2025年天一大联考高考物理段考试卷（六）

第1页（共1页）2025年天一大联考高考物理段考试卷（六）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．（4分）如图所示为氢原子的能级示意图，其为玻尔氢原子结构模型的重要内容。下列有关玻尔氢原子模型的说法中正确的是（）A．玻尔氢原子模型预言了氢原子光谱是连续光谱 B．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，一定能产生3种不同频率的光 C．一个氢原子由低能级向高能级跃迁时吸收能量，原子能量增大但核外电子的动能却减小 D．“巴耳末系”指氢原子由n＝3，4，5…能级，向n＝2能级跃迁时所辐射的光子形成的线系。该线系中，由n＝3向n＝2跃迁时释放的光子粒子性最强，而波动性最弱2．（4分）如图所示，实线为某静电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下在电场中的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三个点。下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电 B．粒子的加速度先增大后减小 C．a、b、c三点的场强大小关系为Ea＜Eb＜Ec D．a、b、c三点的电势关系为2φb＝φa+φc3．（4分）高铁因其高效便捷而成为人们出行常选的交通工具。一列长201.5m的高铁列车从车头到达站台端点到最终停下，历时69s，停下时车尾超过该端点恰好80m。若将列车进站过程视为匀减速直线运动，则列车驶入站台时速度的大小约为（）A．5.84m/s B．8.16m/s C．11.68m/s D．16.32m/s4．（4分）如图所示，容器内一定质量的理想气体由状态1开始经历过程1→2→3→4→1回到初始状态。其中，过程1→2和3→4为等温变化，2→3和4→1为等容变化，则下列判断中正确的是（）A．在1→2的过程中，单个气体分子对容器壁的平均冲力逐渐减小 B．处于状态2时气体的每个分子的速率都比处于状态3时的要大 C．在3→4的过程中，外界对气体做功，气体内能增大 D．整个循环1→2→3→4→1过程，气体对外做的功等于从外界吸收的热量5．（4分）一列简谐横波沿x轴负方向传播，在两个不同时刻的波形如图所示，其中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t1＝1s时刻的波形图。由此可知，平衡位置坐标为x=-2A． B． C． D．6．（4分）某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是（）A．仅将P1向上调，电压表示数会增大 B．仅将P1向上调，电流表示数会减小 C．若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将P2向下调 D．演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器R的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变7．（4分）北京时间2024年10月30日4时27分神舟十九号成功发射，并于10月30日上午11时与天宫空间站成功对接，天宫空间站迎来蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名新乘组入驻。现将此过程简化为如图所示：先将神舟飞船发射至近地圆轨道运行，再由M点加速进入图中的椭圆转移轨道，运动半个椭圆后，在N点与天宫空间站实现对接，已知天宫空间站做匀速圆周运动的轨道离地球表面的高度为h。若将地球视为半径为R的匀质球体，近地轨道离地高度忽略不计，地球表面重力加速度为g，则神舟十九号由M运动至N所用时间为（）A．π•(h+2R)32gR2 C．π•(h+2R)3gR2二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）8．（6分）如图1所示，在“亲子活动”中，一位勇敢的宝宝在父母的鼓励与保护下，沿绳梯缓缓而行最终顺利登顶完成自我挑战。现将宝宝攀登过程中的某一瞬间简化成图2所示情景：两段轻绳与质量为m的小球P相连，右绳的一端固定在墙壁上的A点，左绳的一端与水平地面上质量为M的物块Q相连于B点，系统保持静止。