? 2022學(xué)年第二學(xué)期5月三校聯(lián)考
高三年級物理學(xué)科試題
考生須知：
1.本卷滿分100分，考試時間90分鐘；
2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場、座位號及準(zhǔn)考證號并核對條形碼信息；
3.所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效，考試結(jié)束后，只需上交答題卷；
4.可能用到的相關(guān)參數(shù)：重力加速度g均取。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）
1. 下列儀器所測物理量的單位中，不屬于基本單位的是（　　）
A. B.
C. D.
2. 下列說法正確的是（　?。?br /> A. 合外力沖量越大，物體速度變化率越大
B. 相對論和量子力學(xué)否定了牛頓運(yùn)動定律
C. 金屬熱電阻和熱敏電阻都是由金屬制作成的
D. 勻速轉(zhuǎn)動的電動機(jī)若線圈突然被卡住，則通過線圈的電流將增大
3. 年糕是我國很多地方傳統(tǒng)的新年應(yīng)時食品，打年糕時一般需要用木制榔頭反復(fù)捶打石槽中煮熟的糯米如圖所示。用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài)
B. 榔頭對年糕的彈力是年糕發(fā)生形變引起的
C. 年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力
D. 榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力大于石槽和年糕的總重力
4. 我國首顆超百Gbps容量高通量地球靜止軌道通信衛(wèi)星中星26號衛(wèi)星，于北京時間2023年2月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，該衛(wèi)星主要用于為固定端及車、船、機(jī)載終端提供高速寬帶接入服務(wù)。如圖，某時刻中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星恰好位于C、D兩點，兩星軌道相交于A、B兩點，C、D連線過地心，D點為遠(yuǎn)地點，兩衛(wèi)星運(yùn)行周期都為T。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 中星26與偵察衛(wèi)星可能在A點或B點相遇
B. 偵查衛(wèi)星從D點運(yùn)動到A點過程中機(jī)械能增大
C. 中星26在C點線速度與偵察衛(wèi)星在D點線速度相等
D. 相等時間內(nèi)中星26與地球的連線掃過的面積大于偵察衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積
5. 如圖甲所示，為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙，間隔棒將6條輸電導(dǎo)線分別固定在一個正六邊形的頂點a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心，A點、B點分別為Oa、Od的中點。已知通電導(dǎo)線在周圍形成磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與到導(dǎo)線的距離成反比。6條輸電導(dǎo)線中通有垂直紙面向外，大小相等的電流，其中a導(dǎo)線中的電流對b導(dǎo)線中電流的安培力大小為F，則（　?。?br />
A. A點和B點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同
B. 其中b導(dǎo)線所受安培力大小為F
C. a、b、c、d、e五根導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向下
D. a、b、c、d、e五根導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向上
6. 下列有關(guān)四幅圖像說法正確是（　?。?br />
A. 圖（1）中線圈中的磁場能在增加
B. 圖（2）中變化的磁場周圍存在電場，與周圍有沒有閉合電路無關(guān)
C. 圖（3）中若B線圈不閉合，S斷開時延時效果還存在
D. 圖（3）中電子的衍射實驗證明了電子的粒子性
7. 如圖甲為交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，匝數(shù)為N的矩形線圈位置不變，磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動后，線圈中生成正弦式交變電流如圖乙所示，其電動勢峰值為，周期為T，回路總電阻為R，則在時間內(nèi)通過矩形線圈某一截面的電荷量為（　?。?br />
A. 0 B. C. D.
8. 如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡易的小木板上，通過樓頂?shù)幕喓洼p質(zhì)繩索在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角，，在下降過程中角保持不變。玻璃墻對腳的作用力始終沿腿方向，小木板保持水平且與玻璃墻平行。某時刻輕繩與豎直玻璃墻的夾角，連接小木板的兩等長輕繩的夾角，且與在同一傾斜平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量，小木板的質(zhì)量可忽略不計。工人在穩(wěn)定且未擦墻時，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對墻的作用力增大
B. 從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩的彈力增大
C. 此時若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為
D. 此時若工人不觸碰輕繩，繩的張力大小為
9. 如圖所示是某款手機(jī)防窺屏的原理圖，在透明介質(zhì)中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可實現(xiàn)對像素單元可視角度的控制（可視角度定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點光源，位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 防窺屏實現(xiàn)防窺效果主要是運(yùn)用了光的干涉
B. 屏障的高度d越大，可視角度越大
C. 透明介質(zhì)的折射率越大，可視角度越大
D. 從上往下觀察手機(jī)屏幕，看到的圖像比實際位置低
10. 地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為，可見光光子的能量范圍是，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 光線發(fā)射器中發(fā)出的光有兩種為可見光
B. 題述條件下，光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為
C. 題述a光為氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光
D. 若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小，光電流減小
11. 幾十億年后太陽內(nèi)部氫元素消耗殆盡，內(nèi)部高溫高壓使三個氦核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng)，被稱為氦閃，核反應(yīng)方程為，該反應(yīng)放出的能量為E，真空中光速為c。則下列說法錯誤的是（　?。?br /> A. 該反應(yīng)屬于核聚變 B. X核中有6個中子
C. X核的比結(jié)合能為 D. 該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為
12. 如圖所示的平行板電容器豎直放置，兩極板間的距離為d，極板高度，對該電容器充上一定的電量后，將一帶電小球P從非?？拷髽O板的上端A處由靜止釋放，小球沿圖中虛線運(yùn)動打到了右極板的中點，為使小球能夠從下方穿過電容器，右極板向右至少移動的距離為（　　）

