2020年山东省实验中学高考物理模拟试卷(二) 14页

第 1 页，共 14 页 2020 年山东省实验中学高考物理模拟试卷（二） 一、单选题（本大题共 8 小题，共 24.0 分） 1. 如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由 ??= 4的激发 态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为 ( ) A. 12.75???? B. 10.2???? C. 0.66???? D. 2.89???? 2. 如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花 板上，开口向下，质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横 截面积为 ??= 2 ×10 -3 ??2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的 理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离 ? = 24????，活塞距 汽缸口 10cm。汽缸所处环境的温度为 300K，大气压强 ??0 = 1.0 ×105 ????，取 ??= 10??/??2 .现将质量为 ?? = 4????的物块挂在活 塞中央位置上。活塞挂上重物后，活塞下移，则稳定后活塞与 汽缸底部之间的距离为 ( ) A. 25cm B. 26cm C. 28cm D. 30cm 3. 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能 ???? 与入射光频率 ??的关系图象．由图象可知不正确的是 ( ) A. 该金属的逸出功等于 E B. 该金属的逸出功等于 ???0 C. 入射光的频率为 2??0时，产生的光电子的最大初动能为 E D. 入射光的频率为 ??0 2 时，产生的光电子的最大初动能为 ?? 2 4. 两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图 中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，关于此时刻的说法 错误的是 ( ) A. a、b 连线中点振动加强 B. a、b 连线中点速度为零 C. a、b、 c、d 四点速度均为零 D. 再经过半个周期 c、d 两点振动减弱 5. 如图所示，空间存在垂直于斜面向下的匀强电场 (图中未 画出 )，两个带电物块 A 和 B 位于图中位置， A 固定于水 平地面上， B 置于光滑斜面上， B 的重力为 ??.则下列情况 能让 B 在斜面上保持静止且让 B 对斜面的压力小于 ??????????的是 ( ) A. A 和 B 都带正电荷 B. A 和 B 都带负电荷 C. A 带正电荷， B 带负电荷 D. A 带负电荷， B 带正电荷 6. 汽车 A、B 在同一水平路面上同一地点开始做匀加速直线 运动， A、B 两车分别在 ??0 和 2??0时刻关闭发动机，二者速 度一时间关系图象如图所示。已知两车的质量相同，两车 运动过程中受阻力都不变。则 A、B 两车 ( ) A. 阻力大小之比为 2： 1 B. 加速时牵引力大小之比为 2：1 第 2 页，共 14 页 C. 牵引力的冲量之比为 1：2 D. 牵引力做功的平均功率之比为 2：1 7. 如图所示， 波长分别为 ????、????的单色光 a、b，沿着 AO、 BO 方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都沿 OC，则下列 说法错误的是 ( ) A. a、b 光从玻璃砖射入空气时，均受到玻璃砖的作用 力 B. 在玻璃砖内 a 光的动量大于在空气中 a 光的动量 C. ????< ????，且 a、b 光的临界角相等 D. 在玻璃砖内 a 光的动量大于在玻璃砖内 b 光的动量 8. 如图所示为某大桥，图中桥墩之间的四段距离均为 110m。可视为质点的一辆汽车 从 a 点由静止开始做加速度恒定的加速直线运动。已知该车通过 bc 段的时间为 t， 则通过 ce 段的时间为 ( ) A. √2?? B. (√2 - 1) C. ( √2 + 1)?? D. t 二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分） 9. 关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是 ( ) A. 伽利略仅在图 (??)