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四川省内江市第六中学2023-2024学年高三下学期入学考试物理试题（Word版附解析）
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这是一份四川省内江市第六中学2023-2024学年高三下学期入学考试物理试题（Word版附解析），文件包含四川省内江市第六中学2023-2024学年高三下学期入学考试物理试题Word版含解析docx、四川省内江市第六中学2023-2024学年高三下学期入学考试物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的选项中，第14~18题只有1项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
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. 发生衰变的产物是
B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
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11460年
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
即发生衰变的产物是，选项A错误；
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；
C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。
故选D。
2. 质量为m的列车以速度v沿水平直轨道匀速行驶，突然以大小为F的力制动刹车直到列车停止，过程中恒受到大小为f的阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 减速运动加速度大小
B. 力F的冲量大小为
C. 刹车距离为
D. 匀速行驶时牵引力的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律有
可得减速运动加速度大小为
故A错误；
B．根据运动学公式有
解得列车制动刹车的时间为
故力F的冲量大小为
方向与运动方向相反，故B错误；
C．根据运动学公式有
可得刹车距离为
故C正确；
D．匀速行驶时牵引力大小等于阻力大小，则牵引力的功率为
故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一长为L的绝缘轻绳一端系着质量为m、带电荷量为+q的小球（可视为质点）、另一端固定在O点，整个空间存在与竖直方向夹角为的匀强电场。小球绕O点在竖直面ACBD内做圆周运动，其中AB水平，CD竖直，E、F连线与电场平行且经过O点，小球运动到A点时速度最小，为，g为重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为B. 小球从A点运动到B点，合力做功为4mgL
C. 小球在B点时轻绳的拉力大小为6mgD. 小球运动到E点时机械能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球运动到A点时速度最小，则电场力和重力的合力水平向右，电场力
mg
解得匀强电场的电场强度大小
故A错误；
B．电场力和重力的合力大小
F合=mg
方向水平向右，所以小球从A点运动到B点合力做功为2mgL，故B错误；
C．A到B过程，由动能定理有
小球在B点时有
解得小球在B点时轻绳的拉力大小
故C错误；
D．由能量守恒知，小球运动到E点时电势能最大，机械能最小，故D正确。
故选D。
4. 矩形滑块由不同材料按上、下两层黏合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向滑块。若射击滑块下层，则子弹刚好不射出滑块；若射击滑块上层，则子弹刚好能射穿滑块的一半厚度，如图所示。则上述两种情况相比较（ ）
A. 子弹的末速度大小不相等
B. 系统产生的热量一样多
C. 子弹对滑块做的功不相同
D. 子弹和滑块间的水平作用力一样大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据动量守恒，两种情况下子弹最终与滑块的速度相等，选项A错误；
B．根据能量守恒可知，初状态两子弹动能相同，末状态两滑块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量也相同，选项B正确；
C．子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，因此子弹对滑块做功相同，选项C错误；
D．系统产生的热量，由于两种情况下系统产生的热量相同，而相对位移不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，轻弹簧的右端与固定竖直挡板连接，左端与B点对齐。质量为m的小物块以初速度从A向右滑动，物块压缩弹簧后被反弹，滑到AB的中点C（图中未画出）时速度刚好为零。已知A、B间的距离为L，弹簧的最大压缩量为，重力加速度为g，则小物块反弹之后从B点运动到C点所用的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小物块从A点到停止运动的整个过程，根据动能定理可得
在BC段运动时，由牛顿第二定律和运动学公式得
联立解得
故选B。
6. 一质量为2kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图像如图所示，t=0时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则（ ）
A. t=6s时，物体的速度为18m/s
B. 在0～6s内，合力对物体做的功为396J
C. 在0～6s内，拉力对物体的冲量为36N·s
D. t=6s时，拉力F的功率为200W
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据可知，在图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在0-6s时间内速度增量为
所以时刻，物体的速度
