2023年高考物理（全国甲卷）模拟试卷02（学生版+解析版）.pdf

2023年高考（全国甲卷）物理模拟试卷（二）注意事项：i.本试卷分第I 卷（选择题）和第n 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答第I 卷时，选出每小题答案后，用 2 B 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。写在本试卷上无效。3.回答第n 卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷二、选择题：本题共8 小题，每小题6 分。在每小题给出的四个选项中，第 1418题只有一项符合题目要求，第 1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错或不答的得0分。14.一人乘坐电梯时，用智能手机采集到的加速度随时间的变化规律，如图甲、丙 所 示（坐标图乙、丁依次为图甲、丙的简化图）。若选取加速度向上为正方向，据此判断下列描述正确的是（）A.甲图是电梯下行状态B.甲图是电梯上行状态C.丙图是电梯下行状态D.甲、丙图都是电梯上行状态1 5.内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图，把岩盐晶体结构中相邻的四个离子放在圆弧的四个等分点，。点为圆心，A、8为两段圆弧的中点，且A、。、B在一条直线上，取无穷远处电势为零，下列说法正确的A.在A,0、8三点中，。点的电势最大B.在A、。、8三点中，。点的电场强度最小C.同一点电荷在A、B两点所受到的电场力相同D.将一负点电荷从A点沿A 0 8直线移动到B点电势能增加1 6.如图，一重力不计的梯子斜靠在光滑竖直墙壁上，重为G的工人由地面沿梯子上爬，在上爬过程中，梯子保持静止。设墙壁对梯子的作用力为地面对梯子的支持力为F2,摩擦力为F3,则在上爬过程中（）A.F/由大变小 B.尸2由大变小 C.尸2由小变大 D.由小变大17.北京时间2021年5月1 5日，在经历“黑色九分钟 后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号 火星探测器已经实现了 绕 和 落 两项目标。火星可以看成半径为R的质量均匀球体,天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周的是时间为T,“祝融号”与着陆器总质量为?，假如登陆后运动到火星赤道静止时对水平地面压力大小为F,引力常量为G,下列说法正确的是（）A.火星第一宇宙速度大小为竺KT2B.天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于“祝融号”与着陆静止在赤道上的加速度C.火星自转角速度大小为J攀-强27rD.火星自转角速度大小为牛1 8.如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（）A.用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大B.用户功率减小，电流线圈在铝盘中产生的涡流变大C.永久磁铁对铝盘起着电磁阻尼的作用D.当停止用电时，永久磁铁可以保持铝盘继续转动1 9.如图所示，正方形框架A8C。固定在磁感应强度大小为B。的匀强磁场中，框架由四根长度均为L的相同导体棒首尾连接而成，框架平面与磁场方向垂直；电源的电动势为E,内阻为r,导体棒A B的电阻也为r,用导线将电源与框架的C、。两点连接，不计导线的电阻。下列说法正确的是（）A DEBEA.通过电源的电流为与4rB.通过导体棒4 B和导体棒C D的电流之比为1：3C.导体棒C C受到的安培力大小为自旦rD.框架受到的安培力大小为空与2 0.如图，光滑平行导轨水平放置，电阻不计，部分的宽度为2/,PQ部分的宽度为/,两部分导轨均足够长，金属棒。和的质量分别为2m和加，其对应导轨间的电阻大小分别为2R和R,a和分别静止在M N和P。上，垂直导轨放置且相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为瓦现对a施加水平向右的瞬时冲量后，a以速度丫开始向右运动，两棒运动时始终保持平行且。总在M N上运动，b总在PQ上运动，关于两金属棒的运动过程下列说法正确的（）X X l）,当改变L则得到不同的母，作出如图丙所示的图像，该 同 学 选 取 的 横 坐 标 是。A.A/B.C.A/2 D.Z-t 产2 3.在新冠肺炎疫情防控时期，我们经常需要测量体温，某同学利用老师提供的一热敏电阻（阻值随温度的升高线性增加）设计了一个简易电子测温装置，他进行了如下操作团（1）由于该同学不知热敏电阻的详细参数，为了测量热敏电阻R 阻值随温度变化的关系，该同学设计了如图 1 所示的电路，他们的实验步骤如下。