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2024届海南省海口市高三上学期摸底考试物理试题
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这是一份2024届海南省海口市高三上学期摸底考试物理试题，共21页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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. 某同学起立或下蹲过程中，利用手机软件记录加速度随时间变化的图像如图所示。取竖直向上为正方向，则图中描述的过程是（ ）
A. 起立B. 下蹲
C. 先下蹲再起立D. 先起立再下蹲
【答案】A
【解析】
【详解】此同学最初静止，由图可知，开始时加速度向上，且加速度由0增大到最大值再减小到0，此过程加速度方向一直向上，所以此过程该同学速度一直在增大且方向向上，后加速变为负值即加速度方向变成向下，结合前面的加速运动可知，此时该同学开始做减速运动，虽然加速度向下但是速度向上，最后静止后加速度为0，综上所述，图中描述的过程是起立过程。
故选A。
2. 炎热的夏日，公路表面附近空气密度随高度的增加而增大。当在公路上开车前行时经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。下列光路图能描述该现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】距离路面越近，空气密度越小，不同的空气层有不同的折射率，光由光疏介质射向光密介质时，折射角小于入射角，光由光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。
故选A。
3. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一小球静止，弹簧伸长量为。 在同一竖直平面内对小球施加拉力F，使弹簧伸长量保持为 缓慢地将弹簧向右拉到水平位置，设拉力F 与竖直方向间的夹角为。 该过程中（ ）
A. 角最大为60°B. 角最小为30°
C. F一直减小，先减小后增大D. F一直增大，先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】轻弹簧上端固定，下端悬挂一小球静止，弹簧伸长量为。在同一竖直平面内对小球施加拉力F，使弹簧伸长量保持为则弹力大小为，对小球受力分析如图所示
同一竖直平面内对小球施加一个拉力F，使弹簧伸长量保持不变，弹力的大小不变，缓慢地将细绳向右拉到水平位置，F一直增大，先增大后减小，根据几何关系可知当
此时最大为30°。
故选D。
4. 小船横渡一条两岸平行的河流，水流速度与河岸平行，船相对于水的速度大小不变，船头始终垂直指向河岸，小船的运动轨迹如图虚线所示。则小船在此过程中（ ）
A. 运动的加速度不变B. 越接近河岸速度越大
C. 所受合外力先做正功后做负功D. 水流速度变化，渡河的时间也会改变
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的知识，轨迹向合力的方向弯曲，由轨迹图可知，合力的方向先沿河岸向右后沿河岸向左，所以加速度方向发生变化，故A错误；
BC．小船的速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，合外力先做正功后做负功，故B错误，C正确；
D．由于船头始终与河岸垂直，所以渡河时间为
船相对于水的速度大小不变，则渡河时间不变，故D错误。
故选C。
5. 如图甲，“战绳训练”是常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳使其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中 t=0时刻战绳波形图，绳上质点Q 的振动图像如图丙所示。则（ ）
A. 该波沿轴负方向传播B. P 点的相位比Q 点的相位超前
C. 任意内P 运动的路程均为AD. 时刻质点P 将运动到处
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，时刻质点Q沿轴正方向振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．P 点与Q点相差，P 点的相位比Q 点的相位超前，故B正确；
C．若开始计时P不在波峰或波谷，内P 运动的路程不等于A，故C错误；
D．质点P只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，一圆轨道固定在竖直平面内，轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，C为轨道上与圆心O等高的点。 质量为m的小球沿轨道外侧做完整的圆周运动，球除了受重力和圆轨道可能对其有弹力外，还始终受大小恒为F、方向始终指向圆心O 的外力作用，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。 则（ ）
A. 球在A 点的最小速度为
B. 球从A运动到B过程中，受到的弹力逐渐增大
C. 球运动到C 点时受到轨道的弹力大小为F
D. F的最小值为5mg
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球沿轨道外侧运动，则过最高点A点时，最小速度可为零，此时支持力等于重力与引力之和，故A错误；
B．球从A运动到B过程中，速度逐渐增大，所需向心力逐渐增大，弹力沿圆心与球的连线向外，则可知弹力逐渐减小，故B错误；
C．当球过A点速度为零时，由A到C有
解得
故C错误；
D．当球过A点速度为零时，做完整圆周运动F最小，则由A到B有
解得
Fmin=5mg
故D正确。
故选D。
