2024年浙江省高考物理模拟试题（一）

这是一份2024年浙江省高考物理模拟试题（一），共31页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列物理量属于基本量且相应单位正确的是（ ）
A．力：NB．速度：C．热力学温度：℃D．长度：m
2．如图所示是沪杭高速公路一个出口匝道的限速警示牌。据报道，5月6日上午9时40分，一辆轿车驶入该匝道时，车速达到71km/h，因超过该区域限速60km/h的规定而被处罚款，则（ ）
A．“上午9时40分”指的是时间间隔
B．匝道限速“60km/h”指的是平均速度大小
C．车速达到“71km/h”指的是瞬时速度大小
D．研究车通过警示牌所用时间时可把车看成质点
3．如图所示是一个“”形玩具支架，其底板置于水平桌面上，顶部固定一磁铁A。铅笔尾部套一环形磁铁B后，置于A的正下方。铅笔保持竖直状态，且笔尖没有离开水平底板。若铅笔与B之间的最大静摩擦力大于铅笔的铅笔重力，则（ ）
A．铅笔受到2个力的作用
B．A的下端和B的上端是同名磁极
C．底板对铅笔的支持力和铅笔的重力是一对平衡力
D．桌面对底板的支持力大小等于支架、铅笔和两磁铁的总重
4．如图所示，在2021年的“天宫课堂”中，王亚平往水球中注入一个气泡，气泡静止在水球中，此时（ ）
A．气泡受到浮力
B．气泡内气体在界面处对水产生压力
C．水与气泡界面处水分子间作用力表现为斥力
D．完全失重状态的水球内的水分子不会进入气泡中
5．中国科幻电影《流浪地球》中由“火石”引燃行星发动机内部燃料发生核反应，场面非常壮观。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．热中子更适合于引发核裂变
B．核反应有质量亏损，质量数不守恒
C．表示核裂变反应
D．核反应温度越高，放射性物质半衰期越短
6．如图所示，小李同学在练习对墙垫排球。她斜向上垫出排球，球垂直撞在墙上后反弹落地，落地点正好在发球点正下方。若不计球的旋转及空气阻力，则上述过程中此排球（ ）
A．撞击墙壁过程没有机械能损失
B．刚落地时动能和刚垫出时动能可能相等
C．在空中上升过程和下降过程的时间相等
D．刚落地时水平速度比刚垫出时水平速度大
7．如图甲所示是创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者号”。若“奋斗者号”沿竖直方向下潜，且下潜时仅吸入海水改变自身总重，艇身体积不变。从没入海面开始计时，其下潜的v-t图像如图乙所示。在0~0.5h内，其总质量为m。若海水密度均匀，则“奋斗者号”（ ）
A．0~0.5h内处于超重状态
B．0.5~2.5h内所受浮力大小为mg
C．2.5~3h内总质量小于m
D．0~3h内下潜深度为7200m
8．在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为I1和I2。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（ ）
A．断开开关前R中电流为I2
B．断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻
C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D．断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示
9．如图所示是阴极射线管示意图，当偏转电极板M1、M2间不加电压时，电子束经电场加速后打到荧屏中央O处形成亮斑。若偏转电极板M1带正电，已知电子在偏转电场中运动时间极短且不打到极板上，在其他条件不变的情况下，则（ ）
A．亮斑在O点下方
B．电子偏转时电势能增大
C．加速电压不变时，若荧屏上亮斑向上移动，可知偏转电压在减小
D．偏转电压不变时，若荧屏上亮斑向上移动，可知加速电压在减小
10．如图甲所示，在三维直角坐标系O—xyz的xOy平面内，两波源S1、S2分别位于x1=0.2m、x2=1.2m处。两波源垂直xOy平面振动，振动图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点且。空间有均匀分布的介质且介质中波速为v=2m/s，则（ ）
A．x=0.2m处质点开始振动方向沿z轴负方向
B．两列波叠加区域内x=0.6m处质点振动减弱
C．两列波叠加区域内x=0.5m处质点振动加强
D．两波相遇后M点振动方程为
