2023年北京市延庆区高考物理一模试卷（含解析）

2023年北京市延庆区高考物理一模试卷
一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）
1. 在核反应方程中，表示的是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 粒子
2. 下列说法正确的是( )
A. 扩散现象和布朗运动都是分子的无规则热运动
B. 分子间的作用力总是随分子间距增大而增大
C. 一定质量的气体膨胀对外做功，气体的内能一定增加
D. 在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果
3. 下列说法中正确的是( )
A. 用光导纤维束传送图象信息，这其中应用到了光的全反射现象
B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
C. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
D. 肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
4. 一列简谐横波时刻的波形如图甲所示，图乙所示为该波中处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 此波的波速为 B. 此波沿轴正方向传播
C. 时质点的速度最大 D. 时质点的加速度最大
5. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻，电流表、电压表均为理想电表。开关原来是断开的，现将开关闭合，则( )
A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数增大
C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻消耗的电功率增大
6. 北京时间年月日时分，经过约小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，出舱活动取得圆满成功。若“问天实验舱”围绕地球在做匀速圆周运动，轨道半径为，周期为，引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. “问天实验舱”的质量为
B. 漂浮在舱外的航天员加速度等于零
C. “问天实验舱”在圆轨道上运行的速度小于
D. 若出舱活动期间蔡旭哲自由释放手中的工具，工具会立即高速离开航天员
7. 如图所示，长为的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的端为，为的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是( )
A. 导体棒端带正电，端带负电
B. 导体棒端电势高，端电势相低
C. 感应电荷在点的场强方向向右
D. 感应电荷在点的场强大小
8. 图和图是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是( )
A. 图中，的电阻值小于的电阻值
B. 图中，断开开关瞬间，流过的电流方向自右向左
C. 图中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等
D. 图中，闭合电路达到稳定时，变阻器的电阻值大于的电阻值
9. 如图所示，、为两个等量异种点电荷连线上的两点其中为连线中点，为连线中垂线上的一点。今将一带正电的试探电荷自沿直线移到再沿直线移到。下列说法中正确的是( )
A. 点的场强比点的场强大
B. 点的电势比点的电势低
C. 从点移到点的过程中，静电力对该试探电荷做负功
D. 从点移到点的过程中，该试探电荷的电势能减小
10. 如图甲所示，匝的线圈图中只画了匝两端、与一个的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。已知线圈的电阻，则( )
A. 线圈内感应电流的方向为顺时针 B. 点电势比点电势低
C. 通过电阻的电流大小为 D. 内电路中产生的电能为
11. 如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的秒内可充满电并行驶公里以上，刹车时可把以上的动能转化成电能回收储存再使用。这种电车的核心元器件是“，”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电万次，使用寿命长达十年，被誉为“世纪的绿色交通”。下列说法正确的是( )
A. 该电容器的容量为
B. 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容也逐渐增加
C. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变
D. 若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为
12. 如图甲所示，物体以一定初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能随高度的变化如图乙所示。，，。则( )
A. 物体的质量
B. 物体与斜面间的动摩擦因数
C. 物体上升过程的加速度大小
D. 物体回到斜面底端时的动能
13. 顶端装有滑轮的粗糙斜面固定在地面上，、两物体通过细绳如图连接，并处于静止状态不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦。现用水平力作用于悬挂的物体上，使其缓慢拉动一小角度，发现物体仍然静止。则在此过程中说法不正确的是( )
