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2022-2023学年湖南省怀化市高三上学期期末物理试题 （解析版）
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这是一份2022-2023学年湖南省怀化市高三上学期期末物理试题 （解析版），共31页。
怀化市2022年下期期末考试试卷
高三物理
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.
2. 考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.
3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回.
4. 本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负.
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 轻核聚变的一个核反应方程为：，若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A. 和在常温下就能够发生聚变
B. X是质子
C. 这个反应释放的核能为
D. 我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
2. 一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（ ）
A. 9m/s B. 10m/s C. 11m/s D. 12m/s
3. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内甲、乙的位移大小不相等
B. 时间内甲、乙的位移大小之比为
C. 时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
D. 时间内甲的加速度一直小于乙的加速度
4. 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大
B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小
C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小
D. 两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
5. 2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（ ）
A. 单色光在材料中的折射率为
B. 单色光在该材料中的传播时间为
C. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射
D. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射
6. 理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（ ）
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 不变且
D. 不变且
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x的变化如图所示，其中O－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. O－x1段粒子动能增大 B. x1－x2段粒子加速度增大
C. x2－x3段电场强度减小 D. x3处的电势最高
8. 两颗互不影响的行星、，各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（）与轨道半径r的倒数（）的关系如图所示，已知、的线速度大小均为，则（ ）
A. 的质量比的小 B. 的质量比的大
C. 的平均密度比的小 D. 表面的重力加速度比的大
9. 如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 小球在A点初速度为
B. 小球在A点的初速度为
C. 小球的落地点到A点的距离为R
D. 小球的落地点到A点的距离为2R
10. 如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A. 进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a
B. 匀强磁场的磁感应强度为2.0T
C. 金属杆ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量为0.24C
D. 金属杆ab下落0.3m过程中，R上产生的热量约为0.87J
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的___________。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与___________成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式___________（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
12. 电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③将开关S2置于2处，保持通过R1、R2的电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分别为R1'、R2'。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤①中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最端___________（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1'、R2'满足的关系是___________（用题中所给物理量符号表示）；
（3）待测电源C的电动势E=______。
（4）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将___________（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
四、计算题
13. 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h2＝18 cm．现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa．(g＝10 m/s2)
（1）求下部分气体的压强大小；
（2）现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
14. 如图甲所示，带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中．MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕．金属板间距为d，长度为l，磁场的宽度为d.已知：B＝5×10－3 T，l＝d＝0.2 m，每个带正电粒子的速度v0＝105 m/s，比荷为＝108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．试求：
（1）带电粒子进入磁场做圆周运动最小半径；
（2）带电粒子射出电场时的最大速度；
（3）带电粒子打在屏幕上的范围．
15. 如图所示，BC为一段光滑圆弧轨道，圆心角θ=60°，DE为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、D两点，一物块（可看成质点）在A点水平抛出，物体抛出后恰好在B点沿切线进入BC段圆弧轨道，再经C点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，DE半圆弧轨道和BC圆弧轨道的半径均为R，AB的高度差为3R，板长S=6.5R，板左端到D点的距离L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数，重力加速度取g，（结果用字母m、g、R、L表示）求：
（1）求物块在A点抛出的初速度大小；
（2）求物块滑到C点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
（3）若物块刚好滑到DE半圆形光滑轨道中点，求L的大小；
（4）试讨论在0＜L＜5R范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系．
怀化市2022年下期期末考试试卷
高三物理
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.
2. 考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.
3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回.
4. 本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负.
