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山东省德州市2023-2024学年高三上学期物理模拟试题（含解析）
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这是一份山东省德州市2023-2024学年高三上学期物理模拟试题（含解析），共28页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．如图，一个原子核X经历途中所示的一系列衰变后，生成稳定的原子核Y，下列说法正确的是（ ）
A．原子核X生成原子核Y，共经历了11次衰变和12次衰变
B．原子核X生成原子核Y，共经历了8次衰变和6次衰变
C．原子核X生成更稳定原子核Y，原子核结合的更牢固，所以Y原子核的结合能变大
D．原子核X生成更稳定原子核Y，原子核结合的更牢固，所以Y原子核核子的平均质量变大
2．截止到2021年9月15日，中国接种疫苗累计超过21亿剂，10亿人完成了接种，中国疫苗接种率已经超过了70%以上，领先世界。医护人员在抽取密封药瓶的药液时一般先用注射器注入少量气体到药瓶里然后再抽取药液。如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内的压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为、压强为的气体注入药瓶，气体可看作理想气体，下列说法中错误的是（ ）
A．若护士快速将气体注入药瓶，则气体的温度会略有上升
B．若护士缓慢将气体注入药瓶，则注入完成后瓶内气体的压强为
C．若护士快速将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低
D．若护士缓慢将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度不变
3．天问一号是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着。如图是天问一号的运行轨迹图，在运行过程中进行了多次轨道修正，天问一号进入火星轨道后，飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形。远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，远火点平面轨道调整就是将天问一号的绕火星飞行路线从横着绕变成竖着绕并进入遥感使命轨道，这样天问一号就能够对火星的两极进行拍摄，从而完成对火星全球的遥感成像任务（ ）
A．天问一号发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度
B．天问一号在进入火星轨道前只受到地球和火星的引力影响
C．天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要大
D．天问一号的遥感使命轨道是火星的同步轨道，在这个轨道上天问一号相当于火星的同步卫星
4．利用洛埃镜也可以得到杨氏干涉的结果，洛埃镜的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。用波长为的单色光照射，就能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹，已知光源与镜面延长线的距离为a，与光屏的距离为，下列说法正确的是（ ）
A．相邻两条亮纹间的距离为
B．相邻两条亮纹间的距离为
C．光屏上出现与平面镜垂直的明暗相间的条纹
D．若将装置放入折射率为水中进行实验，则屏上的条纹间距会变大
5．如图将直角△ABC上，AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，AC边长为l，在C点放置一点质量为m电荷量为q的电荷，已知q<A．不管q带正电还是负电，电荷q都不可能做匀速圆周运动
B．若电荷q可以做圆周运动，则电荷q带负电，且∠CBA=30°，圆周运动的速度大小为
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度不变
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，则整个运动过程中电荷q的电势能一定先减小再增大
6．一倾角的粗糙斜面，斜面顶端安装一小滑轮，滑轮大小忽略不计，将斜面固定在地面上，一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的物体m1，另一端悬挂小球m2。用手按住m1使之静止不动，让小球m2在竖直内左右摆动，摆动稳定后，放开按住m1的手，发现当小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，当小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，如图所示，已知斜面与物体间的动摩擦因数，则值为（ ）
