2023届江苏省四校高三下学期联考物理试题（解析版）

高中物理名校试卷PAGEPAGE12023届高三联考物理试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意。1.经过第122254次实验！几天前的4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义．以下反应中属于核聚变的是（）A.B.C.D.〖答案〗C〖解析〗A．属于人工转变核反应，A错误；B．属于α衰变，B错误；C．属于核聚变，C正确；D．属于核裂变，D错误。故选C。2.2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（）A.在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态B.“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间C.在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动D.利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离〖答案〗D〖解析〗A．在“天宫”中水和油因为处于完全失重状态而处于漂浮状态，但并不是没有受到地球引力，此时地球引力全部提供给“天宫”及其内部物体做匀速圆周运动的向心力，故A错误；B．第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，当物体的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间时，物体将绕地球做椭圆运动，所以“天宫”的运行速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；C．由于“天宫”中物体处于完全失重状态，所以不存在重力使物体物体下落的作用效果，在“天宫”中做“太空抛物实验”时，冰墩墩被抛出后近似做直线运动，故C错误；D．“天宫”中物体处于完全失重状态，所以油和水的混合物不能像在地球表面上一样出现“油在上，水在下”的分离情况，但可以通过让二者做匀速圆周运动，从而产生向心加速度，进而让水和油分离开，故D正确。故选D。3.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是（）A.同一介质中a光的波长小于c光B.若b光为可见光，则a光可能是紫外线C.若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D.若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的〖答案〗D〖解析〗A．根据光电效应方程而由动能定理有由图乙可知a光对应的遏止电压小于c光对应的遏止电压，则可知a光的频率小于c光的频率，根据可知，a光的的波长大于c光的的波长，故A错误；B．由于a光对应的遏止电压等于b光对应的遏止电压，则可知两种光的频率相同，若b光为可见光，则a光也一定是可见光，故B错误；C．若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，由氢原子吸收b光光子的能量值为可知氢原子将跃迁至能级，而根据辐射光子的种数可知，氢原子从第5能级向基态跃迁的过程中将产生10种不同频率的光，故C错误；D．由于a光的频率等于b光的频率，若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，故D正确。故选D。4.如图所示，正六边形的B、D两点各固定一个带正电、电荷量为的点电荷，F点固定一个带负电、带电荷量为的点电荷，O为正六边形的几何中心。则下列说法正确的是（）A.O点场强为0B.C点场强方向为沿所在的直线由C指向FC.电子在A点电势能比在O点小D.O、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等〖答案〗D〖解析〗A．根据点电荷的场强公式三个点电荷在O点产生的场强大小相等，B、D两个正电荷产生的场强与F点的负电荷产生的场强方向相同，合场强沿OF方向，故A错误；B．B和D两个正电荷在C点产生的合场强大小为，由F指向C，F点的负点电荷在C点产生的场强大小为，由C指向F，则总的合场强由F指向C，故B错误；C．AD是BF的中垂线，B和F点的电荷在AD上各点产生的电势相等，故A点和O点的电势等于D点电荷产生的电势，则根据可知电子在A点电势能比在O点大，故C错误；D．根据对称性可知，A和E点的电势相等，则O、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等，D正确。故选D。5.一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端，从时刻开始用手带动点沿垂直绳的方向（图甲中轴方向）在水平面内做简谐运动，内点的振动图像如图乙所示。时轻长绳上的波形图可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小。故选B。6.如图戊所示，用“碰撞实验器”验证动量守恒定律。实验时先让质量为的小球1从斜槽上某一固定位置A由静止开始释放，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的P点。再把质量为的小球2放在水平轨道末端，让小球1仍从位置A由静止释放，两小球碰撞后从轨道末端水平抛出，小球2落到位于水平地面的N点，小球1落到位于水平地面的M点。某同学实验时小球选择错误，使，则两个小球可能的落点分布正确的是___________。