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2024湖北省部分学校高三下学期三模物理试题含解析
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这是一份2024湖北省部分学校高三下学期三模物理试题含解析，共12页。
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共 10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.电子是最早被发现的基本粒子，下列粒子不是电子的是
A.阴极射线中的粒子
B.通电时金属导体中定向移动的粒子
C.探究原子结构中卢瑟福用来轰击金箔的粒子
D.发生光电效应时金属板上逸出的粒子
2.如图所示，OBCD 为圆柱体玻璃的横截面。一束由三种不同频率的光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃后，从B、C、D三个不同的点射出，对应在玻璃中的传播时间分别为 t1t2t3。，下列说法正确的是
A.t₁=t₂=t,
B.t₁>t₂>t₃
C.t₁=t₃>t₂
D.t₁ 3.如图所示，交流电源输出电压有效值恒定，变压器为理想变压器，灯泡阻值不随温度变化，电路稳定后闭合 开关，下列说法正确的是
A. L₁ 变暗, L₂变暗
B.L₁变亮， L₃变暗
C.L₂变亮， L₃变暗
D. L₂ 变亮, L₃变亮
4.2023年 11月 9日，“中星6E”通信卫星顺利进入地球同步静止轨道，该卫星将用于接替同一轨道上的卫星“中星6B”。有关两个卫星，下列说法不一定正确的是
A.角速度相同
B.运动周期相同
C.均位于赤道正上方
D.所受万有引力大小相同
5.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m 和2m 的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A 与B 间光滑、B 与木板间有摩擦力。当木板与水平面的夹角 θ=45°时，物块A、B刚好要滑动，则下列说法正确的是
A.θ缓慢变小，绳子拉力变小
B.θ缓慢变小，B 与木板间的摩擦力变大
C.θ缓慢变大，绳子拉力变小
D.θ缓慢变大，B 与木板间的摩擦力变大
6.带电粒子在磁场中运动时，我们可以根据粒子的运动轨迹寻找到很多美丽的对称图形。空间中一圆形区域内有磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，区域外为磁感应强度大小相同、方向相反的匀强磁场，一带电粒子从某处以正对虚线圆圆心方向入射，通过改变带电粒子速度，可得到如图甲、乙所示轨迹(虚线为磁场边界，实线为带电粒子运动轨迹)，则两图中粒子的速度之比为
A.2:1 B.3:1 C.2:1 D.1:1
7.如图所示，蜘蛛用两根蛛丝将其自身悬挂在水管下方的O点，蛛丝OM、ON 与水平方向的夹角均为θ。开始处于静止状态，蛛丝OM的拉力为. FT。某时刻蛛丝ON断裂，当蜘蛛摆至最低点时，蛛丝OM的拉力为 F'ᵣ。则 F'1FT可能为
A.2 B.3 C.4 D.5
8.如图所示，O点下方用等长的绝缘细线悬挂两带电小球A、B，稳定后A、B小球等高。在A、B 两球中间悬挂带点小球C，待再次稳定后，悬挂小球C的细线沿竖直方向，A、B 小球再次等高。则下列说法正确的是
A. A、B质量一定相等
B.A、B所带电荷量一定相等
C. A、C质量一定相等
D.A、C所带电荷量一定相等
9.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于. x=-2m和 x=8m处。 t=00时刻两波源开始振动， t=0.5s时两列波的图像如图所示，此时两波源恰好完成一次全振动。下列说法正确的是
A.两波源的起振方向相反
B.t=2.5s时，两列波相遇
C. t=5s后,x=1m处的点是振动减弱点
D.0~2s时间内,x=3m处的质点运动的路程为24 cm
