精品解析：山东省潍坊市普通高中2024-2025学年高三上学期学科素养能力测评物理试题

高三物理 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）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，绘图时，可用2B铅笔作答，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。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. 氡具有放射性，半衰期为3.8天，发生衰变后生成新原子核。关的衰变，下列说法正确的是（　　） A. 的衰变方程为 B. 100个经过7.6天后还剩余25个 C. 的中子数比新原子核的中子数多4个 D. 的比结合能小于新原子核的比结合能 2. 如图甲所示，一名滑雪爱好者从倾角的坡道上滑下，某段过程中滑雪爱好者运动的图像如图乙所示，其中虚线、分别为曲线在A点和点的切线，切线平行于横轴。已知滑雪爱好者及其装备的总质量为，其所受空气阻力与速度的大小满足，为比例系数，取，。在到的时间内，下列说法正确的是（　　） A. B. 滑雪爱好者一直处于超重状态 C. 滑雪板与坡道间的动摩擦因数是0.25 D. 滑雪爱好者运动的位移为 3. 菲涅尔双面镜法获得干涉图样的原理如图所示，、为两块夹角非常接近180°的平面镜，交点为。A为遮光板，S为垂直纸面放置的单色线状光源，、为光源S分别在平面镜、中成的像，S、、均在以为圆心、以半径为的圆上。从光源S发出的光，分别经、反射到与平行的固定屏上，从而在屏上获得干涉条纹。已知，到屏的距离为，远大于，相邻亮条纹间的距离为，则单色光的波长为（　　） A. B. C. D. 4. 一定质量的理想气体，由状态开始，经历了的过程，该过程的图像如图所示。已知气体在、、三个状态的体积分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. B. 由状态到状态，气体吸收热量 C. 由状态到状态，外界对气体做的功为 D. 气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数大于在状态下的次数 5. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场，场强大小为。一半径为的竖直绝缘光滑圆环垂直水平线固定放置，圆心在上，和分别为竖直和水平的直径，在点放一电荷量为的点电荷。将质量为、电荷量为的小球套在圆环上，在点给小球一个大小为的初速度，小球能做完整的圆周运动，重力加速度为，则（　　） A. 小球从运动到增加的电势能小于从运动到增加的电势能 B. 小球不可能沿圆环做匀速圆周运动 C. 可求出小球运动到点时的加速度 D. 小球在点受到圆环作用力的方向一定平行于 6. 如图所示，一光滑圆环竖直固定放置，为其竖直直径，穿在光滑直杆上的小球a从点由静止释放，到达点所用的时间为；穿在圆环上的小球b从靠近点的点由静止释放，第1次到达点所用的时间为。已知、均在圆环上，远小于圆环的半径，则与的比值为（　　） A. B. C. D. 7. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站成功对接，变轨轨道如图所示。已知轨道Ⅰ和轨道Ⅲ的半径分别为、，飞船在轨道Ⅰ上运行的速度大小为，空间站在轨道Ⅲ上运行的速度大小为，、分别为轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的速度大于在轨道Ⅲ上经过点时的速度 C. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度大于 D. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度等于 8. 如图所示，半径为的圆弧形光滑金属导轨固定在水平地面上，点为其圆心，金属导体棒平放在导轨上，能绕点的光滑固定轴转动，用导线在、两点间连接一阻值为的定值电阻。扇形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的环状有界匀强磁场，磁场的下边界与处于同一直线上。已知导体棒的长度为，其电阻与长度成正比，总电阻为，且，不计导轨及导线的电阻。现使导体棒在水平拉力的作用下绕点以角速度沿逆时针方向匀速转动，在其转动90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 闭合回路中的电流沿逆时针方向 B. 拉力做的功为 C. 、两点的电势差为 D. 