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2022-2023学年湖南省湘西自治州四校高三下学期第一次统一考试（1月）物理试题
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这是一份2022-2023学年湖南省湘西自治州四校高三下学期第一次统一考试（1月）物理试题，共15页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省湘西自治州四校高三下学期第一次统一考试（1月）物理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（ ）
A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B．在t＝5s时追尾
C．在t＝2s时追尾
D．若刹车不失灵不会追尾
2、如图所示，水平传送带的质量，两端点间距离，传送带以加速度由静止开始顺时针加速运转的同时，将一质量为的滑块（可视为质点）无初速度地轻放在点处，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1，取，电动机的内阻不计。传送带加速到的速度时立即开始做匀速转动而后速率将始终保持不变，则滑块从运动到的过程中（ ）
A．系统产生的热量为
B．滑块机械能的增加量为
C．滑块与传送带相对运动的时间是
D．传送滑块过程中电动机输出的电能为
3、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（ ）
A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒
C．维持物体做匀速直线运动并不需要力
D．如果物体不受到力，就不会运动
4、在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（ ）
A．和带有同种电荷
B．处的电场强度为零
C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加
D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零
5、如图所示，高h=1m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m／s．g取10m／s1．在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能减少了8J B．物体的重力势能增加了10J
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能减少了11 J
6、如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（ ）
A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒
B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加
C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒
D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量
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、如图所示，相距、长为的两平行金属板正对放置，其间有正交的匀强电场（竖直向上）和匀强磁场（垂直纸面向外），一带正电的离子以初速度从两金属板中间（到极板的距离为）沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好在极板间沿直线运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，离子的质量为，所带电荷量为，不计离子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．两极板的电势差为
B．若撤去磁场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为
C．若撤去电场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为
D．若撤去电场，离子恰好从极板右端离开
8、物体沿直线运动的x－t图象如图所示，oa、cd段为直线，abc为曲线，设t1、t2、t3、t4时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4，则下列说法正确的是（ ）
A．v1＞v2 B．v1=v4 C．v2＜v3 D．v4最大
9、下列说法中正确的是（ ）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多
C．一定量的的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D．物体从外界吸收热量，其内能不一定增加
E.液晶的光学性质具有各向异性
10、下列说法正确的是（ ）
A．不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积
B．质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同
C．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
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）如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。
(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。
(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。
(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x1，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。
12．（12分）为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。
(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)
(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。
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，带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置（M板带正电，N板带负电），板间距为d=80cm，板长为L，板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q，在外力作用下Q处于静止状态，该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧（球与弹簧不拴接），左边A球带正电，电荷量为q=4×10-5C，右边B球不带电，两球质量均为m=1.0×10-3kg，某时刻装置Q中细线突然断裂，A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度（弹簧恢复原长）。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J，小球A、B均可视为质点，Q装置中弹簧的长度不计，小球带电不影响板间匀强电场，不计空气阻力，取g=10m/s2。
求：(1)为使小球不与金属板相碰，金属板长度L应满足什么条件？
(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时，小球A飞离电场时的动能是多大？
(3)从两小球弹开进入电场开始，到两小球间水平距离为30cm时，小球A的电势能增加了多少？
14．（16分）滑雪是人们喜爱的运动之一。如图甲所示，固定于安全坐垫上的小孩抱一玩具熊，从如图乙所示雪道的点沿倾角为的雪道下滑，雪道面水平，滑到点时把玩具熊平抛后小孩和玩具熊分别落在两点。已知雪道上、两点的高度差为，，长度为，安全坐垫与雪道间的动摩擦因数为，。不计空气阻力和小孩经过点时的能量损失。重力加速度为。求：
（1）小孩滑至点时的速度大小；
（2）抛出玩具熊后，小孩的水平速度与玩具熊的水平速度之比。
15．（12分）导热性能良好的两个相同容器A、B由细软管C连通，灌注一定量的某液体后将A的。上端封闭，如图甲所示，A中气柱长度为h，温度为T0.保持A固定不动，缓慢竖直向下移动B，停止移动时位置如图乙所示，此时A、B容器中液面高度差为，甲、乙两图中软管底部相距为。保持两容器位置不变，缓慢加热气体A，使得两容器中液面再次持平，如图丙所示。已知液体密度为ρ，重力加速度为g，求：
①大气压强p0；
②丙图A容器中气体温度T。
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、D
【解析】
ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为
a车的位移为
则
所以在t=3s时追尾，故ABC错误；
D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移
所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。
故选D。
2、A
【解析】
AC.传送带初始做匀加速运动，加速时间
，
根据牛顿运动定律，滑块的加速度满足
，
得：
，
滑块加速过程的位移
，
故滑块会一直加速到与传送带共速，后保持相对静止一起做匀速运动。
滑块加速的时间：
，
相同时间内传送带的位移
，
故滑块与传送带的相对路程：
，
系统产生的热量：
，
故A正确，C错误；
B.根据功能关系，传送带对滑块的摩擦力做的功等于滑块机械能的增加量：
，
故B错误；
D.由能量守恒定律得，电动机输出的电能：
，
故D错误。
故选：A。
3、C
【解析】
本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．
【详解】
伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．
【点睛】
伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.