11．如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到的线圈中电流随时间变化的图像，则（ ）
A．t1~t3过程中线圈对磁铁作用力方向先向上后向下
B．磁铁上下翻转后重复实验，电流方向先负向后正向
C．线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍
D．h加倍后重复实验，电流峰值将加倍
12．如图所示，地球与月球可以看作双星系统，它们均绕连线上的C点（图中未画出）转动。沿地月球心连线的延长线上有一个拉格朗日点P，位于这个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕C点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变。我国发射的“鹊桥”中继卫星位于P点附近，它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持。已知地球质量M是月球质量的81倍，“鹊桥”中继星质量为m，地月球心距离为L，P点与月球球心距离为d。若忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力，则（ ）
A．地球球心和月球球心到C点的距离之比为81：1
B．地球和月球对“鹊桥”中继星的引力大小之比为81：1
C．月球与“鹊桥”中继星的线速度大小之比为
D．月球与“鹊桥”中继星的向心加速度大小之比为
13．如图所示是一种脉冲激光展宽器的截面图，其构造为四个相同的顶角为θ的直角三棱镜，对称放置在空气中。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离d=100.0mm，脉冲激光中包含频率不同的光1和2，它们在棱镜中的折射率分别为和。取，，，则（ ）
A．光1和2通过相同的双缝干涉装置后1对应条纹间距更大
B．为使光1和2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，需θ>45°
C．减小d后光1和2通过整个展宽器过程中在空气中的路程差不变
D．若θ=37°则光1和2通过整个展宽器过程中在空气中的路程差约为14.4mm
二、多选题
14．下列说法中正确的是（ ）
A．当处于电谐振时，所有电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B．泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的衍射现象
C．照相机镜头上所涂的增透膜利用了光的偏振原理
D．液晶显示器利用光的偏振显示图像
15．某均匀介质中的O处有一波源做简谐运动，所激发的波沿水平方向向四周传播。波源在0~0.5s内以9Hz的频率振动，0.5s后的振动图像如图乙所示且频率不再发生变化。图甲为波源频率稳定较长时间后某时刻的俯视图，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
A．该波波源起振方向向下，波速为4m/s
B．从图示时刻开始，质点A经s后运动的路程为
C．在时，距离波源5.0m处的质点向上振动
D．距离波源1.0m与2.0m处的质点的振动情况始终相反
16．下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示实验中，AB两小球位置可互换
B．图乙所示装置中，该容器在水从下方弯曲喷口流出时会发生旋转，这是反冲现象
C．图丙所示电路中，若在线圈中放入铁芯，稳定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗
D．图丁所示实验中，b图为玻璃片上石蜡受热融化区域的形状
三、实验题
17．甲同学利用留迹法做平抛运动实验，在饮料瓶侧面开一小孔，让水流水平射出，并用照相机拍下了某时刻的水柱轨迹，冲洗后的照片和实物的尺寸比例为1∶4。利用部分轨迹在水平方向和竖直方向建立坐标轴（如图a），取轨迹上三个点A、B和C点的坐标分别为、和，重力加速度g取。通过处理实验数据可得：
(1)该时刻水柱初速度大小为 m/s；
(2)水柱上B点的速度大小为 m/s；
(3)图b所示为乙同学设计的实验装置，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F。在轨道最低点右侧水平距离为处固定一等高竖直挡板，实验获得小球在竖直面上的下落距离y，处理数据后作出了如图c所示的图象，则由图可求得小球的质量 kg，四分之一圆弧形轨道半径 m。
