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浙江省嘉兴市2021届高三下学期物理4月第二次教学质量检测试卷
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这是一份浙江省嘉兴市2021届高三下学期物理4月第二次教学质量检测试卷，共21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。
浙江省嘉兴市2021届高三下学期物理4月第二次教学质量检测试卷
一、单选题
1.随着科技的发展，固态电池的开发成为新能源车制造的重要研究方向。若某公司研发了使用固态电池技术的150kWh电池包，这里与“kWh”相对应的物理量是（ ）
A. 电量 B. 功率 C. 能量 D. 电容
2.如图是特技跳伞运动员的空中造型图，当运动员们保持该造型向下落时，运动员甲看到大地迎面而来，他选择的参考系可能是（ ）
A. 地面 B. 运动员乙 C. 地面的树木 D. 浮在空中的云
3.2020年12月3日，嫦娥五号上升器月面点火（模拟图如图所示），一段时间后顺利进入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。则上升器携带的月壤（ ）
A. 上升过程中机械能守恒 B. 加速上升时处于失重状态
C. 进入环月轨道后做变速运动 D. 进入环月轨道后加速度不变
4.如图所示，水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与光滑水平地面上的小车接触，小车水平台面上的重物与小车始终保持相对静止，在小车向右运动压缩弹簧的过程中（ ）
A. 弹簧的劲度系数增大 B. 小车受到的合力增大
C. 重物受到的摩擦力不变 D. 重物对小车的摩擦力方向向左
5.雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 雷达利用电磁波的干涉特性工作
B. 电磁波发射时需要进行调谐和解调
C. 电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D. 在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
6.如图甲所示，带正电的带电体C的右侧有两个不带电且相互接触的金属导体A和B，A、B、C均放在绝缘支座上、图乙是不带电的平行板电容器，电容器的下极板接地，P为上极板接线柱。移动绝缘支座分开A、B，则（ ）
A. 分开前，A左端的电势高于B右端的电势 B. 分开后，A带正电，B带负电
C. 分开后，将A与P接触，上极板的电势降低 D. 分开后，将B与P接触，电容器的电容增大
7.导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距 的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（ ）
A. 绿光在采光球中的传播速度为
B. 红光一定能从N点上方射出
C. 紫光有可能直接折射经过O点
D. 要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率
8.如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星绕日公转一年，相当于地球上的两年，假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，则火星与太阳之间的距离约为地球与太阳之间距离的（ ）
A. 0.5倍 B. 倍 C. 倍 D. 2倍
9.肆虐全球的新冠肺炎由新冠病毒引发，新冠病毒直径约60-140nm，通常需要借助电子显微镜才能看到。如图所示为某型号电子显微镜，竖直圆筒的上下两端分别装着电极，电子在两电极间从上向下加速，电子的动量越大，显微镜的分辨率就越高。假设电子由静止开始加速，下列说法正确的是（ ）
A. 圆筒上端为正极，下端为负极
B. 两极间电压越大，电子离开电极时的波长越长
C. 若两极间电压不变，增大圆筒长度可提高显微镜的分辨率
D. 若将电子改为质子，以相同电压加速时质子显微镜分辨率更高
10.为了更好地利用自然资源，某地区利用风力发电为当地生活生产提供电能，如图所示。已知该地区的风速约为10m/s，空气的密度为约1.3kg/m。若使风力发电机转动的风通过的截面积约为400m2 ， 且风能的25%可转化为电能，则发电功率约为（ ）
A. B. C. D.
11.某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（ ）
A. 不可行，因为电源是直流电 B. 不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化
C. 可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好 D. 可行，且M，N做成针状时，点火效果更好
12.在2019年世界中学生排球锦标赛上，中国男女排双双获得冠军。如图所示为某次接发球过程的示意图，运动员从场地端线处起跳，将球从离地 高的A点沿垂直端线的方向水平击出，球运动到对方球场时，在离地 ，离端线 处的B点被运动员救起，球沿竖直方向向上运动到离击球点 处的C点处速度为零。已知排球质量 ，排球视为质点，排球场长 ，球网上边缘离地高 ，运动员与排球接触时间均很短，不考虑空气阻力。 ,则（ ）
A. 排球从A运动到B的运动时间为 s
B. 在A点，运动员对排球做功为85J
C. 在A点，运动员对排球的冲量大小为
D. 在B点，排球在竖直方向的动量变化量大小为
13.洗手后我们往往都有“甩水”的动作，如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面，A、B、C是甩手动作最后3帧照片指尖的位置。最后3帧照片中，指尖先以肘关节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之间的距离约为24cm，相邻两帧之间的时间间隔为0.04s，则指尖（ ）
A. 在B点的速度约为3m/s B. 在B点的角速度约为10rad/s
C. 在AB段的向心加速度约为36m/s2 D. 在BC段的向心加速度约为300m/s2
二、多选题
14.电子是组成物质的基本粒子之一，下列说法正确的是（ ）
A. 密立根通过实验发现了电子，并测得了电子的电量
B. 与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强
C. β衰变中的电子来自于核内一个质子转化成一个中子的过程
D. 当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的
15.如图所示，表面光滑、半径 的圆弧形轨道固定在水平地面上，P是圆弧的最低点，A、B是圆弧上等高的两点，弧长 ，O是圆心。O处固定一个带电量为 的点电荷。先让带电量为 、质量 的点电荷从A点由静止开始释放（过程1），再让此电荷从O点正下方0.5m处由静止释放运动到P（过程2）。静电力常量 ，则小球（ ）
A. 过程1中在A点受到的库仑力大小为0.45N B. 过程1中从A运动到P时对轨道的压力大小为1.0N
C. 过程1中从A首次运动到B的时间为0.3πs D. 过程2中运动时间小于0.2s
16.在同种均匀介质中， 处的波源完成半个周期振动产生沿x轴正方向传播的简谐横波，间隔 时间后又产生一列简谐横波以波源第一次从平衡位置开始振动为计时零点， 时首次出现如图所示波形。则（ ）
A. 波源前后两次振动的频率相同
