2024屆山東省淄博市部分學(xué)校高三年級下冊階段性測試（二模）物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年度部分學(xué)校高三階段性診斷檢測試題

物理

1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號等填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對條形碼上的姓

名、考生號和座號等，并將條形碼粘貼在指定位置上。

2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑

色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。

3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題

卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每個題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1.如圖所示是用干涉法檢查厚玻璃板b的上表面是否平整的裝置，將一標(biāo)準(zhǔn)樣板玻璃。放置在厚玻璃板b

之上，在兩玻璃板右端插入薄片c。用紅光照射標(biāo)準(zhǔn)樣板，從上往下可看到干涉條紋。下列說法正確的是（

A.干涉條紋是由a的上表面和b的上表面反射的光疊加而成的

B.干涉條紋是由。的下表面和6的上表面反射的光疊加而成的

C.當(dāng)薄片c向左移動少許時，干涉條紋間距將增大

D.若將紅光改為紫光，干涉條紋間距將增大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.干涉條紋是由a的下表面和b的上表面反射的光疊加而成的，選項A錯誤，B正確；

C.當(dāng)薄片c向左移動少許時，小。板間的夾角變大，導(dǎo)致同級的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會減

小，即干涉條紋變密，故C錯誤；

D.若是用紫光做該實驗，則波長變短，則干涉條紋變密，干涉條紋間距將減小，故D錯誤。

故選B。

2.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為；H+^CfX+Q],

5

；H+；N->^C+^He+Q2,方程式中Qi、Q表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見上表。以下推斷正

確的是（)

原子核；He62C*3N；5N

質(zhì)量/u1.00784.002612.000013.005715.0001

A.X是；N,Q2>QjB.X是；5N,Q2>Q1

C.x是；N,Q2<Qi口了是；3Q2<Q1

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可知，X是;3N,前一核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損

&勺=（1.0078+12.0000-13.0057）u=0.0021u

而后一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損

Am,=（1.0078+15.0001-12.0000-4.0026）u=0.0053u

Am2>八叫

根據(jù)質(zhì)能方程

E=Amc2

可知

Q2>Qi

A正確。

故選Ao

3.如圖甲所示，汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體），可移動的活塞與容器壁光滑接觸，開始

時活塞處于I位置靜止，經(jīng)歷某個過程后，活塞運動到n位置（圖中未標(biāo)出）重新靜止，活塞處于這兩個

位置時，汽缸內(nèi)各速率區(qū)間的氣體分子數(shù)n占總分子數(shù)N的百分比1?xl00%］與分子速率v之間的關(guān)系

分別如圖乙中I（實線）和n（虛線）所示，忽略大氣壓強(qiáng)的變化，下列說法中正確的是（）

［京X100%

OV

甲乙

A.在狀態(tài)I時氣體分子平均動能較大

B.在狀態(tài)II時氣體的壓強(qiáng)較大

C.在狀態(tài)I時汽缸內(nèi)單位時間、單位面積上碰撞器壁的氣體分子數(shù)較多

D.每一個氣體分子在狀態(tài)II時都比在狀態(tài)I時的速率大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖像乙可知，氣體在狀態(tài)n時，速率較大的分子占據(jù)的比例較大，則分子平均速率較大，溫

度較高，A錯誤；

B.氣體進(jìn)行等壓變化，則氣體在兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)相等，B錯誤；

C.從狀態(tài)I到狀態(tài)II的過程是等壓變化，且溫度升高，氣體的體積變大，氣體在狀態(tài)I時分子平均作用力

較小，則單位時間、單位面積上碰撞器壁的氣體分子數(shù)較多，C正確；

D.氣體在狀態(tài)n時，速率較大的分子占據(jù)的比例較大，則分子平均速率較大，并非每一個分子的速率都大

于狀態(tài)I時的速率，D錯誤。

故選Co

4.車輛減震裝置中的囊式空氣彈簧由橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣組成。某氣囊內(nèi)有一定質(zhì)量的理想

