秦安县2022-2023学年高三下学期预测 物理2
第I卷<选择题，共54分>
一、选择题（1-5为单选题，每题只有一个正确的选项，6-9为多选题，每题至少有两个选项正确，选全得6分，选不全得3分，选错不得分，总计54分）。
1．以下有关物理学概念或物理学史的说法正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值
B．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向
C．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期的平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度均有关
D．奥斯特发现了电与磁之间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应现象
2．某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为E1，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为
A． r B． r
C． r D． r
3．如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势线之间的电势差相等），实线为一α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知
A．a、b、c三条等势线中，a的电势最高
B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
C．β粒子在P点的加速度比Q点的加速度大
D．α粒子一定是从P点向Q点运动
4．如图所示，一长为l的木板倾斜放置，倾角为45°。一弹性小球自与木板上端等高的某处由静止释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变且沿水平方向。若小球一次碰撞后恰好落到木板底端，空气阻力不计，则小球释放点距木板上端的水平距离为
A.l B.l
C.l D.l
5．某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个理想小变压器给一个灯泡供电，电路如图所示，当线圈以较大的转速n匀速转动时，额定电压为U0的灯泡正常发光，电压表示数是U1。已知线圈电阻是r，灯泡电阻是R，则有
A．变压器输入电压的瞬时值是u＝U1sin 2πnt
B．变压器的原、副线圈匝数比是U0∶U1
C．电流表的示数是
D．线圈中产生的感应电动势最大值是Em＝U1
6．我国首个火星探测器——“天问一号”，于2020年7月23日在海南文昌航天发射中心成功发射，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测，如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图。已知地球质量为M，地球半径为R，地球表面重力加速度为g；火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的；着陆器质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”探测器环绕火星运动的速度应大于11.2
B. “天问一号”在轨道Ⅱ运行到Q点的速度小于在圆轨道Ⅰ运行的速度
C. 若轨道Ⅰ为近火星圆轨道，测得周期为T，则火星的密度约为
D. 着陆器在火星表面所受重力约为
7．如图所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面顶角为θ，套筒P套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q相连接，此段绳与斜面平行，Q放在斜面上，P与Q质量相等，均为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h，手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角θ，然后无初速释放P，不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g．关于P的描述正确的是（ ）
A. 释放P前绳子拉力大小为mgcosθ
B. 释放后P做匀加速运动
C. P达O点时速率
D. 从释放到第一次过O点，绳子的拉力对P做功功率一直增大
8．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B＝（式中k为常数）。如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I。在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距导线I的距离为L。下列说法正确的是
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点和b点的磁感应强度方向相反
C．a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为16∶1
9．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大
B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
C．电压表V1示数等于NBωL2
D．变压器的输入与输出功率之比为1∶1
二、实验题（共16分）
10.（4分）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长厘米，若小球在平抛运动途中的几个位置，如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速的计算式为__________，其值是________。（取）
11.（12分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为________mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为________cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为________。
为了减小实验误差，要用伏安法较准确地测出其阻值，除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材，则电压表应选________，滑动变阻器应选________均用器材前的序号表示。要将电流表A的量程扩大至，应将电阻箱与电流表________填“串联”或“并联”，电阻箱连入的电阻值为________。
A.两节新的干电池
B.电压表量程，内阻约为
C.电压表量程，内阻约为
D.电流表量程，内阻为
E.电阻箱，额定电流
F.滑动变阻器，额定电流
G.滑动变阻器，额定电流
H.电键和导线若干
改装后的电流表内阻已知，为消除系统误差，电压表示数从0开始，在虚线框中画出实验电路图。
三、计算题（总计30分）
12．（15分）光滑矩形斜面GHNM的倾角为α，在其上放置一矩形金属线框ABCD，AB边的边长为l1，BC边的边长为l2，线框的电阻为R，质量为m，斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场，方向垂直于斜面向上，磁感应强度为B0，如果线框在恒力F作用下从静止开始运动（开始时刻，CD与NM重合），已知线框进入磁场最初一段时间是匀速的，且线框的AB边始终平行于MN，重力加速度为g，求：