图1图2先将单刀双掷开关S掷 向1,调节热敏电阻的温度，记下电流表的相应示数/”然后将单刀双掷开关S掷向2,调 节 电 阻 箱 使 电 流 表 的 读 数 为,记下电阻箱相应的示数R/；逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤 ；根据实验测得的数据，作出了 H随温度f变化的图像如图2所示（2）设计电子测温装置，实验室提供了如下器材：A.干电池，电动势为1.5 V,内阻不计；B.灵敏毫安表，量程:LOmA,内阻心 为10Q；C.滑动变阻器R/；开关、导线若干。该同学计划设计测温范围为0。（：50。0设计了如图3所示的电路图，并进行了如下操作回*GR图3调节热敏电阻的温度为L C,调节滑动变阻器R,使毫安表指针满偏后保持滑动变阻器R/阻值不变：写出毫安表的电流值/（A）和温度f（。0的关系式；根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值；若干电池用久了其电源电动势不变，而其内阻变大，无法忽略不计，保持Q不变。测量结果将会（填 偏大 偏小 或 不变）。2 4.某大型户外水上竞技闯关活动中有一环节为 激情渡河，其装置简化图如图所示。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑，其顶端与河面高度差为1.8 m。一质量为64 kg的 平 板（厚度不计）浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置一质量为1 6 k g的橡胶块A。质量为8 0 k g的人从圆弧轨道顶端由静止滑下，人与A碰撞(可视为正碰)时间很短，碰后A获得一大小为1 0 m/s 的速度，经时间”人与平板共速且此刻A冲出平板，落入水底。当平板右端抵达河岸时，平板速度刚好为0。己知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的0.1倍。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有很强的安全保障措施。取重力加速度为g=10 m/s 2,求：(1)人与橡胶块A相撞之后，人的速度大小及；(2)河面的宽度d。2 5.现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。平面直角坐标系x O y的第一象限内，存在如图所示范围足够大的有界匀强磁场和有界匀强电场，直线GN为磁场和电场的分界线。其中匀强电场E,和的场强大小相等、方向相反。在 y 轴左侧存在辐向均匀分布的电场。现有一质量为，小 电荷量为q的带正电的粒子，以速度如从y 轴上M点沿x 轴 正 方 向 射 入 匀 强 电 场 离 开 匀 强 电 场 口时的速度方向与直线P Q的夹角为60。，经过一段时间从x 轴上G点沿x 轴正方向离开匀强电场E”并进入匀强磁场，再由N点进入匀强电场日,最终从。点沿x 轴负方向进入y 轴左侧的辐向电场，经过半个圆周运动到达出发点己知。、P,M点位于y 轴上，G点位于x 轴上，尸、Q、N点位于直线GN上，直线M N,PQ,均平行于x 轴，直线 GN平行于y 轴，P D =g,M P=Q O=d。忽略带电粒子的重力。求：(1)匀 强 电 场 目 和 的 场 强 大 小 E；(2)OG的长度L O G；(3)粒子从M点出发到第一次返回M点经历的时间（-）选考题：共 15分。请考生从2 道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33.物理选修3-3（15分）（1）（6 分）如 V-T 图所示，一定质量的理想气体从状态。开始，经历过程、到达状态乩 则：过程中，气体压强（填 增大、减小 或 不变）；过程中，气体分子在单位时间内撞击容器壁 上 单 位 面 积 的 平 均 次 数（填 增加、减少 或 不变）：过程中，气体（填 对外界放热”、从外界吸热 或 既不吸热也不放热）。（2）（9 分）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口。和 6,人间距为心。距缸底的高度为“；活塞只能在八万间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为血 面积为S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为po,温度均为公。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达6 处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）34.