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浙江省绍兴市2023届高三上学期11月选考科目诊断性考试（一模）物理试卷(含答案)
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这是一份浙江省绍兴市2023届高三上学期11月选考科目诊断性考试（一模）物理试卷(含答案)，共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列仪器测得的物理量单位中，属于基本单位的是( )
A.B.
C.D.
2．2021年，浙江大学研究团队设计了一款能进行深海勘探的自供能仿生软体智能机器鱼。在测试中，该机器鱼曾下潜至马里亚纳海沟10900m深处，并在电池驱动下，保持拍打45分钟。下列说法正确的是( )
A.“10900m”是路程
B.是能量的单位
C.下潜过程中，该机器鱼的平均速度约为4m/s
D.万米海底的静水压接近于个标准大气压
3．量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是( )
A.量子就是α粒子
B.隐身战机不向外辐射红外线
C.电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D.量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
4．小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A.a点对应时刻，小明向下的速度最大
B.a点对应时刻，小明向下的加速度最大
C.b点对应时刻，小明处于超重状态
D.图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
5．女航天员刘洋乘坐神舟十四号飞船，再次执行太空飞行任务，将祖国的骄傲写满太空。“神十四”在离地面约400km高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.“神十四”的运行速度大于第一宇宙速度
B.“神十四”的运行角速度大于地球自转角速度
C.刘洋相对飞船静止时，处于平衡状态
D.刘洋在一个地球日（24小时）内能看到一次日出
6．静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是( )
A.虚线可能是等势线
B.电场强度
C.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能
D.在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线CD运动
7．某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，并将注射器置于恒温水池中，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连。开始时，活塞位置对应的刻度数为“8”，测得压强为，活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固；继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“4”时停止压缩，此时压强为。则( )
A.气泡在上升过程中要吸收热量
B.在压缩过程中，气体分子的平均动能变大
C.泄漏气体的质量为最初气体质量的一半
D.泄漏气体的内能与注射器内存留气体的内能相等
8．2022年4月29日，绍兴地铁1号线全线通车，标志着绍兴已经进入地铁时代，为“融杭（联甬接沪）战略”迈出了坚实的一步。小明从A站上车，注意到列车经过加速、匀速和减速三个过程后在B站停下，总用时2min30s，列车以最大速度行驶了30s。假设列车在加速和减速阶段的速率均随时间均匀变化，由此估算出AB两站点之间的路程约为( )
A.1kmB.2kmC.3kmD.7km
9．老师采用图1所示的实验器材演示交变电流的产生，并联的两个发光二极管连接方式如图2所示，二极管两端正向电压大于0.7V时才能发光，反向电压超过20V将损坏。匀速转动手柄，1min内二极管闪烁100次。已知发电机中正方形线框的边长为10cm，匝数为1000，假设线圈所在处的磁场可视为匀强磁场，下列判断正确的是( )
A.线框的转速为
B.线框的电动势有效值可能是20V
C.磁感应强度B不会超过0.4T
D.若转速减半，1min内闪烁次数将变为50次
10．由均匀透明材料制成的半圆柱的截面如图所示，AB为直径边界，O为圆心，半径为R；有一点光源嵌于P点，在纸面内向各个方向发射黄光，该材料对黄光的折射率。已知，。不考虑光在材料内部的反射，则( )
A.直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为
B.欲使黄光能从半圆形边界全部射出，n不能超过
C.若改用红光光源，有光线射出的边界总长度将变短
D.人眼在P点正上方C处观察，看到点光源的像就在P处
二、多选题
11．如图所示是指纹识别原理图，它利用了光学棱镜的全反射特性。在指纹谷线（凹部）处入射光在棱镜界面发生全反射；在指纹脊线（凸部）处入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方。这样就在指纹模块上形成了明暗相间的图像。下列说法正确的有( )
A.从指纹谷线处反射的光线更亮一些
B.产生的明暗相间指纹图像是由于光的干涉造成的
C.手机贴膜后再进行指纹识别，反射光的频率将发生变化
D.手指湿润后识别率降低，是因为明暗条纹的亮度对比下降了
