考生須知：
1．本卷共8頁滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。
2．答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級(jí)、姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)及準(zhǔn)考證號(hào)并填涂相應(yīng)數(shù)字。
3．所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效。
4．考試結(jié)束后，只需上交答題紙。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）
1. 下列物理量中為矢量且單位符號(hào)正確的是（ ）
A. 電流（A）B. 電場(chǎng)強(qiáng)度（C）
C. 磁通量（Wb）D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）
【答案】D
【解析】
【詳解】A．電流標(biāo)量，其單位符號(hào)為A，故A錯(cuò)誤；
B．電場(chǎng)強(qiáng)度為矢量，其單位符號(hào)為V/m，故B錯(cuò)誤；
C．磁通量為標(biāo)量，其單位符號(hào)為Wb，故C錯(cuò)誤；
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，其單位符號(hào)為T，故D正確。
故選D。
2. 2024年2月27日，某電動(dòng)垂直起降航空器完全模擬一家人從深圳蛇口郵輪母港飛至珠海九洲港碼頭，將單程2.5到3小時(shí)的地面車程縮短至20分鐘。該航空器最大航程250公里，最大巡航速度200公里/小時(shí)，最多可搭載5人，則下列說法中正確的是（ ）
A. 航程250公里代表位移
B. 最大巡航速度200公里/小時(shí)指的是瞬時(shí)速度大小
C. 計(jì)算航空器在兩地飛行時(shí)間時(shí)不能視作質(zhì)點(diǎn)
D. 航空器升空過程中，以某一乘客為參考系，其他乘客都向上運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【解析】
【詳解】A．航程250公里代表路程，A錯(cuò)誤；
B．最大巡航速度200公里/小時(shí)指的是最大航行時(shí)的速度，是瞬時(shí)速度大小，B正確；
C．航空器在兩地之間飛行時(shí)，由于航空器本身的大小和形狀對(duì)計(jì)算航行時(shí)間沒有影響，可以看成質(zhì)點(diǎn)，C錯(cuò)誤；
D．航空器升空過程中，以某一乘客為參考系，其他乘客都是靜止的，D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 下列說法符合物理學(xué)史的是（ ）
A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B. 赫茲預(yù)言了電磁波的存在
C. 法拉第最先提出了微觀領(lǐng)域的能量量子化概念
D. 英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許測(cè)量出了引力常量G的數(shù)值
【答案】D
【解析】
【詳解】A．法拉第首次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；
B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故B錯(cuò)誤；
C．普朗克最先提出了微觀領(lǐng)域的能量量子化概念，故C錯(cuò)誤；
D．英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)量出了引力常量G的數(shù)值，故D正確。
故選D。
4. 質(zhì)量為m的鏈球在拋出前的運(yùn)動(dòng)情景如圖所示，假設(shè)在運(yùn)動(dòng)員的作用下，鏈球與水平面成一定夾角的斜面上從1位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)2位置，則鏈球從1位置到2位置的過程中下列說法正確的是（ ）
A. 鏈球需要的向心力保持不變
B. 鏈球在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒
C. 運(yùn)動(dòng)員的手轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等于鏈球的角速度
D. 運(yùn)動(dòng)員的手轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大于鏈球的線速度
【答案】C
【解析】
【詳解】A．鏈球從1位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)2位置，鏈球需要的向心力大小不變，但方向時(shí)刻發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；
B．鏈球在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不斷變化，則機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；
CD．運(yùn)動(dòng)員的手轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等于鏈球的角速度，根據(jù)
可知運(yùn)動(dòng)員的手的線速度小于鏈球的線速度，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 如圖所示，質(zhì)量為m磁鐵貼吸于固定的豎直金屬板上，初始時(shí)作用于磁鐵的推力F既平行于水平面也平行于金屬板，此時(shí)金屬板對(duì)磁鐵的作用力為?，F(xiàn)保持推力F的大小不變，將作用于磁鐵的推力F方向改為垂直金屬板，此時(shí)金屬板對(duì)磁鐵作用力為。磁鐵始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則和大小關(guān)系為（ ）