流经电阻的电荷量为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，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，在和处各有一个波源和，两波源产生的简谐横波在同一均匀介质中沿轴传播。已知两波源和分别于和时开始沿轴正方向起振，振幅分别为和，振动周期均为。当时，位于处的质点恰好第1次到达波峰，下列说法正确的是（　　） A. 波源产生的简谐波的波长为 B. 在时，两波在处恰好第1次相遇 C. 在时，处质点的位移为 D. 从到的时间内，处的质点振动的路程为 10. 图甲为自行车车头灯的结构图，其原理为自行车车轮带动小轮转动（无相对滑动），旋转磁极转动产生电流，使车头灯发光。已知车轮半径为，小轮半径为，当车轮转动的角速度为时，车灯两端的电压随时间的变化如图乙所示，为电压的峰值，下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线圈的磁通量最小 B. 自行车前进的速率为 C. 若仅增大线圈的匝数，电压的峰值也随之增大 D. 若骑行速度越快，车灯越亮 11. 如图所示，长度的轻绳悬挂一个质量的木块，木块处于静止状态。一个质量的子弹以的初速度水平射入木块，子弹从木块中穿出后，木块能继续上摆的最大摆角，子弹与木块均可看作质点且作用的时间极短，忽略二者作用过程细绳摆角的变化和空气阻力的影响，取，，下列说法正确的是（　　） A. 子弹穿出木块后，木块运动的过程中水平方向动量守恒 B. 子弹穿透木块的过程中，子弹和木块总损失的机械能为 C. 子弹穿出木块瞬间，子弹的速度为 D. 子弹穿出木块瞬间，绳子拉力的大小为 12. 如图所示，在倾角的斜面底端固定一根劲度系数的轻质弹簧，弹簧的顶端栓接一个光滑物块，静止在斜面上。现让物块以某一初速度从的上方滑下，恰能沿斜面做匀速直线运动。与相碰后（共速且不粘连）一起沿斜面下滑，之后被弹回。上滑过程中，当的速度刚要减为零时，、恰好分离。已知、的质量均为，碰撞时间极短，弹簧的弹性势能与形变量满足，物块运动过程中弹簧始终与斜面平行且在弹性限度内，斜面一直保持静止，取，。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大压缩量为 B. a的初速度为 C. 、相碰以后，系统损失的总机械能为 D. 、一起上滑过程中的最大速度为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某探究小组的同学设计了“验证动量守恒定律”的实验，主要步骤如下： ①将大小为的白底板竖直放置，悬挂点记为O，并标上如图所示的高度刻度； ②测量、两球的质量分别为、，并用两根等长且不可伸长的细绳分别将两个小钢球和竖直悬挂于点； ③先将球拉到右侧某一高度，释放后与静止在平衡位置的球发生对心相碰，利用手机录像功能分别记录了球第1次反弹到达最高点时球心对应的高度和球第1次到达最高点时球心对应的高度； 根据上述实验过程，回答以下问题： （1）本实验中两球的质量需满足：__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）若满足表达式__________，则可说明两球在碰撞过程中动量守恒（用题干中所给物理量的符号表示）； （3）某次实验时，测得，，，则两球发生的__________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。 14. 利用灵敏电流计可以制作多种测量仪器。某同学利用灵敏电流计改装成的欧姆表的原理图如图所示，通过调节单刀双掷开关所接位置，可使该欧姆表具有“”和“”两种倍率。 该同学使用的器材如下： A．电池（电动势，内阻） B．灵敏电流计（满偏电流，内阻） C．滑动变阻器 D．定值电阻 E．定值电阻 F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 根据以上信息，回答下列问题： （1）进行欧姆调零时，应使指针指在表盘的__________（选填“左”或“右”）侧零刻度线； （2）二极管具有单向导电性，其正向导通时（电流从二极管正极流入）电阻较小，约为几百欧，反向截止时电阻很大。利用该欧姆表的“”倍率测量二极管的电阻时发现指针偏转角度较大，说明此时黑表笔连接的是二极管的__________（选填“正”或“负”）极； （3）当开关掷向时，将两表笔短接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏，此时通过滑动变阻器的电流为，则定值电阻__________； （4）若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势不变，内阻变大，但仍能完成欧姆调零，则按照正确操作测量电阻时，其测量值__________（选填“大于”“等于”或“小于”）电阻的真实值。 