2022-2023学年浙江省义乌市高三下学期5月适应性考试（三模）物理试题（解析版）

义乌市2023届高三适应性考试

物理试卷

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 根据航运行业机构的数据，到2030年全球将有超过250GW的海上风电容量，共有约730个海上风电场和30000台风电机组处于运营状态。如果用物理量的基本单位来表示海上风电容量的单位。下列表达中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

2. 曹冲称象的故事出自《三国志》，“置象于船上，刻其水痕所至。称物以载之，则校可知矣。复称他物，则象重可知也”。下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是（　　）

A. 研究加速度与合力、质量的关系 B. 建立“质点”的概念

C. 建立“瞬时速度”的概念 D. 建立“合力和分力”概念

3. 据新华社报道，4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是，的质量是，的质量是，X的质量是m4，光速是c，下列说法正确的是（　　）

A. 只有氘（）和氚（）能发生核聚变，其他原子核不能

B. 发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为

C. 其中粒子X的符号是

D. 核聚变反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能将反应持续下去

4. 今年4月8日上午，以“全民健身迎亚运 信心满怀奔共富”为主题的2023年浙江省气排球锦标赛在桐庐开赛，某同学描绘出了气排球“从空中下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度”的速度随时间变化的图像，若忽略空气阻力的大小变化，取，以下分析计算正确的是（　　）

A. 小球弹起的最大高度为1.0m

B. 小球弹起的最大高度为0.45m

C. 空气阻力大小与重力大小的比值为1：5

D. 小球弹起到最大高度的时刻

5. “倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸，可以帮助青少年保持良好体形，有助于增高，促进大脑发育，提高记忆力。照片展示的是义乌某中学一位学生在宿舍中练习“靠墙倒立”的情景，宿舍的地面水平粗糙，墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是（　　）

A. 地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力

B. 墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力

C. 人对地面的压力是因为地面发生形变产生的

D. 人体的重心位置可能在身体的外部

6. 汽车的车厢地面上水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直如图乙所示，当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看下列分析判断正确是（　　）

A. Q和M对P的支持力大小始终相等

B. 汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等

C. 汽车过A点时，汽车重心的角速度最大

D. 汽车过A、C两点时，M对P的支持力大于Q对P的支持力

7. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关

B. 照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象

C. 水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大

D. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集

8. 如图所示，某同学在距离篮筐一定距离的地方起跳投篮，篮球在A点出手时与水平方向成60°角，速度大小为v0，在C点入框时速度与水平方向成角。现将篮球简化成质点，忽略空气阻力，取重力加速度为g，则下列分析正确的是（　　）

A. 篮球在空中飞行过程中，单位时间内的速度变化量大小改变

B. AC两点的高度差大小为

C. 篮球在最高点时重力势能的大小是动能大小的2倍

D. 篮球在C点时候的速度大小为v0

9. 如图甲所示，虚线（磁场边界）左侧有一竖直向下的匀强磁场（磁感应强度为B），一正方形线框（边长为L，匝数为N，不计线框内阻）从图示位置绕水平上边O为轴顺时针匀速转动，以角速度为进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的CD端，定值电阻阻值为R，电阻为，忽略灯丝电阻随温度的变化，为理想交流电流表，K为理想二极管，P为理想自耦变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是（　　）

A. 线框转动切割产生的电动势最大值为

B. 电流表的读数为

C. 不动，向下滑动时，减小

D. 顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变

10. 2023年4月14日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”准实时观测部分数据完成了国内外无差别开放，实现了数据共享，体现了大国担当。如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动，圆半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法中不正确的是（　　）

A. 两卫星在图示位置的速度

B. 两卫星在A处的加速度大小相等

C. 两颗卫星在A或B点处不可能相遇

D. 两颗卫星的运动周期相等

11. 隐身技术中要用到一种负折射率材料，光在通过这种介质时，折射光线与入射光线分布在法线的同一侧，折射角取负值，折射率也取负值，折射率的公式为（i、r分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）。如图所示，在真空中放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为，A、B两棱镜斜面相互平行位置，两斜面间的距离为d。一束同种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它在棱镜中的折射率为，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。光通过两棱镜后，打在光屏上的点到P'（P'点为P点在光屏上的投影）距离为（　　）

A. 0 B. d C. d D. d

12. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为5cm/s，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示。下列说法中正确的一项是（　　）