已知绳PA与竖直墙壁成α＝45°角，绳PB与水平方向成β＝15°角，重力加速度为g，sin75°=6+2A．绳PA与绳PB中的张力大小相等 B．绳PB中的张力大小为2mg C．物块Q所受地面的摩擦力大小为1+32D．物块Q对地面的压力大小为（m+M）g（多选）9．（6分）如图1所示，一位游客在体验激情满满的“彩虹滑道”时，从某一高度由静止滑下，其（游客及装备）机械能E与滑动距离x的关系图线如图2所示。该游客整个运动过程可视为沿倾角为30°的斜面和水平地面的两段直线运动，以水平地面为重力势能零势能面，重力加速度g取10m/s2，则由此可知（）A．游客开始下滑时距地面的高度为6m B．游客及装备的总质量为80kg C．游客沿斜面滑动时加速度大小为1.7m/s2 D．滑行装备与水平地面间的动摩擦因数为0.8（多选）10．（6分）如图所示，在真空中有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场内O点有一粒子源，可以不断释放初速度可忽略不计、质量为m、带电量为q的带电微粒。在磁场中O点下方设置一水平探测板，O′为O在探测板上的投影点，在其右侧有带电微粒到达P点。逐渐增大板与O点间的距离，当距离增大至d时，探测板恰好没有带电微粒到达。已知知探测板面积足够大，不计微粒间的相互作用，微粒打到探测板上后即被吸收，重力加速度为g，则下列判断中正确的是（）A．粒子带正电 B．磁场磁感应强度大小为mqC．当探测板到O点间的距离为d2时，微粒在磁场中运动的时间为πD．当探测板到O点间的距离为d2时，微粒打在探测板上时速度的大小为三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）用图1所示的装置探究向心力与线速度之间的关系。光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R，边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间Δt。（1）为了测量滑块做圆周运动的线速度，需测量遮光片的宽度。用游标卡尺测量遮光片宽度d如图2所示，则d＝mm。（2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为Δt，则滑块做圆周运动线速度的大小为v＝（用Δt、d、R、r表示）。（3）保持滑块质量及滑块到转轴的距离不变，仅改变电机转速，测量多组不同Δt及对应传感器的示数F，采用图像法处理数据，得到图3所示图线。已知图线斜率为k，若误差允许的范围内滑块的质量m＝（用k、d、R、r表示），则可知质量及半径不变时，向心力与线速度的平方成正比。12．（10分）某同学要测量一电池的电动势和内阻及未知电阻Rx的阻值。（1）该同学用量程为0～15V直流电压表，用导线把电压表的正负接线柱直接与电源正极连接，指针如图1所示，示数为V。（2）把多用电表的选择开关调到“×10”的欧姆挡，欧姆调零后，把多用电表的红表笔、黑表笔分别与电阻Rx的两端连接，示数如图2所示，指针偏转过大，应将选择开关调到（填“×100”或“×1”）挡，欧姆调零后重新测量。（3）为了更准确测量，可选用的实验器材有：A.电压表V1（0～15V，内阻约15kΩ）B.电压表V2（0～10V，内阻约10kΩ）C.电流表A（0～2A，内阻1Ω）D.滑动变阻器R1（总阻值10Ω）E.滑动变阻器R2（总阻值200Ω）F.待测电阻RxG.开关、导线若干（4）该同学设计了如图3所示的电路进行实验，其中滑动变阻器应选（填选项序号）。调节滑动变阻器记录多组数据，并画出了U1﹣I、U2﹣I图像分别如图4、5所示，数据图中已标出，由图可得电源的内阻为Ω，待测电阻Rx＝Ω（结果均保留1位小数）。13．（10分）如图所示，水面下深度为h处有一点光源S，光源发出的光能从水面直接射出的区域为一圆形区域。已知水对该光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c。求：（1）圆形区域的半径；（2）从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间t。14．（12分）随着福建舰舰载机的成功弹射，“电磁弹射”再次成为热门话题。一物理兴趣小组尝试用如图所示的装置来展开实验探究：图中，电源电动势E＝2.5V，电容器电容C＝0.2F，间距为d＝0.1m、电阻不计的两光滑平行导轨水平固定在平台上，平台距水平地面的高度为h＝1.25m，导轨处于竖直方向的匀强磁场中，质量m＝18g的金属棒（电阻未知）垂直导轨放在靠近导轨的左端保持静止。