2025年河南省南阳市高考物理模拟试卷（2月份）2025年河南省南阳市高考物理模拟试卷（2月份）

第1页（共1页）2025年河南省南阳市高考物理模拟试卷（2月份）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．（4分）2024年度，日本福岛将数万吨核污染水排入大海。核污染水中的放射性元素严重威胁生物的生命安全，核污染水中含有锶（3890Sr），其核反应方程为38A．该核反应为α衰变 B．X中的中子数为40 C．核反应中产生的电子是由原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子时放出的 D．核污染水排入海中后因其浓度降低，放射性元素锶的半衰期会变长2．（4分）在测试汽车刹车性能时，通过传感器测得其位置x与时间t满足关系式x＝30t﹣3t2+1（m）（t≤5s），则汽车在第4s内的平均速度大小为（）A．8m/s B．9m/s C．18m/s D．19m/s3．（4分）2024年8月16日，我国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将遥感四十三号01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定圆轨道，发射任务获得圆满成功。若地球可看作半径为R的均匀球体，地球表面的重力加速度为g，该卫星绕地球运行的周期为T，引力常量为G，忽略地球的自转。下列说法正确是（）A．地球的密度为4g3πGRB．该卫星在预定圆轨道上的运行速度可能大于第一宇宙速度 C．该卫星在预定圆轨道上运行时距地面的高度为3gD．该卫星在预定圆轨道上运行的加速度大小为34．（4分）歼﹣20是我国自主研制的第五代战斗机，其优秀的性能受到世界的关注，歼﹣20的光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识。如图1所示为双缝干涉实验，一束平行黄光垂直照射到开有两条狭缝S1、S2的挡板上，狭缝S1、S2的间距及宽度都很小，此时观察到如图2所示的条纹，现仅改变一个实验条件，观察到的条纹如图3所示，则改变的实验条件可能是（）A．减小双缝之间的距离 B．增大双缝到光屏的距离 C．换用频率更低的单色光源 D．将黄光换成紫光5．（4分）如图所示，真空中边长为L的等边三角形A、B、C的三个顶点处分别固定有电荷量为﹣q、﹣2q和﹣q（q＞0）的点电荷，O点为三角形的中心，过O点作AC边的平行线分别交AB边、BC边于E点、D点。以无穷远处电势为零，已知真空中到点电荷的距离为r的点的电势为φ=kQA．O点的电势−3B．E点和D点的电势不相等 C．E点和D点的场强相同 D．将电子从P点沿BO连线移动至O点的过程中，其电势能一直减少6．（4分）如图1所示，城市公交卡是最常用的交通支付工具之一，公交卡内部包含一个集成电路芯片和一个线圈，当公交卡靠近读卡器时，读卡器会发射一定频率的电磁波，这个电磁波被公交卡内的线圈接收，使线圈中产生感应电流，进而为芯片提供所需的电能，激活芯片进行工作，其原理可简化为如图2所示，其中矩形线圈abcd的匝数n＝50，线圈面积S＝10cm2，线圈的总电阻r＝0.1Ω，线圈外接一个阻值R＝0.4Ω的电阻，其余部分的电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其碱感应强度B的大小随时间t变化的规律如图3所示（以垂直纸面向里为正方向）。在0﹣0.2s内，下列说法正确的是（）A．垂直纸面向里看，线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B．t＝0.1s时，电阻R两端的电压为0.05V C．通过电阻R的电荷量为0.02C D．线圈电阻r消耗的功率为1×10﹣4W7．（4分）如图所示，MN为足够长的荧光屏，在MN的上方存在足够大的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。S为磁场中的粒子源，S到MN的距离为d。某时刻粒子源S一次性地沿平行纸面的各个方向均匀地喷发总个数为N的大量质量为m、电荷量为q（q＞0）、速率为v=qBdA．粒子打中荧光屏的宽度为23B．打中荧光屏上的粒子个数为512C．能打中荧光屏的所有粒子中，粒子在磁场中运动的最长时间为πmqBD．能打中荧光屏的所有粒子中，粒子在磁场中运动的最大时间差为7πm二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）8．