山东省齐鲁名校2023届高三下学期第二次学业质量联合检测（开学联考）物理试卷(含答案)
文档属性
| 名称 | 山东省齐鲁名校2023届高三下学期第二次学业质量联合检测（开学联考）物理试卷(含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 731.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-21 15:49:39 | ||
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文档简介
山东省齐鲁名校2023届高三下学期第二次学业质量联合检测（开学联考）物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，一束平行光垂直照射到有两条狭缝和的挡板上，狭缝和的间距和宽度都很小。下列说法正确的是( )
A.光通过狭缝和时会发生衍射现象
B.无论用哪种频率的光照射双缝，光屏上都会呈现中间宽、两端窄的条纹
C.用蓝光照射时产生的条纹间距比用红光照射时产生的条纹间距大
D.若用白光照射双缝，光屏上会呈现一片白色
2、如图所示为某潜水艇在水中做升潜运动的位置x随时间t变化的图像，规定竖直向上为正方向，图线的形状为抛物线，下列说法正确的是( )
A.潜水艇内的物体在时间内处于超重状态
B.潜水艇在时刻的速度最大
C.潜水艇在时刻的加速度为0
D.时刻潜水艇的速度大小为
3、如图所示为氢原子能级图，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，使它们发出的光照射到金属钠上，金属钠产生的所有光电子中初动能的最大值为10.46eV。在这些氢原子发出的光中，频率低于钠的截止频率的种数有( )
A.0 B.2种 C.4种 D.6种
4、某消音器的原理图如图所示，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道继续向前传播，在右端汇聚在一起后通过出口排出，下列说法正确的是( )
A.该消音器的消音原理为声波的多普勒效应
B.通道的弧长不能设计成相等
C.同一消音器对所有频率的声音都能消除
D.同一消音器只能消除某一频率的声音
5、一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中的反向延长线过原点，段为双曲线的一支。下列说法正确的是( )
A.自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B.自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C.自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D.自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
6、如图所示为带有照明系统的电动装置电路，理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈匝数匝、匝，原线圈两端接入电压有效值为220V的交变电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机M线圈的电阻为5Ω，灯泡L的电阻为。开关S闭合时，电动机M和灯泡L都正常工作，理想电流表的示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.开关S闭合时，电动机M中的电流为10A
B.开关S闭合时，电动机M中的电流为1.76A
C.开关S断开后，电动机M的总功率为60W
D.开关S断开前后，电流表的示数不变
7、某卫星可以在地球与月球的共同作用下绕地球做匀速圆周运动，并且地球、卫星、月球三者始终在同一条直线上。如图所示，月球绕地球的运行半径是卫星绕地球运行半径的九倍，卫星对地球和月球的影响都忽略不计，则地球的质量M与月球的质量m之间的关系为( )
A. B. C. D.
8、如图所示，斜面与水平面的夹角为7°，质量为m的物体与斜面间的动摩擦因数为，若要保持该物体能沿斜面向下做匀速直线运动，还需对该物体再施加一合适的力。已知，重力加速度为g，则施加的这个力的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9、如图所示，两点电荷所带的电荷量分别为其中，电荷量的绝对值点为两点电荷连线的中点，固定的光滑绝缘竖直杆过O点与两点电荷连线垂直。已知重力加速度为g，某时刻将套在竖直杆上的带正电的小球自M点由静止释放，之间的距离为两点关于两点电荷的连线对称，对小球自M运动至N的过程，下列说法正确的是( )
A.小球所受的静电力先增大后减小
B.小球经过O点时的动能最大
C.小球经过O点时的电势能最大
D.小球经过N点时的速度大小等于
10、如图甲所示，某仪器的外壳盖板（不透明）厚度为d，需要在其圆孔上镶嵌玻璃，玻璃的前、后面要与仪器外壳的内、外两面平齐，要求能够通过该玻璃观察到仪器内部的所有地方（小孔所在的外壳内壁除外，观察时打开仪器内的光源）。为了确定所镶嵌玻璃的直径，设计人员先测量所用玻璃材料的折射率，他们先把该玻璃切割成如图乙所示的正方体形状，让一束光射向正方体玻璃上表面的中心，当入射角为60°时，光进人正方体玻璃后恰好射向其中的一个顶点。下列说法正确的是( )
A.所用玻璃材料的折射率为1.5 B.所用玻璃材料的折射率为
