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2024年高考物理考前信息必刷卷（福建卷）01（解析版）
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这是一份2024年高考物理考前信息必刷卷（福建卷）01（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
物理（解析版）
第Ⅰ卷
一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．黄山的玉屏索道全长，全程只需要，大大缩短了游客登山的时间。如图所示，缆车最大速度为。若将缆车的运动看成直线运动， 缆车由静止出发到最终停下，通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则（ ）
A．缆车匀加速运动的时间为B．缆车匀加速运动的位移大小为
C．缆车匀速运动的时间为D．最后内缆车的位移大小为
【答案】A
【解析】作出缆车运动的图像，如图所示，设匀加速时间为，匀速时间为，匀减速时间为，由运动学公式可得，，代入数据解得，缆车匀速运动的时间为，故C错误；启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则，所以缆车匀加速运动的时间为，故A正确；缆车匀加速运动的位移大小为，故B错误；最后内缆车的位移大小为，其中，，解得，故D错误。故选A。
2．如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度转动，线框电阻不计，匝数为匝，面积为。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（4W，）和滑动变阻器R，电流表为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为
B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快
C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗
D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为
【答案】C
【解析】线框中感应电动势最大值为，图中位置穿过线圈的磁通量最大，即为中性面位置，所以线圈中感应电动势的瞬时值为，故A错误；根据上述表达式可知线框平面与磁感线垂直时为中性面位置，此时感应电动势的瞬时值为0，即，可得此时穿过线框的磁通量变化率，穿过线框的磁通量变化最慢。故B错误；若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据理想变压器电压与匝数的关系，可知输出电压减小，又因为，可知灯泡发光的功率变小，所以灯泡变暗。故C正确；变压器变压器输入电压的有效值为，开关闭合时灯泡正常发光，所以，根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为，故D错误。故选C。
3．如图所示，真空中正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度相同
B．M、N两点电势相同
C．正电荷在M点电势能比在O点时要小
D．负电荷在N点电势能比在O点时要大
【答案】B
【解析】根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，故A错误；因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，故B正确；因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理正电荷在M点的电势能比在O点大；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小；故CD错误。故选B。
4．如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角，甲位于P点，某时刻由静止释放乙（乙离地面足够高），经过一段时间小球甲运动到Q点（未与横杆相碰），O、Q两点的连线水平，O、Q的距离为d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，，，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．物体乙释放瞬间的加速度大小等于g
C．小球甲到达Q点时的速度大小
D．小球甲和物体乙的机械能之和始终保持不变
【答案】C
【解析】小球在P、Q两点处时弹簧弹力大小相等，所以弹簧在P点和Q点的弹簧伸长量相等，即弹簧原长在PQ的中间，由几何关系有，初始时对小球受力分析，有，解得，故A错误；物体乙释放瞬间。设轻绳中拉力大小为T，对物体甲有，对物体乙有，根据运动的合成与分解可得，解得，故B错误；根据运动的合成与分解有，小球甲到达Q点后期加速度为零，所以物体乙的速度为零，对小球甲从P到Q过程，小球甲、物体乙和弹簧组成的系统机械能守恒。且弹簧在初、末状态的弹性势能相等，有，解得，故C正确；弹簧对小球甲和物体乙组成的系统先做正功、后做负功，所以小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，故D错误。故选C。
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5．陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A．P的线速度大小比Q的大B．P的角速度大小比Q的大
C．P的向心加速度大小比Q的大D．同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
【答案】AC
