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2023届新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第101中学高三上学期11月月考物理试题 （解析版）
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这是一份2023届新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第101中学高三上学期11月月考物理试题 （解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共20分）
1. 如图所示，两滑块a、b以相同初速度在各自轨道上运动，两轨道起点与终点等高，且水平距离相同，b轨道在竖直平面内，运动过程中均无机械能损失。对全过程中，则下列说法中错误的是（ ）
A. a、b达到c时对轨道压力大小不等
B. a、b达到终点的速度相等
C. b比a先到达终点
D. a、b运动中的平均速率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．a达到c点时，支持力等于重力，则压力等于重力，b到达c点时，径向的合力提供向心力，则支持力不等于重力，可知压力不等于重力，A正确，不符合题意；
B．由于两物块在整个过程中无机械能损失，则a做匀速运动，对b，根据机械能守恒知，到达终点时与起点的速度相等，B正确，不符合题意；
C．b在水平方向上的速度先不变，然后增大，减小，再增大，再减小，最后不变，为，由于两物块在水平方向上的位移相等，根据速度时间图线知
b的运动时间小于a的时间，C正确，不符合题意；
D．b的运动路程较大，时间较短，则平均速率较大，D错误，符合题意。
故选D。
2. 北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验胎与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。7月25日3时13分，问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接，在这个过程中（ ）
A. 长征五号B遥三运载火箭发射速度小于第一宇宙速度
B. 我国空间站位于距地400km的近地轨道，运行周期小于24h
C. 空间站的宇航员处于失重状态，是因为地球对其几乎没有引力
D. 宇航员返回地球，需要驾驶飞船点火制动，由此可见，离地球越远，稳定运行的卫星运行速度越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是最小的发射速度，所以长征五号B遥三运载火箭发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；
B．地球同步卫星的运行周期是24h，而空间站的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，其运行的周期也比同步卫星的周期小，故B正确；
C．宇航员虽然处于失重状态，但是仍然受到地球的吸引力，地球对宇航员的万有引力提供其做圆周运动的向心力，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力，即
解得
由此可知，虽然宇航员返回地球需要点火制动，但离地球越远，卫星运行的速度越小，故D错误。
故选B。
3. 如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，上下均有跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．如果电梯中乘客的质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气和摩擦阻力的情况下，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 关闭电动机后，乘客处于超重状态
B. 关闭电动机后，乘客处于失重状态
C. 由于A、B质量相等，故关闭电动机后，乘客的加速度大小为g
D. 关闭电动机后，电梯上升的高度h一定小于
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．关闭发动机后，乘客减速上升，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误，B正确；
C．对系统运用牛顿第二定律得
解得
故C错误；
D．根据运动学公式得
故D错误。
故选B。
【点睛】通过加速度的方向判断物体的超失重，对系统运用牛顿第二定律求出加速度，通过速度位移公式求出上升的高度。
4. 如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端固定一光滑的小定滑轮，质量分别为m和2m的两小物块A、B用轻绳连接，其中B被垂直斜面的挡板挡住而静止在斜面上，定滑轮与A之间的绳子水平，已知绳子开始时刚好拉直，且A与定滑轮之间的距离为l．现使A由静止下落，在A向下运动至O点正下方的过程中，下列说法正确的是 ( )
A. 物块B始终处于静止状态
B. 物块A运动到最低点时的速度大小为
C. 物块A运动到最低点时的速度方向为水平向左
D. 绳子拉力对物块B做正功
【答案】D
【解析】
【详解】假设物体B不动．设A摆到最低点时的速度大小为v，由机械能守恒得：，解得：，A在最低点时，有：，联立得：T=3mg，而物体B重力沿斜面向下的分力为 ，所以物块B在绳子拉力作用下沿斜面向上运动．A错误．B上升过程中，绳子拉力对B做正功，其机械能增加，根据AB组成的系统机械能守恒知，A的机械能减小，到最低点的速度小于，B错误 D正确；物体A在最低点只要有水平方向的速度，根据圆周运动可知拉力大于mg，则物体B就会继续上升，因此物体A在最低点的水平速度为零，故C错误．
5. 关于电磁波的下列说法正确的是（ ）
A. T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短
B. 电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，但不能实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大
C. 太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
D. 调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长长，所以A错误；
B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大，所以B错误；
C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，所以C正确；
D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播速度不变，所以D错误；
故选C。