先把单刀双掷开关接1，给电容器充电，待充电结束后再将单刀双掷开关接2，金属棒即沿导轨加速并从导轨末端水平射出，导轨末端到金属棒落地点间的水平距离即金属棒的射程。在实验过程中，同学们发现调节轨道长度可以改变金属棒的射程，且射程存在最大值xm=53m。已知重力加速度g取10m/s（1）离开水平导轨时金属棒所能获得的最大动能Ekm；（2）匀强磁场磁感应强度B的方向和大小可能值。15．（16分）如图1所示，平板A放置于水平地面上，紧邻其左端固定有一曲面光滑的斜劈，曲面末端切线水平且与A上表面处于同一水平面内，在A上放有一质量为2kg的物块B，系统保持静止。现将一质量为1kg的物块C自曲面上某点由静止释放，C滑上A上表面，在t＝0时刻与B发生弹性正碰，碰撞后A、B一段时间内的速度—时间图像如图2所示，已知t＝0.2s时物块C脱离平板A。物块B、C均可视为质点，与平板A间的动摩擦因数相同。而A与地面间的动摩擦因数为0.112，重力加速度g取10m/s2。求：（1）物块C与B碰撞前后C的速度v0和vC；（2）物块C与平板A间的动摩擦因数μ和C由曲面上释放时距A上表面的高度h；（3）平板A的质量M及长度的最小值L。

2025年天一大联考高考物理段考试卷（六）参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）题号1234567答案CBBDABB二．多选题（共3小题）题号8910答案BCADABC一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．（4分）如图所示为氢原子的能级示意图，其为玻尔氢原子结构模型的重要内容。下列有关玻尔氢原子模型的说法中正确的是（）A．玻尔氢原子模型预言了氢原子光谱是连续光谱 B．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，一定能产生3种不同频率的光 C．一个氢原子由低能级向高能级跃迁时吸收能量，原子能量增大但核外电子的动能却减小 D．“巴耳末系”指氢原子由n＝3，4，5…能级，向n＝2能级跃迁时所辐射的光子形成的线系。该线系中，由n＝3向n＝2跃迁时释放的光子粒子性最强，而波动性最弱【分析】氢原子光谱是不连续光谱；一个处于n能级的氢原子，最多可以辐射出n﹣1种不同频率的光子；根据库仑力提供向心力分析不同能级上电子动能的大小关系；光子的频率越大，粒子性越强，波动性越弱。【解答】解：A.玻尔氢原子模型预言了氢原子光谱是不连续光谱，故A错误；B.一个处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出3种不同频率的光，故B错误；C一个氢原子由低能级向高能级跃迁时吸收能量，原子能量变大，轨道半径变大，根据库仑力提供向心力keD.从n＝3向n＝2跃迁是“巴耳末系”中能级差最小的跃迁，辐射出的光子能量最小，波长最大，频率最小，是该线系中波动性最强，粒子性最弱的光子，故D错误。故选：C。【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差。2．（4分）如图所示，实线为某静电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下在电场中的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三个点。下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电 B．粒子的加速度先增大后减小 C．a、b、c三点的场强大小关系为Ea＜Eb＜Ec D．a、b、c三点的电势关系为2φb＝φa+φc【分析】A.结合曲线运动的特点及题图，即可分析判断；BC.同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，结合qE＝ma，即可分析判断；D.沿电场线方向，电势逐渐降低，据此分析判断。【解答】解：A.粒子做曲线运动，所受电场力方向指向运动轨迹凹侧，大致向下，则与电场强度方向相反，则粒子一定带负电，故A错误；BC.同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，则由图可知，不论粒子由a到c，还是由c到a，电场强度都先增大后减小，且a、b、c三点中，b点的电场强度最大，则由qE＝ma可知，粒子的加速度先增大后减小，故B正确，C错误；D.