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2024届浙江省杭州市稽阳联谊学校高三下学期4月联考物理试题 （解析版）
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这是一份2024届浙江省杭州市稽阳联谊学校高三下学期4月联考物理试题 （解析版），共27页。试卷主要包含了答题前，请务必将自己的姓名，可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1、本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
2、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。
3、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。
4、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的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5、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. 下列哪种仪器所测的物理量是国际单位制中的基本物理量（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．天平测物体质量，质量是国际制中的基本物理量。故A正确；
B．弹簧秤测量力，力不是国际制中的基本物理量。故B错误；
C．量筒测量体积，体积不是国际制中的基本物理量。故C错误；
D．电压表测量电压，电压不是国际制中的基本物理量。故D错误。
故选A。
2. 如图所示为导航地图APP软件的一张截图，表示了某次导航的具体路径，其推荐路线中有两个数据，29分钟和15.1公里，下列说法正确的是（ ）
A. 29分钟表示的是某个时刻
B. 15.1公里表示此次行程位移大小
C. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程平均速度的大小
D. 研究汽车在导航图中的位置时，可以把汽车看成质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．29分钟是时间段，不是时刻。故A错误；
B．15.1公里是路径的长度，表示路程，不是位移。故B错误；
C．根据
可知题中没有位移的数据，所以不可以算出此次行程平均速度的大小。故C错误；
D．研究汽车在导航中的位置，可以忽略汽车的大小和体积，看成质点。故D正确。
故选D。
3. 物理知识能很好解释生活现象，下列四个情景有一项与其他三项是不一致的，这一项是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、B、D项是利用离心现象原理工作的，而C项是要防止离心现象发生的，故C项与其它三项不一致。
故选C。
4. 如图是2022年2月5日中国选手在北京冬奥会短道速滑接力赛中交接棒时的一个情景，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量小于曲春雨的质量，不计一切阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 曲春雨推任子威的力大于任子威对曲春雨的推力
B. 任子威的速度增加量等于曲春雨的速度减少量
C. 任子威的动能的增加量等于曲春雨的动能的减少量
D. 任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据牛顿第三定律，曲春雨推任子威的力等于任子威对曲春雨的推力，A错误；
B．根据动量定理得
解得
质量小的速度变化量大，所以任子威的速度增加量大于曲春雨的速度减少量，B错误；
C．通过推力做功，使人体内的生物质能转化为动能，两个人的总动能增加，所以任子威的动能的增加量大于曲春雨的动能的减少量，C错误；
D．系统的动量守恒，根据动量守恒定律，所以任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量，D正确。
故选D。
5. 篮球球迷喜欢看CBA，在某场激烈的篮球比赛即将结束时，持球球员看到比赛时间仅剩0.9s时，果断的出手投篮，观众看到篮球到达最高点时，时间仅剩0.4s，这时全场鸦雀无声，而在时间显示0.0s时，篮球恰好进入篮筐，顿时全场欢呼，该队以1分优势获胜。赛后经过录像回放，裁判透露篮球与竖直方向成37°进入篮筐，，不计空气阻力，篮球可以看作质点。则下列对本次投篮的分析正确的是（ ）
A. 篮球在空中全程做变加速曲线运动
B. 篮球出手时与篮筐的竖直高度差为0.45m
C. 球员投篮时篮球的初速度必与竖直方向成30°
D. 若该球员再逼近篮筐一定距离后投篮，以题中相同大小的出手速度投篮，在不考虑比赛时间的情况下，为了进球，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角必须增大一些
【答案】B
【解析】
【详解】A．篮球的加速度恒定为g，则做匀变速曲线运动，选项A错误；
C．根据计算，篮球入筐的竖直速度为
vy2=gt2=4m/s
根据角度，水平速度为
根据总时间和下落部分时间，出手到最高点的时间为t1=0.5s可以算的出手时速度的竖直分量为
vy1=gt1=5m/s
水平速度为3m/s，则球员投篮时篮球的初速度与竖直方向成角度不可能为30°，选项C错误；
B．篮球出手时与篮筐的竖直高度差为
选项B正确；
D．若该队员再逼近篮筐一定距离后投篮，以题中相同大小的出手速度投篮，为了进球，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角不能确定，即可以增大，也可以适当减小，选项D错误。
故选B。
6. 近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（ ）
A. 图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚
B. 图2描述的是卢瑟福的α粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型，成功的解释了氢原子光谱的分立特点
C. 图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性
D. 图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】A．从图1中可以看到，从上向下干涉条纹越来越密，所以肥皂膜从上向下不但变厚，而且是变厚的越来越快，如果均匀变厚，则干涉条纹使等间距的。故A错误；
B．卢瑟福根据α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，但不能解释氢原子光谱的分立特点。故B错误；
C．高速电子束经过铝箔的是衍射图样，从而证明了电子的波动性。故C错误；
D．X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性。故D正确。
故选D。
