2024届安徽省华大新高考联盟高三年级下册4月联合测评二模物理试卷（含答案与解析）

华大新高考联盟2024届高三4月教学质量测评

物理

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在

答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写

在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿

纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后.请将本试卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合题目要求的。

1.2023年12月7日，锦屏大设施正式投入科学运行，是我国又一项“国之重器”，其主要功能是为前沿

物理科学研究提供不受宇宙射线影响的实验环境。当宇宙射线中的高能粒子撞击地球大气层中大气原子核

时会产生二次粒子簇射.一宇宙射线中的戊粒子与大气中氮原子核发生作用的核反应方程为

2U。下列说法中正确的是()

A.该核反应为戊衰变B.X粒子由汤姆孙发现

C.该核反应中X为光子D.该核反应电荷数守恒，质量数也守恒

2.光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包

层构成，如图所示，和8为光导纤维横截面的直径，与平行，和长度均为d,一束单

色光经的中点与A3横截面成45。角从空气入射到光导纤维中，折射光线与的夹角为30。，光在真

空中传播的速度大小为c,则下列说法中正确的是()

d

内芯

A.光导纤维对该单色光的折射率为池

2

B.光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率

C.如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射

D.若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从A8传播到C。所用的最长时间为下

3.某物理兴趣小组设计了一个在空间站内完全失重状态下测量物体质量装置，如图所示为一个U型支

架，两侧为竖直挡板，挡板上固定两根非常光滑的平行水平长杆，将一个质量为加°的箱子穿在水平长杆

上，箱子可以在杆上自由滑动，用一根轻绳固定在箱子上，可以通过一小电机给箱子施加一个恒力，两侧

竖直挡板上各有一个光电计时器开关（图中未画出），可以实现自动控制光电计时器计时。初始时箱子紧

靠左侧挡板，现启动小电机，箱子在恒定拉力作用下从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器在箱子离开

左侧挡板时开始计时，到达右侧挡板时停止计时，光电计时器记录的时间为％，现将一待测物体放入箱子

里固定，再次启动小电机，箱子再次从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器记录的时间为4,则待测物

体的质量加为（）

,连接小电机

左侧

挡板'箱子水平长杆

右侧挡板

4.2023年11月10日，我国首条具有完全自主知识产权的超高速低真空管道磁浮交通系统试验线一高速

飞车大同（阳高）试验线一期主体工程完工，其速度能达1000千米/时以上，标志着我国在新型交通领域

的研究已迈入世界先进行列。如图所示.高速飞车的质量为"%额定功率为兄，列车以额定功率兄在平

直轨道上从静止开始运动，经时间f达到该功率下的最大速度，设恒定阻力为耳，则（）

F

A.列车达到的最大速率等于£fB,列车达到最大速度前加速度与牵引力成正比

mPmP0

C.列车在时间r内牵引力做功大于oD.在时间r内列车位移大于

2F：耳一可

5.如图，为半圆的直径，。为半圆的图心,C为圆上的一点，0C与直径AB垂直，两个等量异种点电

荷尸、。分别置于A、B两点，现使点电荷尸从A点出发，沿半圆弧向C点缓慢移动，在移动的过程中,

A.0点的电场强度大小逐渐增大

B.0c直线上零电势点先向下移动再向上移动

C.若在。点放一负试探电荷，则试探电荷的电势能逐渐增大

D.若在O点放一正试探电荷，则试探电荷受到的静电力方向始终与电荷尸。的连线平行

6.一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，平衡位置分别位于石=5m和％=25m

的尸、。两质点在此时刻的位移均为y=5cm,此时刻质点尸正沿y轴负方向运动，已知该简谐横波传播

的周期为T=6s,则下列说法中正确的是（）

八y/cm

A.该简谐横波沿x轴负方向传播

兀5兀）

［+—l（cm）

C.该简谐横波的波长为70m

D.该简谐横波传播的速度大小为15m/s

7.用材料相同粗细均匀的导线做成如图所示的单匝线圈，线圈构成一个闭合回路。左侧小圆的半径为

2d,中间大圆的半径为3d,右侧小圆的半径为d,左侧两圆连接处缺口的长度可忽略不计，右侧两圆错开

相交连通（麻花状），将线圈固定在与线圈所在平面垂直的磁场中，磁感应强度大小为3=线+8,式中

的线和上为常量，则线圈中感应电动势的大小为（

左左

A.147rd2B.127rd2C.6兀d2kD.47Vd2k

8.2023年10月26H,神舟十七号载人飞船成功对接空间站“天和”核心舱，六名航天员进行了太空会师,

开启了中国空间站长期有人驻留的新时代。已知中国空间站运行轨道面与地球赤道面的夹角约为41.5。，运

行周期为1.5h,地球自转周期为24h,一颗地球同步静止卫星位于地球赤道上空，示意图如图所示。某时

刻，中国空间站和这颗同步卫星相距最近，从此时刻开始计时，再次相距最近所需时间为（）

同步卫星轨道

C.1.6hD.0.8h

二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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。