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 轻核聚变的一个核反应方程为：，若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A. 和在常温下就能够发生聚变
B. X是质子
C. 这个反应释放的核能为
D. 我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
【答案】C
【解析】
【详解】A．和只有在高温下才能发生聚变反应，A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X质量数是1，电荷数是0，因此是中子，B错误；
C．这个反应亏损的质量为
根据质能方程可知，这个反应释放的核能
C正确；
D．我国大亚湾核电站是利用重核的裂变释放的能量来发电的，D错误。
故选C。
2. 一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（ ）
A. 9m/s B. 10m/s C. 11m/s D. 12m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，波长
波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速
或
当时
或
当时
或
故A可能，BCD不可能。
故选A。
3. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内甲、乙的位移大小不相等
B. 时间内甲、乙的位移大小之比为
C. 时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
D. 时间内甲的加速度一直小于乙的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度图像中，图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，所以甲、乙的位移大小相等，故A错误；
B．图线b是抛物线，根据抛物线的特点可知
则在时间内甲乙的位移为
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度可得t2时刻甲的速度
则0~t2时间内甲的位移
由抛物线的对称性可知乙的位移为
则
故B正确；
C．0~t1时间内a与坐标轴围成的面积大于b与坐标轴围成的面积，可知此时间段内甲的位移大于乙的位移，则甲的平均速度大于乙的平均速度，故C错误；
D．v-t图像中图线的斜率等于加速度，则根据图像可知0~t2时间段内乙的加速度是不断减小的，到t2时刻乙的加速度变为零，而甲的加速度一直固定不变，所以0~t2时间段内甲的加速度大小一开始小于乙的加速度大小，之后甲的加速度大小大于乙的加速度大小，故D错误。
故选B。
4. 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大
B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小
C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小
D. 两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
【答案】B
【解析】
【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为，木板对圆柱体的支持力为，绳子与木板夹角为，从右向左看如图所示
在矢量三角形中，根据正弦定理
在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，不变，从逐渐减小到0，又
且
可知
则
可知从锐角逐渐增大到钝角，根据
由于不断减小，可知不断减小，先增大后减小，可知先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为，绳子拉力为，则
可得
不变，逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，两根细绳对圆柱体拉力方向变化，故B正确，ACD错误。
故选B。
5. 2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（ ）
A. 单色光在材料中的折射率为
B. 单色光在该材料中的传播时间为
C. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射
D. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．在A点时，由题意可知，入射角为60°，则由几何关系有
sin∠BAO=
由折射定律得
故A错误；
B．该束单色光在该透明材料中的传播速度为
单色光在该材料中的传播时间为
带入数据解得
故B错误；
C．光束从A点入射，入射角为i′时光束经折射到达内球面的C点，如图
恰好发生全反射，由于
sin∠DCA=
由正弦定理得
解得
sin∠CAO=
由折射定律得
解得
可见，只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射，则C正确；
D．根据对称性和光路可逆原理可知，在外球面的入射角不会大于临界角，所以不能够在外球面发生全反射，则D错误。
故选C。
6. 理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（ ）
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 不变且
D. 不变且
【答案】D
【解析】
【详解】根据变压器的原理可得
则有
在原线圈电路中有
即
整理可得
则有
故ABC错误，D正确。
故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x的变化如图所示，其中O－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. O－x1段粒子动能增大 B. x1－x2段粒子加速度增大
C. x2－x3段电场强度减小 D. x3处的电势最高
【答案】BD
【解析】
【详解】A．O－x1段粒子电势能变大，电场力做负功，则动能减小，选项A错误；
B．根据
可知，图像的斜率等于电场力，则x1－x2段粒子受电场力变大，加速度增大，选项B正确；
C．x2－x3段图像的斜率不变，则电场强度不变，选项C错误；
D．负电荷在高电势处电势能较小，则x3处的电势最高，选项D正确。
故选BD。
8. 两颗互不影响的行星、，各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（）与轨道半径r的倒数（）的关系如图所示，已知、的线速度大小均为，则（ ）
A. 的质量比的小 B. 的质量比的大
C. 的平均密度比的小 D. 表面的重力加速度比的大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据题中条件无法比较、的大小，故A错误；
B．由牛顿第二定律
故图像的斜率为GM，则的质量比的大，故B正确；
C．由于、的近表面卫星的线速度大小均为，所以它们的第一宇宙速度也均为
平均密度
由图知，的半径比的大，则的平均密度比的小，故C正确；
D．根据
表面的重力加速度
表面的重力加速度比的小，故D错误。
故选BC。
9. 如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 小球在A点的初速度为
B. 小球在A点的初速度为
C. 小球的落地点到A点的距离为R
D. 小球的落地点到A点的距离为2R
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．小球到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，根据牛顿第二定律有
小球从A点到C点根据动能定理有
解得小球在A点的初速度为
故A错误B正确；
CD．小球从C点之后做平抛运动，根据平抛运动规律有
联立解得
所以小球的落地点为C点正下方，到A点的距离为R，故C正确D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A. 进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a
B. 匀强磁场的磁感应强度为2.0T
C. 金属杆ab下落0.3m过程中，通过R的电荷量为0.24C