【解析】由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故，即P的角速度大小跟Q的一样大，故B错误；根据，且，，所以，即P的线速度大小比Q的大，故A正确；根据，且，，所以，即P的向心加速度大小比Q的大，故C正确；因为当转台转速恒定，所以同一时刻P所受合力的方向与Q的所受的合力方向均指向中心轴，故合力方向不相同，故D错误。故选AC。
6．天体运动中有一种有趣的“潮汐锁定”现象：被锁定的天体永远以同一面朝向锁定天体。如月球就被地球潮汐锁定，即月球永远以同一面朝向着地球。如太阳光平行照射到地球上。月球绕地球做匀速圆周运动且环绕半径为r。已知地球半径为R，地球表面加速度为g。由上述条件（ ）
A．不能求出月球绕地球运动的角速度
B．可以求出在月球绕地球一周的过程中月球上正对地球的点被照亮的时间
C．可以求出月球的自转周期
D．可以求出月球的质量
【答案】BC
【解析】根据万有引力提供月球向心力可得，在地球上有，上述方程联立可得，故A错误；根据环绕周期与角速度的关系可得公转周期，潮汐锁定的结果使月球总是“一面正对地球”，即月球绕地球公转一圈，也同时自转一圈，即公转周期与自转周期相同。因为太阳光平行照射到地球上，则月球上正对地球的点被照亮的时间范围如下图所示设阴影部分对应的圆心角为，则，月球上正对地球的点被照亮的时间为，故BC正确；因为月球作为地球的环绕天体，在万有引力提供向心力的公式中都会把月球质量消掉，所以无法求出月球质量，故D错误。故选BC。
7．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子不会从B点射出
B．若粒子从C点射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为
C．若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D．若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短
【答案】AB
【解析】带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不会到达B点，故A正确；粒子从C点射出，如图乙所示根据几何关系可得，解得，则粒子轨迹对应的圆心角的正弦值为，则，粒子在磁场中运动的时间为，故B正确，C错误；由可知，若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示粒子从AB边射出时的圆心角相同，根据，可知粒子在磁场中运动的周期相等，则其在磁场中运动的时间相同，故D错误。故选AB。
8．如图，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、带电量大小为q的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度大小为g，则（ ）
A．匀强电场的电场强度大小为
B．小球获得初速度的大小为
C．小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为
D．小球从初始位置在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
【答案】BC
【解析】小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析如图。小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有，解得，故A错误；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A由重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，则小球从初始位置运动到A点的过程中，由动能定理可得，联立解得小球获得初速度的大小为故B正确；小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点与圆心等高处时机械能最小，由功能关系和能量守恒定律可得小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为，故C正确；小球从初始位置开始在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，电场力先做负功，后做正功，再做负功，则其电势能先增大后减小再增大，故D错误。故选BC。
第Ⅱ卷
三、填空题（每空1分，共9分）
9．（3分）由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的AC边界面射入，照射到斜面上的D点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从D点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为k1c和k2c（c为真空中的光速），则可以判断k1 k2（选填“>”或“<”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为 （用k1、k2表示）；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的条纹间距 乙光形成的条纹间距（选填“>”或“<”）。
【答案】 < k2∶k1 <
【解析】根据，可得，解得，[1]由图可知，甲单色光的临界角小于乙单色光的，根据，可知，联立，解得，[3]同理，可得，根据，可知甲光形成的条纹间距小于乙光形成的条纹间距。
10．（3分）一同学在室内空调显示屏上看到室内的空气温度，为了测出室外的空气温度，他将一近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为L1，之后拿到室外并放置较长一段时间后，测量其直径为，若不考虑气球表皮的弹力变化，且气球吹大后视为球体，大气压不变，室内、外的温度均保持不变，则气球内气体对外界_____________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），室外温度比室内温度_____________（选填“高”“低”或“无法比较”），气球在室外_____________（选填“放出”“吸收”或“不放出也不吸收”）了热量
