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2024年6月浙江省普通高校招生选考科目考试
物理仿真模拟卷02
姓名： 准考证号：
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1．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。
2．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。
3．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。
4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。
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．某物理量的单位用基本单位可表示为，则该物理量可能是（ ）
A．压强 B．力 C．动量 D．功率
2．2024年8月3日，在巴黎奥运会网球女子单打决赛中，中国选手郑钦文战胜对手夺得金牌。网球运动中，运动员常利用切球使网球产生复杂的曲线轨迹，下列说法正确的是（ ）
A．研究运动员切球动作时，网球可以看成质点
B．击球时，球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力
C．击球时，球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变
D．击球后，网球在空中继续向前运动时受到重力、推力和阻力
3．如图所示，某烟雾探测器中装有少量放射性金属镅241，其衰变方程为（X为产生的新核，Y为释放射线中的粒子），其中Y粒子在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住。下列说法正确的是（ ）
A．发生火灾时温度升高会使镅241的半衰期变短
B．Y粒子是由镅241衰变时释放的β粒子
C．新核X的中子数比质子数多51个
D．镅241的比结合能比新核X的比结合能大
4．有些鱼会因为产卵、索饵、温度等原因洄游，逆流而上。如图所示，一条鱼（视为质点）飞跃而出，在空中运动时没有和水发生相互作用，最后从水管中游到更高处的水域。鱼恰好在空中最高处进入水管，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．鱼出水时与水面间的夹角越大，越容易进入水管
B．鱼出水时的速度越大，越容易进入水管
C．若水管离水面的距离已知，则鱼在空中运动的时间可求
D．若水管离水面的距离已知，则鱼刚进入水管的速度可求
5．航天员在太空中利用牛顿第二定律测质量的示意图如图所示，把航天员固定在人体支架上，另一航天员将其向外拉到一定位置松手（图甲所示），最后支架会在弹簧弹力的作用下拉回到初始位置（图乙所示）。假设支架向外伸长的位移为x，刚松手时弹簧对支架的作用力为F，支架回到初始位置所用时间为t1，下列说法正确的是（ ）
A．支架回到初始位置的速度为
B．支架回到初始位置的速度大于
C．支架（含航天员）的质量为
D．支架（含航天员）的质量小于
6．图示为钱学森先生所著《星际航行概论》中给出的一种发射卫星的“最优”轨道．卫星在段加速上升，到达近地点B处关闭发动机进行自由飞行，到达远地点C处调整姿态入轨进入运行轨道．若近地点及以上位置的空气阻力不考虑，不考虑卫星的质量变化，则按此轨道发射的卫星以下说法正确的是（ ）
A．加速段空气阻力做负功，机械能增大
B．从远地点进入卫星轨道，重力势能减小
C．卫星在近地点时的线速度小于卫星沿卫星轨道运行时经过远地点时的线速度
D．卫星经自由飞行段到达远地点时的向心加速度大于卫星沿卫星轨道运行时经过远地点时的向心加速度
7．为提高运动员的腿部力量和耐力，拖轮胎跑是常用的一种训练方式。如图所示，一运动员在一段时间内通过轻绳拖动轮胎沿水平地面做匀加速直线运动。已知轮胎与地面间的动摩擦因数，轮胎的质量为m，则运动员以加速度a匀加速运动位移x的过程中（ ）
A．当轻绳拉力方向与水平方向成角时所需拉力最小
B．调整轻绳拉力方向，绳上拉力做功的最小值可能为max
C．若轻绳拉力方向不同，则轮胎所受合力做的功也不同
D．即使轻绳拉力方向不同，但拉力的平均功率仍相同
8．如图所示，上图是我国正负电子对撞机的核心部件的纵截面图，交变电流由两个平行正对的很强的电磁铁之间夹一个环形真空管道组成。如图为正负电子轨道的俯视图，电磁铁中通入高频正弦交流电，当对撞机正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁中通入恒定直流电流也能使正负电子加速
B．正负电子受到洛伦兹力作用而被加速
C．正负电子是被环形轨道内感应出来的电场加速的
D．电子获得的最大动能，与电磁铁中交流电的频率高低无关，而与电压大小有关
9．新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板
B．若输入端ab接上380V恒压直流电，也能正常充电
C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为1：2
D．ab端的输入功率等于12kW
10．用如图所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状，现将这一现象简化成如图所示的情景来讨论：在空间存在平行于x轴的匀强磁场，由坐标原点在xOy平面内以初速度沿与x轴正方向成角的方向射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于x轴，直径为D，螺距为，则下列说法错误的是（ ）
A．匀强磁场的方向为沿x轴正方向
B．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径D减小，而螺距将增大
C．若仅增大电子入射的初速度v ，则直径D增大，螺距也将增大
D．若仅增大角（），则直径D增大，而螺距将减小
11．如图甲所示为科研人员使用透射电子显微镜观察生物样品的情景，电子显微镜利用电场控制电子运动，镜中电场的电场线分布如图乙所示，虚线为一个电子在此电场中运动的轨迹，若电子从A运动到B，则此运动过程中（ ）
A．A点的电场强度比B点的电场强度大 B．电子在B点的加速度比在A点的加速度大
C．电子的电势能不断增大 D．电子受到的电场力的功率越来越小
12．夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光的彩虹角
B．该单色光在水滴内部B点处发生全反射
C．水滴对该单色光的折射率约为1.42
D．若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大
