安徽省肥东县2023-2024学年高三上学期期末物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 安徽省肥东县2023-2024学年高三上学期期末物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-13 22:10:46 | ||
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文档简介
2023-2024学年高三上学期期末联考物理试题
一、单选题（8小题，共32分）
1．（本题4分）关于光的干涉和衍射的说法，正确的是（ ）
A．光的干涉条件是两列波的振幅必须相等
B．光的衍射条件是光的波长要比障碍物小
C．光的干涉和衍射都能使复色光发生色散
D．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性
2．（本题4分）北京谱仪ⅡⅡ国际合作组对中子的类时电磁形状因子进行了精确测量的实验结果于2021年11月8日作为封面文章发表在《自然·物理》杂志上。自从揭开了原子核的秘密后，科学家们一直没有停止过中子研究的步伐，根据所学知识判断下列实验或研究与中子无直接关联的是（ ）
A．卢瑟福用α粒子轰击N，打出O和一种未知粒子
B．查德威克用α粒子轰击Be，生成C和一种未知粒子
C．科学家对原子核的衰变进一步研究发现了β衰变的实质
D．费米通过“核反应堆”装置的链式反应实现了核能的释放
3．（本题4分）如图所示，圆形区域的圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，MN为圆的直径。从圆上的A点沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从N点离开磁场。已知，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．乙粒子带正电荷
B．乙粒子与甲粒子的比荷之比为3：1
C．乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为3：1
D．乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3：1
4．（本题4分）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻，电流表均为理想电表。在变阻器滑片从b端向a端缓慢移动的过程中（ ）
A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先增大后减小
5．（本题4分）如图所示，不带电的金属球N的半径为R，球心为O，球N左侧固定着两个电荷量大小均为q的异种点电荷，电荷之间的距离为2R。M点在点电荷＋q的右侧R处，M点和O点以及＋q、－q所在位置在同一直线上，且两点电荷连线的中点到O点的距离为5R。当金属球达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势低于O点的电势
B．M点的电场强度大小为
C．感应电荷在球心O处产生的场强大小为
D．将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功不相等
6．（本题4分）如图所示，一束复色光通过三棱镜后形成a、b两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．光束a的光子能量大于光束b的光子能量
B．在真空中光束a的波长小于光束b的波长
C．三棱镜对光束a的折射率大于对光束b的折射率
D．在三棱镜中光束a的传播速度大于光束b的传播速度
7．（本题4分）“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两个天体各有一颗贴近其星球表面做圆周运动的卫星，测得这两颗卫星绕各自的天体运行的周期恰好相等，则（ ）
A．两颗卫星的线速度一定相等
B．天体A、B的质量一定相等
C．天体A、B的密度一定相等
D．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们半径的反比
8．（本题4分）一物体做直线运动，0时刻处在坐标原点处，运动过程中的v2-x图像如图所示，一段过程中纵轴的变化量为m，对应的横轴变化量为n，且这个过程对应的时间长为Δt，这段过程的中间时刻与0时刻的时间间隔为2.5Δt，则0时刻物体的速度为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（2小题，共10分）
9．（本题5分）关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述不正确的是（ ）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极
