辽宁省锦州市2023-2024学年高三下学期质量检测（一模）物理试卷

这是一份辽宁省锦州市2023-2024学年高三下学期质量检测（一模）物理试卷，共21页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，知道铝26来自哪里可以让天文学家进行太阳系的“考古”。铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为Mg+Y，已知铝26、镁26和Y粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为质子
B．m1＜m2+m3
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期不变
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
2．如图甲所示笔记本电脑散热底座一般有四个卡位用来调节角度，某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度（虚线位置）缓慢调至卡位4（实线位置）（如图乙所示），电脑始终处于静止状态（ ）
A．电脑受到的摩擦力变小
B．散热底座对电脑的作用力的合力变小
C．电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
D．散热底座对电脑的支持力是由于电脑发生形变产生的
3．2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是（ ）
A．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
C．给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量
D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离
4．关于光学现象下列说法正确的是（ ）
A．水中紫光的传播速度比红光大
B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
5．和谐号动车经过一段弯道时，显示屏上显示的速率是288km/h。某乘客利用智能手机自带的指南针正在进行定位，他发现“指南针”的指针在10s内匀速转过了10°（ ）
A．转过的角度为B．角速度为1rad/s
C．运动路程为2880mD．向心加速度为0
6．如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点（ ）
A．a、b、c三点的电势不等
B．a、b、c三点的电场强度大小相等
C．a、b两点连线上的各点电势都相等
D．带负电的试探电荷沿ac连线运动时电势能始终不变
7．如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示0＝1cm的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数N＝100匝2，总电阻R＝2Ω，磁极间的磁场可视为磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为R＝2Ω、额定功率P＝9W的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，下列说法正确的是（ ）
A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大
B．该次骑行速度v＝3m/s
C．图丙中的Um＝3V
D．欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过6m/s
（多选）8．（6分）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c两个过程到达状态c，其V﹣t图像如图所示。已知绝对零度为﹣273℃（ ）
A．状态a和c的压强大小相等
B．状态a和b的压强大小相等
C．由a变化到b的过程中，气体内能增加量小于吸收的热量
D．由a变化到b的过程中，气体内能增加量大于吸收的热量
（多选）9．（6分）如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75cm处的A、B两个质点的振动图像分别如图中实线与虚线所示。则这列波的（ ）
A．A 点处波长是10cm，B 点处波长是5cm
B．A、B 两质点的振动周期均为2×10﹣2s
C．t＝0.0125s时刻，两质点的振动速度方向相反
D．传播速度一定是600m/s
