2024届广东省梅州市部分学校高三下学期5月份联考物理试卷

这是一份2024届广东省梅州市部分学校高三下学期5月份联考物理试卷，共29页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．（4分）核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经衰变转变为钡核。下列说法正确的是
A．衰变产生的电子来自铯原子的核外电子
B．钡核的比结合能比铯核小
C．钡原子核内有81个中子
D．容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成
2．（4分）如图所示，小球从点的正上方离地高处的点以的速度水平抛出，同时在点右方地面上点以速度斜向左上方与地面成抛出一小球，两小球恰在、连线靠近的三等分点的正上方相遇。若不计空气阻力，则两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为
A．B．C．D．
3．（4分）静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，又利于工人健康等优点，其简化原理如图所示。一带电油漆微粒从点射入水平向左的匀强电场中（实线代表电场线），微粒恰沿直线运动，下列说法正确的是
A．从到，微粒做匀减速直线运动
B．带电油漆微粒带正电
C．从到的过程中，微粒的重力势能增加
D．从到的过程中，微粒的机械能增加
4．（4分）保险丝对电路安全有着重要作用，如图所示，是额定电流为的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，交变电压，保险丝电阻为，是可变电阻。则
A．要使电路正常工作，可变电阻的阻值不能大于
B．可变电阻越大，其消耗的功率越大
C．可变电阻两端的电压不能低于
D．保持不变，增加原线圈匝数，通过保险丝的电流增大
5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态，先后到达状态和，，，。则
A．过程气体分子平均动能减小
B．过程气体分子数密度减小
C．过程气体吸热比过程气体放热多
D．状态、、的压强大小关系为
6．（4分）地球赤道上有一个观察者，赤道平面内有一颗自西向东做匀速圆周运动的近地卫星，观测发现，每隔时间卫星就会从其正上方飞过。已知地球质量为、半径为，引力常量为，下列说法正确的是
A．的加速度等于的加速度
B．的线速度大于的线速度
C．近地卫星的周期为
D．地球自转的周期为
7．（4分）一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，以出发点为轴零点，物体的动能与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是
A．在时，拉力的大小为
B．在时，拉力的功率为
C．从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为
D．从运动到的过程中，拉力的冲量大小为
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
8．（6分）超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像，某血管探头沿轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点，已知此超声波的周期为。下列说法正确的是
A．超声波在血管中的传播速度大小为
B．时，质点恰好第二次处于波峰
C．超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象
D．利用超可以测血流速度，原理是多普勒效应
9．（6分）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是
A．若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量
B．若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光
C．若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片
D．图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷
10．（6分）如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为和。一质量为、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于点，与轨道接触于点。导体棒与轨道垂直，间距为，导体棒与点间距也为。以点为原点、沿轨道向右为正方向建立坐标轴，空间中存在磁感应强度大小为、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿轴正方向的初速度，同时受到沿轴方向的外力作用，其运动至点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至点时撤去外力，随后又前进一距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是
A．流过电阻的电流方向为
B．导体棒在轨道上通过的距离为
C．撤去外力前，流过电阻的电流为
D．导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（7分）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为，其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度，得到多组、数据。
请回答以下问题：
（1）已知打点计时器的打点周期为，某次实验所得纸带如图乙所示，、和、间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。
