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2023年高考物理考前信息必刷卷03
湖南專用

單選題6道24分，多選題4題20分；實(shí)驗(yàn)題兩題，一道力學(xué)6分，一道電學(xué)9分；計(jì)算題兩題，一道電學(xué)13分，一道力學(xué)15分；選修3-3、3-4都是一道選擇題5分，一道計(jì)算題8分。
物理高考會(huì)凸顯了對(duì)學(xué)生必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)及核心價(jià)值的全面性考查,試卷結(jié)構(gòu)、題型題量以及考試難度等相對(duì)穩(wěn)定，總體呈現(xiàn)出“三新三重”（情景新、設(shè)問新、理念新、重思維、重素養(yǎng)、重探究）的特點(diǎn)。

大題不是考概念！而是考“理解能力”、“邏輯能力”、“數(shù)學(xué)計(jì)算能力”，考察考生的邏輯推理能力和運(yùn)算求解題能力，再體現(xiàn)開放性的同時(shí)，也考查了考生思維的準(zhǔn)確性與有序性。充分發(fā)揮了新高考育人功能和積極導(dǎo)向作用，突出了對(duì)力、電、磁等主干知識(shí)的考查，又極力回避了傳統(tǒng)應(yīng)試教育通過“機(jī)械刷題”得高分的現(xiàn)象，體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的高考評(píng)價(jià)體系的考查要求，助力高中育人方式改革。
解大題時(shí)，要根據(jù)題意，畫出物體運(yùn)動(dòng)過程中幾個(gè)關(guān)鍵狀態(tài)的情景圖，來幫助自己理解敘述的全過程，準(zhǔn)確把握問題的已知條件、邊界條件和臨界條件。

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1．如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)分別為、，降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)分別為，輸電線的電阻為r，若升壓變壓器輸入電壓與降壓變壓器輸出電壓之差為U，則輸電線損耗的功率為（　?。?br />
A． B． C． D．
【答案】 D
【解析】設(shè)升壓變壓器輸入電壓為，則輸出電壓

設(shè)降壓變壓器輸出電壓為，則輸入電壓

根據(jù)題意有

輸電線損耗的功率

故選D。
2．如圖甲，O、P為光滑水平面上相距0.3m的兩點(diǎn)，O、P連線上存在與OP連線平行的電場(chǎng)，其上各點(diǎn)的電勢(shì)隨距O點(diǎn)的距離x變化的關(guān)系如圖乙所示，圖中斜虛線為圖線在點(diǎn)P（0.3m，200V）的切線，切線與x軸交于0.5m處?，F(xiàn)將一質(zhì)量、電荷量的小物塊從O點(diǎn)靜止釋放，下列說法正確的是（??）

A．該電場(chǎng)線的方向?yàn)橛蒔指向O B．該物塊在P點(diǎn)的電勢(shì)能比O點(diǎn)的電勢(shì)能大
C．該物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，加速度大小為 D．該物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度大小為10m/s
【答案】 C
【解析】A．由圖知，O點(diǎn)電勢(shì)大于P點(diǎn)電勢(shì)，該電場(chǎng)線的方向由O指向P，故A錯(cuò)誤；
B．該物塊帶正電，在P點(diǎn)的電勢(shì)能比O點(diǎn)的電勢(shì)能小，故B錯(cuò)誤；
C．-x圖像斜率大小代表電場(chǎng)強(qiáng)度大小，則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
E=1000N/C
物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，加速度大小為

故C正確；
D．根據(jù)動(dòng)能定理

代入數(shù)據(jù)得

故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．用如圖甲所示的光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。用某波長(zhǎng)的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化規(guī)律如圖乙所示。光電管的陰極材料的極限頻率，電子的電荷量，普朗克常量，則（　　）

A．陰極K每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)為個(gè)
B．光電子飛出陰極K時(shí)的最大初動(dòng)能為
C．入射光的波長(zhǎng)約為
D．若改用紫光照射陰極K，飽和光電流一定變大
【答案】 C
【解析】A．飽和光電流


