1031240012395200海淀区2023—2024学年第二学期期末练习 高三物理 一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列核反应方程中，属于核裂变的是（　　） A. B. C. D. 2. 下列关于光的现象说法正确的是（　　） A. 水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象 B. 相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振 C. 泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性 D. 雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象 3. 关于热现象，下列说法正确的是（　　） A. 两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同 B. 气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈 C. 气体从外界吸收热量，其内能可能不变 D. 布朗运动是液体分子的无规则运动 4. 位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，t=0.5s时的波形如图所示，此时x=0处的质点位于波峰位置。图中能正确描述x=2m处质点振动的图像是（　　） A. B. C. D. 5. 某同学用如图所示的装置探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系，下列说法正确的是（ ） A. 该实验必须保证良好的密封性 B. 该实验必须测量柱塞的直径 C. 应快速移动柱塞，以减少气体向环境中放热 D. 为方便操作，可用手握住注射器再推拉柱塞 6. 如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 支持力可能为零 B. 摩擦力做功为?μmgvt C. 拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D. 合力做功为Fvt 7. 地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道III绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变，下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在轨道I上运动经过A点时加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度 B. 卫星在轨道I上的机械能等于在轨道III上的机械能 C. 卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同 D. 卫星在轨道II上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度 8. 如图1所示为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态，在t0时刻，将开关S断开，测量得到t0时刻前后流过某一灯泡的电流I随时间t的变化关系如图2所示。电源内阻及电感线圈L的直流电阻可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 闭合S，灯泡A和B都缓慢变亮 B. 断开S至灯泡B完全熄灭的过程中，a点电势高于b点电势 C. 图2所示为灯泡B在S断开前后电流随时间的变化关系 D. 由图2可知两灯泡正常发光时，灯泡A的阻值大于灯泡B的阻值 9. 地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为5×105C，其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度h处的电势φ的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 大气电场的方向竖直向上 B. 地面带电量约为2.5×105C C. 地面和大气电离层组成的电容器电容值约0.6F D. 高度h越大，大气电场强度越小 10. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在x>0的一侧存在竖直向下的磁场，磁感应强度B随空间均匀变化，满足B=B0+kx（k>0且为定值）。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作用下沿x轴正方向匀速运动。t=0时金属杆位于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为-q的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为U0时，。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（　　） A. 两极板间电压为U0时，尘埃最大动能为qU0+ B. 两极板间电压为U0时，除尘率可达100% C. 仅增大尘埃的速率v，可以提升除尘率 D. 仅减少尘埃的电荷量，可以提升除尘率 12. 如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g。在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是（　　） A. 沙子在空中形成的几何图形是一条抛物线 B. 在空中飞行的沙子的总质量为 C. 沙子落到地面时对地面作用力为Qv D. 沙子落到地面时与沙漏的水平距离为 13. 如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底。该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β<90），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为?，重力加速度为g，不计空气阻力。关于该下滑过程，下列说法正确的是（　　） A. 该同学所受摩擦力小于μmgcosα B. 该同学所受摩擦力的方向不变 C. 该同学沿v的方向做匀加速直线运动 D. 该同学所受重力的瞬时功率一直在增加 14. 类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A. 