2、鍛煉同學(xué)的考試心理，訓(xùn)練學(xué)生快速進入考試狀態(tài)。高考的最佳心理狀態(tài)是緊張中有樂觀，壓力下有自信，平靜中有興奮。
3、掌握應(yīng)試技巧，積累經(jīng)驗。模擬考試可以訓(xùn)練答題時間和速度。
4、幫助同學(xué)正確評估自己。高考是一種選撥性考試，目的是排序和擇優(yōu)，起決定作用的是自己在整體中的相對位置。
絕密★啟用前
2025年高考考前信息必刷卷03（北京專用）
物 理
（考試時間：90分鐘 試卷滿分：100分）
考情速遞
高考·新動向：實時性：試題緊密結(jié)合科技熱點（如神舟飛船、核聚變裝置、光壓推進），體現(xiàn)物理學(xué)科的時代性。例如，第14題光壓推動探測器設(shè)想，將光子動量與航天工程結(jié)合，展現(xiàn)前沿科技探索。
應(yīng)用導(dǎo)向：第7題雨滴撞擊壓強的計算、第12題活檢針運動阻力分析，均將物理模型融入實際問題，強調(diào)物理的實用價值。實驗創(chuàng)新：第15題“力的合成”實驗通過橡皮筋形變量等效替代力的大小，突破傳統(tǒng)彈簧測力計模式，體現(xiàn)實驗設(shè)計的靈活性。圖像與數(shù)據(jù)結(jié)合：第4題通過波形圖時序判斷波動傳播方向及周期，第18題利用電壓-時間圖像分析電磁感應(yīng)過程，強化數(shù)形結(jié)合能力。開放性設(shè)問：第20題提出地球內(nèi)部通道彈性碰撞發(fā)射飛船的構(gòu)想，打破傳統(tǒng)天體運動框架，鼓勵創(chuàng)新思維。
高考·新考法：動態(tài)過程分析：第3題理想氣體循環(huán)過程，綜合熱力學(xué)定律與分子動理論，要求辨析不同過程中能量交換的微觀機制。極限與邊界條件：第19題帶電粒子在多層電磁場中的運動，通過臨界條件（不穿出電場）求解電場強度，考查極值思維與邊界分析能力?？缰R點融合：第13題等離子體在電磁場中的復(fù)合運動，分解速度分量并綜合洛倫茲力與電場力作用，體現(xiàn)多過程協(xié)同分析。復(fù)雜系統(tǒng)建模：第20題簡諧運動與天體物理結(jié)合，通過碰撞條件推導(dǎo)質(zhì)量關(guān)系，構(gòu)建多學(xué)科綜合模型。數(shù)學(xué)工具強化：第18題利用“F-t圖像面積”等效沖量，融入積分思想，解決非勻變速問題；第7題動量定理結(jié)合流體力學(xué)，突破剛體碰撞模型。
高考·新情境：第5題電子打火灶點火裝置、第9題電梯電磁安全裝置，將電磁感應(yīng)原理與工程安全結(jié)合，體現(xiàn)物理原理的實際轉(zhuǎn)化。第19題粒子運動遞推分析，通過逐層邊界條件推導(dǎo)通式，培養(yǎng)歸納與演繹結(jié)合的思維習(xí)慣。
命題·大預(yù)測：未來高考將更多融入科技熱點（如量子技術(shù)、新能源）與工程問題，強化物理的實用性。實驗題可能進一步創(chuàng)新，如引入數(shù)字化傳感器、非常規(guī)數(shù)據(jù)處理（如誤差補償算法）。
強化情境轉(zhuǎn)化：關(guān)注科技新聞（如航天），理解物理原理的現(xiàn)實應(yīng)用邏輯。
深化實驗探究：掌握實驗設(shè)計原理與誤差分析，注重圖像法、替代法等數(shù)據(jù)處理技能。
提升建模能力：通過復(fù)雜問題訓(xùn)練（如多體運動、臨界分析），培養(yǎng)動態(tài)過程建模與數(shù)學(xué)工具應(yīng)用能力。
注重創(chuàng)新思維：加強開放性題目訓(xùn)練，如設(shè)計性實驗、科技方案構(gòu)想，培養(yǎng)科學(xué)探究與問題解決能力?；A(chǔ)概念深化：分子動理論、波動等需精準(zhǔn)理解，避免機械記憶。
注意事項：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。
1．下列說法中正確的是（ ）
A．托馬斯·楊通過光的單縫衍射實驗，證明了光是一種波
B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，光子具有能量
C．黑體輻射的實驗規(guī)律說明在宏觀世界里能量是連續(xù)的
D．麥克斯韋提出電磁場理論并預(yù)言電磁波存在，后來由他又用實驗證實電磁波的存在
【答案】B
【詳解】A．托馬斯·楊通過光的雙縫干涉實驗，證明了光是一種波，故A錯誤；
B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，光子具有能量，故B正確；
