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精品解析：浙江省强基联盟2022-2023学年高三下学期2月统测物理试题
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2022学年第二学期浙江强基联盟高三2月统测
物理试题
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. 描述电场能的性质的物理量及其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ）
A. 电场强度 B. 电场强度
C. 电势V D. 电势
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电场强度的定义式为
是电场强度单位，但是不是国际基本单位
电场强度是电场力的性质的物理量，AB错误；
CD．电势是描述电场能的性质的物理量，根据电势的定义式有
V是电势的单位，但是不是国际基本单位，根据
C错误，D正确。
故选D。
2. 下列关于物理研究的思想方法，叙述正确的是（ ）
A. 质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想
B. 速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法
C. 演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，动能定理的得出用的就是演绎推理的方法
D. 用比值法定义的物理量在物理学中占有相当大的比例，如：、
【答案】C
【解析】
【详解】A．合力概念的建立体现了等效替代的思想，质点概念的建立体现了理想模型的思想，A错误；
B．速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，B错误；
C．从一般性结论推出个别性结论的方法叫演绎推理，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，动能定理的得出用的就是演绎推理的方法，C正确；
D．比值法定义的物理量在物理学中占有相当大的比例，采用了比值定义式，采用了比值定义式，仅仅针对匀变速直线运动才成立，对非匀变速直线运动不成立，因此没有采用比值定义式，D错误。
故选C。
3. 筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在竖直平面内，鹅卵石均处于静止状态，则（ ）
A. 甲图中的鹅卵石受四个力的作用
B. 乙图中下面筷子对鹅卵石的力大于上面筷子对鹅卵石的力
C. 若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，则鹅卵石受到的摩擦力也会增加
D. 若增大丙图中的筷子与水平方向的夹角，则鹅卵石受到筷子对它的作用力也增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中的鹅卵石受重力、两个弹力和两个摩擦力5个力的作用，故A错误；
B．乙图中下面筷子对鹅卵石的力等于重力和上面筷子对它的弹力之和，所以大于上面筷子对鹅卵石的力，故B正确；
C．丙图中，鹅卵石受到的摩擦力等于重力沿筷子向下的分力，若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，鹅卵石受到的摩擦力不变，故C错误；
D．鹅卵石受到筷子对它的作用力与重力等大反向，若增大丙图中筷子与水平方向的夹角，鹅卵石受到筷子对它的作用力不变，故D错误。
故选B。
4. 如图为小丽玩小皮筋球瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 图示瞬间小球一定处于超重状态
B. 图示瞬间小球一定正在向上减速
C. 在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加
D. 在此后的一小段时间内，小球机械能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由于小球受到的重力与拉力关系未知，故无法判断加速度方向，无法判断图示瞬间小球处于超重还是失重状态，无法判断图示瞬间小球向上做何种运动，故AB错误；
C．在此后的一小段时间内，小球受到的拉力可能小于重力，小球受到的合力向下，小球的动能减小，故C错误；
D．在此后的一小段时间内，小球受到的拉力方向向上，拉力对小球做正功，小球机械能一定增加，故D正确。
故选D。
5. 春节刚过，烟花的美景仍印象深刻。放烟花时烟花弹由发射筒底部火药引燃获得初速度，竖直向上运动到最高点时炸开，如图是烟花燃放时的图景，其中P、Q分别为两块碎片的径迹，假设两块碎片在烟花弹炸开时同时斜向上抛出，初速度大小，初速度与水平方向的夹角，不计空气阻力，下列表述正确的是（ ）
A. 烟花弹“发射”过程动量守恒
B. 在空中运动过程中，P、Q两块碎片的速度变化率相同
C. P、Q两块碎片上升到最高点时速度都为零
D. P、Q两块碎片从炸开到上升到最高点的过程，运动的时间相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．烟花弹“发射”过程所受合外力不是零且不可被忽略，动量不守恒。故A错误；
B．根据，可知在空中运动过程中，P、Q两块碎片的速度变化率，即加速度相同，均为重力加速度。故B正确；
C．P、Q两块碎片上升到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不是零。故C错误；
D．P、Q两块碎片从炸开到上升到最高点的过程，运动时间
因为，，则
故D错误。
故选B。
6. 如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”的复制品，注入适量水后，有节奏地摩擦鱼洗双耳，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。传说，众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势，曾吓退数十里外的敌军。“鱼洗”反映了我国古代高超的科学制器技术。下列分析正确的是（ ）
A. “鱼洗”声在空气中传播是一种横波
B. 盆内水花四溅的原因是水波的衍射
C. 手掌摩擦得越快则溅起的水花越高
D. 当用手以一定频率摩擦“洗”的盆耳时发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现
【答案】D
【解析】
【详解】A．“鱼洗”声在空气中传播时，由于空气微粒的振动方向与波的传播方向一致，所以是纵波，故A错误；
B．当有节奏地摩擦鱼洗双耳时，会产生两个振动源，鱼洗壁振动发出嗡嗡声，振动波在水中传播，相互干扰，使能量叠加，因此，这些能量较高的水点会跳出水面，这是共振原理，当用手摩擦达到固有频率时，发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现，故B错误，D正确；
C．当摩擦力引起的振动频率和鱼洗的固有频率相等或者相近时，鱼洗产生共振，振动幅度越大，盆内的水花就越高，所以并不是手掌摩擦得越快溅起的水花越高，故C错误。
故选D。
7. 某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为300m、397m、566m的无线电波，下列说法正确的是（ ）
A. 使接收电路产生电谐振的过程叫做解调
B. 在电磁波发射技术中，只有调频这种调制方式
C. 为更好接收波长为300m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1MHz
D. 为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数
【答案】C
【解析】
【详解】A．使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故A错误；
