2021-2022学年浙江省台州市高三下学期4月二模物理试题（解析版）

台州市2022年4月高三年级教学质量评估试题

物理

2022.4

注意事项：

1.本卷共22小题，满分100分，考试时间90分钟。

2.非选择题的答案必须用黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题纸规定的区城内。

3.可能用到的相关参数：重力加速度均取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小題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. 以下物理量数值中的正负号，既不代表大小也不代表方向的是（　　）

A. 磁通量 B. 速度 C. 冲量 D. 电势能

2. 下列关于物理学发展史的说法中，不符合历史事实的是（　　）

A. 汤姆逊发现电子，揭示了原子本身也有结构

B. 奥斯特最早提出在电荷周围存在着由它产生的电场

C. 伽利略指出亚里士多德对落体的认识存在问题，通过逻辑推理得出重物与轻物下落得一样快的结论

D. 学家笛卡儿认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动下去

3. 如图所示，在花样滑冰比赛中的男运动员托举着女运动员一起滑行。对于此情景，下列说法正确的是（　　）

A. 男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力

B. 男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力

C. 男运动员对冰面压力大小与冰面对他支持力大小在任何时候都相等

D. 女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力

4. 冬季奥运会比赛中，单板大跳台是一项紧张刺激项目。2022年北京冬奥会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落地的全过程，合成图如图所示。忽略空气阻力，且手机连拍的时间间隔一定。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员在空中飞行过程是变加速曲线运动

B. 裁判在针对运动员动作难度和技巧打分时，可以将其视为质点

C. 运动员在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能

D. 运动员在空中飞行过程中，图片中任意两组相邻位置的动量变化量大小方向都相同

5. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　）

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速

B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小

C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功

D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大

6. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取加速度竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A. 刻度对应的加速度为g B. 刻度对应的加速度为

C. 刻度对应的加速度为 D. 各刻度对应加速度值的间隔是不均匀的

7. 1966年，33岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径几微米的玻璃纤维就可以传输大量信息。根据这一理论制造的光导纤维已经普遍应用到通讯领域。目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光、、，均大于红光波长（）。下列说法中正确的是（   ）

A. 三种激光中，波长的激光光子能量最大

B. 光纤内芯和外套都是玻璃材质，且外套折射率比内芯大

C 若用红光照射某光电管能产生光电效应，这三种激光也一定可以

D. 若换用可见光传输信号，其在光纤中的传播速度比这三种激光都小

8. 如图是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成闭合电路，铁质杆D的右端与金属触头C绝缘相连，C连接工作电路，弹簧K可以拉起杆D从而使工作电路断开。下列说法正确的是（　　）

A. 工作电路正常工作时，弹簧K处于原长状态

B. 工作电路正常工作时，B线圈中有感应电流

C. 开关S断开瞬间，铁芯能继续吸住铁杆D一小段时间

D. 减少线图B的匝数，对电路的延时效果没有影响

9. 如图所示，在空间坐标系中，A、B、M、N四个点均位于坐标轴上，且，现在A、B两点分别固定等量异种电荷与。下列说法正确的是（　　）

A. O点的电场强度小于N点的电场强度

B. M、N两点的电场强度大小相等，方向相同

C 试探电荷从N点移到无穷远处，其电势能增加

D. 沿着坐标轴将试探电荷从M点移到O点再移到N点，其电势能先增加后减小

10. 据媒体报道，今年1月22日中国的SJ-2卫星将一颗失效的“北斗2号”卫星从地球同步轨道B拖曳到同步轨道上方的“坟墓轨道”A，并将其留在该轨道，然后SJ-2卫星又返回同步轨道。以下说法正确的是（　　）

A. 北斗2号卫星的动能变大

B. 北斗2号卫星的周期变小

C. SJ-2卫星在B轨道上速度大于第一宇宙速度

D. 北斗2号卫星在A轨道运行时的机械能比B轨道运行时的机械能大

11. 如图所示，两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，在其下方有两光滑金属导轨处在匀强磁场中，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，现将等离子体垂直于磁场持续喷入P、Q板间，恰使垂直于导轨放置金属棒静止。下列说法正确的是（　　）