【答案】做正功（1分） 高（1分） 吸收（1分）
【解析】气球体积膨胀，气球内内气体对外界做功。气球从室内拿出室外，气压不变，等压变化过程中体积变大，根据盖-吕萨克定律可知室外温度比室内温度高，从室外吸收热量。
11．（3分）氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。
从能级跃迁到能级发出的光，_______（选填“能”或“不能”）使钨发生光电效应，_______（选填“能”或“不能”）使钠发生光电效应。若某光能使钾发生光电效应，则该光_______（选填“能”或“不能”）使处于基态的氢原子发生电离。
【答案】不能（1分） 能（1分） 能（1分）
【解析】要发生光电效应，则光子的能量必须大于金属的逸出功，从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量，根据金属的逸出功对照表可知，不能使钨发生光电效应，但能使钠发生光电效应。从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量。若使钾发生光电效应的光的能量大于，则该光能使处于基态的氢原子发生电离。
四、实验题（共12分，第12题5分，第13题7分）
12．（5分）小明同学在实验室利用如图所示的实验装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。把一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，在长木板的左端固定有光电门，物块的左端装有宽度为d的挡光片。物块通过细线跨过定滑轮与测力计和沙桶连接，细线有拉力时处于水平方向。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从同一位置由静止释放，测出遮光片到光电门距离为x，读出多组测力计示数F及对应的物块通过光电门的时间t，回答下列问题：
（1）在坐标系中作如图所示的图像为一条倾斜直线，纵坐标为，则横坐标为 （选“F”“”或“”）。
（2）若图线与横轴的截距为b，与纵轴的截距为，重力加速度大小为g，根据实验测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为 ，物块与遮光片的总质量为 。
【答案】（1分） （2分） （2分）
【解析】（1）（2）[1][2][3]物块由静止开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律，又，整理得，则纵坐标为时，横坐标为，根据图知，，联立解得，。
13．（7分）国家出台政策严整酒驾醉驾的乱象，酒精浓度介于为酒驾，达到或以上为醉驾.某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器的电阻随酒精浓度的变化规律如图（a）所示。酒精浓度测试仪的调试电路如图（b）所示。提供的器材有：
A．酒精传感器
B．直流电源（电动势为，内阻不计）
C．电压表（量程为，内阻非常大）
D．电阻箱（最大阻值为）
E.定值电阻R（阻值为）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向 （选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 （保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （选填“变大”或“变小”），按照图（a）数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为，则测量的酒精浓度 （选填“有”或“没有”）达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】b（1分） 0.10（2分） 变大（1分） 没有 （1分） 偏小（2分）
【解析】（1）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，故应先将电阻箱调到，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知时，酒精浓度为。
②逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。
（2）电压表读数为，所以，解得，通过图甲可知，此的酒精浓度为，设有达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（11分）2023年11月，我国国内首条完全自主知识产权的磁浮试验线高速飞车大同（阳高）试验线一期主体工程全部完工了，据说这一类高铁它的时速最大可以达到1000公里，成为“地表最快”的车，原来的“绿皮”火车越来越多被替代。现有A、B两列“绿皮”火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，速度，B车在后，速度。已知B车在进行火车刹车测试时发现，若车以的速度行驶时刹车后至少要前进才能停下，问：
（1）B车刹车的最大加速度为多大？
（2）因大雾能见度低，B车在距A车处才发现前方A车，这时B车立即以最大加速度刹车。若B刹车时A车仍按原速前进，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车相距最近是多少？
【答案】（1）；（2）不会相撞，
【解析】（1）根据动力学公式
B车刹车的最大加速度大小为
（2）假设两车不相撞，则两车速度相等时，两车相距最近，当两车速度相等时，B车做减速运动的时间为
当两车速度相等时，B车的位移为
当两车速度相等时，A车的位移为
由于
假设成立，两车不相撞，两车最近距离为
