绝密★启用前
2023年高考物理全真模拟试卷
湖北卷
本试卷共16题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1 7题只有一项符合题目要求，第8 11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并成功放电（如图），为本世纪中叶实现核聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”装置中的核反应主要是一个氘核（）与一个氘核（）反应生成一个新核，同时放出一个中子，释放核能。已知真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．核与核是两种不同元素的原子核
B．新核的比结合能为
C．一个核与一个核反应过程中的质量亏损为
D．一个核与一个核反应生成的新核中子数为3
2．2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（ ）
A．组合体中的货物处于超重状态
B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大
D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态a（，，）经热力学过程ab，bc，ca后又回到状态a，对ab、bc、ca三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．ca过程中，气体对外界做功
B．bc过程中，气体向外界放热
C．气体在状态a的体积是状态b的2倍
D．气体在状态b的体积是状态c的4倍
4．如图所示，A、B是两个带电小球，质量相等，A球用绝缘细线悬挂于O点，A、B球用绝缘细线相连，两线长度相等，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡时B球恰好处于O点正下方，OA和AB绳中拉力大小分别为TOA和TAB，则（ ）
A．两球的带电量相等
B．TOA=2TAB
C．增大电场强度，B球上移，仍在O点正下方
D．增大电场强度，B球左移，在O点正下方的左侧
5．如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为L。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。选地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧弹性势能最大值为mg(h＋L)
B．弹簧弹性势能和小球重力势能之和的最大值为mg(h＋x)
C．若h增加，小球动能最大时的位置降低
D．若h减小，小球动能最大时的位置不变
6．甲、乙两质点在同一直线上运动，从时刻起甲、乙同时出发。甲做匀加速直线运动，x﹣t图像如图甲所示（时，；时，；时，）。乙从时刻起位置做匀减速直线运动，整个运动过程的x﹣v2图像如图乙所示，当乙的速度减为零时停止运动。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，甲的速度2m/s B．甲的加速度大小2m/s2
C．经过2.5s，甲追上乙 D．经过，甲追上乙
7．如图，一质量为 m的物体，沿倾角为θ的光滑固定斜面由静止下滑，它在竖直方向下落了h高度，下列说法正确的是（ ）
A．它在竖直方向下落了h时，重力瞬时功率 mg
B．它在竖直方向下落了h的过程中，重力的平均功率
C．它在竖直方向下落了h的过程中，斜面对物体弹力的冲量为零
D．它在竖直方向下落了h的过程中，物体合外力的冲量为
8．如图所示，平面直角坐标系xOy中OP与x轴之间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束带正电的粒子从点沿y轴负方向以不同的速率射入磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．能到达y轴正半轴的粒子在磁场中运动的时间一定相等
B．能到达y轴负半轴的粒子在磁场中运动的时间一定相等
C．粒子可以在磁场中一直运动到O点
D．粒子打在x轴上的区域的宽度为3L
9．某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯突然坠落时，该安全装置有可能使电梯悬停在线圈A、B之间
B．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A、B中的电流方向相反
C．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A在促进电梯下落，闭合线圈B在阻碍电梯下落
D．当电梯坠落至永久磁铁在线圈B下方时，闭合线圈A、B均在阻碍电梯下落
10．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有一直角三角形△ABC，∠ABC=90°，∠C=30°，D、E分别是AC和BC边上的中点，AB边长为2m。质量为m=1.6×10-27kg、电荷量q=1e=1.6×10-19C正离子从D点以方向垂直于AD的速度射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为0V、24V、15V，粒子的重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．D点的电势为12V
B．正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功-6eV
C．该正离子从D点射入的速度大小为3×104m/s
D．匀强电场的方向由D点指向A点，电场强度大小为4V/m
11．如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．棒与导轨间的动摩擦因数为
B．棒与导轨间的动摩擦因数为
C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60°
D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12．（7分）某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