A. P极板电势高于Q极板

B. 金属棒中电流方向从b到a

C. 如果水平向右（沿方向看），金属棒必不能平衡

D. 要使取最小值，则必须使其方向垂直导轨平面向下

12. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一质量为m，带电量为的点电荷，距水平面高h处的空间内固定一场源点电荷，两电荷连线与水平面间的夹角，现给点电荷一水平初速度，使其在水平桌面上做匀速圆周运动，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则（　　）

A. 点电荷做匀速圆周运动所需的向心力为

B. 点电荷做匀速圆周运动的角速度为

C. 若水平初速度，则点电荷对桌面压力零

D. 点电荷做匀速圆周运动所需的向心力一定由重力和库仑力的合力提供

13. 如图所示，热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的小球以相对地面的速度水平投出。已知投出小球后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（   ）

A. 投出小球后气球所受合力大小为

B. 小球落地时气热球的速度大小为

C. 小球在落地之前，小球和热气球速度始终大小相等方向相反

D. 小球落地时二者的水平距离为

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2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2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中，当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动频率约为。现使圆盘由静止开始缓慢加速转动，直至以的周期匀速转动稳定下来，在此过程中，下列说法正确为（　　）

A. 圆盘静止和转动时，小球都是做受迫振动

B. 最终稳定时小球的振动频率为

C. 小球的振幅先逐渐增大后又逐渐减小

D. 圆盘缓慢加速转动时，以T型支架为参考系，小圆柱的运动可视为简谐运动

15. 图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场的磁感应强度为B，匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈绕轴做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线图转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）

A. 时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零

B. 从到这段时间通过电阻R的电荷量为

C. 从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为

D. 图乙中零时刻线圈所处位置可能对应甲图中所示位置

16. 发展核能将为我国碳达峰、碳中和战略发挥不可替代的作用。甘肃武威的钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，它的试验成功标志着我国在这方面的研究“处于国际引领地位”。其中钍基核燃料铀，由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来，铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　）

A. 外界温度越高，钍核衰变的速度越快

B. 钍核经过1次衰变可变成镤

C. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大

D. 题中铀核裂变的核反应方程为

非选择题部分

三、非选择题（本題共6小题，每小题2分，共55分）

17. 某实验小组利用图甲所示装置研究平抛运动的规律。实验时该实验小组同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，某次拍摄后得到的照片局部如图乙所示。照片上每个方格的实际边长为。

①下列关于本实验说法正确的是_________。

A.本实验需要调节斜槽末端水平

B.图乙中的a点就是平抛的起点

C.为获取图乙中的数据，实验至少需要4次释放小球，且每次释放位置必须相同

D.由图乙数据可得知平抛运动水平遵从匀速直线运动规律，竖直方向遵从匀变速直线运动规律

②根据图乙中数据可知频闪仪频率是_______。

③小球运动到图乙中位置b时，其速度的大小为_______；

18. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示：

某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以通过调节________装置（填装置名称），调节方式是______（“旋转”、“上下调节”、“左右调节”）

19. 某同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。

实验步骤如下：

a.改变电阻丝上的导电夹P的位置，重复测量，记录多组x、U、I的值。

b.用游标卡尺在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；

c.调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；

（1）上述实验步骤，正确的先后顺序应是________。

（2）若游标卡尺某次测量结果如图乙所示，其示数为______。

（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为k，则电阻丝的电阻率_______（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量_______（选填“有”或“没有”）影响。

（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻_______。（结果保留两位有效数字）

20. 如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：

（1）运动员沿水平轨道的位移大小；

（2）运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；

（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。

21. 如图所示，两段半径均为的光滑圆弧、的左右两侧分别连接斜面和传送带，两个足够长的相同斜面的倾角均为。将一质量可视为质点的小物块从右侧斜面的E点静止下滑，同时传送带以速度顺时针转动。物块第一次滑到传送带C点时的速度为，已知物块与传送带之间的动摩擦因数，与斜面间的动摩擦因数，传送带长。求：