C.所镶嵌玻璃的直径至少为 D.所镶嵌玻璃的直径至少为
11、某滑杆游戏可简化为如图所示的模型，质量的滑环套在固定光滑水平杆上，滑环可沿着水平杆左右滑动，滑环通过长的轻绳连着质量的小球。开始时滑环静止在O点，轻绳水平，现将它们由静止释放，小球和滑环都可看作质点，取，下列说法正确的是( )
A.小球第一次运动至最低点时的速度大小为
B.小球再次返回最高点时的速度大小为O
C.小球第二次运动至最低点时的速度大小为2m/s
D.小球运动轨迹左、右两端点间的距离为0.4m
12、如图所示，在固定的光滑水平金属导轨上，虚线右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两水平导轨的间距为L，与导轨垂直且静止在导轨上的导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为x，且相邻两导体棒间的距离均为L。在某一时刻使棒获得向左的初速度，三根导体棒最终都能运动至虚线左侧的无磁场区，棒到达之前已经开始做匀速运动。导轨足够长，不计导轨的电阻，下列说法正确的是( )
A.棒离开磁场前先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动
B.棒离开磁场时的速度大小为
C.整个过程，棒产生的焦耳热是棒产生焦耳热的4倍
D.自棒离开磁场至棒离开磁场，通过棒的电荷量为
三、填空题
13、如图甲所示，对两小桶及里面所装物体组成的系统，某实验小组要探究其运动时机械能的变化情况。图甲中定滑轮的质量很小，转动时受到的摩擦力很小。他们首先在两小桶里装适当质量的物体，使滑轮刚好不转动，然后将M中质量为25g的物体取出放入N中，再将系统由静止释放，系统运动过程中用手机对N进行连拍，相邻两次拍照的时间间隔为0.1s，照片记录的N运动过程中每隔0.1s的部分相对位置如图乙所示。当地的重力加速度，按要求回答问题。
（1）系统释放后M和N做匀加速直线运动的加速度大小为______。
（2）若不计滑轮的质量和受到的阻力，两小桶及里面所装物体组成系统的总质量为______kg。（结果保留一位有效数字）
（3）从开始运动至N到达C位置，该实验小组根据照片测出该过程N下落的高度，从而计算得出系统重力势能的减小量为0.12J，他们又根据第（2）问结果计算该过程系统动能的增加量，应为______J。（结果保留一位有效数字）
四、实验题
14、某实验小组要尽可能准确地测量电压表的内阻，如图甲所示为不完整的测量电路图，可选用的器材如下：
电源E（电动势为10V，内阻不计）；
待测电压表（量程为0~3V，内阻约为）；
定值电阻R（阻值为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
电压表（量程为0~4V，内阻未知）；
电压表（量程为0~2V，内阻约为）；
电压表（量程为0~12V，内阻约为）；
开关、导线若干。
（1）图甲中的虚线框中应选电压表________。（填“”“”或“”）
（2）将图甲中的测量电路补充完整。
（3）在某次测量中，电压表的表盘如图乙所示，其示数为______V。
（4）将电压表的示数记为，虚线框中电压表的示数记为U，通过调整滑动变阻器的滑片，得到多组随滑片位置变化的数据，依据所测数据画出的图像如图丙所示，则电压表的内阻为_______Ω。
五、计算题
15、某兴趣小组要测量一实心玩具小熊（体积不会发生变化）的体积，该玩具小熊不能接触水。他们用如图所示竖直放置的汽缸来测量，该汽缸导热性良好，内部的容积为，内部各水平截面的半径相同，活塞的质量不能忽略，但厚度忽略不计，与汽缸内壁间的摩擦可以不计，环境温度保持不变。测量步骤如下：
a.将玩具小熊放置于汽缸外面，在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞稳定时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的；
b.将活塞取出，将玩具小熊放入汽缸中，再在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞再次稳定时没有与玩具小熊接触，此时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的。
（1）求该玩具小熊的体积。
（2）该兴趣小组在完成步骤b后，活塞上的挂钩变形损坏，为了取出活塞，他们通过汽缸上的打气孔向汽缸内充入外界气体，要使气体把活塞顶离汽缸，求至少需要充入的外界气体的体积。
16、如图所示，在水平地面上将一可看作质点的小球斜向右上抛出，初速度与地面的夹角为60°，小球运动过程中距地面的最大高度为L，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求小球出发点到落地点间的距离。
（2）若在紧靠小球出发点的位置固定一点光源，在抛出点右侧垂直于纸面和地面竖直固定一足够大的光屏，光屏到抛出点的距离也为L，证明小球与地面或光屏碰撞前，其影子在光屏上的运动为匀速直线运动，并计算得出影子运动的速度大小。
