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精品解析：2023届浙江省宁波市十校高三下学期3月二模物理试题
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宁波“十校”2023届高三3月联考物理试题卷
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3.可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求，不选、错选、多选均不得分）
1. 以下物理量为矢量的是（ ）
A. 电流 B. 电势 C. 磁感应强度 D. 功
【答案】C
【解析】
【详解】矢量即有大小又有方向，并且遵循平行四边形法则，可知电流、电势、功是标量，磁感应强度是矢量。
故选C。
2. 以下情景中带下划线的物体可看成质点的是（ ）
A. 小英测算蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程
B. 小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁的肢体是如何分工的
C. 在跳水比赛中裁判员给跳水运动员评分
D. 教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程
【答案】A
【解析】
【详解】A．小英测算蚂蚁拖到饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程时，蚂蚁的形状和大小可忽略不计，能看成质点，故A正确；
B．小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，分析蚂蚁肢体是如何分工的，要考虑其形状，不可看作质点，故B错误；、
C．裁判员在跳水比赛中给跳水运动员评分，需要研究运动员的姿势和动作，要考虑身体形状，故不可看作质点，故C错误；
D．教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程，要考虑运动员的身高和形状，不可看作质点，故D错误。
故选A。
3. 十四夜闹元宵是象山石浦的渔家习俗，其中民间灯舞更能传递渔家文化。如图所示，演员手举鱼灯静止不动。忽略空气作用力，以下说法正确的是（ ）
A. 鱼灯对杆的作用力沿杆向下 B. 鱼灯对杆的作用力竖直向下
C. 人对杆的摩擦力竖直向上 D. 手握得越紧，人对杆的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．鱼灯处于平衡状态，受力分析可得杆对鱼灯的作用力与鱼灯的重力为一对平衡力，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知鱼灯对杆的作用力方向竖直向下，A错误，B正确；
C．人抓着杆，杆有向下滑动的趋势，根据摩擦力的特性可知，人对杆的摩擦力沿杆向上，C错误；
D．手与杆之间的摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可知手握得越紧，人对杆的摩擦力不变，D错误。
故选B。
4. 2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（ ）
A. 在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态
B. “天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
C. 在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动
D. 利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离
【答案】D
【解析】
【详解】A．在“天宫”中水和油因为处于完全失重状态而处于漂浮状态，但并不是没有受到地球引力，此时地球引力全部提供给“天宫”及其内部物体做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B．第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，当物体的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间时，物体将绕地球做椭圆运动，所以“天宫”的运行速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；
C．由于“天宫”中物体处于完全失重状态，所以不存在重力使物体物体下落的作用效果，在“天宫”中做“太空抛物实验”时，冰墩墩被抛出后近似做直线运动，故C错误；
D．“天宫”中物体处于完全失重状态，所以油和水的混合物不能像在地球表面上一样出现“油在上，水在下”的分离情况，但可以通过让二者做匀速圆周运动，从而产生向心加速度，进而让水和油分离开，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，小球由静止从同一出发点到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道次之，A轨道最长，B轨道轨迹被称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 由机械能守恒，小球在三条轨道的终点处速度相同
B. 三条轨道中小球沿B轨道滑下过程重力做功的平均功率最大
C. 沿C轨道滑下轨道对小球的支持力做功最多
D. 沿A轨道滑下轨道对小球的支持力冲量为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由机械能守恒，小球在三条轨道的终点处速度大小相同，但是方向不同，A错误；
B．三条轨道中小球下降的高度相同，所以重力做功相同，又因为从B轨道滑下用时最短，所以沿B轨道滑下过程重力做功的平均功率最大，B正确；
C．无论沿哪条轨道下滑，支持力始终与速度方向垂直，不做功，C错误；
D．沿A轨道滑下时轨道对小球的支持力不为零，所以该过程中轨道对小球的支持力冲量不为零，D错误。
故选B。
6. 如图所示，两列波长与振幅都相同的横波，t=0时，沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点，沿x轴负方向传播的波刚好传播到x=1m处。已知两列波的振幅均为5cm，波速均为5m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 两波相遇后，原点是振动减弱的点
B. 经0.4s，处于原点的质点运动的路程为2m
C. 0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0
D. 在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点的路程都为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．两波在原点处的振动方向均向上，相遇后原点的振动加强，A错误；
B．两波波长均为2m，则周期为
设经过时间t1，沿x轴负方向传播的波刚好传播到原点处，有
已知两列波的振幅，所以在前0.2s处于原点的质点运动路程为
0.2s时两波相遇，原点为振动加强点，此时的振幅为
则后0.2s经过的路程为
则经0.4s，处于原点的质点运动的路程为
B错误；
C．在0.4s时，左侧的波刚好传播到2m处，右侧的波刚好传播到-1m处，两列波的振动情况完全相反且振幅相同，则在0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0，C正确；
