2023年高考押题预测卷02（五省卷）-物理（全解全析）.pdf

第1 页（共9 页）绝密启用前2023 年高考押 题预测卷 02【五省卷】物理注意事 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。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 考试 结束 后，将本 试卷 和答题 卡一 并交 回。评卷人 得分 二、选择 题：本题 共 8 小题，共 48 分。在每小 题给出的 四个选项 中，第 14 18 题 只有一项符 合题目 要求，每 小题 6 分；第 19 21 题有多项 符合题 目要求，每小题 6 分，全部选对 的得 6 分，选对但 不全的得 3 分，有选错 的得 0 分。14.以下 研究 中所 采用 的最主 要 物理 思维 方法 与“重心”概 念的 提出 所采 用的 思维方 法相 同的 是（）A.共点力 合成 实验 B.卡文 迪许 扭秤 实验C 理想 斜面 实验 D.探 究影 响向 心力 大小 因素15.关于 下列 四幅 图所 涉及 的光学 知识 中，说法 正确 的是（）A.图甲 检查 工件 的平 整度利 用 光的 衍射 现象 第2 页（共9 页）B.图乙 医用 内窥 镜利 用光 的干涉 现象C.图 丙在 坦克 内壁 上开 孔 安装玻 璃利 用光 的折 射现 象扩大 视野D.图丁 泊松 亮斑 是由 于光 的偏振 现象 产生 的16.如图 所示，将 一质 量为 的小球 靠近 墙面 竖直 向上 抛出，图甲 是小 球向 上运 动时的 频闪 照片，图 乙是 小球 下 落的 频闪 照片。O 点是 运 动的 最高 点，甲 乙两次 闪 光频 率相 等，重 力加速 度为 g，假 设小 球所 受的阻 力大小不 变，则可 估算 小球 受到的 阻力 大小 约为（）A mg B C D 17.某眼 动仪可 以根 据其 微 型线圈 在磁 场中 随眼球 运 动时所 产生 的电 流来追 踪 眼球的 运动。若 该眼动 仪 线圈面积为，匝 数 为，处 于磁 感应强 度为 的 匀强 磁场 中，时，线圈 平面 平行 于磁 场，时线圈 平 面逆时针转动至与磁场夹角为 处，则 时间内磁通量的平均变化率是 第3 页（共9 页）A.B.C.D.18 材料 的力 学强 度是 材料 众多性 能中 被人 们极 为看 重的一 种性 能，目前 已发 现的高 强度 材料 碳纳 米管 的抗拉强度 是钢 的 100 倍，密度 是 钢的16，这使 得人 们有 望在赤 道上 建造 垂直 于水 平面的“太空 电梯”。当航天员乘 坐“太空 电梯”时，地球 引力 对航 天员 产生的 加 速度 a 与 r 的关 系用图 乙 中图线 A 表 示，航天 员由于地球自 转而 产生 的向 心加 速度大 小 与 r 的关 系用 图线 B 表 示，其中 r 为航 天员到 地 心的 距离，R 为地 球半径 关于相对 地面 静止 在不 同高 度的航 天员，下 列说 法正 确的是（）A 航天 员在 rR=处的线 速度 等于第 一宇 宙速 度 B 图中0r为地球 同步 卫星 的 轨道半 径 C 随着 r 增大，航 天员 运 动的线 速度 一直 减小 D 随着 r 增大，航 天员 受 到电梯 舱的 弹力 减小 19 以前 人们 盖房打 地基 叫 打夯，夯锤 的结 构如 图所 示。参 加打 夯的 共有5 人。四个 人分 别握 住夯 锤的 一个把 手，一 个人 负责喊 号，喊 号人一 声号 子，四 个人同 时向上 用力 将夯锤 提起，号音一 落四 人同时 松手，夯锤落至 地面 将地 基砸 实。某次打 夯时，设 夯锤 的质 量为m。将夯 锤提 起时，每个 人 都对 夯锤 施加 竖直 向上的力，大 小均 为，持续 的时 间为t，然 后松 手，夯锤 落地时 将地 面砸 出一 个凹 痕。不 计空 气阻 力，则 第4 页（共9 页）A.在上 升过 程中，夯 锤先超 重 后失 重B.在下 落过 程中，夯 锤速度 增 大，机械 能增 加C.松手 时夯 锤的 动能 为D.夯锤 上升 的最 大高 度为20 摆钟 是一 种较 有年 代的 计时钟 表。其基 本原 理是 利用了 单摆 的周 期性，结 合巧妙 的擒 纵器 设计，实 现 计时的功能。图示为其内部的结构简图。设原先摆钟走时准确，则()A.摆动过 程中，金 属圆 盘 所受合 力为 其回 复力B.