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广东省东莞市2022届高三上学期物理调研考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·东莞期末）2021年10月，安徵合肥科研机构自主研发的“人造太阳”打破新的记录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行。火造太阳内的核反应是轻核聚变，下列核反应属于轻核聚变的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A是α衰变方程；B是原子核的人工转变方程；C是轻核聚变方程；D是β衰变方程。
故答案为：C。
【分析】分清各种衰变方程和人工核反应以及聚变裂变方程。
2．（2022高三上·东莞期末）中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一、如图所示，某同学在书写“一”字时，水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。在向右行笔的过程中镇纸和纸都静止，则（ ）
A．白纸对毛笔的摩擦力向左
B．镇纸受到向左的摩擦力
C．镇纸受到的合力向右
D．毛笔对白纸的摩擦力大于白纸对毛笔的摩擦力
【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．在向右行笔的过程中，毛笔相对白纸向右运动，则白纸对毛笔的摩擦力向左，A符合题意；
B．在向右行笔的过程中，镇纸相对于纸既没有相对运动趋势，也没有发生相对运动，受到的摩擦力为零，B不符合题意；
C．镇纸处于静止状态，受到的合力为零，C不符合题意；
D．毛笔对白纸的摩擦力和白纸对毛笔的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】摩擦力产生必须有相对运动或者相对运动趋势。摩擦力方向与对运动或者相对运动趋势方向相反。
3．（2022高三上·东莞期末）利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到的运动小车的图像如图所示，由此可知（ ）
A．小车先做匀加速运动，后做匀减速运动
B．小车运动的最大速度约为
C．小车在内位移最大
D．小车做曲线运动
【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．小车先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，再做匀速运动，最后做加速度增大的减速运动，A不符合题意；
B．小车运动的最大速度约为，B符合题意；
C．v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，所以小车在0~15s内的位移最大，C不符合题意；
D．v-t图像只能描述直线运动，所以小车做直线运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，v-t图像只能描述直线运动。图像的斜率表示加速度。
4．（2021·芜湖模拟）“辞别月宫去，采得月壤归”－北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。如图所示是嫦娥五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭圆轨道。轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道3的远月点。则下列说法中正确的是（ ）
A．卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期
B．卫星在轨道2经过A点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率
C．卫星在轨道2经过A点时的加速度大于在轨道3经过A点时的加速度
D．卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上C点所具有的机械能
【答案】D
【知识点】加速度；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．根据开普勒第三定律
轨道2的半长轴小于轨道3的半长轴，故卫星在轨道2的周期小于在轨道3的周期，A不符合题意；
B．“嫦娥五号”要由轨道1变轨到轨道2，必须在A点加速，所以“嫦娥五号”卫星在轨道2经过A点时的速率大于在轨道1经过A点时的速率，B不符合题意；
C．在A点根据牛顿第二定律有
得
故卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度，C不符合题意；
D．由于“嫦娥五号”要由轨道2变轨到轨道3，必须在A点加速，机械能增加，所以“嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用开普勒第三定律结合半长轴的大小可以比较周期的大小；卫星在轨道1的A点要加速离心再到轨道2，所以其卫星在A点的线速度小于在轨道2A点的线速度大小，利用牛顿第二定律可以判别在A点的加速度大小相等；卫星在轨道2A点要加速到达轨道3所以其在轨道3的机械能大于在轨道2的机械能大小。
5．（2022高三上·东莞期末）1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，导线图中出现的感应电流方向是（ ）
A．先逆时针，后顺时针 B．先顺时针，后逆时针
C．一直顺时针 D．一直逆时针
【答案】D
【知识点】楞次定律；右手定则
【解析】【解答】若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从上向下看，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向一直逆时针不变。
故答案为：D。
