一、選擇題Ⅰ（本小題共13小題，每小題3分，共39分。每小題給出的四個(gè)備選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）
1. 在航空航天、汽車工程、能源動(dòng)力等諸多領(lǐng)域中，流體動(dòng)力學(xué)模型扮演著至關(guān)重要的角色。研究表明，球形物體在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)除了受到浮力，還會(huì)受到阻力，其關(guān)系式為：，式中稱為黏性系數(shù)，r和v分別是球的半徑和速度，k是一個(gè)無單位的常數(shù)。根據(jù)國際單位制推斷黏性系數(shù)的單位是（ ）
A B. C. D.
2. 物理學(xué)家通過對實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得物理概念和物理規(guī)律，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。以下是四幅課本插圖，其中涉及了相同的物理思想方法的是（ ）
A. 甲和乙B. 甲和丙C. 乙和丁D. 丙和丁
3. 街舞于20世紀(jì)80年代興起，廣受青少年的喜愛，一名少年當(dāng)街表演街舞，他單手倒立并靜止于水平地面上的情景如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 少年的重心在手與地面接觸處的正上方
B. 少年的舞蹈動(dòng)作改變時(shí)，他的重心位置一定不會(huì)發(fā)生變化
C. 地面對少年的支持力大于少年的重力
D. 地面對少年的支持力是由于少年與地面接觸的手掌發(fā)生形變而產(chǎn)生的
4. 如圖所示，在一條張緊的繩子上掛著a、b、c、d四個(gè)擺球，讓c擺先振動(dòng)，其余各擺在c的驅(qū)動(dòng)下也逐步振動(dòng)起來，則（ ）
A. b擺振動(dòng)的周期最大B. d擺的固有頻率最小
C. a擺振動(dòng)的振幅最大D. a、b、d三個(gè)擺球振動(dòng)的振幅相同
5. 將一根筷子豎直插入裝有水的圓柱形薄玻璃杯中，如圖所示，從俯視圖中的P點(diǎn)沿水平方向看去，浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側(cè)移，看到的圖形正確的是（ ）
A. B.
C. D.
6. 武當(dāng)山重巒疊嶂，氣候多變。屹立山巔的銅鑄金殿是一個(gè)龐大的優(yōu)良導(dǎo)體，當(dāng)帶電的積雨云移來時(shí)，能產(chǎn)生“雷火煉殿”奇觀。其原理可以簡化為以下模型：一塊帶正電的金屬板M，按照圖中位置“1”到位置“4”的順序逐漸靠近接地的金屬板N，此過程中M板的帶電量不變。下列說法正確的是（ ）
A. 從位置“3”到位置“4”，M的電勢升高
B. 從位置“1”到位置“2”，M的電勢降低
C. 從位置“1”到位置“4”，N板攜帶電荷量增大
D. 從位置“2”到位置“3”，MN間的電場強(qiáng)度變大
7. 同步振動(dòng)、頻率相同、振幅均為A的兩列水波在水面上相遇后，在它們重疊的區(qū)域形成如圖所示的圖樣，其中實(shí)線代表波峰，虛線代表波谷。在圖示時(shí)刻，M為波峰與波峰相遇點(diǎn)、N為波谷與波谷相遇點(diǎn)、P為波峰與波谷相遇點(diǎn)。則以下說法正確的是（ ）
A. 質(zhì)點(diǎn)N是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其始終處于波谷
B. 質(zhì)點(diǎn)P是振動(dòng)減弱點(diǎn)，其振幅會(huì)隨時(shí)間變化
C. 質(zhì)點(diǎn)M是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅始終等于2A
D. 振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域在水面上的位置隨時(shí)間推移逐漸變化
8. 截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流，四根平行直導(dǎo)線均通入電流，，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 如圖所示的電路，線圈的電阻忽略不計(jì)，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時(shí)刻，則電感線圈中電流i隨時(shí)間t變化的圖像為（ ）
A. B.
C. D.
10. 光滑的水平面上疊放有質(zhì)量分別為m和的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示。已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)像一個(gè)整體一樣地振動(dòng)，系統(tǒng)的最大振幅為（ ）
A. B. C. D.
11. 金屬圓環(huán)放在光滑絕緣水平面上，直線MN是垂直于水平面向上的勻強(qiáng)磁場的邊界，給圓環(huán)一個(gè)水平力使圓環(huán)沿圖示方向勻速進(jìn)入磁場，速度大小為v，速度方向與MN的夾角為，當(dāng)圓環(huán)有一半進(jìn)磁場時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A. 圓環(huán)中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B. 圓環(huán)受到安培力方向與速度v方向相反
C. 撤去水平力后，圓環(huán)將做曲線運(yùn)動(dòng)
D. 撤去水平力后，圓環(huán)進(jìn)磁場后的最小速度為0
12. 由匝數(shù)為原線圈和兩個(gè)匝數(shù)分別為和的副線圈組成的理想變壓器，如圖所示。已知圖中定值電阻，，電流表為理想交流電表。當(dāng)原線圈接入電壓恒定的正弦交變電流，開關(guān)、均閉合時(shí)電流表示數(shù)為僅閉合時(shí)的4倍，則為（ ）
