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所属成套资源：2024年江苏高考物理最后一卷（新情景题）
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2024年江苏高考物理最后一卷（新情景题）（江苏卷01）（全解全析）
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这是一份2024年江苏高考物理最后一卷（新情景题）（江苏卷01）（全解全析），共16页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。
1．胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音，原理如图所示，在电影放映机中用频率为v，强度不变的一极窄光束照射声音轨道，由于胶片上各处的声音轨道宽窄不同，在胶片移动的过程中，通过声音轨道后的光强随之变化，射向光电管后，在电路中产生变化的电流，经放大电路放大后，通过喇叭就可以把声音放出来。则（ ）
A．a端为电源负极时光电管中可能出现饱和电流
B．只增大光的频率，一定可以还原出声音
C．减小光的频率，增加光照强度，一定可以还原出声音
D．减小光的频率，把滑动触头向左滑，一定可以还原出声音
【答案】B
【详解】A．光照射部分为阴极材料，光电子到达另一侧，在电场力作用下到达电源正极，故a端为电源正极，故A错误；
BCD．只增大光的频率，肯定有光电子从光电管的阴极到达阳极，从而使电路导通，一定可以还原出声音，反之则不一定发生光电效应现象使电路导通，故B正确，CD错误。
故选B。
2．在医学研究中把引入患者体内，待骨骼吸收后，用辐射检测器可测定其在患者骨骼中所处的位置，并确定患者体内出现的异常情况。的半衰期为2.8h，对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中提供的信息，可知的半衰期可表示为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为，故选B。
3．某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，A、B、C是甩手动作最后3帧（每秒25帧）照片指尖的位置。根据照片建构A、B之间运动模型：开始阶段，指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离为26cm，B、N之间的距离为17cm。粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度（ ）
A．5gB．10gC．25gD．50g
【答案】C
【详解】根据题意甩手动作每秒25帧，得从帧A到帧B的时间间隔为，粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度，得，由，解得，向心加速度约为，由，解得，故选C。
4．如图所示是利用位移传感器测速度的装置，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。从B接收到红外线脉冲开始计时，到接收到超声波脉冲时停止计时，根据两者时间差确定A与B间距离。则正确的说法是（ ）
A．B接收的超声波与A发出的超声波频率相等
B．时间差不断增大时说明A在加速远离B
C．红外线与超声波均能发生偏振现象
D．一切物体均在辐射红外线
【答案】D
【详解】A．根据多普勒效应，发射器A向右运动，远离接收器B测量到的超声波频率比A发出的超声波的低，故A错误；
B．设发射脉冲信号时A与B的距离为x，由公式可得，因为红外线速度远大于超声波速度，上式得，那么超声波速度不变，时间差不断增大时A与B距离不断增大，跟A加速运动没有联系，故B错误；
C．只有横波才能发生偏振现象，红外线是电磁波为横波，可以产生偏振现象，超声波为纵波不可以产生偏振现象，故C错误；
D．自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线的本领越强，故D正确。
故选D。
5．如图所示为某海湾大桥上四段长度均为110m的等跨连续桥梁，汽车从a处开始做匀减速直线运动，恰好行驶到e处停下。设汽车通过ac段的平均速度为v1，汽车通过de段的平均速度为v2，则满足（ ）
A．3<<3.5B．2.5<<3C．2<<2.5D．1.5<<2
【答案】A
【详解】将汽车从a到e的匀减速直线运动看作反向初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀变速直线运动规律可得，汽车经过de段和ac段所用的时间之比为，所以汽车经过ac段的平均速度与通过de段的平均速度之比为，所以，故选A。
6．如图所示，正方形为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出的单色光经M点射入该冰面内，入射角为，但具体角度值无法测量，光线在边上的点射出，连线的延长线与边交于点，已知和的长度，根据以上信息（ ）
A．不能求得冰块折射率
B．光线进入冰块中传播时频率变小
C．减少角，光线在边可能会发生全反射
D．无论怎么改变角，光线在边都不可能会发生全反射