氣體，其p-V圖像及狀態(tài)。c-。的變化過程如圖所示，圖像中a、6、c三點的坐標(biāo)為已知量，ab

平行于V軸，次平行于p軸，已知氣體在狀態(tài)。時的溫度7；=300K。以下說法正確的是（）

A.afAfc變化過程中，氣體內(nèi)能一直增大

B.c變化過程中，氣體吸收的熱量為6P0%

C.af6fcfa的整個過程中氣體對外做功為0

D.cfa的變化過程中氣體的最高溫度為360K

【答案】B

【解析】

【詳解】A.a—變化過程中，氣體體積增大，氣體對外做功，根據(jù)坐標(biāo)可知，afZ?過程，氣體

壓強(qiáng)與體積乘積變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高，內(nèi)能增大，bfC變化過程中，氣體壓強(qiáng)

與體積乘積變小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度降低，內(nèi)能減小，故A錯誤；

B.a、c兩點狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)與體積乘積相等，均為3%%,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，°、c兩點狀態(tài)的

溫度相等，即氣體內(nèi)能不變，氣體體積增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸收熱量與做功

大小相等，即吸收熱量為

3p0（3V0-V0）=6p0V0

故B正確；

C.結(jié)合上述，a—＞＞一＞c變化過程中，氣體對外做功，且

叱=一60%

cf。的變化過程中，氣體體積減小，外界對氣體做功，且為

『（…。―。）=4一

則af6fcfa的整個過程中氣體對外做功為

W1+W2=-2p0V0

故C錯誤；

D.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

P^=C

T

可知，壓強(qiáng)與體積乘積越大，溫度越高，c的變化過程中，根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)規(guī)律可知，體積與壓強(qiáng)乘積

的最大值為

20.2%=4PM

則有

&XTq

解得

=400K

故D錯誤。

故選B。

5.某煙霧報警器結(jié)構(gòu)和原理如圖甲和乙所示。光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進(jìn)入

報警器內(nèi)，由于煙霧對光的散射作用，會使部分光進(jìn)入光電管c從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報警

系統(tǒng)，當(dāng)電流大于就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P處于圖乙所示位置，煙

霧濃度增大到"時恰好報警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)越多。己知元電荷

為e,下列說法正確的是（）

A.光電管內(nèi)單位時間激發(fā)出的光電子數(shù)為八時，一定會觸發(fā)報警

e

B.將滑片P向左移動，當(dāng)煙霧濃度小于“時有可能報警

C.僅提高光源S發(fā)出光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能將增大

D.報警器報警時，將滑片P向左移動警報有可能會被解除

【答案】D

【解析】

【詳解】A.光電管內(nèi)單位時間激發(fā)出的光電子數(shù)為人時，會受到兩端電壓的限制，在陰極產(chǎn)生的光電子

e

不一定全部到達(dá)A極，故不一定能讓報警系統(tǒng)的電流達(dá)到/。，不一定能觸發(fā)報警，故A錯誤；

B.將滑片P向左移動，光電管兩端所加的正向電壓減小，單位時間內(nèi)到達(dá)A極的光子個數(shù)減少，則報警系

統(tǒng)的電流達(dá)到時，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)增大，煙霧濃度增大，即當(dāng)煙霧濃度大于"時有

可能報警，故B錯誤；

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek=hv-W0

可知光電子的最大初動能與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故僅提高光源S發(fā)出光的強(qiáng)度，光電子的最

大初動能不變，故c錯誤；

D.報警器報警時，將滑片P向左移動，光電管兩端所加的正向電壓減小，單位時間內(nèi)到達(dá)A極的光子個數(shù)

減少，報警系統(tǒng)的電流減小，警報有可能會被解除，故D正確。

故選D。

6.中國古代建筑的門閂凝結(jié)了勞動人民的智慧。如圖是一種豎直門閂的原理圖：當(dāng)在水平槽內(nèi)向右推動下

方木塊A時，使木塊B沿豎直槽向上運動，方可啟動門閂。水平槽、豎直槽內(nèi)表面均光滑；A、B間的接觸

面與水平方向成45。角，A、B間有摩擦，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。己知B質(zhì)量為相，重力加速度

