2022届湖南省长沙市长郡中学高三（下）一模考物理试卷（解析版）

长郡中学2022届模拟试卷（一）

物  理

注意事项：

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，再选涂其他答案标号。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，将本试题卷和答题卡一并交回。

一、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. 在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（       ）

A. 甲图的理论，可以很好的解释氢原子光谱的规律

B. 汤姆孙通过乙图所示的气体放电管发现了电子，即β射线

C. 丙图放射源产生的三种射线中，射线1是β射线

D. 丁图所示为光电效应实验，验电器因为带上负电指针张开

2. 如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为4m/s，乙车的速度为1m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t=0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为（　　）

A 2s B. 10s C. 16s D. 20s

3. 如图所示，直角三角形金属框abc电阻为R，ab边长为L，bc边长为L。金属框绕ab边以角速度逆时针转动，空间中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是（　　）

A. 若磁场方向平行ab边向上，金属框中没有感应电流，bc间电势差也为0

B. 若磁场方向垂直纸面向里，图示时刻金属框中的感应电流最大

C. 若磁场方向垂直纸面向里，从图示时刻开始至金属框转过的过程中，流经金属框的电量为

D. 若磁场方向垂直纸面向里，从图示时刻开始至金属框转过的过程中，金属框中产生的焦耳热为

4. 如图所示，“V”形槽各处所用材料完全相同，两侧面夹角可以调节，槽的棱与水平面的夹角为37°，两侧面与水平面的夹角相同。圆柱形工件放在“V”形槽中，当“V”形槽两侧面的夹角为60°时，工件恰好能匀速下滑。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。则当“V”形槽两侧面的夹角90°时，工件下滑的加速度大小为（　　）

A. 3m/s2 B. 2m/s2

C.  D.

5. 我国快舟一号甲运载火箭以“一箭双星”方式成功将“行云二号”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，卫星在半径为R的近地圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进人椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设卫星质量保持不变。则（　　）

A. 卫星在轨道Ⅱ向轨道Ⅲ变轨时火箭需在B点点火向前喷气加速

B. 飞船在轨道Ⅱ上稳定飞行经过A、B点速度之比为

C. 卫星在轨道I、Ⅲ上相同时间扫过的面积相同

D. 卫星在轨道Ⅱ上A点速率大于第一宇宙速度

6. 如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 整个运动过程中a、b两棒组成的系统动量守恒

B. 达到稳定状态时，a、b两棒的速度之比为2：1

C. 金属棒b稳定时的速度大小为

D. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为

二、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，有多项符合题目要求。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，质量分别为2m和m的A、B两物块放在倾角为37°的斜面上，用绕过动滑轮的细线连接，给动滑轮施加一个沿斜面向上的拉力F，A、B两物块均处于静止状态，连接两物块的细线均平行于斜面，不计滑轮的质量，两物块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（       ）

A. F的最小值为0.4mg B. F的最小值为0.8mg

C. 逐渐增大拉力F，A先滑动 D. 逐渐增大拉力F，B先滑动

8. 如图所示，一长为L的轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴O上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动。当小球在最低点时给它一个水平初速度，小球刚好能做完整的圆周运动。不计空气阻力，重力加速度为g。则下列判断正确的是（　　）

A. 除最高点外，小球做完整圆周运动的过程中仅有一处合力指向圆心

B. 小球初速度大小为

C. 杆的力为0时，小球的速度大小为

D. 杆的力为0时，小球的速度大小为

9. 如图，质量为m、带电荷量为q的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上A、B两点时的速度大小分别为、，方向分别与AB成斜向上、斜向下，已知AB=L，则（　　）

A. 质子从A到B的运动为匀变速运动

B. 场强大小为

C. 质子从A点运动到B点所用的时间为

D. 质子的最小速度为

10. 如图所示，倾角为的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一轻弹簧下端固定于斜面底端P点，弹簧处于原长时上端位于B点，质量为m的物体（可视为质点）从A点由静止释放，将弹簧压缩后恰好能回到AB的中点Q。已知A、B间的距离为x，重力加速度为g，则（　　）