A．B．C．D．
7．输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：4，输入电压为55.6V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r=11，右侧变压器原、副线圈匝数比为22：3，灯泡L的电阻恒为15Ω，额定电压为24V。定值电阻R1=5Ω、R2=9Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A．1ΩB．5ΩC．6ΩD．8Ω
8．如图所示，把一小球从斜面上先后以相同大小的速度抛出，一次水平抛出，另一次抛出的速度方向与斜面垂直，两小球最终都落到斜面上，水平抛出与垂直斜面抛出落点到抛出点的距离之比为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．甲、乙两质点沿同一直线运动，其中甲做匀变速直线运动，乙以大小为5m/s速度做匀速直线运动，在t=3s时，两质点相遇，他们的位置随时间变化及相遇时切线数据如图所示，在0~3s时间内，下列判断正确的是（ ）
A．相遇时甲质点的速度大小为3m/s
B．甲质点的初速度大小为7m/s
C．甲质点的加速度大小为2m/s2
D．在t=1.5s时，甲、乙两质点相距最远
10．一列简谐横波沿x轴传播，A、B是x轴上的两个质点。如图是表示波的传播过程中A、B两质点的振动图像，已知A、B两点的距离为3m，则t=0.2s时波的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
11．安全是企业的生命线。为保安全，管理人员恪尽职守。如图所示，某工厂巡查员站在一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况，已知贮液池宽为L，照明灯到池底的距离为H。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时，池底的光斑距离出液口，下列说法正确的是（ ）
A．若，则该液体的折射率为
B．当液面高度为，池底的光斑距离出液口
C．若向贮液池中缓慢注入该种液体，液面上升的速度为，则池底的光斑移动的速度为
D．若贮液池排出口缓慢排出该种液体，液面下降的速度为，则池底的光斑移动的速度为
12．2020年12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区。小明同学在感到骄傲和自豪的同时，考虑到月球上没有空气，无法通过降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图，该装置由船舱、间距为的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和质量为的“∧”型刚性线框组成，“∧”型刚性线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。总质量为的船舱、导轨和磁体固定在一起。已知，整个装置着陆瞬间的速度为，着陆后“∧”型线框速度立刻变为0，已知船舱电阻为6r，“∧”型线框的每条边的边长均为，电阻均为r，月球表面的重力加速为为，整个过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力，则（ ）
A．着陆装置接触到月球表面后瞬间ab边产生的电动势为
B．着陆后，在船舱下降的过程中a点的电势低于b点的电势
C．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则船舱匀速的速度大小为
D．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则从着陆开始到船舱匀速瞬间经过ab边的电荷量为
三、实验题
13．小李同学在“验证动量守恒定律时”，设计了如下实验：
①安装斜槽轨道和水平凹槽轨道，让斜槽末端水平且与水平凹槽良好对接；
②取大小相等、质量分别是m1、m2（m1>m2）的小球a，b；
③让小球a从斜槽轨道上H高度处无初速释放，记录小球a在水平轨道停下的位置A点；
④在水平轨道上O点放置一个同样大小的小球b，让a球仍从H高度处释放，分别记录ab两球碰完后停下的位置B、C；
⑤用刻度尺测量OA、OB、OC的距离x1，x2，x3。
(1)请写出动量守恒的表达式 （用题目所给字母表示）
(2)若小球a的质量小于小球b的质量， （填“能”或“不能”）满足动量守恒，若碰完后a球回到圆弧轨道上，能否完成实验验证？ （填“能”或“不能”）
