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2022-2023学年重庆市万州第二中学高三下学期二模物理试题（解析版）
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这是一份2022-2023学年重庆市万州第二中学高三下学期二模物理试题（解析版），共30页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
万州二中2023年高三下期第二次诊断测试
物理试题
一、单项选择题：本大题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（ ）
A. 图甲中验电器指针带正电
B. 图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C. 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D. 图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
2. 物块A和斜面B质量分别为m和3m，水平直角边长分别为L和3L，不计一切摩擦，A从斜面顶端由静止开始运动，相对于斜面刚好滑到底端这一过程中，正确的是（ ）
A. 物块A机械能守恒 B. A与B组成的系统动量守恒
C. 斜面B的位移大小为0.5L D. 物块A的位移大小为1.5L
3. 如图所示是原子核发生衰变的能级图，经衰变直接变至基态，或者衰变至一个激发态，然后通过释放一个光子衰变至基态。若发生衰变前是静止的，则（ ）
A. 衰变过程中系统动量不守恒 B. 粒子的动能小于原子核的动能
C. 的质量大于与粒子质量之和 D. 激发态释放光子至基态的衰变是衰变
4. 某行星质量为M，半径为R，若在距离该行星中心10R处有一物体正沿着以它和行星连线夹角θ=30°的方向运动，如图所示，为了避免该物体落在行星上与行星发生碰撞，此物体速度v至少要（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B. 竖直墙面对B球的冲量大小为
C. A球最大动能为
D. B球的最大动能为
6. 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆象征。如图所示，是由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳BC和CD的夹角，下列选项中正确的是（ ）
A. MA的延长线能平分1灯与绳AB之间的夹角
B. AB的延长线不能平分2灯与绳BC之间的夹角
C. 绳AB与绳BC的弹力大小之比为
D. 绳MA与绳AB的弹力大小之比为
7. 质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（ ）
A. m， B. m，m
C. m，m D. m，m
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器。已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损失的电压为400V
B. 输电线上损失的功率为32kW
C. 用户得到的电压为220V
D. 深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
9. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度，系统处于静止状态。现在对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A. 若，当时，木板相对斜劈向右运动
B. 若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C. 若，当时，小球对斜劈的压力为0
D. 若，当时，细绳与水平方向的夹角α满足：
10. 如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A. 流过导体棒2的电流大小为
B. 导体棒1绕O点做匀速圆周运动的角速度为
C. 导体棒1受到的安培力大小为
D. 导体棒1受到的拉力的功率为
三、实验题：本大题2小题，共15分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图（b）所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为0.10kg，取。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此可见，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是______（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图（c）所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了以下4条纸带A、B、C、D，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为______（取）。
A．6.07cm，6.12cm，6.08cm B.4.12cm，4.51cm，5.30cm
C.4.98cm，5.37cm，5.76cm D.6.10cm，6.58cm，7.06cm
12. 实验室有一个灵敏电流计G，内阻Rg=500Ω，表头的满偏电流Ig=0.5mA，现因实验需要进行如下改装。
（1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻R= ___________Ω；
（2）按照上图改成多用电表，已知电动势E1=E2=1.5V，内阻均为r=5Ω ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”，将选择开关置于a测量某电阻R'时，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则所测电阻阻值为R'=___________Ω；
（3）多用电表使用时间久了，电池电动势会变小为，内阻变大为r'=20Ω，某次开关接d时测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为 ___________Ω；
四、计算题：本题共3个小题，共41分，请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。
（1）最多可分装多少个氧气袋；
