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2024届浙江省名校协作体高三上学期开学适应性考试物理试题 （解析版）
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这是一份2024届浙江省名校协作体高三上学期开学适应性考试物理试题 （解析版），共28页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题卷等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题卷。
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. 下列属于矢量，且其国际单位制单位用基本单位表示正确的是（ ）
A. 力：B. 功：
C. 电势：D. 电场强度：
【答案】D
【解析】
【详解】A．力是矢量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故A错误；
B．功是标量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故B错误；
C．电势是标量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故C错误；
D．电场强度是矢量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故D正确。
故选D。
2. 篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则水平地面对篮球的弹力是由（ ）
A. 篮球的形变而产生，方向斜向上
B. 地面的形变而产生，方向斜向上
C. 篮球的形变而产生，方向竖直向上
D. 地面的形变而产生，方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体，水平地面对篮球的弹力的施力物体是地面，受力物体是篮球，可知该力是由地面的形变而产生，方向竖直向上。
故选D。
3. 某汽车在平直公路上行驶，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 和汽车均做匀加速直线运动
B. 汽车静止不动
C. 比运动的路程长
D. 比运动的加速度小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图像可知，和汽车均做匀加速直线运动，汽车做匀速直线运动，A正确，B错误；
C．由于汽车始终做单向直线运动，图线与时间轴所围的面积表示路程，可知比运动的路程短，C错误；
D．图线的斜率表示加速度，可知比运动的加速度大，D错误。
故选A。
4. 如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是（ ）
A. 水位在O点时，鱼漂的速度最大
B. 水位到达N点时，鱼漂的位移向下最大
C. 水位到达M点时，鱼漂具有向下的加速度
D. MN之间的距离即鱼漂的振幅
【答案】A
【解析】
【详解】A．O点是平衡位置，根据简谐振动的特点可知，水位在O点时，鱼漂的速度最大，故A正确；
B．水位由O点到达N点时，说明鱼漂向上运动，到达N点时，位移方向向上且最大，速度为零，故B错误；
C．水位到达M点时，鱼漂向下的位移最大，具有向上的加速度，故C错误；
D．鱼漂上下做简谐运动，偏离平衡位置的最大位移叫振幅，水位到达M点或N点时，位移最大，振幅是OM的长度或者ON的长度不变，故D错误。
故选A。
5. 太阳内部发生的一种核聚变反应的方程为，其中X为某种微观粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应原理与原子弹爆炸的原理相同B. 核的比结合能小于核的比结合能
C. X为电子，最早由卢瑟福通过实验发现D. X为中子，其质量稍大于质子的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳内部的核反应为核聚变，原子弹爆炸的原理为核裂变，故A错误；
B．分析核反应方程为，该反应释放核能，故生成物的比结合能大，核的比结合能大于核的比结合能，故B错误；
CD．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为中子，最早由查德威克通过实验发现，中子的质量稍微大于质子的质量，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B. 劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
C. 劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D. 劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【答案】A
【解析】
【详解】由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。
故选A
7. 2022年6月23日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，采取“一箭三星”方式，成功将“遥感三十五号”02组卫星发射升空。卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射同步卫星时是先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道；已知近地轨道半径为，同步轨道半径为。则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在转移轨道上运动时，A、B两点的线速度大小之比为
B. 卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为
C. 卫星在近地轨道与同步轨道上运动的周期之比为
D. 卫星在转移轨道上运动时，引力做负功，机械能减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律得
可知卫星在转移轨道上运动时，A、B两点的线速度大小之比为
故A正确；
B．卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得
可知卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为
故B错误；
C．卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得
得
可知卫星在近地轨道与同步轨道上运动的周期之比为
故C错误；
D．卫星在转移轨道上运动时，只受地球引力作用，即只有引力做功，机械能守恒，故D错误。
故选A。
8. 如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴、关于导线上下对称。则（ ）
A. 电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同
B. 电流I在M、N两点产生磁感应强度大小
C. 线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变
