2023届高三冲刺卷物理试题（九）
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2023届高三冲刺卷物理试题（九）
一、单选题（本大题共5小题，共30分）
1. 有四个核反应方程如下，下列说法正确的是( )
A. 是核聚变，是 B. 是核裂变，是
C. 是原子核的人工转变，是 D. 是核裂变，是
2. 如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块，跨过悬挂于点的轻小光滑圆环的细线一端连接，另一端悬挂一物块。设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小，现将、由静止同时释放，关于、以后的运动，下列说法正确的是
A. 在向增大的过程中，一直处于超重状态
B. 当时，的速度最大
C. 当时，的速度最大
D. 当时，、的速度大小之比是
3. 某同学为了研究瞬间冲量，设计了如图所示的实验装置。将内径为的圆环水平固定在离地面一定高度的铁架台上，在圆环上放置直径为，质量为的薄圆板，板上放质量为的物块，圆板中心，物块均在环的中心轴线上。对圆板施加指向圆心的瞬间冲量，物块与圆板间摩擦因数为，不计圆板与圆环之间的摩擦力，重力加速度为，不考虑圆板翻转，以下说法正确的是( )
A. 若物块可以从圆板滑落，则冲量越大，物块与圆板相对滑动的位移越大
B. 若物块可以从圆板滑落，则冲量越大，物块离开圆板时的速度越大
C. 当冲量时，物块一定会从圆板上掉落
D. 当冲量时，物块一定会从圆板上掉落
4. 手机无线充电技术越来越普及，图是某款手机无线充电装置，其工作原理如图所示，送电线圈间接入如图所示的正弦交变电流。快充时，瘵与合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为，充电功率为；慢充时，将与合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为，充电功率为。装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是
A. 的阻值为 B. 的阻值为 C. 的阻值为 D. 的阻值为
5. 如图所示，在平面内有两个沿轴方向轴垂直于平面做简谐振动的波源和。两波源的振动图像分别如图和图所示，已知两列波的波长均为。则下列选项正确的是( )
A. 两列波的传播速度均为
B. 质点的振幅为
C. 两列波引起、两质点的振动减弱
D. 当处质点开始振动后内通过的路程为
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
6. 如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过两个轻质光滑小定滑轮、，一端与一小球连接，另一端与套在足够长的光滑固定直杆上的小物块连接，小球与小物块的质量均为，直杆与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角为，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，重力加速度为，小球运动过程中不会与其他物体相碰，不计一切摩擦。将小物块从点由静止释放，则下列说法正确的是( )
A. 当小物块下滑距离为时，其速度大小为
B. 小物块能下滑的最大距离为
C. 当小物块下滑距离为时，小球的速度大小为
D. 运动过程中小物块、小球和地球组成的系统机械能守恒
7. 年月日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是( )
A. “天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足
B. 火星的平均密度一定大于
C. “天问一号”沿不同轨道经过图中的点时的加速度都相同
D. “天问一号”在环火星圆轨道上的机械能等于其在着陆准备轨道上的机械能
8. 如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在两极板之间的中点位置，不计重力，下列说法正确的是( )
A. 从时刻释放的电子，将始终向右运动，直到打到右极板上
B. 从时刻释放的电子，最终将打在左极板上
C. 从时刻释放的电子，若出发后时间内没有撞板，则第一次单向直线运动和第二次单向直线运动的位移大小之比为
D. 从时刻释放的电子，最终将一定打在右极板上
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
9. （9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“”表示大头针的位置。图中表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于点，表示法线。
请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角；
该玻璃砖的折射率可表示为_____。用和表示
在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线、表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材和操作如下：
A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面与后，将玻璃砖垂直于方向沿纸面向上平移了少许，其它操作正确
B.乙同学在白纸上画、两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确
甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。填“偏大、偏小、不变”