15．（12分）如图所示，两根固定在绝缘水平面内足够长的平行金属导轨，间距为，导轨所在空间存在竖直方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为。两根质量均为，长度均为，阻值均为的导体棒静置在导轨上，导体棒用一根绝缘细线跨过光滑定滑轮与质量也为的物块拴接，初始时，用手托着物块，使细线刚好伸直，水平部分的细线与导轨共面且平行，然后由静止释放物块，经过时间，导体棒刚好开始运动。已知两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，运动过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻忽略不计，求：
（1）释放物块瞬间，导体棒的加速度大小；
（2）导体棒开始运动瞬间，物块的速度大小；
（3）从释放物块到导体棒开始运动，导体棒中产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）释放物块瞬间，以、为整体，根据牛顿第二定律有
解得
（2）导体棒开始运动瞬间，有
导体棒受到的安培力为
解得物块的速度大小为
（3）从释放物块到导体棒开始运动的过程，以、为整体，根据动量定理可得
其中
从释放物块到导体棒开始运动的过程，根据能量守恒定律
导体棒中产生的热量为
16．（16分）如图所示，在水平地面左侧有倾角的粗糙传送带以的速率顺时针匀速转动，传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，传送带长度。质量为的小物块B静止于水平面的最左端，另一质量为的小物块A以初速度由传送带顶端沿传送带滑下，刚进入水平面时与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计。已知物块A与传送带间的动摩擦因数，物块A、B可视为质点，与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为，求：
（1）物块A与物块B碰后两物块的速度大小；
（2）物块A与物块B第二次相碰时，距传送带最右端的距离；
（3）最终物块A与物块B之间的距离。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）物块A沿传送带下滑，加速度为，由牛顿第二定律
设小物块A下滑距离与传送带达到共同速度，则
解得
小物块继续沿传送带下滑，滑倒底端时速度为，则由牛顿第二定律
根据运动学律
解得
物块A在水平面与B发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，根据动量守恒，能量守恒
整理得
负号表示速度方向与正方向相反；
（2）设物块A被弹回后在传送带上运动的时间
物块A、B在水平面上滑动时的加速度大小为
物块A与物块B第二次相碰时，位置相同，则有
解得
物块A与物块B第二次相碰时，距水平面最左端的距离
（3）物块第二次相碰前的速度分别为
碰撞过程动量守恒，能量守恒
联立解得
物块A与物块B第二次相碰后，A减速到0需要滑动的位移为
物块A在第二次碰撞后向斜面运动，未到达斜面已经停下，碰撞后两物块方向反向运动，故最终物块A与物块B之间的距离
金属
钨
钙
钠
钾
铷
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
物理（解析版）
第Ⅰ卷
一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．黄山的玉屏索道全长，全程只需要，大大缩短了游客登山的时间。如图所示，缆车最大速度为。若将缆车的运动看成直线运动， 缆车由静止出发到最终停下，通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则（ ）
A．缆车匀加速运动的时间为B．缆车匀加速运动的位移大小为
C．缆车匀速运动的时间为D．最后内缆车的位移大小为
【答案】A
【解析】作出缆车运动的图像，如图所示，设匀加速时间为，匀速时间为，匀减速时间为，由运动学公式可得，，代入数据解得，缆车匀速运动的时间为，故C错误；启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则，所以缆车匀加速运动的时间为，故A正确；缆车匀加速运动的位移大小为，故B错误；最后内缆车的位移大小为，其中，，解得，故D错误。故选A。
2．如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度转动，线框电阻不计，匝数为匝，面积为。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（4W，）和滑动变阻器R，电流表为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为
B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快
C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗
D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为
【答案】C
【解析】线框中感应电动势最大值为，图中位置穿过线圈的磁通量最大，即为中性面位置，所以线圈中感应电动势的瞬时值为，故A错误；根据上述表达式可知线框平面与磁感线垂直时为中性面位置，此时感应电动势的瞬时值为0，即，可得此时穿过线框的磁通量变化率，穿过线框的磁通量变化最慢。故B错误；若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据理想变压器电压与匝数的关系，可知输出电压减小，又因为，可知灯泡发光的功率变小，所以灯泡变暗。故C正确；变压器变压器输入电压的有效值为，开关闭合时灯泡正常发光，所以，根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为，故D错误。故选C。
3．如图所示，真空中正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度相同
