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物理
本卷满分 100 分，考试时间 75 分钟。
☆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上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后，将答题卡交回。
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。
3．回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8~10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
1．下列关于甲、乙、丙、丁四图的说法正确的是
容量 54 L 最高水温 75℃ 额定功率 1500 W
额定压力 0.7 MPa 额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类
丁
A．图甲是点电荷周围的电场线和等势线，其中 、 两点的电场强度和电势均相同
B．图乙是某元件的伏安特性曲线，其中 状态时的阻值为
C．图丙是某种电容器，“450 V”是电容器的击穿电压
D．图丁是某封闭型贮水式电热水器铭牌上所列的主要技术参数，那么在额定电压下处于加热状态时，通过该电热水器的电流约为 6.8 A
2．如图所示为辽宁某居民屋顶安装的光伏板，一块光伏板有效受光面积为 ，每天等效太阳垂直照射光伏板的时间为 ，该光伏板光电转化效率为 20%。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量 ，下列说法正确的是
A．每秒照射到一块光伏板上的太阳能为
B．一天内入射到一块光伏板的总太阳能为
C．一块光伏板一天最多输出的电能为
D．增大光伏板受光面积，光伏板单位面积接收的太阳辐射功率变大
3．辽宁某中学开展“探究动态电路”分组实验，某同学利用如图所示电路观察灯泡亮度变化。先闭合开关 ，四只灯泡均正常发光。实验中，将滑动变阻器的滑片向左滑动，发现各灯泡的亮度有所变化。已知电源有内阻。下列说法正确的是
A． 变亮 B． 变暗
C． 变亮 D．电源的输出功率一定变大
4．研究人员在实验室模拟直流输电实验中，将两段材料相同的铜导线甲、乙，分别接在电动势相同、内阻忽略不计的直流电源两端。甲导线的长度为 、横截面积为 ，乙导线的长度为 、横截面积为 ，不考虑温度对导线导电性能的影响。下列说法正确的是
A．甲、乙导线内单位体积自由电子数关系为
B．导线中电流大小满足
C．自由电子定向移动平均速率满足
D．两导线的电阻满足
5．黑箱外有编号为 1、2、3 的三个接线柱，黑箱内有电阻、二极管、电容器各 1 个，用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中，某次测量步骤如下，第一步：1、2 间正反接，电表指针稳定后所测电阻值相等；第二步：黑表笔接 2、红表笔接 3 时电阻很小，反接时电阻很大；第三步：黑表笔接 1、红表笔接 3 时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值略大一些，反接时电表指针稳定后所测电阻值比第一步中所测电阻值大得多。依据以上结论可判断黑箱内元件接法为
A． B． C． D．
6．如图所示，、、、 四个点构成边长为 的菱形，， 为 的三等分点，在该菱形平面内存在一匀强电场。已知 、、 三点的电势分别为 、、。下列说法正确的是
A． 点的电势为
B．电场强度大小为
C．若将电子由 点移到 点，则电势能减少了
D．若将质子从 点以不同速度沿 方向射入，则离开此区域动能增量的最大值为
7．如图所示，平行板电容器充电后断开电源，在极板 、 间的位置 固定电荷量为 的正点电荷。现将极板 沿远离另一极板方向平移一小段距离。此过程中电容器的电容 、两极板间的电场能 （已知 ）、点电荷 受到的电场力 、具有的电势能 随两板间距离 变化的图像可能正确的是
