《湖南省永州市第一中学2022-2023学年高三上学期元月考试物理试卷含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省永州市第一中学2022-2023学年高三上学期元月考试物理试卷含答案.pdf（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、永州一中永州一中 2023 届高考物理届高考物理一、选择题：本题共一、选择题：本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.警车 A 停在路口，一违章货车 B 恰好经过 A 车，A 车立即加速追赶，它们的vt图像如图所示，则0 4s时间内，下列说法正确的是（）A.A 车的加速度为25m/sB.3s末 A 车速度为7m/sC.在2s末 A 车追上 B 车D.两车相距最远为5m2.A、B 两个点电荷周围产生的电场线分布如图所示，一个离子从两点电荷连线的中垂线上的一点
2、a 射入，轨迹如图中的 ab 所示，b 为两点电荷连线上的一个点，忽略离子的重力，则可以判断（）A.射入的离子带正电荷B.A、B 两小球带等量异种电荷C.在 a 点时，A、B 对离子的作用力大小相等D.离子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能3.两列分别沿 x 轴正、负方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示，其中 a 波振幅为 2cm，沿 x 轴正方向传播；b 波振幅为 4cm，沿 x 轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为 v=2m/s。下列判断正确的是（）A.a 波的周期为 3sB.两列波的质点的起振方向均沿 y 轴负方向C.t=1.5s 时，质点 Q 离开平衡位置的位移
3、为 4cmD.t=1.5s 时，质点 M的位移为 2cm4.如图所示，虚线、分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道为椭圆轨道，轨道为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，a、b、c 三点分别位于三条轨道上，b 点为轨道的远地点，b、c 点与地心的距离均为轨道半径的 2 倍，则（）A.卫星在轨道上处于平衡状态B.卫星在轨道的运行周期为轨道周期的32倍C.卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点加速度大小的 4 倍D.质量相同的卫星在 b 点的机械能等于在 c 点的机械能5.如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为 U 的正弦交流电
4、，变压器原、副线圈的匝数分别为1n、2n，变压器可视为理想变压器。开始时开关1S断开，2S闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是（）A.变压器原、副线圈匝数比12:1:2nn B.发电机输出电压 U 与一个灯泡两端电压LU的比为L:1:4U U C.若开关1S闭合，则灯泡2L变亮，3L、4L变暗D.若开关2S断开，则灯泡1L、2L变暗，3L变亮6.如图所示，A、B、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体 A 的质量为 2m，B 和 C 的质量都是 m，A、B 间的动摩擦因数为，B、C 间的动摩擦因数为4，B 和地面间的动摩擦因数为8。设 B 足够长，最
5、大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。现对 A 施加一水平向右的拉力 F，则下列判断正确的是（）A.若 A、B、C 三个物体始终相对静止，则力 F 不能超过14mgB.当力Fmg时，A、B 间的摩擦力为14 mgC.无论力 F 为何值，B 的加速度不会超过34gD.当力92Fmg时，B 相对 A 滑动二、选择题：本题共二、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
6、 0 分。分。7.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核74Be俘获核外 K 层电子 e，可生成一个新原子核 X，并放出中微子e，即700410BeeXe。根据核反应后原子核 X 的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核 X 的半衰期为0T，平均核子质量大于74Be，则（）A.X 是73LiB.X 的比结合能小于74BeC.中微子e的能量由质子数减少转变而来D.再经过02T，现有的原子核 X 全部衰变8.一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的，他们进行了合理简化，悬索桥的简化模
