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广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期第七次模拟考物理试题（解析版）
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这是一份广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期第七次模拟考物理试题（解析版），共25页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，一小球从A点以初速度水平抛出，在平抛运动过程中与竖直挡板在点发生碰撞，最终落在点。已知碰撞的瞬间竖直方向速度的大小和方向都不变，水平方向速度的大小不变而方向反向，若仅增大平抛初速度，则（ ）
A. 小球与挡板碰撞的点将在点的下方
B. 小球的落地点将在点的左边
C. 在整个运动过程中重力对小球做功增多
D. 小球落地时重力做功的瞬时功率增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．当平抛起点与竖直挡板的水平距离一定时，初速度越大，打到挡板上的时间越短，竖直位移越小，故与挡板碰撞的点将在上方，故A错误；
B．依题意，小球与挡板碰撞的过程只是改变了水平方向的运动，没有改变平抛运动的轨迹特征，相当于把与挡板碰撞后的运动轨迹由右边转到左边，故平抛初速度越大，水平位移越大，小球将落在点的左边，故B正确；
CD．因为竖直总高度不变，所以小球下落到地面所用时间不变，故重力做功的情况不变，小球落地时重力做功的瞬时功率
不变，故CD均错误。
故选B。
2. 空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站内的航天员处于平衡状态
B. 空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C. 空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D. 空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
【答案】D
【解析】
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面。一电子由O点以一定初速度水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向外
B. 电子的初速度小于
C. 由O点至P点的运动过程中，电子的速度增大
D. 将电子的初速度调整至合适值可以使其做直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．电子从O点开始轨迹向下弯曲，由于电场力向上，说明洛伦兹力向下，根据左手定则，则磁感应强度方向垂直纸面向里，故A错误；
B．电子从O运动到P，合外力指向轨迹凹侧，有
qv0B>qE
则
故B错误；
C．由O点至P点的运动过程中，电场力做负功，洛伦兹力不做功，电子的速度逐渐减小，故C错误；
D．当
qv0B=qE
即
电子受力平衡，可以做直线运动，故D正确。
故选D。
4. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出3种不同频率的可见光
B. 图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C. 图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75eV
D. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大
【答案】C
【解析】
【详解】A．处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时从第4能级跃迁到第2能级和从第3能级跃迁到第2能级为可见光，只有2种，A错误；
B．图丙中的图线a对应的遏制电压较小即对应入射光的频率较低，不是由第4能级向基态跃迁发出的，B错误；
C．图丙中的图线b对应的遏制电压较大即对应入射光的频率较高，是由第4能级向基态跃迁发出的，其光子的能量为
C正确；
D．
图丙中的图线a对应的遏制电压较小，最大初动能更小，D错误；
故选C。
5. 用两根轻质柔软导线悬挂一根长为L、质量为m的导体棒MN在天花板上P、Q两点，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向始终垂直于导体棒，对导体棒通入电流I，稳定后发现悬挂导体棒的导线偏离竖直方向某一夹角θ，如图所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 电流方向由M到N
B. 磁场方向竖直向上时，有tan θ＝
C. 磁场方向可能垂直于PQNM平面
D. 若BIL【答案】D
【解析】
【详解】A．由于磁场和电流方向均未知，因此不能确定它们的方向，故A错误；
B．当磁场方向竖直向上时，对导体棒受力分析有
故B错误；
C．导体棒受到重力mg、悬线拉力FT和安培力FA而平衡，如图所示
由此可判断安培力的方向在虚线a、b之间，则磁场方向不可能垂直于PQNM平面，故C错误；
D．当BIL分析图可知，当FA与导线拉力垂直时，θ取得最大值，由左手定则可知磁场方向平行于PQNM，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，一轻弹簧下端挂一物体，上端用手牵引使重物匀速上升，从手突然停止到物体上升至最高点的过程中，物体运动的速率v、加速度大小a、动能、机械能随物体上升高度h变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，轻弹簧拉着重物做匀速直线运动，弹簧处于拉伸状态且拉力等于重力，当手突然停止运动后的一小段时间内，由于惯性，重物继续向上运动，弹簧的形变量减小，则弹力减小，弹力小于重力，加速度向下，向上做减速运动，设弹簧的劲度系数为，根据牛顿第二定律可得，加速度大小与上升高度的关系为
