浙江省強基聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期9月聯(lián)考物理 Word版含解析.docx

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浙江強基聯(lián)盟2023學(xué)年高三年級第一學(xué)期9月聯(lián)考物理試題注意事項：1．答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在答題紙規(guī)定的位置上。2．答題時，請按照答題紙上“注意事項”的要求，在答題紙相應(yīng)的位置上規(guī)范作答。在試題卷上的作答一律無效。3．非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應(yīng)區(qū)域內(nèi)。作圖時先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑，答案寫在本試題卷上無效。4．可能用到的相關(guān)公式或參數(shù)：除實驗題外，重力加速度g均取10m/s2。選擇題部分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.下列四組物理量中均為矢量的是（　　）A.電勢電場強度B.熱量功率C.動量動能D.速度加速度【答案】D【解析】【詳解】標(biāo)量只有大小，沒有方向，矢量既有大小，又有方向。A．電勢是標(biāo)量，電場強度是矢量，故A錯誤；B．熱量、功率均是標(biāo)量，故B錯誤；C．動量是矢量，動能是標(biāo)量，故C錯誤；D．速度、加速度均是矢量，故D正確。故選D2.如圖所示，下列四幅圖像能描述物體做自由落體運動的是（　?。〢.B.C.D.【答案】A【解析】 【詳解】A．自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)速度時間公式為可知v-t圖像是過原點的傾斜直線，A正確；BC．自由落體運動所受合外力不變、加速度不變，可知a-t、F-t圖像為平行于x軸的直線，BC錯誤；D．位移時間關(guān)系公式為可知x-t圖像是拋物線，D錯誤；故選B。3.2023年5月21日，中國羽毛球隊在第18屆蘇迪曼杯世界羽毛球混合團體比賽中勇奪桂冠。如圖所示為決賽中的精彩瞬間，羽毛球正在空中飛速靠近，運動員揮拍相迎。圖示時刻羽毛球受到的力有（　?。〢.球拍的推力B.重力、球拍的推力C.重力、空氣對球的作用力D.重力、球拍的推力、空氣對球的作用力【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，對羽毛球受力分析可知，受重力和空氣阻力，羽毛球與球拍還沒有接觸，不受球拍的推力。故選C。4.N95透明智能口罩的外觀是由防水防刮的再生透明非晶體塑料制成；它的側(cè)面設(shè)計了兩個圓孔靜電層區(qū)域，是為了過濾空氣：口罩內(nèi)含有麥克風(fēng)和揚聲器；口罩也可以拆開，內(nèi)部配備一個充電盒，盒內(nèi)也提供某非可見光，可以進行對面罩全面消毒。由以上信息判斷（　?。?A.非晶體塑料在光學(xué)現(xiàn)象中體現(xiàn)出各向異性B.靜電層的過濾作用主要應(yīng)用了靜電吸附作用C.麥克風(fēng)工作原理是將電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號D.盒內(nèi)的非可見光是紅外線【答案】B【解析】【詳解】A．非晶體塑料在光學(xué)現(xiàn)象中體現(xiàn)出各向同性，A錯誤；B．靜電層用來吸附空氣中的灰塵，B正確；C．麥克風(fēng)的工作原理是將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，C錯誤；D．盒內(nèi)的非可見光時紫外線，D錯誤。故選B。5.如圖所示，四根完全相同的均勻帶正電絕緣細(xì)棒，對稱放置在正方體的四條邊a、b、c、d上，O點為正方體的幾何中心，則（）A.正方體內(nèi)O點電場強度最大B.若將a處的絕緣棒移去，則O點電勢升高C.若將b處的絕緣棒向O點靠近，則該棒電勢能增加D.若將c處的絕緣棒移去，則O點電場強度方向垂直指向a【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)對稱性可知，四根完全相同的均勻帶電絕緣長棒在O點處的電場強度大小均為E，且b處的絕緣棒和d處的絕緣棒由于對稱性，在O點產(chǎn)生的合場強為0；故a處的絕緣棒與c處的絕緣棒在O點產(chǎn)生的合場強也為0。