7、型如下吊桥六对钢杆悬吊六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图，已知图中相邻两钢杆间距离为 9m，靠桥面中心的钢杆长度为 2m（即 AA=DD=2m），BB=EE，CC=PP，又已知两端钢缆 CM、PN 与水平方向成 45角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量 m，每对钢杆拉力均为 T。以下说法正确的是（）A.每对钢杆拉力 T=6mgB.每对钢缆 AD 中拉力3ADmgTC.每对钢缆 CM 中拉力3 32CMmgTD.BB=5m9.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 m1和 m2的两物块 A、B 相连接，并静止在光滑的水平面上。现使 A 瞬时获得水
8、平向右的速度 3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知 m1=1kg，下列说法正确的是（）A.物块 B 的质量为 2kgB.弹簧的最大弹性势能为 1.5JC.弹簧第一次恢复原长时物块 B 的速度大小为 2m/sD.从开始到弹簧第一次恢复原长过程中弹簧对物块 A 的冲量大小为4Ns10.在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ、MN，相距为 L，导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为 m 的金属棒 a、b，先将 a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接，连接 a 棒的细线平行于导轨，由静止释放
9、 c，此后某时刻，将 b 也垂直导轨放置，a、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计则（）A.物块 c 的质量是 2msinB.b 棒放上导轨前，物块 c 减少的重力势能等于 a、c 增加的动能C.b 棒放上导轨后，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D.b 棒放上导轨后，a 棒中电流大小是sinmgBL三、实验题（本题共三、实验题（本题共 2 小题，共小题，共 15 分）分）11.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置探究动能定理并测量小车（含遮光条）的质量 M。（1）下面是实验的主要步骤：实验小组的同学用游
10、标卡尺对遮光条的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则遮光条的宽度d _cm；挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑；取下托盘和砝码，测出其总质量为 m，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门并通过计算机记录了挡光时间t；改变砝码质量和木板倾角，重复步骤，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离 L，已知重力加速度为 g。（2）某小组成员通过记录下的数据作出21()mt图像，图像的延长线恰好可以经过坐标原点。根据图像能得出的实验结论是_，若已知图像斜率为 k，那么M _（结果用字母 k、g、d、L 表示）。12.
11、某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率200 m的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，其左、右两侧面内壁粘贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱 A、B，如图甲所示。容器内壁的长40cma，宽20cmb，高20cmc。将废水注满容器后，进行如下实验操作。（1）先用多用电表的欧姆挡粗测容器中废水的电阻 Rx，选择开关置于“100”挡，其示数如图乙所示。（2）为了精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：A直流电源 E（电动势约 3V，内阻 r0约 0.1）B电压表 V（量程
12、03V，内阻V3kR）C电流表 A（量程 03mA，内阻未知）D滑动变阻器 R1（0500，额定电流 2.0A）E滑动变阻器 R2（050，额定电流 2.0A）F开关 S 一个，导线若干请你根据实验器材，选择合适的滑动变阻器_（填“R1”或“R2”），请为该实验小组设计实验电路图（待测废水用表示），将设计的实验电路图画在答题卡上_。（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组 U、I 数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如下表所示。图丙的坐标纸中已经描出了 3 个点，请在答题卡相应图中将剩余 3 个点描出，并作出 UI 关系图_；电压 U/V1.461.841.892.102.
13、322.52电流 I/mA1.401.601.802.002.202.40（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率_ m（保留 3 位有效数字）。四、解答题（本题共四、解答题（本题共 3 小题，共小题，共 41 分）分）13.如图所示，下端开口的导热汽缸竖直悬挂在天花板下，缸口内壁有卡环，卡环与汽缸底部间的距离为 L，一横截面积为 S 的光滑活塞（质量、厚度均不计）将一定量的理想气体封闭在汽缸内，活塞下方挂一质量为 m 的砂桶，活塞静止时活塞与汽缸底部的间距为45L。大气压强恒为11mgS（g 为重力加速度大小），环境热力学温度恒为0300KT。（1）若在砂桶中逐渐加入砂子，求活塞刚接触卡