17、如图所示，在空间直角坐标系中，平行板电容器的两极板都与平面平行，两极板间的电场可看作匀强电场，电势差为U。将右极板N与平面P之间的空间记作I，平面之间的空间记作Ⅱ，平面Q右侧的空间记作Ⅲ。空间I、Ⅲ都存在匀强电场和匀强磁场，空间Ⅱ左、右边缘两平面之间的距离为L，它们之间没有电场，也没有磁场。空间I、Ⅲ中的匀强电场都沿y轴正方向，电场强度大小都与电容器两极板间的电场强度大小相同；匀强磁场的磁感应强度大小相同，工中的磁场方向沿之轴正方向，Ⅲ中的磁场方向沿y轴正方向。某时刻一电子自电容器左极板M的中心仅在电场力作用下沿着x轴正方向做加速运动，初速度可视为0，经过时间T恰好到达右极板N上的小孔，然后继续在空间I沿着x轴正方向运动至平面P，过平面P后又经过一段时间再次返回空间I，直至击中空间I中平面R上的某物体，平面R与平面平行。已知电子第二次在空间I的运动过程沿y轴负方向的位移大小为h，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力。求：
（1）空间I、Ⅲ中匀强磁场的磁感应强度大小。
（2）电子离开空间Ⅲ时的速度大小。
（3）电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离。
（4）电子击中平面R上物体时的动能。
18、如图所示，足够长的固定斜面上放置一长条形木盒，斜面的倾角为37°。现将一可看作质点的光滑小球置于木盒中的某点，并且和木盒同时由静止开始释放，小球刚释放时与木盒下端的距离为2.5m。已知木盒的质量，小球的质量，取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若释放后，小球与木盒同时开始运动，求木盒与斜面间的动摩擦因数。应满足的条件。
（2）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，求小球和木盒从释放后到发生第一次碰撞所需的时间。（3）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，小球和木盒底端的碰撞为弹性碰撞，求两者第一次至第二次碰撞期间小球与木盒底端的最大距离。
（4）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，小球和木盒底端的碰撞为弹性碰撞，求从开始释放至两者第n次碰撞系统损失的机械能（不要求写计算步骤，只写出最后结果即可）。
参考答案
1、答案：A
解析：光通过狭缝和时会发生衍射现象，A正确；用单一频率的光照射，屏上呈现的干涉条纹分布均匀，B错误；由可知，肉为红光的波长比蓝光的波长长，所以红光产生的条纹间距大，C错误；若用白光照射，则光屏上会呈现彩色的干涉条纹，D错误。
2、答案：D
解析：在时间内，潜水艇向上做匀减速直线运动，加速度方向向下，因此潜水艇内的物体处于失重状态，A错误；潜水艇在时刻的速度为0，B错误；因为时间内图线的形状为抛物线，因此在该时间间隔内潜水艇一直做匀变速直线运动，加速度始终不变且不为0，C错误；在时间内，有，解得时刻潜水艇的速度大小，D正确。
3、答案：B
解析：这些光子中自能级向能级跃迁的光子能量最大，即，由光电效应方程得，钠的逸出功能级向能级、能级向能级跃迁产生的光子的能量小于钠的逸出功，因此在这些氢原子发出的光中，低于钠的截止频率的光子种数有2种，B正确。
4、答案：B
解析：该消音器的消音原理为波的干涉，A错误；若通道的弧长相等，则自入口进入的声波再次相遇时相互加强，不能达到消音的目的，B正确；设声波的入波长为入，通道的路程差为，则，只要是n为奇数的声波都能被消除，n为偶数的声波则不能被消除，C、D错误。
5、答案：C
解析：根据可知，自状态M变化到状态的乘积增大，因此温度T升高，分子热运动的平均动能增大，总动能增大，理想气体的分子势能视为零，因此内能增大，A错误；自状态M变化到状态N，气体对外做的功等于图线和V轴围成的面积，即，内能的增量，由得，气体吸收的热量，B错误；图像中每个小格对应的功为，自状态N变化到状态P，气体对外做的功对应图线和V轴围成的面积，即，自状态N变化到状态P的曲线段为双曲线的一支，所以温度不变，内能不变，，由得，气体吸收的热量，C正确；自状态M变化到状态N再变化到状态，D错误。
6、答案：C
解析：原线圈两端的输入电压，由得，电动机M两端的电压，开关S闭合时，灯泡L两端的电压，变压器的输入功率为，灯泡消耗的功率为，电动机消耗的功率，开关S闭合与断开时电动机两端的电压及消耗的功率都不变，断开后总功率仍为，C正确；又由，得电动机M中的电流，A、B错误；开关S断开后，电动机消耗的功率不变，灯泡消耗的功率为0，由能量守恒定律可知，变压器的输入功率减小，输入电压恒为220V不变，因此输入电流减小，即电流表的示数减小，D错误。
7、答案：D
解析：月球绕地球转动的角速度与卫星绕地球转动的角速度相同，设卫星的质量为，对卫星有，对月球有，又，解得，D正确。
8、答案：A
解析：对物体受力分析如图所示，物体所受支持力和摩擦力的合力方向沿图中虚线斜向上，由图可知，，解得，物体受力平衡，所求力与重力的合力沿图中虚线斜向下，由几何知识可得，由三角形定则可知，所求力与虚线垂直时该力最小，最小值为，A正确。
9、答案：ACD
解析：由电场线的分布可知，自M到N，电场强度先增大后减小，因此小球所受的静电力先增大后减小，A正确；小球经过O点后重力和静电力的合力有竖直向下的分力，小球会向下加速，动能还会增大，B错误；在线段上，电势先升高后降低，在O点电势最高，因此小球经过O点时的电势能最大，C正确；两点在同一个等势面上，自M到N由动能定理得，可得小球到达N点时的速度大小为，D正确。
10、答案：AC
解析：测量折射率时，光在正方体玻璃中的传播路径如图甲所示，设正方体的棱长为a，折射角为α，则，折射率，A正确，B错误；能够通过该玻璃观察到仪器内部的所有地方的临界光如图乙所示，，所镶嵌玻璃的直径至少为，C正确，D错误。
