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2024届安徽省高考历史考前信息必刷卷02（解析版）
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这是一份2024届安徽省高考历史考前信息必刷卷02（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(试卷满分：100分 考试时间：75分钟)
从近几年的高考试题可以看出，综合应用动量和能量观点解决碰撞模型问题将仍是今后命题的热点，既可以将动量与力学知识结合，也可将动量和电学知识结合，作为理综试卷压轴计算题进行命题。
动量属于物理观念中运动与相互作用观念，是解决力和运动问题常用的知识点之一。本卷第15题借助生活中的实际情境为素材创设问题情境，以综合题的形式考查动量守恒定律，这类题往往需要结合牛顿运动定律、功和能等物理观念解决问题，考查考生的综合能力，难度也比较大。
一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示为氢原子能级图，以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有( )
A．Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大
B．可求出这四条谱线的波长之比，Hα、Hβ、Hγ、Hδ的波长依次增大
C．处于基态的氢原子要吸收3.4 eV的能量才能被电离
D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ一定可以使该金属发生光电效应
答案 A
[试题解析] 根据hν＝Em－En(m>n，m、n都只能取正整数)，可以判定Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大，波长依次减小，且能定量地计算出频率或波长的大小之比，故A正确，B错误；处于基态的氢原子至少要吸收13.6 eV的能量才能被电离，故C错误；Hδ的频率大于Hβ的频率，根据光电效应产生的条件可以判定，Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ不一定可以使该金属发生光电效应，故D错误．故选A.
2．理论研究表明：通电长直导线之间相互作用力F=k eq \f(I1I2,r) ，k为一常数、r为直线电流之间的距离.如图，在光滑水平面上放置三根长度相同、平行通电直导线，它们在安培力作用下处于平衡状态，下列电流I1、I2、I3的大小可以使三根导线平衡的是( )
A．1A 、1A 、 2A
B．2A 、 2A 、 4A
C．2A 、 1A 、 2A
D．1A、 1A 、 1A
答案 C
[试题解析] 设A、B导线之间的距离为，B、C导线之间的距离为，则对于A导线
，对于C导线，整理后得，带入数据检验可知，只有C正确.故选C.
3．弹力球的弹性很好，一小孩释放弹力球后，仔细观察它在竖直方向上反复地“反弹-下落”过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他要用位移-时间图像或速度-时间图像描述连续多次“反弹-下落”过程，下列选项中最合适的是( )
A． B． C． D．
答案 C
[试题解析] CD．球从最高点释放，先做自由落体运动，后弹回后速度大小不变做竖直上抛运动，加速度均为向下的g不变，则v-t图像的斜率不变，则选项C正确，D错误；AB．因球上升和下落过程都做匀变速运动，则x-t图像不可能是直线，选项AB错误.故选C.
4．“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点.图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星B(图中未画出)的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为( )
A． eq \f(r,5) B． eq \f(r,3) C． eq \f(r,\r(3,9)) D． eq \f(r,\r(3,3))
答案 C
[试题解析] 由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力,可得同步卫星的周期为,卫星A的周期为,则卫星A的轨道半径,故ABD错误，C正确.故选C.
5．某物理兴趣小组在学习《机械能守恒定律》后，用仿真物理实验室软件模拟了如下实验：轻绳一端固定在天花板上，在轻绳中点和另一端各固定一个等质量小球，开始时系统在外力作用下处于水平状态，以下四幅图为两球由水平状态释放后向左运动过程中不同时刻的位置图.下列说法正确的是( )
A．甲图中轻绳末端小球机械能正在减少
B．乙图中轻绳末端小球机械能达到最大值
C．丙图中轻绳末端小球机械能正在增加
D．丁图中轻绳末端小球机械能达到最大值
答案 B
[试题解析] A．甲图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向夹角为锐角，拉力对小球做正功，末端小球机械能会增加，故A错误；B．乙图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向垂直，拉力对小球做功功率为零，末端小球机械能达到最大值，故B正确；C．丙图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向夹角为钝角，拉力对小球做负功，末端小球机械能会减少，故C错误；D．丁图中两球的重力势能之和与释放时相同，此时两球的速度为0，末端小球的机械能小于释放时的机械能，也一定小于图乙所示位置的机械能，故D错误.故选B.