当弹簧处于伸长状态时，弹力一直减小，加速度一直增大；若弹簧伸长量减小到零之后，物体继续向上运动，弹簧被压缩，弹力增大且向下，根据牛顿第二定律可得，加速度大小与上升高度的关系仍为
可知，物体一直做加速度增大的减速运动，图像为过原点的直线，故B错误，A正确；
C．根据题意，由动能定理可知，物体动能的变化量为
可知，图像的斜率表示物体受到合力，由上述分析可知，物体受到的合力一直增大，则图像的斜率一直增大，故C错误；
D．根据题意，由功能关系可知，物体机械能的变化等于弹簧弹力做功，即
由上述分析可知，弹簧先做正功，机械能增加，后做负功，机械能减小，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，充满水的长方体鱼缸中有一点光源S，发出两种不同颜色的单色光1和2，两种光在鱼缸的前侧面形成有光线射出的圆形区域，小圆面为复色光的出射区域，其半径为，圆环部分为单色光2的出射区域，大圆面的半径为，不考虑鱼缸侧壁的厚度，下列说法正确的是（ ）
A. 在水中，单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
B. 水对1、2两种单色光的折射率之比为
C. 用同一套装置做双缝干涉实验，单色光1的条纹间距大于单色光2的条纹间距
D. 若点光源S在水中远离前侧面，则和都将增大
【答案】D
【解析】
【详解】B．设点光源S到鱼缸前侧壁的距离为d，光在水中的传播光路如图所示
则单色光1、2的折射率分别为
因
所以
且
故B错误；
A．根据可知：在水中，单色光1的传播速度小于单色光2的的传播速度，故A错误；
C．根据B选项分析可知，单色光1的频率大于单色光2的频率，则单色光1的波长小于单色光2的波长，根据条纹间距公式可知单色光1的条纹间距小于单色光2的条纹间距，故C错误；
D．点光源S在水中远离前侧面，则和都将增大，故D正确。
故选D。
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。全选对的得6分，选对但不全的得4分，选错的得0分。
8. 如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c三点的电势相等
B. a、b、c三点的电场强度相同
C. a、b两点连线上的电势先升高后降低
D. 带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能始终不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题可知，a、b、c三点到场源电荷Q的距离相等，故a、b、c三点的电势相等，A项正确；
B．a、b、c三点的电场强度大小相等，方向不同，故B项错误；
C．a、b两点连线上的点离场源电荷先近后远，故电势先升高后降低，故C项正确；
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能先减小后增大，故D项错误。
故选AC。
9. 如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段的电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（ ）
A. 圆弧AB段内电流方向总是从A流向B
B. 转动的前半周内AB两端电压为
C. 转动的后半周内通过O点的电量为
D. 外力对线框做的功为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．导体框转动的前半周内，切割磁感线，感应电动势为
电流方向从A流向，由题意知AB两端电压为
转动的后半周段切制磁感线，感应电动势为
电流方向从流向，故A、B错误；
C．转动的后半周穿过导线框的磁通量变化量为
电路总电阻为
则有转动的后半周内通过点的电量为
故C正确；
D．从图示位置匀速转动一周过程中，外力对线框做的功等于产生的电能，则
故D正确；
故选CD。
10. 如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（ ）
A. 0时刻弹簧弹力大小为
B. 弹簧劲度系数为
C. 时间段，回复力冲量为0
D. 时间段，小球动能与重力势能之和减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB．取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，而时刻弹簧弹力为0，位移为，有
可得劲度系数为
0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为，则弹力为
故A正确，B错误；
C．时间段，振子从平衡位置沿负方向振动回到平衡位置，回复力一直沿正向，由可知回复力冲量不为0，故C错误；
D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D正确；
故选AD。
三、实验题(共18分)
11. 为测量木块与木板间的动摩擦因数，一同学设计了如图（甲）所示的实验装置，A为装有光电门的足够长的木板，B为与木板平滑连接的斜面C为带遮光片的小物块。
（1）测量遮光条宽度时游标卡尺的示数如图（乙）所示，则遮光条的宽度d=________mm；
（2）保持光电门的位置不变，多次改变物块在斜面上释放点的位置，每次都将物块由静止释放记录每次物块停止时物块中心到光电门中心的水平距离x和遮光条通过光电门的时间t，为了能直观地显示x与t之间的关系，即作出线性图像其应作________；（填选项序号）
A.x-t图像 B.x-t2图像 C.x-图像 D.x--图像
（3）若（2）问中正确图像的斜率为k，当地的重力加速度为g，不计细线与滑轮间的摩擦及空气阻力，则物块与水平面间的动摩擦因数为________。（用字母表示）
【答案】 ①. 3.10 ②. D ③.
