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2024届浙江省学军中学等七彩阳光新高考研究联盟高三上学期开学物理试题 （解析版）
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这是一份2024届浙江省学军中学等七彩阳光新高考研究联盟高三上学期开学物理试题 （解析版），共23页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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. 半径为r超导体导线做的圆环，电流为I，在圆环中心的磁感应强度为，为真空磁导率，关于的单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意有
则单位为，又由
可得
所以单位为
故选A。
2. 下列关于质点的描述正确的是（ ）
A. 甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时可以把她看作质点
B. 乙图研究飞船与空间站对接时可以把飞船看作质点
C. 丙图研究高铁从杭州到北京的路程时可以把列车看作质点
D. 丁图研究冰壶运动到达位置时，可以把冰壶看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时主要考虑姿态的变化，则不可以把她看作质点，故A错误；
B．乙图研究飞船与空间站对接时要考虑尺寸，不可以把飞船看作质点，故B错误；
C．丙图研究高铁从杭州到北京的路程时，列车的尺寸可以忽略不计，则可以把列车看作质点，故C正确；
D．丁图研究冰壶运动到达的位置时，要考虑冰壶的大小，不可以把冰壶看作质点，故D错误。
故选C。
3. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不正确的是（ ）
A. 水球形成球形是因为水具有表面张力
B. 水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的
C. 毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的
D. 用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开
【答案】D
【解析】
【详解】A．在完全失重的状态下，因为水具有表面张力的作用从而使得水球形成球形，故A正确；
B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，故B正确；
C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，是因为其对于水是不浸润的，故C正确；
D．根据牛顿第三定律可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的力，故D错误。
由于本题选择错误的，故选D。
4. 大气的折射是光通过空气时空气密度变化而引起传播速度变化（折射率变化）所发生的现象，近地面大气的折射会产生海市蜃楼。如图所示太阳光进入地球大气到达地面，光线发生弯曲。关于以上现象下列说法正确的是（ ）
A. 太阳光进入地球大气发生弯曲是因为离地面越近折射率越小
B. 太阳光进入地球大气越靠近地面速度越大
C. 太阳光进入地球大气同一方向射入大气不同颜色的光，弯曲程度相同
D. 海面上空出现海市蜃楼是因为离海面越近大气折射率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．离地面越近，空气密度越大，折射率越大，A错误；
B．根据
可知，离地面越近光速越小，B错误；
C．空气对不同色光的折射率不同，弯曲程度不同，C错误；
D．海面上方空气湿度较大，离海面越近大气折射率越大，光传播时会发生异常折射和全反射，出现海市蜃楼，D正确。
故选D。
5. 如图所示，交流电源输出电压恒为U，通过电阻连接匝数比为1比2的理想变压器，给变阻器R供电，下列选项正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器触头上滑，变压器输出电压一定增大
B. 当滑动变阻器触头下滑，变压器输出电流一定增大
C. 当变阻器电阻R等于时，变压器输出功率最大
D. 当变阻器电阻R等于时，变压器输出功率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．等效为电动势为U，内阻为的电源向外电路供电，当滑动变阻器触头上滑，电阻R减小，电流增大变压器输出电压减小，A错误；
B．当滑动变阻器触头下滑，电阻R增大，变压器输出电流减小，B错误；
CD．外电阻等于内阻具有最大输出功率，变压器和变阻器电阻R组成的等效电阻为
当
时有最大输出功率，D正确；
故选D。
6. 歼-20是先进隐形战斗机，已知某次训练中，歼-20从静止开始沿跑道直线加速起飞，若这个过程可看作两个阶段，第一阶段以恒定功率P从静止开始运动，加速到速度，第二阶段以恒定功率2P运动到起飞，起飞速度，两个阶段时间相等，运动过程阻力恒定，则歼-20起飞过程第一阶段和第二阶段位移大小之比为（ ）
A. B. C. D. 3:1
【答案】B
【解析】