14、环时砂桶（含砂）的总质量 M；（2）若不在砂桶中加入砂子，对缸内气体缓慢加热，求气体的热力学温度400KT 时的压强 p。14.如图所示，质量为1kgm 的物块从空中的 P 点以速度6 3m/sv，与水平方向成60角抛出，恰好沿传送带方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角30，传送带以04m/sv 的速度顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数为33，传动带长3mL，重力加速度 g 取210m/s，物块可看成质点，求：（1）物块从 P 点抛出到进入传送带的时间；（2）物块从传送带的最下端运动到最上端的时间；（3）物块从传送带的最下端运动到最上端因摩擦产生的热量。15.在如图 a所示的正方形平面
15、oabc 内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图 b所示一个质量为 m、带电量为q的粒子(不计重力)，在0t 时刻平行于 oc 边从 o 点射入磁场中已知正方形边长为 L，规定磁场向外的方向为正，磁感应强度的最大值为0.B求：1带电粒子在磁场中做圆周运动的周期0T；2若带电粒子不能从 oa 边界射出磁场，磁感应强度 B 变化周期 T 的最大值；3要使带电粒子从 b 点沿着 ab 方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期 T及粒子磁场时的速度0v永州一中永州一中 2023 届高考物理届高考物理一、选择题：本题共一、选择题：本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共
16、分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.警车 A 停在路口，一违章货车 B 恰好经过 A 车，A 车立即加速追赶，它们的vt图像如图所示，则0 4s时间内，下列说法正确的是（）A.A 车的加速度为25m/sB.3s末 A 车速度为7m/sC.在2s末 A 车追上 B 车D.两车相距最远为5m【答案】D【解析】【详解】A由斜率读出 A 车的加速度为2250m/s2.5m/s2vat故 A 错误；B由速度时间公式可得 3s 末 A 车速度为32.5 3m/s7.5m/svat故 B 错误；C2s 末两车速度相
17、同，由“面积”得到 B 车的位移大于 A 车的位移，2s 末 A 车还没有追上B 车，故 C 错误；D在 2s 前，B 车的速度大于 A 车的速度，两车距离增大，在 2s 后 A 车的速度大于 B 车的速度，两车的距离减小，因此在 2s 末时刻，两车速度相等时，两车的距离最大，由图中“面积”差读出两车相距最远为 5m，故 D 正确。故选 D。2.A、B 两个点电荷周围产生的电场线分布如图所示，一个离子从两点电荷连线的中垂线上的一点 a 射入，轨迹如图中的 ab 所示，b 为两点电荷连线上的一个点，忽略离子的重力，则可以判断（）A.射入的离子带正电荷B.A、B 两小球带等量异种电荷C.在 a 点
18、时，A、B 对离子的作用力大小相等D.离子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能【答案】D【解析】【详解】A由图可知，粒子受到的电场力的方向向右，但由于不知道 A、B 哪一侧带正电，所以不能判断出粒子的电性，故 A 错误；B 等量异种点电荷的电场线两侧是对称的，可知该处两个小球的带电量不相等，故 B 错误；C根据2QqFkr可知，a 点到两小球距离相等，但两球带电量不同，所以作用力大小不相等，故 C 错误；D粒子受到的电场力的方向向右，电场力的与粒子运动的轨迹之间的夹角是锐角，可知电场力做正功粒子的电势能减小，故 D 正确；故选 D。3.两列分别沿 x 轴正、负方向传播的简谐横波在 t=
19、0 时刻的波形如图所示，其中 a 波振幅为 2cm，沿 x 轴正方向传播；b 波振幅为 4cm，沿 x 轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为 v=2m/s。下列判断正确的是（）A.a 波的周期为 3sB.两列波的质点的起振方向均沿 y 轴负方向C.t=1.5s 时，质点 Q 离开平衡位置的位移为 4cmD.t=1.5s 时，质点 M 的位移为 2cm【答案】D【解析】【详解】A横波 a 的波长为 4m，则周期2sTvA 错误；B根据平移法，且同一列波各点起振方向均相同，可知 a 波起振方向向上，b 波起振方向向上，B 错误；C横波 b 的波长为 4m，则周期也为 2s，t=1.5s 时经过3
20、4T，但 a 波尚未传到质点 Q，则质点 Q 离开平衡位置的位移为4cm，C 错误；Dt=1s 时，a 波到达质点 M，但 b 波尚未传到质点 M，则再经过 0.5s，即 t=1.5s 时，质点 M 的位移为 2cm，D 正确。故选 D。4.如图所示，虚线、分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道为椭圆轨道，轨道为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，a、b、c 三点分别位于三条轨道上，b 点为轨道的远地点，b、c 点与地心的距离均为轨道半径的 2 倍，则（）A.卫星在轨道上处于平衡状态B.卫星在轨道的运行周期为轨道周期的32倍C.卫
