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2024届重庆市荣昌中学高三下学期开学考试物理试题 （解析版）
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这是一份2024届重庆市荣昌中学高三下学期开学考试物理试题 （解析版），共19页。试卷主要包含了单选题单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，质量相同的甲、乙两人以不同姿势悬挂在水平单杠上静止，甲双臂竖直平行，乙双臂斜向上张开，以下说法正确的是（ ）
A. 甲的合力比乙大
B. 甲、乙的合力相等
C. 乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲相等
D. 乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于甲、乙两人均静止，单杠给人的作用力等于人的重力，人的合力为0，故A错误，B正确；
C．甲双臂竖直平行，则甲每条手臂沿胳膊方向的拉力等于人重力的一半，乙双臂斜向上张开，根据人的受力分析可知，乙每条手臂沿胳膊方向的拉力大于人重力的一半，由于甲、乙质量相等，则乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲不相等，故C错误；
D．乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
2. 金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B、C、D为电场中的四个点，则（ ）
A. 图中没有电场线的地方就没有电场
B. C点电势低于A点电势
C. 同一正电荷在D点的电势能高于在B点的电势能
D. 正电荷从D点静止释放，若只受电场力作用，将沿电场线运动到B点
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中没有电场线的地方只是没画出电场线，不是没有电场，故A错误；
B．沿着电场线方向，电势降低，则C点电势高于A点电势，故B错误；
C．沿着电场线方向，电势降低，可知D点电势高于B点电势，根据可知，同一正电荷在电势高的地方电势能大，所以同一正电荷在D点的电势能高于在B点的电势能，故C正确；
D．正电荷由D点释放，受电场力方向沿切线方向，所以运动轨迹不会沿电场线方向，故D错误。
故选C。
3. 2023年11月15日第一届全国青年运动会在南宁市举行。如图甲所示，某运动员在参加跳水比赛时，假设运动员做竖直上抛运动，从运动员离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在和时间内加速度方向相反B. 在时刻运动员重心到达最高点
C. 在时刻运动员重心速度反向D. 在时刻运动员重心入水深度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．在0～和～时间内运动员做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，方向都是竖直向下，故A错误；
B．运动员向上运动时间为0～，在时刻运动员重心到达最高点，故B错误；
C．运动员在～时间内都在竖直向下运动，所以在时刻运动员重心速度没有反向，故C错误；
D．运动员在～时间内都在竖直向下运动，在时速度减为零，可知在时刻运动员重心入水深度最大，故D正确。
故选D。
4. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。科学家们在地球同步静止轨道上建造了一个空间站，再用超级缆绳连接地球上的固定基地，通过超级缆绳承载太空电梯，使轿厢沿绳索从基地直入太空，而向空间站运送货物，超级缆绳相对地面静止。下列说法正确的是（ ）
A. 随着离地面高度的增大，货物的角速度增大
B. 货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力提供
C. 随着离地面高度的增大，货物的向心加速度增大
D. 随着离地面高度的增大，货物的线速度减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．同步空间站和缆绳相对地面静止，角速度等于地球自转角速度，货物沿绳索上升，离地面高度增大时，其角速度始终等于地球自转角速度，故A错误；
B．货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力以及地球对货物的万有引力共同提供，故B错误；
C．由向心加速度公式
可知，随着离地面高度的增大，圆周运动半径r增大，货物向心加速度增大，故C正确；
D．由线速度与角速度的关系
可知，随着离地面高度的增大，货物线速度增大，故D错误。
故选C。
5. 计算机键盘每个按键下有块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，两片金属片组成一个小电容器。计算机工作时，电压保持不变，对正常工作的计算机，按下键盘上“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器（ ）
A. 电容变小B. 金属片间的场强变大
C. 电荷量减小D. 处于放电状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．按下“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小，根据
可知电容C变大，A错误；
CD．因两板电压U一定，根据
Q=CU
可知，电容器带电量增大，电容器处于充电状态，CD错误；
B．电压保持不变，根据
可知d减小时金属片间的场强E变大，B正确。
故选B。
6. 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. N板电势低于M板电势
B. MN间电势差
C. 每个载流子受到的洛伦兹力大小为
D. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，变大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据左手定则，带正电的载流子会积累在N板，所以N板电势高于M板电势，故A错误；