6. 下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（ ）
A. 匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
B. 匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
C. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
D. 速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀变速直线运动的速度是时间的一次函数，但不一定成正比，若初速度为零则成正比，故A错误；
B．加速度的正、负仅表示加速度方向与设定的正方向相同还是相反，是否是减速运动还要看速度的方向，当速度与加速度反向则为减速运动，故B错误；
C．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，故C正确；
D．加速度恒定，初速度与加速度方向相反的直线运动中，速度就是先减小再增大的，比如竖直上抛运动，物体做匀变速直线运动，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A. 从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B. 圆管中的感应电动势大小为
C. 圆管中的感应电流大小为
D. 台秤的读数会随时间推移而增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为
故B错误；
C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为
故C正确；
D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。
故选C
8. 我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电，中的元素是，其发生衰变的半衰期为87.7年，下列说法中正确的是（ ）
A. 衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子
B. 发生衰变的核反应方程为
C. 经过175.4年，元素的所有原子核都完成了衰变
D. 当气温和引力环境发生改变后，元素的半衰期可能会发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A．衰变是原子核放出一个粒子，形成一个新核，选项A错误；
B．发生衰变的核反应方程为
选项B正确；
C．经过175.4年发生衰变后剩余质量
所以大约还有25%的原子核Pu没发生衰变，选项C错误；
D．半衰期只与元素自身有关，与气温和引力环境无关，选项D错误。
故选B。
9. 如图所示，正交的匀强电场和匀强磁场的宽度为d，电场强度为E，磁感应强度为B，将一质量为m、带电量为q的不计重力的带正电粒子，由场的左边缘自静止释放粒子在电场力和磁场力的作用下运动到场的右边缘离开电磁场，若离开场时粒子的速度大小为v，则整个过程中（ ）
A. 粒子沿电场线方向做匀加速直线运动
B 粒子做匀变速曲线运动
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对带电粒子受力分析可知，受恒定的水平向右的电场力，洛伦兹力F洛=qvB，与速度方向垂直且在变化，所以合外力在变化，方向与速度不共线，粒子做非匀变速曲线运动，AB错误；
CD．粒子在整个运动中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由动能定理得
解得
C正确，D错误。
故选C。
10. 一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A. 1 × 102mB. 3 × 102mC. 6 × 102mD. 9 × 102m
【答案】B
【解析】
【详解】一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
二、多选题（共24分）
11. 如图所示，质量分别为m、2m的小球A、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线中的拉力大小为T，此时突然剪断细线。则在剪断细线的瞬间（ ）
A. 弹簧的弹力的大小为mg
B. 弹簧的弹力的大小为
C. 小球A的加速度的大小为+g
D. 小球B加速度的大小为0
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．剪断细线前，对两球及弹簧整体，根据牛顿第二定律得
T-3mg=3ma
对B球根据牛顿第二定律有
F弹-2mg=2ma
解得
故A错误，B正确；
CD．剪断细线的瞬间：弹簧的弹力没有来得及变化，大小仍为，所以B球受力不变，则剪断瞬间的加速度与剪断前的加速度相等，对A球根据牛顿第二定律有：
mg+F弹=maA
得
故C正确，D错误；
故选BC。
12. 如图所示，航天飞机在轨运行时释放一颗绳系卫星，二者用电缆绳连接，当航天飞机连同卫星在轨运行时，二者间的电缆就会与地磁场作用从而产生电磁感应现象。忽略地磁偏角的影响，下列说法大致正确的是（ ）
A. 赤道上空，地磁场的方向从南向北
B. 航天飞机在赤道上空从西往东运行时，A端的电势高于B端电势
C. 航天飞机在赤道上空从东往西运行时，A端的电势高于B端电势
D. 航天飞机沿经线从南往北运行时，B端的电势高于A端电势
【答案】AB
【解析】
【详解】赤道上空地磁场方向由南向北。航天飞机在赤道上空从西往东走，根据右手定则，判断出感应电动势方向指向A端，故A端电势高于B端电势；若从东往西走，同理，A端电势低于B端电势；若南北方向走，电缆与磁感线不切割，不产生感应电动势，AB两端相等。
故AB正确，CD错误。
故选AB。
13. 如图为一对等量异种点电荷，电量分别为、。实线为电场线，虚线圆的圆心在两电荷连线的中点，，，，为圆上的点，下列说法正确的是（ ）
A. ，两点的电势相同
B. ，两点的电场强度相同
C. 同一负电荷在点的电势能等于点的电势能
D. 正电荷从点运动到点的过程中，电场力做负功
【答案】BC
【解析】
【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，c点的电势低于d点的电势，d点的电势等于a点的电势，故A错误；
B．电场线切线方向为场强方向，电场线的疏密反映场强的强弱，所以图知b、d两点的电场强度方向相同，大小相等，故B正确；
C．因为d点的电势等于a点的电势，所以同一负电荷在a点的电势能等于d点的电势能，故C正确；
D．因为d点的电势等于a点的电势，沿电场线方向电势逐渐降低，a点的电势高于b点的电势，正电荷从d点运动到b点的过程中，电场力做正功，故D错误。
故选BC。
14. 关于功和功率，下列说法中正确的是（ ）
A. 力对物体不做功，物体一定无位移
B. 功率是描述做功快慢的物理量
C. 滑动摩擦力总是对物体做功，静摩擦力对物体一定不做功
D. 对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据力做功公式