A. d B. C. D.
13. 如圖所示，物體A、B用細(xì)線連接，在同一高度做勻速圓周運(yùn)動，圓心均為點O。在某時刻，細(xì)線同時斷裂，兩物體做平拋運(yùn)動，同時落在水平面上的同一點。連接A、B的細(xì)線長度分別為10l、5l，A、B圓周運(yùn)動的半徑分別為6l、4l，則O點到水平面的高度為（忽略物體的大小和細(xì)線質(zhì)量）（　?。?br />
A. 6l B. 10l C. 12l D. 15l
二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的，全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）
14. 下列關(guān)于分子動理論知識，說法正確是（　　）

A. 圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，若水面上痱子粉撒得較多，實驗測得的結(jié)果將偏大
B. 圖乙折線顯示的是液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，這種運(yùn)動稱為布朗運(yùn)動
C. 圖丙為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖像，由圖可知狀態(tài)③時的溫度比狀態(tài)①、②時都高
D. 圖丁分子力F隨分子間距離r的變化圖像，兩分子間距從到，分子力先減小后增大
15. 如圖甲所示，S為與波源處于同一均勻介質(zhì)中的點，其與兩波源、的距離分別是、，、間距離為，波源的振動圖像如圖乙所示；波源振動頻率，其產(chǎn)生的簡諧橫波在時刻的圖像如圖丙所示，已知、均在時刻開始振動，則（　?。?br />
A. 波源的起振方向沿y軸負(fù)方向
B. 質(zhì)點S為振動加強(qiáng)點
C. 時質(zhì)點S向y軸負(fù)方向運(yùn)動
D. 在時，所在的平面內(nèi)有2處波峰與波峰相遇
三、非選擇題（本題功5小題，共55分）
16. 下列四個實驗中體現(xiàn)控制變量法的實驗（　?。?br />
A. 圖1中的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗
B. 圖2中的“探究求合力方法”實驗
C. 圖3中的“探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系”實驗
D. 圖4中的“用單擺測測量重力加速度”實驗
17. 圖是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，小車做勻變速直線運(yùn)動時得到的一條紙帶的一部分，計數(shù)點1的讀數(shù)為___________；其對應(yīng)的加速度___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

18. “探究求合力方法”實驗下列說法正確的是（　?。?br /> A. 拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同
B. 在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點
C. 測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦
D 測量時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板
19. 用圖做“用單擺測量重力加速度”實驗時

（1）下列實驗操作正確的是___________。
A.小球運(yùn)動到最高點時開始計時
B.小球的擺角控制在以內(nèi)
C.用天平測出小球的質(zhì)量
D.測出單擺擺動5個周期的總時間，求得單擺的周期
（2）實驗器材中沒有小鐵球，于是他用小鐵塊來代替小鐵球進(jìn)行實驗。由于鐵塊形狀不規(guī)則，無法測出擺長，他設(shè)計了如下的實驗方法：先測出使用某一長度擺線時單擺的周期，然后將單擺的擺線縮短，再測出對應(yīng)的周期。請寫出重力加速度的表達(dá)式___________
20. 某校兩個物理研究小組測量不同型號電池的電動勢和內(nèi)阻。
（1）第一小組利用多用電表粗略測定電動勢，當(dāng)多用電表選擇開關(guān)位于直流擋時，多用電筆表盤如圖甲所示，則該電池電動勢約為___________V。研究小組想利用多用電表歐姆擋粗略測量電源內(nèi)阻，你認(rèn)為___________（填“可行”或“不可行”）。

（2）第二小組設(shè)計的實驗電路圖如圖乙所示，已知，改變得到多組數(shù)據(jù)，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)如圖丙，請結(jié)合數(shù)據(jù)點分析電源電動勢___________V，內(nèi)阻___________（結(jié)果均保留小數(shù)點后兩位）；滑動變阻器選___________（填A(yù)或B）（滑動變阻器A、B的最大值分別為、）；該小組實驗誤差與電壓表___________（填“”或“”）的分流無關(guān)。

21. 如圖甲所示，水平對置發(fā)動機(jī)的活塞對稱分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運(yùn)動，發(fā)機(jī)安裝在汽車的中心線上，兩側(cè)活塞產(chǎn)生的影響相互抵消，可使車輛行駛更加平穩(wěn)，同時節(jié)約能源、減少噪聲。圖乙為左側(cè)汽缸（圓柱形）簡化示意圖。某次工廠測試某絕熱汽缸的耐壓性能，活塞橫截面積為S，在距汽缸底部處固定兩擋片，開始時活塞底部到缸底的距離為L，內(nèi)部密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度為。已知大氣壓強(qiáng)為，活塞右側(cè)與連桿相連，連桿對活塞始終有水平向左的恒定推力，大小為?，F(xiàn)緩慢給氣體加熱后，活塞向右滑動，不計一切摩擦。求：
（1）當(dāng)活塞底部距離缸底L時，氣體的壓強(qiáng)；
（2）氣體溫度達(dá)到時，氣體的壓強(qiáng)；
（3）在第（2）問條件下，如果此過程中氣體吸收的熱量為Q，求此過程中氣體內(nèi)能的增加量。


22. 如圖所示為處于豎直平面內(nèi)的一實驗探究裝置的示意圖，該裝置由長、速度可調(diào)的固定水平傳送帶，圓心分別在和，圓心角、半徑的光滑圓弧軌道和光滑細(xì)圓管組成，其中B點和G點分別為兩軌道的最高點和最低點，B點在傳送帶右端轉(zhuǎn)軸的正上方。在細(xì)圓管的右側(cè)足夠長的光滑水平地面上緊挨著一塊與管口下端等高、長、質(zhì)量木板（與軌道不粘連）?，F(xiàn)將一塊質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點）輕輕放在傳送帶的最左端A點，物塊由傳送帶自左向右傳動，在B處的開口和E、D處的開口正好可容物塊通過。已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，g取。
（1）若物塊進(jìn)入圓弧軌道后恰好不脫軌，求物塊在傳送帶上運(yùn)動的時間；
（2）若傳送帶的速度，求物塊經(jīng)過圓弧軌道最低D點時，軌道對物塊的作用力大小；
（3）若傳送帶的最大速度，在不脫軌的情況下，求滑塊在木板上運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量Q與傳送帶速度v之間的關(guān)系。