B. 波源两次振动的间隔时间
C. 时， 和 两质点的速度大小相同
D. 从 至 的时间内， 处的质点经过的路程为30cm
三、实验题
17.某同学在“验证机械能守恒定律”实验中利用如图甲所示装置，打点计时器由铁架台台面支撑，复夹起固定作用，将纸带贴着横杆沿竖直方向从静止开始释放。
①关于本实验的操作，下列说法正确的是 。（多选）
A．纸带安装在复写纸下面
B．重锤的质量可以不测量
C．打点计时器使用220V交流电
D．保证打点计时器两限位孔在同一竖直线上
②在正确操作情况下、实验得到的部分纸带如图乙所示。
该同学选取某点为计时起点并记为计数点0，后按纸带实际打出的点取计数点依次记为1、2、3、4、5、6、7，并将各计数点离0的距离记录于下表中、
计数点
0
1
2
3
4
5
6
7
位置（cm）
0
0.88
2.15
3.74
5.78
8.36
11.24
14.26
计数点3瞬时速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；根据上述数据可判断，本次实验中，重锤下落过程中机械能是否守恒？答： （填“守恒”或“不守恒”）。
18.两位同学根据“探究单摆周期与摆长的关系”实验测当地的重力加速度。
①甲同学直接将线长作为摆长进行实验，其通过计算所得重力加速度 实际值。
A．大于 B．等于 C．小于
②乙同学测出多组数据并作出如图所示的 的图像，造成图像不过原点的原因可能是 。
A．小球受到的空气阻力比较大
B．误将摆线长与小球的直径之和作为摆长
C．小球形成了圆锥摆在水平面内做圆周运动
D．测量周期时，误将n次全振动记成了（n-1）次
③根据图测得的重力加速度 实际值。
A．大于 B．等于 C．小于
19.某实验小组在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验用小灯泡的规格是“2.5V，0.3A”。
①该组同学先选用多用电表“ ”倍率测量小灯泡的阻值，机械调零后，红黑表笔短接发现指针位置如图甲所示，该同学接下来需要进行的正确操作是 。
A．断开红黑表笔，重新机械调零
B．断开红黑表笔，转换为“ ”倍率后测量
C．保持红黑表笔短接，将指针调整到电阻为零处
D．保持红黑表笔短接，将指针调整到电流为零处
②实验小组利用图乙所示电路图，通过调整滑动交阻器将小灯泡两端电压从零开始逐渐增大到某最大值，得到的多组I、U数据描绘在I—U图像中，如图丙所示。当小灯泡两端电压为1.00V时，小灯泡消耗的电功率约为 W。
③当通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时，小灯泡灯丝阻值最接近 Ω。
A．1.50 B．2.10 C．2.86 D．8.33
20.某实验小组利用如图丁所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验，其中线圈A与电源电路连接，线圈B与电流表G连接。在实验过程中，①需要查清线圈 的绕制方向。（选填“A”、“B”或“A和B”）；②是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系？答： （选填“需要”或“不需要”）
四、解答题
21.如图所示的巨型装置具有“世界第一跳楼机”之称。该跳楼机可以用30s时间将座舱中的乘客送入120m的高空。假设座舱沿竖直方向从地面由静止开始匀加速上升，达到最大速度后开始做匀减速运动，到达最高点时速度恰好为零，匀加速运动的加速度大小是匀减速运动加速度大小的2倍。忽略空气阻力和风力的影响。求：
（1）上升过程中座舱的最大速度；
（2）减速过程中座舱的加速度；
（3）质量为60kg的乘客在加速过程中受到座舱的作用力大小。
22.如图所示，在同一整直平面内有斜面、圆轨道和缓冲装置固定在水平地面上，斜面、圆轨道均与水平地面平滑连接，缓冲装置中的轻质弹簧右端固定于竖直墙面上，弹簧原长时左、右两端点对应于地面上的点D、E，滑块压缩弹簧的距离不超过2r时，缓冲装置可正常工作。一质量为m的滑块从足够长光滑斜面上离地 处的A点由静止开始下滑，经最低点B进入竖直圆轨道，离开圆轨道后沿水平面继续向前运动并撞击弹簧，直至滑块速度减为0时弹簧的压缩量 。已知圆轨道最低点至竖直墙面间总长度 ，弹簧原长 ，轨道的BE段粗糙，其余均光滑，滑块与轨道BE段之间的动摩擦因数恒为 ，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能Ep与其劲度系数k和形变量x之间满足 （题中k未知）。
（1）求滑块从 处下滑时，经过圆轨道最高点C时对轨道的压力大小；
（2）要保证缓冲装置正常工作，求滑块开始下滑的最大离地高度；
（3）在保证缓冲装置正常工作的同时，滑块又不脱离轨道且停留在BE段，h应满足什么条件？
23.某兴趣小组设计了“摇绳发电”的方案。如图所示，“∧”形等腰金属架两个端点M、N位于同一水平面上，通过导线与固定在水平面上的两根平行金属导轨相连，导轨间接有 的电阻。金属棒ab垂直搁置在导轨上，ab中点通过轻质绝缘弹簧连接一个滑块。金属架和金属棒所在区域均存在竖直向下的匀强磁场。让滑块运动且金属架绕轴线MN以 的角速度匀速转动，金属棒始终保持静止。已知金属架腰长 ，总电阻 ，两腰夹角 ；金属棒长度为1m，阻值 ；导轨间距 ； ， ，忽略一切摩擦。
（1）以金属架到达图示位置时开始计时，在图乙中画出感应电动势随时间变化的图像；
（2）在金属架由图中位置垂直纸面向外转动30%的过程中，求通过电阻R的电量；
（3）求金属架转动一周的过程中，金属棒产生的焦耳热；
（4）已知弹簧振子原长 、劲度系数 ，当金属架与竖直方向成60°夹角时，滑块距离金属棒多远？
24.如图所示，两种同位素的原子核M、N从容器A下方的小孔S1不断飘入S1与S2间的加速电场中，其初速度几乎为零。然后经过小孔S3恰好沿 圆弧通过静电分析器，从小孔S4离开后，由正方体右侧面中心位置处小孔O2（即图中坐标系原点）水平向左沿z轴正方向垂直右侧面进入正方体空腔内。已知静电分析器内有均匀辐向分布的电场，粒子运动轨迹处电场强度大小为E，圆弧半径和正方体边长均为L；M、N的质量分别为m、3m，带电量均为q，重力不计；不考虑粒子之间的相互作用，打在正方体腔壁上的粒子被全部吸收，且不影响腔内场强的分布。
（1）求加速电场两极板之间的电压U；
（2）若在空腔内加沿+x方向、大小为E的匀强电场，求粒子M、N打在正方体平面上的位置坐标；
（3）若在空腔内加沿+y方向、大小为 的匀强磁场，求粒子N打在正方体平面上的位置坐标：
（4）若（2）、（3）中的电场和磁场同时存在，单位时间内有k个M粒子进入腔内，求平面B1C1C2B2受到M粒子的冲击力大小？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】“kWh”相对应的物理量是能量。
故答案为：C。
【分析】“kWh”就是1000W的功率持续一小时的能量。
2.【答案】 B
【解析】【解答】当运动员们保持该造型向下落时，运动员甲看到大地迎面而来，大地相对运动员迎面而来，故答案为：择的参考系是运动员乙，大地相对地面、地面的树木、浮在空中的云都是静止的，B符合题意ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查参考系。参考系是被假定静止不动的物体，其它物体相对参考系有位置变化，说明其它物体运动。
3.【答案】 C
【解析】【解答】A．嫦娥五号上升器月面点火加速上升，所以机械能增加，A不符合题意；
B．加速上升时，加速度向上，处于超重状态，B不符合题意；
C．进入环月轨道后，速度方向一直在变，做变速运动，C符合题意；
