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湖南省浏阳市重点校联考2024届高三下学期期中测试物理试卷(含答案)
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这是一份湖南省浏阳市重点校联考2024届高三下学期期中测试物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．以下说法中正确的是( )
A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷
D.爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图
2．2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400km），地球视为理想球体质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是( )
A.航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态
B.地球的平均密度可表示为
C.组合体轨道处的重力加速度为
D.组合体的运行速度为
3．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，开关K闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，正确的是( )
A.的示数增大B.电源输出功率在减小
C.大于D.与的比值在减小
4．某光学仪器的横截面为半圆，如图所示，其圆心为O，半径为R，AB是直径且水平，C为半径AO的中点。一单色光线沿与AB夹角的方向从C点射入玻璃砖，折射光线从半圆的最低点D射出。取，，真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.光从C点入射时的折射角为37°
B.光学仪器对该光的折射率为2
C.该光在光学仪器中的传播速度大小为
D.若不考虑光线在玻璃砖中的反射，则该光在光学仪器中的传播时间为
5．如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是( )
A.拉力F逐渐增大B.轻绳的拉力先减小后增大
C.M所受摩擦力先增大后减小D.斜面对M的作用力先增大后减小
6．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V 22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述错误的是( )
A.矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B.电风扇输出的机械效率约为99.1%
C.原、副线圈的匝数比
D.若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
二、多选题
7．如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波的振幅为2cm，t=0时刻平衡位置在x=20cm的质点a和平衡位置在质点b位移均为，此时质点a正沿y轴负方向运动，质点b正沿y轴正方向运动，两质点间只有一个波峰，已知波的传播速度为2.5m/s，则下列说法正确的是( )
A.这列波的周期为0.8s
B.这列波的波长为150cm
C.从t=0时刻开始，质点b经0.2s第一次到达波峰
D.质点a第一次到达平衡位置时，质点b离开平衡位置的位移为
8．如图所示，倾角为θ、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与OB的夹角为。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数，下列说法正确的是( )
A.圆盘转动的角速度大小为
B.小物块受到的摩擦力始终指向圆心
C.小物块在C点时受到的摩擦力大小为
D.小物块从B运动到C的过程，摩擦力做功
9．滑板运动已经成为亚运会中备受瞩目的一项比赛项目，它不仅代表了一种独特的文化，还展现了竞技体育的精神和魅力。如图所示，某次运动中，小孩（可看作质点）与滑板以相同初速度一起滑上斜面体，整个过程斜面体始终保持静止。已知小孩与滑板间的动摩擦因数，滑板与斜面间的动摩擦因数，小孩质量，滑板质量，斜面体质量，斜面倾角，已知，重力加速度，则在上滑过程中，下列说法正确的是( )
A.小孩与滑板之间的摩擦力大小为120N
B.小孩沿斜面滑行的最远距离为1.8m
C.地面对斜面的支持力大小为360N
D.地面对斜面的摩擦力大小为208N
10．如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速
B.导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压
C.导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量
D.导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热
三、计算题
11．如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量的物块B，开始时，缸内气体的温度，活塞到缸底的距离，弹簧恰好处于原长状态.已知外界大气压强恒为，取重力加速度，不计一切摩擦.现使缸内气体缓慢冷却，求：
（1）当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度（用摄氏温度表示）；
（2）气体的温度冷却到-93℃时B离桌面的高度H。