沿电场线方向，电势逐渐降低，则φc＞φb＞φa，无其他相关数据，则无法确定这三处电势的等量关系，故D错误；故选：B。【点评】本题主要考查带电粒子的轨迹、受力、电性、电场方向的互判，解题时需注意，轨迹类问题的解题突破点在于，根据轨迹分析出粒子受到的电场力方向，再结合电场中各物理量的参数特点与关系分析各物理量的情况。3．（4分）高铁因其高效便捷而成为人们出行常选的交通工具。一列长201.5m的高铁列车从车头到达站台端点到最终停下，历时69s，停下时车尾超过该端点恰好80m。若将列车进站过程视为匀减速直线运动，则列车驶入站台时速度的大小约为（）A．5.84m/s B．8.16m/s C．11.68m/s D．16.32m/s【分析】根据位移—时间及平均速度公式x=v【解答】解：根据位移—时间及平均速度公式可知x=代入数据解得v0=2×(201.5+80)故B正确，ACD错误；故选：B。【点评】注意列车经过的距离，根据逆向思维选择合理的公式进行解答。4．（4分）如图所示，容器内一定质量的理想气体由状态1开始经历过程1→2→3→4→1回到初始状态。其中，过程1→2和3→4为等温变化，2→3和4→1为等容变化，则下列判断中正确的是（）A．在1→2的过程中，单个气体分子对容器壁的平均冲力逐渐减小 B．处于状态2时气体的每个分子的速率都比处于状态3时的要大 C．在3→4的过程中，外界对气体做功，气体内能增大 D．整个循环1→2→3→4→1过程，气体对外做的功等于从外界吸收的热量【分析】温度是分子平均动能的标志，单个气体分子对容器壁的平均冲力取决于分子的平均动能；温度高时分子的平均动能大，分子的平均速率大，但并不是每个分子的速率都大；理想气体的内能只与温度有关，温度不变时，气体的内能不变，由热力学第一定律判断功与热量的关系。【解答】解：A、由题意可知，气体在1→2的过程中，是等温变化，温度不变。温度是分子平均动能的标志，所以分子的平均动能不变，单个气体分子对容器壁的平均冲力取决于分子的平均动能，因此单个气体分子对容器壁的平均冲力不变，故A错误；B、气体从状态2到状态3是等容变化，压强减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，只能说明状态2时分子的平均动能比状态3时大，但不能说状态2时气体的每个分子的速率都比状态3时的大，因为分子的速率分布是遵循统计规律的，存在速率较小和较大的分子，故B错误；C、在3→4的过程中，是等温变化，温度不变，而理想气体的内能只与温度有关，所以气体内能不变。此过程中体积减小，外界对气体做功，故C错误；D、整个循环1→2→3→4→1过程，气体内能不变，即有：ΔU＝0，根据热力学第一定律可得：ΔU＝W+Q，解得：Q＝﹣W，由此可知气体对外做的功等于从外界吸收的热量，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了理想气体状态变化的图像问题，看清图像的横、纵坐标，根据图像特点判断气体的状态变化，得出气体对外做功情况，再联系热力学第一定律即可分析得出结论。5．（4分）一列简谐横波沿x轴负方向传播，在两个不同时刻的波形如图所示，其中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t1＝1s时刻的波形图。由此可知，平衡位置坐标为x=-2A． B． C． D．【分析】先分析质点P在t＝0时刻的位置和运动方向，然后根据振动图像分析即可。【解答】解：根据上下坡法可知x=-23m的质点P在t＝0时刻处于平衡位置下方，且正在向下运动，其周期可能为T'=1故选：A。【点评】知道质点P在t＝0时刻的位置和运动方向是解题的关键。6．（4分）某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是（）A．仅将P1向上调，电压表示数会增大 B．仅将P1向上调，电流表示数会减小 C．若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将P2向下调 D．演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器R的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变【分析】将变压器电路进行等效处理，根据理想变压器电压和电流与匝数的关系，分析原线圈匝数变化后电表的变化；用户增多后，根据理想变压器原副线圈功率关系分析输电线上电流变化，得出输电线上损失电压变化情况，从而确定降压变压器副线圈的调节措施；同理分析夜深后输出功率减小，滑动变阻器的调节措施。