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广东省广州市2022-2023学年高三上学期物理12月调研测试卷（ B）
一、单选题
1．（2022高三上·广州月考）航天员在空间站进行太空授课时，用细绳系住小瓶并使小瓶绕细绳一端做圆周运动，做成一个“人工离心机”成功将瓶中混合的水和食用油分离．水和油分离后，小瓶经过如图两个位置时，下列判断正确的是（　　）
A．a、d部分是油 B．a、d部分是水
C．b、d部分是油 D．b、d部分是水
2．（2022高三上·广州月考）如图是嫦娥五号奔月挖“嫦娥石”的轨道示意图，探测器在近月点P被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从P点进入环月圆形轨道Ⅱ，则探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时（　　）
A．动量相等 B．动能相等 C．加速度相等 D．角速度相等
3．（2022高三上·广州月考）北京冬奥会速滑比赛中的某段过程，摄像机和运动员的位移x随时间t变化的图像如图，下列说法正确的是（　　）
A．摄像机做直线运动，运动员做曲线运动
B．时间内摄像机在前，时间内运动员在前
C．时间内摄像机与运动员的平均速度相同
D．时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度
4．（2022高三上·广州月考）如图，用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态．下列说法中正确的是（）
A．卡纸一共受到4个力的作用
B．磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D．黑板对卡纸的作用力方向与黑板面不垂直
5．（2022高三上·广州月考）如图，某同学将乒乓球置于球拍中心，并推动乒乓球沿水平直线向前做变速运动，在运动过程中，球与球拍保持相对静止．忽略空气对乒乓球的影响，则（　　）
A．乒乓球受到的合外力为零
B．乒乓球受到沿水平方向的合外力
C．球拍对乒乓球的作用力为零
D．球拍对乒乓球作用力的方向竖直向上
6．（2022高三上·广州月考）真空中，范围足够大的竖直平面内，有水平向右的匀强电场，若将带正电的小球从该电场中的O点静止释放．以O为原点建立坐标系，水平向右为x轴正向，竖直向下为y轴正向，则能大致反映小球运动轨迹的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2022高三上·广州月考）如图是测定液面高度h的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度h增大时，电脑显示电容器的电容C也增大。则h增大导致C增大的原因是，电容器（）
A．两极带电量增大 B．两极的间距增大
C．两极的正对面积增大 D．两极间的介电常数增大
8．（2022高三上·广州月考）如图，某次排球比赛中，排球在距网面水平距离为4.8m、距地面高度为3.24m时，运动员将排球沿垂直网面的方向以16m/s的速度水平击出。已知排球场网高2.24m，取重力加速度为，忽略空气对排球的影响，则排球越过网的瞬间（）
A．速度方向竖直向下 B．竖直速度大小为3m/s
C．恰好擦过网的上沿 D．距离网的上沿0.45m
二、多选题
9．（2022高三上·广州月考）如图，放烟花时烟花弹经历“发射”和“炸开”两个过程。烟花弹由发射筒底部火药引燃获得初速度，竖直向上运动到最高点时炸开，则烟花弹（）
A．“炸开”前瞬间的动能为零 B．“炸开”近似动量守恒
C．“发射”动量守恒 D．“发射”机械能守恒
10．（2022高三上·广州月考）如图，定点投篮训练时，篮球两次从出手到进筐在空中的运动轨迹对应a、b两段曲线，不计空气阻力，比较这两次投篮，篮球沿a曲线（　　）
A．进筐时重力的瞬时功率较小 B．进筐时重力的瞬时功率较大
C．克服重力做功的平均功率较小 D．克服重力做功的平均功率较大
11．（2022高三上·广州月考）如图，雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压，足以击穿空气产生几十万安培的瞬间电流，电流生热使空气发光，形成闪电；空气受热突然膨胀发出巨响，形成雷声。若雷雨云底部的电势较地面低，闪电时，电子从雷雨云底部抵达地面，此过程（）
A．电场力对电子做正功
B．电子的电势能增加
C．电流方向由地面流向云层
D．雷雨云底部与地面的电势差为
12．（2022高三上·广州月考）如图，硬质正方形导线框abcd置于磁感应强度大小为B、方向由b指向d的匀强磁场中，正方形边长为L、各边材质完全相同。将a、c分别接在恒压电源的正负极上，通过ab边的电流强度为I，则线框所受的安培力（　　）
A．大小为 B．大小为
C．方向垂直纸面向外 D．方向垂直纸面向里
三、实验题
13．（2022高三上·广州月考）用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。
如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力F的大小；宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。
现研究向心力大小与角速度的关系，完成下列内容：
（1）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，则此时挡光杆的线速度大小为　 　，砝码做圆周运动的角速度大小为　 　（用d、L、表示）。
