2023届重庆市高考模拟卷（三）物理试题（解析版）

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2023届重庆市高考模拟卷（三）物理试题（解析版）
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，水平地面上堆放着相同的10根原木，每根原木的重力为G，可将原木看成圆柱体，不考虑原木之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）

A. 最上面原木对其下面两根原木的压力为
B. 最上面原木对其下面两根原木的压力为
C. 正中间原木受到其他原木的作用力的合力为零
D. 正中间原木受到的合力为G，竖直向上
2. 中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加“高加索2020”战略演习，演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，其运动的速度随时间变化的图像如图所示，时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（　　）

A. 时间内处于超重状态
B. 时间内所受阻力越来越大
C. 时间内的平均速度
D. 时间内合外力的冲量为零
【
3. 如图所示，空间有一圆锥，点、分别是两母线的中点。现在顶点处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（　　）

A. 、两点的电场强度相同
B. 将一带负电的试探电荷从B点沿直径移到点，其电势能先减小后增大
C. 平行于底面且圆心为的截面为等势面
D. 若点的电势为，点的电势为，则连线中点处的电势等于
4. 如图为半径为R的半球形粗糙陶罐固定在水平转台上，随转台以相同角速度绕竖直轴转动，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐静止，此时小物块受到摩擦力恰好为零，它和O点的连线与对称轴OO′之间夹角为θ，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ）

A. 此时小物块的合力为mgsinθ
B. 此时小物块的线速度为
C. 此时转台的角速度为
D. 保持小物块相对罐壁静止，且增大转台的角速度，小物块仍不受摩擦力
5．如图所示，电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，则（　　）

A．电场力对每个氖20和氖22做的功不等
B．氖22进入磁场时的速度较大
C．氖22在磁场中运动的半径较小
D．若加速电压发生波动，两种离子打在照相底片上的位置可能重叠
6. 绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（　　）

A. 负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B. 当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等
C. 负点电荷在B点速度大于
D. 负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度
7. 如图所示，将小球放在竖直放置的轻弹簧上，把小球往下按至A位置，松手后，弹簧弹出小球，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. 小球在上升过程中机械能守恒
B. 小球在位置B时速度最大
C. 从A到B过程中，小球动能和弹簧弹性势能之和先增大后减小
D. 小球在位置A的加速度大于重力加速度g
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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3分，有选错的得0分。
8.水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（　　）

A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为
C. 水车最大角速度接近 D. 水车最大角速度接近
9. 如图所示，A、B两点是赤道圆上的两点且相距为R，P是地球的同步卫星，并在A、B的中垂线上。若地球质量为M，半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，光速为c，则下列说法正确的是（ ）

A. 地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度和质量
B. 该同步卫星P离地面的高度为
C. 若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
D. 若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为

10．如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为，经过B点的速度大小为，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了，已知A、B两点间的距离为，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则（　　）

A．带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减少
B．A点的电势低于B点的电势
C．A、B两点间的电势差为
D．匀强电场的电场强度为
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 某同学用图中所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把大小相同的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

(1)本实验必须测量的物理量有________
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)根据实验要求，两小球的质量关系为ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？____________（填“同时落地”、“a球先落地”或“b球先落地”），如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？____________（填“有影响”、“没有影响”）；
(4)为测定未放小球b时，小球a落点B的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图中给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________ cm；
(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_____________________．（用题中测得物理量的符号表示）
12. 用以下器材尽可能准确地测量待测电阻的阻值。
A．待测电阻，阻值约为200；
B．电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计；
C．电流表，量程为0～10mA，内电阻＝20；
D．电流表，量程为0～20mA，内电阻约为≈8；
E．定值电阻，阻值＝80；
F．滑动变阻器，最大阻值为10；
G．滑动变阻器，最大阻值为200；
H．单刀单掷开关S，导线若干；
（1）为了尽可能准确地测量电阻的阻值，请你设计并在图虚线框内完成实验电路图________。

（2）滑动变阻器应该选________（选填器材前面的字母代号）；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_________端（选填“a”或“b”）；
（3）若某次测量中电流表的示数为，电流表的示数为，则的表达式为：______。（用题中测得物理量的符号表示）