（1）物块经过圆弧最低点B时（尚未滑上传送带），滑块对轨道的弹力；

（2）若传送带以的速度逆时针转动，物块第一次到达左侧斜面的最高点与D点的距离；

（3）若传送带以大于的速度逆时针转动，物块在斜面上运动的总路程s与传送带的速度v之间的关系。

22. 如图所示，两根半径为的四分之一光滑圆弧轨道，间距为，轨道电阻不计。在其上端连有一阻值为的电阻，圆弧轨道处于辐向磁场中，所在处的磁感应强度大小均为，其顶端A、B与圆心处等高。两根完全相同的金属棒mn、pq在轨道顶端和底端，e、f是两段光滑的绝缘材料，紧靠圆弧轨道最底端，足够长的光滑金属轨道左侧是一个的电容器。将金属棒mn从轨道顶端处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的位置，金属棒的速度达到最大，此时金属棒与轨道圆心连线所在平面和水平面夹角为。mn棒到达最底端时速度为（此时与pq还没有碰撞）。已知金属棒mn，pq质量均为、电阻均为，求：

（1）当金属棒的速度最大时，流经金属棒pq的电流方向和pq金属棒此时的热功率；

（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程（此时与pq还没有碰撞）中流经电阻R的电量；

（3）金属棒mn和pq发生碰撞后粘在一起运动，经过两小段光滑绝缘材料e，f后继续向左运动，进入磁感应强度为的匀强磁场，求金属棒最后的速度大小。

23. 如图甲所示，某装置由直线加速器和圆心角为的扇形偏转磁场两部分组成。直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和10个横截面积相同的金属圆筒（序号为1，2，3…10）依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板与圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出。电子在圆筒、圆筒与圆筒之间各个间隙中不断被加速（圆筒间隙特别小，电子穿越间隙的时间可以忽略不计）。最后电子从10号圆筒的A点水平射出，从P点垂直进入磁场，沿实线路径从边界射出，轨迹关于平分线对称，已知，电子的比荷为k，交变电压的周期为T。求：

（1）电子刚进入1号圆筒时的速度大小；

（2）9号圆筒的长度是多少；

（3）若从金属圆板出发的是一群电子，其中小部分有垂直于加速电场且平行于纸面的较小的初速度，所有电子可近似看成从10号圆筒A点以小发散角射出，并进入偏转磁场，问长度调节为多少时，所有电子在同一点D收集。

台州市2022年4月高三年级教学质量评估试题

物理

2022.4

注意事项：

1.本卷共22小题，满分100分，考试时间90分钟。

2.非选择题的答案必须用黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题纸规定的区城内。

3.可能用到的相关参数：重力加速度均取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小題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. 以下物理量数值中的正负号，既不代表大小也不代表方向的是（　　）