D. 线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据安培定则，电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向，在Q处产生的磁感应强度沿x轴正方向，故A错误；
B．由于MN平行y轴，电流I也平行y轴，且M、N到长直导线的距离相等，故B正确；
C．电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向，故线圈在P点的磁通量为零，电流I在N处产生的磁感应强度斜向左下方，故线圈在N点的磁通量不为零，故线圈从P点到N点的过程中的磁通量发生了变化，故C错误；
D．线圈沿y方向运动，线圈始终在长直导线的正上方，磁感应强度始终沿x轴负方向，线圈中磁通量始终为零，故线圈中不会产生感应电流，故D错误。
故选B。
9. 恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变。如图所示，电路中电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时。电压表示数的变化量大小为，电流表示数的变化量大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 当电源为恒流源时，电压表示数U变小
B. 当电源为恒压源时，电流表示数I变大
C. 当电源为恒流源时，不变
D. 当电源为恒压源时，电源的输出功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】AC．当电源为恒流源时，通过R2的干路电流始终不变，当滑动触头向上滑动时，R0增大，总电阻也增大，由
可知电压表示数U变大；由欧姆定律
整理得
所以
当滑动触头向上滑动时，不变。故A错误，C正确；
BD．当电源为恒压源时，电压表示数U不变，当滑动触头向上滑动时，总电阻增大，由
可知干路电流减小，所以由
可得电源的输出功率减小；又因为R0增大，并联电路两端电压增大，故流过R1的电流增大，而干路电流减小，所以流过另一支路的电流减小，电流表示数减小，B、D错误。
故选C。
10. 激光制冷技术在很多领域得到了广泛的应用。由分子动理论可知，分子或原子运动越激烈，物体温度越高。激光制冷的原理就是利用大量光子（光子说认为光是一份一份的，每一份为一个光子）阻碍原子运动，使其减速，从而降低物体的温度。如图所示，某时刻一个原子位于Oxyz坐标系的原点，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对原子进行照射。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。下列说法正确的是（ ）
A. 为使原子减速，所用激光的频率应等于原子的固有频率
B. 为使原子减速，所用激光的频率应大于原子的固有频率
C. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴正向运动时，a激光可使原子减速
D. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴负向运动时，a激光可使原子减速
【答案】D
【解析】
【详解】设原子动量大小为，激光的光子动量大小为 ，因为原子动量需要减小为，则根据动量守恒定律
可知，为了使原子动量减小，激光的照射方向应与原子的运动方向相反。
根据多普勒效应，原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。则所用激光的频率应小于原子的固有频率。
故ABC错误，D正确。
故选D。
11. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
12. 如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两导体棒、均垂直于导轨静止放置，接触良好。已知导体棒质量为，导体棒质量为，长度均为，电阻均为，其余部分电阻不计。现使导体棒获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒的动能增加量等于于导体棒的动能减少量
B. 从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒的动量改变量与导体棒的动量改变量相同
C. 从开始到最终稳定的全过程中，通过导体棒的电荷量为
D. 从开始到最终稳定的全过程中，两棒共产生的焦耳热为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反；根据能量守恒定律可知，a的动能减少量等于b的动能增加量与回路中产生的焦耳热之和，A、B错误；
CD．a、b两棒的速度最终相等，设为v，根据动量守恒定律可得
对b棒，由动量定理有
解得
根据能量守恒定律，两棒共产生的焦耳热为
D错误，C正确。
故选C。
13. 如图所示，一顶角为直角的“ ”形光滑细杆竖直放置。质量均为的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为的轻质弹簧相连，此时弹簧为原长。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内，且弹簧始终保持水平，已知弹簧的长度为时，弹性势能为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 金属环在最高点与最低点加速度大小相等
B. 左边金属环下滑过程机械能守恒
C. 弹簧的最大拉力为
D. 金属环的最大速度为
【答案】A
【解析】
【详解】B．左边金属环下滑过程，除重力以外，弹簧的弹力对它做功；故对金属环而言，下滑过程中机械能不守恒；故B错误；
C．金属环下降达到最低时，速度减小为，形变量最大为，根据机械能守恒定律有
解得
弹簧的最大伸长量
弹簧最大拉力为
故C错误；
A．在最高点时金属环只受重力和支持力作用，此时重力沿杆方向的分力提供加速度，有
在最低点，可知
根据牛顿第二定律可知
解得
则
金属环在最高点与最低点加速度大小相等，故A正确；
D．当金属环的加速度为时，速度最大，金属环受力如图所示：
金属环受到重力、杆的弹力和弹簧的弹力，沿杆方向加速度为，即合力为，有
又
解得形变量
根据几何知识，两个小球下降的高度为
对系统只有重力，弹力做功，对两个金属环和弹簧根据机械能守恒，有
解得
故D错误。
故选A。
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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 非晶体具有各向异性，且在熔化过程中温度保持不变
B. 布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C. 分子间的距离增大，分子势能不一定增大
D. 一定质量的理想气体从外界吸热，内能可能减小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．非晶体具有各向同性，且在熔化过程中温度也升高；晶体具有各向异性，且在熔化过程中温度保持不变，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，B正确；
C．由分子势能与分子之间距离的关系可知，当r>r0时，增大分子间的距离必须克服引力做功，分子势能增大，当rD．由热力学第一定律可知，一定质量的理想气体从外界吸热，同时若气体对外做较多的功，则气体内能可能减小，D正确。
