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2022-2023学年江苏省常州市省常中高三3月11的物理试题测试卷
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这是一份2022-2023学年江苏省常州市省常中高三3月11的物理试题测试卷，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省常州市省常中高三3月11的物理试题测试卷
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6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、某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度为。若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。当星球半径膨胀为时，点的重力加速度为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（ ）
A． B．1 C． D．
2、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P1则当升压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为（ ）
A．
B．
C．
D．
3、如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波-红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波-红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（ ）
A．该实验中应用了波的干涉规律
B．该实验中应用了波的反射规律
C．该实验中应用了波的直线传播规律
D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波
4、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（ ）
A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能
B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
C．中轨道卫星的运行周期约为20h
D．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为
5、某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（ ）
A．该天体半径为
B．该天体表面重力加速度为
C．绕该天体表面附近飞行的卫星周期为
D．若考虑天体自转，则维持该天体稳定的最小自转周期为
6、光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A，斜面质量为M，底边长为 L，如图所示。将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为
C．滑块到达斜面底端时的动能为
D．此过程中斜面向左滑动的距离为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是（ ）
A．该波的传播速率为4m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5s，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D．该波在传播过程中若遇到4m的障碍物，能发生明显衍射现象
8、两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，其中a波振幅为2cm，沿x轴正方向传播；b波振幅为4cm，沿x轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为v=2m/s。则下列说法正确的是（ ）
A．两列波的质点的起振方向均沿y轴负方向
B．横波a的周期为2s
C．t=1.5s时，质点Q离开平衡位置的位移为2cm
D．两列波从相遇到分离所用的时间为2s
9、下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象证明了光波是横波
B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短
C．白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
10、对于实际的气体，下列说法正确的是______。
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体体积变化时，其内能可能不变
E. 气体的内能包括气体分子热运动的动能
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分） (1)在“测定金属丝的电阻率”实验中，先用螺旋测微器测出金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝的直径d=__________mm。
(2)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：
A．干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆
B．直流电压表V1、V2，量程均为0~3V，内阻约为3kΩ
C．电流表，量程0.6A，内阻小于1Ω
D．定值电阻R3，阻值为5Ω
E.滑动变阻器R，最大阻值50Ω
F.导线和开关若干
①如图乙所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验，测得多组U2、Ⅰ数据，并画出U2-Ⅰ图像，求出电动势和内电阻。电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是__________，这种误差属于__________（填“系统误差”或“偶然误差”）。
②实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1一U2图像如图丙所示，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=__________，内阻r=_________（用k、a、R0表示）。
12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，图中A、B为两个光电门。
（1）该同学首先利用20分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d＝________cm；
（2）让小球从光电门A上方某一高度处自由下落，计时装置测出小球通过光电门A、B的挡光时间tA、tB，已知当地的重力加速度为g，用刻度尺测量出光电门A、B间的距离h，则只需比较________与________是否相等就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒；（用题目中涉及的物理量符号来表示）
（3）该同学的实验操作均正确，经过多次测量发现，（2）中需要验证的两个数值总是存在一定的误差，产生这种误差的主要原因是__________________。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．绝缘长薄板MN置于磁场的右边界，粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短)，反弹前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反．磁场左边界上O处有一个粒子源，向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为＋q、速度为v的粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，粒子电荷量保持不变。
(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，求粒子速度v满足的条件；
(2)若v＝，一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来，求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t；
(3)若v＝，求粒子从左边界离开磁场区域的长度s。
14．（16分）在水面上P点正下方有两个点光源a、b，a、b分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为n1和n2。结果发现在水面上只形成了一个半径为R的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。求：
(i)a、b点的高度差是多少?
(ii)若点光源a到P的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?
