2023-2024学年安徽省皖东名校联盟高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

PAGEPAGE3物理注意事项1．本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分，考试时间90分钟。2．答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。3．请将选择题答案填在题后的答题表中。非选择题用黑色签字笔答题。一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错不得分。1.核电池又叫放射性同位素电池，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能。核电池已成功用作航天器的电源，那么航天器核电池应用的核反应方程可能是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】A．该核反应方程虽为β衰变，但该核反应方程反应前后不满足质量数守恒，故A不符合题意；B．该核反应方程属于α衰变，属于天然衰变，反应方程满足电荷数和质量数守恒，故B符合题意；C．该核反应方程为核裂变方程，不是衰变方程。故C不符合题意；D．该核反应方程为卢瑟福发现质子的人工核反应的方程式。故D不符合题意。故选B。【点睛】核反应方程满足电荷数和质量数守恒。熟悉核元素衰变的种类和特点。2.用一定长度的轻质细线相连的两个完全相同的小球P、Q，在空中同一位置同时被抛出，若P以速度v1水平向右抛出，Q以速度v2水平向左抛出，经过时间t1细线被拉直。若P以速度v1竖直向上抛出，Q以速度v2竖直向下抛出，经过时间t2细线被拉直。已知两小球在细线被拉直之前都一直没有落地，不计空气阻力，下列判断正确的是（）A.B. C.D.条件不足，无法比较t1和t2的大小【答案】A【解析】设绳长为l水平抛出时解得竖直抛时解得故故选A。3.如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2，下列判断正确的是（）A.如果其中一个小彩灯灯丝断了，变压器的输入功率可能变大B.如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率减小C.如果将原、副线圈增加相同匝数，其他条件不变，小彩灯都变亮D.如果只将副线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变暗【答案】C【解析】A．由于小彩灯串联，其中一个小彩灯灯丝断了，则电路断路，不再有电流，变压器的输入功率变为零，故A错误；B．如果其中一个小彩灯被短路，则副线圈总电阻减小，而副线圈电压不变，根据可知变压器的输入功率增大，故B错误；C．设原、副线圈都增加n圈，由于是降压变压器，故则副线圈电压小彩灯都变亮，故C正确；D．如果只将副线圈匝数增加，则副线圈电压增大，小彩灯都变亮，故D错误。故选C。4.一定质量的理想气体沿状态a→b→c→a变化的p-V图像如图所示，其中c→a为双曲线。下列判断错误的是（）A.气体在状态b时比在状态a时的内能大B.气体在状态b时单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数可能比在状态c时少C.气体从状态c变化到状态a，内能不变D.气体从状态a经过状态b到状态c，从外界吸收热量【答案】B【解析】A．压强相等，根据状态b时气体的体积大，温度高，则气体在状态b时比在状态a时的内能大，A正确；B．体积相等，根据气体在状态b时压强大，温度高，则气体在状态b时单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数比在状态c时多，B错误；C．气体从状态c变化到状态a，根据代入数据得内能不变，C正确；D．气体从状态a经过状态b到状态c，图像围成的面积等于气体对外做功，由于温度不变，则气体从外界吸收热量，D正确。本题选择错误的，故选B。5.如图所示，在磁感应强度大小为B0方向未知的匀强磁场中，存在竖直方向的正方形虚线区域abcd。在b、d两点分别垂直正方形所在平面固定一根无限长的直导线（图中未画出），导线中通入大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流。若a点的磁感应强度大小为零，则c点的磁感应强度（）A.大小为，与匀强磁场方向相同 B.大小为2B0与匀强磁场方向相同C.大小为，与匀强磁场方向相反 D.条件不足，无法求出c点处磁感应强度【答案】B【解析】根据右手螺旋定则可知，两长直导线的电流在ac两点的磁场强度如图所示由于ac两点到导线距离相等，故两长直导线的电流在ac两点的磁场强度大小相等。根据平行四边形定则可知，两长直导线的电流在ac两点的合磁场强度大小相等，方向相反。因a点的磁感应强度大小为零，故匀强磁场方向与两长直导线的电流在a点的磁场方向相反，且有故c点的磁感应强度大小为方向与匀强磁场方向相同。故选B。【点睛】根据右手定则确定长直导线在两点的磁场方向及大小关系。再根据矢量求和的方法的进行解答。6.如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在同一水平面上，虚线MN与导轨垂直，其左、右侧的导轨间距分别为L2和L1且整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。MN左、右两侧的磁感应强度大小分别为B2和B1，且在MN两侧导轨上分别垂直放置两根接入阻值为r1和r2的平行金属棒ab和cd，系统静止。某时刻对ab棒施加一个水平向右的恒力F，两金属棒在向右运动的过程中，始终与导轨垂直且接触良好，cd棒始终未到达MN处，则下列判断正确的是（）A.最终两棒以不同的速度匀速运动B.最终两棒以相同的速度匀速运动C.安培力对cd棒所做的功大于cd棒的动能增加量D.外力F做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热【答案】D【解析】AB.