D．不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在
10．（本题5分）在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为3m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小是 ( )
A．0.55v B．0.45v C．0.35v D．0.25v
三、实验题（2小题，共16分）
11．（本题8分）在“探究弹力与形变量的关系”实验中，某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，每个钩码的质量均为100g，g取10N/kg。他将实验数据记录在表格中并画出相应图像。弹簧B的实验数据如下表所示，根据数据记录表格回答下面问题：
钩码质量/g 0 100 200 300 400 500
弹簧下端指针位置/cm 4.50 10.31 16.38 22.47 28.40 34.51
（1）在悬挂第三个钩码后，弹簧的弹力大小 N。
（2）在悬挂第三个钩码后，弹簧的伸长量为 cm。（小数点后保留两位）
弹簧A、B和皮筋的图像如图所示，请根据图象回答下面问题：
（3）在悬挂相同钩码的条件下，弹簧 的伸长量最大。
（4）弹簧A的原长时 cm。（小数点后保留两位）
（5）两个弹簧中“较硬”的为 ，其劲度系数k= N/m。（保留两位有效数字）
（6）在实验测试范围内，通过弹簧和皮筋的图线对比，所得结论正确的是
A．弹簧的形变量与弹力成正比 B．皮筋的形变量与弹力成正比
C． 弹簧的总长度与弹力成正比 D．皮筋的总长度与弹力成正比
（7）某次弹簧实验的图像如图所示，请根据图像回答下面问题
请猜测曲线发生弯曲的原因：
12．（本题8分）在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率的实验，其操作如下：
（1）用如图所示的游标卡尺新材料长度，其读数为 。使用螺旋测微器测量新材料的直径，示数如图丙所示，则新材料的直径是 。
（2）此圆柱体电阻约为，欲测量这种材料的电阻率，现提供以下实验器材：
A．电流表（量程，内阻）；
B．电流表（量程，内阻约为）；
C．电压表（量程，内阻约为）；
D．滑动变阻器（，额定电流）；
E.定值电阻；
F.直流电源（电动势为，内阻很小）
G.开关一只，导线若干。
为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号 。
（3）此圆柱体长度为直径，若采用以上电路设计进行测量电阻率 （写出表达式）（若实验中用到电流表、电流表、电压表，其读数可分别用字母、、来表示）。
四、解答题（3小题，共42分）
13．（本题10分）压力锅（也称高压锅）是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。
（1）当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小；
（2）为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比。（假设排气过程气体温度不变）
14．（本题14分）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面BC长为、倾角，现有一质量的物块（可看成质点）由静止开始从斜面顶端向下运动。物块与水平面间的动摩擦因数为，斜面底端B与水平面间有光滑小圆弧连接（物块在B点前后速度大小不变），水平面无限长，同时物块一直受到风对它的水平向右的作用力。g取，，，求：
（1）物块沿斜面下滑时的加速度大小；
（2）物块从斜面顶端运动到水平面的最左端所用时间；
（3）物块第二次在斜面上运动时所能到达的最大高度。
15．（本题18分）如图所示，MN下方足够长的区域Ⅰ内存在方向竖直向上的匀强电场，MN右上侧和左上侧的正方形区域Ⅲ和Ⅳ内存在方向竖直向下的匀强电场，MN上方的矩形区域Ⅱ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的正离子以速度v从P点沿水平方向射入匀强电场，粒子先经过电场Ⅲ再经过磁场Ⅱ后恰从MN中点竖直向下射入匀强电场区域Ⅰ。已知正方形边长均为d，区域Ⅰ及正方形区域Ⅲ和Ⅳ内匀强电场场强的大小均为，不计粒子的重力，求：
（1）粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离；
（2）矩形区域Ⅱ内磁感应强度的大小；
（3）离子从P点射入到离开区域Ⅳ所用的时间。
参考答案：
1．C
【详解】A．光的干涉条件是两列波的频率必须相等，对振幅大小没有要求，故A错误；
B．光的衍射条件是波长比障碍物大或跟障碍物差不多，故B错误；
C．复色光发生干涉、衍射时，因为不同频率的光的条纹间距不同，故会发生色散，故C正确；
D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】A．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，打出了一种新的粒子—质子，核反应方程式
