24．(16分)如图所示，某货物仓库，需将生产成品用传送带从底端传递到高度为H的高处存放，货物从静止开始轻放到传送带的最下端，已知货物与传送带间的动摩擦因数为μ＝，传送带始终保持恒定速度运动。若想用最短时间将货物匀加速的运送至顶端，则传送带与水平面夹角θ应设计为多大？最短时间为多少?(传送带长度可随设计需要而变化，g＝10m/s²)

[解析]对物体受力分析，受到重力G、弹力N和摩擦力f，物体向上运动的加速度为：

a＝μgcosθ－gsinθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

物体做匀加速运动则：

＝(μgcosθ－gsinθ)t²　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

物体上升运动的时间：t＝　　　　 (4分)

而sinθ(μcosθ－sinθ)＝μsin2θ－＝ (μsin2θ+cos2θ－1)

又μsin2θ+cos2θ＝sin(2θ+φ)

因sinφ＝，所以φ＝30°

故当θ＝30°时，μsin2θ+cos2θ取最大值为2　　　　　　　　 (3分)

所以，当θ＝30°时，货物运动最短时间为t＝2　　　　　　 (3分)

23．(12分)有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U²的关系曲线。有下列器材可供选择：

A．电压表V(0-3V，内阻R_V＝3kΩ)　　　　　　　　　　　　 B．电流表G(0-500μA，内阻R_G＝600Ω)

C．电阻箱R₁(0-99.99Ω)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．滑动变阻器R₃(10Ω，2A)

E．滑动变阻器R₄(1kΩ，0.5A)　　　　　　　　　　　　　　　　　 F．电源(直流4V，内阻不计)

(1)为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要___________________________________(均用器材对应的字母填写)；

(2)根据你设计的实验电路，完成下图的连线；

(3)根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G，则小灯泡在该条件下的功率表达式________________________________。(均用字母表示)。表达式中除U、I_G以外，其他符号的意义是_____________________________________________。

[解析]答案(1)ACD；(2)实物连线图如图所示

(3)U(I_G+－)；其中R_G、R_V分别是电流表G、电压表V的内阻，R₁是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻。

(1)由于电流表G量程较小，小于电灯泡的额定电流0.3A，需要对电流表进行扩容，故选择C电阻箱与电流表并联扩容，要多组数据从0-2.5V测量，故滑动变阻器必须分压式接法接入电路中，为方便调节，选用D滑动变阻器较方便，电压表为必选器材。

(2)电路设计时，滑动变阻器必须分压式接法，电流表与电阻箱C并联扩容，经过计算，扩容后的新电流表内阻约为1Ω，由于电压表内阻远大于电灯泡的电阻，而新电流表内阻与电灯泡内阻相当，故电流表扩容后的新电流表尽量采用外接法。

(3)若采用新电流表外接法，通过电灯泡的电压为U，改装后电流表测量值为I_A＝I_G+，通过电灯泡的电流为I＝I_A－，故电阻消耗的电功率P＝UI＝U (I_A－)＝U(I_G+－)。

22、[答案]2.405-3.407均正确；2.030。

[解析]螺旋测微器读数为3mm+0.01mm×40.6＝3.406mm；游标卡尺读数为20mm+0.05mm×6＝20.30mm＝2.030cm。

22.(6分)(1)某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝时，测得的结果如下图左所示，则该金属丝的直径d＝　　　 mm。另一位同学用标有20等分刻度的游标卡尺测某一工件的长度，的如果如下图右所示，则该工件的长度L＝　　　 cm。

[解析]3.405----3.407(3分)　　　 2.030(3分)

21.如图所示，A、B两点固定两上等量正点电荷，在A、B连线的中点C处放一点电荷(不计重力)，若给该点电荷一个初速度v₀,v₀方向与AB连线垂直，则该点电荷可能的运动情况是

A.往复直线运动

B.匀变速直线运动

C.加速度不断减小，速度不断增大的直线运动　

D.加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动

[解析]答案选AD，本题考查知识有：常见电荷的电场强度、质点的运动。两正点电荷中垂线上的电场强度为：从C点向外电场强度先增大，后减小，方向由C点垂直AB向外，若C处的点电荷为正，则受到的电场力大小是先增大后减小，方向一直向外与初速度方向相同故D选项正确，若C处的点电荷为负，则受到的电场力大小也先增大后减小，方向在AB上方时向下，与初速度方向相反，作减速运动，当速度减小到零，又反向作加速运动，通过C点时又作减速运动后速度减小到零，如此往复运动。故A选项正确。考查理解能力、推理能力。属于中等难度题。