(3)若碰撞是弹性碰撞，需满足的条件 。
14．1. 某同学要制作一款测温计。他在实验室找到如下器材：
定值电阻R1为5Ω
电阻箱R2（调节范围0~9999.99Ω）
定值电阻R4为30Ω
温度传感器R3
电动势为10V的直流电源（内阻很小可忽略不计）
电压表V量程范围0~6V（内阻约5kΩ，电流可忽略）
开关，导线若干
根据现有的器材，他设计了如图所示电路，a点与电压表的负极相连。操作步骤如下：
a）先按图连接好电路，将传感器置于恒温箱中，将恒温箱温度调为0℃，调节R2，让电压表指针指到0刻线；
b）升高恒温箱温度，调节R2，让电压表指针保持在0刻线，得到多组数据；
c）在坐标纸上画出温度传感器电阻随时间变化的关系图象；
d）固定R2电阻为45Ω，通过计算，将电压表刻度改为相应的温度刻度。
回答以下问题：
（1）按图连接好实物图 。
（2）电压表示数为0时，R3的电阻表达式为 。固定R2阻值为45Ω，当电压表示数为2V时，R3的电阻值为 。
（3）已知R3的电阻随温度变化图像如图，则电压表上的温度范围是 ，温度的刻度 （填“是”或“否”）均匀。
四、解答题
15．充气浴缸具有占有空间小，携带方便，舒适等优点。题图就是一种三层充气浴缸，浴缸的每一层单独充气，充满气后每一层高0.3m，在使用充气浴缸洗浴时，注入的水不得超过最上面一层与第二层的分界线，现在要把充气浴缸充满气体，每一层充满气体后气体体积大约是0.6m3，气体压强约为1.005atm，小明从下往上依次给三层充气，打气筒的容积大约为0.003m3，当天的气温为27℃。
（1）请估算小明同学至少要用打气筒打多少次才能使充气浴缸正常工作？
（2）根据使用要求，将47℃水加到允许水位的最高点，假设水温在较短时间内不发生变化，第二层的的体积此时被压缩了0.01m3，试估算加水后较短时间内第二层内部的气体压强？（计算结果保留两位小数）
16．如图所示，细杆MN倾斜固定，与水平方夹角为30，轻绳，一端分别固定在杆MN上的A、B两点，另一端系在质量为m的小球O上，且，现使小球绕MN杆在倾斜平面内转动，两根绳始终处于伸直状态，若恰好通过最高点；
（1）小球在最高点的速度；
（2）在通过最低点时两根绳的拉力大小。
17．如图所示，某种离子扭转器可以将射向不同方向的粒子，通过改变电场或磁场的大小和方向，使其经过相同的点，该装置由间距均为L的三块带有小孔的平行金属板M、N、P构成，三块金属板的中心小孔O、O1、O2连线与三块金属板垂直，粒子可以通过M板上的中心小孔O，向各个方向发射，让粒子经过N板上的小孔a，最后从P板上的小孔O2射出，已知小孔a在O1的正上方，到O1的距离为。以金属板M的中心O为坐标原点，以水平向内为x轴，竖直向上为y轴，垂直于金属板向右方向为z轴，建立直角坐标系。M、N板之间的区域为I区，N、P板间的区域为II区。从离子源射出的粒子质量为m，带电量为q，以速度v0从金属板的小孔O射入（不计粒子重力）。
（1）若粒子沿着y轴正方向射入，在I区加上与x轴平行的匀强磁场B1，在II区加上与y轴平行的匀强电场E1，求B1，E1的大小及方向；
（2）若粒子入射的方向在xz平面内，与x轴正方向夹角α（为锐角），在I区加上沿z轴负方向的匀强磁场B2，同时调整M、N间的距离，使I区的宽度达到最小值，求B2及I区宽度的最小值；
（3）在满足（2）的条件下，在II区加平行于金属板的电场E2。求E2的大小。
18．如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在一端带有挡板的足够长的倾角为θ=30的固定斜面上，A紧靠挡板，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，开始时弹簧处于原长，B、C恰能保持静止。现使C获得一初速度v0使其沿斜面向下运动，一段时间后B、C发生碰撞并一块沿斜面向下运动，又经过一段时间A离开挡板，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与斜面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）
（1）求B、C沿斜面向下移动的最大距离和B、C分离时B的动能；
（2）为保证A能离开挡板，求C的初速度的最小值vmin；
（3）若三物块都停止时B、C间的距离为，且此时弹簧处于原长，求C开始下滑时的初速度；
（4）请在所给坐标系中，画出第（3）问中C沿斜面向上运动过程中加速度a随位移x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用k、m、g表示），不要求推导过程。以C开始向上运动的位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向。
参考答案：
1．B
【详解】AB．原子核X质量数为238，电荷数为92，原子核Y质量数为206，电荷数为82，设共经历了m次衰变和n次衰变，根据质量数守恒