12．如图，质量的足够长木板B静止于光滑水平地面上，在其右侧地面上固定一竖直挡板，质量的物块A停在B的左端，质量为的小球P用长为的轻绳悬挂在固定点O，绳能承受的最大拉力是小球P重力的5.5倍。现将小球P及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球P在最低点与A发生正碰，碰撞时间极短，碰后小球P反弹瞬间绳刚好被拉断。已知A、B间的动摩擦因数，木板B与挡板发生弹性碰撞，且B与挡板碰撞前已与A共速，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取。求：
(1)小球P与A撞后瞬间，A的速度；
(2)在木板B与挡板第一次碰撞前，A相对B滑动的位移；
(3)在A、B运动的整个过程中，B向左运动的总路程。
13．如图1，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上.以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立坐标轴，圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场，如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场，如图3所示；磁场和的方向均竖直向上，在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。
（1）若金属棒能离开右段磁场区域，离开时的速度为v，求：金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（2）若金属棒滑行到位置时停下来，求：金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
（3）通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。
四、实验题
14．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，将长木板固定在水平桌面上，轻弹簧与木板左端固定挡板相连放在木板上，在长木板上安装两个光电门1和2，带有遮光片的滑块放在长木板上，已知当地的重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测出遮光片宽度，示数如图乙所示，则遮光片宽度d=__________mm；
（2）将滑块向左压缩弹簧至某个位置由静止释放，滑块离开弹簧后，先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上遮光片通过光电门1、2的时间和，改变弹簧的压缩量多次实验，测得多组和，以为纵轴、为横轴，在坐标纸上作图像，根据图像得到________（选填“图像斜率k”、“图像与纵轴的截距b”或“图像斜率k及图像与纵轴的截距b”）才可以计算出动摩擦因数。实验还需要测量的物理量为________（写出物理量的名称），若该物理量的符号用x表示，则可求得动摩擦因数μ=________。（用题中所给的物理量符号表示）。
15．某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的电阻随电压变化的规律，所用器材有：
小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300Ω）
电流表（量程300mA，内阻0.27Ω）
定值电阻
滑动变阻器（阻值0-20Ω）
电阻箱（最大阻值9999.9Ω）
电源E（电动势6V，内阻不计）开关S、导线若干。
完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA间的图像，应选取阻值为________Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为________Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算可知，应将R2的阻值调整为_________Ω。然后调节滑动变阻器，测得数据如下表所示：
（5）由图（b）和上表可知，随着小灯泡两端电压的增加，其灯丝的电阻_________（填“增大”“减小”或“不变”）；
参考答案
1．答案：C
解析：A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最少，故A错误；
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定能量的光子，故B错误；
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷，故C正确；
D.普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：A.航天员漂浮在组合体中，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误;B.在地球表面有又联立解得地球的平均密度为故B正确;C.根据牛顿第二定律可得可得组合体轨道处的重力加速度为故C错误；D.根据万有引力提供向心力可得可得组合体的运行速度为故D错误。故选B。
3．答案：C
解析：A、理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R与变阻器串联，电压表分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则的示数减小，故A错误；B、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大；故B错误；C、根据闭合电路欧姆定律得：，则得：；而，据题：，则得.故C正确。D、根据闭合电路欧姆定律得：，则得：，保持不变，故D错误；故选：C。
4．答案：D
解析：AB.光路图如图所示
根据折射定律有由几何关系有可得故AB错误;C.光在光学仪器中的传播速度大小故C错误；D.根据几何关系有则解得故D正确。故选D。
5．答案：A