3

大小為g。當(dāng)施加在A上的水平力尸=57咫時，門閂剛好能被啟動，則A、B間的動摩擦因數(shù)為（）

【答案】C

【解析】

【詳解】對A、B受力分析如圖所示

門閂剛好啟動時，對A水平方向上

F=Nsin450+4Ncos45°

對于B在豎直方向上

Ncos45°=mg+sin45°

結(jié)合已知條件

F=-mg

可得

〃=0.2

故選C。

7.介質(zhì)中坐標(biāo)原點。處的波源在￡=0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，％時亥1|傳至IJL處，波

形如圖所示。下列能描述為處質(zhì)點振動的圖像是（）

【答案】B

【解析】

【詳解】由波形平移法可知L處的起振方向沿y軸正方向，則與處質(zhì)點的起振方向沿y軸正方向；由波形圖

可知，小處與乙處的距離大于一個波長九，小于1；彳，則%時刻，％處質(zhì)點已經(jīng)振動的時間大于一個周期

T,小于，T,且由波形平移法可知%時刻七處質(zhì)點沿y軸正方向振動。

故選B

8.如圖是攝影愛好者成功拍攝到的中國空間站“凌月”（凌月是指在地球上觀測月球時看到空間站在月球

前面快速掠過）畫面，整個“凌月”過程持續(xù)時間極短，僅約半秒鐘。將空間站繞地球的運動看作半徑為r

的勻速圓周運動，已知地球半徑為R,地球表面處的重力加速度為g,月球繞地球做勻速圓周運行的周期為

T,空間站與月球在同一軌道平面且繞行方向相同。則再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象的時間為（）

27iTry[r27rTry[r

B.

RTy[g-2兀r@RTa-4ir6

、7iTry[lrjiTryjlr

D.

RTy[g-17ir4rRTy[g-^7ir4r

【答案】A

【解析】

【詳解】對空間站

Mm4萬

G下=m——2r

T2o

解得

Mm

在地球表面由G——=mg,解得

角速度為

月球的角速度為

設(shè)再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象時間為r,則

a>ot-cot=2TI

解得

t27iTrG

RTy[g-27ir4r

故選A?

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每個題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.風(fēng)力發(fā)電是一種綠色清潔能源，其模型如下，葉片長度為/的風(fēng)輪機(jī)（如圖甲）在風(fēng)的驅(qū)動下，帶動內(nèi)

部匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，從圖乙位置開始計時，可得通過矩形線圈

的磁通量①隨時間f變化規(guī)律如圖丙所示，周期為T,磁通量最大值為中m?？諝饷芏葹橄ΓL(fēng)速為打風(fēng)

輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積，發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為〃,

下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)線圈在工時刻輸出的瞬時電壓為0

4

B.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達(dá)式e=

C.發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。=工％/丫3

2

D,若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.發(fā)電機(jī)線圈在工時刻，磁通量為最大，磁通量變化率為0,則輸出的瞬時電壓為0,故A正確;

4

B.發(fā)電機(jī)線圈電動勢的最大值為

2?N①

E—N①&=一^

初時刻磁通量為0,則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達(dá)式

故B錯誤；

CD.單位時間吹過風(fēng)的質(zhì)量為

m-npl~v

根據(jù)能量守恒，發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為

P=<mv/=g7LT]pl'Vi

若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍，故C正確，D錯誤。

故選AC?