A. 水平力一定变大 B. 物体所受斜面给的摩擦力一定变大
C. 物体所受斜面给的支持力一定不变 D. 细绳对物体的拉力一定变大
14. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿方向通过霍尔元件的电流不变，当物体沿轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度不同，霍尔元件将在轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为，为，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度的大小和坐标成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是( )
A. 在小范围内，霍尔电压的大小和坐标成反比
B. 测量某一位移时，只减小霍尔元件在轴方向的尺寸，测量结果将偏大
C. 其他条件相同的情况下，霍尔元件沿轴方向的长度越小，霍尔电压越小
D. 若霍尔元件中导电的载流子为电子，若测出霍尔元件的下表面电势高，说明元件的位置坐标
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
实验测量，用螺旋测微器测量某金属丝的直径，示数如图所示则该金属丝的直径为 。
实验操作：
如图所示，某同学探究两个互成角度力的合成规律，为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细线的结点，与为细线。下列不必要的实验要求是 。
A.弹簧测力计应在使用前校零
B.实验中两根细线要与木板平行
C.与应关于对称
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置
数据分析，在双缝干涉实验中，用单色光照射双缝，在屏幕上形成双缝干涉图样。若已知双缝之间的距离为，测得双缝到屏幕的距离为，第条到第条亮条纹中心的距离为，则该单色光的波长为 保留位有效数字。实验中并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离，而是测量第条到第条亮条纹中心的距离，请分析说明这样做的理由。 。
16. 某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：
热敏电阻常温下约；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电池组电动势，内阻约；
滑动变阻器最大阻值为；
开关、导线若干、烧杯和水、温度计。
根据实验所提供的器材，设计实验电路，画在如图甲所示的方框中。
图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请根据你所设计的实验电路，补充完成实物间的连线。
闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头应置于 端填“”或“”。
若热敏电阻的阻值与温度的关系如图丙所示，关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法，下列叙述正确的是 。
A.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大
B.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小
C.温度升高到一定值后，电流表宜采用外接法
D.温度升高到一定值后，电流表宜采用内接法
现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值，且满足关系式，其中是散热系数，是电阻的温度，是周围环境温度，为电流，已知，，，结合图丙可知该热敏电阻的温度稳定在 。
三、简答题（本大题共2小题，共22.0分）
17. 如图所示，小球质量为，系在细线的一端，线的另一端固定在点，绳长为，点到光滑水平面的距离为。物块和的质量分别是和，与用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且物块位于点正下方。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块发生正碰碰撞时间极短，反弹后上升到最高点时到水平面的高度为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为，求：
小球运动到最低点与碰撞前细绳拉力的大小；
碰撞过程物块受到的冲量大小；
物块的最大速度的大小，并在坐标系中定量画出、两物块的速度随时间变化的关系图像。画出一个周期的图像
18. 加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大作用，回旋加速器是其中的一种。如图为回旋加速器的工作原理图。和是两个中空的半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连。两盒处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，在位于盒圆心附近的处有一个粒子源，产生质量为、电荷量为的带电粒子。不计粒子的初速度、重力和粒子通过两盒间的缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。
若已知半圆金属盒的半径为，请计算粒子离开加速器时获得的最大动能；