4、D
【解析】
A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；
B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；
C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A项，物体由静止开始下滑，末速度为4m/s ，动能变化量 ，物体的动能增加了8J，故A项错误．
B项，设地面为零势能面，在顶端物体的重力势能为 ，此过程中，物体的重力势能减小了10J，故B项错误．
C、D项，机械能包括势能和动能， ,所以物体的机械能减少了11J，故C错误；D正确；
故选D
6、A
【解析】
A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；
B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；
C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；
D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。
故选A。
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、BC
【解析】
A．因为离子恰好在极板间沿直线运动，所以离子在极板间受到的电场力与受到的洛伦兹力大小相等，则：
，
解得：
，
故A错误；
B．若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，则:
，
y=，
解得:
，
故B正确；
CD．若撤去电场，离子在磁场中做圆周运动，则半径为，可得:
，
由几何关系知：
，
可得：
；
故C正确，D错误。
故选BC。
8、ACD
【解析】
A．因x-t图像的斜率等于速度，则由图像可知，t1时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v1＞v2，选项A正确；
B．t4时刻的斜率大于t1时刻的斜率，则v1
故选ACD。
9、BDE
【解析】
A. 气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散；故A错误.
B. 温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多；故B正确.
C. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变则分子平均动能不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大；C错误.
D. 物体从外界吸收热量，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能不一定增加；故D正确.
E. 液晶的光学性质具有晶体的各向异性；故E正确.
故选BDE.
【点睛】
解决本题的关键要掌握分子动理论、热力学第一定律等热力学知识，要对气体分子间距离的大小要了解，气体分子间距大约是分子直径的10倍，分子间作用力很小．
10、ACE
【解析】
A．气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能估算气体分子本身的体积，故A正确；
B．内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质的量不同，则内能不相同，故B错误；
C．根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故C正确；
D．密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器壁，仍然会产生压强，故D错误；
E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故E正确。
故选ACE。
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、② 拨杆
【解析】
(1)[1]相干光频率必须相同，所以双缝应该放在②位置；
(2)[2]相干光为单色光，振动方向相同，所以要保证单缝与双缝平行，需要借助拨杆调节；(3)[3]根据相邻两条明条纹或者暗条纹之间的距离公式Δx＝λ可知，
Δx＝＝λ
得
λ＝
12、 不需要
【解析】
(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为
要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足
可得
即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；
(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。
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、 (1) L<0.8m； (2)8.5×10-2J； (3) 5×10-4J
【解析】
(1)两小球与弹簧系统机械能守恒，弹簧的弹性势能，转化为两个小球的动能
小球获得的初速度
A球带正电，A球在水平方向做匀减速运动，B球不带电，B在水平方向做匀速运动，所以是B先碰到极板。
B向右做平抛运动，由得飞行时间
竖直方向的位移
为使小球不与金属板相碰，金属板的长度应满足L<0.8m。
(2)水平方向：A球向左做匀减速运动，加速度
A球飞离电场时的水平速度
竖直方向：A球向下做自由落体运动，竖直速度
A球离开电场时的动能
(3)两小球进入电场后，竖直方向都做自由落体运动，因此两小球在运动的过程中始终位于同一水平线上。当两球间的距离为x=30cm时
整理得
解得
或（不合理，舍去）
此时，A球水平位移
根据功能关系可知，A球增加的电势能等于克服电场力做功，即
14、（1）；（2）
【解析】
（1）由动能定理得
又
解得
（2）由可知，抛出玩具熊后小孩的水平位移与玩具熊的水平位移之比为
由
可得竖直位移之比为
由平抛运动规律有
，
，
联立解得
15、①；②。
【解析】
①由状态甲到状态乙，A容器中气体等温变化由玻意耳定律得
解得
②由状态甲到状态丙，可看作等压变化
由盖一吕萨克定律
由几何知识
解得
2022-2023学年湖南省湘西自治州四校高三下学期第一次统一考试（1月）物理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（ ）
A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B．在t＝5s时追尾
C．在t＝2s时追尾
D．若刹车不失灵不会追尾
2、如图所示，水平传送带的质量，两端点间距离，传送带以加速度由静止开始顺时针加速运转的同时，将一质量为的滑块（可视为质点）无初速度地轻放在点处，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1，取，电动机的内阻不计。传送带加速到的速度时立即开始做匀速转动而后速率将始终保持不变，则滑块从运动到的过程中（ ）
A．系统产生的热量为
B．滑块机械能的增加量为
C．滑块与传送带相对运动的时间是
D．传送滑块过程中电动机输出的电能为
3、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（ ）
A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒
C．维持物体做匀速直线运动并不需要力
D．如果物体不受到力，就不会运动
4、在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（ ）
A．和带有同种电荷
B．处的电场强度为零
C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加
D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零
5、如图所示，高h=1m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m／s．g取10m／s1．在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能减少了8J B．物体的重力势能增加了10J