ab

棒在外F作用下向右加速，但由于受到向左的安培力，所以做加速度减小的加速运动，cd棒在向右的安培力作用下，向右加速。两者达到稳定状态应该是有共同的加速度，即为所以最终两棒以相同加速度一起向右做加速运动，故AB错误；C.cd

棒受的合力为受到的安培力，由动能定理可知安培力对cd

棒所做的功等于

cd

棒的动能增加量，故C错误；D.由能量守恒可知外力

F

做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热，故D正确。故选D。7.如图所示为一种消音手枪的原理示意图。声音由A枪管输入，经过空气腔室M，由B枪管输出。频率为f的声音从声源传到空气腔室左侧的C面时，恰好与右侧D面反射回来的同频率的声波相消，外界几乎听不到枪响。已知声波在空气腔室中传播的速度为v。下列说法正确的是（）A.该消音器是利用波的干涉原理设计的B.相消位置为两列波振动的加强区C.当空气气腔室最小长度时，外界几乎听不见枪响D.当空气气腔室最小长度时，外界几乎听不见枪响【答案】AC【解析】AB．当两列波的频率相同时，在相遇区内，某些点始终加强，某些点始终减弱，达到减弱噪声的目的，此消音器正是利用波的干涉原理，相消位置为两列波振动的减弱区，故A正确，B错误；C．当空气气腔室最小长度时，两列波波传播的路程差为为减弱区，外界几乎听不见枪响，故C正确；D．当空气气腔室最小长度时，两列波波传播的路程差为为加强区，故D错误。故选AC。8.北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱长征五号B遥三运载火箭在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球的半径，地球表面的重力加速度取。下列说法正确的是（）A.卫星必须是在赤道上发射才能成功B.只要卫星发射速度大于就能成为人造地球卫星C.发射的人造地球卫星绕地球运行的周期不可能为68分钟D.发射的人造地球卫星能在与赤道垂直的平面绕地球做圆周运动【答案】CD【解析】A．卫星要发射成功，需要发射速度大于等于最小发射速度，但不一定要在赤道上，故A错误；B．卫星要成为人造地球卫星，发射速度需要大于地球第一宇宙速度小于地球第二宇宙速度，即发射速度大于小于，故B错误；C．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得解得可知当卫星处于地面表面轨道时，周期最小，又联立可得最小周期为则发射的人造地球卫星绕地球运行的周期不可能为68分钟，故C正确；D．发射的人造地球卫星由万有引力提供向心力，人造地球卫星的轨道平面过地心，则发射的人造地球卫星能在与赤道垂直的平面绕地球做圆周运动，故D正确。故选CD。9.如图所示，一个斜劈M放置在粗糙的水平地面上，斜劈左、右侧斜面光滑，倾角分别为α和β，且，。两小滑块P和Q同时从斜面顶端由静止释放。已知P、Q和斜劈M质量均为m，重力加速度为g，下列判断正确的是（）A.从释放到Q至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0B.从释放到P至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0C.从释放到P至地面的时间t内，地面对M的支持力冲量大小为3mgtD.从释放到Q至地面的时间t'内，地面对M的支持力冲量大小为2mgt'【答案】AD【解析】AB．以P为对象，P沿斜面加速下滑的加速度大小为斜面对P的支持力大小为以Q为对象，Q沿斜面加速下滑的加速度大小为斜面对Q的支持力大小为由于，可知Q的加速度大于P的加速度，又Q下滑的位移小于P下滑的位移，可知从释放到Q至地面的时间小于从释放到P至地面的时间；从释放到Q至地面的过程中，P、Q对M的压力的水平分力大小分别为由于，则有可知此过程地面对M的摩擦力为0，则地面的摩擦力对M的冲量为0；当Q到达地面后，P还在斜面上，则地面对M的摩擦力不为0，故从释放到P至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0，故A正确，B错误；D．