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河南省驻马店市西平县高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题（解析版）
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这是一份河南省驻马店市西平县高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题（解析版），共21页。
2023年西平县高级中学高二年级春学期期中考试
物 理
本试卷共4页，全卷满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。
1. 如图所示，下列图中从图示位置开始计时，面积为的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由图中可知，线圈转动时磁通量始终等于零，线圈不会产生感应电动势，AD错误；
B．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
B正确；
C．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
C错误。
故选B。
2. 如图所示，无限长直导线M、N均通有大小为I的恒定电流，其中M在纸面内水平放置，电流方向水平向右，N垂直于纸面放置，电流方向垂直纸面向里，两导线在纸面连线的中点A处产生的磁感应强度大小均为B。则A点的磁感应强度大小为( )
A. 0 B. B C. D. 2B
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则判断得知，通电导线M在A处产生的磁场方向垂直于纸面向上，N在A处产生的磁场的沿纸面方向向左，由于两个磁场的方向相互垂直，所以合磁场
故选C。
3. 如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（ ）
A. 甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B. 甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C. 丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D. 丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据右手定则可知，乙环在甲环中产生的磁场方向为垂直纸面向外，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势，故A错误，B正确；
CD．乙环在丙环中产生的磁场方向为垂直纸面向里，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为顺时针，有扩张的趋势，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示的交流电，在0-T内为正弦规律变化，则该交流电压的有效值为（ ）
A. 10V B. 5V C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】取一个周期进行分段，在前是正弦式电流，则电压的有效值等于，后是恒定电流，则有效值等于5V，所以根据有效值定义，可得
解得
故选C。
5. 一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在0～6s时间内，位移先增后减 B. 在0～6s时间内，动量一直增加
C. 在2～8s时间内，F的冲量不为0 D. 在2～8s时间内，F做的功为0
【答案】D
【解析】
【详解】AB．在0～6s时间内，由动量定理得
解得
所以在0～6s时间内，水平外力先是动力后是阻力，速度先增大后减小到零，动量先增大后减小，位移一直增大，故AB错误；
C．在2～8s时间内，F的冲量
故C错误；
D．在2～8s时间内，F的冲量为0，由动量定理知2s末与8s末物体的速度相等，又由动能定理可知在2～8s时间内，F做的功为0，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体棒电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为OC是匀速转动的，根据能量守恒定律可得
又因为
联立解得
故选C。
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为、，定值电阻R=27.5Ω，理想电流表的示数为0.5A，a、b两端接正弦交流电源。下列判断正确的是（ ）
A.
B. 理想电压表V的示数
C. 理想电流表的示数
D. 定值电阻R中电流变化的频率为100Hz
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据题意可知交流电的最大值为
则理想电压表示数等于交流电有效值，为
理想变压器两端功率相等，所以有
解得
由变压器的电流关系
可得
故A、B错误，C正确；
D．定值电阻R中电流变化频率为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的4044倍。两车开始都处于静止状态且A、B两辆小车靠在一起，小孩把A车以相对于地面为v的速度推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面为v的速度推出。往后小孩每次推出A车，A车相对于地面的速度都是v，方向向左，则小孩把A车至少推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车（ ）
A. 2021 B. 2022 C. 2023 D. 2024
【答案】C
【解析】
【详解】取小孩和B车运动方向为正方向，小孩第一次推出A车后，小孩和B车获得速度为v1，由动量守恒定律
①
小孩第二次推出A车后，小孩和B车获得速度为v2，由动量守恒定律
②
小孩第三次推出A车后，小孩和B车获得速度为v3，由动量守恒定律
