2024屆山東省濰坊市高三下學(xué)期二模物理考試卷

這是一份2024屆山東省濰坊市高三下學(xué)期二模物理考試卷，共35頁。
1．本試卷分為選擇題和非選擇題兩部分，考試時(shí)間90分鐘，滿分100分。
2．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)等填寫在答題卡指定位置。
3．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，請(qǐng)按照題號(hào)在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效。
一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于第3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的a、b光可讓光電管發(fā)生光電效應(yīng)。圖丙為a、b光單獨(dú)照射光電管時(shí)產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。下列說法正確的是（ ）
A. 光照強(qiáng)度減小，光電子的最大初動(dòng)能也減小
B. 圖乙中滑片P從O向N端移動(dòng)過程中，電流表示數(shù)逐漸減小
C. a光光子的能量為10.2eV
D. 光電管中金屬的逸出功為2.25eV
2. 某人騎電動(dòng)車，在距離十字路口停車線6m處看到信號(hào)燈變紅，立即剎車，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)車剛好在停止線處停下。已知電動(dòng)車在減速過程中，第1s的位移是最后1s位移的5倍，忽略反應(yīng)時(shí)間。下列關(guān)于電動(dòng)車的剎車過程說法正確的是（ ）
A. 剎車時(shí)間為2s
B. 剎車的加速度大小為
C. 中間時(shí)刻的速度大小為
D. 中間位置的速度大小為
3. 一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)開始，經(jīng)歷a→b→c→a過程，其圖像如圖，ab的延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)O，bc與縱軸平行。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，過程中氣體向外界放出的熱量為Q。下列說法正確的是（ ）
A. 氣體在a狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的沖量小于在c狀態(tài)下的沖量
B. 過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對(duì)值大于Q
C. b→c過程中氣體從外界吸收的熱量為
D. a→b→c→a整個(gè)過程中氣體對(duì)外界做功為零
4. 2023年12月26日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭與遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)，成功發(fā)射第五十七顆、五十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭與上面級(jí)脫離后，上面級(jí)繼續(xù)推動(dòng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，直接將衛(wèi)星送到預(yù)定工作軌道Ⅰ，然后上面級(jí)與衛(wèi)星分離，為避免影響衛(wèi)星運(yùn)行，上面級(jí)繼續(xù)點(diǎn)火抬高軌道進(jìn)入類墳場(chǎng)軌道Ⅱ，軌道Ⅰ與軌道Ⅱ均可視為圓形軌道。根據(jù)上述信息，下列說法正確的是（ ）
A. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度
B. 上面級(jí)在軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的周期
C. 上面級(jí)在軌道Ⅱ上的加速度小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的加速度
D. 上面級(jí)在軌道Ⅱ上受到的萬有引力小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ上受到的萬有引力
5. 如圖所示，將透鏡凸起的一面壓在表面平整的玻璃板上，讓單色光從上方射入，從上往下看透鏡，可以看到明暗相間的圓環(huán)狀條紋。已知透鏡凸起面表現(xiàn)為球面，球面的半徑叫作這個(gè)曲面的曲率半徑（曲率半徑越大，球面彎曲程度越?。?。下列說法正確的是（ ）
A. 圓環(huán)狀條紋是透鏡上下兩個(gè)表面反射的兩列光發(fā)生干涉形成的
B. 圓環(huán)狀條紋間距不相等，越往外條紋間距越寬
C. 換用曲率半徑更大的透鏡，可以看到條紋將變密集
D. 改用頻率更高的單色光照射，可以看到條紋將變密集
6. 如圖甲所示，質(zhì)量的物體靜止在水平地面上，時(shí)刻對(duì)物體施加一個(gè)水平向右的作用力，作用力隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取。下列說法正確的是（ ）
A. 時(shí)物體的速度最大
B. 時(shí)物體的動(dòng)能為40.5J
C. 0~4s內(nèi)物體的平均速度大小為2.25m/s
D. 0~4s內(nèi)物體所受摩擦力的沖量大小為
7. 直流特高壓輸電可以減少感抗和容抗的損耗，該技術(shù)已成為我國(guó)“西電東送”戰(zhàn)略的技術(shù)基礎(chǔ)，如圖為特高壓輸電示意圖，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，整流及逆變等過程不計(jì)能量損失且有效值不變。若直流輸電線的總電阻，匝數(shù)之比結(jié)合圖中信息，下列說法正確的是（ ）
A. 圖中“500kV”指交流電的峰值
B. 直流輸電線損失的電壓為40kV
C. 輸電功率為
D. 當(dāng)用戶負(fù)載增加時(shí)，用戶端增加功率大于輸出端增加的功率
8. 如圖所示，質(zhì)量相等的物體a和b用勁度系數(shù)的輕彈簧連接，b放置在地面上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端與a連接，另一端繞過兩個(gè)光滑的小定滑輪、與小球c連接，c套在傾角的光滑輕桿上，F(xiàn)點(diǎn)為輕桿的底端，開始時(shí)小球c處于輕桿的E點(diǎn)，連接c的輕繩處于水平狀態(tài)，此時(shí)物體b恰好對(duì)地面沒有壓力。E、F兩點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)對(duì)稱，且，已知物體a和b的質(zhì)量均為3kg，小球c的質(zhì)量為1.5kg，，g取，，彈簧的彈性勢(shì)能為（x為彈簧的形變量）。小球c從E點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)F點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 物體a、b及小球c組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，物體a的速度不為0
