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湖北省2024届高三十一校下学期第二次联考（二模）物理试卷(含答案)
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这是一份湖北省2024届高三十一校下学期第二次联考（二模）物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是( )
A.核的结合能约为64MeV
B.核比核更稳定
C.两个核结合成核时吸收能量
D.核中核子的平均结合能比核中的大
2．如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是( )
A.B点场强小于C点场强
B.某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同
C.正电荷在C点的电势能比其在B点的电势能大
D.将负电荷从C点移动到B点，电场力所做的总功为正
3．某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是( )
A.防窥屏的厚度越大，可视角度θ越小
B.屏障的高度d越大，可视角度θ越大
C.透明介质的折射率越小，可视角度θ越小
D.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射
4．2023年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射三周年，如图所示，已知地球表面重力加速度为g，地球的质量是火星质量的k倍，地球的半径是火星半径的n倍，假设探测器在火星的着陆点为水平面，探测器总质量为m，探测器有4条腿，每条腿与地面夹角为α，则每条腿对火星表面的正压力大小为( )
A.B.C.D.
5．物块P、Q中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块P的质量为2kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，时对物块P施加水平向右的恒力F，时撤去，在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动过程中以下说法正确的是( )
A.时，物块Q的速度大小为0.4m/s
B.恒力F大小为1.6N
C.物块Q的质量为0.5kg
D.后，物块P、Q一起做匀加速直线运动
6．如图所示，半圆竖直轨道与水平面平滑连接于B点，半圆轨道的圆心为O，半径为R，C为其最高点。BD段为双轨道，D点以上只有内轨道，D点与圆心的连线与水平方向夹角为θ，一小球从水平面上的A点以一定的初速度向右运动，能沿圆弧轨道恰好到达C点。不计一切摩擦。则( )
A.小球到达C点时速度为
B.小球到达C点后会向左做平抛运动
C.小球在A点的初动能等于
D.若小球到达D点时对内外轨道均无弹力，则
7．某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为。已知，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大，电流表示数变小
B.电源的输出功率变大
C.当时，滑动变阻器消耗的功率最大
D.当时，电压表示数为48V
9．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是( )
A.波速为9cm/sB.沿x轴负方向传播
C.质点P的平衡位置坐标D.质点Q的平衡位置坐标
10．现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为
B.粒子从O点运动到P点的时间为
C.M、N两点的竖直距离为
D.粒子经过N点时速度大小为
三、实验题
11．某学习小组利用手机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用手机拍摄功能记录小球抛出后位置的变化，每隔时间T拍摄一张照片。
(1)小球在抛出瞬间拍摄一张照片，标记小球位置为A（抛出点），然后依次连续拍下两张小球照片并标记位置B和C；
(2)经测量，AB、BC两线段的长度分别为、；
(3)若忽略空气阻力，
①_____（选填“=”或“>”或“<”）；
②如图，若某同学测得AB与水平方向的夹角为30°，，已知照片中尺寸为实际尺寸的，，则小球经过B点的速度大小为_____m/s。
③小球从A到C的平均速度大小_____（选填“等于”或“不等于”）
12．如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“”，高倍率挡位为“”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。
所用器材如下：
A.干电池（电动势，内阻）
B.电流表G（满偏电流，内阻）
C.定值电阻
D.可调电阻R
E.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。
(1)欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔1是_____表笔（填“红”或“黑”）；
(2)请根据电路图判断，电路中开关K闭合时对应欧姆表的_____（填“高”或“低”）倍率；
(3)使用“”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为_____Ω；
(4)欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.35V，内阻变为2Ω，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为300Ω，则该电阻的真实值为_____Ω。
四、计算题
