【高考真题】浙江省普通高校2024年6月物理招生选考科目考试试题
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．（2024·浙江）下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A．位移 B．时间 C．电流 D．热量
2．（2024·浙江）如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景，则（ ）
A．飞行的蝴蝶只受重力的作用
B．蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C．小猫在空中受重力和弹力的作用
D．小猫蹬地时弹力大于所受重力
3．（2024·浙江）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（ ）
A．激光在水和空气中速度相同 B．激光在水流中有全反射现象
C．水在空中做匀速率曲线运动 D．水在水平方向做匀加速运动
4．（2024·浙江）发现中子的核反应方程为，“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
5．（2024·浙江）一个音乐喷泉喷头出水日的横截面积为2×10-4m2，喷水速度约为10m/s，水的密度为1×103kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（ ）
A．10 W B．20 W C．100 W D．200 W
6．（2024·浙江）图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则 （ ）
A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大
C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大
7．（2024·浙江）理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路、如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C增大，L1灯泡变亮 B．频率f增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗 D．S接到b时，三个泡均变暗
8．（2024·浙江）与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，地球的公转半径为R，小行星甲的远日点到太阳的距离为R，小行星乙的近日点到太阳的距离为R，则（ ）
A．小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度
B．小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度
C．小行星甲与乙的运行周期之比≈
D．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比≈
9．（2024·浙江）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为30°的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，则（ ）
A．摆角变小，周期变大
B．小球摆动周期约为2s
C．小球平衡时，A端拉力为N
D．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力
10．（2024·浙江）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
A．频率为ν31的光，其动量为
B．频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32
C．频率为ν31和ν21的两种光分别射人双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。
D．若原于队n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率率ν'34＞
11．（2024·浙江）频率相同的简谐波源 S1、S2，和接收点 M 位于同一平面内S1、S2，到M的距离之差为6m。t=0时S1，S2，同时垂直平面开始振动，M 点的振动图像如图所示，则（ ）
A．两列波的波长为2m
B．两列波的起振方向均沿x正方向
C．S1和 S2，在平面内不能产生干涉现象
D．两列波的振幅分别为3cm和1cm
12．（2024·浙江）如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的强电场，在此空间同一水平面的 M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC 和BD分别为竖直和水平的直径。质量为 m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A 点沿圆环以初速度V0做完整的圆周运动，则（ ）
A．小球从A 到 C的过程中电势能减少
B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C．可求出小球运动到 B 点时的加速度
D．小球在D 点受到圆环的作用力方向平行 MN
13．（2024·浙江）如图所示，边长为1m、电阻为 0.04Ω的刚性正方形线框abcd放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以=0.1T/s均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴00'匀速转动时，线框的发热功率为2P，则 ab 边所受最大的安培力为（ ）
A． N B． C．1N 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．（2024·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同
C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号
D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少
15．（2024·浙江）如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成θ角。质量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。磁场方向垂直细杆所在的竖直面，不计空气阻力。小球以初速度v0沿细杆向上运动至最高点，则该过程（ ）
A．合力冲量大小为mv0cosθ
B．重力冲量大小为 mv0sinθ
C．洛伦兹力冲量大小为
D．若v0=，弹力冲量为零
三、非选择题（本题共5 小题，共 55 分）
16．（2024·浙江）在“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）下列操作正确的是 。
（2）实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50 Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。
（3）某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果 （选填“能”或“不能”验证机械能守恒，理由是 .
