【解析】陕西省渭南市2023届高三下学期理综物理教学质量检测二模试题

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陕西省渭南市2023届高三下学期理综物理教学质量检测（二模）试题

一、单选题

1．如图所示，用导线将锌板与验电器相连，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔片张开。锌、钠的极限频率νc和逸出功W0如下表所示，普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法正确的是（）

金属钠锌

νc/×1014Hz5.53

W0/eV2.293.34

A．该紫外线灯照射金属钠，一定能使钠发生光电效应

B．验电器的金属箔片带负电

C．锌的极限频率为8.06×1015Hz

D．从锌板逸出电子的动能都相等

2．在A、B两点放置电荷量分别为和的点电荷，其形成的电场线分布如图所示，C为A、B连线的中点，D是连线的中垂线上的另一点。则下列说法正确的是（）

A．

B．C点的电势高于D点的电势

C．若将一正电荷从C点移到无穷远点，电场力做负功

D．若将另一负电荷从C点移到D点，电荷电势能减小

3．四根长直导线通有相同大小的电流，导线的截面是正方形的四个顶点，其中导线电流垂直纸面向里，导线电流垂直纸面向外，每根导线在中心O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点的磁感应强度是（）

A．大小为，指向

B．大小为，指向连线中点

C．大小为，指向连线中点

D．大小为，指向连线中点

4．天体物理学中，通常利用观测到的环绕星的运动学量来推知中心星的质量。一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则恒星的质量为（）

A．B．C．D．

5．如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H大约为1.0m，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度大约为（）

A．B．C．3mD．2m

二、多选题

6．（2023高二下·沁县期中）如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带正电绝缘环，A为导体环．当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是()

A．A中产生逆时针的感应电流B．A中产生顺时针的感应电流

C．A具有收缩的趋势D．A具有扩展的趋势

7．如图甲所示，一光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，物块运动到最低点的过程中，其加速度随位移变化的规律如图乙所示，则（）

A．弹簧的劲度系数为

B．从位置到物块速度先减小后增大

C．物块的最大动能为

D．弹簧的最大弹性势能为

8．无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，利用电磁感应实现无线充电技术。劣质的无线充电宝使用过程中可能因吸力不足发生切线滑落造成安全隐患。图（a）为科创小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像如图（b）所示（规定向上为正方向），且图像上、下部分分别与时间轴围成的面积相等。已知无线充电宝质量为，手机与充电宝之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则在该过程中（）

A．手机与充电宝全程向下运动，最终处于静止状态

B．充电宝在与时刻所受的摩擦力方向相反

C．充电宝与手机之间的吸引力大小至少为

D．充电宝与手机之间的摩擦力最小值为

三、实验题

9．位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难于测量的问题。为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。连接计算机，描绘出木块相对传感器的位移随时间变化规律，如图乙所示。已知当地的重力加速度g。

（1）由图乙可求得时木块的速度，木块加速度（计算结果均保留两位有效数字）。

（2）为了测量动摩擦因数，还需要测量的一个物理量可以是。

10．某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为。供选择的实验器材如下：

A．电源E：电动势为，内阻不计

B．电流表：量程为，内阻

C．电流表：量程为，内阻约为

D．电阻箱：阻值范围

E.定值电阻：

F.开关S、导线若干

（1）为了较准确地测量电阻，某同学设计了图甲的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表的示数分别为，电阻箱的电阻为，则的测量值为。

（2）该同学根据实验测量结果，做出压敏电阻随所加外力F的图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）该同学将这种压敏电阻与一个量程为的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为，压力为时对应电压表的刻度，则定值电阻R应取，电压表刻度对应压力表N的刻度。

四、解答题

11．工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。当小车在木板上运动一段时间t后，工人乙站在平台上，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的动摩擦因数，g取，，小车和货物均可视为质点，求：