（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。
14. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。
15. 如图甲所示，三维坐标系中存在平行z轴方向周期性变化的磁场和沿y轴正方向竖直向下的匀强电场E。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，，规定z轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为、电荷量为C的带负电液滴，从O点在xoy平面内以速度，方向与x轴正向成45°角斜向下入射，已知重力加速度为。
（1）求液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间；
（2）在时刻撤去电场E和，同时在整个空间区域加上竖直向上（与y轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度T，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
万州二中2023年高三下期第二次诊断测试
物理试题
一、单项选择题：本大题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（ ）
A. 图甲中验电器指针带正电
B. 图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C. 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D. 图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，锌板失去电子而带正电，故A正确；
B．图乙中电磁波在真空中的传播速度与可见光相同，故B错误；
C．图丙中镉棒的作用是吸收中子，控制链式反应速度，调节反应速度的快慢，故C错误；
D．图丁肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，是光的干涉现象，故D错误。
故选A。
2. 物块A和斜面B的质量分别为m和3m，水平直角边长分别为L和3L，不计一切摩擦，A从斜面顶端由静止开始运动，相对于斜面刚好滑到底端这一过程中，正确的是（ ）
A. 物块A机械能守恒 B. A与B组成的系统动量守恒
C. 斜面B的位移大小为0.5L D. 物块A的位移大小为1.5L
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，斜面B对物块A的支持力对物块A做功，则物块A的机械能不守恒，故A错误；
B．根据题意可知，初始时刻系统竖直方向动量为零，运动过程中，物块A有竖直方向的分速度，则竖直方向上系统的动量不守恒，故A与B组成的系统动量不守恒，故B错误；
CD．由题意可知，系统在水平方向上动量守恒，设物块A的水平位移为，斜面B的水平位移为，由动量守恒定律有
又有
解得
，
由于物块A的竖直位移不可求，则物块A的位移大小不可求，斜面B的竖直位移为零，则斜面B的位移大小为，故D错误C正确。
故选C。
3. 如图所示是原子核发生衰变的能级图，经衰变直接变至基态，或者衰变至一个激发态，然后通过释放一个光子衰变至基态。若发生衰变前是静止的，则（ ）
A. 衰变过程中系统动量不守恒 B. 粒子的动能小于原子核的动能
C. 的质量大于与粒子质量之和 D. 激发态释放光子至基态的衰变是衰变
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变过程中系统不受外力，动量守恒，故A错误；
B．设的反冲速度大小为v，粒子的速度是，由动量守恒定律，得：
则有
根据动能的表达式
由于的质量大粒子的质量，则衰变后的动能小于粒子的动能。
故B错误；
C．由于发生衰变时要伴随释放一定的能量，由质能方程可知，的质量大于与粒子质量之和，故C正确；
D．激发态释放光子至基态不是衰变，故D错误。
故选C。
4. 某行星质量为M，半径为R，若在距离该行星中心10R处有一物体正沿着以它和行星连线夹角θ=30°方向运动，如图所示，为了避免该物体落在行星上与行星发生碰撞，此物体速度v至少要（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物体绕行星做椭圆轨道运动，由开普勒第一定律知，行星在椭圆轨道的一个焦点上，要使物体与行星刚好不相撞，应满足物体过近地点时与行星表面相切。设在近地点时物体速度为，由机械能守恒可知
又由开普勒第二定律得
联立解得
因此物体的速度至少为时才能避免该物体落在行星上与行星碰撞。
故选A。
5. 如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B. 竖直墙面对B球的冲量大小为
C. A球的最大动能为
D. B球的最大动能为
【答案】D
【解析】
【详解】AC．假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为θ时，两小球的速度大小分别为、，根据关联速度知识，两小球沿杆方向速度相等，可得
即
由根据机械能守恒，有
运用数学知识，整理得
当
取等号，说明小球A的动能先增大后减小，即杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，A球的动能最大，最大动能为
此时对水平面的压力大小等于mg，故AC错误；
B．当杆中存在挤压的内力，此时墙壁对B球有冲量，又由于在运动过程中B球水平方向速度始终为零，所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小，进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向的冲量大小，该过程就是A球获得最大动量过程，由动量定理，可知
故B错误；
D．分析可知B球着地时的动能最大，由于杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，B球与竖直墙面分离，分离后两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，则有
解得
整个过程根据能量守恒，可得B球的最大动能为
选项D正确。
故选D。
【点睛】本题考查机械能守恒定律、动量守恒定律的综合应用，目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力。