10.如圖所示，一個正方體A5CD—ARC'。'，其上、下、左、右表面的中心分別為E、F、G、H,在E、

G兩點固定電荷量為一夕的點電荷，在R”兩點固定電荷量為+4的點電荷，下列說法正確的是（）

c

A，B，

A.B'、。兩點電勢相等

B.A5'中點處的場強(qiáng)與OC'中點處的場強(qiáng)相同

C.一帶正電的試探電荷在A點的電勢能等于它在C點的電勢能

D.A4'兩點間的電勢差小于兩點間的電勢差

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.由空間的對稱性可知，？點更靠近正電荷，而。點更靠近負(fù)電荷，所以有電場的疊加可知，

兩點的電勢不相等，？點的電勢大于。點的電勢，故A項錯誤；

B.四個電荷，將其E、F看成一對，G、H看成一對，則E、F為一對等量異種電荷，G、H也為一對等量

異種電荷，所以該電場時兩對等量異種電荷的電場的疊加。兩對等量異種電荷的中心為該正方體的中心，

以該中心為坐標(biāo)原點。，設(shè)連線中點處為/,OC'連線中點處為L以。/為坐標(biāo)軸的正方向，。乙為坐

標(biāo)軸的負(fù)方向，結(jié)合等量異種電荷的電場分布可知，A3'中點處的場強(qiáng)與OC'中點處的場強(qiáng)大小相等，方

向相反，故B項錯誤；

C.由空間的對稱性可知，A到四個電荷的距離與C到四個電荷的距離相等，A點和C點到正負(fù)電荷距離

相等，所以有電場的疊加可知，兩點的電勢相等，由

E、=q(p

可知，一帶正電的試探電荷在4點的電勢能等于它在C點的電勢能，故C項正確。

D.4到兩個正電荷的距離與到兩個負(fù)電荷的距離相等，所以A電勢為零。B點到兩個正電荷的距離與到

兩個負(fù)電荷的距離相等，所以2點的電勢也為零。A點靠近負(fù)電荷，所以A點的電勢為負(fù)，8'點更靠近正

電荷，所以8'的電勢為正。A'A間電勢差有

"制=%-9建＜0

間電勢差為

0血=外一%〉0

故D項正確。

故選CDo

11.如圖所示，質(zhì)量分別為機(jī)和27%的A、B兩滑塊用足夠長輕繩相連，將其分別置于等高的光滑水平臺面

上，質(zhì)量為4加的物塊C掛在輕質(zhì)動滑輪下端，手托C使輕繩處于拉直狀態(tài)。/=0時刻由靜止釋放C,經(jīng)彳

時間C下落/z高度。運動過程中A、B始終不會與定滑輪碰撞，摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計，重力加速

A.A、C運動的加速度大小之比為4:3

B.A、C運動的加速度大小之比為4:1

C.%時刻，C下落的速度為

D.4時刻，C下落的速度為J—

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)題意，由牛頓第二定律可得

T=maK

T=2maB

解得

=2：1

則路程之比

12

s5"A%

幺——=2

設(shè)B運動的路程為s,則A運動的路程為2s,可知此時C運動的路程為1.5s,則有

：出：%=4:2:3

故A、C運動的加速度大小之比為4:3,A正確，B錯誤;

CD.由曠=。/■可知

%：4：%=4：2:3

C下落過程ABC組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

4mgh=gmv；+；-2mv|+g-4-mv^

解得

C錯誤，D正確。

故選AD?

12.如圖甲所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L=0.1m,距左端乙處的中間一段被彎成傾斜軌道，

長度也為L,與水平面夾角6=30。，各段軌道均平滑連接。傾斜軌道所在區(qū)域無磁場，左段區(qū)域I存在均

勻分布但隨時間線性變化的磁場3,取豎直向上為正方向，如圖乙所示；右段區(qū)域H存在豎直向上的勻強(qiáng)磁

場穌=0.2T。在傾斜軌道頂端，放置一質(zhì)量為熱=O/kg、電阻尺=1。、長為L的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段

形成閉合回路，ab由靜止開始下滑，進(jìn)入右側(cè)磁場n后經(jīng)過時間t(已知)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)軌電阻不計，

A.ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生焦耳熱為1x10-j

B.ab達(dá)到穩(wěn)定后的速度大小等于0.5m/s

C.ab進(jìn)入右側(cè)磁場II后流過電阻R的電荷量為2.5C

D.ab進(jìn)入右側(cè)磁場II經(jīng)過位移為(125+0.5Z)后達(dá)到勻速

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.左側(cè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