（1）货物抛出点距平台边缘的水平距离x；

（2）货物的质量m；

（3）时间t。

12．如图所示为某离子实验装置结构图。Ⅰ区为电加速区，由间距为d中间有小孔S、O的两正方形平行金属板M、N构成，金属板边长为，其中离子源紧贴小孔S；Ⅱ、Ⅲ区为长方体形状的磁偏转区，水平间距分别为d、，其竖直截面与金属板形状相同。Ⅲ区左右截面的中心分别为，以为坐标原点，垂直长方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N间有垂直于金属板的水平向右的匀强电场；Ⅱ、Ⅲ区的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向分别沿、方向。某时刻离子源有一电量为、质量为m的粒子无初速的飘入小孔S，经过一段时间后恰好能返回到小孔S，不考虑粒子的重力。

（1）求粒子经过小孔O时速度v的大小及Ⅰ区电场强度E的大小；

（2）求粒子在磁场中相邻两次经过小孔O时运动的时间；

（3）若在Ⅱ区中方向增加一个附加匀强磁场，可使粒子经过小孔O后恰好不能进入Ⅲ区、并直接从Ⅱ区前表面（方向一侧）P点飞出，求P点坐标为。

五、多选题

13．下列说法正确的是（）

A．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能

B．托里拆利实验管内的水银面高于管外的水银面是毛细现象

C．如果附着层分子受到固体分子的作用力小于液体内部分子的作用力，该液体与物体之间是不浸润的

D．当两个分子相互吸引时，分子间没有斥力

E．对一定质量的气体可以做到保持温度不变，同时增加体积并减小压强

六、解答题

14．如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体（可视为理想气体），活塞上静止一质量为m的物块。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的图像，密闭气体在A点的压强，从状态A变化到状态B的过程中吸收热量。已知外界大气压强，重力加速度g取。求：

（1）物块的质量；

（2）气体在状态B的体积；

（3）从状态A到状态B气体内能增量。

七、多选题

15．关于光现象及应用，下列说法正确的是（）

A．摄影师拍摄水中的游鱼时，常常在镜头前加装一块偏振镜，偏振镜旋转到合适角度时，经过水面的反射光通过偏振镜时减弱，拍摄效果较好

B．由于光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高，而水里的鱼看到空中的水鸟的像比实际位置偏低

C．雨后天空出现的彩虹，阳光下肥皂泡表面有彩色花纹，都是光的干涉引起的

D．在光的双缝干涉实验中，其他条件不变，双缝间距越小，观察到屏上条纹间距越大

E．高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜，看起来有颜色，这是由光的干涉现象引起的

八、解答题

16．如图所示，A、B为两个振动周期相同、且在同种介质中的波源，波源A的起振方向沿y轴正方向，产生的波沿x轴正方向传播，波源B的起振方向沿y轴负方向，产生的波沿x轴负方向传播。若仅有波源A振动，则从A振动时计时经历坐标原点O处的质点第1次到达波峰：若仅有波源B振动，则从B振动时计时经历坐标原点O处的质点第1次到达波峰。已知波源A的坐标为，波源B的坐标为。

（1）求波在该介质中沿x轴传播的周期T；

（2）若两波源同时开始振动，判断坐标原点O处是振动加强点还是振动减弱点。

答案解析部分

1．【答案】A

【知识点】光电效应

【解析】【解答】A.根据表格，锌的逸出功大于钠的逸出功，故锌的极限频率大于钠的极限频率，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔片张开，说明锌板发生光电效应，则该紫外线灯照射金属钠，一定能使钠发生光电效应，故A正确；

B.发生光电效应时，电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，故B错误；

C.根据W0=hνc，锌的极限频率为8.06×1014Hz，故C错误；

D.根据光电效应方程Ekm=hν-hνc，从锌板表面逸出的光电子最大动能是确定的，有些光电子从较深处逸出，初动能较小，所以从锌板逸出电子的动能不一定相等，故D错误。

故选：A。

【分析】通过逸出功，比较极限频率，分析能否发生光电效应；发生光电效应时，锌板带正电；根据W0=hνc，求极限频率；根据光电效应方程Ekm=hν-hνc，分析动能。

