2024年高考考前押题密卷
高三物理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定，然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶（如图a。实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的封闭气体体积为，压强为，吸管内封闭气体的体积为V，“吸管潜水艇”的总质量为m，水的密度恒为，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体吸热还是放热，挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时（如图b），水面上方的气体体积减小了多少？（不考虑吸管厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等）下列选项正确的是（ ）
A．吸热， B．放热，
C．吸热， D．放热，
2．如图所示，把一个上表面水平、下表面是半径很大的球面的凸透镜放在一块平面玻璃板上，凸透镜的上表面与玻璃板平行，让单色光从上方垂直于凸透镜的上表面射入，从上往下看凸透镜，看到的干涉图样应为（ ）
A． B．
C． D．
3．1885年，瑞士科学家巴尔末对当时已知的氢原子在可见光区的4条谱线（记作、、和）作了分析，发现这些谱线的波长满足一个简单的公式，称为巴尔末公式。这4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线分别对应氢原子从能级向能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中标尺的刻度均匀分布，刻度们从左至右增大）（ ）
A． B．
C． D．
4．高速铁路列车通常使用磁刹车系统，磁刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线总垂直射入铝盘时，铝盘随即减速，如图所示，圆中磁铁左方铝盘的甲区域朝磁铁方向运动，磁铁右方的乙区域朝离开磁铁方向运动，下列说法中正确的是（ ）
A．铝盘甲区域的感应电流会产生垂直纸面向里的磁场
B．磁场与感应电流的作用力，会产生将铝盘减速旋转的阻力
C．感应电流在铝盘产生的内能，是将铝盘减速的最主要原因
D．若将实心铝盘转换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对布满空洞的铝盘减速效果比实心铝盘的效果更好
5．如图甲所示是光电计数器的工作示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，为光敏电阻（有光照时电阻为2Ω，无光照时电阻为223Ω），为定值电阻，阻值未知，电源内阻为2Ω；如图乙所示是输出电信号与时间的关系。若传送带始终匀速运动，两个相邻工件的中心间距为0.2m，则（ ）
A．当有光照射时，信号输出电压一定为高压
B．当无光照射时，电源的输出效率一定变大
C．传送带匀速运动的速度
D．当时，两端电压的最大值和最小值的差最小
6．如图所示，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．ω增大，其他量不变，单位时间落入花盆的总水量增大
C．若 ，，喷水嘴各转动一周，落入每个花盆的平均水量相同
D．若 ，喷水嘴各转动一周过程中落入内圈每个花盆的平均水量更少
7．2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（ ）
A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年
B．“樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于
C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
D．“樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为
8．随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪费。其中静电分选装置如图所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边缘等高，到极板间距相等，a、b两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后a类颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d，板长为L，极板下边缘与收集板的距离为H，两种颗粒的荷质比均为k，重力加速度为g，颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则（ ）
A．右极板带正电
B．颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动
C．两极板间的电压值为
D．颗粒落到收集板时的速度大小为
9．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，左侧波源的振幅为2cm，右侧波源的振幅为3cm。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置位于和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置位于的质点为振动加强点，它的位移不可能为0
B．平衡位置位于的质点为振动减弱点，之后其位移始终为0
C．平衡位置位于的质点在时的速度方向为y轴正方向
