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2024年深圳市高三年级第二次调研考试
物 理
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图为我国传统豆腐制作流程中用到的过滤器，正方形纱布的四角用细绳系在两根等长的、相互垂直的水平木杆两端，再通过木杆中心转轴静止悬挂在空中。豆浆过滤完，纱布与豆渣的总质量为m，细绳与竖直方向的夹角始终为。下列说法正确的是（　　）
A. 此时每根细绳受到的拉力为
B. 此时每根细绳受到的拉力为
C. 豆浆从纱布流出过程中，忽略纱布的拉伸形变，细绳受到的拉力变大
D. 豆浆从纱布流出过程中，纱布中豆浆和豆渣整体的重心不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．如图由受力分析知，设每根绳子拉力为则
解得
A正确，B错误；
CD．豆浆流出过程中整体的质量减少，根据
可知减小；豆浆流出过程中根据整体质量的变化可以判断，整体的重心先向下移，当豆浆流出到一定程度后，重心又会上移，C、D错误；
故选A。
2. 2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　）
A. 离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度环月轨道
B. 在捕获轨道运行的周期大于24小时
C. 在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D. 经过A点加速度比经过B点时大
【答案】B
【解析】
【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误；
B．由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；
C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误；
D．根据万有引力提供向心力知
解得
则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；
故选B。
3. 某摩天轮的直径达120m，转一圈用时1600s。某同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C的过程中（　　）
A. 角速度为
B. 座舱对该同学的作用力一直指向圆心
C. 重力对该同学做功的功率先增大后减小
D. 如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B点受座舱的作用力将不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据角速度的计算公式有
故A错误；
B．某同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则座舱对该同学的作用力和重力的合力提供向心力，指向圆心，所以座舱对该同学的作用力不一定指向圆心，故B错误；
C．根据重力功率的计算公式P=mgvy，可知重力对该同学做功的功率先增大后减小，故C正确；
D．在B点有
可知如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B点受座舱的作用力将增大，故D错误；
故选C。
4. 1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光源S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a和L，光的波长为。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距的描述正确的是（　　）
A. 平面镜水平向左移动少许，将变小
B. 平面镜竖直向下移动少许，将变小
C. 光屏向左移动少许，将变大，
D. 点光源S由红色换成绿色，将变大
【答案】B
【解析】
【详解】从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看做双缝干涉，所以之间的距离为d，而光源S到光屏的距离看以看做双孔屏到像屏距离L，双缝干涉的相邻条纹之间的距离为
因为d=2a所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离为
平面镜水平向左移动少许，不变；平面镜竖直向下移动少许，a变大，将变小；光屏向左移动少许，L变小，将变小；点光源S由红色换成绿色，波长变小，将变小。
故选B。
5. 某防盗报警器工作原理如图所示。用紫外线照射光敏材料制成的阴极时，逸出的光电子在电路中产生电流，电流经放大后使电磁铁吸住铁条。当光源与阴极间有障碍物时，警报器响起。下列说法正确的是（　　）
A. 若用红外光源代替紫外光源，该报警器一定能正常工作
B. 逸出光电子的最大初动能与照射光频率成正比
C. 若用更强的同一频率紫外线照射阴极，光电流变大
D. 若用更强的同一频率紫外线照射阴极，所有光电子的初动能均增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由光电效应方程知
紫外光频率大于红外光频率，该光敏材料极限频率未知，不能确保红外光照射会发生光电效应，A错误；
B．由光电效应方程知，逸出光电子的最大初动能与照射光频率有关，但不成正比，B错误；
C．光照强度越强，光电子越多，光电流越大，C正确；
D．由光电效应方程知，光电子的最大初动能只与光的频率有关，与光照强度无关，D错误；
故选C。
6. 图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（　　）
A. 储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小
B. 内电容器放电
C. 内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
D. 该振荡电流的有效值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．LC回路振荡电流的频率为
根据平行板电容器电容决定式有
