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物理：广西壮族自治区贵港市2023-2024学年高三下学期模拟预测试题（解析版）
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这是一份物理：广西壮族自治区贵港市2023-2024学年高三下学期模拟预测试题（解析版），共18页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。
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．以下有关近代物理内容的表述中，正确的是（ ）
A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．按照玻尔理论，氢原子核外电子绕核运动轨道半径变小时，要放出特定频率的光子，核外电子的动能变小
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强不够
D．在重核裂变的过程中要放出核能，裂变核反应前后满足质量数守恒和电荷数守恒
2．为了响应政府号召，做到“守护好一江碧水”，记者骑行马拉松跑道见证最美长江岸线，并用手机上“测加速度”的应用程序记录下了电动车从静止开始沿直线运动过程中的运动信息，其加速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知在这段时间内电动车（ ）
A．2s末的位移最大
B．0~2s平均速度大小大于2s~4s平均速度大小
C．0~2s合外力做功大小等于2s~4s合外力做功大小
D．0~2s合外力冲量大小小于2s~4s合外力冲量大小
3．如图1所示，理想变压器的原线圈ab间接如图2所示的交流电源，副线圈接有阻值为R0=10Ω的定值电阻、铭牌上标有“100V，50 W”字样的灯泡以及最大阻值为400Ω的滑动变阻器R。当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端输入的交变电压为
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶5
C．图示变压器原线圈中电流比副线圈中电流大，相对副线圈原线圈用较细的导线绕制即可
D．若将滑动变阻器的滑片向上移动少许，灯泡变亮
4．利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图1所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图2所示，测得相邻明条纹的间距为。下列关系式正确的是（ ）
A．B． C． D．
5．2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将宏图一号01组卫星发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。已知宏图一号卫星组的运行轨道距离地面的高度为h，地球半径为R，自转周期为T，地球极地表面的重力加速度为g，卫星组携带的摄像机每次经过赤道上空的时候，都可以对赤道进行一次拍摄（不受昼夜影响），要使摄像机在1天（T）的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，厢式汽车停放在水平地面上，一条长2L、不可伸长的轻绳两端分别拴在相距为L的a、b两点，让轻绳穿过质量为m的光滑小圆环，将圆环悬挂起来，此时轻绳拉力为；此后将汽车停放在倾角为30°的斜面上，此时轻绳的拉力为，则的值为（ ）
A．B．C．D．1∶1
7．如图所示，空间存在范围足够大且与长方形ABCD所在平面平行的匀强电场，已知，A、B、C三点的电势分别为12 V、8V、4V。一带电粒子从A点以斜向右上方与AD成30°角、大小为的初速度射入电场，恰好经过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．D点电势为6V
B．电场强度大小为
C．粒子过C点时的速度与初速度方向间夹角的正切值为
D．粒子过C点时的速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内，位置坐标分别为和。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动，振动图像如图所示。已知波源的振动传播到坐标原点O处比早2s，下列说法正确的是（ ）
A．两列波在介质中的波长均为2m
B．0~5s内，位置坐标为处质点运动的路程为10 cm
C．xOy平面内在直线上的质点不一定是振动加强点
D．x轴上的范围内有3个振动减弱点