D．进入环月轨道后，圆周运动，加速度方向一直指向圆心，方向时刻改变，加速度改变，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】上升过程火箭加速上升，机械能增加，加速度向上，处于超重状态。进入轨道后，速度和加速度的方向在变。
4.【答案】 B
【解析】【解答】A．弹簧劲度系数与形变量无关，与自身性质有关，A不符合题意；
BC．对小车和重物整体，有
小车受到的合力
所以在小车向右运动压缩弹簧的过程中，弹簧形变量变大，则小车受到的合力增大；
重物受到的摩擦力
故摩擦力变大，B符合题意，C不符合题意；
D．重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】弹簧的劲度系数是弹簧本身的性质，压缩弹簧的过程，弹力变大，小车受到的合力变大。重物的加速度跟小车加速度相同，都在变大，故重物受到的摩擦力也在变大。重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右。
5.【答案】 D
【解析】【解答】A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，A不符合题意；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，B不符合题意；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，C不符合题意；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】雷达利用电磁波的反射特性工作，电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，电磁波的频率由波源决定，电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化。
6.【答案】 C
【解析】【解答】A．电场中的导体处于静电平衡状态，是一个等势体，A左端的电势等于B右端的电势，A不符合题意；
B．分开前，A端感应出负电，B端正电，分开后，A带负电，B带正电，B不符合题意；
C．分开后，将A与P接触，上极板带负电，上极板的电势降低，C符合题意；
D．电容器的电容与是否带电无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】金属A端靠近 带正电的带电体C，感应出负电荷，B端感应出负电荷，金属导体是一个等势体。将A与P接触，上极板带负电，上极板的电势降低，电容的大小跟带电无关。
7.【答案】 B
【解析】【解答】A．如图所示
根据几何关系 ，
折射率
绿光在采光球中的传播速度为
A不符合题意；
B．红光折射率小，折射角大，则红光一定能从N点上方射出，B符合题意；
C．紫光不可能直接折射经过O点，如果过的话，折射角为0°，C不符合题意；
D．光由光密到光疏可能发生全反射，则涂层折射率应大于管壁折射率，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据几何关系以及折射率跟入射角和出射角之间的关系，求出绿光在采光球中的传播速度。比较红光折射角和绿光折射角的大小，判断红光能否从N点上方射出。光由光密到光疏才可能发生全反射。
8.【答案】 C
【解析】【解答】令地球与太阳之间的距离和周期分别为r1 ， T1 ， 火星与太阳之间的距离和周期分别为r2 ， T2 ， 则根据开普勒第三定律
解得
故答案为：C。
【分析】考查开普勒第三定律。
9.【答案】 D
【解析】【解答】A．电子在两电极间从上向下加速，说明电场方向从下向上，下端为正极，上端为负极，A不符合题意；
B．两极间电压越大，电子离开电极时的速度越大，电子的动量越大，根据 可知波长越小，B不符合题意；
C．若两极间电压不变，根据
电子离开电极时的速度不变，显微镜的分辨率不变，C不符合题意；
D．由于质子的质量远远大于电子的质量，以相同电压加速时，质子和电子获得的动能相同，根据 可知质子的动量更大，因此质子显微镜分辨率更高，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A根据电子的加速方向判断电子的受力方向，得出电场方向，进而知道正负极。B、电压的大小决定电子离开时的速度和动量，根据 可判断波长大小。C根据动能定理，电压决定离子离开电极的速度，速度决定分辨率。D、质子的质量更大，所以最终的动量更大。
10.【答案】 A
【解析】【解答】风发电功率为
故答案为：A。
【分析】利用物理知识解决实际问题。根据题意，求出电能，再求出功率。
11.【答案】 D
【解析】【解答】AB．当开关闭合时，线圈B的磁通量发生变化，有感应电动势产生，会在火花塞的两电极M、N之间产生火花，AB不符合题意；
C．根据
可知，当A线圈的匝数与B线圈的匝数比值越大时，点火效果更好，C不符合题意；
D．火花放电和尖端放电可以交集，尖端放电可以使点火效果更好，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当开关闭合时，线圈B的磁通量发生变化，有感应电动势产生，会在火花塞的两电极M、N之间产生火花，并且做成针状，尖端放电的效果更好。
12.【答案】 D
【解析】【解答】A．排球从A运动到B的运动时间为
A不符合题意；
B．在A点，运动员对排球做功为
其中
B不符合题意；
C．在A点，运动员对排球的冲量大小为
C不符合题意；
D．在B点平抛竖直分速度
上抛初速度
在B点，排球在竖直方向的动量变化量大小为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】 排球从A运动到B的过程时平抛运动，根据竖直方向的下落高度可以求出时间。运动员对排球做的功在A点全部转化为动能。根据水平方向匀速直线运动求出初速度，得到排球动能。根据排球速度可以直接求出排球动量。求出B点排球的初末速度，求出初末动量，最终求出动量变化。
13.【答案】 D
【解析】【解答】AB．从帧A到帧B的时间间隔是t=0.04s，帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为L=24cm，由题意知其弧长与弦长近似相等，根据线速度的定义有：
人手臂NB长约12cm，MB大约40cm，角速度
AB不符合题意；
C．在AB段
C不符合题意；
D．在BC段的向心加速度约为
D符合题意。
故答案为：D
【分析】考查描述圆周运动的物理量之间的关系。
二、多选题
14.【答案】 B,D
【解析】【解答】A．汤姆孙发现了电子，A不符合题意；
B．与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强，B符合题意；
C．β衰变中的电子来自于核内一个中子转化成一个质子的过程，C不符合题意；
D．当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】汤姆孙发现了电子，与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强，β衰变中的电子来自于核内一个中子转化成一个质子的过程，当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的。
15.【答案】 C,D
【解析】【解答】A．过程1中在A点受到的库仑力大小为
A不符合题意；
B．在P点根据牛顿第二定律可知
解得
B不符合题意；
C．根据单摆公式可知，过程1中从A首次运动到B的时间为
C符合题意；
D．假设2过程中库仑力始终为0.5N不变，则
解得
根据
解得