【分析】若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上。
6．（2022高三上·东莞期末）如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】同向电流相互吸引，则ab对c都是吸引力且大小相等，则导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
故答案为：C。
【分析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。ab对c都是吸引力且大小相等，由平行四边形法则，导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
7．（2022高三上·东莞期末）在奥运比寒项日中，跳水是我国运动员的强项。质量为m的运动员竖直进入水中后，受到水的阻力而做变速运动，设水对运动员的阻力大小恒为F，在下降高度为h的过程中，运动员的（已知重力加速度为g）（ ）
A．动能减少了Fh B．重力势能增加了mgh
C．机械能减少了(F-mg)h D．机械能减少了Fh
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．根据动能定理
解得
动能减少了(F-mg)h，A不符合题意；
B. 重力势能减少了mgh，B不符合题意；
CD. 机械能减少量等于克服阻力所做的功，所以机械能的减少量等于Fh，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】高度下降，重力势能减少。机械能减少量等于克服阻力所做的功。根据动能定理求出动能减小量。
二、多选题
8．（2022高三上·东莞期末）如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。粒子从N到M的过程中（ ）
A．在M点的速率最大 B．所受电场力沿电场方向右
C．加速度不变 D．电势能始终在增加
【答案】C,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AD．由图可知，粒子从N到M的过程，电场力一直做负功，则粒子的动能减小，速度减小，到达轨迹的最右点M时，速率最小，电势能始终在增加，A不符合题意，D符合题意；
B．粒子带负电，所受电场力与电场方向相反，沿电场方向向左，B不符合题意；
C．粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，则加速度不变，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】电场力一直做负功，电势能始终在增加。粒子带负电，所受电场力与电场方向相反，在匀强电场中运动，所受电场力不变，则加速度不变。
9．（2022高三上·东莞期末）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上，的交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中电压的有效值大小为
B．基座线圈和受电线圈通过电磁感应实现能量传递
C．在时刻，受电线圈中的电动势达到最大
D．手机和基座无导线连接，这样传递电能没有损失
【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A．乙图中E0为最大值，而据题意220V就是指的有效值，A符合题意；
B．基座线圈和受电线圈通过电磁感应现象中的互感原理实现能量传递，B符合题意；
C．在t1时刻，基座线圈电动势瞬时值最大，由于自感，基座线圈中电流变化落后，此刻正好为零，而变化率达到最大，所以此刻受电线圈中的电动势达到最大，C符合题意；
D．手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，但有一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定损失，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】220V就是指的有效值，基座线圈和受电线圈通过电磁感应现象中的互感原理实现能量传递。手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，这样传递能量有一定损失。
10．（2022高三上·东莞期末）质量为m1、m2的两物体A、B并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于A和B上，作用一段时间后撤去，A、B运动的v-t图像如图中图线a、b所示，已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可知（ ）
A．若，则m1小于m2
B．若，则力F1对物体A所做的功较多
C．若，则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为4∶5
D．若，则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍
【答案】A,C,D
【知识点】功的计算；动量；冲量
【解析】【解答】由图可知，物体A撤去拉力之前的加速度为
物体B撤去拉力之前的加速度为
已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等为
撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得，
可得
物体A撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有
解得
物体B撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有
解得
A．当
即
则
A符合题意；
B．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A做的功为
则拉力对物块B做的功为
