错误；由题意知，点的电势为，，故D错误。
9.【答案】AC
【解析】风筝受力情况如右图所示，则风筝从点到点时，拉线的张力减小，凤对风筝的作用力减小，故A正确，B错误；小孩对地面的压力（其中是拉线与水平方向的夹角），因为和均减小，可知变大，小孩对地面的压力变大，故C正确；对小孩和风筝的整体分析，水平方向（其中是风力与水平方向的夹角），则因为不变，减小，则减小，故D错误。
10.【答案】BC
【解析】根据左手定则，带电粒子在磁场中逆时针运动，故A错误；根据半径公式，带入解得：。如图甲所示，则打在挡板上的粒子的两个临界为①和②，对应的角度范围为，故B正确；打在挡板上的长度为两个临界②和③，对应的长度分别为和，故C正确；粒子的轨迹半径为，打在MN的临界如图乙中④和⑤，QN段无粒子通过，故D错误。
图甲 图乙
11.【答案】（8分，每空2分）
（1）4.700（2）通过两个光电门的时间相同
（3）0.47（4）
【解析】（1）挡光片的宽度为：。
（2）滑块若能够做匀速运动，因挡光片的宽度为定值，则经过光电门的时间相同。
（3）
（4）根据系统的动量守恒和能量守恒：
解得：。
12.【答案】（8分，除特殊标注外，每空2分）
（1）（1分）90（1分）
（2）①G②见解析③82
【解析】（1）将多用电表的选择开关旋转至欧姆“”挡，欧姆调零后，发现指针偏转角度太大，说明待测电阻为小电阻，倍率选的偏大，应该换小倍率“”；更换倍率后，测量值为。
（2）①选定值电阻与电压表串联改装成3V的电压表，电路中定值电阻应选择G。
②实验时，为了减小实验误差，由于待测阻值粗测为，改装电压表的量程为3V，流过导电胶条的最大电流约为33mA，电流表应该选，要求电表的示数从零开始调节，滑动变阻器选，连入电路用分压法，电路图如下图所示。
（3）通过电路图可知，化简可得，根据图像可知斜率，可得。
13.【答案】
解：气缸静止时，由活塞平衡可得：①
自由落体后，A、B的压强相等，设为，气体等温变化
②
③
由①②③式，带入数据可得：
14.【答案】（1）（2）0.2m
解：（1）电路中的电流稳定时，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，有：
棒消耗的功率：
联立解得：
（2）从棒开始运动到进入磁场过程中，棒未动，根据机械能守恒定律有：
棒进入磁场后二者系统动量守恒，设二者最终稳定时的速度为，以的方向为正，则：
设棒的初始位置离弧形轨道最底端的距离至少为，对棒，从开始运动至最终稳定时，
根据动量定理有：
平均电流：
平均感应电动势大小为：
该过程中，电路内磁通量减少量为：
其中，刚好不相撞时，有：
联立解得
15.【答案】（1），（2）（3）
解：（1）对小物块受力分析：
解得：
对长木板受力分析：
解得：
（2）小物块运动到处的速度为：
解得：，运动时间：
长木板的速度为：
长木板的位移为：
当物块进入竖直向下的电场后对小物块受力分析：
解得：，做减速运动
长木板的加速度：
解得：，做加速运动
当两者达到共同速度，有：
解得：，
这段时间长木板的位移为：
这段时间小物块的位移为：，
小物块没有出竖直向下的电场长木板的总位移为：
（3）共速后两物体一起向右减速，加速度为：
解得：
减速到零时的位移为：
出电场时的速度为，则
出电场后，两物体共同减速到零的加速度为：
解得：
出电场后，则最终停下来的位移为：
静止时小物块距离出发点的距离为：
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.2023年我国新核准5个核电项目，新开工5台核电机组。截至目前，我国在建核电机组26台，总装机容量3030万千瓦，继续保持世界第一。关于原子核及核反应，下列说法正确的是（ ）
A.现已建成的核电站的能量来自核聚变反应
B.原子核发生衰变时遵守电荷守恒和质量守恒定律
C.汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构
D.天然放射现象与原子核内部变化有关
2.如图所示，某喷泉中间有一喷水口竖直向上喷水，外面的喷水口环绕成一个圆形，圆的半径为10m，调节喷水孔的喷射角度，让喷出的水全部汇聚到中间喷水口，并且让外圈的水最高喷射5m，若g取，不考虑空气阻力，则外圈喷出水的速度的大小为（ ）
A.B.C.D.