解析：AB.N离开斜面后，设F与竖直方向的夹角为θ，有，θ逐渐减小，所以绳子拉力逐渐减小，F逐渐增大。故A正确，B错误；C.力F作用之前，有所以原来M所受摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力的减小，M受到的摩擦力逐渐减小，当右绳水平时，绳子拉力为零，则M受到的摩擦力沿斜面向上，所以M受到的摩擦力先沿斜面向下减小，再沿斜面向上增大，故C错误；D.斜面对M的作用力为斜面的支持力及摩擦力，因为支持力不变，所以当摩擦力先减小再增大时，斜面对M的作用力先变小后变大，故D错误，故选A。
6．答案：D
解析：A.根据法拉第电磁感应定律，有
解得
故A正确，与题意不符；
B.副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡L正常发光，则电风扇M的电压为
电风扇所在之路电流为
电风扇输出的机械效率约为
故B正确，与题意不符；
C.原、副线圈的匝数比为
，
又
由闭合电路欧姆定律，可得
联立，解得
故C正确，与题意不符；
D.若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮。故D错误，与题意相符。
故选D。
7．答案：BD
解析：AB.两质点间只有一个波峰，结合波沿正方向传播，质点a和质点b之间的波形图如图所示，根据质点的振动方程结合图像可知所以或结合质点a和质点b之间的波形图可得ab两个质点振动的时间差，ab之间平衡位置的距离由波形图可知联立以上式子解得故A错误，B正确；C.质点b沿y轴正方向振动，则质点b的振动方程当质点b第一次到达波峰时，即时，解得故C错误；D.质点a沿y轴负方向振动，则质点a的振动方程当质点a第一次到达波峰时，即时，解得把时间代入质点b的振动方程可得故D正确。故选BD。
8．答案：ACD
解析：A.受力分析可知，圆盘在最低点最容易滑动，恰好一起转动时有解得故A正确；B.除了最高点和最低点之外，其它地方对小物块受力分析可知，摩擦力的一个分力提供向心力，另一个分力需要平衡重力的分力，所以摩擦力都不指向圆心，故B错误；C.在C点时，摩擦力指向圆心的分力提供向心力，大小为摩擦力的另一个分力平衡重力沿斜面方向的分力，大小为两个分力的夹角为60°，所以C点所受摩擦力大小为故C正确；D.小物块从B运动到C的过程，根据动能定理可得重力做功的大小为则摩擦力做功大小故D正确。故选ACD。
9．答案：BD
解析：A.由于，所以小孩和滑板相对静止一起做匀减速运动到最高点，利用整体法有
解得
方向沿斜面向下。对小孩分析，假设小孩和滑板间的摩擦力为f，有
解得，故A错误；
B.由速度位移公式可得，故B正确；
C.以小孩、滑板和斜面体整体为研究对象，小孩和滑板做匀减速运动，加速度方向沿斜面向下，加速度有向右和向下的分加速度，大小分别为，
根据系统牛顿第二定律可知，在竖直方向有
解得，故C错误；
D.地面对斜面体有向右的摩擦力，其大小为，故D正确。故选BD。
10．答案：BD
解析：A.导体棒cd从最高点飞出后做平抛运动，则有
，
导体棒cd从最低点运动到最高点过程，根据动能定理有
解得
若ab、cd两导体棒在磁场中达到共速，根据动量守恒定律有
解得
可知，导体棒cd离开磁场前没有与ab棒达到共速，故A错误；
B.结合上述，导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，根据动量守恒定律有
解得
则导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压
故B正确；
C.导体棒cd离开半圆导轨前，通过其截面的电荷量与通过导体棒ab的电荷量相等，对导体棒ab进行分析，由于足够大，可知，导体棒ab最终在水平轨道上减速至0，根据动量定理有
其中
解得
故C错误；
D.导体棒cd离开水平导轨前，总的焦耳热
则导体棒ab上产生的焦耳热
解得
故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）（2）
解析：（1）B刚要离开桌面时弹簧拉力为
解得
由活塞受力平衡得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
当B刚要离开桌面时缸内气体的温度
（2）当温度降至之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖吕萨克定律
代入数据解得
12．答案：（1），方向水中向右（2）（3）见解析
解析：(1)小球P碰撞结束后获得的速度为，在最低点由向心力公式可得：
解得
小球P摆到最低点的速度为
代入数据解得碰前P的速度为
，方向水中向右
在小球P与A碰撞瞬间动量守恒，以水平向右为正方向，则
代入数值可以得到物块A的速度：，方向水中向右；
(2)由题可知，木板B与挡板发生碰撞前，A与B已经共速，设速度为
以A、B为系统，以水平向右为正方向，根据动量守恒：
代入数据可以得到：，方向水平向右
设第一碰撞前，A、B相对位移为L，则根据能量守恒可以得到：
代入数值可以得到：。
(3)由题可知木板B与挡板发生弹性碰撞，则碰后木板B以原速率反弹，而A仍以原速度前进，即A减速前进，木板B先向右减速然后向左加速，当再次A共速后与挡板再次发生碰撞，接着再次重复上述过程，直到最终二者动停止
由上面分析可知：第一次碰撞：
，
反弹之后再次共速：
则：
第二次碰撞，反弹、共速
则
第三次碰撞，反弹、共速：
则
每次与挡板碰撞之后，木板B都是先向左做减速运动到零之后，再反向向右加速。
只研究木板B向左减速过程，只有A对B的摩擦力做负功，设木板B向左减速运动的总路程为s，则根据动能定理可以得到：
根据数学等比数列知识可以得到：。
13．答案：（1）（2）（3）见解析
解析：（1）由图2可知，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热为
金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律有
金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为，根据能量守恒定律有：
所以金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热为
（2）根据图3，（）处磁场的磁感应强度为
.
