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浙江省浙江金华第一中学2024届高三下学期模拟预测物理试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省浙江金华第一中学2024届高三下学期模拟预测物理试题（Word版附解析），文件包含2024届浙江省浙江金华第一中学高三下学期模拟预测物理试题Word版含解析docx、2024届浙江省浙江金华第一中学高三下学期模拟预测物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共38页， 欢迎下载使用。
考生注意：
1．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4．可能用到的相关参数：重力加速度g取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对的得3分，选错的得0分）
1. 物理学中常常用物理量之比表示研究对象的某种性质，定义一个新的物理量的同时，也确定了这个物理量与原有物理量之间的关系。下列四个选项中不属于用物理量之比定义新的物理量的是（ ）
A. 场强B. 电势C. 电容D. 电流
【答案】A
【解析】
【详解】A．电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比，所以其定义式为
则
不是定义式，故A符合题意；
B．电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比，故其定义式为
故B不符合题意；
C．电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比，故其定义式为
故C不符合题意；
D．电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值，故其定义式为
故D不符合题意。
故选A。
2. 国际拔河比赛根据每队8名运动员的体重分成若干重量级别，同等级别的两队进行比赛。比赛中运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。比赛双方相持时，运动员会向后倾斜身体，使地面对人的作用力与身体共线。不计拔河绳的质量，下列说法正确的是（ ）
A. 获胜队伍对绳的拉力大于对方队伍对绳的拉力
B. 因为绳子的拉力处处相等，所以两队队员受到的地面摩擦力总是相等
C. 双方相持时，若绳子拉力增大，则地面对运动员的作用力增大
D. 双方相持时，运动员身体后倾，减小与地面间的夹角，是为了增加与地面间的正压力
【答案】C
【解析】
【详解】A．对绳子分析可知，两队对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故A错误；
B．对两队整体分析可知，当整体突然向获胜的一方移动时，获胜一方受到的静摩擦力大于另一方受到的静摩擦力，故B错误；
CD．双方相持时，对人受力分析，竖直方向有
所以支持力N不变，所以运动员改变与身体地面间的夹角时，运动员受到地面的弹力不会变，在水平方向有
当绳子拉力T变大时，则静摩擦力f变大，摩擦力和支持力的合力增大，即地面对运动员的作用力增大，故C正确，D错误。
故选C。
3. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
B. 核聚变反应过程中没有质量亏损
C. 氘氚核聚变的核反应方程为
D. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
【答案】C
【解析】
【详解】A．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
B．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
故C正确；
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确；
故选C。
4. 关于做自由落体运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 动能随时间变化的快慢随时间均匀增大
B. 动量随时间变化的快慢随时间均匀增大
C. 重力势能随位移变化的快慢随位移均匀减小
D. 机械能随位移变化的快慢随位移均匀减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．因
则图像的斜率随t的增加而增大，则动能随时间变化的快慢随时间均匀增大，选项A正确；
B．因
则
动量随时间变化的快慢随时间不变，选项B错误；
C．重力势能
则
重力势能随位移变化的快慢随x不变，选项C错误；
D．物体的机械能守恒，则机械能随位移变化的快慢随位移不变，选项D错误。
故选A。
5. 据新华社北京3月21日电，记者21日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作1630天的天宫一号目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务．根据预测，天宫一号的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终再入大气层烧毁．若天宫一号服役期间的轨道可视为圆且距地面h(h≈343 km)，运行周期为T，地球的半径为R，下列关于天宫一号的说法正确的是
A. 因为天宫一号的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度
B. 女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用
C. 天宫一号再入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
D. 由题中信息可知地球的质量为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力可知
解得
由于天宫一号的轨道半径小于同步卫星的半径，则其线速度大于同步卫星的线速度，故A错误；
B．航天员在天宫一号中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，不是不受地球的引力作用，故B错误；
C．根据动能定理可知引力与空气阻力对天宫一号做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即天宫一号克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力可知
解得
故D错误．
故选C．
6. 如图所示，原来不带电的长为l的导体棒水平放置，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。已知O为棒的中点，A、B为棒上左、右端的一点，当棒达到静电平衡后（ ）
A. 棒整体带负电
B. A点电势比B点电势高
C. 感应电荷在O处的场强方向水平向左
D. O点场强大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电荷守恒定律可知，棒的电荷量不变，故A项错误；
B．由静电平衡可知，导体棒是一个等势体，所以其表面上各点电势处处相等，故B项错误；
CD．由静电平衡可知，O点的合场强为零，感应电荷在O处电场强度与正点电荷在O处产生的电场强度大小相等，方向相反。正电荷在O点的电场强度大小为
所以感应电荷在O点处产生场强为