C．黑體輻射的實驗規(guī)律說明在微觀世界里能量是量子化的，故C錯誤；
D．麥克斯韋提出電磁場理論并預(yù)言電磁波存在，后來赫茲用實驗證實電磁波的存在，故D錯誤。
故選B。
2．下列核反應(yīng)方程中，符號“x"表示電子的是（ ）
A．→h+xB． +→+x
C．→ +xD．→ +2x
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知表示，故A錯誤；
B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知表示，故B錯誤；
C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知表示，故C錯誤；
D．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知表示，故D正確。
故選D。
3．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B，C、D后再回到狀態(tài)A。其中AB和CD為等溫過程，BC為等壓過程，DA為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是（ ）
A．AB過程中，氣體吸收熱量
B．BC過程中，氣體分子的平均動能不變
C．CD過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少
D．若氣體在BC過程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2kJ，與外界交換的熱量為7kJ，則在此過程中外界對氣體做的功為5kJ
【答案】C
【詳解】A．AB過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，則氣體放出熱量，選項A錯誤；
B．BC過程中，壓強不變，體積增大，則氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能增加，選項B錯誤；
C．CD過程中，氣體溫度不變，壓強減小，體積變大，則單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減小，選項C正確；
D．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，若氣體在BC過程中氣體內(nèi)能增加，數(shù)值為2kJ，氣體體積變大，對外做功，則氣體吸收熱量，若吸收的熱量為7kJ，則在此過程中氣體對外做的功為5kJ，選項D錯誤。
故選C。
4．如圖所示，實線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在和時刻的波形圖，0時刻處的質(zhì)點沿方向運動。該波（ ）
A．沿方向傳播B．波長為
C．周期可能為D．傳播的速度大小可能為
【答案】A
【詳解】A．根據(jù)同側(cè)法可判斷該波沿方向傳播，故A正確；
B．由波形圖可知波長為4m，故B錯誤；
C．根據(jù)波形圖的周期性可得
解得
當(dāng)n=0時，解得
T=0.6s
當(dāng)n=1時，解得
T=0.27s
故C錯誤；
D．波的傳播速度為
當(dāng)n=0時，解得
v=6.7m/s
故D錯誤。
故選A。
5．如圖為日常生活中常見的電子打火灶點火裝置原理圖。將1.5 V直流電壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓，再將其加在匝數(shù)比的理想變壓器的原線圈上，副線圈兩端就可獲得高壓引發(fā)電火花點燃燃?xì)?。下列說法正確的是（ ）
A．原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為6 VB．放電針之間電壓最高可達12000 V
C．放電針之間交流電壓頻率100 HzD．放電針每隔0.02 s點火一次
【答案】B
【詳解】A．正弦交流電有效值和最大值之間的關(guān)系為
電壓表顯示的是有效值，所以原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為
A錯誤；
B．根據(jù)變壓器原副線圈電壓關(guān)系
計算出副線圈兩端電壓的最大值為12000 V，B正確；
C．正弦交流電的角速度為，所以交流電的頻率為50 Hz，C錯誤；
D．一個周期內(nèi)電壓可兩次達到最高電壓12000 V，故每間隔0.01 s點火一次，D錯誤。