9.近几年来，中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图，其中发

电机的矩形线圈长为2£、宽为L匝数为N,电阻不计，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想

变压器的原、副线图匝数分别为%、4和〃2,两个副线圈分别接有电阻鸟和耳。当线圈绕垂直于磁场的

轴匀速转动时，通过电阻尺的电流为/,下列说法正确的是（）

3口

1

\B:2

A.原线圈电压为U0=5明

"o

B.通过电阻&的电流为A=芸/

C.通过原线圈的电流为/o=（丛+'嗅］/

Jo勺%鸟?

D.矩形线圈在匀强磁场中转动的角速度为。=叵磔

10.如图所示为蛤蟆夯，工作时铁坨转动，带动夯跳起向前移动砸实地基。因工作方式像蛙跳而得名。其

结构可等效为如图乙所示的示意图，质量为3相的夯架，夯架上。点有一水平转轴，一质量为优的铁蛇通

过一半径为R的轻杆连接在转轴上，铁蛇可以绕转轴在竖直面内做圆周运动。在一次检测夯性能时杆在竖

直方向上，铁蛇静止于最低点4现给铁碗一个水平方向的初速度%=J就，之后铁蛇在竖直平面内做

逆时针方向的圆周运动，支架相对地面始终保持静止。已知铁蛇可视为质点，重力加速度大小为g,不计

转轴处的摩擦和转轴重力，不计空气阻力，则在铁蛇运动过程中以下说法正确的是（）

A.铁坨运动到最高点时对杆的弹力最小

B.支架对地面的最小压力为gmg

C.支架对地面最大摩擦力为4n?g

D.支架对地面的最大压力为9”?g

三、非选择题：本题共5小题，共58分。

11.某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，桌面上固定一斜面，斜面末端与桌面平滑连

接，小球A从斜面上静止释放会运动到桌面上，之后可以从紧贴桌面的边缘开始做平抛运动，如果事先在

桌面边缘处放一形状相同的小球B,则小球A将与小球B发生对心碰撞。按下述步骤进行实验。

①用天平测出A、B两小球的质量，分别为叫和m2■

②按图安装好实验装置并调整桌面水平、桌面上先不放小球B,将小球A从斜面上某位置由静止释放，

之后小球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点

为P;

