山東省濟(jì)南市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期9月摸底考試物理試題（原卷版+解析版）

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物理試題

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對條形碼上的姓名、考生號和座號，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。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1.某些原子處于磁場中，能級會發(fā)生劈裂，有的能級會變成近似連續(xù)的能帶。如圖所示，某種原子能量為的能級在磁場作用下形成能量最小值為、最大值為的能帶，，相應(yīng)能級躍遷發(fā)出的光的波長分別為。若用光照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為，下列說法正確的是（）

A.

B.

C.用光照射該金屬一定不能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動能大于

2.古人記載“虹霓現(xiàn)，因雨影東西”，虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的光學(xué)現(xiàn)象。如圖所示為虹和霓的形成原理光路圖，兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成和兩條彩色光帶，則點的單色光在玻璃球中時，下列說法正確的是（）

A.點單色光的折射率小于點單色光的折射率

B.點單色光的光速大于點單色光的光速

C.點單色光的頻率小于點單色光的頻率

D.點單色光的波長小于點單色光的波長

3.如圖所示，理想變壓器上有三個線圈，匝數(shù)分別為，線圈連接交流電源和一個小燈泡，線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡。四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則的比值為（）

A.B.C.D.

4.如圖所示，質(zhì)量為的物體靜止在水平桌面上，物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為。取重力加速度為，當(dāng)用方向與水平桌面夾角始終為，但大小不同的拉力斜向上作用在物體上時，關(guān)于物體的加速度的說法正確的是（）

A.大小不可能等于0B.大小可能等于

C.方向一定沿水平方向D.方向與水平桌面的夾角可能大于

5.木星是太陽系中擁有最多衛(wèi)星的行星，多達(dá)92顆，其中木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四是意大利天文學(xué)家伽利略在1610年用自制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，這四顆衛(wèi)星被后人稱為伽利略衛(wèi)星。木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的周期之比為。則木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的線速度之比為（）

A.B.C.D.

6.如圖所示，斜面與水平面的夾角為，質(zhì)量、可視為質(zhì)點的物塊通過磁力吸附在斜面上，磁力方向垂直于斜面，大小為。當(dāng)給物塊施加平行于斜面水平向右的拉力時，物塊仍保持靜止。已知物塊與斜面之間的摩擦因數(shù)為，重力加速度，則物塊受到的支持力、摩擦力分別為（）

A.B.C.D.

7.英國物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子實驗思路是：通過中子與其他已知原子核發(fā)生彈性碰撞，測量碰撞后原子核的速度，可間接測出中子的質(zhì)量。測量結(jié)果如下：用初速度一定的中子與靜止的氫原子核碰撞后，氫原子核的最大速度是；用同樣速度的中子與靜止的氮原子核碰撞后，氮原子核的最大速度是。已知氮原子核的質(zhì)量是氫原子核質(zhì)量的14倍，則中子的質(zhì)量與氫原子核質(zhì)量的比值為（）

A.1.12B.1.16C.1.20D.1.24

8.如圖所示，真空中兩個點電荷的電荷量均為，兩者之間的距離為，直線為兩者連線的中垂線。則直線上電場強度的最大值為（）

A.B.C.D.

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小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.如圖所示，在某一均勻介質(zhì)中，是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達(dá)式均為，介質(zhì)中點與兩波源間的距離分別為和，兩波源形成的簡諧橫波分別沿方向傳播，波速都是。下列說法中正確的是（）

A.簡諧橫波的波長為B.當(dāng)點位于波峰時，點也位于波峰

C.點振幅為D.點振幅為0

10.質(zhì)量為的物體在拉力的作用下由靜止開始沿斜面向上運動，拉力平行于斜面向上，拉力做功與物體位移的關(guān)系如圖所示。已知斜面傾角為，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小。下列說法正確的是（）

A.在處，拉力的功率為

B.在處，物體的動能為

C.從運動到，物體克服摩擦力做的功為

D.從運動到的過程中，物體的動量最大為

11.如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌放置在同一水平面內(nèi)，相距為，一端連接阻值為的電阻。長度為的金屬棒放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，金屬棒的質(zhì)量為，電阻為。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為，不計金屬導(dǎo)軌的電阻，在金屬棒以初速度沿導(dǎo)軌向右運動的過程中，下列說法正確的是（）