（6分）水稻抛秧是一种通过人工或抛秧机抛秧，使秧苗根部朝下，自由落入田中定植的水稻育苗移栽新技术。甲、乙两人从相同高度沿水平方向各抛出一根秧苗，甲、乙抛出的秧苗落入田中时速度方向与水平方向的夹角分别为37°和53°，秧苗可视为质点，忽略空气阻力的影响，取如图中的甲、乙所示，已知两根秧苗的质量相同，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，关于甲、乙两人所抛的秧苗，下列说法正确的是（）A．从抛出到落入田中前的瞬间，动量变化量相同 B．从抛出到落入田中前的瞬间，动量变化量不相同 C．秧苗的初速度大小之比为4：3 D．从抛出到落入田中前的瞬间，水平位移大小之比为16：9（多选）9．（6分）如图1所示为模拟远距离输电的电路图，发电机输出电压如图2所示，电压经升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻R线＝22Ω，其余导线电阻不计，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。若在某一段时间内，输电线损失的功率恒为ΔP＝8.8×103W，输电线损失的功率为发电机的输出功率的4%，假设两个变压器均是理想变压器，发电机内阻不计，下列说法正确的是（）A．发电机的转速为50r/s B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝1：1000 C．该段时间内，用户得到的电流I4＝960A D．在用电高峰期，用户负载增多，发电机的输出功率变大，为确保用户端的电压U4不变，可增加降压变压器原线圈的匝数n3（多选）10．（6分）如图所示，ABCDE、A′B′C′D′E′为平行金属导轨，宽导轨AB、A′B′与水平方向夹角为θ＝30°、长度AB＝A′B′＝2L；宽导轨BC、B′C′和窄导轨DE、D′E′水平，窄导轨的间距为L，宽导轨的间距均为2L，倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连，导轨电阻不计；在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场。质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒a垂直导轨放置在窄导轨的右端DD′处并处于锁定状态，质量为2m，电阻为R，长度为2L的另一金属棒b从导轨顶端AA′处由静止释放，金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．若水平宽导轨足够长，则整个过程中通过金属棒b的电荷量为m2gLB．要使金属棒b不与金属棒a相撞，则水平宽导轨的长度至少为mR2gLC．若金属棒a不锁定，稳定前金属棒b只在宽导轨上运动，则稳定时a的速度大小为2gL4D．若金属棒a不锁定，稳定前金属棒b只在宽导轨上运动，则从释放b到稳定前瞬间金属棒a上产生的焦耳热为2三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证系统机械能守恒，实验装置如图1所示，遮光条的宽度为d，滑块（含遮光条）的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度为g。按正确操作调试好实验装置后，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间为t1，通过光电门2的时间为t2。用刻度尺测出两个光电门之间的距离为L。（1）该实验中，钩码的质量m（选填“需要”或“不需要”）远小于滑块（含遮光条）的质量M；（2）用螺旋测微器测量遮光条的宽度d；测量结果如图2所示，则d＝mm；（3）根据已测物理量，遮光条从光电门1到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp＝mgL，系统动能增加量ΔEk＝（用已知量相应的物理字母表示）；在误差允许范围内，若ΔEp＝ΔEk，则系统的机械能守恒。12．（9分）某物理兴趣小组使用长方体玻璃槽设计了如图1所示的电路来测量一工厂废液的电阻率。在玻璃糟内壁的左、右两侧均贴上与侧壁面积相等的竖直电极薄片，导线连接在两竖直电极薄片上，将盛有废液的玻璃槽用导线接入电路中，通过伏安法可以较准确地测得槽内废液的阻值。已知玻璃槽内部的底面长为L，宽为d，左、右侧壁被竖直电极完全覆盖，电极电阻可忽略。实验中可供选择的实验器材如下：A.电源（电动势E＝15V）B.电流表A1（0﹣30mA，内阻约为5Ω）C.