摆钟 在太 空实 验室 内是 无法正 常使 用的C.该摆 钟从 北京 带到 汕头，为使 走时 准确，需 旋转 微调螺 母使 金属 圆盘 沿摆 杆向上 移动D.该摆钟 在冬 季走 时准 确，到夏 季为 了准 时，考 虑 热胀冷 缩需 旋转 微调 螺母 使金属 圆盘 沿摆 杆向 上移动21.如图 所示，在 正四 面体 ABCD 的 ABD 面内，有 一内 切 圆，圆心为 O，M、N、P 分 别为 BD、AB 和 AD边与圆 的切 点。正四 面体 的顶 点 A、B、D 分别 固定有 电 荷量 为、的点 电荷，则（）第5 页（共9 页）A M、P 两 点的 电场 强度相 同 B M、O、N、P 四点 的电势C 将正 试探 电荷由 C 移动 到 M，电 势能 增加 D 将 正试 探电 荷由 P 移动 到 N，电 场力 做负 功 三、非选 择题：本 题共 5 小题，共 62 分。22.（8 分）某实 验小 组用 下图甲 所示 装置 验证 机械 能守恒 定律。图 甲中 一细 绳跨过 悬挂 的轻 质定 滑轮，两端系有 质量 分别 为1m、2m的 小球 A 和 B（12mm），令 两小 球静止，细 绳拉 紧，将米 尺靠近 小球 A 竖 直放置并固 定，初始 时小 球 A 与零刻 度线 齐平，记 为 O 点。由 静止 释放 小球，用 数码相 机拍 摄记 录小 球运 动过程 的 视频，然后 解析 视频记 录 的图 像，得 到了 小球 A 每隔 T 时间的 位置分 帧照 片，通过 米尺 得到 其具 体 刻度值。某次实 验中 该小 组获 得了 如图乙 的局 部分 帧照 片，小球像 的位 置依 次标 为 M、N、P、Q，各位 置距 离小球 A初始位置 O 点的 间距 依次 记为1S、2S、3S和4S，当地 重力 加速 度 大小为 g，那 么小 球 A 从 O 点运 动至 P点 过 程中，系统 动能 的增加 量kE=_，系统重 力 势能的 减少 量 pE=_（均用题 中涉 及的 物理量符 号表 示）。实 验中 发 现，kE 略小于pE，除 实验 中的 偶然误 差外，写 出一 条可 能产生 这一 结果 的原 第6 页（共9 页）因：_。23.（10 分）某 学习 小组 要测量 一个 电源 的电 动势 及内阻。除 该电 源外 还准 备的器 材有：一 个电 阻箱 R（最大 阻值 9 9.9），一 个量 程为“0200mA”内阻 是 10 的电 流表 A，一个 阻值为 5 的定 值电 阻0R，一 个开关和 若干 导线（1）同学 们利 用欧 姆表 来核 实 电流表 A 及 定值 电阻0R的阻值，已 知它 们的 阻值 都是准 确的，当 欧姆 表两表笔与 电阻0R相连 时，欧姆 表指针 恰好 偏转 到满 刻度 的45，当欧 姆表 两表 笔与 电流 表 A 相连 时，欧 姆表指针将偏 转到 满刻 度的_（用分 数表 示），连接 时 要注意 红表 笔要 与电 流表 的_（填“正”或“负”）接线柱 相连。（2）由 于电 流表 A 的量程 较 小，考虑 到安 全因 素，同 学们 利用 定值 电阻0R将该电流 表进 行改 装，改装 后的量程 为_。（3）设 计的 测量 电路 如下 图所示。若 实验 中记 录电 阻箱的 阻 值 R 和电 流表 的示 数 I，并 计算 出1I，得 到多组数据 后描 点作 出 R-1I图线 如图所 示，则该 电源 的电 动势 E _V，内 阻 r _。（结果保 留 两位有效 数字）24.如图 甲，气 压式 升降 椅 内的气 缸填 充了 气体，气 缸上下 运动 来支 配椅 子升 降。图 乙为 其简 易结 构示 意图，圆柱形 气缸 与椅 面固 定连 接，这 部分 的总 质量 为 m=3kg。横 截面 积为 S=30cm2的 柱状 气动 杆与 底座固 定连接。可自 由移 动的 气缸 与气动 杆之 间封 闭一 定质 量的理 想气 体，稳定 后测 得封闭 气体 柱长 度 为 L=30cm。设气缸 气密 性、导热 性能 良好，忽略 摩擦 力。已 知 大气压 强 p0=1.0105Pa、室 内温 度 T0=300K、重力 加 第7 页（共9 页）速度 g=10m/s2求：（1）在室 内气 温缓 慢降至 T1=270K 的过 程中，外界 对 缸内 气体 所做 的功；（2）若 室内 温度 保持 T0=300K 不变，质 量 M=27kg 的小 朋友 盘坐 在椅 面上，稳定 后缸 内气 体柱 长度。25.“再生 制动”是一 些汽 电混动 车辆 的常 用制 动方 式。