2022届全国高考“赢在高考”物理预测卷9(解析版)

这是一份2022届全国高考“赢在高考”物理预测卷9(解析版)，共25页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2022年“赢在高考”物理预测卷9
考试时间：60分钟
满分：100分
一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题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)
1．物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象．所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统．类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的．若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E(E<0)，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r．已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h．则下列说法中正确的是( )
A．“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为ke28r
B．“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大
C．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为-hcE
D．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为-Eh
2．针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶(瓶内视为真空)进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化及抽气过程中的漏气问题，则每个小氧气瓶的容积为( )

A．20L B．40L C．50L D．60L
3．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器在我国内蒙古中部四子王旗着陆场成功着陆，这一事件标志着我国首次月球采样任务取得圆满成功。此次任务中，为了节省燃料、保证返回器的安全，也为之后的载人登月返回做准备，返回器采用了半弹道跳跃返回方式，具体而言就是返回器先后经历两次“再入段”，利用大气层减速.返回器第一次再入过程中，除受到大气阻力外还会受到垂直速度方向的大气升力作用，使其能再次跳跃到距地面高度以上的大气层，做一段跳跃飞行后，又再次进入距地面高度以下的大气层，使再入速度达到安全着陆的要求.这一返回过程如图所示．若不考虑返回器飞行中质量的变化，从以上给出的信息，可以判断下列说法中正确的是( )

A．返回器在第一次再入段，经过轨道最低点b时所受大气升力与万有引力大小相等
B．返回器在第一次再入段a点和c点动能相等
C．若没有大气层的减速作用，返回器返回着陆点时的速度等于第一宇宙速度
D．为了利用地球自转，降低回收过程中的风险，“返回器”应采用由西向东进入大气层回收
4．如图所示，竖直墙壁上定一支架，其中水平杆表面粗糙，倾斜杆表面光滑．杆、杆上分别套有小环P、Q，两环由不可伸长的细绳相连，处于平衡状态．现将环P水平移动一小段距离，使环Q稍向下移后，两环重新达到平衡．那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态（图示状态）相比较，下列说法正确的是( )

A．杆对环Q的弹力一定变大
B．细绳的拉力可能变大
C．环P与杆间的弹力一定变大
D．环P的摩擦力可能不变
5．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是( )

A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍
B．若不充入介质，则实现“开”功能
C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能
D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能
6．如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接如图乙所示电压，R0、R1均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表A1的示数减小了0.1A，电流表A2的示数减小了0.5A，则下列说法正确的是( )

A．电压表V2的示数为40V
B．电压表V3示数变化量的大小等于定值电阻R0两端电压变化量的大小
C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A1示数变化量的大小的比值不变
D．若将滑动变阻器的滑片向d端滑动，电压表V3的示数与电压表V1的示数的比值变大
7．一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长的。设向上为正，t1时刻质点M位移为-0.02m且向上运动，(t1小于一个周期)。则下列说法正确的是( )

A．该横波的波长为4m
B．t=0时刻，质点N向上振动
C．
D．t1时刻，质点N的位移为cm
8．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则(　　)

A．M处的电势高于N处的电势
B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C．偏转磁场的方向垂直于纸面向里
D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
二、填空题(本题共2小题，共12分)
9．图甲为某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略不计)，F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计)，此外，该实验小组还准备了一套砝码(总质量为kg)和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答。

(1)在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的高度差h。
(2)取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码都放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，其机械能是_______的(填“增加”、“减少”或“守恒”)。
(3)记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度________，下落过程中的加速度大小________(用d、t、h表示)。
(4)改变m重复(2)(3)步骤，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示。可得A的质量________kg，B的质量________kg(重力加速度大小g取)。
10．某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。

(1)图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1代表量程为100mA电流表A(图中未画出)改装后的电流表、A2为量程为200mA的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：
A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；
B．将滑动变组器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；
D．实验完毕，整理器材。
①实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最________(填“左”或“右”)端；
②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为_______mA。
(2)待测金属圆柱Rx的阻值为________(用所测物理量的字母表示)。
(3)电流表A1、A2的内阻对测量结果________(填“有”或“无”)影响。
三、计算题(本题共3题，第11题14分，第12题16分，第13题18分，要求写出必要的解题推导过程，公式依据等)
11．北京冬奥会冰壶比赛精彩纷呈，运动员可以通过冰壶刷摩擦冰壶前方的冰面来控制冰壶的运动。在某次练习中，A壶与B壶在水平冰面上发生了对心碰撞(碰撞时间不计)，碰后运动员立即用冰壶刷摩擦B壶前方的冰面，刷冰后B壶与冰面间的动摩擦因数变小。碰撞前后一段时间内两壶运动的图像如图所示，已知直线①与直线③平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，求：

