2022-2023學(xué)年重慶市第八中學(xué)校高三高考適應(yīng)性月考卷(五)物理（解析版）

這是一份2022-2023學(xué)年重慶市第八中學(xué)校高三高考適應(yīng)性月考卷(五)物理（解析版），共29頁。
?重慶市第八中學(xué)2023屆高考適應(yīng)性月考卷（五）
物 理
注意事項(xiàng)：
1．答題前，考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號在答題卡上填寫清楚。
2．每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效。
3．考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。滿分100分，考試用時(shí)75分鐘。
一、單項(xiàng)選擇題：本大題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。
1. 盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核：，這是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，也是人類首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的存在，則X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為（　?。?br /> A. 8和17 B. 9和17 C. 8和18 D. 9和16
2. 某班同學(xué)在中央公園進(jìn)行的踏青活動(dòng)中放飛氣球，已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，假設(shè)氣球在上升過程中溫度不變。某同學(xué)觀察一緩慢上升的氣球（球內(nèi)氣體視為理想氣體），球內(nèi)氣體在氣球上升的過程中（　?。?br /> A. 內(nèi)能增大 B. 內(nèi)能減小 C. 從外界吸熱 D. 向外界放熱
3. 如圖所示，BD是圓的一條豎直直徑，AC是該圓的另一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度方向平行于圓，帶正電小球從O點(diǎn)以相同的動(dòng)能沿不同方向在紙面內(nèi)射出，小球能夠到達(dá)圓周上任意一點(diǎn)，小球在經(jīng)過圓周上這些點(diǎn)時(shí)，過A點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最小，忽略空氣阻力，電場強(qiáng)度方向可能是（　?。?br />
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
4. 中國科學(xué)院紫金山天文臺于2022年7月發(fā)現(xiàn)兩顆小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1預(yù)估直徑約為230m，小行星20220N1預(yù)估直徑約為45m，若兩小行星在同一平面內(nèi)繞太陽做同向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)（僅考慮小行星與太陽之間的引力），測得兩小行星之間的距離Δr隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，已知小行星20220S1距太陽的距離大于小行星20220N1距太陽的距離，則以下說法正確的是（　?。?br />
A. 20220S1運(yùn)動(dòng)的周期為T
B. 20220S1運(yùn)動(dòng)的周期為2T
C. 20220S1與20220N1圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3:1
D. 20220S1與20220N1圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為
5. 發(fā)光彈弓飛箭是一種常見的兒童玩具，若小朋友以初動(dòng)能E將飛箭從地面豎直向上彈出，飛箭落回地面時(shí)動(dòng)能為，設(shè)飛箭在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變，以地面為零勢能面，則下列說法正確的是（　?。?br /> A. 飛箭上升階段重力做功為E
B. 飛箭下落階段空氣阻力做功為
C. 飛箭在最高點(diǎn)具有的機(jī)械能為
D. 飛箭所受空氣阻力與重力大小之比為1:10
6. 如圖所示，理想調(diào)壓變壓器接在有效恒定的正弦交流電兩端，原線圈與阻值為的連接，副線圈與阻值為的相連，調(diào)節(jié)兩線圈的匝數(shù)比，當(dāng)獲得最大功率時(shí)，原副線圈的匝數(shù)比為（　　）

A. 1:100 B. 100:1 C. 1:10000 D. 10000:1
7. 如圖所示，在“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球P和小球Q，從距水平地面的高度為和的地方同時(shí)由靜止釋放，球P的質(zhì)量為m，球Q的質(zhì)量為2m，設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞，重力加速度為g，忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時(shí)間，則P和Q第一次碰撞后球P的速度大小為（　　）

A. B. C. D.
二、多項(xiàng)選擇題：本大題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在時(shí)刻波形圖（振動(dòng)剛傳到處）如圖所示，a、b、c、d為沿波傳播方向上的質(zhì)點(diǎn)，已知該波的周期為，則下列說法正確的是（　?。?br />
A. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下
B. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b偏離平衡位置的位移為
C. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c的速度達(dá)到最大值
D. 在時(shí)，這列波振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)d
9. 如圖所示，等腰梯形區(qū)域（包含邊界）存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，邊長，，一質(zhì)量為m、電量為q的正電粒子從a點(diǎn)沿著ad方向射入磁場中，不計(jì)粒子的重力，為使粒子從邊射出磁場區(qū)域，粒子的速度可能為（　?。?br />
A. B. C. D.
10. 我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動(dòng)的，當(dāng)水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能，即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示，這一現(xiàn)象依然可用等勢面解釋：以桶為參考系，桶中“靜止”的水還多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與這個(gè)“力”對應(yīng)的“勢能”。為便于研究，在過桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的“勢能”可表示為，該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能，水會向總勢能更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水表面上的相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢能，根據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 穩(wěn)定時(shí)桶中水面過y軸的縱截面為圓的一部分
B. 與該“勢能”對應(yīng)的“力”的方向垂直指向y軸
C. 與該“勢能”對應(yīng)“力”的大小隨的增加而增大
D. 該“勢能”表達(dá)式是選取y軸“勢能”為零
三、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共15分。
11. 某科技公司用雷達(dá)對一高速行駛的跑車進(jìn)行性能分析，從時(shí)間時(shí)刻開始的一段時(shí)間內(nèi)，該跑車可視為沿直線運(yùn)動(dòng)，每隔測量一次其位置，坐標(biāo)為x結(jié)果如下表所示：
t/s
0
2
4
6
8
10
12
x/m
0
92
207
346
510
697
908
根據(jù)上表回答下列問題：
（1）由表中數(shù)據(jù)可知，該跑車在連續(xù)2s時(shí)間間隔的位移差約為________m，所以該直線運(yùn)動(dòng)可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
（2）這段時(shí)間內(nèi)該跑車的加速度大小為________。（保留2位有效數(shù)字）
（3）當(dāng)時(shí)，該跑車的速度大小為________。（保留3位有效數(shù)字）
12. 在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中：

（1）一多用電表的電阻擋有四個(gè)倍率，分別是、、、，用擋測量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到________擋。
（2）重新測量后，指針位于如圖甲所示位置，被測電阻測量值為________。（保留2位有效數(shù)字）
（3）如圖乙所示為歐姆表某倍率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，已知電流計(jì)的量程為，內(nèi)阻為，定值電阻，電池電動(dòng)勢為，為調(diào)零電阻，則表盤上刻度線對應(yīng)的電阻值是________。（保留2位有效數(shù)字）
（4）當(dāng)圖乙所示歐姆表的電池的電動(dòng)勢下降到、內(nèi)阻增加了時(shí)仍可調(diào)零，調(diào)零后，調(diào)零電阻的阻值將變________（填“大”或“小”），若測得某電阻為，則這個(gè)電阻的真實(shí)值為________。
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分。有數(shù)據(jù)計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13. 如圖甲所示，某汽車大燈距水平地面的高度為92.8cm；圖乙為該大燈結(jié)構(gòu)的簡化圖，由左側(cè)旋轉(zhuǎn)拋物面和右側(cè)半徑為R的半球透鏡組成，對稱軸以下裝有擋光片，光源位于拋物面的焦點(diǎn)F處，已知點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)旋轉(zhuǎn)拋物面反射后，均垂直半球透鏡的豎直直徑MN進(jìn)入透鏡（只考慮紙面內(nèi)的光），光在半球透鏡中的折射率，已知透鏡直徑遠(yuǎn)小于大燈離地面的高度，忽略在半球透鏡內(nèi)表面反射后的光，求：（已知sin48°=0.75，sin37°=0.6，tan16°=0.29）
（1）所有垂直MN進(jìn)入的光在透鏡球面上透光部分的長度；
（2）若某束光從A點(diǎn)射入半球透鏡，，則這束光照射到地面的位置與大燈間的水平距離？

14. 用質(zhì)量為m、電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的單匝閉合正方形框，如圖甲所示是金屬方框水平放在磁極的狹縫間的截面圖，圖乙是俯視圖，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)，磁場區(qū)域在豎直方向足夠高，可認(rèn)為方框的邊和邊都處在磁極之間，方框從靜止開始釋放，下落距離為h時(shí)，方框恰好開始以速率v勻速運(yùn)動(dòng)，其平面在下落過程中保持水平，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：
（1）磁極間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br /> （2）下落距離h的過程中，方框產(chǎn)生的焦耳熱。

15. 如圖所示，以豎直向上為y軸正方向構(gòu)建xOy平面直角坐標(biāo)系，在x軸下方還存在著平行于y軸向上勻強(qiáng)電場（未畫出），電場強(qiáng)度為E（E未知）。有一質(zhì)量為m、電量為q>0的帶電微粒從原點(diǎn)O上方某處P以初速度v0沿x軸正方向水平拋出，第一次經(jīng)過x軸時(shí)，速度與x軸的夾角為60°，在處有一塊垂直于x軸的無限大擋板，微粒與擋板相撞時(shí)會反彈（碰撞前后微粒電量不變），水平速度大小變?yōu)樵瓉淼?，豎直速度不突變，已知重力加速度為g，忽略空氣阻力及碰撞時(shí)間，求：
（1）OP的距離以及第一次經(jīng)過x軸的位置到原點(diǎn)的距離x1；
（2）使得微粒能垂直打在擋板上的電場強(qiáng)度E的取值，以及該情況下從拋出到與擋板相撞過程中電場力對微粒的總沖量；
（3）若微粒能兩次通過點(diǎn)（，0），試求滿足條件的電場強(qiáng)度E的可能值。













重慶市第八中學(xué)2023屆高考適應(yīng)性月考卷（五）
物 理
注意事項(xiàng)：
1．答題前，考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號在答題卡上填寫清楚。
2．每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效。
3．考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。滿分100分，考試用時(shí)75分鐘。
一、單項(xiàng)選擇題：本大題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。
1. 盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核：，這是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，也是人類首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的存在，則X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為（　?。?br /> A. 8和17 B. 9和17 C. 8和18 D. 9和16
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)題意，由質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知，X的原子序數(shù)為

質(zhì)量數(shù)為

故選A。
2. 某班同學(xué)在中央公園進(jìn)行的踏青活動(dòng)中放飛氣球，已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，假設(shè)氣球在上升過程中溫度不變。某同學(xué)觀察一緩慢上升的氣球（球內(nèi)氣體視為理想氣體），球內(nèi)氣體在氣球上升的過程中（　?。?br /> A. 內(nèi)能增大 B. 內(nèi)能減小 C. 從外界吸熱 D. 向外界放熱
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，氣球在上升過程中溫度不變，則氣球內(nèi)的氣體的內(nèi)能不變，AB錯(cuò)誤；
CD．氣球在上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

由于大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則氣球緩慢上升過程，氣體額壓強(qiáng)減小，體積增大，根據(jù)

由于氣體內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外做功，W取負(fù)值，則Q取正值，即氣體從外界吸熱，C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 如圖所示，BD是圓的一條豎直直徑，AC是該圓的另一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度方向平行于圓，帶正電小球從O點(diǎn)以相同的動(dòng)能沿不同方向在紙面內(nèi)射出，小球能夠到達(dá)圓周上任意一點(diǎn)，小球在經(jīng)過圓周上這些點(diǎn)時(shí)，過A點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最小，忽略空氣阻力，電場強(qiáng)度方向可能是（　　）

A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)題意可知，小球在電場中受重力和電場力，由動(dòng)能定理可知，由于過A點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最小，則合力做負(fù)功最多，即電場力與重量的合力方向?yàn)?，如圖所示

由于小球帶正電，所受電場力方向與電場方向相同，由平行四邊形法則可知，電場強(qiáng)度方向可能是方向。
故選A。
4. 中國科學(xué)院紫金山天文臺于2022年7月發(fā)現(xiàn)兩顆小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1預(yù)估直徑約為230m，小行星20220N1預(yù)估直徑約為45m，若兩小行星在同一平面內(nèi)繞太陽做同向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)（僅考慮小行星與太陽之間的引力），測得兩小行星之間的距離Δr隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，已知小行星20220S1距太陽的距離大于小行星20220N1距太陽的距離，則以下說法正確的是（　　）

A. 20220S1運(yùn)動(dòng)的周期為T
B. 20220S1運(yùn)動(dòng)的周期為2T
C. 20220S1與20220N1圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3:1
D. 20220S1與20220N1圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為
【答案】D
【解析】
【詳解】C．因小行星20220S1距太陽的距離大于小行星20220N1距太陽的距離，可設(shè)小行星20220S1距太陽的距離為r1，小行星20220N1距太陽的距離為r2。根據(jù)圖像可知
r1-r2=1.5r
r1+r2=4.5r
聯(lián)立解得
r1=3r
r2=1.5r
即半徑之比為2：1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
AB．因經(jīng)過時(shí)間T兩星再次相距最近，設(shè)小行星20220S1與小行星20220N1繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期分別為T1、T2，則

根據(jù)開普勒第三定律可知

解得


選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；
D．根據(jù)

可得角速度分別為


根據(jù)v=ωr可得線速度之比為

選項(xiàng)D正確。
故選D。
5. 發(fā)光彈弓飛箭是一種常見的兒童玩具，若小朋友以初動(dòng)能E將飛箭從地面豎直向上彈出，飛箭落回地面時(shí)動(dòng)能為，設(shè)飛箭在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變，以地面為零勢能面，則下列說法正確的是（　?。?br /> A. 飛箭上升階段重力做功為E
B. 飛箭下落階段空氣阻力做功為
C. 飛箭在最高點(diǎn)具有的機(jī)械能為
D. 飛箭所受空氣阻力與重力大小之比為1:10
【答案】C
【解析】
【詳解】B．由于飛箭在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變，則上升過程與下落過程空氣阻力做功相等，令為Wf，則在全過程有

解得

B錯(cuò)誤；
A．飛箭上升階段有

結(jié)合上述解得

A錯(cuò)誤；
C．根據(jù)上述，飛箭在最高點(diǎn)動(dòng)能為0，機(jī)械能為

C正確；
D．上升過程由于
，
解得

D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖所示，理想調(diào)壓變壓器接在有效恒定的正弦交流電兩端，原線圈與阻值為的連接，副線圈與阻值為的相連，調(diào)節(jié)兩線圈的匝數(shù)比，當(dāng)獲得最大功率時(shí)，原副線圈的匝數(shù)比為（　?。?br />
A. 1:100 B. 100:1 C. 1:10000 D. 10000:1
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)題意，把等效為電源的內(nèi)阻，設(shè)原線圈等效電阻為，可知，當(dāng)

原線圈輸入的功率最大，即獲得最大功率，設(shè)此時(shí)原線圈的輸入電壓為，副線圈兩端電壓為，則有

解得

即原副線圈的匝數(shù)比為。
故選B。
7. 如圖所示，在“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球P和小球Q，從距水平地面的高度為和的地方同時(shí)由靜止釋放，球P的質(zhì)量為m，球Q的質(zhì)量為2m，設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞，重力加速度為g，忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時(shí)間，則P和Q第一次碰撞后球P的速度大小為（　?。?br />
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)題意，由公式可得，球Q的落地時(shí)間為

由對稱性可知，球Q上升到最高點(diǎn)的時(shí)間也為，球P的落地時(shí)間為

則有

可知，兩球在球Q第2次下落時(shí)相碰，設(shè)經(jīng)過時(shí)間兩球相碰，則有

解得

則第一次兩球碰撞時(shí)，球Q的速度為

球P的速度為

由于碰撞時(shí)間極短且為彈性碰撞，則碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，能量守恒，則有


解得

故選D。
二、多項(xiàng)選擇題：本大題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在時(shí)刻的波形圖（振動(dòng)剛傳到處）如圖所示，a、b、c、d為沿波傳播方向上的質(zhì)點(diǎn)，已知該波的周期為，則下列說法正確的是（　　）

A. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下
B. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b偏離平衡位置的位移為
C. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c的速度達(dá)到最大值
D. 在時(shí)，這列波振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)d
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意，由同側(cè)法可知，時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向振動(dòng)，經(jīng)過

由于質(zhì)點(diǎn)離平衡位置越遠(yuǎn)，振動(dòng)速度越小，則質(zhì)點(diǎn)未到達(dá)波峰，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向仍向上，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題意可知，經(jīng)過

質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到關(guān)于軸的對稱點(diǎn)位置，即質(zhì)點(diǎn)b偏離平衡位置的位移為，故B正確；
C．根據(jù)題意可知，經(jīng)過

質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置，速度達(dá)到最大值，故C正確；
D．根據(jù)題意，由圖可知，該波的波長為

經(jīng)過

波沿軸正方向傳播一個(gè)波長，即這列波振動(dòng)傳到處，未到達(dá)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
9. 如圖所示，等腰梯形區(qū)域（包含邊界）存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，邊長，，一質(zhì)量為m、電量為q的正電粒子從a點(diǎn)沿著ad方向射入磁場中，不計(jì)粒子的重力，為使粒子從邊射出磁場區(qū)域，粒子的速度可能為（　?。?br />
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【詳解】根據(jù)題意，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示

由幾何關(guān)系可知，當(dāng)粒子從點(diǎn)飛出時(shí)，半徑為

粒子從點(diǎn)飛出時(shí)，半徑為

由牛頓第二定律有

解得

則有

解得為使粒子從邊射出磁場區(qū)域，粒子的速度范圍為

本題選粒子的速度可能的，故選BC。
10. 我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動(dòng)的，當(dāng)水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能，即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示，這一現(xiàn)象依然可用等勢面解釋：以桶為參考系，桶中“靜止”的水還多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與這個(gè)“力”對應(yīng)的“勢能”。為便于研究，在過桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的“勢能”可表示為，該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能，水會向總勢能更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水表面上的相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢能，根據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 穩(wěn)定時(shí)桶中水面過y軸的縱截面為圓的一部分
B. 與該“勢能”對應(yīng)的“力”的方向垂直指向y軸
C. 與該“勢能”對應(yīng)的“力”的大小隨的增加而增大
D. 該“勢能”的表達(dá)式是選取y軸“勢能”為零
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意，如果我們?nèi)↑c(diǎn)的重力勢能為0，這個(gè)“勢能”也為0，則質(zhì)量相等的小液滴，由于它們在液面上穩(wěn)定時(shí)具有相同的總勢能，即某點(diǎn)的總勢能為

整理可得

可知，與是二次函數(shù)的關(guān)系，所以桶中水面的縱截面為拋物線，不是圓的一部分，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題意，若我們?nèi)∫好鍭處有一個(gè)小液滴，它離O點(diǎn)有一定的高度，因?yàn)樵谝好嫔戏€(wěn)定時(shí)相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢能，而A點(diǎn)的重力勢能大于O點(diǎn)，所以這個(gè)特殊的“勢能”在A點(diǎn)要小于O點(diǎn)，故由O到A的過程中，這個(gè)“勢能”減小，故它對應(yīng)的力做的是正功，則與該“勢能”對應(yīng)的“力”的方向不可能指向軸，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)題意，設(shè)這個(gè)“力”為，則有

可得

則與該“勢能”對應(yīng)的“力”的大小隨的增加而增大，故C正確；
D．根據(jù)題意可知，點(diǎn)的這個(gè)“勢能”最大，而“勢能”表達(dá)式為

則是選取y軸“勢能”為零，故D正確。
故選CD。
三、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共15分。
11. 某科技公司用雷達(dá)對一高速行駛的跑車進(jìn)行性能分析，從時(shí)間時(shí)刻開始的一段時(shí)間內(nèi)，該跑車可視為沿直線運(yùn)動(dòng)，每隔測量一次其位置，坐標(biāo)為x結(jié)果如下表所示：
t/s
0
2
4
6
8
10
12
x/m
0
92
207
346
510
697
908
根據(jù)上表回答下列問題：
（1）由表中數(shù)據(jù)可知，該跑車在連續(xù)2s時(shí)間間隔的位移差約為________m，所以該直線運(yùn)動(dòng)可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
（2）這段時(shí)間內(nèi)該跑車的加速度大小為________。（保留2位有效數(shù)字）
（3）當(dāng)時(shí)，該跑車的速度大小為________。（保留3位有效數(shù)字）
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，由表中數(shù)據(jù)可得，汽車在第1個(gè)2s內(nèi)的位移為

在第2個(gè)2s內(nèi)的位移為

在第3個(gè)2s內(nèi)的位移為

在第4個(gè)2s內(nèi)的位移為

在第5個(gè)2s內(nèi)的位移為

在第6個(gè)2s內(nèi)的位移為

則該跑車在連續(xù)2s時(shí)間間隔的位移差約為

（2）[2]根據(jù)題意，由逐差法有

其中

解得

（3）[3]根據(jù)題意，由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可得





則當(dāng)時(shí)，該跑車的速度大小約為。
12. 在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中：

（1）一多用電表的電阻擋有四個(gè)倍率，分別是、、、，用擋測量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到________擋。
（2）重新測量后，指針位于如圖甲所示位置，被測電阻的測量值為________。（保留2位有效數(shù)字）
（3）如圖乙所示為歐姆表某倍率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，已知電流計(jì)的量程為，內(nèi)阻為，定值電阻，電池電動(dòng)勢為，為調(diào)零電阻，則表盤上刻度線對應(yīng)的電阻值是________。（保留2位有效數(shù)字）
（4）當(dāng)圖乙所示歐姆表的電池的電動(dòng)勢下降到、內(nèi)阻增加了時(shí)仍可調(diào)零，調(diào)零后，調(diào)零電阻的阻值將變________（填“大”或“小”），若測得某電阻為，則這個(gè)電阻的真實(shí)值為________。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 小 ⑤.
【解析】
【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，用擋測量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說明待測電阻較大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到擋。
（2）[2]由圖甲可知，被測電阻的測量值為

（3）[3]根據(jù)題意可知，當(dāng)電流計(jì)滿偏時(shí)，流過電源的電流為，由閉合回路歐姆定律可得，歐姆表內(nèi)阻為

則表盤上刻度線對應(yīng)電阻值是

（4）[4]根據(jù)題意可知，電池的電動(dòng)勢下降到，則歐姆表內(nèi)阻為

內(nèi)阻增加了時(shí)仍可調(diào)零，則調(diào)零電阻的阻值將變小。
[5] 若測得某電阻為，電池電動(dòng)勢為，歐姆表內(nèi)阻為，則電流計(jì)的電流為

電動(dòng)勢下降到，歐姆表內(nèi)阻為，則這個(gè)電阻的真實(shí)值為

四、計(jì)算題：本大題共3小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分。有數(shù)據(jù)計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13. 如圖甲所示，某汽車大燈距水平地面的高度為92.8cm；圖乙為該大燈結(jié)構(gòu)的簡化圖，由左側(cè)旋轉(zhuǎn)拋物面和右側(cè)半徑為R的半球透鏡組成，對稱軸以下裝有擋光片，光源位于拋物面的焦點(diǎn)F處，已知點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)旋轉(zhuǎn)拋物面反射后，均垂直半球透鏡的豎直直徑MN進(jìn)入透鏡（只考慮紙面內(nèi)的光），光在半球透鏡中的折射率，已知透鏡直徑遠(yuǎn)小于大燈離地面的高度，忽略在半球透鏡內(nèi)表面反射后的光，求：（已知sin48°=0.75，sin37°=0.6，tan16°=0.29）
（1）所有垂直MN進(jìn)入的光在透鏡球面上透光部分的長度；
（2）若某束光從A點(diǎn)射入半球透鏡，，則這束光照射到地面的位置與大燈間的水平距離？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）光路圖如圖所示

設(shè)此光線恰好發(fā)生全反射，此時(shí)透鏡內(nèi)臨界角為C，由折射率定義可知

即

此角對應(yīng)弧長為

（2）若某束光從A點(diǎn)射入半球透鏡,光路圖如圖所以

根據(jù)題意，則


有折射率可知

解得

即

有幾何關(guān)系可知

束光照射到地面的位置與大燈間的水平距離

14. 用質(zhì)量為m、電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的單匝閉合正方形框，如圖甲所示是金屬方框水平放在磁極的狹縫間的截面圖，圖乙是俯視圖，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計(jì)，磁場區(qū)域在豎直方向足夠高，可認(rèn)為方框的邊和邊都處在磁極之間，方框從靜止開始釋放，下落距離為h時(shí)，方框恰好開始以速率v勻速運(yùn)動(dòng)，其平面在下落過程中保持水平，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：
（1）磁極間勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）下落距離h的過程中，方框產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）方框開始以速率v勻速運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)勢為

勻速運(yùn)動(dòng)過程的感應(yīng)電流為

根據(jù)平衡條件有

解得

（2）下落距離h的過程中有

解得

15. 如圖所示，以豎直向上為y軸正方向構(gòu)建xOy平面直角坐標(biāo)系，在x軸下方還存在著平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場（未畫出），電場強(qiáng)度為E（E未知）。有一質(zhì)量為m、電量為q>0的帶電微粒從原點(diǎn)O上方某處P以初速度v0沿x軸正方向水平拋出，第一次經(jīng)過x軸時(shí)，速度與x軸的夾角為60°，在處有一塊垂直于x軸的無限大擋板，微粒與擋板相撞時(shí)會反彈（碰撞前后微粒電量不變），水平速度大小變?yōu)樵瓉淼?，豎直速度不突變，已知重力加速度為g，忽略空氣阻力及碰撞時(shí)間，求：
（1）OP的距離以及第一次經(jīng)過x軸的位置到原點(diǎn)的距離x1；
（2）使得微粒能垂直打在擋板上的電場強(qiáng)度E的取值，以及該情況下從拋出到與擋板相撞過程中電場力對微粒的總沖量；
（3）若微粒能兩次通過點(diǎn)（，0），試求滿足條件的電場強(qiáng)度E的可能值。

【答案】（1）；（2），，方向豎直向上；（3）

【解析】
【詳解】（1）速度分解，由幾何關(guān)系可知

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

解得

（2）設(shè)微粒從拋出到與擋板相碰的時(shí)間為t，微粒在水平方向始終做勻速運(yùn)動(dòng)

在電場中的加速度大小設(shè)為a

要垂直打在擋板上，只能要么在軌跡的最高點(diǎn)，要么在最低點(diǎn)，故

聯(lián)立解得

(k超過10以后，場強(qiáng)不合理，故舍去)
全過程使用動(dòng)量定理，動(dòng)量變化量為0，故電場力的沖量與重力的中量等大反向

方向豎直向上。
（3）微粒能兩次通過點(diǎn)（，0），即說明反彈前、后均通過(6x， 0)，而擋板位置則在

微粒的運(yùn)動(dòng)明顯具有周期T，設(shè)反彈前軌跡相鄰兩次最高點(diǎn)(或最低點(diǎn))的距離為

(“波長")，第一次平拋的時(shí)間和射程分別為t1和x1，反彈前通過該點(diǎn)應(yīng)滿足
或
反彈后的軌跡可以等價(jià)為擋板右側(cè)的鏡像軌跡，相當(dāng)于要運(yùn)動(dòng)至(16x, 0)，需注意的是反彈后水平速度大小變?yōu)樵瓉淼模Q直速度不突變，而軌跡周期由豎直分運(yùn)動(dòng)決定，故周期不變，但“波長”

反彈后通過上述點(diǎn)應(yīng)滿足
或
現(xiàn)在要求兩次通過給定點(diǎn)，以下討論四種情況：
（Ⅰ）反彈前從上往下穿過該點(diǎn)，反彈后也從上往下穿過該點(diǎn)，則

且

兩式必須同時(shí)滿足且均取正整數(shù)，只能取N1=2,4,6，…由于此時(shí)

而幾何關(guān)系可知應(yīng)該有

故合理的只有

（軌跡如圖1所示）

即

解得

（Ⅱ）反彈前從下往上穿過該點(diǎn)，反彈后從上往下穿過該點(diǎn)，則

且

可得

同理只能取N2 = 2(軌跡如圖2)

即

解得

（Ⅲ）反彈前從上往下穿過該點(diǎn)，反彈后從下往上穿過該點(diǎn)，則

且

可得

要使N1、N2均取正整數(shù)，只能取N1=10，20，30，…但是無法滿足的要求，故無解。
（Ⅳ）反彈前從下往上穿過該點(diǎn)，反彈后也從下往上穿過該點(diǎn)，則

且

可得

要使N1、N2均取正整數(shù)，只能取N1=14，28，42，…但是無法滿足的要求，故也無解。
綜上所述，滿足條件的電場強(qiáng)度E的可能值為