卷子答案网-一个不只有答案的网站安徽省六校教育研究会2022-2023学年高三下学期理综物理入学素质测试试卷
一、单选题
1．（2023高三下·安徽开学考）我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是（ ）
A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电磁波
B．爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度解释了光的量子化
C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究证实了原子核内部有质子和中子
D．玻尔把将量子理论的观念引入原子领域，很好地解释了氢原子光谱的分立特征
2．（2023高三下·安徽开学考）杨氏双缝干涉实验最成功的地方就是采用分光法找到了两束相干光源。小明利用如图装置测量光的波长，关于本实验下列说法中不正确的是（ ）
A．为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片
B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距增加
C．改用频率较小的光完成实验，在目镜中观察到的条纹数目减少
D．转动手轮移动分划板，条纹间距不变
3．（2023高三下·安徽开学考）物体b在水平推力F作用下，将物体a压在竖直墙壁上，a、b质量都为m，且此时a、b均处于静止状态。如图所示，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．当推力F增大时沿墙壁对a的摩擦力大小变大
B．a、b分别都受到四个力的作用
C．若木块a、b保持对静止沿墙壁向下匀速运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为
D．当撤去F，木块a、b沿墙壁下滑，此时a不一定只受一个力
二、多选题
4．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态。现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．刚撤去外力F时，
B．弹簧弹力等于F时，
C．两物体A，B的速度最大时，
D．弹簧恢复原长时，A，B恰好分离
5．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，一轻绳系一小球竖直悬挂在O点，现保持绳处于拉直状态，将小球拉至与O等高的A点，由静止自由释放小球。球运动过程中经过C点时，绳与竖直方向的夹角为，以下判断正确的是（ ）
A．小球下摆到最低点的过程中，重力平均功率为0
B．小球运动至C点时，其加速度大小为
C．小球运动至C点时，轻绳对小球的拉力大小
D．若小球经过C点时重力功率最大，则
6．（2023高三下·安徽开学考）最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t（图中实线）与（图中虚线）两个时刻x轴上区间内的波形图如图所示，关于该地震波，以下判断一定正确的是（ ）
A．质点振动的周期
B．最小波速
C．t时刻位于的质点沿y轴正向振动
D．从t时刻开始计时，处的质点比处的质点先回到平衡位置
7．（2023高三下·安徽开学考）自“天空立法者”开普勒发现了开普勒三大定律后，人们对宇宙的探索从未停止。如图所示为行星P的运行轨道，F为焦点（太阳），a、b、分别为半长轴，半短轴和焦距，O为椭圆中心。根据万有引力定律，行星和太阳间的引力势能为，其中G为引力常量，M为太阳的质量，m为行星的质量，r为太阳到行星的距离。行星P在A、B两点的瞬时速度为和，下列说法正确的是（ ）
A．
B．P在椭圆轨道的机械能为
C．P在椭圆轨道的机械能为
D．行星P绕F运动的周期
8．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，一“日”字形矩形闭合导线框，其中，、、段电阻均为，、段电阻均为，、段电阻均为零，匀强磁场B的方向与框面垂直朝内，大小为，磁场的边界与平行，如图中虚直线所示。现取图中向右的方向为正、将线框以的速度匀速地拉出磁场区域，下列说法正确的是（ ）
A．离开磁场后，离开磁场前，两端的电势差为
B．离开磁场后，离开磁场前，流过的电流大小为
C．离开磁场后，离开磁场前，流过的电流大小为
D．整个矩形导线框在拉出磁场的过程中产生的焦耳热为
三、实验题
9．（2023高三下·安徽开学考）为了验证机械能守恒定律，宇航员在环绕地球运行的航天器中设计了如图（甲）所示的实验，将一直尺沿竖直方向固定在铁架台上，在刻度尺上方一定高度处固定一光电门，一弹射装置能沿竖直向上的方向发射小球。实验时，先用游标卡尺测量出小球的直径d，然后用小球将弹簧压缩x，静止释放后测量出小球通过光电门时的遮光时间t，多次改变弹簧的压缩量，重复上述操作；已知小球的质量为m，弹簧的弹性势能为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。
（1）小球的直径如图（乙）中的游标卡尺的示数，则该小球的直径为 mm；
（2）为了更加直观地进行实验的验证，该宇航员利用以上实验数据描绘了图像，其中纵轴用表示，横轴用表示 （填“”“”“t”或“”），如果该过程中系统的机械能守恒，则该图像的斜率为 （用题中所给物理量符号表示）。