9．如图所示，装置的左半部分是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块A。装置的中间是水平传送带，传送带与左右两边的台面等高并平滑相接，传送带始终以的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑固定曲面，质量的小物块B其上距水平台面高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带两端滑轮中心间的距离。物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且弹簧处于原长状态，A、B每次碰撞后，物块A再回到初始位置时都会立即被锁定，而他们再次碰撞前瞬间锁定被解除。重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．物块B在传送带上运动时摩檫力对B总是做负功
B．物块A第一次碰撞后被锁定时损失的机械能为
C．物块B第二次在光滑曲面上滑动时上升的最大高度为
D．物块B可以在曲面上滑动4次
10．如图所示，6根光滑的金属棒组成一个固定于水平面内的边长为2m的正六边形，导体棒AB与BC通过绝缘材料相连，其余导体棒直接相连。6根金属棒的质量均为1kg，除导体棒BC与EF电阻不计外，其余导体棒单位长度电阻均为0.5Ω。边界BF左侧磁感应强度大小为1T，边界CE右侧磁感应强度大小为0.5 T，在BF和CE之间，磁感应强度大小B满足：（x某点与BF的距离），磁感应强度方向均垂直水平面向上。现有一长为4m、电阻不计的导体棒a，质量为2 kg，某时刻从A点出发（与BF平行放置，且a棒中点与A点重合）在外力F作用下以垂直于导体棒a的4 m/s的速度匀速运动到BF处，紧接着减速通过BC，导体棒到达C点时撤去外力F，已知导体棒a在经过BC的过程中，CE两点间的电势差保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的运动过程中，通过导体棒a横截面的电荷量为
B．从B到C的运动过程中，导体棒a克服安培力做功为36J
c．从B到C的运动时间为
D．最终导体棒a不能从导线框D点滑落
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个完全相同的小球P、Q，杆可以绕固定于O点且垂直于纸面的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，当小球P经过最低点时，激光恰好照在球心所在位置。已知重力加速度为g，用游标卡尺测得小球的直径为d。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为，计算得到小球P经过最低点时的速度______。
（2）两小球P、Q球心间的距离为L，P、Q两球球心到转轴O点的距离之比
为2∶1，当满足______（用d、表示）时，即验证了机械能守恒定律。
（3）若实验中发现系统的动能增量总是比重力势能减少量小，以下可能的影响因素有______（填选项序号）。
A．小球运动过程受到空气阻力的影响
B．球心间距离L的测量值偏小
C．小球P运动到最低点时，球心位置比光电门略高
12．（10分）一段粗细均匀、中空的圆柱形导体，其横截面及中空部分横截面均为圆形，如图1所示。某同学想测量中空部分的直径大小，但由于直径太小无法直接精准测量，他设计了实验进行间接测量。
实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图2所示，则直径D的测量值为______mm，然后又用游标卡尺测得该元件的长度L。
（2）使用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值，以下说法正确的是______（填选项序号）。
A．每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零
B．指针在刻度盘中央附近时，测量误差较小
C．在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D．测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率更大的挡位来测量
（3）正确使用多用电表“×10”挡位测得电阻如图3所示，为了精确测量这段导体两端面之间的电阻值，尽可能减小实验误差，且使电表示数范围较大，除待测导体件外，实验室还提供了下列器材：
A．电流表（量程为20 mA，内阻）
B．电流表（量程为50 mA，内阻未知）
C．滑动变阻器（0~10Ω）
D．定值电阻
E．定值电阻
F．电源（电动势，内阻可以忽略）
G．开关S、导线若干
根据以上器材和粗测的导体电阻值的情况，在方框中画出测量电路原理图，并标出所选器材的符号。
（4）为了减小误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，为了减小误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，作出关系图像如图4所示。若读出图线上某点对应的坐标值分别为a和b，则可知这段导体两端面间电阻的测量值______（用图4中的标注字母和题中给出的物理量符号表示）。
（5）该同学查出这段导体材料的电阻率，则中空部分直径大小的测量值为______（用和题中给出的物理量符号表示）。