D．路程为质点运动轨迹的长度，而位移则是由始末位置决定，在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点位移为0，但路程不为0，D错误。
故选C。
7. 有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，若膜面积为，每秒每平方米面积获得的太阳光能为，探测器总质量为，光速为，则探测器获得的加速度大小的表达式是（光子动量为）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由E=h，以及光在真空中光速c=λ知，光子的动量和能量之间关系为
设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为，每秒每平方米面积获得的太阳光能，由动量定理得
压强
对探测器应用牛顿第二定律，可得
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8. 在我们的日常生活中会发生很多静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，如图所示，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间产生了放电现象。已知手指带负电，关于放电前手指靠近金属门把手的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 门把手内部的场强逐渐变大 B. 门把手与手指之间场强逐渐增大
C. 门把手左端电势高于右端电势 D. 门把手右端带负电荷且电量增加
【答案】B
【解析】
【详解】放电前手指靠近金属门把手的过程中，门把手在手的影响下，发生静电感应，在其右端感应出正电荷，左端感应出负电荷。本身是处于静电平衡状态，内部场强为零，两端电势相等，门把手与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式
联立，可得
由于异种电荷相互吸引，手接近的过程中，感应电荷越来越接近手，离手近的右端电荷密度越来越大，电荷分布的电荷密度变大，故门把手与手指之间场强逐渐增大，ACD错误，B正确。
故选B。
9. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量
B. 阴影部分的面积和肯定不相等
C. 阻值大于
D. 计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据可知图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器的电荷量，故A错误；
B．S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以
S1=S2
故B错误；
C．由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有
所以
故C错误；
D．该电容器的电容为
故D正确。
故选D。
10. 放射性元素氡的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核。设氡核、钋核和X粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A. 该过程是衰变
B. 发生一次核反应释放的核能为
C. 200个氡经2T时间后，剩余氡原子数量为50个
D. 钋核的比结合能比氡核的比结合能大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒可知，X粒子的质量数是
电荷数守恒，可得X粒子的电荷数是
可得X粒子为粒子，即该过程是衰变，A错误；
B．该过程中亏损的质量对应释放的能量，所以发生一次核反应释放的核能为
B错误；
C．半衰期是大量的原子核衰变统计的结果，少数的原子核不满足该统计规律，C错误；
D．氡核衰变成钋核时释放出核能，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，D正确。
故选D。
11. 如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为、，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，下列说法中正确的是（ ）
A. 在玻璃中b光的速度比a光大
B. 若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较大
C. 若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出
D. 增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．令a、b两单色光的入射角为，玻璃砖厚度为h，折射角分别为、，作出光路图如图所示
由于两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，则有
可知
根据
，
可知
即在玻璃中b光的速度比a光小，A错误；
B．根据上述结合光谱特征可知，在玻璃中b光的速度比a光小，则在玻璃中b光的波长比a光小，根据
可知，若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较小，B错误；
C．a、b两束光在玻璃砖中传播的时间分别为
，
由于玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，根据
既有
上图中光没有发生全反射，则有
则有
可知
可知若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出，C正确；
D．根据光路可知，由于
即使增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时也不可能发生全反射，D错误。
故选C
12. 逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的图像如图所示。在时刻质量为1kg的物块从B点以某一初速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动。2s后开始减速，在时物体恰好能到达最高点A。（已知，，）。以下说法正确的是（ ）
A. 物体与传送带间的摩擦因数为0.6 B. 传送带AB长度为6m
C. 2s后物体受到摩擦力沿传送带向下 D. 物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为6J
【答案】D
【解析】
【详解】A．前2s物块速度小于传送带速度，物块受到摩擦力沿斜面向上。由于物块匀速上滑，根据平衡条件
解得
故A错误；
BC．由题意可知，时，物块与传送带速度相等，由图像可得
前2s，物块沿传送带上滑的位移为
由题意可得，后2s，物块相对传送带静止，物体所受摩擦力方向沿传送带向上，跟传送带以相同加速度，向上匀减速运动
传送带AB长
故B、C错误；
D．上滑过程中，滑动摩擦力为
由传送带的图像可知前2s，传送带位移为
故物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为
故D正确。
故选D。
13. 在现代研究受控热核反应的实验中，需要把的高温等离子体限制在一定空间区域内，这样的高温下几乎所有作为容器的固体材料都将熔化，磁约束就成了重要的技术。如图所示，科学家设计了一种中间弱两端强的磁场，该磁场由两侧通有等大同向电流的线圈产生。假定一带正电的粒子（不计重力）从左端附近以斜向纸内的速度进入该磁场，其运动轨迹为图示的螺旋线（未全部画出）。此后，该粒子将被约束在左右两端之间来回运动，就像光在两个镜子之间来回“反射”一样，不能逃脱。这种磁场被形象地称为磁瓶，磁场区域的两端被称为磁镜。
