2024届北京市朝阳区高三年级下册质量检测一模物理试题（含答案与解析）

朝阳区2024届高三年级第二学期质量检测一

物理

（考试时间90分钟满分100分）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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.

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一

项。

1.下列核反应中属于核裂变的是（）

A.彳NaT；Mg+°Ie

B.WXe+MSr+Z'n

C<F+；HeT：Ne+；H

D.：H+：H/He+；1n

2.观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（）

图1图2

A.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的折射引起的

B.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的反射引起的

C.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的全反射形成的

D.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的

3.如图所示，P、M,N是匀强电场中的三个点，其中M、N在同一条电场线上，AB是过M点与电场线垂

直的直线。下列说法正确的是（）

N、

A.正电荷在M点受到的静电力大于其在N点受到的静电力

B.将负电荷从M点移到N点再移到P点，电场力先做正功再做负功

C.M,N两点电场强度相等，所以M点电势等于N点电势

D.M,N两点间电势差大于M、P两点间电势差

4.一列简谐横波在/=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点尸沿y轴方向做简谐运动的表达式

B.这列波的振幅为20cm

C.这列波的波速为10m/s

D./=2s时尸点位于波峰

5.列车进站可简化为匀减速直线运动，在此过程中用f、x、v和。分别表示列车运动的时间、位移、速度

和加速度。下列图像中正确的是（）

6.如图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图像。已知气体在状态A时的压

强是1.5xl（）5pa。下列说法正确的是（)

A.气体在状态A的温度为200K

B.气体在状态C的压强为3x105pa

C.从状态A到状态8的过程中，气体的压强越来越大

D.从状态8到状态C过程中，气体的内能保持不变

7.如图所示，电动玩具车沿水平面向右运动，欲飞跃宽度d=4m的壕沟A8,已知两沟沿的高度差

h=0.8m,重力加速度g=lOm/sz,不计空气阻力，不计车本身的长度。关于玩具车的运动，下列说法

正确的是（）

A.离开A点时的速度越大，在空中运动的时间越短

B.离开A点时的速度大于10m/s就能安全越过壕沟

C.在空中飞行的过程中，动量变化量的方向指向右下方

D.在空中飞行的过程中，相同时间内速率的变化量相同

8.地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处，周期与地球自转周期相同，其运动可视为绕地球做匀

速圆周运动。其中一种轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同，因其相对地面静

止，也称静止卫星。下列说法正确的是（）

A.与静止于赤道上的物体相比，静止卫星向心加速度更小

B.与近地轨道卫星相比，静止卫星的线速度更小

C.静止卫星内的物体处于平衡状态

D.所有静止卫星的线速度均相同

9.某发电厂原来用HkV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输入功率都是

尸。若输电线路的电阻为R,变压器为理想变压器。下列说法正确的是（）

A.根据公式。=〃?，提高电压后输电线上的电压损失变为原来的20倍

B.根据公式/=g,提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍

C.根据公式为=片尺，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的砺

U2

D.根据公式舄提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍

10.如图所示，光滑水平地面上的P、Q两物体质量均为加，P以速度v向右运动，Q静止且左端固定一轻

弹簧。当弹簧被压缩至最短时（）

V

——>

p/WWVWV\Q

A.P的动量为。

B.Q的动量达到最大值

C.P、Q系统总动量小于mv

D.弹簧储存的弹性势能为一相声

4

11.如图1所示，均是电阻箱，耳是定值电阻。闭合开关S,改变&的阻值，两理想电压表V］、V?的示

数与氏1关系图像如图2所示，已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是（）

A.图线①表示V1示数与用的对应关系

B.用中的电流随用的增大而减小

c.4两端的电压随&的增大而增大

D.供电设备输出的总功率随R1的增大而增大

12.如图所示，水平放置的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一直径略小于圆环口径的带正电q的小球，

在圆环内以速度V。沿顺时针方向匀速转动（俯视）。在/=0时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强

