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2024届浙江省宁波市镇海中学高三上学期12月月考物理试题 （解析版）
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这是一份2024届浙江省宁波市镇海中学高三上学期12月月考物理试题 （解析版），共28页。试卷主要包含了选择题，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：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（本共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. 杭州第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日成功举行。如图所示，400m比赛中运动员从错列起跑线起跑的瞬间以及体育场标准跑道400m起点和终点线的示意图，下列关于各类径赛说法正确的是（ ）
A. 研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，不能将其视为质点
B. 4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，终点计时员可以将其视为质点
C. 400m比赛每位运动员的位移大小均为400m
D. 400m比赛冠军运动员的平均速度有可能大于200m比赛季军运动员的平均速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，不能将其视为质点，故A正确；
B．4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，终点计时员不可以将其视为质点，故B错误；
C．400m比赛每位运动员的路程为400m，位移大小不等于400m，故C错误；
D．400m比赛冠军运动员的位移小于200m比赛的位移，而400m比赛冠军的时间大于200m比赛季军运动员的时间，所以400m比赛冠军运动员的平均速度小于200m比赛季军运动员的平均速度，故D错误。
故选A。
2. 非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物，它放电的电压可达100V，电流可达50A，关于电源、电流和电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，两者方向相同
B. 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比
C. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
D. 放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A．人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故A错误；
B.导体的电阻取决自身的材料性质，长度和横截面积，与导体两端电压成正比，与流过导体的电流无关，故B错误；
C．电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有电压，故C错误；
D．国际单位制中七个基本单位：长度，时间，质量，热力学温度（开尔文温度），电流，光强度（坎德拉），物质的量，所以放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
B. 做圆周运动的物体，所受力的合力一定时刻指向圆心
C. 如果穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度不一定为零
D. 动量为零时，物体一定处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．变化的电场周围可能产生变化的磁场也可能产生恒定的磁场，变化的磁场周围可能产生变化的电场，也可能产生恒定的电场，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体合力一定指向圆心，但做变速圆周运动的物体合力不一定指向圆心，故B错误；
C．如果穿过线圈的磁通量为零，由于平面和磁场的夹角未知，所以该处的磁感应强度不一定为零，故C正确；
D．动量为零时，物体速度为零，但加速度不一定为零，不一定处于平衡状态，故D错误。
故选C。
4. 下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的
B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用
C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用
D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中的探雷器是利用涡流的磁效应工作的，故A错误，符合题意；
B．图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用，故B正确，不符合题意；
C．图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用，故C正确，不符合题意；
D．图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图中，a光的波长大于b光的波长
B. 乙图中，金属c的逸出功小于金属d的逸出功
C. 丙图中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D. 丁图中，质量数越大原子核越稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由图可知，a光的截止电压大，根据逸出功表达式
所以a光频率大，a光波长短，故A错误；
B．由光电效应可知
能量守恒有
有
当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，故B正确；
C．由图可知氡半衰期为3.8天，由于每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，故每过3.8天要衰变掉质量不相同的氡，故C错误；
D．质量数大，比结合能不一定大，故D错误。
故选B。
6. 2021年7月和10月，SpaceX公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空间站内工作的三名航天员生命安全，中方不得不调整轨道高度，紧急避碰。2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除变轨过程外，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
B. 中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度
C. 中国空间站在10月22日运行轨道的周期小于其在10月20日运行轨道的周期
D. 中国空间站与地球的连线和星链2305与地球的连线在相同时间内扫过相同的面积
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像可知，中国空间站轨道变高，所以需要向后喷气加速离心，故A错误；
B．中国空间站在10月22日运行轨道高于10月20日运行的轨道，根据
可知，中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度，故B正确；
C．根据
可知，轨道越高，周期越大，所以中国空间站在10月22日运行轨道的周期大于其在10月20日运行轨道的周期，故C错误；
D．根据开普勒第二定律可知，同一卫星在相同时间内与地球连线扫过相等面积，不同轨道扫过面积不等，故D错误。
故选B。