7. 2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功发射，最后对接于空间站天和核心舱径向端口，形成了三舱三船组合体。神舟十六号发射后会在停泊轨道Ⅰ上进行数据确认，在P点瞬间加速后进入转移轨道（椭圆轨道）Ⅱ，最后在Q点瞬间加速后进入空间站轨道，完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化为如图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为h，飞船在停泊轨道上的周期为，飞船和空间站均视为质点，则（ ）
A. 飞船在转移轨道Ⅱ上各点的速度均小于7.9km/s
B. 不考虑变轨瞬间，飞船在转移轨道Ⅱ上运行时航天员对椅子有压力作用
C. 飞船在停泊轨道Ⅰ与组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之比为
D. 飞船在转移轨道Ⅱ上正常运行的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A．在停泊轨道Ⅰ运行时，其速度接近于7.9km/s，在P点要进入转移轨道Ⅱ，必须加速，因此转移轨道Ⅱ上有的位置速度大于7.9km/s，选项A错误；
B．飞船在转移轨道Ⅱ上运行时均处于完全失重状态，故航天员对椅子无压力作用，选项B错误；
C．由
得
所以飞船在停泊轨道Ⅰ与组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之比为，选项C错误；
D．由开普勒第三定律得
得
选项D正确。
故选D。
8. 如图1是一款阴极射线管，K极是圆形金属板电极，A极为圆环状金属电极，对于KA间的电场分布来说，A极可以等效为圆形金属板电极，在KA之间加上如图所示的高压，阴极射线就可以在K极和A极之间运行，如图2是K极和A极之间的部分电场分布，下列阐述正确的是（ ）
A. 阴极射线的本质是α射线
B. 图2中P点电势低于Q点电势
C. 如果在图2中P点从静止释放一电子，则电子会沿该处电场线运动到A极
D. 从K极静止出发的阴极射线粒子，沿中间直线电场线到达A极电场力做功最多
【答案】B
【解析】
【详解】A．阴极射线的本质是β射线，故A错误；
B．因为K为阴极，A为阳极，所以P点电势低于Q点电势，故B正确；
C．由于P点所在的电场线为曲线，所以在P点从静止释放一电子不会沿该处电场线运动，故C错误；
D．只要从K极出发的阴极射线粒子，沿任意轨迹到达A极电场力做功一样大，故D错误。
故选B。
9. 请分析电流表在运输途中为了防止指针的晃动，用导线将哪两个接线柱连接起来效果最佳（ ）
A. 连接接线柱“-”与接线柱“0.6”
B. 连接接线柱“-”与接线柱“3”
C. 连接接线柱“0.6”与接线柱“3”
D. 把接线柱“0.6”接地
【答案】A
【解析】
【详解】由电流表的内部电路连接照片可得其电路图如图所示
连接接线柱“-”与接线柱“0.6”时，电流表晃动使线圈转动产生电动势，流过G表的电流较大，阻尼效果最好；
故选A。
10. 汽车内燃机利用火花塞产生的电火花来点燃汽缸中的燃料空气混合物。要使火花塞产生电火花，两电极间必须要有几千伏的高压，而某种汽车蓄电池的电压只有12V，一同学设计了如图所示的几种点火电路图，下列各电路图中能在输出端产生高压的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于火花塞需要的电压为几千伏，但蓄电池的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，变压器的副线圈匝数大于原线圈匝数，开关应接在有蓄电池的回路，开关断开和闭合引起原线圈的电流变化，副线圈产生感应电流，从而实现点火，故A正确，BCD错误。
故选A。
11. 是铀核核裂变的产物之一，仍有放射性，其发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，光速为，则的比结合能可表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据，可得的结合能为
则的比结合能为
故选D。
12. 钻戒光彩夺目，深受大家的喜欢，钻戒的外形多种多样，有学徒设计了相对比较简单的钻戒外形，其中一个截面的平面图如图所示的五边形ABCDE，水平虚线MN上侧为正六边形，下侧为正三角形，竖直虚线OC为截面中轴线。已知该钻戒材料的折射率为。现平行于中轴线的平行光线从AB面射入钻戒（不含A、B），考虑光在钻戒内部的多次反射，则下列分析正确的是（ ）
A. 光线在BC面内侧发生全反射，故没有光线从BC面射出
B. 有平行于中轴线的光从DE面射出
C. 最终发现钻戒的任何一面都有光线射出，整个钻戒光彩夺目
D. 继续增大AB面入射光的入射角，则这些入射光会在AB面发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．通过计算可得：入射光以60°的入射角进入AB后，由光的折射定律
解得折射角为
则折射光线平行BC，即光线在BC面内侧没有发生全反射，故A错误；
B．由光路可知，有平行于中轴线的光从CD面和DE面射出，故B正确；
C．根据一系列的光路，AE面始终没有光射出，故C错误；
D．进入AB面是光疏到光密，不可能在AB面发生全反射，故D错误。
故选B。
13. 在匀质轻绳上有两个相距12m的波源、，两波源的连线上有两质点A、B，A与波源相距3m，B与波源相距8m，如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波，其中的振动图像如图乙所示，经过一段时间观察到A点振动始终加强，B点振动始终减弱，两者振幅差20cm，且A、B之间没有振动加强点和减弱点。则下列说法正确的是（ ）
A. 波源产生的波的波长为6m
B. 波源起振的方向向下
C. 稳定后在两波源之间（不包括波源）有奇数个加强点
D. 0~1s内质点B通过的路程为64cm
【答案】D
【解析】
【详解】A．两波源在匀质轻绳上传播，速度相同，且能发生稳定的干涉，频率相同，故则两列波的波长相同，AB两者相距1m，A点振动始终加强，B点振动始终减弱，且A、B之间没有振动加强点和减弱点，则
解得波源产生的波的波长为
故A错误；
B．在A点，波程差为6m，为，A点振动始终加强，故两波源起振相反，由图乙可知起振向下，故起振的方向向上，故B错误；
C．两波源起振相反，故中间点是减弱点，根据对称性可知加强点为偶数个，故C错误；
D．设且，振动加强点的振幅为
振动减弱点的振幅为
则
解得
符合题意，故的振幅为10cm，先传到B点用时0.2s，B点振动0.2后，传到B，接下后一起振动0.6s，所以质点B运动的路程为
故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. 下列对于物理学知识在生活中的应用或解释正确的是（ ）
A. 照相机镜头前面的增透膜是利用了光的干涉现象
B. 对土壤进行松土主要是为了给农作物的地下根系通风
C. 在测量油酸分子直径的实验中，滑石粉撒的太厚会使测量值偏大
D. 根据热力学第二定律得知，溶解在水中的食盐再也不可能分离出来
【答案】AC
【解析】
【详解】A．增透膜反射的两列光相遇时相互减弱，从而增加透射光的强度，是光的干涉现象，A正确；
B．对土壤进行松土主要是切断毛细管，防止水分蒸发，B错误；
C．根据 ，在测量油酸分子直径的实验中，滑石粉撒的太厚会使油膜无法充分展开，而使油膜面积的测量值偏小，从而导致分子直径的测量值偏大，C正确；