A.在误差允许范围内
B.没有用当地的重力加速度g
17．（2024·浙江）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，
（1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100 挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转.选用挡 （选填”×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。
（2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 接线柱（选填“a"“b”“c”或“d”），Q应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I= mA。
（3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是 元件（选填“线性”或“非线性”，正常发光时电压在 V范围。
18．（2024·浙江）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为4和 B、顶大小为）的折射率。
①在白纸上画一条直线 ab，并画出其垂线 cd，交于0点；
②将侧面A沿 ab 放置，并确定侧面 B 的位置ef
③在cd 上坚直插上大头针 P1 和 P2，从侧面 B 透过玻璃砖观察P和P1 和 P2，插上大头针P3要求P3能挡住 （选填“P1，”“P2”，或“P1”、和“P2”）的虚像；
④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为 a，则玻璃砖折射率 n= 。
19．（2024·浙江）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为L1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为L2、温度为T2。已知S=4.0×10-4m2，m=0.1 kg，L1=0.2 m，L2=0.3 m，T2=350 K，V0=2.0×10-4m3，大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度T1=300 K。
（1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力 (选填“变大”“变小”或“不变”)，气体分子数的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)；
（2）求此不规则小块固体的体积V；
（3）若此过程中气体内能增加10.3J，求吸收热量Q。
20．（2024·浙江）一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧璧EF放置，平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射，经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动，平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m，d=4.4 m，L=1.8 m，M=m=0.1 kg，平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时，求滑块离开弹簧时速度v0的大小；
（2）若μ2=0，滑块恰好过C点后，求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能；
（3）若μ2=0.1，滑块能到达H点，求其离开弹簧时的最大速度vm。
21．（2024·浙江）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长a=0.8 m的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量m=1 kg的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势E0=12 V、内阻r=0.1 Ω、限流电阻R1=0.3 Ω、飞轮每根辐条电阻R=0.9Ω，电路中还有可调电阻R2(待求)和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。
（1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数U=8 V，
①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I；
②求物块匀速上升的速度v。
（2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等，
①求可调电阻R2的阻值；
②求磁感应强度B的大小。
22．（2024·浙江）探究性学习小组设计了一个能在喷镀板的上下表面喷镀不同离子的实验装置，截面如图所示。在xOy平面内，除x轴和虚线之间的区域外，存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，在无磁场区域内，沿着x轴依次放置离子源、长度为L的喷镀板P、长度均为L的栅极板M和N(由金属细丝组成的网状电极)，喷镀板P上表面中点Q的坐标为(1.5L，0)，栅极板M中点S的坐标为(3L，0)，离子源产生a和b两种正离子，其中a离子质量为m，电荷量为q，b离子的比荷为a离子的倍，经电压U=kU0（其中，k大小可调，a和b离子初速度视为0）的电场加速后，沿着y轴射入上方磁场。经磁场偏转和栅极板N和M间电压UNM调控(UNM>0)，a和b离子分别落在喷镀板的上下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。
（1）若U=U0，求α离子经磁场偏转后，到达x轴上的位置x0(用L表示)。
（2）调节U和UNM，并保持，使a离子能落到喷镀板P上表面任意位置，求：
①U的调节范围(用U0表示)；
②b离子落在喷镀板P下表面的区域长度；
（3）要求a和b离子恰好分别落在喷镀板P上下表面的中点，求U和UNM的大小。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A. 位移为矢量，既有大小，又有方向，A符合题意；
B. 时间为标量，只有大小，没有方向，B不符合题意；
C. 电流为标量，不能运用平行四边形定则计算，C不符合题意；
D. 热量为标量，只有大小，没有方向，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据标量和矢量的区别，结合物理量的特点可得出结论。
2．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；曲线运动的条件
【解析】【解答】A. 飞行的蝴蝶受到重力和空气阻力的作用，A不符合题意；
B. 蝴蝶转弯做曲线运动，合力的方向与运动方向不在同一直线上，B不符合题意；
C. 小猫在空中受到重力和空气阻力的作用，C不符合题意；
D. 小猫蹬地时获得向上的加速度，有，故弹力大于重力，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据物体做曲线运动的特点可得出蝴蝶转弯时所受合力与运动方向的特点；根据牛顿第二定律可得出弹力与重力的大小关系。