中使用了光滑斜面进行实验 B. 伽利略仅在图 (??)中使用了光滑斜面进行实验 C. 伽利略从图 (??)中得出：自由落体运动是匀加速直线运动 D. 伽利略从图 (??)中得出：力不是维持物体运动的原因 10. 如图所示， 两个光滑挡板之间夹了一个质量一定的小球， 右侧 挡板竖直，左侧挡板与竖直方向夹角为 ??.若 ??减小，小球始终 保持静止，下列说法正确的是 ( ) A. 左侧挡板对小球的作用力将增大 B. 右侧挡板对小球的作用力不变 C. 小球受到的合力不变，两挡板对小球的作用力的合力不变 D. 若将左侧挡板撤走，小球在右侧挡板作用下做平拋运动 11. 如图所示，两个平行的导轨水平放置，导轨的左侧接一个 阻值为 R 的定值电阻，两导轨之间的距离为 ??.导轨处在匀 强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向竖直向 上。 一质量为 m，电阻为 r 的导体棒 ab 垂直于两导轨放置， 导体棒与导轨的动摩擦因数为 ??.导体棒 ab 在水平恒力 F 作用下，由静止开始运动 了 x 后，速度达到最大，重力加速度为 g，不计导轨电阻。则 ( ) A. 导体棒 ab 的电流方向由 a 到 b B. 导体棒 ab 运动的最大速度为 (??-??????)(??+??) ??2 ??2 第 3 页，共 14 页 C. 当导体棒 ab 的速度为 ??0(??0 小于最大速度 )时，导体棒 ab 的加速度为 ?? ?? - ??2??2 ??0 (??+??)??- ???? D. 导体棒 ab 由静止达到最大速度的过程中， ab 棒的动能为 ????，则电阻 R上产生 的热量是 ????- ????????- ???? 12. 如图所示， 卫星 1 和卫星 2 均绕地球做圆周运动， 其中 卫星 1 为地球同步轨道卫星， 卫星 2 是极地卫星， 卫星 1 的轨道半径大于卫星 2 的轨道半径。 则下列说法正确 的是 ( ) A. 卫星 1 和卫星 2 做圆周运动的圆心均为地心 B. 卫星 2 的运行周期小于 24h C. 卫星 1 的向心加速度大于卫星 2 的向心加速度 D. 卫星 2 的线速度小于静止在赤道上某物体的线速度 三、实验题（本大题共 2 小题，共 14.0 分） 13. 某同学自己组装了一辆智能电动实验小车， 为了研究该小车的运动情况， 在小车后 面系一通过电磁打点计时器的纸带。 如图所示为实验中得到的一段纸带， 已知电磁 打点计时器使用 20Hz 交流电，相邻两计数点间还有三个点没有画出来， 其中 ????= 2.50????，????= 4.00????，????= 5.50????，该电磁打点计时器每隔 ______秒打一次点， 相邻两计数点间的时间间隔是 ______秒；小车的加速度大小为 ______??/??2 。 14. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了如下器材： A.小灯泡 (3??,1.8??) ??.电压表 (量程 4V，内阻约为 10????) C.电流表 (量程 0.6??，内阻约为 0.1??) ??.滑动变阻器 (0 ～12??,2??) E.电源 (电动势 3V，内阻不计 ) ??.开关及导线若干，坐标纸 在做实验的过程中， 使灯泡上两端的电压从零开始测量， 并要求测量多组对应的 U、 Ⅰ值。图甲为已经完成部分导线的连接。 (1) 如图甲所示，在连接好电路后，不闭合开关，当滑动变阻器滑动头在图示中间 位置时，电压表示数 ______(填“为零”“不为零” )。 (2) 图甲中，闭合开关，将滑动变阻器的划片从右端滑到左端，在该过程中灯泡亮 度变化情况是 ______。 (3) 图甲中，连接错误的两条导线 ______(填导线编号 )。 (4) 图乙中 a 图线是改正后描出的灯泡 ??- ??图线，图乙中 6 图线是另一个电源路端 电压 U 与电源电流 Ⅰ的图线， 如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路， 该灯 第 4 页，共 14 页 泡消耗电功率为 ______W；如果将这样的两个灯泡串联接在该电源上，则每个灯泡 消耗电功率为 ______??.(结果均保留两位小数 ) 四、计算题（本大题共 2 小题，共 24.0 分） 15. 我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是： ??= ?????? ??2 但是， 在某些特殊情况下， 非质点之间的万有引 力计算及其应用的问题， 我们可以利用下面两个已经被严 格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决： ??.