黄金卷05-【赢在高考黄金8卷】2024年高考物理模拟卷（湖南专用）含解析

【赢在高考・黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）

黄金卷05

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.

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6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项

符合题目要求.

I.如图所示，x轴沿水平方向，轴沿竖直方向，在Q0,的区域内存在某种介质，其折射率随y的变

化而变化。有两束激光〃、人从同一位置射入该介质，传播路径如图，则下列说法正确的是（）

A.该介质折射率随y的增大而增大

B.。光的频率比光的频率大

C.a光的光子能量大于方光的光子能量

D.a光的光了•动量小于力光的光了•动量

2.如图所示，一个宽L=0-20m的“u”型绝缘导轨与水平面成37。倾角固定放置。导轨区域内存在竖直向下

的匀用磁场，磁感应强度8=101\一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有/=5.OA的电

流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N,g=l°m/s,则（）

A.若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大

B.比时导轨对金属棒的支持力大小为0.8N

C.若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大

D.此时导轨对金属棒的摩擦力大小为L4N

3.在光滑水平地而上放一个质量为2kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块M,凹槽的底端切线水平，如图所

示。质量为1kg的小物块机以u*=6m/s的水平速度从滑块M的底端沿槽上滑，恰好能到达滑块M的

顶端。重力加速度取8=l°m/6不口空气阻力。在小物块/〃沿滑块M滑行的整个过程中，下列说法正

确的是（）

A.小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.3m

B.小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.6m

C.合力对滑块M的冲量大小为8Ns

D.合力对滑块M的冲量大小为16N-S

4.在水平面上做匀减速直线运动的质点通过。、A、8三点的过程中，其位移随时间变化规律x-/图像如图

所示。则质点（）

oh

2s

A.通过A点时的速度为4

s

B.通过A点时的速度大于6

2s-

C.从A点运动到8点，速度的变化量为,也

25--2—

D.从A点运动到B点，速度的变化量为‘内

5.在水平向右的匀强电场中，质量为，〃的带正电小球以初速度均竖直向上抛出，经过时间/末小球的速度

达到最小值V,则（）

A.小球在最高点的速度大小为M3

"小：一声

B.小球所受合外力的大小为一：一

-777（Vo-V2）

C.时间，内合力对小球做功为2'）

D.时间，内合外力对小球的冲量大小为小切

6.中国在2030年之前将实现载人登月。假设质量为/〃的飞船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半

径的3处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为已知月球的自转周期为《，月球的半径为心引

力常量为G,下列说法正确的是（）

m

A.月球两极的重力加速度为邛

B.月球的第一宇宙速度为24

J274

7r2mR亍■一声

C.当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为

徨R

D.当飞船停在月球纬度60。的区域时，其自转向心加速度为2#

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多项符

合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

7.分子势能与分子间距离的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.分子间距为“时，分子间作用力为零

B.分子间距由r2逐渐增大时，分子力始终做负功

C.分子间距在。到一2之间时，分子间作用力表现为引力

D.分子间距由"增大到「2的过程中，分子间的引力和斥力都逐渐减小

8.一列简谐波在，=10xl（y3s时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点p的振动图像如图乙所示，由此

可知（）

A.这列波沿x轴负方向传播

B.这列波的传播速度为20m/s

C./=10xI°3s后的6.25x1°2s内，质点。运动的路程为195cm

15」

D.」，=10又10心后再经过6.25x10%,质点/，的位移是一5一cm

9.如图甲所示，质量为，〃的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（不相连），弹簧下端固定，劲度系数为h/

=0时刻，对物块施加一竖直向上的外力凡使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢旦原长时，撤去外力

凡从0时刻到尸撤去前，物块的加速度，随位移工的变化关系如图乙所示。重力加速度为g,忽略空气阻

力，则在物块上升过程（）

▲

r

-

K

§

§

务

A.外力厂为恒力

B.物块的最大加速度大小为2g

mg

C.外力E撤去后物块可以继续上升的最大高度为不

E

D.坤簧最大弹性势能到2k

10.如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为人质量为小、限值为R的正方形导体框ABC。，四条平

行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线12、虚线34间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁

场，磁感应强度大小均为以已知虚线12间（称区域I）、虚线23间、虚线34间（称区域II）的距离分别

为L、2L.L.开始时导体框的C。边与虚线1重合，，=°时刻给导体框一水平向右的瞬时冲量，最终导体

框的人8边与虚线4重合时，速度刚好减为零。下列说法正确的是（）

A.进入区域I和离开区域n时导体框中的电流方向相同

B.导体框从48边刚离开区域I到CQ边刚进入区域I【所用的时间为砒7

C.导体框CD边刚要离开区域II时的加速度大小为而

D.导体框经过区域I和区域n的过程中，产生的焦耳热之比为2”

三、非选择题：本题共5小题，共56分.