度5=笈（左＞0）。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对论效应。加上磁场

A.小球对玻璃圆环的压力不断增大

B.小球对玻璃圆环的压力不断减小

C.小球所受的磁场力一定不断增大

D.小球每运动一周增加的动能为人依

13.小明在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，他想用该实验的原理测量一根轻弹簧的劲度系

数，但由于弹簧的劲度系数太大，伸长量较小，不易直接测量。他设计了如图所示的实验装置，并进行了

测量。把弹簧竖直悬挂在支架上，在弹簧下端固定一个托盘，托盘下方连接钢制圆柱体，圆柱体直径小于

盛水量筒内壁直径。调节底座高度，使圆柱体浸入水中。在托盘中不断增加祛码时，弹簧向下拉伸，圆柱

体下移，通过量筒的刻度读出水面上升的高度。已知水的密度为夕，圆柱体直径为量筒内壁直径为

。2,重力加速度g。对实验记录的数据进行分析、处理后，他获得了劲度系数的数值。对此实验，下列说

A.实验需要用天平测量托盘和圆柱体的质量

B.不考虑水的浮力，劲度系数测量值将偏大

C.水面上升的高度与弹簧伸长量的比值为4日。

D.祛码的重力与对应水面上升的高度不成正比关系

14.电路过载时电流一般比额定电流大一些，而短路时则可能达到额定电流的十几倍以上。空气开关是一

种常见的电气设备，可用于保护电气线路和设备避免过载或短路的破坏，如图1所示。空气开关内部有电

磁脱扣器和热脱扣器两种断开结构，如图2所示。在过载或短路发生的情况下，电路中的强电流流过电磁

线圈，线圈内的金属顶针在电磁力的作用下压缩弹簧撞击弹片使电路断开；热脱扣器则是利用双金属片热

胀冷缩的原理，当强电流流过双金属片时，材料不同的双金属片发热形变程度不同，金属片带动连杆开关

使电路断开。

一般家庭电路中用电器往往启动瞬间电流较大，为保证用电器顺利启动，多采用脱扣特征曲线如图3所示

的空气开关。脱扣特征曲线的横轴表示线路实际电流相对于额定电流的倍数(部分刻度值未画出)，纵轴

(t/s)表示电流持续时间，曲线①左下方区域表示空气开关不脱扣，曲线②右上方区域表示脱扣，①、②

曲线所夹的区域为不确定区域，在此区域中脱扣器可能是脱扣状态或未脱扣状态。根据以上信息，下列说

法正确的是()

100000

2000

0.05

0.02

0.005

0.002

0.512357103070200

额定电流倍数

图1图2图3

A电路发生过载情况时，更易发生电磁脱扣

B.实际电流为额定电流2倍时，线路设备可持续工作至少10秒

C.实际电流为额定电流7倍时，一定是电磁脱扣器执行断开电路动作

D.线路设备在工作条件下，电磁脱扣器不产生焦耳热

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.

(1)某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材:

A.可拆变压器B.条形磁铁

C.开关、导线若干D.交流电压表

E.直流电源F.低压交流电源

在本实验中，上述器材不需要的是（填器材序号字母）。

（2）某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、

电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。

①根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整_____o

②将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1,待电路

稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的/-/图像是o

③将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所

示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到图线与坐

标轴围成的面积为S。。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容。=。（用题中已知物理

丙

16.某学习小组采用以下实验方案验证动量守恒定律

如图甲，长木板上的小车M左端贴有橡皮泥，右端连一穿过打点计时器的纸带，小车N置于M的左侧。

打点计时器电源频率为50Hz。实验过程如下：

:・•[・・・、»・・・£・・・・"

*>>〃/,；；；；,）,,〃,〃〃〃/〃〉,〃）,J木片I<11.00*!*17.12*1*13.75*1*11.40->1”叫

甲乙

①微调长木板右端的小木片，使小车能在木板上做匀速直线运动

②接通打点计时器电源后，让小车M做匀速直线运动，并与静置于木板上的小车N相碰

③小车M与N粘在一起，继续做匀速直线运动

④实验中获得一条纸带如图乙所示，在图上标记各计数点，并测量出A3、BC、CD、OE四段长度

（1）计算小车M碰撞前的速度大小应选段（选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）,速度大

小为m/s（结果保留三位有效数字）。

（2）若小车M的质量为0.4kg,小车N的质量为0.2kg,根据纸带数据，碰后两小车的总动量为

kg•m/s（结果保留三位有效数字），进而可以验证，在误差范围内两小车碰撞过程中动量______（选填

“守恒”、“不守恒”）。

（3）请你说明步骤①对该实验的作用o

17.如图所示，质量加=L0kg的小物块从固定斜面的顶端由静止开始匀加速下滑。斜面的长度L=lm，

倾角6=37。，物块与斜面间的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度g=lOm/s?,sin37°=0.60求物块下