从释放到Q至地面的过程中，P、Q对M的压力的竖直分力大小分别为则此过程，地面对M的支持大小为则从释放到Q至地面的时间内，地面对M的支持力冲量大小为故D正确；C．从释放到P至地面时间内，由于P、Q在斜面运动过程，有竖直向下的分加速度，处于失重状态，则地面对M的支持力一定小于，则地面对M的支持力冲量大小一定小于，故C错误。故选AD。10.如图所示，四边形abcd中，，，ad垂直dc、ab垂直bc，，O点和c点关于直线bd对称。在a、b和d点各固定一个带电荷量为q的正电荷，O点和c点的电势分别为和。下列说法正确的是（）A.c点的电场强度方向由O指向c，且小于O点的电场强度大小B.若仅将a点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷，则c点电势等于C.若仅将b点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷，则c点电势等于D.电子在O点的电势能小于在c点的电势能【答案】BD【解析】A．由题意可知过O点且为的中垂线，设与连线的交点为，设长为，分析几何关系知由等量同种电荷电场分布规律可知，b和d点的场中，分析得O点与c点电场强度大小相等为，方向分别从点发出，沿和方向指向无穷远，在点电荷a的电场中，O点场强为，方向沿指向无穷远，c点的电场强度为，根据矢量叠加原则知，O点的电场强度为零，c点电场强度大小为，沿方向故c点的电场强度大于O点的电场强度大小，故A错误；D．在b和d点的场中，O点和c点的电势相等，在点电荷a的电场中，O点电势大于c点的电势，由电势叠加规律知根据电势能的定义知，电子在O点的电势能小于在c点的电势能，故D正确；B．根据对称性可知,a、b、d各点的正电荷在O点产生的电势相等,设为,有同理,b、d两点的正电荷在c点产生的电势也为,设a点的正电荷在C点产生的电势为,则有联立解得若仅将a点的正电荷换成带相同电量的负电荷,则负电荷在C点产生的电势为,故C点电势等于故B正确；C．若仅将b点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷,根据等量异种电荷的等势面分布可知,b、d处的点电荷在O、c两点产生的电势为0,故C点的总电势等于a点的正电荷在C点产生的电势，为故C错误。故选BD。二、实验题：共2小题，共15分。11.用如图所示的装置探究牛顿第二定律。将长木板一端固定在水平桌面的左端、在长木板另一端用垫块将木板垫起。在木板上相距为L（未知）的位置固定两个光电门1和2，在木板上放置一个带有宽度为d（未知）的遮光条的小车，小车通过轻质细线绕过固定在木板右端的光滑定滑轮与小物块相连，木板上方的细线与木板平行，重力加速度为g。实验步骤如下：①调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速度，使得两个光电门记录的时间相等，测量小物块的质量m、小车的质量M1，然后把小车放在木板上，使遮光条对齐光电门1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条经过光电门2的时间t1；②挂上小物块，在小车上加放钩码。调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速度，使得两个光电门记录的时间仍相等，测量小车和所放钩码的总质量M2；然后把小车放在木板上，使遮光条对齐光电门1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条经过光电门2的时间t2；③挂上小物块，再在小车上放钩码，多次重复上述操作，记录小车和所放钩码的总质量M3、M4……录遮光条经过光电门2的时间l3、l4；④最后整理好实验器材。请回答下列问题：（1）实验需要的实验器材有____________。A．天平B．刻度尺C．秒表D．打点计时器E．游标卡尺（2）此实验是保持__________不变的条件下，探究牛顿第二定律的。