故選B。
6．如圖所示，一衛(wèi)星在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，某時刻該衛(wèi)星位于赤道上一建筑物的正上方。下列說法正確的是（ ）
A．地球自轉(zhuǎn)角速度大于該衛(wèi)星的角速度
B．建筑物隨地球運動的向心加速度大于該衛(wèi)星運動的向心加速度
C．建筑物隨地球運動的線速度大于該衛(wèi)星運動的線速度
D．經(jīng)過一段時間該衛(wèi)星可以再一次出現(xiàn)在此建筑物上空
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力
越大，越小，所以同步衛(wèi)星的角速度小于該衛(wèi)星的角速度，地球自轉(zhuǎn)角速度等于同步衛(wèi)星的角速度，所以地球自轉(zhuǎn)角速度小于該衛(wèi)星的角速度，A錯誤；
B．建筑物隨地球運動的角速度與同步衛(wèi)星相同，根據(jù)向心加速度公式
建筑物隨地球運動的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度，再根據(jù)萬有引力提供向心力
越大，越小，同步衛(wèi)星的加速度又小于該衛(wèi)星的加速度，所以建筑物隨地球運動的向心加速度小于于該衛(wèi)星運動的向心加速度，B錯誤。
C．建筑物隨地球運動的角速度與同步衛(wèi)星相同，根據(jù)線速度角速度關(guān)系式
建筑物隨地球運動的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度，再根據(jù)萬有引力提供向心力
越大，越小，同步衛(wèi)星的線速度又小于該衛(wèi)星的線速度，所以建筑物隨地球運動的線速度小于于該衛(wèi)星運動的線速度，C錯誤；
D．此衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合，并且角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度不同，所以經(jīng)過一段時間該衛(wèi)星可以再一次出現(xiàn)在此建筑物上空，D正確。
故選D。
7．雨打芭蕉是中國古代文學(xué)中常見的抒情意象，為估算雨滴撞擊芭蕉葉產(chǎn)生的平均壓強p，小明將一圓柱形量筒置于雨中，測得時間t內(nèi)筒中水面上升的高度為h，設(shè)雨滴下落的速度為，雨滴豎直下落到水平芭蕉葉上后以速率v豎直反彈，雨水的密度為，不計雨滴重力。壓強p為（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【詳解】以極短時間內(nèi)落至芭蕉葉上的雨滴的質(zhì)量為，雨滴與芭蕉葉作用的有效面積為S，根據(jù)動量定理有
由于圓柱形量筒置于雨中，測得時間t內(nèi)筒中水面上升的高度為h，則單位面積單位時間內(nèi)下落的雨水質(zhì)量為
則以極短時間內(nèi)落至芭蕉葉上的雨滴的質(zhì)量
根據(jù)牛頓第三定律有
雨滴撞擊芭蕉葉產(chǎn)生的平均壓強
解得
故選B。
8．如圖所示為靜電除塵機理圖，廢氣先經(jīng)過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū)，放電極（位于中央）和集塵極分別接到高壓直流電源的兩極上，其間電場線如圖．帶負(fù)電的塵埃在電場力的作用下向集塵極運動并沉積，達到除塵目的．不考慮塵埃間的相互作用及其他作用，下列說法正確的是
A．電場線方向由放電極指向集塵極
B．圖中?點電場強度小于b點電場強度
C．塵埃會沿圖中虛線從c到d運動
D．塵埃在運動過程中動能增大
【答案】D
【詳解】由題帶負(fù)電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移，則知集塵極帶正電荷，是正極，所以電場線方向由集塵極指向放電極．故A錯誤．集塵極帶正電荷，是正極，a點更靠近放電極，所以圖中a點電場強度高于b點電場強度．故B錯誤．放電極與集塵極間建立非勻強電場，所受的電場力是變化的，塵埃不會沿圖中虛線從c到d運動．故C錯誤．帶電塵埃所受的電場力方向與位移方向相同，做正功，所以在遷移過程中動能增大．故D正確．故選D．
【點睛】根據(jù)電場方向，分析塵埃所受的電場力方向，判斷其電性．放電極與集塵極間建立非勻強電場，塵埃所受的電場力是變化的．電場力對塵埃做正功．