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能减少了11 J
6、如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（ ）
A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒
B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加
C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒
D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量
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、如图所示，相距、长为的两平行金属板正对放置，其间有正交的匀强电场（竖直向上）和匀强磁场（垂直纸面向外），一带正电的离子以初速度从两金属板中间（到极板的距离为）沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好在极板间沿直线运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，离子的质量为，所带电荷量为，不计离子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．两极板的电势差为
B．若撤去磁场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为
C．若撤去电场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为
D．若撤去电场，离子恰好从极板右端离开
8、物体沿直线运动的x－t图象如图所示，oa、cd段为直线，abc为曲线，设t1、t2、t3、t4时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4，则下列说法正确的是（ ）
A．v1＞v2 B．v1=v4 C．v2＜v3 D．v4最大
9、下列说法中正确的是（ ）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多
C．一定量的的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D．物体从外界吸收热量，其内能不一定增加
E.液晶的光学性质具有各向异性
10、下列说法正确的是（ ）
A．不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积
B．质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同
C．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
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）如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。
(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。
(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。
(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x1，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。
12．（12分）为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。
(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)
(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。
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，带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置（M板带正电，N板带负电），板间距为d=80cm，板长为L，板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q，在外力作用下Q处于静止状态，该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧（球与弹簧不拴接），左边A球带正电，电荷量为q=4×10-5C，右边B球不带电，两球质量均为m=1.0×10-3kg，某时刻装置Q中细线突然断裂，A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度（弹簧恢复原长）。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J，小球A、B均可视为质点，Q装置中弹簧的长度不计，小球带电不影响板间匀强电场，不计空气阻力，取g=10m/s2。
求：(1)为使小球不与金属板相碰，金属板长度L应满足什么条件？
(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时，小球A飞离电场时的动能是多大？
(3)从两小球弹开进入电场开始，到两小球间水平距离为30cm时，小球A的电势能增加了多少？
14．（16分）滑雪是人们喜爱的运动之一。如图甲所示，固定于安全坐垫上的小孩抱一玩具熊，从如图乙所示雪道的点沿倾角为的雪道下滑，雪道面水平，滑到点时把玩具熊平抛后小孩和玩具熊分别落在两点。已知雪道上、两点的高度差为，，长度为，安全坐垫与雪道间的动摩擦因数为，。不计空气阻力和小孩经过点时的能量损失。重力加速度为。求：
（1）小孩滑至点时的速度大小；
（2）抛出玩具熊后，小孩的水平速度与玩具熊的水平速度之比。
15．（12分）导热性能良好的两个相同容器A、B由细软管C连通，灌注一定量的某液体后将A的。上端封闭，如图甲所示，A中气柱长度为h，温度为T0.保持A固定不动，缓慢竖直向下移动B，停止移动时位置如图乙所示，此时A、B容器中液面高度差为，甲、乙两图中软管底部相距为。保持两容器位置不变，缓慢加热气体A，使得两容器中液面再次持平，如图丙所示。已知液体密度为ρ，重力加速度为g，求：
①大气压强p0；
②丙图A容器中气体温度T。
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、D
【解析】
ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为
a车的位移为
则
所以在t=3s时追尾，故ABC错误；
D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移
所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。
故选D。
2、A
【解析】
AC.传送带初始做匀加速运动，加速时间
，
根据牛顿运动定律，滑块的加速度满足
，
得：
，
滑块加速过程的位移
，
故滑块会一直加速到与传送带共速，后保持相对静止一起做匀速运动。
滑块加速的时间：
，
相同时间内传送带的位移
，
故滑块与传送带的相对路程：
，
系统产生的热量：
，
故A正确，C错误；
B.根据功能关系，传送带对滑块的摩擦力做的功等于滑块机械能的增加量：
，
故B错误；
D.由能量守恒定律得，电动机输出的电能：
，
故D错误。
故选：A。
3、C
【解析】
本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．
【详解】
伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．
【点睛】
伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.