12．质子与中子都是由三个夸克组成，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，形成过程中均可类比核聚变。β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，质子质量约为，中子质量约为，电子质量约为，真空中光速。下列说法正确的有( )
A.中子转化的核反应式为
B.弱相互作用是引起衰变的原因
C.上、下夸克的质量差为
D.一次β衰变释放出的能量为
13．如图所示，在y轴两侧有两种不同的均匀介质，波源和分别位于、处。时刻和处的质点刚好开始振动，某时刻两列简谐横波恰好同时到达原点O，测得内质点P（）经过的路程为，则( )
A.两波源开始振动的方向相反
B.波源振动的周期为
C.两列波相遇过程中坐标原点处不会振动
D.时两列波恰好同时到达对方波源处
14．如图1所示，“飓风飞椅”是集旋转、升降、变倾角等多种运动形式于一体的大型飞行塔类游艺机。现对其中的甲、乙、丙、丁四位游客进行分析，他们的质量分别为，对应的绳长分别为，绳子与竖直方向的夹角分别为，如图2、图3所示，已知。当“飓风飞椅”保持某一角速度水平面转动时，下列说法正确的有( )
A.图2中，甲、乙两位游客所受合力相同
B.图3中，
C.四位游客的加速度大小相等
D.四位游客的重力均不做功
三、实验题
15．利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)已如打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离为62.90cm、70.14cm、77.76cm、85.73cm。由此可知打下B点时纸带的速度为_______m/s（计算结果保留2位有效数字）：
(2)重物固定在纸带的______端（选填“左”或“右”）；
(3)选取某个过程，发现重物动能的增加量略大于重力势能的减小量，造成这一结果的原因可能是____________。
A.重物质量过大B.电源电压高于规定值
C.重物质量测量错误D.先释放纸带，后接通电源
(4)某同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到某一计数点O的距离h，计算出对应计数点的重物速度v，描绘出图像。下列说法中正确的是______。
A.为减小误差，应利用公式计算重物在各点的速度
B.在选取纸带时，必须选取第1、2两点间距为2mm的纸带
C.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒
D.若图像是一条不过原点的直线，重物下落过程中机械能也可能守恒
16．某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝电阻率ρ。
(1)实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径，图1读数为_______mm；
(2)某同学采用分压电路和电流表内接法，取这段合金丝绕在半径为0.3m的量角器上，连成图2所示电路。闭合开关前，请老师检查，发现导线_____（填写标号）接线错误，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“左”或“右”）；
(3)改变金属夹位置，通过调节滑动变阻器保持电压表示数始终为1.00V，记录电流表的示数I与接入电路的合金丝所对应的圆心角θ，根据实验数据在图3中作出图像，则该合金丝的电阻率为______（保留2位有效数字），电流表的内阻为______Ω。
四、计算题
17．某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量、横截面积的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度，缸内温度；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强，求：
(1)细线的拉力及缸内气体的压强；
(2)蜂鸣器刚报警时的环境温度；
(3)若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？
18．如图所示，在水平面上固定一弹簧匣，左端与轻质弹簧的A端相连，自由状态下弹簧另一端位于B点；在与B点相距1m的C处固定一竖直圆轨道，半径，圆轨道底端略微错开：在D点右侧放置等腰直角三角形支架PEQ，，，E点在D点正下方，P点与D点等高，EQ水平。质量的小物块（可视为质点）被压缩的弹簧弹出，它与BC段的动摩擦因数，不计轨道其它部分的摩擦。
(1)要使物块能进入竖直圆轨道，弹簧的初始弹性势能至少多大；
(2)若物块在竖直圆轨道上运动时不脱离轨道，则弹性势能的取值范围是多少；
(3)若物块能打在三角形支架上，求打在支架上时的最小动能。
19．如图所示，在xOy坐标平面内，固定着足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，在处由绝缘件相连，导轨某处固定两个金属小立柱，立柱连线与导轨垂直，左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，右侧有垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为；导轨左端与电容的电容器连接，起初电容器不带电。现将两根质量均为的导体棒分别放置于导轨左侧某处和紧贴立柱的右侧（不粘连），某时刻起对a棒作用一个向右的恒力，当a棒运动到处时撤去力F，此后a棒在滑行到立柱的过程中通过棒的电荷量，与立柱碰撞时的速度，之后原速率反弹。已知b棒电阻，不计a棒和导轨电阻，求：
（1）小立柱所在位置的坐标；
（2）a棒初始位置的坐标；
（3）假设b棒穿出磁场时的速度，此前b棒中产生的总热量。