10.如图甲所示，一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹，发射的时间间隔为 l₁,经过时间t₂在M点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度v，随时间变化的图像如图乙所示，竖直方向的分速度 vy 随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互相不重叠的几何图形，其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示)，下列说法中一定正确的是
A.S₁=S₂ B.S₁=S₃-S₂ C.S₄+S₅=S₆ D.S₄=S₅+S₆
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.(6分)用如图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半彳r之间的关系，如图乙所示的塔轮自上而下有三层，左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接。短槽的C和长木的A 分别到左右塔轮中心的距离相等，长槽上B到左塔轮中心的距离是A 到左塔轮中心距离的2倍，转：手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题：
(1)本实验采用的实验方法是 。
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
(2)为了研究向心力的大小与半径的关系，应将皮带调至第 层(选填“一”、“二”或“三”)。(3)若传动皮带套在塔轮第三层，钢球放在A、C位置，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为 。
12.(10分)要测绘一个标有“3 V 2.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，可用以下器材：
直流电源 E(电动势3 V，内阻不计)，
滑动变阻器 R₁5Ω3A,
滑动变阻器 R₂200Ω1A,
电流表 A₁(0∼0.6A,内阻为0.6 Ω),
电流表 A₂(0~300 mA,内阻未知),
电压表 V(0~3 V,内阻约为3kΩ),
定值电阻 Rₒ1Ω,，开关和若干导线。
(1)实验过程中滑动变阻器选用 ，电流表选用 。
(2)请在方框中画出电路原理图。
(3)如果定值电阻无法使用，小组成员把. A₁和 A₂并联接入电路，在调节滑动变阻器过程中发现电流表 A₁的示数为0.50 A 时,电流表 A₂的示数为200 mA,由此可知.A₂表的内阻为 Ω。
(4)若将并联后的两个电流表当作一个新电流表，则该新表的量程为 A；为使其量程达到最大，可将 (选填“A₁”或‘ A₂")串联一个阻值. R=Ω的电阻再与另外一个电流表并联。13.(10分)如图所示装置由导热汽缸和轻质薄活塞组成，活塞面积为 S，汽缸与活塞之间的摩擦可忽略。在活塞上添加砝码，经过一段时间后活塞稳定时活塞离汽缸底部高度为h。取下砝码，打开活塞，将一固体放入汽缸内，闭合活塞并添加砝码。经过一段时间后活塞再次稳定在与上次同一高度。前后两次添加的砝码质量分别为m₁和r m₁ m₂,，过程中环境温度不变。求被测固体的体积V，。
14.(16分)如图所示为家用双轨推拉门，每扇门板可简化为L形结构，宽度为 D=1.02m,，边缘凸起厚度均为 d=0.01m,门框内径为 l=2.02m。。两扇门质量相等，均为 m=10kg,且与轨道间的动摩擦因数， μ=0.2。开始时门板均位于最右侧，用恒力 F 向左拉外侧门，经过. x=0.8m撤去 F，重力加速度 g=10m/s²。
(1)若两扇门先发生弹性碰撞且内侧门最终恰好未与门框接触，求 F的大小；
(2)在(1)中恒力 F的作用下，若两扇门发生完全非弹性碰撞且不粘连，求内侧门位移s的大小。