（2）实验得到重物的加速度大小与力传感器示数的关系如图丙所示，图像的斜率为、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量 ，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为 。（本问结果均用、表示）
12．（9分）材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻、中选择一个，与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：
（1）利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下：
压敏电阻两个
电源（电动势，内阻不计）
电流表（量程，内阻
电流表（量程，内阻约为
定值电阻
滑动变阻器（最大阻值为
开关、及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值，导线端应与 （选填“”或“” 点连接。
②首先测量压敏电阻零压力时的阻值，正确连接电路，使压敏电阻上的压力，闭合开关、，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表和的读数和，可知 （用字母、、、表示）。
③两名同学分别测得两个压敏电阻，的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
（2）“可自动注水储水池”的电路如图丁所示，为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知，压敏电阻应选择 （选填“”或“” ，水位上升时，保护电阻的电功率会 （选填“变大”或“变小” 。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻的阻值 （选填“变大”或“变小” 。
13．（10分）如图所示，某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积的注射器提起质量的桶装水，此时注射器内气柱长度。已知大气压强，环境温度，注射器内气柱最大长度为，取，注射器和水桶质量可以忽略，不计一切阻力，注射器密封良好。求：
（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度；
（2）当环境温度变为时，注射器最多能提起桶装水的质量（结果保留三位有效数字）。
14．（13分）如图所示，一虚线将坐标系分为上下两部分，虚线交轴于点、交轴于点，。虚线上方区域为垂直指向左下方的匀强电场，电场强度大小为；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为、质量为的粒子从点以沿轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为、第二个交点为、两点未画出）。
（1）求从点运动至点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离；
（2）若，求磁感应强度的大小；
（3）若且，求粒子被抛出后到达轴所用的时间。
15．（15分）如图所示，劲度系数的弹簧一端固定于地面上，另一端连接物块，物块置于上（不粘连），、质量均为且都可看成质点，物块上方有一带圆孔的挡板，质量为的物块放在圆孔上方不掉落，整个装置处于静止状态。现在给物块施加方向始终竖直向上、大小为的恒力，使、开始运动，、分离时，在锁定装置的作用下迅速在该位置静止，向上运动并与发生碰撞，然后下落与碰撞，已知碰撞前瞬间解除锁定，锁定装置之后不再对作用。与、的碰撞均为弹性碰撞，弹簧的弹性势能为弹簧的形变量），重力加速度取。求：（结果可用根号表示）
（1）、第一次分离时弹簧的形变量；
（2）、第一次分离时物块的速度大小；
（3）下落与第一次碰撞结束时，物块的速度大小。
2024年广东省梅州市部分学校高考物理联考试卷（5月份）
参考答案与试题解析
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．（4分）核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经衰变转变为钡核。下列说法正确的是
A．衰变产生的电子来自铯原子的核外电子
B．钡核的比结合能比铯核小
C．钡原子核内有81个中子
D．容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成
【答案】
【分析】根据质量数和电荷数守恒，结合衰变实质是原子核一个中子转变成一个质子和一个电子以及半衰期基本规律分析求解。
【解答】解：．衰变实质是原子核一个中子转变成一个质子和一个电子，所以衰变产生的电子来自铯原子核，故错误；
．由于衰变释放能量，所以钡核的比结合能比铯核大，故错误；
．铯的衰变方程为
钡原子核内有
个中子，故正确；
．经过60年，两个半衰期，铯变成，但是钡也在容器中，所以质量大于，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了衰变和半衰期相关知识，理解衰变实质，掌握质量数和电荷数守恒是解决此类问题的关键。
2．（4分）如图所示，小球从点的正上方离地高处的点以的速度水平抛出，同时在点右方地面上点以速度斜向左上方与地面成抛出一小球，两小球恰在、连线靠近的三等分点的正上方相遇。若不计空气阻力，则两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为
A．B．C．D．
【答案】
【分析】空中的球做的是平抛运动，解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；
地面上小球做的是斜抛运动，它在水平方向上也是匀速直线运动，但在竖直方向上是竖直上抛运动。
