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【24押题卷丨金榜猜题卷丨新高考】物理山东
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这是一份【24押题卷丨金榜猜题卷丨新高考】物理山东，共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.生物体存活时体内含量与大气中相当，死亡后停止吸收。某次考古中发现了生物遗骨，经测定，该生物遗骨中含量大约是刚去世时的。已知的半衰期是5730年，则该生物距今约( )
A.1910年B.5730年C.17190年D.45840年
2.如图所示，真空中有一边长为10 cm的立方体。空间存在一匀强电场，已知A点电势为0，三点电势均为1 V，下列判断正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为，方向由指向A
B.匀强电场的场强大小为，方向由指向A
C.电子在C点的电势能为
D.电子沿直线由A点到C点电场力做负功
3.甲、乙两车在同一条平直公路上运动，其图像如图所示，已知甲车做匀变速直线运动，其余数据已在图中标出.根据图中数据可知( )
A.时刻，甲乙两车速度大小相等
B.0~2 s内，甲车位移等于乙车位移
C.甲车的初速度大小为2 m/s
D.相遇之前，时两车相距最远
4.在风洞实验中，将一质量为1 kg的小球自西向东以初速度大小20 m/s水平抛出，风洞内同时加上自北向南的大小随时间均匀变化的风力，风力大小与时间t满足，重力加速度g取，则两秒后( )
A.小球的速度大小为
B.小球的速度大小为40 m/s
C.小球的动量变化量大小为
D.小球的动量变化量大小为
5.如图所示的光滑杆和轻弹簧的一端均固定在点，可视为质点的小球A固定在轻弹簧的另一端，现使整个装置环绕竖直轴匀速转动，当角速度为时轻弹簧处于原长状态。则下列说法正确的是( )
A.角速度由逐渐增大，小球沿杆向上移动
B.角速度大于时，杆与小球间的作用力大小可能不变
C.仅增加小球的质量，小球沿杆向上移动
D.与小球的质量大小有关
6.如图所示，M是赤道上的物体在随地球自转，N是赤道平面内的一颗人造地球卫星，运行方向自西向东。已知地球同步卫星距地面高度近似为5.6倍地球半径，设地心为与ON间的夹角θ最大为，则( )
A.N的轨道半径为地球半径的倍
B.N与M的转动周期之比为
C.N与M的线速度大小之比为
D.N与M的加速度大小之比为1:4
7.如图所示，某透明材料制成的三棱镜截面为正三角形，，一束单色光从中点O射入三棱镜，入射光线与的夹角为30°，在O点发生折射后的光线与平行，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是( )
A.三棱镜对该单色光的折射率为
B.该单色光从边射出时的方向与从边入射时的方向的夹角为120°
C.该单色光在三棱镜中的传播速度为
D.该单色光在三棱镜中的传播时间为
8.如图为“日”字形理想变压器（铁芯左右对称）的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为的线圈，线圈匝数比，两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压的交变电流，下列说法正确的是( )
A.每个线圈中磁通量的变化率都相同B.电压表的示数为14.4 V
C.电压表和示数比为4:5D.电流表和示数比为5:4
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一列沿x轴传播的简谐横波，时，波形图如图甲所示.原点处的质点振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波的传播速度为10 m/s
C.处质点经0.5 s通过的路程为5 m
D.时，处质点比处质点加速度大
10.如图，轻杆左端与光滑转轴上的点O相连，右端连接着一等边三角形轻线框，三角形的顶点上分别固定着质量均为m、可视为质点的三个小球（的延长线垂直于），已知轻杆长为l，三角形线框的边长为，重力加速度为g，不计空气阻力，现将轻杆从水平位置由静止释放，则( )
A.在摆动过程中，A的机械能守恒
B.杆竖直时，三个小球的总动能为
C.杆竖直时，小球A的动能为
D.杆竖直时，杆和线框对A的合力为
11.分子A固定于原点O处，另一分子B从距离O点很远处向O点运动的过程中，分子间作用力F随分子间距离r变化关系如图所示，时，。则下列说法正确的是( )