【答案】C
【详解】A．作出如图所示的光路图，可知其折射率
可得，A错误；
B．光的传播频率与传播介质无关，即频率不变，B错误；
CD．减小角时，折射角随之减小，但对应边的入射角却逐渐变大，当边的入射角大于其对应的临界角时，便可发生全反射，C正确，D错误。
故选C。
7．2023年5月，我国成功发射北斗卫星导航系统第56颗卫星。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道近似为圆轨道，高度低于地球同步卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。已知地球自转周期为24小时，地球半径为R，地球同步卫星轨道半径约为6.6R。根据以上信息可以判断（ ）
A．该卫星轨道平面与北纬30°线所在平面重合
B．该卫星运行速度大于第一宇宙速度
C．该卫星运行周期为12小时
D．该卫星轨道半径约为3.3R
【答案】C
【详解】A．根据图（b）可知该卫星轨道平面与北纬30°线所在平面不重合，故A错误；
B．卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，有，解得，该卫星运行的轨道半径大于地球半径，因此该卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C．由图（a）可知，则该卫星运行周期为，故C正确；
D．根据，，解得该卫星轨道半径约为，故D错误。
故选C。
8．如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（ ）
A．线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为
B．交流电压表的示数为
C．原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大
D．滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小
【答案】C
【详解】A．从图示计时，电动势的瞬时值表达式为，当ωt=60°时，A错误；
B．电动势的最大值为，有效值为E=，副线圈的有效电阻为，当原、副线圈的匝数之比为3∶1时=9R，电压表的示数为，B错误；
C．电流表和电压表示数的乘积即为变压器的输入功率，将变压器视为外电路，等效电源的内阻为4R，=4R，即=2，时，UI有最大值，C正确；
D．电源的输出功率为，当滑动触头P向上移动时，比值减小，减小，增大，D错误。
故选C。
9．质量为的木箱静止在水平地面上，在一水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上做直线运动，从开始运动作为时间的零点，拉力的冲量与时间的关系如图。木箱与水平地面之间的动摩擦因数，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．在时，拉力的功率为
B．木箱在运动过程中最大的动能为
C．木箱在内克服摩擦力做的功为
D．木箱在内受到摩擦力的冲量大小为
【答案】C
【详解】A．在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，在时，拉力的功率为，故A错误；
B．在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，第末速度最大，最大动能为，故B错误；
C．在内，木箱运动的位移为，第木箱静止不动，木箱在内克服摩擦力做的功为，故C正确；
D．水箱在内受到摩擦力的冲量大小为，故D错误。
故选C。
10．将一个带正电的点电荷置于足够大的水平接地金属板上方，形成的电场在金属板表面上处处垂直金属板。如图所示，金属板上表面（光滑）有A、O、B三点，形成三角形，其中∠O=90°，∠A=30°，O为点电荷在金属板上的垂直投影，C为AB中点。将一绝缘带电小球（可视为质点）从A点以某初速度释放，小球沿AB方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．B点与C点电场强度相同
B．B点电势高于A点电势
C．带电小球经过AC的时间大于经过CB的时间
D．带电小球由A到B的运动过程中电势能不断增加
【答案】A
【详解】A．Q到BC的距离相等，且BC电场方向都与金属垂直，所以B点与C点电场强度相同，故A正确；
B．金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，所以AB电势相等，故B错误；
CD．金属棒表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，小球的电势能不变，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动，因为AC等于CB，所以带电小球经过AC的时间等于经过CB的时间，故CD错误。
故选A。
11．如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动，小球经过O点时开始计时，其图像如图乙，小球的速度，加速度为a，质量为m，动能为，弹簧劲度系数为k，弹簧振子的弹性势能为，弹簧对小球做功的功率为P，下列描述该运动的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．小球做简谐运动，速度，可知在t=0时速度最大，小球位于平衡位置，此时加速度为0，位移为0，动能最大，弹性势能为0，弹簧的弹力为0，对小球做功的功率为0，故A错误；