（1）线框进入磁场前的加速度大小；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度大小；
（3）线框进入磁场过程中产生的焦耳热。
13．[物理——选修3–3]（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是________。
A．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大
B．当分子间的距离减小时，分子间作用力的合力也减小，分子势能增大
C．布朗运动就是液体分子的无规则运动
D．热量可以从低温物体传到高温物体
E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
（2）（10分）如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是20 ℃，压强都是1.0×105 Pa，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到60 ℃，求：
（ⅰ）气体A的压强是多少？
（ⅱ）保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩0.05倍，气体B的温度是多少？秦安县2022-2023学年高三下学期预测 物理2
第I卷<选择题，共54分>
一、选择题（1-5为单选题，每题只有一个正确的选项，6-9为多选题，每题至少有两个选项正确，选全得6分，选不全得3分，选错不得分，总计54分）。
1．以下有关物理学概念或物理学史的说法正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值
B．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向
C．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期的平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度均有关
D．奥斯特发现了电与磁之间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应现象
【答案】A
【解析】匀速圆周运动是速度大小不变、方向时刻改变的非匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向，选项B错误。行星绕恒星运动轨道为圆形，它运动的周期的平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量有关，与行星的速度无关，选项C错误。奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；法拉第通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应现象，选项D错误。
2．某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为E1，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为
A． r B． r
C． r D． r
【答案】A
【解析】某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能E1＝mv，万有引力提供向心力＝，在轨道2上运行时，动能E2＝E1－ΔE，万有引力提供向心力＝，E2＝mv，联立以上各式得R＝，故A正确。
3．如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势线之间的电势差相等），实线为一α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知
A．a、b、c三条等势线中，a的电势最高
B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
C．β粒子在P点的加速度比Q点的加速度大
D．α粒子一定是从P点向Q点运动
【答案】C
【解析】由题图可知，α粒子所受的电场力指向运动轨迹的内侧，即指向左上方，根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直的特点，可知电场线大致方向为由c向a，则a的电势最低，电子带负电，在P点电势能大，在Q点电势能小，故A、B错误；等差等势线在P处密，P处电场强度大，β粒子（电子）所受电场力大，加速度大，故C正确；根据已知条件无法判断α粒子的运动方向，故D错误。
4．如图所示，一长为l的木板倾斜放置，倾角为45°。一弹性小球自与木板上端等高的某处由静止释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变且沿水平方向。若小球一次碰撞后恰好落到木板底端，空气阻力不计，则小球释放点距木板上端的水平距离为
A.l B.l
C.l D.l
【答案】D
【解析】设小球落到木板上时速度大小为v，此阶段小球做自由落体运动，有y1＝gt12，v＝gt1，反弹后小球做平抛运动，有：y2＝gt22，x2＝vt2＝y2，根据题意可知lsin 45°＝y1＋y2，联立各式解得y1＝l，故D正确。
5．某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个理想小变压器给一个灯泡供电，电路如图所示，当线圈以较大的转速n匀速转动时，额定电压为U0的灯泡正常发光，电压表示数是U1。已知线圈电阻是r，灯泡电阻是R，则有
A．变压器输入电压的瞬时值是u＝U1sin 2πnt
B．变压器的原、副线圈匝数比是U0∶U1
C．电流表的示数是
D．线圈中产生的感应电动势最大值是Em＝U1
【答案】C 【解析】线圈以较大的转速n匀速转动，可知ω＝2πn，电压表示数U1为电压的有效值，则最大值为U1，所以变压器输入电压的瞬时值u＝U1sin 2πnt，故A错误；电压与匝数成正比，所以变压器的原、副线圈的匝数比是U1∶U0，故B错误；理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为P＝，所以输入功率为P＝，电流表的示数是I1＝＝，故C正确；由于线圈有电阻r，故线圈中产生的感应电动势的有效值大于U1，最大值也大于U1，故D错误。
6．我国首个火星探测器——“天问一号”，于2020年7月23日在海南文昌航天发射中心成功发射，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测，如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图。已知地球质量为M，地球半径为R，地球表面重力加速度为g；火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的；着陆器质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”探测器环绕火星运动的速度应大于11.2
B. “天问一号”在轨道Ⅱ运行到Q点的速度小于在圆轨道Ⅰ运行的速度
C. 若轨道Ⅰ为近火星圆轨道，测得周期为T，则火星的密度约为
D. 着陆器在火星表面所受重力约为
【答案】BC
7．如图所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面顶角为θ，套筒P套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q相连接，此段绳与斜面平行，Q放在斜面上，P与Q质量相等，均为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h，手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角θ，然后无初速释放P，不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g．关于P的描述正确的是（ ）