A. 物体由A点运动至最低点的过程中加速度先不变后减小为零，再反向增大直至速度减为零

B. 物体与AB段的动摩擦因数

C. 物体在整个运动过程中克服摩擦力做的功为

D. 物体第13次经过B点时，物体在AB段运动经过的路程为

三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11. 某同学设计了如图甲所示的实验装置验证水平方向动量守恒定律，所用器材：气垫导轨、带四分之一圆弧轨道的滑块（水平长度L）、光电门、金属小球、游标卡尺、天平等。

（1）实验步骤如下：

①按照如图甲所示，将光电门A固定在滑块左端，用天平测得滑块和光电门A的总质量为M，光电门B固定在气垫导轨的右侧。

②用天平称得金属球的质量为m，用20分度游标卡尺测金属球的直径，示数如图乙所示，小球的直径d=________cm。

③开动气泵，调节气垫导轨水平，让金属小球从C点静止释放。A、B光电门的遮光时间

分别为△t1、△t2（光电门B开始遮光时小球已离开滑块）。

（2）验证M、m系统水平方向动量守恒________（填“需要”或“不需要”）保证滑块的上表面光滑。

（3）如图验证M、m系统水平方向动量守恒，只需验证________成立即可（用M、m、d、L、△t1、△t2表示）。

12. 某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）

A.滑动变阻器R1（0~1kΩ）；

B.滑动变阻器R2（0~10kΩ）；

C.电阻箱R（0~9999.9Ω）；

D.电源E1（电动势约为1.5V）；

E.电源E2（电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：

①按电路原理图a连接电路；

②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏；

③闭合S2，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置；

④记下电阻箱的阻值

回答下列问题：

（1）为减小实验误差，实验中电源应选用________（填器材前的字母），滑动变阻器应选用________（填器材前的字母）；

（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=________Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg________（填“＞”“=”或“＜”）Rg'；

（3）若按照第（2）问测算的Rg，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k=________；

（4）若用该电流表量程3mA，内阻按照第（2）问测算的Rg按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻Rx的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻Rx实际阻值相比较________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

13. 如图所示，水平面上有一质量m=3 kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m0=2kg的小物块，小物块与小车一起以v0=4m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M=1kg的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力。求：

（1）小车与小球碰撞后小球的速度大小；

（2）从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小物块的冲量；

（3）若从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短用时2s，试写出小车在这2s内的位移x与弹簧最大形变量l的关系式。

14. 显像管电视机已渐渐退出了历史的舞台，但其利用磁场控制电荷运动的方法仍然被广泛应用。如图为一磁场控制电子运动的示意图，大量质量为m，电荷量为e（e＞0）的电子从P点飘进加速电压为U的极板，加速后的电子从右极板的小孔沿中心线射出，一圆形匀强磁场区域，区域半径为R，磁感应强度大小，方向垂直于纸面向里，其圆心O1位于中心线上，在O1右侧2R处有一垂直于中心线的荧光屏，其长度足够大，屏上O2也位于中心线上，不计电子进电场时的初速度及它们间的相互作用，R，U，m，e为已知量。求：

（1）电子在磁场中运动时的半径r；

（2）电子从进入磁场到落在荧光屏上的运动时间；

（3）若圆形磁场区域可由图示位置沿y轴向上或向下平移，则圆形区域向哪个方向平移多少距离时，电子在磁场中的运动时间最长？并求此情况下粒子打在荧光屏上位置离O2的距离。

（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

 [物理――选修3―3]

15. 下列说法正确的是（　　）

A. 某冰水混合物的温度为0℃，则其分子的平均动能为零

B. 一定量的某理想气体温度升高时，内能一定增大

C. 一定质量的理想气体，温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强不一定增大

D. 气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是气体分子之间斥力大于引力

E. 热量可以从低温物体向高温物体传递

16. 如图所示，竖直放置的绝热圆形气缸内有两组固定于气缸壁的卡环。质量为m的活塞CD放置在体积可忽略的下卡环上，与位于上卡环下方的轻质活塞AB通过轻质弹簧相连。圆形气缸右壁离AB不远处有一小狭缝与外界大气相通，活塞CD下方封闭了长度为L的一定质量的理想气体。初始时刻，封闭气体的温度为，压强为，两个活塞都静止，且AB与上卡环接触但无挤压。现对封闭气体缓慢加热，若上卡环所能承受的最大竖直压力为，外界大气压强为，弹簧的劲度系数，活塞CD的运动可视为缓慢的，且最终不会到达小狭缝所在位置，重力加速度为g，两个活塞的横截面积均为S，则要使上卡环能安全使用。求：