A. 磁通量 B. 速度 C. 冲量 D. 电势能

【答案】A

【解析】

【详解】B．速度是矢量，速度中的正负号代表方向，故B错误；

C．冲量是矢量，冲量中的正负号代表方向，故C错误；

D．电势能是标量，电势能中的正负号代表大小，故D错误；

A．磁通量的正负仅表示磁感线是怎样穿过某一平面的，既不代表大小也不代表方向，故A正确。

故选A。

2. 下列关于物理学发展史的说法中，不符合历史事实的是（　　）

A. 汤姆逊发现电子，揭示了原子本身也有结构

B. 奥斯特最早提出在电荷周围存在着由它产生的电场

C. 伽利略指出亚里士多德对落体的认识存在问题，通过逻辑推理得出重物与轻物下落得一样快的结论

D. 学家笛卡儿认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动下去

【答案】B

【解析】

【详解】A．汤姆逊发现电子，揭示了原子本身也有结构，故A正确，不符合题意；

B．法拉第最早提出在电荷周围存在着由它产生的电场，故B错误，符合题意；

C．伽利略指出亚里士多德对落体的认识存在问题，通过逻辑推理得出重物与轻物下落得一样快的结论，故C正确，不符合题意；

D．学家笛卡儿认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动下去，故D正确，不符合题意。

故选B。

3. 如图所示，在花样滑冰比赛中的男运动员托举着女运动员一起滑行。对于此情景，下列说法正确的是（　　）

A. 男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力

B. 男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力

C. 男运动员对冰面压力大小与冰面对他支持力大小在任何时候都相等

D. 女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力

【答案】C

【解析】

【详解】A．冰面对男运动员的支持力等于男运动员和女运动员重力之和，所以男运动员受到的重力和冰面对他的支持力不是一对平衡力，故A错误；

B．女运动员处于平衡状态，男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，故B错误；

C．男运动员对冰面压力与冰面对他支持力是一对相互作用力，大小在任何时候都相等，故C正确；

D．作用力和反作用力之间只涉及两个相互作用的物体，而女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力涉及到三个物体，所以不是一对作用力和反作用力，故D错误。

故选C。

4. 冬季奥运会比赛中，单板大跳台是一项紧张刺激项目。2022年北京冬奥会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落地的全过程，合成图如图所示。忽略空气阻力，且手机连拍的时间间隔一定。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员在空中飞行过程是变加速曲线运动

B. 裁判在针对运动员动作难度和技巧打分时，可以将其视为质点

C. 运动员在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能

D. 运动员在空中飞行过程中，图片中任意两组相邻位置的动量变化量大小方向都相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．运动员在空中飞行过程只受重力，加速度恒定不变，所以是匀变速曲线运动，故A错误；

B．裁判在针对运动员动作难度和技巧打分时，裁判在针对运动员动作难度和技巧打分时，裁判在针对运动员动作难度和技巧打分时，运动员的体积和形状不能忽略，不可以将其视为质点，故B错误；

C．运动员在斜向上飞行到最高点时，竖直方向速度变为0，水平方向速度不为零，所以其动能不为零，故C错误；

D．运动员在空中飞行过程中，加速度恒定不变，根据

可知图片中任意两组相邻位置的动量变化量大小方向都相同，故D正确。

故选D。

5. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　）

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速

B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小

C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功

D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误；

B．运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，故B错误；

C．下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故C错误；

D．从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。

故选D。

6. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取加速度竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A. 刻度对应的加速度为g B. 刻度对应的加速度为

C. 刻度对应的加速度为 D. 各刻度对应加速度值的间隔是不均匀的

【答案】C

【解析】

【详解】设弹簧的劲度系数为，钢球质量为，下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处，则

A．刻度时根据牛顿第二定律有

解得

故A错误；

B．刻度时根据牛顿第二定律有

解得

故B错误；

C．刻度时根据牛顿第二定律有

解得

故C正确；

D．根据牛顿第二定律得

可得

则各刻度对应加速度的值是均匀的，故D错误。

故选C。

7. 1966年，33岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径几微米的玻璃纤维就可以传输大量信息。根据这一理论制造的光导纤维已经普遍应用到通讯领域。目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光、、，均大于红光波长（）。下列说法中正确的是（   ）

A. 三种激光中，波长的激光光子能量最大

B. 光纤内芯和外套都是玻璃材质，且外套折射率比内芯大

C. 若用红光照射某光电管能产生光电效应，这三种激光也一定可以

D. 若换用可见光传输信号，其在光纤中的传播速度比这三种激光都小

【答案】D

【解析】

【详解】A．由c = λv可知，波长为1550nm的激光的频率最小，再根据ε = hv，可知波长为1550nm的激光光子能量最小，A错误；

B．光发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射，B错误；

C．激光的波长大于红光的波长，则激光的频率小于红光的频率，若用红光照射某光电管能产生光电效应现象，光纤中的激光不一定可以，C错误；

D．激光的波长大于可见光的波长，则激光的折射率小于可见光的折射率，根据

可知，若换用可见光传输信号，其在光纤中的传播速度比现有的三种激光都慢，D正确。

故选D。

8. 如图是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成闭合电路，铁质杆D的右端与金属触头C绝缘相连，C连接工作电路，弹簧K可以拉起杆D从而使工作电路断开。下列说法正确的是（　　）