20．如图1所示，是微通道板电子倍增管的原理简化图，它利用入射电子经过微通道时的多次反射放大信号强度。圆柱形微通道的直径、高为h，电子刚好从一角射入截面内，入射速度，与通道壁母线的夹角；在第1次撞击位置以下有垂直截面向外的匀强磁场，磁感应强度为B（待求）。假设每个电子撞入内壁后可撞出N个次级电子，已知电子质量。忽略电子重力及其相互作用。取。
(1)若，假设原电子的轴向动量在撞击后保持不变，垂直轴向的动量被完全反弹，电子恰好不会碰到左侧壁，求B的值；
(2)若，假设原电子的轴向动量被通道壁完全吸收，垂直于轴的动量被完全反弹并被垂直出射的次级电子均分，电子多次撞击器壁后最终刚好能飞出通道，求h的值；
(3)若，通道中存在如图2所示方向的匀强电场（没有磁场），场强，假设电子的轴向动量被通道壁完全吸收，垂直轴向的动量被完全反弹并被垂直出射的次级电子均分。当时，信号电量的放大倍数是多少？
参考答案
1．答案：B
解析：选项A、B、C、D测得的物理量分别是力、电流强度、电压、电能；四者中只有电流强度是基本物理量，其单位是基本单位。
故选B。
2．答案：D
解析：A.10900是深度，机器鱼下潜的路程要大于10900m，A错误；
B.是电量的单位，B错误；
C.机器鱼下潜的位移未知，所以平均速度无法获得，C错误；
D.根据
可知，1个标准大气压相当于10米水柱，所以万米海底的静水压接近于个标准大气压，D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子，选项A错误；任何物体都会向外发射红外线，选项B错误；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，选项C正确；依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是目标物体发射的电磁波，选项D错误。故选C。
4．答案：A
解析：小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速的过程，即先失重后超重，起立过程经历先向上加速再向上减速的过程，即先超重后失重，由题图知，小明先下蹲后起立，小明完成了1次下蹲和1次起立，a点对应时刻，小明的加速度为零，向下的速度达到最大，A正确，B、D错误；b点对应时刻，所以小明处于失重状态，C错误。
5．答案：B
解析：A.由万有引力提供向心力得
解得
第一宇宙速度是地球表面运行的卫星速度，“神十四”的轨道半径大于地球半径，其运行速度小于第一宇宙速度，A错误；
B.根据牛顿第二定律得
解得
地球自转角速度等于同步卫星的角速度，同步卫星的轨道半径大于“神十四”的轨道半径，所以“神十四”的运行角速度大于地球自转角速度，B正确；
C.刘洋相对飞船静止时，绕地球做匀速圆周运动，是变加速运动，非平衡状态，C错误；
D.“神十四”的运行周期约为90分钟，刘洋在一个地球日（24小时）内能看到16次日出，D错误。
故选B。
6．答案：C
解析：A.电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，选项A错误；
B.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知
选项B错误；
C.电场线由高压电源的正极到负极，所以A点的电势高，C点的电势低，由
可知，负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，选项C正确；
D.CD电场是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线CD运动，选项D错误。
故选C。
7．答案：A
解析：A.气泡在上升过程中温度不变，由等温变化可知，气泡内气体压强减小时，体积增大，气体对外做功，即；理想气体的内能只跟温度有关，所以气泡在上升过程中内能不变，由热力学第一定律
可知，，所以气泡在上升过程中要吸收热量，故A正确；
B.由于注射器导热性能良好，所以注射器内的气体温度不变，根据温度是气体分子平均动能大小的标志，所以在压缩过程中，气体分子的平均动能不变，故B错误；
C.设单位刻度的气体体积为，由
解得
则泄漏气体的质量为
故C错误；
D.温度相同时，理想气体的内能与分子数有关，可知泄漏气体的内能是注射器内存留气体的内能的一半，故D错误。
故选A。
8．答案：B
解析：由于列车在加速和减速阶段的速率均随时间均匀变化，在加速和减速阶段的平均速率均为最大速率的一半，即，所以AB两站点之间的路程约为
故选B。
9．答案：C
解析：
A.正弦式交变电流一个周期内电流方向改变2次，所以1min内有50个周期，线框的转速为，故A错误；
B.若线框的电动势有效值是20V，则最大值为
二极管将被击穿，故B错误；
C.由最大值
解得
故C正确；
D.若转速减半，交流电的最大值减半，如果这时的最大值小于0.7V，二极管将不会闪烁，1min内闪烁次数将变为0次，故D错误。
故选C。
10．答案：B
解析：A.黄光的临界角
得
做出临界光线如图所示，由几何关系可得，所以在直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为
选项A错误；
B.从P点射向半圆形边界的光线在I处的入射角最大，欲使黄光能从半圆形边界全部射出，则n的最小值
选项B正确；
C.若改用红光光源，红光的折射率小于黄光的折射率，红光的临界角大，有光线射出的边界总长度将增大，选项C错误；
D.人眼在P点正上方C处观察，看到点光源的像被抬高，选项D错误。
故选B。
11．答案：AD
解析：A.在指纹谷线（凹部）处入射光在棱镜界面发生的是全反射，则从指纹谷线处反射的光线更亮一些，A正确；
B.光的干涉需要两个相干光源，入射到谷线和脊线的光线不是相干光，B错误；
