广西桂林中学2022届高三物理上学期12月月考试卷含解析

2022-2022学年广西桂林中学高三（上）月考物理试卷（12月份）　一.选择题：本题共8小题物理选择题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．（2022•邢台四模）关于运动和力的关系，下列说法正确的是（　　）A．物体在恒力作用下不可能做直线运动B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动C．物体在恒力作用下不可能做圆周运动D．物体在恒力作用下不可能做平抛运动　2．（2022秋•甘州区校级期末）A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是下图中的（　　）A．B．C．D．　3．（2022•齐齐哈尔二模）如图所示，A、B两物体的质量分别是mA和mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦不计．如果绳的一端由P点缓慢向左运动到Q点，整个系统始终处于平衡状态，关于绳子拉力大小F和两滑轮间绳子与水平方向的夹角α的变化，以下说法中正确的是（　　）A．F变小，a变小B．F变大，a变小C．F不变，a不变D．F不变，a变大　4．（2022•高台县校级模拟）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是（　　）A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合　-22-\n5．（2022•许昌一模）矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示．磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（　　）A．从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C．从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD．从0到t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大　6．（2022•天门模拟）A、B两质点在同一直线上运动，t=0时刻，两质点从同一地点运动的x﹣t图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．A质点以20m/s的速度匀速运动B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动C．经过4s，B质点的位移大于A质点的位移D．在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在0～4s内某一时刻达到最大　7．（2022秋•桂林校级月考）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是（　　）A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将不变C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将不变　-22-\n8．（2022•南通模拟）如图所示，可视为质点的物块A放在物体B上，A、B之间有摩擦，水平地面光滑．现将物块A从物体B的顶端由静止释放，在滑到物体B的底端前，下列说法正确的是（　　）A．若物体B固定，则物块A减少的重力势能等于它的动能和系统增加的内能之和B．若物体B不固定，则物块A减少的机械能等于物体B增加的机械能C．在物体B固定与不固定的两种情况下，系统重力势能的减少量相等D．在物体B固定与不固定的两种情况下，摩擦产生的热量不等　　三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题-第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题-第19题为选考题，考生根据要求选择作答．（一）必考题9．（2022•福建）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为　　　　　　cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是　　　　　　；（填选项前的字母）A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线．图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是　　　　　　．　10．（2022秋•桂林校级月考）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx．已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1（量程0～30mA）；电流表A2（量程0～100mA）；电压表V（量程0～6V）；滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；开关S一个，导线若干条．-22-\n某同学的实验过程如下：Ⅰ．设计如图1所示的电路图，正确连接电路．Ⅱ．将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线．Ⅲ．断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U﹣I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）．回答下列问题：①电流表应选用　　　　　　，滑动变阻器应选用　　　　　　；②图4的图线，得电源内阻r=　　　　　　Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=　　　　　　，代入数值可得Rx．　11．（2022•江苏）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片的区域MN=L，且OM=L．某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子，在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到．（1）求原本打在MN中点P的离子质量m；（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；（3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数．（取lg2=0.301，lg3=0.477，lg5=0.699）　-22-\n12．