(1)0~1s内A壶的位移：(2)碰后B壶的加速度；(3)图像中横坐标与的比值。











12．如图甲为模拟电磁驱动和电磁刹车的装置半径为r=m、匝数为n=10不计内阻的金属圆形线圈水平放置，线圈内存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=0.1t（T）线圈与水平放置的平行导轨相连，两导轨不计电阻且足够长，间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车，三根导体棒用ab、cd两根绝缘材料固定，相邻导体棒间距d=0.2m，导体棒长度也为L=1.0m，且与导轨垂直，接触良好。导体棒连同固定材料总质量m=10kg，每根导体棒的电阻为r=3.0Ω，该模拟小车在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.2v(N)，v为模拟小车运行的速率。求：

(1)在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B0=0.6T，t=0时刻，闭合开关S，当模拟小车车速为v=10m/s时，模拟小车的加速度a的大小；该模拟小车能达到的最大速度vm；
(2)当模拟小车以第(1)问中的最大速度vm运行时，某时刻断开开关S，并将平行导轨区域的磁场改为如图乙所示的磁场，导轨间存在矩形匀强磁场区域，区域宽度为d=0.2m，且相邻磁场区域间的距离为2d，匀强磁场的磁感应强度大小为B1=6.0T，方向垂直轨道平面向下，求模拟小车减速向前运动的距离x。(结果保留1位小数)











13．如图所示，直角坐标系中，y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域，与y轴相切于A点，A点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N，两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内，在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子，每个粒子的质量为m，电量为。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速，并顺利从网状极板N穿出，然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上，感光板的长度为2.8a，厚度不计，其左端C点坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收，从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用，忽略粒子与感光板碰撞的时间。

(1)求两极板间的电压U；
(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子，该区域称为“二度感光区”，求：
①“二度感光区”的长度L；
②打在“二度感光区”的粒子数与打在整个感光板上的粒子数的比值；
(3)改变感光板材料，让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子)，且每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。















2022年“赢在高考”物理预测卷9
考试时间：60分钟
满分：100分
一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题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)
1．物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象．所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统．类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的．若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E(E<0)，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r．已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h．则下列说法中正确的是( )
A．“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为ke28r
B．“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大
C．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为-hcE
D．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为-Eh
答案：A
解析：本题考查跃迁理论，能量子，电子偶数能量等于两个电子动能和电势能之和，根据库仑引力提供向心力求出电子的动能，通过Em-En=hν求出“电子偶数”的最大频率和最小波长．
考查电子受到的电场力作用为向心力做匀速圆周运动，掌握牛顿第二定律的应用，知道系统的能量是动能与电势能之和．
A．电子运动的轨道半径为r，正、负电子的距离为2r，
“电子偶素”系统处于基态时，
ke2(2r)2=mv2r
一个电子运动的动能Ek=12mv2=ke28r，故A正确；
B．“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的轨道半径增大，动能减小，故B错误；
CD．根据光子说E=hv，
处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率应小于-Eh，即最大频率为-Eh，
最小波长为-hcE，故CD错误；
故选：A。
2．针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶(瓶内视为真空)进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化及抽气过程中的漏气问题，则每个小氧气瓶的容积为( )

A．20L B．40L C．50L D．60L
答案：B
解析：本题主要考查了玻意耳定律，关键时把变质量问题转化为恒质量问题，注意氧气罐内留有气体即可。
氧气在分装过程中，气体的温度不变，根据玻意耳定律求得压强变为3MPa时的体积，注意氧气罐内留有400L的气体，即可求得小氧气瓶的体积。
把氧气罐内的气体作为整体，在分装过程中，气体做等温变化，则初态：p1=15MPa，V1=400L
末态：p2=3MPa，V2=？
根据玻意耳定律可得：p1V1=p2V2
解得V2=2000L
每个小氧气瓶的容积v0=V2-V1n=2000-40040L=40L，故ACD错误，B正确
故选：B。
3．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器在我国内蒙古中部四子王旗着陆场成功着陆，这一事件标志着我国首次月球采样任务取得圆满成功。此次任务中，为了节省燃料、保证返回器的安全，也为之后的载人登月返回做准备，返回器采用了半弹道跳跃返回方式，具体而言就是返回器先后经历两次“再入段”，利用大气层减速.返回器第一次再入过程中，除受到大气阻力外还会受到垂直速度方向的大气升力作用，使其能再次跳跃到距地面高度以上的大气层，做一段跳跃飞行后，又再次进入距地面高度以下的大气层，使再入速度达到安全着陆的要求.这一返回过程如图所示．若不考虑返回器飞行中质量的变化，从以上给出的信息，可以判断下列说法中正确的是( )