D．热力学第二定律揭示了一切与热现象有关的物理过程的变化规律，溶解在水中的食盐再分离出来不是热现象，不遵循热力学第二定律，D错误；
故选AC。
15. 如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处激发态的氢原子跃迁时，会形成频率不同的光，将这些频率不同的光照射到图乙电路中光电管阴极K上时，发现只有2种频率的光照射时有光电流。下列说法正确的是（ ）
A. 光电管阴极K金属材料的逸出功可能是12.5eV
B. 在研究两种频率光子的遏止电压时，发现遏止电压差0.66V
C. 在研究遏止电压时，要将滑动变阻器的触片向右滑动
D. 根据玻尔理论，氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A．大量处激发态的氢原子跃迁时，会形成不同频率光的种类为
根据波尔理论可知，光子的能量从大到小分别为12.75eV，12.09eV，10.2eV，2.55 eV，1.89 eV，0.66 eV，由于只有2种光能发生光电效应，则逸出功有
10.2eV则光电管阴极K金属材料的逸出功不可能是12.5eV ，故A错误；
B．根据
，
则有
结合上述解得在研究两种频率光子的遏止电压时，发现遏止电压差0.66V，故B正确；
C．若将滑动变阻器的触片向右滑动，则A极电势高于K极，所加电压为正向电压，此时不能够研究遏止电压，故C错误；
D．氢原子从能级跃迁到能级时，由高能级跃迁至低能级，氢原子能量减小，由于库仑力做正功，则核外电子动能增加，故D正确。
故选BD。
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二题共14分）
16. 如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验。
（1）本实验所采用的是________；
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 物理模型法
（2）图甲中沿OB方向拉的弹簧测力计的示数为________N；
（3）关于本实验，下列说法正确的是________。
A. 弹簧秤不能和木板接触
B. 弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C. 拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
【答案】（1）B （2）3.70
（3）BC
【解析】
【小问1详解】
该实验采用的方法为等效替代法，故选Ｂ；
【小问2详解】
弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则示数为3.70N；
【小问3详解】
A．弹簧秤外壳和木板接触对读数无影响，选项A错误；
B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行，选项B正确；
C．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，以减小记录力的方向时产生的误差，选项C正确。
故选BC。
17. 如图是探究“在质量一定的条件下，物体加速度a与力F的关系”的实验装置。
（1）以下关于补偿阻力的说法正确的是________。
A. 补偿阻力时可以悬挂挂钩
B. 补偿阻力时小车后面连接纸带，用来判断小车是否做匀速运动
C. 补偿阻力的目的是为了让小车的合外力等于绳子的拉力
（2）正确平衡摩擦力后实验结果如图，可能原因是________
A. 尾端定滑轮卡死，不能转动，导致细线与定滑轮之间有摩擦
B. 没有将挂钩质量计算在力F中
C. 更改槽码后没有重新平衡摩擦力
【答案】（1）BC （2）B
【解析】
【小问1详解】
补偿阻力的目的是为了让小车的合外力等于绳子的拉力，所以不可以悬挂挂钩，需要根据纸带上点迹判断小车是否做匀速运动，所以补偿阻力时小车后面连接纸带。
故选BC。
【小问2详解】
A．尾端定滑轮卡死，不能转动，导致细线与定滑轮之间有摩擦的结果是，槽码的质量增加到一定值后，小车才能有加速度，与图像不符。故A错误；
B．没有将挂钩质量计算在力F中时，没有挂挂槽码时，小车就具有了一定加速度。与图像相符。故B正确；
C．更改槽码后，不用重新平衡摩擦力。与图像不符。故C错误。
故选B。
18. 某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V档的内阻，如图甲所示。
（1）先将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接，正确欧姆调零后进行测量，则黑表笔应接电压表的________接线柱（选填“—”或“3V”），测量结果如图乙所示，电压表的电阻约为________Ω。
（2）在本次测量中，关于电压表的读数，下列说法正确的是________
A. 电压表有读数，读数等于欧姆表内电源的电动势
B. 电压表有读数，读数小于欧姆表内电源的电动势
C. 用欧姆挡的同一档位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，测得的电阻值大于该电压表3V挡的电阻
D. 用欧姆挡的同一档位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，电压表指针也偏转，但偏转角度比测3V挡电阻时的偏转角度要大
【答案】（1） ①. 3V ②. 2200 （2）BC
【解析】
【小问1详解】
[1]先将选择开关旋至倍率“×100”挡，红、黑表笔短接，正确欧姆调零后进行测量，为保证电流从红表笔流入多用电表，则黑表笔应接电压表的3V接线柱。
[2]电压表的电阻约为
【小问2详解】
AB．电路构成闭合回路，则电压表有读数，电压值为电压表两端的电压，由于多用电表欧姆挡的内阻不为零，内阻两端的电压不为零，可知电压表读数小于欧姆表内电源的电动势，故A错误，B正确；
CD．不同挡位，电压表的满偏电流相同，则同一电压表的15V挡的内阻比3V挡的内阻大，测得的电阻值大于该电压表3V挡的电阻，偏转角度比测3V挡电阻时的偏转角度要小，故C正确，D错误。
故选BC。
19. 某工厂研发小组研究某太阳能电池的输出电压与电流的关系，团队把测得的电压、电流数据绘制成如图所示的图像，并计算出相应的功率描绘于同一图像中，图中图线1为输出电流随输出电压变化的图像，图线2为输出功率随输出电压变化的图像，图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，其对应的输出电压约为12.7V，其与图线1的交点的电流约为3.7A。同一光照强度下，太阳能电池电动势认为不变。
（1）由图可知，当输出电流大于1A时，该太阳能电池的内阻随着电流的增大而______。（填增大、不变、减小）
（2）下列对该太阳能电池分析正确的是______
A. 当该太阳能电池电路的内外电阻相等时，输出功率最大
B. 该太阳能电池的电动势约为18.3V
C. 当处于最大输出功率时，外电阻约为3.4Ω
【答案】（1）增大 （2）BC
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
则有
可知
根据图1可知，当输出电流大于1A时，图像斜率的绝对值逐渐减小，则内阻逐渐增大，即当输出电流大于1A时，该太阳能电池的内阻随着电流的增大而增大。
【小问2详解】
