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2022-2023学年北京市西城区鲁迅中学高考物理试题命题比赛模拟试卷（10）
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这是一份2022-2023学年北京市西城区鲁迅中学高考物理试题命题比赛模拟试卷（10），共16页。
2022-2023学年北京市西城区鲁迅中学高考物理试题命题比赛模拟试卷（10）
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、 “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．B星球的轨道半径为
B．A星球运行的周期为
C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2
D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零
2、图中ae为珠港澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ce段的时间为
A．t B．t C．(2－)t D．(2+) t
3、2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度=1.2kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为
A．3.9×103N B．1.2×105N C．1.0×104N D．9.0×l04N
4、在2018年亚运会女子跳远决赛中，中国选手许小令获得铜牌。在某一跳中，她（可看作质点）水平距离可达6.50 m，高达1.625 m。设她离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α，若不计空气阻力，则正切值tanα的倒数等于（ ）
A．0.5 B．1 C．4 D．8
5、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
6、如图，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈的中间有一抽头将副线圈分为匝数分别为n1和n2的两部分，抽头上接有定值电阻R。开关S接通“1”、“2”时电流表的示数分别为I1、I2，则为（ ）
A． B． C． 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、在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________．
A．甲波波源的起振方向为y轴正方向
B．甲波的波速大小为20m/s
C．乙波的周期为0.6s
D．甲波波源比乙波波源早振动0.3s
E.从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置
8、如图甲所示，一块质量为mA=1kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s1．则下列说法正确的是
A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6
B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C．F的大小可能为9N
D．F的大小与板长L有关
9、如图，实线和虚线分别为沿轴正方向传播的某简谐横波在和时刻的波形图。已知该波的周期大于0.3s。以下判断正确的是________。
A．该波的周期为0.4s
B．该波的波速为10m/s
C．时刻，处的质点位于平衡位置
D．时刻，处的质点沿轴正方向运动
E.若该波传入另一介质中波长变为6m，则它在该介质中的波速为15m/s
10、如图所示为平行于轴的静电场电势随变化的图象。电子只受电场力，自位置静止释放，到达O点时的动能为，已知电子电量为e，质量为m，，则下列分析正确的是（ ）
A．电子在处速度为 B．电子在处加速度为
C．电子将沿轴做往复运动，周期 D．电子在处动能与电势能之和为
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）在利用电磁打点计时器（所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)某同学用如甲图所示装置进行实验，得到如乙图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点， 在中间适当位置选5个点A、B、C、D、E，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.80m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_______J，重力势能的减少量为________JJ。导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是_______。（结果精确到小数点后两位）
(2)用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到点O的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出－h的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是____________。
12．（12分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：
（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm．
（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
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，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T1．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T1，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p1，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．
(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；
(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？
14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为．释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B与地面之间的动摩擦因数均为．重力加速度取．A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短．
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？
15．（12分）如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触．已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．求
（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道压力的大小：
（2）当ab棒速度为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）
（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q．求此过程系统产生的焦耳热是多少．（此过程ab棒始终在磁场中运动）
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、B
【解析】
由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：
对B星球有
得
又
得
故A错误；
B．根据
解得周期
，
故B正确；
C．A星球和B星球的线速度大小之比
故C错误；
D．O点处的质点受到B星球的万有引力
受到A星球的万有引力
故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。
故选B。
2、C
【解析】
设汽车的加速度为a，经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2，根据匀变速直线运动的位移时间公式有：， ，，解得：，故C正确，A、B、D错误；
故选C。
3、B
【解析】
广告牌的面积
S=5×20m2=100m2
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：
m=ρSvt
根据动量定理有：
－Ft=0－mv=0－ρSv2t
得：
F=ρSv2
代入数据解得
F≈1.2×105N
故B正确，ACD错误。
故选B。
4、B
【解析】
从起点A到最高点B可看作平抛运动的逆过程，如图所示：
许小令做平抛运动位移方向与水平方向夹角的正切值为tanβ=0.5，速度方向与水平方向夹角的正切值为tanα=2tanβ=1，则正切值tanα的倒数等于1，故B正确，ACD错误。
5、C
【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
6、C
【解析】
设变压器原线圈两端的电压为U0、匝数为n0，根据变压器原理可知副线圈n1和n2的电压分别为
，
根据能量守恒
，
整理得
故ABD错误，C正确。
故选C。
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、BCE
【解析】
甲波传播到x=24m处，根据波向右传播可知：质点向下振动，故甲波波源的起振方向为y轴负方向，故A错误；由图可知：甲波的波长为8m，又有甲波波源的振动周期为0.4s，故甲波的波速大小为＝20m/s，故B正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s，由图可知：乙波的波长为12m，故周期为＝0.6s，故C正确；甲波的传播距离为24m，故波源振动时间为＝1.2s；乙波的传播距离为42m-12m=30m，故波源振动时间为＝1.5s，所以，甲波波源比乙波波源晚振动0.3s，故D错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为y＝15sin5πt+10sinπt(cm)，那么，t=0.6s时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置；故E正确；故选BCE．
【点睛】
在给出波形图求解质点振动、波速的问题中，一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系，从而求得周期，即可得到质点振动情况，由v＝求得波速．
8、BD
【解析】
根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.
