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高三物理选考试卷
满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：可能用到的相关参数：重力加速度g取
选择题部分
一、选择题（本共 13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是
符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
的
1. 杭州第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日成功举行。如图所示，400m比赛中运动员从错列
起跑线起跑的瞬间以及体育场标准跑道400m起点和终点线的示意图，下列关于各类径赛说法正确的是（
）
A. 研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，不能将其视为质点
B. 4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，终点计时员可以将其视为质点
C. 400m比赛每位运动员的位移大小均为400m
D. 400m比赛冠军运动员的平均速度有可能大于200m比赛季军运动员的平均速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．研究100m决赛中谢震业的起跑姿势时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，不能将其视
为质点，故A正确；
B．4×100m决赛中陈佳鹏逆转夺冠时，人的大小和形状对所研究的问题有影响，终点计时员不可以将其视
为质点，故B错误；
C．400m比赛每位运动员的路程为400m，位移大小不等于400m，故C错误；
D．400m比赛冠军运动员的位移小于200m比赛的位移，而400m比赛冠军的时间大于200m比赛季军运动
员的时间，所以400m比赛冠军运动员的平均速度小于200m比赛季军运动员的平均速度，故D错误。
故选A。
2. 非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物，它放电的电压可达100V，电流可达50A，关于电源、电流和电
阻，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，两者方向相同
B. 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比
C. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
D. 放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A．人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故A错
误；
B.导体的电阻取决自身的材料性质，长度和横截面积，与导体两端电压成正比，与流过导体的电流无关，
故B错误；
C．电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有电压，故C错误；
D．国际单位制中七个基本单位：长度，时间，质量，热力学温度（开尔文温度），电流，光强度（坎德
拉），物质的量，所以放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
B. 做圆周运动的物体，所受力的合力一定时刻指向圆心
C. 如果穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度不一定为零
D. 动量为零时，物体一定处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．变化的电场周围可能产生变化的磁场也可能产生恒定的磁场，变化的磁场周围可能产生变化
的电场，也可能产生恒定的电场，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体合力一定指向圆心，但做变速圆周运动的物体合力不一定指向圆心，故B错误；
C．如果穿过线圈的磁通量为零，由于平面和磁场的夹角未知，所以该处的磁感应强度不一定为零，故C
正确；
D．动量为零时，物体速度为零，但加速度不一定为零，不一定处于平衡状态，故D错误。
故选C。
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学科网（北京）股份有限公司4. 下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的
B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用
C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用
D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中的探雷器是利用涡流的磁效应工作的，故A错误，符合题意；
B．图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用，故B正确，不符合题意；
C．图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用，故C正确，不符合题意；
D．图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是
c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时
间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图中，a光的波长大于b光的波长
B. 乙图中，金属c的逸出功小于金属d的逸出功
C. 丙图中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D. 丁图中，质量数越大原子核越稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由图可知，a光的截止电压大，根据逸出功表达式
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学科网（北京）股份有限公司所以a光频率大，a光波长短，故A错误；
B．由光电效应可知
能量守恒有
有
当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，故B正确；
C．由图可知氡半衰期为3.8天，由于每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，故每过3.8天要衰变掉质量
不相同的氡，故C错误；
D．质量数大，比结合能不一定大，故D错误。
故选B。
6. 2021年7月和10月，SpaceX公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空间站内工作的三名
航天员生命安全，中方不得不调整轨道高度，紧急避碰。2021年10月19日至23日，美国星链2305持续
轨道变化，中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链
2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除变轨过程外，中国空间站在不同高度轨道上都是绕
地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
B. 中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度
C. 中国空间站在10月22日运行轨道的周期小于其在10月20日运行轨道的周期
D. 中国空间站与地球的连线和星链2305与地球的连线在相同时间内扫过相同的面积
【答案】B
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】A．根据图像可知，中国空间站轨道变高，所以需要向后喷气加速离心，故A错误；
B．中国空间站在10月22日运行轨道高于10月20日运行的轨道，根据