C. 小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，小球c的機(jī)械能增加了16J
D. 小球c剛到達(dá)F點(diǎn)時(shí)，a的動(dòng)能為9.6J
二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
9. 如圖所示，傾角為α的斜面固定在水平面上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端連接在置于斜面的物體a上，另一端繞過光滑的定滑輪與小球b連接，輕繩與斜面平行，定滑輪到小球b的距離為L(zhǎng)。用手按住物體a不動(dòng)，把小球b拉開很小的角度后釋放，使小球b做單擺運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后放開物體a。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體a恰好不下滑，整個(gè)過程物體a始終靜止。忽略空氣阻力及定滑輪的大小，重力加速度為g。下列說法正確的是（ ）
A. 小球b多次經(jīng)過同一位置的動(dòng)量可以不同
B. 小球b擺到最低點(diǎn)時(shí)，物體a受到的摩擦力一定沿斜面向下
C. 物體a與斜面間的摩擦因數(shù)
D. 物體a受到的摩擦力變化的周期
10. 瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù)，是古人智慧的結(jié)晶。如圖所示，氣窯是對(duì)陶瓷泥坯進(jìn)行升溫?zé)Y(jié)的一種設(shè)備。某次燒制前，封閉在窯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為，溫度為27℃，當(dāng)窯內(nèi)氣壓達(dá)到時(shí)，氣窯上方的單向排氣閥開始排氣，使氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高至1227℃后保持不變，連續(xù)燒制8~10小時(shí)。下列說法正確的是（ ）
A. 單向排氣閥開始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為91℃
B. 單向排氣閥開始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為627℃
C. 本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶3
D. 本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶5
11. 如圖所示，正立方體，上下底面中心為O和，在d點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，c1點(diǎn)固定一電荷量為的點(diǎn)電荷，bc的中點(diǎn)E固定一電荷量為的點(diǎn)電荷。下列說法正確的是（ ）
A. b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的小于c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B. a點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)相同
C. c點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差等于b點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差
D. 將帶正電的試探電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到，其電勢(shì)能先增大后減小
12. 如圖所示，虛線MN上方區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN下方區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，足夠長(zhǎng)的等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)。兩金屬棒ab、cd水平地靠在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒ab的質(zhì)量為2m，接入電路的阻值為2R，cd的質(zhì)量為m，接入電路的阻值為R，開始時(shí)金屬棒ab距MN的高度是金屬棒cd到MN高度的2倍。金屬棒與兩導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。同時(shí)由靜止釋放兩金屬棒，金屬棒cd進(jìn)入MN下方區(qū)域時(shí)立即做勻速運(yùn)動(dòng)。已知運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A. 金屬棒cd進(jìn)入MN下方時(shí)的速大小為
B. 金屬棒cd的釋放位置到MN的距離為
C. 從開始釋放到金屬棒ab進(jìn)入下方磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過程中通過金屬棒ab的電荷量為
D. 金屬棒ab在MN上方區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒cd上產(chǎn)生的焦耳熱為
三、非選擇題：本題共6小題，共60分。
13. 某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一截面為半圓形玻璃磚的折射率n，可用的實(shí)驗(yàn)器材有半圓形玻璃磚、白紙、激光筆、刻度尺、游標(biāo)卡尺、光屏、圓規(guī)、鉛筆。部分步驟如下：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃磚的直徑d；
②在平鋪的白紙上利用圓規(guī)畫出半圓形玻璃磚的位置和圓心O，過O點(diǎn)畫出法線；將玻璃磚沿畫好的半圓形位置放好，玻璃磚直徑AB與豎直放置的光屏MN垂直并接觸于A點(diǎn)；
③用激光筆從玻璃磚一側(cè)照射半圓形玻璃磚的圓心O，如圖甲所示，在光屏MN上可以觀察到兩個(gè)光斑C、D；從圖示位置逆時(shí)針緩慢移動(dòng)激光筆，使光斑D恰好消失，用鉛筆在白紙上標(biāo)記此時(shí)光斑E的位置，移走玻璃磚和光屏。
根據(jù)以上步驟，回答下列問題：
（1）測(cè)得半圓形玻璃磚直徑d的讀數(shù)如圖乙所示，則____________cm；
（2）為了精準(zhǔn)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率n，還需測(cè)量的一個(gè)物理量及表示它的字母為____________；
（3）根據(jù)以上測(cè)量的物理量，寫出計(jì)算玻璃磚折射率的表達(dá)式____________。
14. 小明同學(xué)是一名山地車騎行愛好者，為了夜間騎行安全，他網(wǎng)購了一個(gè)太陽能山地車尾燈（如圖甲所示）。好奇心驅(qū)使他將太陽能尾燈拆開，發(fā)現(xiàn)了可為內(nèi)部一組鎳氫電池組充電的光伏板。小明同學(xué)想測(cè)量該光伏板的電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)約為4V）及其內(nèi)阻，于是他從實(shí)驗(yàn)室借到了以下器材：