解得

個(gè)，故A錯(cuò)誤；
B．由

解得

故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)光電效應(yīng)方程得


代入數(shù)據(jù)解得

故C正確；
D．飽和光電流取決于單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)，改用紫光照射陰極后，若紫光的光照強(qiáng)度減弱，單位時(shí)間內(nèi)光子數(shù)可能比綠光少，飽和光電流也可能減小，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4．如圖所示，滑塊A、B、C位于光滑水平面上，已知A、B、C的質(zhì)量均為1 kg?；瑝KB的左端連有輕質(zhì)彈簧，彈簧開始處于自由伸長(zhǎng)狀態(tài).現(xiàn)使滑塊A以速度水平向右運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮到最短時(shí)，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短，則B和C碰撞過程中整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能為（　　）

A．0.25 J B．0.50 J C．0.75 J D．1.00 J
【答案】 A
【解析】對(duì)A、B系統(tǒng)，A、B速度相等時(shí)，彈簧被壓縮到最短，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

代入數(shù)據(jù)，解得

彈簧被壓縮到最短時(shí)，B的速度為，此時(shí)B與C發(fā)生完全非彈性碰撞，對(duì)B、C組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得

代入數(shù)據(jù)，解得

只有B與C發(fā)生非彈性碰撞，有機(jī)械能損失，則損失的系統(tǒng)機(jī)械能為

故選A。
5．晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)等高，原來無風(fēng)狀態(tài)下衣服保持靜止。某時(shí)一陣恒定的風(fēng)吹來，衣服受到水平向右的恒力而發(fā)生滑動(dòng)，并在新的位置保持靜止，如圖所示。兩桿間的距離為d，繩長(zhǎng)為1.25d，衣服和衣架的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，sin37°=0.6。不計(jì)繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦，下列說法正確的是（　?。?br />
A．在有風(fēng)且風(fēng)力不變的情況下，繩子右端由A點(diǎn)沿桿向下移到C點(diǎn)，繩子的拉力變大
B．有風(fēng)時(shí)，掛鉤左、右兩側(cè)繩子的拉力大小不相等
C．相比無風(fēng)時(shí)，在有風(fēng)的情況下∠AOB小
D．無風(fēng)時(shí)，輕繩的拉力大小為
【答案】 C
【解析】A．當(dāng)在有風(fēng)的情況下，將A點(diǎn)沿桿稍下移到C點(diǎn)，根據(jù)圖像可以看出，兩端繩子之間的夾角變小，但是兩細(xì)繩拉力的合力為恒力，則拉力F變小，故A錯(cuò)誤；
B．由于不計(jì)繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦，則掛鉤相當(dāng)于動(dòng)滑輪，兩端繩子的拉力總是相等，故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)無風(fēng)時(shí)繩子夾角的一半為，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，有風(fēng)時(shí)繩子夾角的一半為，有風(fēng)時(shí)如圖

有


又因?yàn)?br />
所以

故C正確；
D．無風(fēng)時(shí)，衣服受到重力和兩邊繩子的拉力處于平衡狀態(tài)，如圖所示，同一條繩子拉力相等，則掛鉤左右兩側(cè)繩子與豎直方向的夾角相等。由幾何關(guān)系可得

解得

根據(jù)平衡條件可

解得

故D錯(cuò)誤。
故選C。
6．如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)物塊A和B左右中心開有小孔穿在粗糙的細(xì)桿CD上，細(xì)桿繞過O點(diǎn)的豎直軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B之間用輕質(zhì)細(xì)線相連，物塊中心與圓心距離分別為，與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)速緩慢加快到兩物塊剛好要發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說法正確的是（重力加速度為g）（　?。?br />
A．此時(shí)細(xì)線張力為
B．此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向O
C．此時(shí)細(xì)桿的角速度為
D．此時(shí)燒斷細(xì)線，A仍相對(duì)細(xì)桿靜止，B將做離心運(yùn)動(dòng)
【答案】 A
【解析】ABC．兩物塊A和B隨著細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，合外力提供向心力，則有

