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2025年1月浙江选考模拟卷（五）
物理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100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．下列属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A．米 B．克 C．牛顿 D．力
2．下面关于重力、重心的说法中错误的是（ ）
A．风筝升空后，越升越高，其重心也升高
B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心不一定在物体上
C．舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心位置不断变化
D．重力的方向总是垂直于地面
3．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力F大小为（ ）
A．F＝BIdsinθ B．F＝BIdcosθ C．F＝BId D．F
4．单摆的摆球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法正确的是（ ）
A．合力不为零，方向指向悬点
B．合力不为零，方向沿轨迹的切线
C．回复力为零，合力也为零
D．加速度为零
5．如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下静止在天花板上，则下列说法中正确的是（ ）
A．物块可能受两个力的作用
B．物块一定受三个力的作用
C．物块可能受三个力的作用
D．物块一定受四个力的作用
6．月球上储藏大量核聚变理想燃料﹣氦（He），我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月球后将土壤带回地面供科学研究。氦参与的核聚变方程为HHe→He+X。下列说法正确的是（ ）
A．X是中子
B．反应过程中发生质量亏损
C．反应是He原子核的衰变
D．He比He的原子核更稳定
7．为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图产生闪电的积雨云层带正电，图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等，图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则（ ）
A．Ea＜Eb，避雷针周围的电场线与避雷针平行
B．Ea＞Eb，避雷针周围的电场线与避雷针平行
C．φa＜φb，一带正电的雨滴在a点的电势能小于在b点的电势能
D．φa＞φb，一带正电的雨滴在a点的电势能大于在b点的电势能
8．光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是（ ）
A．光束①是蓝光
B．光束②的频率比光束①大
C．光束②的波长比光束①短
D．在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
9．如图所示，某种均匀介质中有两个频率和相位均相同的波源S1和S2，两波源振动方向均与纸面垂直，产生的简谐波沿两波源连线传播。已知两波源相距13m，波长为4m，则在两波源之间的连线上振动加强点的个数为（ ）
A．4 B．5 C．6 D．7
10．已知万有引力常量，根据下列选项提供的数据，可以估算地球与月球之间距离的是（ ）
A．月球绕地球公转的周期和月球的半径
B．月球的质量与月球的半径
C．地球的质量和月球绕地球公转的周期
D．地球的质量和地球的半径
11．如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为2L。边长为L的正方形金属线框abcd在外力F作用下以速度v0匀速穿过磁场区域，则以下说法正确的是（ ）
A．进入磁场和离开磁场的过程中外力F大小相等，方向相反
B．离开磁场时d点电势高于b点电势
C．离开磁场过程中金属线框中电流方向为adcba
D．金属线框完全在磁场中时a、b、c、d处电势均相等，所以金属线框中无电流
12．太阳能发电是我国近几年重点开发的新型发电方式，人们利用太阳能发电系统进行发电，太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成，已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5×1011m，太阳每秒辐射能量约为3.86×1026J，有一户太阳能发电用户在自家楼顶装了面积为120m2的太阳能发电板，太阳能转化电能的效率为5%，如果每天的平均日照时间为6h，以下说法正确的是（ ）
A．这家用户一天的太阳能发电约为5kW h
B．太阳每秒照到每平方米的太阳能发电板上的能量约为136.6J
C．发电一小时可供20W的灯泡正常工作约410h
D．以上说法都不正确
13．如下图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场区后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，则线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（ ）