6. 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征。如图所示，是由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳BC和CD的夹角，下列选项中正确的是（ ）
A. MA的延长线能平分1灯与绳AB之间的夹角
B. AB的延长线不能平分2灯与绳BC之间的夹角
C. 绳AB与绳BC的弹力大小之比为
D. 绳MA与绳AB的弹力大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】BC．对灯笼3受力分析可知
解得
设AB绳与竖直方向成夹角为，对灯笼2受力分析可知
解得
由数学知识可知AB的延长线能平分2灯与绳BC之间的夹角，且有
故BC错误；
AD．设MA绳与竖直方向成夹角为，对灯笼1受力分析可知
解得
由数学知识可知MA的延长线不能平分1灯与绳AB之间的夹角，且有
故A错误，D正确。
故选D。
7. 质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（ ）
A. m， B. m，m
C. m，m D. m，m
【答案】A
【解析】
【详解】小球、与弹簧组成系统动量守恒，弹簧被压缩至最短时，小球、达到共速，设共速时的速度为，小球的初速度为，则由动量守恒定律有
碰撞过程中机械能守恒，有
解得
由弹簧的压缩量x与弹性势能的关系
可得
设小球a、b在这段时间内的位移大小分别为、，任取极短的时间，两小球在任意时刻动量均守恒，任意时刻的速度分别设为、则有
即有
固有
而两小球的对地位移之间的关系为
联立解得
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器。已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损失的电压为400V
B. 输电线上损失的功率为32kW
C. 用户得到的电压为220V
D. 深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．升压变压器的输入电流为
升压变压器的输出电流为
输电线上损失的电压为
故A错误；
B．输电线上损失的功率为
故B正确；
C．升压变压器的输出电压为
降压变压器的输入电压为
用户得到的电压为
故C正确；
D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度，系统处于静止状态。现在对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A. 若，当时，木板相对斜劈向右运动
B. 若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C. 若，当时，小球对斜劈的压力为0
D. 若，当时，细绳与水平方向的夹角α满足：
【答案】BC
【解析】
【详解】A．若，当时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有
可得
对斜劈和球构成的系统，若斜劈与板之间的摩擦力达到最大静摩擦力，有
得
可知此时木板相对于斜劈静止，故A错误；
B．若，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为
当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有
得
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，故B正确；
C．若，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为
此时对板、球和斜劈构成的系统，有
当时，板、球和斜劈相对静止，有
又由B选项可知此时球刚好要离开斜劈，故C正确；
D．若，则由C选项可知此时恰好达到三者保持相对静止的临界状态，因此加速度大小为8m/s2，则对小球而言
解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A. 流过导体棒2的电流大小为
B. 导体棒1绕O点做匀速圆周运动角速度为
C. 导体棒1受到的安培力大小为
D. 导体棒1受到的拉力的功率为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．导体棒2在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零，则由力的平衡可得
可得回路中的电流为
故A错误；
B．导体棒1在匀速转动的过程中切割磁感线，产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律有
联立可得
故B正确；
C．导体棒1受到的安培力大小为
故C正确；
D．由于导体棒1做匀速圆周运动，速率不变，即动能不变，则由能量守恒可知拉力所做的功完全转化成了导体棒２所产生的热量，因此可得拉力的功率为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题：本大题2小题，共15分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图（b）所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为0.10kg，取。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此可见，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是______（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图（c）所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了以下4条纸带A、B、C、D，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为______（取）。
A．6.07cm，6.12cm，6.08cm B.4.12cm，4.51cm，5.30cm
C.4.98cm，5.37cm，5.76cm D.6.10cm，6.58cm，7.06cm
【答案】 ①. 0.182J ②. 0.171J ③. 系统 ④. ＞ ⑤. 先释放重物，后接通打点计时器 ⑥. ＝ ⑦. C
【解析】
【详解】（1）[1]在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量
ΔEp＝mghOB＝0.10×9.80×0.186J≈0.1823J＝0.182J
[2]在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则打B点时重物的速度