可知，力和位移垂直时，力对物体做功也为零，故A错误；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，故B正确；
C．当静摩擦力的方向与速度方向垂直时，比如静摩擦力提供向心力时，此时静摩擦力摩擦力不做功，当物体受到滑动摩擦力作用，但是位移为零，则滑动摩擦力一样不做功，如粉笔在黑板上摩擦，摩擦力对黑板不做功，故C错误；
D．功有正负之分，但功的正负不表示方向，只表示动力做功还是阻力做功，对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力，故D正确。
故选DB。
15. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流I、拉力F和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】AB．导体棒运动时间为t时，通过的位移为x=vt，回路中有效的切割长度为
感应电动势为
回路的总电阻为
则电流与t的关系式为
式中各量均一定，则I为一定值，故A正确，B错误；
C．拉力
故C正确；
D．运动x时的功率为
则知P与x成正比，故D正确。
故选ACD。
16. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电小颗粒从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，已知带电小颗粒从A到B过程中克服重力做功2J，电场力做功3J，则（ ）
A. 粒子在A点的电势能比在C点多12J
B. 粒子在A点的动能比在B点多1.0J
C. 粒子在A点的机械能比在C点多12.0J
D. 粒子在C点的动能为14.0J
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】B.带电小颗粒从A到B过程中，由动能定理可得
因此粒子在B点的动能比在A点多1.0J，B错误；
AC.粒子只受重力和电场力，由牛顿第二定律可得：粒子在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动。B点为最高点，竖直分速度为零，由对称性可知，从A点到B点和从B点到C点的时间相等，由初速度为零的匀加速直线运动规律可得：粒子在BC段的水平位移是AB段水平位移的3倍，因此粒子从B点到C点电场力做功9J，则粒子在A点的电势能比在C点多12J，粒粒子在C点的机械能比在A点多12.0J， A正确，C错误；
D.粒子从A到B过程中电场力做功3J，则粒子在B点的动能为3J，则粒子从B点到C点过程，由动能定理可得
解得：，D正确；
故选AD。
17. 下列说法正确的是（ ）
A. 铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏加德罗常数为，个铜原子所占的体积为
B. 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C. 绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
D. 一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
E. 一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
【答案】ADE
【解析】
【详解】A．铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏加德罗常数为，个铜原子的质量，所占的体积为，选项A正确；
B．气体的压强是由大量的气体分子对器壁的频繁的碰撞产生的，选项B错误；
C．绝对零度是无法达到的，从而无法根据实验方法进行测量，故C错误；
D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，则内能一定增加，故D正确；
E．根据理想气体状态方程，则一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，而气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，故E正确。
故选ADE。
18. 如图所示，光滑杆的端固定一根劲度系数为k=10N/m，原长为的轻弹簧，质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接，为过O点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为=30°，开始杆是静止的，当杆以为轴转动时，角速度从零开始缓慢增加，直至弹簧伸长量为0．5m，下列说法正确的是（ ）
A. 杆保持静止状态，弹簧的长度为0．5m
B. 当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为
C. 当弹簧伸长量为0．5m时，杆转动的角速度为
D. 在此过程中，杆对小球做功为12．5J
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A．当杆静止时，小球受力平衡，根据力的平衡条件可得
代入数据解得
所以弹簧的长度为
A正确；
B．当弹簧恢复原长时，由牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C．当弹簧伸长量为0．5m时，小球受力如图示
水平方向上
竖直方向上
弹簧的弹力为
联立解得
C正确；
D．在此过程中，由动能定理可得W
解得
D正确。
故选ACD。
三、填空题（共6分）
19. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为正弦曲线，其波速为100m/s。从图示时刻开始计时，时质点b的运动方向沿y轴___________（填“正”或“负”方向）；0~1s内质点a通过的路程为___________m。
【答案】 ①. 负 ②. 20
【解析】
【详解】[1]因为波沿x轴正方向传播，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可判断出质点b沿y轴负方向运动；
[2]该波的周期
所以0~1s内质点a通过的路程
四、实验题（共20分）
20. 如图1所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器。常用的力传感器由金属梁和应变片组成，且力F越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图2所示：
实验室提供以下器材：
A定值电阻（R0=5Ω）
B.滑动变阻器（阻值为2Ω，额定功率为）
C.电流表（，内阻r1=1Ω）
D.电流表（，内阻约为5Ω）
E.直流电源（电动势，内阻约为1Ω）
F.直流电源（电动势，内阻约为2Ω）
G.开关S及导线若干
(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差ΔU________（填“大于零”“小于零”或“等于零”）；