A．2mgL B．2mgL+mgH
C．2mgLmgH D．2mgLmgH
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．下列说法正确的是（ ）
A．医院中用于体检的“B超”属于电磁波
B．无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了干涉原理
C．铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测
D．列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率
15．如图甲所示，光电编码器由码盘和光电检测装置组成，电动机转动时，码盘与电动机旋转轴同速旋转，发光二极管发出的光经凸透镜转化为平行光，若通过码盘镂空的明道照在光敏管上，信号端输出高电位，反之输出低电位，两个光敏管分布在同一半径上。根据输出两路信号可以测量电动机的转速和判断旋转方向。从左往右看，内、外都均匀分布20个明道的码盘如图乙所示，电动机转动时两信号的图像如图丙所示，则（ ）
A．从左往右看，电动机顺时针转动
B．从左往右看，电动机逆时针转动
C．电动机转动的转速为50r/s
D．电动机转动的转速为125r/s
三．实验题（共7小题）
16．Ⅰ、为探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：
（1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是 。
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰做匀加速运动
（2）某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小，则他所得到的a﹣F关系图像应是如图中的 图（图中纵坐标表示小车的加速度a，横坐标表示细线作用于小车的拉力F）。
（3）某同学在实验中得到的纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点（每两个计数点间有四个实验点未画出），分别标明0、1、2、3、4、5、6，用刻度尺量得各计数点到0计数点之间的距离如乙图所示，已知电源的频率为50Hz，计算结果均保留两位有效数字，则：小车的加速度大小a＝ m∕s2。
Ⅱ、某实验小组为了测量某纯净水样品的电导率，它是电阻率的倒数。将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形容器，两端用固定圆形金属电极密封（如图甲）。用欧姆表粗测水样电阻Rx约为两万欧姆。已知容器金属电极间距离为L，容器内直径为d。
该实验小组利用图乙电路完成水样电阻Rx的测量时，有以下器材供选用：
A．电流表（0 600μA，内阻约100Ω）
B．电流表（0 0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0 3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0 15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（0 10Ω）、滑动变阻器（0 100Ω）、滑动变阻器（0 1kΩ）
F．电源（12V，内阻约1.0Ω）
G．开关和导线若干
（1）为减小测量误差，电流表应选用 ，电压表应选用 （选填器材前的字母）。
（2）为了探索分压电路中滑动变阻器阻值选择依据，该小组用实验室提供的三种滑动变阻器分别进行实验（如图丙），定值电阻R＝30Ω。当滑片由一端移向另一端，由实验数据作出电压表读数Ux随变化的关系曲线a、b、c（指滑片移动的距离x与在变阻器上可移动总长度L的比值），如图丁所示。在保证安全的前提下，图丁中的图线a对应滑动变阻器的最大阻值为 Ω，是否符合分压电路的调节需求 （填“是”或“否”）。
（3）实验小组测量了通过容器内水样的电流及电压的多组数据，通过描点画出U﹣I图线，从而得到了线性图像的斜率k，则水样的电导率为 （请用L、d、k、π表示）。
Ⅲ、如图1所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 。
A.压缩气体时需要缓慢进行
B.封闭气体的容器需要密封良好
C.需要测出封闭气体的质量
（2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示：
序号 V（mL） p（kPa） pV（kPa mL）
45 0.022 104.7 2.3267 4711.5
2 40 0.025 117.6 2.9400 4704
3 35 0.029 132.5 3.8425 4637.5
4 30 0.033 153.1 5.0500 4593
5 25 0.040 180.7 7.2280 4517.5
（3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论： 。
（4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图2），请分析产生此现象的原因可能是： 。