15．（12分）在车辆碰撞实验中，质量为4m的大车与质量为m的小车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v和2v，碰撞后小车沿反方向运动，大车运动的方向不变，并且大车经过时间t停止运动。已知碰撞过程的时间很短，碰撞后两车都处于制动状态，两车与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。求：
(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。
(2)碰撞过程中小车受到的冲量大小。
参考答案
一、单项选择题：本题共6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、D
【解析】
设点放置质量为的物体，则有
解得
①
如图所示，星球膨胀后质量不变，有
点以下球体质量为
解得
结合①式得
则
所以D正确，ABC错误。
故选D。
2、B
【解析】
原、副线圈的匝数比为k，根据变压器的规律可得
据能量守恒可得
当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为
故选B。
3、C
【解析】
ABC．物体A向B盒同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒收到红外线脉冲时开始计时，收到超声波脉冲时停止计时，根据超声波在空气中的传播速度v（红外线传播时间极短，可忽略），可计算出A和B之间的距离，故该实验利用了超声波频率高，易于定向传播，即直线传播原理，AB错误C正确；
D．超声波是一种机械波，而电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故红外线脉冲不是无线电波，D错误。
故选C。
4、B
【解析】
A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有
可得
由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；
B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；
C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：
可得：
中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：
中轨道卫星的运行周期为：
故C错误；
D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：
可得：
中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：
故D错误。
故选B。
5、C
【解析】
A.设该天体的质量为M，半径为R，则：
根据万有引力提供向心力可得：
联立可得该天体半径为:
选项A错误；
B.根据第一宇宙速度的公式有：
解得：
选项B错误；
C. 绕该天体表面附近飞行的卫星周期：
选项C正确；
D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的自转周期最小时，天体表面的物体受到的万有引力恰好提供向心力，有：
解得：
选项D错误。
故选C。
6、D
【解析】
A．当滑块B相对于斜面加速下滑时，斜面A水平向左加速运动，所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力不等于，故A错误；
B．滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为
故B错误；
C．B下降的高度为，其重力势能的减小量等于，减小的重力势能转化为A、B的动能之和，则滑块B的动能要小于，故C错误；
D．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设A、B两者水平位移大小分别为、，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得
即有
又
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A．由甲图读出该波的波长为λ＝4 m，由乙图读出周期为T＝1 s，则波速为
v＝＝4 m/s
故A正确；
B．在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为4 m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选AD。
8、BD
【解析】
A．根据平移法，且同一列波各点起振方向均相同，可知a波起振方向向上，b波起振方向向上，故A错误；
B． 横波a的波长为4m，则周期
故B正确；
C． 横波b的波长为4m，则周期也为2s，t=1.5s时经过 ，则质点Q离开平衡位置的位移为-4cm，故C错误；
D． 两列波从相遇到分离所用的时间为
故D正确。
故选BD。
9、ACE
【解析】
A． 光的偏振现象证明了光波是横波，故A正确；
B． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故B错误；
C． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。在光的色散中，对于同一种介质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。由于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故C正确；
D． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故D错误；
E． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。故E正确。
故选：ACE。
10、BDE
【解析】
ABCE．气体的内能包括，气体所有分子势能和分子动能之和；其中分子势能是由分子间的相对位置和相互作用决定的能量，与重力势能无关；分子动能是分子运动的动能，与气体的整体运动的动能无关，故BE正确，AC错误；
D．由于是非理想气体，气体的体积发生变化，若温度相应变化时，气体的内能可能不变，故D正确；
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、2.600 电压表的分流 系统误差
【解析】
(1)[1]．金属丝的直径d=2.5mm+0.01mm×10.0=2.600mm；
(2)①[2][3]．流过电流表的电流不是流过干路的电流，产生误差的原因是电压表的分流造成的，这种误差是由于电路结构造成的，属于系统误差；
②[4][5]．由闭合电路欧姆定律可知
变形得
则有：当U1=0时，U2=a
则有
解得
12、0.885 gh 小球下落过程中受到空气阻力的影响
【解析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为
(2)[2][3]小球从A到B，重力势能减少了mgh，动能增加了
因此，要验证机械能是否守恒，只需比较gh与是否相等即可
(3)[4]小球下落过程中，受到空气阻力的作用，造成机械能损失，所以总是存在一定的误差。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）；（3）4
【解析】
(1)设粒子在磁场中运动的轨道半径为r1，则有
qvB＝m
如图(1)所示，
要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，应满足
2r1＜L
解得
v＜
(2)粒子在磁场中圆周运动的周期
T＝
设运动的轨道半径为r2，则
qvB＝m
解得
r2＝L
在磁场中运动时间最短的粒子通过的圆弧对应的弦长最短，粒子运动轨迹如图(2)所示，
由几何关系可知最小时间
t＝2×
解得
t＝
(3) 设粒子的磁场中运动的轨道半径为r3，则有
qvB＝m
解得
r3＝2L
粒子在磁场中运动从左边界离开磁场，离O点最远的粒子运动轨迹如图(3)所示
则从左边界离开磁场区域的长度
s＝4r3sin 60°
解得
s＝4L
14、 (1)；(2)边缘为红色，面积增加
【解析】
a、b光发生全反射，根据临界角表达式，结合几何关系求解a、b点的高度差；根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，由此解得增加的面积.