【解答】解：AB.先把电阻R和降压变压器看成等效电阻，当P1上调时，初级匝数增加，升压变压器输出电压会降低，输电电流减小，即电流表示数减小，由于降压变压器的匝数比不变，故降压变压器次级电流减小，次级电压降低，电压表示数会减小，故A错误，B正确；C.用户电器间是并联关系，故“用户增多”时R阻值会减小，此时输电电流增大，输电线电压损失增大，降压变压器输入、输出电压均减小，应将P2向上调，故C错误；D.“夜深了”，电网用户会减少，输电线电流减小，电压损失减小，降压变压器输入、输出电压增大，电压表示数增大，故D错误。故选：B。【点评】对于远距离输电问题，一定要理清整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关。7．（4分）北京时间2024年10月30日4时27分神舟十九号成功发射，并于10月30日上午11时与天宫空间站成功对接，天宫空间站迎来蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名新乘组入驻。现将此过程简化为如图所示：先将神舟飞船发射至近地圆轨道运行，再由M点加速进入图中的椭圆转移轨道，运动半个椭圆后，在N点与天宫空间站实现对接，已知天宫空间站做匀速圆周运动的轨道离地球表面的高度为h。若将地球视为半径为R的匀质球体，近地轨道离地高度忽略不计，地球表面重力加速度为g，则神舟十九号由M运动至N所用时间为（）A．π•(h+2R)32gR2 C．π•(h+2R)3gR2【分析】结合题意，确定椭圆轨道及近地圆轨道相关参量，由开普勒第三定律、万有引力提供向心力分别列式，再结合神舟十九号由M运动至N所用时间与椭圆轨道周期的关系，即可分析判断ABCD正误。【解答】解：设椭圆轨道的周期为T、半长轴为a，近地点距离为地球半径R，远地点距离为天宫空间站轨道半径R+h，则半长轴为：a=R+(R+h)由开普勒第三定律可知：a3由万有引力提供向心力得：GMmR由题意在，神舟十九号由M运动至N所用时间为：t=T联立可得：t=π故B正确，ACD错误；故选：B。【点评】本题考查开普勒三大定律，解题时需注意，开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动规律的总结，它也适用于其他天体的运动。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）8．（6分）如图1所示，在“亲子活动”中，一位勇敢的宝宝在父母的鼓励与保护下，沿绳梯缓缓而行最终顺利登顶完成自我挑战。现将宝宝攀登过程中的某一瞬间简化成图2所示情景：两段轻绳与质量为m的小球P相连，右绳的一端固定在墙壁上的A点，左绳的一端与水平地面上质量为M的物块Q相连于B点，系统保持静止。已知绳PA与竖直墙壁成α＝45°角，绳PB与水平方向成β＝15°角，重力加速度为g，sin75°=6+2A．绳PA与绳PB中的张力大小相等 B．绳PB中的张力大小为2mg C．物块Q所受地面的摩擦力大小为1+32D．物块Q对地面的压力大小为（m+M）g【分析】对小球受力，根据正弦定理分析AB，将P、Q视为一个整体，根据共点力平衡条件解答。【解答】解：AB、小球处于静止状态，其受力如图所示可知TA＞TB且T解得TA=2+62故A错误，B正确；C、将P、Q视为一个整体，则其受四个力保持平衡，其中Q所受地面的静摩擦力f＝TAsin45°解得f=1+故C正确；D、而Q所受地面支持力N＝（m+M）g﹣TAcos45°解得N＝（M+1-由牛顿第三定律可知，物块Q对地面的压力大小为（M+1-故选：BC。【点评】本题主要考查了共点力的平衡问题，熟悉物体的受力分析，选择合适的研究对象，结合几何关系即可完成解答。（多选）9．（6分）如图1所示，一位游客在体验激情满满的“彩虹滑道”时，从某一高度由静止滑下，其（游客及装备）机械能E与滑动距离x的关系图线如图2所示。该游客整个运动过程可视为沿倾角为30°的斜面和水平地面的两段直线运动，以水平地面为重力势能零势能面，重力加速度g取10m/s2，则由此可知（）A．游客开始下滑时距地面的高度为6m B．游客及装备的总质量为80kg C．游客沿斜面滑动时加速度大小为1.7m/s2 D．滑行装备与水平地面间的动摩擦因数为0.8【分析】A.