2025年北京市順義區(qū)高考物理一模試卷

第1頁(yè)（共1頁(yè)）2025年北京市順義區(qū)高考物理一模試卷一、本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1．（3分）光導(dǎo)纖維工作原理主要基于（）A．偏振現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．干涉現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象2．（3分）下列說(shuō)法正確的是（）A．β射線是能量很高的電磁波 B．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷放出光子 C．核裂變是兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核 D．只要有光照射到金屬表面，就會(huì)有電子從金屬表面逸出3．（3分）雙層玻璃廣泛應(yīng)用于住宅、辦公樓、商業(yè)場(chǎng)所和公共建筑等，雙層玻璃密閉的空間內(nèi)會(huì)殘留一些稀薄氣體。與白天相比，夜晚雙層玻璃間密閉的稀薄氣體（）A．分子平均動(dòng)能變小 B．單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)變少 C．分子間距離都變小 D．所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都變小4．（3分）如圖所示，A、B兩物體并排放在光滑水平面上，質(zhì)量分別為1kg和2kg。在水平推力F的作用下一起向右運(yùn)動(dòng)，A、B之間作用力的大小為6N，則水平推力F的大小為（）A．F＝2N B．F＝4N C．F＝6N D．F＝9N5．（3分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為u＝2202sin100πtV，副線圈接工作電壓為36V的照明燈，照明燈正常工作，原線圈匝數(shù)為1100。下列說(shuō)法正確的是（）A．副線圈匝數(shù)為18 B．原副線圈匝數(shù)比為9：55 C．交變電流的周期為0.01s D．副線圈輸出電壓的峰值為362V6．（3分）如圖所示，鋁管豎直放置在水平桌面上，把一枚小磁體從鋁管上端管口放入，小磁體不與管壁接觸，且無(wú)翻轉(zhuǎn)，不計(jì)空氣阻力。小磁體在鋁管內(nèi)下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．小磁體的機(jī)械能不變 B．小磁體做自由落體運(yùn)動(dòng) C．鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力 D．小磁體動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量7．（3分）利用如圖所示裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．向左移動(dòng)光源，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變小 B．減小雙縫之間的距離，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變大 C．紅色濾光片換成綠色濾光片，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變大 D．為了減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差，必須測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距8．（3分）如圖所示，真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷Q1、Q2，分別固定在x軸坐標(biāo)為0和6cm的位置上。一帶正電的點(diǎn)電荷在x＝1cm處由靜止釋放后（）A．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．在x＝3cm處所受靜電力最大 C．由x＝1cm處到x＝3cm處的時(shí)間等于由x＝3cm處到x＝5cm處的時(shí)間 D．由x＝1cm處到x＝3cm處的動(dòng)能變化量等于由x＝3cm處到x＝5cm處的動(dòng)能變化量9．（3分）某同學(xué)用電流傳感器和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電路如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得電阻R以及相對(duì)應(yīng)的電流I的多組數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的R-1I圖線。該同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，誤將電阻箱阻值作為外電路總電阻的阻值，漏算了RA．該電源的電動(dòng)勢(shì)為1V B．該電源的內(nèi)阻為2Ω C．內(nèi)阻的測(cè)量值偏小 D．電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值偏大10．（3分）空間站在距離地面高度為h的圓軌道上運(yùn)行。航天員進(jìn)行艙外巡檢任務(wù)，此時(shí)航天員與空間站相對(duì)靜止。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)航天員所受合力為零 B．地球的質(zhì)量為g(R+h)C．空間站的線速度大小為RgR+hD．空間站的向心加速度大小為RR+h11．（3分）如圖所示為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個(gè)振動(dòng)裝置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動(dòng)情況，以向上為正方向，得到手機(jī)振動(dòng)過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系為a＝4sin（2.5πt）m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）A．手機(jī)振動(dòng)的周期T＝2.5s B．t＝0.4s時(shí)，彈簧彈力為0 C．t＝0.2s時(shí)，手機(jī)位于平衡位置上方 D．從t＝0.4s至t＝0.6s，手機(jī)的動(dòng)能減小12．（3分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路研究電容器充放電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，通過(guò)傳感器得到的數(shù)據(jù)做出電容器兩端電壓U隨電荷量Q變化的圖像如圖乙所示，電容器的電容為C，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，R為定值電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)電容器兩端電壓為U時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能為CU2 B．充電過(guò)程電源非靜電力做功為12CE2C．充電過(guò)程中，電壓傳感器的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定 D．放電過(guò)程中，電流傳感器的示數(shù)均勻減小至零13．（3分）如圖所示為某種光電式煙霧報(bào)警器的原理圖。在無(wú)煙霧時(shí)，光源發(fā)出的光沿直線傳播，光電管接收不到光，報(bào)警器處于靜默狀態(tài)；當(dāng)煙霧通過(guò)煙霧入口時(shí)，煙霧顆粒會(huì)散射光源發(fā)出的光，散射的光被光電管接收，從而產(chǎn)生光電流。干簧管是一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)，用于控制報(bào)警電路的通斷。當(dāng)通過(guò)煙霧入口的煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，報(bào)警電路被激活，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。