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浙江省2023年1月普通高校招生选考科目考试物理试卷
一、选择题I(本题共3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．（2023·浙江选考）下列属于国际单位制中基本单位符号的是（ ）
A．J B．K C．W D．
2．（2023·浙江选考）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则（ ）
A． B． C． D．
3．（2023·浙江选考）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（ ）
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
4．（2023·浙江选考）一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中（ ）
A．弹性势能减小 B．重力势能减小
C．机械能保持不变 D．绳一绷紧动能就开始减小
5．（2023·浙江选考）如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（ ）
A．O点最大 B．P点最大
C．Q点最大 D．整个运动过程保持不变
6．（2023·浙江选考）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（ ）
A．振幅为
B．频率为
C．波长应为的奇数倍
D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
7．（2023·浙江选考）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2023·浙江选考）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场，通有待测电流的直导线垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场。调节电阻R，当电流表示数为时，元件输出霍尔电压为零，则待测电流的方向和大小分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
9．（2023·浙江选考）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（ ）
A．发生衰变的产物是
B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
10．（2023·浙江选考）太阳系各行星几平在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：
行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ ）
A．火星365天 B．火星800天 C．天王星365天 D．天王星800天
11．（2023·浙江选考）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（ ）
A． B． C． D．
12．（2023·浙江选考）如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（）
A．在XX′极板间的加速度大小为
B．打在荧光屏时，动能大小为11eU
C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为
D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切
13．（2023·浙江选考）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（ ）
A．等于 B．大于
C．小于 D．与棱镜的折射率有关
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．（2023·浙江选考）下列说法正确的是（ ）
A．利用电容传感器可制成麦克风
B．物体受合外力越大，则动量变化越快
C．利用红外传感器可制成商场的自动门
D．牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用
15．（2023·浙江选考）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．图1中的对应的是Ⅰ
B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．（2023·浙江选考）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。
①需要的实验操作有 （多选）；
A．调节滑轮使细线与轨道平行
B．倾斜轨道以补偿阻力
C．小车靠近打点计时器静止释放
D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点2时小车的速度大小为： （结果保留3位有效数字）。
17．（2023·浙江选考）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是
A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相何等分标记的比值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。
18．（2023·浙江选考）在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与 （选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与 （选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 （选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
19．（2023·浙江选考）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。
（1）在状态B的温度；
（2）在状态C的压强；
（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
20．（2023·浙江选考）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、螺旋圆形轨道，倾角的直轨道、水平直轨道组成，除段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道、相切于处．凹槽底面水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁处，摆渡车上表面与直轨道下、平台位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径，B点高度为，长度，长度，摆渡车长度、质量。将一质量也为的滑块从倾斜轨道上高度处静止释放，滑块在段运动时的阻力为其重力的0.2倍。（摆渡车碰到竖直侧壁立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，，）
（1）求滑块过C点的速度大小和轨道对滑块的作用力大小；
（2）摆渡车碰到前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数；
（3）在（2）的条件下，求滑块从G到J所用的时间。
21．（2023·浙江选考）如图1所示，刚性导体线框由长为L、质量均为m的两根竖杆，与长为的两轻质横杆组成，且。线框通有恒定电流，可以绕其中心竖直轴转动。以线框中心O为原点、转轴为z轴建立直角坐标系，在y轴上距离O为a处，固定放置二半径远小于a，面积为S、电阻为R的小圆环，其平面垂直于y轴。在外力作用下，通电线框绕转轴以角速度匀速转动，当线框平面与平面重合时为计时零点，圆环处的磁感应强度的y分量与时间的近似关系如图2所示，图中已知。
（1）求0到时间内，流过圆环横截面的电荷量q；
（2）沿y轴正方向看以逆时针为电流正方向，在时间内，求圆环中的电流与时间的关系；
（3）求圆环中电流的有效值；
（4）当撤去外力，线框将缓慢减速，经时间角速度减小量为，设线框与圆环的能量转换效率为k，求的值（当，有）。
22．（2023·浙江选考）探究离子源发射速度大小和方向分布的原理如图所示。x轴上方存在垂直平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、长度足够的平行金属薄板M和N组成，其中位于x轴的M板中心有一小孔C（孔径忽略不计），N板连接电流表后接地。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m、电荷量为q的正离子，其速度方向与y轴夹角最大值为；且各个方向均有速度大小连续分布在和之间的离子射出。已知速度大小为、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。未能射入孔C的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽（图中没有画出）。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。
（1）求孔C所处位置的坐标；
（2）求离子打在N板上区域的长度L；
（3）若在N与M板之间加载电压，调节其大小，求电流表示数刚为0时的电压；
（4）若将分析器沿着x轴平移，调节加载在N与M板之间的电压，求电流表示数刚为0时的电压与孔C位置坐标x之间关系式。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】K为热力学单位，除了K是国际单位制基本单位，其余皆为导出单位。
故选B。
【分析】国际单位制共有7个基本单位。其余单位为导出单位。
2．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】球保持相对静止，处于受力平衡状态，将轻绳拉力沿水平方向和竖直方向正交分解。设绳子与竖直方向夹角为，，
，
所以.
