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2022-2023学年江苏省泰州市姜堰区“八校联盟”高三下学期4月诊断考试物理试题
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这是一份2022-2023学年江苏省泰州市姜堰区“八校联盟”高三下学期4月诊断考试物理试题，共19页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省泰州市姜堰区“八校联盟”高三下学期4月诊断考试物理试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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。
1、如图所示，倾角为的斜面体A置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知A、B的质量分别为M、m，它们之间的动摩擦因数为。现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F，使B沿斜面向下运动，A始终处于静止状态，则下列说法中不正确的是（ ）
A．无论F的大小如何，B一定加速下滑
B．物体A对水平面的压力
C．B运动的加速度大小为
D．水平面对A一定没有摩擦力
2、我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空。已知引力常量为G，地球半径为R，“墨子号”距地面高度为h，线速度为，地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为，下列说法正确的是
A． B．卫星距离地面的高度h可用来表示
C．地球的质量可表示为 D．此卫星角速度大于
3、已知天然材料的折射率都为正值（）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
4、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（ ）
A．Ek1>Ek2
B．单色光1的频率比单色光2的频率高
C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大
D．单色光1和单色光2的频率之差为
5、如图甲所示，一铝制圆环处于垂直环面的磁场中，圆环半径为r，电阻为R，磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示，时刻磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，环中的感应电流沿逆时针方向
B．在时刻，环中的电功率为
C．在时刻，环中的感应电动势为零
D．0~t0内，圆环有收缩的趋势
6、滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（ ）
A．滑轮a、b都只受三个力作用
B．滑轮b不受摩擦力的作用
C．甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动
D．乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，分别在M、N两点固定放置带电荷量分别为+Q和-q（Q>q）的点电荷，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。以下判断正确的是（ ）
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．C点的电场强度方向跟D点的电场强度方向相同
C．A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差
D．试探电荷+q在A点的电势能大于在B点的电势能
8、质量均为m的小球A、B分别固定在一长为L的轻杆的中点和一端点，如图所示。当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时，则（ ）
A．处于中点的小球A的线速度为
B．处于中点的小球A的加速度为
C．处于端点的小球B所受的合外力为
D．轻杆段中的拉力与段中的拉力之比为3：2
9、如图，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（ ）
A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力
B．a与b碰后，a的速度为0
C．落地弹起后，a能上升的最大高度为h
D．落地弹起后，b能上升的最大高度为4h
10、如图所示，间距为L＝、长为5.0m的光滑导轨固定在水平面上，一电容为C＝0.1F的平行板电容器接在导轨的左端．垂直于水平面的磁场沿x轴方向上按（其中，）分布，垂直x轴方向的磁场均匀分布．现有一导体棒横跨在导体框上，在沿x轴方向的水平拉力F作用下，以v=的速度从处沿x轴方向匀速运动，不计所有电阻，下面说法中正确的是
A．电容器中的电场随时间均匀增大
B．电路中的电流随时间均匀增大
C．拉力F的功率随时间均匀增大
D．导体棒运动至m处时，所受安培力为0.02N
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电阻Rx的阻值，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，指针位置如图所示，电阻Rx的阻值为______kΩ。
（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表V1（量程0～1V，内阻约3kΩ）
B．电压表V2（量程0～10V，内阻约100 kΩ）
C．电流表A1（量程0～250μA，内阻Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
E．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）
F．定值电阻R1（阻值R1=400Ω）
G．电源E（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）
①电压表选用________，电流表选用_____________（填写器材的名称）
②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（________）