D．平衡位置位于的质点在0~3s内的路程为18cm
10．如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为，cd间输出电压有效值为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则铁芯（ ）
A．向上移动，减小 B．向下移动，增大
C．静止不动，增大则不变 D．向上移动一段距离后，增大则减小
11．电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，，球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为e，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（ ）
A．电子束汇聚到O点
B．电子束运动方向
C．电子通过界面动能增加了
D．电子束运动方向
12．如图所示，两足够长的平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L。两根长度均为L的光滑导体棒ab、cd静置于导轨上，导体棒ab的质量为2m，电阻为R，导体棒cd的质量为m，电阻为2R。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。初始时两导体棒之间的间距为L，某时刻给导体棒cd施加垂直导体棒水平向右的外力，使导体棒cd由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动，同时给导体棒ab施加垂直导体棒水平向左的外力，使导体棒ab始终保持静止。经过时间同时撤去施加在导体棒ab、cd上的外力。导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，平行长直金属导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．撤去外力瞬间，导体棒cd的速度
B．导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上外力冲量的大小为
C．从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，导体棒cd上产生的焦耳热为
D．撤去外力后通过导体棒cd的感应电量
二、实验题：本题共2小题，共14分。
13．（6分）某学习小组通过实验测定一截面为半圆形的玻璃砖的折射率n，方法如下：
（1）玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点，置于水平桌面的白纸上。
（2）用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆玻璃砖的圆心O，如图所示，在屏幕MN上可以观察到两个光斑C、D，用大头针分别在白纸上标记圆心O点、C点、D点的位置，移走玻璃砖和光屏。
（3）用刻度尺测量OC和OD的长度分别为、。
（4）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 。
（5）实验中，不断增大入射角， （填“能”或“不能”）观察到全反射现象。
（6）为减小实验误差，实验中应适当 （填“增大”或“减小”）激光在O点的入射角。
14．（8分）实验小组要测量某未知型号的锰铜合金的电阻率，他们找来一根用该材料制成的长为L的导体棒。主要实验步骤如下：
(1)他们首先用多用电表测量该导体棒的电阻，测量时多用电表面板显示如图甲所示。
该小组同学认为读数误差较大，他们又断开电路重新选择欧姆挡进行测量。请在下列实验步骤中选择正确的操作并按正确的顺序进行排序 。（填写步骤前的字母代号）
A．使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最左侧刻线
B．使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右侧刻线
C．断开电路，将选择开关调至“OFF”挡
D．使两表笔接触导体棒两端进行测量读数
E.将选择开关调至“×1”挡
F.将选择开关调至“×100”挡
(2)为更精确地测量该导体棒的电阻，他们用实验室提供的下列器材再次进行测量：
待测导体棒R1；
电压表V（量程为0~15V，内阻约为10kΩ）；
电流表A1（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
电流表A2（量程为0~1.0A，内阻约为0.1Ω）；
电流表A3（量程为0~3.0A，内阻约为0.05Ω）；
滑动变阻器R2（总阻值为15Ω）；
电池组E（电动势为20V，内阻不计）；
开关、导线若干。
请在如图乙所示的虚线框中将最优实验电路图补充完整，并标明所选器材的字母代号 。
(3)他们用游标卡尺测量该导体棒的直径d，所用游标卡尺由于多次不规范使用，测量长度为0时主尺的零刻线与游标尺的零刻线不对齐，如图丙所示。测量该导体棒直径时显示的刻度如图丁所示，则导体棒的直径d= mm。
(4)电压表V的示数用U表示，电流表A1的示数用I1表示，电流表的示数用I2表示，电流表的示数用I3表示，则该电阻材料的电阻率 （选用L、d、U、I1、I2、I3中的字母表示），由于电路的系统误差，用此表达式得出的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