设金属棒在水平轨道上滑行时间为，由于磁场B（x）沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律时间内的平均感应电动势为
所以通过金属棒电荷量为
（3）金属棒在弧形轨道上滑行过程中，有
金属棒在水平轨道上滑行过程中，由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小，所以此过程中，金属棒刚进入磁场时，感应电流最大；刚进入水平轨道时，金属棒的速度为
所以水平轨道上滑行过程中的最大电流为
若金属棒自由下落高度，经历时间
显然，所以
综上所述，金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x=0处，感应电流最大。
14．答案：（1）1.70（2）图像与纵轴的截距b；两光电门之间的间距；
解析：（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）对滑块进行分析有
根据速度与位移的关系式有
根据光电门测速原理有
解得
可知，根据图像得到图像与纵轴的截距b才可以计算出动摩擦因数：
根据上述可知，实验还需要测量的物理量为两光电门之间的间距；
根据上述有
解得
15．答案：（1）10（2）a（3）0.7（4）2700（5）增大
解析：（1）因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，在改变滑动变阻器阻值时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA间的图像，即应选取阻值为;
（2）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端：
（3）由图（b）可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（4）由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有
解得
（5）由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大。
U/mA
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
一、单选题
1．以下说法中正确的是( )
A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷
D.爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图
2．2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400km），地球视为理想球体质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是( )
A.航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态
B.地球的平均密度可表示为
C.组合体轨道处的重力加速度为
D.组合体的运行速度为
3．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，开关K闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，正确的是( )
A.的示数增大B.电源输出功率在减小
C.大于D.与的比值在减小
4．某光学仪器的横截面为半圆，如图所示，其圆心为O，半径为R，AB是直径且水平，C为半径AO的中点。一单色光线沿与AB夹角的方向从C点射入玻璃砖，折射光线从半圆的最低点D射出。取，，真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.光从C点入射时的折射角为37°
B.光学仪器对该光的折射率为2
C.该光在光学仪器中的传播速度大小为
D.若不考虑光线在玻璃砖中的反射，则该光在光学仪器中的传播时间为
5．如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是( )
A.拉力F逐渐增大B.轻绳的拉力先减小后增大
C.M所受摩擦力先增大后减小D.斜面对M的作用力先增大后减小
6．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V 22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述错误的是( )
A.矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B.电风扇输出的机械效率约为99.1%
C.原、副线圈的匝数比
D.若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
二、多选题
7．如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波的振幅为2cm，t=0时刻平衡位置在x=20cm的质点a和平衡位置在质点b位移均为，此时质点a正沿y轴负方向运动，质点b正沿y轴正方向运动，两质点间只有一个波峰，已知波的传播速度为2.5m/s，则下列说法正确的是( )
A.这列波的周期为0.8s
B.这列波的波长为150cm
C.从t=0时刻开始，质点b经0.2s第一次到达波峰
D.质点a第一次到达平衡位置时，质点b离开平衡位置的位移为