D. 金属杆ab下落0.3m的过程中，R上产生的热量约为0.87J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由右手定则可判断，进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由a到b，故A错误；
B．ab进入磁场时，有
由乙图可知ab进入磁场时的加速度为
联立解得
故B正确；
C．金属杆ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量为
故C正确；
D．金属杆ab下落0.3m时，由乙图可知其加速度为0，速度达到最小值，有
解得
金属杆ab下落0.3m的过程中，电路上产生的热量为
R上产生的热量为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的___________。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与___________成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式___________（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
【答案】 ①. 速度（或填速率、动能、动量） ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验原理可知，两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。
（2）[2]根据题意可知，将A从P沿PQ弹射，A做匀减速运动，设加速度为，则有
解得
故选C。
（3）[3]由上述分析可知，硬币的速度
根据动量守恒定律有
整理可得
即若测量数据均近似满足关系式
则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
12. 电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③将开关S2置于2处，保持通过R1、R2的电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分别为R1'、R2'。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤①中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最端___________（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1'、R2'满足的关系是___________（用题中所给物理量符号表示）；
（3）待测电源C的电动势E=______。
（4）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将___________（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
【答案】 ①. 左 ②. ③. ④. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]在开关闭合前，接入的阻值应为最大，保护G，则触头应在最左端；
（2）[2]改用待测电源替换标准电源的位置，其前提条件是工作电源A所在电路电流I要保持不变，电源A的输出电压固定不变，采取的措施是使与的阻值之和为某一固定阻值，使和的阻值之和也为该固定阻值，即满足的关系是
（3）[3]根据部分电路欧姆定律，有
可知，当满足时，有
（4）[4]若考虑工作电源内阻，则有
因之前有，考虑到了工作电源内阻后，则有
故整理后依旧为，故测量值将不变。
四、计算题
13. 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h2＝18 cm．现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa．(g＝10 m/s2)
（1）求下部分气体的压强大小；
（2）现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
【答案】（1）1.5×105 Pa （2）22 cm 16 cm
【解析】
【详解】（1）以两个活塞和小物体作为整体受力分析得：
得：．
（2）对下部分气体进行分析，初状态压强为，体积为，温度为，末状态压强为，体积设为，温度为
由理想气体状态方程可得：，得：；
活塞N距离底部的高度为16cm
对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：
得：，故此时活塞M距离底部的高度为．
14. 如图甲所示，带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中．MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕．金属板间距为d，长度为l，磁场的宽度为d.已知：B＝5×10－3 T，l＝d＝0.2 m，每个带正电粒子的速度v0＝105 m/s，比荷为＝108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．试求：
（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径；
（2）带电粒子射出电场时的最大速度；
（3）带电粒子打在屏幕上的范围．
【答案】（1）0.2m（2）1.414×105m/s（3）0.38m
【解析】
【详解】(1)t＝0时刻射入电场的带电粒子不被加速，进入磁场做圆周运动的半径最小．粒子在磁场中运动时
则带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径
rmin＝＝0.2m
(2)因带电粒子通过电场时间
所以带电粒子通过电场过程中可认为电场恒定不变，设两板间电压为U1时，带电粒子能从N板右边缘飞出，
解得
在电压低于或等于100V时，带电粒子才能从两板间射出电场，故U1=100V时，带电粒子射出电场速度最大
解得
(3)t=0时刻进入电场中粒子，进入磁场中圆轨迹半径最小，打在荧光屏上最高点E，
从N板右边缘射出粒子，进入磁场中圆轨迹半径最大，
解得
因
故
得
所以从P点射出粒子轨迹圆心O2正好在荧光屏上且O2与M板在同一水平线上
带电粒子打在荧光屏AB上范围为：
15. 如图所示，BC为一段光滑圆弧轨道，圆心角θ=60°，DE为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、D两点，一物块（可看成质点）在A点水平抛出，物体抛出后恰好在B点沿切线进入BC段圆弧轨道，再经C点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，DE半圆弧轨道和BC圆弧轨道的半径均为R，AB的高度差为3R，板长S=6.5R，板左端到D点的距离L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数，重力加速度取g，（结果用字母m、g、R、L表示）求：
（1）求物块在A点抛出的初速度大小；
（2）求物块滑到C点时所受圆弧轨道支持力的大小；
（3）若物块刚好滑到DE半圆形光滑轨道中点，求L的大小；
（4）试讨论在0＜L＜5R范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系．
【答案】（1）（2）10mg；（3）05R；（4）①当0
【详解】（1）设物块在A点的初速度为v1，从A到B做平抛运动，有
竖直分速度
vy=gt
又
vy=v1tan60°
联立解得
（2）设物块滑动C点的速度为v2， A到C根据机械能守恒定律有
解得
根据牛顿第二定律得
解得
（3）物块从C滑上滑板后开始做匀减速运动，此时滑板开始做匀加速直线运动，当物块与滑板达到共同速度v3时，二者开始做匀速运动。规定v2的方向为正方向，根据动量守恒定律得
mv2=（m+M）v3
解得
对物块根据动能定理有
对滑板根据动能定理有
解得
物块相对滑板的位移
＜6.5R
即物块与滑板达到相同速度时，物块未离开滑板，物块滑至D点时速度vD，则
因为
>v3
即两者还未达到共速，板的左端与D点粘连，则
解得
L=0.5R
（4）对物块根据动能定理有
对滑板根据动能定理有
解得
物块相对滑板的位移
即物块与滑板达到相同速度时，物块未离开滑板；
讨论：①当0
②当2R≤L<5R，物块先匀减速运动8R，然后匀速运动L-2R，再匀减速运动0.5R，克服摩擦力做功
怀化市2022年下期期末考试试卷
高三物理