物理选修3-4（15分）（1）（6分）为帮助图（a）所示在井底正中央“坐井观天 的青蛙拓宽视野，某同学设计了图（b）所示的方案，在二 誉 久二的圆柱形井中注满透明液体。该方案中：开U旦住 2 注 入 液 体 的 折 射 率（填 较大 或 较小）时，观察范围较大；当注入液体的折射率大于 时，观察范围不再增大；若注入的液体是折射率为1.33的水，则 青 蛙 的 观 察 范 围 为。（可能用到的三角函数值：sin 70=0.94,cos 70=0.34）（2）（9分）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在f=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1,0）的质点刚好开始振动，P质点的坐标为（3,0）。在4=0.6s时刻，尸质点首次位于波峰位置，。点的坐标是（-3,0）。求：（1）这列波的传播速度；（2）=2.3s时质点。的位移。2023年高考（全国甲卷）物理模拟试卷（二）注意事项：i.本试卷分第I 卷（选择题）和第n 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答第I 卷时，选出每小题答案后，用 2 B 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。写在本试卷上无效。3.回答第n 卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷二、选择题：本题共8 小题，每小题6 分。在每小题给出的四个选项中，第 1418题只有一项符合题目要求，第 1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错或不答的得0分。14.一人乘坐电梯时，用智能手机采集到的加速度随时间的变化规律，如图甲、丙 所 示（坐标图乙、丁依次为图甲、丙的简化图）。若选取加速度向上为正方向，据此判断下列描述正确的是（）A.甲图是电梯下行状态B.甲图是电梯上行状态C.丙图是电梯下行状态D.甲、丙图都是电梯上行状态【答案】A【详解】电梯上行时，先加速，再匀速，后减速，以向上为正方向，可知加速阶段电梯加速度4 0,减速阶段电梯加速度/0。电梯下行时，先加速，再匀速，后减速，可知加速阶段电梯加速度 0。A B.题图乙是加速度先小于零，再等于零，后大于零，故题图甲是电梯下行状态，B错误A正确：C D.题图丁是加速度先大于零，再等于零，后小于零，故题图丙是电梯上行状态，CD错误。故选A。1 5.内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图，把岩盐晶体结构中相邻的四个离子放在圆弧的四个等分点，。点为圆心，4、8为两段圆弧的中点，且A、0、B在一条直线上，取无穷远处电势为零，下列说法正确的A.在A、0、8三点中，。点的电势最大B.在A、0、B三点中，。点的电场强度最小C.同一点电荷在A、8两点所受到的电场力相同D.将一负点电荷从A点沿AO8直线移动到8点电势能增加【答案】B【详解】A D.由对称性可知，A、0、8三点电势相等，均为零，则将一负点电荷从A点沿AO8直线移动到B点电势能不变，选项AD错误；B.两个Ct和两个Na+在。点的场强叠加后为零，则。点的电场强度为零，最小，选项B正确;C.4、8两点场强等大反向，则同一点电荷在A、8两点所受到的电场力等大反向，选项C错误；故 选B。16.如 图，一重力不计的梯子斜靠在光滑竖直墙壁上，重为G的工人由地面沿梯子上爬，在上爬过程中，梯子保持静止。设墙壁对梯子的作用力为地面对梯子的支持力为F2,摩 擦 力 为 则 在 上 爬 过 程 中（）A.F/由大变小 B.尸2由大变小 C.尺由小变大 D.人由小变大【答案】D【详解】A.对梯子和人整体受力分析，如图所示在人上爬的过程中，力的作用线的交点水平向左移动，尸和竖直方向的夹角变大，有几何关系可知耳=N =Gtan6；尸=、即 入 由小变大，A错误；cosJBC.F,=Fcos8=c o s 6）=G即B保持不变，B错误，C错误；COS0D.丹=Fsin=Gtan。即B由小变大，D正确；故选D。17.北京时间2021年5月1 5日，在经历“黑色九分钟 后，中国首辆火星车 祝融号 与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号 火星探测器已经实现了 绕 和 落 两项目标。火星可以看成半径为R的质量均匀球体,天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周的是时间为了，祝融号 与着陆器总质量为，小 假如登陆后运动到火星赤道静止时对水平地面压力大小为F,引力常量为G,下列说法正确的是（）A.火星第一宇宙速度大小为等B.