A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗设小球1与小球2碰撞前瞬间的速度为v，碰后瞬间二者的速度分别为、，因，则小球1反弹，由动量守恒定律得两小球在碰撞前后，水平方向的系统机械能满足不增加原则，即又由于下落高度相同，所以两小球做平抛运动的时间相等，均设为t，则可得则可得将四个选项中OP、OM、ON的数据分别带入以上两式可知，ABC不符合要求，D符合要求。故选D。【『点石成金』】明确实验原理，小球做平抛运动，因此可以用水平位移来代替速度。数据分析时，需知道碰撞前后水平方向应符合动能不增加原则。7.如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法不正确的是（）A.极板M比极板N的电势高B.加速电场的电压C.D.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷〖答案〗C〖解析〗A．带电粒子要打到胶片上的Q点，根据磁场方向和左手定则可知，带电粒子需要带正电，在加速电场能够加速，所以极板M比极板N的电势高，故A项正确，不符合题意；B．带电粒子在加速电场做匀加速直线运动，有带电粒子在静电分析中做匀速圆周运动，有解得故B项正确，不符合题意；CD．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，即半径相同，根据洛伦兹力提供向心力，有由之前的分析有解得由上述分析可知，带电粒子若打在同一点上，则带电粒子的比荷相同；带电粒子在磁场中轨迹圆的直径为故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。8.如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于A点。时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，时弹簧被压缩到最低点B。以O为原点，向下为正方向建立x坐标轴，以B点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是（）A. B.C. D.`〖答案〗B〖解析〗根据题意可知下落过程中，第一阶段：自由落体；第二阶段：到平衡位置，重力大于向上的弹力；第三阶段：平衡位置向下到处，向上的弹力大于向下的重力。平衡位置处，重力大小等于弹力。AB．根据重力势能表达式可知时，弹性势能为0，机械能等于重力势能的最大值。时，弹性势设系统总能量为，根据能量守恒定律可知可知是开口向下的抛物线。故A错误，B正确；CD．设小球下落到A点时的时间为，则第一阶段故第一阶段的图像是一条抛物线。第二阶段中重力大于向上的弹力，且随着压缩弹簧，弹力大小逐渐增大，则由可知小球做加速度逐渐减小的加速运动，平衡位置处速度最大，动能也最大。第三阶段由可知小球做加速度逐渐增加的减速运动，直至到达处动能为0。由上述速度的分析可知，在的范围内，先加速后减速，图像的斜率先增大后减小，则的图像的斜率也是先增大后减小。但由于动能最大时，重力势能和弹性势能都不是0。即弹性势能的最大值大于动能的最大值。故CD错误。故选B。9.如图所示是一种测量介质折射率的方法。在矩形介质的上表面，覆盖一块毛玻璃，两者之间有很薄的空气层。光照射到毛玻璃，经毛玻璃透射后可以以任意角度射到待测介质的上表面。在介质的另一个侧面外有一个目镜，目镜可以在以O为圆心的轨道上转动，移动目镜时光轴ab始终指向O点。测光线量过程中，从目镜的视场中出现半目镜轨道明半暗的视野（如图所示），此时对应的θ=60°，目镜再逆时针往上转，视场中就是全暗的视野了。则（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗若形成半明半暗视野，则说明此时出射光线的折射角最小。由于毛玻璃下发生漫反射，所有方向的光线都有，折射角最小的情况对应空气层上90°入射的临界情况。此时有且由此可计算出故选B。10.现代科学发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素．意大利物理学家乔治·帕里西发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性，荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是力学中的一个无序系统模型，质量均为1kg的小球M、N用两根长度均为的轻质细杆a、b连接，细杆a的一端可绕固定点O自由转动，细杆b可绕小球M自由转动．开始时两球与O点在同一高度，静止释放两球，并开始计时，两球在竖直面内做无序运动；t＝2s时，细杆a与竖直方向的夹角为，小球N恰好到达与O点等高处且速度方向水平向右。重力加速度，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）A.t＝2s时，两小球速度大小相等B.t＝2s时，N球的速度大小为1.5m/sC.此运动过程中，细杆b对N球的冲量大小约为D.此运动过程中，a、b两杆对M球做功之和为1.125J〖答案〗B〖解析〗A．细杆a的一端可绕固定点O自由转动，则M的速度方向始终与杆a垂直，设t＝2s时小球M、N的速度大小分别为，，如图所示M的速度方向始终与杆a垂直，当N速度方向水平向右时，二者沿杆b方向的分速度相等，有可得故A错误；B．由系统机械能守恒，有解得方向向右下方，与水平方向的夹角为30°方向水平向右，故B正确；C．此运动过程中，根据动量定理可知，细杆b对N球的冲量故C错误；D．此运动过程中，对M球根据动能定理有解得a、b两杆对M球做功之和为故D错误。故选B。二．非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分；有数值计算时，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。