与中子无关，A选项符合题意；
B．卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子。1932 年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想，核反应方程式
B选项与中子有关，不符合题意；
C．科学家对原子核的衰变进一步研究发现了β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程式是
C选项与中子有关，不符合题意；
D．1942年，费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置。“核反应堆”通过可控的链式反应实现核能的释放，核燃料是铀棒，在铀棒周围放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子速度减少变为慢中子，首次通过可控制中子反应速度的链式反应实现了核能的释放，D选项与中子有关，不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】A．根据左手定则可知，乙粒子带负电，A错误；
BD．粒子的轨迹如图所示
设圆形磁场的半径为R，由几何关系可知乙的半径为
甲的半径为
则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为
根据洛伦兹力提供向心力有
可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为
B正确，D错误；
C．粒子在磁场中运动时间为
其中θ为轨迹圆的圆心角，则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为
C错误。
故选B。
4．B
【详解】ABC．分析右端电路可知，R与滑动变阻器右半部分并联后，再与左半部分串联接入电路。设滑动变阻器右边的电阻为x，则副线圈中的总电阻为
当滑片从b往a滑动时，x增大，则副线圈中总电阻一直减小。变压器原线圈输入电压不变，副线圈输出电压不变，总电阻减小，则副线圈总电流增大，A2示数增大，再由变压器原副线圈电流关系知，A2示数增大，A1示数增大，原线圈输出电压不变，电流增大，故输入功率增大，AC错误，B正确；
D．滑片从b往a滑动时，副线圈干路电流增大，滑动变阻器右半部分和R并联总电阻增大，则并联部分分压增大，定值电阻R消耗的电功率增大，D错误。
故选B。
5．C
【详解】A．金属球靠近M点的位置感应出负电荷，M点左侧图示虚线位置上电场线向右，沿着电场线的方向电势逐渐降落，处于静电平衡的金属球是一等势体，M点的电势高于O点的电势。A错误；
B．M点的电场强度大小由三部分组成，等量异种电荷的电场和金属球上的感应电荷的电场，等量异种电荷在M点的电场强度之和为
方向水平向右，感应电荷在M点产生的场强之和应水平向右，故合场强要大于，B错误；
C．金属球处于静电平衡内部场强处处为0，等量异种电荷在O点的电场强度之和为
方向水平向右，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小等于，方向水平向左，C正确；
D．M点与金属球上不同点间的电势差相等，将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功相等。D错误。
故选C。
6．D
【详解】AC．由图可知，光束a的折射率小于光束b的折射率，则光束a的频率小于光束b的频率，故光束a的光子能量小于光束b的光子能量，AC错误；
B．根据
在真空中光束a的波长大于光束b的波长，B错误；
D．根据
在三棱镜中光束a的传播速度大于光束b的传播速度，D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．卫星的线速度为，T相等，而R不一定相等，线速度不一定相等，A错误；
B．设A、B中任意球形天体的半径为R，质量为M，卫星的质量为m，周期为T．则由题意，卫星靠近天体表面飞行，卫星的轨道半径约等于天体的半径，则有
，
得
，
T相等，R不一定相等，所以天体A、B的质量不一定相等，B错误；
C．天体的密度为
，
联立得到
，
可见，与天体的半径无关，由于两颗卫星的周期相等，则天体A、B的密度一定相等，C正确；
D．天体A、B表面的重力加速度等于卫星的向心加速度，即
，
可见天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径正比，D错误．
8．A
【详解】对于匀变速直线运动，由
可得图像的斜率为
由图像可得
可得出物体的加速度为
由题意可知一段过程的位移为n，对应的时间为，则这段过程的平均速度为
对于匀变速直线运动，中点时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，则这段过程中点时刻的瞬时速度为
由匀变速度直线运动的速度时间关系可得
综合解得
故选A。
9．ACD
【详解】A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中不是客观存在的，是假想的，选项A错误，符合题意；
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，选项B正确，不符合题意；
C．在磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极，在磁体内部磁感线从S极指向N极，选项C错误，符合题意；
D．若导线放置的方向与磁场方向平行，则导线不受安培力，则此时不能够检测磁场的存在，选项D错误，符合题意。
故选ACD。
10．BC
【详解】AB两球在水平方向上合外力为零，A球和B球碰撞的过程中动量守恒，设AB两球碰撞后的速度分别为v1、v2，
选A原来的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：
mv=-mv1+3mv2…①
假设碰后A球静止，即v1=0，可得：
v2=v
由题意知球A被反弹，所以球B的速度：
v2＞v…②
AB两球碰撞过程能量可能有损失，由能量关系有
mv2≥mv12+×3mv22…③
①③两式联立得：
v2≤v…④
由②④两式可得：
v＜v2≤v；
A．0.55v，与结论不相符，选项A错误；
B．0.45v，与结论相符，选项B正确；
C．0.35v，与结论相符，选项C正确；
D．0.25v，与结论不相符，选项D错误；
故选BC．
【点睛】解决本题要注意临界状态的判断，有两个临界状态，其一是AB两球碰撞后A静止，由此求出速度的范围之一，即v2＞v；第二个临界状态时能量恰好没有损失时，有能量的关系求出速度的另一个范围v2≤0.5v，所以解决一些物理问题时，寻找临界状态是解决问题的突破口．
11． 3N 17.97cm B 2.00cm A 25N/m A 弹簧超出了弹性限度
【详解】（1）[1]．在悬挂第三个钩码后，弹簧的弹力大小3mg=0.3×10N=3N。
（2）[2]．在悬挂第三个钩码后，弹簧的伸长量为22.47-4.5=17.97cm。
（3）[3]．由图像可知，在悬挂相同钩码的条件下，弹簧B的伸长量最大。
（4）[4]．弹簧A的原长时2.00cm。
（5）[5][6]．因为加相同的力时A的伸长量较小，可知两个弹簧中“较硬”的为A，其劲度系数
。
（6）[7]．由图像可知：
A. 弹簧的形变量与弹力关系成正比，选项A正确；
B. 皮筋的形变量与弹力不是成正比关系，选项B错误；
C. 弹簧的总长度与弹力成线性关系，不是正比关系，选项C错误；
D. 皮筋的总长度量与弹力也不成正比，选项D错误；故选A.
（7）[8]．曲线发生弯曲的原因是弹簧超出了弹性限度。
12．
【详解】（1）[1][2]游标卡尺读数为
螺旋测微器测得直径的读数为
（2）[3]电压表的量程远大于电源的电动势，所以电压表不适用，电流表中的满偏电流大于的满偏电流，同时的内阻已知，所以将与定值电阻串联改装成电压表测电压，改装后的电压表量程为
该量程较合适，电流表测电流；由于改装电压表内阻已知，采用电流表外接法，滑动变阻器最大阻值小于待测电阻阻值，所以为了方便调节电路测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下：
（3）[4]根据电路图结合欧姆定律可得圆柱体电阻为
同时根据电阻定律有
联立解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）对于封闭气体，根据查理定律得
解得
（2）根据玻意耳定律
解得
放气之后剩余气体与原来气体质量之比为
解得
14．（1）2m/s2；（2）4s；（3）3.6m
【详解】（1）物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律可知
解得
a1=2m/s2
（2）在斜面上下滑时
解得
t1=3s
到达底端时的速度
v1=a1t1=6m/s
在平面上向左运动时的加速度
到达最左端时用时间
物块从斜面顶端运动到水平面的最左端所用时间
t=t1+t2=4s
（3）物块在水平面上向左滑行的最远距离
物块第二次在斜面上运动时所能到达的最大高度为h，由动能定理
解得
h=3.6m
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在Ⅲ区域电场中做类平抛运动，射出该电场时沿电场方向偏转距离为y。水平方向
d=vt
由牛顿第二定律得
Eq=ma
解得加速度大小
竖直方向
y
解得
yd
粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离为
（2）粒子射出Ⅲ区域电场时沿场强方向速度为
vy=atv
速度偏向角为
解得
由几何关系得，粒子在磁场中的轨道半径为
射入磁场的速度大小为
v′v
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得磁感应强大大小
（3）粒子在Ⅲ区域电场中偏转的运动时间
粒子在Ⅱ区域磁场中向下偏转运动时间
其中
T
粒子在Ⅰ区域下方电场中运动减速到零的时间为
粒子运动轨迹如图所示，根据对称性可知粒子运动总时间为
t总=2（t1+t2+t3）
解得
试卷第6页，共7页
试卷第1页，共7页
一、单选题（8小题，共32分）
1．（本题4分）关于光的干涉和衍射的说法，正确的是（ ）
A．光的干涉条件是两列波的振幅必须相等
B．光的衍射条件是光的波长要比障碍物小
C．光的干涉和衍射都能使复色光发生色散
D．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性
2．（本题4分）北京谱仪ⅡⅡ国际合作组对中子的类时电磁形状因子进行了精确测量的实验结果于2021年11月8日作为封面文章发表在《自然·物理》杂志上。自从揭开了原子核的秘密后，科学家们一直没有停止过中子研究的步伐，根据所学知识判断下列实验或研究与中子无直接关联的是（ ）
A．卢瑟福用α粒子轰击N，打出O和一种未知粒子
B．查德威克用α粒子轰击Be，生成C和一种未知粒子
C．科学家对原子核的衰变进一步研究发现了β衰变的实质
D．费米通过“核反应堆”装置的链式反应实现了核能的释放
3．（本题4分）如图所示，圆形区域的圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，MN为圆的直径。从圆上的A点沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从N点离开磁场。已知，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．乙粒子带正电荷
B．乙粒子与甲粒子的比荷之比为3：1
C．乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为3：1
D．乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3：1
4．（本题4分）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻，电流表均为理想电表。在变阻器滑片从b端向a端缓慢移动的过程中（ ）
A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先增大后减小
5．（本题4分）如图所示，不带电的金属球N的半径为R，球心为O，球N左侧固定着两个电荷量大小均为q的异种点电荷，电荷之间的距离为2R。M点在点电荷＋q的右侧R处，M点和O点以及＋q、－q所在位置在同一直线上，且两点电荷连线的中点到O点的距离为5R。当金属球达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势低于O点的电势
B．M点的电场强度大小为
C．感应电荷在球心O处产生的场强大小为
D．将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功不相等
6．（本题4分）如图所示，一束复色光通过三棱镜后形成a、b两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．光束a的光子能量大于光束b的光子能量
B．在真空中光束a的波长小于光束b的波长
C．三棱镜对光束a的折射率大于对光束b的折射率
D．在三棱镜中光束a的传播速度大于光束b的传播速度
7．（本题4分）“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两个天体各有一颗贴近其星球表面做圆周运动的卫星，测得这两颗卫星绕各自的天体运行的周期恰好相等，则（ ）
A．两颗卫星的线速度一定相等
B．天体A、B的质量一定相等
C．天体A、B的密度一定相等
D．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们半径的反比
8．（本题4分）一物体做直线运动，0时刻处在坐标原点处，运动过程中的v2-x图像如图所示，一段过程中纵轴的变化量为m，对应的横轴变化量为n，且这个过程对应的时间长为Δt，这段过程的中间时刻与0时刻的时间间隔为2.5Δt，则0时刻物体的速度为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（2小题，共10分）
9．（本题5分）关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述不正确的是（ ）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极
D．不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在
10．（本题5分）在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为3m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小是 ( )
