2024届河北省承德市部分高中高三下学期二模物理试题
1．（2024高三下·承德模拟）关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．安培利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应
C．法拉第利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律
D．麦克斯韦利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d）
【答案】B
【知识点】物理学史；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．库仑利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律，故A项错误；
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应，故B项正确；
C．安培利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律，故C项错误；
D．法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d），故D项错误。
故选B。
【分析】根据图示结合物理学知识分析判断。
2．（2024高三下·承德模拟）潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内被封闭的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体向外界放出热量
B．钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数不变
C．运动速率大的分子占比减小
D．气体的体积不变
【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体压强的微观解释；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AD．下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位体积内分子数增大，不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程外界对气体做功，向外界放出热量，故A正确，D错误；
B．根据
钟内气体体积减小，不计下沉过程中水温的变化，故压强增大，故钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数发生变化，故B错误；
C．不计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不变，故C错误。
故选A。
【分析】下潜过程等温压缩，外界压缩气体做功内能增大，向外界放热，单位体积内分子数增加；水温不变，气体温度不变，分子分布规律不变。
3．（2024高三下·承德模拟）“雪地魔毯”是滑雪场常见的一种设备，它类似于机场的传送带，主要用于将乘客从雪道底端运送到顶端。一名穿戴雪具的游客，从雪道底端静止站上“雪地魔毯”，“雪地魔毯”长，倾角（，），“雪地魔毯”以的速度向上滑行，经过游客滑到“雪地魔毯”的顶端。，人与“雪地鹰稳”间的动摩擦因数为一定值，不计其他阻力，则（ ）
A．游客在“雪地魔毯”上一直做匀加速运动
B．游客在“雪地魔毯”上匀加速运动的时间为
C．游客在“雪地魔毯”受到的摩擦力的方向可能改变
D．游客与“雪地魔毯”间的动摩擦因数约为0.26
【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．若游客在“雪地魔毯”上一直做匀加速运动，则游客的位移
则游客在“雪地魔毯”上不是一直做匀加速运动，选项A错误；
B．设游客匀加速的时间为，则
解得
选项B错误：
C．游客在“雪地魔毯”先受到滑动摩擦力，摩擦力方向沿“雪地魔毯”向上，然后受静摩擦力，方向也沿“雪地魔毯”向上，选项C错误；
D．游客加速阶段的加速度
根据
解得
选项D正确。
故选D。
【分析】AB、根据初速度为零的匀加速至最大速度，由平均速度公式求解位移为可知游客先匀加速后匀速运动；设匀加速时间，根据运动学方程可得：解得匀加速时间；游客加速时受滑动摩擦力和重力分力的合力提供加速度，匀速运动时静摩擦力平衡重力分力，方向均沿“雪地魔毯”向上；根据运动学方程求解加速，结合牛顿第二定律求解摩擦因数。
4．（2024高三下·承德模拟）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，硬币进入另一个通道拒绝接收。下列说法不正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增大得更慢
B．如果没有磁场，则测速器示数会更小一些
C．硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力
D．由于磁场的作用，硬币的机械能减小
【答案】B
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】ABC．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大得更慢，如果没有磁场，则测速器示数会更大一些，故AC正确，不满足题意要求，B错误，满足题意要求；
D．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故D正确，不满足题意要求。
故选B。
【分析】由题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，硬币加速度减小速度增加变慢，测速器示数更小一些。
5．（2024高三下·承德模拟）如图甲，当汽车陷入泥潭时，往往需要拖车将受困车辆拖拽驶离。如图乙，救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用，根据你所学过的力学知识判断，救援车辆最省力的救援方案为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A图中，缆绳与树桩构成定滑轮系统，仅改变力的方向，未改变力的大；
B图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的2倍；
C图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的
D图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为缆绳两侧拖拽拉力的合力，因初始时刻两分力夹角接近180°，合力远小于两分力(小于所受拖拽力的)，可知，D图最省力。
故选D。
【分析】根据受分析图可知，A定滑轮只改变作用力方向；B、救援车受到的拉力为受困车拖拽力的2倍；C、救援车受到的拉力为受困车拖拽力的一半；D张角越大分力越大合力越小，救援车受到的拉力远小于受困车的拖拽力。
6．（2024高三下·承德模拟）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A．题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B．阴极金属的逸出功为
C．题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
