还剩23页未读，
继续阅读
浙江省金华市十校2024届高三物理上学期11月模拟考试试题（Word版附解析）
展开
这是一份浙江省金华市十校2024届高三物理上学期11月模拟考试试题（Word版附解析），共26页。试卷主要包含了可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分。
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填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。每小题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. 恩力动力公司成功开发出使用硫化物固态电解质及锂金属负极的全固态锂金属电池，成功制出了安时级ASSB电芯，它的实测能量密度达到。下列用国际单位制来表示能量密度的单位，正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】能量密度为
故选A。
2. 如图所示，浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时，以4.63m的成绩夺得金牌，并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个阶段——持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时，人杆分离，最后落在软垫上速度减为零。不计空气阻力，则（ ）
A. 研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点
B. 李玲在最高点时加速度一定为零
C. 李玲在整个跳高过程中机械能守恒
D. 李玲落在软垫上的运动过程中，软垫对她的冲量大小等于她对软垫的冲量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究其越杆过程的技术动作时，运动员的大小和形状不可忽略，不可将李玲视作质点，故A错误；
B．李玲在最高点时受重力作用，加速度为重力加速度，故B错误；
C．撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，使用过程中，运动员与杆的机械能守恒，所以李玲在整个跳高过程中机械能不守恒，故C错误；
D．李玲落在软垫上的运动过程中，由牛顿第三定律可知软垫对她的作用力大小等于她对软垫的作用力大小，所以软垫对她的冲量大小等于她对软垫的冲量大小，故D正确。
故选D。
3. 节能减排可体现在我们日常生活中。假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s，一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留，乘客上下完后，司机看到红灯显示还有10s，为了节能减排。减少停车，降低能耗，公交车司机启动公交车，要使公交车尽快通过十字路口且不违章，则公交车启动后的运动图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，由速度图像可知，A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m，且速度不超过10m/s；C图像中公交车的位移可能恰好等于50m，且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选：ABD。
【名师点睛】此题是对速度时间图像的考查；关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移，结合公交车的运动情况即可分析解答．
4. 2023年8月27日发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，土星约29.5年绕太阳一周。则（ ）
A. 土星的运行速度比地球的运行速度大
B. 根据题目中的数据可知土星表面重力加速度的数值比地球表面的大
C. 下一次出现土星冲日现象是在2024年
D. 在相同时间内，土星—太阳中心连线扫过的面积与地球—太阳中心连线扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
解得
土星的公转半径较大，所以土星的运行速度比地球的运行速度小，故A错误；
B．根据星球表面万有引力与重力的关系有
解得
题中土星和地球的质量、半径均未知，无法分析重力加速度，故B错误；
C．设每隔时间出现一次土星冲日现象，则有：
解得
≈104年
下一次出现土星冲日现象是在2024年，故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，同一个行星在相同的时间内和太阳中心连线扫过的面积相等，故D错误；
故选C。
5. 杭州亚运村的座椅可以实现无线充电功能。在无线充电技术中，感应充电是移动设备最成熟和普及的方式。如图甲所示是一手机正水平放置在感应充电器上充电的场景，手机不需连接USB接口，放在充电器上即可匹配快速充电。图乙是感应充电的简化原理图。下列说法正确的是（ ）
A. 当手机的重力大小等于充电器对它的支持力大小时，手机输入线圈中的电流一定为零
B. 感应充电的原理是电磁感应，图乙中充电器输出线圈中的电流正在增大
C. 手机输入线圈与充电器输出线圈中的交流电频率不一定相等
D. 如果两线圈用超导材料制作，充电的能量传输效率有望达到100%
【答案】B
【解析】
【详解】A．当充电器输出线圈中的交流电为零时，此时充电器输出线圈的磁感应强度为零，但此时手机输入线圈中的电流最大，而这瞬间手机不受安培力，此时手机的重力等于充电器对它的支持力大小，故A错误；
B．根据右手螺旋定则可知，手机输入线圈中的磁场方向与充电器输出线圈中的磁场方向相反，则根据楞次定律可知，充电器输出线圈中的磁场正在增强，即电流正在增大，故B正确；
C．手机输入线圈的交流电频率等于充电器输出线圈中的交流电频率，故C错误；
D．如果两线圈用超导材料制作，虽然不会有热损耗，但仍会存在漏磁，所以充电的能量传输效率不能达到100%，故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，是深插钢圆筒快速成岛技术，即起重船吊起巨型钢圆筒插入海床固定，然后在中间填土形成人工岛。如图乙所示，每个钢圆筒的半径为R，质量为m，由4根长度均为4R的特制起吊绳通过液压机械抓手连接在钢圆筒边缘的8个等分点处，每根绳的中点挂在挂钩上（图乙中仅画出一根起吊绳）。不考虑起吊绳和机械抓手的重力，已知重力加速度为g，则（ ）
A. 钢圆筒竖直向上匀速运动时，每根起吊绳的拉力大小为
B. 钢圆筒以大小为a的恒定加速度竖直向下减速运动时，每根起吊绳的拉力大小为
C. 钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，无论起吊绳长或短，所有起吊绳对钢圆筒的总作用力总是mg
D. 钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，如果起吊绳越短，则所有起吊绳对钢圆筒的总作用力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．设每根起吊绳与竖直方向的夹角为，每根绳的中点挂在挂钩上，钢圆筒竖直向上匀速运动时，根据平衡条件有
根据几何关系有
每根起吊绳的拉力大小为
故A错误；
B．钢圆筒以大小为a的恒定加速度竖直向下减速运动时，根据牛顿第二定律
每根起吊绳的拉力大小为
故B正确；
CD．钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，无论起吊绳长或短，所有起吊绳对钢圆筒的总作用力总是