故选BCD。
15. 图甲为某种光电烟雾探测器的装置示意图，光源S发出频率为的光束，当有烟雾进入该探测器时，光束会被烟雾散射进入光电管C，当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子，进而在光电管中形成光电流，当光电流大于临界值时，便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路（光电管K极是金属钠）研究光电效应规律，可得钠的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（ ）
A. 由图丙知，金属钠的极限频率为
B. 由图丙知，普朗克常量为
C. 图甲中，光电子的最大初动能为eUc1
D. 图甲中，光源S发出的光束越强，光电烟雾探测器的灵敏度越高
【答案】BCD
【解析】
【分析】以光电效应和光电烟雾探测器工作原理为命题背景，考查学生的科学推理和应用数学知识解决物理问题的能力。
【详解】A．由光电效应方程有
又
可知时对应的光照频率为极限频率，由丙图可求得
选项A错误；
B．由得遏止电压Uc与入射光频率之间的关系图中的斜率为，结合图像可求得
选项B正确；
C．图甲中光源频率为，其在丙图中对应的遏止电压为Uc1，则光电子的最大初动能为eUc1，选项C正确；
D．在光源频率不变条件下，光束越强，相同时间内相同烟雾浓度下散射到光电管上的光子数越多，产生的光电流越强，越容易触发报警器报警，选项D正确。
故选BCD。
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）
16. （1）以下是“探究加速度与力、质量的关系”的实验，请回答相关问题。
①本实验需要补偿小车所受的阻力，如图甲所示是为补偿阻力进行的四种操作，其中正确的是___________（单选）。
②如图乙所示是本实验中打下的一条纸带，在其上取了0、1、2、3、4、5、6这7个计数点（相邻两计数点间均有4个计时点未画出），已知交流电的频率为50Hz，则打下计数点3时小车的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________m/s2.（结果均保留两位有效数字）
（2）小梁同学利用如图丙所示的装置来探究碰撞中的不变量，将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。先将小球A从斜槽上某一位置静止释放（未放小球B），把小球A的落点位置标记为1；然后在斜槽末端放上小球B，再将小球A从原先位置静止释放与小球B发生弹性正碰，把小球A与B的落点位置分别标记为2和3。若将小球A抛出点的正下方标记为O，球A的质量大于B的质量，则0、1、2、3四点位置分布正确的应为图丁中的___________（单选）。
【答案】 ①. 乙 ②. 0.33（0.32～0.33） ③. 0.50（0.49～0.50） ④. B
【解析】
【分析】
【详解】（1）①[1]取下小桶，轻推一下小车，让小车做匀速直线运动，则平衡摩擦力了，所以乙正确；甲、丙、丁错误；
故选乙。
②[2]打下计数点3时小车的速度大小为
[3]小车的加速度大小为
（2）[4]由于球A的质量大于B的质量，碰撞过程动量守恒，则碰撞后A球动量减小，B球动量增大，则没有碰撞时的落点在中间，碰撞后，被碰的B球落点在最前面，A球的落点在最后面，所以B正确；AC错误；
故选B。
17. 电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。
（1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2。探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。
①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是________。
A． B．
C． D．
②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是_______。
A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短
B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大
C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等
（2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。
③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T=_________s（结果保留两位有效数字）。
④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
⑤已知电源电动势E，测得充电过程I‒t图像的面积为S，以及振荡电路的周期T，可以得到电感线圈的电感表达式L=_________。（以上物理量的单位均为国际单位制单位）
【答案】 ①. A ②. C ③. 9.2×10-3 ④. 不变 ⑤.
【解析】
【详解】（1）①[1]第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从右向左流过传感器，即为正，由于充电后电容器上极板带正电，电容器通过R放电时，电流从左向右流过传感器，即为负。
故选A。
②[2]I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小，则放电和充电图像的面积应大致相等，若只增大电阻箱R的阻值，电容器的电荷量不变，I‒t图像的面积不变，若只增大电阻箱R的阻值，对电流的阻碍作用变大，电容器放电的时间将变长
故选C。
（2）③[3]由图乙可知
④[4]由振荡周期可知，如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的周期不变，则频率也不变；
⑤[5]充电过程I‒t图像的面积为S，则
得
由得
18. 以下实验中，说法正确的是（ ）
A. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，干涉图样橙光比绿光的条纹间距大
B. 在“用单摆测量重力加速度”实验中，未记录小球的半径，利用实验数据作出图像，利用斜率计算重力加速度，其结果偏小
C. 在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏小
D. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
【答案】AC
【解析】
【详解】A．橙光比绿光的波长更长，由双缝干涉条纹间距公式可知，在相同条件下，波长越长，条纹间距越大，因此干涉图样橙光比绿光的条纹间距大，A正确；
B．由单摆的周期公式，化简可得
可得图像斜率
由此可知，实验中是否记录小球的半径对图像的斜率没有影响，因此利用实验数据作出图像，利用图像斜率求得加速度值不变，B错误；
C．在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，误将玻璃砖的宽度画宽了，作出实际的光路图如图所示，可知折射角的测量值将偏大，入射角不变，其他操作均正确，因此由折射定律可得
则测得的折射率将偏小，C正确；