15.(18分)如图所示，绝缘且足够长的传送带与水平面夹角为( θ=30°,，将质量为m、电阻为 R、边长为l的正方形单匝线框abcd 放置在传送带上，两者以相同的速度v₀匀速向上运动，在 ABCD 的矩形区域内有一垂 v₀直于传送带向下且磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的宽度 AD 长为( d(l(1)线框减速过程中加速度的最大值和速度的最小值；
(2)线框穿过整个磁场的时间；
(3)如果传送带与线框以向下的速度 v₀进入磁场，请定性画出ab边电压随时间的变化关系图。(从c边进入磁场开始计时，画出其中可能的两种情况)一、选择题。
1.【答案】C
【解析】卢瑟福实验中轰击金箔的粒子是α粒子，故选C。
2.【答案】D
【解析】根据光的偏折程度，可以判断到达B、C、D 三点光线对应的折射率大小关系为 n₁v₂>v₃,结合三者在玻璃中的路程大小关系，可以判断在玻璃中传播的时间关系为 t₁3.【答案】C
【解析】交流电源输出电压有效值恒定，所以原线圈与副线圈两端电压不变。当闭合开关后， L₃和 L₄并联的总电阻小于L₃的电阻，根据分压原理，L₂两端电压升高，灯泡变亮， L₃两端电压下降，灯泡变暗，C 选项正确。
4.【答案】D
【解析】两卫星轨道高度相同，由万有引力与向心力关系可推出运动周期相同，角速度相同。由于是地球同步静止轨道，可知卫星位于赤道正上方。由于两者质量未知，所以所受万有引力不一定相同。故选D。
5.【答案】A
【解析】当A、B刚好要滑动时，以A为研究对象，受力分析得出此时绳上张力 T=mgsin45°。以 B为研究对象，受力分析可知，此时B受斜面的静摩擦力为 f=2mgsin45∘-mgsin45∘=22mg,方向沿斜面向上。动摩擦因数 μ=fm+2mgcs45∘=13 当θ变小时，T=mgsinθ变小，B 与木板间的静摩擦力为. f=2mgsinθ-mgsinθ=mgsinθ变小,故 A 正确、B错误。当θ增大时,B 沿木板向下运动,A 沿木板向上运动，二者运动的加速度大小相同。以 B 为研究对象，有： 2mgsinθ-3μmgcsθ-T=2ma,以 A 为研究对象,有T-mgsinθ=ma,解得 T=43mgsinθ-13mgcsθ变大，B 与木板间的滑动摩擦力. f=3μmgcsθ变小,故 CD错误。
6.【答案】B
【解析】由几何关系可知甲图中带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于圆形区域半径，而乙图中带电粒子做圆周运动的半径等于圆形区域半径的 33.根据 qvB=mv2r,可得 v=qBrm,速度之比等于圆周运动的半径之比，故两图中粒子的速度之比为 3:1。
7.【答案】A
【解析】设蛛丝OM 长为l，蛛丝 ON 断裂前，有 2F₁sinθ=mg;；蛛丝 ON 断裂后，蜘蛛摆至最低点时有 12mv2=mgl1-sinθ,由牛顿第二定律得 F'1-mg=mv2l,联立解得 F'1F1=6sinθ-4sin2θ,由数学知识可知，比值的最大值为 94,故选 A。
8.【答案】AB
【解析】只有两个小球时，由两球库仑力相等且两小球等高，可推出两球重力相等.放入C 球时，对C 进行受力分析，由对称性可知 A、B 对C 的库仑力大小相等，可推出( qA=qB,.A 与C 的质量和电荷量无确定关系。9.【答案】AC
【解析】由图可知x=0和x=6m 处的质点振动方向相反，则波源的起振方向相反。由图和题干条件可知λ=2m,T=0.5s,可得 v=λT=4m/s,在x=3m 处两列波相遇，波源到相遇处距离为5m ，则需要时间 t=1.258。两波源到x=1m处距离差 △x=4m=λ,，波源为异步调，则该点为振动减弱点。. x=3m处为振动减弱点，且两列波同时到达该处，则路程为0。故选 AC。
10.【答案】AD
【解析】子弹1的水平位移为( S₁+S₃,子弹2的水平位移为 S₂+S₃;M点相遇，说明水平位移相等，则 S₁=S₂,故 A 正确；如图所示，增加 S₇,Sₖ,子弹1的竖直位移为 S₁+S₇-S₆-Sₛ,子弹2的竖直位移为 S₅+S₇-Sₛ,M点相遇，说明竖直位移相等，则 S1=S5+Sc,故 D 正确。
二、非选择题。
