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2022届新高考物理精创预测卷 山东专版（含答案）
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这是一份2022届新高考物理精创预测卷 山东专版（含答案），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.甲、乙两车同时从同一位置沿两条并排直车道同向出发，其速度随时间的变化规律分别如图中图线所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是( )
A.时刻乙的运动方向发生了改变
B.时间内，甲始终在乙的前面
C.时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度
D.时间内，甲、乙有一个时刻加速度相同
2.宇航员登陆月球后，在离月球表面高h的位置静止释放一个石块，测得石块经时间t落到月表，已知月球的半径为R，则近月卫星的绕行速度大小为( )
A.B.C.D.
3.为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光a，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是( )
A.a光照射逸出功为2.14 eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41 eV
B.a光的波长比b光的波长长
C.辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大
D.一个处于能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光
4.如图所示，电梯内有一固定斜面，斜面与电梯右侧墙壁之间放一光滑小球，当电梯以的加速度匀加速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，当电梯以的加速度匀减速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，重力加速度为g，则( )
A.B.C.D.
5.为研究光的干涉规律，小明用激光做双缝干涉实验。他用频率为f的红色激光垂直照射双缝，观察到了干涉条纹。光速为c，下列说法正确的是( )
A.实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变大
B.如果将双缝的间距变大，则相邻两个亮条纹的间距将变大
C.在光屏的P点出现第三条暗条纹，则P点到双缝的距离之差为
D.如果将整个装置放到水中做实验，相邻两个亮条纹间距将变大
6.如图所示，一初始位置处于竖直平面内的矩形线框，在其轴线右侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B.若矩形线框的面积为S，匝数为N，电阻为r，绕垂直磁场的水平轴以角速度ω匀速运动.线框通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路.从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，则( )
A.理想电压表的示数为
B.理想电流表的示数为
C.若将此发电机角速度ω增加至，其输出功率变为
D.若将此发电机角速度ω增加至，其输出效率将变大
7.如图所示，边长为a的正三角形区域内有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场.现有一带正电、电荷量为q、质量为m的粒子，由边上距A点的P点，以初速度垂直边进入磁场，后从边离开磁场，则磁场磁感应强度的大小可能是( )
A.B.C.D.
8.如图所示，两根轻质杆构成直角支架，O点为水平转轴，杆长为端固定一质量为的小球杆长为端固定一质量为m的小球b，用手抬着B端使杆处于水平状态，撒手后支架在竖直平面内转动，不计一切摩擦，则以下说法正确的是( )
A.小球a不可能转到与O点等高处
B.小球b转动的最大速度为
C.转动过程中杆受力一定沿杆方向
D.小球a从最低点运动到最高点的过程中，杆对小球a做的功为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.如图所示，为匀强电场中的三点，它们的连线构成一直角三角形，其中边与电场线垂直，，，D点为边的中点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在B点，下列说法正确的是( )
A.两点的电势相等
B.两点的电势相等
C.将电子沿直线从A点移动到D点，电场力做正功
D.将电子沿直线从A点移动到C点，电势能先减小后增大
10.图甲所示为一简谐横波沿x轴正方向传播时，（开始计时）时刻的波形图，是介质中的三个质点，图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A.时刻，质点Q正在从平衡位置向下运动，且此时加速度最大
B.时刻质点P比质点M先回到平衡位置
C.波的传播形式相同，所以图乙可以表示质点Q的振动图像
D.再经过的时间，质点Q受到的回复力大于质点M受到的回复力且方向相反
11.空间某区域存在着电场，电场线在竖直面上的分布如图所示。一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动，经过A点时的速度大小为，方向水平向右；经过B点时的速度大小为，方向与水平方向之间夹角为α。两点之间的高度差和水平距离均为H，则下列说法正确的是( )
A.两点的电场强度的大小关系为
B.小球从A点运动到B点的过程中静电力做功为
C.小球运动到B点时，其重力的瞬时功率为
D.若小球带正电，则两点间的电势差为
12.如图所示，两条平行金属导轨表面光滑，相距为d，与水平方向夹角为θ，其上端接一阻值为R的电阻，在两导轨间下方区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。现有质量为m的金属棒由静止开始自位置释放，金属棒在轨道之间的电阻为r，当金属棒沿导轨下滑距离l后速度不再变化（金属棒与导轨始终保持良好的接触且下滑过程中始终与导轨垂直，导轨电阻不计）。则下列说法正确的是( )
A.金属棒沿导轨下滑过程减小的重力势能转化为金属棒的动能和电阻R的焦耳热
B.金属棒沿导轨下滑的最大速度为
C.金属棒沿导轨下滑距离l过程中回路产生的总焦耳热为
D.金属棒从静止释放经过时间t下滑距离为时，此时速度大小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，图中A的示数为_______N。
（2）下列不必要的实验要求是________（填选项前的字母）。
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.细线方向应与木板平面平行
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）从水平开始，保持弹簧测力计A和B细线的夹角不变，使弹簧测力计A和B顺时针缓慢转动至弹簧测力计B竖直，则在整个过程中关于弹簧测力计A和B的读数变化是___________（填选项前的字母）。
A.A增大，B减小B.A减小，B增大
C.A减小，B先增大后减小D.A减小，B先减小后增大
14.（8分）随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要选择.某同学想通过实验测得一充电宝的电动势和内阻.实验室提供了如下器材：
A.充满电的充电宝，铭牌标示输出电压为5 V
B.量程是0~6 V，内阻约为的电压表
C.量程是0.15 V，内阻约为的电压表
D.量程是0~3.0 A，内阻约为的电流表
E.阻值为0~，额定电流为0.5 A的滑动变阻器
F.阻值为0~，额定电流为3 A的滑动变阻器
G.阻值为的定值电阻
H.阻值为的定值电阻
L.开关一个，导线若干
（1）实验中电压表应选_______；滑动变阻器应选用_______（填相应器材前的字母）.
