湖南省湖南师范大学附属中学2022-2023学年高三下学期月考卷（六）物理试题含解析.pdf

第 1页/共 8页湖南师大附中湖南师大附中 2023 届高三月考试卷（六）物理届高三月考试卷（六）物理得分：得分：_本试题卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共本试题卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共 8 页。时量页。时量 75 分钟，满分分钟，满分 100分。第卷一、单项选择题（本题共分。第卷一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.下列说法正确的是（）A.原子核的比结合能越大，原子核越稳定，一般而言，原子核中核子数越多，比结合能越小B.核聚变与核裂变相比，相同质量的核燃料，核聚变反应中产生的能量更多，所以现在的核电站主要采用核聚变发电C.液体的表面张力其方向总是指向液体内部，所以液面总是有收缩的趋势D.物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能，任何物体都具有内能2.如图所示，某同学在某地玩耍，发现一个图示仓库，于是在某点 P（P 点位置可移动）想以最小的动能将一块小石子丢过仓库（恰好从 A 点和 B 点飞过，注意平时可不能这样，非常危险），那么设小石子丢出时速度与水平向右的方向成角，以下说法正确的是（）A.45B.45C.45D.无论角多大，P 点与 A 点所在墙越近所需动能越小3.一列简谐横波在1s3t 时的波形图如图（a）所示，P、Q 是介质中的两个质点。图（b）是质点 Q 的振动图像。则下列说法正确的是（）A.波沿 x 轴正方向传播B.波速为18m/s第 2页/共 8页C.P 点平衡位置的 x 坐标为 3 cmD.Q 点平衡位置的 x 坐标为 6 cm4.如图是一理想变压器，其原线圈和可变电阻相连，副线圈接一阻值恒为 RL的白炽灯。原、副线圈的匝数分别为1n、2n。保持交流电源电压的有效值0U不变，调节可变电阻R的阻值，（设题中所涉及所有情形都没有超过灯泡的额定电压）则（）A.当R的值增大时，副线圈两端的电压不变B.当LRR时，灯的功率最大C.若把灯和可变电阻的位置互换，其余条件不变，则当LRR时，可变电阻R的功率最大D.当R的值增大时，灯将变暗5.如图，半径为 R 的光滑圆形轨道固定在竖直平面内。小球 A、B 质量分别为m、km（k 为待定系数）。A 球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的 B 球相撞，碰撞中无机械能损失，重力加速度为 g。关于各种情况下 k 的取值。下列各项中正确的是（）A.若0.21k，则小球 B 第一次碰后将会在某处脱离圆轨道B.若00.2k，则小球 B 第一次碰后就能够运动到圆轨道的最高点C.若1k，小球 B 可能脱轨D.若3k，小球 A 和小球 B 将在圆轨道的最低点的左轨道发生第二次碰撞6.如图所示，表面光滑的圆锥固定在水平面上，底面半径为R，顶角为 60。有一个质量为m的弹性圆环，弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始终在弹性限度内。弹性圆环处于自然状态时半径为14R，现将弹性圆环套在圆锥上，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的14，重力加速度为g。则弹性圆环的劲度系数为（）第 3页/共 8页A.36mgRB.312mgRC.232mgRD.2312mgR7.一颗卫星绕地球做圆运动（称为“甲”），另一颗相同质量的卫星绕地球做椭圆运动（称为“乙”），若以无穷远为引力势能零点，机械能满足12GMmEr，r 为轨道半径或半长轴，在正常的运行过程中，下列说法不正确的是（）A.对于甲，地球引力一直不做功，而对于乙，地球的引力可能做正功或负功B.他们的机械能一定相等C.对于甲和乙，他们的机械能都分别守恒D.如果他们的周期相等，那么他们的机械能一定相等二、多项选择题（本题共二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）8.如图，表面粗糙的楔形物块 A 静置在水平地面上，斜面上有小物块 B，用平行于斜面的力 F 拉 B，使之沿斜面匀速上滑，斜面相对地面不动。现顺时针缓慢旋转该力至图中虚线位置，并保证在旋转该力过程中物块 B 一直处于匀速上滑状态，则在力 F 旋转的过程中，下列说法正确的是（）A.F 可能一直减小B.物块 B 受到的摩擦力可能不变C.物块对斜面的作用力可能增大D.斜面保持静止不动9.