8．如图所示，倾角为θ、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与OB的夹角为。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数，下列说法正确的是( )
A.圆盘转动的角速度大小为
B.小物块受到的摩擦力始终指向圆心
C.小物块在C点时受到的摩擦力大小为
D.小物块从B运动到C的过程，摩擦力做功
9．滑板运动已经成为亚运会中备受瞩目的一项比赛项目，它不仅代表了一种独特的文化，还展现了竞技体育的精神和魅力。如图所示，某次运动中，小孩（可看作质点）与滑板以相同初速度一起滑上斜面体，整个过程斜面体始终保持静止。已知小孩与滑板间的动摩擦因数，滑板与斜面间的动摩擦因数，小孩质量，滑板质量，斜面体质量，斜面倾角，已知，重力加速度，则在上滑过程中，下列说法正确的是( )
A.小孩与滑板之间的摩擦力大小为120N
B.小孩沿斜面滑行的最远距离为1.8m
C.地面对斜面的支持力大小为360N
D.地面对斜面的摩擦力大小为208N
10．如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速
B.导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压
C.导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量
D.导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热
三、计算题
11．如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量的物块B，开始时，缸内气体的温度，活塞到缸底的距离，弹簧恰好处于原长状态.已知外界大气压强恒为，取重力加速度，不计一切摩擦.现使缸内气体缓慢冷却，求：
（1）当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度（用摄氏温度表示）；
（2）气体的温度冷却到-93℃时B离桌面的高度H。
12．如图，质量的足够长木板B静止于光滑水平地面上，在其右侧地面上固定一竖直挡板，质量的物块A停在B的左端，质量为的小球P用长为的轻绳悬挂在固定点O，绳能承受的最大拉力是小球P重力的5.5倍。现将小球P及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球P在最低点与A发生正碰，碰撞时间极短，碰后小球P反弹瞬间绳刚好被拉断。已知A、B间的动摩擦因数，木板B与挡板发生弹性碰撞，且B与挡板碰撞前已与A共速，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取。求：
(1)小球P与A撞后瞬间，A的速度；
(2)在木板B与挡板第一次碰撞前，A相对B滑动的位移；
(3)在A、B运动的整个过程中，B向左运动的总路程。
13．如图1，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上.以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立坐标轴，圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场，如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场，如图3所示；磁场和的方向均竖直向上，在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。
（1）若金属棒能离开右段磁场区域，离开时的速度为v，求：金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（2）若金属棒滑行到位置时停下来，求：金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
（3）通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。
四、实验题
14．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，将长木板固定在水平桌面上，轻弹簧与木板左端固定挡板相连放在木板上，在长木板上安装两个光电门1和2，带有遮光片的滑块放在长木板上，已知当地的重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测出遮光片宽度，示数如图乙所示，则遮光片宽度d=__________mm；
（2）将滑块向左压缩弹簧至某个位置由静止释放，滑块离开弹簧后，先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上遮光片通过光电门1、2的时间和，改变弹簧的压缩量多次实验，测得多组和，以为纵轴、为横轴，在坐标纸上作图像，根据图像得到________（选填“图像斜率k”、“图像与纵轴的截距b”或“图像斜率k及图像与纵轴的截距b”）才可以计算出动摩擦因数。实验还需要测量的物理量为________（写出物理量的名称），若该物理量的符号用x表示，则可求得动摩擦因数μ=________。（用题中所给的物理量符号表示）。
15．某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的电阻随电压变化的规律，所用器材有：
小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300Ω）
电流表（量程300mA，内阻0.27Ω）
定值电阻
滑动变阻器（阻值0-20Ω）
电阻箱（最大阻值9999.9Ω）