而实际中库仑力逐渐减小到0.5N，故时间小于0.2s，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】A、考查库仑定律的应用。B、根据竖直平面内圆周运动的规律，有牛顿第二定律可以探究对轨道的压力。C、根据单摆公式可计算时间。D、点电荷受到重力和库仑力，且库仑力不断减小，根据牛顿第二定律和运动学知识，可以判断时间。
16.【答案】 B,D
【解析】【解答】A．在同种均匀介质中，波传播速度相同，由图可知，波源前后两次振动产生波的波长不同，根据 可知，波源前后两次振动的频率不同，A不符合题意；
B．由图知t=3s内，第一列波传播位移为x1=18m，则传播速度为
第一列波振动时间为
第二列波向前传播的位移x2=6m，则传播时间为
则波源两次振动的间隔时间为
B符合题意；
C．t=4s时，两列波在第4s内传播的距离为
则第一列波的波谷传至x=21m处，此处质点在负向最大位移处，质点速度为零，而第二列波在 的质点位移为10cm，不是最大位移，故质点速度不为零，C不符合题意；
D．从 至 的时间内，第一列波引起 处的质点经历半个周期的振动，经过的路程为s1=20cm，第二列波引起 处的质点经过的路程为s2=10cm，故 处的质点经过的路程为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A、振动波长不同，故频率也不同。B、根据题意求出第一列波的振动时间和第二列波的传播时间，根据时间关系求出两次振动的时间间隔。C、根据 时 ，两质点所在位置判断它们的速度。D、分析出从 至 的时间内，该处质点的运动时间，跟周期比较，确定路程。
三、实验题
17.【答案】 ABD；0.91-0.94；守恒
【解析】【解答】①A．纸带安装在复写纸下面，A符合题意；
B．验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，B符合题意．
C．电磁打点计时器使用4-6V交流电，C不符合题意；
D．打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，D符合题意。
故答案为：ABD。
②计数点3瞬时速度大小为
打6时速度
从0到6重力势能减小
动能增加
故机械能守恒。
【分析】电磁打点计时器的工作电压是8V以下的交流电。计数点3瞬时速度大小为计数点2和计数点4之间的平均速度。通过比较动能的增加量和重力势能的减少量，判断机械能是否守恒。
18.【答案】 C；B；B
【解析】【解答】①由单摆的周期公式
得到
将线长作为摆长进行实验，计算时摆长变小，使重力加速度的测量值小于实际值，C符合题意，AB不符合题意。
故答案为：C。
②摆线长度与摆球半径之和为单摆摆长，由图示图象可知，单摆周期T=0时摆长不为零，而有一定数值，说明所测摆长偏大，这是由于把摆线长度与摆球直径之和作为摆长了，多加了摆球半径；B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
③根据
得到
图像的斜率为k，则
而图像中
故摆长
于是得到
即
的斜率依然是k，重力加速度依然是
B符合题意，AC不符合题意。
故答案为：B。
【分析】将线长作为摆长进行实验，计算时摆长变小，使重力加速度的测量值小于实际值。由图示图象可知，单摆周期T=0时摆长不为零，说明所测摆长偏大。根据单摆的周期公式，图像的斜率为重力加速度，摆长不影响斜率的大小。
19.【答案】 C；0.185-0.195；C
【解析】【解答】①该组同学先选用多用电表“×1”倍率测量小灯泡的阻值，机械调零后，红黑表笔短接发现指针位置如图甲所示，没有指到0刻度，故需要进行欧姆调零，即保持红黑表笔短接，将指针调整到电阻为零处。
故答案为：C。
②根据图像可知
当小灯泡两端电压为1.00V时，电流为0.190A，故小灯泡消耗的电功率约为
③根据图像可知，通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时，电压约为0.40V，电阻
故答案为：C。
【分析】万用表测电阻时要进行机械调零，再进行红黑表笔短接调零。根据I—U图像，读出电压对应的电流，利用电功率公式计算功率。根据图像读出通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时的电压，通过欧姆定律计算电阻。
20.【答案】 A和B；需要
【解析】【解答】在实验过程中，除了需要查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈A和线圈B的绕制方向。
【分析】需查清线圈A和线圈B的绕制方向和流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系。
四、解答题
21.【答案】 （1）解：设最大速度为vm ， 则：
解得：
（2）解：设加速和减速阶段加速度大小分别为a1、a2 ， 加速时间为t1 ， 则：
加速度方向竖直向下
（3）解：设座舱对乘客的作用力为F，则：
【解析】【分析】（1）上升过程的最大速度即匀加速过程的末速度，根据匀变速运动的规律，可以求出此速度。
（2）减速过程最终末速度为零，通过逆向思维，看成初速度为零的匀加速直线运动。且加速过程的末速度等于减速过程的初速度。
（3）根据牛顿第二定律，可以直接解答此问。
22.【答案】 （1）解：滑块从A运动到C的过程中机械能守恒，设C点速度大小为v，则
设在C点轨道对滑块的作用力为F，则
联立方程得：
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为mg
（2）解：滑块从h高处下滑时，根据能量守恒
设开始下滑的最大高地高度为H，则
又
联立方程可得：
（3）解：在保证缓冲装置正常工作的同时，滑块又不脱离轨道且停留在BE段，则
①滑块恰好能过C点时，则：
解得：
②滑块被弹簧反弹后恰好到达与圆心等高点，设弹簧压缩量为x，则：
解得：
解得：
联立①②可知，h应满足的条件是
【解析】【分析】（1） 滑块从A运动到C的过程中机械能守恒，可求得C点的速度，再运用牛顿第二定律求出圆周运动最高点的作用力。（2） 滑块压缩弹簧的距离不超过2r 为临界条件，运用能量守恒，重力势能转化为热能和弹性势能。
（3）恰好过C点的临界条件是在C点只有重力提供向心力，根据动能定理求出此时的高度。另外， 滑块被弹簧反弹后恰好到达与圆心等高点，根据能量守恒，求得此时的高度。
23.【答案】 （1）解：感应电动势的最大值
变化周期
感应电动势随时间变化的图像如图所示
（2）解：磁通量变化量
通过电路的总电量
通过电阻R的电量
（3）解：通过金属棒的电流有效值
一个周期内产生的热量
一个周期内产生的热量
（4）解：此时感应电动势大小
通过金属棒的电流 ，安培力大小
弹力大小
弹簧形变量
①当电流方向从a到b时，弹簧距离金属棒的距离为6.8cm
②当电流方向从b到a时，弹簧距离金属棒的距离为3.2cm
【解析】【分析】（1）求出感应电动势最大值，根据角速度求出周期，写出电压随时间的变化关系，作出图像。
（2）根据法拉第磁感应定律和电量公式，计算总电量。
（3）根据电流最大值，求出有效值，算出相应时间内产生的热量。
（4）根据感应电动势求出感应电流，从而可求安培力，根据平衡条件，解得结果。
24.【答案】 （1）解：设粒子经加速获得的速度为v，则
解得
（2）解：设粒子打在平面 上，则 ，
，
联立方程得
粒子从M、N打在正方体平面上的位置坐标均为
（3）解：根据 ，
联立方程得，粒子在磁场中圆周运动半径
若粒子恰好打在 上，则半径 ，所以粒子打在平面 上。粒子N打在正方体平面上的位置坐标均为
（4）解：粒子M沿直线匀速运动并垂直撞击平面 ，设粒子受到平面的作用力为F，则在 时间内
平面 受到M粒子的冲击力大小为
