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2023届二轮复习专项分层特训 仿真练1（含答案）
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这是一份2023届二轮复习专项分层特训 仿真练1（含答案），共18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。
2023届二轮复习专项分层特训 仿真练1（含答案）
本试卷满分100分，考试时间90分钟．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．质子数与中子数互换的一对原子核称为镜像核，如He与H.已知He的质量约为3.016 0 u，H的质量约为3.016 1 u，中子质量约为1.008 7 u，质子质量约为1.007 8 u，1 u＝931.5 MeV/c2，则He与H的结合能的差值约为( )
A．0.75 MeV B．0.98 MeV
C．1.02 MeV D．1.35 MeV
2.
[2022·山东日照三模]如图所示，一小球放在倾斜的墙面与木板之间．设墙面对小球的支持力大小为F1，木板对小球的支持力大小为F2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置顺时针缓慢转到与墙面垂直的位置．不计摩擦，在此过程中( )
A．F1先减小后增大 B．F1一直增大
C．F2一直减小 D．F2先减小后增大
3．如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量处于第5能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的锌板上，事先使锌板带负电，验电器张开一定的角度．已知锌板表面电子的逸出功是3.3 eV，氢原子的能级示意图如图所示，则下列说法正确的是( )
A．光谱管会放出10种不同能量的光子
B．光谱管发出的光都能够使锌板发生光电效应
C．从锌板中溢出的光电子的最大初动能为9.66 eV
D．由于是锌板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角不变
4.
[2022·江苏冲刺卷]一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，此时质点Q位于波峰，质点P沿y轴负方向运动0.04 s后，质点P第一次到达平衡位置，则下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．P点的横坐标x＝4.5 m
C．在0～1.2 s内，质点P通过的路程为0.2 m
D．质点Q的振动方程为y＝2cos (50πt) cm
5.
[2022·江苏南京三模]2021年2月15日，我国天问一号火星探测器成功实施“远火点平面轨道调整”．如图所示为该过程的示意图，图中虚线轨道所在的平面，与实线轨道所在平面垂直．探测器由远处经A点进入轨道1，经B点进入轨道2，经C点进入轨道3，再经C点进入轨道4.上述过程仅在点A、B、C启动发动机点火，A、B、C、D、E各点均为各自所在轨道的近火点或远火点，各点间的轨道均为椭圆．以下说法正确的是( )
A．探测器经过E点的机械能大于D点的机械能
B．在B点发动机点火过程中推力对探测器做正功
C．探测器经过E点的速度一定大于火星的第一宇宙速度
D．探测器从A点运行到B点的时间大于在轨道2上从B点运行到C点的时间
6．[2022·广东肇庆三模]如图所示，某垂直纸面向外的匀强磁场的边界为一条直线，且与水平方向的夹角为45°，现有大量带等量正电荷的同种粒子以大小不同的初速度从边界上某点沿纸面垂直边界射入磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．所有粒子在磁场中做圆周运动的半径均相等
B．所有粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小均相等
C．所有粒子在磁场中运动的时间均相等
D．所有粒子射出磁场时的速度方向均为竖直向下
7．[2022·安徽马鞍山三模]如图所示，两个等量正点电荷分别固定在a、b两点，O为ab连线中点，c、d两点关于O对称．一负点电荷从c点以初速度v0向右开始运动，在负点电荷从c运动至d的过程中，v为运动点电荷的速度，E为运动点电荷所在位置的电场强度，φ为运动点电荷所在位置的电势，Ek为运动点电荷的动能．取无穷远处的电势为零，下列图像可能正确的是( )
8.
如图所示，三根长直导线分别置于正方体的棱ae、fg、dc上，其中通入的电流大小为I1＝I2＝I3＝I，电流方向如箭头所示．关于b、h两点的磁场，下列说法正确的是( )
A．若只有I1，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相同
B．若只有I1、I2，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相互垂直
C．若I1、I2、I3都有，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相互垂直
D．若I1、I2、I3都有，且当I3反向时，b处磁场方向的改变量小于90°
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( )
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
10.
[2022·山东押题卷]如图，有一透明材料制成的空心球体，内径R＝1 m，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角i＝60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速c＝3×108 m/s，下列说法正确的是( )
A．光线射入球体后频率变小
B．光线射入球体后波长变大
C．透明材料对该单色光的折射率为
D．从A点射入球体的光线经反射再次回到A点所用时间为6×10－8 s
11.
如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率减小
D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
12．四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q，2m)、(＋3q，3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行．不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是( )
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．(6分)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm，该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s2.