则动能的增加量
（2）[3]该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于不可避免的本实验的系统误差；
[4] 由于有各种不可避免的阻力作用，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是
ΔEp＞ΔEk
（3）[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源；
[6]根据题意，物体初速度不为零，由机械能守恒知
约去质量，可得
结合图像，可得斜率
k＝g
（4）[7]纸带中打出的点符合相临相等的条件，则可知相临两位移间应保证位移之差等于
Δx＝gt2＝9.80×（0.02）2m≈3.9mm
A中的位移之差分别为5mm、-4mm，A错误；
B中的位移之差分别为3.9mm、7.9mm，B错误；
C中的位移之差分别为3.9mm、3.9mm，C正确；
D中的位移之差分别为4.8mm、4.8mm，D错误。
故选C。
12. 实验室有一个灵敏电流计G，内阻Rg=500Ω，表头的满偏电流Ig=0.5mA，现因实验需要进行如下改装。
（1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻R= ___________Ω；
（2）按照上图改成多用电表，已知电动势E1=E2=1.5V，内阻均为r=5Ω ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”，将选择开关置于a测量某电阻R'时，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则所测电阻阻值为R'=___________Ω；
（3）多用电表使用时间久了，电池的电动势会变小为，内阻变大为r'=20Ω，某次开关接d时测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为 ___________Ω；
【答案】 ①. 5500 ②. 50 ③. 180
【解析】
【详解】（1）[1]要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻为
（2）[2]由图可以看出，当选择开关S接a、b、c、d时分别表示测电阻、测电流、测电流、测电阻，且电流计并联电阻越小，改装电流表量程越大，故b、c挡位分别为“20mA”和“5mA”；且电流表量程越大，欧姆表内阻越小，则倍率越小，即a、d倍率分别为“×1”和“×10”。 所以将选择开关置于a测量某电阻R'时，电流表量程为“20mA”，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则此时干路电流为，所以电路总电阻为
又因为欧姆表内阻为
则所测电阻阻值为
（3）[3]因为当电动势和内阻都发生变化，测量电阻时电路中电流I是不变的，根据闭合电路欧姆定律知
其中
所以
解得
同理电池的电动势内阻变化后，满足
解得
四、计算题：本题共3个小题，共41分，请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。
（1）最多可分装多少个氧气袋；
（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，初状态氧气压强，设充满n个氧气袋后，氧气瓶内的氧气压强也为时，无法再给氧气袋充气，分装过程是等温变化，根据玻意耳定律得
代入V0=40L，V1=5L，解得
（2）根据玻意耳定律，分装一次有
分装二次
分装三次
……
依次类推，第n次分装后
可得
代入数据解得
14. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。
【答案】（1）1V；（2）1m/s；（3）0.024C；（4）
【解析】
【详解】（1）当感应电动势大小等于电池电动势大小时，金属棒匀速运动，电池电动势
E=
（2）根据动量守恒
得碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小
（3）根据
得两棒结合体首次回到OP时的速度
对结合体由动量定理可得
又
联立解得
解得接触过程流过的电荷量为
（4）对金属棒丙，其产生瞬间速度由动量定理可得
解得
金属棒丙到达绝缘段前，由能量守恒
分配至金属棒丙
金属棒丙滑过绝缘段之后，最终静止，由能量关系得
分配至金属棒丙
则总的热量为
15. 如图甲所示，三维坐标系中存在平行z轴方向周期性变化的磁场和沿y轴正方向竖直向下的匀强电场E。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，，规定z轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为、电荷量为C的带负电液滴，从O点在xoy平面内以速度，方向与x轴正向成45°角斜向下入射，已知重力加速度为。
（1）求液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间；
（2）在时刻撤去电场E和，同时在整个空间区域加上竖直向上（与y轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度T，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
【答案】（1）；（2）坐标为（，，）
【解析】
【详解】（1）液滴进入xoy平面的右侧，由于
所以液滴在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，当磁感应强度大小为2B0时，有
解得
由周期公式有
同理 磁感应强度为B0时，有
解得
由周期公式有
则液滴第一次从O点经过x轴到第四次经过x轴的运动轨迹如图
由图可知液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间
（2）在时刻液滴的位置如图所示
液滴在xoy平面内与-x方向夹角为45°，此后液滴将螺旋式上升，在y方向上，液滴以
沿y轴正向做竖直上抛，上升到最高点的时间为
上升的高度为
在x方向上，液滴以
在平行于xoz平面内（水平面）做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
由周期公式得
所以在因此上升到最高点时水平方向上完成了1.5个周期的圆周运动。分析可知时油滴x轴坐标与最高点时x轴坐标相同，有图可知x轴坐标为
在时由图可知油滴y轴坐标为
所以最高点时y轴坐标为
因为负电油滴在时z轴坐标为0，而此时洛伦兹力沿z轴正方向，所以在1.5个周期时z轴坐标为