【解答】解：平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；
设两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为，水平方向上有
竖直方向上有
联立解得
故错误，正确。
故选：。
【点评】平抛运动和斜抛运动在水平方向都是匀速直线运动，不同的是在竖直方向上的运动，但在竖直方向上的加速度是一样的，都是重力加速度。
3．（4分）静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，又利于工人健康等优点，其简化原理如图所示。一带电油漆微粒从点射入水平向左的匀强电场中（实线代表电场线），微粒恰沿直线运动，下列说法正确的是
A．从到，微粒做匀减速直线运动
B．带电油漆微粒带正电
C．从到的过程中，微粒的重力势能增加
D．从到的过程中，微粒的机械能增加
【答案】
【分析】首先根据微粒的轨迹分析出微粒的受力情况，从而判断微粒的运动情况、带电性质；再根据重力和电场力做功情况分析重力势能和机械能的的变化。
【解答】解：带电微粒在电场中的轨迹为直线，则其合力一定与速度方向共线，如果微粒不受重力，只受电场力，因电场力在水平方向，则微粒的轨迹将是曲线；又因为微粒的重力方向竖直向下，为了满足合力的方向与速度方向共线，则电场力只能水平向右，从而合力只能是从指向的方向。
、微粒的合力与运动方向相同，微粒做匀加速直线运动，故错误；
、微粒受到的电场力水平向右，电场方向水平向左，所以微粒带负电，故错误；
、从到的过程中，重力做正功，微粒的重力势能减小，故错误；
、从到的过程中，电场力做正功，微粒的机械能增加，故正确。
故选：。
【点评】本题考查带电粒子在电场和重力场复合场中的运动情况，解题的关键是从运动轨迹是直线分析出微粒的受力情况，从而解决全部的问题。
4．（4分）保险丝对电路安全有着重要作用，如图所示，是额定电流为的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，交变电压，保险丝电阻为，是可变电阻。则
A．要使电路正常工作，可变电阻的阻值不能大于
B．可变电阻越大，其消耗的功率越大
C．可变电阻两端的电压不能低于
D．保持不变，增加原线圈匝数，通过保险丝的电流增大
【答案】
【分析】先将可变电阻等效到原线圈电路中得出等效电阻，再根据闭合回路欧姆定律讨论电阻；根据内外阻和功率的关系，结合等效内阻法分析功率；根据原副线圈匝数与电压的关系，结合欧姆定律分析项。
【解答】解：．将可变电阻等效到原线圈电路中，其等效电阻满足
根据闭合回路欧姆定律，对原线圈和等效电阻有：
由于的熔断电流为，代值可得
即
故错误；
．根据功率和电阻的关系有：当时的功率最大，时，电阻越大，功率越小，故错误；
．设可变电阻两端电压为，则原线圈两端电压为，根据
可得
故正确；
．增加原线圈匝数，等效电阻变大，通过保险丝的电流减小，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了变压器相关知识，理解变压器等效电阻的计算，掌握匝数与电压和电流之间的关系是解决此类问题的关键。
5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态，先后到达状态和，，，。则
A．过程气体分子平均动能减小
B．过程气体分子数密度减小
C．过程气体吸热比过程气体放热多
D．状态、、的压强大小关系为
【答案】
【分析】根据一定质量理想气体的状态方程分析气体的温度变化，再分析分子的平均动能的变化；
分子体积不变，分子数密度不变，据此分析作答；
根据热力学第一定律分析作答；
根据一定质量的理想气体状态方程分析作答。
【解答】解：．根据一定质量理想气体状态方程可知，由于过程中气体压强不变，体积增大，因此气体温度升高，气体分子平均动能变大，故错误；
．过程中，体积不变，分子数密度不变，故错误；
．过程中，体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，内能增加，气体吸收热量，根据热力学第一定律有△
其中，过程中，体积不变，外界对气体做功
气体压强减小，可知气体温度降低，内能减少，气体向外放出热量；
根据热力学第一定律△
由于
则△△
则
即过程气体吸热比过程气体放热多，故正确；
．根据一定质量的理想气体状态方程
状态、、的压强大小关系为，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了一定质量的理想气体的状态方程、热力学第一定律和气体的压强以及密度公式，要求熟练掌握相关知识。
6．（4分）地球赤道上有一个观察者，赤道平面内有一颗自西向东做匀速圆周运动的近地卫星，观测发现，每隔时间卫星就会从其正上方飞过。已知地球质量为、半径为，引力常量为，下列说法正确的是
A．的加速度等于的加速度
B．的线速度大于的线速度
C．近地卫星的周期为
D．地球自转的周期为
【答案】
【分析】根据万有引力等于向心力，列式得到卫星的加速度、线速度表达式，再分析、地球同步卫星的加速度和线速度关系，从而分析，根据万有引力提供向心力解得的周期，根据时间内，比地球多转角度列式，求地球自转的周期。
【解答】解：、对于任一卫星，根据万有引力等于向心力，得
得，
地球同步卫星的轨道半径大于的轨道半径，则地球同步卫星的加速度、线速度小于的加速度，的角速度等于地球同步卫星的角速度，根据，可知
地球同步卫星的线速度和加速度大于的，则的线速度和加速度大于的，故错误。
、设卫星的周期为，由
解得
故错误；
、根据题意得
联立解得，故正确。
故选：。
【点评】本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力。明确重力提供向心力和万有引力提供向心力，是处理卫星问题的关键。
7．（4分）一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，以出发点为轴零点，物体的动能与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是
A．在时，拉力的大小为
