精品解析：河南省新未来联盟2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题

2023年普通高等学校全国统一模拟招生考试 新未来12月联考 物理 全卷满分110分，考试时间90分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.回答选考题时，考生须按照题目要求作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。 一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示为氢原子的部分能级图，用a光照射大量处在基态的氢原子后，能向外辐射出6种不同频率的光子，已知金属b的逸出功为。则下列说法正确的是（　　） A. a光的光子能量大于等于12.75 B. 辐射出的光子有4种能使金属b发生光电效应 C. 由能级跃迁到能级时，辐射出的光的波长最短 D. 使金属b发生光电效应时，光电子的最大初动能为7.85 2. 如图所示，正六边形的中心O点固定一带负电的点电荷。在m处先后有两个电荷量相等的带负电的试探电荷，仅在电场力的作用下分别运动到n点和a点。已知n点为的中点，m点为的中点。则下列说法正确的是（　　） A. a点的电势小于m点的电势 B. 由m到n的电荷在运动过程中的加速度大小保持不变 C. 由m到a的电荷动能的变化量大于由m到n的电荷动能的变化量 D. a、O两点的电势差等于n、O两点的电势差 3. 飞机撒播是一种造林方法，已知飞机在距离地面高处以的速度沿水平方向飞行，假设某次相对飞机静止释放一颗质量为的种子，忽略一切阻力，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. 种子落地瞬间的动量大小为0.2 B. 种子下落过程中重力冲量的大小为 C. 种子落地瞬间的速度与水平方向的夹角为60° D. 释放的第1s内与落地前的1s内，种子动能的变化量之比为1∶7 4. 如图所示的菱形，其中，O点为菱形的中心，现在菱形的顶点A、B、C垂直菱形的平面分别放置足够长的通电直导线，导线内电流大小均为I，方向如图所示。已知导线A在中心O产生的磁场的磁感应强度大小为，通电直导线在空间某点产生的磁感应强度大小（其中k为常数，I为导线内电流大小，r为该点到导线的距离）。则下列说法正确的是（　　） A. 仅将B点导线中电流减小为，则O点的磁感应强度大小为 B. 仅将C点导线的电流方向反向，则O点的磁感应强度大小为 C. 仅将C点的导线移到D处，则O点的磁感应强度大小为 D. 仅将A点的导线移到D处，则O点的磁感应强度大小为 5. 如图所示，光滑的水平面上放置两个质量相等的物块p、q（均可视为质点），物块q的左侧水平固定一轻弹簧。现给物块p水平向右的初速度，当物块q固定时，弹簧的最大弹性势能为。现给物块p同样的初速度，当物块q不固定时，下列说法正确的是（　　） A. 从物块与弹簧接触到弹簧弹性势能最大的过程中，两物块与弹簧组成的系统的机械能逐渐减少 B. 弹簧的弹性势能最大时，物块p的速度为0 C. 弹簧的弹性势能最大时，物块p的动能为 D. 弹簧的最大弹性势能为 6. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面体放在粗糙水平面上，光滑绝缘挡板沿竖直方向固定在斜面体上，一质量为m、长度为L的通电直导线水平放在斜面体与挡板之间，在导线中通有电流I，当空间存在竖直向上的匀强磁场时，导线与挡板间的作用力刚好为零。保持磁感应强度大小不变，将磁场方向沿顺时针方向转过45°（磁感应强度方向始终与导线垂直），同时导线中的电流变为。已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 导线中的电流方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度的大小为 C. 磁场旋转前后，地面对斜面体的摩擦力大小之比为2:1 D. 磁场旋转后，导线与挡板之间的作用力一定不为零 7. 如图所示的电路中，已知定值电阻，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3，电源输出的电功率为P，、、、消耗的电功率分别为、、、。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 2022年1月26日7时44分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“L-SAR01组A星”发射升空，卫星顺利进入距离地面的轨道。