（1）气缸内封闭气体的最高温度；

（2）若封闭气体的温度达到了最高温度，求全过程外界对封闭气体所做的功。

 [物理――选修3―4]

17. 如图所示，在均匀介质中，位于x=−10m和x=10m处两波源S1和S2沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm、波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图，下列说法正确的是（　　）

A. t=0到t=4s，x=8m的质点向左运动了8m

B. t=4s时，两列波在x=−1m处相遇，且此后x=−1m处位移始终为0

C. t=0到t=3s，x=−9.5m处的质点运动的路程为24cm

D. 形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点

E. 两列波都传递到x=0处后，因x=0处为加强点，所以此处位移始终为8cm

18. 大部分高层建筑都会采用断桥铝窗，隔热隔音效果好，也提高了建筑内的采光率，断桥铝窗一般都是用中空玻璃，如图甲所示。某一断桥铝窗其剖面及尺寸示意图如图乙所示，双层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气，每单层玻璃厚度为d，夹层宽度为l，一光束沿与玻璃垂直面成i=53°角从墙外经双层中空玻璃射入室内（光束与玻璃剖面在同一平面上），光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量（两光线垂直距离），玻璃折射率，光在空气中的速度近似为c，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量h；

（2）这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间t。

长郡中学2022届模拟试卷（一）

物  理

注意事项：

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，再选涂其他答案标号。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，将本试题卷和答题卡一并交回。

一、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. 在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（       ）

A. 甲图的理论，可以很好的解释氢原子光谱的规律

B. 汤姆孙通过乙图所示的气体放电管发现了电子，即β射线

C. 丙图放射源产生的三种射线中，射线1是β射线

D. 丁图所示为光电效应实验，验电器因为带上负电指针张开

【1题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．氢原子的能级图可以很好的解释氢原子光谱的规律，选项A正确；

B．汤姆孙通过乙图所示的气体放电管发现了电子，但不是射线，选项B错误；

C．丙图放射源产生的三种射线中，射线1是粒子，选项C错误；

D．丁图所示的实验中，从锌板中逸出光电子，则锌板带上正电，验电器因为带上正电指针张开，选项D错误。

故选A。

2. 如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为4m/s，乙车的速度为1m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t=0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为（　　）

A. 2s B. 10s C. 16s D. 20s

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且5m时，根据勾股定理可知

根据运动学公式有

，

解得

，

因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先增大后减小，当

此时有

当

此时有

当

此时甲车的速度为

根据几何关系可知，从4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中满足

这段过程经历的时间为

所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为

故选B。

3. 如图所示，直角三角形金属框abc电阻为R，ab边长为L，bc边长为L。金属框绕ab边以角速度逆时针转动，空间中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是（　　）

A. 若磁场方向平行ab边向上，金属框中没有感应电流，bc间电势差也为0

B. 若磁场方向垂直纸面向里，图示时刻金属框中的感应电流最大

C. 若磁场方向垂直纸面向里，从图示时刻开始至金属框转过的过程中，流经金属框的电量为

D. 若磁场方向垂直纸面向里，从图示时刻开始至金属框转过的过程中，金属框中产生的焦耳热为

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．磁场方向平行ab边向上时，金属框磁通量不变，不产生感应电流，但bc边切割磁感线，有感应电动势，bc电势差不为0，A错误；

B．若磁场方向垂直纸面向里，金属框转动产生正弦式交变电流，图示时刻感应电流为0，B错误；

C．从图示时刻开始至金属框转过的过程有

解得

C错误；

D．从图示时刻开始至金属框转过的过程中，金属框中产生的焦耳热由

联立解得

故D正确。

故选D。

4. 如图所示，“V”形槽各处所用材料完全相同，两侧面夹角可以调节，槽的棱与水平面的夹角为37°，两侧面与水平面的夹角相同。圆柱形工件放在“V”形槽中，当“V”形槽两侧面的夹角为60°时，工件恰好能匀速下滑。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。则当“V”形槽两侧面的夹角90°时，工件下滑的加速度大小为（　　）

A. 3m/s2 B. 2m/s2

C.  D.

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】工件匀速下滑，在任意方向上合力都为零，将工件的重力分解到沿斜面向下和垂直斜面向下，有