故CD错误。
故选B。
7. 如图甲所示，有一光滑斜面体ABC，一物块在平行于斜面的推力F的作用下，从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动，该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示，则（ ）
A. 推力F一直增大B. 选择的重力势能的零势能面是B点所在水平面
C. 在位置物块所受推力F为零D. 在过程中物块做加速度不断减小的加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由图乙可知，此过程中物块的机械能E随位移x的增加而增加的越来越缓慢，则根据功能关系
可知随着x的增加，推力F所做的功越来越小，所以推力F在变小，当后，机械能不再增加，则从位置后，推力F为零，故A错误，C正确；
B．根据图乙可知，当时，物块的机械能为零，则选择的重力势能的零势能面是A点所在水平面，故B错误；
D．由上述分析可知，在过程中，推力F逐渐减小到零，设斜面倾角为，物块质量为m，则根据牛顿第二定律有
可知，随着F的逐渐减小，则物块的加速度先沿斜面向上减小，当后，物块的加速度沿斜面向下逐渐增大，故D错误。
故选C。
8. 如图所示为“高温”超导电缆，它能在左右电阻降为零，其输电损耗主要来自于循环冷却系统，如果用其替代普通电缆输电，可大大降低电能损失。某小型水电站发电机的输出功率为200kW，发电机的输出电压为250V，普通电缆总电阻为。假定该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，输电损失的功率为160W，若该损耗是普通电缆损耗的25%，则（ ）
A. 水电站的输送电压为250VB. 超导电缆中的输送电流为800A
C. 普通电缆输电电线上损失的电压为8VD. 采用了高压输电，且升压变压器匝数比为1:100
【答案】D
【解析】
【详解】C．普通电缆输电电线上损失的功率为
由，解得普通电缆输电电线上的电流
普通电缆输电电线上损失的电压为
故C错误；
D．发电机的输出电流为
采用了高压输电，且升压变压器匝数比为
故D正确；
A．对升压变压器，解得
故A错误；
B．该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，超导电缆中的输送电流为
故B错误。
故选D。
9. 日本政府宣布将从2023年8月24日开始，将福岛第一核电站核污染水排入海洋，这种行为遭到多国的质疑和反对，这是因为核废水中含有大量的放射性元素，会严重影响全球海洋生态环境安全和各国人民的生命健康。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。设的比结合能为，的比结合能为，X的比结合能为，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 在该核反应方程中，X表示电子
B. 该核反应过程中放出的能量
C. 随着外界环境的变化，衰变的半衰期也会随着变化
D. 若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，在该核反应方程中，X表示，故A错误；
B．比结合能为原子核的结合能与核子数之比，由于X表示，则该核反应过程中放出的能量为
故B正确；
C．半衰期不会随着外界环境的变化而变化，故C错误；
D．若X粒子射入匀强磁场的方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力的作用，故D错误。
故选B。
10. 利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的交流电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P点挂一重物M。振片的振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C质点始终静止不动，B、D质点振幅最大，其余各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离，E质点的平衡位置在A、B两质点的平衡位置之间。时刻，D质点正处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的波长均为2.4m
B. 两列波的波速均为120m/s
C. 时，E质点正位于平衡位置向上运动
D. 时，B质点正位于平衡位置向下运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．B、D是相邻的振动加强点，若其中一个点是波峰与波峰相遇的位置，则另一个点是波谷与波谷相遇的位置，可知B、D平衡位置间距离为，可得
λ=4.8m
故A错误；
B．根据波速的公式，有
v=λf=4.8×50m/s=240m/s
故B正确；
CD．根据题意可知
t=0时刻，D点处于波谷，是波谷与波谷相遇处，则B是波峰与波峰相遇处，再经极短时间E点参与两列波的振动，速度分别为v1，v2，t=0时刻v1、v2大小相等方向相反，合速度为零，E处于波峰，经极短时间后合速度向下，E向下振动，则经时间B和E均正位于平衡位置向下运动，故C错误，D正确。
故选D。
11. 太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体。现有一艘质量为m的太阳帆飞船，假如仅受太阳光子的作用下在太空中运行，其帆面与太阳光垂直。设帆能100%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量为E，已知太阳辐射的光子的波长均近似取为。不计太阳光反射时频率的变化，已知普朗克常量为h，光速为c、则下列说法正确的是（ ）
A. 飞船每秒钟获得的能量为ES
B. 光子被反射后，光子速度略有降低
C. 每秒射到帆面上的光子数
D. 飞船得到的加速度为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．飞船每秒接受到的太阳能为ES，又会被反射掉，所以飞船每秒钟获得的能量不是ES。A错误；
B．光子被反射后，光子速度仍然是光速。B错误；
CD．光子能量为
单位面积上每秒接受到的光子数为
每秒射到帆面上的光子数为
根据动量定理，飞船单位时间获得的作用力为
根据牛顿第二定律得飞船得到的加速度为
C错误，D正确。
故选D。
12. 范德格拉夫静电加速器由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫作范德格拉夫起电机，加速罩（即金属球壳）是一个铝球，由宽度为D、运动速度为v的一条橡胶带对它充电，从而使加速罩与大地之间形成稳定的高电压U。另一部分是加速管和偏转电磁铁，再加上待加速的质子源就构成了一台质子静电加速器，如图中所示。抽成真空的加速管由多个金属环及电阻组成，金属环之间由玻璃隔开，各环与电阻串联。从质子源引出的质子进入真空加速管加速，然后通过由电磁铁产生的一个半径为b的圆形匀强磁场区域引出打击靶核。已知质子束的等效电流为，通过电阻的电流为，质子的比荷。单位面积上的电荷量叫做电荷面密度。下列说法不正确的是（ ）
A. 若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电场强度为零
B. 若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电势大小等于U
C. 要维持加速罩上大小为U的稳定电压，喷射到充电带表面上的电荷面密度为
D. 质子束进入电磁铁，并做角度为的偏转，磁感应强度