11.【答案】(1)A(2分) (2)一(2分) (3)1:9(2分)
【解析】(1)“探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系”实验，每次研究两个量关系保证其他量不变，采用的是控制变量法。
(2)将传动皮带调至第一层塔轮，由于塔轮半径相等，则两塔轮角速度相等，此时可研究向心力的大小与运动半径r的关系。
(3)若传动皮带套在塔轮第三层，根据 v=ωR,，线速度相等，则A、C两处的角速度之比为 ω₁:ω₂=1:3。由于运动半径相等，根据 F=mω²r,向心力大小之比为 F₁:F₂=1:9,故左右两标尺露出的格子数之比为 1:9。
12.【答案】(1)R₁(1分);A₁(1分) (2)图见解析(2分) (3)1.5(2分) (4)0.84(2分); A₁(1分);0.15(1分)
【解析】(1)该实验需要测绘小灯泡的伏安特性曲线，故选择分压式接法，需要小阻值的滑动变阻器 R₁。小灯泡的额定电流约为0.8 A，选择量程较大且内阻已知的，同时需要并联定值电阻进行改表，故选 A₁。(2)
(3)A₁ 和. A₂并联， A₂的内阻 r2=I1r1I2=1.5Ω。
(4)两电流表并联后能接入的最大电压 Um=Iε1r1=0.36V,新电流表量程 In=Ie1+Umr2=0.84A,要使量程最大，最大电压要为 U'n=Iκ2r2=0.45V,则需要 A₁串联一个电阻，电阻大小 R=U'mIe1-r1=0.15Ω。
13.设未添加砝码时，活塞离汽缸底部高度为 H，第一次添加砝码前后，装置内气体为等温变化，有
p1=p0+m1gS ①
p₀⋅SH=p₁⋅Sh ②
放入待测固体，添加砝码前后，装置内气体变化仍为等温变化，有
p2=p+m2gS ③
p₀⋅SH-V₂=p₂⋅Sh-V₂ ④
解得
物理试卷参考答案和评分标准
V,=m2-m1m2⋅Sh ⑤
评分参考:本题共10分,①②③④⑤式各2分。
14.(1)设碰撞前外侧门的速度为 v₁,，碰撞后外侧门的速度为 v₂,，内侧门的速度为 v₃,，两扇门相碰撞，由动量守恒和能量关系可得
mv₁=mv₂+mv₃ ①
12mv12=12mv22+12mv32 ②
解得
v₃=v₁,v₂=0 ③
即碰撞过程无能量损失且速度置换。
设移动过程中外侧门位移为 S₁,，内侧门位移为 s₂,，由运动关系得
s₁=l-D,s₂=D-2d ④
以两扇门为研究对象，对全过程由动能定理可得
Fx-μmgs₁+s₂=0 ⑤
解得
F=50N ⑥
(2)以外侧门为研究对象，从开始到两扇门相撞前由动能定理可得
Fx-μmgD-2d=12mv12 ⑦
两扇门相碰撞，由动量守恒定律可得
mv1=2mv和 ⑧
内侧门向前运动，由动能定理可得
-μmgs=0-12mv肉2 ⑨
解得
s=0.25m ⑩
评分参考:第(1)问8分,①②③④式各 1分,⑤⑥式各2分;第(2)问8分,⑦⑧⑨⑩式各2分。
15.(1)当ab边刚刚进入磁场时，线框减速的加速度最大
E=Blv₀ ①
I=ER ②
mgsinθ+BIl-μmgcsθ=maₘₓ ③
联立①②③解得
amax=B2l2v0mR-g4 ④
当cd 边刚刚进入磁场时，线框的速度最小，随后线框做匀加速运动直到ab边到达CD
μmgcsθ-mgsinθ=ma ⑤
v02-vmin2=2ad-l ⑥
联立⑤⑥解得
vmin=v02-12gd-l ⑦
(2)设线框从ab边进入磁场到线框完全进入磁场所用时间为t₁，流过线框的平均电流为T，以线框为研究对象，根据动量定理有
物理试卷参考答案和评分标准
mgsinθ-μmgcsθt1+BIlt1=mv0-mvmun ⑧
I=ER ⑨
E=Bl2t1 ⑩
解得 t1=4B2l3mgR-4v0-24v02-2gd-lg ⑪
线框完全进入磁场，到ab边到达CD 过程，线框做匀加速直线运动，时间为t₂ v₀=vₘᵢₙ+at₂⑫
解得 t2=4v0-24v02-2gd-lg ⑬
线框从ab边离开磁场到完全离开磁场所用时间与线框第一阶段运动时间相同。
线框穿过整个磁场的时间
t=2t1+t2=8B2l3mgR-4v0-24v02-2gd-lg ⑭
(3)如图所示。