③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。（可能用到的数据：电压表V1、V2示数分别为U1、U2；电流表A1、A2的示数分别为I1、I2）
12．（12分）测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势E约为8V，内阻r约为。实验室提供的器材：
A、量程为200mA．内阻未知的电流表G；
B、电阻箱；
C、滑动变阻器；
D、滑动变阻器；
E、开关3只，导线若干。
(1)先用如图所示的电路来测定电流表G内阻。补充完成实验：
①为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取__________（选填“”或“”）；
②连接好电路，断开、，将的滑片滑到__________（选填“a”或“b”）端；
③闭合，调节，使电流表G满偏；
④保持不变，再闭合，调节电阻箱电阻时，电流表G的读数为100mA；
⑤调节电阻箱时，干路上电流几乎不变，则测定的电流表G内阻__________；
(2)再用如图甲所示的电路，测定该特殊电池的电动势和内阻。由于电流表G内阻较小，在电路中串联了合适的定值电阻作为保护电阻。按电路图连接好电路，然后闭合开关S，调整电阻箱的阻值为R，读取电流表的示数，记录多组数据（R，I），建立坐标系，描点作图得到了如图乙所示的图线，则电池的电动势__________V，内阻__________。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）在如图所示的坐标系中，仅第三象限的磁场垂直坐标系所在平面向外，其余象限的磁场方向均垂直坐标系所在平面向里，四个象限中的磁感应强度大小均为B。其中M、N两点为x轴负半轴和y轴负半轴上的点，坐标分别、，一带负电的粒子由M点沿MN连线方向射入，忽略粒子的重力。求：
(1)如果负粒子由M点射入后刚好能经过坐标原点第一次离开边界线，负粒子在第三象限磁场中的路程为多少？
(2)如果负粒子由M点射入后能经O点到达N，负粒子的路程为多少？
14．（16分）第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始。不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。已知，红壶经过P点时速度v0=3.25m/s，P、O两点相距L=27m，大本营半径R=1.83m，从红壶进人刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。
（1）试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；
（2）求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。
15．（12分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2 V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：
（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？
（2）粒子在磁场区域运动的总时间？
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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。
1、B
【解析】
AC．因A、B间的动摩擦因数为，即
则施加平行于斜面的力F后，由牛顿第二定律有
联立可得
即无论F的大小如何，B一定加速下滑，故AC正确，不符题意；
B．对斜面受力分析，如图所示
由竖直方向的平衡有
联立可得
故B错误，符合题意；
D．对斜面在水平方向的力有关系式
故水平面无相对运动趋势，水平面对斜面无摩擦力，故D正确,不符题意。
本题选不正确的故选B。
2、C
【解析】
A．由万有引力提供向心力，有
，
联立得
选项A错误；
B．对量子卫星有
得
代入，得
，
选项B错误；
C．对量子卫星有
得
选项C正确；
D．
对量子卫星有
代入，得此卫星角速度为
<
选项D错误。
故选C。
3、D
【解析】
ABCD．由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A．由于：
所以：
A错误；
B．由：
可知，单色光1的频率比单色光2的频率低，B错误；
C．只增大照射光的强度，光电子的最大初动能不变，因此遏止电压不变，C错误；
D．由：
得：
D正确。
故选D。
5、B
【解析】
A．由磁场的磁感应强度B随时间变化关系图象可知，磁场反向后，产生的感应电流的方向没有改变，0~t0时间内，磁场垂直纸面向里，B减小，所以线圈中的磁通量在减小，根据楞次定律可判断线圈的电流方向为顺时针，所以A错误；
BC．由图象可得斜率为
则由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的感应电动势为
线圈的电功率为
所以B正确，C错误；
D ．0~t0内，磁感应强度在减小，线圈的磁通量在减小，所以根据楞次定律可知，线圈有扩张趋势，所以D错误。
故选B。
6、C
【解析】
AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得
解得
对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得
解得
故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；
C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；
D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，故D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、CD
【解析】
A．由于，A点处电场线比B点处电场线密，A点的电场强度大于B点的电场强度，A错误；
B．电场线从Q出发到q终止，关于MN对称，C、D两点电场线疏密程度相同，但方向不同，B错误；
C．由于C点电势等于D点电势，则A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差，C正确；
D．A点的电势高于B点的电势，+q在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。
