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2023届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学普通高考第一次模拟考试物理试题理试题
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这是一份2023届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学普通高考第一次模拟考试物理试题理试题，共17页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
2023届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学普通高考第一次模拟考试物理试题理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图1、2所示。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2，电阻为r；图2是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。外力使线圈以角速度w逆时针匀速转动，电刷M端和N端接定值电阻，阻值为R，不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的是正弦式交变电流
B．线圈在图2所示位置时，产生感应电动势E的大小为BL1L2w
C．线圈在图2所示位置时，电刷M的电势低于N
D．外力做功的平均功率为
2、如图所示，一正方形木板绕其对角线上O1点做匀速转动。关于木板边缘的各点的运动，下列说法中正确的是
A．A点角速度最大
B．B点线速度最小
C．C、D两点线速度相同
D．A、B两点转速相同
3、如图（a）所示，在倾角的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在和时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（ ）
A． B． C． D．
4、 “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是
A．A球面电势比B球面电势高
B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动
C．等势面C所在处电场强度的大小为E=
D．等势面C所在处电势大小为
5、下列关于原子物理知识的叙述正确的是（ ）
A．衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子
B．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，核子数不变质量不亏损
D．对于一个特定的氡原子，知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变
6、如图所示，在竖直面内，固定一足够长通电导线a，电流水平向右，空间还存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在通电导线a的正下方，用细线悬挂一质量为m的导线b，其长度为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．若使悬挂导线b的细线不受力，需要在导线b中通入水平向左的电流
B．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
D．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流。细线恰好不受力，此时若使b中电流反向，大小不变，则每一根细线受到导线b的拉力大小将变成
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，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和粒子，质子和粒子同时到达点。已知，粒子沿与成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在磁场中运动的半径为
B．粒子在磁场中运动的半径为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子和粒子发射的时间间隔为
8、关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大
C．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D．水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
9、两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为3：2
C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm
E.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜0
10、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5 m/s， 则（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．t=0时刻质点a沿y轴负方向运动
C．若此波遇到另--列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为2.5Hz
D．x=2 m处的质点在t=0.2 s时刻的加速度有最大值
E.从t=0时刻开始质点a经0.4 s通过的路程为0.8 m
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）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20 g的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．
(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T＝0.02 s，则木块的加速度a＝________m/s2.
(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图丙所示．已知当地重力加速度g＝9.8 m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是________________________(写出一个即可)．
(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12．（12分）欲测量G表的内阻和一个电源的电动势E内阻要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的待测元件及提供的其他实验器材有：
A、待测电源E：电动势约，内阻在间
B、待测G表：量程，内阻在间
C、电流表A：量程2A，内阻约
D、电压表V：量程300mV，内阻约
E、定值电阻：；
F、滑动变阻器：最大阻值，额定电流1A
G、电阻箱：
H、开关S一个，导线若干
（1）小亮先利用伏安法测量G表内阻．
①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是______；填元件序号字母
②说明实验所要测量的物理量______；
③写出G表内阻的计算表达式______．
（2）测出后，小聪把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r．
①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，
（______）