7. 光电效应实验电路如图甲所示。用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（ ）
A. 研究图乙中的规律时甲图开关需打在2上
B. 开关打在2上触头P左移时，微安表示数增大
C. a光照射产生光电子的最大初动能比b的小
D. 电压为图乙中时，a光照射时单位时间到达A极的光电子个数比b的少
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究图乙中的规律时，光电管加反向电压，此时图甲开关需要打在1上，故A项错误；
B．开关打在2上时加在光电管上的电压为正向电压，当滑片P向左移时，光电管两端的电压减小，所以微安表示数减小，故B项错误；
C．由图像可知，a光的截止电压较小，根据
可知，a光照射产生光电子的最大初动能比b的小，a光的频率比b光的小，故C项正确；
D．由题图可知，电压为时，a光的电流多，即a光照射时单位时间到达A极的光电子个数多，故D项错误。
故选C。
8. 如图所示，施工员确定地下金属管线位置的一种方法如下：①给管线通入电流，电流产生磁场； ②用可测量磁场强弱、方向的仪器在管线附近水平地面上找到磁场最强的某点，记为a； ③在a 点附近地面上找到与 a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线 EF； ④在过a点垂直于 EF并位于地面的直线上，找到磁场方向与地面夹角为53°、距离为 L 的 b、c两点，不计地磁场影响， 则（ ）
A. EF 垂直于管线B. 管线深度为 L
C. b、c两点磁感应强度大小和方向均相同D. 管线中应通入正弦式交变电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．画出截面图，如图所示
a点磁感应强度最大，在金属管线的正上方，因此金属管线平行于EF，故A错误；
B．由几何关系可知，管线深度
故B正确；
C．由图可知， b、c到金属线距离相同，则两点磁感应强度大小相同，方向不同，故C错误；
D．管线中应该通恒定电流，便于判断磁感应强度最强点，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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. 几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为 该反应放出的能量为E，真空中光速为c。 则（ ）
A. 该反应属于核聚变B. X核中有 6个核子
C. 氦核的比结合能为D. 该反应的质量亏损为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为
属于轻原子核结合成较重原子核反应，所以该反应属于核聚变，又核子数为质子数加上中子数等于质量数，故A正确，B错误；
C．比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以X核的比结合能不为，故C错误；
D．根据爱因斯坦质能方程
又因为该反应放出的能量为E，所以该反应的质量亏损为，故D正确。
故选AD。
10. 如图为十三号飞船与核心舱对接过程的示意图。核心舱处于半径为r3的圆轨道 Ⅲ上，飞船先被发送至半径为r1的圆轨道I，运行周期为 T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到远地点B 处与核心舱对接。 则飞船（ ）
A. 沿轨道I运动到A 点时的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到A 点时的加速度
B. 沿轨道Ⅰ运行时的机械能小于沿轨道Ⅱ运行时的机械能
C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为
D. 沿轨道Ⅱ从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
解得
可知沿轨道I运动到A 点时的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到A 点时的加速度，故A正确；
B．飞船从轨道Ⅰ运行到轨道Ⅱ时，需在A点加速，所以飞船沿轨道Ⅰ运行时的机械能小于沿轨道Ⅱ运行时的机械能，故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知沿轨道Ⅱ运行的周期为
T=
故C错误；
D．沿轨道Ⅱ从近地点A运动到远地点B的过程中，万有引力做负功，速度不断减小，故D错误
故选AB。
11. 如图所示，某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极，定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上，不计定子线圈的电阻。 当转子以25r/s的转速匀速转动时，在定子线圈中产生频率为50Hz的正弦交流电。 若使转子以50r/s的转速转动，则（ ）
A. 电流表 A 的示数变为原来的2 倍
B. 变压器的输出功率不变
C. 电阻 R 消耗的电功率为原来的4倍
D. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．转速加倍，根据则角速度加倍，根据则感应电动势最大值加倍，变压器原线圈两端电压加倍，根据变压器电压与匝数成正比
则副线圈两端电压加倍，则副线圈电流加倍，根据电流与匝数关系
可知原线圈电流加倍，即电流表的示数加倍，故A正确；
B．根据变压器的输出功率，可知输出功率变为原来的4倍，故B错误；