故选CD。
8、CD
【解析】
A．处于中点的小球A的运动半径为，根据线速度与角速度的关系可知线速度
A错误；
B．处于中点的小球A的加速度为
B错误；
C．处于端点的小球B的向心加速度
由牛顿第二定律可知小球B所受的合外力为
C正确；
D．设轻杆段中的拉力为，轻杆段中的拉力为，对小球A由牛顿第二定律可得
对小球B由牛顿第二定律可得
联立解得
D正确。
故选CD。
9、BD
【解析】
A．两球下落过程中，两球都处于完全失重状态，则b对a没有压力，选项A错误；
BCD．设两球落地时速度均为
方向竖直向下，则a与地面相碰后反弹，速度变为竖直向上的v，则ab碰撞时，设向上为正方向，由动量守恒
由能量关系
解得
则落地弹起后，a能上升的最大高度为零，b能上升的最大高度为
选项C错误，BD正确。
故选BD。
10、AC
【解析】
根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得E=BLv，所以△E=△BLv，由于磁场随位移均匀变化，所以感应电动势随位移均匀增大，电容器两端的电压均匀变化，电场强度也是均匀变化的，A正确；电容器的电容 ，解得：I=LCv，由于导体棒匀速运动，且磁感应强度随位移均匀变化，而x=v•△t，所以电流强度不变，B错误；
导体棒匀速运动，根据平衡条件可得F=BIL，而B均匀增大，所以安培力均匀增大，拉力F均匀增大，拉力做功功率等于克服安培力做功功率，即P=Fv可知，外力的功率均匀增大，C正确；导体棒运动至x=3m处时，磁感应强度为B=（0.4+0.2×3）T=1T，电流强度：I=LCv=LCv2=0.2×1×0.1×4A=0.08A，所以导体棒所受安培力为FA=BIL=1×0.08×1N=0.08N，故D错误．故选AC．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、10 V2 A1 或
【解析】
（1）[1]将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，则电阻Rx的阻值为：10×1kΩ=10kΩ；
（2）①[2]因电源E的电动势12V，所以电压表选V2；
[3]回路中的最大电流：
A=1.2μA
所以电流表选A1；
②[4]根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流=1.2μA大于A1的量程，所以应并联定值电阻R1，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图所示：
③[5]根据电路图可知，Rx两端的电压为
流过Rx的电流为：
根据欧姆定律有：
代入解得：或
12、R2 a 2 10 48
【解析】
(1)①[1]．由题意可知，电源电动势约为8V，而电流表量程为200mA，则电流表达满偏时需要的电流为
故为了安全和准确，滑动变阻器应选择R2；
②[2]．为了让电路中电流由最小开始调节，滑动变阻器开始时接入电阻应最大，故滑片应滑至a端；
⑤[3]．由实验步骤可知，本实验采用了半偏法，由于电流表示数减为原来的一半，则说明电流表内阻与电阻箱电阻相等，即Rg=2Ω；
(2)[4]．根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知：
变形可得
则由图象可知图象的斜率
解得
E=10V
[5]．图象与纵轴的交点为5，则可知
解得
r=48Ω
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)πa或2πa
【解析】
(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R，若电子从M点出发刚好经原点O第一次离开边界线，如图甲所示
则有
2Rcos45°＝
解得
R＝a
运动轨迹为四分之一圆周，所以运动的路程
s＝
(2)负粒子从M点出发经原点O到达N点，若粒子经原点O第一次射出磁场分界线，则轨迹如图甲，运动路程为一个圆周即
s＝2πR＝2πa
若粒子第N次离开磁场边界为O点，则要回到N点，经过O点的速度必然斜向下45°，则运动轨迹如图乙
根据几何关系有
圆周运动半径
运动通过的路程为
s＝＝＝πa
14、（1）会滑出；（2）s=15m
【解析】
（1）设冰壶的质量为m，碰撞前、后瞬间红壶、蓝壶的速度分别为v1、和，由图乙可得
v1=1.25m/s
=0.25m/s
由动量守恒定律得
①
设碰后蓝壶滑行距离为s1，红壶、蓝壶的加速度大小均为a1
②
③
由①②③及图乙信息得
s1=2.00m>R=1.83m④
会滑出；
（2）设在不刷冰区域红壶受到的摩擦力大小为
⑤
由图乙可得t=0时红壶的速度=1.35m/s，设在刷冰区域红壶受到的摩擦力大小为，加速度大小为
⑥
在红壶经过P点到与蓝壶发生正碰前的过程中，由动能定理得
⑧
由③⑤⑥⑦⑧式及代入数据得
s=15m⑨
15、（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；
（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．
【解析】
试题分析：（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，求出运动的半径，从而即可求解；
（2）根据圆周运动的周期公式，可求出在磁场中总时间；
（3）粒子做类平抛运动，将其运动分解，运用运动学公式与牛顿第二定律，即可求解．
解：（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图．
第一次经过磁场边界上的A点
由，
得，
所以，A点坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）．
（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T，则
，
其中
代入数据解得：T=1.256×10﹣3s
所以t=1.26×10﹣3s．
（3）微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动，则
由牛顿第二定律，qE=ma
△y=v0t1
代入数据解得：△y=8m
y=△y﹣2r=8﹣2×0.4m=7.2m
即：离开电磁场时距O点的距离为7.2m．
答：（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；
（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．