②若利用测量的数据，作出的G表示与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势______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）理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图：开口宽为的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B，区域Ⅲ为匀强电场，电场强度，三个区域的宽度均为d。经过较长时间，仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m，电量为e，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。
(1)求能到达电场区域的正电子的最小速率；
(2)在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；
(3)若L=2d，试求第（2）问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。
14．（16分） (1)如图所示，玻璃棱镜ABC放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC面的a点垂直入射，已知红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，并传播到BC面上的c点。则以下说法中正确的是___________
A．红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变
B．红光和紫光在棱镜中的波长可能相等
C．红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间长
D．紫光一定在b处发生了全反射
E. 红光一定能从BC面上的c点射出
(2)在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B，它们相距（大于2个波长小于6个波长）。在某一时刻，A质点在平衡位置处向上振动，B质点处于波谷位置。若波速的大小为48m/s，求该简谐横波的最大频率。
15．（12分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向。传播，t=3s时波传到x=9m处的质点B点，其波形如图甲所示，A质点的振动情况如图乙所示，求：
(i)从t=3s时开始C质点经过多长时间位移第一次为4m；
(ii)在简谐横波从B质点传到C质点的过中，A质点运动的路程。
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、D
【解析】
AB．一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应定律有：
其中，解得
不是正弦式交变电流，故A、B错误；
C．根据右手定则，图2所示位置时外电路中电流由M经电阻R流向N，外电路电流由电势高处流向电势低处，则M的电势高于N的电势，故C错误；
D．线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率
故D正确。
2、D
【解析】
A．根据题意，一正方形木板绕其对角线上点做匀速转动，那么木板上各点的角速度相同，故A错误；
B．根据线速度与角速度关系式，转动半径越小的，线速度也越小，由几何关系可知， 点到BD、BC边垂线的垂足点半径最小，线速度最小，故B错误；
C．从点到、两点的间距相等，那么它们的线速度大小相同，方向不同，故C错误；
D．因角速度相同，因此它们的转速也相等，故D正确；
故选D。
3、D
【解析】
根据楞次定律可知，时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在
时
有
，
此时圆环恰好静止由平衡得
同理在
时
圆环上部分受到的安培力沿斜面向上
，
圆环此时恰好静止，由平衡得
联立以上各式得
故ABC错误，D正确。
故选D。
4、C
【解析】
A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；
B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；
C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：
又：
，
联立以上三式，解得：
故C正确；
D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：
即有：
所以可得：
故D错误；
故选C。
5、A
【解析】
A．β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；
B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故B错误；
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故C错误；
D．半衰期是统计规律，对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故D错误。
故选A。
6、C
【解析】
ABC．根据右手螺旋定则，通电导线a在b处产生的磁场方向垂直纸面向里，b处磁感应强度为，若使悬挂导线b的细线不受力，根据左手定则，需要在导线b中通入水平向右的电流，且满足
解得
选项AB错误，C正确；
D．此时若使b中电流反向，大小不变，则导线b受安培力方向向下
解得
则每一根细线受到导线b的拉力将变成mg，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】
AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得
结合两种粒子的比荷关系得
对于粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则粒子做圆周运动的轨迹半径为，质子做圆周运动的轨迹半径为，所以A错误，B正确；
CD．质子从点射入从点射出，结合，可知从点射入时的速度方向必须与边界垂直，在磁场中运动的时间
而粒子的运动时间
所以质子和粒子的发射时间间隔为，所以C错误，D正确。
故选BD。
8、CDE
【解析】
A．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；
B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；
C．温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故C正确；
D．饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；
E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确。
故选CDE．
【点睛】
绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数；相对湿度较大，但是绝对湿度不一定大；水的饱和汽压随温度的升高而增大；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，根据压强的微观解释分析分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数变化；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用．
9、BDE
【解析】
传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，其周期为1.5s，波长4m，则波速 ；由图可知：虚线波的波长为6m，则周期为，频率： ,则两波的频率不同．所以不能发生干涉现象．故A错误；实线波和虚线波的频率之比为，选项B正确；平衡位置为x=6m处的质点由实线波和虚线波引起的振动方向均向上，速度是两者之和，故此刻速度不为零，选项C错误；两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于11cm，故质点此刻位移y>21cm，选项D正确；从图示时刻起再经过1.25s，实线波在平衡位置为x=5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜1．故E正确；故选BDE.
点睛：此题主要考查波的叠加；关键是理解波的独立传播原理和叠加原理，两列波相遇时能互不干扰，各个质点的速度和位移都等于两列波在该点引起的振动的矢量和.