17．如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、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体柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂某一质量的重物时活塞将下降至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，不计摩擦阻力。
（1）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低，求在刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低的过程中外界对气体做的功。
18．如图所示，物体B和物体C用劲度系数为k＝1000N/m的轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。将一个物体A从物体B的正上方距离B的高度为H＝20cm处由静止释放，下落后与物体B碰撞，碰撞后A与B粘合在一起并立刻向下运动，在以后的运动中，A、B不再分离。已知物体A、B、C的质量均为M＝2kg，重力加速度为g＝10m/s2，忽略空气阻力。求：
（1）A与B碰撞后瞬间的速度大小；
（2）A和B一起运动到最大速度时，物体C对水平地面的压力多大？
（3）开始时，物体A从距B多大的高度自由落下时，在以后的运动中，能使物体C恰好离开水平地面？
19．如图甲所示为磁悬浮实验车与轨道的示意图，如图乙所示为固定在车底部的金属框，abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上移动的磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，匀强磁场B1和B2同时向右由静止开始做匀加速运动，金属框会受到安培力，带动实验车沿导轨运动，这是电磁驱动过程。在到达目的地前一段距离内需要实验车减速，在导轨间添加静止的竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2，二者方向相反，金属框会受到安培力作用而减速行驶，即电磁制动过程。已知金属框的匝数N＝10匝，垂直导轨的ab边长L＝2m、总电阻R＝20Ω，实验车与线框的总质量m＝1t，匀强磁场B1和B2的磁感应强度均为B＝1T，实验车运动时受到恒定的阻力f＝120N，导轨足够长，实验车处于悬浮状态。
（1）在电磁驱动过程中，当两磁场运动的时间t＝20s时，发现实验车也正在向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度v＝6m/s，求实验车的加速度为多大；
（2）若两磁场达到速度v1＝30m/s后做匀速直线运动，求实验车能达到的最大速度为多大；
（3）要让实验车从（2）中实验车的最大速度减速，在100s内降速80%，求至少需要在导轨间添加多长距离的静止的竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2。
20．如图甲所示，竖直平面内的直角坐标系xOy的x轴水平，在y轴的右侧存在方向竖直向下的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向水平向左的匀强电场和方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一质量m＝1.0×10﹣4kg、电荷量q＝1.0×10﹣2C的带负电粒子以大小v＝120m/s的初速度从x轴负半轴上到坐标原点O的距离的A点进入第Ⅱ象限，沿与x轴正方向夹角θ＝60°的方向做直线运动，当粒子经过P点时，在y轴的右侧加上一个交变磁场（图甲中未画出），粒子进入y轴右侧后做匀速圆周运动，规定垂直坐标平面向里为正，从粒子经过P点开始计时，交变磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。取重力加速度大小g＝10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）第Ⅱ象限内匀强磁场的磁感应强度大小B1；
（2）y轴右侧匀强电场的电场强度大小与第Ⅱ象限内匀强电场的电场强度大小之比；
（3）粒子经过P点后第一次到达x轴的时间t。中小学教育资源及组卷应用平台
2025年1月浙江选考模拟卷（五）
物理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100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．下列属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A．米 B．克 C．牛顿 D．力
【解答】解：ABC、国际单位制中有七个基本物理量，七个基本物理量与其基本单位分别是：长度（米），质量（千克），时间（秒），电流（安），热力学温度（开尔文），物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉），克是质量的一个常用单位，但不是基本单位，牛顿是力的单位，是导出单位，故A正确，BC错误，
D、力是物理量，不是单位，故D错误；
故选：A。
2．下面关于重力、重心的说法中错误的是（ ）
A．风筝升空后，越升越高，其重心也升高