【点评】考查牛顿第二定律在匀速圆周运动中、类平抛运动中的应用，并根据运动的合成与分解来解题，紧扣运动的时间相等性．
2022-2023学年江苏省泰州市姜堰区“八校联盟”高三下学期4月诊断考试物理试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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。
1、如图所示，倾角为的斜面体A置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知A、B的质量分别为M、m，它们之间的动摩擦因数为。现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F，使B沿斜面向下运动，A始终处于静止状态，则下列说法中不正确的是（ ）
A．无论F的大小如何，B一定加速下滑
B．物体A对水平面的压力
C．B运动的加速度大小为
D．水平面对A一定没有摩擦力
2、我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空。已知引力常量为G，地球半径为R，“墨子号”距地面高度为h，线速度为，地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为，下列说法正确的是
A． B．卫星距离地面的高度h可用来表示
C．地球的质量可表示为 D．此卫星角速度大于
3、已知天然材料的折射率都为正值（）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
4、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（ ）
A．Ek1>Ek2
B．单色光1的频率比单色光2的频率高
C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大
D．单色光1和单色光2的频率之差为
5、如图甲所示，一铝制圆环处于垂直环面的磁场中，圆环半径为r，电阻为R，磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示，时刻磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，环中的感应电流沿逆时针方向
B．在时刻，环中的电功率为
C．在时刻，环中的感应电动势为零
D．0~t0内，圆环有收缩的趋势
6、滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（ ）
A．滑轮a、b都只受三个力作用
B．滑轮b不受摩擦力的作用
C．甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动
D．乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，分别在M、N两点固定放置带电荷量分别为+Q和-q（Q>q）的点电荷，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。以下判断正确的是（ ）
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．C点的电场强度方向跟D点的电场强度方向相同
C．A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差
D．试探电荷+q在A点的电势能大于在B点的电势能
8、质量均为m的小球A、B分别固定在一长为L的轻杆的中点和一端点，如图所示。当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时，则（ ）
A．处于中点的小球A的线速度为
B．处于中点的小球A的加速度为
C．处于端点的小球B所受的合外力为
D．轻杆段中的拉力与段中的拉力之比为3：2
9、如图，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（ ）
A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力
B．a与b碰后，a的速度为0
C．落地弹起后，a能上升的最大高度为h
D．落地弹起后，b能上升的最大高度为4h
10、如图所示，间距为L＝、长为5.0m的光滑导轨固定在水平面上，一电容为C＝0.1F的平行板电容器接在导轨的左端．垂直于水平面的磁场沿x轴方向上按（其中，）分布，垂直x轴方向的磁场均匀分布．现有一导体棒横跨在导体框上，在沿x轴方向的水平拉力F作用下，以v=的速度从处沿x轴方向匀速运动，不计所有电阻，下面说法中正确的是
A．电容器中的电场随时间均匀增大
B．电路中的电流随时间均匀增大
C．拉力F的功率随时间均匀增大
D．导体棒运动至m处时，所受安培力为0.02N
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电阻Rx的阻值，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，指针位置如图所示，电阻Rx的阻值为______kΩ。
（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表V1（量程0～1V，内阻约3kΩ）
B．电压表V2（量程0～10V，内阻约100 kΩ）
C．电流表A1（量程0～250μA，内阻Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
E．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）
F．定值电阻R1（阻值R1=400Ω）
G．电源E（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）
①电压表选用________，电流表选用_____________（填写器材的名称）
②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（________）
③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。（可能用到的数据：电压表V1、V2示数分别为U1、U2；电流表A1、A2的示数分别为I1、I2）
12．（12分）测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势E约为8V，内阻r约为。实验室提供的器材：