10、BDE
【解析】
A．由图可知波的波长，由题在时间t=0.2s内，波传播的距离为
根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由波的传播方向可知，t=0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B正确；
C．由得
频率为，要发生稳定的干涉图样，必须两列波频率相同，故C错误；
D．x=2m处的质点在t=0.2s时刻在负的最大位移处，所以加速度有最大值，故D正确；
E．从t=0时刻开始质点a经0.4s是半个周期，通过的路程为2倍的振幅，即为0.8m，故E正确。
故选BDE。
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) 3.33 (2) 0.32～0.36 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等 (3) 不需要
【解析】
（1）已知打点周期T＝0.02 s，根据逐差法可得木块的加速度为：．
（2）设木块的质量为M，根据牛顿第二定律有，，，联立可解得加速度为：，由丙图可知，当m=0时，a==3.3 ，则木块与木板间动摩擦因数μ＝0.34 ，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．
（3）实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12、E G表示数I， V表示数U 电路图见解析
【解析】
（1）[1]．G表本身可以测量通过的电流，但由题意可知，G表内阻较小，无法直接用电压表进行测量，故应与E：定值电阻R0串联后再与电压表并联；
[2][3]．同时由于两表量程偏低，且滑动变阻器阻值偏小，为了安全，采用滑动变阻器分压接法；故原理图如甲图所示；为了更好地保护电路，也可以与电阻箱串联后给G供电；故电路图可以是甲图中的任一个；
由欧姆定律可知
解得：
则要测量的量是： G表示数I，V表示数U；
（2）①[4]．将G表与电阻箱串联后，可以充当电压表使用，则其应并联在电源两端，滑动变阻器与电流表串联后即可进行测电源电动势和内电阻的实验，实物电路图如图所示：
②[5][6]．电源的路端电压
U=IG（200+2800）=3000IG
故图象与纵坐标的交点为500μA，则电源的电动势为：
E=500μA×3000=1.5V；
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、 (1)；(2)；(3)
【解析】
(1)正电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故正电子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力；在电场中正电子只受电场力作用，做匀变速运动；正电子离开电场运动到MN的过程不受力，做匀速直线运动；
根据两磁场磁场方向相反，磁感应强度相等，故正电子在其中做匀速圆周运动的轨道半径相等，偏转方向相反，所以正电子离开磁场时的速度竖直向下；
故正电子能到达电场区域，则正电子在磁场中在匀速圆周运动的轨道半径R≥d；
那么由洛伦兹力做向心力可得
所以正电子速度
故能到达电场区域的正电子的最小速率为；
(2)根据几何关系可得：正电子进入磁场运动到区域Ⅱ和Ⅲ的分界线时，正电子水平位移偏移
故轨道半径R越大，水平偏移量越小；由(1)可得：最大偏移量
△xmax=2d；
故有探测器正方向开口宽为，在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场可得：正电子最小偏移量
所以由可得正电子运动轨道半径最大为
故根据洛伦兹力做向心力可得：正电子的最大速率
(3)速度最大的正电子垂直射入电场时，在电场中运动的时间
在电场中水平方向的位移
解得
进入无场区域时运动的时间
在无场区域内运动的水平位移
解得
则最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离
14、 (1) ADE；(2)230Hz
【解析】
（1）A．光的传播频率由光源决定，故光由一种介质进入另一种介质时频率不变；故A正确；
B．红光和紫光进入棱镜后，波速减小，根据
因为f不变，可知波长都变小，红光和紫光在棱镜中的波长不可能相等，故B错误；
C．根据折射定律可知红光折射率小于紫光折射率，由
可以知道折射率越大的传播速度越小，所以紫光在介质中的传播速率最小，即红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间短，故C错误；
D．因为红光折射率小于紫光折射率，由临界角公式
可知紫光临界角小于红光，因为红光恰好发生全反射，所以紫光一定在b处发生了全反射；故D正确；
E．根据图中的几何关系可知红光射到BC面上的c点时的入射角小于红光射到AB面上b点的入射角，又因为红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，故红光射到BC面上的c点时的入射角小于临界角，没有发生全反射，故红光一定能从BC面上的c点射出，故E正确。
故选ADE。
（2）若波由A向B传播，假设波长为λ、频率f，则由题意得
又因为
解得
所以可知当k=5时f最大，且fmax=210Hz；
若波由B向A传播，假设波长为λ′、频率f ′，则由题意得
又因为
解得
由上式可知，当k=5时f ′最大，且f ′max=230Hz；
通过比较可知该简谐横波的最大频率为230Hz。
15、 (i)11s(ii)32m
【解析】
(i)由图甲可知波的波长λ=6m，由乙图可知波的周期T=4s，根据
得
v=1.5m/s
从t=3s时开始C质点的位移第一次为4m的时间
(ii)简谐横波从B质点传到C质点的时间
有
t=2T
由图可知波的振幅为A=4m，A质点运动的路程为
s=2×4A=2×4×4 =32m
2023届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学普通高考第一次模拟考试物理试题理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图1、2所示。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2，电阻为r；图2是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。外力使线圈以角速度w逆时针匀速转动，电刷M端和N端接定值电阻，阻值为R，不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的是正弦式交变电流
B．线圈在图2所示位置时，产生感应电动势E的大小为BL1L2w
C．线圈在图2所示位置时，电刷M的电势低于N
D．外力做功的平均功率为
2、如图所示，一正方形木板绕其对角线上O1点做匀速转动。关于木板边缘的各点的运动，下列说法中正确的是
A．A点角速度最大
B．B点线速度最小
C．C、D两点线速度相同
D．A、B两点转速相同
3、如图（a）所示，在倾角的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在和时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（ ）
