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浙江省杭州市2021届高三物理4月教学质量检测（二模）试卷
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这是一份浙江省杭州市2021届高三物理4月教学质量检测（二模）试卷，共24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。
1.下列属于国际单位制中基本量的是（ ）
A. 米 B. 克 C. 时间 D. 力
2.如图所示，有一种叫“喷射式悬浮飞行器”的水上飞行运动装置。操控者借助该装置以向下喷射高压水柱的方式实现在水面上空悬停旋转或急速升降等运动。下列说法正确的是（ ）
A. 人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对平衡力
B. 人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对作用力与反作用力
C. 人在急速升降过程中的惯性比悬停时大
D. 人在匀速上升的过程中机械能增加
3.位于杭州市风情大道与江南大道交叉口附近的智慧之门建成之后会成为杭州智慧建筑的典范，两栋高达272米的双子塔将组成“门的形象（如图甲所示）；图乙是智慧之门现场施工的实拍图片，图丙是重物正在被竖直向上匀速吊起的放大图。先将该情景简化为如图丁所示的示意图，绳子CD和CE共同挂着质量为m1的重物A，绳子FG和FH共同挂着质量为m2的重物B，F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力，下列说法一定正确的是（ ）
A. 绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于（m1+m2）g
B. 绳子FG和FH对重物A的作用力的合力大小为m2g
C. 若绳子FG和FH的夹角为锐角，则绳子FG上的力小于
D. 若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间重物A的加速度大小为
4.如图所示是云上草原的无动力滑草项目实景图。整个滑道分为倾斜和水平两部分，游客参与项目时，需要整个人坐进塑料盆中，双手握紧盆的边缘，运动过程中与盆相对静止。工作人员每次都是让坐稳在盆中的游客从静止开始滑下（不同滑道上的游客均从同一高度处滑下，滑道顶端准备了很多新旧不一的塑料盆），最终游客停在水平滑道上。下列说法正确的是（ ）
A. 同一游客在不同滑道上体验项目，整个过程中重力对其做功的功率一定相同
B. 不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同
C. 不同滑道上的游客停下的位置不同只是因为游客的体重不同造成的
D. 在整个滑草的过程中，人与盆的重力势能全部转化为盆与滑道间的内能
5.如图所示是自来水从水龙头稳定流出的情景图（水流本身已打马赛克）。假定水流聚拢成束，则水流在空中应该呈现出的形态是（ ）
A. 上粗下细 B. 上细下粗 C. 中间粗两头细 D. 上下一样粗
6.如图所示，从水平地面A、B两点分别斜抛出两小球，两小球均能垂直击中前方竖直墙面上的同一位置点P。已知点P距地面的高度h=0.8m，A、B两点距墙的水平距离分别为0.8m和0.4m。不计空气阻力，则从A、B两点抛出的两小球（ ）
A. 从抛出到击中墙壁的时间之比为2：1 B. 击中墙面的速率之比为1：1
C. 抛出时的速率之比为 D. 抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1：2
7.关于下列四幅图片说法正确的是（ ）
A. 图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和光电流一定大
B. 图乙是α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进
C. 图丙中显示的是β粒子在威尔逊云室中又粗又直的径迹
D. 图丁说明原子核的质量数越大，比结合能就越大
8.如图所示，椭圆（虚线）的中心和圆（实线）圆心重合，A、B两点是两几何图形的交点。在圆心处固定一点电荷Q，现用外力使一正的试探电荷q（图中未画出）沿椭圆从A点运动到B点，则电荷q在从A点运动到B点的过程中，下列说法一定正确的是（ ）
A. 库仑力先变大后变小 B. 加速度先变大后变小 C. 动能先变小后变大 D. 电势能先变小后变大
9.现有沿着圆轨道绕地球运行的两个卫星，它们离地的高度分别是h1和h2 ， 绕地球运行线速度大小分别是v1和v2 ， 周期分别是T1和T2 ， 地球半径是R，已知0A. B. C. D.
10.如图所示在两个对接的绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球A和B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是30°和45°，小球A和B的质量分别是m1和m2。若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力分别是N1和N2 ， 静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.
D. 若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡
11.有一个原副线圈匝数比为5：1的理想变压器，在原线圈上接入表达式为 的交流电，在副线圈上接入一个阻值为20Ω的电阻R，如图所示。假设导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. t=0时刻原线圈两端的电压为0
B. 副线圈中交流电的频率为50Hz
C. 1分钟内电阻R上产生的焦耳热为5808J
D. 若把电阻R换成一个击穿电压为50V的电容器，则电容器肯定不会被击穿
12.如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈内产生的感应电流方向是ADCBA
B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向
C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大反向
D. 在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外
13.如图所示，有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质，其上方放置了一块平面镜，该平面镜所在平面与三角形的底面AC（长为L）平行且相距为 。现一束光从底面上的D点（与A点距离为 ）垂直底面入射，该束光在界面AB上的E点（图中未画出）发生反射和折射；若把反射光到达界面BC的位置记为F点（图中未画出），发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是（ ）（设三角形介质和平面镜均处于真空中）
A. 介质内的反射光有可能在F点发生全反射
B. 该介质对该光束的全反射临界角的正弦值为
C. 在E点的反射光的光速是折射光的光速的 倍
D. 反射光从E点到达F点的时间是折射光从E点平面镜反射到达F点的 倍
二、多选题
14.下列说法正确的是（ ）
A. 水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和衍射
B. 只要波源不动，观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样
C. 当LC振荡电路中电流最大时，电容器两极板间的电场能最小
D. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫解调
15.如图甲所示是一单摆（由轻绳和球A组成某次做简谐运动的图像。若将该单摆悬挂在O点，平衡时球A正好与粗糙水平地面接触（无弹力。现将球A拉到轻绳与竖直方向夹角为53°的位置由静止释放（轻绳恰好伸直），同时将球B（与A球完全一样）放在水平地面上且正好在O点的正下方（如图乙所示）。设球A与球B发生的是弹性正碰，碰撞时间极短，球B与地面的摩擦因数为0.5，下列说法正确的是（ ）（本题中取 =10）
A. 该单摆的摆长为0.64m
B. 球A从释放到与球B相撞时所花的时间为0.4s
C. 由于地面粗糙，所以两球碰撞过程中不可以认为两球组成的系统动量守恒
D. 碰撞后，球B能前进的距离为0.512m
16.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。已知核反应方程式 是反应堆中发生的众多反应中的一种，其中 的相对原子质量是235.0439u（单位原子质量1u=1.66×10-27kg），每次该核反应释放出的核能为173.8MeV。现有一座核电站发电能力为3.6×106kW，核能转化为电能的效率为45%，假定反应堆中发生的裂变全是本题中的核反应，下列说法正确的是（ ）
A. X是 ，a=3
B. 为使核反应堆持续正常工作，必须由外界不断地向铀块射入高速中子流
C. 该裂变反应每次释放出的核能与氢原子光谱中波长最短的一个光子的能量相当
D. 该核电站每年（1年按3×107s计算）消耗 的质量约为3.4t
三、实验题
17.
（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）。
18.