故选C。
【分析】对物体进行受力分析，利用正交分解或者平行四边形法则，即可得到三个力的大小关系。
3．【答案】C
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】AB.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱 没有达到同步卫星高度，同步卫星相对地球静止，所以它们相对地球是运动的。AB错误
CD.但是它们之间位置关系没有改变，是相对静止的。C正确，D错误。
故选C。
【分析】地球同步卫星才和地球保持相对静止，物体间位置关系没有改变，则它们是相对静止的。
4．【答案】B
【知识点】重力势能
【解析】【解答】A.当橡皮绳被拉直后，弹性绳形变量一直变大，弹性势能增大。所以A错误。
B.相对地面高度一直减小，重力势能减小。B正确。
C.游客机械能一部分转化为绳子的弹性势能，所以机械能减小。C错误。
D.绳绷紧但是如果弹力小于重力，依然加速运动，动能依然会增加。D错误。
故选B。
【分析】蹦极过程中游客先加速运动后减速运动，游客机械能一部分转化为绳子弹性势能。
5．【答案】A
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】 在上升和下降过程中，下降阶段重力和阻力方向相反，上升阶段重力和阻力方向相同，上升过程合力更大，加速度更大，所以OP段小石子竖直方向分运动的加速度更大。 小石子上升阶段在竖直方向一直做减速运动，起始点即O点速度竖直分速度最大。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比 ，则小石子在O点竖直方向阻力最大，合力也最大，所以在O点小石子竖直方向分运动的加速度在O点最大.
故选A。
【分析】阻力与速度大小成正比，所以起始点速度最大，阻力最大，加速度也最大。
6．【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A、由波动图像可知，振幅为A。A错误。
B、由图得，周期为0.01秒，频率是周期倒数，频率为100赫兹。B正确。
C、波长等于波速乘以周期，波长为3.4m。故C错误。
D、同相振动加强，反相振动减弱。因为要取得最好降噪效果的抵消声波 ，所以在耳膜中产生 的振动与图中所示的振动反相 。D错误。
故选B
【分析】由图可以直接读出周期大小，以及振幅大小。要抵消声波，所以波叠加时要反相。
7．【答案】B
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】线框往下摆动，切割磁感线过程中，根据楞次定律推论“来拒去留，增反减同”可知，线框受到的安培力会阻碍线框摆动，导致振幅越来越小。当电阻变大时，由欧姆定律可知，电路中电流会减小，安培力减小即阻力减小。振幅减小会变慢，线框可以运动更长时间。
故选B。
【分析】线框摆动过程受到安培力会阻碍线框摆动，线框做阻尼振动。摆动时间和安培力大小有关，安培力越大，振动时间越短。
8．【答案】D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向竖直向下，故直导线在霍尔元件处产生磁场方向竖直向上，由安培定则可知，直导线处电流方向由b到a。 元件输出霍尔电压为零， 所以两电流在霍尔元件处磁感应强度大小相等，方向相反，所以有，得。
故选D。
【分析】由右手螺旋定则可以知道螺绕环在霍尔元件磁场方向，霍尔电压为零，则两个磁场在此处相互抵消。
9．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A：衰变过程质量数守恒，电荷守恒。 衰变一个中子转变为一个质子和一个电子，所以质量数不变，电荷数加一。故A错。
B： 衰变辐射出的电子是由原子核内的中子转变的，来自于碳原子的原子核而不是核外电子。故B错
C：半衰期不随外部条件的温度，压强等的变化而变化。 地球的温室效应不会引起半衰期的改变，故C错误。
D： 若测得一古木样品的含量为活体植物的 ，相当于样品必须经历两个半衰期，所以时间约为11460年。故D正确。
故选D。
【分析】半衰期不会随外界条件改变而改变，利用半衰期可以推测物体存留的时间。
10．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】冲日由题意可知即为地球和行星某时距离最近。 相邻两次“冲日”时间间隔即为经过多少时间行星和地球再次相距最近。由开普勒第三定律可得，，设冲日时间间隔为t，则。解得，代入表格数据可得。
故选B。
【分析】知道半径之比，利用开普勒第三定律即可求得行星周期之比。再次相距最近，快的比慢的多跑了一圈即弧度。
11．【答案】A
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】天眼接收光子的横截面半径为R，面积为 ，距离为L，设天体发射频率为v光子的功率为 P，则天眼每秒接收到的光子能量为，由题意得，解得。
故选A
【分析】功率即为每秒做功的多少或者释放能量的多少。根据几何关系求出天眼每秒接收到的光子能量，结合光子频率与能量关系求解。
12．【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A：板间场强，则加速度应该为，故A错误。
B：在 电极XX′ 移动时，沿电场方向速度，，，打在 打在荧光屏时，动能大小为 ，故B错误。
C，冲量，故C错误。
D，，故D正确。
故选D。
【分析】粒子在偏转电场中水平方向匀速直线运动，沿电场方向匀变速直线运动。由几何关系求解夹角正切值。