A． B． C． D．
4、 “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是
A．A球面电势比B球面电势高
B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动
C．等势面C所在处电场强度的大小为E=
D．等势面C所在处电势大小为
5、下列关于原子物理知识的叙述正确的是（ ）
A．衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子
B．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，核子数不变质量不亏损
D．对于一个特定的氡原子，知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变
6、如图所示，在竖直面内，固定一足够长通电导线a，电流水平向右，空间还存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在通电导线a的正下方，用细线悬挂一质量为m的导线b，其长度为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．若使悬挂导线b的细线不受力，需要在导线b中通入水平向左的电流
B．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
D．若导线b中通入方向向右、大小为Ⅰ的电流。细线恰好不受力，此时若使b中电流反向，大小不变，则每一根细线受到导线b的拉力大小将变成
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，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和粒子，质子和粒子同时到达点。已知，粒子沿与成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在磁场中运动的半径为
B．粒子在磁场中运动的半径为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子和粒子发射的时间间隔为
8、关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大
C．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D．水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
9、两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为3：2
C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm
E.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜0
10、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5 m/s， 则（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．t=0时刻质点a沿y轴负方向运动
C．若此波遇到另--列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为2.5Hz
D．x=2 m处的质点在t=0.2 s时刻的加速度有最大值
E.从t=0时刻开始质点a经0.4 s通过的路程为0.8 m
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）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20 g的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．
(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T＝0.02 s，则木块的加速度a＝________m/s2.
(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图丙所示．已知当地重力加速度g＝9.8 m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是________________________(写出一个即可)．
(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12．（12分）欲测量G表的内阻和一个电源的电动势E内阻要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的待测元件及提供的其他实验器材有：
A、待测电源E：电动势约，内阻在间
B、待测G表：量程，内阻在间
C、电流表A：量程2A，内阻约
D、电压表V：量程300mV，内阻约
E、定值电阻：；
F、滑动变阻器：最大阻值，额定电流1A
G、电阻箱：
H、开关S一个，导线若干
（1）小亮先利用伏安法测量G表内阻．
①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是______；填元件序号字母
②说明实验所要测量的物理量______；
③写出G表内阻的计算表达式______．
（2）测出后，小聪把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r．
①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，
（______）
②若利用测量的数据，作出的G表示与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势______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）理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图：开口宽为的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B，区域Ⅲ为匀强电场，电场强度，三个区域的宽度均为d。经过较长时间，仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m，电量为e，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。
(1)求能到达电场区域的正电子的最小速率；
(2)在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；
(3)若L=2d，试求第（2）问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。
14．（16分） (1)如图所示，玻璃棱镜ABC放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC面的a点垂直入射，已知红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，并传播到BC面上的c点。则以下说法中正确的是___________