根据上述信息并结合已有的知识，可以推断该粒子（ ）
A. 从左端到右端的运动过程中，沿磁瓶轴线方向的速度分量逐渐变小
B. 从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内的速度分量为最大值
C. 从左端到右端的运动过程中，其动能先增大后减小
D. 从左端到右端的运动过程中，其运动轨迹的螺距先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．从左端到右端的运动过程中，由于粒子只受洛伦兹力，故粒子的速度大小不变。由于粒子在两段之间来回运动，故沿磁瓶轴线方向的速度分量先变大后变小。故A错误；
B．从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内时，粒子的速度与轴线垂直，故沿磁瓶轴线方向的速度分量为零，又粒子的速度的大小不变，故此时垂直磁瓶轴线方向的速度分量最大。故B正确；
C．从左端到右端的运动过程中，粒子只受洛伦兹力作用，洛伦兹力对粒子不做功，故其动能不变。故C错误；
D．粒子做圆周运动的周期为
由于从左端到右端的运动过程中，磁感应强度先减小后增大，所以粒子的运动周期先增大后减小。根据题意可知，粒子运动轨迹的螺距为
由于平行于轴线的速度先增大后减小，所以运动轨迹的螺距先变大后变小。故D错误。
故选B。
【点睛】根据题意理解粒子运动的规律。注意粒子运动的分解，运动的分解包含速度、受力等矢量的分解。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
D. 德布罗意在普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确；
B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B正确；
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太小，C错误；
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，D正确。
故选ABD。
15. 氖泡可用于指示和保护电路。在玻璃管中有两个相同的板状金属电极，并充入低压氖气，在两极间接入电压使氖气导电，如果金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光。将氖泡、保护电阻和电压可调的电源按如图所示的电路连接。氖泡用黑纸包住，黑纸上留出一条狭缝使光可以照射到氖泡。发现在没有光照的暗室中，当电源两端电压为时，氖泡恰能发光；当电源两端电压为时，氖泡不发光，但同时用频率为，的紫光照射氖泡，氖泡也恰能发光。两次实验中，氖泡恰能发光时回路中的电流可认为相等。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
A. 若保持电压不变，用黄光照射氖泡，氖泡也能发光
B. 通过实验可知，紫光的光子能量
C. 通过实验可知，电极中的电子脱离金属至少需要的能量
D. 实验中使用交流电源也能观察到上述现象
【答案】BD
【解析】
【详解】B．吐过金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光，假设恰好能让氖气发光的电子动能为，电极中的电子脱离金属至少需要的能量为，在没有光照的暗室中，当电源电压为时，氖泡恰能发光，设发光时电路电流为，保护电阻为，则有
当电源电压为时，同时用频率为的紫光照射氖泡，氖泡也恰好能发光，则有
联立解得
B正确；
A．若保持电压不变，用黄光照射氖泡，由于黄光的频率小于紫光的频率，则黄光光子能量小于紫光光子能量，可知氖泡不能发光，A错误；
C．通过实验可知，电极中的电子脱离金属需要的能量小于，C错误；
D．实验中如果采用交流电源，当电压达到一定数值时，也可能观察到上述现象，D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学在做“探究求合力的方法”的实验时，手中只有一个弹簧秤、橡皮筋、木板、白纸和图钉，为了完成此实验，
①在图中所示的器材中还需要选取___________。
A．秒表 B．细绳套 C．三角尺 D．钩码
②本实验采用的科学方法是___________。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
③同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。
【答案】 ①. BC ②. B ③. CD
【解析】
【详解】①做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较；题中只有一只弹簧秤，则可以先用这只弹簧秤和一条细绳共同拉橡皮条节点到相同的位置，然后将细绳和弹簧秤交换位置，再将节点拉到相同的位置；这样也可完成该实验，在图甲所示的器材中还需要选取细绳套、三角板，故选BC。
②本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。
③A．两根细绳要尽量长一些，但是不一定必须等长，选项A错误；
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上，选项B错误；
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，可减小实验误差，选项C正确；
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力方向时产生的误差，选项D正确。
故选CD。
17. 图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是___________（填写所选选项的序号）。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是___________。
A．，、15g、20g、25g、30g、40g
B．，、40g、60g、80g、100g、120g
C．，、15g、20g、25g、30g、40g
D．，、40g、60g、80g、100g、120g
【答案】 ①. B ②. C
【解析】
【详解】①[1]还需要进行的一项操作是:将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，从而平衡受到的摩擦力。
故选B。
②[2]分析可知当盘和重物总质量m远小于小车和砝码的总质量M时，绳子的拉力近似等于盘和重物总重力，所以C组数值最合理。
故选C。
18. 某小组测定一金属丝的电阻率，部分实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量该金属丝直径，示数如图1所示，则该金属丝的直径___________mm；
②因为在实验室找不到合适的电流表，该同学设计了如图2所示的电路，电源电动势E为4.5V，内阻r约为，定值电阻；电压表量程为3V，内阻约为，一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、电阻箱。主要实验步骤如下：
A．将器材按如图2所示连接；
B．开关闭合前为了电压表的安全，金属夹应夹在电阻丝的___________（填“m”或“n”）端，并将电阻箱的阻值调到最小；
C．然后调节电阻箱的阻值使电压表的示数为，记下电阻箱的阻值；之后不断改变接入电路的长度x，调整电阻箱的阻值，使电压表示数始终为，记录下电阻丝接入电路的长度x及对应电阻箱的阻值R，得出多组数据，作出图线如图3所示。a、b为已知量；