天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于 祝融号”与着陆静止在赤道上的加速度C.火星自转角速度大小为悟心2兀D.火星自转角速度大小为市【答案】C【详解】A.“天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，7=2史则火星的第一宇宙速度丫 =孚，vTA错误；B.天问一号 在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，则6粤=加4 祝融号 与着陆器静止在火星赤道上时，AGR F-ma2 则 a a2,B 错误；C D.祝融号”与着陆器在火星赤道表面上静止，则G*F=m R d解得。=不零嘘,C正确，D错误。故选C1 8.如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（）6 6A.用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大B.用户功率减小，电流线圈在铝盘中产生的涡流变大C.永久磁铁对铝盘起着电磁阻尼的作用D.当停止用电时，永久磁铁可以保持铝盘继续转动【答案】C【详解】A B.电流线圈串联在电路中，用户功率越大则电流越大，产生的磁场越强，则涡流越大，而电压线圈并联在电路中其电流与用户功率无关，电流大小不变，因此其的涡流不变，故AB错误；C D.当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，线圈转动切割永久磁铁产生电磁阻尼效果，避免由于惯性继续转动而带来计量误差，故C正确，D错误。故选C。1 9.如图所示，正方形框架ABCD固定在磁感应强度大小为8。的匀强磁场中，框架由四根长度均为L的相同导体棒首尾连接而成，框架平面与磁场方向垂直；电源的电动势为E,内阻为r,导体棒4 8的电阻也为r,用导线将电源与框架的C、。两点连接，不计导线的电阻。下列说法正确的是（）A D El rBpA.通过电源的电流为；通过导体棒A 8和导体棒C）的电流之比为1：3C.导体棒CD受到的安培力大小为乌 旦r框架受到的安培力大小为更乌【答案】BD【详解】A.外电阻/?=金 二 二 七 通过电源的电流/=占=竽 故A错误；3 r+r 4 R+r 7rp in o 1 7 /1B.通过导体棒4 8和导体棒CO的 电 流 分 别 为=/2=k=乎 可 得 十=三 故B正确；3 厂 7 r v/r A C.导体棒C D受到的安培力大小F,=B J L=*且故C错误；7rD.导体棒4。与导体棒8 c受到的安培力相互平衡，根据左手定则，导体棒A 8与导体棒C。受到的安培力方向相同，而导体棒4 8受到的安培力大小片=稣/1=华故框架受到的安培力大小尸=K+居=为 鸟7r 7r故D正确。故选BD。2 0.如图，光滑平行导轨水平放置，电阻不计，仞V部分的宽度为2/,PQ部分的宽度为/,两部分导轨均足够长，金属棒a和6的质量分别为2机和机，其对应导轨间的电阻大小分别为2R和R,。和6分别静止在MN和P。上，垂直导轨放置且相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为屏现对a施加水平向右的瞬时冲量后，。以速度丫开始向右运动，两棒运动时始终保持平行且。总在M N上运动，b总在PQ上运动，关于两金属棒的运动过程下列说法正确的（）x k x xa v中一X x X X XN-X-X k一XsA.两金属棒运动过程中总动量保持不变B.两金属棒运动过程中加速度大小相等2C.最终两导轨之间的电压为2D.运动过程中a产生的热量为耳?/【答案】BC【详解】开始时a做加速度减小的减速运动，3做加速度增大的加速运动，最后两金属棒均做匀速直线运动，两棒中电流相同，根据牛顿第二定律，6的加速度和“的加速度大小相等，可知两金属棒在运动过程中速度变化量大小相等，即丫-匕=%当 经过足够长时间后，两金属棒产生的电动势大小相同，回路中的电流为零，1 2有B-2lva=Blvb可得2%=%联立可得匕=：v；%=彳v根据法拉第电磁感应定律可得最终两导轨之间的电压0 I 1 1?为,由能量守恒定律可得产生的总热量为。=、2机/-；乂2帆=：加/两金属棒产生的热量之比为2：1,所以a产生的热量为 川2,BC正确，A D错误。故选BC。21.2022年2月1 8日，我国运动员夺得北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧赛冠军。比赛场地可简化为如图甲所示的模型：滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道连接而成，轨道的倾角为，。某次腾空时，运 动 员（视为质点）以大小为丫的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABC。滑出轨道，速度方向与轨道边缘A D的夹角为90。-凡 腾 空 后 沿 轨 道 边 缘 上 的N点进入轨道，腾空过程（从M点运动到N点的过程）的左视图如图乙所示。重力加速度大小为g,不计空气阻力。下列说法正确的是（）乙甲A.运动员腾空过程中处于超重状态B.运动员腾空过程中离开A D的 最 大 距 离 为 二 一2g2vcos0C.运动员腾空的时间为 gsin”D.M、N两点的距离为“rmg【答案】BD【详解】A.加速度方向向上则超重，加速度方向向下则失重，运动员腾空过程中加速度方向一直向下，运动员一直处于失重状态，故A错误；B.运动员在例点时垂直A/）方向的速度大小刃=vsin（90。-。）设运动员在A8CO面内垂直AO方向的加速度大小为内，根据牛顿第二定律有mgcosgnai设运动员腾空过程中离开AD的最大距商为d,根据匀变速直CCW（7线运动的规律有V；=2 q d解得一 故B正确；2gC.运动员在M点 时 平 行 方 向 的 速 度 大小匕=vcos（90。-0）设运动员在4 8 8面内平行A。方向的加速度大小为4 2,根据牛顿第二定律有mg sin。=叫可得运动员从M点到离开AD最 远 的 时 间=1根据对称性可知，运动员腾空的时间，=2力=生 故C错误；gD.根据匀变速宜线运动的规律可知，。两点的距离x=3 +=4in故D正确。故选BD。2g第II卷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第2225题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3334题为选考题，考生根据要求作答。（-）必 考 题（共4 7分）22.某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q,杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。0图甲 图乙 图丙（1）p、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为r,小球的直径为4,则小球P经 过 最 低 点 时 的 速 度 为 尸；（用题中各物理量、字母表达。）（2）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为小 c m；（3）若两小球P、Q球心间的距离为L,小球P的质量是小球Q质量的k倍当改变L则得到不同的A f,作出如图丙所示的图像，该 同 学 选 取 的 横 坐 标 是。A.A/B.C.A/2 D.Z-t 产【答案】1.3 6 0 D【详解】（1）1 由题可得，小球P经过最低点时的速度为丫 =?t（2）2 小球的直径为d =1 3 m m +1 2 x 0.0 5 m m =1 3.6 0 m i n =1.3 6 0 c m（3）系统机械能守恒，则有的?4-，!=:（%+声代入速度得L =与?1-上故乙与上成正2 2 2（k-l）g Ar-比，故该同学选取的横坐标是 工，故选D。2 3.在新冠肺炎疫情防控时期，我们经常需要测量体温，某同学利用老师提供的一热敏电阻（阻值随温度的升高线性增加）设计了一个简易电子测温装置，他进行了如下操作：（1）由于该同学不知热敏电阻的详细参数，为了测量热敏电阻R阻值随温度变化的关系，该同学设计了如图1所示的电路，他们的实验步骤如下。图1图2先将单刀双掷开关s掷 向1,调节热敏电阻的温度，记下电流表的相应示数/;然后将单刀双掷开关S掷向2,调 节 电 阻 箱 使 电 流 表 的 读 数 为，记下电阻箱相应的示数逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤 ；根据实验测得的数据，作出了 R随温度r变化的图像如图2所示。（2）设计电子测温装置，实验室提供了如下器材：A.干电池，电动势为1.5 V,内阻不计;B.灵敏毫安表，量程10m A,内阻RA为10Q；C.滑动变阻器R”开关、导线若干。该同学计划设计测温范围为0。1：50。（2,设计了如图3所示的电路图，并进行了如下操作：图3调节热敏电阻的温度为0,调节滑动变阻器R,使毫安表指针满偏后保持滑动变阻器R/阻值不变:写出毫安表的电流值/(A)和温度，(。0的关系式；根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值；若干电池用久了其电源电动势不变，而其内阻变大，无法忽略不计，保持以不变。测量结果将会(填 偏大 偏小 或 不变【答案】I,/=华偏大【详解】(1)实验采用替代法，将开关S与2端闭合，调节电阻箱使电流表的读数为小(2)由图乙可知H随温度f变化的关系为R=100+3，热敏电阻的温度为CTC时，热敏阻值为100C,电,E,E 0.5流表满偏,根据欧姆定律，则有匚解得故=-若干电池用久/其电源电动势不变，而其内阻变大，无法忽略不计，保持Q不变，则在某温度下，根据闭合电路欧姆定律，电流测量值偏小，对应测量的温度结果偏大。