BC．电流稳定后，根据平衡条件知每个载流子受到的洛伦兹力等于电场力，即
根据电流微观表达式
整理得MN间电势差
故B正确，C错误；
D．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则载流子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故D错误。
故选B
【点睛】
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，原线圈接电压稳定的正弦交变电源，为定值电阻，为滑动变阻器，现移动滑片P，则滑动变阻器两端的电压变化量和流过的电流变化量的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据变压器的原理
，
有
，
在原线圈电路中
定值
则
，，
且
于是有
故选D。
二、多项选择题。本大题共3个小题，每小题5分，共15分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或错选不给分。
8. 如图所示，用力F拉着一个物体从固定斜面上的A点运动到B点的过程中，重力做功－4J，拉力F做功9J，阻力做功－1J，则下列判断正确的是（ ）
A. 物体的重力势能增加了9JB. 物体的机械能增加了3J
C. 物体的机械能增加了8JD. 物体的动能增加了4J
【答案】CD
【解析】
【详解】A．重力做功，则物体的重力势能增加了，故A错误；
D．根据动能定理可得
物体动能增加了4J，故D正确；
BC．物体的机械能增加了
故B错误，C正确。
故选CD。
9. 某同学从商场购买了一个质量分布均匀透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A. “水晶球”的折射率为
B. 光在“水晶球”中的传播时间为
C. 增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射
D. 若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．如图所示，
由几何关系可知，光线射出时的折射角为，折射率
故A正确；
B．光在“水晶球”中传播的距离
时间
故B错误；
C．由图
增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射。故C错误；
D．当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，由
可知光在“水晶球”中的传播速度变大，故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，间距为l、电阻不计的光滑金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，在区域Ⅰ内有垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在区域II内有垂直于斜面向下的磁场，其磁感应强度的大小随时间的变化如图乙所示，其中tx未知，t=0时刻在导轨上端的金属棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时处于区域Ⅰ的另一金属棒cd也由静止释放，在时，ab棒刚好到达区域II。在ab棒运动至区域II的下边界EF前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m，区域II沿斜面的长度为l，从ab开始释放到运动至EF的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. cd棒中电流的大小始终等于
B. ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为l
C. ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
D. ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知区域II内磁场均匀变化，因此在回路中产生感应电流，由楞次定律和安培定则可知，流过cd棒中电流方向应该是由的，因棒静止，由平衡条件可得棒所受安培力沿导轨向上，据左手定则可知，区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上，且符合
解得
故A正确；
B．棒始终静止不动，说明棒到达区域II前后回路中的电动势不变，则棒在区域II中一定做匀速直线运动，设棒刚进入区域II时的速度为，则有
即
解得
棒在进入区域II之前不受磁场力作用，做匀加速直线运动，则ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为
故B错误；
C．ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
根据棒区域II之前做匀加速直线运动，可得
联立上述方程解得
故C正确；
D．因为两阶段感应电动势不变，电路中的电流不变，所以根据焦耳定律可知，ab棒进入磁场前和进入磁场后产生的热量相等，即产生的热量就是等于ab进入磁场后克服安培力做的功的2倍。根据动能定理可知，ab进入磁场后克服安培力做的功符合
所以ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热量为
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题。（每空2分，共16分）
11. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径______；
（2）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期______（用t、n表示）。此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为______。
（3）若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式______。