③
以此规律可得小孩第n-1次推出A车后小孩和B车获得速度为vn-1，第n次推出A车后，小孩和B车获得速度为vn，第n次推出A车前后，由动量守恒定律
④
将推n次的等式相加，可得
当vn≥v时，再也接不到小车，即
解得
取正整数，则
故选C。
9. 两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近直到无法靠近为止，若规定两分子相距无穷远时分子势能为零，关于该运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，分子势能最大
B. 若，则两分子的动能随着r的减小而增大
C. 若，则分子势能随着r的减小而增加
D. 该过程中，分子间作用力先做负功后做正功
【答案】BC
【解析】
【详解】B．若，分子力表现为引力，则随分子距离的减小，分子力做正功，分子势能减小，分子的动能增大，选项B正确；
C．若，分子力表现为斥力，则随着r减小，分子力做负功，则分子势能增加，选项C正确；
A．由由以上分析可知，当时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项A错误；
D．该过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力，则分子间作用力先做正功后做负功，选项D错误。
故选BC。
10. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流表和电源串接成闭合电路，则（ ）
A. 当电容减小时，可知压力F向上 B. 当电容增大时，可知压力F向上
C. 若电流计有读数，则压力发生变化 D. 若电流计有读数，则压力不发生变化
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．当F向上压膜片电极时，膜片电极向上弯曲，使电容器两极之间距离减小，则电容会增大，A错误，B正确；
CD．当压力发生变化时，电容器的电容会发生变化，电容器会不断地充放电，所以电流计会有示数；当压力不变时，因电压恒定，电容器带电量不会发生变化，电流计没有示数，C正确，D错误。
故选BC。
11. 1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该束带电粒子带正电
B. 速度选择器的P1极板带正电
C. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据粒子圆周运动轨迹，结合左手定则可以判断粒子带正电，A正确；
B．在速度选择器中，粒子做匀速直线运动，合力为0，粒子带正电，则洛伦兹力向上，电场力必向下，即上板P1带正电，B正确；
C．带电粒子在复合场中做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡
则
C错误；
D．进入磁场中的粒子速度大小是一定的，根据
得
知在B2磁场中运动半径越大，比荷越小。D错误。
故选AB。
12. 如图所示，边长为、电阻为的正方形导线框沿轴正方向运动。在外力作用下以速度匀速穿过三个宽度均为的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，已知三个区域中磁场的磁感应强度大小均为，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域中的磁场方向分别为垂直纸面向里、向外和向里。若以磁感线垂直纸面向里时穿过线框的磁通量为正，产生的电流沿顺时针方向的电动势为正，外力向右为正，从线框刚进入磁场时开始计时，则下列反映线框中的磁通量、感应电动势、外力和线框的电功率随时间变化的图象正确的是（ ）。
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】在线框进入磁场区域Ⅰ的过程中，穿过线框的磁通量
所以在时间内，磁通量随时间均匀增加，由
可知在时间内电动势为定值，电流方向为逆时针，所以电动势为负值，因感应电流
故
在此段时间内也为定值，且方向向右，故为正，功率
同样为定值。
同理，在时间内，先逐渐减小到零再反向增大，电动势、电流为正值且均变成原来的两倍，外力、功率变为原来的四倍。
在时间内，从负的最大逐渐减小到零再变为正的最大，电动势为负值且是时间内电动势的两倍，外力和功率仍与时间内大小相同。
在时间内，磁通量逐渐减小，外力、功率与时间内大小相同，电动势与时间内大小相同但方向相反。
故选BC。
二、非选择题：共52分。
13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下
（1）用游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度______cm。
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径______mm。
（3）用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为______。
【答案】 ①. 5.035 ②. 4.700 ③. 140
【解析】
【详解】（1）[1]该游标卡尺精确度为0.05mm，游标卡尺主尺读数为50mm，游标尺的读数为
7×0.05mm=0.35mm
所以游标卡尺读数为
50mm+0.35mm=50.35mm=5.035cm
（2）[2]该螺旋测微器精确度为0.01mm，固定刻度读数为4.5mm。可动刻度读数为
20.0×0.01mm=0.200mm
螺旋测微器读数为
4.5mm+0.200mm=4.700mm
（3）[3]多用电表的电阻“×10”挡，由图可知该电阻的阻值约为
14. 为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。
①用天平测出两小球的质量（分别为和，且）；
②按图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球从斜糟顶端P处由静止释放，记下小球在竖直挡板上的撞击位置O；
③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球碰撞前后均能撞击固定竖直挡板；