A. B. C. D. 無法確定
【答案】A
【解析】
【詳解】磁鐵保持靜止，金屬板對(duì)磁鐵提供了吸引力、彈力、摩擦力，這三個(gè)力的合力與推力、磁鐵的重力的合力等大反向。因?yàn)閮商幫屏Φ姆较蚨寂c磁鐵的重力方向垂直，則有
故選A。
6. 在一塊水平放置的很大的接地金屬平板上方附近固定著一個(gè)正電荷Q，、a、b、c、d為過正電荷所在位置的豎直平面上的五個(gè)點(diǎn)，位置如圖所示，c小于d，則下列說法正確的是（ ）
A. c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同
B. 點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)
C. 電荷量為q的負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 電荷量為q的正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)電場(chǎng)力做正功
【答案】D
【解析】
【詳解】A．由于金屬板位于正電荷所形成的電場(chǎng)中，因此將發(fā)生靜電感應(yīng)，達(dá)到靜電平衡后金屬板的表面將是一個(gè)等勢(shì)面，則金屬板上方的電場(chǎng)線垂直金屬板向下，其等勢(shì)面的分布如圖所示
由圖可知c點(diǎn)的等差等勢(shì)面比d點(diǎn)的更密集，因此c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大，故A錯(cuò)誤；
BC．a(chǎn)、、b三點(diǎn)共線且垂直金屬板，則a、、b三點(diǎn)所在直線為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，且方向由a指向b，而沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，由此可知點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì)，b點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì)，而帶負(fù)電的電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大，則電荷量為q的負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故BC錯(cuò)誤；
D．由于c點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)，當(dāng)將電荷量為q的正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，故D正確。
故選D。
7. 地磁學(xué)家曾經(jīng)嘗試用“自激發(fā)電”假說解釋地球磁場(chǎng)的起源，其原理如圖所示：一個(gè)金屬圓盤A在某一大小恒定、方向時(shí)刻沿切線方向的外力作用下，在弱的軸向磁場(chǎng)B中繞金屬軸轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，盤軸與盤邊之間將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用一根帶有電刷的螺旋形導(dǎo)線MN在圓盤下方連接盤邊與盤軸，MN中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，最終回路中的電流達(dá)到穩(wěn)定值，磁場(chǎng)也達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。下列說法正確的是（ ）
A. MN中的電流方向從N→M
B. 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的速度逐漸減小
C. MN中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同
D. 磁場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，MN中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)右手定則知，MN中的電流方向從M→N，A錯(cuò)誤；
B．圓盤在大小恒定、方向時(shí)刻沿切線方向的外力作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度先越來越大，磁場(chǎng)也越來越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
知產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也越來越大，流過電阻R的電流也越來越大，最終回路中的電流達(dá)到穩(wěn)定值，磁場(chǎng)也達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也達(dá)到穩(wěn)定值，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)右手螺旋定則判斷知MN中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，C正確；
D．可將圓盤看成若干個(gè)沿著半徑方向的幅條組成，因此在任何時(shí)刻都有幅條切割磁感線，故磁場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，MN中也產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤；