又B的半徑比A的半徑大，所以B所需向心力大，又因?yàn)榧?xì)線拉力相等，所以當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)速加快到兩物塊剛好要發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，B的靜摩擦力方向指向圓心，A的最大靜摩擦力方向指向圓外，有相對(duì)細(xì)桿沿半徑指向圓內(nèi)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，根據(jù)牛頓第二定律得
，
解得
，
故A正確，BC錯(cuò)誤；
D．燒斷細(xì)線瞬間A所需向心力為

B所需向心力為

此時(shí)燒斷細(xì)線，A、B所受最大靜摩擦力均不足以提供向心力，則A、B均做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.。
故選A。
二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20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(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
7．廈門大學(xué)天文學(xué)系顧為民教授團(tuán)隊(duì)利用我國(guó)郭守敬望遠(yuǎn)鏡積累的海量恒星光譜，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)處于寧?kù)o態(tài)的中子星與紅矮星組成的雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為2:1，同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，研究成果于2022年9月22日發(fā)表在《自然·天文》期刊上。則此中子星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的（　?。?br />
A．角速度大于紅矮星的角速度
B．軌道半徑小于紅矮星的軌道半徑
C．向心力大小約為紅矮星的2倍
D．線速度小于紅矮星的線速度
【答案】 BD
【解析】A．雙星系統(tǒng)中，由于兩星在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等，則雙星系統(tǒng)的角速度相等，即中子星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度等于紅矮星的角速度，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)
，
解得

即星體質(zhì)量越大，軌道半徑越小，根據(jù)題意中子星質(zhì)量大，可知，中子星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑小于紅矮星的軌道半徑，B正確；
C．雙星系統(tǒng)中，有星體之間的萬有引力提供向心力，可知，中子星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的向心力大小等于紅矮星的向心力大小，C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)

根據(jù)上述，雙星系統(tǒng)角速度相等，中子星的軌道半徑小一些，則中子星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度小于紅矮星的線速度，D正確。
故選BD。
8．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、間距為L(zhǎng)的光滑豎直平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接有開關(guān)、電阻、電容器，其中電阻的阻值為R，電容器的電容為C（不會(huì)被擊穿），金屬棒MN水平放置，質(zhì)量為m，空間存在垂直軌道向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻。閉合某一開關(guān)，讓MN沿導(dǎo)軌由靜止開始釋放，金屬棒MN和導(dǎo)軌始終接觸良好，下列說法正確的是（重力加速度為g）（　?。?br />
A．只閉合開關(guān)，金屬棒MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．只閉合開關(guān)，金屬棒MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．只閉合開關(guān)，金屬棒MN下降高度為時(shí)速度為，則所用時(shí)間
D．只閉合開關(guān)，通過金屬棒MN的電流
【答案】 BCD
【解析】A．只閉合開關(guān)，金屬棒MN剛釋放時(shí)有

之后導(dǎo)體棒受重力和安培力共同作用，根據(jù)牛頓第二定律有

又

其中導(dǎo)體棒速度在增大，則導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到安培力和重力平衡后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
C．只閉合開關(guān)，金屬棒MN下降高度為時(shí)速度為，在這個(gè)過程中對(duì)導(dǎo)體棒用動(dòng)量定理有

又

聯(lián)立解得

故C正確；
BD．只閉合開關(guān)，金屬棒MN運(yùn)動(dòng)過程中取一段時(shí)間，且趨近于零，設(shè)導(dǎo)體棒加速度為a，則有

對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)牛頓第二定律可得

聯(lián)立解得
，
可知導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故BD正確。
故選BCD。
9．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以某一速度進(jìn)入兩平行板間的正交電磁場(chǎng)后恰好沿虛線做直線運(yùn)動(dòng)，然后從P點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后從Q點(diǎn)離開圓形磁場(chǎng)。兩板間的電壓為U，間距為d，兩板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，圓形磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里且圓心O在虛線上，半徑也為d，P，Q兩點(diǎn)間的距離為。不計(jì)粒子受到的重力。下列說法正確的是（　?。?br />
A．粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)的速度大小為
B．粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為
C．圓形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
D．粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【答案】 AC
【解析】A．粒子在兩板間沿直線運(yùn)動(dòng)，則可知粒子在兩板間有