A.F随r变化关系图像适用于理想气体分子间作用力关系
B.B向A运动过程中，分子间距越来越小，分子作用力越来越大
C.B向A运动过程中，A对B的作用力先做正功后做负功
D.B分子运动到处时，分子B动能最大
12.如图所示，倾角的斜面上放置一间距为L的光滑U形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容为C的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻为R的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为m的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.电容器M板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加
B.经时间t导体棒的速度为
C.回路中电流与时间的关系为
D.重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能转化为动能和回路的焦耳热
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）为测量金属丝的电阻率，实验小组从实验室中找到合适的器材后，按照如下的步骤进行操作：
（1）用刻度尺测量金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d（如图甲所示），则______mm。
（2）分别用图乙和图丙所示的电路测量待测金属丝的电阻，图乙中电压表和电流表的示数分别为，图丙中电压表和电流表的示数分别为。
（3）若采用图乙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率ρ，则_______（用题给字母表示）；若采用图丙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率，则电阻率的测量值_______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
14.（8分）阿特伍德机的原理图如图所示，重物的质量分别为M和m，且，定滑轮摩擦不计，绳与滑轮质量不计，绳不可伸长。物理实验小组同学利用阿特伍德机进行改装做力学实验，在重物A右侧安装很窄的宽度为d的遮光片，在阿特伍德机右侧固定一竖直杆，杆上安装两个光电门，两光电门间的竖直距离为h，重物A运动时遮光片可通过光电门，测量遮光时间。重力加速度为。
（1）第一小组的同学用该实验装置验证牛顿第二定律，若物理量满足_____，则牛顿第二定律成立。
（2）第二小组的同学用该实验装置验证机械能守恒定律。具体操作是先将重物A用外力向下拉到下面光电门以下一定距离，然后用力向下拉重物B，使重物获得足够的速度，在遮光片将要通过下面的光电门时，撤去外力，遮光片通过两个光电门。测得，遮光片宽度为1 cm，通过两个光电门的时间分别为0.002 s，0.004 s，，遮光片通过两光电门过程中系统动能的减少量为______J，重力势能的增加量为______J。请说明动能变化量和重力势能变化量数值不相等的原因：____________。
15.（7分）一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像如图所示.已知气体在状态A时的压强为.求：
（1）状态A的温度；
（2）状态C的压强。
16.（9分）深海中有一个大杀器：海底断崖，又叫“跃层”，“跃层”是海水参数随深度变化而显著变化的水层。当潜艇从高密度海域进入低密度海域时，潜艇的浮力会突然减少，这样潜艇就会急剧下沉，专业上称这种现象为“掉深”。“掉深”可能会导致潜艇的实际下潜深度超过设计下潜深度，造成潜艇破裂进水，结构解体。已知潜艇的质量为，正在水下200 m处水平运动，突然进入“跃层”，以加速度竖直向下落（水平速度很小，可以忽略不计）。潜艇指战员迅速采取措施，向外排出海水，8 s后开始以向上的加速度运动。已知重力加速度。
（1）求“跃层”内海水密度与原来海水密度之比；
（2）采取措施后潜艇经过多长时间回到原来深度？最深到了多深？
（3）潜艇排出了多少吨海水（计算结果保留两位有效数字）？