“L-SAR01组A星”与静止卫星轨道平面重合且绕地球运转方向与静止卫星相同。已知地球的半径为，静止卫星距离地面的高度约为，地球的自转周期为，取。则下列说法正确的是（　　） A. “L-SAR01组A星”与静止卫星的角速度之比为 B. “L-SAR01组A星”与静止卫星的向心加速度之比为 C. “L-SAR01组A星”与静止卫星的线速度之比为 D. “L-SAR01组A星”与静止卫星两次间隔最近的最短时间为 9. 为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检。如图甲所示，安检时将物品无初速度地放到水平向右传送的运输带一端，运输带以恒定的速度匀速传动，整个过程中物品的速度随时间变化的规律如图乙所示。已知物品可视为质点，且质量为，运输带两端间的总长度为，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 物品与传送带间的动摩擦因数为0.25 D. 整个过程因传送该物品多消耗的电能为10J 10. 如图所示，两光滑的平行金属导轨沿水平方向固定，虚线1、2垂直导轨，且两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，导轨间距、两虚线之间的距离均为d，质量为m的导体棒甲垂直导轨放在虚线1的左侧，导体棒乙垂直导轨放在虚线2的右侧，两导体棒长度均为d、电阻值均为r。时刻给导体棒甲一水平向右的初速度。已知整个过程两导体棒始终与导轨垂直且保持良好的接触，导轨电阻忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒甲进入磁场瞬间的加速度大小为 B. 导体棒甲从开始运动到刚越过虚线2的过程中，流过导体棒乙某一横截面的电荷量为 C. 导体棒甲刚运动到虚线2时的速度大小为 D. 导体棒甲从开始至运动到虚线2的过程中，导体棒甲产生的焦耳热为 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11题~第14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15题~第16题为选考题，考生根据要求作答。 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了机械能守恒定律的验证，小球的释放点、光电门1、光电门2在同一条竖直线上，实验时首先用游标卡尺测量小球的直径，结果如图乙所示，保持光电门1到小球释放点的距离不变，改变光电门2到光电门1的距离h，并记录小球通过光电门2的挡光时间t，记录多组实验数据。 回答下列问题： （1）由图乙可知小球的直径为d=___________； （2）小球经过光电门2时的速度可以用表示，用该方法计算的速度___________（填“大于”“等于”或“小于”）小球球心经过光电门的实际速度； （3）根据测量的数据描绘出如图丙所示的图像，结合图丙，若有表达式g=___________成立，则小球下落过程中机械能守恒；小球经过光电门1时的速度大小为___________。（均用a、b、d表示） 12. 晓宇为了较精确地测量出一节干电池的电动势和内电阻，实验室为其提供了如下的实验器材： ①电压表V（量程3V，内阻约为10） ②电流表A（量程3，内阻） ③滑动变阻器（0~10Ω，额定电流2A） ④电阻箱（0~99.9Ω） ⑤开关S和导线若干 回答下列问题： （1）由于电流表量程太小，实验时，将电阻箱与电流表并联扩大量程，电阻箱阻值调为，改装后电流表的量程为___________A（结果保留两位有效数字）； （2）请设计合理的电路，并将电路图画在虚线框内___________； （3）保持第（1）问中电阻箱的示数不变，调节滑动变阻器的滑动触头，记录相应的电压表以及电流表的示数，根据记录的实验数据，描绘出如图所示的图像，则电源的电动势为___________V，电源的内阻___________Ω。（结果均保留两位有效数字） 13. 如图所示的直角坐标系中，y轴左侧存在范围足够大的匀强电场，电场方向与y轴负方向的夹角为，电场强度的大小为，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。质量为、带电荷量为的带正电粒子在P点由静止释放，经过一段时间由y轴上的Q点（图中未画出）进入磁场。已知粒子重力不计，，，取。 （1）若磁场范围足够大，粒子刚好不从x轴离开磁场，求粒子第2次到y轴时与O点的距离； （2）若磁场的磁感应强度大小为，且该磁场为矩形区域，欲使粒子垂直x轴离开磁场，求磁场面积的最小值。（结果保留两位有效数字） 14. 如图所示，半径为的弧形槽固定在水平地面上，槽右侧衔接一长木板乙，质量为的可视为质点的物块丙静止在长木板的最右端，长木板的上表面比弧形槽的最低点B高。可视为质点的物体甲由弧形槽左上方某高度以的速度水平抛出，经过一段时间物体甲无碰撞地由A点进入弧形槽，且物体甲在A点的速度大小为，物体甲滑到B点与长木板乙发生弹性碰撞，物体甲由A到B的过程中克服摩擦力做功0.5J。已知甲、乙的质量分别为、，物块丙与长木板乙、长木板乙与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取。求： （1）物体甲的抛出点与A点间的水平间距； （2）物体甲与长木板乙碰后瞬间各自的速度； （3）欲使物块丙不离开长木板乙，长木板乙的最小长度以及物块丙与长木板乙、长木板乙与地面之间因摩擦产生的总热量为多少。 15. 学校在校庆时，同学们释放了氢气球以渲染会场气氛，气球上升到一定高度时，气球爆裂，假设环境的温度恒定不变，且气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　） A. 上升过程中气球内气体内能增大 B. 上升过程中，单位时间、单位面积上碰撞的分子数减少 C. 上升过程中，气球内气体对外做功 D. 上升过程中，气球内气体从外界吸收热量 E. 上升过程中，气球内气体对外放出热量 16. “天问一号”的发射开启了我国对火星研究之旅，未来还要在火星上完成一系列的实验。将一导热性能良好的质量为2m的汽缸竖直固定在火星表面，用质量为m的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，稳定时活塞距离汽缸底部的距离为，且刚好为汽缸高度的。已知（为火星表面的大气压，S为活塞横截面积，但两者大小均未知），火星表面的重力加速度为g。忽略一切摩擦，火星表面温度不变。 （1）把汽缸竖直固定在火星表面，用一竖直向上的外力作用在活塞上，如图甲所示，使活塞缓慢地升高到汽缸口，求此时外力F的大小； （2）如果用细绳将装置按如图乙的方式悬挂，则平衡时活塞距离汽缸底部的距离为，求的比值。 17. 如图所示为某种透明介质制成的半径的球形棱镜，为棱镜的直径，O为球心，在P点有一单色光源，能向棱镜中射入方向不同的细光束。已知朝O点射入的光束经时间由Q射出，光在真空的速度为，忽略光束在棱镜中的多次反射。则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光在透明介质中的传播速度为 B. 透明介质的折射率为 C. 从P点与成60°夹角射入的细光束可以射出棱镜 D. 细光束能射出棱镜的点到的最近距离为 E. 细光束能射出棱镜的点到的最远距离为 18. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求： （1）该波的波速为多少？ （2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023年普通高等学校全国统一模拟招生考试 新未来12月联考 物理 全卷满分110分，考试时间90分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.回答选考题时，考生须按照题目要求作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。 一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示为氢原子的部分能级图，用a光照射大量处在基态的氢原子后，能向外辐射出6种不同频率的光子，已知金属b的逸出功为。则下列说法正确的是（　　） A. a光的光子能量大于等于12.75 B. 辐射出的光子有4种能使金属b发生光电效应 C. 由能级跃迁到能级时，辐射出的光的波长最短 D. 使金属b发生光电效应时，光电子的最大初动能为7.85 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于能向外辐射6种不同频率的光子，则由公式 可知 即a光的光子能量一定等于能级与能级的能量差，即为 故A错误； B．能使金属b发生光电效应的条件是光子的能量需大于2.35，而能级到能级辐射的光子能量为 能级到能级辐射的光子能量为 均小于逸出功，能级到能级辐射的光子能量为 可知有4种光子能使金属b发生光电效应现象，故B正确； C．