9．圖示是研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，能在電梯突然電梯墜落時減小對人員的傷害．關(guān)于該裝置下列說法正確的是（ ）
A．當(dāng)電梯突然墜落時，該安全裝置可使電梯停在空中
B．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，線圈A有順時針方向電流(俯視)
C．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，線圈A、B中電流方向相同
D．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，線圈A、B都在阻礙電梯下落
【答案】D
【詳解】A．若電梯突然墜落，將線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應(yīng)急避險作用，要注意的是：感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動．故A錯誤；
BC．當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應(yīng)電流方向相反．故BC錯誤；
D．結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D正確．
10．圖甲為氫原子的能級圖，大量處于第3能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的a、b光可讓光電管發(fā)生光電效應(yīng)。圖丙為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。下列說法正確的是（ ）
A．光照強度減小，光電子的最大初動能也減小
B．圖乙中滑片P從O向N端移動過程中，電流表示數(shù)逐漸減小
C．a(chǎn)光光子的能量為10.2eV
D．光電管中金屬的逸出功為2.25eV
【答案】D
【詳解】A．光電子的最大初動能與光照強度無關(guān)，與光電子頻率有關(guān)，A錯誤；
B．滑片P從O向N端移動過程中，A板帶正電，電壓為正向電壓，增大電壓，電流先增大后不變，B錯誤；
C．大量處于第3能級的氫原子，躍遷時能產(chǎn)生3種頻率的光，能發(fā)生光電效應(yīng)的應(yīng)該是三能級到一能級和二能級到一能級，a光的遏止電壓大，光子能量高，所以a光光子的能量為
C錯誤；
D．因為b光的遏止電壓為-7.95eV，根據(jù)公式可得
解得
D正確。
故選D。
11．如圖所示，在傾角為的固定粗糙斜面體上，有一可視為質(zhì)點、質(zhì)量為的小球用長為的輕繩拴接，輕繩的另一端固定在點，小球靜止時位于最低點A，現(xiàn)給小球一與輕繩垂直的初速度，使小球在斜面上做圓周運動，經(jīng)過一段時間小球剛好能運動到最高點，重力加速度取，忽略空氣阻力。關(guān)于此過程，下列說法正確的是（ ）
A．小球由A運動到的過程中機械能守恒
B．小球由A運動到的過程中，重力的瞬時功率一直減小
C．小球在A點時，輕繩的拉力大小為
D．小球由A運動到的過程中克服摩擦力做的功為
【答案】C
【詳解】A．由于小球由A運動到的過程有摩擦力做功，所以小球的機械能不守恒，故A錯誤；
B．小球在A點時的速度與重力垂直，則重力的功率為0，同理小球在點時，重力的功率也為0，所以小球由A到的過程，重力的瞬時功率先增大后減小，故B錯誤；
C．小球在A點時，由牛頓第二定律得
解得
故C正確；
D．小球剛好運動到點時，輕繩沒有作用力，則由牛頓第二定律得
設(shè)小球由A到的過程中克服摩擦力做功為，由動能定理得
解得
故D錯誤。
故選C。
12．活檢針可用于活體組織取樣，如圖所示。取樣時，活檢針的針鞘被瞬間彈射，開始進入組織。在軟組織中運動距離d1后進入目標(biāo)組織，繼續(xù)運動d2后停下來。若兩段運動中針鞘只受到組織的阻力。已知該阻力與針鞘在組織中的長度成正比，比例系數(shù)為K，則（ ）
A．軟組織對針鞘做的總功為-Kd12
B．目標(biāo)組織對針鞘做的總功為Kd22
C．運動d2的過程中，針鞘克服阻力做功為Kd2（0.5d2＋d1）
D．運動d2的過程中，針鞘動量變化量大小為d2
【答案】C
【詳解】A．由題知，針鞘在軟組織前進時，其受到軟組織的阻力由零變?yōu)椋瑒t在這段距離軟組織對針鞘做的功為
針鞘在目標(biāo)組織前進時，其受到軟組織的阻力不變，為，則在這段距離軟組織對針鞘做的功為
故軟組織對針鞘做的總功為
故A錯誤；