17.（14分）一传送装置示意图如图所示，其中传送带在AB区域是水平的，在BC区域为圆弧形（光滑，未画出），在CD区域是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，当前一个货箱相对于传送带静止时马上放后一个，每个小货箱相对传送带运动的时间均为，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再相对滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间内，共运送小货箱的数目为N。该装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。重力加速度为g，求：
（1）传送带的速度大小；
（2）电动机多做的功。
18.（16分）现有一对半圆柱体回旋加速器置于真空中，如图所示，其半径为R，高度为H，两金属盒半圆柱体间狭缝宽度为d，有垂直于盒面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场和垂直于盒面向下、电场强度大小为E的匀强电场，磁场仅存在于两盒内，而电场存在于整个装置，两盒间接有电压为U的交流电。加速器上表面圆心A处有一粒子发射器，现有一电荷量为、质量为m的粒子从A点飘入狭缝中，初速度可以视为零。不考虑相对论效应和重力作用，若粒子能从加速器下表面边缘离开，求：
（1）若U未知，粒子从A点到离开加速器下表面边缘所用时间t及动能；
（2）粒子在狹缝中被加速的次数n；
（3）若H未知，粒子在狭缝中被加速的时间与在磁场中运动的时间的比值。
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据，由题意知该生物遗骨中的经过3个半衰期，则该生物距今约17190年，C正确。
2.答案：B
解析：三点电势相等，在同一等势面上，由电场方向和等势面垂直且由高电势指向低电势可知，电场方向由指向A，由几何知识可得，在中，和AD的夹角余弦值，由得，电场强度，A错误，B正确；由几何知识可得与AC的夹角余弦值，由，可得，电子电荷量为，电子在C点的电势能，C错误；电子沿直线由A点到C点电场力做正功，D错误。
3.答案：D
解析：在图像中，图线的斜率表示速度，由题图可知，时刻甲车的速度大于乙车的速度，选项A错误；由题图知，甲车位移为8 m，乙车位移为6 m，甲车位移大于乙车位移，选项B错误；由乙车图线可知，乙车做匀速直线运动，速度大小为3 m/s；甲车的位移表达式为，将代入上式，解得，选项C错误；两车速度相同时，两车相距最远，即，选项D正确.
4.答案：C
解析：
5.答案：A
解析：当角速度为时，对小球进行受力分析，如图所示，假设杆与竖直方向的夹角为θ，弹簧的原长为，则，解得，可知角速度与小球的质量大小无关，D错误；仅增加小球的质量，角速度不变，弹簧仍处于原长，C错误；角速度由逐渐增大的过程中，假设弹簧仍处于原长状态，由可知小球所需的向心力增大，杆对小球的支持力增大，因此小球一定沿杆向上运动，A正确，B错误。
6.答案：C
解析：设地球半径为R，如图所示，当夹角θ最大时，MN与地球相切，因此，解得，A错误；地球同步卫星的轨道半径为，根据开普勒第三定律得，因此N与M转动的周期之比为，B错误；根据可知，地球同步卫星与M的线速度大小之比为6.6：1，根据可知，地球同步卫星与N的线速度大小之比为，因此N与M的线速度大小之比为，C正确；根据可知，M与地球同步卫星的加速度大小之比为1：6.6，根据可知，地球同步卫星与N的加速度大小之比为，因此N与M的加速度大小之比为，D错误。
7.答案：C
解析：作出该单色光的光路图，如图所示，由几何关系可知入射角，折射角，则三棱镜对该单色光的折射率为，A错误；由几何关系可知，该单色光在M点的入射角为，所以从边射出的光线与从边入射光线的偏向角为，B错误；由光速和折射率的关系可知该单色光在三棱镜中的传播速度为，C正确；又该单色光在三棱镜中传播的距离为，则该单色光在三棱镜中的传播时间为，D错误。
8.答案：C
解析：由磁通量的定义可知穿过中间线圈的磁通量等于左右两臂线圈的磁通量之和，中间线圈内磁通量变化率为两臂线圈内磁通量变化率的二倍，A错误；输入电压的有效值为6 V，根据，解得，则电压表和示数比为4:5，结合欧姆定律可知电流表和示数比为4:5，C正确，B、D错误。
9.答案：BD
解析：由题图乙可知时，原点处质点向下振动，结合题图甲可知波的传播方向是沿x轴负方向，A错误；由题图知，简谐横波的波长，所以波速，B正确；一个周期内质点通过的路程为，由于，则处质点经过0.5 s通过的路程小于0.4 m，C错误；时，处质点在平衡位置下方，加速度大小不为零，处质点在平衡位置，处质点的加速度为零，D正确.