【详解】
（1）根据圆圈都是蓝色可知，a、b光发生全反射时射出水的最大半径均为R，由光的色散可知n1小于n2，设a、b光的临界角为C1和C2，则有：；
由数学知识可知a、b到P的距离分别为 ，
则ab的高度差h=h2-h1，解得
（2）根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，水面上发光半径变为2R，面积增加
【点睛】
解答几何光学问题,关键是画出规范的光路图,结合光的折射定律和全反射的公式,结合几何关系求解.
15、 (1)，；(2)
【解析】
(1)设碰撞后瞬间大车的速度大小为v1，对于大车，根据动量定理有
解得
设碰撞后大车滑行的最大距离为s，根据动能定理有
解得
(2)设碰撞后瞬间小车的速度大小为v2，取大车碰撞前的运动方向为正方向，根据动量守恒定律有
设碰撞过程中大车对小车的冲量大小为I，根据动量定理有
解得
2022-2023学年江苏省常州市省常中高三3月11的物理试题测试卷
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6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、某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度为。若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。当星球半径膨胀为时，点的重力加速度为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（ ）
A． B．1 C． D．
2、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P1则当升压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为（ ）
A．
B．
C．
D．
3、如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波-红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波-红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（ ）
A．该实验中应用了波的干涉规律
B．该实验中应用了波的反射规律
C．该实验中应用了波的直线传播规律
D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波
4、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（ ）
A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能
B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
C．中轨道卫星的运行周期约为20h
D．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为
5、某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（ ）
A．该天体半径为
B．该天体表面重力加速度为
C．绕该天体表面附近飞行的卫星周期为
D．若考虑天体自转，则维持该天体稳定的最小自转周期为
6、光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A，斜面质量为M，底边长为 L，如图所示。将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为
C．滑块到达斜面底端时的动能为
D．此过程中斜面向左滑动的距离为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是（ ）
A．该波的传播速率为4m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5s，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D．该波在传播过程中若遇到4m的障碍物，能发生明显衍射现象
8、两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，其中a波振幅为2cm，沿x轴正方向传播；b波振幅为4cm，沿x轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为v=2m/s。则下列说法正确的是（ ）
A．两列波的质点的起振方向均沿y轴负方向
B．横波a的周期为2s
C．t=1.5s时，质点Q离开平衡位置的位移为2cm
D．两列波从相遇到分离所用的时间为2s
9、下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象证明了光波是横波
B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短
C．白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
10、对于实际的气体，下列说法正确的是______。
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体体积变化时，其内能可能不变
E. 气体的内能包括气体分子热运动的动能
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分） (1)在“测定金属丝的电阻率”实验中，先用螺旋测微器测出金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝的直径d=__________mm。
(2)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：
A．干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆
B．直流电压表V1、V2，量程均为0~3V，内阻约为3kΩ
C．电流表，量程0.6A，内阻小于1Ω
D．定值电阻R3，阻值为5Ω
E.滑动变阻器R，最大阻值50Ω
F.导线和开关若干
