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2024届广东省六校高三级下学期2月联考物理试题
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这是一份2024届广东省六校高三级下学期2月联考物理试题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．核污染水中含有的氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素，都有可能对人类和自然界造成损害。其中锶（）半衰期为30年，它经β衰变转变为钇核。下列说法正确的是（ ）
A．锶经通过β衰变产生的电子来自锶原子的核外电子
B．钇原子核内有52个中子
C．钇核的比结合能比锶核大
D．100个锶原子核经过30年，还剩50个
2．沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿轴负方向传播
B．该波的波长为10m
C．该波的传播速度为12m/s
D．处的质点在此后1.5s内运动的路程等于1m
3．2022年11月29日神舟十五号载人飞船发射成功，神舟十五号航天员乘组与神舟十四号航天员乘组将进行在轨轮换，神舟十五号载人飞行任务也将持续约6个月，包括多次出舱任务，中国空间站在距地面高度约为的轨道上绕地球做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A．神舟十五号飞船的发射速度大于第二宇宙速度
B．航天员在空间站处于完全失重状态，不受地球的重力作用
C．若已知空间站在轨运行周期、环绕速度及引力常量，则可估算出地球的质量
D．出舱时，航天员与连接空间站的安全绳若脱落，航天员会做离心运动飞离空间站
4．图（a）为某型号家用全自动波轮洗衣机，图（b）为洗衣机内部结构剖面图，其内桶由四根相同的轻质吊杆前、后、左、右对称悬挂（悬点可自由转动），内筒静止时每根吊杆与竖直方向夹角均为α，内桶总质量为m，重力加速度大小为g，每根吊杆的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
5．电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂竖直挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当没有通电时，调节砝码使两臂达到平衡。当线圈中通过如图所示方向的电流I时，要使两臂重新达到平衡，在某一盘中增加了质量为m的砝码。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
B．增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
C．增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
D．增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
6．水果的碰伤阈值是指水果在不碰伤的情况下能够从静止状态跌落的最大高度。已知导致苹果碰伤所需的平均作用力约为苹果自身重力的3倍。假设苹果在接触钢板后0.1s减速至静止，重力加速度g取，则苹果在钢板上的碰伤阈值最接近（ ）
A．10cmB．20cmC．30cmD．45cm
7．海浪机械能是未来可使用的绿色能源之一，利用海浪发电可加速地球上碳中和的实现．某科技小组设计的海浪发电装置的俯视图如图所示，圆柱体磁芯和外壳之间有辐射状磁场，它们可随着海浪上下浮动，磁芯和外壳之间的间隙中有固定的环形导电线圈，线圈的半径为L，电阻为r，所在处磁场的磁感应强度大小始终为B，磁芯和外壳随海浪上下浮动的速度为v，v随时间t的变化关系为，其中的T为海浪上下浮动的周期．现使线圈与阻值为R的电阻形成回路，则该发电装置在一个周期内产生的电能为（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
8．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，下列属于静电现象的是（ ）
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时指南针转动
C．闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时产生了电流
D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
9．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（ ）
A．若不充入介质，则能实现“关”功能
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则有可能实现“关”功能
D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变
10．羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律，找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，空气阻力与运动方向相反，则该羽毛球（ ）
A．在A、B两点的速度大小相等
B．在A点的机械能大于B点的机械能
C．AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间
D．AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间
三、实验题
11．某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：
（1）方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。回答以下问题：
①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 ；
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究影响平行板电容器电容大小的因素
C．探究两个互成角度的力的合成规律
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第 层塔轮（填“一”“二”或“三”）。
（2）方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为L，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：
①若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为ω= ；
②实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m= kg（结果保留2位有效数字）。
12．某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应改用倍率为 （选填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 ．
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．保护电阻
D．保护电阻
E．电源（电动势，内阻不计）
F．刻度尺、开关S、导线若干