（多选）10．（6分）如图所示，MN、PQ是相距为0.5m的两平行光滑金属轨道，倾斜轨道MC、PD分别与足够长的水平直轨道CN、DQ平滑相接。水平轨道CN、DQ处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B＝1T的匀强磁场中。质量m＝0.1kg、电阻R＝1Ω、长度L＝0.5m的导体棒a静置在水平轨道上，最后恰好不与a相撞，运动过程中导体棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．棒b刚进入磁场时，回路中产生顺时针方向的电流
B．棒b刚进入磁场时，棒a所受的安培力大小为0.5N
C．棒a的初始位置到CD的距离为0.4m
D．整个过程中，通过棒a的电荷量为0.2C
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（6分）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。
（1）关于实验，下列做法不正确的是 （填选项前的字母）。
A.选择体积小、质量大的小球
B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球，再打开频闪仪
D.沿水平方向抛出小球
（2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，可探究平抛运动 （填“水平”、“竖直”）分运动的特点。
（3）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），空气阻力忽略不计g＝9.8m/s2，最多可以得到小球在空中运动的 个位置。
12．（8分）宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端
（1）实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径D＝ cm。
（2）实验中先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。然后断开开关S2，电流表的示数将 （填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为I0，记下此时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻Rx＝ （用U、U0和I0表示），并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横截面积S0。
（3）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的，则弹性导电绳的电阻率ρ＝ （用a、b和c表示）。
13．（10分）电磁起重机是工业中重要的运送装备。广泛应用于各种工业领域，如冶金、矿山、机械、交通运输等，用于吊运钢铁等导磁性材料。如图所示，从静止开始竖直向上匀加速提升5m达到最大速度2m/s，接着匀速上升10m后再匀减速直至停止，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则：
（1）在匀加速上升过程中，铁柱的加速度多大？
（2）在匀减速上升过程中，铁柱的运动时间是多长？
（3）求整个运动过程中电磁铁对铁柱的冲量。
14．（12分）如图所示，两平行金属板水平放置，板间存在垂直纸面的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场。金属板右上方以MN为下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，MN与金属板的上极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线。一个电荷量为q、质量为m的负离子以初速度v在两板间沿平行于金属板的虚线从A点射入金属板间。不计粒子重力。
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间的磁感应强度B1；
（2）若撤去板间磁场B1，离子恰好从上极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成60°角，离子进入磁场运动后从磁场边界P点射出2的大小及离子从M点射入到从P点射出的时间是多长？
15．（18分）如图a所示，光滑水平面上质量为m的物块A（与弹簧拴接）以速度v向B运动，经过弹簧压缩到最大，2t0时刻物块B恰好与弹簧脱离，且到达光滑圆轨道最低点N之后的运动过程中物块B没有脱轨。（已知弹性势能表达式为：，题中v0、k、m为已知量）
（1）求弹簧的最大弹性势能；
（2）结合v﹣t图像，写出L的值（用v0、k、m表示，直接写出结果即可）；
（3）求圆形竖直轨道半径R满足的条件。
辽宁省锦州市2023-2024学年高三下学期质量检测（一模）物理试卷
参考答案
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，知道铝26来自哪里可以让天文学家进行太阳系的“考古”。铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为Mg+Y，已知铝26、镁26和Y粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为质子