13．（10分）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部空间不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为，管内一长为的静止水银柱封闭着长度为的空气柱，此时外界温度为℃。现将容器包括水银柱下方的玻璃管整体浸在温度恒为℃的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方空气柱长度变为。实验过程中大气压强不变，(又写作75 cmHg)。（0℃对应的热力学温度为273 K，忽略水银柱与玻璃管壁之间的阻力且水银柱始终未从玻璃管口溢出）
（1）求容器的容积为多少；
（2）若该实验过程中管内气体从外界吸热，求此过程中管内气体的内能变化量。
14．（12分）小敏同学设计了如图所示的游戏装置，该装置由倾角的固定倾斜轨道BC和静止在光滑水平面上的长木板组成。木板左端紧靠轨道右端且与轨道C点等高但不粘连，斜面与木板接触处平滑相接。从B的左上方A点以初速度水平抛出一质量、可视为质点的物块，物块恰好能从B点无碰撞地进入倾斜轨道BC，经倾斜轨道BC滑上长木板。已知长木板的质量，，物块与倾斜轨道间的动摩擦因数为，空气阻力不计，重力加速度g取，。求：
（1）的大小；
（2）若长木板不固定，物块在长木板上滑行恰好不滑出长木板，求此过程中物块与长木板系统产生的热量。
15．（16分）粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器，主要由加速电场、偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图l所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续地释放质量为m、电荷量为q的正粒子，其比荷，初速度可忽略不计。带电粒子经电压的加速电场加速后，贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板间的偏转电场。两水平金属板间距为，板长为，板间加有图2所示的周期性变化的电压，其最大电压也为，周期为，下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后，立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场，最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场所用的时间t；
（2）从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比；
（3）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件。
【参考答案】
选择题：共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共28分，第8~10题有多个选项符合题目要求，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．答案 D
命题透析 本题考查原子物理概念及规律，考查考生的物理观念。
思路点拨 原子核发生β衰变是由于原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，和原子核外层电子并无关系，A错误；根据圆周运动规律，核外电子环绕半径变小，速度变大，动能变大，B错误；光电效应中一个电子只能吸收一个光子的能量，而光强只说明光子个数，是否发生光电效应取决于单个光子的能量即光的频率，C错误；核反应都需要满足质量数、电荷数守恒，裂变反应的质量亏损并不在质量数中体现，D正确。
2．答案C
命题透析 本题考查图像，考查考生对图像的分析能力和物理观念。
思路点拨 图像与坐标轴包围的面积表示速度的变化量，0~2 s速度的变化量大小与2~4 s速度的变化量大小相同，方向相反。设，速度为v，则速度为零。0~2s电动车从速度为零开始加速，2~4s时减速到零。4s末位移最大，A错误；根据图像对称性，0~2 s位移与2~4 s相等，0~2 s平均速度大小等于2~4s平均速度大小，B错误；0~2 s合外力做功大小等于2~4 s合外力做功大小，C正确；0~2 s合外力冲量大小等于2~4 s合外力冲量大小，方向相反，D错误。
3．答案D
命题透析 本题考查理想变压器，考查考生的科学思维。
思路点拨 由题图2可知原线圈两端的交变电压为，A错误；即原、副线圈的匝数比，B错误；原线圈电流大，要用较粗的导线，C错误；电阻变大，分压变大，灯泡亮度也变大，D正确。
4．答案B
命题透析 本题考查薄膜干涉，考查考生的科学思维。
思路点拨 设两标准平面的玻璃板之间的夹角为，由空气薄膜的干涉条件可知，由题设条件，则有，联立解得，故选B。
5．答案C
命题透析 本题考查万有引力定律，考查考生的科学思维。
思路点拨 由可得，1天时间内卫星经过赤道的次数为，又地球极地表面或附近有，所以，所以要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为，故选C。
6．答案A
命题透析 本题考查受力分析，考查考生的科学思维。