【答案】C,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．题述氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子，故A错误；
B．根据波尔定理，跃迁时能够释放出最大光子能量为
逸出功为
故B错误；
C．使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，故C正确；
D．饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为
故D正确。
故选CD。
【分析】A、根据求解发出光子的种类；
B、根据能极差公式求解最大能量光子，结合爱因斯坦光电效应方程求解逸出功；
C、电离需要的能量大等于轨道能级，根据B选项计算对比最大光电子能量大于所需能量，可以电离；
D、根据电流定义式和元电荷意义求解。
7．（2024高三下·承德模拟）图（a）为玩具风铃，它可以简化为图（b）所示的模型。已知圆盘的半径为，质量分别为和的两物体通过轻杆与圆盘连接，其中杆与圆盘通过铰链相连，到的距离分别为和。圆盘绕轴以恒定的角速度转动，稳定时测得轻杆与竖直方向的夹角为，已知重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．两物体做匀速圆周运动的向心加速度之比为
B．风铃从静止至达到稳定过程中，轻杆与轻杆对做的总功为
C．杆上的拉力与杆上的拉力大小之比为
D．两物体做匀速圆周运动的动能之比为
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．A、B两物体做匀速圆周运动的角速度相同，做匀速圆周运动的半径为
故它们做匀速圆周运动的向心加速度之比
A错误；
B．风铃从静止至达到稳定过程中，由动能定理有
故轻杆O1A与轻杆AB对A做的总功为，B正确；
C．如果小球B的力沿杆，以B为研究对象受力分析知，AB杆上的拉力
以A、B整体为研究对象受力分析知，O1A杆上的拉力
故
但因为小球B的力不沿杆，所以拉力比不等于，故C错误；
D．A、B两物体做匀速圆周运动时，A、B的动能之比为
D错误。
故选B。
【分析】A、根据几何关系求解半径，同轴角速度相等，利用向心加速度角速度公式求解；
B、根据功能原理，轻杆O1A与轻杆AB对A做的总功就是A的动能和重力势能的增加量；
C、由整体法和隔离法分别对B和AB受力分析，分解重力水平分力提供向心力，沿杆分力和杆的拉力为平衡力；
D、根据半径之比和角速度相等求解动能之比。
8．（2024高三下·承德模拟）如图所示，斜面体A静止放置在水平地面上。质量为m的滑块B在水平向右的和沿斜面向下的共同作用下沿着斜面向下运动，此过程中斜面体A受到地面的静摩擦力方向向左。则下列说法中正确的是（ ）
A．若同时撤去和，滑块B的加速度方向一定沿斜面向下
B．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的方向可能向右
C．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受面地摩擦力的方向可能向右
D．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力大小和方向均不改变
【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【解答】本题可以假设从以下两个方面进行讨论。
（1）斜劈A表面光滑（设斜面的倾角为θ，A的质量为mA，B的质量为mB）
A．同时撤去F1和F2，物体在其重力沿斜面向下的分力mBgsinθ的作用下也一定沿斜面向下做匀加速直线运动。故A正确；
B．如果撤去F1，使A相对地面发生相对运动趋势的外力大小是
方向向右。如图1所示。由于
所以A所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力，其方向仍然是向左，而不可能向右。故B错误；
CD．撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的变化情况要从A受地面摩擦力作用的原因角度去思考即寻找出使A相对地面发生相对运动趋势的外力的变化情况。通过分析，使A相对地面有向右滑动趋势的外力是（mBgcosθ+F1sinθ）sinθ．如图2、3所示。与F2是否存在无关。所以撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面的摩擦力应该保持不变。故C错误，D正确；
因此，在斜劈表面光滑的条件下，该题的答案应该是AD。
那么，答案会不会因为斜劈表面粗糙而不同呢？
（2）斜劈A表面粗糙（设A表面的动摩擦因数为μ）
在斜劈A表面粗糙的情况下，B在F1、F2共同作用下沿斜面向下的运动就不一定是匀加速直线运动，也可能是匀速直线运动。如果在此再陷入对B的运动的讨论中，势必加大判断的难度。退一步海阔天空。是不是可以不必纠缠于B的受力分析，看一看A会怎么样呢？由题意知，在B沿斜劈下滑时，受到A对它弹力FN 和滑动摩擦力f。根据牛顿第三定律，这两个力反作用于A．斜劈A实际上就是在这两个力的水平分力作用下有相对地面向右运动的趋势的
又因为
所以
即
A．同时撤出F1和F2，物体受到的沿斜面方向向下的力
所以物体B所受的合力沿斜劈向下，加速度方向也一定沿斜劈向下。故A正确；
B．如果撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中
图中假设A受的摩擦力fA方向向左，则
则有
所以斜劈A都有相对地面向右运动的趋势，摩擦力方向是向左。故B错误；
CD．又由于F2的存在与否对斜劈受地面摩擦力大小没有影响，故撤去F2后，斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不变。故C错误，D正确；
因此，在斜劈A表面粗糙的情况下，本题的正确选项仍然是AD。
故选AD。
【分析】分别依据斜劈A表面光滑和粗糙对B受力分析确定B的运动状态，根据B对A的作用力分析讨论A的运动趋势，判断A受地面摩擦力的大小方向。
9．（2024高三下·承德模拟）据报道，已经发射成功的“嫦娥四号”月球探测器在月球背面实现了软着陆，并展开探测工作，它将通过早先发射的“鹊桥”中继卫星与地球实现信号传输及控制。在地月连线上存在一点“拉格朗日L2”，“鹊桥”在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Halo轨道”（轨道平面与地月连线垂直）绕L2转动，如图所示。已知“鹊桥”卫星位于“Halo轨道”时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期。根据图中有关数据结合有关物理知识，可估算出（ ）
A．“鹊桥”质量 B．月球质量
C．月球的公转周期 D．“鹊桥”相对于L2的线速度
【答案】B,C,D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】
设卫星和地球连线与地月连线的夹角为α；卫星和月球连线与月-L2连线的夹角为β；已知“鹊桥”卫星位于“拉格朗日L2”点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期，同时绕L2转动，则对“鹊桥”卫星
……①
……②
对月球有
……③
在①、②式中，均能消去，故根据已知消息不能求得“鹊桥”质量。联立①、②、③可得月球的质量、月球的公转周期、地球的质量。故A错误，BC正确；
D．根据
可求解鹊桥绕L2运转的速度，故D正确。
故选BCD。
【分析】题意可知，地球和月球分别对卫星的引力的合力提供卫星运动的向心力；月球绕地球圆周运动的半径和周期，联立求解。