4、D
【解析】
A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；
B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；
C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A项，物体由静止开始下滑，末速度为4m/s ，动能变化量 ，物体的动能增加了8J，故A项错误．
B项，设地面为零势能面，在顶端物体的重力势能为 ，此过程中，物体的重力势能减小了10J，故B项错误．
C、D项，机械能包括势能和动能， ,所以物体的机械能减少了11J，故C错误；D正确；
故选D
6、A
【解析】
A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；
B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；
C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；
D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。
故选A。
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、BC
【解析】
A．因为离子恰好在极板间沿直线运动，所以离子在极板间受到的电场力与受到的洛伦兹力大小相等，则：
，
解得：
，
故A错误；
B．若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，则:
，
y=，
解得:
，
故B正确；
CD．若撤去电场，离子在磁场中做圆周运动，则半径为，可得:
，
由几何关系知：
，
可得：
；
故C正确，D错误。
故选BC。
8、ACD
【解析】
A．因x-t图像的斜率等于速度，则由图像可知，t1时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v1＞v2，选项A正确；
B．t4时刻的斜率大于t1时刻的斜率，则v1
故选ACD。
9、BDE
【解析】
A. 气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散；故A错误.
B. 温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多；故B正确.
C. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变则分子平均动能不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大；C错误.
D. 物体从外界吸收热量，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能不一定增加；故D正确.
E. 液晶的光学性质具有晶体的各向异性；故E正确.
故选BDE.
【点睛】
解决本题的关键要掌握分子动理论、热力学第一定律等热力学知识，要对气体分子间距离的大小要了解，气体分子间距大约是分子直径的10倍，分子间作用力很小．
10、ACE
【解析】
A．气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能估算气体分子本身的体积，故A正确；
B．内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质的量不同，则内能不相同，故B错误；
C．根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故C正确；
D．密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器壁，仍然会产生压强，故D错误；
E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故E正确。
故选ACE。
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、② 拨杆
【解析】
(1)[1]相干光频率必须相同，所以双缝应该放在②位置；
(2)[2]相干光为单色光，振动方向相同，所以要保证单缝与双缝平行，需要借助拨杆调节；(3)[3]根据相邻两条明条纹或者暗条纹之间的距离公式Δx＝λ可知，
Δx＝＝λ
得
λ＝
12、 不需要
【解析】
(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为
要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足
可得
即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；
(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。
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、 (1) L<0.8m； (2)8.5×10-2J； (3) 5×10-4J
【解析】
(1)两小球与弹簧系统机械能守恒，弹簧的弹性势能，转化为两个小球的动能
小球获得的初速度
A球带正电，A球在水平方向做匀减速运动，B球不带电，B在水平方向做匀速运动，所以是B先碰到极板。
B向右做平抛运动，由得飞行时间
竖直方向的位移
为使小球不与金属板相碰，金属板的长度应满足L<0.8m。
(2)水平方向：A球向左做匀减速运动，加速度
A球飞离电场时的水平速度
竖直方向：A球向下做自由落体运动，竖直速度
A球离开电场时的动能
(3)两小球进入电场后，竖直方向都做自由落体运动，因此两小球在运动的过程中始终位于同一水平线上。当两球间的距离为x=30cm时
整理得
解得
或（不合理，舍去）
此时，A球水平位移
根据功能关系可知，A球增加的电势能等于克服电场力做功，即
14、（1）；（2）
【解析】
（1）由动能定理得
又
解得
（2）由可知，抛出玩具熊后小孩的水平位移与玩具熊的水平位移之比为
由
可得竖直位移之比为
由平抛运动规律有
，
，
联立解得
15、①；②。
【解析】
①由状态甲到状态乙，A容器中气体等温变化由玻意耳定律得
解得
②由状态甲到状态丙，可看作等压变化
由盖一吕萨克定律
由几何知识
解得
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