13．如图甲所示为“弹簧公仔”玩具，由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型。现固定底座B，用力向下按物块A，物块A在竖直方向上做简谐运动。物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．物块A的振动频率为0.8Hz
B．0.5s时和0.7s时，物块A的位移大小相等、方向相反
C．0.2~0.4s内，物块A的速度方向与加速度方向相反
D．物块A在任意0.4s内经过的路程一定为20cm
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．光敏电阻随着光照的增强，载流子减少，导电性变差
B．在LC振荡电路中，放电完毕的瞬间磁场能全部转化为电场能
C．“遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香来”是分子的扩散运动造成的
D．食盐被灼烧时发出的光主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁而造成的
15．离子推进器是我国新一代航天动力装置，它的工作原理是将氙气通入电离室后被电离为氙离子，利用加速电场加速氙离子，形成向外发射的粒子流，从而对航天飞机产生反冲力使其获得加速度的。某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略粒子之间的相互作用，下列判断正确的是（ ）
A．氙离子的加速电压为 B．离子推进器发射功率为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为 D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
非选择题部分
三、实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
16-Ⅰ．(1)在某次“探究物体加速度与力、质量的关系”实验中：实验室已经提供了带有滑轮的长木板、电火花计时器、细绳、纸带、小车、钩码、小盘、薄木块、夹子、刻度尺等器材外，为了完成此实验，还需要下图中的实验器材是________。
A． B． C． D．
(2)该实验中，进行“平衡摩擦力”的操作，正确的是______。
A．其目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力
B．其目的是为了使小车受到细线的拉力等于所挂槽码重力
C．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
D．每次改变小车的质量时，都需要重新平衡摩擦力
(3)图1所示打点计时器的纸带安装方式，其中正确的是 。图中使用的打点计时器适配电压为 （填“约8V”“220V”）交流电；
(4)某同学利用图2装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图3是实验获得的一段纸带，每隔4个点取一个计数点，则计数点2的读数是 cm，打下计数点3时小车的速度v= m/s，通过纸带数据计算出小车的加速度a= m/s2（后两问计算结果均保留2位有效数字）。
(5)某同学利用测得的实验数据，得到的a—F图像如图4所示，从图判断该同学在实验操作过程中，图像没过原点是由于 ，图像的末端出现弯曲是由于 。
A．小车和长木板之间的摩擦力平衡不足 B．小车和长木板之间的摩擦力平衡过度
C．小车的质量远大于槽码的总质量 D．小车的质量没能远大于槽码的总质量
16-Ⅱ．在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中R0=2Ω。
(1)请根据实验电路，把图乙中的实验电路图补充完整。
(2)实验操作步骤如下：
①将滑动变阻器滑到 位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”）
②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关S0
③重复步骤①
④单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关S0
⑤在图丙中分别作出两种情况所对应的U-I图像
(3)某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为 。
(4)图丙中的曲线1是开关与 （填“1”或“2”）接通时相对应。
(5)根据图丙中的U-I图线求得电源电动势E= ，内阻r= 。（结果均保留两位小数）
(6)该兴趣小组经讨论认为，利用图丙还可以计算出电流表和电压表的内阻，其中，电流表的内阻为 Ω。
16-Ⅲ．以下实验中，说法正确的是（ ）
A．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，需要用到交流电源
B．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，增大透镜与单缝间的距离可观察到条纹间距增大
C．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，所用交流电源的电压不要超过 12V
D．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用
四、计算题（本题共4小题，8分+11分+11分+11分共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17．2023年7月受台风泰利影响，我省嘉善地区发生极端暴雨天气。当暴雨降临，路面水井盖因排气水面孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，水位以50mm/h的速度上涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。
（1）若在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功，则该气体 （吸收，放出）的热量为 J；
（2）求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起；
（3）求从图示位置时刻起，水井盖会被顶起所需的时间。
18．如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L1＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R1＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L2＝1.5m的水平面GH和半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为，不计其它阻力，取。求
