2023届高三下学期5月新高考物理考前冲刺卷 【浙江专版】（含解析）
文档属性
| 名称 | 2023届高三下学期5月新高考物理考前冲刺卷 【浙江专版】（含解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 894.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-24 00:00:00 | ||
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文档简介
2023届新高考物理考前冲刺卷 【浙江专版】
一、选择题Ⅰ：本题共13小题，每小题3分，共39分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列属于基本物理量的单位的是( )
A.小时（h） B.牛顿（N） C.伏特（V） D.特斯拉（T）
2.如图所示，AO和BO两段轻绳通过O点悬挂一重物，BO水平，和分别表示AO和BO绳上的拉力大小，G表示重物的重力大小，则( )
A. B. C. D.
3.杭州东站到上海虹桥站的G7560次高铁列车的时刻表如表所示，已知杭州东站到上海虹桥站的直线距离约为162 km，下列说法正确的是( )
A.15:29是指时间间隔
B.研究列车驶出杭州东站的平均速度时，列车可视为质点
C.以G7560次列车为参考系，坐在车上的乘客在运动
D.列车全程的平均速度大小约为177 km/h
4.如图所示，两个孩子在弹性蹦床上玩耍，不计空气阻力，则小孩从最低点到脱离蹦床的过程中( )
A.机械能保持不变 B.动能一直增大
C.蹦床的弹性势能一直增大 D.重力势能一直增大
5.夏天人们常用蚊香来驱除蚊虫。如图所示，蚊香点燃后缓慢燃烧，若某滑冰运动员（可视为质点）的运动轨迹与该蚊香燃点的轨迹类似，运动的速率保持不变，则该运动员( )
A.线速度不变 B.角速度变大
C.向心加速度变小 D.运动一圈（360°）所用时间保持不变
6.图示为主动降噪耳机工作原理示意图，此类耳机由麦克风拾取噪声信号，内置扬声器产生降噪信号而工作。已知人耳可以接收20 Hz到20000 Hz的声音信号，声音在空气中的传播速度为340 m/s，下列说法正确的是( )
A.麦克风利用了电流的磁效应
B.内置扬声器产生声波的波长可能为20 m
C.降噪耳机利用了波的干涉
D.内置扬声器产生的声音频率为噪音频率的整数倍时可实现降噪
7.已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即为比例系数。现有两段四分之一圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路如图所示，O为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为和，回路中通有电流I，则圆心O处磁感应强度的大小和方向分别为( )
A.，垂直纸面向外 B.，垂直纸面向里
C.，垂直纸面向外 D.，垂直纸面向里
8.图甲、图乙所示理想变压器原线圈的输入电压有效值均为U，匝数均为150，副线圈上所连的两个电阻的阻值均为R。图甲中两个副线圈的匝数分别为40、60，图乙中副线圈的匝数为100。下列说法正确的是( )
A.通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26:25
B.图甲、乙中变压器的输入功率之差为
C.图乙中每个电阻的功率为
D.图甲中上、下两个电阻的功率之比为2:3
9.如图所示，假设一航天员在月球表面上取一根边缘平整的细管，将一根细绳穿过细管，绳的一端拴一个小球，另一端拴一只弹簧测力计，将弹簧测力计的下端固定，手握细管摇动，使小球在水平面内匀速转动，管口与小球之间的细绳与水平方向有一定的夹角。若小球的质量为m，用刻度尺测得小球做匀速圆周运动的半径为r，弹簧测力计的读数为F，引力常量为G，假设细绳上的张力相等，下列说法正确的是( )
A.若用秒表测得小球运动n圈的时间为t，则小球的向心加速度为
B.若月球的半径为R，用弹簧秤测得小球的重力为，则月球的质量为
C.若小球的向心加速度为a，则月球表面的重力加速度为
D.若小球的向心加速度为a，月球的半径为R，则月球的质量为
10.如图所示圆心角为120°的扇形OAB是某玻璃柱体的横截面，一束单色光平行横截面从OA边射入玻璃柱体，在OA边上的入射角为α，折射角为θ，折射光线与OB边的夹角为。已知α等于该单色光在玻璃柱体中发生全反射时的临界角，只考虑第一次射到圆弧AB上的光线，下列说法正确的是( )
A.
B.玻璃柱体对该单色光的折射率为1.5
C.越接近A的折射光线越容易从弧AB处射出玻璃柱体
D.AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比为3:8
11.将四分之圆柱体a置于粗糙水平面上，其横截面如图所示，B点为a的最高点。现将小物块b（可视为质点）靠紧圆弧，用始终垂直于过接触点半径方向的拉力F拉动物块，使物块由圆弧与水平面的交点A缓慢向B点运动，整个过程中a始终保持静止，不计a与b间的摩擦，则拉动过程中( )
A.拉力F先增大后减小 B.b对a的压力先减小后增大
C.地面对a的摩擦力先增大后减小 D.地面对a的支持力先减小后增大
12.如图所示，将8个质量均为m的小物块（可视为质点）用轻质的细杆相连静止放在水平面上，相邻小物块间的距离为L。已知AB段光滑，小物块与BC段间的动摩擦因数均为μ。刚开始时1号小物块在B处，现用水平拉力作用在1号小物块上，使8个小物块一起向右运动，则1号物块运动过程中能达到的最大速度为( )