C．根据电阻 R 消耗的电功率，可知电阻 R 消耗的电功率变为原来的4倍，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，可知电动势与磁通量变化率成正比，因为电动势加倍，变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍，故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，四根完全相同的均匀带负电绝缘细棒，对称放置在正方体的四条边a、b、c、d上，O点为正方体的几何中心，P、Q分别为正方体上、下两面的中心。 则（ ）
A. P、Q两点电场强度大小和方向均相同，电势相等
B. 沿直线将正点电荷由 P 移动到Q，电荷的电势能先增大后减小
C. 若使 b处的绝缘棒带电荷量增加，O点电场强度方向垂直指向c
D. 若使b处的绝缘棒带电荷量增加，Q点电势将降低
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电势是标量，根据电势叠加代数求和的方法及对称性可知，P、Q两点电势相等；根据电场叠加原理，P、Q两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；
B．以无穷远处为电势零点，四根完全相同的均匀带负电绝缘细棒周围电势小于零，越靠近带负电绝缘细棒电势越低，因此根据对称性可知，沿直线由P到Q电势先升高后降低，沿直线将正点电荷由 P 移动到Q，电场力先做负功后做正功，电荷的电势能先增大后减小，故B正确；
C．若使b处的绝缘棒带电荷量增加，根据等效性，O点电场强度可认为是由b、c两棒叠加产生，而b棒的电量大于c棒且两棒均带负电，因此O点电场强度方向应垂直指向b，故C错误；
D．根据B项分析，Q点电势等于所有棒在Q点激发的电势的代数和，若使b处的绝缘棒带电荷量增加，由于b棒带负电，所以Q点电势将降低，故D正确；
故选BD。
13. 如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上。 第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标面向里的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、带电量为q的小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从 P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做圆周运动，从Q 点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q 点距O 点的距离为d，重力加速度为g。 则（ ）
A. 电场强度的大小为 方向沿y轴负半轴
B. 做圆周运动的周期为
C. 从P运动到Q过程中小球电势能减小
D. 磁感应强度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球在第Ⅳ做匀速圆周运动，则电场强度为
解得
结合左手定则可知粒子带正电，则电场强度向上，故A错误；
B．小球在第三象限运动，只有重力做功，有
小球在第Ⅳ象限做匀速圆周运动，根据几何关系可知
则运动的周期为
故B正确；
C．小球受电场力做功为
所以从P运动到Q过程中小球电势能减小，故C正确；
D．小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14. （1） 用双缝干涉实验测量某单色光的波长。
①如图甲所示实验装置中，转动__________________可使图乙中分划板的中心刻线与亮条纹对齐。
A. 透镜 B. 双缝 C. 手轮 D. 测量头
②用某种单色光实验，屏上观察到的干涉条纹如图丙所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图丁所示，虚线处是亮纹的中心，则双缝间的距离变为原来的______________________倍。
（2） 学习小组探究平抛运动的特点。
①如图甲，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q 点飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点， 实验中，应满足的条件有___________。
A. 斜槽末端切线水平 B. 小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放
C. 挡板 MN要等间距变化 D. 尽量选取光滑的斜槽
②实验中，根据固定在装置上的标尺，测量每次小球痕迹点距点的水平距离x和竖直距离 y，在图乙中描点如图乙所示，请在图乙中作出该图线_____，并由图线求出小球平抛运动的初速度为_____m/s(结果保留两位有效数字)。
【答案】 ①. D ②. 2 ③. AB##BA ④. ⑤. 2.7##2.8##2.9
【解析】
【详解】（1）①[1]若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可，故选D；
②[2]由图可知，丁图中的条纹宽度是丙图中的一半，根据
可知，当其他条件不变时，双缝间的距离应为原来的倍；
（2）①[3]A．探究平抛运动的特点实验中，斜槽末端切线必须水平，保证钢球做平抛运动，故A正确；
B．小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放，保证钢球每次平抛运动的初速度都相同，故B正确；
C．该实验只需要记录小球痕迹，不需要挡板 MN等间距变化，故C错误；
D．斜槽光不光滑不影响每次做平抛运动的初速度都相同，故D错误。
故选AB
[4]②如图所示。
[5]根据平抛运动规律得
联立解得
因此图线的斜率表示小球平抛运动的初速度，由乙图所点连线得
结果要求保留两位有效数字，故小球的初速度为2.7m/s-2.9m/s均可。
15. 在“测量金属丝的电阻率”实验时，提供了如下实验器材：
A. 待测金属丝 Rx；
B. 毫米刻度尺；
C. 螺旋测微器；