思路点拨 汽车在水平面时，对小球进行受力分析如图可得，在斜面上受力分析，设a到环的距离为x，则b到环的距离为，设边长为x的边与竖直方向夹角为，根据几何关系及正弦定理，有，解得，根据受力分析，可得，所以有，故选A。
另解：在斜面上时，a、b间的水平距离，由光滑挂钩的晾衣架模型，绳与竖直方向的夹角的正弦值等于杆间水平距离除以绳长，所以有。
7．答案B
命题透析 本题考查匀强电场计算和类平抛运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 因，A、B、C三点的电势分别为12 V、8 V、4 V，取O点为AC的中点，则，则BO为等势线，连接BO并延长过D点，则，A错误；过A点作BO的垂线，则带箭头的实线为电场线，如图所示，故B正确；粒子初速度方向刚好与电场方向垂直，则根据类平抛运动的推论，故C错误；粒子在C点时，，，故D错误。
8．答案CD
命题透析 本题考查机械振动、机械波，考查考生的科学思维。
思路点拨 两机械波在同一介质传播，传播速度相同，设为v，由题意有波速，波长为，故A错误；位置坐标为处的质点为振动加强点，从0时刻起，经2s时间波传到该处质点，经3s时间波传到该处质点，所以该处质点运动的路程为，故B错误；x轴上坐标为的质点一定是振动加强点，但xOy平面内直线上的质点不一定是振动加强点，故C正确；由于两波源的起振方向相反，所以振动减弱点满足，两波源间的连线上有5个振动减弱点分别为，0，2m，4m，6m，x轴上的范围内有3个振动减弱点，故D正确。
9．答案BC
命题透析 本题考查动量守恒定律和功能关系，考查考生的科学思维。
思路点拨 当B物块从左向右减速到0，再反向加速时，摩擦力做正功，故A错误；物块B第一次滑到曲面底端，，解得，穿过传送带的速度设为v，，，解得，发生弹性碰撞，A、B第一次碰后速度大小为，，故第一次锁定A损失的机械能为，故B正确；B物块第2次穿过传送带的速度为，故上升高度，故C正确；B滑块第一次碰后可以穿过传送带，，再次返回后与传送带共速一起运动到左端，与A发生碰撞，碰后B速度，在传送带上减速到零的位移小于传送带的长度，B物块只能在曲面上滑动两次，故D错误。
10．答案AC
命题透析 本题考查切割类问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 在AB段，设导体棒位移为x，切割磁感线的长度为，电动势，闭合回路中的总电阻为，故导体棒中电流，运动时间，电荷量，故A正确；B处通过绝缘材料连接，由于CE间电势差不变，故流过导体棒的电流也不变，，，，，故，安培力与位移成线性关系，，克服安培力做功为，故B错误；由焦耳定律，，解得时间，故C正确；导体棒越过CE之后，设某位置导体棒切割磁感线的长度为L，回路电阻为，回路中电流，，安培力冲量，由几何关系可得：冲量大小为，导体棒在B、C两点满足，故，动量，由于，故导体棒能够冲过D点，故D错误。
11．答案（1）（2分） （2）（2分） （3）A（2分）
12．答案（1）4.485（±0.001，2分）
（2）BD（2分）说明：漏选得1分，有错选不得分。
（3）如图所示（2分）
（4）（2分） （5）（2分）
13．命题透析 本题考查理想气体状态方程，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）设容器的容积为V，，
由盖-吕萨克定律
得
（2）因为气体膨胀对外做功，而内能增加，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量容器内气体压强为．
气体对外做功为．
由热力学第一定律
内能的变化为
14．命题透析 本题考查平抛运动和动量定理，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）)物块从A点做平抛运动到B点，则有
解得
（2）从A到C过程有
解得
物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则有
解得
物块刚好不滑离长木板，由功能关系可得
解得
15．命题透析 本题考查带电粒子在组合场中的运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）设粒子进入偏转电场的初速度为，根据动能定理有
带电粒子穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，则有
联立解得
（2）带电粒子通过板间的时间等于周期T，且竖直方向上匀加速的时间必为。设前半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有
联立解得
设后半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有
解得
时间内飞入偏转电场的粒子可以飞出偏转电场，故偏转电场出射的粒子数占比为
（3）设粒子飞入磁场时的速度为v，根据洛伦兹力提供向心力有
设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为，则有
设粒子进入磁场后，竖直方向偏移的位移为，由几何关系可
设粒子在偏转电场中的最小偏移量为，则有
