2023年吉林省通化市梅河口五中高考物理二模试卷（含答案解析）

2023年吉林省通化市梅河口五中高考物理二模试卷

1.  等效法是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、简单的、易处理的问题的一种方法。下列事例中应用了“等效法”的是(    )

A. 爱因斯坦的“光子说” B. 交变电流的“有效值”
C. 卡文迪什利用扭称测出万有引力常量 D. 设计实验探究加速度与力和质量的关系

2.  光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是(    )
 

A. 光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应
B. 光电倍增管中增值的能量来源于照射光
C. 图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
D. 适当增大倍增电极间的电压有利于探测更微弱的信号

3.  如图所示，一光滑细杆以角速度绕竖直轴旋转，杆的一端固定在轴上O点，杆与轴的夹角为。一质量为m的小球套在杆上，在距离O点L处刚好随杆一起在水平面上做匀速圆周运动。若杆的角速度稍增大了一点，并随即以新的角速度匀速转动，则关于小球接下来的运动情况，下列说法正确的是重力加速度为(    )

A. 小球仍将在原位置做匀速圆周运动，加速度为
B. 小球将沿杆向上滑动，最后在某位置相对杆静止
C. 小球将沿杆向上滑动，直至从上端飞出
D. 小球相对杆滑动时机械能不变

4.  水平桌面上放置着两个用同一根均匀金属丝制成的单匝线圈1和线圈2，半径分别为2R和俯视图如图1所示。竖直方向有匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系如图2所示。线圈中的感应电动势、电流强度、电功率分别用E、I、P表示，不考虑两个线圈间的影响，下列关系正确的是(    )
 

A. ：：1，：：1 B. ：：1，：：1
C. ：：1，：：1 D. ：：1，：：1

5.  利用如图所示的装置进行单摆实验。将小球拉离平衡位置释放，摆角小于。借助传感器可知最大拉力为，最小拉力为，这两个数据出现的时间间隔为t。当地重力加速度为g。下列说法正确的是(    )
 

A. 单摆的振动周期为2t
B. 单摆摆长为
C. 用所给数据可以表示出最大摆角的余弦值
D. 传感器的示数增大时，小球的势能在变大

6.  如图1所示，一倾角为的传送带以恒定的速率逆时针转动。将两个不同的物块A、B轻轻并排放在传送带上，二者并不接触图中只显示一个物块。以平行于传送带向下的方向为正方向，两物块的速度-时间图像如图2所示。不计空气阻力，重力加速度g取，，。关于两物块在传送带上的运动，下列说法正确的是(    )
 

A. 传送带的速度的大小为
B. 传送带与物块B间的动摩擦因数为
C. 在内，两物块与传送带间产生的热量相等
D. 后，若物块A在传送带上运动的时间少于，则A、B间的最大距离就不会变

7.  一带负电粒子仅在电场力的作用下从A点沿直线运动到B点，速度由变为，其速度-时间图像如图所示，下列说法正确的是(    )

A. A、B两点的电势关系为
B. A点附近的等势面要比B点附近的等势面稀疏
C. A、B两点的电场强度大小关系为
D. 粒子从A点到B点的过程中，可能两次经过同一个等势面
 

8.  如图所示，小车上固定着一个竖直放置的弯曲圆管，整个小车含圆管的质量为2m，初始时静止在光滑的水平面上。一个小球以水平速度v从圆管左端飞入后恰好能从圆管右端滑离小车。小球质量为m，半径略小于圆管半径，可以看作质点，忽略一切摩擦以及圆管的厚度。在此过程中，下列说法正确的是(    )

A. 小球滑离小车时，小车速度向右
B. 小球滑离小车时的速度大小为v
C. 圆管中轴线距离车身的最大高度为
D. 从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的总冲量为0

9.  某同学利用图1所示的电路测量某电源的电动势和内阻，其中R为电阻箱，电流表的内阻较小。

实验中电流表某次示数如图2所示，读数为______ A。结果保留2位有效数字
利用图像处理实验数据，以电阻箱的阻值R为横轴，以______ 为纵轴，可得到图3所示的图像。测出图像斜率、截距，分别用k、b表示，则电动势______ ，电源内阻______ 。
若对电流表内阻的影响进行修正后得到，，则______ ，______ 。均填“=”“<”或“>”