解得

故A正確；
B．粒子在圓形磁場(chǎng)中沿徑向射出則一定沿徑向射出，由幾何關(guān)系可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為

故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)圓形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力可得

解得

故C正確；
D．由幾何關(guān)系可知，粒子在圓形磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度為，即為周期的，所以在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

故D錯(cuò)誤。
故選AC。
10．某小組在創(chuàng)新項(xiàng)目研究中，將一小車置于傾角的斜面頂端，并在小車中裝入速度傳感器，該小車可以根據(jù)速度的變化調(diào)整其前進(jìn)時(shí)所受總阻力的大小，從而對(duì)小車產(chǎn)生保護(hù)機(jī)制。小車所受總阻力f與速度v的關(guān)系為，k為比例系數(shù)，小車和傳感器的總質(zhì)量，小車從靜止開始下滑的圖像如圖所示，小車在第1秒末達(dá)到最大速度，重力加速度g取，下列說法正確的是（　　）

A．適當(dāng)?shù)臏p小斜面傾角可以增大小車的最大速度
B．中，系數(shù)
C．在第1秒內(nèi)小車的位移大小為
D．在第1秒內(nèi)小車的位移大小為
【答案】 BD
【解析】A．小車的速度達(dá)到最大時(shí)，小車受力平衡，則有

適當(dāng)?shù)脑龃笮泵鎯A角可以增大小車的最大速度，故A錯(cuò)誤；
B．由圖像可知

解得

故B正確；
CD．內(nèi)，對(duì)小車根據(jù)動(dòng)量定理可得

可得

解得在第1秒內(nèi)小車的位移大小為

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
三、非選擇題：共56分。第11～14題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答第15～16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。
（一）必考題：共43分。
11. （6分）某同學(xué)探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，在豎直木板上固定一張坐標(biāo)紙，建立如圖所示坐標(biāo)系，橫軸代表所掛鉤碼個(gè)數(shù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將彈簧掛一個(gè)鉤碼置于橫軸為1的位置，待彈簧穩(wěn)定后用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；再將彈簧掛兩個(gè)相同的鉤碼置于橫軸坐標(biāo)為2的位置，再次用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；繼續(xù)增加鉤碼，依次將彈簧置于3、4位置，再次描出兩個(gè)點(diǎn)，如圖中黑點(diǎn)所示。已知所掛鉤碼均相同，質(zhì)量，重力加速度g取，彈簧勁度系數(shù)為k。回答以下問題：

（1）彈簧勁度系數(shù)為___________；
（2）彈簧原長(zhǎng)為___________cm；
（3）圖中黑點(diǎn)連線的斜率___________（用k、m、g表示）。
【答案】 ???? 19.6???? 5.5????
【解析】（1）由圖可知，掛1個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為；掛4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為；根據(jù)胡克定律可得，彈簧勁度系數(shù)為

（2）設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為，掛1個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為；根據(jù)受力平衡可得

解得

（3）圖中黑點(diǎn)連線的斜率

根據(jù)胡克定律可得

解得

12. （9分）實(shí)驗(yàn)室有一只電壓表V，已知該電壓表的滿偏電壓Ug=3V，內(nèi)阻為幾千歐，為了測(cè)出電壓表內(nèi)阻，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。除電壓表外，提供的器材有：
①滑動(dòng)變阻器R1（0~20Ω，2A），滑動(dòng)變阻器R2（0~2000Ω，0.5A）
②電阻箱R3（0~99.9Ω），電阻箱R4（0~9999.9Ω）
③電池組（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）
④開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）為測(cè)出電壓表內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器RL應(yīng)選擇___________，電阻箱R應(yīng)選擇___________。
（2）將圖甲中的電阻箱R調(diào)至0，RL滑片移到最左端，閉合S，向右移動(dòng)滑片，使電壓表指針達(dá)到滿偏；保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R，電壓表指針指在2.4V，此時(shí)電阻箱讀數(shù)為1.2kΩ，則RV為___________。
（3）用圖甲測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)，考慮到系統(tǒng)誤差，內(nèi)阻RV測(cè)量值___________（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值。
（4）若準(zhǔn)確測(cè)得電壓表內(nèi)阻為4.5kΩ后，小明同學(xué)用所給電池組、電阻箱和電壓表連接了圖乙所示的電路，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)易的歐姆表，并將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度；將兩表筆斷開，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表指針指在“3V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞，再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不同已知阻值的電阻，找出對(duì)應(yīng)的電壓刻度，則“1V”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為___________kΩ。
【答案】 ???? R1???? R4???? 4.8???? 大于???? 1.125
【解析】（1）圖中滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了方便調(diào)節(jié)且使電表示數(shù)變化比較明顯，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的R1；
由于電壓表的滿偏電壓為3V，其內(nèi)阻為幾千歐，而電源電動(dòng)勢(shì)為6V，所以與電壓表串聯(lián)的電阻箱的阻值較大，所以電阻箱應(yīng)選擇R4。
（2）電壓表和電阻箱的電流相等，即