电流表A2（0﹣3A，内阻约为0.5Ω）D.电压表V（0﹣15V，内阻约为5kΩ）E.滑动变阻器R（0﹣10Ω）F.开关、导线若干。回答下列问题：（1）该兴趣小组向放置在水平台上的玻璃槽内装入适量的废液之后，此时两竖直电极刚好有四分之一的面积被废液浸没。先使用多用电表的欧姆挡粗测该部分废液的电阻，当使用“×10”挡测量时，发现指针指在图2中的“a”位置，为了更准确地测量该废液的电阻，应将多用电表的欧姆挡位换到（选填“×100”或“×1”）挡，并重新进行（选填“机械调零”或“欧姆调零”）后再测量，此时指针位置指在图2中的“b”位置，则示数为Ω。（2）然后，小组同学利用如图1所示的电路进行实验。为使测得的数据更加精确，电流表应选用（选填“A1”或“A2”）；根据图1电路测得的电压表的读数U0和电流表的读数I0，直接利用欧姆定律计算出的废液电阻与废液实际电阻的真实值相比（选填“偏大”或“偏小”）。（3）现向玻璃槽中继续加入该废液，从而增加玻璃槽中的废液高度h，同时调节滑动变阻器R的滑片，保证电压表的读数始终为U0，记录对应的电流表的示数I，收集多组数据后得到电流I关于高度h的图像为一条直线，如图3所示，图像的斜率为k，由此可得该废液的电阻率ρ＝（用题中给出的物理量符号表示）。13．（9分）某型号的货车轮胎胎内容积为V0，初始时胎内气压为2p0。现用电动充气装置对轮胎充气，已知每分钟能充入压强为p0，体积为0.3V0的空气。假设整个过程中轮胎胎内容积保持不变，充气过程不漏气，充气过程中气体温度的变化可忽略不计，气体均可视为理想气体。（1）若用电动充气装置给轮胎充气10分钟，恰好达到该轮胎的标准气压，则该轮胎的标准气压为多少？（2）求充气前、后轮胎内的气体的密度之比。14．（13分）如图所示，水平轻弹簧的右端固定在水平面上A处的竖直挡板上，弹簧左端与一个质量为m的物块a接触（不固连），弹簧锁定，处于压缩状态；在水平面上的C点竖直固定一个半径为R的光滑半圆轨道，CD为轨道的竖直直径，O点为轨道所在圆的圆心，半圆轨道与水平面平滑连接。在C处静置一个质量为33m的小球b，水平面的AB段光滑，BC段粗糙。现解除弹簧的锁定，弹簧将物块a弹开，经过一段时间后，物块a和小球b发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰后物块a刚好运动至与圆心O等高的位置，小球b经过轨道最高点D时对轨道的压力刚好等于其重力。已知重力加速度为g，物块a和小球b均可视为质点，锁定时弹簧的弹性势能E（1）求物块a与小球b碰后瞬间小球b的速度大小；（2）求物块a与小球b碰撞过程中系统总动能的损失；（3）若小球b从D点抛出后刚好落在B点，求物块a与BC间的动摩擦因数μ。15．（17分）如图所示，粒子室中存放着大量的粒子a和粒子b，粒子室右侧面中心处有一个控制小孔，通过控制装置使粒子a和粒子b依次从粒子室右侧面中心飘出。当两种粒子从小孔飘出时（粒子的初速度均可视为零），调节C、D板所接电源（电源电压大小恒为U0）的正负极，使两种粒子分别经C、D板间的加速电场加速后，从偏转极板左端连线的中点水平向右进入偏转电场，偏转电场两极板正对平行放置，板间距为d，板间电场方向向上，板间电压大小恒为U＝2U0，偏转电场上、下极板的右端位置固定，两极板左端可同时左右调节以改变板长。在偏转电场的右侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B=1（1）当通过加速电场加速粒子b时，判断C、D极板中哪个应接电源正极，并求粒子b被加速后的速度大小v0；（2）为使两种粒子都能通过偏转极板进入磁场，求偏转电场的极板长度应满足的条件及两种粒子离开偏转电场时速度的偏转角正切值的范围；（3）调节偏转极板长度使两种粒子都恰好从极板边缘离开电场，若所有粒子均能再次回到磁场左边界MN，求矩形磁场的最小面积S。

2025年河南省南阳市高考物理模拟试卷（2月份）参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）题号1234567答案CBCDDCD二．多选题（共3小题）题号8910答案ADACBD一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．（4分）2024年度，日本福岛将数万吨核污染水排入大海。核污染水中的放射性元素严重威胁生物的生命安全，核污染水中含有锶（3890Sr），其核反应方程为38A．该核反应为α衰变 B．X中的中子数为40 C．核反应中产生的电子是由原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子时放出的 D．