（2022春•咸宁期末）某星球半径为R=6×106m，假设该星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面，一质量为m=1kg的小物块在力，作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行，如图甲所示．已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=，力F随位移x变化的规律如图乙所示（取沿斜面向上的方向为正向），如果小物块运动12m时速度恰好为零，已知万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2．试求：（计算结果保留一位有效数字）（1）该星球表面上的重力加速度g的大小；（2）该星球的平均密度．　　选考题：共15分[物理3-3]13．（2022•南阳校级三模）下列说法正确的是（　　）A．当一定量气体吸热时，其内能可能减小B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关　14．（2022•湖南模拟）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．　　-22-\n[物理3-4]（15分）15．（2022•海南）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s．下列说法正确的是（　　）A．波速为4m/sB．波的频率为1.25HzC．x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于波谷D．x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷　16．（2022•山东）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°．一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB．（1）求介质的折射率．（2）折射光线中恰好射到M点的光线　　　　　　（填“能”或“不能”）发生全反射．　　[物理3-5]17．（2022•泰州三模）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是（　　）A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性　18．（2022•龙凤区校级一模）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出　　　　　　种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应，则该金属的逸出功应小于　　　　　　eV．　19．（2022•盐城模拟）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是12H+13H→24He+01n．若12H和13H迎面碰撞，初速度大小分别为υ1、υ2，12H、13H、24He、01n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后24He的速度大小为υ3，方向与12-22-\nH的运动方向相同，求中子01n的速度（选取m1的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．　　-22-\n2022-2022学年广西桂林中学高三（上）月考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析　一.选择题：本题共8小题物理选择题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．（6分）（2022•邢台四模）关于运动和力的关系，下列说法正确的是（　　）A．物体在恒力作用下不可能做直线运动B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动C．物体在恒力作用下不可能做圆周运动D．物体在恒力作用下不可能做平抛运动【考点】物体做曲线运动的条件；平抛运动．【专题】物体做曲线运动条件专题．【分析】解答此题首先要明确力与运动之间的一些基本关系的描述：力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，如果一个物体的运动状态发生了改变，那它一定是受到了力的作用．受平衡力作用的物体，可能静止也可能做匀速直线运动．【解答】解：A、物体在恒力作用下可能做直线运动自由落体运动，也可能做曲线运动，比如平抛运动，故ABD错误；C、圆周运动是曲线运动，是变速运动存在加速度，由于速度方向时刻变化，则加速度方向也时刻变化，所以物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故C正确；故选C．【点评】本题主要考查了力与运动的关系，时刻牢记力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，便可对大多数的现象进行分析和判断．同时也要注意，当一个物体的运动状态发生了改变时，说明它一定受到了力的作用．　2．（6分）（2022秋•甘州区校级期末）A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是下图中的（　　）A．B．C．D．【考点】电场线．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）速度﹣﹣时间图象中，图象的斜率表示加速度；（2）电场线分布密集的地方电场强度大，分布稀疏的地方，电场强度小；（3）负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反；-22-\n（4）对只受电场力作用的带电微粒，电场力越大，加速度越大，也就是电场强度越大，加速度越大．根据这几个知识进行分析．【解答】解：由v﹣t图象可知，微粒的速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，由F=qE知，场强增大，电场线越来越密．电场力方向与其运动方向相反，电场力向左，所以电场线方向向右．故A正确，BCD错误．故选：A．【点评】本题考查了速度﹣﹣时间图象的应用和电场线的相关知识，要明确斜率的含义，要能根据图象判断物体的运动情况，进而分析受力情况．能根据电场线的分布判断电场强度的大小．　3．（6分）（2022•齐齐哈尔二模）如图所示，A、B两物体的质量分别是mA和mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦不计．如果绳的一端由P点缓慢向左运动到Q点，整个系统始终处于平衡状态，关于绳子拉力大小F和两滑轮间绳子与水平方向的夹角α的变化，以下说法中正确的是（　　）A．