试卷答案
寻你做寻,想你所想

湖南衡阳名校2024届高三一轮复习12月第2周周练 物理试题(含解析)

2023年12月份第2周
物理
一、计算题
1、我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一,浙江余姚河姆渡古文化遗址水井,其年代距今约5700年。压水井可以将地下水引到地面上,如图所示,活塞和阀门都只能单向打开,提压把手可使活塞上下移动,使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时,阀门开启,可将直管中的空气抽到阀门上面;活塞向下移动时,阀门关闭,空气从活塞处溢出,如此循环,地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地下水位线之下,地下水位线距离阀门的高度,直管截面积,现通过提压把手,使直管中水位缓慢上升4m。已知水的密度,外界大气压强,重力加速度,直管中的气体可视为理想气体:
(1)若该装置的机械效率,求人对把手做的功;
(2)求直管中剩余空气质量与直管中原空气质量之比。
2、在测量玻璃砖折射率实验中,选择长方体玻璃砖,玻璃砖截面如图所示。边长为30cm,边长为8.0cm,已经测得玻璃砖折射率为。实验中某同学用一束细激光自O点射入玻璃砖,已知,求:
(1)为使激光恰好照射到D点,求激光在面上入射角的正弦值;
(2)保持(1)入射角不变,把入射点向A移动,当新的入射点距A的距离为4.0cm时,判断激光束第一次自玻璃砖射出点的位置并计算该点到D点的距离。
3、如图所示,轻质弹簧的劲度系数,用其拉着一个重力为的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)当弹簧的伸长量为时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?
(3)当弹簧的伸长量为时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?
4、如图所示,方形木箱及内物体总质量为M,其内用两轻绳将一质量的小球悬挂于P、Q两点,两细绳与水平的车顶面的夹角为60°和30°。水平传送带AB长,以的速度顺时针转动,木箱与传送带间动摩擦因数()。求:
(1)设木箱为质点,且木箱由静止放到传送带上,那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处;
(2)木箱放到传送带A点后,在木箱加速的过程中,绳P和绳Q的张力大小分别为多少?
二、单选题
5、荡秋千是一项古老的休闲体育运动。某秋千简化模型如图所示,长度为L的两根细绳下端栓一质量为m的小球,上端固定在水平横梁上,小球静止时,细绳与竖直方向的夹角均为θ。保持两绳处于伸直状态,将小球拉高H后由静止释放,已知重力加速度为g,忽略阻力,以下判断正确的是( )
A.小球释放瞬间处于平衡状态
B.小球释放瞬间,每根细绳的拉力大小均为
C.小球摆到最低点时,每根细绳的拉力大小均为
D.小球摆到最低点时,每根细绳的拉力大小均为
6、所有接触面光滑,则下列对图中弹力的判断说法正确的是( )
A.图甲中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力作用,是因为车厢左壁发生弹性形变
B.图乙中,小球被轻绳斜拉着静止在斜面上,则斜面对小球有弹力作用,此力是因为斜面发生了弹性形变
C.图丙中,a、b两轻绳悬挂着小球,小球处于静止状态,a绳竖直,则两绳均发生弹性形变,对小球均有弹力作用
D.图丁中,两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力,且大小一定相等
7、如图甲所示,某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,各金属圆筒依序接在交变电源的两极M、N上,序号为C的金属圆板中央有一个质子源,质子逸出的速度不计,M、N两极加上如图乙所示的电压,一段时间后加速器稳定输出质子流。已知质子质量为m、电荷量为e,质子通过圆筒间隙的时间不计,且忽略相对论效应,则( )
A.质子在各圆筒中做匀加速直线运动
B.质子进入第n个圆筒瞬间速度为
C.各金属筒的长度之比为
D.质子在各圆筒中的运动时间之比为
8、质量为m的小球甲静置于光滑水平面上,质量为的小球乙以大小为v的速度沿水平方向向着甲球运动,两球发生正碰,碰撞时间很短可不计,则碰后甲球的速度大小可能为( )
A. B. C. D.v
9、舞水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时使用的一种夸张技法。某次表演中,演员抖动长袖一端,随之舞动的长袖上形成的简谐横波如图所示,其中实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图,波的周期,关于该列简谐波,下列说法正确的是( )