核污染水排入海中后因其浓度降低，放射性元素锶的半衰期会变长【分析】根据衰变产物判断衰变类型，结合核子数的计算，β衰变的由来和半衰期的决定因素进行分析解答。【解答】解：A.该核反应产生了电子，故衰变为β衰变，故A错误；B.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数和质量数分别为39和90，则X中的中子数为51，故B错误；C.β衰变中产生的电子是由原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子时放出的，故C正确；D.半衰期跟外界因素没有关系，只由核内部自身结构决定，故D错误。故选：C。【点评】考查衰变产物判断衰变类型，结合核子数的计算，β衰变的由来和半衰期的决定因素，会根据题意进行准确分析解答。2．（4分）在测试汽车刹车性能时，通过传感器测得其位置x与时间t满足关系式x＝30t﹣3t2+1（m）（t≤5s），则汽车在第4s内的平均速度大小为（）A．8m/s B．9m/s C．18m/s D．19m/s【分析】根据位置x与时间t的关系式求出第4s的位移，再根据平均速度公式v=【解答】解：汽车在第4s内的位移等于其在第4s时的位置减去其在第3s时的位置，代入关系式可知，x4＝73m，x3＝64m，则汽车在第4s内的位移为Δx＝x4﹣x3＝73m﹣64m＝9m，汽车在第4s内的平均速度大小为v=故选：B。【点评】本题主要考查平均速度的计算，要熟练掌握平均速度的公式v=3．（4分）2024年8月16日，我国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将遥感四十三号01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定圆轨道，发射任务获得圆满成功。若地球可看作半径为R的均匀球体，地球表面的重力加速度为g，该卫星绕地球运行的周期为T，引力常量为G，忽略地球的自转。下列说法正确是（）A．地球的密度为4g3πGRB．该卫星在预定圆轨道上的运行速度可能大于第一宇宙速度 C．该卫星在预定圆轨道上运行时距地面的高度为3gD．该卫星在预定圆轨道上运行的加速度大小为3【分析】题目要求学生能够从已知条件出发，推导出未知量的表达式，如地球密度、卫星轨道高度等。这不仅考查了学生对公式的记忆，还考查了他们应用公式的能力。【解答】解：A.对地球表面的物体有GMmR2=mg，解得M=gR2B.第一宇宙速度是近地卫星的最大环绕速度，该卫星的速度不可能大于第一宇宙速度，故B错误；C.对该卫星，由牛顿第二定律可得GMm(R+H)2D.对该卫星有a=4故选：C。【点评】题目以我国卫星发射成功为背景，增加了题目的真实性和趣味性，同时也能激发学生对航天科技的兴趣。4．（4分）歼﹣20是我国自主研制的第五代战斗机，其优秀的性能受到世界的关注，歼﹣20的光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识。如图1所示为双缝干涉实验，一束平行黄光垂直照射到开有两条狭缝S1、S2的挡板上，狭缝S1、S2的间距及宽度都很小，此时观察到如图2所示的条纹，现仅改变一个实验条件，观察到的条纹如图3所示，则改变的实验条件可能是（）A．减小双缝之间的距离 B．增大双缝到光屏的距离 C．换用频率更低的单色光源 D．将黄光换成紫光【分析】根据条纹间距公式Δx=L【解答】解：对比题图2和题图3可知，改变实验条件后，条纹间距变小，根据条纹间距公式Δx=L故选：D。【点评】本题考查光的双缝干涉相邻亮条纹间距的影响因素。5．（4分）如图所示，真空中边长为L的等边三角形A、B、C的三个顶点处分别固定有电荷量为﹣q、﹣2q和﹣q（q＞0）的点电荷，O点为三角形的中心，过O点作AC边的平行线分别交AB边、BC边于E点、D点。以无穷远处电势为零，已知真空中到点电荷的距离为r的点的电势为φ=kQA．O点的电势−3B．E点和D点的电势不相等 C．E点和D点的场强相同 D．将电子从P点沿BO连线移动至O点的过程中，其电势能一直减少【分析】结合题意，根据电势的计算公式列式，即可分析判断；结合题意，根据点电荷的电场强度公式、电场强度的叠加原理分别列式，即可分析判断；结合前面分析，由电势能变化与电场力做功的关系，即可分析判断。