对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是( )
A.为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些
C.、之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
如下图所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学换了一块三棱镜来实验，先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。正确完成上述操作后，在纸上标出大头针、的位置图中已标出。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示。在图中能够仅通过测量、的长度便可正确计算出折射率的是图______选填“甲”或“乙”，所测玻璃折射率的表达式______用代表线段长度的字母、表示。
10. （6分）在测量金属丝的电阻率实验中
用螺旋测微器测金属丝的直径，读数如图，则该金属丝直径为_________。
为测量金属丝电阻，实验室提供了以下器材：
电源：，内阻不计
电压表：量程为，内阻
电流表：量程为，内阻
滑动变阻器：最大阻值约
导线，电键若干
该同学先采用下图电路进行测量：
该同学将滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表示数为，电流表示数为。该同学认为电压表示数偏小，会对实验结果造成较大误差；于是又找到了两个电阻，分别是，，该同学应该选择电路_________填或进行测量。
按正确电路图连接好电路，滑片滑到某一位置时，两表示数分别为、，则待测金属丝的阻值为_________保留位有效数字。
四、计算题（本大题共3小题，共47分）
11. （12分）如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，取。求：
当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
给气体加热的过程中，气体增加的内能。
12. （15分）如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量、电阻的金属棒垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取。求：
金属棒运动的最大速率；
金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
金属棒在磁场区域运动过程中，电阻上产生的焦耳热。
13. （20分）如图所示，一质量为、长为的木板静止在倾角的斜面上，其下端位于斜面上的点，木板上端有一固定的弹性挡板，质量为的小物块静置于木板下端，小物块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为。现给木板一沿斜面向下的初速度，木板到达斜面底端时小物块也恰好到达木板下端，此刻木板锁死，小物块滑到水平传送带上继续运动，最终从传送带左端离开，传送带以速度逆时针转动，其长度为，小物块与传送带间动摩擦因数。小物块经过斜面与传送带连接处机械能损失不计，重力加速度取。求：
小物块和木板开始运动的加速度；
木板运动的时间；
整个过程系统因摩擦增加的内能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】根据质量数与电荷数守恒确定新原子的质量数和电荷数，继而确定属于核反应类型。
【解答】根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是核裂变，A错误；
B.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是核聚变，B错误；
C.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是人工核转变，C正确；
D.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是衰变，D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了运动的合成与分解，掌握力与运动关系，注意当的速度最大时，的速度为零，是解题的关键，难度适中。
、用同一根绳连接，则沿绳子方向的速度与的速度相等，根据运动的合成与分析分析的速度关系，当时，的速度最小，的速度最大，从而知的运动情况和受力情况。
【解答】
A.从开始运动到到达最低点的过程中，先向下做加速运动，加速度向下，处于失重状态，然后又减速向下运动，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
当时，的速度为，位置最低，即为到达点正下方时，此时的速度最大，即当时，的速度最大，的速度最小，为零；故B错误，C正确；
D.由题可知，、用同一根绳连接，则沿绳子方向的速度与的速度相等，则当时，，解得：。故D错误。
3.【答案】
【解析】解：设圆板获得的速度大小为，物块掉下时，圆板和物块的速度大小分别为和，
由动量定理，有
由动能定理，对圆板
对物块有
由动量守恒定律，有
联立解得：
则物块可以从圆板滑落，物块与圆板相对滑动的位移不变，冲量越大，物块的位移越大，物块离开圆板时的速度越小，故AB错误；
以向右为正方向，由动量守恒定律，有
要使物块落下，必须，解得：，故C错误，D正确。
故选：。
根据动量定理结合动能定理对物块的运动进行分析，得出位移的表达式并完成分析；
根据动量守恒定律分析出物块是否会从圆板上掉落。
本题主要考查了动量定理的相关应用，分析过程中同时涉及到了动能定理，同时要注意选择合适的研究对象即可完成分析。
4.【答案】