A. 释放P前绳子拉力大小为mgcosθ
B. 释放后P做匀加速运动
C. P达O点时速率
D. 从释放到第一次过O点，绳子的拉力对P做功功率一直增大
【答案】AC
8．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B＝（式中k为常数）。如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I。在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距导线I的距离为L。下列说法正确的是
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点和b点的磁感应强度方向相反
C．a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为16∶1
【答案】AD【解析】a点与b点的磁感应强度应为两条通电直导线分别在两点产生磁场的磁感应强度的合成，由安培定则及公式B＝可得，Ba＝，方向竖直向下，Bb＝，方向竖直向下，所以a点与b点的磁感应强度大小之比为16∶1，综上可知，A、D项正确。
9．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大
B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
C．电压表V1示数等于NBωL2
D．变压器的输入与输出功率之比为1∶1
【解析】在题图所示位置时线圈与磁感线平行，线框中磁通量为零，感应电动势最大，故A项正确；此时感应电动势的最大值为NBωL2，有效值为，即电压表V1示数等于，故C项错；当可变电阻R的滑片P向上滑动时，R的有效阻值增大，但由于副线圈的电压不变，内阻不计，所以电压表V2的示数不变，故C项错；由于变压器是理想的，所以输入与输出功率之比为1∶1，故D项正确。
【答案】AD
二、实验题（共16分）
10.（4分）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长厘米，若小球在平抛运动途中的几个位置，如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速的计算式为__________，其值是________。（取）
【答案】、
11.（12分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为________mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为________cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为________。
为了减小实验误差，要用伏安法较准确地测出其阻值，除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材，则电压表应选________，滑动变阻器应选________均用器材前的序号表示。要将电流表A的量程扩大至，应将电阻箱与电流表________填“串联”或“并联”，电阻箱连入的电阻值为________。
A.两节新的干电池
B.电压表量程，内阻约为
C.电压表量程，内阻约为
D.电流表量程，内阻为
E.电阻箱，额定电流
F.滑动变阻器，额定电流
G.滑动变阻器，额定电流
H.电键和导线若干
改装后的电流表内阻已知，为消除系统误差，电压表示数从0开始，在虚线框中画出实验电路图。
【答案】均可；；6；；F；并联；2；如图：
三、计算题（总计30分）
12．（15分）光滑矩形斜面GHNM的倾角为α，在其上放置一矩形金属线框ABCD，AB边的边长为l1，BC边的边长为l2，线框的电阻为R，质量为m，斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场，方向垂直于斜面向上，磁感应强度为B0，如果线框在恒力F作用下从静止开始运动（开始时刻，CD与NM重合），已知线框进入磁场最初一段时间是匀速的，且线框的AB边始终平行于MN，重力加速度为g，求：
（1）线框进入磁场前的加速度大小；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度大小；
（3）线框进入磁场过程中产生的焦耳热。
【解析】（1）对进入磁场前的线框受力分析，根据牛顿第二定律得
F－mgsin α＝ma
解得线框进入磁场前的加速度大小a＝。
（2）由题意知，线框进入磁场最初一段时间内的合力为零，则F＝mgsin α＋
解得线框进入磁场时匀速运动的速度大小为v＝。
（3）线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q＝I2Rt＝2R·＝（F－mgsin α）l2。
【答案】（1） （2） （3）（F－mgsin α）l2
13．[物理——选修3–3]（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是________。
A．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大
B．当分子间的距离减小时，分子间作用力的合力也减小，分子势能增大
C．布朗运动就是液体分子的无规则运动
D．热量可以从低温物体传到高温物体
E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
（2）（10分）如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是20 ℃，压强都是1.0×105 Pa，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到60 ℃，求：
（ⅰ）气体A的压强是多少？
（ⅱ）保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩0.05倍，气体B的温度是多少？
【解析】（1）表面张力产生的原因是由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，故 A正确；当分子间的距离减小时，分子间作用力可能先增大后减小，故B错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的体现，故C错误；热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，在特定条件下热量会由低温物体传递给高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故D正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由＝C可知温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律得知气体一定吸热，故E正确；故选A、D、E。
（2）（ⅰ）对A部分气体，在加热的过程中发生等容变化，根据查理定律可得：
＝解得：p1＝＝≈1.14×105 Pa。
（ⅱ）拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B。平衡后，气体A发生等温变化，根据玻意耳定律有：
p1V＝p2（V＋0.05V）
气体B的压缩过程，根据理想气体状态方程有：
＝
根据活塞受力平衡有p2＝p2′
代入数据联立解得：T2＝302.2 K，即t2＝T2－273＝29.2 ℃。
【答案】（1）ADE （2）（ⅰ）1.14×105 Pa （ⅱ）29.2 ℃