A.周期一定为1.2 s
B.频率可能为5 Hz
C.若波沿x轴正方向传播,则波速可能为15 m/s
D.若波沿x轴负方向传播,则波速一定为5 m/s
10、如图甲所示为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图,两质点P、Q的平衡位置分别位于、处,质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.时刻,质点P正沿y轴负方向运动
C.质点P的振动方程为
D.当质点Q在波峰时,质点P的位移为
11、“示波器”是电工学中的重要仪器,如图所示为示波器的原理图,有一电子在电势差为的电场中加速后,垂直射入电势差为的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角变小的是( )
A.不变,变大 B.变大,变小 C.变小,变大 D.不变,变大
12、如图所示,虚线代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,是这条轨迹上的三点,由此可知( )
A.带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度
B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C.带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度
D.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大
13、如图所示,水平放置足够长的光滑金属导轨abc和de,ab与de平行并相距为是以O为圆心、半径为r的圆弧导轨,圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场,磁感应强度均为B,两端接有一个电容为C的电容器,金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,金属杆MN质量为m,金属杆MN和OP电阻均为R,其余电阻不计,若杆OP绕O点在匀强磁场区域内以角速度ω从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )
A.杆OP产生的感应电动势恒为
B.电容器带电荷量恒为
C.杆MN中的电流逐渐减小
D.杆MN向左做匀加速直线运动,加速度大小为
14、汽车自动控制刹车系统(ABS)的原理如图所示.铁质齿轮P与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体(极性如图),M是一个电流检测器.当车轮带动齿轮P转动时,靠近线圈的铁齿被磁化,使通过线圈的磁通量增大,铁齿离开线圈时又使磁通量减小,从而能使线圈中产生感应电流,感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车.齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中,通过M的感应电流的方向是( )
A.总是从左向右 B.总是从右向左
C.先从右向左,然后从左向右 D.先从左向右,然后从右向左
15、如图所示,玩具汽车停在模型桥面上,下列说法正确的是( )
A.汽车受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
B.汽车受到的支持力和桥面受到的压力是一对平衡力
C.汽车的轮胎要恢复形变,对桥面产生了向下的压力
D.桥面受到向下的压力,是由于桥面发生了形变
16、有a、b、c、d四颗人造地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b在地面附近的近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4 h内转过的圆心角是 D.d的运动周期有可能是20 h
三、多选题
17、如图所示,小球与轻弹簧,水平细绳相连,轻弹簧、细绳的另一端分别固定于P、Q两点。小球静止时,轻弹簧与竖直方向的夹角为θ。重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.仅剪断细绳的瞬间。小球的加速度,方向竖直向上
B.仅剪断与小球连接端的轻弹簧的瞬间,小球的加速度,方向水平向右
C.仅剪断细绳的瞬间,小球的加速度,方向水平向左
D.仅剪断与小球连接端的轻弹簧的瞬间,小球的加速度,方向竖直向下