10.  某组同学找到一根弹性好，又特别轻的橡皮条，要利用它和钢球进行实验，探究该橡皮条的形变量与被它弹开的钢球的动能之间的关系。可以利用的器材还有较光滑的木板一段水平，一段为斜面、铁钉、刻度尺以及墨水。组装的装置如图1所示，橡皮条平行于斜面底端固定，且刚好处于原长。实验时，用钢球抵住橡皮条，向右拉到位置，然后释放，记下钢球达到的高度，计算出位置对应的橡皮条形变量。再取、等多个位置，重复上述操作，记下相应的h和x的值，然后通过探究h和x之间的关系得出橡皮条的形变量与被它弹开的钢球的动能之间的关系。实验中橡皮条弹性保持良好，钢球始终没有冲出斜面，钢球可视为质点。回答下列问题：
为方便标记钢球的位置，需用到的器材是______ 。
实验中选取的、等点应尽量分布在两铁钉连线的中垂线上。这样做的好处是钢球在斜面上运动到最高点时______ ，为此，实验时，应先画出该直线，再选取P点进行实验。
实验得到的图像如图2所示。在某两次实验中，钢球达到的高度h是前一次的2倍，摩擦忽略不计，则橡皮条的形变量与前一次形变量之比______ 填“大于”“等于”或“小于”。
由图2得出猜想：h与可能存在着正比关系。但这是在斜面摩擦忽略不计的条件下得到的。如果斜面对钢球的摩擦力不可忽略，是否还可以用该实验来验证这种猜想？______ 填“可以”或“不可以”。简述你的理由：______ 。
 

11.  如图所示，一倾角的斜面固定在水平面上，质量为4m的物块静止于斜面上的O点。从斜面顶端轻轻释放一个小球，小球的质量为m，O点距离斜面顶端高度。小球与物块发生碰撞时无能量损失，二者在斜面上只碰撞了一次。物块与斜面间的动摩擦因数等于，小球与斜面间的摩擦忽略不计，重力加速度g取，，。求：
碰撞后瞬间小球与物块的速度、；
斜面的可能高度H。

12.  如图所示，竖直固定的大圆筒由上面的细圆筒和下面的粗圆筒两部分组成，粗圆筒的内径是细筒内径的4倍，细圆筒足够长。粗圆筒中放有A、B两个活塞，活塞A的重力及与筒壁间的摩擦忽略不计。活塞A的上方装有水银，活塞A、B间封有一定质量的空气可视为理想气体。初始时，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银上表面与粗筒上端相平，空气柱长，水银深。现使活塞B缓慢上移，直至有一半质量的水银被推入细圆筒中。假设在整个过程中空气柱的温度不变，大气压强相当于76cm的水银柱产生的压强，求：
细圆筒中水银柱的高度；
封闭气体的压强；
活塞B上移的距离。

13.  如图所示，在xOy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的圆形区域，圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。x轴下方有一圆弧与圆弧同心，圆弧和圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点O，两半圆弧间的电势差为U；x轴上方半圆形区域外存在着上边界为的垂直于纸面向里的足够大的匀强磁场，半圆形区域内无磁场。圆弧上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点O，并进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。
求粒子经电场加速后的速率；
若从a点进入磁场的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了，求从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子射出磁场时与x轴正向所成角度的余弦值；
若要求有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求所允许的磁感应强度的最大值。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，故A错误；
B.交变电流的有效值的引入是利用了电流热效应相同等效替代的思想，故B正确；
C.卡文迪许用扭称测引力常量采用了“微小量放大法”，故C错误；
D.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，故D错误。
故选：B。
物理学史和物理思维方法的考查。
本题考查物理思维方法，等效法，控制变量法，微小放大法等。
 

