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西安市长安区第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试卷（含答案）
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这是一份西安市长安区第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试卷（含答案），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1、宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是( )
A.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
B.发生β衰变的产物是
C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为17190年
2、如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，实验中电源正负极可调换，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是( )
3、如图所示，半径为5m的四分之一圆弧ABC固定在水平地面上，O为圆心。在圆心O右侧同一水平线上某点处，水平向左抛出一个小球，小球可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点，D点到水平地面的高度为2m，g取，则小球的抛出速度是( )
A.B.C.D.
4、2022年2月7日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军。如图所示为短道速滑比赛场地示意图，比赛场地周长约为，其中直道长度为，弯道半径为。若一名质量为的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员可看作质点，重力加速度g取，则( )
A.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为6m/s
B.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为
C.运动员受到冰面的作用力最大为
D.运动员受到冰面的作用力最大约为510N
5、如图所示，水平正对的金属板A、B与干电池连接，B板接地，静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计。开关S闭合，一带负电的油滴静止于两板间的P点。下列说法不正确的是( )
A.若仅将A板上移一些，则静电计指针的张角不变
B.若仅将B板下移一些，则油滴向下运动
C.若断开S，且仅将B板下移一些， 则油滴的电势能增大
D.若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则油滴向下运动
6、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、dc的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q（）的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，不计粒子间的相互作用和重力。则从圆弧边界bc射出的粒子在磁场中飞行的最短时间为( )
A.B.C.D.
7、空间中有两个固定点电荷A和B，带电荷量的绝对值分别为和，以点电荷A、B连线上某点为原点，以点电荷A和B所在的直线为x轴建立直角坐标系，分别作出部分和图像，如图所示，无穷远处电势为零.则下列说法正确的是( )
A.A为正点电荷，B为负点电荷，且
B.A为负点电荷，B为正点电荷，且
C.1是图像，2是图像
D.1是图像，2是图像
8、如图（a），质量分别为的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图（b）所示，表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小。A在时刻的速度为。下列说法正确的是( )
A.0到时间内，墙对B的冲量大于
B.
C.B运动后，弹簧的最大形变量等于x
D.
9、如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。质量、长度、电阻的均质金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直于金属杆的水平拉力F，使其由静止开始运动。金属杆运动后，拉力F的功率保持不变，当金属杆的速度稳定后，撤去拉力F。下列说法正确的是( )
A.撤去拉力F前，金属杆稳定时的速度为16m/s
B.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为0.6C
C.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆前进的距离为1.6m
D.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为1.8J
二、多选题
10、如图所示，真空中存在一个等边三角形ABC，O为等边三角形外接圆的圆心，平行于BC的线段PQ在三角形所在平面内，且O为PQ的中点。将等量异种点电荷固定在P、Q两点处。已知等边三角形外接圆的半径为R，PQ之间的距离为。下列说法正确的是( )
A.B、C两点的场强相同
B.A点与O点的场强大小之比为
C.图中各点电势关系为
D.带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能减小
11、如图甲所示，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，它们之间的距离随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为T，卫星a和b的最近距离为、最远距离为。不考虑a、b间的万用引力，已知地球半径为。下列说法正确的是( )
A.卫星a做匀速圆周运动的半径为rB.卫星b做匀速圆周运动的周期为
C.地球表面的重力加速度为D.地球的第一宇宙速度为
12、如图甲所示，一质量为0.5kg的小物块从匀速转动的水平传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器（图中未画出）记录了小物块的位移与时间的变化关系，如图乙所示。已知图线在前3.0s内为二次函数，在3.0~4.5s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取。下列说法正确的是( )
A.传送带沿逆时针方向转动
B.传送带的速度大小为0.6m/s
C.小物块与传送带间的动摩擦因数
D.全过程小物块与传送带系统因摩擦产生的热量为9J
13、如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为U的正弦交流电，变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器可视为理想变压器。开始时开关断开，闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈匝数比
B.若开关断开，则灯泡、变暗，变亮发电
C.若开关闭合，则灯泡变亮，、变暗
D.机输出电压U与一个灯泡两端电压的比为
14、粗糙水平面上有一块足够长的木板B，小物块A处于木板上表面的右端，两者均静止，如图甲所示。取水平向右为正方向，时刻分别使A和B获得等大反向的水平速度，它们一段时间内速度v随时间t变化的图像，如图乙所示。已知物块A跟木板B的质量之比为1:3，物块A与木板B之间、木板B跟地面之间的动摩擦因数分别为和，重力加速度，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.物块与木板间的动摩擦因数为
B.两处的动摩擦因数之比为
C.木板B向前滑行的最大距离为
D.物块A相对木板B滑过的位移大小为
三、实验题
15、某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验.