所 谓“再生 制动”就 是车辆 靠惯 性滑 行时 带动 发电机发电，将 部分 动能 转化 为电能 储存 在电 池中。假 设一辆 汽电 混动 汽车 的质 量为 m，该 汽车 设定 为前 阶段在速度 大于0v 时选 择再 生制 动，后 阶段 速度 小于 等于0v 时选择 机械 制动。当 它以 速度()01 nv n 在平直 路面上做 匀速 行驶 时，某一 时刻开 始刹 车，前阶 段阻 力的大 小与 速度 的大 小成 正比，即f kv=，后阶段 阻力 恒为车重 的倍，汽 车做 匀减 速运动，重 力加 速度 为 g。求：（1）如 果此 次刹 车的 过程 中汽电 混动 汽车 动能 减小 量的倍被转 化为 电能，那 么此次 刹车 储存 多少 电能；（2）汽 电混 动汽 车从 刹车 到停止 的位 移多 大；（3）在 一次 性能 检测 中，检测机 构让 汽电 混动 汽车 在平直 的路 面上 匀速 行驶（速 度小 于0v）一 段距 离后 关闭发动 机，测绘 了汽 车只 开启“机械 制动”和“机 械制动”“再生 制动”同 时开启 两种 设定 下汽 车的 动能与位移 关系 的图 线 和，如图 密所 示。若检 测时 忽略测 试路 面的 阻力 差异 和空气 阻力，求“机械 制动”“再生 制动”同 时开 启测试 中汽 车被 回收 的动 能是多 少？第8 页（共9 页）26.（17 分）如图、长 L=1m、电阻 r=1 的金 属棒 OA 与竖 直金 属圆 环接 触良 好并能 随手 柄一 起转 动，同一水平 面内 有两 条足 够长 且电阻 不计、间 距也 为 L=1m 的 平行 金属 导轨 MM、NN，导 轨上 PQ 两处 有极小的断 点，导轨 左端 分别 与环 和 O 点相 连接。在圆环 中 有水 平向 右、PQ 左侧 有竖直 向下 磁感 应强 度大 小均为 B=1T 的匀 强磁 场，边界 PQ 右 侧有 长为 2L 的光 滑区。现有 长 L=1m、质量 m=1kg、电阻 R=2 的金 属杆a 垂直 于磁 场置 于导 轨上，杆 a 和导 轨间 动摩 擦因 数为=0.2。另有 边长 仍为 L=1m，质 量为 M=3kg、每条边 电 阻均为 R=2 的 正方形 金 属框 EFGH 置于 导轨上，其 FG 边与 光滑区 右边 界对齐，不 计金 属框 的摩 擦作用。当 杆 a 能运 动后 越过 PQ 后一 段时 间，与 金属 框 发生瞬 间碰 撞并 粘连 在一 起，随即 杆 a 与 金属 框向右 再运动 2L 停 在粗 糙区。（不 考虑框 架中 的电 流产 生的 磁场影 响，最大 静摩 擦力 和滑动 摩擦 力大 小相 等，重力加速度 为 g=10m/s2）。求：（1）某 时刻 杆 a 开始 向右运 动 时，手柄 的角 速度 大小；（2）杆 a 碰 撞前、后 的速度；（3）杆 从 PQ 离 开到 最终 停下所 用时 间；（4）若金 属框 和杆 a 碰瞬 间后，立 即在 FG 右侧 加一 竖 直向 下磁 感应 强度 B 1=1T 的匀 强磁 场，碰撞 后瞬间整体的 加速 度大 小，和碰 后杆 a 上生 成的 焦耳 热。第1 页（共17页）2023 年 高考押 题预 测卷 02【五省 卷】物理全 解全析14 15 6 17 18 19 20 21 A C C B B ACD BCD CD 二、选择 题：本题 共 8 小题，共 48 分。在每小 题给出的 四个选项 中，第 14 18 题 只有一项符 合题目 要求，每 小题 6 分；第 19 21 题有多项 符合题 目要求，每小题 6 分，全部选对 的得 6 分，选对但 不全的得 3 分，有选错 的得 0 分。14.以下 研究 中所 采用 的最主 要 物理 思维 方法 与“重心”概 念的 提出 所采 用的 思维方 法相 同的 是（）A.共点力 合成 实验 B.卡文 迪许 扭秤 实验C 理想 斜面 实验 D.探 究影 响向 心力 大小 因素14【答 案】A【解析】“重心”概 念的 提出所 采用 的是 等效 替代 法。A 共点力 合成 实验 采用 的是 等效替 代法，A 正确 B 卡 文迪 许扭 秤实 验采 用的 是 微小 形变 放大 法，B 错误；C；理 想斜 面实 验采 用的 实验 和 科学 推理 法，C 错 误；D 探 究影 响向 心力 大小因 素 采用 的是 控制 变量 法，D 错误。故选A。15.