（3）在坐标纸上，以小车和钩码总质量M为横坐标，以________（选填“t”，“t²”或“”为纵坐标，得到一条直线，当直线的斜率为________时（用物理量的字母表示），就可以验证牛顿第二定律了。【答案】（1）BE（2）小车所受合力（3）t²【解析】（1）[1]本实验需要测量光电门间距和遮光条宽度，因此需要刻度尺和游标卡尺，故选BE；（2）[2]调整垫块的位置，是为了保证下滑时，沿木板方向小车受的合力不变；（3）[3][4]根据题意可得联立解得因此应以t²为纵坐标，斜率为。12.某物理兴趣小组利用实验室现有器材，设计了一个测量一节干电池的电动势和内阻的实验，实验器材如下：A．待测干电池：电动势约为1.5V，内阻约为2ΩB．电压表：量程为0~15V，内阻约为15kΩC．电流表A1：量程为0~3A，内阻D．微安表A2：量程为0~50μA，内阻E．定值电阻R1：阻值为25ΩF．滑动变阻器R2：最大电阻值为2000ΩG．电阻箱R3：最大电阻值为1999.9ΩH．开关S及导线若干回答下列问题：（1）使用的实验器材除了A、E、H，为了提高实验准确度，还应该选择________、________。（填器材前的字母序号）（2）请在虚线框内画出测量干电池电动势和内阻的电路图_________。（3）在实验中，记录每次电表的示数x和对应变化电阻接入电路的电阻R，然后在坐标纸上以R为横坐标，以________为纵坐标，得到一条直线。若斜率为k，纵截距为b，则干电池电动势和内阻分别为E=________和r=________。（均用物理量的字母表示）【答案】（1）DG（2）（3）【解析】（1）[1][2]电压表和电流表量程过大，应使用微安表与定值电阻并联扩大量程后，再与电阻箱串联接在电路中，还应该选择D、G。（2）[3]电路图如图所示（3）[4][5][6]微安表示数远小于干路电流，微安表与定值电阻并联的阻值接近定值电阻阻值，根据闭合电路欧姆定律得即以为纵坐标。由题意，解得，三、计算题：共4小题，共45分。答题时应写出必要的文字说明、重要的物理规律、完整的数字和单位；只有结果而没有过程的不能得分。13.如图1所示，两根足够长光滑平行导轨固定在水平面上，间距为L，导轨之间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，垂直于导轨水平放置一质量为m的均匀金属棒ab。从t=0时刻开始，金属棒上通有如图2所示的交变电流I，其最大值为Im，周期为T，规定电流从a到b为正方向，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。（1）时，求金属棒的加速度大小；（2）时间内，求安培力对金属棒做了多少功【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据一次函数关系式可得时通过金属棒的电流大小为此时对于金属棒，根据牛顿第二定律可得解得（2）设时间内通过金属棒的平均电流为，通过金属棒的电荷量为Q，则经历的时间为对金属棒，根据动量定理可得而由可知，I-t图像所围成的面积表示电荷量，由图2可得联立可得金属棒的速度为根据动能定理可得时间内，安培力对金属棒做的功为14.如图所示，直角三角形为棱镜的横截面，，，边长为L。一束单色光垂直边进入棱镜，恰好不能从边射出棱镜。已知光在真空中的传播速度为c。（1）求此棱镜对该单色光的折射率n；（2）现在让此单色光从边中点D垂直边进入棱镜，并求此单色光在棱镜中的传播时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题意知，若单色光垂直边射入棱镜后在面上发生全反射，由几何关系可知临界角，由解得（2）单色光垂直边从D点垂直射入棱镜，由几何知识可知，单色光在面上的入射角即单色光在边上发生全反射，单色光在边上的入射角发生全反射，最后反向光线传到边上时垂直边射出。单色光在棱镜中传播的光路图如图所示根据几何知识可知可知光在介质中的传播速度光在棱镜中传播时间解得15.