2 4.某大型户外水上竞技闯关活动中有一环节为 激情渡河，其装置简化图如图所示。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑，其顶端与河面高度差为1.8 m。一质量为64 kg的平板(厚度不计)浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置一质量为16kg的橡胶块4。质量为80kg的人从圆弧轨道顶端由静止滑下，人与月碰撞(可视为正碰)时间很短，碰后A获得一大小为10m/s的速度，经时间。人与平板共速且此刻A冲出平板，落入水底。当平板右端抵达河岸时，平板速度刚好为0。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的0.1倍。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有很强的安全保障措施。取重力加速度为g=10 m/s2,求：(1)人与橡胶块A相撞之后，人的速度大小及力；(2)河面的宽度乩【答案】(1)4 m/s ,0.4 s ；(2)5.6 m【详解】设A的质量 为 平 板 的 质量为人的质量Me，对人用动能定理可得m g/z =g M c 公-0AC组成的系统由动量守恒可得%。=+助 以 解 得%=4 m/s对A做受力分析，由 牛 顿 第 二 定 律 可 得=对 C做受力分析，由牛顿第二定律可得/e g对B做受力分析，由牛顿第二定律可得p MAg+Mcg-0 A（MA+MB+Mc）g=MBaB.经过4 ,3与C共 速 可 得 代 入 数 据 解 得 4 =0.4 s（2）Of,B 运动的位移满足%=；加A运动的位移满足xA=-g a/；平板长 i =-xBI=3.2 mB C 共速时=%也A从 8上掉下去后对8 c 做受力分析，由牛顿第二定律可得0.1（%+L）8=（%+网）软2位移为 XB，=-河宽为 d=xBt+L+xB1=5.6 m2aB22 5.现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。平面直角坐标系x O y 的第一象限内，存在如图所示范围足够大的有界匀强磁场和有界匀强电场，直线GN为磁场和电场的分界线。其中匀强电场和 的场强大小相等、方向相反。在 y 轴左侧存在辐向均匀分布的电场。现有一质量为机、电荷量为q的带正电的粒子，以速度如从），轴上M点沿x 轴正方向射入匀强电场E,离开匀强电场臼时的速度方向与直线PQ的夹角为6 0。，经过一段时间从x 轴上G点沿x 轴正方向离开匀强电场并进入匀强磁场，再由N点进入匀强电场日,最终从。点沿x 轴负方向进入），轴左侧的辐向电场，经过半个圆周运动到达出发点M。已知。、P,M点位于y 轴上，G点位于x 轴上，尸、Q、N点位于直线GN上，直线用M P Q,。尸均平行于x 轴，直线GN平行于y轴，PD=g,M P=D O=乩忽略带电粒子的重力。求:(1)匀强电场目和E 的场强大小民(2)0G的长度L O G；(3)粒子从M点出发到第一次返回M点经历的时间t。.壮 山、,、3加%/、3 6 d /、3 G(2 +l)d 5冗d/_,_、【答案】(1);(2)(2 +1)-(n=0,1,2,);(3)-H (n=0,1,2,)2qd 2 v0 2%【详解】(1)由题意可得，粒子最简运动轨迹如图所示，在匀强电场中做类平抛运动，则 乜=tan 6 0%v=2ad.“=四 联 立可得八誓m 2qd(2)带电粒子在电场E/中做类平抛运动的水平位移 为 ，：xPA=voto.1=出2带电粒子在PQ、。产区间做匀速直线运动的水平位移4 c，由几何关系/一 =tan60Z XA C带电粒子从M到G运动具有周期性，O G的长度为最简轨迹水平位移的(2+1)倍，即%=(2”+1)(2%+%)=(2+1)5=0,1,2,)(3)带电粒子在电场中及P D间水平方向一直做匀速运动，运动的时间为:=9=3 (2 +1)%带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由几何关系得2r=2d+(冗 r 5 71d粒子在磁场中运动的时间t2=带电粒子在辐向电场中运动的时间A=G_ _ _ _ _ 工 功 工4 i 35/3(2+l)d 5 7td制 必动的忌时间，=%+/2+4-+%2%5 =0,1,2,)(-)选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33.物理选修3-3(15分)(1)(6分)如 图 所 示，一定质量的理想气体从状态。