13．【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】设光线在BC边的入射角为，光线在AC边的入射角为r，折射角为i；
由几何知识可知
，
联立解得
由折射定律得。在第一次折射的那个交点处做出射光的平行线，由几何知识可得。
故选A。
【分析】分析每次折射与反射的入射角与折射角，结合折射定律，找到相关的几何关系，
14．【答案】A,B,C
【知识点】动量定理；动量守恒定律；生活中常见的传感器
【解析】【解答】A：声音使膜片振动，膜片间距离改变，电容改变，电容改变会导致电荷量改变，从而产生电流，这样变化的电流送到后面的声音处理电路进行放大处理。所以可以利用电容传感器制成麦克风。A正确。
B：由动量定理可得，即合外力等于动量的变化率。即物体受合外力越大，则动量变化越快 。故B正确。
C：人体可以向外界释放红外线，感应装置接收到红外线后，可以开门，反之关门，所以利用红外传感器可制成商场的自动门 。C正确。
D： 牛顿运动定律 适用于宏观低速，不适用与微观高速问题。虽然动量守恒定律是由牛顿运动定律推导的，但微观高速问题，动量守恒定律也适用。D错误。
故选ABC。
【分析】人体可以向外界释放红外线，电容器有两个极板，极板间距离改变会导致点人改变，动量定理以及动量守恒定律都是由牛顿运动定律推导的。
15．【答案】C,D
【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系；光电效应；光谱和光谱分析
【解析】【解答】A：图一中偏红光，能量最低。能级越高，能量越大，从更高能级向相同低能级跃迁会产生能量更大的光子，所以可见光 I 能量更大，不可能是。故A错误。
B：由可得，干涉条纹间距越小，波长也越小，频率越大，能量越高， 图2中的干涉条纹对应的是I 。故B错误
C：由得，波长短，光子动量大，所以 Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 。故C正确。
D：频率越大，能量越大，发生光电效应时，遏止电压越大。所以 电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 。故D正确。
故选CD。
【分析】红光能量低，波长长，频率低。能量越低的光子更容易产生红光。
16．【答案】ACD；2.75；1.48
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】 ① A：调节滑轮使细线与轨道平行 ，可以使小车合外力恒定，加速度不变，做匀变速运动。符合实验要求。故A正确。
B：本实验不用平衡摩擦力，只要小车做匀变速运动即可。故B错误。
C： 小车靠近打点计时器静止释放 可以让纸带打下更多的点，得到更多数据，故C正确。
D： 先接通电源再释放小车 ，也可以让纸带打下更多的点，故D正确。
故选ABC。
② 计数点1的读数为 2.75 cm，刻度尺读数要读到最小刻度后一位，即读到0.01厘米。
【分析】 ①实验不用平衡摩擦力，探究加速度与合外力，质量的关系要平衡摩擦力。
②匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度。
17．【答案】A；角速度平方；不变
【知识点】向心力
【解析】【解答】 ① 向心力和多个变量比如角速度，质量，半径都有关，故实验要采用控制变量法。
② 标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，由， 小球质量和转动半径相同 ，所以比值为角速度平方的比值。 在加速转动手柄过程中 ，两边线速度同时增加相同倍数，角速度也同时增加相同倍数，所以比值不变。
【分析】① 实验存在多个变量，一次实验只能研究一个变量，所以用的是控制变量法。
②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值。结合向心力表达式求解。
18．【答案】（1）0.6；0.6；左
（2）乙
（3）2.3；0.26
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）回路电压不超过3伏，电流较小，所以导线a端应该接0.6接线柱。电阻丝电阻小，采用电流表外接误差小，所以b端接0.6接线柱。 开关闭合前 ，滑片位于最左端，电表以及金属丝被短路，无电流通过，保护电路。
（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度，所以选乙。
（3）代入图像上的点坐标。
延长图像可知，当I=9.0mA时可得，，所以
【分析】（1）根据电路电压电流选择电压表和电流表量程。电阻小，选择外接法测电阻误差小。
（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。
（3）代入图像上点的坐标即可求出斜率大小，延长图像可得导线长度。
19．【答案】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变为 ，则有
解得
（2）根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有
解得
（3）根据题意可知，从状态A到状态B的过程中气体对外做功为
从状态B到C的过程中，气体不做功，由状态A到状态C的过程中，
根据由热力学第一定律有
代入数据解得ΔU=188J
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）气体由状态A变化到状态B的过程中压强保持不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体在状态B的温度大小；