A. B. C. D.
13.示波管的结构如图所示，接输入电压信号，接扫描电压信号，若扫描电压信号的周期和输入电压信号的周期相同，且可以在荧光屏上得到输入电压信号周期变化的图象，则下列扫描电压信号的图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、选择题Ⅱ：本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
14.如图甲所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用从能级向能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K，将A与滑动变阻器的中点相接，滑片也刚好置于滑动变阻器的中点，此时电流表有示数，已知阴极K金属的逸出功为1.86 eV，则下列说法正确的是( )
A.若将滑片左移，电流表示数增大
B.若将滑片右移，电流表示数增大
C.移动滑片，当触点间的电压时，电流表刚好无示数
D.大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中有4种光子能使阴极K发生光电效应
15.摆动是生活中常见的运动形式。如图甲所示，长为L的轻杆一端绕光滑的轴转动，另一端固定质量为m的小球1。如图乙所示，长为的轻杆一端绕光滑的轴转动，中点处和另一端分别固定质量均为m的小球2、3。三个小球均可视为质点，两杆均从水平位置由静止释放，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A.1、2运动到各自最低点时的动能相等
B.1、2运动到各自最低点时的向心加速度大小之比为5:3
C.在2运动到最低点的过程中，轻杆对2做正功
D.在3运动到最低点的过程中，轻杆对3做的功为
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
16.实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共14分）
Ⅰ.（1）在某小组做“探究单摆周期与摆长的关系”实验时，实验室提供的器材有：铁架台、秒表、游标卡尺、直尺、细线、有孔的小铁球。
①下列实验操作正确的是______。
A.小球运动到最高点时开始计时
B.小球的摆角控制在5°以内
C.用天平测出小球的质量
D.测出单摆摆动5个周期的总时间t，求得单摆的周期
②某次测得摆线长度为98.00 cm，用游标卡尺测小球直径如图所示，则该单摆摆长为_____cm。
（2）某同学利用单摆周期与摆长的关系测当地的重力加速度，实验器材中没有小铁球，于是他用小铁块来代替小铁球进行实验。由于铁块形状不规则，无法测出摆长，他设计了如下的实验方法：先测出使用某一长度摆线时单摆的周期，然后将单摆的摆线缩短，再测出对应的周期。他______（填“能”或“不能”）求出当地的重力加速度。如果能，请写出重力加速度的表达式，如果不能，请说明理由：____________。
Ⅱ.（1）某同学在课外探究中测量一蓄电池的电动势和内阻，为防止滑动变阻器接入电路的阻值过小导致电流过大而损坏器材，他在电路中增加了一个保护电阻实验时他将蓄电池（电动势约为2 V）、开关、导线、量程为0.6 A的电流表（内阻忽略不计）、量程为3 V的电压表（内阻较大）和滑动变阻器（接入回路中的最大阻值为5 Ω）按图1所示电路图连接。
①下列三个定值电阻中，作为保护电阻更合理的是______。
A.3 Ω、额定功率5 W
B.20 Ω、额定功率10 W
C.200 Ω、额定功率100 W
②该同学按图1所示的电路图连接图2所示实物电路，则导线1应接______（选填“A”“B”或“C”）处。
③调节滑动变阻器，记录电压表和电流表示数如表所示。表中组号为______的数据是伪造的。
组号 1 2 3 4 5
1.45 1.36 1.27 1.22 1.16
0.12 0.20 0.28 0.32 0.36
④请利用表中真实数据在图3中作出图象，由图象法可求得蓄电池电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留2位小数）
（2）某小组利用如图4所示装置进行“观察电容器的充、放电现象”实验，将开关S掷到1，给电容器充电，然后将开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图象，如图5所示。
①图5中阴影部分的面积表示_______。
A.0.1 s内回路消耗的电能
B.0.1 s内通过电阻R的电荷量
C.0.1 s内电容器两端电压变化量
②若将图4电路中的电阻用阻值更大一些的电阻代替，其他保持不变，则电容器的放电时间_______（填“变长”“不变”或“变短”）。
17.（9分）如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。
（1）求轻绳未连重物时封闭气体的压强；
（2）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（3）在（2）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少，求气体向外界放出的热量Q。
18.（10分）如图所示，竖直平面内固定有半径为的光滑四分之一圆轨道AB，水平直轨道，以速度逆时针转动的水平传送带CD及竖直固定反弹装置。各轨道平滑连接。现有一质量为的滑块（可视为质点）从轨道AB上高为h处由静止下滑，最终与反弹装置发生弹性碰撞。已知，滑块与BC和CD间的动摩擦因数，与DE间的动摩擦因数，其中x为滑块距D点的距离。
（1）若，求滑块运动至B处时对轨道的作用力。
（2）若滑块无法通过传送带，求高度h的最大值。
（3）若滑块只能经过C点两次，试求传送带因传送滑块额外做的功的最大值。