③将小球B放在桌面边缘，将小球A从斜面上的某一位置由静止释放，之后与小球B发生碰撞，碰撞之后

两球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下小球A、B的平

均落地点分别为/、N；

④已知桌面边缘在记录纸上的投影位置为。点，用毫米刻度尺量出。尸、0M和ON。

根据该实验小组的测盘，回答下列问题：

（1）在本实验中下列说法正确的是

A.每次从斜面上释放小球A的位置必须为同一位置

B.小球A的质量可小于小球B的质量

C.小球A与斜面、桌面之间动摩擦因数越小，实验系统误差越小

D.用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点

（2）若在误差允许范围内只要满足关系式__________（用机1、机2、OP、0M和ON表示），则说明碰撞

中的动量是守恒的，若测得尸:ON=1:4:9,则」=o

m、

（3）若在误差允许范围内只要满足关系式（用。尸、0M和ON表示），则说明两球的碰撞是弹

性碰撞。

12.某物理兴趣小组的同学从一款报废的电子产品中拆下一个电池，通过查阅说明书了解到该电池的电动

势约为2.3V。他们通过实验尽量准确地测出该电池的电动势和内阻。除了待测电池，实验室可提供的器材

还有：

A,电源E］（电动势约为20V,内阻约为10。）

B.电源E2（电动势约10V,内阻约为150）

C.电流表A（量程为0~10强，内阻约为10。）

D.滑动变阻器RL（阻值范围为0〜3kC）

E.定值电阻凡（阻值为100。）

F.定值电阻凡（阻值为230。）

G.电阻箱R（0~999.9。）

H.导线和开关

（1）该同学先用图甲所示的电路测量电流表的内阻RA，为提高测量精度，电源E应该选择

（填器材前的选项字母）

（2）正确选择器材后先闭合开关S「调节尺「使电流表示数为10mA；再闭合开关S2,保持此不变，

调节电阻箱R使得电流表示数为2.5mA,此时电阻箱接入电路的阻值为A，则电流表内阻与的测量值为

（3）根据以上方法正确测量出电流表的内阻为&=HQ,该同学又设计了如图乙所示的电路测量电池的

电动势E和内阻入电路中的定值电阻凡为保护电阻，要求无论电阻箱阻值调到多少电路中的电流也不会

超过电流表的量程，则保护电阻应该选择（填器材前的选项字母）

（4）正确选择器材后按图乙连接好电路，闭合开关，调节电阻箱R,记录电阻箱接入电路的阻值R和相

应的电流/,将测得数据以R为横坐标，以,为纵坐标作出」-R图像，经计算机拟合得到如图丙所示的

图线，由图线可得该电池电动势E为V,电池内阻厂为Q«（结果均保留2位有效数

字）

（5）在实验过程中由于在测量电流表内阻时存在着系统误差，这个系统误差会使测出的电池电动势

E（填“大于”、“小”或“等于"）真实值，电池内阻r（填“大于”、“小于”

或“等于"）真实值。

13.在快递分类时常用传送带运送快件，一倾角为37°的传送带在电动机的带动下以恒定速率顺时针方向

运行，传送带底端到顶端的距离为L=10.5m,如图甲所示。传送带现将一质量m=2.0kg的快件静止放

于传送带底端，以传送带最底端为参考平面，快件在传送带上运动整个过程中速度的平方I?随位移X的变

化如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8,快件可视为质点，求:

（1）快件与传送带之间的动摩擦因数〃；

（2）快件从传送带底端到顶端过程电动机多做的功卬。

14.离子诊断分离器原理图如图甲所示，A、B为两平行金属极板，板长为2%,两板间距为4,A、B两

〃2V2

极板间加有大小可调节的电压所加电压如图乙所示，已知周期为丁，平行极板右

2Qq

侧空间有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为3=—^宽度为4,均匀分布的中性粒子和带电

QLO

离子混合粒子束以相同的速度%通过平行极板，中性粒子射出两板间后继续沿原方向运动，被中性粒子接

收器接收，带电离子射出两板间后进入磁场中，经磁场偏转后打到离子接收器上，离子接收器的宽度为

1.5L0o已知离子质量均为机，离子带电荷量为+q（q>0）,不考虑所有粒子的重力，不考虑粒子间的相互

作用，带电离子在电场中运动时间极短，可认为在通过过程中电压不变。求：

（1）当电压。=时带电离子在电场中沿垂直于极板方向上偏转的最大距离dm；

（2）当/=工时刻进入A、B两极板间带电离子进入磁场点与离开磁场点之间的距离s；

4

(3)离子接收器上任一时刻均有离子打到的区域长度do

中

性

合

混

粒子

子

粒

收

接

束

器

U。

离子接收器

4O\T\2Tt

-

x▼

甲乙

15.如图所示，一倾角为。的固定粗糙斜面的顶端放有质量M=0.06kg的U形导体框，导体框的电阻忽略

不计；,电阻R=6Q的光滑金属棒CZ)的两端置于导体框上，金属棒的质量m=0.02kg,与导体框构成矩

形回路CDER环与斜面底边平行，长度L=0.6m,初始时E尸与用细线连接，相距xo=O.4m,一起以

速度w=0.75m/s沿斜面向下匀速运动。整个装置处在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向与斜面垂

直，某时刻剪断细线，经时间m=2.0s后金属棒沿斜面向下运动的速度保持不变，金属棒和导轨始终接触良

好，重力加速度大小取g=10m/s2,sin”0.3。求：

(1)在OWo时间内任意时刻金属棒与导体框的加速度大小之比；

(2)的时刻金属棒和导体框的速度分别为多大；

(3)加时刻■与CD的距离。

参考答案

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合题目要求的。

1.2023年12月7日，锦屏大设施正式投入科学运行，是我国又一项“国之重器”，其主要功能是为前沿

物理科学研究提供不受宇宙射线影响的实验环境。当宇宙射线中的高能粒子撞击地球大气层中大气原子核

时会产生二次粒子簇射.一宇宙射线中的0粒子与大气中氮原子核发生作用的核反应方程为

4TT_|_14N\17O-kV

26p7U+乂。下列说法中正确的是()