C．图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，其对应的输出电压约为12.7V，其与图线1的交点的电流约为3.7A， 此时外电阻
故C正确；
B．当输出电流等于0时，电压值等于电动势，根据图像可知
故B正确；
A．结合上述，图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，对应的内阻
结合上述可知，当该太阳能电池电路输出功率最大时，内外电阻并不相等，故A错误。
故选BC。
20. 干瘪的篮球在室外温度为300K时，体积为0.9V，球内压强为。为了让篮球鼓起来，将其放入温度恒为350K热水中，经过一段时间后鼓起来了，体积恢复原状V，此过程气体对外做功为W，球内的气体视为理想气体且球不漏气，若球内气体的内能满足（k为常量且大于零），已知大气压强为，求：
（1）恢复原状时的篮球内气体的压强；
（2）干瘪的篮球恢复原状的过程中，篮球内气体吸收的热量；
（3）若篮球的半径为r，则恢复原状后球壳单位长度上的张力F为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）球内气体理想气体，有
解得
（2）该过程气体内能变化量为
由热力学第一定律有
解得
（3）把篮球沿过球心分成两半球，对其中任一半球面受力分析，如图
可得
即
解得
球面上单位长度上的张力
21. 一游戏装置由倾角的直轨道AC、一段圆心为O，半径为R的光滑圆弧轨道CD、一段光滑水平直轨道DE在C点、D点平滑连接而成，C、D为切点，整个装置固定在一竖直平面内，在水平轨道DE的左端固定一轻弹簧。两个可视为质点的小滑块P、Q质量都为m，其中滑块Q与轨道AC间动摩擦因数处处相等，滑块P与直轨道AC间摩擦不计。开始时滑块Q静止于与圆心O等高的B处，让滑块P从距B的竖直高度为处静止释放，在B处两滑块相碰，碰后P、Q一起在直轨道AC上作匀速运动，已知P、Q每次碰后瞬间速度相等但不粘连，滑块与弹簧碰撞都不会超出弹簧的弹性限度。，。重力加速度用g表示，求：
（1）P、Q第一次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度大小，以及第一次一起经过圆轨道D点受到圆轨道的总支持力F；
（2）P、Q第二次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度大小；
（3）经足够长时间，滑块Q在轨道AC上运动的总路程。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块P下滑至与Q碰撞前，由机械能守恒得
可得
P与Q相碰一起运动
解得
P、Q从C运动到D
在D点
解得
（2）P下滑与Q相碰后在BC段一起向下作匀速运动，则斜面对Q的滑动摩擦力
P、Q第一次被弹簧弹回运动到C点时的速度为依然为，此后P、Q分离Q在AC向上滑的加速度为
Q在AC向上滑的位移，可得
P在AC向上滑的加速度为
P在AC向上滑的位移为，则有
P与Q碰前的速度为
得
P与Q碰后的速度为
可得
此速度即为P、Q第二次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度。
（3）方法一：自P、Q第一次返回AC直轨道运动，至再次从C点离开AC直轨道的过程中，滑块Q克服摩擦力做的功与滑块P、Q碰撞损失的机械能△E的比值为
得
经分析，以后如此运动的比值不变，经过足够多次运动，最终P、Q循环运动，到达C点的速度为0。故P、Q第一次返回AC直轨道运动时的动能，经Q与AC直轨道摩擦发热部分为
可得
结合第一次下滑的距离，可得Q在轨道AC上运动的总路程为
方法二：由（2）知：P、Q第二次离开AC直轨道运动的速度是P、Q第一次离开AC直轨道运动的速度的倍，此后规律电如此，直到最终P、Q循环运动，到达C点的速度为0。Q第一次返回AC向上滑和向下滑得路程为
则Q第二次返回AC向上滑位
则自Q第一次返回AC直至最终循环运动的总路程为，得
结合第一次下滑的距离，可得Q在轨道AC上运动的总路程为
22. 某大学科技兴趣小组研发了一款产品，为了防止电梯坠落（相当于电梯钢索突然断裂，电梯自由落体）造成事故，可以利用电磁阻尼来防止电梯下坠速度过快。简化的物理模型如图1所示，在电梯厢的左右两侧各安装一个匝的闭合线圈，线圈竖直高，水平宽。每侧线圈的总电阻各为，电梯厢两侧外面的电梯井墙上从井顶到井底固定安装水平方向且垂直于线圈平面的匀强磁场，线圈所在处的磁感应强度，磁场的方向向内或向外由上到下交替变化，各区域的磁场的高度、宽度与线框一致。同时电梯井底部有缓冲弹簧，以进一步减小落地时的伤害。设该电梯的最大承重质量为2000kg（含电梯厢、线圈、乘客等），，空气阻力和其他阻力忽略不计，某次坠落试验按最大承重质量计算。
（1）坠落试验过程中，当电梯厢速度为时，右侧线圈某时刻位置如图中所示，求此线圈中的瞬时电流大小，并说明电流方向（逆时针、顺时针）；
（2）求电梯厢下坠的最大速率（设电梯井足够深）；
（3）设当电梯厢向下的加速度小于等于0.1g，乘客不再恐慌。试验时电梯厢处于20楼（即电梯厢地面与20楼地面等高）突然从静止失控坠落，模拟乘客发现当电梯经过16楼时（即电梯厢地面与16楼地面等高）感觉不再恐慌，设该楼每层楼高2.8m，求模拟乘客的恐慌时间t；
（4）如图2为本次试验电梯厢从接触底部弹簧开始一段时间内的传感器记录的图像，图中时刻，，，，传感器显示：与两个时间间隔内图线与坐标轴围成的面积相等，与两个时间间隔内面积也相等，时刻对应的速率为，求电梯厢反弹后下落再次接触弹簧时的速度大小ν。
【答案】（1），顺时针方向；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）根据楞次定律知，电流方向为顺时针方向，线圈的总电流大小为
解得
（2）单侧线圈所受安培力大小为
根据平衡条件
解得
（3）根据牛顿第二定律
解得
根据动量定理
解得
（4）在时间内，对电梯厢列动量定理
解得
23. 如图1所示是一种质谱仪的原理图，和两板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，两板间电压，两板间距，板间磁场的磁感应强度，下方区域存在另一磁感应强度的匀强磁场。大量氢离子（）沿和板间的中心线从小孔进入该装置、后经狭缝以速度垂直进入下方磁场，在洛伦兹力的作用下粒子打到照相底片上。氢离子（）的比荷，其重力忽略不计，设中子和质子质量相同。求：
（1）速度大小；
（2）受到其他因素影响，发现从狭缝射入的氢离子速度方向有微小的发散角θ，测得，如图2所示，氢离子打在照相底片上会形成一条亮线，求该亮线的长度L；
（3）在分离氢元素的三种同位素离子（、、）时，各种离子有微小的发散角θ（）外，其速度还有波动，即，要能有效区分出同位素离子，照相底片上亮线之间的间距应不小于相邻较短亮线长度的十分之一，则应满足什么条件？（保留两位小数）
（4）若氢离子（）以速度垂直进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，发现该粒子再次到达磁场上边界时与磁场上边界相切于点M（未画出），求M点到入口的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在和两金属板间运动时，电场与洛伦兹力平衡
解得
（2）在磁场中，根据牛顿第二定律
解得
亮线长度为
解得
（3）推知各离子运动的最大和最小半径分别为