10．（2024高三下·承德模拟）两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为的斜面上，导轨电阻不计，间距为，在导轨ef和gh之间有宽度为d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场Ⅰ，gh线上方有垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ。两根质量均为0.1kg、电阻均为的导体棒间隔为d，如图垂直导轨放置，导体棒a与gh间距为d。现同时将两根导体棒由静止释放，发现当α棒刚进入磁场Ⅰ时，两根导体棒立即开始匀速运动，b棒刚要出磁场Ⅰ时沿斜面向下的加速度为。不计一切摩擦，两棒在下滑过程中，与导轨始终接触良好，已知，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．题中
B．磁场Ⅰ的磁感应强度
C．b棒离开磁场Ⅰ时，a棒与ef的距离为
D．从静止释放到b棒离开磁场Ⅰ的过程中，b棒产生的焦耳热为0.2J
【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】B．当a棒刚进入磁场I时，b棒在磁场Ⅱ中，两根金属棒均做匀速运动，受力相同，电流大小相同，速度相同，所以两个磁场的大小相同，磁场I的磁感应强度为
故B正确；
A．设a棒刚进入磁场Ⅰ时的速度为v0，根据动能定理可得
a棒匀速运动时电动势为
解得
，，
故A错误；
D．金属棒b在磁场Ⅱ中做匀速运动时产生的热量为
解得
设b棒刚要出磁场I时沿斜面向下的速度为v，由牛顿第二定律得
解得
b棒在磁场I中做变加速直线运动产生的热量为Q2，由动能定理得
解得
从静止释放到b棒离开磁场I的过程中，b棒产生的焦耳热为
故D错误；
C．设b穿过磁场I的时间为t2，根据动量定理得
解得
b棒离开磁场I时，a棒做匀加速直线运动，则
解得
故C正确。
故选BC。
【分析】B、根据a棒刚进入磁场I时，b棒在磁场Ⅱ中，两根金属棒均做匀速运动，速度相同，电流相等，受力相同，故磁感应强度大小相等；
A、从a、b自由下滑到a进磁场Ⅰ时匀速运动，由平衡力求解感应电流，结合两根导线相同速度切割产生感应电动势和闭合电路欧姆定律联立求解切割速度，再根据动能定理求解下滑距离d；
D、根据匀速切割速度求解b在磁场Ⅱ运动时间，结合匀速切割电流大小求解b在磁场Ⅱ中的焦耳热；根据 b棒刚要出磁场I时加速度由牛顿第二定律求解速度，根据动能定理求解b棒在磁场I中做变加速直线运动产生的热量为Q2，再求总热量； C、根据动量定理求解b穿过磁场I的时间为，结合b棒离开磁场I时，a棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求解a的加速度，由运动学方程求解位移。
11．（2024高三下·承德模拟）某物理课外小组通过如图甲、乙、丙所示的实验装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。已知他们使用的小车完全相同且质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
（1）实验时，必须满足“M远大于m”的实验装置是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（2）按乙图实验装置得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期T=0.02s，其中A、B、C、D、E每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，算得小车加速度的大小为 m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
（3）采用（丙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图线是如图（丁）的一条直线。测出图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
【答案】甲；0.63；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）甲实验装置无测力装置，而乙、丙装置均装有测力装置，可直接通过测力装置得到小车绳子上的拉力，因此不需要“M远大于m”，而甲装置因没有测力装置，需用槽码的总重力代替小车所受合外力，因此需要满足“M远大于m”。
故选甲。
（2）根据题意，每两个计数点之间还有4个点未标出，则可得每两个计数点之间的时间间隔为
根据逐差相等公式可得
（3）根据图丙实验原理结合牛顿第二定律有
可得
结合图丁则有
解得小车的质量
综上第1空：甲；第2空：0.63；第3空：
【分析】（1）乙丙通过力传感器和弹簧秤测出绳的拉力，甲需要槽码的总重力代替小车所受合外力，因此需要满足M远大于m；
（2）先确定时间间隔，后应用逐差法求解加速度；
（3）根据图丙实验原理结合牛顿第二定律求解a-F表达式，结合图像斜率物理意义求解小车质量。
12．（2024高三下·承德模拟）某物理兴趣小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过控制开关S，使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：
A．干电池：电动势，内阻；
B．电流表G：满偏电流，内阻；
C．定值电阻；
D．电阻箱和；最大阻值均为；
E．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干。
（1）图中的a端应与 （填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）该实验小组按图示正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 ，使电流表达到满偏。把原表盘刻度改成电阻值时，刻度盘正中间的刻度数值是 。
（3）闭合开关S，调节电阻箱和，当 ，且 时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏。
【答案】（1）黑
（2）749；30
（3）74；250
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。
（2）由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，开关S断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S断开时欧姆表倍率应为“×100”，当S断开时，欧姆表内阻为3000Ω，则欧姆表的中值电阻应为3000Ω，中间刻度值是30。
（3）闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，则
联立解得
，
综上第1空：黑；第2空：749；第3空：30；第4空：74；第5空：250
【分析】（1）根据欧姆表“红进黑出”确定；
（2）根据闭合电路欧姆定律求解；分析s通断时欧姆表量程，确定s断开时倍率，求解欧姆表内阻确定中值电阻；
（3）闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，根据闭合电路欧姆定律求解总电流和电流表满偏电流求解总电流联立方程组求解电阻。
（1）根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。
（2）[1]由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