A．0.55v B．0.45v C．0.35v D．0.25v
三、实验题（2小题，共16分）
11．（本题8分）在“探究弹力与形变量的关系”实验中，某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，每个钩码的质量均为100g，g取10N/kg。他将实验数据记录在表格中并画出相应图像。弹簧B的实验数据如下表所示，根据数据记录表格回答下面问题：
钩码质量/g 0 100 200 300 400 500
弹簧下端指针位置/cm 4.50 10.31 16.38 22.47 28.40 34.51
（1）在悬挂第三个钩码后，弹簧的弹力大小 N。
（2）在悬挂第三个钩码后，弹簧的伸长量为 cm。（小数点后保留两位）
弹簧A、B和皮筋的图像如图所示，请根据图象回答下面问题：
（3）在悬挂相同钩码的条件下，弹簧 的伸长量最大。
（4）弹簧A的原长时 cm。（小数点后保留两位）
（5）两个弹簧中“较硬”的为 ，其劲度系数k= N/m。（保留两位有效数字）
（6）在实验测试范围内，通过弹簧和皮筋的图线对比，所得结论正确的是
A．弹簧的形变量与弹力成正比 B．皮筋的形变量与弹力成正比
C． 弹簧的总长度与弹力成正比 D．皮筋的总长度与弹力成正比
（7）某次弹簧实验的图像如图所示，请根据图像回答下面问题
请猜测曲线发生弯曲的原因：
12．（本题8分）在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率的实验，其操作如下：
（1）用如图所示的游标卡尺新材料长度，其读数为 。使用螺旋测微器测量新材料的直径，示数如图丙所示，则新材料的直径是 。
（2）此圆柱体电阻约为，欲测量这种材料的电阻率，现提供以下实验器材：
A．电流表（量程，内阻）；
B．电流表（量程，内阻约为）；
C．电压表（量程，内阻约为）；
D．滑动变阻器（，额定电流）；
E.定值电阻；
F.直流电源（电动势为，内阻很小）
G.开关一只，导线若干。
为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号 。
（3）此圆柱体长度为直径，若采用以上电路设计进行测量电阻率 （写出表达式）（若实验中用到电流表、电流表、电压表，其读数可分别用字母、、来表示）。
四、解答题（3小题，共42分）
13．（本题10分）压力锅（也称高压锅）是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。
（1）当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小；
（2）为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比。（假设排气过程气体温度不变）
14．（本题14分）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面BC长为、倾角，现有一质量的物块（可看成质点）由静止开始从斜面顶端向下运动。物块与水平面间的动摩擦因数为，斜面底端B与水平面间有光滑小圆弧连接（物块在B点前后速度大小不变），水平面无限长，同时物块一直受到风对它的水平向右的作用力。g取，，，求：
（1）物块沿斜面下滑时的加速度大小；
（2）物块从斜面顶端运动到水平面的最左端所用时间；
（3）物块第二次在斜面上运动时所能到达的最大高度。
15．（本题18分）如图所示，MN下方足够长的区域Ⅰ内存在方向竖直向上的匀强电场，MN右上侧和左上侧的正方形区域Ⅲ和Ⅳ内存在方向竖直向下的匀强电场，MN上方的矩形区域Ⅱ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的正离子以速度v从P点沿水平方向射入匀强电场，粒子先经过电场Ⅲ再经过磁场Ⅱ后恰从MN中点竖直向下射入匀强电场区域Ⅰ。已知正方形边长均为d，区域Ⅰ及正方形区域Ⅲ和Ⅳ内匀强电场场强的大小均为，不计粒子的重力，求：
（1）粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离；
（2）矩形区域Ⅱ内磁感应强度的大小；
（3）离子从P点射入到离开区域Ⅳ所用的时间。
参考答案：
1．C
【详解】A．光的干涉条件是两列波的频率必须相等，对振幅大小没有要求，故A错误；
B．光的衍射条件是波长比障碍物大或跟障碍物差不多，故B错误；
C．复色光发生干涉、衍射时，因为不同频率的光的条纹间距不同，故会发生色散，故C正确；
D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】A．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，打出了一种新的粒子—质子，核反应方程式
与中子无关，A选项符合题意；
B．卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子。1932 年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想，核反应方程式
B选项与中子有关，不符合题意；
C．科学家对原子核的衰变进一步研究发现了β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程式是
C选项与中子有关，不符合题意；
D．1942年，费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置。“核反应堆”通过可控的链式反应实现核能的释放，核燃料是铀棒，在铀棒周围放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子速度减少变为慢中子，首次通过可控制中子反应速度的链式反应实现了核能的释放，D选项与中子有关，不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】A．根据左手定则可知，乙粒子带负电，A错误；
BD．粒子的轨迹如图所示
设圆形磁场的半径为R，由几何关系可知乙的半径为
甲的半径为
则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为
根据洛伦兹力提供向心力有
可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为
B正确，D错误；
C．粒子在磁场中运动时间为
其中θ为轨迹圆的圆心角，则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为
C错误。
故选B。
4．B
【详解】ABC．分析右端电路可知，R与滑动变阻器右半部分并联后，再与左半部分串联接入电路。设滑动变阻器右边的电阻为x，则副线圈中的总电阻为
当滑片从b往a滑动时，x增大，则副线圈中总电阻一直减小。变压器原线圈输入电压不变，副线圈输出电压不变，总电阻减小，则副线圈总电流增大，A2示数增大，再由变压器原副线圈电流关系知，A2示数增大，A1示数增大，原线圈输出电压不变，电流增大，故输入功率增大，AC错误，B正确；
D．滑片从b往a滑动时，副线圈干路电流增大，滑动变阻器右半部分和R并联总电阻增大，则并联部分分压增大，定值电阻R消耗的电功率增大，D错误。
故选B。
5．C
【详解】A．金属球靠近M点的位置感应出负电荷，M点左侧图示虚线位置上电场线向右，沿着电场线的方向电势逐渐降落，处于静电平衡的金属球是一等势体，M点的电势高于O点的电势。A错误；
B．M点的电场强度大小由三部分组成，等量异种电荷的电场和金属球上的感应电荷的电场，等量异种电荷在M点的电场强度之和为
方向水平向右，感应电荷在M点产生的场强之和应水平向右，故合场强要大于，B错误；
C．金属球处于静电平衡内部场强处处为0，等量异种电荷在O点的电场强度之和为
方向水平向右，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小等于，方向水平向左，C正确；
D．M点与金属球上不同点间的电势差相等，将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功相等。D错误。
故选C。
6．D
【详解】AC．由图可知，光束a的折射率小于光束b的折射率，则光束a的频率小于光束b的频率，故光束a的光子能量小于光束b的光子能量，AC错误；
B．根据
在真空中光束a的波长大于光束b的波长，B错误；
D．根据
在三棱镜中光束a的传播速度大于光束b的传播速度，D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．卫星的线速度为，T相等，而R不一定相等，线速度不一定相等，A错误；
B．设A、B中任意球形天体的半径为R，质量为M，卫星的质量为m，周期为T．则由题意，卫星靠近天体表面飞行，卫星的轨道半径约等于天体的半径，则有
，
得
，
T相等，R不一定相等，所以天体A、B的质量不一定相等，B错误；
C．天体的密度为
，
联立得到
，
可见，与天体的半径无关，由于两颗卫星的周期相等，则天体A、B的密度一定相等，C正确；
D．天体A、B表面的重力加速度等于卫星的向心加速度，即
，
可见天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径正比，D错误．
8．A
【详解】对于匀变速直线运动，由
可得图像的斜率为
由图像可得
可得出物体的加速度为
由题意可知一段过程的位移为n，对应的时间为，则这段过程的平均速度为
对于匀变速直线运动，中点时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，则这段过程中点时刻的瞬时速度为
由匀变速度直线运动的速度时间关系可得
综合解得
故选A。
9．ACD
【详解】A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中不是客观存在的，是假想的，选项A错误，符合题意；
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，选项B正确，不符合题意；
C．在磁体外部磁感线总是从磁体的N极指向S极，在磁体内部磁感线从S极指向N极，选项C错误，符合题意；
D．若导线放置的方向与磁场方向平行，则导线不受安培力，则此时不能够检测磁场的存在，选项D错误，符合题意。
故选ACD。
10．BC
【详解】AB两球在水平方向上合外力为零，A球和B球碰撞的过程中动量守恒，设AB两球碰撞后的速度分别为v1、v2，
选A原来的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：
mv=-mv1+3mv2…①
假设碰后A球静止，即v1=0，可得：
v2=v
由题意知球A被反弹，所以球B的速度：
v2＞v…②
AB两球碰撞过程能量可能有损失，由能量关系有
mv2≥mv12+×3mv22…③
①③两式联立得：
v2≤v…④
由②④两式可得：
v＜v2≤v；
A．0.55v，与结论不相符，选项A错误；
B．0.45v，与结论相符，选项B正确；
C．0.35v，与结论相符，选项C正确；
D．0.25v，与结论不相符，选项D错误；
故选BC．
【点睛】解决本题要注意临界状态的判断，有两个临界状态，其一是AB两球碰撞后A静止，由此求出速度的范围之一，即v2＞v；第二个临界状态时能量恰好没有损失时，有能量的关系求出速度的另一个范围v2≤0.5v，所以解决一些物理问题时，寻找临界状态是解决问题的突破口．
11． 3N 17.97cm B 2.00cm A 25N/m A 弹簧超出了弹性限度
【详解】（1）[1]．在悬挂第三个钩码后，弹簧的弹力大小3mg=0.3×10N=3N。
（2）[2]．在悬挂第三个钩码后，弹簧的伸长量为22.47-4.5=17.97cm。
（3）[3]．由图像可知，在悬挂相同钩码的条件下，弹簧B的伸长量最大。
（4）[4]．弹簧A的原长时2.00cm。
（5）[5][6]．因为加相同的力时A的伸长量较小，可知两个弹簧中“较硬”的为A，其劲度系数
。
（6）[7]．由图像可知：
A. 弹簧的形变量与弹力关系成正比，选项A正确；
B. 皮筋的形变量与弹力不是成正比关系，选项B错误；
C. 弹簧的总长度与弹力成线性关系，不是正比关系，选项C错误；
D. 皮筋的总长度量与弹力也不成正比，选项D错误；故选A.
（7）[8]．曲线发生弯曲的原因是弹簧超出了弹性限度。
12．
【详解】（1）[1][2]游标卡尺读数为
螺旋测微器测得直径的读数为
（2）[3]电压表的量程远大于电源的电动势，所以电压表不适用，电流表中的满偏电流大于的满偏电流，同时的内阻已知，所以将与定值电阻串联改装成电压表测电压，改装后的电压表量程为
该量程较合适，电流表测电流；由于改装电压表内阻已知，采用电流表外接法，滑动变阻器最大阻值小于待测电阻阻值，所以为了方便调节电路测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下：
（3）[4]根据电路图结合欧姆定律可得圆柱体电阻为
同时根据电阻定律有
联立解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）对于封闭气体，根据查理定律得
解得
（2）根据玻意耳定律
解得
放气之后剩余气体与原来气体质量之比为
解得
14．（1）2m/s2；（2）4s；（3）3.6m
【详解】（1）物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律可知
解得
a1=2m/s2
（2）在斜面上下滑时
解得
t1=3s
到达底端时的速度
v1=a1t1=6m/s
在平面上向左运动时的加速度
到达最左端时用时间
物块从斜面顶端运动到水平面的最左端所用时间
t=t1+t2=4s
（3）物块在水平面上向左滑行的最远距离
物块第二次在斜面上运动时所能到达的最大高度为h，由动能定理
解得
h=3.6m
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在Ⅲ区域电场中做类平抛运动，射出该电场时沿电场方向偏转距离为y。水平方向
d=vt
由牛顿第二定律得
Eq=ma
解得加速度大小
竖直方向
y
解得
yd
粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离为
（2）粒子射出Ⅲ区域电场时沿场强方向速度为
vy=atv
速度偏向角为
解得
由几何关系得，粒子在磁场中的轨道半径为
射入磁场的速度大小为
v′v
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得磁感应强大大小
（3）粒子在Ⅲ区域电场中偏转的运动时间
粒子在Ⅱ区域磁场中向下偏转运动时间
其中
T
粒子在Ⅰ区域下方电场中运动减速到零的时间为
粒子运动轨迹如图所示，根据对称性可知粒子运动总时间为
t总=2（t1+t2+t3）
解得
试卷第6页，共7页
试卷第1页，共7页
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