15. 如图所示，由同种透明材料制成的半圆形玻璃砖和矩形玻璃砖放置在水平桌面上，点为半圆形玻璃砖的圆心，矩形玻璃砖的侧边与处在同一水平直线上。光源发出的细光束由点射向半圆形玻璃砖的圆心，与恰好平行。当光束与半圆形玻璃砖底边的夹角时，恰好无光束从底边射出。已知半圆形玻璃砖的半径为，、两点间的距离为，矩形玻璃砖边的长度为，光在真空中传播的速度为，矩形玻璃砖的边足够长，不计光束在矩形玻璃砖的反射，求： （1）细光束从边射出时的位置离点的距离； （2）细光束从点传播到边上出射点的时间。 16. 如图所示为某同学制作的简易测温装置。在铁架台上放一电子秤，电子秤上放置一个装有水的容器，用细线将一个小铁块系在铁架台的横梁上，铁块上固定一个充有少量气体的薄壁气球，将铁块和气球完全没入水中。当环境温度为时，气球内气体的体积为，电子秤显示的质量为；当环境温度缓慢升高至某一温度时，电子秤的示数变为。已知水的密度为，重力加速度为，气球内的气体可视为理想气体，整个过程中装置始终保持静止，细绳始终伸直，忽略水面离气球的高度变化，不计气球壁产生的压强。求： （1）升温过程中气体体积的变化量； （2）升高后的环境温度。 17. 如图所示，平面直角坐标系处于竖直平面内，、两点分别位于和轴上，第Ⅰ象限中虚线右侧及点上方存在水平向左的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ象限存在垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。置于点的粒子源能沿轴正方向连续发射质量为、电荷量为的带电粒子，发射的粒子初速度大小范围为。已知、两点的距离为，、两点的距离为，当初速度大小为的粒子自点射入电场时，恰能经点进入第Ⅱ象限，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求： （1）匀强电场的电场强度的大小； （2）粒子源发出的所有粒子在匀强磁场中所经区域的面积； （3）初速度大小为的粒子从点射出到第1次返回第Ⅰ象限时所用的时间。 18. 在2024年的珠海航展上，国产“机器狼”备受关注，它不仅可以对目标实施精准打击，还可以利用“走”、“跳”等动作应对各种复杂地形的侦察探测。如图所示，某次对“机器狼”的测试中，在光滑的地面上依次紧靠放置三块木板、、，、的高度差。尺寸不计的“机器狼”静止在板的左侧，已知木板的长度，木板的长度，木板的质量，木板的质量，木板的质量，“机器狼”的质量，取，，，忽略空气阻力。则： （1）“机器狼”从木板左端走到木板右端时，求、木板间的水平距离； （2）“机器狼”走到木板右端相对木板静止后，以与水平方向夹角的速度斜向上从木板右端跳向木板，恰好落到木板的最左端，求“机器狼”跳离瞬间的速度大小； （3）“机器狼”跳上木板最左端后，立即与木板相对静止，此时、也相对静止，随即“机器狼”再次斜向上起跳，刚好落到木板最右端，此时木板恰好追上木板。求恰好追上时，、两木板之间的距离（的右侧到的左侧）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）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，绘图时，可用2B铅笔作答，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。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. 氡具有放射性，半衰期为3.8天，发生衰变后生成新原子核。关的衰变，下列说法正确的是（　　） A. 的衰变方程为 B. 100个经过7.6天后还剩余25个 C. 的中子数比新原子核的中子数多4个 D. 的比结合能小于新原子核的比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒，可得的衰变方程为 A错误； B．半衰期是具有统计意义的，具体到多少个原子核的衰变是没有意义的，B错误； C．的中子数为136个，的中子数为134个，的中子数比新原子核的中子数多2个，C错误； D．衰变过程释放出能量，比结合能增大，原子核更加稳定，故的比结合能小于新原子核的比结合能，D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，一名滑雪爱好者从倾角的坡道上滑下，某段过程中滑雪爱好者运动的图像如图乙所示，其中虚线、分别为曲线在A点和点的切线，切线平行于横轴。已知滑雪爱好者及其装备的总质量为，其所受空气阻力与速度的大小满足，为比例系数，取，。