变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率 B. 在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为 C. 不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+ Rm2) D. 不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大 15. （1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________。（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为________mm。 （2）用如图4所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图5中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。 ①在实验误差允许范围内，若满足关系式____________________________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 ②换用不同材质的小球再次进行上述实验，计算得出，若碰撞过程满足动量守恒，请分析说明两球碰撞过程机械能是否守恒_____。 16. 某同学用图1所示装置测定当地重力加速度 （1）关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是 。 A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的 B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆角大一些 （2）在某次实验中，测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t，则利用上述测量量可得重力加速度的表达式g=________。 （3）实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出L-T2图像，如图2所示。 ①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=__________。 ②因摆球质量分布不均匀，小球的重心位于其几何中心的正下方。若只考虑摆长测量偏小造成的影响，则由①计算得到的重力加速度的测量值_______真实值。（选填“大于”“等于”或“小于”） （4）关于摩擦力可以忽略的斜面上的单摆，某同学猜想单摆做小角度摆动时周期满足，如图3所示。为了检验猜想正确与否，他设计了如下实验：如图4所示，铁架台上装一根重垂线，在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下，将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，摆杆可绕着立柱自由转动，且不计其间的摩擦。如图5所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，静止时摆杆与重垂线的夹角为β，小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动。下列图像能直观地检验猜想是否正确的是 。 A. -sinβ图像 B. -cosβ图像 C. -tanβ图像 17. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球从与O等高的A点由静止释放，小球在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球飞出时的速率v。 （2）绳能承受拉力的最大值Fm。 （3）小球落地点到B点的水平距离x。 18. 如图所示，宽为L的固定光滑平行金属导轨与水平面成α角，金属杆ab水平放置在导轨上，且与导轨垂直，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。电源电动势为E，当电阻箱接入电路的阻值为R0时，金属杆恰好保持静止。不计电源内阻、导轨和金属杆的电阻，重力加速度为g。 （1）求金属杆所受安培力的大小F。 （2）求金属杆的质量m。 （3）保持磁感应强度大小不变，改变其方向，同时调整电阻箱接入电路的阻值R以保持金属杆静止，求R的最大值。 19. 热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力f=kv2，其方向与热气球相对空气的速度v相反，k为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为m时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为g。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。 （1）若热气球初始时悬浮在无风空中，现将热气球的质量调整为0.9m（忽略调整时间），设向上为正，请在图中定性画出此后热气球的速度v随时间t变化的图像。 （2）若热气球初始时处在速度为v0的水平气流中，且相对气流静止。将热气球质量调整为1.1m（忽略调整时间），热气球下降距离h时趋近平衡（可视为达到平衡状态）。 ①求热气球平衡时的速率v1及下降距离h过程中空气对热气球做的功W。 ②热气球达到平衡速率v1后，若水平气流速度突然变为0，经过时间t热气球再次达到平衡状态，求该过程中空气对热气球的冲量大小I。 20. 分析电路中的电势变化是研究电路规律的重要方法。比如闭合电路欧姆定律可以通过分析电势的变化得出：在电源内部，电流I从负极流向正极，非静电力的作用使电势升高E（电动势），电流流过电源内阻r时电势降低，因此电源两端电压。 （1）如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、K与一个电阻相连，线圈的电阻r=5Ω。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量随时间均匀变化，产生的感应电流，A、K两点间的电势差。求： ①线圈中产生的感应电动势E。 ②磁通量的变化率。 （2）电动机的模型示意图如图2所示，MN、PQ是间距为L的固定平行金属导轨，置于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在平面向下的匀强磁场中，M、P间接有电源。一根与导轨接触良好、长度也为L、阻值为R、质量为m的金属棒cd垂直导轨放置，通过轻滑轮以速率v匀速提升质量为m的重物。摩擦阻力、导轨电阻均不计，重力加速度为g。当电动机稳定工作时，求cd两端的电势差。 （3）如图3所示，将一长方体金属薄片垂直置于匀强磁场中，在薄片的左右两个侧面间通以向右的电流时，上下两侧面间产生电势差，这一现象称为霍尔效应，在垂直上下表面的连线上e、f两点间电势差的绝对值通常称为霍尔电压。实际测量霍尔电压时的测量点往往不在垂直上下表面的连线上（如e、g两点），从而导致测量出现偏差，但仍可以采用一定的办法推测出准确的霍尔电压。某次测量，先测得e、g两点间的电势差为，仅将磁场反向，磁感应强度的大小不变，再测得e、g两点间的电势差为U eg′，求上述情况中该金属薄片产生的霍尔电压UH。

东城区 2023—2024 学年度第二学期第二次模拟试题 高三物理 2024.05 试卷满分：100分 考试时间：90分钟 班级 姓名 学号 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的 一项。 1. b为真空中等量异种点电荷的电场中的两点，如图所示。a、b两点的电场强度大小分别为Ea、Eb，电势 的高低分别为φa、φb。下列说法正确的是 A．Eaφb C．Ea>Eb, φa>φb D．Ea>Eb, φa<φb 2. 下列有关热现象的说法正确的是 A．当物体温度为0 ℃时，物体的内能为零 B．分子间作用力随分子间距离增大，一定先减小后增大 C．气体分子的速率有大有小，但大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布 D．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数减少 3. 如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频 率的光。关于这些光，下列说法正确的是 A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的 C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的 D． 这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV 4. 如图所示，在距地面同一高度处将三个相同的小球以相同的速率分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右 的方向抛出，不计空气阻力，比较这三个小球从抛出到落地的过程，下列说法正确的是 A．重力对每个小球做的功都各不相同 B．每个小球落地时的速度都各不相同 C．每个小球在空中的运动时间都各不相同 D．每个小球落地时重力做功的瞬时功率都各不相同 5. 一列振幅为A的简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔 选 取一个质点，如图甲所示， 时刻波恰传到质点1，质点1立即开始向上振动，振动的最大位移为 0.1m，经过时间 ，所选取的1~9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是 A．该波的波速为4m/s B． 时刻，质点5向下运动 C． 至 内，质点1经过的路程为2.4m D． 至 内，质点5运动的时间只有0.2s 6. 如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为 ν0的单色光照射光电 管的阴极K时，电流表示数不为零。下列说法正确的是 A．若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大 B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C．若改用波长小于ν0的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D．若改用波长大于ν0的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 7. 某同学设计了如图 所示的电路进行电表的改装，将多用电表的选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图 中的电流表A。已知电流表A的内阻RA＝0.4 ，R1＝RA， R2＝7RA。关于改装 表的下列说法正确的是 A．若将接线柱 1、2 接入电路时，最大可以测量的电流为0.5A B．若将接线柱1、3 接入电路时，最大可以测量的电压为3.0V C．若将接线柱 1、2 接入电路时，最大可以测量的电流为2.0A D．若将接线柱1、3 接入电路时，最大可以测量的电压为1.5 V 8. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器 R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使 L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下 列说法正确的是 L A．移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、 L2的亮度都在发生变化 L1 B．开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 R C．开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 L2 D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 E S + + 2 9. 如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分 图11-1-3 别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下 列说法正确的是 A．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光 B．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 C．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 D．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光 10. 一束γ射线（从底部进入而没有留下痕迹）从充满在气泡室中的液态氢的一个氢原子中打出一个电子， 同时γ光子自身转变成一对正、负电子对（分别称为正电子、负电子，二者速度接近），其径迹如图所示。 