2025年高考物理一轮复习模拟考试卷02 （含答案解析）

这是一份2025年高考物理一轮复习模拟考试卷02 （含答案解析），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多须选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题:本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1．水平地面上竖直固定一轻质弹簧，将一小物块从弹簧正上方离地面处由静止释放，其动能与离地面高度h的关系如图所示。其中间图像为直线，其余部分为曲线，对应图像最高点，小物块质量为m，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A．过程中，小物块、弹簧及地球组成的系统机械能先增大后减小
B．过程中，小物块加速度先减小后增大
C．弹簧劲度系数
D．过程中，弹簧的弹性势能增加了
2．通电直导线ab的质量为m，长为L，用两根细线把导线ab水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导线处于平衡时悬线与竖直方向θ=30º，下列说法正确的是( )
A．mg=BIL
B．悬线的拉力T=mg
C．若增大磁感应强度，则悬线的偏角将不变
D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导线ab可摆过的最大角度为60
3．有一正方形匀质金属框，其质量为m，边长为L，距离金属框下底边H处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该金属框在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出（金属框下端保持水平），设置合适的磁感应强度大小B，使其匀速通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
B．金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgL
C．仅改变H，金属框仍能匀速通过磁场
D．仅改变，金属框仍能匀速通过磁场
4．物块的质量m=1.0kg，在一竖直向上的恒力F作用下以初速度v0=10m/s开始竖直向上运动，该过程中物块速度的平方随路程x变化的关系图象如图所示，已知g=10m/s2，物块在运动过程中受到与运动方向相反且大小恒定的阻力，下列选项中正确的是( )
A．恒力F大小为6N
B．在t=1s时刻，物体运动开始反向
C．2秒末～3秒末内物块做匀减速运动
D．在物块运动路程为13m过程中，重力势能增加130焦耳
5．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后回到状态A，该变化过程的V—T图像如图所示，则气体( )

A．A→B过程中，压强变小
B．B→C过程中，分子数密度增大
C．C→A过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．全过程中，放出热量
6．从斜面顶端先后两次向左水平抛出一个小球，小球在斜面上的落点分别为A和B（如图所示），若这两次先后抛出的初速度之比为2∶3，则它们落在斜面上时速度大小之比为( )
A．2∶3B．4∶9C．D．斜面与水平面角度未知，无法确定
7．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示。则( )
A．该时刻，处的质点的位移为零
B．该时刻，处的质点沿y轴负向运动
C．处的质点一直不振动
D．两列波遇到宽度为4m的障碍物时不能发生明显的衍射现象
8．在光滑水平面上，质量为2kg的物体受水平恒力F作用，其运动轨迹如图中实线所示． 物体在P点的速度方向与 PQ 连线的夹角α= 60°，从 P 点运动到Q点的时间为1s，经过P、Q两点时的速率均为3m/s，则恒力F的大小为( )
A．6NB．6N
C．3ND．3N
9．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为，生成的经过一系列α衰变和β衰变后变成，以下说法正确的是( )
A．铀单核衰变生成的钍核的动能小于生成的α粒子的动能
B．β衰变过程中释放的电子来自核外电子
C．需经过7次α衰变、8次β衰变转化为
D．钍核（）的半衰期是24天，20个钍核经过48天后，还剩5个钍核
10．某电子设备内部原理如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0、二极管（正向电阻为零，负向电阻无穷大）串联后接在电压U＝36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知R0＝4Ω，R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是( )
A．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．当R＝4Ω时，电压表示数为10.8V
D．当R＝36Ω时，R获得的功率最大
二、多须选择题:本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。
11．2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G。下列说法正确的是( )
