2023年高考物理（全国甲卷）模拟试卷07（学生版+解析版）.pdf

2023年高考（全国甲卷）物理模拟试卷（七）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 2B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II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 1478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。1 4.如图所示，真空中同一平面内固定两点电荷+2Q和-Q,以点电荷+2Q为圆心的圆上有。、氏 c、d 四点，其中。点为两点电荷连线与圆的交点，0 c 两点关于连线对称，a d为圆的直径。关于从 c 三点，下列说法正确的是（）A.a,c,两处电场强度相同B.处电势最高C.电子从。点沿着圆弧顺时针运动到c 点过程中电势能保持不变D.电子从。点沿着圆弧顺时针运动到c 点过程中电势能先增大后减小15.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车开始刹车后位移和时间的比值人与r之间的关系图像，r=3s前是直线，f=3s后是曲线，若动力车开始刹车后做匀减速直线t运动直至静止，下列说法正确的是（）A.动力车的初速度为10m/s B.刹车过程持续的时间为6sC.刹车过程动力车的加速度大小为lOm/s?D.从开始刹车时计时，经过4 s,动力车的位移为40m16.科学探究小组使用如图甲所示的电路图研究光电效应，图乙为光电管发生光电效应时遏止电压U 与入射光频率v的关系图像，己知光电子的电荷为e。下列说法正确的是（）A.单刀双掷开关S 空掷时，即使能发生光电效应，电流传感器的示数仍然为零B.为得到图乙的图像，单刀双掷开关S 应掷于1 处C.光电管中金属材料的逸出功为馍D.普朗克常量八三b1 7.调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示，线圈A 3绕在一个圆环形的铁芯上，之间加上输入电压，当滑动触头P 转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中A 为交流电流表，V为交流电压表，生&为定值电阻，用为滑动变阻器，C、力两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则（）A.当滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表读数变大B.当滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表读数变小C.当变压器滑动触头P 逆时针转动时，V、N 之间的电压变大D.当变压器滑动触头尸顺时针转动时，变压器输出功率变大1 8.如图甲所示，是一种手压式环保节能手电筒的结构示意图。使用时，迅速按压手柄，灯 泡（可视为纯电阻）就能发光，这种不需要干电池的手电筒的工作原理是利用电磁感应现象。其转动装置和齿轮传动装置的简化原理图如图乙、丙所示。假设图乙中的转动装置由金属内圈和金属外圈构成，内、外圈之间接有一根沿半径方向的金属条 而，灯泡通过电刷分别跟内外线圈相连接（图乙中未画出）。整个转动装置固定在转动轴上，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面（纸面）向里。图丙中的齿轮传动装置中A 齿轮固定在转动装置的转动轴上，B、C 齿轮同心固定，C 轮边缘与手柄相啮合，A、B 齿轮边缘相啮合，手柄重力忽略不计（）A.向下压手柄时，齿轮C 逆时针转动B.转动装置中的A 齿轮逆时针转动时，电流由。流向6C.手柄向下向上运动时流过ab杆的电流方向相同D.流过灯泡的电流大小与手柄向下压的速度成正比19.2020年 7 月 2 3 日，我国的 天问一号 火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星，如图所示为 天间一号 发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知 天问一号 火星探测器在轨道半径为r 的环火星圆轨道上运动时，周期为工，在半长轴为。的着陆准备轨道上运动时，周期为心，则下列判断正确的是（）A.