（1）在探究小车加速度a与其质量M的关系时，采用了图（a）所示的方案.
①保持盘中砝码不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M，利用打出的纸带测量出小车对应的加速度.下列实验操作合理的是________.
A.为了补偿阻力，把木板的一侧垫高，并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B.先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车
C.调节滑轮，使细线与木板平行
②图（b）为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出.交变电源的频率为50 Hz，小车的加速度________.(结果保留两位有效数字)
（2）在探究小车加速度a与所受力F的关系时，设计了图（d）所示的方案.其实验操作步骤如下：
a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；
c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出图象.
①该实验方案________(选填“需要”或“不需要”)满足条件；
②若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的图象最接近图中的________.
16、两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下：
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；
c.改变电阻丝上的导电夹P的位置，重复步骤b，记录多组的值。
（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________mm。
（2）若选用某组U、I值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）
（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为k，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。
（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________Ω。（结果保留两位有效数字）
四、计算题
17、一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为和。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。在A向上运动过程中，求：
（1）轿厢A能达到的最大速度；
（2）轿厢A向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小；
（3）厢体A从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），试求该过程中所用的时间t。
18、某同学设计了一个用拉力传感器测量环境温度的实验装置，如图所示，导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用不可伸长的轻绳竖直悬挂活塞，轻绳上端与固定的拉力传感器连接。当拉力传感器示数为，测得环境温度。设外界大气压强，取。求：
（1）当拉力传感器示数为，环境温度为多少？
（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？
19、如图所示，在的区域存在方向沿x轴正方向的匀强电场，在的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。带正电粒子a从y轴上P点（）沿y轴负方向以射出，同时带负电粒子b从y轴上Q点（）沿y轴负方向以射出。粒子a进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，并在磁场中与粒子b发生碰撞，碰撞前瞬间a、b的速度方向相反，碰后a、b结合成一个新的粒子c。粒子a的质量为m，电荷量为q，粒子b的质量为，电荷量为，粒子重力均忽略不计。求：
（1）粒子a刚进入磁场时的位置的横坐标;
（2）磁场的磁感应强度B的大小;
（3）从粒子a、b结合成c至粒子c第一次离开磁场所用时间t.
参考答案
1、答案：D
解析：A、β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故A错误；
B、能自发进行β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：，故B错误；
C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C错误；
D、测得一古木样品的含量为活体植物的，根据，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：，故D正确。
故选：D。
2、答案：B
解析：
3、答案：A
解析：物体做平抛运动，竖直方向上，，即，在D点的速度方向与过D点的圆的切线垂直，设水平分速度与合速的夹角为α，则有，由几何关系，，两式联立可得，故BCD错误，A正确。
故选：A。
4、答案：D
解析：AB.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为v，最大静摩擦力提供向心力，有，解得：，代入数据得：，故AB错误；
CD.运动员在水平面内做匀速圆周运动需要的向心力最大为：，代入数据得：，竖直方向受力平衡，有：，代入数据得：，所以运动员受到冰面的最大作用力，代入数据得：，故C错误，D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：A、金属板A、B与干电池连接，两板间电势差不变，A板上移，静电计指针的张角不变，故A正确；