13．某物理兴趣小组受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为，汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知相当于h高的水柱产生的压强，不计水温变化，装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。
(1)当A向右移动时，求该深度计所处位置水的深度；
(2)求该深度计能测量的最大水深。
14．下图是大型户外水上竞技闯关活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质量的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量的橡胶块A。质量的人从圆弧轨道上与平板上表面高度差处由静止滑下，人与A碰撞后经与平板速度相等，此时A恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为；平板受到水的阻力是其所受浮力的k倍。平板碰到河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。人、橡胶块A可看作质点，重力加速度g取，求：
(1)人与橡胶块A相撞之后，A冲出平板之前，平板的加速度多大；
(2)人与橡胶块A相撞之后瞬间，A的速度多大；
(3)若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，河岸宽度的最大值。
15．如图，间距为的U形金属导轨，一端接有电阻为的定值电阻，固定在高为的绝缘水平桌面上。质量均为m=0.1kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为，与导轨间的动摩擦因数均为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨最右端距离为。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。用沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。（重力加速度g取，不计空气阻力，不计其他电阻）求：
(1)导体棒a刚要离开导轨时的速度大小v；
(2)导体棒a由静止运动到导轨最右端的过程中，通过导体棒a的电荷量q以及导体棒a中产生的焦耳热；
(3)设导体棒a与绝缘水平面发生碰撞前后，竖直方向速度大小不变，方向相反，碰撞过程中水平方向所受摩擦力大小为竖直方向支持力的k倍（碰撞时间极短，重力冲量可忽略不计），，请计算导体棒a离开导轨后向右运动的最大水平距离。
参考答案
1．答案：B
解析：A.由题图可知，核的比结合能约为8MeV，氧核的核子数为16，因此结合能约为，故A错误；
B.核比核比结合能更大，则更稳定，选项B正确；
C.两个核结合成核时产生聚变反应，有质量亏损，由质能方程可知，因此释放能量，故C错误；
D.由图可知，核中核子的平均结合能比核中的小，选项D错误。故选B。
2．答案：D
解析：A.等差等势面越稀疏场强越小，因此C点场强小于B点场强，故A错误；
B.A、B两点处于同一等势面上，电场方向不同，根据可知不计重力的正电荷在A、B两点的加速度不相同，故B错误；
C.B点的电势大于C点的电势，根据可知正电荷在C点的电势能小于B点的电势能，故C错误；
D.负电荷从C点移动到B点时，是从低电势移动到高电势，根据可知电势能变小，电场力做正功，故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：A.由光路图可知，可视角度θ与防窥屏的厚度无关，故A错误；
B.如果屏障越高，则入射角变小，根据折射定律可知折射角变小，θ角变小，故B错误；
C.由图可知，可视角度θ是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越小，折射角越小，θ角越小，故C正确；
D.防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故D错误。故选C。
4．答案：B
解析：由黄金代换
解得
可得
联立解得
对探测器进行受力分析，可得每条腿对火星表面的正压力大小为
，故选B。
5．答案：C
解析：A.图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，若内Q的加速度均匀增大，则时Q的速度大小等于
由图可得实际Q的图象与坐标轴围成的面积大于Q的加速度均匀增大时图象与坐标轴围成的面积，故时Q的速度大小大于0.4m/s，故A错误；
B.时，对物块P有
故恒力大小为2N，故B错误；
CD.时，对物块P、Q整体有
解得
撤去推力后，两物块受弹簧弹力作用，不会一起做匀加速直线运动，故C正确，D错误。故选C。
6．答案：D
解析：AB.由于，D点以上只有内轨道，小球沿圆弧轨道恰好到达C点，可知，小球到达C点时速度为0，小球到达C点后不会向左做平抛运动，故AB错误；
C.结合上述，小球从A点到达C点过程，根据动能定理有
解得，故C错误；
D.若小球到达D点时对内外轨道均无弹力，根据牛顿第二定律有
小球从A点到达D点过程，根据动能定理有
解得，故D正确。故选D。
7．答案：B
解析：在t时间内空气动能为
则此风力发电机发电的功率约为
故选B。
8．答案：BD
解析：A.依题意，理想变压器原副线圈电压之比为
又
联立，解得
可知滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动时，R减小，增大，即电流表示数变大，也增大，由
可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小。故A错误；
B.电源的输出功率
随的增大而增大。故B正确；
C.滑动变阻器消耗的功率为
当满足
即时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误；
D.当时，有
电压表示数为故D正确。故选BD。