天问一号 在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足下=守34B.火星的平均密度一定大于透C.天问一号 在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点A 时，两者加速度相等D.天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能20.如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为。，宽与高均为4 的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为8 的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U 的电源（内阻不计），理想电流表示数为若电磁泵和水面高度差为，液体的电阻率为P,在，时间内抽取液体的质量为m不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g,则（）A.泵体上表面应接电源正极B.电磁泵对液体产生的推力大小为3%c.电源提供的电功率为上七PD.质量为m的 液 体 离 开 泵 体 时 的 动 能 t2 1.如图，光滑平行导轨上端按电阻R,导轨弯曲部分与水平部分平滑连接，导轨相距为/,导轨和金属棒的电阻不计，导轨水平部分左端有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为8,现将金属棒PQ从导轨弯曲部分的上端由静止释放，金属棒刚进入磁场时的速度为盯，离开磁场时的速度为以，改变金属棒释放的高度，使其释放高度变为原来的;，金属棒仍然可以通过磁场区域，则（）A.金属棒通过磁场区域时金属棒中的电流方向为由尸到QB.金属棒第二次离开磁场时的速度为匕-（1-孝）用C.金属棒在两次通过磁场区域的过程中电阻R上产生的热量相等D.金属棒在两次通过磁场区域的过程中通过电阻R的电荷量相等第H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47分）2 2.某学校新进了一批传感器，小明在老师指导下，在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔的小清块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半径不变来探究向心力与转速的关系。甲 乙（1）小 明 采 用 的 实 验 方 法 主 要 是。（填正确答案标号）A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法（2）若拉力传感器的示数为F,转速传感器的示数为，小明通过改变转速测量出多组数据，作出了如图乙所示的图像，则小明选取的横坐标可能是。A.n B.-C.n D.n2n（3）小明测得滑块做圆周运动的半径为心若F、八均取国际单位，图乙中图线的斜率为则滑块的质量可表示为m=o2 3.电脑充电器是我们生活中常见的充电设备，其数据线所用的导线是否合格至关重要。某物理兴趣小组从数据线内剥离出长1.5m的金属丝（估测电阻约0.4C）,测量此金属丝的电阻率。实验室提供的器材有:A.电流表Ai（量程为00.6人，内阻为RA=1C）B.电流表A2（量程为O 1A,内阻咫2约为0.5Q）C.电压表V（量程为0 15V,内阻为RulOkQ）D.定值电阻R/=1QE.定值电阻R2=1OQF.滑动变阻器R（最大阻值为5Q）G.电源E（电动势为1.5 V,内阻约为2C）H.开关S一只，刻度尺一把，塑料细管一段，导线若干（1）该实验小组设计的部分测量电路如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为,电表2为,定 值 电 阻 为。（均填写器材前的字母序号）电 表 L _定 值 待 测电 阻 金 属 丝甲（2）为提高实验精度，要求流过待测金属丝的电流从零开始调节。请 在 虚 线 框 中 画 出 实 验 电 路 图。（3）实验中，先将选取的金属丝紧密缠绕在塑料细管上，数出其匝数N=50匝,用刻度尺测得总长度Z=6.90cm（如图乙所示），然后将长L=1.0m的金属丝接到测量电路中，经过多次测量，得到如图丙所示的图像（其中/为电表1的读数，/2为电表2的读数），根据以上数据可求得此金属丝的电阻率片 d m （结果保留两位有效数字）。