A. 甲的波长大小为6cm、乙的波长大小为5cm

B. 甲、乙两列波能在介质中发生干涉

C. 时刻相邻的两个位移为8cm的质点间距是30cm

D. 从开始0.1s后介质中第一次出现位移为的质点

13. 磁流体发电机发电通道是一个长、高、宽分别为a、h、b长方体空腔。上下两个侧面是电阻不计的电极，电极与固定在水平桌面上间距为L电阻不计的平行金属导轨相连。发电通道内的匀强磁场方向垂直与a、h组成的平面，磁感应强度大小为B。电阻率为ρ的等离子体以速率v水平向右通过发电通道。导轨间匀强磁场与导轨平面成θ角右斜向上，磁感应强度大小也为B，质量为m，电阻为R的金属棒垂直于导轨放置，与导轨道动摩擦因数为μ。棒的中点用条水平垂直于棒的细线通过光滑定滑轮与重物相连。当S闭合后，金属棒恰好处于静止状态，则重物的质量可能为（　　）

A.  B.

C.  D.

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. 关于下面现象及其应用，下列说法正确的有（　　）

A. 图甲，肥皂泡在阳光下，看起来是彩色的，是干涉引起的色散现象

B. 图乙，戴3D眼镜观看立体电影是利用了光的偏振原理

C. 图丙，麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的电磁场理论

D. 图丁，夜视仪拍摄夜间画面是利用红外线的热效应

15. 某同学利用图所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图（甲）所示的两种光a、b的光强分布。下面说法正确的是（　　）

A. 这位同学在缝屏上安装的是单缝

B. 若a光是核外电子第四激发态到第一激发态跃迁产生的，则b光可能是核外电子第二激发态到第一激发态

C. 同一光电效应实验装置中，若a光对应图丙中图线1，则b光可能对应图线2

D. 在同一光电效应实验装置中，若a光对应图丁中图线②，则b光可能对应图线③

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 义乌某中学学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：

（1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是________。（选填甲、乙、丙、丁）

（2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是________。（选填甲、乙、丙、丁）

（3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为________，加速度为________。（计算结果保留三位有效数字）

（4）另一组学生用图乙的装置测量小车的质量，及小车与木板的动摩擦因数，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数和小车加速度的数据，作出如图所示的图像。由图像可求得小车的质量_______kg，小车与长木板间的动摩擦因数_______。（计算结果保留2位有效数字）

17. （1）实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。

①先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为___________ V。

②要精确测量电源的电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I（电表内阻忽略不计），在U-I坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，为了解决该问题，需要选择合适的器材进行改装电路，在图4电路中选择___________。

③实验小组成员找来的电阻有两只；阻值为20Ω的定值电阻R1，阻值为2Ω的定值电阻R2，根据②中选择的电路改装需要选电阻___________。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在U-I坐标系中描点作图，如图所示，由此测得电源的电动势E=___________V，电源的内阻r=___________Ω（计算结果小数点后均保留两位）。

（2）另一组实验小组利用图1中的器材研究电容器的充放电现象。其中开关断开时，电流计G指针指在中间“0”刻度，电压表V指针指在“0”处，电流从“+”接线柱流入，指针往右偏；电流从“-”接线柱流入，指针往左偏。

①利用导线将器材如图②连接，画出相应的电路图___________。

②将开关打在左侧，图中箭头为电流流向，两只电表的指针从图3变为图4，这个过程是___________（填“充电”或“放电”）过程。

18. 下图是一种汽车空气减震器的模型，其主要构造是导热性良好的气缸和活塞（面积为），活塞通过连杆与车轮轴连接。将装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车，固定在倾角为的斜面上，连杆与斜面垂直，初始时气缸内密闭体积为，压强为的理想气体，环境温度为，气缸与活塞间的摩擦忽略不计，大气压强始终为。在气缸顶部固定一个物体A，稳定时气缸内气体体积缩小了，该过程气体温度保持不变。重力加速度取。

（1）放上A物体待其稳定后，气缸对气体做功，判断该过程气缸内气体是吸热还是放热。并求出热量的大小；

（2）求气缸和物体A的总质量M；

（3）由于环境温度变化，气缸内气体体积逐渐恢复到。求体积恢复后的环境温度。

19. 一游戏装置如图所示，该装置由圆锥摆、传送带和小车三部分组成。质量不计长度为的细线一端被固定在架子上，另一端悬一个质量为的物体（可视为质点）。现使物体在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为。一段时间后悬挂物体的细线断裂，物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）沿传送方向进入传送带。倾角为的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行，物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度为，物体和传送带之间的动摩擦因数为。质量为的无动力小车静止于光滑水平面上，小车上表面光滑且由水平轨道与圆轨道平滑连接组成，圆轨道半径为。物体离开传送带后沿水平方向冲上小车（物体从离开传送带到冲上小车过程无动能损耗），并在小车右侧的最高点离开小车，过一段时间后重新回到小车，不计空气阻力。重力加速度取。