实验中电流表应选用 ,保护电阻应选用 ．（选填实验器材前对应的字母）
①实验小组设计的测量电路如图（a）所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关，记录电流表的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图（b）所示的图像，横轴表示金属丝长度L，则纵轴应用 （选填“”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，金属丝的电阻率为 （用已知量E、k、d等表示）。
四、解答题
13．某民航客机在一万米左右高空飞行时，需利用空气压缩机来保持机舱内外气体压之比为4：1。机舱内有一导热汽缸，活塞质量m=2kg、横截面积S=10cm2，活塞与汽缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，汽缸如图（a）所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距=8cm；客机在高度h处匀速飞行时，汽缸如图（b）所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距=10cm。汽缸内气体可视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图（c）所示地面大气压强p0=1.0×105Pa，地面重力加速度g=10m/s2。
(1)判断汽缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程是吸热还是放热，并说明原因；
(2)求高度h处的大气压强，并根据图（c）估测出此时客机的飞行高度。
14．如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1=2m，弹珠B与坑的间距x2=1m。某同学将弹珠A以v0=6m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1=0.4s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弹珠A又向前运动x=0.1m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5g，取重力加速度g=10m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：
（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数μ；
（2）两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。
15．如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则
（1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小；
（2）若撤去极板间磁场，有n个速度为v1=的离子，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求吞噬板上收集的离子个数及的取值范围；
（3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场并调整磁感应强度大小，使v2=的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。
参考答案：
1．C
【详解】A．β衰变实质是原子核一个中子转变成一个质子和一个电子，所以锶经通过β衰变产生的电子来自锶原子核，故A错误；
BC．锶（）经β衰变转变为钇核，根据质量数和电荷数守恒可知钇核的质子数加1变为39，质量数不变为90，且钇核的比结合能比锶核大，由此可知钇原子核内有51个中子，故B错误，C正确；
D．半衰期是大量原子的统计规律，100个锶原子核衰变具有随机性，不符合统计规律，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．根据题意，由图乙可知，质点在时，沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，A错误；
B．根据题意，由图甲可知，该波的波长为
B错误；
C．由图乙可知，质点振动周期
C错误；
D．质点在1.5s内，即
处的质点在在平衡位置运动，因此内，质点走过的路程等于
D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．神舟十五号飞船的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；
B．航天员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，此时并不是说人不受重力的作用，而是宇航员受的重力正好充当向心力，故B错误；
C．空间站在轨运行周期T、环绕速度v及引力常量G，根据
地球的质量
故C正确；
D．出舱时，航天员与连接空间站的安全绳若脱落，所受的万有引力刚好提供向心力，则航天员继续做同轨道的匀速圆周运动而不会做离心运动飞离空间站，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】内筒受力平衡，根据平衡条件可得
每根吊杆的拉力大小为
故选B。
5．D
【详解】根据左手定则，矩形线圈所受安培力竖直向下，故增加的砝码在左盘中。根据平衡条件有
mg=nBIl
解得
故选D。
6．B
【详解】设苹果刚接触钢板时速度为，取向上为正方向，根据动量定理，有
解得
设苹果从静止状态跌落的最大高度为，有
解得
故选B。
7．A
【详解】环形导电线圈随着磁芯和外壳随海浪上下浮动而切割磁感线，由法拉第电磁感应定律
环形线圈各部分产生的电动势对回路来说是同向的（实际指感应电流方向），其有效切割长度由微元法可知
联立，可得线圈中感应电动势的瞬时值表达式
根据正弦交变电流的特点知其电动势的有效值为
则该发电装置在一个周期内产生的电能
故BCD错误，A正确。
故选A。
8．AD
【详解】A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑，是因为梳子与头发摩擦起电，静电吸引轻小物体，属于静电现象，故A正确；
B．导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时指南针转动是因为受到磁场力的作用，不是静电现象，故B错误；
C．闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，故C错误；
D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是因为摩擦起电，故D正确。
故选AD。
9．AB
【详解】A．若不充入介质，单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，在斜边界面入射角为45°，由全反射的条件可知临界角为
不充入介质，就会产生全反射，光不能通过2，即不充入介质，则能实现“关”功能，A正确；
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，单色光a将向下偏折，则有可能实现“开”功能，B正确；
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，单色光a将向上偏折，则处于开状态，不可能实现“关”功能，C错误；
D．单色光a通过“光开关”后传播方向不会改变，D错误。