B．由題知，針鞘在目標(biāo)組織前進時，其受到目標(biāo)組織的阻力由零變?yōu)?，則在這段距目標(biāo)組織對針鞘做的總功為
故B錯誤；
C．由AB分析，可知在運動d2的過程中，針鞘克服阻力做功為
故C正確；
D．設(shè)針鞘質(zhì)量為m，當(dāng)其到達目標(biāo)組織表面時的速度為v，繼續(xù)前進d2減速至零，根據(jù)動能定理有
解得
則動量變化量的大小為
因針鞘質(zhì)量m未知，故無法求出其動量變化量的大小，故D錯誤。
故選C。
13．2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置創(chuàng)造了當(dāng)時最新的世界紀(jì)錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。為粗略了解等離子體在托卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運動狀況，某同學(xué)將一足夠長的真空室內(nèi)的電場和磁場理想化為方向均水平向右的勻強電場和勻強磁場，如圖所示。若某帶正電的離子在此電場和磁場中運動，其速度平行于磁場方向的分量大小為，垂直于磁場方向的分量大小為，不計離子受到的重力。當(dāng)離子速度平行于磁場方向的分量大小為時，垂直于磁場方向的分量大小為（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】根據(jù)運動的疊加原理可知，離子在垂直于紙面內(nèi)做勻速圓周運動，沿水平方向做加速運動，則v1增大，v2不變；當(dāng)離子速度平行于磁場方向的分量大小為2v1時，垂直于磁場方向的分量大小為v2 。
故選A 。
14．有人設(shè)想在進行宇宙探測時，給探測器安上反射率極高（可認(rèn)為100%）的薄膜，并讓它正對太陽，用光壓為動力推動探測器加速。已知某探測器在軌道上運行，陽光恰好垂直照射在薄膜上，薄膜面積為S，每秒每平方米面積照射到的太陽光能為E，若探測器總質(zhì)量為M，光速為c，則探測器獲得的加速度大小的表達式是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】光子垂直照射后全部反射，每秒在薄膜上產(chǎn)生的總能量為，結(jié)合單個光子的能量
則個光子的總能量為
解得
結(jié)合單個光子的動量
則光子的總動量變化量大小為
以光子為研究對象，應(yīng)用動量定理
式中，解得
根據(jù)牛頓第三定律，光子對探測器的作用力大小為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
故選A。
二、非選擇題：共6題，共58分。
15．（6分）（1）小明在探究“兩個互成角度的力的合成規(guī)律”時，用到兩根相同的橡皮筋、木板、白紙、筆、圖釘、細(xì)線和刻度尺。請幫助他完善以下步驟。
①如圖甲所示，先把兩根橡皮筋和細(xì)繩的一端連接，結(jié)點記為。
②用刻度尺測量橡皮筋的原長，記為。
③如圖乙所示，在木板上固定白紙，在白紙上的點固定橡皮筋的上端，用手拉動橡皮筋的自由端，記錄此時橡皮筋的長度和結(jié)點的位置。
④如圖丙所示，左手拉動橡皮筋的自由端，右手拉動細(xì)線，使得點兩次位置重合，記錄此時橡皮筋的長度和 。
⑤把橡皮筋和細(xì)線互換位置再拉動，使 ，記錄 。
⑥根據(jù)胡克定律可知，橡皮筋的彈力大小和形變是成正比，以形變量的大小作為彈力、及，根據(jù)記錄的信息作出平行四邊形，比較對角線與的大小和方向是否大致相同，從而判斷兩個互成角度的力的合成是否遵循平行四邊形定則。
（2）如圖甲所示為某物理實驗小組同學(xué)探究“利用單擺測重力加速度”的實驗裝置。將選好的一根長約左右的細(xì)線穿過帶孔的小鋼球，在細(xì)線的下端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)。把細(xì)線的上端固定在鐵架臺上，鐵架臺放在實驗桌邊，使懸點伸到桌面以外，擺線自然下垂。
將下列實驗步驟補充完整：
①測量擺長：用刻度尺測出懸點到小球上端的距離為，用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑如圖乙所示，則小球直徑 ，并計算出單擺的擺長l。
②測量周期：將單擺從平衡位置拉開一個較小的角度，然后釋放小球，讓小球保持豎直面內(nèi)擺動。用停表記下單擺50次全振動的時間，計算出完成一次全振動的時間T。
多次改變擺長，重復(fù)前面實驗過程。