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描下油膜轮廓，测出油膜面积，D错误。
故选AC。
19. 小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在热力学温度恒为300K的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体热力学温度均为367. 2K，测得杯体水面与吸管顶端的高度差，吸管总长。已知水面上方气体的压强始终与外界大气压强相同，外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度，水的密度，求：
（1）吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；
（2）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设吸管内气体压强为，则有
解得
（2）吸管中的气体初始状态为
，，
假设温度升高时，吸管中的气体没有溢出，而是膨胀成一个整体，该整体的状态为
，，
则有
逸出气体的体积为
则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值
联立解得
20. 有一种水上滑梯结构可以简化如图甲∶可看作质点的总质量为m的滑船（包括游客），从倾角θ=37°的光滑斜轨道上高为H=0.25R的A点由静止开始下滑，到达离地高为h=0.2R的B点时，进入一段与斜轨道相切的半径为R的光滑圆弧轨道BCD（C点为与地面相切的圆弧轨道最低点，BD两点等高，CE、EG在同一水平面内），紧接着滑上一底面离地高度也为h且与水平面成β=60°角的足够大光滑斜面abcd（圆弧轨道在D点切线恰好在斜面abcd内，切线方向与斜面水平底边ad成夹角α=60°），当滑船沿斜面上升到最高点J（图中未画出）时，会触发一个提供水平风力的装置（图中未画出），装置开始在整个斜面内提供水平风力（如图乙）。滑船最后在斜面水平底边ad上某点进入滑动摩擦因数为μ的足够大水平接收平台defp（不计进入时的能量损失）试求∶（本题最终结果均用字母m、R、g和μ表达）
（1）滑船滑到C点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）触发风力装置前，滑船在斜面上运动的加速度大小和运动最高点J到水平底边ad的距离；
（3）当水平风力大小为F0时，滑船运动到最高点J后的轨迹与斜面底线ad的交点为E（E点未画出），JE恰好垂直底线ad；现改变风力为F（滑船在整个斜面运动过程中F不变，且F≤F0），求滑船在接收平台defp内滑行总路程S的可能范围。
【答案】（1）1.5mg；（2）；；（3）
【解析】
【详解】（1）滑船从A点滑到C点时，由机械能守恒定律可知
在C点时由牛顿第二定律可得
解得
（2）划船到达D点时速度
解得
滑船在斜面上只受重力和斜面支持力，则运动的加速度大小
运动最高点J到水平底边ad的距离
（3）当水平风力大小为F0时，从最高点到ad，则沿斜面方向
沿平行斜面方向
解得
此时回到ad面时沿着垂直ad方向的速度大小为
沿着ad方向的速度大小仍为
即进入接收平台的速度仍为vD最大，则进入平台后的位移最大，因进入defp内做匀减速运动，加速度
则最终滑行的最大路程为
现改变风力为F ，因F≤F0，则滑船回到ad边时沿垂直ad方向的速度不变，若沿ad方向的速度为零，此时进入平台的速度最小，此时
可解得
F=0.5mg
则进入平台的最小位移为
即滑船在接收平台defp内滑行总路程S的可能范围。
21. 为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了两种发电装置为车灯供电。
方式一：如图甲所示，固定磁极N、S在中间区域产生匀强磁场，磁感应强度，矩形线圈abcd固定在转轴上，转轴过ab边中点，与ad边平行，转轴一端通过半径的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。当车轮转动时，可通过摩擦小轮带动线圈发电，使、两灯发光。已知矩形线圈N=100匝，面积，线圈abcd总电阻，小灯泡电阻均为。
方式二：如图乙所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈（可认为等于后轮半径）和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间沿同一直径接有两根金属条，每根金属条中间分别接有小灯泡、，阻值均为。在自行车支架上装有强磁铁，形成了磁感应强度、方向垂直纸面向里的“扇形”匀强磁场，张角。
以上两方式，都不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。求：
（1）“方式一”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡电流有效值；
（2）“方式二”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值；
（3）在两种情况下，若自行车以相同速度匀速骑行，为使两电路获得的总电能相等，“方式一”骑行的距离和“方式二”骑行的距离之比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意则有
代入数据可得
由于产生的是正弦式交变电流，则
回路总电阻
小灯泡的电流有效值
（2）根据题意则有
产生方波式的交变电流，设有效值为，则由
可得
回路总电阻
小灯泡的电流有效值
（3）由
相同，相同所以有
可得
22. 如图甲所示，某多级直线加速器由横截面相同的金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成，圆筒的两底面中心开有小孔，其中心轴线在同一直线上，相邻金属圆筒分别接在周期性交变电压的两端。粒子从圆板中心沿轴线无初速度进入加速器，在间隙中被电场加速（穿过间隙的时间忽略不计），在圆筒内做匀速直线运动。若粒子在筒内运动时间恰好等于交变电压周期的一半，这样粒子就能“踏准节奏”在间隙处一直被加速。粒子离开加速器后，从O点垂直直线边界OP进入匀强磁场区域I，OP距离为a，区域I的PO、PQ两直线边界垂直。区域I的上边界PQ与匀强磁场区域Ⅱ的下直线边界MN平行，其间距L可调。两区域的匀强磁场方向均垂直纸面向里，磁感应强度大小。现有质子（）和氘核（）两种粒子先后通过此加速器加速，加速质子的交变电压如图乙所示，图中、已知。已知质子的电荷量为、质量为，不计一切阻力，忽略磁场的边缘效应。求：
（1）金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比；
（2）加速氘核时，交变电压周期仍为，则需要将图乙中交变电压调至多少；加速后，氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径多大；
（3）为使上述先后通过此加速器的质子与氘核在匀强磁场Ⅱ中的运动轨迹无交点，两磁场间距的取值范围。
【答案】（1）；（2），；（3）或者
【解析】
【详解】（1）设质子进入第个圆筒的速度为，则有
解得
由于在筒中的运动时间相同，金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比为
（2）要让氘核也能“踏准节奏”在间隙处被加速，则需要氘核在每个筒中的速度与质子相同，由，氘核电荷量与质子相同，质量为质子两倍，所以要调至；根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