如图，在折射率2n 的液体表面上方有一单色激光发射器 S，它能垂直液面射出细激光束，在液体内深 h 处水平放置一平面镜，镜面向上，平面镜中心 O 在光源 S 正下方。现让平面镜绕过 O 点垂直于纸面的轴开始逆时针匀速转动，转动周期为 T，液面上方的观察者跟踪观察液面，观察到液面上有一光斑掠过，进一步观察发现光斑在液面上 P、Q 两位置间移动。下列说法正确的是（）第 4页/共 8页A.在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为8TB.液面上 P、Q 两位置间距离为2hC.光斑刚要到达 P 点时的瞬时速度为8 hTD.光斑由 Q 点运动到 P 点所用的时间为4T10.如图，空间有垂直于纸面的匀强磁场 B1和 B2，磁感应强度大小均为 0.1T，B2分布在半径 R=2m 的圆形区域内，MN 为过其圆心 O 的竖直线，B1分布在 MN 左侧的半圆形区域外。磁场 B1中有粒子源 S，S 与 O的距离2 3md，且 SOMN。某时刻粒子源 S 沿着纸面一次性向各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子，每个粒子的质量62 10kgm、电量21 10Cq 、速率31 10 m/sv ，不计粒子之间的相互作用，则（）A.所有粒子都能进入 B2区域B.粒子在磁场中的轨迹半径均为 2mC.能够进入 B2区域的粒子数与发射的粒子总数之比为12D.离开 B2区域时速度方向与连线 SO 平行的粒子在磁场中运动的时间为43mqB11.如图，两条足够长的平行金属导轨间距0.5mL，与水平面的夹角30，处于磁感应强度0.2TB、第 5页/共 8页方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的 a、b 两根导体棒质量分别为0.3kgam、0.1kgbm，电阻均为0.1R。现将 a、b 棒由静止释放，同时用大小为 2N 的恒力 F 沿平行导轨方向向上拉 a 棒。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，取重力加速度210m/sg。已知当a 棒中产生的焦耳热0.12JaQ 时，其速度1.0m/sav，a 上方和 b 下方都足够长，下列说法正确的是（）A.此时 b 棒的速度大小为3m/sB.此时 a 棒的加速度大小为21m/sC.a 棒从静止释放到速度达到1.0m/s所用的时间为0.758sD.a、b 两棒最后同时向上和向下做匀速直线运动第卷三、实验题（第卷三、实验题（12 题题 6 分，分，13 题题 10 分）分）12.如图 1 所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置 O。接下来的实验步骤如下：步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置 P；步骤 2：把小球 2 放在斜槽末端边缘位置 B，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰撞；重复多次，并使用与步骤 1 同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 M、N；步骤 3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M、P、N 离 O 点的距离，即线段 OM、OP、ON 的长度。（1）上述实验除需测量线段 OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有_。（写出物理量及相应符号）（2）若测得各落点痕迹到 O 点的距离：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知小球 1、2 的质量比为 21，则系统碰撞前总动量 p 与碰撞后总动量p的百分误差ppp=_%（结果保留一位第 6页/共 8页有效数字）。（3）完成上述实验后，实验小组成员小红对上述装置进行了改造，小红改造后的装置如图 2 所示。使小球1 仍从斜槽上 A 点由静止滚下，重复实验步骤 1 和 2 的操作，两球落在以斜槽末端为圆心的14圆弧上，平均落点为 M、P、N。测量轨道末端到 M、P、N三点的连线与水平方向的夹角分别为1、2、3，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用所测物理量的符号表示）。13.近年来，我国打响了碧水保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图 1 所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻。测量管由绝缘材料制成，其直径为 D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面 A、C 上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关 S、电阻箱 R 和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度 v 自左向右通过。（1）利用图 2 中的电路测量灵敏电流计 G 的内阻gR，实验过程包含以下步骤：A.调节1R，使 G 的指针偏转到满刻度，记下此时 G1的示数1I；B.分别将1R和2R的阻值调至最大；C.合上开关1S；D.合上开关2S；E.反复调节1R和2R，使 G1的示数仍为1I，G 的指针偏转到满刻度的一半，此时2R的读数为0R。正确的操作步骤是_；测出灵敏电流计内阻为_。第 7页/共 8页（2）用游标卡尺测量测量管的直径 D，如图 3 所示，则D=_cm。（3）图 1 中与 A 极相连的是灵敏电流计的_接线柱（填“正”或“负”）。（4）闭合图 1 中的开关 S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值 R 与相应灵敏电流计 G 的读数I，绘制1RI图像，如图 4 所示，则污水接入电路的电阻为_。（用题中的字母 a、b、c、v、D、0R表示）四、解答题（四、解答题（14 题题 10 分，分，15 题题 12 分，分，16 题题 14 分）分）14.如图甲为一种新型减振器氮气减振器，气缸中充入稀有气体后，减振器具有良好的韧性，操作时不容易弹跳，且可以防止减震器在高温高压损坏。它的结构简图如图乙所示。气缸活塞截面大小为 50cm2，质量为 1kg；气缸缸体外壁导热性良好，弹簧劲度系数为 k=200N/mm。现在为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，冲入氮气达到 5 个大气压时活塞下端被两边的卡环卡住，此时氮气气柱长度为 L=20m 且弹簧恰好处于原长，不计摩擦，大气压强取 p0=1105Pa。（1）当氮气达到 5 个大气压的时候，求卡环受到的力 F0；（2）现在用外力 F 缓慢向下压活塞，当活塞缓慢下降 h=4cm 时，求缸体内氮气的压强大小；（3）在（2）的过程中氮气向外界放出的总热量 Q=111.6J，求外力 F 对活塞做的功 W。15.在xOy平面内x轴上方交替存在着宽度均为d的匀强电场与匀强磁场区域，电场强度为E，方向沿y轴负方向，磁感应强度为B，方向垂直于xOy平面向里。现有一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从O点由静止释放，不计粒子的重力。求：(1)粒子在2n 区域中运动的轨迹半径；(2)若粒子能穿过4n 区域，穿过该区域前后，粒子沿x轴方向的速度的变化量；(3)粒子能够经过哪些区域。第 8页/共 8页16.如图所示，在 xOy 坐标平面内，固定着足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距 L=0.5m，在 x=0 处由绝缘件相连，导轨某处固定两个金属小立柱，立柱连线与导轨垂直，左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，右侧有垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B=0.2T；导轨左端与电容 C=5F 的电容器连接，起初电容器不带电。现将两根质量均为 m=0.1kg 的导体棒 a、b 分别放置于导轨左侧某处和紧贴立柱的右侧（不粘连），某时刻起对 a 棒作用一个向右的恒力 F=0.3N，当 a 棒运动到 x=0 处时撤去力 F，此后 a 棒在滑行到立柱的过程中通过棒的电量 q=1C，与立柱碰撞时的速度 v1=1m/s，之后原速率反弹。已知 b 棒电阻 R=0.4，不计 a 棒和导轨电阻，求：（1）小立柱所在位置的坐标 xb；（2）a 棒初始位置的坐标 xa；（3）假设 b 棒穿出磁场时的速度 v2=0.3m/s，此前 b 棒中产生的总热量。第 1页/共 22页湖南师大附中湖南师大附中 2023 届高三月考试卷（六）物理届高三月考试卷（六）物理得分：得分：_本试题卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共本试题卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共 8 页。时量页。时量 75 分钟，满分分钟，满分 100分。第卷一、单项选择题（本题共分。