若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率；
某同学在分析带电粒子运动轨迹时，画出了如图所示的轨迹图，他认为两个形盒中粒子加速前后相邻轨迹间距是相等的。请通过计算分析该轨迹是否合理？若不合理，请描述合理的轨迹其间距会有怎样的变化趋势。
四、计算题（本大题共2小题，共18.0分）
19. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。电阻的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右以匀速运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨电阻和空气阻力。求：
电动势的大小；
导体棒两端的电压；
通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动时间内，拉力做的功等于电路获得的电能。
20. 如图所示，竖直放置的、与水平放置的、为两对正对的平行金属板，、两板间电势差为，、两板分别带正电和负电，两板间场强为，、两极板长均为。一质量为，电荷量为的带电粒子不计重力由静止开始经、加速后穿过、并发生偏转，最后打在荧光屏上。求：
粒子离开板时速度大小；
粒子刚穿过、时的竖直偏转位移；
粒子打在荧光屏上时的动能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据质量数和电荷数守恒，，表示的是质子，故正确，错误。
故选。
2.【答案】
【解析】解：、扩散现象是分子的无规则热运动，布朗运动是悬浮在气体或液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的无规则热运动，故A错误；
B、当分子力表现为斥力时，分子间的作用力随分子间距的增大而减小，当分子力表现为引力时，分子间的作用力随分子间距的增大可能一直减小，也可能增大后减小，故B错误；
C、由热力学第一定律得：
一定质量的气体膨胀对外做功，则为负值，气体的内能变化还与吸热放热有关，内能的变化不确定，故C错误；
D、在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果，故D正确。
故选：。
扩散现象是分子的无规则热运动，布朗运动是悬浮在气体或液体中的固体小颗粒的运动；分子间的作用力变化与分子间距离有关，当分子力表现为斥力时，分子间的作用力随分子间距的增大而减小，当分子力表现为引力时，分子间的作用力随分子间距的增大可能一直减小，也可能增大后减小；根据热力学第一定律分析内能的变化；表面张力作用使液体表面具有收缩趋势。
本题考查分子热运动、分子间的作用力、热力学第一定律和表面张力，理解分子间的作用力与分子间距的关系，抓住布朗运动是微粒的无规则运动。
3.【答案】
【解析】解：、用光导纤维束传送图象信息是利用光在纤维中不停地发生全反射而进行传递信息的，故A正确；
B、过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C、用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象，故C错误；
D、肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的干涉现象，故D错误。
故选：。
用光导纤维束传送图象信息是利用光的全反射；透过狭缝看到的彩色条纹是光的衍射现象；用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象；而肥皂泡在阳光下出现彩色条纹是由于光的干涉而形成的。
本题考查了光的干涉、衍射、折射以及全反射的现象，要注意明确各物理现象所对应的物理规律，并会解释相关现象。
4.【答案】
【解析】解：、由图可知，周期，波长，则波速，故A错误；
B、处的质点在时刻向上振动，根据“同侧法”知，波沿轴正方向传播，故B正确；
C、由图乙可知在时，质点位于最高点，速度为零，故C错误；
D、由图乙可知在时，质点通过平衡位置向下运动，加速度为零，故D错误。
故选：。
根据质点的振动方向确定波的传播方向，根据波长和周期求出波速。根据运动的时间，结合周期的大小确定其振动情况；
本题考查了振动和波动的综合运用，知道周期、波长、波速的关系，会根据振动的方向确定波的传播方向，注意质点不随波迁移。
5.【答案】
【解析】解：、开关闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，故A错误。
B、副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表的示数不变，故B错误；
C、原线圈的输入功率，其中不变，增大，所以输入功率增大，故C错误；
D、电阻消耗的功率，因为副线圈的总电流增大，所以电阻消耗的电功率增大，故D正确；
故选：。
副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，开关闭合后，副线圈两端的电压不变，由于总电阻减小，副线圈输出电流增大。根据变压器原、副线圈电流与匝数比的关系分析电流表示数变化情况，根据功率公式判断原线圈的输入功率和电阻消耗的功率。
此题主要考查了变压器的工作原理，要知道开关闭合后，原线圈的输入电压不变，副线圈的输出电压不变，但副线圈的电流变大。
6.【答案】
【解析】解：、根据万有引力提供向心力可得：，解得地球的质量为：，”问天实验舱”的质量无法计算，故A错误；
B、漂浮在舱外的航天员受万有引力提供向心力，有，则加速度，故B错误；
C、是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，“问天实验舱”在圆轨道上运行的速度小于，故C正确；