10．（2023高三下·安徽开学考）（某实验小组用下列器材设计欧姆表电路，使欧姆表具有“””、“”两种倍率。现有一块小量程电流表G（表头），满偏电流为，内阻未知，可供选择的器材有：
A．滑动变阻器，最大阻值；
B．滑动变阻器，最大阻值
C．电阻箱R，最大阻值；
D．电源，电动势
E.电源，电动势；
F.开关和；双掷开关；
电阻丝及导线若干。
（1）实验小组的同学先采用图（甲）所示电路测量了表头的内阻，操作步骤如下：闭合开关，调滑动变阻器使电流表指针指向满偏：保持滑动变阻器阻值不变，闭合开关，调电阻箱R，使电流表指针指向满偏电流的一半：读出电阻箱的阻值R，记为电流表的内阻。为提高测量精确度，选用 ，电源选用 （填写器材前字母代号）。
（2）选择合适器材，按图（乙）连接好的欧姆表电路，就改装成了具有两种倍率（如“”、“”）的欧姆表。当开关拨到b时，欧姆表的倍率是 （选填“”、“”），若，则 。
（3）若欧姆表的刻度值是按电动势为刻度的，当电池的电动势下降到时，欧姆表仍可调零。若重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻的真实值为 。
四、解答题
11．（2023高三下·安徽开学考）某同学拥有一辆闲置很久的电动自行车，轮胎内空气压强与外界压强一致，现在他用电动打气筒给电动自行车打气，如图。已知大气压强，电动自行车内胎的容积为，环境温度为，打气过程中由于压缩气体做功和摩擦生热，将空气打入轮胎后，其内部温度升高到。
（1）不计车胎因膨胀而增大的体积，则此时车胎内空气压强为多少；
（2）电动自行车轮胎气压在室温情况下标准压强为，如果某次打气恢复常温后胎压为，需要放出一部分气体，使车胎内气压在室温情况下达到标准压强，试求放出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值。（不计放气时轮胎内气体温度变化）
12．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，光滑的水平面上有一质量为的物块，在和的作用下，以的初速度向左做匀速直线运动，拉力大小为，与水平方向之间的夹角，当物块运动至A点时，仅将大小改变为，运动后，将反向，再运动后，运动至B点（图中未画出）。g取，试求：
（1） 的大小；
（2）物块运动至B点时的速度大小；
（3）若两点距离为，的大小。
13．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，平面直角坐标系中，存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。现有的质量为m，电荷量为g的正电粒子a，从y轴上的P点以一定初速度垂直y轴射入电场，且以方向与x轴正向成且大小为的速度v经Q点进入磁场。已知粒子比荷为，，，不计粒子重力，求：（计算结果保留两位有效数字）
（1）粒子a在P点的初速度及匀强电场场强E的大小；
（2）若粒子a刚好能通过N点，N点坐标是，求粒子a从P点运动到N点的时间；
（3）若以相同的动能从P点沿x轴正向发射另一带正电粒子b，，，求粒子b第一次离开磁场时的位置到原点O的距离。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，A不符合题意；
B．爱因斯坦的光电效应方程，从能量的角度上解释光的量子化，B不符合题意；
C．卢瑟福通过 粒子散射实验确定原子的中间存在原子核，C不符合题意；
D．玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子轨道是量子化的，很好地解释了氢原子光谱的分立特征，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汤姆孙对阴极射线的研究证实了阴极射线本质是电子流；爱因斯坦的光电效应方程从能量的角度解释了光的量子化；卢瑟福通过散射实验确定了原子中间存在原子核。
2．【答案】B
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】A．为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片，A正确，不符合题意；
B．条纹间距公式 ，其中 是条纹间距，l是双缝到屏的距离，d是双缝间的距离， 是单色光的波长，所以将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距不变，B错误，符合题意；
C．条纹间距公式 ，波长和频率的关系满足 ，所以换用频率较小的光，其光的波长变大，条纹间距变大，即条纹数目减少，C正确，不符合题意；
D．转动手轮移动分划板，条纹间距不变，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用波长与干涉条纹间距的表达式可以判别干涉条纹间距的变化；利用手轮移动分划板时条纹间距不变。
3．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．依题意，对a、b两物体进行受力分析，竖直方向受力平衡，即墙壁对a的摩擦力与两物体的重力大小相等，方向相反。所以当推力F增大时沿墙壁对a的摩擦力大小不变，A不符合题意；