代入与，可得质子的轨道半径为
氘核质量为质子两倍，与质子相同，可得氘核的轨道半径为
（3）如图所示，氘核离开磁场I的速度方向与边界成角
①两轨迹相交于点（如图1），根据图中几何关系有
联立解得
②两轨迹外切（如图2），根据图中几何关系有
联立解得
综上所述
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题卷。
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. 下列属于矢量，且其国际单位制单位用基本单位表示正确的是（ ）
A. 力：B. 功：
C. 电势：D. 电场强度：
【答案】D
【解析】
【详解】A．力是矢量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故A错误；
B．功是标量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故B错误；
C．电势是标量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故C错误；
D．电场强度是矢量，其国际单位制单位用基本单位表示为，故D正确。
故选D。
2. 篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则水平地面对篮球的弹力是由（ ）
A. 篮球的形变而产生，方向斜向上
B. 地面的形变而产生，方向斜向上
C. 篮球的形变而产生，方向竖直向上
D. 地面的形变而产生，方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体，水平地面对篮球的弹力的施力物体是地面，受力物体是篮球，可知该力是由地面的形变而产生，方向竖直向上。
故选D。
3. 某汽车在平直公路上行驶，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 和汽车均做匀加速直线运动
B. 汽车静止不动
C. 比运动的路程长
D. 比运动的加速度小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图像可知，和汽车均做匀加速直线运动，汽车做匀速直线运动，A正确，B错误；
C．由于汽车始终做单向直线运动，图线与时间轴所围的面积表示路程，可知比运动的路程短，C错误；
D．图线的斜率表示加速度，可知比运动的加速度大，D错误。
故选A。
4. 如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是（ ）
A. 水位在O点时，鱼漂的速度最大
B. 水位到达N点时，鱼漂的位移向下最大
C. 水位到达M点时，鱼漂具有向下的加速度
D. MN之间的距离即鱼漂的振幅
【答案】A
【解析】
【详解】A．O点是平衡位置，根据简谐振动的特点可知，水位在O点时，鱼漂的速度最大，故A正确；
B．水位由O点到达N点时，说明鱼漂向上运动，到达N点时，位移方向向上且最大，速度为零，故B错误；
C．水位到达M点时，鱼漂向下的位移最大，具有向上的加速度，故C错误；
D．鱼漂上下做简谐运动，偏离平衡位置的最大位移叫振幅，水位到达M点或N点时，位移最大，振幅是OM的长度或者ON的长度不变，故D错误。
故选A。
5. 太阳内部发生的一种核聚变反应的方程为，其中X为某种微观粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应原理与原子弹爆炸的原理相同B. 核的比结合能小于核的比结合能
C. X为电子，最早由卢瑟福通过实验发现D. X为中子，其质量稍大于质子的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳内部的核反应为核聚变，原子弹爆炸的原理为核裂变，故A错误；
B．分析核反应方程为，该反应释放核能，故生成物的比结合能大，核的比结合能大于核的比结合能，故B错误；
CD．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为中子，最早由查德威克通过实验发现，中子的质量稍微大于质子的质量，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B. 劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
C. 劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D. 劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【答案】A
【解析】
【详解】由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。
故选A
7. 2022年6月23日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，采取“一箭三星”方式，成功将“遥感三十五号”02组卫星发射升空。卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射同步卫星时是先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道；已知近地轨道半径为，同步轨道半径为。则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在转移轨道上运动时，A、B两点的线速度大小之比为
B. 卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为
C. 卫星在近地轨道与同步轨道上运动的周期之比为
D. 卫星在转移轨道上运动时，引力做负功，机械能减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律得
可知卫星在转移轨道上运动时，A、B两点的线速度大小之比为
故A正确；
B．卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得
可知卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为
故B错误；
C．卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得
得
可知卫星在近地轨道与同步轨道上运动的周期之比为
故C错误；
D．卫星在转移轨道上运动时，只受地球引力作用，即只有引力做功，机械能守恒，故D错误。
故选A。
8. 如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴、关于导线上下对称。则（ ）
A. 电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同
B. 电流I在M、N两点产生磁感应强度大小
C. 线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变
D. 线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据安培定则，电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向，在Q处产生的磁感应强度沿x轴正方向，故A错误；