故選C。
8. 如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個(gè)小磁鐵。鉤碼在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，某段時(shí)間內(nèi)，小磁鐵正下方的智能手機(jī)中的磁傳感器采集到磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖（b）所示，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（ ）
A. 鉤碼做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為
B. 在和時(shí)刻，鉤碼的動(dòng)能最小
C. 在和時(shí)刻，鉤碼的重力勢(shì)能最大
D. 時(shí)間內(nèi)，鉤碼所受合外力的沖量為零
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖（b）可知，鉤碼做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期為，A錯(cuò)誤；
B．在和時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，磁鐵距離手機(jī)最近，振動(dòng)到最低點(diǎn)，鉤碼的動(dòng)能最小，B正確；
C．在和時(shí)刻，磁鐵振動(dòng)到最低點(diǎn)，重力勢(shì)能最小，C錯(cuò)誤；
D．時(shí)間內(nèi)，鉤碼從平衡位置經(jīng)過最高點(diǎn)又振動(dòng)回平衡位置，該過程回復(fù)力方向始終豎直向下，即合外力沖量方向也向下，不為零，D錯(cuò)誤。
故選B。
9. 圖甲為某同學(xué)設(shè)計(jì)的充電裝置示意圖，線圈ab匝數(shù)匝，面積，空間中存在磁場(chǎng)，方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，理想變壓器副線圈接充電器。已知額定電壓為5V的充電器恰能正常工作，不計(jì)線圈電阻，則下列說法正確的是（ ）
A. 時(shí)線圈ab中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0
B. 若B變化的周期變長(zhǎng)，則原線圈電壓變大
C. 變壓器原線圈輸入電壓有效值2V
D. 變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶5
【答案】C
【解析】
【詳解】A．時(shí)線圈ab中磁通量等于0，但此時(shí)磁通量的變化率達(dá)到了最大值，因此此時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故A錯(cuò)誤；
B．若B變化的周期變長(zhǎng)，則磁通量的變化率將減小，因此線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將減小，與線圈相連的原線圈兩端的電壓將減小，故B錯(cuò)誤；
C．線圈ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為
式中
，，，
代入可得
變壓器原線圈兩端的電壓即為線圈ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，因此可知變壓器原線圈輸入電壓有效值為
故C正確；
D．充電器接在副線圈兩端，充電器兩端的電壓即為副線圈兩端的電壓，根據(jù)已知，充電器的額定電壓為5V，且充電器正常工作，因此可知副線圈兩端的電壓有效值為5V，根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比可得
故D錯(cuò)誤。
故選C。
10. 如圖所示，一顆質(zhì)量為m的衛(wèi)星要發(fā)射到中地圓軌道上，通過M、N兩位置的變軌，經(jīng)橢圓轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)入中地圓軌道運(yùn)行。已知近地圓軌道的半徑可認(rèn)為等于地球半徑，中地圓軌道與近地圓軌道共平面且軌道半徑為地球半徑的3倍，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，下列說法中正確的是（ ）
A. 衛(wèi)星進(jìn)入中地圓軌道時(shí)需要在N點(diǎn)減速
B. 在轉(zhuǎn)移軌道上的M點(diǎn)和N點(diǎn)速度關(guān)系為
C. 該衛(wèi)星在中地圓軌道上運(yùn)行的速度為
D. 該衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上從M點(diǎn)運(yùn)行至N點(diǎn)（M、N與地心在同一直線上）所需的時(shí)間為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．衛(wèi)星進(jìn)入中地圓軌道時(shí)需要在N點(diǎn)加速，故A錯(cuò)誤；
B．由開普勒第二定律，M點(diǎn)到地球的距離小于N點(diǎn)到地球的距離，因此近地點(diǎn)M點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)N點(diǎn)的速度，即
故B錯(cuò)誤；
C．衛(wèi)星在中地圓軌道上，由萬有引力提供向心力得
在近地面
解得
故C錯(cuò)誤；
D．衛(wèi)星在中地圓軌道上周期
由開普勒第三定律得
聯(lián)立解得
在轉(zhuǎn)移軌道上從M點(diǎn)運(yùn)行至N點(diǎn)（M、N與地心在同一直線上）所需的時(shí)間
故D正確。
故選D 。