储罐内的液面高度降低时，电容器的正对面积减小，电容减小，则LC回路振荡电流的频率将变大，故A错误；
B．根据图乙可知，内电流减小，磁场能减小，电场能增大，LC回路中磁场能逐渐转化为电场能，故B错误；
C．根据图乙可知，内电流增大，磁场能增大，电场能减小，LC回路中电场能逐渐转化为磁场能，故C正确；
D．根据正弦式交流电的有效值规律可知，该振荡电流的有效值为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆所在的平面。一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场，入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一。现有一群该粒子人A点沿该平面以任意方向射入磁场，已知粒子速率均为，忽略粒子间的相互作用，则粒子在磁场中最长运动时间为（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，设速率为的带电粒子的运动半径为，其轨迹如图中弧AB所示
由题意可知，由几何关系可得
圆周运动的半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
可得粒子的半径为
可知粒子运动半径与速率成正比，则速率为的粒子在磁场中圆周运动半径为
在磁场中运动时间最长粒子的运动轨迹的弦为磁场区域圆的直径，粒子运动轨迹如图中的弧AC。则角满足
可得
粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中最长运动时间为
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
8. 常见的绳索，在一定限度内，其拉力F与伸长量x成正比，即。当绳索受到拉力而未断时，其单位面积承受的最大拉力称为绳索的极限强度（仅与材质有关）。在绳索粗细与长度相同的情况下，，，，，对于原长和粗细相同的三种绳索（　　）
A. 碳纤维绳承拉能力最强
B. 受到相同拉力时，最长的是蜘蛛丝
C. 若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为
D. 承受相同拉力时，它们的伸长量之比
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题意可知碳纤维的极限强度最大，即单位面积承受的拉力最大，三种伸缩粗细相同，面积相同，所以碳纤维绳承拉能力最强，故A正确；
B．根据
尼龙绳的劲度系数最小，受到相同拉力时，最长的是尼龙绳，故B错误；
C．根据
可得
若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为
故C正确；
D．根据
可得
承受相同拉力时，则它们的伸长量之比为
故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，一长宽分别为2L和L、质量为m、电阻为R的n匝矩形闭合线圈abcd，从距离磁场上边界L处由静止下落，线圈恰好能匀速进入磁场。磁场上下边界的高度为4L，下列说法正确的是（　　）
A. 线圈进入磁场时，线圈所受安培力为mg
B. 线圈进入磁场过程中安培力的冲量小于离开磁场过程中安培力的冲量
C. 线圈穿过磁场的全过程中，产生的总热量为2mgL
D. 磁场的磁感应强度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．线圈匀速进入磁场，则受向下的重力和向上的安培力相平衡，则线圈所受安培力为mg，选项A正确；
B．安培力的冲量
而
可知线圈进入磁场过程中安培力的冲量等于离开磁场过程中安培力的冲量，选项B错误；
C．线圈匀速进入磁场，则进入磁场时产生的热量为mgL，完全进入磁场后线圈做加速度为g的加速运动，出离磁场时速度大于进入磁场时的速度，则受向上的安培力大于重力，则传出磁场时克服安培力做功大于mgL，即产生的热量大于mgL，则穿过磁场的全过程中，产生的总热量大于2mgL，选项C错误；
D．线圈匀速进入磁场时满足
解得磁场的磁感应强度为
选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示，在倾角为0的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力（　　）
A. 过程中，电场强度的大小恒为
B. 过程中，物体电势降低了
C. 过程中，物体加速度的大小先变小后变大
D. 过程中，电场强度为零
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．过程中，电场力做正功，机械能增大，则
解得
故A错误；
B．过程中，电场力做正功，故电势降低，可得
解得
故B正确；
C．图像的斜率表示电场力大小，故过程中，斜率逐渐减小到零，故电场力逐渐减小到零，物体加速度
可知加速度先减小到零，后沿斜面向下增大，故C正确；
D．过程中，此过程中机械能不变，故只有重力做功，故电场力为0，则电场强度为零，故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：共 54分，请根据要求作答。
11. 如图所示，“探究气体等温变化规律”实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是______。
A.压缩气体时需要缓慢进行
B.封闭气体的容器需要密封良好
C.需要测出封闭气体的质量
（2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示：
序号
1 45.0 0.022 104.7 2.3267 4711.5
2 40.0 0.025 117.6 2.9400 4704
3 35.0 0.029 132.5 3.8425 4637.5
4 30.0 0.033 153.1 5.0500 4593
5 25.0 0.040 180.7 7.2280 4517.5
（3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论为：___________________________________________________。