B、根据，若仅将B板下移一些，板间电场强度减小，竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故B正确；
C、若断开S，极板电荷量不变，根据，，，可得，仅将B板下移一些，板间电场强度不变，P点与零电势B板间电势差增大，则P点电势增大，根据公式带负电的油滴在P点的电势能减小，故C错误；
D、若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则介电常数增大，则电场强度减小，则竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故D正确。
本题选错误项。故选：C。
6、答案：A
解析：
7、答案：D
解析：CD、取无穷远处电势为零，则x点与无穷远处的电势差等于x点的电势，即：；结合公式可知，在小于零的距离上，随x的减小，电势φ逐渐降低，当时，对应的电势最低，对比曲线1和2可知1是图像，2是图像，图中D点电场强度为零，如图，故C错误，D正确；
AB、B点右侧靠近B处的电势为正，可知B带正电，A带负电；图中D点电场强度为零，根据库仑定律，则：，，由于D到A的距离较大，可知，故AB错误。
故选D。
8、答案：D
解析：
9、答案：C
解析：A.对金属杆受力分析，当金属杆速度稳定时，根据平衡条件有：，根据法拉第电磁感应定律：，根据闭合电路欧姆定律：，由安培力计算公式可得：，由瞬时功率公式可得：，联立可得：，故A错误；
B.撤去拉力后，取向右为正方向，由动量定理可得：，通过金属杆的电荷量：，联立解得：，故B错误；
C、设从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆前进的距离为x，根据电荷量的计算公式可得：，解得：，故C正确；
D.根据能量守恒定律可知，从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，回路中产生的热为：，则电阻产生的热量：，解得：，故D错误。
故选：C。
10、答案：BC
解析：A、电场强度是矢量，根据等量异种点电荷电场的特点可知图中B、C两点的场强大小相等，但方向不同，故A错误；
B、根据几何关系可知，PQ两点到A点的距离均为2R，A点的场强大小为，O点的场强为，则A点与O点的场强大小之比为8大小为，故B正确；
C、根据等量异种电荷电场分布情况可知，，故C正确；
D、根据可知，带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能增加，故D错误。
故选：BC。
11、答案：AC
解析：A、设卫星a、b做匀速圆周运动的半径分别为、。根据图甲和图乙可得，，解得，，故A正确；
B、设卫星a、b的运行周期分别为、。由图乙可知每隔时间T两卫星距离最近，即每隔时间T，卫星a就比卫星b多转了一周，则有，根据开普勒第三定律有，联立解得，，故B错误；
C、卫星a绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有，在地球表面处有，联立解得地球表面的重力加速度为：，故C正确；
D、在地球表面处卫星，有，解得地球的第一宇宙速度为：，故D错误。
故选：AC。
12、答案：CD
解析：AB、图线在前3.0s内为二次函数，在3.0~4.5s内为一次函数，由乙图可知，滑块先向左做匀减速直线运动，然后向右做初速度为零的匀加速直线运动，最后向右做匀速直线运动，物块与传送带共速后向右做匀速直线运动，因此传送带沿顺时针方向转动，在3.0~4.5s内小物块做匀速直线运动，由图乙所示图像可知，物块做匀速直线运动的速度即传送带的速度大小，故AB错误；
C、由图乙所示图像可知，物块向左做匀减速直线运动减速为零的位移大小，所用时间，则，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，故C正确；
D、传送带运动的速度，0~2s内小物块相对于传送带的位移，由图乙所示图像可知，物块向右做初速度为零的匀加速直线运动过程的位移大小，匀加速时间，该过程物块相对于传送带速度位移大小，全过程小物块与传送带系统因摩擦产生的热量，代入数据解得：，故D正确。
故选：CD。
13、答案：BD
解析：
14、答案：ACD
解析：A、取水平向右为正方向，对小物体受力分析，由牛顿第二定律有：，根据乙图可知，代入数据解得，故A正确；
B、对木板受力分析由牛顿第二定律有：，根据乙图可知，代入数据解得，两处的动摩擦因数之比为：，故B错误；
C、结合乙图，从开始，设物块与木板达到共同速度用了，则有：，解得，此时，之后物体与木板共同加速度，对于木板，在相对滑动阶段，共同前进阶段，木板B向前滑行的最大距离为，故C正确；
D、两者的相对初速度为，相对末速度为0，相对滑动的时间为，则物块A相对木板B滑过的位移大小：，故D正确；
故选：ACD。
15、答案：（1）①BC②0.48（2）①不需要②A
解析：（1）①A.为了补偿阻力，把木板的一侧垫高，并将纸带固定在小车上且不挂砝码盘，故A错误；
B.先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车，可以使纸带上打出更多点迹，故B正确；
C.调节滑轮，使细线与木板平行，使细线拉力等于小车的合力，故C正确。
故选：BC。
②相邻计数点间的时间间隔为：，根据逐差法可得小车的加速度为：；
（2）①设木板的倾斜角为0，则挂上去码盘和砝码时有，取下砝码盘和砝码时有：，解得，即小车加速下滑的外力恰好等于砝码盘和砝码的总重力；所以在该实验中，不需要满足条件；
②根据，可得：，该实验中小车的质量不变，图象为过原点的一条直线，故A正确，BC错误。
故选：A。
16、
（1）答案：1.665（1.662~1.668均给分）
解析：根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为。
（2）答案：偏大
解析：由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。
（3）答案：；没有