B．由于MN平行y轴，电流I也平行y轴，且M、N到长直导线的距离相等，故B正确；
C．电流I在P处产生的磁感应强度沿x轴负方向，故线圈在P点的磁通量为零，电流I在N处产生的磁感应强度斜向左下方，故线圈在N点的磁通量不为零，故线圈从P点到N点的过程中的磁通量发生了变化，故C错误；
D．线圈沿y方向运动，线圈始终在长直导线的正上方，磁感应强度始终沿x轴负方向，线圈中磁通量始终为零，故线圈中不会产生感应电流，故D错误。
故选B。
9. 恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变。如图所示，电路中电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时。电压表示数的变化量大小为，电流表示数的变化量大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 当电源为恒流源时，电压表示数U变小
B. 当电源为恒压源时，电流表示数I变大
C. 当电源为恒流源时，不变
D. 当电源为恒压源时，电源的输出功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】AC．当电源为恒流源时，通过R2的干路电流始终不变，当滑动触头向上滑动时，R0增大，总电阻也增大，由
可知电压表示数U变大；由欧姆定律
整理得
所以
当滑动触头向上滑动时，不变。故A错误，C正确；
BD．当电源为恒压源时，电压表示数U不变，当滑动触头向上滑动时，总电阻增大，由
可知干路电流减小，所以由
可得电源的输出功率减小；又因为R0增大，并联电路两端电压增大，故流过R1的电流增大，而干路电流减小，所以流过另一支路的电流减小，电流表示数减小，B、D错误。
故选C。
10. 激光制冷技术在很多领域得到了广泛的应用。由分子动理论可知，分子或原子运动越激烈，物体温度越高。激光制冷的原理就是利用大量光子（光子说认为光是一份一份的，每一份为一个光子）阻碍原子运动，使其减速，从而降低物体的温度。如图所示，某时刻一个原子位于Oxyz坐标系的原点，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对原子进行照射。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。下列说法正确的是（ ）
A. 为使原子减速，所用激光的频率应等于原子的固有频率
B. 为使原子减速，所用激光的频率应大于原子的固有频率
C. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴正向运动时，a激光可使原子减速
D. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴负向运动时，a激光可使原子减速
【答案】D
【解析】
【详解】设原子动量大小为，激光的光子动量大小为 ，因为原子动量需要减小为，则根据动量守恒定律
可知，为了使原子动量减小，激光的照射方向应与原子的运动方向相反。
根据多普勒效应，原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。则所用激光的频率应小于原子的固有频率。
故ABC错误，D正确。
故选D。
11. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
12. 如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两导体棒、均垂直于导轨静止放置，接触良好。已知导体棒质量为，导体棒质量为，长度均为，电阻均为，其余部分电阻不计。现使导体棒获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒的动能增加量等于于导体棒的动能减少量
B. 从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒的动量改变量与导体棒的动量改变量相同
C. 从开始到最终稳定的全过程中，通过导体棒的电荷量为
D. 从开始到最终稳定的全过程中，两棒共产生的焦耳热为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反；根据能量守恒定律可知，a的动能减少量等于b的动能增加量与回路中产生的焦耳热之和，A、B错误；
CD．a、b两棒的速度最终相等，设为v，根据动量守恒定律可得
对b棒，由动量定理有
解得
根据能量守恒定律，两棒共产生的焦耳热为
D错误，C正确。
故选C。
13. 如图所示，一顶角为直角的“ ”形光滑细杆竖直放置。质量均为的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为的轻质弹簧相连，此时弹簧为原长。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内，且弹簧始终保持水平，已知弹簧的长度为时，弹性势能为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 金属环在最高点与最低点加速度大小相等
B. 左边金属环下滑过程机械能守恒
C. 弹簧的最大拉力为
D. 金属环的最大速度为
【答案】A
【解析】
【详解】B．左边金属环下滑过程，除重力以外，弹簧的弹力对它做功；故对金属环而言，下滑过程中机械能不守恒；故B错误；
C．金属环下降达到最低时，速度减小为，形变量最大为，根据机械能守恒定律有
解得
弹簧的最大伸长量
弹簧最大拉力为
故C错误；
A．在最高点时金属环只受重力和支持力作用，此时重力沿杆方向的分力提供加速度，有
在最低点，可知
根据牛顿第二定律可知
解得
则
金属环在最高点与最低点加速度大小相等，故A正确；
D．当金属环的加速度为时，速度最大，金属环受力如图所示：
金属环受到重力、杆的弹力和弹簧的弹力，沿杆方向加速度为，即合力为，有
又
解得形变量
根据几何知识，两个小球下降的高度为
对系统只有重力，弹力做功，对两个金属环和弹簧根据机械能守恒，有
解得
故D错误。
故选A。
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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 非晶体具有各向异性，且在熔化过程中温度保持不变
B. 布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C. 分子间的距离增大，分子势能不一定增大
D. 一定质量的理想气体从外界吸热，内能可能减小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．非晶体具有各向同性，且在熔化过程中温度也升高；晶体具有各向异性，且在熔化过程中温度保持不变，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，B正确；
C．由分子势能与分子之间距离的关系可知，当r>r0时，增大分子间的距离必须克服引力做功，分子势能增大，当r
故选BCD。
15. 图甲为某种光电烟雾探测器的装置示意图，光源S发出频率为的光束，当有烟雾进入该探测器时，光束会被烟雾散射进入光电管C，当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子，进而在光电管中形成光电流，当光电流大于临界值时，便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路（光电管K极是金属钠）研究光电效应规律，可得钠的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（ ）