2．【答案】B

【知识点】电势能；电势能与电场力做功的关系；电势

【解析】【解答】A．电场线越密电场强度越大，A点电场强度大于B点附近的电场强度，C点的场强大于D点的场强，由E=，则，故A错误；

BD．电场线与等势面垂直，画出过C点的等势线，如图

沿电场线方向电势逐渐降低，C点的电势大于D点的电势，故负电荷从C点移到D点，电荷电势能增大，B正确，D错误；

C．A点的正电荷电荷量大于B点的负电荷电荷量，故C点电势大于零，若将一正电荷从C点移到无穷远点，电场力做正功，C错误。

故选：B。

【分析】电场线越密电场强度越大，同时结合公式E=，比较电量大小；

电场线与等势面垂直，分析电势高低，再分析电势能大小；

根据电场力做正功，电势能降低，反之，电场力做负功，电势能升高，进行分析。

3．【答案】C

【知识点】磁感应强度；右手定则

【解析】【解答】根据右手螺旋定则，4根通电直导线在O点产生的磁感应强度如图

根据叠加原理，则O点的磁感应强度是B合==

方向指向连线中点。

故选：C。

【分析】根据右手螺旋定则，分析4根通电直导线在O点产生的磁感应强度，再根据叠加原理，求O点的磁感应强度。

4．【答案】A

【知识点】万有引力定律的应用

【解析】【解答】由恒星对行星的万有引力提供行星做圆周运动的向心力

又v=

代入得M=

故选：A。

【分析】根据万有引力提供行星做圆周运动的向心力结合线速度周期公式，求恒星的质量。

5．【答案】D

【知识点】共点力的平衡

【解析】【解答】车匀速运动，受力平衡，设马拉车的力为F，车辕与水平方向夹角为θ，根据平衡条件则

Fsinθ+FN=mg

Fcosθ=f

根据牛顿第三定律，可知车对地面的压力大小等于车所受支持力，即FN=FN’

马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的，

联立，解得F=，θ=30，F最小，最小值为F=mg，此时车辕的长度L==2m

故选：D。

【分析】车匀速运动，根据平衡条件列式求力的最小值所对应的角度，再求车辕的长度。

6．【答案】B,D

【知识点】楞次定律

【解析】【解答】由图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向外且增大

A、B项：由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，所感应电流的磁场方向向里，所以感应电流的方向为顺时针方向，A不符合题意，B符合题意；

C、D项：B环外的磁场方向与B环内的磁场方向相反即向里，由左手定则可知，A受的安培力方向背离圆心向外，所以A环具有面积扩展的趋势，C不符合题意，D符合题意．

故答案为：BD．

【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向和圆环的变化趋势即可。

7．【答案】A,C

【知识点】牛顿第二定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型

【解析】【解答】A．设斜面倾角为，mgsin=ma1，位置时a=0，则mgsin=k，解得k=，故A正确；

B.从位置到物块速度先增加后减小，加速度为零，速度达到最大，故B错误；

C．当位置时动能最大，最大动能为mgsin-=，故C正确；

D．根据能量守恒，弹簧的最大弹性势能为mgsin=，故D错误。

故选：AC。

【分析】根据牛顿第二定律合受力平衡，求劲度系数；加速度为零，速度达到最大；根据能量转化和守恒，求最大动能和最大弹性势能。

8．【答案】B,C

【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体

【解析】【解答】A.a-t图像面积为速度变化量，图像上、下部分分别与时间轴围成的面积相等，则时刻速度减小到零，此后向上运动，故A错误；

B.充电宝在时刻加速度方向向上，所受的摩擦力方向向上；时刻，根据牛顿第二定律mg+f=ma3，a3>g，故时刻充电宝所受的摩擦力方向向下，充电宝在与时刻所受的摩擦力方向相反，故B正确；

C.时刻加速度方向向上且最大，此时充电宝与手机之间的摩擦力最大，由牛顿第二定律f-mg=ma2，f=F，解得解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为F=12N，故C正确；

D.在时刻充电宝向下的加速度为g，充电宝与手机之间的摩擦力最小，大小为零，故D错误。

故选：BC。

【分析】a-t图像面积为速度变化量，分析速度变化以及速度方向；根据牛顿第二定律列式，分析摩擦力方向和吸引力最小值以及摩擦力最小值。

9．【答案】（1）0.88；4.0

（2）木板的倾角

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；运动学S-t图象

【解析】【解答】（1）匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的中间时刻速度，v==0.88m/s，根据