B．在时，拉力的功率为
C．从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为
D．从运动到的过程中，拉力的冲量大小为
【答案】
【分析】图像的斜率为拉力，根据图像求解拉力大小，根据牛顿第二定律求解物体的加速度，根据运动学公式求解物体的速度，根据求解拉力的功率；根据动能定理求解物体的动能；根据做功公式求解克服摩擦力公式；根据拉力大小与摩擦力大小的关系分析物体的运动情况，当物体速度最大时动量最大，根据求解最大动量。
【解答】解：、根据动能定理可知，图像斜率的绝对值代表物体所受合力的大小，即从运动到的过程中，
合力大小为
从运动到的过程中，合力大小为
物体所受摩擦力大小为
则拉力大小分别为
，
故错误；
、在时，物体的速度大小为
拉力的功率
故错误；
、从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功
故错误；
、在时，物体的速度大小为
从运动到的过程中，物体运动的时间
拉力的冲量大小为
故正确。
故选：。
【点评】本题考查动能定理、功的计算、动量，解题关键是知道图像的斜率表示力，分析好物体的受力情况和运动情况，结合牛顿第二定律、运动学公式、动能定理列式求解即可。
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
8．（6分）超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像，某血管探头沿轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点，已知此超声波的周期为。下列说法正确的是
A．超声波在血管中的传播速度大小为
B．时，质点恰好第二次处于波峰
C．超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象
D．利用超可以测血流速度，原理是多普勒效应
【答案】
【分析】根据波长与周期解得波速，根据质点传播的周期性分析解答，超声波不能在真空中传播，根据多普勒效应特点分析。
【解答】解：、根据图像读出波长为
由
代入数据得波速，故错误；
、由图可知，的质点位于波峰位置，该点与点之间的距离为：
传播到达的时间为：
故此时质点恰好第二次处于波峰，故正确；
、超声波不能在真空中传播，能发生干涉，衍射等现象，故错误；
、超声波可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应，故正确；
故选：。
【点评】考查光的干涉与衍射区别，及其特性，同时，注意机械波与电磁波的不同。
9．（6分）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是
A．若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量
B．若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光
C．若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片
D．图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷
【答案】
【分析】干涉条纹是由标准面的下表面与待侧面的上表面的反射光叠加产生的，形成相邻两条亮条纹的光程差之差等于一个波长，由此分析；将所夹纸片向左移动，空气劈尖厚度增大；使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大；空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同。
【解答】解：．经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，设此处的空气层厚度为，其光程差
△
即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差
△
此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，增加纸张数量后，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故正确；
．使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大，因此干涉条纹变疏，故错误；
．向左移动纸片，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故正确；
．空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同，故该亮纹所对应的下方空气膜厚度不变，则图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起，故错误。
故选：。
【点评】掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目，同时注意哪两个面的反射光线出现叠加现象。
10．（6分）如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为和。一质量为、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于点，与轨道接触于点。导体棒与轨道垂直，间距为，导体棒与点间距也为。以点为原点、沿轨道向右为正方向建立坐标轴，空间中存在磁感应强度大小为、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿轴正方向的初速度，同时受到沿轴方向的外力作用，其运动至点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至点时撤去外力，随后又前进一距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是