F变小，a变小B．F变大，a变小C．F不变，a不变D．F不变，a变大【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】根据滑轮不省力的特点可知，整个系统重新平衡后，滑轮两侧的绳子F的合力等于物体B的重力不变，B物体对滑轮的拉力也不变．根据平衡条件分析两滑轮间绳子的夹角，再研究角度α的变化情况．【解答】解：原来整个系统处于静止状态，绳的拉力等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力等于A物体的重力．将绳一端由P点缓慢地向左移到Q点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F仍等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力仍等于A物体的重力，都没有变化，即滑轮所受的三个拉力（大小和方向）都不变，则根据平衡条件可知，两绳之间的夹角也没有变化，则α角不变．故选：C．【点评】本题关键抓住平衡后滑轮所受的三个拉力大小都不变．对于动滑轮，平衡时两侧绳子的拉力关于竖直方向具有对称性．　4．（6分）（2022•高台县校级模拟）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是（　　）A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】人造卫星问题．【分析】根据开普勒定律求解．了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．-22-\n物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量．【解答】解：A、分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，可能具有相同的周期，故A错误；B、沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道对称的不同位置具有相同的速率，故B正确；C、根据万有引力提供向心力，列出等式：=m（R+h），其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．故C错误；D、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动，所以同步卫星不可能经过北京上空，故D错误；故选：B．【点评】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．　5．（6分）（2022•许昌一模）矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示．磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（　　）A．从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C．从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD．从0到t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律．【分析】由右图可知B的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况；由F=BIL可知安培力的变化情况．【解答】解：A、由图可知，0﹣t2内，线圈中磁通量的变化率相同，故0到t2时间内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方向，故A错误，C正确B、从0到t1时间内，线圈中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小时恒定不变；导线电流大小恒定，故B错误；D、从0到t2时间内，磁场的变化率不变，则电路中电流大小时恒定不变，故由F=BIL可知，F与B成正比，即先减小后增大，故D错误；故选：C．-22-\n【点评】本题要求学生能正确理解B﹣t图的含义，才能准确的利用楞次定律、左手定律等进行判定；解题时要特别注意，两个时段，虽然磁场的方向发生了变化，但因其变化为连续的，故产生的电流一定是相同的．　6．（6分）（2022•天门模拟）A、B两质点在同一直线上运动，t=0时刻，两质点从同一地点运动的x﹣t图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．A质点以20m/s的速度匀速运动B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动C．经过4s，B质点的位移大于A质点的位移D．在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在0～4s内某一时刻达到最大【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】运动学中的图像专题．【分析】位移时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向．【解答】解：A、位移时间图象斜率表示该时刻的速度，则v=，故A错误．B、图象的斜率表示该时刻的速度，由图象可知，B的速度先为正，后为负，所以B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动，故B正确．C、经过4s，A、B质点的位移都为40m，相等，故C错误；D、由图可知，0﹣4s内运动方向相同，4﹣8s内运动方向相反，所以在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在8s末达到最大，故D错误．故选：B【点评】理解位移﹣时间图象点和斜率的物理意义的同时还要理解好好速度﹣时间图象的点、线、面的物理意义．　7．（6分）（2022秋•桂林校级月考）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是（　　）A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将不变-22-\nC．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将不变【考点】闭合电路的欧姆定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．【分析】电容器两端间的电压与R0两端的电压相等，通过判断R0两端间电压的变化，知道极板间电场的变化，从而知道电场力的变化及拉力的变化．