13．2021年7月20日，世界首套时速600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相，这是当前速度最快的地面交通工具，如图甲所示。超导磁悬浮列车是通过周期性变换磁极方向而获得推进动力。其原理如下：固定在列车下端的矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边长为d、轨道区域内存在垂直于金属框平面磁场，如图乙所示磁感应强度随到MN边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大值为B0。磁场以速度v1、列车以速度v2沿相同的方向匀速行驶，且v1> v2，从而产生感应电流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：
（1）如图丙所示，时刻线框左右两边恰好和磁场I两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的表达式；
（2）从时刻起列车匀速行驶s（s足够大）距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。

14. 如图为游乐场一款弹射游戏的侧视投影图，弹射装置K将质量为m1=0.1kg的小球（可视为质点）沿水平轨道弹出，在A点与静止的质量为m2=0.1kg的物块发生碰撞并粘在一起形成系统，系统通过A点时对轨道的压力大小为5.2N，其后进入圆心角θ=53°，R=0.5m的圆弧轨道AB，从圆弧轨道末端沿切线飞出，恰好能够垂直穿过竖直挡板M的小孔中心，不考虑一切阻力，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。求：
（1）小球与物块碰撞前的速度大小；（结果保留根号）
（2）竖直挡板的小孔中心离圆弧B端的水平距离x和竖直高度h。


（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）9. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环过程，其压强的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. B→C过程中气体温度不变
B. B状态下单位体积内的气体分子数一定比C状态下的多
C. C→A过程中气体放出热量
D. A状态下的气体分子在单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数一定比C状态下的少

（2）如图1，活塞式抽水机的原理是利用大气压把水抽上来，其理论抽水高度约10m。若活塞与水面之间存在气体，其抽水高度将受到影响（气蚀现象）。为研究这种影响，小陈设计了图2所示装置。导热气缸顶部离水面高度h=10m，初始状态活塞与水面间存在空气（可视为理想气体），其压强与外界大气压p0相等，高度h1=2.5m，现利用电机将活塞缓慢拉升至气缸顶部。求气缸内液面上升的高度h2。连接电机（已知p0=105Pa，水的密度ρ=103kg/m3，g=10m/s2，固定滑轮忽略气缸外部液面高度的变化。）

16.[选修3-4]（12分）
（1）4. 由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左，右传播，波源振动的频率为。已知介质中P质点位于波源S的右侧，，P到S的距离不超过两个波长。Q（图中未画出）质点位于波源S的左侧，P、Q和S的平衡位置在一条直线上。时波源开始振动的方向如图所示，当Р第一次到达波峰时，波源S也恰好到达波峰，Q恰好第二次到达波谷，下列说法正确的是（　　）


A. 机械波在介质中的波速为 B. 机械波的波长为
C. Q点到波源S的距离为 D. P与Q同时通过平衡位置，且振动方向相同
（2） 一潜水员从海平面下与水平面夹角为53°斜向上投射一束激光，恰好照射到岛礁上一灯塔的塔尖上。已知塔尖离水平面高度为21m，潜水员在水下16m深处，海水的折射率约为，sin37° = 0.6，求：
（i）激光束的折射角；
（ⅱ）潜水员与塔尖的水平距离大约是多少。







































备战2023年高考物理模拟卷（重庆版）
卷03
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，水平地面上堆放着相同的10根原木，每根原木的重力为G，可将原木看成圆柱体，不考虑原木之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）

A. 最上面原木对其下面两根原木的压力为
B. 最上面原木对其下面两根原木的压力为
C. 正中间原木受到其他原木的作用力的合力为零
D. 正中间原木受到的合力为G，竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】AB．如图所示，对最上面原木根据对称性和平衡条件可得

解得

所以最上面原木对其下面两根原木的压力为

故A错误，B正确；

CD．正中间原木受到的合力为零，受到其他原木的作用力的合力与其重力平衡，大小为G，方向竖直向上，故CD错误。
故选B
2. 中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加“高加索2020”战略演习，演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，其运动的速度随时间变化的图像如图所示，时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（　　）