A.该核反应为a衰变B.X粒子由汤姆孙发现

C.该核反应中X为光子D.该核反应电荷数守恒，质量数也守恒

【答案】D

【解析】

【详解】AC.根据质量数守恒和电荷数守恒可知反应方程式中的X为;H,故AC错误；

B.质子是由卢瑟福通过a粒子轰击氮原子时发现的，而电子是由汤姆孙发现的，故B错误；

D.核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，故D正确。

故选D。

2.光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包

层构成，如图所示，和CD为光导纤维横截面的直径，与8平行，和长度均为d,一束单

色光经的中点与42横截面成45。角从空气入射到光导纤维中，折射光线与的夹角为30。，光在真

空中传播的速度大小为c,则下列说法中正确的是（）

内芯

A.光导纤维对该单色光的折射率为迈

2

B.光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率

C.如果增大入射光线与横截面的夹角，光线可能在的横截面上发生全反射

D.若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从A8传播到C。所用的最长时间为

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据题意，由折射定律和几何关系可得，光导纤维对该单色光的折射率为

sin45°

n==A/2

sin30°

故A错误；

BC.发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角达到临界角，则光线在内芯和包层的界面上

发生全反射，光导纤维内芯的折射率大于包层的折射率，无论入射光线与AB横截面的夹角多大，光线不可

能在4B的横截面上发生全反射，故BC错误；

D.若外部包层的折射率与空气的折射率相同，设光在面的入射角为戊，则光在光导纤维内芯中的传播

距离为

d

s=------

sina

可知，当々角最小，等于临界角C时，光从AB传播到O所用的时间最长，最长时间为

d

*_s_sinC」12d_2d

v£cc

n

故D正确。

故选D。

3.某物理兴趣小组设计了一个在空间站内完全失重状态下测量物体质量的装置，如图所示为一个U型支

架，两侧为竖直挡板，挡板上固定两根非常光滑的平行水平长杆，将一个质量为加。的箱子穿在水平长杆

上，箱子可以在杆上自由滑动，用一根轻绳固定在箱子上，可以通过一小电机给箱子施加一个恒力，两侧

竖直挡板上各有一个光电计时器开关（图中未画出），可以实现自动控制光电计时器计时。初始时箱子紧

靠左侧挡板，现启动小电机，箱子在恒定拉力作用下从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器在箱子离开

左侧挡板时开始计时，到达右侧挡板时停止计时，光电计时器记录的时间为办，现将一待测物体放入箱子

里固定，再次启动小电机，箱子再次从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器记录的时间为0,则待测物

犯）’0D-oi

22

【答案】A

【解析】

【详解】设恒力为F,只有箱子时，有

F=moao

对箱子有

工=万即：

有待测物体时，有

对其有

工=5。片

整理有

u.r2.2

m=——J

’0

故选A。

4.2023年11月10日，我国首条具有完全自主知识产权的超高速低真空管道磁浮交通系统试验线——高速

飞车大同（阳高）试验线一期主体工程完工，其速度能达1000千米/时以上，标志着我国在新型交通领域

的研究已迈入世界先进行列。如图所示.高速飞车的质量为加，额定功率为4，列车以额定功率兄在平

直轨道上从静止开始运动，经时间f达到该功率下的最大速度，设恒定阻力为耳，则（

A.列车达到的最大速率等于刍

B,列车达到最大速度前加速度与牵引力成正比

C.列车在时间r内牵引力做功大于峻Pt

D.在时间「内列车位移大于三

2"17。

【答案】C

【解析】

【详解】A.飞车车受牵引力等于阻力时，速度最大，则有

v居

m

故A错误;

B.根据牛顿第二定律可得

F-F{-ma

列车达到最大速度前加速度与牵引力并非正比关系，故B错误;

C.根据动能定理可知

12

WF-WFf=-mv^

则

W=W+述＞述

FFf

2耳22耳2

故C正确；

D.根据动能定理可知

12

P.t-Ffs=-mvm

解得

_mP^

一飞~2F1

故D错误;