（2）气体从B到C的过程中体积保持不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体在状态C的压强大小；
（3）气体从状态A到状态C的过程中，利用气体对外做功的大小结合热力学第一定律可以求出气体从外界吸收热量的大小。
20．【答案】（1）滑块从静止释放到C点过程，根据动能定理可得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）设滑块刚滑上摆渡车时的速度大小为 ，从静止释放到G点过程，根据动能定理可得
解得
摆渡车碰到 前，滑块恰好不脱离摆渡车，说明滑块到达摆渡车右端时刚好与摆渡车共速 ，以滑块和摆渡车为系统，根据系统动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速过程，滑块的加速度大小为
所用时间为
此过程滑块通过的位移为
滑块与摆渡车共速后，滑块与摆渡车一起做匀速直线运动，该过程所用时间为
则滑块从G到J所用的时间为
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）滑块从静止释放到C点的过程中，利用动能定理可以求出滑块经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出轨道对滑块作用力的大小；
（2）当摆渡车碰到IJ前，利用动能定理可以求出滑块刚上摆渡车的速度大小，结合动量守恒定律及能量守恒定律可以求出动摩擦因数的大小；
（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速的过程中，利用牛顿第二定律可以求出滑块加速度的大小，结合速度公式可以求出运动的时间，结合位移公式可以求出滑块运动的位移，滑块与摆渡车共速后一起做匀速直线运动，利用位移公式可以求出滑块从G到J所花的时间。
21．【答案】（1）由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
由电流定义式
联立可得
（2）在 时
在 时
（3）从能量角度
解得
（4）由能量传递
化简可得
即
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的图像类问题
【解析】【分析】（1）已知线圈转动的时间，利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小，结合欧姆定律可以求出感应电流的大小，结合电流的定义式可以求出通过圆环横截面的电荷量的大小；
（2）已知磁感应强度随时间变化的规律，利用法拉第电磁感应定律结合欧姆定律可以求出圆环中电流的大小；
（3）已知圆环中电流的变化，结合焦耳定律可以求出电流有效值的大小；
（4）当撤去外力时，线圈缓慢减速，利用能量守恒定律结合焦耳定律可以求出角速度减小量的大小。
22．【答案】（1）速度大小为 、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后轨迹如图
由洛伦兹力提供向心力
解得半径
孔C所处位置的坐标
（2）速度大小为 的离子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力
解得半径
若要能在C点入射，则由几何关系可得
解得
如图
由几何关系可得
（3）不管从何角度发射
由（2）可得
由动能定理
解得
（4）孔C位置坐标x
其中
联立可得 ，
解得
在此范围内，和（3）相同，只与 相关，可得
解得
由动能定理
解得
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场偏转的轨迹图，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出孔C所处的位置坐标；
（2）粒子进入磁场后，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出离子打在N板上区域的长度；
（3）当电流表示数等于0时，利用动能定理结合速度的分解可以求出电压的大小；
（4）已知孔C的位置坐标，利用牛顿第二定理可以求出轨迹半径的大小，结合竖直方向的速度及牛顿第二定律及动能定理可以求出电压与孔C位置坐标的关系。
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浙江省2023年1月普通高校招生选考科目考试物理试卷
一、选择题I(本题共3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．（2023·浙江选考）下列属于国际单位制中基本单位符号的是（ ）
A．J B．K C．W D．
【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】K为热力学单位，除了K是国际单位制基本单位，其余皆为导出单位。
故选B。
【分析】国际单位制共有7个基本单位。其余单位为导出单位。
2．（2023·浙江选考）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为，墙壁对足球的支持力为，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】球保持相对静止，处于受力平衡状态，将轻绳拉力沿水平方向和竖直方向正交分解。设绳子与竖直方向夹角为，，
，
所以.