D．根据图像和测量的直径求得金属丝的电阻率___________（用a、b、d、π等字母表示），电压表内阻使得电阻率测量结果___________（填“不变”“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. ##3.699##3.701 ②. m ③. ④. 不变
【解析】
【详解】①[1]螺旋测微器的读数为
②[2]根据图2可知电压表测量的是电阻丝与电阻箱串联总电阻的电压。总电阻越大分压越大，为了保护电压表，应该使电阻丝与电阻箱串联总电阻最小，即金属夹应夹在电阻丝的m端，并将电阻箱的阻值调到最小；
[3]根据题意实验中电压表的数值一直不变，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流大小不变，故电阻丝与电阻箱串联后的总电阻不变，即为一定值，根据图3有，当，；当，，可得
结合电阻定律有
解得
[4]由于实验过程中电阻丝与电阻箱串联后的总电阻为定值，且电压表示数不变，所以电压表内阻对电阻率的测量结果无影响，即测量结果不变。
19. 某同学通过图所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则___________（填“需要”或“不需要”）重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p，为了在坐标系中获得直线图像，应选择___________
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
③选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为___________。
【答案】 ①. 需要 ②. C ③. b
【解析】
【详解】①[1]实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。
②[2]设冰糖的体积为，则气体的体积为
由玻意耳定律知
为了获得直线图像，应表示为
选择图像，故选C。
③[3]由函数关系结合图可知
20. 如图所示，向一个空的铝制饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为20cm，当温度为300K时，油柱离管口10cm。已知大气压强为。（结果保留到小数点后一位）
（1）这个气温计的刻度是否均匀；
（2）这个气温计的最大测量值是多少；
（3）已知气温计的温度从300K缓慢上升到最大值的过程中，气体从外界吸收了0.7J的热量，则此过程中气体内能增加了多少？
【答案】（1）均匀；（2）；（3）0.5J
【解析】
【详解】（1）封闭气体做等压变化，根据
温度与气体在细管中的高度成线性关系，可知气温计的刻度是均匀的。
（2）封闭气体做等压变化，当液体到达饮料管的最上端时，气体的温度最高，由盖-吕萨克定律知
可得
（答案为也算正确）
（3）气体对外做功
由热力学第一定律知
21. 如图所示，足够长的粗糙水平轨道ab、光滑水平轨道cd和足够长的粗糙倾斜轨道de在同一竖直平面内，斜面倾角为37°，cd和de平滑连接。在ab的最右端静止一个质量的木板，其高度与cd等高，木板与轨道ab间动摩擦因数，质量的滑块Q静止在cd轨道上的某点，在de轨道上距斜面底端处静止释放一质量的滑块P，一段时间后滑块P与Q发生弹性正碰，碰撞时间忽略不计，P与Q碰撞开始计时，1s末Q滑上长木板，3s末Q从木板上飞出（落地点离木板足够远）。已知P、Q与斜面和木板间的动摩擦因数均为，滑块P、Q均当作质点，，。求：
（1）滑块P在倾斜轨道de上运动加速度大小；
（2）木板的长度；
（3）P、Q与木板间产生的总热量。
【答案】（1）；（2）19m；（3）64.6J
【解析】
【详解】（1）滑块P在下滑到底端的过程中，由牛顿第二定律得
代入数据可得
（2）滑块P下滑到底端时，有
滑块P、Q发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒，能量守恒，有
，
代入数据可得
，
滑块P与Q碰后，Q经滑上木板，则可知碰撞点离木板右端距离为
而P物体到达木板右端位置时间为
此时Q物体刚好滑离木板，对Q物体受力分析，由牛顿第二定律
可得
对木板有
即木板静止不动，则Q在静止的木板上做匀减速直线运动，故长木板的长度
（3）Q与木板间产生的热量
P在木板上运动时，由
及
解得
，
则P与木板间的相对运动距离
可得P与木板间产生的热量
故P、Q与木板间产生的总热量
22. 如图甲所示，倾角粗糙斜面上放置矩形金属框，质量。其中水平边，阻值均为；足够长，电阻不计。空间中存在方向垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。一质量、阻值、长的光滑导体棒ab放置在金属框上，并平行MN边。时刻，在平行斜面的外力F作用下从位置由静止开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置在坐标原点O处，导体棒ab的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线，正弦曲线的周期。导体棒ab始终以垂直的方向运动，金属框始终保持静止。求：
（1）导体棒ab在0至0.25T内通过的电量；
（2）MN边在一个周期内产生的焦耳热；
（3）在0至0.25T内外力F的冲量；
（4）已知简谐运动的回复力系数，求矩形金属框受到的摩擦力与外力F等大同向时导体棒的位置。
【答案】（1）1C；（2）；（3）；（4）或0
【解析】
【详解】（1）可知电路总电阻
根据
通过导体棒得电量
解得
q=1C
（2）通过棒ab得电流随时间变化规律为
可得电流得有效值
故一个周期MN边中产生得热量
（3）由动量定理得
其中
解得
（4）金属框受到得摩擦力
由于导体棒ab做简谐运动，故可知
且有
解得
由于
可得
或
23. 如图所示，在y轴右侧到区域存在两个关于x轴对称且电场强度大小均为E的匀强电场，紧靠电场右方存在着足够宽的匀强磁场①，在y轴左侧存在一半径为d、圆心坐标为的匀强磁场②，匀强磁场②外侧紧贴一圆心角的绝缘刚性圆筒，圆筒关于x轴对称放置。一质量为m、电荷量为－q的带电粒子以速度从（0，0.5d）的A点水平射入匀强电场，粒子经过匀强磁场①区域后恰好从（0，－0.5d）点由另一个匀强电场水平飞出。已知匀强磁场②区域的磁感应强度大小为B0，匀强电场的电场强度大小，不计粒子重力，粒子在圆筒壁上碰撞反弹时无能量损失。求：
（1）带电粒子在第一象限离开电场的坐标；
（2）匀强磁场①区域中的磁感应强度大小B1；
（3）不计粒子碰撞反弹的时间，粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间。
【答案】（1）（0.5d，0.25d）；（2）4B0；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据题意，带电粒子在整个区域中运动的轨迹如图所示
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律可得，竖直方向的位移为
其中，代入可得
则粒子在第一象限离开电场的纵坐标为
所以粒子在第一象限离开电场的坐标为（0.5d，0.25d）。
（2）粒子进入匀强磁场①区域，速度偏转角度的正切值为
即带电粒子进入磁场①时与y轴负方向的夹角为45°，粒子刚进入匀强磁场①时的瞬时速度大小为
经过匀强磁场①后，带电粒子恰好从第四象限水平离开匀强电场，说明粒子在磁场中的轨迹关于x轴对称，根据几何关系可知粒子在匀强磁场①的轨迹半径为
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
联立可得
（3）粒子在两段匀强电场中运动的时间为
粒子在匀强磁场①中运动时，轨迹所对应的圆心角为90°，则有
粒子从B到C和从D到A的运动时间为