11、答案：BCD
解析：自开始释放至小球运动至最低点的过程，小球和滑环组成的系统水平方向动量守恒，有，由能量守恒定律得，联立解得小球在最低点时的速度大小，A错误，C正确；小球每次在最高点时和滑环都有相同的速度，由动量守恒得，解得共同速度，B正确；由机械能守恒定律可知，小球左、右两侧最高点在同一水平线上，设其水平距离为，在小球从左侧最高点运动到右侧最高点的过程，设滑环运动左、右两点的距离为，则，，解得小球运动轨迹左、右两端点间的距离，D正确。
12、答案：AB
解析：离开磁场前，棒在水平方向的安培力作用下先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动，A正确；自棒开始运动至棒离开磁场，三根导体棒水平方向动量守恒，有，自棒离开磁场至棒离开磁场，对棒由动量定理得，其中，同理可得、……，联立得，又，解得棒离开磁场时的速度大小为，B正确；由各阶段的电路连接方式结合可知，棒到达之前，棒的热功率是棒的4倍，自棒到达至棒到达棒和棒的热功率相等，自棒到达至棒到达棒的热功率是棒的4倍，因此整个过程棒产生的焦耳热不是棒的4倍，C错误；自棒离开磁场至棒离开磁场，有，结合B项结果可知，D错误。
13、答案：（1）2.45
（2）0.2
（3）0.1
解析：（1）由逐差法可得。
（2）设系统的总质量为m，自M向N移动的物体质量，由牛顿第二定律得，解得总质量。
（3）N运动至C点时的速度大小为，动能增加量。
14、答案：（1）
（2）见解析图
（3）2.00
（4）3125
解析：（1）若选电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，能做到两电压表指针偏角同时尽量大，读数都精确。若选电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，电压表满偏时，电压表大约为满偏的一半；若电压表与定值电阻R并联后再与电压表串联，电压表满偏时，电压表不到满偏的三分之一。若选电压表，若与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，电压表满偏时，电压表大约为满偏的三分之一；若电压表与定值电阻R并联后再与电压表串联，在不烧坏电压表的前提下，电压表的偏角会很小，误差较大。因此应选电压表。
（2）由第（1）问分析知，虚线框中应为电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联。因滑动变阻器总阻值比需供电电路的总阻值小得多，若使用限流接法，则调节范围太小，因此滑动变阻器用分压式接法，电路图如图所示。
（3）电压表的示数为2.00V。
（4）由图甲和图丙可知，，解得电压表的内阻。
15、答案：（1）
（2）
解析：（1）设外界大气压强为，活塞在汽缸内稳定时汽缸内气体的压强为p，对步骤a有
①
设玩具小熊的体积为V，对步骤b有
②
联立解得③
（2）设充入气体的体积为，对充气过程，有
④
联立解得⑤
16、答案：（1）
（2）证明过程见解析；
解析：（1）设小球自抛出经过时间到达最高点，在识别竖直方向有
①
②
水平方向有
③
小球从出发点到落地点间的距离
联立解得④
（2）取竖直向上为正方向，从小球抛出至t时刻竖直方向的位移
⑤
水平方向的位移
⑥
由几何知识得
⑦
则小球与地面或光屏碰撞前影子的高度随时间t的变化规律为
⑧
因此，小球在光屏上的影子的运动为匀速直线运动，影子运动的速度大小
⑨
17、答案：（1）
（2）
（3）
（4）
解析：（1）电子自M运动到N，由动能定理有
①
电容器左、右两极板之间的距离
②
电容器极板间的电场强度大小
③
电子在空间I中运动时，有
④
解得⑤
（2）电子在空间Ⅲ的平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
⑥
电子在空间Ⅲ中的运动时间
电子在空间Ⅲ沿y轴负方向运动的加速度
⑦
电子离开空间Ⅲ时沿y轴负方向的速度大小
电子离开空间Ⅲ时的速度大小
⑧
联立解得⑨
（3）电子在空间Ⅲ时沿y轴负方向的位移大小
⑩
电子在空间Ⅱ的运动时间
电子在空间Ⅱ沿着y轴负方向运动的位移大小
电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离
联立解得，电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离
（4）对整个运动过程由动能定理得
联立解得
18、答案：（1）
（2）1s
（3）2.5m
（4）
解析：（1）若小球开始运动的同时木盒也开始运动，则
①
解得②
（2）小球在木盒中运动时，有
③
对木盒沿斜面向下的运动过程，有
④
⑤
解得⑥
（3）第一次碰撞前，小球的速度
⑦
木盒的速度
⑧
小球和木盒第一次碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
⑨
⑩
解得
第一次碰撞至第二次碰撞，小球的位移
木盒的位移
小球与木盒底端的距离
解得
时，小球与木盒底端的距离最大，最大值
（4）由动量守恒定律和机械能守恒定律可解得，每次碰撞完成后小球的速度
木盒的速度
其中的为每次碰撞前小球的速度，为每次碰撞前木盒的速度
归纳可知，每相邻两次碰撞间的时间间隔都为，因此每相邻两次相碰之间小球速度沿斜面向下增加，木盒速度沿斜面向下增加
结合第（3）问分析可得出以下归纳情况
第一次碰前小球的速度为6m/s，木盒的速度为1m/s