所以O(shè)點處電場強度大小為零，故A錯誤； B．電勢是標(biāo)量，若以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點，四根帶正電的絕緣棒周圍的電勢均大于0，O點的電勢等于所有棒在O點激發(fā)的電勢的代數(shù)和，故移去a處的絕緣棒后O點的電勢減小，故B錯誤；C．若將b處的絕緣棒向O點靠近，絕緣棒受到的電場力做負(fù)功，則該棒電勢能增加，故C正確；D．若將c處的絕緣棒移去，O點的場強可以認(rèn)為是由a處的絕緣棒單獨產(chǎn)生。a處的絕緣棒帶正電，且由對稱性可知，其在O點的場強應(yīng)垂直指向c。故D錯誤。故選C。6.如表所示是小周同學(xué)收集的嫦娥探測器進入近月圓形軌道運行的數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)能計算出（　?。┨綔y器軌道離月面的高度100km月球的半徑1738km月球表面的重力加速度1.63m/s2探測器的運行周期1.79h引力常量A.地球的質(zhì)量B.探測器離地球表面的距離C.探測器在近月軌道的線速度D.探測器在近月軌道的向心力大小【答案】C【解析】【詳解】AB．中心天體不是地球，無法求出地球的質(zhì)量，也無法求出探測器離地球表面的距離，故AB錯誤；C．在月球表面，根據(jù)萬有引力等于重力可得根據(jù)萬有引力提供向心力可得聯(lián)合可得 故C正確。D．由于不知道探測器的質(zhì)量，因此無法求出探測器在近月軌道的向心力大小，故D錯誤。故選C。7.如圖甲所示是2021年由我國研制的高速磁浮交通系統(tǒng)成功下線的情景。車體運行時，通過精確控制電磁鐵中的電流I磁形成吸引力，車體與軌道之間始終保持10毫米的懸浮氣隙，如圖乙所示。列車磁鐵定子和電流轉(zhuǎn)子分別安裝在軌道和車體上，憑無接觸力推動列車飛馳。由以上信息判斷（　　）A.車體前進的驅(qū)動力是靜電力B.車體在水平運動過程始終保持平衡狀態(tài)C.車體滿載時較空載時I磁更大D.車體右轉(zhuǎn)時乘客受到向左的離心力【答案】C【解析】【詳解】A．列車磁鐵定子和電流轉(zhuǎn)子分別安裝在軌道和車體上，憑無接觸力推動列車飛馳，車體前進的驅(qū)動力不是靜電力，而是磁場對電流的安培力，故A錯誤；B．車體在水平運動過程中速度不一定相等，不會始終保持平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．軌道對車體的吸引力等于列車重力，車體滿載時較空載時吸引力更大，I磁更大，故C正確；D．離心力是一種效果力，它使旋轉(zhuǎn)的物體遠(yuǎn)離它的旋轉(zhuǎn)中心，離心力并不是真實的力，故D錯誤。故選C。8.如圖所示為雙層立體泊車裝置。欲將靜止在1號車位的轎車移至4號泊車位，需先通過1號車位下方的移動板托舉著轎車耗時10s豎直抬升2m至3號位，再耗時15s水平右移3m停至4號車位。若轎車質(zhì)量為2t，則（　?。?A.水平右移過程移動板對車的摩擦力做正功B.豎直抬升過程支持力做功大于克服重力做功C.豎直抬升過程移動板對1號車做功4×103JD.整個過程移動板對車做功功率為1.6×103W【答案】D【解析】【詳解】A．水平右移過程時間長、位移小，運動緩慢，可認(rèn)為摩擦力為零，摩擦力不做功，A錯誤；B．豎直抬升過程可認(rèn)為支持力等于重力，則支持力做功等于克服重力做功，B錯誤；C．豎直抬升過程移動板對1號車做功C錯誤；D．整個過程移動板對車做功功率為D正確。故選D。9.月球夜晚溫度低至-180℃，“玉兔二號”月球車攜帶的放射性同位素钚238（）會不斷發(fā)生α衰變，釋放的能量為儀器設(shè)備供熱?？梢酝ㄟ^以下反應(yīng)得到：，。則（　?。〢.k=1且X為電子B.比更加穩(wěn)定C.的比結(jié)合能比的大D.是輕核聚變 【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可知，為電子，故A錯誤；B．根據(jù)核反應(yīng)，，可知比穩(wěn)定，比穩(wěn)定，比穩(wěn)定，則可知比更加穩(wěn)定，故B正確；C．根據(jù)的衰變方程該反應(yīng)釋放能量，生成了相對穩(wěn)定的，而原子核越穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，所以的比結(jié)合能比的小，故C錯誤；D．核反應(yīng)不是聚變反應(yīng)，而是人工核反應(yīng)，故D錯誤。故選B。