19.如图所示，光滑平行导轨abc与def间距为L，固定在绝缘水平面上，之间接一定值电阻，均与导轨垂直，段长度均为L。边界be右侧存在竖直向上、随时间按照某种规律变化的匀强磁场，b左侧存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。现把某质量为m的导体棒放在af处，计时开始时，be右侧磁场的磁感应强度大小为，此时给导体棒一个水平向左、与导体棒垂直的速度，导体棒匀速运动到be处，继续运动到cd处速度正好为0。定值电阻阻值为R，其余电阻不计。
（1）求导体棒从be处运动到cd处过程中回路中产生的热量。
（2）求计时开始后，be右侧磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系式。
（3）若导体棒从be处运动到cd处过程中，回路平均电流为，求导体棒从af处运动到cd处的运动时间及导体棒从af处运动到cd处所受的安培力对时间的平均值。
20.如图所示，正方体的四个侧面固定有荧光板，正方体棱长，正方体中心有一粒子源，能沿水平方向均匀向四周发射速度大小相等、比荷为的带正电粒子。空间中存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，不考虑粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）若粒子均能击中四周的荧光板，求粒子速度的最小值。
（2）撤去磁场，在空间中加上竖直向下、大小为的匀强电场，若要粒子均能击中四周的荧光板，求粒子初始速度的最小值。
（3）撤去磁场，在空间中加上竖直向下、大小为的匀强电场，若粒子的速度大小分布在与之间，以为原点，为x轴正方向，为y轴正方向建立直角坐标系，求粒子在面上击中区域的上、下边界分别满足的函数关系式。
答案以及解析
1.答案：A
解析：h、N、V、T分别是时间、力、电压、磁感应强度的单位，时间属于基本物理量，力、电压、磁感应强度都不属于基本物理量，故A正确，BCD错误。
2.答案：B
解析：设AO绳与竖直方向的夹角为θ，则对重物进行受力分析可知，，可得，B正确，ACD错误。
3.答案：D
解析：
15:29是指时刻 A错误
研究列车驶出杭州东站的平均速度时，列车的长度不可忽略，故列车不可视为质点 B错误
坐在列车中的乘客随高铁列车一起运动，所以选择高铁列车为参考系，乘客是静止的 C错误
平均速度是指位移与时间的比值，列车全程行驶55分钟，所以平均速度的大小约为177 km/h D正确
4.答案：D
解析：从最低点到脱离蹦床的过程，蹦床对小孩做正功，蹦床的弹性势能一直减小，小孩的机械能一直增大，AC错误。蹦床对小孩的弹力大于小孩的重力时，小孩向上做加速运动，动能增大，弹力小于小孩的重力时，小孩向上做减速运动，动能减小，B错误。从最低点到脱离蹦床的过程中，小孩的重力势能一直增大，D正确。
5.答案：B
解析：由题意可知线速度大小不变，方向时刻改变，A错误；运动员运动半径在减小，由可知角速度变大，B正确；由可知，运动半径r减小，向心加速度a变大，C错误；一圈的长度逐渐变小，故运动一圈所用的时间变短，D错误。
6.答案：C
解析：
麦克风利用的是电磁感应现象 A错误
内置扬声器产生声波的波长和噪声波长相等，最长为 B错误
降噪耳机利用了波的干涉 C正确
内置扬声器产生的声音频率和噪音频率相等才能实现降噪 D错误
7.答案：C
解析：由电流方向及安培定则可知，大、小圆弧在圆心O处产生的磁场方向相反，分别为垂直纸面向里、垂直纸面向外，由题可知，小圆弧产生的磁场的磁感应强度大于大圆弧产生的，故圆心处磁感应强度的方向为垂直纸面向外，BD错误。题中大、小圆弧均为四分之一圆弧，故圆心处磁感应强度的大小为，A错误，C正确。
8.答案：A
解析：对题图甲，由理想变压器的变压原理可得，由欧姆定律与能量守恒定律可得，对题图乙同理可得，综合解得，则有，A正确。由可得，B错误。图乙中每个电阻的功率为，C错误。图甲中上下两个电阻的功率之比为，D错误。
9.答案：D
解析：小球做匀速圆周运动的周期为，向心加速度为，综合可得，A错误。由题意知，在月面由重力近似等于万有引力可得，综合解得，B错误。由力的合成与分解、力的平衡条件可得小球的重力，解得，C错误。由，结合可得，月球的质量为，D正确。
10.答案：D
解析：第一步：由几何关系和全反射求解α和玻璃柱体对该单色光的折射率
在OA上的折射光线与OB边的夹角为，由几何关系可得折射光线与OA边的夹角，且折射角，解得，玻璃柱体对该单色光的折射率为，又由题意得，解得，AB错误。
第二步：画出光路图，分析折射光线在弧AB上的入射角随入射点的变化规律
如图所示，过O点的折射光线射到弧AB上的E点，B点到E点之间没有光线射出，由题意知OE与OB之间的夹角为，则由几何关系可知，越接近A的折射光线在弧AB上的入射角越大，越容易发生全反射，C错误。
第三步：找出恰发生全反射的光线，求解AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比
设折射光线CD在弧AB上正好发生全反射，则A点到D点之间没有光线射出，D点到E点之间有光线射出，连接OD，则有，由几何知识可得，则弧AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比为，D正确。
11.答案：C
解析：第一步：隔离b受力分析
对b进行受力分析，如图甲所示，因b缓慢运动，所以b受力平衡，有从A运动到B的过程，θ由0°增大到90°，所以F一直减小，N一直增大，AB错误。
第二步：对整体受力分析
将a和b看成整体进行受力分析，如图乙所示，由0°增大到90°的过程中，一直增大，D错误。由0°增大到90°的过程中，f先增大后减小，C正确。
12.答案：C
解析：分析可知第5个物块进入BC后物块开始做减速运动，因此第5个物块刚到达B点时1号物块的速度达到最大值，此过程中根据动能定理有，得，C正确。
13.答案：A