3.已知质量均匀分布的球壳对球壳内部的质点的万有引力为零。如图所示，在地球北纬60°的A处凿开一个穿过地轴的直线隧道，直通北纬60°的B处，假设隧道光滑，现将一个质量为m的物体在A处无初速度释放，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑地球自转。下列说法正确的是（ ）
A.物体在隧道内做匀变速直线运动
B.刚释放时物体的加速度大小为
C.物体在隧道内的最大速度为
D.物体从A点运动到B点的时间为
4.一列平面简谐横波沿x轴正方向传播，已知，，，在时，原点处的质点处于平衡位置且沿y轴正方向运动。下列说法不正确的是（ ）
A.该在此介质中的传播速度为1m/s
B.原点处的振动表达式为
C.时，位于处的质点正处于波谷
D.处的振动表达式为
5.如图所示，两个倾角相同的斜面固定在水平地面上，底端通过光滑小圆弧连接，一物块从右侧斜面顶端由静止下滑，滑上左侧斜面至最高点，物块与两斜面间动摩擦因数相同，通过底端时无能量损失，此过程中下列图像正确的是（x为速率，为重力势能，t为运动时间，为动能，E为机械能，s为路程，选取地面为零势能曲）
A.B.
C.D.
6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，发电机（内阻不计）提供电压为的交流电，副线圈回路中接有理想二极管和电阻。下列说法不正确的是（ ）
A.发电机提供交流电的频率为50Hz
B.原线圈两端的电压为220V
C.通过电阻R的电流为
D.原线圈的输入功率为1210W
7.如图所示，一束单色光平行于平面且与成角（）射入长方体玻璃砖，在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。A、B、C、D为光线上的四个点，其中A为入射光线上的点且到的距离为3cm，B到A的水平距离为14cm，B、C连线平行于且B、C两点的距离为4cm，C、D连线垂直于且C、D两点的距离为13cm，已知光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（ ）
A.玻璃砖的厚度为4cm
B.玻璃砖的折射率为1.5
C.光在玻璃砖内的传播速度为
D.过C点的光线在玻璃砖中传播的时间为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，长方体所处的三维空间中存在匀强电场，其中，点电势为0，A、和三点的电势均为2V，边长，，则下列说法正确的是（ ）
A.匀强电场的场强为3V/m
B.把一个正点电荷从A点沿直线移动到点，电势能一直增大
C.B、C、D三点中，B点电势最高
D.将一个电子从C点移动到点，电场力做功为2eV
9.放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项活动。有一个小朋友将一只风筝放飞到空中后，当他缓慢的释放拉线，风筝越飞越高，先后经过同一竖直面的a、b两点，如图所示。风筝所受风力方向不变，拉线的质量不计，风筝受到的重力不可忽略但浮力不计，小孩受到的风力不计，拉线始终处于绷紧状态，则前后两个位置相比（ ）
A.拉线的张力减小B.风对风筝的作用力增加
C.小孩对地面的压力变大D.小孩对地面的摩擦力变大
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直于平面向里的匀强磁场。x轴上放置一无限长挡板，挡板上M、N两点的坐标分别为和，坐标为的P点存在一粒子源，可以在平面内向各个方向均匀发射速率为v，比荷为的正电粒子，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（ ）
A.带点粒子在磁场中顺时针运动
B.若，则打在挡板上的粒子数占总数的
C.若，则挡板上有粒子打到的线段长度为
D.若，将挡板帧去，则$MN$之间各处圴有粒子通过
三、实验题：本题共2小题，共16分。
11.（8分）如图所示，利用气垫导轨验证功量守恒定律，主要的实验步骤如下：
（1）利用螺旋测微器测量两滑块上挡光片的宽度，得到的结果如下图所示，则挡光片的宽度为__________mm。
（2）安装好气垫导轨，向气垫导轨通入压缩空气，只放上滑块1，接通光电计时器，给滑块1一个初速度，调节气垫导轨的两端高度直到滑块做匀速运动，能够判断滑块做匀速运动的依据是__________.