第一次碰后小球的速度为-2m/s，木盒的速度为3m/s
第二次碰前小球的速度为10m/s，木盒的速度为5m/s
第二次碰后小球的速度为2m/s，木盒的速度为7m/s
第三次碰前小球的速度为14m/s，木盒的速度为9m/s
第三次碰后小球的速度为6m/s，木盒的速度为11m/s
……
第n次碰后小球的速度大小
第n次碰后木盒的速度大小
自第次碰撞至第n次碰撞木盒的位移
自开始释放至第n次碰撞木盒的总位移
损失的机械能
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，一束平行光垂直照射到有两条狭缝和的挡板上，狭缝和的间距和宽度都很小。下列说法正确的是( )
A.光通过狭缝和时会发生衍射现象
B.无论用哪种频率的光照射双缝，光屏上都会呈现中间宽、两端窄的条纹
C.用蓝光照射时产生的条纹间距比用红光照射时产生的条纹间距大
D.若用白光照射双缝，光屏上会呈现一片白色
2、如图所示为某潜水艇在水中做升潜运动的位置x随时间t变化的图像，规定竖直向上为正方向，图线的形状为抛物线，下列说法正确的是( )
A.潜水艇内的物体在时间内处于超重状态
B.潜水艇在时刻的速度最大
C.潜水艇在时刻的加速度为0
D.时刻潜水艇的速度大小为
3、如图所示为氢原子能级图，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，使它们发出的光照射到金属钠上，金属钠产生的所有光电子中初动能的最大值为10.46eV。在这些氢原子发出的光中，频率低于钠的截止频率的种数有( )
A.0 B.2种 C.4种 D.6种
4、某消音器的原理图如图所示，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道继续向前传播，在右端汇聚在一起后通过出口排出，下列说法正确的是( )
A.该消音器的消音原理为声波的多普勒效应
B.通道的弧长不能设计成相等
C.同一消音器对所有频率的声音都能消除
D.同一消音器只能消除某一频率的声音
5、一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中的反向延长线过原点，段为双曲线的一支。下列说法正确的是( )
A.自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B.自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C.自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D.自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
6、如图所示为带有照明系统的电动装置电路，理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈匝数匝、匝，原线圈两端接入电压有效值为220V的交变电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机M线圈的电阻为5Ω，灯泡L的电阻为。开关S闭合时，电动机M和灯泡L都正常工作，理想电流表的示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.开关S闭合时，电动机M中的电流为10A
B.开关S闭合时，电动机M中的电流为1.76A
C.开关S断开后，电动机M的总功率为60W
D.开关S断开前后，电流表的示数不变
7、某卫星可以在地球与月球的共同作用下绕地球做匀速圆周运动，并且地球、卫星、月球三者始终在同一条直线上。如图所示，月球绕地球的运行半径是卫星绕地球运行半径的九倍，卫星对地球和月球的影响都忽略不计，则地球的质量M与月球的质量m之间的关系为( )
A. B. C. D.
8、如图所示，斜面与水平面的夹角为7°，质量为m的物体与斜面间的动摩擦因数为，若要保持该物体能沿斜面向下做匀速直线运动，还需对该物体再施加一合适的力。已知，重力加速度为g，则施加的这个力的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9、如图所示，两点电荷所带的电荷量分别为其中，电荷量的绝对值点为两点电荷连线的中点，固定的光滑绝缘竖直杆过O点与两点电荷连线垂直。已知重力加速度为g，某时刻将套在竖直杆上的带正电的小球自M点由静止释放，之间的距离为两点关于两点电荷的连线对称，对小球自M运动至N的过程，下列说法正确的是( )
A.小球所受的静电力先增大后减小
B.小球经过O点时的动能最大
C.小球经过O点时的电势能最大
D.小球经过N点时的速度大小等于
10、如图甲所示，某仪器的外壳盖板（不透明）厚度为d，需要在其圆孔上镶嵌玻璃，玻璃的前、后面要与仪器外壳的内、外两面平齐，要求能够通过该玻璃观察到仪器内部的所有地方（小孔所在的外壳内壁除外，观察时打开仪器内的光源）。为了确定所镶嵌玻璃的直径，设计人员先测量所用玻璃材料的折射率，他们先把该玻璃切割成如图乙所示的正方体形状，让一束光射向正方体玻璃上表面的中心，当入射角为60°时，光进人正方体玻璃后恰好射向其中的一个顶点。下列说法正确的是( )
A.所用玻璃材料的折射率为1.5 B.所用玻璃材料的折射率为
C.所镶嵌玻璃的直径至少为 D.所镶嵌玻璃的直径至少为
11、某滑杆游戏可简化为如图所示的模型，质量的滑环套在固定光滑水平杆上，滑环可沿着水平杆左右滑动，滑环通过长的轻绳连着质量的小球。开始时滑环静止在O点，轻绳水平，现将它们由静止释放，小球和滑环都可看作质点，取，下列说法正确的是( )