A．流过电阻的电流方向为
B．导体棒在轨道上通过的距离为
C．撤去外力前，流过电阻的电流为
D．导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为
【答案】
【分析】根据右手定则分析判断；根据动量定理以及电荷量等于平均电流与时间的乘积即可求解导体棒在轨道上通过的距离；根据图像信息以及法拉第电磁感应定律求解通过导体棒的电流，再求解流过电阻的电流；根据焦耳定律以及图像面积即可求解。
【解答】解：根据右手定则，流过电阻的电流方向为，故错误；
由图乙可知，导体棒运动至点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从点开始沿轨道运动直至静止，设向右为正方向，根据动量定理有△，又根据，联立解得，故正确；
导体棒在轨道上运动到任意位置时，根据图像可知，电动势，通过导体棒的电流，通过电阻的电流，即，故正确；
撤去外力前电路中的总热量，其中；根据图像面积可知，撤去外力后导体棒继续运动，整个回路产生的热量，电阻产生的热量，联立解得，故错误；
故选：。
【点评】该题考查电磁感应中能量关系，解答该题的关键是从图像读出需要信息，并能根据动量定理、焦耳定律等知识点解答，题目综合性强，难度大。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（7分）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为，其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度，得到多组、数据。
请回答以下问题：
（1）已知打点计时器的打点周期为，某次实验所得纸带如图乙所示，、和、间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为 1.6 （结果保留两位有效数字）。
（2）实验得到重物的加速度大小与力传感器示数的关系如图丙所示，图像的斜率为、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量 ，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为 。（本问结果均用、表示）
【答案】（1）1.6；（2）；。
【分析】（1）根据逐差法求加速度；
（2）根据牛顿第二定律求解函数，结合图像斜率和纵截距的含义求解重物和动滑轮的总质量以及重力加速度；钩码的加速度为重物和动滑轮加速度的2倍，根据牛顿第二定律求钩码的加速度。
【解答】解：（1）相邻计数点之间的时间间隔
根据逐差法，加速度
代入数据解得
（2）对重物，根据牛顿第二定律
变形可得
结合图像，图像的斜率
解得重物和动滑轮的总质量
图像的截距绝对值
由图可知，钩码的加速度为重物的2倍，根据牛顿第二定律
由于，
解得钩码加速度。
故答案为：（1）1.6；（2）；。
【点评】本题考查了探究加速度与合力的关系的实验，要明确实验的原理，熟练掌握牛顿第二定律，知道钩码的加速度与重物加速度的关系。
12．（9分）材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻、中选择一个，与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：
（1）利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下：
压敏电阻两个
电源（电动势，内阻不计）
电流表（量程，内阻
电流表（量程，内阻约为
定值电阻
滑动变阻器（最大阻值为
开关、及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值，导线端应与 （选填“”或“” 点连接。
②首先测量压敏电阻零压力时的阻值，正确连接电路，使压敏电阻上的压力，闭合开关、，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表和的读数和，可知 （用字母、、、表示）。
③两名同学分别测得两个压敏电阻，的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
（2）“可自动注水储水池”的电路如图丁所示，为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知，压敏电阻应选择 （选填“”或“” ，水位上升时，保护电阻的电功率会 （选填“变大”或“变小” 。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻的阻值 （选填“变大”或“变小” 。
【答案】（1）①；②；（2）①；变大；②变大。
【分析】（1）①由于电流表的内阻已知，导线端应与“”点连接时，测量无系统误差，据此分析作答；
②根据并联电路的特点和欧姆定律分析作答；
（2）①当储水池的水量减小时，对压敏电阻的压力减小，对储水池注水；根据实验原理可知，此时衔铁被弹开，动触点和静触点接触；根据闭合电路的欧姆定律分析控制电路中的电流，再分析压敏电阻的阻值随压力的变化情况，然后作答；根据功率公式分析保护电阻消耗的功率；
②根据实验原理进行分析作答。
【解答】解：（1）①电流表与定值电阻串联，作为电压表使用；由于电流表的内阻已知，电流表的内阻未知，导线端应与“”点连接时，测量无系统误差。
②根据并联电路的电流特点和欧姆定律
解得
（2）①当储水池的水量减小时，对压敏电阻的压力减小，需要对储水池注水；根据实验原理可知，此时衔铁被弹开，动触点和静触点接触，对储水池注水；继电器的衔铁将被弹开，说明电磁铁磁性变弱，电路中电流变小，压敏电阻的阻值会变大，故选；
水位上升时，压敏电阻的阻值变小，电路中电流变大，保护电阻的电功率变大。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，即压力更大，压敏电阻阻值更小时停止注水，由于停止注水时的电流不变，故应将保护电阻阻值变大。