21、星在 a 点的加速度大小为在 c 点加速度大小的 4 倍D.质量相同的卫星在 b 点的机械能等于在 c 点的机械能【答案】C【解析】【详解】A卫星在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，合力不为零，不处于平衡状态，故 A 错误；B由题可知轨道的半径与轨道的半长轴之比为1223RR根据开普勒第三定律33122212RRTT解得213322TT故 B 错误；C根据公式2GMar可知，卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点的 4 倍，故 C 正确；D卫星从轨道变到轨道需要点火加速，因此在同一点加速动能增大也就是机械能增大，而同一轨道机械能守恒，因此 b 点的机械能小于在 c 点的机械能，故 D
22、错误。故选 C。5.如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为 U 的正弦交流电，变压器原、副线圈的匝数分别为1n、2n，变压器可视为理想变压器。开始时开关1S断开，2S闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是（）A.变压器原、副线圈匝数比12:1:2nn B.发电机输出电压 U 与一个灯泡两端电压LU的比为L:1:4U U C.若开关1S闭合，则灯泡2L变亮，3L、4L变暗D.若开关2S断开，则灯泡1L、2L变暗，3L变亮【答案】D【解析】【详解】A根据理想变压器的规律有122112InIn可知原、副线圈匝数比为 21，故 A 错误；B又11LL2
23、2nUUUn故L1L24UUUU即L:4:1U U故 B 错误；C研究灯泡亮度变化时，可把变压器和其右侧电路等效为一个电阻R，对理想变压器有1122UnUn1221InIn122121221221nUUnnRRnInIn 当闭合开关1S时，等效电阻不变，灯泡1L被短路，总电阻减小，总电流增大，灯泡2L分压变大，2L变亮，等效电阻R分压变大，即原线圈两端电压1U变大，灯泡3L、4L变亮，故C 错误；D当开关2S断开时，等效电阻R，变大，分压变大，即原线圈两端电压1U变大，灯泡3L变亮，灯泡1L、2L的分压变小，1L、2L变暗，D 正确。故选 D。【点睛】发电机输出电压为原副线圈电压之和。6.如图
24、所示，A、B、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体 A 的质量为 2m，B 和 C 的质量都是 m，A、B 间的动摩擦因数为，B、C 间的动摩擦因数为4，B 和地面间的动摩擦因数为8。设 B 足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。现对 A 施加一水平向右的拉力 F，则下列判断正确的是（）A.若 A、B、C 三个物体始终相对静止，则力 F 不能超过14mgB.当力Fmg时，A、B 间的摩擦力为14 mgC.无论力 F 为何值，B 的加速度不会超过34gD.当力92Fmg时，B 相对 A 滑动【答案】D【解析】【详解】AA、B 间的最大静摩擦力为122fmgmgB、C 间的最大静
25、摩擦力为244mgfmgB 与地面的最大静摩擦力为3(2)82mgfmmm g若 A、B、C 三个物体始终相对静止，则三者一起向右加速，对整体根据牛顿第二定律可知3(2)Ffmmm a假设 C 恰好与 B 相对不滑动，则对 C 有2fma解得14ag32Fmg设此时 A 与 B 间的摩擦力为 f，对 A 有2Ffma解得1fmgf表明 C 达到临界时 A 还没有到达临界值，故要使三者始终相对静止，则 F 不能超过32mg，故 A 错误；B当Fmg时，由整体可知3(2)Ffmmm a32mgf解得18ag代入2Ffma解得132284fFmamgmgmg故 B 错误；C当 F 较大时，A 与 C
26、 会相对于 B 滑动，B 的加速度达到最大，当 A 与 B 相对滑动时，C 早已相对于 B 发生相对滑动，则 B 受到 A 的摩擦力向前，B 受到 C 的摩擦力向后，B 受到地面的摩擦力向后，对 B 有123Bfffma解得B54ag故 C 错误；DB 相对 A 滑动时，C 早已相对于 B 发生相对滑动，对 AB 整体23(2)Fffmm a对 A 研究得22Fmgma解得92Fmg故当拉力大于92mg时，B 相对 A 滑动，故 D 正确。故选 D。二、选择题：本题共二、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
27、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。7.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核74Be俘获核外 K 层电子 e，可生成一个新原子核 X，并放出中微子e，即700410BeeXe。根据核反应后原子核 X 的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核 X 的半衰期为0T，平均核子质量大于74Be，则（）A.X 是73LiB.X的比结合能小于74BeC.中微子e的能量由质子数减少转变而来D.再经过0