【解析】
【详解】(1)[1] 游标卡尺精准度为0.05mm，故读数为
d=3mm+2×0.05mm=3.10mm
(2)[2] 已知遮光条宽度为d，则滑块经过光电门速度为
已知物块中心到光电门中心的水平距离为x，则有
且有
联立以上各式，有
所以应做x--图像，故选D
(3)[3] 根据对（2）的分析，有
所以
12. 某品牌电饭锅采用纯电阻电热丝加热,有“煮饭”和“保温”两种工作模式，在220V电压下额定功率分别为600W和80W．物理兴趣小组的同学们想通过实验测定该电饭锅电热丝的电阻。
现有实验器材：干电池两节，滑动变阻器R1（最大阻值20Ω），电阻箱R（精度0.1Ω）电压表V（量程3V，内阻很大），电流表A（量程6mA，内阻r = 35.0Ω），开关及导线若干。
①同学们利用多用表进行初步测量和估算发现，电饭锅处于不同工作模式时，实验电流差异较大．为了能顺利完成实验，他们打算将电流表的测量范围扩大到48 mA，则应该将电阻箱调节至R = ______Ω并与电流表并联。
②同学们设计并连接了如图所示的电路图,接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于____（填“a”或“b”）端。
③将电饭锅调至“煮饭”模式，_______（填“闭合”或“断开”）开关K2，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，发现两表示数均有示数，但都不能调到零．如果该故障是由图中标号“1”到“6”中的一根导线断路引起，则断路的导线是_______．排除故障后，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1．然后将电饭锅调至“保温”模式，改变K2状态，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1。
④直接将两组实验读到的数据绘制成如图所示的图象。由图可知，该实验中电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值为________Ω。（保留两位有效数字）
⑤同学们计算发现，实验操作、数据记录与处理均正确无误，但实验得到结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，请指出造成该差异的主要原因：___________。
【答案】 ①. 5.0 ②. a ③. 闭合 ④. 3 ⑤. 50 ⑥. 正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大
【解析】
【详解】①[1]根据电流表改装原理(并联分流)
即
0.006×35=（0.048-0.006）R
解得
。
②[2]开关闭合后应使电路中流过电表的电流最小，滑动变阻器采用的分压式接法，故滑片置于a端使电饭煲的电路短路，电流为零，保证安全。
③[3][4]开关K2是连接变阻箱用于改装成大量程的电流表使用，故电路闭合前应先闭合K2，否则因电流表量程过小而在电路闭合后超过量程.故障是两表的示数不能从零开始，是滑动变阻器从分压式变成了限流式，则导线3出现断路。
④[5]在图象中，斜率的倒数代表电阻，
⑤[6]测量电饭煲的电阻是使用干电池（3V），比220V下的温度低的多，其金属丝电阻要小的多，正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大。
四、解答题(共36分)
13. 某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取。
（1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）杯内气体做等容变化，有
其中
，，
解得
（2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象，则
其中
代入数据解得
14. 如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转磁场．一束同位素离子（质量为m，电荷量为＋q）流从狭缝S1射入速度选择器，速度大小为v0的离子能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出，立即沿水平方向进入偏转磁场，最后打在照相底片D上的A点处．已知A点与狭缝S2的水平间距为，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．则
（1）设速度选择器内部存在的匀强电场场强大小为E0，匀强磁场磁感应强度大小为B0，求E0∶B0；
（2）求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向；
（3）若将右半部的偏转磁场换成方向竖直向下的匀强电场，要求同位素离子仍然打到A点处，求离子分别在磁场中和在电场中从狭缝S2运动到A点处所用时间之比t1∶t2．
【答案】（1）v0（2），磁场方向垂直纸面向外（3）
【解析】
【详解】（1）能从速度选择器射出的离子满足
qE0=qv0B0
所以
E0∶B0=v0
（2）离子进入匀强偏转磁场后做匀速圆周运动，由几何关系得：
则
由
则
磁场方向垂直纸面向外
（3）磁场中，离子运动周期
运动时间
电场中，离子运动时间
则磁场中和电场中时间之比
15. 如图所示，质量为m1的长木板静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为μ1=0.5，其右端上表面与光滑固定圆弧轨道相切，其左端与另一半径相同的光滑固定圆弧轨道最低点相距x0=0.2m，左、右两侧光滑圆弧最低点等高。质量为m3的小木块A静置于长木板最右端，质量为m2的小木块B从距木板右端处以的初速度开始向右运动，然后与m3发生碰撞，与A发生碰撞，二者碰撞时间极短，碰后结合为一体，m1=m2=m3=1kg，小木块A、B均可看成质点且与木板间的动摩擦因数均为μ2=0.9，重力加速度g取10m/s2。
（1）求因碰撞而损失的机械能；
（2）使结合体不从长木板上滑下，求长木板的最短长度；
（3）长木板取第（2）问中的最短长度，求结合体第一次滑上左侧圆弧轨道上升的最大高度。（结果可用分数表示）
【答案】（1）16J；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设木块B到达木板右端的速度为v1，由动能定理可得
代入数据，解得
v1=8m/s
AB碰撞后，由动量定理可得
解得
碰撞过程损失的机械能
（2）由机械能守恒定律可得AB回到木板底端时速度大小4m/s，滑上木板后，木块AB的加速度为a2，由牛顿第二定律
木板的加速的为a1，由牛顿第二定律
解得
设经过t1时间后两者共速，共同速度为v，由运动学公式可知
解得
该过程中木板的位移
滑块走过的位移
由于，假设正确，之后一起匀减速运动，若滑块最终未从木板左端滑出，则木板的最小长度
解得
（3）AB和木板一起匀减速运动至最左端的速度为v2，由动能定理可得
随后AB滑上左侧轨道，设上升的最大高度为h2，则由动能定理可得
解得
1. 如图所示，一小球从A点以初速度水平抛出，在平抛运动过程中与竖直挡板在点发生碰撞，最终落在点。已知碰撞的瞬间竖直方向速度的大小和方向都不变，水平方向速度的大小不变而方向反向，若仅增大平抛初速度，则（ ）
A. 小球与挡板碰撞的点将在点的下方
B. 小球的落地点将在点的左边
C. 在整个运动过程中重力对小球做功增多
D. 小球落地时重力做功的瞬时功率增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．当平抛起点与竖直挡板的水平距离一定时，初速度越大，打到挡板上的时间越短，竖直位移越小，故与挡板碰撞的点将在上方，故A错误；
B．依题意，小球与挡板碰撞的过程只是改变了水平方向的运动，没有改变平抛运动的轨迹特征，相当于把与挡板碰撞后的运动轨迹由右边转到左边，故平抛初速度越大，水平位移越大，小球将落在点的左边，故B正确；
CD．因为竖直总高度不变，所以小球下落到地面所用时间不变，故重力做功的情况不变，小球落地时重力做功的瞬时功率
不变，故CD均错误。
故选B。
2. 空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站内的航天员处于平衡状态
B. 空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C. 空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D. 空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
【答案】D
【解析】
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面。一电子由O点以一定初速度水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向外
B. 电子的初速度小于
C. 由O点至P点的运动过程中，电子的速度增大
D. 将电子的初速度调整至合适值可以使其做直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．电子从O点开始轨迹向下弯曲，由于电场力向上，说明洛伦兹力向下，根据左手定则，则磁感应强度方向垂直纸面向里，故A错误；
B．电子从O运动到P，合外力指向轨迹凹侧，有
qv0B>qE
则
故B错误；
C．由O点至P点的运动过程中，电场力做负功，洛伦兹力不做功，电子的速度逐渐减小，故C错误；
D．当
qv0B=qE
即
电子受力平衡，可以做直线运动，故D正确。
故选D。
4. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出3种不同频率的可见光
B. 图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C. 图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75eV
D. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大
【答案】C
【解析】