【解答】解：A、由题意可知，O点的电势φO=k可得φ=−4BC、由电荷位置和对称性可知，E点和D点的电势相等，场强大小相同、方向不同，故BC错误；D、电子从P点的位置沿BO连线移动至O点的过程中，A、C处点电荷对电子库仑力的合力始终小于B处点电荷对电子的库仑力，库仑力的合力对电子做正功，电子的电势能减少，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了电场强度的叠加，解题时需注意，多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。6．（4分）如图1所示，城市公交卡是最常用的交通支付工具之一，公交卡内部包含一个集成电路芯片和一个线圈，当公交卡靠近读卡器时，读卡器会发射一定频率的电磁波，这个电磁波被公交卡内的线圈接收，使线圈中产生感应电流，进而为芯片提供所需的电能，激活芯片进行工作，其原理可简化为如图2所示，其中矩形线圈abcd的匝数n＝50，线圈面积S＝10cm2，线圈的总电阻r＝0.1Ω，线圈外接一个阻值R＝0.4Ω的电阻，其余部分的电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其碱感应强度B的大小随时间t变化的规律如图3所示（以垂直纸面向里为正方向）。在0﹣0.2s内，下列说法正确的是（）A．垂直纸面向里看，线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B．t＝0.1s时，电阻R两端的电压为0.05V C．通过电阻R的电荷量为0.02C D．线圈电阻r消耗的功率为1×10﹣4W【分析】A.由楞次定律求线圈中的感应电流方向；B.由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电阻R两端的电压；C.根据q＝It求通过电阻R的电荷量；D.根据P＝I2r求线圈电阻r消耗的功率。【解答】解：A.根据题图2，由楞次定律可知，垂直纸面向里看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；B.由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势为E=nSΔB解得E＝0.05V闭合回路中的电流I=E解得I＝0.1A则电阻R两端的电压恒为UR＝IR解得UR＝0.04V故B错误；C.0﹣0.2s内，通过R的电荷量为q＝It解得q＝0.02C故C正确；D.线圈电阻r消耗的功率为P＝I2r解得P＝1×10﹣3W故D错误。故选：C。【点评】本题是电磁感应与电路相结合的综合题，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律与楞次定律即可解题。7．（4分）如图所示，MN为足够长的荧光屏，在MN的上方存在足够大的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。S为磁场中的粒子源，S到MN的距离为d。某时刻粒子源S一次性地沿平行纸面的各个方向均匀地喷发总个数为N的大量质量为m、电荷量为q（q＞0）、速率为v=qBdA．粒子打中荧光屏的宽度为23B．打中荧光屏上的粒子个数为512C．能打中荧光屏的所有粒子中，粒子在磁场中运动的最长时间为πmqBD．能打中荧光屏的所有粒子中，粒子在磁场中运动的最大时间差为7πm【分析】A.根据洛伦兹力提供向心力和几何关系求粒子打中荧光屏的宽度；B.根据粒子源发射粒子的速度方向分析判断；CD.画出粒子的运动轨迹，根据周期公式求粒子在磁场中运动的最长时间和粒子在磁场中运动的最大时间差。【解答】解：A.粒子受到的洛伦兹力充当向心力，由qvB=mv知粒子运动的半径R＝d粒子打中荧光屏区域的左、右边界对应的临界情况如图1所示粒子分别打在荧光屏上的A点和B点。设C点为S点在荧光屏上的投影点，由几何关系可知AC=3所以粒子打中荧光屏的宽度为(故A错误；B.当粒子源发射粒子的速度方向在SC左侧时，粒子均可打到荧光屏上，而当发射粒子的速度方向在SC的右侧时，粒子均无法打到荧光屏上，所以打中荧光屏的粒子个数为12CD.能打中荧光屏的所有粒子中，在磁场中运动的最长时间和最短时间对应的运动轨迹如图2所示因粒子做匀速圆周运动的周期T=2πd由几何关系可知最短时间tmin最长时间tmax则最大时间差Δt=t故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查了离子在磁场中的运动，离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚离子运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律即可解题。