故选AB。
10．BD
【详解】AB．由于空气阻力与运动方向相反，则羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，羽毛球的机械能减小，由于A、B为同一轨迹上等高的两点，则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度，羽毛球在A点的机械能大于B点的机械能，故A错误，B正确；
CD．由于存在空气阻力与运动方向相反，AP段羽毛球处于上升阶段，可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故C错误，D正确。
故选BD。
11． BD/DB 一 0.30
【详解】（1）①[1]A．在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法，与探究小车速度随时间变化的规律没有采用的控制变量法，A错误；
B．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，在探究影响平行板电容器电容大小使用了控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故C错误；
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故D正确。
故选BD。
②[2]在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
（2）①[3]挡光条的线速度为
又因为
联立解得，滑块P的角速度表达式为
②[4]根据向心力大小公式有
所以图线的斜率为
解得滑块P质量为
12． ×1 11.0 A C
【详解】（2）[1][2]当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
11.0×1Ω=11.0Ω
（3）[3][4]回路最大电流
故电流表选择A，保护电阻应选用C，100Ω电阻太大导致回路电流很小，并且不易操作。
（b）[5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
整理得
则纵轴应用表示。根据图像有
解得
13．(1)吸热；(2) ，104m
【详解】(1)根据热力学第一定律
由于气体体积膨胀，对外做功，而内能保持不变，因此吸热。
(2)初态封闭气体的压强
根据
可得
机舱内外气体压之比为4：1，因此舱外气体压强
对应表可知飞行高度为104m
14．（1），；（2），不能
【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得
由牛顿第二定律得
联立解得
，，
（2）由（1）可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为，弹珠A碰撞后瞬间的速度为，由运动学规律
解得
设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得
解得
所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失
解得
碰后弹珠B运动的距离为
所以弹珠B没有进坑，故不能胜出。
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）粒子匀速通过极板，有
解得
（2）粒子在电场中偏转，有
，
又
代入数据得
故能进入磁场区域收集的离子个数为
在偏转磁场中，有
在磁场中偏转距离
离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得
则
（3）洛伦兹力提供向心力，有
解得
上述离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。
设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得
解得
磁场的最小面积
一、单选题
1．核污染水中含有的氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素，都有可能对人类和自然界造成损害。其中锶（）半衰期为30年，它经β衰变转变为钇核。下列说法正确的是（ ）
A．锶经通过β衰变产生的电子来自锶原子的核外电子
B．钇原子核内有52个中子
C．钇核的比结合能比锶核大
D．100个锶原子核经过30年，还剩50个
2．沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿轴负方向传播
B．该波的波长为10m
C．该波的传播速度为12m/s
D．处的质点在此后1.5s内运动的路程等于1m
3．2022年11月29日神舟十五号载人飞船发射成功，神舟十五号航天员乘组与神舟十四号航天员乘组将进行在轨轮换，神舟十五号载人飞行任务也将持续约6个月，包括多次出舱任务，中国空间站在距地面高度约为的轨道上绕地球做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A．神舟十五号飞船的发射速度大于第二宇宙速度
B．航天员在空间站处于完全失重状态，不受地球的重力作用
C．若已知空间站在轨运行周期、环绕速度及引力常量，则可估算出地球的质量
D．出舱时，航天员与连接空间站的安全绳若脱落，航天员会做离心运动飞离空间站
4．图（a）为某型号家用全自动波轮洗衣机，图（b）为洗衣机内部结构剖面图，其内桶由四根相同的轻质吊杆前、后、左、右对称悬挂（悬点可自由转动），内筒静止时每根吊杆与竖直方向夹角均为α，内桶总质量为m，重力加速度大小为g，每根吊杆的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
5．电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂竖直挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当没有通电时，调节砝码使两臂达到平衡。当线圈中通过如图所示方向的电流I时，要使两臂重新达到平衡，在某一盘中增加了质量为m的砝码。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
B．增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
C．增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
D．增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为
6．水果的碰伤阈值是指水果在不碰伤的情况下能够从静止状态跌落的最大高度。已知导致苹果碰伤所需的平均作用力约为苹果自身重力的3倍。假设苹果在接触钢板后0.1s减速至静止，重力加速度g取，则苹果在钢板上的碰伤阈值最接近（ ）
A．10cmB．20cmC．30cmD．45cm
7．海浪机械能是未来可使用的绿色能源之一，利用海浪发电可加速地球上碳中和的实现．某科技小组设计的海浪发电装置的俯视图如图所示，圆柱体磁芯和外壳之间有辐射状磁场，它们可随着海浪上下浮动，磁芯和外壳之间的间隙中有固定的环形导电线圈，线圈的半径为L，电阻为r，所在处磁场的磁感应强度大小始终为B，磁芯和外壳随海浪上下浮动的速度为v，v随时间t的变化关系为，其中的T为海浪上下浮动的周期．现使线圈与阻值为R的电阻形成回路，则该发电装置在一个周期内产生的电能为（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