B．在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式，故B错误；
C．为更好接收波长为300m的无线电波，根据
可知应把收音机的调谐频率调到1MHz，故C正确；
D．为了能收到频率最高的中波电台，应增大调谐电路的固有频率，根据
可知应减少线圈的匝数，故D错误。
故选C。
8. 图像是解决物理问题的好方法，下列关于图像的分析正确的是（ ）
A. 图甲中A、B两物体图的交点表示两物体在时刻相遇
B. 图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，则电池在P点状态下的内阻为直线MP的斜率的大小
C. 图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，则图中Q点切线的斜率表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻
D. 图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从到的过程中力的功率
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中A、B两物体图的交点表示两物体在时刻速度相同，但不一定相遇，故A错误；
B．图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，根据可知，则电池在P点状态下的内阻为
即为直线MP的斜率的大小，故B正确；
C．图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，根据，可知图中Q点与坐标原点连线的斜率才表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻，故C错误；
D．根据可知，图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从到的过程中力的所做的功，故D错误。
故选B。
9. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，图中的CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场，经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示），将电子束打到靶上的点记为P点。则（ ）
A. M接加速电压的正极
B. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外
C. 仅减小M、N之间的加速电压，可使P点左移
D. 仅增大偏转磁场磁感应强度的大小，可使P点右移
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，电子在MN之间加速，受到向右的电场力，所以MN之间的电场线水平向左，则M接加速电压的负极，故A错误；
B．由电子运动轨迹粒子，电子进入磁场时受到向下的洛伦兹力作用，根据左手定则可知偏转磁场的方向垂直于纸面向里，故B错误；
CD．电子在加速电场中加速，由动能定理得
电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得电子在磁场中做圆周运动的轨道半径
如减小M、N之间的加速电压，电子在磁场中做圆周运动的半径r减小，电子出磁场时的速度偏角变大，P点左移；增大偏转磁场磁感应强度的大小，则电子在磁场中做圆周运动的半径减小，电子出磁场时的速度偏角增大，P点左移，故C正确，D错误。
故选C。
10. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A. 的平均核子质量大于的平均核子质量
B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强
C. 该反应释放的能量为
D. 100个原子核经过88年后剩余50个
【答案】A
【解析】
【详解】A．衰变反应后错在质量亏损，则的平均核子质量大于的平均核子质量，A正确；
B．衰变放出的射线是射线，即氦核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误；
C．该反应释放的能量为
C错误；
D．半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。
故选A。
11. 地球公转轨道接近圆，但彗星运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，它最近出现的时间为1986年，预测下次飞近地球将在2061年左右。如图为地球与哈雷彗星绕日运动的示意图，且图中M点为两迹的交点。则下列分析正确的是（ ）
A. 哈雷彗星在近日点的速度大于地球绕日公转的速度
B. 哈雷彗星在M点时的加速度小于地球在M点时的加速度
C. 根据已知数据可估算哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍
D. 地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．哈雷彗星在椭圆轨道上绕日公转，在近日点的速度大于太阳的第一宇宙速度，而地球绕日轨道比近日轨道要远一些，根据
所以地球环日速度小于太阳的第一宇宙速度，A正确；
B．根据牛顿第二定律
哈雷彗星在M点时的加速度等于地球在M点时的加速度，B错误；
C．根据开普勒第三定律
C错误；
D．根据开普勒第二定律可知同一颗行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积与哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等，D错误。
故选A
12. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图像的翻转，其横截面如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的三条相同的单色光线1、2、3射入AB，经BC面反射后，直接射到CD面上，已知棱镜材料的折射率。下列有关说法正确的是（ ）
A. 光线在棱镜中传播时频率减小
B. BC面上有光线射出棱镜
C. 从CD面上射出的光线一定与入射光线平行
D. 从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线3
【答案】C
【解析】
【详解】A．光线在棱镜中传播时频率不变，故A错误；
B．光路图如图所示
根据折射定律有
解得
所以
根据折射率与临界角的关系
所以
所以BC面上没有光线射出棱镜，故B错误；
C．根据几何关系有
所以
由此可知，从CD面上射出的光线一定与入射光线平行，故C正确；
D．由光路图可知，从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线1，故D错误。
故选C。
13. 《流浪地球2》电影中的很多科幻设定都是基于现有的科学技术。如图甲所示的机器人是基于生活中的扫地机器人设计。市面上某款具有“智能充电规划”功能的扫地机器人，它可以按照打扫面积的大小进行充电规划，其铭牌和给主机供电的电池如图乙所示。已知当电池电量只剩20%时机器人将返回充电基站充电，机器人平均每分钟可打扫。忽略机器人往返过程的时间及消耗的电能。则下列说法正确的是（ ）
A. 主机工作电流为1A
B. 主机电阻约为
C. 扫地机器人从满电状态开始能够连续工作约1.2h
D. 机器人打扫面积为的空间至少需要约1.9h
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据吸尘器铭牌上的数据可知主机的工作电压为14.4V，额定功率为40W，根据
A错误；
B．若吸尘器是纯电阻，那么根据欧姆定律有
但是吸尘器不是纯电阻，所以主机电阻不等于，B错误；
C．已知当电池电量只剩20%时机器人将返回充电基站充电，根据
C错误；
D．机器人平均每分钟可打扫，机器人打扫面积为的空间需要连续工作的时间为