，解得a=4.0；

（2）以木块为研究对象，木块沿斜面方向由牛顿第二定律：mgsin-mgcos=ma，故为了测量动摩擦因数，还需要测出木板的倾角。

【分析】根据v=求速度，根据，求加速度；根据牛顿第二定律，分析动摩擦因数。

10．【答案】（1）

（2）减小

（3）150；50

【知识点】闭合电路的欧姆定律

【解析】【解答】（1）根据欧姆定律和串并联关系，；

（2）有图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值减小。

（3）图乙解析式为，根据欧姆定律和串并联关系E=U+（），压力为时对应电压表的刻度，故可知150，电压表刻度对应压力表为50N的刻度。

【分析】（1）根据欧姆定律和串并联关系，表达；（2）根据图像，判断变化；（3）根据解析式和题中数据，求R和对应刻度。

11．【答案】（1）解：由于货物落入小车时速度方向沿着斜面方向，故

设货物从抛出到落入小车的时间为，则

货物抛出点距平台边缘的水平距离

（2）解：货物落入小车时的速度

以沿斜面向下为正方向，小车沿斜面向上运动，则有

设小车到达斜面顶端的速度为，根据运动学公式可得

解得

货物和小车碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒

解得

（3）解：设小车从斜面底端到达斜面顶端时间为，则

则

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律

【解析】【分析】（1）根据速度合成分解规律，求货物落入小车时竖直速度大小，平抛运动竖直方向做自由落体，求时间，再根据水平匀速运动，求货物抛出点距平台边缘的水平距离；

（2）根据速度合成分解规律，求货物落入小车时的速度，小车沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律，求加速度，再根据运动学公式，求小车到达斜面顶端的速度，最后根据碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒，求质量；

（3）根据运动学公式，求小车从斜面底端到达斜面顶端时间，再求时间t。

12．【答案】（1）解：粒子在磁场中运动轨迹如图所示

由几何关系得

根据牛顿第二定律得

得粒子经过小孔O时速度v的大小为

粒子由S到O过程，由动能定理得

联立上式解得

（2）解：粒子在磁场中的周期为

粒子在磁场中运动的时间

联立方程，解得

（3）解：如图所示

粒子恰好与Ⅱ、Ⅲ区边界相切时由P射出，对应半径

即

解得，

由几何关系得

解得，

则有

即P点坐标为

【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动

【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场中运动轨迹，根据几何关系求半径，结合牛顿第二定律，求粒子经过小孔O时速度的大小，最后粒子由S到O过程，由动能定理列式，求电场强度的大小；

（2）粒子在磁场中运动的时间，再结合周期公式，求粒子在磁场中相邻两次经过小孔O时运动的时间；

（3）粒子恰好与Ⅱ、Ⅲ区边界相切时由P射出，作图分析，求半径，根据几何关系，确定P点坐标。

13．【答案】A,C,E

【知识点】分子间的作用力；气体压强的微观解释

【解析】【解答】A．火力发电机的能量转化：内能—机械能—电能，因为内能到机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能不可能全部变成电能，故A正确；

B．托里拆利实验管内的水银面高于管外的水银面是大气压力的作用结果，故B错误；

C．如果附着层分子受到固体分子的作用力小于液体内部分子的作用力，该液体与物体之间是不浸润的，故C正确；

D．分子之间同时存在引力和斥力，当两个分子相互吸引时，分子间仍然存在斥力，故D错误；

E．由可知对一定质量的气体可以做到保持温度不变，同时增加体积并减小压强，故E正确。

故选：ACE。

【分析】燃气的内能不可能全部变成电能；托里拆利实验管是大气压力的作用；附着层分子受到固体分子的作用力小，是不浸润的；分子之间同时存在引力和斥力；由，分析压强变化。