故A错误；
B．在0～6s内，根据动能定理得合力对物体做的功为
代入数据解得
故B正确；
C．根据动量定理得
可得拉力对物体的冲量为
故C错误；
D．时，根据牛顿第二定律得
可得
则在时刻，拉力的功率
故D正确；
故选BD。
7. 某科技馆设计了一种磁力减速装置，简化为如题图所示模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为θ，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则（ ）
A. 线圈通过磁场过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针方向（俯视）
B. 线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为
C. 线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为
D. 小车和线圈的总质量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．线框刚进入磁场上边界时，根据楞次定律可得感应电流方向为顺时针方向（从斜面上方俯视线框），穿出磁场时，根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向，故A正确；
BC．设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得
解得
v0=
根据闭合电路的欧姆定律可得
下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
故BC错误；
D．根据平衡条件可得
解得
故D正确。
故选AD
8. 如图所示，绝缘粗糙的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。质量为m、电荷量为的小滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块与墙壁间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（ ）
A. A到C过程中滑块匀加速直线运动
B. 滑块到达D点时加速度为零
C. D点不是滑块运动轨迹的最低点
D. 若已知A、C间的高度差，则可求出AC过程中摩擦力对滑块做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】A．A到C过程中滑块受重力、弹力、摩擦力、电场力、洛伦兹力5个力的作用，下落过程中弹力逐渐减小，则摩擦力逐渐减小，根据
可知加速度逐渐增大，故A错误；
B．CD段做曲线运动，则滑块到达D点时加速度不为零，故B错误；
C．D点之后，滑块受电场力和重力的合力沿左下方，对滑块做负功，洛伦兹力不做功，所以滑块还会继续向下运动，故C正确；
D．若已知A、C间的高度差，滑块在C点时离开墙壁，满足
根据动能定理有
则可求出AC过程中摩擦力对滑块做的功，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共129分）
9. 某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币甲放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
（1）在本实验中，甲选用的是______（填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为______（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则______（用m1和m2表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。
【答案】 ①. 一元 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图（b）可知，甲碰撞乙后，甲的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知甲的质量大一些，即在本实验中，甲选用的是一元硬币。
（2）[2]碰撞前，甲从O点运动到P点减速至0，根据动能定理有
解得
（3）[3]甲乙碰撞后，甲、乙最终均减速至0，根据动能定理有
解得
碰撞过程，根据动量守恒定律有
解得
10. 多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。
（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量______；当S旋到位置______时，多用电表测电流时量程较大。
（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到______（填“”或“”）位置。
（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：
A．干电池（电动势E为1.5V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程，内阻）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①在乙图中，左侧表笔是______（“红”，“黑”）表笔；
②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比______。
【答案】（1） ①. 电压 ②. 1
（2）
（3） ①. 黑 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。
【小问2详解】
多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。
【小问3详解】
①[1]红表笔接外部电源的正极，接内部电源的负极，可知，在乙图中左侧表笔是黑表笔。
②[2]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为
则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比