③根據(jù)多次改變擺線長度得到的數(shù)據(jù)作出圖像，即可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。理論上圖像是一條經(jīng)過坐標(biāo)原點的直線，實驗時某同學(xué)誤把記作擺長l，繪出圖像如圖丙所示。請你判斷用該圖像 （填“能”或“不能”）計算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。若能，計算出g的數(shù)值，（結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；若不能，簡要說明理由： 。
【答案】（1）與的方向 點位置再次重合且拉動方向均不變 橡皮筋的長度
（2）2.030 能 9.76
【詳解】（1）④[1]實驗時要記錄力的大小和方向，力的大小可以通過橡皮筋的形變量獲得，力的方向可以沿橡皮筋作直線獲得，即需要記錄此時橡皮筋的長度和與的方向。
⑤[2][3]把橡皮筋和細(xì)線互換位置再拉動，需要使兩次力的作用效果相同，故需要再次使點位置重合且拉動方向均不變，需要記錄橡皮筋的長度。
（2）①[1]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即小球直徑為
③[2][3]根據(jù)單擺周期公式
可得
可知圖像斜率
根據(jù)圖像可得
解得
16．（14分）某研究小組對銘牌如圖一所示的移動電源進行研究，設(shè)計的實驗電路如圖二，電源內(nèi)阻不超過1Ω，除開關(guān)和導(dǎo)線外，可選用的其他實驗器材有：
A．電壓表（量程，內(nèi)阻未知）
B．毫安表（量程，內(nèi)阻）
C．定值電阻（阻值0.5Ω）
D．定值電阻（阻值5Ω）
E.滑動變阻器（阻值范圍）
F.滑動變阻器（阻值范圍）
(1)為準(zhǔn)確、方便地測出該移動電源的內(nèi)阻，定值電阻應(yīng)該選擇 ，定值電阻應(yīng)該選擇 ，滑動變阻器R應(yīng)該選擇 （填相應(yīng)器材前的字母標(biāo)號）；
(2)根據(jù)實驗室提供的器材，電壓表應(yīng)接在 （選填“a”、“ b”）處。該組同學(xué)實驗前進行了理論分析，電壓表接在a、b點對應(yīng)的電壓表示數(shù)U與改裝電流表的示數(shù)I的圖像應(yīng)如圖三所示，圖像的延長線與軸交于、、、，電動勢可表示為 ，內(nèi)阻可表示為 （結(jié)果選用、、、、、、R其中的字母表示）；
(3)該組同學(xué)實際操作完成實驗后，用計算機處理數(shù)據(jù)如下圖，發(fā)現(xiàn)理論上圖像的、點幾乎就要重合，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能的原因是 。
【答案】(1) C D E
(2) b 或
(3)
【詳解】（1）[1][2]根據(jù)圖一，移動電源的最大輸出電壓為5V，最大輸出電流為2A，為了確保微安表的精度與安全，需要將微安表改裝成大量程電流表，若定值電阻選擇0.5Ω，則改裝電流表的量程為
若定值電阻選擇5Ω，此時量程小于0.6A，達不到要求，可知定值電阻選擇C，保護電阻適當(dāng)大一些，選擇D；
[3]為了使得測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性強，滑動變阻器總阻值選擇與保護電阻、電源內(nèi)阻和值相差不太大的，即滑動變阻器R選擇的E。
（2）[1]電流表內(nèi)阻已知，為了精確測量，電壓表應(yīng)接在b處；
[2]電壓表接在a處時的系統(tǒng)誤差在于電壓表的分流，測量的是電壓表與保護電阻、電源并聯(lián)等效新電源的電動勢與內(nèi)阻，電動勢與內(nèi)阻的測量值均小于真實值，電壓表接在b處時的系統(tǒng)誤差在于電流表的分壓，測量的是電流表與保護電阻、電源串聯(lián)等效新電源的電動勢與內(nèi)阻，電動勢的測量值等于真實值，內(nèi)阻的測量值均大于真實值，可知，電壓表接在a處時的圖像為，電壓表接在b處時的圖像為，可知電源電動勢為
[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律有
結(jié)合上述，電壓表接在b處時測量的是電流表與保護電阻、電源串聯(lián)等效新電源的內(nèi)阻，結(jié)合圖像有
解得
由于電壓表接在a處時的系統(tǒng)誤差在于電壓表的分流，分流值為