A．電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻為3KΩ）
B．毫安表A（量程0~100mA，內(nèi)阻很小）
C．滑動(dòng)變阻器R（0~500Ω）
D．定值電阻
E．定值電阻
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，為了精確測(cè)量電路電壓，則與電壓表串聯(lián)的定值電阻為________（選填“”或“”）；
（2）給光伏板一定的光照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將電壓表的讀數(shù)記為U，毫安表的讀數(shù)記為I，通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)得多組U、I值，根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖像如圖丙所示，通過圖像可得光伏板的電動(dòng)勢(shì)_______V，圖中線性段時(shí)光伏板的內(nèi)阻_______；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（3）將一個(gè)50Ω的定值電阻與光伏板串聯(lián)，保持光照條件不變，則該定值電阻消耗的功率________W。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
15. 如圖所示，海洋浴場(chǎng)的海面上等間距排列著一排浮球，用來警示航行者注意安全，避免進(jìn)入危險(xiǎn)海域?，F(xiàn)有距離為3.6m的兩個(gè)浮球A和B停在海面上，在沿浮球排列方向上的水波作用下，浮球每分鐘上下浮動(dòng)15次。當(dāng)浮球A處于波峰位置時(shí)，浮球B恰在平衡位置，兩浮球間還有一個(gè)波谷。求：
（1）該水波的傳播周期T；
（2）該水波的波速v。
16. 用噴水機(jī)澆灌草坪，噴水機(jī)將水加速后通過噴水嘴噴出，噴水嘴出水速度的大小v和夾角θ均可調(diào)節(jié)。已知噴水嘴的截面積，水噴出的最大水平射程為10m，水的密度，g取，水流沖擊到地面后，水平方向速度變?yōu)?，忽略噴嘴離地高度以及空氣阻力的影響。求：
（1）噴水嘴出水的最大速率；
（2）若出水速度，夾角，則水流對(duì)地面水平方向平均沖力大小。
17. 如圖甲所示，在y軸左側(cè)有一對(duì)豎直放置的平行金屬板M、N，兩板間的電勢(shì)差為U，在區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)做周期性變化（不考慮磁場(chǎng)變化瞬間對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響），變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直xOy平面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎Ｒ毁|(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從貼近M板的位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，通過N板小孔后在時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向垂直射入磁場(chǎng)中。不計(jì)粒子重力和空氣阻力，圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度已知。
（1）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)量大小p；
（2）若，求時(shí)刻粒子的位置坐標(biāo)；
（3）若在的范圍內(nèi)取值，問：取何值時(shí)，在時(shí)間內(nèi)，粒子擊中的γ軸上的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離最大，最大距離為多少。
18. 如圖所示，空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出），電場(chǎng)強(qiáng)度，絕緣的水平面上有一均勻帶電的長(zhǎng)板A，右側(cè)有一絕緣擋板，長(zhǎng)板A的上表面光滑，下表面與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一絕緣的物塊B靜置在長(zhǎng)板的左端。長(zhǎng)板A與物塊B質(zhì)量均為，長(zhǎng)板A的長(zhǎng)度，長(zhǎng)板A帶有的正電荷。某時(shí)刻對(duì)物塊B施加一個(gè)水平向右的恒力，運(yùn)動(dòng)過程中物塊B與擋板的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，水平面足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)區(qū)域足夠大，運(yùn)動(dòng)過程中長(zhǎng)板A所帶電荷量及電荷分布不發(fā)生變化，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取。求：
（1）物塊B與檔板第一次碰撞后，長(zhǎng)板A與物塊B的速度和；
（2）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第二次碰撞，長(zhǎng)板A電勢(shì)能的減少量；
（3）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第三次碰撞，恒力F的沖量I；
（4）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第n次碰撞，長(zhǎng)板的位移x。
濰坊市高考模擬考試
物理
注意事項(xiàng)：
1．本試卷分為選擇題和非選擇題兩部分，考試時(shí)間90分鐘，滿分100分。
2．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)等填寫在答題卡指定位置。
3．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，請(qǐng)按照題號(hào)在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效。
一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于第3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的a、b光可讓光電管發(fā)生光電效應(yīng)。圖丙為a、b光單獨(dú)照射光電管時(shí)產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。下列說法正確的是（ ）
A. 光照強(qiáng)度減小，光電子的最大初動(dòng)能也減小
B. 圖乙中滑片P從O向N端移動(dòng)過程中，電流表示數(shù)逐漸減小