因此液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标为（，，）
万州二中2023年高三下期第二次诊断测试
物理试题
一、单项选择题：本大题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（ ）
A. 图甲中验电器指针带正电
B. 图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C. 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D. 图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
2. 物块A和斜面B质量分别为m和3m，水平直角边长分别为L和3L，不计一切摩擦，A从斜面顶端由静止开始运动，相对于斜面刚好滑到底端这一过程中，正确的是（ ）
A. 物块A机械能守恒 B. A与B组成的系统动量守恒
C. 斜面B的位移大小为0.5L D. 物块A的位移大小为1.5L
3. 如图所示是原子核发生衰变的能级图，经衰变直接变至基态，或者衰变至一个激发态，然后通过释放一个光子衰变至基态。若发生衰变前是静止的，则（ ）
A. 衰变过程中系统动量不守恒 B. 粒子的动能小于原子核的动能
C. 的质量大于与粒子质量之和 D. 激发态释放光子至基态的衰变是衰变
4. 某行星质量为M，半径为R，若在距离该行星中心10R处有一物体正沿着以它和行星连线夹角θ=30°的方向运动，如图所示，为了避免该物体落在行星上与行星发生碰撞，此物体速度v至少要（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B. 竖直墙面对B球的冲量大小为
C. A球最大动能为
D. B球的最大动能为
6. 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆象征。如图所示，是由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳BC和CD的夹角，下列选项中正确的是（ ）
A. MA的延长线能平分1灯与绳AB之间的夹角
B. AB的延长线不能平分2灯与绳BC之间的夹角
C. 绳AB与绳BC的弹力大小之比为
D. 绳MA与绳AB的弹力大小之比为
7. 质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（ ）
A. m， B. m，m
C. m，m D. m，m
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器。已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损失的电压为400V
B. 输电线上损失的功率为32kW
C. 用户得到的电压为220V
D. 深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
9. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度，系统处于静止状态。现在对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A. 若，当时，木板相对斜劈向右运动
B. 若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C. 若，当时，小球对斜劈的压力为0
D. 若，当时，细绳与水平方向的夹角α满足：
10. 如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A. 流过导体棒2的电流大小为
B. 导体棒1绕O点做匀速圆周运动的角速度为
C. 导体棒1受到的安培力大小为
D. 导体棒1受到的拉力的功率为
三、实验题：本大题2小题，共15分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图（b）所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为0.10kg，取。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此可见，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是______（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图（c）所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了以下4条纸带A、B、C、D，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为______（取）。
A．6.07cm，6.12cm，6.08cm B.4.12cm，4.51cm，5.30cm
C.4.98cm，5.37cm，5.76cm D.6.10cm，6.58cm，7.06cm
12. 实验室有一个灵敏电流计G，内阻Rg=500Ω，表头的满偏电流Ig=0.5mA，现因实验需要进行如下改装。
（1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻R= ___________Ω；
（2）按照上图改成多用电表，已知电动势E1=E2=1.5V，内阻均为r=5Ω ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”，将选择开关置于a测量某电阻R'时，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则所测电阻阻值为R'=___________Ω；
（3）多用电表使用时间久了，电池电动势会变小为，内阻变大为r'=20Ω，某次开关接d时测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为 ___________Ω；
四、计算题：本题共3个小题，共41分，请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。
（1）最多可分装多少个氧气袋；
（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。
14. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。