C.在光的反射和折射过程中，光的频率不变，C错误；
D.手指湿润后在手指表面形成水膜会使明暗条纹的亮度对比下降，识别率降低，D正确。
故选AD。
12．答案：AB
解析：A.β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，根据质量数和核电荷数守恒，中子转化的核反应式为
故A正确；
B.弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子-质子转变的原因，故B正确；
C.由题中“形成过程中均可类比核聚变”可知，夸克形成质子、中子过程质量有亏损，故
，
无法计算上、下夸克的质量差，故C错误；
D.β衰变中的质量亏损
释放出的能量为
故D错误。
故选AB。
13．答案：ACD
解析：A.波源开始振动的方向与时刻处质点的起振方向相同，为y轴正方向，同理波源开始振动的方向与时刻处质点的起振方向相同，为y轴负方向，故A正确；
B.内质点P经过的路程为，则有
得
由两列简谐横波恰好同时到达原点O可知
故B错误；
C.两列波频率相同，振幅相同，恰好同时到达原点O，两列波在O点的起振方向相反，所以O点是振动减弱点，其振幅为0，所以坐标原点处不会振动，故C正确；
D.由图知时，甲、乙两波都传到原点O，过O点后，甲波以传播，时到达处，同理可知，乙波在时到达处，故D正确。
故选ACD。
14．答案：BD
解析：A.游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动，甲、乙两位游客所受合力指向圆心，由图2可知，合力方向肯定不同，即甲、乙两位游客所受合力不相同，A错误；
B.由圆锥摆模型得游客所受合力
得
设圆盘的半径为，则有
由于甲、乙、丙、丁四位游客的角速度和周期相等，则有
由于
得
B正确；
C.游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动的向心力为
由牛顿第二定律可知
由于θ角不都相等，所以加速度大小不都相等，C错误；
D.四位游客在水平面内做匀速圆周运动，重力均不做功，D正确。
故选BD。
15．答案：(1)3.7(2)左(3)D(4)D
解析：(1)B点的速度等于AC间的平均速度，即
(2)由图可知，纸带上起始点靠近重物，所以重物固定在纸带的左端。
(3)AC.由可知，重物质量过大、重物质量测量错误都不会使动能的增加量略大于重力势能的减小量。故AC错误；
B.电源电压高于规定值不会影响打点周期。故B错误；
D.若O点的初速度不为0，则会使动能的增加量略大于重力势能的减小量，原因可能是先释放纸带，后接通电源。故D正确。
故选D。
(4)A.用公式等于是默认机械能守恒定律，与实验目的相悖，实验中不能用计算重物在各点的速度。故A错误；
BD.在选取纸带时，可以选取其中两点来验证，如
与第1、2两点间距是否为2mm无关，这时描绘出图像是一条不过原点的直线，但只要满足图线的斜率等于，就验证了重物下落过程中机械能守恒，故B错误，D正确；
C.由动能定理得，只要重物做匀加速直线运动，图像就是一条过原点的直线，当图线的斜率小于，机械能就不守恒，故C错误。
故选D。
16．答案：(1)0.799/0.800/0.801(2)③；右
(3)；0.18/0.19/0.20/0.21/0.22
解析：(1)螺旋测微器读数
(2)按实物图转化为电原理图如图
可知实物图接成了电流表外接法，导线③接错；实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于右端；
(3)由欧姆定律
量角器的半径为，根据电阻定律
解得
代入数据得
作出图线，如图
可知图线的斜率
求得
图线的截距为电流表的内阻
17．答案：(1)21N；(2)360K或(3)20.94J
解析：(1)对汽缸活塞整体
对活塞
解得
(2)等压变化过程，，则
解得
则
(3)气体等压膨胀对外做功
根据热力学第一定律，又
解得
18．答案：(1)0.4J(2)或(3)
解析：(1)要使物块能进入竖直圆轨道，则到达C点时速度为0时，弹簧的初始弹性势能最小，则根据动能定理可知
解得
(2)临界情况1：物块恰能到达圆心等高处时，根据动能定理可知
解得
则弹性势能的取值范围是
临界情况2：物块恰能过圆周最高点，则
解得
根据动能定理可知
解得
弹性势能的取值范围是
综上所述，弹性势能的取值范围是
或
(3)当打到支架上时，根据平抛运动公式
由数学知识可知
以t为变量，由机械能守恒定动能定理可得
则
根据数学知识可知，当
时，有最小值，则
时，代入数据可得
19．答案：（1）4 m
（2）-1 m
（3）0.171 J
解析：（1）a棒通过后减速向右运动过程中，则有，
解得。
（2）a棒在区间，由动量定理得，
解得，
a棒在恒力作用过程中，设某时刻的速度为v，加速度为a，棒中的电流为i，则有，
，
解得，
即a棒做匀加速运动，根据，
解得。
（3）a棒在区间向右运动过程中，电路产生的热量，
a棒向左反弹后，b棒向右运动，两棒的加速度大小相等，相等时间内速度变化量大小也相等，所以b棒穿出磁场时，a棒的速度大小，
此过程中发热量，
所以。
20．答案：(1)(2)(3)16倍
解析：(1)临界条件为原电子反弹以后做匀速圆周运动，轨迹与通道左侧相切，有
解得
由
解得
(2)电子第1次撞壁前的水平速度
第1次反弹后的水平速度
第2次反弹后的水平速度
对应的圆半径，则有
恰能穿出的临界条件为
解得
(3)电子进入匀强电场后，在竖直方向，竖直分速度
加速度
水平方向
第1次碰撞前的竖直位移
第1碰后到第2碰期间，则有
类平抛的位移
第2碰到第3碰期间，则有
类平抛的位移
同理
假设电子在穿出前与侧壁碰撞了k次，设
代入数据并整理解得
因为
所以取
则信号被放大了
倍
一、单选题
1．下列仪器测得的物理量单位中，属于基本单位的是( )
A.B.