评分参考:第(1)问7分,①②③④⑤⑥⑦式各式1分;第②问7分,⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭式各式1分;第(3)问4分，任意一种情况，给2分
物理试卷参考答案和评分标准
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共 10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.电子是最早被发现的基本粒子，下列粒子不是电子的是
A.阴极射线中的粒子
B.通电时金属导体中定向移动的粒子
C.探究原子结构中卢瑟福用来轰击金箔的粒子
D.发生光电效应时金属板上逸出的粒子
2.如图所示，OBCD 为圆柱体玻璃的横截面。一束由三种不同频率的光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃后，从B、C、D三个不同的点射出，对应在玻璃中的传播时间分别为 t1t2t3。，下列说法正确的是
A.t₁=t₂=t,
B.t₁>t₂>t₃
C.t₁=t₃>t₂
D.t₁
A. L₁ 变暗, L₂变暗
B.L₁变亮， L₃变暗
C.L₂变亮， L₃变暗
D. L₂ 变亮, L₃变亮
4.2023年 11月 9日，“中星6E”通信卫星顺利进入地球同步静止轨道，该卫星将用于接替同一轨道上的卫星“中星6B”。有关两个卫星，下列说法不一定正确的是
A.角速度相同
B.运动周期相同
C.均位于赤道正上方
D.所受万有引力大小相同
5.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m 和2m 的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A 与B 间光滑、B 与木板间有摩擦力。当木板与水平面的夹角 θ=45°时，物块A、B刚好要滑动，则下列说法正确的是
A.θ缓慢变小，绳子拉力变小
B.θ缓慢变小，B 与木板间的摩擦力变大
C.θ缓慢变大，绳子拉力变小
D.θ缓慢变大，B 与木板间的摩擦力变大
6.带电粒子在磁场中运动时，我们可以根据粒子的运动轨迹寻找到很多美丽的对称图形。空间中一圆形区域内有磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，区域外为磁感应强度大小相同、方向相反的匀强磁场，一带电粒子从某处以正对虚线圆圆心方向入射，通过改变带电粒子速度，可得到如图甲、乙所示轨迹(虚线为磁场边界，实线为带电粒子运动轨迹)，则两图中粒子的速度之比为
A.2:1 B.3:1 C.2:1 D.1:1
7.如图所示，蜘蛛用两根蛛丝将其自身悬挂在水管下方的O点，蛛丝OM、ON 与水平方向的夹角均为θ。开始处于静止状态，蛛丝OM的拉力为. FT。某时刻蛛丝ON断裂，当蜘蛛摆至最低点时，蛛丝OM的拉力为 F'ᵣ。则 F'1FT可能为
A.2 B.3 C.4 D.5
8.如图所示，O点下方用等长的绝缘细线悬挂两带电小球A、B，稳定后A、B小球等高。在A、B 两球中间悬挂带点小球C，待再次稳定后，悬挂小球C的细线沿竖直方向，A、B 小球再次等高。则下列说法正确的是
A. A、B质量一定相等
B.A、B所带电荷量一定相等
C. A、C质量一定相等
D.A、C所带电荷量一定相等
9.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于. x=-2m和 x=8m处。 t=00时刻两波源开始振动， t=0.5s时两列波的图像如图所示，此时两波源恰好完成一次全振动。下列说法正确的是
A.两波源的起振方向相反
B.t=2.5s时，两列波相遇
C. t=5s后,x=1m处的点是振动减弱点
D.0~2s时间内,x=3m处的质点运动的路程为24 cm
