物理保温卷二
一、单选题
1．下列关于科学技术的运用的说法正确的是（ ）
A．交通警察用监视器测量汽车的速度时不能利用多普勒效应
B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射
C．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的衍射
D．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备
2．在物理学的重大发现中科学家们运用了许多物理学的方法，如理想实验法，控制变量法、极限思想法、类比法、假设法、微元法、科学假说法和建立物理模型法等。下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．根据速度定义式，当非常小时，就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
C．在研究重力的作用点重心的过程中，利用了等效的思想
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，将每一小段都看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了极限思想的方法
3．下列说法正确的是（ ）
A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长
B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体
C．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动
D．图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大
4．关于下列四幅图的说法中正确的是（ ）
A．如图（a）所示手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动现象
B．如图（b）所示，表示声源远离观察者时，观察者听到声音声调变高
C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理
D．如图（d）所示，变压器把硅钢切成片状的目的是为了增大涡流
5．如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为和，降压变压器原副线圈匝数比为，电压表的示数为，电流表的示数为，输电线路总电阻。则下列说法正确的是（ ）
A．互感器甲中圈内接入电流表，互感器乙圈内接入电压表
B．输电线路上损耗的功半约占输电总功率的
C．用户端的电压为
D．用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小
6．黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，为光速，为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（ ）
A．观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向远离地球的方向运动
B．观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中A位置
C．根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度
D．根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径
二、多选题
7．如图所示，点为固定斜面的三等分点，，在点先后分别以初速度和水平抛出一个小球，结果小球分别落在斜面上的点和点。空气阻力不计。设小球在空中运动的时间分别为和，落到点和点瞬间的速度方向与斜面的夹角分别为和，落到点和点瞬间重力的瞬时功率分别为和，则下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．风力发电已成为我国实现“双碳”，目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（ ）
A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B．单位时间流过面积的流动空气动能为
C．若每天平均有的风能资源，则每天发电量为
D．若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为
9．长沙市很多学校都配备了“救命神器”—自动体外除颤器（简称AED），急救有望实现“黄金3分钟”。其工作原理是利用高压整流后向储能电容充电，使电容器获得一定的储能。治疗时，把两电极板放于患者心脏附近，按下放电按钮，在极短的时间内完成放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏，使之恢复正常跳动。一般体外除颤能量在200～300J之间，最大不超过。若除颤器的电容器的电容为，在某次治疗时设定除 能量为，在内放电至两极板间电压为0。已知充电后电容器储存的电能表达式为，其中表示电容器的电容，表示充电后电容器极板间的电压，下列说法正确的是（ ）
A．充电完成后，两极板之间的电压为
B．放电完成后电容器的电容变为0
C．电容器最大的电压约为
D．该次治疗过程，平均放电电流为
10．如图，质量为的三角形木块静止在水平地面上，其左右两斜面光滑，一质量为的物块沿倾角的右侧斜面加速下滑时，三角形木块刚好保持静止，则当物块沿倾角的左侧斜面下滑时，下列说法中正确的是（ ）
A．A仍然静止不动，地面对A的摩擦力两种情况下等大
B．A仍然静止不动，对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小
C．A将向右滑动，若使A仍然静止需对其施加向左的作用力
D．若，A将滑动
三、实验题
11．某同学利用顶角为的直角三角形玻璃砖做“测量玻璃砖折射率”实验，实验步骤如下：
①在木板上铺一张白纸，将三角形玻璃砖放在白纸上并描出玻璃砖的轮廓。
②在垂直于边方向上插上两枚大头针和，从一侧透过玻摛砖观察，在观察位置插第三个大头针，使其挡住两大头针的像，再插第四个大头针，使它挡住和的像，移去三角形玻璃砖和大头针，做出部分光路图如图所示。
（1）为了精确测量玻璃砖折射率，下列实验操作正确的是______；
A．选用粗的大头针完成实验
B．大头针应垂直插在纸面上
C．大头针和和之间的距离适当大些
D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线
（2）将实验需要的光路图补充完整______；
（3）该同学用量角器测量光线与边夹角为，则三棱镜的折射率______。
12．某同学设计了“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图甲所示。其中为定值电阻，为滑动变阻器。
（1）根据图甲实验电路，器材B是______传感器（选“电压”或“电流”）；闭合开关改变滑动变阻器滑片，进行测量，读出电压传感器和电流传感器的读数，画出对应的图线如图乙所示，由图线可得该电池的电动势______，内阻______（结果保留两位有效数字）
（2）通过分析发现图甲电路存在误差，于是该同学反复研究设计出如图丙所示的电路，图中是辅助电源，两点间有一灵敏电流表。利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差，实验步骤为：
①闭合开关，调节和使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表的示数和电压表的示数。
②改变滑动变阻器和的阻值，重新使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表的示数和电压表的示数。
③由上述步骤可以测得电动势______、内阻______。（结果保留到小数点后两位）
四、解答题
13．某肿瘤治疗技术原理如图所示，圆形边界区域内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。目标靶水平放置，靶左端与磁场圆心的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速后，以一定的速度沿方向射入磁场，与水平方向夹角。当匀强电场场强大小为时，电子恰好击中点。已知产生匀强电场的两极板间的距离始终不变，不计电子重力及电子间相互作用，求：
（1）匀强磁场的方向及恰好击中点的电子在磁场中的运动时间；
（2）若匀强电场场强大小在到范围内可调，要使所有电子均能击中目标靶，则目标靶的长度至少为多少？