若机器人充满电后，工作时能够把电池电量全部用光，则工作时间为
但是充一次电只能工作电量的，当电池电量剩余，需要中途再充一次电，只需要再充的电量，即可打扫完剩余的面积，根据充电电流大小可知，充的电量需要的时间为
故清扫完的空间至少需要的时间约为
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。全选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（ ）
A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应
B. 图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势
C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
D. 图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应，故A错误；
B．图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势，故B正确；
C．图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生的磁场来进行探测的，故C错误。
D．图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用，故D正确。
故选BD。
15. 如图所示，是研究光电效应的电路图。①、②两束单色光是由处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生的，若光束①通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻器的滑片P滑到位置a时，电流表的读数恰好变为0；光束②通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻器的滑片P滑到位置b时，电流表的读数恰好变为0，则下列说法正确的是（ ）
A. 光束①产生的饱和电流一定小于光束②的饱和电流
B. 光束①产生的光电子的初动能一定小于光束②产生的光电子的初动能
C. 发生原子跃迁后对应能级的能量
D. 光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象
【答案】CD
【解析】
【详解】B．光电子的初动能在范围之间，因此光束①产生的光电子的初动能不一定小于光束②产生的光电子的初动能，B错误；
C．根据图像可知，滑动变阻器的滑片P滑到位置a时的减速电压小于滑到位置b时的减速电压，即光束①的遏止电压小于光束②的遏止电压，根据
可知，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，根据
由于①、②两束单色光是由处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生的，则发生原子跃迁后对应能级的能量
C正确；
D．衍射是光的基本特性，光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象，D正确；
A．根据上述，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，即光束①的光子的频率小于光束②的光子的频率，饱和电流与光照强度和光的频率有关，由于两种光的光照强度关系不确定，则光束①产生的饱和电流与光束②产生的饱和电流的关系也不确定，A错误。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学按图甲所示，安装实验器材探究质量一定时合外力与加速度的关系。已知物块A与遮光片的总质量为，遮光片中心距光电门的高度为h（h远大于遮光片宽度）。物块B质量为，置于水平桌面上，锁定物块B，使系统保持静止状态。某时刻解除锁定，物块A由静止开始向下运动，光电门记录遮光片的遮光时间，同时记录传感器读数F。（忽略绳和滑轮的质量，不计A、B、绳、滑轮组成的系统内的摩擦）
（1）关于该方案下列说法正确的是（ ）。
A．不要求
B．物块B与水平桌面间可以有摩擦
C．力传感器的读数就是物块A的合外力
D．力传感器的读数的两倍就是物块A的合外力
（2）用游标卡尺测出遮光片的宽度d，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度______mm。
（3）物块A加速度的表达式______（用、d、h表示）。
【答案】 ①. AB##BA ②. 2.25 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．由于本实验中绳子拉力可直接通过力传感器读出，所以本实验不要求，故A正确；
CD．由题意，根据牛顿第二定律可知，物块A的合力大小等于A的重力减去力传感器读数的两倍，即
故CD错误。
B．由于本实验中，物块A的合力大小
显然，物块B与水平桌面间是否有摩擦对研究A质量一定，所受合力大小与加速度的关系无影响，所以，物块B与水平桌面间可以有摩擦，故B正确。
故选AB。
（2）[2]图乙中所用游标卡尺为测量精度为0.05mm的游标卡尺，根据游标卡尺读数规则，可得遮光片的宽度为
（3）[3]依题意，可求得物块A通过光电门时的速度大小为
根据，可得物块A加速度的表达式
17. 小明为了估算玩具枪子弹射出枪口时的速度，做了如图所示的实验。先用橡皮泥做了一个小球，再把橡皮泥放在水平桌面的边缘，将玩具枪平放在桌面上，射出子弹，子弹和橡皮泥一起水平飞出。重力加速度大小为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。（单选）
A．枪口是否水平对实验无影响
B．枪口应适当靠近小球
C．必须使用秒表测出橡皮泥在空中运动的时间
（2）若已知橡皮泥的质量M、子弹的质量m、橡皮泥在水平地面上的落点P，为了测出子弹射出的速度，除需要测量橡皮泥初始位置到P点的水平位移x外，还需要测量的数据为___________；
（3）有同学提出可以直接利用子弹与橡皮泥组成的系统在撞击前后机械能守恒求得子弹的射出速度，你觉得是否可行？___________（选填“行”或“不行”）。
【答案】 ①. B ②. 橡皮泥距水平地面的高度h ③. 不行
【解析】
【详解】（1）[1]AB．为了保证子弹和橡皮泥一起水平飞出，枪口需要水平摆放，且枪口应适当靠近小球，故A错误，B正确；
C．可以测出橡皮泥下落高度结合平抛运动竖直方向运动规律求出时间，故C错误。
故选B。
（2）[2]子弹击中橡皮泥的过程中动量守恒
v为子弹击中橡皮泥后的速度，也为平抛运动初速度
其中h是橡皮泥距水平地面的高度，所以还需要测量的数据为橡皮泥距水平地面的高度h。
（3）[3]子弹击中橡皮泥过程为完全非弹性碰撞有能量损失，即子弹与橡皮泥组成的系统在撞击前后机械能不守恒，故不行。
18. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图甲所示，压力F在0200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下。
压敏电阻R（时的阻值在之间）；
电源（电动势V，内阻不计）；
电流表G1（量程10mA，内阻）；
电流表G2（量程50mA，内阻约为）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关、及导线若干。
请完成下列问题：
①要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线端应与______（填“a”或“b”）点连接。
②滑动变阻器有两种规格，本实验中应选择______。
A.最大阻值为
B.最大阻值为
③闭合开关、，调节滑动变阻器接人回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表G2读数为40mA时电流表G1读数为8.0mA，可知______。
