2023年高考真题——物理（湖南卷）含解析.pdf

湖南省湖南省 2023 年普通高中学业水平选择性考试年普通高中学业水平选择性考试物物 理理注意事项：注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上2回答选择题时回答选择题时，选出每小题答案后选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑如需改如需改动，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本试卷上无效3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一一、选择题选择题：本题共本题共 6 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 24 分分在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，只有一项只有一项符合题目要求符合题目要求1.2023 年 4 月 13 日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置EAST创下新纪录，实现 403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（）A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为23401121HHHeeC.核聚变的核反应燃料主要是铀 235D.核聚变反应过程中没有质量亏损2.如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒 1 和谷粒 2 的初速度分别为1v和2v，其中1v方向水平，2v方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（）A.谷粒 1 的加速度小于谷粒 2 的加速度B.谷粒 2 在最高点的速度小于1vC.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等3.如图（a），在均匀介质中有、ABC和D四点，其中、ABC三点位于同一直线上，4m,3m,ACBCDCDC垂直AB0t时，位于、ABC处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m 下列说法正确的是（）A.这三列波的波速均为2m/sB.2st时，D处的质点开始振动C.4.5st 时，D处的质点向y轴负方向运动D.6st 时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm4.根据宇宙大爆炸理论，密度较大区域的物质在万有引力作用下，不断聚集可能形成恒星。恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的18倍将坍缩成白矮星，质量为太阳质量的10 20倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞。设恒星坍缩前后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快不考虑恒星与其它物体的相互作用已知逃逸速度为第一宇宙速度的2倍，中子星密度大于白矮星。根据万有引力理论，下列说法正确的是（）A.同一恒星表面任意位置的重力加速度相同B.恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大C.恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度5.如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为 Q1、Q2和 Q3，P 点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为 90、60、和 30。若 P 点处的电场强度为零，q 0，则三个点电荷的电荷量可能为（）A.Q1=q，22Qq，Q3=qB.Q1=q，24 33Qq，Q3=4qC.Q1=q，22Qq，Q3=qD.Q1=q，24 33Qq，Q3=4q6.如图，真空中有区域和，区域中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形 CGF 区域（区域）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中 A、C、O 三点在同一直线上，AO 与 GF 垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A 点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域中，只有沿直线 AC 运动的粒子才能进入区域。若区域中电场强度大小为 E、磁感应强度大小为 B1，区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，它们在区域中运动的时间为 t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域中的粒子在区域中运动的时间为 t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A.若仅将区域中磁感应强度大小变为 2B1，则 t t0B.若仅将区域中电场强度大小变为 2E，则 t t0C.若仅将区域中磁感应强度大小变为234B，则02tt D.若仅将区域中磁感应强度大小变为224B，则02tt二二、选择题选择题：本题共本题共 4 小题小题，每小题每小题 5 分分，共共 20 分分在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，有多项符有多项符合题目要求全部选对的得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7.一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于 41时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（）A.水的折射率为1sin41B.水的折射率为1sin49C.当他以=60向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 60D.当他以=60向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于 608.如图，固定在竖直面内的光滑轨道 ABC 由直线段 AB 和圆弧段 BC 组成，两段相切于 B 点，AB 段与水平面夹角为，BC 段圆心为 O，最高点为 C、A 与 C 的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A 点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达 C 点，下列说法正确的是（）A.小球从 B 到 C 的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从 A 到 C 的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度02vgRD.若小球初速度 v0增大，小球有可能从 B 点脱离轨道9.某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）A.线圈转动的角速度为4B.灯泡两端电压有效值为23 2nBLC.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为24 23nBLD.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮10.