10.用三根絕緣輕桿將質(zhì)量均為m的A、B兩小球相連后懸掛于O點，其中A球帶電量為-q，B球不帶電?，F(xiàn)將帶電量為+q的小球C放置在某處，恰使A靜止在與C相距為x的等高處，且三根細(xì)桿組成如圖所示的等腰直角三角形，其中O、B間的細(xì)桿豎直。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，小球的大小均可忽略，則（　?。〢.O、B間輕桿拉力小于mgB.A、C間距C.撤去C的瞬間，A的加速度大小為gD.若將C放置在A的正上方相距為x的位置，O、B間細(xì)桿也可以保持豎直 【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．O、B間的輕桿豎直，AB間輕桿的拉力必定為零，否則B球不能平衡。以B球為研究對象，由平衡條件知O、B間輕桿拉力等于mg，故A錯誤；B．設(shè)OA間輕桿的拉力大小為T，AC間庫侖力大小為F；對A球，由平衡條件得，水平方向有F=Tsin45°豎直方向有Tcos45°=mg解得F=mg根據(jù)庫侖定律得解得故B錯誤；C．撤去C的瞬間，A受到OA輕桿的拉力，加速度斜向左下方故C錯誤；D．若將C放置在紙面內(nèi)A球正上方距離A球x處，由于F=mg則OA間、AB間輕桿的拉力均為零，O、B間輕桿仍能保持豎直，故D正確。故選D。11.如圖所示，水面上方一只小鳥正沿水平路線從左向右飛行，水中一定深度處有一條靜止的魚，點O是魚正上方與小鳥飛行軌跡的交點。則小鳥從左向右水平飛行時（　?。?A.飛到O點時鳥看到的魚比實際位置深B.飛到O點時魚看到的鳥比實際高度低C.飛向O點過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉D.飛離O點過程中魚看到鳥離水面高度不變【答案】C【解析】【詳解】小鳥在左側(cè)時，光路圖如圖所示則小鳥看到魚的虛像，比魚實際位置高；當(dāng)飛到O點時，鳥看到的魚實際位置，所以飛向O點過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉。當(dāng)鳥在O點時，在魚的正上方，此時無折射現(xiàn)象，所以鳥看到魚的實際位置，魚也看到了鳥的實際位置。故選C。12.圖甲是某燃?xì)庠铧c火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈兩端電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃?xì)怏w，則（　?。〢.工作時電壓表示數(shù)為5V B.工作時電壓表的示數(shù)為C.要實現(xiàn)點火應(yīng)滿足條件D.若，則變壓器副線圈輸出電壓的有效值為7500V【答案】C【解析】【分析】根據(jù)圖乙得到原線圈電壓的最大值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出電壓表的示數(shù)，當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會點火，根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)比的關(guān)系即可求解?！驹斀狻緼B．根據(jù)圖乙得到原線圈電壓的最大值為5V，所以電壓表的示數(shù)為故AB錯誤；C．根據(jù)，且，得實現(xiàn)點火的條件是故C正確；D．根據(jù)，且輸入線圈最大值為若帶入數(shù)據(jù)解得副線圈最大值為則變壓器副線圈輸出電壓的有效值為故D錯誤。 故選C。13.太陽輻射的總功率為P，日地距離為r，陽光到達(dá)地面的過程中的能量損耗為50%；太陽光垂直照射時，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為；一輛質(zhì)量為750kg的汽車的太陽能電池板的面積為S，電機能夠?qū)⑤斎牍β实?0%用于牽引汽車前進。此時太陽能電池車正以72km/h勻速行駛，所受阻力為車重的0.02倍，已知該太陽能電池能直接滿足汽車的上述行駛需求。若半徑為R的球表面積為4πR2，則（　?。〢.太陽能汽車可達(dá)的最大機械功率為B.汽車的機械功率為3.3×103WC.若汽車機械功率恒定，車速減半時牽引力也減半D.太陽板的面積必須滿足關(guān)系：【答案】D【解析】【詳解】A．太陽能汽車可達(dá)的最大機械功率為故A錯誤；B．汽車的機械功率為故B錯誤；C．若汽車機械功率恒定，車速減半時牽引力增加一倍，故C錯誤；D．