A．红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变
B．红光和紫光在棱镜中的波长可能相等
C．红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间长
D．紫光一定在b处发生了全反射
E. 红光一定能从BC面上的c点射出
(2)在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B，它们相距（大于2个波长小于6个波长）。在某一时刻，A质点在平衡位置处向上振动，B质点处于波谷位置。若波速的大小为48m/s，求该简谐横波的最大频率。
15．（12分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向。传播，t=3s时波传到x=9m处的质点B点，其波形如图甲所示，A质点的振动情况如图乙所示，求：
(i)从t=3s时开始C质点经过多长时间位移第一次为4m；
(ii)在简谐横波从B质点传到C质点的过中，A质点运动的路程。
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、D
【解析】
AB．一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应定律有：
其中，解得
不是正弦式交变电流，故A、B错误；
C．根据右手定则，图2所示位置时外电路中电流由M经电阻R流向N，外电路电流由电势高处流向电势低处，则M的电势高于N的电势，故C错误；
D．线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率
故D正确。
2、D
【解析】
A．根据题意，一正方形木板绕其对角线上点做匀速转动，那么木板上各点的角速度相同，故A错误；
B．根据线速度与角速度关系式，转动半径越小的，线速度也越小，由几何关系可知， 点到BD、BC边垂线的垂足点半径最小，线速度最小，故B错误；
C．从点到、两点的间距相等，那么它们的线速度大小相同，方向不同，故C错误；
D．因角速度相同，因此它们的转速也相等，故D正确；
故选D。
3、D
【解析】
根据楞次定律可知，时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在
时
有
，
此时圆环恰好静止由平衡得
同理在
时
圆环上部分受到的安培力沿斜面向上
，
圆环此时恰好静止，由平衡得
联立以上各式得
故ABC错误，D正确。
故选D。
4、C
【解析】
A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；
B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；
C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：
又：
，
联立以上三式，解得：
故C正确；
D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：
即有：
所以可得：
故D错误；
故选C。
5、A
【解析】
A．β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；
B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故B错误；
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故C错误；
D．半衰期是统计规律，对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故D错误。
故选A。
6、C
【解析】
ABC．根据右手螺旋定则，通电导线a在b处产生的磁场方向垂直纸面向里，b处磁感应强度为，若使悬挂导线b的细线不受力，根据左手定则，需要在导线b中通入水平向右的电流，且满足
解得
选项AB错误，C正确；
D．此时若使b中电流反向，大小不变，则导线b受安培力方向向下
解得
则每一根细线受到导线b的拉力将变成mg，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】
AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得
结合两种粒子的比荷关系得
对于粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则粒子做圆周运动的轨迹半径为，质子做圆周运动的轨迹半径为，所以A错误，B正确；
CD．质子从点射入从点射出，结合，可知从点射入时的速度方向必须与边界垂直，在磁场中运动的时间
而粒子的运动时间
所以质子和粒子的发射时间间隔为，所以C错误，D正确。
故选BD。
8、CDE
【解析】
A．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；
B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；
C．温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故C正确；
D．饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；
E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确。
故选CDE．
【点睛】
绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数；相对湿度较大，但是绝对湿度不一定大；水的饱和汽压随温度的升高而增大；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，根据压强的微观解释分析分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数变化；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用．
9、BDE
【解析】
传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，其周期为1.5s，波长4m，则波速 ；由图可知：虚线波的波长为6m，则周期为，频率： ,则两波的频率不同．所以不能发生干涉现象．故A错误；实线波和虚线波的频率之比为，选项B正确；平衡位置为x=6m处的质点由实线波和虚线波引起的振动方向均向上，速度是两者之和，故此刻速度不为零，选项C错误；两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于11cm，故质点此刻位移y>21cm，选项D正确；从图示时刻起再经过1.25s，实线波在平衡位置为x=5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜1．故E正确；故选BDE.
点睛：此题主要考查波的叠加；关键是理解波的独立传播原理和叠加原理，两列波相遇时能互不干扰，各个质点的速度和位移都等于两列波在该点引起的振动的矢量和.