三、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（8分）医生在给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a与大气相通，细管b是连通管（可通气也可通药液），细管c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出）；开关K可控制输液的快慢，也可停止输液。A、B是两个完全相同的药瓶，吊置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与通气管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度大小为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内，简要回答在A瓶内的药液打完前，A瓶上方气体的压强和B瓶上方气体的压强的变化情况；
（2）当A瓶内液面与管口的高度差时，求通过细管a进入A瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值。
16．（8分）太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率；
（3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。
17．（14分）如图所示，质量为m的凹槽A放在倾角的足够长的绝缘斜面上，斜面固定在水平地面上，槽内左端用轻弹簧和质量为2m的物体B相连，空间存在垂直斜面向上的匀强电场、电场强度大小（g为重力加速度大小）。质量为m、电荷量为q的带正电物体C静置在凹槽A中时，A、B、C恰好能处于静止状态。现将C取出，在A内移动B到某位置后撤去外力，此时A、B静止，再将C从斜面上A的上方某点由静止释放后，C以大小为的速度与A碰撞后立即粘在一起，已知A、B均绝缘且不带电，A、B间接触面光滑，C与A、C与斜面间都绝缘，整个过程中，物体C所带的电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹性势能与弹簧伸长量的平方成正比。求：
（1）凹槽A与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）当弹簧伸长量变为碰前瞬间压缩量的2倍时，A、B、C三者速度恰好相同，求C与A碰撞前弹簧的弹性势能；
（3）从C与A碰后瞬间开始计时，经过时间t，弹簧形变量恢复到与初始时的压缩量相等，求该过程中，弹簧弹力对B的冲量大小。
18．（16分）如图所示，以长方体的边中点为坐标原点、方向为轴正方向、方向为轴正方向、方向为轴正方向建立坐标系，已知。长方体中存在沿轴负方向的匀强磁场，现有质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）．从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，恰好从点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度的大小；
（2）若在长方体中加上沿轴负方向的匀强电场，让粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，为使粒子能从点射出磁场，求电场强度的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，求粒子射出磁场时与点的距离。2024年高考考前押题密卷
物理·全解全析
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定，然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶（如图a。实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的封闭气体体积为，压强为，吸管内封闭气体的体积为V，“吸管潜水艇”的总质量为m，水的密度恒为，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体吸热还是放热，挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时（如图b），水面上方的气体体积减小了多少？（不考虑吸管厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等）下列选项正确的是（ ）
A．吸热， B．放热，
C．吸热， D．放热，
【答案】B
【解析】环境温度不变，则瓶内封闭气体发生等温变化，故内能保持不变，即
挤压瓶身时，水面上方气体体积减小，外界对气体做功，即
根据热力学第一定律
则
即气体对外放热。
设“潜水艇”悬浮时，吸管内部封闭气体的压强为p1，体积为V1，根据平衡条件得
解得
对吸管内的气体，根据玻意耳定律
解得
设水面上方的气体体积减小ΔV，对水面上方的气体，根据玻意耳定律
解得
故选B。
2．如图所示，把一个上表面水平、下表面是半径很大的球面的凸透镜放在一块平面玻璃板上，凸透镜的上表面与玻璃板平行，让单色光从上方垂直于凸透镜的上表面射入，从上往下看凸透镜，看到的干涉图样应为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】凸透镜曲面与平面玻璃板间形成空气薄膜，空气薄膜上、下表面的反射光相遇形成干涉图样，同一厚度上、下表面反射光的路程差相等，应处于同一条纹上；两相邻亮条纹或暗条纹对应两反射光的路程差相等，两反射光的路程差沿半径自内向外随距离的变化越来越快，因此两相邻亮条纹或暗条纹间的距离越来越小，条纹逐渐变密。
故选B。