A. 工作电路正常工作时，弹簧K处于原长状态

B. 工作电路正常工作时，B线圈中有感应电流

C. 开关S断开瞬间，铁芯能继续吸住铁杆D一小段时间

D. 减少线图B的匝数，对电路的延时效果没有影响

【答案】C

【解析】

【详解】AB．工作电路正常工作时，金属触头C将工作电路连通，此时弹簧K处于拉伸状态，此时由于线圈A的电流不变，穿过线圈A的磁通量不变，则线圈B中的磁通量不变，B线圈中没有感应电流，选项AB错误；

C．开关S断开瞬间，线圈A中电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，从而在线圈B中产生感应电流，使铁芯的磁性逐渐减弱，从而铁芯能继续吸住铁杆D一小段时间，起到延时的作用，选项C正确；

D．减少线图B的匝数，则当开关S断开的瞬时，B中产生的感应电流会减小，铁芯的磁性减弱，则对电路的延时效果有影响，选项D错误。

故选C。

9. 如图所示，在空间坐标系中，A、B、M、N四个点均位于坐标轴上，且，现在A、B两点分别固定等量异种电荷与。下列说法正确的是（　　）

A. O点的电场强度小于N点的电场强度

B. M、N两点的电场强度大小相等，方向相同

C. 试探电荷从N点移到无穷远处，其电势能增加

D. 沿着坐标轴将试探电荷从M点移到O点再移到N点，其电势能先增加后减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布可知，O点的电场线较N点密集，可知O点的电场强度大于N点的电场强度，选项A错误；

B．因MN两点在两电荷连线的中垂面上且到O点的距离相等，可知M、N两点的电场强度大小相等，方向相同，选项B正确；

C．若无穷远处电势为零，则N点的电势也为零，则试探电荷从N点移到无穷远处，其电势能最终不变，选项C错误；

D．因MON三点在同一等势面上，则沿着坐标轴将试探电荷从M点移到O点再移到N点，其电势能不变，选项D错误。

故选B。

10. 据媒体报道，今年1月22日中国的SJ-2卫星将一颗失效的“北斗2号”卫星从地球同步轨道B拖曳到同步轨道上方的“坟墓轨道”A，并将其留在该轨道，然后SJ-2卫星又返回同步轨道。以下说法正确的是（　　）

A. 北斗2号卫星的动能变大

B. 北斗2号卫星的周期变小

C. SJ-2卫星在B轨道上速度大于第一宇宙速度

D. 北斗2号卫星在A轨道运行时的机械能比B轨道运行时的机械能大

【答案】D

【解析】

【详解】北斗2号卫星从同步轨道B到“坟墓轨道”A，轨道半径增大。

A．根据万有引力提供向心力

可得

可知北斗2卫星的线速度变小，则动能变小，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力

可得

可知北斗2号卫星的周期变大，故B错误；

C．第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的最大速度，所以SJ-2卫星在B轨道上速度小于第一宇宙速度，故C错误；

D．北斗2号卫星从B轨道到A轨道需要加速离心才能到达，除了万有引力之外的其他力对其做正功，所以北斗2号卫星在A轨道运行时的机械能比B轨道运行时的机械能大，故D正确。

故选D。

11. 如图所示，两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，在其下方有两光滑金属导轨处在匀强磁场中，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，现将等离子体垂直于磁场持续喷入P、Q板间，恰使垂直于导轨放置的金属棒静止。下列说法正确的是（　　）

A. P极板电势高于Q极板

B. 金属棒中电流方向从b到a

C. 如果水平向右（沿方向看），金属棒必不能平衡

D. 要使取最小值，则必须使其方向垂直导轨平面向下

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据左手定则可知正离子受到向下的洛伦兹力而偏向板，负离子受到向上的洛伦兹力而偏向板，则P极板电势低于Q极板，所以金属棒中电流方向从a到b，故AB错误；