【解答】解：A、保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，总电流减小，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力减小，悬线的拉力将减小，故A正确，B错误．C、保持R2不变，缓慢增大R1时，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，故C错误，D正确．故选：AD【点评】解决本题的关键是：1、熟悉含容电路的特点：电容两端间的电压与其并联部分的电压相等；含容支路中的电阻相当于导线．2、会正确的进行受力分析，搞清楚什么力变化导致拉力的变化．　8．（6分）（2022•南通模拟）如图所示，可视为质点的物块A放在物体B上，A、B之间有摩擦，水平地面光滑．现将物块A从物体B的顶端由静止释放，在滑到物体B的底端前，下列说法正确的是（　　）A．若物体B固定，则物块A减少的重力势能等于它的动能和系统增加的内能之和B．若物体B不固定，则物块A减少的机械能等于物体B增加的机械能C．在物体B固定与不固定的两种情况下，系统重力势能的减少量相等D．在物体B固定与不固定的两种情况下，摩擦产生的热量不等【考点】动能定理的应用；功能关系．【专题】动能定理的应用专题．【分析】根据能量守恒定律判断物体B固定和不固定时能量的转化关系．【解答】解：A、若物体固定，物体A重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒得，重力势能的减小量等于动能的增加量和系统内能的增加量之和．故A正确．B、物体B不固定，根据能量守恒得，A机械能的减小量等于B机械能的增加量和系统内能之和．故B错误．C、物体B在固定和不固定时，重力做功相等，重力势能的减小量相等．故C正确．D、在物体B固定与不固定的两种情况下，物体在同一位置所受的摩擦力不等，则摩擦力做功不等，产生的热量不等．故D正确．故选ACD．【点评】解决本题的关键知道能量的转化，通过能量守恒定律进行分析．　-22-\n三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题-第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题-第19题为选考题，考生根据要求选择作答．（一）必考题9．（6分）（2022•福建）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为　6.93　cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是　A　；（填选项前的字母）A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线．图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是　超过弹簧的弹性限度　．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【专题】实验题；弹力的存在及方向的判定专题．【分析】①根据弹簧测力计的读数方法可得出对应的读数，再由读数减去原长即为伸长量；②根据实验准确性要求可明确哪种方法更为规范；③由弹簧的性质和图象进行分析，则可得出造成图象偏离的原因．【解答】解：①由图可知，图乙中示数为：14.65cm，则伸长量△l=14.66cm﹣7.73cm=6.93cm；②为了更好的找出弹力与形变量之间的规律，应逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重；故选：A；③在弹簧的弹性限度范围内，胡克定律是成立的，但若超过弹簧的弹性限度，胡克定律将不再适用；图中出现偏折的原因是因为超过了弹簧的弹性限度；故答案为：①6.93；②A；③超过弹簧的弹性限度．【点评】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，对于实验问题，我们要充分利用测量数据求解可以减少误差．　10．（9分）（2022秋•桂林校级月考）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx．已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1（量程0～30mA）；电流表A2（量程0～100mA）；电压表V（量程0～6V）；滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；开关S一个，导线若干条．-22-\n某同学的实验过程如下：Ⅰ．设计如图1所示的电路图，正确连接电路．Ⅱ．将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线．Ⅲ．断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U﹣I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）．回答下列问题：①电流表应选用　A2　，滑动变阻器应选用　R2　；②图4的图线，得电源内阻r=　25　Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=　﹣r　，代入数值可得Rx．【考点】测定电源的电动势和内阻；伏安法测电阻．【专题】实验题；定量思想；图析法；恒定电流专题．【分析】①根据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值，略算对应的电流，则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器；②由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻；③根据电路结构，利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式．【解答】解：①由题意可知，电动势为6V，而电阻约为数十欧姆，为了保证实验的安全，电流表应选择A2；由电路图可知，滑动变阻器起调节电流的作用，5Ω的电阻小于待测电阻较多，故只能选择R2；②图象的斜率表示电源的内阻，则可知，内阻为：r===25Ω；③接Rx改接在B、C之间，由题意可知，等效内阻为：R0+r=，解得：RX=﹣r；故答案为：①A2；R2；②25；③﹣r．【点评】本题考查测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路结构，认清实验方法及步骤；再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解．　-22-\n11．（14分）（2022•江苏）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片的区域MN=L，且OM=L．