滑至斜面底端的过程中：

（1）加速度的大小a；

（2）重力冲量的大小，G和方向；

（3）损失的机械能AE。

18.地球高层大气空域的电离层中存在大量的自由电子和离子，使用绳系卫星可以研究电离层的特性。如

图所示，由子卫星P]和P2组成的绳系卫星，在地球赤道上空的电离层中绕地球中心做匀速圆周运动。已知

绳系卫星轨道距地面的高度为H,两颗子卫星之间的导体绳长为L（L-H）,导体绳沿地球半径方向。卫

星轨道所在处的地磁场磁感应强度大小为2,方向如图。地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,

不计地球自转、电离层的运动。

(1)不计环境阻力，求绳系卫星在轨道上绕地球中心运行速度的大小也

(2)考虑环境阻力并设其大小恒为人方向总垂直于导体绳，为使卫星保持在原轨道上，设想在导体绳上

串联接入一电动势恒定的电源，如图所示。该电源、导体绳及附近的电离层可视为闭合电路，电路等效总

电阻为r,此时在电源和感应电动势的共同作用下，导体绳所受安培力恰好克服环境阻力。

a.说明导体绳中电流方向及导体绳所受安培力方向；

b.求接入电源的电动势E。

E--XB

V

19.把不易测量的微观量转化为测量宏观量、易测量是一种常用的科学方法。

(1)用油膜法估算油酸分子的直径。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V,其在水面上形成的单分

子油膜面积为S,求油酸分子的直径小

(2)根据玻尔理论，可认为氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动。处于基态的氢原子吸收频率为〃的光

子恰好发生电离，已知处于基态的氢原子具有的电势能为E。电子的电荷量为e,质量为优，静电力常量

为k,普朗克常量为九求基态氢原子的半径九

(3)科研人员设计了一种简便的估算原子核直径的方案：取某种材料的薄板，薄板的面积为4薄板内含

有N个该种材料的原子。用高能粒子垂直薄板表面轰击，已知入射薄板的粒子数为〃-从薄板另一侧射出

的粒子数为％，设高能粒子在空间均匀分布，薄板材料中的原子核在高能粒子通道上没有重叠。求该种材

料原子核的直径。。

20.根据牛顿力学经典理论，只要物体的初始条件和受力情况确定，就可以推知物体此后的运动情况。

情境1：如图1所示，空间存在水平方向的匀强磁场(垂直纸面向里)，磁感应强度大小为2,在磁场中M

点处有一质量为加、电荷量为+4的带电粒子。已知重力加速度g。

(1)若使带电粒子获得某一水平向右的初速度，恰好做匀速直线运动，求该速度的大小％；

(2)若在/点静止释放该粒子，其运动将比较复杂。为了研究该粒子运动，可以应用运动的合成与分

解的方法，将它为零的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子运动过程中的最大速

率匕"。

情境2：质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成，如图2所示。已知速度选择器的

两极板间的电场强度为E,磁感应强度大小为g,方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度大小为^2,

方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中

点。平行于极板进入，部分离子通过小孔。'后进入分离器的偏转磁场中。打在感光区域P点的离子，在

速度选择器中沿直线运动，测得尸到。点的距离为L。不计离子的重力及离子间的相互作用，不计小孔

。、0'的孔径大小。

(1)当从。点入射的离子速度满足——Av<v<—+Av时，在分离器的感光板上会形成有一定宽

14J(4J

度的感光区域。求该感光区域的宽度A

(2)针对情形(1),为了提高该速度选择器的速度选择精度，请你提出可行的方案。

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一

项。

1.下列核反应中属于核裂变的是()