在到的时间内，下列说法正确的是（　　） A. B. 滑雪爱好者一直处于超重状态 C. 滑雪板与坡道间的动摩擦因数是0.25 D. 滑雪爱好者运动的位移为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．切线平行于横轴，表明D点位置，滑雪爱好者开始做匀速直线运动，根据平衡条件 在A点，根据牛顿第二定律有 其中 解得， 故A错误，C正确； B．根据图乙可知，滑雪爱好者沿坡道向下做加速度减小的加速运动，滑雪爱好者在竖直方向有向下的加速度，可知，滑雪爱好者一直处于失重状态，故B错误； D．图乙中16s上侧的梯形对应的面积为 图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，根据图像可知，滑雪爱好者运动的位移小于，故D错误。 故选C。 3. 菲涅尔双面镜法获得干涉图样的原理如图所示，、为两块夹角非常接近180°的平面镜，交点为。A为遮光板，S为垂直纸面放置的单色线状光源，、为光源S分别在平面镜、中成的像，S、、均在以为圆心、以半径为的圆上。从光源S发出的光，分别经、反射到与平行的固定屏上，从而在屏上获得干涉条纹。已知，到屏的距离为，远大于，相邻亮条纹间的距离为，则单色光的波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据双缝干涉表达式有 根据几何关系有 解得 故选A。 4. 一定质量的理想气体，由状态开始，经历了的过程，该过程的图像如图所示。已知气体在、、三个状态的体积分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. B. 由状态到状态，气体吸收热量 C. 由状态到状态，外界对气体做的功为 D. 气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数大于在状态下的次数 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程有 根据图中数据，求得 故A错误； C．气体由状态到状态，根据 可得 气体体积增大，气体对外界做正功，则外界对气体做负功，为 故C错误； B．由状态到状态，气体等压变化，温度升高，体积增大，即，，根据热力学第一定律可知，，气体吸收热量，故B正确； D．由前面分析可知，由状态到状态，气体压强不变，温度升高，则气体分子的平均动能增大，由气体压强微观解释可知气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数小于在状态下的次数，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场，场强大小为。一半径为的竖直绝缘光滑圆环垂直水平线固定放置，圆心在上，和分别为竖直和水平的直径，在点放一电荷量为的点电荷。将质量为、电荷量为的小球套在圆环上，在点给小球一个大小为的初速度，小球能做完整的圆周运动，重力加速度为，则（　　） A. 小球从运动到增加的电势能小于从运动到增加的电势能 B. 小球不可能沿圆环做匀速圆周运动 C. 可求出小球运动到点时的加速度 D. 小球在点受到圆环作用力的方向一定平行于 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在圆环上运动过程中，点电荷对其电场力不做功，小球从运动到与从运动到过程中，匀强电场对小球均做负功，该负功的大小均为 可知，小球从运动到增加的电势能等于从运动到增加的电势能，故A错误； B．小球在圆环上运动过程中，点电荷对其电场力不做功，若匀强电场的电场力与小球的重力恰好平衡，由于圆环的弹力对小球也不做功，根据动能定理可知，小球合力做功为0，此时小球恰好能够做匀速圆周运动，故B错误； C．小球从运动到过程，根据动能定理有 小球沿半径方向的合力提供向心力，则有 在切线方向上，根据牛顿第二定律有 则小球在b点的加速度 可知，可求出小球运动到点时的加速度，故C正确； D．小球在点时，重力与匀强电场对小球的电场力方向均沿该点的切线方向，此时对小球进行分析，由点电荷对小球的库仑引力与圆环对小球的作用力的合力提供向心力，即小球在d点时，点电荷对小球的库仑引力与圆环对小球的作用力的合力方向指向圆心，qE与mg大小关系不确定，结合上述可知，小球在d点的速度大小不确定，即小球在d点所需向心力大小不确定，即点电荷对小球的库仑引力与圆环对小球的作用力的合力大小不确定，根据平行四边形定则可知，小球在点受到圆环作用力的方向不一定平行于，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一光滑圆环竖直固定放置，为其竖直直径，穿在光滑直杆上的小球a从点由静止释放，到达点所用的时间为；穿在圆环上的小球b从靠近点的点由静止释放，第1次到达点所用的时间为。