電鍵S處于閉合狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（）A．干簧管是否導(dǎo)通與E3的電動(dòng)勢(shì)大小有關(guān) B．減小R1的阻值可以提高該報(bào)警器的靈敏度 C．增加干簧管外纏繞線圈的匝數(shù)可以降低該報(bào)警器的靈敏度 D．煙霧達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，干簧管外纏繞的線圈中一定無(wú)電流14．（3分）量子隧穿效應(yīng)是當(dāng)電子或者其它微觀粒子（例如質(zhì)子和中子等）從勢(shì)壘（可以理解為是一種能量壁障）的一邊入射時(shí)，即使它們不具有足夠的動(dòng)能從勢(shì)壘頂部翻越過(guò)勢(shì)壘，它們?nèi)匀挥幸欢ǜ怕誓軌蛟谌肷涞囊贿呄Ф趧?shì)壘的另一邊出現(xiàn)的現(xiàn)象。粒子的隧穿概率P＝e﹣2kL，k=8π2掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧穿效應(yīng)而設(shè)計(jì)成的，當(dāng)原子尺度的探針針尖在不到一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí)，在針尖與樣品之間加一大小為U的電壓，針尖與樣品之間產(chǎn)生隧穿效應(yīng)而有電子逸出，形成隧穿電流。當(dāng)探針沿樣品表面按給定高度勻速掃描時(shí)，因樣品表面原子的凹凸不平，使探針與樣品表面間的距離不斷發(fā)生改變，從而引起隧穿電流隨時(shí)間不斷發(fā)生改變，這種變化便反映了樣品表面原子水平的凹凸形態(tài)。設(shè)電子的電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．掃描隧道顯微鏡可以探測(cè)樣品的深層信息 B．量子隧穿效應(yīng)是宏觀物體也能表現(xiàn)出的常見(jiàn)現(xiàn)象 C．改變探針和樣品之間的電壓U可以改變電子的能量E D．掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)中產(chǎn)生隧穿效應(yīng)的電子應(yīng)滿(mǎn)足Φ﹣E＝eU二、本部分共6題，共58分。15．（8分）（1）用如圖甲所示的裝置做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。線圈A通過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A放入線圈B中。開(kāi)關(guān)閉合瞬間，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。電路穩(wěn)定后，將線圈A向上拔出，電流表指針向偏轉(zhuǎn)。（2）利用如圖乙所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。得到重錘下落速度的平方v2與下落高度h之間關(guān)系的v2﹣h圖像，圖丙圖像中可能正確的是。（3）利用如圖丁所示裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，在導(dǎo)軌上，小車(chē)A以初速度v1撞擊靜止的小車(chē)B。碰撞前：小車(chē)A上的遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間為t1；碰撞后：小車(chē)A與小車(chē)B粘在一起，小車(chē)B上的遮光條通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t2。已知：小車(chē)A與遮光條的總質(zhì)量為m1，小車(chē)B與遮光條的總質(zhì)量為m2，遮光條的寬度為d。則碰撞前小車(chē)A的速度v1＝；碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量p′＝。16．（10分）用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中（1）在測(cè)量周期時(shí)，為了減小測(cè)量周期的誤差，應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)最（選填“高”或“低”）點(diǎn)的位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。（2）用秒表記錄單擺n次全振動(dòng)所用時(shí)間為t，則單擺的周期T＝。（3）多次改變擺線長(zhǎng)度，并測(cè)出相應(yīng)的周期T，繪制擺長(zhǎng)L隨周期的平方T2變化的圖像如圖甲所示。由圖像求g＝（用L1、L2、T1、T2表示）。（4）在擺球和細(xì)線相同的情況下，單擺小角度擺動(dòng)的周期（選填“大于”“小于”或“等于”）圓錐擺（擺球在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)）的周期。（5）如圖乙所示，單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺球質(zhì)量為m。將擺球拉離平衡位置后釋放，擺球沿圓弧做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。擺線與豎直方向夾角（擺角）為θ，試說(shuō)明單擺在“擺角很小”的情況下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。。17．（9分）如圖所示，豎直面內(nèi)的光滑軌道ABCD，AB段為曲面，BC段水平，CD段是半徑R＝0.2m的半圓形軌道，BC段與CD段在C點(diǎn)相切。在A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)后，沿水平方向飛出，最終落到水平軌道BC段上的E點(diǎn)，A點(diǎn)距水平面的高度h＝0.8m，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；（2）小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的彈力大小FN；（3）C、E兩點(diǎn)的距離x。18．（9分）如圖1所示，MN、PQ為兩根水平放置相距L＝1.0m平行且光滑的金屬導(dǎo)軌，PM兩點(diǎn)間接阻值R＝2.0Ω的定值電阻，一導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。t＝0時(shí)刻給導(dǎo)體棒施加F＝2.0N水平向右的恒力，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的速度v＝2.0m/s。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向豎直向上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m＝0.2kg，不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度g取10m/s2。則在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，求：（1）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；（2）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a，并在圖2中定性畫(huà)出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度v隨時(shí)間t變化的圖像；（3）0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大小x。19．（10分）雙星系統(tǒng)是指由兩顆恒星組成的引力束縛系統(tǒng)，它們?cè)谙嗷サ囊ψ饔孟聡@共同的質(zhì)心（質(zhì)量中心）做軌道運(yùn)動(dòng)。（1）如圖所示為某雙星系統(tǒng)，恒星A、B繞其連線的中點(diǎn)O做角速度相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A、B的質(zhì)量均為M0，恒星A、B中心之間的距離為L(zhǎng)，引力常量為G，求恒星A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。