（2）计算机利用数据采集器生成的F、数据点并拟合成一条图线如图乙。由图乙可知，砝码做圆周运动所受向心力的大小与角速度的关系是：　 　
14．（2022高三上·广州月考）某同学用图（a）所示的电路测量电源的电动势和内阻．图中电流表量程为0.6A、内阻为，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。
（1）将电阻箱的阻值调至最　 　（选填“大”或“小”），闭合开关S；
（2）闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数，为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将　 　（选填“红”或“黑”）表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数．若电路中仅有一处故障，则故障是　 　（选填选项前的字母）；
A．导线ab断路 B．电阻箱断路 C．导线cd断路 D．电阻箱短路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，根据实验数据在图（b）中绘制出图像；根据图像可以求得电源电动势　 　V，内阻　 　。（结果均保留2位有效数字）
四、解答题
15．（2022高三上·广州月考）如图，用“打夯”方式夯实地面的过程可简化为：两人通过绳子对重物同时施加大小相等、方向与竖直方向成37°的力F，使重物恰好脱离水平地面并保持静止，然后突然一起发力使重物升高0.4m后即停止施力，重物继续上升0.05m，最后重物自由下落把地面砸深0.05m。已知重物的质量为40kg，取重力加速度，，。忽略空气阻力，求：
（1）F的大小；
（2）从两人停止施力到重物恰好接触地面的时间；
（3）地面对重物的平均阻力的大小。
16．（2022高三上·广州月考）如图，在长方体区域内，平面ghij的左边有垂直平面abhg的匀强磁场、右边有垂直平面的匀强电场。现有电量为、质量为的一个粒子以大小为v的初速度从a点沿平面abhg进入磁场区域，经h点并垂直平面ghij的方向进入电场区域，最后从点离开电场。已知长方体侧面abcd为边长为L的正方形，其它边长如图中标示，，不计粒子重力。
（1）求电场强度E和磁感应强度B的比值；
（2）求带电粒子在磁场与电场中运动时间的比值；
（3）若只改变电场强度E大小，求粒子离开长方体区域时动能与E的关系式。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【解答】水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据 ，可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力F不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，B、d部分是水。
故答案为：D。
【分析】水和油混合，水做圆周运动所需要的向心力大，当转动速度较快时，水先做离心运动。
2．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；动能与动能定理的理解；动量
【解析】【解答】ABD．探测器沿轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时需要做向心运动，则速度减小，由 ，可知，动量减小，由 可知，动能减小，由 可知，角速度减小，ABD不符合题意；
C．根据 解得 ，探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时，r相同，则加速度相同，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】探测器沿轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时需要做向心运动，经过P点，减小速度做向心运动。速度减小，动量减小。
3．【答案】C
【知识点】平均速度；运动学 S-t 图像
【解析】【解答】A． 图像只能表示直线运动的规律，则摄像机和运动员都在做直线运动，A不符合题意；
B． 图像反映了物体的位置随时间的变化情况，由图可知，在 时间内摄像机一直在前，B不符合题意；
C． 时间内摄像机与运动员的位移相同，所用时间相同，根据 可知，平均速度相同，C符合题意；
D． 图像的斜率表示速度，则在 时间内摄像机的速度先大于运动员速度，在等于运动员速度，后小于运动员速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】xt图像或者vt图像都只能描述直线运动。平均速度等于总位移除以时间。
4．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．卡纸受重力、黑板弹力、磁扣弹力、黑板摩擦力、磁扣摩擦力，共5个力，A不符合题意；
B．磁扣所受摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，根据牛顿第三定律，磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下，B不符合题意；
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸和磁扣的总重力相等，C不符合题意；