已知、均在圆环上，远小于圆环的半径，则与的比值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】令直杆与水平方向夹角为，根据牛顿第二定律有 小球a从点开始做匀加速直线运动，根据位移公式有 解得 由于远小于圆环的半径，则b球的运动可以等为单摆，则有 结合上述解得 故选A。 7. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站成功对接，变轨轨道如图所示。已知轨道Ⅰ和轨道Ⅲ的半径分别为、，飞船在轨道Ⅰ上运行的速度大小为，空间站在轨道Ⅲ上运行的速度大小为，、分别为轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的速度大于在轨道Ⅲ上经过点时的速度 C. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度大于 D. 飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，飞船在轨道Ⅰ上运行的轨道半径小于在轨道Ⅱ上运行的半长轴，可知飞船在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，选项A错误； B．飞船从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ要在Q点加速做离心运动，可知飞船在轨道Ⅱ上经过点时的速度小于在轨道Ⅲ上经过点时的速度，选项B错误； C．根据 可知飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度等于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，则其大小为，选项C错误； D．同理，飞船在轨道Ⅱ上经过点时的向心加速度等于在轨道Ⅲ上运行的向心加速度，等于，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，半径为的圆弧形光滑金属导轨固定在水平地面上，点为其圆心，金属导体棒平放在导轨上，能绕点的光滑固定轴转动，用导线在、两点间连接一阻值为的定值电阻。扇形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的环状有界匀强磁场，磁场的下边界与处于同一直线上。已知导体棒的长度为，其电阻与长度成正比，总电阻为，且，不计导轨及导线的电阻。现使导体棒在水平拉力的作用下绕点以角速度沿逆时针方向匀速转动，在其转动90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 闭合回路中的电流沿逆时针方向 B. 拉力做的功为 C. 、两点的电势差为 D. 流经电阻的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．右手定则可知，闭合回路中的电流沿顺时针方向，故A错误； B．结合题意导体棒产生的电动势为 在其匀速转动90°的过程中，拉力做的功等于回路产生的热量，即 联立解得 故B正确； C．分析可知ab部分为电源，则、两点的电势差为路端电压，即 联立以上解得 故C错误； D．流经电阻的电荷量为 联立以上解得 故D错误。 故选B 。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，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，在和处各有一个波源和，两波源产生的简谐横波在同一均匀介质中沿轴传播。已知两波源和分别于和时开始沿轴正方向起振，振幅分别为和，振动周期均为。当时，位于处的质点恰好第1次到达波峰，下列说法正确的是（　　） A. 波源产生的简谐波的波长为 B. 在时，两波在处恰好第1次相遇 C. 在时，处质点的位移为 D. 从到的时间内，处的质点振动的路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于时，处的质点恰好第1次到达波峰,该质点向上振动，第一次到波峰的时间为 波源产生的波传到处所用的时间为 所以总时间 解得该波的波速为 故该波的波长为 A错误； B．波源传播到处的时间 的波在开始振动，波传到处所用的时间 两列波同时到达处，是第一次相遇，B正确； C．波源产生的波传到处所用的时间 故时处的质点振动的时间 其位移为0，波源产生的波传到处所用的时间 则时处的质点刚开始振动，其位移为0，故时，处质点的位移为0,C错误； D．