3．1885年，瑞士科学家巴尔末对当时已知的氢原子在可见光区的4条谱线（记作、、和）作了分析，发现这些谱线的波长满足一个简单的公式，称为巴尔末公式。这4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线分别对应氢原子从能级向能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中标尺的刻度均匀分布，刻度们从左至右增大）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上、、和谱线应从右向左排列。由于氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密。
故选D。
4．高速铁路列车通常使用磁刹车系统，磁刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线总垂直射入铝盘时，铝盘随即减速，如图所示，圆中磁铁左方铝盘的甲区域朝磁铁方向运动，磁铁右方的乙区域朝离开磁铁方向运动，下列说法中正确的是（ ）
A．铝盘甲区域的感应电流会产生垂直纸面向里的磁场
B．磁场与感应电流的作用力，会产生将铝盘减速旋转的阻力
C．感应电流在铝盘产生的内能，是将铝盘减速的最主要原因
D．若将实心铝盘转换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对布满空洞的铝盘减速效果比实心铝盘的效果更好
【答案】B
【解析】A．铝盘甲区域中的磁通量向里增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
BC．由“来拒去留”可知，磁场与感应电流的作用力，会产生将铝盘减速旋转的阻力，会使铝盘减速，故B正确，C错误；
D．改成空洞铝盘，电阻变大，电流变小，阻碍效果更差，故D错误。
故选B。
5．如图甲所示是光电计数器的工作示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，为光敏电阻（有光照时电阻为2Ω，无光照时电阻为223Ω），为定值电阻，阻值未知，电源内阻为2Ω；如图乙所示是输出电信号与时间的关系。若传送带始终匀速运动，两个相邻工件的中心间距为0.2m，则（ ）
A．当有光照射时，信号输出电压一定为高压
B．当无光照射时，电源的输出效率一定变大
C．传送带匀速运动的速度
D．当时，两端电压的最大值和最小值的差最小
【答案】B
【解析】A．当有光照射时，阻值变小，回路电流变大，根据
两端的电压变小，信号处理系统获得低电压，故A错误；
B．当无光照射时，阻值变大，回路电流变小，根据
可得，当变大时，电源的输出效率一定变大，故B正确；
C．传送带运动的速度是
故C错误；
D．根据电路结构可知，定值电阻两端的电压为
当，R2两端电压差最大，此时
故D错误。
故选B。
6．如图所示，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．ω增大，其他量不变，单位时间落入花盆的总水量增大
C．若 ，，喷水嘴各转动一周，落入每个花盆的平均水量相同
D．若 ，喷水嘴各转动一周过程中落入内圈每个花盆的平均水量更少
【答案】D
【解析】A．根据平抛运动的规律
解得
可知若，则
A错误；
B．若ω增大，则喷水嘴转动一周的时间变短，喷出的水量变小，其他量不变，单位时间落入花盆的总水量减小，B错误；
C．若，则喷水嘴各转动一周的时间相同，因，出水口的截面积相同，可知单位时间喷出水的质量相同，喷水嘴转动一周喷出的水量相同，但因内圈上的花盆总数量较小，可知得到的水量较多， C错误；
D．设出水口横截面积为S0，喷水速度为v，因h相等，则水落地的时间相等，则
在圆周上单位时间内单位长度的水量为
若喷水嘴各转动一周过程中落入内圈每个花盆的平均水量更少，D正确。
故选D。
7．2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面不共面，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（ ）
A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要3.18年
B．“樊锦诗星”在远日点的速度大小与地球的公转速度大小之比小于
C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
D．“樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为
【答案】B
【解析】A．根据开普勒第三定律有
解得
故A错误；
B．对地球，根据万有引力提供向心力
可得
“樊锦诗星”在远日点的速度
所以
故B正确；
C．根据牛顿第二定律
所以
可知“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为，故C错误；
D．轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离为1.5天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间内的运动，根据开普勒第二定律有
故D错误。
故选B。
8．随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪费。其中静电分选装置如图所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边缘等高，到极板间距相等，a、b两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后a类颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d，板长为L，极板下边缘与收集板的距离为H，两种颗粒的荷质比均为k，重力加速度为g，颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则（ ）