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速罩外表面均匀带电，则加速罩是一个等势体，则加速罩内的电场强度为零，故A正确；
B．加速罩与大地之间形成稳定的高电压U，大地电势为零，加速罩是一个等势体，所以加速罩内的电势大小等于U，故B正确；
C．时间内喷射到充电带表面上的电荷量为
时间内喷射到充电带表面上的面积为
则喷射到充电带表面上的电荷面密度为
故C正确；
D．根据动能定理有
质子束进入电磁铁的速度为
质子束进入电磁铁，并做角度为的偏转，由几何知识可得
根据洛伦兹力提供向心力有
联立可得，磁感应强度为
故D错误。
故选D。
13. 如图所示是一个外径为、内径为R的某材料制成的半球形空心球壳，为其对称轴，一半径为R的遮光板圆心过轴且垂直该轴放置。一束平行轴的光从半球外表面射入，此时恰好没有光线从半径为R的球壳内表面射出，且从挡板上下边缘射入的两束平行光线进入球壳后从外球面射出时，两光线的夹角为，则该材料的折射率为（ ）
A. B. C. 1.5D. 2
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意作出光的折射如图
根据几何关系可知
根据折射定律可知
根据全反射临界角公式有
从挡板上下边缘射入的两束平行光线进入球壳后从外球面射出时，两光线的夹角为，根据几何关系有
解得
故选A。
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. 晶体熔化时吸收热量，其分子热运动的平均动能在增加
B. 空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体
C. 第二类永动机违反了能量守恒定律
D. 0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
【答案】BD
【解析】
【详解】A．晶体熔化时吸收热量，温度不变，其分子热运动的平均动能不变，故A错误；
B．热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不自发地情况下可以从低温物体传到高温物体，空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体，不违反能量守恒定律，故B正确；
C．第二类永动机违反了热力学第二定律，故C错误；
D．根据分子运动速率的统计规律可知，0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，故D正确；
故选BD。
15. 光电倍增管是检测微弱光信号的光电转换元件，具有极高的灵敏度和超快的时间响应。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是（ ）
A. 光电倍增管正常工作时，每个极板都发生了光电效应
B. 光电倍增管中增值的能量来源于相邻两个倍增电极间的加速电场
C. 图中四块极板的电势为
D. 每个光电倍增管都适用于检测各种频率的光
【答案】BC
【解析】
【详解】A．光电效应是当光子的频率大于极限频率时，物质内部的电子能够吸收光子的能量后逸出的现象，而光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子，撞击激发出更多的电子，这一点不符合光电效应现象的特点，故不属于光电效应，故A错误；
B．电子在光电倍增管运动的过程中只有电场力做功，光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，故B正确；
C．电子带负电，加速电场的电场方向与电子运动方向相反，所以图中四块极板的电势为，故C正确；
D．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（I、II、III三题共14分）
16. “验证机械能守恒定律”的实验的装置如图1所示。
（1）下列实验操作正确的是________；
A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向
B．将电磁打点计时器接到220V交流电源上
C．选择打好的纸带，确定开始打点的位置O，从纸带上数出打点数n，得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h，根据公式计算出重锤速度（g为重力加速度），再进一步验证机械能守恒
（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是________；
A．重锤质量称量不准会造成较大的误差
B．重锤体积一定时，用密度大的材质，有利减小误差
C．实验中摩擦不可避免，纸带越短，摩擦力做功越少，实验误差越小
（3）小李在验证了机械能守恒定律后，想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示，将重锤换铜管成磁铁，并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验，得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点，每个打点标为a，b，…，h。例如，为了得到b点的速度，计算方法I：；计算方法II：。其更合理的方法是________（填“I”或“II”）。从纸带上的打点分布，试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________。
【答案】 ①. A ②. B ③. I ④. 先加速运动，后匀速运动
【解析】
【详解】（1）[1]A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，从而减小实验误差，故A正确；
B．电磁打点计时器使用的是4~6V交流电源，故B错误；
C．使用公式计算出重锤速度，则已经把重锤运动看作自由落体运动了，则验证的机械能守恒的表达式就已经恒成立了，应使用匀变速直线运动的平均速度公式来计算重锤速度，故C错误。
故选A。
（2）[2]A．要验证的关系式为
等式两边消掉m，则实验中不需要称量重锤的质量，故A错误；
B．重锤体积一定时，用密度大的材质，减小空气阻力，有利减小误差，故B正确；
C．在打纸带时，纸带太短了，不易打出符合实验要求的纸带，故C错误。
故选B。
（3）[3]b点的速度是根据平均速度来计算的，其中越接近于0，则时间内的平均速度越接近b点的瞬时速度，所以更合理的方法是“Ⅰ”。
[4]从纸带可知，纸带上打的点与点间的间隔是先越来越稀疏，然后点与点间的间隔相等，所以磁铁在铜管中的是先加速运动，后匀速运动。
17. 在“测定电池的电动势和内阻”实验中：
（1）如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_________。
（2）合上开关后，进行相应实验数据测量。某次测量时，电流表指针位置如图乙所示，则此时回路的电流为________A。
（3）实验最终测出7组I、R（外电阻）值，在坐标系中描出各对应点，如图丙所示。请在答题纸上对应位置的图中画出此电路的外电阻和总电流倒数的关系图线________，并根据图线确定该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 0.22##0.23##0.24 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]该题中没有电压表，只能用电流表和电阻箱来测量电动势和内阻，电路连线如图：
（2）[2]电流表用0.6A量程，最小刻度为0.02A，则此时回路的电流为0.24A。
（3）[3]画出此电路的外电阻和总电流倒数的关系图线如图
[4]根据
可得
取图像上的两个坐标点（5.40,4）、（0.80,1）带入公式
解得