11. 如圖甲所示為小高同學(xué)收集的一個(gè)“足球”玻璃球，他學(xué)了光的折射后想用某單色光對(duì)該球進(jìn)行研究，某次實(shí)驗(yàn)過程中他將單色光水平向右照射且過球心所在的豎直截面，其正視圖如乙所示，AB是沿水平方向的直徑。當(dāng)光束從C點(diǎn)射入時(shí)恰能從右側(cè)射出且射出點(diǎn)為B，已知點(diǎn)C到AB豎直距離，玻璃球的半徑為R，且球內(nèi)的“足球”是不透光體，不考慮反射光的情況下，下列說法正確的是（ ）
A. 該單色光折射率為
B. 該“足球”的直徑為
C. 繼續(xù)增加，則光一定不會(huì)在右側(cè)發(fā)生全反射
D. 用該單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，減小雙縫間距，其它條件不變，則屏上干涉條紋間距變小
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)幾何關(guān)系，結(jié)合光路可逆，作出光路圖如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系有
解得
，
則折射率
選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．光束從C點(diǎn)射入時(shí)恰能從右側(cè)射出且射出點(diǎn)為B，表明內(nèi)部光線與足球相切，根據(jù)幾何關(guān)系可知，足球的直徑為
故B錯(cuò)誤；
C．繼續(xù)增加，結(jié)合上述可知，第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根據(jù)光路可逆原理可知，第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角，即光一定不會(huì)在右側(cè)發(fā)生全反射，故C正確；
D．根據(jù)
可知，減小雙縫間距，其它條件不變，則屏上干涉條紋間距變大，故D錯(cuò)誤。
故選C。
12. 粒子直線加速器原理示意圖如圖甲所示，它由多個(gè)橫截面積相同的同軸金屬圓筒依次組成，序號(hào)為奇數(shù)的圓筒與序號(hào)為偶數(shù)的圓筒分別和交變電源相連，交變電源兩極間的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。在時(shí)，奇數(shù)圓筒比偶數(shù)圓筒電勢(shì)高，此時(shí)和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號(hào)為0）的中央有一自由電子由靜止開始發(fā)射，之后在各狹縫間持續(xù)加速。若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，交變電源電壓為U，周期為T。不考慮電子的重力和相對(duì)論效應(yīng)，忽略電子通過圓筒狹縫的時(shí)間。下列說法正確的是（ ）
A. 電子在圓筒里做加速運(yùn)動(dòng)
B. 要實(shí)現(xiàn)加速，電子在圓筒運(yùn)動(dòng)時(shí)間必須為T
C. 第n個(gè)圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)滿足
D. 如果要加速質(zhì)子，圓筒的長(zhǎng)度要變短，可以在到時(shí)間內(nèi)從圓板處釋放
【答案】D
【解析】
【詳解】A．金屬筒中電場(chǎng)為零，電子不受電場(chǎng)力所用，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．電子每經(jīng)過圓筒間狹縫時(shí)都要被加速，然后進(jìn)入圓筒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以電子在圓筒運(yùn)動(dòng)時(shí)間必須為才能滿足每次經(jīng)過狹縫時(shí)被加速，故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)電子進(jìn)入第n個(gè)圓筒時(shí)的速度為，由動(dòng)能定理有
而電子在圓筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由此可得第n個(gè)圓筒的長(zhǎng)度為
解得
故C錯(cuò)誤；
D．如果要加速質(zhì)子，質(zhì)子的比荷要比電子的比荷小，而根據(jù)
可知，質(zhì)子進(jìn)入圓筒的速度要比電子進(jìn)入圓筒的速度小，則圓筒的長(zhǎng)度均需要相應(yīng)的變短，可以在到時(shí)間內(nèi)從圓板處釋放。
故選D。
13. 某城市被譽(yù)為“森林中的火車站”的屋頂鋪設(shè)了1.2萬塊光伏組件，每塊面積為，發(fā)電總功率為。已知太陽的輻射總功率約為，太陽與地球之間的距離約，則以下關(guān)于該光伏組件說法正確的是（ ）
A. 每塊組件上接收到的太陽輻射功率約為100W
B. 工作一天大約可發(fā)電
C. 光電的轉(zhuǎn)換效率約為10%
D. 若一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電約3000度，則該組件一年可節(jié)省約3500噸煤
【答案】C
【解析】
【詳解】A．距離太陽的大圓球面積
每塊組件上接收到的太陽輻射功率約為
A錯(cuò)誤；
B．若24小時(shí)都有太陽，則工作一天大約可發(fā)電
但有太陽的時(shí)間小于24小時(shí)，B錯(cuò)誤；
C．太陽板接收的太陽能功率為
光電的轉(zhuǎn)換效率約為
C正確；
D．若24小時(shí)都有太陽，則工作一年大約可發(fā)電
若一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電約3000度，24小時(shí)都有太陽，則該組件一年可節(jié)省約3500噸煤，但有太陽的時(shí)間小于24小時(shí)，D錯(cuò)誤；