（2）根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中应选择_______，它在电路中的作用是_______.
（3）该同学记录了8组数据，并在坐标纸上描出数据点如图乙所示，则该充电宝的电动势为_________V，内阻为_______Ω.（结果均保留2位有效数字）
15.（8分）如图，底面横截面积均为的两个导热气缸，下端由容积可忽略的细管连通，细管中间有一阀门K.两气缸分别用质量为和的活塞封闭着两部分气体.左边活塞距气缸底部，右边活塞距气缸底部.忽略活塞与容器壁间的摩擦力，容器壁导热性能良好，大气压强为，现打开阀门K.求：
（1）最终左边活塞的高度将上升还是下降；
（2）最终左边活塞的高度的变化量。
16.（8分）小明和弟弟到某游乐场体验一款游乐项目，如图所示，人坐在充气垫里，在加速装置上加速到后自O点水平飞出，充气垫刚好落在倾角为37°、固定在地面上的滑梯上一点A，并恰好沿该滑梯下滑，已知A到地面的竖直高度为1.95 m，人和充气垫沿滑梯下滑到底端B在转角处无能量损失，随后继续沿水平面运动，直到充气垫带着人冲上静止在水平面上可自由移动的斜面体，斜面体质量为150 kg，斜面体长度足够长，所有接触面均光滑，重力加速度，求：
（1）人和充气垫在B点的速度大小；
（2）小明认为质量越大惯性越大，自己一定比弟弟最后到达斜面体的高度更高，若小明和充气垫的总质量为90 kg，弟弟和充气垫的总质量为37.5 kg，请计算小明和弟弟最后到达的高度，验证小明的想法是否正确。
17.（12分）如图所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，有两条间距为d的平行的足够长直导轨处于同一水平面内，左端连接一电容为C的电容器，右端连接阻值为R的电阻.质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，与导轨间的摩擦不计.闭合，断开，从时刻开始，对棒施加一个大小为F水平向右恒定的拉力，使棒从静止开始沿导轨方向做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.除R以外其余部分的电阻均不计，重力加速度为g.
（1）求导体棒向右运动的距离时速度的大小；
（2）导体棒向右运动时，断开，同时闭合，导体棒再向右运动距离时，导体棒已经匀速运动，求导体棒匀速运动的速度大小和向右运动的过程中电阻R上产生的焦耳热.
18.（16分）如图所示，物体质量分别为，用轻绳相连并用弹簧系住挂在天花板上静止不动。某时刻间的绳子被剪断，物体A上升，B开始下降并从C点进入竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道，已知当B以大小为的速度下落到轨道上的C处时，A上升的速度大小为。之后物体B在圆弧轨道末端D点与质量为m的光滑小球发生弹性正碰，碰撞时间极短，且B与小球碰撞前瞬间对轨道的压力大小为64 N，此后B继续滑动直至刚好脱离粗糙水平面与间的动摩擦因数为0.4。小球在E点水平滑上静止停放在光滑水平面上质量为的弧形槽小车，小车左端的离地高度，小球到达某一高度后（未离开小车）又返回小车左端（、小球均可以看作质点，，忽略空气阻力）。
（1）A上升速度大小为时，求弹簧对物体A的冲量（用题中所给字母表示）；
（2）若B在圆弧轨道上的运动时间是到C处时间的3倍，求从绳子被剪断到B停止运动的总时间T；
（3）若小车的质量，求小球在弧形槽小车上到达最高点时的离地距离H；
（4）若小球从小车左端掉落后相对二者刚脱离时产生的水平距离为，求小车的质量。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由于时间内乙的速度一直为正值，则时刻乙的运动方向没有发生改变，A错误；由于图像与t轴所围面积表示位移，时间内，甲的位移与乙的位移大小关系不确定，B错误；同理，在时间内，甲的位移小于乙的位移，则甲的平均速度小于乙的平均速度，C错误；由于图像的斜率表示加速度，时间内，甲、乙图像的斜率一定会在某个时刻相同，即加速度相同，D正确.