解得

（3）將圖甲中的電阻箱R調(diào)至0，RL滑片移到最左端，閉合S，向右移動(dòng)滑片，使電壓表指針達(dá)到滿偏；保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R，測(cè)量電路的總電阻增大，則分壓增大，所以電阻箱兩端的實(shí)際電壓大于0.6V，所以RV測(cè)量值為電阻箱讀數(shù)的4倍，所以RV測(cè)量值偏大。
（4）當(dāng)指針指向3V時(shí)，電路中的電流為

此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為

當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí)，有

解得

13. （13分）如圖所示，水平面上有甲、乙兩個(gè)滑塊，甲滑塊帶有半徑為1.4m的圓弧軌道P、Q，Q點(diǎn)的切線沿豎直方向，乙滑塊帶有壓縮的彈簧，彈簧上端放有小球。甲滑塊、乙滑塊和彈簧、小球的質(zhì)量均為。從某時(shí)刻開始，給甲滑塊向右的速度，同時(shí)施加給甲滑塊向左的水平力。也從該時(shí)刻，給乙滑塊施加向右的水平力作用，使其從靜止開始運(yùn)動(dòng)。時(shí)釋放彈簧，把小球相對(duì)乙滑塊沿豎直方向以的速度彈出，小球彈出時(shí)與Q點(diǎn)等高。一段時(shí)間后，小球無碰撞地從Q點(diǎn)落入甲滑塊的圓弧軌道，此時(shí)立即撤去施加給甲、乙兩滑塊的水平力、。不計(jì)一切摩擦、小球與甲滑塊的作用時(shí)間和彈簧的形變量，重力加速度，求：
（1）彈簧壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）初始時(shí)甲、乙兩滑塊間的距離L；
（3）判斷甲、乙兩滑塊最終是否相撞。若相撞，請(qǐng)說明理由；若不相撞，那么兩滑塊間的最小距離為多少？

【答案】 （1）50J；（2）36.0m；（3）不相撞，8.0m
【解析】（1）小球被彈出過程彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能

（2）小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間

小球落至Q點(diǎn)時(shí)，甲滑塊的位移

小球的水平位移

滿足，小球落至O點(diǎn)時(shí)，小球的水平速度等于甲滑塊的速度

解得
，
（3）小球和甲滑塊相互作用過程中水平方向動(dòng)量守恒

機(jī)械能守恒

得

乙滑塊的速度

由于，所以不相撞，甲、乙兩滑塊間的距離

得

14. （15分）如圖，兩根質(zhì)量、電阻均相同的金屬棒MN、PQ分別置于光滑的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的水平部分和傾斜部分均處在垂直于導(dǎo)軌、強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜導(dǎo)軌與水平方向的夾角α=37°，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，MN與固定在水平導(dǎo)軌上的力傳感器連接?，F(xiàn)對(duì)PQ施加平行于傾斜導(dǎo)軌且隨時(shí)間均勻變化作用力F1（t=0時(shí)，F(xiàn)1=0），使PQ棒在距導(dǎo)軌底端x=2m處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，電腦顯示MN受到力傳感器水平向右的拉力F2與時(shí)間成正比，且F2=0.8t。MN始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度g取10m/s2。
（1）分析并說明PQ棒的運(yùn)動(dòng)方向。
（2）請(qǐng)證明PQ棒的在傾斜導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
（3）求PQ運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌底端時(shí)，速度v的大小。
（4）若PQ運(yùn)動(dòng)到底端的過程中，F(xiàn)1做功W=1.2J，則MN產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