A．“碳卫星”内的物体处于平衡状态
B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C．“碳卫星”的发射速度大于7.9km/s
D．可算出地球质量为
12．某电场沿x轴上各点的电场强度大小变化如下图所示：场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动，到达xl位置时速度第一次为零，到达x2位置时速度第二次为零，不计粒子的重力．下列说法正确的是( )
A．点电荷从xl运动到x2的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小
B．点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中，加速度先均匀增大再均匀减小
C．电势差Uxl＜Ux2
D．在整个运动过程中，点电荷在xl、x2位置的电势能最大
13．如下图所示， 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( )
A．A对B的支持力减小B．A对B的支持力增大
C．墙对B的弹力减小D．墙对B的弹力增大
14．“蹦床”已被奥运会列为正式比赛项目．运动员利用蹦床网的弹性弹起到空中，完成动作后落回到网上，再经蹦床网的弹性弹起，如此往复．图示的F-t图象是传感器记录的是一位运动员双脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化情况。设运动员只在竖直方向上运动，取重力加速度为10m/s2，则运动员在前12s的时间内( )
A．获得的最大加速度为40m/s2
B．获得的最大加速度为50m/s2
C．腾空弹起时的最大高度约为2.5m
D．腾空弹起时的最大高度约为3.2m
15．小明同学和小刚同学为了探究未知匀强电场的大小和方向，在该电场中引入了一个电荷量的试探电荷，A、B、C是该电场中的三个点，已知电场线平行于所在的平面，∠ABC =∠CAB=30°，BC=m。电荷由A移到B的过程中，电势能增加了，由B移到C的过程中电场力做功 J，为方便计算，设B点电势为0，下列说法正确的是( )
A．B、C两点的电势差
B．A点的电势高于B点的电势
C．将负电荷由C点移到A点的过程中，电势能减少
D．该电场的场强为1 V/m，方向由A到B
三、实验题：本题共2小题，共12分。
16．(6分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，将两物块A和B用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，开始时保持A、B静止，然后释放物块A，A可以带动B拖着纸带运动，该同学对纸带上打出的点进行测量和计算，即可验证机械能守恒定律．用天平测出A、B两物体的质量，mA=150g，mB =50g。
（1）在实验中获取如图乙的一条纸带：0是打下的第一个点，测得x1=38.89cm，x2=3.91cm，x3=4.09cm，则根据以上数据计算，从0运动到5 的过程中，物块A和B组成的系统重力势能减少量为 J，动能增加量为 J（取g =9.8m/s2，计算结果保留2位有效数字）．
（2）某同学由于疏忽没有测量纸带上开始一段距离，但是利用该纸带做出与A下落高度h的关系图象，如图丙．则当地的实际重力加速度g= （用a、b和c表示）．
17．(6分)某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为18Ω．为了进一步精确测量该电阻，实验台上备有以下器材：
A．电流表（量程15mA，内阻未知）
B．电阻箱（0～99.99Ω）
C．电阻箱（0～999.9Ω）
D．电源（电动势约3V，内阻约1Ω）
E．开关2只
F．导线若干
(1)甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：
a．先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电流表指针有较大的偏转，读出此时电阻箱的阻值R1和电流表的示数I；
b．保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R2．
①根据实验步骤和实验器材规格可知，电阻箱应选择 （选填器材前的字母）；
②根据实验步骤可知，待测电阻Rx＝ （用步骤中所测得的物理量表示）．
(2)乙同学认为该电路也可以用来测量电源的电动势和内阻．若已知所选电流表的内阻为RA，同时闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的﹣R图象如图乙所示，图象的斜率为k、截距为b，由此可求得电源电动势E＝ ，内阻r＝ （用本题所给物理量表示）．
四、解答题：本题共4小题，共38分。
18．(8分)折射率为n、长度为L的玻璃纤维置于空气中，若从A端射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从B端射出，如图所示，求：
①光在A面上入射角的最大值．
②若光在纤维中恰能发生全反射，由A端射入到从B端射出经历的时间是多少？