关于 下列 四幅 图所 涉及 的光学 知识 中，说法 正确 的是（）第2 页（共17页）A.图甲 检查 工件 的平 整度利 用 光的 衍射 现象B.图乙 医用 内窥 镜利 用光 的干涉 现象C.图 丙在 坦克 内壁 上开 孔 安装玻 璃利 用光 的折 射现 象扩大 视野D.图丁 泊松 亮斑 是由 于光 的偏振 现象 产生 的15【答 案】C【解 析】A 图 甲 检查 工件 的平 整度 利用 光 的干 涉现 象，故 A 错误；B 图乙 医用 内窥 镜利 用光的 全 反射 现象，故 B 错 误；C 图丙 在坦 克内 壁上 开孔安 装 玻璃 利用 光的 折射 现象 扩 大视 野，故 C 正 确；D 图丁 泊松 亮斑 是由 于光 的 衍 射现 象产 生的，故 D 错误；16.如图 所示，将 一质 量为 的小球 靠近 墙面 竖直 向上 抛出，图甲 是小 球向 上运 动时的 频闪 照片，图 乙是 小球 下 落的 频闪 照片。O 点是 运 动的 最高 点，甲 乙两次 闪 光频 率相 等，重 力加速 度为 g，假 设小 球所 受的阻 力大小不 变，则可 估算 小球 受到的 阻力 大小 约为（）A mg B C D 16【答 案】C【解析】假 设每 块砖 的厚 度为 d，照 相机 拍照 的时 间间隔 为 T，则 向上 运动和 向 下运 动分 别用 逐差 法可 得；根 据牛 顿第 二定 律可得；联立 解得 第3 页（共17页）故 C 正确。故 ABD 错 误。17.某眼 动仪可 以根 据其 微 型线圈 在磁 场中 随眼球 运 动时所 产生 的电 流来追 踪 眼球的 运动。若 该眼动 仪 线圈面积为，匝 数 为，处 于磁 感应强 度为 的 匀强 磁场 中，时，线圈 平面 平行 于磁 场，时线圈 平 面逆时针转动至与磁场夹角为 处，则 时间内磁通量的平均变化率是A.B.C.D.17【答 案】B【解析】时，线圈 平面平 行 于磁 场，磁 通量 为零，时线圈 平面 逆时 针转 动 至与磁 场夹 角为 处，此时的 磁通 量为，则 时间 内磁 通量 的平 均变 化率是 故选B。18 材料 的力 学强 度是 材料 众多性 能中 被人 们极 为看 重的一 种性 能，目前 已发 现的高 强度 材料 碳纳 米管 的抗拉强度 是钢 的 100 倍，密度 是 钢的16，这使 得人 们有 望在赤 道上 建造 垂直 于水 平面的“太空 电梯”。当航 第4 页（共17页）天员乘 坐“太空 电梯”时，地球 引力 对航 天员 产生的 加 速度 a 与 r 的关 系用图 乙 中图线 A 表 示，航天 员由于地球自 转而 产生 的向 心加 速度大 小 与 r 的关 系用 图线 B 表 示，其中 r 为航 天员到 地 心的 距离，R 为地 球半径 关于相对 地面 静止 在不 同高 度的航 天员，下 列说 法正 确的是（）A 航天 员在 rR=处的线 速度 等于第 一宇 宙速 度 B 图中0r为地球 同步 卫星 的 轨道半 径 C 随着 r 增大，航 天员 运 动的线 速度 一直 减小 D 随着 r 增大，航 天员 受 到电梯 舱的 弹力 减小【答案】B【详解】A 电 梯舱 内的 航天员 与地 球一 起同 轴转 动，当 rR=时电 梯中 的航 天员 受到万 有引 力和 电梯 的弹力，合 力提 供向 心力2N 2GMm mvFRR=第 一 宇宙 速度 为只 有万 有引 力 提供 向心 力时，即上 式中N0 F=时 匀速 圆周 运动 的线 速度，因 此航 天员在 rR=处的线 速度 小于 第一 宇宙 速度，A 错 误；B 由 公式 2N 2GMmF mrr=可 知，随着 r 增 大，航天 员受到 电梯 舱的 弹力 减小，当 22GMmmrr=此时电 梯舱 对航 天员 的弹 力为零，只 由万 有引 力提 供向心 力，0rr=，0r为同步 卫星 的轨道 半径，B 正 确；C 由 于电 梯舱 内的 航天 员 与地球 一起 同轴 转动，由 第5 页（共17页）vr=随着 r 增 大，线速 度增 大，C 错 误；D 当0rr 时，随着 r 继续 增大，需 求的 向心 力更 大，有 2N 2GMmF mrr+=知 NF反 向增 大，所以 随着 r 从小 于0r到大于0r逐渐 增大 的过 程中，航天 员受 到电 梯舱 的弹力 先减 小为 零后 反向增大，D 错 误。故选 B。19 以前 人们 盖房打 地基 叫 打夯，夯锤 的结 构如 图所 示。参 加打 夯的 共有5 人。