10.答案：BD
解析：第一步：计算系统重力势能的减少量
将三个小球看成一个系统，在摆动过程中，系统的机械能守恒，分析可知单个小球的机械能不守恒，A错误。由几何关系可知，轻杆从水平位置摆动到竖直位置时，系统重心下降的高度为，系统减少的重力势能为，由机械能守恒定律得，B正确。
第二步：计算小球A的动能
由几何关系可知，由可知，则，可得，C错误。
第三步：根据受力分析，结合动能求解合力
轻杆位于竖直位置时，对小球A有，解得，D正确。
11.答案：CD
解析：理想气体分子间距足够大，分子间作用力为零，A错误；B向A运动过程中分子间作用力先变大后变小，再变大，B错误；B向A运动过程中，A对B的分子间作用力先表现为引力做正功，后表现为斥力做负功，C正确；B向A运动过程中，在r大于时，分子间作用力为引力做正功，B的动能增大，在r小于时，分子间作用力为斥力做负功，B的动能减小，所以在处时，B分子动能最大，D正确。
12.答案：AB
解析：设运动过程中经时间，导体棒的速度增加，对电容器，两极板的充电电流，对导体棒受力分析，由牛顿第二定律有，对重物分析，有，又，解得，加速度恒定，所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动，电容器两极板所带电荷量随时间均匀增加，由右手定则可知，M板带正电，A正确；经时间t，导体棒的速度，B正确；由A项分析可知回路中电流恒定，C错误；重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能一部分转化为动能和回路的焦耳热，一部分转化为电容器储存的电能，D错误。
13.答案：（1）2.150
（3）；大于
解析：（1）根据题图甲可知，金属丝的直径。
（3）若采用题图乙电路，则由，解得。题图丙采用电流表内接法，金属丝两端电压的测量值偏大，所以电阻率的测量值也偏大。
14.答案：（1）
（2）28.125；28；空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力做负功
解析：（1）遮光片通过两光电门的速度，由得，对重物，由牛顿第二定律得，若牛顿第二定律成立，则满足。
（2）根据题意，可得遮光片通过两光电门的速度，，则系统减少的动能，增加的重力势能为。动能的减少量大于重力势能的增加量，是因为空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力做负功。
15.答案：（1）200 K
（2）
解析：解：（1）从状态A到状态B，气体发生等压变化，压强保持不变，即
根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）从状态B到状态C，气体发生等容变化，根据查理定律有
代入数据解得
16.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设原来海水密度为ρ，“跃层”内海水密度为，
根据题意，有
，
解得
（2）潜艇在匀加速下落阶段，有
排水后，潜艇先匀减速下降，再匀加速上升，对这个过程，有，得
匀减速下降过程，有
潜艇最深位置
（3）排出海水后，设潜艇质量为，有
得，
潜艇排出海水的质量
17.答案：（1）
（2）
解析：（1）已知相邻两个小货箱的距离为L，所以传送带的速度
（2）在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段路程为，加速度为a，则对小货箱有
在这段时间内，传送带运动的路程为
由以土可得
用f表示小货箱与传送带之间的滑动摩擦力，则在AB区域传送带对小货箱做的功为
传送带克服小货箱对它的摩擦力做功
两者之差就是由于摩擦力做功产生的热量，即，
可见，在小货箱加速运动过程中，小货箱获得的动能与产生的热量相等。在运载N个小货箱的过程中，电动机多做的功用于增加小货箱的动能、重力势能以及克服摩擦力做功，即
18.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）粒子从A点到离开加速器下表面边缘的过程中，竖直方向在电场力作用下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
解得
粒子从加速器下表面边缘出去时在水平方向上的速度取决于加速器金属盒的半径，由洛伦兹力提供向心力，有
竖直方向上的速度
则离开时的动能
（2）由（1）分析可知
解得
（3）设粒子在狭缝中被加速的时间为，在磁场运动的时间为，有
解得
粒子在磁场中运动的周期
已知粒子每经过一次狭缝，就会在磁场运动半个周期，则
则