④先不放小球，让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球撞击竖直挡板的位置；
⑤将小球放在斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，与发生碰撞，分别记下小球和撞击竖直挡板的位置；
⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为、、。
根据该实验小组的测量，回答下列问题：
（1）小球与发生碰撞后，撞击的是图中的_______点，撞击的是图中的_______点（填字时A、B、C）。
（2）只要满足关系式___________（用、、、、表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测得，则___________。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 6
【解析】
【详解】（1）[1][2]小球离开斜槽后做平抛运动，设斜槽末端到竖直挡板水平距离为d，小球打到竖直挡板的运动时间为
小球做平抛运动的初速度v越大，小球做平抛运动的时间t越小，小球在竖直方向的位移
越小，由图示可知，A是碰撞后被碰球的落点位置，B是碰撞前入射球的落点位置，C是碰撞后入射球的落点位置；
（2）[3][4]小球做平抛运动的时间为
小球做平抛运动的初速度为
碰撞前后入射球做平抛运动的初速度为
碰撞后被碰球的初速度为
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
整理得
若测得
可得碰撞后被碰小球下落时间、碰撞前入射小球下落的时间、碰撞后入射小球下落的时间之比为，则它们做平抛运动的初速度大小之比为，即
代入
解得
15. 带活塞的汽缸封闭了一定质量的理想气体，该理想气体经历了如图所示的AB、BC和CA过程。已知气体在状态B时，温度为480K。
（1）求气体在状态A时的温度；
（2）若C到A过程中，气体内能减小了28J，则该过程中气体与外界的热量交换。
【答案】（1）120K；（2）放出热量88J。
【解析】
【详解】（1）从A到B过程，根据理想气体状态方程
代入数据解得
TA=120K
（2）从C到A过程中，气体体积减小，外界对气体做功为
W=pA·△V=2×104×(6-3)×10-3J=60J
由热力学第一定律得
△U=W+Q
解得
Q=△U-W=-28J-60J=-88J
所以该过程中气体放出热量88J。
16. 如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好垂直于轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求：
（1）轴上点坐标；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
（3）粒子在匀强磁场运动的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，粒子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，垂直电场方向上有
沿电场方向，做匀加速直线运动，设加速度为，则有
恰好与轴成角从点射出电场，则有
联立解得
则轴上点坐标为。
（2）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系可知，粒子进入磁场时的速度为
由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的弧长为
则粒子的运动时间为
17. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度。将一根质量的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，已知ab、cd位置之间距离为，，，。求：
（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒加速度的大小a；
（2）金属棒运动到cd位置时的速度大小；
（3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒受到的安培力为
方向沿导轨向上，其中
，
对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律可知
解得
（2）当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，受力平衡，则
其中
，
解得
（3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，由能量守恒定律可知
解得
又
解得
18. 如图所示，一个质量为的滑块Q静止于水平平台最右端。现有一的子弹P以水平初速度击中滑块Q，并穿出。滑块恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑固定竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧轨道两端点且其连线水平。已知圆弧轨道半径，对应圆心角，光滑竖直圆弧轨道的最高点与平台之间的高度差，取重力加速度大小，，，子弹和滑块均视为质点，不计空气阻力，子弹穿出滑块时间很短。求：
（1）滑块平抛的初速度大小和运动到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小；
（2）子弹穿出滑块时的速度大小；
（3）若子弹穿过滑块用时为，求子弹穿出滑块过程中受到的平均阻力。
【答案】（1）3m/s；64.5 N；（2）320m/s；（3）4500N
【解析】
【详解】（1）物块平抛运动时，竖直方向所有
解得
则
设滑块平抛的初速度大小为，由于滑块无碰撞进入圆弧轨道，即落到A点时速度方向沿A点切线方向，则有
解得
滑块无碰撞进入圆弧轨道A点时速度大小
设滑块运动到最低点的速度大小为，对滑块由A点到C点的过程，由机械能守恒定律得
最低点C，根据牛顿第二定律，有