D. 直流电源：电动势约 3V，内阻很小；
E． 电压表 V∶ 量程0~3V， 内阻约为 5kΩ；
F. 电流表 A1∶ 量程0~0.6A， 内阻约为0.5Ω；
G. 电流表 A2∶ 0~3A， 内阻约0.1 Ω；
H. 滑动变阻器R1∶ 最大阻值 5Ω；
I. 滑动变阻器 R2∶ 最大阻值 100Ω； J.开关、 导线若干。
（1）用毫米刻度尺测量金属丝长度 L，用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径 d=_________________mm。
（2） 实验电路如图乙所示，为了提高金属丝电阻的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________________（选填“A1”或“A2”） 。 应该选用的滑动变阻器是___________________选填“R1”或“R2”） 。
（3）根据所选的器材，在图丙中完成实物电路的连接。_________________________
（4）某小组同学正确进行实验操作，测出多组电压表、电流表的读数，在坐标纸上描点作出 U-I图像，测出图线的斜率为 k，则该金属丝的电阻率为_____________（各量均用字母表示） 。
【答案】 ①. ）0.350 ②. A1 ③. R1 ④. 见解析 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+35.0×0.01mm=0.350mm；
（2）[2][3]直流电源允许通过的最大电流约为几百毫安，所以电流表应选A1；滑动变阻器时分压接法，所以采用量程比较小的R1。
（3）[4]根据所选的器材和电路图，连接实物图如下
（4）[5]由电阻定律有
又由欧姆定律有
联立解得
所以图线斜率为
得
四、计算题：本题共3 小题，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 如图，T型活塞固定在实验室内地面上，一定质量的理想气体被封闭在导热气缸中，气缸质量为m、底面积为S，实验室内气压为。初始时气缸与地面距离为L，活塞距缸底 1.8L，环境温度为，重力加速度为g，不计摩擦。降低室内环境温度。
（1）如果用销钉K将气缸固定，当缸内气体压强为初始时压强的0.8倍时，求环境温度；
（2）气缸从初始状态缓慢下降至刚到达地面过程中，气体发生等压变化，求气体在该过程中温度的变化量；
（3）在（2）中，气体内能的减少量为，求该过程中气体放出（或吸收）的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设初始压强为，气体等容变化
解得环境温度
（2）气体为等圧变化
即
环境温度变化量
（3）气缸受力平衡
缸内气体压强
外界对气体做功
温度降低内能减少，放出热量，根据热力学第一定律，有
解得
17. 如图所示，固定光滑斜面倾角为30°，斜面上宽度为2L的矩形区域内存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。 一边长为、电阻为 R、质量为m的单匝正方形线框efgh从距离磁场上边缘为 d 处由静止开始沿斜面下滑。 已知线框进、出磁场均做变速运动且gh边进、出磁场时速度相等，，重力加速度为 g。 求∶
（1） gh边刚进入磁场时受到安培力大小；
（2） 线框穿越磁场全过程产生的焦耳热；
（3） 线框进入磁场所经历的时间 。
【答案】（1）；（2）2mgL；（3）
【解析】
【详解】（1）设线框gh边刚进入磁场时的速度为v1，则
回路中的感应电流为
gh边此时受到的安培力大小
= BIL
解得
=
（2）设线框全部进入磁场时速度为v，研究从全部进入到gh边刚出磁场过程，有
研究线框穿越磁场的全过程，有
解得
Q=2mgL
（3）研究线框进入磁场的过程，根据动量定理有
线框进入磁场过程中产生的电动势为
线框中的电流为
解得
18. 如图，A 为放置在光滑水平面上足够长的薄木板，板的质量为 1.0kg，质量为3.0kg的小物块B 静止于木板右端，板右上方有一固定挡板 P。 一质量也为1.0kg的小物块C 以水平向右的初速度 滑上木板。 一段时间后，B 与挡板 P 碰撞且被反向弹回。 已知B在碰撞前后的瞬间速度大小相等，整个运动过程中 B、C未发生碰撞，木板能在 P 下方自由穿行； B、C与木板间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取重力加速度。
（1） 求 C刚滑上木板时 的加速度大小、；
（2） 若 P 与挡板 B的距离， 求全过程中摩擦产生的热量 Q；
（3） 若将木板换成轻质的长板，其他条件不变，当B 与挡板第三次碰前瞬间，B、C速度方向相同、大小之比为 求全过程中 B通过的路程s 及 C在轻板上滑行的距离。
【答案】（1）=0.5m/s2；= 2m/s2；（2）4.464J；（3）0.125m，2.25m
【解析】
【详解】（1）对物块C，根据牛顿第二定律有
解得
= 2m/s2
假设物块B和木板相对静止，设加速度为a，根据牛顿第二定律有
解得
a= 0.5m/s2
此时，假设成立，则
= a= 0.5m/s2
（2）设三者向右运动的共同速度为v1，根据系统动量守恒有
解得
m/s
共速前B运动的距离
m<1m
所以共速后B与P碰撞。
设碰后三者再次达到共速的速度为v2，根据系统动量守恒有
解得
v2=012m/s
根据能量守恒，全过程产生的热量为
解得
Q=4.464J
（3）由于
则B与板始终保持相对静止，设B的加速度为，则
解得
m/s2
所以， 而第三次碰撞后B、C速度方向相同、大小之比，因
此两者将同时停止运动，系统静止，因此B与P碰撞前一直做匀加速直线运动，碰后做加速度相等的减速运动，设B每次与挡板碰撞的速度大小为v，B经过时间t与P第一次碰撞，碰后经过时间t速度减为零，然后再经过时间t与P第二次碰撞，碰后经过时间t速度再减为零，之后再次重复上述运动，直到停止。C一直做匀减速运动，则
解得