【答案】 （1）見解析；（2）見解析；（3）；（4）
【解析】（1）因MN水平方向受兩個(gè)力處于平衡，故磁場(chǎng)對(duì)MN的作用力F安水平向左，感應(yīng)電流I由N指向M，PQ中的電流由P指向Q。由右手定則，可以判斷PQ沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。
（2）設(shè)兩根金屬棒的質(zhì)量和電阻分別為m、R，又因?yàn)?br />
聯(lián)立解得

因B、L、R為恒量，故PQ的速度與時(shí)間成正比，即PQ由靜止開始沿導(dǎo)軌向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
（3）對(duì)PQ受力分析如下圖，PQ受到重力、支持力、F安、F1四個(gè)力作用，其中支持力不變，則僅有F安、F1隨時(shí)間而變化，但加速度恒定，合外力恒定，故F1必須與F安平衡，故PQ受四個(gè)力的合力為
F合=mgsinα
由牛頓第二定律得
mgsinα=ma
解出
a=gsinα=6m/s2
由勻變速運(yùn)動(dòng)公式可得

解得


（4）在PQ運(yùn)動(dòng)到底端的過程中，由能量守恒定律得

代入數(shù)據(jù)可得

又因?yàn)閮蓚€(gè)金屬棒電阻串聯(lián)，正比分配總焦耳熱，故MN中產(chǎn)生焦耳熱為

（二）選考題：共13分。請(qǐng)考生從兩道中任選一題作答。如果多做，則按第一題計(jì)分。
15. [物理選修3-3]
（1）（5分）
下列對(duì)熱現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分）
A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．物體溫度升高時(shí)，有的分子運(yùn)動(dòng)速率反而減小
C．水黽能在水面自由行走是因?yàn)橐后w有表面張力，原因是液體表面分子間的平均距離比液體內(nèi)部大
D．當(dāng)把盛放氣體的容器放在加速運(yùn)動(dòng)的高鐵上時(shí)，氣體的內(nèi)能增大
E．分子勢(shì)能和分子間作用力有可能同時(shí)隨分子間距離的增大而增大
【答案】 BCE
【解析】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，造成其速率有大有小，溫度升高時(shí)，所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少數(shù)分子的速率減小，選項(xiàng)B正確；
C．水黽能在水面自由行走是因?yàn)橐后w有表面張力，原因是液體表面分子間的平均距離比液體內(nèi)部大，分子間作用力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)C正確；
D．物體的內(nèi)能與物體的體積、溫度和物質(zhì)的量有關(guān)，與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)無關(guān)，而體積、溫度和物質(zhì)的量都沒有改變，因此內(nèi)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
E．當(dāng)分子間的距離大于平衡位置時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為引力，引力先增大后減小，當(dāng)分子間距離在大于平衡位置小于最大引力的位置的距離時(shí)，分子勢(shì)能和分子間作用力同時(shí)隨分子間距離的增大而增大，選項(xiàng)E正確。
故選BCE。
（2）（8分）如圖所示，容積為的汽缸固定在水平地面上，汽缸壁及活塞導(dǎo)熱性能良好，活塞面積為，厚度不計(jì)。汽缸兩側(cè)的單向閥門（氣體只進(jìn)不出）均與打氣筒相連，開始活塞兩側(cè)封閉空氣的體積均為，壓強(qiáng)均為?，F(xiàn)用打氣筒向活塞左側(cè)打氣15次，向活塞右側(cè)打氣10次。已知打氣筒每次能打入壓強(qiáng)為、體積為的空氣，外界溫度恒定，空氣視為理想氣體，不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦。求：
（1）活塞左、右封閉空氣的體積之比；
（2）汽缸內(nèi)空氣的壓強(qiáng)。