18、如图所示的中继卫星是地球同步轨道卫星,它是航天器在太空运行的数据中转站,该中继卫星处于赤道上某基站的正上方,当它收到该基站发来的一个无线电波信号时,立即将此信号转发到处于同步轨道的另一个航天器,且该航天器处于能与中继卫星可通信最远距离的位置,如图所示。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球的自转周期为T,无线电波的传播速度为光速c。设中继卫星离地面的高度为h,从基站发出无线电波信号到航天器接收到该信号所需的时间为t,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
19、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,为定值电阻,电表均为理想电表,R为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大,灯泡L将变暗
B.定值电阻中将有从右向左的电流
C.电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变
D.电源输出功率一定变小
20、如图所示电路中,C为平行板电容器,极板水平放置,C中央有一带电液滴刚好静止,为热敏电阻(温度降低电阻增大),M点接地,开关K闭合,单独进行以下某项操作,下列判断正确的是( )
A.只将开关K断开,带电液滴的重力势能将增加
B.只将热敏电阻加热,带电液滴的电势能将增加
C.只将变阻器R的滑动头P向上移动,带电液滴仍保持静止
D.只将电容器C的上极板向上移动,带电液滴将向下运动
21、如图所示,三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置,分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上。三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动,分别为轨道的最低点,则下列有关判断正确的是( )
A.小球第一次到达轨道最低点的速度关系
B.小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系
C.小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系
D.三个小球到达轨道右端的高度都不相同,但都能回到原来的出发点位置
22、如图所示,闭合的等腰直角三角形金属线框ABC以速度v向右匀速穿过磁感应强度为的条形匀强磁场区域(运动过程中AC边始终与磁场边界平行)。已知金属线框单位长度的电阻为r,直角边长为d,磁场区域宽度为2d。则下列说法正确的是( )
A.当线框刚进入磁场区域时,直角边AC产生电动势的大小
B.线框进入磁场过程中A、C两点间电势差恒定不变
C.当线框的水平直角边BC恰好进入一半时,导线内电流的大小
D.线框从图示位置到完全穿过磁场过程中通过线框某一横截面的电量为零
23、一质量为M、长为l的长木板A静止放在光滑的水平面上,质量为m的物体B(视为质点)以初速度从A的左端滑上长木板A的上表面,到B从A的右端滑下的过程中,B的动能减少量为,A的动能增加量为,A、B间存在摩擦,摩擦生热为Q,关于、、Q的值。下列可能的是( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
四、实验题
24、(1)某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则________(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强P,为了在xOy坐标系中获得直线图象,应选择_______。
A.图象 B.图象 C.图象 D.图象
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图象如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为________。
(2)某同学制作了一个“加速度测量仪”,用来测量垂直电梯竖直上、下运行时的加速度,其构造如图1所示:将一根轻弹簧的上端固定在竖直放置且带刻度的“「”形光滑小木板上端,当弹簧下端悬挂0.9N重物并静止时,指针指向31.0cm位置;当弹簧下端悬挂1.0N重物并静止时,指针指向30.0cm位置。实际测量时,该同学在该弹簧下端固定1.0N重物,重力加速度g取,所有计算结果保留两位有效数字。
①该弹簧的劲度系数________N/m;
②实际测量时,当指针指到31.0cm位置时,垂直电梯运行的加速度大小为________;
③如图2所示,将该加速度测量仪水平使用,若指针仍指到31.0cm位置,则水平加速度大小_______。
25、某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系,选用了如图(a)所示的实验装置,图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强,刻度可指示出气柱的体积,整个装置安装在固定架上,实验中气柱质量不变。