3．【答案】B
【知识点】平抛运动；光的全反射
【解析】【解答】A. 激光在不同介质表面发生折射，在不同介质中速度不同，A不符合题意；
B. 由图可知，激光在水流中没有射出，说明光在水流中发生全发射现象，B符合题意；
C. 水在空中做加速曲线运动，C不符合题意；
D. 忽略水在空气中所受空气阻力，只受重力，则水流在水平方向做匀速运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用光的全反射现象特点可得出结论；近似将水在空气中的运动看作平抛运动，根据平抛运动的受力和运动特点可得出结论。
4．【答案】A
【知识点】原子核的组成；原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 由题可知，X的质子数为2+4=6，质量数为4+9-1=12，则X为，A符合题意；
B. Y的质子数为94-92=2，质量数为238-234=4，故衰变方程中的Y为，B不符合题意；
C. 中子的质量数为1，C不符合题意；
D. 钚238在衰变过程中释放能量，转化为电能供电，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒的特点可得出结论。
5．【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】ABCD. 将喷出的水流看作圆柱体，单位时间内喷出的水的质量为，喷头喷水做功为单位时间喷出水的动能增加量，则功率为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据流体模型可得出喷出水的质量大小，结合功率的表达式可得出结论。
6．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A. 当极板间距增大时，由可知电容器的电容减小，B不符合题意；
A. 电容器带电量不变，由可知极板间的电势差增大，A不符合题意；
C. 由可知，增大极板间距，极板间电场强度不变，C不符合题意；
D. 由于移动极板过程要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据电容的定义式和决定式，结合匀强电场电场强度的表达式可得出结论。
7．【答案】A
【知识点】电容器及其应用；自感与互感；变压器的应用
【解析】【解答】A. 电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则与电容器串联的灯泡L1电路电流增大，L1灯泡变亮，A符合题意；
B. 频率增大，电感L的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，B不符合题意；
C. 光敏电阻随光照强度增加电阻减小，故通过灯泡L3的电流增大，L3灯泡变亮，C不符合题意；
D. S接到b时，原线圈匝数变小，有，可知副线圈电压U2增大，故三个灯泡变亮，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据电容器和电感对交变电流的阻碍作用，结合电路结构可得出灯泡的亮暗情况；利用变压器原副线圈电压与匝数之比可得出副线圈电压的变化情况。
8．【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A. 由开普勒第二定律可知，小行星甲在椭圆轨道上运行时，在远日点的速度小于在近日点的速度，A不符合题意；
B. 由可知，加速度为，故小行星乙在远日点的加速度等于地球公转加速度，B不符合题意；
C. 由开普勒第三定律有，可得周期之比为，C不符合题意；
D. 甲乙两行星从远日点到近日点的时间之比为周期之比，则，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据行星椭圆轨道运行的特点，利用开普勒第二定律可得出行星在近日点和远日点的速度特点，利用开普勒第三定律，结合轨道半长轴的大小，可得出周期之比。
9．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】A. 由单摆的周期公式可知，单摆的周期与摆角大小无关，故周期不变，A不符合题意；
B. 由图可知，摆球摆长为，则摆动周期为，B符合题意；
CD. 小球平衡时，绳上拉力大小相等，有，可得，CD不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据单摆的周期公式，结合几何关系可得出单摆摆长，进而可得出周期的大小；利用共点力的平衡条件可得出绳上拉力的大小。
10．【答案】B
【知识点】氢原子光谱；干涉条纹和光的波长之间的关系；光子及其动量
【解析】【解答】A. 频率为 ν31的光，其动量为，A不符合题意；
B. 频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，则，，故最大初动能之差为，B符合题意；
C. 干涉条纹间距为，频率为ν31和ν21的两种光产生的干涉条纹间距之差为，C不符合题意；
D. 若原子从n=3跃迁到n=4能级，则，可得，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据动量与波长公式可得出氢原子跃迁产生的光的动量大小；利用氢原子跃迁能级之差可得出光的频率，结合双缝干涉条纹间距公式可得出结论。
11．【答案】B
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A. 由图可知，在t=4s时，一列波传播到M点，当M参与一列波振动时，另一列波传播到M点，且M点振动减弱，可知另一列波振动方向也沿x正方向，，可得，波长为，A不符合题意，B符合题意；
B. 两列波频率相同，可以在平面发生干涉现象，C不符合题意；
D. 由图可知一列波的振幅为3cm，叠加后振幅为1cm，说明另一列波振幅为2cm，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据振动图可得出质点振动周期和振幅的大小，结合波的干涉特点，可得出波速，进而得出波长的大小。
12．【答案】C
【知识点】向心加速度；点电荷的电场；匀强电场；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A. 等量异种电荷在空间中产生的电场在圆环上电势为零，带正电的小球受到竖直向上的匀强电场施加的电场力，故电场力做负功，电势能增加，A不符合题意；
B. 若小球所受匀强电场的力与重力大小相等，则小球所受的向心力大小不变，可沿圆环做匀速圆周运动，B不符合题意；
C. 由动力能定理有，可得出小球到达B点时的速度大小，则向心加速度为，竖直方向加速度为，可得小球运动到B点的加速度为，C符合题意；
D. 小球在D点受到圆环的力指向圆心提供向心力，故不可能平行于MN，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据等量异种电荷周围电场的分布特点，结合小球做圆周运动的特点，可得出受力特点；根据动能定理和牛顿第二定律可求出小球加速度的大小。
13．【答案】C
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】ABCD. 当磁场均匀增大时，产生的感应电动势为，可知功率为；若线框以某一角速度转动，电动势最大值为，有，可得，当线框与磁感线平行时电流最大，有，安培力的大小为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小，结合功率的表达式可得出线框转动的角速度大小，利用安培力的表达式可得出结论。