已知匀强磁场的方向垂直照片平面向里，正、负电子质量相等，则下列说法正确的是 A．左侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹 B．正电子、负电子所受洛伦兹力大小时刻相等 C．分离瞬间，正电子速度大于负电子速度 D．正电子、负电子的动能不断减小，而被打出的电子动能不变 11. 如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个 闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移 x随时 间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经 t0时间，可认为振幅A衰减到 0）。不计空气阻力，下列说法正确的是 A． x>0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 B． x=0的那些时刻线圈中没有感应电流 C．更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零 D．增加线圈的匝数，t0会减小，线圈产生的内能不变 12. 如图甲为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中，运动员从A点由静止开始下滑，到达起跳点B 时借助备和技巧，保持到达起跳点B时的速率，沿与水平面夹角为15° 的方向斜向上飞出，到达最高点C，最终落在坡道上的D点（C、D均 未画出），已知A、B之间的高度差H=45m，坡面与水平面的夹角为 30° 。 不 计 空 气 阻 力 和 摩 擦 力 ， 重 力 加 速 度 g 取 2 10m/s ，sin15°=0.26，cos15°=0.97。下列说法正确的是 A．运动员在B点起跳时的速率为20m/s B．运动员起跳后达到最高点C时的速度大小约为7.8m/s C．运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9s D．运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.9s 13. 水平放置的M、N两金属板，板长均为L，板间距为d，两板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为 E，在两板左端点连线的左侧足够大空间存在匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，方向垂直纸面向里。一 质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速v0紧靠M板从右端水平射入电场，随后从P点进入磁场，从Q 点离开磁场（P、Q未画出）。不考虑粒子的重力，下列说法正确的是 A．PQ间距离与E的大小无关 B． PQ间距离与v0的大小无关 C． P点的位置与粒子的比荷无关 D．带电粒子不可能打在N板上 14. 如图所示，台球桌上一光滑木楔紧靠桌边放置，第①次击球和第②次击球分别使台球沿平行于桌边和 垂直于桌边的方向与木楔碰撞，速度大小均为v0。碰撞后，木楔沿桌边运动，速度大小用V表示，台球平 行于桌边和垂直于桌边的速度大小分别用vx和vy表示。已知木楔质量为M，台球质量为m，木楔的倾角用 θ表示。不考虑碰撞过程的能量损失，则 2m A．第①种情况碰后V可能大于 v0 m+M B．若满足 M tanθ= ，第①种情况vx=0，即碰后台球速度方向垂直于桌边 M?m √ mv0 C．第②种情况碰后V可能大于√M(M+m) M D．若满足tanθ= ，第②种情况vy=0，即碰后台球速度方向平行于桌边 M?m √ 第二部分 本部分共6题，共58分 15. （8分）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________(选填选项前的字母)。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中 虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A． 倍 B． 倍 C．2倍 D．3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.30mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，叉丝中心线对准第1 条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则 读数为__________ mm。所测单色光的波长为______________m?结果保留2位有效数字?。 16. （10分）（1）用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________(选填“×1”“×10”或“×100”)的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻” 的__________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为__________Ω。 （2）按照图3连接电路，测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度 、调节滑动变 阻器连入电路的阻值，使电流表的读数 达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个 的值， 作出 图像，如图4中图线a所示。 ①在实验中应使用 （选填“0~20 ”或“0~200 ”）的滑动变阻器。 ②已知合金丝甲的横截面积为 -8 2 8.0×10 m ，则合金丝甲的电阻率为 ·m（结果保留2位有效数字）。 ③图4中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙采用同样的方法获得的 图像，由图可知 合金丝乙的横截面积 （选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝甲的横截面积。 ④请从理论上分析并说明，利用图4中直线斜率求合金丝电阻率，是否存在因电表内阻带来的误差。 17. （9分）如图所示，在真空中A、B两个完全相同的带正电小球（可视为质点）分别用长为l的轻细线 系住，另一端悬挂在P点，电荷量qA=qB=q0。OP为A、B连线中垂线，当A、B静止时，∠PAO＝60°。