得
根据电荷数守恒
得
故A错误，B正确；
C．原子核X生成更稳定原子核Y，放出能量，原子核结合的更牢固，所以Y原子核的比结合能变大，结合能不一定变大，故C错误；
D．放能的过程中， 存在质量亏损，核子的平均质量变大小， 放．，平均质量较小，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．若护士快速将气体注入药瓶，外界对气体做功，气体的温度会略有上升，故A正确，不符合题意；
B．瓶内空气体积为
注射器内气体体积为
若护士缓慢将气体注入药瓶，根据玻意耳定律有
则注入完成后瓶内气体的压强为
故B正确，不符合题意；
C．若护士快速将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，故C正确，不符合题意；
D．若护士缓慢将药液抽出，则瓶内气体对外做功，同时从外界吸热，内能不变，温度不变，故D错误，符合题意。
故选D。
3．A
【详解】A．天问一号要脱离地球的吸引，发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；
B．天问一号在地球附近时，只受到地球的引力影响，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
解得
远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，故天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要小，故C错误；
D．天问一号的遥感使命轨道是椭圆轨道，不是火星的同步卫星轨道，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】AB．如图
根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，因为
所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离
故A正确，B错误；
C．光源发出直接到屏上的光和被平面镜反射到屏上的光是相干光，该干涉现象可以看成双缝干涉，故光屏上出现与平面镜平行的明暗相间的条纹，故C错误；
D．若将装置放入折射率为水中进行实验，折射率变大，波长变小，根据，则屏上的条纹间距会变小，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．如果AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，在C点的合场强沿DC方向，若此时q带负电，电荷q可能做匀速圆周运动，A错误；
B．AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，且∠CBA=30°，则Q正电荷在C点的场强为，正电荷在C点的场强为，由几何关系可得两点电荷在C点的合场强为
且方向沿DC方向，电荷q带负电，由牛顿第二定律可得
其中
联立求得
B正确；
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度大小不变，方向时刻改变，C错误；
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，但是不知道电荷q的电性，如果q带正电，则电荷q的电势能先增大再减小，如果q带负电，电荷q的电势能先减小再增大，D错误。
故选B。
6．B
【详解】小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，对m1分析可得
此时对小球分析可得
小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，对m1分析可得
此时对小球分析可得
小球从最高点运动到最低点，由动能定理可得
联立以上各式，代入数据可得
故选B。
7．C
【详解】灯泡正常工作，通过灯泡的电流
右侧变压器原、副线圈匝数比为22：3，连接两理想变压器的导线电流
输入电压为
U1=55.6V
左侧变压器原、副线圈匝数比为1：4，左侧变压器副线圈电压
右侧变压器原线圈电压
右侧变压器副线圈电压
则R2、R串联部分的电压
通过R2、R串联部分的电流
则
故选C。
8．C
【详解】设斜面倾角为，小球水平抛出，根据位移角关系
又水平位移
故小球水平抛出的抛出落点到抛出点的距离为
小球抛出的速度方向与斜面垂直时，将重力加速度分解到沿斜面方向的分加速度为和垂直斜面方向的分加速度为，垂直斜面方向做类竖直上抛运动，时间为
沿斜面方向做匀加速直线运动，故小球垂直斜面抛出的抛出落点到抛出点的距离为
故水平抛出与垂直斜面抛出落点到抛出点的距离之比为。
故选C。
【点睛】.