带电粒子在匀强磁场②中运动的时间为
所以粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间为
宁波“十校”2023届高三3月联考物理试题卷
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3.可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求，不选、错选、多选均不得分）
1. 以下物理量为矢量的是（ ）
A. 电流 B. 电势 C. 磁感应强度 D. 功
【答案】C
【解析】
【详解】矢量即有大小又有方向，并且遵循平行四边形法则，可知电流、电势、功是标量，磁感应强度是矢量。
故选C。
2. 以下情景中带下划线的物体可看成质点的是（ ）
A. 小英测算蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程
B. 小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁的肢体是如何分工的
C. 在跳水比赛中裁判员给跳水运动员评分
D. 教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程
【答案】A
【解析】
【详解】A．小英测算蚂蚁拖到饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程时，蚂蚁的形状和大小可忽略不计，能看成质点，故A正确；
B．小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，分析蚂蚁肢体是如何分工的，要考虑其形状，不可看作质点，故B错误；、
C．裁判员在跳水比赛中给跳水运动员评分，需要研究运动员的姿势和动作，要考虑身体形状，故不可看作质点，故C错误；
D．教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程，要考虑运动员的身高和形状，不可看作质点，故D错误。
故选A。
3. 十四夜闹元宵是象山石浦的渔家习俗，其中民间灯舞更能传递渔家文化。如图所示，演员手举鱼灯静止不动。忽略空气作用力，以下说法正确的是（ ）
A. 鱼灯对杆的作用力沿杆向下 B. 鱼灯对杆的作用力竖直向下
C. 人对杆的摩擦力竖直向上 D. 手握得越紧，人对杆的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．鱼灯处于平衡状态，受力分析可得杆对鱼灯的作用力与鱼灯的重力为一对平衡力，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知鱼灯对杆的作用力方向竖直向下，A错误，B正确；
C．人抓着杆，杆有向下滑动的趋势，根据摩擦力的特性可知，人对杆的摩擦力沿杆向上，C错误；
D．手与杆之间的摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可知手握得越紧，人对杆的摩擦力不变，D错误。
故选B。
4. 2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（ ）
A. 在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态
B. “天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
C. 在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动
D. 利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离
【答案】D
【解析】
【详解】A．在“天宫”中水和油因为处于完全失重状态而处于漂浮状态，但并不是没有受到地球引力，此时地球引力全部提供给“天宫”及其内部物体做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B．第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，当物体的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间时，物体将绕地球做椭圆运动，所以“天宫”的运行速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；
C．由于“天宫”中物体处于完全失重状态，所以不存在重力使物体物体下落的作用效果，在“天宫”中做“太空抛物实验”时，冰墩墩被抛出后近似做直线运动，故C错误；
D．“天宫”中物体处于完全失重状态，所以油和水的混合物不能像在地球表面上一样出现“油在上，水在下”的分离情况，但可以通过让二者做匀速圆周运动，从而产生向心加速度，进而让水和油分离开，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，小球由静止从同一出发点到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道次之，A轨道最长，B轨道轨迹被称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 由机械能守恒，小球在三条轨道的终点处速度相同
B. 三条轨道中小球沿B轨道滑下过程重力做功的平均功率最大
C. 沿C轨道滑下轨道对小球的支持力做功最多
D. 沿A轨道滑下轨道对小球的支持力冲量为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由机械能守恒，小球在三条轨道的终点处速度大小相同，但是方向不同，A错误；
B．三条轨道中小球下降的高度相同，所以重力做功相同，又因为从B轨道滑下用时最短，所以沿B轨道滑下过程重力做功的平均功率最大，B正确；
C．无论沿哪条轨道下滑，支持力始终与速度方向垂直，不做功，C错误；
D．沿A轨道滑下时轨道对小球的支持力不为零，所以该过程中轨道对小球的支持力冲量不为零，D错误。
故选B。
6. 如图所示，两列波长与振幅都相同的横波，t=0时，沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点，沿x轴负方向传播的波刚好传播到x=1m处。已知两列波的振幅均为5cm，波速均为5m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 两波相遇后，原点是振动减弱的点
B. 经0.4s，处于原点的质点运动的路程为2m
C. 0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0
D. 在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点的路程都为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．两波在原点处的振动方向均向上，相遇后原点的振动加强，A错误；
B．两波波长均为2m，则周期为
设经过时间t1，沿x轴负方向传播的波刚好传播到原点处，有
已知两列波的振幅，所以在前0.2s处于原点的质点运动路程为
0.2s时两波相遇，原点为振动加强点，此时的振幅为
则后0.2s经过的路程为
则经0.4s，处于原点的质点运动的路程为
B错误；
C．在0.4s时，左侧的波刚好传播到2m处，右侧的波刚好传播到-1m处，两列波的振动情况完全相反且振幅相同，则在0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0，C正确；
D．路程为质点运动轨迹的长度，而位移则是由始末位置决定，在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点位移为0，但路程不为0，D错误。