/2/A卜皿皿（皿（皿（皿（4 （）/=6.90cm乙丙（4）关于本实验的误差分析，下 列 说 法 正 确 的 是 （填正确答案标号）。A.绕线法测金属丝的直径，读数产生的误差属于系统误差B.测量金属丝电阻的电路接法不会产生系统误差C.采用图像法求金属丝电阻，能减小系统误差2 4.飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析，如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同的正离子，自a板小孔进入、之间的加速电场，从人板小孔射出，沿中心线进入M、N间的方形区域，然后到达紧靠在其右端的探测器。己知a,b间的电压为U。，间距为 d,极板M、N的长度为L,间距为0.2 L不计离子重力及经过。板时的初速度。（1）若 股、N板间无电场和磁场，求比荷为Z（幺）的离子从“板到探测器的飞行时间；m（2）若在M N间只加上偏转电压S,请说明不同的正离子在偏转电场中的轨迹是否重合；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，已知进入a、6间的正离子有一价和二价两种，质量均为m,元电荷为e,要使所有离子均通过例、N之间的区域从右侧飞出，求所加磁场磁感应强度的最大值。在C点静止着一个滑块P,载人小车M静止在水平面上的。点。滑块Q从A点正上方距A点高H=2.2m处由静止释放，从4点进入圆弧并沿圆弧运动，Q运动到C点与P发生碰撞，碰 后P、Q粘合为一个结合体E。己知Q、P和M的质量分别为叫=lkg、加?=5kg、%=60kg,重力加速度 g取:L0m/s2。（1）求P、Q碰撞后的速度大小；（2）如果结合体E与小车M发生弹性碰撞，求碰后小车的速度大小；（3）如果人每次以v=10m/s的 速 度（相对地面）将E反向推出，求人最多能推E多少次。口 Q（-）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）一定质量的理想气体依次经历三个过程，回到初始状态，该 过 程 可 用 如 图 甲 所 示 的 图 上三条直线、氏c表示，其中。平行于横轴，6的延长线过坐标原点。，c平行于纵轴，该过程也可用如图乙所示的P-V图表示。整 个 过 程 中 气 体 （选填 从外界吸热 或 向外界放热”），图甲中的6过程与图乙中的（选填d、e或丁）过程对应。（2）（9分）如图所示，内壁光滑、横截面积为S的导热气缸水平放置，在气缸正中间有两个正对的小挡板A、B,内部用厚度不计、质量为朋的活塞封闭有温度为7 b 的理想气体。已知气缸的长度为2/,重力加速度为 g,大气压强为加，现将气缸缓慢顺时针转动到开口竖直向上，活塞与气缸壁间无摩擦，且求：（1）活塞在此过程中下降的高度;将缸内气体的温度下降到时，缸内气体的压强。M3 4.物理选修3T （1 5 分）（1）（6分）如图所示，半圆玻璃砖圆心为。，顶点为。，光线a 对着圆心从C 点射入玻璃砖，平行于a的另一条光线b 从。点射入玻璃砖，已知C O与 夹 角 为 a,从。点射出玻璃砖的光线与A B 夹角为夕。玻璃砖的折射率=,从。点射入的光线的折射角为，s in O =o（2）（9 分）如图甲所示，B、C 和 P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I 在介质中沿8 P 方向传播，P与 B 相距6 0cm,B 点的振动图象如图乙所示；沿竖直方向振动的横波I 在同一介质中沿C P 方向传播，P与 C 相距70cm,C 点的振动图象如图丙所示。某时刻两列波同时（从此刻开始计时）分别经过B、C 两点，两列波的波速都为2 0cm/s,经过一段时间两列波在P点相遇，求：波I I的波长和波II传到P点所需的时间;2023年高考（全国甲卷）物理模拟试卷（七）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2B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I I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1478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。1 4.