B．a物体受5个力作用，分别是重力、墙壁的弹力、b物体的压力、墙壁的摩擦力和b物体的摩擦力，b物体受4个力作用，分别是重力、a物体的弹力、a物体的摩擦力和外力F，B不符合题意；
C．若木块a、b保持对静止沿墙壁向下匀速运动， 整体受力平衡，竖直方向有墙壁对a的摩擦力与两物体的重力大小相等即 ，C符合题意；
D．当撤去F，木块a、b沿墙壁下滑，此时a只受自身重力作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用整体的平衡方程可以判别墙壁对a的摩擦力大小变化；利用平衡条件可以判别a和b的受力个数；当撤去F时，a和b只受重力作用。
4．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A．在突然撤去F的瞬间，A、B整体的合力向上，大小为F，根据牛顿第二定律，有F=2ma，解得 ，对物体A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有FN-mg=ma，联立解得 ，A不符合题意；
B．弹簧弹力等于F时，根据牛顿第二定律得，对整体有F-2mg=2ma，对A有FN-mg=ma，联立解得 ，B符合题意；
C．当物体的合力为零时，速度最大，对A由平衡条件得FN=mg，C符合题意；
D．当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有2mg=2ma，对A有mg-FN=ma，联立解得FN=0，所以A、B恰好分离，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】突然撤去F时，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合A的牛顿第二定律可以求出AB之间作用力的大小；当物体速度最大时，合力等于0，利用平衡条件可以求出AB作用力的大小；利用牛顿第二定律可以判别AB分离时弹簧弹力的大小。
5．【答案】C,D
【知识点】牛顿第二定律；功率及其计算
【解析】【解答】A．下落的过程中，重力做功不等于0，根据 ，可知重力的平均功率不为0，A不符合题意；
B．小球运动至C点时，对小球分析可知，其切向有 ，解得切向加速度大小为 ，小球做圆周运动，沿半径方向还具有向心加速度，因此小球运动至C点时，其加速度大小必定大于 ，B不符合题意；
C．设绳长为l，根据机械能守恒 ， ，解得 ，C符合题意；
D．重力功率最大时，小球在竖直方向的分速度应该达到最大值，可知此时竖直方向合力为0，因此 ，解得 ，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用重力做功及作用时间可以求出重力平均功率的大小；利用力的分解结合牛顿第二定律可以求出小球加速度的大小；利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出绳子对小球拉力大小；当竖直方向的加速度为0时，利用竖直方向的平衡方程可以求出角度余弦值的大小。
6．【答案】B,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．根据题意有 ，所以 ，当n=0时，T=0.8s，A符合题意；
B．由题图知，该地震波的波长为 ，根据波速与波长的关系可得，当周期取最大时，有最小波速，为 ，B符合题意；
C．根据“同侧法”可知，沿x轴正方向传播的波在t时刻位于 的质点y轴负向振动，C不符合题意；
D．地震横波沿x轴正方向传播，从t时刻开始计时， 处的质点向上振动， 处的质点位移波峰，故 处的质点位移波峰比 处的质点先回到平衡位置，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】已知波形图对应的传播时间，利用传播的时间可以求出周期的表达式，结合周期的表达式可以求出周期的大小，利用周期和波长可以求出最小波速的大小；利用波传播的方向可以判别质点振动的方向；利用波的传播方向可以判别质点回到平衡位置的顺序。
7．【答案】A,B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A．如图所示，以v表示行星的速度，当行星经过近日点A和远日点B时，v和r垂直，则面积速度，即单位时间通过扫过的面积 ，解得 ，A符合题意。
BC．行星运动的总机械能E等于动能与引力势能之和。经过近日点和远日点时有 ， ，根据机械能守恒有 ，因此有 ，结合上述可解出 ， ，则解得机械能为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．根据椭圆规律有 ，结合上述解出的 ，可求得面积速度为 ，椭圆的面积为 ，因此周期为 ，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】利用单位时间扫过的面积相等可以求出线速度的大小关系；利用机械能守恒定律可以求出机械能的大小；利用面积速度的表达式结合椭圆面积可以求出周期的表达式。
8．【答案】B,C,D
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】A．当 离开磁场后，在 离开磁场前， 与 切割磁感线，产生电动势，两电源部分并联，对整个电路供电，等效电路图如图
有 ，A不符合题意；