2.【答案】D 

【解析】解：光电效应是当光子的频率大于极限频率时，物质内部的电子能够吸收光子的能量后逸出的现象，而光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子撞击激发出更多的电子，这不符合光电效应现象的特点，故不是光电效应，故A错误；
B.光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，故B错误；
C.电子在相邻倍增电极中加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，故C错误；
D.适当增大倍增电极间的电压，被加速的电子获得的动能更大，更有利于电极电子的电离，故有利于探测更微弱的信号，故D正确。
故选D。
理解光电效应的现象，结合题目条件完成分析；
根据题意分析出光电倍增管中增值的能量来源；
根据电子的运动特点得出不同电极的电势的高低；
理解电压对电子动能的影响，从而完成分析。
本题主要考查了光电效应的相关应用，解题的关键点是理解光电效应的产生条件和对应的特点，同时分析光电倍增管的原理即可完成分析。
 

3.【答案】C 

【解析】解：小球受重力，杆的支持力作用，如图所示

由牛顿第二定律可得，，
当稍增大了一点，杆的支持力变大，竖直方向分力大于重力，小球沿杆上滑，作圆周运动的半径增大，导致杆的支持力继续变大，直至从上端飞出，故AB错误，C正确；
D.小球相对杆向上滑动时动能增大，重力势能增大，所以机械能变大，故D错误。
故选：C。
圆周运动向心力来源分析，支持力水平分力提供向心力。角速度稍增大，支持力增大，竖直方向受力也变化，导致小球沿杆向上运动。
本题考查向心力来源，机械能是否变化，解题关键是支持力水平分力提供向心力，角速度增大导致支持力增大，支持力竖直分力大于重力，物体沿杆上滑。
 

4.【答案】A 

【解析】解：由题意可得，两线圈的长度之比为
两线圈围成的面积之比为
由
结合图象斜率可知线圈中的感应电动势之比为
由闭合电路的欧姆定律
由电阻定律得
两线圈的电阻之比为
则电流强度之比为
线圈中的电功率之比为
故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据电阻定律分析两线圈电阻之比，根据法拉第电磁感应定律求解线圈中的感应电动势；根据欧姆定律求解电流。
本题关键是根据法拉第电磁感应定律列式求解各个时间段的感应电动势大小，然后根据欧姆定律、电阻定律列式求解即可。
 

5.【答案】C 

【解析】解：最大拉力与最小拉力出现的时间间隔为t，所以单摆的振动周期为4t，故A错误；
B.由单摆周期公式可得，单摆的摆长为，故B错误；
C.摆球重力沿切线方向的分力提供回复力，摆球在最低点时，由牛顿第二定律
从最高点到最低点的过程中，由动能定理得
在最高点时，拉力
联立解得，最大摆角的余弦值为，故C正确；
D.传感器的示数增大时，小球在从最高点往下摆动，重力做正功，所以小球的势能在变小，故D错误。
故选：C。
根据题意确定单摆周期，然后单摆的周期公式、牛顿第二定律即可求解。
本题考查单摆的周期公式与基本的受力分析，解题的关键在于知道小球的运动状态。
 

6.【答案】AB 

【解析】解：由物体B的图像可知，在后物体B与传送带共速，即此时物块B的速度为传送带的速度，所以传送带的速度大小为，故A正确；
B、由图示图像可知，前物块B在传送带上做匀加速直线运动，其加速度根据图像可知为，对B，由牛顿第二定律得：，代入数据解得，故B正确；
C、在，物块B与传送带相对位移为，代入数据解得：，产生的热量为
对物体A有，由牛顿第二定律得：，代入数据解得，在，物块A与传送带相对位移，代入数据解得：，产生的热量为，因为两物块的质量未知，所以其产生的热量不一定相等，故C错误；
D、时，两物块的速度大小相等，根据追及相遇的知识点可知，此时两物块在相遇前其距离达到了最大值，其距离为，代入数据解得：，设后在经过时间物块A超过物块B后其距离达到，则有，代入数据解得，所以在后，物块A在传送带上运动的时间小于等于时，A、B间的最大距离就不会变，故D错误。
故选：AB。
根据图2所示图像分析清楚物块的运动过程，求出传送带速度的与物块的加速度，应用牛顿第二定律求出物块与传送带间的动摩擦因数；求出物块相对于传送带滑行的距离，然后求出因摩擦产生的热量；根据题意应用运动学公式求出物块的位移，然后判断物块间的距离释放变化。
根据题意与图示图像分析清楚物块的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。
 