【解析】【分析】（1）粒子在两极板间加速，根据动能定理可以求得速度，在静电分析器中，电场力提供向心力。
（2）粒子进入正方体，做类平抛运动，合外力就是电场力。
（3）加磁场，粒子做圆周运动，洛仑兹力提供向心力，求出圆周运动半径，根据几何关系，求出坐标。
（4）根据动量定理求出冲击力。
浙江省嘉兴市2021届高三下学期物理4月第二次教学质量检测试卷
一、单选题
1.随着科技的发展，固态电池的开发成为新能源车制造的重要研究方向。若某公司研发了使用固态电池技术的150kWh电池包，这里与“kWh”相对应的物理量是（ ）
A. 电量 B. 功率 C. 能量 D. 电容
2.如图是特技跳伞运动员的空中造型图，当运动员们保持该造型向下落时，运动员甲看到大地迎面而来，他选择的参考系可能是（ ）
A. 地面 B. 运动员乙 C. 地面的树木 D. 浮在空中的云
3.2020年12月3日，嫦娥五号上升器月面点火（模拟图如图所示），一段时间后顺利进入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。则上升器携带的月壤（ ）
A. 上升过程中机械能守恒 B. 加速上升时处于失重状态
C. 进入环月轨道后做变速运动 D. 进入环月轨道后加速度不变
4.如图所示，水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与光滑水平地面上的小车接触，小车水平台面上的重物与小车始终保持相对静止，在小车向右运动压缩弹簧的过程中（ ）
A. 弹簧的劲度系数增大 B. 小车受到的合力增大
C. 重物受到的摩擦力不变 D. 重物对小车的摩擦力方向向左
5.雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 雷达利用电磁波的干涉特性工作
B. 电磁波发射时需要进行调谐和解调
C. 电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D. 在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
6.如图甲所示，带正电的带电体C的右侧有两个不带电且相互接触的金属导体A和B，A、B、C均放在绝缘支座上、图乙是不带电的平行板电容器，电容器的下极板接地，P为上极板接线柱。移动绝缘支座分开A、B，则（ ）
A. 分开前，A左端的电势高于B右端的电势 B. 分开后，A带正电，B带负电
C. 分开后，将A与P接触，上极板的电势降低 D. 分开后，将B与P接触，电容器的电容增大
7.导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距 的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（ ）
A. 绿光在采光球中的传播速度为
B. 红光一定能从N点上方射出
C. 紫光有可能直接折射经过O点
D. 要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率
8.如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星绕日公转一年，相当于地球上的两年，假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，则火星与太阳之间的距离约为地球与太阳之间距离的（ ）
A. 0.5倍 B. 倍 C. 倍 D. 2倍
9.肆虐全球的新冠肺炎由新冠病毒引发，新冠病毒直径约60-140nm，通常需要借助电子显微镜才能看到。如图所示为某型号电子显微镜，竖直圆筒的上下两端分别装着电极，电子在两电极间从上向下加速，电子的动量越大，显微镜的分辨率就越高。假设电子由静止开始加速，下列说法正确的是（ ）
A. 圆筒上端为正极，下端为负极
B. 两极间电压越大，电子离开电极时的波长越长
C. 若两极间电压不变，增大圆筒长度可提高显微镜的分辨率
D. 若将电子改为质子，以相同电压加速时质子显微镜分辨率更高
10.为了更好地利用自然资源，某地区利用风力发电为当地生活生产提供电能，如图所示。已知该地区的风速约为10m/s，空气的密度为约1.3kg/m。若使风力发电机转动的风通过的截面积约为400m2 ， 且风能的25%可转化为电能，则发电功率约为（ ）
A. B. C. D.
11.某同学设计了如图所示点火装置。在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个彼此绝缘且靠近的线圈A和B，调节触点K与带有铁头的弹簧片P恰好接触，合上开关S后，就能在火花塞的两电极M、N之间产生火花。关于该设计方案，下列说法正确的是（ ）
A. 不可行，因为电源是直流电 B. 不可行，因为两个线圈的磁通量没有变化
C. 可行，且A的匝数比B多时，点火效果更好 D. 可行，且M，N做成针状时，点火效果更好
12.在2019年世界中学生排球锦标赛上，中国男女排双双获得冠军。如图所示为某次接发球过程的示意图，运动员从场地端线处起跳，将球从离地 高的A点沿垂直端线的方向水平击出，球运动到对方球场时，在离地 ，离端线 处的B点被运动员救起，球沿竖直方向向上运动到离击球点 处的C点处速度为零。已知排球质量 ，排球视为质点，排球场长 ，球网上边缘离地高 ，运动员与排球接触时间均很短，不考虑空气阻力。 ,则（ ）
A. 排球从A运动到B的运动时间为 s
B. 在A点，运动员对排球做功为85J
C. 在A点，运动员对排球的冲量大小为
D. 在B点，排球在竖直方向的动量变化量大小为
13.洗手后我们往往都有“甩水”的动作，如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面，A、B、C是甩手动作最后3帧照片指尖的位置。最后3帧照片中，指尖先以肘关节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之间的距离约为24cm，相邻两帧之间的时间间隔为0.04s，则指尖（ ）
A. 在B点的速度约为3m/s B. 在B点的角速度约为10rad/s
C. 在AB段的向心加速度约为36m/s2 D. 在BC段的向心加速度约为300m/s2
二、多选题
14.电子是组成物质的基本粒子之一，下列说法正确的是（ ）
A. 密立根通过实验发现了电子，并测得了电子的电量
B. 与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强
C. β衰变中的电子来自于核内一个质子转化成一个中子的过程
D. 当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的
15.如图所示，表面光滑、半径 的圆弧形轨道固定在水平地面上，P是圆弧的最低点，A、B是圆弧上等高的两点，弧长 ，O是圆心。O处固定一个带电量为 的点电荷。先让带电量为 、质量 的点电荷从A点由静止开始释放（过程1），再让此电荷从O点正下方0.5m处由静止释放运动到P（过程2）。静电力常量 ，则小球（ ）
A. 过程1中在A点受到的库仑力大小为0.45N B. 过程1中从A运动到P时对轨道的压力大小为1.0N
C. 过程1中从A首次运动到B的时间为0.3πs D. 过程2中运动时间小于0.2s
16.在同种均匀介质中， 处的波源完成半个周期振动产生沿x轴正方向传播的简谐横波，间隔 时间后又产生一列简谐横波以波源第一次从平衡位置开始振动为计时零点， 时首次出现如图所示波形。则（ ）
A. 波源前后两次振动的频率相同
B. 波源两次振动的间隔时间
C. 时， 和 两质点的速度大小相同
D. 从 至 的时间内， 处的质点经过的路程为30cm
三、实验题