11.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电动势3V，内阻不计）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图（选填“甲”或“乙”）。（3）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。____（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线____。由图线得到金属丝的阻值Rx＝__________Ω（保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________（填选项前的符号）。A．1×10-2Ω·mB．1×10-3Ω·mC．1×10-6Ω·mD．1×10-8Ω·m（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差〖答案〗（1）0.398（0.396～0.399均正确）（2）甲（3）（4）4.4（4.3～4.7均正确）（5）C（6）CD〖解析〗（1）[1]固定刻度读数0mm，可动刻度读数39.8×0.01mm，则螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm（2）[2]由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω，则，电流表采用外接法；若滑动变阻器采用限流式接法，电路中最小电流约为其中R1为Rx与RV并联电阻值。实验数据中第一组的电流为0.020A，小于限流式接法的最小电流，所以滑动变阻器采用的不是限流式接法，而是分压式接法，则采用的是甲图。（3）[3]电流表选用0~0.6A的量程，电压表选用0~3V的量程，结合电路图进行实物连线，如图所示（4）[4]在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，作一条直线，使尽可能多的点在这条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示[5]由图像斜率可求出金属丝的电阻值为（5）[6]根据电阻定律，可得金属丝的电阻率为故选C。（6）[7]A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误；C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；D．用U－I图像求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。故选CD12.压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中，最早是由德国工程师R·狄塞尔于1892年设计，因此，其发动机工作过程也被称为“狄塞尔循环”，如图所示为理想狄塞尔循环图像，其中为绝热压缩过程，为等压吸热过程，为绝热膨胀过程，为等容放热过程。现假定某汽缸中封闭一定质量的理想气体，进行“狄塞尔循环”，在初始状态a时，气体的体积、压强、温度均为已知量，经过狄塞尔循环，由，气体在状态b时的体积、温度，气体在状态c时的体积。试求：（1）气体在b状态时的压强和c状态的温度。（2）若过程中外界对气体做功为，过程中气体吸热为Q，过程中气体对外界做功为，求被封闭气体在从状态过程中其内能变化量。〖答案〗（1），9；（2）〖解析〗（1）根据得根据得（2）过程中外界对气体做功为；过程中气体吸热为Q，气体对外界做功过程中气体对外界做功为；则被封闭气体在从状态过程中其内能变化量13.2021年7月20日，世界首套时速600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相，这是当前速度最快的地面交通工具，如图甲所示。超导磁悬浮列车是通过周期性变换磁极方向而获得推进动力。其原理如下：固定在列车下端的矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边长为d、轨道区域内存在垂直于金属框平面磁场，如图乙所示磁感应强度随到MN边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大值为B0。磁场以速度v1、列车以速度v2沿相同的方向匀速行驶，且v1>v2，从而产生感应电流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：（1）如图丙所示，时刻线框左右两边恰好和磁场I两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的表达式；（2）从时刻起列车匀速行驶s（s足够大）距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由题意得又得当线框切割磁感线的边到达磁感应强度最大位置处时有电流的最大值为电流的顺时值为（2）由（1）问可知，该电流为正弦式交变电流，其有效值为列车匀速行驶距离经历时间为故矩形金属线框产生的焦耳热为得14.如图所示，长度为L的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平面上的O点．置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的边长为L，质量为4m，重力加速度为g。求：（1）若A、B之间光滑，B与水平面之间的摩擦因数为，则①用一拉力缓慢向右拉B，撤去外力时系统恰好处于平衡状态时杆与竖直方向的夹角α；②在上述过程中拉力所做功W；（2）若A与B，B与水平面的摩擦都不计，对A施加微小扰动，使杆向右倾倒，求小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，求杆与竖直方向的夹角β以及B所获得的最大速度。