【详解】第一阶段，由动能定理得
第二阶段，由动能定理得
联立可得
故选B。
7. 我国“嫦娥五号”探测器登上月球，探测到月球储藏大量可控核聚变燃料氦3，可控核聚变释放能量，下列说法正确的是（ ）
A. 核聚变方程Y是中子
B. 核聚变方程Y是正电子
C. 核子平均质量比核子平均质量小
D. 比的比结合能大
【答案】C
【解析】
【详解】核反应根据质量数守恒和电荷数守恒可得Y为质子，根据核反应放出能量具有质量亏损，核子平均质量减小，核子比结合能增大。
故选C。
8. 汽车辅助驾驶具有“主动刹车系统”，利用雷达波监测前方有静止障碍物，汽车可以主动刹车，对于城市拥堵路段和红绿灯路口，主动刹车系统实用性非常高，若汽车正以的速度在路面上行驶，到达红绿灯路口离前方等待通行暂停的汽车距离为，主动刹车系统开启匀减速运动，能安全停下，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达波发射的是超声波
B. 若汽车刹车加速度大小为，运动时间，速度为
C. 汽车刹车加速度大小至少才能安全停下
D. 若汽车刹车加速度大小为，停车时离前面汽车的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A．雷达波发射的是电磁波，不是超声波，故A错误；
B．汽车的初速度
若汽车刹车加速度大小为，利用逆向思维，停止运动的时间
则运动时间，速度为
故B错误；
C．汽车前方等待通行暂停的汽车距离为，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
即汽车刹车加速度大小至少为才能安全停下，故C正确；
D．若汽车刹车加速度大小为，停车时，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
可知，此时离前面汽车的距离为
故D错误。
故选C。
9. 霍尔效应传感器应用很广泛，可以用来测量磁场、位移、电流、转速等。如图所示霍尔传感器上面有一小磁体，霍尔元件材料为长方体，产生的霍尔电压为后表面电势高．下列说法正确的是（ ）
A. 当变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小
B. 霍尔电势差高低与霍尔元件长宽高都有关系
C. 霍尔元件中电流I的载流子一定是正电荷定向运动形成的
D. 若传感器上面磁体向上移动，霍尔电压将减小
【答案】D
【解析】
【详解】当达到稳定状态时满足
其中
（a为厚度，d为前后表面的宽度），解得霍尔电势差
A．变阻器滑动触头向左滑动，电流变大，U变大，选项A错误；
B．霍尔电势差高低只与B、I、a有关，与长宽无关，选项B错误；
C．因为霍尔电压为后表面电势高，则根据左手定则，载流子是电子，选项C错误；
D．小磁体向上运动，B减小，霍尔电压将减小，选项D正确。
故选D。
10. 北斗三号由30颗卫星组成。由24颗较低的中圆地球轨道卫星、3颗较高的地球同步轨道卫星和3颗较高的倾斜地球同步轨道卫星组成，如图所示。关于运动的卫星以下说法正确的是（ ）
A. 所有卫星运行速度大于
B. 同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度大
C. 所有地球同步轨道卫星运动的动能相等
D. 同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大
【答案】D
【解析】
【详解】A．卫星运行速度小于第一宇宙速度，A错误；
B．根据卫星运动向心力公式
可得r越大速度越小，故同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度小，B错误；
C．卫星动能与质量有关，同轨道速率相等，质量未知无法比较，C错误；
D．根据卫星运动向心力公式
可知r越大周期越大，故同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大，D正确；
故选D。
11. 光具有粒子性，激光束看作是粒子流，激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，如图所示有一个透明介质小球，小球的折射率大于周围介质的折射率，激光照射到透明介质小球，穿过介质小球射出时的光路如图所示。若不考虑光的反射和吸收，光束因折射对小球产生的合力的方向描述正确的是（ ）
A. 向右偏上B. 向左偏上C. 向左偏下D. 向右偏下
【答案】A
【解析】
【详解】光子的方向即为小球对光束作用力的方向，光子受力合力的方向向左偏下，则由牛顿第三定律可知，光束因折射对小球产生的合力的方向向右偏上。故选A。
12. 如图所示，光电管通过电流表连接平行板电容器C，当光电管阴极K受到光的照射产生光电效应，关于此电路下列说法正确的是（ ）
A. 当光照射光电管时电容器左极板带正电
B. 光电管受到光的照射电流表有持续的电流
C. 电容器原来不带电，光电管受到光照射时，电流表有方向向下的电流
D. 光停止照射后，电流表有方向向上的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．光电效应阴极K发出电子，到达电容器左极板，所以左极板带负电，故A项错误；
B．当光电子到达电容器极板时，光电管上出现反向电压，当电容器两板间电压到达一定值时，即光电管间的电压达到反向截止电压时，光电子不会到达另一极，电容器不再被充电，即此时电路中将没有电流，故B项错误；