A．右极板带正电
B．颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动
C．两极板间的电压值为
D．颗粒落到收集板时的速度大小为
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，正电荷所受电场力水平向右，则电场方向水平向右，可知，右极板带负电，故A错误；
B．由于颗粒进入电场时的初速度为零，在电场中受电场力和重力的合力保持不变，则颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速直线运动，故B错误；
C．根据题意，设两极板间的电压值为，水平方向上有
，
竖直方向上有
联立解得
故C错误；
D．根据题意，结合C分析可知，颗粒离开电场时的水平速度为
离开电场后，水平方向做匀速运动，则颗粒落到收集板时的水平速度仍为，竖直方向上，颗粒一直做自由落体运动，则颗粒落到收集板时的竖直速度为
则颗粒落到收集板时的速度大小为
故D正确。
故选D。
9．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，左侧波源的振幅为2cm，右侧波源的振幅为3cm。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置位于和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置位于的质点为振动加强点，它的位移不可能为0
B．平衡位置位于的质点为振动减弱点，之后其位移始终为0
C．平衡位置位于的质点在时的速度方向为y轴正方向
D．平衡位置位于的质点在0~3s内的路程为18cm
【答案】CD
【解析】A．两列波相遇的时间为
即两列波经t=0.75s，相遇在P、Q的中点M，故质点M在t=0.75s时起振，两列波起振的方向都是y轴负方向，故两列波在质点M处振动加强，它的位移可能为0。故A错误；
B．平衡位置位于的质点到两波源的路程差为
可知该点为振动减弱点，因为两波源的振幅不同，所以该点的位移会随时间而变化，不会出现始终为0的情况。故B错误；
C．两列波的周期为
左右两波传到所需时间分别为
故在时，两列波使该处质点已经振动的时间分别为
可知两列波对该点的影响均为沿y轴正方向振动。所以x=0.3m处质点的速度方向为y轴正方向。故C正确；
D．右侧波传到处所需时间为
则0~1.5s内该质点的路程为
1.5~3s内两列波在该点叠加，该点到两波源的路程差为
则该点为振动减弱点，合振幅为
可知该段时间的路程为
可得平衡位置位于的质点在0~3s内的路程为
故D正确。
故选CD。
10．如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为，cd间输出电压有效值为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则铁芯（ ）
A．向上移动，减小 B．向下移动，增大
C．静止不动，增大则不变 D．向上移动一段距离后，增大则减小
【答案】BC
【解析】根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，都会增大，铁芯静止不动，即使增大，但依然不变。
故选BC。
11．电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为，内部各处电势均为，，球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为e，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角（图中未标出），下列描述正确的是（ ）
A．电子束汇聚到O点
B．电子束运动方向
C．电子通过界面动能增加了
D．电子束运动方向
【答案】BCD
【解析】C．设电子穿过界面后的速度为，由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面切线方向速度不变。则
电子穿过界面的过程中，根据动能定理
故C正确；
ABD．上式解得
如图所示
则有
所以
故A错误，BD正确。
故选BCD。
12．如图所示，两足够长的平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L。两根长度均为L的光滑导体棒ab、cd静置于导轨上，导体棒ab的质量为2m，电阻为R，导体棒cd的质量为m，电阻为2R。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。初始时两导体棒之间的间距为L，某时刻给导体棒cd施加垂直导体棒水平向右的外力，使导体棒cd由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动，同时给导体棒ab施加垂直导体棒水平向左的外力，使导体棒ab始终保持静止。经过时间同时撤去施加在导体棒ab、cd上的外力。导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，平行长直金属导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．撤去外力瞬间，导体棒cd的速度
B．导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上外力冲量的大小为
C．从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，导体棒cd上产生的焦耳热为
D．撤去外力后通过导体棒cd的感应电量
【答案】ACD
【解析】A．撤去外力瞬间，导体棒cd的速度
故A正确；