由公式 可知光子的能量越小，向外辐射的光的波长越长，即由能级跃迁到能级向外辐射的光能量最小，即该光的波长最长，故C错误； D．由爱因斯坦光电效应方程 可知入射光的光子能量越大，光电子的最大初动能越大，则由能级跃迁到能级向外辐射的光子能量最大，所以光电子的最大初动能为 故D错误。 故选B。 2. 如图所示，正六边形的中心O点固定一带负电的点电荷。在m处先后有两个电荷量相等的带负电的试探电荷，仅在电场力的作用下分别运动到n点和a点。已知n点为的中点，m点为的中点。则下列说法正确的是（　　） A. a点的电势小于m点的电势 B. 由m到n的电荷在运动过程中的加速度大小保持不变 C. 由m到a的电荷动能的变化量大于由m到n的电荷动能的变化量 D. a、O两点的电势差等于n、O两点的电势差 【答案】C 【解析】 【详解】A．负电荷的电场方向由无穷远指向负电荷，所以O点处的负点电荷电场方向指向O点，电场方向由高等势面指向低等势面，可知，故A错误； B．由m运动到n的试探电荷在运动过程中离O点的场源电荷越来越远，则电场强度越来越小，试探电荷所受的电场力越来越小，由牛顿第二定律可知加速度越来越小，故B错误； C．由以上分析可知m、a两点的电势差大于m、n两点的电势差，则由动能定理 可知，由m到a试探电荷动能的变化量大于由m到n试探电荷的动能变化量，故C正确； D．a、O两点的电势差为 同理n、O两点的电势差为 显然 故D错误。 故选C。 3. 飞机撒播是一种造林方法，已知飞机在距离地面高处以的速度沿水平方向飞行，假设某次相对飞机静止释放一颗质量为的种子，忽略一切阻力，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. 种子落地瞬间的动量大小为0.2 B. 种子下落过程中重力冲量的大小为 C. 种子落地瞬间的速度与水平方向的夹角为60° D. 释放的第1s内与落地前的1s内，种子动能的变化量之比为1∶7 【答案】D 【解析】 【详解】A．种子离开飞机后，在空中做平抛运动，由平抛运动的规律可知种子在竖直方向运动为自由落体运动，则有 则种子在空中运动的时间为 种子落地瞬间的竖直速度大小为 在种子落地瞬间的速度大小为 则种子的动量大小为 A错误； B．该过程重力的冲量大小为 B错误； C．种子落地瞬间，速度与水平方向夹角的正切值为 C错误； D．由竖直方向自由落体运动规律可知释放第1s内与落地前1s内下落的高度之比为1∶7，故两阶段合外力做功之比为1∶7，由动能定理可知，动能变化量为1∶7，D正确。 故选D。 4. 如图所示的菱形，其中，O点为菱形的中心，现在菱形的顶点A、B、C垂直菱形的平面分别放置足够长的通电直导线，导线内电流大小均为I，方向如图所示。已知导线A在中心O产生的磁场的磁感应强度大小为，通电直导线在空间某点产生的磁感应强度大小（其中k为常数，I为导线内电流大小，r为该点到导线的距离）。则下列说法正确的是（　　） A. 仅将B点导线中电流减小为，则O点的磁感应强度大小为 B. 仅将C点导线的电流方向反向，则O点的磁感应强度大小为 C. 仅将C点的导线移到D处，则O点的磁感应强度大小为 D. 仅将A点的导线移到D处，则O点的磁感应强度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意可知C点的导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小也为，则将B点导线中电流减小为后，B点的导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小为，由安培定则得三根通电直导线在O点产生的磁场如图甲所示 则O点的磁感应强度大小为 A正确； B．仅将C点导线的电流方向反向，则A、C导线在O点产生的磁场的合磁感应强度为零，则O点的磁感应强度大小为 B错误； C．仅将C点的导线移到D处，则B、D处的导线在O点产生的磁场的合磁感应强度为零，则O点的磁感应强度大小为 C错误； D．仅将A点的导线移到D处，由安培定则得三根通电直导线在O点的产生的磁场如图乙所示 则O点的磁感应强度大小为 D错误。 故选A。 5. 如图所示，光滑的水平面上放置两个质量相等的物块p、q（均可视为质点），物块q的左侧水平固定一轻弹簧。现给物块p水平向右的初速度，当物块q固定时，弹簧的最大弹性势能为。现给物块p同样的初速度，当物块q不固定时，下列说法正确的是（　　） A. 从物块与弹簧接触到弹簧弹性势能最大的过程中，两物块与弹簧组成的系统的机械能逐渐减少 B. 弹簧的弹性势能最大时，物块p的速度为0 C. 弹簧的弹性势能最大时，物块p的动能为 D. 