23. 兩條間距為d=0.1m足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，在兩導(dǎo)軌間存在著垂直導(dǎo)軌平面向下的有界磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿坐標(biāo)軸Ox分區(qū)分布，在x＞0區(qū)域B=3x（T），在－2m≤x≤0區(qū)域B=1.5（T），如圖所示。金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直靜止在x=1.5m處，長為d=0.1m，質(zhì)量m=50g，電阻Ω，左端的定值電阻Ω。處在－2m≤x≤0區(qū)域的導(dǎo)軌是光滑的，導(dǎo)軌其余部分與ab棒的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2。在導(dǎo)軌的右側(cè)接有一個帶有控制電鍵的“恒流源”，可提供I=1A的恒定電流，現(xiàn)閉合電鍵K發(fā)現(xiàn)ab棒沿軌道向左運(yùn)動，求：
（1）閉合電鍵瞬間ab棒中的電流方向和ab棒的加速度大?。?br /> （2）若棒運(yùn)動到x=0時立即斷開電鍵K，問ab棒最后靜止何處（用x軸坐標(biāo)表示）。
（3）求出上述整個過程中R2產(chǎn)生的焦耳熱。（備選信息：彈簧振子的周期公式其中m為振子質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)）

24. 如圖，是邊長為的正方形磁性約束裝置，內(nèi)部存在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，、中點O、處各有一窄縫。平行金屬板M、N和邊平行，長度為、兩板間距離為a，其中M板緊靠邊且中點處的窄縫與邊的窄縫對齊，在金屬板M、N上加電壓時，兩板間產(chǎn)生的電場可看成勻強(qiáng)電場。粒子源P不斷向外釋放電量為、質(zhì)量為m的粒子，速度大小在之間，各個方向上的粒子數(shù)均勻分布。測量發(fā)現(xiàn)每秒有N個粒子從點射出，其中速度大小為的粒子恰能垂直邊從窄縫射出。不考慮粒子所受重力和粒子間相關(guān)作用力，不考慮電、磁場邊界效應(yīng)，粒子撞到裝置邊界或極板后馬上被吸收并立即通過接地線被導(dǎo)走。求：
（1）內(nèi)磁場的磁感應(yīng)大小和方向；
（2）打到邊的粒子中，在磁場中運(yùn)動的最短時間；
（3）當(dāng)時，N板上有粒子打到的區(qū)域的長度；
（4）請定性畫出每秒打到N板上的粒子數(shù)n與電壓的關(guān)系圖線（需標(biāo)注特征點）。
















2022學(xué)年第二學(xué)期5月三校聯(lián)考
高三年級物理學(xué)科試題
考生須知：
1.本卷滿分100分，考試時間90分鐘；
2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場、座位號及準(zhǔn)考證號并核對條形碼信息；
3.所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效，考試結(jié)束后，只需上交答題卷；
4.可能用到的相關(guān)參數(shù)：重力加速度g均取。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）
1. 下列儀器所測物理量的單位中，不屬于基本單位的是（　?。?br /> A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】A圖是壓強(qiáng)計，測量的是壓強(qiáng)，壓強(qiáng)的單位是帕斯卡，不是基本單位；B圖是電流表，測量的是電流，電流的單位是安培，是基本單位。乙圖是秒表，測量的是時間，時間的單位是秒，是基本單位；D圖是游標(biāo)卡尺，測量的是長度，長度的單位是米，是基本單位。
故選A。
2. 下列說法正確的是（　?。?br /> A. 合外力沖量越大，物體速度變化率越大
B. 相對論和量子力學(xué)否定了牛頓運(yùn)動定律
C. 金屬熱電阻和熱敏電阻都是由金屬制作成的
D. 勻速轉(zhuǎn)動的電動機(jī)若線圈突然被卡住，則通過線圈的電流將增大
【答案】D
【解析】
【詳解】A．合外力的沖量等于動量的變化量，同一物體合外力的沖量越大，物體速度的變化越大；速度的變化率是合力的另一種表述，合外力的沖量越大，不表示合力越大，A錯誤；
B．相對論和量子力學(xué)適用范圍與牛頓運(yùn)動定律不同，并沒有否定牛頓運(yùn)動定律，B錯誤；
C．金屬熱電阻是由金屬制成的，熱敏電阻是由半導(dǎo)體制成的，C錯誤；
D．勻速轉(zhuǎn)動的電動機(jī)若線圈突然被卡住，電動機(jī)就變成了純電阻，這時電動機(jī)的線圈兩端電壓變大，則通過線圈的電流將增大，D正確。
故選D。
3. 年糕是我國很多地方傳統(tǒng)的新年應(yīng)時食品，打年糕時一般需要用木制榔頭反復(fù)捶打石槽中煮熟的糯米如圖所示。用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài)
B. 榔頭對年糕的彈力是年糕發(fā)生形變引起的
C. 年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力
D. 榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力大于石槽和年糕的總重力
【答案】D
【解析】
【詳解】A．下降過程中，榔頭先加速后減速，向下加速過程，加速度向下，處于失重狀態(tài)，向下減速過程，加速度向上，處于超重狀態(tài)，A錯誤；
B．榔頭對年糕的彈力是榔頭發(fā)生形變引起的，B錯誤；
C．由牛頓第三定律，榔頭對年糕的打擊力等于年糕對榔頭的支持力，C錯誤；
D．榔頭向下打擊年糕時，設(shè)榔頭對年糕的沖擊力為,地面對石槽的支持力為，石槽和年糕的總重力為。則有

