精品解析：山东省德州市2024-2025学年高三上学期9月开学考试物理试题

★优高联考 高三物理试题 2024.9 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置。 2，选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. “玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为，发现中子的核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程中的X为 B. 钚238的衰变吸收能量 C. 中子的质量数为零 D. 核反应方程中的Y为 2. 如图，弹簧测力计下端挂有一质量为2kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为，挡板与斜面夹角为。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为取，则球体对斜面压力的大小为（　　）（已知） A. 6.0N B. 8.0N C. 10.0N D. 20.0N 3. 2024年2月26日，在第十四届全国冬季运动会自由式滑雪男子公开组U型场地技巧项目比赛中，我省运动员毛秉强（图甲）以95.50的高分一举夺得金牌。比赛是在一个形状类似于U型的槽子里进行，U型槽由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。若某次训练中，毛秉强在底部利用滑雪杖对雪地的短暂作用获得向前运动的推力，总共推了3次，之后沿直线滑行76.8m停下，其运动的图像可简化为图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 毛秉强利用滑雪杖共加速了5.6s B. 毛秉强运动过程中的最大速度为 C. 毛秉强做匀减速运动的加速度大小为 D. 毛秉强利用滑雪杖加速时的加速度大小为 4. 通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图；图乙是双缝干涉示意图，点位置是第条亮条纹位置；图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图；图丁是炎热夏日在公路上开车前行时看到前方有“一滩水光”的光路原理图。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变大 B. 图乙中，若单色光由蓝光变为橙光，则点位置下降 C. 图丙中，光线在两处发生了全反射，且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度 D. 图丁中，越是靠近地面，温度越高，空气对光折射率越大 5. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。已知万有引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 月球质量约为地球质量的 B. 月球密度约为地球密度的 C. 返回舱绕月飞行速度约为地球上近地圆轨道卫星环绕速度的倍 D. 返回舱绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 6. 一定质量理想气体经历了如下的循环过程：1→2和3→4为绝热过程，2→3为等压过程，4→1为等容过程，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 1→2过程中，外界对气体做功，气体内能增加 B. 2→3过程中，单个分子撞击器壁的平均作用力减小 C. 3→4过程中，所有分子的运动速率都减小 D. 4→1过程中，气体从外界吸收热量 7. 波源位于坐标原点的一列简谐横波沿着轴的正方向传播，是介质中的三个质点，已知质点的振动周期，t时刻振动正好传播到质点c，t时刻的波形图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波的波速为 B. 波源的起振方向沿轴负方向 C. 质点已振动时间 D. 时刻，质点的回复力大于质点的回复力 8. 如图所示，质量为的小球A从距离地面高度处向上斜抛，抛出时的速度大小为，方向与水平方向夹角为，在A抛出的同时有一质量为2m的黏性小球B从某高度处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的黏性小球B，AB两球碰撞时间极短，碰后AB两球粘在一起落回地面。已知A球上升和下落过程时间相等。不计空气阻力，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球A上升至最高处时水平位移是20m B. 小球B下落时离地面的高度是37.5m C. 小球A抛出点距地面高度为11.25m D. 小球A抛出点距落地点水平距离为60m 二、多项选择题：本题共4小题，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，水平面上等边三角形ABC的顶点A、B、C分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中A处的电荷带负电，B、C处的电荷带正电，O为三角形的中心，MN在同一竖直线上且关于O点对称，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. M点和N点的电场强度相同 B. O点的电势高于N点的电势 C. 