11. 如图所示，两平行极板水平放置，间距为d，两板间电压为U，其中上极板接电源正极（忽略边缘效应，电场视为匀强电场），两极板之间的区域同时有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，距极板不远处有一边长为d的正方形ABCD，AB、CD边分别与上下极板平齐，E为CD的中点。某时刻从与极板间距等宽的粒子源射出的平行带电粒子恰好沿直线通过平行板区域。不考虑粒子间的相互作用，不考虑带电粒子的重力。求：
（1）粒子运动的速度大小为多少？
（2）如果粒子全部打在C点，需在正方形中加相应的磁场，判断磁场的方向及磁场的最小面积。（无需写出面积最小的证明过程）
【答案】（1）；（2），若粒子带正电，磁场方向垂直纸面向外；若粒子带负电，磁场方向垂直纸面向里
【解析】
【详解】（1）粒子恰好沿直线通过平行板区域，则有
得到粒子运动速度大小为
（2）粒子垂直AD边进入正方形区域，在C点汇聚，如图所示
粒子在磁场中运动的半径等于圆形磁场的半径
根据几何知识可知最小面积为
若粒子带正电，磁场方向垂直纸面向外；若粒子带负电，磁场方向垂直纸面向里。
12. 小戴同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度向上滑动时，受到滑杆的摩擦力，滑块滑到B处与滑杆发生弹性碰撞，使滑杆离开桌面向上运动。已知滑块的质量为m，滑杆的质量为，A、B间的距离,重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）滑块碰撞前瞬间的速度大小；
（2）滑杆向上运动的最大高度h；
（3）若滑杆落地与地面碰撞后不反弹，则从开始到最后停止运动，因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）（3）
【解析】
【详解】（1）滑块碰撞前过程向上做匀减速直线运动，有
根据牛顿第二定律
联立解得
（2）滑块滑到B处与滑杆发生完全弹性碰撞，设碰后滑块和滑杆的速度分别为为v11和v21，根据动量守恒定律和能量关系有
解得
滑杆向上减速运动的加速度
解得
a1=2g
向下，滑杆上升的最大高度
（3）碰后滑杆以速度向上做减速运动。加速度为a1=2g；滑块以速度向下减速，加速度为
方向向上；设向下为正方向，则当两者共速时
解得
此时滑块和滑杆的速度恰为零，则滑块的位移
滑杆的位移
则因摩擦产生的热量
13. 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后，h中的气体内能______（选填“减少，增加，不变”），f中的气体压强______h中的气体压强，f中的气体温度______g中的气体温度（选填“大于，小于，相等”）
【答案】 ①. 增加 ②. 等于 ③. 大于
【解析】
【详解】[1][2]由题意可知初始状态f、g、h三部分气体的压强、温度、体积都相同，即
，，
通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，对稳定后的两个活塞进行整体法分析可得
可得
故h和f中的气体压强相同，稳定后，h中的气体压强增大，故f中的气体压强增大，体积减小，对于f中的气体，外界对f中的气体做功，由于是绝热汽缸，有
根据热力学第一定律可知
故f中的气体的内能增加。
[3]由上述分析可知，加热并稳定后弹簧处于压缩状态，稳定后f中气体的压强和体积都大于g中气体的压强和体积，根据理想气体状态方程
可得
故f中的气体温度大于g中的气体温度。
14. 竖直放置的导热薄壁汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接，活塞Ⅰ、Ⅱ的质量均为m，面积分别为S、2S。初始时活塞Ⅰ上面放置质量为2m的物块M，系统处于平衡状态，活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离为h、活塞Ⅱ到汽缸连接处的距离为2h，如图所示。已知活塞外大气压强为，活塞外温度恒定，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。若，求：
（1）汽缸内理想气体的压强与大气压强的比值；
（2）轻轻拿走塞Ⅰ上面放置的物块，待系统稳定时活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设汽缸内理想气体的压强为，对系统整体由平衡条件可得
解得
解得
结合
可得
（2）轻轻拿走塞Ⅰ上面放置的物块，设稳定时，汽缸内气体的压强为，根据平衡条件可得
解得
根据玻意耳定律
解得
根据题意可得
则
设活塞Ⅰ到汽缸连接处距离为，根据几何知识
解得
15. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角0~60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则玻璃砖的折射率为______，OP之间的距离为______，光在玻璃砖内的传播速度为______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】作出两种情况下的光路图，如图所示
[1][2]设，在A处发生全反射，则有
由于出射光平行可知，在B处射出，则有
根据几何关系可得
联立解得
，
[3]根据可得
16. 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm，O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置：t=时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置。求
（1）简谐波周期、波速和波长；
（2）质点O的位移随时间变化的关系式。
【答案】（1），，；（2）（国际单位制）
【解析】
【详解】（1）设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知
T=4s
由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t=时回到平衡位置，而A在t=1s时回到平衡位置，时间相差，两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度
v=7.5 cm/s