新一代“人造太阳装置一一中国环流器二号装置（HL2M）已于2020年12月4日在成都建成并实现首次放电，标志着我国可控核聚变事业向世界水平迈进。己知HL2M发生的可控核聚变方程是；H+；H e f；Li+X,：H的质量为如，；L i的质量为机2,；He的 质 量 为X的质量为的，真空中光的传播速度为c。下列说法正确的是（）A.方程中的X是质子B.方程中的X是正电子C.；L i的比结合能大于:He的比结合能D.发生一次该反应，释放的核能大小为（叫+，巧铀）C 2【答案】C【详解】A B.由质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数是0,质量数是1,故X为中了-，故AB错误;C.因反应放出能量，故;L i比:He更稳定，即；L i的比结合能大于;He的比结合能，故C正确;D.发生一次该反应，释放的核能大小为（g+外-丐-人 儿2,故D错误。故选C。1 5.如图所示，两足够大的平行金属板A和2之间用绝缘细线悬挂一空心金属小球，金属板A、B分别与高压静电电源的正、负极相连，两板间的静电场可视为匀强电场。开启电源后，轻拨悬挂球的细线，使球与A金属板接触后由静止释放，球沿着图中虚线向8板运动，与8板相碰后再沿着虚线返回。图中例、N为球运动轨迹上的两个位置，下列判断正确的是（）A.小球从4板弹开后，球靠近B板侧带负电B.小球从N向M运动过程中，电场力做负功C.小球从M向N运动过程中，电场力做正功D.无论向哪边运动，小球在M点的电势能一定大于在N点的电势能【答案】C【详解】A.小球从A板弹开后，因接触起电，小球带正电，不是感应起电，A错误；B.小球从N向M运动过程中，由于小球带负电，向电势高处运动，电场力做正功，B错误;C.小球从 何 向N运动过程中，小球带正电，向电势低处运动，电场力做正功，C正确：D.两极板间，例点的电势一定高于N点的电势，如小球从何向N运动则带正电，在M点的电势能大于在N点的电势能；如小球从N向 M运动，小球带负电，在 M点的电势能小于在N点的电势能，D错误。故选C 1 6.2 0 2 1 年 2月 1 0 日，我国首次火星探测任务 天问一号 火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的 近火点 P 离火星表面的距离为2 R,远火点 Q 离火星表面的距离为4 R,万有引力常量为Go下列说法管医的是（）星A.若已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T,可以计算得出火星的质量B.若已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T,可以计算得出火星的第一宇宙速度C.探测卫星在“近火点 尸和 远火点”。的速率之比为2：1D.探测卫星在近火点P 和远火点 Q 的加速度大小之比为25：9【答案】C【详解】A B.已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T,可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期V _ R第一宇宙速度匕=-根据G 丝工 可 以 计 算 火 星 质 量 故 A B 正确；亍 _ 一 守 Tt R，RC.根 据 开 普 勒 第 二 定 律=加探测卫星在近火点P 和远火点”0的速率之比为5:3,故 C错误；D.根据GM*m=，川卫星在近火点P 和远火点 Q 的加速度大小之比为25：9,故 D正确；本题选择错误的，故选C。1 7.掷冰壶是冬奥会的传统比赛项目。7=0 时刻，冰壶运动员以%=3 m/s 的速度沿水平冰面将冰壶掷出,，=5s时，队友开始用毛刷在冰壶滑行前方不断的摩擦冰面，=17.5s时冰壶停止运动，冰壶运动过程中加速度。随时间，的变化关系如图所示。以下判断正确的是（）A.f=5s时，冰壶的速度大小为lm/sB.5s 17.5s内，冰壶的加速度大小为O.Wm/s?C.0 17.5s内，冰壶运动的位移大小为52.5mD.与不摩擦冰面相比，摩擦冰面情况下，冰壶多滑行2.5m才停下【答案】D【详解】A.5s末的速度v=%-，=（3-0.2x5）m/s=2m/s所以A错误；B.5s17.5s内，冰壶的初速度v=2m/s,末速度为0,速度变化的大小 u=2 m/s,运动时间A/=17.5s-5s=12.5s故冰壶的加速度大小为。