14．(9分)某物理兴趣小组的同学利用如图甲所示的电路完成了探究热敏电阻温度与电流的关系实验，所用器材为：恒压电源(电压U＝7.5 V，内阻不计)，内阻Rg未知的电流表(满偏电流Ig未标出)，电阻箱R(阻值调节范围为0～999.9 Ω)，热敏电阻，单刀双掷开关一个和导线若干．
(1)根据图甲所示电路，用笔画线代替导线完成图乙中的实物图连线；
(2)实验时，该小组的同学首先将单刀双掷开关扳到1，调节电阻箱阻值，当示数如图丙所示时电流表的示数为，则电阻箱的阻值为R＝________Ω，将电阻箱的阻值逐渐调小，当电阻箱的示数为40.0 Ω时，电流表的示数为，则Ig＝________mA，电流表的内阻为________Ω；
(3)在探究热敏电阻温度与电流的关系时，该小组的同学首先通过查询得知该热敏电阻的阻值随摄氏温度的增加而均匀增大，变化率为k，已知t＝0 ℃时热敏电阻的阻值为R0；该小组的同学将开关扳到2，完成了探究，则该热敏电阻的摄氏温度t与电流I的关系式为t＝________________________________________(用题中给出物理量的符号表示).
15．(7分)[2022·广东深圳高三一模]增压玩具水枪通过压缩空气提高储水腔内的压强．已知储水腔的容积为1.5 L，用充气管每次将0.02 L压强为p0的气体注入储水腔，初始时，在储水腔中注入容积的水，此时储水腔内气体压强为p0，然后充气10次．忽略温度变化，空气视为理想气体．求：
(1)充气后储水腔内的气体压强；
(2)储水腔中的气体压强降到1.2p0时，水枪喷出水的体积．
16．(8分)[2022·山东卷，16]某粮库使用额定电压U＝380 V、内阻R＝0.25 Ω的电动机运粮．如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2 m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40 A.关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零．卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行．已知小车质量m1＝100 kg，车上粮食质量m2＝1 200 kg，配重质量m0＝40 kg，取重力加速度g＝10 m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量．求：
(1)比例系数k值；
(2)上行路程L值．
17.(14分)如图甲所示，两电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面的夹角α＝37°，导轨下端接一阻值R＝0.1 Ω的定值电阻．空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场．导体棒ab的长度和导轨间距均为L＝0.2 m，导体棒电阻为r＝0.1 Ω，质量m＝0.2 kg.在导体棒ab上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒ab沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图像如图乙所示，作用力F作用过程中导体棒ab的速度大小与时间的关系图像如图丙所示，已知重力加速度为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好．
(1)求Fm和v1的值；
(2)请写出作用力F与导体棒位移x的关系式；
(3)求0～4 s内通过电阻R的电荷量．
18．(16分)如图所示，静置在光滑水平面上、质量为3m的木板，由半径为R的圆弧轨道AB和与AB相切于B点的水平直轨道及轻质挡板组成，OB＝2R，OC＝CD.一水平轻弹簧右端固定在木板右端挡板上，自然伸长时左端在O处．现将木板锁定，一质量为m的小物块(可视为质点)从A点正上方高2R的P处由静止释放后，恰好从A处进入圆轨道，运动到C处时速度为零．已知重力加速度大小为g，物块与BO间的动摩擦因数为μ＝0.5，其他摩擦均不计，弹簧始终在弹性限度内．
(1)求物块第一次通过B点时对圆弧轨道的压力大小FN以及弹簧的最大弹性势能Epm；
(2)若物块到达C点时解锁木板，求物块离开弹簧后木板向右运动的最大位移；
(3)若用手推动物块将弹簧左端压缩到D处并由静止释放，当物块运动到O处时解锁木板，求此后物块上升的最大高度H.
仿真练1
1．解析：He中包含两个质子和一个中子，质子和中子在结合成He过程中亏损的质量为Δm1＝2×1.007 8 u＋1.008 7 u－3.016 0 u＝0.008 3 u，在结合成H过程中亏损的质量为Δm2＝2×1.008 7 u＋1.007 8 u－3.016 1 u＝0.009 1 u，故二者的结合能之差为ΔE＝(Δm2－Δm1)c2≈0.75 MeV，A正确．
答案：A
2.