20.如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数之比为1:n，副线圈接一定值R

A.若ab之间接直流电压U,则R中的电流为

B.若ab之间直接直流电压U，则原、副线圈中的电流均为零

C.若ab之间接交流电压U，则原线圈中的电流为

D.若ab之间接交流电压U，则副线圈中的电流为

[解析]答案选C，本题考查知识有：变压器工作原理、闭合电路欧姆定律。ab间接直流电压U时，原线圈中没有电阻故电流无穷大，故B选项错误，由于原线圈中的电流不变化，副线圈中没有电压，故A选项错误；若ab间接交流电压U时，由变压器工作原理知：=　 P₁=P₂ P=UI代入数据得C选正确，D选项错误。考查理解能力、运用数学知识解决物理问题能力。属于中等难度题。

19.如图(甲)所示，一个正方形单匝线圈abcd，边长为L，线圈每边的电阻均为R，以恒定速度v通过一个宽度为2L的匀强磁场区，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。ABCD图中能正确反映ab两端电压U_ab随时间t变化关系的是

[解析]答案选B，本题考查知识有：法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律。0~时间内只有ab边切割磁感线，产生的电动势由E＝Blv,ab U_ab=E＝Blv, ~时间内，ab、cd边切割磁感线，线圈内没有电流，U_ab=Blv。故答案选B。考查理解能力、推理能力。属于中等难度题。

18.欧盟和中国联合开发的伽利略项目建立起了伽利略系统(全球卫星导航定位系统)。伽利略系统由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，现已投入使用。卫星的轨道高度为2.4×10⁴km,倾角为56°，分布在3个轨道上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨预备卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作。若某颗预备卫星略低于工作卫星的轨道上，以下说法中正确的是

A.预备卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度，向心加速度大于工作卫星的向心加速度

B.工作卫星的周期小于同步卫星的周期，速度大于同步卫星的速度，向心加速度大于同步卫星的向心加速度

C.为了使该预备卫星进入工作卫星的轨道上，应考虑启动火箭发动机向后喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星加速

D.三个轨道平面只有一个过地心，另外两个轨道平面分别只在北半球和南半球

[解析]答案选BC，本题考查知识有：万有引力定律、同步卫星。无论是工作卫星还是预备卫星都绕地球运行，由万有引力定律G=m＝m知，预备卫星的轨道半径小于工作卫星，故A选项错误，B选项正确，从低轨道到高轨道预备卫星必须做离心运动，向后喷气，故C选项正确，三个轨道的圆心都为地心，故D选项错误。考查理解能力、推理能力。属于中等难度题。

17.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，在t与t+0.4s两时刻在x轴上-3m~3m的区间内的波形图如图中同一条图线所示，则下列说法中正确的是

A.质点振动周期最大周期为0.4s

B.该波最大波速为10m/s

C.从t时开始计时，x＝2m处的质点比x=2.5m处的质点先回到平衡位置

D.在t+0.2s时，x=-2m处的质点位移一定为a

[解析]答案选AC，本题考查知识有：波的产生和传播规律，Δt=0.4s内波形重合，则Δt=nT(n为正整数)，故A选项正确，从波的图像中可知，λ＝4m,v_min==10m/s,故B选项错误，波向右传播，t时刻x=2m的质点在最高点处，即将下向运动，x=2.5m的质点向上运动到最高点再向下运动，故C选项正确；在t+0.2s即通过=时间x=-2m处的质点位移可能为a,也可能为-a故D选项错误。考查理解能力、运用数学知识解决物理问题能力。属于中等难度题。

16.一细束平等光经玻璃镜折射后分为三种单色光a、b、c，并同时做如下实验：(1)让三种单色光从同一块半圆形玻璃砖射入空气做全反射研究；(2)让这三种单色光通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生进一步条纹；(3)让这三种单色光分别照射锌板；(4)让这三种单色光分别垂直投射到同一条直光导纤维的端面上。下列说法中正确的是

A.a种色光的波动性最显著，产生全反射的临界角最小

B.a种色光形成的干涉条纹间距最小

C.如果b种色光能产生光电效应，则c种色光一定能产生光电效应

D.c种色光穿过光导纤维的时间最小

[解析]答案选C，本题考查知识有：光的折射定律、全反射、光的干涉、光电效应。从三条光线偏离原光线的程度知c种色光的频率最高(波长最短)，A种色光的频率最低(波长最长)。故A、B、D选项错误；C选项正确。考查理解能力。属于中等难度题。