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2022-2023学年广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）物理（解析版）
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这是一份2022-2023学年广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）物理（解析版），共27页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
2023年深圳市高三年级第一次调研考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上．将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”．
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上．
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按上述要求作答无效．
4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．
1. 用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（ ）
A. a、b两状态速度的方向相反 B. a、b两状态加速度大小相等
C. 秒时回到时刻的位置 D. a至c过程中加速度逐渐减小
2. 《天工开物》记录的测量拉弓所需力量的方法如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为），秤钩两侧弦的夹角为。则弦对a点的拉力大小为（）
A. B. C. D.
3. 2022年11月30日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为h，运行周期为T，地球半径为R。忽略地球自转，则（ ）
A. 空间站的线速度大小为 B. 地球的质量可表示为
C. 地球表面重力加速度为 D. 空间站的向心加速度大小为
4. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（）
A红色 B. 橙色 C. 绿色 D. 青色
5. 用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（ ）
A. B. C. D.
6. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为．则分别打到M、N的原子核质量之比为（）
A. B. C. D.
7. 反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知O为装置中心点，a、b、c、d点到O点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（ ）
A. 两线圈间为匀强磁场 B. O点的磁感应强度为零
C. a、c两点的磁感应强度相同 D. b、d两点的磁感应强度相同
8. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）
A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势
C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，不计阻力，如图乙所示。由此可判断（ ）
A. t时间内小球的运动路程为
B. 小球和弹簧组成系统机械能守恒
C. 小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D. 如果小球以较小的振幅振动，周期也会变小
10. 如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零，则（）
A. B. A点电势为零
C. M点电势高于N点电势 D. 将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加
11. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不计空气的作用效果，则足球（）
A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间可能是
C. 到达a、b两点瞬间速度大小 D. 到达a、b两点瞬间速度大小
三、非选择题：共50分，请根据要求作答．
12. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________．通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两条亮纹间的距离）则该激光的波长___________m。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例．
（1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：了使测量结果更准确，应把选择开关调至__________（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为__________；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路．实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择______________，理由是____________________；
②请把实验电路图补充完整______；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻_____________（用题中所给的物理量符号表达）。
14. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。
（1）空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
（2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。
15. 工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。工人乙站在平台上，当小车在木板上运动到某处时，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的摩擦力与压力大小之比为，g取，，，小车和货物均可视作质点，求：
（1）货物抛出点距平台高度；
（2）货物质量m。
16. 我国新能源汽车产业高质量发展．某款纯电动汽车，驱动时电池给电动机供电，刹车时发电机工作回收能量．假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型：矩形线圈长宽分别为a和b，共n匝，整个线圈处于匀强磁场中，可绕垂直于磁场的轴转动，磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为r．线圈外接电能回收装置，现将回收装置理想化为一纯电阻，阻值为R．问：
（1）时刻，发电机线圈平面处于中性面（虚线位置），时刻线圈恰好转过角（实线位置）．求：时刻穿过线圈的磁通量及时间内通过电阻R的电量q；
（2）已知当汽车以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为；当以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为．电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为）与阻力功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力与速度大小成正比．求：
①以的速度匀速行驶时，1分钟内消耗的电能；
②以多大速度匀速行驶时，单位行程内耗电最低．