四个 人分 别握 住夯 锤的 一个把 手，一 个人 负责喊 号，喊 号人一 声号 子，四 个人同 时向上 用力 将夯锤 提起，号音一 落四 人同时 松手，夯锤落至 地面 将地 基砸 实。某次打 夯时，设 夯锤 的质 量为m。将夯 锤提 起时，每个 人 都对 夯锤 施加 竖直 向上的力，大 小均 为，持续 的时 间为t，然 后松 手，夯锤 落地时 将地 面砸 出一 个凹 痕。不 计空 气阻 力，则A.在上 升过 程中，夯 锤先超 重 后失 重B.在下 落过 程中，夯 锤速度 增 大，机械 能增 加C.松手 时夯 锤的 动能 为D.夯锤 上升 的最 大高 度为19【答 案】ACD【解 析】解：A、在上 升过 程中，夯锤 是先 向上 做匀 加速运 动，再向 上做 匀减 速运动，加 速度 方向 先向 上 后向下，则夯 锤先 处于 超重 状态后 处于 失重 状态，故A 正 确；B、在下 落过 程中，当夯 锤向 下 做匀 加速 运动，夯 锤速 度 增大。不 计空 气阻 力，只 有重 力做 功，夯锤 的机械 第6 页（共17页）能 不 变，故 B 错误；C、夯 锤匀加 速上 升过 程，由牛顿 第二 定律，得，故 加速度 大小，方 向竖直 向 上，松手时 夯锤 的速 度为，动 能为，故 C 正 确；D、夯锤匀加速上升的位移为，松手后，夯锤做竖直上抛运动，匀减速上升的位移为，则夯 锤上 升的 最大 高度 为，故 D 正确。故选：ACD。当 物体具 有向 上的加 速度时，处于 超重 状态，当物体 具有向 下的 加速度 时，处 于失重 状态。夯锤 是先向 上做 匀加速 运动，再向 上做匀 减速运 动，最大高 度为两 次位移 之和。根据 牛顿第 二定律 求加 速度，结合运 动学公式 求速 度和 位移，从 而求得 松手 时夯 锤的 动能 和夯锤 上升 的最 大高 度。本题的 关键 要分 析清 楚夯 锤的运 动情 况，分段 运用 牛顿第 二定 律和 运动 学公 式进行 列式 研究。20 摆钟 是一 种较 有年 代的 计时钟 表。其基 本原 理是 利用了 单摆 的周 期性，结 合巧妙 的擒 纵器 设计，实 现 计时的功能。图示为其内部的结构简图。设原先摆钟走时准确，则()A.摆动过 程中，金 属圆 盘 所受合 力为 其回 复力B.摆钟 在太 空实 验室 内是 无法正 常使 用的C.该摆 钟从 北京 带到 汕头，为使 走时 准确，需 旋转 微调螺 母使 金属 圆盘 沿摆 杆向上 移动 第7 页（共17页）D.该摆钟 在冬 季走 时准 确，到夏 季为 了准 时，考 虑 热胀冷 缩需 旋转 微调 螺母 使金属 圆盘 沿摆 杆向 上移动20【答 案】BCD【解答】A.摆动 过程 中，金属圆 盘的 重力 沿其 轨迹 切线方 向的 分力 为其 回复 力，故 A 错 误；B.摆钟 在太 空实 验室 内是 处于失 重状 态，所以 无法 正常使 用的，故B 正确；C.该摆 钟从 北京 带到 汕头，重力 加速 度变 小，由 单 摆周期 公式，可 知单 摆的 周期变 大，摆钟变慢，为使 走时 准确，需 要摆钟 的摆 长变 短，即需 旋转微 调螺 母使 金属 圆盘 沿摆杆 向上 移动，故 C 正确；D.该摆钟 在冬 季走时 准确，到夏季 由于 温度升 高，热 胀冷缩，摆 长变长，为了 准时，需要 摆长变 短点，即需旋转 微调 螺母 使金 属圆 盘沿摆 杆向 上移 动，故 D 正确。21.如图 所示，在 正四 面体 ABCD 的 ABD 面内，有 一内 切 圆，圆心为 O，M、N、P 分 别为 BD、AB 和 AD边与圆 的切 点。正四 面体 的顶 点 A、B、D 分别 固定有 电 荷量 为、的点 电荷，则（）A M、P 两 点的 电场 强度相 同 B M、O、N、P 四点 的电势C 将正 试探 电荷由 C 移动 到 M，电 势能 增加 D 将 正试 探电 荷由 P 移动 到 N，电 场力 做负 功 21【答 案】CD【详解】A 空间 任一 点的 电场是 三个 点电 荷产 生的 电场的 叠加，根 据对 称性 和电场 的叠 加原 理可 知，M 点和 P 点 的电 场强 度大 小相等，但方 向不 同，故 A 错误；第8 页（共17页）B 根 据等 量同 种正 点电 荷 空间等 势面 的分 布特 点可 知，在 A、B 两 处的 正点 电荷产 生的 电场 中，M、P 两点的电 势相 等，且 N 点 电势 高于 O 点 的电 势，O 点的 电 势高 于和 M、P 点的电 势；在 D 点的 负点 电荷产生的电 场中，N 点的 电势 高于 O 点的 电势，O 点的 电势高 于 M、P 两点 的电 势，所以，可知故 B 错误；C仅 考 虑 B 处和 D 处点电 荷 时，C 点和 M 点的 电势 相 等，正 试探 电荷由 C 到 M，靠 近 A 处的 正点 电荷，电场力 做负 功，电势 能增 加，故 C 正 确；D 由于，则将 正试 探电 荷由 P 移动 到 N，电 场力 所做的 功；场 力做负功，故 D 正确。