2022北京北师大实验中学高三零模物理(教师版).docx

2022北京北师大实验中学高三零模
物 理
一、单项选择题（本部分共14题，每题3分，共4分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项）
1．（3分）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是　　

A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子动能先增大后减小
2．（3分）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
3．（3分）由航天员翟志刚、王亚平和叶光富执行的载人飞行任务是我国空间站建设的重要任务之一、空间站是一个特别的太空实验室，绕地球运行时，其中的物体将处于完全失重状态。下列实验在运行的空间站中可以进行的是　　

A．用牛顿管观察轻重不同的物体下落的快慢
B．用牛顿第二定律测物体质量
C．如图测量静摩擦力的大小随拉力的变化
D．用“体重计测量人的质量
4．（3分）一列沿轴方向传播的简谐横波，在时波形如图甲所示，、、、为介质中的四个质点，图乙为质点的振动图像。下述说法中正确的是　　

A．该波的波速为
B．该波沿轴正方向传播
C．时，质点具有最大加速度
D．质点在时处于平衡位置，并沿轴负方向运动
5．（3分）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是　　

A．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离
B．图丙中的图线所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C．图丙中的图线所表示的光的光子能量为
D．用图丙中的图线所表示的光照射阴极时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更大
6．（3分）空间中、两点处各固定一个点电荷，其中为正电荷。、两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，、、、为电场中的4个点。下列说法正确的是　　

A．、两点处的电荷带同种电荷
B．点电场强度大于点电场强度
C．点电势高于点电势
D．在点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面运动
7．（3分）我国已经掌握高速半弹道跳跃式再人返回技术，为嫦娥五号返回奠定了基础。如图所示，虚线为地球的大气层边界，嫦娥五号返回器从点无动力滑入大气层，然后从点“跳”出，再从点“跃”入，实现减速。点为轨迹的最高点，离地心的距离为，返回器在点时的速度大小为，地球质量为，引力常量为。则返回器　　

A．在点处于失重状态
B．在、、点时动能相等
C．在点时的加速度大小为
D．在点时的速度大小为
8．（3分）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，原线圈接在的交流电源上，副线圈接一定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动时，下列说法中正确的是　　

A．电流表、的示数之比为
B．电压表、的示数之比为
C．滑动变阻器消耗的功率可能先增大后减小
D．原线圈的输入功率可能减小
9．（3分）某同学利用图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平桌面上固定一个力传感器，传感器通过细绳拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向右拉木板，传感器记录的力与时间的图像如图乙所示。下列说法正确的是　　

A．在时间内，木板一定做匀加速运动
B．在时间内，木板一定做匀加速运动
C．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
D．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为
10．（3分）系统误差是由于实验原理等原因而产生的误差，它的数值总是向某一个方向偏离真实值。在“测电源电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差即为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以下正确的是　　

A．电流表分压；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
B．电流表分压；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
C．电压表分流；测得的电源电动势偏小，内阻偏小
D．电压表分流；测得的电源电动势偏大，内阻偏大
11．（3分）“”是高速公路上电子不停车收费系统的简称。若某汽车以恒定功率匀速行驶，为合理通过收费处，司机在时刻使汽车功率减半，并保持该功率行驶，到时刻又做匀速运动；通过收费处后，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复原来功率，以后保持该功率行驶。设汽车所受阻力大小不变，则在该过程中，汽车的速度随时间变化图像可能正确的是　　
A． B．
C． D．
12．（3分）冬奥会上有一种女子单板滑雪形池项目，如图所示为形池模型，其中、为形池两侧边缘，在同一水平面，为形池最低点。运动员从点上方高的点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置点，相对于点高度为。不计空气阻力，下列判断正确的是　　

A．第一次从到与从到的过程中机械能损失相同
B．从到的过程中机械能可能守恒
C．从返回可以恰好到达
D．从返回经到一定能越过点再上升一定高度
13．（3分）小明同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小明同学仔细检查了这款扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示数据，则该扫地机器人　　
主机基本参数