解析：根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻，设电流表内阻为，根据欧姆定律可知，根据图丙图像可知，解得电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
（4）答案：0.91
解析：根据闭合回路的欧姆定律可知，由图丁的图像可知，电源的内阻。
17、答案：（1）1m/s（2）5600N（3）5.45s
解析：（1）当轿厢A能达到的最大速度时，轿厢A做匀速直线运动，设此时电动机的牵引力为，则
又
联合解得
（2）轿厢A向上的加速度为时，设A、B之间绳子的拉力为T，由牛顿第二定律可得
联立解得
（3）由于箱体已经处于匀速状态，因此此时箱体的速度为，根据动能定理可
解得
18、答案：（1）306K（2）318K
解析：（1）当时，有则气缸内气体压强等于大气压强
当时，设此时气缸内气体压强为，对M受力分析有
由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
联立解得
（2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则拉力传感器示数为0，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为，对M力分析有
又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
联立解得
19、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子a在电场中做类平抛运动，设加速度大小为，运动时间为，进入磁场时的位置的横坐标为；则有
联立解得，
（2）对粒子a，进入磁场的速度大小为
在磁场中的轨道半径为
粒子b在电场中做类平抛运动，设加速度为大小，运动时间为，进入磁场时的位置的横坐标绝对值为，进入磁场时速度为；则有
可得
又
则有
粒子b进入磁场的速度大小为
在磁场中的轨道半径为
故粒子a、b在磁场中匀速圆周运动的半径相等。
粒子b进入磁场时的位置的横坐标绝对值为
根据几何关系可得
由
联立解得
（3）两粒子同时进入磁场，经相遇，则有
可得
两粒子发生碰撞，满足动量守恒，设碰后形成的粒子c速度为，则有
解得
两粒子结合成粒子c后，粒子c的质量为3m，电荷量为，则有
设粒子c经时间从磁场飞出，则有
一、单选题
1、宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是( )
A.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
B.发生β衰变的产物是
C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为17190年
2、如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，实验中电源正负极可调换，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是( )
3、如图所示，半径为5m的四分之一圆弧ABC固定在水平地面上，O为圆心。在圆心O右侧同一水平线上某点处，水平向左抛出一个小球，小球可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点，D点到水平地面的高度为2m，g取，则小球的抛出速度是( )
A.B.C.D.
4、2022年2月7日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军。如图所示为短道速滑比赛场地示意图，比赛场地周长约为，其中直道长度为，弯道半径为。若一名质量为的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员可看作质点，重力加速度g取，则( )
A.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为6m/s
B.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为
C.运动员受到冰面的作用力最大为
D.运动员受到冰面的作用力最大约为510N
5、如图所示，水平正对的金属板A、B与干电池连接，B板接地，静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计。开关S闭合，一带负电的油滴静止于两板间的P点。下列说法不正确的是( )
A.若仅将A板上移一些，则静电计指针的张角不变
B.若仅将B板下移一些，则油滴向下运动
C.若断开S，且仅将B板下移一些， 则油滴的电势能增大
D.若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则油滴向下运动
6、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、dc的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q（）的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，不计粒子间的相互作用和重力。则从圆弧边界bc射出的粒子在磁场中飞行的最短时间为( )
A.B.C.D.
7、空间中有两个固定点电荷A和B，带电荷量的绝对值分别为和，以点电荷A、B连线上某点为原点，以点电荷A和B所在的直线为x轴建立直角坐标系，分别作出部分和图像，如图所示，无穷远处电势为零.则下列说法正确的是( )
A.A为正点电荷，B为负点电荷，且
B.A为负点电荷，B为正点电荷，且
C.1是图像，2是图像
D.1是图像，2是图像
8、如图（a），质量分别为的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图（b）所示，表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小。A在时刻的速度为。下列说法正确的是( )
A.0到时间内，墙对B的冲量大于
B.
C.B运动后，弹簧的最大形变量等于x
D.