B．导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上受到的平均安培力为
根据牛顿第二定律，施加在导体棒cd上的平均外力
施加在导体棒cd上外力冲量的大小为
故B错误；
C．从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，根据动量守恒有
根据能量守恒有
导体棒cd上产生的焦耳热为
故C正确；
D．根据
即
结合
得
故D正确。
故选ACD。
二、实验题：本题共2小题，共14分。
13．某学习小组通过实验测定一截面为半圆形的玻璃砖的折射率n，方法如下：
（1）玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点，置于水平桌面的白纸上。
（2）用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆玻璃砖的圆心O，如图所示，在屏幕MN上可以观察到两个光斑C、D，用大头针分别在白纸上标记圆心O点、C点、D点的位置，移走玻璃砖和光屏。
（3）用刻度尺测量OC和OD的长度分别为、。
（4）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 。
（5）实验中，不断增大入射角， （填“能”或“不能”）观察到全反射现象。
（6）为减小实验误差，实验中应适当 （填“增大”或“减小”）激光在O点的入射角。
【答案】 不能 增大
【解析】（4）[1]如图
OC所在光线为反射光线，OD所在光线为折射光线，玻璃砖折射率的表达式
（5）[2]光是从光疏介质射入光密介质，所以不能观察到全反射现象。
（6）[3]为减小实验误差，实验中应适当增大激光在O点的入射角。
14．实验小组要测量某未知型号的锰铜合金的电阻率，他们找来一根用该材料制成的长为L的导体棒。主要实验步骤如下：
(1)他们首先用多用电表测量该导体棒的电阻，测量时多用电表面板显示如图甲所示。
该小组同学认为读数误差较大，他们又断开电路重新选择欧姆挡进行测量。请在下列实验步骤中选择正确的操作并按正确的顺序进行排序 。（填写步骤前的字母代号）
A．使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最左侧刻线
B．使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右侧刻线
C．断开电路，将选择开关调至“OFF”挡
D．使两表笔接触导体棒两端进行测量读数
E.将选择开关调至“×1”挡
F.将选择开关调至“×100”挡
(2)为更精确地测量该导体棒的电阻，他们用实验室提供的下列器材再次进行测量：
待测导体棒R1；
电压表V（量程为0~15V，内阻约为10kΩ）；
电流表A1（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
电流表A2（量程为0~1.0A，内阻约为0.1Ω）；
电流表A3（量程为0~3.0A，内阻约为0.05Ω）；
滑动变阻器R2（总阻值为15Ω）；
电池组E（电动势为20V，内阻不计）；
开关、导线若干。
请在如图乙所示的虚线框中将最优实验电路图补充完整，并标明所选器材的字母代号 。
(3)他们用游标卡尺测量该导体棒的直径d，所用游标卡尺由于多次不规范使用，测量长度为0时主尺的零刻线与游标尺的零刻线不对齐，如图丙所示。测量该导体棒直径时显示的刻度如图丁所示，则导体棒的直径d= mm。
(4)电压表V的示数用U表示，电流表A1的示数用I1表示，电流表的示数用I2表示，电流表的示数用I3表示，则该电阻材料的电阻率 （选用L、d、U、I1、I2、I3中的字母表示），由于电路的系统误差，用此表达式得出的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】(1)EBDC
(2)
(3)9.25
(4) 小于
【解析】（1）选择开关调至“×10”挡时测电阻，指针偏转较大，说明待测电阻阻值较小，应将选择开关调至“×1”挡，使两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右侧刻线，使两表笔接触导体棒两端进行测量读数，断开电路，将选择开关调至“OFF”挡。故正确的操作顺序为EBDC。
（2）电压表的量程为，待测导体棒的电阻约为，则通过导体棒的最大电流为
则通过导体棒的最大电流大于电流表A1、A2的量程，小于电流表A3的量程，由于使用电流表A3测量电流，指针偏转较小，误差较大，应将电流表A1、A2并联扩大电流表量程，电压表的内阻远大于导体棒的电阻，为减小实验误差，电流表采用外接法，实验电路图如图所示。
（3）导体棒的直径为
（4）[1]导体棒的电阻为
根据电阻定律
该电阻材料的电阻率
[2]由于电压表的分流，实际流过导体棒的电流小于电流表的示数，此表达式得出的测量值小于真实值。
三、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．医生在给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a与大气相通，细管b是连通管（可通气也可通药液），细管c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出）；开关K可控制输液的快慢，也可停止输液。A、B是两个完全相同的药瓶，吊置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与通气管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度大小为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内，简要回答在A瓶内的药液打完前，A瓶上方气体的压强和B瓶上方气体的压强的变化情况；