解析：对小球受力分析，如图所示，F1、F2的合力与小球的重力等大反向，在木板沿顺时针方向转至与墙面垂直的过程中，由图解法可知，F1、F2均一直减小，选项C正确．
答案：C
3．解析：由于大量的氢原子处于第5能级，则光谱管辐射的光子能量种类是C＝10种，选项A正确；氢原子从n＝5能级向n＝4能级跃迁时辐射的光子能量是0.85 eV－0.54 eV＝0.31 eV<3.3 eV，所以光谱管发出的光不是都能使锌板发生光电效应，选项B错误；根据爱因斯坦的光电效应方程，即Ek＝hν－W0，可得最大初动能为Ek＝13.6 eV－0.54 eV－3.3 eV＝9.76 eV，选项C错误；由于发生光电效应，锌板会失去部分电子，验电器指针张角变小，选项D错误．
答案：A
4．解析：此时质点P沿y轴负方向运动，根据上下坡法可知，该波沿x轴负方向传播，A错误；波的传播速度v＝＝ m/s＝25 m/s，0.04 s内向左传播的距离为x＝vt＝25×0.04 m＝1 m，由波形平移法知图中x＝6 m处的状态传到P点，所以P点的横坐标为x＝6 m－1 m＝5 m，B错误；该波的周期T＝＝ s，由＝2.5可知，在0～1.2 s内，质点P通过的路程s＝2.5×4×2 cm＝0.2 m，C正确；根据ω＝＝ rad/s，则Q点的振动方程y＝A cos ωt＝2cos t(cm)，D错误．
答案：C
5．解析：质量不变的卫星轨道半长轴越大，机械能就越大，所以探测器经过E点的机械能小于D点的机械能，选项A错误；在B点发动机点火的目的是变轨到半长轴更小的轨道上，所以该过程中推力对探测器做负功，使其机械能减小，选项B错误；火星的第一宇宙速度是指卫星绕火星表面做匀速圆周运动的最大运行速度，探测器在轨道4的E点运行速度一定小于火星的第一宇宙速度，选项C错误；探测器从A点运行到B点的轨道半长轴大于从B点运行到C点的轨道半长轴，根据开普勒第三定律＝k，可知探测器从A点运行到B点的时间大于在轨道2上从B点运行到C点的时间，选项D正确．
答案：D
6.
解析：由qvB＝m得R＝，由于粒子的初速度方向相同但是大小不同，故所有粒子在磁场中做圆周运动的半径不相等，其所受到的洛伦兹力大小也不相等，选项A、B错误；根据题意画出粒子的轨迹如图所示，则所有粒子垂直边界进入，垂直边界射出，圆心角均为α＝180°，而粒子在磁场中运动的时间t＝×＝，所以所有粒子在磁场中运动的时间均相等，选项C正确，D错误．
答案：C
7.
解析：如图所示，根据等量正点电荷电场线及等势面的分布可知，一负点电荷从c点以初速度v0向右开始运动，在负点电荷从c运动至d的过程中，场强先减小后增大，运动点电荷的加速度先减小后增大，根据v2＝v＋2ax可知，v x图像不是线性关系，选项A错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，电场强度的大小先减小到0，后增大，方向相反，选项B错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知电势先减小，后增大，且O点电势大于零，选项C错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，电场力先做负功，后做正功，则动能先减小后增大，且经过O点时，速度不为零，选项D正确．
答案：D
8．解析：如图甲所示，若只有I1，由右手螺旋定则可知b、h两点处的磁感应强度分别为B1b、B1h，二者大小相等，方向相互垂直，A错误；若只有I1、I2，由矢量的叠加可知b、h两点磁感应强度大小相等，夹角不是90°，B错误；若I1、I2、I3都有，如图乙所示，b、h两点处磁感应强度大小相等，b处磁场方向平行于ag连线方向，h处磁场方向平行于fd连线方向，二者不垂直，C错误；若I3电流反向，如图丙所示，b处磁场方向变为平行于ec连线方向，b处磁场方向的改变量小于90°，D正确．
答案：D
9．解析：雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，不属于多普勒效应，故选项A错误；超声波遇到血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，属于多普勒效应，故选项B正确；列车和人的位置相对变化了，所以听到的声音频率发生了变化，属于多普勒效应，故选项C正确；同一声源发出的声波，在空气和水这两个不同介质中传播时，频率不变，传播速度发生变化，不属于多普勒效应，故选项D错误．
答案：BC
10．解析：光线射入球体后频率不变，故A错误；光线射入球体后速度变小，根据λ＝vf，可知波长变小，故B错误；根据几何关系得在透明材料中的折射角的正弦值sin r＝＝，根据折射定律得n＝＝，故C正确；做出如下光路图
由几何关系可得光在透明材料中的路程为s＝6×2R cos 30°＝6 m
光在透明材料中的传播速度为v＝＝×108 m/s
则时间为t＝＝6×10－8 s，故D正确．
答案：CD
11．解析：由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2＝
可知副线圈的电流逐渐减小，由＝，可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入＝U1I1，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C正确；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式PR＝I2R可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误．
答案：AC
12．解析：四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与y轴平行的匀强电场中，由牛顿第二定律有qE＝ma1，qE＝2ma2，3qE＝3ma3，－qE＝ma4，解得a1＝，a2＝，a3＝，a4＝，因此三个带正电的粒子的轨迹为两条，在同一方向，带负电的粒子轨迹在x轴另一侧，可排除图像C；加速度为a1的粒子与加速度为a3的粒子轨迹重合，且与加速度为a4的粒子轨迹关于x轴对称，加速度为a2的粒子轨迹处于加速度为a1的粒子轨迹与加速度为a4的粒子轨迹之间，所以图像B不可能，可能正确的是A、D.