D正確。
故選D。
4. 我國首顆超百Gbps容量高通量地球靜止軌道通信衛(wèi)星中星26號衛(wèi)星，于北京時間2023年2月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，該衛(wèi)星主要用于為固定端及車、船、機(jī)載終端提供高速寬帶接入服務(wù)。如圖，某時刻中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星恰好位于C、D兩點，兩星軌道相交于A、B兩點，C、D連線過地心，D點為遠(yuǎn)地點，兩衛(wèi)星運(yùn)行周期都為T。下列說法正確的是（　　）

A. 中星26與偵察衛(wèi)星可能在A點或B點相遇
B. 偵查衛(wèi)星從D點運(yùn)動到A點過程中機(jī)械能增大
C. 中星26在C點線速度與偵察衛(wèi)星在D點線速度相等
D. 相等時間內(nèi)中星26與地球的連線掃過的面積大于偵察衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意，由于中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星的運(yùn)行周期都為，由圖可知，中星26在下半周轉(zhuǎn)動時，偵察衛(wèi)星在上半周轉(zhuǎn)動，中星26在上半周轉(zhuǎn)動時，偵察衛(wèi)星在下半周轉(zhuǎn)動，則中星26與偵察衛(wèi)星不可能在A點或B點相遇，A錯誤；
B．偵查衛(wèi)星從D點運(yùn)動到A點過程中機(jī)械能不變，B錯誤；
C．由開普勒第二定律可知，偵察衛(wèi)星在點速度最小，由于中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星的運(yùn)行周期都為，則中星26在點線速度大于偵察衛(wèi)星在點線速度，C錯誤；
D．根據(jù)題意可知，中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星的運(yùn)行周期都為，由開普勒第三定律可知，中星26的軌道半徑等于偵察衛(wèi)星的半長軸，令相等時間為周期，則中星26與地球的連線掃過的面積為圓的面積，偵察衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積為橢圓面積，由于圓的面積大于橢圓面積可知，相等時間內(nèi)中星26與地球的連線掃過的面積大于偵察衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積，D正確。
故選D。
5. 如圖甲所示，為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙，間隔棒將6條輸電導(dǎo)線分別固定在一個正六邊形的頂點a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心，A點、B點分別為Oa、Od的中點。已知通電導(dǎo)線在周圍形成磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與到導(dǎo)線的距離成反比。6條輸電導(dǎo)線中通有垂直紙面向外，大小相等的電流，其中a導(dǎo)線中的電流對b導(dǎo)線中電流的安培力大小為F，則（　?。?br />
A. A點和B點的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同
B. 其中b導(dǎo)線所受安培力大小為F
C. a、b、c、d、e五根導(dǎo)線在O點磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向下
D. a、b、c、d、e五根導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向上
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)對稱性可知A點和B點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，關(guān)于點對稱，故A錯誤；
B．根據(jù)題意可知a、c對導(dǎo)線b的安培力大小F，f、d對導(dǎo)線b的安培力大小為

e對導(dǎo)線b的安培力大小為，根據(jù)矢量的合成可得b導(dǎo)線所受安培力

故B錯誤；
CD．根據(jù)安培定則，a、d兩條導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，b、e兩條導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，a、b、c、d、e五根導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與c導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，垂直于ed向下，故C正確，D錯誤。
故選C。
6. 下列有關(guān)四幅圖像說法正確的是（　?。?br />
A. 圖（1）中線圈中的磁場能在增加
B. 圖（2）中變化的磁場周圍存在電場，與周圍有沒有閉合電路無關(guān)
C. 圖（3）中若B線圈不閉合，S斷開時延時效果還存在
D. 圖（3）中電子的衍射實驗證明了電子的粒子性
【答案】B
【解析】
【詳解】A．如圖所示，電容器下極板帶正電，結(jié)合電流方向可知，電容放棄處于充電階段，則電場能增加，磁場能減小，A錯誤；
B．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的磁場周圍存在電場，與是否有閉合電路無關(guān)，B正確；
C．若B線圈不閉合，S斷開時不存在閉合回路，不會產(chǎn)生自感電流的磁場，延時效果不存在，C錯誤；
D．電子的衍射實驗證明電子的波動性，D錯誤。
故選B。
7. 如圖甲為交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，匝數(shù)為N的矩形線圈位置不變，磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動后，線圈中生成正弦式交變電流如圖乙所示，其電動勢峰值為，周期為T，回路總電阻為R，則在時間內(nèi)通過矩形線圈某一截面的電荷量為（　?。?br />
A. 0 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)電動勢最大值表達(dá)式

由圖像可知，時刻的電動勢為零，線圈處于中性面位置，則時間內(nèi)，磁通量變化量大小為

時間內(nèi)通過矩形線圈某一截面的電荷量為

聯(lián)立可得

故選B。
8. 如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡易的小木板上，通過樓頂?shù)幕喓洼p質(zhì)繩索在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角，，在下降過程中角保持不變。玻璃墻對腳的作用力始終沿腿方向，小木板保持水平且與玻璃墻平行。某時刻輕繩與豎直玻璃墻的夾角，連接小木板的兩等長輕繩的夾角，且與在同一傾斜平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量，小木板的質(zhì)量可忽略不計。工人在穩(wěn)定且未擦墻時，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對墻的作用力增大
B. 從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩的彈力增大
C. 此時若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為
D. 此時若工人不觸碰輕繩，繩的張力大小為
【答案】B
【解析】
【詳解】