故选C。

5.如图，为半圆的直径，。为半圆的图心，C为圆上的一点，0C与直径垂直，两个等量异种点电

荷P、。分别置于A、8两点，现使点电荷尸从A点出发，沿半圆弧向C点缓慢移动，在移动的过程中，

取无穷远处为电势的零点，下列说法正确的是（）

A.O点的电场强度大小逐渐增大

B.0c直线上零电势点先向下移动再向上移动

C.若在。点放一负试探电荷，则试探电荷的电势能逐渐增大

D.若在。点放一正试探电荷，则试探电荷受到的静电力方向始终与电荷尸。的连线平行

【答案】D

【解析】

【详解】A.点电荷P在48间某位置时，点电荷P、。在O点产生的电场强度如图所示

C

设两电场强度夹角为9,圆的半径为r,根据题意可知0点的电场强度大小为

石=24冬cos2,0°<-<90°

r222

可知。点的电场强度大小逐渐减小，故A错误；

B.等量异种电荷连线的中垂线为零等势线，P在不同位置P、。连线的中垂线如图所示

由几何知识可知，中垂线都过。点，所以OC直线上零电势点的位置不变，故B错误；

C.。点的电势为零，在。点放一负试探电荷，则试探电荷的电势能也为零，故c错误;

D.尸在某位置时，正试探电荷受力情况如图所示

C

根据几何知识可知试探电荷受到的静电力方向始终与电荷尸0的连线平行，故D正确。

故选D。

6.一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，平衡位置分别位于占=5m和％=25m

的P、。两质点在此时刻的位移均为y=5cm,此时刻质点尸正沿y轴负方向运动，已知该简谐横波传播

的周期为T=6s,则下列说法中正确的是()

A.该简谐横波沿x轴负方向传播

B.从此时刻开始计时质点尸的振动方程为％=105川§/+豆«加)

C.该简谐横波的波长为70m

D.该简谐横波传播的速度大小为15m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A.此时刻质点P正沿y轴负方向运动，根据同侧法，该简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误;

B.从此时刻开始计时质点尸的振动方程为

x=Asinf+0)=1Osin[g/+9](cm)

当/=0,y=5cm,可得

5兀371

9=2或9=2

66

TT

当0时，质点P沿y轴正方向运动，不符题意，故从此时刻开始计时质点P的振动方程为

6

7C'n)

[-^+―l(cm),故B正确；

C.该时刻的波形图的表达式为

y=Asin——x

2

当石二5m、x2=25m时，y=5cm,可得

.10〃.50%

sin-----=sin

22

则

10乃50万

----+-----=K

22

解得该简谐横波的波长为

2=60m

故C错误；

D.该简谐横波传播的速度大小为

v^^m/s=10m/s

T6

故D错误。

故选B。

7.用材料相同粗细均匀的导线做成如图所示的单匝线圈，线圈构成一个闭合回路。左侧小圆的半径为

2d,中间大圆的半径为3d,右侧小圆的半径为d,左侧两圆连接处缺口的长度可忽略不计，右侧两圆错开

相交连通（麻花状），将线圈固定在与线圈所在平面垂直的磁场中，磁感应强度大小为3=耳+处，式中

的综和片为常量，则线圈中感应电动势的大小为（）

A.147rd2左B.127rd之左C.6兀d?kD.471d2k

【答案】B

【解析】

【详解】根据楞次定律可知，左侧小圆和中间大圆产生的感应电流方向相同，而右侧小圆产生的感应电流

方向与左侧小圆和中间大圆的相反，根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为

E=理+E中一号=kiQdY+左左（3d『-knd1=

故选B。

8.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功对接空间站“天和”核心舱，六名航天员进行了太空会师,

开启了中国空间站长期有人驻留的新时代。已知中国空间站运行轨道面与地球赤道面的夹角约为41.5。，运

行周期为1.5h,地球自转周期为24h,一颗地球同步静止卫星位于地球赤道上空，示意图如图所示。某时

刻，中国空间站和这颗同步卫星相距最近，从此时刻开始计时，再次相距最近所需时间为（）

【答案】A

【解析】

【详解】中国空间站运行轨道面与地球赤道面的夹角约为41.5。，某时刻，中国空间站和这颗同步卫星相距

最近，设为A点，则此时中国空间站刚好到达赤道平面上方，经12h=8xl.5h后空间站再次到达A点，与

同步卫星相距最远，所以再次相距最近所需时间为24h,此时空间站与同步卫星均回到A点。

故选A„

二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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。