若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足
解得
即
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。
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．以下有关近代物理内容的表述中，正确的是（ ）
A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．按照玻尔理论，氢原子核外电子绕核运动轨道半径变小时，要放出特定频率的光子，核外电子的动能变小
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强不够
D．在重核裂变的过程中要放出核能，裂变核反应前后满足质量数守恒和电荷数守恒
2．为了响应政府号召，做到“守护好一江碧水”，记者骑行马拉松跑道见证最美长江岸线，并用手机上“测加速度”的应用程序记录下了电动车从静止开始沿直线运动过程中的运动信息，其加速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知在这段时间内电动车（ ）
A．2s末的位移最大
B．0~2s平均速度大小大于2s~4s平均速度大小
C．0~2s合外力做功大小等于2s~4s合外力做功大小
D．0~2s合外力冲量大小小于2s~4s合外力冲量大小
3．如图1所示，理想变压器的原线圈ab间接如图2所示的交流电源，副线圈接有阻值为R0=10Ω的定值电阻、铭牌上标有“100V，50 W”字样的灯泡以及最大阻值为400Ω的滑动变阻器R。当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端输入的交变电压为
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶5
C．图示变压器原线圈中电流比副线圈中电流大，相对副线圈原线圈用较细的导线绕制即可
D．若将滑动变阻器的滑片向上移动少许，灯泡变亮
4．利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图1所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图2所示，测得相邻明条纹的间距为。下列关系式正确的是（ ）
A．B． C． D．
5．2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将宏图一号01组卫星发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。已知宏图一号卫星组的运行轨道距离地面的高度为h，地球半径为R，自转周期为T，地球极地表面的重力加速度为g，卫星组携带的摄像机每次经过赤道上空的时候，都可以对赤道进行一次拍摄（不受昼夜影响），要使摄像机在1天（T）的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，厢式汽车停放在水平地面上，一条长2L、不可伸长的轻绳两端分别拴在相距为L的a、b两点，让轻绳穿过质量为m的光滑小圆环，将圆环悬挂起来，此时轻绳拉力为；此后将汽车停放在倾角为30°的斜面上，此时轻绳的拉力为，则的值为（ ）
A．B．C．D．1∶1
7．如图所示，空间存在范围足够大且与长方形ABCD所在平面平行的匀强电场，已知，A、B、C三点的电势分别为12 V、8V、4V。一带电粒子从A点以斜向右上方与AD成30°角、大小为的初速度射入电场，恰好经过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．D点电势为6V
B．电场强度大小为
C．粒子过C点时的速度与初速度方向间夹角的正切值为
D．粒子过C点时的速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内，位置坐标分别为和。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动，振动图像如图所示。已知波源的振动传播到坐标原点O处比早2s，下列说法正确的是（ ）
A．两列波在介质中的波长均为2m
B．0~5s内，位置坐标为处质点运动的路程为10 cm
C．xOy平面内在直线上的质点不一定是振动加强点
D．x轴上的范围内有3个振动减弱点
9．如图所示，装置的左半部分是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块A。装置的中间是水平传送带，传送带与左右两边的台面等高并平滑相接，传送带始终以的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑固定曲面，质量的小物块B其上距水平台面高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带两端滑轮中心间的距离。物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且弹簧处于原长状态，A、B每次碰撞后，物块A再回到初始位置时都会立即被锁定，而他们再次碰撞前瞬间锁定被解除。重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．物块B在传送带上运动时摩檫力对B总是做负功