=孚=701/$2=0.16m/s2,B错误；Ar 12.5C.0 5 s内位移大小为丐=-?,=12.5m,5s 17.5s内的位移大小为=12.5m则017.5s内的位移大小为x=%+刍=25m,C错误；D.5s 后不摩擦冰面f=15s,15s 内位移=m =22.5m：Ar=x-x3=2.5m,D 正确。故选 D。a 21 8.图甲是一种振动发电机的示意图，半径r=Q lm、匝数=2 5的线圈（每匝的周长相等）位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为8=竺 7,外力厂作用在线圈框架的尸端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间，变化的兀规律如图丙（正弦函数曲线）所示。发电机通过灯泡L 后接入理想变压器，三个灯泡均正常发光，灯泡正常发光时的电阻=1 Q,不计线圈电阻。则每个小灯泡正常发光时的功率为（）A.1.5WB.2WC.4WD.4.5W【答案】B【详解】线圈中产生的感应电动势最大值为J =2 m 母=2x25xxO.lx竺 x2V=6V 由图丙可知，T=0.4s,冗角速度。=干27r解得。=5rad/s则发电机产生的电动势的瞬时值表达式为e=6sin（5m）V 发电机正常工作时三个小灯泡均正常发光，则有变压器的原副线圈两端的电流关系为4=2 乙根 据?=血 则变压器原、副线圈的,2|匝数比为2：1,电源的有效值后=1=3 夜 V 设小灯泡正常发光的两端的电压为u,副线圈两端的电压为U,根据匝数比和电压关系，则原线圈的两端的电压为2 U,则有E=U+2t/解得U=&V 小灯泡正常发光的功U2率尸=W =2W 故选B。RL1 9.如图所示为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣 服（带水，可视为质点）质量为，小 衣服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为，洗衣机的外桶的半径为R,当角速度达到。时.，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）A.衣 服（带水）做匀变速曲线运动B.电动机的角速度至少为,产时，衣服才掉不下来C.当/=供,时，水 滴 下 落 高 度 迎 二L打到外筒上2。02r2D.当。时，水 滴 下 落 高 度 比 二 打 到 外 筒 上2喏产【答案】BD【详解】A.衣 服（带水）做变速曲线运动，因为其向心加速度也是变化的，A错误;B.竖直方向，根据平衡条件有mg=由于弹力提供向心力，由牛顿第二定律有N =m舟r联立解得。=端B正确；CD.当0=4时，水滴打到外筒上，则水滴下落高度为儿 根据平抛运动规律有力=g g/；x=W：/+/=穴2 既 联立解得仁小工）,C错误，D正确。故选BD。2002r220.如图，在倾角为a的光滑绝缘斜面上，CFE区域存在垂直斜面向上的匀强磁场，但感应强度大小为瓦一个质量为机、电阻为R、边长为 的正方形导线框M NP Q,由静止开始沿斜面下滑，当MN边刚越过CO进入磁场区域时，恰好做匀速直线运动。已知重力加速度大小为g。则（）A.线框进磁场和出磁场区域时电流方向相同B.线框进磁场和出磁场区域时受到的安培力方向相同2 D2,c.线框初始静止时MN边 距C D的距离为生&三 半2B4小f i2 J2D.线框出磁杨区域的过程中通过线框的电荷量为R【答案】BC【详解】A.根据楞次定律可知线框进磁场磁通量向外增加产生顺时针的电流，出磁场区域时磁通量向外减少产生逆时针电流，因此电流方向相反，故A错误；B.根据楞次定律和左手定则可知线框进出场区域安培力阻碍线框运动，受到的安培力均沿斜面向上，故B正确；C.线 框 边 刚 进 入 磁 场 时，有，gsina=B/d解得/=%弊 由 闭 合电路的欧树定律得8 L-/RBa由动能定理得mg sin qlx mv2联立解得x=.故c正确；D.线框出磁场区域的过程、由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律得后=；后=加又q=7加Ar联立解得4=今-故D错误。故选BC。2 1.如图甲所示，在倾角为。的光滑斜面上，有一个质量为根的物体受到一个沿斜面向上的变力F作用，由静止开始运动，物体的机械能E随路程X的变化关系如图乙所示，其中0 X/、X2 心过程的图线是曲线，X/X2过程的图线为平行于X轴的直线，且A=0处曲线的切线斜率与六X2处曲线的切线斜率绝对值相等，则下列说法中正确的是（）A.