C. a光光子的能量為10.2eV
D. 光電管中金屬的逸出功為2.25eV
【答案】D
【解析】
【詳解】A．光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無關(guān)，與光電子頻率有關(guān)，A錯(cuò)誤；
B．滑片P從O向N端移動(dòng)過程中，A板帶正電，電壓為正向電壓，增大電壓，電流先增大后不變，B錯(cuò)誤；
C．大量處于第3能級(jí)的氫原子，躍遷時(shí)能產(chǎn)生3種頻率的光，能發(fā)生光電效應(yīng)的應(yīng)該是三能級(jí)到一能級(jí)和二能級(jí)到一能級(jí)，a光的遏止電壓大，光子能量高，所以a光光子的能量為
C錯(cuò)誤；
D．因?yàn)閎光的遏止電壓為-7.95eV，根據(jù)公式可得
解得
D正確。
故選D。
2. 某人騎電動(dòng)車，在距離十字路口停車線6m處看到信號(hào)燈變紅，立即剎車，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)車剛好在停止線處停下。已知電動(dòng)車在減速過程中，第1s的位移是最后1s位移的5倍，忽略反應(yīng)時(shí)間。下列關(guān)于電動(dòng)車的剎車過程說法正確的是（ ）
A. 剎車時(shí)間為2s
B. 剎車的加速度大小為
C. 中間時(shí)刻的速度大小為
D. 中間位置的速度大小為
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．設(shè)剎車時(shí)間為t，則由逆向思維有，剎車最后1s位移為，有
剎車第1s位移為，有
由題意可知
對(duì)全程有
解得
，
故AB錯(cuò)誤；
C．因?yàn)樽鰟驕p速直線運(yùn)動(dòng)，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式有中間時(shí)刻速度等于平均速度，設(shè)中間時(shí)刻速度為，有
故C項(xiàng)正確；
D．設(shè)中間位置速度為，運(yùn)用逆向思維，則對(duì)于后半段有
解得
故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選C。
3. 一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)開始，經(jīng)歷a→b→c→a過程，其圖像如圖，ab的延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)O，bc與縱軸平行。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同，過程中氣體向外界放出的熱量為Q。下列說法正確的是（ ）
A. 氣體在a狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的沖量小于在c狀態(tài)下的沖量
B. 過程中氣體內(nèi)能變化量的絕對(duì)值大于Q
C. b→c過程中氣體從外界吸收的熱量為
D. a→b→c→a整個(gè)過程中氣體對(duì)外界做功為零
【答案】A
【解析】
【詳解】A．a(chǎn)狀態(tài)氣體的體積較大，氣體密度較小，又兩個(gè)狀態(tài)的溫度相同。故氣體在a狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的作用力較小，沖量較小，A正確；
B．過程體積不變，壓強(qiáng)增大。根據(jù)
可知，氣體溫度升高，則c狀態(tài)氣體內(nèi)能大于b狀態(tài)氣體內(nèi)能，由于a與c狀態(tài)氣體溫度相同，內(nèi)能相等。則b狀態(tài)氣體內(nèi)能小于a狀態(tài)氣體內(nèi)能。過程氣體體積減小，外接對(duì)氣體做功，根據(jù)
為負(fù)值，為正值，故氣體放熱大于內(nèi)能的減少量，B錯(cuò)誤；
C．由圖可知，a狀態(tài)的氣體壓強(qiáng)為，過程外接對(duì)氣體做功為
b→c過程中氣體體積不變，外接對(duì)氣體不做功，則氣體內(nèi)能的增加量等于氣體吸收的熱量，由于a轉(zhuǎn)態(tài)與c狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，則b→c過程中氣體從外界吸收的熱量為
C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)→b→c→a整個(gè)過程中氣體對(duì)外界做功等于的面積，D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 2023年12月26日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭與遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)，成功發(fā)射第五十七顆、五十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭與上面級(jí)脫離后，上面級(jí)繼續(xù)推動(dòng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，直接將衛(wèi)星送到預(yù)定工作軌道Ⅰ，然后上面級(jí)與衛(wèi)星分離，為避免影響衛(wèi)星的運(yùn)行，上面級(jí)繼續(xù)點(diǎn)火抬高軌道進(jìn)入類墳場(chǎng)軌道Ⅱ，軌道Ⅰ與軌道Ⅱ均可視為圓形軌道。根據(jù)上述信息，下列說法正確的是（ ）
A. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度
B. 上面級(jí)在軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的周期
C. 上面級(jí)在軌道Ⅱ上的加速度小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的加速度
D. 上面級(jí)在軌道Ⅱ上受到的萬有引力小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ上受到的萬有引力
【答案】C
【解析】
【詳解】A．第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的速度一定小于第一宇宙速度，A錯(cuò)誤；
BC．根據(jù)
得
，
由于軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)半徑大于軌道Ⅰ的運(yùn)動(dòng)半徑，則上面級(jí)在軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行的周期，上面級(jí)在軌道Ⅱ上的加速度小于衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的加速度，B錯(cuò)誤，C正確；
D．由于質(zhì)量關(guān)系未知，無法判斷萬有引力大小，D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 如圖所示，將透鏡凸起的一面壓在表面平整的玻璃板上，讓單色光從上方射入，從上往下看透鏡，可以看到明暗相間的圓環(huán)狀條紋。已知透鏡凸起面表現(xiàn)為球面，球面的半徑叫作這個(gè)曲面的曲率半徑（曲率半徑越大，球面彎曲程度越小）。下列說法正確的是（ ）