8．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，下列属于静电现象的是（ ）
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时指南针转动
C．闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时产生了电流
D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
9．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（ ）
A．若不充入介质，则能实现“关”功能
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则有可能实现“关”功能
D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变
10．羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律，找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，空气阻力与运动方向相反，则该羽毛球（ ）
A．在A、B两点的速度大小相等
B．在A点的机械能大于B点的机械能
C．AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间
D．AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间
三、实验题
11．某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：
（1）方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。回答以下问题：
①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 ；
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究影响平行板电容器电容大小的因素
C．探究两个互成角度的力的合成规律
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第 层塔轮（填“一”“二”或“三”）。
（2）方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为L，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：
①若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为ω= ；
②实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m= kg（结果保留2位有效数字）。
12．某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应改用倍率为 （选填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 ．
（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．保护电阻
D．保护电阻
E．电源（电动势，内阻不计）
F．刻度尺、开关S、导线若干
实验中电流表应选用 ,保护电阻应选用 ．（选填实验器材前对应的字母）
①实验小组设计的测量电路如图（a）所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关，记录电流表的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图（b）所示的图像，横轴表示金属丝长度L，则纵轴应用 （选填“”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，金属丝的电阻率为 （用已知量E、k、d等表示）。
四、解答题
13．某民航客机在一万米左右高空飞行时，需利用空气压缩机来保持机舱内外气体压之比为4：1。机舱内有一导热汽缸，活塞质量m=2kg、横截面积S=10cm2，活塞与汽缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，汽缸如图（a）所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距=8cm；客机在高度h处匀速飞行时，汽缸如图（b）所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距=10cm。汽缸内气体可视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图（c）所示地面大气压强p0=1.0×105Pa，地面重力加速度g=10m/s2。
(1)判断汽缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程是吸热还是放热，并说明原因；
(2)求高度h处的大气压强，并根据图（c）估测出此时客机的飞行高度。
14．如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1=2m，弹珠B与坑的间距x2=1m。某同学将弹珠A以v0=6m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1=0.4s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弹珠A又向前运动x=0.1m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5g，取重力加速度g=10m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：
（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数μ；
（2）两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。
15．如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则
（1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小；
（2）若撤去极板间磁场，有n个速度为v1=的离子，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求吞噬板上收集的离子个数及的取值范围；
（3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场并调整磁感应强度大小，使v2=的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。
参考答案：
1．C
【详解】A．β衰变实质是原子核一个中子转变成一个质子和一个电子，所以锶经通过β衰变产生的电子来自锶原子核，故A错误；
BC．锶（）经β衰变转变为钇核，根据质量数和电荷数守恒可知钇核的质子数加1变为39，质量数不变为90，且钇核的比结合能比锶核大，由此可知钇原子核内有51个中子，故B错误，C正确；