把电子从O点移到AC的中点电场力做正功 D. 电子在M点的电势能等于它在N点的电势能 10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，质量为2kg的滑块在倾角为的粗糙斜面上从点由静止开始下滑，到点开始压缩弹簧，到点时达到最大速度，到点（图中未画出）后开始弹回，并恰好返回到点。若，弹簧弹性势能的最大值为，取。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数是 B. 从点到点滑块重力做功大于10J C. 从点到点弹簧的弹力对滑块做功为10J D. 从点到点由摩擦产生的内能为10J 11. 自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为，副线圈匝数分别为、，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为，灯泡的电阻恒为。开关S闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，灯泡中的电流为2A B. 开关S闭合时，电动机中的电流为20A C. 开关S断开后，电动机的电功率为108W D. 开关S断开后，电流表的示数减小 12. 如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为，右侧连接一阻值为的电阻。两金属棒的质量分别为，长度均为1m，电阻均为。初始时，金属棒垂直静置在水平导轨上，金属棒垂直倾斜导轨从距底端2.5m处由静止释放，不计导轨电阻。金属棒达到最大速度后闭合开关，取，两金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒的最大加速度为 B. 金属棒的最大速度为 C. 闭合开关前流过金属棒的电荷量为 D. 闭合开关前后流过棒的电流方向不变 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用重物自由下落的过程来验证机械能守恒定律。实验装置如下图甲所示。 （1）关于这一实验，下列说法正确的是______ A. 选择质量大体积小的物体作为重物 B. 还必须配备的器材有秒表和刻度尺 C. 实验使用电磁打点计时器，应接220V交流电 D. 实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带 （2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，另选取纸带上连续打出的五个点，测出A点距起点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，测得重物的质量为。已知打点计时器工作频率为50Hz，当地的重力加速度为。从打下点到打下点，重力势能减少量等于______J，重物动能增加量为______J。（计算结果均保留3位有效数字） 14. 实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻，可选用的器材有： 多用电表，电源（电动势5V），电压表（量程5V 内阻约） 定值电阻（阻值为），滑动变阻器（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值） 开关，导线若干 完成下列填空： （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻，正确的实验步骤为______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排序） A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 D．调节机械调零旋钮，使指针指向左侧零刻度线 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极”、“正极”相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线1所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”、“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线1所示，则测得该电压表内阻为______； （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”） （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表V的示数分别为，则待测电压表内阻______（用和表示）； 15. 2023年9月，厦门北站甬广场投入运营，它是国内首个大规模应用智能阳光导入系统的铁路站房，照射面积7000平。每年节电相当于减排960吨二氧化碳。“智能阳光导人系统”可以跟随并收集太阳光，并过滤掉紫外线等有害射线，再通过反射率高达的光纤导入室内或者是地下空间，可以解决采光问题。某同学受其启发，为增强室内照明效果，在水平屋顶上开一个厚度为，直径的圆形透光孔，将形状、厚度与透光孔完全相同的玻璃砖嵌入透光孔内，玻璃砖的折射率，下图为透光孔的侧视图。求： （1）入射到透光孔底部中央点处的光线范围比嵌入玻璃砖前增加了多少度； （2）嵌入折射率至少多大的玻璃砖可使入射到透光孔底部中央点处的光线范围最大。 16. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载的货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 17. 如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的简化模型，为检测该设施的安全性，现让一假人乘坐仿制车模型（均可视为质点）从倾斜滑道的顶端点由静止开始滑下，已知假人和车模的总质量为，倾斜滑道与半径的圆形光滑滑道相切于点。人车模型从点进入圆形滑道后恰好能通过滑道的最高点，圆形滑道在最低点处略有错开，人车模型进入水平轨道后滑上与点等高的质量为的滑槽。滑槽开始时静止在光滑的水平地面上，部分长度为部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道。人车模型与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为，人车模型与滑槽之间的动摩擦因数为，水平轨道长为与的夹角，重力加速度取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）人车模型通过圆形轨道最低点处时，轨道对人车模型支持力大小； （2）倾斜轨道的长度； （3）若人车模型始终不脱离滑槽，则人车模型与滑槽段的动摩擦因数的最小值。 18. 如图，有一内半径为、长为的圆筒，左右端面圆心处各开有一小孔。以为坐标原点，取方向为轴正方向建立坐标系。在筒内区域存在方向沿轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度、磁感应强度的大小均可调节；筒外区域有一匀强电场，场强大小为，方向沿轴负方向。一离子源在处可向圆筒内多个方向发射带正电的离子，已知离子的质量为、电量为，设离子始终未与筒壁碰撞，不计离子之间的相互作用及离子的重力。 （1）若圆筒内只存在电场，要使初速度大小为、方向在左侧端面内的离子能到达右侧端面，则所加匀强电场的电场强度至少多大； （2）若圆筒内只存在磁场，调整离子初速度的方向在平面内，且在轴正方向的分速度大小为。使所有正离子均能经过进入区域的电场，求： ①磁感应强度的最小值 ②取①问中最小的磁感应强度，若进入磁场中离子的速度方向与轴正方向最大夹角为，求的绝对值； ③取①问中最小的磁感应强度，且取（1）中的最小值，求离子在区域内的电场中运动时轴正方向的最大位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ ★优高联考 高三物理试题 2024.9 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置。 2，选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. “玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为，发现中子的核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程中的X为 B. 钚238的衰变吸收能量 C. 中子的质量数为零 D. 核反应方程中的Y为 【答案】D 【解析】 【详解】A．钚238的衰变满足质量数守恒和电荷数守恒，可知钚238的衰变中的X为，故A错误； B．衰变是核内部的核力作用，是自发的发生，则钚238的衰变不需要吸收能量，故B错误； C．中子的质量数为1，核电荷数为0，故C错误； D．发现中子的核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，则反应方程中的Y为，故D正确。 故选D。 2. 如图，弹簧测力计下端挂有一质量为2kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为，挡板与斜面夹角为。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为取，则球体对斜面压力的大小为（　　）（已知） A. 6.0N B. 8.0N C. 10.0N D. 20.0N 【答案】C 【解析】 【详解】由几何关系可知，挡板和斜面对球的支持力大小相等，方向与竖直方向的夹角均为37°，则由平衡可知 解得 FN=10.0N 根据牛顿第三定律可知球体对斜面压力的大小为 故选C。 3. 2024年2月26日，在第十四届全国冬季运动会自由式滑雪男子公开组U型场地技巧项目比赛中，我省运动员毛秉强（图甲）以95.50高分一举夺得金牌。比赛是在一个形状类似于U型的槽子里进行，U型槽由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。若某次训练中，毛秉强在底部利用滑雪杖对雪地的短暂作用获得向前运动的推力，总共推了3次，之后沿直线滑行76.8m停下，其运动的图像可简化为图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 毛秉强利用滑雪杖共加速了5.6s B. 毛秉强运动过程中的最大速度为 C. 毛秉强做匀减速运动的加速度大小为 D. 毛秉强利用滑雪杖加速时的加速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．毛秉强利用滑雪杖共加速了 故A错误； B．推了3次后速度最大，最大速度设为，则有 得 故B正确； C．