如图所示，光滑的水平面上静止着粗糙的木板b和半径为R的光滑圆弧槽c，b、c紧挨在一起，且b的上表面和c末端的圆弧水平相切，木板b的长度等于圆弧半径R的2倍。一小滑块a静止在的最左端，a与b间的动摩擦因数为，现对a施加一个大小为F=3mg、方向水平向右的拉力，a刚滑至b最右端时撤去拉力。已知a、b和c质量均为m，重力加速度为g。求：（1）a运动到b最右端的时间和此时a的速度大小；（2）a离开c后上升的最大高度。【答案】（1），；（2）【解析】（1）根据牛顿第二定律由题意得得此时a的速度大小为（2）撤去外力时，c的速度大小为当a脱离c上升至最高点，根据动量守恒和机械能守恒解得，a离开c后上升的最大高度为16.如图1所示，空间存在着垂直纸面（xOy平面）向里的匀强磁场和方向未知的匀强电场（电场和磁场均未画出）。t=0时，一质量为m、带电荷量为的粒子从坐标原点O以大小为v0的速度沿y轴正方向开始运动，不计粒子重力。（1）若匀强磁场的磁感应强度大小为B0，带电粒子一直沿y轴运动，求所加匀强电场的电场强度大小；（2）现将匀强电场和磁场改为如图2、3所示的交变电场和磁场，磁场以垂直纸面向里为正方向、电场以沿y轴负方向为正方向，图中B0已知，，，带电粒子从O点出发后第2023次经过x轴时的坐标和此过程中粒子运动的总路程。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题意可知，带电粒子做匀速直线运动，则匀强电场的电场强度大小为（2）根据得0~t内粒子运动半径为周期为即粒子逆时针运动半轴与x轴相交。t~4t内粒子运动半径为周期为即粒子在3t内运动半轴再次与x轴相交，且速度方向沿y轴正方向。粒子在电场力作用下，沿y轴正方向做匀减速直线运动，加速度大小为匀减速至零的时间为说明在4t~8t内，粒子先沿y轴正方向匀减速运动再反向匀加速运动，与x轴相交后，沿y轴负方向匀减速运动再反向匀加速运动，与x轴分别第3次和第4次相交。在8t时以v0的速度到达x轴向y轴正方向运动，粒子轨迹如图粒子以8t为一个周期重复运动，每个周期内经过x轴4次，则第2023次经过x轴时，经历506个周期。每个周期内的路程为此过程中粒子运动的总路程为物理注意事项1．本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分，考试时间90分钟。2．答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。3．请将选择题答案填在题后的答题表中。非选择题用黑色签字笔答题。一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错不得分。1.核电池又叫放射性同位素电池，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能。核电池已成功用作航天器的电源，那么航天器核电池应用的核反应方程可能是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】A．该核反应方程虽为β衰变，但该核反应方程反应前后不满足质量数守恒，故A不符合题意；B．该核反应方程属于α衰变，属于天然衰变，反应方程满足电荷数和质量数守恒，故B符合题意；C．该核反应方程为核裂变方程，不是衰变方程。故C不符合题意；D．该核反应方程为卢瑟福发现质子的人工核反应的方程式。故D不符合题意。故选B。【点睛】核反应方程满足电荷数和质量数守恒。熟悉核元素衰变的种类和特点。2.用一定长度的轻质细线相连的两个完全相同的小球P、Q，在空中同一位置同时被抛出，若P以速度v1水平向右抛出，Q以速度v2水平向左抛出，经过时间t1细线被拉直。若P以速度v1竖直向上抛出，Q以速度v2竖直向下抛出，经过时间t2细线被拉直。已知两小球在细线被拉直之前都一直没有落地，不计空气阻力，下列判断正确的是（）A.B. C.D.条件不足，无法比较t1和t2的大小【答案】A【解析】设绳长为l水平抛出时解得竖直抛时解得故故选A。3.