由AB可知，太陽板的面積必須滿足關(guān)系故D正確。故選D。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）14.如圖所示，甲、乙、丙、丁四圖源自課本。關(guān)于這四個圖的說法正確的是（　?。?A.圖甲單色光通過狹縫形成條紋是光的衍射現(xiàn)象B.圖乙燈焰在肥皂膜上形成條紋是光的衍射現(xiàn)象C.圖丙相機拍攝時減弱了玻璃表面的反射光是應(yīng)用了干涉原理D.圖丁水黽能停在水面是由于液體表面張力作用【答案】AD【解析】【詳解】A．圖甲單色光通過狹縫形成條紋是光的衍射現(xiàn)象，A正確；B．圖乙肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜前后表面反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象造成的，B錯誤；C．圖丙用加有偏振濾光片的相機拍照，偏振片可將車窗玻璃的反射光減弱，從而可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景，C錯誤；D．圖丁水黽能停在水面是由于液體表面張力作用，D正確；故選AD。15.如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖。當(dāng)有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時會產(chǎn)生光電流。如果產(chǎn)生的光電流大于，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)。金屬鈉的遏止電壓隨入射光頻率的變化規(guī)律如圖2所示，則（　?。〢.要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能小于B.圖2中圖像斜率的物理意義為普朗克常量hC.觸發(fā)報警系統(tǒng)時鈉表面每秒釋放出的光電子數(shù)最少是個D.通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光的強度來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的【答案】CD【解析】 【詳解】A．根據(jù)題意可知金屬的截止頻率為則有所以光源S發(fā)出的光波波長不能大于，A錯誤；B．根據(jù)遏制電壓與光電子的最大初動能之間的關(guān)系，同時結(jié)合愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得整理得由此可得圖像的斜率為，B錯誤；C．當(dāng)光電流等于時，根據(jù)電流的定義式可知每秒產(chǎn)生的光子的個數(shù)為C正確；D．當(dāng)光源S發(fā)出的光能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，則光源越強，被煙霧散射進入光電管的光就越多，越容易探測到煙霧，也就是說光電煙霧探測器靈敏度越高，即通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光的強度來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的，D正確；故選CD。三、非選擇題（本題共7小題，共55分）16.（1）小姚同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”實驗。①關(guān)于此實驗的下列說法，正確的是______（多選）。A．墊上木塊是為了更好地使小車加速下滑B．補償阻力時，應(yīng)使小車拖著紙帶但不掛槽碼 C．應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與小車軌道平行D．槽碼質(zhì)量應(yīng)該和小車質(zhì)量差不多，以減小相對阻力②圖乙為某次實驗得到的紙帶，圖中相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，打點計時器頻率為50Hz，則打下計數(shù)點4時小車的速度為______m/s。由紙帶可得小車運動的加速度為______m/s2。（以上均保留兩位有效數(shù)字）③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到加速度與力的關(guān)系如圖丙中實線所示，則可知所掛槽碼質(zhì)量不應(yīng)超過______（單選）。