15. 如图甲所示，三维坐标系中存在平行z轴方向周期性变化的磁场和沿y轴正方向竖直向下的匀强电场E。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，，规定z轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为、电荷量为C的带负电液滴，从O点在xoy平面内以速度，方向与x轴正向成45°角斜向下入射，已知重力加速度为。
（1）求液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间；
（2）在时刻撤去电场E和，同时在整个空间区域加上竖直向上（与y轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度T，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
万州二中2023年高三下期第二次诊断测试
物理试题
一、单项选择题：本大题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（ ）
A. 图甲中验电器指针带正电
B. 图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C. 图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D. 图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，锌板失去电子而带正电，故A正确；
B．图乙中电磁波在真空中的传播速度与可见光相同，故B错误；
C．图丙中镉棒的作用是吸收中子，控制链式反应速度，调节反应速度的快慢，故C错误；
D．图丁肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，是光的干涉现象，故D错误。
故选A。
2. 物块A和斜面B的质量分别为m和3m，水平直角边长分别为L和3L，不计一切摩擦，A从斜面顶端由静止开始运动，相对于斜面刚好滑到底端这一过程中，正确的是（ ）
A. 物块A机械能守恒 B. A与B组成的系统动量守恒
C. 斜面B的位移大小为0.5L D. 物块A的位移大小为1.5L
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，斜面B对物块A的支持力对物块A做功，则物块A的机械能不守恒，故A错误；
B．根据题意可知，初始时刻系统竖直方向动量为零，运动过程中，物块A有竖直方向的分速度，则竖直方向上系统的动量不守恒，故A与B组成的系统动量不守恒，故B错误；
CD．由题意可知，系统在水平方向上动量守恒，设物块A的水平位移为，斜面B的水平位移为，由动量守恒定律有
又有
解得
，
由于物块A的竖直位移不可求，则物块A的位移大小不可求，斜面B的竖直位移为零，则斜面B的位移大小为，故D错误C正确。
故选C。
3. 如图所示是原子核发生衰变的能级图，经衰变直接变至基态，或者衰变至一个激发态，然后通过释放一个光子衰变至基态。若发生衰变前是静止的，则（ ）
A. 衰变过程中系统动量不守恒 B. 粒子的动能小于原子核的动能
C. 的质量大于与粒子质量之和 D. 激发态释放光子至基态的衰变是衰变
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变过程中系统不受外力，动量守恒，故A错误；
B．设的反冲速度大小为v，粒子的速度是，由动量守恒定律，得：
则有
根据动能的表达式
由于的质量大粒子的质量，则衰变后的动能小于粒子的动能。
故B错误；
C．由于发生衰变时要伴随释放一定的能量，由质能方程可知，的质量大于与粒子质量之和，故C正确；
D．激发态释放光子至基态不是衰变，故D错误。
故选C。
4. 某行星质量为M，半径为R，若在距离该行星中心10R处有一物体正沿着以它和行星连线夹角θ=30°方向运动，如图所示，为了避免该物体落在行星上与行星发生碰撞，此物体速度v至少要（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物体绕行星做椭圆轨道运动，由开普勒第一定律知，行星在椭圆轨道的一个焦点上，要使物体与行星刚好不相撞，应满足物体过近地点时与行星表面相切。设在近地点时物体速度为，由机械能守恒可知
又由开普勒第二定律得
联立解得
因此物体的速度至少为时才能避免该物体落在行星上与行星碰撞。
故选A。
5. 如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B. 竖直墙面对B球的冲量大小为
C. A球的最大动能为
D. B球的最大动能为
【答案】D
【解析】
【详解】AC．假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为θ时，两小球的速度大小分别为、，根据关联速度知识，两小球沿杆方向速度相等，可得
即
由根据机械能守恒，有
运用数学知识，整理得
当
取等号，说明小球A的动能先增大后减小，即杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，A球的动能最大，最大动能为
此时对水平面的压力大小等于mg，故AC错误；
B．当杆中存在挤压的内力，此时墙壁对B球有冲量，又由于在运动过程中B球水平方向速度始终为零，所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小，进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向的冲量大小，该过程就是A球获得最大动量过程，由动量定理，可知
故B错误；
D．分析可知B球着地时的动能最大，由于杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，B球与竖直墙面分离，分离后两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，则有
解得
整个过程根据能量守恒，可得B球的最大动能为
选项D正确。
故选D。
【点睛】本题考查机械能守恒定律、动量守恒定律的综合应用，目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力。
6. 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征。如图所示，是由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳BC和CD的夹角，下列选项中正确的是（ ）
A. MA的延长线能平分1灯与绳AB之间的夹角
B. AB的延长线不能平分2灯与绳BC之间的夹角
C. 绳AB与绳BC的弹力大小之比为
D. 绳MA与绳AB的弹力大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】BC．对灯笼3受力分析可知