某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子，在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到．（1）求原本打在MN中点P的离子质量m；（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；（3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数．（取lg2=0.301，lg3=0.477，lg5=0.699）【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】（1）离子先由电场加速，后进入磁场做匀速圆周运动．先根据动能定理求出电场加速获得的速度表达式，再由几何关系求出磁场中轨迹半径，由洛伦兹力等于向心力，列式求解离子的质量．（2）由几何关系得到离子打在N点和Q点时的轨迹半径，由上式结果求解电压U的范围．（3）运用归纳法，根据轨迹半径与电压的关系，得到调节电压U的次数表达式，再进行求解．【解答】解：（1）离子在电场中加速，由动能定理得qU0=；在磁场中做匀速圆周运动，则有qvB=m解得r=代入r0=L解得m=（2）由（1）知，U=，离子打在Q点，轨迹半径r=，U=-22-\n离子打在N点，轨迹半径r=L，U=则电压的范围为≤U≤．（3）由（1）知，r∝由题意知，第1次调节电压到U1，使原本Q点的离子打在N点，则=此时，原本半径为r1的打在Q1的离子打在Q上，=解得r1=（）2L第2次调节电压到U2，使原本Q1的离子打在N点，原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q上，则=，=解得r2=（）3L同理，第n次调节电压，有rn=（）n+1L检测完整，有rn≤解得n≥﹣1≈2.8故需要调节U的最少次数为3次．答：（1）原本打在MN中点P的离子质量m为；（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，加速电压U的调节范围为≤U≤；（3）需要调节U的最少次数为3次．【点评】本题是动能定理和牛顿定律的综合题，解决本题的关键会运用几何知识和归纳法分析离子轨道半径变化的规律，灵活运用动能定律和牛顿第二定律解答．　12．（18分）（2022春•咸宁期末）某星球半径为R=6×106m，假设该星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面，一质量为m=1kg的小物块在力，作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行，如图甲所示．已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=，力F随位移x变化的规律如图乙所示（取沿斜面向上的方向为正向），如果小物块运动12m时速度恰好为零，已知万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2．试求：（计算结果保留一位有效数字）-22-\n（1）该星球表面上的重力加速度g的大小；（2）该星球的平均密度．【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【分析】（1）由图可知，读出力的大小的大小．分前后两段位移根据动能定理求出重力加速度；（2）物体在星球上，重力等于万有引力，列式求出该星球的质量，根据密度公式求解星球的平均密度．【解答】解：（1）令该星球表面的重力加速度为g，根据动能定理，小物块在力F1作用过程中有：N=mgcosθf=μN小物块在力F2作用过程中有：由题图可知：F1=15N，s1=6m；F2=3N，s2=6m所以根据动能定理有：WF+Wf+WG=△Ek代入数据：）=0解得：g=6m/s2（2）在星球表面重力与万有引力相等有：可得地球的质量为：可得星球的密度===4×103kg/m3-22-\n答：（1）该星球表面上的重力加速度g的大小为6m/s2；（2）该星球的平均密度为4×103kg/m3．【点评】本题是动能定理的综合运用，第（2）问掌握在星球表面重力与万有引力相等，并掌握球的体积公式是解决问题的关键．　选考题：共15分[物理3-3]13．（6分）（2022•南阳校级三模）下列说法正确的是（　　）A．当一定量气体吸热时，其内能可能减小B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关【考点】热力学第一定律；*晶体和非晶体．【分析】根据热力学第一定律，△U=W+Q可知，即可求解；玻璃是非晶体；晶体有固定的熔点，而非晶体没有；由分子间距大于平衡位置时，体现分子引力；单位体积内气体的分子数和气体温度，直接影响气体的压强，从而即可求解．【解答】解：A、根据△U=W+Q可知，当一定量气体吸热时，其内能可能减小，也可能不变，也可能增大，故A正确；B、晶体有整齐规则的几何外形，晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变，且晶体有各向异性的特点，玻璃是非晶体，故BC错误；D、液体与大气相接触时，液体表面体现分子引力，体现表面张力，故D正确；E、单位体积内气体的分子数多少和气体温度的高低，影响着气体的压强，即气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，故E正确．故选：ADE．【点评】考查热力学第一定律的内容，注意W与Q的正负确定，掌握晶体与非晶体的区别，理解分子表面引力，同时掌握影响气体分子的压强因素．　14．（9分）（2022•湖南模拟）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律．-22-\n【专题】理想气体状态方程专题．【分析】找出初状态和末状态的物理量，由查理定律和盖•吕萨克定律求体积，根据功的公式和内能表达式求放出的热量．【解答】解：（1）在气体由压缩P=1.2P0到P0时，V不变，温度由2.4T0变为T1，由查理定律得得：T1=2T0在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由着盖•吕萨克定律得解得：V1=0.5V（2）活塞下降过程中，活塞对气体的功为W=P0（V﹣V1）在这一过程中，气体内能的减少为△U=a（T1﹣T0）由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为Q=W+△U得：Q=答：（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积为0.5V（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量为【点评】本题考查了理想气体状态方程的应用和热力学第一定律的应用，难度适中．　[物理3-4]（15分）15．