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长
λ=vT=30cm
（2）设质点O的位移随时间变化的关系为
将题给条件代入上式得
解得
A=8cm
故
（国际单位制）
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的选项中，第14~18题只有1项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
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. 发生衰变的产物是
B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
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11460年
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
即发生衰变的产物是，选项A错误；
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；
C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。
故选D。
2. 质量为m的列车以速度v沿水平直轨道匀速行驶，突然以大小为F的力制动刹车直到列车停止，过程中恒受到大小为f的阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 减速运动加速度大小
B. 力F的冲量大小为
C. 刹车距离为
D. 匀速行驶时牵引力的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律有
可得减速运动加速度大小为
故A错误；
B．根据运动学公式有
解得列车制动刹车的时间为
故力F的冲量大小为
方向与运动方向相反，故B错误；
C．根据运动学公式有
可得刹车距离为
故C正确；
D．匀速行驶时牵引力大小等于阻力大小，则牵引力的功率为
故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一长为L的绝缘轻绳一端系着质量为m、带电荷量为+q的小球（可视为质点）、另一端固定在O点，整个空间存在与竖直方向夹角为的匀强电场。小球绕O点在竖直面ACBD内做圆周运动，其中AB水平，CD竖直，E、F连线与电场平行且经过O点，小球运动到A点时速度最小，为，g为重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为B. 小球从A点运动到B点，合力做功为4mgL
C. 小球在B点时轻绳的拉力大小为6mgD. 小球运动到E点时机械能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球运动到A点时速度最小，则电场力和重力的合力水平向右，电场力
mg
解得匀强电场的电场强度大小
故A错误；
B．电场力和重力的合力大小
F合=mg
方向水平向右，所以小球从A点运动到B点合力做功为2mgL，故B错误；
C．A到B过程，由动能定理有
小球在B点时有
解得小球在B点时轻绳的拉力大小
故C错误；
D．由能量守恒知，小球运动到E点时电势能最大，机械能最小，故D正确。
故选D。
4. 矩形滑块由不同材料按上、下两层黏合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向滑块。若射击滑块下层，则子弹刚好不射出滑块；若射击滑块上层，则子弹刚好能射穿滑块的一半厚度，如图所示。则上述两种情况相比较（ ）
A. 子弹的末速度大小不相等
B. 系统产生的热量一样多
C. 子弹对滑块做的功不相同
D. 子弹和滑块间的水平作用力一样大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据动量守恒，两种情况下子弹最终与滑块的速度相等，选项A错误；
B．根据能量守恒可知，初状态两子弹动能相同，末状态两滑块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量也相同，选项B正确；
C．子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，因此子弹对滑块做功相同，选项C错误；
D．系统产生的热量，由于两种情况下系统产生的热量相同，而相对位移不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，轻弹簧的右端与固定竖直挡板连接，左端与B点对齐。质量为m的小物块以初速度从A向右滑动，物块压缩弹簧后被反弹，滑到AB的中点C（图中未画出）时速度刚好为零。已知A、B间的距离为L，弹簧的最大压缩量为，重力加速度为g，则小物块反弹之后从B点运动到C点所用的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小物块从A点到停止运动的整个过程，根据动能定理可得
在BC段运动时，由牛顿第二定律和运动学公式得
联立解得
故选B。
6. 一质量为2kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图像如图所示，t=0时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则（ ）
A. t=6s时，物体的速度为18m/s
B. 在0～6s内，合力对物体做的功为396J
C. 在0～6s内，拉力对物体的冲量为36N·s
D. t=6s时，拉力F的功率为200W
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据可知，在图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在0-6s时间内速度增量为
所以时刻，物体的速度
故A错误；
B．在0～6s内，根据动能定理得合力对物体做的功为
代入数据解得
故B正确；
C．根据动量定理得
可得拉力对物体的冲量为
故C错误；
D．时，根据牛顿第二定律得
可得
则在时刻，拉力的功率
故D正确；
故选BD。