BC．由可知，则小球速度变化周期为，所以动能和势能的周期为，小球的最大速度，则最大动能，根据机械能守恒可知最大弹性势能，故B错误，C正确；
D．由图像可知小球的位移，弹簧对小球做功的功率，可见功率的最大值为，从平衡位置开始计时，当经历周期时，弹簧振子的速度为0，功率为0，并不是最大功率，故D错误。
故选C。
二、实验题：本题共15分。
12．（15分）为探究“RFP602”型半导体薄膜压力传感器的电阻随压力F的变化关系，将图甲的传感器固定在图乙的铁架台支架平面上，总重量为0.5N的U形金属框架上沿压在传感器上，下端悬吊钩码。改变钩码的数量（每个重0.5N），就改变了传感器所受的压力。已知该传感器的电阻约，电阻测量采用伏安法，主要器材如下：
A．电流表（量程0~1mA，内阻约）
B．电流表（量程0~10mA，内阻为）
C．滑动变阻器（最大阻值为）
D．电阻箱R（最大阻值为）
E．电源E（电动势为12V）
（1）为减小实验的系统误差，电阻的测量电路应选择图丙中的 （选填“a”或“b”）；
（2）为提高测量精度，测量的电路中，电流表应选择 （选填“”或“”）；电压表应选择 （选填“”或“”）和电阻箱R串联改装成量程为0～12V的电压表，电阻箱的电阻值应调节为 ；
（3）正确连接电路后，多次改变U形金属框架下悬吊钩码的数量，部分数据记录如下表：
（4）算出2、3两组数据的压力值，并把这两组数据描到图丁中，连同已描出的点绘出图线 ；
（5）根据图线可知，“RFP602”的电阻随压力的变化特点是 。用它测压力时，灵敏度较大的区间是 （选填“1N左右”或“4N左右”）。
【答案】（1）a（1分） （2） （2分） （2分） 1180 （2分）
（3） 1 （2分） 1.5 （2分）
（2分）
（5）见解析 见解析（2分）
【详解】（1）根据，故用电流表内接法。故选a。
（2）一条电路是电流表与电阻箱R串联作为电压表，另一条为与电流表串联；二者电压相等，由于的电阻大于电阻箱R的阻值，故与电流表串联，电流表与电阻箱R串联作为电压表；
根据计算可得
（3）由于每个钩码重0.5N，故钩码数量为1时，压力为1N；钩码数量为2时，压力为1.5N；
（4）将各点用平滑的曲线连接，如图所示
（5）根据图线可知，“RFP602”的电阻随压力的增大，阻值逐渐减小，且减小幅度降低；
由图可得，在压力为1N左右时，阻值变化较大，灵敏度高。
三、计算题：本题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（6分）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0=28mL，其压强与大气压强相等，均为p0=1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为时停止拉动。已知圆筒的底面积，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。
（1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p；
（2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。
【答案】（1）；（2）18N
【详解】（1）抽气过程，以原球内气体为研究对象，缓慢过程为等温变化过程，由玻意耳定律可得
解得
（2）对一个圆筒受力分析，有
可知将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力为18N。
14．（8分）如图甲所示为公园中旋转“喷泉”喷出水后，水滴下落击打水面形成层层涟漪的美观景象。设旋转“喷泉”的转轴为，多根长度均为r的水管均处于喷泉水面，一端固定在转轴顶端O点，另一端均有一喷嘴，每个喷嘴完全相同都在水管末端且与水平面成相同的倾角，如图乙所示。若旋转“喷泉”的角速度，水管长度，水以相对于喷嘴的速率喷出，不计水管的粗细、喷嘴的长度及空气阻力，已知重力加速度g取，，。求：
（1）“喷泉”中的水从喷嘴喷出至落到喷泉水面的时间t；
（2）“喷泉”中的水落到喷泉水面形成的圆的半径R（结果可保留根号）。
【答案】（1）0.8s；（2）
【详解】（1）竖直方向有 ①
解得
（2）喷出的水沿半径方向的位移为
喷出的水垂直于半径方向的位移为
喷泉中的水落到喷泉水面形成的圆的半径
解得
15．（12分）如图所示，两平行且等长的粗䊁金属导轨ab、cd间距为L，倾斜角度为θ，ab、cd之间有垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，ac之间电容器的电容为C1。光滑等长的水平金属导轨ef、gh间距为L，ef、gh之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B2，fh之间电容器的电容为C2。质量为m的金属棒PQ垂直导轨放置，在沿斜面向上恒力F的作用下由静止开始运动，经过时间t后以速度v飞出导轨，同时撤去F，PQ水平跃入ef、gh导轨，PQ始终与ef、gh导轨垂直。导轨与棒的电阻均不计，重力加速度为g，求：