【答案】 （1）；（2）
【解析】（1）活塞左、右封閉空氣的壓強(qiáng)始終相同，溫度始終不變，所以活塞左、右封閉空氣的體積之比等于質(zhì)量之比，活塞左側(cè)充入壓強(qiáng)為、體積為的空氣，活塞右側(cè)充入壓強(qiáng)為、體積為的空氣，則活塞左、右封閉空氣的體積之比為

（2）對(duì)活塞左側(cè)封閉空氣，由玻意耳定律

解得，汽缸內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為

16. [物理選修3-4]
（1）（5分）
圖甲為超聲波懸浮儀，上方圓柱體中，高頻電信號(hào)（由圖乙電路產(chǎn)生）通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)換成同頻率的高頻聲信號(hào)，發(fā)出超聲波，下方圓柱體將接收到的超聲波信號(hào)反射回去．兩列超聲波信號(hào)疊加后，會(huì)出現(xiàn)振幅幾乎為零的點(diǎn)—節(jié)點(diǎn)，小水珠能在節(jié)點(diǎn)處附近保持懸浮狀態(tài)，圖丙為某時(shí)刻兩列超聲波的波形圖，點(diǎn)、點(diǎn)分別為兩列波的波前，已知聲波傳播的速度為340m/s。則下列說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分）

A．該超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為34000Hz
B．兩列波充分疊加后，小水珠能懸浮在點(diǎn)附近
C．小水珠懸浮時(shí)，受到的聲波壓力豎直向上
D．經(jīng)過點(diǎn)M沿x軸正方向移動(dòng)3.4cm
E．拔出圖乙線圈中的鐵芯，可以增加懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
【答案】 ACE
【解析】A．根據(jù)頻率、波速、波長(zhǎng)的關(guān)系有

故A正確；
B．PQ看作兩個(gè)波源，波源的振動(dòng)步調(diào)相反，M點(diǎn)與兩波源的波程差為2.5cm，即2.5個(gè)波長(zhǎng)，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，小水珠不能懸浮在點(diǎn)附近，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)小水珠受力可知，小水珠懸浮時(shí)，受到的聲波壓力豎直向上，故C正確；
D．質(zhì)點(diǎn)只能沿y軸方向運(yùn)動(dòng)，不會(huì)隨波傳播方向遷移，故D錯(cuò)誤；
E．拔出鐵芯，自感線圈的自感系數(shù)L減小，LC振蕩電路的周期減小，頻率變大，超聲波頻率變大，波長(zhǎng)變短，相同空間距離內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)變多，故E正確。
故選ACE。
（2）（8分）
我國(guó)科學(xué)家首創(chuàng)的超聲消融術(shù)是一種超聲波聚焦病灶部位進(jìn)行照射治療的先進(jìn)技術(shù)。如圖甲所示，一列超聲波從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2中繼續(xù)傳播，A、B、C為傳播方向上的三個(gè)點(diǎn)。圖乙為時(shí)刻A質(zhì)點(diǎn)右側(cè)介質(zhì)1中的部分波形圖，此時(shí)該波恰好傳播至介質(zhì)2中的B點(diǎn)，圖丙為該時(shí)刻之后B點(diǎn)的振動(dòng)圖像。已知B、C兩質(zhì)點(diǎn)間的距離0.75cm，波在介質(zhì)2中的傳播速度為。求：
（1）該波在介質(zhì)1中傳播速度的大小；
（2）從質(zhì)點(diǎn)B開始振動(dòng)到質(zhì)點(diǎn)C第一次到達(dá)波谷經(jīng)歷的時(shí)間。

【答案】 （1）；（2）
【解析】（1）超聲波在介質(zhì)2中傳播時(shí)

在兩種介質(zhì)中傳播時(shí)周期不變，則在介質(zhì)1中傳播時(shí)

（2）超聲波從B傳到C的時(shí)間為

波傳到C點(diǎn)時(shí)開始起振的方向向下，則到達(dá)波谷時(shí)還需要

則質(zhì)點(diǎn)C第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為

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