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.
2. 考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.
3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回.
4. 本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负.
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 轻核聚变的一个核反应方程为：，若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A. 和在常温下就能够发生聚变
B. X是质子
C. 这个反应释放的核能为
D. 我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
2. 一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（ ）
A. 9m/s B. 10m/s C. 11m/s D. 12m/s
3. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内甲、乙的位移大小不相等
B. 时间内甲、乙的位移大小之比为
C. 时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
D. 时间内甲的加速度一直小于乙的加速度
4. 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大
B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小
C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小
D. 两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
5. 2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（ ）
A. 单色光在材料中的折射率为
B. 单色光在该材料中的传播时间为
C. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射
D. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射
6. 理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（ ）
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 不变且
D. 不变且
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x的变化如图所示，其中O－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. O－x1段粒子动能增大 B. x1－x2段粒子加速度增大
C. x2－x3段电场强度减小 D. x3处的电势最高
8. 两颗互不影响的行星、，各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（）与轨道半径r的倒数（）的关系如图所示，已知、的线速度大小均为，则（ ）
A. 的质量比的小 B. 的质量比的大
C. 的平均密度比的小 D. 表面的重力加速度比的大
9. 如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 小球在A点初速度为
B. 小球在A点的初速度为
C. 小球的落地点到A点的距离为R
D. 小球的落地点到A点的距离为2R
10. 如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A. 进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a
B. 匀强磁场的磁感应强度为2.0T
C. 金属杆ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量为0.24C
D. 金属杆ab下落0.3m过程中，R上产生的热量约为0.87J
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的___________。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与___________成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式___________（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
12. 电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③将开关S2置于2处，保持通过R1、R2的电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分别为R1'、R2'。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤①中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最端___________（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1'、R2'满足的关系是___________（用题中所给物理量符号表示）；
（3）待测电源C的电动势E=______。
（4）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将___________（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
四、计算题
13. 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h2＝18 cm．现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa．(g＝10 m/s2)
（1）求下部分气体的压强大小；
（2）现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
14. 如图甲所示，带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中．MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕．金属板间距为d，长度为l，磁场的宽度为d.已知：B＝5×10－3 T，l＝d＝0.2 m，每个带正电粒子的速度v0＝105 m/s，比荷为＝108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．试求：
（1）带电粒子进入磁场做圆周运动最小半径；
（2）带电粒子射出电场时的最大速度；
（3）带电粒子打在屏幕上的范围．
15. 如图所示，BC为一段光滑圆弧轨道，圆心角θ=60°，DE为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、D两点，一物块（可看成质点）在A点水平抛出，物体抛出后恰好在B点沿切线进入BC段圆弧轨道，再经C点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，DE半圆弧轨道和BC圆弧轨道的半径均为R，AB的高度差为3R，板长S=6.5R，板左端到D点的距离L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数，重力加速度取g，（结果用字母m、g、R、L表示）求：
（1）求物块在A点抛出的初速度大小；
（2）求物块滑到C点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
（3）若物块刚好滑到DE半圆形光滑轨道中点，求L的大小；
（4）试讨论在0＜L＜5R范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系．
怀化市2022年下期期末考试试卷
高三物理
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.