故选C。
7. 有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，若膜面积为，每秒每平方米面积获得的太阳光能为，探测器总质量为，光速为，则探测器获得的加速度大小的表达式是（光子动量为）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由E=h，以及光在真空中光速c=λ知，光子的动量和能量之间关系为
设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为，每秒每平方米面积获得的太阳光能，由动量定理得
压强
对探测器应用牛顿第二定律，可得
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8. 在我们的日常生活中会发生很多静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，如图所示，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间产生了放电现象。已知手指带负电，关于放电前手指靠近金属门把手的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 门把手内部的场强逐渐变大 B. 门把手与手指之间场强逐渐增大
C. 门把手左端电势高于右端电势 D. 门把手右端带负电荷且电量增加
【答案】B
【解析】
【详解】放电前手指靠近金属门把手的过程中，门把手在手的影响下，发生静电感应，在其右端感应出正电荷，左端感应出负电荷。本身是处于静电平衡状态，内部场强为零，两端电势相等，门把手与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式
联立，可得
由于异种电荷相互吸引，手接近的过程中，感应电荷越来越接近手，离手近的右端电荷密度越来越大，电荷分布的电荷密度变大，故门把手与手指之间场强逐渐增大，ACD错误，B正确。
故选B。
9. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量
B. 阴影部分的面积和肯定不相等
C. 阻值大于
D. 计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据可知图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器的电荷量，故A错误；
B．S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以
S1=S2
故B错误；
C．由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有
所以
故C错误；
D．该电容器的电容为
故D正确。
故选D。
10. 放射性元素氡的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核。设氡核、钋核和X粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A. 该过程是衰变
B. 发生一次核反应释放的核能为
C. 200个氡经2T时间后，剩余氡原子数量为50个
D. 钋核的比结合能比氡核的比结合能大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒可知，X粒子的质量数是
电荷数守恒，可得X粒子的电荷数是
可得X粒子为粒子，即该过程是衰变，A错误；
B．该过程中亏损的质量对应释放的能量，所以发生一次核反应释放的核能为
B错误；
C．半衰期是大量的原子核衰变统计的结果，少数的原子核不满足该统计规律，C错误；
D．氡核衰变成钋核时释放出核能，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，D正确。
故选D。
11. 如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为、，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，下列说法中正确的是（ ）
A. 在玻璃中b光的速度比a光大
B. 若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较大
C. 若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出
D. 增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．令a、b两单色光的入射角为，玻璃砖厚度为h，折射角分别为、，作出光路图如图所示
由于两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，则有
可知
根据
，
可知
即在玻璃中b光的速度比a光小，A错误；
B．根据上述结合光谱特征可知，在玻璃中b光的速度比a光小，则在玻璃中b光的波长比a光小，根据
可知，若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较小，B错误；
C．a、b两束光在玻璃砖中传播的时间分别为
，
由于玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，根据
既有
上图中光没有发生全反射，则有
则有
可知
可知若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出，C正确；
D．根据光路可知，由于
即使增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时也不可能发生全反射，D错误。
故选C
12. 逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的图像如图所示。在时刻质量为1kg的物块从B点以某一初速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动。2s后开始减速，在时物体恰好能到达最高点A。（已知，，）。以下说法正确的是（ ）
A. 物体与传送带间的摩擦因数为0.6 B. 传送带AB长度为6m
C. 2s后物体受到摩擦力沿传送带向下 D. 物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为6J
【答案】D
【解析】
【详解】A．前2s物块速度小于传送带速度，物块受到摩擦力沿斜面向上。由于物块匀速上滑，根据平衡条件
解得
故A错误；
BC．由题意可知，时，物块与传送带速度相等，由图像可得
前2s，物块沿传送带上滑的位移为
由题意可得，后2s，物块相对传送带静止，物体所受摩擦力方向沿传送带向上，跟传送带以相同加速度，向上匀减速运动
传送带AB长
故B、C错误；
D．上滑过程中，滑动摩擦力为
由传送带的图像可知前2s，传送带位移为
故物体与传送带间由于摩擦而产生的热量为
故D正确。
故选D。
13. 在现代研究受控热核反应的实验中，需要把的高温等离子体限制在一定空间区域内，这样的高温下几乎所有作为容器的固体材料都将熔化，磁约束就成了重要的技术。如图所示，科学家设计了一种中间弱两端强的磁场，该磁场由两侧通有等大同向电流的线圈产生。假定一带正电的粒子（不计重力）从左端附近以斜向纸内的速度进入该磁场，其运动轨迹为图示的螺旋线（未全部画出）。此后，该粒子将被约束在左右两端之间来回运动，就像光在两个镜子之间来回“反射”一样，不能逃脱。这种磁场被形象地称为磁瓶，磁场区域的两端被称为磁镜。
根据上述信息并结合已有的知识，可以推断该粒子（ ）
A. 从左端到右端的运动过程中，沿磁瓶轴线方向的速度分量逐渐变小