17.某同学在“验证机械能守恒定律”实验中利用如图甲所示装置，打点计时器由铁架台台面支撑，复夹起固定作用，将纸带贴着横杆沿竖直方向从静止开始释放。
①关于本实验的操作，下列说法正确的是 。（多选）
A．纸带安装在复写纸下面
B．重锤的质量可以不测量
C．打点计时器使用220V交流电
D．保证打点计时器两限位孔在同一竖直线上
②在正确操作情况下、实验得到的部分纸带如图乙所示。
该同学选取某点为计时起点并记为计数点0，后按纸带实际打出的点取计数点依次记为1、2、3、4、5、6、7，并将各计数点离0的距离记录于下表中、
计数点
0
1
2
3
4
5
6
7
位置（cm）
0
0.88
2.15
3.74
5.78
8.36
11.24
14.26
计数点3瞬时速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；根据上述数据可判断，本次实验中，重锤下落过程中机械能是否守恒？答： （填“守恒”或“不守恒”）。
18.两位同学根据“探究单摆周期与摆长的关系”实验测当地的重力加速度。
①甲同学直接将线长作为摆长进行实验，其通过计算所得重力加速度 实际值。
A．大于 B．等于 C．小于
②乙同学测出多组数据并作出如图所示的 的图像，造成图像不过原点的原因可能是 。
A．小球受到的空气阻力比较大
B．误将摆线长与小球的直径之和作为摆长
C．小球形成了圆锥摆在水平面内做圆周运动
D．测量周期时，误将n次全振动记成了（n-1）次
③根据图测得的重力加速度 实际值。
A．大于 B．等于 C．小于
19.某实验小组在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验用小灯泡的规格是“2.5V，0.3A”。
①该组同学先选用多用电表“ ”倍率测量小灯泡的阻值，机械调零后，红黑表笔短接发现指针位置如图甲所示，该同学接下来需要进行的正确操作是 。
A．断开红黑表笔，重新机械调零
B．断开红黑表笔，转换为“ ”倍率后测量
C．保持红黑表笔短接，将指针调整到电阻为零处
D．保持红黑表笔短接，将指针调整到电流为零处
②实验小组利用图乙所示电路图，通过调整滑动交阻器将小灯泡两端电压从零开始逐渐增大到某最大值，得到的多组I、U数据描绘在I—U图像中，如图丙所示。当小灯泡两端电压为1.00V时，小灯泡消耗的电功率约为 W。
③当通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时，小灯泡灯丝阻值最接近 Ω。
A．1.50 B．2.10 C．2.86 D．8.33
20.某实验小组利用如图丁所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验，其中线圈A与电源电路连接，线圈B与电流表G连接。在实验过程中，①需要查清线圈 的绕制方向。（选填“A”、“B”或“A和B”）；②是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系？答： （选填“需要”或“不需要”）
四、解答题
21.如图所示的巨型装置具有“世界第一跳楼机”之称。该跳楼机可以用30s时间将座舱中的乘客送入120m的高空。假设座舱沿竖直方向从地面由静止开始匀加速上升，达到最大速度后开始做匀减速运动，到达最高点时速度恰好为零，匀加速运动的加速度大小是匀减速运动加速度大小的2倍。忽略空气阻力和风力的影响。求：
（1）上升过程中座舱的最大速度；
（2）减速过程中座舱的加速度；
（3）质量为60kg的乘客在加速过程中受到座舱的作用力大小。
22.如图所示，在同一整直平面内有斜面、圆轨道和缓冲装置固定在水平地面上，斜面、圆轨道均与水平地面平滑连接，缓冲装置中的轻质弹簧右端固定于竖直墙面上，弹簧原长时左、右两端点对应于地面上的点D、E，滑块压缩弹簧的距离不超过2r时，缓冲装置可正常工作。一质量为m的滑块从足够长光滑斜面上离地 处的A点由静止开始下滑，经最低点B进入竖直圆轨道，离开圆轨道后沿水平面继续向前运动并撞击弹簧，直至滑块速度减为0时弹簧的压缩量 。已知圆轨道最低点至竖直墙面间总长度 ，弹簧原长 ，轨道的BE段粗糙，其余均光滑，滑块与轨道BE段之间的动摩擦因数恒为 ，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能Ep与其劲度系数k和形变量x之间满足 （题中k未知）。
（1）求滑块从 处下滑时，经过圆轨道最高点C时对轨道的压力大小；
（2）要保证缓冲装置正常工作，求滑块开始下滑的最大离地高度；
（3）在保证缓冲装置正常工作的同时，滑块又不脱离轨道且停留在BE段，h应满足什么条件？
23.某兴趣小组设计了“摇绳发电”的方案。如图所示，“∧”形等腰金属架两个端点M、N位于同一水平面上，通过导线与固定在水平面上的两根平行金属导轨相连，导轨间接有 的电阻。金属棒ab垂直搁置在导轨上，ab中点通过轻质绝缘弹簧连接一个滑块。金属架和金属棒所在区域均存在竖直向下的匀强磁场。让滑块运动且金属架绕轴线MN以 的角速度匀速转动，金属棒始终保持静止。已知金属架腰长 ，总电阻 ，两腰夹角 ；金属棒长度为1m，阻值 ；导轨间距 ； ， ，忽略一切摩擦。
（1）以金属架到达图示位置时开始计时，在图乙中画出感应电动势随时间变化的图像；
（2）在金属架由图中位置垂直纸面向外转动30%的过程中，求通过电阻R的电量；
（3）求金属架转动一周的过程中，金属棒产生的焦耳热；
（4）已知弹簧振子原长 、劲度系数 ，当金属架与竖直方向成60°夹角时，滑块距离金属棒多远？
24.如图所示，两种同位素的原子核M、N从容器A下方的小孔S1不断飘入S1与S2间的加速电场中，其初速度几乎为零。然后经过小孔S3恰好沿 圆弧通过静电分析器，从小孔S4离开后，由正方体右侧面中心位置处小孔O2（即图中坐标系原点）水平向左沿z轴正方向垂直右侧面进入正方体空腔内。已知静电分析器内有均匀辐向分布的电场，粒子运动轨迹处电场强度大小为E，圆弧半径和正方体边长均为L；M、N的质量分别为m、3m，带电量均为q，重力不计；不考虑粒子之间的相互作用，打在正方体腔壁上的粒子被全部吸收，且不影响腔内场强的分布。
（1）求加速电场两极板之间的电压U；
（2）若在空腔内加沿+x方向、大小为E的匀强电场，求粒子M、N打在正方体平面上的位置坐标；
（3）若在空腔内加沿+y方向、大小为 的匀强磁场，求粒子N打在正方体平面上的位置坐标：
（4）若（2）、（3）中的电场和磁场同时存在，单位时间内有k个M粒子进入腔内，求平面B1C1C2B2受到M粒子的冲击力大小？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】“kWh”相对应的物理量是能量。
故答案为：C。
【分析】“kWh”就是1000W的功率持续一小时的能量。
2.【答案】 B
【解析】【解答】当运动员们保持该造型向下落时，运动员甲看到大地迎面而来，大地相对运动员迎面而来，故答案为：择的参考系是运动员乙，大地相对地面、地面的树木、浮在空中的云都是静止的，B符合题意ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查参考系。参考系是被假定静止不动的物体，其它物体相对参考系有位置变化，说明其它物体运动。
3.【答案】 C
【解析】【解答】A．嫦娥五号上升器月面点火加速上升，所以机械能增加，A不符合题意；
B．加速上升时，加速度向上，处于超重状态，B不符合题意；
C．进入环月轨道后，速度方向一直在变，做变速运动，C符合题意；
D．进入环月轨道后，圆周运动，加速度方向一直指向圆心，方向时刻改变，加速度改变，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】上升过程火箭加速上升，机械能增加，加速度向上，处于超重状态。进入轨道后，速度和加速度的方向在变。