可知，中国空间站在10月22日运行的向心加速度小于其在10月20日运行的向心加速度，故B正确；
C．根据
可知，轨道越高，周期越大，所以中国空间站在 10月22日运行轨道的周期大于其在10月20日运行轨道
的周期，故C错误；
D．根据开普勒第二定律可知， 是同一卫星在相同时间内与地球连线扫过相等面积，不同轨道扫过面积不
等，故D错误。
故选B。
7. 某创新实验小组制作一个半径为12.00cm的圆盘，将3个相同的弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一
端固定打结，结点恰好在圆心O处，如图所示，已知弹簧（质量不计）的自然长度均为9.00cm，弹簧的劲
度系数 。将圆盘水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下
降了5.00cm，则矿泉水受到的重力大小为（ ）
A. 0.5N B. 1.3N C. 1.5N D. 3.9N
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
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学科网（北京）股份有限公司由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为
每根弹簧的伸长量均为 ，每根弹簧的弹力小均为
根据竖直方向受力平衡可得矿泉水瓶受到的重力大小
故选C。
8. 如图所示，ABCD是边长为L的正四面体，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB
和AD边与圆的切点，O为圆心，正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为 、 和 的点电
荷，则（ ）
A. M、P两点的电场强度相等
B. 将正试探电荷由C移动到M，电势能减少
C. 将B点放置的点电荷沿BC移动，电场力一直不做功
D. M、O、N、P四点的电势
【答案】C
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】A．正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为 、 和 的点电荷，而电场强度是矢
量，其叠加遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则可知，在M、P两点的电场强度其方向不同，故A
项错误；
B．当仅考虑B处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和M点的电势为零，
当正试探电荷由C移动到M，其在靠近A点处的正点电荷，其电场力做负功，所以电势能增加，故B项错
误；
C．当仅考虑A处和D处的点电荷时，由等量异种电荷的等势面关系图可知，其C点和B点的电势为零，
即BC连线为等势面，当点电荷电荷由B移动到C，其电势能不发生变化，即电场力不做功，故C项正确；
D．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，M、P两
点的电势相等，且N点电势高于O点的电势，O点的电势高于和M、P点的电势；在D点的负点电荷产生
的电场中，N点的电势高于O点的电势，O点的电势高于M、P两点的电势，M、P两点的电势相等，综上
所述，可知
故D项错误。
故选C。
9. 我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极
光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射
速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距 ）。
下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大
B. 若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大
C. 当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距 不
变
D. 漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进
【答案】D
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学科网（北京）股份有限公司【解析】
【详解】A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下
的偏转半径
会变小，故A错误；
B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，故B错误；
C．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速
直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动。若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂
直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小。而速度沿磁场方向的分量变大，
故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距 将增大。故C错误。
D．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时
针的方向向前旋进，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连，
套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于
纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B. 圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动
C. 圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场
方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感
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学科网（北京）股份有限公司应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项A错误；
B．若圆盘逆时针减速转动时，感应电流从边缘流向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减小。由
楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由
左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项B错误；
C．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电
流，则将不会运动，选项C错误；
D．由右手定则可知，圆盘逆时针加速转动时，感应电流从边缘流向中心，线圈A中产生的磁场方向向上
且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方
向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，选项D正确。
故选D。
11. 如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，图乙为大灯结构的简化图，现有一束光从焦点处射出，
经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高
度，AC= AB，半球透镜的折射率为 ，tan15°≈0.27。则这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平
距离为（ ）