14．【答案】A,B
【知识点】分子间的作用力；LC振荡电路分析；分子势能
【解析】【解答】A. 中子整体不带电，靠弱相互作用结合成整体，内部具有复杂结构，A符合题意；
B. 由爱因斯坦相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都大小相同，B符合题意；
C. 振荡电路的周期，可知频率为，增加接收电路的线圈匝数，会减小振荡电路的频率，会接受更低频率的电台信号，C不符合题意；
D. 分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先减小后增大，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】根据振荡电路的周期公式，结合周期与频率的关系可得出结论；利用分子间作用力和分子势能的关系可得出分子势能的变化情况。
15．【答案】C,D
【知识点】牛顿第二定律；冲量；洛伦兹力的计算；带电粒子在重力场、电场及磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A. 由动量定理可知，故合力的冲量大小为，A不符合题意；
B. 由牛顿第二定律有可知上滑加速度大小为，则小球上滑所用的时间，重力G的冲量大小为，B不符合题意；
C. 小球做匀加速直线运动，速度，故洛伦兹力大小，可知洛伦兹力随时间线性变化，故洛伦兹力的冲量为，C符合题意；
D. 若小球，则0时刻小球所受洛伦兹力大小为，小球垂直杆方向所受合力为零，可得，弹力为，则小球在整个减速过程FN图像与t轴围成面积为零，冲量为零，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据牛顿第二定律可得出小球做匀变速直线运动的加速度大小；利用洛伦兹力的表达式，结合小球速度随时间变化的关系式可得到洛伦兹力的大小，根据冲量的表达式可得出小球所受力的冲量。
16．【答案】（1）B
（2）3.34m/s
（3）能；A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）为了减小重锤下落过程纸带与限位孔之间的摩擦力作用，要手提纸带由静止释放，让纸带尽量竖直通过打点计时器；
（2）打点13的速度为；
（3）在有空气阻力影响下，重锤下落减小的重力势能大于增加的动能，故在实验误差允许的范围内可验证机械能守恒。
【分析】（1）根据重锤下落做自由落体运动的条件可得出实验操作的可行性；
（2）利用重锤做匀变速直线运动的特点，根据纸带数据可得出速度的大小。
17．【答案】（1）×1k；负极
（2）a；c；4
（3）非线性；1.9v-2.5V
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）由题可知，变化连接方式后电表指针不偏转，说明电阻过大，应用量程更大的档位进行测试；指针偏转后，说明二极管导通，由表笔红进黑出可知红表笔与二极管的负极相连；
（2）为了实现电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，则P接a，Q接b；由图可知，电流读数为45.0mA；
（3）由图C可知，二极管的电阻随电压的增大而减小，二极管为非线性元件；有电流通过时电压在1.9V～2.5V范围内。
【分析】（1）根据二极管单向导电性的特点，结合欧姆表的原理可得出结论；（2）利用多用电表的读数方法可得出电流大小。
18．【答案】P1和P2；不需要；
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】（1）为了要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；
（2）cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与an垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定初射光线，故不需要插第四枚大头针；
（3）由几何关系可知，入射角为，折射角为，则折射率为。
【分析】根据实验原理，结合光路的几何关系，利用折射率的表达式可得出结论。
19．【答案】（1）不变；变小
（2）解：由盖吕萨克定律得
（3）对活塞
气体对外做功
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】（1）在此过程中气体的压强不变，则器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变；气体的体积增大，故气体分子数密度减小。
【分析】（1）根据气体压强的微观意义可得出结论；通过气体体积的变化可得出气体分子数密度的变化；
（2）利用气体做等压变化的规律，结合盖吕萨克定律可得出气体体积的大小；
（3）根据受力分析可得出气体压强的大小，进而可得出气体做的功，利用热力学第一定律可得出吸收的热量大小。
20．【答案】（1）解： 小物块恰好通过圆轨道最高点C点，则
小物块从B ，
解得
代入数据的
（2）解： 由 (1) 得
$m 与 M$ 同速时速度为 ， 则
（3）解：m的加速度， 方向向左
的加速度， 方向向右
m与M共速后，m与M一起向右减速， 方向向左
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—板块模型；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据物块在竖直平面做圆周运动的特点，结合动能定理可得出B点的速度大小；
（2）利用动量守恒定律，结合能量守恒定律可得出损耗的机械能大小；
（3）根据牛顿第二定律可求出物体和滑块的加速度大小，利用物体做匀变速直线运动的特点可得出位移大小，结合位移关系可得出最大速度。
21．【答案】（1）解： ①物块上升，则金属轮沿逆时针方向转动，辐条受到安培力指向逆时针方向，辐条中电流方向从圆周指向o点，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。
由闭合电流欧姆定律得
②辐条切割磁感线产生电动势与电源电动势方向相反，辐条产生的电动势为E1
（2）解： 的电流 ，
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）利用左手定则，结合安培力和电流的方向可得出磁场的方向，利用闭合电路欧姆定律可得出流过电阻R1的电流；根据动生电动势的表达式，结合电功率与重力功率的关系式可得出上升的速度大小；
（2）根据电阻串并联的特点，结合闭合电路欧姆定律可得出电阻的大小；根据导体棒切割磁场产生感应电动势的表达式可得出磁感应强度的大小。
22．【答案】（1）解：
（2）解：对a：
对b：
，
（3）解：
刚好到达s点
①
②
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】（1）利用动能定理可得出离子加速后的速度大小，根据离子在磁场中受到洛伦兹力提供向心力的特点可得出半径大小，进而得到位置；
（2）根据离子在磁场中偏转的半径表达式，可得出加速电压的调节范围和b离子落在镀板表面的区域长度；
（3）根据几何关系可得出离子做圆周运动的半径大小，结合电压的大小可得出结论。
1 / 1【高考真题】浙江省普通高校2024年6月物理招生选考科目考试试题