（3）若滑块1通过光电门时挡光时间为，则滑块1的速度大小为__________（保留两位有效数字）。
（4）设碰撞前滑块1的速度为，滑块2的速度为0，碰撞后滑块1的速度为，滑块2的速度为，若滑块1和滑块2之间的碰撞是弹性碰撞，则速度关系需要满足__________。
12.（8分）导电胶条广泛应用于电话、电子表、计算器、仪表等产品的液晶显示器与电路板的连接。某实验小组测量某导电胶条的电阻。实验过程如下：
（1）固定导电胶条，将多用电表的选择开关旋转至欧姆“”挡，欧姆调零后，发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量，应该选择__________挡位（选填“”、“”），并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如下图所示。测量值为__________。
（2）实验小组设计电路进一步精确测量导电胶条的阻值，实验室提供了以下器材：
A.待测导电胶条
B.电压表（量程、内阻为）
C.电流表（量程、内阻约为）
D.电流表（量程、内阻约为）
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.定值电阻
H.定值电阻
I.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①实验中，需将电压表V的量程扩大为3V，应将定值电阻__________（选填器材前面的字母代号）与电压表串联。
②实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，选取合适的器材。请将设计的电路画在图甲虚线框中，并在电路图上标出所选用的相应的器材符号，导电胶条用“”表示。
图甲 图乙
③改变滑动变阻器滑动触头的位置，读取多组电压表和电流表的示数U和I，作出关系图如图乙所示，根据图像中的数据可求得导电较条的阻值为__________。（保留两位有效数字）。
四、解答题：本题共3小题，共38分。
13.（8分）如图所示，一定质量的理想气体被封闭在密闭气缸中，气缸壁导热良好，活塞将气体分隔或A、B上下两部分，活塞的质量面积为可无摩擦上下移动。当气缸静止时活塞距气缸底和顶的距离均为，上部分气体的压强，现让气缸做自由落体运动，稳定时活塞离气缸底的距离是多少？（重力加速度g取）
14.（12分）水平面上固定有两根间距为0.3m的足够长平行光滑金属导轨MN，PQ，其右端为向上弯曲的弧形，底部与水平段相切于，水平段所处空间存在磁感应强度为1T、竖直向上的匀强磁场，如图所示。已知导体棒a、b的质量均为0.3kg，接入电路的有效电阻分别为，。现将a棒置于弧形导轨上距水平面0.2m高处，b棒静置在水平导轨上足够远处，导体棒运动过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，重力加速度g取。
（1）若将a棒固定不动，用3N的水平恒力拉动b棒由静止开始运动，则当电路中的电流稳定时，a棒消耗的电功率为多大？
（2）若将a棒由静止释放，则从a棒开始运动到最终稳定的过程中，若要保证两棒始终不能相撞，则b棒的初始位置离弧形轨道底端的距离至少多大？
15.（18分）如图所示，长度为的长木板放在水平地面上，长木板的质量为，与水平地面的动摩擦因数为。可看做质点的小物块放在长木板的左端，小物块的质量为，带电量为，电量始终保持不变，与长木板之间的动摩擦因数为，长木板不带电，整个系统处于静止状态。现在在空间加上水平向右和竖直向下的匀强电场，其中水平向右的电场左边界为长木板的左端，右边界为处，大小为；竖直向下的电场左边界为长木板处，右边界为长木板的右端，大小为，重力加速度取。求：
（1）刚加上电场时，小物块和长木板各自的加速度大小；
（2）从开始运动到两物体刚好共速的过程中，长木板的位移大小；
（3）最终静止时，小物块距离出发点的距离。
物理答案
1.【答案】D
【解析】现已建成的核电站的能量主要来自重核裂变，故A错误；原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒定律，故B错误；卢瑟福根据Ʊ粒子散射实验现象，提出了原子具有核式结构，故C错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出Ʊ粒子Ʋ粒子或Ƴ射线的现象，故D正确；
2.【答案】A
【解析】外圈喷水口喷出水的运动可以简化为一个斜抛运动，如右图所示。将此运动分解为水平、竖直两个方向，竖直方向为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线，竖直位移，竖直方向上升和下降过程具有对称性，则总时间为，水平速度，竖直速度，合速度大小为，故A正确。
3.【答案】B
【解析】设物体运动过程中距离C点的距离是x，则物体所受万有引力沿隧道方向的分力是，F与x成正比，小球在隧道内做简谐运动，选项A错误；刚释放时物体所受万有引力沿隧道方向的分力是，故物体受到的加速度大小为，故B正确；由简谐运动的知识可知，物体做简谐运动的，振幅为，从运动到的过程中的，最大速度，故C错误；由简谐运动的知识可知，物体从运动到的时间是周期的一半，，故D错误。
