2022-2023学年浙江省温州市示范名校三月调考物理试题

这是一份2022-2023学年浙江省温州市示范名校三月调考物理试题，共15页。试卷主要包含了热等静压设备广泛用于材料加工中等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年浙江省温州市示范名校三月调考物理试题
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，再选涂其它答案标号。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。

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，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
2、阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到一定值时大气将被击穿，发生闪电。若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板间距离记为，电压为，积雨云底面面积约为。若已知静电力常量与空气的介电常数，由以上条件是否能估算出以下物理量（　　）
①云层底面与地面间的电场强度
②云层底面与地面构成的电容器的电容
③云层底面所带电量
A．只能估算出①
B．只能估算出①和②
C．只能估算出②和③
D．①②③均能估算出
3、如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30º，则A球、C球的质量之比为（ ）

A．1:2 B．2:1 C．1: D．:1
4、关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．铀核裂变的一种核反应方程为
C．中X为中子，核反应类型为β衰变
D．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
5、如图所示，一个物体在竖直向上的拉力F作用下竖直向上运动，拉力F与物体速度v随时间变化规律如图甲、乙所示，物体向上运动过程中所受空气阻力大小不变，取重力加速度大小g=10m/s2则物体的质量为

A．100g B．200g C．250g D．300g
6、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是

A．电流表的示数为4.0A
B．电压表的示数为155.6V
C．副线圈中交流电的频率为50Hz
D．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
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，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置， B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为4：1， A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，A、B两球的质量之比和碰撞前、后两球总动能之比为（ ）

A．mA： mB=4：1 B．mA：mB=5：1
C．EK1：EK2 =25：6 D．EK1：EK2=8：3
8、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h 处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（ ）
（重力加速度为g）

A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热
B．金属棒克服安培力做的功为mgh
C．金属棒产生的电热为
D．金属棒运动的时间为
9、已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（ ）

A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为
C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为
10、匀强电场中，一带正电粒子仅在电场力的作用下自点以垂直于电场方向的初速度开始运动，经过点，则（　　）
A．电场中，点电势高于点电势
B．粒子在点的电势能小于在点的电势能
C．在两点间，粒子在轨迹可能与某条电场线重合
D．在两点间，粒子运动方向一定与电场方向不平行
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）为了精密测量一金属丝的电阻率：
(1)如图甲所示，先用多用电表“×1 Ω”挡粗测其电阻为____________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______________mm．

(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表 V(量程 3 V，内阻约 15 kΩ；量程 15 V，内阻约 75 kΩ)
B．电流表 A(量程 0.6 A，内阻约 1 Ω；量程 3 A，内阻约 0.2 Ω)
C．滑动变阻器R1(0～5 Ω，1A)
D．滑动变阻器R2(0～2000 Ω，0.1 A)
E．1.5 V 的干电池两节，内阻不计
F．电阻箱
G．开关 S，导线若干
为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用 ___________(选填“R1 ”或“R2”)．
请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图的连线_______________

12．（12分）某同学改装和校准电压表的电路如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路所用电池的电动势为，内阻为（均保持不变）。
(1)已知表头G满偏电流为，表头上标记的内阻值为和是定值电阻，利用和表头构成量程为的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用两个接线柱，电压表的量程为；若使用两个接线柱，电压表的量程为。则定值电阻的阻值为_________，_____，______。

(2)用量程为，内阻为的标准电压表对改装表挡的不同刻度进行校准。滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为和。为了方便实验中调节电压，图中应选用最大阻值为______的滑动变阻器。校准时，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应靠近端______（填“”或“”）。
(3)在挡校对电路中，开关全部闭合，在保证电路安全前提下让滑片从端缓慢向端滑动的过程中，表头的示数_________，电源的输出功率_______，电源的效率_______（填变化情况）。
(4)若表头上标记的内阻值不准，表头内阻的真实值小于，则改装后电压表的读数比标准电压表的读数__________（填“偏大”或“编小”）。
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）如图所示的坐标系内，以垂直于x轴的虚线PQ为分界线，左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，AC边有一挡板可吸收电子，AC长为d. 右侧为偏转电场，两极板长度为，间距为d. 电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏. 现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，电子能打在荧光屏上的最远处为M点，M到下极板右端的距离为，电子电荷量为e，质量为m，不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应，求：
（1）电子通过磁场区域的时间t；
（2）偏转电场的电压U；
（3）电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上.

14．（16分）热等静压设备广泛用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃．氩气可视为理想气体．
（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（2）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．
15．（12分）如图所示，汽缸开口向上，缸内壁有固定小砧，质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+，g为重力加速度，活塞到缸底的距离为h，活塞横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦，汽缸与活塞的导热性能良好。
①缓慢降低环境温度，使缸内气体的体积减半，则环境温度应降低为多少；此过程外界对气体做的功为多少?
②若环境温度不变，通过不断给活塞上放重物，使活塞缓慢下降，当活塞下降h时，活塞上所放重物的质量为多少?