④断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表G2达到满偏，满偏电流刻度处标记。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为______。保持滑动变阻器阻值不变，当电流表G2示数为30mA时，压力______N。
【答案】 ①. a ②. B ③. 100 ④. 140 ⑤. 160
【解析】
【详解】①[1]因为电流表内阻未知，所以为了消除误差需要将电流表外接，故导线端应与“”点连接。
②[2]压力为0时，压敏电阻两端的电压最大为
滑动变阻器最大阻值为时，阻值太小，无法满足调节要求。压力为0时，电流表会超量程。滑动变阻器最大阻值为时，满足要求。
故选B。
③[3]由题意可知
④[4]根据分析得滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为
[5]电流表G2示数为30mA时，压敏电阻两端电压为
压敏电阻为
根据甲图解析式可得
解得
19. 如图所示为观察白光薄膜干涉的演示实验，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
（1）为了更好地观察干涉条纹，光源应该在______。
A.观察者侧
B.观察者的对面侧
（2）下列对实验结论的说法正确的是______。（单选）
A.旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.本实验的条纹形成的原理和平面镜成像原理是一样的
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
【答案】 ①. A ②. D
【解析】
【详解】（1）[1]光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选A。
（2）[2]
A．旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，A错误；
B．本实验的条纹形成的原理是光的干涉形成的，平面镜成像原理是光的反射形成的，二者原理不同，B错误；
CD．如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加；同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，C错误，D正确。
故选D。
20. 小明在冬天使用保温杯装开水，突然“嘭”的一声，瓶内气体温度升高顶开了未拧紧的瓶盖。如图所示，一个绝热容器瓶口横截面积，当装入一定量的开水后迅速塞上不透气的绝热瓶塞，瓶塞重20g且与瓶口间有大小为的最大静摩擦力。通过晃动容器（瓶身保持竖直）使瓶内气体温度升高，温度上升到最高时瓶塞恰好松动，并被弹出。大气压强。求：
（1）瓶内气体升到最高温后达到的压强p；
（2）若瓶内气体刚封闭时温度为，则瓶内气体达到最高温后的温度T；
（3）若活塞从移动到离开瓶口过程位移，滑动后摩擦力即立刻消失，该过程瓶内气体内能损失0.212J，则瓶塞离开瓶口后的速度v。（不计喷出过程瓶内气体热量损失及液化）
【答案】（1）；（2）330K；（3）
【解析】
【详解】（1）对瓶塞受力分析得
解得
（2）瓶内气体升温过程为一个等容变化
解得
（3）由热力学第一定律可得
由动能定理可得
得
21. 如图所示，半径的竖直光滑圆弧轨道AB，其底端右侧是一个凹槽，凹槽右端连接一个半径的光滑圆轨道，轨道固定在竖直平面内，D与圆心连线与竖直方向成角。一质量为的滑板Q放置在凹槽内水平面上，其上表面刚好与B点和C点水平等高。开始时滑板静置在紧靠凹槽左端处，此时滑板右端与凹槽右端的距离。一质量也为m的小物块P（可视为质点）从A点由静止滑下，当物块滑至滑板右端时滑板恰好到达凹槽右端，撞击后滑板立即停止运动。已知物块与滑板间的动摩擦因数，其余接触面的摩擦均可忽略不计，取重力加速度。
（1）求滑块滑至B点时对B点的压力；
（2）求滑板的长度l；
（3）请通过计算说明滑块滑上CD轨道后能否从D点飞出？
【答案】（1）30N，方向竖直向下；（2）1.6m；（3）不能
【解析】
【详解】（1）过程由动能定理可得
滑块滑至B点，由牛顿第二定律
由牛顿第三定律可得滑块对B点的压力
方向竖直向下。
（2）在滑板上，根据牛顿第二定律可得，小物块P的加速度大小为
滑板Q的加速度大小为
根据题意可知，从小物块P滑上滑板Q到滑板右端到达凹槽右端过程，小物块P一直做匀减速运动，滑板Q一直做匀加速运动，设运动时间为t，对于滑板Q
解得
对于小物块P
解得
故滑板的长度为
（3）小物块P到达半圆轨道最低点C时的速度为
设小物块P可以到达D点，根据机械能守恒定律可得
解得小物块P在D点速度为
假设P刚好到达D点，则由牛顿第二定律
解得P在D点的最小速度为
说明小物块P到不了D点。
22. 利用电磁感应加速物体除了有类似电磁弹射的方式外，还有一种利用感生电场加速带电物体的方式，其原理如图甲所示。一个用光滑绝缘细圆管绕成的圆环固定在水平面上，圆环半径为R。一个质量为m、电荷量为的小球（可视为质点）静止在细圆管中。垂直圆环平面、以圆环外侧为边界的圆柱形区域内存在竖直方向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，竖直向上为正。已知变化的磁场在细圆管处产生环形感生电场（稳定的感生电场可类比静电场）。细圆管半径大于小球半径且远小于圆环半径R。求：
（1）在时间内，绕圆环一圈产生的感应电动势大小；
（2）在时间内，细圆管内产生的感生电场的大小及方向（俯视）；
（3）在期间，小球转动的圈数；
（4）时，求小球对管壁的作用力大小。
【答案】（1）；（2），顺时针方向；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得
由图乙可得
联立解得绕圆环一圈产生的感应电动势大小为
（2）在期间
解得
由楞次定律可得，感生电场方向为顺时针方向。
（3）小球转动一圈动能增量由电场力做功提供
小球在感生电场中，由牛顿第二定律
所以末时小球的速度
小球动能增加与圈数N关系
解得在期间，小球转动的圈数
（4）末时小球的速度
小球此时在圆管内的受力分析如图
由牛顿第二定律
解得
又由牛顿第三定律，小球对管壁的作用力为
23. 如图所示是一种粒子探测装置，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，单位时间内有N个质量为m，电荷量大小为q，速度大小范围为的粒子从PM和QK间平行于PM射入圆形磁场区域，PM与圆心O在同一直线上，PM和QK间距离为。已知从M点射入的速度为的粒子刚好从O点正下方的N点射出圆形磁场区域。挡板ND下方有磁感应强度为圆形磁场2倍、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，，直线ND与圆形区域相切于N点，到达N点的粒子均能进入下方磁场。挡板ND上表面绝缘，下表面导电且可完全吸收到达的粒子，下表面通过一灵敏电流计接地。不计粒子重力以及粒子间的相互作用。求：
（1）圆形区域磁场磁感应强度B及带电粒子的电性；
（2）已知灵敏电流计电流大小为I，则PQ间入射粒子中速度为的粒子的比例；
（3）圆形磁场区域边界上有粒子射出的弧长长度；
（4）若ND可以绕N点顺时针转动（0～90°），求ND挡板下表面有粒子打到的长度L与ND转过角度的关系，并求当转过多少角度时粒子打到的长度最大及长度具体值？
【答案】（1），正电；（2）；（3）；（4）；；当时，
【解析】
【详解】（1）速度为的粒子从M点射入，从N点射出，轨道半径为r，由几何关系可知
由牛顿第二定律
解得
由左手定则判断可得粒子带正电；
（2）挡板下方磁感应强度为2B，粒子均以速度进入，有
轨道半径
所有速度为的粒子都能打在ND挡板上
解得
（3）速度为入射的全部打在N点上，速度为的粒子从M点射入，射出位置离N点最远，射出点为A，如图所示
由牛顿第二定律
由几何关系
解得
所以AN之间的弧长
（4）如图，由几何关系可知，能到达N点的带电粒子速度均为，半径均为
中有
解得
从K点射入的带电粒子速度偏转角为60°，从M点射入的带电粒子速度偏转角为90°，作竖直向下的粒子在下方磁场的轨迹圆1，作K点射入经N点后在下方磁场的轨迹圆2。ND顺时针转动角后与连轨迹圆交点G、F，中有