9、如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。质量、长度、电阻的均质金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直于金属杆的水平拉力F，使其由静止开始运动。金属杆运动后，拉力F的功率保持不变，当金属杆的速度稳定后，撤去拉力F。下列说法正确的是( )
A.撤去拉力F前，金属杆稳定时的速度为16m/s
B.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为0.6C
C.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆前进的距离为1.6m
D.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为1.8J
二、多选题
10、如图所示，真空中存在一个等边三角形ABC，O为等边三角形外接圆的圆心，平行于BC的线段PQ在三角形所在平面内，且O为PQ的中点。将等量异种点电荷固定在P、Q两点处。已知等边三角形外接圆的半径为R，PQ之间的距离为。下列说法正确的是( )
A.B、C两点的场强相同
B.A点与O点的场强大小之比为
C.图中各点电势关系为
D.带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能减小
11、如图甲所示，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，它们之间的距离随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为T，卫星a和b的最近距离为、最远距离为。不考虑a、b间的万用引力，已知地球半径为。下列说法正确的是( )
A.卫星a做匀速圆周运动的半径为rB.卫星b做匀速圆周运动的周期为
C.地球表面的重力加速度为D.地球的第一宇宙速度为
12、如图甲所示，一质量为0.5kg的小物块从匀速转动的水平传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器（图中未画出）记录了小物块的位移与时间的变化关系，如图乙所示。已知图线在前3.0s内为二次函数，在3.0~4.5s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取。下列说法正确的是( )
A.传送带沿逆时针方向转动
B.传送带的速度大小为0.6m/s
C.小物块与传送带间的动摩擦因数
D.全过程小物块与传送带系统因摩擦产生的热量为9J
13、如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为U的正弦交流电，变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器可视为理想变压器。开始时开关断开，闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈匝数比
B.若开关断开，则灯泡、变暗，变亮发电
C.若开关闭合，则灯泡变亮，、变暗
D.机输出电压U与一个灯泡两端电压的比为
14、粗糙水平面上有一块足够长的木板B，小物块A处于木板上表面的右端，两者均静止，如图甲所示。取水平向右为正方向，时刻分别使A和B获得等大反向的水平速度，它们一段时间内速度v随时间t变化的图像，如图乙所示。已知物块A跟木板B的质量之比为1:3，物块A与木板B之间、木板B跟地面之间的动摩擦因数分别为和，重力加速度，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.物块与木板间的动摩擦因数为
B.两处的动摩擦因数之比为
C.木板B向前滑行的最大距离为
D.物块A相对木板B滑过的位移大小为
三、实验题
15、某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验.
（1）在探究小车加速度a与其质量M的关系时，采用了图（a）所示的方案.
①保持盘中砝码不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M，利用打出的纸带测量出小车对应的加速度.下列实验操作合理的是________.
A.为了补偿阻力，把木板的一侧垫高，并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B.先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车
C.调节滑轮，使细线与木板平行
②图（b）为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出.交变电源的频率为50 Hz，小车的加速度________.(结果保留两位有效数字)
（2）在探究小车加速度a与所受力F的关系时，设计了图（d）所示的方案.其实验操作步骤如下：
a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；
c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出图象.
①该实验方案________(选填“需要”或“不需要”)满足条件；
②若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的图象最接近图中的________.
16、两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下：
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；
c.改变电阻丝上的导电夹P的位置，重复步骤b，记录多组的值。
（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________mm。
（2）若选用某组U、I值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）
（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为k，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。
（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________Ω。（结果保留两位有效数字）
四、计算题
17、一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为和。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。在A向上运动过程中，求：
（1）轿厢A能达到的最大速度；
（2）轿厢A向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小；
（3）厢体A从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），试求该过程中所用的时间t。
18、某同学设计了一个用拉力传感器测量环境温度的实验装置，如图所示，导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用不可伸长的轻绳竖直悬挂活塞，轻绳上端与固定的拉力传感器连接。当拉力传感器示数为，测得环境温度。设外界大气压强，取。求：
（1）当拉力传感器示数为，环境温度为多少？
（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？
19、如图所示，在的区域存在方向沿x轴正方向的匀强电场，在的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。带正电粒子a从y轴上P点（）沿y轴负方向以射出，同时带负电粒子b从y轴上Q点（）沿y轴负方向以射出。粒子a进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，并在磁场中与粒子b发生碰撞，碰撞前瞬间a、b的速度方向相反，碰后a、b结合成一个新的粒子c。粒子a的质量为m，电荷量为q，粒子b的质量为，电荷量为，粒子重力均忽略不计。求：
（1）粒子a刚进入磁场时的位置的横坐标;
（2）磁场的磁感应强度B的大小;
（3）从粒子a、b结合成c至粒子c第一次离开磁场所用时间t.