18．磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值（约几千欧）随磁感应强度的变化关系。
所用器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表（量程为0~3V，内阻为2kΩ）和毫安表（量程为0~3mA，内阻不计）。定值电阻、开关、导线若干
(1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为 V，电流表读数为0.5mA，则此时磁敏电阻的阻值为 。
(3)实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T，则图中 （填“”或“”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为 （保留2位有效数字）。
四、解答题
19．如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热气缸，用质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离，缸内气体温度，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强，活塞横截面积，忽略一切摩擦。现使缸内气体温度缓慢下降，则
（1）当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度；
（2）当缸内气体温度降至时，求物块上升高度；
（3）已知整个过程缸内气体内能减小121.2J，求其放出的热量Q。
20．一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由倾角的固定斜面CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度，传送带EF与轨道FG离地面高度均为h，两者长度分别为、，OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径，半径，圆弧PQ所对应的圆心角，轨道各处平滑连接。现将质量的滑块（可视为质点）从斜面底端的弹射器弹出，沿斜面从D点离开时速度大小，恰好无碰撞从E点沿水平方向滑上传送带。当传送带以的速度顺时针转动，滑块恰好能滑至P点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块与挡板碰撞后原速率反向弹回，不计空气阻力。，，求：
（1）高度h；
（2）滑块与水平轨道FG间的动摩擦因数；
（3）滑块最终静止时离G点的距离x；
（4）若传送带速度大小可调，要使滑块与挡板仅碰一次，且始终不脱离轨道，则传送带速度大小v的范围。
21．如图所示，SM、TN是两条平行固定水平金属导轨，其右端串接电键K和阻值为的定值电阻。倾角相同的倾斜金属导轨AC、BD和EP、FQ架接在水平导轨上，与水平轨道平滑连接，且接触点无电阻，水平导轨间距、倾斜导轨间距均为L；金属棒a质量为2m、阻值为R，金属棒b质量为m、阻值为2R，两根金属棒长度均为L，分别由锁定器锁定在两个倾斜导轨的同一高度处，高度为h，锁定好的两金属棒在水平导轨上的投影分别为ST、HG。CDGH和PQNM两区域均足够长，分布有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为、。已知：、、、、、、，所有导轨均光滑且不计电阻，两金属棒与导轨接触良好。
（1）闭合电键K，仅解除锁定器1，让a棒静止释放，求：
①a棒刚进入CDGH区域磁场时，PQ两点间的电压U；
②a棒在CDGH区域磁场中运动的距离；
（2）a棒在CDGH区域静止后，断开电键K，解除锁定器2，让b棒静止释放，求：
①当b棒在PQNM区域磁场中速度为时，a棒的加速度大小；
②从锁定器1解除到两金属棒运动稳定，a棒产生的总焦耳热。
22．如图所示，直角坐标系中，有一平行于y轴长度为0.5L的线状离子源MN，M端在x轴上，坐标，离子源发射的正离子初速度大小均为，方向平行于x轴正方向，且发射的正离子沿MN均匀分布，每个离子质量为m，电荷量为q；在、区间内加一垂直于纸面向里，磁感应强度大小为的圆形边界匀强磁场，能使离子源发射的全部正离子经过原点O，不计离子重力及离子间的相互作用。
（1）求磁感应强度的取值范围；
