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浙江省北斗星盟2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省北斗星盟2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共31页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、学号和姓名；考场号、座位号写在指定位置；
3.本卷部分题目以相同题号不同试题呈现，请学习选择性必修Ⅰ同学完成对应题号为（选必一）的试题，请学习选择性必修Ⅱ同学完成对应题号为（选必二）的试题，切勿重复答题，重复答题的只计一题得分；
4.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效；
5.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
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. 2023年诺贝尔奖颁发给了研究“阿秒激光”的三位科学家，已知1阿秒等于，则以下关于“阿秒”的说法正确的是（ ）
A. 它是国际单位制的基本单位
B. 它是国际单位制的导出单位
C. 1阿秒时间内光在真空中前进的距离是
D. 1阿秒时间内光在真空中前进的距离是340m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．阿秒既不是国际单位制的基本单位，也不是导出单位，选项AB错误；
CD．1阿秒时间内光在真空中前进的距离是
选项C正确，D错误。
故选C。
2. 在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，下列表述正确的是（ ）
A. 伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持
B. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量
C. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律
D. 库仑利用扭秤实验成功测量了静电力常量的数值
【答案】A
【解析】
【详解】A．伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持，选项A正确；
B．牛顿进行了著名的“月-地检验”，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项B错误；
C．开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律，选项C错误；
D．库仑虽然用库仑扭秤实验得出了库仑定律，但是由于当时电量的单位（库仑）并没有得到定义，他并没有能够测出静电力常量的数值。静电力常量的数值是在电量的单位得到定义之后，后人计算得出的，故D错误。
故选A。
3. 轩轩用遥控器控制万向扭变小汽车在客厅地面上做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）
A. 研究扭变小汽车的运动轨迹和周期可将小汽车视为质点
B. 研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，小汽车可视为质点
C. 从位置和，两过程位移相同
D. 从位置和，两过程平均速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究扭变小汽车的运动轨迹和周期时可以忽略小车的大小和形状，把小车看成质点，A正确；
B．研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，不能忽略小车的大小和形状去研究车轮，所以不能视为质点，B错误；
C．从位置和两过程位移大小相同，方向不同，所以位移不同，C错误；
D．小车做匀速圆周运动，所以从位置和两过程运动时间相同，但是位移大小相等，方向不同，所以位移不同，根据
可知，平均速度大小相等，方向不同，D错误。
故选A。
4. 如图所示为天鹅速降水面后水平向前滑翔过程，图中天鹅脚掌前伸并向上倾斜，压出一路水花，由以上信息，则以下说法正确的是（ ）
A. 天鹅受到重力、水对脚掌向上的浮力作用
B. 天鹅在水面滑翔过程一定做的是匀减速直线运动
C. 天鹅所受的重力与水对天鹅脚掌的浮力是一对平衡力
D. 天鹅脚掌对水的力与水对脚掌的力始终大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．天鹅受到重力以及水对脚掌的力，水对脚掌的力不是向上的，而是斜向上的，合力沿水平方向，与运动方向相反。所以天鹅受力不平衡，做减速运动，但随着速度减小，水的阻力也逐渐减小，所以这个过程不是匀减速直线运动。故ABC错误；
D．天鹅脚掌对水的力与水对脚掌的力是一对相互作用力，始终大小相等，方向相反。故D正确。
故选D。
5. 萱萱拆下扭变小汽车的充电电池，发现有“700mAh 6V”字样，如图所示；再翻看遥控车说明书，其上标有：续航时间：30-40min；充电时间：60-120min，待机时间14d，由以上信息，下列说法正确的是（ ）
A. 该电池的输出电压一定是6V
B. 该电池待机时的放电电流可能为2.1mA
C. “700mAh”中的“mAh”是电能的单位
D. 该电池能对外提供的最大电能是4200J
【答案】B
【解析】
【详解】A．6V指的是电源的电动势，电源有内阻，根据
可知，电池的输出电压小于6V。
A错误；
B．该电池待机时的放电电流可能为
B正确；
C．“mAh”是电流单位与时间单位的乘积，所以是电量的单位，C错误；
D．该电池能对外提供的最大电能是
D错误。
故选B。
6. 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列，是微型集成电路。图乙中，和是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，的尺寸远远小于的尺寸。现给、通以相同的电流，则（ ）
A. 、两端的电压
B. 、的电功率
C. 、在相同时间内产生的焦耳热
D. 、的电阻率在相同温度情况下一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．设电阻的厚度为d，其正方形的边长为a，则有
可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则有
给、通以相同的电流，根据
，
可得
，
根据
可知、在相同时间内产生的焦耳热
故ABC错误；
D．由于、材料相同，所以相同温度情况下电阻率一定相同，故D正确。
故选D。
7. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座黏在桌面上。已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为（弹簧的弹性势能表达式为）。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，公仔头部在竖直向上运动过程中，弹簧始终在弹性限度内。已知重力加速度为，则公仔头部在向上运动的过程中，以下说法中正确的是（ ）
A. 释放公仔头部瞬间的加速度大小为
B. 弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大
C. 公仔头部的最大动能为
D. 公仔头部从最低点运动到动能最大时，弹性势能减少了
【答案】D
【解析】
【详解】A．释放公仔头部瞬间，根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．一开始弹簧弹力大于重力，公仔头部向上加速运动，当弹簧弹力等于重力时，公仔头部的加速度为0，公仔头部的速度达到最大，此时弹簧处于压缩状态，故B错误；
CD．当弹簧弹力等于重力时，公仔头部的速度达到最大，动能最大，设此时弹簧的压缩量为，则有
设最低点位置，弹簧的压缩量为，则有
则公仔头部从最低点运动到动能最大时，弹性势能减少了
联立解得
根据系统机械能守恒可得
解得公仔头部的最大动能为
故C错误，D正确。
故选D。
8. 2023年3月5日中国航天科技集团宜布，中星26号卫星经过近8天的变轨操作和定点捕获，于3月3日21时49分，卫星成功定点于东经125度。针对新闻中提供的信息，小明对中星26号卫星作出如下猜想和分析，其中错误的是（ ）
A. 该卫星能够定点应当是地球同步卫星
B. 该卫星在变轨无动力飞行过程中机械能一定守恒
C. 该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程机械能一定增加
D. 该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程加速度一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．该卫星能够定点，则相对地球应该是静止的，则应当是地球同步卫星，选项A正确，不符合题意；
B．该卫星在变轨无动力飞行过程中，只有地球引力做功，则机械能一定守恒，选项B正确，不符合题意；
C．该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程，需要向后喷气做离心运动，则卫星的机械能一定增加，选项C正确，不符合题意；
D．该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程，根据
解得
可知高度增加，则加速度一定减小，选项D错误，符合题意。
故选D。
9. 一列简谐波沿轴方向传播，时刻的波形图如图所示，此后质点比质点提前0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 简谐波沿轴正方向传播
B. 简谐波的振幅为
C. 简谐波的波速为10m/s
D. 时，质点的位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A．因质点比质点提前0.4s回到平衡位置，可知N点振动方向向下，则简谐波沿轴负方向传播，选项A错误；
B．由
当x=1m时y=5cm，带入可得
解得简谐波的振幅为
选项B错误；
C．由题意可知
可得
T=1.2s
则简谐波的波速为
选项C正确；
D．质点的振动方程为
则时，质点的位移为
选项D错误。
故选C。
10. 如图所示，电场强度为的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直纸面向里，一正离子（不计重力）以速度从左到右射入，恰能沿虚线水平飞越此区域，则（ ）
A. 该正离子的速度
B. 若正离子从右向左飞入，将向上偏转
C. 若电子从以速度飞入，也沿直线运动
D. 若电子从右向左飞入，将向下偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A．正离子（不计重力）以速度从左到右射入，恰能沿虚线水平飞越此区域，此时电场力与洛伦兹力平衡，则有
可得
故A错误；
B．若正离子从右向左飞入，正离子受到的电场力和洛伦兹力均向下，将向下偏转，故B错误；
C．若电子从以速度飞入，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，也沿直线运动，故C正确；
D．若电子从右向左飞入，电子受到的电场力和洛伦兹力均向上，将向上偏转，故D错误。
故选C。
11. 水平面上有质量比为的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（ ）
A. F1的冲量等于F2的冲量
B. F1的冲量大于F2的冲量
C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量
【答案】D
【解析】
【详解】C．由题图可知，AB与CD平行，说明撤去推力后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体受到的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小之比为
a的运动总时间小于b的时间，则有
可知摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误；
AB．根据动量定理，对整个过程研究得
，
又
可得
即F1的冲量小于F2的冲量，故AB错误；
D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体动量的变化量都为零，则合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，两根平行金属导轨置于倾角为的粗糙斜面上，导轨之间接有电阻。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，金属棒始终保持静止。下列说法正确的是（ ）
A. 当均匀增大时，金属棒中的电流增大
B. 当减小时，金属棒中的电流一定减小
C. 当增大时，金属棒中的感应电流方向由到
D. 当均匀减小时，金属棒受到的安培力均匀减小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 当均匀增大时，穿过闭合回路的磁通量均匀增加，则回路中产生恒定不变的感应电动势，则金属棒中的电流保持不变，选项A错误；
B. 当均匀减小时，穿过闭合回路的磁通量均匀减小，则回路中产生恒定不变的感应电动势，则金属棒中的电流保持不变，选项B错误；
C. 当增大时，穿过闭合回路的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，金属棒中的感应电流方向由a到b，选项C错误；
D. 当均匀减小时，金属棒中的感应电流不变，根据F=BIL可知，ab受到的安培力均匀减小，选项D正确。
故选D。
13. 图甲中的弹簧振子竖直放置，将小球从平衡位置往下拉至某一位置后释放，小球在平衡位置附近上下振动，弹簧在弹性限度内；图乙中小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。忽略一切阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中的小球在运动过程中机械能守恒
B. 图乙中的小球一定做简谐运动
C. 图乙中的小球在经过最低点时合力为零
D. 图甲中的小球的回复力方向与位移方向始终相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中的小球在运动过程中机械能不守恒，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；
B．图乙中的小球在摆角小于时，可认为小球做简谐运动，B错误；
C．图乙中的小球在经过最低点时由于速度不为0 ，合力等于向心力，不为0，C错误；
D．图甲中的小球的回复力方向始终指向平衡位置，而位移的方向始终背离平衡位置，所以回复力方向始终与位移方向相反，D正确。
故选D。
14. 如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为，线圈产生的电动势的最大值为。则（ ）
A. 在时，线圈中产生的瞬时电流最大
B. 在时，线圈中的磁通量变化率最小
C. 线圈中电动势的瞬时值
D. 将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大2倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．在时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，选项A错误；
B．在时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，选项B错误；
C．t=0时刻磁通量为零，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值
选项C错误；
D．根据有效值为
可知，将线圈转速增大2倍，角速度增大2倍，则线圈中感应电动势的有效值增大2倍，选项D正确。
故选D。
15. 如图所示，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，相距很近的一对平行金属板加上恒定电压，碎屑就按一定的方向排列起来，则以下说法正确的是（ ）
模拟平行金属板间电场线的分布
A. 相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷
B. 头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处无电场
C. 两金属板距离越近，则金属板所带的带电量将越少
D. 两金属板距离越远，两极板间的电场越接近匀强电场
【答案】A
【解析】
【详解】A．相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷，选项A正确；
B．头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处仍有电场存在，选项B错误；
C．根据
两金属板距离越近，由两板组成的电容器的电容越大，根据
Q=CU
则金属板所带的带电量将越多，选项C错误；
D．两金属板距离越近，两极板间的电场越接近匀强电场，选项D错误。
故选A。
16. 如图所示，农民通过抽水泵利用河水灌溉农田。已知抽水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。抽水时，河水水面由于上游水流补给，与水泵出水口的距离始终为0.40m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为50kg。水泵由功率为880W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为，则（ ）
A. 出水口钢管横截面积为
B. 水泵的输入功率为800W
C. 每秒内水流机械能增加400J
D. 电动机线圈的电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于出水口每秒出水量为50kg，根据
解得
A错误；
BC．水流每秒增加的机械能为
水泵的输入功率为
B正确，C错误；
D．通过电动机的电流为
解得
D错误。
故选B。
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）
17. 关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（ ）
A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动
C. 甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率
D. 哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去
【答案】BD
【解析】
【详解】AB. 产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波频发生变化，故A错误，B正确；
C.甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，因乙车中的乘客相对甲车靠近，而相对乙车静止，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；
D. 哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，说明该星系正在远离我们而去，故D正确；
18. 当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流。下列关于涡流的应用说法不正确的是（ ）
A. 图1中当线圈中通以周期性变化的电流，使金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化
B. 图2中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了减小铁芯质量
C. 图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警
D. 图4中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入，无论铝管有无裂缝，它们同时从铝管下端管口落出
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图1中当线圈中通以周期性变化的电流，使金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化，选项A正确，不符合题意；
B．图2中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了防止涡流，减小能量的损失，选项B错误，符合题意；
C．图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警，选项C正确，不符合题意；
D．小圆柱在无缝铝管中下落时，产生电磁感应，阻力很大，阻碍磁体与导体间的相对运动；小圆柱在有竖直裂缝的铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，但对小圆柱产生向上的阻力较小，所以小圆柱穿越无缝管的时间比穿越有缝管的时间长。故D错误，符合题意。
故选BD。
19. 如图所示为两个单摆受迫振动共振曲线，则下列说法正确的是（ ）
A. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B. 若两个受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个摆长之比约为
C. 图线Ⅱ若表示是在地球上完成的，则该单摆摆长约为1m
D. 若摆长均为1m，则图线Ⅰ表示是在地球上完成的
【答案】AC
【解析】
【详解】A．月球上的重力加速度比地球上的重力加速度小，根据
可知，若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则在月球上的周期较大，频率较小，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，选项A正确；
B．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆频率之比
根据
则摆长之比约为
选项B错误；
C．图线Ⅱ若表示是在地球上完成的，则该单摆周期
摆长
选项C正确；
D．由C分析可知，若摆长均为1m，则图线Ⅱ表示是在地球上完成的，选项D错误。
故选AC。
20. 如图，边长为电阻为的正方形金属线框保持速度水平穿越边长为的有界匀强磁场，则以下说法正确的是（ ）
A. 金属线框边刚进入磁场时，感应电流逆时针方向
B. 当金属线框边刚进入磁场时，
C. 当金属线框边刚进入磁场时，
D. 当金属线框穿越整个磁场区域过程中，产生的焦耳热为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．金属线框边刚进入磁场时，根据右手定则，可判断出线圈中感应电流的方向是逆时针方向，A正确；
B．当金属线框边刚进入磁场时，边相当于电源，产生的电源电动势为
两端电压为
B错误；
C．边相当于电阻，两端的电压为
C正确；
D．因为匀速穿过，所以有
联立，解得
D错误。
故选AC
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
21. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为、质量为的金属小球由处静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得、间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为。则：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径______cm。
（2）多次改变高度，重复上述实验，作出随的变化图像如图丙所示，当图中已知量、和重力加速度及小球的直径满足以下表达式：______时，可判断小球下落过程中机械能守恒。
（3）某次实验发现动能增加量总是大于重力势能减少量，则可能的原因是______（多选）
A.金属球从点下落时初速度不为零
B.小杰测量的高度为金属球在点时球底与光电门点的高度差
C.小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大
【答案】 ①. 1.86##1.87 ②. ③. AB##BA
【解析】
【详解】（1）[1]用游标卡尺测得小球的直径
（2）[2]若小球下落过程中机械能守恒，则
解得
（3）[3] A．根据能量守恒推断金属球从点下落时初速度不为零，则末速度大，动能增加量偏大
故A正确；
B．小杰测量的高度为金属球在点时球底与光电门点的高度差，则偏小，重力势能偏小
故B正确；
C．小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大，则末速度偏小，偏小
故C错误。
故选AB。
22. 小海和小洁准备测量如图甲所示电池的电动势和内电阻，实验室备有下列实验器材：
A电压表（量程0~3V内阻约）
B.电压表（量程0~6V，内阻约）
C.电流表（量程0~0.6A，内阻约）
D.电流表（量程0~200mA，内阻约）
E.滑动变阻器（最大电阻，允许最大电流2A）
F.定值电阻
G.多用电表
H.电键、导线若干
（1）小海先用多用电表的电压挡（10V）测了电池两端的电压，如图乙，则其读数为：______V；
（2）为实践用伏安法测电源的电动势和内阻，他设计了如图丙所示电路，请帮他选择合适的电压表为______和电流表______（以上均填器材前的序号）；
（3）小洁根据实验中测得的多组电压和电流值，画出图线如图丁所示，请根据图线求出该电源的电动势______V，______（结果均保留小数点后两位数字）
【答案】 ①. 5.80 ②. B ③. C ④. 5.90##5.88##5.89 ⑤. 0.33##0.30##0.31##0.32
【解析】
【详解】（1）[1]多用电表的电压挡（10V）最小刻度为0.2V，估读一位，读数为
（2）[2] [3]因为用电压表测量的电源两端的电压约为5.80V，所以电压表选B；
电路中电流的最小值为
电流最大值为
由于D的电流表内阻较大，测量范围约在之间，测量范围比较小，不利于数据的获取，C的电流表内阻较小，测量范围比较大，故电流表选C。
（3）[4] [5] 根据电路图和闭合电路欧姆定律，有
所以图线的纵截距为电源的电动势，斜率的绝对值为，即
由于读数的误差，电动势在内即可，电源内阻在之间即可。
23. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中一个实验是验证碰撞中的动量守恒。
（1）如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在计算机设定的恒力作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出支架作用距离和时间，从而计算出质量______（用、、表示）。
（2）如图乙所示，质量为100g的钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球A，撞后钢球A、B同时水平向左运动。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是______
A.两钢球的直径 B.两钢球的碰撞时间
C.两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间 D.手对小钢球B的推力
【答案】 ①. ②. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动位移与时间的关系有
联立解得
（2）[2]验证动量守恒定律的原理是
所以除了测量两物体的质量外。还需知道两物体碰撞前后的速度，根据
可知，需要测量两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间。
故选C。
24. 如图用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：
（1）下列说法正确的是______
A.为了人身安全，只能使用不要超过12V的低压直流电源
B.穿过副线圈的磁通量大于原线圈的磁通量
C.测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”
D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（2）本实验采用控制变量法进行研究，原线圈的匝数为，电压为，副线圈的匝数为，电压为，下列三幅图中，能正确反应本实验结果的是______（多选）
A. B. C.
【答案】 ①. C ②. AC##CA
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了人身安全，只能使用不要超过12V的低压交流电源，选项A错误；
B．由于变压器不是理想的，有“漏磁”则穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量，选项B错误；
C．测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，选项C正确；
D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应把电能由原线圈输送到副线圈，而不是通过铁芯导电，选项D错误。
故选C。
（2）[2]根据变压器的原理可知
A．则
则图像为过原点的直线，选项A正确；
B．则
则图是曲线，选项B错误；
C．则
则图像为过原点的直线，选项C正确；
故选AC。
25. 如图所示，质量为的小物体沿倾角为的足够长固定斜面向上经过A点时速度大小为8m/s，加速度大小为，物体与斜面间的动摩擦因数不变。求：（取，，）
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）物体沿斜面下滑时的加速度大小；
（3）物体从离开A点到回到A点所需的时间和再次回到A点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）物体沿斜面向上运动过程中，由牛顿第二定律
代入数据得
（2）物体沿斜面向下运动过程中，由牛顿第二定律
代入数据得
（3）物体沿斜面向上运动过程
物体沿斜面向下运动过程
得
物体从离开A点到回到A点
26. 如图所示，竖直平面内有一游戏轨道，由光滑圆弧轨道、水平直轨道、以速度顺时针转动的传送带、直轨道和固定反弹装置组成。轨道各部分平滑连接，传送带与水平轨道等高、间隙不计。现有一个质量为的滑块从半径的圆弧轨道上高为处由静止下滑，若滑块能运动到最右侧与弹性膜碰撞，则碰后立即以原速率被弹回。已知直轨道各部分的长度分别为，，滑块与水平轨道、直轨道、传送带之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为。求
（1）滑块第一次到达点的速度；
（2）滑块第一次到达点的速度及滑块从到过程中摩擦产生的热量；
（3）若滑块最后停下前有且仅有两次经过传送带上的点，求圆弧轨道上释放点的高度应满足的条件。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）从到，对滑块由动能定理
得
（2）从到，对滑块由动能定理
得
滑块在传送带上先做匀加速运动
滑块到达点时，速度恰好为
滑块从到过程中摩擦产生的热量
（3）①若较小，滑块冲上传送带从到一直匀加速，且第一次返回传送带恰能返回到点，则该过程，由动能定理
得
②若较大，滑块冲上传送带从到一直匀减速，且第一次返回传送带能冲出传送带，并恰能从左再次返回到点，则该过程，由动能定
得
从圆弧上释放，因圆弧半径为，综上可知圆弧轨道上释放点的高度应满足
27. 如图所示，内壁光滑、内径很小的绝缘“S形”管由两段半径为的圆弧管组成、固定在竖直平面内，圆弧管段中心轴线恰好与静电分析器的中心轴线重合。边长为的正方形区域内有电场强度为竖直向下的匀强电场，虚线框外为真空区域。圆心、与匀强电场边界共线，圆心恰与点重合。一质量为，可视为质点的带正电，电荷量为的小球从绝缘管的点由静止开始滑入管内，到达点时恰好对管道无压力，且小球进入匀强电场后恰好落到的中点。重力加速度为。（忽略电场的边缘效应）求：
（1）小球在到达点时的速度大小；
（2）静电分析器中心轴线处的电场强度的大小；
（3）匀强电场的电场强度的大小；
（4）电场的右边界有一长为的探测板，下端与重合，小球碰到探测板就能使其发光，若使小球能点亮探测板，小球从点进入绝缘管的初速度的范围。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）从到，对带电小球，根据动能定理，有
解得
（2）小球在点，根据牛顿第二定律，有
解得
（3）小球进入匀强电场后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有
竖直方向做匀加速直线运动，有
联立求解，得
（4）①若小球做类平抛运动，恰能到，则由
解得
小球从到，根据动能定理，有
解得
②若小球做类平抛运动，恰能到，则：由
解得
小球从到，根据动能定理，有
解得
综上，小球能点亮探测板，初速度的范围为
28. 如图所示，滑道由光滑的曲面滑梯和一条与其平滑连接的水平轨道构成，水平轨道右侧固定有一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于点。若质量为的滑块A从距离地面高处由静止开始下滑，下滑后与静止于点的滑块B发生碰撞。若碰撞后A、B粘在一起，两者以2m/s的速度向右移动0.5m停下。已知水平轨道长度，两滑块与段之间的动摩擦因数相同，其余部分光滑，两滑块均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。求：
（1）滑块B的质量；
（2）滑块与段之间的动摩擦因数；
（3）若A、B两滑块发生弹性碰撞，求弹簧最大的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从到，对由动能定理
得
若下滑后滑块与静止于点的滑块B发生碰撞后共同运动，由动量守恒
得
（2）若滑块、B一起运动，由运动学公式
得
（3）若滑块、B发生弹性碰撞，由系统动量守恒和能量守恒
得
，
压缩弹簧到速度为0时，弹簧最大的弹性势能，且
当弹簧将B弹回后
即B恰好返回原静止位置，下滑再次下滑的速度小于第一次速度，即第一次B压缩弹簧的弹性势能最大
29. 如图所示，轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场。位于坐标原点的离子源能向各个方向连续均匀发射速度大小皆为的正离子。已知该正离子的质量为、电荷量为，且。不计离子重力及离子间相互作用，且忽略相对论效应，求
（1）若，则在轴上能够探测到离子的区间；
（2）若，则的离子在磁场中的运动时间；
（3）若开始发射离子的时刻记为，且离子入射的初速度分布为，则在内，磁场中可探测到离子区域的最大面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由
得
由作图分析可知，在轴上能够探测到离子的区间为；
（2）若，由作图分析可知，离子在磁场中转过的圆心角为60°
由
得
离子在磁场中的运动时间
（3）由于
可知
则在内，磁场中可探测到离子最远能到离为
为半径的圆弧上
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、学号和姓名；考场号、座位号写在指定位置；
3.本卷部分题目以相同题号不同试题呈现，请学习选择性必修Ⅰ同学完成对应题号为（选必一）的试题，请学习选择性必修Ⅱ同学完成对应题号为（选必二）的试题，切勿重复答题，重复答题的只计一题得分；
4.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效；
5.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
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. 2023年诺贝尔奖颁发给了研究“阿秒激光”的三位科学家，已知1阿秒等于，则以下关于“阿秒”的说法正确的是（ ）
A. 它是国际单位制的基本单位
B. 它是国际单位制的导出单位
C. 1阿秒时间内光在真空中前进的距离是
D. 1阿秒时间内光在真空中前进的距离是340m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．阿秒既不是国际单位制的基本单位，也不是导出单位，选项AB错误；
CD．1阿秒时间内光在真空中前进的距离是
选项C正确，D错误。
故选C。
2. 在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，下列表述正确的是（ ）
A. 伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持
B. 牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量
C. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律
D. 库仑利用扭秤实验成功测量了静电力常量的数值
【答案】A
【解析】
【详解】A．伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持，选项A正确；
B．牛顿进行了著名的“月-地检验”，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项B错误；
C．开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律，选项C错误；
D．库仑虽然用库仑扭秤实验得出了库仑定律，但是由于当时电量的单位（库仑）并没有得到定义，他并没有能够测出静电力常量的数值。静电力常量的数值是在电量的单位得到定义之后，后人计算得出的，故D错误。
故选A。
3. 轩轩用遥控器控制万向扭变小汽车在客厅地面上做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）
A. 研究扭变小汽车的运动轨迹和周期可将小汽车视为质点
B. 研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，小汽车可视为质点
C. 从位置和，两过程位移相同
D. 从位置和，两过程平均速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究扭变小汽车的运动轨迹和周期时可以忽略小车的大小和形状，把小车看成质点，A正确；
B．研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，不能忽略小车的大小和形状去研究车轮，所以不能视为质点，B错误；
C．从位置和两过程位移大小相同，方向不同，所以位移不同，C错误；
D．小车做匀速圆周运动，所以从位置和两过程运动时间相同，但是位移大小相等，方向不同，所以位移不同，根据
可知，平均速度大小相等，方向不同，D错误。
故选A。
4. 如图所示为天鹅速降水面后水平向前滑翔过程，图中天鹅脚掌前伸并向上倾斜，压出一路水花，由以上信息，则以下说法正确的是（ ）
A. 天鹅受到重力、水对脚掌向上的浮力作用
B. 天鹅在水面滑翔过程一定做的是匀减速直线运动
C. 天鹅所受的重力与水对天鹅脚掌的浮力是一对平衡力
D. 天鹅脚掌对水的力与水对脚掌的力始终大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．天鹅受到重力以及水对脚掌的力，水对脚掌的力不是向上的，而是斜向上的，合力沿水平方向，与运动方向相反。所以天鹅受力不平衡，做减速运动，但随着速度减小，水的阻力也逐渐减小，所以这个过程不是匀减速直线运动。故ABC错误；
D．天鹅脚掌对水的力与水对脚掌的力是一对相互作用力，始终大小相等，方向相反。故D正确。
故选D。
5. 萱萱拆下扭变小汽车的充电电池，发现有“700mAh 6V”字样，如图所示；再翻看遥控车说明书，其上标有：续航时间：30-40min；充电时间：60-120min，待机时间14d，由以上信息，下列说法正确的是（ ）
A. 该电池的输出电压一定是6V
B. 该电池待机时的放电电流可能为2.1mA
C. “700mAh”中的“mAh”是电能的单位
D. 该电池能对外提供的最大电能是4200J
【答案】B
【解析】
【详解】A．6V指的是电源的电动势，电源有内阻，根据
可知，电池的输出电压小于6V。
A错误；
B．该电池待机时的放电电流可能为
B正确；
C．“mAh”是电流单位与时间单位的乘积，所以是电量的单位，C错误；
D．该电池能对外提供的最大电能是
D错误。
故选B。
6. 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列，是微型集成电路。图乙中，和是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，的尺寸远远小于的尺寸。现给、通以相同的电流，则（ ）
A. 、两端的电压
B. 、的电功率
C. 、在相同时间内产生的焦耳热
D. 、的电阻率在相同温度情况下一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．设电阻的厚度为d，其正方形的边长为a，则有
可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则有
给、通以相同的电流，根据
，
可得
，
根据
可知、在相同时间内产生的焦耳热
故ABC错误；
D．由于、材料相同，所以相同温度情况下电阻率一定相同，故D正确。
故选D。
7. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座黏在桌面上。已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为（弹簧的弹性势能表达式为）。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，公仔头部在竖直向上运动过程中，弹簧始终在弹性限度内。已知重力加速度为，则公仔头部在向上运动的过程中，以下说法中正确的是（ ）
A. 释放公仔头部瞬间的加速度大小为
B. 弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大
C. 公仔头部的最大动能为
D. 公仔头部从最低点运动到动能最大时，弹性势能减少了
【答案】D
【解析】
【详解】A．释放公仔头部瞬间，根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．一开始弹簧弹力大于重力，公仔头部向上加速运动，当弹簧弹力等于重力时，公仔头部的加速度为0，公仔头部的速度达到最大，此时弹簧处于压缩状态，故B错误；
CD．当弹簧弹力等于重力时，公仔头部的速度达到最大，动能最大，设此时弹簧的压缩量为，则有
设最低点位置，弹簧的压缩量为，则有
则公仔头部从最低点运动到动能最大时，弹性势能减少了
联立解得
根据系统机械能守恒可得
解得公仔头部的最大动能为
故C错误，D正确。
故选D。
8. 2023年3月5日中国航天科技集团宜布，中星26号卫星经过近8天的变轨操作和定点捕获，于3月3日21时49分，卫星成功定点于东经125度。针对新闻中提供的信息，小明对中星26号卫星作出如下猜想和分析，其中错误的是（ ）
A. 该卫星能够定点应当是地球同步卫星
B. 该卫星在变轨无动力飞行过程中机械能一定守恒
C. 该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程机械能一定增加
D. 该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程加速度一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．该卫星能够定点，则相对地球应该是静止的，则应当是地球同步卫星，选项A正确，不符合题意；
B．该卫星在变轨无动力飞行过程中，只有地球引力做功，则机械能一定守恒，选项B正确，不符合题意；
C．该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程，需要向后喷气做离心运动，则卫星的机械能一定增加，选项C正确，不符合题意；
D．该卫星通过变轨操作从低轨道向高轨道运动过程，根据
解得
可知高度增加，则加速度一定减小，选项D错误，符合题意。
故选D。
9. 一列简谐波沿轴方向传播，时刻的波形图如图所示，此后质点比质点提前0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 简谐波沿轴正方向传播
B. 简谐波的振幅为
C. 简谐波的波速为10m/s
D. 时，质点的位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A．因质点比质点提前0.4s回到平衡位置，可知N点振动方向向下，则简谐波沿轴负方向传播，选项A错误；
B．由
当x=1m时y=5cm，带入可得
解得简谐波的振幅为
选项B错误；
C．由题意可知
可得
T=1.2s
则简谐波的波速为
选项C正确；
D．质点的振动方程为
则时，质点的位移为
选项D错误。
故选C。
10. 如图所示，电场强度为的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直纸面向里，一正离子（不计重力）以速度从左到右射入，恰能沿虚线水平飞越此区域，则（ ）
A. 该正离子的速度
B. 若正离子从右向左飞入，将向上偏转
C. 若电子从以速度飞入，也沿直线运动
D. 若电子从右向左飞入，将向下偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A．正离子（不计重力）以速度从左到右射入，恰能沿虚线水平飞越此区域，此时电场力与洛伦兹力平衡，则有
可得
故A错误；
B．若正离子从右向左飞入，正离子受到的电场力和洛伦兹力均向下，将向下偏转，故B错误；
C．若电子从以速度飞入，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，也沿直线运动，故C正确；
D．若电子从右向左飞入，电子受到的电场力和洛伦兹力均向上，将向上偏转，故D错误。
故选C。
11. 水平面上有质量比为的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（ ）
A. F1的冲量等于F2的冲量
B. F1的冲量大于F2的冲量
C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量
【答案】D
【解析】
【详解】C．由题图可知，AB与CD平行，说明撤去推力后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体受到的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小之比为
a的运动总时间小于b的时间，则有
可知摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误；
AB．根据动量定理，对整个过程研究得
，
又
可得
即F1的冲量小于F2的冲量，故AB错误；
D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体动量的变化量都为零，则合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，两根平行金属导轨置于倾角为的粗糙斜面上，导轨之间接有电阻。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，金属棒始终保持静止。下列说法正确的是（ ）
A. 当均匀增大时，金属棒中的电流增大
B. 当减小时，金属棒中的电流一定减小
C. 当增大时，金属棒中的感应电流方向由到
D. 当均匀减小时，金属棒受到的安培力均匀减小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 当均匀增大时，穿过闭合回路的磁通量均匀增加，则回路中产生恒定不变的感应电动势，则金属棒中的电流保持不变，选项A错误；
B. 当均匀减小时，穿过闭合回路的磁通量均匀减小，则回路中产生恒定不变的感应电动势，则金属棒中的电流保持不变，选项B错误；
C. 当增大时，穿过闭合回路的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，金属棒中的感应电流方向由a到b，选项C错误；
D. 当均匀减小时，金属棒中的感应电流不变，根据F=BIL可知，ab受到的安培力均匀减小，选项D正确。
故选D。
13. 图甲中的弹簧振子竖直放置，将小球从平衡位置往下拉至某一位置后释放，小球在平衡位置附近上下振动，弹簧在弹性限度内；图乙中小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。忽略一切阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中的小球在运动过程中机械能守恒
B. 图乙中的小球一定做简谐运动
C. 图乙中的小球在经过最低点时合力为零
D. 图甲中的小球的回复力方向与位移方向始终相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中的小球在运动过程中机械能不守恒，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；
B．图乙中的小球在摆角小于时，可认为小球做简谐运动，B错误；
C．图乙中的小球在经过最低点时由于速度不为0 ，合力等于向心力，不为0，C错误；
D．图甲中的小球的回复力方向始终指向平衡位置，而位移的方向始终背离平衡位置，所以回复力方向始终与位移方向相反，D正确。
故选D。
14. 如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像如图所示，线圈转动周期为，线圈产生的电动势的最大值为。则（ ）
A. 在时，线圈中产生的瞬时电流最大
B. 在时，线圈中的磁通量变化率最小
C. 线圈中电动势的瞬时值
D. 将线圈转速增大2倍，线圈中感应电动势的有效值增大2倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．在时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，选项A错误；
B．在时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，选项B错误；
C．t=0时刻磁通量为零，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值
选项C错误；
D．根据有效值为
可知，将线圈转速增大2倍，角速度增大2倍，则线圈中感应电动势的有效值增大2倍，选项D正确。
故选D。
15. 如图所示，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，相距很近的一对平行金属板加上恒定电压，碎屑就按一定的方向排列起来，则以下说法正确的是（ ）
模拟平行金属板间电场线的分布
A. 相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷
B. 头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处无电场
C. 两金属板距离越近，则金属板所带的带电量将越少
D. 两金属板距离越远，两极板间的电场越接近匀强电场
【答案】A
【解析】
【详解】A．相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷，选项A正确；
B．头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处仍有电场存在，选项B错误；
C．根据
两金属板距离越近，由两板组成的电容器的电容越大，根据
Q=CU
则金属板所带的带电量将越多，选项C错误；
D．两金属板距离越近，两极板间的电场越接近匀强电场，选项D错误。
故选A。
16. 如图所示，农民通过抽水泵利用河水灌溉农田。已知抽水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。抽水时，河水水面由于上游水流补给，与水泵出水口的距离始终为0.40m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为50kg。水泵由功率为880W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为，则（ ）
A. 出水口钢管横截面积为
B. 水泵的输入功率为800W
C. 每秒内水流机械能增加400J
D. 电动机线圈的电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于出水口每秒出水量为50kg，根据
解得
A错误；
BC．水流每秒增加的机械能为
水泵的输入功率为
B正确，C错误；
D．通过电动机的电流为
解得
D错误。
故选B。
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）
17. 关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（ ）
A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动
C. 甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率
D. 哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去
【答案】BD
【解析】
【详解】AB. 产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波频发生变化，故A错误，B正确；
C.甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，因乙车中的乘客相对甲车靠近，而相对乙车静止，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；
D. 哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，说明该星系正在远离我们而去，故D正确；
18. 当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流。下列关于涡流的应用说法不正确的是（ ）
A. 图1中当线圈中通以周期性变化的电流，使金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化
B. 图2中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了减小铁芯质量
C. 图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警
D. 图4中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入，无论铝管有无裂缝，它们同时从铝管下端管口落出
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图1中当线圈中通以周期性变化的电流，使金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化，选项A正确，不符合题意；
B．图2中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了防止涡流，减小能量的损失，选项B错误，符合题意；
C．图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警，选项C正确，不符合题意；
D．小圆柱在无缝铝管中下落时，产生电磁感应，阻力很大，阻碍磁体与导体间的相对运动；小圆柱在有竖直裂缝的铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，但对小圆柱产生向上的阻力较小，所以小圆柱穿越无缝管的时间比穿越有缝管的时间长。故D错误，符合题意。
故选BD。
19. 如图所示为两个单摆受迫振动共振曲线，则下列说法正确的是（ ）
A. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B. 若两个受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个摆长之比约为
C. 图线Ⅱ若表示是在地球上完成的，则该单摆摆长约为1m
D. 若摆长均为1m，则图线Ⅰ表示是在地球上完成的
【答案】AC
【解析】
【详解】A．月球上的重力加速度比地球上的重力加速度小，根据
可知，若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则在月球上的周期较大，频率较小，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，选项A正确；
B．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆频率之比
根据
则摆长之比约为
选项B错误；
C．图线Ⅱ若表示是在地球上完成的，则该单摆周期
摆长
选项C正确；
D．由C分析可知，若摆长均为1m，则图线Ⅱ表示是在地球上完成的，选项D错误。
故选AC。
20. 如图，边长为电阻为的正方形金属线框保持速度水平穿越边长为的有界匀强磁场，则以下说法正确的是（ ）
A. 金属线框边刚进入磁场时，感应电流逆时针方向
B. 当金属线框边刚进入磁场时，
C. 当金属线框边刚进入磁场时，
D. 当金属线框穿越整个磁场区域过程中，产生的焦耳热为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．金属线框边刚进入磁场时，根据右手定则，可判断出线圈中感应电流的方向是逆时针方向，A正确；
B．当金属线框边刚进入磁场时，边相当于电源，产生的电源电动势为
两端电压为
B错误；
C．边相当于电阻，两端的电压为
C正确；
D．因为匀速穿过，所以有
联立，解得
D错误。
故选AC
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
21. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为、质量为的金属小球由处静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得、间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为。则：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径______cm。
（2）多次改变高度，重复上述实验，作出随的变化图像如图丙所示，当图中已知量、和重力加速度及小球的直径满足以下表达式：______时，可判断小球下落过程中机械能守恒。
（3）某次实验发现动能增加量总是大于重力势能减少量，则可能的原因是______（多选）
A.金属球从点下落时初速度不为零
B.小杰测量的高度为金属球在点时球底与光电门点的高度差
C.小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大
【答案】 ①. 1.86##1.87 ②. ③. AB##BA
【解析】
【详解】（1）[1]用游标卡尺测得小球的直径
（2）[2]若小球下落过程中机械能守恒，则
解得
（3）[3] A．根据能量守恒推断金属球从点下落时初速度不为零，则末速度大，动能增加量偏大
故A正确；
B．小杰测量的高度为金属球在点时球底与光电门点的高度差，则偏小，重力势能偏小
故B正确；
C．小球下落的高度太高，以致下落过程中空气阻力的影响比较大，则末速度偏小，偏小
故C错误。
故选AB。
22. 小海和小洁准备测量如图甲所示电池的电动势和内电阻，实验室备有下列实验器材：
A电压表（量程0~3V内阻约）
B.电压表（量程0~6V，内阻约）
C.电流表（量程0~0.6A，内阻约）
D.电流表（量程0~200mA，内阻约）
E.滑动变阻器（最大电阻，允许最大电流2A）
F.定值电阻
G.多用电表
H.电键、导线若干
（1）小海先用多用电表的电压挡（10V）测了电池两端的电压，如图乙，则其读数为：______V；
（2）为实践用伏安法测电源的电动势和内阻，他设计了如图丙所示电路，请帮他选择合适的电压表为______和电流表______（以上均填器材前的序号）；
（3）小洁根据实验中测得的多组电压和电流值，画出图线如图丁所示，请根据图线求出该电源的电动势______V，______（结果均保留小数点后两位数字）
【答案】 ①. 5.80 ②. B ③. C ④. 5.90##5.88##5.89 ⑤. 0.33##0.30##0.31##0.32
【解析】
【详解】（1）[1]多用电表的电压挡（10V）最小刻度为0.2V，估读一位，读数为
（2）[2] [3]因为用电压表测量的电源两端的电压约为5.80V，所以电压表选B；
电路中电流的最小值为
电流最大值为
由于D的电流表内阻较大，测量范围约在之间，测量范围比较小，不利于数据的获取，C的电流表内阻较小，测量范围比较大，故电流表选C。
（3）[4] [5] 根据电路图和闭合电路欧姆定律，有
所以图线的纵截距为电源的电动势，斜率的绝对值为，即
由于读数的误差，电动势在内即可，电源内阻在之间即可。
23. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中一个实验是验证碰撞中的动量守恒。
（1）如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在计算机设定的恒力作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出支架作用距离和时间，从而计算出质量______（用、、表示）。
（2）如图乙所示，质量为100g的钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球A，撞后钢球A、B同时水平向左运动。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是______
A.两钢球的直径 B.两钢球的碰撞时间
C.两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间 D.手对小钢球B的推力
【答案】 ①. ②. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动位移与时间的关系有
联立解得
（2）[2]验证动量守恒定律的原理是
所以除了测量两物体的质量外。还需知道两物体碰撞前后的速度，根据
可知，需要测量两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间。
故选C。
24. 如图用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：
（1）下列说法正确的是______
A.为了人身安全，只能使用不要超过12V的低压直流电源
B.穿过副线圈的磁通量大于原线圈的磁通量
C.测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”
D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（2）本实验采用控制变量法进行研究，原线圈的匝数为，电压为，副线圈的匝数为，电压为，下列三幅图中，能正确反应本实验结果的是______（多选）
A. B. C.
【答案】 ①. C ②. AC##CA
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了人身安全，只能使用不要超过12V的低压交流电源，选项A错误；
B．由于变压器不是理想的，有“漏磁”则穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量，选项B错误；
C．测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，选项C正确；
D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应把电能由原线圈输送到副线圈，而不是通过铁芯导电，选项D错误。
故选C。
（2）[2]根据变压器的原理可知
A．则
则图像为过原点的直线，选项A正确；
B．则
则图是曲线，选项B错误；
C．则
则图像为过原点的直线，选项C正确；
故选AC。
25. 如图所示，质量为的小物体沿倾角为的足够长固定斜面向上经过A点时速度大小为8m/s，加速度大小为，物体与斜面间的动摩擦因数不变。求：（取，，）
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）物体沿斜面下滑时的加速度大小；
（3）物体从离开A点到回到A点所需的时间和再次回到A点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）物体沿斜面向上运动过程中，由牛顿第二定律
代入数据得
（2）物体沿斜面向下运动过程中，由牛顿第二定律
代入数据得
（3）物体沿斜面向上运动过程
物体沿斜面向下运动过程
得
物体从离开A点到回到A点
26. 如图所示，竖直平面内有一游戏轨道，由光滑圆弧轨道、水平直轨道、以速度顺时针转动的传送带、直轨道和固定反弹装置组成。轨道各部分平滑连接，传送带与水平轨道等高、间隙不计。现有一个质量为的滑块从半径的圆弧轨道上高为处由静止下滑，若滑块能运动到最右侧与弹性膜碰撞，则碰后立即以原速率被弹回。已知直轨道各部分的长度分别为，，滑块与水平轨道、直轨道、传送带之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为。求
（1）滑块第一次到达点的速度；
（2）滑块第一次到达点的速度及滑块从到过程中摩擦产生的热量；
（3）若滑块最后停下前有且仅有两次经过传送带上的点，求圆弧轨道上释放点的高度应满足的条件。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）从到，对滑块由动能定理
得
（2）从到，对滑块由动能定理
得
滑块在传送带上先做匀加速运动
滑块到达点时，速度恰好为
滑块从到过程中摩擦产生的热量
（3）①若较小，滑块冲上传送带从到一直匀加速，且第一次返回传送带恰能返回到点，则该过程，由动能定理
得
②若较大，滑块冲上传送带从到一直匀减速，且第一次返回传送带能冲出传送带，并恰能从左再次返回到点，则该过程，由动能定
得
从圆弧上释放，因圆弧半径为，综上可知圆弧轨道上释放点的高度应满足
27. 如图所示，内壁光滑、内径很小的绝缘“S形”管由两段半径为的圆弧管组成、固定在竖直平面内，圆弧管段中心轴线恰好与静电分析器的中心轴线重合。边长为的正方形区域内有电场强度为竖直向下的匀强电场，虚线框外为真空区域。圆心、与匀强电场边界共线，圆心恰与点重合。一质量为，可视为质点的带正电，电荷量为的小球从绝缘管的点由静止开始滑入管内，到达点时恰好对管道无压力，且小球进入匀强电场后恰好落到的中点。重力加速度为。（忽略电场的边缘效应）求：
（1）小球在到达点时的速度大小；
（2）静电分析器中心轴线处的电场强度的大小；
（3）匀强电场的电场强度的大小；
（4）电场的右边界有一长为的探测板，下端与重合，小球碰到探测板就能使其发光，若使小球能点亮探测板，小球从点进入绝缘管的初速度的范围。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）从到，对带电小球，根据动能定理，有
解得
（2）小球在点，根据牛顿第二定律，有
解得
（3）小球进入匀强电场后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有
竖直方向做匀加速直线运动，有
联立求解，得
（4）①若小球做类平抛运动，恰能到，则由
解得
小球从到，根据动能定理，有
解得
②若小球做类平抛运动，恰能到，则：由
解得
小球从到，根据动能定理，有
解得
综上，小球能点亮探测板，初速度的范围为
28. 如图所示，滑道由光滑的曲面滑梯和一条与其平滑连接的水平轨道构成，水平轨道右侧固定有一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于点。若质量为的滑块A从距离地面高处由静止开始下滑，下滑后与静止于点的滑块B发生碰撞。若碰撞后A、B粘在一起，两者以2m/s的速度向右移动0.5m停下。已知水平轨道长度，两滑块与段之间的动摩擦因数相同，其余部分光滑，两滑块均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。求：
（1）滑块B的质量；
（2）滑块与段之间的动摩擦因数；
（3）若A、B两滑块发生弹性碰撞，求弹簧最大的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从到，对由动能定理
得
若下滑后滑块与静止于点的滑块B发生碰撞后共同运动，由动量守恒
得
（2）若滑块、B一起运动，由运动学公式
得
（3）若滑块、B发生弹性碰撞，由系统动量守恒和能量守恒
得
，
压缩弹簧到速度为0时，弹簧最大的弹性势能，且
当弹簧将B弹回后
即B恰好返回原静止位置，下滑再次下滑的速度小于第一次速度，即第一次B压缩弹簧的弹性势能最大
29. 如图所示，轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场。位于坐标原点的离子源能向各个方向连续均匀发射速度大小皆为的正离子。已知该正离子的质量为、电荷量为，且。不计离子重力及离子间相互作用，且忽略相对论效应，求
（1）若，则在轴上能够探测到离子的区间；
（2）若，则的离子在磁场中的运动时间；
（3）若开始发射离子的时刻记为，且离子入射的初速度分布为，则在内，磁场中可探测到离子区域的最大面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由
得
由作图分析可知，在轴上能够探测到离子的区间为；
（2）若，由作图分析可知，离子在磁场中转过的圆心角为60°
由
得
离子在磁场中的运动时间
（3）由于
可知
则在内，磁场中可探测到离子最远能到离为
为半径的圆弧上
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