答案：AD
13．解析：(1)因小球在水平方向上做匀速直线运动，则小球的速度为v0＝＝ m/s＝1.0 m/s；小球在竖直方向上做自由落体运动，因此在A点的竖直速度vy可由平均速度等于中间时刻的瞬时速度求得，则vy＝ m/s＝2.0 m/s.
(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝，其中y1＝6.1 cm，y2＝8.6 cm，y3＝11.0 cm，y4＝13.4 cm
代入数据可得g＝9.7 m/s2.
答案：(1)1.0 2.0 (2)9.7
14．解析：(2)由图丙可知电阻箱的示数为140.0 Ω；由闭合电路欧姆定律有U＝(140.0 Ω＋Rg)，U＝(40.0 Ω＋Rg)，解得Rg＝10 Ω、Ig＝200 mA；(3)由题述可得，热敏电阻阻值与温度的关系为R＝R0＋kt，根据闭合电路欧姆定律得I＝，变式得t＝－.
答案：(1)如图所示
(2)140.0 200 10
(3)－
15．解析：(1)由于温度不变，初态压强p0已知
V0＝V＋10V′＝0.7 L
末态p1未知
V1＝V＝0.5 L
根据玻意耳定律p0V0＝p1V1
解得p1＝1.4p0
(2)设喷出水的体积为ΔV，气体的质量不变，根据玻意耳定律
p1V1＝1.2p0(V1＋ΔV)
代入数据解得ΔV＝ L.
答案：(1)1.4p0 (2)L
16．解析：(1)以电动机为研究对象，根据能量守恒定律有UI＝I2R＋Fv
代入数据得F＝7 400 N
装满粮食的小车匀速向上运动，有
F＋m0g－(m1＋m2)g sin θ－k(m1＋m2)g＝0
小车匀速下滑时，有m1g sin θ－km1g－m0g＝0
联立解得k＝0.1
(2)关闭发动机后，小车向上做匀减速运动，则有
(m1＋m2)g sin θ－m0g＋k(m1＋m2)g＝(m1＋m2＋m0)a
又2aL＝v2
代入数据解得L＝ m
答案：(1)0.1 (2) m
17．解析：(1)由题图丙可知，导体棒ab做匀加速运动，设棒ab的加速度大小为a，由题图乙可知t0＝4 s时F＝0，且v1＝at0，t0＝4 s时，棒ab产生的感应电动势为E＝BLv1，回路中的感应电流为I＝，沿斜面方向对导体棒ab由牛顿第二定律有ma＝mg sin θ－BIL
解得v1＝12 m/s
可知导体棒ab的加速度为a＝3 m/s2
t＝0时，对ab沿斜面方向有
ma＝mg sin θ－Fm
解得Fm＝0.6 N
(2)在力F作用过程中，棒ab沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间的关系为x＝at2
结合题图乙可知，0～4 s内力F随时间变化的规律F＝(0.6－0.15t)N
可得力F与导体棒位移x的关系式为
F＝N
(3)0～4 s棒ab沿斜面方向的位移x＝at2
0～4 s内回路产生的平均电动势＝BL
0～4 s回路内的平均电流＝
0～4 s内通过电阻R的电荷量q＝t
解得q＝12 C
答案：(1)0.6 N 12 m/s (2)F＝(0.6－0.15)N (3)12 C
18．解析：(1)物块从P运动到B的过程中，根据机械能守恒定律有mg·3R＝mv
设物块第一次通过B点时受到圆弧轨道的支持力大小为F′N，根据牛顿第二定律有
F′N－mg＝m
解得F′N＝7mg
根据牛顿第三定律知FN＝7mg
对物块从P到C的过程，根据能量守恒定律有
Epm＝mg·3R－μmg·2R
解得Epm＝2mgR
(2)物块到达C点时解锁木板，此后系统在水平方向上总动量始终为零，设物块与木板共速时的速度为v1，此时物块上滑的最大高度为h，则(3m＋m)v1＝0
Epm＝μmg·2R＋(3m＋m)v＋mgh
解得v1＝0，h＝R
设物块离开弹簧后木板向右运动的最大位移为x，位置关系如图，分析可知有
3m·－m·＝0
解得x＝R
物块再次下滑时木板向左运动
(3)设物块到达O点时的速度大小为v0，根据动能定理有xD＝mv
根据功能关系有Epm＝xC
其中xD＝2xC，解得v0＝4
物块与木板第一次分离时两者水平速度v2相同，根据水平方向动量守恒有
mv0＝(3m＋m)v2
根据能量守恒定律有
mv＝μmg·2R＋mgH＋mv＋·3mv
解得H＝5R
答案：(1)7mg 2mgR (2)R (3)5R
2023届二轮复习专项分层特训 仿真练1（含答案）
本试卷满分100分，考试时间90分钟．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．质子数与中子数互换的一对原子核称为镜像核，如He与H.已知He的质量约为3.016 0 u，H的质量约为3.016 1 u，中子质量约为1.008 7 u，质子质量约为1.007 8 u，1 u＝931.5 MeV/c2，则He与H的结合能的差值约为( )
A．0.75 MeV B．0.98 MeV
C．1.02 MeV D．1.35 MeV
2.