（1）近些年，桶装饮用水抽检不合格的新闻屡见不鲜，检验饮用水是否合格的一项重要指标是电导率，电导率为电阻率的倒数。小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响，其中某组实验的操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。
①在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液的电导率会________（填“越大”或“越小”）
②小张同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。
③小张同学想进一步精确测量其电阻，实验室能提供以下器材：
A．干电池两节（每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略）
B．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.7Ω
C．电流表A2（量程为0～3A，内阻约为0.5Ω
D．灵敏电流计G（量程为0～250μA，内阻等于900Ω
E．电压表V1（量程为0～3V，内阻约为4Ω
F．电压表V2（量程为0～15V，内阻约为7Ω
G．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω
H．电阻箱R2（最大阻值为9999.9Ω
I．开关若干导线
为了完成测量，除两节干电池、开关、若干导线和滑动变阻器R1外，还应选择的最恰当的器材是________（填写器材前面的字母）。
小张同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请完成剩余电路图，要求电表读数均能大于量程的 ________（在图中标上必要的电学符号，待测电阻用Rx表示）
19.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中
①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是 （单选）。
A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变
B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡
C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低
②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是 （单选）。
A．原线圈上输入电压过低
B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧
C．小灯泡与底座之间接触不良
四、解答题
20.随着社会的发展，外卖配送也正踏入“无人+”领域。某天工作人员正在通过无人机将质量m=1kg的医疗物品送至用户家中，如图所示，在无人机的作用下，物品在水平地面上由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，经过t1=2s后变成匀速直线运动，已知匀速直线运动时间t2=5s，然后再经匀减速t3=4s后到达用户窗台，此时物品恰好静止，离地高度h=40m。若在匀速运动阶段无人机对物品的作用力大小为F=15N，整个运动过程中物品可看成质点，物品所受空气阻力恒定，求：
（1）物品运动过程中的最大速率；
（2）匀减速阶段物品的加速度大小和位移大小；
（3）匀加速阶段无人机对物品的作用力大小。
21.如图所示，竖直四分之一圆轨道AB、竖直圆轨道和直轨道D′G分别通过水平衔接轨道BD及D′点平滑连接，水平直轨道G′P的左端点G′与G点在同一条竖直线上，G′点低于G点，两点距离为h（大小可调）。已知四分之一圆轨道半径R1=1.0m，BC长为L1=1.0m，圆轨道半径R2=0.2m，D′G长为L2=0.8m，G′P长为L3=1.0m，虚线BB1和CC1之间的区域内存在方向竖直向下、大小可从0开始调节的匀强电场E（忽略电场对虚线外空间的影响），圆轨道左侧与CC1相切。现有一质量m为0.2kg，电荷量q为-1×10-4C的小球（可视为质点）从A点静止释放，已知物体与直轨道BD、D′G之间的动摩擦因数μ均为0.5，其它部分均光滑，各部分轨道平滑连接且绝缘忽略空气阻力，回答下列问题：
（1）求小球到达B点时的速度大小；
（2）若不加电场，求小球第一次到达D点时的动量大小；
（3）若电场E=1×104V/m，试判断能否小球能否到达圆轨道最高点F。若能，求出小球运动到F点时对圆轨道的压力；若不能，请说明理由。
（4）若小球释放后能一直贴着轨道运动到G点，且从G点抛出后能直接击中P点，则h和E应满足什么关系？
22.如图所示，倾角为 、间距L=1.0m的足够长金属导轨MN和M′N′的上端接有一个单刀双掷开关K，当开关与1连接时，导轨与匝数n=100匝、横截面积S=0.04m2的圆形金属线圈相连，线圈总电阻r=0.2Ω，整个线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场B0且磁场随时间均匀变化。当开关与2连接时，导轨与一个阻值为R=0.3Ω的电阻相连。在导轨MN和M′N′的平面内有垂直平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B1=0.2T，倾斜导轨下端与水平的足够长平行金属导轨NT和N′T′平滑对接，在水平导轨的PQQ′P′矩形区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B2=0.5T，矩形区域的宽度d=0.5m。一根劲度系数k=2N/m的轻质弹簧水平放置，右端固定在W点，左端与长度为L、质量mb=0.4kg的绝缘杆b栓接（拴接点在杆b中点）弹簧处于原长状态。现开关与1连接时，一根长度为L、质量为ma=0.1kg，阻值R1=0.2Ω的金属杆恰好静止在倾斜导轨上；某时刻把开关迅速拨到2，最后a杆能在倾斜轨道上匀速下滑，所有导轨均光滑且阻值不计，取沈樯sin53°=0.8。
（1）求圆形线圈内磁场随时间的变化率 ；
（2）在a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中，求流过电阻R的电量和电阻R上产生的热量；
（3）若a杆与b杆发生碰撞后即刻粘在一起，且此后始终做简谐运动，请以两杆碰撞后第一次速度变为0时作为计时起点，向右为正方向，写出该简谐运动的振动方程。已知弹簧振子振动周期公式为 ，其中m为振子质量，k为弹簧的劲度系数。（提示：可以用F-x图像下的“面积”代表力F做的功）
23.如图甲所示，M、N为竖直放置的两块平行金属板，板的中间各有小孔s1、s2。圆形虚线表示与金属板N相连、半径为R、轴心为O且接地的圆柱形金属网罩，网罩内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，PQ为与圆柱形同轴、半径为2R、圆心角为 的金属收集屏，收集屏的外层与大地相连。小孔s1、s2、轴心O与收集屏PQ的中点O′位于同一水平线上。已知M、N间接有如图乙所示的随时间呈周期性变化的电压，其中 ， 。从t=0时刻开始每秒钟有n个质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场，接着通过s2进入磁场。假定质子通过M、N的过程中，板间电场视为恒定且运动时间可以忽略，质子在s1的速度可视为零不计质子的重力及质子间的相互作用。（本题中若0≤x≤0.5，则取tanx=x）
（1）求 时刻进入电场的质子在磁场中运动的速率v0；
（2）求 时刻进入电场的质子到达收集屏时距O′的弧长；
（3）求 时刻进入电场的质子到达收集屏的时刻（结果用T表示）；
（4）请在答题卡的图丙上画出0～2T内通过电流表的电流I与时间t的图线（不要求写计算过程，但要求标出关键数据）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】物理学中国际单位制规定基本物理量7个，分别是长度、时间、质量、电流强度、物质的量、发光强度、热力学温度，它们对应的物理单位分别是米、秒、千克、安培、摩尔、坎德拉、开尔文，本题问物理量，不是问单位。
故答案为：C。
【分析】考察物理国际单位制中的基本量。属于识记内容。
2.【答案】 D
【解析】【解答】A．人（含装置）所受的重力和向下喷水的力作用在两个物体上，不是平衡力，A不符合题意；
B．人（含装置）所受的重力施力物体是地球，受力物体是物体，向下喷水的力施力物体是装置，受力物体是水，这里涉及了多个物体，不是相互作用力，B不符合题意；
C．惯性只与质量有关，故惯性不变，C不符合题意；