7. 某创新实验小组制作一个半径为12.00cm的圆盘，将3个相同的弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一端固定打结，结点恰好在圆心O处，如图所示，已知弹簧（质量不计）的自然长度均为9.00cm，弹簧的劲度系数。将圆盘水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5.00cm，则矿泉水受到的重力大小为（ ）
A. 0.5NB. 1.3NC. 1.5ND. 3.9N
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为
每根弹簧的伸长量均为，每根弹簧的弹力小均为
根据竖直方向受力平衡可得矿泉水瓶受到的重力大小
故选C。
8. 如图所示，ABCD是边长为L的正四面体，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷，则（ ）
A. M、P两点的电场强度相等
B. 将正试探电荷由C移动到M，电势能减少
C. 将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一直不做功
D. M、O、N、P四点的电势
【答案】C
【解析】
【详解】A．正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷，而电场强度是矢量，其叠加遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则可知，在M、P两点的电场强度其方向不同，故A项错误；
B．当仅考虑B处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和M点的电势为零，当正试探电荷由C移动到M，其在靠近A点处的正点电荷，其电场力做负功，所以电势能增加，故B项错误；
C．当仅考虑A处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和B点的电势为零，即BC连线为等势面，当点电荷电荷由B移动到C，其电势能不发生变化，即电场力不做功，故C项正确；
D．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，M、P两点的电势相等，且N点电势高于O点的电势，O点的电势高于和M、P点的电势；在D点的负点电荷产生的电场中，N点的电势高于O点的电势，O点的电势高于M、P两点的电势，M、P两点的电势相等，综上所述，可知
故D项错误。
故选C。
9. 我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距）。下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大
B. 若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大
C. 当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距不变
D. 漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下的偏转半径
会变小，故A错误；
B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，故B错误；
C．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动。若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小。而速度沿磁场方向的分量变大，故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距将增大。故C错误。
D．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B. 圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动
C. 圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项A错误；
B．若圆盘逆时针减速转动时，感应电流从边缘流向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减小。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项B错误；
C．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，选项C错误；
D．由右手定则可知，圆盘逆时针加速转动时，感应电流从边缘流向中心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，选项D正确。
故选D。
11. 如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，图乙为大灯结构的简化图，现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，AC=AB，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27。则这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为（ ）
A. 1mB. 2mC. 3mD. 4m
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】如图所示
设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意
由折射定律
设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x
由几何关系
联立得
ABD错误，C正确；
故选C。
12. 如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩（ ）
A. 可能一直做曲线运动
B. 可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动
C. 若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ
D. 若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和斜面向下（或向上）方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度方向垂直，故AB错误、D正确；
C．若匀速运动，则μ=tanθ，即最终速度表达式里可以没有μ，故C错误
故选D
13. 一抛物线形状的光滑固定导轨竖直放置，O为抛物线导轨的顶点，O点离地面的高度为h，A、B两点相距2h，轨道上套有一个小球M，小球M通过轻杆与光滑地面上的小球N相连，两小球的质量均为m，轻杆的长度为2h。现将小球M从距地面竖直高度为处静止释放，下列说法错误的是（ ）
A. 小球M即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为
B. 小球M即将落地时，它的速度大小为
C. 从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
D. 若小球M落地后不反弹，则地面对小球M的作用力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球M即将落地时，它的速度方向与抛物线轨道相切，根据平抛运动知识可知，小球M的速度方向与水平方向的夹角满足
可得
故A正确；
B．设小球M即将落地时，它的速度大小为，小球N的速度大小为，根据系统机械能守恒有
小球M与小球N沿杆方向的速度相等，有
解得
，
故B正确；
C．根据动能定理可得，从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
故C正确；
D．小球M落地与地面相互作用的过程中，根据动量定理有
由于轨道、轻杆对小球有作用力，且小球M有重力，则地面对小球M的作用力的冲量大小与大小不相等，即不等于，故D错误。
此题选择错误选项，故选D。
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. 晶体一定具有各向异性的特征