2.答案：B
解析：设月球表面重力加速度为g，石块做自由落体运动，则①，设月球质量为M，由万有引力定律得②，设近月卫星绕行速度为v，则③，由①②③解得，故B正确，ACD错误.
3.答案：A
解析：本题考查氢原子的能级跃迁。a光的光子能量光的光子能量，由可知，B错误；a光照射逸出功的金属时，由于，能发生光电效应，光电子的最大初动能，A正确；辐射出b光时，电子做圆周运动的半径减小，动能增加，电场力做正功，故电势能减小，C错误；一个处于能级的氢原子自发跃迁时，释放出不同频率光的种类最多的情况为，即最多能释放3种频率的光，D错误。
4.答案：A
解析：设斜面对物体的弹力为与竖直方向的夹角为θ，对于加速上升过程，竖直方向，水平方向，解得，对于减速上升过程，竖直方向，水平方向，解得，因此，故A正确，BCD错误.
5.答案：C
解析：本题考查双缝干涉实验规律。将入射光由红光换成紫光，则波长变短，根据双缝干涉条纹间距公式知，波长变短，相邻亮条纹间距变小，将双缝的间距变大，相邻亮条纹间距变小，选项A、B错误；光屏上P点出现第三条暗条纹，P点到双缝的矩离之差为，选项C正确；真空（或空气）中波长为λ的光，在折射率为n的水中波长变为，光线到水中时波长变短，相邻亮条纹间距变小，选项D错误。
6.答案：B
解析：电源电动势最大值为，所以理想电压表的示数为，理想电流表的示数为，B正确，A错误；发电机角速度ω增加至，电流增加到原来的2倍，其输出功率，C错误；发电机的输出效率，与角速度无关，故其输出效率不变，D错误.
7.答案：B
解析：设当磁感应强度为时粒子恰能到达边界，由几何关系可知此时粒子的轨道半径为，由洛伦兹力提供向心力有，解得；设当磁感应强度为时，粒子恰能到达边界，由几何关系知，解得，同理解得，则磁场磁感应强度大小范围为，B正确，ACD错误.
8.答案：B
解析：本题考查机械能守恒定律的应用。假设小球a恰好转到与O点等高处，设O点所在水平面为零势能面，小球a和b组成的系统初始位置机械能，当小球a转到与O点等高处时系统机械能，即，假设成立，故小球a一定能转到与O点等高处，A错误；设杆与水平方向夹角为θ时，小球b速度为v，则小球a的速度，由系统机械能守恒，有，可知时速度最大，得，B正确；在转动过程中小球a的机械能增加，小球b的机械能减少，所以杆对a和b均做功，存在杆对a和b的力与速度不垂直位置，即存在杆对a和b的力不沿杆的位置，根据牛顿第三定律，C错误；设杆对小球a做的功为W，由动能定理，有，得，D错误。
9.答案：BD
解析：本题考查电场力做功和电势能。是匀强电场中的一条等势线，但在正点电荷Q产生的电场中，两点的电势不相等，所以两点的总电势不相等，A错误；在正点电荷Q产生的电场中，两点的电势相等，所以两点的总电势相等，B正确；两点的电势相等，则电子沿直线从A点移动到D点，电场力做功为零，C错误；将电子沿直线从A点移动到C点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，D正确。
10.答案：BD
解析：本题考查振动图像和波动图像。简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点Q处在平衡位置且振动方向向上，所以通过平移法时刻质点Q也处在平衡位置但振动方向向下，加速度为零，A错误；时，质点M正在向下振动，要先到达负向最大位移处，再经过的时间才能回到平衡位置，而P质点经过的时间就能回到平衡位置，所以质点P比质点M先回到平衡位置，B正确；时刻质点Q处在平衡位置且振动方向向下，与题图乙所示不符，C错误；再经过的时间，质点M正从y轴正方向向平衡位置处移动，质点Q位于负向最大位移处，由知，质点M受到的回复力小于质点Q受到的回复力，质点M受到的回复力沿y轴负方向，质点Q受到的回复力沿y轴正方向，D正确。
11.答案：BC
解析：本题考查带电小球在重力场和电场的复合场中的运动。根据电场线的疏密表示电场强度的大小，可知，A错误；小球从A点运动到B点的过程，由动能定理得，则静电力做功，B正确；小球运动到B点时，重力与速度的夹角为，故重力的瞬时功率为，C正确；由静电力做功，可得两点间的电势差为，D错误。
12.答案：BD
解析：本题考查电磁感应定律的综合应用。根据能量守恒可知，金属棒沿导轨下滑过程减小的重力势能转化为金属棒的动能以及电阻R和金属棒的焦耳热，A错误；金属棒沿导轨下滑过程首先做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时速度达到最大，对闭合回路有，由平衡条件可知，解得，故B正确；由功能关系，解得，故C错误；由动量定理可知，即，又，解得，故D正确。
13.答案：（1）2.6
（2）D
（3）C
解析：本题考查验证力的平行四边形定则实验。
（1）使用弹簧测力计时需要估读，题图弹簧测力计每个小格代表0.2 N，所以示数为2.6 N。
（2）实验中要验证的是弹簧测力计对O点的拉力用平行四边形定则合成后，与重物M对O点的拉力等大反向，而M对O点的拉力大小与M的重力相同，所以应测量重物M所受的重力，A选项是必要的；要使弹簧测力计测出的力的大小准确，应在使用前校零，B选项是必要的；细线方向应与木板平面平行，以减小作图误差，C选项是必要的；改变拉力，进行多次实验，而M对O点的作用效果与O点的位置无关，所以不要求使O点静止在同位置，D错误。
（3）在弹簧测力计A和B转动过程中，拉力拉力与重物M对O点拉力的合力始终为零，大小与M的重力相同，保持不变，三个力的矢量三角形如图所示，逐渐减小，先增大后减小，故C正确。
14.答案：（1）B；F
（2）G；保护电路，防止电路中电流过大
（3）5.0；0.075
解析：（1）因为铭牌标示输出电压为5 V，所以应选用量程为0~6 V的电压表；从安全性和方便性原则考虑应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择阻值为0~的滑动变阻器.