选项
分析
正误
A
2 s时，小球向东的速度大小，向下的速度大小，设向南的速度大小为，由动量定理得，解得，故小球的速度大小
×
B
×
C
动量变化量为末动量减去初动量，小球向东的动量变化量为零，向南的动量变化量为20 kg·m/s，向下的动量变化量为20 kg·m/s，由矢量三角形法可得小球的动量变化量大小为
√
D
×
1.生物体存活时体内含量与大气中相当，死亡后停止吸收。某次考古中发现了生物遗骨，经测定，该生物遗骨中含量大约是刚去世时的。已知的半衰期是5730年，则该生物距今约( )
A.1910年B.5730年C.17190年D.45840年
2.如图所示，真空中有一边长为10 cm的立方体。空间存在一匀强电场，已知A点电势为0，三点电势均为1 V，下列判断正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为，方向由指向A
B.匀强电场的场强大小为，方向由指向A
C.电子在C点的电势能为
D.电子沿直线由A点到C点电场力做负功
3.甲、乙两车在同一条平直公路上运动，其图像如图所示，已知甲车做匀变速直线运动，其余数据已在图中标出.根据图中数据可知( )
A.时刻，甲乙两车速度大小相等
B.0~2 s内，甲车位移等于乙车位移
C.甲车的初速度大小为2 m/s
D.相遇之前，时两车相距最远
4.在风洞实验中，将一质量为1 kg的小球自西向东以初速度大小20 m/s水平抛出，风洞内同时加上自北向南的大小随时间均匀变化的风力，风力大小与时间t满足，重力加速度g取，则两秒后( )
A.小球的速度大小为
B.小球的速度大小为40 m/s
C.小球的动量变化量大小为
D.小球的动量变化量大小为
5.如图所示的光滑杆和轻弹簧的一端均固定在点，可视为质点的小球A固定在轻弹簧的另一端，现使整个装置环绕竖直轴匀速转动，当角速度为时轻弹簧处于原长状态。则下列说法正确的是( )
A.角速度由逐渐增大，小球沿杆向上移动
B.角速度大于时，杆与小球间的作用力大小可能不变
C.仅增加小球的质量，小球沿杆向上移动
D.与小球的质量大小有关
6.如图所示，M是赤道上的物体在随地球自转，N是赤道平面内的一颗人造地球卫星，运行方向自西向东。已知地球同步卫星距地面高度近似为5.6倍地球半径，设地心为与ON间的夹角θ最大为，则( )
A.N的轨道半径为地球半径的倍
B.N与M的转动周期之比为
C.N与M的线速度大小之比为
D.N与M的加速度大小之比为1:4
7.如图所示，某透明材料制成的三棱镜截面为正三角形，，一束单色光从中点O射入三棱镜，入射光线与的夹角为30°，在O点发生折射后的光线与平行，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是( )
A.三棱镜对该单色光的折射率为
B.该单色光从边射出时的方向与从边入射时的方向的夹角为120°
C.该单色光在三棱镜中的传播速度为
D.该单色光在三棱镜中的传播时间为
8.如图为“日”字形理想变压器（铁芯左右对称）的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为的线圈，线圈匝数比，两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压的交变电流，下列说法正确的是( )
A.每个线圈中磁通量的变化率都相同B.电压表的示数为14.4 V
C.电压表和示数比为4:5D.电流表和示数比为5:4
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一列沿x轴传播的简谐横波，时，波形图如图甲所示.原点处的质点振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波的传播速度为10 m/s
C.处质点经0.5 s通过的路程为5 m
D.时，处质点比处质点加速度大
10.如图，轻杆左端与光滑转轴上的点O相连，右端连接着一等边三角形轻线框，三角形的顶点上分别固定着质量均为m、可视为质点的三个小球（的延长线垂直于），已知轻杆长为l，三角形线框的边长为，重力加速度为g，不计空气阻力，现将轻杆从水平位置由静止释放，则( )
A.在摆动过程中，A的机械能守恒
B.杆竖直时，三个小球的总动能为
C.杆竖直时，小球A的动能为
D.杆竖直时，杆和线框对A的合力为
11.分子A固定于原点O处，另一分子B从距离O点很远处向O点运动的过程中，分子间作用力F随分子间距离r变化关系如图所示，时，。则下列说法正确的是( )
A.F随r变化关系图像适用于理想气体分子间作用力关系