H为圆2的圆心，连接HG构成三角形，中有
ND板下表面被粒子打到的长度为
当时，G点与N点重合，ND板下表面被粒子打到的长度为
令
则
但因为
所以当时
2022学年第二学期浙江强基联盟高三2月统测
物理试题
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. 描述电场能的性质的物理量及其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ）
A. 电场强度 B. 电场强度
C. 电势V D. 电势
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电场强度的定义式为
是电场强度单位，但是不是国际基本单位
电场强度是电场力的性质的物理量，AB错误；
CD．电势是描述电场能的性质的物理量，根据电势的定义式有
V是电势的单位，但是不是国际基本单位，根据
C错误，D正确。
故选D。
2. 下列关于物理研究的思想方法，叙述正确的是（ ）
A. 质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想
B. 速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法
C. 演绎推理是从一般性结论推出个别性结论的方法，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，动能定理的得出用的就是演绎推理的方法
D. 用比值法定义的物理量在物理学中占有相当大的比例，如：、
【答案】C
【解析】
【详解】A．合力概念的建立体现了等效替代的思想，质点概念的建立体现了理想模型的思想，A错误；
B．速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，B错误；
C．从一般性结论推出个别性结论的方法叫演绎推理，即从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推出新结论的一种思维活动。比如，动能定理的得出用的就是演绎推理的方法，C正确；
D．比值法定义的物理量在物理学中占有相当大的比例，采用了比值定义式，采用了比值定义式，仅仅针对匀变速直线运动才成立，对非匀变速直线运动不成立，因此没有采用比值定义式，D错误。
故选C。
3. 筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图，筷子均在竖直平面内，鹅卵石均处于静止状态，则（ ）
A. 甲图中的鹅卵石受四个力的作用
B. 乙图中下面筷子对鹅卵石的力大于上面筷子对鹅卵石的力
C. 若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，则鹅卵石受到的摩擦力也会增加
D. 若增大丙图中的筷子与水平方向的夹角，则鹅卵石受到筷子对它的作用力也增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中的鹅卵石受重力、两个弹力和两个摩擦力5个力的作用，故A错误；
B．乙图中下面筷子对鹅卵石的力等于重力和上面筷子对它的弹力之和，所以大于上面筷子对鹅卵石的力，故B正确；
C．丙图中，鹅卵石受到的摩擦力等于重力沿筷子向下的分力，若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力，鹅卵石受到的摩擦力不变，故C错误；
D．鹅卵石受到筷子对它的作用力与重力等大反向，若增大丙图中筷子与水平方向的夹角，鹅卵石受到筷子对它的作用力不变，故D错误。
故选B。
4. 如图为小丽玩小皮筋球瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 图示瞬间小球一定处于超重状态
B. 图示瞬间小球一定正在向上减速
C. 在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加
D. 在此后的一小段时间内，小球机械能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由于小球受到的重力与拉力关系未知，故无法判断加速度方向，无法判断图示瞬间小球处于超重还是失重状态，无法判断图示瞬间小球向上做何种运动，故AB错误；
C．在此后的一小段时间内，小球受到的拉力可能小于重力，小球受到的合力向下，小球的动能减小，故C错误；
D．在此后的一小段时间内，小球受到的拉力方向向上，拉力对小球做正功，小球机械能一定增加，故D正确。
故选D。
5. 春节刚过，烟花的美景仍印象深刻。放烟花时烟花弹由发射筒底部火药引燃获得初速度，竖直向上运动到最高点时炸开，如图是烟花燃放时的图景，其中P、Q分别为两块碎片的径迹，假设两块碎片在烟花弹炸开时同时斜向上抛出，初速度大小，初速度与水平方向的夹角，不计空气阻力，下列表述正确的是（ ）
A. 烟花弹“发射”过程动量守恒
B. 在空中运动过程中，P、Q两块碎片的速度变化率相同
C. P、Q两块碎片上升到最高点时速度都为零
D. P、Q两块碎片从炸开到上升到最高点的过程，运动的时间相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．烟花弹“发射”过程所受合外力不是零且不可被忽略，动量不守恒。故A错误；
B．根据，可知在空中运动过程中，P、Q两块碎片的速度变化率，即加速度相同，均为重力加速度。故B正确；
C．P、Q两块碎片上升到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不是零。故C错误；
D．P、Q两块碎片从炸开到上升到最高点的过程，运动时间
因为，，则
故D错误。
故选B。
6. 如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”的复制品，注入适量水后，有节奏地摩擦鱼洗双耳，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。传说，众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势，曾吓退数十里外的敌军。“鱼洗”反映了我国古代高超的科学制器技术。下列分析正确的是（ ）
A. “鱼洗”声在空气中传播是一种横波
B. 盆内水花四溅的原因是水波的衍射
C. 手掌摩擦得越快则溅起的水花越高
D. 当用手以一定频率摩擦“洗”的盆耳时发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现
【答案】D
【解析】
【详解】A．“鱼洗”声在空气中传播时，由于空气微粒的振动方向与波的传播方向一致，所以是纵波，故A错误；
B．当有节奏地摩擦鱼洗双耳时，会产生两个振动源，鱼洗壁振动发出嗡嗡声，振动波在水中传播，相互干扰，使能量叠加，因此，这些能量较高的水点会跳出水面，这是共振原理，当用手摩擦达到固有频率时，发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现，故B错误，D正确；
C．当摩擦力引起的振动频率和鱼洗的固有频率相等或者相近时，鱼洗产生共振，振动幅度越大，盆内的水花就越高，所以并不是手掌摩擦得越快溅起的水花越高，故C错误。
故选D。
7. 某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为300m、397m、566m的无线电波，下列说法正确的是（ ）
A. 使接收电路产生电谐振的过程叫做解调
B. 在电磁波发射技术中，只有调频这种调制方式
C. 为更好接收波长为300m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1MHz
D. 为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数
【答案】C
【解析】
【详解】A．使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故A错误；