若质点 m 放置在质量分布均匀的大球壳 ??(球壳的厚度 也均匀 ) 的空腔之内， 那么 m 和 M 之间的万有引力总是为 零。 ??.若质点 m 放置在质量分布均匀的大球体 M 之外 (??≥ ??0)，那么它们之间的万有引 力为： ??= ?????? ??2 .式中的 r 为质点 m 到球心之间的距离； ??0 为大球体的半径。 假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为 ??的球体，通过地球的南北两极之间能 够打通一个如图所示的真空小洞。若地球的半径为 R，万有引力常数为 G，把一个 质量为 m 的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动。 (1) 求：小球运动到距地心为 0.6??处的加速度大小 ??； (2) 证明：小球在洞内做简谐运动； (3) 求：小球在运动过程中的最大速度 ????。 16. 如图所示，水平光滑的桌面上有一质量 ?? = 4????的长木板静止在光滑水平面上，质 量??= 1????的小滑块置于长木板左端，小滑块可视为质点。长木板右侧与固定竖直 挡板间的距离 ??= 10??，小滑块以 ??0 = 10??/??的速度向右滑上长木板， 经过一段时 间后，长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板 间的动摩擦因数 ??= 0.4，重力加速度 ??= 10??/??2，长木板足够长，小滑块始终未 脱离长木板。求： (1) 经过多长时间，长木板与竖直挡板相碰； (2) 长木板与竖直挡板碰撞后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端 的距离。 五、简答题（本大题共 2 小题，共 22.0 分） 第 5 页，共 14 页 17. 如图所示，粗细均匀的 U 型玻璃管竖直放置，其中左侧管开口，且 足够长， 右侧管封闭。 DE 段是水银柱， AD 段是理想气体， 其中 ????= 75????，????= ????= ????= 25????。已知大气压强 ??0 = 75????????，开始 时封闭气体的温度为 1000??.则： (1) 缓慢降低环境温度，使水银柱全部到达 BC 段，则此时环境温度 为多少； (2) 保持环境温度 1000K 不变，向左侧管中逐渐滴入水银，使水银柱 充满 BC 段，则加入水银的长度为多少。 18. 如图所示， 两竖直极板之间存在匀强电场， 两极板之间 的电势差为 U，左侧电势高、右侧电势低，两极板间的 距离为 d。一不计重力质量为 m、电荷量为 q 的带正电 粒子 P 从靠近左极板的位置由静止释放， 带电粒子经过 加速后从右侧极板间的狭缝进入正方形匀强磁场区域 ????????.匀强磁场 ABCD 区域的 AC 连线竖直， BD 连线水 平，正方形 ABCD 的边长为 L。 (1) 如果带电粒子从 A 点离开磁场，则匀强磁场的磁感应强度为多少？ (2) 如果带电粒子从 AB 边离开，且离开磁场时，速度方向与 AB 边垂直，则匀强磁 场的磁感应强度为多少？粒子离开磁场的位置到 B 点的距离为多少？ 第 6 页，共 14 页 答案和解析 1.【答案】 C 【解析】 解：当从 ??= 4跃迁到 ??= 3，能级差最小，跃迁时辐射的光子能量最小，则辐 射的光子频率最小，对应的波长最长，该光子的能量为 ??= ??4 - ??3 = -0.85????- (-1.51????) = 0.66????，故 C 正确， ABD 错误。 故选： C。 当能级差最大时， 辐射的光子能量最大， 频率最大， 波长最小； 大量的氢原子处于 ??= 4 的激发态，从 ??= 4跃迁到 ??= 1，能级差最大，从 ??= 4跃迁到 ??= 3，能级差最小，从 而即可求解。 解决本题的关键知道辐射的光子能量与能级差的关系， 知道能级差越小， 辐射的光子频 率越小，波长越大。 2.【答案】 D 【解析】 解：根据题意可知该过程中气体的温度不变，初态压强为： ??0 = 1.0 ×10 5???? 体积为： ??0 = ??? 末态压强为 ??= ??0 - ???? ?? 根据玻意耳定律有： ??0 ???= ?????? 解得： ??= 30????，故 D 正确， ABC 错误。 故选： D。 根据题意找出气体的初末状态，再根据理想气体方程求解。 本题考查波义耳定律，关键是找出气体的初末状态的各个量，熟练利用公式求解。 3.【答案】 D 【解析】 解： AB、根据 ??????= ???- ??0 得，金属的截止频率等于 ??0；纵轴截距的绝对值 等于金属的逸出功，逸出功等于 E，且 ??