如图，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B 两小球，两球用轻杆相连，A 球靠在光滑左壁上，B 球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，杆与竖直方向的夹角为，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A.若 B 球受到的摩擦力为零，则2tanFmgB.若推力F向左，且tan，则F的最大值为2tanmgC.若推力F向左，且tan2，则F的最大值为4(2tan)mgD.若推力F向右，且tan2，则F的范围为4(tan2)4(tan2)mgFmg三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 56 分分11.某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：（1）测出钩码和小磁铁的总质量m;（2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；（3）某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期T _（用“0t”表示）；（4）改变钩码质量，重复上述步骤；（5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是_（填“线性的”或“非线性的”）；/kgm10/sT/sT22/sT0.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217（6）设弹簧的劲度系数为k，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是_（填正确答案标号）；A2mkB2kmC2mkD2 k m（7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：_12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，123RRR、为电阻箱，FR为半导体薄膜压力传感器，CD、间连接电压传感器（内阻无穷大）（1）先用欧姆表“100”挡粗测FR的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是_;（2）适当调节123RRR、，使电压传感器示数为 0，此时，FR的阻值为_（用123RRR、表示）；（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量/gm0.00.51.01.52.02.5电压/mVU057115168220280根据表中数据在图（c）上描点，绘制Um关系图线_；（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力0F，电压传感器示数为200mV，则0F大小是_N（重力加速度取29.8m/s，保留 2 位有效数字）；（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量CD、间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力1F，此时非理想毫伏表读数为200mV，则1F_0F（填“”“=”或“0，则三个点电荷的电荷量可能为（）A.Q1=q，22Qq，Q3=qB.Q1=q，24 33Qq，Q3=4qC.Q1=q，22Qq，Q3=qD.Q1=q，24 33Qq，Q3=4q【答案】D【解析】【详解】AB选项 AB 的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P 点的场强不可能为零，AB 错误；C设 P、Q1间的距离为 r，则 Q1、Q3在 P 点产生的合场强大小有22222224()()4cos12024kqkqErrk qr解得2214kqEr而 Q2产生的场强大小为23 24kqEr则 P 点的场强不可能为零，C 错误；D设 P、Q1间的距离为 r，则 Q1、Q3在 P 点产生的合场强大小有222222244()()4cos120424kqkqErrk qr解得23kqEr而 Q2产生的场强大小为23kqEr则 P 点的场强可能为零，D 正确。故选 D。6.如图，真空中有区域和，区域中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形 CGF 区域（区域）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中 A、C、O 三点在同一直线上，AO 与 GF 垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A 点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域中，只有沿直线 AC 运动的粒子才能进入区域。若区域中电场强度大小为 E、磁感应强度大小为 B1，区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，它们在区域中运动的时间为 t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域中的粒子在区域中运动的时间为 t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A.若仅将区域中磁感应强度大小变为 2B1，则 t t0B.若仅将区域中电场强度大小变为 2E，则 t t0C.若仅将区域中磁感应强度大小变为234B，则02tt D.若仅将区域中磁感应强度大小变为224B，则02tt【答案】D【解析】【详解】由题知粒子在 AC 做直线运动，则有qv0B1=qE区域中磁感应强度大小为 B2，则粒子从 CF 的中点射出，则粒子转过的圆心角为 90，根据224qvBmrT，有022mtqBA若仅将区域中磁感应强度大小变为 2B1，则粒子在 AC 做直线运动的速度，有qvA2B1=qE则02Avv 再根据2vqvBmr，可知粒子半径减小，则粒子仍然从 CF 边射出，粒子转过的圆心角仍为 90，则 t=t0，A 错误；B若仅将区域中电场强度大小变为 2E，则粒子在 AC 做直线运动的速度，有qvBB1=q2E则vB=2v0再根据2vqvBmr，可知粒子半径变为原来的2 倍，则粒子 F 点射出，粒子转过的圆心角仍为 90，则 t=t0，B 错误；C若仅将区域中磁感应强度大小变为234B，则粒子在 AC 做直线运动的速度仍为 v0，再根据2vqvBmr，可知粒子半径变为原来的423，则粒子从 OF 边射出，根据几何关系可知转过的圆心角为 60，根据224qvBmrT，有24 39mtqB则08 39tt C 错误；D若仅将区域中磁感应强度大小变为224B，则粒子在 AC 做直线运动的速度仍为 v0，再根据2vqvBmr，可知粒子半径变为原来的422，则粒子 OF 边射出，根据几何关系可知转过的圆心角为 45，根据224qvBmrT，有222mtqB则02ttD 正确。故选 D。二二、选择题选择题：本题共本题共 4 小题小题，每小题每小题 5 分分，共共 20 分分在每小题给出的四个选项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，有选错分，有选错的得的得 0 分分7.一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于 41时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（）A.水的折射率为1sin41B.水的折射率为1sin49C.当他以=60向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60D.当他以=60向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60【答案】BC【解析】【详解】AB他发现只有当大于 41时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明=41时激光恰好发生全反射，则1sin(9041)n则1sin49n A 错误、B 正确；CD当他以=60向水面发射激光时，入射角 i1=30，则根据折射定律有nsini1=sini2折射角 i2大于 30，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 60，C 正确、D错误。