[2]根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，开关S断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S断开时欧姆表倍率应为“×100”，当S断开时，欧姆表内阻为3000Ω，则欧姆表的中值电阻应为3000Ω，中间刻度值是30。
（3）[1][2]闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，则
联立解得
，
13．（2024高三下·承德模拟）如图甲是一个长为L的半圆柱体透明介质，其底面是半径为R的半圆，图乙为半圆柱体右视图，O为圆心，P为半径的中点，将平行光垂直侧面射入介质，其中由P点入射的光线，其射出介质的折射光线方向与AB夹角为。求：
（1）透明介质的折射率；
（2）要使所有光线都不能由圆柱的圆弧面射出，可以在侧面ABCD贴上不透光的贴纸，求贴纸的最小面积。（不考虑光的多次反射）
【答案】解：（1）根据题意，由P点入射的光线，入射角为，根据几何关系有
其射出介质的折射光线方向与AB夹角为，可得折射角为
根据折射定律
解得透明介质的折射率为
（2）全反射的临界角为
根据几何关系，可知间射入的光不能在圆弧面发生全反射，需贴上不透光的贴纸，贴纸的最小面积为
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路图，根据几何关系确定入射角和折射角大小，由折射定律求解；
（2）根据全反射临界角公式结合几何关系确定不发生全反射区域面积。
14．（2024高三下·承德模拟）带电粒子在电场中的运动规律在近代物理实验装置中有着极其广泛的应用，这些应用涉及带电粒子的测量、加速和约束问题。2023年诺贝尔物理学奖获得者就因其研究控制电子移动而获得。如图的电场模型设计，可以通过改变电场的水平宽度控制带电小球间碰撞，从而模仿微观状态带电粒子的运动。如图所示，电荷量为、质量为的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有水平宽度一定、竖直高度足够高的匀强电场，方向水平向左，电场强度的大小，与球B形状相同、质量为的绝缘不带电小球A以初速度向B运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在空中两球又发生多次弹性碰撞。已知每次碰撞时间极短，小球A始终不带电，小球B的电量始终不变。两小球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取。
（1）求第一次碰撞后瞬间A、B两小球的速度；
（2）如果两小球第二次、第三次碰撞都发生在电场中，则在第二次与第三次碰撞之间，有一个时刻球B合力的瞬时功率为0，求从第二次碰撞后到此时刻的时间间隔。
【答案】解：（1）第一次碰撞，取向右为正，设碰后A球速度为，碰后B球速度为，根据动量守恒定律知
根据能量守恒定律知
第一次碰后A的速度，水平向右；B的速度，水平向右
（2）竖直方向自由下落，AB始终在同一水平面，对B水平方向有
代入得
方向：水平向左
第二次碰撞前
代入得
对球B有
方向：水平向左，竖直方向有
方向：竖直向下
第二次碰撞，向右为正，根据动量守恒定律知
根据能量守恒定律知
第二次碰后A的速度为0，B的速度，方向：水平向右
球B合力的瞬时功率为0时合力与瞬时速度垂直，设合力与水平方向夹角为，如图所示
则有
代入得
【知识点】碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据弹性碰撞动碰静，由动量守恒和能量守恒联立求解碰后A、B的速度；
（2）根据两小球碰后进入电场后竖直方向只受重力自由落体，二者始终在同一高度，水平方向对B受电场力由牛顿第二定律求解水平方向加速度，根据运动学方程求解第二次碰撞前的时间，进而确定B球第二次碰前速度和竖直方向AB速度，根据弹性碰撞列方程组求解第二次碰后AB速度；结合B球瞬时功率为零确定其合力与速度夹角为90°，根据合力与速度方向关系列方程组求解时间。
15．（2024高三下·承德模拟）如图所示，在直角坐标系平面内，有一离子源沿轴正方向发射出大量速率均为的同种正离子，这些离子均匀分布在离轴距离为的范围内，离子的质量为，电荷量为。在离子源右侧有一圆形磁场区域Ⅰ，其圆心的坐标为，半径为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为（未知）。在无限大区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场II，磁感应强度大小为（未知），已知。为离子收集板，点位置坐标为，且平行于轴。若离子群经过磁场Ⅰ后均从点进入磁场Ⅱ，其中从离子源最上方射出的离子经过磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ，离子打到收集板上即刻被吸收，不考虑离子从磁场Ⅱ出去后的运动，不计收集板和离子间的作用。
（1）求的大小；
（2）若从点射出的离子恰好全部被收集板右侧吸收，求收集板的长度；
（3）若收集板的长度为，则被板右侧收集的离子数与所有射入磁场的离子数的比值为多大？
【答案】解：（1）由从离子源最上方射出的离子经过磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ可知，粒子在磁场Ⅰ中运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）因为，所以离子在磁场Ⅱ中运动的半径为
离子在磁场中运动轨迹如图
①从离子源最上方射出经O点沿y轴负方向的的离子，打在收集板的位置离x轴的距离最近，为
可知恰好打在C点。
②与x轴成角的离子到达CD板最远处的D点，则D点离x轴距离为
所以离子恰好全部被收集板右侧吸收时，收集板的长度为
（3）若收集板的长度为，则打在收集板下端的离子做圆周运动的轨迹如图所示：
从O点射出沿y轴负方向的离子在磁场Ⅱ中偏转后恰好经过C点，设从O点射出与x轴正方向夹角为的离子刚好经过D点，则
因，则C点为经过D点离子轨迹的圆心。
由
可得
若从离子源最下方射出的离子经O点也能被磁场Ⅱ作用，则打在收集板的位置离x轴的距离为
可知恰好打在收集板（长度为）的下端D点。
分析可知从O点射出与x轴正方向夹角为之间的离子能被CD板收集，如图所示：
从O点射出与x轴正方向夹角为的离子进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离为PQ，则
从O点射出沿y轴负方向射入磁场Ⅱ的离子进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离为，则被板右侧收集的离子对应离子源的宽度为
则被板右侧收集的离子数与所有射入磁场的离子数的比值为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据离子源最上方粒子经磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ确定圆周运动半径等于磁场半径，由洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度；
（2）根据两磁场的关系确定磁场Ⅱ中运动的半径为2R，分析粒子运动轨迹，分别以过O点沿Y轴负方向的粒子，由几何关系求解打在收集板距X轴最近距离；打在收集板最远点和O点连线为直径，由几何关系求解距X轴最远点，以此求解收集板长；
（3）根据收集板长2R可知，由几何关系可知收集板最近点和O点距离为2R，可知过O点打在最远的粒子以收集板最近点为圆心，以此求解过O点速度方向与X轴夹角为30°，进一步求解O点30°方向射入粒子在进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离，以此确定打在收集板上粒子范围，并求解粒子数比值。