A、量程为200mA．内阻未知的电流表G；
B、电阻箱；
C、滑动变阻器；
D、滑动变阻器；
E、开关3只，导线若干。
(1)先用如图所示的电路来测定电流表G内阻。补充完成实验：
①为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取__________（选填“”或“”）；
②连接好电路，断开、，将的滑片滑到__________（选填“a”或“b”）端；
③闭合，调节，使电流表G满偏；
④保持不变，再闭合，调节电阻箱电阻时，电流表G的读数为100mA；
⑤调节电阻箱时，干路上电流几乎不变，则测定的电流表G内阻__________；
(2)再用如图甲所示的电路，测定该特殊电池的电动势和内阻。由于电流表G内阻较小，在电路中串联了合适的定值电阻作为保护电阻。按电路图连接好电路，然后闭合开关S，调整电阻箱的阻值为R，读取电流表的示数，记录多组数据（R，I），建立坐标系，描点作图得到了如图乙所示的图线，则电池的电动势__________V，内阻__________。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）在如图所示的坐标系中，仅第三象限的磁场垂直坐标系所在平面向外，其余象限的磁场方向均垂直坐标系所在平面向里，四个象限中的磁感应强度大小均为B。其中M、N两点为x轴负半轴和y轴负半轴上的点，坐标分别、，一带负电的粒子由M点沿MN连线方向射入，忽略粒子的重力。求：
(1)如果负粒子由M点射入后刚好能经过坐标原点第一次离开边界线，负粒子在第三象限磁场中的路程为多少？
(2)如果负粒子由M点射入后能经O点到达N，负粒子的路程为多少？
14．（16分）第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始。不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。已知，红壶经过P点时速度v0=3.25m/s，P、O两点相距L=27m，大本营半径R=1.83m，从红壶进人刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。
（1）试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；
（2）求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。
15．（12分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2 V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：
（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？
（2）粒子在磁场区域运动的总时间？
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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。
1、B
【解析】
AC．因A、B间的动摩擦因数为，即
则施加平行于斜面的力F后，由牛顿第二定律有
联立可得
即无论F的大小如何，B一定加速下滑，故AC正确，不符题意；
B．对斜面受力分析，如图所示
由竖直方向的平衡有
联立可得
故B错误，符合题意；
D．对斜面在水平方向的力有关系式
故水平面无相对运动趋势，水平面对斜面无摩擦力，故D正确,不符题意。
本题选不正确的故选B。
2、C
【解析】
A．由万有引力提供向心力，有
，
联立得
选项A错误；
B．对量子卫星有
得
代入，得
，
选项B错误；
C．对量子卫星有
得
选项C正确；
D．
对量子卫星有
代入，得此卫星角速度为
<
选项D错误。
故选C。
3、D
【解析】
ABCD．由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A．由于：
所以：
A错误；
B．由：
可知，单色光1的频率比单色光2的频率低，B错误；
C．只增大照射光的强度，光电子的最大初动能不变，因此遏止电压不变，C错误；
D．由：
得：
D正确。
故选D。
5、B
【解析】
A．由磁场的磁感应强度B随时间变化关系图象可知，磁场反向后，产生的感应电流的方向没有改变，0~t0时间内，磁场垂直纸面向里，B减小，所以线圈中的磁通量在减小，根据楞次定律可判断线圈的电流方向为顺时针，所以A错误；
BC．由图象可得斜率为
则由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的感应电动势为
线圈的电功率为
所以B正确，C错误；
D ．0~t0内，磁感应强度在减小，线圈的磁通量在减小，所以根据楞次定律可知，线圈有扩张趋势，所以D错误。
故选B。
6、C
【解析】
AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得
解得
对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得
解得
故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；
C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；
D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，故D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、CD
【解析】
A．由于，A点处电场线比B点处电场线密，A点的电场强度大于B点的电场强度，A错误；
B．电场线从Q出发到q终止，关于MN对称，C、D两点电场线疏密程度相同，但方向不同，B错误；
C．由于C点电势等于D点电势，则A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差，C正确；
D．A点的电势高于B点的电势，+q在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。
故选CD。
8、CD
【解析】
A．处于中点的小球A的运动半径为，根据线速度与角速度的关系可知线速度
A错误；
B．处于中点的小球A的加速度为
B错误；
C．处于端点的小球B的向心加速度
由牛顿第二定律可知小球B所受的合外力为
C正确；
D．设轻杆段中的拉力为，轻杆段中的拉力为，对小球A由牛顿第二定律可得