物体一直沿斜面向上运动B.在。用过程中，物体的加速度大小先减小后增大C.在 切 X2过程中，物体的重力势能一直在增加D.在X2X3过程中，物体先超重后失重【答案】BD【详解】A.由图乙可知，机械能先增大后减小，故力先向上正功，后向下做负功，因此物体开始向上运动，后来向下运动，故A错误；B.在0“/过程中，可知尸逐渐减小，开始时候拉力大于重力沿斜面的分力，后来拉力小于重力沿斜面的分力，最后减小为零，故可知物体的加速度大小先减小后增大，故B正确；C.在X/-X2过程中物体的机械能守恒，重物可能先上升后下降，物体的重力势能先增加后减小，故C错误;D.物体在倾角为，的光滑斜面上，X/-X2过程中物体的机械能守恒，说明拉力是0,物体向上做减速运动；若在X2的位置，物体仍然向上运动，则在尤2的机械能开始减小，说明拉力的方向向下，物体的加速度的方向向下，一定处于失重状态；当物体开始向下滑动时，物体的机械能减小，则说明拉力的方向向上，物体向下做加速运动一定处于失重状态；若在X2的位置，物体已经开始向下运动，则在X2-X3过程中物体的机械能减小，说明拉力的方向向上，物体在m X2处曲线的切线斜率与处曲线的切线斜率相等，则拉力大于重力向下的分力，物体向下做减速运动，一定处于超重状态；随着斜率的减小，故拉力减小当拉力小于重力沿斜面向下的分量时，物体的加速度向下，故物体向下做加速度运动，处于失重状态，故在X2X3过程中，物体先超重后失重，故D正确。故选BD。第n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47分）2 2.某同学用如图（a）所示的实验装置测量木块与木板之间的动摩擦因数：将木块从倾角为，的木板上静止释放，与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位置随时间变化的规律，如 图（b）中的曲线所示。图中木块的位置从X/到X2、从X2到 刈的运动时间均为兀(2)现测得 T=O.ls,x/=4cm,X2=9cm,X3=16cm,6=37。，可求得木块与与木i=；(sin37=0.6,cos37=0.8),重力加速度g取10m/s2,结果保留1位有效数字)若只增大木板的倾角，则木块相对传感器的位置随时间变的规律可能是图(b)中 的 曲 线。(选填图线序号、或 )【答案】号 x,-2x,+xt 0 5【详解】山题意可知，木块沿木板向下做匀加速直线运动，由于从打到X2、从X2到X3的运动时间均为 T,所以匕=与)由匀变速直线运动的规律可知(x3-x2)-(x,-x,)=aT2解得a=另一行+1网由 a=、3 2,+斗=(1 6-2 x 9:4)x 1 0%2=21nzs2 由牛顿第二定律可知 a=g sin 37。-Mg cos 37。解得T2 0.12=0.5(3)4由牛顿第二定律可知a=gsi ngeos当。增大，则加速度增大，由公式x=g点?可知，曲线正确。2 3.某小组同学用如图甲所示的电路，利用电流传感器(接计算机采集器)、电阻箱和电容器测量电源电动势和内阻，已知电容器的电容为C。先按图甲所示电路连接好实验电路，然后进行如下操作：接通开关S,调节电阻箱R的阻值，电路稳定时，记下电流示数/;断开开关S,同时开始计时，采集器每隔，采集一次电流/的值，将采集的数据填入预先设计的表格中；根据表格中的数据绘制以时间，为横坐标、电流/为纵坐标的/-f图像；根据I-t图像估算出该电容器初始时所带的电荷量Q。乙（I）图乙为某次实验得到的/f 图像。试估算出该电容器初始放电时所带的电荷量。约为 C （保留3 位有效数字）。（2）断开开关后若增大电阻箱的接入值，/f 图 像 应 该 是 选 项 （实线表示增大R前的图像，虚线代表增大R后的图像）。（3）为了确定电源电动势和内阻，该组同学多次改变电阻箱的阻值，进行上述实验，并利用每次实验得到的电容器初始放电时所带的电荷量。和初始放电时的电流/建立了 Q/图像，并得到该图像斜率的绝对值为k、截距为6 则该电源电动势和内阻的表达式E=,r=。（用 字 母 鼠 b、C表示）b k【答案】8.00 x10-3#0QO8 A ttUb/c-tttik/C【详解】（1）由。=八 加 知所求电荷量为曲线与坐标轴所围的格数的面积，则利用数格子方法估算出电容器初始放电时的电荷量为g =3 2 x 0.5 x 0.5 x 10-C =S.O O x l O C（2）如果只增大电阻R,则电容器放电的最大电流会减小，由于放电电量不变，即/一，图像的 面积 不变。