【解析】略
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的振动图像，比较简单，根据图象找到波的周期以及计算波程差是本题解题关键。
根据计算两波的波速，再根据图象判断起振方向，根据波的叠加原理判断质点振动加强还是减弱。
【解答】
A.由图和图可知，周期均为，则传播速度均均为，故A错误；
到两波源的波程差为，
到两波源的波程差为：，
两波源的起振方向相反，则两列波引起、两质点的振动减弱，质点的振幅应为，故B错误，C正确；
D.波源的振动传播到质点处的时间为，
波源的振动传播到质点处的时间为，
可知波源的振动比波源的振动提前的时间先传播到质点处，即质点处质点开始振动后，波源的振动才传到质点处，故质点处质点开始振动后内通过的路程为：，故D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据系统机械能守恒求出小物块下滑距离为时小物块和小球的速度大小；当小物块下滑到最大距离时，速度为零，根据系统机械能守恒求小物块能下滑的最大距离；在运动的过程中，对、两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒。
【解答】
设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，则
，
解得，，故AC正确。
B.设小物块能下滑的最大距离为，此时小球升高的高度为。
根据余弦定理有，根据机械能守恒定律有，
解得，故B错误。
D.运动过程中，对小物块、小球和地球组成的系统，只有重力和系统内的弹力做功，所以机械能守恒，故D正确。
故选ACD。
7.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查开普勒第三定律和万有引力定律的应用。万有引力定律的应用中涉及卫星的运行规律、变轨及天体质量密度的计算。探测器在环火星轨道与着陆准备轨道运行满足开普勒第三定律；卫星在天体表面运行时满足，可以使用此二次结论；探测器在不同轨道经过同一位置时受力相同，加速度相同；环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速。
【解答】
A.由开普勒第三定律，故A错误；
B.假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，则火星的平均密度可表示为，由，可知，故，故B正确；
C.飞船在环火星圆轨道经过点和着陆准备椭圆轨道经过点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C正确；
D.“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】A.从时刻释放电子，根据静止电子所受电场力方向及作用时间，画出电子的图象图；由图知，电子在向右电场力的作用下，电子向右做匀加速，再向右做匀减速，运动的方向始终向右，故电子始终向右运动，直到打在右极板上，故A正确；
B.由图知，从时刻释放电子，根据静止电子所受电场力方向及作用时间，画出电子的图象图；由图知，电子在电场力的作用下，向右运动的位移与向左运动的位移始终相等，故若两板距离足够大时，电子在两板间振动，若两板间距离不足时，粒子可能打在右极板上，故B错误；
C.由图分析可知从时刻释放的电子，先做时间的匀加速直线运动，然后做时间的匀减速到，此时的位移为，接着做反向时间的匀加速运动，再做时间的匀减到，此时的位移为，所以两次位移大小之比为，故C正确；
D.时刻释放的电子，电子先向左加速再向左减速，然后向右加速，再向右减速，电子向右运动的位移大于向左运动的位移，故若两板距离足够大时，粒子能打在右极板上，若两板间距离不足时，粒子打在左极板上，故D错误。
故选AC。
9.【答案】
；
不变； 偏大；
；
乙；
【解析】
【分析】
本题考查的是利用“插针法”测定玻璃的折射率，要明确实验原理为通过光的折射定律求折射率，掌握实验的操作步骤，明确实验注意事项，会进行误差分析。
【解答】
挡住、的像，挡住和、的像，则有经、的光线折射后经、，作出光路图，如图所示，
由折射率公式，可得玻璃砖的折射率；
甲同学将玻璃砖垂直于方向沿纸面向上平移了少许，可知光线的入射角和折射角均不变，所以测出玻璃砖的折射率与真实值相比不变。
其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，由图可知，折射角偏小，则折射率偏大，乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比偏大。
为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些，A正确；
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些，折射角也会大一些，用量角器测量时，可减小相对误差，B正确；
C.如果、之间的距离太小时，插、时很容易产生偏差，使相对误差增大；入射角太小时，折射角也太小，用量角器测量时，相对误差较大，C错误；
D.因为光是从空气射入玻璃，光在玻璃中不会产生全反射，如果入射角太大，则反射光会加强，折射光会减弱，不易观察，D正确。
故选ABD。
由折射率公式可知，在图乙中可有，可得
所以测量、的长度便可正确计算出折射率的是图乙。
所测玻璃折射率的表达式。
10.【答案】；
；
【解析】
【分析】
本题考查了螺旋测微器的读数，实验电路图的选取以及实验数据的处理，解题的关键是知道螺旋测微器的读数方法、根据电表的量程选择合适的电路、根据欧姆定律计算待测金属丝的阻值。
【解答】
金属丝直径为；
电流表示数接近量程，电压表示数偏小，说明电压表量程偏大或电流表量程偏小，则电流表需并联电阻改装为量程更大的电流表，通过调节滑动变阻器使电表示数合适。该同学应该选择电路进行测量；
