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湖北省孝感高级中学2023年高三第二轮复习测试卷物理试题
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这是一份湖北省孝感高级中学2023年高三第二轮复习测试卷物理试题，共16页。
湖北省孝感高级中学2023年高三第二轮复习测试卷物理试题（二）
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、2019年8月我国已经建成了新托卡马克（EAST）装置一中国环流器二号M装置（HL—2M），为“人造太阳”创造了条件，其等离子温度有望超过2亿摄氏度，将中国的聚变堆技术提升到了新的高度。设该热核实验反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为。关于聚变的说法正确的是（ ）
A．核裂变比核聚变更为安全、清洁
B．由核反应过程质量守恒可知。
C．两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减少
D．HL—2M中发生的核反应方程式是
2、如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（ ）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
3、如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为的木块，开始时木块静止，现让一质量为的木块从木块正上方高为处自由下落，与木块碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间木块下降到最低点。已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块与木块碰撞时间极短，重力加速度为，下列关于从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4、如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ）
A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
5、如图所示，电荷量相等的两个电荷Q1和Q2，两者连线及中垂线上分别有A点和B点，则下列说法正确的是（）
A．若两者是同种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势
B．若两者是同种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强
C．若两者是异种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势
D．若两者是异种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强
6、某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是( )
A．将R1单独接到电源两端
B．将R1、R2并联后接到电源两端
C．将R1、R2串联后接到电源两端
D．将R2单独接到电源两端
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，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则( )
A．金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mg
B．金属杆在磁场中运动的最大加速度为
C．整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为
D．整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(r－μd)
8、 “嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球表面重力加速度为
B．月球质量为
C．月球第一宇宙速度为
D．月球密度为
9、如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（ ）
A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2
B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为
C．轻绳拉力FT最大为
D．水平拉力F最大为
10、如图，正方形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同的速度从A点沿与AB成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子从B点离开磁场，乙粒子垂直CD边射出磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是
A．甲粒子带正电，乙粒子带负电
B．甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的倍
C．甲粒子的比荷是乙粒子比荷的倍
D．两粒子在磁场中的运动时间相等
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）图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d＝________cm；
(2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得滑块经过第一个光电门时遮光条遮光时间为△t＝25ms，则遮光条经过光电门1时的速度v＝________m/s；（结果保留一位有效数字）
(3)保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x（单位为m）及其对应的t（单位为s），作出图像如图丙，图像不过原点的原因是________，滑块加速度的大小a＝_________。（结果保留一位有效数字）
12．（12分）为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B的质量，某同学用如图的装置进行实验。气垫导轨上有A、B两个滑块，A上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带有橡皮泥。已知A的质量为m1，遮光片的宽度为d；打开电源，调节气垫导轨使滑块A和B能静止在导轨上。解锁弹簧，滑块A被弹出后向右运动，通过光电门1后与B相碰，碰后粘在一起通过光电门2。两光电门显示的遮光时间分别为△t1和△t2，由此可知碰撞前滑块A的速度为____________，锁定时弹簧只有的弹性势能为Ep=______，B的质量m2=________。（用已知和测得物理量的符号表示）