r=0.73Ω
18. 以下实验中，说法正确的是（ ）
A. 油膜法估测分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
B. 利用欧姆表测电阻时，如果阻值未知，必须先选择倍率最大挡位进行试测
C. 在探究气体发生等温变化遵循的规律时一定要保证封闭的气体不漏气
D. “探究影响感应电流方向的因素”实验中用的电表是交流电压表
【答案】AC
【解析】
【详解】A．通过测量纯油酸体积和油膜面积来测量油酸分子直径，是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，故A正确；
B．利用欧姆表测电阻时，如果阻值未知，必须先选择倍率最小的挡位进行试测，故B错误；
C．在探究气体发生等温变化遵循的规律时一定要保证封闭的气体不漏气，故C正确；
D．“探究影响感应电流方向的因素”实验中用的电表是灵敏电流计，故D错误。
故选AC。
19. 如图所示，一个内部带有气密性良好活塞的绝热气缸，在其顶部开口并带有卡环。忽略气缸壁及活塞的厚度，如果气缸高为H，横截面积为S。初始时，活塞位于气缸一半高度处且与两根已被压缩了0.25H的弹簧相连，缸内气体初始温度为，不计一切摩擦，其中每根弹簧劲度系数，活塞质量为。现在通过气缸内的电热丝加热气体，活塞缓缓上升，直至刚好到达气缸顶部，求：
（1）求初始状态时，被封闭气体的压强p；
（2）求活塞刚好到达气缸顶部时封闭气体的温度T；
（3）若已知在整个加热过程中，气体吸收热量为Q，求气体内能的变化量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）温度为时，对活塞，根据平衡条件有
解得
（2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体压强体积温度都在变化，则末状态的压强关系为
解得
根据理想气体状态方程
解得
（3）第一解法：对活塞由动能定理
解得
根据热力学第一定律可得
第二解法：当气体温度为时，体积为0.5HS；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度升高的过程中，气体做体积变大压强变大的变化，在这个过程中，压强关于上升高度成线性关系，故有气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
20. 小明设计了如图所示的弹珠弹射游戏装置。固定在水平面上的弹珠发射器发射一质量的小弹珠，沿由水平直轨道和竖直半圆形轨道AB运动并从B处水平飞出，然后恰好进入圆弧形管道CD，并从该管道的D处水平滑出，撞击放置在平台上质量的碰撞缓冲装置PQ，该装置中的轻弹簧一端固定在挡板Q上，另一端连接质量可不计、且能自由滑动的小挡板P，小弹珠碰到挡板P时紧贴挡板一起运动，但不粘连。已知、、、，不考虑所有摩擦和空气阻力及碰撞时能量的损失，轨道固定，缓冲装置PQ可在平台上运动，求：
（1）弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小；
（2）缓冲装置中弹簧所能获得的最大弹性势能；
（3）小弹珠再次回到D点时的速度。
【答案】（1）6m/s；（2）2J；（3），方向向右
【解析】
【详解】（1）弹珠恰好进入管道，由平抛运动规律，有
，
解得
由能量守恒定律，有
解得
（2）设小弹珠碰前的速度为，由能量守恒，有
解得
碰撞时动量守恒，碰后共同速度为
解得
最大弹性势能
（3）根据弹性碰撞，有
，
解得
所以小弹珠再次回到D点时的速度大小为，方向向右。
21. 如图所示，在空间有上下两个足够长的水平光滑平行金属导轨MN、和水平光滑平行金属导轨PQ、，间距均为，电阻不计，两导轨竖直高度差为。上导轨最左端接一电阻，虚线ab左侧区域的宽度，，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为。虚线ab右侧区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度。，竖直线NP与的右侧空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。上、下导轨中垂直导轨分别放置两根相同的导体棒cd和导体棒ef，棒长均为，质量均为，电阻均为。时刻闭合开关K，cd在安培力的作用下开始运动，金属棒cd在离开水平导轨MN、前已经达到稳定状态。导体棒cd从离开下落到地面平行导轨后，竖直速度立即变为零，水平速度不变。
（1）开关K闭合瞬间时，流过导体棒cd的电流I；
（2）导体棒cd离开水平导轨时的速度；
（3）若导体棒cd与导体棒ef恰好不相碰，求导体棒ef初始位置与的水平距离x。
【答案】（1）0.0625A；（2）1m/s；（3）1.2m
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，开关闭合时感应电动势
导体棒cd的电流
（2）导体棒做加速度减小的加速运动，当通过导体棒的电流为零时，即穿过回路的磁通量为零时导体棒的速度达到稳定，导体棒做匀速直线运动回路磁通量不变，即
代入数据接解得，导体棒cd离开水平导轨时的速度
（3）导体棒离开水平轨道后，从离开到落地的时间
在水平方向做匀速直线运动，水平位移
解得
两导体棒在相互作用过程中系统动量守恒
解得
对导体棒ef应用动量定理
解得
22. 如图所示，在平面直角坐标系xyy轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，在y轴的右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，匀强磁场右边界放一竖直的屏，屏与y轴平行，且与y轴间距为2L。电场中有一点A其坐标为，从A点以初速度大小为沿y轴正方向射出一质量为m、电量为q的正电荷粒子，粒子重力不计。粒子从坐标原点O进入磁场并恰好打在屏上的P点，P点在x轴上。求：
（1）粒子在O点的速度大小以及电场强度的大小；
（2）粒子从A到P的运动时间及磁感应强度B的大小；
（3）保持其它条件不变，改变磁感应强度大小，让磁场在0.5B到2B之间变化，粒子可打到屏的范围；
（4）保持其它条件不变，且保持（2）问的磁感应强度B不变，并在磁场区再加一个大小与（1）问中电场强度相等、方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），粒子恰好打在屏上Q点，Q点的坐标为，求粒子打在Q点时速度方向与水平方向的夹角。
【答案】（1）；；（2）；；（3）P点上下；（4）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动
解得
水平方向由运动学公式可知
解得
（2）A到O的运动时间
在磁场中运动时，由几何关系可知轨道半径为
运动时间为
从A到P运动的总时间为
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
解得
（3）当磁感应强度为0.5B时，带电粒子的运动半径为
分析可得带电粒子将垂直打在屏P上方的某点，设为M点，由几何关系可得
当磁感应强度为2B时，带电粒子的运动半径为
分析可得带电粒子打不到屏。
当粒子轨迹与屏相切时，为屏上的最低点，设为N点，这时圆的半径为，由几何关系
可得
故粒子可打到屏上范围为P点上下的范围。
（4）带电粒子从O点到Q点，向右为正方向，由水平方向应用动量定理
解得
根据动能定理
解得
粒子打在Q点时速度方向与水平方向的夹角为，
解得
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分。
