2025届湖北省黄石市部分学校高三下学期5月模拟考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12025年黄石市部分学校高三年级5月联合模拟考试物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.下列属于衰变的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．该反应属于衰变，放出了氦核（），A错误；B．该反应是卢瑟福发现质子（）的核反应方程，B错误；C．该反应属于衰变，放出了电子（），C正确；D．该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。故选C。2.“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（）A.火星公转的线速度比地球的大 B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小 D.火星公转的加速度比地球的小【答案】D【解析】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期C．根据可得可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；A．根据可得结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误；D．根据可得可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。故选D。3.如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（）A.作用力为 B.作用力为C.摩擦力为 D.摩擦力为【答案】B【解析】设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得解得以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为B正确，ACD错误；故选B。4.在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的4个点，已知、、；现有一电子以某一初速度从点沿Od方向射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是（）A.① B.② C.③ D.④【答案】B【解析】已知、、，则ad中点f（0，L）的电势为可知bf连线为等势线，场强与等势线垂直，即沿着aO方向斜向下，电子以某一初速度从点沿Od方向射入图乙中abcd区域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，电子做类平抛运动，则能大致反映电子运动轨迹的是②。故选B。5.如图所示，三角形为棱镜的横截面，，，一束光线从边的中点M以45°的入射角射入棱镜，从N点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A.棱镜对光的折射率为1.5 B.棱镜对光的折射率为C.光在棱镜中传播的时间为 D.光在棱镜中传播的时间为【答案】D【解析】AB.如图所示设光在点的折射角为，由几何关系得因为N点射出的光线恰好与BC平行，则折射角根据光路可逆原理，有所以由折射定律有棱镜对光的折射率故AB错误；CD.设光在棱镜中传播的速度为，根据折射定律有由正弦定理有又由几何关系光在棱镜中传播的时间解得故C错误，D正确。故选D。6.如图所示，足够长的水平传送带保持的速度匀速运动，漏斗以20kg/s的流量往传送带上装砂子，不计砂子的初速度，则与不传送砂子相比，传送带的电动机每秒要多做的功为（）A.10J B.20J C.30J D.40J【答案】B【解析】设t时间内砂子与传送带共速，砂子达到传送带速度经历的位移为传送带的位移则相对运动的位移大小为根据动能定理知产生的热量为根据能量守恒定律得，传送带的电动机每秒要多做的功为故选B。7.如图（a），在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系Oxy，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为m、带电量为q的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿x轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标y随时间t的变化曲线如图（b）所示，则（）A.磁感应强度大小为 B.投影的速度最大值为C.时间内，投影做匀速直线运动 D.时间内，投影的位移大小为【答案】D【解析】设小球做匀速圆周运动的速度为，角速度为，轨迹圆心在接收器上的投影坐标为，则在0时刻小球与轨迹圆心的连线与轴夹角为，则经过时间，小球在接收器上的投影坐标为由图（b）可得，，解得小球在接收器上的投影坐标与时间的关系式为A.由上面分析可得，小球运动周期为小球在水平面上只受洛伦兹力，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得又解得磁场磁感应强度故A错误；B.小球投影坐标对时间求导，可得则投影的最大速度故B错误；C.小球投影做简谐运动，故C错误；D.小球投影在、时刻的坐标分别为时间内，投影的位移大小为故D正确；故选D。8.如图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A.交流电b在任意0.3s内通过线圈的电荷量都为0B.线圈先后两次转速之比为3∶2C.交流电b的电压最大值为5VD.若不计线圈电阻，交流电a、b先后给相同的电阻R供电，在线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量之比为3∶2【答案】BD【解析】A．根据可知交流电b在0~0.3s时间内不为零，即通过线圈的电荷量不为0。故A错误；B．由图可知根据可得故B正确；C．根据又联立，解得由图可知解得故C错误；D．