E=—￡2=—x0.12V=0.01V

At0.2

金屬桿在斜軌上下滑時的加速度

a-gsinO-5m/s2

下滑的時間

"=0.2s

4=

5

ab在傾斜軌道上下滑過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

"2nni2

Q=——L=--X0.4J=4X10-5J

R11

選項A錯誤;

B.ab達(dá)到穩(wěn)定時回路感應(yīng)電流為零，則

E=B0Lv

解得

v=0.5m/s

選項B正確;

C.導(dǎo)體棒到達(dá)斜面底端時的速度

v0={2aL=lm/s

到達(dá)穩(wěn)定時由動量定理

—BoILNt=—B0Lq=mv—mv0

解得

q=2.5C

選項C正確;

D.由以上可知

BQLV-E

-----------Z=q

R

即

Z（穌萬加-￡△%）=qR

即

B0Lx-Et-qR

解得

x=0.5/+125

選項D正確。

故選BCDo

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.利用智能手機(jī)和鉉磁粒測量滑塊在斜面上運動的加速度。如圖甲所示，一斜面上安裝有兩組磁粒，其中

8組磁粒固定在斜面上靠近底端處，A組磁粒的位置可移動（A組磁粒更靠近滑塊），兩組磁粒之間的距離

為X。在滑塊上面安裝智能手機(jī)，打開APP中的磁力計，將滑塊從斜面上的。點由靜止釋放，滑塊依次經(jīng)

過兩組磁粒附近時，手機(jī)磁力計會測出磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值，該峰值所對應(yīng)的時刻就是智能手機(jī)磁力計到達(dá)

該組磁粒所在位置的時刻，而相鄰兩個峰值之間的時間差即是智能手機(jī)磁力計依次經(jīng)過兩組磁粒所用的時

間心改變A組磁粒的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從。點由靜止釋放，并用米尺測量A、8之間的距

離x,記下相應(yīng)的f值，所得數(shù)據(jù)如圖乙所示。

i組2組3組4組5組6組

x(m)0.300.400.500.600.700.80

，(s)0.210.290.400.490.81

m/s

f()1.431.381.251.220.99

（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小人滑塊經(jīng)過8組磁粒的瞬時速度匕、測量值x和r

四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是:

%

（2）根據(jù)圖乙信息補(bǔ)充表格中缺失的數(shù)據(jù)：t=S,—m/s；

X

-----1圖線.

丙

X

（4）由―-，圖線，可得滑塊加速度的大小為。=m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

19

【答案】(1)x=vtt—at

2

(2)①.0.61②.1.15

（3）見解析（4）1.47

【解析】

【小問1詳解】

滑塊沿斜面向下是勻加速運動，反過來也可以看成是初速度為小的沿斜面向上的勻減速運動，由位移公式

有

12

x=vt——at'

,t2

【小問2詳解】

[1]根據(jù)圖乙信息可知f=0.61s。

⑵則有

X

-=1.15m/s

t

【小問3詳解】

【小問4詳解】

由第一問表達(dá)式，可得

X1

--v——at

t't2

結(jié)合圖像，有

La=k=1.0-1.5

20.8-0.12

解得

61=1.47m/s2

14.某同學(xué)為了研究歐姆表的改裝原理和練習(xí)使用歐姆表，設(shè)計了如下實驗。利用一個滿偏電流為lOOpA的

其電路原理圖如圖甲所示。

(1)請根據(jù)圖甲中的電路原理圖，在答題卡上的圖乙中連接實物圖.并正確連接紅、黑表筆。使用

時進(jìn)行歐姆調(diào)零發(fā)現(xiàn)電流表指針指在如圖丙所示位置，此時應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向(選填“上”

或“下”)移動;

(2)將單刀雙擲開關(guān)S與2接通后，先短接，再歐姆調(diào)零。兩表筆再與一電阻凡連接，表針指向表盤中央

圖丁中的a位置處，然后用另一電阻號代替凡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表針指在b位置，則凡=。；