电源E（电动势6V，内阻不计）开关S、导线若干。
完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA间的图像，应选取阻值为________Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为________Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算可知，应将R2的阻值调整为_________Ω。然后调节滑动变阻器，测得数据如下表所示：
（5）由图（b）和上表可知，随着小灯泡两端电压的增加，其灯丝的电阻_________（填“增大”“减小”或“不变”）；
参考答案
1．答案：C
解析：A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最少，故A错误；
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定能量的光子，故B错误；
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷，故C正确；
D.普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：A.航天员漂浮在组合体中，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误;B.在地球表面有又联立解得地球的平均密度为故B正确;C.根据牛顿第二定律可得可得组合体轨道处的重力加速度为故C错误；D.根据万有引力提供向心力可得可得组合体的运行速度为故D错误。故选B。
3．答案：C
解析：A、理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R与变阻器串联，电压表分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则的示数减小，故A错误；B、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大；故B错误；C、根据闭合电路欧姆定律得：，则得：；而，据题：，则得.故C正确。D、根据闭合电路欧姆定律得：，则得：，保持不变，故D错误；故选：C。
4．答案：D
解析：AB.光路图如图所示
根据折射定律有由几何关系有可得故AB错误;C.光在光学仪器中的传播速度大小故C错误；D.根据几何关系有则解得故D正确。故选D。
5．答案：A
解析：AB.N离开斜面后，设F与竖直方向的夹角为θ，有，θ逐渐减小，所以绳子拉力逐渐减小，F逐渐增大。故A正确，B错误；C.力F作用之前，有所以原来M所受摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力的减小，M受到的摩擦力逐渐减小，当右绳水平时，绳子拉力为零，则M受到的摩擦力沿斜面向上，所以M受到的摩擦力先沿斜面向下减小，再沿斜面向上增大，故C错误；D.斜面对M的作用力为斜面的支持力及摩擦力，因为支持力不变，所以当摩擦力先减小再增大时，斜面对M的作用力先变小后变大，故D错误，故选A。
6．答案：D
解析：A.根据法拉第电磁感应定律，有
解得
故A正确，与题意不符；
B.副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡L正常发光，则电风扇M的电压为
电风扇所在之路电流为
电风扇输出的机械效率约为
故B正确，与题意不符；
C.原、副线圈的匝数比为
，
又
由闭合电路欧姆定律，可得
联立，解得
故C正确，与题意不符；
D.若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮。故D错误，与题意相符。
故选D。
7．答案：BD
解析：AB.两质点间只有一个波峰，结合波沿正方向传播，质点a和质点b之间的波形图如图所示，根据质点的振动方程结合图像可知所以或结合质点a和质点b之间的波形图可得ab两个质点振动的时间差，ab之间平衡位置的距离由波形图可知联立以上式子解得故A错误，B正确；C.质点b沿y轴正方向振动，则质点b的振动方程当质点b第一次到达波峰时，即时，解得故C错误；D.质点a沿y轴负方向振动，则质点a的振动方程当质点a第一次到达波峰时，即时，解得把时间代入质点b的振动方程可得故D正确。故选BD。
8．答案：ACD
解析：A.受力分析可知，圆盘在最低点最容易滑动，恰好一起转动时有解得故A正确；B.除了最高点和最低点之外，其它地方对小物块受力分析可知，摩擦力的一个分力提供向心力，另一个分力需要平衡重力的分力，所以摩擦力都不指向圆心，故B错误；C.在C点时，摩擦力指向圆心的分力提供向心力，大小为摩擦力的另一个分力平衡重力沿斜面方向的分力，大小为两个分力的夹角为60°，所以C点所受摩擦力大小为故C正确；D.小物块从B运动到C的过程，根据动能定理可得重力做功的大小为则摩擦力做功大小故D正确。故选ACD。
9．答案：BD
解析：A.由于，所以小孩和滑板相对静止一起做匀减速运动到最高点，利用整体法有
解得
方向沿斜面向下。对小孩分析，假设小孩和滑板间的摩擦力为f，有
解得，故A错误；
B.由速度位移公式可得，故B正确；
C.以小孩、滑板和斜面体整体为研究对象，小孩和滑板做匀减速运动，加速度方向沿斜面向下，加速度有向右和向下的分加速度，大小分别为，
根据系统牛顿第二定律可知，在竖直方向有
解得，故C错误；
D.地面对斜面体有向右的摩擦力，其大小为，故D正确。故选BD。
10．答案：BD
解析：A.导体棒cd从最高点飞出后做平抛运动，则有
，
导体棒cd从最低点运动到最高点过程，根据动能定理有
解得