第卷一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.下列说法正确的是（）A.原子核的比结合能越大，原子核越稳定，一般而言，原子核中核子数越多，比结合能越小B.核聚变与核裂变相比，相同质量的核燃料，核聚变反应中产生的能量更多，所以现在的核电站主要采用核聚变发电C.液体的表面张力其方向总是指向液体内部，所以液面总是有收缩的趋势D.物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能，任何物体都具有内能【答案】D【解析】【详解】A原子核的比结合能越大，原子核越稳定，原子核的比结合能等于原子核的结合能与核子数之比，由于原子核中核子数越多，原子核的结合能越大，则比结合能不一定越小，故 A 错误；B核聚变与核裂变相比，相同质量的核燃料，核聚变反应中产生的能量更多，但目前核聚变不可控，则现在的核电站主要采用核裂变发电，故 B 错误；C液体表面张力的方向总是与液面相切，故 C 错误；D物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能，任何物体都具有内能，故 D 正确。故选 D。2.如图所示，某同学在某地玩耍，发现一个图示仓库，于是在某点 P（P 点位置可移动）想以最小的动能将一块小石子丢过仓库（恰好从 A 点和 B 点飞过，注意平时可不能这样，非常危险），那么设小石子丢出时速度与水平向右的方向成角，以下说法正确的是（）A.45B.45C.45D.无论角多大，P 点与 A 点所在墙越近所需动能越小第 2页/共 22页【答案】B【解析】【详解】ABC根据题意可知，石子从P点抛出后做斜抛运动经过等高的A、B两点，设石子抛出时的速度为Pv，经过A点时的速度为Av，此时速度方向与水平方向的夹角为，则有coscosPAvv石子由P运动到A的过程中，由动能定理有221122PAPAmghmvmv解得22PAPAAvvghv石子由A到B的运动也是斜抛运动，设此过程运动的时间为t，A、B两点间的距离为x，则有cosAxvt0sin2Atvg联立可得sin2Agxv可见，当sin21即45时，石子经过A点的速度最小，此时石子的抛出速度最小，抛出的动能最小，则有45故 AC 错误，B 正确；D当P点位于A点所在的墙上时有90石子抛出后做竖直上抛运动，无论石子抛出时的动能多大，石子都不可能经过B点，故 D 错误。故选 B。3.一列简谐横波在1s3t 时的波形图如图（a）所示，P、Q 是介质中的两个质点。图（b）是质点 Q 的振动图像。则下列说法正确的是（）第 3页/共 22页A.波沿 x 轴正方向传播B.波速为18m/sC.P 点平衡位置的 x 坐标为 3 cmD.Q 点平衡位置的 x 坐标为 6 cm【答案】C【解析】【详解】A由题图（b）知，当1s3t 时，Q 点向上运动，结合题图（a）可得，波沿 x 轴负方向传播，选项 A 错误；B由题图（a）可以看出，该波的波长为36cm由题图（b）可以看出，周期为2sT 波速为18cm/sTv0.18m/s选项 B 错误；C设质点 P、Q 平衡位置的 x 坐标分别为Px、Qx，由题图（a）知，0 x 处sin302AyA 因此303cm360Px选项 C 正确；D由题图（b）知在0t时 Q 点处于平衡位置，经1s3t，其振动状态向 x 轴负方向传播至 P 点处，由此有6cmQPxxv t得质点 Q 的平衡位置的 x 坐标为9cmQx 选项 D 错误。故选 C。4.如图是一理想变压器，其原线圈和可变电阻相连，副线圈接一阻值恒为 RL的白炽灯。原、副线圈的匝数分别为1n、2n。保持交流电源电压的有效值0U不变，调节可变电阻R的阻值，（设题中所涉及所有情形都第 4页/共 22页没有超过灯泡的额定电压）则（）A.当R的值增大时，副线圈两端的电压不变B.当LRR时，灯的功率最大C.若把灯和可变电阻的位置互换，其余条件不变，则当LRR时，可变电阻R的功率最大D.当R的值增大时，灯将变暗【答案】D【解析】【详解】AD由题意可知，原、副线圈的匝数一定，交流电源电压的有效值0U不变，对原线圈则有011UI R U由原、副线圈的电压比等于匝数比，电流与匝数成反比，可得2102212nnUI RUnn又有22LUIR21021L2n RnUUn Rn交流电源电压的有效值0U不变，当R的值增大时，副线圈两端的电压 U2减小，灯泡将变暗 A 错误，D 正确；B由21021L2n RnUUn Rn可得02211L2UUn Rnn Rn灯泡获得的功率为第 5页/共 22页222002L22LL2121L1L21L2L14UUUPRRnnnnRRRRn Rnn RnR当211L2nnRn Rn时，即当21L2nRRn时，灯泡获得的功率最大，B 错误；C同理可知，若把灯和可变电阻的位置互换，其余条件不变，则有当22L1nRRn时，可变电阻R的功率最大，C 错误。