弹簧的最大弹性势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于水平面光滑，则物块p与q通过弹簧相互作用的过程中，两物块和弹簧组成的系统动量守恒，系统的机械能也守恒，A错误； B．物块q固定时，由机械能守恒定律得 若物块q不固定，两物块速度相等时弹簧的弹性势能最大，假设两物块的共同速度为v，则对两物块由动量守恒定律得 解得 B错误； C．弹簧的弹性势能最大时，物块p的速度为，此时物块p的动能为 C错误； D．由机械能守恒定律可知，弹簧的最大弹性势能为 D正确。 故选D。 6. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面体放在粗糙水平面上，光滑绝缘挡板沿竖直方向固定在斜面体上，一质量为m、长度为L的通电直导线水平放在斜面体与挡板之间，在导线中通有电流I，当空间存在竖直向上的匀强磁场时，导线与挡板间的作用力刚好为零。保持磁感应强度大小不变，将磁场方向沿顺时针方向转过45°（磁感应强度方向始终与导线垂直），同时导线中的电流变为。已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 导线中的电流方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度的大小为 C. 磁场旋转前后，地面对斜面体的摩擦力大小之比为2:1 D. 磁场旋转后，导线与挡板之间的作用力一定不为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场方向竖直向上时，由于导线与挡板之间的作用力为零，根据平衡力特点可知安培力方向水平向左，则由左手定则可知，导线中的电流方向垂直纸面向外，故A错误； B．磁场竖直向上时，则由力的平衡条件得 又 解得 故B错误； C．将斜面体、挡板、通电导线看成一个整体，磁场旋转前，受力分析如图甲所示 则地面对斜面体的摩擦力为 磁场旋转后，以整体为研究对象，受力分析如图乙所示 由力的平衡条件可知斜面体所受的摩擦力为 解得 故C正确； D．磁场方向转动后，假设挡板与导线之间的作用力为零，对导线受力分析如图丙所示 则重力沿斜面向下的分力为 导线所受的安培力大小为 显然 所以导线与挡板之间的作用力为零，故D错误。 故选C。 7. 如图所示的电路中，已知定值电阻，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3，电源输出的电功率为P，、、、消耗的电功率分别为、、、。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】假设理想变压器原线圈的输入电压为 则定值电阻两端的电压为 又原、副线圈的匝数比为1:3，则由 可知副线圈的输出电压为 定值电阻两端的电压为 则定值电阻、两端的电压分别为 假设副线圈的输出电流为 流过定值电阻、、的电流均为 则由 可知原线圈的输入电流为 又由于定值电阻两端的电压为定值电阻两端电压的3倍，则流过定值电阻的电流为 则电源的总电流为 由以上可知 故 故BD正确，AC错误。 故选BD。 8. 2022年1月26日7时44分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“L-SAR01组A星”发射升空，卫星顺利进入距离地面的轨道。“L-SAR01组A星”与静止卫星轨道平面重合且绕地球运转方向与静止卫星相同。已知地球的半径为，静止卫星距离地面的高度约为，地球的自转周期为，取。则下列说法正确的是（　　） A. “L-SAR01组A星”与静止卫星的角速度之比为 B. “L-SAR01组A星”与静止卫星的向心加速度之比为 C. “L-SAR01组A星”与静止卫星的线速度之比为 D. “L-SAR01组A星”与静止卫星两次间隔最近的最短时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知“L-SAR01组A星”的轨道半径为 地球静止卫星的轨道半径为 “L-SAR01组A星”和地球静止卫星环绕地球做圆周运动时的万有引力提供向心力，则由 得 则“L-SAR01组A星”和地球静止卫星的角速度之比为 故A正确； B．由 得 则“L-SAR01组A星”与静止卫星的向心加速度之比为 故B错误； C．由 得 则“L-SAR01组A星”和地球静止卫星的线速度之比为 故C错误； D．由 和 可知“L-SAR01组A星”与静止卫星的周期比 解得 设“L-SAR01组A星”与静止卫星两次间隔最近的最短时间为t，则 整理得“L-SAR01组A星”与静止卫星两次间隔最近的最短时间约为 故D正确。 