10.如图甲所示，一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹，发射的时间间隔为 l₁,经过时间t₂在M点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度v，随时间变化的图像如图乙所示，竖直方向的分速度 vy 随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互相不重叠的几何图形，其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示)，下列说法中一定正确的是
A.S₁=S₂ B.S₁=S₃-S₂ C.S₄+S₅=S₆ D.S₄=S₅+S₆
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.(6分)用如图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半彳r之间的关系，如图乙所示的塔轮自上而下有三层，左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接。短槽的C和长木的A 分别到左右塔轮中心的距离相等，长槽上B到左塔轮中心的距离是A 到左塔轮中心距离的2倍，转：手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题：
(1)本实验采用的实验方法是 。
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
(2)为了研究向心力的大小与半径的关系，应将皮带调至第 层(选填“一”、“二”或“三”)。(3)若传动皮带套在塔轮第三层，钢球放在A、C位置，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为 。
12.(10分)要测绘一个标有“3 V 2.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，可用以下器材：
直流电源 E(电动势3 V，内阻不计)，
滑动变阻器 R₁5Ω3A,
滑动变阻器 R₂200Ω1A,
电流表 A₁(0∼0.6A,内阻为0.6 Ω),
电流表 A₂(0~300 mA,内阻未知),
电压表 V(0~3 V,内阻约为3kΩ),
定值电阻 Rₒ1Ω,，开关和若干导线。
(1)实验过程中滑动变阻器选用 ，电流表选用 。
(2)请在方框中画出电路原理图。
(3)如果定值电阻无法使用，小组成员把. A₁和 A₂并联接入电路，在调节滑动变阻器过程中发现电流表 A₁的示数为0.50 A 时,电流表 A₂的示数为200 mA,由此可知.A₂表的内阻为 Ω。
(4)若将并联后的两个电流表当作一个新电流表，则该新表的量程为 A；为使其量程达到最大，可将 (选填“A₁”或‘ A₂")串联一个阻值. R=Ω的电阻再与另外一个电流表并联。13.(10分)如图所示装置由导热汽缸和轻质薄活塞组成，活塞面积为 S，汽缸与活塞之间的摩擦可忽略。在活塞上添加砝码，经过一段时间后活塞稳定时活塞离汽缸底部高度为h。取下砝码，打开活塞，将一固体放入汽缸内，闭合活塞并添加砝码。经过一段时间后活塞再次稳定在与上次同一高度。前后两次添加的砝码质量分别为m₁和r m₁ m₂,，过程中环境温度不变。求被测固体的体积V，。
14.(16分)如图所示为家用双轨推拉门，每扇门板可简化为L形结构，宽度为 D=1.02m,，边缘凸起厚度均为 d=0.01m,门框内径为 l=2.02m。。两扇门质量相等，均为 m=10kg,且与轨道间的动摩擦因数， μ=0.2。开始时门板均位于最右侧，用恒力 F 向左拉外侧门，经过. x=0.8m撤去 F，重力加速度 g=10m/s²。
(1)若两扇门先发生弹性碰撞且内侧门最终恰好未与门框接触，求 F的大小；
(2)在(1)中恒力 F的作用下，若两扇门发生完全非弹性碰撞且不粘连，求内侧门位移s的大小。
15.(18分)如图所示，绝缘且足够长的传送带与水平面夹角为( θ=30°,，将质量为m、电阻为 R、边长为l的正方形单匝线框abcd 放置在传送带上，两者以相同的速度v₀匀速向上运动，在 ABCD 的矩形区域内有一垂 v₀直于传送带向下且磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的宽度 AD 长为( d(l