故选C。
【分析】对物体进行受力分析，利用正交分解或者平行四边形法则，即可得到三个力的大小关系。
3．（2023·浙江选考）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（ ）
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
【答案】C
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】AB.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱 没有达到同步卫星高度，同步卫星相对地球静止，所以它们相对地球是运动的。AB错误
CD.但是它们之间位置关系没有改变，是相对静止的。C正确，D错误。
故选C。
【分析】地球同步卫星才和地球保持相对静止，物体间位置关系没有改变，则它们是相对静止的。
4．（2023·浙江选考）一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中（ ）
A．弹性势能减小 B．重力势能减小
C．机械能保持不变 D．绳一绷紧动能就开始减小
【答案】B
【知识点】重力势能
【解析】【解答】A.当橡皮绳被拉直后，弹性绳形变量一直变大，弹性势能增大。所以A错误。
B.相对地面高度一直减小，重力势能减小。B正确。
C.游客机械能一部分转化为绳子的弹性势能，所以机械能减小。C错误。
D.绳绷紧但是如果弹力小于重力，依然加速运动，动能依然会增加。D错误。
故选B。
【分析】蹦极过程中游客先加速运动后减速运动，游客机械能一部分转化为绳子弹性势能。
5．（2023·浙江选考）如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（ ）
A．O点最大 B．P点最大
C．Q点最大 D．整个运动过程保持不变
【答案】A
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】 在上升和下降过程中，下降阶段重力和阻力方向相反，上升阶段重力和阻力方向相同，上升过程合力更大，加速度更大，所以OP段小石子竖直方向分运动的加速度更大。 小石子上升阶段在竖直方向一直做减速运动，起始点即O点速度竖直分速度最大。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比 ，则小石子在O点竖直方向阻力最大，合力也最大，所以在O点小石子竖直方向分运动的加速度在O点最大.
故选A。
【分析】阻力与速度大小成正比，所以起始点速度最大，阻力最大，加速度也最大。
6．（2023·浙江选考）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（ ）
A．振幅为
B．频率为
C．波长应为的奇数倍
D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A、由波动图像可知，振幅为A。A错误。
B、由图得，周期为0.01秒，频率是周期倒数，频率为100赫兹。B正确。
C、波长等于波速乘以周期，波长为3.4m。故C错误。
D、同相振动加强，反相振动减弱。因为要取得最好降噪效果的抵消声波 ，所以在耳膜中产生 的振动与图中所示的振动反相 。D错误。
故选B
【分析】由图可以直接读出周期大小，以及振幅大小。要抵消声波，所以波叠加时要反相。
7．（2023·浙江选考）如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】线框往下摆动，切割磁感线过程中，根据楞次定律推论“来拒去留，增反减同”可知，线框受到的安培力会阻碍线框摆动，导致振幅越来越小。当电阻变大时，由欧姆定律可知，电路中电流会减小，安培力减小即阻力减小。振幅减小会变慢，线框可以运动更长时间。
故选B。
【分析】线框摆动过程受到安培力会阻碍线框摆动，线框做阻尼振动。摆动时间和安培力大小有关，安培力越大，振动时间越短。
8．（2023·浙江选考）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场，通有待测电流的直导线垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场。调节电阻R，当电流表示数为时，元件输出霍尔电压为零，则待测电流的方向和大小分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
【答案】D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向竖直向下，故直导线在霍尔元件处产生磁场方向竖直向上，由安培定则可知，直导线处电流方向由b到a。 元件输出霍尔电压为零， 所以两电流在霍尔元件处磁感应强度大小相等，方向相反，所以有，得。
故选D。
【分析】由右手螺旋定则可以知道螺绕环在霍尔元件磁场方向，霍尔电压为零，则两个磁场在此处相互抵消。
9．（2023·浙江选考）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（ ）
A．发生衰变的产物是
B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A：衰变过程质量数守恒，电荷守恒。 衰变一个中子转变为一个质子和一个电子，所以质量数不变，电荷数加一。故A错。
B： 衰变辐射出的电子是由原子核内的中子转变的，来自于碳原子的原子核而不是核外电子。故B错
C：半衰期不随外部条件的温度，压强等的变化而变化。 地球的温室效应不会引起半衰期的改变，故C错误。
D： 若测得一古木样品的含量为活体植物的 ，相当于样品必须经历两个半衰期，所以时间约为11460年。故D正确。
故选D。
【分析】半衰期不会随外界条件改变而改变，利用半衰期可以推测物体存留的时间。
10．（2023·浙江选考）太阳系各行星几平在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：