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）8．（6分）水稻抛秧是一种通过人工或抛秧机抛秧，使秧苗根部朝下，自由落入田中定植的水稻育苗移栽新技术。甲、乙两人从相同高度沿水平方向各抛出一根秧苗，甲、乙抛出的秧苗落入田中时速度方向与水平方向的夹角分别为37°和53°，秧苗可视为质点，忽略空气阻力的影响，取如图中的甲、乙所示，已知两根秧苗的质量相同，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，关于甲、乙两人所抛的秧苗，下列说法正确的是（）A．从抛出到落入田中前的瞬间，动量变化量相同 B．从抛出到落入田中前的瞬间，动量变化量不相同 C．秧苗的初速度大小之比为4：3 D．从抛出到落入田中前的瞬间，水平位移大小之比为16：9【分析】AB、根据平抛运动规律求解秧苗在空中的运动时间，然后根据动量定理求解动量变化量；C、根据几何关系求解初速度，然后作比；D、根据初速度的大小和运动时间求解水平位移进行分析；【解答】解：AB、秧苗做平抛运动，由ℎ=12gC、设秧苗落入田中前瞬间与水平方向的夹角为θ，秧苗抛出时的初速度为v0，则tanθ=vD、因两根秧苗在空中的运动时间相同，根据x＝v0t可知，甲、乙两人所抛的秧苗从抛出到落入田中前的瞬间，水平位移大小之比与初速度大小之比相等，即x甲故选：AD。【点评】考查对平抛运动规律和动量定理的理解，熟练运用公式解答。（多选）9．（6分）如图1所示为模拟远距离输电的电路图，发电机输出电压如图2所示，电压经升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻R线＝22Ω，其余导线电阻不计，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。若在某一段时间内，输电线损失的功率恒为ΔP＝8.8×103W，输电线损失的功率为发电机的输出功率的4%，假设两个变压器均是理想变压器，发电机内阻不计，下列说法正确的是（）A．发电机的转速为50r/s B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝1：1000 C．该段时间内，用户得到的电流I4＝960A D．在用电高峰期，用户负载增多，发电机的输出功率变大，为确保用户端的电压U4不变，可增加降压变压器原线圈的匝数n3【分析】根据周期和频率的关系计算；先计算出发电机输出的总功率，然后根据P＝UI计算升压变压器的输入电流，根据输电线上损失的功率计算升压变压器的输出电流，根据变流比计算匝数比；根据功率关系得到用户得到的电流；输电线中的电流变大，输电线上损失的功率变大，据此分析降压变压器的输入电压，然后根据匝数关系计算。【解答】解：A、由题图2可知，发电机输出交流电的频率为f=1B、由题意可知，在某一段时间内，发电机输出的总功率为P1=ΔP4%=8.8×1034%W=2.2×105W，由P1＝U1I1C、由于两个变压器均是理想变压器，则用户端的总功率P4＝U4I4＝P1﹣ΔP，解得I4＝960A，故C正确；D、在用电高峰期，用户负载增多，可知输电线路中电流变大，输电线路损失的热功率增大，由U3＝U2﹣ΔU＝U2﹣I2R线知，U3减少，为确保用户端的电压U4不变，可减少降压变压器原线圈的匝数n3，故D错误。故选：AC。【点评】知道在远距离输电问题中升压变压器的输出电压、电流、电功率和降压变压器的输入电压、电流和电功率之间的关系是解题的基础。（多选）10．（6分）如图所示，ABCDE、A′B′C′D′E′为平行金属导轨，宽导轨AB、A′B′与水平方向夹角为θ＝30°、长度AB＝A′B′＝2L；宽导轨BC、B′C′和窄导轨DE、D′E′水平，窄导轨的间距为L，宽导轨的间距均为2L，倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连，导轨电阻不计；在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场。质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒a垂直导轨放置在窄导轨的右端DD′处并处于锁定状态，质量为2m，电阻为R，长度为2L的另一金属棒b从导轨顶端AA′处由静止释放，金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．若水平宽导轨足够长，则整个过程中通过金属棒b的电荷量为m2gLB．要使金属棒b不与金属棒a相撞，则水平宽导轨的长度至少为mR2gLC．