A．從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，如圖由相似三角形

OA長度增加，OD、DE長度不變，所以不變，增加，即繩OA的彈力增大，腳對墻的作用力大小為，在下降過程中角保持不變。所以腳對墻的作用力大小不變。故A錯誤；
B．由A選項得，OA長度增加，OD、DE長度不變，所以不變，增加，即繩OA的彈力增大，故B正確；
C．此時若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小等于，由于，則

故C錯誤；
D．連接小木板的兩等長輕繩AB、AC的夾角，所以繩AB的張力大小

故D錯誤。
故答案選B。
9. 如圖所示是某款手機(jī)防窺屏的原理圖，在透明介質(zhì)中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可實現(xiàn)對像素單元可視角度的控制（可視角度定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點光源，位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 防窺屏實現(xiàn)防窺效果主要是運(yùn)用了光的干涉
B. 屏障的高度d越大，可視角度越大
C. 透明介質(zhì)的折射率越大，可視角度越大
D. 從上往下觀察手機(jī)屏幕，看到的圖像比實際位置低
【答案】C
【解析】
【詳解】A．防窺膜實現(xiàn)防窺效果主要是因為某些角度范圍內(nèi)的光被屏蔽屏障吸收，沒有發(fā)生干涉，A錯誤；
B．如果屏蔽越高，則入射角越小，折射角越小，可視角度越小，B錯誤；
C．由圖可知，可視角是光線進(jìn)入空氣中時折射角的2倍，透明介質(zhì)的折射率越大，根據(jù)折射定律

折射角就越大，角越大，C正確；
D．根據(jù)光路可逆，可知從上往下觀察手機(jī)屏幕，看到的圖像比實際位置高，D錯誤。
故選C。
10. 地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為，可見光光子的能量范圍是，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 光線發(fā)射器中發(fā)出的光有兩種為可見光
B. 題述條件下，光電管中光電子飛出陰極時最大初動能為
C. 題述a光為氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光
D. 若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小，光電流減小
【答案】B
【解析】
【詳解】A．光線發(fā)射器中發(fā)出的光子的能量分別為



可見光光子的能量范圍是，光線發(fā)射器中發(fā)出的光有一種為可見光，A錯誤；
B．根據(jù)

光電管中光電子飛出陰極時最大初動能為

B正確；
C．由圖丙可知，a光遏止電壓小于b光遏止電壓，由
，
得a光能量小于b光能量，則題述a光為氫原子從能級躍遷到能級時發(fā)出的光，B錯誤；
D．部分光線被遮擋，不改變光子能量，則光電子飛出陰極時的最大初動能不變。因為光子數(shù)量減少，則光電子數(shù)量減小，光電流變小，D錯誤。
故選B。
11. 幾十億年后太陽內(nèi)部氫元素消耗殆盡，內(nèi)部高溫高壓使三個氦核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng)，被稱為氦閃，核反應(yīng)方程為，該反應(yīng)放出的能量為E，真空中光速為c。則下列說法錯誤的是（　　）
A. 該反應(yīng)屬于核聚變 B. X核中有6個中子
C. X核的比結(jié)合能為 D. 該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為

屬于輕原子核結(jié)合成較重原子核反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于核聚變，又中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，因此X核中有6個中子，故AB正確，不符合題意；
C．比結(jié)合能又稱平均結(jié)合能，等于結(jié)合能除以核子數(shù)，結(jié)合能是自由分散的核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，并不是該反應(yīng)放出的能量為E，所以X核的比結(jié)合能不為，故C錯誤，符合題意；
D．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程

又因為該反應(yīng)放出的能量為E，所以該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為，故D正確，不符合題意。
故選C
12. 如圖所示的平行板電容器豎直放置，兩極板間的距離為d，極板高度，對該電容器充上一定的電量后，將一帶電小球P從非常靠近左極板的上端A處由靜止釋放，小球沿圖中虛線運(yùn)動打到了右極板的中點，為使小球能夠從下方穿過電容器，右極板向右至少移動的距離為（　　）

A. d B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】由題意可知，小球所受的合力沿著虛線方向，根據(jù)



可得

可知右極板向右移動，極板間的電場強(qiáng)度不變，即合力方向不變，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可知要使得小球能夠從下方穿過電容器，根據(jù)

解得

故選A。
13. 如圖所示，物體A、B用細(xì)線連接，在同一高度做勻速圓周運(yùn)動，圓心均為點O。在某時刻，細(xì)線同時斷裂，兩物體做平拋運(yùn)動，同時落在水平面上的同一點。連接A、B的細(xì)線長度分別為10l、5l，A、B圓周運(yùn)動的半徑分別為6l、4l，則O點到水平面的高度為（忽略物體的大小和細(xì)線質(zhì)量）（　?。?br />
A. 6l B. 10l C. 12l D. 15l
【答案】C
【解析】
【詳解】兩球落地時水平方向的位移關(guān)系如圖

由幾何關(guān)系可得

由平拋規(guī)律可知水平方向


下落的高度

小球做圓周運(yùn)動時受力情況如圖

由相似關(guān)系可得


聯(lián)立可得

故選C。
二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的，全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）
14. 下列關(guān)于分子動理論知識，說法正確的是（　　）