对小球B由牛顿第二定律可得
联立解得
D正确。
故选CD。
9、BD
【解析】
A．两球下落过程中，两球都处于完全失重状态，则b对a没有压力，选项A错误；
BCD．设两球落地时速度均为
方向竖直向下，则a与地面相碰后反弹，速度变为竖直向上的v，则ab碰撞时，设向上为正方向，由动量守恒
由能量关系
解得
则落地弹起后，a能上升的最大高度为零，b能上升的最大高度为
选项C错误，BD正确。
故选BD。
10、AC
【解析】
根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得E=BLv，所以△E=△BLv，由于磁场随位移均匀变化，所以感应电动势随位移均匀增大，电容器两端的电压均匀变化，电场强度也是均匀变化的，A正确；电容器的电容 ，解得：I=LCv，由于导体棒匀速运动，且磁感应强度随位移均匀变化，而x=v•△t，所以电流强度不变，B错误；
导体棒匀速运动，根据平衡条件可得F=BIL，而B均匀增大，所以安培力均匀增大，拉力F均匀增大，拉力做功功率等于克服安培力做功功率，即P=Fv可知，外力的功率均匀增大，C正确；导体棒运动至x=3m处时，磁感应强度为B=（0.4+0.2×3）T=1T，电流强度：I=LCv=LCv2=0.2×1×0.1×4A=0.08A，所以导体棒所受安培力为FA=BIL=1×0.08×1N=0.08N，故D错误．故选AC．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、10 V2 A1 或
【解析】
（1）[1]将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，则电阻Rx的阻值为：10×1kΩ=10kΩ；
（2）①[2]因电源E的电动势12V，所以电压表选V2；
[3]回路中的最大电流：
A=1.2μA
所以电流表选A1；
②[4]根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流=1.2μA大于A1的量程，所以应并联定值电阻R1，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图所示：
③[5]根据电路图可知，Rx两端的电压为
流过Rx的电流为：
根据欧姆定律有：
代入解得：或
12、R2 a 2 10 48
【解析】
(1)①[1]．由题意可知，电源电动势约为8V，而电流表量程为200mA，则电流表达满偏时需要的电流为
故为了安全和准确，滑动变阻器应选择R2；
②[2]．为了让电路中电流由最小开始调节，滑动变阻器开始时接入电阻应最大，故滑片应滑至a端；
⑤[3]．由实验步骤可知，本实验采用了半偏法，由于电流表示数减为原来的一半，则说明电流表内阻与电阻箱电阻相等，即Rg=2Ω；
(2)[4]．根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知：
变形可得
则由图象可知图象的斜率
解得
E=10V
[5]．图象与纵轴的交点为5，则可知
解得
r=48Ω
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)πa或2πa
【解析】
(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R，若电子从M点出发刚好经原点O第一次离开边界线，如图甲所示
则有
2Rcos45°＝
解得
R＝a
运动轨迹为四分之一圆周，所以运动的路程
s＝
(2)负粒子从M点出发经原点O到达N点，若粒子经原点O第一次射出磁场分界线，则轨迹如图甲，运动路程为一个圆周即
s＝2πR＝2πa
若粒子第N次离开磁场边界为O点，则要回到N点，经过O点的速度必然斜向下45°，则运动轨迹如图乙
根据几何关系有
圆周运动半径
运动通过的路程为
s＝＝＝πa
14、（1）会滑出；（2）s=15m
【解析】
（1）设冰壶的质量为m，碰撞前、后瞬间红壶、蓝壶的速度分别为v1、和，由图乙可得
v1=1.25m/s
=0.25m/s
由动量守恒定律得
①
设碰后蓝壶滑行距离为s1，红壶、蓝壶的加速度大小均为a1
②
③
由①②③及图乙信息得
s1=2.00m>R=1.83m④
会滑出；
（2）设在不刷冰区域红壶受到的摩擦力大小为
⑤
由图乙可得t=0时红壶的速度=1.35m/s，设在刷冰区域红壶受到的摩擦力大小为，加速度大小为
⑥
在红壶经过P点到与蓝壶发生正碰前的过程中，由动能定理得
⑧
由③⑤⑥⑦⑧式及代入数据得
s=15m⑨
15、（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；
（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．
【解析】
试题分析：（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，求出运动的半径，从而即可求解；
（2）根据圆周运动的周期公式，可求出在磁场中总时间；
（3）粒子做类平抛运动，将其运动分解，运用运动学公式与牛顿第二定律，即可求解．
解：（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图．
第一次经过磁场边界上的A点
由，
得，
所以，A点坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）．
（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T，则
，
其中
代入数据解得：T=1.256×10﹣3s
所以t=1.26×10﹣3s．
（3）微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动，则
由牛顿第二定律，qE=ma
△y=v0t1
代入数据解得：△y=8m
y=△y﹣2r=8﹣2×0.4m=7.2m
即：离开电磁场时距O点的距离为7.2m．
答：（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；
（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；
（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．
【点评】考查牛顿第二定律在匀速圆周运动中、类平抛运动中的应用，并根据运动的合成与分解来解题，紧扣运动的时间相等性．
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