28、2T，现有的原子核 X 全部衰变【答案】AB【解析】【详解】A根据题中核反应方程，结合质量数与电荷数守恒可得 X 的质量数和电荷数分别为707A4 13Z 故 A 正确；BX 与74Be质量数相同，而 X 的平均核子质量大于74Be，根据质能方程可知74Be的结合能更大，由于二者核子数相同，都为 7，因此74Be的比结合能更大，故 B 正确；C 由核反应方程可知，中微子e的能量是一个质子与一个电子结合转变成一个中子而得到，故 C 错误；D经过02T，只剩下现有的原子核 X 的14未衰变，故 D 错误。故选 AB。8.一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的，他们
29、进行了合理简化，悬索桥的简化模型如下吊桥六对钢杆悬吊六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图，已知图中相邻两钢杆间距离为 9m，靠桥面中心的钢杆长度为 2m（即 AA=DD=2m），BB=EE，CC=PP，又已知两端钢缆 CM、PN 与水平方向成 45角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量 m，每对钢杆拉力均为 T。以下说法正确的是（）A.每对钢杆拉力 T=6mgB.每对钢缆 AD 中拉力3ADmgTC.每对钢缆 CM 中拉力3 32CMmgTD.BB=5m【答案】AD【解析】【分析】【详解】A桥面总质量 m，每对钢杆拉力均为 T，由平衡条件可得6Tm
30、g解得6mgT 所以 A 正确；C对整体受力分析如图，由平衡条件可得2sin45MCTmg解得2=2sin452MCmgmgT所以 C 错误；B对左边的悬索受力分析如图所示，由平衡条件可得cos452ADMCmgTT所以 B 错误；D对 A 点受力分析如图所示，由平衡条件可得116tan3ADmgT由几何关系可得1=tan295m3BBAAA B 所以 D 正确；故选 AD。9.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 m1和 m2的两物块 A、B 相连接，并静止在光滑的水平面上。现使 A 瞬时获得水平向右的速度 3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知 m1=1
31、kg，下列说法正确的是（）A.物块 B 的质量为 2kgB.弹簧的最大弹性势能为 1.5JC.弹簧第一次恢复原长时物块 B 的速度大小为 2m/sD.从开始到弹簧第一次恢复原长过程中弹簧对物块 A 的冲量大小为4Ns【答案】ACD【解析】【详解】A由图像可知 A 物块的初速度 v0=3m/s，t1时刻两物块达到共速 v=1m/s，由动量守恒得1 012mvmmv解得22mkg故 A 正确；B由图像可知 t1时刻弹簧的压缩量最大，此时弹性势能最大，由能量守恒得22p1 0121122Em vmmv解得p3JE 故 B 错误；CDB 速度最大时，弹簧恢复原长，由动量守恒得1 01 A2Bm vm
32、vm v由能量守恒得2 2 21 01 A2B111222mvmvm v解得此时 A 和 B 的速度分别为AB1m/s2m/svv，故从开始到弹簧第一次恢复原长过程中弹簧对物块 A 的冲量为1 A1 04m/sIm vm vkg 大小为4Ns，故 CD 正确。故选 ACD。10.在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ、MN，相距为 L，导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为 m 的金属棒 a、b，先将 a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接，连接 a 棒的细线平行于导轨，由静止释放 c，此后某时刻，将 b 也垂直导轨放
33、置，a、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计则（）A.物块 c 的质量是 2msinB.b 棒放上导轨前，物块 c 减少的重力势能等于 a、c 增加的动能C.b 棒放上导轨后，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D.b 棒放上导轨后，a 棒中电流大小是sinmgBL【答案】AD【解析】【详解】b 棒静止说明 b 棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a 棒匀速向上运动，说明 a 棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c 匀速下降则 c 所受重力和绳的拉力大小平衡 由
34、b 平衡可知，安培力大小 F安=mgsin，由 a 平衡可知 F绳=F安+mgsin=2mgsin，由 c 平衡可知 F绳=mcg；因为绳中拉力大小相等，故 2mgsin=mcg，即物块 c 的质量为 2msin，故 A 正确；b 放上之前，根据能量守恒知 a 增加的重力势能也是由于 c 减小的重力势能，故 B 错误；a 匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知 C 错误；根据 b 棒的平衡可知 F安=mgsin又因为 F安=BIL，故sinmgIBL，故D 正确；故选 AD考点：物体的平衡；安培力.三、实验题（本题共三、实验题（本题共 2 小题，共小题，共 15 分）分）11.某实验小组的同