A．返回器在第一次再入段，经过轨道最低点b时所受大气升力与万有引力大小相等
B．返回器在第一次再入段a点和c点动能相等
C．若没有大气层的减速作用，返回器返回着陆点时的速度等于第一宇宙速度
D．为了利用地球自转，降低回收过程中的风险，“返回器”应采用由西向东进入大气层回收
答案：D
解析：本题考查变轨，万有引力定律应用，宇宙速度分析等
A．返回器在第一次再入段，经过轨道最低点时，由于有向上的加速度，则根据

可知

即所受大气升力大于万有引力大小，选项A错误；
B．返回器在第一次再入段从a到c的过程中要克服大气的阻力做功，则c点的动能小于a点动能，选项B错误；
C．若没有大气层的减速作用，当返回器带着月壤，从38万公里远的月球风驰电掣般向地球飞来，这时它的飞行速度接近每秒11公里的第二宇宙速度，返回器返回着陆点时的速度大于第一宇宙速度，选项C错误；
D．回收过程中，让“返回器”与地球自转方向一致，可以减小其与地球大气的相对速度，减小摩擦生热，降低风险，故D正确。
故选D。
4．如图所示，竖直墙壁上定一支架，其中水平杆表面粗糙，倾斜杆表面光滑．杆、杆上分别套有小环P、Q，两环由不可伸长的细绳相连，处于平衡状态．现将环P水平移动一小段距离，使环Q稍向下移后，两环重新达到平衡．那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态（图示状态）相比较，下列说法正确的是( )

A．杆对环Q的弹力一定变大
B．细绳的拉力可能变大
C．环P与杆间的弹力一定变大
D．环P的摩擦力可能不变
答案：C
解析：本题考查受力分析，整体法隔离法，三角形法则在动态平衡分析中应用
对物体Q进行受力分析重力大小方向不变，支持力方向不变，所以根据矢量三角形可知

所以杆对环Q的弹力N一定变小，细绳的拉力T一定变大，对整体进行受力分析可知

由于杆对环Q的弹力N一定变小，所以环P与杆间的弹力一定变大，杆对环Q的弹力N在水平方向上的分力一定变小，所以环P的摩擦力也减小，故选C。
5．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是( )

A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍
B．若不充入介质，则实现“开”功能
C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能
D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能
答案：C
解析：本题考查光路分析与应用，折射率等
A．根据公式可知

单色光a在棱镜中的传播速度为真空中的

频率不变，单色光a在棱镜中的波长为在真空中波长的 ，A错误；
B．单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，入射角为45° ，根据全反射的条件，临界角为

可知入射角大于临界角，不充入介质，即发生全反射，光不可以通过2，实现“关”功能，B错误；
CD．由光密介质进入光疏介质，可能不发生全反射，进入2，可能实现“开”功能，从光疏介质进入光密介质，不会发生全反射，则一定处于开状态， D错误C正确。
故选C。
6．如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接如图乙所示电压，R0、R1均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表A1的示数减小了0.1A，电流表A2的示数减小了0.5A，则下列说法正确的是( )

A．电压表V2的示数为40V
B．电压表V3示数变化量的大小等于定值电阻R0两端电压变化量的大小
C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A1示数变化量的大小的比值不变
D．若将滑动变阻器的滑片向d端滑动，电压表V3的示数与电压表V1的示数的比值变大
答案：BC
解析：本题考查交流电路动态分析，变压器原理，交流电图像分析等
A．由公式

得

又

由图乙可知

解得

A错误
B．开关S断开后电压表的示数不变，副线圈的电流减小，所以定值电阻两端的电压减小，电压表的示数一定增大，且变化量的大小等于定值电阻两端电压变化量的大小，B正确；
C．电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值

保持不变，又

所以

不变，C正确；
D．若将滑动变阻器的滑片向d端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，总电阻变小，所以副线圈的电流变大，定值电阻的分压变大，故电压表的示数变小，而电压表的示数不变，电压表的示数与电压表的示数的比值变小，D错误。
故选BC。
7．一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长的。设向上为正，t1时刻质点M位移为-0.02m且向上运动，(t1小于一个周期)。则下列说法正确的是( )

A．该横波的波长为4m
B．t=0时刻，质点N向上振动
C．
D．t1时刻，质点N的位移为cm
答案：AC
解析：本题考查机械波图像分析与计算
A．半波长为2m，故