波源产生的波传到处所用的时间 从到，处的质点振动的时间 由于波源的振幅，故处的质点通过的路程 同理可得波源产生的波传到处所用的时间 从到，由于滞后0.5s，故振动处的质点振动的时间 波源的振幅，故处的质点通过的路程 从到的时间内，处的质点振动的路程为 D正确。 故选BD。 10. 图甲为自行车车头灯的结构图，其原理为自行车车轮带动小轮转动（无相对滑动），旋转磁极转动产生电流，使车头灯发光。已知车轮半径为，小轮半径为，当车轮转动的角速度为时，车灯两端的电压随时间的变化如图乙所示，为电压的峰值，下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线圈的磁通量最小 B. 自行车前进的速率为 C. 若仅增大线圈的匝数，电压的峰值也随之增大 D. 若骑行速度越快，车灯越亮 【答案】CD 【解析】 【详解】A．时感应电动势为零，此时线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误； B．小轮转动的角速度 小轮的线速度 即自行车前进的速率为，选项B错误； CD．根据，若仅增大线圈的匝数，电压的峰值也随之增大，若骑行速度越快，，则小轮转动的角速度越大，感应电动势越大，可知车灯越亮，选项CD正确。 故选CD。 11. 如图所示，长度的轻绳悬挂一个质量的木块，木块处于静止状态。一个质量的子弹以的初速度水平射入木块，子弹从木块中穿出后，木块能继续上摆的最大摆角，子弹与木块均可看作质点且作用的时间极短，忽略二者作用过程细绳摆角的变化和空气阻力的影响，取，，下列说法正确的是（　　） A. 子弹穿出木块后，木块运动的过程中水平方向动量守恒 B. 子弹穿透木块的过程中，子弹和木块总损失的机械能为 C. 子弹穿出木块瞬间，子弹的速度为 D. 子弹穿出木块瞬间，绳子拉力的大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．子弹穿过木块后，子弹和木块组成的系统在水平方向上动量守恒，木块在水平方向的运动动量不守恒，A错误； BC．设子弹穿过木块后的子弹速度为，木块的速度为，对于木块，由机械能守恒定律可得 解得 子弹、木块组成的系统水平方向动量守恒，选取初速度的方向为正方向，则有 联立解得 损失的机械能为 代入数据可得，B错误，C正确； D．子弹穿出木块瞬间，对木块受力分析，结合牛顿第二定律可得 代入数据解得，D正确。 故选CD。 12. 如图所示，在倾角的斜面底端固定一根劲度系数的轻质弹簧，弹簧的顶端栓接一个光滑物块，静止在斜面上。现让物块以某一初速度从的上方滑下，恰能沿斜面做匀速直线运动。与相碰后（共速且不粘连）一起沿斜面下滑，之后被弹回。上滑过程中，当的速度刚要减为零时，、恰好分离。已知、的质量均为，碰撞时间极短，弹簧的弹性势能与形变量满足，物块运动过程中弹簧始终与斜面平行且在弹性限度内，斜面一直保持静止，取，。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大压缩量为 B. a的初速度为 C. 、相碰以后，系统损失的总机械能为 D. 、一起上滑过程中的最大速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．物块恰能沿斜面做匀速直线运动，则有 上滑过程中，当的速度刚要减为零时，、恰好分离，此时二者加速度相等，则有 解得 m 此时、速度都为0，设弹簧最大压缩量为，从最低点到分离，根据能量守恒定律有 解得 cm 故A正确； BC．初始时刻静止，则有 从两物体碰撞到弹簧压缩最大，根据能量守恒定律有 解得 m/s 根据动量守恒定律有 解得 m/s 根据能量守恒定律有 J 故BC错误； D．当两物体加速度为0时，速度最大，则有 解得 cm 从最低点到该点，根据能量守恒定律有 解得 故D正确； 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某探究小组的同学设计了“验证动量守恒定律”的实验，主要步骤如下： ①将大小为的白底板竖直放置，悬挂点记为O，并标上如图所示的高度刻度； ②测量、两球的质量分别为、，并用两根等长且不可伸长的细绳分别将两个小钢球和竖直悬挂于点； ③先将球拉到右侧某一高度，释放后与静止在平衡位置的球发生对心相碰，利用手机录像功能分别记录了球第1次反弹到达最高点时球心对应的高度和球第1次到达最高点时球心对应的高度； 根据上述实验过程，回答以下问题： （1）本实验中两球的质量需满足：__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （2）若满足表达式__________，则可说明两球在碰撞过程中动量守恒（用题干中所给物理量的符号表示）； （3）某次实验时，测得，，，则两球发生的__________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。 