产品尺寸

电池
锂电池
质量

无线连接
智能快述
工作额定电压

工作额定功率

A．额定工作电流为
B．是能量单位
C．若当剩余电量减少为电池容量的时，机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后正常工作的时间为
D．以额定电流工作时每分钟消耗电能为
14．（3分）当温度从低到高变化时，通常物质会经历固体、液体和气体三种状态，当温度进一步升高，气体中的原子、分子将出现电离，形成电子、离子组成的体系，这种由大量带电粒子（有时还有中性粒子）组成的体系便是等离子体。等离子体在宏观上具有强烈保持电中性的趋势，如果由于某种原因引起局部的电荷分离，就会产生等离子体振荡现象。其原理如图，考虑原来宏观电中性的、厚度为的等离子体薄层，其中电子受到扰动整体向上移动一小段距离，这样在上、下表面就可分别形成厚度均为的负、正电薄层，从而在中间宏观电中性区域形成匀强电场，其方向已在图中示出。设电子电量为、质量为、数密度（即单位体积内的电子数目）为，等离子体上下底面积为．电荷运动及电场变化所激发的磁场及磁相互作用均可忽略不计。（平行板电容器公式，其中为真空介电常量，为电容器极板面积，为极板间距）结合以上材料，下列说法正确的是　　

A．上表面电荷宏观电量为
B．上表面电荷宏观电量为
C．该匀强电场的大小为
D．该匀强电场的大小为
二、实验题（共18分）
15．（8分）在“测量金属丝的电阻率”实验中，待测金属丝的电阻约为。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量如图所示，其读数为 　　。
（2）用电流表和电压表测量金属丝的电阻按如图连接好电路，用电压表的接线柱先后与、接触，发现电压表的示数有较大变化，而电流表的示数变化不大，则实验中电压表的接线柱应与 　　点相连（选填“”或“” ，并说明选择的理由 　　。
（3）设被测金属丝电阻为，长度为，直径的平均值为，则该金属材料电阻率的表达式为　　。

16．（10分）“用单摆测量重力加速度”的实验中：

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图甲所示，测出的小球直径为 　　；
（2）实验中下列做法正确的是 　　；
摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些
摆球要选择质量大些、体积小些的
拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔作为单摆周期的测量值
拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆球做30次全振动所用的时间，则单摆周期
（3）实验中改变摆长获得多组实验数据，正确操作后作出的图像为图乙中图线②。某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长，其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中 　　（选填①、③、④，选择的理由是 　　；利用该图线求得的重力加速度 　　（选填“大于”、“等于”、“小于” 利用图线②求得的重力加速度。
三、计算题（共40分）
17．（9分）冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛的场地如图所示。冰道的左端有一个发球区，运动员在投掷线将冰壶掷出，使冰壶沿着冰道滑行，冰道的右端有一圆形的营垒。比赛时，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面使冰壶滑行得更远。已知冰壶的质量为，没有用毛刷擦冰面时冰壶与冰面间的动摩擦因数，不计冰壶自身的大小，取。
（1）在某次比赛中，运动员将冰壶在投掷线中点处以的速度沿中心线掷出，若不用毛刷擦冰面，画出冰壶受力示意图，并求冰壶滑行的位移大小。
（2）如果在中心线上已经静止着一个与冰壶完全相同的冰壶，冰壶与冰壶碰撞时间极短，碰撞前瞬间冰壶速度减为，碰撞后冰壶速度减为，求碰撞后冰壶的速度大小。
（3）在（2）问中，已知冰壶与冰壶作用时间为，求冰壶对冰壶作用力大小。