（2）若磁感应强度取最小值，在第一象限加垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，在第二象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，已知。离子发射前，在y轴上放置长度为0.8L的探测板PQ，只有打到探测板左侧表面的离子才能被探测到。
①求全部正离子经过原点O时与y轴正方向夹角的范围；
②若探测板下端Q纵坐标，求离子探测率（即探测板探测到的离子数占总离子数的比例）；
③若探测板位置在y轴上可变，Q端纵坐标满足，求离子探测率与的关系。
参考答案：
1．D
【详解】在物理学中，有七个基本量，即长度（m）、质量（kg）、时间（s）、热力学温度（K）、电流强度（A）、物质的量（ml）、发光强度（cd）。
故选D。
2．C
【详解】A．“上午9时40分”指的是时刻，故A错误；
B．匝道限速“60km/h”指的是瞬时速度大小，故B错误；
C．车速达到“71km/h”指的是瞬时速度大小，故C正确；
D．研究车通过警示牌所用时间时，车的形状、大小不可以忽略，不可把车看成质点，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．铅笔可能受到重力、支持力、磁铁B的静摩擦力3个力的作用，故A错误；
B．无法判断A的下端和B的上端的极性，故B错误；
C．底板对铅笔的支持力与摩擦力的矢量和与铅笔的重力是一对平衡力，故C错误；
D．对整体分析可知，桌面对底板的支持力大小等于支架、铅笔和两磁铁的总重，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】A．由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，故A错误；
B．由于在失重状态下，气泡内气体在界面处存在压力差，所以对水产生压力，故B正确；
C．水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，故C错误；
D．完全失重状态的水球内的水分子也会因热运动进入气泡中，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】A．实验证明在链式反应中，速度与热运动速度相当的中子最适于引发裂变，这样的中子就是“热中子”，故A正确；
B．核反应有质量亏损，但是质量数守恒，故B错误；
C．由可知，反应中放出一个氦核，所以是衰变，不是核裂变反应，故C错误；
D．放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】A．若反弹的速度大小与碰撞墙时的速度大小相等，则球原路返回，根据题图信息可知，球与墙碰撞过程中有能量损失，故A错误；
B．虽然碰撞过程中有能量损失，但反弹后下落的高度大，从开始抛出到落地过程中重力做正功，如果整个过程中重力做的功等于球与墙碰撞过程中损失的能量，则球落地时和抛出时的动能相等，故B正确；
C．斜抛运动的上升过程可以看作平抛运动的逆运动，根据
可得
由于两种情况下竖直方向运动的高度不同，则运动时间不相等，反弹后运动的时间长，故C错误；
D．斜抛运动上升过程可以看作平抛运动的逆运动，水平方向做匀速直线运动，上升或下落相同高度时，所用的时间相同，根据
可知，返回到抛出点的水平位置时，返回时的水平位移小，说明水平初速度小，所以球落地时的水平速度比抛出时的水平速度小，故D错误；
故选B。
7．C
【详解】A．0~0.5h内，奋斗者号向下加速，加速度向下，处于失重状态，故A错误；
B．奋斗者号的体积不变，则浮力不变，0.5~ 2.5h内，奋斗者号做匀速直线运动，此时需要排出部分海水，让重力等于浮力，所以此时重力小于mg，浮力的也小于mg，故B错误；
C．2.5~3h内，奋斗者号向下做减速运动，浮力大于重力，需要再排出部分海水，此时奋斗者号的总质量小于m，故C正确；
D．根据v- t图象与时间轴围成的面积表示位移知： 0~ 3h内，奋斗者号下潜的深度为
故D错误；
故选C。
8．C
【详解】AD．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路电流如曲线b所示，则断开开关前R中电流为I1，故AD错误；
B．由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以断开开关前灯泡电阻大于R和L的总电阻，故B错误；
C．断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。