（2）若选择阻值为的定值电阻，电路中电流最大值约为0.25 A，测量范围太小，所以应选择阻值为的定值电阻；该定值电阻的作用是保护电路，防止当滑动变阻器接入阻值为零时，电流过大而烧坏电源.
（3）过数据点作一条直线，让点均匀分布在直线两侧，直线的纵坐标的截距约为5.0 V，则电源电动势为5.0 V，直线的斜率的绝对值为内阻，则.
15.答案：（1）上升
（2）
解析：解：（1）左边气体初始压强
右边气体初始压强
故左边活塞将上升
（2）右边气体进入左边气缸，经历等温膨胀过程，由玻意耳定律有
解得
16.答案：（1）8 m/s
（2）见解析
解析：本题考查平抛运动、动量守恒定律及能量守恒定律的综合。
（1）充气垫刚好落在滑梯顶端并恰好沿该滑梯下滑，可知速度沿滑梯向下，如图
，解得
滑梯光滑，从A到B由动能定理可得，解得
（2）设小明和充气垫的总质量为，冲上斜面体的高度为，小明和斜面体组成的系统水平方向上动量守恒，
，解得
小明和充气垫冲上斜面体过程能量守恒，
，解得
设弟弟和充气垫的总质量为，冲上斜面体的高度为，弟弟和充气垫以及斜面体组成的系统水平方向上动量守恒，
，解得
弟弟和充气垫冲上斜面体过程能量守恒，
，解得
可以看出，，弟弟最后到达的高度更高，所以小明的想法是错误的
17.答案：（1）
（2）
解析：解：（1）设在时间内，导体棒速度变化为
导体棒产生的感应电动势变化
电容器两极板电压变化
电容器所带电荷量变化
导体棒中的电流
对导体棒，由牛顿第二定律有
联立解得
可以看出加速度与时间无关，说明导体棒做匀加速直线运动，设导体棒沿导轨向右运动时的速度为，由
解得
（2）断开，闭合，若F大于安培力，则导体棒先做加速运动后做匀速运动；若F等于安培力，则导体棒做匀速运动；若F小于安培力，则导体棒先做减速运动后做匀速运动.
导体棒匀速运动时，由平衡条件得
解得匀速运动的速度
对导体棒在该过程使用动能定理，设克服安培力做功为W
故此过程中电阻R上产生的焦耳热
18.答案：（1）
（2）
（3）
（4）或31 kg
解析：本题考查力学问题的综合应用。
（1）设从剪断绳子到A上升的速度为的过程中，所用时间为t，
弹簧对A的冲量为，根据动量定理，
对A有
对B有
解得
（2）若物体B与小球碰撞前瞬间对轨道的压力大小为64 N，则轨道对物体B的支持力大小为，
在D处
设B的初始位置到C点的距离为下落到C点的时间为，
由机械能守恒有
由运动学公式有
解得，
B与小球弹性正碰时，二者水平方向动量守恒且没有能量损失，
设碰撞后B和小球的速度分别为和，设向右为正方向，则有
物体B在段所受摩擦力为，设在段用时为，对B在段由动量定理有
解得，
B与小球正碰后刚好脱离，在段自由下落，设下落时间为，解得，
由题可知，B在圆弧轨道上的运动时间是，
则B从绳子被剪断到停止运动的总时间
（3）当小球与小车的水平速度相等且为v时，小球沿弧形槽上升到最大高度，设最高点距离E点的竖直高度为，取水平向右为正方向，根据水平方向动量守恒有，
由机械能守恒有，
解得
代入数据得小球在最高点时的离地距离
（4）设小球返回时的速度大小为，此时小车的速度为，根据平抛运动规律有，，解得
取水平向右为正方向，若小球速度向右，根据水平方向动量守恒及能量守恒定律有，，
解得小车质量
若小球速度向左，根据水平方向动量守恒及能量守恒定律有
，
，
解得小车质量
综上可知或31 kg。
1.甲、乙两车同时从同一位置沿两条并排直车道同向出发，其速度随时间的变化规律分别如图中图线所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是( )
A.时刻乙的运动方向发生了改变
B.时间内，甲始终在乙的前面
C.时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度
D.时间内，甲、乙有一个时刻加速度相同
2.宇航员登陆月球后，在离月球表面高h的位置静止释放一个石块，测得石块经时间t落到月表，已知月球的半径为R，则近月卫星的绕行速度大小为( )
A.B.C.D.