A．22gB．30gC．50g（2）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中①用單色光照射雙縫后，在目鏡中觀察到如圖所示的情形。若其他操作無誤，則上述情形下測得的單色光波長將______（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；②若想對如圖的情形進行調(diào)整，則需要的操作是______（單選）。A．旋轉(zhuǎn)毛玻璃屏B．左右撥動撥桿C．旋轉(zhuǎn)測量頭上的手輪D．旋轉(zhuǎn)遮光筒和測量頭【答案】①.BC②.③.④.A⑤.偏大⑥.D【解析】 【詳解】（1）①[1]A．墊上木塊是為了平衡摩擦力，使小車所受合外力為繩子的拉力，A錯誤；B．補償阻力時，應(yīng)使小車拖著紙帶但不掛槽碼，能夠沿著木板勻速下滑，B正確；C．應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與小車軌道平行，從而使拉力即為小車的合外力，C正確；D．應(yīng)使槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，才可以將槽碼重力近似為小車的合外力，D錯誤；故選BC。②[2]由題意可得，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為則由圖可得打下計數(shù)點4時小車的速度為[3]由題可得加速度為③[4]由圖像得，當(dāng)時，a-F圖像不再是過原點的直線，則所掛槽碼質(zhì)量不應(yīng)超過（2）①[5]用單色光照射雙縫后，在目鏡中觀察到如圖所示的情形，測得的條紋間距偏大，由公式可知若其他操作無誤，上述情形下測得的單色光波長將偏大；②[6]目前若想對如圖的情形進行調(diào)整，需要旋轉(zhuǎn)遮光筒和測量頭，故選D。17.小剛同學(xué)欲探究如圖甲所示的一根螺旋形金屬絲的電阻特性。（1）他先用多用電表粗測其電阻。讀取數(shù)據(jù)時，多用電表擋位和指針位置如圖乙所示，則對應(yīng)的讀數(shù)是__________Ω。（2）他設(shè)計電路進一步精確測量，除已有電源（電動勢3.0V，內(nèi)阻不計）、電壓表（量程0～3V ，內(nèi)阻約3kΩ）、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實驗器材：A.電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）B.電流表（量程0～3.0A，內(nèi)阻約0.02Ω）C.滑動變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）D.滑動變阻器（最大阻值1kΩ，額定電流0.5A）則實驗中電流表和滑動變阻器應(yīng)分別選用__________。（選填對應(yīng)的字母）（3）小剛測量金屬絲兩端的電壓U和電流I，得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上標(biāo)出，如圖丙所示。請作出該金屬絲的U-I圖線（），并根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=__________Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）小剛用電流傳感器測量通過該螺旋金屬絲的電流，電流隨時間變化的圖線如圖丁所示。由圖丁信息可知，在閉合開關(guān)的時刻t0，電流沒有發(fā)生突變，請簡要作出解釋：____________________?！敬鸢浮竣?6.0##6②.AC③.④.5.7⑤.螺旋形金屬絲通電時產(chǎn)生自感現(xiàn)象，阻礙電流增大【解析】【詳解】（1）[1]歐姆表的讀數(shù)為指針讀數(shù)與倍率的乘積，所以圖中所測電阻值為（2）[2]假設(shè)讓電動勢為3V的電源給約為6.0?的待測電阻供電，其最大電流約為0.5A ，由此可知，電流表量程應(yīng)選0~0.6A，故電流表選A；[3]為了便于調(diào)節(jié)，測量準(zhǔn)確，滑動變阻器最大阻值應(yīng)與待測電阻阻值較為接近的，故滑動變阻器選擇C。（3）[4]描點連線時，應(yīng)讓更多的點落在直線上，不在直線上的點分居于直線兩側(cè)，可以舍去一些偏差角大的點，待測電阻的U-I圖線如圖所示[5]圖線的斜率表示待測電阻的阻值，所以（4）[6]當(dāng)閉合開關(guān)時，螺旋金屬絲產(chǎn)生自感現(xiàn)象，阻礙電流增大，但不能阻止電流流過，所以在通電時電流由零逐漸增大到穩(wěn)定值。