各离子最远位置到s的距离为，最近位置到s的距离为，通过作图可知，要求第二个亮线间距不小于第二条亮线长度的十分之一，第二条亮线长度为
第二个亮线间距为
由题意可知要能在荧光屏上分辨出氢离子，则
解得
联立解得
（4）取一小段时间，对粒子在y方向上列动量定理（取向下为正方向）
两边同时对过程求和可得
由于
则有
解得
考生须知：
1、本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
2、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。
3、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。
4、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的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5、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. 下列哪种仪器所测的物理量是国际单位制中的基本物理量（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．天平测物体质量，质量是国际制中的基本物理量。故A正确；
B．弹簧秤测量力，力不是国际制中的基本物理量。故B错误；
C．量筒测量体积，体积不是国际制中的基本物理量。故C错误；
D．电压表测量电压，电压不是国际制中的基本物理量。故D错误。
故选A。
2. 如图所示为导航地图APP软件的一张截图，表示了某次导航的具体路径，其推荐路线中有两个数据，29分钟和15.1公里，下列说法正确的是（ ）
A. 29分钟表示的是某个时刻
B. 15.1公里表示此次行程位移大小
C. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程平均速度的大小
D. 研究汽车在导航图中的位置时，可以把汽车看成质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．29分钟是时间段，不是时刻。故A错误；
B．15.1公里是路径的长度，表示路程，不是位移。故B错误；
C．根据
可知题中没有位移的数据，所以不可以算出此次行程平均速度的大小。故C错误；
D．研究汽车在导航中的位置，可以忽略汽车的大小和体积，看成质点。故D正确。
故选D。
3. 物理知识能很好解释生活现象，下列四个情景有一项与其他三项是不一致的，这一项是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、B、D项是利用离心现象原理工作的，而C项是要防止离心现象发生的，故C项与其它三项不一致。
故选C。
4. 如图是2022年2月5日中国选手在北京冬奥会短道速滑接力赛中交接棒时的一个情景，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量小于曲春雨的质量，不计一切阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 曲春雨推任子威的力大于任子威对曲春雨的推力
B. 任子威的速度增加量等于曲春雨的速度减少量
C. 任子威的动能的增加量等于曲春雨的动能的减少量
D. 任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据牛顿第三定律，曲春雨推任子威的力等于任子威对曲春雨的推力，A错误；
B．根据动量定理得
解得
质量小的速度变化量大，所以任子威的速度增加量大于曲春雨的速度减少量，B错误；
C．通过推力做功，使人体内的生物质能转化为动能，两个人的总动能增加，所以任子威的动能的增加量大于曲春雨的动能的减少量，C错误；
D．系统的动量守恒，根据动量守恒定律，所以任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量，D正确。
故选D。
5. 篮球球迷喜欢看CBA，在某场激烈的篮球比赛即将结束时，持球球员看到比赛时间仅剩0.9s时，果断的出手投篮，观众看到篮球到达最高点时，时间仅剩0.4s，这时全场鸦雀无声，而在时间显示0.0s时，篮球恰好进入篮筐，顿时全场欢呼，该队以1分优势获胜。赛后经过录像回放，裁判透露篮球与竖直方向成37°进入篮筐，，不计空气阻力，篮球可以看作质点。则下列对本次投篮的分析正确的是（ ）
A. 篮球在空中全程做变加速曲线运动
B. 篮球出手时与篮筐的竖直高度差为0.45m
C. 球员投篮时篮球的初速度必与竖直方向成30°
D. 若该球员再逼近篮筐一定距离后投篮，以题中相同大小的出手速度投篮，在不考虑比赛时间的情况下，为了进球，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角必须增大一些
【答案】B
【解析】
【详解】A．篮球的加速度恒定为g，则做匀变速曲线运动，选项A错误；
C．根据计算，篮球入筐的竖直速度为
vy2=gt2=4m/s
根据角度，水平速度为
根据总时间和下落部分时间，出手到最高点的时间为t1=0.5s可以算的出手时速度的竖直分量为
vy1=gt1=5m/s
水平速度为3m/s，则球员投篮时篮球的初速度与竖直方向成角度不可能为30°，选项C错误；
B．篮球出手时与篮筐的竖直高度差为
选项B正确；
D．若该队员再逼近篮筐一定距离后投篮，以题中相同大小的出手速度投篮，为了进球，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角不能确定，即可以增大，也可以适当减小，选项D错误。
故选B。
6. 近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（ ）
A. 图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚
B. 图2描述的是卢瑟福的α粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型，成功的解释了氢原子光谱的分立特点
C. 图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性
D. 图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】A．从图1中可以看到，从上向下干涉条纹越来越密，所以肥皂膜从上向下不但变厚，而且是变厚的越来越快，如果均匀变厚，则干涉条纹使等间距的。故A错误；
B．卢瑟福根据α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，但不能解释氢原子光谱的分立特点。故B错误；
C．高速电子束经过铝箔的是衍射图样，从而证明了电子的波动性。故C错误；
D．X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性。故D正确。
故选D。
7. 2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功发射，最后对接于空间站天和核心舱径向端口，形成了三舱三船组合体。神舟十六号发射后会在停泊轨道Ⅰ上进行数据确认，在P点瞬间加速后进入转移轨道（椭圆轨道）Ⅱ，最后在Q点瞬间加速后进入空间站轨道，完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化为如图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为h，飞船在停泊轨道上的周期为，飞船和空间站均视为质点，则（ ）