行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ ）
A．火星365天 B．火星800天 C．天王星365天 D．天王星800天
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】冲日由题意可知即为地球和行星某时距离最近。 相邻两次“冲日”时间间隔即为经过多少时间行星和地球再次相距最近。由开普勒第三定律可得，，设冲日时间间隔为t，则。解得，代入表格数据可得。
故选B。
【分析】知道半径之比，利用开普勒第三定律即可求得行星周期之比。再次相距最近，快的比慢的多跑了一圈即弧度。
11．（2023·浙江选考）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】天眼接收光子的横截面半径为R，面积为 ，距离为L，设天体发射频率为v光子的功率为 P，则天眼每秒接收到的光子能量为，由题意得，解得。
故选A
【分析】功率即为每秒做功的多少或者释放能量的多少。根据几何关系求出天眼每秒接收到的光子能量，结合光子频率与能量关系求解。
12．（2023·浙江选考）如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（）
A．在XX′极板间的加速度大小为
B．打在荧光屏时，动能大小为11eU
C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为
D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A：板间场强，则加速度应该为，故A错误。
B：在 电极XX′ 移动时，沿电场方向速度，，，打在 打在荧光屏时，动能大小为 ，故B错误。
C，冲量，故C错误。
D，，故D正确。
故选D。
【分析】粒子在偏转电场中水平方向匀速直线运动，沿电场方向匀变速直线运动。由几何关系求解夹角正切值。
13．（2023·浙江选考）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（ ）
A．等于 B．大于
C．小于 D．与棱镜的折射率有关
【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】设光线在BC边的入射角为，光线在AC边的入射角为r，折射角为i；
由几何知识可知
，
联立解得
由折射定律得。在第一次折射的那个交点处做出射光的平行线，由几何知识可得。
故选A。
【分析】分析每次折射与反射的入射角与折射角，结合折射定律，找到相关的几何关系，
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．（2023·浙江选考）下列说法正确的是（ ）
A．利用电容传感器可制成麦克风
B．物体受合外力越大，则动量变化越快
C．利用红外传感器可制成商场的自动门
D．牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用
【答案】A,B,C
【知识点】动量定理；动量守恒定律；生活中常见的传感器
【解析】【解答】A：声音使膜片振动，膜片间距离改变，电容改变，电容改变会导致电荷量改变，从而产生电流，这样变化的电流送到后面的声音处理电路进行放大处理。所以可以利用电容传感器制成麦克风。A正确。
B：由动量定理可得，即合外力等于动量的变化率。即物体受合外力越大，则动量变化越快 。故B正确。
C：人体可以向外界释放红外线，感应装置接收到红外线后，可以开门，反之关门，所以利用红外传感器可制成商场的自动门 。C正确。
D： 牛顿运动定律 适用于宏观低速，不适用与微观高速问题。虽然动量守恒定律是由牛顿运动定律推导的，但微观高速问题，动量守恒定律也适用。D错误。
故选ABC。
【分析】人体可以向外界释放红外线，电容器有两个极板，极板间距离改变会导致点人改变，动量定理以及动量守恒定律都是由牛顿运动定律推导的。
15．（2023·浙江选考）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．图1中的对应的是Ⅰ
B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【答案】C,D
【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系；光电效应；光谱和光谱分析
【解析】【解答】A：图一中偏红光，能量最低。能级越高，能量越大，从更高能级向相同低能级跃迁会产生能量更大的光子，所以可见光 I 能量更大，不可能是。故A错误。
B：由可得，干涉条纹间距越小，波长也越小，频率越大，能量越高， 图2中的干涉条纹对应的是I 。故B错误
C：由得，波长短，光子动量大，所以 Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 。故C正确。
D：频率越大，能量越大，发生光电效应时，遏止电压越大。所以 电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 。故D正确。
故选CD。
【分析】红光能量低，波长长，频率低。能量越低的光子更容易产生红光。
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．（2023·浙江选考）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。
①需要的实验操作有 （多选）；
A．调节滑轮使细线与轨道平行
B．倾斜轨道以补偿阻力
C．小车靠近打点计时器静止释放
D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点2时小车的速度大小为： （结果保留3位有效数字）。
【答案】ACD；2.75；1.48
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】 ① A：调节滑轮使细线与轨道平行 ，可以使小车合外力恒定，加速度不变，做匀变速运动。符合实验要求。故A正确。