A. B. C. D.
13. 假如某時(shí)刻地球突然停止繞太陽公轉(zhuǎn)（認(rèn)為地球繞日公轉(zhuǎn)軌道近似為圓形），則自此時(shí)開始直至地球被太陽吞噬所經(jīng)歷的時(shí)間約為（已知，日地平均距，引力常量）（ ）
A. 1.22天B. 64.5天C. 228天D. 2.34年
二、選擇題Ⅱ（本小題共2小題，每小題3分，共6分。每小題給出的四個(gè)備選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的。全選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）
14. 關(guān)于下列儀器的原理說法正確的是（ ）

A. 當(dāng)有煙霧進(jìn)入火災(zāi)報(bào)警器時(shí)，由于油霧顆粒對光的散射，光電三極管將接收到光信號(hào)，從而觸發(fā)火災(zāi)警報(bào)
B. 紅外體溫計(jì)是根據(jù)物體的溫度越高發(fā)射的紅外線波長越長的原理進(jìn)行工作的
C. 超聲波測速儀是利用了多普勒效應(yīng)，汽車駛向測速儀的速度越大，測速儀接收到的反射波頻率就越高
D. 鉗形電流表既可以測交變電流的大小，也可以測恒定電流的大小
15. 對下列四個(gè)有關(guān)光的實(shí)驗(yàn)示意圖，分析正確的是（ ）
A. 圖甲中若改變復(fù)色光的入射角，則b光先在玻璃球中發(fā)生全反射
B. 圖乙中若只減小屏到擋板的距離L，則相鄰亮條紋間距離將減小
C. 圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，若將薄片向右移動(dòng)，條紋間距將變大
D. 若只旋轉(zhuǎn)圖丁中M或N一個(gè)偏振片，光屏P上的光斑亮度會(huì)發(fā)生變化
三、非選擇題（本題共6小題，共55分）
16. 為了探究碰撞過程中的守恒量，某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。先讓質(zhì)量為m1的小球從凹形槽頂端由靜止開始滑下，又經(jīng)過O點(diǎn)水平拋出落在斜面上。再把質(zhì)量為m2的小球放在水平面O點(diǎn)，讓小球m1仍從凹形槽頂端由靜止滑下，與小球m2碰撞后，兩小球直接落到斜面上。分別記錄小球第一次與斜面碰撞的落點(diǎn)痕跡。其中M、P、N三個(gè)落點(diǎn)的位置距O點(diǎn)的長度分別為LM、LP、LN，凹形槽頂端距離桌面高度為h，桌面距地面高度為H，斜面總長度為L。
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，無用的操作是： 。
A. 減小凹形槽摩擦B. 使用大小相同的兩個(gè)小球C. 多次測量落點(diǎn)位置取平均值
（2）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_________，則可以認(rèn)為兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。（用題目中的物理量表示）
（3）現(xiàn)測量出兩個(gè)小球質(zhì)量比，若還測出LN=_________LP（用k表示），則可證明兩球間的碰撞是彈性的。
17. 飲酒后駕駛嚴(yán)重危害交通安全，“喝酒不開車”已經(jīng)成為安全駕駛的行為準(zhǔn)則。酒精檢測儀核心部件為酒精氣體傳感器，其電阻R與酒精氣體濃度c的關(guān)系如圖甲所示。利用酒精氣體傳感器設(shè)計(jì)一款酒精檢測儀電路圖如圖乙所示。除了酒精氣體傳感器外，提供以下器材：
A．干電池組（電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)阻很小，忽略不計(jì)）
B．表頭G（滿偏電流6.0mA，內(nèi)阻rg=200Ω）
C．電阻箱R1（最大阻值9999.9Ω）
D．電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）
E．多用電表
F．開關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）為完成實(shí)驗(yàn)，先將表頭G和電阻箱R1改裝成量程為3V的電壓表，作為改裝酒精濃度表使用，則R1的阻值應(yīng)調(diào)為___________Ω。
（2）如將酒精氣體濃度為零的位置標(biāo)注在表頭G上2mA處，則電阻箱R2的阻值應(yīng)調(diào)為___________Ω。（提示：電阻箱阻值應(yīng)注意有效數(shù)字位數(shù)）
（3）完成步驟（2）后，某次測試酒精濃度時(shí)，表頭指針如圖丙所示。已知酒精氣體濃度在0.2mg/mL~0.8mg/mL之間屬于飲酒駕駛，即酒駕；酒精氣體濃度達(dá)到或超過0.8mg/mL屬于醉酒駕駛，即醉駕。則該次測試的酒精氣體濃度在___________（選填“酒駕”或“醉駕”）范圍內(nèi)。
（4）使用較長時(shí)間后，干電池組電動(dòng)勢不變，內(nèi)阻增大不可忽略，若直接測量，則此時(shí)所測的酒精氣體濃度與真實(shí)值相比___________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。
18. 雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項(xiàng)目，其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖所示，傳動(dòng)裝置有一水平圓盤（厚度忽略不計(jì)），可繞通過中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。已知轉(zhuǎn)椅質(zhì)量m=100kg，轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4，圓盤在水平雪地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)半徑，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。 求：
（1）AB與OB之間夾角的正切值。
（2）為了維持轉(zhuǎn)椅勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置的輸出功率P；
（3）任意s時(shí)間間隔內(nèi)，輕繩拉力和地面摩擦力的合力沖量大小I。
19. 如圖，相距L=8.5m兩平臺(tái)位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng)，其速度的大小v=4.0m/s。質(zhì)量m=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度自左側(cè)平臺(tái)滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取。求：
（1）載物箱通過傳送帶所需的時(shí)間t
（2）因傳送載物箱，電機(jī)對傳送帶做的功E
（3）載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶對它的沖量大小I。
20. 磁電式電流表的構(gòu)造如圖甲所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場可近似視為均勻輻向分布，兩側(cè)存在圓心角的無磁場區(qū)域（其余區(qū)域磁感線未畫出），如圖乙所示。小王同學(xué)將其改裝為一個(gè)手搖式發(fā)電機(jī)，正負(fù)接線柱之間接入負(fù)載R =4Ω（圖中未畫出）。已知線圈匝數(shù)N=100，內(nèi)阻r= 1Ω，垂直于紙面的邊長為Lb =10cm，平行于紙面的邊長為La=5cm，線圈垂直于紙面的邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T。現(xiàn)在外力作用下使線框以恒定角速度從圖示應(yīng)置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，求：
（1）線圈的受力方向如圖乙所示，其旋轉(zhuǎn)方向___________（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；
（2）線圈剛開始旋轉(zhuǎn)時(shí)Lb邊所受安培力大小F；
（3）線圈從開始轉(zhuǎn)過過程中通過線圈磁通量變化量△
（4）任意πs時(shí)間內(nèi)負(fù)載R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
21. 如左圖所示為回旋加速器的工作原理圖，D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，半徑為R，它們之間有一定的電勢差U。D型盒中心A處的粒子源產(chǎn)生初速度不計(jì)的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它能在兩盒之間被電場加速。兩個(gè)半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子可在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過半個(gè)圓周之后，當(dāng)粒子再次到達(dá)兩盒間的縫隙時(shí)，電極極性反轉(zhuǎn)，粒子再次被加速。如果粒子能夠被一直加速，最終從D型盒邊緣射出，則需要粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T0（未知量）等于交變電場周期T（未知量），交變電場變化的規(guī)律如右圖所示。不計(jì)粒子重力，加速過程中忽略粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，不考慮相對論效應(yīng)和變化的電場對磁場的影響，粒子在電場中加速的次數(shù)等于在磁場中回旋半周的次數(shù)。求：
（1）粒子被加速3次后、4次后在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比r3：r4；
（2）粒子從開始被加速到最后離開D型盒所需要的時(shí)間t；
（3）若因技術(shù)原因?qū)е陆蛔冸妶鲋芷赥相比T0略小，使得t0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子恰好只能被加速20次，求周期T的范圍。
杭州學(xué)軍中學(xué)2024學(xué)年第一學(xué)期期末考試
高二物理選考試卷
一、選擇題Ⅰ（本小題共13小題，每小題3分，共39分。每小題給出的四個(gè)備選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）
1. 在航空航天、汽車工程、能源動(dòng)力等諸多領(lǐng)域中，流體動(dòng)力學(xué)模型扮演著至關(guān)重要的角色。研究表明，球形物體在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)除了受到浮力，還會(huì)受到阻力，其關(guān)系式為：，式中稱為黏性系數(shù)，r和v分別是球的半徑和速度，k是一個(gè)無單位的常數(shù)。根據(jù)國際單位制推斷黏性系數(shù)的單位是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)
可得
根據(jù)國際單位制推斷黏性系數(shù)的單位是
故選B。
2. 物理學(xué)家通過對實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得物理概念和物理規(guī)律，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。以下是四幅課本插圖，其中涉及了相同的物理思想方法的是（ ）
A. 甲和乙B. 甲和丙C. 乙和丁D. 丙和丁
【答案】C
【解析】
【詳解】甲圖是等效替代的思想，乙圖和丁圖是微小量放大法，丙圖是實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)思維方法。
故選C。
3. 街舞于20世紀(jì)80年代興起，廣受青少年的喜愛，一名少年當(dāng)街表演街舞，他單手倒立并靜止于水平地面上的情景如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A. 少年的重心在手與地面接觸處的正上方
B. 少年的舞蹈動(dòng)作改變時(shí)，他的重心位置一定不會(huì)發(fā)生變化
C. 地面對少年的支持力大于少年的重力
D. 地面對少年的支持力是由于少年與地面接觸的手掌發(fā)生形變而產(chǎn)生的
【答案】A
【解析】
【詳解】AC．以少年為對象，根據(jù)平衡條件可知，地面對少年的支持力等于少年的重力，重力與支持力在同一豎直線上，則少年的重心在手與地面接觸處的正上方，故A正確，C錯(cuò)誤；
B．少年的舞蹈動(dòng)作改變時(shí)，他的重心位置可能會(huì)發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；
D．地面對少年的支持力是由于地面發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 如圖所示，在一條張緊繩子上掛著a、b、c、d四個(gè)擺球，讓c擺先振動(dòng)，其余各擺在c的驅(qū)動(dòng)下也逐步振動(dòng)起來，則（ ）
A. b擺振動(dòng)的周期最大B. d擺的固有頻率最小
C. a擺振動(dòng)的振幅最大D. a、b、d三個(gè)擺球振動(dòng)的振幅相同
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由題意，讓c擺先振動(dòng)，其余各擺在c的驅(qū)動(dòng)下做受迫振動(dòng)也將逐步振動(dòng)起來，則它們的振動(dòng)周期均等于c的振動(dòng)周期，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)，可知d擺的擺長最短，所以固有周期最小，根據(jù)，可知其固有頻率最大，B錯(cuò)誤；
CD．a(chǎn)、c的固有周期相同，所以a擺發(fā)生共振，振幅最大，C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 將一根筷子豎直插入裝有水的圓柱形薄玻璃杯中，如圖所示，從俯視圖中的P點(diǎn)沿水平方向看去，浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側(cè)移，看到的圖形正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】
上圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，AP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁P射向觀察者的一條光線，OP為過P點(diǎn)沿半徑方向的直線，即在P處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當(dāng)于在P處由水中射入空氣中，圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和折射角，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，所以觀察者在P處看到的筷子A的像的位置不是在A的實(shí)際位置，而是由其實(shí)際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠攏的位置。同時(shí)，玻璃杯此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實(shí)際粗些。
故選A。
6. 武當(dāng)山重巒疊嶂，氣候多變。屹立山巔的銅鑄金殿是一個(gè)龐大的優(yōu)良導(dǎo)體，當(dāng)帶電的積雨云移來時(shí)，能產(chǎn)生“雷火煉殿”奇觀。其原理可以簡化為以下模型：一塊帶正電的金屬板M，按照圖中位置“1”到位置“4”的順序逐漸靠近接地的金屬板N，此過程中M板的帶電量不變。下列說法正確的是（ ）
A. 從位置“3”到位置“4”，M的電勢升高
B. 從位置“1”到位置“2”，M的電勢降低
C. 從位置“1”到位置“4”，N板攜帶電荷量增大
D. 從位置“2”到位置“3”，MN間的電場強(qiáng)度變大
【答案】B
【解析】
【詳解】AD．MN間的電場強(qiáng)度
從位置“2”或“3”到位置“4”， d減小，其余各量不變，但E與d無關(guān)，所以MN間的電場強(qiáng)度不變，由可知，MN間的電勢差變小，而N板電勢始終是零，且M板帶正電，電勢高于N板電勢，所以該過程中M板電勢降低，故AD錯(cuò)誤；
B．從位置“1”到位置“2”，S變大，其余各量不變，所以MN間的電場強(qiáng)度變??；由可知，MN間的電勢差變小，而N板電勢始終是零，且M板帶正電，電勢高于N板電勢，所以該過程中M板電勢降低，故B正確；
C．極板處于斷路狀態(tài)，電荷量不變，故C錯(cuò)誤。
故選B。
7. 同步振動(dòng)、頻率相同、振幅均為A的兩列水波在水面上相遇后，在它們重疊的區(qū)域形成如圖所示的圖樣，其中實(shí)線代表波峰，虛線代表波谷。在圖示時(shí)刻，M為波峰與波峰相遇點(diǎn)、N為波谷與波谷相遇點(diǎn)、P為波峰與波谷相遇點(diǎn)。則以下說法正確的是（ ）
A. 質(zhì)點(diǎn)N是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其始終處于波谷
B. 質(zhì)點(diǎn)P是振動(dòng)減弱點(diǎn)，其振幅會(huì)隨時(shí)間變化
C. 質(zhì)點(diǎn)M是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅始終等于2A
D. 振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域在水面上的位置隨時(shí)間推移逐漸變化
【答案】C
【解析】
【詳解】A．同步振動(dòng)、頻率相同、振幅均為A的兩列水波相遇，N為波谷與波谷相遇點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)N是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其不是始終處于波谷，而是做振幅是2A的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．P為波峰與波谷相遇點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)P是振動(dòng)減弱點(diǎn)，其振幅為0，故B錯(cuò)誤；
C．M為波峰與波峰相遇點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)M是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅始終等于2A，故C正確；
D．同步振動(dòng)、頻率相同、振幅均為A的兩列水波，振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域在水面上的位置是穩(wěn)定不變的，故D錯(cuò)誤。
故選C。
8. 截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流，四根平行直導(dǎo)線均通入電流，，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】因，則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導(dǎo)線要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導(dǎo)線要受到排斥的安培力，形成凸形，故變形后的形狀如圖C。
故選C。
9. 如圖所示的電路，線圈的電阻忽略不計(jì)，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩，如果規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時(shí)刻，則電感線圈中電流i隨時(shí)間t變化的圖像為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】因線圈電阻為零，電路穩(wěn)定時(shí)，線圈兩端電壓為零，電容器不帶電；斷開開關(guān)后，t=0時(shí)刻線圈中電流最大，方向由b到a，則為負(fù)方向，則電感線圈中電流i隨時(shí)間t變化的圖像為D。
故選D。
10. 光滑的水平面上疊放有質(zhì)量分別為m和的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示。已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)像一個(gè)整體一樣地振動(dòng)，系統(tǒng)的最大振幅為（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】對整體，當(dāng)最大振幅時(shí)有
得
隔離分析，當(dāng)最大振幅時(shí)，兩木塊間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力
得
故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。
故選C。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵會(huì)分析物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是什么力。知道該題中最大振幅時(shí)兩木塊間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力。
11. 金屬圓環(huán)放在光滑絕緣水平面上，直線MN是垂直于水平面向上的勻強(qiáng)磁場的邊界，給圓環(huán)一個(gè)水平力使圓環(huán)沿圖示方向勻速進(jìn)入磁場，速度大小為v，速度方向與MN的夾角為，當(dāng)圓環(huán)有一半進(jìn)磁場時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A. 圓環(huán)中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B. 圓環(huán)受到的安培力方向與速度v方向相反
C. 撤去水平力后，圓環(huán)將做曲線運(yùn)動(dòng)
D. 撤去水平力后，圓環(huán)進(jìn)磁場后的最小速度為0
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由題意可知穿過圓環(huán)的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)左手定則可知，圓環(huán)受到的安培力垂直于MN向下，故B錯(cuò)誤；
C．撤去水平力后，由于安培力與速度不在一條直線上，圓環(huán)將做曲線運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D．撤去拉力后，由于圓環(huán)受到的安培力垂直于MN向下，則圓環(huán)垂直MN方向做減速運(yùn)動(dòng)，沿MN方向做勻速運(yùn)動(dòng)，若圓環(huán)完全進(jìn)入磁場前垂直MN方向的速度已經(jīng)減為0，則圓環(huán)的最小速度為
若圓環(huán)完全進(jìn)入磁場時(shí)垂直MN方向的速度還沒有減為0，則圓環(huán)的最小速度大于，故D錯(cuò)誤。
故選C。
12. 由匝數(shù)為原線圈和兩個(gè)匝數(shù)分別為和的副線圈組成的理想變壓器，如圖所示。已知圖中定值電阻，，電流表為理想交流電表。當(dāng)原線圈接入電壓恒定的正弦交變電流，開關(guān)、均閉合時(shí)電流表示數(shù)為僅閉合時(shí)的4倍，則為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系
，
開關(guān)、均閉合時(shí)，，變壓器輸出功率為
僅閉合時(shí)，變壓器輸出功率為
又
聯(lián)立解得
故選A。
13. 假如某時(shí)刻地球突然停止繞太陽公轉(zhuǎn)（認(rèn)為地球繞日公轉(zhuǎn)軌道近似為圓形），則自此時(shí)開始直至地球被太陽吞噬所經(jīng)歷的時(shí)間約為（已知，日地平均距，引力常量）（ ）
A. 1.22天B. 64.5天C. 228天D. 2.34年
【答案】B
【解析】
【詳解】地球初始動(dòng)能為零，勢能為。在墜落過程中，機(jī)械能守恒
約去地球質(zhì)量m得
整理得到速度
地球的徑向速度
方向指向太陽，因此
通過變量替換得到積分結(jié)果天。
故選B。
二、選擇題Ⅱ（本小題共2小題，每小題3分，共6分。每小題給出的四個(gè)備選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的。全選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）
14. 關(guān)于下列儀器的原理說法正確的是（ ）

A. 當(dāng)有煙霧進(jìn)入火災(zāi)報(bào)警器時(shí)，由于油霧顆粒對光的散射，光電三極管將接收到光信號(hào)，從而觸發(fā)火災(zāi)警報(bào)
B. 紅外體溫計(jì)是根據(jù)物體溫度越高發(fā)射的紅外線波長越長的原理進(jìn)行工作的
C. 超聲波測速儀是利用了多普勒效應(yīng)，汽車駛向測速儀的速度越大，測速儀接收到的反射波頻率就越高
D. 鉗形電流表既可以測交變電流的大小，也可以測恒定電流的大小
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．當(dāng)有煙霧進(jìn)入火災(zāi)報(bào)警器時(shí)，LED發(fā)出的光經(jīng)煙霧作用后到達(dá)光電三極管，從而觸發(fā)火災(zāi)警報(bào)，選項(xiàng)A正確；
B．紅外測溫儀是根據(jù)物體的溫度越高發(fā)射的紅外線越強(qiáng)的原理進(jìn)行工作的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．根所多普勒效應(yīng)，波源和接收者相互靠近時(shí)，接收到的頻率升高，所以汽車駛向測速儀的速度越大，測速儀接收至反射波的頻率就越高，選項(xiàng)C正確；
D．鉗形電流表的工作原理是電磁感應(yīng)，交流電能產(chǎn)生變化的磁場，使鉗形電流上產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以能測交流電的大小，而直流電不能產(chǎn)生變化的磁場，所以不能測直流電的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AC。
15. 對下列四個(gè)有關(guān)光的實(shí)驗(yàn)示意圖，分析正確的是（ ）
A. 圖甲中若改變復(fù)色光的入射角，則b光先在玻璃球中發(fā)生全反射
B. 圖乙中若只減小屏到擋板的距離L，則相鄰亮條紋間距離將減小
C. 圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，若將薄片向右移動(dòng)，條紋間距將變大
D. 若只旋轉(zhuǎn)圖丁中M或N一個(gè)偏振片，光屏P上的光斑亮度會(huì)發(fā)生變化
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)圖像可知
由于a光的折射率較小，入射時(shí)折射角較大，根據(jù)可知臨界角較大，第一次出射時(shí)入射時(shí)較大，而b光的折射率較大，則臨界角較小，出射時(shí)入射角較小，故無法確定哪種光先發(fā)生全反射，A錯(cuò)誤；
B．由于條紋間距
可知只減小屏到擋板的距離L，相鄰亮條紋間距離將減小，B正確；
C．圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，若將薄片向右移動(dòng)，即增大空氣薄層的厚度，導(dǎo)致同級的光程差的間距變小，則干涉條紋間距將會(huì)變小，C錯(cuò)誤；
D．自然光通過M后變成偏振光，若N的偏振方向與M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向與M的偏振方向垂直，光屏上幾乎沒有亮斑，因此當(dāng)M和N發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光屏上的光斑亮度會(huì)發(fā)生變化，D正確。
故選BD。
三、非選擇題（本題共6小題，共55分）
16. 為了探究碰撞過程中的守恒量，某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。先讓質(zhì)量為m1的小球從凹形槽頂端由靜止開始滑下，又經(jīng)過O點(diǎn)水平拋出落在斜面上。再把質(zhì)量為m2的小球放在水平面O點(diǎn)，讓小球m1仍從凹形槽頂端由靜止滑下，與小球m2碰撞后，兩小球直接落到斜面上。分別記錄小球第一次與斜面碰撞的落點(diǎn)痕跡。其中M、P、N三個(gè)落點(diǎn)的位置距O點(diǎn)的長度分別為LM、LP、LN，凹形槽頂端距離桌面高度為h，桌面距地面高度為H，斜面總長度為L。
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，無用的操作是： 。
A. 減小凹形槽摩擦B. 使用大小相同的兩個(gè)小球C. 多次測量落點(diǎn)位置取平均值
（2）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_________，則可以認(rèn)為兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。（用題目中的物理量表示）
（3）現(xiàn)測量出兩個(gè)小球質(zhì)量比，若還測出LN=_________LP（用k表示），則可證明兩球間的碰撞是彈性的。
【答案】（1）A （2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
A．每次只要保證小球到達(dá)點(diǎn)的速度保持相同即可，無須減小摩擦，故A錯(cuò)誤；
B．小球大小相同是為了保證對心碰撞，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確；
C．多次測量可以減小偶然誤差，故C正確。
本題選擇無用的，故選A。
【小問2詳解】
設(shè)斜面的傾角為，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，位移大小為，由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，
解得
所以平拋運(yùn)動(dòng)速度與位移的平方根成正比。由碰撞規(guī)律可知，點(diǎn)為小球第一次的落點(diǎn)，和分別是第二次操作時(shí)和的落點(diǎn)。滿足動(dòng)量守恒的關(guān)系式應(yīng)該是
即
【小問3詳解】
若兩球間的碰撞是彈性的，則動(dòng)能守恒
又
可得
則
即
所以，當(dāng)則可證明兩球間的碰撞是彈性的。