【答案】 ①. 1.240 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]摆球直径为
（2）[2]小球每个周期经过光电门2次，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期为
[3]图像的峰值对于小球经过最低点，每个周期小球经过两次该位置，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为；
（3）[4]根据单摆周期公式
可得
可知，图像的斜率
由图丁可知
可得重力加速度表达式为
12. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为）灵敏电流计G（满偏电流，内阻），定值电阻（），定值电阻，电阻箱R ，开关，导线若干。
同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
（1）若想把灵敏电流计G改装成量程为8V的电压表，需要___________一个定值电阻（选填“串联”或“并联”）；
（2）为了准确测出电池组电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整________。
（3）采集灵敏电流计G的读数I，电阻箱的读数R，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，电源中的电流远大于电流计G中的电流，则所测得电池组的内阻r=___________；（用题目中所给的字母表示）
（4）组长还组织大家继续研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把三个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E＝6.0V，内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为___________W（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 串联 ②. 见解析 ③. ④. 0.11##0.12##0.13
【解析】
【详解】（1）[1]将灵敏电流计改装成电压表，应串联一个大电阻；
（2）[2]将改装的电压表和电阻箱接入电路，如图所示
（3）[3]根据闭合电路欧姆定律
整理得
因此
，
可得
（4）[4]将R2与电源等效为新电源，内电阻为
设流过电源的电流为3I，根据闭合电流欧姆定律
画出图像如图
两图像的交点坐标为（0.7，0.17），因此每只灯泡消耗的实际功率为
四、解答题。本大题共3个小题，其中第13题10分，第14题13分，第15题18分，共41分。
13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是这列波在时刻的波形图，图乙是波上某质点的振动图像。求：
（1）这列波的传播速度；
（2）P点经过0.9s的路程；
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由图可知，振幅和波长分别为
波的传播速度为
（2）由于
P点经过0.9s的路程为
14. 如图，水平冰面左侧有一足够长的斜坡冰面，一蹲在滑板上的小孩和其面前的物块开始都静止在水平冰面上。小孩与滑板的总质量为，物块的质量为，某时刻小孩将物块以相对冰面的速度向斜坡推出。若斜坡冰面及水平冰面视为光滑面，物块通过斜坡底部时无能量损失，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度的大小。
（1）求推出物块后小孩的速度大小v1；
（2）求物块在斜坡上运动的最大高度h；
（3）物块从斜坡上返回后追上人时，人立即抓住物块，求该过程损失的机械能ΔE。
【答案】（1）1m/s；（2）0.45m；（3）15J
【解析】
【详解】（1）对于滑块、小孩以及滑板构成的系统，根据动量守恒定律可得
代入相关数据可得
（2）对于滑块，根据机械能守恒定律可得
代入相关数据可得
（3）物块从斜坡上返回后追上人时，人立即抓住物块后，人与物块共速，速度为v，有
解得
该过程损失的机械能
15. 如图所示，在第一象限中有一匀强磁场（图中未画出），一带正电的粒子（不计重力）从y轴上A点沿x轴正向以初速度进入匀强磁场区域，A点坐标为，从x轴上的C点出磁场并进入第四象限的匀强电场区域，方向与x轴负向成60°角。粒子经过此电场区域后恰好垂直于y轴进入第三象限的电、磁场区域，它们的宽度都为L，其中磁感应强度为，电场强度为，粒子的质量为m、电荷量为q，虚线边界有电场。求：
（1）第一象限中匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；
（2）粒子刚进入第三象限中的第二个磁场区域时的速度大小；
（3）整个运动过程中，粒子距离y轴最远的水平距离。
【答案】（1），方向垂直于纸面向里；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由几何关系得
解得
方向垂直于纸面向里；
（2）设粒子刚进入第四象限磁场时的速度为，则
由几何关系，粒子出磁场时与水平方向的夹角为30°，则粒子刚进入电场区域时水平方向的速度为
竖直方向的速度为
粒子刚进入第三象限中的第二个磁场区域时的速度大小为
（3）方法一：设粒子在第三象限运动过程中，从右向左在第n层磁场中运动速度为，轨道半径为，则有
则
粒子进入第n层电场时，速度方向与水平方向的夹角为，从第n层电场左边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为，粒子在电场中运动时，垂直电场线方向的速度分量不变，有
解得
可知、、、……是一组等差数列，公差为L，可得
将代入，得
由于
则
由于，且为整数，故n的最大值为4，此时
即粒子在第5层磁场中达到轨迹最左端，此时速度竖直向下，几何关系得轨迹最左端距离第5层磁场右边界距离为
综上，轨迹最左端离y轴的水平距离为
（3）方法二：设在第n个磁场中最远，则
由动量定理
由能量关系
则
解得
考试时间：75分钟
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，质量相同的甲、乙两人以不同姿势悬挂在水平单杠上静止，甲双臂竖直平行，乙双臂斜向上张开，以下说法正确的是（ ）