A. 时间内处于超重状态
B. 时间内所受阻力越来越大
C. 时间内的平均速度
D. 时间内合外力的冲量为零
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．时间内物体向下加速，所以加速度方向向下，属于失重状态，A错误。
B．时间内物体向下减速，根据牛二则有

图像斜率增加，加速度增加，阻力增加，B正确。
C．时间内不属于匀变速直线运动，所以无法使用

来求平均速度，C错误。
D．合外力的冲量等于物体动量的变化量，由于时间内速度的变化量不为0，所以动量的变化量也不为0，D错误。
故选B。
3. 如图所示，空间有一圆锥，点、分别是两母线的中点。现在顶点处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（　　）

A. 、两点的电场强度相同
B. 将一带负电的试探电荷从B点沿直径移到点，其电势能先减小后增大
C. 平行于底面且圆心为的截面为等势面
D. 若点的电势为，点的电势为，则连线中点处的电势等于
【答案】B
【解析】
【详解】A．、两点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；
B．将带负电的试探电荷从B点沿直径移到点过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，B正确；
C．处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以为圆心的球面，不是以圆心为的截面，C错误；
D．由于CB间的场强小于AC间的场强，由

得CB间的电势差小于AC间的电势差
又因为、到O点的距离相等，所以，同理可得，C为AB中点，则有

D错误；
故选B。
4. 如图为半径为R的半球形粗糙陶罐固定在水平转台上，随转台以相同角速度绕竖直轴转动，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐静止，此时小物块受到摩擦力恰好为零，它和O点的连线与对称轴OO′之间夹角为θ，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ）

A. 此时小物块的合力为mgsinθ
B. 此时小物块的线速度为
C. 此时转台的角速度为
D. 保持小物块相对罐壁静止，且增大转台的角速度，小物块仍不受摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A．小物块做匀速圆周运动的半径为

由题意可知此时小物块所受支持力和重力的合力恰好提供向心力，如图所示。

所以此时小物块的合力为

故A错误；
BC．设此时转台的角速度为ω，根据牛顿第二定律有

解得

此时小物块的线速度为

故B错误，C正确；
D．保持小物块相对罐壁静止，且增大转台的角速度，小物块所受支持力和重力的合力不足以提供向心力，此时小物块将受到沿内壁切线向下的摩擦力，从而提供一部分向心力，故D错误。
故选C。
5．如图所示，电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，则（　　）

A．电场力对每个氖20和氖22做的功不等
B．氖22进入磁场时的速度较大
C．氖22在磁场中运动的半径较小
D．若加速电压发生波动，两种离子打在照相底片上的位置可能重叠
【答案】 D
【解析】A．根据电场力做功公式，氖20和氖22的电荷量相同，加速电场电压相同，所以做的功相同，故A错误；
B．在加速电场中，根据动能定理有

由于氖20的质量小于氖22的质量，所以氖20的速度大于氖22的速度，故B错误；
C．在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，可得

解得

根据动能和动量的关系有

综上可判断，q、B和Ek相同，由于氖22的质量大，所以氖22的半径也大，故C错误；
D．在加速电场中，根据动能定理有

在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，可得

联立可得

对于同位素，加速电压相同时，质量越大做圆周运动的半径越大；对同种离子，加速电压越大，其做圆周运动的半径越大；若电压发生波动，则氖20和氖22做圆周运动的半径在一定的范围内变化，所以氖20在电压较高时的半径可能和氖22在电压较低时的半径相等，两种离子打在照相底片上的位置就重叠，故D正确。
故选D。
6. 绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（　　）

A. 负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B. 当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等
C. 负点电荷在B点速度大于
D. 负点电荷在AO段的平均速度等于在OB段的平均速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．图像斜率绝对值表示电场强度的大小，A点运动到O点过程中，图像斜率越来越小，电场强度越来越小，点电荷所受电场力越来越小，则加速度也越来越小，A错误；
B．作图如图所示