B.B向A运动过程中，分子间距越来越小，分子作用力越来越大
C.B向A运动过程中，A对B的作用力先做正功后做负功
D.B分子运动到处时，分子B动能最大
12.如图所示，倾角的斜面上放置一间距为L的光滑U形导轨（电阻不计），导轨上端连接电容为C的电容器，电容器初始时不带电，整个装置放在磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场中。一质量为、电阻为R的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，另一质量为m的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接，定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行。将重物由静止释放，在导体棒到达导轨底端前的运动过程中，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.电容器M板带正电，且两极板所带电荷量随时间均匀增加
B.经时间t导体棒的速度为
C.回路中电流与时间的关系为
D.重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能转化为动能和回路的焦耳热
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）为测量金属丝的电阻率，实验小组从实验室中找到合适的器材后，按照如下的步骤进行操作：
（1）用刻度尺测量金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d（如图甲所示），则______mm。
（2）分别用图乙和图丙所示的电路测量待测金属丝的电阻，图乙中电压表和电流表的示数分别为，图丙中电压表和电流表的示数分别为。
（3）若采用图乙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率ρ，则_______（用题给字母表示）；若采用图丙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率，则电阻率的测量值_______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
14.（8分）阿特伍德机的原理图如图所示，重物的质量分别为M和m，且，定滑轮摩擦不计，绳与滑轮质量不计，绳不可伸长。物理实验小组同学利用阿特伍德机进行改装做力学实验，在重物A右侧安装很窄的宽度为d的遮光片，在阿特伍德机右侧固定一竖直杆，杆上安装两个光电门，两光电门间的竖直距离为h，重物A运动时遮光片可通过光电门，测量遮光时间。重力加速度为。
（1）第一小组的同学用该实验装置验证牛顿第二定律，若物理量满足_____，则牛顿第二定律成立。
（2）第二小组的同学用该实验装置验证机械能守恒定律。具体操作是先将重物A用外力向下拉到下面光电门以下一定距离，然后用力向下拉重物B，使重物获得足够的速度，在遮光片将要通过下面的光电门时，撤去外力，遮光片通过两个光电门。测得，遮光片宽度为1 cm，通过两个光电门的时间分别为0.002 s，0.004 s，，遮光片通过两光电门过程中系统动能的减少量为______J，重力势能的增加量为______J。请说明动能变化量和重力势能变化量数值不相等的原因：____________。
15.（7分）一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像如图所示.已知气体在状态A时的压强为.求：
（1）状态A的温度；
（2）状态C的压强。
16.（9分）深海中有一个大杀器：海底断崖，又叫“跃层”，“跃层”是海水参数随深度变化而显著变化的水层。当潜艇从高密度海域进入低密度海域时，潜艇的浮力会突然减少，这样潜艇就会急剧下沉，专业上称这种现象为“掉深”。“掉深”可能会导致潜艇的实际下潜深度超过设计下潜深度，造成潜艇破裂进水，结构解体。已知潜艇的质量为，正在水下200 m处水平运动，突然进入“跃层”，以加速度竖直向下落（水平速度很小，可以忽略不计）。潜艇指战员迅速采取措施，向外排出海水，8 s后开始以向上的加速度运动。已知重力加速度。
（1）求“跃层”内海水密度与原来海水密度之比；
（2）采取措施后潜艇经过多长时间回到原来深度？最深到了多深？
（3）潜艇排出了多少吨海水（计算结果保留两位有效数字）？