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，半径为a的内圆A是电子发射器，其金属圆周表圆各处可沿纸面内的任意方向发射速率为v的电子；外圆C为与A同心的金属网，半径为a．不考虑静电感应及电子的重力和电子间的相互作用，已知电子质量为m，电量为e．
(1)为使从C射出的电子速率达到3v，C、A间应加多大的电压U；
(2)C、A间不加电压，而加垂直于纸面向里的匀强磁场．
①若沿A径向射出的电子恰好不从C射出，求该电子第一次回到A时，在磁场中运动的时间t；
②为使所有电子都不从C射出，所加磁场磁感应强度B应多大．
14．（16分）如图，一厚度均匀的圆形玻璃管内径为16cm，外径为24cm，长度为L1=80cm，一条光线AB从玻璃管壁中点入射，与直径MN在同一竖直面内，调整入射角，使得光线AB在玻璃中传播的时间最长，最长时间为4.0×10-9s，真空中光速3.0×108m/s，求：
（1）玻璃管的折射率n
（2）光线经玻璃管内壁折射后，从另一侧下端射出玻璃管，求玻璃管的长度
15．（12分）如图所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。
某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图所示。
为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析：
（1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v；
（2）圆轨道的半径R和小球的质量m；
（3）若两段倾斜直轨道都足够长，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。
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】
A．轻核聚变比核裂变更为安全、清洁，选项A错误；
B．核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此
选项B错误；
C. 两个轻核结合成质量较大的核，根据质量亏损与质能方程，则有聚变后比结合能将增大，选项C错误；
D．根据质量数和核电荷数守恒知 HL—2M中发生的核反应方程式是
选项D正确。
故选D。
2、D
【解析】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
3、D
【解析】
B下落h时的速度为
物块B与A碰撞过程动量守恒，则
以向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中由动量定理
从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小为
I=2I1
联立解得
故选D。
4、A
【解析】
电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。
5、D
【解析】
设两个点电荷和连线的中点为O．若两电荷是同种电荷，且都是正电荷，则A点的电势高于O点电势，O点电势高于B点电势，则A点的电势高于B点的电势．若两个点电荷都带负电，则A点的电势低于B点的电势，A错误．若两者是同种电荷，B点处电场线分布情况不能确定，所以不能确定两点场强的大小，B错误．若两者是异种电荷，且为正电荷，则A点的电势高于B点的电势．若为负电荷，则A点的电势低于B点的电势，C错误．若两者是异种电荷，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强一定大于B点的场强，D正确．选D．
【点睛】若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．若两电荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上，O点场强最小，在连线的中垂线上O点的场强最大．
6、A
【解析】
根据闭合电路欧姆定律得：U=E−Ir知，I=0时，U=E，图象的斜率等于r，则由电源的U−I图线得到：电源的电动势为E=3V，内阻为r=0.5Ω. 由电阻的伏安特性曲线求出R1=0.5Ω、R2=1Ω，R1单独接到电源两端时，两图线的交点表示电路的工作状态，可知，电路中的电流为3A，路端电压为1.5V，则电源的输出功率为P出1=1.5V×3A=4.5W，
同理，当将R1、R2串联后接到电源两端，利用欧姆定律可得电路电流I串=1.5A，此时电源的输出功率P串=I2串(R1+R2)=3.75W；两电阻并联时，利用欧姆定律可得电路电流I并=3.6A,此时电源的输出功率P并=EI并−I2并r=4.32W；R2单独接到电源两端输出功率为P出2=2V×2A=4W.所以将R1单独接到电源两端时电源的输出功率最大。故A正确，BCD错误。
故选：A
【点睛】
由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻．由电阻的U-I图线求出电阻．再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择．
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、AC
【解析】
A．金属杆沿圆弧导轨下滑过程中机械能守恒，
mgr＝mv2
在到达最低点前瞬间
F－mg＝m
解得
F＝3mg
故A正确；
B．金属杆刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有
＋μmg＝mam
解得
am＝＋μg
故B错误；
C．根据q＝可知，整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为
q＝
故C正确；
D．根据能量的转化和守恒可知，整个过程中系统产生的热量
Q总＝mgr－μmgd
定值电阻上产生的焦耳热
Q焦＝mg(r－μd)
故D错误。
故选AC。
8、BD
【解析】
B．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
解得
故B选项正确；
A．月球表面的重力加速度为
则A选项错误；
C．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有
解得
故C选项错误；
D．月球的密度
故D选项正确。
故选BD。
9、BC
【解析】
A．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则
Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg
得
Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；
B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小
FT=4μ'mg
A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
FT=μmg
联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；
CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以
故C正确，D错误。
故选BC。
10、AC
【解析】
A．根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A正确；
B．设正方形的边长为a，则甲粒子的运动半径为r1=a，甲粒子的运动半径为r2=，甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的倍，选项B错误；
C．根据，解得，则甲粒子的比荷是乙粒子比荷的倍，选项C正确；
D．甲乙两粒子在磁场中转过的角度均为600，根据，则两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项D错误．
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、0.75 0.3 经过光电门1时速度不为0 0.4
【解析】
(1)[1]．主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，
故遮光条宽度为：d=0.7cm+0.05cm=0.75cm；
(2)[2]．滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。
则滑块经过光电门时的速度为
(3)[3][4]．滑块在两光电门间做匀加速直线运动，由位移公式可得
变形可得
由图象可知，图象与纵轴的交点表示经过光电门1的速度，则图象不过原点的原因是经过光电门1的速度不为0；
图象的斜率
那么滑块加速度的大小
a=2k=0.4m/s2。
12、
【解析】
[1]由滑块A通过光电门1的运动时间可知，碰撞前滑块A的速度
[2]解锁弹簧后，弹簧的弹性势能转化为A碰撞前的动能，故弹性势能
[3]由碰撞后，AB整体通过光电门2的时间，可求得碰撞后AB整体的速度为
A、B碰撞过程中动量守恒，则有
联立解得
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） （2）① ②
【解析】
（1）对电子经C、A间的电场加速时，由动能定理得
得
（2）电子在C、A间磁场中运动轨迹与金属网相切．轨迹如图所示．
设此轨迹圆的半径为r，则
又
得
故θ=60°
所以电子在磁场中运动的时间
得
（3）若沿切线方向射出的电子轨迹恰好与金属网C相切．则所有电子都不从C射出，轨迹如图所示：
又
得
所以
14、①②
【解析】
①当光在管内壁处恰好发生全反射，时间最长，光通过的路程为，
另有，解得
②光在两个界面上入射角和折射角分别是，根据折射定律可得，解得
，由几何知识有，解得
玻璃管的长度为
【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．
15、（1）（2）R=0.12m ，m=0.02kg（3）h≤0.12m或者h≥0.3m
【解析】
（1）设小球质量为m，对于从释放到轨道最低点的过程，根据动能定理，有
解得：
（2）设小球到达A点速度为vA，根据动能定理
在A点，设轨道对小球的压力为N，根据牛顿第二定律：
根据牛顿第三定律
N=F
联立上述三式可得：
对比F-h图像，根据斜率和截距关系，可得：
R=0.12m
m=0.02kg
（3）假设h=h1时，小球恰好到达最高点A，此时F=0
由F-h图像可得：
h1=0.3m
假设h=h2时，小球恰好到达圆轨道圆心的右侧等高点，此过程根据动能定理：
解得：
h2=R=0.12m
综上，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足：
h≤0.12m或者h≥0.3m
湖北省孝感高级中学2023年高三第二轮复习测试卷物理试题（二）
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、2019年8月我国已经建成了新托卡马克（EAST）装置一中国环流器二号M装置（HL—2M），为“人造太阳”创造了条件，其等离子温度有望超过2亿摄氏度，将中国的聚变堆技术提升到了新的高度。设该热核实验反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为。关于聚变的说法正确的是（ ）
A．核裂变比核聚变更为安全、清洁
B．由核反应过程质量守恒可知。
C．两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减少
D．HL—2M中发生的核反应方程式是
2、如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（ ）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
3、如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为的木块，开始时木块静止，现让一质量为的木块从木块正上方高为处自由下落，与木块碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间木块下降到最低点。已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块与木块碰撞时间极短，重力加速度为，下列关于从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4、如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ）
A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
5、如图所示，电荷量相等的两个电荷Q1和Q2，两者连线及中垂线上分别有A点和B点，则下列说法正确的是（）
A．若两者是同种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势
B．若两者是同种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强
C．若两者是异种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势
D．若两者是异种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强
6、某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是( )
A．将R1单独接到电源两端
B．将R1、R2并联后接到电源两端
C．将R1、R2串联后接到电源两端
D．将R2单独接到电源两端
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，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则( )
A．金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mg
B．金属杆在磁场中运动的最大加速度为
C．整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为