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填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。每小题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. 恩力动力公司成功开发出使用硫化物固态电解质及锂金属负极的全固态锂金属电池，成功制出了安时级ASSB电芯，它的实测能量密度达到。下列用国际单位制来表示能量密度的单位，正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】能量密度为
故选A。
2. 如图所示，浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时，以4.63m的成绩夺得金牌，并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个阶段——持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时，人杆分离，最后落在软垫上速度减为零。不计空气阻力，则（ ）
A. 研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点
B. 李玲在最高点时加速度一定为零
C. 李玲在整个跳高过程中机械能守恒
D. 李玲落在软垫上的运动过程中，软垫对她的冲量大小等于她对软垫的冲量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究其越杆过程的技术动作时，运动员的大小和形状不可忽略，不可将李玲视作质点，故A错误；
B．李玲在最高点时受重力作用，加速度为重力加速度，故B错误；
C．撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，使用过程中，运动员与杆的机械能守恒，所以李玲在整个跳高过程中机械能不守恒，故C错误；
D．李玲落在软垫上的运动过程中，由牛顿第三定律可知软垫对她的作用力大小等于她对软垫的作用力大小，所以软垫对她的冲量大小等于她对软垫的冲量大小，故D正确。
故选D。
3. 节能减排可体现在我们日常生活中。假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s，一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留，乘客上下完后，司机看到红灯显示还有10s，为了节能减排。减少停车，降低能耗，公交车司机启动公交车，要使公交车尽快通过十字路口且不违章，则公交车启动后的运动图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，由速度图像可知，A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m，且速度不超过10m/s；C图像中公交车的位移可能恰好等于50m，且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选：ABD。
【名师点睛】此题是对速度时间图像的考查；关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移，结合公交车的运动情况即可分析解答．
4. 2023年8月27日发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，土星约29.5年绕太阳一周。则（ ）
A. 土星的运行速度比地球的运行速度大
B. 根据题目中的数据可知土星表面重力加速度的数值比地球表面的大
C. 下一次出现土星冲日现象是在2024年
D. 在相同时间内，土星—太阳中心连线扫过的面积与地球—太阳中心连线扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
解得
土星的公转半径较大，所以土星的运行速度比地球的运行速度小，故A错误；
B．根据星球表面万有引力与重力的关系有
解得
题中土星和地球的质量、半径均未知，无法分析重力加速度，故B错误；
C．设每隔时间出现一次土星冲日现象，则有：
解得
≈104年
下一次出现土星冲日现象是在2024年，故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，同一个行星在相同的时间内和太阳中心连线扫过的面积相等，故D错误；
故选C。
5. 杭州亚运村的座椅可以实现无线充电功能。在无线充电技术中，感应充电是移动设备最成熟和普及的方式。如图甲所示是一手机正水平放置在感应充电器上充电的场景，手机不需连接USB接口，放在充电器上即可匹配快速充电。图乙是感应充电的简化原理图。下列说法正确的是（ ）
A. 当手机的重力大小等于充电器对它的支持力大小时，手机输入线圈中的电流一定为零
B. 感应充电的原理是电磁感应，图乙中充电器输出线圈中的电流正在增大
C. 手机输入线圈与充电器输出线圈中的交流电频率不一定相等
D. 如果两线圈用超导材料制作，充电的能量传输效率有望达到100%
【答案】B
【解析】
【详解】A．当充电器输出线圈中的交流电为零时，此时充电器输出线圈的磁感应强度为零，但此时手机输入线圈中的电流最大，而这瞬间手机不受安培力，此时手机的重力等于充电器对它的支持力大小，故A错误；
B．根据右手螺旋定则可知，手机输入线圈中的磁场方向与充电器输出线圈中的磁场方向相反，则根据楞次定律可知，充电器输出线圈中的磁场正在增强，即电流正在增大，故B正确；
C．手机输入线圈的交流电频率等于充电器输出线圈中的交流电频率，故C错误；
D．如果两线圈用超导材料制作，虽然不会有热损耗，但仍会存在漏磁，所以充电的能量传输效率不能达到100%，故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，是深插钢圆筒快速成岛技术，即起重船吊起巨型钢圆筒插入海床固定，然后在中间填土形成人工岛。如图乙所示，每个钢圆筒的半径为R，质量为m，由4根长度均为4R的特制起吊绳通过液压机械抓手连接在钢圆筒边缘的8个等分点处，每根绳的中点挂在挂钩上（图乙中仅画出一根起吊绳）。不考虑起吊绳和机械抓手的重力，已知重力加速度为g，则（ ）
A. 钢圆筒竖直向上匀速运动时，每根起吊绳的拉力大小为
B. 钢圆筒以大小为a的恒定加速度竖直向下减速运动时，每根起吊绳的拉力大小为
C. 钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，无论起吊绳长或短，所有起吊绳对钢圆筒的总作用力总是mg
D. 钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，如果起吊绳越短，则所有起吊绳对钢圆筒的总作用力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．设每根起吊绳与竖直方向的夹角为，每根绳的中点挂在挂钩上，钢圆筒竖直向上匀速运动时，根据平衡条件有
根据几何关系有
每根起吊绳的拉力大小为
故A错误；
B．钢圆筒以大小为a的恒定加速度竖直向下减速运动时，根据牛顿第二定律
每根起吊绳的拉力大小为
故B正确；
CD．钢圆筒以大小为a的加速度水平向左匀加速直线运动，无论起吊绳长或短，所有起吊绳对钢圆筒的总作用力总是
故CD错误。
故选B。
7. 如图甲所示，有一光滑斜面体ABC，一物块在平行于斜面的推力F的作用下，从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动，该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示，则（ ）
A. 推力F一直增大B. 选择的重力势能的零势能面是B点所在水平面