（1）求物体做水平匀速圆周运动的线速度大小和物体离开细绳瞬间距离传送带最上端的高度；

（2）求物体在传送带上运动过程中，物体对传送带摩擦力冲量和压力冲量；

（3）从物体离开小车开始计时，求物体重新回到小车所用的时间。

20. 如图甲所示，有一固定在水平面上半径为光滑金属圆环，环内半径为的圆形区域存在两个方向相反的匀强磁场，右侧磁场磁感应强度为B1，方向竖直向上，左侧磁场磁感应强度为B2，方向竖直向下。两个磁场各分布在半圆区域内。金属棒a电阻为R，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随转轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环和电刷间接有阻值为R的电阻，通过绝缘件GH与倾角为θ且宽度为d的光滑平行轨道相连接。自感线圈（自感系数为L，直流电阻不计）和电容器（电容为C）固定于倾斜轨道上，开关S1、S2一开始都处于断开状态，轨道上锁定着电阻不计、质量为m的金属棒b，自感线圈和电容器与金属棒b的间距足够长，轨道处于磁场磁感应强度为B3匀的匀强磁场中，磁场方向与轨道面垂直，不计其它电阻，重力加速度为g。

（1）当导体棒a运动到B1磁场中时，求流过电阻R的电流大小和方向；

（2）金属棒a从如图乙所示位置开始计时，顺时针转动一周，在图丙中画出在这一过程中的UEF—t图像，UEF为EF两点的电势差。

（3）若将电键S1闭合，同时金属棒b解除锁定，若电容器的击穿电压为U，为保证电容不被击穿，求金属棒b沿轨道能运动的最远距离x1；

（4）若将电键闭合，同时金属棒b解除锁定，求金属棒b沿轨道能运动的最远距离。

21. 如图甲所示，有一竖直放置的平行板电容器，两平行金属板间距为l，极板长度为2l，以极板间的中心线OO1为y轴建立如图里所示的坐标系，在直线上方全部区域加上垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。现有大量电子从入口O点以平行于y轴的初速度射入两极板间，经过磁场区域后所有电子均能打在所在的直线上，已知电子的质量为m，电荷量为e。

（1）如果电子的速度范围为，求电子打在所在的直线上的落点范围长度；

（2）在两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时右极板带负电）。t=0时从O位置入射速度为v0的电子恰好能在t=T时刻从D点平行极板射出，求交变电压的周期T和电压U0的值；

（3）如图丙在所在直线上某处K，安装一块能绕K旋转的挡板，现将挡板从水平位置逆时针转到与y轴正方向成角（），从位置以平行于y轴速度射出的电子经过磁场偏转打在档板某处H，已知运动轨迹的圆心为（在K左侧），，，求；

（4）如图丁，宽度均为d的n个匀强磁场和个匀强电场交替分布，电场、磁场的边界与水平方向均成θ角，沿边界方向范围足够广。有界磁场磁场的磁感应强度大小依次为B0，2B0，3B0，.....nB0，磁场方向垂直纸面向外，电场方向垂直边界向上。在两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时右极板带负电）。已知，。t=0时从O位置以v0为初速度的电子从平行极板射出后射入I区磁场，若电子恰好不能从第n个磁场上边界射出，求匀强电场的场强大小。

义乌市2023届高三适应性考试

物理试卷

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 根据航运行业机构的数据，到2030年全球将有超过250GW的海上风电容量，共有约730个海上风电场和30000台风电机组处于运营状态。如果用物理量的基本单位来表示海上风电容量的单位。下列表达中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】通过题干可知，到2030年全球将有超过250GW的海上风电容量，即海上风电容量的单位是功率的单位

用物理量国际单位的基本单位表示

故选C。

2. 曹冲称象的故事出自《三国志》，“置象于船上，刻其水痕所至。称物以载之，则校可知矣。复称他物，则象重可知也”。下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是（　　）

A. 研究加速度与合力、质量的关系 B. 建立“质点”的概念

C. 建立“瞬时速度”的概念 D. 建立“合力和分力”概念

【答案】D

【解析】

【详解】曹冲称象故事用等重量的石头代替等重量的大象，是等效替代的思想。

A．研究加速度与合力、质量的关系，采用的是控制变量法，故A错误；

B．建立“质点”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，故B错误；

C．建立“瞬时速度”的概念，采用极限思想，不是等效替代，故C错误；

D．建立“合力与分力”的概念，采用的是等效替代的方法，故D正确。

故选D。

3. 据新华社报道，4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是，的质量是，的质量是，X的质量是m4，光速是c，下列说法正确的是（　　）