9．BC
【详解】A．图像斜率表示速度，则相遇时甲质点的速度大小为
故A错误；
BC．设甲初速度为v0，加速度大小为a，有
解得
，
故BC正确；
D．甲、乙速度相等时，两质点相距最远，有
解得
故D错误。
故选BC。
10．ABC
【详解】根据y-t图像可知，a、b两质点相差，当a、b两质点的距离为
解得波长为
当a、b两质点的距离为
解得波长为
故该波的波长可能为
、2.4m、、或、、、t=0.2s时，质点A位于波谷，质点B位于平衡位置，故ABC符合题意，D不符合题意。
故选ABC。
11．BC
【详解】A．作出光路图如图所示，设池中液体的高度为h，池底的光斑到出液口的距离x，
由几何关系知
解得
根据折射定律
代入、可得
，
若，则该液体的折射率为
故A错误；
B．液体深度增大，由于入射光线不变，则入射角和折射角也不变，如图所示
当液面高为时，则有
已知时，；当时，则有
联立解得
，
故B正确；
CD．当使液面以的速率匀速上降，池底的光斑也匀速向右移动，如图所示
则有
即
可得池底的光斑移动的速度为
同理若贮液池排出口缓慢排出该种液体，液面下降的速度为，则池底的光斑移动的速度为，故C正确，D错误。
故选BC。
12．AC
【详解】A．着陆装置接触到月球表面后瞬间边切割磁感线，感应电动势
A正确；
B．着陆后，在船舱下降的过程中，根据右手定则，电流是顺时针方向，但边充当电源，故点电势高于点电势，B错误；
C．等效电路如图
并联部分电路电阻
总电阻为
根据共点力平衡条件有
解得
C正确；
D．设下落过程的时间为，规定向下为正方向，根据动量定理有
其中
解得
D错误。
故选AC。
13．(1)
(2) 能 不能
(3)m1x1=m1x2+m2x3
【详解】（1）[1]根据能量守恒
根据动量守恒
联立得
（2）[1][2]若小球a的质量小于小球b的质量，能满足动量守恒，若碰完后a球回到圆弧轨道上，因轨道有摩擦力小球再次回到水平面的速度会变小，水平方向速度无法测出，不能完成实验验证。
（3）[1]若碰撞是弹性碰撞
结合
得
m1x1=m1x2+m2x3
14． 否
【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示
（2）[2]电压表示数为0时，可知电路图中a、b两点的电势相等，根据电路图中电阻的串、并联关系可得
可得
[3]固定R2阻值为45Ω，当电压表示数为2V时，由电路图可知此时两端电压为
由于a点与电压表的负极相连，则此时b点电势比a点电势高2V，此时的电压为3V，则有
解得的电阻值为
（3）[4]当电压表示数为0时，此时阻值最小，对应温度最高，则有
可得
结合的电阻随温度变化图像可得
解得最高温度为
当电压表示数最大为6V时，此时阻值最大，对应温度最低，此时b点电势比a点电势高6V，此时的电压为7V，则有
解得
结合的电阻随温度变化图像可得
解得最低温度为
则电压表上的温度范围是
[5]根据
可知与电压表示数不是线性关系，而与温度是线性关系，所以温度的刻度不是均匀的。
15．（1）603次；（2）1.09atm
【详解】（1）充气过程看成是等温变化，有
其中
，，，
解得小明同学至少要用打气筒打气次数为
（2）由理想气体状态方程
其中
，，，，
解得
16．（1）；（2）
【详解】（1）恰好经过最高点时，OB绳恰好竖直，经分析可知，OB绳拉力为零，合力恰好指向旋转的圆形，根据受力分析和牛顿定律可得
联立可得
（2）从最高点运动到最低点时，OA恰好竖直，根据机械能守恒
根据受力分析和牛顿定律可得
联立可得
，
17．（1），；，方向沿y轴正方向；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在区域I中做匀速圆周运动，圆心在z轴上，根据左手定则可知，磁场方向沿x轴负方向，设轨道半径为R1，离开I区时速度方向与竖直方向夹角为θ，如图
有几何关系可得
①
②
又由于
③
由①②③联立得
，
在区域II中粒子做类斜抛运动，则
④
⑤
而
⑥
由④⑤⑥联立得
，方向沿y轴正方向
（2）将初速度分解到沿z轴方向和x轴方向，根据左手定则可知，粒子沿z轴方向做匀速直线运动，在垂直z轴平面内做匀速圆周运动，a点恰好是圆周运动的最高点，因此
⑦
⑧
⑨
由⑦⑧⑨联立整理得
由于
⑩
⑾
由⑧⑩⑾联立解得
（3）在通过a点后，若通过小孔O2，在z轴方向
⑿
在x轴方向上
⒀
其中
⒁
在y轴方向上
⒂
⒃
而
⒄
由以上各式联立解得
18．（1），；（2）；（3）；（4）见解析
【详解】（1）B、C恰能保持静止，由平衡条件可知）B、C受到的最大静摩擦力均为
所以C沿斜面匀速下滑，与B碰撞满足动量守恒，规定沿斜面向下为正方向，则
当B、C运动到最低点时，对B、C和弹簧组成的系统由功能关系与能量守恒得
（因，故此过程摩擦生热与重力势能减少量相等），联立可得B、C沿斜面向下移动的最大距离为
分析可知B、C分离时，两者之间的弹力恰好为零，两者的加速度相同，所受合力相同，可知此时弹簧处于原长，由最低点到恰好分离的过程，对B、C和弹簧组成的系统由能量守恒得
解得