故選C。
二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）
14. 關(guān)于教材中的插圖，下列說法正確的是（ ）
A. 甲圖中撐桿運(yùn)動(dòng)員受到桿的彈力是由于運(yùn)動(dòng)員的形變引起的
B. 乙圖中線圈a、b所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等
C. 丙圖中豎直放置的鐵環(huán)上繞有對(duì)稱的絕緣通電導(dǎo)線，電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下
D. 丁圖中將薄膜外的金屬環(huán)沿環(huán)所在平面旋轉(zhuǎn)90°，則薄膜中條紋也將旋轉(zhuǎn)90°
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．甲圖中撐桿運(yùn)動(dòng)員受到桿的彈力是由于桿的形變引起的，故A錯(cuò)誤；
B．磁感線的疏密反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，所以乙圖中線圈a、b所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，故B正確；
C．根據(jù)安培定則可得，左側(cè)線圈中的磁場(chǎng)下邊是S極，上邊是N極，右側(cè)的線圈中的磁場(chǎng)下邊是S極，上邊是N極，故鐵環(huán)中心的磁場(chǎng)方向?yàn)橄蛳?，故C正確；
D．丁圖中將薄膜外的金屬環(huán)沿環(huán)所在平面旋轉(zhuǎn)90°，但薄膜中條紋不旋轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
15. “戰(zhàn)繩”是一種比較流行的健身器械，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點(diǎn)，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動(dòng)繩子使繩子振動(dòng)起來如圖甲所示。以手的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，圖乙是健身者左手在抖動(dòng)繩子過程中某時(shí)刻的波形圖，若左手抖動(dòng)的頻率是0.5Hz，下列說法中正確的是（ ）
A. 該時(shí)刻P點(diǎn)位移為
B. 再經(jīng)過0.25s，P點(diǎn)達(dá)到平衡位置
C. 該時(shí)刻Q點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向
D. 從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為
【答案】ABD
【解析】
【詳解】由題知振幅為20cm，頻率為0.5Hz，波長(zhǎng)為8m，波向右傳播，該時(shí)刻P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，Q點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，故從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)P、Q點(diǎn)的振動(dòng)方程為
故該時(shí)刻P點(diǎn)的位移為
時(shí)，P點(diǎn)的位移為
故選ABD。
非選擇題部分
三、非選擇題（本題共5小題，共55分）
實(shí)驗(yàn)題（共14分）
16. 某校實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備用鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物等驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
（1）請(qǐng)?jiān)谙铝衅鞑闹羞x擇本實(shí)驗(yàn)所需的重物（ ）
A. B. C. D.
（2）下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說法正確的是（ ）。（多選）
A. 必須在接通電源的同時(shí)釋放紙帶
B. 利用本裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，可以不測(cè)量重物的質(zhì)量
C. 為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，必須選擇紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)
D. 體積相同的條件下，重物質(zhì)量越大，實(shí)驗(yàn)誤差越小
【答案】（1）D （2）BD
【解析】
【小問1詳解】
重物需要連接紙帶。
故選D。
【小問2詳解】
A．應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；
B．由機(jī)械能守恒公式
知可以不測(cè)量重物的質(zhì)量，故B正確；
C．也可以利用公式
驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不一定選擇紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D．體積相同的條件下，重物質(zhì)量越大，阻力越小，實(shí)驗(yàn)誤差越小，故D正確。
故選BD。
17. 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究“單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，