B. 从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内的速度分量为最大值
C. 从左端到右端的运动过程中，其动能先增大后减小
D. 从左端到右端的运动过程中，其运动轨迹的螺距先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．从左端到右端的运动过程中，由于粒子只受洛伦兹力，故粒子的速度大小不变。由于粒子在两段之间来回运动，故沿磁瓶轴线方向的速度分量先变大后变小。故A错误；
B．从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内时，粒子的速度与轴线垂直，故沿磁瓶轴线方向的速度分量为零，又粒子的速度的大小不变，故此时垂直磁瓶轴线方向的速度分量最大。故B正确；
C．从左端到右端的运动过程中，粒子只受洛伦兹力作用，洛伦兹力对粒子不做功，故其动能不变。故C错误；
D．粒子做圆周运动的周期为
由于从左端到右端的运动过程中，磁感应强度先减小后增大，所以粒子的运动周期先增大后减小。根据题意可知，粒子运动轨迹的螺距为
由于平行于轴线的速度先增大后减小，所以运动轨迹的螺距先变大后变小。故D错误。
故选B。
【点睛】根据题意理解粒子运动的规律。注意粒子运动的分解，运动的分解包含速度、受力等矢量的分解。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
D. 德布罗意在普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确；
B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B正确；
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太小，C错误；
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，D正确。
故选ABD。
15. 氖泡可用于指示和保护电路。在玻璃管中有两个相同的板状金属电极，并充入低压氖气，在两极间接入电压使氖气导电，如果金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光。将氖泡、保护电阻和电压可调的电源按如图所示的电路连接。氖泡用黑纸包住，黑纸上留出一条狭缝使光可以照射到氖泡。发现在没有光照的暗室中，当电源两端电压为时，氖泡恰能发光；当电源两端电压为时，氖泡不发光，但同时用频率为，的紫光照射氖泡，氖泡也恰能发光。两次实验中，氖泡恰能发光时回路中的电流可认为相等。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
A. 若保持电压不变，用黄光照射氖泡，氖泡也能发光
B. 通过实验可知，紫光的光子能量
C. 通过实验可知，电极中的电子脱离金属至少需要的能量
D. 实验中使用交流电源也能观察到上述现象
【答案】BD
【解析】
【详解】B．吐过金属电极发出的电子在电场作用下获得足够的能量，就能使氖气发光，假设恰好能让氖气发光的电子动能为，电极中的电子脱离金属至少需要的能量为，在没有光照的暗室中，当电源电压为时，氖泡恰能发光，设发光时电路电流为，保护电阻为，则有
当电源电压为时，同时用频率为的紫光照射氖泡，氖泡也恰好能发光，则有
联立解得
B正确；
A．若保持电压不变，用黄光照射氖泡，由于黄光的频率小于紫光的频率，则黄光光子能量小于紫光光子能量，可知氖泡不能发光，A错误；
C．通过实验可知，电极中的电子脱离金属需要的能量小于，C错误；
D．实验中如果采用交流电源，当电压达到一定数值时，也可能观察到上述现象，D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学在做“探究求合力的方法”的实验时，手中只有一个弹簧秤、橡皮筋、木板、白纸和图钉，为了完成此实验，
①在图中所示的器材中还需要选取___________。
A．秒表 B．细绳套 C．三角尺 D．钩码
②本实验采用的科学方法是___________。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
③同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。
【答案】 ①. BC ②. B ③. CD
【解析】
【详解】①做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较；题中只有一只弹簧秤，则可以先用这只弹簧秤和一条细绳共同拉橡皮条节点到相同的位置，然后将细绳和弹簧秤交换位置，再将节点拉到相同的位置；这样也可完成该实验，在图甲所示的器材中还需要选取细绳套、三角板，故选BC。
②本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。
③A．两根细绳要尽量长一些，但是不一定必须等长，选项A错误；
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上，选项B错误；
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，可减小实验误差，选项C正确；
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力方向时产生的误差，选项D正确。
故选CD。
17. 图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是___________（填写所选选项的序号）。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是___________。
A．，、15g、20g、25g、30g、40g
B．，、40g、60g、80g、100g、120g
C．，、15g、20g、25g、30g、40g
D．，、40g、60g、80g、100g、120g
【答案】 ①. B ②. C
【解析】
【详解】①[1]还需要进行的一项操作是:将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，从而平衡受到的摩擦力。
故选B。
②[2]分析可知当盘和重物总质量m远小于小车和砝码的总质量M时，绳子的拉力近似等于盘和重物总重力，所以C组数值最合理。
故选C。
18. 某小组测定一金属丝的电阻率，部分实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量该金属丝直径，示数如图1所示，则该金属丝的直径___________mm；
②因为在实验室找不到合适的电流表，该同学设计了如图2所示的电路，电源电动势E为4.5V，内阻r约为，定值电阻；电压表量程为3V，内阻约为，一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、电阻箱。主要实验步骤如下：
A．将器材按如图2所示连接；
B．开关闭合前为了电压表的安全，金属夹应夹在电阻丝的___________（填“m”或“n”）端，并将电阻箱的阻值调到最小；
C．然后调节电阻箱的阻值使电压表的示数为，记下电阻箱的阻值；之后不断改变接入电路的长度x，调整电阻箱的阻值，使电压表示数始终为，记录下电阻丝接入电路的长度x及对应电阻箱的阻值R，得出多组数据，作出图线如图3所示。a、b为已知量；
D．根据图像和测量的直径求得金属丝的电阻率___________（用a、b、d、π等字母表示），电压表内阻使得电阻率测量结果___________（填“不变”“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. ##3.699##3.701 ②. m ③. ④. 不变