若不计线圈电阻，交流电a、b先后给相同的电阻R供电，在线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为，可得故D正确。故选BD。9.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。则（）A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J【答案】AB【解析】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减小的重力势能并不等与增加的动能，所以机械能不守恒，A正确；B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能mgh＝30J可得质量m＝1kg下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功μmg·cosθ·s＝20J求得μ＝0.5B正确；C．由牛顿第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma求得a＝2m/s2C错误；D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，D选项错误。故选AB。10.如图甲所示，间距的金属轨道与水平面成角放置，上端接定值电阻，下端接定值电阻，其间分布着两个有界匀强磁场区域：区域Ⅰ内的磁场垂直轨道平面向下，磁感应强度；区域Ⅱ内的磁场平行轨道向下，磁感应强度。金属棒MN的质量，接入电路的电阻，金属棒与轨道间的动摩擦因数。现从区域Ⅰ的上方某处沿轨道静止释放金属棒，当金属棒MN刚到达区域Ⅰ的下边界时，开始均匀变化。整个过程中金属棒的速度随下滑时间的变化情况如图乙所示，图像中除ab段外均为直线，Oa段与cd段平行。金属棒在下滑过程中始终与磁场边界平行，且与轨道间接触良好，轨道电阻及空气阻力忽略不计，两磁场互不影响，，g取。下列说法正确的是（）A.图乙中c点对应的速度大小为1m/sB.区域Ⅰ的宽度为0.8mC.金属棒穿过区域Ⅰ过程，回路中产生的焦耳热为0.192JD.均匀变化时的变化率为【答案】BD【解析】A．图乙中c点对应金属棒出区域Ⅰ，由受力平衡得其中解得故A错误；B．金属棒进入区域Ⅰ之前的过程中，根据动量定理有求得设区域Ⅰ的宽度为，金属棒穿过区域Ⅰ的过程中，根据动量定理有又，其中，联立得C．金属棒穿过区域Ⅰ的过程中，由能量守恒得解得故C错误；D．由图乙可知得金属棒穿过区域Ⅱ的过程中做匀速直线运动，有另外，金属棒穿过区域Ⅱ时均匀变化，回路中产生感生电动势，电动势为金属棒与并联，再与串联，所以回路中的总电阻为金属棒中的电流为联立解得故D正确。故选BD二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.某兴趣小组使用如图1电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系，其中P为电阻箱，是阻值为的定值电阻，E是太阳能电池，μA是电流表（量程，内阻）（1）实验中若电流表的指针位置如题图2所示，则电阻箱P两端的电压是______V。（保留3位有效数字）（2）在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻消耗的功率，由该曲线可知，M点对应的太阳能电池的输出功率是____。（保留3位有效数字）（3）在另一更大光照强度下，测得关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻消耗的功率，与曲线①相比，在电阻R相同的情况下，曲线②中太阳能电池的输出功率______（选填“较小”、“较大”），由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为_____。（保留3位有效数字）【答案】（1）2.48（2）40.5（3）较大【解析】（1）[1]根据电流表读数规则，电流表读数是电阻箱P两端的电压是（2）[2]M点对应的电压，电阻，太阳能电池的输出功率（3）[3]与曲线①相比，在电阻R相同的情况下，曲线②中太阳能电池的电压较大，由可知，曲线②中太阳能电池的输出电功率较大；[4]由图像②可知，太阳能电池电动势为，图像的斜率表示电流，因此由输出功率为当电阻大于以后是电流越来越小，可知输出功率很小，最大值不在大于以后取得，而当图像成直线时可知电流是恒定的，此时电压越大输出功率越大，因此输出功率最大值应该在阻值之间取得，分别代入估算功率可得，，因此可知最大功率在电阻取得，约为12.某同学利用手机连拍功能测量自由落体加速度，为拍出清晰的照片，他效仿伽利略利用斜面“冲淡”重力的方法，让物块沿带标尺的斜面运动。具体操作步骤如下：①用支架固定好手机开始连拍，让物块从斜面底端滑上斜面直至物块重新滑回底端；②在物块上滑过程和下滑过程中各选取连续拍摄的3张照片如图所示，手机每隔时间T拍摄一张照片：③物块在上滑1、2、3和下滑1、2、3位置对应的刻度值分别记为、、、、、；④改变斜面倾角，重复上述步骤，获得多组实验数据。（1）在步骤③中，物块从上滑1到上滑2的位移_____。（用、表示）（2）若规定沿斜面向上为正方向，则物块上滑过程加速度_____，下滑过程加速度_____。（用、…及T表示）（3）令，，多次实验后，根据多组实验数据，以m为纵坐标、n为横坐标作出图像，得到一条直线，若图像斜率为k，纵轴截距为b，则自由落体加速度为_____；若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在重复实验中，斜面倾角正切值应大于_____。（用k和b表示）【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】物块从上滑1到上滑2的位移为【小问2详析】[1]若规定沿斜面向上正方向，则物块上滑过程有可得物块上滑过程加速度为物块下滑过程有可得物块下滑过程加速度为【小问3详析】[1]设物块与斜面的动摩擦因数为，斜面倾角为；上滑时，根据牛顿第二定律可得下滑时，根据牛顿第二定律可得则有，则有可得则有，联立解得自由落体加速度为[2]若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了保证物块能够下滑，需要满足可得13.