故选 BC。8.如图，固定在竖直面内的光滑轨道 ABC 由直线段 AB 和圆弧段 BC 组成，两段相切于 B点，AB 段与水平面夹角为，BC 段圆心为 O，最高点为 C、A 与 C 的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A 点以初速度 v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达 C 点，下列说法正确的是（）A.小球从 B 到 C 的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从 A 到 C 的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度02vgRD.若小球初速度 v0增大，小球有可能从 B 点脱离轨道【答案】AD【解析】【详解】A由题知，小球能沿轨道运动恰好到达 C 点，则小球在 C 点的速度为vC=0则小球从 C 到 B 的过程中，有21(1 cos)2mgRmv2NcosvFmgmR联立有FN=3mgcos2mg则从 C 到 B 的过程中由 0 增大到，则 cos逐渐减小，故 FN逐渐减小，而小球从 B 到 C的过程中，对轨道的压力逐渐增大，A 正确；B由于 A 到 B 的过程中小球的速度逐渐减小，则 A 到 B 的过程中重力的功率为P=mgvsin则 A 到 B 的过程中小球重力的功率始终减小，则 B 错误；C从 A 到 C 的过程中有22011222CmgRmvmv解得04vgRC 错误；D小球在 B 点恰好脱离轨道有2cosBvmgmR则cosBvgR则若小球初速度 v0增大，小球在 B 点的速度有可能为cosgR，故小球有可能从 B 点脱离轨道，D 正确。故选 AD。9.某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）A.线圈转动的角速度为4B.灯泡两端电压有效值为23 2nBLC.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为24 23nBLD.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮【答案】AC【解析】【详解】A大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据vr根据题意可知大轮与小轮半径之比为4:1，则小轮转动的角速度为4，线圈转动的角速度为4，A 正确；B线圈产生感应电动势的最大值max4EnBS又2SL联立可得2max4EnBL则线圈产生感应电动势的有效值2max2 22EEnBL根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为22REUnBLRRB 错误；C若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的 2 倍，线圈产生感应电动势的最大值2max8EnBL此时线圈产生感应电动势的有效值2max4 22EEnBL根据电阻定律lRS可知线圈电阻变为原来的 2 倍，即为2R，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值24223REURRnBLC 正确；D若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据vr可知小轮和线圈的角速度变小，根据2nBSE可知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，D 错误。故选 AC。10.如图，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的 A、B 两小球，两球用轻杆相连，A 球靠在光滑左壁上，B 球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，杆与竖直方向的夹角为，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A.若 B 球受到的摩擦力为零，则2tanFmgB.若推力F向左，且tan，则F的最大值为2tanmgC.若推力F向左，且tan2，则F的最大值为4(2tan)mgD.若推力F向右，且tan2，则F的范围为4(tan2)4(tan2)mgFmg【答案】CD【解析】【详解】A设杆的弹力为N，对小球 A：竖直方向受力平衡，则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足tanxyNN竖直方向yNmg则tanxNmg若 B 球受到的摩擦力为零，对 B 根据牛顿第二定律可得xNma可得tanag对小球 A、B 和小车整体根据牛顿第二定律44tanFmamgA 错误；B若推力F向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球 A 所受向左的合力的最大值为tanxNmg对小球 B，由于tan，小球 B 受到向左的合力()tanyxFNmgNmg则对小球 A，根据牛顿第二定律可得maxxNma对系统整体根据牛顿第二定律max4Fma解得4tanFmgB 错误；C若推力F向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球 A 所受向左的合力的最大值为tanxNmg小球 B 所受向左的合力的最大值max()2tanyxFNmgNmgmg由于tan2可知maxtanFmg则对小球 B，根据牛顿第二定律maxmax2tanFmgmgma对系统根据牛顿第二定律max4Fma联立可得F的最大值为4(2tan)FmgC 正确；D若推力F向右，根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右，由于小球 A 可以受到左壁向右的支持力，理论上向右的合力可以无限大，因此只需要讨论小球 B 即可，当小球 B所受的摩擦力向左时，小球 B 向右的合力最小，此时min()tan2tanxyFNNmgmgmg当小球所受摩擦力向右时，小球 B 向右的合力最大，此时max()tan2tanxyFNNmgmgmg对小球 B 根据牛顿第二定律minminFmamaxmaxFma对系统根据牛顿第二定律4Fma代入小球 B 所受合力分范围可得F的范围为4(tan2)4(tan2)mgFmgD 正确。故选 CD。三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 56 分分11.某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：（1）测出钩码和小磁铁的总质量m;（2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；（3）某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期T _（用“0t”表示）；（4）改变钩码质量，重复上述步骤；（5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是_（填“线性的”或“非线性的”）；/kgm10/sT/sT22/sT0.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217（6）设弹簧的劲度系数为k，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是_（填正确答案标号）；A2mkB2kmC2mkD2 k m（7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：_【答案】.010t.线性的.A.空气阻力【解析】【详解】（3）1从图中可以算出弹簧振子振动周期010tT（5）2分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的比值接近于常量 3.95，则弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是线性的；（6）3因2mk的单位为2kgkg msN/mkg m/s因为 s（秒）为周期的单位，则其它各项单位都不是周期的单位，故选 A。