C．金属棒中电流从到，水平向右（沿方向看），由左手定则知金属棒受到的安培力竖直向上，若安培力大小恰好等于重力大小，金属棒平衡，故C错误；

D．要使取最小值，需使得金属棒所受安培力的方向沿着金属导轨向上，根据左手定则知其方向垂直导轨平面向下，故D正确。

故选D。

12. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一质量为m，带电量为的点电荷，距水平面高h处的空间内固定一场源点电荷，两电荷连线与水平面间的夹角，现给点电荷一水平初速度，使其在水平桌面上做匀速圆周运动，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则（　　）

A. 点电荷做匀速圆周运动所需的向心力为

B. 点电荷做匀速圆周运动的角速度为

C. 若水平初速度，则点电荷对桌面压力为零

D. 点电荷做匀速圆周运动所需的向心力一定由重力和库仑力的合力提供

【答案】A

【解析】

【详解】A．由图可知，点电荷做匀速圆周运动所需向心力由库仑力在水平方向的分力提供，可得

故A正确；

B．根据牛顿第二定律得

解得

故B错误；

C．根据圆周运动的规律有

竖直方向

解得

故C错误；

D．仅有当时，点电荷做匀速圆周运动所需的向心力由重力和库仑力的合力提供，故D错误。

故选A。

13. 如图所示，热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的小球以相对地面的速度水平投出。已知投出小球后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（   ）

A. 投出小球后气球所受合力大小为

B. 小球落地时气热球的速度大小为

C. 小球在落地之前，小球和热气球速度始终大小相等方向相反

D. 小球落地时二者的水平距离为

【答案】B

【解析】

【详解】A．热气球从开始携带小球时处于静止状态，所以所受合外力为零，由于投出小球后所受浮力不变，则热气球所受合外力为mg，A错误；

B．热气球从开始携带小球时处于静止状态，所以所受合外力为零，初动量为零，水平投出重力为mg的物资瞬间，满足动量守恒定律

Mv1= mv0

由上式可知热气球获得水平向左的速度

小球落地所需时间为

解得

热气球竖直方向上加速度为

mg = Ma

解得

小球落地时，热气球竖直方向上的速度为

根据矢量法则

解得

B正确；

C．热气球所受合外力为mg，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，加速度为

而小球体积比较小又不计阻力则小球的加速度为g，故小球和热气球速度不会始终大小相等方向相反，C错误；

D．热气球和物资在水平方向做匀速直线运动

则二者的水平距离为

d = xM + xm

解得

D错误。

故选B

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2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2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中，当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动频率约为。现使圆盘由静止开始缓慢加速转动，直至以的周期匀速转动稳定下来，在此过程中，下列说法正确为（　　）

A. 圆盘静止和转动时，小球都是做受迫振动

B. 最终稳定时小球的振动频率为

C. 小球的振幅先逐渐增大后又逐渐减小

D. 圆盘缓慢加速转动时，以T型支架为参考系，小圆柱的运动可视为简谐运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动，圆盘静止时无周期性驱动力作用，不是受迫振动，A错误；

B．小球稳定振动时的频率为

故B正确；

C．圆盘转速由零逐渐增大，转动的频率逐渐接近小球振动的固有频率，振幅增大，与固有频率相同时振幅最大；超过固有频率，转速继续增大，振幅减小，故先增大，后减小。C正确；

D．圆盘缓慢加速转动时，以T型支架为参考系，小圆柱运动到T型支架的中间位置时是非平衡状态，有加速度，不满足简谐运动的条件，D错误。

故选BC。

15. 图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场的磁感应强度为B，匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈绕轴做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线图转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）

A. 时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零

B. 从到这段时间通过电阻R的电荷量为

C. 从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为

D. 图乙中的零时刻线圈所处位置可能对应甲图中所示位置

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图乙可知时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，故A错误；

B．从到这段时间的平均感应电流为

则通过电阻R的电荷量

故B正确；

C．时刻磁通量为

时刻磁通量为

从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为

故C错误；

D．图乙中的零时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，故可能对应甲图中所示位置，故D正确。

故选BD。

16. 发展核能将为我国碳达峰、碳中和战略发挥不可替代的作用。甘肃武威的钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，它的试验成功标志着我国在这方面的研究“处于国际引领地位”。其中钍基核燃料铀，由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来，铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　）