（1）金属棒PQ分别在B1、B2中运动时电流的方向；（请分别说明P→Q或Q→P）
（2）导轨ef、gh足够长，电容器C2带电量的最大值；
（3）金属棒PQ与导轨ab、cd的动摩擦因数。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）
【详解】（1）由右手定则可知，导体棒在B1中电流方向由P→Q，导体棒在B2中电流方向由Q→P；
（2）PQ水平跃入轨道的速度为v1，则
PQ水平跃入导轨后，切割磁感线，C2处于充电状态，PQ稳定后做匀速直线运动，速度为v1，则
根据动量定理，以右为正方向
解得
（3）PQ在倾斜轨道上运动时加速度为a，则
PQ做匀加速直线运动
解得
16．（15分）如图所示，在直角坐标系xOy中，Q点坐标为，M点坐标为（0，L），N点坐标为。虚线NQ右侧且在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，直线MQ左下方有垂直xOy平面向外的匀强磁场，NQ和MQ之间是无场区。质量m、电量q的带正电粒子，从Q点与直线MQ成30°角，以大小为v0的速度射入磁场，经磁场和电场偏转后恰好能从Q点再次进入磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小，不计重力，不考虑边界效应。
（1）求粒子第一次在磁场中运动的时间；
（2）求匀强电场的电场强度大小；
（3）若从第二次进入磁场开始，每次从Q点进入磁场时，磁感应强度的大小都变为上一次的一半，求第n次从Q点进入磁场到下一次回到Q点的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图
由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子在磁场中运动的周期为
Q点入射弦切角为，有弦所对圆心角为，弦长等于半径
所以粒子在磁场中做圆周运动，轨迹对应的圆心角为
则粒子第一次在磁场中运动的时间
解得
（2）因为
则
与弦切角相等，故粒子沿x轴正方向出磁场，匀速经无场区后，进入电场做类平抛运动，方向有
由几何关系可知
方向有
由几何关系可知
联立解得，
（3）粒子在电场中类平抛到Q点速度与x轴的夹角始终为，则
又由（1）得
其中
解得
第n次在磁场中运动的时间为
其中
故第n次在磁场中运动的时间为
第n次在无场区和电场中的类平抛，x轴方向保持匀速运动，由第n次在无场区和电场中的时间为
其中
故第n次在无场区和电场中的时间为
所以粒子第n次从Q进入磁场再回到Q点的时间为
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码数量
0
1
2
3
4
5
压力/N
0.5
2.0
2.5
3.0
电阻/
55.52
34.63
27.17
25.26
24.14
22.12
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。
1．胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音，原理如图所示，在电影放映机中用频率为v，强度不变的一极窄光束照射声音轨道，由于胶片上各处的声音轨道宽窄不同，在胶片移动的过程中，通过声音轨道后的光强随之变化，射向光电管后，在电路中产生变化的电流，经放大电路放大后，通过喇叭就可以把声音放出来。则（ ）
A．a端为电源负极时光电管中可能出现饱和电流
B．只增大光的频率，一定可以还原出声音
C．减小光的频率，增加光照强度，一定可以还原出声音
D．减小光的频率，把滑动触头向左滑，一定可以还原出声音
【答案】B
【详解】A．光照射部分为阴极材料，光电子到达另一侧，在电场力作用下到达电源正极，故a端为电源正极，故A错误；
BCD．只增大光的频率，肯定有光电子从光电管的阴极到达阳极，从而使电路导通，一定可以还原出声音，反之则不一定发生光电效应现象使电路导通，故B正确，CD错误。
故选B。
2．在医学研究中把引入患者体内，待骨骼吸收后，用辐射检测器可测定其在患者骨骼中所处的位置，并确定患者体内出现的异常情况。的半衰期为2.8h，对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中提供的信息，可知的半衰期可表示为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为，故选B。
3．某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，A、B、C是甩手动作最后3帧（每秒25帧）照片指尖的位置。根据照片建构A、B之间运动模型：开始阶段，指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离为26cm，B、N之间的距离为17cm。粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度（ ）
A．5gB．10gC．25gD．50g
【答案】C
【详解】根据题意甩手动作每秒25帧，得从帧A到帧B的时间间隔为，粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度，得，由，解得，向心加速度约为，由，解得，故选C。