14．【答案】（1）解：在A状态，根据平衡条件mg+p0S=pAS

解得m=2kg

（2）解：根据图像可知

气体做等压变化

解得

（3）解：从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功

解得W=84J

根据热力学第一定律

解得=116J

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；共点力的平衡；热力学第一定律及其应用

【解析】【分析】（1）在A状态，根据平衡条件，求物块的质量；

（2）根据图像，结合气态方程，求气体在状态B的体积；

（3）从状态A变化到状态B的过程，根据做功公式，先求气体对外界做功，再根据热力学第一定律，求从状态A到状态B气体内能增量。

15．【答案】A,D,E

【知识点】光的干涉；光的反射；光的折射及折射定律

【解析】【解答】A．经过水面的反射光是偏振光，当偏振片方向与反射光的偏振方向垂直时，可以大大减弱反射光，拍摄效果较好，故A正确；

B．由于光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高，而水里的鱼看到空中的水鸟的像也比实际位置偏高，故B错误；

C．雨后天空出现彩虹，是由于光的折射和全反射的原因，而阳光下肥皂泡表面有彩色花纹，是因为光的干涉引起，故C错误；

D．光的双缝干涉实验，其条纹间距公式为

由上述公式可知，当双缝间距越小，其条纹间距越大，故D正确；

E．高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜，光线经过膜的表面和镜头玻璃表面的反射光发生干涉，所以看起来有颜色，这是光的干涉现象引起的，故E正确。

故选：ADE。

【分析】偏振片方向与反射光的偏振方向垂直时，可以大大减弱反射光；光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高；彩虹是由于光的折射和全反射的原因，阳光下肥皂泡表面有彩色花纹是光的干涉；双缝干涉条纹间距，分析间距变化。

16．【答案】（1）解：设波在该介质中传播的速度为v，若仅有波源A振动，则从A振动时计时经历坐标原点O处的质点第1次到达波峰则有

若仅有波源B振动，则从B振动时计时经历坐标原点O处的质点第1次到达波峰则有

联立解得，

（2）解：两波的波长为

两列波传播到O处的波程差为

由于AB振源振动步调完全相反，故O处是振动加强点。

【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系；波的叠加

【解析】【分析】（1）讨论两种情况，若仅有波源A振动，根据时间关系列式，若仅有波源B振动，根据时间关系列式，确定波在该介质中沿x轴传播的周期T；

（2）求两列波传播到O处的波程差，与半波长做比较，分析是加强点还是减弱点。

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陕西省渭南市2023届高三下学期理综物理教学质量检测（二模）试题

一、单选题

1．如图所示，用导线将锌板与验电器相连，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔片张开。锌、钠的极限频率νc和逸出功W0如下表所示，普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法正确的是（）

金属钠锌

νc/×1014Hz5.53

W0/eV2.293.34

A．该紫外线灯照射金属钠，一定能使钠发生光电效应

B．验电器的金属箔片带负电

C．锌的极限频率为8.06×1015Hz

D．从锌板逸出电子的动能都相等

【答案】A

【知识点】光电效应

【解析】【解答】A.根据表格，锌的逸出功大于钠的逸出功，故锌的极限频率大于钠的极限频率，用紫外线灯照射锌板，验电器金属箔片张开，说明锌板发生光电效应，则该紫外线灯照射金属钠，一定能使钠发生光电效应，故A正确；

B.发生光电效应时，电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，故B错误；

C.根据W0=hνc，锌的极限频率为8.06×1014Hz，故C错误；

D.根据光电效应方程Ekm=hν-hνc，从锌板表面逸出的光电子最大动能是确定的，有些光电子从较深处逸出，初动能较小，所以从锌板逸出电子的动能不一定相等，故D错误。

故选：A。

【分析】通过逸出功，比较极限频率，分析能否发生光电效应；发生光电效应时，锌板带正电；根据W0=hνc，求极限频率；根据光电效应方程Ekm=hν-hνc，分析动能。