(1)将下列实验步骤补充完整;
①在烧杯中放入冰水混合物,使其浸没气柱,压强计示数稳定后,记下冰水混合物的热力学温度T、气柱的体积V和压强;
②改变烧杯内的水温,使水浸没气柱,经过一段时间后,缓慢调节活塞位置改变气柱的体积,使压强计的示数_______,记下气柱体积和水的热力学温度;
③多次改变水温,重复步骤②;
(2)下表为某次实验记录的数据:
1 2 3 4 5 6 7
273 283 300 313 325 333 347
10.0 10.4 11.0 11.4 12.0 122 12.7
(3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标系中补齐数据点,并作出图线;
(4)根据作出的图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成_______关系。
参考答案
1、答案:(1)400J(2)
解析:(1)直管中水位缓慢上升,则重心上升2m,则对水做功
带入数据可得
则人对把手做的功
(2)直管中有气体,气体的压强为
设这些气体在压强为时的长度为L,则由玻意耳定律可得
解得
则直管中剩余空气质量与直管中原空气质量之比
2、答案:(1)(2)
解析:(1)由几何关系可得折射角的正弦为
可知折射角为37°。
根据折射定律有
激光在AB面上入射角的正弦值为
(2)把入射点向A移动,当新的入射点距A的距离为4.0cm时,根据全反射的临界角
可知全反射的临界角为45°,由几何关系知,此时光线在AD面上入射角为53°,可知光在AD面的E点发生全反射,经DC下表面的F点第一次从玻璃砖射出,由几何关系知
可解得
激光束第一次自玻璃砖射出点到D点的距离为。
3、答案:(1)0.4(2),(3),
解析:(1)物体恰在水平面上做匀速直线运动,根据平衡条件可知,竖直方向
水平方向
根据
解得
(2)由于物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则物体的最大静摩擦力
当弹簧的伸长量为时,拉力
此时物体没有被拉动,这时物体受静摩擦力,根据平衡条件
(3)当弹簧的伸长量为时,拉力
此时物体被拉动,这时物体受滑动摩擦力,则
4、答案:(1)(2),
解析:(1)木箱由静止放到传送带上,做加速直线运动,对木箱,根据牛顿第二定律得:
代入数据解得:
当木箱与传送带共速时,所用时间为
木箱的位移
共速后,木箱随传送带一起做匀速直线运动,匀速运动的位移为
匀速运动的时间为
木箱从A运动到传送带另一端B处经历时间
(2)设绳P伸直恰好无拉力时木箱的加速度为,则由牛顿第二定律得:
代入数据解得:
则小球飘起来,即绳P上的拉力为0,由牛顿第二定律得:
代入数据解得:
5、答案:B
解析:AB.设每根绳的拉力大小为T,小球释放瞬间,受力分析如图1,所受合力不为0,不是平衡状态,由于速度为0,则有
如图2,由几何关系有
联立得
A错误,B正确;
CD.小球摆到最低点时,图1中的,此时速度满足
由向心力公式得
其中
联立解得
CD错误。
故选B。
6、答案:B
解析:A.图中,小球随车厢一起向右匀速直线运动,车厢左壁对小球没有弹力,否则小球不可能处于平衡的,故A错误;
B.图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,因轻绳斜拉着,根据平衡条件,则斜面对小球有弹力,故B正确;
C.图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,那么b绳对小球没有弹力,否则小球会向右运动的,故C错误;
D.图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,由于轻绳均竖直,根据弹力产生的条件,则两球间没有弹力,故D错误。
故选B。
7、答案:C
解析:A.金属圆筒中电场为零,质子不受电场力,做匀速运动,故A错误;
B.质子进入第n个圆筒时,经过n次加速,根据动能定理
解得
故B错误;
D.只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为时,才能保证每次在缝隙中被电场加速,故D错误;
C.第n个圆筒长度
则各金属筒的长度之比,故C正确。
故选C。
8、答案:D
解析:由题意,两球发生正碰,则满足
联立,可求得碰后甲球的速度大小
故选D。
9、答案:D
解析:由波形图可知,该波的波长为。若该波沿x轴正方向传播,则其周期满足,由于,则,即,故其频率和波速,若该波沿x轴负方向传播,则,由于,则,即,故其频率和波速分别为。故ABC错误,D正确。
10、答案:D
解析:由图乙可知,时刻质点Q在平衡位置沿y轴正方向运动,由此判断波沿x轴负方向传播,A项错误;波动周期为0.2s,因此时刻,质点P正沿y轴正方向运动,B项错误;质点P的振动方程为,C项错误;当质点Q在波峰时,需要经历,代入质点P的振动方程可得,此时,质点P的位移为,D项正确。