= ???0 ，故 AB 正确； C、根据光电效应方程有： ??????= ???- ??，其中 W 为金属的逸出功： ?? = ???0 ； 所以有： ??????= ???- ???0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为 E，或者 ?? = ???0 ， 当入射光的频率为 2??0时，带入方程可知产生的光电子的最大初动能为 E，故 C 正确。 D、入射光的频率 ??0 2 时，小于极限频率，不能发生光电效应，故 D 错误。 本题选择错误的，故选： D。 根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系， 结合图线的斜率和截距进行分 析，从而即可求解． 解决本题的关键掌握光电效应方程， 知道最大初动能与入射光频率的关系， 注意图象的 斜率与截距的含义． 4.【答案】 B 【解析】 解：AB、a 是两波谷相遇的位置， 属于振动加强点， 但此时刻 a 质点位于波峰， 速度为零， b 是两波峰相遇的位置，属于振动加强点，但此时刻 b 质点位于波峰，速度 为零， a、b 连线中点的振动同样加强，此时刻位于平衡位置，速度最大，不为零，故 A 正确， B 错误； C、c 和 d 点都是波峰和波谷相遇点，属于振动减弱点，振幅为零，质点始终静止，速 度为零，即 a、b、c、d 四点速度均为零，故 C 正确； D、再经过半个周期， c、d 两点仍是振动减弱点，故 D 正确。 本题选错误的，故选： B。 第 7 页，共 14 页 两列频率相同的相干波， 当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强， 当波峰与波 谷相遇时振动减弱。 振动加强点和振动减弱点，均在做简谐振动，振幅分别等于两波振幅之和与振幅之差。 此题考查了波的干涉现象， 明确波的叠加区域中， 振动加强点和振动减弱点的区分方法， 明确振动加强点和振动减弱点，均在做简谐振动。 5.【答案】 B 【解析】 解：因为 B 保持静止，所以 B 受合力为零，如果两物块带异种电荷，对 B 受 力分析可以知道， B 受到的合力不会为零，如果 B 带正电荷，则 B 受到的电场力方向垂 直斜面向下，所以 B 对斜面的压力会大于 ??????????，不符合题意，故 B 正确， ACD 错误。 故选： B。 对 B 受力分析， B 受到重力、电场力、斜面支持力和库仑力，根据平衡条件可以判断 A 和 B 的带点情况。 对 B 受力分析列出平衡方程是解题的关键， 对 B 所受的电场力方向以及库仑力方向有正 确判断才能正确解答。 6.【答案】 C 【解析】 解：速度时间图象的斜率表示加速度， A、关闭发动机后， 汽车在阻力作用下做匀减速运动， 根据速度时间图象可知， ????′：????′= 1： 2，根据牛顿第二定律可知， ??= ????，汽车 A、B 所受阻力： ????：???? = 1：2，故 A 错误； B、在加速阶段， A 车： ????- ???? = ??????，B 车： ???? - ???? = ??????，根据速度时间图象可知， ????：???? = 2：1，联立解得， ????：????= 1：1，故 B 错误； C、恒力的冲量等于力与时间的乘积，牵引力作用时间： ????：???? = 1：2，则牵引力冲量 之比： ????：???? = 1：2，故 C 正确； D、恒力做功的平均功率等于力与平均速度的乘积，牵引力的过程中，平均速度相等， 则牵引力做功的平均功率之比为 1：1，故 D 错误。 故选： C。 速度时间图象的斜率表示加速度，由减速过程求得其加速度，进而求得阻力之比。 由加速过程求得加速度，再由牛顿第二定律求得牵引力之比。 牵引力是恒力，根据力与时间的乘积求解牵引力的冲量之比。 根据力与平均速度的乘积求解牵引力的平均功率之比。 此题考查了功率、冲量等相关计算，解题的关键是速度时间图象的分析，确定加速和减 速阶段的加速度，明确功率和冲量的计算方法。 7.【答案】 C 【解析】 解： A、由图可知， a、b 光从玻璃砖射入空气时，均发生偏折，可知光子的动 量发生变化，根据动量定理 可知都受到玻璃砖的作用力，故 A 正确； B、玻璃砖对 a 光的折射率大于对空气对 a 光的折射率，根据 ??= ?? ??可知， a 光在空气中 的速度大，光子的动量： ??= ? ??= ? ?? ?? = ??? ??，??是光子的频率，与介质无关，所以，在玻璃 砖内 a 光的动量大于在空气中 a 光的动量，故 B 正确； C、由图可知光从玻璃砖底面射出时， 折射角相同， 而 a 光的入射角小于 b 光的入射角， 由折射定律可知 a 光的折射率比 b 光的折射率大， 则知 a 光的频率比光的频率大， 由 ??