故选AD。 9. 为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检。如图甲所示，安检时将物品无初速度地放到水平向右传送的运输带一端，运输带以恒定的速度匀速传动，整个过程中物品的速度随时间变化的规律如图乙所示。已知物品可视为质点，且质量为，运输带两端间的总长度为，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 物品与传送带间的动摩擦因数为0.25 D. 整个过程因传送该物品多消耗的电能为10J 【答案】AC 【解析】 【详解】A B C．在内物品加速的位移 物品匀速的位移 在内运输带的位移 又 即 联立解得 物品加速时的加速度大小 由牛顿第二定律 解得 故AC正确，B错误； D．由能量守恒定律得因传送物品多消耗的电能 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，两光滑的平行金属导轨沿水平方向固定，虚线1、2垂直导轨，且两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，导轨间距、两虚线之间的距离均为d，质量为m的导体棒甲垂直导轨放在虚线1的左侧，导体棒乙垂直导轨放在虚线2的右侧，两导体棒长度均为d、电阻值均为r。时刻给导体棒甲一水平向右的初速度。已知整个过程两导体棒始终与导轨垂直且保持良好的接触，导轨电阻忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒甲进入磁场瞬间的加速度大小为 B. 导体棒甲从开始运动到刚越过虚线2的过程中，流过导体棒乙某一横截面的电荷量为 C. 导体棒甲刚运动到虚线2时的速度大小为 D. 导体棒甲从开始至运动到虚线2的过程中，导体棒甲产生的焦耳热为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．导体棒甲刚进入磁场瞬间，感应电流为 受到安培力大小为 由牛顿第二定律得 得 故A错误； B．导体棒甲从开始运动到刚越过虚线2的过程中，产生的平均感应电动势 平均感应电流 又 联立得 故B正确； C．规定向右为正方向，导体棒甲从开始到运动到虚线2的过程中，根据动量定理得 解得 故C正确； D．根据能量守恒，整个电路中产生的焦耳热 导体棒甲产生的焦耳热 故D正确。 故选BCD。 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11题~第14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15题~第16题为选考题，考生根据要求作答。 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了机械能守恒定律的验证，小球的释放点、光电门1、光电门2在同一条竖直线上，实验时首先用游标卡尺测量小球的直径，结果如图乙所示，保持光电门1到小球释放点的距离不变，改变光电门2到光电门1的距离h，并记录小球通过光电门2的挡光时间t，记录多组实验数据。 回答下列问题： （1）由图乙可知小球的直径为d=___________； （2）小球经过光电门2时的速度可以用表示，用该方法计算的速度___________（填“大于”“等于”或“小于”）小球球心经过光电门的实际速度； （3）根据测量的数据描绘出如图丙所示的图像，结合图丙，若有表达式g=___________成立，则小球下落过程中机械能守恒；小球经过光电门1时的速度大小为___________。（均用a、b、d表示） 【答案】 ①. 9.6 ②. 小于 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺的第6刻度线与主尺的某刻度线对齐，游标尺是10分度，游标尺的读数为 6×0.1mm=0.6mm 该小球的直径为 （2）[2]由于小球的挡光时间极短，挡光时间内的平均速度近似等于小球经过光电门2的瞬时速度，即为；挡光时间内的平均速度等于中间时刻的速度，又由于小球经过光电门2的速度应为小球中心经过光电门2瞬间的速度，中间时刻的速度小于位移中点的速度。 （3）[3]如果下落过程中，小球的机械能守恒，假设小球经过光电门1时的速度为，由于小球的释放点到光电门1的距离保持不变，则小球经过光电门1时的速度不变，则有 由以上整理得 则 又由图丙可知图像的斜率为 则 [4]图丙图像的纵截距为 则 12. 