9．答案：BD
解析：A.由题图甲可以看出，该波的波长为36cm，由题图乙可以看出周期为2s，则波速为故A错误；
B.当时，Q点向上运动，结合题图甲，根据“上下坡”法可得波沿x轴负方向传播，故B正确；
CD.由题图甲可知，处
则
由题图乙可知，时，质点Q处于平衡位置，经过，其振动状态向x轴负方向传播到P点处，则
得故C错误，D正确；故选BD。
10．答案：BD
解析：A.设粒子在磁场中的速率为v，半径为R，在电场中由动能定理，有
洛伦兹力充当向心力，有
由几何关系可得
综上可得，故A错误；
B.粒子在电场中的运动时间为
在磁场中的运动时间为
粒子从O运动到P的时间为
故B正确；
CD.将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量、，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为
设粒子在最低点N的速度大小为，MN的竖直距离为y。水平方向由动量定理可得
由动能定理可得
联立，解得故C错误；D正确。故选BD。
11．答案：(3)①>②③等于
解析：(3)①设AB与水平方向的夹角为，BC与水平方向的夹角为，易得，则
所以
②依题意，AB线段的实际长度为
可知从A到B过程，有
解得
可得，
则小球经过B点的速度大小为
③小球从A到C的平均速度大小为
在B点，竖直方向和水平方向满足
可得
所以
12．答案：(1)红(2)低(3)1494(4)
解析：(1)根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知1表笔是红表笔。
(2)欧姆表的内阻
由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，电路中开关K闭合时对应低倍率。
(3)根据上述可知，使用“”挡位时，开关断开，回路的总电阻为
解得
(4)电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时满足
故
13．答案：(1)2h(2)4h
解析：(1)当A向右移动时，设B不移动，对Ⅰ内气体，由玻意耳定律得
解得
而此时B中气体的压强为，故B不动。设深度计所处位置水的深度为，则有
解得
(2)该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，Ⅰ内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，设最大深度为，此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动x距离，两部分气体压强为。对原Ⅰ内气体，由玻意耳定律得
对原Ⅱ内气体，由玻意耳定律得
又因为
联立解得
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)人与橡胶块A相撞之后，设平板的加速度为，根据牛顿第二定律
代入数据，解得
(2)设人滑到圆弧轨道底端时的速度大小为，由机械能守恒定律
解得
人与A碰撞后，由牛顿第二定律，设人的加速度为，则
解得
设A的加速度为，则
解得
人与A碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，经人与平板共速，设人与A碰撞后人的速度大小为，A的速度大小为，有
解得
对人与A在碰撞过程中，由动量守恒定律得
解得
(3)时间内，A的位移为
人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为a，对人与板，由牛顿第二定律得
解得
设人与平板共速时的速度为v，有
人与平板共速到平板速度为零过程中，平板的位移大小满足
解得
则河岸宽度的最大值
15．答案：(1)3m/s(2)；0.2J(3)18m
解析：(1)对b分析可得
解得
由题意可得，
又有
解得
(2)整个过程中通过a得电荷量为
整个过程对A运用功能关系有
由焦耳定律可得
(3)A离开导轨后，至与地面碰撞前做平抛运动，落地前瞬间竖直速度为
碰撞过程中，竖直方向，由动量定理得
同理，水平方向上有
解得
即每次与地面碰撞，水平速度减小0.2m/s，又水平初速度为3m/s，故与地面碰撞15次后，水平速度为0，运动到最右侧，从抛出到第一次与地面碰撞
解得
故可得
第1次碰撞与第2次碰撞之间
第2次碰撞与第3次碰撞之间
以此类推，第14次碰撞与第15次碰撞之间
组成等差数列，由求和公式可得
故导体棒a离开导轨后向右运动得最大水平距离
一、单选题
1．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是( )
A.核的结合能约为64MeV
B.核比核更稳定
C.两个核结合成核时吸收能量
D.核中核子的平均结合能比核中的大
2．如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是( )
A.B点场强小于C点场强
B.某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同
C.正电荷在C点的电势能比其在B点的电势能大
D.将负电荷从C点移动到B点，电场力所做的总功为正
3．某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是( )
A.防窥屏的厚度越大，可视角度θ越小
B.屏障的高度d越大，可视角度θ越大
C.透明介质的折射率越小，可视角度θ越小
D.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射
4．2023年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射三周年，如图所示，已知地球表面重力加速度为g，地球的质量是火星质量的k倍，地球的半径是火星半径的n倍，假设探测器在火星的着陆点为水平面，探测器总质量为m，探测器有4条腿，每条腿与地面夹角为α，则每条腿对火星表面的正压力大小为( )
A.B.C.D.