11.（7分）某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有:

A.待测电源（电动势约为6V,内阻约为1Q）

B.电压表（量程为3V,内阻约为6kC）

C.电流表（量程为2A,内阻约为0.3C）

D.滑动变阻器（0〜5C,3A）

E.电阻箱（最大阻值9999.9Q）

F.开关和导线若干

（1）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图甲所示的电路图，该同

学按照图甲连接好电路,进行了如下几步操作:

丙

①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零:

②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V：

③保持滑动变阻器触头不动，调节电咀箱的阻值，当电压表的示数为L5V时，电阻箱的读数为5970.0Q,

则电压表的内阻为。，该值_______电压表内阻的真实值（选填“大于”"小于'域"等于

④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为Vo

（2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图乙所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调

节滑动变阻器的触头，读出电压表示数U和电流表示数/,作出u-/图像如图内所示，则电源的电动势

为V,内阻为C（结果保留两位小数）。

12.（9分）阿特伍德机的示意图如图所示，物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在

定滑轮上，某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。

（1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为mm。然后用托盘天平测量物块A（含挡光

片）与物块B的质量分别为〃〃和/如（已知当地的重力加速度大小为Q

（2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升力高度时与光电门传感器

相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间加，该同学只要3佥证表达式成立，则证

明系统机械能守恒。（用（1）（2）中所给物理量符号表示）。

（3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使

物块A（含挡光片）与物块8的质量相等。

（4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于轻止状态，物块B悬吊在空中静止，

之后将物块H从静止位置沿竖直方向提升〃后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器

记录下挡光片挡光的时间为/,已知当地的重力加速度大小为g,则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小

为（用（4）中所给物理量符号表示）。

（5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的

物块A（含挡光片）与物块B一起做（填“勺加速”、“匀速”或“匀减速”）运动。该同学需要验证

轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为（用题中所给物理量符号表示）。

13.（10分）如图所示为某种测量液为折射率装置的俯视图，该实验装置外侧是边长为L的正方体，过正

方体中心。、垂直.上下两而放置一衍射光栅，激光束垂直光栅平面打到。点，未加入液体时，零级衍射光

束打在后壁上的。'点，一级衍射光束打到。点:加入液体后，一级衍射光束打到b点.已知0，a=4。）=4,

衍射光栅一级衍射光束满足dsini=/l,其中d为光栅常数，/・为衍射角（衍射光束，原光束传播方向的夹角）,

尤为光的波长，光在真空中的速度为c,求：

（1）液体对激光的折射率；

（2）加入液体后，光从发出到打到〃点所需的时间。

14.（14分）如图所示，质量为机的带孔物块A穿在竖直固定的细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连

接物块A.另一端踏过轻研定滑轮连接质量为2，〃物块R.已知定滑轮到细杆的距离为乙细绳的总长度为2L.

现将系统从A与滑轮等高的位置由静止释放。已知重力加速度为g,忽略一切阻力，定滑轮大小不计，两

物块均可视为质点，求：

（I）从系统开始稀放到A下落L过程中，物块B的重力势能增加量;

（2）物块A下落的最大距离出

（3）当物块A下落3时，物块B的动能纭B。

15.（16分）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计

了电场和磁场分布如图所示，在°。平面（纸面）内，在M"x"七区间内存在平行y轴的匀强电场，

与一演=24。在”之色的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为=3d。一未知粒子

从坐标原点与x正方向成e=53。角射入，在坐标为（3d,24）的，点以速度%垂直磁场边界射入磁场，

并从（34,0）射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，sin530=0.80求：

包

（1）该未知粒子的比荷，"：

（2）匀强电场电场强度E的大小及左边界巧的值;

（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁

场左边界相切于点Q（&,）、）（未画出）。求粒子由。点运动到。点的时间4以及坐标X的值。

，了

E

O

I

【赢在高考・黄金8卷】备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）

黄金卷05

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.