【解析】
【详解】①[1]螺旋测微器的读数为
②[2]根据图2可知电压表测量的是电阻丝与电阻箱串联总电阻的电压。总电阻越大分压越大，为了保护电压表，应该使电阻丝与电阻箱串联总电阻最小，即金属夹应夹在电阻丝的m端，并将电阻箱的阻值调到最小；
[3]根据题意实验中电压表的数值一直不变，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流大小不变，故电阻丝与电阻箱串联后的总电阻不变，即为一定值，根据图3有，当，；当，，可得
结合电阻定律有
解得
[4]由于实验过程中电阻丝与电阻箱串联后的总电阻为定值，且电压表示数不变，所以电压表内阻对电阻率的测量结果无影响，即测量结果不变。
19. 某同学通过图所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则___________（填“需要”或“不需要”）重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p，为了在坐标系中获得直线图像，应选择___________
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
③选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为___________。
【答案】 ①. 需要 ②. C ③. b
【解析】
【详解】①[1]实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。
②[2]设冰糖的体积为，则气体的体积为
由玻意耳定律知
为了获得直线图像，应表示为
选择图像，故选C。
③[3]由函数关系结合图可知
20. 如图所示，向一个空的铝制饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为20cm，当温度为300K时，油柱离管口10cm。已知大气压强为。（结果保留到小数点后一位）
（1）这个气温计的刻度是否均匀；
（2）这个气温计的最大测量值是多少；
（3）已知气温计的温度从300K缓慢上升到最大值的过程中，气体从外界吸收了0.7J的热量，则此过程中气体内能增加了多少？
【答案】（1）均匀；（2）；（3）0.5J
【解析】
【详解】（1）封闭气体做等压变化，根据
温度与气体在细管中的高度成线性关系，可知气温计的刻度是均匀的。
（2）封闭气体做等压变化，当液体到达饮料管的最上端时，气体的温度最高，由盖-吕萨克定律知
可得
（答案为也算正确）
（3）气体对外做功
由热力学第一定律知
21. 如图所示，足够长的粗糙水平轨道ab、光滑水平轨道cd和足够长的粗糙倾斜轨道de在同一竖直平面内，斜面倾角为37°，cd和de平滑连接。在ab的最右端静止一个质量的木板，其高度与cd等高，木板与轨道ab间动摩擦因数，质量的滑块Q静止在cd轨道上的某点，在de轨道上距斜面底端处静止释放一质量的滑块P，一段时间后滑块P与Q发生弹性正碰，碰撞时间忽略不计，P与Q碰撞开始计时，1s末Q滑上长木板，3s末Q从木板上飞出（落地点离木板足够远）。已知P、Q与斜面和木板间的动摩擦因数均为，滑块P、Q均当作质点，，。求：
（1）滑块P在倾斜轨道de上运动加速度大小；
（2）木板的长度；
（3）P、Q与木板间产生的总热量。
【答案】（1）；（2）19m；（3）64.6J
【解析】
【详解】（1）滑块P在下滑到底端的过程中，由牛顿第二定律得
代入数据可得
（2）滑块P下滑到底端时，有
滑块P、Q发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒，能量守恒，有
，
代入数据可得
，
滑块P与Q碰后，Q经滑上木板，则可知碰撞点离木板右端距离为
而P物体到达木板右端位置时间为
此时Q物体刚好滑离木板，对Q物体受力分析，由牛顿第二定律
可得
对木板有
即木板静止不动，则Q在静止的木板上做匀减速直线运动，故长木板的长度
（3）Q与木板间产生的热量
P在木板上运动时，由
及
解得
，
则P与木板间的相对运动距离
可得P与木板间产生的热量
故P、Q与木板间产生的总热量
22. 如图甲所示，倾角粗糙斜面上放置矩形金属框，质量。其中水平边，阻值均为；足够长，电阻不计。空间中存在方向垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。一质量、阻值、长的光滑导体棒ab放置在金属框上，并平行MN边。时刻，在平行斜面的外力F作用下从位置由静止开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置在坐标原点O处，导体棒ab的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线，正弦曲线的周期。导体棒ab始终以垂直的方向运动，金属框始终保持静止。求：
（1）导体棒ab在0至0.25T内通过的电量；
（2）MN边在一个周期内产生的焦耳热；
（3）在0至0.25T内外力F的冲量；
（4）已知简谐运动的回复力系数，求矩形金属框受到的摩擦力与外力F等大同向时导体棒的位置。
【答案】（1）1C；（2）；（3）；（4）或0
【解析】
【详解】（1）可知电路总电阻
根据
通过导体棒得电量
解得
q=1C
（2）通过棒ab得电流随时间变化规律为
可得电流得有效值
故一个周期MN边中产生得热量
（3）由动量定理得
其中
解得
（4）金属框受到得摩擦力
由于导体棒ab做简谐运动，故可知
且有
解得
由于
可得
或
23. 如图所示，在y轴右侧到区域存在两个关于x轴对称且电场强度大小均为E的匀强电场，紧靠电场右方存在着足够宽的匀强磁场①，在y轴左侧存在一半径为d、圆心坐标为的匀强磁场②，匀强磁场②外侧紧贴一圆心角的绝缘刚性圆筒，圆筒关于x轴对称放置。一质量为m、电荷量为－q的带电粒子以速度从（0，0.5d）的A点水平射入匀强电场，粒子经过匀强磁场①区域后恰好从（0，－0.5d）点由另一个匀强电场水平飞出。已知匀强磁场②区域的磁感应强度大小为B0，匀强电场的电场强度大小，不计粒子重力，粒子在圆筒壁上碰撞反弹时无能量损失。求：
（1）带电粒子在第一象限离开电场的坐标；
（2）匀强磁场①区域中的磁感应强度大小B1；
（3）不计粒子碰撞反弹的时间，粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间。
【答案】（1）（0.5d，0.25d）；（2）4B0；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据题意，带电粒子在整个区域中运动的轨迹如图所示
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律可得，竖直方向的位移为
其中，代入可得
则粒子在第一象限离开电场的纵坐标为
所以粒子在第一象限离开电场的坐标为（0.5d，0.25d）。
（2）粒子进入匀强磁场①区域，速度偏转角度的正切值为
即带电粒子进入磁场①时与y轴负方向的夹角为45°，粒子刚进入匀强磁场①时的瞬时速度大小为
经过匀强磁场①后，带电粒子恰好从第四象限水平离开匀强电场，说明粒子在磁场中的轨迹关于x轴对称，根据几何关系可知粒子在匀强磁场①的轨迹半径为
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
联立可得
（3）粒子在两段匀强电场中运动的时间为
粒子在匀强磁场①中运动时，轨迹所对应的圆心角为90°，则有
粒子从B到C和从D到A的运动时间为
带电粒子在匀强磁场②中运动的时间为
所以粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间为
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