A. 由图丙知，金属钠的极限频率为
B. 由图丙知，普朗克常量为
C. 图甲中，光电子的最大初动能为eUc1
D. 图甲中，光源S发出的光束越强，光电烟雾探测器的灵敏度越高
【答案】BCD
【解析】
【分析】以光电效应和光电烟雾探测器工作原理为命题背景，考查学生的科学推理和应用数学知识解决物理问题的能力。
【详解】A．由光电效应方程有
又
可知时对应的光照频率为极限频率，由丙图可求得
选项A错误；
B．由得遏止电压Uc与入射光频率之间的关系图中的斜率为，结合图像可求得
选项B正确；
C．图甲中光源频率为，其在丙图中对应的遏止电压为Uc1，则光电子的最大初动能为eUc1，选项C正确；
D．在光源频率不变条件下，光束越强，相同时间内相同烟雾浓度下散射到光电管上的光子数越多，产生的光电流越强，越容易触发报警器报警，选项D正确。
故选BCD。
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）
16. （1）以下是“探究加速度与力、质量的关系”的实验，请回答相关问题。
①本实验需要补偿小车所受的阻力，如图甲所示是为补偿阻力进行的四种操作，其中正确的是___________（单选）。
②如图乙所示是本实验中打下的一条纸带，在其上取了0、1、2、3、4、5、6这7个计数点（相邻两计数点间均有4个计时点未画出），已知交流电的频率为50Hz，则打下计数点3时小车的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________m/s2.（结果均保留两位有效数字）
（2）小梁同学利用如图丙所示的装置来探究碰撞中的不变量，将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。先将小球A从斜槽上某一位置静止释放（未放小球B），把小球A的落点位置标记为1；然后在斜槽末端放上小球B，再将小球A从原先位置静止释放与小球B发生弹性正碰，把小球A与B的落点位置分别标记为2和3。若将小球A抛出点的正下方标记为O，球A的质量大于B的质量，则0、1、2、3四点位置分布正确的应为图丁中的___________（单选）。
【答案】 ①. 乙 ②. 0.33（0.32～0.33） ③. 0.50（0.49～0.50） ④. B
【解析】
【分析】
【详解】（1）①[1]取下小桶，轻推一下小车，让小车做匀速直线运动，则平衡摩擦力了，所以乙正确；甲、丙、丁错误；
故选乙。
②[2]打下计数点3时小车的速度大小为
[3]小车的加速度大小为
（2）[4]由于球A的质量大于B的质量，碰撞过程动量守恒，则碰撞后A球动量减小，B球动量增大，则没有碰撞时的落点在中间，碰撞后，被碰的B球落点在最前面，A球的落点在最后面，所以B正确；AC错误；
故选B。
17. 电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。
（1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2。探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。
①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是________。
A． B．
C． D．
②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是_______。
A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短
B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大
C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等
（2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。
③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T=_________s（结果保留两位有效数字）。
④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
⑤已知电源电动势E，测得充电过程I‒t图像的面积为S，以及振荡电路的周期T，可以得到电感线圈的电感表达式L=_________。（以上物理量的单位均为国际单位制单位）
【答案】 ①. A ②. C ③. 9.2×10-3 ④. 不变 ⑤.
【解析】
【详解】（1）①[1]第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从右向左流过传感器，即为正，由于充电后电容器上极板带正电，电容器通过R放电时，电流从左向右流过传感器，即为负。
故选A。
②[2]I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小，则放电和充电图像的面积应大致相等，若只增大电阻箱R的阻值，电容器的电荷量不变，I‒t图像的面积不变，若只增大电阻箱R的阻值，对电流的阻碍作用变大，电容器放电的时间将变长
故选C。
（2）③[3]由图乙可知
④[4]由振荡周期可知，如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的周期不变，则频率也不变；
⑤[5]充电过程I‒t图像的面积为S，则
得
由得
18. 以下实验中，说法正确的是（ ）
A. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，干涉图样橙光比绿光的条纹间距大
B. 在“用单摆测量重力加速度”实验中，未记录小球的半径，利用实验数据作出图像，利用斜率计算重力加速度，其结果偏小
C. 在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏小
D. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
【答案】AC
【解析】
【详解】A．橙光比绿光的波长更长，由双缝干涉条纹间距公式可知，在相同条件下，波长越长，条纹间距越大，因此干涉图样橙光比绿光的条纹间距大，A正确；
B．由单摆的周期公式，化简可得
可得图像斜率
由此可知，实验中是否记录小球的半径对图像的斜率没有影响，因此利用实验数据作出图像，利用图像斜率求得加速度值不变，B错误；
C．在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，误将玻璃砖的宽度画宽了，作出实际的光路图如图所示，可知折射角的测量值将偏大，入射角不变，其他操作均正确，因此由折射定律可得
则测得的折射率将偏小，C正确；
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描下油膜轮廓，测出油膜面积，D错误。
故选AC。
19. 小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在热力学温度恒为300K的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体热力学温度均为367. 2K，测得杯体水面与吸管顶端的高度差，吸管总长。已知水面上方气体的压强始终与外界大气压强相同，外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度，水的密度，求：