（1）关于本实验，下列说法正确的是___________。
A．重物应选择密度较小的木块进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式或求解瞬时速度
（2）实验中，选用如图所示的一条纸带进行数据处理，该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________（用题中物理量的符号表示）
（3）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上。将小球拉至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动，记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小球的初始释放位置，重复上述过程。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式___________时，可验证机械能守恒。（用题中物理量的符号表示）
13．（9分）实验小组测量某弹性导电绳的电阻率。实验过程如下：
装置安装和电路连接。如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关S1、S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。
（1）然后断开开关S2，电流表的示数________（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离L1和横截面积S1，则此时导电绳的电阻R=________（结果用含U0、U1和I0的式子表示）；
（2）多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ=________，保护电阻=________（结果用含k或d的式子表示）；
（3）若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
14．（9分）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。
已知水的折射率，求:
（1）tanθ的值；
（2）B位置到水面的距离H。
15．（15分）如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求：
（1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；
（2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；
（3）磁场区域的水平宽度。
16．（16分）如图所示，光滑斜面体ABC固定在地面上，斜面AB倾角为37°，斜面AC倾角为53°，P、Q两个物块分别放在AB、AC斜面上，并用绕过斜面体顶端A处光滑定滑轮的细线连接．放在AC斜面上的轻弹簧，一端与Q相连，另一端与固定在C点的挡板相连，物块P、Q的质量分别为2m、m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，两斜面足够长．开始时锁定物块P，细线刚好拉直，张力为零，现解除物块P的锁定，已知 sin 37°=0.6，cos 37°= 0.8，求：
(1)解除锁定的一瞬间，物块P的加速度大小；
(2)当物块Q向上运动的距离时，物块Q的速度大小；
(3)当物块Q向上运动的距离时，弹簧断开，同时给物块P一个平行AB斜面向上的恒定推力F，此后细线的拉力为零，且P、Q两物块的速度同时减为零，则当物块Q速度为零时，物块P克服推力做功为多少．
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "()
" ()
4
绝密★启用前
2023年高考物理全真模拟试卷
湖北卷
本试卷共16题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1 7题只有一项符合题目要求，第8 11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并成功放电（如图），为本世纪中叶实现核聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”装置中的核反应主要是一个氘核（）与一个氘核（）反应生成一个新核，同时放出一个中子，释放核能。已知真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．核与核是两种不同元素的原子核
B．新核的比结合能为
C．一个核与一个核反应过程中的质量亏损为
D．一个核与一个核反应生成的新核中子数为3
【答案】C
【详解】A．核与核是氢元素的原子核，故A错误；
B．是释放的能量，不是新核的结合能，所以新核的比结合能不是，故B错误；
C．由质量亏损方程
可得一个核与一个核反应过程中的质量亏损为
故C正确；
D．一个核与一个核反应生成的新核是氦核，中子数为2，故D错误。
故选C。
2．2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（ ）
A．组合体中的货物处于超重状态
B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大
D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小
【答案】C
【详解】A．组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误；
B．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误；
C．已知同步卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有
由于T同 > T组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C正确；
D．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有