〖答案〗（1）①，②；（2），〖解析〗（1）①撤去外力，系统恰能平衡，对B对A杆与竖直方向的夹角②对杆及A、B系统，由动能定理得拉力做的功（2）如图所示，对系统由机械能守恒定律其中即A、B刚分离的瞬间轻杆上作用力为零，A、B的水平加速度为零，A只受重力作用，有联立方程解得杆与竖直方向夹角B获得的最大速度15.如图所示，位于竖直平面内的平面直角坐标系xOy的第一象限虚线上方（包含虚线）存在竖直向下的匀强电场（如图甲），电场强度大小为E；第三象限某个区域（未画出）存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有大量质量为m、电荷量为+q的粒子以相同的初速度水平射入电场，均经过O点进入磁场，最后离开磁场进入第四象限，粒子在第三象限运动均在磁场中，忽略粒子的重力及相互间的作用。（1）匀强电场的边界方程（粒子入射点的坐标y和x间的关系）；（2）粒子进入电场的位置记为P（x，y）其中，，若，求磁场区域的最小面积；（3）在（2）问的基础上，若在、的空间内加一沿x轴方向的大小未知的匀强磁场B1（如图乙），则从P（，）进入电场的粒子，在B1磁场中运动轨迹最高点的y坐标恰好为0，求轨迹最高点对应的x坐标的可能取值。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）对从点射入电场的粒子，在电场中做类平抛运动解得（2）设粒子从O点射入磁场时，速度v与x轴负方向的夹角为，位移与x轴负方向的夹角为，可得粒子在磁场中的速度大小设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有解得根据几何关系可得，粒子在磁场中的运动轨迹对应的弦长为解得所以d为定值，即所有粒子从磁场中射出时与y轴的交点一定，所有粒子的轨迹经过的区域如图所示根据类平抛运动的规律有易知则，进入磁场最大的速度当粒子从O点以最大速度入射时，其轨迹与y轴所围的面积为当粒子从O点以最小速度入射时，其轨迹与y轴所围的面积为磁场的最小面积为（3）粒子进入第四象限，在沿x轴方向以做匀速直线运动，以垂直平面做匀速圆周运动，由题意可得综上可知2023届高三联考物理试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意。1.经过第122254次实验！几天前的4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义．以下反应中属于核聚变的是（）A.B.C.D.〖答案〗C〖解析〗A．属于人工转变核反应，A错误；B．属于α衰变，B错误；C．属于核聚变，C正确；D．属于核裂变，D错误。故选C。2.2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（）A.在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态B.“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间C.在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动D.利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离〖答案〗D〖解析〗A．在“天宫”中水和油因为处于完全失重状态而处于漂浮状态，但并不是没有受到地球引力，此时地球引力全部提供给“天宫”及其内部物体做匀速圆周运动的向心力，故A错误；B．第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，当物体的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间时，物体将绕地球做椭圆运动，所以“天宫”的运行速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；C．由于“天宫”中物体处于完全失重状态，所以不存在重力使物体物体下落的作用效果，在“天宫”中做“太空抛物实验”时，冰墩墩被抛出后近似做直线运动，故C错误；D．“天宫”中物体处于完全失重状态，所以油和水的混合物不能像在地球表面上一样出现“油在上，水在下”的分离情况，但可以通过让二者做匀速圆周运动，从而产生向心加速度，进而让水和油分离开，故D正确。故选D。3.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是（）A.同一介质中a光的波长小于c光B.若b光为可见光，则a光可能是紫外线C.若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D.若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的〖答案〗D〖解析〗A．根据光电效应方程而由动能定理有由图乙可知a光对应的遏止电压小于c光对应的遏止电压，则可知a光的频率小于c光的频率，根据可知，a光的的波长大于c光的的波长，故A错误；B．由于a光对应的遏止电压等于b光对应的遏止电压，则可知两种光的频率相同，若b光为可见光，则a光也一定是可见光，故B错误；C．若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，由氢原子吸收b光光子的能量值为可知氢原子将跃迁至能级，而根据辐射光子的种数可知，氢原子从第5能级向基态跃迁的过程中将产生10种不同频率的光，故C错误；D．由于a光的频率等于b光的频率，若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，故D正确。