根据上述，O点运动到B点过程是匀强电场，该电场强度的大小与图中虚线表示的电场强度大小相等，由于左侧图线为四分之一圆弧，将虚线平移至与圆弧相切，切点处的电场强度大小与右侧电场强度大小相等，根据几何关系可知，该切点的横坐标为，即当负点电荷分别处于和时，电场力大小相等，B正确；
C．根据

可知，负点电荷由A点运动到B点过程中，电场力做的功为0，即合外力做的功为0，根据动能定理可知，负点电荷在B点速度等于，C错误；
D．根据上述可知，负点电荷由A点运动到B点过程中，先做加速度减小的变加速运动，后做匀减速直线运动，作出图如图所示

由于变加速过程与匀减速过程的位移相等，即上图中曲线与时间轴所围面积等于直线与时间轴所围面积，则

根据

可知，负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度，D错误。
故选B。
7. 如图所示，将小球放在竖直放置的轻弹簧上，把小球往下按至A位置，松手后，弹簧弹出小球，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. 小球在上升过程中机械能守恒
B. 小球在位置B时速度最大
C. 从A到B过程中，小球动能和弹簧弹性势能之和先增大后减小
D. 小球在位置A的加速度大于重力加速度g
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球机械能增大，故A错误；
B．小球所受合力为零时速度最大，此时弹簧处于压缩状态，所以该位置在A、B之间，故B错误；
C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，从A到B的过程中，小球重力势能一直增大，所以小球动能和弹簧弹性势能之和一直减小，故C错误；
D．易知小球上升至B点时的速度不为零，设从A到B弹簧弹力对位移的平均值为，根据动能定理有

所以

根据胡克定律可知，从A到B，弹簧弹力与小球位移成线性关系，且小球在B点时弹簧弹力为零，所以

即

在A点，根据牛顿第二定律有

解得

故D正确
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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3分，有选错的得0分。
8.水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（　　）

A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为
C. 水车最大角速度接近 D. 水车最大角速度接近
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．水流垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足

解得

故B正确，A错误；
CD．水流到水轮叶面上时的速度大小为

根据

解得

故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，A、B两点是赤道圆上的两点且相距为R，P是地球的同步卫星，并在A、B的中垂线上。若地球质量为M，半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，光速为c，则下列说法正确的是（ ）

A. 地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度和质量
B. 该同步卫星P离地面的高度为
C. 若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为
D. 若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为

【答案】BC
【解析】
【详解】A．地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度，卫星质量可以不同，A错误；
B．由牛顿第二定律

解得

B正确；
CD．AP之间的距离为

A、B两点通过P传递信息的时间为

C正确、D错误。
故选BC。
10．如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为，经过B点的速度大小为，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了，已知A、B两点间的距离为，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则（　　）

A．带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减少
B．A点的电势低于B点的电势
C．A、B两点间的电势差为
D．匀强电场的电场强度为
【答案】 ABC
【解析】A．依题意，粒子从A运动到B的过程中，水平向右做减速运动，竖直向下做加速运动，则粒子受到的电场力指向左下方，如图所示

电场力F与初速方向成钝角，可知粒子在电场力反方向上做匀减速、在垂直于电场力方向上做匀速运动，所以粒子的速度先变小后变大，电场力对粒子先做负功后做正功，电势能先增加后减少，故A正确；
B．因，根据动能定理，从A到B的过程中，电场力做正功，则电势能减小，所以粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，又因为粒子带负电，所以A点的电势小于B点的电势，故B正确；
C．设两点间的电势差为，由动能定理

解得

故C正确；
D．电场强度等于A、B两点间的电势差与沿电场线方向的距离之比，依题意可知电场的电场强度的方向与电场力的方向相反，指向右上方，不在方向上，即A、B两点沿电场线方向的距离小于L，匀强电场的电场强度大于，故D错误。
故选ABC。
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 某同学用图中所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把大小相同的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