= ????知， ????< ????.??光的折射率大，由 ????????= 1 ??分析知， a 光的临界角小，故 C 错误； 第 8 页，共 14 页 D、设同一色光在空气中波长为 ??0，在玻璃砖中波长为 ??，则 ??= ?? ??= ?? ?? ?? = ??0 ??。 玻璃砖对 a 光的折射率大，在空气中 a 光的波长短，则知在玻璃砖内 a 光的波长短，由 ??= ? ??知，在玻璃砖内 a 光的动量大于在玻璃砖内 b 光的动量，故 D 正确。 本题选错误的， 故选： C。 a、b 光从玻璃砖射入空气时，均发生偏折，动量发生变化，根据动量定理分析知道均 受到玻璃砖的作用力； 根据速度的变化分析 a 光在玻璃砖内的动量与在空气中的动量大 小；由折射定律可得出两光的折射率大小，由 ????????= 1 ??分析临界角的大小；推导出光在 玻璃砖内波长与空气中波长关系，由 ??= ? ??分析在玻璃砖内 a、b 光的动量大小。 解决本题的关键要掌握折射率与偏折角的关系、光的动量与波长的关系： ??= ? ??、光的 速度与频率的关系 ??= ????，要知道同一色光在不同介质中频率相同。 8.【答案】 A 【解析】 解：汽车从 a 点由静止开始做加速度恒定的加速直线运动，四段大小相同的位 移所需要的时间之比为 1：(√2 - 1) ：(√3 - √2) ： (2 - √3) 设通过 ce段的时间为 ??′，则 t：??′= (√2 - 1) ：(2 - √2) ，解得 ??′= √2??，故 A 正确， BCD 错误； 故选： A。 汽车做的是初速度为 0 的匀加速直线运动， 通过连续相等位移的时间之比为 1：(√2 - 1) ： ( √3 - √2) ： (2 - √3) ，结合已知条件进行求解。 本题考查初速度为 0 的匀加速直线运动的比值规律的应用，关键是灵活应用规律解题。 9.【答案】 CD 【解析】 解：AB、伽利略在图 (??)和图 (??)中都使用了光滑斜面进行实验， 故 A、B 错误； C、伽利略从图 (??)中将斜面实验的结论外推到斜面倾角 90°的情形，从而间接证明了自 由落体运动是匀加速直线运动，故 C 正确； D、伽利略理想斜面实验 (??)中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在图 (??)中斜面运 动能到达的高度， 一定会略小于它开始运动时的高度， 只有在斜面绝对光滑的理想条件 下，小球滚上的高度才与释放的高度相同，所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜 面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处，得出：力不 是维持物体运动的原因，故 D 正确； 故选： CD。 物理常识的理解和记忆，对于每个物理学家，要了解他的主要的贡献的内容是什么。 本题考查的就是学生对于物理常识的理解， 这些在平时是需要学生了解并知道的， 看的 就是学生对课本内容的掌握情况。 10.【答案】 AC 【解析】 解： AB、对小球受力分析，受到两侧挡板的弹 力和重力，如图所示； 根据共点力平衡条件可得： ??1 = ???? tan??，??2 = ???? sin??， 随着 ??减小，根据公式可知 ??1、??2 都在增大，故 A 正确， B 错误； 第 9 页，共 14 页 C、根据共点力平衡可知，两挡板对小球的作用力的合力大小始终等于小球的重力，所 以作用力的合力不变，故 C 正确； D、若将左侧挡板撒走，右侧挡板对小球的作用力也为零，小球做自由落体运动，故 D 错误。 故选： AC。 对小球受力分析，根据共点力平衡条件得到两侧挡板作用力的大小，根据 ??的变化情况 进行分析； 根据共点力平衡分析两挡板对小球的作用力； 若将左侧挡板撒走，小球做自由落体运动。 本题主要是考查了共点力的平衡问题， 解答本题的关键是能够正确的进行受力分析、 利 用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。 11.【答案】 BC 【解析】 解： A、根据右手定则可知，是由 b 到 a，故 A 错误； B、根据题意可知当导体棒匀速运动时其速度达到最大，根据平衡条件有 ??= ??+ ??????， 即 ??= ??????+ ??2??2???? ??+?? ， 所以导体棒运动的最大速度为 ???? = (??-??????)(??+??) ??2??2 ，故 B 正确； C、导体棒 ab 的速度为 ??0时，根据牛顿第二定律有 ??