三、非选 择题：本 题共 5 小题，共 62 分。22.（8 分）某实 验小 组用 下图甲 所示 装置 验证 机械 能守恒 定律。图 甲中 一细 绳跨过 悬挂 的轻 质定 滑轮，两端系有 质量 分别 为1m、2m的 小球 A 和 B（12mm），令 两小 球静止，细 绳拉 紧，将米 尺靠近 小球 A 竖 直放置并固 定，初始 时小 球 A 与零刻 度线 齐平，记 为 O 点。由 静止 释放 小球，用 数码相 机拍 摄记 录小 球运 动过程 的 视频，然后 解析 视频记 录 的图 像，得 到了 小球 A 每隔 T 时间的 位置分 帧照 片，通过 米尺 得到 其具 体 刻度值。某次实 验中 该小 组获 得了 如图乙 的局 部分 帧照 片，小球像 的位 置依 次标 为 M、N、P、Q，各位 置距 离小球 A初始位 置 O 点的 间距 依次 记为1S、2S、3S和4S，当地 重力 加速 度 大小为 g，那 么小 球 A 从 O 点运 动至 P点 过 程中，系统 动能 的增加 量kE=_，系统重 力 势能的 减少 量pE=_（均用题 中涉 及的 物理量符 号表 示）。实 验中 发 现，kE 略小于pE，除 实验 中的 偶然误 差外，写 出一 条可 能产生 这一 结果 的原因：_。第9 页（共17页）22【答 案】()()24212 212(2)SSmmT+（3 分）()123m m gS（3 分）空气 阻力 或 绳子与 滑轮 间摩 擦力（2 分）【解析】1 从 O 点运 动至 P 点过 程中，小球 A 与 B 速度大 小时 刻相 等，O 点 速度为 零，P 点速 度大 小由NQ段平均 速度 得到，则 有422PSSvT=则系统 动能 的增 加量 为()()()242 2k 12 12 2112 2(2)PSSE mm v mmT=+=+2 从 O 点运 动至 P 点 过程中，小 球 A 下降 的距 离为3S，重 力势 能减 少了13m gS，小 球 B 上升 的距 离为3S，重力势 能增 加了23m gS，故 系统 重力势 能的 减少 量为()p 123E m m gS=3 球在运动过程中有空气 阻力、绳与滑轮间的摩擦 力等的影响损耗系统的机 械能，导致系统动能的 增 加量kE 略小于 系统 重力 势能 的减 少量pE。23.（10 分）某 学习 小组 要测量 一个 电源 的电 动势 及内阻。除 该电 源外 还准 备的器 材有：一 个电 阻箱 R（最大 阻值 9 9.9），一 个量 程为“0200mA”内阻 是 10 的电 流表 A，一个 阻值为 5 的定 值电 阻0R，一 个开关和 若干 导线（1）同 学们 利 用欧 姆表 来核 实 电流表 A 及 定值 电阻0R的阻值，已 知它 们的 阻值 都是准 确的，当 欧姆 表两表笔与 电阻0R相连 时，欧姆 表指针 恰好 偏转 到满 刻度 的45，当欧 姆表 两表 笔与 电流 表 A 相连 时，欧 姆表指针将偏 转到 满刻 度的_（用分 数表 示），连接 时 要注意 红表 笔要 与电 流表 的_（填“正”或“负”）接线柱 相连。（2）由 于电 流表 A 的量程 较 小，考虑 到安 全因 素，同 学们 利用 定值 电阻0R将该电流 表进 行改 装，改装 后的量程 为_。第10页（共17页）（3）设 计的 测量 电路 如下 图所示。若 实验 中记 录电 阻箱的 阻 值 R 和电 流表 的示 数 I，并 计算 出1I，得 到多组数据 后描 点作 出 R-1I图线 如图所 示，则该 电源 的电 动势 E _V，内 阻 r _。（结果保 留 两位有效 数字）23【答 案】23（2 分）负（2 分）0.6（2 分）6.0（2 分）2.7（2 分）【详解】（1）电 流 表 A 内阻 是 1 0，定值 电阻0R阻 值为 5，当欧 姆表 两表 笔与电 阻0R相连时，欧姆 表指针恰好 偏转 到满 刻度 的45，则045gEIRR=+内当 欧 姆表 两表 笔与 电流表 A 相连 时 gAEnIRR=+内又gEIR=内解得23n=连接时 要注 意红 表笔 要与 电流表 的负 接线 柱相 连。