故选 D。5.如图，半径为 R 的光滑圆形轨道固定在竖直平面内。小球 A、B 质量分别为m、km（k 为待定系数）。A 球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的 B 球相撞，碰撞中无机械能损失，重力加速度为 g。关于各种情况下 k 的取值。下列各项中正确的是（）A.若0.21k，则小球 B 第一次碰后将会在某处脱离圆轨道B.若00.2k，则小球 B 第一次碰后就能够运动到圆轨道的最高点C.若1k，小球 B 可能脱轨D.若3k，小球 A 和小球 B 将在圆轨道的最低点的左轨道发生第二次碰撞【答案】B【解析】【详解】A小球 A 下滑到最低点的过程中，根据动能定理得2012mgRmv解得 A 与 B 碰幢前的速度02vgR碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，根据动量守恒定理得0ABmvmvkmv根据机械能守恒定律得第 6页/共 22页2220AB111222mvmvkmv联立解得B2 21gRvkA121kvgRkB 小球运动至轨道顶点，根据机械能守恒定律得22B11222kmvkmgRkmv小球 B 能恰好通过最高点，则有2vmgmR解得vgR联立各式代入数据解得2 1010.2655k 当0.2651k时，B 脱轨，而0.2k，不一定脱轨，故 A 错误；B由上分析可知，当0.265k 时，B 球可运动至轨道最高点，故 B 正确；C若1k，两球发生弹性碰撞，由于两球质量相等，速度交换，B 球恰能运动到四分之一圆弧轨道，所以若1k，小球运动不到四分之一圆弧轨道处，速度减为零又返回，所以小球 B 不可能脱轨，故 C 错误；D若3k 时122BvgR122AvgR 两球速度大小相等，方向相反，经过相同的时间会同时回到最低点，所以两球会在最低点发生第二次碰撞，故 D 错误。故选 B。6.如图所示，表面光滑的圆锥固定在水平面上，底面半径为R，顶角为 60。有一个质量为m的弹性圆环，弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始终在弹性限度内。弹性圆环处于自然状态时半径为14R，现将弹性圆环套在圆锥上，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的14，重力加速度第 7页/共 22页为g。则弹性圆环的劲度系数为（）A.36mgRB.312mgRC.232mgRD.2312mgR【答案】C【解析】【分析】【详解】取圆环上很小的一段分析，设对应圆心角为，分析微元受力有重力 m0g、支持力 N、两边圆环其余部分对微元的拉力 T，由平衡条件有02 sin2tan2m gT=60由于微元很小，则对应圆心角很小，则sin2=2m0=2rmr其中 r 为圆环拉伸后的半径，代入数据有T=2 tan2mg=32mg由题知，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的14，则有h=Rtan60=3Rr=34R根据胡克定律有T=kxx=2(r-4R)第 8页/共 22页计算有k=232mgR故选 C。7.一颗卫星绕地球做圆运动（称为“甲”），另一颗相同质量的卫星绕地球做椭圆运动（称为“乙”），若以无穷远为引力势能零点，机械能满足12GMmEr，r 为轨道半径或半长轴，在正常的运行过程中，下列说法不正确的是（）A.对于甲，地球引力一直不做功，而对于乙，地球的引力可能做正功或负功B.他们的机械能一定相等C.对于甲和乙，他们的机械能都分别守恒D.如果他们的周期相等，那么他们的机械能一定相等【答案】B【解析】【详解】A做圆运动的卫星，地球引力始终垂直运动方向，所以引力一直不做功，对于做椭圆运动，那么离地球越来越近时，引力做正功，反之做负功，在椭圆两个端点时，不做功，所以选项 A 正确；BC不知道他们的轨道半径和长半轴，因此机械能不一定相等，无论做圆运动还是椭圆运动，正常运行的卫星，机械能一定守恒，因此选项 B 错误 C 正确；D而周期相等，那么圆运动的半径 r 一定等于椭圆运动的半长轴 a，机械能分别为12GMmEr 12GMmEa 一定相等，选项 D 正确。此题选择不正确的选项，故选 B。二、多项选择题（本题共二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）8.如图，表面粗糙的楔形物块 A 静置在水平地面上，斜面上有小物块 B，用平行于斜面的力 F 拉 B，使之沿斜面匀速上滑，斜面相对地面不动。