18．（9分）如图1甲所示为法拉第发明的圆盘发电机，图1乙是其原理示意图，其中的铜质圆盘安装在水平的铜轴上，铜质圆盘的圆心与铜轴重合，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片、分别与圆盘的转动轴和边缘良好接触，用导线将两块铜片与电阻连接起来形成闭合回路，在圆盘绕铜轴匀速转动时，通过电阻的电流是恒定的。为讨论问题方便，将磁场简化为水平向右磁感应强度为的匀强磁场；将圆盘匀速转动简化为一根始终在匀强磁场中绕铜轴匀速转动、长度为圆盘半径的导体棒，其等效电阻为。除了和以外，其他部分电阻不计。已知圆盘半径为，当其以角速度匀速转动时，产生的感应电动势。
（1）圆盘转动方向如图乙所示，求通过电阻的电流大小，并说明其流向；
（2）若各接触点及转轴的摩擦均可忽略不计，圆盘匀速转动一圈，外力需要做多少功；
（3）圆盘匀速转动时，圆盘简化的导体棒的内部电子因棒转动而在匀强磁场中受沿棒方向的洛伦兹力的分力，其大小随电子与圆心距离变化的图象如图2所示，试从电动势的定义式论证圆盘匀速转动产生的感应电动势。
19．（10分）扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种机主要部分的剖面图，其中产生射线部分的示意图如图乙所示。图乙中、之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场：经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为，带电荷量为，两端的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；
（2）若偏转场为垂直纸面向里的匀强磁场，要实现电子束射出偏转场时速度方向与水平方向夹角为，求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）若偏转场为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，当偏转电场强度为时电子恰好能击中靶台点。而仪器实际工作时，电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为△，如图丙所示。电子通过加速电场的时间远小于加速电压的变化周期，不考虑加速电场变化时产生的磁场，在此情况下，为使电子均能击中靶台，求靶台的最小直径。

20．（12分）光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子” 组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。为光速，为普朗克常量）
（1）物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量和动量跟它所对应波的频率和波长之间也遵从如下关系：，。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量和动量间存在的关系；
（2）我们在磁场中学习过磁通量，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为。
①光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为的黑色纸片上，其辐射通量为，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数；
②光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。

参考答案
一、单项选择题（本部分共14题，每题3分，共4分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项）
1．【分析】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力；根据分子力做功情况分析分析势能和动能的变化。
【解答】解：、从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故错误；
、由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故错误；
、分子势能在时最小，故从到分子势能一直在减小，故错误；
、从到分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，故正确；
故选：。
【点评】解决本题的关键是掌握分子力做功与分子势能的关系，知道分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小。
2．【分析】本题实际考查了机械波和电磁波的区别和联系，它们虽然都是波，但是产生机理是不同的。
【解答】解：、波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故正确；
、干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故正确；
、机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故正确；
、机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，项错误。
本题选错误的。
故选：。
【点评】本题通过新颖的题意考查了机械波和电磁波的区别，有创新性。同时类比法是一种重要的思想方法，要在平时学习中不断应用。
3．【分析】在空间站中物体处于完全失重状态，跟重力有关的实验都无法完成。
【解答】解：在空间站中物体处于完全失重状态，跟重力有关的实验都无法完成。
、牛顿管观察轻重不同的物体下落快慢，利用物体的重力作用，故错误；
、牛顿第二定律测物体质量，需要利用物体重力提供加速度，故错误；
、静摩擦力随拉力的变化，根据弹簧弹力与伸长量的关系，与重力无关，故正确；
、体重计测量人的质量，利用重力对体重计的压力作用，故错误；
故选：。
【点评】本题主要考查了完全失重状态的物体的性质，解题关键是明确在空间站中物体处于完全失重状态，跟重力有关的实验都无法完成。
4．【分析】由图甲知波长，由图乙知周期，根据计算波速；由图乙判断时质点振动方向，结合图甲判断该波传播方向；由图判断时，质点、位置，计算所求时间与周期的关系，从而确定质点的状态以及相关量的情况。
【解答】解：由图甲知，波长，由图乙知，周期，则波速，代入数据计算可得，故错误；
由图乙知，时质点沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法知，该波沿轴正方向传播，故正确；
由图甲知，时，质点处于波峰，由于，则时质点处于平衡位置，此时质点的加速度为零，故错误；
由图甲知，时，质点处于波谷，则，则时质点处于波峰，速度为0，故错误。
故选：。
【点评】本题属于波的图象的识图、振动图象的识图和对质点振动的判断问题。考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
5．【分析】由玻尔理论分析可能的跃迁；由图可得遏止电压；根据动能定理，可求出最大初动能；根据光电效应方程，结合遏止电压判断光电子的最大初动能。
【解答】解：第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可能的情况为：，，，，，，能发出6种不同频率的光，
能量值的大小关系排列从大到小为：，，，，，，由于只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极发生光电效应，所以发生光电效应的能量值对应的跃迁为：，；
、第4能级的能量值为，若吸收一个能量为的光子，其能量值仍然为负，不能电离，故错误；
、由图乙可知，光的遏止电压大，光的遏制电压小，根据光电效应方程，及知各光对应的跃迁为：光为，光为；
光的光子能量为，故错误，正确；
、由图乙可知，光的遏止电压大，光的遏制电压小，根据光电效应方程，用图丙中的图线所表示的光照射阴极时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更小，故错误。
故选：。
【点评】解决该题需熟记光电效应方程，能通过能级图判断可能的跃迁情况，知道怎么才能使原子电离。
6．【分析】该电场是等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右）。根据电场线的分布情况电场强度的关系。由电场力做功情况分析电势能的变化。
【解答】解：、根据电场的图象可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故错误；
、等势线越密的地方电场线越密，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知点电场强度小于点电场强度，故错误；
、点离点（正电荷）的距离更近，点离点（负电荷）的距离更近，所以点的电势较高，高于点的电势，故正确；
、在点由静止释放一个带电粒子，对改粒子受力分析如图所示，假设改粒子带正电，