A. 圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，若水面上痱子粉撒得較多，實驗測得的結(jié)果將偏大
B. 圖乙折線顯示的是液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，這種運(yùn)動稱為布朗運(yùn)動
C. 圖丙為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖像，由圖可知狀態(tài)③時的溫度比狀態(tài)①、②時都高
D. 圖丁分子力F隨分子間距離r的變化圖像，兩分子間距從到，分子力先減小后增大
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，若水面上痱子粉撒得較多，則油酸分子比較難散開，會導(dǎo)致所測油膜面積偏小，由

可知，實驗測得的油膜厚度即油酸分子直徑將偏大，故A正確；
B．圖乙折線顯示的是固體小顆粒在液體中做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，此為布朗運(yùn)動，故B錯誤；
C．由熱運(yùn)動規(guī)律可知，溫度越高，氧分子做熱運(yùn)動的平均速率越大，速率大的分子數(shù)目越多，所以狀態(tài)③時的溫度比狀態(tài)①、②時都高，C正確；
D．由圖丁可知，兩分子間距從到，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小到0；從到，分子力表現(xiàn)為斥力，逐漸增大，故D錯誤。
故選AC。
15. 如圖甲所示，S為與波源處于同一均勻介質(zhì)中的點，其與兩波源、的距離分別是、，、間距離為，波源的振動圖像如圖乙所示；波源振動頻率，其產(chǎn)生的簡諧橫波在時刻的圖像如圖丙所示，已知、均在時刻開始振動，則（　?。?br />
A. 波源的起振方向沿y軸負(fù)方向
B. 質(zhì)點S為振動加強(qiáng)點
C. 時質(zhì)點S向y軸負(fù)方向運(yùn)動
D. 在時，所在的平面內(nèi)有2處波峰與波峰相遇
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．結(jié)合波源在時波的圖像丙圖可知，此時剛開始振動的質(zhì)點x=2.5m處的起振方向沿y軸正方向，質(zhì)點與波源的起振方向相同，因此波源為的起振方向沿y軸正方向，A錯誤；
B．根據(jù)波源的振動圖像圖乙可知，波源的起振方向向上，又因為S點到兩波源的波程差為

S點到兩波源的波程差為波長的整數(shù)倍，且兩波源的起振方向相同，所以質(zhì)點S為振動加強(qiáng)點，故B正確；
C．在同一介質(zhì)中，頻率相同的兩列機(jī)械波，波速相同，波長相等，由圖可知


則波速為

則P1波傳到S點的時間為

因為S點為振動加強(qiáng)點，所以它的振動情況與波源P1的相同，當(dāng)，S點已經(jīng)振動了0.4s，剛好為兩個周期，所以它此時向y軸正方向運(yùn)動，故C錯誤；
D．在時，波傳至距離波源6m處，由起振方向可知，波峰分別位于距離波源5.5m、3.5m和1.5m處，以波源為圓心，波峰到波源的距離為半徑做圓，如圖

可知所在的平面內(nèi)有2處波峰與波峰相遇，故D正確。
故選BD。
三、非選擇題（本題功5小題，共55分）
16. 下列四個實驗中體現(xiàn)控制變量法的實驗（　　）

A. 圖1中的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗
B. 圖2中的“探究求合力方法”實驗
C. 圖3中的“探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系”實驗
D. 圖4中的“用單擺測測量重力加速度”實驗
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中需要控制力或質(zhì)量不變，研究另一個量與加速度的關(guān)系，故該實驗采用的是控制變量法，A正確；
B．探究求合力方法實驗采用的是等效法，即合力與分力的效果相同來進(jìn)行驗證的，B錯誤；
C．探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系的實驗時，需要控制質(zhì)量、角速度或半徑中的兩個物理量，研究另一個物理量與向心力的關(guān)系，故該實驗采用的是控制變量法，C正確；
D．用單擺測量重力加速度采用的模型法，故D錯誤。
故選AC。
17. 圖是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，小車做勻變速直線運(yùn)動時得到的一條紙帶的一部分，計數(shù)點1的讀數(shù)為___________；其對應(yīng)的加速度___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】 ①. 4.15##4.16##4.17##4.18##4.19##4.20 ②. 0.60##0.61##0.62##0.63##0.64##0.65##0.66##0.67##0.68##0.69##0.70
【解析】
【詳解】[1]刻度尺的分度值為1mm，需要估讀到分度值的下一位，計數(shù)點1的讀數(shù)為41.6mm；
[2]相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點，所以相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，根據(jù)逐差法可得小車的加速度為

18. “探究求合力方法”實驗下列說法正確的是（　　）
A. 拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同
B. 在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點
C. 測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦
D. 測量時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板
【答案】D
【解析】
【詳解】A．在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，但是不必使兩個彈簧秤的讀數(shù)相同，A錯誤；
B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向只需要再選擇一個點就可以確定拉力的方向，B錯誤；
C．測量時彈簧與彈簧秤外殼之間不存在摩擦，此時彈簧測力計的讀數(shù)即為彈簧對細(xì)繩的拉力，彈簧外殼與木板之間存在摩擦不影響讀數(shù)，C錯誤；
D．為了減小實驗中摩擦對測量結(jié)果的影響，在拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，D正確。
故選D。
19. 用圖做“用單擺測量重力加速度”實驗時

（1）下列實驗操作正確的是___________。
A.小球運(yùn)動到最高點時開始計時
B.小球的擺角控制在以內(nèi)
C.用天平測出小球的質(zhì)量
D.測出單擺擺動5個周期的總時間，求得單擺的周期
（2）實驗器材中沒有小鐵球，于是他用小鐵塊來代替小鐵球進(jìn)行實驗。由于鐵塊形狀不規(guī)則，無法測出擺長，他設(shè)計了如下的實驗方法：先測出使用某一長度擺線時單擺的周期，然后將單擺的擺線縮短，再測出對應(yīng)的周期。請寫出重力加速度的表達(dá)式___________
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【詳解】（1）[1]A．小球運(yùn)動到最低點時開始計時，故A錯誤；
B．小球的擺角控制在以內(nèi)，故B正確；
C．由單擺的周期公式可得