则拉力对物块A做的功等于拉力对物块B做的功，B不符合题意；
C．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A的冲量为
拉力对物块B的冲量为
则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为
C符合题意；
D．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A的最大瞬时功率为
拉力对物块B的最大瞬时功率为
则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等。拉力对物块A做的功等于拉力对物块B做的功。
三、实验题
11．（2022高三上·东莞期末）某实验小组利用图甲所示的电路测金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为 mm；
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至 （选填“左端”或“右端”）；
（3）实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为、内阻为的灵敏电流计G与阻值为的定值电阻串联后，改装成量程为的电压表，则 ；
（4）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测量后得到金属丝的电阻为，则被测金属丝的电阻率 。（用题中所给物理量的字母表示）
【答案】（1）2.095
（2）左端
（3）1800
（4）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）该次测得的金属丝的直径为
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至左端，从而使闭合开关后分压电路的电压为零，达到保护元件的目的。
（3）根据电表改装的原理可知
（4）根据电阻定律有
解得
【分析】（1）由螺旋测微器读出金属丝的直径。
（2）开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至左端，电路短路，对电路有最好的保护作用。
（3）电表改装的原理可知电阻R1的大小。
（4）根据电阻定律，代入题中数据得到电阻率表达式。
12．（2022高三上·东莞期末）碰撞的恢复系数的定义式为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若，则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）测量两钢球碰撞的恢复系数，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
第一步：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段、、的长度。
上述实验中，
（1）N点是____的平均位置；
A．小球1与小球2碰撞后小球1落点
B．小球2落点
C．不放小球2，小球1落点
（2）用测量量表示的恢复系数的表达式为 ；
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是 ；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则当 说明碰撞过程动量守恒。
【答案】（1）B
（2）
（3）OP
（4）；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）N点是小球2落点的平均位置，故答案为：B；
（2）小球做平抛运动，下落的高度相同，则水平速度可用水平位移来代替，则图中小球1碰前的速度用OP表示，小球1碰后的速度用OM表示，小球2碰后的速度用ON表示，则用测量量表示的恢复系数的表达式为
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是OP；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则根据要验证的关系为
则当
说明碰撞过程动量守恒。
【分析】（1）N点是小球2落点的平均位置。2球质量较小，速度较大。
（2）小球做平抛运动，下落的高度相同，则水平速度可用水平位移来代替。
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关。
（4）根据动量守恒表达式，代入题中数据得到表达式。
四、解答题
13．（2022高三上·东莞期末）某滑板爱好者在离地高的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移。着地后以的速度沿水平地面运动（着地时存在能量损失），滑行后停止。已知人与滑板的总质量，空气阻力忽略不计，。求：
（1）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；
（2）人与滑板离开平台时的水平初速度。
【答案】（1）解：着地后在地面上滑动时，由动能定理
解得f=80N
（2）解：人做平抛运动，则s1=v0t
解得v0=5m/s
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）由动能定理人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小。
（2）人与滑板离开平台时做平抛运动 ，水平方向匀速，竖直方向自由落体运动。
14．（2022高三上·东莞期末）一种质谱仪的结构可简化为如下图所示，粒子源释放出初速度可忽略不计的质子，质子经直线加速器加速后由D型通道的中缝进入磁场区。该通道的上下表面为内半径为、外半径为的半圆环。整个D型通道置于竖直向上的匀强磁场中，正对着通道出口处放置一块照相底片，它能记录下粒子从通道射出时的位置。若已知直线加速器的加速电压为U，质子的比荷（电荷量与质量之比）为k，且质子恰好能击中照相底片的正中间位置，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）若粒子源产生比荷不同的带正电的粒子，且照相底片都能接收到粒子，求粒子比荷最大值与最小值的比值。