(1)本实验必须测量的物理量有________
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)根据实验要求，两小球的质量关系为ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？____________（填“同时落地”、“a球先落地”或“b球先落地”），如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？____________（填“有影响”、“没有影响”）；
(4)为测定未放小球b时，小球a落点B的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图中给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________ cm；
(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_____________________．（用题中测得物理量的符号表示）
【答案】 ①. BE ②. 大于 ③. b球先落地 ④. 对实验结果无影响 ⑤. 45.95(45.92~45.98) ⑥. maOB＝maOA＋mbOC
【解析】
【分析】（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替（2）小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出各自做平抛运动的落地点，根据平抛运动的特点求出碰撞前后两个小球的速度，根据动量的公式列出表达式，代入数据看碰撞前后的动量是否相等．
【详解】（1）根据实验原理，利用平抛的水平距离和物体质量的乘积列动量守恒，所以需要测量小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC．故选BE．（2）要使碰后a球的速度大于零，水平向右，故两球的关系是ma 应大于mb,，
（3）b球先落地，b球先做的平抛运动．
（4）不影响实验结果．因为两小球各自做平抛运动的时间是相等的．
（5）小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以未放被碰小球时小球a的落地点为B点，由图可知OB距离应为45.95cm；
（6）B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度

碰撞后被碰小球的速度
若mav1=mbv3+mav2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒
带入数据得：maOB＝maOA＋mbOC
【点睛】本题利用各自做平抛运动的时间相等，水平方向做匀速直线运动的特点，将速度关系转化为位移关系．
12. 用以下器材尽可能准确地测量待测电阻的阻值。
A．待测电阻，阻值约为200；
B．电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计；
C．电流表，量程为0～10mA，内电阻＝20；
D．电流表，量程为0～20mA，内电阻约为≈8；
E．定值电阻，阻值＝80；
F．滑动变阻器，最大阻值为10；
G．滑动变阻器，最大阻值为200；
H．单刀单掷开关S，导线若干；
（1）为了尽可能准确地测量电阻的阻值，请你设计并在图虚线框内完成实验电路图________。

（2）滑动变阻器应该选________（选填器材前面的字母代号）；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_________端（选填“a”或“b”）；
（3）若某次测量中电流表的示数为，电流表的示数为，则的表达式为：______。（用题中测得物理量的符号表示）
【答案】 ①. ②. F ③. b ④.
【解析】
【详解】（1）[1]没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1与定值电阻串联测电压，用电流表A2测电流，故虚线框内的电路图如图所示

（2）[2]滑动变阻器要采用分压接法，为方便实验操作和精确，要选择阻值较小的，故滑动变阻器应选择R1，即选F；
[3]滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应置于b端；
（3）[4]由图示电路图可知，待测电阻阻值为

13．2021年7月20日，世界首套时速600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相，这是当前速度最快的地面交通工具，如图甲所示。超导磁悬浮列车是通过周期性变换磁极方向而获得推进动力。其原理如下：固定在列车下端的矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边长为d、轨道区域内存在垂直于金属框平面磁场，如图乙所示磁感应强度随到MN边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大值为B0。磁场以速度v1、列车以速度v2沿相同的方向匀速行驶，且v1> v2，从而产生感应电流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：
（1）如图丙所示，时刻线框左右两边恰好和磁场I两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的表达式；
（2）从时刻起列车匀速行驶s（s足够大）距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。

【答案】 （1）；（2）
【解析】（1）由题意得

又

得

当线框切割磁感线的边到达磁感应强度最大位置处时有

电流的最大值为

电流的顺时值为

（2）由（1）问可知，该电流为正弦式交变电流，其有效值为

列车匀速行驶距离经历时间为

故矩形金属线框产生的焦耳热为

得

14. 如图为游乐场一款弹射游戏的侧视投影图，弹射装置K将质量为m1=0.1kg的小球（可视为质点）沿水平轨道弹出，在A点与静止的质量为m2=0.1kg的物块发生碰撞并粘在一起形成系统，系统通过A点时对轨道的压力大小为5.2N，其后进入圆心角θ=53°，R=0.5m的圆弧轨道AB，从圆弧轨道末端沿切线飞出，恰好能够垂直穿过竖直挡板M的小孔中心，不考虑一切阻力，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。求：
（1）小球与物块碰撞前的速度大小；（结果保留根号）
（2）竖直挡板的小孔中心离圆弧B端的水平距离x和竖直高度h。