4．如图所示是利用位移传感器测速度的装置，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。从B接收到红外线脉冲开始计时，到接收到超声波脉冲时停止计时，根据两者时间差确定A与B间距离。则正确的说法是（ ）
A．B接收的超声波与A发出的超声波频率相等
B．时间差不断增大时说明A在加速远离B
C．红外线与超声波均能发生偏振现象
D．一切物体均在辐射红外线
【答案】D
【详解】A．根据多普勒效应，发射器A向右运动，远离接收器B测量到的超声波频率比A发出的超声波的低，故A错误；
B．设发射脉冲信号时A与B的距离为x，由公式可得，因为红外线速度远大于超声波速度，上式得，那么超声波速度不变，时间差不断增大时A与B距离不断增大，跟A加速运动没有联系，故B错误；
C．只有横波才能发生偏振现象，红外线是电磁波为横波，可以产生偏振现象，超声波为纵波不可以产生偏振现象，故C错误；
D．自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线的本领越强，故D正确。
故选D。
5．如图所示为某海湾大桥上四段长度均为110m的等跨连续桥梁，汽车从a处开始做匀减速直线运动，恰好行驶到e处停下。设汽车通过ac段的平均速度为v1，汽车通过de段的平均速度为v2，则满足（ ）
A．3<<3.5B．2.5<<3C．2<<2.5D．1.5<<2
【答案】A
【详解】将汽车从a到e的匀减速直线运动看作反向初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀变速直线运动规律可得，汽车经过de段和ac段所用的时间之比为，所以汽车经过ac段的平均速度与通过de段的平均速度之比为，所以，故选A。
6．如图所示，正方形为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出的单色光经M点射入该冰面内，入射角为，但具体角度值无法测量，光线在边上的点射出，连线的延长线与边交于点，已知和的长度，根据以上信息（ ）
A．不能求得冰块折射率
B．光线进入冰块中传播时频率变小
C．减少角，光线在边可能会发生全反射
D．无论怎么改变角，光线在边都不可能会发生全反射
【答案】C
【详解】A．作出如图所示的光路图，可知其折射率
可得，A错误；
B．光的传播频率与传播介质无关，即频率不变，B错误；
CD．减小角时，折射角随之减小，但对应边的入射角却逐渐变大，当边的入射角大于其对应的临界角时，便可发生全反射，C正确，D错误。
故选C。
7．2023年5月，我国成功发射北斗卫星导航系统第56颗卫星。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道近似为圆轨道，高度低于地球同步卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。已知地球自转周期为24小时，地球半径为R，地球同步卫星轨道半径约为6.6R。根据以上信息可以判断（ ）
A．该卫星轨道平面与北纬30°线所在平面重合
B．该卫星运行速度大于第一宇宙速度
C．该卫星运行周期为12小时
D．该卫星轨道半径约为3.3R
【答案】C
【详解】A．根据图（b）可知该卫星轨道平面与北纬30°线所在平面不重合，故A错误；
B．卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，有，解得，该卫星运行的轨道半径大于地球半径，因此该卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C．由图（a）可知，则该卫星运行周期为，故C正确；
D．根据，，解得该卫星轨道半径约为，故D错误。
故选C。
8．如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（ ）
A．线框从图示转过60°时，电动势的瞬时值为
B．交流电压表的示数为
C．原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大
D．滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小
【答案】C
【详解】A．从图示计时，电动势的瞬时值表达式为，当ωt=60°时，A错误；
B．电动势的最大值为，有效值为E=，副线圈的有效电阻为，当原、副线圈的匝数之比为3∶1时=9R，电压表的示数为，B错误；
C．电流表和电压表示数的乘积即为变压器的输入功率，将变压器视为外电路，等效电源的内阻为4R，=4R，即=2，时，UI有最大值，C正确；
D．电源的输出功率为，当滑动触头P向上移动时，比值减小，减小，增大，D错误。
故选C。
9．质量为的木箱静止在水平地面上，在一水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上做直线运动，从开始运动作为时间的零点，拉力的冲量与时间的关系如图。木箱与水平地面之间的动摩擦因数，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．在时，拉力的功率为
B．木箱在运动过程中最大的动能为
C．木箱在内克服摩擦力做的功为