作出垂直于“V”形槽方向的受力平面图如图所示

“V”形槽两侧面的夹角为60°，所以两侧面对工件的弹力N夹角120°，则合力

“V”形槽两侧面对工件的摩擦力方向相同，大小都为，则

代入可解得

当“V”形槽两侧面的夹角为90°时，有

解得

故选C。

5. 我国快舟一号甲运载火箭以“一箭双星”方式成功将“行云二号”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，卫星在半径为R的近地圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进人椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设卫星质量保持不变。则（　　）

A. 卫星在轨道Ⅱ向轨道Ⅲ变轨时火箭需在B点点火向前喷气加速

B. 飞船在轨道Ⅱ上稳定飞行经过A、B点速度之比为

C. 卫星在轨道I、Ⅲ上相同时间扫过的面积相同

D. 卫星在轨道Ⅱ上A点的速率大于第一宇宙速度

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．卫星在轨道Ⅱ向轨道Ⅲ变轨时火箭需在B点点火向后喷气加速，A错误；

B．由开普勒第二定律，在近地点和远地点的运动半径之比为，则A、B两点速度之比，B错误；

C．根据万有引力提供向心力

解得

则卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的半径分别为R和4R，则速度之比为，则相同时间内扫过的面积之比为，C错误；

D．卫星在轨道Ⅰ上绕地球表面飞行，重力提供向心力，有

解得

则卫星在轨道Ⅱ上A点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，即大于，D正确。

故选D。

6. 如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 整个运动过程中a、b两棒组成的系统动量守恒

B. 达到稳定状态时，a、b两棒的速度之比为2：1

C. 金属棒b稳定时的速度大小为

D. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为

【6题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．金属棒a、b长度不等，则所受安培力大小不等，即金属棒a、b棒组成的系统合外力不为0，故动量不守恒，A错误；

BC．对金属棒a、b分别由动量定理可得

，

联立可得

两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则有

即

则

，

达到稳定状态时，速度之比为，BC错误；

D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热为

则金属棒a产生的焦耳热为

D正确。

故选D。

二、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，有多项符合题目要求。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，质量分别为2m和m的A、B两物块放在倾角为37°的斜面上，用绕过动滑轮的细线连接，给动滑轮施加一个沿斜面向上的拉力F，A、B两物块均处于静止状态，连接两物块的细线均平行于斜面，不计滑轮的质量，两物块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（       ）

A. F的最小值为0.4mg B. F的最小值为0.8mg

C. 逐渐增大拉力F，A先滑动 D. 逐渐增大拉力F，B先滑动

【7题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据力的平衡可知，滑轮两边绳上的拉力大小分别为，当A刚要向下滑动时有

解得

当B刚好要下滑时有

解得

因此F的最小值为，故A错误，B正确；

CD．当A刚好要上滑时

解得

当B刚好要上滑时

解得

因此逐渐增大F，物块B先滑动，故C错误，D正确。

故选BD。

8. 如图所示，一长为L的轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴O上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动。当小球在最低点时给它一个水平初速度，小球刚好能做完整的圆周运动。不计空气阻力，重力加速度为g。则下列判断正确的是（　　）

A. 除最高点外，小球做完整圆周运动的过程中仅有一处合力指向圆心

B. 小球的初速度大小为

C. 杆的力为0时，小球的速度大小为

D. 杆的力为0时，小球的速度大小为

【8题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】A．小球做变速圆周运动，除最高点外，仅在最低点合力指向圆心，A正确；

B．小球恰能做完整圆周运动，最高点速度为0，根据

得最低点速度

B错误；

CD．设杆的力为0时，杆与竖直方向的夹角为，杆的速度为，将小球所受重力沿杆和垂直杆方向进行分解，如图

则有

，

联立解得

C正确，D错误。

故选AC。

9. 如图，质量为m、带电荷量为q的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上A、B两点时的速度大小分别为、，方向分别与AB成斜向上、斜向下，已知AB=L，则（　　）