11、答案:B
解析:在加速电场中根据动能定理有
在偏转电场中有
联立解得
若使偏转角变小,即使变小,示波器确定后,L与d不会再变,只有与是可调的,故使电子的偏转角变小,可使减小,或者增大。
故选B。
12、答案:C
解析:A.由电场线疏密可知,R点场强比Q场强点大,所以带电粒子在R点的电场力大,则带电粒子在R点的加速度大,A错误;
BC.带电粒子做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向向右;若带电粒子从P经过R运动到Q,电场力做负功,带电粒子的电势能增大,动能减小,则带电粒子经过R点时的动能大于经过Q点时的动能,即带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度,而P点电势能最小,所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小,B错误,C正确;
D.根据能量守恒定律,带电质点在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变,D错误。
故选C。
13、答案:C
解析:杆OP产生的感应电动势恒为,A错误;由右手定则知OP产生的感应电流方由O到P,则MN杆中电流方向为由M到N,由左手定则知MN杆受到向左的安培力,MN杆向左做加速运动,也产生感应电动势,与OP产生的电动势方向相反,根据,随着MN的速度增加,回路中电动势的和逐渐减小,电流减小,电容器的电压减小,则电容器带电荷量逐渐减小,B错误,C正确;回路中电流逐渐减小,杆MN受到的安培力逐渐减小,则杆MN向左做加速度逐渐减小的加速直线运动,D错误。
14、答案:C
解析:由图可得,线圈中磁场方向从右向左,有题可得当车轮带动齿轮P转动时,靠近线圈的铁齿被磁化,使得通过线圈的磁通量增大,由楞次定律得到,线圈中感应电流产生的磁场抵抗磁场的增大,电流产生的磁场从左向右,通过右手螺旋定律可得,通过M的感应电流从左向右。同理可分析,铁齿离开线圈时又使磁通量减小,线圈中的感应电流产生的磁场从右向左,则通过M的感应电流从右向左.从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中是铁齿先离开线圈,下一个铁磁靠近线圈,则通过M的电流方向先从右向左,再从左向右。
A.总是从左向右,与分析结论不符,故A错误;
B.总是从右向左,与分析结论不符,故B错误;
C.先从右向左,然后从左向右,与分析结论相符,故C正确;
D.先从左向右,然后从右向左,与分析结论不符,故D错误。
15、答案:C
解析:A.汽车受到的重力和支持力同时都作用在汽车上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,A错误;
B.汽车受到的支持力和桥面受到汽车的压力,是一对作用力与反作用力,B错误;
C.汽车的轮胎产生了形变,要恢复形变,对桥面产生了向下的弹力,即对桥面产生向下的压力,C正确;
D.桥面受到向下的压力,是由于汽车的轮胎要恢复形变而产生的,D错误。
故选C。
16、答案:B
解析:对a有,对b有,故,A错误。由得,知b的速度最大,相同时间内转过的弧长最长,B正确。c为同步卫星,周期为24 h,故4 h内转过的角度为,C错误。由知d的运动周期一定大于c的运动周期,故d的运动周期一定大于24 h,D错误。
17、答案:CD
解析:AC.设小球的质量为m,小球静止时
剪断细绳瞬间,轻弹簧拉力不改变,则小球受的合外力与等大反向,根据牛顿第二定律可得

方向水平向左,故C正确,A错误;
BD.若剪断轻弹簧,绳子拉力会突变为零,此时小球只受到重力的作用,所以根据牛顿第二定律可知小球加速度
方向竖直向下,故B错误,D正确。
故选CD。
18、答案:BD
解析:设中继卫星的轨道半径为r,由万有引力提供向心力得,黄金代换,整理后可得,故中继卫星距离地面的高度为,A项错误,B项正确;由几何关系得无线电波信号从地面基站到航天器所经过得路程,整理后有,从基站发出无线电波信号到航天器接收到该信号所需的时间为,故C项错误,D项正确。
19、答案:BC
解析:电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,两端的电压为零.当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器电阻减小,外电阻减小,电路中总电流变大,则灯L将变亮,电流表示数变大,电源的内电压变大,则路端电压减小,电压表读数减小,选项A错误.而电容器的电压等于路端电压,所以电容器的电压减小,由分析可知其电荷量将减小.电容器放电,则定值电阻中将有从右向左的电流出现,选项B正确.根据闭合电路欧姆定律知,得,可得电压表示数改变量与电流表示数改变量之比保持不变.故C正确.因不清楚外电路电阻与电源内阻的大小关系,则不能确定电源输出功率的变化,选项D错误;故选BC.