B．M、N两点电势相同
C．正电荷在M点电势能比在O点时要小
D．负电荷在N点电势能比在O点时要大
【答案】B
【解析】根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，故A错误；因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，故B正确；因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理正电荷在M点的电势能比在O点大；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小；故CD错误。故选B。
4．如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角，甲位于P点，某时刻由静止释放乙（乙离地面足够高），经过一段时间小球甲运动到Q点（未与横杆相碰），O、Q两点的连线水平，O、Q的距离为d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，，，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．物体乙释放瞬间的加速度大小等于g
C．小球甲到达Q点时的速度大小
D．小球甲和物体乙的机械能之和始终保持不变
【答案】C
【解析】小球在P、Q两点处时弹簧弹力大小相等，所以弹簧在P点和Q点的弹簧伸长量相等，即弹簧原长在PQ的中间，由几何关系有，初始时对小球受力分析，有，解得，故A错误；物体乙释放瞬间。设轻绳中拉力大小为T，对物体甲有，对物体乙有，根据运动的合成与分解可得，解得，故B错误；根据运动的合成与分解有，小球甲到达Q点后期加速度为零，所以物体乙的速度为零，对小球甲从P到Q过程，小球甲、物体乙和弹簧组成的系统机械能守恒。且弹簧在初、末状态的弹性势能相等，有，解得，故C正确；弹簧对小球甲和物体乙组成的系统先做正功、后做负功，所以小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，故D错误。故选C。
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5．陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A．P的线速度大小比Q的大B．P的角速度大小比Q的大
C．P的向心加速度大小比Q的大D．同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
【答案】AC
【解析】由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故，即P的角速度大小跟Q的一样大，故B错误；根据，且，，所以，即P的线速度大小比Q的大，故A正确；根据，且，，所以，即P的向心加速度大小比Q的大，故C正确；因为当转台转速恒定，所以同一时刻P所受合力的方向与Q的所受的合力方向均指向中心轴，故合力方向不相同，故D错误。故选AC。
6．天体运动中有一种有趣的“潮汐锁定”现象：被锁定的天体永远以同一面朝向锁定天体。如月球就被地球潮汐锁定，即月球永远以同一面朝向着地球。如太阳光平行照射到地球上。月球绕地球做匀速圆周运动且环绕半径为r。已知地球半径为R，地球表面加速度为g。由上述条件（ ）
A．不能求出月球绕地球运动的角速度
B．可以求出在月球绕地球一周的过程中月球上正对地球的点被照亮的时间
C．可以求出月球的自转周期
D．可以求出月球的质量
【答案】BC
【解析】根据万有引力提供月球向心力可得，在地球上有，上述方程联立可得，故A错误；根据环绕周期与角速度的关系可得公转周期，潮汐锁定的结果使月球总是“一面正对地球”，即月球绕地球公转一圈，也同时自转一圈，即公转周期与自转周期相同。因为太阳光平行照射到地球上，则月球上正对地球的点被照亮的时间范围如下图所示设阴影部分对应的圆心角为，则，月球上正对地球的点被照亮的时间为，故BC正确；因为月球作为地球的环绕天体，在万有引力提供向心力的公式中都会把月球质量消掉，所以无法求出月球质量，故D错误。故选BC。
7．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子不会从B点射出
B．若粒子从C点射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为
C．若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D．若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短
【答案】AB
【解析】带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不会到达B点，故A正确；粒子从C点射出，如图乙所示根据几何关系可得，解得，则粒子轨迹对应的圆心角的正弦值为，则，粒子在磁场中运动的时间为，故B正确，C错误；由可知，若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示粒子从AB边射出时的圆心角相同，根据，可知粒子在磁场中运动的周期相等，则其在磁场中运动的时间相同，故D错误。故选AB。
8．如图，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、带电量大小为q的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度大小为g，则（ ）
A．匀强电场的电场强度大小为
B．小球获得初速度的大小为
C．小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为
D．小球从初始位置在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
【答案】BC