19．(8分)学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，现将其装入0.5L的水，再安装在发射架上，此时瓶内空气压强为，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL，压强为的外界空气压入瓶内，当水火箭内部气压达到时可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶体积和水的体积变化不计，瓶内气体视为理想气体。求：
（1）要使水火箭发射出去，至少需要用打气筒打几次气；
（2）若瓶内的水在极短时间内喷出，则该过程箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由。
20．(10分)如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN高h=0.8m，右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L=4.0m，皮带轮带动皮带以v=3.0m/s的速度沿顺时针方向匀速传动．三个质量均为m=l.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态．滑块A以初速度v=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零．因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．滑块C脱离弹簧后以速度vc=2.0m/s滑上传送带，并从右端滑m落至地面上的P点．已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度g取10m/s2．
求：
(1)P点到传送带右端的水平距离s；
(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能E．；
(3)若弹簧的压缩情况不变，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少？
21．(12分)如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨ABC-DEF由相同圆弧形导轨AB、DE和水平导轨BC、EF在B、E处平滑拼接而成，其中水平导轨BC、EF在同一水平面内，处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且B、E的连线与导轨BC、EF垂直，导体棒Q静置于水平导轨上。圆弧形导轨AB、DE的圆心分别为O、O'，半径均为r，垂直于导轨所在水平面的半径OB、O'E分别与半径OG、O'H的夹角均为=60°。现将导体棒P从圆弧形导轨上GH处由静止释放。已知导体棒PQ的长度均为d、质量均为m、电阻均为R，两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，BC、EF段足够长，重力加速度为g，不计导轨电阻及空气阻力。
（1）求导体棒P运动到圆弧形导轨BE处时对B点压力的大小；
（2）求导体棒P在水平导轨上运动的过程中，当速度为其到达BE处速度的时，导体棒P的加速度大小；
（3）当导体棒P在水平轨道上达到最小速度时，在GH处由静止释放一根与P完全相同的导体棒M，求从释放导体棒P到导体棒M达到最小速度的过程中，通过导体棒Q的电量。
2025年高考物理一轮复习模拟考试卷02
答案解析
一、单选题
1．水平地面上竖直固定一轻质弹簧，将一小物块从弹簧正上方离地面处由静止释放，其动能与离地面高度h的关系如图所示。其中间图像为直线，其余部分为曲线，对应图像最高点，小物块质量为m，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．过程中，小物块、弹簧及地球组成的系统机械能先增大后减小
B．过程中，小物块加速度先减小后增大
C．弹簧劲度系数
D．过程中，弹簧的弹性势能增加了
【答案】D
A．过程中，小物块、弹簧及地球组成的系统机械能守恒，则A错误；
B．过程中，小物块未接触弹簧加速度为g不变，则B错误；
C．下落至时，动能最大，则此时加速度为0，则有，解得，C错误；
D．由图可得与状态，小物块动能大小相等，则由能量守恒可得增加的弹性势能为
D正确。故选D。
2．通电直导线ab的质量为m，长为l，用两根细线把导线ab水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导线处于平衡时悬线与竖直方向成=30角，下列说法正确的是 A．mg=BIl
B．悬线的拉力T=mg
C．若增大磁感应强度，则悬线的偏角将不变
D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导线ab可摆过的最大角度为60
【答案】D
AB．导体棒受力分析，受重力、安培力和细线拉力，如图所示，根据平衡条件可得
FA=BIl=mgtanθ，即，悬线的拉力，选项AB错误；
C．根据BIl=mgtanθ，可知，若增大磁感应强度，则悬线的偏角将增大，选项C错误；
D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导线ab摆到最大高度时，则
，解得α=60°，选项D正确。故选D。
3．有一正方形匀质金属框，其质量为m，边长为L，距离金属框下底边H处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该金属框在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出（金属框下端保持水平），设置合适的磁感应强度大小B，使其匀速通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