C．在电容器开始充电之前，电容器上不带电。当发生光电效应时，光电管对电容器充电，回路有顺时针方向电流，即电流表有方向向下的电流，故C项正确；
D．停止照射后，由于电路是断路，所以电容器不会放电，回路无电流，故D项错误。
故选C。
13. 四个相同的匀质小球放在光滑水平桌面上，用一根绳子把四个球约束起来，绳子恰无拉力，四个小球的质量均为m，半径都为R，如图所示，再将一个相同小球放在原四球中间正上方，因受绳子约束，下面四个小球并未分离，处于静止状态。设系统处处无摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 上面小球所受力合力为
B. 下面每个小球对地面的压力为
C. 上面小球对下面每个小球的压力为
D. 绳子张力为
【答案】D
【解析】
【详解】A．上面小球处于静止状态，所以合力为0，故A项错误；
B．对整体分析有
由于四个小球接触地面，所以下面每个小球对地面压力为，故B项错误；
CD．相邻小球球心间距离为2R，上面小球与下面小球连线与竖直夹角为，由几何关系
，
上面小球平衡有
即
下面各球N的水平分力
绳子张力
故C错误，D正确。
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. 电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，，球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为e，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（ ）
A. 电子束汇聚到O点
B. 电子束运动方向
C. 电子束运动方向
D. 电子通过界面动能增加了
【答案】BC
【解析】
【详解】设电子穿过界面后的速度为，由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面切线方向速度不变。则
电子穿过界面的过程中，根据动能定理
或能量守恒，则
可解得
则
动能增加量为
故选BC。
15. 在某一均匀介质中，如图2所示x轴上有两个机械波源a、b平衡位罝的坐标分别为、，两个波源a、b同时开始做简谐运动，图1为两波源a、b的振动图像，开始它们激发的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，波速均为。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波起振方向相同
B. 两列波在x轴相遇叠加会发生干涉
C. 两列波在x轴处相遇叠加后，振幅为
D. 两列波在x轴处相遇叠加后，振幅为
【答案】BC
【解析】
详解】A．由图可知，两个波源起振方向相反，A错误；
B．两列波频率相等，相遇叠加会发生干涉，B正确；
C．波长为
处对应的波程差为
由于两列波的起振方向相反，相遇叠加后，振动加强，所以振幅为，C正确；
D．处对应的波程差为
同理可知，处相遇叠加振动加强，振幅为，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）
16. （1）如图装置探究小车速度随时间变化实验中下列说法正确的是______。
A．长木板一定要略为倾斜
B．槽码质量应远小于小车质量
C．打点计时器接交流电源
D．小车靠近打点计时器，放开小车再打开电源开始打点
（2）利用如图装置探究小车的加速度与力和质量的关系实验，下列说法正确的是______（多选）
A．小车运动时，小车受到绳子拉力小于槽码的总重力
B．只有小车质量远大于槽码总质量，绳的拉力可近似等于槽码的总重力
C．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
D．该实验的科学思想方法为控制变量法
（3）如图是某次实验中得到的一条纸带，打点计时器使用的交流电频率为，用刻度尺量出各计数点到O点距离为，，，，小车运动B点的速度大小为______，小车运动的加速度大小为______（计算结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. ABD ③. 0.51 ④. 0.79
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验中小车下滑的动力主要来源于槽码的重力，所以长木板没有必要一定要倾斜。故A错误；
B．实验中探究小车速度随时间变化，没有必要使槽码质量远小于小车质量。故B错误；
C．根据电火花计时器的工作原理可知，打点计时器接交流电源。故C正确；
D．小车靠近打点计时器，先打开电源待打点稳定后，再放开小车。故D错误。
故选C。
（2）[2] AB．小车运动时，由牛顿第二定律可知
联立，解得
可知小车受到绳子拉力小于槽码的总重力。只有小车质量远大于槽码总质量，绳的拉力可近似等于槽码的总重力。故AB正确；
C．若斜面倾角过大，则小车重力的下滑分力大于小车所受摩擦力，导致小车所受合力为
可知小车所受合力将大于绳的拉力。故C错误；
D．探究小车的加速度与力和质量的关系实验的科学思想方法为控制变量法。故D正确。
故选ABD。
（3）[3]依题意，纸带上相邻计数点的时间间隔为
小车运动B点的速度大小为
[4]由逐差法可知小车运动的加速度大小为
17.