(2)图2中①、②为电流表，其中电流表①选_______（填“”或“”），电源选___（填“”或“”）；
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验应选择的方式为_____________；
(4)在图3中，将原电路B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计的电路A、B、C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图3中正确连接电路_______；
(5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为______（两电流表的电流分别用、表示）。
【答案】 ①. 等于零 ②. A1 ③. E2 ④. 分压式 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差∆U等于零；
(2)图2中①。②为电流表，其中电流表①应选内阻已知的电流表A1，这样可知道电压值；电流表最大电流为0.6A，则根据闭合电路欧姆定律：E=I（r+R)=0.6+0.6（5+2）V=4.8V，则电源选E2；
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验中滑动变阻器阻值较小，且要得到连续可调的多组数据，则应选择的方式为分压式；
(4)电路连接如图；
(5)由欧姆定律可知：
21. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。光滑的水平平台上的A点放置一个光电门。实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测得小滑块a（含挡光片）和小球b的质量为；
C．将a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；
D．细线烧断后，a、b被弹开，向相反方向运动；
E．记录滑块a离开弹簧后通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F．小球b离开弹簧后从平台边缘飞出，落在水平地面的B点，测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘铅垂线之间的水平距离；
G．改变弹簧压缩量，进行多次实验。
(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度______mm；
(2)若在误差允许范围内，满足______，则a、b与弹簧作用过程中系统动量守恒。（用上述实验所涉及物理量的字母表示，重力加速度为g）
【答案】 ①. 3.704（3.704~3.706均可） ②.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数是主尺上的读数和游标尺上的读数的和，由题图乙可以求得挡光片的宽度。
(2)[2]烧断细线后，小滑块a与小球b被弹簧弹开，小滑块a获得的动量与小球b获得的动量大小相等、方向相反，而小滑块a通过光电门的速度
小滑块a获得的动量
小球b做平抛运动，竖直方向上，根据运动学公式可得
解得
所以速度
弹开后小球b获得的动量
。
五、解答题（共30分）
22. 如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高h＝3 m的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的弧形坡，∠OAB＝60°，B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃到水平跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
（1）若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值；
（2）若选手以速度v1＝4 m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间。
【答案】(1) (2) 0.6s
【解析】
【详解】（1）若选手以速度水平跳出后，能跳在水平跑道上，则：
解得：
（2）若选手以速度水平跳出，因，人将落在弧形坡上
下降高度：
水平前进距离：
且：
联立解得：
t=0.6s
23. 有一长为、质量为10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的x轴上，如图所示，x轴垂直纸面向外，x轴水平向右，。
(1)当磁感应强度，方向与z轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，求cd的电流的大小和方向；
(2)若cd中通入方向由c到d的的电流，磁感应强度，方向与z轴正方向相同，求当cd静止时悬线中的张力大小；
(3)若cd中通入方向由c到d的的电流，磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正方向夹角为60°，磁感应强度，求导线cd静止时悬线中的张力大小。
【答案】(1)，由c到d；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)要使悬线中的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，由
得
由左手定则可判定cd中的电流方向为由c到d。
(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力，当cd静止时，有
所以
。
(3)根据题意，这时cd受到的安培力大小为
所以
又因与垂直，因此与mg的夹角为45°
所以悬线中的张力满足
，。
24. 如图所示，用质量为m=1kg、横截面积为S=10cm2的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计．开始时活塞距汽缸底的高度为h=10cm且汽缸足够高，气体温度为t=27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m／s2，绝对零度取－273℃．求：
(1)此时封闭气体的压强；
(2)给汽缸缓慢加热，当缸内气体吸收4.5J热量时，内能的增加量为2.3J，求此时缸内气体的温度．
【答案】（1）1.1×105pa（2）87℃
【解析】
【详解】(1)以活塞为研究对象，由平衡条件得：
解得：封闭气体压强为
(2)由热力学第一定律得：
外界对气体做功为
对气体由盖吕萨克定律得：
解得缸内气体的温度为
25. 如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,∠ABC= 60°,透明物质的折射率,一束光线在纸面内与BC面成θ=30°角的光线射向BC面.求:
（1）这种透明物质对于空气的临界角;(结果可以用α的三角函数表示)
（2）最终的出射光线与最初的入射光线之间的偏转角.
【答案】（1）（2）偏转角为60°
【解析】
【详解】（1）由临界角的公式sin C=
得.