7.【答案】AC 

【解析】解：根据速度由变为，速度减小，电场力对负电荷做负功，电势能增加；根据可知，负电荷在电势高的地方电势能小，则，故A正确；
电场线密集的位置等势面密集，场强更大，则带电粒子受到的电场力更大，加速度大，在图像中，斜率更大。A处斜率大于B处斜率，则电场强度的关系，A点附近的等势面要比B点附近的等势面密集，故B错误，C正确；
D.粒子从A点到B点的过程中，速度一直减小，则电势能一直增大，故不可能两次经过同一个等势面，故D错误。
故选：AC。
根据分析电势的高低；A处斜率大于B处斜率，则电场强度的关系，A点附近的等势面要比B点附近的等势面密集；粒子在同一个等势面的速度大小相等，由此分析。
本题主要是考查带电粒子在电场中的运动之图象问题，解答本题的关键是掌握图象的物理意义，能够根据图象的斜率分析加速度大小、电场强度的大小。
 

8.【答案】BC 

【解析】解：AB、小球与小车在水平方向上的合外力为零，故在水平方向上动量守恒，取水平向右为正方向，可得
由机械能守恒可得
解得：，
小球滑离小车时，小车速度0，小球滑离小车时的速度大小为v，故A错误，B正确；
C、小球恰好到达管道的最高点后，则小球和小车的速度相同为，取水平向右为正方向，故由动量守恒定律，解得
由机械能守恒定律，以小球刚滑上小车的位置为零势能面，小球在最高点的重力势能等于系统动能减小量可得：
所以，车上管道中心线最高点的竖直高度，C正确；
D、从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的水平方向总冲量为0，总冲量不为0，D错误。
故选：BC。
根据小球在小车上运动时，小球和小车的在水平方向上合外力为零，故水平方向上动量守恒；且小球和小车运动过程中只有重力做功，故机械能守恒即可求解。
再应用动能定理时要注意分析做功情况，每个力都要具体分析；在应用动量守恒定律时，常根据某一方向上合外力为零，然后就可在这一方向上应用动量守恒。
 

9.【答案】电流强度的倒数     

【解析】解：根据图2可知电流表的分度值为，则该电流表的读数为
根据闭合电路欧姆定律，整理可得
整理得，可知应该以电流强度的倒数为纵轴
即，
整理得，；
若实验中电流表不是理想表，且内阻为，根据闭合电路欧姆定律可列式
则，
则，
则，。
故答案为：；电流强度的倒数，，；，>。
根据图2可知电流表的分度值为，据此即可读数；
根据闭合电路欧姆定律列式，整理表达式为一次函数，根据表达式即可求解；
考虑电流表的内阻影响，根据闭合电路欧姆定律列式，再整理表达式即可分析误差。
本题考查测量电动势和内电阻的实验，熟练应用闭合电路的欧姆定律、分析清楚图象是正确解题的关键，注意实验误差的正确分析方法。
 