参考答案
1、答案：D
解析：A、β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故A错误；
B、能自发进行β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：，故B错误；
C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C错误；
D、测得一古木样品的含量为活体植物的，根据，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：，故D正确。
故选：D。
2、答案：B
解析：
3、答案：A
解析：物体做平抛运动，竖直方向上，，即，在D点的速度方向与过D点的圆的切线垂直，设水平分速度与合速的夹角为α，则有，由几何关系，，两式联立可得，故BCD错误，A正确。
故选：A。
4、答案：D
解析：AB.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为v，最大静摩擦力提供向心力，有，解得：，代入数据得：，故AB错误；
CD.运动员在水平面内做匀速圆周运动需要的向心力最大为：，代入数据得：，竖直方向受力平衡，有：，代入数据得：，所以运动员受到冰面的最大作用力，代入数据得：，故C错误，D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：A、金属板A、B与干电池连接，两板间电势差不变，A板上移，静电计指针的张角不变，故A正确；
B、根据，若仅将B板下移一些，板间电场强度减小，竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故B正确；
C、若断开S，极板电荷量不变，根据，，，可得，仅将B板下移一些，板间电场强度不变，P点与零电势B板间电势差增大，则P点电势增大，根据公式带负电的油滴在P点的电势能减小，故C错误；
D、若断开S，且仅在A、P间插入玻璃板，则介电常数增大，则电场强度减小，则竖直向上的电场力减小，而重力不变，则油滴受合外力向下，将向下运动，故D正确。
本题选错误项。故选：C。
6、答案：A
解析：
7、答案：D
解析：CD、取无穷远处电势为零，则x点与无穷远处的电势差等于x点的电势，即：；结合公式可知，在小于零的距离上，随x的减小，电势φ逐渐降低，当时，对应的电势最低，对比曲线1和2可知1是图像，2是图像，图中D点电场强度为零，如图，故C错误，D正确；
AB、B点右侧靠近B处的电势为正，可知B带正电，A带负电；图中D点电场强度为零，根据库仑定律，则：，，由于D到A的距离较大，可知，故AB错误。
故选D。
8、答案：D
解析：
9、答案：C
解析：A.对金属杆受力分析，当金属杆速度稳定时，根据平衡条件有：，根据法拉第电磁感应定律：，根据闭合电路欧姆定律：，由安培力计算公式可得：，由瞬时功率公式可得：，联立可得：，故A错误；
B.撤去拉力后，取向右为正方向，由动量定理可得：，通过金属杆的电荷量：，联立解得：，故B错误；
C、设从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆前进的距离为x，根据电荷量的计算公式可得：，解得：，故C正确；
D.根据能量守恒定律可知，从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，回路中产生的热为：，则电阻产生的热量：，解得：，故D错误。
故选：C。
10、答案：BC
解析：A、电场强度是矢量，根据等量异种点电荷电场的特点可知图中B、C两点的场强大小相等，但方向不同，故A错误；
B、根据几何关系可知，PQ两点到A点的距离均为2R，A点的场强大小为，O点的场强为，则A点与O点的场强大小之比为8大小为，故B正确；
C、根据等量异种电荷电场分布情况可知，，故C正确；
D、根据可知，带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能增加，故D错误。
故选：BC。
11、答案：AC
解析：A、设卫星a、b做匀速圆周运动的半径分别为、。根据图甲和图乙可得，，解得，，故A正确；
B、设卫星a、b的运行周期分别为、。由图乙可知每隔时间T两卫星距离最近，即每隔时间T，卫星a就比卫星b多转了一周，则有，根据开普勒第三定律有，联立解得，，故B错误；
C、卫星a绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有，在地球表面处有，联立解得地球表面的重力加速度为：，故C正确；
D、在地球表面处卫星，有，解得地球的第一宇宙速度为：，故D错误。
故选：AC。
12、答案：CD
解析：AB、图线在前3.0s内为二次函数，在3.0~4.5s内为一次函数，由乙图可知，滑块先向左做匀减速直线运动，然后向右做初速度为零的匀加速直线运动，最后向右做匀速直线运动，物块与传送带共速后向右做匀速直线运动，因此传送带沿顺时针方向转动，在3.0~4.5s内小物块做匀速直线运动，由图乙所示图像可知，物块做匀速直线运动的速度即传送带的速度大小，故AB错误；