故选D。4.如图所示，正六边形的B、D两点各固定一个带正电、电荷量为的点电荷，F点固定一个带负电、带电荷量为的点电荷，O为正六边形的几何中心。则下列说法正确的是（）A.O点场强为0B.C点场强方向为沿所在的直线由C指向FC.电子在A点电势能比在O点小D.O、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等〖答案〗D〖解析〗A．根据点电荷的场强公式三个点电荷在O点产生的场强大小相等，B、D两个正电荷产生的场强与F点的负电荷产生的场强方向相同，合场强沿OF方向，故A错误；B．B和D两个正电荷在C点产生的合场强大小为，由F指向C，F点的负点电荷在C点产生的场强大小为，由C指向F，则总的合场强由F指向C，故B错误；C．AD是BF的中垂线，B和F点的电荷在AD上各点产生的电势相等，故A点和O点的电势等于D点电荷产生的电势，则根据可知电子在A点电势能比在O点大，故C错误；D．根据对称性可知，A和E点的电势相等，则O、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等，D正确。故选D。5.一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端，从时刻开始用手带动点沿垂直绳的方向（图甲中轴方向）在水平面内做简谐运动，内点的振动图像如图乙所示。时轻长绳上的波形图可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小。故选B。6.如图戊所示，用“碰撞实验器”验证动量守恒定律。实验时先让质量为的小球1从斜槽上某一固定位置A由静止开始释放，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的P点。再把质量为的小球2放在水平轨道末端，让小球1仍从位置A由静止释放，两小球碰撞后从轨道末端水平抛出，小球2落到位于水平地面的N点，小球1落到位于水平地面的M点。某同学实验时小球选择错误，使，则两个小球可能的落点分布正确的是___________。A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗设小球1与小球2碰撞前瞬间的速度为v，碰后瞬间二者的速度分别为、，因，则小球1反弹，由动量守恒定律得两小球在碰撞前后，水平方向的系统机械能满足不增加原则，即又由于下落高度相同，所以两小球做平抛运动的时间相等，均设为t，则可得则可得将四个选项中OP、OM、ON的数据分别带入以上两式可知，ABC不符合要求，D符合要求。故选D。【『点石成金』】明确实验原理，小球做平抛运动，因此可以用水平位移来代替速度。数据分析时，需知道碰撞前后水平方向应符合动能不增加原则。7.如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法不正确的是（）A.极板M比极板N的电势高B.加速电场的电压C.D.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷〖答案〗C〖解析〗A．带电粒子要打到胶片上的Q点，根据磁场方向和左手定则可知，带电粒子需要带正电，在加速电场能够加速，所以极板M比极板N的电势高，故A项正确，不符合题意；B．带电粒子在加速电场做匀加速直线运动，有带电粒子在静电分析中做匀速圆周运动，有解得故B项正确，不符合题意；CD．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，即半径相同，根据洛伦兹力提供向心力，有由之前的分析有解得由上述分析可知，带电粒子若打在同一点上，则带电粒子的比荷相同；带电粒子在磁场中轨迹圆的直径为故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。8.如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于A点。时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，时弹簧被压缩到最低点B。以O为原点，向下为正方向建立x坐标轴，以B点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是（）A. B.C. D.`〖答案〗B〖解析〗根据题意可知下落过程中，第一阶段：自由落体；第二阶段：到平衡位置，重力大于向上的弹力；第三阶段：平衡位置向下到处，向上的弹力大于向下的重力。平衡位置处，重力大小等于弹力。AB．根据重力势能表达式可知时，弹性势能为0，机械能等于重力势能的最大值。时，弹性势设系统总能量为，根据能量守恒定律可知可知是开口向下的抛物线。故A错误，B正确；CD．设小球下落到A点时的时间为，则第一阶段故第一阶段的图像是一条抛物线。第二阶段中重力大于向上的弹力，且随着压缩弹簧，弹力大小逐渐增大，则由可知小球做加速度逐渐减小的加速运动，平衡位置处速度最大，动能也最大。第三阶段由可知小球做加速度逐渐增加的减速运动，直至到达处动能为0。由上述速度的分析可知，在的范围内，先加速后减速，图像的斜率先增大后减小，则的图像的斜率也是先增大后减小。但由于动能最大时，重力势能和弹性势能都不是0。即弹性势能的最大值大于动能的最大值。故CD错误。故选B。9.如图所示是一种测量介质折射率的方法。在矩形介质的上表面，覆盖一块毛玻璃，两者之间有很薄的空气层。光照射到毛玻璃，经毛玻璃透射后可以以任意角度射到待测介质的上表面。在介质的另一个侧面外有一个目镜，目镜可以在以O为圆心的轨道上转动，移动目镜时光轴ab始终指向O点。测光线量过程中，从目镜的视场中出现半目镜轨道明半暗的视野（如图所示），此时对应的θ=60°，目镜再逆时针往上转，视场中就是全暗的视野了。