2. 考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.
3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回.
4. 本试题卷共6页，如缺页，考生须声明，否则后果自负.
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 轻核聚变的一个核反应方程为：，若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A. 和在常温下就能够发生聚变
B. X是质子
C. 这个反应释放的核能为
D. 我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
【答案】C
【解析】
【详解】A．和只有在高温下才能发生聚变反应，A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X质量数是1，电荷数是0，因此是中子，B错误；
C．这个反应亏损的质量为
根据质能方程可知，这个反应释放的核能
C正确；
D．我国大亚湾核电站是利用重核的裂变释放的能量来发电的，D错误。
故选C。
2. 一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（ ）
A. 9m/s B. 10m/s C. 11m/s D. 12m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，波长
波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速
或
当时
或
当时
或
故A可能，BCD不可能。
故选A。
3. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内甲、乙的位移大小不相等
B. 时间内甲、乙的位移大小之比为
C. 时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
D. 时间内甲的加速度一直小于乙的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度图像中，图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，所以甲、乙的位移大小相等，故A错误；
B．图线b是抛物线，根据抛物线的特点可知
则在时间内甲乙的位移为
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度可得t2时刻甲的速度
则0~t2时间内甲的位移
由抛物线的对称性可知乙的位移为
则
故B正确；
C．0~t1时间内a与坐标轴围成的面积大于b与坐标轴围成的面积，可知此时间段内甲的位移大于乙的位移，则甲的平均速度大于乙的平均速度，故C错误；
D．v-t图像中图线的斜率等于加速度，则根据图像可知0~t2时间段内乙的加速度是不断减小的，到t2时刻乙的加速度变为零，而甲的加速度一直固定不变，所以0~t2时间段内甲的加速度大小一开始小于乙的加速度大小，之后甲的加速度大小大于乙的加速度大小，故D错误。
故选B。
4. 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大
B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小
C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小
D. 两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
【答案】B
【解析】
【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为，木板对圆柱体的支持力为，绳子与木板夹角为，从右向左看如图所示
在矢量三角形中，根据正弦定理
在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，不变，从逐渐减小到0，又
且
可知
则
可知从锐角逐渐增大到钝角，根据
由于不断减小，可知不断减小，先增大后减小，可知先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为，绳子拉力为，则
可得
不变，逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，两根细绳对圆柱体拉力方向变化，故B正确，ACD错误。
故选B。
5. 2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（ ）
A. 单色光在材料中的折射率为
B. 单色光在该材料中的传播时间为
C. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射
D. 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．在A点时，由题意可知，入射角为60°，则由几何关系有
sin∠BAO=
由折射定律得
故A错误；
B．该束单色光在该透明材料中的传播速度为
单色光在该材料中的传播时间为
带入数据解得
故B错误；
C．光束从A点入射，入射角为i′时光束经折射到达内球面的C点，如图
恰好发生全反射，由于
sin∠DCA=
由正弦定理得
解得
sin∠CAO=
由折射定律得
解得
可见，只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射，则C正确；
D．根据对称性和光路可逆原理可知，在外球面的入射角不会大于临界角，所以不能够在外球面发生全反射，则D错误。
故选C。
6. 理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（ ）
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 不变且
D. 不变且
【答案】D