毛秉强做匀减速运动的加速度大小为 故C错误； D．设加速时的加速度大小为，则有 解得 故D错误。 故选B。 4. 通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图；图乙是双缝干涉示意图，点位置是第条亮条纹位置；图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图；图丁是炎热夏日在公路上开车前行时看到前方有“一滩水光”的光路原理图。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变大 B. 图乙中，若单色光由蓝光变为橙光，则点位置下降 C. 图丙中，光线在两处发生了全反射，且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度 D. 图丁中，越是靠近地面，温度越高，空气对光的折射率越大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，则空气薄膜劈尖角（上、下表面所夹的角）变小，则有相同的厚度差对应的水平距离变大，则相邻条纹间距变大，A正确； B．图乙中是双缝干涉图，由干涉条纹间距公式可知，若单色光由蓝光变为橙光，即干涉光的波长变大，干涉条纹间距变大，则点位置是第条亮条纹位置向上移动，B错误； C．图丙中，光线在两处发生了全反射，可知光的偏折程度较大，则光的折射率较大，由可知，则光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度，C正确； D．图丁中，越是靠近地面，温度越高，使得地面附近的气体的密度越小，则空气对光的折射率越小，D错误。 故选AC。 5. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。已知万有引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 月球质量约为地球质量的 B. 月球密度约为地球密度的 C. 返回舱绕月飞行速度约为地球上近地圆轨道卫星环绕速度的倍 D. 返回舱绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可得 月球质量约为地球质量的 选项A错误； B．根据 月球密度约为地球密度的 选项B错误； C．根据 可得 返回舱绕月飞行速度与地球上近地圆轨道卫星环绕速度之比 选项C正确； D．根据 可知返回舱绕月飞行周期与地球上近地圆轨道卫星周期之比 选项D错误。 故选C。 6. 一定质量理想气体经历了如下的循环过程：1→2和3→4为绝热过程，2→3为等压过程，4→1为等容过程，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 1→2过程中，外界对气体做功，气体内能增加 B. 2→3过程中，单个分子撞击器壁的平均作用力减小 C. 3→4过程中，所有分子的运动速率都减小 D. 4→1过程中，气体从外界吸收热量 【答案】A 【解析】 详解】A．1→2过程中，气体体积减小，则外界对气体做功，即W>0，而该过程绝热，即Q=0，根据 可知∆U>0，即气体内能增加，选项A正确； B．2→3过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，则气体分子平均速率变大，即单个分子撞击器壁的平均作用力变大，选项B错误； C．3→4过程中，气体体积变大，对外做功，即W<0，而该过程绝热，即Q=0，根据 可知∆U<0，即气体内能减小，温度降低，气体分子平均速率减小，但不是所有分子的运动速率都减小，选项C错误； D．4→1过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，则气体向外放热，选项D错误。 故选A。 7. 波源位于坐标原点的一列简谐横波沿着轴的正方向传播，是介质中的三个质点，已知质点的振动周期，t时刻振动正好传播到质点c，t时刻的波形图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波的波速为 B. 波源的起振方向沿轴负方向 C. 质点已振动的时间 D. 时刻，质点的回复力大于质点的回复力 【答案】D 【解析】 【详解】A．该简谐波的周期，波长为，波速为 选项A错误； B．根据“同侧法”可知质点c此时振动方向沿y轴正向，可知波源的起振方向沿轴正方向，选项B错误； C．由波形图可知，振源即质点已振动的时间 选项C错误； D．时刻，因质点c位移为零，则回复力为零，即质点的回复力大于质点的回复力，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，质量为的小球A从距离地面高度处向上斜抛，抛出时的速度大小为，方向与水平方向夹角为，在A抛出的同时有一质量为2m的黏性小球B从某高度处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的黏性小球B，AB两球碰撞时间极短，碰后AB两球粘在一起落回地面。已知A球上升和下落过程时间相等。不计空气阻力，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球A上升至最高处时水平位移是20m B. 小球B下落时离地面的高度是37.5m C. 小球A抛出点距地面的高度为11.25m D. 