[2022·山东日照三模]如图所示，一小球放在倾斜的墙面与木板之间．设墙面对小球的支持力大小为F1，木板对小球的支持力大小为F2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置顺时针缓慢转到与墙面垂直的位置．不计摩擦，在此过程中( )
A．F1先减小后增大 B．F1一直增大
C．F2一直减小 D．F2先减小后增大
3．如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量处于第5能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的锌板上，事先使锌板带负电，验电器张开一定的角度．已知锌板表面电子的逸出功是3.3 eV，氢原子的能级示意图如图所示，则下列说法正确的是( )
A．光谱管会放出10种不同能量的光子
B．光谱管发出的光都能够使锌板发生光电效应
C．从锌板中溢出的光电子的最大初动能为9.66 eV
D．由于是锌板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角不变
4.
[2022·江苏冲刺卷]一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，此时质点Q位于波峰，质点P沿y轴负方向运动0.04 s后，质点P第一次到达平衡位置，则下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．P点的横坐标x＝4.5 m
C．在0～1.2 s内，质点P通过的路程为0.2 m
D．质点Q的振动方程为y＝2cos (50πt) cm
5.
[2022·江苏南京三模]2021年2月15日，我国天问一号火星探测器成功实施“远火点平面轨道调整”．如图所示为该过程的示意图，图中虚线轨道所在的平面，与实线轨道所在平面垂直．探测器由远处经A点进入轨道1，经B点进入轨道2，经C点进入轨道3，再经C点进入轨道4.上述过程仅在点A、B、C启动发动机点火，A、B、C、D、E各点均为各自所在轨道的近火点或远火点，各点间的轨道均为椭圆．以下说法正确的是( )
A．探测器经过E点的机械能大于D点的机械能
B．在B点发动机点火过程中推力对探测器做正功
C．探测器经过E点的速度一定大于火星的第一宇宙速度
D．探测器从A点运行到B点的时间大于在轨道2上从B点运行到C点的时间
6．[2022·广东肇庆三模]如图所示，某垂直纸面向外的匀强磁场的边界为一条直线，且与水平方向的夹角为45°，现有大量带等量正电荷的同种粒子以大小不同的初速度从边界上某点沿纸面垂直边界射入磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．所有粒子在磁场中做圆周运动的半径均相等
B．所有粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小均相等
C．所有粒子在磁场中运动的时间均相等
D．所有粒子射出磁场时的速度方向均为竖直向下
7．[2022·安徽马鞍山三模]如图所示，两个等量正点电荷分别固定在a、b两点，O为ab连线中点，c、d两点关于O对称．一负点电荷从c点以初速度v0向右开始运动，在负点电荷从c运动至d的过程中，v为运动点电荷的速度，E为运动点电荷所在位置的电场强度，φ为运动点电荷所在位置的电势，Ek为运动点电荷的动能．取无穷远处的电势为零，下列图像可能正确的是( )
8.
如图所示，三根长直导线分别置于正方体的棱ae、fg、dc上，其中通入的电流大小为I1＝I2＝I3＝I，电流方向如箭头所示．关于b、h两点的磁场，下列说法正确的是( )
A．若只有I1，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相同
B．若只有I1、I2，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相互垂直
C．若I1、I2、I3都有，b、h两点处磁感应强度大小相等，方向相互垂直
D．若I1、I2、I3都有，且当I3反向时，b处磁场方向的改变量小于90°
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( )
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
10.
[2022·山东押题卷]如图，有一透明材料制成的空心球体，内径R＝1 m，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角i＝60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速c＝3×108 m/s，下列说法正确的是( )
A．光线射入球体后频率变小
B．光线射入球体后波长变大
C．透明材料对该单色光的折射率为
D．从A点射入球体的光线经反射再次回到A点所用时间为6×10－8 s
11.
如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率减小
D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
12．四个带电粒子的电荷量和质量分别为(＋q，m)、(＋q，2m)、(＋3q，3m)、(－q，m)，它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行．不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是( )
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．(6分)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm，该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s2.