（2）A能离开挡板，应使弹力满足
则
设B、C分离时B的最小动能为，对B分由BC分离到B运动到最高点的过程，由能量守恒定律得
其中
联立可得
解得C的初速度的最小值为
另一解
（舍去）
（3）设BC分离时B、C得动能均为，对C由BC分离到最高点的过程（设上滑的距离为），同理可得
解得
弹簧开始和运动结束都处于原长，则A、B上升的距离相等，设A、B系上滑的最大距离为，对A、B系统同理可得
解得
其中
联立可得
解得C开始下滑时的初速度为
另一解
（舍去）
（4）图像如图所示
一、单选题
1．如图，一个原子核X经历途中所示的一系列衰变后，生成稳定的原子核Y，下列说法正确的是（ ）
A．原子核X生成原子核Y，共经历了11次衰变和12次衰变
B．原子核X生成原子核Y，共经历了8次衰变和6次衰变
C．原子核X生成更稳定原子核Y，原子核结合的更牢固，所以Y原子核的结合能变大
D．原子核X生成更稳定原子核Y，原子核结合的更牢固，所以Y原子核核子的平均质量变大
2．截止到2021年9月15日，中国接种疫苗累计超过21亿剂，10亿人完成了接种，中国疫苗接种率已经超过了70%以上，领先世界。医护人员在抽取密封药瓶的药液时一般先用注射器注入少量气体到药瓶里然后再抽取药液。如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内的压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为、压强为的气体注入药瓶，气体可看作理想气体，下列说法中错误的是（ ）
A．若护士快速将气体注入药瓶，则气体的温度会略有上升
B．若护士缓慢将气体注入药瓶，则注入完成后瓶内气体的压强为
C．若护士快速将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低
D．若护士缓慢将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度不变
3．天问一号是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着。如图是天问一号的运行轨迹图，在运行过程中进行了多次轨道修正，天问一号进入火星轨道后，飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形。远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，远火点平面轨道调整就是将天问一号的绕火星飞行路线从横着绕变成竖着绕并进入遥感使命轨道，这样天问一号就能够对火星的两极进行拍摄，从而完成对火星全球的遥感成像任务（ ）
A．天问一号发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度
B．天问一号在进入火星轨道前只受到地球和火星的引力影响
C．天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要大
D．天问一号的遥感使命轨道是火星的同步轨道，在这个轨道上天问一号相当于火星的同步卫星
4．利用洛埃镜也可以得到杨氏干涉的结果，洛埃镜的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。用波长为的单色光照射，就能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹，已知光源与镜面延长线的距离为a，与光屏的距离为，下列说法正确的是（ ）
A．相邻两条亮纹间的距离为
B．相邻两条亮纹间的距离为
C．光屏上出现与平面镜垂直的明暗相间的条纹
D．若将装置放入折射率为水中进行实验，则屏上的条纹间距会变大
5．如图将直角△ABC上，AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，AC边长为l，在C点放置一点质量为m电荷量为q的电荷，已知q<
B．若电荷q可以做圆周运动，则电荷q带负电，且∠CBA=30°，圆周运动的速度大小为
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度不变
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，则整个运动过程中电荷q的电势能一定先减小再增大
6．一倾角的粗糙斜面，斜面顶端安装一小滑轮，滑轮大小忽略不计，将斜面固定在地面上，一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的物体m1，另一端悬挂小球m2。用手按住m1使之静止不动，让小球m2在竖直内左右摆动，摆动稳定后，放开按住m1的手，发现当小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，当小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，如图所示，已知斜面与物体间的动摩擦因数，则值为（ ）
