2023年甘肅省高考物理二模試卷

2023年甘肅省高考物理二模試卷

二、選擇題

1.（3分）2022年4月7日，《科學(xué)》雜志的封面文章爆出了一條引發(fā)物理學(xué)界震動的大新

聞，科學(xué)家們對W玻色子的質(zhì)量進行了高精度測量。這種基本粒子間是弱相互作用，在

自然界不能穩(wěn)定存在或不單獨存在。物理學(xué)家們只能利用高能粒子加速器中的粒子與靶

物質(zhì)相互碰撞，才能讓他們出現(xiàn)在觀察視野進而進行研究，由于W玻色子被打出后會迅

速發(fā)生P衰變，產(chǎn)生電子、繆子或者反中微子等?？茖W(xué)家們能對產(chǎn)生的粒子動量分布研

究推出W玻色子的質(zhì)量，則下列有關(guān)說法正確的是（）

A.W玻色子發(fā)生p衰變的半衰期與外界的溫度和壓強有關(guān)

B.14c可衰變?yōu)?4、它發(fā)生的衰變與W玻色子衰變相同

C.自然界中存在萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和核力四種基本作用

D.如果高能粒子加速器是回旋加速器，所加高頻電壓越大，則粒子獲得的速度大小越大

2.（3分）在2022年3月23日的“天宮課堂”上，航天員王亞平搖晃裝有水和油的小瓶，

靜置后水和油混合在一起沒有分層。圖甲為航天員葉光富啟動“人工離心機”，即用繩子

一端系住裝有水油混合的瓶子，以繩子的另一端O為圓心做如圖乙所示的圓周運動，一

段時間后水和油成功分層（水的密度大于油的密度），以空間站為參考系，此時（）

A.水和油的線速度大小相等

B.由于水的密度大于油的密度，因此油在底層，水在上層

C.油對水有背離圓心沿半徑指向外側(cè)的作用力

D.水的向心加速度比油的小

3.（3分）小明同學(xué)用光滑的硬鋼絲彎折成“一\”形狀，將它豎直固定放置。OB是豎直

方向，BC是水平方向，/AOB=30°,一個光滑的輕環(huán)套在足夠長的OA段上，一根足

夠長的輕繩一端固定在OB上的M點，輕繩穿過小環(huán)，另一端吊著一個質(zhì)量為m的物體,

重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.繩端從M點緩慢移到B點的過程中繩子對圓環(huán)的力變小

B.OA桿受到小環(huán)的壓力大小可以小于mg

C.OA桿受到小環(huán)的壓力大小為料mg

D.繩端從B點緩慢水平向左移到N點的過程中繩子對圓環(huán)的力大小不變

4.（3分）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1,電阻R=10Q,Li、L2為規(guī)格相

同的兩只小燈泡。原線圈接一個經(jīng)雙向可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U,U隨時間t的變化規(guī)律如

圖乙所示，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去。現(xiàn)將Si、

S2、S3閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法錯誤的是（）

A.輸入電壓U的有效值為10V

B.R消耗的電功率為10W

C.只斷開S3后，L2能正常發(fā)光

D.只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小

5.（3分）一勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所

示，be為半徑為r的半圓，ab、cd與直徑be共線，ab間的距離等于半圓的半徑。一束

質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)從a點垂直于ab射入磁場，這些粒子

具有各種速率。不計粒子之間的相互作用。從abed邊界射出磁場所用時間最短的粒子的

速度大小為（）

ABqrB2BqrQ2Bqr口4Bqr

mm3m3m

（多選）6.（3分）如圖所示，一輕桿兩端分別固定a、b兩個均可看作質(zhì)點的光滑金屬球,

a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量，整個裝置放在光滑的水平面上，設(shè)b球離地高度為h,將此裝置

由靜止釋放（重力加速度為g）,則（）

A.在b球落地前的整個過程中，a球向左做加速運動

B.在b球落地前的整個過程中，a、b及輕桿系統(tǒng)機械能守恒

C.在b球落地前的整個過程中，a、b及輕桿系統(tǒng)動量守恒

D.在b球落地前瞬間，b球的速度大小為

（多選）7.（3分）假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛。甲車在前乙車在后,

速度均為vo=3Om/s。甲、乙兩車相距xo=100m,在t=0時刻甲車遭遇緊急情況后，甲、

乙兩車的加速度隨時間變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示。取運動方向為正方向。下列說

法正確的是（）

A.0?3s內(nèi)兩車間距逐漸增大

B.t=6s時兩車距離最近，且最近距離為10m

C.6?9s內(nèi)，甲車速度大于乙車速度，兩車間距離越來越大

D.兩車在0?9s內(nèi)會相撞

（多選）8.（3分）如圖甲所示，在空間中建立xOy坐標系，a射線管由平行金屬板A、B

和平行于金屬板的細管C組成，放置在第H象限，細管C到兩金屬板的距離相等，細管

C開口在y軸上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向發(fā)射某一初速度的a粒子。若

金屬板長為L、間距為d,當(dāng)A、B板間加上某一電壓時，a粒子剛好能以速度vo從細管

C水平射出，進入位于第I象限的靜電分析器中。靜電分析器中存在著輻向電場，a粒

子在該電場中恰好做勻速圓周運動，該電場的電場線沿半徑方向指向圓心O,a粒子運

動軌跡處的場強大小為Eo。在t=0時刻a粒子垂直于x軸進入第IV象限的交變電場中,

交變電場隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，規(guī)定沿x軸正方向為電場的正方向。已知a粒

子的電荷量為2e（e為元電荷）、質(zhì)量為m,重力不計。以下說法中正確的是（）

22

d

mVo

A.a粒子從放射源P運動到C的過程中動能的變化量為2

2L

B.a粒子從放射源P發(fā)射時的速度大小為V。

2

mVo

C.a粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑為2eE

-H

2

mV

o2

D.當(dāng)1=111'（11=1,2,3…）時，a粒子的坐標為（+Vo

2eEnT

三、非選擇題（一）必考題

9.某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律。研究對象為小車、車上的鉤碼及

懸掛的鉤碼整體，整體總質(zhì)量為M,整體所受的合外力F的大小等于懸掛鉤碼的總重力

大小，利用紙帶和電火花計時器測出小車的加速度a。

實驗一：研究M一定時，加速度a與F的關(guān)系。

實驗二：研究F一定時，加速度a與M的關(guān)系。

（1）下列操作必要的有。

A.本實驗需讓木板傾斜合適的角度，平衡摩擦力

B.調(diào)節(jié)定滑輪時，應(yīng)使連接小車的細線與木板平行

C.實驗時，需滿足懸掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車及車上鉤碼的質(zhì)量

D.實驗時，應(yīng)先釋放小車再接通電火花計時器

（2）實驗一：小車上及細線懸掛的鉤碼總數(shù)不變。第一次，細線懸掛1個鉤碼，其余鉤

碼放在小車上，釋放小車后，小車沿斜面下滑打出一條紙帶，求出此次實驗小車的加速

度ai；第二次，細線懸掛2個鉤碼，其余鉤碼放在小車上，求出此次實驗小車的加速度

a2,以此類推，共做5組實驗。畫出a-F圖像,理論上圖像斜率k=。

（3）實驗二：細線懸掛鉤碼數(shù)不變。第一次，小車上不放鉤碼，釋放小車后，小車沿斜

面下滑打出一條紙帶，求出此次實驗小車的加速度a；第二次，小車上放1個鉤碼，以此

類推，共做5組實驗。若畫出a-M圖像，圖線為線（填“直”或“曲?

（4）某次實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共

7個計數(shù)點。其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個點未畫出，

打點計時器接在周期為T=0.02s的交流電源上，測得小車的加速度a=m/s2

（保留2位有效數(shù)字）。

10.某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。

A.待測電壓表（量程0?3V,內(nèi)阻為幾千歐）

Q）

C.電池組（電動勢約3V,內(nèi)阻可忽略）

D.滑動變阻器Ro

E.電阻箱R（0-9999（1）

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計的電路，大家討論后一致認為此電路不可行，你認為原因

是。

A.Ro阻值較小

B.電流表存在內(nèi)阻

C.電壓表無法準確讀數(shù)

D.電流表無法準確讀數(shù)

（2）同學(xué)們改用圖乙電路進行測量，設(shè)電阻箱的阻值為R,電壓表的示數(shù)為U,為了根

據(jù)圖像能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作圖線（選填“U-R”“工

U

-R”“U」”）；

R

（3）請根據(jù)（2）中你選擇的坐標軸對應(yīng)的物理量和表中的數(shù)據(jù)，在坐標紙中標上合適

的標度并作出相應(yīng)圖線；

(4)根據(jù)所畫出的圖線，取圖線的縱截距為b,斜率為k,求出電源的電動勢E

=,電壓表內(nèi)阻Rv=(結(jié)果用k、b表示)。

11.2022年6月17日，我國第三艘航母“福建艦”正式下水，“福建艦”配備了目前世界

上最先進的“電磁彈射”系統(tǒng)?！半姶艔椛洹盦的金屬滑塊垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，分

別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開關(guān)K置于a端讓電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關(guān)K置于

b端，金屬滑塊會在電磁力的驅(qū)動下運動。在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電

容器兩極板間電壓始終相等。不計導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，不計電容器充、放電過

程中電磁輻射和導(dǎo)軌產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用，忽略金屬滑塊運動過程中的一切摩擦阻

力。求：

(1)在開關(guān)K置于b端的瞬間，金屬滑塊加速度的大小；

(2)金屬滑塊的最大速度。

12.如圖所示為某商家為了吸引顧客設(shè)計的抽獎活動04塊尺寸相同的木板A、B、C、D隨

機排序并緊挨著放在水平地面上，木板長度均為L=0.4m,質(zhì)量均為m=0.3kg：下表面

與地面間的動摩擦因數(shù)均為n=0.2,A、B、C、D的上表面各有不同的涂層，滑塊與涂

層間的動摩擦因數(shù)分別為HA=0.2>UB=0.4、pc=0.6、HD=0.8?顧客以某一水平速度

vo(未知)，從左側(cè)第一塊木板的左端推出一質(zhì)量M=0.5kg的滑塊(視作質(zhì)點)。從左向

右數(shù)，若滑塊最終停在第一、二、三、四塊木板上就會分別獲得四、三、二、一等獎，

滑離所有木板則不獲獎。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2o

(結(jié)果可用根號表示)。

(1)若木板全部固定，要想獲獎，求vo的取值范圍；

(2)若木板不固定，從左向右按照A、B、C、D的方式放置，要獲得最高獎項，求vo

的最小值。

(-)選考題

(多選)13.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,其過程如V-T圖上的線段所示，

則氣體在這個過程中()

A.外界對氣體做負功

B.氣體內(nèi)能不變

C.狀態(tài)B單位時間與器壁單位面積碰撞的氣體分子數(shù)比狀態(tài)A少

D.氣體壓強不斷變大

E.氣體從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能

14.2022年9月2日，''神舟十四號"航天員從"問天"X105Pa,溫度ti=27℃。

（1）打開艙門前，航天員需將航天服內(nèi)氣壓降低，此時密閉氣體溫度變?yōu)?9℃,航天

服內(nèi)氣體體積約為4L,則航天員需將航天服內(nèi)氣壓降低多少？

（2）為便于艙外活動，航天員出艙前還需要把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出，使氣壓

再降低。假設(shè)釋放氣體過程中溫度保持為-9℃不變，體積變?yōu)?.2L,已知航天服放出的

氣體占原來氣體質(zhì)量的62.5%,則航天服放出氣體后氣壓降為多少？

（多選）15.在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有（）

A.天文學(xué)上觀察到雙星（相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星）光譜

隨時間的周期性變化

B.當(dāng)水波通過障礙物時，若障礙物的尺寸與波長差不多，或比波長小時，將發(fā)生明顯的

衍射現(xiàn)象

C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低

D.同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同

E.超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化

16.如圖所示，透明玻璃體的上半部分是半球體，下半部分是圓柱體，半球體的半徑為R,

O為半球體的球心。圓柱體的底面半徑和高均為R,現(xiàn)有一半徑為李R的圓環(huán)形平行光

垂直于圓柱體底面射向半球體，001為圓光環(huán)的中心軸線，所有光線經(jīng)折射后恰好經(jīng)過

圓柱體下表面圓心0i點，光線從0i射出后在玻璃體下方的水平光屏上形成一圓形亮環(huán),

光屏到圓柱體底面的距離為R,光在真空中的傳播速度為c。求：

（1）透明玻璃體的折射率；

（2）光從入射點傳播到光屏所用時間。

2023年甘肅省高考物理二模試卷

參考答案與試題解析

二、選擇題

I.（3分）2022年4月7日，《科學(xué)》雜志的封面文章爆出了一條引發(fā)物理學(xué)界震動的大新

聞，科學(xué)家們對W玻色子的質(zhì)量進行了高精度測量。這種基本粒子間是弱相互作用，在

自然界不能穩(wěn)定存在或不單獨存在。物理學(xué)家們只能利用高能粒子加速器中的粒子與靶

物質(zhì)相互碰撞，才能讓他們出現(xiàn)在觀察視野進而進行研究，由于w玻色子被打出后會迅

速發(fā)生P衰變，產(chǎn)生電子、繆子或者反中微子等。科學(xué)家們能對產(chǎn)生的粒子動量分布研

究推出W玻色子的質(zhì)量，則下列有關(guān)說法正確的是（）

A.W玻色子發(fā)生B衰變的半衰期與外界的溫度和壓強有關(guān)

B.14c可衰變?yōu)?4N,它發(fā)生的衰變與W玻色子衰變相同

C.自然界中存在萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和核力四種基本作用

D.如果高能粒子加速器是回旋加速器，所加高頻電壓越大，則粒子獲得的速度大小越大

【分析】半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，半衰期的大小由原子核內(nèi)部因素

決定，與所處的物理環(huán)境與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；14c的衰變也是p衰變；自然界存在四種基

本作用；根據(jù)回旋加速器的原理分析。

【解答】解：A、根據(jù)半衰期的特點可知，半衰期的大小由原子核內(nèi)部因素決定，W玻

色子發(fā)生p哀變的半衰期與外界的溫度和壓強無關(guān)，故A錯誤；

B、14c可衰變?yōu)榕?，其衰變方程為：?H+[]e可知它發(fā)生的衰變也是P衰變，

與W玻色子衰變相同，故B正確；

C、根據(jù)相互作用的特點可知，自然界中存在萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和弱

相互作用力四種基本作用，故C錯誤；

D、如果高能粒子加速器是回旋加速器，加速后速度最大時粒子受到的洛倫茲力提供向心

力，則：qvB=axl,可得：v=逆三，可知粒子的最大速度與所加高頻電壓大小無關(guān)，

rm

故D錯誤。

故選：Bo

【點評】該題考查半衰期、相互作用以及回旋加速器等知識點，都是一些記憶性的內(nèi)容,

在平時的學(xué)習(xí)中多加積累即可。

2.（3分）在2022年3月23日的“天宮課堂”上，航天員王亞平搖晃裝有水和油的小瓶，

靜置后水和油混合在一起沒有分層。圖甲為航天員葉光富啟動“人工離心機”，即用繩子

一端系住裝有水油混合的瓶子，以繩子的另一端O為圓心做如圖乙所示的圓周運動，一

段時間后水和油成功分層（水的密度大于油的密度），以空間站為參考系，此時（）

A.水和油的線速度大小相等

B.由于水的密度大于油的密度，因此油在底層，水在上層

C.油對水有背離圓心沿半徑指向外側(cè)的作用力

D.水的向心加速度比油的小

【分析】水和油隨著瓶子做圓周運動，角速度相同，根據(jù)圓周運動線速度、角速度和半

徑的公式比較線速度大??；水和油分層是由于半徑相同體積相等的水和油的液體小球，

水球的質(zhì)量更大，水球需要的向心力也更大；根據(jù)牛頓第三定律分析油對水的作用力；

水和油在瓶子內(nèi)做圓周運動，角速度相同，根據(jù)向心加速度的公式判斷；

【解答】解：A.水和油的環(huán)繞半徑不同，但轉(zhuǎn)動角速度相同，根據(jù)v=3r可知水和油

的線速度大小不同，故A錯誤：

B.水的密度大于油的密度，在混合液體中取半徑相同處體積相等的水和油的液體小球，

水球的質(zhì)量大，根據(jù)Fn=n132r可知，水球需要的向心力更大，故當(dāng)向心力不足時，將會

做離心運動，水會向瓶底移動，圓周運動讓試管里的水和油產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較大

的水將集中于試管的底部，故B錯誤；

C.油做圓周運動的向心力是水提供的，故水對油的作用力指向圓心，根據(jù)牛頓第三定律

可知油對水有背離圓心沿半徑指向外側(cè)的作用力，故C正確；

D.根據(jù)a=3?r可知水的半徑比油大，水的向心加速度比油的大，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查勻速圓周運動的相關(guān)知識，解題關(guān)鍵是能夠正確分析向心力的來源；

知道向心力的公式，線速度、角速度、半徑之間的關(guān)系：能夠正確分析水油分離的原因。

3.（3分）小明同學(xué)用光滑的硬鋼絲彎折成“A”形狀，將它豎直固定放置。0B是豎直

方向，BC是水平方向，NAOB=30°,一個光滑的輕環(huán)套在足夠長的OA段上，一根足

夠長的輕繩一端固定在0B上的M點，輕繩穿過小環(huán)，另一端吊著一個質(zhì)量為m的物體,

重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.繩端從M點緩慢移到B點的過程中繩子對圓環(huán)的力變小

B.0A桿受到小環(huán)的壓力大小可以小于mg

C.0A桿受到小環(huán)的壓力大小為通mg

D.繩端從B點緩慢水平向左移到N點的過程中繩子對圓環(huán)的力大小不變

【分析】由于小環(huán)是輕環(huán)，則繩子對環(huán)的合力與桿垂直，對小環(huán)進行受力分析，根據(jù)幾

何關(guān)系即可求解，物體始終處于平衡態(tài)，繩上拉力大小不變。

【解答】解：BC.小環(huán)是輕環(huán)，則繩上拉力的合力與桿垂直，故小環(huán)受力情況如圖所示,

根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩段繩子的夾角為120。，故N=F=mg,

由牛頓第三定律可知，OA桿受到小環(huán)的壓力等于0A桿對小環(huán)的壓力的支持力，故0A

桿受到小環(huán)的壓力大小為N=mg,故BC錯誤；

AD.對懸掛的重物進行受力分析可知，繩子中的拉力始終與重物重力平衡，由于繩中的

拉力大小不變，且豎直方向的繩中拉力方向也發(fā)生改變，則兩繩中拉力的合力始終與輕

桿垂直，根據(jù)力的合成與分解的特點可知，當(dāng)合力的方向不發(fā)生改變，其中一個分力大

小和方向也都不發(fā)生改變時，則合力具有唯一性，故無論繩子左端點如何移動，繩子對

圓環(huán)的力的大小不變，故A錯誤，D正確。

故選：D。

【點評】本題考查共點力的平衡條件，解題關(guān)鍵在于合理使用幾何關(guān)系得到各個力之間

的等量關(guān)系，難點需要理解當(dāng)合力的方向與一個分力大小和方向也都不發(fā)生改變時，此

時合力具有唯一性。

4.（3分）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1,電阻R=10C,Li、L2為規(guī)格相

同的兩只小燈泡。原線圈接一個經(jīng)雙向可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U,U隨時間t的變化規(guī)律如

圖乙所示，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去。現(xiàn)將與、

S2、S3閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法錯誤的是（）

A.輸入電壓U的有效值為10V

B.R消耗的電功率為10W

C.只斷開S3后，L2能正常發(fā)光

D.只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小

【分析】根據(jù)有效值的定義結(jié)合圖像得出輸入電壓的有效值；

根據(jù)原副線圈的匝數(shù)比得出電學(xué)物理量的關(guān)系，結(jié)合電路構(gòu)造完成分析；

根據(jù)功率的計算公式結(jié)合電路構(gòu)造完成分析。

【解答】解：A、由交流電有效值的計算方法可知，

解得：U有=10V,故A正確；

B、R消耗的電功率為

C、根據(jù)

代入數(shù)據(jù)解得：U2=5V

待SI、S2、S3閉合L2的電壓等于U2=5V,L2正常發(fā)光，只斷開S3后，L2的電壓仍等

于5V,仍能正常發(fā)光，故C正確；

D、將Si、S2、S3閉合都閉合時L3短路，只斷開S2后，L3工作，負載電阻變大，而變

壓器輸出電壓不變，根據(jù)

可知變壓器的輸出功率減小，則輸入功率也減小，故D正確；

本題選擇錯誤的。

故選：Bo

【點評】本題主要考查了變壓器的構(gòu)造和原理，根據(jù)原副線圈的匝數(shù)比得出電學(xué)物理量

的比值關(guān)系，結(jié)合功率的計算公式即可完成分析。

5.（3分）一勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所

示，be為半徑為r的半圓，ab、cd與直徑be共線，ab間的距離等于半圓的半徑。一束

質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)從a點垂直于ab射入磁場，這些粒子

具有各種速率。不計粒子之間的相互作用。從abed邊界射出磁場所用時間最短的粒子的

速度大小為（）

ABqrB2Bqr2Bqr口犯qr

mm3m3m

【分析】粒子在磁場中運動的最短時間可根據(jù)粒子在磁場中運動的軌跡圓弧所對應(yīng)的圓

心角的最小值求出。

【解答】解：當(dāng)軌跡圓弧所對應(yīng)的弦與be半圓形邊界相切時，軌跡圓弧所對應(yīng)的弦與ab

的夾角最大，那么軌跡的圓心角0最小，運動時間最短，其軌跡如圖所示，圓心恰好位

于b點，由「=膽，解得v=妊，故A正確，BCD錯誤；

qBm

故選：A?

【點評】明確粒子在磁場中做圓周運動能利用公式求出半徑和運動時間是解決臨界問題

的關(guān)鍵。

（多選）6.（3分）如圖所示，一輕桿兩端分別固定a、b兩個均可看作質(zhì)點的光滑金屬球，

a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量，整個裝置放在光滑的水平面上，設(shè)b球離地高度為h,將此裝置

由靜止釋放（重力加速度為g）,則（）

A.在b球落地前的整個過程中，a球向左做加速運動

B.在b球落地前的整個過程中，a、b及輕桿系統(tǒng)機械能守恒

C.在b球落地前的整個過程中，a、b及輕桿系統(tǒng)動量守恒

D.在b球落地前瞬間，b球的速度大小為底正

【分析】整個裝置下落過程中，水平方向沒有外力，系統(tǒng)水平方向的動量守恒。原來系

統(tǒng)水平方向的動量為零，在b球落地前瞬間，系統(tǒng)水平方向的動量仍為零，a的速度一定

為零，從而判斷a先加速后減速；

a球原來速度為零，b落地瞬間速度仍為零，根據(jù)機械能守恒求b球落地前瞬間的速度大

小。

【解答】解：C、對兩球及輕桿系統(tǒng)，水平方向受合外力為零，則水平方向動量守恒，豎

直方向動量不守恒，則總動量不守恒，故C錯誤；

A、開始時兩球速度均為零，在b球落地前瞬間，b球速度豎直向下，水平方向速度為零,

根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒知，在b球落地前瞬間，a球的速度必定為零，則整個運動過

程中，a球由靜止狀態(tài)經(jīng)歷向左運動到最終靜止，經(jīng)歷了先加速后減速，故A錯誤；

B、在b球落地前的整個過程中，無機械能與其他能的轉(zhuǎn)化，則a、b及輕桿系統(tǒng)機械能

守恒，故B正確；

D、根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得：mbgh=2mbv2

2

可得在b球落地前瞬間，b球的速度大小為：v=正正，故D正確。

故選：BDo

【點評】本題是動量守恒定律與機械能守恒定律的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵要正確分析兩球的受

力情況，判斷出系統(tǒng)的合外力不為零，動量不守恒，但系統(tǒng)在水平方向不受外力，系統(tǒng)

在水平方向的動量守恒。

（多選）7.（3分）假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛。甲車在前乙車在后，

速度均為vo=3Om/s。甲、乙兩車相距xo=100m,在t=0時刻甲車遭遇緊急情況后，甲、

乙兩車的加速度隨時間變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示。取運動方向為正方向。下列說

法正確的是（）

A.。?3s內(nèi)兩車間距逐漸增大

B.t=6s時兩車距離最近，且最近距離為10m

C.6?9s內(nèi)，甲車速度大于乙車速度，兩車間距離越來越大

D.兩車在0?9s內(nèi)會相撞

【分析】由圖像可知甲車前3s內(nèi)做勻減速直線運動，后6s內(nèi)做勻加速直線運動；乙車

前3s做勻速直線運動，后6s內(nèi)做勻減速直線運動；根據(jù)速度一時間圖像分析。

【解答】解：A.由圖可知0?3s內(nèi)，甲車做勻減速直線運動，乙車做勻速直線運動，甲

車在乙車前面，則兩車間距逐漸減小，故A錯誤；

B.根據(jù)題意作出兩車的速度一時間圖象，如圖：

由圖可知t=6s時兩車速度相等，陰影部分面積代表0?6s內(nèi)兩車的位移差為

Ax^-X30X30X（6-3）m=90in）即兩車在t=6s時距離最近，最近距離為

s=xo-△x=100m-90m=10m,故B正確；

CD.由圖可看出6?9s內(nèi)，甲車速度大于乙車速度，兩車間距離越來越大，由于6s時甲

在前距離乙車10m的位置，故在0?9s內(nèi)，甲車一直在前，兩車不會相撞，故C正確，

D錯誤。

故選：BCo

【點評】本題是追及問題，關(guān)鍵分析清楚兩小車的運動情況，然后畫出速度一時間圖像

進行分析。

（多選）8.（3分）如圖甲所示，在空間中建立xOy坐標系，a射線管由平行金屬板A、B

和平行于金屬板的細管C組成，放置在第H象限，細管C到兩金屬板的距離相等，細管

C開口在y軸上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向發(fā)射某一初速度的a粒子。若

金屬板長為L、間距為d,當(dāng)A、B板間加上某一電壓時，a粒子剛好能以速度vo從細管

C水平射出，進入位于第I象限的靜電分析器中。靜電分析器中存在著輻向電場，a粒

子在該電場中恰好做勻速圓周運動，該電場的電場線沿半徑方向指向圓心O,a粒子運

動軌跡處的場強大小為Eoo在t=0時刻a粒子垂直于x軸進入第IV象限的交變電場中，

交變電場隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，規(guī)定沿x軸正方向為電場的正方向。已知a粒

子的電荷量為2e（e為元電荷）、質(zhì)量為m,重力不計。以下說法中正確的是（）

A.a粒子從放射源P運動到C的過程中動能的變化量為----胃

2L2

B.a粒子從放射源P發(fā)射時的速度大小為VoJl一旦。

2

C.a粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑為

2eEg

A,mvneEnT^

D.當(dāng)1=仃（n=l,2,3…）時，a粒子的坐標為———+n-----------,-2VnnT）

/PF._/THU

【分析】粒子從發(fā)射到細管c反過來看是類平拋運動，由類平拋規(guī)律和牛頓第二定律求

出板間電壓，再由動能定理求出動能的變化；

由動能定理求出粒子進入C的速度，由靜電力提供向心力求得粒子的半徑；

由運動學(xué)公式求出時間，進入正交的交變電場后，在豎直方向勻速運動，在水平方向做

勻加速直線運動，按運動的合成與分解求坐標。

【解答】解：AB、設(shè)a粒子運動到C處時速度為vo,a粒子反方向的運動為類平拋運動,

水平方向有：L=vot

2

豎直方向有：———a+

22

由牛頓第二定律：2e?旦=ma

d

22

d

mVo

聯(lián)立解得：u=2eL2

a粒子從放射源發(fā)射出到C的過程，由動能定理有：-2e.」U=AEk

2

22

mdVo

聯(lián)立以上幾式解得：AEk=2L2

設(shè)a粒子發(fā)射時速度的大小為v,a粒子從放射源發(fā)射至運動到C的過程，由動能定理:

-1=12,12

y'2eUymv0ymv

解得：

綜上所述，故A正確，B錯誤；

C、a粒子進入靜電分析器中，由牛頓第二定律:

mv

變形解得：r=一Ln,故C正確；

2eEg

D、工時，a粒子在x方向的速度為：vx=在2■工

2m2

結(jié)合工?T電場方向，a粒子在x方向減速為零，一個周期內(nèi)，離子在x方向的平均速度:

2

—_vx_eE0T

2m

ET

每個周期a粒子在x正方向前進：Xn=~TJ°-

X。?2m

2

mVo

因為開始計時時a粒子橫坐標為:r

2

mVO

-+nX

所以nT時，a粒子的橫坐標為：x=r+nx02Ea粒子的縱坐標為：y

e

=-vonT

mv乙eET乙

在nT時a粒子的坐標為：(」嗎2-5士工一，-vnT),故D錯誤。

K07

2eE02m

故選：AC。

【點評】本題是帶電粒子在復(fù)合場中的運動在實際科技中應(yīng)用，關(guān)鍵抓住類平拋運動、

圓周運動等基礎(chǔ)知識，分過程分步驟用研究曲線運動的方法處理問題。

三、非選擇題(一)必考題

9.某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律。研究對象為小車、車上的鉤碼及

懸掛的鉤碼整體，整體總質(zhì)量為M,整體所受的合外力F的大小等于懸掛鉤碼的總重力

大小，利用紙帶和電火花計時器測出小車的加速度a。

實驗一：研究M一定時，加速度a與F的關(guān)系。

實驗二：研究F一定時，加速度a與M的關(guān)系。

(1)下列操作必要的有ABo

A.本實驗需讓木板傾斜合適的角度，平衡摩擦力

B.調(diào)節(jié)定滑輪時，應(yīng)使連接小車的細線與木板平行

C.實驗時，需滿足懸掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車及車上鉤碼的質(zhì)量

D.實驗時，應(yīng)先釋放小車再接通電火花計時器

(2)實驗一：小車上及細線懸掛的鉤碼總數(shù)不變。第一次，細線懸掛1個鉤碼，其余鉤

碼放在小車上，釋放小車后，小車沿斜面下滑打出一條紙帶，求出此次實驗小車的加速

度ai；第二次，細線懸掛2個鉤碼，其余鉤碼放在小車上，求出此次實驗小車的加速度

a2,以此類推，共做5組實驗。畫出a-F圖像，理論上圖像斜率卜=1。

(3)實驗二：細線懸掛鉤碼數(shù)不變。第一次，小車上不放鉤碼，釋放小車后，小車沿斜

面下滑打出一條紙帶，求出此次實驗小車的加速度a；第二次，小車上放1個鉤碼，以此

類推，共做5組實驗。若畫出a-M圖像，圖線為曲線(填“直”或“曲”)。

(4)某次實驗打出的一條紙帶如圖乙所示，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共

7個計數(shù)點。其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個點未畫出，

打點計時器接在周期為T=0.02s的交流電源上，測得小車的加速度a=0.80m/s?（保

留2位有效數(shù)字）。

【分析】（1）根據(jù)實驗的目的和要求事項分析答題；

（2）根據(jù)牛頓第二定律表示出圖像表達式即可；

（3）根據(jù)牛頓第二定律分析圖像隨著質(zhì)量的改變發(fā)生變化；

（4）利用逐差法求得小滑車的加速度。

【解答】解：（1）A.需要讓整體受到的合外力等于鉤碼的重力，則本實驗需讓木板傾斜

合適角度，以平衡摩擦力。故A正確；

B.為使整體受到的合外力不變，調(diào)節(jié)定滑輪時，應(yīng)使連接小車的細線與木板平行。故B

正確；

C.研究對象為小車、車上鉤碼及懸掛的鉤碼整體，實驗時，并不需滿足懸掛鉤碼的質(zhì)量

遠小于小車及車.上鉤碼的質(zhì)量。故C錯誤；

D.為充分利用紙帶，實驗時，應(yīng)先接通電火花計時器再釋放小車。故D錯誤。

故選：AB?

（2）根據(jù)牛頓第二定律，有

F=Ma

整理得Iff

M

畫出a-F圖像，理論上圖像斜率k」

M

（3）根據(jù)牛頓第二定律

F=Ma

合外力不變，質(zhì)量改變，若畫出a-M圖像，圖線為曲線。

（4）根據(jù)逐差法，可得

X-X

ADDG.5.99+6.80+7.62-3.62-4.38-5.20222

a=---------7X10~m/s=0.80m/s

9X(5T)Z9X(5X0.02)2

故答案為：（1）AB；（2）A；（3）曲；（4）0.80。

M

【點評】本題考查了實驗原理和注意事項、應(yīng)用牛頓第二定律與勻變速直線運動的推論

即可正確解題。

10.某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻。

A.待測電壓表（量程。?3V,內(nèi)阻為幾千歐）

Q）

C.電池組（電動勢約3V,內(nèi)阻可忽略）

D.滑動變阻器Ro

E.電阻箱R（0-9999。）

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計的電路，大家討論后一致認為此電路不可行，你認為原因是

D-

A.Ro阻值較小

B.電流表存在內(nèi)阻

C.電壓表無法準確讀數(shù)

D.電流表無法準確讀數(shù)

（2）同學(xué)們改用圖乙電路進行測量，設(shè)電阻箱的阻值為R,電壓表的示數(shù)為U,為了根

據(jù)圖像能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作工_R_圖線（選填“U-R”“工-R”“U-2”）；

-UUR

（3）請根據(jù)（2）中你選擇的坐標軸對應(yīng)的物理量和表中的數(shù)據(jù)，在坐標紙中標上合適

的標度并作出相應(yīng)圖線；

R/kQ

U/V

F/v-1|

（4）根據(jù)所畫出的圖線，取圖線的縱截距為b,斜率為k,求出電源的電動勢E=_2_,

-b-

電壓表內(nèi)阻Rv=_^_（結(jié)果用k、b表示）。

-k-

【分析】（1）電壓表的內(nèi)阻很大，通過電流表的電流過小，據(jù)此分析作答；

（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解;

（3）根據(jù)“描點法”作圖的原則作圖;

（4）根據(jù)函數(shù)結(jié)合圖像縱截距和斜率的含義分析后求解電動勢和內(nèi)阻。

【解答】解：（1）電流表與電壓表串聯(lián)時，電壓表內(nèi)阻特別大，電路中電流很小，不能

精確讀數(shù)，故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=U+，LR

整理得上」

UERVE

故應(yīng)該做tR圖像。

（3）根據(jù)“描點法”作圖的原則，要使盡量多的點落在直線上，不在直線上的要均勻分

布在直線兩側(cè)，舍棄個別相差較遠的點，所作圖像如圖所示:

（4）根據(jù)9_R函數(shù)，結(jié)合圖像可知，圖像的斜率

縱截距b」

E

解得電源電動勢

電壓表內(nèi)阻豐

vEk1k

M'k

故答案為：（1）D；（2）1_R（3）見解析；（4）.1；k0

Ubk

【點評】本題考查了電壓表的內(nèi)阻的測量，由于電壓表內(nèi)阻很大，不能直接用“伏安法”

來測量，利用電壓表測電壓，再根據(jù)歐姆定律就可以解決電路中的電流問題。

11.2022年6月17日，我國第三艘航母“福建艦”正式下水，'‘福建艦”配備了目前世界

上最先進的“電磁彈射”系統(tǒng)?！半姶艔椛洹薄５慕饘倩瑝K垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，分

別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開關(guān)K置于a端讓電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關(guān)K置于

b端，金屬滑塊會在電磁力的驅(qū)動下運動。在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電

容器兩極板間電壓始終相等。不計導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，不計電容器充、放電過

程中電磁輻射和導(dǎo)軌產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用，忽略金屬滑塊運動過程中的一切摩擦阻

力。求：

（1）在開關(guān)K置于b端的瞬間，金屬滑塊加速度的大小；

（2）金屬滑塊的最大速度。

【分析】（1）在開關(guān)K置于b瞬間，根據(jù)歐姆定律求出流過金屬滑塊的電流，由牛頓第

二定律和安培力計算公式相結(jié)合求解金屬滑塊加速度a的大??；

（2）在金屬滑塊運動過程中，由動量定理結(jié)合電荷量的計算公式、電容的定義式求解金

屬滑塊的最大速度。

【解答】解：（1）開關(guān)K置于b的瞬間，流過金屬滑塊的電流為1=1

以金屬滑塊為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得F=BIL=ma

2

（2）設(shè)金屬滑塊加速運動到最大速度時兩端電壓為U,電容器放電過程中的電荷量變化

為Aq,放電時間為At,流過金屬滑塊的平均電流為I。在金屬塊滑動過程中，由動量定

理得BILAt=mv-0

因為Aq=IAt

由電容的定義

電容器放電過程的電荷量變化為Aq=C△U

且AU=E-U

金屬滑塊運動后速度最大時，其兩端電壓為U=BLv

聯(lián)立解得v=30m/s

2.

（2）金屬滑塊的最大速度v的大小為30m/s。

【點評】解決本題的關(guān)鍵要正確分析滑塊的受力情況，判斷其運動情況，知道其速度最

大的條件：電容器電壓與滑塊切割磁感線產(chǎn)生電動勢相等，滑塊做勻速直線運動。

12.如圖所示為某商家為了吸引顧客設(shè)計的抽獎活動。4塊尺寸相同的木板A、B、C、D隨

機排序并緊挨著放在水平地面上，木板長度均為L=0.4m,質(zhì)量均為m=0.3kg；下表面

與地面間的動摩擦因數(shù)均為H=0.2,A、B、C、D的上表面各有不同的涂層，滑塊與涂

層間的動摩擦因數(shù)分別為"=0.2、HB=0.4>|ic=0.6、（W=0.8。顧客以某一水平速度

vo（未知），從左側(cè)第一塊木板的左端推出一質(zhì)量M=0.5kg的滑塊（視作質(zhì)點）。從左向

右數(shù)，若滑塊最終停在第一、二、三、四塊木板上就會分別獲得四、三、二、一等獎，

滑離所有木板則不獲獎。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2?

（結(jié)果可用根號表示）。

（1）若木板全部固定，要想獲獎，求vo的取值范圍；

（2）若木板不固定，從左向右按照A、B、C、D的方式放置，要獲得最高獎項，求vo

的最小值。

【分析】（1）若木板全部固定，當(dāng)滑塊恰好能夠滑動至D的右端時vo具有最大值，根據(jù)

動能定理求初速度的最大值，再確定范圍；

(2)根據(jù)滑動摩擦力公式，分別求出滑塊滑上A、B、C時滑塊所受摩擦力，ABCD整

體、BCD整體、CD整體所受地面的摩擦力，然后判斷滑塊與木板的運動情況；

滑塊滑上木板C后，根據(jù)牛頓第二定律分別求出此時滑塊與木板CD的加速度；根據(jù)滑

動摩擦力公式求解滑塊在木板D上的最大靜摩擦力，求解木板D和滑塊整體所受地面的

摩擦力，判斷滑塊與木板D能否保持相對靜止，然后根據(jù)運動學(xué)公式求解共同速度，根

據(jù)動能定理求解初速度的最小值。

【解答】解：(1)若木板全部固定，當(dāng)滑塊恰好能夠滑動至D的右端時vo具有最大值,

(若設(shè)HA=H,貝!|HB=2|1,nc=3|1,UD=4卜i)根據(jù)動能定理，可得：

0^-MvLx=-^MgL-2kLMgL-3MgL-4WMgl

整理可解得：V。詠=R5FgL=2/5X0.2X10X0.4m/s=4m/s

要想獲獎，vo的取值范圍是OVvoW4m/s

(2)若木板不固定，從左向右按照A、B、C、D的方式放置，當(dāng)滑塊在A上滑動時，

滑塊與A之間的滑動摩擦力大小為f廣|1阻=$[1mg

A、B、C、D整體所受地面的最大靜摩擦力為：f廣p,鋪+如1)g」*mg

因為fi<f2,所以滑塊在A上滑動時，A、B、C、D均靜止。同理，當(dāng)滑塊在B上滑動

時，B、C、D均靜止；當(dāng)滑塊在C上滑動時，C、D將滑動，且滑塊做勻減速運動，C、

D整體將做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可得滑塊和C、D整體的加速度大小分別為:

O

ai=3ng，

乙O

設(shè)滑塊剛滑上C時的速度大小為VI,經(jīng)時間ti恰好滑到D上，且與D達到共同速度V2,

滑塊與D共速后將不會再相對D滑動，最終與D一起停止，此時即可獲得最高獎項，對

應(yīng)V0具有最小值。根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有：VI-a