物理保温卷二
一、单选题
1．【答案】B
【详解】A．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，A错误；
B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，B正确；
C．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的反射，C错误；
D．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，D错误。
故选B。
2．【答案】C
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误；
B．根据速度定义式
当非常小时，就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B错误；
C．重心就是从作用效果上相当于重力作用在那个点上，是采用等效的思想，故C正确；
D．在匀变速运动时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，就是整体位移，这样分的越细，值越接近真实值，这是采用了微元法，故D错误。
故选C。
3．【答案】A
【详解】A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后，入射光的动量减小，根据可知，碰后散射光的波长变长，故A正确；
B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a表现
出各向同性，a可能是单晶体，也可能是非晶体，b表现出各向异性，b一定是单晶体，故B错误；
C．根据黑体辐射的规律，图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动，故C错误；
D．图丁中光电效应实验中电源所加电压为加速电压，逸出的光电子加速到达A极，当滑动变阻器的触头向右移动时，加速电压增大，若电流没有达到饱和电流，电流表的示数先增大，达到饱和电流后，电流表的示数不变，故D错误。故选A。
4．【答案】A
【详解】A．手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，水在周期性外力作用下振动，这属于受迫振动，故A正确；
B．由多普勒效应可知声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小，声调变低，故B错误；
C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故C错误；
D．甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了减小涡流，故D错误。故选A。
5．【答案】D【详解】A．互感器甲并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器乙串联在电路中，是电流互感器，故A错误；
B．电流表的示数为，互感器原、副线圈的匝数比，则线路上电流，线路上损耗的功率
电压表的示数为，匝数比为，所以输送电压，功率
则输电线路上损耗的功率约占输电总功率的故B错误；
C．降压变压器初级电压用户端的电压，故C错误；
D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D正确。故选D。
6．【答案】D
【详解】A．由于题中规定地球的视向方向为的正方向，且
当观测到伴星光谱谱线的波长，表明为负值，则的方向与视向方向相反，即对应着伴星向靠近地球的方向运动，故A错误；
B．根据上述可知，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则的方向与视向方向相同，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，故B错误；
D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，由于伴星光谱谱线波长的最大值位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为，则有
根据线速与周期的关系有解得故D正确；
C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
结合上述可以求出黑洞的质量，但是，由于不知道黑洞自身的半径，因此无法求出黑洞的密度，故C错误。
故选D。
二、多选题
7．【答案】AD
【详解】AC．设斜面的倾角为，根据可得
因可知，可知选项A正确，C错误；
B．落到斜面上瞬间重力的瞬时功率可知选项B错误；
D．落到斜面上时速度的偏向角可知选项D正确。故选AD。
8．【答案】BD
【详解】A．设转化效率为，则
故输出电功率与成正比，故A错误；
B．由上述可知，单位时间内流过面积A的空气动能为，故B正确；
C．每天的发电量为
由于小于1，则每天发电量小于，故C错误；
D．风速在范围内时，不变，当时，输出电功率最少为
故每年发电量至少为，故D正确。故选BD。
9．【答案】ACD
【详解】A．由公式代入数据解得故A项正确；
B．电容器的电容与所带电量无关，由其本身决定，故B项错误；
C．当除颤器的能量最大时，其电压也最大，由题意可知，除颤器的最大能量为。由公式
解得故C项正确；
D．由之前的分析可知，此次治疗，电容器的电压为，由公式
解得电容器极板上带的电荷量为由电流的定义有故D项正确。故选ACD。
10．【答案】CD
【详解】ABC．物块B沿倾角的右侧斜面加速下滑时，对三角形木块受力分析，受重力、压力、支持力和向右的静摩擦力，如图所示，木块恰好不滑动，说明静摩擦力达到最大值，等于滑动摩擦力，由平衡条件，在方向则有
在方向则有
联立解得
物块沿左侧下滑，先假设木块静止不动，对受力分析，受重力、压力、支持力和向左的静摩擦力，如图所示，此时则有
最大静摩擦力
压力的水平分力
可知地面对的摩擦力两种情况下不等大；将向右滑动，由牛顿第三定律可知，沿右侧斜面下滑时对地面的压力大小为，沿左侧斜面下滑时对地面的压力大小为，即对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小；将向右滑动，若使仍然静止需对其施加向左的作用力；AB错误，C正确；
D．若，若物块沿左侧下滑，先假设木块静止不动，同理得
压力的水平分力，A一定滑动，D正确。故选CD。
三、实验题
11．【答案】（1）BC （2） （3）
【详解】（1）A．为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，故A错误；
B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B正确；
C．大头针和和之间的距离尽量大些，相同的距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小，故C正确；
D．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，故D错误；故选BC。
（2）根据光的折射规律作出光路图如图
（3）根据几何关系可知光线在面的入射角为，折射角为，根据折射定律可得
12．【答案】（1）电流 1.5 1.0 （2）1.53 1.10
【详解】（1）[1]器材B串联接在电路中，则可知qi才B为电流传感器；
[2][3]根据电路图，由闭合电路的欧姆定律有结合图乙可得
（2）[1][2]根据实验原理可知，当电流计的示数为零时，说明两点的电势，则可知电流表所测电流即为干路电流，电压表所测电压即为路端电压，根据闭合电路的欧姆定律有，
两式联立可得
四、解答题
13．【答案】（1）；（2）21
【详解】（1）由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；设电子从点进入磁场的速度为，在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得周期为解得
设与竖直方向夹角为，则有解得
由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则电子在磁场中运动时间为
（2）匀强电场场强大小在到范围时，粒子穿过匀强电场后最小速度设为，最大速度设为，由动能定理得解得
根据洛伦兹力提供向心力有
可知，匀强电场场强大小在到范围时，电子在磁场中的偏转半径范围为到，设匀强磁场区域半径，当电子击中点时，有解得
当电子在磁场中的偏转半径为时，由几何关系可知，电子在磁场中恰好偏转，设此时电子出射方向与竖直方向夹角为，则有由几何关系知
解得所以目标靶至少为