如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2，下列判断正确的是（）A.如果其中一个小彩灯灯丝断了，变压器的输入功率可能变大B.如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率减小C.如果将原、副线圈增加相同匝数，其他条件不变，小彩灯都变亮D.如果只将副线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变暗【答案】C【解析】A．由于小彩灯串联，其中一个小彩灯灯丝断了，则电路断路，不再有电流，变压器的输入功率变为零，故A错误；B．如果其中一个小彩灯被短路，则副线圈总电阻减小，而副线圈电压不变，根据可知变压器的输入功率增大，故B错误；C．设原、副线圈都增加n圈，由于是降压变压器，故则副线圈电压小彩灯都变亮，故C正确；D．如果只将副线圈匝数增加，则副线圈电压增大，小彩灯都变亮，故D错误。故选C。4.一定质量的理想气体沿状态a→b→c→a变化的p-V图像如图所示，其中c→a为双曲线。下列判断错误的是（）A.气体在状态b时比在状态a时的内能大B.气体在状态b时单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数可能比在状态c时少C.气体从状态c变化到状态a，内能不变D.气体从状态a经过状态b到状态c，从外界吸收热量【答案】B【解析】A．压强相等，根据状态b时气体的体积大，温度高，则气体在状态b时比在状态a时的内能大，A正确；B．体积相等，根据气体在状态b时压强大，温度高，则气体在状态b时单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数比在状态c时多，B错误；C．气体从状态c变化到状态a，根据代入数据得内能不变，C正确；D．气体从状态a经过状态b到状态c，图像围成的面积等于气体对外做功，由于温度不变，则气体从外界吸收热量，D正确。本题选择错误的，故选B。5.如图所示，在磁感应强度大小为B0方向未知的匀强磁场中，存在竖直方向的正方形虚线区域abcd。在b、d两点分别垂直正方形所在平面固定一根无限长的直导线（图中未画出），导线中通入大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流。若a点的磁感应强度大小为零，则c点的磁感应强度（）A.大小为，与匀强磁场方向相同 B.大小为2B0与匀强磁场方向相同C.大小为，与匀强磁场方向相反 D.条件不足，无法求出c点处磁感应强度【答案】B【解析】根据右手螺旋定则可知，两长直导线的电流在ac两点的磁场强度如图所示由于ac两点到导线距离相等，故两长直导线的电流在ac两点的磁场强度大小相等。根据平行四边形定则可知，两长直导线的电流在ac两点的合磁场强度大小相等，方向相反。因a点的磁感应强度大小为零，故匀强磁场方向与两长直导线的电流在a点的磁场方向相反，且有故c点的磁感应强度大小为方向与匀强磁场方向相同。故选B。【点睛】根据右手定则确定长直导线在两点的磁场方向及大小关系。再根据矢量求和的方法的进行解答。6.如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在同一水平面上，虚线MN与导轨垂直，其左、右侧的导轨间距分别为L2和L1且整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。MN左、右两侧的磁感应强度大小分别为B2和B1，且在MN两侧导轨上分别垂直放置两根接入阻值为r1和r2的平行金属棒ab和cd，系统静止。某时刻对ab棒施加一个水平向右的恒力F，两金属棒在向右运动的过程中，始终与导轨垂直且接触良好，cd棒始终未到达MN处，则下列判断正确的是（）A.最终两棒以不同的速度匀速运动B.最终两棒以相同的速度匀速运动C.安培力对cd棒所做的功大于cd棒的动能增加量D.外力F做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热【答案】D【解析】AB.