5．物块P、Q中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块P的质量为2kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，时对物块P施加水平向右的恒力F，时撤去，在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动过程中以下说法正确的是( )
A.时，物块Q的速度大小为0.4m/s
B.恒力F大小为1.6N
C.物块Q的质量为0.5kg
D.后，物块P、Q一起做匀加速直线运动
6．如图所示，半圆竖直轨道与水平面平滑连接于B点，半圆轨道的圆心为O，半径为R，C为其最高点。BD段为双轨道，D点以上只有内轨道，D点与圆心的连线与水平方向夹角为θ，一小球从水平面上的A点以一定的初速度向右运动，能沿圆弧轨道恰好到达C点。不计一切摩擦。则( )
A.小球到达C点时速度为
B.小球到达C点后会向左做平抛运动
C.小球在A点的初动能等于
D.若小球到达D点时对内外轨道均无弹力，则
7．某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为。已知，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大，电流表示数变小
B.电源的输出功率变大
C.当时，滑动变阻器消耗的功率最大
D.当时，电压表示数为48V
9．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是( )
A.波速为9cm/sB.沿x轴负方向传播
C.质点P的平衡位置坐标D.质点Q的平衡位置坐标
10．现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为
B.粒子从O点运动到P点的时间为
C.M、N两点的竖直距离为
D.粒子经过N点时速度大小为
三、实验题
11．某学习小组利用手机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用手机拍摄功能记录小球抛出后位置的变化，每隔时间T拍摄一张照片。
(1)小球在抛出瞬间拍摄一张照片，标记小球位置为A（抛出点），然后依次连续拍下两张小球照片并标记位置B和C；
(2)经测量，AB、BC两线段的长度分别为、；
(3)若忽略空气阻力，
①_____（选填“=”或“>”或“<”）；
②如图，若某同学测得AB与水平方向的夹角为30°，，已知照片中尺寸为实际尺寸的，，则小球经过B点的速度大小为_____m/s。
③小球从A到C的平均速度大小_____（选填“等于”或“不等于”）
12．如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“”，高倍率挡位为“”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。
所用器材如下：
A.干电池（电动势，内阻）
B.电流表G（满偏电流，内阻）
C.定值电阻
D.可调电阻R
E.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。
(1)欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔1是_____表笔（填“红”或“黑”）；
(2)请根据电路图判断，电路中开关K闭合时对应欧姆表的_____（填“高”或“低”）倍率；
(3)使用“”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为_____Ω；
(4)欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.35V，内阻变为2Ω，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为300Ω，则该电阻的真实值为_____Ω。
四、计算题
13．某物理兴趣小组受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为，汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知相当于h高的水柱产生的压强，不计水温变化，装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。
(1)当A向右移动时，求该深度计所处位置水的深度；
(2)求该深度计能测量的最大水深。