整理有
由于T同 > T组合体，则r同 > r组合体，且同步卫星和组合体在天上有
则有
a同 < a组合体
D错误。
故选C。
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态a（，，）经热力学过程ab，bc，ca后又回到状态a，对ab、bc、ca三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．ca过程中，气体对外界做功
B．bc过程中，气体向外界放热
C．气体在状态a的体积是状态b的2倍
D．气体在状态b的体积是状态c的4倍
【答案】C
【详解】A．由图可知，ca过程中，气体压强不变，温度降低，则气体体积减小，外界对气体做功，故A错误；
B．由图可知，bc过程中，气体温度升高，则气体吸收外界的热量，故B错误；
C．由图可知
，
则根据玻意耳定律
可得
即气体在状态a的体积是状态b的2倍，故C正确；
D．由图可知
，
则根据气体状态方程
可得
气体在状态c的体积是状态b的4倍，故D错误。
故选C。
4．如图所示，A、B是两个带电小球，质量相等，A球用绝缘细线悬挂于O点，A、B球用绝缘细线相连，两线长度相等，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡时B球恰好处于O点正下方，OA和AB绳中拉力大小分别为TOA和TAB，则（ ）
A．两球的带电量相等
B．TOA=2TAB
C．增大电场强度，B球上移，仍在O点正下方
D．增大电场强度，B球左移，在O点正下方的左侧
【答案】C
【详解】A．若两球带电量相等，整体受力分析可知，两小球带异种电荷，且OA绳应竖直，A错误；
B．取B和AB整体为研究对象，对B有
其中表示A、B之间的库仑力，为OA、OB绳与竖直方向的夹角；对整体
故
B错误；
CD．对B有
对整体有
故增大E之后OA、AB与竖直方向夹角变大，且夹角相等，故B球上移，仍在O点正下方，C正确，D错误。
故选C。
5．如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为L。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。选地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧弹性势能最大值为mg(h＋L)
B．弹簧弹性势能和小球重力势能之和的最大值为mg(h＋x)
C．若h增加，小球动能最大时的位置降低
D．若h减小，小球动能最大时的位置不变
【答案】D
【详解】A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，当铁球下落到最低点时弹簧弹性势能最大，有
Ep = mg(h＋x)
A错误；
B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则当小球动能为零时弹簧弹性势能和小球重力势能之和最大，有
Epmax = mg(h＋L)
B错误；
CD．当小球合外力为零时，小球动能最大，且有
mg = kx′
则x′与h无关，则改变h小球动能最大时的位置不变，C错误、D正确。
故选D。
6．甲、乙两质点在同一直线上运动，从时刻起甲、乙同时出发。甲做匀加速直线运动，x﹣t图像如图甲所示（时，；时，；时，）。乙从时刻起位置做匀减速直线运动，整个运动过程的x﹣v2图像如图乙所示，当乙的速度减为零时停止运动。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，甲的速度2m/s B．甲的加速度大小2m/s2
C．经过2.5s，甲追上乙 D．经过，甲追上乙
【答案】D
【详解】AB．设甲的位移x随时间t变化关系为
将时，；时，；时，带入可得
v01=0
a1=4m/s2
则时刻，甲的速度为零，甲的加速度大小4m/s2，选项AB错误；
CD．对乙，根据图像可得
即
对比
可得乙的初速度
v02=10m/s
加速度
a2=-4m/s2
乙停止运动的时间
此时乙的位移
此时甲的位移
此时甲还没追上乙，则当甲追上乙时满足
解得
经过，甲追上乙，选项C错误，D正确。
故选D。
7．如图，一质量为 m的物体，沿倾角为θ的光滑固定斜面由静止下滑，它在竖直方向下落了h高度，下列说法正确的是（ ）
A．它在竖直方向下落了h时，重力瞬时功率 mg
B．它在竖直方向下落了h的过程中，重力的平均功率
C．它在竖直方向下落了h的过程中，斜面对物体弹力的冲量为零
D．它在竖直方向下落了h的过程中，物体合外力的冲量为
【答案】B
【详解】A．物体在竖直方向下落了h的过程由动能定理
可得瞬时速度为
由瞬时功率的定义可知，重力的瞬时功率为
故A错误；
C．物体沿光滑固定斜面下滑做匀加速直线运动，有
则运动时间为
故弹力的冲量为
方向垂直斜面向上，故C错误；
B．在竖直方向下落了h的过程中，重力的平均功率为
故B正确；
D．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化，有
故D错误。
故选B。
8．如图所示，平面直角坐标系xOy中OP与x轴之间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束带正电的粒子从点沿y轴负方向以不同的速率射入磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．能到达y轴正半轴的粒子在磁场中运动的时间一定相等
B．能到达y轴负半轴的粒子在磁场中运动的时间一定相等
C．粒子可以在磁场中一直运动到O点
D．粒子打在x轴上的区域的宽度为3L
【答案】AD
【详解】A．能到达y轴正半轴的粒子均从OP边界射出，出射方向和OP夹角与入射方向和OP夹角相同，即这些粒子圆周运动的圆心角相等，而周期与速度大小无关，根据
可知，能到达y轴正半轴的粒子在磁场中运动的时间一定相等，A正确；
B．结合A选项，能到达y轴负半轴的粒子，圆周运动的圆心角不相等，则运动时间不相等，B错误；
C．结合P点坐标，由几何关系可知，能到达y轴正半轴的粒子，存在与x轴相切的情况，如图
故粒子无法达到O点，C错误；
D．与x轴相切时，由几何关系可知，粒子运动半径为3L，切点到O点的距离为L。当粒子速度无穷大时，速度方向无限接近垂直经过x轴，则粒子打在x轴上的区域宽度为3L，D正确。