D．整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(r－μd)
8、 “嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球表面重力加速度为
B．月球质量为
C．月球第一宇宙速度为
D．月球密度为
9、如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（ ）
A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2
B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为
C．轻绳拉力FT最大为
D．水平拉力F最大为
10、如图，正方形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同的速度从A点沿与AB成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子从B点离开磁场，乙粒子垂直CD边射出磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是
A．甲粒子带正电，乙粒子带负电
B．甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的倍
C．甲粒子的比荷是乙粒子比荷的倍
D．两粒子在磁场中的运动时间相等
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）图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d＝________cm；
(2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得滑块经过第一个光电门时遮光条遮光时间为△t＝25ms，则遮光条经过光电门1时的速度v＝________m/s；（结果保留一位有效数字）
(3)保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x（单位为m）及其对应的t（单位为s），作出图像如图丙，图像不过原点的原因是________，滑块加速度的大小a＝_________。（结果保留一位有效数字）
12．（12分）为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B的质量，某同学用如图的装置进行实验。气垫导轨上有A、B两个滑块，A上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带有橡皮泥。已知A的质量为m1，遮光片的宽度为d；打开电源，调节气垫导轨使滑块A和B能静止在导轨上。解锁弹簧，滑块A被弹出后向右运动，通过光电门1后与B相碰，碰后粘在一起通过光电门2。两光电门显示的遮光时间分别为△t1和△t2，由此可知碰撞前滑块A的速度为____________，锁定时弹簧只有的弹性势能为Ep=______，B的质量m2=________。（用已知和测得物理量的符号表示）
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，半径为a的内圆A是电子发射器，其金属圆周表圆各处可沿纸面内的任意方向发射速率为v的电子；外圆C为与A同心的金属网，半径为a．不考虑静电感应及电子的重力和电子间的相互作用，已知电子质量为m，电量为e．
(1)为使从C射出的电子速率达到3v，C、A间应加多大的电压U；
(2)C、A间不加电压，而加垂直于纸面向里的匀强磁场．
①若沿A径向射出的电子恰好不从C射出，求该电子第一次回到A时，在磁场中运动的时间t；
②为使所有电子都不从C射出，所加磁场磁感应强度B应多大．
14．（16分）如图，一厚度均匀的圆形玻璃管内径为16cm，外径为24cm，长度为L1=80cm，一条光线AB从玻璃管壁中点入射，与直径MN在同一竖直面内，调整入射角，使得光线AB在玻璃中传播的时间最长，最长时间为4.0×10-9s，真空中光速3.0×108m/s，求：
（1）玻璃管的折射率n
（2）光线经玻璃管内壁折射后，从另一侧下端射出玻璃管，求玻璃管的长度
15．（12分）如图所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。
某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组h和F，把这些数据标在F-h图中，并用一条直线拟合，结果如图所示。
为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析：
（1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v；
（2）圆轨道的半径R和小球的质量m；
（3）若两段倾斜直轨道都足够长，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。
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】
A．轻核聚变比核裂变更为安全、清洁，选项A错误；
B．核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此
选项B错误；
C. 两个轻核结合成质量较大的核，根据质量亏损与质能方程，则有聚变后比结合能将增大，选项C错误；
D．根据质量数和核电荷数守恒知 HL—2M中发生的核反应方程式是
选项D正确。
故选D。
2、D
【解析】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
3、D
【解析】
B下落h时的速度为
物块B与A碰撞过程动量守恒，则
以向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中由动量定理
从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小为
I=2I1
联立解得
故选D。
4、A
【解析】
电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。
5、D
【解析】
设两个点电荷和连线的中点为O．若两电荷是同种电荷，且都是正电荷，则A点的电势高于O点电势，O点电势高于B点电势，则A点的电势高于B点的电势．若两个点电荷都带负电，则A点的电势低于B点的电势，A错误．若两者是同种电荷，B点处电场线分布情况不能确定，所以不能确定两点场强的大小，B错误．若两者是异种电荷，且为正电荷，则A点的电势高于B点的电势．若为负电荷，则A点的电势低于B点的电势，C错误．若两者是异种电荷，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强一定大于B点的场强，D正确．选D．
【点睛】若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．若两电荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上，O点场强最小，在连线的中垂线上O点的场强最大．