D．黑板对卡纸有垂直黑板的弹力和沿黑板向上的摩擦力，则黑板对卡纸的作用力方向斜向上，与黑板不垂直，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】．磁扣所受摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下。磁扣对黑板没有弹力，因为它们没有直接接触。
5．【答案】B
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】乒乓球受重力和球拍对乒乓球的作用力，沿水平直线向前做变速运动，乒乓球受到的合外力沿水平方向，球拍对乒乓球作用力斜向右上方，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】合外力为零，物体将沿直线运动。球拍对乒乓球有沿斜面向上的摩擦力，垂直斜面向上的支持力，合力斜向右上方。
6．【答案】A
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】小球受水平向右的电场力和竖直向下的重力，两个力都是恒力，合力的方向斜向右下方，则当小球从该电场中的O点静止释放时，小球将沿着合力方向做匀加速直线运动。
故答案为：A。
【分析】小球受水平向右的电场力和竖直向下的重力，合力恒定，加速度恒定，是匀变速运动。速度方向与合力方向相同，物体做直线运动。
7．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】根据 ，当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。
故答案为：C。
【分析】当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。
8．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．排球具有水平分速度，实际速度不可能竖直向下，A不符合题意；
C．排球做平抛运动 ， ，得 ，排球在网的上方通过，C不符合题意；
B．竖直速度大小为 ，B符合题意；
D．距离网的上沿 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】平抛运动的方向斜向下，不可能竖直向下。竖直方向自由落体运动，由自由落体运动规律求解竖直方向速度。
9．【答案】A,B
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．“炸开”前烟花弹运动至最高点，则动能为零，A符合题意；
B．“炸开”时，内力远大于外力，则近似动量守恒，B符合题意；
C．“发射”过程烟花弹动量增大，C不符合题意；
D．“发射”过程火药引燃对烟花弹做正功，烟花弹机械能增大，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】炸开”前烟花弹运动至最高点，速度为零，则动能为零。炸开”时，内力远大于外力，则近似动量守恒。
10．【答案】B,C
【知识点】斜抛运动；功率及其计算
【解析】【解答】AB．由图可知，篮球沿a曲线运动时，最大高度较大，抛出时的竖直速度较大。落到篮筐中的竖直速度也较大，根据PG=Gvy，可知，进筐时重力的瞬时功率较大，A不符合题意，B符合题意；
CD．因篮球沿a曲线运动时抛出时的竖直速度较大，根据 ，可知，在空中运动的时间较长，而两次篮球的初末位置都相同，则克服重力做功相同，根据 ，可知，篮球沿a曲线运动时克服重力做功的平均功率较小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】篮球沿a曲线运动时，落到篮筐中的竖直速度也较大，重力的瞬时功率较大。两次篮球的初末位置都相同，则克服重力做功相同。运动时间不同，导致做功功率不同。
11．【答案】A,C
【知识点】电势能；电势；电势差
【解析】【解答】AB．电场方向由地面指向雷雨云层，电子从雷雨云底部抵达地面，电子所受电场力与运动方向相同，则电场力对电子做正功，电子电势能减小，A符合题意，B不符合题意；
C．电子带负电，从雷雨云底部抵达地面，则电流方向由地面流向云层，C符合题意；
D．若雷雨云底部的电势较地面低 ，雷雨云底部与地面的电势差为 ，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】电场方向由地面指向雷雨云层，电子从雷雨云底部抵达地面。电场力对电子做正功，电子电势能减小。电流方向与电子定向移动方向相反。
12．【答案】B,D
【知识点】安培力
【解析】【解答】线框abc与adc边的等效长度都为ac连线长度，故线框所受的安培力的大小为 ，由左手定则，方向垂直纸面向里。
故答案为：BD。
【分析】根据左手定则判断安培力方向。线框abc与adc边的等效长度都为ac连线长度。
13．【答案】（1）；
（2）质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为 ，则此时挡光杆的线速度大小为 ，砝码做圆周运动的角速度大小为
（2）由图像可知F与ω2成正比关系，即质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【分析】（1）挡光杆某次经过光电门，时间短，近似看成匀速运动。
（2）图像为过原点的倾斜直线。知F与ω2成正比关系。
14．【答案】（1）大
（2）红；C
（3）6.0；1.6