故选A。（3）3 根据闭合电路的欧姆定律，可知电容器两端的电压为路端电压。=,；U =-+E 联立解得。=一 心+”结 合 题 意 可 得 哈 r =|2 4.如 图（a）所示，质量为mA =4.0k g 的物块A与质量为m B=2.0k g 的长木板B并排放置在水平面上，二者之间夹有少许塑胶炸药,长木板B的右端放置有可视为质点的小物块C。现引爆塑胶炸药，爆炸时间极短，爆炸后物块A可在水平面上向左滑行s =1.2 m,小物块C 的速度随时间变化图像如图（b）所示。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为4=，B 与水平面无摩擦，物块C 未从长木板B上掉落，重力加速度g 取 10m/s 2,求：（1）炸药爆炸后瞬间长木板B的速度大小；（2）C 与 B之间动摩擦因素和小物块C 的质量me;（3）小物块C 与 B 相对静止时距长木板B右端的距离d。图 图【答案】（1）%=4 m/s；（2）=0.2,，%=2 k g；（3）d=2m【详解】（1）爆炸过程A、B系统动量守恒m A%=m B%,A以“向左匀减速过程，由动能定理 氏mgs=0-1 以 片 联立得到 vA=2 m/s ,vB=4 m/s（2）（3）C 在 B上相对滑动过程由图（b）可知%=$4=2 m/s 2 ；幺%且=代解得=-2A rC 在 B上滑动，C、B系统动量守恒，最后共同速度v =2 m/s,则有%=（%+叫）V功能关系“人g d =/%T-g（+%c）/联立.得到人=2 k g ；d=2m2 5.为了研究行星的磁场对宇宙高能粒子及行星生态环境的作用，研究小组建立了以下模型，如图所示，在圆心为。半径为R的接地的金属圆柱外，有一个匀强磁场均匀的分布在半径为A 2 R 的两边界1、I I 之间的圆环区域内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为3 （未知）.在磁场左侧有一长为4 R 的带状粒子源，中点为。2,可以放出速度大小为外、方向平行0 心2 连线的带正电粒子，带电粒子沿线均匀分布，每单位时间放出的粒子数为如已知带电粒子的比荷为巨，不计重力及任何阻力。求：m（1）若从。2 点放出的粒子，恰好能被金属圆柱接收到，则磁感应强度B 的大小；（2）若 8 =爷，则圆柱在单位时间内接收到的粒子数/；qR（3）若 8 =篝某粒子在磁场中轨迹恰好与金属圆柱内切时，则该粒子进入磁场的位置与。心2 连线间的距2qR离。【答案】豢；洋iR【详解】（1）设。2 点放出的粒子在磁场中做圆周运动的半径为，轨迹如图所示轨迹刚好与圆柱相切，由勾股定理得（乙+用2 =1+4 R 2 得 4 =芈 因此山%=皿 得 B=翌2 n 5qK（2）当B=*,根据=m五 粒子运动半径4=RqR r2R由儿何关系知，刚好与圆柱相切的粒子的轨迹圆的圆心在边界1 I匕粒子入射的位置在。2连线以下 处，2而且沿最下方与磁场相切进入的粒子容易被圆柱接收到，故粒子入射的位置在0 0 2连线以下弓-2 R处，圆柱在单位时间内接收到的粒子数勺=爹O（3）在8 =篝 时，根据9%8 =机芯粒子的轨迹圆半径为4=2 R粒子的轨迹圆与圆柱体内切，如图所示2qR r3 CO Q是一个两邻边为2 R的等腰三角形，其面积S =；CD2-c o j c q =g -c c由图可知CO,=R.C D =OD =2 R解得0 1=乎?对V Q Q E :ED =必方匚语粒子进人磁场的位置与O i O27连线间的距离4（-）选考题：共1 5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。3 3.物理选修3-3 （1 5分）（1）（6分）春暖花开，公园里的孩子们也活跃开了，又到了七彩氢气球飘飞的季节。已知大气压强随高度增加而降低，外界环境温度的变化忽略不计。有一气球正在缓慢上升(不计气球内气体分子间的势能)，则()A.气球体积增大，球内气体对外界做功B.气球内气体从外界吸收热量，但其内能保持不变C.气球内气体压强减小，是气体分子平均动能减小造成的D.气球内气体分子热运动的剧烈程度不变E.气球上升的过程中，由于克服重力做功，所以球内气体的内能减少【答案】ABD【详解】A.气球上升过程中，压强减小，体积增大，气体对外界做功，故A正确；B.因为环境温度保持不变，气球内气体温度也保持不变，由于不计气球内气体分子间的势能，其内能保持不变，根据热力学第一定律AU=Q+W：AU=O,W为负值，则。