A. 外界温度越高，钍核衰变的速度越快

B. 钍核经过1次衰变可变成镤

C. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大

D. 题中铀核裂变的核反应方程为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．半衰期的大小与温度、压强以及化学状态无关，故A错误；

B．1次衰原子核质量数不变，质子数增大1，所以钍核经过1次衰变可变成镤，故B正确；

C．核反应方程式中生成物比反应物稳定，生成物的比结合能大比反应物的比结合能大，所以在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大，故C正确；

D．根据质量数守恒和电荷数守恒可知题中铀核裂变的核反应方程为

故D正确。

故选BCD。

非选择题部分

三、非选择题（本題共6小题，每小题2分，共55分）

17. 某实验小组利用图甲所示装置研究平抛运动的规律。实验时该实验小组同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，某次拍摄后得到的照片局部如图乙所示。照片上每个方格的实际边长为。

①下列关于本实验说法正确的是_________。

A.本实验需要调节斜槽末端水平

B.图乙中的a点就是平抛的起点

C.为获取图乙中的数据，实验至少需要4次释放小球，且每次释放位置必须相同

D.由图乙数据可得知平抛运动水平遵从匀速直线运动规律，竖直方向遵从匀变速直线运动规律

②根据图乙中数据可知频闪仪频率是_______。

③小球运动到图乙中位置b时，其速度的大小为_______；

【答案】    ①. AD##DA    ②.     ③. 2.5

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验中必须保证小球做平抛运动，则斜槽轨道末端必须水平，故A正确；

B．若是平抛起点，竖直方向位移应满足，结合图象可知B错误；

C．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，为了减小误差应多次释放小球，图乙中有4个点，不代表至少要放4次，故C错误；

D．由图可知相等时间内水平方向位移相等，竖直方向相邻相等时间内位移差满足

所以平抛运动水平遵从匀速直线运动规律，竖直方向遵从匀变速直线运动规律，故D正确。

（2）[2]根据

解得

（3）[3水平方向

解得

竖直方向根据中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得

则b点速度为

18. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示：

某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以通过调节________装置（填装置名称），调节方式是______（“旋转”、“上下调节”、“左右调节”）

【答案】    ①. 拨杆    ②. 左右调节

【解析】

【详解】[1][2]当观察到条纹比较模糊时，可以通过调节拨杆装置，调节方式是左右调节。

19. 某同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。

实验步骤如下：

a.改变电阻丝上的导电夹P的位置，重复测量，记录多组x、U、I的值。

b.用游标卡尺在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；

c.调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；

（1）上述实验步骤，正确的先后顺序应是________。

（2）若游标卡尺某次测量结果如图乙所示，其示数为______。

（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为k，则电阻丝的电阻率_______（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量_______（选填“有”或“没有”）影响。

（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻_______。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. bca    ②.     ③.     ④. 没有    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]实验步骤为先用游标卡尺在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；然后调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x；闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；再改变电阻丝上的导电夹P的位置，重复测量，记录多组x、U、I的值。顺序为bca；

（2）[2]游标卡尺的度数为

（3）[3][4]由欧姆定律得

由电阻定律得

整理得

可得

则

根据可知电流表的内阻对电阻率没有影响；

（4）[5]根据闭合电路欧姆定律

可知图象斜率的绝对值表示电源内阻为

20. 如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：

（1）运动员沿水平轨道的位移大小；

（2）运动员在倾斜滑道上受到阻力大小；

（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。

【答案】（1）55m；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由牛顿第二定律得

得

根据

解得

根据运动学公式

得

（2）由

得

则

得

（3）根据运动学公式

则

21. 如图所示，两段半径均为的光滑圆弧、的左右两侧分别连接斜面和传送带，两个足够长的相同斜面的倾角均为。将一质量可视为质点的小物块从右侧斜面的E点静止下滑，同时传送带以速度顺时针转动。物块第一次滑到传送带C点时的速度为，已知物块与传送带之间的动摩擦因数，与斜面间的动摩擦因数，传送带长。求：