- ??2 ??2 ??0 ??+?? - ??????= ????， 所以导体棒的加速度为 ??= ?? ?? - ??2??2??0 (??+??)??- ????，故 C 正确； D、整个过程中，根据能量守恒定律有 ????+ ????????+ ??= ????， 则电路中产生的总热量为 ??= ????- ??????- ????， 所以电阻 R 上产生的热量为 ????= ?? ??+????< ????- ????????- ????，故 D 错误。 故选： BC。 根据右手定则分析导体棒 ab 的电流方向； 当导体棒匀速时，其速度达到最大，根据平衡条件列方程求解最大速度； 根据牛顿第二定律求解导体棒 ab 的速度为 ??0 时的加速度； 根据能量守恒求解电路中产生的总热量，再分析电阻 R 上产生的热量。 解决该题需要明确知道导体棒的受力情况， 知道导体棒的运动情况， 知道导体棒匀速运 动时速度达到最大，能根据能量守恒求解电路中的总热量。 12.【答案】 AB 【解析】 解：A、万有引力充当向心力， 卫星 1 和卫星 2 的做圆周运动的圆心均为地心， 故 A 正确； B、卫星 1 的周期为 24h，根据 ?? ???? ??2 = ??4??2 ??2 ??可得： ??= 2??√??3 ???? ，卫星 2 的运行周期小 于卫星 1 的周期，即小于 24h，故 B 正确； C、根据 ?? ???? ??2 = ????可得： ??= ???? ??2 ，卫星 1 的向心加速度小于卫星 2 的向心加速度，故 C 错误； D、由 ?? ???? ??2 = ?? ??2 ?? 可得： ??= √???? ?? ，卫星 1 的线速度小于卫星 2 的线速度， 由公式 ??= ???? 知赤道上物体的线速度小于卫星 1 的线速度， 所以卫星 2 的线速度大于静止在赤道上某 物体的线速度，故 D 错误。 第 10 页，共 14 页 故选： AB。 卫星绕地球做匀速圆周运动，以地心为圆心； 卫星 1 是地球同步卫星，周期为 24 小时，根据 ??= 2??√??3 ???? ，求出两卫星的周期关系； 根据向心加速度 ??= ???? ??2 求解向心加速度的关系； 根据 ??= √???? ?? 求解线速度的关系。 本题主要考查了人造卫星的相关规律，根据万有引力提供向心力求出线速度、周期、加 速度，根据题干信息，进行比较。 13.【答案】 0.05 0.2 0.375 【解析】 解：已知电磁打点计时器使用 20Hz 交流电， 那么该电磁打点计时器每隔 ??0 = 1 ??= 1 20 ??= 0.05??秒打一次点， 由于每相邻两个计数点间还有 3 个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 ??= 4 ×0.05??= 0.2??， 依据相邻的相等时间内计数点位移之差为： △??= ??????- ??????= ??????- ??????= 5.50????- 4.00????= 4.00????- 2.50????= 1.5????= 0.015??； 根据匀变速直线运动的推论公式 △??= ????2 可以求出加速度的大小，得： ??= △ ?? ??2 = 0.015 0.2 2 ??/??2 = 0.375??/??2 ； 故答案为： 0.05；0.2；0.375 。 依据电磁打点计时器使用 20Hz 交流电，结合相邻两计数点间还有三个点没有画出来， 即可求解； 根据匀变速直线运动的推论公式 △??= ????2 可以求出加速度的大小，从而即可求解。 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力， 在平时练习中要加强基础 知识的理解与应用，注意题目中，使用 20Hz 交流电，不是 50Hz，及相邻两计数点间还 有三个点没有画出来，而不是三个点没有画，此处容易引起错误。 14.【答案】 不为零 先变暗再变亮 5、6 1.05 0.46 【解析】 解： (1) 由图示实物电路图可知，开关不能控制分压电路的闭合与断开，不闭 合电键，滑动变阻器滑动头在图示中间位置时电压表示数不为零。 (2) 由图甲所示电路图可知，闭合电键，滑动变阻器滑动头从右端滑到左端的过程中， 滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，灯泡逐 渐变暗，当滑片到达左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡两端电压增大，灯 泡实际功率增大，灯泡变亮。所以在该过程中灯泡亮度变化情况是先变暗再变亮。 (3) 描绘灯泡伏安特性曲线实验滑动变阻器应采用分压接法，开关不能控制分压电路的 闭合与断开，连线“ 6”错误；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由 图示实物电路图可知，连线“ 5”错误。 (4) 由图乙所示图线可知，灯泡两端电压为： ??= 2.1??，流过灯泡的电流为： ??= 0.5??， 灯泡实际功率为： ??= ????= 2.1 ×0.5 = 1.05?? ； 由图乙所示图线可知， 电源电动势为： ??= 3.0??，电源内阻为： ??= △ ?? △ ??= 3.0-2.1 0.5 ??= 1.80??， 两灯泡串联，流过每一个灯泡的电流为 I，电压为 U，则： ??= 1 2 ??- 1 2 ????= 1.5 - 0.9??， 第 11 页，共 14 页 在灯泡 ??- ??图象坐标系内阻作出 ??= 1.5 - 0.9??，如图所示， 由图示图线可知，灯泡两端电压为： ??= 1.15?? 流过灯泡的电流为： ??= 0.40?? 每个灯泡的实际功率为： ??= ????= 1.15 ×0.40?? = 0.46?? 。 故答案为： (1) 不为零； (2) 先变暗再变亮； (3)5 、6；(4)1.05 ， 0.46 。 (1) 分析清楚图示电路结构，然后判断电压表示数是否为零。 (2) 根据图示电路图根据电路结构与实验步骤分析答题。 (3) 根据题意判断滑动变阻器与电流表的接法，然后根据图示电路图答题。 (4) 在灯泡 ??- ??图象坐标系内作出电源的 ??- ??图象， 求出灯泡两端电压与通过灯泡的电 流，然后由 ??= ????求出灯泡实际功率。 本题考查了实验电路分析、 实验数据处理， 分析清楚图示实物电路图是解题的前提与关 键，要掌握应用图象法处理实验数据的方法， 根据图示图线求出灯泡两端电压与流过灯 泡的电流，应用电功率公式 ??= ????可以求出灯泡的实际功率。 15.【答案】 解： (1) 根据题意可知，小球距离地心为 ??= 0.6??处万有引力大小 ??= ?? ???? ??2 又 ?? = ????= ???4 3 ????3 由牛顿第二定律可知 ??= ?? ?? 三式联立可得： ??= 4 5 ???????? (2) 假设小球相对球心的位移是 x，则有： ??= ?? ???? ??2 又 ?? = ????= ???4 3 ????3 两式联立可得： ??= 4 3 ?????????? 考虑万有引力 F 的方向总是指向地心， 即 F 的方向和小球小球相对于地心的位移 x 的方 向总是方向相反的，若令： ??= 4 3 ???????? 则有： ??= - 4 3 ??????????= -???? 结论：小球在洞内做简谐运动。 (3) 由 ??= - 4 3 ??????????= -????可知，从洞口到地心，万有引力大小 F 是随着做功的距离 线性减少的，所以 ?? = 1 2 ????2 = 1 2 ?????? 2 - 0 所以 ???? = 2?? √ ?????? 3 答： (1) 求：小球运动到距地心为 0.6??处的加速度大小 ??为 4 5 ???????? (2) 小球在洞内做简谐运动； (3) 求：小球在运动过程中的最大速度 ???? 为2??√?????? 3 。 【解析】 (1) 根据题干信息，小球运动到距地心为 0.6??处的加速度大小由半径为 0.6??的 中心球体提供。 第 12 页，共 14 页 (2) 根据题干信息，小球在洞内由北极向地心运动时，距地心的距离逐渐减小，则等效 的中心天体半径逐渐减小，对小球的万有引力逐渐减小；当小球从地心向南极运动时， 距地心的距离逐渐增大， 则等效的中心天体半径逐渐增大， 对小球的万有引力逐渐增大。 (3) 小球从地球表面开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对球始终做正功，则 到达地心处的速度最大，根据动能定理列式求解。 此题考查了万有引力定律及其应用，属于信息题，解题的关键是明确题干提供的结论， 结合已知条件能够灵活运用。 16.【答案】 解：(1) 小滑块刚滑上长木板后， 小滑块和长木板水平方向动量守恒： ????0 = (?? + ??)??，解得： ??= 2??/?? 对长木板，由牛顿第二定律有： ??????= ????，解得： ??= 1??/??2 自小滑块刚滑上长木板至两者达到相同速度： ??= ????1，解得： ??1 = 2?? 长木板位移为： ??= 1 2 ????1 2 ，解得： ??= 2?? < ??= 10?? 两者达到共同速度时， 长木板还没有碰竖直挡板， 接下来一起做匀速直线运动： ??- ??= ????2 ，解得： ??2 = 4?? 综合可得总时间： ??