t=0.25s
B通过的路程
全过程根据能量守恒定律有
解得
=2.25m
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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. 某同学起立或下蹲过程中，利用手机软件记录加速度随时间变化的图像如图所示。取竖直向上为正方向，则图中描述的过程是（ ）
A. 起立B. 下蹲
C. 先下蹲再起立D. 先起立再下蹲
【答案】A
【解析】
【详解】此同学最初静止，由图可知，开始时加速度向上，且加速度由0增大到最大值再减小到0，此过程加速度方向一直向上，所以此过程该同学速度一直在增大且方向向上，后加速变为负值即加速度方向变成向下，结合前面的加速运动可知，此时该同学开始做减速运动，虽然加速度向下但是速度向上，最后静止后加速度为0，综上所述，图中描述的过程是起立过程。
故选A。
2. 炎热的夏日，公路表面附近空气密度随高度的增加而增大。当在公路上开车前行时经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。下列光路图能描述该现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】距离路面越近，空气密度越小，不同的空气层有不同的折射率，光由光疏介质射向光密介质时，折射角小于入射角，光由光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。
故选A。
3. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一小球静止，弹簧伸长量为。 在同一竖直平面内对小球施加拉力F，使弹簧伸长量保持为 缓慢地将弹簧向右拉到水平位置，设拉力F 与竖直方向间的夹角为。 该过程中（ ）
A. 角最大为60°B. 角最小为30°
C. F一直减小，先减小后增大D. F一直增大，先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】轻弹簧上端固定，下端悬挂一小球静止，弹簧伸长量为。在同一竖直平面内对小球施加拉力F，使弹簧伸长量保持为则弹力大小为，对小球受力分析如图所示
同一竖直平面内对小球施加一个拉力F，使弹簧伸长量保持不变，弹力的大小不变，缓慢地将细绳向右拉到水平位置，F一直增大，先增大后减小，根据几何关系可知当
此时最大为30°。
故选D。
4. 小船横渡一条两岸平行的河流，水流速度与河岸平行，船相对于水的速度大小不变，船头始终垂直指向河岸，小船的运动轨迹如图虚线所示。则小船在此过程中（ ）
A. 运动的加速度不变B. 越接近河岸速度越大
C. 所受合外力先做正功后做负功D. 水流速度变化，渡河的时间也会改变
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据曲线运动的知识，轨迹向合力的方向弯曲，由轨迹图可知，合力的方向先沿河岸向右后沿河岸向左，所以加速度方向发生变化，故A错误；
BC．小船的速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，合外力先做正功后做负功，故B错误，C正确；
D．由于船头始终与河岸垂直，所以渡河时间为
船相对于水的速度大小不变，则渡河时间不变，故D错误。
故选C。
5. 如图甲，“战绳训练”是常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳使其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中 t=0时刻战绳波形图，绳上质点Q 的振动图像如图丙所示。则（ ）
A. 该波沿轴负方向传播B. P 点的相位比Q 点的相位超前
C. 任意内P 运动的路程均为AD. 时刻质点P 将运动到处
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，时刻质点Q沿轴正方向振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．P 点与Q点相差，P 点的相位比Q 点的相位超前，故B正确；
C．若开始计时P不在波峰或波谷，内P 运动的路程不等于A，故C错误；
D．质点P只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，一圆轨道固定在竖直平面内，轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，C为轨道上与圆心O等高的点。 质量为m的小球沿轨道外侧做完整的圆周运动，球除了受重力和圆轨道可能对其有弹力外，还始终受大小恒为F、方向始终指向圆心O 的外力作用，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。 则（ ）
A. 球在A 点的最小速度为
B. 球从A运动到B过程中，受到的弹力逐渐增大
C. 球运动到C 点时受到轨道的弹力大小为F
D. F的最小值为5mg
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球沿轨道外侧运动，则过最高点A点时，最小速度可为零，此时支持力等于重力与引力之和，故A错误；
B．球从A运动到B过程中，速度逐渐增大，所需向心力逐渐增大，弹力沿圆心与球的连线向外，则可知弹力逐渐减小，故B错误；
C．当球过A点速度为零时，由A到C有
解得
故C错误；
D．当球过A点速度为零时，做完整圆周运动F最小，则由A到B有
解得
Fmin=5mg
故D正确。
故选D。
7. 光电效应实验电路如图甲所示。用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（ ）
A. 研究图乙中的规律时甲图开关需打在2上
B. 开关打在2上触头P左移时，微安表示数增大