9.近几年来，中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图，其中发

电机的矩形线圈长为2£、宽为L匝数为N,电阻不计，放置在磁感应强度大小为8的匀强磁场中。理想

变压器的原、副线图匝数分别为%、4和〃2,两个副线圈分别接有电阻鸟和耳。当线圈绕垂直于磁场的

轴匀速转动时，通过电阻尺的电流为/,下列说法正确的是（）

A.原线圈电压为00=9/鸟

B.通过电阻&的电流为右=器/

C.通过原线圈的电流为/（）=（丛+'里］/

Jo々％鸟＞

D.矩形线圈在匀强磁场中转动的角速度为。=叵磔

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.根据理想变压器电压与匝数比关系可得

力=&u—IR

可得

同理

互=%U-1R

U22与

联立可得

故A错误，B正确；

C.根据理想变压器输入功率等于输出功率，有

U0I0=UJ+U2I2

可得通过原线圈的电流为

\n0%%%7

故c正确；

D.由题意，可得矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电的最大值为

Um=y/2U0=2NBlJa

可得

m=------——-

2N/BE

故D错误。

故选BC。

10.如图所示为蛤蟆夯，工作时铁坨转动，带动夯跳起向前移动砸实地基。因工作方式像蛙跳而得名。其

结构可等效为如图乙所示的示意图，质量为3m的夯架，夯架上。点有一水平转轴，一质量为机的铁蛇通

过一半径为R的轻杆连接在转轴上，铁蛇可以绕转轴在竖直面内做圆周运动。在一次检测夯性能时杆在竖

直方向上，铁坨静止于最低点A,现给铁泥一个水平方向的初速度为=J颁，之后铁蛇在竖直平面内做

逆时针方向的圆周运动，支架相对地面始终保持静止。已知铁坨可视为质点，重力加速度大小为g,不计

转轴处的摩擦和转轴重力，不计空气阻力，则在铁坨运动过程中以下说法正确的是（）

A.铁蛇运动到最高点时对杆的弹力最小

B.支架对地面的最小压力为gmg

C.支架对地面的最大摩擦力为4/咫

D.支架对地面的最大压力为9根？

【答案】AB

【解析】

【详解】A.通过定性分析可得杆受到铁坨最小弹力的位置应该在小球运动到圆心。点以上，如图所示

\mg

R

设此位置与。点的连线与水平方向的夹角为仇此点的速度为匕，从A点到此点过程，根据机械能守恒定

律可得

g相片=mg[R+RsinO^+^mv^

设杆对铁泥的弹力为&i，在此点做圆周运动有

Fm+mgsmO=^~

两式联立解得

FN1=4mg-3mgsin0

根据牛顿第三定律，杆对铁蛇弹力为

月］=4mg-3mgsin0

所以当6=90。时，即铁坨运动到轨道最高点时，此时sin6=l有最大值，杆对铁坨的弹力有最小值为

Fm=mg

故A正确；

B.通过定性分析可得支架对地面压力最小的位置应该在小球运动到圆心。点以上，以支架为研究对象，设

地面对支架的支持力为久，根据平衡条件，竖直方向上有

练+娟1sin6=3mg

联立解得

2

FN=3mgsin0-4mgsin0+3mg

即然是关于sin。的二次函数，函数图像为开口向上的抛物线，根据二次函数性质可知当

.-4mg2

sinQ，=-----------=—

2x3mg3

时，然有最小值，将sin9=g代入得地面对支架的最小支持力为

"5

5=~mS

根据牛顿第三定律可知，支架对地面最小压力也为（mg,故B正确；

D.铁蛇运动到轨道最低点时，支架对地面的压力最大。铁蛇在轨道最低点时，由牛顿第二定律得

综2—mg=〃Z方

解得

心2=77咫

由牛顿第三定律得，铁坨对支架的向下的拉力

FN2=FN2=lmS

地面对支架的支持力

=3mg+/2=1°”际

由牛顿第三定律得，支架对地面的压力

琮3=10mg

支架对地面的最大压力为10mg。故D错误；

C.通过定性分析可知支架对地面的最大摩擦力的位置应该在铁坨运动到圆心。点以下，如图所示

设此位置与。点的连线与水平方向的夹角为8,此点的速度为%，从A点到此点过程根据机械能守恒定律

可得

1,12

—mv0=—mv2+mgR(l—sin0)