A. 只有氘（）和氚（）能发生核聚变，其他原子核不能

B. 发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为

C. 其中粒子X的符号是

D. 核聚变反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能将反应持续下去

【答案】C

【解析】

【详解】A．理论上，原子序数小于铁的都可以发生核聚变，不一定是氘（）和氚（），恒星演化后期会有氦聚变为碳进而聚变为氧的过程，所以A错误；

B．发生一次上述聚变反应所释放核能大小为，B错误；

C．由核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，其中粒子X的符号是，C正确；

D．核聚变一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，D错误。

故选C。

4. 今年4月8日上午，以“全民健身迎亚运 信心满怀奔共富”为主题的2023年浙江省气排球锦标赛在桐庐开赛，某同学描绘出了气排球“从空中下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度”的速度随时间变化的图像，若忽略空气阻力的大小变化，取，以下分析计算正确的是（　　）

A. 小球弹起的最大高度为1.0m

B. 小球弹起的最大高度为0.45m

C. 空气阻力大小与重力大小的比值为1：5

D. 小球弹起到最大高度的时刻

【答案】C

【解析】

【详解】C．下落过程的加速度

根据牛顿第二定律

解得

f=0.2mg

空气阻力大小与重力大小的比值为1：5，选项C正确；

AB．上升过程中

解得

a2=1.2g

小球弹起的最大高度为

选项AB错误；

D．小球弹起到最大高度的时间

则小球弹起到最大高度的时刻，选项D错误。

故选C。

5. “倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸，可以帮助青少年保持良好体形，有助于增高，促进大脑发育，提高记忆力。照片展示的是义乌某中学一位学生在宿舍中练习“靠墙倒立”的情景，宿舍的地面水平粗糙，墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是（　　）

A. 地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力

B. 墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力

C. 人对地面的压力是因为地面发生形变产生的

D. 人体的重心位置可能在身体的外部

【答案】D

【解析】

【详解】A．在竖直方向上，对人研究，人受到重力、地面对人的作用力和墙对人的摩擦力，故地面对人的作用力与人对地面的压力随作用在两个物体上，但大小不相等，故A错误；

B．墙面对人的作用力受力物体为人，人对墙面的作用力受力物体为墙，故不符合平衡力的条件，故B错误；

C．人对地面的压力是因为人手发生形变产生的，故C错误；

D．重心为物体各部分所受重力作用的集中点，重心的位置与物体的质量分布和几何形状均有关，故由图可知，人体的重心位置可能在身体的外部，故D正确。

故选D。

6. 汽车的车厢地面上水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直如图乙所示，当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看下列分析判断正确是（　　）

A. Q和M对P的支持力大小始终相等

B. 汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等

C. 汽车过A点时，汽车重心角速度最大

D. 汽车过A、C两点时，M对P的支持力大于Q对P的支持力

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车过A、B、C三点时，做匀速圆周运动，合外力指向圆弧的圆心，故对P分析，AC两点合外力向左，B点合外力向右，Q和M对P的支持力大小不是始终相等，A错误。

B．汽车过A、B、C三点时的圆弧轨道半径不同，根据合外力提供向心力得，

当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时，工件P受到的合外力大小依次在增大，B错误；

C．汽车过A点时，由角速度与线速度关系得，在A点圆弧轨道半径最大，汽车重心的角速度应该最小，C错误；

D．汽车过A、C两点时，所受的合外力向左，故M对P的支持力大于Q对P的支持力，D正确。

故选D。

7. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关

B. 照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象

C. 水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大

D. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集

【答案】C

【解析】

【详解】A．液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，选项A错误；

B．照片中的玻璃和水滴不浸润，选项B错误；

C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，选项C正确；

D．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，选项D错误。

故选C。

8. 如图所示，某同学在距离篮筐一定距离的地方起跳投篮，篮球在A点出手时与水平方向成60°角，速度大小为v0，在C点入框时速度与水平方向成角。现将篮球简化成质点，忽略空气阻力，取重力加速度为g，则下列分析正确的是（　　）

A. 篮球在空中飞行过程中，单位时间内的速度变化量大小改变

B. AC两点的高度差大小为

C. 篮球在最高点时重力势能的大小是动能大小的2倍

D. 篮球在C点时候的速度大小为v0

【答案】B

【解析】

【详解】A．篮球在空中飞行过程中，仅受重力作用，做匀变速曲线运动，故单位时间内的速度变化量大小不变，A错误；

B．A点竖直方向上和水平方向上的分速度分别为

，

C点竖直方向上分速度为

竖直方向上可视为竖直上爬运动，根据运动学关系可得AC两点高度差大小为

B正确；

C．未确定重力势能的零势能面，故篮球在最高点时重力势能的大小与动能大小的无法比较，C错误；

D．篮球在C点时候的速度大小为

D错误。

故选B。

9. 如图甲所示，虚线（磁场边界）左侧有一竖直向下的匀强磁场（磁感应强度为B），一正方形线框（边长为L，匝数为N，不计线框内阻）从图示位置绕水平上边O为轴顺时针匀速转动，以角速度为进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的CD端，定值电阻阻值为R，电阻为，忽略灯丝电阻随温度的变化，为理想交流电流表，K为理想二极管，P为理想自耦变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是（　　）