2024届河北省承德市部分高中高三下学期二模物理试题
1．（2024高三下·承德模拟）关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．安培利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应
C．法拉第利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律
D．麦克斯韦利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d）
2．（2024高三下·承德模拟）潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内被封闭的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体向外界放出热量
B．钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数不变
C．运动速率大的分子占比减小
D．气体的体积不变
3．（2024高三下·承德模拟）“雪地魔毯”是滑雪场常见的一种设备，它类似于机场的传送带，主要用于将乘客从雪道底端运送到顶端。一名穿戴雪具的游客，从雪道底端静止站上“雪地魔毯”，“雪地魔毯”长，倾角（，），“雪地魔毯”以的速度向上滑行，经过游客滑到“雪地魔毯”的顶端。，人与“雪地鹰稳”间的动摩擦因数为一定值，不计其他阻力，则（ ）
A．游客在“雪地魔毯”上一直做匀加速运动
B．游客在“雪地魔毯”上匀加速运动的时间为
C．游客在“雪地魔毯”受到的摩擦力的方向可能改变
D．游客与“雪地魔毯”间的动摩擦因数约为0.26
4．（2024高三下·承德模拟）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，硬币进入另一个通道拒绝接收。下列说法不正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增大得更慢
B．如果没有磁场，则测速器示数会更小一些
C．硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力
D．由于磁场的作用，硬币的机械能减小
5．（2024高三下·承德模拟）如图甲，当汽车陷入泥潭时，往往需要拖车将受困车辆拖拽驶离。如图乙，救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用，根据你所学过的力学知识判断，救援车辆最省力的救援方案为（ ）
A． B．
C． D．
6．（2024高三下·承德模拟）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A．题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B．阴极金属的逸出功为
C．题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
7．（2024高三下·承德模拟）图（a）为玩具风铃，它可以简化为图（b）所示的模型。已知圆盘的半径为，质量分别为和的两物体通过轻杆与圆盘连接，其中杆与圆盘通过铰链相连，到的距离分别为和。圆盘绕轴以恒定的角速度转动，稳定时测得轻杆与竖直方向的夹角为，已知重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．两物体做匀速圆周运动的向心加速度之比为
B．风铃从静止至达到稳定过程中，轻杆与轻杆对做的总功为
C．杆上的拉力与杆上的拉力大小之比为
D．两物体做匀速圆周运动的动能之比为
8．（2024高三下·承德模拟）如图所示，斜面体A静止放置在水平地面上。质量为m的滑块B在水平向右的和沿斜面向下的共同作用下沿着斜面向下运动，此过程中斜面体A受到地面的静摩擦力方向向左。则下列说法中正确的是（ ）
A．若同时撤去和，滑块B的加速度方向一定沿斜面向下
B．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的方向可能向右
C．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受面地摩擦力的方向可能向右
D．若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力大小和方向均不改变
9．（2024高三下·承德模拟）据报道，已经发射成功的“嫦娥四号”月球探测器在月球背面实现了软着陆，并展开探测工作，它将通过早先发射的“鹊桥”中继卫星与地球实现信号传输及控制。在地月连线上存在一点“拉格朗日L2”，“鹊桥”在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Halo轨道”（轨道平面与地月连线垂直）绕L2转动，如图所示。已知“鹊桥”卫星位于“Halo轨道”时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期。根据图中有关数据结合有关物理知识，可估算出（ ）
A．“鹊桥”质量 B．月球质量
C．月球的公转周期 D．“鹊桥”相对于L2的线速度
10．（2024高三下·承德模拟）两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为的斜面上，导轨电阻不计，间距为，在导轨ef和gh之间有宽度为d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场Ⅰ，gh线上方有垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ。两根质量均为0.1kg、电阻均为的导体棒间隔为d，如图垂直导轨放置，导体棒a与gh间距为d。现同时将两根导体棒由静止释放，发现当α棒刚进入磁场Ⅰ时，两根导体棒立即开始匀速运动，b棒刚要出磁场Ⅰ时沿斜面向下的加速度为。不计一切摩擦，两棒在下滑过程中，与导轨始终接触良好，已知，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．题中
B．磁场Ⅰ的磁感应强度
C．b棒离开磁场Ⅰ时，a棒与ef的距离为
D．从静止释放到b棒离开磁场Ⅰ的过程中，b棒产生的焦耳热为0.2J
11．（2024高三下·承德模拟）某物理课外小组通过如图甲、乙、丙所示的实验装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。已知他们使用的小车完全相同且质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
（1）实验时，必须满足“M远大于m”的实验装置是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（2）按乙图实验装置得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期T=0.02s，其中A、B、C、D、E每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，算得小车加速度的大小为 m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
（3）采用（丙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图线是如图（丁）的一条直线。测出图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