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6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项

符合题目要求.

1.如图所示，x轴沿水平方向，），轴沿竖直方向，在x>0,y>0的区域内存在某种介质，其折射率随），的变

化而变化。有两束激光〃、》从同一位置射入该介质，传播路径如图，则下列说法正确的是（）

A.该介质折射率随y的增大而增大

B.。光的频率比人光的频率大

C.a光的光子能量大于力光的光子能量

D.a光的光子动量小于方光的光子动量

【答案】D

【解析】A.介质的折射率随着，，的变化而变化，由图知，,，一定时，入射角小于折射角，可知此介质的折

射率随着），的增大而减小，故A错误；

B.由光线的偏折程度知介质对光。的折射率比对光〃的折射率小，所以。光的频率比方光的频率小，故B

错误：

C.由于。光的频率比人光的频率小，所以。光的光子能量小于b光的光子能量，故C错误：

D.光子的动量为

hhv

〃=二工

由于。光的频率比方光的频率小，。光的光子动量小于〃光的光子动量，故D正确。

故选D。

2.如图所示，-一个宽L=0・20m的，u，型绝缘导轨与水平面成37。倾角固定放置…导轨区域内存在轻宜向下

的匀强磁场，磁感应强度3=1.0T。一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有/=5.0A的电

流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N,g=l（）m/s1则（）

A.若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大

B.比时导轨对金属棒的支持力大小为0.8N

C.若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大

D.此时导轨对金属棒的摩擦力大小为L4N

【答案】D

【解析】AB.对金属棒受力分析，如图所示，根据左手定则可知其所受安培力水平向右，大小为

FA=B/L=1N

导轨对金属棒的支持力大小为

FN=mgcos37°-以sin37°=0.2N

若增大电流，则安培力增大，支持力减小，故AB错误：

CD.根据平衡条件可得导轨对金屈棒的摩擦力大小为

Ff=mgsin370+FAcos370=1.4N0N

若增大磁感应强度，则安培力增大，导轨对金属棒的摩擦力会变大，故C错误，D正确：

故选D。

3.在光滑水平地面上放一个质量为2kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块M,凹槽的底端切线水平，如图所

示。质量为1kg的小物块机以u.=6m/s的水平速度从滑块M的底端沿槽上滑，恰好能到达滑块M的

顶端。重力加速度取g=1°m/s?,不计空气阻力。在小物块沿滑块加滑行的整个过程中，下列说法正

确的是（）

A.小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.3m

B.小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.6m

C.合力对滑块M的冲量大小为8Ns

D.合力对滑块M的冲量大小为16N-S

【答案】C

【解析】AB.当二者速度相等时，小物块机沿滑块M上滑的高度最大，设最大高度为/?,系统水平方向动

量守恒，以%的方向为正方向，有

mv0=(m+M)v

根据机械能守恒可知

—"八十=—(//;+A/)v2+mgh

解得

AB错误:

CD.设小物块m返I可滑块M的底端时，小物块机与滑块M的速度分别为刃、以系统水平方向动量守恒,

有

mvn=m\\+MV2

根据机械能守恒定律有

解得

H=-/=-2m/s

2”,

v2=-v0=4m/s

根据动量定理，合力对滑块M的冲量大小为

/=WV2-0=8N^

C正确，D错误。

故选C。

4.在水平面上做匀减速直线运动的质点通过0、A、8三点的过程中，其位移随时间变化规律图像如图

所示。则质点（）

B.通过A点时的速度大于4

2s(2…)

C.从A点运动到4点，速度的变化量为电

2s('_2/J

D.从A点运动到B点，速度的变化量为‘心

【答案】C

【解析】A.从。点运动到8点过程的平均速度为

-2s

v=一

i2

中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即

-2s

V,=v=一

t

212

而A的是中间位置，显然不等于中间时刻的瞬时速度，故A错误:

B.从。点运动到A点过程的平均速度为

p=i

t

由于是匀减速直线运动

%＞也〉办

故B错误;