A.金屬棒的最大加速度為B.金屬棒向右運動的距離

C.通過電阻的電荷量為D.電阻上產(chǎn)生的熱量為

12.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強電場，A、B兩物體通過勁度系數(shù)為的絕緣豎直輕質(zhì)彈簧相連放在水平面上，都處于靜止?fàn)顟B(tài)。質(zhì)量均為，其中帶正電，電荷量為，不帶電，電場強度的大小，其中為重力加速度。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能可表示為，k為彈簧的勁度系數(shù)，為彈簧的形變量。若不計空氣阻力，不考慮物體電荷量的變化，保持電場強度的大小不變，將電場方向改為豎直向上，下列說法正確的是（）

A.電場換向的瞬間，物體的加速度大小為

B.從電場換向瞬間到物體B剛要離開地面的過程中，物體的速度一直增大

C.從電場換向瞬間到物體B剛要離開地面的過程中，物體的機(jī)械能增加量大于物體電勢能的減少量

D.物體B剛要離開地面時，A的速度大小為

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。

（1）圖乙所示為實驗中打點計時器和學(xué)生電源的實物圖，請用筆畫線代替導(dǎo)線將打點計時器與電源相連接；（）

（2）在本實驗中，下列說法正確的是________。

A.平衡摩擦力時，需要懸掛砂桶，小車需要連著紙帶

B.要保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量

C.每次實驗不需要測量砂和砂桶總質(zhì)量

（3）改變砂和砂桶質(zhì)量，測量多組數(shù)值，以力傳感器的示數(shù)為橫坐標(biāo)，小車的加速度為縱坐標(biāo)，作出的圖像如圖丙所示，圖像近似為過原點的一條直線，直線上某點的坐標(biāo)為，則小車的質(zhì)量為________。

A.B.C.D.

14.某同學(xué)想測量一金屬電阻在不同溫度下的阻值，并用該電阻來制作一個金屬電阻溫度計，可供選擇的實驗器材有

A.電源（電動勢，內(nèi)阻較小）

B.電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）

C.電流表（量程為，內(nèi)阻約為）

D.電流表（量程為，內(nèi)阻約為）

E.滑動變阻器（最大阻值約為）

F開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）實驗中電流表應(yīng)選擇________（選填“”或“”）；

（2）請把圖甲中所示的實物圖連線補充完整___________；

（3）該同學(xué)測出了此金屬電阻在不同溫度下的阻值，并描繪出該電阻阻值與溫度之間的關(guān)系如圖乙所示。

他利用此金屬電阻、合適的電流表以及滑動變阻器設(shè)計了一個測量溫度的金屬電阻溫度計，如圖丙所示。若將電流表上不同電流值對應(yīng)的刻度標(biāo)記為對應(yīng)的溫度值，則金屬電阻溫度計的刻度是________（選填“均勻”或“不均勻”）的。該溫度計使用一段時間后，電源的電動勢變小，內(nèi)阻變大，若要保證溫度測量的準(zhǔn)確，滑動變阻器的接入阻值應(yīng)該________（選填“變大”或“變小”）。

15.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的的變化過程。已知氣體在狀態(tài)時的溫度為。求

（1）氣體在狀態(tài)A時溫度；

（2）請說明在該理想氣體經(jīng)歷的的變化過程中，氣體向外界放出熱量還是從外界吸收熱量？并計算該過程中傳遞的熱量。

16.如圖所示，排球場地長為，中間球網(wǎng)高度為。某次比賽中，甲同學(xué)在右側(cè)球場距離中間球網(wǎng)線處跳起，在距離地面高處將球水平擊出，球的初速度與右側(cè)邊界線垂直，不計空氣阻力，取重力加速度，