【答案】（1）解：由题意可知当质子恰好能击中照相底片的正中间位置时，其运动半径为①
设质子经过加速后获得的速度大小为v，根据动能定理有②
根据牛顿第二定律有③
由题意可知④
联立①②③④解得⑤
（2）解：根据前面分析可知粒子运动半径R与比荷k的关系满足⑥
当粒子恰好打在底片最左端时，其半径最小，比荷最大，且⑦
当粒子恰好打在底片最右端时，其半径最大，比荷最小，且⑧
所以⑨
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）由几何关系得到粒子在磁场中的运动半径。根据动能定理以及牛顿第二定律得出匀强磁场的磁感应强度大小。
（2）粒子恰好打在底片最左端时，其半径最小，比荷最大，当粒子恰好打在底片最右端时，其半径最大，比荷最小 。
15．（2022高三上·东莞期末）如图所示，竖直平面内有一半径、圆心角的光滑圆弧轨道PM，圆弧轨道最底端M处平滑连接一长的粗糙平台，质量的物块B紧靠在M点右侧，B的左侧粘有少量塑胶炸药（质量不计），N端有一小球C，用长为的轻绳悬吊，对N点刚好无压力。现质量为的物块A从轨道P端由静止沿轨道下滑，到达M点与B碰撞，瞬间共速并引燃炸药，爆炸后瞬间A、B速度方向均水平，A恰好能从P端滑出，B与C碰后总是交换速度，炸药爆炸前后A、B质量保持不变，A、B与C均可视为质点，，求：
（1）A与B碰撞前瞬间轨道对A支持力的大小；
（2）炸药爆炸过程中有多少能量转化成A、B的机械能；
（3）若B能与C碰撞且最终仍停在平台上，整个过程中绳子始终不松弛，B与平台间动摩擦因数的范围。
【答案】（1）解：设物块A从P点运动到M点时速度为v0，由机械能守恒定律可得
解得
设A在M点所受的支持力为FN，则有
解得
（2）解：规定水平向右为正方向，物块A与B碰撞后瞬间的共同速度为v，由动量守恒定律得
解得
爆炸后瞬间物块A、B的速度分别为vA，vB，由动量守恒定律得
物块A恰好从P点滑出，由机械能守恒定律得
解得，
由能量守恒定律可知，在爆炸过程中增加的机械能为
可得
（3）解：若物块B恰好能与C相撞，则有
解得
若物块B以速度与C相撞，由题意知B、C碰撞后速度交换，且小球C上升高度不能高于绳子上端，所以
解得
此时还要满足B恰好留在平台的速度，有
解得：
所以B与平台间动摩擦因数的范围为
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 机械能守恒定律可得物块A从P点运动到M点时速度为v0。结合牛顿第二定律求得 A与B碰撞前瞬间轨道对A支持力的大小 。
（2）爆炸瞬间动量守恒 ， 能量守恒定律可知，在爆炸过程中增加的机械能 。
（3） 物块B以速度与C相撞，B、C碰撞后速度交换。物块B恰好能与C相撞 ，还要满足B恰好留在平台的速度 ， 求出B与平台间动摩擦因数的范围。
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广东省东莞市2022届高三上学期物理调研考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·东莞期末）2021年10月，安徵合肥科研机构自主研发的“人造太阳”打破新的记录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行。火造太阳内的核反应是轻核聚变，下列核反应属于轻核聚变的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2022高三上·东莞期末）中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一、如图所示，某同学在书写“一”字时，水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。在向右行笔的过程中镇纸和纸都静止，则（ ）
A．白纸对毛笔的摩擦力向左
B．镇纸受到向左的摩擦力
C．镇纸受到的合力向右
D．毛笔对白纸的摩擦力大于白纸对毛笔的摩擦力
3．（2022高三上·东莞期末）利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到的运动小车的图像如图所示，由此可知（ ）
A．小车先做匀加速运动，后做匀减速运动
B．小车运动的最大速度约为
C．小车在内位移最大
D．小车做曲线运动
4．（2021·芜湖模拟）“辞别月宫去，采得月壤归”－北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。如图所示是嫦娥五号卫星绕月球运行的三条轨道，轨道1是近月圆轨道，轨道2和3是变轨后的椭圆轨道。轨道1上的A点也是轨道2、3的近月点，B点是轨道2的远月点，C点是轨道3的远月点。则下列说法中正确的是（ ）
A．卫星在轨道2的周期大于在轨道3的周期
B．卫星在轨道2经过A点时的速率小于在轨道1经过A点时的速率
C．卫星在轨道2经过A点时的加速度大于在轨道3经过A点时的加速度
D．卫星在轨道2上B点所具有的机械能小于在轨道3上C点所具有的机械能
5．（2022高三上·东莞期末）1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，导线图中出现的感应电流方向是（ ）
A．先逆时针，后顺时针 B．先顺时针，后逆时针
C．一直顺时针 D．一直逆时针
6．（2022高三上·东莞期末）如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
7．（2022高三上·东莞期末）在奥运比寒项日中，跳水是我国运动员的强项。质量为m的运动员竖直进入水中后，受到水的阻力而做变速运动，设水对运动员的阻力大小恒为F，在下降高度为h的过程中，运动员的（已知重力加速度为g）（ ）
A．动能减少了Fh B．重力势能增加了mgh
C．机械能减少了(F-mg)h D．机械能减少了Fh
二、多选题