【解析】
【详解】根据变压器的原理可得
则有
在原线圈电路中有
即
整理可得
则有
故ABC错误，D正确。
故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x的变化如图所示，其中O－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. O－x1段粒子动能增大 B. x1－x2段粒子加速度增大
C. x2－x3段电场强度减小 D. x3处的电势最高
【答案】BD
【解析】
【详解】A．O－x1段粒子电势能变大，电场力做负功，则动能减小，选项A错误；
B．根据
可知，图像的斜率等于电场力，则x1－x2段粒子受电场力变大，加速度增大，选项B正确；
C．x2－x3段图像的斜率不变，则电场强度不变，选项C错误；
D．负电荷在高电势处电势能较小，则x3处的电势最高，选项D正确。
故选BD。
8. 两颗互不影响的行星、，各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（）与轨道半径r的倒数（）的关系如图所示，已知、的线速度大小均为，则（ ）
A. 的质量比的小 B. 的质量比的大
C. 的平均密度比的小 D. 表面的重力加速度比的大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据题中条件无法比较、的大小，故A错误；
B．由牛顿第二定律
故图像的斜率为GM，则的质量比的大，故B正确；
C．由于、的近表面卫星的线速度大小均为，所以它们的第一宇宙速度也均为
平均密度
由图知，的半径比的大，则的平均密度比的小，故C正确；
D．根据
表面的重力加速度
表面的重力加速度比的小，故D错误。
故选BC。
9. 如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 小球在A点的初速度为
B. 小球在A点的初速度为
C. 小球的落地点到A点的距离为R
D. 小球的落地点到A点的距离为2R
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．小球到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，根据牛顿第二定律有
小球从A点到C点根据动能定理有
解得小球在A点的初速度为
故A错误B正确；
CD．小球从C点之后做平抛运动，根据平抛运动规律有
联立解得
所以小球的落地点为C点正下方，到A点的距离为R，故C正确D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A. 进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a
B. 匀强磁场的磁感应强度为2.0T
C. 金属杆ab下落0.3m过程中，通过R的电荷量为0.24C
D. 金属杆ab下落0.3m的过程中，R上产生的热量约为0.87J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由右手定则可判断，进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由a到b，故A错误；
B．ab进入磁场时，有
由乙图可知ab进入磁场时的加速度为
联立解得
故B正确；
C．金属杆ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量为
故C正确；
D．金属杆ab下落0.3m时，由乙图可知其加速度为0，速度达到最小值，有
解得
金属杆ab下落0.3m的过程中，电路上产生的热量为
R上产生的热量为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的___________。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与___________成正比。
A． B． C． D．
（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式___________（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
【答案】 ①. 速度（或填速率、动能、动量） ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验原理可知，两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。
（2）[2]根据题意可知，将A从P沿PQ弹射，A做匀减速运动，设加速度为，则有
解得
故选C。
（3）[3]由上述分析可知，硬币的速度
根据动量守恒定律有
整理可得
即若测量数据均近似满足关系式
则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
12. 电学实验中可将电源E1与电源E2及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R1和R2的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S2置于1处。闭合开关S1、S3，通过调节R1、R2，使R3阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R1与R2的阻值，分别为R1、R2；
③将开关S2置于2处，保持通过R1、R2的电流不变，重复上述操作，使R3的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R1与R2的数值，分别为R1'、R2'。根据上述实验过程回答问题：
（1）实验步骤①中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最端___________（填“左”或“右”）；
（2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R1与R2的电流不变，调整R1、R2时需要使R1、R2与R1'、R2'满足的关系是___________（用题中所给物理量符号表示）；
