2024届河北省沧州市盐山县高三下学期三模联考物理试题

这是一份2024届河北省沧州市盐山县高三下学期三模联考物理试题，共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.从固定斜面上的O点每隔0.1 s由静止释放一个同样的小球。释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图所示。测得小球相邻位置间的距离xAB＝4 cm，xBC＝8 cm。已知O点距离斜面底端的长度为l＝35 cm。由以上数据可以得出( )
A.小球的加速度大小为12 m/s2
B.小球在A点的速度为0
C.斜面上最多有5个小球在滚动
D.该照片是距A点处小球释放后0.3 s拍摄的
2.如图所示，小球C置于B物体的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中，下列说法正确的是( )
A.B对A的摩擦力逐渐变大
B.B对A的作用力逐渐变小
C.B对A的压力不变
D.C对B的压力不变
3.某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.第1次击中篮板时的速度小
B.两次击中篮板时的速度相等
C.球在空中运动过程第1次速度变化快
D.球在空中运动过程第2次速度变化快
4.如图所示，实线是一列正弦波在t＝0时刻的波形图，虚线是该列波在t＝1 s 时的波形图。质点P(图中未画出)是平衡位置在x＝2 021 cm 处的该列波上的一点，若t＝0时刻P点向下振动，则下列说法正确的是( )
A.这列波的最小波速是12 m/s
B.这列波频率一定为eq \f(3,4) Hz
C.质点P在t＝0到t＝2 020 s这段时间内至少完成了1 515 次全振动
D.若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后每个质点的振幅变为10 cm
5.如图，一小孩在河水清澈的河面上以1 m/s的速度游泳，t＝0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t＝3 s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n＝eq \f(4,3)，下列说法正确的是( )
A.3 s后，小孩会再次看到河底的石块
B.前3 s内，小孩看到的石块越来越明亮
C.这条河的深度为eq \r(7) m
D.t＝0时小孩看到的石块深度为eq \f(4\r(7),3) m
6.2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步。假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点由静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量I时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为( )
A.eq \f(I,m)eq \r(\f(R,r)) B.eq \f(I,m)eq \r(\f(R,5r)) ]
C.eq \f(I,m)eq \r(\f(r,R)) D.eq \f(I,m)eq \r(\f(r,5R))
7.如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t＝0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是( )
8. (多选)某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和－b，已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到( )
A.该金属的逸出功为零
B.普朗克常量为eq \f(b,a)，单位为J·Hz
C.当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为b
D.当入射光的频率为3a时，遏止电压为eq \f(2b,e)
9. (多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′。不考虑其他因素的影响，则( )
A.ΔP′＝eq \f(1,4)ΔP B.ΔP′＝eq \f(1,2)ΔP
C.ΔU′＝eq \f(1,4)ΔU D.ΔU′＝eq \f(1,2)ΔU
10. (多选)安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q，流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积，如图所示为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电势差为U，污水流过管道时受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系数，L为管道长度，v为污水的流速。则( )
A.电压U与污水中离子浓度无关
B.污水的流量Q＝eq \f(abU,B)
C.金属板M的电势低于金属板N的电势
D.左、右两侧管口的压强差Δp＝eq \f(kaU2,bB2c3)
二、实验题（11题6分，12题8分。）
11. 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为__________，重物下落的加速度的大小为__________。
(2)已测得x1＝8.89 cm，x2＝9.50 cm，x3＝10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________ Hz。