【答案】（1）；（2），0.128m
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第三定律可知，小球与物块组成的系统通过A点时受到的支持力大小为
FN=5.2N
根据牛顿第二定律有

解得

小球与物块的碰撞过程，根据动量守恒定律有

解得

（2）系统由A点运动到B点，根据机械能守恒定律有

解得
vB=2m/s
系统从B点到竖直挡板的小孔中心的过程做斜抛运动，且小孔中心恰好为轨迹的最高点，则系统从B点到竖直挡板的小孔中心的运动时间为

竖直挡板的小孔中心离圆弧B端的水平距离为

竖直高度为




（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）9. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环过程，其压强的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. B→C过程中气体温度不变
B. B状态下单位体积内的气体分子数一定比C状态下的多
C. C→A过程中气体放出热量
D. A状态下的气体分子在单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数一定比C状态下的少
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据理想气体状态方程

结合题图，可知从B→C过程中气体温度保持不变，压强增大，体积减小，所以B状态下单位体积内的气体分子数一定比C状态下的少，故A正确，B错误；
C．由题图知C→A过程中气体压强不变，体积增大，气体对外做功（），由理想气体状态方程可知温度升高（），由热力学第一定律

可知，气体吸收热量（），故C错误；
D．C→A过程中气体压强不变，体积增大，温度升高，则气体分子的平均动能增大，由气体压强微观解释可知：在单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数一定比C状态下的少，故D正确。
故选AD。
（2）如图1，活塞式抽水机的原理是利用大气压把水抽上来，其理论抽水高度约10m。若活塞与水面之间存在气体，其抽水高度将受到影响（气蚀现象）。为研究这种影响，小陈设计了图2所示装置。导热气缸顶部离水面高度h=10m，初始状态活塞与水面间存在空气（可视为理想气体），其压强与外界大气压p0相等，高度h1=2.5m，现利用电机将活塞缓慢拉升至气缸顶部。求气缸内液面上升的高度h2。连接电机（已知p0=105Pa，水的密度ρ=103kg/m3，g=10m/s2，固定滑轮忽略气缸外部液面高度的变化。）


【答案】5m
【解析】
【详解】缸内气体初状态的压强为，气体高度为h1；末状态压强

气体高度为

导热气缸抽气过程中等温变化，则有

联立解得
5m或15m（舍去）
气缸内液面上升的高度h2=5m
16.[选修3-4]（12分）
（1）4. 由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左，右传播，波源振动的频率为。已知介质中P质点位于波源S的右侧，，P到S的距离不超过两个波长。Q（图中未画出）质点位于波源S的左侧，P、Q和S的平衡位置在一条直线上。时波源开始振动的方向如图所示，当Р第一次到达波峰时，波源S也恰好到达波峰，Q恰好第二次到达波谷，下列说法正确的是（　　）


A. 机械波在介质中的波速为 B. 机械波的波长为
C. Q点到波源S的距离为 D. P与Q同时通过平衡位置，且振动方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，P与S相距一个或两个波长，因为SP=0.8m，所以波长可能为

或

t=0时刻S振动方向向上，Q恰好第二次到达波谷，Q质点振动的时间为

所以SP间的距离有两个波长，即，可得波速为

故AB错误；
C．由上分析可得

若SQ为，则 SP间将超过两个波长，所以

故C正确；
D．由以上分析可知QP相差两个半波长，所以P与Q同时通过平衡位置，且振动方向相反，故D错误。
故选C。
（2） 一潜水员从海平面下与水平面夹角为53°斜向上投射一束激光，恰好照射到岛礁上一灯塔的塔尖上。已知塔尖离水平面高度为21m，潜水员在水下16m深处，海水的折射率约为，sin37° = 0.6，求：
（i）激光束的折射角；
（ⅱ）潜水员与塔尖的水平距离大约是多少。
【答案】（i）53°；（ⅱ）40m
【解析】
【详解】（i）根据题意画出光路图如下图所示


根据几何关系有
i1= 37°
根据折射定律有
nsini1= sini2
解得
i2= 53°
（ⅱ）根据几何关系有
x = OA + OB



联立解得
x = 40m