A. 甲的合力比乙大
B. 甲、乙的合力相等
C. 乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲相等
D. 乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于甲、乙两人均静止，单杠给人的作用力等于人的重力，人的合力为0，故A错误，B正确；
C．甲双臂竖直平行，则甲每条手臂沿胳膊方向的拉力等于人重力的一半，乙双臂斜向上张开，根据人的受力分析可知，乙每条手臂沿胳膊方向的拉力大于人重力的一半，由于甲、乙质量相等，则乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲不相等，故C错误；
D．乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
2. 金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B、C、D为电场中的四个点，则（ ）
A. 图中没有电场线的地方就没有电场
B. C点电势低于A点电势
C. 同一正电荷在D点的电势能高于在B点的电势能
D. 正电荷从D点静止释放，若只受电场力作用，将沿电场线运动到B点
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中没有电场线的地方只是没画出电场线，不是没有电场，故A错误；
B．沿着电场线方向，电势降低，则C点电势高于A点电势，故B错误；
C．沿着电场线方向，电势降低，可知D点电势高于B点电势，根据可知，同一正电荷在电势高的地方电势能大，所以同一正电荷在D点的电势能高于在B点的电势能，故C正确；
D．正电荷由D点释放，受电场力方向沿切线方向，所以运动轨迹不会沿电场线方向，故D错误。
故选C。
3. 2023年11月15日第一届全国青年运动会在南宁市举行。如图甲所示，某运动员在参加跳水比赛时，假设运动员做竖直上抛运动，从运动员离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在和时间内加速度方向相反B. 在时刻运动员重心到达最高点
C. 在时刻运动员重心速度反向D. 在时刻运动员重心入水深度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．在0～和～时间内运动员做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，方向都是竖直向下，故A错误；
B．运动员向上运动时间为0～，在时刻运动员重心到达最高点，故B错误；
C．运动员在～时间内都在竖直向下运动，所以在时刻运动员重心速度没有反向，故C错误；
D．运动员在～时间内都在竖直向下运动，在时速度减为零，可知在时刻运动员重心入水深度最大，故D正确。
故选D。
4. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。科学家们在地球同步静止轨道上建造了一个空间站，再用超级缆绳连接地球上的固定基地，通过超级缆绳承载太空电梯，使轿厢沿绳索从基地直入太空，而向空间站运送货物，超级缆绳相对地面静止。下列说法正确的是（ ）
A. 随着离地面高度的增大，货物的角速度增大
B. 货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力提供
C. 随着离地面高度的增大，货物的向心加速度增大
D. 随着离地面高度的增大，货物的线速度减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．同步空间站和缆绳相对地面静止，角速度等于地球自转角速度，货物沿绳索上升，离地面高度增大时，其角速度始终等于地球自转角速度，故A错误；
B．货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力以及地球对货物的万有引力共同提供，故B错误；
C．由向心加速度公式
可知，随着离地面高度的增大，圆周运动半径r增大，货物向心加速度增大，故C正确；
D．由线速度与角速度的关系
可知，随着离地面高度的增大，货物线速度增大，故D错误。
故选C。
5. 计算机键盘每个按键下有块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，两片金属片组成一个小电容器。计算机工作时，电压保持不变，对正常工作的计算机，按下键盘上“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器（ ）
A. 电容变小B. 金属片间的场强变大
C. 电荷量减小D. 处于放电状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．按下“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小，根据
可知电容C变大，A错误；
CD．因两板电压U一定，根据
Q=CU
可知，电容器带电量增大，电容器处于充电状态，CD错误；
B．电压保持不变，根据
可知d减小时金属片间的场强E变大，B正确。
故选B。
6. 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. N板电势低于M板电势
B. MN间电势差
C. 每个载流子受到的洛伦兹力大小为
D. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，变大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据左手定则，带正电的载流子会积累在N板，所以N板电势高于M板电势，故A错误；
BC．电流稳定后，根据平衡条件知每个载流子受到的洛伦兹力等于电场力，即
根据电流微观表达式
整理得MN间电势差
故B正确，C错误；
D．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则载流子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故D错误。
故选B
【点睛】