A. 线框转动切割产生的电动势最大值为

B. 电流表的读数为

C. 不动，向下滑动时，减小

D. 顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．线框转动切割产生的电动势最大值为

故A错误；

B．由图甲可知线框运动的半个周期内产生交变电流，由图乙可知由于二极管的存在，流过灯泡的电流只有正弦式电流流过；电流表的示数为流过电流表的有效值，根据有效值的定义有

其中

解得

故B错误；

C．不动，向下滑动时，由于变压器的匝数比不变，可知电压不变，故C错误；

D．由欧姆定律知流过灯泡的电流

顺时针转动一个小角度，副线圈匝数减小，电压减小；同时向下滑动时，接入电路的电阻减小，所以小灯泡的亮度可能不变，故D正确。

故选D。

10. 2023年4月14日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”准实时观测部分数据完成了国内外无差别开放，实现了数据共享，体现了大国担当。如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法中不正确的是（　　）

A. 两卫星在图示位置的速度

B. 两卫星在A处加速度大小相等

C. 两颗卫星在A或B点处不可能相遇

D. 两颗卫星的运动周期相等

【答案】A

【解析】

【详解】A．为椭圆轨道的远地点，速度比较小，表示匀速圆周运动的速度，故

故A错误；

B．两卫星在A点，所受万有引力提供向心力，即

解得

故加速度大小相同，故B正确；

CD．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律可知，两卫星的运动周期相等，则不会相遇，故CD正确。

本题选错误的，故选A。

11. 隐身技术中要用到一种负折射率材料，光在通过这种介质时，折射光线与入射光线分布在法线的同一侧，折射角取负值，折射率也取负值，折射率的公式为（i、r分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）。如图所示，在真空中放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为，A、B两棱镜斜面相互平行位置，两斜面间的距离为d。一束同种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它在棱镜中的折射率为，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。光通过两棱镜后，打在光屏上的点到P'（P'点为P点在光屏上的投影）距离为（　　）

A. 0 B. d C. d D. d

【答案】D

【解析】

【详解】顶角为，则由几何关系得

折射率的公式为

它在棱镜中的折射率为，故

故

画出光路图，有图像几何关系可知，光通过两棱镜后，打在光屏上的点到P'（P'点为P点在光屏上的投影）距离为

故选D。

12. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为5cm/s，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示。下列说法中正确的一项是（　　）

A. 甲的波长大小为6cm、乙的波长大小为5cm

B. 甲、乙两列波能在介质中发生干涉

C. 时刻相邻的两个位移为8cm的质点间距是30cm

D. 从开始0.1s后介质中第一次出现位移为的质点

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，甲的波长大小为5cm、乙的波长大小为6cm，故A错误；

B．由公式

可知

发生干涉的条件为两列波的频率相同，故甲、乙两列波能在介质中不能发生干涉，故B错误；

C．时，在处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为8cm，甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为

由上述解得，介质中偏离平衡位置位移为8cm的所有质点的x坐标为

故在时刻，介质中偏离平衡位置位移为8cm的相邻质点的距离为

故C正确；

D．偏离平衡位置位移为-8cm是两列波的波谷相遇的点，在时刻，波谷之差为

整理解得

波谷之间最小的距离为

两列波相向传播，相对速度为

故介质中第一次出现位移为的质点的时间为

故D错误。

故选C。

13. 磁流体发电机发电通道是一个长、高、宽分别为a、h、b的长方体空腔。上下两个侧面是电阻不计的电极，电极与固定在水平桌面上间距为L电阻不计的平行金属导轨相连。发电通道内的匀强磁场方向垂直与a、h组成的平面，磁感应强度大小为B。电阻率为ρ的等离子体以速率v水平向右通过发电通道。导轨间匀强磁场与导轨平面成θ角右斜向上，磁感应强度大小也为B，质量为m，电阻为R的金属棒垂直于导轨放置，与导轨道动摩擦因数为μ。棒的中点用条水平垂直于棒的细线通过光滑定滑轮与重物相连。当S闭合后，金属棒恰好处于静止状态，则重物的质量可能为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】等离子体中的正电荷受向上的洛伦兹力偏向上极板，可知上极板为正极，电流流过导体棒，受安培力斜向左上方，若导体棒恰不向左运动，则摩擦力向右，对导体棒受力平衡