B：本实验不用平衡摩擦力，只要小车做匀变速运动即可。故B错误。
C： 小车靠近打点计时器静止释放 可以让纸带打下更多的点，得到更多数据，故C正确。
D： 先接通电源再释放小车 ，也可以让纸带打下更多的点，故D正确。
故选ABC。
② 计数点1的读数为 2.75 cm，刻度尺读数要读到最小刻度后一位，即读到0.01厘米。
【分析】 ①实验不用平衡摩擦力，探究加速度与合外力，质量的关系要平衡摩擦力。
②匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度。
17．（2023·浙江选考）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是
A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的 之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相何等分标记的比值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。
【答案】A；角速度平方；不变
【知识点】向心力
【解析】【解答】 ① 向心力和多个变量比如角速度，质量，半径都有关，故实验要采用控制变量法。
② 标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，由， 小球质量和转动半径相同 ，所以比值为角速度平方的比值。 在加速转动手柄过程中 ，两边线速度同时增加相同倍数，角速度也同时增加相同倍数，所以比值不变。
【分析】① 实验存在多个变量，一次实验只能研究一个变量，所以用的是控制变量法。
②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值。结合向心力表达式求解。
18．（2023·浙江选考）在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与 （选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与 （选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 （选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）0.6；0.6；左
（2）乙
（3）2.3；0.26
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）回路电压不超过3伏，电流较小，所以导线a端应该接0.6接线柱。电阻丝电阻小，采用电流表外接误差小，所以b端接0.6接线柱。 开关闭合前 ，滑片位于最左端，电表以及金属丝被短路，无电流通过，保护电路。
（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度，所以选乙。
（3）代入图像上的点坐标。
延长图像可知，当I=9.0mA时可得，，所以
【分析】（1）根据电路电压电流选择电压表和电流表量程。电阻小，选择外接法测电阻误差小。
（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。
（3）代入图像上点的坐标即可求出斜率大小，延长图像可得导线长度。
19．（2023·浙江选考）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。
（1）在状态B的温度；
（2）在状态C的压强；
（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
【答案】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变为 ，则有
解得
（2）根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有
解得
（3）根据题意可知，从状态A到状态B的过程中气体对外做功为
从状态B到C的过程中，气体不做功，由状态A到状态C的过程中，
根据由热力学第一定律有
代入数据解得ΔU=188J
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）气体由状态A变化到状态B的过程中压强保持不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体在状态B的温度大小；
（2）气体从B到C的过程中体积保持不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体在状态C的压强大小；
（3）气体从状态A到状态C的过程中，利用气体对外做功的大小结合热力学第一定律可以求出气体从外界吸收热量的大小。
20．（2023·浙江选考）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、螺旋圆形轨道，倾角的直轨道、水平直轨道组成，除段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道、相切于处．凹槽底面水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁处，摆渡车上表面与直轨道下、平台位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径，B点高度为，长度，长度，摆渡车长度、质量。将一质量也为的滑块从倾斜轨道上高度处静止释放，滑块在段运动时的阻力为其重力的0.2倍。（摆渡车碰到竖直侧壁立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，，）
（1）求滑块过C点的速度大小和轨道对滑块的作用力大小；
（2）摆渡车碰到前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数；
（3）在（2）的条件下，求滑块从G到J所用的时间。