故选C。
9．D
【详解】A．偏转电极板M1带正电，则电子所受电场力向上，亮斑在O点上方，故A错误；
B．电子通过极板过程中电场力对电子做正功，则电子的电势能减小，故B错误；
CD．设加速电场的加速电压为U1，偏转电场的电压为U2，M1 M2之间的距离为d、板长为L，电子射出M1 M2时的偏转位移为y，电子在加速电场中，根据动能定理可得
在偏转电场中根据类平抛运动的规律可得
其中
联立解得
偏转电压在增大，则亮斑向上移动，偏转电压不变时，若荧屏上亮斑向上移动，可知加速电压在减小，故C错误，D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．x=0.2m处的质点，离波源S1更近，故该质点先按波源的振动形式振动，波源开始沿z轴正方向振动，故该质点开始振动时也是先沿z轴正方向振动，A错误；
B．两列波的振动周期，波速均相等，故波长也相等，为
由于两列波的起振方向相反，故质点离两波源距离差为半波长的偶数倍为振动减弱点，奇数倍为振动加强点，x=0.6m处的质点，离两波源的距离差为0.2m，为半波长的奇数倍，故为振动加强点，B错误；
C．x=0.5m处的质点，离两波源的距离差为零，为半波长的偶数倍，故为振动减弱点，C错误；
D．
为半波长的奇数倍，为振动加强点，振幅为
故其振动方程为
D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．由楞次定律的“来拒去留”可知，t1~t3过程中线圈对磁铁作用力方向一直向上，A错误；
B．磁铁上下翻转后重复实验，穿过圆环过程中，磁通量方向相反，根据楞次定律可知，将会产生负向电流后产生正向电流，B正确；
C．若将线圈匝数加倍后，根据法拉第电磁感应定律
可知，线圈中感应电动势也加倍，由电阻定律
可知，线圈匝数加倍，长度也加倍，电阻加倍，由欧姆定律
可知，线圈中感应电流的峰值不会加倍，C错误；
D．若没有磁场力，则由机械能守恒定律
可得
若将h加倍，速度并非变为原来的2倍，实际中存在磁场力做负功，速度也不是原来的2倍，则线圈中产生的电流峰值不会加倍，D错误。
故选B。
12．C
【详解】A．设地球球心到C点的距离为，月球球心到C点的距离为，可得
且
可得地球球心和月球球心到C点的距离之比为
故A错误；
B．根据万有引力公式
地球和月球对“鹊桥”中继星的引力大小之比为
故B错误；
C．“鹊桥”中继星与地球月球相对位置不变，角速度相等，月球与“鹊桥”中继星的线速度大小之比为
故C正确；
D．月球与“鹊桥”中继星的向心加速度大小之比为
故D错误。
故选C。
13．D
【详解】A．由于
可知两束激光的频率关系为
根据
可知波长关系为
双缝干涉相邻条纹间距为
可得光1和2通过相同的双缝干涉装置后2对应条纹间距更大，A错误；
B．只要光1能从棱镜中射出，光2就一定能射出，设光1临界角为C，则
可得
因此要使光1和2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，根据几何关系可知
ΘB 错误；
C．减小d后光1和2通过整个展宽器过程中在空气中的路程差减小，C错误；
D．根据光的折射定律可知
，
在空气中的路程差
代入数据可得
D正确。
故选D。
14．AD
【详解】A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激起的感应电流最强，故A正确；
B．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，而不是圆孔衍射，故B错误；
C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的薄膜干涉原理，故C错误；
D．液晶显示器利用光的偏振原理显示数字，故D正确。
故选AD。
15．BC
【详解】
A．波源在0~0.5s内，振动周期为s，则波源在0~0.5s内振动了个周期，由乙图可得，当时，波源在向下振动，即起振方向向上；0.5s后波源的振动周期为
由甲图可知，机械波的波长为
则机械波的波速为
故A错误；
B．质点A的振动时间为
图示时质点A在波峰处，则在时间内通过的路程为
在时间内通过的路程为
则，质点A经后运动的路程为
故B正确；
C．因为
故波源在时的振动与波源在时的振动相同，由图乙可知，此时波源在向下振动，距离波源5.0m处的质点与波源的距离为
则该质点的振动始终与波源的振动相反，即在t=1.9s时，距离波源5.0m处的质点向上振动，故C正确；