12．（2024高三下·承德模拟）某物理兴趣小组设计了如图所示的欧姆表电路，通过控制开关S，使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：
A．干电池：电动势，内阻；
B．电流表G：满偏电流，内阻；
C．定值电阻；
D．电阻箱和；最大阻值均为；
E．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干。
（1）图中的a端应与 （填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）该实验小组按图示正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 ，使电流表达到满偏。把原表盘刻度改成电阻值时，刻度盘正中间的刻度数值是 。
（3）闭合开关S，调节电阻箱和，当 ，且 时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏。
13．（2024高三下·承德模拟）如图甲是一个长为L的半圆柱体透明介质，其底面是半径为R的半圆，图乙为半圆柱体右视图，O为圆心，P为半径的中点，将平行光垂直侧面射入介质，其中由P点入射的光线，其射出介质的折射光线方向与AB夹角为。求：
（1）透明介质的折射率；
（2）要使所有光线都不能由圆柱的圆弧面射出，可以在侧面ABCD贴上不透光的贴纸，求贴纸的最小面积。（不考虑光的多次反射）
14．（2024高三下·承德模拟）带电粒子在电场中的运动规律在近代物理实验装置中有着极其广泛的应用，这些应用涉及带电粒子的测量、加速和约束问题。2023年诺贝尔物理学奖获得者就因其研究控制电子移动而获得。如图的电场模型设计，可以通过改变电场的水平宽度控制带电小球间碰撞，从而模仿微观状态带电粒子的运动。如图所示，电荷量为、质量为的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有水平宽度一定、竖直高度足够高的匀强电场，方向水平向左，电场强度的大小，与球B形状相同、质量为的绝缘不带电小球A以初速度向B运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在空中两球又发生多次弹性碰撞。已知每次碰撞时间极短，小球A始终不带电，小球B的电量始终不变。两小球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取。
（1）求第一次碰撞后瞬间A、B两小球的速度；
（2）如果两小球第二次、第三次碰撞都发生在电场中，则在第二次与第三次碰撞之间，有一个时刻球B合力的瞬时功率为0，求从第二次碰撞后到此时刻的时间间隔。
15．（2024高三下·承德模拟）如图所示，在直角坐标系平面内，有一离子源沿轴正方向发射出大量速率均为的同种正离子，这些离子均匀分布在离轴距离为的范围内，离子的质量为，电荷量为。在离子源右侧有一圆形磁场区域Ⅰ，其圆心的坐标为，半径为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为（未知）。在无限大区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场II，磁感应强度大小为（未知），已知。为离子收集板，点位置坐标为，且平行于轴。若离子群经过磁场Ⅰ后均从点进入磁场Ⅱ，其中从离子源最上方射出的离子经过磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ，离子打到收集板上即刻被吸收，不考虑离子从磁场Ⅱ出去后的运动，不计收集板和离子间的作用。
（1）求的大小；
（2）若从点射出的离子恰好全部被收集板右侧吸收，求收集板的长度；
（3）若收集板的长度为，则被板右侧收集的离子数与所有射入磁场的离子数的比值为多大？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】物理学史；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．库仑利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律，故A项错误；
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应，故B项正确；
C．安培利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律，故C项错误；
D．法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d），故D项错误。
故选B。
【分析】根据图示结合物理学知识分析判断。
2．【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体压强的微观解释；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AD．下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位体积内分子数增大，不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程外界对气体做功，向外界放出热量，故A正确，D错误；
B．根据
钟内气体体积减小，不计下沉过程中水温的变化，故压强增大，故钟壁单位面积上单位时间内分子碰撞的次数发生变化，故B错误；
C．不计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不变，故C错误。
故选A。
【分析】下潜过程等温压缩，外界压缩气体做功内能增大，向外界放热，单位体积内分子数增加；水温不变，气体温度不变，分子分布规律不变。
3．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．若游客在“雪地魔毯”上一直做匀加速运动，则游客的位移
则游客在“雪地魔毯”上不是一直做匀加速运动，选项A错误；
B．设游客匀加速的时间为，则
解得
选项B错误：
C．游客在“雪地魔毯”先受到滑动摩擦力，摩擦力方向沿“雪地魔毯”向上，然后受静摩擦力，方向也沿“雪地魔毯”向上，选项C错误；
D．游客加速阶段的加速度
根据
解得
选项D正确。
故选D。
【分析】AB、根据初速度为零的匀加速至最大速度，由平均速度公式求解位移为可知游客先匀加速后匀速运动；设匀加速时间，根据运动学方程可得：解得匀加速时间；游客加速时受滑动摩擦力和重力分力的合力提供加速度，匀速运动时静摩擦力平衡重力分力，方向均沿“雪地魔毯”向上；根据运动学方程求解加速，结合牛顿第二定律求解摩擦因数。
4．【答案】B
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】ABC．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大得更慢，如果没有磁场，则测速器示数会更大一些，故AC正确，不满足题意要求，B错误，满足题意要求；
D．根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故D正确，不满足题意要求。
故选B。
【分析】由题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，硬币加速度减小速度增加变慢，测速器示数更小一些。
5．【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A图中，缆绳与树桩构成定滑轮系统，仅改变力的方向，未改变力的大；