2．在A、B两点放置电荷量分别为和的点电荷，其形成的电场线分布如图所示，C为A、B连线的中点，D是连线的中垂线上的另一点。则下列说法正确的是（）

A．

B．C点的电势高于D点的电势

C．若将一正电荷从C点移到无穷远点，电场力做负功

D．若将另一负电荷从C点移到D点，电荷电势能减小

【答案】B

【知识点】电势能；电势能与电场力做功的关系；电势

【解析】【解答】A．电场线越密电场强度越大，A点电场强度大于B点附近的电场强度，C点的场强大于D点的场强，由E=，则，故A错误；

BD．电场线与等势面垂直，画出过C点的等势线，如图

沿电场线方向电势逐渐降低，C点的电势大于D点的电势，故负电荷从C点移到D点，电荷电势能增大，B正确，D错误；

C．A点的正电荷电荷量大于B点的负电荷电荷量，故C点电势大于零，若将一正电荷从C点移到无穷远点，电场力做正功，C错误。

故选：B。

【分析】电场线越密电场强度越大，同时结合公式E=，比较电量大小；

电场线与等势面垂直，分析电势高低，再分析电势能大小；

根据电场力做正功，电势能降低，反之，电场力做负功，电势能升高，进行分析。

3．四根长直导线通有相同大小的电流，导线的截面是正方形的四个顶点，其中导线电流垂直纸面向里，导线电流垂直纸面向外，每根导线在中心O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点的磁感应强度是（）

A．大小为，指向

B．大小为，指向连线中点

C．大小为，指向连线中点

D．大小为，指向连线中点

【答案】C

【知识点】磁感应强度；右手定则

【解析】【解答】根据右手螺旋定则，4根通电直导线在O点产生的磁感应强度如图

根据叠加原理，则O点的磁感应强度是B合==

方向指向连线中点。

故选：C。

【分析】根据右手螺旋定则，分析4根通电直导线在O点产生的磁感应强度，再根据叠加原理，求O点的磁感应强度。

4．天体物理学中，通常利用观测到的环绕星的运动学量来推知中心星的质量。一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则恒星的质量为（）

A．B．C．D．

【答案】A

【知识点】万有引力定律的应用

【解析】【解答】由恒星对行星的万有引力提供行星做圆周运动的向心力

又v=

代入得M=

故选：A。

【分析】根据万有引力提供行星做圆周运动的向心力结合线速度周期公式，求恒星的质量。

5．如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H大约为1.0m，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度大约为（）

A．B．C．3mD．2m

【答案】D

【知识点】共点力的平衡

【解析】【解答】车匀速运动，受力平衡，设马拉车的力为F，车辕与水平方向夹角为θ，根据平衡条件则

Fsinθ+FN=mg

Fcosθ=f

根据牛顿第三定律，可知车对地面的压力大小等于车所受支持力，即FN=FN’

马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的，

联立，解得F=，θ=30，F最小，最小值为F=mg，此时车辕的长度L==2m

故选：D。

【分析】车匀速运动，根据平衡条件列式求力的最小值所对应的角度，再求车辕的长度。

二、多选题

6．（2023高二下·沁县期中）如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带正电绝缘环，A为导体环．当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是()

A．A中产生逆时针的感应电流B．A中产生顺时针的感应电流

C．A具有收缩的趋势D．A具有扩展的趋势

【答案】B,D

【知识点】楞次定律

【解析】【解答】由图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向外且增大

A、B项：由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，所感应电流的磁场方向向里，所以感应电流的方向为顺时针方向，A不符合题意，B符合题意；

C、D项：B环外的磁场方向与B环内的磁场方向相反即向里，由左手定则可知，A受的安培力方向背离圆心向外，所以A环具有面积扩展的趋势，C不符合题意，D符合题意．

故答案为：BD．

【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向和圆环的变化趋势即可。

7．如图甲所示，一光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，物块运动到最低点的过程中，其加速度随位移变化的规律如图乙所示，则（）

A．弹簧的劲度系数为

B．从位置到物块速度先减小后增大

C．物块的最大动能为

D．弹簧的最大弹性势能为

【答案】A,C

【知识点】牛顿第二定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型

【解析】【解答】A．设斜面倾角为，mgsin=ma1，位置时a=0，则mgsin=k，解得k=，故A正确；

B.从位置到物块速度先增加后减小，加速度为零，速度达到最大，故B错误；

C．当位置时动能最大，最大动能为mgsin-=，故C正确；

D．根据能量守恒，弹簧的最大弹性势能为mgsin=，故D错误。

故选：AC。

【分析】根据牛顿第二定律合受力平衡，求劲度系数；加速度为零，速度达到最大；根据能量转化和守恒，求最大动能和最大弹性势能。

8．无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，利用电磁感应实现无线充电技术。劣质的无线充电宝使用过程中可能因吸力不足发生切线滑落造成安全隐患。图（a）为科创小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像如图（b）所示（规定向上为正方向），且图像上、下部分分别与时间轴围成的面积相等。已知无线充电宝质量为，手机与充电宝之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则在该过程中（）