A.::NaMg+°ie

B.+QnXe+3"Sr+2^n

C.jF+；Hef；；Ne+；H

D.：H+：HYHe+；)n

【答案】B

【解析】

【详解】A.；；Na转变为:;Mg,同时释放出一个电子，这是P衰变，不是核裂变，故A不符合题意;

B.核在中子的轰击下，裂变为较小的喟Xe核和；；Sr核，同时释放出两个中子，这是原子核的裂变，

故B符合题意；

C.JF核在：He的轰击下转变为«Ne,同时释放出一个质子，这是人工转变原子核，不是核裂变，故C不

符合题意；

D.该核反应是轻核结合成较重的原子核，属于聚变，故D不符合题意。

故选Bo

2.观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（）

图1图2

A.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的折射引起的

B.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的反射引起的

C.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的全反射形成的

D.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的

【答案】A

【解析】

【详解】AB.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，这是光从一种介质进入另一种介质时，传播方

向发生改变而引起，可知是由光的折射引起的，故A正确，B错误；

CD.图2中发生的是薄膜干涉，可知，肥皂膜上的条纹是由于光的干涉形成的，故CD错误。

故选Ao

3.如图所示，P、M、N是匀强电场中的三个点，其中M、N在同一条电场线上，AB是过M点与电场线垂

直的直线。下列说法正确的是（）

gN,:

”f：E

B

A.正电荷在M点受到的静电力大于其在N点受到的静电力

B.将负电荷从M点移到N点再移到尸点，电场力先做正功再做负功

C.M,N两点电场强度相等，所以M点电势等于N点电势

D.M、N两点间电势差大于M、P两点间电势差

【答案】D

【解析】

【详解】A.匀强电场的电场强度处处相同，则正电荷在M点受到的静电力等于其在N点受到的静电力，

故A错误；

B.负电荷在磁场中受到的电场力水平向左，则将负电荷从M点移到N点再移到尸点，电场力先做负功再

做正功，故B错误；

C.沿着电场线电势将逐渐降低，故M、N两点电场强度相等，而M点电势高于N点电势，故C错误；

D.根据匀强电场中的电压计算式。=&/,其中d为沿着电场线的距离，因

^MN>^MP

则M、N两点间电势差大于M、尸两点间电势差，故D正确。

故选D。

4.一列简谐横波在/=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式

为y=10sin（5R）cm。下列说法正确的是（）

A.这列波沿尤轴负方向传播

B.这列波的振幅为20cm

C.这列波的波速为10m/s

D./=2s时尸点位于波峰

【答案】C

【解析】

【详解】BC.根据波形图可知波长为4m,振幅为10cm,根据y=10sin（5加^cm可知周期为

T=—=—s=0,4s

co57r

则传播速度为

v=-=10m/s

T

故B错误，C正确;

A./=o时根据质点P的振动表达式可知其振动方向沿y轴正方向，根据同侧法可知波沿着x轴正方向传

播，故A错误;

D./=2s时质点尸的位移为

y=10sin(10〃)cm=O

则尸点位于平衡位置，故D错误。

故选C。

5.列车进站可简化为匀减速直线运动,在此过程中用人%、u和。分别表示列车运动的时间、位移、速度

和加速度。下列图像中正确的是（)

【答案】D

【解析】

【详解】A.列车进站做匀减速直线运动，速度应越来越小，而A中x-f的斜率不变，表示其速度不变，故

A错误;

BC.根据题意可知，列车进站做匀减速直线运动，以初速方向为正方向，则。为负且大小恒定，故BC错

误;

D.根据匀变速直线的运动规律，有

v2-%2=2ax

解得

v2=2ax+Vg

以初速方向为正方向，则。为负且大小恒定，可知丫2与X为线性关系，且斜率为负，故D正确。

故选D。

6.如图是一定质量的理想气体由状态A经过状态2变为状态C的V—T图像。已知气体在状态A时的压

强是1.5xl()5pa。下列说法正确的是()

|F7m3

0.6

0.4

0

TA30040077K

A.气体在状态A的温度为200K

B.气体在状态C的压强为3xpa

C.从状态A到状态B的过程中，气体的压强越来越大

D.从状态8到状态C的过程中，气体的内能保持不变

【答案】A

【解析】

【详解】AC.从A到8过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变,

即

5

PA=PB=1.5xl0Pa

根据盖-吕萨克定律

代入数据解得

TA=200K

故A正确，C错误;