3.为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光a，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是( )
A.a光照射逸出功为2.14 eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41 eV
B.a光的波长比b光的波长长
C.辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大
D.一个处于能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光
4.如图所示，电梯内有一固定斜面，斜面与电梯右侧墙壁之间放一光滑小球，当电梯以的加速度匀加速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，当电梯以的加速度匀减速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，重力加速度为g，则( )
A.B.C.D.
5.为研究光的干涉规律，小明用激光做双缝干涉实验。他用频率为f的红色激光垂直照射双缝，观察到了干涉条纹。光速为c，下列说法正确的是( )
A.实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变大
B.如果将双缝的间距变大，则相邻两个亮条纹的间距将变大
C.在光屏的P点出现第三条暗条纹，则P点到双缝的距离之差为
D.如果将整个装置放到水中做实验，相邻两个亮条纹间距将变大
6.如图所示，一初始位置处于竖直平面内的矩形线框，在其轴线右侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B.若矩形线框的面积为S，匝数为N，电阻为r，绕垂直磁场的水平轴以角速度ω匀速运动.线框通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路.从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，则( )
A.理想电压表的示数为
B.理想电流表的示数为
C.若将此发电机角速度ω增加至，其输出功率变为
D.若将此发电机角速度ω增加至，其输出效率将变大
7.如图所示，边长为a的正三角形区域内有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场.现有一带正电、电荷量为q、质量为m的粒子，由边上距A点的P点，以初速度垂直边进入磁场，后从边离开磁场，则磁场磁感应强度的大小可能是( )
A.B.C.D.
8.如图所示，两根轻质杆构成直角支架，O点为水平转轴，杆长为端固定一质量为的小球杆长为端固定一质量为m的小球b，用手抬着B端使杆处于水平状态，撒手后支架在竖直平面内转动，不计一切摩擦，则以下说法正确的是( )
A.小球a不可能转到与O点等高处
B.小球b转动的最大速度为
C.转动过程中杆受力一定沿杆方向
D.小球a从最低点运动到最高点的过程中，杆对小球a做的功为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.如图所示，为匀强电场中的三点，它们的连线构成一直角三角形，其中边与电场线垂直，，，D点为边的中点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在B点，下列说法正确的是( )
A.两点的电势相等
B.两点的电势相等
C.将电子沿直线从A点移动到D点，电场力做正功
D.将电子沿直线从A点移动到C点，电势能先减小后增大
10.图甲所示为一简谐横波沿x轴正方向传播时，（开始计时）时刻的波形图，是介质中的三个质点，图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A.时刻，质点Q正在从平衡位置向下运动，且此时加速度最大
B.时刻质点P比质点M先回到平衡位置
C.波的传播形式相同，所以图乙可以表示质点Q的振动图像
D.再经过的时间，质点Q受到的回复力大于质点M受到的回复力且方向相反
11.空间某区域存在着电场，电场线在竖直面上的分布如图所示。一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动，经过A点时的速度大小为，方向水平向右；经过B点时的速度大小为，方向与水平方向之间夹角为α。两点之间的高度差和水平距离均为H，则下列说法正确的是( )
A.两点的电场强度的大小关系为
B.小球从A点运动到B点的过程中静电力做功为
C.小球运动到B点时，其重力的瞬时功率为
D.若小球带正电，则两点间的电势差为
12.如图所示，两条平行金属导轨表面光滑，相距为d，与水平方向夹角为θ，其上端接一阻值为R的电阻，在两导轨间下方区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。现有质量为m的金属棒由静止开始自位置释放，金属棒在轨道之间的电阻为r，当金属棒沿导轨下滑距离l后速度不再变化（金属棒与导轨始终保持良好的接触且下滑过程中始终与导轨垂直，导轨电阻不计）。则下列说法正确的是( )
A.金属棒沿导轨下滑过程减小的重力势能转化为金属棒的动能和电阻R的焦耳热
B.金属棒沿导轨下滑的最大速度为
C.金属棒沿导轨下滑距离l过程中回路产生的总焦耳热为
D.金属棒从静止释放经过时间t下滑距离为时，此时速度大小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，图中A的示数为_______N。
（2）下列不必要的实验要求是________（填选项前的字母）。
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.细线方向应与木板平面平行
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）从水平开始，保持弹簧测力计A和B细线的夹角不变，使弹簧测力计A和B顺时针缓慢转动至弹簧测力计B竖直，则在整个过程中关于弹簧测力计A和B的读数变化是___________（填选项前的字母）。
A.A增大，B减小B.A减小，B增大
C.A减小，B先增大后减小D.A减小，B先减小后增大
14.（8分）随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要选择.某同学想通过实验测得一充电宝的电动势和内阻.实验室提供了如下器材：
A.充满电的充电宝，铭牌标示输出电压为5 V
B.量程是0~6 V，内阻约为的电压表
C.量程是0.15 V，内阻约为的电压表
D.量程是0~3.0 A，内阻约为的电流表
E.阻值为0~，额定电流为0.5 A的滑动变阻器
F.阻值为0~，额定电流为3 A的滑动变阻器
G.阻值为的定值电阻
H.阻值为的定值电阻
L.开关一个，导线若干
（1）实验中电压表应选_______；滑动变阻器应选用_______（填相应器材前的字母）.