A．手机与充电宝全程向下运动，最终处于静止状态

B．充电宝在与时刻所受的摩擦力方向相反

C．充电宝与手机之间的吸引力大小至少为

D．充电宝与手机之间的摩擦力最小值为

【答案】B,C

【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体

【解析】【解答】A.a-t图像面积为速度变化量，图像上、下部分分别与时间轴围成的面积相等，则时刻速度减小到零，此后向上运动，故A错误；

B.充电宝在时刻加速度方向向上，所受的摩擦力方向向上；时刻，根据牛顿第二定律mg+f=ma3，a3>g，故时刻充电宝所受的摩擦力方向向下，充电宝在与时刻所受的摩擦力方向相反，故B正确；

C.时刻加速度方向向上且最大，此时充电宝与手机之间的摩擦力最大，由牛顿第二定律f-mg=ma2，f=F，解得解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为F=12N，故C正确；

D.在时刻充电宝向下的加速度为g，充电宝与手机之间的摩擦力最小，大小为零，故D错误。

故选：BC。

【分析】a-t图像面积为速度变化量，分析速度变化以及速度方向；根据牛顿第二定律列式，分析摩擦力方向和吸引力最小值以及摩擦力最小值。

三、实验题

9．位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难于测量的问题。为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。连接计算机，描绘出木块相对传感器的位移随时间变化规律，如图乙所示。已知当地的重力加速度g。

（1）由图乙可求得时木块的速度，木块加速度（计算结果均保留两位有效数字）。

（2）为了测量动摩擦因数，还需要测量的一个物理量可以是。

【答案】（1）0.88；4.0

（2）木板的倾角

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；运动学S-t图象

【解析】【解答】（1）匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的中间时刻速度，v==0.88m/s，根据

，解得a=4.0；

（2）以木块为研究对象，木块沿斜面方向由牛顿第二定律：mgsin-mgcos=ma，故为了测量动摩擦因数，还需要测出木板的倾角。

【分析】根据v=求速度，根据，求加速度；根据牛顿第二定律，分析动摩擦因数。

10．某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为。供选择的实验器材如下：

A．电源E：电动势为，内阻不计

B．电流表：量程为，内阻

C．电流表：量程为，内阻约为

D．电阻箱：阻值范围

E.定值电阻：

F.开关S、导线若干

（1）为了较准确地测量电阻，某同学设计了图甲的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表的示数分别为，电阻箱的电阻为，则的测量值为。

（2）该同学根据实验测量结果，做出压敏电阻随所加外力F的图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）该同学将这种压敏电阻与一个量程为的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为，压力为时对应电压表的刻度，则定值电阻R应取，电压表刻度对应压力表N的刻度。

【答案】（1）

（2）减小

（3）150；50

【知识点】闭合电路的欧姆定律

【解析】【解答】（1）根据欧姆定律和串并联关系，；

（2）有图像可知，随压力F的增大，压敏电阻的阻值减小。

（3）图乙解析式为，根据欧姆定律和串并联关系E=U+（），压力为时对应电压表的刻度，故可知150，电压表刻度对应压力表为50N的刻度。

【分析】（1）根据欧姆定律和串并联关系，表达；（2）根据图像，判断变化；（3）根据解析式和题中数据，求R和对应刻度。

四、解答题

11．工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。当小车在木板上运动一段时间t后，工人乙站在平台上，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的动摩擦因数，g取，，小车和货物均可视为质点，求：