C.D.
2．2021年，浙江大学研究团队设计了一款能进行深海勘探的自供能仿生软体智能机器鱼。在测试中，该机器鱼曾下潜至马里亚纳海沟10900m深处，并在电池驱动下，保持拍打45分钟。下列说法正确的是( )
A.“10900m”是路程
B.是能量的单位
C.下潜过程中，该机器鱼的平均速度约为4m/s
D.万米海底的静水压接近于个标准大气压
3．量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是( )
A.量子就是α粒子
B.隐身战机不向外辐射红外线
C.电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D.量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
4．小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A.a点对应时刻，小明向下的速度最大
B.a点对应时刻，小明向下的加速度最大
C.b点对应时刻，小明处于超重状态
D.图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
5．女航天员刘洋乘坐神舟十四号飞船，再次执行太空飞行任务，将祖国的骄傲写满太空。“神十四”在离地面约400km高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.“神十四”的运行速度大于第一宇宙速度
B.“神十四”的运行角速度大于地球自转角速度
C.刘洋相对飞船静止时，处于平衡状态
D.刘洋在一个地球日（24小时）内能看到一次日出
6．静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是( )
A.虚线可能是等势线
B.电场强度
C.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能
D.在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线CD运动
7．某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，并将注射器置于恒温水池中，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连。开始时，活塞位置对应的刻度数为“8”，测得压强为，活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固；继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“4”时停止压缩，此时压强为。则( )
A.气泡在上升过程中要吸收热量
B.在压缩过程中，气体分子的平均动能变大
C.泄漏气体的质量为最初气体质量的一半
D.泄漏气体的内能与注射器内存留气体的内能相等
8．2022年4月29日，绍兴地铁1号线全线通车，标志着绍兴已经进入地铁时代，为“融杭（联甬接沪）战略”迈出了坚实的一步。小明从A站上车，注意到列车经过加速、匀速和减速三个过程后在B站停下，总用时2min30s，列车以最大速度行驶了30s。假设列车在加速和减速阶段的速率均随时间均匀变化，由此估算出AB两站点之间的路程约为( )
A.1kmB.2kmC.3kmD.7km
9．老师采用图1所示的实验器材演示交变电流的产生，并联的两个发光二极管连接方式如图2所示，二极管两端正向电压大于0.7V时才能发光，反向电压超过20V将损坏。匀速转动手柄，1min内二极管闪烁100次。已知发电机中正方形线框的边长为10cm，匝数为1000，假设线圈所在处的磁场可视为匀强磁场，下列判断正确的是( )
A.线框的转速为
B.线框的电动势有效值可能是20V
C.磁感应强度B不会超过0.4T
D.若转速减半，1min内闪烁次数将变为50次
10．由均匀透明材料制成的半圆柱的截面如图所示，AB为直径边界，O为圆心，半径为R；有一点光源嵌于P点，在纸面内向各个方向发射黄光，该材料对黄光的折射率。已知，。不考虑光在材料内部的反射，则( )
A.直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为
B.欲使黄光能从半圆形边界全部射出，n不能超过
C.若改用红光光源，有光线射出的边界总长度将变短
D.人眼在P点正上方C处观察，看到点光源的像就在P处
二、多选题
11．如图所示是指纹识别原理图，它利用了光学棱镜的全反射特性。在指纹谷线（凹部）处入射光在棱镜界面发生全反射；在指纹脊线（凸部）处入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方。这样就在指纹模块上形成了明暗相间的图像。下列说法正确的有( )
A.从指纹谷线处反射的光线更亮一些
B.产生的明暗相间指纹图像是由于光的干涉造成的
C.手机贴膜后再进行指纹识别，反射光的频率将发生变化
D.手指湿润后识别率降低，是因为明暗条纹的亮度对比下降了
12．质子与中子都是由三个夸克组成，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，形成过程中均可类比核聚变。β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，质子质量约为，中子质量约为，电子质量约为，真空中光速。下列说法正确的有( )
A.中子转化的核反应式为
B.弱相互作用是引起衰变的原因
C.上、下夸克的质量差为
D.一次β衰变释放出的能量为