14．(9分)某物理兴趣小组的同学利用如图甲所示的电路完成了探究热敏电阻温度与电流的关系实验，所用器材为：恒压电源(电压U＝7.5 V，内阻不计)，内阻Rg未知的电流表(满偏电流Ig未标出)，电阻箱R(阻值调节范围为0～999.9 Ω)，热敏电阻，单刀双掷开关一个和导线若干．
(1)根据图甲所示电路，用笔画线代替导线完成图乙中的实物图连线；
(2)实验时，该小组的同学首先将单刀双掷开关扳到1，调节电阻箱阻值，当示数如图丙所示时电流表的示数为，则电阻箱的阻值为R＝________Ω，将电阻箱的阻值逐渐调小，当电阻箱的示数为40.0 Ω时，电流表的示数为，则Ig＝________mA，电流表的内阻为________Ω；
(3)在探究热敏电阻温度与电流的关系时，该小组的同学首先通过查询得知该热敏电阻的阻值随摄氏温度的增加而均匀增大，变化率为k，已知t＝0 ℃时热敏电阻的阻值为R0；该小组的同学将开关扳到2，完成了探究，则该热敏电阻的摄氏温度t与电流I的关系式为t＝________________________________________(用题中给出物理量的符号表示).
15．(7分)[2022·广东深圳高三一模]增压玩具水枪通过压缩空气提高储水腔内的压强．已知储水腔的容积为1.5 L，用充气管每次将0.02 L压强为p0的气体注入储水腔，初始时，在储水腔中注入容积的水，此时储水腔内气体压强为p0，然后充气10次．忽略温度变化，空气视为理想气体．求：
(1)充气后储水腔内的气体压强；
(2)储水腔中的气体压强降到1.2p0时，水枪喷出水的体积．
16．(8分)[2022·山东卷，16]某粮库使用额定电压U＝380 V、内阻R＝0.25 Ω的电动机运粮．如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2 m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40 A.关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零．卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行．已知小车质量m1＝100 kg，车上粮食质量m2＝1 200 kg，配重质量m0＝40 kg，取重力加速度g＝10 m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量．求：
(1)比例系数k值；
(2)上行路程L值．
17.(14分)如图甲所示，两电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面的夹角α＝37°，导轨下端接一阻值R＝0.1 Ω的定值电阻．空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场．导体棒ab的长度和导轨间距均为L＝0.2 m，导体棒电阻为r＝0.1 Ω，质量m＝0.2 kg.在导体棒ab上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒ab沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图像如图乙所示，作用力F作用过程中导体棒ab的速度大小与时间的关系图像如图丙所示，已知重力加速度为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好．
(1)求Fm和v1的值；
(2)请写出作用力F与导体棒位移x的关系式；
(3)求0～4 s内通过电阻R的电荷量．
18．(16分)如图所示，静置在光滑水平面上、质量为3m的木板，由半径为R的圆弧轨道AB和与AB相切于B点的水平直轨道及轻质挡板组成，OB＝2R，OC＝CD.一水平轻弹簧右端固定在木板右端挡板上，自然伸长时左端在O处．现将木板锁定，一质量为m的小物块(可视为质点)从A点正上方高2R的P处由静止释放后，恰好从A处进入圆轨道，运动到C处时速度为零．已知重力加速度大小为g，物块与BO间的动摩擦因数为μ＝0.5，其他摩擦均不计，弹簧始终在弹性限度内．
(1)求物块第一次通过B点时对圆弧轨道的压力大小FN以及弹簧的最大弹性势能Epm；
(2)若物块到达C点时解锁木板，求物块离开弹簧后木板向右运动的最大位移；
(3)若用手推动物块将弹簧左端压缩到D处并由静止释放，当物块运动到O处时解锁木板，求此后物块上升的最大高度H.
仿真练1
1．解析：He中包含两个质子和一个中子，质子和中子在结合成He过程中亏损的质量为Δm1＝2×1.007 8 u＋1.008 7 u－3.016 0 u＝0.008 3 u，在结合成H过程中亏损的质量为Δm2＝2×1.008 7 u＋1.007 8 u－3.016 1 u＝0.009 1 u，故二者的结合能之差为ΔE＝(Δm2－Δm1)c2≈0.75 MeV，A正确．
答案：A
2.