合力方向不沿着方向，所以粒子不沿着等势面运动。故错误；
故选：。
【点评】该题考查常见电场的特点，解题的关键是在两个电荷连线的中垂线上的电势和无穷远处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高，负电荷周围的电场的电势都比它低。
7．【分析】物体具有向下的加速度时处于失重状态，具有向上的加速度时处于超重状态；由于克服阻力做功时，机械能逐渐减小；根据牛顿第二定律列式求解点加速度大小。
【解答】解：、点处的加速度方向背离地心，处于超重状态，故错误；
、由到由于空气阻力做负功，动能减小，由到过程中只有万有引力做功，机械能守恒，、、点时速度大小应该满足，故动能不相等，故错误；
、在点时合力等于万有引力，即，故加速度大小，故正确
、在点时万有引力大于所需的向心力，做近心运动，故速度大小，故错误；
故选：。
【点评】本题主要考查了万有引力定律的应用，解决本题的关键知道卫星在大气层中受到空气阻力作用，在大气层以外不受空气阻力，结合动能定理、机械能守恒进行求解。
8．【分析】根据求出变压器副线圈两端电流比；根据求出原副线圈的电压比；根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，根据功率公式分析滑动变阻器消耗的功率变化。
【解答】解：根据原副线圈电流与匝数成正比得：；故错误；
根据原副线圈电压与匝数成正比得：；故错误；
当滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，由于输入电压不变，所以输出电压也不变，则滑动变阻器消耗的功率
，
当时，滑动变阻器消耗的功率最大，故滑动变阻器消耗的功率可能先增大后减小，也可能一直增大，故正确；
变压的原、副线圈的电压均不变，而副线圈电路总电阻减小，则输出功率一直增大，由于理想变压器输入功率和输出功率相等，变压器输入功率也一直变大，故错误。
故选：。
【点评】本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；原线圈的电压决定副线圈的电压；掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
9．【分析】在时间内，物块与长木板之间为静摩擦力，二者保持相对静止；时间内，二者之间为滑动摩擦力，但无法判断木板的运动情况；图乙中曲线是细绳拉力随时间的变化曲线；由乙图得到最大静摩擦力大小和滑动摩擦力大小，由此求出比值。
【解答】解：、由乙图可知，在时间内，物块与长木板之间为静摩擦力，二者保持相对静止，即木板处于静止状态，故错误；
、同理，在时间内，二者之间为滑动摩擦力，木板一定在相对物块运动但是不一定做匀加速运动，故错误；
、物块始终处于平衡状态，虽然传感器显示的细绳拉力和长木板提供的摩擦力等大反向，但是图乙中曲线是细绳拉力随时间的变化曲线，并不是摩擦力随时间的变化曲线，故错误；
、由乙图可知，最大静摩擦力大小为图中最大，即为；滑动摩擦力为图中相对平稳的，即大约，所以二者之比约为，故正确。
故选：。
【点评】本题主要是考查摩擦力大小的判断方法，要能够根据图线分析绳子拉力与摩擦力的关系，知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
10．【分析】分析图示电路结构，根据实验误差来源分析实验误差。
【解答】解：由图示电路图可知，相对于电源来说电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，
电流测量值小于真实值，实验误差是由电压表分流造成的，当外电路短路时电流的测量值等于真实值，图象如图所示