若ab、cd两导体棒在磁场中达到共速，根据动量守恒定律有
解得
可知，导体棒cd离开磁场前没有与ab棒达到共速，故A错误；
B.结合上述，导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，根据动量守恒定律有
解得
则导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压
故B正确；
C.导体棒cd离开半圆导轨前，通过其截面的电荷量与通过导体棒ab的电荷量相等，对导体棒ab进行分析，由于足够大，可知，导体棒ab最终在水平轨道上减速至0，根据动量定理有
其中
解得
故C错误；
D.导体棒cd离开水平导轨前，总的焦耳热
则导体棒ab上产生的焦耳热
解得
故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）（2）
解析：（1）B刚要离开桌面时弹簧拉力为
解得
由活塞受力平衡得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
当B刚要离开桌面时缸内气体的温度
（2）当温度降至之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖吕萨克定律
代入数据解得
12．答案：（1），方向水中向右（2）（3）见解析
解析：(1)小球P碰撞结束后获得的速度为，在最低点由向心力公式可得：
解得
小球P摆到最低点的速度为
代入数据解得碰前P的速度为
，方向水中向右
在小球P与A碰撞瞬间动量守恒，以水平向右为正方向，则
代入数值可以得到物块A的速度：，方向水中向右；
(2)由题可知，木板B与挡板发生碰撞前，A与B已经共速，设速度为
以A、B为系统，以水平向右为正方向，根据动量守恒：
代入数据可以得到：，方向水平向右
设第一碰撞前，A、B相对位移为L，则根据能量守恒可以得到：
代入数值可以得到：。
(3)由题可知木板B与挡板发生弹性碰撞，则碰后木板B以原速率反弹，而A仍以原速度前进，即A减速前进，木板B先向右减速然后向左加速，当再次A共速后与挡板再次发生碰撞，接着再次重复上述过程，直到最终二者动停止
由上面分析可知：第一次碰撞：
，
反弹之后再次共速：
则：
第二次碰撞，反弹、共速
则
第三次碰撞，反弹、共速：
则
每次与挡板碰撞之后，木板B都是先向左做减速运动到零之后，再反向向右加速。
只研究木板B向左减速过程，只有A对B的摩擦力做负功，设木板B向左减速运动的总路程为s，则根据动能定理可以得到：
根据数学等比数列知识可以得到：。
13．答案：（1）（2）（3）见解析
解析：（1）由图2可知，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热为
金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律有
金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为，根据能量守恒定律有：
所以金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热为
（2）根据图3，（）处磁场的磁感应强度为
.
设金属棒在水平轨道上滑行时间为，由于磁场B（x）沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律时间内的平均感应电动势为
所以通过金属棒电荷量为
（3）金属棒在弧形轨道上滑行过程中，有
金属棒在水平轨道上滑行过程中，由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小，所以此过程中，金属棒刚进入磁场时，感应电流最大；刚进入水平轨道时，金属棒的速度为
所以水平轨道上滑行过程中的最大电流为
若金属棒自由下落高度，经历时间
显然，所以
综上所述，金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x=0处，感应电流最大。
14．答案：（1）1.70（2）图像与纵轴的截距b；两光电门之间的间距；
解析：（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）对滑块进行分析有
根据速度与位移的关系式有
根据光电门测速原理有
解得
可知，根据图像得到图像与纵轴的截距b才可以计算出动摩擦因数：
根据上述可知，实验还需要测量的物理量为两光电门之间的间距；
根据上述有
解得
15．答案：（1）10（2）a（3）0.7（4）2700（5）增大
解析：（1）因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，在改变滑动变阻器阻值时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA间的图像，即应选取阻值为;
（2）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端：
（3）由图（b）可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（4）由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有
解得
（5）由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大。
U/mA
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
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