故答案为：（1）①；②；（2）①；变大；②变大。
【点评】本题考查了传感器在自动控制中的运用，理解实验原理是解题的关键。
13．（10分）如图所示，某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积的注射器提起质量的桶装水，此时注射器内气柱长度。已知大气压强，环境温度，注射器内气柱最大长度为，取，注射器和水桶质量可以忽略，不计一切阻力，注射器密封良好。求：
（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度；
（2）当环境温度变为时，注射器最多能提起桶装水的质量（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度是；
（2）当环境温度变为时，注射器最多能提起桶装水的质量是。
【分析】（1）对注射器的活塞受力分析，根据受力平衡求出气体的压强，再根据玻意耳定律求出气柱的长度；
（2）根据理想气体的状态方程求出气柱最长、温度是时气体的压强，结合结合受力分析求出水的质量。
【解答】解：（1）根据题意，对注射器的活塞受力分析，则
代入数据解得
气体发生等温变化，可得
代入数据解得
（2）根据理想气体状态方程有
代入数据解得
又
解得
答：（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度是；
（2）当环境温度变为时，注射器最多能提起桶装水的质量是。
【点评】对于气体问题，关键要明确气体的状态作何种变化，再选择相应的热力学规律。
14．（13分）如图所示，一虚线将坐标系分为上下两部分，虚线交轴于点、交轴于点，。虚线上方区域为垂直指向左下方的匀强电场，电场强度大小为；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为、质量为的粒子从点以沿轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为、第二个交点为、两点未画出）。
（1）求从点运动至点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离；
（2）若，求磁感应强度的大小；
（3）若且，求粒子被抛出后到达轴所用的时间。
【答案】（1）从点运动至点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离为；
（2）若，磁感应强度的大小为；
（3）粒子被抛出后到达轴所用的时间为。
【分析】（1）根据粒子在电场中，沿电场强度方向做匀加速运动，结合位移—时间公式分析求解；
（2）根据粒子从到在垂直电场强度方向上做匀速直线运动，粒子从到做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力结合几何关系分析求解；
（3）先计算粒子从到的时间，再根据几何关系，求出粒子从到的圆心角，结合运动的重复性求出时间。
【解答】解：（1）将在沿电场强度方向和垂直电场强度方向分解，当沿电场强度方向速度减至0时，粒子离虚线边界最远，沿电场强度方向有
，
最远距离
（2）粒子轨迹如图所示
粒子从到在垂直电场强度方向上做匀速直线运动，则
粒子从到做匀速圆周运动，由
整理得
由几何关系知
结合
解得
（3）粒子从到的时间
由于
可知
对应的
由几何关系可知，粒子从到的圆心角
则
由题意知，粒子的运动具有重复性，结合几何关系有
故粒子从抛出至到达轴的时间
解得
答：（1）从点运动至点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离为；
（2）若，磁感应强度的大小为；
（3）粒子被抛出后到达轴所用的时间为。
【点评】本题考查了粒子在复合场中的运动，理解电场中和磁场中不同的运动状态，掌握洛伦兹力提供向心力的公式是解决此类问题的关键。
15．（15分）如图所示，劲度系数的弹簧一端固定于地面上，另一端连接物块，物块置于上（不粘连），、质量均为且都可看成质点，物块上方有一带圆孔的挡板，质量为的物块放在圆孔上方不掉落，整个装置处于静止状态。现在给物块施加方向始终竖直向上、大小为的恒力，使、开始运动，、分离时，在锁定装置的作用下迅速在该位置静止，向上运动并与发生碰撞，然后下落与碰撞，已知碰撞前瞬间解除锁定，锁定装置之后不再对作用。与、的碰撞均为弹性碰撞，弹簧的弹性势能为弹簧的形变量），重力加速度取。求：（结果可用根号表示）
（1）、第一次分离时弹簧的形变量；
（2）、第一次分离时物块的速度大小；
（3）下落与第一次碰撞结束时，物块的速度大小。
【答案】（1）、第一次分离时弹簧的形变量为；
（2）、第一次分离时物块的速度大小为；
（3）下落与第一次碰撞结束时，物块的速度大小为。
【分析】（1）分析初始状态，由平衡条件求得弹簧的压缩量，分离时根据牛顿第二定律由隔离法求出压缩量；
（2）根据功能关系求出的速度；
（3）根据动量守恒定律和机械能守恒定律求第一次碰撞结束时的速度。
【解答】解：（1）初始、静止时，根据平衡条件有：
解得弹簧的压缩量：
分离时的临界，两者之间的无弹力且两者加速度相等，对，根据牛顿第二定律有：
对根据牛顿第二定律有：
解得分离时弹簧的压缩量：
（2）从开始运动到、两者分离，有
代入数据解得：
（3）由于物块受到的外力与物块的重力大小相等，所以物块、分离有，做匀速直线运动，之后与发生弹性碰撞，以向下方向为正，由动量守恒定律有：
由机械能守恒定律有：
解得：
在向下运动过程中仍是匀速运动，与发生弹性碰撞，以向下为正，由动量守恒有：
由机械能守恒定律有：
解二次方程得：
所以下落与第一次碰撞结束时，物块的速度大小为。
答：（1）、第一次分离时弹簧的形变量为；
（2）、第一次分离时物块的速度大小为；
（3）下落与第一次碰撞结束时，物块的速度大小为。
【点评】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，分析过程中涉及了弹性碰撞，根据弹性碰撞的特点、胡克定律结合运动学公式完成解答。
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