10、BDE
【解析】
A．由图可知波的波长，由题在时间t=0.2s内，波传播的距离为
根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由波的传播方向可知，t=0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B正确；
C．由得
频率为，要发生稳定的干涉图样，必须两列波频率相同，故C错误；
D．x=2m处的质点在t=0.2s时刻在负的最大位移处，所以加速度有最大值，故D正确；
E．从t=0时刻开始质点a经0.4s是半个周期，通过的路程为2倍的振幅，即为0.8m，故E正确。
故选BDE。
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) 3.33 (2) 0.32～0.36 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等 (3) 不需要
【解析】
（1）已知打点周期T＝0.02 s，根据逐差法可得木块的加速度为：．
（2）设木块的质量为M，根据牛顿第二定律有，，，联立可解得加速度为：，由丙图可知，当m=0时，a==3.3 ，则木块与木板间动摩擦因数μ＝0.34 ，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．
（3）实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12、E G表示数I， V表示数U 电路图见解析
【解析】
（1）[1]．G表本身可以测量通过的电流，但由题意可知，G表内阻较小，无法直接用电压表进行测量，故应与E：定值电阻R0串联后再与电压表并联；
[2][3]．同时由于两表量程偏低，且滑动变阻器阻值偏小，为了安全，采用滑动变阻器分压接法；故原理图如甲图所示；为了更好地保护电路，也可以与电阻箱串联后给G供电；故电路图可以是甲图中的任一个；
由欧姆定律可知
解得：
则要测量的量是： G表示数I，V表示数U；
（2）①[4]．将G表与电阻箱串联后，可以充当电压表使用，则其应并联在电源两端，滑动变阻器与电流表串联后即可进行测电源电动势和内电阻的实验，实物电路图如图所示：
②[5][6]．电源的路端电压
U=IG（200+2800）=3000IG
故图象与纵坐标的交点为500μA，则电源的电动势为：
E=500μA×3000=1.5V；
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、 (1)；(2)；(3)
【解析】
(1)正电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故正电子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力；在电场中正电子只受电场力作用，做匀变速运动；正电子离开电场运动到MN的过程不受力，做匀速直线运动；
根据两磁场磁场方向相反，磁感应强度相等，故正电子在其中做匀速圆周运动的轨道半径相等，偏转方向相反，所以正电子离开磁场时的速度竖直向下；
故正电子能到达电场区域，则正电子在磁场中在匀速圆周运动的轨道半径R≥d；
那么由洛伦兹力做向心力可得
所以正电子速度
故能到达电场区域的正电子的最小速率为；
(2)根据几何关系可得：正电子进入磁场运动到区域Ⅱ和Ⅲ的分界线时，正电子水平位移偏移
故轨道半径R越大，水平偏移量越小；由(1)可得：最大偏移量
△xmax=2d；
故有探测器正方向开口宽为，在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场可得：正电子最小偏移量
所以由可得正电子运动轨道半径最大为
故根据洛伦兹力做向心力可得：正电子的最大速率
(3)速度最大的正电子垂直射入电场时，在电场中运动的时间
在电场中水平方向的位移
解得
进入无场区域时运动的时间
在无场区域内运动的水平位移
解得
则最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离
14、 (1) ADE；(2)230Hz
【解析】
（1）A．光的传播频率由光源决定，故光由一种介质进入另一种介质时频率不变；故A正确；
B．红光和紫光进入棱镜后，波速减小，根据
因为f不变，可知波长都变小，红光和紫光在棱镜中的波长不可能相等，故B错误；
C．根据折射定律可知红光折射率小于紫光折射率，由
可以知道折射率越大的传播速度越小，所以紫光在介质中的传播速率最小，即红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间短，故C错误；
D．因为红光折射率小于紫光折射率，由临界角公式
可知紫光临界角小于红光，因为红光恰好发生全反射，所以紫光一定在b处发生了全反射；故D正确；
E．根据图中的几何关系可知红光射到BC面上的c点时的入射角小于红光射到AB面上b点的入射角，又因为红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，故红光射到BC面上的c点时的入射角小于临界角，没有发生全反射，故红光一定能从BC面上的c点射出，故E正确。
故选ADE。
（2）若波由A向B传播，假设波长为λ、频率f，则由题意得
又因为
解得
所以可知当k=5时f最大，且fmax=210Hz；
若波由B向A传播，假设波长为λ′、频率f ′，则由题意得
又因为
解得
由上式可知，当k=5时f ′最大，且f ′max=230Hz；
通过比较可知该简谐横波的最大频率为230Hz。
15、 (i)11s(ii)32m
【解析】
(i)由图甲可知波的波长λ=6m，由乙图可知波的周期T=4s，根据
得
v=1.5m/s
从t=3s时开始C质点的位移第一次为4m的时间
(ii)简谐横波从B质点传到C质点的时间
有
t=2T
由图可知波的振幅为A=4m，A质点运动的路程为
s=2×4A=2×4×4 =32m
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