开始，经历过程、到达状态小 则：过程中，气体压强(填 增大、减小 或 不变)；过程中，气体分子在单位时间内撞击容器壁 上 单 位 面 积 的 平 均 次 数(填 增 加 、减少 或 不变，过程中，气 体(填 对 外 界 放 热”、从外界吸热 或 既不吸热也不放热)。【答案】增大 减少 从外界吸热【详解】由图可知，过程中，体积不变，气体发生等容变化，温度升高，故压强增大；2由图可知，过程中，根据理想气体状态方程有（=c 变形得V=?r 即 3 7 图线是一条过原点的等压直线，故过程中，压强一直不变，气体发生等压变化，气体体积增大，则分子数密度减小，温度升高，则分子平均动能增大，而气体的压强取决于分子数密度和平均动能，故与态相比，C态的气体分子在单位时间内对容器壁单位面积撞击的次数减少；由图可知，过程中，温度不变，发生等温变化，理想气体的内能只与温度有关，故此过程内能不变。现体积增大，气体对外做功，减少内能，故为保持内能不变，所以气体要从外界吸热。（2）（9 分）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口。和 从 、间距为，a距缸底的高度为 H;活塞只能在。、b 间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为?，面积为S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为P。，温度均为了。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b 处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）【详解】开始时活塞位于。处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为刀，压强为0,根据查理定律有华=与 根据力的平衡条件有p/S=poS+mg联立可得,0 4工=（1 +粤 几 此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b 处，设此时汽缸中气体的温度为72；PSv V活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V/和玲。根据盖一吕萨克定律有U U式 中V尸S H；V2=S（H+h）联 立 式 解得心=（1+）（1 +黑）”H Po从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为卬=（P 0 S +m g）3 4.物理选修3 Y （1 5 分）（1）（6分）为帮助图（a）所示在井底正中央“坐井观天 的青蛙拓宽视野，某同学设计了图（b）所示的方案，在 石 萼 云 的 圆 柱 形 井 中 注 满 透 明 液 体。该方案中：井 口 直 径 2 注 入 液 体 的 折 射 率 （填 较大 或 较小）时，观察范围较大；当注入液体的折射率大于 时，观察范围不再增大；若注入的液体是折射率为1.33的水，则青蛙的观察范围为 o （可能用到的三角函数值：s i n 70 =0.94,cos 700=0.34）111 1 三籁三一：图（a）图（b）【答案】较大 s/2 1400【详解】如图所示观察范围越大，则。越大，根据折射定律=卫堂 可 知 注入液体的折射率较大时，观察范围较大；s i n a 根 据 不深等度W =:1可 得h 1 得=R则t an e =l解得。=45。当6=90。时，有 =军cin Q警f）=&r开口直彳仝 2 27?2 sin 450故当注入液体的折射率大 于&时，观察范围不再增大;若折射率 =1.33时，则s i n 6=s i n 45。=0.94可得。=70则观察范围为20=140(2)(9分)一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在f=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(L 0)的质点刚好开始振动，P质点的坐标为(3,0)。在4=0.6s时刻，尸质点首次位于波峰位置，。点的坐标是(-3,0)。求：(1)这列波的传播速度；(2)(=2.3s时质点。的位移。【答案】(1)0.05m/s：(2)-2&c m【详解】(1)由图示波形图可知，这列波的波长；l=4cm=0Q 4m波x轴负方向传播，根据波形平移法知4 0时刻尸点向下振动，6=0.6s首次到达波峰位置，由此可知3；0()4-T=0.6s 则得 7=0.8s 所以波速为 u =，一m/s =0.05m/s4T 0.8(2)波传播到。的时间为与-1+3 Cm-7sv 5质点Q的 振 动 方 程=A s i n *f)c m =4s i n型2.3-().8)cm周期=干质点Q的位移为y=A s i n芋r=4s i n弓乃cm=-2 0 c m