（2）根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中应选择_______，它在电路中的作用是_______.
（3）该同学记录了8组数据，并在坐标纸上描出数据点如图乙所示，则该充电宝的电动势为_________V，内阻为_______Ω.（结果均保留2位有效数字）
15.（8分）如图，底面横截面积均为的两个导热气缸，下端由容积可忽略的细管连通，细管中间有一阀门K.两气缸分别用质量为和的活塞封闭着两部分气体.左边活塞距气缸底部，右边活塞距气缸底部.忽略活塞与容器壁间的摩擦力，容器壁导热性能良好，大气压强为，现打开阀门K.求：
（1）最终左边活塞的高度将上升还是下降；
（2）最终左边活塞的高度的变化量。
16.（8分）小明和弟弟到某游乐场体验一款游乐项目，如图所示，人坐在充气垫里，在加速装置上加速到后自O点水平飞出，充气垫刚好落在倾角为37°、固定在地面上的滑梯上一点A，并恰好沿该滑梯下滑，已知A到地面的竖直高度为1.95 m，人和充气垫沿滑梯下滑到底端B在转角处无能量损失，随后继续沿水平面运动，直到充气垫带着人冲上静止在水平面上可自由移动的斜面体，斜面体质量为150 kg，斜面体长度足够长，所有接触面均光滑，重力加速度，求：
（1）人和充气垫在B点的速度大小；
（2）小明认为质量越大惯性越大，自己一定比弟弟最后到达斜面体的高度更高，若小明和充气垫的总质量为90 kg，弟弟和充气垫的总质量为37.5 kg，请计算小明和弟弟最后到达的高度，验证小明的想法是否正确。
17.（12分）如图所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，有两条间距为d的平行的足够长直导轨处于同一水平面内，左端连接一电容为C的电容器，右端连接阻值为R的电阻.质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，与导轨间的摩擦不计.闭合，断开，从时刻开始，对棒施加一个大小为F水平向右恒定的拉力，使棒从静止开始沿导轨方向做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.除R以外其余部分的电阻均不计，重力加速度为g.
（1）求导体棒向右运动的距离时速度的大小；
（2）导体棒向右运动时，断开，同时闭合，导体棒再向右运动距离时，导体棒已经匀速运动，求导体棒匀速运动的速度大小和向右运动的过程中电阻R上产生的焦耳热.
18.（16分）如图所示，物体质量分别为，用轻绳相连并用弹簧系住挂在天花板上静止不动。某时刻间的绳子被剪断，物体A上升，B开始下降并从C点进入竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道，已知当B以大小为的速度下落到轨道上的C处时，A上升的速度大小为。之后物体B在圆弧轨道末端D点与质量为m的光滑小球发生弹性正碰，碰撞时间极短，且B与小球碰撞前瞬间对轨道的压力大小为64 N，此后B继续滑动直至刚好脱离粗糙水平面与间的动摩擦因数为0.4。小球在E点水平滑上静止停放在光滑水平面上质量为的弧形槽小车，小车左端的离地高度，小球到达某一高度后（未离开小车）又返回小车左端（、小球均可以看作质点，，忽略空气阻力）。
（1）A上升速度大小为时，求弹簧对物体A的冲量（用题中所给字母表示）；
（2）若B在圆弧轨道上的运动时间是到C处时间的3倍，求从绳子被剪断到B停止运动的总时间T；
（3）若小车的质量，求小球在弧形槽小车上到达最高点时的离地距离H；
（4）若小球从小车左端掉落后相对二者刚脱离时产生的水平距离为，求小车的质量。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由于时间内乙的速度一直为正值，则时刻乙的运动方向没有发生改变，A错误；由于图像与t轴所围面积表示位移，时间内，甲的位移与乙的位移大小关系不确定，B错误；同理，在时间内，甲的位移小于乙的位移，则甲的平均速度小于乙的平均速度，C错误；由于图像的斜率表示加速度，时间内，甲、乙图像的斜率一定会在某个时刻相同，即加速度相同，D正确.
2.答案：B
解析：设月球表面重力加速度为g，石块做自由落体运动，则①，设月球质量为M，由万有引力定律得②，设近月卫星绕行速度为v，则③，由①②③解得，故B正确，ACD错误.