解析：若扫描电压信号如B、C、D选项所示，则在半个周期内，粒子沿方向偏转距离相同，荧光屏上在方向呈现一条直线，无法显示输入信号随时间周期性变化的具体情况，若扫描电压信号如A选项所示，则粒子打在荧光屏上的位置沿方向随时间均匀分布，又扫描电压信号周期与输入电压信号周期相同，可得到输入电压信号周期变化的图象，综上，A正确，BCD错误。
14.答案：BC
解析：滑片也位于滑动变阻器中点时，加在光电管两端的电压为0。滑片从中点位置左移时，加在光电管两端的电压为反向电压，且逐渐增大，所以电流表示数减小，A错误，同理，B正确。氢原子从能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，逸出的光电子最大初动能为，可得C正确。由C可知阴极金属的逸出功为1.86 eV。根据跃迁规律，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种不同能量的光子，能量分别为0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV、1.89 eV、12.09 eV、10.20 eV，其中有5种光子能量大于阴极的逸出功，所以有5种光子能使阴极K发生光电效应，故D错误。
15.答案：BD
解析：对1由机械能守恒定律可得，对2、3组成的系统由机械能守恒定律可得，由同轴转动规律可得，综合解得，A错误。，1在A点的向心加速度，2在B点的向心加速度，综合可得，B正确。在2运动到最低点的过程中，对2由动能定理可得，综合解得轻杆对2做的功为，C错误。在3运动到最低点的过程中，轻杆对2、3做的功的代数和为0，则轻杆对3做的功为，D正确。
16.答案：Ⅰ.（1）①B；②99.09
（2）能；
Ⅱ.（1）①A；②C；③1；④如图所示；1.61（1.59~1.63均可）；1.24（1.17~1.31均可）
（2）①B；②变长
解析：Ⅰ.（1）①应在小球运动到最低点时开始计时，此时小球速度最大，误差最小，A错误；摆动幅度应控制在5°以内，确保小球做简谐运动，B正确；，不用测出小球质量，C错误；计算周期时，要多测几次全振动（约50次）的时间，以减小实验测量误差，D错误。②游标卡尺读数为2.18 cm，所以摆球半径为1.09 cm，摆长为。
（2）设单摆的摆长为l时，单摆周期为，摆长为时周期为，由单摆周期公式得，可得。
Ⅱ.（1）①电源电动势约为2 V，电流表量程为0~6 A.则电路中总电阻不能小于，电流表指针偏转角度最好大于满偏角度的三分之一，则总电阻不超过，故选A。②应将滑动变阻器“一上一下”接入电路，且不能接在滑片上，故导线1应该接C处。③第1组数据对应电路外电阻约为，大于定值电阻阻值和滑动变阻器接入回路中的最大阻值之和。④如图所示，根据表中数据描点、连线，根据可得纵截距为电源的电动势，斜率绝对值为电源内阻，由图象可知电动势约为1.61 V，内阻约为1.22 Ω。
（2）①阴影部分面积是电流I和时间t的乘积，表示相应时间内通过电阻的电荷量，故B正确。②换用阻值更大一些的电阻后，放电电流相应变小，电容器所带电荷量不变的情况下，放电时间变长。
17.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）轻绳未连重物时对活塞受力分析得
解得
（2）刚好触发超重预警时，对活塞受力分析得
由玻意耳定律得
解得
（3）由盖-吕萨克定律得，其中
解得，则
此过程外界对气体做的功为
由热力学第一定律有
可知
18.答案：（1）见解析
（2）
（3）
解析：（1）滑块从A到B过程机械能守恒，有
由合外力提供向心力有
由牛顿第三定律可得滑块对轨道的作用力，方向竖直向下
（2）滑块无法通过传送带的临界条件为滑块第一次到达D点的速度为零
由能量守恒定律有
解得
（3）传送带额外做的功最大的临界条件为滑块经E反弹后第二次到达D点时速度为零
假设以上条件可满足，设滑块第一次到达D点时速度大小为，由动能定理有
解得
设滑块第一次到达C点时速度大小为，由动能定理有
解得
由于，假设成立
设滑块第二次到达C点时速度大小为，则有
得，又，此后滑块无法再通过D点
滑块从C到D的过程有
滑块从D到C的过程有
故传送带额外做功的最大值为
19.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设导体棒匀速运动的速度为v
导体棒从be处运动到cd处
由动量定理可得
由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
综合解得
回路中产生的热量
（2）导体棒从af处到be处做匀速运动，所受合力为0，则所受安培力为0，感应电流为0，感应电动势为0，故
计时开始时，
t时刻，
综合解得
（3）导体棒从af处到be处的运动时间为
解得
由解得
导体棒从af处到cd处的运动时间为
导体棒从af处运动到cd处，由动量定理可得
综合解得
20.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）粒子速度最小时，沿粒子源所在水平截面的对角线方向射出的粒子运动轨迹与截面正方形相切，如图所示
由几何关系得
由圆周运动规律有
解得最小速度
（2）粒子速度最小时，沿粒子源所在水平截面的对角线方向射出的粒子恰能击中正方体下方的顶点，粒子射出后做类平抛运动，在竖直方向上，由牛顿第二定律和运动学规律有
在水平方向上有
解得
（3）以大小为、方向垂直坐标平面的速度射出的粒子，射出后在竖直方向上有
则水平位移为
即速度最小的粒子可击中x轴
又由于
则边均有粒子到达，即下边界的函数关系式为
对于速度最大的粒子，由几何关系知，其打在荧光屏上的位置的横、纵坐标值分别满足
解得
一、选择题Ⅰ：本题共13小题，每小题3分，共39分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列属于基本物理量的单位的是( )
A.小时（h） B.牛顿（N） C.伏特（V） D.特斯拉（T）
2.如图所示，AO和BO两段轻绳通过O点悬挂一重物，BO水平，和分别表示AO和BO绳上的拉力大小，G表示重物的重力大小，则( )
