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山西省运城市2023-2024学年高三上学期摸底调研测试物理试题（解析版）
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本试题满分100分，考试时间90分钟。答案一律写在答题卡上。
注意事项：
1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列关于原子物理的知识，说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福粒子散射实验说明原子的枣糕模型理论是正确的
B. 在核反应方程中，X表示的是中子
C. β射线是高速运动的电子流，经过β衰变后原子在周期表中的位置向后移一位
D. 氢的半衰期是3.8天，8个氢原子核经过7.6天之后，还剩下2个未发生衰变
【答案】C
【解析】
【详解】A．卢瑟福粒子散射实验说明原子的枣糕模型理论是错误的，故A错误；
B．在核反应方程中，根据质量数和电荷数守恒可知，X表示的是质子，故B错误；
C．β射线是高速运动的电子流，经过β衰变后，原子核中的质子数增加1个，原子在周期表中的位置向后移一位，故C正确；
D．半衰期只适用于大量原子核的衰变规律，氢的半衰期是3.8天，8个氢原子核经过7.6天之后，不一定还剩下2个未发生衰变，故D错误。
故选C。
2. 平直公路上有甲、乙两车,t=0时刻从同一位置同向运动，它们运动的v-t图象如图所示．下列说法正确的是
A. t1时刻甲、乙两车相距最远
B. t2时刻，两车的加速度相同
C. 0~t2时间内，乙车的速度先减小后变大
D. 0~t2时间内，乙车平均速度大于
【答案】C
【解析】
【详解】当速度相同时，两者相距最远，故在t2时刻相距最远，故A错误；在v-t图象中，斜率代表加速度，t2时刻，斜率不同，故两车的加速度不相同，故B错误；由图可知，0～t2时间内，乙车的速度先减小后变大，故C正确；在v-t图象中，与时间轴所围面积为物体运动的位移，故甲的平均速度大于乙的平均速度，甲做匀变速运动，甲的平均速度为，故乙的平均速度小于，故D错误；故选C．
3. 风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能，对该模型进行厂风洞实验。实验示意图如图所示，AB代表飞机模型的截面，OL为飞机模型的牵引绳。已知飞机模型重8N，调节风力方向水平向右，当风速v=3m/s时牵引绳水平，飞机模型恰好静止在空中，此时模型截面与水平面的夹角为θ=37°，风洞产生的风力大小满足关系（k为常数，v为风速）。下列说法正确的是（ ）
A. 此时作用在飞机模型上的风力大小为6.4N
B. 此时牵引绳的拉力大小为6N
C. 常数k=2kg/s
D. 若增大风速同时保持绳子水平模型仍能静止，则绳子的拉力一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．以飞机模型为研究对象，飞机模型静止在空中时，其受力如图所示
根据受力平衡可知，作用在飞机模型上的风力大小为
此时牵引绳的拉力大小为
故A错误，B正确；
C．根据
可得
故C错误；
D．若增大风速同时保持绳子水平模型仍能静止，根据受力平衡可得
由于风力增大，可知绳子的拉力一定增大，故D错误。
故选B。
4. 在某次乒乓球比赛中，乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网。把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力，研究乒乓球自起跳到过网的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 起跳时，球1重力的功率大于球2重力的功率
B. 起跳时，球1动量的大小小于球2动量的大小
C. 过网时，球1的速度小于球2的速度
D. 球1的速度变化率等于球2的速度变化率
【答案】D
【解析】
【详解】AC．起跳后，乒乓球的运动视为斜抛运动，其逆过程为平抛运动，由
可得
则球1的飞行时间等于球2的飞行时间，过网时球的速度是平抛运动的初速度，由于球1的水平位移大，故过网时，球1的速度大于球2的速度；起跳时，竖直分速度为
可知起跳时，两球竖直方向的分速度是相等的，则此时球1的重力功率等于球2的重力功率，故AC错误；
B．起跳时，由于两球竖直方向的分速度是相等的，而球1的水平速度大于球2的水平速度，根据速度合成可知，球1的速度大于球2的速度，根据
可知起跳时，球1动量的大小大于球2动量的大小，故B错误；
D．不计乒乓球的旋转和空气阻力，可知球1的速度变化率等于球2的速度变化率，均等于重力加速度，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，在圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点，MN是直径的两个端点，MN与PQ平行，MP之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置等量正电荷，下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两点的电场强度大小相等
B. 电子在P点的电势能比在Q点的电势能大
C. 正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点的过程中，电场力始终不做功
D. P、Q两点的电势差等于O、Q两点的电势差
【答案】A
【解析】
【详解】等量同种电荷的电场线分布如图所示
A．根据等量同种电荷的电场线特点，结合对称性可知，P、Q两点的电场强度大小相等，故A正确；
B．根据等量同种电荷的周围电势分布特点，结合对称性可知，P、Q两点的电势相等，则电子在P点的电势能等于在Q点的电势能，故B错误；