设轻杆对铁蛇的弹力为工，在此点做圆周运动的向心力为

2

m

F2—mgsin0-~~

两式联立解得

F2=Amg+3mgsin0

根据牛顿第三定律铁泥对支架的弹力为

F；=4mg+3mgsin0

以支架为研究对象，设地面对支架的摩擦力为了,转轴对支架的力为

F"=F；=4mg+3mgsin0

根据平衡条件，水平方向上有

f=F"cos0=4-mgcos0+3mgsindcos0

当

6=0

f=4mg

而摩擦力的最大值不在。=0的位置。摩擦力/对。求导得

f-—4〃7gsin0+3mgcos20-3mgsin20—-6mgsin20-4mgsin0+3mg

当

f'=0

时，即

sin^fe

6

时摩擦力有最大值。故C错误。

故选AB„

三、非选择题：本题共5小题，共58分。

11.某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，桌面上固定一斜面，斜面末端与桌面平滑连

接，小球A从斜面上静止释放会运动到桌面上，之后可以从紧贴桌面的边缘开始做平抛运动，如果事先在

桌面边缘处放一形状相同的小球B,则小球A将与小球B发生对心碰撞。按下述步骤进行实验。

①用天平测出A、B两小球的质量，分别为㈣和加2；

②按图安装好实验装置并调整桌面水平、桌面上先不放小球B,将小球A从斜面上的某位置由静止释放，

之后小球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点

为P;

③将小球B放在桌面边缘，将小球A从斜面上的某一位置由静止释放，之后与小球B发生碰撞，碰撞之后

两球从桌面边缘开始做平抛运动，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下小球A、B的平

均落地点分别为M、N；

④已知桌面边缘在记录纸上的投影位置为。点，用毫米刻度尺量出OP、0M和ON。

根据该实验小组的测盘，回答下列问题：

(1)在本实验中下列说法正确的是

A,每次从斜面上释放小球A的位置必须为同一位置

B.小球A的质量可小于小球B的质量

C.小球A与斜面、桌面之间动摩擦因数越小，实验系统误差越小

D.用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点

(2)若在误差允许范围内只要满足关系式(用㈣、m2、OP、0M和ON表示)，则说明碰撞

中的动量是守恒的，若测得尸:ON=1:4:9,则叫=__________。

m2

(3)若在误差允许范围内只要满足关系式(用。尸、0M和ON表示)，则说明两球的碰撞是弹

性碰撞。

【答案】(1)A(2)©,mlOP=tnxOM+m2ON②.3

(3)OP+OM=ON

【解析】

【小问1详解】

A.只需保证每次从斜面上同一位置释放小球A即可保证小球A每次做平抛运动的初速度相同，故A正确；

B.为了保证碰撞过程中小球A不被反弹，小球A的质量必须大于小球B的质量，故B错误；

C.让小球A从斜面上同一位置运动下来得目的是为了获得一个固定得初速度，而系统误差得大小与它们之

间得动摩擦因数无关，故C错误；

D.用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有有效落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，

而并非所有的落点，故D错误。

故选A„

【小问2详解】

[1]由于小球做平抛运动的高度相同，根据

可知小球做平抛运动的时间相同，而小球在水平方向做匀速直线运动，则可得小球A单独做平抛运动时的

速度%，以及小球A与小球B碰撞后的速度匕、岭分别为

OPOMON

%=7,v1=—,v2=—

因此若在误差允许范围内只要满足关系式

OPOMON

叫---=叫-----1----------

化简得

m10P=m[OM+m^ON

即可说明碰撞中的动量是守恒的；

⑵若测得。尸：ON=1:4:9,则可得

“=3

m2

【小问3详解】

若两球的碰撞是弹性碰撞，则应满足

22

；7nl-OP=%叫•OM2+；私,•ON

整理可得

7nl(OP-OM)(OP+OM)=m2ON~

而两球碰撞过程中动量守恒，满足

m10P=mxOM+m^ON

即

7nl(OP-OM)=m、ON

联立可得，若两球的碰撞是弹性碰撞则有

OP+OM=ON

12.某物理兴趣小组的同学从一款报废的电子产品中拆下一个电池，通过查阅说明书了解到该电池的电动

势约为2.3V。他们通过实验尽量准确地测出该电池的电动势和内阻。除了待测电池，实验室可提供的器材

还有：

A,电源E］（电动势约20V,内阻约为10。）

B.电源E2（电动势约为10V,内阻约为150）

C.电流表A（量程为0〜10mA,内阻约为10。）

D.滑动变阻器RL（阻值范围为0〜3k