（2）宇宙中某雙黑洞系統(tǒng)可以看成雙星模型、隨著時(shí)間推移，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)引力波輻射能量，導(dǎo)致軌道逐漸收縮，最終合并成一個(gè)黑洞。假設(shè)該雙黑洞系統(tǒng)中，兩個(gè)黑洞的質(zhì)量均為M，中心之間的距離為r，已知此時(shí)這個(gè)系統(tǒng)輻射引力波的功率P=32a.該雙黑洞系統(tǒng)到地球的距離為D（D遠(yuǎn)大于r），不計(jì)傳播過(guò)程中引力波能量的損失，求地球表面接收到該系統(tǒng)此時(shí)刻輻射引力波的能流密度S（能流密度是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于能量傳播方向上單位面積的能量，單位為W/m2）。b.已知質(zhì)量為m1和m2，距離為R的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力勢(shì)能Ep＝﹣Gm1m220．（12分）通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)我們可以控制微觀帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力影響）。（1）控制帶電粒子的軌跡如圖1所示，空間中存在方向指向圓心O1的徑向電場(chǎng)，質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，剛好做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所經(jīng)圓弧電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E。求該粒子的速度大小v1。（2）約束帶電粒子的運(yùn)動(dòng)范圍如圖2所示，某粒子源通過(guò)小孔O2沿紙面向右側(cè)各方向以速度v2射出帶電粒子，射出的帶電粒子進(jìn)入寬度為H的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，若所有帶電粒子均不能從磁場(chǎng)右邊界射出。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，不考慮粒子間的相互作用，求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值Bmin。（3）控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)位置如圖3所示，一束電子（電子的電荷量為e，質(zhì)量為m）從水平放置的兩極板中心軸線上的O3位置以水平向右的初速度v3射入兩極板間電壓為u的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子能全部通過(guò)極板，隨后電子進(jìn)入極板右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（磁場(chǎng)區(qū)域足夠大），最終打到熒光屏上。當(dāng)u＝0時(shí)，電子打在熒光屏上的O4點(diǎn)，以O(shè)4為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿水平方向和豎直方向建立x軸和y軸。已知兩極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩板間距離為d，極板右端到熒光屏的水平距離為Z=5πma.當(dāng)兩極板間電壓u＝U0（U0為一定值），電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下時(shí)，求電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)。b.當(dāng)兩極板間電壓u＝Usinωt（交變電壓）時(shí)，電子在兩極板間發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)。初速度v3極大（可以認(rèn)為電子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)，兩極板間電壓不變），隨著電子不斷打在熒光屏上，在圖4中畫(huà)出電子打在熒光屏上位置連線的大致形狀，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

2025年北京市順義區(qū)高考物理一模試卷參考答案與試題解析一．選擇題（共14小題）題號(hào)1234567891011答案DBADDCBDACD題號(hào)121314答案CBC一、本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1．（3分）光導(dǎo)纖維工作原理主要基于（）A．偏振現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．干涉現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象【分析】根據(jù)光導(dǎo)纖維的原理分析。【解答】解：光導(dǎo)纖維工作原理主要基于全反射現(xiàn)象，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查光導(dǎo)纖維的原理，要熟記，題目難度不大。2．（3分）下列說(shuō)法正確的是（）A．β射線是能量很高的電磁波 B．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷放出光子 C．核裂變是兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核 D．只要有光照射到金屬表面，就會(huì)有電子從金屬表面逸出【分析】A.根據(jù)β射線的本質(zhì)，即可分析判斷；B.根據(jù)玻爾理論，即可分析判斷；C.根據(jù)核裂變、核聚變的特點(diǎn)，即可分析判斷；D.根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件，即可分析判斷?！窘獯稹拷猓篈.β射線是高速電子流，而非電磁波，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)玻爾理論可知，原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)以光子形式釋放能量，故B正確；C.核裂變是重核分裂為中等質(zhì)量核的過(guò)程，而輕核結(jié)合成較重核是核聚變，故C錯(cuò)誤；D.光照射到金屬表面，入射光頻率高于截止頻率時(shí)，才會(huì)有電子從金屬表面逸出，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)玻爾原子理論的掌握，解題時(shí)需注意：原子中的電子庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)；電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是量子化的；電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。3．（3分）雙層玻璃廣泛應(yīng)用于住宅、辦公樓、商業(yè)場(chǎng)所和公共建筑等，雙層玻璃密閉的空間內(nèi)會(huì)殘留一些稀薄氣體。與白天相比，夜晚雙層玻璃間密閉的稀薄氣體（）A．分子平均動(dòng)能變小 B．單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)變少 C．分子間距離都變小 D．所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都變小【分析】A.溫度越低，分子平均動(dòng)能越小，據(jù)此分析判斷；B.單位體積分子數(shù)由氣體密度決定，據(jù)此分析判斷；C.稀薄氣體分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，據(jù)此分析判斷；D.溫度降低使分子平均速率減小，據(jù)此分析判斷?！窘獯稹拷猓篈.溫度越低，分子平均動(dòng)能越小，夜晚溫度降低，則分子平均動(dòng)能變小，故A正確；B.單位體積分子數(shù)由氣體密度決定。由于氣體密閉且體積不變，分子總數(shù)不變，故單位體積分子數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；C.稀薄氣體分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，溫度變化不影響分子間距的統(tǒng)計(jì)分布，故C錯(cuò)誤；D.