B．m1＜m2+m3
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期不变
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
【分析】A.根据质量数和电荷数守恒的原则推导Y粒子的性质；
B.根据质量亏损释放能量的原理分析判断；
C.根据半衰期的决定因素进行分析解答；
D.根据半衰期的公式计算解答。
【解答】解：A.据质量数和电荷数守恒的原则，Y的质量数为26﹣26＝0，为正电子；
B.根据质量亏损释放能量的原理，有m1＞m3+m3，故B错误；
C.放射性元素的半衰期不会随外界因素发生变化，只由原子核内部的结构决定；
D.根据公式m＝m0•＝m0，即剩下原来的没有发生衰变。
故选：C。
【点评】考查放射性元素的半衰期问题，会根据题意进行相关的计算和解释。
2．如图甲所示笔记本电脑散热底座一般有四个卡位用来调节角度，某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度（虚线位置）缓慢调至卡位4（实线位置）（如图乙所示），电脑始终处于静止状态（ ）
A．电脑受到的摩擦力变小
B．散热底座对电脑的作用力的合力变小
C．电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
D．散热底座对电脑的支持力是由于电脑发生形变产生的
【分析】A.根据静止在斜面上的物体的摩擦力表达式进行分析解答；
BC.根据平衡条件结合支持力、摩擦力和重力的大小关系进行综合判断；
D.根据弹力产生的原因进行解释。
【解答】解：A.电脑受到的静摩擦力大小等于f＝mgsinθ，位置4对应的斜面倾斜角变小，故A正确；
B.散热底座对电脑的作用力的合力与电脑的重力是平衡力，所以不变；
C.电脑受到的支持力和摩擦力的合力根据平行四边形定则可知大小等于重力，代数和大于重力；
D.散热底座对电脑的支持力是由底座发生形变产生的，故D错误。
故选：A。
【点评】考查物体的受力分析、平衡问题和分力与合力的关系等，会根据题意进行准确的分析和判断。
3．2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是（ ）
A．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
C．给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量
D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离
【分析】根据7.9km/s是第一宇宙速度，也是最大的环绕速度分析A，根据万有引力与向心力和重力和向心力的关系分析B；根据万有引力提供向心力分析C，根据开普勒第三定律的应用条件分析D。
【解答】解：A．7.9km/s是第一宇宙速度，所以“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度一定小于7.9km/s；
B．根据万有引力与向心力和重力的关系有
，
解得向心加速度以及重力加速度为
，
可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；
C．由万有引力提供向心力
解得地球的质量满足
所以给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量；
D．“夸父一号”绕地球公转，并不知道跟太阳的轨道情况，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查卫星的运动，解题关键掌握题目含义，注意万有引力提供向心力的应用。
4．关于光学现象下列说法正确的是（ ）
A．水中紫光的传播速度比红光大
B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
【分析】紫光的频率大于红光的，在水中的折射率紫光的较大，根据v＝，判断传播速度；只有从光密介质向光疏介质传播时，才有可能发生全反射；光从水中射向空气，光线要向远离法线，靠近界面的方向偏折，由此判断看到的虚像位置；蓝光的波长比红光的短，根据：Δx＝，判断条纹间距大小关系。
【解答】解：A、紫光的频率大于红光的，根据v＝，故A错误；
B、只有从光密介质向光疏介质传播时，空气相对玻璃是光疏介质，故B错误；
C、由于光从水中射向空气，靠近界面的方向偏折，即鱼的实际深度比看到的要深；
D、蓝光的波长比红光的短，可知在同一装置上做双缝干涉实验，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了光的折射规律和影响双缝干涉条纹间距的因素，基础题目。掌握折射定律与相关规律，牢记双缝干涉相邻亮条纹间距的公式。