B.从8到C过程中，气体发生等容变化，根据查理定律

包=立

c

代入数据解得

5

pc=2xl0Pa

故B错误；

D.从状态B到状态C的过程中，气体温度升高，内能增加，故D错误。

故选A。

7.如图所示，电动玩具车沿水平面向右运动，欲飞跃宽度d=4m壕沟AB,已知两沟沿的高度差

h=0.8m,重力加速度g=lOm/sz,不计空气阻力，不计车本身的长度。关于玩具车的运动，下列说法

正确的是（）

d

A.离开A点时的速度越大，在空中运动的时间越短

B.离开A点时的速度大于10m/s就能安全越过壕沟

C.在空中飞行的过程中，动量变化量的方向指向右下方

D.在空中飞行的过程中，相同时间内速率的变化量相同

【答案】B

【解析】

1

【详解】A.在玩具车能够安全飞跃壕沟的情况下，根据/2=]g/9可知，其在空中运动的时间为

只由〃决定，与离开A点时的速度无关，故A错误；

B.若玩具车能够安全飞跃壕沟，则离开A点时的最小速度为

v=—=<7./—=10m/s

tV2/7

故B正确；

C.在空中飞行的过程中，玩具车所受合外力等于重力，根据动量定理可知动量变化量的方向竖直向下，

故C错误；

D.在空中飞行的过程中，玩具车平抛运动，加速度恒为g,根据运动学规律可知，相同时间内速度的变

化量相同，速率的变化量不同，故D错误。

故选B。

8.地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处，周期与地球自转周期相同，其运动可视为绕地球做匀