B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小
C. 由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的
D. 在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误；
B．水蒸气凝结成小水珠过程中，分子间距减小，则水分子间的作用力增大，故B错误；
C．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化，故C正确；
D．在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，说明水银与玻璃不浸润，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力，故D正确。
故选CD。
15. 如图所示，Ox轴上有P、M、N三点，已知OP=10m，PM=MN=8m，t=0时刻起O处波源从平衡位置开始做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。已知第2s内P处质点比M处质点恰好多2次全振动，M处质点比N处质点恰好多4次全振动，并且第2s末波已传过N处质点。则（ ）
A. 该波的波长为2m
B. 该波的波速为14m/s
C. 第2s末M处质点在平衡位置
D. 若波源的起振方向向上，第3s末时N处质点位于波峰
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．因为第2s末波已传过N处质点，所以
所以第1s末，P点已经开始振动；又因为第2s内，P比M多振两次全振动，所以第1s末，M一定还未起振（如果第1s末M已经起振，由于是同一波源，P、M振动周期相同，在第2s内振动次数相同）
设第1s末波传到位置距M点x，从P点起，第2s内P比M多2个全振动
第2s内P比N多6个全振动
得
故AB正确；
CD．周期
O点传到M点用时
M点起振后振动时间为
为第2s末，应在平衡位置，同理，第3s末，N也在平衡位置，故C正确，D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
16. a．“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
（1）按顺序进行实验操作；
①将A、B球放置实验装置甲上
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③打开摄像机，开始摄像
④敲击弹片，让A、B球同时开始运动
⑤小球落在实验台上时停止摄像
（1）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是______。
A．仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B．仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C．可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（2）测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平拋的初速度表达式______。
b．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；
②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a。
（3）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为______（计算结果保留两位小数）。
（4）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中______，重复步骤①②可得多组F、a的数据，就能完成相关实验内容。
【答案】 ①. C ②. ③. 2.60 ④. 垫块的位置
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动规律，即A球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出A球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动。
故选C。
（2）[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论
A球平拋的初速度为
（3）[3]小车内的位移为
小车内的位移为
根据匀变速直线运动的推论
小车的加速度大小为
（4）[4]实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中垫块的位置，可改变长板与水平面的夹角，重复步骤①②可得多组F、a的数据，就能完成相关实验内容。
17. 某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整_________；
（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为_________；
（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_________状态（填“充电”或“放电”）在_________点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；
（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值_________C（结果保留两位有效数字）；
（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。
【答案】 ①. ②. ③. 充电 ④. B ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[2]由图（c）可知周期，所以该矩形波的频率为
（3）[3][4]由图（d）可知，B点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得出，A点为放电快结束阶段，B点为充电开始阶段，所以在B点时通过电阻R的电流更大。
（4）[5]由图（e）可知当时，电容器此时两端的电压最大值约为
根据电容的定义式得此时电容器所带电荷量的最大值为
18. 某同学用直角三角形玻璃砖做“测量玻璃砖折射率”实验。四枚大头针插入位置如图1所示，把大头针移掉后得到如图2所示的部分光路图。
（1）为了取得更好的实验效果，下列操作正确的是______；
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直插在纸面上
C．大头针和及和之间的距离尽量小些
D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线
（2）请在答题纸中用黑笔完成光在玻璃砖中光路图______，要求保留作图过程的痕迹；并在入射点E处标出入射角i和折射角r。
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了减小测量的相对误差，入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度；故A不符合题意；
B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B符合题意；
C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，相同的距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小，故C不符合题意；
D．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]做E关于底边的像点E′，连接E′F，和底边的交点为光的在底边的反射点，光路图如图所示：