（1）下列三張圖片是三次操作中擺角最大的情景，其中操作合理的是_________（單選）
A. B. C.
（2）該同學(xué)用停表記錄了單擺全振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖所示為_________s。
（3）選擇正確實(shí)驗(yàn)圖，利用測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的g值偏小，可能的原因是_________（單選）
A. 測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)擺線拉的過緊
B. 開始計(jì)時(shí)時(shí)，停表過遲按下
C. 擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了
D. 某同學(xué)通過測(cè)量30次全振動(dòng)的時(shí)間來測(cè)定單擺的周期T，他在單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)按下秒表記為“1”，若同方向再次經(jīng)過平衡位置時(shí)記為“2”，在數(shù)到“30”時(shí)停止秒表，讀出這段時(shí)間t，算出周期。
【答案】（1）B （2）111.3
（3）C
【解析】
【小問1詳解】
研究“單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，擺球要使用密度大體積小的鋼球，且單擺的擺角必須。
故選B。
【小問2詳解】
停表小表盤一圈表示15min，大表盤一圈表示30s，若小表盤指針未過表示1min的中間位置，則其表示不到30s，由大表盤讀出，若小表盤指針過了表示1min的中間位置，則其表示大于30s，在由大表盤讀出示數(shù)的同時(shí)需加30s，根據(jù)圖示可從小表盤讀出1min，由于小表盤指針過了表示1min的中間位置，因此通過大表盤可讀出51.3s，由此可知停表讀數(shù)為
【小問3詳解】
A．根據(jù)單擺的周期公式
可得
若測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)擺線拉的過緊，則在實(shí)驗(yàn)中由于擺線恢復(fù)因拉的過緊而產(chǎn)生的微小形變后，實(shí)際擺線長(zhǎng)度將偏小，而計(jì)算用到的擺線長(zhǎng)度比實(shí)際值將偏大，因此計(jì)算得到的加速度將偏大，故A錯(cuò)誤；
B．開始計(jì)時(shí)時(shí)停表過遲按下，所記錄多次全振動(dòng)的總時(shí)間將偏小，因此而得到的振動(dòng)周期將偏小，根據(jù)
計(jì)算得到的重力加速度將偏大，故B錯(cuò)誤；
C．?dāng)[線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了，但在計(jì)算時(shí)仍然用的時(shí)測(cè)量得到的擺線長(zhǎng)度，小于實(shí)際擺線長(zhǎng)度，因此代入計(jì)算公式中得到的重力加速度的值偏小，故C正確；
D．單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)按下秒表記為“1”，若同方向再次經(jīng)過平衡位置時(shí)記為“2”，在數(shù)到“30”時(shí)停止秒表，讀出這段時(shí)間t，算出周期應(yīng)為
顯然在計(jì)算時(shí)將29次全振動(dòng)的次數(shù)記為30，所得周期將偏小，代入重力加速度的計(jì)算公式
得到的重力加速度的計(jì)算值將偏大，故D錯(cuò)誤。
故選C。
18. （1）在做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中。如圖（a）所示，選用的玻璃磚前后兩個(gè)光學(xué)面相互平行，和分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針和，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，用“?”表示大頭針的位置，這樣確定了射入玻璃磚的光線，確定了射出玻璃磚的光線。
（1）根據(jù)以上信息，請(qǐng)你在答題紙中畫出光路圖_________。
（2）若在實(shí)驗(yàn)過程中畫出界面和后，某同學(xué)不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致如圖（b）所示的情景，則所測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比將_________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
【答案】（1） （2）不變
【解析】
【小問1詳解】
【小問2詳解】
作圖
由圖及幾何關(guān)系可以得出入射角、折射角均不變，折射率不變。
19. 在“導(dǎo)體電阻率的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的電阻。
（1）該同學(xué)先用歐姆表“×1”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖所示，金屬絲電阻_________。
（2）該同學(xué)再次設(shè)計(jì)電路開展測(cè)量，并多次測(cè)量金屬絲直徑，要使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確到0.01mm，應(yīng)選用的儀器是_________。（填寫器材的名稱）