图线的纵轴截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻，
由图示图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，内阻测量值小于真实值，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题考查了实验误差分析，理解实验原理、分析清楚图示电路图是解题的前提，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。
11．【分析】分阶段由分析汽车牵引力变化，再分析合力变化，进而分析汽车的速度及加速度的变化。
【解答】解：阶段，汽车以速度为匀速行驶，牵引力与阻力平衡，此时功率恒定为，且；
阶段，时刻使汽车功率减半瞬间，汽车的速度不变，由可知，突然减小到原来的一半，阻力没有变化，则汽车开始做减速运动，功率保持为，由知，由于减小，所以牵引力增大，由可知，减小，则加速度减小，小汽车做加速度减小的减速运动；
阶段，时刻牵引力又增大到等于阻力，汽车开始匀速运动，此时速度为；
阶段，通过收费处后，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复原来功率，这段时间汽车做匀加速直线运动；当汽车牵引力功率刚恢复原来功率瞬间，牵引力仍大于阻力，汽车继续加速，但以后保持该功率行驶，由知，速度增加，牵引力减小，则合外力减小，加速度减小，则汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小到与阻力相等时，汽车开始匀速，速度大小，故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查了汽车的启动问题，解决此类问题的关键是抓住汽车启动过程中的不变量，然后由来分析汽车的运动过程。
12．【分析】运动员在形池模型运动过程中，根据平均速率的大小判断平均压力的大小、平均摩擦力的大小、克服摩擦力做的功的大小由此分析能量的损失情况。
【解答】解：由于运动员从到与从到的平均速度不同，平均压力不同，平均摩擦力不同，所以第一次从到与从到的过程中机械能损失不相同，故错误；
运动员从到的过程中有克服摩擦力做功，则机械能不守恒，故错误；
运动员从高处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，克服摩擦做功为，从返回经到克服摩擦力做功小于，故从返回经到一定能越过点再上升一定高度，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题主要是考查能量守恒定律，解答本题要知道运动员在形池模型运动过程中的摩擦力变化，根据平均摩擦力判断机械能损失情况。
13．【分析】由功率公式求解电流，由容量公式求解时间，由电流定义式求解电量，由做功公式求解能量。
【解答】解：额定工作电流为，故错误；
、是电量的单位，故错误；
若当剩余电量减少为电池容量的时，机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后正常工作的时间为
，故错误；
以额定电流工作时每分钟消耗能量为，故正确。
故选：。
【点评】本题考查恒定电流，学生需熟练掌握恒定电流各公式，并能灵活运用。
14．【分析】由于单位体积内的电子数目为，计算上表面的体积即可计算电荷宏观电量；根据平行板电容器公式、电容器的定义式以及匀强电场电场强度和电势差的关系进行解答。
【解答】解：、由于单位体积内的电子数目为，上表面的体积，所以电荷宏观电量为，故错误；
、根据题意可知平行板电容器公式，又由于，解得：，
该匀强电场的大小为，故错误、正确。
故选：。
【点评】本题主要是考查电荷量的计算以及电场强度的计算，知道电容器的电荷量是指一个极板带电量的绝对值，知道电场强度与电势差的关系。
二、实验题（共18分）
15．【分析】（1）根据螺旋测微器的分度值结合图1得出金属丝的直径；
（2）根据试触法分析出电流表的接法；
（3）先计算出金属丝的横截面积，结合电阻定律计算出金属材料的电阻率
【解答】解：（1）由螺旋测微器的分度值为，需要估读到分度值的下一位，则直径为；
（2）用电压表的接线柱先后与、接触，发现电压表的示数有较大变化，而电流表的示数变化不大，说明电流表的分压作用明显，故应该将电流表外接，故实验中电压表的接线柱应与点相连；
（3）由电阻定律得：，同时
联立解得：。
故答案为：（1）0.313；（2）；电流表的分压作用明显；（3）。
【点评】本题主要考查了金属电阻率的测量，根据图像得电阻的大小，结合电阻定律分析出金属材料的电阻率。
16．【分析】（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数。
（2）摆线要选择细些的、伸缩性小些的；摆球尽量选择质量大些、体积小些的摆球；振动稳定后，从平衡位置开始计时；摆线偏离平衡位置不大于。
（3）根据单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后分析图示图象答题。
【解答】解：（1由图示游标卡尺可知，游标尺是10分度的，游标尺精度是，测出的小球直径为。
（2）、为防止单摆运动中摆长发生变化，为减小实验误差，应选择弹性小的细线做摆线，摆线应适当长些，故错误；
、为减小空气阻力对实验的影响，摆球要选择质量大些、体积小些的球，故正确；
、单摆在摆角不大于时的运动是简谐运动，为减小周期测量的误差，应从摆球经过平衡位置时开始计时且测出摆球做多次全振动的时间，求出平均值作为单摆的周期，故错误，正确。
故选：。
（3）由图乙所示图象可知，图线①在纵轴上有截距，即时，，说明图线①所对应的单摆摆长测量值为零时就已出现了振动周期，摆长的测量值小于真实值，可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长造成的；
由单摆周期公式可知：，图象的斜率，则重力加速度，
由图乙所示图象可知，图线①与图线②平行，它们的斜率相等，利用图线①求得的重力加速度等于利用图线②求得的重力加速度。
故答案为：（1）14.5；（2）；（3）①；图线①所对应的单摆摆长测量值为零时就已出现了振动周期，摆长的测量值小于真实值；等于。
【点评】本题考查了用单摆测量重力加速度实验，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，应用单摆周期公式即可解题；要掌握常用器材的使用与读数方法；游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数，游标卡尺不需要估读，对游标卡尺读数时要注意游标尺的精度。
三、计算题（共40分）
17．【分析】（1）根据受力情况画出冰壶受力分析图；根据动能定理求解位移；
（2）两个冰壶发生碰撞，根据动量守恒定律求解碰撞后的速度大小；
（3）对于冰壶根据动量定理进行解答。
【解答】解：（1）冰壶受力分析如图所示；