解得
设AB绳与竖直方向成夹角为，对灯笼2受力分析可知
解得
由数学知识可知AB的延长线能平分2灯与绳BC之间的夹角，且有
故BC错误；
AD．设MA绳与竖直方向成夹角为，对灯笼1受力分析可知
解得
由数学知识可知MA的延长线不能平分1灯与绳AB之间的夹角，且有
故A错误，D正确。
故选D。
7. 质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（ ）
A. m， B. m，m
C. m，m D. m，m
【答案】A
【解析】
【详解】小球、与弹簧组成系统动量守恒，弹簧被压缩至最短时，小球、达到共速，设共速时的速度为，小球的初速度为，则由动量守恒定律有
碰撞过程中机械能守恒，有
解得
由弹簧的压缩量x与弹性势能的关系
可得
设小球a、b在这段时间内的位移大小分别为、，任取极短的时间，两小球在任意时刻动量均守恒，任意时刻的速度分别设为、则有
即有
固有
而两小球的对地位移之间的关系为
联立解得
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器。已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损失的电压为400V
B. 输电线上损失的功率为32kW
C. 用户得到的电压为220V
D. 深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．升压变压器的输入电流为
升压变压器的输出电流为
输电线上损失的电压为
故A错误；
B．输电线上损失的功率为
故B正确；
C．升压变压器的输出电压为
降压变压器的输入电压为
用户得到的电压为
故C正确；
D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度，系统处于静止状态。现在对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A. 若，当时，木板相对斜劈向右运动
B. 若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C. 若，当时，小球对斜劈的压力为0
D. 若，当时，细绳与水平方向的夹角α满足：
【答案】BC
【解析】
【详解】A．若，当时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有
可得
对斜劈和球构成的系统，若斜劈与板之间的摩擦力达到最大静摩擦力，有
得
可知此时木板相对于斜劈静止，故A错误；
B．若，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为
当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有
得
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，故B正确；
C．若，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为
此时对板、球和斜劈构成的系统，有
当时，板、球和斜劈相对静止，有
又由B选项可知此时球刚好要离开斜劈，故C正确；
D．若，则由C选项可知此时恰好达到三者保持相对静止的临界状态，因此加速度大小为8m/s2，则对小球而言
解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A. 流过导体棒2的电流大小为
B. 导体棒1绕O点做匀速圆周运动角速度为
C. 导体棒1受到的安培力大小为
D. 导体棒1受到的拉力的功率为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．导体棒2在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零，则由力的平衡可得
可得回路中的电流为
故A错误；
B．导体棒1在匀速转动的过程中切割磁感线，产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律有
联立可得
故B正确；
C．导体棒1受到的安培力大小为
故C正确；
D．由于导体棒1做匀速圆周运动，速率不变，即动能不变，则由能量守恒可知拉力所做的功完全转化成了导体棒２所产生的热量，因此可得拉力的功率为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题：本大题2小题，共15分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置来验证机械能守恒定律。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图（b）所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为0.10kg，取。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此可见，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是______（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图（c）所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了以下4条纸带A、B、C、D，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为______（取）。
A．6.07cm，6.12cm，6.08cm B.4.12cm，4.51cm，5.30cm
C.4.98cm，5.37cm，5.76cm D.6.10cm，6.58cm，7.06cm
【答案】 ①. 0.182J ②. 0.171J ③. 系统 ④. ＞ ⑤. 先释放重物，后接通打点计时器 ⑥. ＝ ⑦. C
【解析】
【详解】（1）[1]在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量
ΔEp＝mghOB＝0.10×9.80×0.186J≈0.1823J＝0.182J
[2]在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则打B点时重物的速度
则动能的增加量
（2）[3]该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于不可避免的本实验的系统误差；