（3）待测电源C的电动势E=______。
（4）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将___________（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
【答案】 ①. 左 ②. ③. ④. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]在开关闭合前，接入的阻值应为最大，保护G，则触头应在最左端；
（2）[2]改用待测电源替换标准电源的位置，其前提条件是工作电源A所在电路电流I要保持不变，电源A的输出电压固定不变，采取的措施是使与的阻值之和为某一固定阻值，使和的阻值之和也为该固定阻值，即满足的关系是
（3）[3]根据部分电路欧姆定律，有
可知，当满足时，有
（4）[4]若考虑工作电源内阻，则有
因之前有，考虑到了工作电源内阻后，则有
故整理后依旧为，故测量值将不变。
四、计算题
13. 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h2＝18 cm．现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa．(g＝10 m/s2)
（1）求下部分气体的压强大小；
（2）现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
【答案】（1）1.5×105 Pa （2）22 cm 16 cm
【解析】
【详解】（1）以两个活塞和小物体作为整体受力分析得：
得：．
（2）对下部分气体进行分析，初状态压强为，体积为，温度为，末状态压强为，体积设为，温度为
由理想气体状态方程可得：，得：；
活塞N距离底部的高度为16cm
对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：
得：，故此时活塞M距离底部的高度为．
14. 如图甲所示，带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中．MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕．金属板间距为d，长度为l，磁场的宽度为d.已知：B＝5×10－3 T，l＝d＝0.2 m，每个带正电粒子的速度v0＝105 m/s，比荷为＝108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．试求：
（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径；
（2）带电粒子射出电场时的最大速度；
（3）带电粒子打在屏幕上的范围．
【答案】（1）0.2m（2）1.414×105m/s（3）0.38m
【解析】
【详解】(1)t＝0时刻射入电场的带电粒子不被加速，进入磁场做圆周运动的半径最小．粒子在磁场中运动时
则带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径
rmin＝＝0.2m
(2)因带电粒子通过电场时间
所以带电粒子通过电场过程中可认为电场恒定不变，设两板间电压为U1时，带电粒子能从N板右边缘飞出，
解得
在电压低于或等于100V时，带电粒子才能从两板间射出电场，故U1=100V时，带电粒子射出电场速度最大
解得
(3)t=0时刻进入电场中粒子，进入磁场中圆轨迹半径最小，打在荧光屏上最高点E，
从N板右边缘射出粒子，进入磁场中圆轨迹半径最大，
解得
因
故
得
所以从P点射出粒子轨迹圆心O2正好在荧光屏上且O2与M板在同一水平线上
带电粒子打在荧光屏AB上范围为：
15. 如图所示，BC为一段光滑圆弧轨道，圆心角θ=60°，DE为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、D两点，一物块（可看成质点）在A点水平抛出，物体抛出后恰好在B点沿切线进入BC段圆弧轨道，再经C点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，DE半圆弧轨道和BC圆弧轨道的半径均为R，AB的高度差为3R，板长S=6.5R，板左端到D点的距离L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数，重力加速度取g，（结果用字母m、g、R、L表示）求：
（1）求物块在A点抛出的初速度大小；
（2）求物块滑到C点时所受圆弧轨道支持力的大小；
（3）若物块刚好滑到DE半圆形光滑轨道中点，求L的大小；
（4）试讨论在0＜L＜5R范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系．
【答案】（1）（2）10mg；（3）05R；（4）①当0
【详解】（1）设物块在A点的初速度为v1，从A到B做平抛运动，有
竖直分速度
vy=gt
又
vy=v1tan60°
联立解得
（2）设物块滑动C点的速度为v2， A到C根据机械能守恒定律有
解得
根据牛顿第二定律得
解得
（3）物块从C滑上滑板后开始做匀减速运动，此时滑板开始做匀加速直线运动，当物块与滑板达到共同速度v3时，二者开始做匀速运动。规定v2的方向为正方向，根据动量守恒定律得
mv2=（m+M）v3
解得
对物块根据动能定理有
对滑板根据动能定理有
解得
物块相对滑板的位移
＜6.5R
即物块与滑板达到相同速度时，物块未离开滑板，物块滑至D点时速度vD，则
因为
>v3
即两者还未达到共速，板的左端与D点粘连，则
解得
L=0.5R
（4）对物块根据动能定理有
对滑板根据动能定理有
解得
物块相对滑板的位移
即物块与滑板达到相同速度时，物块未离开滑板；
讨论：①当0
②当2R≤L<5R，物块先匀减速运动8R，然后匀速运动L-2R，再匀减速运动0.5R，克服摩擦力做功
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