小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。（1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？【答案】（1）297K；（2）309K【解析】〖祥解〗（1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则汽缸内气体压强等于大气压强①当电子天平示数为400.0g时，设此时汽缸内气体压强为p2，对受力分析有②由题意可知，汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：③联立①②③式解得（2）环境温度越高，汽缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时汽缸内气体压强为p3，对受力分析有④又由汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比⑤联立①④⑤式解得14.如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x<0区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子甲从点S（-a，0）由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）（1）求电场强度的大小E；（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x≤0区域内加上与x>0区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间△t；（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原x>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间内粒子甲运动的距离L。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）粒子甲匀速圆周运动过P点，则在磁场中运动轨迹半径R=a则，则粒子从S到O，由动能定理可得可得（2）甲乙粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度为、，取向上为正，则有，计算可得，两粒子碰后在磁场中运动，解得，两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为，则两粒子碰后再次相遇解得再次相遇时间（3）乙出第一象限时甲在磁场中偏转角度为撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，乙粒子运动一段时间后，再整个区域加上相同的磁场，粒子在磁场中仍做半径为a的匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相切，则如图所示设撤销电场、磁场到加磁场乙运动了，可知粒子甲匀速运动距离则粒子乙的匀速运动距离加上磁场后两粒子的轨迹恰好外切，设两圆心的连线与轴正方向的夹角为。由几何关系，还有联立解得整理得再有几何关系可得又有联立解得解得15.如图，宽度为L的两竖直虚线间存在有匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外。一足够长、质量为2m、不带电的绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端放置一质量为m、电荷量为q的带正电小物块A，在板上与A距离为L处放置一质量为m、不带电的小物块C。现让A以大小为v0的初速度向右运动，A与C恰好在虚线左边界处发生碰撞并瞬间粘合在一起。AC一起经过两虚线区域过程中，速度变化量大小Δvx与对应的位移Δx成正比，当AC到达右边界时恰好与板共速。已知重力加速度大小为g，AC与板间的动摩擦因教均为。（1）求A与C碰前在板上滑动的加速度大小a1；（2）求C初始位置与虚线左边界的距离s及A、C碰后瞬间的速度大小v1；（3）若AC一起进入虚线左边界时，只将磁场方向变为垂直纸面向里，其他条件不变，求AC刚离开虚线右边界时AC重力的瞬时功率P。【答案】（1）（2），（3）【解析】【小问1详析】设A与板间的动摩擦因数为μ，A与C碰前在板上滑动，有解得【小问2详析】设A从开始运动到刚与C碰撞的过程中，运动时间为t，A的位移为s1，C与板的加速度为a2，有，，，可得，设A、C碰撞前瞬间速度大小分别为vA、vC，有，可解得，A与C碰撞过程，由动量守恒定律有解得【小问3详析】设一起经过两虚线区域过程中速度大小为，由动量定理得即由于速度变化量与对应的位移成正比，即为线性关系，则设AC和板共速的速度大小为v，由动量守恒定律得解得联立上式可得所以当A、C碰撞后只将磁场方向变为垂直纸面向里，AC将一起在两虚线区域内做匀速圆周运动，设半径为r，离开右边界时速度方向与水平方向的夹角为，如图所示根据洛伦兹力提供向心力有，所以2025年黄石市部分学校高三年级5月联合模拟考试物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.下列属于衰变的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．该反应属于衰变，放出了氦核（），A错误；B．该反应是卢瑟福发现质子（）的核反应方程，B错误；C．该反应属于衰变，放出了电子（），C正确；D．该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。故选C。2.“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（）A.火星公转的线速度比地球的大 B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小 D.