若金属棒a不锁定，稳定前金属棒b只在宽导轨上运动，则稳定时a的速度大小为2gL4D．若金属棒a不锁定，稳定前金属棒b只在宽导轨上运动，则从释放b到稳定前瞬间金属棒a上产生的焦耳热为2【分析】根据动能定理求得金属棒b其进入磁场时的速度大小。金属棒b进入水平导轨后做减速运动直到停止运动，根据动量定理，结合电流的定义求解整个过程中通过金属棒b的电荷量，以及金属棒b在水平导轨运动的最大位移；金属棒a不锁定，稳定后闭合回路中感应电流与电动势均为零，两棒均做匀速直线运动，根据法拉第电磁感应定律得到最终两者的速度大小关系，对金属棒a、b分别应用动量定理求解稳定时各自的速度大小；根据能量守恒定律与焦耳定律求解从释放b到稳定前瞬间a上产生的焦耳热。【解答】解：A、金属棒b从释放到进入水平导轨，由动能定理得：2mg⋅2Lsinθ=解得其进入磁场时的速度大小为：v若水平宽导轨足够长，则金属棒b进入水平导轨后做减速运动直到停止运动，以向左为正方向，由动量定理得：−B0⋅2LB、设金属棒b不与金属棒a相撞时，金属棒b在水平导轨运动的最大位移为x。结合A选项的解答，根据：q=ΔΦR总C、若金属棒a不锁定，稳定前金属棒a、b分别只在水平窄导轨和水平宽导轨上运动，则稳定后闭合回路中感应电流与电动势均为零，两棒均做匀速直线运动，则有：B0Lva＝B0•2Lvb，可得最终两者的速度大小关系为：va＝2vb以向左为正方向，对金属棒a，由动量定理得：B0•Lq′＝mva对金属棒b，由动量定理得：﹣B0•2Lq′＝2mvb﹣2mv0联立解得：vbD、结合C选项的解答。根据能量守恒定律得：12⋅2m由于金属棒a、b的阻值相等，则从释放b到稳定前瞬间a上产生的焦耳热为：Qa故选：BD。【点评】本题考查了电磁感应现象与力学问题相结合的综合问题，掌握动能定理，以及功能关系在此类问题中的应用。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证系统机械能守恒，实验装置如图1所示，遮光条的宽度为d，滑块（含遮光条）的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度为g。按正确操作调试好实验装置后，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间为t1，通过光电门2的时间为t2。用刻度尺测出两个光电门之间的距离为L。（1）该实验中，钩码的质量m不需要（选填“需要”或“不需要”）远小于滑块（含遮光条）的质量M；（2）用螺旋测微器测量遮光条的宽度d；测量结果如图2所示，则d＝4.800mm；（3）根据已测物理量，遮光条从光电门1到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp＝mgL，系统动能增加量ΔEk＝(m+M)d22(1t【分析】（1）根据系统机械能守恒定律的实验原理进行分析判断；（2）根据螺旋测微器的读数规则完成读数；（3）根据动能和动能的增量列式求解。【解答】解：（1）研究系统机械能守恒时，不需要细绳中的拉力近似等于钩码重力，因此钩码质量m不需要远小于滑块质量M；（2）螺旋测微器的精确度为0.01mm，则读数为d＝4.5mm+30.0×0.01mm＝4.800mm；（3）对钩码和滑块（含遮光条）组成的系统，遮光条从光电门1到光电门2，系统动能的增加量为ΔE故答案为：（1）不需要；（2）4.800；（3）(m+M)d【点评】考查机械能守恒定律的实验原理和注意事项，以及基本器材的使用问题，会根据题意进行准确分析解答。12．（9分）某物理兴趣小组使用长方体玻璃槽设计了如图1所示的电路来测量一工厂废液的电阻率。在玻璃糟内壁的左、右两侧均贴上与侧壁面积相等的竖直电极薄片，导线连接在两竖直电极薄片上，将盛有废液的玻璃槽用导线接入电路中，通过伏安法可以较准确地测得槽内废液的阻值。已知玻璃槽内部的底面长为L，宽为d，左、右侧壁被竖直电极完全覆盖，电极电阻可忽略。实验中可供选择的实验器材如下：A.电源（电动势E＝15V）B.电流表A1（0﹣30mA，内阻约为5Ω）C.电流表A2（0﹣3A，内阻约为0.5Ω）D.电压表V（0﹣15V，内阻约为5kΩ）E.滑动变阻器R（0﹣10Ω）F.开关、导线若干。回答下列问题：（1）该兴趣小组向放置在水平台上的玻璃槽内装入适量的废液之后，此时两竖直电极刚好有四分之一的面积被废液浸没。先使用多用电表的欧姆挡粗测该部分废液的电阻，当使用“×10”挡测量时，发现指针指在图2中的“a”位置，为了更准确地测量该废液的电阻，应将多用电表的欧姆挡位换到×100（选填“×100”或“×1”）挡，并重新进行欧姆调零（选填“机械调零”或“欧姆调零”）后再测量，此时指针位置指在图2中的“b”位置，则示数为1500Ω。