B．金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgL
C．仅改变H，金属框仍能匀速通过磁场
D．仅改变，金属框仍能匀速通过磁场
【答案】D
A．将金属框以初速度水平无旋转抛出后，金属框做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消，竖直方向切割磁感线产生的感应电动势为
，，可得，可知通过磁场的过程中，金属框中电流的大小不变，当金属框刚进入磁场时穿过金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框出磁场时穿过金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；
B．在金属框匀速通过磁场过程中，有，则克服安培力做的功，则金属框在通过磁场的过程中产生的热量为2mgL，故B错误；
CD．根据平抛运动规律和平衡条件有，，解得
则B与H有关，与无关，故C错误，D正确。
4．物块的质量m=1.0kg，在一竖直向上的恒力F作用下以初速度v0=10m/s开始竖直向上运动，该过程中物块速度的平方随路程x变化的关系图象如图所示，已知g=10m/s2，物块在运动过程中受到与运动方向相反且大小恒定的阻力，下列选项中正确的是( )
A．恒力F大小为6N
B．在t=1s时刻，物体运动开始反向
C．2秒末~3秒末内物块做匀减速运动
D．在物块运动路程为13m过程中，重力势能增加130焦耳
【答案】B
试题分析：先根据运动学公式求解处的表达式，求出斜率表示的含义，然后结合牛顿第二定律列式计算恒力的大小；从图中可知物体先减速上升后加速下降，求出整个过程中的位移，从而求解重力做功．
根据公式可得，图像的斜率表示加速度，在0~5m过程中，，，即，在5~13m过程中，根据牛顿第二定律可得，，即，解得，A错误；初速度，故，速度减小到零，即在t=1s时刻，物体运动开始反向，之后，故以后向下做匀加速直线运动，B正确C错误；在物块运动路程为13m过程中，先上升5m，然后又从最高点下降8m，即位移为3m，在抛出点下方，所以重力做正功，重力势能减小，，D错误．
5．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后回到状态A，该变化过程的V—T图像如图所示，则气体（ ）
A．A→B过程中，压强变小
B．B→C过程中，分子数密度增大
C．C→A过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．全过程中，放出热量
【答案】C
A．A→B过程中为等容过程，根据查理定律有，由于温度升高，可知气体压强逐渐增大，故A错误；
B．B→C过程中，气体体积增大，则气体分子数密度减小，故B错误；
C．C→A过程中，图像经过原点，图像斜率不变，即压强不变，由于温度降低，气体分子运动的平均速率减小，单个气体分子撞击器壁的平均作用力减小，由于压强不变，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确；
D．根据图像，作出气体A→B→C→A的相应的图像如图所示，在图像中，图像与V轴所围面积表示功，根据图像可知，A→B→C过程，体积增大，气体对外做功，C→A过程中，体积减小，外界对气体做功，根据图像可知，A→B→C过程图像与V轴所围面积大于C→A过程中图像与V轴所围面积，即全程气体对外做功，根据，气体最终回到初始状态，内能不变，气体对外做功，则全过程中，气体吸收热量，故D错误。故选C。
6．从斜面顶端先后两次向左水平抛出一个小球，小球在斜面上的落点分别为A和B（如图所示），若这两次先后抛出的初速度之比为2∶3，则它们落在斜面上时速度大小之比为（ ）
A．2∶3B．4∶9C．D．斜面与水平面角度未知，无法确定
【答案】A
设斜面倾角为，小球落在斜面上速度方向偏向角为，以速度v抛出时，落在斜面上A点，如图所示：
根据平抛运动的推论可得，由于斜面倾角不变，所以两次小球落在斜面上时速度偏向角相等；故
对第一次落点A有，对第二次落点B有，所以，故选A。
7．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在时的部分波形曲线如图所示。则（ ）
A．该时刻，处的质点的位移为零
B．该时刻，处的质点沿y轴负向运动
C．处的质点一直不振动
D．两列波遇到宽度为4m的障碍物时不能发生明显的衍射现象
【答案】C
AB．由图可知，该时刻，两列波在处的质点均沿y轴正向运动，且位移均为正，则处的质点的位移不为零，质点沿y轴正向运动，故AB错误；
C．由图可知，两列波在处的质点振动相位差为，则此点为振动减弱点，质点一直不振动，故C正确；
D．由图可知，两列波的波长为，遇到宽度为4m的障碍物时能发生明显的衍射现象，故D错误。故选C。
8．在光滑水平面上，质量为2kg的物体受水平恒力F作用，其运动轨迹如图中实线所示．物体在P点的速度方向与PQ连线的夹角α= 60°，从P点运动到Q点的时间为1s，经过P、Q两点时的速率均为3m/s，则恒力F的大小为
A．6 NB．6 N
C．3 ND．3 N
【答案】A
经过 P、Q 两点时的速率均为 3 m/s，可知从P点到Q点，力F做功为零，可知力F垂直PQ连线斜向下；在沿力F的方向，加速度，速度：；解得F=6N，故选A.