B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心不一定在物体上
C．舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心位置不断变化
D．重力的方向总是垂直于地面
【解答】解：A、风筝位置升高，其重心也跟着升高，故A正确。
B、一个物体的各个部分都受到重力，重心的说法是从宏观上研究重力对物体的作用效果时而引入的一个概念，重心是指一个点（重力的作用点）。由此可知，重心的具体位置应该由物体的形状和质量分布情况决定，也就是说只要物体的形状和质量分布情况不变，重心与物体的空间位置关系就保持不变。重心可能在物体外，也可能在物体内，对具有规则几何形状、质量均匀分布的物体，重心在物体的几何中心上。如圆环的重心在环外。故B正确；
C、舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心位置是变化的，故C正确；
D、重力的方向是“竖直向下”的，要注意“竖直向下”与“垂直于地面”并不完全相同，故D错误。
本题选择错误的
故选：D。
3．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力F大小为（ ）
A．F＝BIdsinθ B．F＝BIdcosθ C．F＝BId D．F
【解答】解：因为MN中的电流与磁场相互垂直，则根据安培力的计算公式可得：
F＝BIL，故D正确，ABC错误；
故选：D。
4．单摆的摆球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法正确的是（ ）
A．合力不为零，方向指向悬点
B．合力不为零，方向沿轨迹的切线
C．回复力为零，合力也为零
D．加速度为零
【解答】解：摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力，经过平衡位置时，回复力为零。由于单摆做圆周运动在平衡位置，合力不为零，合力提供向心力，方向指向悬点。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
5．如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下静止在天花板上，则下列说法中正确的是（ ）
A．物块可能受两个力的作用
B．物块一定受三个力的作用
C．物块可能受三个力的作用
D．物块一定受四个力的作用
【解答】解：物块沿天花板匀速上升，受力平衡，对物块受力分析可知，若斜面对物块没有向下的压力，则物块受到重力和向上的恒力。
若斜面对物块有垂直斜面向下的压力，则必定有沿斜面向下的摩擦力，则物块受到重力、向上的恒力、垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的摩擦力，所以物块可能受到两个力，也可能受到四个力，故BCD错误，A正确。
故选：A。
6．月球上储藏大量核聚变理想燃料﹣氦（He），我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月球后将土壤带回地面供科学研究。氦参与的核聚变方程为HHe→He+X。下列说法正确的是（ ）
A．X是中子
B．反应过程中发生质量亏损
C．反应是He原子核的衰变
D．He比He的原子核更稳定
【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒可得：X的质量数为2+3﹣4＝1，电荷数为1+2﹣2＝1，X为质子H；故A错误；
BC、核聚变反应过程中，由于质量亏损所以会释放出核能，故B正确，C错误；
D、质量数越接近中等核的原子核比结合能越大，所以He比He的比结合能大，也更稳定，故D错误。
故选：B。
7．为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图产生闪电的积雨云层带正电，图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等，图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则（ ）
A．Ea＜Eb，避雷针周围的电场线与避雷针平行
B．Ea＞Eb，避雷针周围的电场线与避雷针平行
C．φa＜φb，一带正电的雨滴在a点的电势能小于在b点的电势能
D．φa＞φb，一带正电的雨滴在a点的电势能大于在b点的电势能
【解答】解：AB．因b点等差等势面较a点密集，可知b点电场线较a点密集，则
Ea＜Eb
避雷针处于静电平衡，根据电场线和等势面的关系可知，避雷针周围的电场线与避雷针垂直，故AB错误；
CD．积雨云层带正电，则电场线由云层指向避雷针，沿电场方向电势降低，故φa＞φb，由电势能的计算公式Ep＝qφ可知，一带正电的雨滴在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误，D正确。
故选：D。
8．光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是（ ）
A．光束①是蓝光
B．光束②的频率比光束①大
C．光束②的波长比光束①短
D．在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