【答案】（1）小于 （2） （3）是 【解析】 【小问1详解】 本实验中要使的A球碰后反弹，则两球的质量需满足：小于； 【小问2详解】 根据 可知A球碰前速度 碰后AB的速度大小为， 若动量守恒，则满足， 可得 【小问3详解】 测得，，，则 即 碰前机械能 碰后机械能 可知两球发生的是弹性碰撞。 14. 利用灵敏电流计可以制作多种测量仪器。某同学利用灵敏电流计改装成的欧姆表的原理图如图所示，通过调节单刀双掷开关所接位置，可使该欧姆表具有“”和“”两种倍率。 该同学使用的器材如下： A．电池（电动势，内阻） B．灵敏电流计（满偏电流，内阻） C．滑动变阻器 D．定值电阻 E．定值电阻 F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 根据以上信息，回答下列问题： （1）进行欧姆调零时，应使指针指在表盘的__________（选填“左”或“右”）侧零刻度线； （2）二极管具有单向导电性，其正向导通时（电流从二极管正极流入）电阻较小，约为几百欧，反向截止时电阻很大。利用该欧姆表的“”倍率测量二极管的电阻时发现指针偏转角度较大，说明此时黑表笔连接的是二极管的__________（选填“正”或“负”）极； （3）当开关掷向时，将两表笔短接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏，此时通过滑动变阻器的电流为，则定值电阻__________； （4）若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势不变，内阻变大，但仍能完成欧姆调零，则按照正确操作测量电阻时，其测量值__________（选填“大于”“等于”或“小于”）电阻的真实值。 【答案】（1）右 （2）正 （3）108 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆表的使用规则，进行欧姆调零时，应使指针指在表盘的右侧零刻度线。 【小问2详解】 根据欧姆表的读数规则，指针偏转角度较大，说明欧姆表的示数较小，由于使用的欧姆表的倍率是“”，因此欧姆表的读数为几百欧，可知二极管正向导通，根据多用电表“红进黑出”的原则，可知此时黑表笔连接的是二极管的正极。 【小问3详解】 通过滑动变阻器的电流为，而灵敏电流计的满偏电流，因此与灵敏电流计的阻值相同，为，又因为欧姆表的倍率为“”和“”，因此，整理得，因此。 【小问4详解】 当电池的电动势不变、内阻变大时，需要重新调零，由于满偏电流不变，由公式，可知调零后内阻不变，即中值电阻不变，表头测量电流数值没错，欧姆表表盘数据正确，所以测量值等于真实值。 15. 如图所示，由同种透明材料制成的半圆形玻璃砖和矩形玻璃砖放置在水平桌面上，点为半圆形玻璃砖的圆心，矩形玻璃砖的侧边与处在同一水平直线上。光源发出的细光束由点射向半圆形玻璃砖的圆心，与恰好平行。当光束与半圆形玻璃砖底边的夹角时，恰好无光束从底边射出。已知半圆形玻璃砖的半径为，、两点间的距离为，矩形玻璃砖边的长度为，光在真空中传播的速度为，矩形玻璃砖的边足够长，不计光束在矩形玻璃砖的反射，求： （1）细光束从边射出时的位置离点的距离； （2）细光束从点传播到边上出射点的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光射入半圆形玻璃砖后的光路如图所示， 入射光在玻璃砖底边发生全反射，满足 由几何关系可知 解得 由几何关系可知，在矩形玻璃砖ad边的入射角 由 可知 故 出射点离点距离 解得 【小问2详解】 光线在矩形玻璃砖中传播的距离 在空气中传播的距离 由 可知光从M点传播到边出射点的时间 解得 16. 如图所示为某同学制作的简易测温装置。在铁架台上放一电子秤，电子秤上放置一个装有水的容器，用细线将一个小铁块系在铁架台的横梁上，铁块上固定一个充有少量气体的薄壁气球，将铁块和气球完全没入水中。当环境温度为时，气球内气体的体积为，电子秤显示的质量为；当环境温度缓慢升高至某一温度时，电子秤的示数变为。已知水的密度为，重力加速度为，气球内的气体可视为理想气体，整个过程中装置始终保持静止，细绳始终伸直，忽略水面离气球的高度变化，不计气球壁产生的压强。求： （1）升温过程中气体体积的变化量； （2）升高后的环境温度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设容器和水的质量为，铁块的体积为，温度为时，铁块和气球对水的反作用力 对容器和水进行分析有 温度为时有 升温过程中气体体积的变化量 解得 【小问2详解】 根据盖吕萨克定律有 其中 解得 17. 