注意事項(xiàng)：本試卷滿分為100分，時(shí)量為75分鐘
一、單項(xiàng)選擇題（共6個(gè)小題，每題4分，共24分；每小題只有一個(gè)正確答案）
1. 2023年8月24日，日本開始啟動(dòng)福島核污染水排海計(jì)劃，引發(fā)了國(guó)際上的廣泛反對(duì)和抗議，也讓普通人知道了氫的三種同位素：氕、氘、氚。氘、氚可以在一定條件下發(fā)生核反應(yīng)。下列說法正確的是（ ）
A. 該核反應(yīng)為衰變
B. 、的比結(jié)合能比的小，故該反應(yīng)過程會(huì)釋放能量
C. 該反應(yīng)要在高溫高壓下才能進(jìn)行，故反應(yīng)過程要吸收能量
D. 該反應(yīng)過程中釋放的貫穿本領(lǐng)很弱，但電離本領(lǐng)卻很強(qiáng)
【答案】B
【解析】
【詳解】A．該核反應(yīng)為輕核聚變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．、的比結(jié)合能比的小，故該反應(yīng)過程會(huì)釋放能量，選項(xiàng)B正確；
C．該反應(yīng)要在高溫高壓下才能進(jìn)行，但是反應(yīng)過程能放出能量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)過程中釋放的不帶電，電離本領(lǐng)很弱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 2023年9月23日杭州亞運(yùn)會(huì)的開幕式驚艷全世界，其中大蓮花“復(fù)現(xiàn)錢塘江”，地屏上交叉潮、一線潮、回頭潮、魚鱗潮……如圖，用兩個(gè)繩波來模擬潮水相遇，一水平長(zhǎng)繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，振動(dòng)的固有頻率為2Hz，現(xiàn)在長(zhǎng)繩兩端分別有一振源P、Q同時(shí)開始以相同振幅上下振動(dòng)了一段時(shí)間，某時(shí)刻兩個(gè)振源在長(zhǎng)繩上形成波形如圖所示，兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過彈簧振子所在位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動(dòng)，小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向下，且振動(dòng)并不顯著，而小球第二次的振幅明顯較大，則（ ）
A. 由P振源產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧扳子處
B. 由P振源產(chǎn)生的波的波速較接近2m/s
C. 由Q振源產(chǎn)生的波的波速較接近4m/s
D. 兩列繩波可在繩上形成穩(wěn)定的干涉圖樣
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由P、Q激發(fā)的機(jī)械波的波形圖及傳播方向可知，P波源產(chǎn)生的波起振方向向上， Q波源產(chǎn)生的波起振方向向下，所以先到達(dá)彈簧振子處的是由Q波源產(chǎn)生的波，故A錯(cuò)誤；
BC．波源P激發(fā)的機(jī)械波使小球產(chǎn)生了較強(qiáng)的振動(dòng)，即共振，說明P的振動(dòng)頻率接近2Hz，所以波速接近于
同種介質(zhì)中的波速是相等的，由Q振源產(chǎn)生的波的波速也接近2m/s，故B正確，從C錯(cuò)誤；
D．圖中兩列波的波長(zhǎng)不同，波速是相等，由
可知兩列波頻率不同，所以不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 電子設(shè)備之間在一定距離范圍內(nèi)可以通過藍(lán)牙連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，已經(jīng)配對(duì)過兩電子設(shè)備，當(dāng)距離小于某一值時(shí)，會(huì)自動(dòng)連接；一旦超過該值時(shí)，藍(lán)牙信號(hào)便會(huì)立即中斷，無法正常通訊。某次實(shí)驗(yàn)中，分別安裝在甲、乙兩小車上的兩電子設(shè)備已通過藍(lán)牙配對(duì)成功，其正常通訊的有效距離為。兩車運(yùn)動(dòng)路線在同一條直線上（兩車略微錯(cuò)開，不會(huì)相撞）。如圖所示，甲車以的初速度經(jīng)過O點(diǎn)，向右做加速度大小的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)乙車以初速度向右經(jīng)過O點(diǎn)左側(cè)6m處，并立即以的加速度剎車。以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，忽略藍(lán)牙信號(hào)連接延遲。下列說法正確的是（ ）
A. 時(shí)信號(hào)第一次中斷
B. 時(shí)信號(hào)第一次恢復(fù)
C. 信號(hào)第二次中斷時(shí)，甲在O右邊處
D. 從信號(hào)第一次恢復(fù)到信號(hào)第二次中斷，甲的位移為
【答案】A
【解析】
【詳解】A．依題意，乙車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則有
計(jì)時(shí)時(shí)刻乙車速度比甲車速度大，且二者距離小于10m，所以當(dāng)乙車在甲車右邊10m處時(shí)信號(hào)第一次中斷，有
其中
聯(lián)立，解得
即時(shí)信號(hào)第一次中斷。故A正確；
B．根據(jù)上面選項(xiàng)分析，t=4s時(shí)，兩車速度關(guān)系為
可知4s后兩車距離繼續(xù)增大，當(dāng)兩車共速時(shí)距離最大，之后二者間距減小，設(shè)乙車停止時(shí)在O點(diǎn)右側(cè)x處，則有