19. 某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸通过活塞封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连如图所示静置在水平面上，已知汽缸的质量为M，封闭气体的初始高度均为L、初始环境温度为T0，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为P0，重力加速度为g，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。
（1）求初始时A气体的压强；
（2）若环境温度缓慢升至1.2 T0，求稳定后活塞a离水平面的高度；
（3）若环境温度缓慢升至1.2 T0，A、B气体总内能增加U，求A气体从外界吸收的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设弹簧的弹力为F，所以
所以对A分析，设A内气体的压强为，所以
解得
（2）等压变化，则有
故
弹簧压缩为
解得
活塞a离水平面的高度为
（3）对气体A：气体内能增加
气体膨胀对外做功为
根据热力学第一定律，可得
解得
20. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角的直轨道EF、水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，半圆轨道IJ，水平直轨道KL组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑连接，半圆轨道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道KL左端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原速率返回。K在J点正下方，滑块恰能从KJ间通过。已知螺旋圆形轨道半径R＝0.5m，B点高度为1.2R，FG长度，传送带GH长，HI长，，半圆轨道IJ的半径r＝0.2m。滑块与FG间的动摩擦因素，与传送带间的动摩擦因素，与轨道HI和KL间的动摩擦因素均为，其余轨道光滑。现将一质量为m＝1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h＝2.3m处静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，）
（1）求滑块过C点的速度大小和滑块对轨道的作用力；
（2）若最初传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；
（3）若传送带以恒定的线速度v顺时针转动，要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件。
【答案】（1）；，竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从静止释放到C点过程中，由动能定理得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道的作用力大小为
方向竖直向上
（2）滑块滑下斜面AF重力做功
若传送带静止，滑块运动到I点，需克服摩擦力做功
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点时的动能
设滑块滑上半圆轨道IJ的高度，则
解得
则滑块恰好滑上半圆轨道的，然后滑下，由动能定理得
解得滑块滑下半圆轨道在HI上滑行的位移大小
所以滑块最终静止的位置距离H点的水平距离
（3）滑块恰好能到达J，则
滑块恰好能到达J，则滑块在H点的动能
解得
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点
解得
若传送带不动，滑块到达H点
解得
则滑块在传送带上先减速再匀速运动，传送带的速度为
若滑块在KL上与弹性挡板碰撞后，恰好停在K点，则从H到停下由动能定理得
解得
所以滑块在传送带上要加速，传送带的最大速度为
因此要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件
21. 如图所示，水平面放置两根足够长平行金属导轨MN和PQ，导轨间距为，左端连接阻值为的电阻，其余电阻不计。在处，存在垂直于水平面磁感应强度为0.2T的匀强磁场，一根质量为、金属棒放置在水平导轨上。金属棒从处开始在外力作用下做“另类匀加速”运动，即速度随位移均匀增大，，其中初速度，。当金属棒运动到时，撤去外力，同时磁场随时间发生变化，金属棒则做匀速直线运动到处，此时磁感应强度为0.1T，此后磁场保持不变，金属棒立即受到水平向左的恒力，金属棒恰好回到时撤去恒力，恒力作用时长为1.4s。设运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦。求
（1）磁场变化的时间；
（2）金属棒做“另类匀加速”时电阻的焦耳热？金属棒运动到处，外力的大小；
（3）金属棒在间，金属棒的动生电动势大小与位置的关系。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）由于磁场变化导致导体棒做匀速直线运动，即磁通量保持不变，所以
代入数据，可得
导体棒末速度
即磁场变化时间为
（2）导体棒末速度
导体棒所受安培力为
初始时导体棒受到的安培力
过程中R产生的热量等于安培力做的功，由于安培力随位移线性变化，则有回路当中的焦耳热
由能量守恒得外力做的功
所以
由于拉力也是随位移线性变化的，所以位移中点处的拉力为
（3）当金属棒向右运动时，在到间
在到间：此时磁场发生变化，有
即
从而有
对于金属棒受水平向左的恒力作用时，利用动量定理得
得金属棒返回时速度为，当金属棒向左运动时
即速度
从而有金属棒向左运动时，在到间
22. 如图所示为接地的金属外壳长方体粒子发射腔，ABCD为矩形通道的入口，长BB'=L，高BC=d，空腔内充满沿BC方向的匀强电场E（大小未知），A'B'C'D'所在的无限大的平面右侧空间充满沿方向的匀强磁场B（大小未知）．质量为m，电荷量为q的负电均匀粒子群以垂直于ABCD面大小为v0的速度持续向右进入发射腔，粒子若打到金属外壳将被吸收．粒子的重力和粒子间的相互作用力不计．
(1)若有50%的粒子能从A'B'C'D'面射出，且射出的粒子经磁场偏转后能全部从A'B'C'D'面返回发射腔内，求电场强度E的大小和磁感应强度B的最小值；
(2)若磁感应强度B的大小取(1)中的最小值，电场强度E的大小取为(1)中值的 (k>0)则能从A'B'C'D'面返回发射腔内的粒子数占粒子总数的百分比为多少：
(3)部分粒子从A'B'C'D'，面返回发射腔内后能再一次穿过ABCD面，若同一粒子两次穿过ABCD面时都处于同一位置，则粒子能完成上述运动过程的E的取值范围及B和E所满足的关系．
【答案】(1) ；(2)(3) ，（）
【解析】
【详解】（1）由类平抛运动可知：
得
B越小，Δy越大，最大为d/2
故
（2）因为
与E无关
①若k＞1，则有超过一半的粒子射入磁场，但只有离上极板d/2范围内的粒子能返回发射腔，故η＝50%
②若k＜1/2，则y＞d，所有粒子均在电场中偏折打到金属外壳上被吸收，无法进入磁场，故η＝0
③若1≥k≥1/2，则y＞d/2射入磁场的粒子均能返回发射腔内，
（3）返回同一位置的可能轨迹如下图
由出电场和再次进电场的角度对称，可知第2次电偏的轨迹相当于第1次电偏轨迹的延续
两次电偏的时间相同
故返回电场区域，第2次电偏的偏折位移是第1次电偏的偏折位移的3倍，则
得
得
（）
23. 如图甲所示，为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。如图乙为拨杆，下列安装和操作都正确的是（ ）
A. 拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝
B. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝
C. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝
【答案】B
【解析】