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．（2024·浙江）下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A．位移 B．时间 C．电流 D．热量
【答案】A
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A. 位移为矢量，既有大小，又有方向，A符合题意；
B. 时间为标量，只有大小，没有方向，B不符合题意；
C. 电流为标量，不能运用平行四边形定则计算，C不符合题意；
D. 热量为标量，只有大小，没有方向，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据标量和矢量的区别，结合物理量的特点可得出结论。
2．（2024·浙江）如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景，则（ ）
A．飞行的蝴蝶只受重力的作用
B．蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C．小猫在空中受重力和弹力的作用
D．小猫蹬地时弹力大于所受重力
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；曲线运动的条件
【解析】【解答】A. 飞行的蝴蝶受到重力和空气阻力的作用，A不符合题意；
B. 蝴蝶转弯做曲线运动，合力的方向与运动方向不在同一直线上，B不符合题意；
C. 小猫在空中受到重力和空气阻力的作用，C不符合题意；
D. 小猫蹬地时获得向上的加速度，有，故弹力大于重力，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据物体做曲线运动的特点可得出蝴蝶转弯时所受合力与运动方向的特点；根据牛顿第二定律可得出弹力与重力的大小关系。
3．（2024·浙江）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（ ）
A．激光在水和空气中速度相同 B．激光在水流中有全反射现象
C．水在空中做匀速率曲线运动 D．水在水平方向做匀加速运动
【答案】B
【知识点】平抛运动；光的全反射
【解析】【解答】A. 激光在不同介质表面发生折射，在不同介质中速度不同，A不符合题意；
B. 由图可知，激光在水流中没有射出，说明光在水流中发生全发射现象，B符合题意；
C. 水在空中做加速曲线运动，C不符合题意；
D. 忽略水在空气中所受空气阻力，只受重力，则水流在水平方向做匀速运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用光的全反射现象特点可得出结论；近似将水在空气中的运动看作平抛运动，根据平抛运动的受力和运动特点可得出结论。
4．（2024·浙江）发现中子的核反应方程为，“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
【答案】A
【知识点】原子核的组成；原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 由题可知，X的质子数为2+4=6，质量数为4+9-1=12，则X为，A符合题意；
B. Y的质子数为94-92=2，质量数为238-234=4，故衰变方程中的Y为，B不符合题意；
C. 中子的质量数为1，C不符合题意；
D. 钚238在衰变过程中释放能量，转化为电能供电，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒的特点可得出结论。
5．（2024·浙江）一个音乐喷泉喷头出水日的横截面积为2×10-4m2，喷水速度约为10m/s，水的密度为1×103kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（ ）
A．10 W B．20 W C．100 W D．200 W
【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】ABCD. 将喷出的水流看作圆柱体，单位时间内喷出的水的质量为，喷头喷水做功为单位时间喷出水的动能增加量，则功率为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据流体模型可得出喷出水的质量大小，结合功率的表达式可得出结论。
6．（2024·浙江）图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则 （ ）
A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大
C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A. 当极板间距增大时，由可知电容器的电容减小，B不符合题意；
A. 电容器带电量不变，由可知极板间的电势差增大，A不符合题意；
C. 由可知，增大极板间距，极板间电场强度不变，C不符合题意；
D. 由于移动极板过程要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据电容的定义式和决定式，结合匀强电场电场强度的表达式可得出结论。
7．（2024·浙江）理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路、如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C增大，L1灯泡变亮 B．频率f增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗 D．S接到b时，三个泡均变暗
【答案】A
【知识点】电容器及其应用；自感与互感；变压器的应用
【解析】【解答】A. 电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则与电容器串联的灯泡L1电路电流增大，L1灯泡变亮，A符合题意；
B. 频率增大，电感L的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，B不符合题意；
C. 光敏电阻随光照强度增加电阻减小，故通过灯泡L3的电流增大，L3灯泡变亮，C不符合题意；
D. S接到b时，原线圈匝数变小，有，可知副线圈电压U2增大，故三个灯泡变亮，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据电容器和电感对交变电流的阻碍作用，结合电路结构可得出灯泡的亮暗情况；利用变压器原副线圈电压与匝数之比可得出副线圈电压的变化情况。
8．（2024·浙江）与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，地球的公转半径为R，小行星甲的远日点到太阳的距离为R，小行星乙的近日点到太阳的距离为R，则（ ）
A．小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度
B．小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度
C．小行星甲与乙的运行周期之比≈
D．甲乙两星从远日点到近日点的时间之比≈
【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A. 由开普勒第二定律可知，小行星甲在椭圆轨道上运行时，在远日点的速度小于在近日点的速度，A不符合题意；