（1）物块经过圆弧最低点B时（尚未滑上传送带），滑块对轨道的弹力；

（2）若传送带以的速度逆时针转动，物块第一次到达左侧斜面的最高点与D点的距离；

（3）若传送带以大于的速度逆时针转动，物块在斜面上运动的总路程s与传送带的速度v之间的关系。

【答案】（1）3.5N，方向竖直向下；（2）；（3）若，，若，

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律得物块在传送带上加速度

根据运动学公式

得

根据牛顿第二定律得

联立解得

由牛顿第三定律

方向竖直向下；

（2）圆弧轨道的竖直高度差为

阶段根据动能定理

得

最高点根据动能定理得

得

（3）滑块从E点下到B点，根据动能定理有

解得

滑块从B点经传送带一直加速度到C点时的速度设为，根据运动学公式得

解得

设传送带的速度为v，经分析，最后滑块到D点速度为零，在来回运动，由能量守恒方程

①

（其中就是指物块第一次到达C点的速度）第一种情况

解得

又，往返运动中传送带对其不做功，代入方程①得

则在斜面上的总路程为

第二种情况

则

又

往返运动中传送带对其不做功，代入方程①得

则在斜面上的总路程为

22. 如图所示，两根半径为的四分之一光滑圆弧轨道，间距为，轨道电阻不计。在其上端连有一阻值为的电阻，圆弧轨道处于辐向磁场中，所在处的磁感应强度大小均为，其顶端A、B与圆心处等高。两根完全相同的金属棒mn、pq在轨道顶端和底端，e、f是两段光滑的绝缘材料，紧靠圆弧轨道最底端，足够长的光滑金属轨道左侧是一个的电容器。将金属棒mn从轨道顶端处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的位置，金属棒的速度达到最大，此时金属棒与轨道圆心连线所在平面和水平面夹角为。mn棒到达最底端时速度为（此时与pq还没有碰撞）。已知金属棒mn，pq质量均为、电阻均为，求：

（1）当金属棒的速度最大时，流经金属棒pq的电流方向和pq金属棒此时的热功率；

（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程（此时与pq还没有碰撞）中流经电阻R的电量；

（3）金属棒mn和pq发生碰撞后粘在一起运动，经过两小段光滑绝缘材料e，f后继续向左运动，进入磁感应强度为的匀强磁场，求金属棒最后的速度大小。

【答案】（1）P到q，；（2）或0.13C；（3）

【解析】

详解】（1）根据楞次定律可知，电流方向由p到q，且速度最大时有

得

由于e、f是两段光滑的绝缘材料，则由电路关系知

Ipq= 1A

则pq金属棒此时的热功率

（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程（此时与pq还没有碰撞）中流经电阻R的电量为

其中

代入解得

解得

或0.13C

（3）金属棒mn和pq发生碰撞由动量守恒有

碰撞后对整体有

解得

23. 如图甲所示，某装置由直线加速器和圆心角为的扇形偏转磁场两部分组成。直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和10个横截面积相同的金属圆筒（序号为1，2，3…10）依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加。圆板与圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出。电子在圆筒、圆筒与圆筒之间各个间隙中不断被加速（圆筒间隙特别小，电子穿越间隙的时间可以忽略不计）。最后电子从10号圆筒的A点水平射出，从P点垂直进入磁场，沿实线路径从边界射出，轨迹关于平分线对称，已知，电子的比荷为k，交变电压的周期为T。求：

（1）电子刚进入1号圆筒时的速度大小；

（2）9号圆筒的长度是多少；

（3）若从金属圆板出发的是一群电子，其中小部分有垂直于加速电场且平行于纸面的较小的初速度，所有电子可近似看成从10号圆筒A点以小发散角射出，并进入偏转磁场，问长度调节为多少时，所有电子在同一点D收集。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由动能定理得

解得

（2）由动能定理

得

所有

（3）电子在磁场运动

得

沿方向

可得

如图，设长x，根据几何关系得

在三角形中（为Q轨迹电子的圆心），由几何关系

解得