35、学利用如图甲所示的实验装置探究动能定理并测量小车（含遮光条）的质量 M。（1）下面是实验的主要步骤：实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则遮光条的宽度d _cm；挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑；取下托盘和砝码，测出其总质量为 m，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门并通过计算机记录了挡光时间t；改变砝码质量和木板倾角，重复步骤，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离 L，已知重力加速度为 g。（2）某小组成员通过记录下的数据作出21()mt图像，图像的延长线恰好可以经
36、过坐标原点。根据图像能得出的实验结论是_，若已知图像斜率为 k，那么M _（结果用字母 k、g、d、L 表示）。【答案】.0.230.在误差允许的范围内，合外力对小车（含遮光条）做的功等于小车（含遮光条）动能的变化量.22gkLd【解析】【详解】（1）1由图可得，遮光条的宽度为2mm6 0.05mm2.30mm=0.230cmd （2）2设木板倾角为，由题意知，挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑时，满足sincosMgMgmg当取下托盘和砝码，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门时，合外力做功为sincosWMgLMgL因为小车经过光电门的速度为dvt即小车
37、经过光电门的动能为2k1=2EMv令k=WE合可得2212()MdmgLt可见当21()mt图像的延长线恰好可以经过坐标原点时，说明在误差允许的范围内，合外力对小车（含遮光条）做的功等于小车（含遮光条）动能的变化量。3由题意得2=2MdkgL解得22=gkLMd12.某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率200 m的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，其左、右两侧面内壁粘贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱 A、B，如图甲所示。容器内壁的长40cma，宽20cmb，高20cmc。将废水注满容
38、器后，进行如下实验操作。（1）先用多用电表的欧姆挡粗测容器中废水的电阻 Rx，选择开关置于“100”挡，其示数如图乙所示。（2）为了精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：A直流电源 E（电动势约 3V，内阻 r0约 0.1）B电压表 V（量程 03V，内阻V3kR）C电流表 A（量程 03mA，内阻未知）D滑动变阻器 R1（0500，额定电流 2.0A）E滑动变阻器 R2（050，额定电流 2.0A）F开关 S 一个，导线若干请你根据实验器材，选择合适的滑动变阻器_（填“R1”或“R2”），请为该实验小组设计实验电路图（待测废水用表示），将设计的实验电路图画在答题卡上_
39、。（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组 U、I 数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如下表所示。图丙的坐标纸中已经描出了 3 个点，请在答题卡相应图中将剩余 3 个点描出，并作出 UI 关系图_；电压 U/V1.461.841.892.102.322.52电流 I/mA1.401.601.802.002.202.40（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率_ m（保留 3 位有效数字）。【答 案】.R2.164（160174 均可以）【解析】【分析】【详解】（2）1由图可知废水的电阻 Rx为16 1001600 xR 电流表通过的最大电流为3A0.0019A=1.9
40、mA1600UIR而提供的电流表 A 量程 03mA，所以为了多测几组数据，滑动变阻器采用分压接法，应选择选择较小的 R2。2 电流表 A 内阻未知，故选择电流表外接法，电路图如下（3）3描点作图，使实验数据点尽可能均匀分布于所描绘直线的两侧，偏离过大的点应舍去，作出如下图像（4）4根据电路图可以得到 UI 关系为VxUIRUR整理得VVxxR RUIRR结合 U-I 关系图线的斜率，则有V3V2.52 1.4610602.40 1.4010 xxR RkRR所以1639xR 电阻率为2421639 2010 m164 m40 10RSL（160174 均可以）四、解答题（本题共四、解答题（本
41、题共 3 小题，共小题，共 41 分）分）13.如图所示，下端开口的导热汽缸竖直悬挂在天花板下，缸口内壁有卡环，卡环与汽缸底部间的距离为 L，一横截面积为 S 的光滑活塞（质量、厚度均不计）将一定量的理想气体封闭在汽缸内，活塞下方挂一质量为 m 的砂桶，活塞静止时活塞与汽缸底部的间距为45L。大气压强恒为11mgS（g 为重力加速度大小），环境热力学温度恒为0300KT。（1）若在砂桶中逐渐加入砂子，求活塞刚接触卡环时砂桶（含砂）的总质量 M；（2）若不在砂桶中加入砂子，对缸内气体缓慢加热，求气体的热力学温度400KT 时的压强 p。【答案】（1）3Mm；（2）323mgpS【解析】【详解】（