(2)线框穿过整个磁场的时间；
(3)如果传送带与线框以向下的速度 v₀进入磁场，请定性画出ab边电压随时间的变化关系图。(从c边进入磁场开始计时，画出其中可能的两种情况)一、选择题。
1.【答案】C
【解析】卢瑟福实验中轰击金箔的粒子是α粒子，故选C。
2.【答案】D
【解析】根据光的偏折程度，可以判断到达B、C、D 三点光线对应的折射率大小关系为 n₁
【解析】交流电源输出电压有效值恒定，所以原线圈与副线圈两端电压不变。当闭合开关后， L₃和 L₄并联的总电阻小于L₃的电阻，根据分压原理，L₂两端电压升高，灯泡变亮， L₃两端电压下降，灯泡变暗，C 选项正确。
4.【答案】D
【解析】两卫星轨道高度相同，由万有引力与向心力关系可推出运动周期相同，角速度相同。由于是地球同步静止轨道，可知卫星位于赤道正上方。由于两者质量未知，所以所受万有引力不一定相同。故选D。
5.【答案】A
【解析】当A、B刚好要滑动时，以A为研究对象，受力分析得出此时绳上张力 T=mgsin45°。以 B为研究对象，受力分析可知，此时B受斜面的静摩擦力为 f=2mgsin45∘-mgsin45∘=22mg,方向沿斜面向上。动摩擦因数 μ=fm+2mgcs45∘=13 当θ变小时，T=mgsinθ变小，B 与木板间的静摩擦力为. f=2mgsinθ-mgsinθ=mgsinθ变小,故 A 正确、B错误。当θ增大时,B 沿木板向下运动,A 沿木板向上运动，二者运动的加速度大小相同。以 B 为研究对象，有： 2mgsinθ-3μmgcsθ-T=2ma,以 A 为研究对象,有T-mgsinθ=ma,解得 T=43mgsinθ-13mgcsθ变大，B 与木板间的滑动摩擦力. f=3μmgcsθ变小,故 CD错误。
6.【答案】B
【解析】由几何关系可知甲图中带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于圆形区域半径，而乙图中带电粒子做圆周运动的半径等于圆形区域半径的 33.根据 qvB=mv2r,可得 v=qBrm,速度之比等于圆周运动的半径之比，故两图中粒子的速度之比为 3:1。
7.【答案】A
【解析】设蛛丝OM 长为l，蛛丝 ON 断裂前，有 2F₁sinθ=mg;；蛛丝 ON 断裂后，蜘蛛摆至最低点时有 12mv2=mgl1-sinθ,由牛顿第二定律得 F'1-mg=mv2l,联立解得 F'1F1=6sinθ-4sin2θ,由数学知识可知，比值的最大值为 94,故选 A。
8.【答案】AB
【解析】只有两个小球时，由两球库仑力相等且两小球等高，可推出两球重力相等.放入C 球时，对C 进行受力分析，由对称性可知 A、B 对C 的库仑力大小相等，可推出( qA=qB,.A 与C 的质量和电荷量无确定关系。9.【答案】AC
【解析】由图可知x=0和x=6m 处的质点振动方向相反，则波源的起振方向相反。由图和题干条件可知λ=2m,T=0.5s,可得 v=λT=4m/s,在x=3m 处两列波相遇，波源到相遇处距离为5m ，则需要时间 t=1.258。两波源到x=1m处距离差 △x=4m=λ,，波源为异步调，则该点为振动减弱点。. x=3m处为振动减弱点，且两列波同时到达该处，则路程为0。故选 AC。
10.【答案】AD
【解析】子弹1的水平位移为( S₁+S₃,子弹2的水平位移为 S₂+S₃;M点相遇，说明水平位移相等，则 S₁=S₂,故 A 正确；如图所示，增加 S₇,Sₖ,子弹1的竖直位移为 S₁+S₇-S₆-Sₛ,子弹2的竖直位移为 S₅+S₇-Sₛ,M点相遇，说明竖直位移相等，则 S1=S5+Sc,故 D 正确。
二、非选择题。
11.【答案】(1)A(2分) (2)一(2分) (3)1:9(2分)
【解析】(1)“探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系”实验，每次研究两个量关系保证其他量不变，采用的是控制变量法。
(2)将传动皮带调至第一层塔轮，由于塔轮半径相等，则两塔轮角速度相等，此时可研究向心力的大小与运动半径r的关系。