（1）用如图甲电路测定两节串联干电池的电动势和内阻，在乙图中实物正确连接______。
（2）正确连接线路进行实验，调整变阻器，电压表和电流表读数如图所示，______V，______A
（3）经过测定，两节电池总电动势和总内阻最接近的一组是______。
A. B. C. D.
（4）由于电表内阻的影响，测定的电动势比真实值______（填“大”或者“小”）
【答案】17. 18. ①. 2.50 ②. 0.46
19. B 20. 小
【解析】
【小问1详解】
两节串联干电池的电动势最大为，则电压表量程选，电流表选择，根据图甲电路图，连接图乙实物图，如图所示
【小问2详解】
[1]由图可知，电压表读数为。
[2]由图可知，电流表读数为
【小问3详解】
根据闭合回路欧姆定律有
代入小问（2）中数据可得
故选B。
【小问4详解】
当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图像如图所示
由图示图像可知，电池电动势的测量值小于真实值。
18. 下列四个实验说法正确的是（ ）
A. 图A是显微镜下观察布朗运动，间隔相等时间颗粒运动位置连线图，连线表示颗粒的运动轨迹
B. 图B是油膜法测量分子直径，若痱子粉撒的太厚，测量的分子直径偏大
C. 图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面必须平行
D. 图D双缝干涉实验测量某种单色光波长，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离改变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中连线是位置间距离，不是颗粒运动轨迹，故A错误；
B．根据可得，若痱子粉晒的太厚，测量的单分子油膜面积偏小，所以测量直径偏大，故B正确；
C．图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面可以不平行，故C错误；
D．根据可得条纹间距变为原来两倍，双缝间距应为原来的，故D错误。
故选B。
19. 如图所示，粗细均匀、上端开口、下端封闭的薄壁玻璃管竖直放置，开口朝上，玻璃管横截面积，玻璃管总长度，玻璃管内用水银封闭理想气体，气柱长度与水银柱长度均为。初始温度，气体内能变化与温度变化成正比，可表达为，其中，水银密度，大气压强，重力加速度大小。求：
（1）若温度升高，使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处，温度为多少K；
（2）若温度升高，使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处，气体吸收的热量Q；
（3）继续对封闭气体缓慢加热温度升高，水银全部流出玻璃管，温度需要升高到多少K。
【答案】（1）660K；（2）78.87J；（3）720.75K
【解析】
【详解】（1）等压变化过程，根据盖吕萨克定律
得
（2）气体压强
内能增量
根据热力学第一定律
（3）设玻璃管中还有x长度水银，温度为T
当时，T有最大值，T的最大值为，所以温度需要升高到，水银全部流出玻璃管。
20. 如图所示，在水平地面上竖直放置某一游戏装置，它由粗糙倾斜传送带和“S”型光滑圆形细管道平滑连接组成，两段圆弧管道半径为，B、D等高，图中角均为37°，E点出口水平，与圆弧相切，传送带长为，传送带速度，B点离地面的高度，质量小物块无初速放上传送带A点，运动到B然后进入“S”光滑细圆管道，小物块大小略为小于管道，最后从管道水平出口E点水平飞出。小物块与传送带间的动摩擦因数，，，。求：
（1）小物块到达B点的速度；
（2）小物块到达管道最高点C对管道的压力；
（3）在管道的E点放置一个质量的小球，小物块到达E点与小球发生弹性碰撞，落地时小物块与小球的距离。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块静止放上传送带加速度为a，牛顿第二定律有
解得
假说在传送带上一直加速到B端速度
解得
小于传送带速度，说明假说正确，所以
（2）从B运动到C根据机械能守恒
解得
设小物块受到弹力向上，向心力公式
解得
根据牛顿第三定律可知小物块对管道压力，方向竖直向下；
（3）小物块到E点速度为v
解得
与弹性碰撞，动量守恒
机械能守恒
解得
，
平抛运动时间为t，有
解得
落地点它们的距离
21. 直流电动机通电转动和发电机转动产生电能，装置上具有类似性，从原理上简化为类似直线运动的如下模型，如图所示，与水平面成角度平行长直金属轨道，间距为L，处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直轨道平面向上，质量为m的金属导体棒垂直于轨道水平放在轨道上，与轨道接触良好，金属导体棒轨道之间电阻为，金属棒与轨道之间摩擦因数为，甲图中两轨道的上端接电动势为E、内电阻为r的直流电源，乙图中两轨道的上端接电阻，轨道足够长，忽略导轨的电阻，重力加速度为g。求：
（1）甲、乙中哪个类似于电动机；
（2）图甲中金属棒从静止开始向上运动的最大速度；
（3）乙图中金属棒从静止开始向下运动的最大速度和最大电功率；
（4）乙图中金属棒静止开始向下运动经过时间t速度达到最大，此时金属棒运动距离。
【答案】（1）甲；（2）；（3），；（4）
【解析】
【详解】（1）甲类似于电动机；
（2）根据法拉电磁感应定律有
据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件，对于导体棒ab有
联立解得
（3）感应电动势
平衡时满足
得
最大电功率
（4）运动距离为x，根据动量定理
而
解得