B．物块A第一次碰撞后被锁定时损失的机械能为
C．物块B第二次在光滑曲面上滑动时上升的最大高度为
D．物块B可以在曲面上滑动4次
10．如图所示，6根光滑的金属棒组成一个固定于水平面内的边长为2m的正六边形，导体棒AB与BC通过绝缘材料相连，其余导体棒直接相连。6根金属棒的质量均为1kg，除导体棒BC与EF电阻不计外，其余导体棒单位长度电阻均为0.5Ω。边界BF左侧磁感应强度大小为1T，边界CE右侧磁感应强度大小为0.5 T，在BF和CE之间，磁感应强度大小B满足：（x某点与BF的距离），磁感应强度方向均垂直水平面向上。现有一长为4m、电阻不计的导体棒a，质量为2 kg，某时刻从A点出发（与BF平行放置，且a棒中点与A点重合）在外力F作用下以垂直于导体棒a的4 m/s的速度匀速运动到BF处，紧接着减速通过BC，导体棒到达C点时撤去外力F，已知导体棒a在经过BC的过程中，CE两点间的电势差保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的运动过程中，通过导体棒a横截面的电荷量为
B．从B到C的运动过程中，导体棒a克服安培力做功为36J
c．从B到C的运动时间为
D．最终导体棒a不能从导线框D点滑落
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个完全相同的小球P、Q，杆可以绕固定于O点且垂直于纸面的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，当小球P经过最低点时，激光恰好照在球心所在位置。已知重力加速度为g，用游标卡尺测得小球的直径为d。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为，计算得到小球P经过最低点时的速度______。
（2）两小球P、Q球心间的距离为L，P、Q两球球心到转轴O点的距离之比
为2∶1，当满足______（用d、表示）时，即验证了机械能守恒定律。
（3）若实验中发现系统的动能增量总是比重力势能减少量小，以下可能的影响因素有______（填选项序号）。
A．小球运动过程受到空气阻力的影响
B．球心间距离L的测量值偏小
C．小球P运动到最低点时，球心位置比光电门略高
12．（10分）一段粗细均匀、中空的圆柱形导体，其横截面及中空部分横截面均为圆形，如图1所示。某同学想测量中空部分的直径大小，但由于直径太小无法直接精准测量，他设计了实验进行间接测量。
实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图2所示，则直径D的测量值为______mm，然后又用游标卡尺测得该元件的长度L。
（2）使用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值，以下说法正确的是______（填选项序号）。
A．每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零
B．指针在刻度盘中央附近时，测量误差较小
C．在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D．测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率更大的挡位来测量
（3）正确使用多用电表“×10”挡位测得电阻如图3所示，为了精确测量这段导体两端面之间的电阻值，尽可能减小实验误差，且使电表示数范围较大，除待测导体件外，实验室还提供了下列器材：
A．电流表（量程为20 mA，内阻）
B．电流表（量程为50 mA，内阻未知）
C．滑动变阻器（0~10Ω）
D．定值电阻
E．定值电阻
F．电源（电动势，内阻可以忽略）
G．开关S、导线若干
根据以上器材和粗测的导体电阻值的情况，在方框中画出测量电路原理图，并标出所选器材的符号。
（4）为了减小误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，为了减小误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，作出关系图像如图4所示。若读出图线上某点对应的坐标值分别为a和b，则可知这段导体两端面间电阻的测量值______（用图4中的标注字母和题中给出的物理量符号表示）。
（5）该同学查出这段导体材料的电阻率，则中空部分直径大小的测量值为______（用和题中给出的物理量符号表示）。
13．（10分）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部空间不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为，管内一长为的静止水银柱封闭着长度为的空气柱，此时外界温度为℃。现将容器包括水银柱下方的玻璃管整体浸在温度恒为℃的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方空气柱长度变为。实验过程中大气压强不变，(又写作75 cmHg)。（0℃对应的热力学温度为273 K，忽略水银柱与玻璃管壁之间的阻力且水银柱始终未从玻璃管口溢出）