A. 1m B. 2m C. 3m D. 4m
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】如图所示
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学科网（北京）股份有限公司设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意
由折射定律
设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x
由几何关系
联立得
ABD错误，C正确；
故选C。
12. 如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v 的水平初速度，
0
雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则
经过足够长时间，小孩（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 可能一直做曲线运动
B. 可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动
C. 若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ
D. 若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和
斜面向下（或向上）方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分
力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下
做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度
方向垂直，故AB错误、D正确；
C．若匀速运动，则μ=tanθ，即最终速度表达式里可以没有μ，故C错误
故选D 。
13. 一抛物线形状的光滑固定导轨竖直放置，O为抛物线导轨的顶点，O点离地面的高度为h，A、B两点
相距2h，轨道上套有一个小球M，小球M通过轻杆与光滑地面上的小球N相连，两小球的质量均为m，
轻杆的长度为2h。现将小球M从距地面竖直高度为 处静止释放，下列说法错误的是（ ）
A. 小球M即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为
B. 小球M即将落地时，它的速度大小为
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学科网（北京）股份有限公司C. 从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
D. 若小球M落地后不反弹，则地面对小球M的作用力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球M即将落地时，它的速度方向与抛物线轨道相切，根据平抛运动知识可知，小球M的速
度方向与水平方向的夹角满足
可得
故A正确；
B．设小球M即将落地时，它的速度大小为 ，小球N的速度大小为 ，根据系统机械能守恒有
小球M与小球N沿杆方向的速度相等，有
解得
，
故B正确；
C．根据动能定理可得，从静止释放到小球M即将落地，轻杆对小球N做的功为
故C正确；
D．小球M落地与地面相互作用的过程中，根据动量定理有
由于轨道、轻杆对小球有作用力，且小球M有重力，则地面对小球M的作用力的冲量大小与 大小不相
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学科网（北京）股份有限公司等，即不等于 ，故D错误。
此题选择错误选项，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。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 晶体一定具有各向异性的特征
B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小
C. 由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的
D. 在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力
小于水银内部分子之间吸引力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故A错误；
B．水蒸气凝结成小水珠过程中，分子间距减小，则水分子间的作用力增大，故B错误；
C．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化，故C正确；
D．在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，说明水银与玻璃不浸润，是因为玻璃分子对附
着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力，故D正确。
故选CD。
15. 如图所示，Ox轴上有P、M、N三点，已知OP=10m，PM=MN=8m，t=0时刻起O处波源从平衡位置
开始做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。已知第2s内P处质点比M处质点恰好多2次全振动，
M处质点比N处质点恰好多4次全振动，并且第2s末波已传过N处质点。则（ ）
A. 该波的波长为2m
B. 该波的波速为14m/s
C. 第2s末M处质点在平衡位置
D. 若波源的起振方向向上，第3s末时N处质点位于波峰
【答案】ABC
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】AB．因为第2s末波已传过N处质点，所以
所以第1s末，P点已经开始振动；又因为第2s内，P比M多振两次全振动，所以第1s末，M一定还未起
振（如果第1s末M已经起振，由于是同一波源，P、M振动周期相同，在第2s内振动次数相同）
为
设第1s末波传到位置距M点 x，从P点起，第2s内P比M多2个全振动
第2s内P比N多6个全振动
得
故AB正确；
CD．周期
O点传到M点用时
M点起振后振动时间为
为第2s末，应在平衡位置，同理，第3s末，N也在平衡位置，故C正确，D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
16. a．“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，
但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的
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学科网（北京）股份有限公司特点。
（1）按顺序进行实验操作；
①将A、B球放置实验装置甲上
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③打开摄像机，开始摄像
④敲击弹片，让A、B球同时开始运动
⑤小球落在实验台上时停止摄像
（1）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可
得出的实验结论是______。
A．仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B．仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C．可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（2）测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比
值为k，重力加速度为g，则A球平拋的初速度表达式 ______。
b．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，
加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，
启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数 ；