B．在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式，故B错误；
C．为更好接收波长为300m的无线电波，根据
可知应把收音机的调谐频率调到1MHz，故C正确；
D．为了能收到频率最高的中波电台，应增大调谐电路的固有频率，根据
可知应减少线圈的匝数，故D错误。
故选C。
8. 图像是解决物理问题的好方法，下列关于图像的分析正确的是（ ）
A. 图甲中A、B两物体图的交点表示两物体在时刻相遇
B. 图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，则电池在P点状态下的内阻为直线MP的斜率的大小
C. 图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，则图中Q点切线的斜率表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻
D. 图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从到的过程中力的功率
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中A、B两物体图的交点表示两物体在时刻速度相同，但不一定相遇，故A错误；
B．图乙为某硅光电池的路端电压与电流的关系图，根据可知，则电池在P点状态下的内阻为
即为直线MP的斜率的大小，故B正确；
C．图丙为某白炽灯电压与电流的关系曲线，根据，可知图中Q点与坐标原点连线的斜率才表示该灯泡在电压为2.0V时的电阻，故C错误；
D．根据可知，图丁的阴影部分的面积反映了该变力作用下物体从到的过程中力的所做的功，故D错误。
故选B。
9. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，图中的CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场，经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示），将电子束打到靶上的点记为P点。则（ ）
A. M接加速电压的正极
B. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外
C. 仅减小M、N之间的加速电压，可使P点左移
D. 仅增大偏转磁场磁感应强度的大小，可使P点右移
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，电子在MN之间加速，受到向右的电场力，所以MN之间的电场线水平向左，则M接加速电压的负极，故A错误；
B．由电子运动轨迹粒子，电子进入磁场时受到向下的洛伦兹力作用，根据左手定则可知偏转磁场的方向垂直于纸面向里，故B错误；
CD．电子在加速电场中加速，由动能定理得
电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得电子在磁场中做圆周运动的轨道半径
如减小M、N之间的加速电压，电子在磁场中做圆周运动的半径r减小，电子出磁场时的速度偏角变大，P点左移；增大偏转磁场磁感应强度的大小，则电子在磁场中做圆周运动的半径减小，电子出磁场时的速度偏角增大，P点左移，故C正确，D错误。
故选C。
10. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A. 的平均核子质量大于的平均核子质量
B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强
C. 该反应释放的能量为
D. 100个原子核经过88年后剩余50个
【答案】A
【解析】
【详解】A．衰变反应后错在质量亏损，则的平均核子质量大于的平均核子质量，A正确；
B．衰变放出的射线是射线，即氦核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误；
C．该反应释放的能量为
C错误；
D．半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。
故选A。
11. 地球公转轨道接近圆，但彗星运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，它最近出现的时间为1986年，预测下次飞近地球将在2061年左右。如图为地球与哈雷彗星绕日运动的示意图，且图中M点为两迹的交点。则下列分析正确的是（ ）
A. 哈雷彗星在近日点的速度大于地球绕日公转的速度
B. 哈雷彗星在M点时的加速度小于地球在M点时的加速度
C. 根据已知数据可估算哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍
D. 地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．哈雷彗星在椭圆轨道上绕日公转，在近日点的速度大于太阳的第一宇宙速度，而地球绕日轨道比近日轨道要远一些，根据
所以地球环日速度小于太阳的第一宇宙速度，A正确；
B．根据牛顿第二定律
哈雷彗星在M点时的加速度等于地球在M点时的加速度，B错误；
C．根据开普勒第三定律
C错误；
D．根据开普勒第二定律可知同一颗行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积与哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等，D错误。
故选A
12. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图像的翻转，其横截面如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的三条相同的单色光线1、2、3射入AB，经BC面反射后，直接射到CD面上，已知棱镜材料的折射率。下列有关说法正确的是（ ）
A. 光线在棱镜中传播时频率减小
B. BC面上有光线射出棱镜
C. 从CD面上射出的光线一定与入射光线平行
D. 从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线3
【答案】C
【解析】
【详解】A．光线在棱镜中传播时频率不变，故A错误；
B．光路图如图所示
根据折射定律有
解得
所以
根据折射率与临界角的关系
所以
所以BC面上没有光线射出棱镜，故B错误；
C．根据几何关系有
所以
由此可知，从CD面上射出的光线一定与入射光线平行，故C正确；
D．由光路图可知，从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线1，故D错误。
故选C。
13. 《流浪地球2》电影中的很多科幻设定都是基于现有的科学技术。如图甲所示的机器人是基于生活中的扫地机器人设计。市面上某款具有“智能充电规划”功能的扫地机器人，它可以按照打扫面积的大小进行充电规划，其铭牌和给主机供电的电池如图乙所示。已知当电池电量只剩20%时机器人将返回充电基站充电，机器人平均每分钟可打扫。忽略机器人往返过程的时间及消耗的电能。则下列说法正确的是（ ）
A. 主机工作电流为1A
B. 主机电阻约为
C. 扫地机器人从满电状态开始能够连续工作约1.2h
D. 机器人打扫面积为的空间至少需要约1.9h
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据吸尘器铭牌上的数据可知主机的工作电压为14.4V，额定功率为40W，根据
A错误；
B．若吸尘器是纯电阻，那么根据欧姆定律有
但是吸尘器不是纯电阻，所以主机电阻不等于，B错误；
C．已知当电池电量只剩20%时机器人将返回充电基站充电，根据
C错误；
D．机器人平均每分钟可打扫，机器人打扫面积为的空间需要连续工作的时间为
若机器人充满电后，工作时能够把电池电量全部用光，则工作时间为
但是充一次电只能工作电量的，当电池电量剩余，需要中途再充一次电，只需要再充的电量，即可打扫完剩余的面积，根据充电电流大小可知，充的电量需要的时间为
故清扫完的空间至少需要的时间约为