（7）4除偶然误差外，钩码振动过程中受空气阻力的影响可能会使本实验产生误差。12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，123RRR、为电阻箱，FR为半导体薄膜压力传感器，CD、间连接电压传感器（内阻无穷大）（1）先用欧姆表“100”挡粗测FR的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是_;（2）适当调节123RRR、，使电压传感器示数为 0，此时，FR的阻值为_（用123RRR、表示）；（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量/gm0.00.51.01.52.02.5电压/mVU057115168220280根据表中数据在图（c）上描点，绘制Um关系图线_；（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力0F，电压传感器示数为200mV，则0F大小是_N（重力加速度取29.8m/s，保留 2 位有效数字）；（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量CD、间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力1F，此时非理想毫伏表读数为200mV，则1F_0F（填“”“=”或“【解析】【详解】（1）1欧姆表读数为 10100=1000（2）2当电压传感器读数为零时，CD 两点电势相等，即CBDBUU即3123ABABFFUURRRRRR解得132FR RRR（3）3绘出 U-m 图像如图（4）4由图像可知，当电压传感器的读数为 200mV 时，所放物体质量为 1.75g，则3201.75 109.8N1.7 10 NFmg（5）5可将 CD 以外的电路等效为新的电源，CD 两点电压看做路端电压，因为换用非理想电压传感器当读数为 200mV 时，实际 CD 间断路（接理想电压传感器时）时的电压大于200mV，则此时压力传感器的读数 F1F0。13.汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力 如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆AB与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车 助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力每次抽气时，1K打开，2K闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，1K闭合，2K打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从2K排出，完成一次抽气过程已知助力气室容积为0V，初始压强等于外部大气压强0p，助力活塞横截面积为S，抽气气室的容积为1V假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变（1）求第 1 次抽气之后助力气室内的压强1p；（2）第n次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小F【答案】（1）00101p VpVV；（2）00011()nVFp SVV【解析】【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强 p0，体积 V0，第一次抽气后，气体体积01VVV根据玻意耳定律001p VpV解得00101p VpVV（2）同理第二次抽气1 02pVp V解得2100200101()pVVppVVVV以此类推则当 n 次抽气后助力气室内的气体压强0001()nnVppVV则刹车助力系统为驾驶员省力大小为00001()1()nnVFpp Sp SVV14.如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B现将质量均为m的金属棒ab、垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g（1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小0v；（2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小0a；（3）在（2）问中，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间0t，两棒恰好达到相同的速度v，求速度v的大小，以及时间0t内棒a相对于棒b运动的距离x【答案】（1）0222sinmgRvB L；（2）2 sinag；（3）022mv RxB L【解析】【详解】（1）a 导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和 a 棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得0EBLv有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得2EIR，FBILa 棒受力平衡可得sinmgBIL联立记得0222sinmgRvB L（2）由右手定则可知导体棒 b 中电流向里，b 棒 沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则 b 棒牛顿第二定律可得sinmgBILma解得2 sinag（3）释放 b 棒后 a 棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对 a 棒动量定理000sinmgtBILtmvmvb 棒受到向下的安培力，对 b 棒动量定理00sinmgtBILtmv联立解得00sin2vvgt此过程流过 b 棒的电荷量为 q，则有0qIt由法拉第电磁感应定律可得0122EBL xIRRt联立 b 棒动量定理可得022mv RxB L 15.如图，质量为M的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为a和b，长轴水平，短轴竖直质量为m的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑 以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy，椭圆长轴位于x轴上整个过程凹槽不翻转，重力加速度为g（1）小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运动的距离；（2）在平面直角坐标系xOy中，求出小球运动的轨迹方程；（3）若Mbmab，求小球下降2bh 高度时，小球相对于地面的速度大小（结果用ab、及g表示）【答案】（1）2222m gbvMMm，2mxaMm；（2）222221x MmmayM ab；（3）23gbab【解析】【详解】（1）小球运动到最低点的时候小球和凹槽水平方向系统动量守恒，取向左为正120mvMv小球运动到最低点的过程中系统机械能守恒22121122mgbmvMv联立解得2222m gbvMMm因水平方向在任何时候都动量守恒即120mvMv两边同时乘 t 可得12mxMx且由几何关系可知12xxa联立记得2mxaMm（2）小球向左运动过程中凹槽向右运动，当小球的坐标为,x y时，此时凹槽水平向右运动的位移为x，根据上式有m axMx则小球现在在凹槽所在的椭圆上，根据数学知识可知此时的椭圆方程为22221xxyab整理得222221x MmmayM ab（3）将Mbmab代入小球的轨迹方程化简可得222xabyb即此时小球的轨迹为以ab为圆心，b 为半径的圆，则当小球下降的高度为2b时有如图此时可知速度和水平方向的的夹角为60，小球下降2b的过程中，系统水平方向动量守恒340cos60mvMv系统机械能守恒223411222bmgmvMv联立得2342+33gbgvbabab