D、若出舱活动期间蔡旭哲自由释放手中的工具，工具受到的万有引力提供向心力，仍在原来的轨道上做匀速圆周运动，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力求解地球的质量，”问天实验舱”的质量无法计算；第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力进行分析。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析。
7.【答案】
【解析】解：、点电荷带正电，则当导体棒达到静电平衡后，导体棒端为近端，带负电，端为远端，带正电，故A错误；
B、处于静电平衡状态的导体棒是一个等势体，即端和端电势相等，故B错误；
、感应电荷在点的场强与点电荷在点的场强大小相等、方向相反，点电荷在点的场强向右，则感应电荷在点的场强向左，大小
故C错误，D正确。
故选：。
导体发生静电感应时，近端异种电荷，远端带同种电荷；处于静电平衡状态的导体为等势体；感应电荷产生的场强与场源电荷产生的场强大小相等，方向相反。
本题考查静电平衡，知道处于静电平衡状态的导体棒是一个等势体，感应电荷产生的电场与原电场场强等大反向。
8.【答案】
【解析】解：图中，断开的瞬间，灯突然闪亮，是因为电路稳定时，的电流小于的电流，根据并联电路各支路电压相等，可知的电阻小于的电阻，故A错误；
B.图中，闭合开关稳定后，电流自左向右，断开开关后，根据楞次定律可知，流过的电流方向自右向左，故B正确；
C.图中，闭合闭合瞬间，根据楞次定律可知中电流小于变阻器中电流，故C错误；
D.图中，因为稳定后两个相同的灯泡发光的亮度相同，通过它们的电流相同，则两个支路的总电阻相同，因教材中采用的两个灯泡电阻相同，所以变阻器与的电阻值相同，故D错误。
故选：。
根据图中，断开的瞬间，灯突然闪亮，可分析电阻大小关系，根据楞次定律分析项，图中，因为稳定后两个相同的灯泡发光的亮度相同，通过它们的电流相同，从而可知变阻器与的电阻值相同。
当通过线圈本身的电流变化时，线圈中会产生自感现象，这是一种特殊的电磁感应现象，可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响。
9.【答案】
【解析】解：、等量异种点电荷的连线上点电场强度最小，中垂线上点电场强度最大，所以点场强大于点场强，故A正确；
B、沿电场线方向电势降低，点电势高于点电势，等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，点电势等于点电势，所以点的电势比点的电势高，故B错误；
C、正电荷受力与电场线方向相同，所以将正点电荷从移到，电场力做正功，故C错误；
D、等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，电场力不做功，将试探电荷从移到电场力做功为零，电荷的电势能不变，故D错误。
故选：。
根据等量异种点电荷的电场分布分析：等量异种点电荷的连线上中点电场强度最小，中垂线上中点电场强度最大；等量异种点电荷连线的中垂线是等势面。正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反；电场力做正功电势能减小，沿等势面运动电场力不做功。
对等量同种电荷和等量异种电荷的电场线和等势面分布情况和特点要熟悉，可利用电场的叠加原理分析各点的场强，注意电场强度是矢量，电势为标量。电场力做功正负，决定于电场力与运动的方向关系。
10.【答案】
【解析】解：、线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B、由楞次定律可知，电源外部电流从流向，点为电源正极，故A端电势比端高，故B错误；
C、由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势，根据闭合电路欧姆定律可知，故C正确；
D、根据电能的计算公式有：，故D错误；
故选：。
根据楞次定律判断选项；根据法拉第电磁感应可解得感应电动势，根据闭合电路欧姆定律解得电流，结合电能的计算公式解得项。
本题考查法拉第电磁感应定律，解题关键掌握的应用，注意点为电源正极，故A端电势比端高。
11.【答案】
【解析】解：、电容器的容量为
故A错误；
B、电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容器的电容不变，故B错误；
C、电容器放电的过程中，电量逐渐减少，由得，电容器两极板间的电压减小，故C错误；
D、若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为
故D正确。
故选：。
根据求解电容器的容量；电容器的电容由本身结构决定，与电荷量和电压无关，充放电过程中，电容不变；根据分析放电过程两极板间的电压变化；根据电流的定义，计算充电平均电流。
本题考查了电容器的电容，解题的关键是明确电容器的电容由本身结构决定，与充放电无关，与电荷量的多少无关。
12.【答案】
【解析】解：、物体到达最高点时，机械能为：。由图知：，得：，故A错误；
B、物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，且减少的机械能等于克服摩擦力做的功，有，由图知，，解得：，故B正确；
C、物体上升过程中，由牛顿第二定律得：，得：，故C错误；
D、由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为：，在整个过程中由动能定理得：，则有：，故D错误。
故选：。