B． 离开磁场后， 离开磁场前， 与 切割磁感线，产生电动势，两电源部分并联，对整个电路供电，外电路部分为fedc，等效电路图如图
则电路的总电阻 ，流过 的电流大小为 ，B符合题意；
C． 离开磁场后， 离开磁场前， 切割磁感线，产生电动势，对外电路供电，外电路并联，等效电路图如图
则电路的总电阻 ，而 ，总电流为 ，因此流过 的电流大小为 ，C符合题意；
D．当 离开磁场后，在 离开磁场前 ，当 离开磁场后外电路部分为 与 段并联。 。整个矩形导线框在拉出磁场的过程中产生的焦耳热为 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】利用动生电动势可以求出电动势的大小，结合回路中的等效电阻可以求出电流的大小，结合热功率的表达式可以求出产生的焦耳热的大小。
9．【答案】（1）3.2
（2）；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）由游标卡尺的读数可知，该小球的直径为
（2）在利用图像法处理实验数据时，为了更直观，应使得图线为一条倾斜直线，根据 ，可得 ，则横轴用 表示；如果该系统的机械能守恒，根据上述可知图像的斜率为
【分析】（1）利用游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用能量守恒定律可以判别横轴对应的物理量；利用机械能守恒定律可以求出斜率的表达式。
10．【答案】（1）A；E
（2）；90
（3）240
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）该电路采用半偏法测电阻，实验中认为电路中的干路电流始终不变，在测量表头电阻时，为了减小闭合 时对电路总电阻的影响，则有 ，即滑动变阻器接入电路的阻值越大越好，由于表头满偏电流固定，因此电源电动势越大越好。故 选用A，电源选用E。
（2）对于改装后的电流表，接a时量程为 ，接b时量程为 ，可知，接a时的量程大于接b时的量程，根据欧姆表的工作原理，欧姆表的内阻，即中值电阻为 ，根据上述可知，接a时的中值电阻小于接b时的中值电阻，可判断接b时为大倍率，所以当开关 拨到b时，欧姆表的倍率是 ，当开关 拨到a时，欧姆表的倍率是 ；由于中值电阻等于表盘正中间刻线与倍率的乘积，则 接a和b时有 ，即有 ，解得
（3）根据欧姆表刻度值原理可知 ，解得 ，可知 ，由于欧姆表的刻度值是按电动势为 刻度的，此刻度测得某待测电阻阻值为 ，而真实电阻对应电动势为1.2V，则有 ，解得
【分析】（1）由于电流表内阻小，为了减小对干路电流的影响则滑动变阻器应该选择大电阻，为了使电表满偏则电动势越大越好；
（2）利用电表的改装可以判别接a和b时电流表的量程，结合欧姆定律可以求出中值电阻的大小，进而判别欧姆表的挡位；利用中值电阻及欧姆定律可以求出R2的大小；
（3）利用欧美定律可以求出电阻和电动势的表达式，结合电动势的大小可以求出电阻的真实值大小。
11．【答案】（1）解：初状态
末状态
将打入的气体和轮胎内原来的气体作为一个整体，根据理想气体状态方程有
解得
（2）解：根据玻意耳定律
解得
放出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）已知气体初末状态的温度，利用理想气体的状态方程可以求出车胎内空气的压强；
（2）当轮胎放气的过程中，利用等温变化的状态方程可以求出放出气体质量与剩余气体质量的比值。
12．【答案】（1）解：物体匀速运动时有
解得
（2）解：取向左为正方向，根据动量定理可知 ，
解得
故物块运动至B点时的速度大小为 。
（3）解：由于B点可能在A点左侧，也可能在A点右侧，故
根据运动学方程， 时间内 ，
时间内 ，
总位移为
解得，B点在A点左侧时
B点在A点右侧时
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）物块做匀速直线运动，利用平衡方程可以求出F2的大小；
（2）物块做变速运动时，利用动能定理可以求出运动到B点速度的大小；
（3）当物块做匀变速运动时，利用牛顿第二定律可以求出两段时间的位移大小，进而求出对应F3的大小。
13．【答案】（1）解：假设粒子a到达Q时y轴负向分速度大小为 ，则有
解得
则粒子a在P点的初速度 为 ，
由于
解得
（2）解：当粒子a进入磁场时，洛伦兹力提供向心力
解得
当粒子a再次回到x轴时，沿x轴负向偏移量为
因此，当粒子a回到 的高度时，沿x轴正向位移为
故粒子再过一次周期性运动，经过N点，作出轨迹如图所示
则有
（3）解：粒子b的动能与a相同，质量为a的4倍，因此初速度
粒子b第一次进入磁场时，位置坐标
粒子b进入磁场时的半径
当粒子b再次回到x轴时，沿x轴负向偏移量为
因此粒子b第一次离开磁场时的位置到原点O的距离
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）已知粒子在电场中做类平抛运动，利用位移的方向可以求出速度的方向，利用速度的分解结合速度位移公式可以求出电场强度的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出x轴运动的位移，结合位移公式可以求出运动的时间；
（3）已知粒子动能的大小，利用动能的表达式可以求出粒子b初速度的大小，结合粒子b运动的轨迹半径可以求出粒子b离开磁场时位置距离原点O的距离。