C. 在位置物块所受推力F为零D. 在过程中物块做加速度不断减小的加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由图乙可知，此过程中物块的机械能E随位移x的增加而增加的越来越缓慢，则根据功能关系
可知随着x的增加，推力F所做的功越来越小，所以推力F在变小，当后，机械能不再增加，则从位置后，推力F为零，故A错误，C正确；
B．根据图乙可知，当时，物块的机械能为零，则选择的重力势能的零势能面是A点所在水平面，故B错误；
D．由上述分析可知，在过程中，推力F逐渐减小到零，设斜面倾角为，物块质量为m，则根据牛顿第二定律有
可知，随着F的逐渐减小，则物块的加速度先沿斜面向上减小，当后，物块的加速度沿斜面向下逐渐增大，故D错误。
故选C。
8. 如图所示为“高温”超导电缆，它能在左右电阻降为零，其输电损耗主要来自于循环冷却系统，如果用其替代普通电缆输电，可大大降低电能损失。某小型水电站发电机的输出功率为200kW，发电机的输出电压为250V，普通电缆总电阻为。假定该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，输电损失的功率为160W，若该损耗是普通电缆损耗的25%，则（ ）
A. 水电站的输送电压为250VB. 超导电缆中的输送电流为800A
C. 普通电缆输电电线上损失的电压为8VD. 采用了高压输电，且升压变压器匝数比为1:100
【答案】D
【解析】
【详解】C．普通电缆输电电线上损失的功率为
由，解得普通电缆输电电线上的电流
普通电缆输电电线上损失的电压为
故C错误；
D．发电机的输出电流为
采用了高压输电，且升压变压器匝数比为
故D正确；
A．对升压变压器，解得
故A错误；
B．该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，超导电缆中的输送电流为
故B错误。
故选D。
9. 日本政府宣布将从2023年8月24日开始，将福岛第一核电站核污染水排入海洋，这种行为遭到多国的质疑和反对，这是因为核废水中含有大量的放射性元素，会严重影响全球海洋生态环境安全和各国人民的生命健康。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。设的比结合能为，的比结合能为，X的比结合能为，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 在该核反应方程中，X表示电子
B. 该核反应过程中放出的能量
C. 随着外界环境的变化，衰变的半衰期也会随着变化
D. 若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，在该核反应方程中，X表示，故A错误；
B．比结合能为原子核的结合能与核子数之比，由于X表示，则该核反应过程中放出的能量为
故B正确；
C．半衰期不会随着外界环境的变化而变化，故C错误；
D．若X粒子射入匀强磁场的方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力的作用，故D错误。
故选B。
10. 利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的交流电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P点挂一重物M。振片的振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C质点始终静止不动，B、D质点振幅最大，其余各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离，E质点的平衡位置在A、B两质点的平衡位置之间。时刻，D质点正处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的波长均为2.4m
B. 两列波的波速均为120m/s
C. 时，E质点正位于平衡位置向上运动
D. 时，B质点正位于平衡位置向下运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．B、D是相邻的振动加强点，若其中一个点是波峰与波峰相遇的位置，则另一个点是波谷与波谷相遇的位置，可知B、D平衡位置间距离为，可得
λ=4.8m
故A错误；
B．根据波速的公式，有
v=λf=4.8×50m/s=240m/s
故B正确；
CD．根据题意可知
t=0时刻，D点处于波谷，是波谷与波谷相遇处，则B是波峰与波峰相遇处，再经极短时间E点参与两列波的振动，速度分别为v1，v2，t=0时刻v1、v2大小相等方向相反，合速度为零，E处于波峰，经极短时间后合速度向下，E向下振动，则经时间B和E均正位于平衡位置向下运动，故C错误，D正确。
故选D。
11. 太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体。现有一艘质量为m的太阳帆飞船，假如仅受太阳光子的作用下在太空中运行，其帆面与太阳光垂直。设帆能100%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量为E，已知太阳辐射的光子的波长均近似取为。不计太阳光反射时频率的变化，已知普朗克常量为h，光速为c、则下列说法正确的是（ ）
A. 飞船每秒钟获得的能量为ES
B. 光子被反射后，光子速度略有降低
C. 每秒射到帆面上的光子数
D. 飞船得到的加速度为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．飞船每秒接受到的太阳能为ES，又会被反射掉，所以飞船每秒钟获得的能量不是ES。A错误；
B．光子被反射后，光子速度仍然是光速。B错误；
CD．光子能量为
单位面积上每秒接受到的光子数为
每秒射到帆面上的光子数为
根据动量定理，飞船单位时间获得的作用力为
根据牛顿第二定律得飞船得到的加速度为
C错误，D正确。
故选D。
12. 范德格拉夫静电加速器由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫作范德格拉夫起电机，加速罩（即金属球壳）是一个铝球，由宽度为D、运动速度为v的一条橡胶带对它充电，从而使加速罩与大地之间形成稳定的高电压U。另一部分是加速管和偏转电磁铁，再加上待加速的质子源就构成了一台质子静电加速器，如图中所示。抽成真空的加速管由多个金属环及电阻组成，金属环之间由玻璃隔开，各环与电阻串联。从质子源引出的质子进入真空加速管加速，然后通过由电磁铁产生的一个半径为b的圆形匀强磁场区域引出打击靶核。已知质子束的等效电流为，通过电阻的电流为，质子的比荷。单位面积上的电荷量叫做电荷面密度。下列说法不正确的是（ ）
A. 若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电场强度为零
B. 若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电势大小等于U
C. 要维持加速罩上大小为U的稳定电压，喷射到充电带表面上的电荷面密度为
D. 质子束进入电磁铁，并做角度为的偏转，磁感应强度
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速罩外表面均匀带电，则加速罩是一个等势体，则加速罩内的电场强度为零，故A正确；
B．加速罩与大地之间形成稳定的高电压U，大地电势为零，加速罩是一个等势体，所以加速罩内的电势大小等于U，故B正确；
C．时间内喷射到充电带表面上的电荷量为
时间内喷射到充电带表面上的面积为
则喷射到充电带表面上的电荷面密度为
故C正确；
D．根据动能定理有
质子束进入电磁铁的速度为
质子束进入电磁铁，并做角度为的偏转，由几何知识可得
根据洛伦兹力提供向心力有
联立可得，磁感应强度为
故D错误。
故选D。