結(jié)合前面分析可知，溫度降低使分子平均速率減小，但個(gè)別分子速率可能增大，故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，解題時(shí)需注意：溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，同樣的，分子平均動(dòng)能越大，也能說(shuō)明溫度越高；溫度對(duì)分子動(dòng)能是對(duì)整體分子而言的，對(duì)單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有實(shí)際意義。4．（3分）如圖所示，A、B兩物體并排放在光滑水平面上，質(zhì)量分別為1kg和2kg。在水平推力F的作用下一起向右運(yùn)動(dòng)，A、B之間作用力的大小為6N，則水平推力F的大小為（）A．F＝2N B．F＝4N C．F＝6N D．F＝9N【分析】先運(yùn)用隔離法求得B的加速度的大小，再采用整體法對(duì)A和B整體受力分析，可以求得水平推力F的大小，即可求解?！窘獯稹拷猓簩?duì)于B，由牛頓第二定律得：F1＝mBa解得：a=對(duì)AB整體，由牛頓第二定律得：F＝（mA+mB）a代入數(shù)據(jù)解得：F＝9N，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題屬于連接體類(lèi)型，通?？梢圆捎谜w法和隔離法相結(jié)合研究，用隔離法可以求物體的加速度，用整體法可以求出整體的受力大小。5．（3分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為u＝2202sin100πtV，副線圈接工作電壓為36V的照明燈，照明燈正常工作，原線圈匝數(shù)為1100。下列說(shuō)法正確的是（）A．副線圈匝數(shù)為18 B．原副線圈匝數(shù)比為9：55 C．交變電流的周期為0.01s D．副線圈輸出電壓的峰值為362V【分析】根據(jù)輸入電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系式得出相應(yīng)物理量，結(jié)合變壓器原理求出原、副線圈的匝數(shù)比，周期和峰值等?！窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)輸入電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系式得出原線圈電壓峰值U1m=2202V，則原線圈電壓有效值為U1=U1m2=220C、根據(jù)輸入電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系式得出ω＝100πrad/s，則交變電流的周期T=2πD、根據(jù)變壓器原理U1mU2m故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題為基礎(chǔ)題，關(guān)鍵在于掌握變壓器原理。6．（3分）如圖所示，鋁管豎直放置在水平桌面上，把一枚小磁體從鋁管上端管口放入，小磁體不與管壁接觸，且無(wú)翻轉(zhuǎn)，不計(jì)空氣阻力。小磁體在鋁管內(nèi)下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．小磁體的機(jī)械能不變 B．小磁體做自由落體運(yùn)動(dòng) C．鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力 D．小磁體動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量【分析】小磁體從鋁管正上方由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)鋁管的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)感應(yīng)磁場(chǎng)要阻礙磁通量的變化，導(dǎo)致小磁體受到阻力，因而機(jī)械能不守恒；在下落過(guò)程中導(dǎo)致鋁管產(chǎn)生內(nèi)能；根據(jù)電磁阻尼原理分析鋁管對(duì)桌面的壓力與鋁管重力的關(guān)系?！窘獯稹拷猓築.磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過(guò)程中，出現(xiàn)安培力做負(fù)功現(xiàn)象，從而磁體的加速度小于重力加速度，所以磁體的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；AD.磁體在整個(gè)下落過(guò)程中，除重力做功外，還有產(chǎn)生感應(yīng)電流對(duì)應(yīng)的安培力做功，導(dǎo)致減小的重力勢(shì)能，部分轉(zhuǎn)化動(dòng)能外，還要產(chǎn)生內(nèi)能，故機(jī)械能不守恒，且磁體動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量，故AD錯(cuò)誤；C.根據(jù)電磁阻尼原理可知，小磁體下落過(guò)程中受到的磁場(chǎng)力向上，由牛頓第三定律可知，鋁管在磁體下落過(guò)程受到向下的磁場(chǎng)力，所以鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力，故C正確。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題運(yùn)用楞次定律的另一種表述：來(lái)拒去留，來(lái)判斷磁體受到的安培力方向。要注意分析能量的轉(zhuǎn)化情況，運(yùn)用能量守恒定律分析各種能量之間的關(guān)系。7．（3分）利用如圖所示裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．向左移動(dòng)光源，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變小 B．減小雙縫之間的距離，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變大 C．紅色濾光片換成綠色濾光片，相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距變大 D．為了減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差，必須測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范及雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ld【解答】解：A、向左移動(dòng)光源，干涉條紋間距不變，故A錯(cuò)誤。B、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=LdC、紅色濾光片換成綠色濾光片，波長(zhǎng)變小，根據(jù)Δx=LdD、為了減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差，需測(cè)量多個(gè)亮條紋中心間距，計(jì)算相鄰兩個(gè)亮條紋中心間距，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式，并能靈活運(yùn)用。8．（3分）如圖所示，真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷Q1、Q2，分別固定在x軸坐標(biāo)為0和6cm的位置上。一帶正電的點(diǎn)電荷在x＝1cm處由靜止釋放后（）A．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．在x＝3cm處所受靜電力最大 C．由x＝1cm處到x＝3cm處的時(shí)間等于由x＝3cm處到x＝5cm處的時(shí)間 D．由x＝1cm處到x＝3cm處的動(dòng)能變化量等于由x＝3cm處到x＝5cm處的動(dòng)能變化量【分析】根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷連線上的電場(chǎng)規(guī)律和等勢(shì)面的特點(diǎn)結(jié)合動(dòng)能定理，受力情況，牛頓第二定律等進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓篈B.