【详解】[1] 亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需要使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，故AC错误，B正确。
满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：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（本共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. 杭州第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日成功举行。如图所示，400m比赛中运动员从错列起跑线起跑的瞬间以及体育场标准跑道400m起点和终点线的示意图，下列关于各类径赛说法正确的是（ ）
A. 研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，不能将其视为质点
B. 4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，终点计时员可以将其视为质点
C. 400m比赛每位运动员的位移大小均为400m
D. 400m比赛冠军运动员的平均速度有可能大于200m比赛季军运动员的平均速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，不能将其视为质点，故A正确；
B．4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，终点计时员不可以将其视为质点，故B错误；
C．400m比赛每位运动员的路程为400m，位移大小不等于400m，故C错误；
D．400m比赛冠军运动员的位移小于200m比赛的位移，而400m比赛冠军的时间大于200m比赛季军运动员的时间，所以400m比赛冠军运动员的平均速度小于200m比赛季军运动员的平均速度，故D错误。
故选A。
2. 非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物，它放电的电压可达100V，电流可达50A，关于电源、电流和电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，两者方向相同
B. 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比
C. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
D. 放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A．人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故A错误；
B.导体的电阻取决自身的材料性质，长度和横截面积，与导体两端电压成正比，与流过导体的电流无关，故B错误；
C．电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有电压，故C错误；
D．国际单位制中七个基本单位：长度，时间，质量，热力学温度（开尔文温度），电流，光强度（坎德拉），物质的量，所以放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
B. 做圆周运动的物体，所受力的合力一定时刻指向圆心
C. 如果穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度不一定为零
D. 动量为零时，物体一定处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．变化的电场周围可能产生变化的磁场也可能产生恒定的磁场，变化的磁场周围可能产生变化的电场，也可能产生恒定的电场，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体合力一定指向圆心，但做变速圆周运动的物体合力不一定指向圆心，故B错误；
C．如果穿过线圈的磁通量为零，由于平面和磁场的夹角未知，所以该处的磁感应强度不一定为零，故C正确；
D．动量为零时，物体速度为零，但加速度不一定为零，不一定处于平衡状态，故D错误。
故选C。
4. 下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的
B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用
C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用
D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中的探雷器是利用涡流的磁效应工作的，故A错误，符合题意；
B．图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用，故B正确，不符合题意；
C．图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用，故C正确，不符合题意；
D．图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图中，a光的波长大于b光的波长
B. 乙图中，金属c的逸出功小于金属d的逸出功
C. 丙图中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D. 丁图中，质量数越大原子核越稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由图可知，a光的截止电压大，根据逸出功表达式
所以a光频率大，a光波长短，故A错误；
B．由光电效应可知
能量守恒有
有
当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，故B正确；
C．由图可知氡半衰期为3.8天，由于每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，故每过3.8天要衰变掉质量不相同的氡，故C错误；
D．质量数大，比结合能不一定大，故D错误。
故选B。
6. 2021年7月和10月，SpaceX公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空间站内工作的三名航天员生命安全，中方不得不调整轨道高度，紧急避碰。2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除变轨过程外，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
B. 中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度
C. 中国空间站在10月22日运行轨道的周期小于其在10月20日运行轨道的周期
D. 中国空间站与地球的连线和星链2305与地球的连线在相同时间内扫过相同的面积
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像可知，中国空间站轨道变高，所以需要向后喷气加速离心，故A错误；
B．中国空间站在10月22日运行轨道高于10月20日运行的轨道，根据
可知，中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度，故B正确；
C．根据
可知，轨道越高，周期越大，所以中国空间站在10月22日运行轨道的周期大于其在10月20日运行轨道的周期，故C错误；
D．根据开普勒第二定律可知，同一卫星在相同时间内与地球连线扫过相等面积，不同轨道扫过面积不等，故D错误。
故选B。
7. 某创新实验小组制作一个半径为12.00cm的圆盘，将3个相同的弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一端固定打结，结点恰好在圆心O处，如图所示，已知弹簧（质量不计）的自然长度均为9.00cm，弹簧的劲度系数。将圆盘水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5.00cm，则矿泉水受到的重力大小为（ ）