D．人在匀速上升的过程中，动能不变，重力势能增大，机械能增加，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】人悬停时，受重力和水的作用力，是一对平衡力。重力和人对地球的吸引力是作用力与反作用力。惯性只与质量有关。匀速上升，动能不变，重力势能变大，机械能变大。
3.【答案】 B
【解析】【解答】A．重物被匀速吊起，处于平衡状态，把A、B当成整体，绳子CD和CE对重物A的作用力的合力等于(m1+m2)g，A不符合题意；
B．绳子FG和FH对重物B的作用力的合力等于m2g，同一条绳上拉力相等，故绳子FG和FH对重物A的作用力的合力等于m2g，B符合题意；
C．设绳子FG和FH的夹角为锐角 ，对B满足
解得则绳子FG上的拉力大小为
C不符合题意；
D．设绳子CD和CE对重物A的作用力的合力为 ，若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间对重物A由牛顿第二定律可得
由于绳上拉力会发生突变，故
即A的加速度大小不会等于 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】通过整体法和隔离法可以分别求出绳子CD和CE对重物A的作用力的合力以及绳子FG和FH对重物A的作用力的合力。选B为研究对象，受力分析，根据平衡关系以及三角函数关系，可以确定FG上的力。根据牛顿第二定律和绳子拉力会发生瞬变电特点判断重物A 的加速度。
4.【答案】 B
【解析】【解答】A．同一游客在不同滑道上体验项目，整个过程中重力对其做功的功率不相同，因为不同滑道下滑时间不同，所以A不符合题意；
B．不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同，因为新旧不一的塑料盆的摩擦因数不同，所以B符合题意；
C．不同滑道上的游客停下的位置不同不是因为游客的体重不同造成的，是因为新旧不一的塑料盆的摩擦因数不同造成的，所以C不符合题意；
D．在整个滑草的过程中，人与盆的重力势能大部转化为盆与滑道间的内能，因为还有空气体阻力做功，人与盆之间也有摩擦等，所以D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】做功功率跟做功大小和做功时间都有关系。游客下滑过程中，加速度跟游客质量无关，只跟塑料盆的摩擦因数有关。下滑过程，人和盆地重力势能转化为动能和盆跟滑道间的内能。
5.【答案】 A
【解析】【解答】流量等于流速乘以横截面积，即
水龙头流量Q不变，由于重力作用，流出龙头后的水自由下落，流速v变大，故横截面积S变小，即呈现上粗下细状态，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】本题考查流量跟流速和横截面积间的关系。
6.【答案】 D
【解析】【解答】A．利用逆向思维，则两小球从P点做平抛运动，根据
解得
所以落地时间只与高度有关，则从抛出到击中墙壁的时间之比为1：1，所以A不符合题意；
B．根据
可知，两球的水平方向位移不同，则在P点的速度为 ，
则击中墙面的速率之比为2：1，所以B不符合题意；
C．两球抛出时的速率分别为
则抛出时的速率之比为 ，所以C不符合题意；
D．两球抛出时速度方向与地面夹角的正切值分别为
则抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1：2，所以D符合题意；
故答案为：D。
【分析】从题意描述可以知道，两小球运行的逆过程是平抛运动。根据平抛运动的规律，竖直方向自由落体运动和水平方向匀速直线运动，可以求出各选项。
7.【答案】 B
【解析】【解答】A．甲图反应的是同种频率的色光，强度越大，光子数越多，饱和电流越大，不同频率的色光，强度相同情况下，频率越大，光子越少，饱和电流越小，A不符合题意；
B．乙图是卢瑟福α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进，只有少数粒子发生了较大的偏转，B符合题意；
C．α粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故径迹直而粗短，丙中显示的是α径迹，C不符合题意；
D．丁图说明原子核数比较大或比较小时，比结合能比较小，原子核数处于中间部分比结合能比较大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.光对应的饱和电流和光照强度也有关系。B、乙图是卢瑟福α粒子散射图。C、α粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故径迹直而粗短。D、原子核的质量数超过60后，比结合能逐渐减小。
8.【答案】 A
【解析】【解答】A．从A到B，试探电荷离Q的距离先减小再增大，库仑力先增大后减小，A符合题意；
BCD．由于Q电性不知，外力情况不明，所以，试探电荷的加速度、动能、电势能的变化不能确定，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据库仑定律，可以判断库仑力的大小。由于Q电性不知，外力情况不明，所以，试探电荷的加速度、动能、电势能的变化不能确定。
9.【答案】 B
【解析】【解答】A．根据
则线速度与半径二次方根成反比，所以 ，则A不符合题意；
B．设近地卫星的周期为T，根据
则周期与半径的立方的二次方根成正比，所以近地卫星的周期为
近地卫星的线速度为
则 ，所以B符合题意；
C．根据
则周期与半径的立方的二次方根成正比，所以 ，所以C不符合题意；
D．两个卫星与同步卫星的轨道半径关系无法确定，所以周期与同步卫星周期无法比较，则D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查万有引力定律和圆周运动的基本物理量关系。
10.【答案】 A
【解析】【解答】A．两电荷间距为
由库仑定律可得
由BC的分析可得
联立解得
A符合题意；
BC．A处于静止，设A受到的库仑力为F1 ， 支持力为N1 ， 由平衡条件可得
同理可得，对B满足
对比可得
BC不符合题意；
D．若同时移动两球在斜面上的位置，由于距离变化导致库仑力变化，不再满足原来的平衡关系，故两球不能处于原来的平衡状态，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】两个小球受到重力、库仑力和斜面的支持力。根据力的平衡关系，可以解出电量，以及质量之比和弹力之比。两小球距离变力，库仑力就变了，两球将不再平衡。
11.【答案】 C
【解析】【解答】A．t=0时刻原线圈两端的电压
A不符合题意；
B．角速度为 则
解得
B不符合题意；
C．原线圈电源的有效值为
根据
解得
电阻R上产生的焦耳热
C符合题意；
D．副线圈两端的电压的最大值
能击穿电压为50V的电容器，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、B根据原线圈两端的电压随时间变化关系，可以求出当 t=0时刻原线圈两端的电压和交流电的频率。C、根据交流电的最大值，可以计算交流电的有效值，进而计算焦耳热。D、计算电阻R两端的最大电压，与击穿电压比较，判断能否被击穿。
12.【答案】 C
【解析】【解答】A．根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在AB边靠近直导线的过程中，线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是ABCDA，所以A不符合题意；
B．直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对AB边和CD边的安培力不等大但是方向是相反的，所以B不符合题意；
C．由对称性可知，直导线对AD边和BC边的安培力等大反向，所以C符合题意；
D．在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向里，因为感应电流产生的磁场只是阻碍原磁通量的增大，而不是阻止，所以总磁通量还是增大，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、根据右手定则或者楞次定律，判断线圈内感应电流的方向。B、线圈内的电流相等，但AB边所在位置的磁场比CD边的大。C、线圈内的电流和线圈上下边所在位置的磁场相同。D直导线在线圈ABCD产生的磁场垂直直面向里。
13.【答案】 D
【解析】【解答】如图
A．根据几何关系，E、F对称，光线在F点不会发生全反射，A不符合题意；
B．在 中
所以
解得
则出射角
根据
B不符合题意；
C．根据
C不符合题意；
D．反射光的时间
折射光的时间
则时间之比为 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题关键是把入射光线、折射光线和反射光线画出来，根据几何关系，结合折射定理，对问题进行求解。
二、多选题