【详解】
滑块在木板上滑动时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；滑块从木板上滑出时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；联立解得：μ1=0.7，μ1 =0.1，选项A错误，B正确；对木块B：，其中的aA>1m/s1，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据，式中t=1s ，联立解得：F=1L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.
【点睛】
此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.
9、ADE
【解析】
A．由图象可知，波长
而，解得
故A正确；
B．根据得，波速
故B错误；
C．时刻，即从时刻再过半个周期，此时处的质点应该位于的位置处，故C错误；
D．时刻，处的质点振动情况与时刻完全相同，即沿轴正方向运动，故D正确；
E．波进入另一种介质后周期不变，根据可知，波速变为，故E正确。
故选ADE。
10、BC
【解析】
A．静电场平行于轴，则图线的斜率表示场强，所以到0间的电场为匀强电场，0到间电场也为匀强电场，设电子在处速度为v，根据动能定理
所以
故A错误；
B．电子只受电场力，根据牛顿第二定律
故B正确；
C．电子将沿轴做往复运动，设从到0电子的运动时间为t1，根据运动学公式
所以
往复运动的周期
故C正确；
D.点子只受电场力，所以动能和电势能之和不变，初始时动能为零，电势能也为零，所以任意位置动能和电势能之和为0，故D错误。
故选：BC。
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、8.00 8.25 纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的影响 当地重力加速度g
【解析】
(1)[1]根据匀变速直线运动的规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点的速度为
重锤动能的增加量为
[2]重力势能的减少量为
[3]导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是实验时存在空气阻力、纸带与打点计时器的限位孔有摩擦阻力等影响；
(2)[4]利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒
即
所以以为纵轴，以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线；那么图线的斜率就等于当地重力加速度
12、7.25 d/t 或2gH0t02=d2
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度
；
(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量
若机械能守恒，有：
即
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、(ⅰ) m＋ (ⅱ)放热
【解析】
(ⅰ)由题意可得，缓慢降温过程是一个等压过程
初态：温度T1，体积V1＝LS，
末态：温度T1，体积V1＝
由盖—吕萨克定律有，解得T1＝
升温过程中，活塞不动，是一个等容过程，设重物P的质量的最小值为M
初态：温度T1＝，压强p1＝p1＋，
末态：温度T2＝T1，压强p2＝p1＋
由查理定律有，解得M＝m＋．
(ⅱ)整个过程中，理想气体的温度不变，内能不变；降温过程，气体体积变小，外界对气体做的功为
升温过程，气体体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功；由热力学第一定律，整个过程中，气体放出热量
Q＝W＝．
点睛：本题考查了求内能变化、温度等问题，分析清楚气体状态变化过程、应用热力学第一定律、理想气体状态方程即可正确解题．
14、（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）B先停止； 0.50m；（3）0.91m；
【解析】
首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可．
【详解】
（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有
①
②
联立①②式并代入题给数据得
vA=4.0m/s，vB=1.0m/s
（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a．假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B．设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB．，则有
④
⑤
⑥
在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为
sA=vAt–⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75m，sB=0.25m⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处．B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为
s=0.25m+0.25m=0.50m⑨
（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有
⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
故A与B将发生碰撞．设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有
联立式并代入题给数据得
这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动．设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式
由④式及题给数据得
sA′小于碰撞处到墙壁的距离．由上式可得两物块停止后的距离
15、（1）3mg．（2）．（3）BLq-mgr-．
【解析】
（1）ab下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgr=，
解得：v0=，
ab运动到底端时，由牛顿第二定律得：F-mg=m，
解得：F=3mg，
由牛顿第三定律知：ab对轨道压力大小：F′=F=3mg；
（2）两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律：mv0=mvab+mv′，
解得：v′=，
ab棒产生的电动势：Eab=BLvab，
cd棒产生的感应电动势：Ecd=BLv′，
回路中电流：I=，
解得：I=，
此时cd棒所受安培力：F=BIL，
此时cd棒加速度：a=，
解得：a=；
（3）由题意可知，cd棒以离开磁场后向右匀速运动，
且从cd棒开始运动到通过其电荷量为q的时间内，通过ab棒电荷量也为q．
对ab棒，由动量定理可知：-BLt=mvab-mv0，
其中：q=t，
解得：vab=-，
此过程，由能量守恒定律得：mgr=+Q，
解得：Q=BLq-mgr-；
2022-2023学年北京市西城区鲁迅中学高考物理试题命题比赛模拟试卷（10）
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、 “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．B星球的轨道半径为
B．A星球运行的周期为
C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2
D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零
2、图中ae为珠港澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ce段的时间为
A．t B．t C．(2－)t D．(2+) t
3、2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度=1.2kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为
A．3.9×103N B．1.2×105N C．1.0×104N D．9.0×l04N
4、在2018年亚运会女子跳远决赛中，中国选手许小令获得铜牌。在某一跳中，她（可看作质点）水平距离可达6.50 m，高达1.625 m。设她离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α，若不计空气阻力，则正切值tanα的倒数等于（ ）
A．0.5 B．1 C．4 D．8
5、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