當(dāng)U等于0時，等于0，即當(dāng)電源與整體被短路時，測量數(shù)據(jù)點與真實數(shù)據(jù)點相同。電壓表接在b處時的系統(tǒng)誤差在于電流表的分壓，分壓值為
當(dāng)電流I等于0時，等于0，即當(dāng)斷路時，測量數(shù)據(jù)點與真實數(shù)據(jù)點相同?？芍?，圖三中（0，b1） ，（a1，0）坐標(biāo)測量值等于真實值，則這兩點連線為理論的圖像，該連線的斜率等于電源與串聯(lián)的總電阻，則有
解得
綜合上述可知
或
（3）結(jié)合上述，等于電源電動勢，若實驗中發(fā)現(xiàn)理論上圖像的、點幾乎就要重合，表明電壓表接在a處時的系統(tǒng)誤差很小，即電壓表的分流影響很小，可知，原因在于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻與串聯(lián)的總電阻，即有
17．（9分）2022年冬奧會將在北京舉辦，如圖甲所示為本次冬奧會雪車項目的賽道。在某次雪車男子4人賽訓(xùn)練中，4位運動員手推一輛雪車從O點由靜止開始沿斜向下的直軌道OA加速奔跑，OA高度差為3m，雪車到達A點時速度大小為10m/s，之后4位運動員逐一跳入車內(nèi)，在蜿蜒的賽道上無動力滑行。已知雪車的質(zhì)量m=220kg，忽略雪車與賽道之間的摩擦及空氣阻力，重力加速度。
（1）求運動員手推雪車在直軌道OA奔跑過程中，平均每位運動員對雪車所做的功；
（2）已知賽道AB高度差為100m，計算雪車到B點的速度大??；
（3）如圖乙所示，賽道轉(zhuǎn)彎處向內(nèi)傾斜，將其橫截面簡化為如圖丙所示斜面。某次轉(zhuǎn)彎時，將雪車視為在水平面內(nèi)做圓周運動的質(zhì)點，其轉(zhuǎn)彎半徑為r，寫出雪車速度大小v與轉(zhuǎn)彎所處位置傾角的關(guān)系式。
【答案】（1）1100J；（2）；（3）
【詳解】（1）從O到A的過程中，設(shè)平均每位運動員對雪車所做的功為W，根據(jù)動能定理可得
帶入數(shù)據(jù)解得
（2）設(shè)運動員與雪車總的質(zhì)量為M，從A到B點的過程中，由動能定理得
帶入數(shù)據(jù)解得
（3）在轉(zhuǎn)彎處，對雪車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
18．（9分）如圖甲所示，間距為L的足夠長的光滑、平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m，電阻為r的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。施加外力F（未知量）沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始運動，電阻R兩端的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，時刻對應(yīng)的電壓為，已知導(dǎo)體棒在運動中所受到的阻力為其對地速度的k倍，設(shè)導(dǎo)體棒運動中始終處于磁場區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)軌電阻忽略不計。（提示：可以用圖像下的“面積”代表力F的沖量）求：
(1)時刻，金屬桿ab的速度；
(2)過程，外力F的沖量I；
(3)若磁場有界，開始時金屬桿靜止于磁場區(qū)域，如圖丙所示?，F(xiàn)使磁場以速度勻速向右移動，則當(dāng)金屬桿達到恒定速度時（此時金屬桿ab處于磁場中），外界供給導(dǎo)軌、金屬棒系統(tǒng)的功率多大？
【答案】(1)；(2)；(3)
【詳解】(1)時刻，電阻兩端的電壓為
設(shè)該時刻金屬桿ab的速度為，該時刻金屬桿ab的電動勢
(2)電阻R兩端的電壓隨時間變化關(guān)系服從線性規(guī)律
因此金屬桿ab做勻加速直線運動
其中
(3)當(dāng)金屬框受到的阻力等于安培力時，金屬框以恒定速度勻速運動
感應(yīng)電動勢
回路中的電流
金屬框受到的安培力
達到恒定速度時，受力平衡
系統(tǒng)消耗磁場能的功率，包括金屬框發(fā)熱功率和克服阻力的功率。即
19．（10分）現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運動．如圖所示，真空中存在著多層緊密相鄰的勻強電場和勻強磁場，寬度均為d電場強度為E，方向水平向左；垂直紙面向里磁場的磁感應(yīng)強度為B1，垂直紙面向外磁場的磁感應(yīng)強度為B2．電場、磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在第1層磁場左側(cè)邊界以初速度v0射入，方向與邊界夾角為θ，設(shè)粒子始終在電場、磁場中運動，除B1、B2、E以外其他物理量已知，不計粒子重力及運動時的電磁輻射．（cs53°=0.6，sin53°=0.8）