5．和谐号动车经过一段弯道时，显示屏上显示的速率是288km/h。某乘客利用智能手机自带的指南针正在进行定位，他发现“指南针”的指针在10s内匀速转过了10°（ ）
A．转过的角度为B．角速度为1rad/s
C．运动路程为2880mD．向心加速度为0
【分析】相同时间内“指南针”的指针转过了角度与动车圆周运动转过的角度相等，根据弧度制与角度制的换算关系，角速度的定义，运动学公式，向心加速度的定义解答。
【解答】解：AB、相同时间内“指南针”的指针转过了角度与动车圆周运动转过的角度相等，角速度为ω＝，B错误；
C、此10s时间内动车运动路程为s＝vt＝，故C错误；
D、动车以一定的线速度做圆周运动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了描述圆周运动的物理量，注意物理量的单位换算，掌握角度制与弧度制的换算，角速度是以弧度制来表示的。
6．如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点（ ）
A．a、b、c三点的电势不等
B．a、b、c三点的电场强度大小相等
C．a、b两点连线上的各点电势都相等
D．带负电的试探电荷沿ac连线运动时电势能始终不变
【分析】根据点电荷的等势面形状，点电荷的电场强度公式，电势能与电势的关系分析解答。
【解答】解：AC、点电荷的等势面为以点电荷为球心的球面、b、c三点与点电荷距离相等，则a、b。而a，距离不相等的点电势不相等；
B、真空中的点电荷的电场强度大小E＝k、b、c三点与点电荷距离相等、b、c三点的电场强度大小相等；
D、与C选项的解答同理，a，根据EP＝qφ，可知带负电的试探电荷沿ac连线运动时电势能会变化。
故选：B。
【点评】本题考查了点电荷的电场的电场强度与电势的分布，基础题目。掌握点电荷的场强决定式，等势面的形状，电势能变化与电场力做功的关系。
7．如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示0＝1cm的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数N＝100匝2，总电阻R＝2Ω，磁极间的磁场可视为磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为R＝2Ω、额定功率P＝9W的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，下列说法正确的是（ ）
A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大
B．该次骑行速度v＝3m/s
C．图丙中的Um＝3V
D．欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过6m/s
【分析】结合磁通量的大小与磁通量的变化率关系解答；根据线速度和角速度的关系分析解答；线圈中在磁场中旋转产生正弦交流电，根据电功率和法拉第电磁感应定律分析电功率。
【解答】解：A．如图乙所示位置，穿过线框的磁通量最大，故A错误；
B．由图丙知×7π×10﹣2s
则角速度ω＝＝rad/s＝300rad/s
该次骑行速度等于小轮边缘的速度，即v＝ωr0＝300×1×10﹣2m/s＝3m/s
故B正确；
C．电动势的最大值Um＝NBSω＝100×0.3×10×10﹣4×300V＝3V，则图丙中Um＝2V，
图丙中灯泡两端电压最大值根据闭合电路欧姆定律有：U'm＝＝3V＝7.5V；
D．欲使小灯泡不烧坏
灯泡两端电压不超过U＝＝V＝3V
此时的感应电动势最大值为E′m＝2U＝12V
根据E′m＝NBSω′可得：ω′＝
代入数据解得：ω′＝1200rad/s
骑行速度v＝ω′r5＝1200×1×10﹣2m/s＝12m/s
故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要是考查交流电的产生和线速度、角速度的关系，解答本题要知道物体做匀速圆周运动过程中，同缘传动且不打滑则它们边缘的线速度大小相等；而共轴则它们的角速度相同。
（多选）8．（6分）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c两个过程到达状态c，其V﹣t图像如图所示。已知绝对零度为﹣273℃（ ）
A．状态a和c的压强大小相等
B．状态a和b的压强大小相等
C．由a变化到b的过程中，气体内能增加量小于吸收的热量
D．由a变化到b的过程中，气体内能增加量大于吸收的热量
【分析】由V﹣t图像得到体积与温度的数据，根据理想气体状态方程分析AB选项。根据热力学第一定律解答CD选项。
【解答】解：AB、由V﹣t图像得到：Va＝1m3，Ta＝（273+27）K＝300K；Vb＝4m3，Tb＝（273+54）K＝327K；Vc＝1.6m3，Tc＝（273+177）K＝450K。