（4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图），请分析产生此现象的原因可能是：________________________________________________________。
【答案】 ①. AB##BA ②. 对于一定质量的气体，温度恒定时，压强与体积成反比 ③. 实验过程中可能漏气了
【解析】
【详解】（1）[1] AB．本实验的条件是温度不变、气体质量一定，所以要压缩气体时需要缓慢进行，且注射器密封性要好，故AB正确；
C．本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误；
故选AB。
（3）[2]由图可知结论为对于一定质量的气体，温度恒定时，压强与体积成反比；
（4）[3] 根据理想气体状态方程，常数C与气体质量有关，质量变小，pV乘积减小，则原因可能是实验过程中可能漏气了。
12. 小张同学想探究欧姆表的内置电源对测量结果的影响，设计了一个欧姆表，其电路图如图甲所示。
（1）A接______________表笔（选填“红”或“黑”）。
（2）已知图甲中电源的电动势为1.5V，微安表的内阻约为、量程，若在AB间接电流传感器，调节、使得微安表满偏，此时电流传感器读数为10.00mA，则图甲中滑动变阻器的规格应选_________
A. 最大电阻，额定电流1A
B. 最大电阻，额定电流1A
C. 最大电阻，额定电流1A
（3）欧姆调零之后，使用该欧姆表测量电阻箱的阻值，发现欧姆表的读数与电阻箱阻值相同。为了探究欧姆表的内置电源对测量结果的影响，把甲图中的电源换成其它型号的电源，重新欧姆调零后，测量电阻箱的阻值，发现欧姆表的测量值总是偏大。该同学猜想出现上述现象的原因是，更换后的电源电动势更小。
（4）为了验证上述猜想，用图甲的电路测量新电源的电动势和内阻：进行欧姆调零后，在表笔AB间接入电流传感器和电阻箱（串联），改变电阻箱的阻值，读出电阻箱阻值R和电流传感器读数I。分析数据后描绘出图像（如图乙所示），则该电源的电动势为______V，欧姆表总内阻为______，由此验证了小张同学的猜想。通过这种方法测得的电源电动势______它的真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（以上计算结果保留三位有效数字，电流传感器电阻不计）。
【答案】 ①. 红 ②. B ③. 1.33 ④. 133 ⑤. 等于
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲所示可知，图中的A端应欧姆表内置电源负极相连，A端应与红表笔连接。
（2）[2] 由并联电路电流关系可知Rx的电流为
mA
根据并联电路电阻与电流的关系可知
解得
故为满足要求且方便调节，滑动变阻器Rx的规格应选最大电阻50的；
故选B。
（4）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
根据图像的斜率与截距可知
VV
由R=0时，=0.100mA-1，代入可得欧姆表总内阻为
[5]考虑电流传感器有内阻RA，则有
可得
可知不影响R 图像的斜率，故通过这种方法测得的电源电动势等于它的真实值。
13. 光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，延时在光纤另端接收到该光束。求：
（1）光纤的折射率；
（2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。
【答案】（1）1.5；（2）0.4mm
【解析】
【详解】（1）光在长直光纤中传输
解得
光纤的折射率
解得
（2）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射
由几何关系可知
又
解得
14. 如图所示为某一弹射游戏简化模型俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求：
（1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期；
（2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。
【答案】（1）1m/s，2s；（2），（2.2m，2.85m）
【解析】
【详解】（1）由题可知，在M点A、B刚好分离，此时弹簧刚好恢复原长，此时A、B共速且速率达到最大，设此时速度大小为v，则
解得
即A、B分离时B的速度大小为
分离后A做简谐运动，M点为平衡位置，经过半个周期再次回到M处，达到最大速度，设A运动的周期为，则有
解得
（2）由题可知AB分离时，B的速度方向与x轴正方向的夹角为，且
即，AB分离后，A物体做简谐运动，B在电场中做曲线运动。
设从分离开始计时经过时间，物块A第四次达到最大速度，则
解得
此时B距离y轴最远，对B在x方向上，由动量定理
y方向上匀速运动，有
解得
，m，m
此时物块B位置的坐标（2.2m，2.85m）
15. 如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为45t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为55mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为110mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件，防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力，此过程行程为225mm 时，机车刚好停止，车体完好无损。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求：
（1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量；
（2）二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间；
（3）为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在货车甲前端，货车甲总质量为66t，与静止在水平面上无制动的质量为13.2t的货车乙发生正碰（不考虑货车的形变），在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试（碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动时，缓冲器能像弹簧一样工作）。 求货车乙被碰后的速率范围。