（2）光线在BC面上折射进入透明物质中,入射角θ′=60°
由折射率定义式n=得sin γ==
解得γ=30°
光线的光路图如图所示,
一、单选题（共20分）
1. 如图所示，两滑块a、b以相同初速度在各自轨道上运动，两轨道起点与终点等高，且水平距离相同，b轨道在竖直平面内，运动过程中均无机械能损失。对全过程中，则下列说法中错误的是（ ）
A. a、b达到c时对轨道压力大小不等
B. a、b达到终点的速度相等
C. b比a先到达终点
D. a、b运动中的平均速率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．a达到c点时，支持力等于重力，则压力等于重力，b到达c点时，径向的合力提供向心力，则支持力不等于重力，可知压力不等于重力，A正确，不符合题意；
B．由于两物块在整个过程中无机械能损失，则a做匀速运动，对b，根据机械能守恒知，到达终点时与起点的速度相等，B正确，不符合题意；
C．b在水平方向上的速度先不变，然后增大，减小，再增大，再减小，最后不变，为，由于两物块在水平方向上的位移相等，根据速度时间图线知
b的运动时间小于a的时间，C正确，不符合题意；
D．b的运动路程较大，时间较短，则平均速率较大，D错误，符合题意。
故选D。
2. 北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验胎与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。7月25日3时13分，问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接，在这个过程中（ ）
A. 长征五号B遥三运载火箭发射速度小于第一宇宙速度
B. 我国空间站位于距地400km的近地轨道，运行周期小于24h
C. 空间站的宇航员处于失重状态，是因为地球对其几乎没有引力
D. 宇航员返回地球，需要驾驶飞船点火制动，由此可见，离地球越远，稳定运行的卫星运行速度越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是最小的发射速度，所以长征五号B遥三运载火箭发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；
B．地球同步卫星的运行周期是24h，而空间站的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，其运行的周期也比同步卫星的周期小，故B正确；
C．宇航员虽然处于失重状态，但是仍然受到地球的吸引力，地球对宇航员的万有引力提供其做圆周运动的向心力，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力，即
解得
由此可知，虽然宇航员返回地球需要点火制动，但离地球越远，卫星运行的速度越小，故D错误。
故选B。
3. 如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，上下均有跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．如果电梯中乘客的质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气和摩擦阻力的情况下，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 关闭电动机后，乘客处于超重状态
B. 关闭电动机后，乘客处于失重状态
C. 由于A、B质量相等，故关闭电动机后，乘客的加速度大小为g
D. 关闭电动机后，电梯上升的高度h一定小于
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．关闭发动机后，乘客减速上升，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误，B正确；
C．对系统运用牛顿第二定律得
解得
故C错误；
D．根据运动学公式得
故D错误。
故选B。
【点睛】通过加速度的方向判断物体的超失重，对系统运用牛顿第二定律求出加速度，通过速度位移公式求出上升的高度。
4. 如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端固定一光滑的小定滑轮，质量分别为m和2m的两小物块A、B用轻绳连接，其中B被垂直斜面的挡板挡住而静止在斜面上，定滑轮与A之间的绳子水平，已知绳子开始时刚好拉直，且A与定滑轮之间的距离为l．现使A由静止下落，在A向下运动至O点正下方的过程中，下列说法正确的是 ( )
A. 物块B始终处于静止状态
B. 物块A运动到最低点时的速度大小为
C. 物块A运动到最低点时的速度方向为水平向左
D. 绳子拉力对物块B做正功
【答案】D
【解析】
【详解】假设物体B不动．设A摆到最低点时的速度大小为v，由机械能守恒得：，解得：，A在最低点时，有：，联立得：T=3mg，而物体B重力沿斜面向下的分力为 ，所以物块B在绳子拉力作用下沿斜面向上运动．A错误．B上升过程中，绳子拉力对B做正功，其机械能增加，根据AB组成的系统机械能守恒知，A的机械能减小，到最低点的速度小于，B错误 D正确；物体A在最低点只要有水平方向的速度，根据圆周运动可知拉力大于mg，则物体B就会继续上升，因此物体A在最低点的水平速度为零，故C错误．
5. 关于电磁波的下列说法正确的是（ ）
A. T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短
B. 电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，但不能实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大
C. 太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
D. 调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长长，所以A错误；
B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大，所以B错误；
C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，所以C正确；
D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播速度不变，所以D错误；
故选C。
6. 下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（ ）
A. 匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
B. 匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
C. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