8．（2022高三上·东莞期末）如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。粒子从N到M的过程中（ ）
A．在M点的速率最大 B．所受电场力沿电场方向右
C．加速度不变 D．电势能始终在增加
9．（2022高三上·东莞期末）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上，的交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中电压的有效值大小为
B．基座线圈和受电线圈通过电磁感应实现能量传递
C．在时刻，受电线圈中的电动势达到最大
D．手机和基座无导线连接，这样传递电能没有损失
10．（2022高三上·东莞期末）质量为m1、m2的两物体A、B并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于A和B上，作用一段时间后撤去，A、B运动的v-t图像如图中图线a、b所示，已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可知（ ）
A．若，则m1小于m2
B．若，则力F1对物体A所做的功较多
C．若，则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为4∶5
D．若，则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍
三、实验题
11．（2022高三上·东莞期末）某实验小组利用图甲所示的电路测金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为 mm；
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至 （选填“左端”或“右端”）；
（3）实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为、内阻为的灵敏电流计G与阻值为的定值电阻串联后，改装成量程为的电压表，则 ；
（4）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测量后得到金属丝的电阻为，则被测金属丝的电阻率 。（用题中所给物理量的字母表示）
12．（2022高三上·东莞期末）碰撞的恢复系数的定义式为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若，则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）测量两钢球碰撞的恢复系数，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
第一步：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段、、的长度。
上述实验中，
（1）N点是____的平均位置；
A．小球1与小球2碰撞后小球1落点
B．小球2落点
C．不放小球2，小球1落点
（2）用测量量表示的恢复系数的表达式为 ；
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是 ；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则当 说明碰撞过程动量守恒。
四、解答题
13．（2022高三上·东莞期末）某滑板爱好者在离地高的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移。着地后以的速度沿水平地面运动（着地时存在能量损失），滑行后停止。已知人与滑板的总质量，空气阻力忽略不计，。求：
（1）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；
（2）人与滑板离开平台时的水平初速度。
14．（2022高三上·东莞期末）一种质谱仪的结构可简化为如下图所示，粒子源释放出初速度可忽略不计的质子，质子经直线加速器加速后由D型通道的中缝进入磁场区。该通道的上下表面为内半径为、外半径为的半圆环。整个D型通道置于竖直向上的匀强磁场中，正对着通道出口处放置一块照相底片，它能记录下粒子从通道射出时的位置。若已知直线加速器的加速电压为U，质子的比荷（电荷量与质量之比）为k，且质子恰好能击中照相底片的正中间位置，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）若粒子源产生比荷不同的带正电的粒子，且照相底片都能接收到粒子，求粒子比荷最大值与最小值的比值。
15．（2022高三上·东莞期末）如图所示，竖直平面内有一半径、圆心角的光滑圆弧轨道PM，圆弧轨道最底端M处平滑连接一长的粗糙平台，质量的物块B紧靠在M点右侧，B的左侧粘有少量塑胶炸药（质量不计），N端有一小球C，用长为的轻绳悬吊，对N点刚好无压力。现质量为的物块A从轨道P端由静止沿轨道下滑，到达M点与B碰撞，瞬间共速并引燃炸药，爆炸后瞬间A、B速度方向均水平，A恰好能从P端滑出，B与C碰后总是交换速度，炸药爆炸前后A、B质量保持不变，A、B与C均可视为质点，，求：
（1）A与B碰撞前瞬间轨道对A支持力的大小；
（2）炸药爆炸过程中有多少能量转化成A、B的机械能；
（3）若B能与C碰撞且最终仍停在平台上，整个过程中绳子始终不松弛，B与平台间动摩擦因数的范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A是α衰变方程；B是原子核的人工转变方程；C是轻核聚变方程；D是β衰变方程。
故答案为：C。
【分析】分清各种衰变方程和人工核反应以及聚变裂变方程。
2．【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．在向右行笔的过程中，毛笔相对白纸向右运动，则白纸对毛笔的摩擦力向左，A符合题意；
B．在向右行笔的过程中，镇纸相对于纸既没有相对运动趋势，也没有发生相对运动，受到的摩擦力为零，B不符合题意；
C．镇纸处于静止状态，受到的合力为零，C不符合题意；