晓宇为了较精确地测量出一节干电池的电动势和内电阻，实验室为其提供了如下的实验器材： ①电压表V（量程3V，内阻约为10） ②电流表A（量程3，内阻） ③滑动变阻器（0~10Ω，额定电流2A） ④电阻箱（0~99.9Ω） ⑤开关S和导线若干 回答下列问题： （1）由于电流表量程太小，实验时，将电阻箱与电流表并联扩大量程，电阻箱阻值调为，改装后电流表的量程为___________A（结果保留两位有效数字）； （2）请设计合理的电路，并将电路图画在虚线框内___________； （3）保持第（1）问中电阻箱的示数不变，调节滑动变阻器的滑动触头，记录相应的电压表以及电流表的示数，根据记录的实验数据，描绘出如图所示的图像，则电源的电动势为___________V，电源的内阻___________Ω。（结果均保留两位有效数字） 【答案】 ①. 0.75 ②. ③. 1.5 ④. 0.40 【解析】 【详解】（1）[1]改装后的电流表对应的量程是 （2）[2]电流表的内阻已知，电路图如图所示。 （3）[3]由第（1）问的解析可知，改装后的电流表量程为改装前的250倍，改装后的电流表内阻为 则根据闭合电路欧姆定律得 整理得 结合图像可知电源的电动势为 [4]图像的斜率为 即 解得电源的内阻为 13. 如图所示的直角坐标系中，y轴左侧存在范围足够大的匀强电场，电场方向与y轴负方向的夹角为，电场强度的大小为，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。质量为、带电荷量为的带正电粒子在P点由静止释放，经过一段时间由y轴上的Q点（图中未画出）进入磁场。已知粒子重力不计，，，取。 （1）若磁场范围足够大，粒子刚好不从x轴离开磁场，求粒子第2次到y轴时与O点的距离； （2）若磁场的磁感应强度大小为，且该磁场为矩形区域，欲使粒子垂直x轴离开磁场，求磁场面积的最小值。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）；（2）0.32 【解析】 【详解】（1）粒子刚好不从x轴离开磁场，其运动轨迹如图所示。 由几何关系可知 解得 由对称性可知，粒子第2次到y轴时的速度与y轴负方向的夹角为37°，且F点到O点的距离为 （2）作出粒子的运动轨迹，如图所示，由几何关系可知 ， 由题意知粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理得 解得 带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由 整理得 代入数据得 由几何关系可知粒子轨迹的圆心在x轴上，粒子由C点垂直x轴离开磁场，则 矩形磁场区域的最小面积如图乙所示，则 过作的垂线，分别交、于S、T，则 则 解得 所以 矩形磁场面积的最小值为 14. 如图所示，半径为的弧形槽固定在水平地面上，槽右侧衔接一长木板乙，质量为的可视为质点的物块丙静止在长木板的最右端，长木板的上表面比弧形槽的最低点B高。可视为质点的物体甲由弧形槽左上方某高度以的速度水平抛出，经过一段时间物体甲无碰撞地由A点进入弧形槽，且物体甲在A点的速度大小为，物体甲滑到B点与长木板乙发生弹性碰撞，物体甲由A到B的过程中克服摩擦力做功0.5J。已知甲、乙的质量分别为、，物块丙与长木板乙、长木板乙与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取。求： （1）物体甲的抛出点与A点间的水平间距； （2）物体甲与长木板乙碰后瞬间各自的速度； （3）欲使物块丙不离开长木板乙，长木板乙的最小长度以及物块丙与长木板乙、长木板乙与地面之间因摩擦产生的总热量为多少。 【答案】（1）1.2m；（2）；；（3）0.75m；13.5J 【解析】 【详解】（1）物体甲在A点的竖直分速度为 物体甲由抛出点到A点的时间为 物体甲的抛出点与A点间的水平间距为 （2）设弧形槽的圆心角为，由（1）解析可知 物体甲由A点运动到B点的过程中，由动能定理得 又 解得 物体甲与长木板乙发生弹性碰撞，设物体甲与长木板乙碰后的速度分别为、，由动量守恒定律以及机械能守恒定律得 解得 （3）物体甲与长木板乙碰后，物块丙向右做匀加速直线运动，加速度为 长木板乙的加速度大小为 当二者速度相等后，由于整体的加速度等于物块丙的最大加速度，所以此后二者保持相对静止，设此过程经过的时间为，则由速度关系得 可得 该过程中长木板乙的位移为 物块丙的位移为 为使物块丙不离开长木板乙，则长木板乙的最小长度为 由以上分析可知，时刻物块丙和长木板乙的速度为 此后二者共同减速到静止，且减速时的加速度大小为 减速到静止的位移大小为 物块丙与长木板乙、长木板乙与地面之间因摩擦产生的热量之和为 代入数据解得 15. 