为正值，即气球内气体从外界吸收热量，故B正确；C.由于环境温度保持不变，所以气球内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气球内气体压强减小，是单位体积内分子数减少造成的，故C错误；D.因为温度不变，所以气球内气体分子热运动的剧烈程度不变，故D正确；E.气球上升的过程中，克服重力做功，不会影响球内气体内能的变化，故E错误。故选ABD。(2)(9分)如图甲所示，一竖直放置的导热汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口而和，其中卡口而距缸底的 高 度 为 卡 口 之 间 有 一 活 塞，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞面积为S,厚度可忽略，不计活塞和汽缸壁之间的摩擦。开始时活塞静止在卡口加上，汽缸中气体经历如图乙所示的A 8、B C、C D三个过程。求：(i)气体经历整个过程中对外做的功；(ii)气体处于。状态时，活塞与卡口间的弹力大小。2【答案】(i)PHS-(ii)-p S【详解】（i）由图可知A f B和Cf。均为等容变化，气体对外不做功，8 fC为等压变化，从A 8根据黑=空可得PB=2p从B-C根据不 平 解 得 匕=学 山题意可知 匕 叫=则气体经历整个过程中lA lR。1C 2对外做的功卬=丫=PB（VC-VB）=PHS（ii）8 f C为等压变化过程中，设活塞质量为W,有，g+PS=PcS根 据 华=黑 可 得P o=?P活塞与卡lC 1D 3o 2口间的弹力尸=P S_poS _琢=PS34.物理选修3-4（15分）（1）（6分）如图所示，在均匀介质中，位于x=-10m和x=10m处的两波源Si和S2沿y轴方向不断振动,在x轴上形成两列振幅均为4cm、波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，4 0时刻的波形如图，下列说法正确的是（）A./=0到f=4s,x=8m的质点向左运动了 8mB.U 4 s时，两列波在x=-lm处相遇，且此后x=-lm处位移始终为0C.D 到f=3s,x=-9.5m处的质点运动的路程为24cmD.形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点E.两列波都传递到x=0处后，因为x=0处为加强点，所以此处位移始终为8cm【答案】BCD【详解】A.质点不随着波形的传播沿x轴运动，只会沿y轴运动，A错误；B.x=-1m处相遇减弱点，振幅相同，此后x=-1m处位移始终为0,B正确：C.根据波形图可知T=2 =；=2s,r=0到r=3s为1.5T,路程为6A=24cm,C正确；v 2D.两波源振动同步，振动加强点满足波程差加=成 其中=1,2,即两波源间（不含波源）有9个振动加强点，如图坐标x=-8、-6、-4,-2、0、2、4、6、8（单位：m）共9个点，D正确；E.两列波都传递到x=0处后，因为x=0处为加强点，但是加强点位移不始终为8cm,E错误。故选BCD。（2）（9分）大部分高层建筑都会采用断桥铝窗，隔热隔音效果好，也提高了建筑内的采光率，断桥铝窗一般都是用中空玻璃，如图甲所示。某一断桥铝窗其剖面及尺寸示意图如图乙所示，双层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气，每单层玻璃厚度为，夹层宽度为/,一光束沿与玻璃垂直面成上53。角从墙外经双层中空玻璃射入室内（光束与玻璃剖面在同一平面上），光线通过玻璃后4入射光线与出射光线会有一个偏移量（两光线垂直距离），玻璃折射率，7 =，光在空气中的速度近似为C,sin530=0.8,cos530=0.6,求：（1）这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量”；（2）这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间f。【详解】（1）画出这束光的光路图如图所示,这束光通过每层玻璃的偏移量相等，所以从室外到室内的偏移量力=+久=2%故得h=（sin Z cosr-cos fsin r）将数据代入可得 h=dcosr 10（2）光在玻璃中的传播速度v=-由几何知识得B C =所以光通过中空玻璃从室外到室内的时间为ncosz2AB BC 0d+5l-+-=-v c 3c