14．下图是大型户外水上竞技闯关活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质量的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量的橡胶块A。质量的人从圆弧轨道上与平板上表面高度差处由静止滑下，人与A碰撞后经与平板速度相等，此时A恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为；平板受到水的阻力是其所受浮力的k倍。平板碰到河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。人、橡胶块A可看作质点，重力加速度g取，求：
(1)人与橡胶块A相撞之后，A冲出平板之前，平板的加速度多大；
(2)人与橡胶块A相撞之后瞬间，A的速度多大；
(3)若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，河岸宽度的最大值。
15．如图，间距为的U形金属导轨，一端接有电阻为的定值电阻，固定在高为的绝缘水平桌面上。质量均为m=0.1kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为，与导轨间的动摩擦因数均为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨最右端距离为。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。用沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。（重力加速度g取，不计空气阻力，不计其他电阻）求：
(1)导体棒a刚要离开导轨时的速度大小v；
(2)导体棒a由静止运动到导轨最右端的过程中，通过导体棒a的电荷量q以及导体棒a中产生的焦耳热；
(3)设导体棒a与绝缘水平面发生碰撞前后，竖直方向速度大小不变，方向相反，碰撞过程中水平方向所受摩擦力大小为竖直方向支持力的k倍（碰撞时间极短，重力冲量可忽略不计），，请计算导体棒a离开导轨后向右运动的最大水平距离。
参考答案
1．答案：B
解析：A.由题图可知，核的比结合能约为8MeV，氧核的核子数为16，因此结合能约为，故A错误；
B.核比核比结合能更大，则更稳定，选项B正确；
C.两个核结合成核时产生聚变反应，有质量亏损，由质能方程可知，因此释放能量，故C错误；
D.由图可知，核中核子的平均结合能比核中的小，选项D错误。故选B。
2．答案：D
解析：A.等差等势面越稀疏场强越小，因此C点场强小于B点场强，故A错误；
B.A、B两点处于同一等势面上，电场方向不同，根据可知不计重力的正电荷在A、B两点的加速度不相同，故B错误；
C.B点的电势大于C点的电势，根据可知正电荷在C点的电势能小于B点的电势能，故C错误；
D.负电荷从C点移动到B点时，是从低电势移动到高电势，根据可知电势能变小，电场力做正功，故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：A.由光路图可知，可视角度θ与防窥屏的厚度无关，故A错误；
B.如果屏障越高，则入射角变小，根据折射定律可知折射角变小，θ角变小，故B错误；
C.由图可知，可视角度θ是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越小，折射角越小，θ角越小，故C正确；
D.防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故D错误。故选C。
4．答案：B
解析：由黄金代换
解得
可得
联立解得
对探测器进行受力分析，可得每条腿对火星表面的正压力大小为
，故选B。
5．答案：C
解析：A.图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，若内Q的加速度均匀增大，则时Q的速度大小等于
由图可得实际Q的图象与坐标轴围成的面积大于Q的加速度均匀增大时图象与坐标轴围成的面积，故时Q的速度大小大于0.4m/s，故A错误；
B.时，对物块P有
故恒力大小为2N，故B错误；
CD.时，对物块P、Q整体有
解得
撤去推力后，两物块受弹簧弹力作用，不会一起做匀加速直线运动，故C正确，D错误。故选C。
6．答案：D
解析：AB.由于，D点以上只有内轨道，小球沿圆弧轨道恰好到达C点，可知，小球到达C点时速度为0，小球到达C点后不会向左做平抛运动，故AB错误；
C.结合上述，小球从A点到达C点过程，根据动能定理有
解得，故C错误；
D.若小球到达D点时对内外轨道均无弹力，根据牛顿第二定律有
小球从A点到达D点过程，根据动能定理有
解得，故D正确。故选D。
7．答案：B
解析：在t时间内空气动能为
则此风力发电机发电的功率约为
故选B。
8．答案：BD
解析：A.依题意，理想变压器原副线圈电压之比为
又
联立，解得
可知滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动时，R减小，增大，即电流表示数变大，也增大，由
可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小。故A错误；