2023年深圳市高三年级第一次调研考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上．将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”．
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上．
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按上述要求作答无效．
4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．
1. 用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（ ）
A. a、b两状态速度的方向相反 B. a、b两状态加速度大小相等
C. 秒时回到时刻位置 D. a至c过程中加速度逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．a、b两状态速度均为正值，则速度方向均为正方向，故A错误；
B．速度—时间图像斜率表示加速度，由图知，a、b两状态加速度大小不等，故B错误；
C．电动车在运动过程速度一直为正，运动方向不变，秒时没有回到时刻的位置，故C错误；
D．速度—时间图像斜率表示加速度，a至c过程中加速度逐渐减小，故D正确。
故选D。
2. 《天工开物》记录的测量拉弓所需力量的方法如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为），秤钩两侧弦的夹角为。则弦对a点的拉力大小为（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以弓和所挂重物为研究对象，设弦对a点的拉力为F，根据共点力平衡
故ACD错误，B正确。
故选B。
3. 2022年11月30日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为h，运行周期为T，地球半径为R。忽略地球自转，则（ ）
A. 空间站的线速度大小为 B. 地球的质量可表示为
C. 地球表面重力加速度为 D. 空间站的向心加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为Ｔ，因此空间站的线速度大小为
A错误；
B．由地球的吸引力提供向心力，可得
解得
B错误；
C．由地球的万有引力等于地球表面的重力，可得
解得
C正确；
D．由向心加速度公式，可得空间站的向心加速度大小为
D错误
故选C
4. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（）
A. 红色 B. 橙色 C. 绿色 D. 青色
【答案】A
【解析】
【详解】由波尔理论结合普朗克的量子假说，即，根据图甲可得
，
代入数据可得
对照图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红光。
故选A。
5. 用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】闭合开关后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；
再闭合开关，因为电容器电压大于电压，则电容器放电，电容器电压与电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于电压，此时电路中电流为零。
故选A。
6. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为．则分别打到M、N的原子核质量之比为（）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设原子核的质量为m，电荷量为q，进入磁场时的速度大小为v，则粒子在电场中加速的过程，由动能定理得
得速度为
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
代入速度得
由题知，，因此有
得原子核质量之比为
7. 反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知O为装置中心点，a、b、c、d点到O点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（ ）
A. 两线圈间为匀强磁场 B. O点的磁感应强度为零
C. a、c两点磁感应强度相同 D. b、d两点的磁感应强度相同
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据安培定则，左侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向右，右侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向左，由于两线圈内通入的电流大小相等，根据对称性可知，两线圈在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，则O点的磁感应强度为零，B正确；
A．根据上述O点的磁感应强度为零，可知两线圈间的磁场不是匀强磁场，A错误；
C．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在a点的磁场方向斜向右下方，在c点的磁场方向斜向右上方，右侧线圈在a点的磁场方向斜向左下方，在c点的磁场方向斜向左上方，根据对称性结合磁场叠加可知，两线圈在a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即a、c两点的磁感应强度不相同，C错误；
D．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在b、d两点的磁场方向均向右，右侧线圈在b、d两点的磁场方向均向左，根据对称性结合磁场叠加可知，b、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即b、d两点的磁感应强度不相同，D错误。
故选B。
8. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）
A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势
C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，叶片切割地磁场的竖直分量，叶片中感应电动势为
由题意知，每个叶片都切割磁感线，相当于电源，且电源内部电流从低电势流向高电势，则由右手定则可得，a端电势低于b端电势。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，不计阻力，如图乙所示。由此可判断（ ）
A. t时间内小球的运动路程为
B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D. 如果小球以较小的振幅振动，周期也会变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．vt是t时间内纸带运动的路程，并不是小球的运动路程，选项A错误；
B．小球振动过程只有弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项B正确；
C．由图可知小球通过a点时更靠近平衡位置，其速度大于通过b点的速度，选项C正确；
D．小球的运动简谐运动，其振动周期与振幅无关，选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零，则（）
A. B. A点电势为零
C. M点电势高于N点电势 D. 将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．因为电场线的疏密表示电场强度，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知，M点的电场强度大于N点的电场强度，则由可得
故A正确；
B．由等势线与电场线垂直可得过A点的等势线如图
因为无穷远处电势为零，且沿着电场线电势降低，所以A点电势大于零，故B错误；
C．因为沿着电场线电势降低，由图可知，M点电势高于N点电势，故C正确；