当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式求解物体质量；在运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力做的功，由功的计算公式求出动摩擦因数；由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能。
解答本题时，要掌握常见的功能关系，知道重力做功不改变物体的机械能，摩擦力做功使物体机械能减少，由图象求出物体初末状态的机械能，应用重力势能的计算公式、动能定理即可正确解题。
13.【答案】
【解析】解：、对物块受力分析，如图所示，
由平衡条件得：
当被拉动一个小角度后，增大，则力增大，增大，则细绳对物体的拉力增大，故AD正确；
B、受到斜面的摩擦力根据初始状态的不同，可能增大也可能减小，故B错误；
C、对物体受力分析，由平衡条件得，斜面对的支持力等于重力垂直于斜面方向的分析，缓慢拉动物体，对所受的支持力没有影响，支持力不变，故C正确；
本题要求选错误的，
故选：。
先对物体受力分析，根据共点力平衡条件分析和绳子拉力的变化；再对木块受力分析，同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况。
本题属于共点力作用下物体平衡的基本题型，要灵活选择研究对象，正确分析受力情况，由平衡条件分析动态平衡问题。
14.【答案】
【解析】解：设自由电荷定向移动的速度为，单位体积内自由电荷数为，自由电荷的电荷量为，霍尔元件沿轴方向的长度为，沿轴方向的长度为；当霍尔元件在轴上、下表面间产生的霍尔电压达到稳定时，有
根据电流的微观表达式
联立解得
根据题意，在小范围内，磁感应强度的大小和坐标成正比，则霍尔电压的大小与坐标成正比；由于霍尔电压与轴方向的位移无关，因此测量某一位移时，只减小霍尔元件在轴方向的尺寸，测量结果不变；其他条件相同的情况下，霍尔元件沿轴方向的长度越小，霍尔电压越大；
综上分析，故ABC错误。
D.若霍尔元件中导电的载流子为电子，若测出霍尔元件的下表面电势高，可知电子受到的洛伦兹力沿轴向上，根据左手定则可知，磁场方向沿轴负方向，故霍尔元件所处位置更靠近右侧极，说明元件的位置坐标，故D正确。
故选：。
带电粒子垂直进入磁场，受洛伦兹力作用，使粒子发生偏转，就会在霍尔元件的上下表面聚集电荷，从而形成电场，当粒子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，霍尔电压达到稳定，再结合电流的微观表达式，据此求解霍尔电压的表达式，然后根据表达式分析作答；
若带电粒子是电子，根据电势的高低判断电子的运动方向，根据左手定则判断磁场的方向，结合题意霍尔元件的位置。
本题考查的是利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，运用到的知识点主要是带电粒子在复合场中的运动，解题的关键在于抓住霍尔电压达到稳定时洛伦兹力与电场力平衡，再结合电流的微观表达式求解霍尔电压的表达式。
15.【答案】 直接测量相邻两个亮条纹间的距离会造成相对误差较大
【解析】解：固定尺刻度为，可动尺刻度读数：，金属丝直径的读数为；
、弹簧测力计使用前应该校零，是必要的，本题选不必要的实验要求，故A错误；
B、实验中两根细线要与木板平行便于确定拉力的方向，减小误差，是必要的，本题选不必要的实验要求，故B错误；
C、探究两个互成角度力的合成规律实验，两个弹簧拉力的夹角不能太大，也不能太小，不要求关于对称，这样具有一般性，所以不要求与应关于对称，本题选不必要的实验要求，故C正确；
D、本实验的原理是等效替代，所谓等效，在一次实验中，用一个测力计以及用两个测力计，必须拉到同一个点，而改变改变拉力，进行多次实验，不必要每次都要使点静止在同一位置，本题选不必要的实验要求，故D正确。
相邻的两条亮条纹中心的距离为，根据双缝干涉条纹公式，其中双缝之间的距离为，测得双缝到屏幕的距离为，则该单色光的波长为；直接测量相邻两个亮条纹间的距离会造成相对误差较大。
故答案为：；；；直接测量相邻两个亮条纹间的距离会造成相对误差较大。
根据螺旋测微器的读数方法，固定尺刻度加上可动尺刻度读数，注意估读；
根据实验原理以及减小误差的角度选择正确选项；
根据双缝干涉实验原理，即测量单色光波长的公式计算。
本题考查了仪器读数，实验原理、实验必要的操作步骤以及如何减小误差等，这些都是是实验题经常考查的内容，学习和实验操作时要注意理解和掌握。
16.【答案】
【解析】解：由题意可知，滑动变阻器总阻值远小于热敏电阻的阻值，故只能采用分压式接法进行测量，同时热敏电阻的阻值较大，接近电压表内阻，故应采用电流表贩接法进行测量，故实验原理图如图甲所示；
甲
根据原理图可得出对应的实物图，如图乙所示；
为保护电路，滑动变阻器开始时滑动触头应置于端；
由于电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大，温度升高到一定值后，电阻降低，电流表宜采用外接法，故AC正确，BD错误；
故选：。
由题意可知，电阻的散热功率表示为；，则可解得：，在图象中做出如图丙所示的图线，
据其与理论图线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在．
故答案为：图见解析；图见解析；；
根据实验原理设计电路图，并连接实物图；
根据实验电路安全分析滑动变阻器的触头位置；
分析实验电路，根据伏安法测电阻所造成的误差分析误差原因；
作出的图象，与热敏电阻随温度变化的图象的交点即为该电阻的稳定温度．
本题为探究性实验，要求能将所学知识熟练应用；本题中要特别注意第小问中的作图解决的办法；由于导体电阻随温度的变化而变化，故不能直接应用欧姆定律，而是根据图象进行分析．
17.【答案】解：根据题意可知，小球运动到最低点过程中机械能守恒，设小球运动到最低点的速度为，由机械能守恒定律有：