在Q1和Q2的連線上，等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)從1cm到5cm的位置，電場(chǎng)強(qiáng)度先變小后變大，根據(jù)F＝qE，正點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力不是恒力，根據(jù)牛頓第二定律可知，電荷不可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)x＝3cm處場(chǎng)強(qiáng)最小，靜電力最小，故AB錯(cuò)誤；C.由于電荷一直做加速運(yùn)動(dòng)，平均速度越來(lái)越大，故從x＝1cm處到x＝3cm處的時(shí)間大于由x＝3cm處到x＝5cm處的時(shí)間，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)等量異種電荷連線上的等勢(shì)面的特點(diǎn)可知，由x＝1cm處到x＝3cm處的電勢(shì)差等于由x＝3cm處到x＝5cm處的電勢(shì)差，兩個(gè)過(guò)程電場(chǎng)力做功相同，結(jié)合動(dòng)能定理可知，由x＝1cm處到x＝3cm處的動(dòng)能變化量等于由x＝3cm處到x＝5cm處的動(dòng)能變化量，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】考查等量異種點(diǎn)電荷連線上的電場(chǎng)規(guī)律和等勢(shì)面的特點(diǎn)結(jié)合動(dòng)能定理，受力情況，牛頓第二定律，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。9．（3分）某同學(xué)用電流傳感器和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電路如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得電阻R以及相對(duì)應(yīng)的電流I的多組數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的R-1I圖線。該同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，誤將電阻箱阻值作為外電路總電阻的阻值，漏算了RA．該電源的電動(dòng)勢(shì)為1V B．該電源的內(nèi)阻為2Ω C．內(nèi)阻的測(cè)量值偏小 D．電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值偏大【分析】由題意及閉合電路歐姆定律可得出R-1【解答】解：A、由圖甲所示圖像可知，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為：E＝I（R+R0+r）則R＝E?1I-（R由數(shù)學(xué)知識(shí)知，斜率等于電源電動(dòng)勢(shì)，即E=22V＝1.0V，R0故A正確；BCD、若該同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，誤將R作為外電路的總電阻阻值R′，漏算了R0，即將R0和r等效看成為電源的內(nèi)阻，故測(cè)量的內(nèi)阻偏大，但由于外電路斷路時(shí)，內(nèi)阻不再分壓，故測(cè)量值即為電源的電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有誤差，故BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)。要注意閉合電路歐姆定律的數(shù)據(jù)處理的方法，特別是求圖像的表達(dá)式時(shí)，要注意靈活應(yīng)用閉合電路歐姆定律。10．（3分）空間站在距離地面高度為h的圓軌道上運(yùn)行。航天員進(jìn)行艙外巡檢任務(wù)，此時(shí)航天員與空間站相對(duì)靜止。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)航天員所受合力為零 B．地球的質(zhì)量為g(R+h)C．空間站的線速度大小為RgR+hD．空間站的向心加速度大小為RR+h【分析】A.根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況分析解答；BCD.根據(jù)黃金代換式和萬(wàn)有引力提供向心力的各個(gè)表達(dá)式列式求解?！窘獯稹拷猓篈.航天員隨空間站一起在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，合力不為0，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)GMmR2=C.根據(jù)GMm(R+h)2=mD.根據(jù)GMm(R+h)2故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。11．（3分）如圖所示為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個(gè)振動(dòng)裝置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動(dòng)情況，以向上為正方向，得到手機(jī)振動(dòng)過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系為a＝4sin（2.5πt）m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）A．手機(jī)振動(dòng)的周期T＝2.5s B．t＝0.4s時(shí)，彈簧彈力為0 C．t＝0.2s時(shí)，手機(jī)位于平衡位置上方 D．從t＝0.4s至t＝0.6s，手機(jī)的動(dòng)能減小【分析】由a隨t變化規(guī)律，即可計(jì)算周期；由a隨t變化規(guī)律，求出手機(jī)的加速度，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出彈簧的彈力，根據(jù)加速度判斷手機(jī)的位置，判斷手機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程從而判斷手機(jī)動(dòng)能如何變化?！窘獯稹拷猓篈、由a＝4sin（2.5πt）m/s2可知：ω＝2.5πrad/s，手機(jī)振動(dòng)的周期T=2πB、t＝0.4s時(shí)手機(jī)的加速度a＝4sin（2.5π×0.4）m/s2＝0，對(duì)手機(jī)，由牛頓第二定律得：F﹣mg＝ma，解得彈簧的彈力F＝mg，故B錯(cuò)誤；C、t＝0.2s時(shí)手機(jī)的加速度a＝4sin（2.5π×0.2）m/s2＝4m/s2，加速度是正的，加速度方向向上，則手機(jī)在平衡位置下方，故C錯(cuò)誤；D、由B可知，t＝0.4s時(shí)手機(jī)處于平衡位置；t＝0.6s時(shí)手機(jī)的加速度a＝4sin（2.5π×0.6）m/s2＝﹣4m/s2，手機(jī)加速度是負(fù)的，方向向下，手機(jī)位于平衡位置上方，從t＝0.4s至t＝0.6s時(shí)間內(nèi)，手機(jī)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，從平衡位置向正的最大位移處運(yùn)動(dòng)，手機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，手機(jī)的動(dòng)能減小，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，關(guān)鍵是根據(jù)加速度隨時(shí)間的變化，結(jié)合回復(fù)力公式、回復(fù)力與加速度關(guān)系，分析手機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。12．（3分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路研究電容器充放電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，通過(guò)傳感器得到的數(shù)據(jù)做出電容器兩端電壓U隨電荷量Q變化的圖像如圖乙所示，電容器的電容為C，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，R為定值電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)電容器兩端電壓為U時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能為CU2 B．