12.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)
电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)
待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。
甲
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端(填“a”或者“b”)。
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图象，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留2位有效数字)。
乙
三、计算题（共40分）
13.（10分）在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V－T图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点，气体在状态A的压强为p＝1.0×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量为Q＝600 J。求：
(1)气体在状态B的体积VB;
(2)此过程中气体内能的增量ΔU。
14.（14分）如图所示是小孩推滑块游戏的装置，此装置由粗糙水平面AB、倾角为6°
的光滑斜面BC和平台CD构成。若质量为1 kg的滑块在大小为2 N的水平推力作用下，从A点由静止出发，滑块在水平面AB上滑行一段距离后撤去推力，滑块继续向前运动通过斜面到达平台。已知水平面AB长度为2 m，斜面BC长度为1 m，滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.1，sin 6°＝0.1，滑块可看成质点且在B处的速度损失不计。
(1)求滑块在推力作用下的加速度大小；
(2)若推力作用距离为2 m，求滑块刚到平台时的速度大小；
(3)若滑块能够到达平台，求滑块在斜面运动的最长时间。
15. （16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，第四象限存在着沿y轴正方向的匀强电场，场强大小未知。一带正电的粒子从y轴上的M点以速度v0沿x轴正方向开始运动，从x轴上的N点进入磁场后恰好经O点再次进入电场，已知MN两点的连线与x轴的夹角为θ，且tan θ＝eq \f(1,2)，带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计带电粒子的重力。求：
(1)粒子第一次经过N点的速度v；
(2)粒子从N点运动到O点的过程中，洛伦兹力的冲量I；
(3)电场强度E的大小；
(4)粒子连续两次通过x轴上同一点的时间间隔Δt。
2024届河北省三模物理试题 答案祥解
一、选择题（1－7为单选，每题4分，共28分；8－10为多选，每题6分，共18分）
1.从固定斜面上的O点每隔0.1 s由静止释放一个同样的小球。释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图所示。测得小球相邻位置间的距离xAB＝4 cm，xBC＝8 cm。已知O点距离斜面底端的长度为l＝35 cm。由以上数据可以得出( )
A.小球的加速度大小为12 m/s2
B.小球在A点的速度为0
C.斜面上最多有5个小球在滚动
D.该照片是距A点处小球释放后0.3 s拍摄的
答案 C
解析 根据Δx＝aT2可得小球的加速度大小为a＝eq \f(xBC－xAB,T2)＝eq \f(0.04,0.12) m/s2＝4 m/s2，选项A错误； 小球在B点时的速度vB＝eq \f(xAB＋xBC,2T)＝eq \f(0.12,0.2) m/s＝0.6 m/s，小球在A点时的速度为vA＝vB－aT＝0.6－4×0.1 m/s＝0.2 m/s，选项B错误；tA＝eq \f(vA,a)＝eq \f(0.2,4) s＝0.05 s，即该照片是距A点小球释放后0.05 s拍摄的，选项D错误；若最高点的球刚释放时，则最高处两球之间的距离为x1＝eq \f(1,2)aT2＝eq \f(1,2)×4×0.12 m＝0.02 m＝2 cm，根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，各个球之间的距离之比为1∶3∶5∶7……，则各个球之间的距离分别为2 cm，6 cm，10 cm，14 cm，18 cm……，因为O点与斜面底端距离为35 cm，而前5个球之间的距离之和为32 cm，斜面上最多有5个球，选项C正确。
2.如图所示，小球C置于B物体的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中，下列说法正确的是( )
A.B对A的摩擦力逐渐变大
B.B对A的作用力逐渐变小
C.B对A的压力不变
D.C对B的压力不变
答案 D
解析 对BC整体，受力情况为：重力mg、长木板A的支持力FN和摩擦力Ff，由平衡条件得知FN＝mgcs θ，Ff＝mgsin θ，缓慢减小长木板的倾角θ，FN增大，Ff减小，由牛顿第三定律知B对A到的摩擦力逐渐减小，B对A的压力增大；根据平衡条件可知A对B的作用力与B和C的重力大小相等，方向相反，所以A对B的作用力不变，根据牛顿第三定律知B对A的作用力不变，故A、B、C错误；由于半球形凹槽光滑，小球C只受两个力：重力和支持力，由平衡条件可知，支持力与重力大小相等，保持不变，则C对B的压力也保持不变，故D正确。
3.某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.第1次击中篮板时的速度小
B.两次击中篮板时的速度相等
C.球在空中运动过程第1次速度变化快
D.球在空中运动过程第2次速度变化快
答案 A