（3）該同學(xué)選取的電壓表和電流表，內(nèi)阻分別約為6kΩ和0.1Ω。則下列圖中符合實(shí)驗(yàn)要求且連線正確的是（ ）
A. B. C. D.
（4）設(shè)計(jì)的電路中電流表的接法，主要是為了減小電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果引起的_________誤差（填“系統(tǒng)”或“偶然”）。
（5）將金屬絲替換為小燈泡，改用電流傳感器測(cè)得小燈泡的電流隨時(shí)間變化的圖線，會(huì)是哪個(gè)圖（填“甲”、“乙”或“丙”）_________。
【答案】（1）6 （2）螺旋測(cè)微器##千分尺
（3）D （4）系統(tǒng)
（5）丙
【解析】
【小問1詳解】
由歐姆表讀數(shù)可知金屬絲電阻為6Ω；
【小問2詳解】
要使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確到0.01mm，應(yīng)選用的儀器是螺旋測(cè)微器或者千分尺；
【小問3詳解】
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻，則應(yīng)該用電流表外接電路；滑動(dòng)變阻器接成分壓電路，故選D。
【小問4詳解】
設(shè)計(jì)的電路中電流表的接法，主要是為了減小電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果引起的系統(tǒng)誤差。
【小問5詳解】
由于燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，剛閉合開關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升高，燈絲電阻逐漸增大，電流逐漸減小；當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度保持不變，電阻不變，電流保持不變，故圖像為圖丙。
20. 某大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘飛艇參加了“微重力飛行計(jì)劃”，飛行員將飛艇開到6000m的高空后，讓其由靜止開始下落，以模擬一種微重力的環(huán)境，下落過程中飛艇所受空氣阻力僅為其重力的0.04倍，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響的實(shí)驗(yàn)。在距離地面3000m時(shí)飛艇向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，若要求飛艇以大小為的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取，試計(jì)算：
（1）微重力環(huán)境持續(xù)的時(shí)間；
（2）飛艇距離地面多高的地方速度減為零。
【答案】（1）25s；（2）600m
【解析】
【詳解】（1）設(shè)飛艇下落的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
飛艇下落時(shí)間滿足
解得
（2）后，飛艇將做勻減速運(yùn)動(dòng)，開始減速時(shí)飛艇的速度為
減速運(yùn)動(dòng)時(shí)飛艇運(yùn)動(dòng)滿足
解得
所以距離地面
21. 小黃設(shè)計(jì)的某游戲裝置如圖所示。水平臺(tái)面上固定一半徑為R的光滑豎直圓軌道，在圓軌道右側(cè)C處放置質(zhì)量為0.5m的小滑塊B，CD間相距為l。在平臺(tái)右側(cè)有質(zhì)量為m的“”形載物盤E，用輕質(zhì)細(xì)線通過定滑輪與靜止在地面上質(zhì)量也為m的物塊F相連，載物盤距離地面高為h，與水平臺(tái)面處于同一水平面并且靜止。游戲開始時(shí)，選擇合適的壓縮量讓一質(zhì)量為0.5m的小滑塊A從彈射器1處彈射出去，恰好能經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)，與靜止在C點(diǎn)的滑塊B發(fā)生碰撞，碰撞后A、B粘在一起運(yùn)動(dòng)到載物盤上時(shí)恰好靜止，然后物塊F上升碰到小平臺(tái)，觸動(dòng)彈射器2（壓縮量可調(diào)）將小平臺(tái)H上的小球水平拋出，落在傾角為θ的斜面上。小平臺(tái)H的右端恰好位于斜面底端G的正上方。已知滑塊只與平臺(tái)CD段有摩擦，不計(jì)空氣阻力、細(xì)繩與滑輪的摩擦力?！啊毙洼d物盤的寬度不計(jì)，且著地時(shí)立即靜止，滑塊、小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。
（1）求CD段動(dòng)摩擦系數(shù)μ；
（2）求小平臺(tái)H距離地面的最大高度；
（3）若小平臺(tái)H在第（2）問的最大高度上，斜面的傾角范圍為，要使小球在斜面上的著落點(diǎn)離拋出點(diǎn)距離最近，試求拋出初速度與斜面傾角θ的關(guān)系。
【答案】（1）；（2）；（3）（）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)滑塊在圓周最高點(diǎn)的速度為，根據(jù)題意由牛頓第二定律有
解得
從最高點(diǎn)到點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
A和B粘在一起后，形成質(zhì)量為的整體，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
可知速度
則從到處，根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
（2）滑塊進(jìn)入載物盤至落地過程整體機(jī)械能守恒，令物塊升至高度時(shí)的速度為，可得
解得
繼續(xù)上拋的高度
所以物塊上升的總高度為
（3）點(diǎn)到直線的最短路徑為垂線段，因此小球落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的連線垂直于斜面如圖所示
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
根據(jù)幾何關(guān)系有
消去時(shí)間可得
由幾何關(guān)系有
解得
則可得
22. 如圖甲所示，水平面上固定著間距為的兩條平行光滑直軌道（除DE、CF是絕緣的連接段外，其它軌道均為不計(jì)電阻的導(dǎo)體），AB之間有一個(gè)的定值電阻，DC的左側(cè)軌道內(nèi)分布著垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示，EF的右側(cè)軌道內(nèi)分布著垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。時(shí)刻，質(zhì)量電阻的a金屬棒靜止在距離導(dǎo)軌左側(cè)處，并被特定的裝置鎖定。一個(gè)電阻的b金屬棒在距離EF右側(cè)處也被特定的裝置鎖定，兩棒均長(zhǎng)，且與軌道接觸良好，不考慮連接處的能量損失。時(shí)，解除對(duì)a棒的鎖定并施加水平向右的恒力，a棒離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)已達(dá)到穩(wěn)定的速度，過DC后撤去恒力，求
（1）時(shí)，通過a棒的電流大小及方向（圖中向上或向下）；
（2）a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)a棒兩端的電勢(shì)差；
（3）a棒進(jìn)入磁場(chǎng)到接觸b棒的過程中b棒產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）移去b棒，在磁場(chǎng)區(qū)域兩導(dǎo)軌之間連接一個(gè)電容的電容器（距離a棒無限遠(yuǎn)），a棒最終速度。
【答案】（1）2A，方向沿a棒向上；（2）；（3）；（4）
【解析】
【詳解】（1）內(nèi)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，由楞次定律判斷可知，棒上的電流方向?yàn)橄蛏希鏁r(shí)針），當(dāng)棒不動(dòng)時(shí)
（2）棒離開時(shí)已達(dá)到穩(wěn)定速度，此時(shí)有
解得
棒以的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電動(dòng)勢(shì)為
棒兩端的電勢(shì)差為
（3）考慮棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，與棒相距，相撞前棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)棒與棒碰撞前瞬間的速度為，以棒為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理，有
解得
由能量守恒定律，從棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)到兩棒碰撞前瞬間，棒減少的動(dòng)能，轉(zhuǎn)化為焦耳熱，則
解得
（4）設(shè)棒穩(wěn)定后的速度為，以棒為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理有
解得
電容器的電壓滿足
最終穩(wěn)定時(shí)棒切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩端電壓，所以有
解得
23. 利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，一粒子源不斷釋放質(zhì)量為m，帶電量為的帶電粒子，其初速度視為零，經(jīng)過加速電壓U后，以一定速度進(jìn)入輻射狀電場(chǎng)，恰好沿著半徑為R的圓弧軌跡通過電場(chǎng)區(qū)域后垂直平面，射入棱長(zhǎng)為2L的正方體區(qū)域?，F(xiàn)調(diào)整射入位置，使帶電粒子在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形MHLJ區(qū)域內(nèi)入射，不計(jì)粒子重力及其相互作用。
（1）求輻射狀電場(chǎng)中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；
（2）若僅在正方體區(qū)域中加上沿MN方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，要讓所有粒子都到達(dá)平面求所加電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值；
（3）若僅在正方體區(qū)域中加上沿MN方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要讓所有粒子都到達(dá)平面，求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍；
（4）以為原點(diǎn)建立如圖所示直角坐標(biāo)系，若在正方體區(qū)域中同時(shí)加上沿MN方向大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和第（3）問中磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)最小值的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓粒子對(duì)準(zhǔn)I點(diǎn)并垂直平面入射，求粒子離開正方體區(qū)域時(shí)的坐標(biāo)位置（結(jié)果可用根號(hào)和圓周率π表示）。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【詳解】（1）粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)后速度為，根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
在輻射狀電場(chǎng)中滿足
解得
（2）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，如果從邊入射的粒子能夠恰好通過邊，則所有粒子都能到達(dá)平面，由平拋規(guī)律可得
解得
（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)從邊射入的粒子恰好到達(dá)邊時(shí)所加的磁場(chǎng)為最小值，根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
當(dāng)從邊射入的粒子恰好到達(dá)邊時(shí)所加的磁場(chǎng)為最大值，根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
所以磁場(chǎng)的大小滿足
（4）若在正方體區(qū)域中同時(shí)加上沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)及勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子在平行于的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，而在方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。如果不考慮方向的勻加速運(yùn)動(dòng)，則粒子在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
如果不考慮平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，則粒子在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
因?yàn)?，因此粒子?huì)從出射，所以則粒子離開時(shí)，在軸方向的坐標(biāo)為
根據(jù)幾何關(guān)系，在軸方向的坐標(biāo)為
在軸方向的坐標(biāo)為
所以粒子離開時(shí)的坐標(biāo)為

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