【解答】解：ABC、由题图可知，激光束进入盘面时，光线①的偏折程度较大，则光束①的折射率较大，所以光束①的频率比光束②大，光束①是蓝光，光束①的波长比光束②短，故A正确，BC错误；
D、蓝光的折射率大于红光的折射率，由可知，在透明介质层中蓝光比红光传播得更慢，所以在介质中光束①比光束②传播得更慢，故D错误。
故选：A。
9．如图所示，某种均匀介质中有两个频率和相位均相同的波源S1和S2，两波源振动方向均与纸面垂直，产生的简谐波沿两波源连线传播。已知两波源相距13m，波长为4m，则在两波源之间的连线上振动加强点的个数为（ ）
A．4 B．5 C．6 D．7
【解答】解：振动加强点应满足到两波源的距离差为半波长的偶数倍，而波长λ＝4m，两波源的距离为s＝13m＝3λλ
两波源的两线中点A1，波程差为Δs＝0＝0
为振动加强点；
每间隔的距离m＝2m的点也为振动加强点；而由对称性可取的点有7个，故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．已知万有引力常量，根据下列选项提供的数据，可以估算地球与月球之间距离的是（ ）
A．月球绕地球公转的周期和月球的半径
B．月球的质量与月球的半径
C．地球的质量和月球绕地球公转的周期
D．地球的质量和地球的半径
【解答】解：设月球质量为m，月地距离为r，由万有引力提供向心力知：Gmr，得r，则需要知道月球绕地球公转的周期和地球质量，故ABD错误，C正确。
故选：C。
11．如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为2L。边长为L的正方形金属线框abcd在外力F作用下以速度v0匀速穿过磁场区域，则以下说法正确的是（ ）
A．进入磁场和离开磁场的过程中外力F大小相等，方向相反
B．离开磁场时d点电势高于b点电势
C．离开磁场过程中金属线框中电流方向为adcba
D．金属线框完全在磁场中时a、b、c、d处电势均相等，所以金属线框中无电流
【解答】解：A、进入磁场和离开磁场的过程中，根据右手定则判断感应电流，再由左手定则判断所受的安培力方向都向左，则根据平衡条件可知外力F大小相等，方向相同都向右，故A错误；
BC、离开磁场过程中，dc边切割磁感线，根据右手定则可判断金属线框中电流方向为dabcd，d点相当于电源的正极，则d点电势高于b点电势，故B正确，C错误；
D、线框完全进入磁场时，两竖边ab、cd边切割磁感线，根据右手定则可知，上端点a、d电势相等且大于下端点b、c处电势。由于线框中磁通量不变，故金属线框中无电流，故D错误。
故选：B。
12．太阳能发电是我国近几年重点开发的新型发电方式，人们利用太阳能发电系统进行发电，太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成，已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5×1011m，太阳每秒辐射能量约为3.86×1026J，有一户太阳能发电用户在自家楼顶装了面积为120m2的太阳能发电板，太阳能转化电能的效率为5%，如果每天的平均日照时间为6h，以下说法正确的是（ ）
A．这家用户一天的太阳能发电约为5kW h
B．太阳每秒照到每平方米的太阳能发电板上的能量约为136.6J
C．发电一小时可供20W的灯泡正常工作约410h
D．以上说法都不正确
【解答】解：AB、建立以太阳为中心，太阳与地球间距为半径的球体模型，则球面面积S＝4πr2＝4×π×（1.5×1011）2m2＝2.8×1023m2。
太阳每秒辐射能量约为E＝3.86×1026J，面积为S0＝120m2的太阳能发电板，太阳能转化电能的效率为5%，则每秒接收的太阳能为E0 5%120×5%J＝8.27×103J。
根据焦耳与千瓦时的公式换算可知，这家用户一天的太阳能发电约为E总＝6×3600E0kW h≈49.6kW h，故AB错误；
C、发电一小时的能量E1＝3600E0，可供20W的灯泡正常工作时间th＝376h，故C错误；
D、以上说法都不正确，故D正确。
故选：D。
13．如下图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场区后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，则线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（ ）
A．2mgL B．2mgL+mgH
C．2mgLmgH D．2mgLmgH
【解答】解：设线框ab边刚进入磁场时速度大小为v。根据机械能守恒定律得：
mgHmv2
解得：v
从线框下落到cd刚穿出匀强磁场的过程，根据能量守恒定律，焦耳热为：
Q＝2mgL+mgHm（v）2＝2mgLmgH，故D正确，ABC错误；
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．下列说法正确的是（ ）
A．医院中用于体检的“B超”属于电磁波
B．无线网络信号绕过障碍物继续传播，利用了干涉原理
C．铁路、民航等安检口使用“X射线”对行李箱内物品进行检测
D．列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率
【解答】解：A、医院中用于体检的“B超”是声波，属于机械波，故A错误；
B、无线网络信号绕过障碍物传递到接收终端，利用了衍射原理，故B错误；
C、X射线有一定穿透能力，铁路、民航等安检口使用X射线线对行李内物品进行检测，故C正确；