13．如图所示，在y轴两侧有两种不同的均匀介质，波源和分别位于、处。时刻和处的质点刚好开始振动，某时刻两列简谐横波恰好同时到达原点O，测得内质点P（）经过的路程为，则( )
A.两波源开始振动的方向相反
B.波源振动的周期为
C.两列波相遇过程中坐标原点处不会振动
D.时两列波恰好同时到达对方波源处
14．如图1所示，“飓风飞椅”是集旋转、升降、变倾角等多种运动形式于一体的大型飞行塔类游艺机。现对其中的甲、乙、丙、丁四位游客进行分析，他们的质量分别为，对应的绳长分别为，绳子与竖直方向的夹角分别为，如图2、图3所示，已知。当“飓风飞椅”保持某一角速度水平面转动时，下列说法正确的有( )
A.图2中，甲、乙两位游客所受合力相同
B.图3中，
C.四位游客的加速度大小相等
D.四位游客的重力均不做功
三、实验题
15．利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)已如打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离为62.90cm、70.14cm、77.76cm、85.73cm。由此可知打下B点时纸带的速度为_______m/s（计算结果保留2位有效数字）：
(2)重物固定在纸带的______端（选填“左”或“右”）；
(3)选取某个过程，发现重物动能的增加量略大于重力势能的减小量，造成这一结果的原因可能是____________。
A.重物质量过大B.电源电压高于规定值
C.重物质量测量错误D.先释放纸带，后接通电源
(4)某同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到某一计数点O的距离h，计算出对应计数点的重物速度v，描绘出图像。下列说法中正确的是______。
A.为减小误差，应利用公式计算重物在各点的速度
B.在选取纸带时，必须选取第1、2两点间距为2mm的纸带
C.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒
D.若图像是一条不过原点的直线，重物下落过程中机械能也可能守恒
16．某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝电阻率ρ。
(1)实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径，图1读数为_______mm；
(2)某同学采用分压电路和电流表内接法，取这段合金丝绕在半径为0.3m的量角器上，连成图2所示电路。闭合开关前，请老师检查，发现导线_____（填写标号）接线错误，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“左”或“右”）；
(3)改变金属夹位置，通过调节滑动变阻器保持电压表示数始终为1.00V，记录电流表的示数I与接入电路的合金丝所对应的圆心角θ，根据实验数据在图3中作出图像，则该合金丝的电阻率为______（保留2位有效数字），电流表的内阻为______Ω。
四、计算题
17．某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量、横截面积的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度，缸内温度；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强，求：
(1)细线的拉力及缸内气体的压强；
(2)蜂鸣器刚报警时的环境温度；
(3)若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？
18．如图所示，在水平面上固定一弹簧匣，左端与轻质弹簧的A端相连，自由状态下弹簧另一端位于B点；在与B点相距1m的C处固定一竖直圆轨道，半径，圆轨道底端略微错开：在D点右侧放置等腰直角三角形支架PEQ，，，E点在D点正下方，P点与D点等高，EQ水平。质量的小物块（可视为质点）被压缩的弹簧弹出，它与BC段的动摩擦因数，不计轨道其它部分的摩擦。
(1)要使物块能进入竖直圆轨道，弹簧的初始弹性势能至少多大；
(2)若物块在竖直圆轨道上运动时不脱离轨道，则弹性势能的取值范围是多少；
(3)若物块能打在三角形支架上，求打在支架上时的最小动能。
19．如图所示，在xOy坐标平面内，固定着足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，在处由绝缘件相连，导轨某处固定两个金属小立柱，立柱连线与导轨垂直，左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，右侧有垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为；导轨左端与电容的电容器连接，起初电容器不带电。现将两根质量均为的导体棒分别放置于导轨左侧某处和紧贴立柱的右侧（不粘连），某时刻起对a棒作用一个向右的恒力，当a棒运动到处时撤去力F，此后a棒在滑行到立柱的过程中通过棒的电荷量，与立柱碰撞时的速度，之后原速率反弹。已知b棒电阻，不计a棒和导轨电阻，求：
（1）小立柱所在位置的坐标；
（2）a棒初始位置的坐标；
（3）假设b棒穿出磁场时的速度，此前b棒中产生的总热量。
20．如图1所示，是微通道板电子倍增管的原理简化图，它利用入射电子经过微通道时的多次反射放大信号强度。圆柱形微通道的直径、高为h，电子刚好从一角射入截面内，入射速度，与通道壁母线的夹角；在第1次撞击位置以下有垂直截面向外的匀强磁场，磁感应强度为B（待求）。假设每个电子撞入内壁后可撞出N个次级电子，已知电子质量。忽略电子重力及其相互作用。取。
(1)若，假设原电子的轴向动量在撞击后保持不变，垂直轴向的动量被完全反弹，电子恰好不会碰到左侧壁，求B的值；
(2)若，假设原电子的轴向动量被通道壁完全吸收，垂直于轴的动量被完全反弹并被垂直出射的次级电子均分，电子多次撞击器壁后最终刚好能飞出通道，求h的值；
(3)若，通道中存在如图2所示方向的匀强电场（没有磁场），场强，假设电子的轴向动量被通道壁完全吸收，垂直轴向的动量被完全反弹并被垂直出射的次级电子均分。当时，信号电量的放大倍数是多少？
参考答案
1．答案：B
解析：选项A、B、C、D测得的物理量分别是力、电流强度、电压、电能；四者中只有电流强度是基本物理量，其单位是基本单位。
故选B。
2．答案：D
解析：A.10900是深度，机器鱼下潜的路程要大于10900m，A错误；
B.是电量的单位，B错误；
C.机器鱼下潜的位移未知，所以平均速度无法获得，C错误；
D.根据
可知，1个标准大气压相当于10米水柱，所以万米海底的静水压接近于个标准大气压，D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子，选项A错误；任何物体都会向外发射红外线，选项B错误；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，选项C正确；依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是目标物体发射的电磁波，选项D错误。故选C。
4．答案：A
解析：小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速的过程，即先失重后超重，起立过程经历先向上加速再向上减速的过程，即先超重后失重，由题图知，小明先下蹲后起立，小明完成了1次下蹲和1次起立，a点对应时刻，小明的加速度为零，向下的速度达到最大，A正确，B、D错误；b点对应时刻，所以小明处于失重状态，C错误。
5．答案：B
解析：A.由万有引力提供向心力得
解得
第一宇宙速度是地球表面运行的卫星速度，“神十四”的轨道半径大于地球半径，其运行速度小于第一宇宙速度，A错误；
B.根据牛顿第二定律得
解得
地球自转角速度等于同步卫星的角速度，同步卫星的轨道半径大于“神十四”的轨道半径，所以“神十四”的运行角速度大于地球自转角速度，B正确；
C.刘洋相对飞船静止时，绕地球做匀速圆周运动，是变加速运动，非平衡状态，C错误；
D.“神十四”的运行周期约为90分钟，刘洋在一个地球日（24小时）内能看到16次日出，D错误。
故选B。
6．答案：C
解析：A.电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，选项A错误；
B.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知
选项B错误；
C.电场线由高压电源的正极到负极，所以A点的电势高，C点的电势低，由
可知，负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，选项C正确；
D.CD电场是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线CD运动，选项D错误。
故选C。
7．答案：A
解析：A.气泡在上升过程中温度不变，由等温变化可知，气泡内气体压强减小时，体积增大，气体对外做功，即；理想气体的内能只跟温度有关，所以气泡在上升过程中内能不变，由热力学第一定律
可知，，所以气泡在上升过程中要吸收热量，故A正确；
B.由于注射器导热性能良好，所以注射器内的气体温度不变，根据温度是气体分子平均动能大小的标志，所以在压缩过程中，气体分子的平均动能不变，故B错误；
C.设单位刻度的气体体积为，由
解得
则泄漏气体的质量为
故C错误；
D.温度相同时，理想气体的内能与分子数有关，可知泄漏气体的内能是注射器内存留气体的内能的一半，故D错误。
故选A。
8．答案：B
解析：由于列车在加速和减速阶段的速率均随时间均匀变化，在加速和减速阶段的平均速率均为最大速率的一半，即，所以AB两站点之间的路程约为
故选B。
9．答案：C
解析：
A.正弦式交变电流一个周期内电流方向改变2次，所以1min内有50个周期，线框的转速为，故A错误；
B.若线框的电动势有效值是20V，则最大值为
二极管将被击穿，故B错误；
C.由最大值
解得
故C正确；
D.若转速减半，交流电的最大值减半，如果这时的最大值小于0.7V，二极管将不会闪烁，1min内闪烁次数将变为0次，故D错误。
故选C。
10．答案：B
解析：A.黄光的临界角
得
做出临界光线如图所示，由几何关系可得，所以在直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为
选项A错误；
B.从P点射向半圆形边界的光线在I处的入射角最大，欲使黄光能从半圆形边界全部射出，则n的最小值
选项B正确；
C.若改用红光光源，红光的折射率小于黄光的折射率，红光的临界角大，有光线射出的边界总长度将增大，选项C错误；
D.人眼在P点正上方C处观察，看到点光源的像被抬高，选项D错误。
故选B。
11．答案：AD
解析：A.在指纹谷线（凹部）处入射光在棱镜界面发生的是全反射，则从指纹谷线处反射的光线更亮一些，A正确；
B.光的干涉需要两个相干光源，入射到谷线和脊线的光线不是相干光，B错误；
C.在光的反射和折射过程中，光的频率不变，C错误；
D.手指湿润后在手指表面形成水膜会使明暗条纹的亮度对比下降，识别率降低，D正确。
故选AD。
12．答案：AB