(3)該同學(xué)進(jìn)一步探測黑箱問題。黑箱面板上有三個接線柱1、2和3,黑箱內(nèi)有一個由三個阻值相同的電

阻構(gòu)成的電路。用歐姆表測得1、2之間的電阻為5Q,2、3之間的電阻為10。，1、3之間的電阻為150,

在答題卡圖戊所示虛線框中畫出黑箱中的電阻可能的連接方式(一種即可)

【解析】

【小問1詳解】

[1]由多用電表紅黑表筆的特點，紅黑表筆的電流“紅入黑出”，8點接紅表筆，A點接黑表筆，按照電路圖連

接實物圖如下

[2]電表調(diào)零時，紅黑表筆短接，電流表應(yīng)達(dá)到最大值，需要調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電流表指針滿偏，當(dāng)

電流表電流增大時，由歐姆定律/=且可得，電流表兩端電壓

R

Ug=IgRg

4增大，4不變時，電流表兩端電壓增大。由并聯(lián)電路特點知，《、&兩端的總電壓也等于，

通過與、旦的電流

In=-^—

?+尺2

Ug增大時，兒也增大，電路中總電流

電路總電流增大，由閉合電路電壓特點可得，滑動變阻器和電源內(nèi)阻的總電壓

U=E—Ug

滑動變阻器和電源內(nèi)阻的總電壓U減小，又有歐姆定律可得滑動變阻器和電源內(nèi)阻的總電阻

/總

由以上可知滑動變阻器和電源內(nèi)阻的總電阻減小，滑動變阻器電阻減小，滑動變阻器滑片向上移動。

【小問2詳解】

由歐姆表電路的特點及閉合電路的歐姆定律得，當(dāng)紅黑表筆短接時

E=仆內(nèi)

當(dāng)電流表處于“、b兩位置時

E=4（O+&）

E=/b（4+a）

將/gm=10°RA、4=50.0嶼、人=80.0「iA帶入以上三式解得

&二支

【小問3詳解】

由題意可得1、3之間的電阻可為1、2和2、3之間電阻的串聯(lián)值，所以第一情況：1、2之間接一個5。電

阻，2、3之間接兩個5Q電阻串聯(lián)。

所以第二情況：1、2之間接兩個10。電阻并聯(lián)，2、3之間接一個10。電阻。

15.如圖所示，是某激光液位自動監(jiān)測儀的示意圖。矩形ABCD為長方體液池的截面，寬度d=6m,裝有

深度為丸=26m的某種液體，在池底部水平放置寬度d'=5m的平面鏡，平面鏡的右端與C點重合，在其

正上方水平放置一長度等于池寬的標(biāo)尺A3,池左壁高用=國處有一激光器S,激光器發(fā)出的一束單色

光以與池壁成夕角（0°＜夕＜90。）射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后再從液體的上表面射出，打在標(biāo)尺上形

成一亮點。改變戊角，測得此截面上能折射出光線的液面所的長度為L=3（、6-l）m,不考慮光在液面

上的反射光。

（1）求該液體的折射率〃；

（2）若保持。=30°,發(fā)現(xiàn)液體的深度從〃發(fā)生變化，變化后標(biāo)尺上亮點向右移動了Ax=3m，試問液

3

面高度是上升還是下降？液面高度變化量是多少？

【答案】（1）0;（2）下降，1m

【解析】

【詳解】（1）當(dāng)改變a角時，由題意可知，在尸點發(fā)生全反射，光路圖如圖所示

1

tana=

耳

又

L+(A+/?())tan?

sin6=

++[L+(/z+4)tan?T

根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可知

1

n=---

sin9

聯(lián)立解得

n=A/2

(2)根據(jù)題意可知，亮點向右移動了，光路圖如圖所示

由圖可知，液面下降，設(shè)下降后液面的高度為"，由幾何關(guān)系可知

(/z+/^)tan?=+/^)tan?+Ax

解得

〃'=26Tm

即液面高度變化量為

/\h=h-h'=Im

16.“動能回收”是指智能電動汽車在剎車或下坡過程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，其基本原理是車輪帶動電機(jī)

內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動，向動力電池反向充電。某智能電動汽車質(zhì)量為m=2xl()3kg,以石的=L0xl()5j的初動能沿

斜坡向下做直線運動。第一次關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓車自由滑行，始終受到一個外界施加的阻力/=0.225mg,

其動能與位移關(guān)系如圖直線①所示；第二次關(guān)閉發(fā)動機(jī)同時開啟“動能回收”裝置，比第一次自由滑行時

多受到一個線圈提供的阻力，其動能與位移關(guān)系如圖線②所示。重力加速度為g=10m/s2。

(1)第一次關(guān)閉發(fā)動機(jī)，求滑行到200m時車所受重力的瞬時功率P；

(2)第二次關(guān)閉發(fā)動機(jī)，開啟“動能回收”裝置運行200m過程中，共回收時=1.224xl()5j的電能。求

機(jī)械能回收效率〃(機(jī)械能回收效率是指回收的電能占用于發(fā)電的機(jī)械能的百分比)。

【答案】(1)5X104W；(2)90%

【解析】

【詳解】(I)斜坡的角度為仇有

mg-xsin0-fa=Ek-EkO

汽車的動能有

E口,=~1mv2

2

則重力的瞬時功率為

P=mgvsin0

解得

P=5X104W

(2)運行200m,則運動的第一次同樣位置，即兩次到該位置，汽車的重力勢能相等，由題意可知，在車

自由滑行時，有

%+叱=4=（200-100）X103J

開啟動能回收裝置后，有

3

%+叱+嗎=AEkl=（64-100）X10J

所以用于發(fā)電的機(jī)械能為

E發(fā)機(jī)=—叫=1.36x105J

則發(fā)電效率為

77=^^X100%=90%

。發(fā)機(jī)

17.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系雙？中有半徑為R=0.05m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

B=2X10-2T，磁場方向垂直紙面向里，圓心與坐標(biāo)原點重合。在坐標(biāo)為（0,-尺）的A點放置一個粒子源，

粒子源在豎直平面內(nèi)沿與y軸正方向成-30。至30。范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)射速率%=2x106m/s的大量帶負(fù)電粒子,

比荷為"=2x1（/c/kg,磁場右側(cè)有兩水平金屬板P、Q,其中心線沿?zé)o軸，板長為乙=0.4111,兩板間

m

距d=O.lm。加在P,。兩板間電壓隨時間f變化關(guān)系如圖乙所示（每個帶電粒子通過電場區(qū)域的極短

時間內(nèi)，電場可視作恒定）。兩板右側(cè)放一記錄圓筒，筒左側(cè)邊緣與極板右端相距4=02m,筒繞其豎直

軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為T=0.4s,筒的周長為L=0.24m,筒能接收到通過P,。兩板的全部粒子。（不計粒

子的重力及粒子間的相互作用）o

（1）求帶電粒子在磁場中的運動時間的最大值卻和粒子束到達(dá)尸、。兩板左側(cè)時的寬度。；

（2）若。皿=250V，以/=0時（見圖乙，此時Up。=0）,沿＞軸正方向入射的粒子打到筒上的點作為x'o'y'

坐標(biāo)系（豎直向上為y,軸正方向）的原點，求沿y軸正方向入射的粒子束打到圓筒上的最高點對應(yīng)的位置

坐標(biāo)；

（3）在給出的坐標(biāo)紙（圖丙）上定量畫出第（2）問中粒子束打到圓筒上的點形成的圖線；

（4）若Um=62.5V,求所有粒子能夠打到圓筒上的區(qū)域面積S。

【答案】(1)5.2x1。-%,0.05m；(2)(3cm,10cm)；(3)見解析；(4)120cm2

【解析】

【詳解】(1)如圖所示

由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中運動轉(zhuǎn)過的最大夾角為

因為粒子在磁場中運動的周期為

qB

所以粒子在磁場中運動的最長時間為

t_=曳7=21=工義10『5.2*10飛

3qB6

由洛倫茲力提供向心力

2

qv^B=m—

r

解得粒子在磁場中運動的半徑為

/嗡=0.°5m

速度方向與y軸成30。，射入第三象限進(jìn)入磁場的粒子，距離無軸

△4=Rsin30°=g

速度方向與y軸成30。，射入第四象限進(jìn)入磁場的粒子，如圖

A4=Rsin300=g

所以粒子束的寬度為

D-A&+=R-0.05m

(2)沿y軸正方向入射的粒子，當(dāng)電壓為U時剛好能射出極板

其中

qUA

a---,/———

md%

聯(lián)立可得

U=125VV250V

由圖乙可知，乙=0.05s時粒子剛好從上極板右邊緣飛出電場，由幾何關(guān)系可知

Ad

2:2

代入數(shù)據(jù)解得

ym=0.10m=10cm

在%=0.05s內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的弧長即為橫坐標(biāo)

菁=T%=0.03m=3cm

故沿y軸正方向入射的粒子束打到圓筒上的最高點對應(yīng)的位置坐標(biāo)為(3cm,10cm)o

(3)第(2)問中粒子束打到圓筒上的點形成的圖線如圖所示

(4)當(dāng)電壓為Um=62.5V時，射出極板的豎直側(cè)移量為

y」必也)2

2md%

代入數(shù)據(jù)解得

y=0.025m=2.5cm

所以所有粒子均能打到圓筒上，如圖

丙

則所有粒子能夠打到圓筒上的區(qū)域面積為

S=DL=5cmx24cm=120cm2

18.某激光制冷技術(shù)與下述力學(xué)緩沖模型類似。圖甲中輕彈簧下端固定在傾角為6=30。的是夠長光滑斜面

底端，上端與質(zhì)量為3根的物塊B相連，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧壓縮量為&現(xiàn)將質(zhì)量為根下表面光滑

的足夠長的木板A置于B的上方，A的下端與B相距25d；質(zhì)量為2根物塊C置于A的上端，C與A之間

動摩擦因數(shù)為正，B、C均視為質(zhì)點。B與斜面之間有智能涂層材料，僅可對B施加大小可調(diào)的阻力，當(dāng)

2

B的速度為零時涂層對其不施加作用力。現(xiàn)將A和C由靜止釋放，之后A與B發(fā)生正碰，碰撞時間極短,

碰后B向下運動2d時速度減為零，此過程中B受到涂層的阻力大小/與下移距離x之間的關(guān)系如圖乙所示。

已知重力加速度大小為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。

(1)求A、B第一碰前瞬間A的速度大小%；

(2)求A、B在第一次碰撞過程中損失的機(jī)械能AE；

(3)在B第一次向下運動過程中，求B與A下端相距最遠(yuǎn)的距離五,；

(4)若撤除彈簧，將B鎖定在原位置，更換B與斜面間的智能涂層，僅B受到涂層的阻力，其大小尸與

下移距離x之間的關(guān)系為7''=3.5mg+Wx。在A下端側(cè)面粘有一質(zhì)量不計的橡皮泥，A、C仍從原位置

a

靜止釋放，A、B碰撞前瞬間B自動解除鎖定，A、B碰后一起運動，經(jīng)時間辦(已知)A、B速度減為零立

即被鎖定，且C與A、B始終未達(dá)共速。求從A、B碰后開始計時，在/=勾時間內(nèi)A、C之間因摩摩擦產(chǎn)

3

生的熱量是多少。

【答案】(1)5痂；(2)6mgd-(3)L5d；(4)mg威—聆一1d

12488,

【解析】

【詳解】(1)木板A下表面光滑，A與B第一次碰撞前，若A、C一起向下加速，則

("/+2m)gsin30°=(m+2m)a

則此時C與A之間的摩擦力大小為

f—2mgsin30°—2ma=0

假設(shè)合理。對A和C,由位移速度關(guān)系

2&?d=丫