小球A抛出点距落地点的水平距离为60m 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球上升至最高处时的时间 水平位移是 选项A错误； B．碰前B下落的高度 碰前B的竖直速度 碰后AB的竖直速度为vy，则由竖直方向动量守恒 解得 vy=10m/s 然后一起落地下落的高度 可得小球B下落时离地面的高度是 H=h1+h2=37.5m 选项B正确； C．小球从抛出到最高点的高度 则小球A抛出点距地面的高度 选项C错误； D．两球碰撞水平方向动量守恒可得 可得 vx=m/s 则小球抛出点距落地点的水平距离为 选项D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，水平面上等边三角形ABC的顶点A、B、C分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中A处的电荷带负电，B、C处的电荷带正电，O为三角形的中心，MN在同一竖直线上且关于O点对称，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. M点和N点电场强度相同 B. O点的电势高于N点的电势 C. 把电子从O点移到AC的中点电场力做正功 D. 电子在M点的电势能等于它在N点的电势能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电场的叠加可知，A、C处的点电荷为等量异种电荷，所以在M点、N点处的合场强方向相同，沿CA方向且与MN垂直，B处的点电荷在M点、N点处的电场强度方向分别沿BM方向和沿BN方向，故叠加后M点和N点的电场强度方向不同，故A错误； B．A、C处的点电荷为等量异种电荷，等量异种电荷连线中垂面为等势面，而O点和N点均在该等势面上，所以对于A、C处的点电荷而言，O点和N点电势相等，B处的点电荷离O点较近，所以对于B处的点电荷而言，O点的电势大于N点的电势，所以对于A、B、C处的三个点电荷而言，O点的电势高于N点的电势，故B正确； C．O点和AC的中点均在AC连线的中垂面上，且B处的点电荷离O点更近，所以O点的电势大于AC的中点的电势，把电子从O点移到AC的中点，电势降低，电场力做负功，故C错误； D．M点和N点均在AC连线中垂面上，且B处的点电荷到M、N点距离相等，所以M点的电势等于N点的电势，故电子在M点的电势能等于它在N点的电势能，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，质量为2kg的滑块在倾角为的粗糙斜面上从点由静止开始下滑，到点开始压缩弹簧，到点时达到最大速度，到点（图中未画出）后开始弹回，并恰好返回到点。若，弹簧弹性势能的最大值为，取。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数是 B. 从点到点滑块重力做功大于10J C. 从点到点弹簧的弹力对滑块做功为10J D. 从点到点由摩擦产生的内能为10J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意可知，滑块到点时达到最大速度，可知此时滑块的加速度是零，由力的平衡条件可知弹力与摩擦力的合力大小等于滑块重力沿斜面的下滑力，即 解得 A错误； B．从点到点滑块重力要克服滑动摩擦力做功产生内能，又要克服弹簧的弹力做功，增加弹簧的弹性势能，弹簧弹性势能的最大值为，可知滑块重力做功大于10J，B正确； C．从点到点弹簧恢复到原长，此时弹簧的弹性势能是零，可知弹簧的弹性势能的减小全部转化为弹力对滑块做功，即弹力对滑块做功为10J，C正确； D．从点到点弹簧的弹力对滑块做功，一部分转化为滑块的重力势能，一部分转化为滑块与斜面由摩擦产生的内能，由能量守恒定律可知，由摩擦产生的内能小于10J，D错误。 故选BC。 11. 自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为，副线圈匝数分别为、，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为，灯泡的电阻恒为。开关S闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，灯泡中的电流为2A B. 开关S闭合时，电动机中的电流为20A C. 开关S断开后，电动机的电功率为108W D. 开关S断开后，电流表的示数减小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由 解得开关S闭合时，灯泡两端的电压 所以开关S闭合时，灯泡中的电流为 故A正确； B．由 解得开关S闭合时，电动机两端的电压为 由原副线圈的功率关系可得 解得电动机中的电流为 故B错误； C．开关S断开后，电动机正常工作，电功率为 故C正确； D．开关S断开后，灯泡熄灭，副线圈的功率减小，原线圈输入功率减小，原线圈中电流减小，电流表的示数减小，故D正确。 故选ACD。 12. 如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为，右侧连接一阻值为的电阻。两金属棒的质量分别为，长度均为1m，电阻均为。初始时，金属棒垂直静置在水平导轨上，金属棒垂直倾斜导轨从距底端2.5m处由静止释放，不计导轨电阻。金属棒达到最大速度后闭合开关，取，两金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒的最大加速度为 B. 金属棒的最大速度为 C. 闭合开关前流过金属棒的电荷量为 D. 闭合开关前后流过棒的电流方向不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设ab棒下滑到斜面底端时速度为v，由机械能守恒定律有 解得 ab棒刚进入磁场时，金属棒的加速度最大，ab棒刚进入磁场时产生的感应电动势为 通过cd的电流为 cd棒所受安培力为 则最大加速度为 联立解得 故A正确； B．当ab、cd棒共速时，cd棒速度最大，由动量守恒定律得 解得 故B错误； C．对cd棒，由动量定理得 又 解得闭合开关前流过金属棒的电荷量为 故C正确； D．闭合开关前，ab棒的速度大于cd棒的速度，根据右手定则可知流过棒的电流方向为，闭合开关后，cd棒切割磁感线，相当于电源，流过棒的电流方向为，故闭合开关前后流过棒的电流方向改变，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用重物自由下落的过程来验证机械能守恒定律。实验装置如下图甲所示。 （1）关于这一实验，下列说法正确的是______ A. 选择质量大体积小的物体作为重物 B. 还必须配备的器材有秒表和刻度尺 C. 实验使用电磁打点计时器，应接220V交流电 D. 实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带 （2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，另选取纸带上连续打出的五个点，测出A点距起点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，测得重物的质量为。已知打点计时器工作频率为50Hz，当地的重力加速度为。从打下点到打下点，重力势能减少量等于______J，重物动能增加量为______J。（计算结果均保留3位有效数字） 【答案】（1）AD （2） ①. 0.617 ②. 0.600 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小空气阻力的影响，应选择质量大体积小的物体作为重物，A正确； B．本实验由打点计时器计时，因此不需要秒表，但需要刻度尺测量纸带上计数点间的距离，B错误； C．实验使用电磁打点计时器，应接交流电，C错误； D．实验时，应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]从打下点到打下点，重力势能减少量等于 [2]已知打点计时器工作频率为50Hz，则有打点周期为 由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打下点时重物的速度 则重物动能增加量为 14. 实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻，可选用的器材有： 多用电表，电源（电动势5V），电压表（量程5V 内阻约） 定值电阻（阻值为），滑动变阻器（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值） 开关，导线若干 完成下列填空： （1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻，正确的实验步骤为______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排序） A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆 C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 D．调节机械调零旋钮，使指针指向左侧零刻度线 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极”、“正极”相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线1所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”、“×100”或“×1k”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线1所示，则测得该电压表内阻为______； （2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”） （3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表V的示数分别为，则待测电压表内阻______（用和表示）； 【答案】（1） ①. DCAB ②. ×100 ③. 1600 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应调节机械调零旋钮，使指针指向左侧零刻度线，再将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆。故正确的实验步骤为DCAB； [2]读数时欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“×1k”倍率又过大，故应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”的位置； [3]重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线1所示，则测得该电压表内阻为 【小问2详解】 图（b）所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选量程较小的滑动变阻器即。 【小问3详解】 通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为 根据欧姆定律得，待测电压表的阻值为 15. 2023年9月，厦门北站甬广场投入运营，它是国内首个大规模应用智能阳光导入系统的铁路站房，照射面积7000平。每年节电相当于减排960吨二氧化碳。“智能阳光导人系统”可以跟随并收集太阳光，并过滤掉紫外线等有害射线，再通过反射率高达的光纤导入室内或者是地下空间，可以解决采光问题。某同学受其启发，为增强室内照明效果，在水平屋顶上开一个厚度为，直径的圆形透光孔，将形状、厚度与透光孔完全相同的玻璃砖嵌入透光孔内，玻璃砖的折射率，下图为透光孔的侧视图。求： （1）入射到透光孔底部中央点处的光线范围比嵌入玻璃砖前增加了多少度； （2）嵌入折射率至少多大的玻璃砖可使入射到透光孔底部中央点处的光线范围最大。 【答案】（1） （2）2 【解析】 【小问1详解】 由几何关系知折射角为 根据折射定律 解得 入射角 则入射角比嵌入玻璃砖前增大 所以入射光线范围比嵌入玻璃砖前增大了。 【小问2详解】 要使入射到透光孔底部中央点处的光线范围最大，则入射光范围接近，即入射角为，而折射角不变，则折射率 16. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求： （1）装载的货物质量； （2）装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设空载时气缸内气体压强为，负载时为，由力平衡条件则有 由玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 由题意可得 17. 如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的简化模型，为检测该设施的安全性，现让一假人乘坐仿制车模型（均可视为质点）从倾斜滑道的顶端点由静止开始滑下，已知假人和车模的总质量为，倾斜滑道与半径的圆形光滑滑道相切于点。人车模型从点进入圆形滑道后恰好能通过滑道的最高点，圆形滑道在最低点处略有错开，人车模型进入水平轨道后滑上与点等高的质量为的滑槽。滑槽开始时静止在光滑的水平地面上，部分长度为部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道。人车模型与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为，人车模型与滑槽之间的动摩擦因数为，水平轨道长为与的夹角，重力加速度取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）人车模型通过圆形轨道最低点处时，轨道对人车模型支持力的大小； （2）倾斜轨道的长度； （3）若人车模型始终不脱离滑槽，则人车模型与滑槽段的动摩擦因数的最小值。 【答案】（1） （2） （3）0.15 【解析】 【小问1详解】 人车模型恰好通过轨道的最高点可得 从圆形轨道最高点到点，由动能定理可得 得 在点，由牛顿第二定律可得 【小问2详解】 人车模型从到，由动能定理可得 得 【小问3详解】 人车模型从到，由动能定理 得 对人车模型与滑槽，最终二者共速，由水平方向动量守恒 如果滑到最高点，由能量守恒得 得 如果滑到最高点又滑到处，由能量守恒得 得 因此，若人车模型始终不脱离滑槽，动摩擦因数的最小值是0.15。 18. 如图，有一内半径为、长为的圆筒，左右端面圆心处各开有一小孔。以为坐标原点，取方向为轴正方向建立坐标系。在筒内区域存在方向沿轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度、磁感应强度的大小均可调节；筒外区域有一匀强电场，场强大小为，方向沿轴负方向。一离子源在处可向圆筒内多个方向发射带正电的离子，已知离子的质量为、电量为，设离子始终未与筒壁碰撞，不计离子之间的相互作用及离子的重力。 （1）若圆筒内只存在电场，要使初速度大小为、方向在左侧端面内的离子能到达右侧端面，则所加匀强电场的电场强度至少多大； （2）若圆筒内只存在磁场，调整离子初速度的方向在平面内，且在轴正方向的分速度大小为。使所有正离子均能经过进入区域的电场，求： ①磁感应强度的最小值 ②取①问中最小的磁感应强度，若进入磁场中离子的速度方向与轴正方向最大夹角为，求的绝对值； ③取①问中最小的磁感应强度，且取（1）中的最小值，求离子在区域内的电场中运动时轴正方向的最大位移。 【答案】（1） （2）①；②； 【解析】 【小问1详解】 在电场作用下，离子做类平抛运动，要能到达右侧端面，则在垂直轴方向做匀速直线运动的最长时间，有 沿轴方向做匀加速直线运动，有 由牛顿第二定律得 【小问2详解】 ①离子在匀强磁场中运动时，将其分解为沿轴的匀速直线运动和垂直轴方向的匀速圆周运动，设离子入射时沿轴的分速度大小为，由离子在轴方向做匀速直线运动得 在垂直轴方向，设离子做匀速圆周运动的半径为，周期为，由牛顿第二定律知 得 由题意可知若所有离子均能经过进入电场，则有 联立得 当时，有最小值，可得 ②将离子的速度分解，如图所示 有 当最大时，有最大值，此时最大为 又 联立可得 ③当最大时，离子在电场中运动时沿轴正方向有最大位移，根据匀变速直线运动规律有 由牛顿第二定律知 又 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$