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、C
【解析】
A． A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增加，过原点直线表示等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；
B． C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；
C． 气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律：△U2=-Q2，气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有：
△U=△U1+△U2=Q1-W1-Q2=0
即
Q1=W1+Q2＞Q2
所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；
D． 气体做功 ，A→B过程中体积变化等于C→A过程中体积变化，但图像与原点连接的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。
故选C。
2、D
【解析】
①两极板间的电压已知，两极板间的距离已知，根据可知云层底面与地面间的电场强度；
②已知积雨云底面面积约为，板间距离为、而静电力常量与空气的介电常数，根据电容器的决定式可以估算电容器的电容；
③根据可以估算云层底面所带电量，
故ABC错误，D正确。
故选D。
3、C
【解析】
B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知


A．1:2，与结论不相符，选项A错误；
B．2:1，与结论不相符，选项B错误；
C．1: ，与结论相符，选项C正确；
D．:1，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
考点：考查受力平衡的分析
点评：本题难度较小，明确B球所在位置夹角为90°是本题求解的关键
4、D
【解析】
A. 比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；
B. 铀核裂变的核反应方程中，反应物必须有中子，选项B错误；
C. 中X质量数为4电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项C错误；
D. 平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损，一定放出核能。故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
由乙图可得后，物体匀速，则有

前，物体匀加速，则有
，
代入数据有

A． 100g与分析不符，故A错误；
B． 200g与分析不符，故B错误；
C． 250g与分析相符，故C正确；
D． 300g与分析不符，故D错误；
故选：C。
6、C
【解析】
AB．理想变压器的原线圈接入正弦交流电，由u-t图像读其最大值为，可知有效值为

根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得副线圈两端的电压：

由欧姆定律可知流过电阻的电流：

所以，电流表的示数为2A，B电压表的示数为110V，故AB均错误；
C．因交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，变压器不改变交流电的频率，则副线圈的交流电的频率也为50Hz，故C正确；
D．根据理想变压器可知，原副线圈每一匝的磁通量相同，变化也相同，则穿过原、副线圈磁通量的变化率相同，比值为1:1，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、BD
【解析】
设向右为正方向，、球碰撞后球速度大小为，由题意有

又

解得

、球的碰撞前总动能

碰撞后的总动能

解得

故选BD。
8、CD
【解析】
根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得 mgh-μmgd-W=0，得 W=mg（h-μd），故B错误．电路中产生的总的焦耳热Q=W= mg（h-μd），则属棒产生的电热为mg（h-μd），故C正确．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，得．金属棒经过磁场通过某界面的电量为 ；根据动量定理： ，其中 ，解得 ，选项D正确；故选CD.
9、BD
【解析】
A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小

故A错误；
BC．C点的电场强度大小

故B正确，C错误；
D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小

故D正确。
故选BD。
10、AD
【解析】
CD．由于电场力和初速度相互垂直，所以粒子做类平抛运动，其运动轨迹是曲线，所以其速度方向和电场力不共线，故运动方向和电场方向不平行，故C不符合题意，D符合题意。
AB．粒子运动过程中电场力做正功，所以粒子的电势能减小，粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能。由于粒子带正电，根据EP=qφ可知电势逐渐减小，P点电势高于Q点电势，故B不符合题意，A符合题意。
故选AD。

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、 (1)8.0 2.096 (2)R1 (3)如图甲、乙所示

【解析】
欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图，然后根据电路图连接实物电路图；
【详解】
解：(1)由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8×1Ω=8Ω；
由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，其读数为：2mm+9.6×0.01mm=2.096mm；
(2)滑动变阻器 R2(0～2000 Ω，0.1 A)的阻值比待测金属丝阻值8Ω大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选R1，最大阻值5Ω；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示

根据实验电路图连接实物电路图，如图所示

12、150 2865 1200 50 增大 增大 减小 偏大
【解析】
(1)[1]电阻与表头G并联，改装成量程为的电流表，表头满偏电流为，此时通过电阻的电流为，由并联分流规律可知

得

改装后电流表内阻

[2]将其与串联改装为的电压表由欧姆定律可知，量程电压表的内阻

解得

[3]再串联改装为量程电压表，所分电压为，所以

(2)[4]在校准电路中，滑动变阻器采用分压式接法，故选用最大阻值较小的滑动变阻器，即选用最大阻值为的滑动变阻器；
[5]电源电动势远大于电压表量程，所以闭合开关前应使滑片靠近端，使电压表在接通电路时两端电压由较小值开始增大
(3)[6]滑片由向滑动过程中，电压表两端电压逐渐增大，通过表头的电流增大，即示数增大
[7]随滑片由向滑动，外电路的总电阻始终大于电源内阻且逐渐减小，所以电源的输出功率增大；
[8]由

可知，路端电压随外电路总电阻减小而减小，电源效率，所以电源的效率减小
(4)[9]电压表两端电压一定，若内阻值偏小，则通过表头的电流偏大，从而造成读数偏大的后果。

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）；（3）
【解析】
(1) 电子在磁场区域运动周期为

通过磁场区域的时间为t1＝T＝
(2) 由几何知识得r＝d，又r＝
解得v＝
通过电场的时间t2＝，代入数据解得t2＝
电子离开电场后做匀速直线运动到达M点
，又y1＋y2＝d
解得y1＝d
故
代入数据解得U＝

(3) 电子恰好打在下极板右边缘

磁场中r′＝
电场中水平方向d＝v′t
竖直方向r′＝
由上述三式代入数据解得v′＝
14、（1） （2）
【解析】
（1）设初始时每瓶气体的体积为，压强为；使用后气瓶中剩余气体的压强为，假设体积为，压强为的气体压强变为时，其体积膨胀为，由玻意耳定律得：
被压入进炉腔的气体在室温和条件下的体积为：
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为，体积为，由玻意耳定律得：
联立方程并代入数据得：
（2）设加热前炉腔的温度为，加热后炉腔的温度为，气体压强为，由查理定律得：
联立方程并代入数据得：
15、①，（p0S+mg）h ②m+
【解析】
本题考查理想气体状态方程的应用。
【详解】
①设环境温度应降低为T1，当缸内气体的体积减慢时，缸内气体的压强为：

根据理想气体状态方程有：

得到：

此过程外界对气体做的功：

②设所放重物的质量为m0，当气体体积减半时，气体的压强为：

气体发生等温变化，
则有

得到：