13. 如图所示是一个外径为、内径为R的某材料制成的半球形空心球壳，为其对称轴，一半径为R的遮光板圆心过轴且垂直该轴放置。一束平行轴的光从半球外表面射入，此时恰好没有光线从半径为R的球壳内表面射出，且从挡板上下边缘射入的两束平行光线进入球壳后从外球面射出时，两光线的夹角为，则该材料的折射率为（ ）
A. B. C. 1.5D. 2
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意作出光的折射如图
根据几何关系可知
根据折射定律可知
根据全反射临界角公式有
从挡板上下边缘射入的两束平行光线进入球壳后从外球面射出时，两光线的夹角为，根据几何关系有
解得
故选A。
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. 晶体熔化时吸收热量，其分子热运动的平均动能在增加
B. 空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体
C. 第二类永动机违反了能量守恒定律
D. 0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
【答案】BD
【解析】
【详解】A．晶体熔化时吸收热量，温度不变，其分子热运动的平均动能不变，故A错误；
B．热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不自发地情况下可以从低温物体传到高温物体，空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体，不违反能量守恒定律，故B正确；
C．第二类永动机违反了热力学第二定律，故C错误；
D．根据分子运动速率的统计规律可知，0℃和100℃氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，故D正确；
故选BD。
15. 光电倍增管是检测微弱光信号的光电转换元件，具有极高的灵敏度和超快的时间响应。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是（ ）
A. 光电倍增管正常工作时，每个极板都发生了光电效应
B. 光电倍增管中增值的能量来源于相邻两个倍增电极间的加速电场
C. 图中四块极板的电势为
D. 每个光电倍增管都适用于检测各种频率的光
【答案】BC
【解析】
【详解】A．光电效应是当光子的频率大于极限频率时，物质内部的电子能够吸收光子的能量后逸出的现象，而光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子，撞击激发出更多的电子，这一点不符合光电效应现象的特点，故不属于光电效应，故A错误；
B．电子在光电倍增管运动的过程中只有电场力做功，光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，故B正确；
C．电子带负电，加速电场的电场方向与电子运动方向相反，所以图中四块极板的电势为，故C正确；
D．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（I、II、III三题共14分）
16. “验证机械能守恒定律”的实验的装置如图1所示。
（1）下列实验操作正确的是________；
A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向
B．将电磁打点计时器接到220V交流电源上
C．选择打好的纸带，确定开始打点的位置O，从纸带上数出打点数n，得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h，根据公式计算出重锤速度（g为重力加速度），再进一步验证机械能守恒
（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是________；
A．重锤质量称量不准会造成较大的误差
B．重锤体积一定时，用密度大的材质，有利减小误差
C．实验中摩擦不可避免，纸带越短，摩擦力做功越少，实验误差越小
（3）小李在验证了机械能守恒定律后，想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示，将重锤换铜管成磁铁，并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验，得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点，每个打点标为a，b，…，h。例如，为了得到b点的速度，计算方法I：；计算方法II：。其更合理的方法是________（填“I”或“II”）。从纸带上的打点分布，试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________。
【答案】 ①. A ②. B ③. I ④. 先加速运动，后匀速运动
【解析】
【详解】（1）[1]A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，从而减小实验误差，故A正确；
B．电磁打点计时器使用的是4~6V交流电源，故B错误；
C．使用公式计算出重锤速度，则已经把重锤运动看作自由落体运动了，则验证的机械能守恒的表达式就已经恒成立了，应使用匀变速直线运动的平均速度公式来计算重锤速度，故C错误。
故选A。
（2）[2]A．要验证的关系式为
等式两边消掉m，则实验中不需要称量重锤的质量，故A错误；
B．重锤体积一定时，用密度大的材质，减小空气阻力，有利减小误差，故B正确；
C．在打纸带时，纸带太短了，不易打出符合实验要求的纸带，故C错误。
故选B。
（3）[3]b点的速度是根据平均速度来计算的，其中越接近于0，则时间内的平均速度越接近b点的瞬时速度，所以更合理的方法是“Ⅰ”。
[4]从纸带可知，纸带上打的点与点间的间隔是先越来越稀疏，然后点与点间的间隔相等，所以磁铁在铜管中的是先加速运动，后匀速运动。
17. 在“测定电池的电动势和内阻”实验中：
（1）如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_________。
（2）合上开关后，进行相应实验数据测量。某次测量时，电流表指针位置如图乙所示，则此时回路的电流为________A。
（3）实验最终测出7组I、R（外电阻）值，在坐标系中描出各对应点，如图丙所示。请在答题纸上对应位置的图中画出此电路的外电阻和总电流倒数的关系图线________，并根据图线确定该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 0.22##0.23##0.24 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]该题中没有电压表，只能用电流表和电阻箱来测量电动势和内阻，电路连线如图：
（2）[2]电流表用0.6A量程，最小刻度为0.02A，则此时回路的电流为0.24A。
（3）[3]画出此电路的外电阻和总电流倒数的关系图线如图
[4]根据
可得
取图像上的两个坐标点（5.40,4）、（0.80,1）带入公式
解得
r=0.73Ω
18. 以下实验中，说法正确的是（ ）
A. 油膜法估测分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
B. 利用欧姆表测电阻时，如果阻值未知，必须先选择倍率最大挡位进行试测
C. 在探究气体发生等温变化遵循的规律时一定要保证封闭的气体不漏气
D. “探究影响感应电流方向的因素”实验中用的电表是交流电压表
【答案】AC
【解析】
【详解】A．通过测量纯油酸体积和油膜面积来测量油酸分子直径，是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，故A正确；