故A正确；
B．波沿水平绳向x轴正方向传播，根据同侧法，可以判断t=0时刻，N点向下振动，故B错误；
C．由
，，
得

故

t=0时刻，M在y=0.02m，振幅为0.04m，故初相为

所以M的振动方程为

经时间t1(小于一个周期)，M点的位移−0.02m，即

解得

故C正确；
D．因为两质点M、N的平衡位置相距波长的，故N点落后M点，所以N点的初相

故N点的振动方程为

将

代入得

故D错误。
故选AC。
8．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则(　　)

A．M处的电势高于N处的电势
B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C．偏转磁场的方向垂直于纸面向里
D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
答案：CD
解析：本题考查带电粒子在复合场中的运动，综合分析与应用。
A．加速电场要对电子加速，电场力水平向右，场强方向向左，故M处的电势低于N处的电势，所以A错误；
B．加速电场对电子做功有，电子获得的速度为，进入磁场后粒子做圆周运动，轨迹半径，可知增大加速电压，轨迹半径增大，而磁场宽度是d固定的，设粒子离开磁场时的轨迹圆心角为θ，则有d=rsinθ，可知增大加速电压，粒子的轨迹圆心角变小，那么粒子打在靶上的位置会右移，故B错；
C．根据图示可知电子的洛伦兹力向下，根据左手定则，可知偏转磁场的方向是垂直纸面向向里，故C对；
D．增大偏转磁场的磁感应强度可知偏转半径变小，则粒子的轨迹圆心角变大，那么，那么粒子打在靶上的位置会左移，故D对。
二、填空题(本题共2小题，共12分)
9．图甲为某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略不计)，F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计)，此外，该实验小组还准备了一套砝码(总质量为kg)和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答。

(1)在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的高度差h。
(2)取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码都放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，其机械能是_______的(填“增加”、“减少”或“守恒”)。
(3)记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度________，下落过程中的加速度大小________(用d、t、h表示)。
(4)改变m重复(2)(3)步骤，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示。可得A的质量________kg，B的质量________kg(重力加速度大小g取)。
答案：(2)减少 (3) (4)
解析：本题考查机械能守恒实验变形
(2)[1] A下落到F处的过程中，受到绳子的拉力，拉力做负功，则其机械能减少
(3)[2] A下落到F处的速率为v

[3] 由速度位移公式得

解得

(4)[4][5] 把三个物体m0，A，B作为一个系统，根据牛顿第二定律

可得

可知图像的斜率

纵截距

解得


10．某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。

(1)图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1代表量程为100mA电流表A(图中未画出)改装后的电流表、A2为量程为200mA的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：
A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；
B．将滑动变组器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；
D．实验完毕，整理器材。
①实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最________(填“左”或“右”)端；
②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为_______mA。
(2)待测金属圆柱Rx的阻值为________(用所测物理量的字母表示)。
(3)电流表A1、A2的内阻对测量结果________(填“有”或“无”)影响。
答案：(1)左 160 (2) (3)无
解析：本题考查电阻测量改装电路分析等
(1)实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最左端，使元件电压从零开始，保护元件及电表。
把量程为100mA电流表A改装为量程为200mA的电流表A1，应并联一个阻值为12的电阻，乙图的示数为80mA，根据电表改装原理可知，流过R2的电流应为示数的2倍，即160mA。
(2)灵敏电流计G的示数为零时满足

可得待测金属圆柱Rx的阻值为

(3)由Rx测量的表达式可知，电流表A1、A2的内阻对测量结果无影响。
三、计算题(本题共3题，第11题14分，第12题16分，第13题18分，要求写出必要的解题推导过程，公式依据等)
11．北京冬奥会冰壶比赛精彩纷呈，运动员可以通过冰壶刷摩擦冰壶前方的冰面来控制冰壶的运动。在某次练习中，A壶与B壶在水平冰面上发生了对心碰撞(碰撞时间不计)，碰后运动员立即用冰壶刷摩擦B壶前方的冰面，刷冰后B壶与冰面间的动摩擦因数变小。碰撞前后一段时间内两壶运动的图像如图所示，已知直线①与直线③平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，求：

(1)0~1s内A壶的位移：(2)碰后B壶的加速度；(3)图像中横坐标与的比值。
答案：(1)；(2)，方向与运动方向相反；(3)。
解析：本题考查动量守恒定律，碰撞应用，图像分析
(1)由图像可知，0~1s内A壶的运动对应直线①，可知A壶在时的初速度为，在时的初速度为，根据运动学公式
代入数据解得A壶的位移为
(2)由图像中直线① 可得A壶的加速度
直线① 的延长线到时刻，则有
解得
图像中直线②的斜率绝对值小，对应的加速度小，即直线②对应碰后B壶的运动，故有