（2022•海南）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s．下列说法正确的是（　　）A．波速为4m/sB．波的频率为1.25HzC．x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于波谷D．x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【专题】振动图像与波动图像专题．【分析】根据任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s即可求出周期．相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，由图读出波长．由求出波速．【解答】解：A、由题，任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则周期为0.8s，由图可知，该波的波长是4m，所以波速：=m/s．故A错误；-22-\nB、该波的周期是0.8s，则频率：f=Hz．故B正确；C、x坐标为15m的质点到P点的距离为：△x1=15m﹣3m=12m=3λ，所以x坐标为15m的质点与P点的振动始终相同．P质点经过t=0.6s=时间恰好经过平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于平衡位置．故C错误；D、x坐标为22m的质点到x=2质点的距离为：△x2=22m﹣2m=20m=5λ，所以x坐标为15m的质点与x=2的点的振动始终相同．t=0时刻x=2的质点向上振动，经过t=0.2s=T时间恰好到达波峰，所以x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰位置．故D正确；E、x坐标为17m的质点到P点的距离为：，所以x坐标为17m的质点与P点的振动始终相反，当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷．故E正确．故选：BDE【点评】根据质点的振动方向判断波的传播方向，可以采用比较质点振动先后的方法：波从振动早的质点向振动迟的质点传播．　16．（2022•山东）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°．一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB．（1）求介质的折射率．（2）折射光线中恰好射到M点的光线　不能　（填“能”或“不能”）发生全反射．【考点】光的折射定律．【专题】光的折射专题．【分析】（1）根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式n=求解折射率．（2）由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射．【解答】解：（1）作出光路图，由几何知识可知，入射角i=60°，折射角r=30°根据折射定律得n===（2）由几何知识求出光线在M点的入射角i′=30°，sini′=0.5临界角的正弦为sinC==＞sini′，即有i′＜C故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射．答：（1）介质的折射率为；（2）不能-22-\n【点评】对于几何光学，作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角．　[物理3-5]17．（2022•泰州三模）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是（　　）A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性【考点】爱因斯坦光电效应方程；光的波粒二象性．【专题】光电效应专题．【分析】通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明爱因斯坦方程光电效应方程的正确性，这句话正确，但是这证明了光的波动性，康普顿效应实验证明了光的粒子性，干涉、衍射现象是光特有的现象，因此双缝干涉以及衍射现象均说明了光的波动性．【解答】解：A、通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明爱因斯坦方程光电效应方程的正确性，这句话正确，但是这证明了光的波动性，故A错误；B、康普顿效应实验证明了光的粒子性，B错误；C、干涉、衍射现象是光特有的现象，因此双缝干涉以及衍射现象均说明了光的波动性，CD正确故选CD【点评】本题考查了光的波粒二象性的知识，要知道哪些现象说明波动性，哪些现象说明粒子性．　18．（2022•龙凤区校级一模）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出　6　种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应，则该金属的逸出功应小于　0.66　eV．【考点】氢原子的能级公式和跃迁．【专题】原子的能级结构专题．-22-\n【分析】根据组合，求出氢原子最多发出谱线的种数．发出能量最小的光子照射到金属上能发生光电效应，则所有光子照射金属都能发生光电效应．【解答】解：根据=6，所以这群氢原子最多能发出6种谱线．能级4跃迁到能级3发出的光子能量最小，为﹣0.85+1.51eV=0.66eV，所以金属的逸出功不应超过0.66eV．故答案为：6，0.66．【点评】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件，当入射光子的能量大于逸出功，即可发生光电效应，以及掌握能级的跃迁，激发态不稳定，会向基态发生跃迁．　19．（2022•盐城模拟）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是12H+13H→24He+01n．若12H和13H迎面碰撞，初速度大小分别为υ1、υ2，12H、13H、24He、01n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后24He的速度大小为υ3，方向与12H的运动方向相同，求中子01n的速度（选取m1的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【专题】守恒定律在近代物理中的应用．【分析】动量守恒定律在微观世界也是成立的，12H和13H碰撞过程动量守恒，因此根据动量守恒定律可列方程求解．【解答】解：设12H的运动方向为正方向，碰撞过程动量守恒，因此有：m1v1﹣m2v2=m4v3+m3v解得中子01n的速度为：．故中子01n的速度为：．【点评】本题考查了动量守恒定律在近代物理中的应用，比较简单，通过该题体会动量守恒定律的普适性．　-22-