根据理想气体状态方程：，因：a＝pc≠pb，故A正确，B错误。
CD、根据热力学第一定律：ΔU＝W+Q
由a变化到b的过程中，气体体积变大；气体温度升高，可得：Q＞0，且内能增加量小于吸收的热量，D错误。
故选：AC。
【点评】本题为理想气体状态方程与热力学第一定律综合基础题，需掌握应用图像分析气体状态变化的过程，对于热力学第一定律ΔU＝W+Q，要掌握如何确定各量的正负及其含义。温度是分子平均动能的唯一标志，一定质量的理想气体的内能只与温度有关，可见宏观量温度的重要性。
（多选）9．（6分）如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75cm处的A、B两个质点的振动图像分别如图中实线与虚线所示。则这列波的（ ）
A．A 点处波长是10cm，B 点处波长是5cm
B．A、B 两质点的振动周期均为2×10﹣2s
C．t＝0.0125s时刻，两质点的振动速度方向相反
D．传播速度一定是600m/s
【分析】由图读出两质点的振动周期，波速不变A点处波长与B点处波长相等。根据时间与周期的关系确定两质点的振动速度方向关系。波是在减幅传播，由图知道波由A向B传播，确定A、B两个质点间的距离与波长的关系，得到波长通项，再求出波速通项，从而求得波速特殊值。
【解答】解：B、由A，均为2×10﹣2s，故B正确；
A、波速不变，根据波速公式v＝，故A错误；
C、在t＝8.0125s＝，质点A向下振动，两质点的振动速度方向相反；
D、由于波是在减幅传播，再由振动图像知t＝4 时，质点B ，则有
xAB＝λ+nλ，4，2，3，…）
其中xAB＝75m
解得：λ＝m，（n＝0，4，2，3
波的传播速度为v＝
解得：v＝m/s，1，8，3…）
v有多种可能值，不一定是600m/s。
故选：BC。
【点评】解决本题关键是正确通过图像读出周期，能通过图像找到两质点的平衡位置的距离与波长之间的倍数关系，写出波长的通项
（多选）10．（6分）如图所示，MN、PQ是相距为0.5m的两平行光滑金属轨道，倾斜轨道MC、PD分别与足够长的水平直轨道CN、DQ平滑相接。水平轨道CN、DQ处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B＝1T的匀强磁场中。质量m＝0.1kg、电阻R＝1Ω、长度L＝0.5m的导体棒a静置在水平轨道上，最后恰好不与a相撞，运动过程中导体棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．棒b刚进入磁场时，回路中产生顺时针方向的电流
B．棒b刚进入磁场时，棒a所受的安培力大小为0.5N
C．棒a的初始位置到CD的距离为0.4m
D．整个过程中，通过棒a的电荷量为0.2C
【分析】根据右手定则判断感应电流的分析；由机械能守恒定律求得棒b刚进入磁场时速度，求得产生的感应电动势和回路中的电流，再根据安培力计算公式求解；棒b刚进入磁场后，根据动量守恒定律求得最终a、b两棒共速的速度，对a棒或b棒由动量定理求解；根据电流定义式推导通过的电荷量表达式。
【解答】解：A、棒b刚进入磁场时，根据右手定则可知，故A正确；
B、设棒b刚进入磁场时速度大小为v，由机械能守恒定律得：
mgh＝mv6
解得：v＝＝m/s＝2m/s
棒b刚进入磁场时，产生的感应电动势为：E＝BLv
回路中的电流为：I＝
棒a所受的安培力大小为：F＝BIL＝
解得：F＝0.25N，故B错误；
C、棒b刚进入磁场后，且a，故a，a、b两棒组成的系统满足动量守恒定律、b两棒恰好不相撞、b两棒共速（设共速时速度为v1），以向右为正方向
mv＝（m+m）v3
解得：v1＝1ms
以向右为正方向，对a棒由动量定理可得：
BLΔt＝mv8
设两者共速过程的相对位移为Δx。
结合：＝，＝，ΔΦ＝BLΔx
联立可得：＝mv1
解得：Δx＝7.8m
因最后两棒恰好不相撞，故棒a的初始位置到CD的距离等于Δx＝0.8m；
D、整个过程中Δt＝＝
解得：q＝0.2C，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了电磁感应中动量定理的应用，安培力的冲量BLq，应用了微元法得到的推论。对于加速度不恒定的运动，求时间，末速度，位移等物理量，可考虑用动量定理解决。
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（6分）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。
（1）关于实验，下列做法不正确的是 C （填选项前的字母）。
A.选择体积小、质量大的小球
B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球，再打开频闪仪
D.沿水平方向抛出小球
（2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，可探究平抛运动 竖直 （填“水平”、“竖直”）分运动的特点。