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，原线圈接电压稳定的正弦交变电源，为定值电阻，为滑动变阻器，现移动滑片P，则滑动变阻器两端的电压变化量和流过的电流变化量的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据变压器的原理
，
有
，
在原线圈电路中
定值
则
，，
且
于是有
故选D。
二、多项选择题。本大题共3个小题，每小题5分，共15分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选或错选不给分。
8. 如图所示，用力F拉着一个物体从固定斜面上的A点运动到B点的过程中，重力做功－4J，拉力F做功9J，阻力做功－1J，则下列判断正确的是（ ）
A. 物体的重力势能增加了9JB. 物体的机械能增加了3J
C. 物体的机械能增加了8JD. 物体的动能增加了4J
【答案】CD
【解析】
【详解】A．重力做功，则物体的重力势能增加了，故A错误；
D．根据动能定理可得
物体动能增加了4J，故D正确；
BC．物体的机械能增加了
故B错误，C正确。
故选CD。
9. 某同学从商场购买了一个质量分布均匀透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A. “水晶球”的折射率为
B. 光在“水晶球”中的传播时间为
C. 增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射
D. 若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．如图所示，
由几何关系可知，光线射出时的折射角为，折射率
故A正确；
B．光在“水晶球”中传播的距离
时间
故B错误；
C．由图
增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射。故C错误；
D．当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，由
可知光在“水晶球”中的传播速度变大，故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，间距为l、电阻不计的光滑金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，在区域Ⅰ内有垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在区域II内有垂直于斜面向下的磁场，其磁感应强度的大小随时间的变化如图乙所示，其中tx未知，t=0时刻在导轨上端的金属棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时处于区域Ⅰ的另一金属棒cd也由静止释放，在时，ab棒刚好到达区域II。在ab棒运动至区域II的下边界EF前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m，区域II沿斜面的长度为l，从ab开始释放到运动至EF的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. cd棒中电流的大小始终等于
B. ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为l
C. ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
D. ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知区域II内磁场均匀变化，因此在回路中产生感应电流，由楞次定律和安培定则可知，流过cd棒中电流方向应该是由的，因棒静止，由平衡条件可得棒所受安培力沿导轨向上，据左手定则可知，区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上，且符合
解得
故A正确；
B．棒始终静止不动，说明棒到达区域II前后回路中的电动势不变，则棒在区域II中一定做匀速直线运动，设棒刚进入区域II时的速度为，则有
即
解得
棒在进入区域II之前不受磁场力作用，做匀加速直线运动，则ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为
故B错误；
C．ab棒从开始释放到运动至EF所用时间为
根据棒区域II之前做匀加速直线运动，可得
联立上述方程解得
故C正确；
D．因为两阶段感应电动势不变，电路中的电流不变，所以根据焦耳定律可知，ab棒进入磁场前和进入磁场后产生的热量相等，即产生的热量就是等于ab进入磁场后克服安培力做的功的2倍。根据动能定理可知，ab进入磁场后克服安培力做的功符合
所以ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生的总的热量为
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题。（每空2分，共16分）
11. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。细线的一端固定在一力传感器触点上，力传感器与电脑屏幕相连，能直观显示细线的拉力大小随时间的变化情况，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数及时间。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d，结果如图乙所示，则摆球直径______；
（2）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球某次通过光电门时从1开始计数计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期______（用t、n表示）。此过程中计算机屏幕上得到如图丙所示的图像，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为______。
（3）若在某次实验时该同学未测量摆球直径d，在测得多组细线长度和对应的周期T后，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标。如图丁所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式______。