18.小強同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。①他在實驗過程中注射器沒有完全豎直而是略微傾斜，則壓力表讀數(shù)______（單選）。A.偏大B.偏小C.沒有影響②下列實驗操作，正確的有______（單選）。A.柱塞上應(yīng)該涂油以更好地密封氣體B.應(yīng)快速推拉柱塞以避免氣體與外界熱交換C.用手握住注射器推拉柱塞以使裝置更加穩(wěn)定【答案】①.C②.A 【解析】【分析】理解氣體壓強的特點；熟悉正確的實驗操作步驟?！驹斀狻竣賉1]壓力表測量的是注射器中氣體的壓強，同一個容器內(nèi)氣體壓強處處相等，所以實驗過程中注射器沒有完全豎直對壓力的測量沒有影響，故C正確。故選C。②[2]A．柱塞上涂油是為了避免漏氣，即更好地密封氣體，故A正確；B．推拉柱塞時要緩慢進行，讓氣體更好的與空氣進行熱交換，避免引起氣體溫度的變化，故B錯誤；C．用手握住注射器會改變注射器內(nèi)氣體的溫度，故C錯誤。故選A。19.如圖1所示，上端封閉、下端開口且粗細(xì)均勻的玻璃管長度，將其從水銀面上方豎直向下緩慢插入水銀中。發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水銀面與管壁接觸的位置向下彎曲，致玻璃管內(nèi)水銀面形成凸液面，如圖2所示。當(dāng)玻璃管恰好全部插入水銀時，管內(nèi)、外水銀面的高度差為h，此時作用于管的豎直向下壓力大小為。已知大氣壓強，玻璃管橫截面積大小，玻璃管質(zhì)量，環(huán)境溫度為常溫且恒定。（1）圖2所示水銀面說明水銀能否浸潤玻璃？插入過程中，管內(nèi)氣體吸熱還是放熱？（2）求高度差h：（3）求撤去壓力F的瞬間，玻璃管的加速度大小。【答案】（1）水銀不浸潤玻璃，放熱；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由圖2可知，水銀不浸潤玻璃，插入過程中，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，把玻璃管壓入水面過程中，氣體壓強變大，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱。（2）根據(jù)題意可知，插入過程等溫變化，則有又有 解得（3）根據(jù)題意，撤去瞬間，由牛頓第二定律有解得20.如圖1是組合玩具實物圖，該玩具主要配件有小車、彈射器、三連環(huán)、滑躍板及部分直線軌道等。如圖2為該玩具的軌道結(jié)構(gòu)示意圖，其中三連環(huán)是三個半徑不同圓軌道I、Ⅱ、Ⅲ組成，且三個圓軌道平滑連接但不重疊。其圓心分別為O1、O2、O3，半徑分別為R1=20cm、R2=15cm、R3=10cm，OA、AC為光滑水平軌道，滑躍板CD為足夠長的粗糙傾斜軌道，軌道與水平面夾角θ可調(diào)（0≤θ<90°）。某次游戲中彈射器將小車自O(shè)點以一定初速度彈出，小車先后通過圓軌道I、Ⅱ、Ⅲ后沖上滑躍板。小車可視為質(zhì)點，其質(zhì)量m=0.1kg，與滑躍板CD間動摩擦因，其它阻力均不計，軌道各部分平滑連接，g取10m/s2。（1）求小車通過圓軌道I最高點B的最小速度vB；（2）改變彈射器對小車的沖量，小車均能通過三連環(huán)，求小車通過圓軌道Ⅲ最低點A時受到軌道的支持力與彈射器對小車沖量的關(guān)系；（3）若小車恰好能夠通過三連環(huán)，為確保小車整個運動過程均不脫離軌道，分析滑躍板CD與水平面間夾角θ的取值范圍。（可用三角函數(shù)表示）【答案】（1）；（2）（N）；（3）【解析】【分析】 【詳解】（1）若能通過圓軌道O1最高點，必然能夠通過其他圓軌道，故需滿足解得（2）根據(jù)機械能守恒可知小車運動至A點與被彈出時初速度相同，故有小車運動至圓軌道O3最低點A時，根據(jù)牛頓第二定律有解得（N）由（1）可得為確保小車通過三連環(huán)不脫離軌道，需滿足根據(jù)動能定理有解得，故∶軌道對小車作用力與彈射器對小車沖量的關(guān)系為（N）（）（3）由（1）可得小車恰好通過三連環(huán)則有①當(dāng)時，滿足，小車沖上滑越板軌道CD后不再下滑，符合題目要求；②假設(shè)小車自B點沖上滑躍板軌道CD最大距離為L，根據(jù)動能定理有 解得在滑躍板軌道CD上往返克服摩擦力做功可知增大，W減小，若要不脫離軌道，返回三連環(huán)時不能超過圓軌道O3圓心等高位置，根據(jù)動能定理有解得故當(dāng)時，小車往返運動最終靜止于C點，綜上所述當(dāng)時小車不脫離軌道。