【答案】（1）247500J；（2），0.09s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）由题可知一级吸能元件吸收能量等于缓冲吸能吸能管吸能总和
由图可知
可得
（2）设一级吸能元件工作结束时现车的速度为，由能量守恒定律
解得
设二级吸能原件工作时的缓冲作用力大小为，作用时间为t，由动能定理和动量定理有
解得
（3）当甲车速度为时，甲乙两车碰撞后两车共速且刚好使一级吸能元件中的缓冲器锁定，此时两车速度设为，则有
（一级最大吸能总量60%以内）
可得
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器末被锁定此时发生弹性碰撞，弹簧恢复形变后，甲车的速度为，乙车获得速度为，有
可得
即当时，；
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器被锁定后此时启动了吸能管，发生的碰撞为完全非弹性碰撞，吸能元件吸收能量最大且原件吸能总量为时，碰后两车速度相同为，有
可得
当时，缓冲器被锁定，有
可得
综上所述：
当时，；
当时，。2024年深圳市高三年级第二次调研考试
物 理
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图为我国传统豆腐制作流程中用到的过滤器，正方形纱布的四角用细绳系在两根等长的、相互垂直的水平木杆两端，再通过木杆中心转轴静止悬挂在空中。豆浆过滤完，纱布与豆渣的总质量为m，细绳与竖直方向的夹角始终为。下列说法正确的是（　　）
A. 此时每根细绳受到的拉力为
B. 此时每根细绳受到的拉力为
C. 豆浆从纱布流出过程中，忽略纱布的拉伸形变，细绳受到的拉力变大
D. 豆浆从纱布流出过程中，纱布中豆浆和豆渣整体的重心不变
2. 2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　）
A. 离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度环月轨道
B. 在捕获轨道运行的周期大于24小时
C. 在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D. 经过A点的加速度比经过B点时大
3. 某摩天轮的直径达120m，转一圈用时1600s。某同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C的过程中（　　）
A. 角速度为
B. 座舱对该同学的作用力一直指向圆心
C. 重力对该同学做功的功率先增大后减小
D. 如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B点受座舱的作用力将不变
4. 1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光源S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a和L，光的波长为。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距的描述正确的是（　　）
A. 平面镜水平向左移动少许，将变小
B. 平面镜竖直向下移动少许，将变小
C. 光屏向左移动少许，将变大，
D. 点光源S由红色换成绿色，将变大
5. 某防盗报警器工作原理如图所示。用紫外线照射光敏材料制成的阴极时，逸出的光电子在电路中产生电流，电流经放大后使电磁铁吸住铁条。当光源与阴极间有障碍物时，警报器响起。下列说法正确的是（　　）
A. 若用红外光源代替紫外光源，该报警器一定能正常工作
B. 逸出光电子最大初动能与照射光频率成正比
C. 若用更强的同一频率紫外线照射阴极，光电流变大
D. 若用更强的同一频率紫外线照射阴极，所有光电子的初动能均增大
6. 图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（　　）
A. 储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小
B. 内电容器放电
C. 内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
D. 该振荡电流有效值为
7. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆所在的平面。一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场，入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一。现有一群该粒子人A点沿该平面以任意方向射入磁场，已知粒子速率均为，忽略粒子间的相互作用，则粒子在磁场中最长运动时间为（　　）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
8. 常见的绳索，在一定限度内，其拉力F与伸长量x成正比，即。当绳索受到拉力而未断时，其单位面积承受的最大拉力称为绳索的极限强度（仅与材质有关）。在绳索粗细与长度相同的情况下，，，，，对于原长和粗细相同的三种绳索（　　）
A. 碳纤维绳承拉能力最强
B. 受到相同拉力时，最长的是蜘蛛丝
C. 若绳索能承受的最大拉力相同，则横截面面积之比为
D. 承受相同拉力时，它们的伸长量之比
9. 如图所示，一长宽分别为2L和L、质量为m、电阻为R的n匝矩形闭合线圈abcd，从距离磁场上边界L处由静止下落，线圈恰好能匀速进入磁场。磁场上下边界的高度为4L，下列说法正确的是（　　）
A. 线圈进入磁场时，线圈所受安培力为mg
B. 线圈进入磁场过程中安培力的冲量小于离开磁场过程中安培力的冲量
C. 线圈穿过磁场的全过程中，产生的总热量为2mgL
D. 磁场的磁感应强度为
10. 如图所示，在倾角为0的足够长的绝缘光滑斜面底端，静止放置质量为m、带电量q（）的物体。加上沿着斜面方向的电场，物体沿斜面向上运动。物体运动过程中的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中OA为直线，AB为曲线，BC为平行于横轴的直线，重力加速度为g，不计空气阻力（　　）