C．根据等量同种电荷的周围电势分布特点，可知正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点的过程中，由于圆弧不是等势面，所以电场力不是始终不做功，故C错误；
D．P、Q两点的电势差为零，O、Q两点的电势差大于零，故D错误。
故选A。
6. 如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中t=0.1s时刻战绳的波形图，绳上质点P的振动图像如图内所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波波源起振方向为y轴负方向
C. 波源起振后0.4s，x=3m处的质点第一次回到平衡位置
D. 若增大抖动的幅度，波速会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图丙可知质点P在t=0.1s时从平衡位置向下振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图丙可知，若t=0时刻质点P开始起振，质点P的起振方向为y轴正方向，则该波波源起振方向为y轴正方向，故B错误；
C．由图丙可知周期为，由图乙可知波长为，则波速为
可知从波源位置传到x=3m处所用时间为
则波源起振后0.4s，x=3m处的质点已经振动了，可知该质点第一次回到平衡位置，故C正确；
D．波速由介质决定，若增大抖动的幅度，波速不变，故D错误。
故选C。
7. 一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴板K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图象如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A. 图乙中的c光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
B. 图乙中b光光子能量为12.09eV
C. 动能为1eV的电子能使处于第3能级的氨原子电离
D. 阴极金属的逸出功可能为W0=1.75eV
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，a光的遏止电压最大，根据
可知，a光频率最高，是由第4能级向基态跃迁发出的，故A错误；
B．b光是由第3能级向基态跃迁发出的，其能量值为
故B正确；
C．由图丙可知，第3能级的能量值为，电离能为，由玻尔理论可知，动能为1eV的电子不能使处于第3能级的氢原子电离，故C错误；
D．能量第3大的光子能量为
能量第4大的光子能量为
由于只测得3条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功介于2.55eV~10.2eV之间，不可能是1.75eV，故D错误。
故选B。
8. 一块玻璃砖的横截面为直角三角形，如图所示，，，直角边的长度为。一束蓝光平行于从斜边上的点射向玻璃砖，与夹角，光线经面折射后从面上的点射出。已知该玻璃砖对蓝光的折射率，真空中的光速为，则蓝光从点传播到点所用时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】作出光路图如图所示：
由几何关系可得，光在AC面上的入射角为
根据折射率得
解得
根据几何关系可得
该蓝光在玻璃砖中的传播速度
所以蓝光从P点传播到Q点所用时间
故选A。
9. 如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
A. 增大R1的阻值B. 增大R２的阻值
C. 增大两板间的距离D. 断开电键S
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：以油滴为研究对象进行受力分析可知，油滴静止不动，所受电场力与重力平衡，即，现欲使油滴仍能处于平衡状态，则保证电场强度不发生变化即可，R1的电压不变即可，题中R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确、A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开电键S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误；
考点：闭合电路欧姆定律、平行板电容器
10. 如图所示，圆心角为90°的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度大小先后从P点沿ON方向射入磁场，粒子a从M点射出，粒子b从N点射出，不计粒子重力及粒子间相互作用。下列说法正确的是（ ）
A 粒子a带正电，粒子b带负电
B. 粒子a、b的加速度大小之比为1：5
C. 粒子a、b的角速度之比为1：5
D. 粒子a在磁场中运动时间较短
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．粒子a从M点射出，其所受洛伦兹力向上，根据左手定则可知粒子a带负电，粒子b从N点射出，其所受洛伦兹力向下，根据左手定则可知粒子b带正电，所以A错误；
B．粒子a从M点射出，由几何关系可得
粒子b从N点射出，由几何关系可得
解得
根据
解得
由于两个带电粒子a、b的比荷相等，所以粒子a、b的加速度与轨道半径成正比，则粒子a、b的加速度大小之比为1：5，所以B正确；
C．根据
，
联立可得
则粒子a、b的角速度之比为1:1，所以C错误；
D．根据
粒子在磁场中运动时间为
由于粒子a在磁场中圆心角较大，所以粒子a在磁场中运动时间较长，则D错误；
故选B。
二、多项选择题（本题5小题，每小题4分，共20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）
11. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程的T-V图像如图所示，则（ ）
A. 由A变化到B的过程中，气体的压强不变
B. 状态A处的压强与状态B处的压强之比为4：3
C. 由A变化到B的过程中，气体从外界吸热
D. 由A变化到B，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．根据
代入数据得
故A错误，B正确；
C．由A变化到B的过程中，温度升高，内能增大
体积增大，气体对外做功
W<0
根据
气体从外界吸热，故C正确；
D．由A变化到B，压强变小，体积增大，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少，故D正确。
故选BCD。
12. 2023年1月21日，神舟十五号3名航天员在400km高的空间站向祖国人民送上新春祝福，空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道Ⅱ为神舟十五号载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，飞船经过变轨，可与空间站成功对接。设地球表面重力加速度为g，地球半径为R，下列说法正确的是（ ）
A. 在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道II进入轨道I
B. 飞船在轨道II的运行周期大于空间站在轨道I的运行周期
C. 空间站在轨道I上的速度小于
D. 轨道I上的神舟十五号想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道II进入轨道I，故A正确；
B．由于飞船在轨道II的半长轴小于空间站在轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道II的运行周期小于空间站在轨道I的运行周期，故B错误；
C．空间站在轨道I上运行时，根据万有引力提供向心力可得
又
联立解得空间站在轨道I上的速度为
故C正确；
D．轨道I上的神舟十五号如果沿运动方向加速，将做离心运动，不可能与前方的空间站对接，故D错误。
故选AC
13. 某手机充电器充电时的电路可简化为如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值R1=800Ω的定值电阻，副线圈c、d连接阻值R2=5Ω的定值电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为0.025A，则下列说法正确的是（ ）
A. 理想电压表的示数为10V
B. 电阻R2的电功率为5W
C. 理想变压器原、副线圈匝数比为40：1
D. 若电阻R1的阻值减小，则电阻R2的电功率也将减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设原线圈输入电压为，则有
根据
可得
解得副线圈输出电压为
可知理想电压表的示数为，电阻R2的电功率为，故A错误，B正确；
C．由理想变压器电压比等于匝数比可得，理想变压器原、副线圈匝数比为
故C正确；
D．将变压器与R2看成一个等效电阻，若电阻R1的阻值减小，则原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压增大，故电阻R2的电功率将增大，故D错误。
故选BC。
14. 如图所示，物体P用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度为ω，则（ ）
A. ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力
B. 绳子BP的拉力随ω的增大而不变
C. 绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力
D. 当ω增大到一定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．ω较小时，AP松弛，绳子BP的拉力随ω的增大而增大，故A正确，B错误；
CD．当ω达到某一值ω0时，AP刚好绷紧．物体P受力分析如图所示
其合力提供向心力，竖直方向合力为零,故
FBP>FAP
故C正确，D错误。
故选AC。
15. 如图所示，质量均为的物块A、B用轻弹簧连接并竖直放置，轻绳绕过分别固定在同一水平面上两点的定滑轮一端与物块A相连，另一端与质量为的小球C相连，小球C套在水平固定、粗细均匀的光滑直杆上。开始时，小球C锁定在直杆的点，连接小球的轻绳与水平方向的夹角为，物块B对地面的压力恰好为零。某时刻解除对小球C的锁定，同时对小球C施加一个水平向右、大小为的恒力，小球C运动到直杆点时的速度达到最大，与水平方向的夹角也为，点为两点的中点，两点间的距离为点在物块的正上方，小球C运动过程中轻绳始终处于拉直状态，弹簧始终在弹性限度内。忽略两定滑轮的大小，已知重力加速度大小为g，。下列说法正确的是（ ）
A. 小球C从点运动到点的过程中，合外力对物块A做的功不为零
B. 小球C从点运动到点的过程中，弹簧的弹力和轻绳的拉力以及物块A的重力对物块A冲量的和为零
C. 小球C运动到点时的速度大小为
D. 小球C运动到点时物块A的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球C在P点时物块A的速度为零；小球C运动到D点时物块A的速度也为零，则该过程中，合外力对物块A做的功为零，故A错误；
B．小球C从P点运动到D点的过程中，物块A的动量变化为零，根据动量定理可知，弹簧的弹力和轻绳的拉力以及物块A的重力对物块A冲量的和为零，故B正确；
C．小球C运动到Q点时，A回到原来的位置，则弹簧弹性势能不变，设C的速度为v，则A的速度为vcsθ，由能量关系