通过待测金属丝的电流为
待测金属丝的阻值为。
11.【答案】气缸内封闭的气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
其中，
代入数据可得
开始时封闭气体的压强为
外界对气体做功为
根据热力学第一定律可知气体增加的内能为
【解析】此题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，分析好状态参量列式计算即可。
12. 【答案】解：金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点过程中只有重力做功，
根据机械能守恒定律可得：，
代入数据解得：；
金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为，
根据平衡条件得：
回路电流：
代入数据解得：，
金属棒速度为时，设回路中的电流为，
根据牛顿第二定律得：，
回路电流：，
代入数据解得：
设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为，
根据功能关系得：，
根据闭合电路欧姆定律可得电阻上的焦耳热为：
代入数据解得：；
【解析】离开磁场后在弯曲的轨道上运动时，只有重力做功，金属棒做减速运动，根据机械能守恒定律求得金属棒的初速度即为运动的最大速度；
速度最大时，金属棒处于平衡状态，根据平衡求得拉力的大小，再求得时对应速度产生的感应电动势，再由欧姆定律求得电路电流，根据求得安培力的大小，最后根据牛顿第二定律求得金属棒的加速度大小即可；
根据功能关系拉力做的功等于金属棒增加的动能和回路产生的焦耳热，再根据欧姆定律求得电阻上产生的焦耳热。
本题是力学与电磁感应、电学相结合的一道综合题，分析清楚棒的运动过程，知道棒开始做匀加速直线运动，运用力学和电磁感应两部分知识结合进行求解。
13. 【答案】解：设小物块和木板开始运动时，物块做匀加速直线运动，加速度为，木板做匀减速直线运动，加速度为。规定沿斜面向下运动为正方向。
对物块，由牛顿第二定律得
可得
对木板，由牛顿第二定律得
可得
设从开始运动到两者碰撞时间为，两者碰撞前瞬间速度分别为，，位移分别为，，
由运动学知识可知
对物块，
对木板，
又
联立解得
物块与挡板碰撞后瞬间速度分别为、，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得，
设物块与木板碰撞后直到同时到达斜面底端的位移分别为，，运动时间为，由受力分析可得碰撞后物块与木板均做匀速直线运动，由几何关系得
可得
故木板运动的总时间为
物块与木板之间的摩擦产热为，木板与斜面间的摩擦产热为，物块与传送带之间的摩擦产热为，由能量关系得
设物块在传送带上加速过程中位移为，加速度为
由运动学公式
可得
此过程中传送带位移
故
全过程中摩擦产热总量
2023届高三冲刺卷物理试题（九）
一、单选题（本大题共5小题，共30分）
1. 有四个核反应方程如下，下列说法正确的是( )
A. 是核聚变，是 B. 是核裂变，是
C. 是原子核的人工转变，是 D. 是核裂变，是
2. 如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块，跨过悬挂于点的轻小光滑圆环的细线一端连接，另一端悬挂一物块。设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小，现将、由静止同时释放，关于、以后的运动，下列说法正确的是
A. 在向增大的过程中，一直处于超重状态
B. 当时，的速度最大
C. 当时，的速度最大
D. 当时，、的速度大小之比是
3. 某同学为了研究瞬间冲量，设计了如图所示的实验装置。将内径为的圆环水平固定在离地面一定高度的铁架台上，在圆环上放置直径为，质量为的薄圆板，板上放质量为的物块，圆板中心，物块均在环的中心轴线上。对圆板施加指向圆心的瞬间冲量，物块与圆板间摩擦因数为，不计圆板与圆环之间的摩擦力，重力加速度为，不考虑圆板翻转，以下说法正确的是( )
A. 若物块可以从圆板滑落，则冲量越大，物块与圆板相对滑动的位移越大
B. 若物块可以从圆板滑落，则冲量越大，物块离开圆板时的速度越大
C. 当冲量时，物块一定会从圆板上掉落
D. 当冲量时，物块一定会从圆板上掉落
4. 手机无线充电技术越来越普及，图是某款手机无线充电装置，其工作原理如图所示，送电线圈间接入如图所示的正弦交变电流。快充时，瘵与合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为，充电功率为；慢充时，将与合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为，充电功率为。装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是
A. 的阻值为 B. 的阻值为 C. 的阻值为 D. 的阻值为
5. 如图所示，在平面内有两个沿轴方向轴垂直于平面做简谐振动的波源和。两波源的振动图像分别如图和图所示，已知两列波的波长均为。则下列选项正确的是( )
A. 两列波的传播速度均为
B. 质点的振幅为
C. 两列波引起、两质点的振动减弱
D. 当处质点开始振动后内通过的路程为
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
6. 如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过两个轻质光滑小定滑轮、，一端与一小球连接，另一端与套在足够长的光滑固定直杆上的小物块连接，小球与小物块的质量均为，直杆与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角为，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，重力加速度为，小球运动过程中不会与其他物体相碰，不计一切摩擦。将小物块从点由静止释放，则下列说法正确的是( )
A. 当小物块下滑距离为时，其速度大小为
B. 小物块能下滑的最大距离为
C. 当小物块下滑距离为时，小球的速度大小为
D. 运动过程中小物块、小球和地球组成的系统机械能守恒
7. 年月日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是( )
A. “天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足
B. 火星的平均密度一定大于
C. “天问一号”沿不同轨道经过图中的点时的加速度都相同
D. “天问一号”在环火星圆轨道上的机械能等于其在着陆准备轨道上的机械能
8. 如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在两极板之间的中点位置，不计重力，下列说法正确的是( )
A. 从时刻释放的电子，将始终向右运动，直到打到右极板上
B. 从时刻释放的电子，最终将打在左极板上
C. 从时刻释放的电子，若出发后时间内没有撞板，则第一次单向直线运动和第二次单向直线运动的位移大小之比为
D. 从时刻释放的电子，最终将一定打在右极板上
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
9. （9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“”表示大头针的位置。图中表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于点，表示法线。
请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角；
该玻璃砖的折射率可表示为_____。用和表示
在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线、表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材和操作如下：
A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面与后，将玻璃砖垂直于方向沿纸面向上平移了少许，其它操作正确
B.乙同学在白纸上画、两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确
甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______。填“偏大、偏小、不变”
对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是( )
A.为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些
C.、之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
如下图所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学换了一块三棱镜来实验，先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。正确完成上述操作后，在纸上标出大头针、的位置图中已标出。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示。在图中能够仅通过测量、的长度便可正确计算出折射率的是图______选填“甲”或“乙”，所测玻璃折射率的表达式______用代表线段长度的字母、表示。
10. （6分）在测量金属丝的电阻率实验中
用螺旋测微器测金属丝的直径，读数如图，则该金属丝直径为_________。
为测量金属丝电阻，实验室提供了以下器材：
电源：，内阻不计
电压表：量程为，内阻
电流表：量程为，内阻
滑动变阻器：最大阻值约
导线，电键若干
该同学先采用下图电路进行测量：
该同学将滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表示数为，电流表示数为。该同学认为电压表示数偏小，会对实验结果造成较大误差；于是又找到了两个电阻，分别是，，该同学应该选择电路_________填或进行测量。
按正确电路图连接好电路，滑片滑到某一位置时，两表示数分别为、，则待测金属丝的阻值为_________保留位有效数字。
四、计算题（本大题共3小题，共47分）
11. （12分）如图所示，质量为的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度。此时气体的温度。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量，活塞上升到距气缸底。已知活塞面积，大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，取。求：
当活塞上升到距气缸底时，气体的温度；
给气体加热的过程中，气体增加的内能。
12. （15分）如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量、电阻的金属棒垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取。求：
金属棒运动的最大速率；
金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
金属棒在磁场区域运动过程中，电阻上产生的焦耳热。
13. （20分）如图所示，一质量为、长为的木板静止在倾角的斜面上，其下端位于斜面上的点，木板上端有一固定的弹性挡板，质量为的小物块静置于木板下端，小物块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为。现给木板一沿斜面向下的初速度，木板到达斜面底端时小物块也恰好到达木板下端，此刻木板锁死，小物块滑到水平传送带上继续运动，最终从传送带左端离开，传送带以速度逆时针转动，其长度为，小物块与传送带间动摩擦因数。小物块经过斜面与传送带连接处机械能损失不计，重力加速度取。求：
小物块和木板开始运动的加速度；
木板运动的时间；
整个过程系统因摩擦增加的内能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】根据质量数与电荷数守恒确定新原子的质量数和电荷数，继而确定属于核反应类型。
【解答】根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是核裂变，A错误；
B.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是核聚变，B错误；
C.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是人工核转变，C正确；
D.根据质量数与电荷数守恒，的质量数与电荷数分别为
则是，该反应是衰变，D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了运动的合成与分解，掌握力与运动关系，注意当的速度最大时，的速度为零，是解题的关键，难度适中。
、用同一根绳连接，则沿绳子方向的速度与的速度相等，根据运动的合成与分析分析的速度关系，当时，的速度最小，的速度最大，从而知的运动情况和受力情况。
【解答】
A.从开始运动到到达最低点的过程中，先向下做加速运动，加速度向下，处于失重状态，然后又减速向下运动，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
当时，的速度为，位置最低，即为到达点正下方时，此时的速度最大，即当时，的速度最大，的速度最小，为零；故B错误，C正确；
D.由题可知，、用同一根绳连接，则沿绳子方向的速度与的速度相等，则当时，，解得：。故D错误。
3.【答案】
【解析】解：设圆板获得的速度大小为，物块掉下时，圆板和物块的速度大小分别为和，
由动量定理，有
由动能定理，对圆板
对物块有
由动量守恒定律，有
联立解得：
则物块可以从圆板滑落，物块与圆板相对滑动的位移不变，冲量越大，物块的位移越大，物块离开圆板时的速度越小，故AB错误；
以向右为正方向，由动量守恒定律，有
要使物块落下，必须，解得：，故C错误，D正确。
故选：。
根据动量定理结合动能定理对物块的运动进行分析，得出位移的表达式并完成分析；
根据动量守恒定律分析出物块是否会从圆板上掉落。
本题主要考查了动量定理的相关应用，分析过程中同时涉及到了动能定理，同时要注意选择合适的研究对象即可完成分析。
4.【答案】
【解析】略
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的振动图像，比较简单，根据图象找到波的周期以及计算波程差是本题解题关键。
根据计算两波的波速，再根据图象判断起振方向，根据波的叠加原理判断质点振动加强还是减弱。
【解答】
A.由图和图可知，周期均为，则传播速度均均为，故A错误；
到两波源的波程差为，
到两波源的波程差为：，
两波源的起振方向相反，则两列波引起、两质点的振动减弱，质点的振幅应为，故B错误，C正确；
D.波源的振动传播到质点处的时间为，
波源的振动传播到质点处的时间为，
可知波源的振动比波源的振动提前的时间先传播到质点处，即质点处质点开始振动后，波源的振动才传到质点处，故质点处质点开始振动后内通过的路程为：，故D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据系统机械能守恒求出小物块下滑距离为时小物块和小球的速度大小；当小物块下滑到最大距离时，速度为零，根据系统机械能守恒求小物块能下滑的最大距离；在运动的过程中，对、两物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒。
【解答】
设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，则
，
解得，，故AC正确。
B.设小物块能下滑的最大距离为，此时小球升高的高度为。
根据余弦定理有，根据机械能守恒定律有，
解得，故B错误。
D.运动过程中，对小物块、小球和地球组成的系统，只有重力和系统内的弹力做功，所以机械能守恒，故D正确。
故选ACD。
7.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查开普勒第三定律和万有引力定律的应用。万有引力定律的应用中涉及卫星的运行规律、变轨及天体质量密度的计算。探测器在环火星轨道与着陆准备轨道运行满足开普勒第三定律；卫星在天体表面运行时满足，可以使用此二次结论；探测器在不同轨道经过同一位置时受力相同，加速度相同；环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速。
【解答】
A.由开普勒第三定律，故A错误；
B.假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，则火星的平均密度可表示为，由，可知，故，故B正确；
C.飞船在环火星圆轨道经过点和着陆准备椭圆轨道经过点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C正确；
D.“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】A.从时刻释放电子，根据静止电子所受电场力方向及作用时间，画出电子的图象图；由图知，电子在向右电场力的作用下，电子向右做匀加速，再向右做匀减速，运动的方向始终向右，故电子始终向右运动，直到打在右极板上，故A正确；