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）把电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，起保护电路作用。
（2）e与电源正极相连，应将红表笔接触e位置。试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，说明导线cd断路，故答案为：C。
（3）根据闭合电路欧姆定律得 ，整理可得 ，则 ， ，解得 ，
【分析】（1）电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，对电路有最好的保护作用。
（2）触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，只可能是导线cd断路。
（3）根据闭合电路欧姆定律得出的函数关系，得出图像的斜率和截距的物理意义。
15．【答案】（1）解：重物处于平衡状态，由
解得
（2）解：设停止施力时重物的速度为v，发力使重物上升的高度为 ，停止发力后重物继续上升的高度为 ，从两人停止施力到重物恰好接触地面的时间为t。由 ，
联立得
（3）解：设地面对重物的平均阻力为f，重物把地面砸深度为 ，重物从最高点到最低点的过程中，有
解得
【知识点】共点力的平衡；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）由受力平衡和三角函数关系得到F。
（2）物体先向上做竖直上抛运动然后做自由落体运动，可以分两个过程分析。
（3）对全程运用动能定理即可求出地面对重物的平均阻力的大小。
16．【答案】（1）解：设带电粒子的质量为m，带电量为q，在磁场中运动时的轨道半径为R，由
带电粒子在磁场中运动时如图（1）所示
由几何关系
带电粒子在电场中运动时如图（2），由 ，
联立解得
（2）解：设带电粒子在磁场中运动的时间为 ，周期为 ，转过的圆心角为 。由于
且 ，
设在电场中运动的时间为 ，由
解得
（3）解：设带电粒子离开长方体区域时的动能为 ，由以上的分析可知，电场
时带电粒子恰好从 离开长方体区域，若
则带电粒子从 边离开长方体区域，由动能定理可知
解得
若
则带电粒子将从 边离开长方体区域，设射出点离 的距离为y，有
且
由动能定理可知
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场的轨迹。在电场中做类平抛运动。结合几何关系求解电场强度E和磁感应强度B的比值。
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。电场中利用水平方向做匀速运动求出运动时间。
（3）将电场强度大小分情况讨论。电场中电场力做功，利用动能定理求解粒子离开长方体区域时动能。
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广东省广州市2022-2023学年高三上学期物理12月调研测试卷（ B）
一、单选题
1．（2022高三上·广州月考）航天员在空间站进行太空授课时，用细绳系住小瓶并使小瓶绕细绳一端做圆周运动，做成一个“人工离心机”成功将瓶中混合的水和食用油分离．水和油分离后，小瓶经过如图两个位置时，下列判断正确的是（　　）
A．a、d部分是油 B．a、d部分是水
C．b、d部分是油 D．b、d部分是水
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动
【解析】【解答】水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据 ，可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力F不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，B、d部分是水。
故答案为：D。
【分析】水和油混合，水做圆周运动所需要的向心力大，当转动速度较快时，水先做离心运动。
2．（2022高三上·广州月考）如图是嫦娥五号奔月挖“嫦娥石”的轨道示意图，探测器在近月点P被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从P点进入环月圆形轨道Ⅱ，则探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时（　　）
A．动量相等 B．动能相等 C．加速度相等 D．角速度相等
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；动能与动能定理的理解；动量
【解析】【解答】ABD．探测器沿轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时需要做向心运动，则速度减小，由 ，可知，动量减小，由 可知，动能减小，由 可知，角速度减小，ABD不符合题意；
C．根据 解得 ，探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时，r相同，则加速度相同，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】探测器沿轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时需要做向心运动，经过P点，减小速度做向心运动。速度减小，动量减小。
3．（2022高三上·广州月考）北京冬奥会速滑比赛中的某段过程，摄像机和运动员的位移x随时间t变化的图像如图，下列说法正确的是（　　）