D. 速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀变速直线运动的速度是时间的一次函数，但不一定成正比，若初速度为零则成正比，故A错误；
B．加速度的正、负仅表示加速度方向与设定的正方向相同还是相反，是否是减速运动还要看速度的方向，当速度与加速度反向则为减速运动，故B错误；
C．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，故C正确；
D．加速度恒定，初速度与加速度方向相反的直线运动中，速度就是先减小再增大的，比如竖直上抛运动，物体做匀变速直线运动，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A. 从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B. 圆管中的感应电动势大小为
C. 圆管中的感应电流大小为
D. 台秤的读数会随时间推移而增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为
故B错误；
C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为
故C正确；
D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。
故选C
8. 我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电，中的元素是，其发生衰变的半衰期为87.7年，下列说法中正确的是（ ）
A. 衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子
B. 发生衰变的核反应方程为
C. 经过175.4年，元素的所有原子核都完成了衰变
D. 当气温和引力环境发生改变后，元素的半衰期可能会发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A．衰变是原子核放出一个粒子，形成一个新核，选项A错误；
B．发生衰变的核反应方程为
选项B正确；
C．经过175.4年发生衰变后剩余质量
所以大约还有25%的原子核Pu没发生衰变，选项C错误；
D．半衰期只与元素自身有关，与气温和引力环境无关，选项D错误。
故选B。
9. 如图所示，正交的匀强电场和匀强磁场的宽度为d，电场强度为E，磁感应强度为B，将一质量为m、带电量为q的不计重力的带正电粒子，由场的左边缘自静止释放粒子在电场力和磁场力的作用下运动到场的右边缘离开电磁场，若离开场时粒子的速度大小为v，则整个过程中（ ）
A. 粒子沿电场线方向做匀加速直线运动
B 粒子做匀变速曲线运动
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对带电粒子受力分析可知，受恒定的水平向右的电场力，洛伦兹力F洛=qvB，与速度方向垂直且在变化，所以合外力在变化，方向与速度不共线，粒子做非匀变速曲线运动，AB错误；
CD．粒子在整个运动中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由动能定理得
解得
C正确，D错误。
故选C。
10. 一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A. 1 × 102mB. 3 × 102mC. 6 × 102mD. 9 × 102m
【答案】B
【解析】
【详解】一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
二、多选题（共24分）
11. 如图所示，质量分别为m、2m的小球A、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线中的拉力大小为T，此时突然剪断细线。则在剪断细线的瞬间（ ）
A. 弹簧的弹力的大小为mg
B. 弹簧的弹力的大小为
C. 小球A的加速度的大小为+g
D. 小球B加速度的大小为0
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．剪断细线前，对两球及弹簧整体，根据牛顿第二定律得
T-3mg=3ma
对B球根据牛顿第二定律有
F弹-2mg=2ma
解得
故A错误，B正确；
CD．剪断细线的瞬间：弹簧的弹力没有来得及变化，大小仍为，所以B球受力不变，则剪断瞬间的加速度与剪断前的加速度相等，对A球根据牛顿第二定律有：
mg+F弹=maA
得
故C正确，D错误；
故选BC。
12. 如图所示，航天飞机在轨运行时释放一颗绳系卫星，二者用电缆绳连接，当航天飞机连同卫星在轨运行时，二者间的电缆就会与地磁场作用从而产生电磁感应现象。忽略地磁偏角的影响，下列说法大致正确的是（ ）
A. 赤道上空，地磁场的方向从南向北
B. 航天飞机在赤道上空从西往东运行时，A端的电势高于B端电势
C. 航天飞机在赤道上空从东往西运行时，A端的电势高于B端电势
D. 航天飞机沿经线从南往北运行时，B端的电势高于A端电势
【答案】AB
【解析】
【详解】赤道上空地磁场方向由南向北。航天飞机在赤道上空从西往东走，根据右手定则，判断出感应电动势方向指向A端，故A端电势高于B端电势；若从东往西走，同理，A端电势低于B端电势；若南北方向走，电缆与磁感线不切割，不产生感应电动势，AB两端相等。
故AB正确，CD错误。
故选AB。
13. 如图为一对等量异种点电荷，电量分别为、。实线为电场线，虚线圆的圆心在两电荷连线的中点，，，，为圆上的点，下列说法正确的是（ ）
A. ，两点的电势相同
B. ，两点的电场强度相同
C. 同一负电荷在点的电势能等于点的电势能
D. 正电荷从点运动到点的过程中，电场力做负功
【答案】BC
【解析】
【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，c点的电势低于d点的电势，d点的电势等于a点的电势，故A错误；
B．电场线切线方向为场强方向，电场线的疏密反映场强的强弱，所以图知b、d两点的电场强度方向相同，大小相等，故B正确；
C．因为d点的电势等于a点的电势，所以同一负电荷在a点的电势能等于d点的电势能，故C正确；
D．因为d点的电势等于a点的电势，沿电场线方向电势逐渐降低，a点的电势高于b点的电势，正电荷从d点运动到b点的过程中，电场力做正功，故D错误。
故选BC。
14. 关于功和功率，下列说法中正确的是（ ）
A. 力对物体不做功，物体一定无位移
B. 功率是描述做功快慢的物理量
C. 滑动摩擦力总是对物体做功，静摩擦力对物体一定不做功
D. 对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据力做功公式
可知，力和位移垂直时，力对物体做功也为零，故A错误；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，故B正确；
C．当静摩擦力的方向与速度方向垂直时，比如静摩擦力提供向心力时，此时静摩擦力摩擦力不做功，当物体受到滑动摩擦力作用，但是位移为零，则滑动摩擦力一样不做功，如粉笔在黑板上摩擦，摩擦力对黑板不做功，故C错误；