= ??1 + ??2 = 6?? (2) 长木板碰竖直挡板后， 小滑块和长木板水平方向动量守恒： ????- ????= (?? + ??)?? ′， 解得： ??′= -1.2??/?? 根据能量守恒可得： ????????= 1 2 ????0 2 - 1 2 (?? + ??)?? ′2 因此，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离： ??= 11.6?? 答： (1) 经过 6s，长木板与竖直挡板相碰； (2) 长木板与竖直挡板碰撞后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距 离为 11.6??。 【解析】 (1) 首选根据小滑块和长木板的速度达到相同时，其中通过动量守恒定律求出 共同速度，长木板所发生的位移，再与 L 进行比较，分析是否会发生匀速直线运动，最 后根据运动学公式求出总的时间； (2) 长木板碰撞竖直挡板后，由动量守恒定律求出小滑块和长木板相对静止时的共同速 度，再根据能量守恒求出小滑块距长木板左端的距离。 本题考查了动量守恒及能量守恒的应用， 解题的关键是知道合力为零或碰撞满足动量守 恒定律，并会结合能量守恒定律算出摩擦力做功，即可得出相对运动位移。 17.【答案】 解：(1) 初状态气体压强 ??1 = (75 + 25)????????= 100????????，??1 = (75 + 25 + 25)???????，??1 = 1000?? 末状态 ??2 = 75????????，??2 = 75??????? 根据理想气体状态方程： ??1??1 ??1 = ??2??2 ??2 解得： ??2 = 450?? (2) 初状态气体压强， ??1 = 100????????，??1 = (75 + 25 + 25)???????，末状态 ??3 ，??2 = 75????? ?? 根据玻意耳定律： ??1 ??1 = ??3??2 解得： ??3 = 166 2 3 ???????? 则加入水银的长度为 ??= 166 2 3 ????- 75????= 91 2 3 ???? 答： (1) 缓慢降低环境温度，使水银柱全部到达 BC 段，则此时环境温度为 450K； (2) 保持环境温度 1000K 不变，向左侧管中逐渐滴入水银，使水银柱充满 BC 段，则加 第 13 页，共 14 页 入水银的长度为 91 2 3 ????。 【解析】 (1) 写出初末状态的压强、体积，根据理想气体状态方程可以求出环境温度； (2) 保持环境温度 1000K 不变，求出初末状态的压强、体积，根据玻意耳定律可以求出 加入水银的长度。 本题考查了理想气体状态方程、玻意耳定律等知识点。抓住气体不变的参量，选择相应 的气体实验定律是本题的关键。 18.【答案】 解： (1) 带电粒子在加速电场中 ????= 1 2 ????2 ， 解得粒子进入磁场的速度为 ??= √2???? ?? ， 带电粒子进人磁场后，如果带电粒子从 A 点离开磁场，如图所示， 根据几何关系，带电粒子的运动半径为 ??= √2 2 ??， 根据洛伦兹力提供向心力可得 ??????= ????2 ?? ， 联立可得 ??= 2 ??√ ???? ?? ； (2) 粒子垂直于 AB 边射出，且离开磁场时， 速度方向与 AB 边垂直，运动轨迹如图所示； 根据几何关系，带电粒子的运动半径为 ??= √2??， 根据 ??????′= ????2 ??， 联立可得 ??′= 1 ??√ ???? ?? ， 粒子离开磁场的位置到 B 点的距离 ??= 2??- ??= (2 - √2)??。 答： (1) 如果带电粒子从 A 点离开磁场，则匀强磁场的磁感应强度为 2 ??√ ???? ?? ； (2) 如果带电粒子从 AB 边离开，且离开磁场时，速度方向与 AB 边垂直，则匀强磁场的 第 14 页，共 14 页 磁感应强度为 1 ??√ ???? ?? ，粒子离开磁场的位置到 B 点的距离为 (2 - √2)??。 【解析】 (1) 根据动能定理求解粒子进入磁场的速度，根据几何关系求半径，根据洛伦 兹力提供向心力求解； (2) 粒子垂直于 AB 边射出，且离开磁场时，速度方向与 AB 边垂直，根据几何关系求半 径， 根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度， 再根据几何关系求解粒子离开磁场的位 置到 B 点的距离。 本题主要是考查带电粒子在磁场中的运动， 对于带电粒子在磁场中的运动情况分析， 一 般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量。