（2）将 定值 电阻0R与电 流表 并联进 行改 装，改装 后的 量程为 00.2 100.2 0.6A5gggIRIIR=+=+=（3）根 据电 路可 知，电流 表读数 为 I 时，总电 流为 3I，则3()gE IR I R r=+即 第11页（共17页）1 10 333ErRI+=由图像 可知6=233E10 3=63r+解得E=6.0V r=83=2.7 24.如图 甲，气 压式 升降 椅 内的气 缸填 充了 气体，气 缸上下 运动 来支 配椅 子升 降。图 乙为 其简 易结 构示 意图，圆柱形 气缸 与椅 面固 定连 接，这 部分 的总 质量 为 m=3kg。横 截面 积为 S=30cm2的 柱状 气动 杆与 底座固 定连接。可自 由移 动的 气缸 与气动 杆之 间封 闭一 定质 量的理 想气 体，稳定 后测 得封闭 气体 柱长 度 为 L=30cm。设气缸 气密 性、导热 性能 良好，忽略 摩擦 力。已 知 大气压 强 p0=1.0105Pa、室 内温 度 T0=300K、重力 加速度 g=10m/s2求：（1）在室 内气 温缓 慢降至 T1=270K 的过 程中，外界 对 缸内 气体 所做 的功；（2）若 室内 温度 保持 T0=300K 不变，质 量 M=27kg 的小 朋友 盘坐 在椅 面上，稳定 后缸 内气 体柱 长度。24【答 案】（1）9.9J；（2）16.5cm【解析】（1）初 始状 态时，以 圆柱 形气缸 与椅 面整 体为 研究 对象，设气 缸内 气压 为1p，根据平 衡条 件得01mg p S p S+=（2 分）第12页（共17页）设 室 内气 温缓 慢降至 T1=27 0K 时，气 柱长 度为L，根 据盖吕 萨克 定律01LS LSTT=（2 分）解得 27cm L=（1 分）外界对 缸内 气体 所做 的功 为 1()W pS L L=（2 分）解得 9.9J W=（1 分）（2）质量 M=27kg 的小 朋友盘 坐在 椅面 上，稳定 后，根 据平 衡条 件得02()M mg pS pS+=（2 分）稳定后 缸内 气体 长度 为L，由玻意 耳定 律得12p LS p L S=（2 分）解得16.5cm L=（1 分）25.“再生 制动”是一 些汽 电混动 车辆 的常 用制 动方 式。所 谓“再生 制动”就 是车辆 靠惯 性滑 行时 带动 发电机发电，将 部分 动能 转化 为电能 储存 在电 池中。假 设一辆 汽电 混动 汽车 的质 量为 m，该 汽车 设定 为前 阶段在速度 大于0v 时选 择再 生制 动，后 阶段 速度 小于 等于0v 时选择 机械 制动。当 它以 速度()01 nv n 在平直 路面上做 匀速 行驶 时，某一 时刻开 始刹 车，前阶 段阻 力的大 小与 速度 的大 小成 正比，即f kv=，后阶段 阻力 恒为车重 的倍，汽 车做 匀减 速运动，重 力加 速度 为 g。求：（1）如 果此 次刹 车的 过程 中汽电 混动 汽车 动能 减小 量的倍被转 化为 电能，那 么此次 刹车 储存 多少 电能；（2）汽 电混 动汽 车从 刹车 到停止 的位 移多 大；（3）在 一次 性能 检测 中，检测机 构让 汽电 混动 汽车 在平直 的路 面上 匀速 行驶（速 度小 于0v）一 段距 离后 关闭发动 机，测绘 了汽 车只 开启“机械 制动”和“机 械制动”“再生 制动”同 时开启 两种 设定 下汽 车的 动能与位移 关系 的图 线 和，如图 密所 示。若检 测时 忽略测 试路 面的 阻力 差异 和空气 阻力，求“机械 制 第13页（共17页）动”“再生 制动”同 时开 启测试 中汽 车被 回收 的动 能是多 少？