学校在校庆时，同学们释放了氢气球以渲染会场气氛，气球上升到一定高度时，气球爆裂，假设环境的温度恒定不变，且气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　） A. 上升过程中气球内气体内能增大 B. 上升过程中，单位时间、单位面积上碰撞的分子数减少 C. 上升过程中，气球内气体对外做功 D. 上升过程中，气球内气体从外界吸收热量 E. 上升过程中，气球内气体对外放出热量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由于温度不变，则分子的平均动能不变，又因为是理想气体，所以气体的内能不变，A错误； B．气球爆裂，说明气球上升的过程中体积增大，单位体积内分子的个数减少，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越少，B正确； C．由于气体体积增大，气体对外做功，C正确； DE．气体内能不变，气体对外做功，由热力学第一定律，气体从外界吸收热量，D正确，E错误。 故选BCD。 16. “天问一号”的发射开启了我国对火星研究之旅，未来还要在火星上完成一系列的实验。将一导热性能良好的质量为2m的汽缸竖直固定在火星表面，用质量为m的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，稳定时活塞距离汽缸底部的距离为，且刚好为汽缸高度的。已知（为火星表面的大气压，S为活塞横截面积，但两者大小均未知），火星表面的重力加速度为g。忽略一切摩擦，火星表面温度不变。 （1）把汽缸竖直固定在火星表面，用一竖直向上的外力作用在活塞上，如图甲所示，使活塞缓慢地升高到汽缸口，求此时外力F的大小； （2）如果用细绳将装置按如图乙的方式悬挂，则平衡时活塞距离汽缸底部的距离为，求的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）汽缸静止时，以活塞为研究对象，活塞受力平衡，可得 又因为 解得 当活塞缓慢拉到汽缸口时，设汽缸内气体的压强为，由玻意耳定律得 解得 对活塞受力分析，由平衡条件得 解得 （2）装置悬挂后，对汽缸受力分析，由平衡条件得 解得 对气体由玻意耳定律得 解得 17. 如图所示为某种透明介质制成的半径的球形棱镜，为棱镜的直径，O为球心，在P点有一单色光源，能向棱镜中射入方向不同的细光束。已知朝O点射入的光束经时间由Q射出，光在真空的速度为，忽略光束在棱镜中的多次反射。则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光在透明介质中的传播速度为 B. 透明介质的折射率为 C. 从P点与成60°夹角射入的细光束可以射出棱镜 D. 细光束能射出棱镜的点到的最近距离为 E. 细光束能射出棱镜的点到的最远距离为 【答案】ABE 【解析】 【详解】A．光束在透明介质中的速度为 Ａ正确； B．则透明介质的折射率为 B正确； C．假设由P到A的光线刚好从棱镜中射出，光路图如图所示，则等于临界角C，则 则有临界角 可知从P点与成60°夹角射入的细光束会产生全反射，不可以射出棱镜，C错误； DE．由题意可知，光线能从Q点射出，则细光束能射出棱镜的点到PQ的最近距离为0；由几何关系可知，所以 可得 细光束能射出棱镜的点到PQ的最远距离为，选项D错误，E正确。 故选ABE。 18. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求： （1）该波的波速为多少？ （2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。 【答案】（1）（，1，2，3…）或（，1，2，3…）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可知波的振幅为、波长为，时坐标为处的位移为 若波沿x轴正方向传播，则 （，1，2，3…） 解得 （，1，2，3…） 波速为 （，1，2，3…） 若波沿x轴负方向传播，则 （，1，2，3…） 解得 （，1，2，3…） 波速为 （，1，2，3…） （2）结合（1）的解析可知，当波速为时，波沿x轴的负方向传播，处的质点振动方向沿y轴的正向。周期为 则 处的振动方程为 开始计时时，处的位移为，解得 则开始计时时，处的振动方程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $