1．如圖所示，真空中一束復(fù)色光a沿AO方向射入半圓形玻璃柱體橫截面的頂端O，經(jīng)玻璃折射成b、c兩束光。下列說法正確的是 （ ）
A．玻璃對b光的折射率比c大
B．在玻璃中，b光的傳播速度比c大
C．b光的光子能量比c小
D．逐漸增大a光的入射角，b光先發(fā)生全反射
【答案】A
【詳解】A．由圖可知，兩光的入射角r相同，但b光的折射角i更小，根據(jù)
可知b光的折射率比c光的更大，故A正確；
B．根據(jù)
可知，因b光的折射率更大，故b光在玻璃中的傳播速度比c光更小，故B錯誤；
C．因b光的折射率更大，故b光的頻率更大，根據(jù)
可知b光的能量更大，故C錯誤；
D．由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)不會發(fā)生全反射，故逐漸增大a光的入射角，b光不會發(fā)生全反射，故D錯誤。
故選A。
2．水上樂園的沖浪池示意圖如圖所示，波浪從深水區(qū)向淺水區(qū)傳播。圖中游客在波浪池中隨波浪運動，則下列說法正確的是（ ）
A．游客將隨波浪沖到淺水區(qū)B．此時游客正在向上運動
C．波浪沖到淺水區(qū)波速增大D．波浪傳到淺水區(qū)頻率增大
【答案】B
【詳解】A．可把游客視為質(zhì)點，由機械振動的知識可知，游客在水中上下運動，并不會隨波浪沖到淺水區(qū)，故A錯誤；
B．結(jié)合水波傳播的方向，此時游客正在向上運動，故B正確；
CD．波浪從深水區(qū)傳播到淺水區(qū)，波速減小，頻率不變，故CD錯誤。
故選B。
3．如圖甲所示為振蕩電路，電躋中的電流i隨時間t的變化規(guī)律為圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（ ）
A．在時間內(nèi)，電流逐漸減小
B．在時間內(nèi)，電容器C正在充電
C．和時刻，電容器極板帶電情況完全相同
D．電路中電場能隨時間變化的周期等于
【答案】B
【詳解】A．根據(jù)圖像可知，在時間內(nèi)，電流逐漸增大，故A錯誤；
B．t1～t2時間內(nèi)，電路中的電流在減小，電容器在充電，故B正確；
C．和時刻，電容器充電完成，但極板所帶正負(fù)電荷相反，故C錯誤；
D．一個周期電容器充電放電兩次，所以電路中電場能隨時間變化的周期等于，故D錯誤。
故選B。
4．作為“一帶一路”中老友誼標(biāo)志性工程的中老鐵路于2021年12月3日正式通車，昆明到萬象之間的距離將縮短到10個小時車程，為研究某越高鐵的某段直線運動過程，王同學(xué)繪制了如圖所示的圖像，但是沒有告知是處于加速還是減速狀態(tài)，則下列說法正確的是（ ）
A．該車處于加速狀態(tài)B．該車的初速度為40m/s
C．該車的加速度為大小為D．該車在前2秒的位移是96m
【答案】B
【詳解】ABC．由勻變速直線運動規(guī)律
可得
可知圖像斜率表示v0，與縱軸的截距表示，由圖可得出
，
解得
，
所以該車處于減速狀態(tài)，初速度為40m/s，加速度大小為8m/s2，故AC錯誤，B正確；
D．將，帶入位移公式可得
則前2秒的位移
x=64m
故D錯誤。
故選B。
5．如圖所示，鉛球運動員采用滑步推的方式推出鉛球，滑步推鉛球能比原地推鉛球增加幾米的成績。兩種方式出手時鉛球的位置和速度方向都相同，忽略空氣阻力，則（ ）
A．兩種方式推出的鉛球在空中運動的時間相同
B．采用原地推鉛球方式推出的鉛球上升的高度更高
C．兩種方式推出的鉛球在空中運動到最高點時的速度都相同
D．滑步推鉛球能增加成績，是因為延長了運動員對鉛球的作用時間
【答案】D
【詳解】A．兩種方式鉛球出手時相對地面的位置和速度方向都相同，但是成績不同，所以速度方向相同，大小不同，豎直方向的分速度不同，到達最高點的時間為t，根據(jù)速度—時間公式
到達最高點的時間不同，故根據(jù)斜拋的對稱性，鉛球在空中的時間不用，故A錯誤；
B．因為原地推鉛球方式推出時水平位移小，故速度小，豎直方向的速度也小，上升的高度小，故B錯誤；
C．兩種方式推鉛球方向相同，成績不同，初速度大小不同，故水平速度大小不同，運動到最高點時只有水平方向的速度，故最高點的速度不同，故C錯誤；
D．運動員都是用最大力推鉛球，初速度都是0，滑步推時末速度大，根據(jù)動量定理
動量變化大的過程時間長，故D正確。
故選D。
6．如圖所示，質(zhì)量為4m的木塊用輕質(zhì)細(xì)繩豎直懸于O點，當(dāng)一顆質(zhì)量為m的子彈以的速度水平向右射入木塊后，它們一起向右擺動的最大擺角為60°。木塊可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g，則輕繩的長度為（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【詳解】設(shè)子彈射入木塊后它們共同的速度大小為v，根據(jù)動量守恒定律有
設(shè)輕繩的長度為L，根據(jù)動能定理有
解得
故選C。
7．我國是全球唯一掌握超特高壓直流輸電技術(shù)的國家。下圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說法正確的是（ ）
A．題中描述的“特高壓直流輸電”，說明變壓器可以直接對直流電進行變壓作用
B．變壓器在升壓過程中頻率隨著電壓的增大而升高
C．在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一
D．在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比可知，流過電阻的電流變小
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)變壓器工作原理可知，變壓器不可以直接對直流電進行變壓作用，故A錯誤；
B．變壓器在升壓過程中頻率保持不變，故B錯誤；
C．根據(jù)
，
聯(lián)立可得
在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一，故C正確；
D．在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過的電流越大，根據(jù)
可知隨著增大，流過電阻的電流變大，故D錯誤。
故選C。
二、多選題(共18分)
8．如圖所示，兩顆人造衛(wèi)星繞地球逆時針運動，衛(wèi)星1、衛(wèi)星2分別沿圓軌道、橢圓軌道運動，圓的半徑與橢圓的半長軸相等，兩軌道相交于A、B兩點。某時刻兩衛(wèi)星與地球在同一直線上，下列說法中正確的是（ ）
A．兩衛(wèi)星在圖示位置的速度
B．兩衛(wèi)星不可能相遇
C．兩衛(wèi)星在A處的加速度大小不相等
D．衛(wèi)星2的周期小于衛(wèi)星1的周期
【答案】AB
【詳解】A．由萬有引力定律可知，衛(wèi)星1
衛(wèi)星2
由此可知
A正確；
C．兩衛(wèi)星在A處的加速度相等
C錯誤；
BD．根據(jù)開普勒第三定律可知衛(wèi)星2的周期等于衛(wèi)星1的周期，兩衛(wèi)星不可能相遇，B正確，D錯誤。
故選AB。
9．如圖所示，傾角為的絕緣粗糙斜面固定在水平面上，斜面上方有與斜面平行向上的勻強電場，一帶正電的物塊（可視為質(zhì)點）以一定的初速度沿斜面向上運動，加速度大小為，方向沿斜面向下，重力加速度g=10m/s2，則在物塊運動過程中，下列說法正確的是（ ）
A．物塊的機械能和電勢能之和保持不變
B．物塊電勢能的減少量大于物塊克服摩擦力做的功
C．電場力做的功小于物塊克服摩擦力和重力做的功
D．物塊的機械能減少
【答案】BC
【詳解】A．物體受摩擦力，所以機械能和電勢能之和減小，A錯誤；
BC．設(shè)物體質(zhì)量為m，電場力為F電，受到的摩擦力為f，根據(jù)牛頓第二定律有
代入數(shù)據(jù)可得
所以
，
做功公式
故電場力與摩擦力做功的關(guān)系有
摩擦力和重力做的功與電場力做的功的關(guān)系有
電勢能的減少量等于電場力做的功，B，C正確；
D．物體受到的外力中，電場力大于摩擦力，整體做正功，所以整體機械能增加，D錯誤；
故選BC。
10．如圖所示，矩形OMPN空間內(nèi)存在垂直于平面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。有大量速率不同的電子從O點沿著ON方向進入磁場。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，OM長度為3d，ON長度為2d，忽略電子之間的相互作用，電子重力不計。下列說法正確的是（ ）
A．電子速率越小，在磁場里運動的時間一定越長
B．電子在磁場里運動的最長時間為
C．MP上有電子射出部分的長度為
D．MP上有電子射出部分的長度為
【答案】BC
【詳解】AB．電子在磁場中做勻速圓周運動，則
則運動周期
運動時間
由此可知電子運動時間與運動的圓心角有關(guān)，當(dāng)電子速度較小時從OM邊射出，圓心角均為，且此時對應(yīng)的圓心角最大，故運動時間最長為
故A錯誤，B正確；
CD．隨著速度增大，電子運動半徑逐漸增大，軌跡如圖所示
由圖可知MP邊有電子射出的范圍為BM長度，當(dāng)電子軌跡與上邊界相切時半徑為2d，由幾何關(guān)系可知
故C正確，D錯誤。
故選BC。
三、實驗題(共16分)
11．某物理興趣小組的同學(xué)利用圖甲所示的裝置驗證小球做圓周運動時機械能守恒。細(xì)線上端固定在豎直鐵架臺上的O點，下端懸掛一個小球，將小球拉起一定高度，由靜止釋放，擺到最低點時，恰好通過固定在鐵架臺上的光電門。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑_________；
（2）關(guān)于實驗儀器的選擇以及實驗的操作，下列說法正確的是_________；
A．應(yīng)該選擇較粗的線懸掛小球 B．小球應(yīng)選密度較小的塑料球
C．小球的質(zhì)量一定要用天平測量 D．小球運動的平面一定要在豎直面
（3）該小組同學(xué)將小球從不同高度釋放，測出釋放點到小球擺到最低點的高度h、小球擋光時間t。以h為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)，作出圖像，圖像是一條過原點的傾斜直線，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)若該圖像的斜率等于_________（用題中已知物理量的字母表示），則驗證小球在擺動的過程中滿足機械能守恒。
【答案】 11.3 D
【詳解】（1）[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)尺的第3條刻度線與主尺的某刻度線對齊，游標(biāo)尺是10分度，則有讀數(shù)為
3×0.1mm=0.3mm
則有小球的直徑為
d=
（2）[2]A．懸線應(yīng)該細(xì)而長，選項A錯誤；
B．為了減小空氣阻力的影響，小球應(yīng)選擇密度大體積小的球，選項B錯誤；
C．驗證機械能守恒時，由于小球的質(zhì)量在等式兩邊都有，可以消去，所以小球的質(zhì)量不一定要測量，選項C錯誤；
D．由于鐵架臺豎直，光電門固定在鐵架臺上，為了保證小球擋光的寬度是小球的直徑，小球運動的平面一定要在豎直面，選項D正確。
故選D。
（3）[3]若機械能守恒，則有
小球擋光時間t。小球的直徑為d，則有小球的速度為
可得
所以圖像是一條過原點的傾斜直線，直線的斜率為。
12．某同學(xué)為了自制歐姆表，設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。他找來以下器材：
A．電流表（滿偏電流為，內(nèi)阻為，圖乙是電流表的刻度盤
B．電池組（，約）
C．滑動變阻器（）
D．定值電阻
E.定值電阻
F.定值電阻
G.尋線若干

回答下列問題：
(1)他應(yīng)選擇定值電阻________（填器材序號）接入圖甲電路中的位置。
(2)將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針對準(zhǔn)________處。
(3)為了直接讀出待測電阻值，他用貼紙在電流刻度旁標(biāo)記相應(yīng)的電阻值，則電流刻度位置標(biāo)記的電阻值應(yīng)為________。
(4)實驗室的直流電壓表有兩個量程，分別是、，內(nèi)阻分別約、，該同學(xué)想用自制的歐姆表測量其內(nèi)阻，他應(yīng)將電壓表的“”接線柱與圖甲中的________（填“”或“”）接線柱相連，且________量程所對應(yīng)的內(nèi)阻測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
(5)若實驗室有如下四種電池，其中可直接替代上述歐姆表中電池的有（貼紙上的電阻標(biāo)記不變）________（填序號）
A．鋰電池（電動勢，內(nèi)阻約十幾歐）
B．紐扣電池（電動勢，內(nèi)阻約幾十歐）
C．全新電池（電動勢，內(nèi)阻約）
D．較舊電池（電動勢，內(nèi)阻約）
【答案】 3 1000 3 CD
(1)[1]由閉合電路歐姆定律可知
滑動變阻器（），故定值電阻選擇，即選擇E。
(2)[2]將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，該步驟進行的是歐姆調(diào)零，應(yīng)使電流表指針對準(zhǔn)3處。