[4] 由于有各种不可避免的阻力作用，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是
ΔEp＞ΔEk
（3）[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源；
[6]根据题意，物体初速度不为零，由机械能守恒知
约去质量，可得
结合图像，可得斜率
k＝g
（4）[7]纸带中打出的点符合相临相等的条件，则可知相临两位移间应保证位移之差等于
Δx＝gt2＝9.80×（0.02）2m≈3.9mm
A中的位移之差分别为5mm、-4mm，A错误；
B中的位移之差分别为3.9mm、7.9mm，B错误；
C中的位移之差分别为3.9mm、3.9mm，C正确；
D中的位移之差分别为4.8mm、4.8mm，D错误。
故选C。
12. 实验室有一个灵敏电流计G，内阻Rg=500Ω，表头的满偏电流Ig=0.5mA，现因实验需要进行如下改装。
（1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻R= ___________Ω；
（2）按照上图改成多用电表，已知电动势E1=E2=1.5V，内阻均为r=5Ω ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”，将选择开关置于a测量某电阻R'时，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则所测电阻阻值为R'=___________Ω；
（3）多用电表使用时间久了，电池的电动势会变小为，内阻变大为r'=20Ω，某次开关接d时测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为 ___________Ω；
【答案】 ①. 5500 ②. 50 ③. 180
【解析】
【详解】（1）[1]要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻为
（2）[2]由图可以看出，当选择开关S接a、b、c、d时分别表示测电阻、测电流、测电流、测电阻，且电流计并联电阻越小，改装电流表量程越大，故b、c挡位分别为“20mA”和“5mA”；且电流表量程越大，欧姆表内阻越小，则倍率越小，即a、d倍率分别为“×1”和“×10”。 所以将选择开关置于a测量某电阻R'时，电流表量程为“20mA”，若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA，则此时干路电流为，所以电路总电阻为
又因为欧姆表内阻为
则所测电阻阻值为
（3）[3]因为当电动势和内阻都发生变化，测量电阻时电路中电流I是不变的，根据闭合电路欧姆定律知
其中
所以
解得
同理电池的电动势内阻变化后，满足
解得
四、计算题：本题共3个小题，共41分，请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。
13. 某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。
（1）最多可分装多少个氧气袋；
（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，初状态氧气压强，设充满n个氧气袋后，氧气瓶内的氧气压强也为时，无法再给氧气袋充气，分装过程是等温变化，根据玻意耳定律得
代入V0=40L，V1=5L，解得
（2）根据玻意耳定律，分装一次有
分装二次
分装三次
……
依次类推，第n次分装后
可得
代入数据解得
14. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。
【答案】（1）1V；（2）1m/s；（3）0.024C；（4）
【解析】
【详解】（1）当感应电动势大小等于电池电动势大小时，金属棒匀速运动，电池电动势
E=
（2）根据动量守恒
得碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小
（3）根据
得两棒结合体首次回到OP时的速度
对结合体由动量定理可得
又
联立解得
解得接触过程流过的电荷量为
（4）对金属棒丙，其产生瞬间速度由动量定理可得
解得
金属棒丙到达绝缘段前，由能量守恒
分配至金属棒丙
金属棒丙滑过绝缘段之后，最终静止，由能量关系得
分配至金属棒丙
则总的热量为
15. 如图甲所示，三维坐标系中存在平行z轴方向周期性变化的磁场和沿y轴正方向竖直向下的匀强电场E。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，，规定z轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为、电荷量为C的带负电液滴，从O点在xoy平面内以速度，方向与x轴正向成45°角斜向下入射，已知重力加速度为。
（1）求液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间；
（2）在时刻撤去电场E和，同时在整个空间区域加上竖直向上（与y轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度T，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
【答案】（1）；（2）坐标为（，，）
【解析】
【详解】（1）液滴进入xoy平面的右侧，由于
所以液滴在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，当磁感应强度大小为2B0时，有
解得
由周期公式有
同理 磁感应强度为B0时，有
解得
由周期公式有
则液滴第一次从O点经过x轴到第四次经过x轴的运动轨迹如图
由图可知液滴第一次从O点经过x轴到第4次经过x轴所需时间
（2）在时刻液滴的位置如图所示
液滴在xoy平面内与-x方向夹角为45°，此后液滴将螺旋式上升，在y方向上，液滴以
沿y轴正向做竖直上抛，上升到最高点的时间为
上升的高度为
在x方向上，液滴以
在平行于xoz平面内（水平面）做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
由周期公式得
所以在因此上升到最高点时水平方向上完成了1.5个周期的圆周运动。分析可知时油滴x轴坐标与最高点时x轴坐标相同，有图可知x轴坐标为
在时由图可知油滴y轴坐标为
所以最高点时y轴坐标为
因为负电油滴在时z轴坐标为0，而此时洛伦兹力沿z轴正方向，所以在1.5个周期时z轴坐标为
因此液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标为（，，）
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