【详解】A．处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时从第4能级跃迁到第2能级和从第3能级跃迁到第2能级为可见光，只有2种，A错误；
B．图丙中的图线a对应的遏制电压较小即对应入射光的频率较低，不是由第4能级向基态跃迁发出的，B错误；
C．图丙中的图线b对应的遏制电压较大即对应入射光的频率较高，是由第4能级向基态跃迁发出的，其光子的能量为
C正确；
D．
图丙中的图线a对应的遏制电压较小，最大初动能更小，D错误；
故选C。
5. 用两根轻质柔软导线悬挂一根长为L、质量为m的导体棒MN在天花板上P、Q两点，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向始终垂直于导体棒，对导体棒通入电流I，稳定后发现悬挂导体棒的导线偏离竖直方向某一夹角θ，如图所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 电流方向由M到N
B. 磁场方向竖直向上时，有tan θ＝
C. 磁场方向可能垂直于PQNM平面
D. 若BIL
【解析】
【详解】A．由于磁场和电流方向均未知，因此不能确定它们的方向，故A错误；
B．当磁场方向竖直向上时，对导体棒受力分析有
故B错误；
C．导体棒受到重力mg、悬线拉力FT和安培力FA而平衡，如图所示
由此可判断安培力的方向在虚线a、b之间，则磁场方向不可能垂直于PQNM平面，故C错误；
D．当BIL
故选D。
6. 如图所示，一轻弹簧下端挂一物体，上端用手牵引使重物匀速上升，从手突然停止到物体上升至最高点的过程中，物体运动的速率v、加速度大小a、动能、机械能随物体上升高度h变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，轻弹簧拉着重物做匀速直线运动，弹簧处于拉伸状态且拉力等于重力，当手突然停止运动后的一小段时间内，由于惯性，重物继续向上运动，弹簧的形变量减小，则弹力减小，弹力小于重力，加速度向下，向上做减速运动，设弹簧的劲度系数为，根据牛顿第二定律可得，加速度大小与上升高度的关系为
当弹簧处于伸长状态时，弹力一直减小，加速度一直增大；若弹簧伸长量减小到零之后，物体继续向上运动，弹簧被压缩，弹力增大且向下，根据牛顿第二定律可得，加速度大小与上升高度的关系仍为
可知，物体一直做加速度增大的减速运动，图像为过原点的直线，故B错误，A正确；
C．根据题意，由动能定理可知，物体动能的变化量为
可知，图像的斜率表示物体受到合力，由上述分析可知，物体受到的合力一直增大，则图像的斜率一直增大，故C错误；
D．根据题意，由功能关系可知，物体机械能的变化等于弹簧弹力做功，即
由上述分析可知，弹簧先做正功，机械能增加，后做负功，机械能减小，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，充满水的长方体鱼缸中有一点光源S，发出两种不同颜色的单色光1和2，两种光在鱼缸的前侧面形成有光线射出的圆形区域，小圆面为复色光的出射区域，其半径为，圆环部分为单色光2的出射区域，大圆面的半径为，不考虑鱼缸侧壁的厚度，下列说法正确的是（ ）
A. 在水中，单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
B. 水对1、2两种单色光的折射率之比为
C. 用同一套装置做双缝干涉实验，单色光1的条纹间距大于单色光2的条纹间距
D. 若点光源S在水中远离前侧面，则和都将增大
【答案】D
【解析】
【详解】B．设点光源S到鱼缸前侧壁的距离为d，光在水中的传播光路如图所示
则单色光1、2的折射率分别为
因
所以
且
故B错误；
A．根据可知：在水中，单色光1的传播速度小于单色光2的的传播速度，故A错误；
C．根据B选项分析可知，单色光1的频率大于单色光2的频率，则单色光1的波长小于单色光2的波长，根据条纹间距公式可知单色光1的条纹间距小于单色光2的条纹间距，故C错误；
D．点光源S在水中远离前侧面，则和都将增大，故D正确。
故选D。
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。全选对的得6分，选对但不全的得4分，选错的得0分。
8. 如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的正点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的顶点，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c三点的电势相等
B. a、b、c三点的电场强度相同
C. a、b两点连线上的电势先升高后降低
D. 带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能始终不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题可知，a、b、c三点到场源电荷Q的距离相等，故a、b、c三点的电势相等，A项正确；
B．a、b、c三点的电场强度大小相等，方向不同，故B项错误；
C．a、b两点连线上的点离场源电荷先近后远，故电势先升高后降低，故C项正确；
D．带负电的试探电荷沿ab连线运动时电势能先减小后增大，故D项错误。
故选AC。
9. 如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段的电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（ ）
A. 圆弧AB段内电流方向总是从A流向B
B. 转动的前半周内AB两端电压为
C. 转动的后半周内通过O点的电量为
D. 外力对线框做的功为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．导体框转动的前半周内，切割磁感线，感应电动势为
电流方向从A流向，由题意知AB两端电压为
转动的后半周段切制磁感线，感应电动势为
电流方向从流向，故A、B错误；
C．转动的后半周穿过导线框的磁通量变化量为
电路总电阻为
则有转动的后半周内通过点的电量为
故C正确；
D．从图示位置匀速转动一周过程中，外力对线框做的功等于产生的电能，则
故D正确；
故选CD。
10. 如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（ ）
A. 0时刻弹簧弹力大小为
B. 弹簧劲度系数为
C. 时间段，回复力冲量为0
D. 时间段，小球动能与重力势能之和减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB．取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，而时刻弹簧弹力为0，位移为，有
可得劲度系数为
0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为，则弹力为
故A正确，B错误；
C．时间段，振子从平衡位置沿负方向振动回到平衡位置，回复力一直沿正向，由可知回复力冲量不为0，故C错误；
D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D正确；
故选AD。
三、实验题(共18分)
11. 为测量木块与木板间的动摩擦因数，一同学设计了如图（甲）所示的实验装置，A为装有光电门的足够长的木板，B为与木板平滑连接的斜面C为带遮光片的小物块。
（1）测量遮光条宽度时游标卡尺的示数如图（乙）所示，则遮光条的宽度d=________mm；
（2）保持光电门的位置不变，多次改变物块在斜面上释放点的位置，每次都将物块由静止释放记录每次物块停止时物块中心到光电门中心的水平距离x和遮光条通过光电门的时间t，为了能直观地显示x与t之间的关系，即作出线性图像其应作________；（填选项序号）
A.x-t图像 B.x-t2图像 C.x-图像 D.x--图像
（3）若（2）问中正确图像的斜率为k，当地的重力加速度为g，不计细线与滑轮间的摩擦及空气阻力，则物块与水平面间的动摩擦因数为________。（用字母表示）
【答案】 ①. 3.10 ②. D ③.
【解析】
【详解】(1)[1] 游标卡尺精准度为0.05mm，故读数为
d=3mm+2×0.05mm=3.10mm
(2)[2] 已知遮光条宽度为d，则滑块经过光电门速度为
已知物块中心到光电门中心的水平距离为x，则有
且有
联立以上各式，有
所以应做x--图像，故选D
(3)[3] 根据对（2）的分析，有
所以
12. 某品牌电饭锅采用纯电阻电热丝加热,有“煮饭”和“保温”两种工作模式，在220V电压下额定功率分别为600W和80W．物理兴趣小组的同学们想通过实验测定该电饭锅电热丝的电阻。
现有实验器材：干电池两节，滑动变阻器R1（最大阻值20Ω），电阻箱R（精度0.1Ω）电压表V（量程3V，内阻很大），电流表A（量程6mA，内阻r = 35.0Ω），开关及导线若干。
①同学们利用多用表进行初步测量和估算发现，电饭锅处于不同工作模式时，实验电流差异较大．为了能顺利完成实验，他们打算将电流表的测量范围扩大到48 mA，则应该将电阻箱调节至R = ______Ω并与电流表并联。
②同学们设计并连接了如图所示的电路图,接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于____（填“a”或“b”）端。
③将电饭锅调至“煮饭”模式，_______（填“闭合”或“断开”）开关K2，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，发现两表示数均有示数，但都不能调到零．如果该故障是由图中标号“1”到“6”中的一根导线断路引起，则断路的导线是_______．排除故障后，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1．然后将电饭锅调至“保温”模式，改变K2状态，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1。
④直接将两组实验读到的数据绘制成如图所示的图象。由图可知，该实验中电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值为________Ω。（保留两位有效数字）