解析 将篮球的运动反过来看，则篮球两次做平抛运动，由于第1次平抛运动的高度更大，由h＝eq \f(1,2)gt2得t＝eq \r(\f(2h,g))，所以第1次运动的时间更长，由于两次的水平位移相等，则时间越长的水平初速度越小，故第1次击中篮板时的速度小，故A正确，B错误；球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度，由于球只受重力作用，加速度为重力加速度，则两次速度变化快慢相同，故C、D错误。
4.如图所示，实线是一列正弦波在t＝0时刻的波形图，虚线是该列波在t＝1 s 时的波形图。质点P(图中未画出)是平衡位置在x＝2 021 cm 处的该列波上的一点，若t＝0时刻P点向下振动，则下列说法正确的是( )
A.这列波的最小波速是12 m/s
B.这列波频率一定为eq \f(3,4) Hz
C.质点P在t＝0到t＝2 020 s这段时间内至少完成了1 515 次全振动
D.若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后每个质点的振幅变为10 cm
答案 C
解析 由波形图可知波长为λ＝16 cm，则x＝2 021 cm＝126eq \f(5,16)个波长，若t＝0时刻P点向下振动，则波向x轴负向传播，则在1 s内传播的距离为s＝nλ＋eq \f(3,4)λ＝(16n＋12)cm，波速为v＝eq \f(s,t)＝(16n＋12)cm/s (n＝0，1，2，3…)，当n＝0时，v＝12 cm/s，可知这列波的最小波速是12 cm/s，选项A错误；波的频率f＝eq \f(v,λ)＝eq \f(16n＋12,16) Hz＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(3,4)))Hz(n＝0，1，2，3…)，则这列波频率可能为eq \f(3,4) Hz，选项B错误；波的周期为T＝eq \f(1,f)＝eq \f(1,n＋\f(3,4)) s，最大周期为Tmax＝eq \f(4,3) s，可知t＝2 020 s＝1 515T，即质点P在t＝0到t＝2 020 s这段时间内至少完成了1 515次全振动，选项C正确；若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后有些质点的振动加强，振幅可能变为10 cm，有些质点的振动减弱，振幅可能小于5 cm，选项D错误。
5.如图，一小孩在河水清澈的河面上以1 m/s的速度游泳，t＝0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t＝3 s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n＝eq \f(4,3)，下列说法正确的是( )
A.3 s后，小孩会再次看到河底的石块
B.前3 s内，小孩看到的石块越来越明亮
C.这条河的深度为eq \r(7) m
D.t＝0时小孩看到的石块深度为eq \f(4\r(7),3) m
答案 C
解析 t＝3 s时他恰好看不到小石块了，说明在此位置从小石块射到水面的光发生了全反射，则3 s后的位置从小石块射到水面的光仍发生全反射，则小孩仍不会看到河底的石块，选项A错误；前3 s内，从小石子上射向水面的光折射光线逐渐减弱，反射光逐渐增强，可知小孩看到的石块越来越暗，选项B错误；由于sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(3,4)，则tan C＝eq \f(3,\r(7))，可知水深h＝eq \f(vt,tan C)＝eq \f(3,\f(3,\r(7))) m＝eq \r(7) m，选项C正确；t＝0时小孩看到的石块深度为h′＝eq \f(h,n)＝eq \f(3\r(7),4) m，选项D错误。
6.2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步。假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点由静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量I时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为( )
A.eq \f(I,m)eq \r(\f(R,r)) B.eq \f(I,m)eq \r(\f(R,5r)) ]
C.eq \f(I,m)eq \r(\f(r,R)) D.eq \f(I,m)eq \r(\f(r,5R))
答案 B
解析 小球获得瞬时冲量I的速度为v0，有I＝mv0；而小球恰好通过圆周的最高点，满足只有重力提供向心力，mg月＝meq \f(v2,r)；从最低点到最高点由动能定理可知
－mg月·2r＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)；
联立解得g月＝eq \f(I2,5rm2)
月球的近地卫星最小发射速度即为月球的第一宇宙速度，满足m′g月＝m′eq \f(veq \\al(2,1),R)
解得v1＝eq \r(g月R)＝eq \f(I,m)eq \r(\f(R,5r))，故选项B正确。
7.如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t＝0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是( )
答案 A
解析 线框进入磁场0～L时，金属线切割磁感线的有效长度为2L，线框中产生逆时针方向电流；线框进入磁场L～3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，线框中产生更大的逆时针方向电流；线框离开磁场0～L时，金属线切割磁感线的有效长度为2L，线框中产生顺时针方向电流；线框离开磁场L～3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，线框中产生更大的顺时针方向电流，故A项正确，B、C、D项错误。