解得C的速度
故C正确；
D．小球C运动到直杆Q点时的速度达到最大，则此时C受合力为零，则对小球C有
对A由牛顿第二定律
解得A的加速度
故D错误。
故选BC。
三、实验题（本题共2小题，共15分）
16. 电子体重秤是生活中常用的体重测量工具，其内部装有阻值随所受压力变化的压力传感器，同学甲为了准确测定不同压力下传感器的阻值，对家中的体重秤拆解后，在原有电路上进行了改装，如图1所示，（图中数字电路模块阻值保持不变，且能显示称量物体的质量）。该同学实验步骤如下：
①将开关S接1，在压力传感器上放上重物；
②记下数字电路模块显示的重物质量；
③将开关S接2，调节电阻箱使数字电路模块显示相同的质量，并记录此时电阻箱的阻值；
④将开关S接1，在压力传感器上增加重物；
⑤重复②~④，获取多组数据后断开开关S，结束实验。
（1）某次实验过程中，电阻箱示数如图2所示，则此时压力传感器的电阻值为_______Ω；
（2）同学整理了实验所得数据后，得到压力传感器的阻值与压力关系如图3所示，当压力传感器的阻值为110Ω时，传感器上放置重物的质量为_______kg（重力加速度g取10m/s2）。
【答案】 ①. 50.0 ②. 56
【解析】
【详解】（1）[1]由图1与实验步骤可知，小明采用等效替代法测量压力传感器的阻值，故压力传感器的阻值等于电阻箱阻值，由题图2可得电阻箱阻值为50.0Ω，故此时压力传感器的电阻值为50.0Ω。
（2）[2]由题图3可知压力传感器的阻值与其受到的压力大小成线性关系，设关系式为
结合图3可得
，
可得
将代入解得
解得重物的质量为
17. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，测量了第1条至第6条亮纹之间的距离，游标卡尺的示数分别如下图所示。
（1）分划板在第1条亮纹位置时，游标卡尺读数为_______mm，在第6条亮纹位置时，游标卡尺读数为_______mm；
（2）该单色光的波长为λ=________m（保留三位有效数字）；
（3）关于该实验，下列说法正确的是________
A．若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小
B．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，可以将屏向靠近双缝的方向移动
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向靠近双缝的方向移动
【答案】 ①. 11.1 ②. 15.5 ③. 7.04×10-7 ④. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知分划板在第1条亮纹位置时，游标卡尺读数为
在第6条亮纹位置时，游标卡尺读数为
（2）[3]根据
又
联立可得该单色光的波长为
（3）[4]根据
A．若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，得到的干涉条纹间距将变小，故A正确；
B．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则应使增大，可以将屏向远离双缝的方向移动，故B错误；
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应使减小，可以将屏向靠近双缝的方向移动或者减小双缝间距；将单缝向靠近双缝的方向移动，不会改变，故C错误。
故选A。
四、计算题（本题共3小题，共35分）
18. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，倾角为θ=37°的传送带以恒定速率运行，工作人员将包裹（可视为质点）轻放在传送带顶端，顶端A距离地面高度为H=4.92m（忽略转轴大小），包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：包裹从A运动到B所需要的时间。
【答案】2.2
【解析】
详解】包裹与传送带共速前，对包裹受力分析得
解得
包裹与传送带共速所用时间为
包裹痛过的位移为
包裹与传送带共速后，对包裹受力分析得
解得
根据运动学规律得
解得
则包裹从A运动到B所需要的时间为
19. 如图所示，在光滑水平面上N点的左侧有一场强E=4×103N/C的匀强电场，质量为mB=1.5kg的绝缘木板B静止在N点右侧，质量为mC=0.5kg的小物块C（可视为质点）静止在B的右端上，BC间动摩擦因数μ=0.2，将mA=lkg、电量q=1×10-3C的带电小滑块A（可视为质点）由静止释放，运动s=2m到达N点，与B发生弹性碰撞，此后C恰好未从B上滑落，求：
（1）A运动到N点时的动量；
（2）滑块C的最大速度；
（3）木板B的长度。
【答案】（1）4kg·m/s，方向水平向右（2）2.4m/s；（3）1.92m
【解析】
【详解】（1）A运动s的过程中，由动能定理得
解得
则A运动到N点时的动量为
方向水平向右。
（2）AB发生弹性碰撞，由动量守恒可得
由机械能守恒可得
联立解得
，
B与C相互作用至共速，由动量守恒得
解得
可知滑块C的最大速度为。
（3）对B与C由能量守恒得
解得木板B的长度为
20. 如图所示，空间存在一个边长为3L的矩形有界磁场，磁感应强度大小为B。一个边长为L，质量为m，电阻为R的正方形金属线框A，以速度v沿x轴进入磁场，最终停在图示的虚线位置，（各处产生的摩擦均忽略不计）求：
（1）线框A刚进入磁场时加速度大小；
（2）线框A进入磁场的整个过程中通过线框的电荷量；
（3）线框A出磁场时运动的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得
由欧姆定律得
由牛顿第二定律得
解得
（2）进入磁场的整个过程中
解得
（3）设线框A全部进入磁场时速度为，由动量定理得