安徽省六校教育研究会2022-2023学年高三下学期理综物理入学素质测试试卷
一、单选题
1．（2023高三下·安徽开学考）我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是（ ）
A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电磁波
B．爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度解释了光的量子化
C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究证实了原子核内部有质子和中子
D．玻尔把将量子理论的观念引入原子领域，很好地解释了氢原子光谱的分立特征
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，A不符合题意；
B．爱因斯坦的光电效应方程，从能量的角度上解释光的量子化，B不符合题意；
C．卢瑟福通过 粒子散射实验确定原子的中间存在原子核，C不符合题意；
D．玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子轨道是量子化的，很好地解释了氢原子光谱的分立特征，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汤姆孙对阴极射线的研究证实了阴极射线本质是电子流；爱因斯坦的光电效应方程从能量的角度解释了光的量子化；卢瑟福通过散射实验确定了原子中间存在原子核。
2．（2023高三下·安徽开学考）杨氏双缝干涉实验最成功的地方就是采用分光法找到了两束相干光源。小明利用如图装置测量光的波长，关于本实验下列说法中不正确的是（ ）
A．为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片
B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距增加
C．改用频率较小的光完成实验，在目镜中观察到的条纹数目减少
D．转动手轮移动分划板，条纹间距不变
【答案】B
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】A．为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片，A正确，不符合题意；
B．条纹间距公式 ，其中 是条纹间距，l是双缝到屏的距离，d是双缝间的距离， 是单色光的波长，所以将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距不变，B错误，符合题意；
C．条纹间距公式 ，波长和频率的关系满足 ，所以换用频率较小的光，其光的波长变大，条纹间距变大，即条纹数目减少，C正确，不符合题意；
D．转动手轮移动分划板，条纹间距不变，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用波长与干涉条纹间距的表达式可以判别干涉条纹间距的变化；利用手轮移动分划板时条纹间距不变。
3．（2023高三下·安徽开学考）物体b在水平推力F作用下，将物体a压在竖直墙壁上，a、b质量都为m，且此时a、b均处于静止状态。如图所示，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．当推力F增大时沿墙壁对a的摩擦力大小变大
B．a、b分别都受到四个力的作用
C．若木块a、b保持对静止沿墙壁向下匀速运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为
D．当撤去F，木块a、b沿墙壁下滑，此时a不一定只受一个力
【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．依题意，对a、b两物体进行受力分析，竖直方向受力平衡，即墙壁对a的摩擦力与两物体的重力大小相等，方向相反。所以当推力F增大时沿墙壁对a的摩擦力大小不变，A不符合题意；
B．a物体受5个力作用，分别是重力、墙壁的弹力、b物体的压力、墙壁的摩擦力和b物体的摩擦力，b物体受4个力作用，分别是重力、a物体的弹力、a物体的摩擦力和外力F，B不符合题意；
C．若木块a、b保持对静止沿墙壁向下匀速运动， 整体受力平衡，竖直方向有墙壁对a的摩擦力与两物体的重力大小相等即 ，C符合题意；
D．当撤去F，木块a、b沿墙壁下滑，此时a只受自身重力作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用整体的平衡方程可以判别墙壁对a的摩擦力大小变化；利用平衡条件可以判别a和b的受力个数；当撤去F时，a和b只受重力作用。
二、多选题
4．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态。现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．刚撤去外力F时，
B．弹簧弹力等于F时，
C．两物体A，B的速度最大时，
D．弹簧恢复原长时，A，B恰好分离