A.小球第一次运动至最低点时的速度大小为
B.小球再次返回最高点时的速度大小为O
C.小球第二次运动至最低点时的速度大小为2m/s
D.小球运动轨迹左、右两端点间的距离为0.4m
12、如图所示，在固定的光滑水平金属导轨上，虚线右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两水平导轨的间距为L，与导轨垂直且静止在导轨上的导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为x，且相邻两导体棒间的距离均为L。在某一时刻使棒获得向左的初速度，三根导体棒最终都能运动至虚线左侧的无磁场区，棒到达之前已经开始做匀速运动。导轨足够长，不计导轨的电阻，下列说法正确的是( )
A.棒离开磁场前先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动
B.棒离开磁场时的速度大小为
C.整个过程，棒产生的焦耳热是棒产生焦耳热的4倍
D.自棒离开磁场至棒离开磁场，通过棒的电荷量为
三、填空题
13、如图甲所示，对两小桶及里面所装物体组成的系统，某实验小组要探究其运动时机械能的变化情况。图甲中定滑轮的质量很小，转动时受到的摩擦力很小。他们首先在两小桶里装适当质量的物体，使滑轮刚好不转动，然后将M中质量为25g的物体取出放入N中，再将系统由静止释放，系统运动过程中用手机对N进行连拍，相邻两次拍照的时间间隔为0.1s，照片记录的N运动过程中每隔0.1s的部分相对位置如图乙所示。当地的重力加速度，按要求回答问题。
（1）系统释放后M和N做匀加速直线运动的加速度大小为______。
（2）若不计滑轮的质量和受到的阻力，两小桶及里面所装物体组成系统的总质量为______kg。（结果保留一位有效数字）
（3）从开始运动至N到达C位置，该实验小组根据照片测出该过程N下落的高度，从而计算得出系统重力势能的减小量为0.12J，他们又根据第（2）问结果计算该过程系统动能的增加量，应为______J。（结果保留一位有效数字）
四、实验题
14、某实验小组要尽可能准确地测量电压表的内阻，如图甲所示为不完整的测量电路图，可选用的器材如下：
电源E（电动势为10V，内阻不计）；
待测电压表（量程为0~3V，内阻约为）；
定值电阻R（阻值为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
电压表（量程为0~4V，内阻未知）；
电压表（量程为0~2V，内阻约为）；
电压表（量程为0~12V，内阻约为）；
开关、导线若干。
（1）图甲中的虚线框中应选电压表________。（填“”“”或“”）
（2）将图甲中的测量电路补充完整。
（3）在某次测量中，电压表的表盘如图乙所示，其示数为______V。
（4）将电压表的示数记为，虚线框中电压表的示数记为U，通过调整滑动变阻器的滑片，得到多组随滑片位置变化的数据，依据所测数据画出的图像如图丙所示，则电压表的内阻为_______Ω。
五、计算题
15、某兴趣小组要测量一实心玩具小熊（体积不会发生变化）的体积，该玩具小熊不能接触水。他们用如图所示竖直放置的汽缸来测量，该汽缸导热性良好，内部的容积为，内部各水平截面的半径相同，活塞的质量不能忽略，但厚度忽略不计，与汽缸内壁间的摩擦可以不计，环境温度保持不变。测量步骤如下：
a.将玩具小熊放置于汽缸外面，在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞稳定时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的；
b.将活塞取出，将玩具小熊放入汽缸中，再在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞再次稳定时没有与玩具小熊接触，此时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的。
（1）求该玩具小熊的体积。
（2）该兴趣小组在完成步骤b后，活塞上的挂钩变形损坏，为了取出活塞，他们通过汽缸上的打气孔向汽缸内充入外界气体，要使气体把活塞顶离汽缸，求至少需要充入的外界气体的体积。
16、如图所示，在水平地面上将一可看作质点的小球斜向右上抛出，初速度与地面的夹角为60°，小球运动过程中距地面的最大高度为L，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求小球出发点到落地点间的距离。
（2）若在紧靠小球出发点的位置固定一点光源，在抛出点右侧垂直于纸面和地面竖直固定一足够大的光屏，光屏到抛出点的距离也为L，证明小球与地面或光屏碰撞前，其影子在光屏上的运动为匀速直线运动，并计算得出影子运动的速度大小。
17、如图所示，在空间直角坐标系中，平行板电容器的两极板都与平面平行，两极板间的电场可看作匀强电场，电势差为U。将右极板N与平面P之间的空间记作I，平面之间的空间记作Ⅱ，平面Q右侧的空间记作Ⅲ。空间I、Ⅲ都存在匀强电场和匀强磁场，空间Ⅱ左、右边缘两平面之间的距离为L，它们之间没有电场，也没有磁场。空间I、Ⅲ中的匀强电场都沿y轴正方向，电场强度大小都与电容器两极板间的电场强度大小相同；匀强磁场的磁感应强度大小相同，工中的磁场方向沿之轴正方向，Ⅲ中的磁场方向沿y轴正方向。某时刻一电子自电容器左极板M的中心仅在电场力作用下沿着x轴正方向做加速运动，初速度可视为0，经过时间T恰好到达右极板N上的小孔，然后继续在空间I沿着x轴正方向运动至平面P，过平面P后又经过一段时间再次返回空间I，直至击中空间I中平面R上的某物体，平面R与平面平行。已知电子第二次在空间I的运动过程沿y轴负方向的位移大小为h，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力。求：