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，甲同学在地面上将排球以速度v₁击出，排球沿轨迹①运动；经过最高点后，乙同学跳起将排球以水平速度v₂击回，排球沿轨迹②运动， 恰好落回出发点。忽略空气阻力， 则排球（ ）
A. 沿轨迹②运动的最大速度可能为v1
B. 沿轨迹①运动的最小速度为v2
C. 沿轨迹①和轨迹②运动过程的速度变化量大小相同
D. 沿轨迹①和轨迹②运动过程的平均速度大小可能相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据图像可知，轨迹①最高点大于轨迹②最高点，分析在最高点往左运动，根据平抛规律可知
轨迹①运动时间长，但水平位移小，所以轨迹①水平分速度小，竖直分速度
轨迹①的大，所以沿轨迹②运动的最大速度可能为v1，沿轨迹①运动的最小速度即水平速度小于v2，故A正确，B错误；
C．沿轨迹①和轨迹②运动过程的速度变化量
不同，因为运动时间不同，故C错误；
D．沿轨迹①和轨迹②运动过程的平均速度大小不同，因为位移大小相同，但时间不同，故D错误。
故选A。
8. 如图所示，质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力大小为f1=2.5N
B. 木块对铁箱压力的大小N=15N
C. 铁箱与地面的摩擦力为f2=7.5N
D. 水平拉力大小F=129N
【答案】D
【解析】
【详解】A．木块恰好能静止在后壁上，在竖直方向由平衡条件得木块受到摩擦力大小为
A错误；
B．由滑动摩擦力公式可知木块对铁箱压力的大小为
B错误；
C．铁箱与地面的摩擦力为
D．对木块在水平方向上由牛顿第二定律得
对整体由牛顿第二定律得
解得
D正确；
故选D。
9. 某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。光把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡
B. 若增大C，则的值将减小
C. 在时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向
D. 在时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热转化为内能。故A错误；
B．若增大C，则电路的振荡周期增大，则增大。故B错误；
C．在t₁-t₂时间段电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故C错误；
D．在t₂-t₃时间段电容器处于正向放电，线圈中的磁场能正逐渐增大。故D正确。
故选D。
10. 如图为某城市广场喷泉喷出的水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度。靠近看，喷管的直径为10cm。请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率约为（ ）
A. 45kWB. 450kWC. 90kWD. 900kW
【答案】B
【解析】
【详解】管口的圆形内径约有10cm，则半径
r=5cm=0.05m
根据实际情况，每层楼高h=3m，所以喷水的高度
H=40h=120m
由，解得水离开管口的速度为
设给喷管喷水的电动机输出功率为P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为
根据动能定理可得
解得
代入数据解得
故选B。
11. 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，、、是定值电阻，，，是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重，没装料时，g取。下列说法中正确的是（ ）
A. 阻值为
B. 装料时，的阻值逐渐变大，的值逐渐变小
C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，传感器的示数也变大
D. 应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量
【答案】C
【解析】
【详解】A．电路中，当没装料时，此时拉力等于料斗重，为，故应变片电阻为20kΩ，根据串并联电压关系，有
解得
故A错误；
B．装料时，则拉力逐渐变大，应变片电阻的阻值逐渐变大，则两端电压逐渐增加，b点电势升高，故的值逐渐增加，故B错误，C正确；
D．应变片作用是把物体拉力这个力学量转换为电压这个电学量，故D错误。
故选C。
12. 哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块圆柱体冰砖，上、下底面半径为1m，轴截面为正方形，上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是（ ）
A. 若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则
B. 由灯直接发出的光照射到冰砖侧面时能从侧面任何位置射出
C. 由灯直接发出的光照射到冰砖上表面时都能从上表面任何位置射出
D. 从冰砖正上方沿方向观察，点光源的视深是
【答案】C
【解析】
【详解】A．若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则
故A错误；
BC．作出发生全反射临界光路图，如图所示
在直角中，由几何关系可知
故由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，而
故由灯直接发出的光照到冰砖侧面时不是能从侧面任何位置射出，故B错误，C正确；
D．实深是AB，设视深为h，根据折射率定义式结合几何关系可知
可得
故D错误。
故选C。
13. 如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为、、，该霍尔片放在磁感应强度大小为、方向平行于边的匀强磁场中。闭合电键，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为，该电流在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为，电子在霍尔片中的平均速度，其中电子迁移率为已知常数。电子电量为，电子的质量为。霍尔片单位体积内的电子数为，则（ ）
A. 霍尔片前后侧面的电压为
B. 霍尔片内的电场强度为
C. 通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D. 当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
【答案】B
【解析】
【详解】A．设霍尔片前后侧面的电压为，根据洛伦兹力与电场力平衡可得
其中
，
联立解得
故A错误；
B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为
沿电流方向的恒定电场为
则霍尔片内的电场强度为
故B正确；
C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；
D．若已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误。
故选B。
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点
B. 布朗运动说明了悬浮的颗粒分子在做无规则运动