10.【答案】墨水  速度为零  小于  可以  橡皮条形变量相同时释放钢球，不计摩擦和考虑摩擦时得到的最大高度h是成比例的 

【解析】解：为方便标记钢球的位置，需用到的器材是墨水，利用钢球在木板上留下的痕迹来记录其位置。
这样做的好处是钢球在斜面上运动到最高点时速度为零，使钢球的动能完全转化为重力势能，减小实验误差。
释放钢球过程，根据机械能守恒定律得：，钢球在斜面上向上运动过程，由机械能守恒定律得：，解得，可知橡皮条的形变量与前一次形变量之比小于2。
橡皮条形变量相同时释放钢球，不计摩擦和考虑摩擦时得到的最大高度h是成比例的，所以如果斜面对钢球的摩擦力不可忽略，还可以用该实验来验证这种猜想。
故答案为：墨水；速度为零；小于；可以；橡皮条形变量相同时释放钢球，不计摩擦和考虑摩擦时得到的最大高度h是成比例的。
可以用墨水标记钢球的运动轨迹。
、等点应尽量分布在两铁钉连线的中垂线上，钢球离开橡皮条后的速度与斜面底端垂直，到达最高点时速度为零。
释放钢球过程与钢球沿斜面向上运动过程机械能守恒，应用机械能守恒定律求出橡皮条的形变量，然后答题。
根据实验原理分析答题。
理解实验原理、分析清楚钢球的运动过程是解题的前提，根据实验原理应用机械能守恒定律可以解题。
 

11.【答案】解：设刚要碰撞时小球的速度为，根据机械能守恒定律可得：

碰撞过程中，取沿斜面向下为正方向，根据动量守恒定律可得：

根据机械能守恒定律可得：

联立解得：，
小球速度沿斜面向上，物块速度沿斜面向下。
碰撞后，小球的加速度为，物块的加速度为，根据牛顿运动定律有：


其中
解得：，
所以物块匀速下滑。
假设小球经时间t第二次与物块在斜面上碰撞，取沿斜面向下为正方向，则
，，
其中
解得：，
所以斜面总高度的最大值
代入数据可得：
即二者若在斜面上只能碰撞一次，斜面高度要小于。
答：碰撞后瞬间小球与物块的速度分别为和；
斜面的可能高度为。 

【解析】根据机械能守恒定律得出小球的初速度读，结合动量守恒定律和机械能守恒定律得出碰撞后的小球与物块的速度；
根据牛顿第二定律得出小球和物块的加速度，结合运动学公式得出斜面的可能高度。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，同时要理解碰撞过程中的能量转化特点，结合运动学公式即可完成分析。
 

12.【答案】解：设粗圆筒的截面积为，细圆筒的截面积为。由于粗圆筒的内径是细圆筒内径的4倍，所以有
水银总体积，一半水银上升到细圆筒中，设细圆筒中水银柱的高度为h。因为水银体积不变，所以有
整理得，代入数据解得；
此时封闭气体的压强，代入数据解得；
初态封闭气体的压强，代入数据解得
初态封闭气体的体积
设初态到末态活塞B上移的距离为x，则末态气体体积
由玻意耳定律有
解得
答：细圆筒中水银柱的高度为64cm；
封闭气体的压强144cmHg；
活塞B上移的距离为9cm。 

【解析】水银进入细管，根据体积关系求出细管中水银上升的高度；
封闭气体压强等于大气压强与水银柱产生的压强之和求解；
对封闭气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律列式求解，再根据几何关系求出活塞B上移的距离。
在向上推活塞的过程中，要抓住水银的体积不变，根据题意求出气体初末状态的压强、应用玻意耳定律、几何关系即可正确解题。
 

13.【答案】解：设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得：
解得：
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为，从a点进入磁场的粒子速度转过，位移转过
由几何知识得：，解得：
从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子，应与上边界相切，然后从下边界飞出，飞出时与x轴正向成角，如图1所示

由几何关系得：，解得
即粒子射出时与x轴正向所成角的余弦值为
垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，如图2所示

设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，满足磁感应强度有最大值，即r有最小值，由几何知识得：
当r有最小值时，取最小值，的最小值为O点到磁场上边界的距离2R，则有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得所允许的磁感应强度的最大值。
答：粒子经电场加速后的速率是；
从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子射出磁场时与x轴正向所成角度的余弦值是：；
所允许的磁感应强度的最大值是。 

【解析】粒子在电场中加速，应用动能定理求出加速后粒子的速率。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出粒子运动轨迹，求出粒子做匀速圆周运动的轨道半径，然后应用几何知识求解。
作出粒子临界运动轨迹，求出粒子临界轨道半径，应用牛顿第二定律求出临界磁感应强度，然后答题。
本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提与关键，应用动能定理、牛顿第二定律即可解题，解题时注意几何知识的应用。