17. 飲酒后駕駛嚴(yán)重危害交通安全，“喝酒不開車”已經(jīng)成為安全駕駛的行為準(zhǔn)則。酒精檢測儀核心部件為酒精氣體傳感器，其電阻R與酒精氣體濃度c的關(guān)系如圖甲所示。利用酒精氣體傳感器設(shè)計(jì)一款酒精檢測儀電路圖如圖乙所示。除了酒精氣體傳感器外，提供以下器材：
A．干電池組（電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)阻很小，忽略不計(jì)）
B．表頭G（滿偏電流6.0mA，內(nèi)阻rg=200Ω）
C．電阻箱R1（最大阻值9999.9Ω）
D．電阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）
E．多用電表
F．開關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）為完成實(shí)驗(yàn)，先將表頭G和電阻箱R1改裝成量程為3V的電壓表，作為改裝酒精濃度表使用，則R1的阻值應(yīng)調(diào)為___________Ω。
（2）如將酒精氣體濃度為零的位置標(biāo)注在表頭G上2mA處，則電阻箱R2的阻值應(yīng)調(diào)為___________Ω。（提示：電阻箱阻值應(yīng)注意有效數(shù)字位數(shù)）
（3）完成步驟（2）后，某次測試酒精濃度時(shí)，表頭指針如圖丙所示。已知酒精氣體濃度在0.2mg/mL~0.8mg/mL之間屬于飲酒駕駛，即酒駕；酒精氣體濃度達(dá)到或超過0.8mg/mL屬于醉酒駕駛，即醉駕。則該次測試的酒精氣體濃度在___________（選填“酒駕”或“醉駕”）范圍內(nèi)。
（4）使用較長時(shí)間后，干電池組電動(dòng)勢不變，內(nèi)阻增大不可忽略，若直接測量，則此時(shí)所測的酒精氣體濃度與真實(shí)值相比___________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。
【答案】（1）300.0
（2）43.5 （3）醉駕
（4）偏小
【解析】
【小問1詳解】
要將表頭G改裝為3V電壓表，需要串聯(lián)電阻的阻值為
【小問2詳解】
由題意，表頭G電流為2mA時(shí)，傳感器電阻為80Ω，電阻箱電壓為
則傳感器電壓為
則電路中電流為
電阻箱阻值為
【小問3詳解】
此時(shí)表頭G中的實(shí)際電流為4.0mA，則電阻箱電壓為
傳感器電壓為
此時(shí)傳感器電阻為
由圖甲可知，此時(shí)酒精氣體濃度為0.8mg/mL，屬于醉酒駕駛。
小問4詳解】
使用較長時(shí)間后，干電池電動(dòng)勢不變，內(nèi)阻增大，同一酒精濃度下，電路中的總電流將偏小，傳感器分壓減小，故所測得的酒精濃度值偏小。
18. 雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項(xiàng)目，其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖所示，傳動(dòng)裝置有一水平圓盤（厚度忽略不計(jì)），可繞通過中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。已知轉(zhuǎn)椅質(zhì)量m=100kg，轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4，圓盤在水平雪地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)半徑，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。 求：
（1）AB與OB之間夾角的正切值。
（2）為了維持轉(zhuǎn)椅勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置的輸出功率P；
（3）任意s時(shí)間間隔內(nèi)，輕繩拉力和地面摩擦力的合力沖量大小I。
【答案】（1）
（2）2400W （3）
【解析】
【小問1詳解】
轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)輕繩拉力為T，轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為m，受力分析可知輕繩拉力沿切線方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動(dòng)摩擦力平衡，沿徑向方向的分量提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故可得，
聯(lián)立解得
【小問2詳解】
根據(jù)能量守恒可知，傳動(dòng)裝置的輸出功率
【小問3詳解】
任意s時(shí)間間隔內(nèi)，轉(zhuǎn)過角度
所以速度等大反向，根據(jù)動(dòng)量定理可知
19. 如圖，相距L=8.5m的兩平臺(tái)位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng)，其速度的大小v=4.0m/s。質(zhì)量m=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度自左側(cè)平臺(tái)滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取。求：
（1）載物箱通過傳送帶所需的時(shí)間t
（2）因傳送載物箱，電機(jī)對傳送帶做的功E
（3）載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶對它的沖量大小I。
【答案】（1）2s （2）40J
（3）
【解析】
【小問1詳解】
傳送帶的速度為時(shí)，載物箱在傳送帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為，由牛頓第二定律有
設(shè)載物箱滑上傳送帶后勻減速運(yùn)動(dòng)的距離為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
聯(lián)立各式，代入題給數(shù)據(jù)得
因此，載物箱在到達(dá)右側(cè)平臺(tái)前，速度先減小至，然后開始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)載物箱從滑上傳送帶到離開傳送帶所用的時(shí)間為、做勻減速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，
聯(lián)立各式并代入題給數(shù)據(jù)有
【小問2詳解】
傳送帶始終勻速，根據(jù)能量守恒可知電機(jī)對傳送帶做的功
【小問3詳解】
由動(dòng)量定理有
20. 磁電式電流表的構(gòu)造如圖甲所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場可近似視為均勻輻向分布，兩側(cè)存在圓心角的無磁場區(qū)域（其余區(qū)域磁感線未畫出），如圖乙所示。小王同學(xué)將其改裝為一個(gè)手搖式發(fā)電機(jī)，正負(fù)接線柱之間接入負(fù)載R =4Ω（圖中未畫出）。已知線圈匝數(shù)N=100，內(nèi)阻r= 1Ω，垂直于紙面的邊長為Lb =10cm，平行于紙面的邊長為La=5cm，線圈垂直于紙面的邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T?，F(xiàn)在外力作用下使線框以恒定角速度從圖示應(yīng)置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，求：
（1）線圈的受力方向如圖乙所示，其旋轉(zhuǎn)方向___________（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；
（2）線圈剛開始旋轉(zhuǎn)時(shí)Lb邊所受安培力大小F；
（3）線圈從開始轉(zhuǎn)過過程中通過線圈的磁通量變化量△
（4）任意πs時(shí)間內(nèi)負(fù)載R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】（1）順時(shí)針 （2） （3）0
（4）
【解析】
【小問1詳解】
如圖根據(jù)線圈受力方向可得線圈沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
【小問2詳解】
線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中切割磁感線的兩個(gè)邊的速度時(shí)刻與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直，所以感應(yīng)電動(dòng)勢的大小是恒定的為
又由閉合電路的歐姆定律得
則線圈剛開始旋轉(zhuǎn)時(shí)Lb邊所受安培力大小
【小問3詳解】
圖示應(yīng)置磁場和線框平面平行
末位置磁場和線框平面也平行，可得
【小問4詳解】
根據(jù)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程分析，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一個(gè)周期內(nèi)共有的時(shí)間內(nèi)沒有感應(yīng)電動(dòng)勢，其他時(shí)間感應(yīng)電動(dòng)勢為定值，則設(shè)其有效值為，有
可得，則任意πs時(shí)間內(nèi)負(fù)載R上產(chǎn)生的焦耳熱
21. 如左圖所示為回旋加速器的工作原理圖，D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，半徑為R，它們之間有一定的電勢差U。D型盒中心A處的粒子源產(chǎn)生初速度不計(jì)的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它能在兩盒之間被電場加速。兩個(gè)半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子可在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過半個(gè)圓周之后，當(dāng)粒子再次到達(dá)兩盒間的縫隙時(shí)，電極極性反轉(zhuǎn)，粒子再次被加速。如果粒子能夠被一直加速，最終從D型盒邊緣射出，則需要粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T0（未知量）等于交變電場周期T（未知量），交變電場變化的規(guī)律如右圖所示。不計(jì)粒子重力，加速過程中忽略粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，不考慮相對論效應(yīng)和變化的電場對磁場的影響，粒子在電場中加速的次數(shù)等于在磁場中回旋半周的次數(shù)。求：
（1）粒子被加速3次后、4次后在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比r3：r4；
（2）粒子從開始被加速到最后離開D型盒所需要的時(shí)間t；
（3）若因技術(shù)原因?qū)е陆蛔冸妶鲋芷赥相比T0略小，使得t0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子恰好只能被加速20次，求周期T的范圍。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
粒子在D形盒內(nèi)被加速3次，根據(jù)動(dòng)能定理
粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力
綜合解得
同理加速4次時(shí)
所以粒子被加速3次后、4次后在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為
【小問2詳解】
設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑達(dá)到最大時(shí)速度為，有
則最大動(dòng)能為
設(shè)粒子加速次后達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理得
由周期公式
聯(lián)立解得
則粒子在磁場中運(yùn)行的時(shí)間
解得
【小問3詳解】
根據(jù)題意交變電場周期T相比T0略小，即，又粒子恰好只能被加速20次，則
第次進(jìn)入電場時(shí)，加速失敗，即
聯(lián)立解得

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