火星公转的加速度比地球的小【答案】D【解析】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期C．根据可得可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；A．根据可得结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误；D．根据可得可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。故选D。3.如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（）A.作用力为 B.作用力为C.摩擦力为 D.摩擦力为【答案】B【解析】设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得解得以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为B正确，ACD错误；故选B。4.在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的4个点，已知、、；现有一电子以某一初速度从点沿Od方向射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是（）A.① B.② C.③ D.④【答案】B【解析】已知、、，则ad中点f（0，L）的电势为可知bf连线为等势线，场强与等势线垂直，即沿着aO方向斜向下，电子以某一初速度从点沿Od方向射入图乙中abcd区域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，电子做类平抛运动，则能大致反映电子运动轨迹的是②。故选B。5.如图所示，三角形为棱镜的横截面，，，一束光线从边的中点M以45°的入射角射入棱镜，从N点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A.棱镜对光的折射率为1.5 B.棱镜对光的折射率为C.光在棱镜中传播的时间为 D.光在棱镜中传播的时间为【答案】D【解析】AB.如图所示设光在点的折射角为，由几何关系得因为N点射出的光线恰好与BC平行，则折射角根据光路可逆原理，有所以由折射定律有棱镜对光的折射率故AB错误；CD.设光在棱镜中传播的速度为，根据折射定律有由正弦定理有又由几何关系光在棱镜中传播的时间解得故C错误，D正确。故选D。6.如图所示，足够长的水平传送带保持的速度匀速运动，漏斗以20kg/s的流量往传送带上装砂子，不计砂子的初速度，则与不传送砂子相比，传送带的电动机每秒要多做的功为（）A.10J B.20J C.30J D.40J【答案】B【解析】设t时间内砂子与传送带共速，砂子达到传送带速度经历的位移为传送带的位移则相对运动的位移大小为根据动能定理知产生的热量为根据能量守恒定律得，传送带的电动机每秒要多做的功为故选B。7.如图（a），在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系Oxy，空间内存在与桌面垂直的匀强磁场。一质量为m、带电量为q的小球在桌面内做圆周运动。平行光沿x轴正方向照射，垂直光照方向放置的接收器记录小球不同时刻的投影位置。投影坐标y随时间t的变化曲线如图（b）所示，则（）A.磁感应强度大小为 B.投影的速度最大值为C.时间内，投影做匀速直线运动 D.时间内，投影的位移大小为【答案】D【解析】设小球做匀速圆周运动的速度为，角速度为，轨迹圆心在接收器上的投影坐标为，则在0时刻小球与轨迹圆心的连线与轴夹角为，则经过时间，小球在接收器上的投影坐标为由图（b）可得，，解得小球在接收器上的投影坐标与时间的关系式为A.由上面分析可得，小球运动周期为小球在水平面上只受洛伦兹力，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得又解得磁场磁感应强度故A错误；B.小球投影坐标对时间求导，可得则投影的最大速度故B错误；C.小球投影做简谐运动，故C错误；D.小球投影在、时刻的坐标分别为时间内，投影的位移大小为故D正确；故选D。8.如图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A.交流电b在任意0.3s内通过线圈的电荷量都为0B.线圈先后两次转速之比为3∶2C.交流电b的电压最大值为5VD.若不计线圈电阻，交流电a、b先后给相同的电阻R供电，在线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量之比为3∶2【答案】BD【解析】A．根据可知交流电b在0~0.3s时间内不为零，即通过线圈的电荷量不为0。故A错误；B．由图可知根据可得故B正确；C．根据又联立，解得由图可知解得故C错误；D．若不计线圈电阻，交流电a、b先后给相同的电阻R供电，在线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为，可得故D正确。故选BD。9.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。则（）A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J【答案】AB【解析】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减小的重力势能并不等与增加的动能，所以机械能不守恒，A正确；B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能mgh＝30J可得质量m＝1kg下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功μmg·cosθ·s＝20J求得μ＝0.5B正确；C．由牛顿第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma求得a＝2m/s2C错误；D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，D选项错误。