解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为64.5 N。
（2）对滑块由动量定理得
对子弹由动量定理得
又
解得
（3）对子弹由动量定理得
代入数据解得
2023年西平县高级中学高二年级春学期期中考试
物 理
本试卷共4页，全卷满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。
1. 如图所示，下列图中从图示位置开始计时，面积为的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由图中可知，线圈转动时磁通量始终等于零，线圈不会产生感应电动势，AD错误；
B．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
B正确；
C．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
C错误。
故选B。
2. 如图所示，无限长直导线M、N均通有大小为I的恒定电流，其中M在纸面内水平放置，电流方向水平向右，N垂直于纸面放置，电流方向垂直纸面向里，两导线在纸面连线的中点A处产生的磁感应强度大小均为B。则A点的磁感应强度大小为( )
A. 0 B. B C. D. 2B
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则判断得知，通电导线M在A处产生的磁场方向垂直于纸面向上，N在A处产生的磁场的沿纸面方向向左，由于两个磁场的方向相互垂直，所以合磁场
故选C。
3. 如图1所示，绝缘水平面上导体环甲、乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（ ）
A. 甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B. 甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C. 丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D. 丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据右手定则可知，乙环在甲环中产生的磁场方向为垂直纸面向外，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势，故A错误，B正确；
CD．乙环在丙环中产生的磁场方向为垂直纸面向里，且磁感应强度不断减弱，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为顺时针，有扩张的趋势，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示的交流电，在0-T内为正弦规律变化，则该交流电压的有效值为（ ）
A. 10V B. 5V C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】取一个周期进行分段，在前是正弦式电流，则电压的有效值等于，后是恒定电流，则有效值等于5V，所以根据有效值定义，可得
解得
故选C。
5. 一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在0～6s时间内，位移先增后减 B. 在0～6s时间内，动量一直增加
C. 在2～8s时间内，F的冲量不为0 D. 在2～8s时间内，F做的功为0
【答案】D
【解析】
【详解】AB．在0～6s时间内，由动量定理得
解得
所以在0～6s时间内，水平外力先是动力后是阻力，速度先增大后减小到零，动量先增大后减小，位移一直增大，故AB错误；
C．在2～8s时间内，F的冲量
故C错误；
D．在2～8s时间内，F的冲量为0，由动量定理知2s末与8s末物体的速度相等，又由动能定理可知在2～8s时间内，F做的功为0，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体棒电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为OC是匀速转动的，根据能量守恒定律可得
又因为
联立解得
故选C。
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为、，定值电阻R=27.5Ω，理想电流表的示数为0.5A，a、b两端接正弦交流电源。下列判断正确的是（ ）
A.
B. 理想电压表V的示数
C. 理想电流表的示数
D. 定值电阻R中电流变化的频率为100Hz
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据题意可知交流电的最大值为
则理想电压表示数等于交流电有效值，为
理想变压器两端功率相等，所以有
解得
由变压器的电流关系
可得
故A、B错误，C正确；
D．定值电阻R中电流变化频率为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的4044倍。两车开始都处于静止状态且A、B两辆小车靠在一起，小孩把A车以相对于地面为v的速度推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面为v的速度推出。往后小孩每次推出A车，A车相对于地面的速度都是v，方向向左，则小孩把A车至少推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车（ ）
A. 2021 B. 2022 C. 2023 D. 2024
【答案】C
【解析】
【详解】取小孩和B车运动方向为正方向，小孩第一次推出A车后，小孩和B车获得速度为v1，由动量守恒定律
①
小孩第二次推出A车后，小孩和B车获得速度为v2，由动量守恒定律
②
小孩第三次推出A车后，小孩和B车获得速度为v3，由动量守恒定律
③
以此规律可得小孩第n-1次推出A车后小孩和B车获得速度为vn-1，第n次推出A车后，小孩和B车获得速度为vn，第n次推出A车前后，由动量守恒定律
④
将推n次的等式相加，可得
当vn≥v时，再也接不到小车，即
解得
取正整数，则
故选C。