【答案】（1）滑块从静止释放到C点过程，根据动能定理可得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）设滑块刚滑上摆渡车时的速度大小为 ，从静止释放到G点过程，根据动能定理可得
解得
摆渡车碰到 前，滑块恰好不脱离摆渡车，说明滑块到达摆渡车右端时刚好与摆渡车共速 ，以滑块和摆渡车为系统，根据系统动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速过程，滑块的加速度大小为
所用时间为
此过程滑块通过的位移为
滑块与摆渡车共速后，滑块与摆渡车一起做匀速直线运动，该过程所用时间为
则滑块从G到J所用的时间为
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）滑块从静止释放到C点的过程中，利用动能定理可以求出滑块经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出轨道对滑块作用力的大小；
（2）当摆渡车碰到IJ前，利用动能定理可以求出滑块刚上摆渡车的速度大小，结合动量守恒定律及能量守恒定律可以求出动摩擦因数的大小；
（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速的过程中，利用牛顿第二定律可以求出滑块加速度的大小，结合速度公式可以求出运动的时间，结合位移公式可以求出滑块运动的位移，滑块与摆渡车共速后一起做匀速直线运动，利用位移公式可以求出滑块从G到J所花的时间。
21．（2023·浙江选考）如图1所示，刚性导体线框由长为L、质量均为m的两根竖杆，与长为的两轻质横杆组成，且。线框通有恒定电流，可以绕其中心竖直轴转动。以线框中心O为原点、转轴为z轴建立直角坐标系，在y轴上距离O为a处，固定放置二半径远小于a，面积为S、电阻为R的小圆环，其平面垂直于y轴。在外力作用下，通电线框绕转轴以角速度匀速转动，当线框平面与平面重合时为计时零点，圆环处的磁感应强度的y分量与时间的近似关系如图2所示，图中已知。
（1）求0到时间内，流过圆环横截面的电荷量q；
（2）沿y轴正方向看以逆时针为电流正方向，在时间内，求圆环中的电流与时间的关系；
（3）求圆环中电流的有效值；
（4）当撤去外力，线框将缓慢减速，经时间角速度减小量为，设线框与圆环的能量转换效率为k，求的值（当，有）。
【答案】（1）由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
由电流定义式
联立可得
（2）在 时
在 时
（3）从能量角度
解得
（4）由能量传递
化简可得
即
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的图像类问题
【解析】【分析】（1）已知线圈转动的时间，利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小，结合欧姆定律可以求出感应电流的大小，结合电流的定义式可以求出通过圆环横截面的电荷量的大小；
（2）已知磁感应强度随时间变化的规律，利用法拉第电磁感应定律结合欧姆定律可以求出圆环中电流的大小；
（3）已知圆环中电流的变化，结合焦耳定律可以求出电流有效值的大小；
（4）当撤去外力时，线圈缓慢减速，利用能量守恒定律结合焦耳定律可以求出角速度减小量的大小。
22．（2023·浙江选考）探究离子源发射速度大小和方向分布的原理如图所示。x轴上方存在垂直平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、长度足够的平行金属薄板M和N组成，其中位于x轴的M板中心有一小孔C（孔径忽略不计），N板连接电流表后接地。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m、电荷量为q的正离子，其速度方向与y轴夹角最大值为；且各个方向均有速度大小连续分布在和之间的离子射出。已知速度大小为、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。未能射入孔C的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽（图中没有画出）。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。
（1）求孔C所处位置的坐标；
（2）求离子打在N板上区域的长度L；
（3）若在N与M板之间加载电压，调节其大小，求电流表示数刚为0时的电压；
（4）若将分析器沿着x轴平移，调节加载在N与M板之间的电压，求电流表示数刚为0时的电压与孔C位置坐标x之间关系式。
【答案】（1）速度大小为 、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后轨迹如图
由洛伦兹力提供向心力
解得半径
孔C所处位置的坐标
（2）速度大小为 的离子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力
解得半径
若要能在C点入射，则由几何关系可得
解得
如图
由几何关系可得
（3）不管从何角度发射
由（2）可得
由动能定理
解得
（4）孔C位置坐标x
其中
联立可得 ，
解得
在此范围内，和（3）相同，只与 相关，可得
解得
由动能定理
解得
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场偏转的轨迹图，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出孔C所处的位置坐标；
（2）粒子进入磁场后，利用牛顿第二定律可以求出轨迹半径的大小，结合几何关系可以求出离子打在N板上区域的长度；
（3）当电流表示数等于0时，利用动能定理结合速度的分解可以求出电压的大小；
（4）已知孔C的位置坐标，利用牛顿第二定理可以求出轨迹半径的大小，结合竖直方向的速度及牛顿第二定律及动能定理可以求出电压与孔C位置坐标的关系。
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