25【答 案】（1）()220112E mv n=；（2）()20 012mv n vkg+；（3）55 10 J【解析】（1）设汽 电混 动汽 车在 刹车 的 过程 中储 存的 电能为 E，依题 意()22 2 2 200 01 1112 22E mn v mv mv n=（2 分）得()220112E mv n=（1 分）（2）设 汽电 混动 汽车 再生 制动阶 段运 动的 位移 为1x，由动量 定理 得 f t mv=（1 分）又 f kv=即 kv t m t=（1 分）所以在 再生 制动 阶段 有 10 0kx mv mnv=（1 分）解得()011 mv nxk=（1 分）在机械 制动 阶段，汽 电混 动汽车 做匀 减速 运动，由 牛顿第 二定 律可 得 第14页（共17页）=f ma（1 分）又 f mg=解得 ag=设匀减 速运 动的 位移 为2x，由运动 学得()2022 v ax=（1 分）解得 2022vxg=（1 分）所以汽 电混 动汽 车从 刹车 到停止 的位 移为()20 01212mv n vxx xkg=+=+（1 分）（3）对 于减 速过 程，因斜 线率的 绝对 值表 示阻 力的 大小，由图 线 得k1Efx=（1 分）代入得()528 10 0N 2000N11 7 10f=（1 分）由图线，设 汽车 的 位移为2x，回收 的动 能为()5 25k8 10 J 2000 8.5 7 10 J 5 10 J E=（1 分）26.（17 分）如图、长 L=1m、电阻 r=1 的金 属棒 OA 与竖 直金 属圆 环接 触良 好并能 随手 柄一 起转 动，同一水平 面内 有两 条足 够长 且电阻 不计、间 距也 为 L=1m 的 平行 金属 导轨 MM、NN，导 轨上 PQ 两处 有极小的断 点，导轨 左端 分别 与环 和 O 点相 连接。在圆环 中 有水 平向 右、PQ 左侧 有竖直 向下 磁感 应强 度大 小均为 B=1T 的匀 强磁 场，边界 PQ 右 侧有 长为 2L 的光 滑区。现有 长 L=1m、质量 m=1kg、电阻 R=2 的金 属杆a 垂直 于磁 场置 于导 轨上，杆 a 和导 轨间 动摩 擦因 数为=0.2。另有 边长 仍为 L=1m，质 量为 M=3kg、每条 第15页（共17页）边 电 阻均为 R=2 的 正方形 金 属框 EFGH 置于 导轨上，其 FG 边与 光滑区 右边 界对齐，不 计金 属框 的摩 擦作用。当 杆 a 能运 动后 越过 PQ 后一 段时 间，与 金属 框 发生瞬 间碰 撞并 粘连 在一 起，随即 杆 a 与 金属 框向右 再运动 2L 停 在粗 糙区。（不 考虑框 架中 的电 流产 生的 磁场影 响，最大 静摩 擦力 和滑动 摩擦 力大 小相 等，重力加速度 为 g=10m/s2）。求：（1）某 时刻 杆 a 开始 向右运 动 时，手柄 的角 速度 大小；（2）杆 a 碰 撞前、后 的速度；（3）杆 从 PQ 离 开到 最终 停下所 用时 间；（4）若金 属框 和杆 a 碰瞬 间后，立 即在 FG 右侧 加一 竖 直向 下磁 感应 强度 B 1=1T 的匀 强磁 场，碰撞 后瞬间整体的 加速 度大 小，和碰 后杆 a 上生 成的 焦耳 热。26【答 案】（1）12rad/s；（2）4m/s，1m/s；（3）3.25s；（4）21m/s28，0.01J【规范 答题】（1）金属棒 OA 产 生的 电动 势为 22BLE=（1 分）回路电 流为EIRr=+（1 分）当杆 a 开始 向右 运动，有 mg BIL=（1 分）联立解 得232()=12rad/smg R rBL+=（1 分）（2）设 a 杆 碰前 速度 大小为0v，碰 后速 度大 小为1v，对 框和棒 整体 碰撞 后根 据动 能定理 可得211042mgL mv=（1 分）解得11m/s v=由动量 守恒 有 第16页（共17页）014 mv mv=解得04m/s v=（1 分）（3）杆 a 从 PQ 到碰 前做 匀速直 线运 动，则有100.25sLtv=（1 分）杆 a 碰撞 后与 框在 0L 距离内 做匀速 直线 运动，则 有 211sLtv=杆 a 碰撞 后与 框在 2 LL 距离内 做匀减 直线 运动，则 有 212s02Ltv=+所 以，杆从 PQ 离开 到最 终停下 所用 时间 为 1233.25s tt t t=+=（1 分）（4）碰后 金属 框刚 进入 磁 场时，框的 右边 切割 生电 动势为111V E B Lv=（1 分）杆 a 与金 属框 形成 的总 电阻 为 73+722RRR R=总（1 分）框的右 边流 过电 流为1A7EIR=总（1 分）所以整 体加 速度 为2 11m/s4 28B ILam=（1 分）从金属 框刚 进入 磁场 到整 个框进 入磁 场过 程，根据 动量定 理有1 2144 B L q mv mv=（1 分）又21BLqR=总（1 分）联立解 得 第17