其中

解得

同理若导体棒恰不向右运动，则摩擦力向左对导体棒受力平衡

其中

解得

故选C。

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. 关于下面现象及其应用，下列说法正确的有（　　）

A. 图甲，肥皂泡在阳光下，看起来是彩色，是干涉引起的色散现象

B. 图乙，戴3D眼镜观看立体电影是利用了光的偏振原理

C. 图丙，麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的电磁场理论

D. 图丁，夜视仪拍摄夜间画面是利用红外线的热效应

【答案】AB

【解析】

【详解】A．图甲，肥皂泡在阳光下，看起来是彩色的，是薄膜干涉引起的色散现象，A正确；

B．图乙，戴3D眼镜观看3D电影，能够感受到立体的影像是利用了光的偏振原理，B正确；

C．图丙，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，而赫兹证实了电磁波的存在，C错误；

D．图丁，夜视仪拍摄夜间画面是利用一切物体均能够向外辐射红外线，物体温度不同，向外辐射红外线的强度不同的特点制成的，而红外线的热效应指被红外线照射的物体会发热，D错误。

故选AB。

15. 某同学利用图所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图（甲）所示的两种光a、b的光强分布。下面说法正确的是（　　）

A. 这位同学在缝屏上安装的是单缝

B. 若a光是核外电子第四激发态到第一激发态跃迁产生的，则b光可能是核外电子第二激发态到第一激发态

C. 在同一光电效应实验装置中，若a光对应图丙中图线1，则b光可能对应图线2

D. 在同一光电效应实验装置中，若a光对应图丁中图线②，则b光可能对应图线③

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由图甲可知，条纹中间宽，两边窄，是衍射条纹，这位同学在缝屏安装的是单缝，A正确；

B．由于a光衍射条纹间距较小，则a光波长较短，频率较大，能量较大。故若a光是核外电子第四激发态到第一激发态跃迁产生的，则b光可能是核外电子第二激发态到第一激发态，B正确；

C．在同一光电效应实验装置中，a光频率较大，故a光的遏止电压比b光遏止电压大，故a光对应图丙中图线1，则b光不可能对应图线2，C错误；

D．根据

可得

故在同一光电效应实验装置中，逸出功一样，若a光对应图丁中图线②，则b光也对应图线②，D错误。

故选AB。

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：

（1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是________。（选填甲、乙、丙、丁）

（2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是________。（选填甲、乙、丙、丁）

（3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为________，加速度为________。（计算结果保留三位有效数字）

（4）另一组学生用图乙的装置测量小车的质量，及小车与木板的动摩擦因数，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数和小车加速度的数据，作出如图所示的图像。由图像可求得小车的质量_______kg，小车与长木板间的动摩擦因数_______。（计算结果保留2位有效数字）

【答案】    ①. 甲、乙、丙    ②. 丙    ③. 1.01    ④. 2.00    ⑤. 0.29    ⑥. 0.14

【解析】

【详解】（1）[1]四种方案中，甲、乙、丙三个方案中小车均受到比较大的摩擦阻力作用，都需要进行“补偿阻力”，丁方案中由于滑块与气垫导轨间的摩擦力可以忽略不计，则不需要进行“补偿阻力”。故四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是：甲、乙、丙。

（2）[2]四种方案中，甲方案可以通过弹簧测力计测得绳子拉力，乙、丁方案都可以通过力传感器测得绳子拉力，而丙方案需要用重物的重力近似等于绳子拉力，为了减小误差，丙方案需要满足重物质量远小于小车的质量。

（3）[3]相邻两计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小车在E点的瞬时速度为

[4]根据逐差法可得，小车的加速度为

（4）[5][6]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得

可得

可知图像的斜率为

解得小车的质量为

图像的纵轴截距为

解得小车与长木板间的动摩擦因数为

17. （1）实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。

①先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为___________ V。

②要精确测量电源的电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I（电表内阻忽略不计），在U-I坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，为了解决该问题，需要选择合适的器材进行改装电路，在图4电路中选择___________。

③实验小组成员找来的电阻有两只；阻值为20Ω的定值电阻R1，阻值为2Ω的定值电阻R2，根据②中选择的电路改装需要选电阻___________。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在U-I坐标系中描点作图，如图所示，由此测得电源的电动势E=___________V，电源的内阻r=___________Ω（计算结果小数点后均保留两位）。

（2）另一组实验小组利用图1中的器材研究电容器的充放电现象。其中开关断开时，电流计G指针指在中间“0”刻度，电压表V指针指在“0”处，电流从“+”接线柱流入，指针往右偏；电流从“-”接线柱流入，指针往左偏。