22. 中国科学院自主研制的“人造小太阳”是一个核聚变反应堆，是磁约束核聚变实验装置，该装置需要对较高速度的粒子束的各种带电离子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，离子源不断的产生带电离子，经加速电场再进入速度选择器，离子射入右侧磁分析器偏转分离，到达y轴离子接收板上，建立如图所示坐标系（速度选择器直线运动离子出口为坐标原点），已知有一离子带正电、电荷量为q，质量为m，加速电场两极板间电压为U，速度选择器间距为d，极板长度为，速度选择器内电场强度为E，离子进入加速电场初速度可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应，重力忽略不计。求：
（1）离子经加速电场后获得的速度；
（2）若粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器中磁场磁感应强度；
（3）若速度选择器中只有电场，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，离子射到y轴的位置；
（4）若磁分析器中磁场磁感应强度为随x轴均匀变化，，为位置的磁感应强度，k为大于0的常数，速度选择器中直线运动的离子射入右侧磁场离y轴最远距离。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）离子在加速电场中加速，由动能定理有
得
（2）通过速度选择器，故由力的平衡条件有
得
（3）若撤去极板间磁场，离子在电场中偏转距离
得
进入右侧磁场速度为与X方向交角为，圆周运动半径为R
射入磁场位置到Y位置距离
离子射到y轴的位置
（4）因为 离子运动到离Y最远时，速度为v，方向沿Y方向。在Y方向上动量定理
得
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. 半径为r超导体导线做的圆环，电流为I，在圆环中心的磁感应强度为，为真空磁导率，关于的单位用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意有
则单位为，又由
可得
所以单位为
故选A。
2. 下列关于质点的描述正确的是（ ）
A. 甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时可以把她看作质点
B. 乙图研究飞船与空间站对接时可以把飞船看作质点
C. 丙图研究高铁从杭州到北京的路程时可以把列车看作质点
D. 丁图研究冰壶运动到达位置时，可以把冰壶看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时主要考虑姿态的变化，则不可以把她看作质点，故A错误；
B．乙图研究飞船与空间站对接时要考虑尺寸，不可以把飞船看作质点，故B错误；
C．丙图研究高铁从杭州到北京的路程时，列车的尺寸可以忽略不计，则可以把列车看作质点，故C正确；
D．丁图研究冰壶运动到达的位置时，要考虑冰壶的大小，不可以把冰壶看作质点，故D错误。
故选C。
3. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不正确的是（ ）
A. 水球形成球形是因为水具有表面张力
B. 水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的
C. 毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的
D. 用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开
【答案】D
【解析】
【详解】A．在完全失重的状态下，因为水具有表面张力的作用从而使得水球形成球形，故A正确；
B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，故B正确；
C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，是因为其对于水是不浸润的，故C正确；
D．根据牛顿第三定律可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的力，故D错误。
由于本题选择错误的，故选D。
4. 大气的折射是光通过空气时空气密度变化而引起传播速度变化（折射率变化）所发生的现象，近地面大气的折射会产生海市蜃楼。如图所示太阳光进入地球大气到达地面，光线发生弯曲。关于以上现象下列说法正确的是（ ）
A. 太阳光进入地球大气发生弯曲是因为离地面越近折射率越小
B. 太阳光进入地球大气越靠近地面速度越大
C. 太阳光进入地球大气同一方向射入大气不同颜色的光，弯曲程度相同
D. 海面上空出现海市蜃楼是因为离海面越近大气折射率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．离地面越近，空气密度越大，折射率越大，A错误；
B．根据
可知，离地面越近光速越小，B错误；
C．空气对不同色光的折射率不同，弯曲程度不同，C错误；
D．海面上方空气湿度较大，离海面越近大气折射率越大，光传播时会发生异常折射和全反射，出现海市蜃楼，D正确。
故选D。
5. 如图所示，交流电源输出电压恒为U，通过电阻连接匝数比为1比2的理想变压器，给变阻器R供电，下列选项正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器触头上滑，变压器输出电压一定增大
B. 当滑动变阻器触头下滑，变压器输出电流一定增大
C. 当变阻器电阻R等于时，变压器输出功率最大
D. 当变阻器电阻R等于时，变压器输出功率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．等效为电动势为U，内阻为的电源向外电路供电，当滑动变阻器触头上滑，电阻R减小，电流增大变压器输出电压减小，A错误；