6．2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑.如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压U=880V，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为.下列说法正确的是( )
A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
B．通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
C．仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
D．当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小
答案 D
[试题解析] A．升压变压器原副线圈的匝数之比为，A错误；B．根据变压器的功率关系有，又，，整理得，可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比，B错误；C．当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，C错误；D．当换用传统电网输电时，发电站输出功率，设萧山和富阳负荷中心负载为，则有，由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，D正确。故选D.
7．球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M.飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻=kv2，k为常量).当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s.已知重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是( )
A．发动机的最大推力为1.5Mg
B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为 eq \f(5,4)mg
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5 eq \r(,3)m/s
D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g
答案 C
[试题解析] A．飞行器竖直下落，其匀速下落的速率为10m/s时，飞行器的合力为零解得Mg=100k,发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，飞行器匀速向上的速率为5m/s时，飞行器的合力为零,解得Fmax=125k=1.25Mg,故A错误；B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，受到与运动方向相反的水平方向的阻力，大小为F阻=k•52=25k=0.25Mg同时飞行器受到竖直向下的重力，若要保持匀速飞行，发动机的推力应该跟阻力与重力的合力等大、反向；受力分析如下图：由此可得，此时发动机的推力为
,故B错误；C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，设飞行器速率为v；结合B中的方法可以求出飞行器受到的阻力大小为,而由A求得Mg=100k,所以,故C正确；D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，产生的阻力大小为F阻'=k•52=25k=0.25Mg,飞行器的重力为Mg，最大推力为Fmax=1.25mg,当最大推力与重力同向时，飞行器向下运动，此时飞行器受到的合力最大，设此时的加速度为a1，则有1.25Mg+Mg-0.25Mg=Ma1,解得a1=2g,当飞行器以5m/s的速率是向上飞行时，由题意可知，飞行器在某种状态下可以保持这一速率做匀速飞行，即飞行器的最小加速度为0；所以飞行器的加速度范围是0≤a≤2g，故D错误；故选C.
8．如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图.光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中.闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v=μE，其中电子迁移率μ为已知常数.电子电量为e，电子的质量为m.霍尔片单位体积内的电子数为n，则( )
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
答案 B
[试题解析] A．设霍尔片前后侧面的电压为，根据洛伦兹力与电场力平衡可得
其中，,联立解得,故A错误；B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为,沿电流方向的恒定电场为,则霍尔片内的电场强度为,故B正确；C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；D．若已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误.故选B.
二、多项选择题:本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质I中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波.波传到介质Ⅱ中，其速度为 eq \r(,2)v，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，此时波源也恰好位于波峰.M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则( )
A．介质Ⅱ中波的频率为B．S点的坐标为(0，)
C．入射波与反射波在M点相干减弱D．折射角的正弦值
答案 BD
[试题解析] A．波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为,故A错误；B．在介质Ⅱ中波长为,由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，故S点的坐标为(0，)，故B正确；C．由于S为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，则R也为波峰，故P到R比P到O多一个波峰，则,则由于|MO-PM|
,故不在减弱点，故C错误；D．根据则,解得,故D正确.故选BD.
10．最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK-99，而北航和中科院实验团队重新实验后发文称未能发现LK-99的超导性.某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，直至使一由LK-99制成、质量为m的导电圆环在t=0时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为θ.理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间t0后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移了(动能变化量可视为零)，如图1所示.圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系图像如图2所示，圆环的半径为r，重力加速度为g，不计空气阻力，则( )
A．圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针
B．t=0时，圆环所处位置的磁感应强度大小为
C．0~t0时间内，通过圆环电流的有效值为
D．由功能关系可求出导电圆环的电阻为
答案 BC
[试题解析] A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；B.质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有,圆环周长
联立解得,故B正确；CD. 根据焦耳定律有,变形有,可知图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示得,0~t0时间内通过圆环电流的有效值为,联立解得,导电圆环缓慢下移了，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热,解得电圆环的电阻为
把代入得,故C正确，D错误.故选BC.