9．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为，生成的经过一系列α衰变和β衰变后变成，以下说法正确的是（ ）
A．铀单核衰变生成的钍核的动能小于生成的α粒子的动能
B．β衰变过程中释放的电子来自核外电子
C．需经过7次α衰变、8次β衰变转化为
D．钍核（）的半衰期是24天，20个钍核经过48天后，还剩5个钍核
【答案】A
A．铀单核衰变过程系统动量守恒，故钍核的动量与α粒子动量相等，由，可知钍核的动能小于α粒子的，A正确；
B．β衰变过程中释放的电子是核内中子转变成质子时放出的，B错误；
C．由质量数守恒和电荷数守恒可知，需经过7次α衰变，6次β衰变转化为，C错误；
D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，对少数原子核不适用，D错误。故选A。
10．某电子设备内部原理如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0、二极管（正向电阻为零，负向电阻无穷大）串联后接在电压U＝36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知R0＝4Ω，R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．当R＝4Ω时，电压表示数为10.8V
D．当R＝36Ω时，R获得的功率最大
【答案】D
A．将原副线圈及副线圈电路等效为原线圈的一个电阻，由， ，，，联立可得，A错误；
B．由于二极管的单向导电性，原线圈和R0在电源的一个周期时间内只有半个周期有电流通过，电源有效值等效为
，得，由理想变压器的特点可知，可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以电流增大，电流表示数变大，电源的输出功率，增大，原线圈两端电压，因为电流增大，所以U1减小，由，可得U2减小，电压表示数变小， B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为。电流之比，联立可得，即
电压表示数为，C正确；
D． R获得的功率，当时，R获得的功率最大，此时，D正确。故选D。
二、多选题
11．2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G。下列说法正确的是（ ）
A．“碳卫星”内的物体处于平衡状态 B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s
C．“碳卫星”的发射速度大于7.9km/s D．可算出地球质量为
【答案】CD
A．“碳卫星”绕地球运行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故不处于平衡状态，处于完全失重状态，故A错误；
B．为第一宇宙速度，是最大的运行速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其运行速度应小于7.9 km/s，故B错误；
C．为第一宇宙速度，是最小的地面发射速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其发射速度应大于7.9 km/s，故C正确；
D．“碳卫星”的线速度为，根据万有引力提供向心力有，联立解得，地球质量为
故D正确。故选CD。
12．某电场沿x轴上各点的电场强度大小变化如下图所示：场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动，到达xl位置时速度第一次为零，到达x2位置时速度第二次为零，不计粒子的重力．下列说法正确的是（ ）
A．点电荷从xl运动到x2的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小
B．点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中，加速度先均匀增大再均匀减小
C．电势差Uxl＜Ux2
D．在整个运动过程中，点电荷在xl、x2位置的电势能最大
【答案】BD
点电荷从xl运动到x2的过程中，将运动阶段分成两段；点电荷从xl运动到O的过程中，初速度为0，根据牛顿第二定律： ，电场强度E不变，所以加速度a不变，做匀加速运动．点电荷从O运动到x2的过程中，根据牛顿第二定律：，电场强度E先增大后减小，所以加速度a先增大再减小，速度不是均匀变化．故A错误．点电荷从O运动到x2的过程中，根据牛顿第二定律：，电场强度E先均匀增大后均匀减小，所以加速度a先均匀增大再均匀减小．故B正确．点电荷从O运动到xl的过程中，根据动能定理： 点电荷从O运动到x2的过程中，根据动能定理： ，以：电势差Ux1=Ux2，C错误．点电荷从O运动到xl的过程中，电场力做负功，电势能增大，点电荷在xl位置的电势能最大；点电荷从O运动到x2的过程中，电场力做负功，电势能增大，点电荷在x2位置的电势能最大．故D正确．故选BD.
13．如下图所示， 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( )
A．A对B的支持力减小B．A对B的支持力增大
C．墙对B的弹力减小D．墙对B的弹力增大
【答案】AC
对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A球对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小；故A正确，B错误；
以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故C正确，D错误；
故选AC．
14．“蹦床”已被奥运会列为正式比赛项目．运动员利用蹦床网的弹性弹起到空中，完成动作后落回到网上，再经蹦床网的弹性弹起，如此往复．图示的F﹣t图象是传感器记录的是一位运动员双脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化情况。设运动员只在竖直方向上运动，取重力加速度为10m/s2，则运动员在前12s的时间内