根据几何关系求解；B.根据起点位置的机械能计算；CD.根据W外＝ΔE和牛顿第二定律计算；【解答】解：A.由图2可知斜面长L＝12m，斜面高度h＝Lsin30°＝12×1B.游客在起点位置时，速度为零，有E0＝mgh，代入数据可得m＝60kg，故B错误；C.游客在斜面上滑行的过程由W外＝ΔE有：μ1mgcos30°x1＝ΔE，根据牛顿第二定律有：mgsin30°﹣μ1mgcos30°＝ma，代入数据可得a＝3.3m/s2，故C错误；D.游客在地面滑行时有：μ2mgx2＝ΔE′，代入数据可得μ2＝0.8，故D正确；故选：AD。【点评】本题考查机械能与图像相结合的问题，掌握牛顿第二定律和W外＝ΔE是解答本题的关键。（多选）10．（6分）如图所示，在真空中有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场内O点有一粒子源，可以不断释放初速度可忽略不计、质量为m、带电量为q的带电微粒。在磁场中O点下方设置一水平探测板，O′为O在探测板上的投影点，在其右侧有带电微粒到达P点。逐渐增大板与O点间的距离，当距离增大至d时，探测板恰好没有带电微粒到达。已知知探测板面积足够大，不计微粒间的相互作用，微粒打到探测板上后即被吸收，重力加速度为g，则下列判断中正确的是（）A．粒子带正电 B．磁场磁感应强度大小为mqC．当探测板到O点间的距离为d2时，微粒在磁场中运动的时间为πD．当探测板到O点间的距离为d2时，微粒打在探测板上时速度的大小为【分析】A.根据洛伦兹力方向判断粒子电性；B.根据配速法求出磁场磁感应强度大小；C.根据时间公式求微粒在磁场中运动的时间；D.根据合速度公式求微粒打在探测板上时速度的大小。【解答】解：A.粒子离开粒子源在重力作用下加速进而受洛伦兹力向右偏转，故粒子带正电，A正确；B.因粒子初速度不计，运用“配速法”将粒子在叠加场中的运动分解为：分运动一，水平向右的匀速直线运动，其速度为v1=分运动二，水平向左速率为v2因受磁场力作用做逆时针圆周运动，而半径为R=m因当探测板与O点间的距离为d时，探测板恰好没有带电粒子到达，故有d=2R=2解得B=m且知周期为T=2πd故B正确；C.当探测板与O点间的距离为d2t=T故C正确；D.而粒子打到探测板上时的速度大小为v=v故D错误。故选：ABC。【点评】本题考查带电粒子在叠加场中的运动，检测学生的分析综合能力。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）用图1所示的装置探究向心力与线速度之间的关系。光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R，边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间Δt。（1）为了测量滑块做圆周运动的线速度，需测量遮光片的宽度。用游标卡尺测量遮光片宽度d如图2所示，则d＝5.30mm。（2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为Δt，则滑块做圆周运动线速度的大小为v＝rdΔtR（3）保持滑块质量及滑块到转轴的距离不变，仅改变电机转速，测量多组不同Δt及对应传感器的示数F，采用图像法处理数据，得到图3所示图线。已知图线斜率为k，若误差允许的范围内滑块的质量m＝kR2【分析】（1）根据游标卡尺精确度读数；（2）滑块和光片是同轴转动，根据光电门遮光时间解得速度，从而计算滑块的速度；（3）根据牛顿第二定律列式，解得图像的表达式，根据图像的斜率求解滑块的质量。【解答】解：（1）游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为5mm+6×0.05mm＝5.30mm（2）滑块和光片是同轴转动，则滑块的角速度等于遮光片的角速度，遮光片的速度为v'=则滑块的线速度表达式v＝rω＝rv′解得v=（3）根据向心力公式F＝mv2r结合vF＝mr根据图像的斜率可知k＝mr解得m=故答案为：（1）5.30；（2）rdΔtR；（3）【点评】本题考查探究圆周运动的相关参数问题，向心力，要求学生熟练掌握实验原理，实验器材、数据处理和误差分析。12．（10分）某同学要测量一电池的电动势和内阻及未知电阻Rx的阻值。（1）该同学用量程为0～15V直流电压表，用导线把电压表的正负接线柱直接与电源正极连接，指针如图1所示，示数为9.8V。