7. 某科技馆设计了一种磁力减速装置，简化为如题图所示模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为θ，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则（ ）
A. 线圈通过磁场过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针方向（俯视）
B. 线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为
C. 线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为
D. 小车和线圈的总质量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．线框刚进入磁场上边界时，根据楞次定律可得感应电流方向为顺时针方向（从斜面上方俯视线框），穿出磁场时，根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向，故A正确；
BC．设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得
解得
v0=
根据闭合电路的欧姆定律可得
下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
故BC错误；
D．根据平衡条件可得
解得
故D正确。
故选AD
8. 如图所示，绝缘粗糙的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。质量为m、电荷量为的小滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块与墙壁间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（ ）
A. A到C过程中滑块匀加速直线运动
B. 滑块到达D点时加速度为零
C. D点不是滑块运动轨迹的最低点
D. 若已知A、C间的高度差，则可求出AC过程中摩擦力对滑块做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】A．A到C过程中滑块受重力、弹力、摩擦力、电场力、洛伦兹力5个力的作用，下落过程中弹力逐渐减小，则摩擦力逐渐减小，根据
可知加速度逐渐增大，故A错误；
B．CD段做曲线运动，则滑块到达D点时加速度不为零，故B错误；
C．D点之后，滑块受电场力和重力的合力沿左下方，对滑块做负功，洛伦兹力不做功，所以滑块还会继续向下运动，故C正确；
D．若已知A、C间的高度差，滑块在C点时离开墙壁，满足
根据动能定理有
则可求出AC过程中摩擦力对滑块做的功，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共129分）
9. 某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币甲放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
（1）在本实验中，甲选用的是______（填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为______（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则______（用m1和m2表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。
【答案】 ①. 一元 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图（b）可知，甲碰撞乙后，甲的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知甲的质量大一些，即在本实验中，甲选用的是一元硬币。
（2）[2]碰撞前，甲从O点运动到P点减速至0，根据动能定理有
解得
（3）[3]甲乙碰撞后，甲、乙最终均减速至0，根据动能定理有
解得
碰撞过程，根据动量守恒定律有
解得
10. 多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。
（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量______；当S旋到位置______时，多用电表测电流时量程较大。
（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到______（填“”或“”）位置。
（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：
A．干电池（电动势E为1.5V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程，内阻）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①在乙图中，左侧表笔是______（“红”，“黑”）表笔；
②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比______。
【答案】（1） ①. 电压 ②. 1
（2）
（3） ①. 黑 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。
【小问2详解】
多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。
【小问3详解】
①[1]红表笔接外部电源的正极，接内部电源的负极，可知，在乙图中左侧表笔是黑表笔。
②[2]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为
则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比
11. 如图所示，两平行极板水平放置，间距为d，两板间电压为U，其中上极板接电源正极（忽略边缘效应，电场视为匀强电场），两极板之间的区域同时有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，距极板不远处有一边长为d的正方形ABCD，AB、CD边分别与上下极板平齐，E为CD的中点。某时刻从与极板间距等宽的粒子源射出的平行带电粒子恰好沿直线通过平行板区域。不考虑粒子间的相互作用，不考虑带电粒子的重力。求：