所以
线框A出磁场，由动量定理得
解得
或者解法2：对线框A进出磁场全过程用动量定理得
解得
本试题满分100分，考试时间90分钟。答案一律写在答题卡上。
注意事项：
1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列关于原子物理的知识，说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福粒子散射实验说明原子的枣糕模型理论是正确的
B. 在核反应方程中，X表示的是中子
C. β射线是高速运动的电子流，经过β衰变后原子在周期表中的位置向后移一位
D. 氢的半衰期是3.8天，8个氢原子核经过7.6天之后，还剩下2个未发生衰变
【答案】C
【解析】
【详解】A．卢瑟福粒子散射实验说明原子的枣糕模型理论是错误的，故A错误；
B．在核反应方程中，根据质量数和电荷数守恒可知，X表示的是质子，故B错误；
C．β射线是高速运动的电子流，经过β衰变后，原子核中的质子数增加1个，原子在周期表中的位置向后移一位，故C正确；
D．半衰期只适用于大量原子核的衰变规律，氢的半衰期是3.8天，8个氢原子核经过7.6天之后，不一定还剩下2个未发生衰变，故D错误。
故选C。
2. 平直公路上有甲、乙两车,t=0时刻从同一位置同向运动，它们运动的v-t图象如图所示．下列说法正确的是
A. t1时刻甲、乙两车相距最远
B. t2时刻，两车的加速度相同
C. 0~t2时间内，乙车的速度先减小后变大
D. 0~t2时间内，乙车平均速度大于
【答案】C
【解析】
【详解】当速度相同时，两者相距最远，故在t2时刻相距最远，故A错误；在v-t图象中，斜率代表加速度，t2时刻，斜率不同，故两车的加速度不相同，故B错误；由图可知，0～t2时间内，乙车的速度先减小后变大，故C正确；在v-t图象中，与时间轴所围面积为物体运动的位移，故甲的平均速度大于乙的平均速度，甲做匀变速运动，甲的平均速度为，故乙的平均速度小于，故D错误；故选C．
3. 风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能，对该模型进行厂风洞实验。实验示意图如图所示，AB代表飞机模型的截面，OL为飞机模型的牵引绳。已知飞机模型重8N，调节风力方向水平向右，当风速v=3m/s时牵引绳水平，飞机模型恰好静止在空中，此时模型截面与水平面的夹角为θ=37°，风洞产生的风力大小满足关系（k为常数，v为风速）。下列说法正确的是（ ）
A. 此时作用在飞机模型上的风力大小为6.4N
B. 此时牵引绳的拉力大小为6N
C. 常数k=2kg/s
D. 若增大风速同时保持绳子水平模型仍能静止，则绳子的拉力一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．以飞机模型为研究对象，飞机模型静止在空中时，其受力如图所示
根据受力平衡可知，作用在飞机模型上的风力大小为
此时牵引绳的拉力大小为
故A错误，B正确；
C．根据
可得
故C错误；
D．若增大风速同时保持绳子水平模型仍能静止，根据受力平衡可得
由于风力增大，可知绳子的拉力一定增大，故D错误。
故选B。
4. 在某次乒乓球比赛中，乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网。把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力，研究乒乓球自起跳到过网的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 起跳时，球1重力的功率大于球2重力的功率
B. 起跳时，球1动量的大小小于球2动量的大小
C. 过网时，球1的速度小于球2的速度
D. 球1的速度变化率等于球2的速度变化率
【答案】D
【解析】
【详解】AC．起跳后，乒乓球的运动视为斜抛运动，其逆过程为平抛运动，由
可得
则球1的飞行时间等于球2的飞行时间，过网时球的速度是平抛运动的初速度，由于球1的水平位移大，故过网时，球1的速度大于球2的速度；起跳时，竖直分速度为
可知起跳时，两球竖直方向的分速度是相等的，则此时球1的重力功率等于球2的重力功率，故AC错误；
B．起跳时，由于两球竖直方向的分速度是相等的，而球1的水平速度大于球2的水平速度，根据速度合成可知，球1的速度大于球2的速度，根据
可知起跳时，球1动量的大小大于球2动量的大小，故B错误；
D．不计乒乓球的旋转和空气阻力，可知球1的速度变化率等于球2的速度变化率，均等于重力加速度，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，在圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点，MN是直径的两个端点，MN与PQ平行，MP之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置等量正电荷，下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两点的电场强度大小相等
B. 电子在P点的电势能比在Q点的电势能大
C. 正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点的过程中，电场力始终不做功
D. P、Q两点的电势差等于O、Q两点的电势差
【答案】A
【解析】
【详解】等量同种电荷的电场线分布如图所示
A．根据等量同种电荷的电场线特点，结合对称性可知，P、Q两点的电场强度大小相等，故A正确；
B．根据等量同种电荷的周围电势分布特点，结合对称性可知，P、Q两点的电势相等，则电子在P点的电势能等于在Q点的电势能，故B错误；
C．根据等量同种电荷的周围电势分布特点，可知正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点的过程中，由于圆弧不是等势面，所以电场力不是始终不做功，故C错误；