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A．在突然撤去F的瞬间，A、B整体的合力向上，大小为F，根据牛顿第二定律，有F=2ma，解得 ，对物体A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有FN-mg=ma，联立解得 ，A不符合题意；
B．弹簧弹力等于F时，根据牛顿第二定律得，对整体有F-2mg=2ma，对A有FN-mg=ma，联立解得 ，B符合题意；
C．当物体的合力为零时，速度最大，对A由平衡条件得FN=mg，C符合题意；
D．当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有2mg=2ma，对A有mg-FN=ma，联立解得FN=0，所以A、B恰好分离，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】突然撤去F时，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合A的牛顿第二定律可以求出AB之间作用力的大小；当物体速度最大时，合力等于0，利用平衡条件可以求出AB作用力的大小；利用牛顿第二定律可以判别AB分离时弹簧弹力的大小。
5．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，一轻绳系一小球竖直悬挂在O点，现保持绳处于拉直状态，将小球拉至与O等高的A点，由静止自由释放小球。球运动过程中经过C点时，绳与竖直方向的夹角为，以下判断正确的是（ ）
A．小球下摆到最低点的过程中，重力平均功率为0
B．小球运动至C点时，其加速度大小为
C．小球运动至C点时，轻绳对小球的拉力大小
D．若小球经过C点时重力功率最大，则
【答案】C,D
【知识点】牛顿第二定律；功率及其计算
【解析】【解答】A．下落的过程中，重力做功不等于0，根据 ，可知重力的平均功率不为0，A不符合题意；
B．小球运动至C点时，对小球分析可知，其切向有 ，解得切向加速度大小为 ，小球做圆周运动，沿半径方向还具有向心加速度，因此小球运动至C点时，其加速度大小必定大于 ，B不符合题意；
C．设绳长为l，根据机械能守恒 ， ，解得 ，C符合题意；
D．重力功率最大时，小球在竖直方向的分速度应该达到最大值，可知此时竖直方向合力为0，因此 ，解得 ，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用重力做功及作用时间可以求出重力平均功率的大小；利用力的分解结合牛顿第二定律可以求出小球加速度的大小；利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出绳子对小球拉力大小；当竖直方向的加速度为0时，利用竖直方向的平衡方程可以求出角度余弦值的大小。
6．（2023高三下·安徽开学考）最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t（图中实线）与（图中虚线）两个时刻x轴上区间内的波形图如图所示，关于该地震波，以下判断一定正确的是（ ）
A．质点振动的周期
B．最小波速
C．t时刻位于的质点沿y轴正向振动
D．从t时刻开始计时，处的质点比处的质点先回到平衡位置
【答案】B,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．根据题意有 ，所以 ，当n=0时，T=0.8s，A符合题意；
B．由题图知，该地震波的波长为 ，根据波速与波长的关系可得，当周期取最大时，有最小波速，为 ，B符合题意；
C．根据“同侧法”可知，沿x轴正方向传播的波在t时刻位于 的质点y轴负向振动，C不符合题意；
D．地震横波沿x轴正方向传播，从t时刻开始计时， 处的质点向上振动， 处的质点位移波峰，故 处的质点位移波峰比 处的质点先回到平衡位置，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】已知波形图对应的传播时间，利用传播的时间可以求出周期的表达式，结合周期的表达式可以求出周期的大小，利用周期和波长可以求出最小波速的大小；利用波传播的方向可以判别质点振动的方向；利用波的传播方向可以判别质点回到平衡位置的顺序。
7．（2023高三下·安徽开学考）自“天空立法者”开普勒发现了开普勒三大定律后，人们对宇宙的探索从未停止。如图所示为行星P的运行轨道，F为焦点（太阳），a、b、分别为半长轴，半短轴和焦距，O为椭圆中心。根据万有引力定律，行星和太阳间的引力势能为，其中G为引力常量，M为太阳的质量，m为行星的质量，r为太阳到行星的距离。行星P在A、B两点的瞬时速度为和，下列说法正确的是（ ）
A．
B．P在椭圆轨道的机械能为
C．P在椭圆轨道的机械能为
D．行星P绕F运动的周期
【答案】A,B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A．如图所示，以v表示行星的速度，当行星经过近日点A和远日点B时，v和r垂直，则面积速度，即单位时间通过扫过的面积 ，解得 ，A符合题意。
BC．行星运动的总机械能E等于动能与引力势能之和。经过近日点和远日点时有 ， ，根据机械能守恒有 ，因此有 ，结合上述可解出 ， ，则解得机械能为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．根据椭圆规律有 ，结合上述解出的 ，可求得面积速度为 ，椭圆的面积为 ，因此周期为 ，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】利用单位时间扫过的面积相等可以求出线速度的大小关系；利用机械能守恒定律可以求出机械能的大小；利用面积速度的表达式结合椭圆面积可以求出周期的表达式。
8．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，一“日”字形矩形闭合导线框，其中，、、段电阻均为，、段电阻均为，、段电阻均为零，匀强磁场B的方向与框面垂直朝内，大小为，磁场的边界与平行，如图中虚直线所示。现取图中向右的方向为正、将线框以的速度匀速地拉出磁场区域，下列说法正确的是（ ）
A．离开磁场后，离开磁场前，两端的电势差为
B．离开磁场后，离开磁场前，流过的电流大小为
C．离开磁场后，离开磁场前，流过的电流大小为
D．整个矩形导线框在拉出磁场的过程中产生的焦耳热为
【答案】B,C,D
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】A．当 离开磁场后，在 离开磁场前， 与 切割磁感线，产生电动势，两电源部分并联，对整个电路供电，等效电路图如图
有 ，A不符合题意；
B． 离开磁场后， 离开磁场前， 与 切割磁感线，产生电动势，两电源部分并联，对整个电路供电，外电路部分为fedc，等效电路图如图
则电路的总电阻 ，流过 的电流大小为 ，B符合题意；
C． 离开磁场后， 离开磁场前， 切割磁感线，产生电动势，对外电路供电，外电路并联，等效电路图如图
则电路的总电阻 ，而 ，总电流为 ，因此流过 的电流大小为 ，C符合题意；
D．当 离开磁场后，在 离开磁场前 ，当 离开磁场后外电路部分为 与 段并联。 。整个矩形导线框在拉出磁场的过程中产生的焦耳热为 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】利用动生电动势可以求出电动势的大小，结合回路中的等效电阻可以求出电流的大小，结合热功率的表达式可以求出产生的焦耳热的大小。
三、实验题
9．（2023高三下·安徽开学考）为了验证机械能守恒定律，宇航员在环绕地球运行的航天器中设计了如图（甲）所示的实验，将一直尺沿竖直方向固定在铁架台上，在刻度尺上方一定高度处固定一光电门，一弹射装置能沿竖直向上的方向发射小球。实验时，先用游标卡尺测量出小球的直径d，然后用小球将弹簧压缩x，静止释放后测量出小球通过光电门时的遮光时间t，多次改变弹簧的压缩量，重复上述操作；已知小球的质量为m，弹簧的弹性势能为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。
（1）小球的直径如图（乙）中的游标卡尺的示数，则该小球的直径为 mm；
（2）为了更加直观地进行实验的验证，该宇航员利用以上实验数据描绘了图像，其中纵轴用表示，横轴用表示 （填“”“”“t”或“”），如果该过程中系统的机械能守恒，则该图像的斜率为 （用题中所给物理量符号表示）。
【答案】（1）3.2
（2）；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）由游标卡尺的读数可知，该小球的直径为
（2）在利用图像法处理实验数据时，为了更直观，应使得图线为一条倾斜直线，根据 ，可得 ，则横轴用 表示；如果该系统的机械能守恒，根据上述可知图像的斜率为
【分析】（1）利用游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用能量守恒定律可以判别横轴对应的物理量；利用机械能守恒定律可以求出斜率的表达式。
10．（2023高三下·安徽开学考）（某实验小组用下列器材设计欧姆表电路，使欧姆表具有“””、“”两种倍率。现有一块小量程电流表G（表头），满偏电流为，内阻未知，可供选择的器材有：
A．滑动变阻器，最大阻值；
B．滑动变阻器，最大阻值
C．电阻箱R，最大阻值；
D．电源，电动势
E.电源，电动势；
F.开关和；双掷开关；
电阻丝及导线若干。
（1）实验小组的同学先采用图（甲）所示电路测量了表头的内阻，操作步骤如下：闭合开关，调滑动变阻器使电流表指针指向满偏：保持滑动变阻器阻值不变，闭合开关，调电阻箱R，使电流表指针指向满偏电流的一半：读出电阻箱的阻值R，记为电流表的内阻。为提高测量精确度，选用 ，电源选用 （填写器材前字母代号）。
（2）选择合适器材，按图（乙）连接好的欧姆表电路，就改装成了具有两种倍率（如“”、“”）的欧姆表。当开关拨到b时，欧姆表的倍率是 （选填“”、“”），若，则 。
（3）若欧姆表的刻度值是按电动势为刻度的，当电池的电动势下降到时，欧姆表仍可调零。若重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻的真实值为 。
【答案】（1）A；E
（2）；90
（3）240
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）该电路采用半偏法测电阻，实验中认为电路中的干路电流始终不变，在测量表头电阻时，为了减小闭合 时对电路总电阻的影响，则有 ，即滑动变阻器接入电路的阻值越大越好，由于表头满偏电流固定，因此电源电动势越大越好。故 选用A，电源选用E。
（2）对于改装后的电流表，接a时量程为 ，接b时量程为 ，可知，接a时的量程大于接b时的量程，根据欧姆表的工作原理，欧姆表的内阻，即中值电阻为 ，根据上述可知，接a时的中值电阻小于接b时的中值电阻，可判断接b时为大倍率，所以当开关 拨到b时，欧姆表的倍率是 ，当开关 拨到a时，欧姆表的倍率是 ；由于中值电阻等于表盘正中间刻线与倍率的乘积，则 接a和b时有 ，即有 ，解得
（3）根据欧姆表刻度值原理可知 ，解得 ，可知 ，由于欧姆表的刻度值是按电动势为 刻度的，此刻度测得某待测电阻阻值为 ，而真实电阻对应电动势为1.2V，则有 ，解得
【分析】（1）由于电流表内阻小，为了减小对干路电流的影响则滑动变阻器应该选择大电阻，为了使电表满偏则电动势越大越好；
（2）利用电表的改装可以判别接a和b时电流表的量程，结合欧姆定律可以求出中值电阻的大小，进而判别欧姆表的挡位；利用中值电阻及欧姆定律可以求出R2的大小；
（3）利用欧美定律可以求出电阻和电动势的表达式，结合电动势的大小可以求出电阻的真实值大小。
四、解答题
11．（2023高三下·安徽开学考）某同学拥有一辆闲置很久的电动自行车，轮胎内空气压强与外界压强一致，现在他用电动打气筒给电动自行车打气，如图。已知大气压强，电动自行车内胎的容积为，环境温度为，打气过程中由于压缩气体做功和摩擦生热，将空气打入轮胎后，其内部温度升高到。
（1）不计车胎因膨胀而增大的体积，则此时车胎内空气压强为多少；
（2）电动自行车轮胎气压在室温情况下标准压强为，如果某次打气恢复常温后胎压为，需要放出一部分气体，使车胎内气压在室温情况下达到标准压强，试求放出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值。（不计放气时轮胎内气体温度变化）
【答案】（1）解：初状态
末状态
将打入的气体和轮胎内原来的气体作为一个整体，根据理想气体状态方程有
解得
（2）解：根据玻意耳定律
解得
放出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）已知气体初末状态的温度，利用理想气体的状态方程可以求出车胎内空气的压强；
（2）当轮胎放气的过程中，利用等温变化的状态方程可以求出放出气体质量与剩余气体质量的比值。
12．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，光滑的水平面上有一质量为的物块，在和的作用下，以的初速度向左做匀速直线运动，拉力大小为，与水平方向之间的夹角，当物块运动至A点时，仅将大小改变为，运动后，将反向，再运动后，运动至B点（图中未画出）。g取，试求：
（1） 的大小；
（2）物块运动至B点时的速度大小；
（3）若两点距离为，的大小。
【答案】（1）解：物体匀速运动时有
解得
（2）解：取向左为正方向，根据动量定理可知 ，
解得
故物块运动至B点时的速度大小为 。
（3）解：由于B点可能在A点左侧，也可能在A点右侧，故
根据运动学方程， 时间内 ，
时间内 ，
总位移为
解得，B点在A点左侧时
B点在A点右侧时
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）物块做匀速直线运动，利用平衡方程可以求出F2的大小；
（2）物块做变速运动时，利用动能定理可以求出运动到B点速度的大小；
（3）当物块做匀变速运动时，利用牛顿第二定律可以求出两段时间的位移大小，进而求出对应F3的大小。
13．（2023高三下·安徽开学考）如图所示，平面直角坐标系中，存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。现有的质量为m，电荷量为g的正电粒子a，从y轴上的P点以一定初速度垂直y轴射入电场，且以方向与x轴正向成且大小为的速度v经Q点进入磁场。已知粒子比荷为，，，不计粒子重力，求：（计算结果保留两位有效数字）
（1）粒子a在P点的初速度及匀强电场场强E的大小；
（2）若粒子a刚好能通过N点，N点坐标是，求粒子a从P点运动到N点的时间；
（3）若以相同的动能从P点沿x轴正向发射另一带正电粒子b，，，求粒子b第一次离开磁场时的位置到原点O的距离。
【答案】（1）解：假设粒子a到达Q时y轴负向分速度大小为 ，则有
解得
则粒子a在P点的初速度 为 ，
由于
解得
（2）解：当粒子a进入磁场时，洛伦兹力提供向心力
解得
当粒子a再次回到x轴时，沿x轴负向偏移量为
因此，当粒子a回到 的高度时，沿x轴正向位移为
故粒子再过一次周期性运动，经过N点，作出轨迹如图所示
则有
（3）解：粒子b的动能与a相同，质量为a的4倍，因此初速度
粒子b第一次进入磁场时，位置坐标
粒子b进入磁场时的半径
当粒子b再次回到x轴时，沿x轴负向偏移量为
因此粒子b第一次离开磁场时的位置到原点O的距离
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）已知粒子在电场中做类平抛运动，利用位移的方向可以求出速度的方向，利用速度的分解结合速度位移公式可以求出电场强度的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出x轴运动的位移，结合位移公式可以求出运动的时间；
（3）已知粒子动能的大小，利用动能的表达式可以求出粒子b初速度的大小，结合粒子b运动的轨迹半径可以求出粒子b离开磁场时位置距离原点O的距离。
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