C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D. 往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是水表面张力的作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构的特征，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A正确；
B．布朗运动说明了液体分子在做永不停息的无规则运动，故B错误；
C．当分子间的距离从到，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大，故C正确；
D．往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是由于水的表面张力可以使液面具有收缩的趋势，故D正确。
故选ACD。
15. 如图甲，在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6m。时刻，朱紫国国王搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图丙所示，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 波速为1.6m/s
B. 时，质点C第一次运动到波峰
C. 在到内，质点B通过的路程为3.5mm
D. 若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上，他的脉搏振动频率为1Hz，则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
【答案】CD
【解析】
【详解】A．A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B两质点间的距离满足
（n＝0，1，2，3…）
因波长大于0.6m，则
，
由图丙可知波的周期为，波速为
故A错误；
B．由图丙可知，所有质点的起振方向均沿y轴负方向，质点C第一次运动到波峰的时间为
故B错误；
C．质点B起振的时间为
在到内，质点B振动了
质点B通过的路程为
故C正确；
D．机械波的频率为
故丝线两端波源的振动频率相同，能发生稳定的干涉现象，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 小明在实验室中利用牛顿第二定律测量小车质量，实验装置如图1所示。
实验操作步骤如下：
a．在小车上挂上小吊盘，调整滑轮高度，使细线平行于木板；
b．在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码，将小车拉到靠近打点计时器处；
c．接通打点计时器电源，释放小车，关闭电源，取下纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；
d．重新安装纸带，仅改变小车中砝码的质量，重复步骤c。
（1）安装纸带时，有图2（甲）、（乙）两种穿法，你认为正确的是________（选填“甲”或“乙”）。
（2）实验前需要先补偿小车受到的阻力，在补偿阻力前，下列操作正确的是________
A. 需要取下小吊盘和物块B. 只需要取下小吊盘中的物块
（3）以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线如图3所示，测得图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，重力加速度为g，则小车的质量为________（用k、b、g表示）。
【答案】（1）乙 （2）A
（3）
【解析】
【小问1详解】
安装纸带时，应该让复写纸在纸带的上面，让复写纸压住纸带，则图乙穿法正确。
【小问2详解】
实验前需要先补偿小车受到的阻力，在补偿阻力前，需要取下小吊盘和物块，让小车拖着纸带匀速运动。
故选A。
【小问3详解】
设小车质量M，小吊盘以及内部所放的物块的质量m0，则由
即
由图像可知
，
解得
17. 科技实践小组的同学们应用所学电路知识，对“一抽到底”的纸巾盒进行改装，使纸巾剩余量可视化。同学们使用的器材有：电源（，内阻不计）、定值电阻（）、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
（1）用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻，选用“”倍率的电阻档测量，发现多用电表指针的偏转角度很大，因此需选择________（选填“”或“”）倍率的电阻档，并需________________（填操作过程）后，再次进行测量，多用电表的指针如图所示。
（2）将铅笔芯固定在纸巾盒侧边，截取一段导线固定在挡板C，并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动。
（3）不计多用电表内阻，多用电表应该把选择开关打在“mA档”，量程为________（选填“2.5”、“25”或“250”）。
（4）将以上装置调试完毕并固定好，便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度，设铅笔芯总电阻为R，总长度为L，不计多用电表内阻，则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I=________________（用题中物理量符号表达）。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来，并进行标识，从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
【答案】 ①. ②. 欧姆调零 ③. 250 ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]多用电表指针的偏转角度很大，说明读数很小，倍率较高，则需选择倍率的电阻档，并需要重新欧姆调零之后进行测量。
（3）[3]纸巾没有使用时，铅笔芯电阻视为零，则最大电流为
则量程为250mA。
（4）[4]铅笔芯接入电路的电阻为
回路中的电流为
代入可得
18. 以下说法正确的是（ ）
A. 在“测量玻璃的折射率”实验中，可以用铅笔靠着玻璃砖的边描出分界面
B. 在“探究向心力大小表达式”实验中，两变速塔轮的角速度一定不能相同
C. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以左右拨动拨杆
D. 在“用油膜估测分子的大小”实验中，配置好的油酸酒精溶液长时间置于空气中，会导致分子直径的测量值明显偏小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．为了防止弄脏玻璃界面，引起误差，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故A错误；
B．“探究向心力大小表达式”实验运用控制变量法的实验方法，两变速塔轮的角速度可以相同，此时探究向心力与质量或半径的关系，故B错误；
C．要使干涉条纹更加清晰明亮，必须通过左右拨动拨杆，故C正确；
D．在“用油膜法估测油酸分子的大小实验中，若配置好的油酸酒精溶液放置时间较长后再进行实验，油酸溶液的实际浓度变大，则油酸的体积测量值偏小，导致油酸分子直径测量结果偏小，故D正确。
故选CD。
19. 如图所示，在竖直放置的导热性良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的热力学温度为，活塞处于A处，它与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后到达B处再次处于静止状态。