A. 0.5NB. 1.3NC. 1.5ND. 3.9N
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为
每根弹簧的伸长量均为，每根弹簧的弹力小均为
根据竖直方向受力平衡可得矿泉水瓶受到的重力大小
故选C。
8. 如图所示，ABCD是边长为L的正四面体，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷，则（ ）
A. M、P两点的电场强度相等
B. 将正试探电荷由C移动到M，电势能减少
C. 将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一直不做功
D. M、O、N、P四点的电势
【答案】C
【解析】
【详解】A．正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷，而电场强度是矢量，其叠加遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则可知，在M、P两点的电场强度其方向不同，故A项错误；
B．当仅考虑B处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和M点的电势为零，当正试探电荷由C移动到M，其在靠近A点处的正点电荷，其电场力做负功，所以电势能增加，故B项错误；
C．当仅考虑A处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和B点的电势为零，即BC连线为等势面，当点电荷电荷由B移动到C，其电势能不发生变化，即电场力不做功，故C项正确；
D．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，M、P两点的电势相等，且N点电势高于O点的电势，O点的电势高于和M、P点的电势；在D点的负点电荷产生的电场中，N点的电势高于O点的电势，O点的电势高于M、P两点的电势，M、P两点的电势相等，综上所述，可知
故D项错误。
故选C。
9. 我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距）。下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大
B. 若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大
C. 当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距不变
D. 漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下的偏转半径
会变小，故A错误；
B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，故B错误；
C．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动。若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小。而速度沿磁场方向的分量变大，故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距将增大。故C错误。
D．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B. 圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动
C. 圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项A错误；
B．若圆盘逆时针减速转动时，感应电流从边缘流向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减小。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项B错误；
C．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，选项C错误；
D．由右手定则可知，圆盘逆时针加速转动时，感应电流从边缘流向中心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，选项D正确。
故选D。
11. 如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，图乙为大灯结构的简化图，现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，AC=AB，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27。则这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为（ ）
A. 1mB. 2mC. 3mD. 4m
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】如图所示
设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意
由折射定律
设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x
由几何关系
联立得
ABD错误，C正确；
故选C。
12. 如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩（ ）
A. 可能一直做曲线运动
B. 可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动
C. 若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ
D. 若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和斜面向下（或向上）方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度方向垂直，故AB错误、D正确；
C．若匀速运动，则μ=tanθ，即最终速度表达式里可以没有μ，故C错误
故选D
13. 一抛物线形状的光滑固定导轨竖直放置，O为抛物线导轨的顶点，O点离地面的高度为h，A、B两点相距2h，轨道上套有一个小球M，小球M通过轻杆与光滑地面上的小球N相连，两小球的质量均为m，轻杆的长度为2h。现将小球M从距地面竖直高度为处静止释放，下列说法错误的是（ ）
A. 小球M即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为
B. 小球M即将落地时，它的速度大小为
C. 从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
D. 若小球M落地后不反弹，则地面对小球M的作用力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球M即将落地时，它的速度方向与抛物线轨道相切，根据平抛运动知识可知，小球M的速度方向与水平方向的夹角满足
可得
故A正确；
B．设小球M即将落地时，它的速度大小为，小球N的速度大小为，根据系统机械能守恒有
小球M与小球N沿杆方向的速度相等，有
解得
，
故B正确；
C．根据动能定理可得，从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
故C正确；
D．小球M落地与地面相互作用的过程中，根据动量定理有
由于轨道、轻杆对小球有作用力，且小球M有重力，则地面对小球M的作用力的冲量大小与大小不相等，即不等于，故D错误。
此题选择错误选项，故选D。
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. 晶体一定具有各向异性的特征
B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小
C. 由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的