6、如图，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈的中间有一抽头将副线圈分为匝数分别为n1和n2的两部分，抽头上接有定值电阻R。开关S接通“1”、“2”时电流表的示数分别为I1、I2，则为（ ）
A． B． C． 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、在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________．
A．甲波波源的起振方向为y轴正方向
B．甲波的波速大小为20m/s
C．乙波的周期为0.6s
D．甲波波源比乙波波源早振动0.3s
E.从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置
8、如图甲所示，一块质量为mA=1kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s1．则下列说法正确的是
A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6
B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C．F的大小可能为9N
D．F的大小与板长L有关
9、如图，实线和虚线分别为沿轴正方向传播的某简谐横波在和时刻的波形图。已知该波的周期大于0.3s。以下判断正确的是________。
A．该波的周期为0.4s
B．该波的波速为10m/s
C．时刻，处的质点位于平衡位置
D．时刻，处的质点沿轴正方向运动
E.若该波传入另一介质中波长变为6m，则它在该介质中的波速为15m/s
10、如图所示为平行于轴的静电场电势随变化的图象。电子只受电场力，自位置静止释放，到达O点时的动能为，已知电子电量为e，质量为m，，则下列分析正确的是（ ）
A．电子在处速度为 B．电子在处加速度为
C．电子将沿轴做往复运动，周期 D．电子在处动能与电势能之和为
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）在利用电磁打点计时器（所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)某同学用如甲图所示装置进行实验，得到如乙图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点， 在中间适当位置选5个点A、B、C、D、E，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.80m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_______J，重力势能的减少量为________JJ。导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是_______。（结果精确到小数点后两位）
(2)用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到点O的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出－h的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是____________。
12．（12分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：
（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm．
（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
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，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T1．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T1，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p1，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．
(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；
(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？
14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为．释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B与地面之间的动摩擦因数均为．重力加速度取．A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短．
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？
15．（12分）如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触．已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．求
（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道压力的大小：
（2）当ab棒速度为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）
（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q．求此过程系统产生的焦耳热是多少．（此过程ab棒始终在磁场中运动）
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、B
【解析】
由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：
对B星球有
得
又
得
故A错误；
B．根据
解得周期
，
故B正确；
C．A星球和B星球的线速度大小之比
故C错误；
D．O点处的质点受到B星球的万有引力
受到A星球的万有引力
故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。
故选B。
2、C
【解析】
设汽车的加速度为a，经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2，根据匀变速直线运动的位移时间公式有：， ，，解得：，故C正确，A、B、D错误；
故选C。
3、B
【解析】
广告牌的面积
S=5×20m2=100m2
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：
m=ρSvt
根据动量定理有：
－Ft=0－mv=0－ρSv2t
得：
F=ρSv2
代入数据解得
F≈1.2×105N
故B正确，ACD错误。
故选B。
4、B
【解析】
从起点A到最高点B可看作平抛运动的逆过程，如图所示：
许小令做平抛运动位移方向与水平方向夹角的正切值为tanβ=0.5，速度方向与水平方向夹角的正切值为tanα=2tanβ=1，则正切值tanα的倒数等于1，故B正确，ACD错误。
5、C
【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
6、C
【解析】
设变压器原线圈两端的电压为U0、匝数为n0，根据变压器原理可知副线圈n1和n2的电压分别为
，
根据能量守恒
，
整理得
故ABD错误，C正确。
故选C。
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、BCE
【解析】
甲波传播到x=24m处，根据波向右传播可知：质点向下振动，故甲波波源的起振方向为y轴负方向，故A错误；由图可知：甲波的波长为8m，又有甲波波源的振动周期为0.4s，故甲波的波速大小为＝20m/s，故B正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s，由图可知：乙波的波长为12m，故周期为＝0.6s，故C正确；甲波的传播距离为24m，故波源振动时间为＝1.2s；乙波的传播距离为42m-12m=30m，故波源振动时间为＝1.5s，所以，甲波波源比乙波波源晚振动0.3s，故D错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为y＝15sin5πt+10sinπt(cm)，那么，t=0.6s时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置；故E正确；故选BCE．
【点睛】
在给出波形图求解质点振动、波速的问题中，一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系，从而求得周期，即可得到质点振动情况，由v＝求得波速．
8、BD
【解析】
根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.