8．辽宁大连海岸某造船厂，使用湿式静电除尘装置处理焊接烟尘。科研人员研究装置内部局部区域的电场，测得该区域等势面分布如图所示，一带电的烟尘颗粒仅在电场力作用下，沿虚线轨迹穿过该区域，且颗粒在 点的动能为 ，电势能为 。下列说法正确的是
A．颗粒带负电
B．颗粒在 点的速度小于在 点的速度
C．颗粒在 点的加速度小于在 点的加速度
D．当颗粒运动到电势为 的某位置 时，其动能
9．电容器是一种重要的储能电学元件。某同学利用图甲所示电路探究电容器的充、放电规律。直流电源的电动势为 ，内阻不计，充电前电容器不带电。电路中的电流传感器可以捕捉回路瞬时电流，数据传输至计算机，实时绘制电流随时间变化的图像。计算机记录的 图像如图乙所示，、 时刻回路电流为零；、 过程中图像阴影面积大小分别为 、，、 为图中标注的电流大小。下列说法正确的是
A．当开关 接 1 时，电流传感器的示数始终不为零
B．图中阴影面积满足
C．若 的阻值增大，充电过程的初始电流 将变大
D．图甲中 、、 的关系为
10．如图所示，间距为 的平行板电容器极板 、 竖直正对放置，两板在竖直方向足够长，板间悬挂一带电小球，静止时细线与竖直方向夹角为 。电源内阻不计，开关 闭合且电路稳定。小球的质量为 ，电荷量大小为 ；定值电阻的阻值为 ，滑动变阻器的最大阻值为 ，重力加速度为 。初始时滑片 位于滑动变阻器正中间，小球离 板的水平距离为 ，下列说法正确的是
A．电源的电动势大小为
B．只将滑片 向右滑动，夹角 变小
C．只将滑片 向右滑动的过程中，电流表 示数不为零，电流表 的示数变小
D．只剪断细绳，小球到达 板的时间为
二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11．（8 分）二氧化锡半导体型酒精气体传感器的阻值随酒精气体浓度升高而减小。图甲为该传感器电阻 随酒精气体浓度变化的图像；图乙为某同学测量传感器电阻的实验电路。电源的电动势为 、内阻为 ， 为滑动变阻器， 为电阻箱，电流表内阻未知。
（1）将开关 接 ，闭合开关 ，调节滑动变阻器 ，记录电流表的示数 ；
（2）断开开关 ，保持滑动变阻器 的滑片位置不变，将开关 接 ；再闭合开关 ，调节电阻箱 ，使电流表的示数为______；读出电阻箱示数 ，则传感器电阻 ______。
（3）已知酒驾标准： 酒精气体浓度 ；醉驾标准：酒精气体浓度 。由图甲判断，结合（2）问结果，该测试人员是否酒驾？______（填“是”或“否”）。
（4）若电流表内阻不能忽略且大小未知，对本实验测量结果______（填“会”或“不会”）产生影响。
12．（8 分）某实验小组为精准测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：
电压表 （量程为 ，内阻约为 ）；
电流表 （量程为 ，内阻未知）；
毫安表 （量程为 ，内阻 ）；
滑动变阻器 （阻值范围为 ，额定电流为 ）；
定值电阻 ；
定值电阻 ；
多用电表、开关、导线若干。
实验操作如下：
（1）利用多用电表粗测电源的电动势：选择多用电表直流 电压挡，将表笔直接接在电源两极，多用电表红表笔接电源______（填“正极”或“负极”）。若表盘指针示数如图甲所示，则该电源的粗测电动势 ______。
（2）实验小组设计图乙所示实验电路测量电源的电动势和内阻，为实现量程适配、提高测量精度，请在虚线框内补充完整电路元件，实验应选用的定值电阻为______（填“”或“”）。
（3）以虚线框内电表的示数为纵轴、电流表 的读数 为横轴绘制图像，所得图像为倾斜直线，若直线纵截距为 、斜率大小为 ，则电源的电动势 ______，内阻 ______（用 、 及题目所给的字母表示）。
13．（10 分）为响应辽宁省新能源汽车普及推广政策，省内各地停车场广泛配套小型直流充电设备。某充电桩内置散热冷却泵，其简化电路如图所示。已知电源恒定电压 ，保护电阻阻值 。电机正常工作时，两端电压 ，电机线圈内阻 。不计导线电阻，求：
（1）电机正常工作时的电流 ；
（2）电机正常工作时的输入功率 及线圈的热功率 ；
（3）电机正常工作时的机械输出功率 及工作效率 。