（1）吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；
（2）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设吸管内气体压强为，则有
解得
（2）吸管中的气体初始状态为
，，
假设温度升高时，吸管中的气体没有溢出，而是膨胀成一个整体，该整体的状态为
，，
则有
逸出气体的体积为
则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值
联立解得
20. 有一种水上滑梯结构可以简化如图甲∶可看作质点的总质量为m的滑船（包括游客），从倾角θ=37°的光滑斜轨道上高为H=0.25R的A点由静止开始下滑，到达离地高为h=0.2R的B点时，进入一段与斜轨道相切的半径为R的光滑圆弧轨道BCD（C点为与地面相切的圆弧轨道最低点，BD两点等高，CE、EG在同一水平面内），紧接着滑上一底面离地高度也为h且与水平面成β=60°角的足够大光滑斜面abcd（圆弧轨道在D点切线恰好在斜面abcd内，切线方向与斜面水平底边ad成夹角α=60°），当滑船沿斜面上升到最高点J（图中未画出）时，会触发一个提供水平风力的装置（图中未画出），装置开始在整个斜面内提供水平风力（如图乙）。滑船最后在斜面水平底边ad上某点进入滑动摩擦因数为μ的足够大水平接收平台defp（不计进入时的能量损失）试求∶（本题最终结果均用字母m、R、g和μ表达）
（1）滑船滑到C点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）触发风力装置前，滑船在斜面上运动的加速度大小和运动最高点J到水平底边ad的距离；
（3）当水平风力大小为F0时，滑船运动到最高点J后的轨迹与斜面底线ad的交点为E（E点未画出），JE恰好垂直底线ad；现改变风力为F（滑船在整个斜面运动过程中F不变，且F≤F0），求滑船在接收平台defp内滑行总路程S的可能范围。
【答案】（1）1.5mg；（2）；；（3）
【解析】
【详解】（1）滑船从A点滑到C点时，由机械能守恒定律可知
在C点时由牛顿第二定律可得
解得
（2）划船到达D点时速度
解得
滑船在斜面上只受重力和斜面支持力，则运动的加速度大小
运动最高点J到水平底边ad的距离
（3）当水平风力大小为F0时，从最高点到ad，则沿斜面方向
沿平行斜面方向
解得
此时回到ad面时沿着垂直ad方向的速度大小为
沿着ad方向的速度大小仍为
即进入接收平台的速度仍为vD最大，则进入平台后的位移最大，因进入defp内做匀减速运动，加速度
则最终滑行的最大路程为
现改变风力为F ，因F≤F0，则滑船回到ad边时沿垂直ad方向的速度不变，若沿ad方向的速度为零，此时进入平台的速度最小，此时
可解得
F=0.5mg
则进入平台的最小位移为
即滑船在接收平台defp内滑行总路程S的可能范围。
21. 为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了两种发电装置为车灯供电。
方式一：如图甲所示，固定磁极N、S在中间区域产生匀强磁场，磁感应强度，矩形线圈abcd固定在转轴上，转轴过ab边中点，与ad边平行，转轴一端通过半径的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。当车轮转动时，可通过摩擦小轮带动线圈发电，使、两灯发光。已知矩形线圈N=100匝，面积，线圈abcd总电阻，小灯泡电阻均为。
方式二：如图乙所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈（可认为等于后轮半径）和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间沿同一直径接有两根金属条，每根金属条中间分别接有小灯泡、，阻值均为。在自行车支架上装有强磁铁，形成了磁感应强度、方向垂直纸面向里的“扇形”匀强磁场，张角。
以上两方式，都不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。求：
（1）“方式一”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡电流有效值；
（2）“方式二”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值；
（3）在两种情况下，若自行车以相同速度匀速骑行，为使两电路获得的总电能相等，“方式一”骑行的距离和“方式二”骑行的距离之比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意则有
代入数据可得
由于产生的是正弦式交变电流，则
回路总电阻
小灯泡的电流有效值
（2）根据题意则有
产生方波式的交变电流，设有效值为，则由
可得
回路总电阻
小灯泡的电流有效值
（3）由
相同，相同所以有
可得
22. 如图甲所示，某多级直线加速器由横截面相同的金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成，圆筒的两底面中心开有小孔，其中心轴线在同一直线上，相邻金属圆筒分别接在周期性交变电压的两端。粒子从圆板中心沿轴线无初速度进入加速器，在间隙中被电场加速（穿过间隙的时间忽略不计），在圆筒内做匀速直线运动。若粒子在筒内运动时间恰好等于交变电压周期的一半，这样粒子就能“踏准节奏”在间隙处一直被加速。粒子离开加速器后，从O点垂直直线边界OP进入匀强磁场区域I，OP距离为a，区域I的PO、PQ两直线边界垂直。区域I的上边界PQ与匀强磁场区域Ⅱ的下直线边界MN平行，其间距L可调。两区域的匀强磁场方向均垂直纸面向里，磁感应强度大小。现有质子（）和氘核（）两种粒子先后通过此加速器加速，加速质子的交变电压如图乙所示，图中、已知。已知质子的电荷量为、质量为，不计一切阻力，忽略磁场的边缘效应。求：
（1）金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比；
（2）加速氘核时，交变电压周期仍为，则需要将图乙中交变电压调至多少；加速后，氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径多大；
（3）为使上述先后通过此加速器的质子与氘核在匀强磁场Ⅱ中的运动轨迹无交点，两磁场间距的取值范围。
【答案】（1）；（2），；（3）或者
【解析】
【详解】（1）设质子进入第个圆筒的速度为，则有
解得
由于在筒中的运动时间相同，金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比为
（2）要让氘核也能“踏准节奏”在间隙处被加速，则需要氘核在每个筒中的速度与质子相同，由，氘核电荷量与质子相同，质量为质子两倍，所以要调至；根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
代入与，可得质子的轨道半径为
氘核质量为质子两倍，与质子相同，可得氘核的轨道半径为
（3）如图所示，氘核离开磁场I的速度方向与边界成角
①两轨迹相交于点（如图1），根据图中几何关系有
联立解得
②两轨迹外切（如图2），根据图中几何关系有
联立解得
综上所述
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