充電過(guò)程電源非靜電力做功為12CE2C．充電過(guò)程中，電壓傳感器的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定 D．放電過(guò)程中，電流傳感器的示數(shù)均勻減小至零【分析】根據(jù)U﹣Q圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示電容器儲(chǔ)存的電能分析；根據(jù)W＝qE計(jì)算；充電過(guò)程中，電容器兩板間電壓迅速增大后趨于穩(wěn)定；在放電過(guò)程中，放電電流逐漸減小為零。【解答】解：A、U﹣Q圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示電容器儲(chǔ)存的電能，所以當(dāng)電容器兩端電壓為U時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電荷量為Q＝CU，則電容器儲(chǔ)存的電能為12B、電源的電動(dòng)勢(shì)為E，所以充電完畢后電容器儲(chǔ)存的電荷量為Q＝CE，即電源非靜電力做功為W＝EQ＝CE2，故B錯(cuò)誤；C、充電過(guò)程中，電容器兩板間電壓迅速增大后趨于穩(wěn)定，所以電壓傳感器的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定，故C正確；D、在放電過(guò)程中，放電電流逐漸減小為零，所以電流傳感器的示數(shù)逐漸減小為零，但不是均勻減小為零，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】知道電容器的充電過(guò)程荷放電過(guò)程中電流的變化，以及電容器兩板間電壓的變化是解題的基礎(chǔ)。13．（3分）如圖所示為某種光電式煙霧報(bào)警器的原理圖。在無(wú)煙霧時(shí)，光源發(fā)出的光沿直線傳播，光電管接收不到光，報(bào)警器處于靜默狀態(tài)；當(dāng)煙霧通過(guò)煙霧入口時(shí)，煙霧顆粒會(huì)散射光源發(fā)出的光，散射的光被光電管接收，從而產(chǎn)生光電流。干簧管是一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)，用于控制報(bào)警電路的通斷。當(dāng)通過(guò)煙霧入口的煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，報(bào)警電路被激活，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。電鍵S處于閉合狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（）A．干簧管是否導(dǎo)通與E3的電動(dòng)勢(shì)大小有關(guān) B．減小R1的阻值可以提高該報(bào)警器的靈敏度 C．增加干簧管外纏繞線圈的匝數(shù)可以降低該報(bào)警器的靈敏度 D．煙霧達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，干簧管外纏繞的線圈中一定無(wú)電流【分析】根據(jù)光電式煙霧報(bào)警器的原理結(jié)合電路圖依次分析?！窘獯稹拷猓篈.干簧管是否導(dǎo)通主要取決于其外繞線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，而該線圈又受光電管電路控制，與報(bào)警電路電源E3的電動(dòng)勢(shì)無(wú)直接關(guān)系，故A錯(cuò)誤。B.R1是光源所在回路的限流電阻，減小R1會(huì)增大光源發(fā)光強(qiáng)度，從而使散射到光電管的光更強(qiáng)、光電流更大，更易觸發(fā)報(bào)警，靈敏度提高，故B正確。C.增加干簧管外線圈匝數(shù)通常會(huì)增強(qiáng)線圈在給定電流下產(chǎn)生的磁場(chǎng)，有利于干簧管導(dǎo)通，提高靈敏度，故C錯(cuò)誤；D.要使干簧管吸合、蜂鳴器報(bào)警，線圈中必須有足夠的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了電流的磁效應(yīng)問(wèn)題，要求學(xué)生清楚影響磁場(chǎng)強(qiáng)弱的因素，本題難度一般。14．（3分）量子隧穿效應(yīng)是當(dāng)電子或者其它微觀粒子（例如質(zhì)子和中子等）從勢(shì)壘（可以理解為是一種能量壁障）的一邊入射時(shí)，即使它們不具有足夠的動(dòng)能從勢(shì)壘頂部翻越過(guò)勢(shì)壘，它們?nèi)匀挥幸欢ǜ怕誓軌蛟谌肷涞囊贿呄Ф趧?shì)壘的另一邊出現(xiàn)的現(xiàn)象。粒子的隧穿概率P＝e﹣2kL，k=8π2掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧穿效應(yīng)而設(shè)計(jì)成的，當(dāng)原子尺度的探針針尖在不到一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí)，在針尖與樣品之間加一大小為U的電壓，針尖與樣品之間產(chǎn)生隧穿效應(yīng)而有電子逸出，形成隧穿電流。當(dāng)探針沿樣品表面按給定高度勻速掃描時(shí)，因樣品表面原子的凹凸不平，使探針與樣品表面間的距離不斷發(fā)生改變，從而引起隧穿電流隨時(shí)間不斷發(fā)生改變，這種變化便反映了樣品表面原子水平的凹凸形態(tài)。設(shè)電子的電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．掃描隧道顯微鏡可以探測(cè)樣品的深層信息 B．量子隧穿效應(yīng)是宏觀物體也能表現(xiàn)出的常見(jiàn)現(xiàn)象 C．改變探針和樣品之間的電壓U可以改變電子的能量E D．掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)中產(chǎn)生隧穿效應(yīng)的電子應(yīng)滿(mǎn)足Φ﹣E＝eU【分析】根據(jù)量子隧穿效應(yīng)相關(guān)知識(shí)，結(jié)合掃描隧道顯微鏡工作原理，對(duì)各選項(xiàng)逐一分析即可解題?！窘獯稹拷猓篈、掃描隧道顯微鏡是根據(jù)量子隧穿效應(yīng)，通過(guò)探針與樣品表面間距離變化引起的隧穿電流變化來(lái)反映樣品表面原子水平的凹凸形態(tài)，不能探測(cè)樣品的深層信息，故A錯(cuò)誤；B、量子隧穿效應(yīng)是微觀粒子表現(xiàn)出的現(xiàn)象，宏觀物體的波動(dòng)性不明顯，不會(huì)表現(xiàn)出量子隧穿效應(yīng)這種常見(jiàn)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C、在針尖與樣品之間加電壓U，電子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理eU＝ΔEk可知，可以改變電子的能量，故C正確；D、掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)中產(chǎn)生隧穿效應(yīng)時(shí)，電子要穿越勢(shì)壘，電子的能量E小于勢(shì)壘Φ高度，而eU是電子在電場(chǎng)中獲得的能量，與Φ﹣E沒(méi)有必然的Φ﹣E＝eU這種關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題速度描隧道顯微鏡工作原理的考查，解題的關(guān)鍵是要知道勢(shì)壘高度Φ由材料等自身性質(zhì)決定。二、本部分共6題，共58分。15．（8分）（1）用如圖甲所示的裝置做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。線圈A通過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A放入線圈B中。開(kāi)關(guān)閉合瞬間，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。電路穩(wěn)定后，將線圈A向上拔出，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）利用如圖乙所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。得到重錘下落速度的平方v2與下落高度h之間關(guān)系的v2﹣h圖像，圖丙圖像中可能正確的是B。