A. B. C. D.
3.杭州东站到上海虹桥站的G7560次高铁列车的时刻表如表所示，已知杭州东站到上海虹桥站的直线距离约为162 km，下列说法正确的是( )
A.15:29是指时间间隔
B.研究列车驶出杭州东站的平均速度时，列车可视为质点
C.以G7560次列车为参考系，坐在车上的乘客在运动
D.列车全程的平均速度大小约为177 km/h
4.如图所示，两个孩子在弹性蹦床上玩耍，不计空气阻力，则小孩从最低点到脱离蹦床的过程中( )
A.机械能保持不变 B.动能一直增大
C.蹦床的弹性势能一直增大 D.重力势能一直增大
5.夏天人们常用蚊香来驱除蚊虫。如图所示，蚊香点燃后缓慢燃烧，若某滑冰运动员（可视为质点）的运动轨迹与该蚊香燃点的轨迹类似，运动的速率保持不变，则该运动员( )
A.线速度不变 B.角速度变大
C.向心加速度变小 D.运动一圈（360°）所用时间保持不变
6.图示为主动降噪耳机工作原理示意图，此类耳机由麦克风拾取噪声信号，内置扬声器产生降噪信号而工作。已知人耳可以接收20 Hz到20000 Hz的声音信号，声音在空气中的传播速度为340 m/s，下列说法正确的是( )
A.麦克风利用了电流的磁效应
B.内置扬声器产生声波的波长可能为20 m
C.降噪耳机利用了波的干涉
D.内置扬声器产生的声音频率为噪音频率的整数倍时可实现降噪
7.已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即为比例系数。现有两段四分之一圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路如图所示，O为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为和，回路中通有电流I，则圆心O处磁感应强度的大小和方向分别为( )
A.，垂直纸面向外 B.，垂直纸面向里
C.，垂直纸面向外 D.，垂直纸面向里
8.图甲、图乙所示理想变压器原线圈的输入电压有效值均为U，匝数均为150，副线圈上所连的两个电阻的阻值均为R。图甲中两个副线圈的匝数分别为40、60，图乙中副线圈的匝数为100。下列说法正确的是( )
A.通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26:25
B.图甲、乙中变压器的输入功率之差为
C.图乙中每个电阻的功率为
D.图甲中上、下两个电阻的功率之比为2:3
9.如图所示，假设一航天员在月球表面上取一根边缘平整的细管，将一根细绳穿过细管，绳的一端拴一个小球，另一端拴一只弹簧测力计，将弹簧测力计的下端固定，手握细管摇动，使小球在水平面内匀速转动，管口与小球之间的细绳与水平方向有一定的夹角。若小球的质量为m，用刻度尺测得小球做匀速圆周运动的半径为r，弹簧测力计的读数为F，引力常量为G，假设细绳上的张力相等，下列说法正确的是( )
A.若用秒表测得小球运动n圈的时间为t，则小球的向心加速度为
B.若月球的半径为R，用弹簧秤测得小球的重力为，则月球的质量为
C.若小球的向心加速度为a，则月球表面的重力加速度为
D.若小球的向心加速度为a，月球的半径为R，则月球的质量为
10.如图所示圆心角为120°的扇形OAB是某玻璃柱体的横截面，一束单色光平行横截面从OA边射入玻璃柱体，在OA边上的入射角为α，折射角为θ，折射光线与OB边的夹角为。已知α等于该单色光在玻璃柱体中发生全反射时的临界角，只考虑第一次射到圆弧AB上的光线，下列说法正确的是( )
A.
B.玻璃柱体对该单色光的折射率为1.5
C.越接近A的折射光线越容易从弧AB处射出玻璃柱体
D.AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比为3:8
11.将四分之圆柱体a置于粗糙水平面上，其横截面如图所示，B点为a的最高点。现将小物块b（可视为质点）靠紧圆弧，用始终垂直于过接触点半径方向的拉力F拉动物块，使物块由圆弧与水平面的交点A缓慢向B点运动，整个过程中a始终保持静止，不计a与b间的摩擦，则拉动过程中( )
A.拉力F先增大后减小 B.b对a的压力先减小后增大
C.地面对a的摩擦力先增大后减小 D.地面对a的支持力先减小后增大
12.如图所示，将8个质量均为m的小物块（可视为质点）用轻质的细杆相连静止放在水平面上，相邻小物块间的距离为L。已知AB段光滑，小物块与BC段间的动摩擦因数均为μ。刚开始时1号小物块在B处，现用水平拉力作用在1号小物块上，使8个小物块一起向右运动，则1号物块运动过程中能达到的最大速度为( )