A．获得的最大加速度为40m/s2
B．获得的最大加速度为50m/s2
C．腾空弹起时的最大高度约为2.5m
D．腾空弹起时的最大高度约为3.2m
【答案】AD
AB．运动员的重力G=500N，则得其质量为蹦床对运动员的最大弹力：Fm=2500N 由牛顿第二定律得，Fm-G=mam
解得获得的最大加速度 am=40m/s2。故A正确B错误。
CD．运动员在空中运动的时间t0=8.4s-6.8s=1.6s，下落时间t= =0.8s，腾空弹起时的最大速度为 v=gt=10×0.8m/s=8m/s，最大高度为，故C错误D正确。故选AD。
15．小明同学和小刚同学为了探究未知匀强电场的大小和方向，在该电场中引入了一个电荷量的试探电荷，A、B、C是该电场中的三个点，已知电场线平行于所在的平面，∠ABC =∠CAB=30°，BC=m。电荷由A移到B的过程中，电势能增加了，由B移到C的过程中电场力做功 J，为方便计算，设B点电势为0，下列说法正确的是( )
A．B、C两点的电势差
B．A点的电势高于B点的电势
C．将负电荷由C点移到A点的过程中，电势能减少
D．该电场的场强为1 V/m，方向由A到B
【答案】BCD
A.由B到C过程中，WBC=6×10−6J，则B、C两点的电势差：，故A错误；
B.电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5J，则电场力做功-1.2×10-5J，则A、B两点的电势差：
，所以A点的电势高于B点的电势，故B正确；
C.由A到B过程中，WAB=−1.2×10−5J；由B到C过程中，WBC=6×10−6J，所以电荷由A到C过程中，WAC=WAB+WBC=−6×10−6J，
电场力做负功。则将负电荷由C点移到A点的过程中，电场力做正功，电势能减少，故C正确；
D.所以AB中点D与C是等势点，连接CD是等势线，据电场线与等势线垂直，故场强从A指向B，所以场强为：
，故D正确。
三、实验题
16．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，将两物块A和B用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，开始时保持A、B静止，然后释放物块A，A可以带动B拖着纸带运动，该同学对纸带上打出的点进行测量和计算，即可验证机械能守恒定律．用天平测出A、B两物体的质量，mA=150g，mB =50g。
（1）在实验中获取如图乙的一条纸带：0是打下的第一个点，测得x1=38.89cm，x2=3.91cm，x3=4.09cm，则根据以上数据计算，从0运动到5 的过程中，物块A和B组成的系统重力势能减少量为 J，动能增加量为 J（取g =9.8m/s2， 计算结果保留2位有效数字）．
（2）某同学由于疏忽没有测量纸带上开始一段距离，但是利用该纸带做出与A下落高度h的关系图象，如图丙．则当地的实际重力加速度g= （用a、b和c表示）．
【答案】 0.42 0.40
（1）[1][2]物块B上升，物块A下降，则物块A和B组成的系统重力势能减少量为
（mA－mB）g（x1+x2）=（150－50）×10-3×9.8×（38.89+3.91）×10-2J≈0.42J
由于5点的速度为v==2m/s，故物块动能增加量为×（mA+mB）v2=(150+50)×10－3×22J=0.40J
（2）[3]由图像可知，物块AB运动的加速度为a==，对物块AB受力分析，运用牛顿第二定律可知
（mA－mB）g=(mA+mB)a，故重力加速度g==
17．某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为18Ω．为了进一步精确测量该电阻，实验台上备有以下器材：
A．电流表（量程15mA，内阻未知）B．电阻箱（0～99.99Ω）C．电阻箱（0～999.9Ω）
D．电源（电动势约3V，内阻约1Ω）E．开关2只F．导线若干
(1)甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：
a．先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电流表指针有较大的偏转，读出此时电阻箱的阻值R1和电流表的示数I；
b．保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R2．
①根据实验步骤和实验器材规格可知，电阻箱应选择 （选填器材前的字母）；
②根据实验步骤可知，待测电阻Rx＝ （用步骤中所测得的物理量表示）．
(2)乙同学认为该电路也可以用来测量电源的电动势和内阻．若已知所选电流表的内阻为RA，同时闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的﹣R图象如图乙所示，图象的斜率为k、截距为b，由此可求得电源电动势E＝ ，内阻r＝ （用本题所给物理量表示）．
【答案】 C R2﹣R1 ﹣RA
【详解】(1)[1]电源电动势为，电流表量程为，由欧姆定律：，可知电路中的最小电阻应为：，所以电阻箱应选C；
[2]根据闭合电路欧姆定律得：S2断开时有:，S2闭合时有：，解得：
(2)[3][4]闭合开关S2，由闭合电路欧姆定律得：，整理得：，由图象可知：，，电源电动势：，电源内阻
四、解答题
18．折射率为n、长度为L的玻璃纤维置于空气中，若从A端射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从B端射出，如图所示，求：
①光在A面上入射角的最大值．
②若光在纤维中恰能发生全反射，由A端射入到从B端射出经历的时间是多少？
【答案】① ②
(1)光路图如右图所示，要在纤维中发生全反射，其临界角C有
sinC＝，折射角θ2＝90°－C，所以csθ2＝，sinθ2＝
由折射定律sinθ1＝nsinθ2＝，θ1＝arcsin.
(2)光在纤维中传播的速度v＝ (c为光在真空中传播的速度)
光在沿纤维轴线方向上的速度分量v1＝vcsθ2＝＝，所用时间t＝＝
19．学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，现将其装入0.5L的水，再安装在发射架上，此时瓶内空气压强为，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL，压强为的外界空气压入瓶内，当水火箭内部气压达到时可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶体积和水的体积变化不计，瓶内气体视为理想气体。求：
（1）要使水火箭发射出去，至少需要用打气筒打几次气；
（2）若瓶内的水在极短时间内喷出，则该过程箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由。
【答案】（1）30；（2）温度降低，见解析
（1）要使水火箭发射出去，设需要打气筒打气n次，由题意可知，水火箭发射前瓶内气体体积
当水火箭发射瞬间，其内部气压为，根据玻意耳定律有，解得
（2）水喷出后，箭体内气体对外界做功，则，且此过程经历时间很短，气体来不及与外界完全充分的热交换，可视为绝热过程，则，根据热力学第一定律，可知气体内能将减少，温度降低。
20．如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN高h=0.8 m，右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L=4.0m，皮带轮带动皮带以v=3．0 m/s的速度沿顺时针方向匀速传动．三个质量均为m=l.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态．滑块A以初速度v=2.0 m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零．因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．滑块C脱离弹簧后以速度vc=2．0 m/s滑上传送带，并从右端滑m落至地面上的P点．已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0. 20，重力加速度g取10 m/s2．求：
(1)P点到传送带右端的水平距离s；
(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能E．；
(3)若弹簧的压缩情况不变，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少？
【答案】（1）1.2m（2）1.0J（3）7.1m/s
(1) 滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x．
根据牛顿第二定律和运动学公式μmg=ma，v=vC+at
，代入数据可得 x=1.25m∵x=1.25m＜L，即滑块C在传送带上先加速到传送带速度后再随传送带匀速运动，并从右端以v=3m/s的速度滑出做平抛运动，则有： ， ，解得：s=1.2m；
(2) 设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律mAv0=（mA+mB）v1
（mA+mB）v1=（mA+mB）v2+mCvC
AB碰撞后，弹簧伸开的过程系统能量守恒 ，代入数据可解得：EP=1.0J；
(3) 在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度v．设A与B碰撞后的速度为v1′，分离后A与B的速度为v2′，滑块C的速度为vc′，
根据动量守恒定律可得：
AB碰撞时：
弹簧伸开时：
在弹簧伸开的过程中，系统能量守恒：

∵C在传送带上做匀减速运动的末速度为v=3m/s，加速度大小为2m/s2
∴由运动学公式解得： ，代入数据联列方程解得：．
21．如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨ABC-DEF由相同圆弧形导轨AB、DE和水平导轨BC、EF在B、E处平滑拼接而成，其中水平导轨BC、EF在同一水平面内，处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且B、E的连线与导轨BC、EF垂直，导体棒Q静置于水平导轨上。圆弧形导轨AB、DE的圆心分别为O、O'，半径均为r，垂直于导轨所在水平面的半径OB、O'E分别与半径OG、O'H的夹角均为=60°。现将导体棒P从圆弧形导轨上GH处由静止释放。已知导体棒PQ的长度均为d、质量均为m、电阻均为R，两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，BC、EF段足够长，重力加速度为g，不计导轨电阻及空气阻力。
（1）求导体棒P运动到圆弧形导轨BE处时对B点压力的大小；
（2）求导体棒P在水平导轨上运动的过程中，当速度为其到达BE处速度的时，导体棒P的加速度大小；
（3）当导体棒P在水平轨道上达到最小速度时，在GH处由静止释放一根与P完全相同的导体棒M，求从释放导体棒P到导体棒M达到最小速度的过程中，通过导体棒Q的电量。
【答案】（1）mg；（2）；（3）
（1）导体棒P下滑过程中机械能守恒
解得
由牛顿第一定律
牛顿第三定律，解得
（2）导体棒P经过BE后，导体棒P做减速运动，导体棒Q做加速运动，由动量守恒得
由题可知
回路中的电动势
回路中的电流
导体棒P受到的安培力
解得导体棒P的加速度
（3）导体棒P在水平轨道上达到最小速度时与导体棒Q速度相同，由动量守恒定律得
解得
导体棒M运动到水平导轨上后，导体棒M、P、Q组成的系统动量守恒
解得
导体棒Q速度由0增大到v1的过程中，根据动量定理得
解得
导体棒Q速度由v1增大到v2的过程中，根据动量定理得
解得
通过导体棒Q的电量