D．因为负电荷在电势高的地方电势能小，所以将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加，故D正确。
故选ACD。
11. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不计空气的作用效果，则足球（）
A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间可能是
C. 到达a、b两点瞬间速度大小 D. 到达a、b两点瞬间速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】CD．足球被踢出时的速度大小相等，重力做功相等，根据动能定理
可知到达a、b两点瞬间速度
故D正确，C错误；
AB．由几何关系可知：到达点的足球水平位移较大，到达、两点竖直位移相等，若从射出到打到a、b两点的时间，根据
可知到达点的足球竖直初速度较小，根据运动的合成可知水平方向初速度较大，水平方向根据
可知水平位移较大，与题意矛盾，也不可能是时间相等，因为时间相等，则竖直方向的分速度与水平方向的分速度均相等，水平方向位移也应该相等，与题意矛盾，所以一定是，故A正确，B错误。
故选AD。
三、非选择题：共50分，请根据要求作答．
12. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________．通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两条亮纹间的距离）则该激光的波长___________m。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】 ①. ②. ③. 变小
【解析】
【详解】[1]刻度尺的最小刻度值为1mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。
[2]由图乙可知
由可得
[3]如果用紫色激光重新实验，由于紫色激光的波长较小，由可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小。
13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例．
（1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至__________（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为__________；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路．实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择______________，理由是____________________；
②请把实验电路图补充完整______；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻_____________（用题中所给的物理量符号表达）。
【答案】 ①. ②. 100 ③. ④. 通过被测电阻的最大可能电流为，电流表的量程太大，可作为量程为的电流表使用 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]由题图可知，当选择开关调至“”挡时，欧姆表指针偏角过小，可知选择量程过小，应把选择开关调至挡；
[2]由图b可知，人体电阻为
（2）[3][4]流过人体的最大电流约为
则电流表的量程太大，可以用电压表代替电流表，其量程为
（3）[5]由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示
（4）[6]流过人体电阻的电流
人体电阻两端的电压
根据欧姆定律可得人体电阻
14. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。
（1）空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
（2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以空腔内的气体为研究对象，最低温度时，压强，；最高温度时，压强，；根据查理定律可知
解得
（2）设空腔的体积为，气缸的容积为，以整个系统内的气体为研究对象，则未下压时气体的压强，体积
，
下压后气体的压强，体积
，
根据波意耳定律
解得
15. 工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。工人乙站在平台上，当小车在木板上运动到某处时，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的摩擦力与压力大小之比为，g取，，，小车和货物均可视作质点，求：
（1）货物抛出点距平台的高度；
（2）货物的质量m。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由于货物落入小车时速度方向沿着斜面方向，故
根据竖直方向做自由落体运动，故
解得
（2）以沿斜面向下为正方向，小车沿斜面向上运动，则有
根据运动学公式可得
解得
货物沿斜面方向的速度为
货物和小车碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒：
解得
16. 我国新能源汽车产业高质量发展．某款纯电动汽车，驱动时电池给电动机供电，刹车时发电机工作回收能量．假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型：矩形线圈长宽分别为a和b，共n匝，整个线圈处于匀强磁场中，可绕垂直于磁场的轴转动，磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为r．线圈外接电能回收装置，现将回收装置理想化为一纯电阻，阻值为R．问：
（1）时刻，发电机线圈平面处于中性面（虚线位置），时刻线圈恰好转过角（实线位置）．求：时刻穿过线圈磁通量及时间内通过电阻R的电量q；
（2）已知当汽车以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为；当以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为．电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为）与阻力功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力与速度大小成正比．求：
①以的速度匀速行驶时，1分钟内消耗的电能；
②以多大速度匀速行驶时，单位行程内耗电最低．
【答案】（1），；（2）①；②
【解析】
【详解】（1）线圈恰好绕转轴转角的磁通量为
时间内磁通量的变化量为
时间内的平均电动势为
平均电流为
通过电阻的电量为
（2）①1分钟内消耗的电能
②设汽车阻力为f，由题意知
单位时间内消耗的电能
由油耗关系得
即
将两组数据代入得
则
时，即
时，耗电最小。
2023年深圳市高三年级第一次调研考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上．将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”．
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上．
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按上述要求作答无效．
4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．
1. 用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（ ）
A. a、b两状态速度的方向相反 B. a、b两状态加速度大小相等
C. 秒时回到时刻的位置 D. a至c过程中加速度逐渐减小
2. 《天工开物》记录的测量拉弓所需力量的方法如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为），秤钩两侧弦的夹角为。则弦对a点的拉力大小为（）