B图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的2倍；
C图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的
D图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为缆绳两侧拖拽拉力的合力，因初始时刻两分力夹角接近180°，合力远小于两分力(小于所受拖拽力的)，可知，D图最省力。
故选D。
【分析】根据受分析图可知，A定滑轮只改变作用力方向；B、救援车受到的拉力为受困车拖拽力的2倍；C、救援车受到的拉力为受困车拖拽力的一半；D张角越大分力越大合力越小，救援车受到的拉力远小于受困车的拖拽力。
6．【答案】C,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．题述氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子，故A错误；
B．根据波尔定理，跃迁时能够释放出最大光子能量为
逸出功为
故B错误；
C．使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，故C正确；
D．饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为
故D正确。
故选CD。
【分析】A、根据求解发出光子的种类；
B、根据能极差公式求解最大能量光子，结合爱因斯坦光电效应方程求解逸出功；
C、电离需要的能量大等于轨道能级，根据B选项计算对比最大光电子能量大于所需能量，可以电离；
D、根据电流定义式和元电荷意义求解。
7．【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．A、B两物体做匀速圆周运动的角速度相同，做匀速圆周运动的半径为
故它们做匀速圆周运动的向心加速度之比
A错误；
B．风铃从静止至达到稳定过程中，由动能定理有
故轻杆O1A与轻杆AB对A做的总功为，B正确；
C．如果小球B的力沿杆，以B为研究对象受力分析知，AB杆上的拉力
以A、B整体为研究对象受力分析知，O1A杆上的拉力
故
但因为小球B的力不沿杆，所以拉力比不等于，故C错误；
D．A、B两物体做匀速圆周运动时，A、B的动能之比为
D错误。
故选B。
【分析】A、根据几何关系求解半径，同轴角速度相等，利用向心加速度角速度公式求解；
B、根据功能原理，轻杆O1A与轻杆AB对A做的总功就是A的动能和重力势能的增加量；
C、由整体法和隔离法分别对B和AB受力分析，分解重力水平分力提供向心力，沿杆分力和杆的拉力为平衡力；
D、根据半径之比和角速度相等求解动能之比。
8．【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【解答】本题可以假设从以下两个方面进行讨论。
（1）斜劈A表面光滑（设斜面的倾角为θ，A的质量为mA，B的质量为mB）
A．同时撤去F1和F2，物体在其重力沿斜面向下的分力mBgsinθ的作用下也一定沿斜面向下做匀加速直线运动。故A正确；
B．如果撤去F1，使A相对地面发生相对运动趋势的外力大小是
方向向右。如图1所示。由于
所以A所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力，其方向仍然是向左，而不可能向右。故B错误；
CD．撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力的变化情况要从A受地面摩擦力作用的原因角度去思考即寻找出使A相对地面发生相对运动趋势的外力的变化情况。通过分析，使A相对地面有向右滑动趋势的外力是（mBgcosθ+F1sinθ）sinθ．如图2、3所示。与F2是否存在无关。所以撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面的摩擦力应该保持不变。故C错误，D正确；
因此，在斜劈表面光滑的条件下，该题的答案应该是AD。
那么，答案会不会因为斜劈表面粗糙而不同呢？
（2）斜劈A表面粗糙（设A表面的动摩擦因数为μ）
在斜劈A表面粗糙的情况下，B在F1、F2共同作用下沿斜面向下的运动就不一定是匀加速直线运动，也可能是匀速直线运动。如果在此再陷入对B的运动的讨论中，势必加大判断的难度。退一步海阔天空。是不是可以不必纠缠于B的受力分析，看一看A会怎么样呢？由题意知，在B沿斜劈下滑时，受到A对它弹力FN 和滑动摩擦力f。根据牛顿第三定律，这两个力反作用于A．斜劈A实际上就是在这两个力的水平分力作用下有相对地面向右运动的趋势的
又因为
所以
即
A．同时撤出F1和F2，物体受到的沿斜面方向向下的力
所以物体B所受的合力沿斜劈向下，加速度方向也一定沿斜劈向下。故A正确；
B．如果撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中
图中假设A受的摩擦力fA方向向左，则
则有
所以斜劈A都有相对地面向右运动的趋势，摩擦力方向是向左。故B错误；
CD．又由于F2的存在与否对斜劈受地面摩擦力大小没有影响，故撤去F2后，斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不变。故C错误，D正确；
因此，在斜劈A表面粗糙的情况下，本题的正确选项仍然是AD。
故选AD。
【分析】分别依据斜劈A表面光滑和粗糙对B受力分析确定B的运动状态，根据B对A的作用力分析讨论A的运动趋势，判断A受地面摩擦力的大小方向。
9．【答案】B,C,D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】
设卫星和地球连线与地月连线的夹角为α；卫星和月球连线与月-L2连线的夹角为β；已知“鹊桥”卫星位于“拉格朗日L2”点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期，同时绕L2转动，则对“鹊桥”卫星
……①
……②
对月球有
……③
在①、②式中，均能消去，故根据已知消息不能求得“鹊桥”质量。联立①、②、③可得月球的质量、月球的公转周期、地球的质量。故A错误，BC正确；
D．根据
可求解鹊桥绕L2运转的速度，故D正确。
故选BCD。
【分析】题意可知，地球和月球分别对卫星的引力的合力提供卫星运动的向心力；月球绕地球圆周运动的半径和周期，联立求解。
10．【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】B．当a棒刚进入磁场I时，b棒在磁场Ⅱ中，两根金属棒均做匀速运动，受力相同，电流大小相同，速度相同，所以两个磁场的大小相同，磁场I的磁感应强度为
故B正确；
A．设a棒刚进入磁场Ⅰ时的速度为v0，根据动能定理可得
a棒匀速运动时电动势为
解得
，，
故A错误；
D．金属棒b在磁场Ⅱ中做匀速运动时产生的热量为
解得
设b棒刚要出磁场I时沿斜面向下的速度为v，由牛顿第二定律得
解得
b棒在磁场I中做变加速直线运动产生的热量为Q2，由动能定理得
解得
从静止释放到b棒离开磁场I的过程中，b棒产生的焦耳热为
故D错误；
C．设b穿过磁场I的时间为t2，根据动量定理得
解得
b棒离开磁场I时，a棒做匀加速直线运动，则
解得
故C正确。
故选BC。
【分析】B、根据a棒刚进入磁场I时，b棒在磁场Ⅱ中，两根金属棒均做匀速运动，速度相同，电流相等，受力相同，故磁感应强度大小相等；
A、从a、b自由下滑到a进磁场Ⅰ时匀速运动，由平衡力求解感应电流，结合两根导线相同速度切割产生感应电动势和闭合电路欧姆定律联立求解切割速度，再根据动能定理求解下滑距离d；