D．P、Q两点的电势差为零，O、Q两点的电势差大于零，故D错误。
故选A。
6. 如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中t=0.1s时刻战绳的波形图，绳上质点P的振动图像如图内所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波波源起振方向为y轴负方向
C. 波源起振后0.4s，x=3m处的质点第一次回到平衡位置
D. 若增大抖动的幅度，波速会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图丙可知质点P在t=0.1s时从平衡位置向下振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图丙可知，若t=0时刻质点P开始起振，质点P的起振方向为y轴正方向，则该波波源起振方向为y轴正方向，故B错误；
C．由图丙可知周期为，由图乙可知波长为，则波速为
可知从波源位置传到x=3m处所用时间为
则波源起振后0.4s，x=3m处的质点已经振动了，可知该质点第一次回到平衡位置，故C正确；
D．波速由介质决定，若增大抖动的幅度，波速不变，故D错误。
故选C。
7. 一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴板K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图象如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A. 图乙中的c光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
B. 图乙中b光光子能量为12.09eV
C. 动能为1eV的电子能使处于第3能级的氨原子电离
D. 阴极金属的逸出功可能为W0=1.75eV
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，a光的遏止电压最大，根据
可知，a光频率最高，是由第4能级向基态跃迁发出的，故A错误；
B．b光是由第3能级向基态跃迁发出的，其能量值为
故B正确；
C．由图丙可知，第3能级的能量值为，电离能为，由玻尔理论可知，动能为1eV的电子不能使处于第3能级的氢原子电离，故C错误；
D．能量第3大的光子能量为
能量第4大的光子能量为
由于只测得3条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功介于2.55eV~10.2eV之间，不可能是1.75eV，故D错误。
故选B。
8. 一块玻璃砖的横截面为直角三角形，如图所示，，，直角边的长度为。一束蓝光平行于从斜边上的点射向玻璃砖，与夹角，光线经面折射后从面上的点射出。已知该玻璃砖对蓝光的折射率，真空中的光速为，则蓝光从点传播到点所用时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】作出光路图如图所示：
由几何关系可得，光在AC面上的入射角为
根据折射率得
解得
根据几何关系可得
该蓝光在玻璃砖中的传播速度
所以蓝光从P点传播到Q点所用时间
故选A。
9. 如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
A. 增大R1的阻值B. 增大R２的阻值
C. 增大两板间的距离D. 断开电键S
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：以油滴为研究对象进行受力分析可知，油滴静止不动，所受电场力与重力平衡，即，现欲使油滴仍能处于平衡状态，则保证电场强度不发生变化即可，R1的电压不变即可，题中R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确、A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开电键S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误；
考点：闭合电路欧姆定律、平行板电容器
10. 如图所示，圆心角为90°的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度大小先后从P点沿ON方向射入磁场，粒子a从M点射出，粒子b从N点射出，不计粒子重力及粒子间相互作用。下列说法正确的是（ ）
A 粒子a带正电，粒子b带负电
B. 粒子a、b的加速度大小之比为1：5
C. 粒子a、b的角速度之比为1：5
D. 粒子a在磁场中运动时间较短
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．粒子a从M点射出，其所受洛伦兹力向上，根据左手定则可知粒子a带负电，粒子b从N点射出，其所受洛伦兹力向下，根据左手定则可知粒子b带正电，所以A错误；
B．粒子a从M点射出，由几何关系可得
粒子b从N点射出，由几何关系可得
解得
根据
解得
由于两个带电粒子a、b的比荷相等，所以粒子a、b的加速度与轨道半径成正比，则粒子a、b的加速度大小之比为1：5，所以B正确；
C．根据
，
联立可得
则粒子a、b的角速度之比为1:1，所以C错误；
D．根据
粒子在磁场中运动时间为
由于粒子a在磁场中圆心角较大，所以粒子a在磁场中运动时间较长，则D错误；
故选B。
二、多项选择题（本题5小题，每小题4分，共20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）
11. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程的T-V图像如图所示，则（ ）