（3）利用如圖丁所示裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，在導(dǎo)軌上，小車(chē)A以初速度v1撞擊靜止的小車(chē)B。碰撞前：小車(chē)A上的遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間為t1；碰撞后：小車(chē)A與小車(chē)B粘在一起，小車(chē)B上的遮光條通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t2。已知：小車(chē)A與遮光條的總質(zhì)量為m1，小車(chē)B與遮光條的總質(zhì)量為m2，遮光條的寬度為d。則碰撞前小車(chē)A的速度v1＝dt1；碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量p′＝(【分析】（1）開(kāi)關(guān)閉合瞬間，線圈B的磁通量增加。電路穩(wěn)定后，將線圈A向上拔出的過(guò)程，線圈B的磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷兩過(guò)程產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的關(guān)系。（2）根據(jù)動(dòng)能定理求解v2﹣h圖像的表達(dá)式，判斷可能正確的圖像。（3）根據(jù)光電門(mén)測(cè)速原理得到碰撞前小車(chē)A的速度和碰撞后小車(chē)A、B一起的速度，根據(jù)動(dòng)量的定義可得碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量?！窘獯稹拷猓海?）開(kāi)關(guān)閉合瞬間，線圈B的磁通量增加。電路穩(wěn)定后，將線圈A向上拔出的過(guò)程，線圈B的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知兩過(guò)程產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故將線圈A向上拔出的過(guò)程，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）若考慮阻力的影響，則有：mgh﹣F阻h=12mv2，可得v2﹣h圖像的表達(dá)式為：v2故選：B。（3）根據(jù)光電門(mén)測(cè)速原理可得：碰撞前小車(chē)A的速度v1=d碰撞后小車(chē)A、B一起的速度v2=dt2，可得碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量p′＝（m1+m2）v故答案為：（1）右；（2）B；（3）dt1【點(diǎn)評(píng)】本題考查了探究影響感應(yīng)電流方向的因素的實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)題目，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理解答即可。16．（10分）用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中（1）在測(cè)量周期時(shí)，為了減小測(cè)量周期的誤差，應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)最低（選填“高”或“低”）點(diǎn)的位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。（2）用秒表記錄單擺n次全振動(dòng)所用時(shí)間為t，則單擺的周期T＝tn（3）多次改變擺線長(zhǎng)度，并測(cè)出相應(yīng)的周期T，繪制擺長(zhǎng)L隨周期的平方T2變化的圖像如圖甲所示。由圖像求g＝4π2(L2-L1)T（4）在擺球和細(xì)線相同的情況下，單擺小角度擺動(dòng)的周期大于（選填“大于”“小于”或“等于”）圓錐擺（擺球在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)）的周期。（5）如圖乙所示，單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺球質(zhì)量為m。將擺球拉離平衡位置后釋放，擺球沿圓弧做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。擺線與豎直方向夾角（擺角）為θ，試說(shuō)明單擺在“擺角很小”的情況下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。見(jiàn)解析?！痉治觥浚?）（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析解答；（3）根據(jù)單擺周期公式結(jié)合圖像斜率解答；（4）根據(jù)牛頓第二定律分析解答；（5）根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)解答?！窘獯稹拷猓海?）擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的位置時(shí)速度最大，在相等的距離誤差上引起的時(shí)間誤差最小，測(cè)的周期誤差最小，為了減小測(cè)量周期的誤差，擺球應(yīng)選經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)；（2）用秒表記錄單擺n次全振動(dòng)所用時(shí)間為t，則單擺的周期T=（3）根據(jù)單擺周期公式有T＝2π變形可得L=則g解得g=（4）根據(jù)牛頓第二定律有mgtanθ＝mLsinθ4解得T'＝2π單擺周期公式為T(mén)＝2π所以單擺小角度擺動(dòng)的周期大于圓錐擺（擺球在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)）的周期。（5）設(shè)擺球的回復(fù)力為F回，擺球的位移為x，則F回＝mgsinθ≈mgθ＝mgPNLF回的方向與方向時(shí)刻相反，F(xiàn)回=-mg滿(mǎn)足F回＝﹣kx，故擺球的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。故答案為：（1）低；（2）tn；（3）4【點(diǎn)評(píng)】本題解題中要注意把握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，注意單擺周期公式的應(yīng)用。17．（9分）如圖所示，豎直面內(nèi)的光滑軌道ABCD，AB段為曲面，BC段水平，CD段是半徑R＝0.2m的半圓形軌道，BC段與CD段在C點(diǎn)相切。在A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)后，沿水平方向飛出，最終落到水平軌道BC段上的E點(diǎn)，A點(diǎn)距水平面的高度h＝0.8m，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；（2）小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的彈力大小FN；（3）C、E兩點(diǎn)的距離x?！痉治觥浚?）（2）根據(jù)動(dòng)能定理和牛頓第二定律列式解答；（3）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律列式求解?！窘獯稹拷猓海?）小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh=12mvB（2）小球從A到D點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mg（h﹣2R）=12mvD2，在D點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有FN+mg＝m（3）小球從C到E的過(guò)程中平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的速度規(guī)律有x＝vDt，2R=12gt答：（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB為4m/s；（2）小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的彈力大小FN為6N；（3）C、E兩點(diǎn)的距離x為0.8m?！军c(diǎn)評(píng)】考查動(dòng)能定理和平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。