则（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗若形成半明半暗视野，则说明此时出射光线的折射角最小。由于毛玻璃下发生漫反射，所有方向的光线都有，折射角最小的情况对应空气层上90°入射的临界情况。此时有且由此可计算出故选B。10.现代科学发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素．意大利物理学家乔治·帕里西发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性，荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是力学中的一个无序系统模型，质量均为1kg的小球M、N用两根长度均为的轻质细杆a、b连接，细杆a的一端可绕固定点O自由转动，细杆b可绕小球M自由转动．开始时两球与O点在同一高度，静止释放两球，并开始计时，两球在竖直面内做无序运动；t＝2s时，细杆a与竖直方向的夹角为，小球N恰好到达与O点等高处且速度方向水平向右。重力加速度，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）A.t＝2s时，两小球速度大小相等B.t＝2s时，N球的速度大小为1.5m/sC.此运动过程中，细杆b对N球的冲量大小约为D.此运动过程中，a、b两杆对M球做功之和为1.125J〖答案〗B〖解析〗A．细杆a的一端可绕固定点O自由转动，则M的速度方向始终与杆a垂直，设t＝2s时小球M、N的速度大小分别为，，如图所示M的速度方向始终与杆a垂直，当N速度方向水平向右时，二者沿杆b方向的分速度相等，有可得故A错误；B．由系统机械能守恒，有解得方向向右下方，与水平方向的夹角为30°方向水平向右，故B正确；C．此运动过程中，根据动量定理可知，细杆b对N球的冲量故C错误；D．此运动过程中，对M球根据动能定理有解得a、b两杆对M球做功之和为故D错误。故选B。二．非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分；有数值计算时，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。11.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电动势3V，内阻不计）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图（选填“甲”或“乙”）。（3）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。____（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线____。由图线得到金属丝的阻值Rx＝__________Ω（保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________（填选项前的符号）。A．1×10-2Ω·mB．1×10-3Ω·mC．1×10-6Ω·mD．1×10-8Ω·m（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差〖答案〗（1）0.398（0.396～0.399均正确）（2）甲（3）（4）4.4（4.3～4.7均正确）（5）C（6）CD〖解析〗（1）[1]固定刻度读数0mm，可动刻度读数39.8×0.01mm，则螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm（2）[2]由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω，则，电流表采用外接法；若滑动变阻器采用限流式接法，电路中最小电流约为其中R1为Rx与RV并联电阻值。实验数据中第一组的电流为0.020A，小于限流式接法的最小电流，所以滑动变阻器采用的不是限流式接法，而是分压式接法，则采用的是甲图。（3）[3]电流表选用0~0.6A的量程，电压表选用0~3V的量程，结合电路图进行实物连线，如图所示（4）[4]在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，作一条直线，使尽可能多的点在这条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示[5]由图像斜率可求出金属丝的电阻值为（5）[6]根据电阻定律，可得金属丝的电阻率为故选C。（6）[7]A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误；C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；D．用U－I图像求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。故选CD12.压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中，最早是由德国工程师R·狄塞尔于1892年设计，因此，其发动机工作过程也被称为“狄塞尔循环”，如图所示为理想狄塞尔循环图像，其中为绝热压缩过程，为等压吸热过程，为绝热膨胀过程，为等容放热过程。现假定某汽缸中封闭一定质量的理想气体，进行“狄塞尔循环”，在初始状态a时，气体的体积、压强、温度均为已知量，经过狄塞尔循环，由，气体在状态b时的体积、温度，气体在状态c时的体积。试求：（1）气体在b状态时的压强和c状态的温度。（2）若过程中外界对气体做功为，过程中气体吸热为Q，过程中气体对外界做功为，求被封闭气体在从状态过程中其内能变化量。〖答案〗（1），9；（2）〖解析〗（1）根据得根据得（2）过程中外界对气体做功为；过程中气体吸