A. B. C. D.
13.示波管的结构如图所示，接输入电压信号，接扫描电压信号，若扫描电压信号的周期和输入电压信号的周期相同，且可以在荧光屏上得到输入电压信号周期变化的图象，则下列扫描电压信号的图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、选择题Ⅱ：本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
14.如图甲所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用从能级向能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K，将A与滑动变阻器的中点相接，滑片也刚好置于滑动变阻器的中点，此时电流表有示数，已知阴极K金属的逸出功为1.86 eV，则下列说法正确的是( )
A.若将滑片左移，电流表示数增大
B.若将滑片右移，电流表示数增大
C.移动滑片，当触点间的电压时，电流表刚好无示数
D.大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中有4种光子能使阴极K发生光电效应
15.摆动是生活中常见的运动形式。如图甲所示，长为L的轻杆一端绕光滑的轴转动，另一端固定质量为m的小球1。如图乙所示，长为的轻杆一端绕光滑的轴转动，中点处和另一端分别固定质量均为m的小球2、3。三个小球均可视为质点，两杆均从水平位置由静止释放，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A.1、2运动到各自最低点时的动能相等
B.1、2运动到各自最低点时的向心加速度大小之比为5:3
C.在2运动到最低点的过程中，轻杆对2做正功
D.在3运动到最低点的过程中，轻杆对3做的功为
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
16.实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共14分）
Ⅰ.（1）在某小组做“探究单摆周期与摆长的关系”实验时，实验室提供的器材有：铁架台、秒表、游标卡尺、直尺、细线、有孔的小铁球。
①下列实验操作正确的是______。
A.小球运动到最高点时开始计时
B.小球的摆角控制在5°以内
C.用天平测出小球的质量
D.测出单摆摆动5个周期的总时间t，求得单摆的周期
②某次测得摆线长度为98.00 cm，用游标卡尺测小球直径如图所示，则该单摆摆长为_____cm。
（2）某同学利用单摆周期与摆长的关系测当地的重力加速度，实验器材中没有小铁球，于是他用小铁块来代替小铁球进行实验。由于铁块形状不规则，无法测出摆长，他设计了如下的实验方法：先测出使用某一长度摆线时单摆的周期，然后将单摆的摆线缩短，再测出对应的周期。他______（填“能”或“不能”）求出当地的重力加速度。如果能，请写出重力加速度的表达式，如果不能，请说明理由：____________。
Ⅱ.（1）某同学在课外探究中测量一蓄电池的电动势和内阻，为防止滑动变阻器接入电路的阻值过小导致电流过大而损坏器材，他在电路中增加了一个保护电阻实验时他将蓄电池（电动势约为2 V）、开关、导线、量程为0.6 A的电流表（内阻忽略不计）、量程为3 V的电压表（内阻较大）和滑动变阻器（接入回路中的最大阻值为5 Ω）按图1所示电路图连接。
①下列三个定值电阻中，作为保护电阻更合理的是______。
A.3 Ω、额定功率5 W
B.20 Ω、额定功率10 W
C.200 Ω、额定功率100 W
②该同学按图1所示的电路图连接图2所示实物电路，则导线1应接______（选填“A”“B”或“C”）处。
③调节滑动变阻器，记录电压表和电流表示数如表所示。表中组号为______的数据是伪造的。
组号 1 2 3 4 5
1.45 1.36 1.27 1.22 1.16
0.12 0.20 0.28 0.32 0.36
④请利用表中真实数据在图3中作出图象，由图象法可求得蓄电池电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留2位小数）
（2）某小组利用如图4所示装置进行“观察电容器的充、放电现象”实验，将开关S掷到1，给电容器充电，然后将开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图象，如图5所示。
①图5中阴影部分的面积表示_______。
A.0.1 s内回路消耗的电能
B.0.1 s内通过电阻R的电荷量
C.0.1 s内电容器两端电压变化量
②若将图4电路中的电阻用阻值更大一些的电阻代替，其他保持不变，则电容器的放电时间_______（填“变长”“不变”或“变短”）。
17.（9分）如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。
（1）求轻绳未连重物时封闭气体的压强；
（2）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（3）在（2）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少，求气体向外界放出的热量Q。
18.（10分）如图所示，竖直平面内固定有半径为的光滑四分之一圆轨道AB，水平直轨道，以速度逆时针转动的水平传送带CD及竖直固定反弹装置。各轨道平滑连接。现有一质量为的滑块（可视为质点）从轨道AB上高为h处由静止下滑，最终与反弹装置发生弹性碰撞。已知，滑块与BC和CD间的动摩擦因数，与DE间的动摩擦因数，其中x为滑块距D点的距离。
（1）若，求滑块运动至B处时对轨道的作用力。
（2）若滑块无法通过传送带，求高度h的最大值。
（3）若滑块只能经过C点两次，试求传送带因传送滑块额外做的功的最大值。