17.（14分）一传送装置示意图如图所示，其中传送带在AB区域是水平的，在BC区域为圆弧形（光滑，未画出），在CD区域是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，当前一个货箱相对于传送带静止时马上放后一个，每个小货箱相对传送带运动的时间均为，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再相对滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间内，共运送小货箱的数目为N。该装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。重力加速度为g，求：
（1）传送带的速度大小；
（2）电动机多做的功。
18.（16分）现有一对半圆柱体回旋加速器置于真空中，如图所示，其半径为R，高度为H，两金属盒半圆柱体间狭缝宽度为d，有垂直于盒面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场和垂直于盒面向下、电场强度大小为E的匀强电场，磁场仅存在于两盒内，而电场存在于整个装置，两盒间接有电压为U的交流电。加速器上表面圆心A处有一粒子发射器，现有一电荷量为、质量为m的粒子从A点飘入狭缝中，初速度可以视为零。不考虑相对论效应和重力作用，若粒子能从加速器下表面边缘离开，求：
（1）若U未知，粒子从A点到离开加速器下表面边缘所用时间t及动能；
（2）粒子在狹缝中被加速的次数n；
（3）若H未知，粒子在狭缝中被加速的时间与在磁场中运动的时间的比值。
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据，由题意知该生物遗骨中的经过3个半衰期，则该生物距今约17190年，C正确。
2.答案：B
解析：三点电势相等，在同一等势面上，由电场方向和等势面垂直且由高电势指向低电势可知，电场方向由指向A，由几何知识可得，在中，和AD的夹角余弦值，由得，电场强度，A错误，B正确；由几何知识可得与AC的夹角余弦值，由，可得，电子电荷量为，电子在C点的电势能，C错误；电子沿直线由A点到C点电场力做正功，D错误。
3.答案：D
解析：在图像中，图线的斜率表示速度，由题图可知，时刻甲车的速度大于乙车的速度，选项A错误；由题图知，甲车位移为8 m，乙车位移为6 m，甲车位移大于乙车位移，选项B错误；由乙车图线可知，乙车做匀速直线运动，速度大小为3 m/s；甲车的位移表达式为，将代入上式，解得，选项C错误；两车速度相同时，两车相距最远，即，选项D正确.
4.答案：C
解析：
5.答案：A
解析：当角速度为时，对小球进行受力分析，如图所示，假设杆与竖直方向的夹角为θ，弹簧的原长为，则，解得，可知角速度与小球的质量大小无关，D错误；仅增加小球的质量，角速度不变，弹簧仍处于原长，C错误；角速度由逐渐增大的过程中，假设弹簧仍处于原长状态，由可知小球所需的向心力增大，杆对小球的支持力增大，因此小球一定沿杆向上运动，A正确，B错误。
6.答案：C
解析：设地球半径为R，如图所示，当夹角θ最大时，MN与地球相切，因此，解得，A错误；地球同步卫星的轨道半径为，根据开普勒第三定律得，因此N与M转动的周期之比为，B错误；根据可知，地球同步卫星与M的线速度大小之比为6.6：1，根据可知，地球同步卫星与N的线速度大小之比为，因此N与M的线速度大小之比为，C正确；根据可知，M与地球同步卫星的加速度大小之比为1：6.6，根据可知，地球同步卫星与N的加速度大小之比为，因此N与M的加速度大小之比为，D错误。
7.答案：C
解析：作出该单色光的光路图，如图所示，由几何关系可知入射角，折射角，则三棱镜对该单色光的折射率为，A错误；由几何关系可知，该单色光在M点的入射角为，所以从边射出的光线与从边入射光线的偏向角为，B错误；由光速和折射率的关系可知该单色光在三棱镜中的传播速度为，C正确；又该单色光在三棱镜中传播的距离为，则该单色光在三棱镜中的传播时间为，D错误。
8.答案：C
解析：由磁通量的定义可知穿过中间线圈的磁通量等于左右两臂线圈的磁通量之和，中间线圈内磁通量变化率为两臂线圈内磁通量变化率的二倍，A错误；输入电压的有效值为6 V，根据，解得，则电压表和示数比为4:5，结合欧姆定律可知电流表和示数比为4:5，C正确，B、D错误。
9.答案：BD
解析：由题图乙可知时，原点处质点向下振动，结合题图甲可知波的传播方向是沿x轴负方向，A错误；由题图知，简谐横波的波长，所以波速，B正确；一个周期内质点通过的路程为，由于，则处质点经过0.5 s通过的路程小于0.4 m，C错误；时，处质点在平衡位置下方，加速度大小不为零，处质点在平衡位置，处质点的加速度为零，D正确.