⑤同学们计算发现，实验操作、数据记录与处理均正确无误，但实验得到结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，请指出造成该差异的主要原因：___________。
【答案】 ①. 5.0 ②. a ③. 闭合 ④. 3 ⑤. 50 ⑥. 正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大
【解析】
【详解】①[1]根据电流表改装原理(并联分流)
即
0.006×35=（0.048-0.006）R
解得
。
②[2]开关闭合后应使电路中流过电表的电流最小，滑动变阻器采用的分压式接法，故滑片置于a端使电饭煲的电路短路，电流为零，保证安全。
③[3][4]开关K2是连接变阻箱用于改装成大量程的电流表使用，故电路闭合前应先闭合K2，否则因电流表量程过小而在电路闭合后超过量程.故障是两表的示数不能从零开始，是滑动变阻器从分压式变成了限流式，则导线3出现断路。
④[5]在图象中，斜率的倒数代表电阻，
⑤[6]测量电饭煲的电阻是使用干电池（3V），比220V下的温度低的多，其金属丝电阻要小的多，正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大。
四、解答题(共36分)
13. 某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取。
（1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）杯内气体做等容变化，有
其中
，，
解得
（2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象，则
其中
代入数据解得
14. 如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转磁场．一束同位素离子（质量为m，电荷量为＋q）流从狭缝S1射入速度选择器，速度大小为v0的离子能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出，立即沿水平方向进入偏转磁场，最后打在照相底片D上的A点处．已知A点与狭缝S2的水平间距为，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．则
（1）设速度选择器内部存在的匀强电场场强大小为E0，匀强磁场磁感应强度大小为B0，求E0∶B0；
（2）求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向；
（3）若将右半部的偏转磁场换成方向竖直向下的匀强电场，要求同位素离子仍然打到A点处，求离子分别在磁场中和在电场中从狭缝S2运动到A点处所用时间之比t1∶t2．
【答案】（1）v0（2），磁场方向垂直纸面向外（3）
【解析】
【详解】（1）能从速度选择器射出的离子满足
qE0=qv0B0
所以
E0∶B0=v0
（2）离子进入匀强偏转磁场后做匀速圆周运动，由几何关系得：
则
由
则
磁场方向垂直纸面向外
（3）磁场中，离子运动周期
运动时间
电场中，离子运动时间
则磁场中和电场中时间之比
15. 如图所示，质量为m1的长木板静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为μ1=0.5，其右端上表面与光滑固定圆弧轨道相切，其左端与另一半径相同的光滑固定圆弧轨道最低点相距x0=0.2m，左、右两侧光滑圆弧最低点等高。质量为m3的小木块A静置于长木板最右端，质量为m2的小木块B从距木板右端处以的初速度开始向右运动，然后与m3发生碰撞，与A发生碰撞，二者碰撞时间极短，碰后结合为一体，m1=m2=m3=1kg，小木块A、B均可看成质点且与木板间的动摩擦因数均为μ2=0.9，重力加速度g取10m/s2。
（1）求因碰撞而损失的机械能；
（2）使结合体不从长木板上滑下，求长木板的最短长度；
（3）长木板取第（2）问中的最短长度，求结合体第一次滑上左侧圆弧轨道上升的最大高度。（结果可用分数表示）
【答案】（1）16J；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设木块B到达木板右端的速度为v1，由动能定理可得
代入数据，解得
v1=8m/s
AB碰撞后，由动量定理可得
解得
碰撞过程损失的机械能
（2）由机械能守恒定律可得AB回到木板底端时速度大小4m/s，滑上木板后，木块AB的加速度为a2，由牛顿第二定律
木板的加速的为a1，由牛顿第二定律
解得
设经过t1时间后两者共速，共同速度为v，由运动学公式可知
解得
该过程中木板的位移
滑块走过的位移
由于，假设正确，之后一起匀减速运动，若滑块最终未从木板左端滑出，则木板的最小长度
解得
（3）AB和木板一起匀减速运动至最左端的速度为v2，由动能定理可得
随后AB滑上左侧轨道，设上升的最大高度为h2，则由动能定理可得
解得
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