此時(shí)甲車距離O點(diǎn)的距離為
則有
可知乙車停止時(shí)，二者之間信號(hào)仍未恢復(fù)。設(shè)時(shí)刻信號(hào)才能第一次恢復(fù)，則有
解得
故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)B選項(xiàng)分析，當(dāng)甲車運(yùn)動(dòng)至乙車停止位置右邊10m處信號(hào)第二次中斷，可知甲在O右邊
故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)上面分析可知從信號(hào)第一次恢復(fù)到信號(hào)第二次中斷，乙車的位置未動(dòng)，所以該過程甲的位移為20m，故D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 某物流站點(diǎn)采用如圖甲所示裝置運(yùn)送大物件，電動(dòng)機(jī)通過跨過定滑輪的繩子與斜面上的物件相連，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后以額定功率工作，牽引物件沿斜面上升，時(shí)速度達(dá)最大值，物件運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示。已知斜面傾角為，物件質(zhì)量為，物件與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，電動(dòng)機(jī)額定功率為，重力加速度大小取，繩子質(zhì)量不計(jì)，則在內(nèi)，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A. 物件的最大速度是B. 物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)了
C. 摩擦力對(duì)物件做的功為D. 物件機(jī)械能的增量
【答案】C
【解析】
【詳解】A．物件速度最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件，牽引力大小為
則此時(shí)最大速度為
故A正確，不符合題意；
B．內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理
解得
故B正確，不符合題意；
C．摩擦力對(duì)物件做的功為
故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．物件機(jī)械能的增量
故D正確，不符合題意。
故選C。
5. 2023年5月30日，神舟十六號(hào)航天員順利進(jìn)駐中國(guó)空間站，與神舟十五號(hào)航天員順利會(huì)師。由于在空間站運(yùn)行軌道上存在密度為的均勻稀薄氣體，為了維持空間站做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要對(duì)空間站施加一個(gè)與速度方向相同的推動(dòng)力。若稀薄氣體相對(duì)地心靜止，碰到空間站后氣體立刻與空間站速度相同。已知空間站垂直速度方向的面積為S，離地面高度為h，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。則（ ）
A. 空間站運(yùn)行速度為
B. 神舟十六號(hào)飛船與空間站對(duì)接后，空間站因質(zhì)量增大，其加速度將減小
C. 單位時(shí)間內(nèi)推動(dòng)的空氣質(zhì)量為
D. 需對(duì)空間站施加動(dòng)力的大小為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．在地球表面有
可得
對(duì)空間站，由萬有引力提供向心力可得
解得
A錯(cuò)誤；
B．神舟十六號(hào)飛船與空間站對(duì)接時(shí)，飛船與空間站同時(shí)都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且軌道半徑相同，運(yùn)行的線速度大小相同，則有向心加速度大小相同，因此對(duì)接后其加速度將不變，B錯(cuò)誤；
C．因?yàn)榭臻g站的速度為
遇到稀薄氣體時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)，推動(dòng)稀薄氣體的質(zhì)量為
則有單位時(shí)間內(nèi)推動(dòng)的空氣質(zhì)量為
C錯(cuò)誤；
D．在遇到稀薄氣體的運(yùn)動(dòng)中，設(shè)空間站對(duì)稀薄氣體的作用力大小為F，以稀薄氣體為對(duì)象，經(jīng)t時(shí)間，由動(dòng)量定理可得
解得
因此為了維持空間站做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要對(duì)空間站施加的推動(dòng)力大小為，D正確。
故選D。
6. 如圖所示，在豎直平面內(nèi)，固定一個(gè)半徑為R的大圓環(huán)，其圓心為O，在圓內(nèi)與圓心O同一水平面上的P點(diǎn)搭一光滑斜軌道到大環(huán)上，，欲使物體（視為質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)由靜止釋放，沿此傾斜軌道滑到大環(huán)的時(shí)間最短，已知重力加速度為g，則（ ）

A. 物體在光滑斜軌上滑行的加速度為
B. 軌道長(zhǎng)為
C. 最短時(shí)間為
D. 最短時(shí)間為
【答案】D
【解析】
【詳解】B．如圖建立一個(gè)與大圓相內(nèi)切的等時(shí)圓，如圖所示。

設(shè)其半徑為r，由幾何關(guān)系得
解得
由等時(shí)圓可知，從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)M為最短時(shí)間，由幾何關(guān)系可知