A. B. C. D.
3. 2022年11月30日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为h，运行周期为T，地球半径为R。忽略地球自转，则（ ）
A. 空间站的线速度大小为 B. 地球的质量可表示为
C. 地球表面重力加速度为 D. 空间站的向心加速度大小为
4. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（）
A红色 B. 橙色 C. 绿色 D. 青色
5. 用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（ ）
A. B. C. D.
6. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为．则分别打到M、N的原子核质量之比为（）
A. B. C. D.
7. 反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知O为装置中心点，a、b、c、d点到O点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（ ）
A. 两线圈间为匀强磁场 B. O点的磁感应强度为零
C. a、c两点的磁感应强度相同 D. b、d两点的磁感应强度相同
8. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）
A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势
C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，不计阻力，如图乙所示。由此可判断（ ）
A. t时间内小球的运动路程为
B. 小球和弹簧组成系统机械能守恒
C. 小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D. 如果小球以较小的振幅振动，周期也会变小
10. 如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零，则（）
A. B. A点电势为零
C. M点电势高于N点电势 D. 将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加
11. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不计空气的作用效果，则足球（）
A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间可能是
C. 到达a、b两点瞬间速度大小 D. 到达a、b两点瞬间速度大小
三、非选择题：共50分，请根据要求作答．
12. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________．通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两条亮纹间的距离）则该激光的波长___________m。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例．
（1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：了使测量结果更准确，应把选择开关调至__________（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为__________；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路．实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择______________，理由是____________________；
②请把实验电路图补充完整______；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻_____________（用题中所给的物理量符号表达）。
14. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。
（1）空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
（2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。
15. 工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。工人乙站在平台上，当小车在木板上运动到某处时，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的摩擦力与压力大小之比为，g取，，，小车和货物均可视作质点，求：
（1）货物抛出点距平台高度；
（2）货物质量m。
16. 我国新能源汽车产业高质量发展．某款纯电动汽车，驱动时电池给电动机供电，刹车时发电机工作回收能量．假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型：矩形线圈长宽分别为a和b，共n匝，整个线圈处于匀强磁场中，可绕垂直于磁场的轴转动，磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为r．线圈外接电能回收装置，现将回收装置理想化为一纯电阻，阻值为R．问：
（1）时刻，发电机线圈平面处于中性面（虚线位置），时刻线圈恰好转过角（实线位置）．求：时刻穿过线圈的磁通量及时间内通过电阻R的电量q；
（2）已知当汽车以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为；当以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为．电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为）与阻力功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力与速度大小成正比．求：
①以的速度匀速行驶时，1分钟内消耗的电能；
②以多大速度匀速行驶时，单位行程内耗电最低．
2023年深圳市高三年级第一次调研考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上．将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”．
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上．
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按上述要求作答无效．
4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．
1. 用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（ ）
A. a、b两状态速度的方向相反 B. a、b两状态加速度大小相等