C. a光照射产生光电子的最大初动能比b的小
D. 电压为图乙中时，a光照射时单位时间到达A极的光电子个数比b的少
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究图乙中的规律时，光电管加反向电压，此时图甲开关需要打在1上，故A项错误；
B．开关打在2上时加在光电管上的电压为正向电压，当滑片P向左移时，光电管两端的电压减小，所以微安表示数减小，故B项错误；
C．由图像可知，a光的截止电压较小，根据
可知，a光照射产生光电子的最大初动能比b的小，a光的频率比b光的小，故C项正确；
D．由题图可知，电压为时，a光的电流多，即a光照射时单位时间到达A极的光电子个数多，故D项错误。
故选C。
8. 如图所示，施工员确定地下金属管线位置的一种方法如下：①给管线通入电流，电流产生磁场； ②用可测量磁场强弱、方向的仪器在管线附近水平地面上找到磁场最强的某点，记为a； ③在a 点附近地面上找到与 a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线 EF； ④在过a点垂直于 EF并位于地面的直线上，找到磁场方向与地面夹角为53°、距离为 L 的 b、c两点，不计地磁场影响， 则（ ）
A. EF 垂直于管线B. 管线深度为 L
C. b、c两点磁感应强度大小和方向均相同D. 管线中应通入正弦式交变电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．画出截面图，如图所示
a点磁感应强度最大，在金属管线的正上方，因此金属管线平行于EF，故A错误；
B．由几何关系可知，管线深度
故B正确；
C．由图可知， b、c到金属线距离相同，则两点磁感应强度大小相同，方向不同，故C错误；
D．管线中应该通恒定电流，便于判断磁感应强度最强点，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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. 几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为 该反应放出的能量为E，真空中光速为c。 则（ ）
A. 该反应属于核聚变B. X核中有 6个核子
C. 氦核的比结合能为D. 该反应的质量亏损为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为
属于轻原子核结合成较重原子核反应，所以该反应属于核聚变，又核子数为质子数加上中子数等于质量数，故A正确，B错误；
C．比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以X核的比结合能不为，故C错误；
D．根据爱因斯坦质能方程
又因为该反应放出的能量为E，所以该反应的质量亏损为，故D正确。
故选AD。
10. 如图为十三号飞船与核心舱对接过程的示意图。核心舱处于半径为r3的圆轨道 Ⅲ上，飞船先被发送至半径为r1的圆轨道I，运行周期为 T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到远地点B 处与核心舱对接。 则飞船（ ）
A. 沿轨道I运动到A 点时的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到A 点时的加速度
B. 沿轨道Ⅰ运行时的机械能小于沿轨道Ⅱ运行时的机械能
C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为
D. 沿轨道Ⅱ从近地点A运动到远地点B的过程中，速度不断增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
解得
可知沿轨道I运动到A 点时的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到A 点时的加速度，故A正确；
B．飞船从轨道Ⅰ运行到轨道Ⅱ时，需在A点加速，所以飞船沿轨道Ⅰ运行时的机械能小于沿轨道Ⅱ运行时的机械能，故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知沿轨道Ⅱ运行的周期为
T=
故C错误；
D．沿轨道Ⅱ从近地点A运动到远地点B的过程中，万有引力做负功，速度不断减小，故D错误
故选AB。
11. 如图所示，某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极，定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上，不计定子线圈的电阻。 当转子以25r/s的转速匀速转动时，在定子线圈中产生频率为50Hz的正弦交流电。 若使转子以50r/s的转速转动，则（ ）
A. 电流表 A 的示数变为原来的2 倍
B. 变压器的输出功率不变
C. 电阻 R 消耗的电功率为原来的4倍
D. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．转速加倍，根据则角速度加倍，根据则感应电动势最大值加倍，变压器原线圈两端电压加倍，根据变压器电压与匝数成正比
则副线圈两端电压加倍，则副线圈电流加倍，根据电流与匝数关系
可知原线圈电流加倍，即电流表的示数加倍，故A正确；
B．根据变压器的输出功率，可知输出功率变为原来的4倍，故B错误；
C．根据电阻 R 消耗的电功率，可知电阻 R 消耗的电功率变为原来的4倍，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，可知电动势与磁通量变化率成正比，因为电动势加倍，变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍，故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，四根完全相同的均匀带负电绝缘细棒，对称放置在正方体的四条边a、b、c、d上，O点为正方体的几何中心，P、Q分别为正方体上、下两面的中心。 则（ ）