故选AB。10.如图甲所示，间距的金属轨道与水平面成角放置，上端接定值电阻，下端接定值电阻，其间分布着两个有界匀强磁场区域：区域Ⅰ内的磁场垂直轨道平面向下，磁感应强度；区域Ⅱ内的磁场平行轨道向下，磁感应强度。金属棒MN的质量，接入电路的电阻，金属棒与轨道间的动摩擦因数。现从区域Ⅰ的上方某处沿轨道静止释放金属棒，当金属棒MN刚到达区域Ⅰ的下边界时，开始均匀变化。整个过程中金属棒的速度随下滑时间的变化情况如图乙所示，图像中除ab段外均为直线，Oa段与cd段平行。金属棒在下滑过程中始终与磁场边界平行，且与轨道间接触良好，轨道电阻及空气阻力忽略不计，两磁场互不影响，，g取。下列说法正确的是（）A.图乙中c点对应的速度大小为1m/sB.区域Ⅰ的宽度为0.8mC.金属棒穿过区域Ⅰ过程，回路中产生的焦耳热为0.192JD.均匀变化时的变化率为【答案】BD【解析】A．图乙中c点对应金属棒出区域Ⅰ，由受力平衡得其中解得故A错误；B．金属棒进入区域Ⅰ之前的过程中，根据动量定理有求得设区域Ⅰ的宽度为，金属棒穿过区域Ⅰ的过程中，根据动量定理有又，其中，联立得C．金属棒穿过区域Ⅰ的过程中，由能量守恒得解得故C错误；D．由图乙可知得金属棒穿过区域Ⅱ的过程中做匀速直线运动，有另外，金属棒穿过区域Ⅱ时均匀变化，回路中产生感生电动势，电动势为金属棒与并联，再与串联，所以回路中的总电阻为金属棒中的电流为联立解得故D正确。故选BD二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.某兴趣小组使用如图1电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系，其中P为电阻箱，是阻值为的定值电阻，E是太阳能电池，μA是电流表（量程，内阻）（1）实验中若电流表的指针位置如题图2所示，则电阻箱P两端的电压是______V。（保留3位有效数字）（2）在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻消耗的功率，由该曲线可知，M点对应的太阳能电池的输出功率是____。（保留3位有效数字）（3）在另一更大光照强度下，测得关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻消耗的功率，与曲线①相比，在电阻R相同的情况下，曲线②中太阳能电池的输出功率______（选填“较小”、“较大”），由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为_____。（保留3位有效数字）【答案】（1）2.48（2）40.5（3）较大【解析】（1）[1]根据电流表读数规则，电流表读数是电阻箱P两端的电压是（2）[2]M点对应的电压，电阻，太阳能电池的输出功率（3）[3]与曲线①相比，在电阻R相同的情况下，曲线②中太阳能电池的电压较大，由可知，曲线②中太阳能电池的输出电功率较大；[4]由图像②可知，太阳能电池电动势为，图像的斜率表示电流，因此由输出功率为当电阻大于以后是电流越来越小，可知输出功率很小，最大值不在大于以后取得，而当图像成直线时可知电流是恒定的，此时电压越大输出功率越大，因此输出功率最大值应该在阻值之间取得，分别代入估算功率可得，，因此可知最大功率在电阻取得，约为12.某同学利用手机连拍功能测量自由落体加速度，为拍出清晰的照片，他效仿伽利略利用斜面“冲淡”重力的方法，让物块沿带标尺的斜面运动。具体操作步骤如下：①用支架固定好手机开始连拍，让物块从斜面底端滑上斜面直至物块重新滑回底端；②在物块上滑过程和下滑过程中各选取连续拍摄的3张照片如图所示，手机每隔时间T拍摄一张照片：③物块在上滑1、2、3和下滑1、2、3位置对应的刻度值分别记为、、、、、；④改变斜面倾角，重复上述步骤，获得多组实验数据。（1）在步骤③中，物块从上滑1到上滑2的位移_____。（用、表示）（2）若规定沿斜面向上为正方向，则物块上滑过程加速度_____，下滑过程加速度_____。（用、…及T表示）（3）令，，多次实验后，根据多组实验数据，以m为纵坐标、n为横坐标作出图像，得到一条直线，若图像斜率为k，纵轴截距为b，则自由落体加速度为_____；若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在重复实验中，斜面倾角正切值应大于_____。（用k和b表示）【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】物块从上滑1到上滑2的位移为【小问2详析】[1]若规定沿斜面向上正方向，则物块上滑过程有可得物块上滑过程加速度为物块下滑过程有可得物块下滑过程加速度为【小问3详析】[1]设物块与斜面的动摩擦因数为，斜面倾角为；上滑时，根据牛顿第二定律可得下滑时，根据牛顿第二定律可得则有，则有可得则有，联立解得自由落体加速度为[2]若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了保证物块能够下滑，需要满足可得13.小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。（1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？【答案】（1）297K；（2）309K【解析】〖祥解〗（1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则汽缸内气体压强等于大气压强①当电子天平示数为400.0g时，设此时汽缸内气体压强为p2，对受力分析有②由题意可知，汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：③联立①②③式解得（2）环境温度越高，汽缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时汽缸内气体压强为p3，对受力分析有④又由汽缸内气体体积不变，则压强与温度成正比⑤联立①④⑤式解得14.如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x<0区域