（2）然后，小组同学利用如图1所示的电路进行实验。为使测得的数据更加精确，电流表应选用A1（选填“A1”或“A2”）；根据图1电路测得的电压表的读数U0和电流表的读数I0，直接利用欧姆定律计算出的废液电阻与废液实际电阻的真实值相比偏大（选填“偏大”或“偏小”）。（3）现向玻璃槽中继续加入该废液，从而增加玻璃槽中的废液高度h，同时调节滑动变阻器R的滑片，保证电压表的读数始终为U0，记录对应的电流表的示数I，收集多组数据后得到电流I关于高度h的图像为一条直线，如图3所示，图像的斜率为k，由此可得该废液的电阻率ρ＝U0d【分析】（1）根据指针偏转角的大小判断电阻值大小，再结合选择倍率、欧姆调零以及欧姆表的读数规则完成读数；（2）根据题意估算最大电流，选择电流表量程，结合电流表内接法判断误差；（3）根据闭合电路欧姆定律，电阻定律结合图像的斜率和截距的物理意义列式求解。【解答】解：（1）使用欧姆表“×10”，挡测量时，指针偏转角度小，说明被测电阻的阻值较大，则应增大欧姆表的挡位，所以应选择“×100”挡，并重新进行欧姆调零后再测量；“b”位置对应欧姆表的表盘刻度为“15”，与倍率相乘后读数为1500Ω。（2）由欧姆定律可知，（1）中电路中的最大电流约为10mA，则电流表选A1；因电流表内接，直接利用欧姆定律计算出的废液电阻值等于废液的电阻与电流表的内阻之和，因此计算出的阻值与真实值相比偏大。（3）设该废液的电阻率为ρ，根据U得到I=图像的斜率为k，即k=可得ρ=故答案为：（1）×100；欧姆调零；1500；（2）A1；偏大；（3）U【点评】考查欧姆表的使用和读数、电流表的内外接法以及闭合电路的欧姆定律等知识，会根据题意进行准确分析解答。13．（9分）某型号的货车轮胎胎内容积为V0，初始时胎内气压为2p0。现用电动充气装置对轮胎充气，已知每分钟能充入压强为p0，体积为0.3V0的空气。假设整个过程中轮胎胎内容积保持不变，充气过程不漏气，充气过程中气体温度的变化可忽略不计，气体均可视为理想气体。（1）若用电动充气装置给轮胎充气10分钟，恰好达到该轮胎的标准气压，则该轮胎的标准气压为多少？（2）求充气前、后轮胎内的气体的密度之比。【分析】（1）根据理想气体状态方程，结合充入轮胎的气体在压强为p0时的体积分析求解；（2）根据玻意耳定律，结合充气前、后轮胎内的空气体积、温度不变分析求解。【解答】解：（1）充气10分钟后，充入轮胎的气体在压强为p0时的体积V＝10×0.3V0＝3V0充气过程，根据理想气体状态方程得2p0V0+p0•3V0＝p1V0解得p1＝5p0（2）根据理想气体状态方程，充气前、后轮胎内的空气体积、温度不变，则ρ∝m充气前轮胎内的气体在压强为p0时的体积V′满足p0V′＝2p0V0充气后轮胎内的气体在压强为p0时的体积V′′满足p气体在压强为p0时的密度为ρ0，充气前轮胎内气体的密度为ρ′，充气后轮胎内气体的密度为ρ′′，由m＝ρ0V，可得ρ′解得ρ′答：（1）若用电动充气装置给轮胎充气10分钟，恰好达到该轮胎的标准气压，则该轮胎的标准气压为5p0；（2）充气前、后轮胎内的气体的密度之比为2：5。【点评】本题考查了理想气体状态方程，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。14．（13分）如图所示，水平轻弹簧的右端固定在水平面上A处的竖直挡板上，弹簧左端与一个质量为m的物块a接触（不固连），弹簧锁定，处于压缩状态；在水平面上的C点竖直固定一个半径为R的光滑半圆轨道，CD为轨道的竖直直径，O点为轨道所在圆的圆心，半圆轨道与水平面平滑连接。在C处静置一个质量为33m的小球b，水平面的AB段光滑，BC段粗糙。现解除弹簧的锁定，弹簧将物块a弹开，经过一段时间后，物块a和小球b发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰后物块a刚好运动至与圆心O等高的位置，小球b经过轨道最高点D时对轨道的压力刚好等于其重力。已知重力加速度为g，物块a和小球b均可视为质点，锁定时弹簧的弹性势能E（1）求物块a与小球b碰后瞬间小球b的速度大小；（2）求物块a与小球b碰撞过程中系统总动能的损失；（3）若小球b从D点抛出后刚好落在B点，求物块a与BC间的动摩擦因数μ。【分析】（1）根据圆周运动和动能定理求物块a与小球b碰后瞬间小球b的速度大小；（2）根据动量守恒和能量守恒定律求物块a与小球b碰撞过程中系统总动能的损失；（3）由平抛运动规律和动能定理求物块a与BC间的动摩擦因数μ。【解答】解：（1）设碰后瞬间小球