10.答案：BD
解析：第一步：计算系统重力势能的减少量
将三个小球看成一个系统，在摆动过程中，系统的机械能守恒，分析可知单个小球的机械能不守恒，A错误。由几何关系可知，轻杆从水平位置摆动到竖直位置时，系统重心下降的高度为，系统减少的重力势能为，由机械能守恒定律得，B正确。
第二步：计算小球A的动能
由几何关系可知，由可知，则，可得，C错误。
第三步：根据受力分析，结合动能求解合力
轻杆位于竖直位置时，对小球A有，解得，D正确。
11.答案：CD
解析：理想气体分子间距足够大，分子间作用力为零，A错误；B向A运动过程中分子间作用力先变大后变小，再变大，B错误；B向A运动过程中，A对B的分子间作用力先表现为引力做正功，后表现为斥力做负功，C正确；B向A运动过程中，在r大于时，分子间作用力为引力做正功，B的动能增大，在r小于时，分子间作用力为斥力做负功，B的动能减小，所以在处时，B分子动能最大，D正确。
12.答案：AB
解析：设运动过程中经时间，导体棒的速度增加，对电容器，两极板的充电电流，对导体棒受力分析，由牛顿第二定律有，对重物分析，有，又，解得，加速度恒定，所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动，电容器两极板所带电荷量随时间均匀增加，由右手定则可知，M板带正电，A正确；经时间t，导体棒的速度，B正确；由A项分析可知回路中电流恒定，C错误；重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能一部分转化为动能和回路的焦耳热，一部分转化为电容器储存的电能，D错误。
13.答案：（1）2.150
（3）；大于
解析：（1）根据题图甲可知，金属丝的直径。
（3）若采用题图乙电路，则由，解得。题图丙采用电流表内接法，金属丝两端电压的测量值偏大，所以电阻率的测量值也偏大。
14.答案：（1）
（2）28.125；28；空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力做负功
解析：（1）遮光片通过两光电门的速度，由得，对重物，由牛顿第二定律得，若牛顿第二定律成立，则满足。
（2）根据题意，可得遮光片通过两光电门的速度，，则系统减少的动能，增加的重力势能为。动能的减少量大于重力势能的增加量，是因为空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力做负功。
15.答案：（1）200 K
（2）
解析：解：（1）从状态A到状态B，气体发生等压变化，压强保持不变，即
根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）从状态B到状态C，气体发生等容变化，根据查理定律有
代入数据解得
16.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设原来海水密度为ρ，“跃层”内海水密度为，
根据题意，有
，
解得
（2）潜艇在匀加速下落阶段，有
排水后，潜艇先匀减速下降，再匀加速上升，对这个过程，有，得
匀减速下降过程，有
潜艇最深位置
（3）排出海水后，设潜艇质量为，有
得，
潜艇排出海水的质量
17.答案：（1）
（2）
解析：（1）已知相邻两个小货箱的距离为L，所以传送带的速度
（2）在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段路程为，加速度为a，则对小货箱有
在这段时间内，传送带运动的路程为
由以土可得
用f表示小货箱与传送带之间的滑动摩擦力，则在AB区域传送带对小货箱做的功为
传送带克服小货箱对它的摩擦力做功
两者之差就是由于摩擦力做功产生的热量，即，
可见，在小货箱加速运动过程中，小货箱获得的动能与产生的热量相等。在运载N个小货箱的过程中，电动机多做的功用于增加小货箱的动能、重力势能以及克服摩擦力做功，即
18.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）粒子从A点到离开加速器下表面边缘的过程中，竖直方向在电场力作用下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
解得
粒子从加速器下表面边缘出去时在水平方向上的速度取决于加速器金属盒的半径，由洛伦兹力提供向心力，有
竖直方向上的速度
则离开时的动能
（2）由（1）分析可知
解得
（3）设粒子在狭缝中被加速的时间为，在磁场运动的时间为，有
解得
粒子在磁场中运动的周期
已知粒子每经过一次狭缝，就会在磁场运动半个周期，则
则
选项
分析
正误
A
2 s时，小球向东的速度大小，向下的速度大小，设向南的速度大小为，由动量定理得，解得，故小球的速度大小
×
B
×
C
动量变化量为末动量减去初动量，小球向东的动量变化量为零，向南的动量变化量为20 kg·m/s，向下的动量变化量为20 kg·m/s，由矢量三角形法可得小球的动量变化量大小为
√
D
×
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