D、根据多普勒效应，列车鸣笛驶近乘客的过程中，乘客听到的声波频率大于波源振动的频率，故D正确。
故选：CD。
15．如图甲所示，光电编码器由码盘和光电检测装置组成，电动机转动时，码盘与电动机旋转轴同速旋转，发光二极管发出的光经凸透镜转化为平行光，若通过码盘镂空的明道照在光敏管上，信号端输出高电位，反之输出低电位，两个光敏管分布在同一半径上。根据输出两路信号可以测量电动机的转速和判断旋转方向。从左往右看，内、外都均匀分布20个明道的码盘如图乙所示，电动机转动时两信号的图像如图丙所示，则（ ）
A．从左往右看，电动机顺时针转动
B．从左往右看，电动机逆时针转动
C．电动机转动的转速为50r/s
D．电动机转动的转速为125r/s
【解答】解：AB．由图丙可知，在t＝1×10﹣3s时，信号A开始输出低电位，此时信号B开始输出高电位，结合图乙可知，从左往右看，电动机顺时针转动，故A正确，B错误；
CD．由图丙可知，电动机转动的周期为T＝20×1×10﹣3s＝2×10﹣2s
则角速度为
根据ω＝2πn
可得电动机转动的转速为
故C正确，D错误。
故选：AC。
三．实验题（共7小题）
16．Ⅰ、为探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：
（1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是 。
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰做匀加速运动
（2）某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小，则他所得到的a﹣F关系图像应是如图中的 图（图中纵坐标表示小车的加速度a，横坐标表示细线作用于小车的拉力F）。
（3）某同学在实验中得到的纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点（每两个计数点间有四个实验点未画出），分别标明0、1、2、3、4、5、6，用刻度尺量得各计数点到0计数点之间的距离如乙图所示，已知电源的频率为50Hz，计算结果均保留两位有效数字，则：小车的加速度大小a＝ m∕s2。
【解答】解：（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2）把长木板的一端垫得过低，使得倾角偏小，会导致重力沿斜面向下的分力偏小，则绳子有拉力时，小车也不能产生加速度，即在F轴上有截距，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（3）相邻计数点之间的时间间隔
根据逐差法，加速度。
故答案为：（1）B；（2）D；（3）0.88。
Ⅱ、某实验小组为了测量某纯净水样品的电导率，它是电阻率的倒数。将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形容器，两端用固定圆形金属电极密封（如图甲）。用欧姆表粗测水样电阻Rx约为两万欧姆。已知容器金属电极间距离为L，容器内直径为d。
该实验小组利用图乙电路完成水样电阻Rx的测量时，有以下器材供选用：
A．电流表（0 600μA，内阻约100Ω）
B．电流表（0 0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0 3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0 15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（0 10Ω）、滑动变阻器（0 100Ω）、滑动变阻器（0 1kΩ）
F．电源（12V，内阻约1.0Ω）
G．开关和导线若干
（1）为减小测量误差，电流表应选用 ，电压表应选用 （选填器材前的字母）。
（2）为了探索分压电路中滑动变阻器阻值选择依据，该小组用实验室提供的三种滑动变阻器分别进行实验（如图丙），定值电阻R＝30Ω。当滑片由一端移向另一端，由实验数据作出电压表读数Ux随变化的关系曲线a、b、c（指滑片移动的距离x与在变阻器上可移动总长度L的比值），如图丁所示。在保证安全的前提下，图丁中的图线a对应滑动变阻器的最大阻值为 Ω，是否符合分压电路的调节需求 （填“是”或“否”）。
（3）实验小组测量了通过容器内水样的电流及电压的多组数据，通过描点画出U﹣I图线，从而得到了线性图像的斜率k，则水样的电导率为 （请用L、d、k、π表示）。
【解答】解：（1）电源的电动势为12V，故电压表选择量程为15V的电压表D；估算电路中的最大电流为ImA＝600μA，故电流表选择量程为600μA的电流表A；
（2）图线a随滑片移动过程中，电压表示数变化较小，说明定值电阻与滑动变阻器左侧部分并联变化较小，说明滑动变阻器阻值较大，即选择了最大阻值为1000Ω的滑动变阻器，这显然不符合分压电路的要求。
（3）U﹣I图像斜率kR，而根据电阻定律有：R，联立得到电导率
故答案为：（1）A；D；（2）1k、否；（3）。
Ⅲ、如图1所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 。
A.压缩气体时需要缓慢进行
B.封闭气体的容器需要密封良好
C.需要测出封闭气体的质量
（2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示：