C. 秒时回到时刻位置 D. a至c过程中加速度逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．a、b两状态速度均为正值，则速度方向均为正方向，故A错误；
B．速度—时间图像斜率表示加速度，由图知，a、b两状态加速度大小不等，故B错误；
C．电动车在运动过程速度一直为正，运动方向不变，秒时没有回到时刻的位置，故C错误；
D．速度—时间图像斜率表示加速度，a至c过程中加速度逐渐减小，故D正确。
故选D。
2. 《天工开物》记录的测量拉弓所需力量的方法如图所示。弦系在弓上a、b两点，并挂在光滑秤钩上，弓的下端系上重物。秤杆水平平衡时，挂秤砣处的刻度值为M（此时秤钩对弦的拉力大小为），秤钩两侧弦的夹角为。则弦对a点的拉力大小为（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以弓和所挂重物为研究对象，设弦对a点的拉力为F，根据共点力平衡
故ACD错误，B正确。
故选B。
3. 2022年11月30日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为h，运行周期为T，地球半径为R。忽略地球自转，则（ ）
A. 空间站的线速度大小为 B. 地球的质量可表示为
C. 地球表面重力加速度为 D. 空间站的向心加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为Ｔ，因此空间站的线速度大小为
A错误；
B．由地球的吸引力提供向心力，可得
解得
B错误；
C．由地球的万有引力等于地球表面的重力，可得
解得
C正确；
D．由向心加速度公式，可得空间站的向心加速度大小为
D错误
故选C
4. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（）
A. 红色 B. 橙色 C. 绿色 D. 青色
【答案】A
【解析】
【详解】由波尔理论结合普朗克的量子假说，即，根据图甲可得
，
代入数据可得
对照图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红光。
故选A。
5. 用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】闭合开关后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；
再闭合开关，因为电容器电压大于电压，则电容器放电，电容器电压与电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于电压，此时电路中电流为零。
故选A。
6. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为．则分别打到M、N的原子核质量之比为（）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设原子核的质量为m，电荷量为q，进入磁场时的速度大小为v，则粒子在电场中加速的过程，由动能定理得
得速度为
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
代入速度得
由题知，，因此有
得原子核质量之比为
7. 反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知O为装置中心点，a、b、c、d点到O点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（ ）
A. 两线圈间为匀强磁场 B. O点的磁感应强度为零
C. a、c两点磁感应强度相同 D. b、d两点的磁感应强度相同
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据安培定则，左侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向右，右侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向左，由于两线圈内通入的电流大小相等，根据对称性可知，两线圈在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，则O点的磁感应强度为零，B正确；
A．根据上述O点的磁感应强度为零，可知两线圈间的磁场不是匀强磁场，A错误；
C．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在a点的磁场方向斜向右下方，在c点的磁场方向斜向右上方，右侧线圈在a点的磁场方向斜向左下方，在c点的磁场方向斜向左上方，根据对称性结合磁场叠加可知，两线圈在a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即a、c两点的磁感应强度不相同，C错误；
D．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在b、d两点的磁场方向均向右，右侧线圈在b、d两点的磁场方向均向左，根据对称性结合磁场叠加可知，b、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即b、d两点的磁感应强度不相同，D错误。
故选B。
8. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）
A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势
C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，叶片切割地磁场的竖直分量，叶片中感应电动势为
由题意知，每个叶片都切割磁感线，相当于电源，且电源内部电流从低电势流向高电势，则由右手定则可得，a端电势低于b端电势。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，不计阻力，如图乙所示。由此可判断（ ）
A. t时间内小球的运动路程为
B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D. 如果小球以较小的振幅振动，周期也会变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．vt是t时间内纸带运动的路程，并不是小球的运动路程，选项A错误；
B．小球振动过程只有弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项B正确；
C．由图可知小球通过a点时更靠近平衡位置，其速度大于通过b点的速度，选项C正确；
D．小球的运动简谐运动，其振动周期与振幅无关，选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在两点受到的电场力分别为、。无穷远处电势为零，则（）
A. B. A点电势为零
C. M点电势高于N点电势 D. 将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．因为电场线的疏密表示电场强度，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知，M点的电场强度大于N点的电场强度，则由可得
故A正确；
B．由等势线与电场线垂直可得过A点的等势线如图