18．（9分）如圖1所示，MN、PQ為兩根水平放置相距L＝1.0m平行且光滑的金屬導(dǎo)軌，PM兩點(diǎn)間接阻值R＝2.0Ω的定值電阻，一導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。t＝0時(shí)刻給導(dǎo)體棒施加F＝2.0N水平向右的恒力，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的速度v＝2.0m/s。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向豎直向上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m＝0.2kg，不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度g取10m/s2。則在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，求：（1）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；（2）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a，并在圖2中定性畫(huà)出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度v隨時(shí)間t變化的圖像；（3）0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大小x?！痉治觥浚?）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合安培力的計(jì)算公式求解加速度大小；根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況畫(huà)出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度v隨時(shí)間t變化的圖像；（3）根據(jù)動(dòng)量定理求解0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大小?！窘獯稹拷猓海?）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小：E＝BLv＝1×1×2V＝2V；（2）t＝2.0s時(shí)，感應(yīng)電流大小為：I=E根據(jù)牛頓第二定律可得：F﹣BIL＝ma解得：a＝5m/s2由于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度逐漸增大、安培力逐漸增大、則加速度逐漸減小，最后導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示：（3）取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得：Ft﹣BILt＝mv﹣0其中：It=解得0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大?。簒＝7.2m。答：（1）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為2V；（2）t＝2.0s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小為5m/s2，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度v隨時(shí)間t變化的圖像見(jiàn)解析；（3）0至2.0s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移大小為7.2m?！军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于安培力作用下導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，如果涉及電荷量、求位移問(wèn)題，常根據(jù)動(dòng)量定理結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律列方程進(jìn)行解答。19．（10分）雙星系統(tǒng)是指由兩顆恒星組成的引力束縛系統(tǒng)，它們?cè)谙嗷サ囊ψ饔孟聡@共同的質(zhì)心（質(zhì)量中心）做軌道運(yùn)動(dòng)。（1）如圖所示為某雙星系統(tǒng)，恒星A、B繞其連線的中點(diǎn)O做角速度相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A、B的質(zhì)量均為M0，恒星A、B中心之間的距離為L(zhǎng)，引力常量為G，求恒星A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。（2）宇宙中某雙黑洞系統(tǒng)可以看成雙星模型、隨著時(shí)間推移，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)引力波輻射能量，導(dǎo)致軌道逐漸收縮，最終合并成一個(gè)黑洞。假設(shè)該雙黑洞系統(tǒng)中，兩個(gè)黑洞的質(zhì)量均為M，中心之間的距離為r，已知此時(shí)這個(gè)系統(tǒng)輻射引力波的功率P=32a.該雙黑洞系統(tǒng)到地球的距離為D（D遠(yuǎn)大于r），不計(jì)傳播過(guò)程中引力波能量的損失，求地球表面接收到該系統(tǒng)此時(shí)刻輻射引力波的能流密度S（能流密度是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于能量傳播方向上單位面積的能量，單位為W/m2）。b.已知質(zhì)量為m1和m2，距離為R的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力勢(shì)能Ep＝﹣Gm1m2【分析】（1）根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力解答。（2）a.根據(jù)題意分析解答。b.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合動(dòng)能與勢(shì)能的公式分析解答。【解答】解：（1）根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有GM02L2解得ω=（2）a.根據(jù)題意可知S=b.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有GM2r2動(dòng)能為Ek1=12M解得Ek1=GM2系統(tǒng)增加的動(dòng)能為ΔEk＝2（Ek2﹣Ek1）減少的勢(shì)能為ΔEp=-GM2則系統(tǒng)減少的機(jī)械能為ΔE＝ΔEp﹣ΔEk根據(jù)能量守恒定律有ΔE=P解得P答：（1）恒星A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為2GM（2）a.地球表面接收到該系統(tǒng)此時(shí)刻輻射引力波的能流密度為8Gb.此過(guò)程中該雙黑洞系統(tǒng)輻射引力波的平均功率為GM【點(diǎn)評(píng)】本題為雙星問(wèn)題，要把握住雙星的特點(diǎn)：彼此間的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，并且只能繞同一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)且角速度相同。20．（12分）通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)我們可以控制微觀帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力影響）。（1）控制帶電粒子的軌跡如圖1所示，空間中存在方向指向圓心O1的徑向電場(chǎng)，質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子，垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，剛好做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所經(jīng)圓弧電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E。求該粒子的速度大小v1。（2）約束