②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为F，通过位移传感器可得到小
车与位移传感器的距离随时间变化的 图像，并求出小车的加速度a。
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学科网（北京）股份有限公司（3）某段时间内小车的 图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为______ （计算结果保留
两位小数）。
（4）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中______，重复步骤①②可得多组F、a的数据，就能完
成相关实验内容。
【答案】 ①. C ②. ③. 2.60 ④. 垫块的位置
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照
片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动规律，即 A球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出A
球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动。
故选C。
（2）[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论
A球平拋的初速度为
（3）[3]小车 内的位移为
小车 内的位移为
根据匀变速直线运动的推论
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学科网（北京）股份有限公司小车的加速度大小为
（4）[4]实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中垫块的位置，可改变长板与水平面的夹角，重复步
骤①②可得多组F、a的数据，就能完成相关实验内容。
17. 某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、
电解电容器C（ ， ），定值电阻R（阻值 ）、开关S、导线若干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整_________；
（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为_________ ；
（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压 随时间周期性变化，结果
如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_________状态（填“充电”或
“放电”）在_________点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；
（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，
并在坐标纸上作出电容器上最大电压 与频率f关系图像，如图（e）所示。当 时电容器所带
电荷量的最大值 _________C（结果保留两位有效数字）；
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学科网（北京）股份有限公司（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随
着频率的增大逐渐减小。
【答案】 ①. ②. ③. 充电 ④. B
⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[2]由图（c）可知周期 ，所以该矩形波的频率为
（3）[3][4]由图（d）可知，B点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得出，
A点为放电快结束阶段，B点为充电开始阶段，所以在B点时通过电阻R的电流更大。
（4）[5]由图（e）可知当 时，电容器此时两端的电压最大值约为
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学科网（北京）股份有限公司根据电容的定义式 得此时电容器所带电荷量的最大值为
18. 某同学用直角三角形玻璃砖做“测量玻璃砖折射率”实验。四枚大头针插入位置如图1所示，把大头
针移掉后得到如图2所示的部分光路图。
（1）为了取得更好的实验效果，下列操作正确的是______；
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直插在纸面上
C．大头针 和 及 和 之间的距离尽量小些
D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线
的
（2）请在答题纸中用黑笔完成光在玻璃砖中 光路图______，要求保留作图过程的痕迹；并在入射点E
处标出入射角i和折射角r。
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为了减小测量的相对误差，入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角
度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度；故A不符合题意；
B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B符合题意；
C．大头针P 和P 及P 和P 之间的距离尽量大些，相同的距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量
1 2 3 4
误差会小，故C不符合题意；
D．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，故D不符合题意。
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学科网（北京）股份有限公司故选B。
（2）[2]做E关于底边的像点E′，连接E′F，和底边的交点为光的在底边的反射点，光路图如图所示：
19. 某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸通过活塞封闭质量相等的两部分同
种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连如图所示静置在水平面上，已知汽缸的质量为M，封闭气体的初始高
度均为L、初始环境温度为T，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L，大气压强为P，重力加速度为g，活塞
0 0 0
的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。
（1）求初始时A气体的压强；
（2）若环境温度缓慢升至1.2 T ，求稳定后活塞a离水平面的高度；
0
（3）若环境温度缓慢升至1.2 T ，A、B气体总内能增加U，求A气体从外界吸收的热量Q。
0
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）设弹簧的弹力为F，所以
所以对A分析，设A内气体的压强为 ，所以
解得
（2）等压变化，则有
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学科网（北京）股份有限公司故
弹簧压缩为
解得
活塞a离水平面的高度为
（3）对气体A：气体内能增加
气体膨胀对外做功为
根据热力学第一定律，可得
解得
20. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角 的直轨道AB、螺旋圆形轨道
BCDE，倾角 的直轨道EF、水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，半圆轨道IJ，水平直轨
道KL组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑
连接，半圆轨道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道KL左端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原
速率返回。K在J点正下方，滑块恰能从KJ间通过。已知螺旋圆形轨道半径R＝0.5m，B点高度为1.2R，
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学科网（北京）股份有限公司FG长度 ，传送带GH长 ，HI长 ， ，半圆轨道IJ的半径r＝
0.2m。滑块与FG间的动摩擦因素 ，与传送带间的动摩擦因素 ，与轨道HI和KL间的动
摩擦因素均为 ，其余轨道光滑。现将一质量为m＝1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h＝2.3m处
静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，
）
（1）求滑块过C点的速度大小 和滑块对轨道的作用力 ；
（2）若最初传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；
（3）若传送带以恒定的线速度v顺时针转动，要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到
HI上），传送带的速度需满足的条件。
【答案】（1） ； ，竖直向上；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从静止释放到C点过程中，由动能定理得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
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学科网（北京）股份有限公司由牛顿第三定律可知滑块对轨道的作用力大小为
方向竖直向上
（2）滑块滑下斜面AF重力做功
若传送带静止，滑块运动到I点，需克服摩擦力做功
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点时的动能
设滑块滑上半圆轨道IJ的高度 ，则
解得
则滑块恰好滑上半圆轨道的 ，然后滑下，由动能定理得
解得滑块滑下半圆轨道在HI上滑行的位移大小
所以滑块最终静止的位置距离H点的水平距离
（3）滑块恰好能到达J，则
滑块恰好能到达J，则滑块在H点的动能
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学科网（北京）股份有限公司解得
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点
解得
若传送带不动，滑块到达H点
解得
则滑块在传送带上先减速再匀速运动，传送带的速度为
若滑块在KL上与弹性挡板碰撞后，恰好停在K点，则从H到停下由动能定理得
解得
所以滑块在传送带上要加速，传送带的最大速度为
因此要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件
21. 如图所示，水平面放置两根足够长平行金属导轨MN和PQ，导轨间距为 ，左端连接阻值为
的电阻，其余电阻不计。在 处，存在垂直于水平面磁感应强度为0.2T的匀强磁场，一根
质量为 、金属棒放置在水平导轨上。金属棒从 处开始在外力作用下做“另类匀加速”运动，
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学科网（北京）股份有限公司即速度随位移均匀增大， ，其中初速度 ， 。当金属棒运动到 时，撤
去外力，同时磁场随时间发生变化，金属棒则做匀速直线运动到 处，此时磁感应强度为0.1T，此后磁场
保持不变，金属棒立即受到水平向左的恒力 ，金属棒恰好回到 时撤去恒力，恒力作用时长为
1.4s。设运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦。求
（1）磁场变化的时间；
（2）金属棒做“另类匀加速”时电阻的焦耳热？金属棒运动到 处，外力的大小；
（3）金属棒在 间，金属棒的动生电动势大小与位置的关系。
【答案】（1） ；（2） ， ；（3）
【解析】
【详解】（1）由于磁场变化导致导体棒做匀速直线运动，即磁通量保持不变，所以
代入数据，可得
导体棒末速度
即磁场变化时间为
（2）导体棒末速度
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学科网（北京）股份有限公司导体棒所受安培力为
初始时导体棒受到的安培力
过程中R产生的热量等于安培力做的功，由于安培力随位移线性变化，则有回路当中的焦耳热
由能量守恒得外力做的功
所以
由于拉力也是随位移线性变化的，所以位移中点处的拉力为
（3）当金属棒向右运动时，在 到 间
在 到 间：此时磁场发生变化，有
即
从而有
对于金属棒受水平向左的恒力 作用时，利用动量定理得
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学科网（北京）股份有限公司得金属棒返回 时速度为 ，当金属棒向左运动时
即速度
从而有金属棒向左运动时，在 到 间
22. 如图所示为接地的金属外壳长方体粒子发射腔，ABCD为矩形通道的入口，长BB'=L，高BC=d，空腔
内充满沿BC方向的匀强电场E（大小未知），A'B'C'D'所在的无限大的平面右侧空间充满沿方向的匀强磁
场B（大小未知）．质量为m，电荷量为q的负电均匀粒子群以垂直于ABCD面大小为v 的速度持续向右
0
进入发射腔，粒子若打到金属外壳将被吸收．粒子的重力和粒子间的相互作用力不计．
(1)若有50%的粒子能从A'B'C'D'面射出，且射出的粒子经磁场偏转后能全部从A'B'C'D'面返回发射腔内，
求电场强度E的大小和磁感应强度B的最小值；
(2)若磁感应强度B的大小取(1)中的最小值，电场强度E的大小取为(1)中值的 (k>0)则能从A'B'C'D'面返
回发射腔内的粒子数占粒子总数的百分比为多少：
(3)部分粒子从A'B'C'D'，面返回发射腔内后能再一次穿过ABCD面，若同一粒子两次穿过ABCD面时都处
于同一位置，则粒子能完成上述运动过程的E的取值范围及B和E所满足的关系．
【答案】(1) ； (2) (3) ， （ ）
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）由类平抛运动可知：
得
B越小，Δy越大，最大为d/2
故
（2）因为
与E无关
①若k＞1，则有超过一半的粒子射入磁场，但只有离上极板d/2范围内的粒子能返回发射腔，故η＝50%
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学科网（北京）股份有限公司②若k＜1/2，则y＞d，所有粒子均在电场中偏折打到金属外壳上被吸收，无法进入磁场，故η＝0
③若1≥k≥1/2，则y＞d/2射入磁场的粒子均能返回发射腔内，
（3）返回同一位置的可能轨迹如下图
由出电场和再次进电场的角度对称，可知第2次电偏的轨迹相当于第1次电偏轨迹的延续
两次电偏的时间相同
故返回电场区域，第2次电偏的偏折位移是第1次电偏的偏折位移的3倍，则
得
得
（ ）
23. 如图甲所示，为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。如图乙为拨杆，下列安装和操作都正确的是
（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝
B. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单
缝
C. 拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单
缝
【答案】B
【解析】
【详解】[1] 亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需要使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分
划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，故AC错误，B正确。
故选B。
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