D. 在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误；
B．水蒸气凝结成小水珠过程中，分子间距减小，则水分子间的作用力增大，故B错误；
C．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化，故C正确；
D．在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，说明水银与玻璃不浸润，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力，故D正确。
故选CD。
15. 如图所示，Ox轴上有P、M、N三点，已知OP=10m，PM=MN=8m，t=0时刻起O处波源从平衡位置开始做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。已知第2s内P处质点比M处质点恰好多2次全振动，M处质点比N处质点恰好多4次全振动，并且第2s末波已传过N处质点。则（ ）
A. 该波的波长为2m
B. 该波的波速为14m/s
C. 第2s末M处质点在平衡位置
D. 若波源的起振方向向上，第3s末时N处质点位于波峰
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．因为第2s末波已传过N处质点，所以
所以第1s末，P点已经开始振动；又因为第2s内，P比M多振两次全振动，所以第1s末，M一定还未起振（如果第1s末M已经起振，由于是同一波源，P、M振动周期相同，在第2s内振动次数相同）
设第1s末波传到位置距M点x，从P点起，第2s内P比M多2个全振动
第2s内P比N多6个全振动
得
故AB正确；
CD．周期
O点传到M点用时
M点起振后振动时间为
为第2s末，应在平衡位置，同理，第3s末，N也在平衡位置，故C正确，D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
16. a．“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
（1）按顺序进行实验操作；
①将A、B球放置实验装置甲上
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③打开摄像机，开始摄像
④敲击弹片，让A、B球同时开始运动
⑤小球落在实验台上时停止摄像
（1）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是______。
A．仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B．仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C．可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（2）测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平拋的初速度表达式______。
b．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；
②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a。
（3）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为______（计算结果保留两位小数）。
（4）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中______，重复步骤①②可得多组F、a的数据，就能完成相关实验内容。
【答案】 ①. C ②. ③. 2.60 ④. 垫块的位置
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动规律，即A球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出A球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动。
故选C。
（2）[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论
A球平拋的初速度为
（3）[3]小车内的位移为
小车内的位移为
根据匀变速直线运动的推论
小车的加速度大小为
（4）[4]实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中垫块的位置，可改变长板与水平面的夹角，重复步骤①②可得多组F、a的数据，就能完成相关实验内容。
17. 某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整_________；
（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为_________；
（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_________状态（填“充电”或“放电”）在_________点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；
（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值_________C（结果保留两位有效数字）；
（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。
【答案】 ①. ②. ③. 充电 ④. B ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[2]由图（c）可知周期，所以该矩形波的频率为
（3）[3][4]由图（d）可知，B点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得出，A点为放电快结束阶段，B点为充电开始阶段，所以在B点时通过电阻R的电流更大。
（4）[5]由图（e）可知当时，电容器此时两端的电压最大值约为
根据电容的定义式得此时电容器所带电荷量的最大值为
18. 某同学用直角三角形玻璃砖做“测量玻璃砖折射率”实验。四枚大头针插入位置如图1所示，把大头针移掉后得到如图2所示的部分光路图。
（1）为了取得更好的实验效果，下列操作正确的是______；
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直插在纸面上
C．大头针和及和之间的距离尽量小些
D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线
（2）请在答题纸中用黑笔完成光在玻璃砖中光路图______，要求保留作图过程的痕迹；并在入射点E处标出入射角i和折射角r。
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了减小测量的相对误差，入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度；故A不符合题意；
B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B符合题意；
C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，相同的距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小，故C不符合题意；
D．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]做E关于底边的像点E′，连接E′F，和底边的交点为光的在底边的反射点，光路图如图所示：
19. 某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸通过活塞封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连如图所示静置在水平面上，已知汽缸的质量为M，封闭气体的初始高度均为L、初始环境温度为T0，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为P0，重力加速度为g，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。