A. 由A变化到B的过程中，气体的压强不变
B. 状态A处的压强与状态B处的压强之比为4：3
C. 由A变化到B的过程中，气体从外界吸热
D. 由A变化到B，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．根据
代入数据得
故A错误，B正确；
C．由A变化到B的过程中，温度升高，内能增大
体积增大，气体对外做功
W<0
根据
气体从外界吸热，故C正确；
D．由A变化到B，压强变小，体积增大，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少，故D正确。
故选BCD。
12. 2023年1月21日，神舟十五号3名航天员在400km高的空间站向祖国人民送上新春祝福，空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道Ⅱ为神舟十五号载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，飞船经过变轨，可与空间站成功对接。设地球表面重力加速度为g，地球半径为R，下列说法正确的是（ ）
A. 在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道II进入轨道I
B. 飞船在轨道II的运行周期大于空间站在轨道I的运行周期
C. 空间站在轨道I上的速度小于
D. 轨道I上的神舟十五号想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道II进入轨道I，故A正确；
B．由于飞船在轨道II的半长轴小于空间站在轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道II的运行周期小于空间站在轨道I的运行周期，故B错误；
C．空间站在轨道I上运行时，根据万有引力提供向心力可得
又
联立解得空间站在轨道I上的速度为
故C正确；
D．轨道I上的神舟十五号如果沿运动方向加速，将做离心运动，不可能与前方的空间站对接，故D错误。
故选AC
13. 某手机充电器充电时的电路可简化为如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值R1=800Ω的定值电阻，副线圈c、d连接阻值R2=5Ω的定值电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为0.025A，则下列说法正确的是（ ）
A. 理想电压表的示数为10V
B. 电阻R2的电功率为5W
C. 理想变压器原、副线圈匝数比为40：1
D. 若电阻R1的阻值减小，则电阻R2的电功率也将减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设原线圈输入电压为，则有
根据
可得
解得副线圈输出电压为
可知理想电压表的示数为，电阻R2的电功率为，故A错误，B正确；
C．由理想变压器电压比等于匝数比可得，理想变压器原、副线圈匝数比为
故C正确；
D．将变压器与R2看成一个等效电阻，若电阻R1的阻值减小，则原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压增大，故电阻R2的电功率将增大，故D错误。
故选BC。
14. 如图所示，物体P用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度为ω，则（ ）
A. ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力
B. 绳子BP的拉力随ω的增大而不变
C. 绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力
D. 当ω增大到一定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．ω较小时，AP松弛，绳子BP的拉力随ω的增大而增大，故A正确，B错误；
CD．当ω达到某一值ω0时，AP刚好绷紧．物体P受力分析如图所示
其合力提供向心力，竖直方向合力为零,故
FBP>FAP
故C正确，D错误。
故选AC。
15. 如图所示，质量均为的物块A、B用轻弹簧连接并竖直放置，轻绳绕过分别固定在同一水平面上两点的定滑轮一端与物块A相连，另一端与质量为的小球C相连，小球C套在水平固定、粗细均匀的光滑直杆上。开始时，小球C锁定在直杆的点，连接小球的轻绳与水平方向的夹角为，物块B对地面的压力恰好为零。某时刻解除对小球C的锁定，同时对小球C施加一个水平向右、大小为的恒力，小球C运动到直杆点时的速度达到最大，与水平方向的夹角也为，点为两点的中点，两点间的距离为点在物块的正上方，小球C运动过程中轻绳始终处于拉直状态，弹簧始终在弹性限度内。忽略两定滑轮的大小，已知重力加速度大小为g，。下列说法正确的是（ ）
A. 小球C从点运动到点的过程中，合外力对物块A做的功不为零
B. 小球C从点运动到点的过程中，弹簧的弹力和轻绳的拉力以及物块A的重力对物块A冲量的和为零
C. 小球C运动到点时的速度大小为
D. 小球C运动到点时物块A的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球C在P点时物块A的速度为零；小球C运动到D点时物块A的速度也为零，则该过程中，合外力对物块A做的功为零，故A错误；
B．小球C从P点运动到D点的过程中，物块A的动量变化为零，根据动量定理可知，弹簧的弹力和轻绳的拉力以及物块A的重力对物块A冲量的和为零，故B正确；
C．小球C运动到Q点时，A回到原来的位置，则弹簧弹性势能不变，设C的速度为v，则A的速度为vcsθ，由能量关系
解得C的速度
故C正确；
D．小球C运动到直杆Q点时的速度达到最大，则此时C受合力为零，则对小球C有
对A由牛顿第二定律
解得A的加速度
故D错误。
故选BC。