（1）要保證排球落在對方球場內(nèi)，球的初速度大小需滿足的范圍；

（2）若球的初速度大小為，乙同學(xué)在離地處將排球熱起，熱起前、后球的速度大小相等，方向相反。已知排球質(zhì)量，因墊起過程時問很短，重力的沖量可以忽略，求甲、乙兩同學(xué)之間的水平距離以及接球過程中乙同學(xué)對排球作用力的沖量大小。

17.如圖所示坐標(biāo)平面內(nèi)，在軸左側(cè)有兩個區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，邊界分別為、和，區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著沿軸正向的勻強電場（場強未知）；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著沿軸負(fù)向的勻強電場，場強大小為；第四象限內(nèi)有與軸的正半軸和軸的負(fù)半軸均相切的圓形區(qū)域Ⅲ，直徑為，區(qū)域Ⅲ內(nèi)分布著垂直于平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為；第一象限內(nèi)距離軸為處放置一個與軸平行的足夠長熒光屏。在邊界上有一長為的線狀粒子源，其下端點在處，粒子源不斷釋放初速度為零的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量均為，電荷量均為。從粒子源下端點處釋放的粒子經(jīng)過區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ后，恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點，且速度方向與軸負(fù)向的夾角，不計粒子的重力，不考慮粒子間的相互作用，不考慮場的邊緣效應(yīng)，已知重力加速度為。求：

（1）粒子經(jīng)過坐標(biāo)原點處的速度大??；

（2）區(qū)域Ⅰ內(nèi)電場強度的大??；

（3）經(jīng)過坐標(biāo)原點處粒子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)；

（4）打在熒光屏上的粒子數(shù)占粒子源發(fā)出粒子數(shù)的比例。

18.如圖所示，足夠長的水平光滑直軌道和水平傳送帶平滑無縫連接，傳送帶長，以的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，帶有光滑圓弧管道的裝置P靜置于水平地面上，位于豎直平面內(nèi)，由兩段半徑均為的圓弧管道組成，管道與水平傳送帶和水平地面上的直軌道均平滑相切連接，長，右側(cè)為豎直墻壁?；瑝Ka的質(zhì)量，滑塊b與輕彈簧相連，質(zhì)量，滑塊c質(zhì)量，滑塊a、b、c均靜置于軌道上?，F(xiàn)讓滑塊a以的初速度水平向右運動，與滑塊b相撞后立即結(jié)合為一個整體，之后與滑塊c發(fā)生相互作用，c與彈簧分離后滑上傳送帶，經(jīng)管道后滑上。已知滑塊c與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，與間的動摩擦因數(shù)，其它摩擦和阻力均不計，滑塊與豎直墻壁的碰撞為彈性碰撞，各滑塊均可視為質(zhì)點，重力加速度大小，整個過程中裝置P始終保持靜止。求

（1）滑塊a、b碰撞后瞬間滑塊a的速度大?。?/p>

（2）滑塊a、b、c作用過程中彈簧的最大彈性勢能；

（3）滑塊c在軌道中運動的過程中，裝置P與地面間彈力的最大值記為，最小值記為，求與的差值；

（4）通過計算判斷滑塊c能否再次與彈簧發(fā)生相互作用

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物理試題答案解析

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對條形碼上的姓名、考生號和座號，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。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1.某些原子處于磁場中，能級會發(fā)生劈裂，有的能級會變成近似連續(xù)的能帶。如圖所示，某種原子能量為的能級在磁場作用下形成能量最小值為、最大值為的能帶，，相應(yīng)能級躍遷發(fā)出的光的波長分別為。若用光照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為，下列說法正確的是（）

A.

B.

C.用光照射該金屬一定不能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動能大于

【答案】D

【解析】

【詳解】A．由于原子能級躍遷放出的光子能量等于原子的能級差，即

由于，可得

故A錯誤；

B．由A中分析可得

由于題中只給出，三者之間的具體值未給出，因此不能得到

故B錯誤；

C．由A中分析可知

光照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，但比逸出功大多少未知，若

則用光照射該金屬也能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；

D．根據(jù)光電效應(yīng)方程

由于

可知用光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動能大于，故D正確。

故選D。

2.古人記載“虹霓現(xiàn)，因雨影東西”，虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成光學(xué)現(xiàn)象。如圖所示為虹和霓的形成原理光路圖，兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成和兩條彩色光帶，則點的單色光在玻璃球中時，下列說法正確的是（）

A.點單色光的折射率小于點單色光的折射率

B.點單色光的光速大于點單色光的光速

C.點單色光的頻率小于點單色光的頻率

D.點單色光的波長小于點單色光的波長

【答案】C

【解析】

【詳解】AB．根據(jù)題圖可知點的光比N點的光折射率大，根據(jù)

可知點的光速小于點單色光的光速，AB錯誤；

C．Q光比P光偏折的明顯，則Q光的折射率大于P光的折射率，光的頻率越大在同一介質(zhì)中折射率越大，因此點單色光的頻率小于點單色光的頻率，C正確；

D．由于Q光的頻率大于P光的頻率，根據(jù)

所以Q單色光的波長小于P點單色光的波長，D錯誤。

故選C。

3.如圖所示，理想變壓器上有三個線圈，匝數(shù)分別為，線圈連接交流電源和一個小燈泡，線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡。四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則的比值為（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【詳解】設(shè)每個燈泡額定電壓為，額定電流為，由于四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則

線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡，燈泡都正常發(fā)光，故

可得

根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率可得

即

可得

聯(lián)合可得

故

故選C。

4.如圖所示，質(zhì)量為的物體靜止在水平桌面上，物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為。取重力加速度為，當(dāng)用方向與水平桌面夾角始終為，但大小不同的拉力斜向上作用在物體上時，關(guān)于物體的加速度的說法正確的是（）

A.大小不可能等于0B.大小可能等于

C.方向一定沿水平方向D.方向與水平桌面的夾角可能大于

【答案】B

【解析】

【詳解】A．當(dāng)

可得

則物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體加速度大小為0，故A錯誤；

B．根據(jù)牛頓第二定律可得

當(dāng)時，可得

故B正確；

C．當(dāng)時物體離開地面，此時豎直方向的加速度不為零，則此時物體的加速度不沿水平方向，故C錯誤；

D．當(dāng)物塊離開水平面時，則物體的水平方向的加速度

豎直方向的加速度

則加速度方向與水平方向的夾角

即

故D錯誤。

故選B。

5.木星是太陽系中擁有最多衛(wèi)星的行星，多達(dá)92顆，其中木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四是意大利天文學(xué)家伽利略在1610年用自制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，這四顆衛(wèi)星被后人稱為伽利略衛(wèi)星。木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的周期之比為。則木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的線速度之比為（）

A.B.C.D.

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)開普勒第三定律

可得木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的半徑之比為

根據(jù)萬有引力提供向心力

可得線速度為

木衛(wèi)一、木衛(wèi)四繞木星做勻速圓周運動的線速度之比為

故選A。

6.如圖所示，斜面與水平面的夾角為，質(zhì)量、可視為質(zhì)點的物塊通過磁力吸附在斜面上，磁力方向垂直于斜面，大小為。當(dāng)給物塊施加平行于斜面水平向右的拉力時，物塊仍保持靜止。已知物塊與斜面之間的摩擦因數(shù)為，重力加速度，則物塊受到的支持力、摩擦力分別為（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【詳解】AB．根據(jù)平衡條件可得

故AB錯誤；

CD．根據(jù)平衡條件可得

故C正確，D錯誤。

故選C。

7.英國物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子實驗的思路是：通過中子與其他已知原子核發(fā)生彈性碰撞，測量碰撞后原子核的速度，可間接測出中子的質(zhì)量。測量結(jié)果如下：用初速度一定的中子與靜止的氫原子核碰撞后，氫原子核的最大速度是；用同樣速度的中子與靜止的氮原子核碰撞后，氮原子核的最大速度是。已知氮原子核的質(zhì)量是氫原子核質(zhì)量的14倍，則中子的質(zhì)量與氫原子核質(zhì)量的比值為（）

A.1.12B.1.16C.1.20D.1.24

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)中子的質(zhì)量為m，初速度為，與氫原子核發(fā)生碰撞，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒可得

，

可得

與氮原子核發(fā)生碰撞，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒可得

，

可得

由題可知

可得

故選B。

8.如圖所示，真空中兩個點電荷的電荷量均為，兩者之間的距離為，直線為兩者連線的中垂線。則直線上電場強度的最大值為（）

A.B.C.D.

【答案】A

【解析】

【詳解】設(shè)n上某一點的場強為，點電荷在該點上的場強方向與直線n的夾角為，有

整理有

令

變式

由均值不等式可知

當(dāng)一定，時，最大。

因

故有

即

即

所以電場強度的最大值為

故選A。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小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.如圖所示，在某一均勻介質(zhì)中，是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達(dá)式均為，介質(zhì)中點與兩波源間的距離分別為和，兩波源形成的簡諧橫波分別沿方向傳播，波速都是。下列說法中正確的是（）

A.簡諧橫波的波長為B.當(dāng)點位于波峰時，點也位于波峰

C.點振幅D.點振幅為0

【答案】AD

【解析】

【詳解】A．根據(jù)簡諧運動表達(dá)式可知

由

可得該波的波長為

故A正確；

B．P點與M、N兩波源間的距離與波長的關(guān)系為

，

是振動情況完全相同的兩個波源，當(dāng)、N點位于波峰時，點位于平衡位置，B錯誤；

CD．P點與M、N兩波源間的距離之差

兩個波源的振動情況相同，可知P點為振動減弱點，振幅為零，故C錯誤，D正確。

故選AD。

10.質(zhì)量為的物體在拉力的作用下由靜止開始沿斜面向上運動，拉力平行于斜面向上，拉力做功與物體位移的關(guān)系如圖所示。已知斜面傾角為，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小。下列說法正確的是（）

A.在處，拉力的功率為

B.在處，物體的動能為

C.從運動到，物體克服摩擦力做的功為

D.從運動到的過程中，物體的動量最大為

【答案】BCD

【解析】

【詳解】拉力做的功為

可看出圖像的斜率代表拉力F。

AB．在物體運動的過程中根據(jù)動能定理有

則時物體的速度為

時，拉力為

則此時拉力的功率

時物體動能為

故A錯誤，B正確；

C．從運動到，物體克服摩擦力做的功為

故C正確；

D．根據(jù)圖像可知在的過程中，的過程中，由于物體受到的摩擦力恒為

重力沿斜面向下的分力為

則物體在處速度最大，此時的速度

則從運動到的過程中，物體的動量最大為

故D正確。

故選BCD。

11.如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌放置在同一水平面內(nèi)，相距為，一端連接阻值為的電阻。長度為的金屬棒放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，金屬棒的質(zhì)量為，電阻為。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為，不計金屬導(dǎo)軌的電阻，在金屬棒以初速度沿導(dǎo)軌向右運動的過程中，下列說法正確的是（）

A.金屬棒的最大加速度為B.金屬棒向右運動的距離

C.通過電阻的電荷量為D.電阻上產(chǎn)生的熱量為

【答案】AB

【解析】

【詳解】A．金屬棒以初速度沿導(dǎo)軌向右運動的過程中，切割磁感線產(chǎn)生電動勢

電路中的電流

金屬棒所受的安培力

得

加速度為

可知：金屬棒剛開始時速度最大，加速度最大，最大值為

A正確；

B．金屬棒從速度為v0至停下來的過程中，由動量定理得

將整個運動過程劃分成很多小段，可認(rèn)為每個小段中的速度幾乎不變，設(shè)每小段的時間為Δt，則安培力的沖量

解得

B正確；

C．從開始運動到最終停下，平均感應(yīng)電動勢

平均感應(yīng)電流

則電荷量

則通過電阻的電荷量為，C錯誤；

D．由能量守恒可知，全過程導(dǎo)體棒的動能轉(zhuǎn)化為回路的熱量

其中

聯(lián)立解得

D錯誤。

故選AB。

12.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強電場，A、B兩物體通過勁度系數(shù)為的絕緣豎直輕質(zhì)彈簧相連放在水平面上，都處于靜止?fàn)顟B(tài)。質(zhì)量均為，其中帶正電，電荷量為，不帶電，電場強度的大小，其中為重力加速度。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能可表示為，k為彈簧的勁度系數(shù)，為彈簧的形變量。若不計空氣阻力，不考慮物體電荷量的變化，保持電場強度的大小不變，將電場方向改為豎直向上，下列說法正確的是（）

A.電場換向的瞬間，物體的加速度大小為

B.從電場換向瞬間到物體B剛要離開地面的過程中，物體的速度一直增大

C.從電場換向瞬間到物體B剛要離開地面的過程中，物體的機(jī)械能增加量大于物體電勢能的減少量

D.物體B剛要離開地面時，A的速度大小為

【答案】CD

【解析】

【詳解】A．在電場未反向時，A物體處于平衡狀態(tài)

當(dāng)施加上電場力瞬間，A物體

解得

a=2g

選項A錯誤；

B．在電場未反向時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，壓縮量為

B剛要離開地面時，彈簧處于伸長狀態(tài)，伸長量為

對物體A受向上的電場力與向下的重力等大反向，可知物體A受的合力等于彈簧的彈力，則A受的合外力先受向上后向下，則加速度先向上后向下，則物體A先向上加速后向上減速，選項B錯誤；

C．從電場換向瞬間到物體B剛要離開地面的過程中，因，即從初態(tài)到末態(tài)彈簧的形變量減小，彈性勢能減小，A物體的機(jī)械能增量等于電勢能的減少量與彈性勢能的減少量之和，則物體A的機(jī)械能增加量大于物體A電勢能的減少量，選項C正確；

D.物體B剛要離開地面時，由能量關(guān)系可知

解得A的速度大小為

故選CD。

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。

（1）圖乙所示為實驗中打點計時器和學(xué)生電源的實物圖，請用筆畫線代替導(dǎo)線將打點計時器與電源相連接；（）

（2）在本實驗中，下列說法正確的是________。

A.平衡摩擦力時，需要懸掛砂桶，小車需要連著紙帶

B.要保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量

C.每次實驗不需要測量砂和砂桶總質(zhì)量

（3）改變砂和砂桶質(zhì)量，測量多組數(shù)值，以力傳感器的示數(shù)為橫坐標(biāo)，小車的加速度為縱坐標(biāo)，作出的圖像如圖丙所示，圖像近似為過原點的一條直線，直線上某點的坐標(biāo)為，則小車的質(zhì)量為________。

A.B.C.D.

【答案】①.見解析②.C③.B

【解析】

【詳解】（1）[1]電磁打點計時器需要低壓交流電源，連線如圖所示

（2）[2]

A．平衡摩擦力時，不需要懸掛砂桶，小車需要連著紙帶，故A錯誤；

B．實驗時，因用力傳感器可測得小車的拉力，故沒必要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，故B錯誤；

C．實驗時，因力傳感器可測得小車的拉力，每次實驗不需要測量砂和砂桶總質(zhì)量，只需要每次試驗時改變砂和砂桶總質(zhì)量即可，故C正確。

故選C。

（3）[3]對小車由牛頓第二定律得

解得

所以

解得小車質(zhì)量為

故選B。

14.某同學(xué)想測量一金屬電阻在不同溫度下的阻值，并用該電阻來制作一個金屬電阻溫度計，可供選擇的實驗器材有

A.電源（電動勢，內(nèi)阻較小）

B.電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）

C.電流表（量程為，內(nèi)阻約為）

D.電流表（量程為，內(nèi)阻約為）

E.滑動變阻器（最大阻值約為）

F.開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）實驗中電流表應(yīng)選擇________（選填“”或“”）；