（1）求容器的容积为多少；
（2）若该实验过程中管内气体从外界吸热，求此过程中管内气体的内能变化量。
14．（12分）小敏同学设计了如图所示的游戏装置，该装置由倾角的固定倾斜轨道BC和静止在光滑水平面上的长木板组成。木板左端紧靠轨道右端且与轨道C点等高但不粘连，斜面与木板接触处平滑相接。从B的左上方A点以初速度水平抛出一质量、可视为质点的物块，物块恰好能从B点无碰撞地进入倾斜轨道BC，经倾斜轨道BC滑上长木板。已知长木板的质量，，物块与倾斜轨道间的动摩擦因数为，空气阻力不计，重力加速度g取，。求：
（1）的大小；
（2）若长木板不固定，物块在长木板上滑行恰好不滑出长木板，求此过程中物块与长木板系统产生的热量。
15．（16分）粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器，主要由加速电场、偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图l所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续地释放质量为m、电荷量为q的正粒子，其比荷，初速度可忽略不计。带电粒子经电压的加速电场加速后，贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板间的偏转电场。两水平金属板间距为，板长为，板间加有图2所示的周期性变化的电压，其最大电压也为，周期为，下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后，立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场，最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场所用的时间t；
（2）从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比；
（3）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件。
【参考答案】
选择题：共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共28分，第8~10题有多个选项符合题目要求，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．答案 D
命题透析 本题考查原子物理概念及规律，考查考生的物理观念。
思路点拨 原子核发生β衰变是由于原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，和原子核外层电子并无关系，A错误；根据圆周运动规律，核外电子环绕半径变小，速度变大，动能变大，B错误；光电效应中一个电子只能吸收一个光子的能量，而光强只说明光子个数，是否发生光电效应取决于单个光子的能量即光的频率，C错误；核反应都需要满足质量数、电荷数守恒，裂变反应的质量亏损并不在质量数中体现，D正确。
2．答案C
命题透析 本题考查图像，考查考生对图像的分析能力和物理观念。
思路点拨 图像与坐标轴包围的面积表示速度的变化量，0~2 s速度的变化量大小与2~4 s速度的变化量大小相同，方向相反。设，速度为v，则速度为零。0~2s电动车从速度为零开始加速，2~4s时减速到零。4s末位移最大，A错误；根据图像对称性，0~2 s位移与2~4 s相等，0~2 s平均速度大小等于2~4s平均速度大小，B错误；0~2 s合外力做功大小等于2~4 s合外力做功大小，C正确；0~2 s合外力冲量大小等于2~4 s合外力冲量大小，方向相反，D错误。
3．答案D
命题透析 本题考查理想变压器，考查考生的科学思维。
思路点拨 由题图2可知原线圈两端的交变电压为，A错误；即原、副线圈的匝数比，B错误；原线圈电流大，要用较粗的导线，C错误；电阻变大，分压变大，灯泡亮度也变大，D正确。
4．答案B
命题透析 本题考查薄膜干涉，考查考生的科学思维。
思路点拨 设两标准平面的玻璃板之间的夹角为，由空气薄膜的干涉条件可知，由题设条件，则有，联立解得，故选B。
5．答案C
命题透析 本题考查万有引力定律，考查考生的科学思维。
思路点拨 由可得，1天时间内卫星经过赤道的次数为，又地球极地表面或附近有，所以，所以要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为，故选C。
6．答案A
命题透析 本题考查受力分析，考查考生的科学思维。
思路点拨 汽车在水平面时，对小球进行受力分析如图可得，在斜面上受力分析，设a到环的距离为x，则b到环的距离为，设边长为x的边与竖直方向夹角为，根据几何关系及正弦定理，有，解得，根据受力分析，可得，所以有，故选A。