D．木箱在内受到摩擦力的冲量大小为
【答案】C
【详解】A．在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，在时，拉力的功率为，故A错误；
B．在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，第末速度最大，最大动能为，故B错误；
C．在内，木箱运动的位移为，第木箱静止不动，木箱在内克服摩擦力做的功为，故C正确；
D．水箱在内受到摩擦力的冲量大小为，故D错误。
故选C。
10．将一个带正电的点电荷置于足够大的水平接地金属板上方，形成的电场在金属板表面上处处垂直金属板。如图所示，金属板上表面（光滑）有A、O、B三点，形成三角形，其中∠O=90°，∠A=30°，O为点电荷在金属板上的垂直投影，C为AB中点。将一绝缘带电小球（可视为质点）从A点以某初速度释放，小球沿AB方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．B点与C点电场强度相同
B．B点电势高于A点电势
C．带电小球经过AC的时间大于经过CB的时间
D．带电小球由A到B的运动过程中电势能不断增加
【答案】A
【详解】A．Q到BC的距离相等，且BC电场方向都与金属垂直，所以B点与C点电场强度相同，故A正确；
B．金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，所以AB电势相等，故B错误；
CD．金属棒表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，小球的电势能不变，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动，因为AC等于CB，所以带电小球经过AC的时间等于经过CB的时间，故CD错误。
故选A。
11．如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动，小球经过O点时开始计时，其图像如图乙，小球的速度，加速度为a，质量为m，动能为，弹簧劲度系数为k，弹簧振子的弹性势能为，弹簧对小球做功的功率为P，下列描述该运动的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．小球做简谐运动，速度，可知在t=0时速度最大，小球位于平衡位置，此时加速度为0，位移为0，动能最大，弹性势能为0，弹簧的弹力为0，对小球做功的功率为0，故A错误；
BC．由可知，则小球速度变化周期为，所以动能和势能的周期为，小球的最大速度，则最大动能，根据机械能守恒可知最大弹性势能，故B错误，C正确；
D．由图像可知小球的位移，弹簧对小球做功的功率，可见功率的最大值为，从平衡位置开始计时，当经历周期时，弹簧振子的速度为0，功率为0，并不是最大功率，故D错误。
故选C。
二、实验题：本题共15分。
12．（15分）为探究“RFP602”型半导体薄膜压力传感器的电阻随压力F的变化关系，将图甲的传感器固定在图乙的铁架台支架平面上，总重量为0.5N的U形金属框架上沿压在传感器上，下端悬吊钩码。改变钩码的数量（每个重0.5N），就改变了传感器所受的压力。已知该传感器的电阻约，电阻测量采用伏安法，主要器材如下：
A．电流表（量程0~1mA，内阻约）
B．电流表（量程0~10mA，内阻为）
C．滑动变阻器（最大阻值为）
D．电阻箱R（最大阻值为）
E．电源E（电动势为12V）
（1）为减小实验的系统误差，电阻的测量电路应选择图丙中的 （选填“a”或“b”）；
（2）为提高测量精度，测量的电路中，电流表应选择 （选填“”或“”）；电压表应选择 （选填“”或“”）和电阻箱R串联改装成量程为0～12V的电压表，电阻箱的电阻值应调节为 ；
（3）正确连接电路后，多次改变U形金属框架下悬吊钩码的数量，部分数据记录如下表：
（4）算出2、3两组数据的压力值，并把这两组数据描到图丁中，连同已描出的点绘出图线 ；
（5）根据图线可知，“RFP602”的电阻随压力的变化特点是 。用它测压力时，灵敏度较大的区间是 （选填“1N左右”或“4N左右”）。
【答案】（1）a（1分） （2） （2分） （2分） 1180 （2分）
（3） 1 （2分） 1.5 （2分）
（2分）
（5）见解析 见解析（2分）
【详解】（1）根据，故用电流表内接法。故选a。
（2）一条电路是电流表与电阻箱R串联作为电压表，另一条为与电流表串联；二者电压相等，由于的电阻大于电阻箱R的阻值，故与电流表串联，电流表与电阻箱R串联作为电压表；
根据计算可得
（3）由于每个钩码重0.5N，故钩码数量为1时，压力为1N；钩码数量为2时，压力为1.5N；
（4）将各点用平滑的曲线连接，如图所示
（5）根据图线可知，“RFP602”的电阻随压力的增大，阻值逐渐减小，且减小幅度降低；
由图可得，在压力为1N左右时，阻值变化较大，灵敏度高。
三、计算题：本题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（6分）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0=28mL，其压强与大气压强相等，均为p0=1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为时停止拉动。已知圆筒的底面积，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。