【答案】 ①. 1.240 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]摆球直径为
（2）[2]小球每个周期经过光电门2次，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期为
[3]图像的峰值对于小球经过最低点，每个周期小球经过两次该位置，可知图像中两相邻峰值之间的时间间隔为；
（3）[4]根据单摆周期公式
可得
可知，图像的斜率
由图丁可知
可得重力加速度表达式为
12. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为）灵敏电流计G（满偏电流，内阻），定值电阻（），定值电阻，电阻箱R ，开关，导线若干。
同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
（1）若想把灵敏电流计G改装成量程为8V的电压表，需要___________一个定值电阻（选填“串联”或“并联”）；
（2）为了准确测出电池组电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整________。
（3）采集灵敏电流计G的读数I，电阻箱的读数R，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，电源中的电流远大于电流计G中的电流，则所测得电池组的内阻r=___________；（用题目中所给的字母表示）
（4）组长还组织大家继续研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把三个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E＝6.0V，内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为___________W（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 串联 ②. 见解析 ③. ④. 0.11##0.12##0.13
【解析】
【详解】（1）[1]将灵敏电流计改装成电压表，应串联一个大电阻；
（2）[2]将改装的电压表和电阻箱接入电路，如图所示
（3）[3]根据闭合电路欧姆定律
整理得
因此
，
可得
（4）[4]将R2与电源等效为新电源，内电阻为
设流过电源的电流为3I，根据闭合电流欧姆定律
画出图像如图
两图像的交点坐标为（0.7，0.17），因此每只灯泡消耗的实际功率为
四、解答题。本大题共3个小题，其中第13题10分，第14题13分，第15题18分，共41分。
13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是这列波在时刻的波形图，图乙是波上某质点的振动图像。求：
（1）这列波的传播速度；
（2）P点经过0.9s的路程；
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由图可知，振幅和波长分别为
波的传播速度为
（2）由于
P点经过0.9s的路程为
14. 如图，水平冰面左侧有一足够长的斜坡冰面，一蹲在滑板上的小孩和其面前的物块开始都静止在水平冰面上。小孩与滑板的总质量为，物块的质量为，某时刻小孩将物块以相对冰面的速度向斜坡推出。若斜坡冰面及水平冰面视为光滑面，物块通过斜坡底部时无能量损失，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度的大小。
（1）求推出物块后小孩的速度大小v1；
（2）求物块在斜坡上运动的最大高度h；
（3）物块从斜坡上返回后追上人时，人立即抓住物块，求该过程损失的机械能ΔE。
【答案】（1）1m/s；（2）0.45m；（3）15J
【解析】
【详解】（1）对于滑块、小孩以及滑板构成的系统，根据动量守恒定律可得
代入相关数据可得
（2）对于滑块，根据机械能守恒定律可得
代入相关数据可得
（3）物块从斜坡上返回后追上人时，人立即抓住物块后，人与物块共速，速度为v，有
解得
该过程损失的机械能
15. 如图所示，在第一象限中有一匀强磁场（图中未画出），一带正电的粒子（不计重力）从y轴上A点沿x轴正向以初速度进入匀强磁场区域，A点坐标为，从x轴上的C点出磁场并进入第四象限的匀强电场区域，方向与x轴负向成60°角。粒子经过此电场区域后恰好垂直于y轴进入第三象限的电、磁场区域，它们的宽度都为L，其中磁感应强度为，电场强度为，粒子的质量为m、电荷量为q，虚线边界有电场。求：
（1）第一象限中匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；
（2）粒子刚进入第三象限中的第二个磁场区域时的速度大小；
（3）整个运动过程中，粒子距离y轴最远的水平距离。
【答案】（1），方向垂直于纸面向里；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由几何关系得
解得
方向垂直于纸面向里；
（2）设粒子刚进入第四象限磁场时的速度为，则
由几何关系，粒子出磁场时与水平方向的夹角为30°，则粒子刚进入电场区域时水平方向的速度为
竖直方向的速度为
粒子刚进入第三象限中的第二个磁场区域时的速度大小为
（3）方法一：设粒子在第三象限运动过程中，从右向左在第n层磁场中运动速度为，轨道半径为，则有
则
粒子进入第n层电场时，速度方向与水平方向的夹角为，从第n层电场左边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为，粒子在电场中运动时，垂直电场线方向的速度分量不变，有
解得
可知、、、……是一组等差数列，公差为L，可得
将代入，得
由于
则
由于，且为整数，故n的最大值为4，此时
即粒子在第5层磁场中达到轨迹最左端，此时速度竖直向下，几何关系得轨迹最左端距离第5层磁场右边界距离为
综上，轨迹最左端离y轴的水平距离为
（3）方法二：设在第n个磁场中最远，则
由动量定理
由能量关系
则
解得
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