①利用导线将器材如图②连接，画出相应的电路图___________。

②将开关打在左侧，图中箭头为电流流向，两只电表的指针从图3变为图4，这个过程是___________（填“充电”或“放电”）过程。

【答案】    ①. 正    ②. 1.30##1.28##1.29##1.31##1.32    ③. B    ④. R2##2Ω    ⑤. 1.44##1.45##1.46##1.47##1.48    ⑥. 0.40##0.41##0.42##0.43##0.44##0.45##0.46    ⑦.     ⑧. 充电

【解析】

【详解】（1）[1]多用电表的红表笔粗测电源的电动势，根据多用电表的使用要求，电流从红表笔流入从黑表笔流出，故将多用电表的红表笔与电源的正极相连；

[2]多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，故测量时该表盘的分度值为0.05V，读数为1.30V；

[3]路端电压和电流关系图像可知，电压变化范围比较小是由于电源内阻较小，故改进的方法是将电源串联一个定值电阻，再接电压表，这样电流变化时电压表的示数变化增大，故选B；

[4] 根据图3的斜率可知电源的内阻约为

根据②中选择的电路改装需要选阻值与电源内阻相当的电阻R2即可；

[5][6]根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在U-I坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势为

电源的内阻

（2）[7]根据图②连接的实物图，画出相应的电路图得

[8]实物图单刀双掷开关与电源连接，且电流表示数变小，可知电容器两端电压变大，属于充电过程。

18. 下图是一种汽车空气减震器的模型，其主要构造是导热性良好的气缸和活塞（面积为），活塞通过连杆与车轮轴连接。将装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车，固定在倾角为的斜面上，连杆与斜面垂直，初始时气缸内密闭体积为，压强为的理想气体，环境温度为，气缸与活塞间的摩擦忽略不计，大气压强始终为。在气缸顶部固定一个物体A，稳定时气缸内气体体积缩小了，该过程气体温度保持不变。重力加速度取。

（1）放上A物体待其稳定后，气缸对气体做功，判断该过程气缸内气体是吸热还是放热。并求出热量的大小；

（2）求气缸和物体A的总质量M；

（3）由于环境温度变化，气缸内气体体积逐渐恢复到。求体积恢复后的环境温度。

【答案】（1）放热，；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）放上A物体待其稳定过程温度不变，内能不变，根据热力学第一定律有

气体体积减小，气缸对气体做正功，可知气缸内气体放热，放出热量等于气缸对气体所做正功

（2）放上A物体待其稳定后气体体积

根据等温变化有

得

对气缸根据受力平衡有

解得

（3）根据等压变化可得

解得

19. 一游戏装置如图所示，该装置由圆锥摆、传送带和小车三部分组成。质量不计长度为的细线一端被固定在架子上，另一端悬一个质量为的物体（可视为质点）。现使物体在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为。一段时间后悬挂物体的细线断裂，物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）沿传送方向进入传送带。倾角为的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行，物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度为，物体和传送带之间的动摩擦因数为。质量为的无动力小车静止于光滑水平面上，小车上表面光滑且由水平轨道与圆轨道平滑连接组成，圆轨道半径为。物体离开传送带后沿水平方向冲上小车（物体从离开传送带到冲上小车过程无动能损耗），并在小车右侧的最高点离开小车，过一段时间后重新回到小车，不计空气阻力。重力加速度取。