【解析】小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析如图。小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有，解得，故A错误；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A由重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，则小球从初始位置运动到A点的过程中，由动能定理可得，联立解得小球获得初速度的大小为故B正确；小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点与圆心等高处时机械能最小，由功能关系和能量守恒定律可得小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为，故C正确；小球从初始位置开始在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，电场力先做负功，后做正功，再做负功，则其电势能先增大后减小再增大，故D错误。故选BC。
第Ⅱ卷
三、填空题（每空1分，共9分）
9．（3分）由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的AC边界面射入，照射到斜面上的D点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从D点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为k1c和k2c（c为真空中的光速），则可以判断k1 k2（选填“>”或“<”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为 （用k1、k2表示）；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的条纹间距 乙光形成的条纹间距（选填“>”或“<”）。
【答案】 < k2∶k1 <
【解析】根据，可得，解得，[1]由图可知，甲单色光的临界角小于乙单色光的，根据，可知，联立，解得，[3]同理，可得，根据，可知甲光形成的条纹间距小于乙光形成的条纹间距。
10．（3分）一同学在室内空调显示屏上看到室内的空气温度，为了测出室外的空气温度，他将一近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为L1，之后拿到室外并放置较长一段时间后，测量其直径为，若不考虑气球表皮的弹力变化，且气球吹大后视为球体，大气压不变，室内、外的温度均保持不变，则气球内气体对外界_____________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），室外温度比室内温度_____________（选填“高”“低”或“无法比较”），气球在室外_____________（选填“放出”“吸收”或“不放出也不吸收”）了热量
【答案】做正功（1分） 高（1分） 吸收（1分）
【解析】气球体积膨胀，气球内内气体对外界做功。气球从室内拿出室外，气压不变，等压变化过程中体积变大，根据盖-吕萨克定律可知室外温度比室内温度高，从室外吸收热量。
11．（3分）氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。
从能级跃迁到能级发出的光，_______（选填“能”或“不能”）使钨发生光电效应，_______（选填“能”或“不能”）使钠发生光电效应。若某光能使钾发生光电效应，则该光_______（选填“能”或“不能”）使处于基态的氢原子发生电离。
【答案】不能（1分） 能（1分） 能（1分）
【解析】要发生光电效应，则光子的能量必须大于金属的逸出功，从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量，根据金属的逸出功对照表可知，不能使钨发生光电效应，但能使钠发生光电效应。从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量。若使钾发生光电效应的光的能量大于，则该光能使处于基态的氢原子发生电离。
四、实验题（共12分，第12题5分，第13题7分）
12．（5分）小明同学在实验室利用如图所示的实验装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。把一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，在长木板的左端固定有光电门，物块的左端装有宽度为d的挡光片。物块通过细线跨过定滑轮与测力计和沙桶连接，细线有拉力时处于水平方向。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从同一位置由静止释放，测出遮光片到光电门距离为x，读出多组测力计示数F及对应的物块通过光电门的时间t，回答下列问题：
（1）在坐标系中作如图所示的图像为一条倾斜直线，纵坐标为，则横坐标为 （选“F”“”或“”）。
（2）若图线与横轴的截距为b，与纵轴的截距为，重力加速度大小为g，根据实验测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为 ，物块与遮光片的总质量为 。
【答案】（1分） （2分） （2分）
【解析】（1）（2）[1][2][3]物块由静止开始做匀加速运动，根据牛顿第二定律，又，整理得，则纵坐标为时，横坐标为，根据图知，，联立解得，。
13．（7分）国家出台政策严整酒驾醉驾的乱象，酒精浓度介于为酒驾，达到或以上为醉驾.某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器的电阻随酒精浓度的变化规律如图（a）所示。酒精浓度测试仪的调试电路如图（b）所示。提供的器材有：
A．酒精传感器
B．直流电源（电动势为，内阻不计）
C．电压表（量程为，内阻非常大）
D．电阻箱（最大阻值为）