①如图乙所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验，测得多组U2、Ⅰ数据，并画出U2-Ⅰ图像，求出电动势和内电阻。电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是__________，这种误差属于__________（填“系统误差”或“偶然误差”）。
②实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1一U2图像如图丙所示，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=__________，内阻r=_________（用k、a、R0表示）。
12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，图中A、B为两个光电门。
（1）该同学首先利用20分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d＝________cm；
（2）让小球从光电门A上方某一高度处自由下落，计时装置测出小球通过光电门A、B的挡光时间tA、tB，已知当地的重力加速度为g，用刻度尺测量出光电门A、B间的距离h，则只需比较________与________是否相等就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒；（用题目中涉及的物理量符号来表示）
（3）该同学的实验操作均正确，经过多次测量发现，（2）中需要验证的两个数值总是存在一定的误差，产生这种误差的主要原因是__________________。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．绝缘长薄板MN置于磁场的右边界，粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短)，反弹前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反．磁场左边界上O处有一个粒子源，向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为＋q、速度为v的粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，粒子电荷量保持不变。
(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，求粒子速度v满足的条件；
(2)若v＝，一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来，求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t；
(3)若v＝，求粒子从左边界离开磁场区域的长度s。
14．（16分）在水面上P点正下方有两个点光源a、b，a、b分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为n1和n2。结果发现在水面上只形成了一个半径为R的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。求：
(i)a、b点的高度差是多少?
(ii)若点光源a到P的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?
15．（12分）在车辆碰撞实验中，质量为4m的大车与质量为m的小车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v和2v，碰撞后小车沿反方向运动，大车运动的方向不变，并且大车经过时间t停止运动。已知碰撞过程的时间很短，碰撞后两车都处于制动状态，两车与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。求：
(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。
(2)碰撞过程中小车受到的冲量大小。
参考答案
一、单项选择题：本题共6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、D
【解析】
设点放置质量为的物体，则有
解得
①
如图所示，星球膨胀后质量不变，有
点以下球体质量为
解得
结合①式得
则
所以D正确，ABC错误。
故选D。
2、B
【解析】
原、副线圈的匝数比为k，根据变压器的规律可得
据能量守恒可得
当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为
故选B。
3、C
【解析】
ABC．物体A向B盒同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒收到红外线脉冲时开始计时，收到超声波脉冲时停止计时，根据超声波在空气中的传播速度v（红外线传播时间极短，可忽略），可计算出A和B之间的距离，故该实验利用了超声波频率高，易于定向传播，即直线传播原理，AB错误C正确；
D．超声波是一种机械波，而电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故红外线脉冲不是无线电波，D错误。
故选C。
4、B
【解析】
A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有
可得
由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；
B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；
C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：
可得：
中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：
中轨道卫星的运行周期为：
故C错误；
D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：
可得：
中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：
故D错误。
故选B。
5、C
【解析】
A.设该天体的质量为M，半径为R，则：
根据万有引力提供向心力可得：
联立可得该天体半径为:
选项A错误；
B.根据第一宇宙速度的公式有：
解得：
选项B错误；