（1）滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力；
（2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度；
（3）若释放的高度，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。
19．2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，着陆器实现软着陆时，着陆器接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的着陆器主体，着陆器主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当着陆器接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使着陆器主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知着陆器主体及轨道的质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小I；
（2）缓冲滑块刚落地时着陆器主体的加速度大小；
（3）达到着陆器软着陆要求的设计速度时，地面对缓冲滑块K支持力大小；
（4）着陆器主体可以实现软着陆，若从减速到的缓冲过程中，通过线圈的电荷量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
20．自由电子激光器是以自由电子束为工作物质，将相对论性电子束的动能转变成相干的电磁辐射能的装置，其中产生电磁波的核心装置为“扭摆器”（如图所示），由沿z方向交错周期排列的2n对宽度为a的永磁体组成（，2a被称为扭摆器的“空间周期”），产生x方向的周期静磁场。本题我们利用高中知识，在被简化的模型中分析注入扭摆器的电子的运动。已知电子质量为m，带电荷-e，一束电子经加速后由弯曲磁体沿yOz平面引入扭摆器，不考虑引入过程速度损失，不考虑任何相对论效应，忽略电磁辐射过程的动能损耗。
(1)假设一对永磁体间的磁感应强度恒定为，电子束中电子进入扭摆器的初速度与z轴夹角为30°，且能经过扭摆器后被完整收集，求：
①电子束加速器的加速电压U；
②该电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间T。
(2)实际上，扭摆器的一个空间周期内，磁感应强度的大小是有变化的，一对永磁体间沿x轴的磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离d近似满足的线性关系（，的方向由N极指向S极），电子束经电压加速后沿z轴正方向进入扭摆器，仍然能经过扭摆器后被完整收集，求电子运动过程偏离z轴的最大距离。
（提示：①实验中，可认为是相当弱的磁场；②可能用到的数学公式：时，）
试卷第22页，共23页
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2025 年 1 月浙江省普通高校招生选考科目考试
物理仿真模拟卷 02 答题卡
姓 名：______________________________ 准考证号：
注意事项
1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。
2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。
3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4 ．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。
考生禁填： 缺考标记 选择题填涂样例：
违纪标记 正确填涂
以上标志由监考人员用 2B 铅笔填涂 错误填涂 [×] [√] [／]
一、选择题：本题共 15 小题，每小题 3 分，共 45 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~13 题只有一项符合
题目要求，第 14~15 题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。
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 11.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 12.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 13.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 14.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 15.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
二、实验题：本题共 1 小题，共 14 分。
16-Ⅰ. （1）____________________；（2）____________________；（3）____________________；____________________；
（4）____________________；____________________；____________________；
（5）____________________；____________________；
16-Ⅱ.（2）____________________；（3）____________________；（1）
（4）____________________；
（5）____________________；____________________；（6）____________________；
16-Ⅲ. ____________________；
请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！
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请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！
三、解答题：本题共 4 小题，共 41 分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只
写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
17.（8 分）
18.（11 分）
请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！
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请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！
19.（11 分）
请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！
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20.（11 分）
请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！/ 让教学更有效 高考复习 | 物理学科
2025年1月浙江省普通高校招生选考科目考试
物理仿真模拟卷02知识点
题号 难度系数 详细知识点
1 0.85 用基本单位推导物理量单位 动量的定义、单位和矢量性
2 0.94 质点 牛顿第三定律 弹力定义及产生条件
3 0.85 α衰变的特点、本质及其方程的写法 分析原子核的结合能与比结合能
4 0.85 斜抛运动
5 0.65 v-t图象面积的物理意义、利用v-t图象求位移 牛顿定律与直线运动-简单过程
6 0.65 不同轨道上的卫星各物理量的比较 天体运动中机械能的变化
7 0.65 正交分解法解共点力平衡 功的定义、计算式和物理意义 平均功率与瞬时功率的计算
8 0.4 感生电动势产生的环形电场对小球的加速作用
9 0.65 理想变压器两端电压与匝数的关系 理想变压器两端功率的计算
10 0.85 带电粒子在磁场中做圆周运动的相关计算
11 0.65 功率推导式：力×速度 根据带电粒子的运动轨迹判断其运动、受力、电势高低和能量转化情况
12 0.4 发生全反射的条件、临界角 干涉条纹间距与波长的关系
13 0.65 简谐运动x-t的图象及其信息读取
14 0.85 光敏电阻 生活中的扩散现象 振荡回路 基态、激发态、跃迁、电离
15 0.65 平均功率与瞬时功率的计算 用动量定理解决流体问题 等效电流
16-Ⅰ 0.65 验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析
16-Ⅱ 0.65 测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路 测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理 测量电源电动势和内阻的注意事项和误差分析
16-Ⅲ 0.65 开关闭合断开的瞬间线圈电流变化 传感器定义及原理 杨氏双缝干涉实验的实验目的、原理 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
17 0.65 应用波意耳定律解决实际问题 计算系统内能改变、吸放热及做功
18 0.4 利用动量守恒及能量守恒解决（类）碰撞问题
19 0.4 求线框进出磁场时通过导体截面的电量 计算导轨切割磁感线电路中产生的热量
20 0.15 粒子由电场进入磁场 带电粒子在组合场中含动量问题
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2024年6月浙江省普通高校招生选考科目考试
物理仿真模拟卷02
姓名： 准考证号：
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1．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。
2．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。
3．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。
4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。
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．某物理量的单位用基本单位可表示为，则该物理量可能是（ ）
A．压强 B．力 C．动量 D．功率
【答案】A
【详解】根据题意，由公式，可知，压强的单位用国际单位制中的基本单位可表示为
故选A。
2．2024年8月3日，在巴黎奥运会网球女子单打决赛中，中国选手郑钦文战胜对手夺得金牌。网球运动中，运动员常利用切球使网球产生复杂的曲线轨迹，下列说法正确的是（ ）
A．研究运动员切球动作时，网球可以看成质点
B．击球时，球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力
C．击球时，球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变
D．击球后，网球在空中继续向前运动时受到重力、推力和阻力
【答案】C
【详解】A．研究运动员切球动作时，运动员做怎样的动作与网球的如何转动有关，不能将网球看成质点，故A错误；
B．根据牛顿第三定律可知，击球时，球拍对网球的作用力等于于网球对球拍的作用力，故B错误；
C．击球时，球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变，因为球拍是这个弹力的施力物体，故C正确；
D．击球后，因网球已经离开球拍，所以不受推力，故D错误。
故选C。
3．如图所示，某烟雾探测器中装有少量放射性金属镅241，其衰变方程为（X为产生的新核，Y为释放射线中的粒子），其中Y粒子在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住。下列说法正确的是（ ）
A．发生火灾时温度升高会使镅241的半衰期变短
B．Y粒子是由镅241衰变时释放的β粒子
C．新核X的中子数比质子数多51个
D．镅241的比结合能比新核X的比结合能大
【答案】C
【详解】A．半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界因素无关，故A错误；
B．Y粒子在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住，所以Y粒子是α粒子，故B错误；
C．根据质量数守恒，电荷数守恒，核反应方程为，新核X的中子数，比质子数多，，故C正确；
D．自发的衰变过程中释放能量，原子核的比结合能增大，镅241的比结合能比新核X的比结合能小，故D错误。
故选C。
4．有些鱼会因为产卵、索饵、温度等原因洄游，逆流而上。如图所示，一条鱼（视为质点）飞跃而出，在空中运动时没有和水发生相互作用，最后从水管中游到更高处的水域。鱼恰好在空中最高处进入水管，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．鱼出水时与水面间的夹角越大，越容易进入水管
B．鱼出水时的速度越大，越容易进入水管
C．若水管离水面的距离已知，则鱼在空中运动的时间可求
D．若水管离水面的距离已知，则鱼刚进入水管的速度可求
【答案】C
【详解】AB．鱼做斜抛运动，恰好在空中最高处进入水管时，竖直方向速度减为零，水平方向速度不为零，则要满足此条件，与鱼出水时的速度大小和方向均有关，并不是鱼出水时与水面间的夹角越大或速度越大，越容易进入水管，故AB错误；
C．若水管离水面的距离已知，则竖直方向上由逆向思维得，可得鱼在空中运动的时间，故C正确；
D．因为水平方向距离未知，已知时间也无法求得水平方向速度，即鱼刚进入水管的速度，故D错误。
故选C。
5．航天员在太空中利用牛顿第二定律测质量的示意图如图所示，把航天员固定在人体支架上，另一航天员将其向外拉到一定位置松手（图甲所示），最后支架会在弹簧弹力的作用下拉回到初始位置（图乙所示）。假设支架向外伸长的位移为x，刚松手时弹簧对支架的作用力为F，支架回到初始位置所用时间为t1，下列说法正确的是（ ）
A．支架回到初始位置的速度为
B．支架回到初始位置的速度大于
C．支架（含航天员）的质量为
D．支架（含航天员）的质量小于
【答案】D
【详解】A B．设支架（含航天员）的质量为m，其回到初始位置时速度为v1，在支架向初始位置运动的过程中，弹簧弹力逐渐变小，支架做加速度逐渐减小的加速运动，其v - t图如图所示
可知，即v1<，即支架回到初始位置的速度小于，故AB错误；
C D．刚松手时支架的加速度最大，最大值可得，则有x<，可得m＜，故C错误，D正确；
故选D。
6．图示为钱学森先生所著《星际航行概论》中给出的一种发射卫星的“最优”轨道．卫星在段加速上升，到达近地点B处关闭发动机进行自由飞行，到达远地点C处调整姿态入轨进入运行轨道．若近地点及以上位置的空气阻力不考虑，不考虑卫星的质量变化，则按此轨道发射的卫星以下说法正确的是（ ）
A．加速段空气阻力做负功，机械能增大
B．从远地点进入卫星轨道，重力势能减小
C．卫星在近地点时的线速度小于卫星沿卫星轨道运行时经过远地点时的线速度
D．卫星经自由飞行段到达远地点时的向心加速度大于卫星沿卫星轨道运行时经过远地点时的向心加速度
【答案】A
【详解】A．加速段卫星加速运动，空气阻力做负功，动能增大，结合题图可知，卫星的高度升高，重力势能增大，则卫星的机械能增大，A正确；
B．在远地点C入轨进入运行轨道，可以认为卫星的高度不变，重力势能不变，B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，卫星在近地点时的线速度大于卫星远地点时的线速度，根据牛顿第二定律及万有引力定律可知，解得，卫星在卫星轨道运行时的轨道半径大于远地点的距离，故卫星在卫星轨道上运行时的速度小于卫星在远地点的线速度，C错误；
D．根据牛顿第二定律及万有引力定律可得，解得，由于二者的轨道半径相同，故加速度大小相等，D错误。
故选A。
7．为提高运动员的腿部力量和耐力，拖轮胎跑是常用的一种训练方式。如图所示，一运动员在一段时间内通过轻绳拖动轮胎沿水平地面做匀加速直线运动。已知轮胎与地面间的动摩擦因数，轮胎的质量为m，则运动员以加速度a匀加速运动位移x的过程中（ ）
A．当轻绳拉力方向与水平方向成角时所需拉力最小
B．调整轻绳拉力方向，绳上拉力做功的最小值可能为max
C．若轻绳拉力方向不同，则轮胎所受合力做的功也不同
D．即使轻绳拉力方向不同，但拉力的平均功率仍相同
【答案】B
【详解】A．轮胎在轻绳的拉力、重力、支持力和摩擦力的作用下做匀加速直线运动，设轻绳拉力F与水平方向成角，根据牛顿第二定律有，解得，其中，当时，有最小值，故A错误；
B．轻绳上拉力做的功，可知，当时，轻绳拉力做功最小，解得，故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得，轮胎所受合外力大小只与轮胎加速度成正比，在轮胎移动距离x的过程中，合力做功大小与轻绳拉力方向无关，故C错误；
D．轻绳上拉力的方向不同，摩擦力做功不同，动能变化相同，则拉力做功不同，轮胎匀加速运动位移x所需时间相同，故拉力的平均功率不同，故D错误。
故选B。
8．如图所示，上图是我国正负电子对撞机的核心部件的纵截面图，交变电流由两个平行正对的很强的电磁铁之间夹一个环形真空管道组成。如图为正负电子轨道的俯视图，电磁铁中通入高频正弦交流电，当对撞机正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁中通入恒定直流电流也能使正负电子加速
B．正负电子受到洛伦兹力作用而被加速
C．正负电子是被环形轨道内感应出来的电场加速的
D．电子获得的最大动能，与电磁铁中交流电的频率高低无关，而与电压大小有关
【答案】C
【详解】A．电磁铁中通入恒定直流电流，则两磁铁间产生恒定的磁场，不能使正负电子加速，A错误；
B．洛伦兹力与速度垂直，不改变速度大小，只改变速度方向，不能使正负电子加速，B错误；
C．电磁铁中通入高频正弦交流电，使两极间的磁场周期性变化，从而在环形真空管道内产生周期性变化的感生电场，，使正负电子加速，C正确；
D．电磁铁中交流电的频率越大，产生的感生电场场强越大，电子获得的最大动能越大，D错误。
故选C。
9．新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板
B．若输入端ab接上380V恒压直流电，也能正常充电
C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为1：2
D．ab端的输入功率等于12kW
【答案】C
【详解】A．在车底板加装金属护板会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误；
B．只有交流电流才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误；
C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比可能为1∶2，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系，则供电线圈的电压为，由于供电线圈中的电阻有电压，符合题意，故C正确；
D．电池系统cd端的功率为，由于供电线圈中的定值电阻产生焦耳热，故ab端的输入功率大于12kW，故D错误。
故选C。
10．用如图所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状，现将这一现象简化成如图所示的情景来讨论：在空间存在平行于x轴的匀强磁场，由坐标原点在xOy平面内以初速度沿与x轴正方向成角的方向射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于x轴，直径为D，螺距为，则下列说法错误的是（ ）
A．匀强磁场的方向为沿x轴正方向
B．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径D减小，而螺距将增大
C．若仅增大电子入射的初速度v ，则直径D增大，螺距也将增大
D．若仅增大角（），则直径D增大，而螺距将减小
【答案】B
【详解】A．将电子的初速度沿x轴及y轴方向分解，沿x方向速度与磁场方向平行，做匀速直线运动且，沿y轴方向速度与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由左手定则可知，磁场方向沿x轴正方向，故A正确不符合题意；
BCD．根据洛伦兹力提供向心力及圆周运动知识又，，且，解得，，所以，所以若仅增大磁感应强度B，则D、均减小；若仅增大，则D、皆增大；若仅增大α角(α<90°)，则D增大， x将减小，故B错误符合题意，CD正确不符合题意；
故选B。
11．如图甲所示为科研人员使用透射电子显微镜观察生物样品的情景，电子显微镜利用电场控制电子运动，镜中电场的电场线分布如图乙所示，虚线为一个电子在此电场中运动的轨迹，若电子从A运动到B，则此运动过程中（ ）
A．A点的电场强度比B点的电场强度大 B．电子在B点的加速度比在A点的加速度大
C．电子的电势能不断增大 D．电子受到的电场力的功率越来越小
【答案】B
【详解】AB．由图可知，B点电场线较A点密，则A点的电场强度比B点的电场强度小，电子在A点受到的电场力比在B点受到的电场力小，所以电子在B点的加速度比在A点的加速度大，故A错误，B正确；
C．由于电子所受电场力的方向与场强方向相反，所以若电子从A运动到B，电场力一直做正功，动能不断增大，电势能不断减小，故C错误；
D．电子从A运动到B，动能不断增大，速度增大，电子受到的电场力增大，电场力方向（电场线的切线方向）与速度方向（轨迹的切线方向）的夹角减小，根据，可知，电场力的功率越来越大，故D错误。
故选B。
12．夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光的彩虹角
B．该单色光在水滴内部B点处发生全反射
C．水滴对该单色光的折射率约为1.42
D．若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大
【答案】C
【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示
由几何关系可知，解得，根据折射定律有，故C正确；
A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为，故A错误；
B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足，又sinθD．根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距，则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。
故选C。
13．如图甲所示为“弹簧公仔”玩具，由头部、轻弹簧及底座组成，可简化为如图乙所示模型。现固定底座B，用力向下按物块A，物块A在竖直方向上做简谐运动。物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．物块A的振动频率为0.8Hz
B．0.5s时和0.7s时，物块A的位移大小相等、方向相反
C．0.2~0.4s内，物块A的速度方向与加速度方向相反
D．物块A在任意0.4s内经过的路程一定为20cm
【答案】D
【详解】A．由图丙可知，物块A的振动周期为0.8s，所以频率为，故A错误；
B．0.5s时和0.7s时，物块A处于同一位置，位移大小相等、方向相同，故B错误；
C．0.2~0.4s内，物块A的速度增大，所以速度方向与加速度方向相同，故C错误；
D．0.4s等于半个周期，所以物块A在0.4s内经过的路程为，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．下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻随着光照的增强，载流子减少，导电性变差
B．在LC振荡电路中，放电完毕的瞬间磁场能全部转化为电场能
C．“遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香来”是分子的扩散运动造成的
D．食盐被灼烧时发出的光主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁而造成的
【答案】CD
【详解】A．光敏电阻随着光照的增强，载流子增多，导电性变好，故A错误；
B．在LC振荡电路中，放电完毕的瞬间电场能全部转化为磁场能，故B错误；
C．“遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香来”是分子的扩散运动造成的，故C正确；
D．食盐被灼烧时发出的光主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁而造成的，故D正确。
故选CD。
15．离子推进器是我国新一代航天动力装置，它的工作原理是将氙气通入电离室后被电离为氙离子，利用加速电场加速氙离子，形成向外发射的粒子流，从而对航天飞机产生反冲力使其获得加速度的。某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略粒子之间的相互作用，下列判断正确的是（ ）
A．氙离子的加速电压为 B．离子推进器发射功率为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为 D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】AC
【详解】A．氙离子经电场加速，根据动能定理有，可得加速电压为，故选项A正确；
B．推进器的推力为，粒子速度从0增加，故推力的功率为，选项B错误；
C．在时间内有质量为的氙离子喷出，根据动量定理可得，得，根据电流的定义式，而，得，选项C正确；
D．在时间内，有质量为的氙离子以速度喷射而出，由动量定理，得，进入放电通道的氙气质量为，被电离的比例为，则有，联立解得，取可得，故选项D错误。
故选AC。
非选择题部分
三、实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
16-Ⅰ．(1)在某次“探究物体加速度与力、质量的关系”实验中：实验室已经提供了带有滑轮的长木板、电火花计时器、细绳、纸带、小车、钩码、小盘、薄木块、夹子、刻度尺等器材外，为了完成此实验，还需要下图中的实验器材是________。
A． B． C． D．
(2)该实验中，进行“平衡摩擦力”的操作，正确的是______。
A．其目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力
B．其目的是为了使小车受到细线的拉力等于所挂槽码重力
C．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
D．每次改变小车的质量时，都需要重新平衡摩擦力
(3)图1所示打点计时器的纸带安装方式，其中正确的是 。图中使用的打点计时器适配电压为 （填“约8V”“220V”）交流电；
(4)某同学利用图2装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图3是实验获得的一段纸带，每隔4个点取一个计数点，则计数点2的读数是 cm，打下计数点3时小车的速度v= m/s，通过纸带数据计算出小车的加速度a= m/s2（后两问计算结果均保留2位有效数字）。
(5)某同学利用测得的实验数据，得到的a—F图像如图4所示，从图判断该同学在实验操作过程中，图像没过原点是由于 ，图像的末端出现弯曲是由于 。
A．小车和长木板之间的摩擦力平衡不足
B．小车和长木板之间的摩擦力平衡过度
C．小车的质量远大于槽码的总质量
D．小车的质量没能远大于槽码的总质量
【答案】(1)B
(2)A
(3) B 8V
(4) 9.73~9.80 0.65~0.66 0.81-0.87
(5) B D
【详解】（1）电火花计时器需要连接220V交流电源；本实验需要用天平测量小车和钩码的质量；本实验不需要用弹簧测力计和秒表。
故选B。
（2）AB．该实验中，进行平衡摩擦力的目的是使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力，故A正确，B错误；
CD．平衡摩擦力时，应将细绳和重物去掉，利用小车重力沿木板向下的分力平衡摩擦力，则有，可得，可知次改变小车的质量时，都不需要重新平衡摩擦力，故CD错误。
故选A。
（3）[1]使用电磁打点计时器时，纸带应通过限位孔，压在复写纸下面，故选B。
[2]使用电磁打点计时器时，适配电压为8V左右交流电。
（4）[1]毫米刻度尺精度为1mm，计数点2的读数取值为9.73mm~9.80mm之间。
[2]因为每隔4个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为，打下计数点3时小车的速度为，由于读数误差（0.65~0.66m/s均可）
[3]根据，可得小车的加速度为，由于读数误差（0.81~0.87m/s均可）
（5）[1]由图4可知，当外力F=0时小车就已经有了加速度，可知小车和长木板之间的摩擦力平衡过度，故选B；
[2]图像的末端出现弯曲是由于小车的质量没能远大于槽码的总质量，导致随着槽码的总质量增加，加速度较大时，小车受到的牵引力明显小于槽码的总重力，导致图像偏离，故选D。
16-Ⅱ．在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中R0=2Ω。
(1)请根据实验电路，把图乙中的实验电路图补充完整。
(2)实验操作步骤如下：
①将滑动变阻器滑到 位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”）
②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关S0
③重复步骤①
④单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关S0
⑤在图丙中分别作出两种情况所对应的U-I图像
(3)某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为 。
(4)图丙中的曲线1是开关与 （填“1”或“2”）接通时相对应。
(5)根据图丙中的U-I图线求得电源电动势E= ，内阻r= 。（结果均保留两位小数）
(6)该兴趣小组经讨论认为，利用图丙还可以计算出电流表和电压表的内阻，其中，电流表的内阻为 Ω。
【答案】(1)
(2)最左端
(3)1.30
(4)1
(5) 1.80 2.50
(6)0.50
【详解】（1）根据图甲所示的电路，实验电路图如图所示
（2）①开关闭合时，为使电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，滑动变阻器应滑到最左端的位置。
（3）由图甲可知，电压表的量程为3V、分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，由图丁可知电压表读数为U1=1.30V
（4）当单刀双掷开关接1时，电动势测量值（图像与纵轴的焦点）准确，内阻测量值（图像的斜率）偏大，当单刀双掷开关接2时，电动势测量值偏小，内阻测量值偏小。曲线I与纵轴的交点大于曲线II与纵轴的交点，并且曲线I的斜率大于曲线II的斜率，可知：曲线I与开关与1接通时相对应。
（5）[1][2]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确；当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量准确。如图所示的虚线为电源U-I曲线的准确值。
由虚线可得E=1.80V，
（6）曲线I的斜率，由图像可得，曲线I的斜率为5.00Ω，解得
16-Ⅲ．以下实验中，说法正确的是（ ）
A．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，需要用到交流电源
B．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，增大透镜与单缝间的距离可观察到条纹间距增大
C．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，所用交流电源的电压不要超过 12V
D．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用
【答案】CD
【详解】A．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，需要用到直流电源。故A错误；
B．根据，可知在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，增大透镜与单缝间的距离不影响观察到条纹间距。故B错误；
C．为了人身安全，在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，选用低压交流电源，电压不要超过12V。故C正确；
D．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用。故D正确。
故选CD。
四、计算题（本题共4小题，8分+11分+11分+11分共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17．2023年7月受台风泰利影响，我省嘉善地区发生极端暴雨天气。当暴雨降临，路面水井盖因排气水面孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，水位以50mm/h的速度上涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。
（1）若在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功，则该气体 （吸收，放出）的热量为 J；
（2）求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起；
（3）求从图示位置时刻起，水井盖会被顶起所需的时间。
【答案】（1）放出，650；（2）；（3）
【详解】（1）空气温度始终不变，内能保持不变，在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功，根据热力学第一定律
可得
可知该气体放出的热量为。
（2）井盖刚好被顶起时有
此时密闭空气的压强为
（3）气体做等温变化，有
解得
水井盖会被顶起所需的时间为
18．如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L1＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R1＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L2＝1.5m的水平面GH和半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为，不计其它阻力，取。求
（1）滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力；
（2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度；
（3）若释放的高度，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。
【答案】（1）6N，方向向下；（2）0.3m；（3）当时，；当时；当时；
【详解】（1）根据动能定理
代入数据得
根据牛顿第二定律
得细圆管道对滑块的作用力
根据牛顿第三定律，细圆管道受到滑块的作用力
方向向下。
（2）根据动量定理
得
根据能量守恒
滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度
（3）经过计算可知，当释放的高度时，滑块刚好能到达半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧的最高点，若释放的高度，根据动能定理
根据动量定理
根据能量守恒
得
当时，
当时，
当时，滑块从小车左侧滑落，
19．2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，着陆器实现软着陆时，着陆器接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的着陆器主体，着陆器主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当着陆器接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使着陆器主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知着陆器主体及轨道的质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小I；
（2）缓冲滑块刚落地时着陆器主体的加速度大小；
（3）达到着陆器软着陆要求的设计速度时，地面对缓冲滑块K支持力大小；
（4）着陆器主体可以实现软着陆，若从减速到的缓冲过程中，通过线圈的电荷量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为
根据欧姆定律，线圈中的电流为
（2）线圈受到的安培力为
根据牛顿第三定律，着陆器受到安培力
方向向上。
根据牛顿第二定律
可得
（3）对滑块K，设滑块K受到的支持力为N，由力的平衡
线圈的速度减小到，则安培力减小为
可得
（4）由能量守恒
根据法拉第电磁感应定律
可得
20．自由电子激光器是以自由电子束为工作物质，将相对论性电子束的动能转变成相干的电磁辐射能的装置，其中产生电磁波的核心装置为“扭摆器”（如图所示），由沿z方向交错周期排列的2n对宽度为a的永磁体组成（，2a被称为扭摆器的“空间周期”），产生x方向的周期静磁场。本题我们利用高中知识，在被简化的模型中分析注入扭摆器的电子的运动。已知电子质量为m，带电荷-e，一束电子经加速后由弯曲磁体沿yOz平面引入扭摆器，不考虑引入过程速度损失，不考虑任何相对论效应，忽略电磁辐射过程的动能损耗。
(1)假设一对永磁体间的磁感应强度恒定为，电子束中电子进入扭摆器的初速度与z轴夹角为30°，且能经过扭摆器后被完整收集，求：
①电子束加速器的加速电压U；
②该电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间T。
(2)实际上，扭摆器的一个空间周期内，磁感应强度的大小是有变化的，一对永磁体间沿x轴的磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离d近似满足的线性关系（，的方向由N极指向S极），电子束经电压加速后沿z轴正方向进入扭摆器，仍然能经过扭摆器后被完整收集，求电子运动过程偏离z轴的最大距离。
（提示：①实验中，可认为是相当弱的磁场；②可能用到的数学公式：时，）
【答案】(1)，
(2)
【详解】（1）①在一个空间周期内，电子运动的轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
电子加速过程，根据动能定理有
解得
②结合题意可知，该扭摆器总共有n个空间周期，结合上述几何关系可知，每个空间周期内有
其中
则电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间为
解得
（2）根据题意可知，磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离变化的关系图像为
对电子进行分析，在y轴方向，根据动量定理有
其中，
结合题意解得
电子在加速过程，根据动能定理有
由于是相当弱的磁场，可知，电子在运动过程中速度变化量远远小于，则可近似认为
则有
结合上述有
电子运动时间
作出电子运动过程偏离z轴示意图如图所示
则有
其中
解得
试卷第22页，共23页
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