A．摄像机做直线运动，运动员做曲线运动
B．时间内摄像机在前，时间内运动员在前
C．时间内摄像机与运动员的平均速度相同
D．时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度
【答案】C
【知识点】平均速度；运动学 S-t 图像
【解析】【解答】A． 图像只能表示直线运动的规律，则摄像机和运动员都在做直线运动，A不符合题意；
B． 图像反映了物体的位置随时间的变化情况，由图可知，在 时间内摄像机一直在前，B不符合题意；
C． 时间内摄像机与运动员的位移相同，所用时间相同，根据 可知，平均速度相同，C符合题意；
D． 图像的斜率表示速度，则在 时间内摄像机的速度先大于运动员速度，在等于运动员速度，后小于运动员速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】xt图像或者vt图像都只能描述直线运动。平均速度等于总位移除以时间。
4．（2022高三上·广州月考）如图，用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态．下列说法中正确的是（）
A．卡纸一共受到4个力的作用
B．磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D．黑板对卡纸的作用力方向与黑板面不垂直
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．卡纸受重力、黑板弹力、磁扣弹力、黑板摩擦力、磁扣摩擦力，共5个力，A不符合题意；
B．磁扣所受摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，根据牛顿第三定律，磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下，B不符合题意；
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸和磁扣的总重力相等，C不符合题意；
D．黑板对卡纸有垂直黑板的弹力和沿黑板向上的摩擦力，则黑板对卡纸的作用力方向斜向上，与黑板不垂直，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】．磁扣所受摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下。磁扣对黑板没有弹力，因为它们没有直接接触。
5．（2022高三上·广州月考）如图，某同学将乒乓球置于球拍中心，并推动乒乓球沿水平直线向前做变速运动，在运动过程中，球与球拍保持相对静止．忽略空气对乒乓球的影响，则（　　）
A．乒乓球受到的合外力为零
B．乒乓球受到沿水平方向的合外力
C．球拍对乒乓球的作用力为零
D．球拍对乒乓球作用力的方向竖直向上
【答案】B
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】乒乓球受重力和球拍对乒乓球的作用力，沿水平直线向前做变速运动，乒乓球受到的合外力沿水平方向，球拍对乒乓球作用力斜向右上方，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】合外力为零，物体将沿直线运动。球拍对乒乓球有沿斜面向上的摩擦力，垂直斜面向上的支持力，合力斜向右上方。
6．（2022高三上·广州月考）真空中，范围足够大的竖直平面内，有水平向右的匀强电场，若将带正电的小球从该电场中的O点静止释放．以O为原点建立坐标系，水平向右为x轴正向，竖直向下为y轴正向，则能大致反映小球运动轨迹的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】小球受水平向右的电场力和竖直向下的重力，两个力都是恒力，合力的方向斜向右下方，则当小球从该电场中的O点静止释放时，小球将沿着合力方向做匀加速直线运动。
故答案为：A。
【分析】小球受水平向右的电场力和竖直向下的重力，合力恒定，加速度恒定，是匀变速运动。速度方向与合力方向相同，物体做直线运动。
7．（2022高三上·广州月考）如图是测定液面高度h的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度h增大时，电脑显示电容器的电容C也增大。则h增大导致C增大的原因是，电容器（）
A．两极带电量增大 B．两极的间距增大
C．两极的正对面积增大 D．两极间的介电常数增大
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】根据 ，当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。
故答案为：C。
【分析】当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。
8．（2022高三上·广州月考）如图，某次排球比赛中，排球在距网面水平距离为4.8m、距地面高度为3.24m时，运动员将排球沿垂直网面的方向以16m/s的速度水平击出。已知排球场网高2.24m，取重力加速度为，忽略空气对排球的影响，则排球越过网的瞬间（）
A．速度方向竖直向下 B．竖直速度大小为3m/s
C．恰好擦过网的上沿 D．距离网的上沿0.45m
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．排球具有水平分速度，实际速度不可能竖直向下，A不符合题意；