B. 由可知，加速度为，故小行星乙在远日点的加速度等于地球公转加速度，B不符合题意；
C. 由开普勒第三定律有，可得周期之比为，C不符合题意；
D. 甲乙两行星从远日点到近日点的时间之比为周期之比，则，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据行星椭圆轨道运行的特点，利用开普勒第二定律可得出行星在近日点和远日点的速度特点，利用开普勒第三定律，结合轨道半长轴的大小，可得出周期之比。
9．（2024·浙江）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为30°的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，则（ ）
A．摆角变小，周期变大
B．小球摆动周期约为2s
C．小球平衡时，A端拉力为N
D．小球平衡时，A端拉力小于B端拉力
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】A. 由单摆的周期公式可知，单摆的周期与摆角大小无关，故周期不变，A不符合题意；
B. 由图可知，摆球摆长为，则摆动周期为，B符合题意；
CD. 小球平衡时，绳上拉力大小相等，有，可得，CD不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据单摆的周期公式，结合几何关系可得出单摆摆长，进而可得出周期的大小；利用共点力的平衡条件可得出绳上拉力的大小。
10．（2024·浙江）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
A．频率为ν31的光，其动量为
B．频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32
C．频率为ν31和ν21的两种光分别射人双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。
D．若原于队n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率率ν'34＞
【答案】B
【知识点】氢原子光谱；干涉条纹和光的波长之间的关系；光子及其动量
【解析】【解答】A. 频率为 ν31的光，其动量为，A不符合题意；
B. 频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，则，，故最大初动能之差为，B符合题意；
C. 干涉条纹间距为，频率为ν31和ν21的两种光产生的干涉条纹间距之差为，C不符合题意；
D. 若原子从n=3跃迁到n=4能级，则，可得，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据动量与波长公式可得出氢原子跃迁产生的光的动量大小；利用氢原子跃迁能级之差可得出光的频率，结合双缝干涉条纹间距公式可得出结论。
11．（2024·浙江）频率相同的简谐波源 S1、S2，和接收点 M 位于同一平面内S1、S2，到M的距离之差为6m。t=0时S1，S2，同时垂直平面开始振动，M 点的振动图像如图所示，则（ ）
A．两列波的波长为2m
B．两列波的起振方向均沿x正方向
C．S1和 S2，在平面内不能产生干涉现象
D．两列波的振幅分别为3cm和1cm
【答案】B
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波的干涉现象；波的叠加
【解析】【解答】A. 由图可知，在t=4s时，一列波传播到M点，当M参与一列波振动时，另一列波传播到M点，且M点振动减弱，可知另一列波振动方向也沿x正方向，，可得，波长为，A不符合题意，B符合题意；
B. 两列波频率相同，可以在平面发生干涉现象，C不符合题意；
D. 由图可知一列波的振幅为3cm，叠加后振幅为1cm，说明另一列波振幅为2cm，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据振动图可得出质点振动周期和振幅的大小，结合波的干涉特点，可得出波速，进而得出波长的大小。
12．（2024·浙江）如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的强电场，在此空间同一水平面的 M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC 和BD分别为竖直和水平的直径。质量为 m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A 点沿圆环以初速度V0做完整的圆周运动，则（ ）
A．小球从A 到 C的过程中电势能减少
B．小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C．可求出小球运动到 B 点时的加速度
D．小球在D 点受到圆环的作用力方向平行 MN
【答案】C
【知识点】向心加速度；点电荷的电场；匀强电场；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A. 等量异种电荷在空间中产生的电场在圆环上电势为零，带正电的小球受到竖直向上的匀强电场施加的电场力，故电场力做负功，电势能增加，A不符合题意；
B. 若小球所受匀强电场的力与重力大小相等，则小球所受的向心力大小不变，可沿圆环做匀速圆周运动，B不符合题意；
C. 由动力能定理有，可得出小球到达B点时的速度大小，则向心加速度为，竖直方向加速度为，可得小球运动到B点的加速度为，C符合题意；
D. 小球在D点受到圆环的力指向圆心提供向心力，故不可能平行于MN，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据等量异种电荷周围电场的分布特点，结合小球做圆周运动的特点，可得出受力特点；根据动能定理和牛顿第二定律可求出小球加速度的大小。
13．（2024·浙江）如图所示，边长为1m、电阻为 0.04Ω的刚性正方形线框abcd放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以=0.1T/s均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴00'匀速转动时，线框的发热功率为2P，则 ab 边所受最大的安培力为（ ）
A． N B． C．1N D．
【答案】C
【知识点】安培力；法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】ABCD. 当磁场均匀增大时，产生的感应电动势为，可知功率为；若线框以某一角速度转动，电动势最大值为，有，可得，当线框与磁感线平行时电流最大，有，安培力的大小为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小，结合功率的表达式可得出线框转动的角速度大小，利用安培力的表达式可得出结论。
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．（2024·浙江）下列说法正确的是（ ）
A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同
C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号