B．当滑动变阻器触头下滑，电阻R增大，变压器输出电流减小，B错误；
CD．外电阻等于内阻具有最大输出功率，变压器和变阻器电阻R组成的等效电阻为
当
时有最大输出功率，D正确；
故选D。
6. 歼-20是先进隐形战斗机，已知某次训练中，歼-20从静止开始沿跑道直线加速起飞，若这个过程可看作两个阶段，第一阶段以恒定功率P从静止开始运动，加速到速度，第二阶段以恒定功率2P运动到起飞，起飞速度，两个阶段时间相等，运动过程阻力恒定，则歼-20起飞过程第一阶段和第二阶段位移大小之比为（ ）
A. B. C. D. 3:1
【答案】B
【解析】
【详解】第一阶段，由动能定理得
第二阶段，由动能定理得
联立可得
故选B。
7. 我国“嫦娥五号”探测器登上月球，探测到月球储藏大量可控核聚变燃料氦3，可控核聚变释放能量，下列说法正确的是（ ）
A. 核聚变方程Y是中子
B. 核聚变方程Y是正电子
C. 核子平均质量比核子平均质量小
D. 比的比结合能大
【答案】C
【解析】
【详解】核反应根据质量数守恒和电荷数守恒可得Y为质子，根据核反应放出能量具有质量亏损，核子平均质量减小，核子比结合能增大。
故选C。
8. 汽车辅助驾驶具有“主动刹车系统”，利用雷达波监测前方有静止障碍物，汽车可以主动刹车，对于城市拥堵路段和红绿灯路口，主动刹车系统实用性非常高，若汽车正以的速度在路面上行驶，到达红绿灯路口离前方等待通行暂停的汽车距离为，主动刹车系统开启匀减速运动，能安全停下，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达波发射的是超声波
B. 若汽车刹车加速度大小为，运动时间，速度为
C. 汽车刹车加速度大小至少才能安全停下
D. 若汽车刹车加速度大小为，停车时离前面汽车的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A．雷达波发射的是电磁波，不是超声波，故A错误；
B．汽车的初速度
若汽车刹车加速度大小为，利用逆向思维，停止运动的时间
则运动时间，速度为
故B错误；
C．汽车前方等待通行暂停的汽车距离为，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
即汽车刹车加速度大小至少为才能安全停下，故C正确；
D．若汽车刹车加速度大小为，停车时，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
可知，此时离前面汽车的距离为
故D错误。
故选C。
9. 霍尔效应传感器应用很广泛，可以用来测量磁场、位移、电流、转速等。如图所示霍尔传感器上面有一小磁体，霍尔元件材料为长方体，产生的霍尔电压为后表面电势高．下列说法正确的是（ ）
A. 当变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小
B. 霍尔电势差高低与霍尔元件长宽高都有关系
C. 霍尔元件中电流I的载流子一定是正电荷定向运动形成的
D. 若传感器上面磁体向上移动，霍尔电压将减小
【答案】D
【解析】
【详解】当达到稳定状态时满足
其中
（a为厚度，d为前后表面的宽度），解得霍尔电势差
A．变阻器滑动触头向左滑动，电流变大，U变大，选项A错误；
B．霍尔电势差高低只与B、I、a有关，与长宽无关，选项B错误；
C．因为霍尔电压为后表面电势高，则根据左手定则，载流子是电子，选项C错误；
D．小磁体向上运动，B减小，霍尔电压将减小，选项D正确。
故选D。
10. 北斗三号由30颗卫星组成。由24颗较低的中圆地球轨道卫星、3颗较高的地球同步轨道卫星和3颗较高的倾斜地球同步轨道卫星组成，如图所示。关于运动的卫星以下说法正确的是（ ）
A. 所有卫星运行速度大于
B. 同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度大
C. 所有地球同步轨道卫星运动的动能相等
D. 同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大
【答案】D
【解析】
【详解】A．卫星运行速度小于第一宇宙速度，A错误；
B．根据卫星运动向心力公式
可得r越大速度越小，故同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度小，B错误；
C．卫星动能与质量有关，同轨道速率相等，质量未知无法比较，C错误；
D．根据卫星运动向心力公式
可知r越大周期越大，故同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大，D正确；
故选D。
11. 光具有粒子性，激光束看作是粒子流，激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，如图所示有一个透明介质小球，小球的折射率大于周围介质的折射率，激光照射到透明介质小球，穿过介质小球射出时的光路如图所示。若不考虑光的反射和吸收，光束因折射对小球产生的合力的方向描述正确的是（ ）
A. 向右偏上B. 向左偏上C. 向左偏下D. 向右偏下
【答案】A
【解析】
【详解】光子的方向即为小球对光束作用力的方向，光子受力合力的方向向左偏下，则由牛顿第三定律可知，光束因折射对小球产生的合力的方向向右偏上。故选A。
12. 如图所示，光电管通过电流表连接平行板电容器C，当光电管阴极K受到光的照射产生光电效应，关于此电路下列说法正确的是（ ）
A. 当光照射光电管时电容器左极板带正电
B. 光电管受到光的照射电流表有持续的电流
C. 电容器原来不带电，光电管受到光照射时，电流表有方向向下的电流