A. P、Q两点电场强度大小和方向均相同，电势相等
B. 沿直线将正点电荷由 P 移动到Q，电荷的电势能先增大后减小
C. 若使 b处的绝缘棒带电荷量增加，O点电场强度方向垂直指向c
D. 若使b处的绝缘棒带电荷量增加，Q点电势将降低
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电势是标量，根据电势叠加代数求和的方法及对称性可知，P、Q两点电势相等；根据电场叠加原理，P、Q两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；
B．以无穷远处为电势零点，四根完全相同的均匀带负电绝缘细棒周围电势小于零，越靠近带负电绝缘细棒电势越低，因此根据对称性可知，沿直线由P到Q电势先升高后降低，沿直线将正点电荷由 P 移动到Q，电场力先做负功后做正功，电荷的电势能先增大后减小，故B正确；
C．若使b处的绝缘棒带电荷量增加，根据等效性，O点电场强度可认为是由b、c两棒叠加产生，而b棒的电量大于c棒且两棒均带负电，因此O点电场强度方向应垂直指向b，故C错误；
D．根据B项分析，Q点电势等于所有棒在Q点激发的电势的代数和，若使b处的绝缘棒带电荷量增加，由于b棒带负电，所以Q点电势将降低，故D正确；
故选BD。
13. 如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上。 第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标面向里的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、带电量为q的小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从 P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做圆周运动，从Q 点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q 点距O 点的距离为d，重力加速度为g。 则（ ）
A. 电场强度的大小为 方向沿y轴负半轴
B. 做圆周运动的周期为
C. 从P运动到Q过程中小球电势能减小
D. 磁感应强度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球在第Ⅳ做匀速圆周运动，则电场强度为
解得
结合左手定则可知粒子带正电，则电场强度向上，故A错误；
B．小球在第三象限运动，只有重力做功，有
小球在第Ⅳ象限做匀速圆周运动，根据几何关系可知
则运动的周期为
故B正确；
C．小球受电场力做功为
所以从P运动到Q过程中小球电势能减小，故C正确；
D．小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14. （1） 用双缝干涉实验测量某单色光的波长。
①如图甲所示实验装置中，转动__________________可使图乙中分划板的中心刻线与亮条纹对齐。
A. 透镜 B. 双缝 C. 手轮 D. 测量头
②用某种单色光实验，屏上观察到的干涉条纹如图丙所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图丁所示，虚线处是亮纹的中心，则双缝间的距离变为原来的______________________倍。
（2） 学习小组探究平抛运动的特点。
①如图甲，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q 点飞出，落在水平挡板MN上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点， 实验中，应满足的条件有___________。
A. 斜槽末端切线水平 B. 小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放
C. 挡板 MN要等间距变化 D. 尽量选取光滑的斜槽
②实验中，根据固定在装置上的标尺，测量每次小球痕迹点距点的水平距离x和竖直距离 y，在图乙中描点如图乙所示，请在图乙中作出该图线_____，并由图线求出小球平抛运动的初速度为_____m/s(结果保留两位有效数字)。
【答案】 ①. D ②. 2 ③. AB##BA ④. ⑤. 2.7##2.8##2.9
【解析】
【详解】（1）①[1]若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可，故选D；
②[2]由图可知，丁图中的条纹宽度是丙图中的一半，根据
可知，当其他条件不变时，双缝间的距离应为原来的倍；
（2）①[3]A．探究平抛运动的特点实验中，斜槽末端切线必须水平，保证钢球做平抛运动，故A正确；
B．小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放，保证钢球每次平抛运动的初速度都相同，故B正确；
C．该实验只需要记录小球痕迹，不需要挡板 MN等间距变化，故C错误；
D．斜槽光不光滑不影响每次做平抛运动的初速度都相同，故D错误。
故选AB
[4]②如图所示。
[5]根据平抛运动规律得
联立解得
因此图线的斜率表示小球平抛运动的初速度，由乙图所点连线得
结果要求保留两位有效数字，故小球的初速度为2.7m/s-2.9m/s均可。
15. 在“测量金属丝的电阻率”实验时，提供了如下实验器材：
A. 待测金属丝 Rx；
B. 毫米刻度尺；
C. 螺旋测微器；
D. 直流电源：电动势约 3V，内阻很小；
E． 电压表 V∶ 量程0~3V， 内阻约为 5kΩ；
F. 电流表 A1∶ 量程0~0.6A， 内阻约为0.5Ω；
G. 电流表 A2∶ 0~3A， 内阻约0.1 Ω；