42、1）未加砂子平衡时，根据平衡条件10p Smgp S当活塞刚接触卡环时，对封闭气体，根据波义耳定律有1245pLSp LS根据平衡条件20p SMgp S联立解得3Mm（2）活塞接触卡环之前，缸内气体发生等压变化，有0145LSLSTT活塞刚接触卡环时，气体温度1375KT 之后，气体发生等容变化，加热到400KT 时11ppTT解得11632153mgppS14.如图所示，质量为1kgm 的物块从空中的 P 点以速度6 3m/sv，与水平方向成60角抛出，恰好沿传送带方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角30，传送带以04m/sv 的速度顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数为33，传动带长
43、3mL，重力加速度 g 取210m/s，物块可看成质点，求：（1）物块从 P 点抛出到进入传送带的时间；（2）物块从传送带的最下端运动到最上端的时间；（3）物块从传送带的最下端运动到最上端因摩擦产生的热量。【答案】（1）0.6s；（2）0.7s；（3）1J【解析】【详解】（1）物块进入传送带时tanyxvv斜抛过程，水平方向做匀速直线运动cos3 3m/sxvv竖直方向做竖直上抛运动sinyvvgt联立解得0.6st（2）物块进入传送带时的速度6m/scosxvv在传送带上向上运动过程，当物块速度大于传送带速度时，根据牛顿第二定律1sincosmgmgma解得2110m/sa 当物块速度等于传
44、送带速度时，物块向上运动的位移为220111m2vvxa用时0110.2svvta之后，因为sincosmgmg物块匀速向上滑动，到达最上端还需用时1200.5sLxtv故物块从传送带的最下端运动到最上端的时间3120.7sttt（3）物块从传送带的最下端运动到最上端因摩擦产生的热量010 1cos()1J2vvQmgtv t15.在如图 a所示的正方形平面 oabc 内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图 b所示一个质量为 m、带电量为q的粒子(不计重力)，在0t 时刻平行于 oc 边从 o 点射入磁场中已知正方形边长为 L，规定磁场向外的方向为正，磁感应强度的最大值为0.
45、B求：1带电粒子在磁场中做圆周运动的周期0T；2若带电粒子不能从 oa 边界射出磁场，磁感应强度 B 变化周期 T 的最大值；3要使带电粒子从 b 点沿着 ab 方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期 T及粒子磁场时的速度0v【答案】021 mB q；052 3mB q；30mB q，*02,LB qnk kNnm【解析】【分析】根据洛伦兹力做向心力求解；根据几何关系求得带电粒子不能从 oa 边界射出磁场时在12T时间内转过的中心角，从而求得 T 和周期0T的关系，进而得到 T 的最大值；根据两粒子运动得到带电粒子从 b 点沿着 ab 方向射出磁场的运动轨迹，进而得到轨道半径，由12
46、T时间内转过的中心角求得周期 T；最后根据洛伦兹力做向心力由轨道半径求得运动速度【详解】1粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，故洛伦兹力做向心力，则有：2000mvB qvR，所以，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期00022RmTvB q：；2粒子在前半周期和后半周期的偏转方向相反，根据时间相同可得：经过一个周期 T 后粒子速度回到竖直向上；那么，根据粒子偏转，当012TT时，粒子一直向上运动，不可能从 oa 边界射出磁场；若0TT，则粒子必在012T时从 oa 边界射出磁场当0012TTT时，由几何关系可得：当磁场第一次改变方向后的轨迹与边界 oa 相切时(如右图所示)，；1sin
47、2，所以，16，即磁场变向前运动轨迹的圆心角为56；所以，磁场每次变向的最长时间0055126mtTB q，粒子不从 oa 边界射出磁场；故001552126maxmTTB q，所以，T 的最大值053maxmTB q；3由 2可知：经过时间 T 后粒子运动重复，故根据几何关系可得：粒子经过时间 T 后在对角线 ob 上；那么，根据粒子在前半周期和后半周期的偏转方向相反，运动时间相同可得：前后半周期的位移相同，故粒子经过12T后在对角线 ob 上；那么，粒子运动轨迹如图所示，；所以，由几何关系可得：每次磁场改变前粒子偏转的圆心角为2，且从粒子进入到离开，磁场改变了偶数次；故有：042TTt，所以，0012mTTB q；设磁场一共变化了 n 次，则由几何关系可得：LnR；故轨道半径LRn，2nk，*kN；根据洛伦兹力做向心力可得：2000mvB qvR，所以，粒子磁场时的速度*0002,B qRLB qvnk kNmnm；【点睛】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力做向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度公众号：高中试卷君