现顺时针缓慢旋转该力至图中虚线位置，并保证在旋转该力过程中物块 B 一直处于匀速上滑状态，则在力 F 旋转的过程中，下列说法正确的是（）A.F 可能一直减小B.物块 B 受到的摩擦力可能不变第 9页/共 22页C.物块对斜面的作用力可能增大D.斜面保持静止不动【答案】AD【解析】【详解】AB先对 B 分析，B 受到斜面支持力 N 和滑动摩擦力 f，用一个力NfF替代，因两力大小成比例关系，可知该力NfF方向不变，B 转化为三力平衡问题，三力形成首尾相连的三角形，易知，F 可能一直减小，也可能先减小后增大，但NfF一直减小，故 f 一定减小，选项 A 正确 B 错误；C物块对斜面的作用力，即NfF的反作用力一定减小，选项 C 错误；D斜面受到地面摩擦力一定减小，斜面保持静止不动，选项 D 正确。故选 AD。9.如图，在折射率2n 的液体表面上方有一单色激光发射器 S，它能垂直液面射出细激光束，在液体内深 h 处水平放置一平面镜，镜面向上，平面镜中心 O 在光源 S 正下方。现让平面镜绕过 O 点垂直于纸面的轴开始逆时针匀速转动，转动周期为 T，液面上方的观察者跟踪观察液面，观察到液面上有一光斑掠过，进一步观察发现光斑在液面上 P、Q 两位置间移动。下列说法正确的是（）A.在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为8TB.液面上 P、Q 两位置间距离为2hC.光斑刚要到达 P 点时的瞬时速度为8 hTD.光斑由 Q 点运动到 P 点所用的时间为4T第 10页/共 22页【答案】AC【解析】【详解】AD根据临界角公式得1sinCn解得4C设反射光线转动的角速度为1，平面镜转动的角速度为2，在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间 t 为12t12222T解得8Tt 在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为8T，光斑由 Q 点运动到 P 点所用的时间也等于8T，A 正确，D 错误；B液面上 P、Q 两位置间距离为2 tan452PQxhh B 错误；C光斑在 P 点的线速度为1vr线2rh光斑刚要到达 P 点时的瞬时速度为cos45vv线斑解得8 hvT斑第 11页/共 22页C 正确。故选 AC。10.如图，空间有垂直于纸面的匀强磁场 B1和 B2，磁感应强度大小均为 0.1T，B2分布在半径 R=2m 的圆形区域内，MN 为过其圆心 O 的竖直线，B1分布在 MN 左侧的半圆形区域外。磁场 B1中有粒子源 S，S 与 O的距离2 3md，且 SOMN。某时刻粒子源 S 沿着纸面一次性向各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子，每个粒子的质量62 10kgm、电量21 10Cq 、速率31 10 m/sv ，不计粒子之间的相互作用，则（）A.所有粒子都能进入 B2区域B.粒子在磁场中的轨迹半径均为 2mC.能够进入 B2区域的粒子数与发射的粒子总数之比为12D.离开 B2区域时速度方向与连线 SO 平行的粒子在磁场中运动的时间为43mqB【答案】BCD【解析】【详解】B根据洛伦兹力提供向心力2mvqvBr解得2mmvrqB故 B 正确；AC当粒子的运动轨迹恰好与圆相切时为粒子能够进入 B2区域的临界情况，如图第 12页/共 22页根据几何关系可知222(2)drr故当粒子恰好向左或向右射出时，能够刚好进入 B2区域，粒子初速度有沿上的分速度时不能进入 B2区域，因此能够进入 B2区域的粒子数与发射的粒子总数之比为12，故 A 错误，C 正确；D 因为粒子在两磁场中的轨迹半径相同，离开 B2区域时速度方向与连线 SO 平行的粒子必然是从 E 点射入，其在 B2区域运动的圆心角为 240，则运动时间为22433mmtqBqB故 D 正确。故选 BCD。11.如图，两条足够长的平行金属导轨间距0.5mL，与水平面的夹角30，处于磁感应强度0.2TB、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的 a、b 两根导体棒质量分别为0.3kgam、0.1kgbm，电阻均为0.1R。现将 a、b 棒由静止释放，同时用大小为 2N 的恒力 F 沿平行导轨方向向上拉 a 棒。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，取重力加速度210m/sg。已知当a 棒中产生的焦耳热0.12JaQ 时，其速度1.0m/sav，a 上方和 b 下方都足够长，下列说法正确的是（）A.此时 b 棒的速度大小为3m/sB.