A. 圓環(huán)狀條紋是透鏡上下兩個(gè)表面反射的兩列光發(fā)生干涉形成的
B. 圓環(huán)狀條紋間距不相等，越往外條紋間距越寬
C. 換用曲率半徑更大的透鏡，可以看到條紋將變密集
D. 改用頻率更高的單色光照射，可以看到條紋將變密集
【答案】D
【解析】
【詳解】A．環(huán)狀條紋是由凸透鏡與平面玻璃所夾空氣膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A錯(cuò)誤；
B．圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越密集，越往外條紋間距越窄，故B錯(cuò)誤；
C．若換一個(gè)曲率半徑更大的凸透鏡，仍然相同的水平距離但空氣層的厚度變小，所觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，可以看到條紋將變稀疏，故C錯(cuò)誤；
D．改用頻率更高的單色光照射，由
可知單色光波長(zhǎng)更小，而其他條件保持不變，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變小，可以看到條紋將變密集，故D正確。
故選D。
6. 如圖甲所示，質(zhì)量的物體靜止在水平地面上，時(shí)刻對(duì)物體施加一個(gè)水平向右的作用力，作用力隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取。下列說法正確的是（ ）
A. 時(shí)物體的速度最大
B. 時(shí)物體的動(dòng)能為40.5J
C. 0~4s內(nèi)物體的平均速度大小為2.25m/s
D. 0~4s內(nèi)物體所受摩擦力的沖量大小為
【答案】B
【解析】
【詳解】由題意可得，物體所受的滑動(dòng)摩擦力
結(jié)合乙圖，，物體靜止
，由牛頓第二定律得
物體向右加速。
，由牛頓第二定律得
物體向右做減速運(yùn)動(dòng)。
A．由分析可知，時(shí)物體的速度最大，故A錯(cuò)誤；
B．由動(dòng)量定理得，
①
由圖像可得，，的沖量
將、、帶入①式得，時(shí)物體的速度
時(shí)物體動(dòng)能
故B正確；
C．由動(dòng)量定理得，
①
由圖像可得，，的沖量
將、、帶入①式得，時(shí)物體的速度
由于物體不做勻加速，所以內(nèi)物體的平均速度
故C錯(cuò)誤；
D．摩擦力的沖量
摩擦力小于滑動(dòng)摩擦力，所以沖量
摩擦力的沖量
故D錯(cuò)誤。
故選B。
7. 直流特高壓輸電可以減少感抗和容抗的損耗，該技術(shù)已成為我國(guó)“西電東送”戰(zhàn)略的技術(shù)基礎(chǔ)，如圖為特高壓輸電示意圖，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，整流及逆變等過程不計(jì)能量損失且有效值不變。若直流輸電線的總電阻，匝數(shù)之比結(jié)合圖中信息，下列說法正確的是（ ）
A. 圖中“500kV”指交流電的峰值
B. 直流輸電線損失的電壓為40kV
C. 輸電功率為
D. 當(dāng)用戶負(fù)載增加時(shí)，用戶端增加的功率大于輸出端增加的功率
【答案】B
【解析】
【詳解】A．圖中“500kV”指交流電的有效值，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系
解得
直流輸電線損失的電壓為
故B正確；
C．輸電電流為
輸電功率為
故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)用戶負(fù)載增加時(shí)，輸出端增加的功率等于用戶端增加的功率與輸電線上增加的損失功率之和，故用戶端增加的功率小于輸出端增加的功率，故D錯(cuò)誤。
故選B。
8. 如圖所示，質(zhì)量相等的物體a和b用勁度系數(shù)的輕彈簧連接，b放置在地面上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端與a連接，另一端繞過兩個(gè)光滑的小定滑輪、與小球c連接，c套在傾角的光滑輕桿上，F(xiàn)點(diǎn)為輕桿的底端，開始時(shí)小球c處于輕桿的E點(diǎn)，連接c的輕繩處于水平狀態(tài)，此時(shí)物體b恰好對(duì)地面沒有壓力。E、F兩點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)對(duì)稱，且，已知物體a和b的質(zhì)量均為3kg，小球c的質(zhì)量為1.5kg，，g取，，彈簧的彈性勢(shì)能為（x為彈簧的形變量）。小球c從E點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)F點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 物體a、b及小球c組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，物體a的速度不為0
C. 小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，小球c機(jī)械能增加了16J
D. 小球c剛到達(dá)F點(diǎn)時(shí)，a的動(dòng)能為9.6J
【答案】C
【解析】
【詳解】A．當(dāng)彈簧的彈性形變發(fā)生變化時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能也發(fā)生變化，可知，物體a、b及小球c與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；
B．由于，可知，小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，小球c的速度方向垂直于輕繩，即小球c沿輕繩方向的速度為0，可知，小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，物體a的速度為0，故B錯(cuò)誤；
C．小球c處于輕桿的E點(diǎn)時(shí)，由于物體b恰好對(duì)地面沒有壓力，則彈簧的拉伸量
小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，物體a下降的高度為
可知，小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，壓縮量為
結(jié)合上述，小球c到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，物體a的速度為0，對(duì)物體a、b及小球c與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可知小球c的機(jī)械能增加
解得
故C正確；
D．小球c剛到達(dá)F點(diǎn)過程，物體a、b及小球c與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有
根據(jù)繩的牽連速度規(guī)律有
a的動(dòng)能為
解得
故D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