（1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p；
（2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。
【答案】（1）；（2）18N
【详解】（1）抽气过程，以原球内气体为研究对象，缓慢过程为等温变化过程，由玻意耳定律可得
解得
（2）对一个圆筒受力分析，有
可知将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力为18N。
14．（8分）如图甲所示为公园中旋转“喷泉”喷出水后，水滴下落击打水面形成层层涟漪的美观景象。设旋转“喷泉”的转轴为，多根长度均为r的水管均处于喷泉水面，一端固定在转轴顶端O点，另一端均有一喷嘴，每个喷嘴完全相同都在水管末端且与水平面成相同的倾角，如图乙所示。若旋转“喷泉”的角速度，水管长度，水以相对于喷嘴的速率喷出，不计水管的粗细、喷嘴的长度及空气阻力，已知重力加速度g取，，。求：
（1）“喷泉”中的水从喷嘴喷出至落到喷泉水面的时间t；
（2）“喷泉”中的水落到喷泉水面形成的圆的半径R（结果可保留根号）。
【答案】（1）0.8s；（2）
【详解】（1）竖直方向有 ①
解得
（2）喷出的水沿半径方向的位移为
喷出的水垂直于半径方向的位移为
喷泉中的水落到喷泉水面形成的圆的半径
解得
15．（12分）如图所示，两平行且等长的粗䊁金属导轨ab、cd间距为L，倾斜角度为θ，ab、cd之间有垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，ac之间电容器的电容为C1。光滑等长的水平金属导轨ef、gh间距为L，ef、gh之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B2，fh之间电容器的电容为C2。质量为m的金属棒PQ垂直导轨放置，在沿斜面向上恒力F的作用下由静止开始运动，经过时间t后以速度v飞出导轨，同时撤去F，PQ水平跃入ef、gh导轨，PQ始终与ef、gh导轨垂直。导轨与棒的电阻均不计，重力加速度为g，求：
（1）金属棒PQ分别在B1、B2中运动时电流的方向；（请分别说明P→Q或Q→P）
（2）导轨ef、gh足够长，电容器C2带电量的最大值；
（3）金属棒PQ与导轨ab、cd的动摩擦因数。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）
【详解】（1）由右手定则可知，导体棒在B1中电流方向由P→Q，导体棒在B2中电流方向由Q→P；
（2）PQ水平跃入轨道的速度为v1，则
PQ水平跃入导轨后，切割磁感线，C2处于充电状态，PQ稳定后做匀速直线运动，速度为v1，则
根据动量定理，以右为正方向
解得
（3）PQ在倾斜轨道上运动时加速度为a，则
PQ做匀加速直线运动
解得
16．（15分）如图所示，在直角坐标系xOy中，Q点坐标为，M点坐标为（0，L），N点坐标为。虚线NQ右侧且在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，直线MQ左下方有垂直xOy平面向外的匀强磁场，NQ和MQ之间是无场区。质量m、电量q的带正电粒子，从Q点与直线MQ成30°角，以大小为v0的速度射入磁场，经磁场和电场偏转后恰好能从Q点再次进入磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小，不计重力，不考虑边界效应。
（1）求粒子第一次在磁场中运动的时间；
（2）求匀强电场的电场强度大小；
（3）若从第二次进入磁场开始，每次从Q点进入磁场时，磁感应强度的大小都变为上一次的一半，求第n次从Q点进入磁场到下一次回到Q点的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图
由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子在磁场中运动的周期为
Q点入射弦切角为，有弦所对圆心角为，弦长等于半径
所以粒子在磁场中做圆周运动，轨迹对应的圆心角为
则粒子第一次在磁场中运动的时间
解得
（2）因为
则
与弦切角相等，故粒子沿x轴正方向出磁场，匀速经无场区后，进入电场做类平抛运动，方向有
由几何关系可知
方向有
由几何关系可知
联立解得，
（3）粒子在电场中类平抛到Q点速度与x轴的夹角始终为，则
又由（1）得
其中
解得
第n次在磁场中运动的时间为
其中
故第n次在磁场中运动的时间为
第n次在无场区和电场中的类平抛，x轴方向保持匀速运动，由第n次在无场区和电场中的时间为
其中
故第n次在无场区和电场中的时间为
所以粒子第n次从Q进入磁场再回到Q点的时间为
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码数量
0
1
2
3
4
5
压力/N
0.5
2.0
2.5
3.0
电阻/
55.52
34.63
27.17
25.26
24.14
22.12
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