（1）空间I、Ⅲ中匀强磁场的磁感应强度大小。
（2）电子离开空间Ⅲ时的速度大小。
（3）电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离。
（4）电子击中平面R上物体时的动能。
18、如图所示，足够长的固定斜面上放置一长条形木盒，斜面的倾角为37°。现将一可看作质点的光滑小球置于木盒中的某点，并且和木盒同时由静止开始释放，小球刚释放时与木盒下端的距离为2.5m。已知木盒的质量，小球的质量，取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若释放后，小球与木盒同时开始运动，求木盒与斜面间的动摩擦因数。应满足的条件。
（2）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，求小球和木盒从释放后到发生第一次碰撞所需的时间。（3）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，小球和木盒底端的碰撞为弹性碰撞，求两者第一次至第二次碰撞期间小球与木盒底端的最大距离。
（4）若木盒与斜面间的动摩擦因数为0.5，小球和木盒底端的碰撞为弹性碰撞，求从开始释放至两者第n次碰撞系统损失的机械能（不要求写计算步骤，只写出最后结果即可）。
参考答案
1、答案：A
解析：光通过狭缝和时会发生衍射现象，A正确；用单一频率的光照射，屏上呈现的干涉条纹分布均匀，B错误；由可知，肉为红光的波长比蓝光的波长长，所以红光产生的条纹间距大，C错误；若用白光照射，则光屏上会呈现彩色的干涉条纹，D错误。
2、答案：D
解析：在时间内，潜水艇向上做匀减速直线运动，加速度方向向下，因此潜水艇内的物体处于失重状态，A错误；潜水艇在时刻的速度为0，B错误；因为时间内图线的形状为抛物线，因此在该时间间隔内潜水艇一直做匀变速直线运动，加速度始终不变且不为0，C错误；在时间内，有，解得时刻潜水艇的速度大小，D正确。
3、答案：B
解析：这些光子中自能级向能级跃迁的光子能量最大，即，由光电效应方程得，钠的逸出功能级向能级、能级向能级跃迁产生的光子的能量小于钠的逸出功，因此在这些氢原子发出的光中，低于钠的截止频率的光子种数有2种，B正确。
4、答案：B
解析：该消音器的消音原理为波的干涉，A错误；若通道的弧长相等，则自入口进入的声波再次相遇时相互加强，不能达到消音的目的，B正确；设声波的入波长为入，通道的路程差为，则，只要是n为奇数的声波都能被消除，n为偶数的声波则不能被消除，C、D错误。
5、答案：C
解析：根据可知，自状态M变化到状态的乘积增大，因此温度T升高，分子热运动的平均动能增大，总动能增大，理想气体的分子势能视为零，因此内能增大，A错误；自状态M变化到状态N，气体对外做的功等于图线和V轴围成的面积，即，内能的增量，由得，气体吸收的热量，B错误；图像中每个小格对应的功为，自状态N变化到状态P，气体对外做的功对应图线和V轴围成的面积，即，自状态N变化到状态P的曲线段为双曲线的一支，所以温度不变，内能不变，，由得，气体吸收的热量，C正确；自状态M变化到状态N再变化到状态，D错误。
6、答案：C
解析：原线圈两端的输入电压，由得，电动机M两端的电压，开关S闭合时，灯泡L两端的电压，变压器的输入功率为，灯泡消耗的功率为，电动机消耗的功率，开关S闭合与断开时电动机两端的电压及消耗的功率都不变，断开后总功率仍为，C正确；又由，得电动机M中的电流，A、B错误；开关S断开后，电动机消耗的功率不变，灯泡消耗的功率为0，由能量守恒定律可知，变压器的输入功率减小，输入电压恒为220V不变，因此输入电流减小，即电流表的示数减小，D错误。
7、答案：D
解析：月球绕地球转动的角速度与卫星绕地球转动的角速度相同，设卫星的质量为，对卫星有，对月球有，又，解得，D正确。
8、答案：A
解析：对物体受力分析如图所示，物体所受支持力和摩擦力的合力方向沿图中虚线斜向上，由图可知，，解得，物体受力平衡，所求力与重力的合力沿图中虚线斜向下，由几何知识可得，由三角形定则可知，所求力与虚线垂直时该力最小，最小值为，A正确。
9、答案：ACD
解析：由电场线的分布可知，自M到N，电场强度先增大后减小，因此小球所受的静电力先增大后减小，A正确；小球经过O点后重力和静电力的合力有竖直向下的分力，小球会向下加速，动能还会增大，B错误；在线段上，电势先升高后降低，在O点电势最高，因此小球经过O点时的电势能最大，C正确；两点在同一个等势面上，自M到N由动能定理得，可得小球到达N点时的速度大小为，D正确。
10、答案：AC
解析：测量折射率时，光在正方体玻璃中的传播路径如图甲所示，设正方体的棱长为a，折射角为α，则，折射率，A正确，B错误；能够通过该玻璃观察到仪器内部的所有地方的临界光如图乙所示，，所镶嵌玻璃的直径至少为，C正确，D错误。
11、答案：BCD
解析：自开始释放至小球运动至最低点的过程，小球和滑环组成的系统水平方向动量守恒，有，由能量守恒定律得，联立解得小球在最低点时的速度大小，A错误，C正确；小球每次在最高点时和滑环都有相同的速度，由动量守恒得，解得共同速度，B正确；由机械能守恒定律可知，小球左、右两侧最高点在同一水平线上，设其水平距离为，在小球从左侧最高点运动到右侧最高点的过程，设滑环运动左、右两点的距离为，则，，解得小球运动轨迹左、右两端点间的距离，D正确。