B.由图知，从时刻释放电子，根据静止电子所受电场力方向及作用时间，画出电子的图象图；由图知，电子在电场力的作用下，向右运动的位移与向左运动的位移始终相等，故若两板距离足够大时，电子在两板间振动，若两板间距离不足时，粒子可能打在右极板上，故B错误；
C.由图分析可知从时刻释放的电子，先做时间的匀加速直线运动，然后做时间的匀减速到，此时的位移为，接着做反向时间的匀加速运动，再做时间的匀减到，此时的位移为，所以两次位移大小之比为，故C正确；
D.时刻释放的电子，电子先向左加速再向左减速，然后向右加速，再向右减速，电子向右运动的位移大于向左运动的位移，故若两板距离足够大时，粒子能打在右极板上，若两板间距离不足时，粒子打在左极板上，故D错误。
故选AC。
9.【答案】
；
不变； 偏大；
；
乙；
【解析】
【分析】
本题考查的是利用“插针法”测定玻璃的折射率，要明确实验原理为通过光的折射定律求折射率，掌握实验的操作步骤，明确实验注意事项，会进行误差分析。
【解答】
挡住、的像，挡住和、的像，则有经、的光线折射后经、，作出光路图，如图所示，
由折射率公式，可得玻璃砖的折射率；
甲同学将玻璃砖垂直于方向沿纸面向上平移了少许，可知光线的入射角和折射角均不变，所以测出玻璃砖的折射率与真实值相比不变。
其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，由图可知，折射角偏小，则折射率偏大，乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比偏大。
为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些，A正确；
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些，折射角也会大一些，用量角器测量时，可减小相对误差，B正确；
C.如果、之间的距离太小时，插、时很容易产生偏差，使相对误差增大；入射角太小时，折射角也太小，用量角器测量时，相对误差较大，C错误；
D.因为光是从空气射入玻璃，光在玻璃中不会产生全反射，如果入射角太大，则反射光会加强，折射光会减弱，不易观察，D正确。
故选ABD。
由折射率公式可知，在图乙中可有，可得
所以测量、的长度便可正确计算出折射率的是图乙。
所测玻璃折射率的表达式。
10.【答案】；
；
【解析】
【分析】
本题考查了螺旋测微器的读数，实验电路图的选取以及实验数据的处理，解题的关键是知道螺旋测微器的读数方法、根据电表的量程选择合适的电路、根据欧姆定律计算待测金属丝的阻值。
【解答】
金属丝直径为；
电流表示数接近量程，电压表示数偏小，说明电压表量程偏大或电流表量程偏小，则电流表需并联电阻改装为量程更大的电流表，通过调节滑动变阻器使电表示数合适。该同学应该选择电路进行测量；
通过待测金属丝的电流为
待测金属丝的阻值为。
11.【答案】气缸内封闭的气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
其中，
代入数据可得
开始时封闭气体的压强为
外界对气体做功为
根据热力学第一定律可知气体增加的内能为
【解析】此题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，分析好状态参量列式计算即可。
12. 【答案】解：金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点过程中只有重力做功，
根据机械能守恒定律可得：，
代入数据解得：；
金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为，
根据平衡条件得：
回路电流：
代入数据解得：，
金属棒速度为时，设回路中的电流为，
根据牛顿第二定律得：，
回路电流：，
代入数据解得：
设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为，
根据功能关系得：，
根据闭合电路欧姆定律可得电阻上的焦耳热为：
代入数据解得：；
【解析】离开磁场后在弯曲的轨道上运动时，只有重力做功，金属棒做减速运动，根据机械能守恒定律求得金属棒的初速度即为运动的最大速度；
速度最大时，金属棒处于平衡状态，根据平衡求得拉力的大小，再求得时对应速度产生的感应电动势，再由欧姆定律求得电路电流，根据求得安培力的大小，最后根据牛顿第二定律求得金属棒的加速度大小即可；
根据功能关系拉力做的功等于金属棒增加的动能和回路产生的焦耳热，再根据欧姆定律求得电阻上产生的焦耳热。
本题是力学与电磁感应、电学相结合的一道综合题，分析清楚棒的运动过程，知道棒开始做匀加速直线运动，运用力学和电磁感应两部分知识结合进行求解。
13. 【答案】解：设小物块和木板开始运动时，物块做匀加速直线运动，加速度为，木板做匀减速直线运动，加速度为。规定沿斜面向下运动为正方向。
对物块，由牛顿第二定律得
可得
对木板，由牛顿第二定律得
可得
设从开始运动到两者碰撞时间为，两者碰撞前瞬间速度分别为，，位移分别为，，
由运动学知识可知
对物块，
对木板，
又
联立解得
物块与挡板碰撞后瞬间速度分别为、，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得，
设物块与木板碰撞后直到同时到达斜面底端的位移分别为，，运动时间为，由受力分析可得碰撞后物块与木板均做匀速直线运动，由几何关系得
可得
故木板运动的总时间为
物块与木板之间的摩擦产热为，木板与斜面间的摩擦产热为，物块与传送带之间的摩擦产热为，由能量关系得
设物块在传送带上加速过程中位移为，加速度为
由运动学公式
可得
此过程中传送带位移
故
全过程中摩擦产热总量
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