9. 如圖所示，傾角為α的斜面固定在水平面上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端連接在置于斜面的物體a上，另一端繞過光滑的定滑輪與小球b連接，輕繩與斜面平行，定滑輪到小球b的距離為L(zhǎng)。用手按住物體a不動(dòng)，把小球b拉開很小的角度后釋放，使小球b做單擺運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后放開物體a。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體a恰好不下滑，整個(gè)過程物體a始終靜止。忽略空氣阻力及定滑輪的大小，重力加速度為g。下列說法正確的是（ ）
A. 小球b多次經(jīng)過同一位置的動(dòng)量可以不同
B. 小球b擺到最低點(diǎn)時(shí)，物體a受到的摩擦力一定沿斜面向下
C. 物體a與斜面間的摩擦因數(shù)
D. 物體a受到的摩擦力變化的周期
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．小球b多次經(jīng)過同一位置速度方向可以不同，所以動(dòng)量可以不同，故A正確；
B．小球b在任意位置受到重力和拉力，重力的垂直于繩的分量提供了回復(fù)力，沿繩方向有
當(dāng)擺角最大時(shí)，拉力最小，此時(shí)a受到的摩擦力方向可能沿斜面向上，小球b擺到最低點(diǎn)時(shí)，拉力增大，此時(shí)a受到的摩擦力方向仍可能沿斜面向上，摩擦力大小會(huì)減小，故B錯(cuò)誤；
C．因?yàn)楫?dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體a恰好不下滑，則
所以
解得
故C錯(cuò)誤；
D．物體a受到的摩擦力變化的周期是單擺的周期的一半，即
故D正確。
故選AD。
10. 瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù)，是古人智慧的結(jié)晶。如圖所示，氣窯是對(duì)陶瓷泥坯進(jìn)行升溫?zé)Y(jié)的一種設(shè)備。某次燒制前，封閉在窯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為，溫度為27℃，當(dāng)窯內(nèi)氣壓達(dá)到時(shí)，氣窯上方的單向排氣閥開始排氣，使氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高至1227℃后保持不變，連續(xù)燒制8~10小時(shí)。下列說法正確的是（ ）
A. 單向排氣閥開始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為91℃
B. 單向排氣閥開始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為627℃
C. 本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶3
D. 本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶5
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)等容變化
單向排氣閥開始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為
A錯(cuò)誤，B正確；
CD．排氣后氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，根據(jù)等壓變化
由于密度相同，則本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比為
得
C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
11. 如圖所示，正立方體，上下底面的中心為O和，在d點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，c1點(diǎn)固定一電荷量為的點(diǎn)電荷，bc的中點(diǎn)E固定一電荷量為的點(diǎn)電荷。下列說法正確的是（ ）
A. b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的小于c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B. a點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)相同
C. c點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差等于b點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差
D. 將帶正電的試探電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到，其電勢(shì)能先增大后減小
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．d點(diǎn)和c1點(diǎn)處為等量異種電荷，則兩點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，而E處點(diǎn)電荷到b、c兩點(diǎn)距離相等，即在兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等，由于兩場(chǎng)強(qiáng)垂直，則b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的小于c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，A正確；
B．根據(jù)
設(shè)+Q在a點(diǎn)電勢(shì)為，在點(diǎn)電勢(shì)為，則在a點(diǎn)和點(diǎn)的電勢(shì)分別為和。設(shè)在a點(diǎn)和點(diǎn)的電勢(shì)為。則a點(diǎn)電勢(shì)為
在點(diǎn)電勢(shì)為
故a點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)不相同，B錯(cuò)誤；
C．等量異種電荷在b、c、、的電勢(shì)為零，b、c與E距離相等，、與E點(diǎn)距離相等，故c點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差等于b點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差，C正確；
D．將帶正電的試探電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到，電勢(shì)降低，電勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤。
故選AC。
12. 如圖所示，虛線MN上方區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN下方區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，足夠長(zhǎng)的等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)。兩金屬棒ab、cd水平地靠在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒ab的質(zhì)量為2m，接入電路的阻值為2R，cd的質(zhì)量為m，接入電路的阻值為R，開始時(shí)金屬棒ab距MN的高度是金屬棒cd到MN高度的2倍。金屬棒與兩導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。同時(shí)由靜止釋放兩金屬棒，金屬棒cd進(jìn)入MN下方區(qū)域時(shí)立即做勻速運(yùn)動(dòng)。已知運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A. 金屬棒cd進(jìn)入MN下方時(shí)的速大小為