9. 两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近直到无法靠近为止，若规定两分子相距无穷远时分子势能为零，关于该运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，分子势能最大
B. 若，则两分子的动能随着r的减小而增大
C. 若，则分子势能随着r的减小而增加
D. 该过程中，分子间作用力先做负功后做正功
【答案】BC
【解析】
【详解】B．若，分子力表现为引力，则随分子距离的减小，分子力做正功，分子势能减小，分子的动能增大，选项B正确；
C．若，分子力表现为斥力，则随着r减小，分子力做负功，则分子势能增加，选项C正确；
A．由由以上分析可知，当时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项A错误；
D．该过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力，则分子间作用力先做正功后做负功，选项D错误。
故选BC。
10. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流表和电源串接成闭合电路，则（ ）
A. 当电容减小时，可知压力F向上 B. 当电容增大时，可知压力F向上
C. 若电流计有读数，则压力发生变化 D. 若电流计有读数，则压力不发生变化
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．当F向上压膜片电极时，膜片电极向上弯曲，使电容器两极之间距离减小，则电容会增大，A错误，B正确；
CD．当压力发生变化时，电容器的电容会发生变化，电容器会不断地充放电，所以电流计会有示数；当压力不变时，因电压恒定，电容器带电量不会发生变化，电流计没有示数，C正确，D错误。
故选BC。
11. 1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该束带电粒子带正电
B. 速度选择器的P1极板带正电
C. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据粒子圆周运动轨迹，结合左手定则可以判断粒子带正电，A正确；
B．在速度选择器中，粒子做匀速直线运动，合力为0，粒子带正电，则洛伦兹力向上，电场力必向下，即上板P1带正电，B正确；
C．带电粒子在复合场中做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡
则
C错误；
D．进入磁场中的粒子速度大小是一定的，根据
得
知在B2磁场中运动半径越大，比荷越小。D错误。
故选AB。
12. 如图所示，边长为、电阻为的正方形导线框沿轴正方向运动。在外力作用下以速度匀速穿过三个宽度均为的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，已知三个区域中磁场的磁感应强度大小均为，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域中的磁场方向分别为垂直纸面向里、向外和向里。若以磁感线垂直纸面向里时穿过线框的磁通量为正，产生的电流沿顺时针方向的电动势为正，外力向右为正，从线框刚进入磁场时开始计时，则下列反映线框中的磁通量、感应电动势、外力和线框的电功率随时间变化的图象正确的是（ ）。
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】在线框进入磁场区域Ⅰ的过程中，穿过线框的磁通量
所以在时间内，磁通量随时间均匀增加，由
可知在时间内电动势为定值，电流方向为逆时针，所以电动势为负值，因感应电流
故
在此段时间内也为定值，且方向向右，故为正，功率
同样为定值。
同理，在时间内，先逐渐减小到零再反向增大，电动势、电流为正值且均变成原来的两倍，外力、功率变为原来的四倍。
在时间内，从负的最大逐渐减小到零再变为正的最大，电动势为负值且是时间内电动势的两倍，外力和功率仍与时间内大小相同。
在时间内，磁通量逐渐减小，外力、功率与时间内大小相同，电动势与时间内大小相同但方向相反。
故选BC。
二、非选择题：共52分。
13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下
（1）用游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度______cm。
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径______mm。
（3）用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为______。
【答案】 ①. 5.035 ②. 4.700 ③. 140
【解析】
【详解】（1）[1]该游标卡尺精确度为0.05mm，游标卡尺主尺读数为50mm，游标尺的读数为
7×0.05mm=0.35mm
所以游标卡尺读数为
50mm+0.35mm=50.35mm=5.035cm
（2）[2]该螺旋测微器精确度为0.01mm，固定刻度读数为4.5mm。可动刻度读数为
20.0×0.01mm=0.200mm
螺旋测微器读数为
4.5mm+0.200mm=4.700mm
（3）[3]多用电表的电阻“×10”挡，由图可知该电阻的阻值约为
14. 为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。
①用天平测出两小球的质量（分别为和，且）；
②按图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球从斜糟顶端P处由静止释放，记下小球在竖直挡板上的撞击位置O；
③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球碰撞前后均能撞击固定竖直挡板；
④先不放小球，让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球撞击竖直挡板的位置；
⑤将小球放在斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，与发生碰撞，分别记下小球和撞击竖直挡板的位置；
⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为、、。
根据该实验小组的测量，回答下列问题：
（1）小球与发生碰撞后，撞击的是图中的_______点，撞击的是图中的_______点（填字时A、B、C）。
（2）只要满足关系式___________（用、、、、表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测得，则___________。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 6
【解析】
【详解】（1）[1][2]小球离开斜槽后做平抛运动，设斜槽末端到竖直挡板水平距离为d，小球打到竖直挡板的运动时间为
小球做平抛运动的初速度v越大，小球做平抛运动的时间t越小，小球在竖直方向的位移
越小，由图示可知，A是碰撞后被碰球的落点位置，B是碰撞前入射球的落点位置，C是碰撞后入射球的落点位置；
（2）[3][4]小球做平抛运动的时间为
小球做平抛运动的初速度为
碰撞前后入射球做平抛运动的初速度为
碰撞后被碰球的初速度为
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
整理得
若测得
可得碰撞后被碰小球下落时间、碰撞前入射小球下落的时间、碰撞后入射小球下落的时间之比为，则它们做平抛运动的初速度大小之比为，即
代入
解得
15. 带活塞的汽缸封闭了一定质量的理想气体，该理想气体经历了如图所示的AB、BC和CA过程。已知气体在状态B时，温度为480K。
（1）求气体在状态A时的温度；
（2）若C到A过程中，气体内能减小了28J，则该过程中气体与外界的热量交换。
【答案】（1）120K；（2）放出热量88J。
【解析】
【详解】（1）从A到B过程，根据理想气体状态方程
代入数据解得
TA=120K
（2）从C到A过程中，气体体积减小，外界对气体做功为
W=pA·△V=2×104×(6-3)×10-3J=60J
由热力学第一定律得
△U=W+Q
解得
Q=△U-W=-28J-60J=-88J
所以该过程中气体放出热量88J。
16. 如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好垂直于轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求：
（1）轴上点坐标；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
（3）粒子在匀强磁场运动的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，粒子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，垂直电场方向上有
沿电场方向，做匀加速直线运动，设加速度为，则有
恰好与轴成角从点射出电场，则有
联立解得
则轴上点坐标为。
（2）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系可知，粒子进入磁场时的速度为
由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的弧长为
则粒子的运动时间为
17. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度。将一根质量的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，已知ab、cd位置之间距离为，，，。求：
（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒加速度的大小a；
（2）金属棒运动到cd位置时的速度大小；
（3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒受到的安培力为
方向沿导轨向上，其中
，
对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律可知
解得
（2）当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，受力平衡，则
其中
，
解得
（3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，由能量守恒定律可知
解得
又
解得
18. 如图所示，一个质量为的滑块Q静止于水平平台最右端。现有一的子弹P以水平初速度击中滑块Q，并穿出。滑块恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑固定竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧轨道两端点且其连线水平。已知圆弧轨道半径，对应圆心角，光滑竖直圆弧轨道的最高点与平台之间的高度差，取重力加速度大小，，，子弹和滑块均视为质点，不计空气阻力，子弹穿出滑块时间很短。求：
（1）滑块平抛的初速度大小和运动到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小；
（2）子弹穿出滑块时的速度大小；
（3）若子弹穿过滑块用时为，求子弹穿出滑块过程中受到的平均阻力。
【答案】（1）3m/s；64.5 N；（2）320m/s；（3）4500N
【解析】
【详解】（1）物块平抛运动时，竖直方向所有
解得
则
设滑块平抛的初速度大小为，由于滑块无碰撞进入圆弧轨道，即落到A点时速度方向沿A点切线方向，则有
解得
滑块无碰撞进入圆弧轨道A点时速度大小
设滑块运动到最低点的速度大小为，对滑块由A点到C点的过程，由机械能守恒定律得
最低点C，根据牛顿第二定律，有
解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为64.5 N。
（2）对滑块由动量定理得
对子弹由动量定理得
又
解得
（3）对子弹由动量定理得
代入数据解得
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