A. 飞船在转移轨道Ⅱ上各点的速度均小于7.9km/s
B. 不考虑变轨瞬间，飞船在转移轨道Ⅱ上运行时航天员对椅子有压力作用
C. 飞船在停泊轨道Ⅰ与组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之比为
D. 飞船在转移轨道Ⅱ上正常运行的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A．在停泊轨道Ⅰ运行时，其速度接近于7.9km/s，在P点要进入转移轨道Ⅱ，必须加速，因此转移轨道Ⅱ上有的位置速度大于7.9km/s，选项A错误；
B．飞船在转移轨道Ⅱ上运行时均处于完全失重状态，故航天员对椅子无压力作用，选项B错误；
C．由
得
所以飞船在停泊轨道Ⅰ与组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之比为，选项C错误；
D．由开普勒第三定律得
得
选项D正确。
故选D。
8. 如图1是一款阴极射线管，K极是圆形金属板电极，A极为圆环状金属电极，对于KA间的电场分布来说，A极可以等效为圆形金属板电极，在KA之间加上如图所示的高压，阴极射线就可以在K极和A极之间运行，如图2是K极和A极之间的部分电场分布，下列阐述正确的是（ ）
A. 阴极射线的本质是α射线
B. 图2中P点电势低于Q点电势
C. 如果在图2中P点从静止释放一电子，则电子会沿该处电场线运动到A极
D. 从K极静止出发的阴极射线粒子，沿中间直线电场线到达A极电场力做功最多
【答案】B
【解析】
【详解】A．阴极射线的本质是β射线，故A错误；
B．因为K为阴极，A为阳极，所以P点电势低于Q点电势，故B正确；
C．由于P点所在的电场线为曲线，所以在P点从静止释放一电子不会沿该处电场线运动，故C错误；
D．只要从K极出发的阴极射线粒子，沿任意轨迹到达A极电场力做功一样大，故D错误。
故选B。
9. 请分析电流表在运输途中为了防止指针的晃动，用导线将哪两个接线柱连接起来效果最佳（ ）
A. 连接接线柱“-”与接线柱“0.6”
B. 连接接线柱“-”与接线柱“3”
C. 连接接线柱“0.6”与接线柱“3”
D. 把接线柱“0.6”接地
【答案】A
【解析】
【详解】由电流表的内部电路连接照片可得其电路图如图所示
连接接线柱“-”与接线柱“0.6”时，电流表晃动使线圈转动产生电动势，流过G表的电流较大，阻尼效果最好；
故选A。
10. 汽车内燃机利用火花塞产生的电火花来点燃汽缸中的燃料空气混合物。要使火花塞产生电火花，两电极间必须要有几千伏的高压，而某种汽车蓄电池的电压只有12V，一同学设计了如图所示的几种点火电路图，下列各电路图中能在输出端产生高压的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于火花塞需要的电压为几千伏，但蓄电池的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，变压器的副线圈匝数大于原线圈匝数，开关应接在有蓄电池的回路，开关断开和闭合引起原线圈的电流变化，副线圈产生感应电流，从而实现点火，故A正确，BCD错误。
故选A。
11. 是铀核核裂变的产物之一，仍有放射性，其发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，光速为，则的比结合能可表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据，可得的结合能为
则的比结合能为
故选D。
12. 钻戒光彩夺目，深受大家的喜欢，钻戒的外形多种多样，有学徒设计了相对比较简单的钻戒外形，其中一个截面的平面图如图所示的五边形ABCDE，水平虚线MN上侧为正六边形，下侧为正三角形，竖直虚线OC为截面中轴线。已知该钻戒材料的折射率为。现平行于中轴线的平行光线从AB面射入钻戒（不含A、B），考虑光在钻戒内部的多次反射，则下列分析正确的是（ ）
A. 光线在BC面内侧发生全反射，故没有光线从BC面射出
B. 有平行于中轴线的光从DE面射出
C. 最终发现钻戒的任何一面都有光线射出，整个钻戒光彩夺目
D. 继续增大AB面入射光的入射角，则这些入射光会在AB面发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．通过计算可得：入射光以60°的入射角进入AB后，由光的折射定律
解得折射角为
则折射光线平行BC，即光线在BC面内侧没有发生全反射，故A错误；
B．由光路可知，有平行于中轴线的光从CD面和DE面射出，故B正确；
C．根据一系列的光路，AE面始终没有光射出，故C错误；
D．进入AB面是光疏到光密，不可能在AB面发生全反射，故D错误。
故选B。
13. 在匀质轻绳上有两个相距12m的波源、，两波源的连线上有两质点A、B，A与波源相距3m，B与波源相距8m，如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波，其中的振动图像如图乙所示，经过一段时间观察到A点振动始终加强，B点振动始终减弱，两者振幅差20cm，且A、B之间没有振动加强点和减弱点。则下列说法正确的是（ ）
A. 波源产生的波的波长为6m
B. 波源起振的方向向下
C. 稳定后在两波源之间（不包括波源）有奇数个加强点
D. 0~1s内质点B通过的路程为64cm
【答案】D
【解析】
【详解】A．两波源在匀质轻绳上传播，速度相同，且能发生稳定的干涉，频率相同，故则两列波的波长相同，AB两者相距1m，A点振动始终加强，B点振动始终减弱，且A、B之间没有振动加强点和减弱点，则
解得波源产生的波的波长为
故A错误；
B．在A点，波程差为6m，为，A点振动始终加强，故两波源起振相反，由图乙可知起振向下，故起振的方向向上，故B错误；
C．两波源起振相反，故中间点是减弱点，根据对称性可知加强点为偶数个，故C错误；
D．设且，振动加强点的振幅为
振动减弱点的振幅为
则
解得
符合题意，故的振幅为10cm，先传到B点用时0.2s，B点振动0.2后，传到B，接下后一起振动0.6s，所以质点B运动的路程为
故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. 下列对于物理学知识在生活中的应用或解释正确的是（ ）
A. 照相机镜头前面的增透膜是利用了光的干涉现象
B. 对土壤进行松土主要是为了给农作物的地下根系通风
C. 在测量油酸分子直径的实验中，滑石粉撒的太厚会使测量值偏大
D. 根据热力学第二定律得知，溶解在水中的食盐再也不可能分离出来
【答案】AC
【解析】
【详解】A．增透膜反射的两列光相遇时相互减弱，从而增加透射光的强度，是光的干涉现象，A正确；
B．对土壤进行松土主要是切断毛细管，防止水分蒸发，B错误；
C．根据 ，在测量油酸分子直径的实验中，滑石粉撒的太厚会使油膜无法充分展开，而使油膜面积的测量值偏小，从而导致分子直径的测量值偏大，C正确；
D．热力学第二定律揭示了一切与热现象有关的物理过程的变化规律，溶解在水中的食盐再分离出来不是热现象，不遵循热力学第二定律，D错误；
故选AC。