4.【答案】 B
【解析】【解答】A．弹簧劲度系数与形变量无关，与自身性质有关，A不符合题意；
BC．对小车和重物整体，有
小车受到的合力
所以在小车向右运动压缩弹簧的过程中，弹簧形变量变大，则小车受到的合力增大；
重物受到的摩擦力
故摩擦力变大，B符合题意，C不符合题意；
D．重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】弹簧的劲度系数是弹簧本身的性质，压缩弹簧的过程，弹力变大，小车受到的合力变大。重物的加速度跟小车加速度相同，都在变大，故重物受到的摩擦力也在变大。重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右。
5.【答案】 D
【解析】【解答】A．电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，A不符合题意；
B．电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，B不符合题意；
C．电磁波的频率由波源决定，与介质无关，C不符合题意；
D．电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】雷达利用电磁波的反射特性工作，电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，电磁波的频率由波源决定，电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化。
6.【答案】 C
【解析】【解答】A．电场中的导体处于静电平衡状态，是一个等势体，A左端的电势等于B右端的电势，A不符合题意；
B．分开前，A端感应出负电，B端正电，分开后，A带负电，B带正电，B不符合题意；
C．分开后，将A与P接触，上极板带负电，上极板的电势降低，C符合题意；
D．电容器的电容与是否带电无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】金属A端靠近 带正电的带电体C，感应出负电荷，B端感应出负电荷，金属导体是一个等势体。将A与P接触，上极板带负电，上极板的电势降低，电容的大小跟带电无关。
7.【答案】 B
【解析】【解答】A．如图所示
根据几何关系 ，
折射率
绿光在采光球中的传播速度为
A不符合题意；
B．红光折射率小，折射角大，则红光一定能从N点上方射出，B符合题意；
C．紫光不可能直接折射经过O点，如果过的话，折射角为0°，C不符合题意；
D．光由光密到光疏可能发生全反射，则涂层折射率应大于管壁折射率，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据几何关系以及折射率跟入射角和出射角之间的关系，求出绿光在采光球中的传播速度。比较红光折射角和绿光折射角的大小，判断红光能否从N点上方射出。光由光密到光疏才可能发生全反射。
8.【答案】 C
【解析】【解答】令地球与太阳之间的距离和周期分别为r1 ， T1 ， 火星与太阳之间的距离和周期分别为r2 ， T2 ， 则根据开普勒第三定律
解得
故答案为：C。
【分析】考查开普勒第三定律。
9.【答案】 D
【解析】【解答】A．电子在两电极间从上向下加速，说明电场方向从下向上，下端为正极，上端为负极，A不符合题意；
B．两极间电压越大，电子离开电极时的速度越大，电子的动量越大，根据 可知波长越小，B不符合题意；
C．若两极间电压不变，根据
电子离开电极时的速度不变，显微镜的分辨率不变，C不符合题意；
D．由于质子的质量远远大于电子的质量，以相同电压加速时，质子和电子获得的动能相同，根据 可知质子的动量更大，因此质子显微镜分辨率更高，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A根据电子的加速方向判断电子的受力方向，得出电场方向，进而知道正负极。B、电压的大小决定电子离开时的速度和动量，根据 可判断波长大小。C根据动能定理，电压决定离子离开电极的速度，速度决定分辨率。D、质子的质量更大，所以最终的动量更大。
10.【答案】 A
【解析】【解答】风发电功率为
故答案为：A。
【分析】利用物理知识解决实际问题。根据题意，求出电能，再求出功率。
11.【答案】 D
【解析】【解答】AB．当开关闭合时，线圈B的磁通量发生变化，有感应电动势产生，会在火花塞的两电极M、N之间产生火花，AB不符合题意；
C．根据
可知，当A线圈的匝数与B线圈的匝数比值越大时，点火效果更好，C不符合题意；
D．火花放电和尖端放电可以交集，尖端放电可以使点火效果更好，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当开关闭合时，线圈B的磁通量发生变化，有感应电动势产生，会在火花塞的两电极M、N之间产生火花，并且做成针状，尖端放电的效果更好。
12.【答案】 D
【解析】【解答】A．排球从A运动到B的运动时间为
A不符合题意；
B．在A点，运动员对排球做功为
其中
B不符合题意；
C．在A点，运动员对排球的冲量大小为
C不符合题意；
D．在B点平抛竖直分速度
上抛初速度
在B点，排球在竖直方向的动量变化量大小为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】 排球从A运动到B的过程时平抛运动，根据竖直方向的下落高度可以求出时间。运动员对排球做的功在A点全部转化为动能。根据水平方向匀速直线运动求出初速度，得到排球动能。根据排球速度可以直接求出排球动量。求出B点排球的初末速度，求出初末动量，最终求出动量变化。
13.【答案】 D
【解析】【解答】AB．从帧A到帧B的时间间隔是t=0.04s，帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为L=24cm，由题意知其弧长与弦长近似相等，根据线速度的定义有：
人手臂NB长约12cm，MB大约40cm，角速度
AB不符合题意；
C．在AB段
C不符合题意；
D．在BC段的向心加速度约为
D符合题意。
故答案为：D
【分析】考查描述圆周运动的物理量之间的关系。
二、多选题
14.【答案】 B,D
【解析】【解答】A．汤姆孙发现了电子，A不符合题意；
B．与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强，B符合题意；
C．β衰变中的电子来自于核内一个中子转化成一个质子的过程，C不符合题意；
D．当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】汤姆孙发现了电子，与α射线相比，高速电子流的电离作用较弱，穿透能力较强，β衰变中的电子来自于核内一个中子转化成一个质子的过程，当原子处于不同的能级状态时，电子在各处出现的概率是不一样的。
15.【答案】 C,D
【解析】【解答】A．过程1中在A点受到的库仑力大小为
A不符合题意；
B．在P点根据牛顿第二定律可知
解得
B不符合题意；
C．根据单摆公式可知，过程1中从A首次运动到B的时间为
C符合题意；
D．假设2过程中库仑力始终为0.5N不变，则
解得
根据
解得
而实际中库仑力逐渐减小到0.5N，故时间小于0.2s，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】A、考查库仑定律的应用。B、根据竖直平面内圆周运动的规律，有牛顿第二定律可以探究对轨道的压力。C、根据单摆公式可计算时间。D、点电荷受到重力和库仑力，且库仑力不断减小，根据牛顿第二定律和运动学知识，可以判断时间。