故选AD。
9．某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯突然坠落时，该安全装置有可能使电梯悬停在线圈A、B之间
B．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A、B中的电流方向相反
C．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A在促进电梯下落，闭合线圈B在阻碍电梯下落
D．当电梯坠落至永久磁铁在线圈B下方时，闭合线圈A、B均在阻碍电梯下落
【答案】BD
【详解】ACD．若电梯突然坠落，线圈内的磁通量发生变化，将在两个线圈中产生感应电流，两个线圈的感应电流都会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，可起到应急避险作用，故AC错误，D正确；
B．根据楞次定律，当电梯坠落时，磁铁在线圈A中产生向上的磁场减弱，故线圈A中会产生逆时针电流（俯视），磁铁在线圈B中产生向上的磁场增强，则B中产生顺时针电流（俯视），则A和B中电流方向相反，故B正确。
故选BD。
10．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有一直角三角形△ABC，∠ABC=90°，∠C=30°，D、E分别是AC和BC边上的中点，AB边长为2m。质量为m=1.6×10-27kg、电荷量q=1e=1.6×10-19C正离子从D点以方向垂直于AD的速度射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为0V、24V、15V，粒子的重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．D点的电势为12V
B．正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功-6eV
C．该正离子从D点射入的速度大小为3×104m/s
D．匀强电场的方向由D点指向A点，电场强度大小为4V/m
【答案】AC
【详解】A．根据匀强电场
则知匀强电场中平行且相等线段两端点电势差相等，则有
解得
故A正确；
B．同理
解得
正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功
故B错误；
CD．根据匀强电场中平行且相等线段两端点电势差相等，DA的中点F点的电势为6V，如图，连接BF为等势面，则电场线垂直与BF，由几何关系知BF垂直于AC，则电场线沿AC，方向由C指向A，该匀强电场强度为
正离子从D点到B点做类平抛运动，则有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
11．如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．棒与导轨间的动摩擦因数为
B．棒与导轨间的动摩擦因数为
C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60°
D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°
【答案】BC
【详解】设磁场方向与水平方向夹角为θ1，θ1<90°;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有
令
根据数学知识可得
则有
同理磁场方向与水平方向夹角为θ2，θ2<90°，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有
有
所以有
当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得
带入
可得α=30°，此时
加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向右下方，有
减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有
故BC正确，AD错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12．（7分）某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
（1）关于本实验，下列说法正确的是___________。
A．重物应选择密度较小的木块进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式或求解瞬时速度
（2）实验中，选用如图所示的一条纸带进行数据处理，该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________（用题中物理量的符号表示）
（3）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上。将小球拉至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动，记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小球的初始释放位置，重复上述过程。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式___________时，可验证机械能守恒。（用题中物理量的符号表示）
【答案】 BC/CB
【详解】（1）[1]A．重物应选择密度较大的铁块进行实验，以减小空气阻力的影响，选项A错误；
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态，选项B正确；
C．实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；
D．不能利用公式或求解瞬时速度，否则就是利用了机械能守恒定律，选项D错误。
故选BC。
（2）[2][3]该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm，可知打O点时速度为零，则从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量