A. 质子从A到B的运动为匀变速运动

B. 场强大小为

C. 质子从A点运动到B点所用的时间为

D. 质子的最小速度为

【9题答案】

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．质子在匀强电场中受力恒定，加速度恒定，A正确；

B．质子在匀强电场中做抛体运动，在于电场垂直的方向上分速度相等，设va与电场线的夹角为β，如图所示

则有

解得

根据动能定理有

解得

B正确；

C．根据几何关系可得，AC的长度为

则质子从A点运动到B点所用的时间为

C错误；

D．在匀变速运动过程中，当速度与电场力垂直时，质子的速度最小，有

D正确。

故选ABD。

10. 如图所示，倾角为的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一轻弹簧下端固定于斜面底端P点，弹簧处于原长时上端位于B点，质量为m的物体（可视为质点）从A点由静止释放，将弹簧压缩后恰好能回到AB的中点Q。已知A、B间的距离为x，重力加速度为g，则（　　）

A. 物体由A点运动至最低点的过程中加速度先不变后减小为零，再反向增大直至速度减为零

B. 物体与AB段的动摩擦因数

C. 物体在整个运动过程中克服摩擦力做的功为

D. 物体第13次经过B点时，物体在AB段运动经过的路程为

【10题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．物体接触弹簧前，加速度大小由公式

解得

而接触弹簧瞬间由于接触面光滑，故有

解得

故A项错误；

B．物体从A到上滑到Q点的过程，由能量守恒得

解得

故B项正确；

C．由于物体在AB段运动时会有机械能损失，故物体每次反弹后上升的高度逐渐较少，最终物体以B点为最高点做简谐运动，之后不会克服摩擦力做功。故从开始释放到物体到B点速度为0，有

故C项正确；

D．设物体第n次回到最高点时离B的距离为，则物体由第次回到最高点至第n次回到最高点有

将代入得

为等比数列（其中）。物体第13次经过B点时，此时物体第6次回至最高点后向下经过B点。物体在AB段运动经过的路程有

故D项正确。

故选BCD。

三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11. 某同学设计了如图甲所示的实验装置验证水平方向动量守恒定律，所用器材：气垫导轨、带四分之一圆弧轨道的滑块（水平长度L）、光电门、金属小球、游标卡尺、天平等。

（1）实验步骤如下：

①按照如图甲所示，将光电门A固定在滑块左端，用天平测得滑块和光电门A的总质量为M，光电门B固定在气垫导轨的右侧。

②用天平称得金属球的质量为m，用20分度游标卡尺测金属球的直径，示数如图乙所示，小球的直径d=________cm。

③开动气泵，调节气垫导轨水平，让金属小球从C点静止释放。A、B光电门的遮光时间

分别为△t1、△t2（光电门B开始遮光时小球已离开滑块）。

（2）验证M、m系统水平方向动量守恒________（填“需要”或“不需要”）保证滑块的上表面光滑。

（3）如图验证M、m系统水平方向动量守恒，只需验证________成立即可（用M、m、d、L、△t1、△t2表示）。

【11题答案】

【答案】    ①. 1.300cm    ②. 不需要    ③.

【解析】

【详解】（1）②[1]20分度的游标卡尺，每相邻两个格的实际长度为0.95mm，由此可得小球的直径为

d=32.0mm-20×0.95mm=13.00mm=1.300cm

（2）[2]即使上表面不光滑，系统水平方向合外力也为零，所以也满足动量守恒，即不需要保证滑块的上表面光滑；

（3）[3]令小球脱离滑块时对地的速度为v1，滑块对地的速度为v2，根据动量守恒则有

根据题意可得

联立可得

12. 某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）

A.滑动变阻器R1（0~1kΩ）；

B.滑动变阻器R2（0~10kΩ）；

C.电阻箱R（0~9999.9Ω）；

D.电源E1（电动势约为1.5V）；

E.电源E2（电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：

①按电路原理图a连接电路；

②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏；

③闭合S2，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置；

④记下电阻箱的阻值

回答下列问题：

（1）为减小实验误差，实验中电源应选用________（填器材前的字母），滑动变阻器应选用________（填器材前的字母）；

（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=________Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg________（填“＞”“=”或“＜”）Rg'；

（3）若按照第（2）问测算的Rg，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中k=________；

（4）若用该电流表量程3mA，内阻按照第（2）问测算的Rg按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻Rx的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻Rx实际阻值相比较________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