D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少
【答案】A,B
【知识点】分子间的作用力；LC振荡电路分析；分子势能
【解析】【解答】A. 中子整体不带电，靠弱相互作用结合成整体，内部具有复杂结构，A符合题意；
B. 由爱因斯坦相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都大小相同，B符合题意；
C. 振荡电路的周期，可知频率为，增加接收电路的线圈匝数，会减小振荡电路的频率，会接受更低频率的电台信号，C不符合题意；
D. 分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先减小后增大，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】根据振荡电路的周期公式，结合周期与频率的关系可得出结论；利用分子间作用力和分子势能的关系可得出分子势能的变化情况。
15．（2024·浙江）如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成θ角。质量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。磁场方向垂直细杆所在的竖直面，不计空气阻力。小球以初速度v0沿细杆向上运动至最高点，则该过程（ ）
A．合力冲量大小为mv0cosθ
B．重力冲量大小为 mv0sinθ
C．洛伦兹力冲量大小为
D．若v0=，弹力冲量为零
【答案】C,D
【知识点】牛顿第二定律；冲量；洛伦兹力的计算；带电粒子在重力场、电场及磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A. 由动量定理可知，故合力的冲量大小为，A不符合题意；
B. 由牛顿第二定律有可知上滑加速度大小为，则小球上滑所用的时间，重力G的冲量大小为，B不符合题意；
C. 小球做匀加速直线运动，速度，故洛伦兹力大小，可知洛伦兹力随时间线性变化，故洛伦兹力的冲量为，C符合题意；
D. 若小球，则0时刻小球所受洛伦兹力大小为，小球垂直杆方向所受合力为零，可得，弹力为，则小球在整个减速过程FN图像与t轴围成面积为零，冲量为零，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据牛顿第二定律可得出小球做匀变速直线运动的加速度大小；利用洛伦兹力的表达式，结合小球速度随时间变化的关系式可得到洛伦兹力的大小，根据冲量的表达式可得出小球所受力的冲量。
三、非选择题（本题共5 小题，共 55 分）
16．（2024·浙江）在“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）下列操作正确的是 。
（2）实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50 Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。
（3）某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果 （选填“能”或“不能”验证机械能守恒，理由是 .
A.在误差允许范围内
B.没有用当地的重力加速度g
【答案】（1）B
（2）3.34m/s
（3）能；A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）为了减小重锤下落过程纸带与限位孔之间的摩擦力作用，要手提纸带由静止释放，让纸带尽量竖直通过打点计时器；
（2）打点13的速度为；
（3）在有空气阻力影响下，重锤下落减小的重力势能大于增加的动能，故在实验误差允许的范围内可验证机械能守恒。
【分析】（1）根据重锤下落做自由落体运动的条件可得出实验操作的可行性；
（2）利用重锤做匀变速直线运动的特点，根据纸带数据可得出速度的大小。
17．（2024·浙江）在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中，
（1）用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用×100 挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转.选用挡 （选填”×10”或“×1k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。
（2）图（A）是已完成部分连线的实物图，为实现电压可从零开始调节，并完成实验，P应连接 接线柱（选填“a"“b”“c”或“d”），Q应连接 接线柱（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。某次选用多用电表量程为50mA挡测量，指针如图（B）所示，则电流I= mA。
（3）根据测得数据，绘出伏安特性曲线如图（C）所示，说明该二极管是 元件（选填“线性”或“非线性”，正常发光时电压在 V范围。
【答案】（1）×1k；负极
（2）a；c；4
（3）非线性；1.9v-2.5V
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）由题可知，变化连接方式后电表指针不偏转，说明电阻过大，应用量程更大的档位进行测试；指针偏转后，说明二极管导通，由表笔红进黑出可知红表笔与二极管的负极相连；
（2）为了实现电压从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，则P接a，Q接b；由图可知，电流读数为45.0mA；
（3）由图C可知，二极管的电阻随电压的增大而减小，二极管为非线性元件；有电流通过时电压在1.9V～2.5V范围内。
【分析】（1）根据二极管单向导电性的特点，结合欧姆表的原理可得出结论；（2）利用多用电表的读数方法可得出电流大小。
18．（2024·浙江）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为4和 B、顶大小为）的折射率。
①在白纸上画一条直线 ab，并画出其垂线 cd，交于0点；
②将侧面A沿 ab 放置，并确定侧面 B 的位置ef
③在cd 上坚直插上大头针 P1 和 P2，从侧面 B 透过玻璃砖观察P和P1 和 P2，插上大头针P3要求P3能挡住 （选填“P1，”“P2”，或“P1”、和“P2”）的虚像；
④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为 a，则玻璃砖折射率 n= 。
【答案】P1和P2；不需要；
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】（1）为了要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；
（2）cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与an垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定初射光线，故不需要插第四枚大头针；
（3）由几何关系可知，入射角为，折射角为，则折射率为。
【分析】根据实验原理，结合光路的几何关系，利用折射率的表达式可得出结论。
19．（2024·浙江）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为L1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为L2、温度为T2。已知S=4.0×10-4m2，m=0.1 kg，L1=0.2 m，L2=0.3 m，T2=350 K，V0=2.0×10-4m3，大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度T1=300 K。
（1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力 (选填“变大”“变小”或“不变”)，气体分子数的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)；
（2）求此不规则小块固体的体积V；
（3）若此过程中气体内能增加10.3J，求吸收热量Q。
【答案】（1）不变；变小
（2）解：由盖吕萨克定律得
（3）对活塞
气体对外做功
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】（1）在此过程中气体的压强不变，则器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变；气体的体积增大，故气体分子数密度减小。
【分析】（1）根据气体压强的微观意义可得出结论；通过气体体积的变化可得出气体分子数密度的变化；
（2）利用气体做等压变化的规律，结合盖吕萨克定律可得出气体体积的大小；
（3）根据受力分析可得出气体压强的大小，进而可得出气体做的功，利用热力学第一定律可得出吸收的热量大小。
20．（2024·浙江）一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧璧EF放置，平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射，经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动，平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m，d=4.4 m，L=1.8 m，M=m=0.1 kg，平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时，求滑块离开弹簧时速度v0的大小；
（2）若μ2=0，滑块恰好过C点后，求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能；
（3）若μ2=0.1，滑块能到达H点，求其离开弹簧时的最大速度vm。
【答案】（1）解： 小物块恰好通过圆轨道最高点C点，则
小物块从B ，
解得
代入数据的
（2）解： 由 (1) 得
$m 与 M$ 同速时速度为 ， 则
（3）解：m的加速度， 方向向左
的加速度， 方向向右
m与M共速后，m与M一起向右减速， 方向向左
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—板块模型；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据物块在竖直平面做圆周运动的特点，结合动能定理可得出B点的速度大小；
（2）利用动量守恒定律，结合能量守恒定律可得出损耗的机械能大小；
（3）根据牛顿第二定律可求出物体和滑块的加速度大小，利用物体做匀变速直线运动的特点可得出位移大小，结合位移关系可得出最大速度。
21．（2024·浙江）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长a=0.8 m的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量m=1 kg的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势E0=12 V、内阻r=0.1 Ω、限流电阻R1=0.3 Ω、飞轮每根辐条电阻R=0.9Ω，电路中还有可调电阻R2(待求)和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。
（1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数U=8 V，
①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I；
②求物块匀速上升的速度v。
（2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等，
①求可调电阻R2的阻值；
②求磁感应强度B的大小。
【答案】（1）解： ①物块上升，则金属轮沿逆时针方向转动，辐条受到安培力指向逆时针方向，辐条中电流方向从圆周指向o点，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。
由闭合电流欧姆定律得
②辐条切割磁感线产生电动势与电源电动势方向相反，辐条产生的电动势为E1
（2）解： 的电流 ，
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）利用左手定则，结合安培力和电流的方向可得出磁场的方向，利用闭合电路欧姆定律可得出流过电阻R1的电流；根据动生电动势的表达式，结合电功率与重力功率的关系式可得出上升的速度大小；
（2）根据电阻串并联的特点，结合闭合电路欧姆定律可得出电阻的大小；根据导体棒切割磁场产生感应电动势的表达式可得出磁感应强度的大小。
22．（2024·浙江）探究性学习小组设计了一个能在喷镀板的上下表面喷镀不同离子的实验装置，截面如图所示。在xOy平面内，除x轴和虚线之间的区域外，存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，在无磁场区域内，沿着x轴依次放置离子源、长度为L的喷镀板P、长度均为L的栅极板M和N(由金属细丝组成的网状电极)，喷镀板P上表面中点Q的坐标为(1.5L，0)，栅极板M中点S的坐标为(3L，0)，离子源产生a和b两种正离子，其中a离子质量为m，电荷量为q，b离子的比荷为a离子的倍，经电压U=kU0（其中，k大小可调，a和b离子初速度视为0）的电场加速后，沿着y轴射入上方磁场。经磁场偏转和栅极板N和M间电压UNM调控(UNM>0)，a和b离子分别落在喷镀板的上下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。
（1）若U=U0，求α离子经磁场偏转后，到达x轴上的位置x0(用L表示)。
（2）调节U和UNM，并保持，使a离子能落到喷镀板P上表面任意位置，求：
①U的调节范围(用U0表示)；
②b离子落在喷镀板P下表面的区域长度；
（3）要求a和b离子恰好分别落在喷镀板P上下表面的中点，求U和UNM的大小。
【答案】（1）解：
（2）解：对a：
对b：
，
（3）解：
刚好到达s点
①
②
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】（1）利用动能定理可得出离子加速后的速度大小，根据离子在磁场中受到洛伦兹力提供向心力的特点可得出半径大小，进而得到位置；
（2）根据离子在磁场中偏转的半径表达式，可得出加速电压的调节范围和b离子落在镀板表面的区域长度；
（3）根据几何关系可得出离子做圆周运动的半径大小，结合电压的大小可得出结论。
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