如图所示，平面直角坐标系处于竖直平面内，、两点分别位于和轴上，第Ⅰ象限中虚线右侧及点上方存在水平向左的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ象限存在垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。置于点的粒子源能沿轴正方向连续发射质量为、电荷量为的带电粒子，发射的粒子初速度大小范围为。已知、两点的距离为，、两点的距离为，当初速度大小为的粒子自点射入电场时，恰能经点进入第Ⅱ象限，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求： （1）匀强电场的电场强度的大小； （2）粒子源发出的所有粒子在匀强磁场中所经区域的面积； （3）初速度大小为的粒子从点射出到第1次返回第Ⅰ象限时所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初速度大小为的粒子从点射出后，在第Ⅰ象限做类平抛运动，竖直方向上则有 水平方向上，根据牛顿第二定律则有 解得 由运动学公式可得 联立解得 【小问2详解】 粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系可知 故 解得 即粒子第1次经过点时的速度方向与轴正方向成 由几何关系可知，粒子经过点的速度大小 根据牛顿第二定律可得 解得初速度大小为的粒子在磁场中运动的轨迹半径为 由几何关系可知，初速度大小为的粒子在磁场中运动轨迹围成图形的面积为 对初速度大小为的粒子，在电场中运动时，结合上述分析可知 解得 故其经过虚线上点时的速度大小 由于洛伦兹力提供圆周运动的向心力，故有 解得初速度大小为的粒子在磁场中运动的轨迹半径为 由几何关系可知，初速度大小为的粒子在磁场中运动轨迹围成图形的面积为 故有 【小问3详解】 对初速度大小为的粒子，根据运动的分解可得 其中 由运动学公式可得 解得 则初速度大小为的粒子在第Ⅰ象限的无场区域中匀速运动的时间 又粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 则粒子在磁场中的运动时间 又因为 可得 由几何关系可知 故有 则粒子由匀速运动到点的时间 粒子运动得总时间 18. 在2024年的珠海航展上，国产“机器狼”备受关注，它不仅可以对目标实施精准打击，还可以利用“走”、“跳”等动作应对各种复杂地形的侦察探测。如图所示，某次对“机器狼”的测试中，在光滑的地面上依次紧靠放置三块木板、、，、的高度差。尺寸不计的“机器狼”静止在板的左侧，已知木板的长度，木板的长度，木板的质量，木板的质量，木板的质量，“机器狼”的质量，取，，，忽略空气阻力。则： （1）“机器狼”从木板左端走到木板右端时，求、木板间的水平距离； （2）“机器狼”走到木板右端相对木板静止后，以与水平方向夹角的速度斜向上从木板右端跳向木板，恰好落到木板的最左端，求“机器狼”跳离瞬间的速度大小； （3）“机器狼”跳上木板最左端后，立即与木板相对静止，此时、也相对静止，随即“机器狼”再次斜向上起跳，刚好落到木板最右端，此时木板恰好追上木板。求恰好追上时，、两木板之间的距离（的右侧到的左侧）。 【答案】（1）1m （2）2.5m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 “机器狼”和木板组成的系统动量守恒，规定向右为正，则有 两边同时乘以，则有 根据题意有 解得 【小问2详解】 设“机器狼”起跳瞬间的速度为，从木板的右端跳到的左端的时间为，跳起后可看作斜上抛运动，则水平方向上有 在竖直方向上有 解得， 【小问3详解】 方法一： “机器狼”从跳起过程中，“机器狼”与组成的系统水平方向动量守恒，则有 解得 “机器狼”从跳跃到的过程中，向左运动的位移 “机器狼”跳离木板到与木板相对静止的过程中，机器人与、木板组成的系统在水平方向上动量守恒，则有 解得 “机器狼”跳跃的过程中，与组成的系统，水平方向动量守恒，设“机器狼”跳起时水平速度大小为，木板速度为，跳跃的总时间为，根据动量守恒定律有 设“机器狼”在木板上跳起时的水平分速度为，木板的速度为，则跳跃至木板最右侧时，机器人和木板的相对位移为，则有 “机器狼”到板右端时，板恰好追上木板，则有 解得，， 在时间内，木板向左运动的距离为 在时间内，木板向右运动的距离为 则此时A、C之间的距离 方法二： “机器狼”跳到上后，和、共速，“机器狼”和、组成的系统水平方向动量守恒。根据质心的知识可知，“机器狼”和的质心和的距离是固定不变的，作出示意图如图所示 在“机器狼”和的质心系中，木板向左运动的距离 在地面参考系中，此时与恰好相遇，则此时A、C之间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $