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辽宁省大连市普兰店区2023届高三一诊练习三物理试题
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这是一份辽宁省大连市普兰店区2023届高三一诊练习三物理试题，共16页。
辽宁省大连市普兰店区第二中学2023届高三一诊练习三物理试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示为某质点运动的速度一时间图像（若将段图线以连线为轴翻转，图线形状与段相对于虚线对称），则关于段和图线描述的运动，下列说法正确的是（ ）
A．两段的运动时间相同 B．两段的平均速度相同
C．两段的速度变化量相同 D．两段的平均加速度相同
2、如图所示，在平行有界匀强磁场的正上方有一等边闭合的三角形导体框，磁场的宽度大于三角形的高度，导体框由静止释放，穿过该磁场区城，在下落过程中BC边始终与匀强磁场的边界平行，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．导体框进入磁场过程中感应电流为逆时针方向
B．导体框进、出磁场过程，通过导体框横截面的电荷量大小不相同
C．导体框进入磁场的过程中可能做先加速后匀速的直线运动
D．导体框出磁场的过程中可能做先加速后减速的直线运动
3、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是
A．圆环通过O点的加速度小于g
B．圆环在O点的速度最大
C．圆环在A点的加速度大小为g+
D．圆环在B点的速度为2
4、由于太阳自身巨大的重力挤压，使其核心的压力和温度变得极高，形成了可以发生核聚变反应的环境。太阳内发生核聚变反应主要为：，已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反应释放的核能约为（ ）
A．5 MeV B．6 MeV
C．24 MeV D．32 MeV
5、用传感器观察电容器放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8V、内阻忽略不计。先使开关S与1端相连，稍后掷向2端，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示的电流随时间变化的i—t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中画出的靠近i轴的竖立狭长矩形面积表示电容器所带的总电荷量
B．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为20C
C．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为C
D．电容器的电容约为
6、质量为m的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力F的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度a向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则F的大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（ ）
A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球
B．单摆的摆角从原来的改变为
C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置
D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”
E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长
8、如图所示，水平面上从B点往左都是光滑的，从B点往右都是粗糙的．质量分别为M和m的两个小物块甲和乙（可视为质点），在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动，它们在进入粗糙区域后最后静止．若它们与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，设静止后两物块间的距离为s，甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2，则以下说法中正确的是（ ）
A．若M=m，则s=L B．无论M、m取何值，总是s=0
C．若M=m，则t1=t2 D．无论M、m取何值，总是t1＜t2
9、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（ ）
A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
C．处的位置电场强度不为0
D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个
10、下列说法中正确的是（ ）
A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力可能先减小后增大
B．压强是组成物质的分子平均动能的标志
C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学利用图甲所示的装置设计一个“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验。如图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的长木板，在其表面不同位置固定两个光电门，小车上固定着一挡光片。为了补偿小车受到的阻力，将长木板C端适当垫高，使小车在不受牵引时沿木板匀速运动。用一根细绳一端拴住小车，另一端绕过定滑轮挂一托盘，托盘中有一砝码调节定滑轮的高度，使细绳的拉力方向与长木板的上表面平行，将小车靠近长木板的C端某位置由静止释放，进行实验。刚开始时小车的总质量远大于托盘和砝码的总质量。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图乙所示，其读数为_____cm；
(2)某次实验，小车先后经过光电门1和光电门2时，连接光电门的计时器显示挡光片的挡光时间分别为t1和t2，此过程中托盘未接触地面。已知两个光电门中心之问的间距为L，则小车的加速度表达式a=（______）（结果用字母d、t1、t2、L表示）；
(3)某同学在实验中保持小车总质量不变，增加托盘中砝码的个数，并将托盘和砝码的总重力当做小车所受的合力F，通过多次测量作出a-F图线，如图丙中实线所示。试分析上部明显偏离直线的原因是_____。
12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。
(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。
(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。
(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。
(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________ 。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一个上表面绝缘、质量为mA=1kg的不带电小车A置于光滑的水平面上，其左端放置一质量为、带电量为的空盒B，左端开口。小车上表面与水平桌面相平，桌面上水平放置着一轻质弹簧，弹簧左端固定，质量为的不带电绝缘小物块C置于桌面上O点并与弹簧的右端接触，此时弹簧处于原长，现用水平向左的推力将C缓慢推至M点（弹簧仍在弹性限度内）时，推力做的功为，撤去推力后，C沿桌面滑到小车上的空盒B内并与其右壁相碰，碰撞时间极短且碰后C与B粘在一起。在桌面右方区域有一方向向左的水平匀强电场，电场强度大小为，电场作用一段时间后突然消失，小车正好停止，货物刚好到达小车的最右端。已知物块C与桌面间动摩擦因数，空盒B与小车间的动摩擦因数，间距，点离桌子边沿点距离，物块、空盒体积大小不计，取。求：
（1）物块C与空盒B碰后瞬间的速度；
（2）小车的长度L；
（3）电场作用的时间。
14．（16分）如图所示，两平行长直金属导轨不计电阻水平放置，间距为L，有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上。其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力，棒CD与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁场区域的边界满足曲线方程：，单位为。CD棒处在竖直向上的匀强磁场中。现从时刻开始，使棒AB在外力F的作用下以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态。
（1）求棒AB在运动过程中，外力F的最大功率；
（2）求棒AB通过磁场区域的过程中，棒CD上产生的焦耳热；
（3）若棒AB在匀强磁场中运动时，重物始终未离开地面,且满足：，求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。
15．（12分）由圆柱体和正方体组成的透明物体的横截面如图所示，O表示圆的圆心，圆的半径OB和正方形BCDO的边长均为a。一光线从P点沿PO方向射入横截面。经过AD面恰好发生全反射，反射后从CD面上与D点距离为的E点射出。光在真空中的传播速度为c。求：
(i)透明物体对该光的折射率；
(ii)该光从P点射入至传播到E点所用的时间。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．根据几何关系可知，两段在时间轴上投影的长度相同，因此两段的运动时间相同，故A正确；
B．由图像下方面积可知，两段位移不等，因此平均速度不同，故B错误；
C．两段的速度变化量大小相等，方向相反，故C错误；
D．由可知，两段的平均加速度大小相等，方向相反，故D错误。
故选A。
2、D
【解析】
A.导体框进入磁场过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，故A错误；
B.导体框进、出磁场过程，磁通量变化相同，由感应电量公式
则通过导体框横截面的电荷量大小相同，故B错误；
C.导体框进入磁场的过程中因为导体框的加速度
其中L有效是变化的，所以导体框的加速度一直在变化，故C错误；
D.导体框出磁场的过程中因为导体框的加速度
其中L有效是变化的，则mg与大小关系不确定，而L有效在变大，所以a可能先变小再反向变大，故D正确。
3、D
【解析】
A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；
B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；
C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长
根据牛顿第二定律，有
解得
故C错误；
D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能
解得
故D正确。
故选D。
4、C
【解析】
由图象可知的比结合能约为1.1MeV，的比结合能约为7.1MeV，由比结合能的定义可知，该反应释放的核能约为
故选C。
5、D
【解析】
A．根据 可知，图像与横轴围成的面积代表电容器所带的总电荷量，故A错误；
BC． 确定每个小方格所对应的电荷量值，纵坐标的每个小格为0.2mA，横坐标的每个小格为0.4s，则每个小格所代表的电荷量数值为
q=0.2×10-3×0.4=8×10-5C
曲线下包含的小正方形的个数为40个，由曲线下方的方格数与q的乘积即得电容器所带的电荷量
Q=40×8×10-5C=3.2×10-3C
故BC错误；
D． 电容器的电容约为
故D正确。
故选D。
6、D
【解析】
如图所示，物块匀加速运动受重力、推力F、滑动摩擦力和支持力。
正交分解后，沿斜面方向
垂直于斜面方向平衡
又有
解以上三式得
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ADE
【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；
B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；
C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；
D．摆球做圆锥摆时周期表达式为
若用
算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；
E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。
故选ADE。
8、BD
【解析】
AB.物体在B点左边运动时，做匀速直线运动，甲和乙的速度相同；物体在B点右边运动时，对物体受力分析，据牛顿第二定律可得：
则在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动，在B点右边两物体经过相同的距离停下，所以无论M、m取何值，总是s=0；故A项错误，B项正确。
CD.在B点左边运动时，甲和乙做速度相同的匀速直线运动，乙比甲多运动的距离为L；在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动；则无论M、m取何值，乙运动的总时间大于甲运动的总时间；故C项错误，D项正确。
9、AC
【解析】
AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有
则
根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；
C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；
D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。
故选AC。
10、CD
【解析】
A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力减小，选项A错误；
B．温度是组成物质的分子平均动能的标志，选项B错误；
C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项C正确；
D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，选项D正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、0.170 托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1mm，游标尺的刻度第14个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为：0.05×14=0.70mm，所以d=1mm+0.70mm=1.70mm=0.170cm；
(2)[2]小车做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动速度位移公式
得
(3)[3]实验时，小车的合外力认为就是托盘和砝码的总重力mg，只有在Mm时，才有
图线才接近直线，一旦不满足Mm，描出的点的横坐标就会向右偏离较多，造成图线向右弯曲，所以图线上部明显偏离直线的原因是托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大。
12、不连接 等于 在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比
【解析】
(2)[1][2] 平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。
(3)[3] 遮光条经过光电门A时的速度表达式
经过光电门B时的速度表达式
所以
(4)[4] 由牛顿第二定律可知，
保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）2m/s（2）0.67m（3）2s
【解析】
（1）对物块C由O→M→N应用动能定理，设C到N点速度大小为得：
解得：
与空盒B右壁相碰，动量守恒：
解得：
（2）C与B碰后可看作一整体，令，则BC整体和小车加速度分别为：；
设经过时间后B与C整体与小车A速度相等，此过程中二者位移分别为、；
假设速度相等后B与C整体与小车A相对静止，C整体与小车A间摩擦力为，则：，；所以两者经时间后相对静止一起匀减速。
解得：
小车长度
（3）速度相等后BC与小车以共同加速度一起匀减速，最终速度为零。
运动时间
电场作用时间
14、（1）
（2）
（3）①当 0
【解析】
（1）当棒AB运动到处时，棒AB的有效切割长度最长，安培力最大，则外力F最大，功率也最大，此时：
F=B1IL=，Pm=Fv
解得：
Pm=；
(2) 棒AB在匀强磁场区域B1的运动过程中，产生的感应电动势为：
E=B1Lvsinx
则感应电动势的有效值为：
E有效=，I有效= t=
可以得到：
Q= Rt=；
(3)当CD棒所受安培力F安=μmg 时，设棒AB所在位置横坐标为x0，对棒CD受力分析可得：
=μmg y=Lsinx0
解得：
x0=，x1=L
则：
t1=，t2=
①当 0
FN=mg
②当
即：
FN=(1+μ)mg-sin
③当≤t<时，则：
FN=mg。
15、 (i)(2)
【解析】
(i)光在透明物体中的光路如图所示，有：
该光在AD面发生全反射的临界角为：，又：，解得：
=，
(ii)光从P点射入至传播到E点的时间为：
又：，解得：
辽宁省大连市普兰店区第二中学2023届高三一诊练习三物理试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示为某质点运动的速度一时间图像（若将段图线以连线为轴翻转，图线形状与段相对于虚线对称），则关于段和图线描述的运动，下列说法正确的是（ ）
A．两段的运动时间相同 B．两段的平均速度相同
C．两段的速度变化量相同 D．两段的平均加速度相同
2、如图所示，在平行有界匀强磁场的正上方有一等边闭合的三角形导体框，磁场的宽度大于三角形的高度，导体框由静止释放，穿过该磁场区城，在下落过程中BC边始终与匀强磁场的边界平行，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．导体框进入磁场过程中感应电流为逆时针方向
B．导体框进、出磁场过程，通过导体框横截面的电荷量大小不相同
C．导体框进入磁场的过程中可能做先加速后匀速的直线运动
D．导体框出磁场的过程中可能做先加速后减速的直线运动
3、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是
A．圆环通过O点的加速度小于g
B．圆环在O点的速度最大
C．圆环在A点的加速度大小为g+
D．圆环在B点的速度为2
4、由于太阳自身巨大的重力挤压，使其核心的压力和温度变得极高，形成了可以发生核聚变反应的环境。太阳内发生核聚变反应主要为：，已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反应释放的核能约为（ ）
A．5 MeV B．6 MeV
C．24 MeV D．32 MeV
5、用传感器观察电容器放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8V、内阻忽略不计。先使开关S与1端相连，稍后掷向2端，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示的电流随时间变化的i—t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中画出的靠近i轴的竖立狭长矩形面积表示电容器所带的总电荷量
B．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为20C
C．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为C
D．电容器的电容约为
6、质量为m的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力F的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度a向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则F的大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（ ）
A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球
B．单摆的摆角从原来的改变为
C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置
D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”
E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长
8、如图所示，水平面上从B点往左都是光滑的，从B点往右都是粗糙的．质量分别为M和m的两个小物块甲和乙（可视为质点），在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动，它们在进入粗糙区域后最后静止．若它们与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，设静止后两物块间的距离为s，甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2，则以下说法中正确的是（ ）
A．若M=m，则s=L B．无论M、m取何值，总是s=0
C．若M=m，则t1=t2 D．无论M、m取何值，总是t1＜t2
9、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（ ）
A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
C．处的位置电场强度不为0
D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个
10、下列说法中正确的是（ ）
A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力可能先减小后增大
B．压强是组成物质的分子平均动能的标志
C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学利用图甲所示的装置设计一个“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验。如图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的长木板，在其表面不同位置固定两个光电门，小车上固定着一挡光片。为了补偿小车受到的阻力，将长木板C端适当垫高，使小车在不受牵引时沿木板匀速运动。用一根细绳一端拴住小车，另一端绕过定滑轮挂一托盘，托盘中有一砝码调节定滑轮的高度，使细绳的拉力方向与长木板的上表面平行，将小车靠近长木板的C端某位置由静止释放，进行实验。刚开始时小车的总质量远大于托盘和砝码的总质量。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图乙所示，其读数为_____cm；
(2)某次实验，小车先后经过光电门1和光电门2时，连接光电门的计时器显示挡光片的挡光时间分别为t1和t2，此过程中托盘未接触地面。已知两个光电门中心之问的间距为L，则小车的加速度表达式a=（______）（结果用字母d、t1、t2、L表示）；
(3)某同学在实验中保持小车总质量不变，增加托盘中砝码的个数，并将托盘和砝码的总重力当做小车所受的合力F，通过多次测量作出a-F图线，如图丙中实线所示。试分析上部明显偏离直线的原因是_____。
12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。
(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。
(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。
(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。
(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________ 。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一个上表面绝缘、质量为mA=1kg的不带电小车A置于光滑的水平面上，其左端放置一质量为、带电量为的空盒B，左端开口。小车上表面与水平桌面相平，桌面上水平放置着一轻质弹簧，弹簧左端固定，质量为的不带电绝缘小物块C置于桌面上O点并与弹簧的右端接触，此时弹簧处于原长，现用水平向左的推力将C缓慢推至M点（弹簧仍在弹性限度内）时，推力做的功为，撤去推力后，C沿桌面滑到小车上的空盒B内并与其右壁相碰，碰撞时间极短且碰后C与B粘在一起。在桌面右方区域有一方向向左的水平匀强电场，电场强度大小为，电场作用一段时间后突然消失，小车正好停止，货物刚好到达小车的最右端。已知物块C与桌面间动摩擦因数，空盒B与小车间的动摩擦因数，间距，点离桌子边沿点距离，物块、空盒体积大小不计，取。求：
（1）物块C与空盒B碰后瞬间的速度；
（2）小车的长度L；
（3）电场作用的时间。
14．（16分）如图所示，两平行长直金属导轨不计电阻水平放置，间距为L，有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上。其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力，棒CD与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁场区域的边界满足曲线方程：，单位为。CD棒处在竖直向上的匀强磁场中。现从时刻开始，使棒AB在外力F的作用下以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态。
（1）求棒AB在运动过程中，外力F的最大功率；
（2）求棒AB通过磁场区域的过程中，棒CD上产生的焦耳热；
（3）若棒AB在匀强磁场中运动时，重物始终未离开地面,且满足：，求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。
15．（12分）由圆柱体和正方体组成的透明物体的横截面如图所示，O表示圆的圆心，圆的半径OB和正方形BCDO的边长均为a。一光线从P点沿PO方向射入横截面。经过AD面恰好发生全反射，反射后从CD面上与D点距离为的E点射出。光在真空中的传播速度为c。求：
(i)透明物体对该光的折射率；
(ii)该光从P点射入至传播到E点所用的时间。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．根据几何关系可知，两段在时间轴上投影的长度相同，因此两段的运动时间相同，故A正确；
B．由图像下方面积可知，两段位移不等，因此平均速度不同，故B错误；
C．两段的速度变化量大小相等，方向相反，故C错误；
D．由可知，两段的平均加速度大小相等，方向相反，故D错误。
故选A。
2、D
【解析】
A.导体框进入磁场过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，故A错误；
B.导体框进、出磁场过程，磁通量变化相同，由感应电量公式
则通过导体框横截面的电荷量大小相同，故B错误；
C.导体框进入磁场的过程中因为导体框的加速度
其中L有效是变化的，所以导体框的加速度一直在变化，故C错误；
D.导体框出磁场的过程中因为导体框的加速度
其中L有效是变化的，则mg与大小关系不确定，而L有效在变大，所以a可能先变小再反向变大，故D正确。
3、D
【解析】
A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；
B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；
C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长
根据牛顿第二定律，有
解得
故C错误；
D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能
解得
故D正确。
故选D。
4、C
【解析】
由图象可知的比结合能约为1.1MeV，的比结合能约为7.1MeV，由比结合能的定义可知，该反应释放的核能约为
故选C。
5、D
【解析】
A．根据 可知，图像与横轴围成的面积代表电容器所带的总电荷量，故A错误；
BC． 确定每个小方格所对应的电荷量值，纵坐标的每个小格为0.2mA，横坐标的每个小格为0.4s，则每个小格所代表的电荷量数值为
q=0.2×10-3×0.4=8×10-5C
曲线下包含的小正方形的个数为40个，由曲线下方的方格数与q的乘积即得电容器所带的电荷量
Q=40×8×10-5C=3.2×10-3C
故BC错误；
D． 电容器的电容约为
故D正确。
故选D。
6、D
【解析】
如图所示，物块匀加速运动受重力、推力F、滑动摩擦力和支持力。
正交分解后，沿斜面方向
垂直于斜面方向平衡
又有
解以上三式得
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ADE
【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；
B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；
C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；
D．摆球做圆锥摆时周期表达式为
若用
算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；
E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。
故选ADE。
8、BD
【解析】
AB.物体在B点左边运动时，做匀速直线运动，甲和乙的速度相同；物体在B点右边运动时，对物体受力分析，据牛顿第二定律可得：
则在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动，在B点右边两物体经过相同的距离停下，所以无论M、m取何值，总是s=0；故A项错误，B项正确。
CD.在B点左边运动时，甲和乙做速度相同的匀速直线运动，乙比甲多运动的距离为L；在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动；则无论M、m取何值，乙运动的总时间大于甲运动的总时间；故C项错误，D项正确。
9、AC
【解析】
AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有
则
根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；
C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；
D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。
故选AC。
10、CD
【解析】
A．随着分子间距离的增大，分子闻相互作用的斥力减小，选项A错误；
B．温度是组成物质的分子平均动能的标志，选项B错误；
C．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项C正确；
D．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，选项D正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、0.170 托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1mm，游标尺的刻度第14个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为：0.05×14=0.70mm，所以d=1mm+0.70mm=1.70mm=0.170cm；
(2)[2]小车做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动速度位移公式
得
(3)[3]实验时，小车的合外力认为就是托盘和砝码的总重力mg，只有在Mm时，才有
图线才接近直线，一旦不满足Mm，描出的点的横坐标就会向右偏离较多，造成图线向右弯曲，所以图线上部明显偏离直线的原因是托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大。
12、不连接 等于 在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比
【解析】
(2)[1][2] 平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。
(3)[3] 遮光条经过光电门A时的速度表达式
经过光电门B时的速度表达式
所以
(4)[4] 由牛顿第二定律可知，
保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）2m/s（2）0.67m（3）2s
【解析】
（1）对物块C由O→M→N应用动能定理，设C到N点速度大小为得：
解得：
与空盒B右壁相碰，动量守恒：
解得：
（2）C与B碰后可看作一整体，令，则BC整体和小车加速度分别为：；
设经过时间后B与C整体与小车A速度相等，此过程中二者位移分别为、；
假设速度相等后B与C整体与小车A相对静止，C整体与小车A间摩擦力为，则：，；所以两者经时间后相对静止一起匀减速。
解得：
小车长度
（3）速度相等后BC与小车以共同加速度一起匀减速，最终速度为零。
运动时间
电场作用时间
14、（1）
（2）
（3）①当 0
【解析】
（1）当棒AB运动到处时，棒AB的有效切割长度最长，安培力最大，则外力F最大，功率也最大，此时：
F=B1IL=，Pm=Fv
解得：
Pm=；
(2) 棒AB在匀强磁场区域B1的运动过程中，产生的感应电动势为：
E=B1Lvsinx
则感应电动势的有效值为：
E有效=，I有效= t=
可以得到：
Q= Rt=；
(3)当CD棒所受安培力F安=μmg 时，设棒AB所在位置横坐标为x0，对棒CD受力分析可得：
=μmg y=Lsinx0
解得：
x0=，x1=L
则：
t1=，t2=
①当 0
FN=mg
②当
即：
FN=(1+μ)mg-sin
③当≤t<时，则：
FN=mg。
15、 (i)(2)
【解析】
(i)光在透明物体中的光路如图所示，有：
该光在AD面发生全反射的临界角为：，又：，解得：
=，
(ii)光从P点射入至传播到E点的时间为：
又：，解得：
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