15. 如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处激发态的氢原子跃迁时，会形成频率不同的光，将这些频率不同的光照射到图乙电路中光电管阴极K上时，发现只有2种频率的光照射时有光电流。下列说法正确的是（ ）
A. 光电管阴极K金属材料的逸出功可能是12.5eV
B. 在研究两种频率光子的遏止电压时，发现遏止电压差0.66V
C. 在研究遏止电压时，要将滑动变阻器的触片向右滑动
D. 根据玻尔理论，氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A．大量处激发态的氢原子跃迁时，会形成不同频率光的种类为
根据波尔理论可知，光子的能量从大到小分别为12.75eV，12.09eV，10.2eV，2.55 eV，1.89 eV，0.66 eV，由于只有2种光能发生光电效应，则逸出功有
10.2eV
B．根据
，
则有
结合上述解得在研究两种频率光子的遏止电压时，发现遏止电压差0.66V，故B正确；
C．若将滑动变阻器的触片向右滑动，则A极电势高于K极，所加电压为正向电压，此时不能够研究遏止电压，故C错误；
D．氢原子从能级跃迁到能级时，由高能级跃迁至低能级，氢原子能量减小，由于库仑力做正功，则核外电子动能增加，故D正确。
故选BD。
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二题共14分）
16. 如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验。
（1）本实验所采用的是________；
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 物理模型法
（2）图甲中沿OB方向拉的弹簧测力计的示数为________N；
（3）关于本实验，下列说法正确的是________。
A. 弹簧秤不能和木板接触
B. 弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C. 拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
【答案】（1）B （2）3.70
（3）BC
【解析】
【小问1详解】
该实验采用的方法为等效替代法，故选Ｂ；
【小问2详解】
弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则示数为3.70N；
【小问3详解】
A．弹簧秤外壳和木板接触对读数无影响，选项A错误；
B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行，选项B正确；
C．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，以减小记录力的方向时产生的误差，选项C正确。
故选BC。
17. 如图是探究“在质量一定的条件下，物体加速度a与力F的关系”的实验装置。
（1）以下关于补偿阻力的说法正确的是________。
A. 补偿阻力时可以悬挂挂钩
B. 补偿阻力时小车后面连接纸带，用来判断小车是否做匀速运动
C. 补偿阻力的目的是为了让小车的合外力等于绳子的拉力
（2）正确平衡摩擦力后实验结果如图，可能原因是________
A. 尾端定滑轮卡死，不能转动，导致细线与定滑轮之间有摩擦
B. 没有将挂钩质量计算在力F中
C. 更改槽码后没有重新平衡摩擦力
【答案】（1）BC （2）B
【解析】
【小问1详解】
补偿阻力的目的是为了让小车的合外力等于绳子的拉力，所以不可以悬挂挂钩，需要根据纸带上点迹判断小车是否做匀速运动，所以补偿阻力时小车后面连接纸带。
故选BC。
【小问2详解】
A．尾端定滑轮卡死，不能转动，导致细线与定滑轮之间有摩擦的结果是，槽码的质量增加到一定值后，小车才能有加速度，与图像不符。故A错误；
B．没有将挂钩质量计算在力F中时，没有挂挂槽码时，小车就具有了一定加速度。与图像相符。故B正确；
C．更改槽码后，不用重新平衡摩擦力。与图像不符。故C错误。
故选B。
18. 某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V档的内阻，如图甲所示。
（1）先将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接，正确欧姆调零后进行测量，则黑表笔应接电压表的________接线柱（选填“—”或“3V”），测量结果如图乙所示，电压表的电阻约为________Ω。
（2）在本次测量中，关于电压表的读数，下列说法正确的是________
A. 电压表有读数，读数等于欧姆表内电源的电动势
B. 电压表有读数，读数小于欧姆表内电源的电动势
C. 用欧姆挡的同一档位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，测得的电阻值大于该电压表3V挡的电阻
D. 用欧姆挡的同一档位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，电压表指针也偏转，但偏转角度比测3V挡电阻时的偏转角度要大
【答案】（1） ①. 3V ②. 2200 （2）BC
【解析】
【小问1详解】
[1]先将选择开关旋至倍率“×100”挡，红、黑表笔短接，正确欧姆调零后进行测量，为保证电流从红表笔流入多用电表，则黑表笔应接电压表的3V接线柱。
[2]电压表的电阻约为
【小问2详解】
AB．电路构成闭合回路，则电压表有读数，电压值为电压表两端的电压，由于多用电表欧姆挡的内阻不为零，内阻两端的电压不为零，可知电压表读数小于欧姆表内电源的电动势，故A错误，B正确；
CD．不同挡位，电压表的满偏电流相同，则同一电压表的15V挡的内阻比3V挡的内阻大，测得的电阻值大于该电压表3V挡的电阻，偏转角度比测3V挡电阻时的偏转角度要小，故C正确，D错误。
故选BC。
19. 某工厂研发小组研究某太阳能电池的输出电压与电流的关系，团队把测得的电压、电流数据绘制成如图所示的图像，并计算出相应的功率描绘于同一图像中，图中图线1为输出电流随输出电压变化的图像，图线2为输出功率随输出电压变化的图像，图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，其对应的输出电压约为12.7V，其与图线1的交点的电流约为3.7A。同一光照强度下，太阳能电池电动势认为不变。
（1）由图可知，当输出电流大于1A时，该太阳能电池的内阻随着电流的增大而______。（填增大、不变、减小）
（2）下列对该太阳能电池分析正确的是______
A. 当该太阳能电池电路的内外电阻相等时，输出功率最大
B. 该太阳能电池的电动势约为18.3V
C. 当处于最大输出功率时，外电阻约为3.4Ω
【答案】（1）增大 （2）BC
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
则有
可知
根据图1可知，当输出电流大于1A时，图像斜率的绝对值逐渐减小，则内阻逐渐增大，即当输出电流大于1A时，该太阳能电池的内阻随着电流的增大而增大。
【小问2详解】
C．图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，其对应的输出电压约为12.7V，其与图线1的交点的电流约为3.7A， 此时外电阻
故C正确；
B．当输出电流等于0时，电压值等于电动势，根据图像可知
故B正确；