3.答案：A
解析：本题考查氢原子的能级跃迁。a光的光子能量光的光子能量，由可知，B错误；a光照射逸出功的金属时，由于，能发生光电效应，光电子的最大初动能，A正确；辐射出b光时，电子做圆周运动的半径减小，动能增加，电场力做正功，故电势能减小，C错误；一个处于能级的氢原子自发跃迁时，释放出不同频率光的种类最多的情况为，即最多能释放3种频率的光，D错误。
4.答案：A
解析：设斜面对物体的弹力为与竖直方向的夹角为θ，对于加速上升过程，竖直方向，水平方向，解得，对于减速上升过程，竖直方向，水平方向，解得，因此，故A正确，BCD错误.
5.答案：C
解析：本题考查双缝干涉实验规律。将入射光由红光换成紫光，则波长变短，根据双缝干涉条纹间距公式知，波长变短，相邻亮条纹间距变小，将双缝的间距变大，相邻亮条纹间距变小，选项A、B错误；光屏上P点出现第三条暗条纹，P点到双缝的矩离之差为，选项C正确；真空（或空气）中波长为λ的光，在折射率为n的水中波长变为，光线到水中时波长变短，相邻亮条纹间距变小，选项D错误。
6.答案：B
解析：电源电动势最大值为，所以理想电压表的示数为，理想电流表的示数为，B正确，A错误；发电机角速度ω增加至，电流增加到原来的2倍，其输出功率，C错误；发电机的输出效率，与角速度无关，故其输出效率不变，D错误.
7.答案：B
解析：设当磁感应强度为时粒子恰能到达边界，由几何关系可知此时粒子的轨道半径为，由洛伦兹力提供向心力有，解得；设当磁感应强度为时，粒子恰能到达边界，由几何关系知，解得，同理解得，则磁场磁感应强度大小范围为，B正确，ACD错误.
8.答案：B
解析：本题考查机械能守恒定律的应用。假设小球a恰好转到与O点等高处，设O点所在水平面为零势能面，小球a和b组成的系统初始位置机械能，当小球a转到与O点等高处时系统机械能，即，假设成立，故小球a一定能转到与O点等高处，A错误；设杆与水平方向夹角为θ时，小球b速度为v，则小球a的速度，由系统机械能守恒，有，可知时速度最大，得，B正确；在转动过程中小球a的机械能增加，小球b的机械能减少，所以杆对a和b均做功，存在杆对a和b的力与速度不垂直位置，即存在杆对a和b的力不沿杆的位置，根据牛顿第三定律，C错误；设杆对小球a做的功为W，由动能定理，有，得，D错误。
9.答案：BD
解析：本题考查电场力做功和电势能。是匀强电场中的一条等势线，但在正点电荷Q产生的电场中，两点的电势不相等，所以两点的总电势不相等，A错误；在正点电荷Q产生的电场中，两点的电势相等，所以两点的总电势相等，B正确；两点的电势相等，则电子沿直线从A点移动到D点，电场力做功为零，C错误；将电子沿直线从A点移动到C点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，D正确。
10.答案：BD
解析：本题考查振动图像和波动图像。简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点Q处在平衡位置且振动方向向上，所以通过平移法时刻质点Q也处在平衡位置但振动方向向下，加速度为零，A错误；时，质点M正在向下振动，要先到达负向最大位移处，再经过的时间才能回到平衡位置，而P质点经过的时间就能回到平衡位置，所以质点P比质点M先回到平衡位置，B正确；时刻质点Q处在平衡位置且振动方向向下，与题图乙所示不符，C错误；再经过的时间，质点M正从y轴正方向向平衡位置处移动，质点Q位于负向最大位移处，由知，质点M受到的回复力小于质点Q受到的回复力，质点M受到的回复力沿y轴负方向，质点Q受到的回复力沿y轴正方向，D正确。
11.答案：BC
解析：本题考查带电小球在重力场和电场的复合场中的运动。根据电场线的疏密表示电场强度的大小，可知，A错误；小球从A点运动到B点的过程，由动能定理得，则静电力做功，B正确；小球运动到B点时，重力与速度的夹角为，故重力的瞬时功率为，C正确；由静电力做功，可得两点间的电势差为，D错误。
12.答案：BD
解析：本题考查电磁感应定律的综合应用。根据能量守恒可知，金属棒沿导轨下滑过程减小的重力势能转化为金属棒的动能以及电阻R和金属棒的焦耳热，A错误；金属棒沿导轨下滑过程首先做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时速度达到最大，对闭合回路有，由平衡条件可知，解得，故B正确；由功能关系，解得，故C错误；由动量定理可知，即，又，解得，故D正确。
13.答案：（1）2.6
（2）D
（3）C
解析：本题考查验证力的平行四边形定则实验。
（1）使用弹簧测力计时需要估读，题图弹簧测力计每个小格代表0.2 N，所以示数为2.6 N。
（2）实验中要验证的是弹簧测力计对O点的拉力用平行四边形定则合成后，与重物M对O点的拉力等大反向，而M对O点的拉力大小与M的重力相同，所以应测量重物M所受的重力，A选项是必要的；要使弹簧测力计测出的力的大小准确，应在使用前校零，B选项是必要的；细线方向应与木板平面平行，以减小作图误差，C选项是必要的；改变拉力，进行多次实验，而M对O点的作用效果与O点的位置无关，所以不要求使O点静止在同位置，D错误。
（3）在弹簧测力计A和B转动过程中，拉力拉力与重物M对O点拉力的合力始终为零，大小与M的重力相同，保持不变，三个力的矢量三角形如图所示，逐渐减小，先增大后减小，故C正确。
14.答案：（1）B；F
（2）G；保护电路，防止电路中电流过大
（3）5.0；0.075
解析：（1）因为铭牌标示输出电压为5 V，所以应选用量程为0~6 V的电压表；从安全性和方便性原则考虑应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择阻值为0~的滑动变阻器.