D．距离波源1.0m与2.0m处的质点的距离差为
则距离波源1.0m与2.0m处的质点的振动相同，故D错误。
故选BC。
16．BC
【详解】
A．图甲所示实验中，为防止入射小球反弹，入射小球质量应大于被撞小球，则AB两小球位置不可互换，故A错误；
B．图乙所示装置中，该容器在水从下方弯曲喷口流出时会发生旋转，这是反冲现象，故B正确；
C．图丙所示电路中，若在线圈中放入铁芯，线圈的感抗变大，则稳定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗，故C正确；
D．图丁所示实验中，由于玻璃是非晶体，表现为各向同性，因此各个方向上导热均匀，石蜡熔化区域形状为圆形（a图），故D错误。
故选BC。
17．(1)1
(2)
(3) 0.5 0.25
【详解】（1）竖直方向有
水平方向有
解得
=1m/s
（2）B点竖直方向的速度为
则B点的速度为
解得
m/s
（3）最低点根据牛顿第二定律有
根据平抛运动规律有
解得
根据图像的斜率与截距有
，
解得
kg，m
18．(1)
(2) 1.30 3900Ω/
(3) 2.8
【详解】（1）根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下
（2）[1]电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.30V,
[2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两端的电压为
电流表读数为0.5mA，故此时磁敏电阻的阻值为
（3）[1]根据闭合电路可得可得输出电压为
要求输出电压达到或超过3.0V时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要的阻值增大才能实现此功能，故为磁敏电阻；
[2]开始报警时磁感应强度为0.2T，此时
电压
根据电路关系
解得另一固定电阻的阻值应为
19．（1）；（2）；（3）160J
【详解】（1）初始时，对活塞
解得
当物块对地面无压力时，对活塞
解得
对气体，由等容变化
解得
（2）对气体，由等压变化
即
解得
（3）整个降温压缩过程活塞对气体做功
根据热力学第一定律
得
放出热量为160J
20．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）滑块从D到E做斜抛运动，E点为最高点，分解，竖直方向
水平方向
竖直位移为y，则，解得
所以
（2）滑块以滑上传送带，假设能被加速到，则
成立。故滑块离开F点的速度
从F到P由动能定理得
解得
（3）由分析可知，物块从P返回后向左进入传送带，又被传送带原速率带回，设物块从P返回后，在FG之间滑行的总路程为s，则
解得
所以，滑块停止时离G点
（4）设传送带速度为时，滑块恰能到Q点，在Q点满足
解得
从F到Q由动能定理得
解得
设传送带速度为时，滑块撞挡板后恰能重新返回到P点，由动能定理得
解得
若滑块被传送带一直加速，则
可得
所以，传送带可调节的速度范围为
21．（1）①；②；（2）①；②
【详解】（1）①a棒在斜导轨上，有机械能守恒
a棒刚进入CDGH区域磁场时
切割产生的电动势
金属棒b与定值电阻的并联电阻为
PQ两点间的电压
②对a棒，在CDGH区域磁场中，由动量定理
其中
解得
（2）①b棒进入PQNM区域磁场时速度
对b棒，进入磁场到，由动量定理
此过程，对a棒，由动量定理
可得
此时回路电流
对a棒，由牛顿第二定律
②b棒进入PQNM区域，两棒动量守恒，有
两棒运动稳定时，有
对b棒，进入磁场到运动稳定，由动量定理
此过程，对a棒，由动量定理
解得
，
此过程，由能量守恒
其中a棒产生焦耳热
b棒未解锁，a棒运动时，由能量守恒
其中a棒产生焦耳热
从锁定器1解除到两棒运动稳定，a棒产生总焦耳热
22．（1）；（2）①；②；③见解析
【详解】1）离子在圆形磁场中汇聚到O，离子运动圆周半径r等于圆形磁场的半径R，即
如图所示
所加圆形边界磁场的半径R满足
由洛伦兹力提供向心力得
联立可得
（2）若时，离子圆周运动的半径为
①由
可得
即与y轴正方向的夹角范围
②若，离子经过、两个磁场后在y轴方向上离O的距离，则有
临界1（如图2中轨迹①）
可得
临界2（如图2中轨迹②）
可得
上述表示出一个临界即得
③，分成4个区间
i）当时
ii）当时
可得
则有
iii）当时
可得
则有
iv）当时，离子穿过O点后经过一个运动周期打到探测板左侧
可得
离子穿过O点后经过两个运动周期打到探测板左侧
可得
则有