12、答案：AB
解析：离开磁场前，棒在水平方向的安培力作用下先做加速运动，再做匀速运动，最后做减速运动，A正确；自棒开始运动至棒离开磁场，三根导体棒水平方向动量守恒，有，自棒离开磁场至棒离开磁场，对棒由动量定理得，其中，同理可得、……，联立得，又，解得棒离开磁场时的速度大小为，B正确；由各阶段的电路连接方式结合可知，棒到达之前，棒的热功率是棒的4倍，自棒到达至棒到达棒和棒的热功率相等，自棒到达至棒到达棒的热功率是棒的4倍，因此整个过程棒产生的焦耳热不是棒的4倍，C错误；自棒离开磁场至棒离开磁场，有，结合B项结果可知，D错误。
13、答案：（1）2.45
（2）0.2
（3）0.1
解析：（1）由逐差法可得。
（2）设系统的总质量为m，自M向N移动的物体质量，由牛顿第二定律得，解得总质量。
（3）N运动至C点时的速度大小为，动能增加量。
14、答案：（1）
（2）见解析图
（3）2.00
（4）3125
解析：（1）若选电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，能做到两电压表指针偏角同时尽量大，读数都精确。若选电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，电压表满偏时，电压表大约为满偏的一半；若电压表与定值电阻R并联后再与电压表串联，电压表满偏时，电压表不到满偏的三分之一。若选电压表，若与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联，电压表满偏时，电压表大约为满偏的三分之一；若电压表与定值电阻R并联后再与电压表串联，在不烧坏电压表的前提下，电压表的偏角会很小，误差较大。因此应选电压表。
（2）由第（1）问分析知，虚线框中应为电压表，并且使它与电压表及定值电阻R组成的串联电路并联。因滑动变阻器总阻值比需供电电路的总阻值小得多，若使用限流接法，则调节范围太小，因此滑动变阻器用分压式接法，电路图如图所示。
（3）电压表的示数为2.00V。
（4）由图甲和图丙可知，，解得电压表的内阻。
15、答案：（1）
（2）
解析：（1）设外界大气压强为，活塞在汽缸内稳定时汽缸内气体的压强为p，对步骤a有
①
设玩具小熊的体积为V，对步骤b有
②
联立解得③
（2）设充入气体的体积为，对充气过程，有
④
联立解得⑤
16、答案：（1）
（2）证明过程见解析；
解析：（1）设小球自抛出经过时间到达最高点，在识别竖直方向有
①
②
水平方向有
③
小球从出发点到落地点间的距离
联立解得④
（2）取竖直向上为正方向，从小球抛出至t时刻竖直方向的位移
⑤
水平方向的位移
⑥
由几何知识得
⑦
则小球与地面或光屏碰撞前影子的高度随时间t的变化规律为
⑧
因此，小球在光屏上的影子的运动为匀速直线运动，影子运动的速度大小
⑨
17、答案：（1）
（2）
（3）
（4）
解析：（1）电子自M运动到N，由动能定理有
①
电容器左、右两极板之间的距离
②
电容器极板间的电场强度大小
③
电子在空间I中运动时，有
④
解得⑤
（2）电子在空间Ⅲ的平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
⑥
电子在空间Ⅲ中的运动时间
电子在空间Ⅲ沿y轴负方向运动的加速度
⑦
电子离开空间Ⅲ时沿y轴负方向的速度大小
电子离开空间Ⅲ时的速度大小
⑧
联立解得⑨
（3）电子在空间Ⅲ时沿y轴负方向的位移大小
⑩
电子在空间Ⅱ的运动时间
电子在空间Ⅱ沿着y轴负方向运动的位移大小
电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离
联立解得，电子运动轨迹与平面P两交点之间的距离
（4）对整个运动过程由动能定理得
联立解得
18、答案：（1）
（2）1s
（3）2.5m
（4）
解析：（1）若小球开始运动的同时木盒也开始运动，则
①
解得②
（2）小球在木盒中运动时，有
③
对木盒沿斜面向下的运动过程，有
④
⑤
解得⑥
（3）第一次碰撞前，小球的速度
⑦
木盒的速度
⑧
小球和木盒第一次碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
⑨
⑩
解得
第一次碰撞至第二次碰撞，小球的位移
木盒的位移
小球与木盒底端的距离
解得
时，小球与木盒底端的距离最大，最大值
（4）由动量守恒定律和机械能守恒定律可解得，每次碰撞完成后小球的速度
木盒的速度
其中的为每次碰撞前小球的速度，为每次碰撞前木盒的速度
归纳可知，每相邻两次碰撞间的时间间隔都为，因此每相邻两次相碰之间小球速度沿斜面向下增加，木盒速度沿斜面向下增加
结合第（3）问分析可得出以下归纳情况
第一次碰前小球的速度为6m/s，木盒的速度为1m/s
第一次碰后小球的速度为-2m/s，木盒的速度为3m/s
第二次碰前小球的速度为10m/s，木盒的速度为5m/s
第二次碰后小球的速度为2m/s，木盒的速度为7m/s
第三次碰前小球的速度为14m/s，木盒的速度为9m/s
第三次碰后小球的速度为6m/s，木盒的速度为11m/s
……
第n次碰后小球的速度大小
第n次碰后木盒的速度大小
自第次碰撞至第n次碰撞木盒的位移
自开始释放至第n次碰撞木盒的总位移
损失的机械能
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