16.【答案】 B,D
【解析】【解答】A．在同种均匀介质中，波传播速度相同，由图可知，波源前后两次振动产生波的波长不同，根据 可知，波源前后两次振动的频率不同，A不符合题意；
B．由图知t=3s内，第一列波传播位移为x1=18m，则传播速度为
第一列波振动时间为
第二列波向前传播的位移x2=6m，则传播时间为
则波源两次振动的间隔时间为
B符合题意；
C．t=4s时，两列波在第4s内传播的距离为
则第一列波的波谷传至x=21m处，此处质点在负向最大位移处，质点速度为零，而第二列波在 的质点位移为10cm，不是最大位移，故质点速度不为零，C不符合题意；
D．从 至 的时间内，第一列波引起 处的质点经历半个周期的振动，经过的路程为s1=20cm，第二列波引起 处的质点经过的路程为s2=10cm，故 处的质点经过的路程为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】A、振动波长不同，故频率也不同。B、根据题意求出第一列波的振动时间和第二列波的传播时间，根据时间关系求出两次振动的时间间隔。C、根据 时 ，两质点所在位置判断它们的速度。D、分析出从 至 的时间内，该处质点的运动时间，跟周期比较，确定路程。
三、实验题
17.【答案】 ABD；0.91-0.94；守恒
【解析】【解答】①A．纸带安装在复写纸下面，A符合题意；
B．验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，B符合题意．
C．电磁打点计时器使用4-6V交流电，C不符合题意；
D．打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，D符合题意。
故答案为：ABD。
②计数点3瞬时速度大小为
打6时速度
从0到6重力势能减小
动能增加
故机械能守恒。
【分析】电磁打点计时器的工作电压是8V以下的交流电。计数点3瞬时速度大小为计数点2和计数点4之间的平均速度。通过比较动能的增加量和重力势能的减少量，判断机械能是否守恒。
18.【答案】 C；B；B
【解析】【解答】①由单摆的周期公式
得到
将线长作为摆长进行实验，计算时摆长变小，使重力加速度的测量值小于实际值，C符合题意，AB不符合题意。
故答案为：C。
②摆线长度与摆球半径之和为单摆摆长，由图示图象可知，单摆周期T=0时摆长不为零，而有一定数值，说明所测摆长偏大，这是由于把摆线长度与摆球直径之和作为摆长了，多加了摆球半径；B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
③根据
得到
图像的斜率为k，则
而图像中
故摆长
于是得到
即
的斜率依然是k，重力加速度依然是
B符合题意，AC不符合题意。
故答案为：B。
【分析】将线长作为摆长进行实验，计算时摆长变小，使重力加速度的测量值小于实际值。由图示图象可知，单摆周期T=0时摆长不为零，说明所测摆长偏大。根据单摆的周期公式，图像的斜率为重力加速度，摆长不影响斜率的大小。
19.【答案】 C；0.185-0.195；C
【解析】【解答】①该组同学先选用多用电表“×1”倍率测量小灯泡的阻值，机械调零后，红黑表笔短接发现指针位置如图甲所示，没有指到0刻度，故需要进行欧姆调零，即保持红黑表笔短接，将指针调整到电阻为零处。
故答案为：C。
②根据图像可知
当小灯泡两端电压为1.00V时，电流为0.190A，故小灯泡消耗的电功率约为
③根据图像可知，通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时，电压约为0.40V，电阻
故答案为：C。
【分析】万用表测电阻时要进行机械调零，再进行红黑表笔短接调零。根据I—U图像，读出电压对应的电流，利用电功率公式计算功率。根据图像读出通过小灯泡的电流从最大值重新调节到140mA时的电压，通过欧姆定律计算电阻。
20.【答案】 A和B；需要
【解析】【解答】在实验过程中，除了需要查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈A和线圈B的绕制方向。
【分析】需查清线圈A和线圈B的绕制方向和流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系。
四、解答题
21.【答案】 （1）解：设最大速度为vm ， 则：
解得：
（2）解：设加速和减速阶段加速度大小分别为a1、a2 ， 加速时间为t1 ， 则：
加速度方向竖直向下
（3）解：设座舱对乘客的作用力为F，则：
【解析】【分析】（1）上升过程的最大速度即匀加速过程的末速度，根据匀变速运动的规律，可以求出此速度。
（2）减速过程最终末速度为零，通过逆向思维，看成初速度为零的匀加速直线运动。且加速过程的末速度等于减速过程的初速度。
（3）根据牛顿第二定律，可以直接解答此问。
22.【答案】 （1）解：滑块从A运动到C的过程中机械能守恒，设C点速度大小为v，则
设在C点轨道对滑块的作用力为F，则
联立方程得：
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为mg
（2）解：滑块从h高处下滑时，根据能量守恒
设开始下滑的最大高地高度为H，则
又
联立方程可得：
（3）解：在保证缓冲装置正常工作的同时，滑块又不脱离轨道且停留在BE段，则
①滑块恰好能过C点时，则：
解得：
②滑块被弹簧反弹后恰好到达与圆心等高点，设弹簧压缩量为x，则：
解得：
解得：
联立①②可知，h应满足的条件是
【解析】【分析】（1） 滑块从A运动到C的过程中机械能守恒，可求得C点的速度，再运用牛顿第二定律求出圆周运动最高点的作用力。（2） 滑块压缩弹簧的距离不超过2r 为临界条件，运用能量守恒，重力势能转化为热能和弹性势能。
（3）恰好过C点的临界条件是在C点只有重力提供向心力，根据动能定理求出此时的高度。另外， 滑块被弹簧反弹后恰好到达与圆心等高点，根据能量守恒，求得此时的高度。
23.【答案】 （1）解：感应电动势的最大值
变化周期
感应电动势随时间变化的图像如图所示
（2）解：磁通量变化量
通过电路的总电量
通过电阻R的电量
（3）解：通过金属棒的电流有效值
一个周期内产生的热量
一个周期内产生的热量
（4）解：此时感应电动势大小
通过金属棒的电流 ，安培力大小
弹力大小
弹簧形变量
①当电流方向从a到b时，弹簧距离金属棒的距离为6.8cm
②当电流方向从b到a时，弹簧距离金属棒的距离为3.2cm
【解析】【分析】（1）求出感应电动势最大值，根据角速度求出周期，写出电压随时间的变化关系，作出图像。
（2）根据法拉第磁感应定律和电量公式，计算总电量。
（3）根据电流最大值，求出有效值，算出相应时间内产生的热量。
（4）根据感应电动势求出感应电流，从而可求安培力，根据平衡条件，解得结果。
24.【答案】 （1）解：设粒子经加速获得的速度为v，则
解得
（2）解：设粒子打在平面 上，则 ，
，
联立方程得
粒子从M、N打在正方体平面上的位置坐标均为
（3）解：根据 ，
联立方程得，粒子在磁场中圆周运动半径
若粒子恰好打在 上，则半径 ，所以粒子打在平面 上。粒子N打在正方体平面上的位置坐标均为
（4）解：粒子M沿直线匀速运动并垂直撞击平面 ，设粒子受到平面的作用力为F，则在 时间内
平面 受到M粒子的冲击力大小为
【解析】【分析】（1）粒子在两极板间加速，根据动能定理可以求得速度，在静电分析器中，电场力提供向心力。
（2）粒子进入正方体，做类平抛运动，合外力就是电场力。
（3）加磁场，粒子做圆周运动，洛仑兹力提供向心力，求出圆周运动半径，根据几何关系，求出坐标。
（4）根据动量定理求出冲击力。
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