ab

棒在外F作用下向右加速，但由于受到向左的安培力，所以做加速度减小的加速运动，cd棒在向右的安培力作用下，向右加速。两者达到稳定状态应该是有共同的加速度，即为所以最终两棒以相同加速度一起向右做加速运动，故AB错误；C.cd

棒受的合力为受到的安培力，由动能定理可知安培力对cd

棒所做的功等于

cd

棒的动能增加量，故C错误；D.由能量守恒可知外力

F

做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热，故D正确。故选D。7.如图所示为一种消音手枪的原理示意图。声音由A枪管输入，经过空气腔室M，由B枪管输出。频率为f的声音从声源传到空气腔室左侧的C面时，恰好与右侧D面反射回来的同频率的声波相消，外界几乎听不到枪响。已知声波在空气腔室中传播的速度为v。下列说法正确的是（）A.该消音器是利用波的干涉原理设计的B.相消位置为两列波振动的加强区C.当空气气腔室最小长度时，外界几乎听不见枪响D.当空气气腔室最小长度时，外界几乎听不见枪响【答案】AC【解析】AB．当两列波的频率相同时，在相遇区内，某些点始终加强，某些点始终减弱，达到减弱噪声的目的，此消音器正是利用波的干涉原理，相消位置为两列波振动的减弱区，故A正确，B错误；C．当空气气腔室最小长度时，两列波波传播的路程差为为减弱区，外界几乎听不见枪响，故C正确；D．当空气气腔室最小长度时，两列波波传播的路程差为为加强区，故D错误。故选AC。8.北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱长征五号B遥三运载火箭在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球的半径，地球表面的重力加速度取。下列说法正确的是（）A.卫星必须是在赤道上发射才能成功B.只要卫星发射速度大于就能成为人造地球卫星C.发射的人造地球卫星绕地球运行的周期不可能为68分钟D.发射的人造地球卫星能在与赤道垂直的平面绕地球做圆周运动【答案】CD【解析】A．卫星要发射成功，需要发射速度大于等于最小发射速度，但不一定要在赤道上，故A错误；B．卫星要成为人造地球卫星，发射速度需要大于地球第一宇宙速度小于地球第二宇宙速度，即发射速度大于小于，故B错误；C．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得解得可知当卫星处于地面表面轨道时，周期最小，又联立可得最小周期为则发射的人造地球卫星绕地球运行的周期不可能为68分钟，故C正确；D．发射的人造地球卫星由万有引力提供向心力，人造地球卫星的轨道平面过地心，则发射的人造地球卫星能在与赤道垂直的平面绕地球做圆周运动，故D正确。故选CD。9.如图所示，一个斜劈M放置在粗糙的水平地面上，斜劈左、右侧斜面光滑，倾角分别为α和β，且，。两小滑块P和Q同时从斜面顶端由静止释放。已知P、Q和斜劈M质量均为m，重力加速度为g，下列判断正确的是（）A.从释放到Q至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0B.从释放到P至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0C.从释放到P至地面的时间t内，地面对M的支持力冲量大小为3mgtD.从释放到Q至地面的时间t'内，地面对M的支持力冲量大小为2mgt'【答案】AD【解析】AB．以P为对象，P沿斜面加速下滑的加速度大小为斜面对P的支持力大小为以Q为对象，Q沿斜面加速下滑的加速度大小为斜面对Q的支持力大小为由于，可知Q的加速度大于P的加速度，又Q下滑的位移小于P下滑的位移，可知从释放到Q至地面的时间小于从释放到P至地面的时间；从释放到Q至地面的过程中，P、Q对M的压力的水平分力大小分别为由于，则有可知此过程地面对M的摩擦力为0，则地面的摩擦力对M的冲量为0；当Q到达地面后，P还在斜面上，则地面对M的摩擦力不为0，故从释放到P至地面的过程中，地面的摩擦力对M的冲量为0，故A正确，B错误；D．从释放到Q至地面的过程中，P、Q对M的压力的竖直分力大小分别为则此过程，地面对M的支持大小为则从释放到Q至地面的时间内，地面对M的支持力冲量大小为故D正确；C．从释放到P至地面时间内，由于P、Q在斜面运动过程，有竖直向下的分加速度，处于失重状态，则地面对M的支持力一定小于，则地面对M的支持力冲量大小一定小于，故C错误。故选AD。10.如图所示，四边形abcd中，，，ad垂直dc、ab垂直bc，，O点和c点关于直线bd对称。在a、b和d点各固定一个带电荷量为q的正电荷，O点和c点的电势分别为和。下列说法正确的是（）A.c点的电场强度方向由O指向c，且小于O点的电场强度大小B.若仅将a点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷，则c点电势等于C.