速圆周运动。其中一种轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同，因其相对地面静

止，也称静止卫星。下列说法正确的是（）

A.与静止于赤道上的物体相比，静止卫星向心加速度更小

B.与近地轨道卫星相比，静止卫星的线速度更小

C.静止卫星内的物体处于平衡状态

D.所有静止卫星的线速度均相同

【答案】B

【解析】

【详解】A.静止于赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，根据

a—arr

可知静止卫星向心加速度更大，故A错误；

B.根据

GMmmv~

解得

可知静止卫星的线速度更小，故B正确；

C.静止卫星内的物体绕地球做匀速圆周运动，不是平衡状态，故C错误；

D.所有静止卫星的线速度大小相等，方向不一定相同，故D错误。

故选B。

9.某发电厂原来用HkV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输入功率都是

P。若输电线路的电阻为R,变压器为理想变压器。下列说法正确的是（）

A.根据公式。=小，提高电压后输电线上的电压损失变为原来的20倍

B.根据公式/=且，提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍

R

1

C.根据公式片员=/9尺，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的旃

I/。

D.根据公式与=提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍

'R

【答案】C

【解析】

【详解】AB.输电线上的电流为

U

可知提高电压后输电线上的电流减小为原来的,。输电线上的电压损失为

20

P

AU=IR=—R

U

可知提高电压后输电线上的电压损失变为原来的‘。故AB错误；

20

CD.根据公式

提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的--。故C正确；D错误。

400

故选C。

10.如图所示，光滑水平地面上的P、Q两物体质量均为m，P以速度U向右运动，Q静止且左端固定一轻

弹簧。当弹簧被压缩至最短时（）

V

——>

A.P的动量为0

B.Q的动量达到最大值

C.P、Q系统总动量小于mu

D.弹簧储存的弹性势能为一相声

4

【答案】D

【解析】

【详解】A.当弹簧被压缩至最短时，两物体速度相同，P、Q系统所受外力为零，因此整个过程中动量守

恒

mv=2mv共

所以P的动量为

1

p=共=—mv

故A错误；

B.弹簧压缩至最短后，Q的速度将继续变大，当弹簧恢复原长时，Q的动量达到最大值，故B错误；

C.P、Q系统动量守恒，总动量为

P总=mv

故C错误；

D.根据动量守恒和能量守恒

2

mv=2〃zv共，；mv=g义2根嚏+Ep

解得

F12

故D正确。

故选D。

11.如图1所示，均是电阻箱，&是定值电阻。闭合开关s,改变凡的阻值，两理想电压表V］、V2的示

数与K关系图像如图2所示，已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是（）

A.图线①表示V1示数与与的对应关系

B.凡中的电流随与的增大而减小

C.&两端的电压随凡的增大而增大

D.供电设备输出总功率随与的增大而增大

【答案】D

【解析】

【详解】A.在如图1所示的电路中，闭合开关S后，M测量与两端的电压，V2测量均与国串联后的

电压，V2的示数大于V］的示数，所以图线①表示V2示数与与的对应关系，故A错误；

B.电路中的电流

瑞

由图2中的图线②可知，%增大时/不变，供电设备是恒流电源，故B错误；

C.由图2知，电压表V］、V?的示数之差为定值，即&两端的电压为定值，故C错误；

D.因为与增大时，V2的示数增大，/不变，所以据P=U/可知，电路的总功率随与的增大而增大，故D

正确。

故选D。

12.如图所示，水平放置的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一直径略小于圆环口径的带正电q的小球，

在圆环内以速度%沿顺时针方向匀速转动（俯视）。在/=0时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强

度5=笈（左＞0）。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对论效应。加上磁场

后，下列说法正确的是（）

A.小球对玻璃圆环的压力不断增大

B.小球对玻璃圆环的压力不断减小

C.小球所受的磁场力一定不断增大

D,小球每运动一周增加的动能为人饮rR

【答案】C

【解析】

【详解】AB.由楞次定律判断可得当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做正功

使其沿顺时针方向做加速运动，根据牛顿第二定律可得未加磁场时

F=m-

NR

加磁场后，小球所受洛伦兹力方向指向圆心，圆环对小球的压力与小球洛伦兹力的合力提供向心力，没有

确定的数量关系去比较洛伦兹力与向心力的大小，所以小球与圆环之间的弹力变化情况不明。故AB错

误；

C.根据

于=qvB

可知小球所受的磁场力一定不断增大。故c正确；

D.由动能定理可得

%=公线

小球每运动一周，电场力做功为

W^=qU,U=^-7TR2

联立，解得

AEk=k7iqR~

故D错误。

故选C。

13.小明在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，他想用该实验的原理测量一根轻弹簧的劲度系

数，但由于弹簧的劲度系数太大，伸长量较小，不易直接测量。他设计了如图所示的实验装置，并进行了

测量。把弹簧竖直悬挂在支架上，在弹簧下端固定一个托盘，托盘下方连接钢制圆柱体，圆柱体直径小于

盛水量筒内壁直径。调节底座高度，使圆柱体浸入水中。在托盘中不断增加祛码时，弹簧向下拉伸，圆柱

体下移，通过量筒的刻度读出水面上升的高度。已知水的密度为夕，圆柱体直径为量筒内壁直径为

重力加速度g。对实验记录的数据进行分析、处理后，他获得了劲度系数的数值。对此实验，下列说

法正确的是（）

A.实验需要用天平测量托盘和圆柱体的质量

B.不考虑水的浮力，劲度系数测量值将偏大

C.水面上升的高度与弹簧伸长量的比值为2

D.祛码的重力与对应水面上升的高度不成正比关系

【答案】B

【解析】

【详解】AB.本实验的实验原理是通过测量增加的祛码的重力与增加的浮力之差得到弹簧的弹力变化量，

通过液面高度变化得到弹簧的形变量，从而求出弹簧的劲度系数，所以不考虑考虑水的浮力，则弹簧的弹

AF

力变化量偏大，根据左=——可知劲度系数测量值将偏大，此实验不需要用天平测量托盘和圆柱体的质

Ax

量，故B正确，A错误；

C.根据体积关系可得

Ax-7T-(g)2=A"•[乃＜々A-%•(日)2]