序号 V（mL） p（kPa） pV（kPa mL）
45 0.022 104.7 2.3267 4711.5
2 40 0.025 117.6 2.9400 4704
3 35 0.029 132.5 3.8425 4637.5
4 30 0.033 153.1 5.0500 4593
5 25 0.040 180.7 7.2280 4517.5
（3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论： 。
（4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图2），请分析产生此现象的原因可能是： 。
【解答】解：（1）A.压缩气体时需要缓慢进行，从而保证温度不变，故A正确；
BC.不需要测出封闭气体的质量，只需保证质量不变即可，即封闭气体的容器需要密封良好，故B正确，C错误；
故选：AB。
（3）可以得到的实验结论为：一定质量的理想气体，温度不变时，p与V成反比；
（4）实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程C，常数C与质量有关，质量变小变小，故PV乘积减小。
故答案为：（1）AB；（3）一定质量的理想气体，温度不变时，p与V成反比；（4）注射器的空气向外发生了泄漏
17．如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、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体柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂某一质量的重物时活塞将下降至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，不计摩擦阻力。
（1）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低，求在刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低的过程中外界对气体做的功。
【解答】解：（1）轻绳未连重物时，设理想气体的压强为p1。
对活塞受力分析，根据平衡条件得：p1S+mg＝p0S
轻绳连接重物刚好触发超重预警时，设理想气体的压强为p2。
对活塞受力分析得：p2S+（M+m）g＝p0S
对理想气体，由玻意耳定律得：p1p2
联立解得：
（2）外界温度缓慢降低时，容器内理想气体发生等压变化。
对理想气体，由盖—吕萨克定律得：
且
此过程外界对气体做的功为：W＝p2（V2﹣V3）
联立解得
答：（1）刚好触发超重预警时所挂重物的质量为。
（2）外界对气体做的功为。
18．如图所示，物体B和物体C用劲度系数为k＝1000N/m的轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。将一个物体A从物体B的正上方距离B的高度为H＝20cm处由静止释放，下落后与物体B碰撞，碰撞后A与B粘合在一起并立刻向下运动，在以后的运动中，A、B不再分离。已知物体A、B、C的质量均为M＝2kg，重力加速度为g＝10m/s2，忽略空气阻力。求：
（1）A与B碰撞后瞬间的速度大小；
（2）A和B一起运动到最大速度时，物体C对水平地面的压力多大？
（3）开始时，物体A从距B多大的高度自由落下时，在以后的运动中，能使物体C恰好离开水平地面？
【解答】解：H＝20cm＝0.20m；
（1）A下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
MgHMvA2
代入数据解得：vA＝2m/s
A与B相撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向下为正方向，由动量守恒定律得：
MvA＝2Mv
代入数据解得：v＝1m/s
（2）当A与B一起运动到最大速度时，就是A与B受到的弹力等于它们的重力时，
即此时弹簧的弹力：F＝2Mg
对C，由平衡条件得：F支＝Mg+F
代入数据解得：F支＝60N
由牛顿第三定律可知，C对地面的压力大小为：F压＝F支＝60N
（3）设A从高度h下落，A下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
MghMvA′2
A下落到与B相碰撞前瞬间的速度为：vA′，
A与B相撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向下为正方向，由动量守恒定律得：
MvA′＝2Mv′
解得碰撞后二者共同的速度为：v′，
A与B碰撞前，B静止处于平衡位置，此时弹簧的压缩量，即相对于弹簧原长来说，B下移动的距离为：x0m＝0.02m，
当地面对C的支持力为零，即弹簧对C的拉力等于C的重力时，C恰好离开水平地面，弹簧对C的拉力：T＝Mg＝kx，
此时弹簧的伸长量：xm＝0.02m＝x0，
C恰好离开地面时，A、B的速度为零，以A与B相碰时所处平面为重力势能的零势面，
从A、B碰撞后瞬间到C恰好离开地面过程，由机械能守恒定律得：
2M×v′2kx02＝2Mg×2x0kx2，
代入数据解得：v′m/s，h＝0.16；