C. 绕该天体表面附近飞行的卫星周期：
选项C正确；
D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的自转周期最小时，天体表面的物体受到的万有引力恰好提供向心力，有：
解得：
选项D错误。
故选C。
6、D
【解析】
A．当滑块B相对于斜面加速下滑时，斜面A水平向左加速运动，所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力不等于，故A错误；
B．滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为
故B错误；
C．B下降的高度为，其重力势能的减小量等于，减小的重力势能转化为A、B的动能之和，则滑块B的动能要小于，故C错误；
D．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设A、B两者水平位移大小分别为、，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得
即有
又
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A．由甲图读出该波的波长为λ＝4 m，由乙图读出周期为T＝1 s，则波速为
v＝＝4 m/s
故A正确；
B．在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为4 m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选AD。
8、BD
【解析】
A．根据平移法，且同一列波各点起振方向均相同，可知a波起振方向向上，b波起振方向向上，故A错误；
B． 横波a的波长为4m，则周期
故B正确；
C． 横波b的波长为4m，则周期也为2s，t=1.5s时经过 ，则质点Q离开平衡位置的位移为-4cm，故C错误；
D． 两列波从相遇到分离所用的时间为
故D正确。
故选BD。
9、ACE
【解析】
A． 光的偏振现象证明了光波是横波，故A正确；
B． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故B错误；
C． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。在光的色散中，对于同一种介质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。由于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故C正确；
D． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故D错误；
E． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。故E正确。
故选：ACE。
10、BDE
【解析】
ABCE．气体的内能包括，气体所有分子势能和分子动能之和；其中分子势能是由分子间的相对位置和相互作用决定的能量，与重力势能无关；分子动能是分子运动的动能，与气体的整体运动的动能无关，故BE正确，AC错误；
D．由于是非理想气体，气体的体积发生变化，若温度相应变化时，气体的内能可能不变，故D正确；
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、2.600 电压表的分流 系统误差
【解析】
(1)[1]．金属丝的直径d=2.5mm+0.01mm×10.0=2.600mm；
(2)①[2][3]．流过电流表的电流不是流过干路的电流，产生误差的原因是电压表的分流造成的，这种误差是由于电路结构造成的，属于系统误差；
②[4][5]．由闭合电路欧姆定律可知
变形得
则有：当U1=0时，U2=a
则有
解得
12、0.885 gh 小球下落过程中受到空气阻力的影响
【解析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为
(2)[2][3]小球从A到B，重力势能减少了mgh，动能增加了
因此，要验证机械能是否守恒，只需比较gh与是否相等即可
(3)[4]小球下落过程中，受到空气阻力的作用，造成机械能损失，所以总是存在一定的误差。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）；（3）4
【解析】
(1)设粒子在磁场中运动的轨道半径为r1，则有
qvB＝m
如图(1)所示，
要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，应满足
2r1＜L
解得
v＜
(2)粒子在磁场中圆周运动的周期
T＝
设运动的轨道半径为r2，则
qvB＝m
解得
r2＝L
在磁场中运动时间最短的粒子通过的圆弧对应的弦长最短，粒子运动轨迹如图(2)所示，
由几何关系可知最小时间
t＝2×
解得
t＝
(3) 设粒子的磁场中运动的轨道半径为r3，则有
qvB＝m
解得
r3＝2L
粒子在磁场中运动从左边界离开磁场，离O点最远的粒子运动轨迹如图(3)所示
则从左边界离开磁场区域的长度
s＝4r3sin 60°
解得
s＝4L
14、 (1)；(2)边缘为红色，面积增加
【解析】
a、b光发生全反射，根据临界角表达式，结合几何关系求解a、b点的高度差；根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，由此解得增加的面积.
【详解】
（1）根据圆圈都是蓝色可知，a、b光发生全反射时射出水的最大半径均为R，由光的色散可知n1小于n2，设a、b光的临界角为C1和C2，则有：；
由数学知识可知a、b到P的距离分别为 ，
则ab的高度差h=h2-h1，解得
（2）根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，水面上发光半径变为2R，面积增加
【点睛】
解答几何光学问题,关键是画出规范的光路图,结合光的折射定律和全反射的公式,结合几何关系求解.
15、 (1)，；(2)
【解析】
(1)设碰撞后瞬间大车的速度大小为v1，对于大车，根据动量定理有
解得
设碰撞后大车滑行的最大距离为s，根据动能定理有
解得
(2)设碰撞后瞬间小车的速度大小为v2，取大车碰撞前的运动方向为正方向，根据动量守恒定律有
设碰撞过程中大车对小车的冲量大小为I，根据动量定理有
解得
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