整理得

A/z_

~^x~Df-D^

故C错误；

AhD：

D.根据分析可知祛码增多，弹簧的形变量增大，则水面上升的高度也增大，根据——=,12可知水

Ax或-2

面上升的高度与弹簧的形变量成正比例关系，浮力与水面上升的高度成正比例关系，可知祛码的重力与对

应水面上升的高度成正比关系，故D错误。

故选B。

14.电路过载时电流一般比额定电流大一些，而短路时则可能达到额定电流的十几倍以上。空气开关是一

种常见的电气设备，可用于保护电气线路和设备避免过载或短路的破坏，如图1所示。空气开关内部有电

磁脱扣器和热脱扣器两种断开结构，如图2所示。在过载或短路发生的情况下，电路中的强电流流过电磁

线圈，线圈内的金属顶针在电磁力的作用下压缩弹簧撞击弹片使电路断开；热脱扣器则是利用双金属片热

胀冷缩的原理，当强电流流过双金属片时，材料不同的双金属片发热形变程度不同，金属片带动连杆开关

使电路断开。

一般家庭电路中用电器往往启动瞬间电流较大，为保证用电器顺利启动，多采用脱扣特征曲线如图3所示

的空气开关。脱扣特征曲线的横轴表示线路实际电流相对于额定电流的倍数（部分刻度值未画出），纵轴

（t/s）表示电流持续时间，曲线①左下方区域表示空气开关不脱扣，曲线②右上方区域表示脱扣，①、②

曲线所夹的区域为不确定区域，在此区域中脱扣器可能是脱扣状态或未脱扣状态。根据以上信息，下列说

法正确的是（）

100000

2000

0.05

0.02

0.005

0.002

0.512357103070200

额定电流倍数

图1图2图3

A.电路发生过载情况时，更易发生电磁脱扣

B.实际电流为额定电流2倍时，线路设备可持续工作至少10秒

C.实际电流为额定电流7倍时，一定是电磁脱扣器执行断开电路动作

D.线路设备在工作条件下，电磁脱扣器不产生焦耳热

【答案】B

【解析】

【详解】A.电路发生过载情况时，电路过载时电流一般比额定电流大一些，所以线路实际电流相对于额定

电流的倍数偏小，由图3可知更容易发生热脱扣，故A错误；

B.实际电流为额定电流2倍时，由图3可得线路设备可持续工作至少10秒，故B正确；

C.实际电流为额定电流7倍时，由图3可见刚好处于不确定区域，所以不一定是电磁脱扣器执行断开电路

动作，故C错误；

D.线路设备在工作条件下，电路中的强电流流过电磁线圈，所以电磁脱扣器产生焦耳热，故D错误。

故选B。

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.

(1)某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材:

A.可拆变压器B.条形磁铁

C.开关、导线若干D.交流电压表

E.直流电源F.低压交流电源

在本实验中，上述器材不需要的是(填器材序号字母)。

(2)某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、

电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。

①根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整

②将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1,待电路

稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的/-/图像是0

③将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所

示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U-f图线与坐

标轴围成的面积为品。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容。=。(用题中已知物理

量Um、R和跖表示)