19．如图甲所示为磁悬浮实验车与轨道的示意图，如图乙所示为固定在车底部的金属框，abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上移动的磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，匀强磁场B1和B2同时向右由静止开始做匀加速运动，金属框会受到安培力，带动实验车沿导轨运动，这是电磁驱动过程。在到达目的地前一段距离内需要实验车减速，在导轨间添加静止的竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2，二者方向相反，金属框会受到安培力作用而减速行驶，即电磁制动过程。已知金属框的匝数N＝10匝，垂直导轨的ab边长L＝2m、总电阻R＝20Ω，实验车与线框的总质量m＝1t，匀强磁场B1和B2的磁感应强度均为B＝1T，实验车运动时受到恒定的阻力f＝120N，导轨足够长，实验车处于悬浮状态。
（1）在电磁驱动过程中，当两磁场运动的时间t＝20s时，发现实验车也正在向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度v＝6m/s，求实验车的加速度为多大；
（2）若两磁场达到速度v1＝30m/s后做匀速直线运动，求实验车能达到的最大速度为多大；
（3）要让实验车从（2）中实验车的最大速度减速，在100s内降速80%，求至少需要在导轨间添加多长距离的静止的竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2。
【解答】解：（1）在电磁驱动过程中，设当时间t＝20s时磁场运动速度为vc，金属框的ab边与cd边相对向左切割磁感线，产生的感应电动势方向相同，则此时金属框中总的感应电动势为：
E＝2NBL（vc﹣v）
由闭合电路欧姆定律可得此时感应电流为：
I
金属框的ab边与cd边均受到向右的等大的安培力，则此时金属框受到的安培力为：
F＝2NBIL
实验车也正在向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，安培力F恒定，可得磁场与金属框的速度差恒定，则磁场与金属框的加速度相同，设为a。对金属框由牛顿第二定律可得：
F﹣f＝ma
对磁场的运动又有：vc＝at
联立可得：ma
代入数据解得：a＝1m/s2；
（2）当两磁场达到速度v1＝30m/s做匀速直线运动后，实验车做加速度减小的加速运动，当其加速度减小到零时达到的最大速度（设为vm），此时金属框受到的安培力（设为F1）等于阻力，由（1）的结论可得：
F1
代入数据解得：vm＝28.5m/s；
（3）设至少需要在导轨间添加距离为x的静止磁场，对实验车减速过程，以其运动方向为正方向，由动量定理得：
﹣2NBL t﹣ft＝﹣mvm 80%
t
因匀强磁场B1和B2二者方向相反，故ΔΦ＝2BLx
联立可得：ft＝0.8mvm
代入数据解得：x＝135m。
答：（1）实验车的加速度为1m/s2；
（2）实验车能达到的最大速度为28.5m/s；
（3）至少需要在导轨间添加135m距离的静止的竖直（垂直纸面）方向、等间距的匀强磁场B1和B2。
20．如图甲所示，竖直平面内的直角坐标系xOy的x轴水平，在y轴的右侧存在方向竖直向下的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向水平向左的匀强电场和方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一质量m＝1.0×10﹣4kg、电荷量q＝1.0×10﹣2C的带负电粒子以大小v＝120m/s的初速度从x轴负半轴上到坐标原点O的距离的A点进入第Ⅱ象限，沿与x轴正方向夹角θ＝60°的方向做直线运动，当粒子经过P点时，在y轴的右侧加上一个交变磁场（图甲中未画出），粒子进入y轴右侧后做匀速圆周运动，规定垂直坐标平面向里为正，从粒子经过P点开始计时，交变磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。取重力加速度大小g＝10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）第Ⅱ象限内匀强磁场的磁感应强度大小B1；
（2）y轴右侧匀强电场的电场强度大小与第Ⅱ象限内匀强电场的电场强度大小之比；
（3）粒子经过P点后第一次到达x轴的时间t。
【解答】解：（1）粒子从A到P做直线运动，一定做匀速直线运动，受力如图所示
则得
解得
（2）因为粒子在y轴右侧做匀速圆周运动，所以重力与电场力平衡，即
qE1＝mg
代入数据解得E1＝0.1N/C
则
（3）由θ＝60°可得粒子与y轴正方向成30°角射入第一象限，磁场的变化周期
粒子运动的周期为
则
粒子转动一周的，磁场就发生变化，所以每次转动的圆心角为150°。
因为开始时粒子速度与y轴正方向成30°，转到速度方向沿y轴向下磁场方向即发生变化，因为
m＝3m
粒子在复合场中做圆周运动的半径
代入数据解得r＝1.2m
则粒子每转一周的其位置下降
Δy＝rsin30°＝1.2m＝0.6m
由几何关系可知，当粒子转过3个150°，再转过90°角恰好能到达x轴，画出粒子的运动轨迹如图所示
即经过三个150°和一个90°，恰好水平过x轴上的Q点，则用时间
解得t＝0.03πs
答：（1）第Ⅱ象限内匀强磁场的磁感应强度大小B1为；
（2）y轴右侧匀强电场的电场强度大小与第Ⅱ象限内匀强电场的电场强度大小之比为；
（3）粒子经过P点后第一次到达x轴的时间t为0.03πs。