H. 滑动变阻器R1∶ 最大阻值 5Ω；
I. 滑动变阻器 R2∶ 最大阻值 100Ω； J.开关、 导线若干。
（1）用毫米刻度尺测量金属丝长度 L，用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径 d=_________________mm。
（2） 实验电路如图乙所示，为了提高金属丝电阻的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________________（选填“A1”或“A2”） 。 应该选用的滑动变阻器是___________________选填“R1”或“R2”） 。
（3）根据所选的器材，在图丙中完成实物电路的连接。_________________________
（4）某小组同学正确进行实验操作，测出多组电压表、电流表的读数，在坐标纸上描点作出 U-I图像，测出图线的斜率为 k，则该金属丝的电阻率为_____________（各量均用字母表示） 。
【答案】 ①. ）0.350 ②. A1 ③. R1 ④. 见解析 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+35.0×0.01mm=0.350mm；
（2）[2][3]直流电源允许通过的最大电流约为几百毫安，所以电流表应选A1；滑动变阻器时分压接法，所以采用量程比较小的R1。
（3）[4]根据所选的器材和电路图，连接实物图如下
（4）[5]由电阻定律有
又由欧姆定律有
联立解得
所以图线斜率为
得
四、计算题：本题共3 小题，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 如图，T型活塞固定在实验室内地面上，一定质量的理想气体被封闭在导热气缸中，气缸质量为m、底面积为S，实验室内气压为。初始时气缸与地面距离为L，活塞距缸底 1.8L，环境温度为，重力加速度为g，不计摩擦。降低室内环境温度。
（1）如果用销钉K将气缸固定，当缸内气体压强为初始时压强的0.8倍时，求环境温度；
（2）气缸从初始状态缓慢下降至刚到达地面过程中，气体发生等压变化，求气体在该过程中温度的变化量；
（3）在（2）中，气体内能的减少量为，求该过程中气体放出（或吸收）的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设初始压强为，气体等容变化
解得环境温度
（2）气体为等圧变化
即
环境温度变化量
（3）气缸受力平衡
缸内气体压强
外界对气体做功
温度降低内能减少，放出热量，根据热力学第一定律，有
解得
17. 如图所示，固定光滑斜面倾角为30°，斜面上宽度为2L的矩形区域内存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。 一边长为、电阻为 R、质量为m的单匝正方形线框efgh从距离磁场上边缘为 d 处由静止开始沿斜面下滑。 已知线框进、出磁场均做变速运动且gh边进、出磁场时速度相等，，重力加速度为 g。 求∶
（1） gh边刚进入磁场时受到安培力大小；
（2） 线框穿越磁场全过程产生的焦耳热；
（3） 线框进入磁场所经历的时间 。
【答案】（1）；（2）2mgL；（3）
【解析】
【详解】（1）设线框gh边刚进入磁场时的速度为v1，则
回路中的感应电流为
gh边此时受到的安培力大小
= BIL
解得
=
（2）设线框全部进入磁场时速度为v，研究从全部进入到gh边刚出磁场过程，有
研究线框穿越磁场的全过程，有
解得
Q=2mgL
（3）研究线框进入磁场的过程，根据动量定理有
线框进入磁场过程中产生的电动势为
线框中的电流为
解得
18. 如图，A 为放置在光滑水平面上足够长的薄木板，板的质量为 1.0kg，质量为3.0kg的小物块B 静止于木板右端，板右上方有一固定挡板 P。 一质量也为1.0kg的小物块C 以水平向右的初速度 滑上木板。 一段时间后，B 与挡板 P 碰撞且被反向弹回。 已知B在碰撞前后的瞬间速度大小相等，整个运动过程中 B、C未发生碰撞，木板能在 P 下方自由穿行； B、C与木板间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取重力加速度。
（1） 求 C刚滑上木板时 的加速度大小、；
（2） 若 P 与挡板 B的距离， 求全过程中摩擦产生的热量 Q；
（3） 若将木板换成轻质的长板，其他条件不变，当B 与挡板第三次碰前瞬间，B、C速度方向相同、大小之比为 求全过程中 B通过的路程s 及 C在轻板上滑行的距离。
【答案】（1）=0.5m/s2；= 2m/s2；（2）4.464J；（3）0.125m，2.25m
【解析】
【详解】（1）对物块C，根据牛顿第二定律有
解得
= 2m/s2
假设物块B和木板相对静止，设加速度为a，根据牛顿第二定律有
解得
a= 0.5m/s2
此时，假设成立，则
= a= 0.5m/s2
（2）设三者向右运动的共同速度为v1，根据系统动量守恒有
解得
m/s
共速前B运动的距离
m<1m
所以共速后B与P碰撞。
设碰后三者再次达到共速的速度为v2，根据系统动量守恒有
解得
v2=012m/s
根据能量守恒，全过程产生的热量为
解得
Q=4.464J
（3）由于
则B与板始终保持相对静止，设B的加速度为，则
解得
m/s2
所以， 而第三次碰撞后B、C速度方向相同、大小之比，因
此两者将同时停止运动，系统静止，因此B与P碰撞前一直做匀加速直线运动，碰后做加速度相等的减速运动，设B每次与挡板碰撞的速度大小为v，B经过时间t与P第一次碰撞，碰后经过时间t速度减为零，然后再经过时间t与P第二次碰撞，碰后经过时间t速度再减为零，之后再次重复上述运动，直到停止。C一直做匀减速运动，则
解得
t=0.25s
B通过的路程
全过程根据能量守恒定律有
解得
=2.25m
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