【12题答案】

【答案】    ①. E    ②. B    ③. 180    ④. <    ⑤.     ⑥. 相等

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，会产生误差；为了使得当闭合后电路总电阻变化较小，则滑动变阻器用电阻阻值较大的，这样的话要想能使毫安表能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，即采用。

（2）[3][4]根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的阻值为，因认为通过电阻箱的电路等于毫安表电流的2倍，则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍，即毫安表G内阻的测量值

实际上因通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即与毫安表内阻的真实值相比

（3）[5]当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的读数为15.0mA，则当改装表满偏时，对应的真实电流为32.0mA，即把毫安表G改装成32mA的电流表时

把毫安表G改装成30mA的电流表时

所以

（4）[6]测量时欧姆表进行欧姆调零，表头的内阻的误差不影响欧姆表的内阻，所以，测量值等于真实值。

13. 如图所示，水平面上有一质量m=3 kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m0=2kg的小物块，小物块与小车一起以v0=4m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M=1kg的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力。求：

（1）小车与小球碰撞后小球的速度大小；

（2）从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小物块的冲量；

（3）若从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短用时2s，试写出小车在这2s内的位移x与弹簧最大形变量l的关系式。

【13题答案】

【答案】（1）；（2），方向向左；（3）

【解析】

【详解】（1）小车与小球碰撞过程中，动量与机械能均守恒，有

解得

（2）当弹簧被压缩到最短时，根据动量守恒定律有

解得

设碰撞后瞬间到弹簧最短的过程，弹簧弹力对小物块的冲量为I，根据动量定理有

解得

负号表示方向向左

（3）小车碰撞结束到弹簧被压缩最短的过程中，设小物块速度为，小车速度为，由动量守恒，有

任取一段极短时间Δt均有

累加求和后，有

又

联立两式，解得

14. 显像管电视机已渐渐退出了历史的舞台，但其利用磁场控制电荷运动的方法仍然被广泛应用。如图为一磁场控制电子运动的示意图，大量质量为m，电荷量为e（e＞0）的电子从P点飘进加速电压为U的极板，加速后的电子从右极板的小孔沿中心线射出，一圆形匀强磁场区域，区域半径为R，磁感应强度大小，方向垂直于纸面向里，其圆心O1位于中心线上，在O1右侧2R处有一垂直于中心线的荧光屏，其长度足够大，屏上O2也位于中心线上，不计电子进电场时的初速度及它们间的相互作用，R，U，m，e为已知量。求：

（1）电子在磁场中运动时的半径r；

（2）电子从进入磁场到落在荧光屏上的运动时间；

（3）若圆形磁场区域可由图示位置沿y轴向上或向下平移，则圆形区域向哪个方向平移多少距离时，电子在磁场中的运动时间最长？并求此情况下粒子打在荧光屏上位置离O2的距离。

【14题答案】

【答案】（1） ；（2）；（3）沿y轴负向平移；

【解析】

【详解】（1）设电子在电场中加速获得的速度v，由动能定理得

电子在磁场中做匀速圆周运动时，由牛顿第二定律

又

解得

（2）由左手定则判断出电子圆周运动的圆心在中心线下方，设速度偏向角及轨迹圆弧对应的圆心角为，出磁场后打到荧光屏的M点

由几何关系可知

解得

则

电子在磁场中的运动时间为

电子飞出磁场后的运动时间为

则电子从进磁场到落在荧光屏上的运动时间为

（3）易知，当粒子射入和射出两点连线为圆形磁场直径时，时间最长，如图，当磁场由图示位置沿y轴负向平移时，电子从C点进入磁场，从D点出磁场，做圆周运动的圆心为，速度偏向角及轨迹圆弧对应的圆心角为，出磁场后打到荧光屏的N点，CD为圆形区域的直径。的延长线交中心线于F

由几何关系可知

解得

故磁场沿y轴负向平移时电子在磁场中运动时间最久，又

解得

（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

 [物理――选修3―3]