D．功有正负之分，但功的正负不表示方向，只表示动力做功还是阻力做功，对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力，故D正确。
故选DB。
15. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流I、拉力F和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】AB．导体棒运动时间为t时，通过的位移为x=vt，回路中有效的切割长度为
感应电动势为
回路的总电阻为
则电流与t的关系式为
式中各量均一定，则I为一定值，故A正确，B错误；
C．拉力
故C正确；
D．运动x时的功率为
则知P与x成正比，故D正确。
故选ACD。
16. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电小颗粒从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，已知带电小颗粒从A到B过程中克服重力做功2J，电场力做功3J，则（ ）
A. 粒子在A点的电势能比在C点多12J
B. 粒子在A点的动能比在B点多1.0J
C. 粒子在A点的机械能比在C点多12.0J
D. 粒子在C点的动能为14.0J
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】B.带电小颗粒从A到B过程中，由动能定理可得
因此粒子在B点的动能比在A点多1.0J，B错误；
AC.粒子只受重力和电场力，由牛顿第二定律可得：粒子在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动。B点为最高点，竖直分速度为零，由对称性可知，从A点到B点和从B点到C点的时间相等，由初速度为零的匀加速直线运动规律可得：粒子在BC段的水平位移是AB段水平位移的3倍，因此粒子从B点到C点电场力做功9J，则粒子在A点的电势能比在C点多12J，粒粒子在C点的机械能比在A点多12.0J， A正确，C错误；
D.粒子从A到B过程中电场力做功3J，则粒子在B点的动能为3J，则粒子从B点到C点过程，由动能定理可得
解得：，D正确；
故选AD。
17. 下列说法正确的是（ ）
A. 铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏加德罗常数为，个铜原子所占的体积为
B. 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C. 绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
D. 一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
E. 一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
【答案】ADE
【解析】
【详解】A．铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏加德罗常数为，个铜原子的质量，所占的体积为，选项A正确；
B．气体的压强是由大量的气体分子对器壁的频繁的碰撞产生的，选项B错误；
C．绝对零度是无法达到的，从而无法根据实验方法进行测量，故C错误；
D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，则内能一定增加，故D正确；
E．根据理想气体状态方程，则一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，而气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，故E正确。
故选ADE。
18. 如图所示，光滑杆的端固定一根劲度系数为k=10N/m，原长为的轻弹簧，质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接，为过O点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为=30°，开始杆是静止的，当杆以为轴转动时，角速度从零开始缓慢增加，直至弹簧伸长量为0．5m，下列说法正确的是（ ）
A. 杆保持静止状态，弹簧的长度为0．5m
B. 当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为
C. 当弹簧伸长量为0．5m时，杆转动的角速度为
D. 在此过程中，杆对小球做功为12．5J
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A．当杆静止时，小球受力平衡，根据力的平衡条件可得
代入数据解得
所以弹簧的长度为
A正确；
B．当弹簧恢复原长时，由牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C．当弹簧伸长量为0．5m时，小球受力如图示
水平方向上
竖直方向上
弹簧的弹力为
联立解得
C正确；
D．在此过程中，由动能定理可得W
解得
D正确。
故选ACD。
三、填空题（共6分）
19. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为正弦曲线，其波速为100m/s。从图示时刻开始计时，时质点b的运动方向沿y轴___________（填“正”或“负”方向）；0~1s内质点a通过的路程为___________m。
【答案】 ①. 负 ②. 20
【解析】
【详解】[1]因为波沿x轴正方向传播，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可判断出质点b沿y轴负方向运动；
[2]该波的周期
所以0~1s内质点a通过的路程
四、实验题（共20分）
20. 如图1所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器。常用的力传感器由金属梁和应变片组成，且力F越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图2所示：
实验室提供以下器材：
A定值电阻（R0=5Ω）
B.滑动变阻器（阻值为2Ω，额定功率为）
C.电流表（，内阻r1=1Ω）
D.电流表（，内阻约为5Ω）
E.直流电源（电动势，内阻约为1Ω）
F.直流电源（电动势，内阻约为2Ω）
G.开关S及导线若干
(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差ΔU________（填“大于零”“小于零”或“等于零”）；
(2)图2中①、②为电流表，其中电流表①选_______（填“”或“”），电源选___（填“”或“”）；
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验应选择的方式为_____________；