A．结合上述，图中竖直虚线交图线2于最大输出功率处，对应的内阻
结合上述可知，当该太阳能电池电路输出功率最大时，内外电阻并不相等，故A错误。
故选BC。
20. 干瘪的篮球在室外温度为300K时，体积为0.9V，球内压强为。为了让篮球鼓起来，将其放入温度恒为350K热水中，经过一段时间后鼓起来了，体积恢复原状V，此过程气体对外做功为W，球内的气体视为理想气体且球不漏气，若球内气体的内能满足（k为常量且大于零），已知大气压强为，求：
（1）恢复原状时的篮球内气体的压强；
（2）干瘪的篮球恢复原状的过程中，篮球内气体吸收的热量；
（3）若篮球的半径为r，则恢复原状后球壳单位长度上的张力F为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）球内气体理想气体，有
解得
（2）该过程气体内能变化量为
由热力学第一定律有
解得
（3）把篮球沿过球心分成两半球，对其中任一半球面受力分析，如图
可得
即
解得
球面上单位长度上的张力
21. 一游戏装置由倾角的直轨道AC、一段圆心为O，半径为R的光滑圆弧轨道CD、一段光滑水平直轨道DE在C点、D点平滑连接而成，C、D为切点，整个装置固定在一竖直平面内，在水平轨道DE的左端固定一轻弹簧。两个可视为质点的小滑块P、Q质量都为m，其中滑块Q与轨道AC间动摩擦因数处处相等，滑块P与直轨道AC间摩擦不计。开始时滑块Q静止于与圆心O等高的B处，让滑块P从距B的竖直高度为处静止释放，在B处两滑块相碰，碰后P、Q一起在直轨道AC上作匀速运动，已知P、Q每次碰后瞬间速度相等但不粘连，滑块与弹簧碰撞都不会超出弹簧的弹性限度。，。重力加速度用g表示，求：
（1）P、Q第一次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度大小，以及第一次一起经过圆轨道D点受到圆轨道的总支持力F；
（2）P、Q第二次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度大小；
（3）经足够长时间，滑块Q在轨道AC上运动的总路程。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块P下滑至与Q碰撞前，由机械能守恒得
可得
P与Q相碰一起运动
解得
P、Q从C运动到D
在D点
解得
（2）P下滑与Q相碰后在BC段一起向下作匀速运动，则斜面对Q的滑动摩擦力
P、Q第一次被弹簧弹回运动到C点时的速度为依然为，此后P、Q分离Q在AC向上滑的加速度为
Q在AC向上滑的位移，可得
P在AC向上滑的加速度为
P在AC向上滑的位移为，则有
P与Q碰前的速度为
得
P与Q碰后的速度为
可得
此速度即为P、Q第二次一起在直轨道AC上向下匀速运动的速度。
（3）方法一：自P、Q第一次返回AC直轨道运动，至再次从C点离开AC直轨道的过程中，滑块Q克服摩擦力做的功与滑块P、Q碰撞损失的机械能△E的比值为
得
经分析，以后如此运动的比值不变，经过足够多次运动，最终P、Q循环运动，到达C点的速度为0。故P、Q第一次返回AC直轨道运动时的动能，经Q与AC直轨道摩擦发热部分为
可得
结合第一次下滑的距离，可得Q在轨道AC上运动的总路程为
方法二：由（2）知：P、Q第二次离开AC直轨道运动的速度是P、Q第一次离开AC直轨道运动的速度的倍，此后规律电如此，直到最终P、Q循环运动，到达C点的速度为0。Q第一次返回AC向上滑和向下滑得路程为
则Q第二次返回AC向上滑位
则自Q第一次返回AC直至最终循环运动的总路程为，得
结合第一次下滑的距离，可得Q在轨道AC上运动的总路程为
22. 某大学科技兴趣小组研发了一款产品，为了防止电梯坠落（相当于电梯钢索突然断裂，电梯自由落体）造成事故，可以利用电磁阻尼来防止电梯下坠速度过快。简化的物理模型如图1所示，在电梯厢的左右两侧各安装一个匝的闭合线圈，线圈竖直高，水平宽。每侧线圈的总电阻各为，电梯厢两侧外面的电梯井墙上从井顶到井底固定安装水平方向且垂直于线圈平面的匀强磁场，线圈所在处的磁感应强度，磁场的方向向内或向外由上到下交替变化，各区域的磁场的高度、宽度与线框一致。同时电梯井底部有缓冲弹簧，以进一步减小落地时的伤害。设该电梯的最大承重质量为2000kg（含电梯厢、线圈、乘客等），，空气阻力和其他阻力忽略不计，某次坠落试验按最大承重质量计算。
（1）坠落试验过程中，当电梯厢速度为时，右侧线圈某时刻位置如图中所示，求此线圈中的瞬时电流大小，并说明电流方向（逆时针、顺时针）；
（2）求电梯厢下坠的最大速率（设电梯井足够深）；
（3）设当电梯厢向下的加速度小于等于0.1g，乘客不再恐慌。试验时电梯厢处于20楼（即电梯厢地面与20楼地面等高）突然从静止失控坠落，模拟乘客发现当电梯经过16楼时（即电梯厢地面与16楼地面等高）感觉不再恐慌，设该楼每层楼高2.8m，求模拟乘客的恐慌时间t；
（4）如图2为本次试验电梯厢从接触底部弹簧开始一段时间内的传感器记录的图像，图中时刻，，，，传感器显示：与两个时间间隔内图线与坐标轴围成的面积相等，与两个时间间隔内面积也相等，时刻对应的速率为，求电梯厢反弹后下落再次接触弹簧时的速度大小ν。
【答案】（1），顺时针方向；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）根据楞次定律知，电流方向为顺时针方向，线圈的总电流大小为
解得
（2）单侧线圈所受安培力大小为
根据平衡条件
解得
（3）根据牛顿第二定律
解得
根据动量定理
解得
（4）在时间内，对电梯厢列动量定理
解得
23. 如图1所示是一种质谱仪的原理图，和两板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，两板间电压，两板间距，板间磁场的磁感应强度，下方区域存在另一磁感应强度的匀强磁场。大量氢离子（）沿和板间的中心线从小孔进入该装置、后经狭缝以速度垂直进入下方磁场，在洛伦兹力的作用下粒子打到照相底片上。氢离子（）的比荷，其重力忽略不计，设中子和质子质量相同。求：
（1）速度大小；
（2）受到其他因素影响，发现从狭缝射入的氢离子速度方向有微小的发散角θ，测得，如图2所示，氢离子打在照相底片上会形成一条亮线，求该亮线的长度L；
（3）在分离氢元素的三种同位素离子（、、）时，各种离子有微小的发散角θ（）外，其速度还有波动，即，要能有效区分出同位素离子，照相底片上亮线之间的间距应不小于相邻较短亮线长度的十分之一，则应满足什么条件？（保留两位小数）
（4）若氢离子（）以速度垂直进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，发现该粒子再次到达磁场上边界时与磁场上边界相切于点M（未画出），求M点到入口的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在和两金属板间运动时，电场与洛伦兹力平衡
解得
（2）在磁场中，根据牛顿第二定律
解得
亮线长度为
解得
（3）推知各离子运动的最大和最小半径分别为
各离子最远位置到s的距离为，最近位置到s的距离为，通过作图可知，要求第二个亮线间距不小于第二条亮线长度的十分之一，第二条亮线长度为
第二个亮线间距为
由题意可知要能在荧光屏上分辨出氢离子，则
解得
联立解得
（4）取一小段时间，对粒子在y方向上列动量定理（取向下为正方向）
两边同时对过程求和可得
由于
则有
解得
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