（1）求物体做水平匀速圆周运动的线速度大小和物体离开细绳瞬间距离传送带最上端的高度；

（2）求物体在传送带上运动过程中，物体对传送带摩擦力冲量和压力冲量；

（3）从物体离开小车开始计时，求物体重新回到小车所用的时间。

【答案】（1），；（2），方向沿传送带向下；，方向垂直传送带向下；（3）

【解析】

【详解】（1）物体在水平面做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得

可得

物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端，则有

又

联立解得

（2）物体刚滑上传送带时的速度为

可知物体刚滑上传送带受到向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为

物体刚滑上传送带到与传送带共速所用时间为

下滑的位移为

物体与传送带共速后，继续向下做匀加速运动，受到向上的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为

设物体从共速到传送带底端所用时间为，根据运动学公式可得

解得

或（舍去）

根据牛顿第三定律可知，物体对传送带的摩擦力冲量方向沿传送带向下，大小为

物体对传送带的压力冲量方向垂直传送带向下，大小为

（3）物体刚滑上小车的速度为

物体刚离开小车时，相对速度方向竖直向上，则物体与小球有相同的水平速度，以物体和小车为系统，根据系统水平方向动量守恒可得

解得

设物体刚离开小车时的竖直分速度为，根据系统机械能守恒可得

解得

物体刚离开小车后在竖直方向做竖直上抛运动，则从物体离开小车开始计时，物体重新回到小车所用的时间为

20. 如图甲所示，有一固定在水平面上半径为的光滑金属圆环，环内半径为的圆形区域存在两个方向相反的匀强磁场，右侧磁场磁感应强度为B1，方向竖直向上，左侧磁场磁感应强度为B2，方向竖直向下。两个磁场各分布在半圆区域内。金属棒a电阻为R，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随转轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环和电刷间接有阻值为R的电阻，通过绝缘件GH与倾角为θ且宽度为d的光滑平行轨道相连接。自感线圈（自感系数为L，直流电阻不计）和电容器（电容为C）固定于倾斜轨道上，开关S1、S2一开始都处于断开状态，轨道上锁定着电阻不计、质量为m的金属棒b，自感线圈和电容器与金属棒b的间距足够长，轨道处于磁场磁感应强度为B3匀的匀强磁场中，磁场方向与轨道面垂直，不计其它电阻，重力加速度为g。

（1）当导体棒a运动到B1磁场中时，求流过电阻R的电流大小和方向；

（2）金属棒a从如图乙所示位置开始计时，顺时针转动一周，在图丙中画出在这一过程中的UEF—t图像，UEF为EF两点的电势差。

（3）若将电键S1闭合，同时金属棒b解除锁定，若电容器的击穿电压为U，为保证电容不被击穿，求金属棒b沿轨道能运动的最远距离x1；

（4）若将电键闭合，同时金属棒b解除锁定，求金属棒b沿轨道能运动的最远距离。

【答案】（1），从E指向F；（2） ；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）当导体棒a运动到B1磁场中时，线圈产生的自感电动势为

感应电流为

方向：从E指向F

（2）金属棒a从如图乙所示位置开始计时，即转动四分之一个周期后电动势方向发生改变；UEF为EF两点的电势差，当金属棒a在右半边转动产生感应电动势，根据右手定则，可知

由闭合电路欧姆定律得

金属棒a在左半边转动产生感应电动势，根据右手定则，可知

由闭合电路欧姆定律得

故这一过程中的UEF-t图像如下

（3）金属棒在倾斜轨道上时

电容的表达式

加速度为

，

对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律得

，

则导体棒做匀加速运动，其中最大速度为

有运动学公式，解得

（4）金属棒b解除锁定，则在斜轨上初速度为0，开始下滑，因为b棒与线圈组成的回路，直流电阻为零，所以必须满足

可得

所以棒开始运动后棒上电流与棒的位移成正比，即

所以棒的运动方程为

可知金属棒做简谐运动，平衡位置时，a=0，即

由简谐运动对称性可知，下滑最大距离为

21. 如图甲所示，有一竖直放置的平行板电容器，两平行金属板间距为l，极板长度为2l，以极板间的中心线OO1为y轴建立如图里所示的坐标系，在直线上方全部区域加上垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。现有大量电子从入口O点以平行于y轴的初速度射入两极板间，经过磁场区域后所有电子均能打在所在的直线上，已知电子的质量为m，电荷量为e。

（1）如果电子的速度范围为，求电子打在所在的直线上的落点范围长度；

（2）在两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时右极板带负电）。t=0时从O位置入射速度为v0的电子恰好能在t=T时刻从D点平行极板射出，求交变电压的周期T和电压U0的值；

（3）如图丙在所在直线上某处K，安装一块能绕K旋转的挡板，现将挡板从水平位置逆时针转到与y轴正方向成角（），从位置以平行于y轴速度射出的电子经过磁场偏转打在档板某处H，已知运动轨迹的圆心为（在K左侧），，，求；

（4）如图丁，宽度均为d的n个匀强磁场和个匀强电场交替分布，电场、磁场的边界与水平方向均成θ角，沿边界方向范围足够广。有界磁场磁场的磁感应强度大小依次为B0，2B0，3B0，.....nB0，磁场方向垂直纸面向外，电场方向垂直边界向上。在两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时右极板带负电）。已知，。t=0时从O位置以v0为初速度的电子从平行极板射出后射入I区磁场，若电子恰好不能从第n个磁场上边界射出，求匀强电场的场强大小。

【答案】（1）；（2），；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）由洛伦兹力充当向心力有

，

解得

，

由此可知，电子打在所在的直线上的落点范围长度

（2）根据题意可知，粒子在极板间竖直方向做匀速直线运动，水平方向向左xianzuo 匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，则有

,

解得

，

（3）根据已知条件由余弦定理可得

再根据洛伦兹力充当向心力有

解得

（4）电子离开平行极板的速度为v0，方向平行极板，粒子在平行于电场的方向上动量发生了改变，粒子在经过磁场I过程中，由动量定理可得

同理，粒子在经过磁场II的过程中，由动量定理可得

经过磁场III的过程中，由动量定理可得

则可知经过磁场的过程中，由动量定理可得

最终由数学方法整理可得

整个过程由动能定理有

联立解得