8. (多选)某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和－b，已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到( )
A.该金属的逸出功为零
B.普朗克常量为eq \f(b,a)，单位为J·Hz
C.当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为b
D.当入射光的频率为3a时，遏止电压为eq \f(2b,e)
答案 CD
解析 根据光电效应方程Ek＝hν－W0，横截距表示该金属的截止频率，可知该金属的逸出功不为零，故A错误；图线的斜率k＝eq \f(b,a)表示普朗克常量，单位为J/Hz，故B错误；由图可知W0＝b，ha＝W0, 则当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为Ek＝h·2a－W0＝b，选项C正确；当入射光的频率为3a时，则Ek＝h·3a－W0＝2b，由eU遏＝Ek 可得U遏＝eq \f(2b,e)，选项D正确。
9. (多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′。不考虑其他因素的影响，则( )
A.ΔP′＝eq \f(1,4)ΔP B.ΔP′＝eq \f(1,2)ΔP
C.ΔU′＝eq \f(1,4)ΔU D.ΔU′＝eq \f(1,2)ΔU
答案 AD
解析 若采用550 kV的超高压输电，输电线上的功率损耗ΔP＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P,U)))eq \s\up12(2)r，输电线路损失的电压ΔU＝eq \f(P,U)r，若改用1 100 kV 的特高压输电，同理有ΔP′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P,U′)))eq \s\up12(2)r，ΔU′＝eq \f(P,U′)r，可得ΔP′＝eq \f(ΔP,4)，ΔU′＝eq \f(ΔU,2)，故B、C项错误，A、D项正确。
10. (多选)安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q，流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积，如图所示为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电势差为U，污水流过管道时受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系数，L为管道长度，v为污水的流速。则( )
A.电压U与污水中离子浓度无关
B.污水的流量Q＝eq \f(abU,B)
C.金属板M的电势低于金属板N的电势
D.左、右两侧管口的压强差Δp＝eq \f(kaU2,bB2c3)
答案 AD
解析 污水中的离子受到洛伦兹力，正离子向上极板聚集，负离子向下极板聚集，所以金属板M的电势大于金属板N的电势，从而在管道内形成匀强电场，最终离子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡，即qvB＝qeq \f(U,c)，解得U＝cvB，可知电压U与污水中离子浓度无关，A正确，C错误；污水的流量为Q＝vbc＝eq \f(U,cB)bc＝eq \f(bU,B)，B错误；污水流过该装置受到的阻力为f＝kLv2＝kaeq \f(U2,c2B2)，污水匀速通过该装置，则两侧的压力差等于阻力，即Δp·bc＝f，则Δp＝eq \f(f,bc)＝eq \f(ka\f(U2,c2B2),bc)＝eq \f(kaU2,bB2c3)，D正确。
二、实验题（11题6分，12题8分。）
11. 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为__________，重物下落的加速度的大小为__________。
(2)已测得x1＝8.89 cm，x2＝9.50 cm，x3＝10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________ Hz。
答案 (1)eq \f(1,2)(x1＋x2)f eq \f(1,2)(x3－x1)f2 (2)40
解析 (1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vB＝eq \f(x1＋x2,2T)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x1＋x2))f,2)
vC＝eq \f(x2＋x3,2T)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2＋x3))f,2)
由速度公式vC＝vB＋aT
可得a＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3－x1))f2,2)。
(2)由牛顿第二定律可得mg－0.01mg＝ma
所以a＝0.99g
结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得f＝40 Hz。
12.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)
电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)
待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。
甲