E.定值电阻R（阻值为）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向 （选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 （保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （选填“变大”或“变小”），按照图（a）数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为，则测量的酒精浓度 （选填“有”或“没有”）达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】b（1分） 0.10（2分） 变大（1分） 没有 （1分） 偏小（2分）
【解析】（1）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，故应先将电阻箱调到，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知时，酒精浓度为。
②逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。
（2）电压表读数为，所以，解得，通过图甲可知，此的酒精浓度为，设有达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（11分）2023年11月，我国国内首条完全自主知识产权的磁浮试验线高速飞车大同（阳高）试验线一期主体工程全部完工了，据说这一类高铁它的时速最大可以达到1000公里，成为“地表最快”的车，原来的“绿皮”火车越来越多被替代。现有A、B两列“绿皮”火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，速度，B车在后，速度。已知B车在进行火车刹车测试时发现，若车以的速度行驶时刹车后至少要前进才能停下，问：
（1）B车刹车的最大加速度为多大？
（2）因大雾能见度低，B车在距A车处才发现前方A车，这时B车立即以最大加速度刹车。若B刹车时A车仍按原速前进，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车相距最近是多少？
【答案】（1）；（2）不会相撞，
【解析】（1）根据动力学公式
B车刹车的最大加速度大小为
（2）假设两车不相撞，则两车速度相等时，两车相距最近，当两车速度相等时，B车做减速运动的时间为
当两车速度相等时，B车的位移为
当两车速度相等时，A车的位移为
由于
假设成立，两车不相撞，两车最近距离为
15．（12分）如图所示，两根固定在绝缘水平面内足够长的平行金属导轨，间距为，导轨所在空间存在竖直方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为。两根质量均为，长度均为，阻值均为的导体棒静置在导轨上，导体棒用一根绝缘细线跨过光滑定滑轮与质量也为的物块拴接，初始时，用手托着物块，使细线刚好伸直，水平部分的细线与导轨共面且平行，然后由静止释放物块，经过时间，导体棒刚好开始运动。已知两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，运动过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻忽略不计，求：
（1）释放物块瞬间，导体棒的加速度大小；
（2）导体棒开始运动瞬间，物块的速度大小；
（3）从释放物块到导体棒开始运动，导体棒中产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）释放物块瞬间，以、为整体，根据牛顿第二定律有
解得
（2）导体棒开始运动瞬间，有
导体棒受到的安培力为
解得物块的速度大小为
（3）从释放物块到导体棒开始运动的过程，以、为整体，根据动量定理可得
其中
从释放物块到导体棒开始运动的过程，根据能量守恒定律
导体棒中产生的热量为
16．（16分）如图所示，在水平地面左侧有倾角的粗糙传送带以的速率顺时针匀速转动，传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，传送带长度。质量为的小物块B静止于水平面的最左端，另一质量为的小物块A以初速度由传送带顶端沿传送带滑下，刚进入水平面时与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计。已知物块A与传送带间的动摩擦因数，物块A、B可视为质点，与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为，求：
（1）物块A与物块B碰后两物块的速度大小；
（2）物块A与物块B第二次相碰时，距传送带最右端的距离；
（3）最终物块A与物块B之间的距离。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）物块A沿传送带下滑，加速度为，由牛顿第二定律
设小物块A下滑距离与传送带达到共同速度，则
解得
小物块继续沿传送带下滑，滑倒底端时速度为，则由牛顿第二定律
根据运动学律
解得
物块A在水平面与B发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，根据动量守恒，能量守恒
整理得
负号表示速度方向与正方向相反；
（2）设物块A被弹回后在传送带上运动的时间
物块A、B在水平面上滑动时的加速度大小为
物块A与物块B第二次相碰时，位置相同，则有
解得
物块A与物块B第二次相碰时，距水平面最左端的距离
（3）物块第二次相碰前的速度分别为
碰撞过程动量守恒，能量守恒
联立解得
物块A与物块B第二次相碰后，A减速到0需要滑动的位移为
物块A在第二次碰撞后向斜面运动，未到达斜面已经停下，碰撞后两物块方向反向运动，故最终物块A与物块B之间的距离
金属
钨
钙
钠
钾
铷
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
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