CD.设加速度大小为a；从。点运动到A点过程，有

1

5="5码

从。点运动到8点过程，有

c1，

2'=卬2一”一

联立解得

口=2,■-2G

)

v二

0rif2(f2~ri)

从A点运动到8点，速度的变化量为

Av=-a(r2-r,)=2s⑵

’1’2

故C正确，D错误。

故选C。

5.在水平向右的匀强电场中，质量为，〃的带正电小球以初速度用竖直向上抛出，经过时间/末小球的速度

达到最小值v,则（

A.小球在最高点的速度大小为

B.小球所受合外力的大小为一~

L小:一力

C.时间/内合力对小球做功为2'

D.时间/内合外力对小球的冲量大小为他口

【答案】B

【解析】B.设重力与电场力的合力F与烧宜方向的夹角为。，将初速度正交分解为与F共线和垂直两个方

向，分速度分别为

\\=%cos3v=%sin0

垂直合力方向的分速度即最小速度，速度最小时

F

“f

m

整理得

22

F_，叫_"i%cos。_/7：v0Vl-sin0_一v

tttt

故B正确：

A.小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

尸cos9=mgFsin0=max

有运动学公式

联立得，最高点速度为

故A错误；

C.根据动能定理，时间/内合力对小球做功为

故C错误；

D.,〃口为重力冲量，小球受重力和电场力作用，则合外力对小球的冲量大小不等于〃归/，故D错误。

故选B。

6.中国在2030年之前将实现载人登月。假设质量为川的匕船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半

径的2处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为（，已知月球的自转周期为0,月球的半径为拉，弓I

力常量为G,下列说法正确的是（;

27」R

A.月球两极的重力加速度为年

3备R

B.月球的第一宇宙速度为2（

,J274

TrniR——7——；

C.当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为CTT；

庭及

D.当飞船停在月球纬度60°的区域时，其自转向心加速度为2T2

【答案】C

【解析】A.飞船做匀速圆周运动时有

Mm4乃2

G------二m—丁xl.5R

(15/?)-，

在月球两极表面时有

GMrn

解得

27/R

羯=

故A错误:

B.设月球的第一宇宙速度为匕，则有

%

咻=­

K

可得

3瓜TTR

27；

故B错误;

C.当飞船停在月球赤道的水平面上，设水平面对其支持力为E对飞船受力分析，由牛顿第二定律可得

绊.i隹丫R

解得

尸…僚一点

故C正确：

D.当飞船停在月球纬度60°的区域时，自转半径为

r=Acos60

自转向心加速度为

（2灯丫

«=——r

\T2）

解得

a=——

霓

故D错误。

故选C。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多项符

合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

7.分子势能与分子间距离的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.分子间距为々时，分子间作用力为零

B.分子mj也由逐渐增大时，分子力始终做负功

C.分子间距在。到r2之间时，分子间作用力表现为引力

D.分子间距由"增大到/的过程中，分子间的引力和斥力都逐渐减小

【答案】BD

【解析】A.根据分子间作用力做功与分子势能之间的关系可知，图像的斜率表示分子间的作用力。故当分

子间距为〃时，分子势能为零，分子间作用力不为零。故A错误：

B.分子间距由心逐渐增大时，分子势能一直增大，故分子力始终做负功。故B正确；

C.分子间距由增大到，2过程，分子势能逐渐减小，分子力做正功，故分子间距在々到，2之间时，分子

间作用力表现为斥力。故C错误；

D.分子间的引力和斥力都随着分子间距离，增大而减小，分子间距由增大到，2的过程中，分子间的引力

和斥力都逐渐减小。故D正确。

故选BD。

8.一列简谐波在，=IOxl07s时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点/，的振动图像如图乙所示，由此

可知（）

A.这列波沿x轴负方向传播

B.这列波的传播速度为20m/s

C.i=10xl（T3s后的6.25X1（T2s内,质点。运动的路程为195cm

15丘

D.i=10xl03s后再经过6.25x10%,质点/＞的位移是2cm

【答案】BD

【解析】A.由图乙可知在，=10白。-七时，质点P由平衡位置沿），轴负方向运动，结合平移法可知，这列

波沿x轴正方向传播，故A错误：

B.由图甲可知这列波的波长为之二40cm，由图乙可知周期为丁=20x1()、，则这列波的波速为

故B正确:

C.由于

加6.25xl(r2s=25丁

~T~2OxlO_3s8

可知

在3r内，。运动的路程为

=3x4x15cm=180cm

T

当LlOxlO-%时，°处于波峰位置，从波峰位置经过京运动的路程为

5,=15x(1-------)cm*4.4cm

2

所以r=lOx10飞后的6.25x10%内，质点。运动的路程为

s=6+4=184.4cm

故C错误；

D.XlOxlO为时「处于平衡位置，经过6.25x10',即经过8,质点P的位移是

,22

故D正确。

故选BDo

9.如图甲所示，质量为，〃的物块静止在竖直放置的轻弹簧上(不相连)，弹簧下端固定，劲度系数为K，

=0时刻，对物块施加一竖直向上的外力凡使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力

凡从0时刻到尸撤去前，物块的加速度。随位移x的变化关系如图乙所示。重力加速度为如忽略空气阻

力，则在物块上升过程（)

B.物块的最大加速度大小为2g

鳖

C.外力厂撤去后物块可以继续上升的最大高度为不

E二女

D.弹簧最大弹性势能P2k

【答案】ACD

【解析】A.物块静止在竖直放置的轻弹簧卜.时，弹簧的压缩量为

“螫

°k

在物块上升阶段，当物块的位移为x时，由牛顿第二定律得

厂+k（七一—〃罟=mu

解得

Fkx

a=---------

inm

F£

由ax图像可知蓝等于纵轴截距，则蔡为定值，所以厂是恒力。故A正确;

B.当x=xo时，。=0,则有

£上=0

tnm

则

F=k。=mg

kx

a=

由〃】，〃可知，当戈二°时，a最大，且最大值为

故B错误:

D.弹簧最大弹性势能为

mf>+0_"唔Jg_〃//

(>==

2TT—

故D正确;

C.设外力户撤去后物块可以继续上升的最大高度为爪从开始到物块上升到最高点的过程，由功能关系可

得

£%+与=〃7月(%+〃)

解得

故c正确。

故选ACD。

10.如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为小、阻值为R的正方形导体框八8CQ,四条平

行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线12、虚线34间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁

场，磁感应强度大小均为从已知虚线12间（称区域I）、虚线23间、虚线34间（称区域II）的距离分别

为L、2L、L»开始时导体框的C。边与虚线1重合，/=°时刻给导体框一水平向右的瞬时冲量，最终导体

框的A4边与虚线4.重合时，速度刚好减为零。下列说法正确的是（）

A.进入区域I和离开区域H时导体框中的电流方向相同

"iR

B.导体框从A8边刚离开区域I到8边刚进入区域II所用的时间为旃7

c.导体框CD边刚要离开区域II时的加速度大小为疗改

D.导体框经过区域I和区域n的过程中，产生的焦耳热之比为2”

【答案】ABC

【解析】A.由右手定则可知，导体框进入区域【的过程，从上向卜看导体框中产生的感应电流沿顺时针方

向，导体框离开区域II的过程，从上向下看导体框中产生的感应电流也沿顺时针方向，故A正确：

B.由法拉第电磁感应定律可得

-AG

E=--

△t

由闭合电路欧姆定律得

7二

R

又

△①=8A5

综合可得

设CD边刚进入区域I时导体框的速度为％,A3边刚离开区域I时导体框的速度为耳，导体框在区域1中

运动时由动量定理行

一BI\LAl[=m\\-"%)

同理，导体框在区域H中运动时由动量定理有

-BI.LAt2=O-wv)

又

~r..Hx2Z,*

/,Ar,=/AZ=-

22K

由以上解得

4BZU

v=--------v.=--------

nmR,1mR

导体框从八8边刚离开区域I到。。边刚进入区域II的过程以

v.=--------

1mR

做匀速直线运动，位移为L运动时间为

LmR

"q―2B2g

故B正确。

C.设co边刚离开区域II时导体框的速度为%,导体框从C。边刚进入区域n到。。边刚离开区域II的过

程，由动量定理有

-BI=mv2-mv1

该过程有

TAB£

3r

解得

胪£

V,=------

mR

导体框CD边刚要离开区域H时，由法拉笫电蹂感应定律得

E=BLV2

由闭合电路欧姆定律得

/=£

R

又由牛顿第二定律可知导体框的加速度为

BIL

m

解得

nrR~

故C正确：

D.由能量守恒定律得，导体框经过区域I产生的焦耳热为

导体框经过区域II产生的焦耳热为

。2/

又

%=24

解得

Q：0=3:1

故D错误。

故选ABC。

三、非选择题：本题共5小题，共56分.

11.（7分）某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：

A.待测电源（电动势约为6V,内阻约为1Q）

B.电压表（量程为3V,内阻约为6kC）

C.电流表（量程为2A,内阻约为0.3C）

D.滑动变阻器（0〜5Q,3A）

E.电阻箱（最大阻值9999.9C）

F.开关和导线若干

（I）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图甲所示的电路图，该同

学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：

①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零;

②闭合开关，缓慢调行滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V：

③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为I.5V时，电阻箱的读数为5970.0Q,

则电压表的内阻为Q，该值_______电压表内阻的真实值（选填“大于”“小于”或“等于

④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为Vo

（2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图乙所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调

节滑动变阻器的触头，读出电压表示数u和电流表示数/,作出u-/图像如图丙所示，则电源的电动势

为V,内阻为。（结果保留两位小数）。

【答案】（I）③5970.0：大于：④6：（2）5.90:0.60

【解析】（1）③④图甲是采用半偏法测电压表内阻。调整电阻箱电阻时认为电阻箱和电压表串联部分电压

不变，故电压表内阻等于电阻箱电阻。电压表的测量值为5970.0C,实际上增大电阻箱阻值时，串联部分电

压增大。当电压表示数为1.5V时，电阻箱两端电压略大于L5V,故测量值大于真实值。由于电压表和电阻

箱电阻相等，故改装后电压表量程为5V。

（2）由闭合电路欧姆定律知U/图像与纵轴交点为电源电动势，电压表示数为2.95V。则改装后的电压表

读数为5.90V,即£=5.90V,电源内组

△U2x(2.95-2.50)八…八

r=——=----------=0.60。

M1.50

12.（9分）阿特伍德机的示意图如图所示，物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在

定滑轮上，某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。

（1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为mm。然后用托盘天平测量物块A（含挡光

片）与物块B的质量分别为〃〃和/如（已知当地的重力加速度大小为Q

（2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升力高度时与光电门传感器

相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间加，该同学只要3佥证表达式成立，则证

明系统机械能守恒。（用（1）（2）中所给物理量符号表示）。

（3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使

物块A（含挡光片）与物块8的质量相等。

（4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于轻止状态，物块B悬吊在空中静止，

之后将物块H从静止位置沿竖直方向提升〃后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器

记录下挡光片挡光的时间为/,已知当地的重力加速度大小为g,则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小

为（用（4）中所给物理量符号表示）。

（5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的

物块A（含挡光片）与物块B一起做（填“勺加速”、“匀速”或“匀减速”）运动。该同学需要验证

轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为（用题中所给物理量符号表示）。

【答案】(1)6.118-6.120：(2)2d；（4）<2姆：（5）匀速

【解析】（1）由图可知，螺旋测微器读数为

J=6+0.01xll.9min=6.U91nm

（2）设挡光片高度处为零势能向，AB间的竖直高度为的，则起始A3组成的系统（含挡光片）机械能为

4=%岫

物块A（含挡光片）上升力高度时，速度为

v=一

A/

动能为

&+%）（£"）

故AB组成的系统（含挡光片）机械能为

&=口励+"%g（△万一〃）+义（〃与+〃匕）

若

片=4

即

mngh-mAgh=如〃+%）偿）

成立，则证明系统机械能守恒

（4）由自由落体运动有

"=2g”

可得轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为

v=12gH

（5）物块A（含挡光片）与物块B的质量相等时，轻绳绷紧后，物块A（含挡光片）与物块B整体的合力

为零，所以一起做匀速运动：

轻绳绷紧后，A过光电门的速度为

,d

v=一

A，

由动量守恒可得

mv=2mv

即

脚啜

13.（10分）如图所示为某种测量液为折射率装置的俯视图，该实验装置外侧是边长为心的正方体，过正

方体中心0、垂直上下两面放置一衍射光栅，激光束垂直光栅平面打到。点，未加入液体时，零级衍射光

束打在后壁上的0点，一级衍射光束打到。点;加入液体后，一级衍射光束打到。点.己知0，a=4,0，b=外,

衍射光栅一级衍射光束满足dsini=/l,其中d为光栅常数，/・为衍射角（衍射光束与原光束传播方向的夹角）,

人为光的波长，光在真空中的速度为c,求：

（1）液体对激光的折射率；

（2）加入液体后，光从发出到打到/，点所需的时间。

【解析】（1）未加入液体前，一级衍射光束衍射角正弦值为

加入液体后，一级衍射光束衍射角的正弦值为

解得液体对激光的折射率为

〃=%=《卜4+

4到44+片

（2）加入液体后，光从发出到打到〃点通过的路程为

光在液体中的传播速度

光从发出到打到b点所需时间

;嗫儡郭正

14.（14分）如图所示，质量为机的带孔物块A穿在竖直固定的细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连

接物块A,另一端跨过轻质定滑轮连接质量为2，〃物块B,已知定滑轮到细杆的距离为乙细绳的总长度为之。

现将系统从A与滑轮等高的位置由静止释放。已知重力加速度为g,忽略一切阻力，定滑轮大小不计，两

物块均可视为质点，求：

（I）从系统开始释放到A下落L过程中，物块B的重力势能增加量;

（2）物块A下落的最大距离出

心

（3）当物块A下落3时，物块B的动能线B。

…d=^-LE^="害~mgL

【答案】⑴闰('&：(2)3；⑶3

【解析】（I）设物块A下落心时，物块B上升的高度为〃，物块B重力势能的增加量为△纥8,由几何关

系，有

h=>ll3+13-L

可得

△%=2mgh

得

△与B=2（&一l）〃?gL

（2）对AB组成的系统，由机械能守恒定律，有

mgd=2mg（，尸+2]-L）

得

d=-L

3

皂L

（3）设A下落3时，细绳与水平方向的夹角为。，物块B上升的高度为力B,由几何关系，有

由A物块和B物块在沿绳方向的速度相等，有

匕、sina=%

对AB组成的系统，由机械能守恒定律，有

15.（16分）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计

了电场和磁场分布如图所示，在°。平面（纸面）内，在玉"X"七区间内存在平行y轴的匀强电场，

X=3J

X2-Xx=2dn在”之巧的区间内存在垂育纸面向外的匀强磁场,磁感应弼度大小为小3„一未知粒子

从坐标原点与X正方向成0=53°角射入，在坐标为（3d,24）的尸点以速度力垂直磁场边界射入磁场，

并从（3d,0）射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，sin530=0.80求：

（1）该未知粒子的比荷，〃：

（2）匀强电场电场强度E的大小及左边界/的值；

（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁

场左边界相切于点Q（七,为）（未画出）。求粒子由。点运动到。点的时间八以及坐标力的值。

生=2_〃=位x=~r=—

【答案】⑴，〃加：⑵3,X'~2.（3）32%,%=d

【解析】（I）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得

q%B=〃喟

又

R=d

联立解得粒子的比荷为

J%

mBd

（2）粒了的轨迹如图所示

2d=v0Z,

vY=%tan53°=叫

a金

m

联立解得匀强电场电场强度大小为

公溺

3

由几何关系可得

内tan53°+Jal；=2d

解得

d

（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示

由

qvB=mcov

可得

m

3

一71

即角速度为•定值，乂可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为2，则有

◎2%

取一小段时间△，，对粒子在x方向上列动量定理（如图）

-kvsin6^-A/-qvBcos0-A/=/〃△匕

两边同时对过程求和

y^-h^sin，•4+>,-qvBcoti。A/=>,/必匕

可得

A£-vsin夕A/+qB^-vcosG-A/=△匕

即

+qB，&y=/〃>A匕

其中

攵5_Ar=O

则有

qB“=一〃八b

结合

幺=2_

mBd

可得

△y=q—

qB

故有

yy-2d-d=d

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