(4)在图3中，将原电路B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计的电路A、B、C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图3中正确连接电路_______；
(5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为______（两电流表的电流分别用、表示）。
【答案】 ①. 等于零 ②. A1 ③. E2 ④. 分压式 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差∆U等于零；
(2)图2中①。②为电流表，其中电流表①应选内阻已知的电流表A1，这样可知道电压值；电流表最大电流为0.6A，则根据闭合电路欧姆定律：E=I（r+R)=0.6+0.6（5+2）V=4.8V，则电源选E2；
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验中滑动变阻器阻值较小，且要得到连续可调的多组数据，则应选择的方式为分压式；
(4)电路连接如图；
(5)由欧姆定律可知：
21. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。光滑的水平平台上的A点放置一个光电门。实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测得小滑块a（含挡光片）和小球b的质量为；
C．将a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；
D．细线烧断后，a、b被弹开，向相反方向运动；
E．记录滑块a离开弹簧后通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F．小球b离开弹簧后从平台边缘飞出，落在水平地面的B点，测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘铅垂线之间的水平距离；
G．改变弹簧压缩量，进行多次实验。
(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度______mm；
(2)若在误差允许范围内，满足______，则a、b与弹簧作用过程中系统动量守恒。（用上述实验所涉及物理量的字母表示，重力加速度为g）
【答案】 ①. 3.704（3.704~3.706均可） ②.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数是主尺上的读数和游标尺上的读数的和，由题图乙可以求得挡光片的宽度。
(2)[2]烧断细线后，小滑块a与小球b被弹簧弹开，小滑块a获得的动量与小球b获得的动量大小相等、方向相反，而小滑块a通过光电门的速度
小滑块a获得的动量
小球b做平抛运动，竖直方向上，根据运动学公式可得
解得
所以速度
弹开后小球b获得的动量
。
五、解答题（共30分）
22. 如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高h＝3 m的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的弧形坡，∠OAB＝60°，B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃到水平跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
（1）若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值；
（2）若选手以速度v1＝4 m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间。
【答案】(1) (2) 0.6s
【解析】
【详解】（1）若选手以速度水平跳出后，能跳在水平跑道上，则：
解得：
（2）若选手以速度水平跳出，因，人将落在弧形坡上
下降高度：
水平前进距离：
且：
联立解得：
t=0.6s
23. 有一长为、质量为10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的x轴上，如图所示，x轴垂直纸面向外，x轴水平向右，。
(1)当磁感应强度，方向与z轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，求cd的电流的大小和方向；
(2)若cd中通入方向由c到d的的电流，磁感应强度，方向与z轴正方向相同，求当cd静止时悬线中的张力大小；
(3)若cd中通入方向由c到d的的电流，磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正方向夹角为60°，磁感应强度，求导线cd静止时悬线中的张力大小。
【答案】(1)，由c到d；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)要使悬线中的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，由
得
由左手定则可判定cd中的电流方向为由c到d。
(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力，当cd静止时，有
所以
。
(3)根据题意，这时cd受到的安培力大小为
所以
又因与垂直，因此与mg的夹角为45°
所以悬线中的张力满足
，。
24. 如图所示，用质量为m=1kg、横截面积为S=10cm2的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计．开始时活塞距汽缸底的高度为h=10cm且汽缸足够高，气体温度为t=27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m／s2，绝对零度取－273℃．求：
(1)此时封闭气体的压强；
(2)给汽缸缓慢加热，当缸内气体吸收4.5J热量时，内能的增加量为2.3J，求此时缸内气体的温度．
【答案】（1）1.1×105pa（2）87℃
【解析】
【详解】(1)以活塞为研究对象，由平衡条件得：
解得：封闭气体压强为
(2)由热力学第一定律得：
外界对气体做功为
对气体由盖吕萨克定律得：
解得缸内气体的温度为
25. 如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,∠ABC= 60°,透明物质的折射率,一束光线在纸面内与BC面成θ=30°角的光线射向BC面.求:
（1）这种透明物质对于空气的临界角;(结果可以用α的三角函数表示)
（2）最终的出射光线与最初的入射光线之间的偏转角.
【答案】（1）（2）偏转角为60°
【解析】
【详解】（1）由临界角的公式sin C=
得.
（2）光线在BC面上折射进入透明物质中,入射角θ′=60°
由折射率定义式n=得sin γ==
解得γ=30°
光线的光路图如图所示,
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