动能变化量
（3）[4]设摆球从偏离竖直位置夹角为θ的位置摆下，则在最高点时
从最高点到最低点若机械能守恒，则
最低点时
可得
13．（9分）实验小组测量某弹性导电绳的电阻率。实验过程如下：
装置安装和电路连接。如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关S1、S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。
（1）然后断开开关S2，电流表的示数________（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离L1和横截面积S1，则此时导电绳的电阻R=________（结果用含U0、U1和I0的式子表示）；
（2）多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ=________，保护电阻=________（结果用含k或d的式子表示）；
（3）若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 变小 k d 不变
【详解】（1）[1]然后断开开关S2，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小；
[2]根据电路欧姆定律，先闭合开关S1、S2时
然后断开开关S2
联立解得此时导电绳的电阻
（2）[3][4]根据题意分析
则图线的斜率
与纵轴的截距为
（3）[5]若考虑电流表的内阻，则
则图线的斜率不变，则（2）中的电阻率的测量值不变。
14．（9分）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。
已知水的折射率，求:
（1）tanθ的值；
（2）B位置到水面的距离H。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由平抛运动的规律可知
解得
（2）因可知，从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知
解得
由几何关系可知
解得
15．（15分）如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求：
（1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；
（2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；
（3）磁场区域的水平宽度。
【答案】（1）ax = 20m/s2，ay = 10m/s2；（2）B = 0.2T，Q = 0.4J；（3）X = 1.1m
【详解】（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有
max = Fcosθ
代入数据有
ax = 20m/s2
在竖直方向有
may = Fsinθ - mg
代入数据有
ay = 10m/s2
（2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁感线；ad边和bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但ad和bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则ad边和bc边的上部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有
Fsinθ - mg - BIL = 0
E = BLvy
vy2 = 2ayL
联立有
B = 0.2T
由题知，从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有
Q = W安 = BILy
y = L
Fsinθ - mg = BIL
联立解得
Q = 0.4J
（3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为
vy = ayt1
L = vyt2
t = t1 + t2
联立解得
t = 0.3s
由（2）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有
则磁场区域的水平宽度
X = x + L = 1.1m
16．（16分）如图所示，光滑斜面体ABC固定在地面上，斜面AB倾角为37°，斜面AC倾角为53°，P、Q两个物块分别放在AB、AC斜面上，并用绕过斜面体顶端A处光滑定滑轮的细线连接．放在AC斜面上的轻弹簧，一端与Q相连，另一端与固定在C点的挡板相连，物块P、Q的质量分别为2m、m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，两斜面足够长．开始时锁定物块P，细线刚好拉直，张力为零，现解除物块P的锁定，已知 sin 37°=0.6，cos 37°= 0.8，求：
(1)解除锁定的一瞬间，物块P的加速度大小；
(2)当物块Q向上运动的距离时，物块Q的速度大小；
(3)当物块Q向上运动的距离时，弹簧断开，同时给物块P一个平行AB斜面向上的恒定推力F，此后细线的拉力为零，且P、Q两物块的速度同时减为零，则当物块Q速度为零时，物块P克服推力做功为多少．
【答案】（1）0.4g （2） （3）
【详解】(1)解除锁定的一瞬间，设物块P的加速度大小为a1；根据牛顿第二定律有
对物块Q研究有
又
解得
a1=0.4g
(2) 由
得开始时弹簧的压缩量
当物块Q向上运动的距离时，弹簧的伸长量
由此可知，物块Q向上运动的距离时，弹簧的弹性势能变化量为零．根据能量守恒定律可知
可得物块Q的速度大小
(3) 弹簧断开，同时给物块P一个平行AB斜面向上的恒定推力后，物块Q向上做匀减速运动的加速度
物块P向下做匀减速运动的加速度大小也为a2．根据牛顿第二定律有
解得
F=2.8mg
此过程物块Q沿斜面向上运动的距离
物块P克服推力做功
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "()
" ()
1