則軌道長(zhǎng)度
選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
CD．由等時(shí)圓可知從P到M的時(shí)間為
即最短時(shí)間為
選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；
A．根據(jù)
可得
選項(xiàng)A錯(cuò)誤。
故選D。
二、多選題（共4個(gè)小題，每題5分，共20分，全選對(duì)得5分，漏選得3分，錯(cuò)選不得分）
7. 如圖所示，以正方形abcd的中心為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸與正方形的四條邊分別平行。在a、c兩點(diǎn)分別放置正點(diǎn)電荷，在b、d兩點(diǎn)分別放置負(fù)點(diǎn)電荷，四個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量大小相等。以O(shè)點(diǎn)為圓心作圓，圓的半徑與正方形的邊長(zhǎng)相等，圓與坐標(biāo)軸分別交于M、N、P、Q四點(diǎn)。規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，下列說法正確的是（ ）
A. N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正向
B. N點(diǎn)和Q點(diǎn)電勢(shì)相同
C. 另一正點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿x軸移動(dòng)到P點(diǎn)電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功
D. 另一正點(diǎn)電荷沿圓周移動(dòng)一周，電場(chǎng)力始終不做功
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.a、b處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，c、d處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，由等量異種點(diǎn)電荷在空間形成的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知a、b處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度大于c、d處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度，所以N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向，故A正確；
B.a、b處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成電勢(shì)為零，c、d處點(diǎn)電荷在N點(diǎn)形成電勢(shì)也為零，所以N、Q電勢(shì)均為零，故B正確；
C.x軸為等勢(shì)面，電荷移動(dòng)過程電場(chǎng)力做功為零，故C錯(cuò)誤；
D.根據(jù)電勢(shì)疊加原理，圓周上各點(diǎn)電勢(shì)變化，所以另一正點(diǎn)電荷沿圓周移動(dòng)一周，電場(chǎng)力會(huì)對(duì)其做功，故D錯(cuò)誤
故選AB。
8. 2023年9月22日全國(guó)滑翔傘定點(diǎn)聯(lián)賽總決賽圓滿落幕。某運(yùn)動(dòng)員在滑翔傘作用下豎直勻速下降，該滑翔傘的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，滑翔傘為4級(jí)牽引繩結(jié)構(gòu)，同級(jí)牽引繩分支夾角都為，同級(jí)牽引繩中的拉力大小都相等。已知運(yùn)動(dòng)員與裝備的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，取，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員和裝備受到的空氣作用力及滑翔傘與牽引繩的重力。則（ ）
A. 勻速下降過程，滑翔系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 在這4級(jí)牽引繩中，第1級(jí)牽引繩承受的拉力最大
C. 第3級(jí)牽引繩中每根承受的拉力大小為
D. 若縮短每級(jí)繩子的長(zhǎng)度，勻速下落時(shí)第2級(jí)牽引繩承受的拉力將增大
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．勻速下降過程中，系統(tǒng)的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，所以A錯(cuò)誤；
B．設(shè)1級(jí)繩子拉力為F1，二級(jí)繩子拉力為F2，以此類推。則
以此類推。
則
所以第1級(jí)牽引繩承受的拉力最大，故B正確；
C．根據(jù)以上公式，可得
故C錯(cuò)誤；
D．若縮短每級(jí)繩子的長(zhǎng)度，則同級(jí)牽引繩分支夾角會(huì)變大，勻速下落時(shí)第2級(jí)牽引繩承受的拉力將增大，故D正確。
故選BD。
9. 在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=8Ω，定值電阻滑動(dòng)變阻器R4的取值范圍為0~30Ω，所有電表均為理想電表。閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電壓表V1、電壓表V2、電流表A示數(shù)的變化量分別為△U1、△U2、△I．下列說法正確的是（ ）

A. V1讀數(shù)變小，則V2讀數(shù)變大，|△U1|小于|△U2|
B.