D．毛笔对白纸的摩擦力和白纸对毛笔的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】摩擦力产生必须有相对运动或者相对运动趋势。摩擦力方向与对运动或者相对运动趋势方向相反。
3．【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．小车先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，再做匀速运动，最后做加速度增大的减速运动，A不符合题意；
B．小车运动的最大速度约为，B符合题意；
C．v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，所以小车在0~15s内的位移最大，C不符合题意；
D．v-t图像只能描述直线运动，所以小车做直线运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，v-t图像只能描述直线运动。图像的斜率表示加速度。
4．【答案】D
【知识点】加速度；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．根据开普勒第三定律
轨道2的半长轴小于轨道3的半长轴，故卫星在轨道2的周期小于在轨道3的周期，A不符合题意；
B．“嫦娥五号”要由轨道1变轨到轨道2，必须在A点加速，所以“嫦娥五号”卫星在轨道2经过A点时的速率大于在轨道1经过A点时的速率，B不符合题意；
C．在A点根据牛顿第二定律有
得
故卫星在轨道2经过A点时的加速度等于在轨道3经过A点时的加速度，C不符合题意；
D．由于“嫦娥五号”要由轨道2变轨到轨道3，必须在A点加速，机械能增加，所以“嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能大于在2轨道所具有的机械能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用开普勒第三定律结合半长轴的大小可以比较周期的大小；卫星在轨道1的A点要加速离心再到轨道2，所以其卫星在A点的线速度小于在轨道2A点的线速度大小，利用牛顿第二定律可以判别在A点的加速度大小相等；卫星在轨道2A点要加速到达轨道3所以其在轨道3的机械能大于在轨道2的机械能大小。
5．【答案】D
【知识点】楞次定律；右手定则
【解析】【解答】若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从上向下看，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向一直逆时针不变。
故答案为：D。
【分析】若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上。
6．【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】同向电流相互吸引，则ab对c都是吸引力且大小相等，则导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
故答案为：C。
【分析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。ab对c都是吸引力且大小相等，由平行四边形法则，导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
7．【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．根据动能定理
解得
动能减少了(F-mg)h，A不符合题意；
B. 重力势能减少了mgh，B不符合题意；
CD. 机械能减少量等于克服阻力所做的功，所以机械能的减少量等于Fh，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】高度下降，重力势能减少。机械能减少量等于克服阻力所做的功。根据动能定理求出动能减小量。
8．【答案】C,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AD．由图可知，粒子从N到M的过程，电场力一直做负功，则粒子的动能减小，速度减小，到达轨迹的最右点M时，速率最小，电势能始终在增加，A不符合题意，D符合题意；
B．粒子带负电，所受电场力与电场方向相反，沿电场方向向左，B不符合题意；
C．粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，则加速度不变，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】电场力一直做负功，电势能始终在增加。粒子带负电，所受电场力与电场方向相反，在匀强电场中运动，所受电场力不变，则加速度不变。
9．【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A．乙图中E0为最大值，而据题意220V就是指的有效值，A符合题意；
B．基座线圈和受电线圈通过电磁感应现象中的互感原理实现能量传递，B符合题意；
C．在t1时刻，基座线圈电动势瞬时值最大，由于自感，基座线圈中电流变化落后，此刻正好为零，而变化率达到最大，所以此刻受电线圈中的电动势达到最大，C符合题意；
D．手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，但有一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定损失，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】220V就是指的有效值，基座线圈和受电线圈通过电磁感应现象中的互感原理实现能量传递。手机和基座无需导线连接，通过互感实现充电，这样传递能量有一定损失。
10．【答案】A,C,D
【知识点】功的计算；动量；冲量
【解析】【解答】由图可知，物体A撤去拉力之前的加速度为
物体B撤去拉力之前的加速度为