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端(填“a”或者“b”)。
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图象，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留2位有效数字)。
乙
答案 ①5 ②a ③2.9 0.80
解析 ①应用伏安法测电源电动势和内阻，电压表应测量电源两端的电压，故导线5接滑动变阻器的一端应改接到电源的正极。
②滑动变阻器起保护电路的作用，因此闭合开关前，应将其接入电路的电阻调为最大值，故滑片P应置于a端。
③在电池组负极和开关间串联一个阻值为5 Ω的电阻，由闭合电路欧姆定律有U＝E－I(r＋R)，所以U－I 图线的纵截距表示电源电动势，E＝2.9 V，图线斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻串联的总电阻，所以电源内阻为r＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2.90,0.50)－5)) Ω＝0.80 Ω。
三、计算题（共40分）
13.（10分）在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V－T图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点，气体在状态A的压强为p＝1.0×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量为Q＝600 J。求：
(1)气体在状态B的体积VB;
(2)此过程中气体内能的增量ΔU。
答案 (1)8.0×10－3 m3 (2)400 J
解析 (1)由题知V－T图像通过坐标原点，则知从A到B理想气体发生等压变化，由盖－吕萨克定律得eq \f(VA,TA)＝eq \f(VB,TB)
解得VB＝8×10－3 m3。
(2)外界对气体做的功W＝－peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(VB－VA))＝－200 J
根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W
解得ΔU＝400 J。
14.（14分）如图所示是小孩推滑块游戏的装置，此装置由粗糙水平面AB、倾角为6°
的光滑斜面BC和平台CD构成。若质量为1 kg的滑块在大小为2 N的水平推力作用下，从A点由静止出发，滑块在水平面AB上滑行一段距离后撤去推力，滑块继续向前运动通过斜面到达平台。已知水平面AB长度为2 m，斜面BC长度为1 m，滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.1，sin 6°＝0.1，滑块可看成质点且在B处的速度损失不计。
(1)求滑块在推力作用下的加速度大小；
(2)若推力作用距离为2 m，求滑块刚到平台时的速度大小；
(3)若滑块能够到达平台，求滑块在斜面运动的最长时间。
答案 (1)1 m/s2 (2)eq \r(2) m/s (3)eq \r(2) s
解析 (1)根据F－μmg＝ma1，得a1＝1 m/s2。
(2)由veq \\al(2,B)＝2a1xAB
得vB＝2 m/s
斜面上运动的加速度a2＝－gsin 6°＝－1 m/s2
由veq \\al(2,C)－veq \\al(2,B)＝2a2xBC，得vC＝eq \r(2) m/s。
(3)刚能够到平台时滑块在斜面上运动的时间最长，由
－vB′2＝2a2xBC，得vB′＝eq \r(2) m/s
那么最长时间t＝eq \f(－vB′,a2)＝eq \r(2) s。
15. （16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，第四象限存在着沿y轴正方向的匀强电场，场强大小未知。一带正电的粒子从y轴上的M点以速度v0沿x轴正方向开始运动，从x轴上的N点进入磁场后恰好经O点再次进入电场，已知MN两点的连线与x轴的夹角为θ，且tan θ＝eq \f(1,2)，带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计带电粒子的重力。求：
(1)粒子第一次经过N点的速度v；
(2)粒子从N点运动到O点的过程中，洛伦兹力的冲量I；
(3)电场强度E的大小；
(4)粒子连续两次通过x轴上同一点的时间间隔Δt。
答案 (1)eq \r(2)v0，速度方向与x轴正方向成45°角
(2)2mv0，方向沿y轴负方向 (3)eq \f(v0B,2) (4)eq \f(（3π＋4）m,qB)
解析 (1)设带电粒子从M运动到N的过程中，水平位移为x，竖直位移为y，则有
tan θ＝eq \f(y,x)
x＝v0t
y＝eq \f(vy,2)t
粒子第一次经过N点的速度v＝eq \r(veq \\al(2,0)＋veq \\al(2,y))
解得v＝eq \r(2)v0
设粒子第一次经过N点的速度与x轴夹角为α，
则tan α＝eq \f(vy,v0)
解得α＝45°
即速度方向与x轴正方向成45°角。
(2)粒子从N点运动到O点的过程中，利用动量定理有
I＝mΔv＝2mv0，方向沿y轴负方向。
(3)由向心力公式和牛顿第二定律得qvB＝eq \f(mv2,R)
由几何知识得x＝eq \r(2)R
y＝eq \f(\r(2),2)R
由运动学公式得veq \\al(2,y)＝2ay
由牛顿第二定律得qE＝ma
解得E＝eq \f(v0B,2)。
(4)带电粒子在复合场中的运动轨迹如图所示。
由周期公式得T＝eq \f(2πR,v)
带电粒子在磁场中的运动时间t1＝eq \f(3,2)T
带电粒子在电场中的运动时间t2＝2eq \f(x,v0)
所以Δt＝t1＋t2＝eq \f(（3π＋4）m,qB)。