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。全选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（ ）
A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应
B. 图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势
C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
D. 图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应，故A错误；
B．图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势，故B正确；
C．图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生的磁场来进行探测的，故C错误。
D．图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用，故D正确。
故选BD。
15. 如图所示，是研究光电效应的电路图。①、②两束单色光是由处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生的，若光束①通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻器的滑片P滑到位置a时，电流表的读数恰好变为0；光束②通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻器的滑片P滑到位置b时，电流表的读数恰好变为0，则下列说法正确的是（ ）
A. 光束①产生的饱和电流一定小于光束②的饱和电流
B. 光束①产生的光电子的初动能一定小于光束②产生的光电子的初动能
C. 发生原子跃迁后对应能级的能量
D. 光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象
【答案】CD
【解析】
【详解】B．光电子的初动能在范围之间，因此光束①产生的光电子的初动能不一定小于光束②产生的光电子的初动能，B错误；
C．根据图像可知，滑动变阻器的滑片P滑到位置a时的减速电压小于滑到位置b时的减速电压，即光束①的遏止电压小于光束②的遏止电压，根据
可知，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，根据
由于①、②两束单色光是由处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时产生的，则发生原子跃迁后对应能级的能量
C正确；
D．衍射是光的基本特性，光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象，D正确；
A．根据上述，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，即光束①的光子的频率小于光束②的光子的频率，饱和电流与光照强度和光的频率有关，由于两种光的光照强度关系不确定，则光束①产生的饱和电流与光束②产生的饱和电流的关系也不确定，A错误。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学按图甲所示，安装实验器材探究质量一定时合外力与加速度的关系。已知物块A与遮光片的总质量为，遮光片中心距光电门的高度为h（h远大于遮光片宽度）。物块B质量为，置于水平桌面上，锁定物块B，使系统保持静止状态。某时刻解除锁定，物块A由静止开始向下运动，光电门记录遮光片的遮光时间，同时记录传感器读数F。（忽略绳和滑轮的质量，不计A、B、绳、滑轮组成的系统内的摩擦）
（1）关于该方案下列说法正确的是（ ）。
A．不要求
B．物块B与水平桌面间可以有摩擦
C．力传感器的读数就是物块A的合外力
D．力传感器的读数的两倍就是物块A的合外力
（2）用游标卡尺测出遮光片的宽度d，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度______mm。
（3）物块A加速度的表达式______（用、d、h表示）。
【答案】 ①. AB##BA ②. 2.25 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．由于本实验中绳子拉力可直接通过力传感器读出，所以本实验不要求，故A正确；
CD．由题意，根据牛顿第二定律可知，物块A的合力大小等于A的重力减去力传感器读数的两倍，即
故CD错误。
B．由于本实验中，物块A的合力大小
显然，物块B与水平桌面间是否有摩擦对研究A质量一定，所受合力大小与加速度的关系无影响，所以，物块B与水平桌面间可以有摩擦，故B正确。
故选AB。
（2）[2]图乙中所用游标卡尺为测量精度为0.05mm的游标卡尺，根据游标卡尺读数规则，可得遮光片的宽度为
（3）[3]依题意，可求得物块A通过光电门时的速度大小为
根据，可得物块A加速度的表达式
17. 小明为了估算玩具枪子弹射出枪口时的速度，做了如图所示的实验。先用橡皮泥做了一个小球，再把橡皮泥放在水平桌面的边缘，将玩具枪平放在桌面上，射出子弹，子弹和橡皮泥一起水平飞出。重力加速度大小为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。（单选）
A．枪口是否水平对实验无影响
B．枪口应适当靠近小球
C．必须使用秒表测出橡皮泥在空中运动的时间
（2）若已知橡皮泥的质量M、子弹的质量m、橡皮泥在水平地面上的落点P，为了测出子弹射出的速度，除需要测量橡皮泥初始位置到P点的水平位移x外，还需要测量的数据为___________；
（3）有同学提出可以直接利用子弹与橡皮泥组成的系统在撞击前后机械能守恒求得子弹的射出速度，你觉得是否可行？___________（选填“行”或“不行”）。
【答案】 ①. B ②. 橡皮泥距水平地面的高度h ③. 不行
【解析】
【详解】（1）[1]AB．为了保证子弹和橡皮泥一起水平飞出，枪口需要水平摆放，且枪口应适当靠近小球，故A错误，B正确；
C．可以测出橡皮泥下落高度结合平抛运动竖直方向运动规律求出时间，故C错误。
故选B。
（2）[2]子弹击中橡皮泥的过程中动量守恒
v为子弹击中橡皮泥后的速度，也为平抛运动初速度
其中h是橡皮泥距水平地面的高度，所以还需要测量的数据为橡皮泥距水平地面的高度h。
（3）[3]子弹击中橡皮泥过程为完全非弹性碰撞有能量损失，即子弹与橡皮泥组成的系统在撞击前后机械能不守恒，故不行。
18. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图甲所示，压力F在0200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下。
压敏电阻R（时的阻值在之间）；
电源（电动势V，内阻不计）；
电流表G1（量程10mA，内阻）；
电流表G2（量程50mA，内阻约为）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关、及导线若干。
请完成下列问题：
①要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线端应与______（填“a”或“b”）点连接。
②滑动变阻器有两种规格，本实验中应选择______。
A.最大阻值为
B.最大阻值为
③闭合开关、，调节滑动变阻器接人回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表G2读数为40mA时电流表G1读数为8.0mA，可知______。
④断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表G2达到满偏，满偏电流刻度处标记。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为______。保持滑动变阻器阻值不变，当电流表G2示数为30mA时，压力______N。