（2）請把圖甲中所示的實物圖連線補充完整___________；

（3）該同學(xué)測出了此金屬電阻在不同溫度下的阻值，并描繪出該電阻阻值與溫度之間的關(guān)系如圖乙所示。

他利用此金屬電阻、合適的電流表以及滑動變阻器設(shè)計了一個測量溫度的金屬電阻溫度計，如圖丙所示。若將電流表上不同電流值對應(yīng)的刻度標(biāo)記為對應(yīng)的溫度值，則金屬電阻溫度計的刻度是________（選填“均勻”或“不均勻”）的。該溫度計使用一段時間后，電源的電動勢變小，內(nèi)阻變大，若要保證溫度測量的準(zhǔn)確，滑動變阻器的接入阻值應(yīng)該________（選填“變大”或“變小”）。

【答案】①.②.見解析③.不均勻④.變小

【解析】

【詳解】（1）[1]由電源電動勢為6V并結(jié)合圖乙知常溫下流過電流表的電流約為

其它實驗溫度時，流過電流表的電流也大約是幾毫安，因此電流表選A2。

（2）[2]由于

所以應(yīng)采用電流表的內(nèi)接法。又由于滑動變阻器的最大阻值與待測電阻的阻值相比較小，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法。電路圖如下：

（3）[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律知圖丙回路電流為

I與的關(guān)系是非線性的，由圖像知與t的關(guān)系是線性的，所以I與t的關(guān)系非線性，I的刻度均勻換成t的刻度就是不均勻的。

[4]該溫度計使用一段時間后，電源的電動勢變小，內(nèi)阻變大，若要保證溫度測量的準(zhǔn)確，由[3]可知要得到一樣的電流，滑動變阻器的接入阻值應(yīng)該變小。

15.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的的變化過程。已知氣體在狀態(tài)時的溫度為。求

（1）氣體在狀態(tài)A時的溫度；

（2）請說明在該理想氣體經(jīng)歷的的變化過程中，氣體向外界放出熱量還是從外界吸收熱量？并計算該過程中傳遞的熱量。

【答案】（1）；（2）吸熱，

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)

代入數(shù)據(jù)得

（2）整個過程內(nèi)能不變

p-V圖像與V軸圍成的面積代表做功，整個過程氣體對外做功為

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得

其中

可得

可知氣體從外界吸收熱量，吸收的熱量為。

16.如圖所示，排球場地長為，中間球網(wǎng)高度為。某次比賽中，甲同學(xué)在右側(cè)球場距離中間球網(wǎng)線處跳起，在距離地面高處將球水平擊出，球的初速度與右側(cè)邊界線垂直，不計空氣阻力，取重力加速度，

（1）要保證排球落在對方球場內(nèi)，球的初速度大小需滿足的范圍；

（2）若球的初速度大小為，乙同學(xué)在離地處將排球熱起，熱起前、后球的速度大小相等，方向相反。已知排球質(zhì)量，因墊起過程時問很短，重力的沖量可以忽略，求甲、乙兩同學(xué)之間的水平距離以及接球過程中乙同學(xué)對排球作用力的沖量大小。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【詳解】（1）剛好不出左側(cè)邊界

豎直方向

解得

剛好不擦網(wǎng)

豎直方向

解得

初速度范圍

。

（2）初速度為時

，

解得

豎直方向速度

合速度

根據(jù)

解得

17.如圖所示坐標(biāo)平面內(nèi)，在軸左側(cè)有兩個區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，邊界分別為、和，區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著沿軸正向的勻強電場（場強未知）；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著沿軸負(fù)向的勻強電場，場強大小為；第四象限內(nèi)有與軸的正半軸和軸的負(fù)半軸均相切的圓形區(qū)域Ⅲ，直徑為，區(qū)域Ⅲ內(nèi)分布著垂直于平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為；第一象限內(nèi)距離軸為處放置一個與軸平行的足夠長熒光屏。在邊界上有一長為的線狀粒子源，其下端點在處，粒子源不斷釋放初速度為零的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量均為，電荷量均為。從粒子源下端點處釋放的粒子經(jīng)過區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ后，恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點，且速度方向與軸負(fù)向的夾角，不計粒子的重力，不考慮粒子間的相互作用，不考慮場的邊緣效應(yīng)，已知重力加速度為。求：

（1）粒子經(jīng)過坐標(biāo)原點處的速