（1）求初始时A气体的压强；
（2）若环境温度缓慢升至1.2 T0，求稳定后活塞a离水平面的高度；
（3）若环境温度缓慢升至1.2 T0，A、B气体总内能增加U，求A气体从外界吸收的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设弹簧的弹力为F，所以
所以对A分析，设A内气体的压强为，所以
解得
（2）等压变化，则有
故
弹簧压缩为
解得
活塞a离水平面的高度为
（3）对气体A：气体内能增加
气体膨胀对外做功为
根据热力学第一定律，可得
解得
20. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角的直轨道EF、水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，半圆轨道IJ，水平直轨道KL组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑连接，半圆轨道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道KL左端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原速率返回。K在J点正下方，滑块恰能从KJ间通过。已知螺旋圆形轨道半径R＝0.5m，B点高度为1.2R，FG长度，传送带GH长，HI长，，半圆轨道IJ的半径r＝0.2m。滑块与FG间的动摩擦因素，与传送带间的动摩擦因素，与轨道HI和KL间的动摩擦因素均为，其余轨道光滑。现将一质量为m＝1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h＝2.3m处静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，）
（1）求滑块过C点的速度大小和滑块对轨道的作用力；
（2）若最初传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；
（3）若传送带以恒定的线速度v顺时针转动，要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件。
【答案】（1）；，竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从静止释放到C点过程中，由动能定理得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道的作用力大小为
方向竖直向上
（2）滑块滑下斜面AF重力做功
若传送带静止，滑块运动到I点，需克服摩擦力做功
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点时的动能
设滑块滑上半圆轨道IJ的高度，则
解得
则滑块恰好滑上半圆轨道的，然后滑下，由动能定理得
解得滑块滑下半圆轨道在HI上滑行的位移大小
所以滑块最终静止的位置距离H点的水平距离
（3）滑块恰好能到达J，则
滑块恰好能到达J，则滑块在H点的动能
解得
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点
解得
若传送带不动，滑块到达H点
解得
则滑块在传送带上先减速再匀速运动，传送带的速度为
若滑块在KL上与弹性挡板碰撞后，恰好停在K点，则从H到停下由动能定理得
解得
所以滑块在传送带上要加速，传送带的最大速度为
因此要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件
21. 如图所示，水平面放置两根足够长平行金属导轨MN和PQ，导轨间距为，左端连接阻值为的电阻，其余电阻不计。在处，存在垂直于水平面磁感应强度为0.2T的匀强磁场，一根质量为、金属棒放置在水平导轨上。金属棒从处开始在外力作用下做“另类匀加速”运动，即速度随位移均匀增大，，其中初速度，。当金属棒运动到时，撤去外力，同时磁场随时间发生变化，金属棒则做匀速直线运动到处，此时磁感应强度为0.1T，此后磁场保持不变，金属棒立即受到水平向左的恒力，金属棒恰好回到时撤去恒力，恒力作用时长为1.4s。设运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦。求
（1）磁场变化的时间；
（2）金属棒做“另类匀加速”时电阻的焦耳热？金属棒运动到处，外力的大小；
（3）金属棒在间，金属棒的动生电动势大小与位置的关系。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）由于磁场变化导致导体棒做匀速直线运动，即磁通量保持不变，所以
代入数据，可得
导体棒末速度
即磁场变化时间为
（2）导体棒末速度
导体棒所受安培力为
初始时导体棒受到的安培力
过程中R产生的热量等于安培力做的功，由于安培力随位移线性变化，则有回路当中的焦耳热
由能量守恒得外力做的功
所以
由于拉力也是随位移线性变化的，所以位移中点处的拉力为
（3）当金属棒向右运动时，在到间
在到间：此时磁场发生变化，有
即
从而有
对于金属棒受水平向左的恒力作用时，利用动量定理得
得金属棒返回时速度为，当金属棒向左运动时
即速度
从而有金属棒向左运动时，在到间
22. 如图所示为接地的金属外壳长方体粒子发射腔，ABCD为矩形通道的入口，长BB'=L，高BC=d，空腔内充满沿BC方向的匀强电场E（大小未知），A'B'C'D'所在的无限大的平面右侧空间充满沿方向的匀强磁场B（大小未知）．质量为m，电荷量为q的负电均匀粒子群以垂直于ABCD面大小为v0的速度持续向右进入发射腔，粒子若打到金属外壳将被吸收．粒子的重力和粒子间的相互作用力不计．
(1)若有50%的粒子能从A'B'C'D'面射出，且射出的粒子经磁场偏转后能全部从A'B'C'D'面返回发射腔内，求电场强度E的大小和磁感应强度B的最小值；
(2)若磁感应强度B的大小取(1)中的最小值，电场强度E的大小取为(1)中值的 (k>0)则能从A'B'C'D'面返回发射腔内的粒子数占粒子总数的百分比为多少：
(3)部分粒子从A'B'C'D'，面返回发射腔内后能再一次穿过ABCD面，若同一粒子两次穿过ABCD面时都处于同一位置，则粒子能完成上述运动过程的E的取值范围及B和E所满足的关系．
【答案】(1) ；(2)(3) ，（）
【解析】
【详解】（1）由类平抛运动可知：
得
B越小，Δy越大，最大为d/2
故
（2）因为
与E无关
①若k＞1，则有超过一半的粒子射入磁场，但只有离上极板d/2范围内的粒子能返回发射腔，故η＝50%
②若k＜1/2，则y＞d，所有粒子均在电场中偏折打到金属外壳上被吸收，无法进入磁场，故η＝0
③若1≥k≥1/2，则y＞d/2射入磁场的粒子均能返回发射腔内，
（3）返回同一位置的可能轨迹如下图
由出电场和再次进电场的角度对称，可知第2次电偏的轨迹相当于第1次电偏轨迹的延续
两次电偏的时间相同
故返回电场区域，第2次电偏的偏折位移是第1次电偏的偏折位移的3倍，则
得
得
（）
23. 如图甲所示，为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。如图乙为拨杆，下列安装和操作都正确的是（ ）
A. 拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝
B. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝
C. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝
【答案】B
【解析】
【详解】[1] 亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需要使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，故AC错误，B正确。
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