另解：在斜面上时，a、b间的水平距离，由光滑挂钩的晾衣架模型，绳与竖直方向的夹角的正弦值等于杆间水平距离除以绳长，所以有。
7．答案B
命题透析 本题考查匀强电场计算和类平抛运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 因，A、B、C三点的电势分别为12 V、8 V、4 V，取O点为AC的中点，则，则BO为等势线，连接BO并延长过D点，则，A错误；过A点作BO的垂线，则带箭头的实线为电场线，如图所示，故B正确；粒子初速度方向刚好与电场方向垂直，则根据类平抛运动的推论，故C错误；粒子在C点时，，，故D错误。
8．答案CD
命题透析 本题考查机械振动、机械波，考查考生的科学思维。
思路点拨 两机械波在同一介质传播，传播速度相同，设为v，由题意有波速，波长为，故A错误；位置坐标为处的质点为振动加强点，从0时刻起，经2s时间波传到该处质点，经3s时间波传到该处质点，所以该处质点运动的路程为，故B错误；x轴上坐标为的质点一定是振动加强点，但xOy平面内直线上的质点不一定是振动加强点，故C正确；由于两波源的起振方向相反，所以振动减弱点满足，两波源间的连线上有5个振动减弱点分别为，0，2m，4m，6m，x轴上的范围内有3个振动减弱点，故D正确。
9．答案BC
命题透析 本题考查动量守恒定律和功能关系，考查考生的科学思维。
思路点拨 当B物块从左向右减速到0，再反向加速时，摩擦力做正功，故A错误；物块B第一次滑到曲面底端，，解得，穿过传送带的速度设为v，，，解得，发生弹性碰撞，A、B第一次碰后速度大小为，，故第一次锁定A损失的机械能为，故B正确；B物块第2次穿过传送带的速度为，故上升高度，故C正确；B滑块第一次碰后可以穿过传送带，，再次返回后与传送带共速一起运动到左端，与A发生碰撞，碰后B速度，在传送带上减速到零的位移小于传送带的长度，B物块只能在曲面上滑动两次，故D错误。
10．答案AC
命题透析 本题考查切割类问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 在AB段，设导体棒位移为x，切割磁感线的长度为，电动势，闭合回路中的总电阻为，故导体棒中电流，运动时间，电荷量，故A正确；B处通过绝缘材料连接，由于CE间电势差不变，故流过导体棒的电流也不变，，，，，故，安培力与位移成线性关系，，克服安培力做功为，故B错误；由焦耳定律，，解得时间，故C正确；导体棒越过CE之后，设某位置导体棒切割磁感线的长度为L，回路电阻为，回路中电流，，安培力冲量，由几何关系可得：冲量大小为，导体棒在B、C两点满足，故，动量，由于，故导体棒能够冲过D点，故D错误。
11．答案（1）（2分） （2）（2分） （3）A（2分）
12．答案（1）4.485（±0.001，2分）
（2）BD（2分）说明：漏选得1分，有错选不得分。
（3）如图所示（2分）
（4）（2分） （5）（2分）
13．命题透析 本题考查理想气体状态方程，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）设容器的容积为V，，
由盖-吕萨克定律
得
（2）因为气体膨胀对外做功，而内能增加，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量容器内气体压强为．
气体对外做功为．
由热力学第一定律
内能的变化为
14．命题透析 本题考查平抛运动和动量定理，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）)物块从A点做平抛运动到B点，则有
解得
（2）从A到C过程有
解得
物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则有
解得
物块刚好不滑离长木板，由功能关系可得
解得
15．命题透析 本题考查带电粒子在组合场中的运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）设粒子进入偏转电场的初速度为，根据动能定理有
带电粒子穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，则有
联立解得
（2）带电粒子通过板间的时间等于周期T，且竖直方向上匀加速的时间必为。设前半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有
联立解得
设后半个周期中，时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板，则有
解得
时间内飞入偏转电场的粒子可以飞出偏转电场，故偏转电场出射的粒子数占比为
（3）设粒子飞入磁场时的速度为v，根据洛伦兹力提供向心力有
设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为，则有
设粒子进入磁场后，竖直方向偏移的位移为，由几何关系可
设粒子在偏转电场中的最小偏移量为，则有
若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足
解得
即
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