解析：对小球受力分析，如图所示，F1、F2的合力与小球的重力等大反向，在木板沿顺时针方向转至与墙面垂直的过程中，由图解法可知，F1、F2均一直减小，选项C正确．
答案：C
3．解析：由于大量的氢原子处于第5能级，则光谱管辐射的光子能量种类是C＝10种，选项A正确；氢原子从n＝5能级向n＝4能级跃迁时辐射的光子能量是0.85 eV－0.54 eV＝0.31 eV<3.3 eV，所以光谱管发出的光不是都能使锌板发生光电效应，选项B错误；根据爱因斯坦的光电效应方程，即Ek＝hν－W0，可得最大初动能为Ek＝13.6 eV－0.54 eV－3.3 eV＝9.76 eV，选项C错误；由于发生光电效应，锌板会失去部分电子，验电器指针张角变小，选项D错误．
答案：A
4．解析：此时质点P沿y轴负方向运动，根据上下坡法可知，该波沿x轴负方向传播，A错误；波的传播速度v＝＝ m/s＝25 m/s，0.04 s内向左传播的距离为x＝vt＝25×0.04 m＝1 m，由波形平移法知图中x＝6 m处的状态传到P点，所以P点的横坐标为x＝6 m－1 m＝5 m，B错误；该波的周期T＝＝ s，由＝2.5可知，在0～1.2 s内，质点P通过的路程s＝2.5×4×2 cm＝0.2 m，C正确；根据ω＝＝ rad/s，则Q点的振动方程y＝A cos ωt＝2cos t(cm)，D错误．
答案：C
5．解析：质量不变的卫星轨道半长轴越大，机械能就越大，所以探测器经过E点的机械能小于D点的机械能，选项A错误；在B点发动机点火的目的是变轨到半长轴更小的轨道上，所以该过程中推力对探测器做负功，使其机械能减小，选项B错误；火星的第一宇宙速度是指卫星绕火星表面做匀速圆周运动的最大运行速度，探测器在轨道4的E点运行速度一定小于火星的第一宇宙速度，选项C错误；探测器从A点运行到B点的轨道半长轴大于从B点运行到C点的轨道半长轴，根据开普勒第三定律＝k，可知探测器从A点运行到B点的时间大于在轨道2上从B点运行到C点的时间，选项D正确．
答案：D
6.
解析：由qvB＝m得R＝，由于粒子的初速度方向相同但是大小不同，故所有粒子在磁场中做圆周运动的半径不相等，其所受到的洛伦兹力大小也不相等，选项A、B错误；根据题意画出粒子的轨迹如图所示，则所有粒子垂直边界进入，垂直边界射出，圆心角均为α＝180°，而粒子在磁场中运动的时间t＝×＝，所以所有粒子在磁场中运动的时间均相等，选项C正确，D错误．
答案：C
7.
解析：如图所示，根据等量正点电荷电场线及等势面的分布可知，一负点电荷从c点以初速度v0向右开始运动，在负点电荷从c运动至d的过程中，场强先减小后增大，运动点电荷的加速度先减小后增大，根据v2＝v＋2ax可知，v x图像不是线性关系，选项A错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，电场强度的大小先减小到0，后增大，方向相反，选项B错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知电势先减小，后增大，且O点电势大于零，选项C错误；在负点电荷从c运动至d的过程中，电场力先做负功，后做正功，则动能先减小后增大，且经过O点时，速度不为零，选项D正确．
答案：D
8．解析：如图甲所示，若只有I1，由右手螺旋定则可知b、h两点处的磁感应强度分别为B1b、B1h，二者大小相等，方向相互垂直，A错误；若只有I1、I2，由矢量的叠加可知b、h两点磁感应强度大小相等，夹角不是90°，B错误；若I1、I2、I3都有，如图乙所示，b、h两点处磁感应强度大小相等，b处磁场方向平行于ag连线方向，h处磁场方向平行于fd连线方向，二者不垂直，C错误；若I3电流反向，如图丙所示，b处磁场方向变为平行于ec连线方向，b处磁场方向的改变量小于90°，D正确．
答案：D
9．解析：雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，不属于多普勒效应，故选项A错误；超声波遇到血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，属于多普勒效应，故选项B正确；列车和人的位置相对变化了，所以听到的声音频率发生了变化，属于多普勒效应，故选项C正确；同一声源发出的声波，在空气和水这两个不同介质中传播时，频率不变，传播速度发生变化，不属于多普勒效应，故选项D错误．
答案：BC
10．解析：光线射入球体后频率不变，故A错误；光线射入球体后速度变小，根据λ＝vf，可知波长变小，故B错误；根据几何关系得在透明材料中的折射角的正弦值sin r＝＝，根据折射定律得n＝＝，故C正确；做出如下光路图
由几何关系可得光在透明材料中的路程为s＝6×2R cos 30°＝6 m
光在透明材料中的传播速度为v＝＝×108 m/s
则时间为t＝＝6×10－8 s，故D正确．
答案：CD
11．解析：由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2＝
可知副线圈的电流逐渐减小，由＝，可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入＝U1I1，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C正确；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式PR＝I2R可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误．
答案：AC
12．解析：四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与y轴平行的匀强电场中，由牛顿第二定律有qE＝ma1，qE＝2ma2，3qE＝3ma3，－qE＝ma4，解得a1＝，a2＝，a3＝，a4＝，因此三个带正电的粒子的轨迹为两条，在同一方向，带负电的粒子轨迹在x轴另一侧，可排除图像C；加速度为a1的粒子与加速度为a3的粒子轨迹重合，且与加速度为a4的粒子轨迹关于x轴对称，加速度为a2的粒子轨迹处于加速度为a1的粒子轨迹与加速度为a4的粒子轨迹之间，所以图像B不可能，可能正确的是A、D.