A. 过程中，电场强度的大小恒为
B. 过程中，物体电势降低了
C. 过程中，物体加速度的大小先变小后变大
D. 过程中，电场强度为零
三、非选择题：共 54分，请根据要求作答。
11. 如图所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。
（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是______。
A.压缩气体时需要缓慢进行
B.封闭气体的容器需要密封良好
C.需要测出封闭气体的质量
（2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示：
序号
1 45.0 0.022 104.7 2.3267 4711.5
2 40.0 0.025 117.6 2.9400 4704
3 35.0 0.029 132.5 3.8425 4637.5
4 30.0 0.033 153.1 5.0500 4593
5 25.0 0.040 180.7 7.2280 4517.5
（3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点直线，则可以得到的实验结论为：___________________________________________________。
（4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图），请分析产生此现象的原因可能是：________________________________________________________。
12. 小张同学想探究欧姆表的内置电源对测量结果的影响，设计了一个欧姆表，其电路图如图甲所示。
（1）A接______________表笔（选填“红”或“黑”）。
（2）已知图甲中电源的电动势为1.5V，微安表的内阻约为、量程，若在AB间接电流传感器，调节、使得微安表满偏，此时电流传感器读数为10.00mA，则图甲中滑动变阻器的规格应选_________
A. 最大电阻，额定电流1A
B. 最大电阻，额定电流1A
C 最大电阻，额定电流1A
（3）欧姆调零之后，使用该欧姆表测量电阻箱的阻值，发现欧姆表的读数与电阻箱阻值相同。为了探究欧姆表的内置电源对测量结果的影响，把甲图中的电源换成其它型号的电源，重新欧姆调零后，测量电阻箱的阻值，发现欧姆表的测量值总是偏大。该同学猜想出现上述现象的原因是，更换后的电源电动势更小。
（4）为了验证上述猜想，用图甲电路测量新电源的电动势和内阻：进行欧姆调零后，在表笔AB间接入电流传感器和电阻箱（串联），改变电阻箱的阻值，读出电阻箱阻值R和电流传感器读数I。分析数据后描绘出图像（如图乙所示），则该电源的电动势为______V，欧姆表总内阻为______，由此验证了小张同学的猜想。通过这种方法测得的电源电动势______它的真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（以上计算结果保留三位有效数字，电流传感器电阻不计）。
13. 光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，延时在光纤另端接收到该光束。求：
（1）光纤的折射率；
（2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。
14. 如图所示为某一弹射游戏简化模型的俯视图，在光滑的绝缘水平面上建立平面坐标系，ef右侧水平面内有沿x轴负方向的匀强电场（电场区域足够大），已知ef平行于y轴。一轻质绝缘弹簧一端固定在坐标原点O处，另一端与一质量为0.2kg不带电绝缘物块A相连，此时弹簧轴线与x轴正方向的夹角。弹簧被压缩后锁定，弹簧储存的弹性势能为0.2J。再将一质量为0.2kg的带电量的物块B紧靠着物块 A，A、B不粘连，现解除锁定，物块沿弹簧轴线运动到电场边界上坐标为（0.6，0.45）的M点时，A、B恰好分离，物块B进入电场。A、B分离后，经过1s，物体A做简谐运动第一次达到最大速度（运动过程中弹始终在弹性范围内，A、B均视为质点，）。求：
（1）A、B物块脱离的瞬间，B物块的速度大小及脱离后A运动的周期；
（2）当物块B运动到距离y轴最远的位置时，分离后物块A恰好第4次达到最大速度，求电场强度大小及此时物块B所处位置的坐标。
15. 如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为45t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为55mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为110mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件，防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力，此过程行程为225mm 时，机车刚好停止，车体完好无损。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求：
（1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量；
（2）二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间；
（3）为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在货车甲前端，货车甲总质量为66t，与静止在水平面上无制动的质量为13.2t的货车乙发生正碰（不考虑货车的形变），在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试（碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动时，缓冲器能像弹簧一样工作）。 求货车乙被碰后的速率范围。

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