【答案】 ①. a ②. B ③. 100 ④. 140 ⑤. 160
【解析】
【详解】①[1]因为电流表内阻未知，所以为了消除误差需要将电流表外接，故导线端应与“”点连接。
②[2]压力为0时，压敏电阻两端的电压最大为
滑动变阻器最大阻值为时，阻值太小，无法满足调节要求。压力为0时，电流表会超量程。滑动变阻器最大阻值为时，满足要求。
故选B。
③[3]由题意可知
④[4]根据分析得滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为
[5]电流表G2示数为30mA时，压敏电阻两端电压为
压敏电阻为
根据甲图解析式可得
解得
19. 如图所示为观察白光薄膜干涉的演示实验，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
（1）为了更好地观察干涉条纹，光源应该在______。
A.观察者侧
B.观察者的对面侧
（2）下列对实验结论的说法正确的是______。（单选）
A.旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.本实验的条纹形成的原理和平面镜成像原理是一样的
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
【答案】 ①. A ②. D
【解析】
【详解】（1）[1]光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选A。
（2）[2]
A．旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，A错误；
B．本实验的条纹形成的原理是光的干涉形成的，平面镜成像原理是光的反射形成的，二者原理不同，B错误；
CD．如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加；同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，C错误，D正确。
故选D。
20. 小明在冬天使用保温杯装开水，突然“嘭”的一声，瓶内气体温度升高顶开了未拧紧的瓶盖。如图所示，一个绝热容器瓶口横截面积，当装入一定量的开水后迅速塞上不透气的绝热瓶塞，瓶塞重20g且与瓶口间有大小为的最大静摩擦力。通过晃动容器（瓶身保持竖直）使瓶内气体温度升高，温度上升到最高时瓶塞恰好松动，并被弹出。大气压强。求：
（1）瓶内气体升到最高温后达到的压强p；
（2）若瓶内气体刚封闭时温度为，则瓶内气体达到最高温后的温度T；
（3）若活塞从移动到离开瓶口过程位移，滑动后摩擦力即立刻消失，该过程瓶内气体内能损失0.212J，则瓶塞离开瓶口后的速度v。（不计喷出过程瓶内气体热量损失及液化）
【答案】（1）；（2）330K；（3）
【解析】
【详解】（1）对瓶塞受力分析得
解得
（2）瓶内气体升温过程为一个等容变化
解得
（3）由热力学第一定律可得
由动能定理可得
得
21. 如图所示，半径的竖直光滑圆弧轨道AB，其底端右侧是一个凹槽，凹槽右端连接一个半径的光滑圆轨道，轨道固定在竖直平面内，D与圆心连线与竖直方向成角。一质量为的滑板Q放置在凹槽内水平面上，其上表面刚好与B点和C点水平等高。开始时滑板静置在紧靠凹槽左端处，此时滑板右端与凹槽右端的距离。一质量也为m的小物块P（可视为质点）从A点由静止滑下，当物块滑至滑板右端时滑板恰好到达凹槽右端，撞击后滑板立即停止运动。已知物块与滑板间的动摩擦因数，其余接触面的摩擦均可忽略不计，取重力加速度。
（1）求滑块滑至B点时对B点的压力；
（2）求滑板的长度l；
（3）请通过计算说明滑块滑上CD轨道后能否从D点飞出？
【答案】（1）30N，方向竖直向下；（2）1.6m；（3）不能
【解析】
【详解】（1）过程由动能定理可得
滑块滑至B点，由牛顿第二定律
由牛顿第三定律可得滑块对B点的压力
方向竖直向下。
（2）在滑板上，根据牛顿第二定律可得，小物块P的加速度大小为
滑板Q的加速度大小为
根据题意可知，从小物块P滑上滑板Q到滑板右端到达凹槽右端过程，小物块P一直做匀减速运动，滑板Q一直做匀加速运动，设运动时间为t，对于滑板Q
解得
对于小物块P
解得
故滑板的长度为
（3）小物块P到达半圆轨道最低点C时的速度为
设小物块P可以到达D点，根据机械能守恒定律可得
解得小物块P在D点速度为
假设P刚好到达D点，则由牛顿第二定律
解得P在D点的最小速度为
说明小物块P到不了D点。
22. 利用电磁感应加速物体除了有类似电磁弹射的方式外，还有一种利用感生电场加速带电物体的方式，其原理如图甲所示。一个用光滑绝缘细圆管绕成的圆环固定在水平面上，圆环半径为R。一个质量为m、电荷量为的小球（可视为质点）静止在细圆管中。垂直圆环平面、以圆环外侧为边界的圆柱形区域内存在竖直方向上的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，竖直向上为正。已知变化的磁场在细圆管处产生环形感生电场（稳定的感生电场可类比静电场）。细圆管半径大于小球半径且远小于圆环半径R。求：
（1）在时间内，绕圆环一圈产生的感应电动势大小；
（2）在时间内，细圆管内产生的感生电场的大小及方向（俯视）；
（3）在期间，小球转动的圈数；
（4）时，求小球对管壁的作用力大小。
【答案】（1）；（2），顺时针方向；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得
由图乙可得
联立解得绕圆环一圈产生的感应电动势大小为
（2）在期间
解得
由楞次定律可得，感生电场方向为顺时针方向。
（3）小球转动一圈动能增量由电场力做功提供
小球在感生电场中，由牛顿第二定律
所以末时小球的速度
小球动能增加与圈数N关系
解得在期间，小球转动的圈数
（4）末时小球的速度
小球此时在圆管内的受力分析如图
由牛顿第二定律
解得
又由牛顿第三定律，小球对管壁的作用力为
23. 如图所示是一种粒子探测装置，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，单位时间内有N个质量为m，电荷量大小为q，速度大小范围为的粒子从PM和QK间平行于PM射入圆形磁场区域，PM与圆心O在同一直线上，PM和QK间距离为。已知从M点射入的速度为的粒子刚好从O点正下方的N点射出圆形磁场区域。挡板ND下方有磁感应强度为圆形磁场2倍、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，，直线ND与圆形区域相切于N点，到达N点的粒子均能进入下方磁场。挡板ND上表面绝缘，下表面导电且可完全吸收到达的粒子，下表面通过一灵敏电流计接地。不计粒子重力以及粒子间的相互作用。求：
（1）圆形区域磁场磁感应强度B及带电粒子的电性；
（2）已知灵敏电流计电流大小为I，则PQ间入射粒子中速度为的粒子的比例；
（3）圆形磁场区域边界上有粒子射出的弧长长度；
（4）若ND可以绕N点顺时针转动（0～90°），求ND挡板下表面有粒子打到的长度L与ND转过角度的关系，并求当转过多少角度时粒子打到的长度最大及长度具体值？
【答案】（1），正电；（2）；（3）；（4）；；当时，
【解析】
【详解】（1）速度为的粒子从M点射入，从N点射出，轨道半径为r，由几何关系可知
由牛顿第二定律
解得
由左手定则判断可得粒子带正电；
（2）挡板下方磁感应强度为2B，粒子均以速度进入，有
轨道半径
所有速度为的粒子都能打在ND挡板上
解得
（3）速度为入射的全部打在N点上，速度为的粒子从M点射入，射出位置离N点最远，射出点为A，如图所示
由牛顿第二定律
由几何关系
解得
所以AN之间的弧长
（4）如图，由几何关系可知，能到达N点的带电粒子速度均为，半径均为
中有
解得
从K点射入的带电粒子速度偏转角为60°，从M点射入的带电粒子速度偏转角为90°，作竖直向下的粒子在下方磁场的轨迹圆1，作K点射入经N点后在下方磁场的轨迹圆2。ND顺时针转动角后与连轨迹圆交点G、F，中有
H为圆2的圆心，连接HG构成三角形，中有
ND板下表面被粒子打到的长度为
当时，G点与N点重合，ND板下表面被粒子打到的长度为
令
则
但因为
所以当时
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