设冰壶滑行的距离为，根据动能定理可得：
代入数据解得：；
（2）两个冰壶发生碰撞，动量守恒；取的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：
，其中，
代入数据解得：；
（3）取的速度方向为正方向，对于冰壶根据动量定理得：
代入数据解得：。
答：（1）冰壶受力示意图见解析，冰壶滑行的位移大小为；
（2）碰撞后冰壶的速度大小为；
（3）冰壶对冰壶作用力大小为。
【点评】本题主要是考查了动量守恒定律、动能定理和动量定理；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用（或合外力为零）；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程求解。
18．【分析】（1）根据欧姆定律求解通过电流的电流，根据右手定则可知通过电阻的电流方向；
（2）根据功能关系求解圆盘匀速转动一圈外力需要做的功；
（3）电子因棒转动在匀强磁场中受沿棒方向的洛伦兹力分力为非静电力，根据图象求解非静电力做的功，根据电动势的定义解答。
【解答】解：（1）圆盘转动时切割磁感应线产生的感应电动势为：
欧姆定律可知，通过电阻的电流；
根据右手定则可知圆盘中电流方向向外，通过电阻的电流方向是由到；
（2）圆盘匀速转动一圈经过的时间
圆盘匀速转动一圈产生的总电能
根据功能关系可知，圆盘匀速转动一圈外力需要做功；
（3）电子因棒转动在匀强磁场中受沿棒方向的洛伦兹力分力为非静电力，对于与圆心距离为的电子，有：