此时 a 棒的加速度大小为21m/sC.a 棒从静止释放到速度达到1.0m/s所用的时间为0.758sD.a、b 两棒最后同时向上和向下做匀速直线运动【答案】ABD【解析】第 13页/共 22页【详解】A根据题意，设 a、b 棒受到的安培力大小为F安，则对 a、b 棒由牛顿第二定律分别有sinaaaFm gFm a安sinbbbm gFm a安代入数据解得aabbm am aa、b 棒由静止释放，则有aabbtmtama即aab bm vm v解得3m saabbm vvm故 A 正确；B设此电路产生的感应电动势为 E，电流为 I，则有abEBLvBLv2EIRFBIL安联立式子解得21m/saa 故 B 正确；C根据题意，设此过程 a，b 棒位移分别为ax，bx，结合上述分析可得aabbm xm x根据能量守恒有2211sinsin222abbaaaab baFxm gxm gxm vm vQ对 a 棒根据动量定理有sin0aaaFm gtIm v安其中安培力的冲量222abB LxxIFtR 安安联立代入数据可解得第 14页/共 22页0.768st 故 C 错误；D根据题意可知，由于sinsin2Nabm gm gF且 a 上方和 b 下方都足够长，则 a、b 两棒最后同时向上和向下做匀速直线运动，故 D 正确。故选 ABD。第卷三、实验题（第卷三、实验题（12 题题 6 分，分，13 题题 10 分）分）12.如图 1 所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置 O。接下来的实验步骤如下：步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置 P；步骤 2：把小球 2 放在斜槽末端边缘位置 B，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰撞；重复多次，并使用与步骤 1 同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 M、N；步骤 3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M、P、N 离 O 点的距离，即线段 OM、OP、ON 的长度。（1）上述实验除需测量线段 OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有_。（写出物理量及相应符号）（2）若测得各落点痕迹到 O 点的距离：OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知小球 1、2 的质量比为 21，则系统碰撞前总动量 p 与碰撞后总动量p的百分误差ppp=_%（结果保留一位有效数字）。（3）完成上述实验后，实验小组成员小红对上述装置进行了改造，小红改造后的装置如图 2 所示。使小球1 仍从斜槽上 A 点由静止滚下，重复实验步骤 1 和 2 的操作，两球落在以斜槽末端为圆心的14圆弧上，平均落点为 M、P、N。测量轨道末端到 M、P、N三点的连线与水平方向的夹角分别为1、2、3，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用所测物理量的符号表示）。第 15页/共 22页【答案】.小球1和小球2的质量m1和m2.2.m1222cossin=m1211cossinm2233cossin【解析】【详解】（1）1因为平抛运动的时间相等，根据xvt所以用水平射程可以代替速度；根据动量表达式知，除了测量线段 OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量是小球 1 和小球 2 的质量 m1、m2。（2）2因 m1m2，则小球 1 碰后不会反弹，则 M、N 分别是碰后小球 1、2 的平均落点。系统碰撞前的总动量p=m1OPt碰撞后的总动量p=m1OMtm2ONt知小球 1、2 的质量比为 21，则可解得ppp=2%（3）3设圆弧半径为 R，则对于从轨道末端到 M的运动，由平抛运动规律可知Rcos1=v1t12111sin2Rgt联立解得v1=211cos2singR对于从轨道末端到 P、N点的运动，同理可得v0=222cos2singRv2=233cos2singR而要验证的关系式为m1v0=m1v1m2v2将 v0、v1、v2代入可得第 16页/共 22页m1222cossin=m1211cossinm2233cossin13.近年来，我国打响了碧水保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图 1 所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻。测量管由绝缘材料制成，其直径为 D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面 A、C 上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关 S、电阻箱 R 和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度 v 自左向右通过。（1）利用图 2 中的电路测量灵敏电流计 G 的内阻gR，实验过程包含以下步骤：A.调节1R，使 G 的指针偏转到满刻度，记下此时 G1的示数1I；B.分别将1R和2R的阻值调至最大；C.合上开关1S；D.合上开关2S；E.反复调节1R和2R，使 G1的示数仍为1I，G 的指针偏转到满刻度的一半，此时2R的读数为0R。正确的操作步骤是_；测出灵敏电流计内阻为_。（2）用游标卡尺测量测量管的直径 D，如图 3 所示，则D=_cm。（3）图 1 中与 A 极相连的是灵敏电流计的_接线柱（填“正”或“负”）。（4）闭合图 1 中的开关 S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值 R 与相应灵敏电流计 G 的读数第 17页/共 22页I，绘制1RI图像，如图 4 所示，则污水接入电路的电阻为_。（用题中的字母 a、b、c、v、D、0R表示）【答案】.BCADE.0R.3.035.正.0acRba【解析】【详解】（1）12本实验是用半偏法测电流表内阻。为保护电路，闭合开关前应将变阻器阻值调至最大，合上开关1S，调节1R，使待测灵敏电流计 G 满偏，记下此时 G1的示数1I，1I就等于灵敏电流计 G 的满偏电流值；再合上开关2S，反复调节1R和2R，使 G1的示数仍为1I，G 的指针偏转到满刻度的一半，此时 G、2R的电流之和等于1I，即等于 G 的满偏电流，也即 G、2R的电流相等，故g0RR。因此正确的顺序为BCADE。（2）3由游标卡尺读数由主尺读数加游标尺读数，从主尺读出整毫米刻度，从游标尺读出对齐的刻度数再乘以游标卡尺的精度，由图读得直径为30mm7 0.05mm30.35mm3.035cmD 。（3）4由左手定则可得正离子往 A 处电极方向运动、负离子往 C 处电极方向运动，所以与 A 处电极相连的是灵敏电流计的正接线柱。（4）5由磁流体发电机的原理知，污水中正负粒子在洛伦兹力作用下向 A、C 两处电极偏转，在两极处形成电场，直到电场力与洛伦兹力达到动态平衡，有UqqvBD得电源电动势为UDvB由欧姆定律可得gUDvBIRRRr总其中 r 为污水的电阻，所以11gRrRIBDvBDv由图像可得斜率1bakcBDv纵截距第 18页/共 22页gRraBDv所以gacRrba故0acrRba四、解答题（四、解答题（14 题题 10 分，分，15 题题 12 分，分，16 题题 14 分）分）14.如图甲为一种新型减振器氮气减振器，气缸中充入稀有气体后，减振器具有良好的韧性，操作时不容易弹跳，且可以防止减震器在高温高压损坏。它的结构简图如图乙所示。气缸活塞截面大小为 50cm2，质量为 1kg；气缸缸体外壁导热性良好，弹簧劲度系数为 k=200N/mm。现在为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，冲入氮气达到 5 个大气压时活塞下端被两边的卡环卡住，此时氮气气柱长度为 L=20m 且弹簧恰好处于原长，不计摩擦，大气压强取 p0=1105Pa。（1）当氮气达到 5 个大气压的时候，求卡环受到的力 F0；（2）现在用外力 F 缓慢向下压活塞，当活塞缓慢下降 h=4cm 时，求缸体内氮气的压强大小；（3）在（2）的过程中氮气向外界放出的总热量 Q=111.6J，求外力 F 对活塞做的功 W。【答案】（1）1990N；（2）56.25 10 Pa；（3）92.8J【解析】【详解】（1）当氮气达到 5 个大气压的时候，对活塞受力分析，由平衡条件得004+FmgpS解得01990NF（2）由理想气体等温变化规律05()pS Lp SLh得56.25 10 Pap（3）由功能关系知第 19页/共 22页20102Wp ShmghkxW气又UWQ气联立得92.8JW 15.在xOy平面内x轴上方交替存在着宽度均为d的匀强电场与匀强磁场区域，电场强度为E，方向沿y轴负方向，磁感应强度为B，方向垂直于xOy平面向里。现有一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从O点由静止释放，不计粒子的重力。求：(1)粒子在2n 区域中运动的轨迹半径；(2)若粒子能穿过4n 区域，穿过该区域前后，粒子沿x轴方向的速度的变化量；(3)粒子能够经过哪些区域。【答案】(1)22mEd