（1）外界空气的热力学温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
（3）某人在上一问的基础上又接着提了一个问题，说：“有人在活塞上方施加一个竖直向下的外力，使气体从上一问的状态B（活塞在B处）缓慢地回到状态A（活塞在A处），在此过程中外力做功是多少？”他的解答思路如下：设状态A和状态B时的外力分别为和，外力做功。请你对他的解答思路进行评价：如果你认为正确，请求出结果；如果你认为不正确，请说出错误的原因，不必求出正确结果？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖一吕萨克定律有
解得
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对气体做的功
根据热力学第一定律得，密闭气体增加的内能
（3）气体发生等温变化，根据玻意耳定律及平衡状态可知F并非线性变化，所以该同学解答思路错误。
20. 如图所示，AOB是游乐场中的滑道模型，位于竖直平面内，由两个半径为R的圆周连接而成，它们的圆心、与两圆弧的连接点O在同一竖直线上。沿水池的水面方向，B点右侧为无穷大水平面，水平面上有一系列沿方向的漂浮的木板，木板的质量为M，长度为。一质量为m的小孩（可视为质点）可由弧AO的任意点静止开始下滑。不考虑水与木板接触面的阻力，设木板质量足够大且始终处于水平面上。
（1）若小孩恰能在O点脱离滑道，求小孩静止下滑处距O点的高度？
（2）凡能在O点脱离滑道的小孩，其落水点到的距离范围？
（3）若小孩从O点静止下滑，求脱离轨道时的位置与的连线与竖直方向夹角的余弦值？
（4）某小孩从O点脱离滑道后，恰好落在某木板的中央，经过一段时间振荡和调节后，该木板和小孩处于静止状态，小孩接下来开始在木板上表演水上漂。如果小孩能一次跳离木板，求小孩做功的最小值？
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）若小孩恰能在O点脱离滑道，此时向心力由重力提供
根据机械能守恒可得
解得小孩静止下滑处距O点高度为
（2）凡能在O点脱离滑道的小孩，其距离O点的高度范围是
由机械能守恒可得
平抛运动的初速度为
平抛运动的时间为
其落水点到的距离为
其落水点到的距离范围为
（3）若小孩从O点静止下滑，脱离轨道时的位置与的连线与竖直方向夹角设为，则
由机械能守恒可得
解得
（4）根据题意，木板质量足够大，分析第一次跳离木板，可看作斜向右上方的斜抛运动，水平位移最小为l，水平初速度为，竖直初速度为，则有
小孩做功为
根据数学知识可知，当时，存在最小的功，为
21. 如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别是，。两环通过电刷分别与间距L=0.2m的平行光滑水平金属轨道PM和相连，右侧是水平绝缘导轨，并由一小段圆弧平滑连接倾角的等距金属导轨，下方连接阻值R=0.2的电阻。水平导轨接有理想电容器，电容C=1F。导体棒ab、cd，垂直静止放置于两侧，质量分别为，，电阻均为r=0.1。ab放置位置与距离足够长，所有导轨均光滑，除已知电阻外，其余电阻均不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，忽略磁场对电容器的影响。圆环处的金属杆做顺时针匀速转动，角速度。求：
（1）S掷向1，稳定后电容器所带电荷量的大小q；
（2）在题（1）的基础上，再将S掷向2，导体棒ab到达的速度大小；
（3）ab与cd棒发生弹性碰撞后，cd棒由水平导轨进入斜面忽略能量损失，沿斜面下滑12m距离后，速度达到最大，求电阻R上产生的焦耳热（此过程ab棒不进入斜面）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆顺时针切割磁感线产生电动势为
稳定时
解得
（2）右侧是水平绝缘导轨，将S掷向2后，ab棒与电容器组成电路，当电容器两端电压与ab棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒做匀速运动，设此时ab棒速度为v，电容器带电为，则
根据动量定理可得
联合解得
（3）棒ab与cd发生弹性碰撞，则
解得
当cd棒做匀速运动时速度达到最大，设最大速度为，对cd棒受力分析，根据受力平衡可得
而
根据能量守恒得
联合解得
故电阻R上产生的焦耳热为
22. 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛应用。
（1）如图1所示为电子枪的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用力，设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小；
（2）电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图2所示，有一半径为r的圆形区域，圆心a与屏相距l，b是屏上的一点，ab与屏垂直，接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域，若圆形区域内不加磁场时，电子打在屏上的b点，为了使电子打在屏上的c点，c与b相距，则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小；
（3）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图3甲所示，电子被的电场加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图3乙所示的偏转电场，偏转电极的极板长为，两板间距离为d，极板右端与荧光屏的距离为，当在偏转电极上加如图3丙所示的正弦交变电压时（所有电子均能从极板中射出，且电子穿过极板的时间极短，约），求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度；
（4）①若在偏转电极上加如图3丁所示的电压，在偏转电极上加如图丙所示的电压时，荧光屏上显示出如图戊所示的图形，此时上所加电压的周期是多少？
②若在两个偏转电极上分别加上，的交变电压时，荧光屏上将显示出各种各样的图形，这些图形称为李萨茹图形。若在偏转电极上加如图3丙所示的电压，在偏转电极上加如图3己所示的电压时，请你尝试画出荧光屏上将会出现的图形。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）①s；②
【解析】
【详解】（1）加速电场中，根据动能定理有
解得
（2）如图所示
根据几何关系可知
则
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（3）偏转电压为Um时，偏转电场中
解得
出电场后，由几何关系可得
解得
荧光屏上亮线的最大长度
（4）①由图可知所加电压的周期为丙周期的2倍，则周期为
s
②图像如下图
23. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为_____m/s2（保留3位有效数字）。
（3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是____________，原因是____________。
【答案】 ①. 19.20 ②. 9.86 ③. 随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小 ④. 随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小
【解析】
【详解】（1）[1]用游标卡尺测量摆球直径d=19mm+0.02mm×10=19.20mm
（2）[2]单摆摆长为
L=990.1mm+×19.20mm=999.7mm
根据
可得
带入数据
（3）[3][4]由图可知，随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小，原因是随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小。
考生注意：
1．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4．可能用到的相关参数：重力加速度g取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对的得3分，选错的得0分）
1. 物理学中常常用物理量之比表示研究对象的某种性质，定义一个新的物理量的同时，也确定了这个物理量与原有物理量之间的关系。下列四个选项中不属于用物理量之比定义新的物理量的是（ ）
A. 场强B. 电势C. 电容D. 电流
【答案】A
【解析】
【详解】A．电场强度的定义是放在电场中的点电荷受到的电场力与其电荷量之比，所以其定义式为
则
不是定义式，故A符合题意；
B．电势的定义是放在电场中的点电荷具有的电势能与其电荷量之比，故其定义式为
故B不符合题意；
C．电容的定义是电容器所带电荷量与其电压之比，故其定义式为
故C不符合题意；
D．电流的定义是通过导体横截面的电荷量与时间比值，故其定义式为
故D不符合题意。
故选A。
2. 国际拔河比赛根据每队8名运动员的体重分成若干重量级别，同等级别的两队进行比赛。比赛中运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。比赛双方相持时，运动员会向后倾斜身体，使地面对人的作用力与身体共线。不计拔河绳的质量，下列说法正确的是（ ）
A. 获胜队伍对绳的拉力大于对方队伍对绳的拉力
B. 因为绳子的拉力处处相等，所以两队队员受到的地面摩擦力总是相等
C. 双方相持时，若绳子拉力增大，则地面对运动员的作用力增大
D. 双方相持时，运动员身体后倾，减小与地面间的夹角，是为了增加与地面间的正压力
【答案】C
【解析】
【详解】A．对绳子分析可知，两队对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故A错误；
B．对两队整体分析可知，当整体突然向获胜的一方移动时，获胜一方受到的静摩擦力大于另一方受到的静摩擦力，故B错误；
CD．双方相持时，对人受力分析，竖直方向有
所以支持力N不变，所以运动员改变与身体地面间的夹角时，运动员受到地面的弹力不会变，在水平方向有
当绳子拉力T变大时，则静摩擦力f变大，摩擦力和支持力的合力增大，即地面对运动员的作用力增大，故C正确，D错误。
故选C。
3. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
B. 核聚变反应过程中没有质量亏损
C. 氘氚核聚变的核反应方程为
D. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
【答案】C
【解析】
【详解】A．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
B．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
故C正确；
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确；
故选C。
4. 关于做自由落体运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 动能随时间变化的快慢随时间均匀增大
B. 动量随时间变化的快慢随时间均匀增大
C. 重力势能随位移变化的快慢随位移均匀减小
D. 机械能随位移变化的快慢随位移均匀减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．因
则图像的斜率随t的增加而增大，则动能随时间变化的快慢随时间均匀增大，选项A正确；
B．因
则
动量随时间变化的快慢随时间不变，选项B错误；
C．重力势能
则
重力势能随位移变化的快慢随x不变，选项C错误；
D．物体的机械能守恒，则机械能随位移变化的快慢随位移不变，选项D错误。
故选A。
5. 据新华社北京3月21日电，记者21日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作1630天的天宫一号目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务．根据预测，天宫一号的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终再入大气层烧毁．若天宫一号服役期间的轨道可视为圆且距地面h(h≈343 km)，运行周期为T，地球的半径为R，下列关于天宫一号的说法正确的是
A. 因为天宫一号的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度
B. 女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用
C. 天宫一号再入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
D. 由题中信息可知地球的质量为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力可知
解得
由于天宫一号的轨道半径小于同步卫星的半径，则其线速度大于同步卫星的线速度，故A错误；
B．航天员在天宫一号中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，不是不受地球的引力作用，故B错误；
C．根据动能定理可知引力与空气阻力对天宫一号做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即天宫一号克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力可知
解得
故D错误．
故选C．
6. 如图所示，原来不带电的长为l的导体棒水平放置，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。已知O为棒的中点，A、B为棒上左、右端的一点，当棒达到静电平衡后（ ）
A. 棒整体带负电
B. A点电势比B点电势高
C. 感应电荷在O处的场强方向水平向左
D. O点场强大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电荷守恒定律可知，棒的电荷量不变，故A项错误；
B．由静电平衡可知，导体棒是一个等势体，所以其表面上各点电势处处相等，故B项错误；
CD．由静电平衡可知，O点的合场强为零，感应电荷在O处电场强度与正点电荷在O处产生的电场强度大小相等，方向相反。正电荷在O点的电场强度大小为
所以感应电荷在O点处产生场强为
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，甲同学在地面上将排球以速度v₁击出，排球沿轨迹①运动；经过最高点后，乙同学跳起将排球以水平速度v₂击回，排球沿轨迹②运动， 恰好落回出发点。忽略空气阻力， 则排球（ ）
A. 沿轨迹②运动的最大速度可能为v1
B. 沿轨迹①运动的最小速度为v2
C. 沿轨迹①和轨迹②运动过程的速度变化量大小相同
D. 沿轨迹①和轨迹②运动过程的平均速度大小可能相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据图像可知，轨迹①最高点大于轨迹②最高点，分析在最高点往左运动，根据平抛规律可知
轨迹①运动时间长，但水平位移小，所以轨迹①水平分速度小，竖直分速度
轨迹①的大，所以沿轨迹②运动的最大速度可能为v1，沿轨迹①运动的最小速度即水平速度小于v2，故A正确，B错误；
C．沿轨迹①和轨迹②运动过程的速度变化量
不同，因为运动时间不同，故C错误；
D．沿轨迹①和轨迹②运动过程的平均速度大小不同，因为位移大小相同，但时间不同，故D错误。
故选A。
8. 如图所示，质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力大小为f1=2.5N
B. 木块对铁箱压力的大小N=15N
C. 铁箱与地面的摩擦力为f2=7.5N
D. 水平拉力大小F=129N
【答案】D
【解析】
【详解】A．木块恰好能静止在后壁上，在竖直方向由平衡条件得木块受到摩擦力大小为
A错误；
B．由滑动摩擦力公式可知木块对铁箱压力的大小为
B错误；
C．铁箱与地面的摩擦力为
D．对木块在水平方向上由牛顿第二定律得
对整体由牛顿第二定律得
解得
D正确；
故选D。
9. 某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。光把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡
B. 若增大C，则的值将减小
C. 在时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向
D. 在时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热转化为内能。故A错误；
B．若增大C，则电路的振荡周期增大，则增大。故B错误；
C．在t₁-t₂时间段电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故C错误；
D．在t₂-t₃时间段电容器处于正向放电，线圈中的磁场能正逐渐增大。故D正确。
故选D。
10. 如图为某城市广场喷泉喷出的水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度。靠近看，喷管的直径为10cm。请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率约为（ ）
A. 45kWB. 450kWC. 90kWD. 900kW
【答案】B
【解析】
【详解】管口的圆形内径约有10cm，则半径
r=5cm=0.05m
根据实际情况，每层楼高h=3m，所以喷水的高度
H=40h=120m
由，解得水离开管口的速度为
设给喷管喷水的电动机输出功率为P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为
根据动能定理可得
解得
代入数据解得
故选B。
11. 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，、、是定值电阻，，，是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重，没装料时，g取。下列说法中正确的是（ ）
A. 阻值为
B. 装料时，的阻值逐渐变大，的值逐渐变小
C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，传感器的示数也变大
D. 应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量
【答案】C
【解析】
【详解】A．电路中，当没装料时，此时拉力等于料斗重，为，故应变片电阻为20kΩ，根据串并联电压关系，有
解得
故A错误；
B．装料时，则拉力逐渐变大，应变片电阻的阻值逐渐变大，则两端电压逐渐增加，b点电势升高，故的值逐渐增加，故B错误，C正确；
D．应变片作用是把物体拉力这个力学量转换为电压这个电学量，故D错误。
故选C。
12. 哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块圆柱体冰砖，上、下底面半径为1m，轴截面为正方形，上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是（ ）
A. 若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则
B. 由灯直接发出的光照射到冰砖侧面时能从侧面任何位置射出
C. 由灯直接发出的光照射到冰砖上表面时都能从上表面任何位置射出
D. 从冰砖正上方沿方向观察，点光源的视深是
【答案】C
【解析】
【详解】A．若光在冰砖中发生全反射的临界角为C，则
故A错误；
BC．作出发生全反射临界光路图，如图所示
在直角中，由几何关系可知
故由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，而
故由灯直接发出的光照到冰砖侧面时不是能从侧面任何位置射出，故B错误，C正确；
D．实深是AB，设视深为h，根据折射率定义式结合几何关系可知
可得
故D错误。
故选C。
13. 如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为、、，该霍尔片放在磁感应强度大小为、方向平行于边的匀强磁场中。闭合电键，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为，该电流在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为，电子在霍尔片中的平均速度，其中电子迁移率为已知常数。电子电量为，电子的质量为。霍尔片单位体积内的电子数为，则（ ）
A. 霍尔片前后侧面的电压为
B. 霍尔片内的电场强度为
C. 通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零
D. 当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于
【答案】B
【解析】
【详解】A．设霍尔片前后侧面的电压为，根据洛伦兹力与电场力平衡可得
其中
，
联立解得
故A错误；
B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为
沿电流方向的恒定电场为
则霍尔片内的电场强度为
故B正确；
C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误；
D．若已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误。
故选B。
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点
B. 布朗运动说明了悬浮的颗粒分子在做无规则运动
C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D. 往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是水表面张力的作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构的特征，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A正确；
B．布朗运动说明了液体分子在做永不停息的无规则运动，故B错误；
C．当分子间的距离从到，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大，故C正确；
D．往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是由于水的表面张力可以使液面具有收缩的趋势，故D正确。
故选ACD。
15. 如图甲，在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6m。时刻，朱紫国国王搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图丙所示，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 波速为1.6m/s
B. 时，质点C第一次运动到波峰
C. 在到内，质点B通过的路程为3.5mm
D. 若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上，他的脉搏振动频率为1Hz，则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
【答案】CD
【解析】
【详解】A．A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B两质点间的距离满足
（n＝0，1，2，3…）
因波长大于0.6m，则
，
由图丙可知波的周期为，波速为
故A错误；
B．由图丙可知，所有质点的起振方向均沿y轴负方向，质点C第一次运动到波峰的时间为
故B错误；
C．质点B起振的时间为
在到内，质点B振动了
质点B通过的路程为
故C正确；
D．机械波的频率为
故丝线两端波源的振动频率相同，能发生稳定的干涉现象，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 小明在实验室中利用牛顿第二定律测量小车质量，实验装置如图1所示。
实验操作步骤如下：
a．在小车上挂上小吊盘，调整滑轮高度，使细线平行于木板；
b．在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码，将小车拉到靠近打点计时器处；
c．接通打点计时器电源，释放小车，关闭电源，取下纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；
d．重新安装纸带，仅改变小车中砝码的质量，重复步骤c。
（1）安装纸带时，有图2（甲）、（乙）两种穿法，你认为正确的是________（选填“甲”或“乙”）。
（2）实验前需要先补偿小车受到的阻力，在补偿阻力前，下列操作正确的是________
A. 需要取下小吊盘和物块B. 只需要取下小吊盘中的物块
（3）以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线如图3所示，测得图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，重力加速度为g，则小车的质量为________（用k、b、g表示）。
【答案】（1）乙 （2）A
（3）
【解析】
【小问1详解】
安装纸带时，应该让复写纸在纸带的上面，让复写纸压住纸带，则图乙穿法正确。
【小问2详解】
实验前需要先补偿小车受到的阻力，在补偿阻力前，需要取下小吊盘和物块，让小车拖着纸带匀速运动。
故选A。
【小问3详解】
设小车质量M，小吊盘以及内部所放的物块的质量m0，则由
即
由图像可知
，
解得
17. 科技实践小组的同学们应用所学电路知识，对“一抽到底”的纸巾盒进行改装，使纸巾剩余量可视化。同学们使用的器材有：电源（，内阻不计）、定值电阻（）、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
（1）用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻，选用“”倍率的电阻档测量，发现多用电表指针的偏转角度很大，因此需选择________（选填“”或“”）倍率的电阻档，并需________________（填操作过程）后，再次进行测量，多用电表的指针如图所示。
（2）将铅笔芯固定在纸巾盒侧边，截取一段导线固定在挡板C，并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动。
（3）不计多用电表内阻，多用电表应该把选择开关打在“mA档”，量程为________（选填“2.5”、“25”或“250”）。
（4）将以上装置调试完毕并固定好，便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度，设铅笔芯总电阻为R，总长度为L，不计多用电表内阻，则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为I=________________（用题中物理量符号表达）。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来，并进行标识，从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
【答案】 ①. ②. 欧姆调零 ③. 250 ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]多用电表指针的偏转角度很大，说明读数很小，倍率较高，则需选择倍率的电阻档，并需要重新欧姆调零之后进行测量。
（3）[3]纸巾没有使用时，铅笔芯电阻视为零，则最大电流为
则量程为250mA。
（4）[4]铅笔芯接入电路的电阻为
回路中的电流为
代入可得
18. 以下说法正确的是（ ）
A. 在“测量玻璃的折射率”实验中，可以用铅笔靠着玻璃砖的边描出分界面
B. 在“探究向心力大小表达式”实验中，两变速塔轮的角速度一定不能相同
C. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以左右拨动拨杆
D. 在“用油膜估测分子的大小”实验中，配置好的油酸酒精溶液长时间置于空气中，会导致分子直径的测量值明显偏小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．为了防止弄脏玻璃界面，引起误差，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故A错误；
B．“探究向心力大小表达式”实验运用控制变量法的实验方法，两变速塔轮的角速度可以相同，此时探究向心力与质量或半径的关系，故B错误；
C．要使干涉条纹更加清晰明亮，必须通过左右拨动拨杆，故C正确；
D．在“用油膜法估测油酸分子的大小实验中，若配置好的油酸酒精溶液放置时间较长后再进行实验，油酸溶液的实际浓度变大，则油酸的体积测量值偏小，导致油酸分子直径测量结果偏小，故D正确。
故选CD。
19. 如图所示，在竖直放置的导热性良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的热力学温度为，活塞处于A处，它与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后到达B处再次处于静止状态。
（1）外界空气的热力学温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
（3）某人在上一问的基础上又接着提了一个问题，说：“有人在活塞上方施加一个竖直向下的外力，使气体从上一问的状态B（活塞在B处）缓慢地回到状态A（活塞在A处），在此过程中外力做功是多少？”他的解答思路如下：设状态A和状态B时的外力分别为和，外力做功。请你对他的解答思路进行评价：如果你认为正确，请求出结果；如果你认为不正确，请说出错误的原因，不必求出正确结果？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖一吕萨克定律有
解得
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对气体做的功
根据热力学第一定律得，密闭气体增加的内能
（3）气体发生等温变化，根据玻意耳定律及平衡状态可知F并非线性变化，所以该同学解答思路错误。
20. 如图所示，AOB是游乐场中的滑道模型，位于竖直平面内，由两个半径为R的圆周连接而成，它们的圆心、与两圆弧的连接点O在同一竖直线上。沿水池的水面方向，B点右侧为无穷大水平面，水平面上有一系列沿方向的漂浮的木板，木板的质量为M，长度为。一质量为m的小孩（可视为质点）可由弧AO的任意点静止开始下滑。不考虑水与木板接触面的阻力，设木板质量足够大且始终处于水平面上。
（1）若小孩恰能在O点脱离滑道，求小孩静止下滑处距O点的高度？
（2）凡能在O点脱离滑道的小孩，其落水点到的距离范围？
（3）若小孩从O点静止下滑，求脱离轨道时的位置与的连线与竖直方向夹角的余弦值？
（4）某小孩从O点脱离滑道后，恰好落在某木板的中央，经过一段时间振荡和调节后，该木板和小孩处于静止状态，小孩接下来开始在木板上表演水上漂。如果小孩能一次跳离木板，求小孩做功的最小值？
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）若小孩恰能在O点脱离滑道，此时向心力由重力提供
根据机械能守恒可得
解得小孩静止下滑处距O点高度为
（2）凡能在O点脱离滑道的小孩，其距离O点的高度范围是
由机械能守恒可得
平抛运动的初速度为
平抛运动的时间为
其落水点到的距离为
其落水点到的距离范围为
（3）若小孩从O点静止下滑，脱离轨道时的位置与的连线与竖直方向夹角设为，则
由机械能守恒可得
解得
（4）根据题意，木板质量足够大，分析第一次跳离木板，可看作斜向右上方的斜抛运动，水平位移最小为l，水平初速度为，竖直初速度为，则有
小孩做功为
根据数学知识可知，当时，存在最小的功，为
21. 如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别是，。两环通过电刷分别与间距L=0.2m的平行光滑水平金属轨道PM和相连，右侧是水平绝缘导轨，并由一小段圆弧平滑连接倾角的等距金属导轨，下方连接阻值R=0.2的电阻。水平导轨接有理想电容器，电容C=1F。导体棒ab、cd，垂直静止放置于两侧，质量分别为，，电阻均为r=0.1。ab放置位置与距离足够长，所有导轨均光滑，除已知电阻外，其余电阻均不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，忽略磁场对电容器的影响。圆环处的金属杆做顺时针匀速转动，角速度。求：
（1）S掷向1，稳定后电容器所带电荷量的大小q；
（2）在题（1）的基础上，再将S掷向2，导体棒ab到达的速度大小；
（3）ab与cd棒发生弹性碰撞后，cd棒由水平导轨进入斜面忽略能量损失，沿斜面下滑12m距离后，速度达到最大，求电阻R上产生的焦耳热（此过程ab棒不进入斜面）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆顺时针切割磁感线产生电动势为
稳定时
解得
（2）右侧是水平绝缘导轨，将S掷向2后，ab棒与电容器组成电路，当电容器两端电压与ab棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒做匀速运动，设此时ab棒速度为v，电容器带电为，则
根据动量定理可得
联合解得
（3）棒ab与cd发生弹性碰撞，则
解得
当cd棒做匀速运动时速度达到最大，设最大速度为，对cd棒受力分析，根据受力平衡可得
而
根据能量守恒得
联合解得
故电阻R上产生的焦耳热为
22. 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛应用。
（1）如图1所示为电子枪的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用力，设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小；
（2）电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图2所示，有一半径为r的圆形区域，圆心a与屏相距l，b是屏上的一点，ab与屏垂直，接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域，若圆形区域内不加磁场时，电子打在屏上的b点，为了使电子打在屏上的c点，c与b相距，则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小；
（3）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图3甲所示，电子被的电场加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图3乙所示的偏转电场，偏转电极的极板长为，两板间距离为d，极板右端与荧光屏的距离为，当在偏转电极上加如图3丙所示的正弦交变电压时（所有电子均能从极板中射出，且电子穿过极板的时间极短，约），求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度；
（4）①若在偏转电极上加如图3丁所示的电压，在偏转电极上加如图丙所示的电压时，荧光屏上显示出如图戊所示的图形，此时上所加电压的周期是多少？
②若在两个偏转电极上分别加上，的交变电压时，荧光屏上将显示出各种各样的图形，这些图形称为李萨茹图形。若在偏转电极上加如图3丙所示的电压，在偏转电极上加如图3己所示的电压时，请你尝试画出荧光屏上将会出现的图形。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）①s；②
【解析】
【详解】（1）加速电场中，根据动能定理有
解得
（2）如图所示
根据几何关系可知
则
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（3）偏转电压为Um时，偏转电场中
解得
出电场后，由几何关系可得
解得
荧光屏上亮线的最大长度
（4）①由图可知所加电压的周期为丙周期的2倍，则周期为
s
②图像如下图
23. 某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为________mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为_____m/s2（保留3位有效数字）。
（3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是____________，原因是____________。
【答案】 ①. 19.20 ②. 9.86 ③. 随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小 ④. 随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小
【解析】
【详解】（1）[1]用游标卡尺测量摆球直径d=19mm+0.02mm×10=19.20mm
（2）[2]单摆摆长为
L=990.1mm+×19.20mm=999.7mm
根据
可得
带入数据
（3）[3][4]由图可知，随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小，原因是随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小。
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