C. R4的功率先增大后減小，最大值為0.36W
D. 電源的輸出功率先增大后減小，最大值為4.5W
【答案】ABC
【解析】
【詳解】將R1和R2等效為電源內(nèi)阻，則等效電源的電動(dòng)勢(shì)
等效內(nèi)阻
等效電路如圖
A．則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，R4變大，總電阻變大，總電流減小，路端電壓變大，V1讀數(shù)變小，則V2讀數(shù)變大，因
U路端=U1+U2
可知小于，故A正確；
B．因?yàn)?br>又有
故B正確；
C．將R3等效為新電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻為
當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)輸出功率最大，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電阻從0增加到30Ω，可知的功率先增大后減小，當(dāng)R4=25Ω時(shí)功率最大，最大值為
故C正確；
D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在a端時(shí)，電源E的外電阻為
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在b端時(shí)，電源E的外電阻為
電源E的內(nèi)阻
則滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電源的輸出功率一直減小，故D錯(cuò)誤。
故選ABC。
10. 我國(guó)建成了第3代同步輻射光源上海光源（SSRF），并正在建設(shè)多臺(tái)第4代光源。小林同學(xué)了解SSRF后設(shè)計(jì)了一臺(tái)儀器如圖甲所示。儀器中，質(zhì)子先通過直線加速器加速，在離開圓筒n之后進(jìn)入增強(qiáng)器使其動(dòng)能增大S倍，之后進(jìn)入磁場(chǎng)儲(chǔ)能環(huán)在磁場(chǎng)力F=kv（k為常數(shù)）充當(dāng)?shù)南蛐牧ψ饔孟伦鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)。其中直線加速器如圖乙所示，交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖丙所示。在t=0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)差為負(fù)值，金屬圓板（序號(hào)為0）中央的一質(zhì)子由靜止開始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1。為了使質(zhì)子運(yùn)動(dòng)到圓筒與圓筒之間各個(gè)間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向相同而不斷加速，圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)必須遵照一定的規(guī)律。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e，質(zhì)子通過圓筒間隙時(shí)間可以忽略不計(jì)，忽略相對(duì)論效應(yīng)，已知質(zhì)子進(jìn)入圓筒4時(shí)的速度為v4，則（ ）
A. 加速電壓B. 圓筒16的長(zhǎng)度為v4T
C. 質(zhì)子在圓筒10中運(yùn)動(dòng)的速度D. 儲(chǔ)能環(huán)長(zhǎng)度
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A．粒子進(jìn)入圓筒4時(shí)，由動(dòng)能定理可得
解得
A正確；
B．粒子進(jìn)入圓筒16時(shí)，由動(dòng)能定理可得
又因?yàn)?br>聯(lián)立可得
故圓筒16的長(zhǎng)度為
B正確；
C．粒子進(jìn)入圓筒10時(shí)，由動(dòng)能定理可得
又因?yàn)?br>聯(lián)立可得
C錯(cuò)誤；
D．粒子進(jìn)入圓筒n時(shí)，由動(dòng)能定理可得
又因?yàn)?br>聯(lián)立可得
進(jìn)入增強(qiáng)器使其動(dòng)能增大S倍后速度為
進(jìn)入磁場(chǎng)儲(chǔ)能環(huán)由磁場(chǎng)力充當(dāng)向心力
儲(chǔ)能環(huán)長(zhǎng)度
聯(lián)立可得
D正確。
故選ABD。
三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共16分）
11. 某同學(xué)想測(cè)定滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置圖,重力加速度為g
(1)他先用天平測(cè)量出滑塊和遮光條的總質(zhì)量m,然后用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條的寬度d,所用的螺旋測(cè)微器零刻度不能對(duì)齊測(cè)量前讀數(shù)如圖(a)所示,測(cè)量時(shí)如圖(b)所示,則遮光條寬度d=__________mm.
(2)按圖示組裝好器材后,把滑塊從桌面上某一位置由靜止釋放滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間分別為△和△,彈簧秤的示數(shù)為F,要測(cè)定出滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)還需要測(cè)出的物理量及相應(yīng)符號(hào)是____.
(3)用題中給出的物理量和第(2)問中測(cè)出的物理量的符號(hào)表示出動(dòng)摩擦因數(shù):_________.
【答案】 ①. 3.750 ②. 光電門A、B之間的距離x ③.
【解析】
【詳解】（1）由圖(a)讀出示數(shù)為0.024mm；
由圖(b)讀出示數(shù)為3.774mm；
故遮光條寬度d=3.775mm-0.025mm=3.750mm．
（2）滑塊從桌面上某一位置由靜止釋放后作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：；
對(duì)滑塊經(jīng)過光電門A、B過程由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：；
故欲測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)，可測(cè)出光電門A、B間的距離x．
（3）由（2）問解析中的兩個(gè)式子聯(lián)立可得出：
滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)
12. 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們想利用電壓表和電阻箱測(cè)量一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們找到了如下的實(shí)驗(yàn)器材：電池組（電動(dòng)勢(shì)約為6.0V，內(nèi)阻約為1Ω）、靈敏電流計(jì)G（滿偏電流，內(nèi)阻，定值電阻（），定值電阻（阻值可求），變阻箱R（阻值范圍可調(diào)），開關(guān)，導(dǎo)線若干。同學(xué)們研究器材，思考討論后確定了如下的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你將該方案補(bǔ)充完整。
（1）若想靈敏電流計(jì)G改裝成量程為6V的電壓表，需要______一個(gè)定值電阻R2（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），該定值電阻的阻值______Ω。
（2）為了準(zhǔn)確測(cè)出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，在圖中虛線框中設(shè)計(jì)電路圖，請(qǐng)把該電路圖補(bǔ)充完整______。

（3）采集靈敏電流計(jì)G和變阻箱R的讀數(shù)，作出了圖像如圖乙所示，已知圖線的斜率為k，縱截距為b，則所測(cè)得電池組的內(nèi)阻r=______。（用題目中所給的字母表示，已知電源中的電流遠(yuǎn)大于電流計(jì)G中的電流）
（4）組長(zhǎng)還組織大家進(jìn)步研討，圖丙所示為他們測(cè)得的某型號(hào)小燈泡的伏安特性曲線，如果把兩個(gè)該型號(hào)的燈泡并聯(lián)后再與的定值電阻串聯(lián)起來接在上述電池組上（若測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)阻（），如圖丁，則每只燈泡消耗的實(shí)際功率為______（保留2位有效數(shù)字）。

【答案】 ①. 串聯(lián) ②. 59800 ③. ④. ⑤. 0.27##0.28##0.29##0.30##0.31
【解析】
【詳解】（1）[1][2]若想靈敏電流計(jì)G改裝成量程為6V的電壓表，需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻R2，該定值電阻的阻值
（2）[3]電路如圖，其中R1為保護(hù)電阻；

（3）[4]由電路圖可得
因已知電源中的電流遠(yuǎn)大于電流計(jì)G中的電流，則可寫成
即
則
解得
（4）[5]由電路可知
即
U=6-20I
將此關(guān)系圖像畫在燈泡的U-I圖像中，如圖；

則交點(diǎn)為電路的工作點(diǎn)，則I=0.24A，U=1.2V，則每只燈泡消耗的功率
P=IU=0.29W
三、計(jì)算題（共40分，須寫明必要的解答過程，只寫結(jié)果不能得分）
13. 某同學(xué)設(shè)計(jì)一裝置來探究容器內(nèi)氣體狀態(tài)受外界環(huán)境變化的影響。如圖所示，在容器上插入一根兩端開口足夠長(zhǎng)的玻璃管，接口用蠟密封。玻璃管內(nèi)部橫截面積S=0.5cm2，管內(nèi)一長(zhǎng)h=11cm的靜止水銀柱封閉著長(zhǎng)度l1=20cm的空氣柱，此時(shí)外界的溫度t1=27℃?，F(xiàn)把容器浸沒在水中，水銀柱靜止時(shí)下方的空氣柱長(zhǎng)度變l2=2cm，已知容器的容積V=290cm3。
（1）求水的溫度T；
（2）若容器未浸入水，向玻璃管加注水銀，使水銀柱的長(zhǎng)度增加h=2.7cm，仍使水銀柱靜止時(shí)下方的空氣柱長(zhǎng)度為2cm，求外界大氣壓P0；
（3）該同學(xué)在玻璃管外表面標(biāo)注溫度值，請(qǐng)問刻度否均勻，并簡(jiǎn)要說明理由。
【答案】（1）291K；（2）76.3cmHg；（3）刻度均勻 ，等壓下，溫度與體積成線性關(guān)系。
【解析】
【詳解】（1）由等壓變化
解得
T=291K
（2）由等溫變化
(P0+h)(V+Sl1)=(P0+h+h)(V+Sl2)
解得
P0=76.3cmHg
（3）刻度均勻。由（1）可知，等壓狀態(tài)下，溫度與體積成線性關(guān)系
14. 如圖所示，傾角為的光滑絕緣斜面MN與光滑絕緣水平面在M處平滑連接，光滑絕緣水平面與半徑為的豎直光滑絕緣圓形軌道在A點(diǎn)連接，圖中O點(diǎn)是圓軌道的圓心，B、C分別是圓形軌道的最低和最高點(diǎn)，AO、BO間的夾角為。整個(gè)裝置位于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度。現(xiàn)將一質(zhì)量、電量為的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），從斜面上高為，與A水平間距為的N點(diǎn)靜止釋放。取，，，求：
（1）小球從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度；
（2）小球從N運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間；
（3）小球在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)電場(chǎng)力與重力的合力與豎直方向的夾角為，則有
可得
由圖中幾何關(guān)系可得
可知電場(chǎng)力與重力的合力方向剛好由指向，則小球從點(diǎn)靜止釋放后，將沿著做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
根據(jù)幾何關(guān)系可得
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
解得
（2）小球從運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間為
（3）由圖中幾何關(guān)系可知，小球從點(diǎn)剛好沿著圓弧切線方向進(jìn)入圓弧軌道，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)右側(cè)點(diǎn)，此時(shí)與豎直方向的夾角為，即與電場(chǎng)力與重力的合力方向在同一直線上，則小球在點(diǎn)動(dòng)能最大，從點(diǎn)到點(diǎn)過程，根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得小球在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能為
15. 水平面上固定一根內(nèi)壁光滑的絕緣圓筒，圓筒長(zhǎng)，簡(jiǎn)內(nèi)充滿沿筒水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，現(xiàn)有一質(zhì)量為的圓形小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止，在圓筒內(nèi)距左端處，該滑塊為絕緣體且不帶電。現(xiàn)有一個(gè)直徑略小于圓筒內(nèi)徑且質(zhì)量為m的光滑絕緣彈性的小球，該小球帶電量為，在圓筒內(nèi)左端無初速度釋放，小球?qū)⑴c滑塊發(fā)生多次彈性碰撞，不計(jì)空氣阻力，絕緣小球帶電量始終保持不變，重力加速度g，求：
（1）小球與小滑塊第一次碰撞后，各自速度大??；
（2）在第一次到第二次碰撞的這段時(shí)間內(nèi)，滑塊與小球相距的最大距離；
（3）滑塊在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，小球與滑塊碰撞的次數(shù)。
【答案】（1），；（2）；（3）4次
【解析】
【詳解】（1）小球第一次與小滑塊碰撞前做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩者第一次碰撞前瞬間小球的速度大小為，由動(dòng)能定理得
即
設(shè)第一次碰撞后瞬間小球和圓盤的速度分別為，小球與小滑塊發(fā)生彈性碰撞，以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得
聯(lián)立解得
小球速度方向?yàn)樗较蜃?，小滑塊速度方向?yàn)樗较蛴遥?br>（2）第一次碰后小球向左勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小
小滑塊向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球的速度與小滑塊的速度相同時(shí)，兩者間距離最遠(yuǎn)。設(shè)第一次碰后小球經(jīng)過時(shí)間與小滑塊的速度相同，兩者間的最遠(yuǎn)距離為
解得
（3）第一次碰撞后到第二次碰撞時(shí)，兩者位移相同，設(shè)此過程經(jīng)歷的時(shí)間為，小滑塊的位移為，以右為正方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
解得
第二次碰撞前瞬間小球的速度為
設(shè)第二次碰撞后瞬間小球和滑塊的速度分別為，以豎直向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得
聯(lián)立解得
同理，設(shè)第二次碰撞后到第三次碰撞時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為，滑塊的位移為，則有
解得
第三次碰撞前瞬間小球的速度為
設(shè)第三次碰撞后瞬間小球和滑塊的速度分別為，同理可得
聯(lián)立解得
同理，設(shè)第三次碰撞后到第四次碰撞時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為，滑塊的位移為，則有
解得
綜上分析，由前三次碰撞后滑塊的向下運(yùn)動(dòng)的位移分別為
可歸納出每次碰撞后到下一次碰撞時(shí)，滑塊位移逐次增加，如果滑塊不離開圓管，第四次碰撞后到第五次碰撞時(shí)圓盤的位移為
因

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