若仅将b点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷，则c点电势等于D.电子在O点的电势能小于在c点的电势能【答案】BD【解析】A．由题意可知过O点且为的中垂线，设与连线的交点为，设长为，分析几何关系知由等量同种电荷电场分布规律可知，b和d点的场中，分析得O点与c点电场强度大小相等为，方向分别从点发出，沿和方向指向无穷远，在点电荷a的电场中，O点场强为，方向沿指向无穷远，c点的电场强度为，根据矢量叠加原则知，O点的电场强度为零，c点电场强度大小为，沿方向故c点的电场强度大于O点的电场强度大小，故A错误；D．在b和d点的场中，O点和c点的电势相等，在点电荷a的电场中，O点电势大于c点的电势，由电势叠加规律知根据电势能的定义知，电子在O点的电势能小于在c点的电势能，故D正确；B．根据对称性可知,a、b、d各点的正电荷在O点产生的电势相等,设为,有同理,b、d两点的正电荷在c点产生的电势也为,设a点的正电荷在C点产生的电势为,则有联立解得若仅将a点的正电荷换成带相同电量的负电荷,则负电荷在C点产生的电势为,故C点电势等于故B正确；C．若仅将b点的正电荷换成带相同电荷量的负电荷,根据等量异种电荷的等势面分布可知,b、d处的点电荷在O、c两点产生的电势为0,故C点的总电势等于a点的正电荷在C点产生的电势，为故C错误。故选BD。二、实验题：共2小题，共15分。11.用如图所示的装置探究牛顿第二定律。将长木板一端固定在水平桌面的左端、在长木板另一端用垫块将木板垫起。在木板上相距为L（未知）的位置固定两个光电门1和2，在木板上放置一个带有宽度为d（未知）的遮光条的小车，小车通过轻质细线绕过固定在木板右端的光滑定滑轮与小物块相连，木板上方的细线与木板平行，重力加速度为g。实验步骤如下：①调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速度，使得两个光电门记录的时间相等，测量小物块的质量m、小车的质量M1，然后把小车放在木板上，使遮光条对齐光电门1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条经过光电门2的时间t1；②挂上小物块，在小车上加放钩码。调整垫块的位置，给小车一个沿木板向下的初速度，使得两个光电门记录的时间仍相等，测量小车和所放钩码的总质量M2；然后把小车放在木板上，使遮光条对齐光电门1，去掉小物块，小车开始沿木板向下滑动，记录遮光条经过光电门2的时间t2；③挂上小物块，再在小车上放钩码，多次重复上述操作，记录小车和所放钩码的总质量M3、M4……录遮光条经过光电门2的时间l3、l4；④最后整理好实验器材。请回答下列问题：（1）实验需要的实验器材有____________。A．天平B．刻度尺C．秒表D．打点计时器E．游标卡尺（2）此实验是保持__________不变的条件下，探究牛顿第二定律的。（3）在坐标纸上，以小车和钩码总质量M为横坐标，以________（选填“t”，“t²”或“”为纵坐标，得到一条直线，当直线的斜率为________时（用物理量的字母表示），就可以验证牛顿第二定律了。【答案】（1）BE（2）小车所受合力（3）t²【解析】（1）[1]本实验需要测量光电门间距和遮光条宽度，因此需要刻度尺和游标卡尺，故选BE；（2）[2]调整垫块的位置，是为了保证下滑时，沿木板方向小车受的合力不变；（3）[3][4]根据题意可得联立解得因此应以t²为纵坐标，斜率为。12.某物理兴趣小组利用实验室现有器材，设计了一个测量一节干电池的电动势和内阻的实验，实验器材如下：A．待测干电池：电动势约为1.5V，内阻约为2ΩB．电压表：量程为0~15V，内阻约为15kΩC．电流表A1：量程为0~3A，内阻D．微安表A2：量程为0~50μA，内阻E．定值电阻R1：阻值为25ΩF．滑动变阻器R2：最大电阻值为2000ΩG．电阻箱R3：最大电阻值为1999.9ΩH．开关S及导线若干回答下列问题：（1）使用的实验器材除了A、E、H，为了提高实验准确度，还应该选择________、________。（填器材前的字母序号）（2）请在虚线框内画出测量干电池电动势和内阻的电路图_________。（3）在实验中，记录每次电表的示数x和对应变化电阻接入电路的电阻R，然后在坐标纸上以R为横坐标，以________为纵坐标，得到一条直线。若斜率为k，纵截距为b，则干电池电动势和内阻分别为E=________和r=________。（均用物理量的字母表示）【答案】（1）DG（2）（3）【解析】（1）[1][2]电压表和电流表量程过大，应使用微安表与定值电阻并联扩大量程后，再与电阻箱串联接在电路中，还应该选择D、G。（2）[3]电路图如图所示（3）[4][5][6]微安表示数远小于干路电流，微安表与定值电阻并联的阻值接近定值电阻阻值，根据闭合电路欧姆定律得即以为纵坐标。由题意，解得，三、计算题：共4小题，共45分。答题时应写出必要的文字说明、重要的物理规律、完整的数字和单位；只有结果而没有过程的不能得分。1