解得：
在最低点，由牛顿第二定律有：
解得：
根据题意可知，小球与物块发生正碰碰撞时间极短，则碰撞过程、组成的系统动量守恒，设碰撞后小球的速度为，物块的速度为，规定向右为正方向，由动量守恒定律有：
对由机械能守恒定律有：
联立解得：
对物块，取向右为正方向，由动量定理有：
根据题意可知，与用轻弹簧拴接，开始时，物块压缩弹簧，做加速度增大的减速运动，做加速度增大加速运动，当、速度相等时，弹簧压缩最短，取向右为正方向，由动量守恒定律有：
解得：
之后的速度大于的速度，弹簧开始恢复，则做加速度减小的加速运动，做加速度减小的减速运动，当弹簧恢复到原长，的速度最大，的速度最小，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能量守恒定律有：
联立解得：，
之后拉开弹簧，开始做加速度增大的减速运动，做加速度增大的加速运动，当速度相等时，弹簧伸长最长，之后的速度小于的速度，做加速度减小的减速运动，做加速度减小的加速运动，当弹簧恢复原长，的速度最大为，的速度最小为，之后重复开始运动过程，即完成一个运动周期。由上述分析可知，、两物块的速度随时间变化的关系图像，如图所示：
答：小球运动到最低点与碰撞前细绳拉力的大小为；
碰撞过程物块受到的冲量大小为；
物块的最大速度的大小为，、两物块的速度随时间变化的关系图像见解析。
【解析】对由机械能守恒定律求解达到最低点速度大小，在最低点，由牛顿第二定律求解细绳拉力大小；
碰撞过程、组成的系统动量守恒，由动量守恒定律、机械能守恒定律求解碰撞后的速度大小，对物块由动量定理求解冲量；
分析和以后的运动情况，根据动量守恒定律、机械能守恒定律求解物块的最大速度的大小，根据运动情况作出速度随时间变化的关系图像。
本题主要是考查了动量守恒定律和机械能守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程求解。
18.【答案】解：设粒子离开加速器时的最大速度为，有：
解得：
最大动能
设在时间内离开加速器的带电粒子数为，则带电粒子束从回旋加速器输出时的平均功率
输出时带电粒子束的等效电流为：
联立解得：
由动能定理得，粒子在次加速后的速度满足：
粒子在次加速后，在磁场中洛伦兹力提供向心力，有
联立解得：
由图左侧第一个间距为经过两次加速后直径与经过一次加速后的直径的差，则：
右侧第一个间距为经过三次加速后直径与经过两次加速后的直径的差，则：
左侧第二个间距为经过四次加速后直径与经过三次加速后的直径的差，则：
可知相邻轨迹间距是不相等的，越往外，间距越小。
答：若已知半圆金属盒的半径为，粒子离开加速器时获得的最大动能为；
若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为，从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率为；
该同学的分析不合理，越往外，间距越小。
【解析】粒子在半圆金属盒内做匀速圆周运动，粒子离开加速器时，速度达到最大值，根据洛伦兹力提供向心力求解离开加速度器时的速度，根据动能公式求解最大动能；
根据功率公式和电流的定义式求解即可；
根据动能定理和洛伦兹力提供向心力求解粒子加速次时半径的通式，然后写出粒子的轨迹之间的间距的通式，最后做出判断即可。
解决本题的关键知道回旋加速器利用磁场偏转和电场加速实现加速粒子，粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相等，最大速度决定于形盒的半径。
19.【答案】解：由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小为：
回路中的电流为：
导体棒两端的电压
导体棒做匀速直线运动，则有拉力：
导体棒向右匀速运动时间内，导体棒的位移为：
拉力做的功为：
时间内，电路消耗的电能：
故有：
答：电动势的大小为；
导体棒两端的电压为；
证明见解析。
【解析】由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小；
根据闭合电路的欧姆定律求解回路中的电流，根据欧姆定律求解导体棒两端的电压；
根据平衡条件可知拉力等于安培力，求出导体棒向右匀速运动时间内的位移，根据功的计算公式求解拉力做的功；根据电能的计算公式求解电路消耗的电能，由此得解。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相当于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解。
20.【答案】解：粒子在极板间运动只受电场力作用，对粒子在间运动应用动能定理可得：
变形解得：；
粒子在间运动初速度水平，合外力即电场力方向竖直向下，粒子做类平抛运动，根据类平抛运动规律，水平方向有：
沿电场线方向有：
根据牛顿第二定律得：
联立解得：。
在加速电场中，加速电场做的功：。在偏转电场中，电场力做的功：。
当打在屏上时根据动能定理有：
代入数据可得：
答：粒子带正电，粒子离开板时速度大小为；
粒子刚穿过、时的竖直偏转位移为
粒子打在荧光屏上时的动能为。
【解析】根据动能定理求得离开板时的速度；
根据粒子在间做类平抛运动，由水平位移求得运动时间，即可求得竖直偏转位移；
根据动能定理求粒子打在屏上的动能。
带电粒子在匀强电场中受到的电场力为恒力，一般对粒子运动情况和受力情况进行分析，然后根据牛顿第二定律联立求得运动状态、受力状态；再根据运动情况，由匀变速运动规律或动能定理求得动能。
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2023年北京市延庆区高考物理一模试卷（含解析）