15. 下列说法正确的是（　　）

A. 某冰水混合物的温度为0℃，则其分子的平均动能为零

B. 一定量的某理想气体温度升高时，内能一定增大

C. 一定质量的理想气体，温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强不一定增大

D. 气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是气体分子之间斥力大于引力

E. 热量可以从低温物体向高温物体传递

【15题答案】

【答案】BCE

【解析】

【详解】A．分子在做永不停息的无规则运动，因此其分子的平均动能不是零，故A错误；

B．气体分子的平均动能只与分子的温度有关，因此温度升高，平均动能增加，而理想气体的内能只有分子动能，气体分子的内能一定增大，故B正确；

C．压强是大量气体分子持续撞击器壁产生的，其大小取决于温度和体积，若温度升高体积增大则压强可能减小，则C正确；

D．气体分子间的距离很大，相互作用力近似为零，气体如果没有容器的约束，气体分子散开原因是分子做杂乱无章的运动的结果，故D错误；

E．热量不可以自发从低温物体向高温物体传递，但能在一定条件下是可以从低温物体向高温物体传递热量，故E正确。

故选BCE。

16. 如图所示，竖直放置的绝热圆形气缸内有两组固定于气缸壁的卡环。质量为m的活塞CD放置在体积可忽略的下卡环上，与位于上卡环下方的轻质活塞AB通过轻质弹簧相连。圆形气缸右壁离AB不远处有一小狭缝与外界大气相通，活塞CD下方封闭了长度为L的一定质量的理想气体。初始时刻，封闭气体的温度为，压强为，两个活塞都静止，且AB与上卡环接触但无挤压。现对封闭气体缓慢加热，若上卡环所能承受的最大竖直压力为，外界大气压强为，弹簧的劲度系数，活塞CD的运动可视为缓慢的，且最终不会到达小狭缝所在位置，重力加速度为g，两个活塞的横截面积均为S，则要使上卡环能安全使用。求：

（1）气缸内封闭气体最高温度；

（2）若封闭气体的温度达到了最高温度，求全过程外界对封闭气体所做的功。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）当弹簧对AB竖直向上的压力大小为时，CD已经离开下卡环，弹簧设形变量为，满足关系

代入数据，则有

则此时封闭气体的压强为，由CD的受力可知

则有

对封闭气体，设温度为T，则由气体状态方程为

可得

（2）由题可知，弹簧初始状态原长。设CD恰好上升时气体压强为，对CD由受力分析可知

则有

外界对封闭气体做功为

 [物理――选修3―4]

17. 如图所示，在均匀介质中，位于x=−10m和x=10m处的两波源S1和S2沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4cm、波速均为2m/s的相向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图，下列说法正确的是（　　）

A. t=0到t=4s，x=8m的质点向左运动了8m

B. t=4s时，两列波在x=−1m处相遇，且此后x=−1m处位移始终为0

C. t=0到t=3s，x=−9.5m处的质点运动的路程为24cm

D. 形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点

E. 两列波都传递到x=0处后，因为x=0处为加强点，所以此处位移始终为8cm

【17题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．质点不随着波形的传播沿x轴运动，只会沿轴运动，A错误；

B．处相遇减弱点，振幅相同，此后处位移始终为0，B正确；

C．根据波形图可知

t=0到t=3s为1.5T，路程为6A=24cm，C正确；

D．两波源振动同步，振动加强点满足波程差

其中n=1，2，…，即两波源间（不含波源）有9个振动加强点，如图坐标、、、、0、2、4、6、8（单位：m）共9个点，D正确；

E．两列波都传递到x=0处后，因为x=0处为加强点，但是加强点位移不始终为8cm，E错误。

故选BCD。

18. 大部分高层建筑都会采用断桥铝窗，隔热隔音效果好，也提高了建筑内的采光率，断桥铝窗一般都是用中空玻璃，如图甲所示。某一断桥铝窗其剖面及尺寸示意图如图乙所示，双层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气，每单层玻璃厚度为d，夹层宽度为l，一光束沿与玻璃垂直面成i=53°角从墙外经双层中空玻璃射入室内（光束与玻璃剖面在同一平面上），光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量（两光线垂直距离），玻璃折射率，光在空气中的速度近似为c，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量h；

（2）这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间t。

【18题答案】

【答案】（1） ；（2）

【解析】

【详解】（1）画出这束光的光路图如图所示，

根据折射定律

由几何知识可知

光束进入第一层玻璃的偏移量

这束光通过每层玻璃的偏移量相等，所以从室外到室内的偏移量

故得

将数据代入可得

（2）光在玻璃中的传播速度

由几何知识得

所以光通过中空玻璃从室外到室内的时间为