因为无穷远处电势为零，且沿着电场线电势降低，所以A点电势大于零，故B错误；
C．因为沿着电场线电势降低，由图可知，M点电势高于N点电势，故C正确；
D．因为负电荷在电势高的地方电势能小，所以将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加，故D正确。
故选ACD。
11. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不计空气的作用效果，则足球（）
A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间可能是
C. 到达a、b两点瞬间速度大小 D. 到达a、b两点瞬间速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】CD．足球被踢出时的速度大小相等，重力做功相等，根据动能定理
可知到达a、b两点瞬间速度
故D正确，C错误；
AB．由几何关系可知：到达点的足球水平位移较大，到达、两点竖直位移相等，若从射出到打到a、b两点的时间，根据
可知到达点的足球竖直初速度较小，根据运动的合成可知水平方向初速度较大，水平方向根据
可知水平位移较大，与题意矛盾，也不可能是时间相等，因为时间相等，则竖直方向的分速度与水平方向的分速度均相等，水平方向位移也应该相等，与题意矛盾，所以一定是，故A正确，B错误。
故选AD。
三、非选择题：共50分，请根据要求作答．
12. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________．通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两条亮纹间的距离）则该激光的波长___________m。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】 ①. ②. ③. 变小
【解析】
【详解】[1]刻度尺的最小刻度值为1mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。
[2]由图乙可知
由可得
[3]如果用紫色激光重新实验，由于紫色激光的波长较小，由可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小。
13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例．
（1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至__________（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为__________；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路．实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择______________，理由是____________________；
②请把实验电路图补充完整______；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻_____________（用题中所给的物理量符号表达）。
【答案】 ①. ②. 100 ③. ④. 通过被测电阻的最大可能电流为，电流表的量程太大，可作为量程为的电流表使用 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]由题图可知，当选择开关调至“”挡时，欧姆表指针偏角过小，可知选择量程过小，应把选择开关调至挡；
[2]由图b可知，人体电阻为
（2）[3][4]流过人体的最大电流约为
则电流表的量程太大，可以用电压表代替电流表，其量程为
（3）[5]由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示
（4）[6]流过人体电阻的电流
人体电阻两端的电压
根据欧姆定律可得人体电阻
14. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。
（1）空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
（2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以空腔内的气体为研究对象，最低温度时，压强，；最高温度时，压强，；根据查理定律可知
解得
（2）设空腔的体积为，气缸的容积为，以整个系统内的气体为研究对象，则未下压时气体的压强，体积
，
下压后气体的压强，体积
，
根据波意耳定律
解得
15. 工人使用一块长的木板从平台上卸货，木板一端搭在平台上（与平台等高），另一端固定在地面，形成倾角的斜面。工人甲从木板底部推动质量的小车，使小车以的速度冲上木板。工人乙站在平台上，当小车在木板上运动到某处时，以的速度水平抛出货物，货物速度方向与木板平行时恰好落入到达斜面顶端的小车，两者速度立刻变为零。已知小车与木板间的摩擦力与压力大小之比为，g取，，，小车和货物均可视作质点，求：
（1）货物抛出点距平台的高度；
（2）货物的质量m。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由于货物落入小车时速度方向沿着斜面方向，故
根据竖直方向做自由落体运动，故
解得
（2）以沿斜面向下为正方向，小车沿斜面向上运动，则有
根据运动学公式可得
解得
货物沿斜面方向的速度为
货物和小车碰撞瞬间沿斜面方向动量守恒：
解得
16. 我国新能源汽车产业高质量发展．某款纯电动汽车，驱动时电池给电动机供电，刹车时发电机工作回收能量．假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型：矩形线圈长宽分别为a和b，共n匝，整个线圈处于匀强磁场中，可绕垂直于磁场的轴转动，磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为r．线圈外接电能回收装置，现将回收装置理想化为一纯电阻，阻值为R．问：
（1）时刻，发电机线圈平面处于中性面（虚线位置），时刻线圈恰好转过角（实线位置）．求：时刻穿过线圈磁通量及时间内通过电阻R的电量q；
（2）已知当汽车以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为；当以的速度匀速行驶时，单位行程内耗电为．电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为）与阻力功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力与速度大小成正比．求：
①以的速度匀速行驶时，1分钟内消耗的电能；
②以多大速度匀速行驶时，单位行程内耗电最低．
【答案】（1），；（2）①；②
【解析】
【详解】（1）线圈恰好绕转轴转角的磁通量为
时间内磁通量的变化量为
时间内的平均电动势为
平均电流为
通过电阻的电量为
（2）①1分钟内消耗的电能
②设汽车阻力为f，由题意知
单位时间内消耗的电能
由油耗关系得
即
将两组数据代入得
则
时，即
时，耗电最小。
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