20、答案:AD
解析:A.电容器与滑动变阻器并联,开关K断开前,电容器的电压等于闭合电路中的滑动变阻器的电压,开关K断开后,因电路无通路,则电容器的电压等于电源的电动势,故其电压增大,其它量不变则板间的匀强电场的场强增大,带电液滴所受的向上的电场力增大,油滴向上移动,重力做负功,则带电液滴的重力势能将增加,故A正确;
B.只将热敏电阻加热,则其阻值减小,闭合电路的电流增大,故滑动变阻器的电压增大,导致电容器的电压增大,则板间的匀强电场的场强增大,带电液滴所受的向上的电场力增大,电场力做正功,则带电液滴的电势能将减小,故B错误;
C.只将变阻器R的滑动头P向上移动,接入电路的阻值减小,电路的电流增大,的电压增大,故变阻器的电压减小,即电容器的电压减小,则板间的电场强度减小,带电液滴所受的向上的电场力减小,原来二力平衡,则液滴向下移动,故C错误;
D.只将电容器C的上极板向上移动,则板间距离d增大,而电路元件不动则其电压不变,由知场强变小,液滴所受向上的电场力变小,则液滴向下移动,故D正确。
故选AD。
21、答案:AB
解析:A.第一个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到P点过程中只有重力做功,根据动能定理有
第二个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到M点过程中只有重力做功,根据动能定理有
第三个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到M点过程中有重力做功、电场力做功,根据动能定理有
根据以上公式有
A正确;
B.分别对三个小球做受力分析,根据牛顿第二定律有,,
由选项A知,则,B正确;
C.沿着轨道建立自然坐标系,将速度和加速度分解为沿轨道方向和垂直于轨道方向,由于图二洛伦兹力始终在垂直于轨道方向,不影响沿轨道方向的受力,其余受力情况与图一一致,则图一、图二运动情况一致,则,对于图三由于电场力始终向右,可沿坐标系将电场力分解,可知分解在沿轨道方向的电场力与该方向的速度方向相反,阻碍小球运动,则,C错误;
D.第一、二两图中,由于洛伦兹力不做功,则只有重力做功,动能和重力势能之间转换,故小球在右端都能到达高度相同,且都能回到原位置;对于图3,由于轨道是光滑的,但小球向右运动的过程中相比于图一、二还有电场力做负功,则可能导致小球脱离轨道做近心运动,从而小球就无法达到右端最高点、也无法回到原位置,D错误。
故选AB。
22、答案:ACD
解析:A.线框刚进入磁场区时,切割磁感线的有效长度刚好为边AC的长度,根据得
选项A正确;
C.当线框的水平直角边BC恰好进入一半时,切割磁场的导体有效长度为,此时
回路总电阻
由闭合电路欧姆定律得
选项C正确;
B.线框进入磁场过程中切割磁场的导体有效长度发生变化,总电阻不变,则电路中电流发生变化,因此A、C两点间电势差不会恒定不变,选项B错误;
D.通过导体横截面的电量
线框从图示位置到完全穿过磁场过程中,磁通量变化,则通过线框某一横截面的电量为零,选项D正确。
故选ACD。
23、答案:AD
解析:根据能量守恒可知,B、C错误;
画出小物块B和木板A的速度时间图线分别如图中1和2所示,图中1和2之间的面积表示板长l,1与t轴所围的面积表示小物块B的位移,2与t轴所围的面积表示木板A的位移,由图易知.,;又、、,则,AD正确。
24、答案:(1)①需要②C③b(2)①10②1.0③9.0
解析:(1)①若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,针筒内封闭气体与外界相连,压强改变,无法继续实验,需要重做实验;
②设冰糖的体积为,根据玻意耳定律

则图象为直线。
故选:C。
③根据,结合图象可知这颗冰糖的体积为b。
(2)①根据胡克定律
②实际测量时,弹簧对小球的拉力
根据牛顿第二定律
解得
方向竖直向下;
③将该加速度测量仪水平使用,若指针仍指到31.0cm位置,拉力仍为
根据牛顿第二定律
解得
25、答案:(1)(3)见解析(4)线性
解析:(1)②本实验是探究在压强不变的情况下气体的体积和热力学温度的关系,故需要控制压强保持不变,使压强计示数为;
(3)根据表格的数据,补齐数据点并描点连线,作出如下图线:
(4)根据作出的图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成一次线性关系。

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