C、由图乙所示图像可知，物块向左做匀减速直线运动减速为零的位移大小，所用时间，则，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，故C正确；
D、传送带运动的速度，0~2s内小物块相对于传送带的位移，由图乙所示图像可知，物块向右做初速度为零的匀加速直线运动过程的位移大小，匀加速时间，该过程物块相对于传送带速度位移大小，全过程小物块与传送带系统因摩擦产生的热量，代入数据解得：，故D正确。
故选：CD。
13、答案：BD
解析：
14、答案：ACD
解析：A、取水平向右为正方向，对小物体受力分析，由牛顿第二定律有：，根据乙图可知，代入数据解得，故A正确；
B、对木板受力分析由牛顿第二定律有：，根据乙图可知，代入数据解得，两处的动摩擦因数之比为：，故B错误；
C、结合乙图，从开始，设物块与木板达到共同速度用了，则有：，解得，此时，之后物体与木板共同加速度，对于木板，在相对滑动阶段，共同前进阶段，木板B向前滑行的最大距离为，故C正确；
D、两者的相对初速度为，相对末速度为0，相对滑动的时间为，则物块A相对木板B滑过的位移大小：，故D正确；
故选：ACD。
15、答案：（1）①BC②0.48（2）①不需要②A
解析：（1）①A.为了补偿阻力，把木板的一侧垫高，并将纸带固定在小车上且不挂砝码盘，故A错误；
B.先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车，可以使纸带上打出更多点迹，故B正确；
C.调节滑轮，使细线与木板平行，使细线拉力等于小车的合力，故C正确。
故选：BC。
②相邻计数点间的时间间隔为：，根据逐差法可得小车的加速度为：；
（2）①设木板的倾斜角为0，则挂上去码盘和砝码时有，取下砝码盘和砝码时有：，解得，即小车加速下滑的外力恰好等于砝码盘和砝码的总重力；所以在该实验中，不需要满足条件；
②根据，可得：，该实验中小车的质量不变，图象为过原点的一条直线，故A正确，BC错误。
故选：A。
16、
（1）答案：1.665（1.662~1.668均给分）
解析：根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为。
（2）答案：偏大
解析：由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。
（3）答案：；没有
解析：根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻，设电流表内阻为，根据欧姆定律可知，根据图丙图像可知，解得电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
（4）答案：0.91
解析：根据闭合回路的欧姆定律可知，由图丁的图像可知，电源的内阻。
17、答案：（1）1m/s（2）5600N（3）5.45s
解析：（1）当轿厢A能达到的最大速度时，轿厢A做匀速直线运动，设此时电动机的牵引力为，则
又
联合解得
（2）轿厢A向上的加速度为时，设A、B之间绳子的拉力为T，由牛顿第二定律可得
联立解得
（3）由于箱体已经处于匀速状态，因此此时箱体的速度为，根据动能定理可
解得
18、答案：（1）306K（2）318K
解析：（1）当时，有则气缸内气体压强等于大气压强
当时，设此时气缸内气体压强为，对M受力分析有
由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
联立解得
（2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则拉力传感器示数为0，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为，对M力分析有
又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
联立解得
19、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子a在电场中做类平抛运动，设加速度大小为，运动时间为，进入磁场时的位置的横坐标为；则有
联立解得，
（2）对粒子a，进入磁场的速度大小为
在磁场中的轨道半径为
粒子b在电场中做类平抛运动，设加速度为大小，运动时间为，进入磁场时的位置的横坐标绝对值为，进入磁场时速度为；则有
可得
又
则有
粒子b进入磁场的速度大小为
在磁场中的轨道半径为
故粒子a、b在磁场中匀速圆周运动的半径相等。
粒子b进入磁场时的位置的横坐标绝对值为
根据几何关系可得
由
联立解得
（3）两粒子同时进入磁场，经相遇，则有
可得
两粒子发生碰撞，满足动量守恒，设碰后形成的粒子c速度为，则有
解得
两粒子结合成粒子c后，粒子c的质量为3m，电荷量为，则有
设粒子c经时间从磁场飞出，则有
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