解析：A.β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，根据质量数和核电荷数守恒，中子转化的核反应式为
故A正确；
B.弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子-质子转变的原因，故B正确；
C.由题中“形成过程中均可类比核聚变”可知，夸克形成质子、中子过程质量有亏损，故
，
无法计算上、下夸克的质量差，故C错误；
D.β衰变中的质量亏损
释放出的能量为
故D错误。
故选AB。
13．答案：ACD
解析：A.波源开始振动的方向与时刻处质点的起振方向相同，为y轴正方向，同理波源开始振动的方向与时刻处质点的起振方向相同，为y轴负方向，故A正确；
B.内质点P经过的路程为，则有
得
由两列简谐横波恰好同时到达原点O可知
故B错误；
C.两列波频率相同，振幅相同，恰好同时到达原点O，两列波在O点的起振方向相反，所以O点是振动减弱点，其振幅为0，所以坐标原点处不会振动，故C正确；
D.由图知时，甲、乙两波都传到原点O，过O点后，甲波以传播，时到达处，同理可知，乙波在时到达处，故D正确。
故选ACD。
14．答案：BD
解析：A.游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动，甲、乙两位游客所受合力指向圆心，由图2可知，合力方向肯定不同，即甲、乙两位游客所受合力不相同，A错误；
B.由圆锥摆模型得游客所受合力
得
设圆盘的半径为，则有
由于甲、乙、丙、丁四位游客的角速度和周期相等，则有
由于
得
B正确；
C.游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动的向心力为
由牛顿第二定律可知
由于θ角不都相等，所以加速度大小不都相等，C错误；
D.四位游客在水平面内做匀速圆周运动，重力均不做功，D正确。
故选BD。
15．答案：(1)3.7(2)左(3)D(4)D
解析：(1)B点的速度等于AC间的平均速度，即
(2)由图可知，纸带上起始点靠近重物，所以重物固定在纸带的左端。
(3)AC.由可知，重物质量过大、重物质量测量错误都不会使动能的增加量略大于重力势能的减小量。故AC错误；
B.电源电压高于规定值不会影响打点周期。故B错误；
D.若O点的初速度不为0，则会使动能的增加量略大于重力势能的减小量，原因可能是先释放纸带，后接通电源。故D正确。
故选D。
(4)A.用公式等于是默认机械能守恒定律，与实验目的相悖，实验中不能用计算重物在各点的速度。故A错误；
BD.在选取纸带时，可以选取其中两点来验证，如
与第1、2两点间距是否为2mm无关，这时描绘出图像是一条不过原点的直线，但只要满足图线的斜率等于，就验证了重物下落过程中机械能守恒，故B错误，D正确；
C.由动能定理得，只要重物做匀加速直线运动，图像就是一条过原点的直线，当图线的斜率小于，机械能就不守恒，故C错误。
故选D。
16．答案：(1)0.799/0.800/0.801(2)③；右
(3)；0.18/0.19/0.20/0.21/0.22
解析：(1)螺旋测微器读数
(2)按实物图转化为电原理图如图
可知实物图接成了电流表外接法，导线③接错；实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于右端；
(3)由欧姆定律
量角器的半径为，根据电阻定律
解得
代入数据得
作出图线，如图
可知图线的斜率
求得
图线的截距为电流表的内阻
17．答案：(1)21N；(2)360K或(3)20.94J
解析：(1)对汽缸活塞整体
对活塞
解得
(2)等压变化过程，，则
解得
则
(3)气体等压膨胀对外做功
根据热力学第一定律，又
解得
18．答案：(1)0.4J(2)或(3)
解析：(1)要使物块能进入竖直圆轨道，则到达C点时速度为0时，弹簧的初始弹性势能最小，则根据动能定理可知
解得
(2)临界情况1：物块恰能到达圆心等高处时，根据动能定理可知
解得
则弹性势能的取值范围是
临界情况2：物块恰能过圆周最高点，则
解得
根据动能定理可知
解得
弹性势能的取值范围是
综上所述，弹性势能的取值范围是
或
(3)当打到支架上时，根据平抛运动公式
由数学知识可知
以t为变量，由机械能守恒定动能定理可得
则
根据数学知识可知，当
时，有最小值，则
时，代入数据可得
19．答案：（1）4 m
（2）-1 m
（3）0.171 J
解析：（1）a棒通过后减速向右运动过程中，则有，
解得。
（2）a棒在区间，由动量定理得，
解得，
a棒在恒力作用过程中，设某时刻的速度为v，加速度为a，棒中的电流为i，则有，
，
解得，
即a棒做匀加速运动，根据，
解得。
（3）a棒在区间向右运动过程中，电路产生的热量，
a棒向左反弹后，b棒向右运动，两棒的加速度大小相等，相等时间内速度变化量大小也相等，所以b棒穿出磁场时，a棒的速度大小，
此过程中发热量，
所以。
20．答案：(1)(2)(3)16倍
解析：(1)临界条件为原电子反弹以后做匀速圆周运动，轨迹与通道左侧相切，有
解得
由
解得
(2)电子第1次撞壁前的水平速度
第1次反弹后的水平速度
第2次反弹后的水平速度
对应的圆半径，则有
恰能穿出的临界条件为
解得
(3)电子进入匀强电场后，在竖直方向，竖直分速度
加速度
水平方向
第1次碰撞前的竖直位移
第1碰后到第2碰期间，则有
类平抛的位移
第2碰到第3碰期间，则有
类平抛的位移
同理
假设电子在穿出前与侧壁碰撞了k次，设
代入数据并整理解得
因为
所以取
则信号被放大了
倍
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