可知，測量重力加速度與擺球質(zhì)量無關(guān)，則無需測量擺球質(zhì)量，故C錯誤；
D．測周期時，為了減少誤差，一般測量次全振動的時間，再計算周期，故D錯誤。
故選B。
（2）[2]根據(jù)題意，設(shè)單擺的周期為時的擺長為，則單擺的周期為時的擺長為，由單擺的周期公式可得

則有

解得

20. 某校兩個物理研究小組測量不同型號電池的電動勢和內(nèi)阻。
（1）第一小組利用多用電表粗略測定電動勢，當(dāng)多用電表選擇開關(guān)位于直流擋時，多用電筆表盤如圖甲所示，則該電池電動勢約為___________V。研究小組想利用多用電表歐姆擋粗略測量電源內(nèi)阻，你認(rèn)為___________（填“可行”或“不可行”）。

（2）第二小組設(shè)計的實驗電路圖如圖乙所示，已知，改變得到多組數(shù)據(jù)，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)如圖丙，請結(jié)合數(shù)據(jù)點分析電源電動勢___________V，內(nèi)阻___________（結(jié)果均保留小數(shù)點后兩位）；滑動變阻器選___________（填A(yù)或B）（滑動變阻器A、B的最大值分別為、）；該小組實驗誤差與電壓表___________（填“”或“”）的分流無關(guān)。

【答案】 ①. 1.16##1.17##1.18##1.19##1.20 ②. 不可行 ③. 2.85##2.86##2.87##2.88##2.89##2.90##2.91##2.92##2.93##2.94##2.95##2.96##2.97##2.98 ④. 0.85##0.86##0.87##0.88##0.89##0.90##0.91##0.92##0.93##0.94##0.95##0.96##0.97##0.98 ⑤. B ⑥.
【解析】
【詳解】（1）[1]多用電表選擇開關(guān)位于2.5V直流檔，看表盤中間一排刻度線，由圖可知電源電動勢約為1.17V；
[2]由于多用電表本身已經(jīng)還有電源，多用電表歐姆擋測電阻時，被測電阻應(yīng)與其他電源斷開，所以不能測量電源的內(nèi)阻；
（2）[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律，有

將坐標(biāo)軸上的各數(shù)據(jù)點進(jìn)行描點，如圖所示

根據(jù)圖像的縱截距可知，電源的電動勢為2.90V；
[4]斜率為

[5]電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，最大示數(shù)約為2.4V，電壓表測量的是定值電阻兩端的電壓，最小值約為0.3V，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律，可知滑動變阻器的最大阻值不小于定值電阻的8倍，所以滑動變阻器選擇B；
[6]根據(jù)實驗原理可知，電路中的電流是通過電壓表的示數(shù)和定值電阻的阻值計算的，所以由于電壓表的分流作用，電路中的電流測量值會偏小，故實驗誤差于電壓表V1有關(guān)，與V2無關(guān)。
21. 如圖甲所示，水平對置發(fā)動機(jī)的活塞對稱分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運(yùn)動，發(fā)機(jī)安裝在汽車的中心線上，兩側(cè)活塞產(chǎn)生的影響相互抵消，可使車輛行駛更加平穩(wěn)，同時節(jié)約能源、減少噪聲。圖乙為左側(cè)汽缸（圓柱形）簡化示意圖。某次工廠測試某絕熱汽缸的耐壓性能，活塞橫截面積為S，在距汽缸底部處固定兩擋片，開始時活塞底部到缸底的距離為L，內(nèi)部密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度為。已知大氣壓強(qiáng)為，活塞右側(cè)與連桿相連，連桿對活塞始終有水平向左的恒定推力，大小為?，F(xiàn)緩慢給氣體加熱后，活塞向右滑動，不計一切摩擦。求：
（1）當(dāng)活塞底部距離缸底L時，氣體的壓強(qiáng)；
（2）氣體溫度達(dá)到時，氣體壓強(qiáng)；
（3）在第（2）問條件下，如果此過程中氣體吸收的熱量為Q，求此過程中氣體內(nèi)能的增加量。


【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）對活塞受力分析，根據(jù)共點力平衡，有

解得

（2）假設(shè)加熱升溫過程始終是等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律，有

解得

此時活塞已經(jīng)與汽缸右側(cè)擋板接觸，由

得

（3）此過程中氣體對外做功為

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有

可得此過程中氣體內(nèi)能的增加量為

22. 如圖所示為處于豎直平面內(nèi)的一實驗探究裝置的示意圖，該裝置由長、速度可調(diào)的固定水平傳送帶，圓心分別在和，圓心角、半徑的光滑圓弧軌道和光滑細(xì)圓管組成，其中B點和G點分別為兩軌道的最高點和最低點，B點在傳送帶右端轉(zhuǎn)軸的正上方。在細(xì)圓管的右側(cè)足夠長的光滑水平地面上緊挨著一塊與管口下端等高、長、質(zhì)量木板（與軌道不粘連）。現(xiàn)將一塊質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點）輕輕放在傳送帶的最左端A點，物塊由傳送帶自左向右傳動，在B處的開口和E、D處的開口正好可容物塊通過。已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，g取。
（1）若物塊進(jìn)入圓弧軌道后恰好不脫軌，求物塊在傳送帶上運(yùn)動的時間；
（2）若傳送帶的速度，求物塊經(jīng)過圓弧軌道最低D點時，軌道對物塊的作用力大?。?br /> （3）若傳送帶的最大速度，在不脫軌的情況下，求滑塊在木板上運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量Q與傳送帶速度v之間的關(guān)系。