21.如圖所示，豎直面內(nèi)兩個同轉(zhuǎn)輪M和N，邊鑲嵌導(dǎo)體圓環(huán)且各鑲有一條長為l的金屬轉(zhuǎn)動半徑。兩輪均可繞各門金屬轉(zhuǎn)軸無摩擦轉(zhuǎn)動。兩輪邊緣通過電用導(dǎo)線AC連接，兩轉(zhuǎn)軸通過電刷用導(dǎo)線DF連接。N有一同軸絕緣內(nèi)輪，其上繞有輕繩可用于提升重物J。整個裝置處在方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。兩轉(zhuǎn)輪的金屬轉(zhuǎn)半徑的電阻均為R，其余電阻不計；重物J質(zhì)量為m，兩金屬轉(zhuǎn)動半徑的質(zhì)量忽略不計。（1）若N內(nèi)輪上未掛重物，初始時N不動。M以角速度ω0順時針轉(zhuǎn)動，求回路電流大小及N的轉(zhuǎn)動方向；（2）若N內(nèi)輪上未掛重物，初始時N不動。在M轉(zhuǎn)過θ角的過程中，通過導(dǎo)線的電量為q，求此過程中轉(zhuǎn)過的角度；（3）若M保持恒定角速度ω1轉(zhuǎn)動，N作為電動機提升重物J。N最終以ω2穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，求穩(wěn)定時為保持M以ω1轉(zhuǎn)動所需的外力功率P0及J向上運動的速度。 【答案】（1），順時針轉(zhuǎn)動；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）轉(zhuǎn)輪M產(chǎn)生的動生電動勢為則回路中產(chǎn)生的電流為聯(lián)立得根據(jù)左手定則可知，轉(zhuǎn)輪N順時針轉(zhuǎn)動（2）根據(jù)電荷量與電流的關(guān)系可得由閉合電路中歐姆定律可得轉(zhuǎn)輪M在此過程中產(chǎn)生的動生電動勢為聯(lián)立得 （3）使轉(zhuǎn)輪M勻速轉(zhuǎn)動需輸入功率為轉(zhuǎn)輪M在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生動生電動勢為轉(zhuǎn)輪M和轉(zhuǎn)輪N在轉(zhuǎn)動過程中整個回路中產(chǎn)生的合動生電動勢為由閉合電路中歐姆定律可得，電路中的總電流為聯(lián)立得兩轉(zhuǎn)輪的金屬轉(zhuǎn)半徑消耗的功率為得根據(jù)故【點睛】注意人手轉(zhuǎn)動M的功率轉(zhuǎn)化成了電路消耗的功率以及重物上升消耗的功率。M和N同時轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的動生電動勢會有疊加效應(yīng)。22.如圖1所示是一個電子檢測裝置的示意圖，兩塊長度為d且平行正對的金屬板M、N相距為d，板間加有如圖2所示的交變電壓。M、N右側(cè)區(qū)域存在垂直紙面向里且范圍足夠大的勻強磁場。N右側(cè)邊緣。O點正下方存在著長度足夠長的收集板，收集板通過電流表與大地相連。M、N左端連線中點處有一粒子源S，它沿兩板間中軸線方向持續(xù)均勻射出速度為、質(zhì)量為m、電荷量為的電子。已知交變電壓最大值 ，勻強磁場磁感應(yīng)強度，S在單位時間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n，交變電壓周期，電子打到兩極板即被吸收，不計電子重力。求：（1）時刻進入極板間的電子打在收集板的位置離收集板頂端O點的距離；（2）收集板上能被電子打到的區(qū)域長度（3）若題給條件下電流表有確定示數(shù)，求通過電流表的電流I；（4）若電子射入的速度范圍為，試推導(dǎo)通過電流表的電流i與v的關(guān)系式。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）見解析【解析】【詳解】（1）時刻，電子在電場中不偏轉(zhuǎn)，直接進入磁場電子打在收集板的位置離收集板頂端的距離處位置（2）射入磁場的粒子速度為，它在磁場中圓弧對應(yīng)的弦長為即只要射出磁場，粒子向下打到的點的距離恒等于，收集板上能被電子打到的區(qū)域長度也等于；（3）粒子豎直方向的偏移量表達(dá)式為 電壓為則恰好射出對應(yīng)時候，對應(yīng)的電壓值即所以電流值為（4）設(shè)不同速度對應(yīng)偏移量時候?qū)?yīng)的電壓為得出