D. 光停止照射后，电流表有方向向上的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．光电效应阴极K发出电子，到达电容器左极板，所以左极板带负电，故A项错误；
B．当光电子到达电容器极板时，光电管上出现反向电压，当电容器两板间电压到达一定值时，即光电管间的电压达到反向截止电压时，光电子不会到达另一极，电容器不再被充电，即此时电路中将没有电流，故B项错误；
C．在电容器开始充电之前，电容器上不带电。当发生光电效应时，光电管对电容器充电，回路有顺时针方向电流，即电流表有方向向下的电流，故C项正确；
D．停止照射后，由于电路是断路，所以电容器不会放电，回路无电流，故D项错误。
故选C。
13. 四个相同的匀质小球放在光滑水平桌面上，用一根绳子把四个球约束起来，绳子恰无拉力，四个小球的质量均为m，半径都为R，如图所示，再将一个相同小球放在原四球中间正上方，因受绳子约束，下面四个小球并未分离，处于静止状态。设系统处处无摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 上面小球所受力合力为
B. 下面每个小球对地面的压力为
C. 上面小球对下面每个小球的压力为
D. 绳子张力为
【答案】D
【解析】
【详解】A．上面小球处于静止状态，所以合力为0，故A项错误；
B．对整体分析有
由于四个小球接触地面，所以下面每个小球对地面压力为，故B项错误；
CD．相邻小球球心间距离为2R，上面小球与下面小球连线与竖直夹角为，由几何关系
，
上面小球平衡有
即
下面各球N的水平分力
绳子张力
故C错误，D正确。
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. 电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，，球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为e，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（ ）
A. 电子束汇聚到O点
B. 电子束运动方向
C. 电子束运动方向
D. 电子通过界面动能增加了
【答案】BC
【解析】
【详解】设电子穿过界面后的速度为，由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面切线方向速度不变。则
电子穿过界面的过程中，根据动能定理
或能量守恒，则
可解得
则
动能增加量为
故选BC。
15. 在某一均匀介质中，如图2所示x轴上有两个机械波源a、b平衡位罝的坐标分别为、，两个波源a、b同时开始做简谐运动，图1为两波源a、b的振动图像，开始它们激发的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，波速均为。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波起振方向相同
B. 两列波在x轴相遇叠加会发生干涉
C. 两列波在x轴处相遇叠加后，振幅为
D. 两列波在x轴处相遇叠加后，振幅为
【答案】BC
【解析】
详解】A．由图可知，两个波源起振方向相反，A错误；
B．两列波频率相等，相遇叠加会发生干涉，B正确；
C．波长为
处对应的波程差为
由于两列波的起振方向相反，相遇叠加后，振动加强，所以振幅为，C正确；
D．处对应的波程差为
同理可知，处相遇叠加振动加强，振幅为，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）
16. （1）如图装置探究小车速度随时间变化实验中下列说法正确的是______。
A．长木板一定要略为倾斜
B．槽码质量应远小于小车质量
C．打点计时器接交流电源
D．小车靠近打点计时器，放开小车再打开电源开始打点
（2）利用如图装置探究小车的加速度与力和质量的关系实验，下列说法正确的是______（多选）
A．小车运动时，小车受到绳子拉力小于槽码的总重力
B．只有小车质量远大于槽码总质量，绳的拉力可近似等于槽码的总重力
C．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
D．该实验的科学思想方法为控制变量法
（3）如图是某次实验中得到的一条纸带，打点计时器使用的交流电频率为，用刻度尺量出各计数点到O点距离为，，，，小车运动B点的速度大小为______，小车运动的加速度大小为______（计算结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. ABD ③. 0.51 ④. 0.79
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验中小车下滑的动力主要来源于槽码的重力，所以长木板没有必要一定要倾斜。故A错误；
B．实验中探究小车速度随时间变化，没有必要使槽码质量远小于小车质量。故B错误；
C．根据电火花计时器的工作原理可知，打点计时器接交流电源。故C正确；
D．小车靠近打点计时器，先打开电源待打点稳定后，再放开小车。故D错误。
故选C。
（2）[2] AB．小车运动时，由牛顿第二定律可知
联立，解得
可知小车受到绳子拉力小于槽码的总重力。只有小车质量远大于槽码总质量，绳的拉力可近似等于槽码的总重力。故AB正确；
C．若斜面倾角过大，则小车重力的下滑分力大于小车所受摩擦力，导致小车所受合力为
可知小车所受合力将大于绳的拉力。故C错误；
D．探究小车的加速度与力和质量的关系实验的科学思想方法为控制变量法。故D正确。
故选ABD。
（3）[3]依题意，纸带上相邻计数点的时间间隔为
小车运动B点的速度大小为
[4]由逐差法可知小车运动的加速度大小为
17.