（1）若θ=53°，要求粒子不進入電場，求B1至少為多大？
（2）若B1、E均已知，求粒子從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時速度的大??；
（3）若θ=53°，且B1=，要求粒子不穿出第1層的電場，求E至少多大？
【答案】（1）；（2）；（3）．
【詳解】（1）當(dāng)θ=53°時，設(shè)粒子在B1場中圓周運動半徑為R1，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
qv0B1=m
恰好不進入電場時有
R1-R1csθ=d
解得
B1=
則B1至少為。
（2）對粒子，設(shè)從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時速度的大小為vn，根據(jù)動能定理可得
-nEqd=mvn2-
解得
vn=
（3）當(dāng)θ=53°且B1=，設(shè)粒子在B1場中圓周運動半徑為R1′，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
qv0B1=m
設(shè)粒子進入電場時與界面夾角為β，在B1場中，由幾何關(guān)系有
R1′csβ-R1′csθ=d
解得
β=37°
在電場中沿場強方向上勻減速運動，有
（v0sinβ）2-0=2d
解得E=
20．（10分）2024年4月25日神舟十八號載人飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著中國載人航天技術(shù)已走在世界前列。有人對今后神舟系列飛船的發(fā)射構(gòu)想：沿著地球的某條弦挖一通道，并鋪設(shè)成光滑軌道，在通道的兩個出口分別將一物體和飛船同時釋放，利用兩者碰撞（彈性碰撞）效應(yīng)，將飛船發(fā)射出去，已知地表重力加速度g，地球的半徑為R；物體做簡諧運動的周期，m為物體的質(zhì)量，k為簡諧運動物體的回復(fù)力和其離開平衡位置的位移大小之比。
（1）若神舟十八號飛船貼近地球表面做勻速圓周運動，則其運行的線速度大??；
（2）如圖甲，設(shè)想在地球上距地心h處挖一條光滑通道AB，從A點靜止釋放一個質(zhì)量為m的物體，求物體從A運動到B點的時間，以及物體通過通道中心O′的速度大?。ㄙ|(zhì)量分布均勻的空腔對空腔內(nèi)的物體的萬有引力為零）；
（3）如圖乙，若通道已經(jīng)挖好，且，如果在AB處同時釋放質(zhì)量分別為M和m的物體和飛船，他們同時到達O′點并發(fā)生彈性碰撞，要使飛船飛出通道口時速度達到第一宇宙速度，M和m應(yīng)該滿足什么關(guān)系？
【答案】（1）；（2），；（3）
【詳解】（1）神舟十八號飛船貼近地球表面做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力
根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系
解得運行的線速度大小為
（2）半徑為r的球體質(zhì)量為
質(zhì)點在距離球心r處所受到的引力為
故引力在AB通道方向分力為（設(shè)向右為正方向）
該力與成正比，故物體做簡諧運動，當(dāng)時，有
根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系
則
物體從A運動到B點的時間為
從A到O′點，萬有引力做功為
從A到O′點，由動能定理可得
解得
（3）由（2）可知，物體到達O′點速度均為
碰撞中滿足動量守恒
根據(jù)機械能守恒可得
解得
返回出口過程中，萬有引力做功為
返回出口過程中，根據(jù)動能定理
其中
代入得
解得0.20
3.90
0.20
3.91
0.26
3.50
0.26
3.59
0.32
3.25
0.32
3.30
0.38
2.95
0.38
3.01
0.44
2.55
0.44
2.69
0.50
2.21
0.50
2.40
0.56
1.87
0.56
2.05

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