三、非选择题:本题共5小题，共58分。
11．(6分)一位学生为了测量某一电阻Rx的阻值，实验室为其提供了如下实验器材：灵敏电流计G(一只)、电流表(多个)、电压表(多个)，滑动变阻器(多个)、电阻箱(多个)、定值电阻(若干)、学生电源(内阻很小)、开关、导线若干，该生利用提供的器材设计了如图所示的电路，其中Rx为待测电阻，R1为电阻箱，R3为定值电阻，R、R2为滑动变阻器，根据实验电路进行了如下实验：
(1)断开开关S1、S2，按照电路图连接好实验电路；
(2)闭合开关S1、S2前，将滑动变阻器R的滑片调至最 端(填“左”或“右”)，滑动变阻器R2的滑片调至适当位置：
(3)闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R的滑片逐步向右滑动，并反复调节R1和R2，使灵敏电流计G示数为零，此时电路中M、N两点的电势的关系满足φM φN(选填“>”、“<”或“=”)，并记下此时电阻箱R1的数值为R0，电流表A1的示数为I1.电流表A2的示数I2，由此计算出待测电阻Rx= .
完成上述实验过程中的填空，并回答：
①在完成上述步骤(3)的过程中，若发现灵敏电流计中有由N到M的电流，为了让灵敏电流计G示数为零，保持R、R2不变，需将R1的阻值 (选填“调高”或“调低”)即可实现.
②根据上述步骤分析，电流表A1、A2的内阻对Rx的测量结果 影响(选填“有”或“无”).
答案 (2)左 (1分) (3) (1分) (2分) ①调低 (1分) ②无 (1分)
[试题解析] (2)为了保护电表，闭合开关前应将R滑片置于分压为零处，故滑至最左端；(3)灵敏电流计示数为零，即,故,因此,即,①电流由N流向M，说明，调低电阻，可提高M点电势.②[5]在利用测量数据计算的原理中未体现出电流表的内阻，故无影响.
12．(10分)甲乙两位同学利用手机的连拍功能和平抛演示仪研究平抛运动特点及当地重力加速度.设连拍的时间间隔为T秒，甲同学以竖直墙为拍照背景，在墙上用胶带贴上一张白纸，通过铅垂线找出了竖直方向，在白纸上画一竖直线，并垂直该竖线画一水平线，并在水平直线上标记两个记号A点和B点，测得AB间距为L.将一个平抛演示仪放在一张桌子上紧靠墙放置，轨道末端水平.将手机固定好并调整好高度，乙同学将小钢球从一个固定位置释放时，甲同学开始连拍，从连拍图中挑选4张连续的图片并用纸打印出来，如图所示，测得打印纸上AB两点距离为d.甲同学测得第三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为x1和x2，测得第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为y1、y2和y3，求：
(1)小钢球做平抛运动的水平速度大小为 ，当地的重力加速度大小为 .
(2)甲同学拍第三张照片时小球的速度大小为 .
(3)若甲同学画好竖直线后，画水平线时导致斜向下倾斜，测量小球到水平线距离时，保证毫米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于此操作导致所测出来的重力加速度 (填偏大、偏小或不变).
答案 (1) (2分) (2分)
(2) (3分)
(3)不变 (3分)
[试题解析] (1)实际间距为L，打印纸上两点距离为d，则实际值与照片上测量值的比例为即题中给出的照片上的数据的实际值分别为、、、、，第三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为和，小钢球水平方向做匀速直线运动，则有
m解得.第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为、和，小球在竖直方向做自由落体运动，则有
解得;(2)甲同学拍第三张照片时小球的竖直分速度大小为,第三张照片时小球的竖直分速度大小为,结合上述解得
(3)若甲同学画好竖直线后，画水平线时导致斜向下倾斜，令倾角为，水平方向相邻小钢球照片间距为，此时第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为、和，对应的长度分别为、、，则有
,由于
解得,可知，重力加速度的求解与画水平线时导致斜向下倾斜无关，即测量小球到水平线距离时，保证毫米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于此操作导致所测出来的重力加速度不变.
13．(10分)如图所示是消防高压水枪的结构原理图.已知储气储水罐的容积为12V，空气压缩机的气罐体积为V，管子的体积可忽略不计.现在通过进水口向储气储水罐中注入6V的水，然后关闭其他通道，仅打开进气口让空气压缩机连续工作了12次，假设大气压强为P0，储气储水罐一开始灌水后的罐内气体压强以及空气压缩机每一次压气时气罐内气体压强均等于大气压强，空气压缩机每一次压气都能把气罐内气体全部压入储气储水罐，压气过程两罐内气体温度变化可忽略不计，环境温度为T0.
(1)求压缩机停止压缩后，储气储水罐内的气体压强；
(2)消防车到达火灾现场时的环境温度为1.2T0，假设储气储水罐导热性能良好，则当储气储水罐内水即将用完时罐内气体压强为多少？
解：(1)根据玻意耳定律有 (2分)
其中气体初始的体积为 (2分)
气体压缩后的体积为 (1分)
解得 (1分)
(2)根据理想气体状态方程有 (2分)
其中;; (1分)
解得 (1分)
(14分)2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗（如图甲），该装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各治疗室.现有质子加速后，沿圆柱形管道中轴线OO' 以v0=2×108m/s匀速运动，如图乙，现由于某些客观原因，管道需要“拐弯”到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角60°，现在“拐弯”处矩形ABCD区域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对接管道的中轴线运动（从ED的中点并与水平方向成60°射出）.已知：AC=BD=ED=d=0.5m，质子电荷量q=+1.6×10-19C，质子质量m=1.6×10-27kg，质子重力不计，下面有两种设计方案：
(1)方案一：在矩形ABCD区域，区域内设计一沿AC方向的匀强电场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求电场强度的大小，以及AB与CD间需施加多大电压才能形成该电场；
(2)方案二：在矩形ABCD区域内设计一垂直ABCD所在平面的匀强磁场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求所需的磁场强度B的大小和方向；
(3)你认为上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，简要说明理由.
解：(1)方案一：设计一沿AC方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动，如图
有 (1分)
(2分)
(2分)
得 (1分)
故 (1分)
(2)方案二：加入垂直ABCD平面向外的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，如图
由洛仑兹力提供向心力得 (2分)
如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心
由几何关系得 (2分)
得 方向垂直于纸面向外 (1分)
(3)方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，因此无法使用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变粒子的动能.因此，方案二更符合实际情况，便于实现. (2分)
15．(18分)如图所示，在倾角为的斜面上等距放置着编号为1、2、3、……的一系列物块，每两个物块间的距离均为L，物块的质量均为m.第一个物块带电量为.其余物块不带电，物块与斜面之间的动摩擦因数均为.整个斜面处于沿斜面向下的匀强电场中，电场强度.开始时所有物块均被底部的卡扣固定在斜面上.每个物块的右上方均带有检测装置，可以在物块发生碰撞前瞬间自动打开卡扣，释放该物块.时刻释放物块1，物块1先与物块2发生碰撞后粘在一起，然后继续下滑与物块3碰撞粘在一起，……，如此重复下去.重力加速度为g.试求：
(1)从释放物块1到发生第1次碰撞的时间；
(2)发生第2次碰撞后物块1的速度大小；
(3)假设发生第n次碰撞前物块1的速度为，求当n为多少时最小并求此最小值.［可能用到的数学公式：］
解：(1)释放物块1后以物块1为研究对象 (1分)
从释放到第一次碰撞的时间为 (1分)
解得 (1分)
设发生第k次碰撞前后瞬间的速度分别为和，由(1)可得
(1分)
由动量守恒得 (1分)
由动能定理得 (1分)
再次利用动量守恒得 (1分)
解得 (1分)
(3)由(2)问可知 (1分)
(1分)
上两式化简为
将下式代入上式得 (1分)
即 (1分)
取 则有
(2分)
又代入上式得
(2分)
即 (1分)
由数学知识知，当时，取得最小值，此最小值为 (1分)
(试卷满分：100分 考试时间：75分钟)
从近几年的高考试题可以看出，综合应用动量和能量观点解决碰撞模型问题将仍是今后命题的热点，既可以将动量与力学知识结合，也可将动量和电学知识结合，作为理综试卷压轴计算题进行命题。
动量属于物理观念中运动与相互作用观念，是解决力和运动问题常用的知识点之一。本卷第15题借助生活中的实际情境为素材创设问题情境，以综合题的形式考查动量守恒定律，这类题往往需要结合牛顿运动定律、功和能等物理观念解决问题，考查考生的综合能力，难度也比较大。
一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示为氢原子能级图，以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有( )
A．Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大
B．可求出这四条谱线的波长之比，Hα、Hβ、Hγ、Hδ的波长依次增大
C．处于基态的氢原子要吸收3.4 eV的能量才能被电离
D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ一定可以使该金属发生光电效应
答案 A
[试题解析] 根据hν＝Em－En(m>n，m、n都只能取正整数)，可以判定Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大，波长依次减小，且能定量地计算出频率或波长的大小之比，故A正确，B错误；处于基态的氢原子至少要吸收13.6 eV的能量才能被电离，故C错误；Hδ的频率大于Hβ的频率，根据光电效应产生的条件可以判定，Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ不一定可以使该金属发生光电效应，故D错误．故选A.
2．理论研究表明：通电长直导线之间相互作用力F=k eq \f(I1I2,r) ，k为一常数、r为直线电流之间的距离.如图，在光滑水平面上放置三根长度相同、平行通电直导线，它们在安培力作用下处于平衡状态，下列电流I1、I2、I3的大小可以使三根导线平衡的是( )
A．1A 、1A 、 2A
B．2A 、 2A 、 4A
C．2A 、 1A 、 2A
D．1A、 1A 、 1A
答案 C
[试题解析] 设A、B导线之间的距离为，B、C导线之间的距离为，则对于A导线
，对于C导线，整理后得，带入数据检验可知，只有C正确.故选C.
3．弹力球的弹性很好，一小孩释放弹力球后，仔细观察它在竖直方向上反复地“反弹-下落”过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他要用位移-时间图像或速度-时间图像描述连续多次“反弹-下落”过程，下列选项中最合适的是( )
A． B． C． D．
答案 C
[试题解析] CD．球从最高点释放，先做自由落体运动，后弹回后速度大小不变做竖直上抛运动，加速度均为向下的g不变，则v-t图像的斜率不变，则选项C正确，D错误；AB．因球上升和下落过程都做匀变速运动，则x-t图像不可能是直线，选项AB错误.故选C.
4．“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点.图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星B(图中未画出)的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为( )
A． eq \f(r,5) B． eq \f(r,3) C． eq \f(r,\r(3,9)) D． eq \f(r,\r(3,3))
答案 C
[试题解析] 由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力,可得同步卫星的周期为,卫星A的周期为,则卫星A的轨道半径,故ABD错误，C正确.故选C.
5．某物理兴趣小组在学习《机械能守恒定律》后，用仿真物理实验室软件模拟了如下实验：轻绳一端固定在天花板上，在轻绳中点和另一端各固定一个等质量小球，开始时系统在外力作用下处于水平状态，以下四幅图为两球由水平状态释放后向左运动过程中不同时刻的位置图.下列说法正确的是( )
A．甲图中轻绳末端小球机械能正在减少
B．乙图中轻绳末端小球机械能达到最大值
C．丙图中轻绳末端小球机械能正在增加
D．丁图中轻绳末端小球机械能达到最大值
答案 B
[试题解析] A．甲图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向夹角为锐角，拉力对小球做正功，末端小球机械能会增加，故A错误；B．乙图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向垂直，拉力对小球做功功率为零，末端小球机械能达到最大值，故B正确；C．丙图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向夹角为钝角，拉力对小球做负功，末端小球机械能会减少，故C错误；D．丁图中两球的重力势能之和与释放时相同，此时两球的速度为0，末端小球的机械能小于释放时的机械能，也一定小于图乙所示位置的机械能，故D错误.故选B.
6．2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑.如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压U=880V，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为.下列说法正确的是( )
A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
B．通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
C．仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
D．当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小
答案 D
[试题解析] A．升压变压器原副线圈的匝数之比为，A错误；B．根据变压器的功率关系有，又，，整理得，可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比，B错误；C．当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，C错误；D．当换用传统电网输电时，发电站输出功率，设萧山和富阳负荷中心负载为，则有，由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，D正确。故选D.
7．球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M.飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻=kv2，k为常量).当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s.已知重力加速度大小为g，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是( )
A．发动机的最大推力为1.5Mg
B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为 eq \f(5,4)mg
C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5 eq \r(,3)m/s
D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g
答案 C
[试题解析] A．飞行器竖直下落，其匀速下落的速率为10m/s时，飞行器的合力为零解得Mg=100k,发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，飞行器匀速向上的速率为5m/s时，飞行器的合力为零,解得Fmax=125k=1.25Mg,故A错误；B．当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，受到与运动方向相反的水平方向的阻力，大小为F阻=k•52=25k=0.25Mg同时飞行器受到竖直向下的重力，若要保持匀速飞行，发动机的推力应该跟阻力与重力的合力等大、反向；受力分析如下图：由此可得，此时发动机的推力为
,故B错误；C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，设飞行器速率为v；结合B中的方法可以求出飞行器受到的阻力大小为,而由A求得Mg=100k,所以,故C正确；D．当飞行器以5m/s的速率飞行时，产生的阻力大小为F阻'=k•52=25k=0.25Mg,飞行器的重力为Mg，最大推力为Fmax=1.25mg,当最大推力与重力同向时，飞行器向下运动，此时飞行器受到的合力最大，设此时的加速度为a1，则有1.25Mg+Mg-0.25Mg=Ma1,解得a1=2g,当飞行器以5m/s的速率是向上飞行时，由题意可知，飞行器在某种状态下可以保持这一速率做匀速飞行，即飞行器的最小加速度为0；所以飞行器的加速度范围是0≤a≤2g，故D错误；故选C.
8．如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图.光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为a、b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为B、方向平行于c边的匀强磁场中.闭合电键S，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为I，该电流I在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为E，电子在霍尔片中的平均速度v=μE，其中电子迁移率μ为已知常数.电子电量为e，电子的质量为m.霍尔片单位体积内的电子数为n，则( )
A．霍尔片前后侧面的电压为
B．霍尔片内的电场强度为
C．通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D．当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
答案 B
[试题解析] A．设霍尔片前后侧面的电压为，根据洛伦兹力与电场力平衡可得
其中，,联立解得,故A错误；B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为,沿电流方向的恒定电场为,则霍尔片内的电场强度为,故B正确；C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；D．若已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误.故选B.
二、多项选择题:本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质I中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波.波传到介质Ⅱ中，其速度为 eq \r(,2)v，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，此时波源也恰好位于波峰.M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则( )
A．介质Ⅱ中波的频率为B．S点的坐标为(0，)
C．入射波与反射波在M点相干减弱D．折射角的正弦值
答案 BD
[试题解析] A．波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为,故A错误；B．在介质Ⅱ中波长为,由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，故S点的坐标为(0，)，故B正确；C．由于S为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，则R也为波峰，故P到R比P到O多一个波峰，则,则由于|MO-PM|
,故不在减弱点，故C错误；D．根据则,解得,故D正确.故选BD.
10．最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK-99，而北航和中科院实验团队重新实验后发文称未能发现LK-99的超导性.某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，直至使一由LK-99制成、质量为m的导电圆环在t=0时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为θ.理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间t0后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移了(动能变化量可视为零)，如图1所示.圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系图像如图2所示，圆环的半径为r，重力加速度为g，不计空气阻力，则( )
A．圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针
B．t=0时，圆环所处位置的磁感应强度大小为
C．0~t0时间内，通过圆环电流的有效值为
D．由功能关系可求出导电圆环的电阻为
答案 BC
[试题解析] A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；B.质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有,圆环周长
联立解得,故B正确；CD. 根据焦耳定律有,变形有,可知图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示得,0~t0时间内通过圆环电流的有效值为,联立解得,导电圆环缓慢下移了，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热,解得电圆环的电阻为
把代入得,故C正确，D错误.故选BC.
三、非选择题:本题共5小题，共58分。
11．(6分)一位学生为了测量某一电阻Rx的阻值，实验室为其提供了如下实验器材：灵敏电流计G(一只)、电流表(多个)、电压表(多个)，滑动变阻器(多个)、电阻箱(多个)、定值电阻(若干)、学生电源(内阻很小)、开关、导线若干，该生利用提供的器材设计了如图所示的电路，其中Rx为待测电阻，R1为电阻箱，R3为定值电阻，R、R2为滑动变阻器，根据实验电路进行了如下实验：
(1)断开开关S1、S2，按照电路图连接好实验电路；
(2)闭合开关S1、S2前，将滑动变阻器R的滑片调至最 端(填“左”或“右”)，滑动变阻器R2的滑片调至适当位置：
(3)闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R的滑片逐步向右滑动，并反复调节R1和R2，使灵敏电流计G示数为零，此时电路中M、N两点的电势的关系满足φM φN(选填“>”、“<”或“=”)，并记下此时电阻箱R1的数值为R0，电流表A1的示数为I1.电流表A2的示数I2，由此计算出待测电阻Rx= .
完成上述实验过程中的填空，并回答：
①在完成上述步骤(3)的过程中，若发现灵敏电流计中有由N到M的电流，为了让灵敏电流计G示数为零，保持R、R2不变，需将R1的阻值 (选填“调高”或“调低”)即可实现.
②根据上述步骤分析，电流表A1、A2的内阻对Rx的测量结果 影响(选填“有”或“无”).
答案 (2)左 (1分) (3) (1分) (2分) ①调低 (1分) ②无 (1分)
[试题解析] (2)为了保护电表，闭合开关前应将R滑片置于分压为零处，故滑至最左端；(3)灵敏电流计示数为零，即,故,因此,即,①电流由N流向M，说明，调低电阻，可提高M点电势.②[5]在利用测量数据计算的原理中未体现出电流表的内阻，故无影响.
12．(10分)甲乙两位同学利用手机的连拍功能和平抛演示仪研究平抛运动特点及当地重力加速度.设连拍的时间间隔为T秒，甲同学以竖直墙为拍照背景，在墙上用胶带贴上一张白纸，通过铅垂线找出了竖直方向，在白纸上画一竖直线，并垂直该竖线画一水平线，并在水平直线上标记两个记号A点和B点，测得AB间距为L.将一个平抛演示仪放在一张桌子上紧靠墙放置，轨道末端水平.将手机固定好并调整好高度，乙同学将小钢球从一个固定位置释放时，甲同学开始连拍，从连拍图中挑选4张连续的图片并用纸打印出来，如图所示，测得打印纸上AB两点距离为d.甲同学测得第三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为x1和x2，测得第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为y1、y2和y3，求：
(1)小钢球做平抛运动的水平速度大小为 ，当地的重力加速度大小为 .
(2)甲同学拍第三张照片时小球的速度大小为 .
(3)若甲同学画好竖直线后，画水平线时导致斜向下倾斜，测量小球到水平线距离时，保证毫米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于此操作导致所测出来的重力加速度 (填偏大、偏小或不变).
答案 (1) (2分) (2分)
(2) (3分)
(3)不变 (3分)
[试题解析] (1)实际间距为L，打印纸上两点距离为d，则实际值与照片上测量值的比例为即题中给出的照片上的数据的实际值分别为、、、、，第三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为和，小钢球水平方向做匀速直线运动，则有
m解得.第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为、和，小球在竖直方向做自由落体运动，则有
解得;(2)甲同学拍第三张照片时小球的竖直分速度大小为,第三张照片时小球的竖直分速度大小为,结合上述解得
(3)若甲同学画好竖直线后，画水平线时导致斜向下倾斜，令倾角为，水平方向相邻小钢球照片间距为，此时第二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为、和，对应的长度分别为、、，则有
,由于
解得,可知，重力加速度的求解与画水平线时导致斜向下倾斜无关，即测量小球到水平线距离时，保证毫米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于此操作导致所测出来的重力加速度不变.
13．(10分)如图所示是消防高压水枪的结构原理图.已知储气储水罐的容积为12V，空气压缩机的气罐体积为V，管子的体积可忽略不计.现在通过进水口向储气储水罐中注入6V的水，然后关闭其他通道，仅打开进气口让空气压缩机连续工作了12次，假设大气压强为P0，储气储水罐一开始灌水后的罐内气体压强以及空气压缩机每一次压气时气罐内气体压强均等于大气压强，空气压缩机每一次压气都能把气罐内气体全部压入储气储水罐，压气过程两罐内气体温度变化可忽略不计，环境温度为T0.
(1)求压缩机停止压缩后，储气储水罐内的气体压强；
(2)消防车到达火灾现场时的环境温度为1.2T0，假设储气储水罐导热性能良好，则当储气储水罐内水即将用完时罐内气体压强为多少？
解：(1)根据玻意耳定律有 (2分)
其中气体初始的体积为 (2分)
气体压缩后的体积为 (1分)
解得 (1分)
(2)根据理想气体状态方程有 (2分)
其中;; (1分)
解得 (1分)
(14分)2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗（如图甲），该装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各治疗室.现有质子加速后，沿圆柱形管道中轴线OO' 以v0=2×108m/s匀速运动，如图乙，现由于某些客观原因，管道需要“拐弯”到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角60°，现在“拐弯”处矩形ABCD区域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对接管道的中轴线运动（从ED的中点并与水平方向成60°射出）.已知：AC=BD=ED=d=0.5m，质子电荷量q=+1.6×10-19C，质子质量m=1.6×10-27kg，质子重力不计，下面有两种设计方案：
(1)方案一：在矩形ABCD区域，区域内设计一沿AC方向的匀强电场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求电场强度的大小，以及AB与CD间需施加多大电压才能形成该电场；
(2)方案二：在矩形ABCD区域内设计一垂直ABCD所在平面的匀强磁场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求所需的磁场强度B的大小和方向；
(3)你认为上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，简要说明理由.
解：(1)方案一：设计一沿AC方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动，如图
有 (1分)
(2分)
(2分)
得 (1分)
故 (1分)
(2)方案二：加入垂直ABCD平面向外的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，如图
由洛仑兹力提供向心力得 (2分)
如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心
由几何关系得 (2分)
得 方向垂直于纸面向外 (1分)
(3)方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，因此无法使用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变粒子的动能.因此，方案二更符合实际情况，便于实现. (2分)
15．(18分)如图所示，在倾角为的斜面上等距放置着编号为1、2、3、……的一系列物块，每两个物块间的距离均为L，物块的质量均为m.第一个物块带电量为.其余物块不带电，物块与斜面之间的动摩擦因数均为.整个斜面处于沿斜面向下的匀强电场中，电场强度.开始时所有物块均被底部的卡扣固定在斜面上.每个物块的右上方均带有检测装置，可以在物块发生碰撞前瞬间自动打开卡扣，释放该物块.时刻释放物块1，物块1先与物块2发生碰撞后粘在一起，然后继续下滑与物块3碰撞粘在一起，……，如此重复下去.重力加速度为g.试求：
(1)从释放物块1到发生第1次碰撞的时间；
(2)发生第2次碰撞后物块1的速度大小；
(3)假设发生第n次碰撞前物块1的速度为，求当n为多少时最小并求此最小值.［可能用到的数学公式：］
解：(1)释放物块1后以物块1为研究对象 (1分)
从释放到第一次碰撞的时间为 (1分)
解得 (1分)
设发生第k次碰撞前后瞬间的速度分别为和，由(1)可得
(1分)
由动量守恒得 (1分)
由动能定理得 (1分)
再次利用动量守恒得 (1分)
解得 (1分)
(3)由(2)问可知 (1分)
(1分)
上两式化简为
将下式代入上式得 (1分)
即 (1分)
取 则有
(2分)
又代入上式得
(2分)
即 (1分)
由数学知识知，当时，取得最小值，此最小值为 (1分)
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