14．（12 分）计算机断层扫描（CT）仪是医院常用设备，其部分结构的示意图如图所示，平行金属板 、 水平放置，粒子源 发射的电子（初速度可视为零）先沿 极板间的中线，经加速电场加速后射入 极板间，射出 极板后，电子打在水平放置的靶台 上。已知加速电压 ， 极板间的电压 ，长度 ，间距 ；水平靶台左端 点到 极板右端的水平距离 ， 点到 极板的竖直距离 ，靶台的长度 ，电子的电荷量为 ，质量为 ，忽略电子重力。
（1）求电子从 极板射出时到中线的竖直距离 ；
（2）要使电子能够打到水平靶台 上，求 极板间的电压 的取值范围。
15．（16 分）如图所示，整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度 ，轨道 为水平绝缘光滑直轨道， 点平滑连接一个竖直光滑圆周轨道，圆心为 ，半径 。一质量 、电荷量 的带正电小球自水平轨道上 点由静止释放，，运动过程中空气阻力不计。已知重力加速度 ，，。
（1）若 ，求小球运动到圆周轨道最右端 点时轨道对小球的弹力大小 ；
（2）若 ，求小球从 点运动到 点的过程中动能的最大值 ；
（3）改变释放点 到 的距离 ，若小球由 点静止释放后沿轨道内侧运动，试分析小球不脱离圆周轨道时 应满足的条件。
1．D　　2．B　　3．A　　4．C　　5．D　　6．B　　7．C
8．AD　　9．BD　　10．BCD
二、非选择题
11．（2）（2 分）　　35.0（2 分）
（3）否（2 分）
（4）不会（2 分）
12．（1）正极（1 分）　　1.50（1 分）
（2）电路图如图所示（1 分，图中定值电阻没有标 不扣分）
（1 分）
（3）（或 ，2 分）　　（或 ，2 分）
13．【解析】（1）串联电路总电压等于各元件分压之和，定值电阻两端电压
定值电阻为纯电阻，由欧姆定律得电流 （1 分）
解得 （1 分）
（2）电机的输入功率为电路对电机做功的总功率，则 （1 分）
解得 （1 分）
由焦耳定律得电机线圈的热功率 （1 分）
解得 （1 分）
（3）电机的机械输出功率 （1 分）
解得 （1 分）
电机工作效率 （1 分）
解得 （1 分）
14．【解析】（1）电子在加速电场中运动时，由动能定理可得 （2 分）
电子在 极板间做类平抛运动
水平方向有 （1 分）
竖直方向有 （1 分）
（1 分）
联立可得 （1 分）
（2）射出 极板时速度偏转角的正切值
（1 分）
极板中线到靶台 的竖直距离
电子射出 极板后做匀速直线运动。设射出 极板后水平位移为
（2 分）
可得
①打到左端 ：水平距离 ，解得 （1 分）
②打到右端 ：水平距离 ，解得 （1 分）
要使电子落在靶台 上， 极板间的电压满足 （1 分）
备注：该部分可以不写答卷上
临界校验：电子刚好打在极板 D 右边缘的临界偏转位移 ，由 可得
，粒子都可以顺利飞出 极板
15．【解析】（1）小球从 点运动到 点的过程，由动能定理可得
（2 分）
点处，水平方向轨道弹力与电场力的合力提供向心力，则有 （1 分）
解得 （1 分）
（2）等效重力为重力和电场力的合力，大小为
（1 分）
设等效重力与竖直方向的夹角为 ，则
（1 分）
小球运动到等效最低点 时动能最大，如图所示（确定 点的方法： 是电场力和重力的合力方向）
小球从 点运动到 点的过程，由动能定理可得
（2 分）
解得 （1 分）
（3）小球不脱离内侧圆周轨道， 满足的条件分两种情况：
①小球能够顺利通过等效最高点 ，小球恰好通过等效最高点 时，由等效重力提供向心力可得
（1 分）
小球从 点运动到 点的过程，由动能定理可得
（2 分）
解得
当 时，小球可顺利通过等效最高点 ，全程不脱离轨道 （1 分）
②小球上摆最高点不越过摆动临界（等效圆心等高处），仅在轨道下半区域往复摆动。小球上摆最高点恰好到达 点时，小球从 点运动到 点的过程，由动能定理可得
（2 分）
解得
当 时，小球上摆最高位置不越过 点，仅在轨道下半区域往复摆动，轨道支持力始终大于 0，不脱离轨道
则 应满足的条件为 或 （1 分）

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