已 知静电力常量为k，求： （1）轻细线拉力的大小FT； （2）P点电场强度的大小Ep和方向； （3）若把电荷量为 －9 －7 q＝2.0×10 C（q<0），求： （1）金属圆环内感应电动势的大小E； （2）金属圆环中感应电流的方向和感应电流的大小I； （3）金属圆环单位长度上的发热功率P。 19. （10分） 光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力。早在 17世纪初，开普勒就曾用太阳光的 压力解释彗星的尾巴为什么背着太阳。其实彗尾一般有两条，一条是由等离子体在太阳风作用下形成的离 子尾，另一条是不带电的尘埃在太阳光的光压力作用下形成的尘埃尾。当尘埃被从彗星释放出来，由于太 阳光产生的光压把它们沿径向往外推开，它就不再继续沿着彗星轨道运动。如图所示为彗星掠过太阳所发 生的状况，弧线表示彗星的轨迹，彗星当前在 b位置，在a位置上释放出的尘埃已被太阳光压沿虚线路径 推出（其它位置释放的尘埃路径未画出），形成了如图所示的尘埃尾。（已知彗星质量远远小于太阳质 量） （1）请说明在图中a位置释放的尘埃的速度方向；若能够沿着路径①（一条直线）运动，请说明尘埃所受 合外力的情况。 （2）在一定条件下(例如强光照射下)小颗粒所受的光压可以与所受万有引力同数量级。假设尘埃粒子是半 径为R的小球，密度为ρ，它对太阳光全部吸收。已知太阳的质量为M，辐射光的功率为P0，所发出太阳 光的平均波长为λ，普朗克常量用h表示，万有引力常量用G表示，真空中光速用c表示。（光子的动量 h p= ） λ a. 请求出能够沿路径①运动的尘埃粒子的半径R0； b. 请分析并说明半径满足什么条件的尘埃粒子会沿路径②运动。 20. （12分）如图所示，不可伸长的轻质细线上端固定，下端系着一个不带电小球，小球静止时位于足够 大光滑绝缘水平面上的O点，现在O点静置一个带正电绝缘小物块，小球与小物块均视为质点。以O为原 点，水平向右为x轴建立坐标轴。已知小球质量为m1，小物块质量为m2、电荷量为q，细线长为l。假设 系统处于真空环境中，不考虑各种阻力以及电荷量的损失，小球与物块之间的碰撞为弹性碰撞，接触过程 中没有电荷量的转移。 （1）若将小球拉至与竖直方向成某一角度的位置由静止释放，小球到达O点的速度为v0，并以初速度v0 与小物块发生碰撞，求碰后小球的速度v1与碰后物块的速度v2。 （2）若在第（1）问所述的碰撞后发现小球摆回至最高点时细线与竖直方向的夹角明显减小，为使小球越 摆越高，可以在小球每次达到左方最高点时用一个很小的外力快速推一下小球。请利用此例从功和能的角 度分析并解释在共振现象中，为什么当驱动力的频率与固有频率相等时，振动系统的能量最大。 （3）若在O点右侧空间( x>0 )存在着平行于Ox轴的电场（场强的大小和方向可调），释放小球时细线与 竖直方向夹角为θ (θ<5° )，为了使碰撞后小物块能够返回O点，且二者以第一次相碰时的初速度大小再次 相碰，并能多次重复此过程，请举出两种能够实现上述要求的理想情况，并分析并说明需要满足的条件。 东城区 2023-2024 学年第二学期第二次统一检测 高三物理参考答案及评分标准 2024.05 第一部分共14题，每题3分，共42分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 B C D C A B B C A C D D A B 第二部分共6题，共58分。 15．（8分） （ -7 1）B （2）C （3）29.30 6.3×10 16. （10分） （1）②×1　③0刻线 ④ -6 15 （2）① 0~20 1.2×10② ③大于 l U ρ ρ ④由U=I(ρ +RA)，得 = l+RA，可知图线得斜率k= ,因此ρ=kS,和电表内阻无关，所以不存在因 S I S S 电表内阻带来的误差。 2 2 17. （9分）（1）A、B间的库仑力F= q0，FT= F 2kq0 k 2 = 2 l cos60° l q0 （2）由点电荷的场强公式知EAP＝EBP＝k 2 l q0 因此E＝2EAPcos 30°＝√3k 2 l 方向向上（沿OP向上） （3）UPO＝＝＝－50 V 18. （9分）（1）由B=B0+kt 可知 ?Ф ?B?S 2 由法拉第电磁感应定律得E=n = =kπb ?t ?t （2）感应电流的方向为逆时针 ρL ρ2πa 金属圆环电阻R 阻 = = S S 2 E kb S 则在金属圆环中的感应电流I= = R阻 2ρa 2 4 2 （3）金属圆环的发热功率 πk Sb P总=I R阻= 2ρa 2 4 单位长度的发热功率P= P 总=k Sb 2 2πa 4 ρR 19．（10分） （1）尘埃的初速度方向沿彗星轨迹在a位置的切线方向；沿路径①运动的尘埃所受合外力为0。 （2）a. 设图中a位置处与太阳中心的距离为r，则尘埃粒子在a位置受到的万用引力为 Mm 4 3 4GπρM 3 F 引=G 2 , 其中尘埃的质量m=ρ πR , 代入得F 引= 2 R r 3 3r 2 P0π R 设尘埃粒子在a位置处单位时间内接收到的光能为E，可知E= 2 4πr E 则尘埃粒子在a位置处单位时间内接收到的光子数n= c hλ h 由动量定理可知尘埃粒子受到的光压力F 光=np，其中一个光子的动量p=λ P0 2 联立得尘埃粒子在a位置处受到太阳光的光压力F 光= 2 R 。 4cr 4GπρM 3 P0 2 当尘埃粒子受到的万有引力和光压力相等，即 2 R = 2 R 时，为所求的R0 3r 4cr 3P0 整理得： R0=16πcGρM 此结果与r无关，说明只要尘埃粒子半径满足这个条件，就会一直沿路径b运动。 b. 尘埃被从彗星释放出来时，初速度方向沿彗星轨迹在a位置的切线方向，若沿路径②运动，粒子 所受合力指向曲线路径的弯曲方向，说明运动过程中光压力大于万有引力。 3 4GπρM 3 P0 2 F 引 R 对比F 引= 2 R 和 F 光= 2 R， 有 =k 2=kR（k为常数） 3r 4cr F光 R 可知当R 小于第（2）问中所求的R0时，F 引>m2时，小球与物块碰撞后小球的速度仍为v0，物块以2v0为初速度向Ox轴正向做减速运动，速度 减到0后反向加速，加速一段时间后需要沿ox轴负向再做一段减速运动使得回到O点时速度为0；与此同 时小球做简谐运动刚好经过一个周期的时间，于是在O点与物块发生第二次碰撞，碰撞前的状态与第一次 相同，因此可以多次重复此过程。 为实现这种不断重复的过程，要求O点右侧空间的电场初始时方向沿ox轴负向，大小记为E1，经t1时间 后，电场方向沿Ox轴负向，大小记为E2，再经t2时间物块返回O点且速度为0。t1 、t2 、E1 、E2需要满足 的关系是： l t1 +t2=2π ； g q E1 t1－ qE√ 2 t2=2 m2√2gl(1?cosθ) 满足上述关系的多组值都可实现第二种情况的要求。

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