19.如图所示，光滑平行导轨abc与def间距为L，固定在绝缘水平面上，之间接一定值电阻，均与导轨垂直，段长度均为L。边界be右侧存在竖直向上、随时间按照某种规律变化的匀强磁场，b左侧存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。现把某质量为m的导体棒放在af处，计时开始时，be右侧磁场的磁感应强度大小为，此时给导体棒一个水平向左、与导体棒垂直的速度，导体棒匀速运动到be处，继续运动到cd处速度正好为0。定值电阻阻值为R，其余电阻不计。
（1）求导体棒从be处运动到cd处过程中回路中产生的热量。
（2）求计时开始后，be右侧磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系式。
（3）若导体棒从be处运动到cd处过程中，回路平均电流为，求导体棒从af处运动到cd处的运动时间及导体棒从af处运动到cd处所受的安培力对时间的平均值。
20.如图所示，正方体的四个侧面固定有荧光板，正方体棱长，正方体中心有一粒子源，能沿水平方向均匀向四周发射速度大小相等、比荷为的带正电粒子。空间中存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，不考虑粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）若粒子均能击中四周的荧光板，求粒子速度的最小值。
（2）撤去磁场，在空间中加上竖直向下、大小为的匀强电场，若要粒子均能击中四周的荧光板，求粒子初始速度的最小值。
（3）撤去磁场，在空间中加上竖直向下、大小为的匀强电场，若粒子的速度大小分布在与之间，以为原点，为x轴正方向，为y轴正方向建立直角坐标系，求粒子在面上击中区域的上、下边界分别满足的函数关系式。
答案以及解析
1.答案：A
解析：h、N、V、T分别是时间、力、电压、磁感应强度的单位，时间属于基本物理量，力、电压、磁感应强度都不属于基本物理量，故A正确，BCD错误。
2.答案：B
解析：设AO绳与竖直方向的夹角为θ，则对重物进行受力分析可知，，可得，B正确，ACD错误。
3.答案：D
解析：
15:29是指时刻 A错误
研究列车驶出杭州东站的平均速度时，列车的长度不可忽略，故列车不可视为质点 B错误
坐在列车中的乘客随高铁列车一起运动，所以选择高铁列车为参考系，乘客是静止的 C错误
平均速度是指位移与时间的比值，列车全程行驶55分钟，所以平均速度的大小约为177 km/h D正确
4.答案：D
解析：从最低点到脱离蹦床的过程，蹦床对小孩做正功，蹦床的弹性势能一直减小，小孩的机械能一直增大，AC错误。蹦床对小孩的弹力大于小孩的重力时，小孩向上做加速运动，动能增大，弹力小于小孩的重力时，小孩向上做减速运动，动能减小，B错误。从最低点到脱离蹦床的过程中，小孩的重力势能一直增大，D正确。
5.答案：B
解析：由题意可知线速度大小不变，方向时刻改变，A错误；运动员运动半径在减小，由可知角速度变大，B正确；由可知，运动半径r减小，向心加速度a变大，C错误；一圈的长度逐渐变小，故运动一圈所用的时间变短，D错误。
6.答案：C
解析：
麦克风利用的是电磁感应现象 A错误
内置扬声器产生声波的波长和噪声波长相等，最长为 B错误
降噪耳机利用了波的干涉 C正确
内置扬声器产生的声音频率和噪音频率相等才能实现降噪 D错误
7.答案：C
解析：由电流方向及安培定则可知，大、小圆弧在圆心O处产生的磁场方向相反，分别为垂直纸面向里、垂直纸面向外，由题可知，小圆弧产生的磁场的磁感应强度大于大圆弧产生的，故圆心处磁感应强度的方向为垂直纸面向外，BD错误。题中大、小圆弧均为四分之一圆弧，故圆心处磁感应强度的大小为，A错误，C正确。
8.答案：A
解析：对题图甲，由理想变压器的变压原理可得，由欧姆定律与能量守恒定律可得，对题图乙同理可得，综合解得，则有，A正确。由可得，B错误。图乙中每个电阻的功率为，C错误。图甲中上下两个电阻的功率之比为，D错误。
9.答案：D
解析：小球做匀速圆周运动的周期为，向心加速度为，综合可得，A错误。由题意知，在月面由重力近似等于万有引力可得，综合解得，B错误。由力的合成与分解、力的平衡条件可得小球的重力，解得，C错误。由，结合可得，月球的质量为，D正确。
10.答案：D
解析：第一步：由几何关系和全反射求解α和玻璃柱体对该单色光的折射率
在OA上的折射光线与OB边的夹角为，由几何关系可得折射光线与OA边的夹角，且折射角，解得，玻璃柱体对该单色光的折射率为，又由题意得，解得，AB错误。
第二步：画出光路图，分析折射光线在弧AB上的入射角随入射点的变化规律
如图所示，过O点的折射光线射到弧AB上的E点，B点到E点之间没有光线射出，由题意知OE与OB之间的夹角为，则由几何关系可知，越接近A的折射光线在弧AB上的入射角越大，越容易发生全反射，C错误。
第三步：找出恰发生全反射的光线，求解AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比
设折射光线CD在弧AB上正好发生全反射，则A点到D点之间没有光线射出，D点到E点之间有光线射出，连接OD，则有，由几何知识可得，则弧AB上有光透出部分的弧长与弧AB的弧长之比为，D正确。
11.答案：C
解析：第一步：隔离b受力分析
对b进行受力分析，如图甲所示，因b缓慢运动，所以b受力平衡，有从A运动到B的过程，θ由0°增大到90°，所以F一直减小，N一直增大，AB错误。
第二步：对整体受力分析
将a和b看成整体进行受力分析，如图乙所示，由0°增大到90°的过程中，一直增大，D错误。由0°增大到90°的过程中，f先增大后减小，C正确。
12.答案：C
解析：分析可知第5个物块进入BC后物块开始做减速运动，因此第5个物块刚到达B点时1号物块的速度达到最大值，此过程中根据动能定理有，得，C正确。