（1）货物抛出点距平台边缘的水平距离x；

（2）货物的质量m；

（3）时间t。

【答案】（1）解：由于货物落入小车时速度方向沿着斜面方向，故

设货物从抛出到落入小车的时间为，则

货物抛出点距平台边缘的水平距离

（2）解：货物落入小车时的速度

以沿斜面向下为正方向，小车沿斜面向上运动，则有

设小车到达斜面顶端的速度为，根据运动学公式可得

解得

货物和小车碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒

解得

（3）解：设小车从斜面底端到达斜面顶端时间为，则

则

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律

【解析】【分析】（1）根据速度合成分解规律，求货物落入小车时竖直速度大小，平抛运动竖直方向做自由落体，求时间，再根据水平匀速运动，求货物抛出点距平台边缘的水平距离；

（2）根据速度合成分解规律，求货物落入小车时的速度，小车沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律，求加速度，再根据运动学公式，求小车到达斜面顶端的速度，最后根据碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒，求质量；

（3）根据运动学公式，求小车从斜面底端到达斜面顶端时间，再求时间t。

12．如图所示为某离子实验装置结构图。Ⅰ区为电加速区，由间距为d中间有小孔S、O的两正方形平行金属板M、N构成，金属板边长为，其中离子源紧贴小孔S；Ⅱ、Ⅲ区为长方体形状的磁偏转区，水平间距分别为d、，其竖直截面与金属板形状相同。Ⅲ区左右截面的中心分别为，以为坐标原点，垂直长方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N间有垂直于金属板的水平向右的匀强电场；Ⅱ、Ⅲ区的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向分别沿、方向。某时刻离子源有一电量为、质量为m的粒子无初速的飘入小孔S，经过一段时间后恰好能返回到小孔S，不考虑粒子的重力。

（1）求粒子经过小孔O时速度v的大小及Ⅰ区电场强度E的大小；

（2）求粒子在磁场中相邻两次经过小孔O时运动的时间；

（3）若在Ⅱ区中方向增加一个附加匀强磁场，可使粒子经过小孔O后恰好不能进入Ⅲ区、并直接从Ⅱ区前表面（方向一侧）P点飞出，求P点坐标为。

【答案】（1）解：粒子在磁场中运动轨迹如图所示

由几何关系得

根据牛顿第二定律得

得粒子经过小孔O时速度v的大小为

粒子由S到O过程，由动能定理得

联立上式解得

（2）解：粒子在磁场中的周期为

粒子在磁场中运动的时间

联立方程，解得

（3）解：如图所示

粒子恰好与Ⅱ、Ⅲ区边界相切时由P射出，对应半径

即

解得，

由几何关系得

解得，

则有

即P点坐标为

【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动

【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场中运动轨迹，根据几何关系求半径，结合牛顿第二定律，求粒子经过小孔O时速度的大小，最后粒子由S到O过程，由动能定理列式，求电场强度的大小；

（2）粒子在磁场中运动的时间，再结合周期公式，求粒子在磁场中相邻两次经过小孔O时运动的时间；

（3）粒子恰好与Ⅱ、Ⅲ区边界相切时由P射出，作图分析，求半径，根据几何关系，确定P点坐标。

五、多选题

13．下列说法正确的是（）

A．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能

B．托里拆利实验管内的水银面高于管外的水银面是毛细现象

C．如果附着层分子受到固体分子的作用力小于液体内部分子的作用力，该液体与物体之间是不浸润的

D．当两个分子相互吸引时，分子间没有斥力

E．对一定质量的气体可以做到保持温度不变，同时增加体积并减小压强

【答案】A,C,E

【知识点】分子间的作用力；气体压强的微观解释

【解析】【解答】A．火力发电机的能量转化：内能—机械能—电能，因为内能到机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能不可能全部变成电能，故A正确；

B．托里拆利实验管内的水银面高于管外的水银面是大气压力的作用结果，故B错误；

C．如果附着层分子受到固体分子的作用力小于液体内部分子的作用力，该液体与物体之间是不浸润的，故C正确；

D．分子之间同时存在引力和斥力，当两个分子相互吸引时，分子间仍然存在斥力，故D错误；

E．由可知对一定质量的气体可以做到保持温度不变，同时增加体积并减小压强，故E正确。

故选：ACE。

【分析】燃气的内能不可能全部变成电能；托里拆利实验管是大气压力的作用；附着层分子受到固体分子的作用力小，是不浸润的；分子之间同时存在引力和斥力；由，分析压强变化。

六、解答题

14．如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且