B．利用欧姆表测电阻时，如果阻值未知，必须先选择倍率最小的挡位进行试测，故B错误；
C．在探究气体发生等温变化遵循的规律时一定要保证封闭的气体不漏气，故C正确；
D．“探究影响感应电流方向的因素”实验中用的电表是灵敏电流计，故D错误。
故选AC。
19. 如图所示，一个内部带有气密性良好活塞的绝热气缸，在其顶部开口并带有卡环。忽略气缸壁及活塞的厚度，如果气缸高为H，横截面积为S。初始时，活塞位于气缸一半高度处且与两根已被压缩了0.25H的弹簧相连，缸内气体初始温度为，不计一切摩擦，其中每根弹簧劲度系数，活塞质量为。现在通过气缸内的电热丝加热气体，活塞缓缓上升，直至刚好到达气缸顶部，求：
（1）求初始状态时，被封闭气体的压强p；
（2）求活塞刚好到达气缸顶部时封闭气体的温度T；
（3）若已知在整个加热过程中，气体吸收热量为Q，求气体内能的变化量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）温度为时，对活塞，根据平衡条件有
解得
（2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体压强体积温度都在变化，则末状态的压强关系为
解得
根据理想气体状态方程
解得
（3）第一解法：对活塞由动能定理
解得
根据热力学第一定律可得
第二解法：当气体温度为时，体积为0.5HS；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度升高的过程中，气体做体积变大压强变大的变化，在这个过程中，压强关于上升高度成线性关系，故有气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
20. 小明设计了如图所示的弹珠弹射游戏装置。固定在水平面上的弹珠发射器发射一质量的小弹珠，沿由水平直轨道和竖直半圆形轨道AB运动并从B处水平飞出，然后恰好进入圆弧形管道CD，并从该管道的D处水平滑出，撞击放置在平台上质量的碰撞缓冲装置PQ，该装置中的轻弹簧一端固定在挡板Q上，另一端连接质量可不计、且能自由滑动的小挡板P，小弹珠碰到挡板P时紧贴挡板一起运动，但不粘连。已知、、、，不考虑所有摩擦和空气阻力及碰撞时能量的损失，轨道固定，缓冲装置PQ可在平台上运动，求：
（1）弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小；
（2）缓冲装置中弹簧所能获得的最大弹性势能；
（3）小弹珠再次回到D点时的速度。
【答案】（1）6m/s；（2）2J；（3），方向向右
【解析】
【详解】（1）弹珠恰好进入管道，由平抛运动规律，有
，
解得
由能量守恒定律，有
解得
（2）设小弹珠碰前的速度为，由能量守恒，有
解得
碰撞时动量守恒，碰后共同速度为
解得
最大弹性势能
（3）根据弹性碰撞，有
，
解得
所以小弹珠再次回到D点时的速度大小为，方向向右。
21. 如图所示，在空间有上下两个足够长的水平光滑平行金属导轨MN、和水平光滑平行金属导轨PQ、，间距均为，电阻不计，两导轨竖直高度差为。上导轨最左端接一电阻，虚线ab左侧区域的宽度，，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为。虚线ab右侧区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度。，竖直线NP与的右侧空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。上、下导轨中垂直导轨分别放置两根相同的导体棒cd和导体棒ef，棒长均为，质量均为，电阻均为。时刻闭合开关K，cd在安培力的作用下开始运动，金属棒cd在离开水平导轨MN、前已经达到稳定状态。导体棒cd从离开下落到地面平行导轨后，竖直速度立即变为零，水平速度不变。
（1）开关K闭合瞬间时，流过导体棒cd的电流I；
（2）导体棒cd离开水平导轨时的速度；
（3）若导体棒cd与导体棒ef恰好不相碰，求导体棒ef初始位置与的水平距离x。
【答案】（1）0.0625A；（2）1m/s；（3）1.2m
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，开关闭合时感应电动势
导体棒cd的电流
（2）导体棒做加速度减小的加速运动，当通过导体棒的电流为零时，即穿过回路的磁通量为零时导体棒的速度达到稳定，导体棒做匀速直线运动回路磁通量不变，即
代入数据接解得，导体棒cd离开水平导轨时的速度
（3）导体棒离开水平轨道后，从离开到落地的时间
在水平方向做匀速直线运动，水平位移
解得
两导体棒在相互作用过程中系统动量守恒
解得
对导体棒ef应用动量定理
解得
22. 如图所示，在平面直角坐标系xyy轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，在y轴的右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，匀强磁场右边界放一竖直的屏，屏与y轴平行，且与y轴间距为2L。电场中有一点A其坐标为，从A点以初速度大小为沿y轴正方向射出一质量为m、电量为q的正电荷粒子，粒子重力不计。粒子从坐标原点O进入磁场并恰好打在屏上的P点，P点在x轴上。求：
（1）粒子在O点的速度大小以及电场强度的大小；
（2）粒子从A到P的运动时间及磁感应强度B的大小；
（3）保持其它条件不变，改变磁感应强度大小，让磁场在0.5B到2B之间变化，粒子可打到屏的范围；
（4）保持其它条件不变，且保持（2）问的磁感应强度B不变，并在磁场区再加一个大小与（1）问中电场强度相等、方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），粒子恰好打在屏上Q点，Q点的坐标为，求粒子打在Q点时速度方向与水平方向的夹角。
【答案】（1）；；（2）；；（3）P点上下；（4）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动
解得
水平方向由运动学公式可知
解得
（2）A到O的运动时间
在磁场中运动时，由几何关系可知轨道半径为
运动时间为
从A到P运动的总时间为
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
解得
（3）当磁感应强度为0.5B时，带电粒子的运动半径为
分析可得带电粒子将垂直打在屏P上方的某点，设为M点，由几何关系可得
当磁感应强度为2B时，带电粒子的运动半径为
分析可得带电粒子打不到屏。
当粒子轨迹与屏相切时，为屏上的最低点，设为N点，这时圆的半径为，由几何关系
可得
故粒子可打到屏上范围为P点上下的范围。
（4）带电粒子从O点到Q点，向右为正方向，由水平方向应用动量定理
解得
根据动能定理
解得
粒子打在Q点时速度方向与水平方向的夹角为，
解得
相关试卷
浙江省金华市十校2023-2024学年高二上学期期末模拟考试物理试卷（Word版附解析）： 这是一份浙江省金华市十校2023-2024学年高二上学期期末模拟考试物理试卷（Word版附解析），共25页。试卷主要包含了1 A等内容，欢迎下载使用。
浙江省金华市十校2022-2023学年高二物理上学期期末试题2（Word版附解析）： 这是一份浙江省金华市十校2022-2023学年高二物理上学期期末试题2（Word版附解析），共24页。试卷主要包含了选择题I，选择题Ⅱ，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
浙江省金华市十校2022-2023学年高二物理上学期期末试题1（Word版附解析）： 这是一份浙江省金华市十校2022-2023学年高二物理上学期期末试题1（Word版附解析），共24页。