（2）若选择阻值为的定值电阻，电路中电流最大值约为0.25 A，测量范围太小，所以应选择阻值为的定值电阻；该定值电阻的作用是保护电路，防止当滑动变阻器接入阻值为零时，电流过大而烧坏电源.
（3）过数据点作一条直线，让点均匀分布在直线两侧，直线的纵坐标的截距约为5.0 V，则电源电动势为5.0 V，直线的斜率的绝对值为内阻，则.
15.答案：（1）上升
（2）
解析：解：（1）左边气体初始压强
右边气体初始压强
故左边活塞将上升
（2）右边气体进入左边气缸，经历等温膨胀过程，由玻意耳定律有
解得
16.答案：（1）8 m/s
（2）见解析
解析：本题考查平抛运动、动量守恒定律及能量守恒定律的综合。
（1）充气垫刚好落在滑梯顶端并恰好沿该滑梯下滑，可知速度沿滑梯向下，如图
，解得
滑梯光滑，从A到B由动能定理可得，解得
（2）设小明和充气垫的总质量为，冲上斜面体的高度为，小明和斜面体组成的系统水平方向上动量守恒，
，解得
小明和充气垫冲上斜面体过程能量守恒，
，解得
设弟弟和充气垫的总质量为，冲上斜面体的高度为，弟弟和充气垫以及斜面体组成的系统水平方向上动量守恒，
，解得
弟弟和充气垫冲上斜面体过程能量守恒，
，解得
可以看出，，弟弟最后到达的高度更高，所以小明的想法是错误的
17.答案：（1）
（2）
解析：解：（1）设在时间内，导体棒速度变化为
导体棒产生的感应电动势变化
电容器两极板电压变化
电容器所带电荷量变化
导体棒中的电流
对导体棒，由牛顿第二定律有
联立解得
可以看出加速度与时间无关，说明导体棒做匀加速直线运动，设导体棒沿导轨向右运动时的速度为，由
解得
（2）断开，闭合，若F大于安培力，则导体棒先做加速运动后做匀速运动；若F等于安培力，则导体棒做匀速运动；若F小于安培力，则导体棒先做减速运动后做匀速运动.
导体棒匀速运动时，由平衡条件得
解得匀速运动的速度
对导体棒在该过程使用动能定理，设克服安培力做功为W
故此过程中电阻R上产生的焦耳热
18.答案：（1）
（2）
（3）
（4）或31 kg
解析：本题考查力学问题的综合应用。
（1）设从剪断绳子到A上升的速度为的过程中，所用时间为t，
弹簧对A的冲量为，根据动量定理，
对A有
对B有
解得
（2）若物体B与小球碰撞前瞬间对轨道的压力大小为64 N，则轨道对物体B的支持力大小为，
在D处
设B的初始位置到C点的距离为下落到C点的时间为，
由机械能守恒有
由运动学公式有
解得，
B与小球弹性正碰时，二者水平方向动量守恒且没有能量损失，
设碰撞后B和小球的速度分别为和，设向右为正方向，则有
物体B在段所受摩擦力为，设在段用时为，对B在段由动量定理有
解得，
B与小球正碰后刚好脱离，在段自由下落，设下落时间为，解得，
由题可知，B在圆弧轨道上的运动时间是，
则B从绳子被剪断到停止运动的总时间
（3）当小球与小车的水平速度相等且为v时，小球沿弧形槽上升到最大高度，设最高点距离E点的竖直高度为，取水平向右为正方向，根据水平方向动量守恒有，
由机械能守恒有，
解得
代入数据得小球在最高点时的离地距离
（4）设小球返回时的速度大小为，此时小车的速度为，根据平抛运动规律有，，解得
取水平向右为正方向，若小球速度向右，根据水平方向动量守恒及能量守恒定律有，，
解得小车质量
若小球速度向左，根据水平方向动量守恒及能量守恒定律有
，
，
解得小车质量
综上可知或31 kg。
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