13.答案：A
解析：若扫描电压信号如B、C、D选项所示，则在半个周期内，粒子沿方向偏转距离相同，荧光屏上在方向呈现一条直线，无法显示输入信号随时间周期性变化的具体情况，若扫描电压信号如A选项所示，则粒子打在荧光屏上的位置沿方向随时间均匀分布，又扫描电压信号周期与输入电压信号周期相同，可得到输入电压信号周期变化的图象，综上，A正确，BCD错误。
14.答案：BC
解析：滑片也位于滑动变阻器中点时，加在光电管两端的电压为0。滑片从中点位置左移时，加在光电管两端的电压为反向电压，且逐渐增大，所以电流表示数减小，A错误，同理，B正确。氢原子从能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，逸出的光电子最大初动能为，可得C正确。由C可知阴极金属的逸出功为1.86 eV。根据跃迁规律，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种不同能量的光子，能量分别为0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV、1.89 eV、12.09 eV、10.20 eV，其中有5种光子能量大于阴极的逸出功，所以有5种光子能使阴极K发生光电效应，故D错误。
15.答案：BD
解析：对1由机械能守恒定律可得，对2、3组成的系统由机械能守恒定律可得，由同轴转动规律可得，综合解得，A错误。，1在A点的向心加速度，2在B点的向心加速度，综合可得，B正确。在2运动到最低点的过程中，对2由动能定理可得，综合解得轻杆对2做的功为，C错误。在3运动到最低点的过程中，轻杆对2、3做的功的代数和为0，则轻杆对3做的功为，D正确。
16.答案：Ⅰ.（1）①B；②99.09
（2）能；
Ⅱ.（1）①A；②C；③1；④如图所示；1.61（1.59~1.63均可）；1.24（1.17~1.31均可）
（2）①B；②变长
解析：Ⅰ.（1）①应在小球运动到最低点时开始计时，此时小球速度最大，误差最小，A错误；摆动幅度应控制在5°以内，确保小球做简谐运动，B正确；，不用测出小球质量，C错误；计算周期时，要多测几次全振动（约50次）的时间，以减小实验测量误差，D错误。②游标卡尺读数为2.18 cm，所以摆球半径为1.09 cm，摆长为。
（2）设单摆的摆长为l时，单摆周期为，摆长为时周期为，由单摆周期公式得，可得。
Ⅱ.（1）①电源电动势约为2 V，电流表量程为0~6 A.则电路中总电阻不能小于，电流表指针偏转角度最好大于满偏角度的三分之一，则总电阻不超过，故选A。②应将滑动变阻器“一上一下”接入电路，且不能接在滑片上，故导线1应该接C处。③第1组数据对应电路外电阻约为，大于定值电阻阻值和滑动变阻器接入回路中的最大阻值之和。④如图所示，根据表中数据描点、连线，根据可得纵截距为电源的电动势，斜率绝对值为电源内阻，由图象可知电动势约为1.61 V，内阻约为1.22 Ω。
（2）①阴影部分面积是电流I和时间t的乘积，表示相应时间内通过电阻的电荷量，故B正确。②换用阻值更大一些的电阻后，放电电流相应变小，电容器所带电荷量不变的情况下，放电时间变长。
17.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）轻绳未连重物时对活塞受力分析得
解得
（2）刚好触发超重预警时，对活塞受力分析得
由玻意耳定律得
解得
（3）由盖-吕萨克定律得，其中
解得，则
此过程外界对气体做的功为
由热力学第一定律有
可知
18.答案：（1）见解析
（2）
（3）
解析：（1）滑块从A到B过程机械能守恒，有
由合外力提供向心力有
由牛顿第三定律可得滑块对轨道的作用力，方向竖直向下
（2）滑块无法通过传送带的临界条件为滑块第一次到达D点的速度为零
由能量守恒定律有
解得
（3）传送带额外做的功最大的临界条件为滑块经E反弹后第二次到达D点时速度为零
假设以上条件可满足，设滑块第一次到达D点时速度大小为，由动能定理有
解得
设滑块第一次到达C点时速度大小为，由动能定理有
解得
由于，假设成立
设滑块第二次到达C点时速度大小为，则有
得，又，此后滑块无法再通过D点
滑块从C到D的过程有
滑块从D到C的过程有
故传送带额外做功的最大值为
19.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设导体棒匀速运动的速度为v
导体棒从be处运动到cd处
由动量定理可得
由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
综合解得
回路中产生的热量
（2）导体棒从af处到be处做匀速运动，所受合力为0，则所受安培力为0，感应电流为0，感应电动势为0，故
计时开始时，
t时刻，
综合解得
（3）导体棒从af处到be处的运动时间为
解得
由解得
导体棒从af处到cd处的运动时间为
导体棒从af处运动到cd处，由动量定理可得
综合解得
20.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）粒子速度最小时，沿粒子源所在水平截面的对角线方向射出的粒子运动轨迹与截面正方形相切，如图所示
由几何关系得
由圆周运动规律有
解得最小速度
（2）粒子速度最小时，沿粒子源所在水平截面的对角线方向射出的粒子恰能击中正方体下方的顶点，粒子射出后做类平抛运动，在竖直方向上，由牛顿第二定律和运动学规律有
在水平方向上有
解得
（3）以大小为、方向垂直坐标平面的速度射出的粒子，射出后在竖直方向上有
则水平位移为
即速度最小的粒子可击中x轴
又由于
则边均有粒子到达，即下边界的函数关系式为
对于速度最大的粒子，由几何关系知，其打在荧光屏上的位置的横、纵坐标值分别满足
解得
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