B.电源的输出功率
随的增大而增大。故B正确；
C.滑动变阻器消耗的功率为
当满足
即时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误；
D.当时，有
电压表示数为故D正确。故选BD。
9．答案：BD
解析：A.由题图甲可以看出，该波的波长为36cm，由题图乙可以看出周期为2s，则波速为故A错误；
B.当时，Q点向上运动，结合题图甲，根据“上下坡”法可得波沿x轴负方向传播，故B正确；
CD.由题图甲可知，处
则
由题图乙可知，时，质点Q处于平衡位置，经过，其振动状态向x轴负方向传播到P点处，则
得故C错误，D正确；故选BD。
10．答案：BD
解析：A.设粒子在磁场中的速率为v，半径为R，在电场中由动能定理，有
洛伦兹力充当向心力，有
由几何关系可得
综上可得，故A错误；
B.粒子在电场中的运动时间为
在磁场中的运动时间为
粒子从O运动到P的时间为
故B正确；
CD.将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量、，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为
设粒子在最低点N的速度大小为，MN的竖直距离为y。水平方向由动量定理可得
由动能定理可得
联立，解得故C错误；D正确。故选BD。
11．答案：(3)①>②③等于
解析：(3)①设AB与水平方向的夹角为，BC与水平方向的夹角为，易得，则
所以
②依题意，AB线段的实际长度为
可知从A到B过程，有
解得
可得，
则小球经过B点的速度大小为
③小球从A到C的平均速度大小为
在B点，竖直方向和水平方向满足
可得
所以
12．答案：(1)红(2)低(3)1494(4)
解析：(1)根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知1表笔是红表笔。
(2)欧姆表的内阻
由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，电路中开关K闭合时对应低倍率。
(3)根据上述可知，使用“”挡位时，开关断开，回路的总电阻为
解得
(4)电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时满足
故
13．答案：(1)2h(2)4h
解析：(1)当A向右移动时，设B不移动，对Ⅰ内气体，由玻意耳定律得
解得
而此时B中气体的压强为，故B不动。设深度计所处位置水的深度为，则有
解得
(2)该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，Ⅰ内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，设最大深度为，此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动x距离，两部分气体压强为。对原Ⅰ内气体，由玻意耳定律得
对原Ⅱ内气体，由玻意耳定律得
又因为
联立解得
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)人与橡胶块A相撞之后，设平板的加速度为，根据牛顿第二定律
代入数据，解得
(2)设人滑到圆弧轨道底端时的速度大小为，由机械能守恒定律
解得
人与A碰撞后，由牛顿第二定律，设人的加速度为，则
解得
设A的加速度为，则
解得
人与A碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，经人与平板共速，设人与A碰撞后人的速度大小为，A的速度大小为，有
解得
对人与A在碰撞过程中，由动量守恒定律得
解得
(3)时间内，A的位移为
人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为a，对人与板，由牛顿第二定律得
解得
设人与平板共速时的速度为v，有
人与平板共速到平板速度为零过程中，平板的位移大小满足
解得
则河岸宽度的最大值
15．答案：(1)3m/s(2)；0.2J(3)18m
解析：(1)对b分析可得
解得
由题意可得，
又有
解得
(2)整个过程中通过a得电荷量为
整个过程对A运用功能关系有
由焦耳定律可得
(3)A离开导轨后，至与地面碰撞前做平抛运动，落地前瞬间竖直速度为
碰撞过程中，竖直方向，由动量定理得
同理，水平方向上有
解得
即每次与地面碰撞，水平速度减小0.2m/s，又水平初速度为3m/s，故与地面碰撞15次后，水平速度为0，运动到最右侧，从抛出到第一次与地面碰撞
解得
故可得
第1次碰撞与第2次碰撞之间
第2次碰撞与第3次碰撞之间
以此类推，第14次碰撞与第15次碰撞之间
组成等差数列，由求和公式可得
故导体棒a离开导轨后向右运动得最大水平距离
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