D．半衰期是大量原子的统计规律，100个锶原子核衰变具有随机性，不符合统计规律，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．根据题意，由图乙可知，质点在时，沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，A错误；
B．根据题意，由图甲可知，该波的波长为
B错误；
C．由图乙可知，质点振动周期
C错误；
D．质点在1.5s内，即
处的质点在在平衡位置运动，因此内，质点走过的路程等于
D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．神舟十五号飞船的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；
B．航天员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，此时并不是说人不受重力的作用，而是宇航员受的重力正好充当向心力，故B错误；
C．空间站在轨运行周期T、环绕速度v及引力常量G，根据
地球的质量
故C正确；
D．出舱时，航天员与连接空间站的安全绳若脱落，所受的万有引力刚好提供向心力，则航天员继续做同轨道的匀速圆周运动而不会做离心运动飞离空间站，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】内筒受力平衡，根据平衡条件可得
每根吊杆的拉力大小为
故选B。
5．D
【详解】根据左手定则，矩形线圈所受安培力竖直向下，故增加的砝码在左盘中。根据平衡条件有
mg=nBIl
解得
故选D。
6．B
【详解】设苹果刚接触钢板时速度为，取向上为正方向，根据动量定理，有
解得
设苹果从静止状态跌落的最大高度为，有
解得
故选B。
7．A
【详解】环形导电线圈随着磁芯和外壳随海浪上下浮动而切割磁感线，由法拉第电磁感应定律
环形线圈各部分产生的电动势对回路来说是同向的（实际指感应电流方向），其有效切割长度由微元法可知
联立，可得线圈中感应电动势的瞬时值表达式
根据正弦交变电流的特点知其电动势的有效值为
则该发电装置在一个周期内产生的电能
故BCD错误，A正确。
故选A。
8．AD
【详解】A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑，是因为梳子与头发摩擦起电，静电吸引轻小物体，属于静电现象，故A正确；
B．导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时指南针转动是因为受到磁场力的作用，不是静电现象，故B错误；
C．闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，故C错误；
D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是因为摩擦起电，故D正确。
故选AD。
9．AB
【详解】A．若不充入介质，单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，在斜边界面入射角为45°，由全反射的条件可知临界角为
不充入介质，就会产生全反射，光不能通过2，即不充入介质，则能实现“关”功能，A正确；
B．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，单色光a将向下偏折，则有可能实现“开”功能，B正确；
C．若充入的介质相对棱镜是光密介质，单色光a将向上偏折，则处于开状态，不可能实现“关”功能，C错误；
D．单色光a通过“光开关”后传播方向不会改变，D错误。
故选AB。
10．BD
【详解】AB．由于空气阻力与运动方向相反，则羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，羽毛球的机械能减小，由于A、B为同一轨迹上等高的两点，则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度，羽毛球在A点的机械能大于B点的机械能，故A错误，B正确；
CD．由于存在空气阻力与运动方向相反，AP段羽毛球处于上升阶段，可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故C错误，D正确。
故选BD。
11． BD/DB 一 0.30
【详解】（1）①[1]A．在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法，与探究小车速度随时间变化的规律没有采用的控制变量法，A错误；
B．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，在探究影响平行板电容器电容大小使用了控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故C错误；
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故D正确。
故选BD。
②[2]在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
（2）①[3]挡光条的线速度为
又因为
联立解得，滑块P的角速度表达式为
②[4]根据向心力大小公式有
所以图线的斜率为
解得滑块P质量为
12． ×1 11.0 A C
【详解】（2）[1][2]当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
11.0×1Ω=11.0Ω
（3）[3][4]回路最大电流
故电流表选择A，保护电阻应选用C，100Ω电阻太大导致回路电流很小，并且不易操作。
（b）[5][6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
整理得
则纵轴应用表示。根据图像有
解得
13．(1)吸热；(2) ，104m
【详解】(1)根据热力学第一定律
由于气体体积膨胀，对外做功，而内能保持不变，因此吸热。
(2)初态封闭气体的压强
根据
可得
机舱内外气体压之比为4：1，因此舱外气体压强
对应表可知飞行高度为104m
14．（1），；（2），不能
【详解】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得
由牛顿第二定律得
联立解得
，，
（2）由（1）可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为，弹珠A碰撞后瞬间的速度为，由运动学规律
解得
设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得
解得
所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失
解得
碰后弹珠B运动的距离为
所以弹珠B没有进坑，故不能胜出。
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）粒子匀速通过极板，有
解得
（2）粒子在电场中偏转，有
，
又
代入数据得
故能进入磁场区域收集的离子个数为
在偏转磁场中，有
在磁场中偏转距离
离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得
则
（3）洛伦兹力提供向心力，有
解得
上述离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。
设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得
解得
磁场的最小面积
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