（1）粒子运动的速度大小为多少？
（2）如果粒子全部打在C点，需在正方形中加相应的磁场，判断磁场的方向及磁场的最小面积。（无需写出面积最小的证明过程）
【答案】（1）；（2），若粒子带正电，磁场方向垂直纸面向外；若粒子带负电，磁场方向垂直纸面向里
【解析】
【详解】（1）粒子恰好沿直线通过平行板区域，则有
得到粒子运动速度大小为
（2）粒子垂直AD边进入正方形区域，在C点汇聚，如图所示
粒子在磁场中运动的半径等于圆形磁场的半径
根据几何知识可知最小面积为
若粒子带正电，磁场方向垂直纸面向外；若粒子带负电，磁场方向垂直纸面向里。
12. 小戴同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度向上滑动时，受到滑杆的摩擦力，滑块滑到B处与滑杆发生弹性碰撞，使滑杆离开桌面向上运动。已知滑块的质量为m，滑杆的质量为，A、B间的距离,重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）滑块碰撞前瞬间的速度大小；
（2）滑杆向上运动的最大高度h；
（3）若滑杆落地与地面碰撞后不反弹，则从开始到最后停止运动，因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）（3）
【解析】
【详解】（1）滑块碰撞前过程向上做匀减速直线运动，有
根据牛顿第二定律
联立解得
（2）滑块滑到B处与滑杆发生完全弹性碰撞，设碰后滑块和滑杆的速度分别为为v11和v21，根据动量守恒定律和能量关系有
解得
滑杆向上减速运动的加速度
解得
a1=2g
向下，滑杆上升的最大高度
（3）碰后滑杆以速度向上做减速运动。加速度为a1=2g；滑块以速度向下减速，加速度为
方向向上；设向下为正方向，则当两者共速时
解得
此时滑块和滑杆的速度恰为零，则滑块的位移
滑杆的位移
则因摩擦产生的热量
13. 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后，h中的气体内能______（选填“减少，增加，不变”），f中的气体压强______h中的气体压强，f中的气体温度______g中的气体温度（选填“大于，小于，相等”）
【答案】 ①. 增加 ②. 等于 ③. 大于
【解析】
【详解】[1][2]由题意可知初始状态f、g、h三部分气体的压强、温度、体积都相同，即
，，
通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，对稳定后的两个活塞进行整体法分析可得
可得
故h和f中的气体压强相同，稳定后，h中的气体压强增大，故f中的气体压强增大，体积减小，对于f中的气体，外界对f中的气体做功，由于是绝热汽缸，有
根据热力学第一定律可知
故f中的气体的内能增加。
[3]由上述分析可知，加热并稳定后弹簧处于压缩状态，稳定后f中气体的压强和体积都大于g中气体的压强和体积，根据理想气体状态方程
可得
故f中的气体温度大于g中的气体温度。
14. 竖直放置的导热薄壁汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接，活塞Ⅰ、Ⅱ的质量均为m，面积分别为S、2S。初始时活塞Ⅰ上面放置质量为2m的物块M，系统处于平衡状态，活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离为h、活塞Ⅱ到汽缸连接处的距离为2h，如图所示。已知活塞外大气压强为，活塞外温度恒定，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。若，求：
（1）汽缸内理想气体的压强与大气压强的比值；
（2）轻轻拿走塞Ⅰ上面放置的物块，待系统稳定时活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设汽缸内理想气体的压强为，对系统整体由平衡条件可得
解得
解得
结合
可得
（2）轻轻拿走塞Ⅰ上面放置的物块，设稳定时，汽缸内气体的压强为，根据平衡条件可得
解得
根据玻意耳定律
解得
根据题意可得
则
设活塞Ⅰ到汽缸连接处距离为，根据几何知识
解得
15. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角0~60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则玻璃砖的折射率为______，OP之间的距离为______，光在玻璃砖内的传播速度为______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】作出两种情况下的光路图，如图所示
[1][2]设，在A处发生全反射，则有
由于出射光平行可知，在B处射出，则有
根据几何关系可得
联立解得
，
[3]根据可得
16. 一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm，O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置：t=时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置。求
（1）简谐波周期、波速和波长；
（2）质点O的位移随时间变化的关系式。
【答案】（1），，；（2）（国际单位制）
【解析】
【详解】（1）设振动周期为T。由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知
T=4s
由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t=时回到平衡位置，而A在t=1s时回到平衡位置，时间相差，两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度
v=7.5 cm/s
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长
λ=vT=30cm
（2）设质点O的位移随时间变化的关系为
将题给条件代入上式得
解得
A=8cm
故
（国际单位制）
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