【答案】（1）2s；（2）；（3）見解析
【解析】
【詳解】（1）物塊進(jìn)入圓弧軌道后恰好不脫軌，則在B點有

解得

若物塊在傳送帶上一直加速，由

則

由此可知物塊應(yīng)該是先加速后勻速

（2）若傳送帶的速度，則物體先加速后勻速，經(jīng)過B點時的速度為

從B到D，由動能定理得

經(jīng)過D點時

解得軌道對物塊的作用力大小

（3）從B到G，由動能定理得

若在木板上恰好不分離則有


得

當(dāng)時

當(dāng)時

23. 兩條間距為d=0.1m的足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，在兩導(dǎo)軌間存在著垂直導(dǎo)軌平面向下的有界磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿坐標(biāo)軸Ox分區(qū)分布，在x＞0區(qū)域B=3x（T），在－2m≤x≤0區(qū)域B=1.5（T），如圖所示。金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直靜止在x=1.5m處，長為d=0.1m，質(zhì)量m=50g，電阻Ω，左端的定值電阻Ω。處在－2m≤x≤0區(qū)域的導(dǎo)軌是光滑的，導(dǎo)軌其余部分與ab棒的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2。在導(dǎo)軌的右側(cè)接有一個帶有控制電鍵的“恒流源”，可提供I=1A的恒定電流，現(xiàn)閉合電鍵K發(fā)現(xiàn)ab棒沿軌道向左運(yùn)動，求：
（1）閉合電鍵瞬間ab棒中的電流方向和ab棒的加速度大小；
（2）若棒運(yùn)動到x=0時立即斷開電鍵K，問ab棒最后靜止在何處（用x軸坐標(biāo)表示）。
（3）求出上述整個過程中R2產(chǎn)生的焦耳熱。（備選信息：彈簧振子的周期公式其中m為振子質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)）

【答案】（1）b到a，4m/s2；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）由題可知，閉合電鍵瞬間，發(fā)現(xiàn)ab棒沿軌道向左運(yùn)動，即受到了向左的安培力作用，根據(jù)左手定則可知，電流的方向b到a
ab與R2并聯(lián)，則流過ab的電流為
=A
對棒ab，根據(jù)牛頓第二定律有

又
B=3x=4.5T
代入得a=4m/s2
（2）對棒ab，從開始到x=0過程，根據(jù)動能定理有

其中
，
代入得
設(shè)棒ab穿過左側(cè)勻強(qiáng)磁場后的速度為，根據(jù)動量定理

代入得
根據(jù)速度位移公式有

棒ab最后停在位置
（3）棒ab在O點之前的的安培力為

則受到的合力為

由簡諧振動的性質(zhì)可知棒ab以x=0.5m處為平衡位置作簡諧振動，，周期為
T==s，
則有
運(yùn)動的位移為從平衡位置開始一個振幅加半個振幅的位移，因此時間為
s
整個過程中電阻上產(chǎn)生的熱量為

代入數(shù)據(jù)解得

24. 如圖，是邊長為的正方形磁性約束裝置，內(nèi)部存在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，、中點O、處各有一窄縫。平行金屬板M、N和邊平行，長度為、兩板間距離為a，其中M板緊靠邊且中點處的窄縫與邊的窄縫對齊，在金屬板M、N上加電壓時，兩板間產(chǎn)生的電場可看成勻強(qiáng)電場。粒子源P不斷向外釋放電量為、質(zhì)量為m的粒子，速度大小在之間，各個方向上的粒子數(shù)均勻分布。測量發(fā)現(xiàn)每秒有N個粒子從點射出，其中速度大小為的粒子恰能垂直邊從窄縫射出。不考慮粒子所受重力和粒子間相關(guān)作用力，不考慮電、磁場邊界效應(yīng)，粒子撞到裝置邊界或極板后馬上被吸收并立即通過接地線被導(dǎo)走。求：
（1）內(nèi)磁場的磁感應(yīng)大小和方向；
（2）打到邊的粒子中，在磁場中運(yùn)動的最短時間；
（3）當(dāng)時，N板上有粒子打到的區(qū)域的長度；
（4）請定性畫出每秒打到N板上的粒子數(shù)n與電壓的關(guān)系圖線（需標(biāo)注特征點）。

【答案】（1），垂直紙面向外；（2）；（3）；（4）見解析
【解析】
【詳解】（1）如圖1

作的中垂線和相交于B點得，速度為的粒子做圓周運(yùn)動的半徑



由洛倫茲力提供向心力

得

根據(jù)左手定則判斷可知，磁場方向垂直紙面向外
（2）如圖2

粒子速度不變時，利用旋轉(zhuǎn)軌跡圓的方法得，射到B點的粒子比射到上其它位置的粒子運(yùn)動的時間短；
如圖3

在射到B點的粒子中，半徑越大，圓心角越小。所以速度大小為，且打到B點的粒子運(yùn)動時間最短

（3）如圖4

連接，設(shè)速度v與夾角為，作圖構(gòu)建幾何關(guān)系


即粒子垂直方向的速度大小為，所以粒子出磁場時速度方向與的夾角為（即與邊的夾角為）；
如圖5

粒子在M、N板間做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)幾何關(guān)系，速度與邊夾角為的粒子恰能打到N板最左側(cè)，與板垂直的粒子能打到N板中點，所以有粒子打到的區(qū)域長度為

（4）當(dāng)

時，所有粒子都不能打到N板

此時；
當(dāng)

得

此時



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