C．排球做平抛运动 ， ，得 ，排球在网的上方通过，C不符合题意；
B．竖直速度大小为 ，B符合题意；
D．距离网的上沿 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】平抛运动的方向斜向下，不可能竖直向下。竖直方向自由落体运动，由自由落体运动规律求解竖直方向速度。
二、多选题
9．（2022高三上·广州月考）如图，放烟花时烟花弹经历“发射”和“炸开”两个过程。烟花弹由发射筒底部火药引燃获得初速度，竖直向上运动到最高点时炸开，则烟花弹（）
A．“炸开”前瞬间的动能为零 B．“炸开”近似动量守恒
C．“发射”动量守恒 D．“发射”机械能守恒
【答案】A,B
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．“炸开”前烟花弹运动至最高点，则动能为零，A符合题意；
B．“炸开”时，内力远大于外力，则近似动量守恒，B符合题意；
C．“发射”过程烟花弹动量增大，C不符合题意；
D．“发射”过程火药引燃对烟花弹做正功，烟花弹机械能增大，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】炸开”前烟花弹运动至最高点，速度为零，则动能为零。炸开”时，内力远大于外力，则近似动量守恒。
10．（2022高三上·广州月考）如图，定点投篮训练时，篮球两次从出手到进筐在空中的运动轨迹对应a、b两段曲线，不计空气阻力，比较这两次投篮，篮球沿a曲线（　　）
A．进筐时重力的瞬时功率较小 B．进筐时重力的瞬时功率较大
C．克服重力做功的平均功率较小 D．克服重力做功的平均功率较大
【答案】B,C
【知识点】斜抛运动；功率及其计算
【解析】【解答】AB．由图可知，篮球沿a曲线运动时，最大高度较大，抛出时的竖直速度较大。落到篮筐中的竖直速度也较大，根据PG=Gvy，可知，进筐时重力的瞬时功率较大，A不符合题意，B符合题意；
CD．因篮球沿a曲线运动时抛出时的竖直速度较大，根据 ，可知，在空中运动的时间较长，而两次篮球的初末位置都相同，则克服重力做功相同，根据 ，可知，篮球沿a曲线运动时克服重力做功的平均功率较小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】篮球沿a曲线运动时，落到篮筐中的竖直速度也较大，重力的瞬时功率较大。两次篮球的初末位置都相同，则克服重力做功相同。运动时间不同，导致做功功率不同。
11．（2022高三上·广州月考）如图，雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压，足以击穿空气产生几十万安培的瞬间电流，电流生热使空气发光，形成闪电；空气受热突然膨胀发出巨响，形成雷声。若雷雨云底部的电势较地面低，闪电时，电子从雷雨云底部抵达地面，此过程（）
A．电场力对电子做正功
B．电子的电势能增加
C．电流方向由地面流向云层
D．雷雨云底部与地面的电势差为
【答案】A,C
【知识点】电势能；电势；电势差
【解析】【解答】AB．电场方向由地面指向雷雨云层，电子从雷雨云底部抵达地面，电子所受电场力与运动方向相同，则电场力对电子做正功，电子电势能减小，A符合题意，B不符合题意；
C．电子带负电，从雷雨云底部抵达地面，则电流方向由地面流向云层，C符合题意；
D．若雷雨云底部的电势较地面低 ，雷雨云底部与地面的电势差为 ，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】电场方向由地面指向雷雨云层，电子从雷雨云底部抵达地面。电场力对电子做正功，电子电势能减小。电流方向与电子定向移动方向相反。
12．（2022高三上·广州月考）如图，硬质正方形导线框abcd置于磁感应强度大小为B、方向由b指向d的匀强磁场中，正方形边长为L、各边材质完全相同。将a、c分别接在恒压电源的正负极上，通过ab边的电流强度为I，则线框所受的安培力（　　）
A．大小为 B．大小为
C．方向垂直纸面向外 D．方向垂直纸面向里
【答案】B,D
【知识点】安培力
【解析】【解答】线框abc与adc边的等效长度都为ac连线长度，故线框所受的安培力的大小为 ，由左手定则，方向垂直纸面向里。
故答案为：BD。
【分析】根据左手定则判断安培力方向。线框abc与adc边的等效长度都为ac连线长度。
三、实验题
13．（2022高三上·广州月考）用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。
如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力F的大小；宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。
现研究向心力大小与角速度的关系，完成下列内容：
（1）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，则此时挡光杆的线速度大小为　 　，砝码做圆周运动的角速度大小为　 　（用d、L、表示）。
（2）计算机利用数据采集器生成的F、数据点并拟合成一条图线如图乙。由图乙可知，砝码做圆周运动所受向心力的大小与角速度的关系是：　 　
【答案】（1）；
（2）质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为 ，则此时挡光杆的线速度大小为 ，砝码做圆周运动的角速度大小为
（2）由图像可知F与ω2成正比关系，即质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【分析】（1）挡光杆某次经过光电门，时间短，近似看成匀速运动。