已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等为
撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得，
可得
物体A撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有
解得
物体B撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有
解得
A．当
即
则
A符合题意；
B．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A做的功为
则拉力对物块B做的功为
则拉力对物块A做的功等于拉力对物块B做的功，B不符合题意；
C．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A的冲量为
拉力对物块B的冲量为
则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为
C符合题意；
D．若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力对物块A的最大瞬时功率为
拉力对物块B的最大瞬时功率为
则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等。拉力对物块A做的功等于拉力对物块B做的功。
11．【答案】（1）2.095
（2）左端
（3）1800
（4）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）该次测得的金属丝的直径为
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至左端，从而使闭合开关后分压电路的电压为零，达到保护元件的目的。
（3）根据电表改装的原理可知
（4）根据电阻定律有
解得
【分析】（1）由螺旋测微器读出金属丝的直径。
（2）开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至左端，电路短路，对电路有最好的保护作用。
（3）电表改装的原理可知电阻R1的大小。
（4）根据电阻定律，代入题中数据得到电阻率表达式。
12．【答案】（1）B
（2）
（3）OP
（4）；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）N点是小球2落点的平均位置，故答案为：B；
（2）小球做平抛运动，下落的高度相同，则水平速度可用水平位移来代替，则图中小球1碰前的速度用OP表示，小球1碰后的速度用OM表示，小球2碰后的速度用ON表示，则用测量量表示的恢复系数的表达式为
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是OP；
（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则根据要验证的关系为
则当
说明碰撞过程动量守恒。
【分析】（1）N点是小球2落点的平均位置。2球质量较小，速度较大。
（2）小球做平抛运动，下落的高度相同，则水平速度可用水平位移来代替。
（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关。
（4）根据动量守恒表达式，代入题中数据得到表达式。
13．【答案】（1）解：着地后在地面上滑动时，由动能定理
解得f=80N
（2）解：人做平抛运动，则s1=v0t
解得v0=5m/s
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）由动能定理人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小。
（2）人与滑板离开平台时做平抛运动 ，水平方向匀速，竖直方向自由落体运动。
14．【答案】（1）解：由题意可知当质子恰好能击中照相底片的正中间位置时，其运动半径为①
设质子经过加速后获得的速度大小为v，根据动能定理有②
根据牛顿第二定律有③
由题意可知④
联立①②③④解得⑤
（2）解：根据前面分析可知粒子运动半径R与比荷k的关系满足⑥
当粒子恰好打在底片最左端时，其半径最小，比荷最大，且⑦
当粒子恰好打在底片最右端时，其半径最大，比荷最小，且⑧
所以⑨
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）由几何关系得到粒子在磁场中的运动半径。根据动能定理以及牛顿第二定律得出匀强磁场的磁感应强度大小。
（2）粒子恰好打在底片最左端时，其半径最小，比荷最大，当粒子恰好打在底片最右端时，其半径最大，比荷最小 。
15．【答案】（1）解：设物块A从P点运动到M点时速度为v0，由机械能守恒定律可得
解得
设A在M点所受的支持力为FN，则有
解得
（2）解：规定水平向右为正方向，物块A与B碰撞后瞬间的共同速度为v，由动量守恒定律得
解得
爆炸后瞬间物块A、B的速度分别为vA，vB，由动量守恒定律得
物块A恰好从P点滑出，由机械能守恒定律得
解得，
由能量守恒定律可知，在爆炸过程中增加的机械能为
可得
（3）解：若物块B恰好能与C相撞，则有
解得
若物块B以速度与C相撞，由题意知B、C碰撞后速度交换，且小球C上升高度不能高于绳子上端，所以
解得
此时还要满足B恰好留在平台的速度，有
解得：
所以B与平台间动摩擦因数的范围为
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 机械能守恒定律可得物块A从P点运动到M点时速度为v0。结合牛顿第二定律求得 A与B碰撞前瞬间轨道对A支持力的大小 。
（2）爆炸瞬间动量守恒 ， 能量守恒定律可知，在爆炸过程中增加的机械能 。
（3） 物块B以速度与C相撞，B、C碰撞后速度交换。物块B恰好能与C相撞 ，还要满足B恰好留在平台的速度 ， 求出B与平台间动摩擦因数的范围。
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