三、实验题（本题共2小题，共15分）
16. 电子体重秤是生活中常用的体重测量工具，其内部装有阻值随所受压力变化的压力传感器，同学甲为了准确测定不同压力下传感器的阻值，对家中的体重秤拆解后，在原有电路上进行了改装，如图1所示，（图中数字电路模块阻值保持不变，且能显示称量物体的质量）。该同学实验步骤如下：
①将开关S接1，在压力传感器上放上重物；
②记下数字电路模块显示的重物质量；
③将开关S接2，调节电阻箱使数字电路模块显示相同的质量，并记录此时电阻箱的阻值；
④将开关S接1，在压力传感器上增加重物；
⑤重复②~④，获取多组数据后断开开关S，结束实验。
（1）某次实验过程中，电阻箱示数如图2所示，则此时压力传感器的电阻值为_______Ω；
（2）同学整理了实验所得数据后，得到压力传感器的阻值与压力关系如图3所示，当压力传感器的阻值为110Ω时，传感器上放置重物的质量为_______kg（重力加速度g取10m/s2）。
【答案】 ①. 50.0 ②. 56
【解析】
【详解】（1）[1]由图1与实验步骤可知，小明采用等效替代法测量压力传感器的阻值，故压力传感器的阻值等于电阻箱阻值，由题图2可得电阻箱阻值为50.0Ω，故此时压力传感器的电阻值为50.0Ω。
（2）[2]由题图3可知压力传感器的阻值与其受到的压力大小成线性关系，设关系式为
结合图3可得
，
可得
将代入解得
解得重物的质量为
17. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，测量了第1条至第6条亮纹之间的距离，游标卡尺的示数分别如下图所示。
（1）分划板在第1条亮纹位置时，游标卡尺读数为_______mm，在第6条亮纹位置时，游标卡尺读数为_______mm；
（2）该单色光的波长为λ=________m（保留三位有效数字）；
（3）关于该实验，下列说法正确的是________
A．若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小
B．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，可以将屏向靠近双缝的方向移动
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向靠近双缝的方向移动
【答案】 ①. 11.1 ②. 15.5 ③. 7.04×10-7 ④. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知分划板在第1条亮纹位置时，游标卡尺读数为
在第6条亮纹位置时，游标卡尺读数为
（2）[3]根据
又
联立可得该单色光的波长为
（3）[4]根据
A．若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，得到的干涉条纹间距将变小，故A正确；
B．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则应使增大，可以将屏向远离双缝的方向移动，故B错误；
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应使减小，可以将屏向靠近双缝的方向移动或者减小双缝间距；将单缝向靠近双缝的方向移动，不会改变，故C错误。
故选A。
四、计算题（本题共3小题，共35分）
18. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，倾角为θ=37°的传送带以恒定速率运行，工作人员将包裹（可视为质点）轻放在传送带顶端，顶端A距离地面高度为H=4.92m（忽略转轴大小），包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：包裹从A运动到B所需要的时间。
【答案】2.2
【解析】
详解】包裹与传送带共速前，对包裹受力分析得
解得
包裹与传送带共速所用时间为
包裹痛过的位移为
包裹与传送带共速后，对包裹受力分析得
解得
根据运动学规律得
解得
则包裹从A运动到B所需要的时间为
19. 如图所示，在光滑水平面上N点的左侧有一场强E=4×103N/C的匀强电场，质量为mB=1.5kg的绝缘木板B静止在N点右侧，质量为mC=0.5kg的小物块C（可视为质点）静止在B的右端上，BC间动摩擦因数μ=0.2，将mA=lkg、电量q=1×10-3C的带电小滑块A（可视为质点）由静止释放，运动s=2m到达N点，与B发生弹性碰撞，此后C恰好未从B上滑落，求：
（1）A运动到N点时的动量；
（2）滑块C的最大速度；
（3）木板B的长度。
【答案】（1）4kg·m/s，方向水平向右（2）2.4m/s；（3）1.92m
【解析】
【详解】（1）A运动s的过程中，由动能定理得
解得
则A运动到N点时的动量为
方向水平向右。
（2）AB发生弹性碰撞，由动量守恒可得
由机械能守恒可得
联立解得
，
B与C相互作用至共速，由动量守恒得
解得
可知滑块C的最大速度为。
（3）对B与C由能量守恒得
解得木板B的长度为
20. 如图所示，空间存在一个边长为3L的矩形有界磁场，磁感应强度大小为B。一个边长为L，质量为m，电阻为R的正方形金属线框A，以速度v沿x轴进入磁场，最终停在图示的虚线位置，（各处产生的摩擦均忽略不计）求：
（1）线框A刚进入磁场时加速度大小；
（2）线框A进入磁场的整个过程中通过线框的电荷量；
（3）线框A出磁场时运动的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得
由欧姆定律得
由牛顿第二定律得
解得
（2）进入磁场的整个过程中
解得
（3）设线框A全部进入磁场时速度为，由动量定理得
所以
线框A出磁场，由动量定理得
解得
或者解法2：对线框A进出磁场全过程用动量定理得
解得
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