14.【答案】 A,C
【解析】【解答】A．水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和衍射，因为干涉和衍射是波的特性，所以A符合题意；
B．只要波源不动，或者相对静止，观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样，所以B不符合题意；
C．当LC振荡电路中电流最大时，电容器放电完毕，两极板间的电场能最小，所以C符合题意；
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，所以D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、干涉和衍射是所有波都具有的特性。B、波源不动或者相对静止，观察者接收到的波的频率都跟波源发出的频率一样。C、当LC振荡电路中电流最大时，电容器放电完毕，电场能转化为电能。D、在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
15.【答案】 A,D
【解析】【解答】A．由甲图可知，单摆的周期为T=0.8s，由单摆周期公式可知
单摆的摆长为0.64m，A符合题意；
B．球A从释放到与球B相撞时所花的时间为
B不符合题意；
C．碰撞瞬间内力远大于外力，可以运用动量守恒定律解决问题，C不符合题意；
D．碰撞前A球重力势能转化动能
AB发生弹性碰撞，碰撞后球B做匀减速运动，能前进的距离为
联立得
D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A由单摆周期公式可计算单摆的摆长。B、球A从释放到与球B相撞时所花的时间为四分之一个周期。C、碰撞瞬间内力远大于外力，系统动量守恒D、A球下落过程，重力势能转化为动能，A与B碰撞，动量守恒，之后B做匀减速直线运动。
16.【答案】 A,D
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可判断，X是 ，a=235+1-141-92=3，A符合题意；
B．核反应会产生中子流，故不需要一直由外界射入高速中子流，B不符合题意；
C．氢原子光谱波长最短的光子能量为13.6eV，该裂变反应每次释放出的核能为173.8MeV，两者不相等，C不符合题意；
D．则反应堆每年提供的能量为 ①
核发电站一年提供的电能为 ②
另外 ③
联立①②③可得： ，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】核裂变，质量数守恒，电荷数也守恒。核反应本身会产生中子。氢原子光谱波长最短的光子能量为13.6eV，与该裂变反应每次释放出的核能不同。
三、实验题
17.【答案】 （1）乙；0.33（0.32～0.33）；0.50（0.49～0.50）
（2）B
【解析】【解答】（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；
故答案为：乙。
②打下计数点3时小车的速度大小为
小车的加速度大小为
（2）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符合题意；AC不符合题意；
故答案为：B。
【分析】(1)补偿小车阻力，是通过小车重力沿绳子方向的分力抵消小车受到的阻力。打下计数点3时小车的速度等于点2和和点4间的平均速度。通过逐差法计算小车的加速度。（2）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。
18.【答案】 （1）越大；1900；DEH（或方案二DH）；（ 或方案二 ）
【解析】【解答】（1）①在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液的电导率会越大。
②电阻的阻值为：表盘读数 倍率=19 =1900 。
③如果采用伏安法，则电压表选E，电流表有内阻时存在系统误差，为了消除系统误差，利用已知内阻的电流计与电阻箱改装为大量程和电流表，所以选DH，故答案为：DEH。
如果采用等效替代法，则只需要一个电阻箱和一个灵敏电流计，所以选DH。
电路设计，如图丙所示
（或方案二 ）
【分析】（1）在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液里的离子越多，导电能力越强，电阻率越低，电导率越大。（2）电阻的阻值为：表盘读数 倍率。（3）根据电源电压的大小选择电压表。为了满足要求，利用已知内阻的电流计与电阻箱改装为大量程和电流表也可以利用一个电阻箱和一个灵敏电流计进行改装。
19.【答案】 C；B
【解析】【解答】①A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源时，小灯泡的亮度会发生变化，A不符合题意；
B．电流不会从原线圈经铁芯流到副线圈，B不符合题意；
C．将可拆变压器的横条铁芯取下后，导致电磁感应现象减弱，感应电流减小，故小灯泡的亮度降低，C符合题意。
故答案为：C。
②听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，是因为变压器上的两个固定螺丝没有拧紧才会出现的现象，AC不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】变压器时通过电磁感应实现变压的，铁芯可以增强感应磁场的聚集。变压器只能对交流电进行变压。
四、解答题
20.【答案】 （1）解：由题意可知
解得vm=5m/s
（2）解：匀减速阶段物品的加速度大小
解得a2=1.25m/s2
位移大小
解得x=10m
（3）解：由牛顿第二定律有F′-F阻-mg=ma1
又
解得F′=17.5N
【解析】【分析】（1）匀速过程的速度即为最大速度。根据整个运动过程的位移，通过平均速度公式进行计算。
（2）根据加速度公式计算匀减速过程的加速度，根据位移公式计算位移。
（3）匀加速阶段物品受向上的无人机的作用力、重力和阻力，根据牛顿第二定律，可以解得答案。
21.【答案】 （1）解：根据
解得
（2）解：根据动能定理
解得
动量
（3）解：当小球恰好过最高点F时的速度为v
假设小球可以过最高点F，速度为vF
vF>v，所以小球可以过最高点F
（4）解：①物体不能脱离BC段直轨道mg≥E1q
E1≤2×104V/m
②物体能够过F点
E2≥4×103V/m
③物体能够到达G点
E3≥0
令物体恰能打到P点
综上可得 （m）（4×103V/m≤E≤2×104V/m）
【解析】【分析】（1）从A到B，重力势能转化为动能，利用机械能守恒解答本题。
（2）从A到D，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可以解得D点速度。
（3）恰好运动到F点的临界条件是只有重力向心力，可以求出临界速度。通过动能定理，求出过F点速度，进行比较，判断是否通过最高点。
（4）物体在BC做受竖直向上的电场力和重力，电场力小于重力才能贴着轨道。小球能到达F点的条件是速度大于等于临界速度。小球能到达G的速度应该大于等于零。
22.【答案】 （1）解：电动势
根据
得
（2）解：根据
解得
根据
动量定理
解得
根据能量守恒
Q=2.1875J所以 J
（3）解：动量守恒
解得v共=1.5m/s
根据F-x图像得：
E弹=Ek
所以x=0.75m
所以：A=x=0.75m
T=π
得ω=2rad/s
所以x=Acsωt=0.75cs2t（m）或x=Asin（ωt+ ）= ）（m）
【解析】【分析】（1） 开关与1连接时金属杆恰好静止在倾斜导轨上。安培力等于重力的分力，可以计算电流，根据欧姆定律，得到电动势，根据法拉第电磁感应定律求出磁场随时间的变化率。
（2）根据电量公式、法拉第电磁感应定律和欧姆定律可以计算 a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中流过电阻R的电量。根据能量守恒，系统产生的热量等于杆动能的变化，根据热量跟电阻成正比，得到 电阻R上产生的热量 。
（3）根据动量守恒计算碰撞后，两杆共同速度，压缩弹簧过程，动能转化为弹性势能，根据弹簧弹性势能的公式，计算振幅，进而得到简谐运动的振动方程。
23.【答案】 （1）解：在磁场中运动，有
当
时
（2）解：
故 ，
（3）解： 时刻进入的质子 ，
故
（4）解：
【解析】【分析】（1）在电场中运动，电场力做功等于质子动能的变化，根据动能定理求出进入磁场的速度。质子在磁场运动，速度大小不变。
（2）在磁场中，洛仑兹力提供向心力，结合第一问速度表达式，可以求出质子运动的半径，根据几何关系，求出弧长。
（3）时间包括在磁场中运动的时间和在磁场与收集屏之间匀速运动的时间。
1.下列属于国际单位制中基本量的是（ ）
A. 米 B. 克 C. 时间 D. 力
2.如图所示，有一种叫“喷射式悬浮飞行器”的水上飞行运动装置。操控者借助该装置以向下喷射高压水柱的方式实现在水面上空悬停旋转或急速升降等运动。下列说法正确的是（ ）
A. 人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对平衡力
B. 人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和向下喷水的力是一对作用力与反作用力
C. 人在急速升降过程中的惯性比悬停时大
D. 人在匀速上升的过程中机械能增加
3.位于杭州市风情大道与江南大道交叉口附近的智慧之门建成之后会成为杭州智慧建筑的典范，两栋高达272米的双子塔将组成“门的形象（如图甲所示）；图乙是智慧之门现场施工的实拍图片，图丙是重物正在被竖直向上匀速吊起的放大图。先将该情景简化为如图丁所示的示意图，绳子CD和CE共同挂着质量为m1的重物A，绳子FG和FH共同挂着质量为m2的重物B，F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力，下列说法一定正确的是（ ）
A. 绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于（m1+m2）g
B. 绳子FG和FH对重物A的作用力的合力大小为m2g
C. 若绳子FG和FH的夹角为锐角，则绳子FG上的力小于
D. 若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间重物A的加速度大小为
4.如图所示是云上草原的无动力滑草项目实景图。整个滑道分为倾斜和水平两部分，游客参与项目时，需要整个人坐进塑料盆中，双手握紧盆的边缘，运动过程中与盆相对静止。工作人员每次都是让坐稳在盆中的游客从静止开始滑下（不同滑道上的游客均从同一高度处滑下，滑道顶端准备了很多新旧不一的塑料盆），最终游客停在水平滑道上。下列说法正确的是（ ）
A. 同一游客在不同滑道上体验项目，整个过程中重力对其做功的功率一定相同
B. 不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同
C. 不同滑道上的游客停下的位置不同只是因为游客的体重不同造成的
D. 在整个滑草的过程中，人与盆的重力势能全部转化为盆与滑道间的内能
5.如图所示是自来水从水龙头稳定流出的情景图（水流本身已打马赛克）。假定水流聚拢成束，则水流在空中应该呈现出的形态是（ ）
A. 上粗下细 B. 上细下粗 C. 中间粗两头细 D. 上下一样粗
6.如图所示，从水平地面A、B两点分别斜抛出两小球，两小球均能垂直击中前方竖直墙面上的同一位置点P。已知点P距地面的高度h=0.8m，A、B两点距墙的水平距离分别为0.8m和0.4m。不计空气阻力，则从A、B两点抛出的两小球（ ）
A. 从抛出到击中墙壁的时间之比为2：1 B. 击中墙面的速率之比为1：1
C. 抛出时的速率之比为 D. 抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1：2
7.关于下列四幅图片说法正确的是（ ）
A. 图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和光电流一定大
B. 图乙是α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进
C. 图丙中显示的是β粒子在威尔逊云室中又粗又直的径迹
D. 图丁说明原子核的质量数越大，比结合能就越大
8.如图所示，椭圆（虚线）的中心和圆（实线）圆心重合，A、B两点是两几何图形的交点。在圆心处固定一点电荷Q，现用外力使一正的试探电荷q（图中未画出）沿椭圆从A点运动到B点，则电荷q在从A点运动到B点的过程中，下列说法一定正确的是（ ）
A. 库仑力先变大后变小 B. 加速度先变大后变小 C. 动能先变小后变大 D. 电势能先变小后变大
9.现有沿着圆轨道绕地球运行的两个卫星，它们离地的高度分别是h1和h2 ， 绕地球运行线速度大小分别是v1和v2 ， 周期分别是T1和T2 ， 地球半径是R，已知0
10.如图所示在两个对接的绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球A和B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是30°和45°，小球A和B的质量分别是m1和m2。若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力分别是N1和N2 ， 静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.
D. 若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡
11.有一个原副线圈匝数比为5：1的理想变压器，在原线圈上接入表达式为 的交流电，在副线圈上接入一个阻值为20Ω的电阻R，如图所示。假设导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. t=0时刻原线圈两端的电压为0
B. 副线圈中交流电的频率为50Hz
C. 1分钟内电阻R上产生的焦耳热为5808J
D. 若把电阻R换成一个击穿电压为50V的电容器，则电容器肯定不会被击穿
12.如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈内产生的感应电流方向是ADCBA
B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向
C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大反向
D. 在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向外
13.如图所示，有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质，其上方放置了一块平面镜，该平面镜所在平面与三角形的底面AC（长为L）平行且相距为 。现一束光从底面上的D点（与A点距离为 ）垂直底面入射，该束光在界面AB上的E点（图中未画出）发生反射和折射；若把反射光到达界面BC的位置记为F点（图中未画出），发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是（ ）（设三角形介质和平面镜均处于真空中）
A. 介质内的反射光有可能在F点发生全反射
B. 该介质对该光束的全反射临界角的正弦值为
C. 在E点的反射光的光速是折射光的光速的 倍
D. 反射光从E点到达F点的时间是折射光从E点平面镜反射到达F点的 倍
二、多选题
14.下列说法正确的是（ ）
A. 水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和衍射
B. 只要波源不动，观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样
C. 当LC振荡电路中电流最大时，电容器两极板间的电场能最小
D. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫解调
15.如图甲所示是一单摆（由轻绳和球A组成某次做简谐运动的图像。若将该单摆悬挂在O点，平衡时球A正好与粗糙水平地面接触（无弹力。现将球A拉到轻绳与竖直方向夹角为53°的位置由静止释放（轻绳恰好伸直），同时将球B（与A球完全一样）放在水平地面上且正好在O点的正下方（如图乙所示）。设球A与球B发生的是弹性正碰，碰撞时间极短，球B与地面的摩擦因数为0.5，下列说法正确的是（ ）（本题中取 =10）
A. 该单摆的摆长为0.64m
B. 球A从释放到与球B相撞时所花的时间为0.4s
C. 由于地面粗糙，所以两球碰撞过程中不可以认为两球组成的系统动量守恒
D. 碰撞后，球B能前进的距离为0.512m
16.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。已知核反应方程式 是反应堆中发生的众多反应中的一种，其中 的相对原子质量是235.0439u（单位原子质量1u=1.66×10-27kg），每次该核反应释放出的核能为173.8MeV。现有一座核电站发电能力为3.6×106kW，核能转化为电能的效率为45%，假定反应堆中发生的裂变全是本题中的核反应，下列说法正确的是（ ）
A. X是 ，a=3
B. 为使核反应堆持续正常工作，必须由外界不断地向铀块射入高速中子流
C. 该裂变反应每次释放出的核能与氢原子光谱中波长最短的一个光子的能量相当
D. 该核电站每年（1年按3×107s计算）消耗 的质量约为3.4t
三、实验题
17.
（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）。
18.
（1）近些年，桶装饮用水抽检不合格的新闻屡见不鲜，检验饮用水是否合格的一项重要指标是电导率，电导率为电阻率的倒数。小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响，其中某组实验的操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。
①在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液的电导率会________（填“越大”或“越小”）
②小张同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。
③小张同学想进一步精确测量其电阻，实验室能提供以下器材：
A．干电池两节（每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略）
B．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.7Ω
C．电流表A2（量程为0～3A，内阻约为0.5Ω
D．灵敏电流计G（量程为0～250μA，内阻等于900Ω
E．电压表V1（量程为0～3V，内阻约为4Ω
F．电压表V2（量程为0～15V，内阻约为7Ω
G．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω
H．电阻箱R2（最大阻值为9999.9Ω
I．开关若干导线
为了完成测量，除两节干电池、开关、若干导线和滑动变阻器R1外，还应选择的最恰当的器材是________（填写器材前面的字母）。
小张同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请完成剩余电路图，要求电表读数均能大于量程的 ________（在图中标上必要的电学符号，待测电阻用Rx表示）
19.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中
①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是 （单选）。
A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变
B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡
C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低
②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是 （单选）。
A．原线圈上输入电压过低
B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧
C．小灯泡与底座之间接触不良
四、解答题
20.随着社会的发展，外卖配送也正踏入“无人+”领域。某天工作人员正在通过无人机将质量m=1kg的医疗物品送至用户家中，如图所示，在无人机的作用下，物品在水平地面上由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，经过t1=2s后变成匀速直线运动，已知匀速直线运动时间t2=5s，然后再经匀减速t3=4s后到达用户窗台，此时物品恰好静止，离地高度h=40m。若在匀速运动阶段无人机对物品的作用力大小为F=15N，整个运动过程中物品可看成质点，物品所受空气阻力恒定，求：
（1）物品运动过程中的最大速率；
（2）匀减速阶段物品的加速度大小和位移大小；
（3）匀加速阶段无人机对物品的作用力大小。
21.如图所示，竖直四分之一圆轨道AB、竖直圆轨道和直轨道D′G分别通过水平衔接轨道BD及D′点平滑连接，水平直轨道G′P的左端点G′与G点在同一条竖直线上，G′点低于G点，两点距离为h（大小可调）。已知四分之一圆轨道半径R1=1.0m，BC长为L1=1.0m，圆轨道半径R2=0.2m，D′G长为L2=0.8m，G′P长为L3=1.0m，虚线BB1和CC1之间的区域内存在方向竖直向下、大小可从0开始调节的匀强电场E（忽略电场对虚线外空间的影响），圆轨道左侧与CC1相切。现有一质量m为0.2kg，电荷量q为-1×10-4C的小球（可视为质点）从A点静止释放，已知物体与直轨道BD、D′G之间的动摩擦因数μ均为0.5，其它部分均光滑，各部分轨道平滑连接且绝缘忽略空气阻力，回答下列问题：
（1）求小球到达B点时的速度大小；
（2）若不加电场，求小球第一次到达D点时的动量大小；
（3）若电场E=1×104V/m，试判断能否小球能否到达圆轨道最高点F。若能，求出小球运动到F点时对圆轨道的压力；若不能，请说明理由。
（4）若小球释放后能一直贴着轨道运动到G点，且从G点抛出后能直接击中P点，则h和E应满足什么关系？
22.如图所示，倾角为 、间距L=1.0m的足够长金属导轨MN和M′N′的上端接有一个单刀双掷开关K，当开关与1连接时，导轨与匝数n=100匝、横截面积S=0.04m2的圆形金属线圈相连，线圈总电阻r=0.2Ω，整个线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场B0且磁场随时间均匀变化。当开关与2连接时，导轨与一个阻值为R=0.3Ω的电阻相连。在导轨MN和M′N′的平面内有垂直平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B1=0.2T，倾斜导轨下端与水平的足够长平行金属导轨NT和N′T′平滑对接，在水平导轨的PQQ′P′矩形区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B2=0.5T，矩形区域的宽度d=0.5m。一根劲度系数k=2N/m的轻质弹簧水平放置，右端固定在W点，左端与长度为L、质量mb=0.4kg的绝缘杆b栓接（拴接点在杆b中点）弹簧处于原长状态。现开关与1连接时，一根长度为L、质量为ma=0.1kg，阻值R1=0.2Ω的金属杆恰好静止在倾斜导轨上；某时刻把开关迅速拨到2，最后a杆能在倾斜轨道上匀速下滑，所有导轨均光滑且阻值不计，取沈樯sin53°=0.8。
（1）求圆形线圈内磁场随时间的变化率 ；
（2）在a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中，求流过电阻R的电量和电阻R上产生的热量；
（3）若a杆与b杆发生碰撞后即刻粘在一起，且此后始终做简谐运动，请以两杆碰撞后第一次速度变为0时作为计时起点，向右为正方向，写出该简谐运动的振动方程。已知弹簧振子振动周期公式为 ，其中m为振子质量，k为弹簧的劲度系数。（提示：可以用F-x图像下的“面积”代表力F做的功）
23.如图甲所示，M、N为竖直放置的两块平行金属板，板的中间各有小孔s1、s2。圆形虚线表示与金属板N相连、半径为R、轴心为O且接地的圆柱形金属网罩，网罩内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，PQ为与圆柱形同轴、半径为2R、圆心角为 的金属收集屏，收集屏的外层与大地相连。小孔s1、s2、轴心O与收集屏PQ的中点O′位于同一水平线上。已知M、N间接有如图乙所示的随时间呈周期性变化的电压，其中 ， 。从t=0时刻开始每秒钟有n个质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场，接着通过s2进入磁场。假定质子通过M、N的过程中，板间电场视为恒定且运动时间可以忽略，质子在s1的速度可视为零不计质子的重力及质子间的相互作用。（本题中若0≤x≤0.5，则取tanx=x）
（1）求 时刻进入电场的质子在磁场中运动的速率v0；
（2）求 时刻进入电场的质子到达收集屏时距O′的弧长；
（3）求 时刻进入电场的质子到达收集屏的时刻（结果用T表示）；
（4）请在答题卡的图丙上画出0～2T内通过电流表的电流I与时间t的图线（不要求写计算过程，但要求标出关键数据）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】物理学中国际单位制规定基本物理量7个，分别是长度、时间、质量、电流强度、物质的量、发光强度、热力学温度，它们对应的物理单位分别是米、秒、千克、安培、摩尔、坎德拉、开尔文，本题问物理量，不是问单位。
故答案为：C。
【分析】考察物理国际单位制中的基本量。属于识记内容。
2.【答案】 D
【解析】【解答】A．人（含装置）所受的重力和向下喷水的力作用在两个物体上，不是平衡力，A不符合题意；
B．人（含装置）所受的重力施力物体是地球，受力物体是物体，向下喷水的力施力物体是装置，受力物体是水，这里涉及了多个物体，不是相互作用力，B不符合题意；
C．惯性只与质量有关，故惯性不变，C不符合题意；
D．人在匀速上升的过程中，动能不变，重力势能增大，机械能增加，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】人悬停时，受重力和水的作用力，是一对平衡力。重力和人对地球的吸引力是作用力与反作用力。惯性只与质量有关。匀速上升，动能不变，重力势能变大，机械能变大。
3.【答案】 B
【解析】【解答】A．重物被匀速吊起，处于平衡状态，把A、B当成整体，绳子CD和CE对重物A的作用力的合力等于(m1+m2)g，A不符合题意；
B．绳子FG和FH对重物B的作用力的合力等于m2g，同一条绳上拉力相等，故绳子FG和FH对重物A的作用力的合力等于m2g，B符合题意；
C．设绳子FG和FH的夹角为锐角 ，对B满足
解得则绳子FG上的拉力大小为
C不符合题意；
D．设绳子CD和CE对重物A的作用力的合力为 ，若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间对重物A由牛顿第二定律可得
由于绳上拉力会发生突变，故
即A的加速度大小不会等于 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】通过整体法和隔离法可以分别求出绳子CD和CE对重物A的作用力的合力以及绳子FG和FH对重物A的作用力的合力。选B为研究对象，受力分析，根据平衡关系以及三角函数关系，可以确定FG上的力。根据牛顿第二定律和绳子拉力会发生瞬变电特点判断重物A 的加速度。
4.【答案】 B
【解析】【解答】A．同一游客在不同滑道上体验项目，整个过程中重力对其做功的功率不相同，因为不同滑道下滑时间不同，所以A不符合题意；
B．不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同，因为新旧不一的塑料盆的摩擦因数不同，所以B符合题意；
C．不同滑道上的游客停下的位置不同不是因为游客的体重不同造成的，是因为新旧不一的塑料盆的摩擦因数不同造成的，所以C不符合题意；
D．在整个滑草的过程中，人与盆的重力势能大部转化为盆与滑道间的内能，因为还有空气体阻力做功，人与盆之间也有摩擦等，所以D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】做功功率跟做功大小和做功时间都有关系。游客下滑过程中，加速度跟游客质量无关，只跟塑料盆的摩擦因数有关。下滑过程，人和盆地重力势能转化为动能和盆跟滑道间的内能。
5.【答案】 A
【解析】【解答】流量等于流速乘以横截面积，即
水龙头流量Q不变，由于重力作用，流出龙头后的水自由下落，流速v变大，故横截面积S变小，即呈现上粗下细状态，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】本题考查流量跟流速和横截面积间的关系。
6.【答案】 D
【解析】【解答】A．利用逆向思维，则两小球从P点做平抛运动，根据
解得
所以落地时间只与高度有关，则从抛出到击中墙壁的时间之比为1：1，所以A不符合题意；
B．根据
可知，两球的水平方向位移不同，则在P点的速度为 ，
则击中墙面的速率之比为2：1，所以B不符合题意；
C．两球抛出时的速率分别为
则抛出时的速率之比为 ，所以C不符合题意；
D．两球抛出时速度方向与地面夹角的正切值分别为
则抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1：2，所以D符合题意；
故答案为：D。
【分析】从题意描述可以知道，两小球运行的逆过程是平抛运动。根据平抛运动的规律，竖直方向自由落体运动和水平方向匀速直线运动，可以求出各选项。
7.【答案】 B
【解析】【解答】A．甲图反应的是同种频率的色光，强度越大，光子数越多，饱和电流越大，不同频率的色光，强度相同情况下，频率越大，光子越少，饱和电流越小，A不符合题意；
B．乙图是卢瑟福α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进，只有少数粒子发生了较大的偏转，B符合题意；
C．α粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故径迹直而粗短，丙中显示的是α径迹，C不符合题意；
D．丁图说明原子核数比较大或比较小时，比结合能比较小，原子核数处于中间部分比结合能比较大，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.光对应的饱和电流和光照强度也有关系。B、乙图是卢瑟福α粒子散射图。C、α粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故径迹直而粗短。D、原子核的质量数超过60后，比结合能逐渐减小。
8.【答案】 A
【解析】【解答】A．从A到B，试探电荷离Q的距离先减小再增大，库仑力先增大后减小，A符合题意；
BCD．由于Q电性不知，外力情况不明，所以，试探电荷的加速度、动能、电势能的变化不能确定，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据库仑定律，可以判断库仑力的大小。由于Q电性不知，外力情况不明，所以，试探电荷的加速度、动能、电势能的变化不能确定。
9.【答案】 B
【解析】【解答】A．根据
则线速度与半径二次方根成反比，所以 ，则A不符合题意；
B．设近地卫星的周期为T，根据
则周期与半径的立方的二次方根成正比，所以近地卫星的周期为
近地卫星的线速度为
则 ，所以B符合题意；
C．根据
则周期与半径的立方的二次方根成正比，所以 ，所以C不符合题意；
D．两个卫星与同步卫星的轨道半径关系无法确定，所以周期与同步卫星周期无法比较，则D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查万有引力定律和圆周运动的基本物理量关系。
10.【答案】 A
【解析】【解答】A．两电荷间距为
由库仑定律可得
由BC的分析可得
联立解得
A符合题意；
BC．A处于静止，设A受到的库仑力为F1 ， 支持力为N1 ， 由平衡条件可得
同理可得，对B满足
对比可得
BC不符合题意；
D．若同时移动两球在斜面上的位置，由于距离变化导致库仑力变化，不再满足原来的平衡关系，故两球不能处于原来的平衡状态，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】两个小球受到重力、库仑力和斜面的支持力。根据力的平衡关系，可以解出电量，以及质量之比和弹力之比。两小球距离变力，库仑力就变了，两球将不再平衡。
11.【答案】 C
【解析】【解答】A．t=0时刻原线圈两端的电压
A不符合题意；
B．角速度为 则
解得
B不符合题意；
C．原线圈电源的有效值为
根据
解得
电阻R上产生的焦耳热
C符合题意；
D．副线圈两端的电压的最大值
能击穿电压为50V的电容器，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、B根据原线圈两端的电压随时间变化关系，可以求出当 t=0时刻原线圈两端的电压和交流电的频率。C、根据交流电的最大值，可以计算交流电的有效值，进而计算焦耳热。D、计算电阻R两端的最大电压，与击穿电压比较，判断能否被击穿。
12.【答案】 C
【解析】【解答】A．根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在AB边靠近直导线的过程中，线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是ABCDA，所以A不符合题意；
B．直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对AB边和CD边的安培力不等大但是方向是相反的，所以B不符合题意；
C．由对称性可知，直导线对AD边和BC边的安培力等大反向，所以C符合题意；
D．在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向里，因为感应电流产生的磁场只是阻碍原磁通量的增大，而不是阻止，所以总磁通量还是增大，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、根据右手定则或者楞次定律，判断线圈内感应电流的方向。B、线圈内的电流相等，但AB边所在位置的磁场比CD边的大。C、线圈内的电流和线圈上下边所在位置的磁场相同。D直导线在线圈ABCD产生的磁场垂直直面向里。
13.【答案】 D
【解析】【解答】如图
A．根据几何关系，E、F对称，光线在F点不会发生全反射，A不符合题意；
B．在 中
所以
解得
则出射角
根据
B不符合题意；
C．根据
C不符合题意；
D．反射光的时间
折射光的时间
则时间之比为 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题关键是把入射光线、折射光线和反射光线画出来，根据几何关系，结合折射定理，对问题进行求解。
二、多选题
14.【答案】 A,C
【解析】【解答】A．水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和衍射，因为干涉和衍射是波的特性，所以A符合题意；
B．只要波源不动，或者相对静止，观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样，所以B不符合题意；
C．当LC振荡电路中电流最大时，电容器放电完毕，两极板间的电场能最小，所以C符合题意；
D．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，所以D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、干涉和衍射是所有波都具有的特性。B、波源不动或者相对静止，观察者接收到的波的频率都跟波源发出的频率一样。C、当LC振荡电路中电流最大时，电容器放电完毕，电场能转化为电能。D、在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
15.【答案】 A,D
【解析】【解答】A．由甲图可知，单摆的周期为T=0.8s，由单摆周期公式可知
单摆的摆长为0.64m，A符合题意；
B．球A从释放到与球B相撞时所花的时间为
B不符合题意；
C．碰撞瞬间内力远大于外力，可以运用动量守恒定律解决问题，C不符合题意；
D．碰撞前A球重力势能转化动能
AB发生弹性碰撞，碰撞后球B做匀减速运动，能前进的距离为
联立得
D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A由单摆周期公式可计算单摆的摆长。B、球A从释放到与球B相撞时所花的时间为四分之一个周期。C、碰撞瞬间内力远大于外力，系统动量守恒D、A球下落过程，重力势能转化为动能，A与B碰撞，动量守恒，之后B做匀减速直线运动。
16.【答案】 A,D
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可判断，X是 ，a=235+1-141-92=3，A符合题意；
B．核反应会产生中子流，故不需要一直由外界射入高速中子流，B不符合题意；
C．氢原子光谱波长最短的光子能量为13.6eV，该裂变反应每次释放出的核能为173.8MeV，两者不相等，C不符合题意；
D．则反应堆每年提供的能量为 ①
核发电站一年提供的电能为 ②
另外 ③
联立①②③可得： ，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】核裂变，质量数守恒，电荷数也守恒。核反应本身会产生中子。氢原子光谱波长最短的光子能量为13.6eV，与该裂变反应每次释放出的核能不同。
三、实验题
17.【答案】 （1）乙；0.33（0.32～0.33）；0.50（0.49～0.50）
（2）B
【解析】【解答】（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；
故答案为：乙。
②打下计数点3时小车的速度大小为
小车的加速度大小为
（2）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符合题意；AC不符合题意；
故答案为：B。
【分析】(1)补偿小车阻力，是通过小车重力沿绳子方向的分力抵消小车受到的阻力。打下计数点3时小车的速度等于点2和和点4间的平均速度。通过逐差法计算小车的加速度。（2）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。
18.【答案】 （1）越大；1900；DEH（或方案二DH）；（ 或方案二 ）
【解析】【解答】（1）①在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液的电导率会越大。
②电阻的阻值为：表盘读数 倍率=19 =1900 。
③如果采用伏安法，则电压表选E，电流表有内阻时存在系统误差，为了消除系统误差，利用已知内阻的电流计与电阻箱改装为大量程和电流表，所以选DH，故答案为：DEH。
如果采用等效替代法，则只需要一个电阻箱和一个灵敏电流计，所以选DH。
电路设计，如图丙所示
（或方案二 ）
【分析】（1）在溶液未达到饱和之前，溶解的食盐越多则溶液里的离子越多，导电能力越强，电阻率越低，电导率越大。（2）电阻的阻值为：表盘读数 倍率。（3）根据电源电压的大小选择电压表。为了满足要求，利用已知内阻的电流计与电阻箱改装为大量程和电流表也可以利用一个电阻箱和一个灵敏电流计进行改装。
19.【答案】 C；B
【解析】【解答】①A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源时，小灯泡的亮度会发生变化，A不符合题意；
B．电流不会从原线圈经铁芯流到副线圈，B不符合题意；
C．将可拆变压器的横条铁芯取下后，导致电磁感应现象减弱，感应电流减小，故小灯泡的亮度降低，C符合题意。
故答案为：C。
②听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，是因为变压器上的两个固定螺丝没有拧紧才会出现的现象，AC不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】变压器时通过电磁感应实现变压的，铁芯可以增强感应磁场的聚集。变压器只能对交流电进行变压。
四、解答题
20.【答案】 （1）解：由题意可知
解得vm=5m/s
（2）解：匀减速阶段物品的加速度大小
解得a2=1.25m/s2
位移大小
解得x=10m
（3）解：由牛顿第二定律有F′-F阻-mg=ma1
又
解得F′=17.5N
【解析】【分析】（1）匀速过程的速度即为最大速度。根据整个运动过程的位移，通过平均速度公式进行计算。
（2）根据加速度公式计算匀减速过程的加速度，根据位移公式计算位移。
（3）匀加速阶段物品受向上的无人机的作用力、重力和阻力，根据牛顿第二定律，可以解得答案。
21.【答案】 （1）解：根据
解得
（2）解：根据动能定理
解得
动量
（3）解：当小球恰好过最高点F时的速度为v
假设小球可以过最高点F，速度为vF
vF>v，所以小球可以过最高点F
（4）解：①物体不能脱离BC段直轨道mg≥E1q
E1≤2×104V/m
②物体能够过F点
E2≥4×103V/m
③物体能够到达G点
E3≥0
令物体恰能打到P点
综上可得 （m）（4×103V/m≤E≤2×104V/m）
【解析】【分析】（1）从A到B，重力势能转化为动能，利用机械能守恒解答本题。
（2）从A到D，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可以解得D点速度。
（3）恰好运动到F点的临界条件是只有重力向心力，可以求出临界速度。通过动能定理，求出过F点速度，进行比较，判断是否通过最高点。
（4）物体在BC做受竖直向上的电场力和重力，电场力小于重力才能贴着轨道。小球能到达F点的条件是速度大于等于临界速度。小球能到达G的速度应该大于等于零。
22.【答案】 （1）解：电动势
根据
得
（2）解：根据
解得
根据
动量定理
解得
根据能量守恒
Q=2.1875J所以 J
（3）解：动量守恒
解得v共=1.5m/s
根据F-x图像得：
E弹=Ek
所以x=0.75m
所以：A=x=0.75m
T=π
得ω=2rad/s
所以x=Acsωt=0.75cs2t（m）或x=Asin（ωt+ ）= ）（m）
【解析】【分析】（1） 开关与1连接时金属杆恰好静止在倾斜导轨上。安培力等于重力的分力，可以计算电流，根据欧姆定律，得到电动势，根据法拉第电磁感应定律求出磁场随时间的变化率。
（2）根据电量公式、法拉第电磁感应定律和欧姆定律可以计算 a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中流过电阻R的电量。根据能量守恒，系统产生的热量等于杆动能的变化，根据热量跟电阻成正比，得到 电阻R上产生的热量 。
（3）根据动量守恒计算碰撞后，两杆共同速度，压缩弹簧过程，动能转化为弹性势能，根据弹簧弹性势能的公式，计算振幅，进而得到简谐运动的振动方程。
23.【答案】 （1）解：在磁场中运动，有
当
时
（2）解：
故 ，
（3）解： 时刻进入的质子 ，
故
（4）解：
【解析】【分析】（1）在电场中运动，电场力做功等于质子动能的变化，根据动能定理求出进入磁场的速度。质子在磁场运动，速度大小不变。
（2）在磁场中，洛仑兹力提供向心力，结合第一问速度表达式，可以求出质子运动的半径，根据几何关系，求出弧长。
（3）时间包括在磁场中运动的时间和在磁场与收集屏之间匀速运动的时间。
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