碰后B壶的加速度大小为，方向与运动方向相反；
(3)由图像可知A壶与B壶在时发生碰撞，设碰后A壶的速度为，根据动量守恒定律可得

解得
A壶碰后到停下所用时间为
可得
故有
12．如图甲为模拟电磁驱动和电磁刹车的装置半径为r=m、匝数为n=10不计内阻的金属圆形线圈水平放置，线圈内存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=0.1t（T）线圈与水平放置的平行导轨相连，两导轨不计电阻且足够长，间距L=1.0m。现用三根并排固定在一起的导体棒模拟小车，三根导体棒用ab、cd两根绝缘材料固定，相邻导体棒间距d=0.2m，导体棒长度也为L=1.0m，且与导轨垂直，接触良好。导体棒连同固定材料总质量m=10kg，每根导体棒的电阻为r=3.0Ω，该模拟小车在导轨上运动时所受摩擦阻力f=0.2v(N)，v为模拟小车运行的速率。求：

(1)在平行导轨区域加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B0=0.6T，t=0时刻，闭合开关S，当模拟小车车速为v=10m/s时，模拟小车的加速度a的大小；该模拟小车能达到的最大速度vm；
(2)当模拟小车以第(1)问中的最大速度vm运行时，某时刻断开开关S，并将平行导轨区域的磁场改为如图乙所示的磁场，导轨间存在矩形匀强磁场区域，区域宽度为d=0.2m，且相邻磁场区域间的距离为2d，匀强磁场的磁感应强度大小为B1=6.0T，方向垂直轨道平面向下，求模拟小车减速向前运动的距离x。(结果保留1位小数)
答案：(1)0.4m/s2，m/s；(2)20.9m
解析：本题考查电磁感应综合分析应用
(1)根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势
当模拟小车的车速为v=10m/s时，导体棒中的感应电动势
每根导体棒上通过的电流
每根导体棒所受安培力
当模拟小车的车速为v=10m/s时，模拟小车所受摩擦阻力
根据牛顿第二定律
解得
当模拟小车速度达到最大速度vm时，模拟小车所受安培力与摩擦阻力平衡
解得
(2)根据图乙中的磁场分布可知在任意时刻只有一根导体棒处于磁场中，根据动量定理


两式联立可得
解得x=20.9m
13．如图所示，直角坐标系中，y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域，与y轴相切于A点，A点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N，两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内，在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子，每个粒子的质量为m，电量为。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速，并顺利从网状极板N穿出，然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上，感光板的长度为2.8a，厚度不计，其左端C点坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收，从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用，忽略粒子与感光板碰撞的时间。

(1)求两极板间的电压U；
(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子，该区域称为“二度感光区”，求：
①“二度感光区”的长度L；
②打在“二度感光区”的粒子数与打在整个感光板上的粒子数的比值；
(3)改变感光板材料，让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子)，且每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。
答案：(1)；(2)① ，② 1:1；(3)，
解析：本题考查带电粒子在符合在中的综合运动分析
(1)在圆形磁场中由牛顿第二定律得
由几何关系得
在匀强电场中由动能定理得
解得
(2)①由图可知EF为“二度感光区”，有几何关系得当粒子落在E点时轨迹圆的圆心为C


当粒子落在G点时轨迹圆的圆心为G，由几何关系得


解得
②由图可知，粒子落在C点时轨迹圆的圆心为H，落在CE段的粒子对应A点的出射角度区域大小为θ，落在EF即落在“二度感光区”的粒子对应A点的出射角度区域大小为α，由几何关系得

(3)粒子在磁场中运动的半径
粒子每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，故半径也变为原来的一半，只有垂直打来的粒子才会反弹，即只有第一次落在E点的粒子能够反弹，由几何关系可知该粒子应从H点进入磁场，第一次落在离C点a处，第二次落在离C点2a处，第三次落在离C点2.5a处，第四次落在离C点2.75a处, 第五次落在离C点2.875a处超出感光板边缘离开第一象限，该粒子在磁场中运动的总时间



解得
该粒子从H到E的路程
从第一次反弹到第二次反弹的路程
从第二次反弹到第三次反弹的路程
从第三次反弹到第四次反弹的路程
从第四次反弹到离开磁场的路程
该粒子在磁场中运动的总路程
解得