D、根据匀速切割速度求解b在磁场Ⅱ运动时间，结合匀速切割电流大小求解b在磁场Ⅱ中的焦耳热；根据 b棒刚要出磁场I时加速度由牛顿第二定律求解速度，根据动能定理求解b棒在磁场I中做变加速直线运动产生的热量为Q2，再求总热量； C、根据动量定理求解b穿过磁场I的时间为，结合b棒离开磁场I时，a棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求解a的加速度，由运动学方程求解位移。
11．【答案】甲；0.63；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）甲实验装置无测力装置，而乙、丙装置均装有测力装置，可直接通过测力装置得到小车绳子上的拉力，因此不需要“M远大于m”，而甲装置因没有测力装置，需用槽码的总重力代替小车所受合外力，因此需要满足“M远大于m”。
故选甲。
（2）根据题意，每两个计数点之间还有4个点未标出，则可得每两个计数点之间的时间间隔为
根据逐差相等公式可得
（3）根据图丙实验原理结合牛顿第二定律有
可得
结合图丁则有
解得小车的质量
综上第1空：甲；第2空：0.63；第3空：
【分析】（1）乙丙通过力传感器和弹簧秤测出绳的拉力，甲需要槽码的总重力代替小车所受合外力，因此需要满足M远大于m；
（2）先确定时间间隔，后应用逐差法求解加速度；
（3）根据图丙实验原理结合牛顿第二定律求解a-F表达式，结合图像斜率物理意义求解小车质量。
12．【答案】（1）黑
（2）749；30
（3）74；250
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。
（2）由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，开关S断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S断开时欧姆表倍率应为“×100”，当S断开时，欧姆表内阻为3000Ω，则欧姆表的中值电阻应为3000Ω，中间刻度值是30。
（3）闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，则
联立解得
，
综上第1空：黑；第2空：749；第3空：30；第4空：74；第5空：250
【分析】（1）根据欧姆表“红进黑出”确定；
（2）根据闭合电路欧姆定律求解；分析s通断时欧姆表量程，确定s断开时倍率，求解欧姆表内阻确定中值电阻；
（3）闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，根据闭合电路欧姆定律求解总电流和电流表满偏电流求解总电流联立方程组求解电阻。
（1）根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。
（2）[1]由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
[2]根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，开关S断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S断开时欧姆表倍率应为“×100”，当S断开时，欧姆表内阻为3000Ω，则欧姆表的中值电阻应为3000Ω，中间刻度值是30。
（3）[1][2]闭合开关S时，欧姆表内阻为300Ω，则
联立解得
，
13．【答案】解：（1）根据题意，由P点入射的光线，入射角为，根据几何关系有
其射出介质的折射光线方向与AB夹角为，可得折射角为
根据折射定律
解得透明介质的折射率为
（2）全反射的临界角为
根据几何关系，可知间射入的光不能在圆弧面发生全反射，需贴上不透光的贴纸，贴纸的最小面积为
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路图，根据几何关系确定入射角和折射角大小，由折射定律求解；
（2）根据全反射临界角公式结合几何关系确定不发生全反射区域面积。
14．【答案】解：（1）第一次碰撞，取向右为正，设碰后A球速度为，碰后B球速度为，根据动量守恒定律知
根据能量守恒定律知
第一次碰后A的速度，水平向右；B的速度，水平向右
（2）竖直方向自由下落，AB始终在同一水平面，对B水平方向有
代入得
方向：水平向左
第二次碰撞前
代入得
对球B有
方向：水平向左，竖直方向有
方向：竖直向下
第二次碰撞，向右为正，根据动量守恒定律知
根据能量守恒定律知
第二次碰后A的速度为0，B的速度，方向：水平向右
球B合力的瞬时功率为0时合力与瞬时速度垂直，设合力与水平方向夹角为，如图所示
则有
代入得
【知识点】碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）根据弹性碰撞动碰静，由动量守恒和能量守恒联立求解碰后A、B的速度；
（2）根据两小球碰后进入电场后竖直方向只受重力自由落体，二者始终在同一高度，水平方向对B受电场力由牛顿第二定律求解水平方向加速度，根据运动学方程求解第二次碰撞前的时间，进而确定B球第二次碰前速度和竖直方向AB速度，根据弹性碰撞列方程组求解第二次碰后AB速度；结合B球瞬时功率为零确定其合力与速度夹角为90°，根据合力与速度方向关系列方程组求解时间。
15．【答案】解：（1）由从离子源最上方射出的离子经过磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ可知，粒子在磁场Ⅰ中运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）因为，所以离子在磁场Ⅱ中运动的半径为
离子在磁场中运动轨迹如图
①从离子源最上方射出经O点沿y轴负方向的的离子，打在收集板的位置离x轴的距离最近，为
可知恰好打在C点。
②与x轴成角的离子到达CD板最远处的D点，则D点离x轴距离为
所以离子恰好全部被收集板右侧吸收时，收集板的长度为
（3）若收集板的长度为，则打在收集板下端的离子做圆周运动的轨迹如图所示：
从O点射出沿y轴负方向的离子在磁场Ⅱ中偏转后恰好经过C点，设从O点射出与x轴正方向夹角为的离子刚好经过D点，则
因，则C点为经过D点离子轨迹的圆心。
由
可得
若从离子源最下方射出的离子经O点也能被磁场Ⅱ作用，则打在收集板的位置离x轴的距离为
可知恰好打在收集板（长度为）的下端D点。
分析可知从O点射出与x轴正方向夹角为之间的离子能被CD板收集，如图所示：
从O点射出与x轴正方向夹角为的离子进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离为PQ，则
从O点射出沿y轴负方向射入磁场Ⅱ的离子进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离为，则被板右侧收集的离子对应离子源的宽度为
则被板右侧收集的离子数与所有射入磁场的离子数的比值为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据离子源最上方粒子经磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ确定圆周运动半径等于磁场半径，由洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度；
（2）根据两磁场的关系确定磁场Ⅱ中运动的半径为2R，分析粒子运动轨迹，分别以过O点沿Y轴负方向的粒子，由几何关系求解打在收集板距X轴最近距离；打在收集板最远点和O点连线为直径，由几何关系求解距X轴最远点，以此求解收集板长；
（3）根据收集板长2R可知，由几何关系可知收集板最近点和O点距离为2R，可知过O点打在最远的粒子以收集板最近点为圆心，以此求解过O点速度方向与X轴夹角为30°，进一步求解O点30°方向射入粒子在进入圆形磁场Ⅰ时与x轴的距离，以此确定打在收集板上粒子范围，并求解粒子数比值。