4.【答案】B
【解析】波速，故A正确，不符合题目要求；原点处质点的振动表达式，其中的角频率为，由于在时原点处的质点处于平衡位置且沿轴正方向运动，故，则原点处的振动表达式为，故B错误，符合题目要求；时的波形和时的波形一样，故处质点正处于波谷，故C正确，不符合题目要求；平面简谐波沿轴正方向传播处质点振动相对点落后了半个周期，振动表达式为，故D正确，不符合题目要求。所以该题选B。
5.【答案】D
【解析】物体沿斜面下滑加速度为，沿斜面上滑加速度为，故A错误；图像的斜率大小表示重力的瞬时功率，物体沿斜面下滑，速度越来越大，重力的功率越来越大，故B错误；动能随路程变化图像的斜率大小表示合外力，故C错误；机械能随路程变化图像的斜率大小表示摩擦力，故D正确。
6.【答案】D
【解析】可知发电机提供交流电的角频率，频率，故A正确；原线圈两端的电压为220V，故B正确；副线圈电压110V，理想二极管单向导电，两端电压为，通过电阻的电流为，故C正确；原线圈的翰入功率为605W，故D不正确。所以该题选D。
7.【答案】A
【解析】如右图所示，，，故，，，，，，，则玻璃砖的厚度，故A正确；，，玻璃砖的折射率为，光在玻璃砖内的传播速度为，故B、C错误；过点的光线在玻璃砖中传播的距离为，传播的时间为，故D错误。
8.【答案】AB
【解析】以点为坐标原点、为x轴、为y轴、为z轴建立三维坐标系，由题意可知，，由矢量合成法则可知合场强为，故A正确；把一个正点电荷从点沿直线移动到点的过程中，电场力与位移之间的夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增加，故B正确；由题意可知点和点的电势都是，C点电势为，点电势最高，故C错误；由题意知，点的电势为，，故D错误。
9.【答案】AC
【解析】风筝受力情况如右图所示，则风筝从点到点时，拉线的张力减小，凤对风筝的作用力减小，故A正确，B错误；小孩对地面的压力（其中是拉线与水平方向的夹角），因为和均减小，可知变大，小孩对地面的压力变大，故C正确；对小孩和风筝的整体分析，水平方向（其中是风力与水平方向的夹角），则因为不变，减小，则减小，故D错误。
10.【答案】BC
【解析】根据左手定则，带电粒子在磁场中逆时针运动，故A错误；根据半径公式，带入解得：。如图甲所示，则打在挡板上的粒子的两个临界为①和②，对应的角度范围为，故B正确；打在挡板上的长度为两个临界②和③，对应的长度分别为和，故C正确；粒子的轨迹半径为，打在MN的临界如图乙中④和⑤，QN段无粒子通过，故D错误。
图甲 图乙
11.【答案】（8分，每空2分）
（1）4.700（2）通过两个光电门的时间相同
（3）0.47（4）
【解析】（1）挡光片的宽度为：。
（2）滑块若能够做匀速运动，因挡光片的宽度为定值，则经过光电门的时间相同。
（3）
（4）根据系统的动量守恒和能量守恒：
解得：。
12.【答案】（8分，除特殊标注外，每空2分）
（1）（1分）90（1分）
（2）①G②见解析③82
【解析】（1）将多用电表的选择开关旋转至欧姆“”挡，欧姆调零后，发现指针偏转角度太大，说明待测电阻为小电阻，倍率选的偏大，应该换小倍率“”；更换倍率后，测量值为。
（2）①选定值电阻与电压表串联改装成3V的电压表，电路中定值电阻应选择G。
②实验时，为了减小实验误差，由于待测阻值粗测为，改装电压表的量程为3V，流过导电胶条的最大电流约为33mA，电流表应该选，要求电表的示数从零开始调节，滑动变阻器选，连入电路用分压法，电路图如下图所示。
（3）通过电路图可知，化简可得，根据图像可知斜率，可得。
13.【答案】
解：气缸静止时，由活塞平衡可得：①
自由落体后，A、B的压强相等，设为，气体等温变化
②
③
由①②③式，带入数据可得：
14.【答案】（1）（2）0.2m
解：（1）电路中的电流稳定时，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，有：
棒消耗的功率：
联立解得：
（2）从棒开始运动到进入磁场过程中，棒未动，根据机械能守恒定律有：
棒进入磁场后二者系统动量守恒，设二者最终稳定时的速度为，以的方向为正，则：
设棒的初始位置离弧形轨道最底端的距离至少为，对棒，从开始运动至最终稳定时，
根据动量定理有：
平均电流：
平均感应电动势大小为：
该过程中，电路内磁通量减少量为：
其中，刚好不相撞时，有：
联立解得
15.【答案】（1），（2）（3）
解：（1）对小物块受力分析：
解得：
对长木板受力分析：
解得：
（2）小物块运动到处的速度为：
解得：，运动时间：
长木板的速度为：
长木板的位移为：
当物块进入竖直向下的电场后对小物块受力分析：
解得：，做减速运动
长木板的加速度：
解得：，做加速运动
当两者达到共同速度，有：
解得：，
这段时间长木板的位移为：
这段时间小物块的位移为：，
小物块没有出竖直向下的电场长木板的总位移为：
（3）共速后两物体一起向右减速，加速度为：
解得：
减速到零时的位移为：
出电场时的速度为，则
出电场后，两物体共同减速到零的加速度为：
解得：
出电场后，则最终停下来的位移为：
静止时小物块距离出发点的距离为：
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