(3)若传动皮带套在塔轮第三层，根据 v=ωR,，线速度相等，则A、C两处的角速度之比为 ω₁:ω₂=1:3。由于运动半径相等，根据 F=mω²r,向心力大小之比为 F₁:F₂=1:9,故左右两标尺露出的格子数之比为 1:9。
12.【答案】(1)R₁(1分);A₁(1分) (2)图见解析(2分) (3)1.5(2分) (4)0.84(2分); A₁(1分);0.15(1分)
【解析】(1)该实验需要测绘小灯泡的伏安特性曲线，故选择分压式接法，需要小阻值的滑动变阻器 R₁。小灯泡的额定电流约为0.8 A，选择量程较大且内阻已知的，同时需要并联定值电阻进行改表，故选 A₁。(2)
(3)A₁ 和. A₂并联， A₂的内阻 r2=I1r1I2=1.5Ω。
(4)两电流表并联后能接入的最大电压 Um=Iε1r1=0.36V,新电流表量程 In=Ie1+Umr2=0.84A,要使量程最大，最大电压要为 U'n=Iκ2r2=0.45V,则需要 A₁串联一个电阻，电阻大小 R=U'mIe1-r1=0.15Ω。
13.设未添加砝码时，活塞离汽缸底部高度为 H，第一次添加砝码前后，装置内气体为等温变化，有
p1=p0+m1gS ①
p₀⋅SH=p₁⋅Sh ②
放入待测固体，添加砝码前后，装置内气体变化仍为等温变化，有
p2=p+m2gS ③
p₀⋅SH-V₂=p₂⋅Sh-V₂ ④
解得
物理试卷参考答案和评分标准
V,=m2-m1m2⋅Sh ⑤
评分参考:本题共10分,①②③④⑤式各2分。
14.(1)设碰撞前外侧门的速度为 v₁,，碰撞后外侧门的速度为 v₂,，内侧门的速度为 v₃,，两扇门相碰撞，由动量守恒和能量关系可得
mv₁=mv₂+mv₃ ①
12mv12=12mv22+12mv32 ②
解得
v₃=v₁,v₂=0 ③
即碰撞过程无能量损失且速度置换。
设移动过程中外侧门位移为 S₁,，内侧门位移为 s₂,，由运动关系得
s₁=l-D,s₂=D-2d ④
以两扇门为研究对象，对全过程由动能定理可得
Fx-μmgs₁+s₂=0 ⑤
解得
F=50N ⑥
(2)以外侧门为研究对象，从开始到两扇门相撞前由动能定理可得
Fx-μmgD-2d=12mv12 ⑦
两扇门相碰撞，由动量守恒定律可得
mv1=2mv和 ⑧
内侧门向前运动，由动能定理可得
-μmgs=0-12mv肉2 ⑨
解得
s=0.25m ⑩
评分参考:第(1)问8分,①②③④式各 1分,⑤⑥式各2分;第(2)问8分,⑦⑧⑨⑩式各2分。
15.(1)当ab边刚刚进入磁场时，线框减速的加速度最大
E=Blv₀ ①
I=ER ②
mgsinθ+BIl-μmgcsθ=maₘₓ ③
联立①②③解得
amax=B2l2v0mR-g4 ④
当cd 边刚刚进入磁场时，线框的速度最小，随后线框做匀加速运动直到ab边到达CD
μmgcsθ-mgsinθ=ma ⑤
v02-vmin2=2ad-l ⑥
联立⑤⑥解得
vmin=v02-12gd-l ⑦
(2)设线框从ab边进入磁场到线框完全进入磁场所用时间为t₁，流过线框的平均电流为T，以线框为研究对象，根据动量定理有
物理试卷参考答案和评分标准
mgsinθ-μmgcsθt1+BIlt1=mv0-mvmun ⑧
I=ER ⑨
E=Bl2t1 ⑩
解得 t1=4B2l3mgR-4v0-24v02-2gd-lg ⑪
线框完全进入磁场，到ab边到达CD 过程，线框做匀加速直线运动，时间为t₂ v₀=vₘᵢₙ+at₂⑫
解得 t2=4v0-24v02-2gd-lg ⑬
线框从ab边离开磁场到完全离开磁场所用时间与线框第一阶段运动时间相同。
线框穿过整个磁场的时间
t=2t1+t2=8B2l3mgR-4v0-24v02-2gd-lg ⑭
(3)如图所示。
评分参考:第(1)问7分,①②③④⑤⑥⑦式各式1分;第②问7分,⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭式各式1分;第(3)问4分，任意一种情况，给2分
物理试卷参考答案和评分标准
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