（1）用如图甲电路测定两节串联干电池的电动势和内阻，在乙图中实物正确连接______。
（2）正确连接线路进行实验，调整变阻器，电压表和电流表读数如图所示，______V，______A
（3）经过测定，两节电池总电动势和总内阻最接近的一组是______。
A. B. C. D.
（4）由于电表内阻的影响，测定的电动势比真实值______（填“大”或者“小”）
【答案】17. 18. ①. 2.50 ②. 0.46
19. B 20. 小
【解析】
【小问1详解】
两节串联干电池的电动势最大为，则电压表量程选，电流表选择，根据图甲电路图，连接图乙实物图，如图所示
【小问2详解】
[1]由图可知，电压表读数为。
[2]由图可知，电流表读数为
【小问3详解】
根据闭合回路欧姆定律有
代入小问（2）中数据可得
故选B。
【小问4详解】
当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图像如图所示
由图示图像可知，电池电动势的测量值小于真实值。
18. 下列四个实验说法正确的是（ ）
A. 图A是显微镜下观察布朗运动，间隔相等时间颗粒运动位置连线图，连线表示颗粒的运动轨迹
B. 图B是油膜法测量分子直径，若痱子粉撒的太厚，测量的分子直径偏大
C. 图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面必须平行
D. 图D双缝干涉实验测量某种单色光波长，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离改变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中连线是位置间距离，不是颗粒运动轨迹，故A错误；
B．根据可得，若痱子粉晒的太厚，测量的单分子油膜面积偏小，所以测量直径偏大，故B正确；
C．图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面可以不平行，故C错误；
D．根据可得条纹间距变为原来两倍，双缝间距应为原来的，故D错误。
故选B。
19. 如图所示，粗细均匀、上端开口、下端封闭的薄壁玻璃管竖直放置，开口朝上，玻璃管横截面积，玻璃管总长度，玻璃管内用水银封闭理想气体，气柱长度与水银柱长度均为。初始温度，气体内能变化与温度变化成正比，可表达为，其中，水银密度，大气压强，重力加速度大小。求：
（1）若温度升高，使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处，温度为多少K；
（2）若温度升高，使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处，气体吸收的热量Q；
（3）继续对封闭气体缓慢加热温度升高，水银全部流出玻璃管，温度需要升高到多少K。
【答案】（1）660K；（2）78.87J；（3）720.75K
【解析】
【详解】（1）等压变化过程，根据盖吕萨克定律
得
（2）气体压强
内能增量
根据热力学第一定律
（3）设玻璃管中还有x长度水银，温度为T
当时，T有最大值，T的最大值为，所以温度需要升高到，水银全部流出玻璃管。
20. 如图所示，在水平地面上竖直放置某一游戏装置，它由粗糙倾斜传送带和“S”型光滑圆形细管道平滑连接组成，两段圆弧管道半径为，B、D等高，图中角均为37°，E点出口水平，与圆弧相切，传送带长为，传送带速度，B点离地面的高度，质量小物块无初速放上传送带A点，运动到B然后进入“S”光滑细圆管道，小物块大小略为小于管道，最后从管道水平出口E点水平飞出。小物块与传送带间的动摩擦因数，，，。求：
（1）小物块到达B点的速度；
（2）小物块到达管道最高点C对管道的压力；
（3）在管道的E点放置一个质量的小球，小物块到达E点与小球发生弹性碰撞，落地时小物块与小球的距离。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块静止放上传送带加速度为a，牛顿第二定律有
解得
假说在传送带上一直加速到B端速度
解得
小于传送带速度，说明假说正确，所以
（2）从B运动到C根据机械能守恒
解得
设小物块受到弹力向上，向心力公式
解得
根据牛顿第三定律可知小物块对管道压力，方向竖直向下；
（3）小物块到E点速度为v
解得
与弹性碰撞，动量守恒
机械能守恒
解得
，
平抛运动时间为t，有
解得
落地点它们的距离
21. 直流电动机通电转动和发电机转动产生电能，装置上具有类似性，从原理上简化为类似直线运动的如下模型，如图所示，与水平面成角度平行长直金属轨道，间距为L，处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直轨道平面向上，质量为m的金属导体棒垂直于轨道水平放在轨道上，与轨道接触良好，金属导体棒轨道之间电阻为，金属棒与轨道之间摩擦因数为，甲图中两轨道的上端接电动势为E、内电阻为r的直流电源，乙图中两轨道的上端接电阻，轨道足够长，忽略导轨的电阻，重力加速度为g。求：
（1）甲、乙中哪个类似于电动机；
（2）图甲中金属棒从静止开始向上运动的最大速度；
（3）乙图中金属棒从静止开始向下运动的最大速度和最大电功率；
（4）乙图中金属棒静止开始向下运动经过时间t速度达到最大，此时金属棒运动距离。
【答案】（1）甲；（2）；（3），；（4）
【解析】
【详解】（1）甲类似于电动机；
（2）根据法拉电磁感应定律有
据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件，对于导体棒ab有
联立解得
（3）感应电动势
平衡时满足
得
最大电功率
（4）运动距离为x，根据动量定理
而
解得
22. 中国科学院自主研制的“人造小太阳”是一个核聚变反应堆，是磁约束核聚变实验装置，该装置需要对较高速度的粒子束的各种带电离子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，离子源不断的产生带电离子，经加速电场再进入速度选择器，离子射入右侧磁分析器偏转分离，到达y轴离子接收板上，建立如图所示坐标系（速度选择器直线运动离子出口为坐标原点），已知有一离子带正电、电荷量为q，质量为m，加速电场两极板间电压为U，速度选择器间距为d，极板长度为，速度选择器内电场强度为E，离子进入加速电场初速度可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应，重力忽略不计。求：
（1）离子经加速电场后获得的速度；
（2）若粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器中磁场磁感应强度；
（3）若速度选择器中只有电场，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，离子射到y轴的位置；
（4）若磁分析器中磁场磁感应强度为随x轴均匀变化，，为位置的磁感应强度，k为大于0的常数，速度选择器中直线运动的离子射入右侧磁场离y轴最远距离。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）离子在加速电场中加速，由动能定理有
得
（2）通过速度选择器，故由力的平衡条件有
得
（3）若撤去极板间磁场，离子在电场中偏转距离
得
进入右侧磁场速度为与X方向交角为，圆周运动半径为R
射入磁场位置到Y位置距离
离子射到y轴的位置
（4）因为 离子运动到离Y最远时，速度为v，方向沿Y方向。在Y方向上动量定理
得
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