（3）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），空气阻力忽略不计g＝9.8m/s2，最多可以得到小球在空中运动的 11 个位置。
【分析】（1）从减小空气阻力的角度，实验中对轨迹记录的要求，平抛运动的特点分析解答。
（2）根据B球所做的运动形式解答。
（3）根据平抛运动沿竖直方向为自由落体运动求解小球在空中运动的运动时间，根据此时间内包含频闪周期的个数解答。
【解答】解：（1）A.选择体积小、质量大的小球，故A正确；
B.实验中需要借助重垂线来确定竖直方向，故B正确；
C.为完整记录小球的平抛运动轨迹，需要先打开频闪仪，故C错误；
D.为使小球做平抛运动，必须沿水平方向抛出小球。
选择做法不正确的，故选：C。
（2）因和A球对比的B球做自由落体运动，只能根据任意时刻A，来探究平抛运动竖直分运动的特点。
（3）根据平抛运动沿竖直方向为自由落体运动，则有：h＝4，（h＝0.8m，g＝3.8m/s2）
解得小球在空中运动的运动时间为：t＝s≈7.404s
频闪周期为：T＝
因：＝＝10.1。
故答案为：（1）C；（2）竖直
【点评】本题考查了探究平抛运动的特点的实验，基础题目。掌握此实验的目的，应用对比的实验研究方法。
12．（8分）宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端
（1）实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径D＝ 0.5315 cm。
（2）实验中先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。然后断开开关S2，电流表的示数将 变小 （填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为I0，记下此时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻Rx＝ （用U、U0和I0表示），并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横截面积S0。
（3）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的，则弹性导电绳的电阻率ρ＝ （用a、b和c表示）。
【分析】（1）螺旋测微器的精度值为0.01mm，其读数等于不动刻度读数加上可动刻度读数，注意要估读。
（2）根据电路联接结构与欧姆定律解答。
（3）根据电阻定律推导图像的表达式，利用图像的斜率求解。
【解答】解：（1）螺旋测微器的精度值为0.01mm，如图丙所示，可动刻度读数为31.5×6.01mm＝0.315mm。
（2）闭合开关S1、S8时导电绳被短路，断开开关S2后导电绳接入电路，电路为串联电路，电流减小；
电流表的示数仍为I0，可知电阻R4两端电压与之前相同为U0，则此时导电绳的两端电压为U﹣U0，根据欧姆定律，可得此时导电绳的电阻为：Rx＝。
（3）根据电阻定律可得：Rx＝ρ，与Rx＝，联立可得：
ρ＝，变形为：＝
根据图像的斜率可得弹性导电绳的电阻率ρ＝。
故答案为：（1）0.5315；（2）变小；
【点评】本题测量一根弹性导电绳的电阻率实验，掌握实验原理与利用图像处理实验数据的方法。解答（1）问时要注意单位的换算。
13．（10分）电磁起重机是工业中重要的运送装备。广泛应用于各种工业领域，如冶金、矿山、机械、交通运输等，用于吊运钢铁等导磁性材料。如图所示，从静止开始竖直向上匀加速提升5m达到最大速度2m/s，接着匀速上升10m后再匀减速直至停止，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则：
（1）在匀加速上升过程中，铁柱的加速度多大？
（2）在匀减速上升过程中，铁柱的运动时间是多长？
（3）求整个运动过程中电磁铁对铁柱的冲量。
【分析】（1）根据运动学公式求解；
（2）已知整个过程总所用时间，分别求出匀加速上升过程的时间与匀速上升过程的时间，用总时间减去这两阶段的时间即为所求；
（3）根据动量定理求解；
【解答】解：（1）在匀加速上升过程中，初速度为零，位移x1＝5m，由运动学公式得：
2ax1＝v2
解得铁柱的加速度为a＝2.4m/s2
（2）匀加速上升过程的时间为t8＝＝
匀速上升x2＝10m所有时间为t2＝
已知整个过程总用时t＝20s，则在匀减速上升过程中3＝t﹣t1﹣t8＝20s﹣5s﹣5s＝10s
（3）设整个运动过程中电磁铁对铁柱的冲量为I，以向上为正方向，根据动量定理得：
I﹣mgt＝5﹣0
解得：I＝mgt＝5000×10×20N•s＝1×107N•s
答：（1）在匀加速上升过程中，铁柱的加速度大小为0.4m/s5；
（2）在匀减速上升过程中，铁柱的运动时间是10s；
（3）整个运动过程中电磁铁对铁柱的冲量为1×106N•s。
【点评】本题考查了动量定理的应用和匀变速直线运动规律，基础题目。在应用动量定理是要注意动量时矢量，解答时要先设定正方向，再确定动量与冲量的正负。
14．（12分）如图所示，两平行金属板水平放置，板间存在垂直纸面的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场。金属板右上方以MN为下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，MN与金属板的上极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线。一个电荷量为q、质量为m的负离子以初速度v在两板间沿平行于金属板的虚线从A点射入金属板间。不计粒子重力。
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间的磁感应强度B1；
（2）若撤去板间磁场B1，离子恰好从上极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成60°角，离子进入磁场运动后从磁场边界P点射出2的大小及离子从M点射入到从P点射出的时间是多长？
【分析】（1）根据电场力与洛伦兹力为平衡力求解；
（2）在金属板间做类平抛运动，应用运动的分解与合成求得离子进入磁场时的速度大小，离子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系求解离子运动半径，由洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度。根据弧长与线速度的比求解离子从M点射入到从P点射出的时间。
【解答】解：（1）在金属板间离子恰好做匀速直线运动，可知电场力与洛伦兹力为平衡力
qvB1＝qE
解得：B1＝
（2）离子在金属板间做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动
v8＝＝2v
离子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如下图所示。
易知△PO1M为等边三角形，则离子运动半径为r＝d
由洛伦兹力提供向心力得：qv5B2＝m
联立可得：B2＝
圆弧MP的长度为s＝
离子从M点射入到从P点射出的时间为：t＝＝
答：（1）金属板间的磁感应强度B1为；
（2）该磁场的磁感应强度B2的大小为，离子从M点射入到从P点射出的时间为；
【点评】本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动问题，粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类平抛运动。带电粒子在磁场的运动，画轨迹图确定轨迹半径和圆心角是基本功，电场中的匀变速曲线运动处理的方法是运动的分解与合成。
15．（18分）如图a所示，光滑水平面上质量为m的物块A（与弹簧拴接）以速度v向B运动，经过弹簧压缩到最大，2t0时刻物块B恰好与弹簧脱离，且到达光滑圆轨道最低点N之后的运动过程中物块B没有脱轨。（已知弹性势能表达式为：，题中v0、k、m为已知量）
（1）求弹簧的最大弹性势能；
（2）结合v﹣t图像，写出L的值（用v0、k、m表示，直接写出结果即可）；
（3）求圆形竖直轨道半径R满足的条件。
【分析】（1）t0时刻弹簧弹性势能最大，根据系统机械能守恒定律求解；
（2）根据B的加速度的变化具有对称性，根据v﹣t图像的斜率表示加速度，v﹣t图像的面积表示位移大小求解；
（3）由动能定理求解物块B到达圆形轨道最高点时的速度，根据物块B没有脱轨需要在最高点满足的条件求解。
【解答】解：（1）t0时刻弹簧压缩到最大，此时弹簧弹性势能最大Pm，两物块与弹簧组成的系统机械能守恒，结合图b数据得：
EPm＝﹣（m+2m）（v0）7
解得：Epm＝；
（2）物块B运动距离L的过程中，0～t6时间间隔弹簧由原长被压缩到最短，B的加速度逐渐增大，t0～2t2时间间隔弹簧由最短恢复到原长，B的加速度逐渐减小，即t0﹣Δt与t0+Δt的两个时刻加速度相同，根据v﹣t图像的斜率表示加速度。
再根据v﹣t图像的面积表示位移大小，可知3～2t0时间间隔B运动的位移大小等于上图中四边形efgh的面积，则有：
L＝v0（7t0﹣t0）＝v0t4
（3）物块B到达N点的速度大小为v4。物块B没有脱轨有两种情况：
①物块B能做完整的圆周运动，设其到达圆形轨道最高点时的速度为v
﹣2mg×2R＝×2mv6﹣×7m（v8）2
物块B最高点满足：2m≥2mg
联立解得：R≤
②物块B不超过圆心的等高点，由动能定理得：
×2m（v0）2﹣4mgR≤0
解得：R≥
答：（1）弹簧的最大弹性势能为；
（2）结合v﹣t图像，写出L的值为v2t0；
（3）圆形竖直轨道半径R满足的条件为R≤，或R≥。
【点评】本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，考查了v﹣t图像的物理的意义，圆周运动的临界问题。（2）问中对物块B的加速度的分析与图像的结合是关键，加速度的变化在v﹣t图像对应图线斜率的变化。