【答案】(1)BE##EB

【解析】

【小问1详解】

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，需要可拆变压器、开关和导线若干、交流电压表、低压交流

电源，故不需要条形磁铁和直流电源。

故选BE。

【小问2详解】

[1]根据电路图补充实物连线如图所示

⑵第一次探究过程先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电

阻R,即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻

R,即为负。

故选A„

[3]根据/=旦，变形可得

t

而。-7图像与坐标轴所围面积为So，则

s§=qR=cUmR

则电容为

16.某学习小组采用以下实验方案验证动量守恒定律。

如图甲，长木板上的小车M左端贴有橡皮泥，右端连一穿过打点计时器的纸带，小车N置于M的左侧。

打点计时器电源频率为50Hz。实验过程如下：

打点计时器

橡皮泥,一,JK带AB

TL40—>1（5）

①微调长木板右端的小木片，使小车能在木板上做匀速直线运动

②接通打点计时器电源后，让小车M做匀速直线运动，并与静置于木板上的小车N相碰

③小车M与N粘在一起，继续做匀速直线运动

④实验中获得一条纸带如图乙所示，在图上标记各计数点，并测量出A3、BC、CD,OE四段长度

（1）计算小车M碰撞前的速度大小应选段（选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）,速度大

小为m/s（结果保留三位有效数字）。

（2）若小车M的质量为0.4kg,小车N的质量为0.2kg,根据纸带数据，碰后两小车的总动量为

kg-m/s（结果保留三位有效数字），进而可以验证，在误差范围内两小车碰撞过程中动量______（选填

“守恒”、“不守恒”）。

（3）请你说明步骤①对该实验的作用。

【答案】（1）①.BC②.1.71

（2）①.0.684②.守恒

（3）平衡摩擦力，保证两车作用过程中动量守恒/便于选取小车匀速运动的纸带区间，以计算碰撞前后对应

的速度大小

【解析】

【小问1详解】

[1][2]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通

过的位移相同，由图可见8C段为匀速运动的阶段，故选计算碰前的速度。打点时间间隔

T=—s=0.02s

50

速度大小为

17.12x10-2

匕=m/s«1.71m/s

5x0.02

【小问2详解】

⑴⑵碰撞过程是一个变速运动的过程，而M和N碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内

通过相同的位移，故应选段来计算碰后共同的速度。碰后速度为

H40xl01m/s=114m/s

25x0.02

碰前的总动量为

Pi=mMN=6684依?

碰后的总动量为

p2=(%+mN)v2依?

可知在误差范围内两小车碰撞过程中动量守恒。

【小问3详解】

步骤①对该实验的作用平衡摩擦力，保证两车作用过程中动量守恒/便于选取小车匀速运动的纸带区间，以

计算碰撞前后对应的速度大小。

17.如图所示，质量加=LOkg的小物块从固定斜面的顶端由静止开始匀加速下滑。斜面的长度L=1m,

倾角6=37°,物块与斜面间的动摩擦因数〃=。.5,重力加速度g=lOm/s?,sin37°=0.6»求物块下

滑至斜面底端的过程中：

（1）加速度的大小。；

（2）重力冲量的大小，G和方向；

（3）损失的机械能公£。

L

6

【答案】（1）2m/s2;（2）10N-S,方向竖直向下；（3）4J

【解析】

【详解】（1）对物块受力分析，由牛顿第二定律

mgsmO—f—ma

且

f-/jmgcosO

得

a=2m/s2

（2）由运动学公式

L=—at2

2

得

t=ls

根据冲量的定义可得

IG=mgt=ION's

方向竖直向下。

（3）下滑过程中物块克服摩擦力做功为%,机械能损失AE，有

AE=%=/jmgLcos0

得

AE=4J

18.地球高层大气空域的电离层中存在大量的自由电子和离子，使用绳系卫星可以研究电离层的特性。如

图所示，由子卫星P1和P2组成的绳系卫星，在地球赤道上空的电离层中绕地球中心做匀速圆周运动。已知

绳系卫星轨道距地面的高度为X,两颗子卫星之间的导体绳长为L（L,H）,导体绳沿地球半径方向。卫

星轨道所在处的地磁场磁感应强度大小为8,方向如图。地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,

不计地球自转、电离层的运动。

(1)不计环境阻力，求绳系卫星在轨道上绕地球中心运行速度的大小V；

(2)考虑环境阻力并设其大小恒为人方向总垂直于导体绳，为使卫星保持在原轨道上，设想在导体绳上

串联接入一电动势恒定的电源，如图所示。该电源、导体绳及附近的电离层可视为闭合电路，电路等效总

电阻为r,此时在电源和感应电动势的共同作用下，导体绳所受安培力恰好克服环境阻力。

a.说明导体绳中电流方向及导体绳所受安培力方向；

b.求接入电源的电动势瓦

【答案】(1)v=!-^_；(2)a.电流方向由K指向P,,安培力方向与卫星运动方向相同;

\R+H

【解析】

【详解】(1)万有引力提供向心力

对地面质量为