根据随电子与圆心距离变化的图象可知，电子沿杆移动过程中，此非静电力做的功为

根据电动势的定义可得：。
答：（1）通过电阻的电流大小为，通过电阻的电流方向是由到；
（2）圆盘匀速转动一圈，外力需要做的功；
（3）论证见解析。
【点评】本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和右手定则；对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种：一是导体平动切割产生的感应电动势，可以根据来计算；二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势，可以根据来计算。
19．【分析】（1）电子受到向右的电场力，据动能定理求出速度；
（2）根据洛伦兹力提供向心力以及动能定理求解电子做圆周运动的半径表达式，由几何关系求得半径，联立可求得磁感应强度大小；
（3）由动力学规律及几何关系偏转总距离的关系式，从而判断改变加速电压后点的变化情况。
【解答】解：（1）电子在加速电场中，由动能定理有

解得电子刚进入偏转场时的速度大小
（2）由几何关系可得，此时电子在磁场中的运动半径
由牛顿第二定律得
联立两式并将速度代入解得磁感应强度
（3）设偏转场右边界距点的水平距离为
电子偏出电场时垂直初速方向的位移
电子偏出电场后到达靶上点，在垂直初速方向的位移
由几何关系有
联立两式并将速度代入解得
随电压的变化电子在靶上的扫描长度为△
因此靶台的最小直径△
答：（1）电子刚进入偏转场时的速度大小为；
（2）若偏转场为垂直纸面向里的匀强磁场，要实现电子束射出偏转场时速度方向与水平方向夹角为，匀强磁场的磁感应强度的大小为；
（3）为使电子均能击中靶台，靶台的最小直径为。
【点评】解决该题需要明确知道电子在各个区域的运动情况，知道在匀强电场中顺着电场线电势的变化情况，能正确推导出电子在磁场中运动半径。
20．【分析】（1）根据光子的动量和能量关系联立解得；
（2）①根据辐射通量的定义解答；
②根据动量定理解得，并判断压力变化。
【解答】解：（1）单个光子的能量为，同时频率与波长的关系为，单个光子的动量为，联立可得：
（2）①设△时间内通过黑纸的光束的体积为，为单位体积内的光子数，则△时间内通过黑纸的光束的光子总数为△，则辐射通量为，，联立可得：
②光束照射黑纸片被全部吸收，由动量定理可得：△，联立可得：，
将黑纸片换为等大的白纸片，光子在白纸片表面全部反弹，若全为弹性碰撞，由动量定理可得：△，可知，则该束光对白纸片的压力变大。
答：（1）单个光子的能量和动量间存在的关系为；
（2）①该束光单位体积内的光子数为；
②光对黑纸片产生的压力大小为，该束光对白纸片的压力变大。
【点评】掌握光子能量以及动量的计算方法，会应用动量定理处理作用力的问题，要求学生计算及分析能力要强。

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