（2）当A瓶内液面与管口的高度差时，求通过细管a进入A瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】（1）细管与大气相通，管口处的压强为，药液逐渐流出时，大气通过管进入A瓶，由于管口上方的液柱逐渐变小，所以A瓶内气体的压强逐渐增大；药液逐渐流出时，只要A瓶管口上方还有药液，B瓶内药液的体积就不变，其上方气体的体积就不变，压强不变。
（2）通气管a与大气相通，管口处的压强为。开始时A瓶内气体的压强为
通入气体后，A瓶内气体的压强为
设药瓶的内横截面积为S，则开始时A内气体的体积
通入气体后，A内气体的体积
由于气体等温变化，设通入压强为的气体的体积为，则有
设通入A内的气体在等温条件下压强为时的体积为，则有
又
可知，通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值为
联立解得
16．太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率；
（3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）在C点时，由牛顿第二定律
解得
（2）小球从C运动到A的过程中，所用时间为t，则
由动能定理
小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率
解得
（3）小球运动到B点时，设球拍对球的作用力为F，合力提供向心力，由力的合成规则
其中
解得
17．如图所示，质量为m的凹槽A放在倾角的足够长的绝缘斜面上，斜面固定在水平地面上，槽内左端用轻弹簧和质量为2m的物体B相连，空间存在垂直斜面向上的匀强电场、电场强度大小（g为重力加速度大小）。质量为m、电荷量为q的带正电物体C静置在凹槽A中时，A、B、C恰好能处于静止状态。现将C取出，在A内移动B到某位置后撤去外力，此时A、B静止，再将C从斜面上A的上方某点由静止释放后，C以大小为的速度与A碰撞后立即粘在一起，已知A、B均绝缘且不带电，A、B间接触面光滑，C与A、C与斜面间都绝缘，整个过程中，物体C所带的电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹性势能与弹簧伸长量的平方成正比。求：
（1）凹槽A与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）当弹簧伸长量变为碰前瞬间压缩量的2倍时，A、B、C三者速度恰好相同，求C与A碰撞前弹簧的弹性势能；
（3）从C与A碰后瞬间开始计时，经过时间t，弹簧形变量恢复到与初始时的压缩量相等，求该过程中，弹簧弹力对B的冲量大小。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】（1）以A、B、C整体为研究对象，对整体受力分析，有
解得
（2）设初始时弹簧弹性势能为Ep，由题意，当弹簧伸长量为初始压缩量的2倍时，弹性势能为4Ep，C与A碰撞过程，由动量守恒定律有
从C与A碰撞，到A、B、C共速，由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
（3）从C与A碰后瞬间开始计时，到弹簧形变量等于初始时弹簧的压缩量，将A和C看成一个整体，B与A，C之间的碰撞类似弹性碰撞，有
解得
或
弹簧第1、3、5、……、次恢复初始时的压缩状态时，有
由动量定理有
解得
即冲量大小为；
弹簧第2、4、6、……、次恢复初始时的压缩状态时，有
由动量定理有
解得
即冲量大小为。
18．如图所示，以长方体的边中点为坐标原点、方向为轴正方向、方向为轴正方向、方向为轴正方向建立坐标系，已知。长方体中存在沿轴负方向的匀强磁场，现有质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）．从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，恰好从点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度的大小；
（2）若在长方体中加上沿轴负方向的匀强电场，让粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，为使粒子能从点射出磁场，求电场强度的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，求粒子射出磁场时与点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在平面内做匀速圆周运动，如图中轨迹1所示
根据几何关系有
由洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）粒子在电磁复合场中的运动为匀速圆周运动与类平抛运动的合运动，在长方体中运动的时间
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则
又
解得
（3）将初速度分解为，使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡，分解如图所示
即
其中
解得
则根据勾股定理可得
根据几何关系易知与轴正方向的夹角
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即
则轨道半径
解得
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间
由于粒子也参与速度大小为，方向沿轴正方向的匀速运动，粒子射出磁场时与点的距离
解得