答案：AD
13．解析：(1)因小球在水平方向上做匀速直线运动，则小球的速度为v0＝＝ m/s＝1.0 m/s；小球在竖直方向上做自由落体运动，因此在A点的竖直速度vy可由平均速度等于中间时刻的瞬时速度求得，则vy＝ m/s＝2.0 m/s.
(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝，其中y1＝6.1 cm，y2＝8.6 cm，y3＝11.0 cm，y4＝13.4 cm
代入数据可得g＝9.7 m/s2.
答案：(1)1.0 2.0 (2)9.7
14．解析：(2)由图丙可知电阻箱的示数为140.0 Ω；由闭合电路欧姆定律有U＝(140.0 Ω＋Rg)，U＝(40.0 Ω＋Rg)，解得Rg＝10 Ω、Ig＝200 mA；(3)由题述可得，热敏电阻阻值与温度的关系为R＝R0＋kt，根据闭合电路欧姆定律得I＝，变式得t＝－.
答案：(1)如图所示
(2)140.0 200 10
(3)－
15．解析：(1)由于温度不变，初态压强p0已知
V0＝V＋10V′＝0.7 L
末态p1未知
V1＝V＝0.5 L
根据玻意耳定律p0V0＝p1V1
解得p1＝1.4p0
(2)设喷出水的体积为ΔV，气体的质量不变，根据玻意耳定律
p1V1＝1.2p0(V1＋ΔV)
代入数据解得ΔV＝ L.
答案：(1)1.4p0 (2)L
16．解析：(1)以电动机为研究对象，根据能量守恒定律有UI＝I2R＋Fv
代入数据得F＝7 400 N
装满粮食的小车匀速向上运动，有
F＋m0g－(m1＋m2)g sin θ－k(m1＋m2)g＝0
小车匀速下滑时，有m1g sin θ－km1g－m0g＝0
联立解得k＝0.1
(2)关闭发动机后，小车向上做匀减速运动，则有
(m1＋m2)g sin θ－m0g＋k(m1＋m2)g＝(m1＋m2＋m0)a
又2aL＝v2
代入数据解得L＝ m
答案：(1)0.1 (2) m
17．解析：(1)由题图丙可知，导体棒ab做匀加速运动，设棒ab的加速度大小为a，由题图乙可知t0＝4 s时F＝0，且v1＝at0，t0＝4 s时，棒ab产生的感应电动势为E＝BLv1，回路中的感应电流为I＝，沿斜面方向对导体棒ab由牛顿第二定律有ma＝mg sin θ－BIL
解得v1＝12 m/s
可知导体棒ab的加速度为a＝3 m/s2
t＝0时，对ab沿斜面方向有
ma＝mg sin θ－Fm
解得Fm＝0.6 N
(2)在力F作用过程中，棒ab沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间的关系为x＝at2
结合题图乙可知，0～4 s内力F随时间变化的规律F＝(0.6－0.15t)N
可得力F与导体棒位移x的关系式为
F＝N
(3)0～4 s棒ab沿斜面方向的位移x＝at2
0～4 s内回路产生的平均电动势＝BL
0～4 s回路内的平均电流＝
0～4 s内通过电阻R的电荷量q＝t
解得q＝12 C
答案：(1)0.6 N 12 m/s (2)F＝(0.6－0.15)N (3)12 C
18．解析：(1)物块从P运动到B的过程中，根据机械能守恒定律有mg·3R＝mv
设物块第一次通过B点时受到圆弧轨道的支持力大小为F′N，根据牛顿第二定律有
F′N－mg＝m
解得F′N＝7mg
根据牛顿第三定律知FN＝7mg
对物块从P到C的过程，根据能量守恒定律有
Epm＝mg·3R－μmg·2R
解得Epm＝2mgR
(2)物块到达C点时解锁木板，此后系统在水平方向上总动量始终为零，设物块与木板共速时的速度为v1，此时物块上滑的最大高度为h，则(3m＋m)v1＝0
Epm＝μmg·2R＋(3m＋m)v＋mgh
解得v1＝0，h＝R
设物块离开弹簧后木板向右运动的最大位移为x，位置关系如图，分析可知有
3m·－m·＝0
解得x＝R
物块再次下滑时木板向左运动
(3)设物块到达O点时的速度大小为v0，根据动能定理有xD＝mv
根据功能关系有Epm＝xC
其中xD＝2xC，解得v0＝4
物块与木板第一次分离时两者水平速度v2相同，根据水平方向动量守恒有
mv0＝(3m＋m)v2
根据能量守恒定律有
mv＝μmg·2R＋mgH＋mv＋·3mv
解得H＝5R
答案：(1)7mg 2mgR (2)R (3)5R
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