(3)[3]電流表滿偏時，由歐姆定律可知
解得
電流表半偏時，由歐姆定律可知
聯(lián)立兩式可得
(4)[4]電流應(yīng)從電壓表的“+”流入，因歐姆表的A端與電池的正極相連，故A端與電壓表的“+”接線柱，所以他應(yīng)將電壓表的“”接線柱與圖甲中的B接線柱相連。
[5] 兩個電壓表、的內(nèi)阻分別約、，兩電阻比較，內(nèi)阻更接近歐姆表的中值電阻，指針更接近中央刻度線，讀數(shù)誤差更小，說明3量程所對應(yīng)的內(nèi)阻測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
(5)[6]因貼紙上的電阻標(biāo)記不變，即歐姆表的內(nèi)阻不變，又因歐姆表的滿偏電流不變，說明電源的電動勢不變，故CD正確，AB錯誤。
故選CD。
四、解答題(共38分)
13．一橫截面積為S的圓柱形汽缸水平固定，開口向右，底部導(dǎo)熱，其他部分絕熱。汽缸內(nèi)的兩絕熱隔板a、b將汽缸分成I、II兩室，隔板可在汽缸內(nèi)無摩擦地移動。b的右側(cè)與水平彈簧相連，初始時彈簧處于原長，兩室內(nèi)均封閉有體積為、溫度為的理想氣體，現(xiàn)用電熱絲對II室緩慢加熱一段時間達到穩(wěn)定狀態(tài)時，a、b隔板移動的距離均為，已知氣壓強為，環(huán)境的熱力學(xué)溫度恒為，求：
（1）彈簧的勁度系數(shù)k；
（2）加熱后II室中氣體的熱力學(xué)溫度T。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）I、II兩空氣體的壓強始終相等，I室氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)最終兩室氣體的壓強為p，
則對b
對a
（2）設(shè)加熱后II空氣體的體積為V，則有
由理想氣體方程
14．如圖所示，一個半徑、粗糙的四分之一圓弧軌道，固定在豎直平面內(nèi)，其下端切線是水平的，軌道下端距水平地面的高度，一質(zhì)量的小球A（視為質(zhì)點）由軌道上端點從靜止開始釋放，運動到軌道最低點時，對軌道的壓力大小F=6N。在軌道末端靜止放置一質(zhì)量小球 A（視為質(zhì)點），讓小球A仍由軌道上端點從靜止開始釋放，一段時間后A、B兩小球發(fā)生碰撞（時間極短），碰后兩小球均水平飛出，小球B從剛飛出到剛落到地面時的水平位移大小，不計空氣阻力，取重力加速度大小，求；
（1）、兩小球碰撞前小球克服摩擦力所做的功；
（2）A、B兩小球落地時的距離。
【答案】（1）；（2）
（1）小球A在圓弧軌道最低點做圓周運動，由牛頓第二定律和向心力公式有
小球A下滑過程，由動能定理有
（2）兩球碰撞后小球B向右離開圓弧做平拋運動，在豎直方向上有
在水平方向上有
兩小球碰撞過程中動量守恒，以小球A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律有
對小球A水平方向有
A與B兩小球落地時的距離
15．如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下。金屬桿在t=0時刻（此時在PQ邊界）開始以v=v0sin（πt）的速度在PQ和NM之間運動，長度QM為L，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求：
(1)從PQ到NM過程中，通過R的電量；
(2)求Δt（Δt為已知量）時間內(nèi)，R產(chǎn)生的熱量；
(3)現(xiàn)將金屬桿的速度形式改變：若t=0時金屬桿靜止在PQ處，在外力F作用下水平向右進入磁場做直線運動，F(xiàn)隨時間t的關(guān)系為如圖所示的線性圖像（F1為已知量），求金屬桿出磁場MN時電阻R的電功率。
【答案】(1)；(2)；(3)
(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：
（1分）

（1分）
（1分）
聯(lián)立解得（1分）
(2) 由于
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（2分）
(3)（1分）
由圖可知
（1分）
（1分）
解得
（1分）
（1分）
解得
（1分）

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