（2）把多用电表的选择开关调到“×10”的欧姆挡，欧姆调零后，把多用电表的红表笔、黑表笔分别与电阻Rx的两端连接，示数如图2所示，指针偏转过大，应将选择开关调到×1（填“×100”或“×1”）挡，欧姆调零后重新测量。（3）为了更准确测量，可选用的实验器材有：A.电压表V1（0～15V，内阻约15kΩ）B.电压表V2（0～10V，内阻约10kΩ）C.电流表A（0～2A，内阻1Ω）D.滑动变阻器R1（总阻值10Ω）E.滑动变阻器R2（总阻值200Ω）F.待测电阻RxG.开关、导线若干（4）该同学设计了如图3所示的电路进行实验，其中滑动变阻器应选D（填选项序号）。调节滑动变阻器记录多组数据，并画出了U1﹣I、U2﹣I图像分别如图4、5所示，数据图中已标出，由图可得电源的内阻为1.0Ω，待测电阻Rx＝4.0Ω（结果均保留1位小数）。【分析】（1）根据电压表量程读数；（2）根据欧姆表使用方法解答；（4）根据闭合电路欧姆定律结合图像分析。【解答】解：（1）电压表量程为0～15V，每小格是0.5V，所以示数是9.8V。（2）由题图2可知待测电阻阻值比较小，应换用×1挡位。（4）电流表量程0～2A，滑动变阻器200Ω的太大，应选用总阻值10Ω的滑动变阻器，根据闭合电路欧姆定律有E＝U1+I（RA+r）变形可得U1＝E﹣I（RA+r）由题图4可得电源的内阻r=ΔU1ΔI-RA=根据闭合电路欧姆定律有E＝U2+I（RA+Rx+r）待测电阻Rx=ΔU2ΔI-RA﹣r=10.0-4.01.0故答案为：（1）9.8；（2）×1；（4）D；1.0；4.0【点评】本题以测电池的电动势、内阻和定值电阻实验为背景，考查电表的读数、仪器的选择、数据处理及误差分析，考查考生的实验探究能力，注意图像斜率与截距的物理意义。13．（10分）如图所示，水面下深度为h处有一点光源S，光源发出的光能从水面直接射出的区域为一圆形区域。已知水对该光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c。求：（1）圆形区域的半径；（2）从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间t。【分析】（1）结合题意，画光路图，由临界角与折射率的关系、几何知识列式，即可分析求解；（2）最长时间对应路径最长的光线，由几何关系、速度与时间的关系、折射率与光速的关系分别列式，即可分析求解。【解答】解：（1）设临界角为C，圆形区域的半径为r，则刚好发生全反射的临界光线如下图所示：由临界角与折射率的关系、几何知识可得：sinC=r解得：r=h（2）最长时间对应路径最长的光线，即（1）中临界角对应的光线，路径长度为：L=r则：t=L且：v=c联立可得：t=h答：（1）圆形区域的半径为hn（2）从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间t为hn【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。14．（12分）随着福建舰舰载机的成功弹射，“电磁弹射”再次成为热门话题。一物理兴趣小组尝试用如图所示的装置来展开实验探究：图中，电源电动势E＝2.5V，电容器电容C＝0.2F，间距为d＝0.1m、电阻不计的两光滑平行导轨水平固定在平台上，平台距水平地面的高度为h＝1.25m，导轨处于竖直方向的匀强磁场中，质量m＝18g的金属棒（电阻未知）垂直导轨放在靠近导轨的左端保持静止。先把单刀双掷开关接1，给电容器充电，待充电结束后再将单刀双掷开关接2，金属棒即沿导轨加速并从导轨末端水平射出，导轨末端到金属棒落地点间的水平距离即金属棒的射程。在实验过程中，同学们发现调节轨道长度可以改变金属棒的射程，且射程存在最大值xm=53m。已知重力加速度g取10m/s（1）离开水平导轨时金属棒所能获得的最大动能Ekm；（2）匀强磁场磁感应强度B的方向和大小可能值。【分析】（1）由平抛运动特点，可计算金属棒的水平速度最大值，结合其质量，即可计算金属棒的最大动能；（2）由金属棒收到的安培力方向，电流方向，结合左手定则，即可分析磁感应强度方向；由金属棒取得最大值的临界条件，结合动量定理，即可计算磁感应强度的可能值。【解答】解：（1）由平抛运动特点，可得金属棒的水平速度最大值满足：xm＝vmt，竖直方向：h=1结合其质量，金属棒的最大动能：Ekm=1（2）由金属棒收到的安培力方向为水平向右，结合电源的电动势高度，可知电流方向，根据左手定则可知磁感应强度方向为竖直向上；由金属棒取得最大值的临界条件：金属棒产生的