B. 金屬棒cd的釋放位置到MN的距離為
C. 從開始釋放到金屬棒ab進(jìn)入下方磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過程中通過金屬棒ab的電荷量為
D. 金屬棒ab在MN上方區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒cd上產(chǎn)生的焦耳熱為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)整體法分析可知，ab、cd在MN上方區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，沒有安培力，做加速度為重力加速度的加速運(yùn)動(dòng)，金屬棒cd剛進(jìn)入MN下方時(shí)，兩金屬棒速度相同，由于金屬棒cd進(jìn)入MN下方區(qū)域時(shí)立即做勻速運(yùn)動(dòng)，則金屬棒ab一定做勻速運(yùn)動(dòng)，有
聯(lián)立得
故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)
得金屬棒cd的釋放位置到MN的距離為
故B正確；
C．從開始釋放到金屬棒ab進(jìn)入下方磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過程中電流
需要時(shí)間
則通過金屬棒ab的電荷量為
故C正確；
D．金屬棒ab在MN上方區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒cd上產(chǎn)生的焦耳熱為
故D正確。
故選BCD。
三、非選擇題：本題共6小題，共60分。
13. 某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一截面為半圓形玻璃磚的折射率n，可用的實(shí)驗(yàn)器材有半圓形玻璃磚、白紙、激光筆、刻度尺、游標(biāo)卡尺、光屏、圓規(guī)、鉛筆。部分步驟如下：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃磚的直徑d；
②在平鋪的白紙上利用圓規(guī)畫出半圓形玻璃磚的位置和圓心O，過O點(diǎn)畫出法線；將玻璃磚沿畫好的半圓形位置放好，玻璃磚直徑AB與豎直放置的光屏MN垂直并接觸于A點(diǎn)；
③用激光筆從玻璃磚一側(cè)照射半圓形玻璃磚的圓心O，如圖甲所示，在光屏MN上可以觀察到兩個(gè)光斑C、D；從圖示位置逆時(shí)針緩慢移動(dòng)激光筆，使光斑D恰好消失，用鉛筆在白紙上標(biāo)記此時(shí)光斑E的位置，移走玻璃磚和光屏。
根據(jù)以上步驟，回答下列問題：
（1）測(cè)得半圓形玻璃磚直徑d的讀數(shù)如圖乙所示，則____________cm；
（2）為了精準(zhǔn)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率n，還需測(cè)量的一個(gè)物理量及表示它的字母為____________；
（3）根據(jù)以上測(cè)量的物理量，寫出計(jì)算玻璃磚折射率的表達(dá)式____________。
【答案】（1）7.775
（2）的長(zhǎng)度
（3）
【解析】
【小問1詳解】
由圖乙可知，游標(biāo)卡尺為分度的游標(biāo)卡尺，精度為，故
【小問2詳解】
由題可知，光斑在處時(shí)，光斑恰好消失，即光線此時(shí)發(fā)生全反射，故為測(cè)量折射率，還需測(cè)量的長(zhǎng)度。
【小問3詳解】
當(dāng)光線恰好發(fā)生全反射時(shí)，有
14. 小明同學(xué)是一名山地車騎行愛好者，為了夜間騎行安全，他網(wǎng)購了一個(gè)太陽能山地車尾燈（如圖甲所示）。好奇心驅(qū)使他將太陽能尾燈拆開，發(fā)現(xiàn)了可為內(nèi)部一組鎳氫電池組充電的光伏板。小明同學(xué)想測(cè)量該光伏板的電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)約為4V）及其內(nèi)阻，于是他從實(shí)驗(yàn)室借到了以下器材：

A．電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻為3KΩ）
B．毫安表A（量程0~100mA，內(nèi)阻很小）
C．滑動(dòng)變阻器R（0~500Ω）
D．定值電阻
E．定值電阻
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，為了精確測(cè)量電路電壓，則與電壓表串聯(lián)的定值電阻為________（選填“”或“”）；
（2）給光伏板一定的光照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將電壓表的讀數(shù)記為U，毫安表的讀數(shù)記為I，通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)得多組U、I值，根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖像如圖丙所示，通過圖像可得光伏板的電動(dòng)勢(shì)_______V，圖中線性段時(shí)光伏板的內(nèi)阻_______；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（3）將一個(gè)50Ω的定值電阻與光伏板串聯(lián)，保持光照條件不變，則該定值電阻消耗的功率________W。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
【答案】（1）
（2） ①. 4.1##4.2##4.3 ②. 14##15##16
（3）0.20##0.21##022
【解析】
【小問1詳解】
電壓表內(nèi)阻為3kΩ，若與阻值為3kΩ的定值電阻串聯(lián)，可將電壓表量程擴(kuò)大一倍，可滿足實(shí)驗(yàn)要求；
【小問2詳解】
[1]根據(jù)電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可知
可得
由圖可知
可得
E=4.2V
[2]內(nèi)阻
可得
r=16Ω
【小問3詳解】
將一個(gè)50Ω的定值電阻與光伏板串聯(lián)，則該定值電阻消耗的功率
15. 如圖所示，海洋浴場(chǎng)的海面上等間距排列著一排浮球，用來警示航行者注意安全，避免進(jìn)入危險(xiǎn)海域。現(xiàn)有距離為3.6m的兩個(gè)浮球A和B停在海面上，在沿浮球排列方向上的水波作用下，浮球每分鐘上下浮動(dòng)15次。當(dāng)浮球A處于波峰位置時(shí)，浮球B恰在平衡位置，兩浮球間還有一個(gè)波谷。求：
（1）該水波的傳播周期T；
（2）該水波的波速v。
【答案】（1）4s；（2）1.2m/s或0.72m/s
【解析】
【詳解】（1）浮球每分鐘上下浮動(dòng)15次可得浮球振動(dòng)的周期
解得
所以水波的傳播周期為。
（2）兩球間還有一個(gè)波谷，故
或
解得
或
水波的傳播速度
解得
或
16. 用噴水機(jī)澆灌草坪，噴水機(jī)將水加速后通過噴水嘴噴出，噴水嘴出水速度的大小v和夾角θ均可調(diào)節(jié)。已知噴水嘴的截面積，水噴出的最大水平射程為10m，水的密度，g取，水流沖擊到地面后，水平方向速度變?yōu)?，忽略噴嘴離地高度以及空氣阻力的影響。求：
（1）噴水嘴出水的最大速率；
（2）若出水速度，夾角，則水流對(duì)地面水平方向平均沖力的大小。
【答案】（1）10m/s；（2）3.2N
【解析】
【詳解】（1）設(shè)噴水嘴出水的最大速度為，出水方向與水平方向夾角為，水從噴水嘴到地面運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，水的水平射程為，則豎直方向速度
水平方向位移
解得
當(dāng)時(shí)，水平射程最大
解得
（2）在時(shí)間內(nèi)，水的質(zhì)量
由動(dòng)量定理得
解得
由牛頓第三定律可得
17. 如圖甲所示，在y軸左側(cè)有一對(duì)豎直放置的平行金屬板M、N，兩板間的電勢(shì)差為U，在區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)做周期性變化（不考慮磁場(chǎng)變化瞬間對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響），變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直xOy平面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從貼近M板的位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，通過N板小孔后在時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向垂直射入磁場(chǎng)中。不計(jì)粒子重力和空氣阻力，圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度已知。
（1）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量大小p；
（2）若，求時(shí)刻粒子的位置坐標(biāo)；
（3）若在的范圍內(nèi)取值，問：取何值時(shí)，在時(shí)間內(nèi)，粒子擊中的γ軸上的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離最大，最大距離為多少。
【答案】（1）；（2）（，）；（3）
【解析】
【詳解】（1）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由動(dòng)能定理得
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量為
聯(lián)立解得
（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)半徑為，由
可得
運(yùn)動(dòng)周期為
同理可得當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)半徑為
運(yùn)動(dòng)周期為
由
則粒子在內(nèi)的軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系可得
則粒子的坐標(biāo)為（，）。
（3）經(jīng)分析可知，當(dāng)時(shí)，粒子軌跡如圖所示
此時(shí)距離最大，由幾何關(guān)系得粒子擊中軸的位置為
可得粒子能擊中軸的點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的最大距離為
18. 如圖所示，空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出），電場(chǎng)強(qiáng)度，絕緣的水平面上有一均勻帶電的長(zhǎng)板A，右側(cè)有一絕緣擋板，長(zhǎng)板A的上表面光滑，下表面與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一絕緣的物塊B靜置在長(zhǎng)板的左端。長(zhǎng)板A與物塊B質(zhì)量均為，長(zhǎng)板A的長(zhǎng)度，長(zhǎng)板A帶有的正電荷。某時(shí)刻對(duì)物塊B施加一個(gè)水平向右的恒力，運(yùn)動(dòng)過程中物塊B與擋板的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，水平面足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)區(qū)域足夠大，運(yùn)動(dòng)過程中長(zhǎng)板A所帶電荷量及電荷分布不發(fā)生變化，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取。求：
（1）物塊B與檔板第一次碰撞后，長(zhǎng)板A與物塊B的速度和；
（2）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第二次碰撞，長(zhǎng)板A電勢(shì)能的減少量；
（3）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第三次碰撞，恒力F的沖量I；
（4）物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第n次碰撞，長(zhǎng)板的位移x。
【答案】（1）2.4m/s，0（2）7.68J（3）（4）
【解析】
【詳解】（1）長(zhǎng)板受到的電場(chǎng)力
長(zhǎng)板與地面間的最大靜摩擦力
故，所以物塊與長(zhǎng)板碰前長(zhǎng)板保持靜止
對(duì)物塊，由動(dòng)能定理得
解得
物塊與長(zhǎng)板第一次碰撞過程
解得
，
（2）對(duì)物塊，由牛頓第二定律得
得
設(shè)小物塊與長(zhǎng)板達(dá)共速用時(shí)為，
故小物塊恰好滑離板，設(shè)物塊與長(zhǎng)板第一次碰撞后到第二次碰撞前所用的時(shí)間為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
解得
物塊與長(zhǎng)板第一次碰撞后到第二次碰撞前長(zhǎng)板的位移
解得
電場(chǎng)力做功
解得
所以長(zhǎng)板電勢(shì)能的減少量為。
（3）設(shè)物塊從開始運(yùn)動(dòng)到第一次與擋板發(fā)生碰撞所用的時(shí)間為
解得
物塊與長(zhǎng)板第二次碰撞前的速度
解得
物塊與長(zhǎng)板第二次碰撞過程
解得
，
設(shè)物塊與長(zhǎng)板第二次碰撞后到第三次碰撞前所用的時(shí)間為，
解得
則物塊B從開始到即將與擋板發(fā)生第三次碰撞所用的時(shí)間
所以物塊從開始到即將與擋板發(fā)生第三次碰撞恒力的沖量
解得
（4）由以上分析可得，物塊與長(zhǎng)板從第一次碰撞后，相鄰的每?jī)纱闻鲎仓g的時(shí)間間隔均為，且每次碰撞后長(zhǎng)板的速度增加量均為，長(zhǎng)板的位移為
解得