6、A
【解析】
根据闭合电路欧姆定律得：U=E−Ir知，I=0时，U=E，图象的斜率等于r，则由电源的U−I图线得到：电源的电动势为E=3V，内阻为r=0.5Ω. 由电阻的伏安特性曲线求出R1=0.5Ω、R2=1Ω，R1单独接到电源两端时，两图线的交点表示电路的工作状态，可知，电路中的电流为3A，路端电压为1.5V，则电源的输出功率为P出1=1.5V×3A=4.5W，
同理，当将R1、R2串联后接到电源两端，利用欧姆定律可得电路电流I串=1.5A，此时电源的输出功率P串=I2串(R1+R2)=3.75W；两电阻并联时，利用欧姆定律可得电路电流I并=3.6A,此时电源的输出功率P并=EI并−I2并r=4.32W；R2单独接到电源两端输出功率为P出2=2V×2A=4W.所以将R1单独接到电源两端时电源的输出功率最大。故A正确，BCD错误。
故选：A
【点睛】
由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻．由电阻的U-I图线求出电阻．再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择．
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、AC
【解析】
A．金属杆沿圆弧导轨下滑过程中机械能守恒，
mgr＝mv2
在到达最低点前瞬间
F－mg＝m
解得
F＝3mg
故A正确；
B．金属杆刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有
＋μmg＝mam
解得
am＝＋μg
故B错误；
C．根据q＝可知，整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为
q＝
故C正确；
D．根据能量的转化和守恒可知，整个过程中系统产生的热量
Q总＝mgr－μmgd
定值电阻上产生的焦耳热
Q焦＝mg(r－μd)
故D错误。
故选AC。
8、BD
【解析】
B．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
解得
故B选项正确；
A．月球表面的重力加速度为
则A选项错误；
C．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有
解得
故C选项错误；
D．月球的密度
故D选项正确。
故选BD。
9、BC
【解析】
A．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则
Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg
得
Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；
B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小
FT=4μ'mg
A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
FT=μmg
联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；
CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以
故C正确，D错误。
故选BC。
10、AC
【解析】
A．根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A正确；
B．设正方形的边长为a，则甲粒子的运动半径为r1=a，甲粒子的运动半径为r2=，甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的倍，选项B错误；
C．根据，解得，则甲粒子的比荷是乙粒子比荷的倍，选项C正确；
D．甲乙两粒子在磁场中转过的角度均为600，根据，则两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项D错误．
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、0.75 0.3 经过光电门1时速度不为0 0.4
【解析】
(1)[1]．主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，
故遮光条宽度为：d=0.7cm+0.05cm=0.75cm；
(2)[2]．滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。
则滑块经过光电门时的速度为
(3)[3][4]．滑块在两光电门间做匀加速直线运动，由位移公式可得
变形可得
由图象可知，图象与纵轴的交点表示经过光电门1的速度，则图象不过原点的原因是经过光电门1的速度不为0；
图象的斜率
那么滑块加速度的大小
a=2k=0.4m/s2。
12、
【解析】
[1]由滑块A通过光电门1的运动时间可知，碰撞前滑块A的速度
[2]解锁弹簧后，弹簧的弹性势能转化为A碰撞前的动能，故弹性势能
[3]由碰撞后，AB整体通过光电门2的时间，可求得碰撞后AB整体的速度为
A、B碰撞过程中动量守恒，则有
联立解得
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） （2）① ②
【解析】
（1）对电子经C、A间的电场加速时，由动能定理得
得
（2）电子在C、A间磁场中运动轨迹与金属网相切．轨迹如图所示．
设此轨迹圆的半径为r，则
又
得
故θ=60°
所以电子在磁场中运动的时间
得
（3）若沿切线方向射出的电子轨迹恰好与金属网C相切．则所有电子都不从C射出，轨迹如图所示：
又
得
所以
14、①②
【解析】
①当光在管内壁处恰好发生全反射，时间最长，光通过的路程为，
另有，解得
②光在两个界面上入射角和折射角分别是，根据折射定律可得，解得
，由几何知识有，解得
玻璃管的长度为
【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．
15、（1）（2）R=0.12m ，m=0.02kg（3）h≤0.12m或者h≥0.3m
【解析】
（1）设小球质量为m，对于从释放到轨道最低点的过程，根据动能定理，有
解得：
（2）设小球到达A点速度为vA，根据动能定理
在A点，设轨道对小球的压力为N，根据牛顿第二定律：
根据牛顿第三定律
N=F
联立上述三式可得：
对比F-h图像，根据斜率和截距关系，可得：
R=0.12m
m=0.02kg
（3）假设h=h1时，小球恰好到达最高点A，此时F=0
由F-h图像可得：
h1=0.3m
假设h=h2时，小球恰好到达圆轨道圆心的右侧等高点，此过程根据动能定理：
解得：
h2=R=0.12m
综上，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足：
h≤0.12m或者h≥0.3m
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