（2）图像为过原点的倾斜直线。知F与ω2成正比关系。
14．（2022高三上·广州月考）某同学用图（a）所示的电路测量电源的电动势和内阻．图中电流表量程为0.6A、内阻为，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。
（1）将电阻箱的阻值调至最　 　（选填“大”或“小”），闭合开关S；
（2）闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数，为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将　 　（选填“红”或“黑”）表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数．若电路中仅有一处故障，则故障是　 　（选填选项前的字母）；
A．导线ab断路 B．电阻箱断路 C．导线cd断路 D．电阻箱短路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，根据实验数据在图（b）中绘制出图像；根据图像可以求得电源电动势　 　V，内阻　 　。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）大
（2）红；C
（3）6.0；1.6
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）把电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，起保护电路作用。
（2）e与电源正极相连，应将红表笔接触e位置。试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，说明导线cd断路，故答案为：C。
（3）根据闭合电路欧姆定律得 ，整理可得 ，则 ， ，解得 ，
【分析】（1）电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，对电路有最好的保护作用。
（2）触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，只可能是导线cd断路。
（3）根据闭合电路欧姆定律得出的函数关系，得出图像的斜率和截距的物理意义。
四、解答题
15．（2022高三上·广州月考）如图，用“打夯”方式夯实地面的过程可简化为：两人通过绳子对重物同时施加大小相等、方向与竖直方向成37°的力F，使重物恰好脱离水平地面并保持静止，然后突然一起发力使重物升高0.4m后即停止施力，重物继续上升0.05m，最后重物自由下落把地面砸深0.05m。已知重物的质量为40kg，取重力加速度，，。忽略空气阻力，求：
（1）F的大小；
（2）从两人停止施力到重物恰好接触地面的时间；
（3）地面对重物的平均阻力的大小。
【答案】（1）解：重物处于平衡状态，由
解得
（2）解：设停止施力时重物的速度为v，发力使重物上升的高度为 ，停止发力后重物继续上升的高度为 ，从两人停止施力到重物恰好接触地面的时间为t。由 ，
联立得
（3）解：设地面对重物的平均阻力为f，重物把地面砸深度为 ，重物从最高点到最低点的过程中，有
解得
【知识点】共点力的平衡；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）由受力平衡和三角函数关系得到F。
（2）物体先向上做竖直上抛运动然后做自由落体运动，可以分两个过程分析。
（3）对全程运用动能定理即可求出地面对重物的平均阻力的大小。
16．（2022高三上·广州月考）如图，在长方体区域内，平面ghij的左边有垂直平面abhg的匀强磁场、右边有垂直平面的匀强电场。现有电量为、质量为的一个粒子以大小为v的初速度从a点沿平面abhg进入磁场区域，经h点并垂直平面ghij的方向进入电场区域，最后从点离开电场。已知长方体侧面abcd为边长为L的正方形，其它边长如图中标示，，不计粒子重力。
（1）求电场强度E和磁感应强度B的比值；
（2）求带电粒子在磁场与电场中运动时间的比值；
（3）若只改变电场强度E大小，求粒子离开长方体区域时动能与E的关系式。
【答案】（1）解：设带电粒子的质量为m，带电量为q，在磁场中运动时的轨道半径为R，由
带电粒子在磁场中运动时如图（1）所示
由几何关系
带电粒子在电场中运动时如图（2），由 ，
联立解得
（2）解：设带电粒子在磁场中运动的时间为 ，周期为 ，转过的圆心角为 。由于
且 ，
设在电场中运动的时间为 ，由
解得
（3）解：设带电粒子离开长方体区域时的动能为 ，由以上的分析可知，电场
时带电粒子恰好从 离开长方体区域，若
则带电粒子从 边离开长方体区域，由动能定理可知
解得
若
则带电粒子将从 边离开长方体区域，设射出点离 的距离为y，有
且
由动能定理可知
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场的轨迹。在电场中做类平抛运动。结合几何关系求解电场强度E和磁感应强度B的比值。
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。电场中利用水平方向做匀速运动求出运动时间。
（3）将电场强度大小分情况讨论。电场中电场力做功，利用动能定理求解粒子离开长方体区域时动能。
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