【详解】
滑块在木板上滑动时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；滑块从木板上滑出时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；联立解得：μ1=0.7，μ1 =0.1，选项A错误，B正确；对木块B：，其中的aA>1m/s1，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据，式中t=1s ，联立解得：F=1L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.
【点睛】
此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.
9、ADE
【解析】
A．由图象可知，波长
而，解得
故A正确；
B．根据得，波速
故B错误；
C．时刻，即从时刻再过半个周期，此时处的质点应该位于的位置处，故C错误；
D．时刻，处的质点振动情况与时刻完全相同，即沿轴正方向运动，故D正确；
E．波进入另一种介质后周期不变，根据可知，波速变为，故E正确。
故选ADE。
10、BC
【解析】
A．静电场平行于轴，则图线的斜率表示场强，所以到0间的电场为匀强电场，0到间电场也为匀强电场，设电子在处速度为v，根据动能定理
所以
故A错误；
B．电子只受电场力，根据牛顿第二定律
故B正确；
C．电子将沿轴做往复运动，设从到0电子的运动时间为t1，根据运动学公式
所以
往复运动的周期
故C正确；
D.点子只受电场力，所以动能和电势能之和不变，初始时动能为零，电势能也为零，所以任意位置动能和电势能之和为0，故D错误。
故选：BC。
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、8.00 8.25 纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的影响 当地重力加速度g
【解析】
(1)[1]根据匀变速直线运动的规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点的速度为
重锤动能的增加量为
[2]重力势能的减少量为
[3]导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是实验时存在空气阻力、纸带与打点计时器的限位孔有摩擦阻力等影响；
(2)[4]利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒
即
所以以为纵轴，以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线；那么图线的斜率就等于当地重力加速度
12、7.25 d/t 或2gH0t02=d2
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度
；
(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量
若机械能守恒，有：
即
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、(ⅰ) m＋ (ⅱ)放热
【解析】
(ⅰ)由题意可得，缓慢降温过程是一个等压过程
初态：温度T1，体积V1＝LS，
末态：温度T1，体积V1＝
由盖—吕萨克定律有，解得T1＝
升温过程中，活塞不动，是一个等容过程，设重物P的质量的最小值为M
初态：温度T1＝，压强p1＝p1＋，
末态：温度T2＝T1，压强p2＝p1＋
由查理定律有，解得M＝m＋．
(ⅱ)整个过程中，理想气体的温度不变，内能不变；降温过程，气体体积变小，外界对气体做的功为
升温过程，气体体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功；由热力学第一定律，整个过程中，气体放出热量
Q＝W＝．
点睛：本题考查了求内能变化、温度等问题，分析清楚气体状态变化过程、应用热力学第一定律、理想气体状态方程即可正确解题．
14、（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）B先停止； 0.50m；（3）0.91m；
【解析】
首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可．
【详解】
（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有
①
②
联立①②式并代入题给数据得
vA=4.0m/s，vB=1.0m/s
（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a．假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B．设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB．，则有
④
⑤
⑥
在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为
sA=vAt–⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75m，sB=0.25m⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处．B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为
s=0.25m+0.25m=0.50m⑨
（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有
⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
故A与B将发生碰撞．设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有
联立式并代入题给数据得
这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动．设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式
由④式及题给数据得
sA′小于碰撞处到墙壁的距离．由上式可得两物块停止后的距离
15、（1）3mg．（2）．（3）BLq-mgr-．
【解析】
（1）ab下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgr=，
解得：v0=，
ab运动到底端时，由牛顿第二定律得：F-mg=m，
解得：F=3mg，
由牛顿第三定律知：ab对轨道压力大小：F′=F=3mg；
（2）两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律：mv0=mvab+mv′，
解得：v′=，
ab棒产生的电动势：Eab=BLvab，
cd棒产生的感应电动势：Ecd=BLv′，
回路中电流：I=，
解得：I=，
此时cd棒所受安培力：F=BIL，
此时cd棒加速度：a=，
解得：a=；
（3）由题意可知，cd棒以离开磁场后向右匀速运动，
且从cd棒开始运动到通过其电荷量为q的时间内，通过ab棒电荷量也为q．
对ab棒，由动量定理可知：-BLt=mvab-mv0，
其中：q=t，
解得：vab=-，
此过程，由能量守恒定律得：mgr=+Q，
解得：Q=BLq-mgr-；
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