A．B．C．D．
7．输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：4，输入电压为55.6V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r=11，右侧变压器原、副线圈匝数比为22：3，灯泡L的电阻恒为15Ω，额定电压为24V。定值电阻R1=5Ω、R2=9Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A．1ΩB．5ΩC．6ΩD．8Ω
8．如图所示，把一小球从斜面上先后以相同大小的速度抛出，一次水平抛出，另一次抛出的速度方向与斜面垂直，两小球最终都落到斜面上，水平抛出与垂直斜面抛出落点到抛出点的距离之比为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．甲、乙两质点沿同一直线运动，其中甲做匀变速直线运动，乙以大小为5m/s速度做匀速直线运动，在t=3s时，两质点相遇，他们的位置随时间变化及相遇时切线数据如图所示，在0~3s时间内，下列判断正确的是（ ）
A．相遇时甲质点的速度大小为3m/s
B．甲质点的初速度大小为7m/s
C．甲质点的加速度大小为2m/s2
D．在t=1.5s时，甲、乙两质点相距最远
10．一列简谐横波沿x轴传播，A、B是x轴上的两个质点。如图是表示波的传播过程中A、B两质点的振动图像，已知A、B两点的距离为3m，则t=0.2s时波的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
11．安全是企业的生命线。为保安全，管理人员恪尽职守。如图所示，某工厂巡查员站在一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况，已知贮液池宽为L，照明灯到池底的距离为H。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时，池底的光斑距离出液口，下列说法正确的是（ ）
A．若，则该液体的折射率为
B．当液面高度为，池底的光斑距离出液口
C．若向贮液池中缓慢注入该种液体，液面上升的速度为，则池底的光斑移动的速度为
D．若贮液池排出口缓慢排出该种液体，液面下降的速度为，则池底的光斑移动的速度为
12．2020年12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区。小明同学在感到骄傲和自豪的同时，考虑到月球上没有空气，无法通过降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图，该装置由船舱、间距为的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和质量为的“∧”型刚性线框组成，“∧”型刚性线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。总质量为的船舱、导轨和磁体固定在一起。已知，整个装置着陆瞬间的速度为，着陆后“∧”型线框速度立刻变为0，已知船舱电阻为6r，“∧”型线框的每条边的边长均为，电阻均为r，月球表面的重力加速为为，整个过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力，则（ ）
A．着陆装置接触到月球表面后瞬间ab边产生的电动势为
B．着陆后，在船舱下降的过程中a点的电势低于b点的电势
C．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则船舱匀速的速度大小为
D．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则从着陆开始到船舱匀速瞬间经过ab边的电荷量为
三、实验题
13．小李同学在“验证动量守恒定律时”，设计了如下实验：
①安装斜槽轨道和水平凹槽轨道，让斜槽末端水平且与水平凹槽良好对接；
②取大小相等、质量分别是m1、m2（m1>m2）的小球a，b；
③让小球a从斜槽轨道上H高度处无初速释放，记录小球a在水平轨道停下的位置A点；
④在水平轨道上O点放置一个同样大小的小球b，让a球仍从H高度处释放，分别记录ab两球碰完后停下的位置B、C；
⑤用刻度尺测量OA、OB、OC的距离x1，x2，x3。
(1)请写出动量守恒的表达式 （用题目所给字母表示）
(2)若小球a的质量小于小球b的质量， （填“能”或“不能”）满足动量守恒，若碰完后a球回到圆弧轨道上，能否完成实验验证？ （填“能”或“不能”）
(3)若碰撞是弹性碰撞，需满足的条件 。
14．1. 某同学要制作一款测温计。他在实验室找到如下器材：
定值电阻R1为5Ω
电阻箱R2（调节范围0~9999.99Ω）
定值电阻R4为30Ω
温度传感器R3
电动势为10V的直流电源（内阻很小可忽略不计）
电压表V量程范围0~6V（内阻约5kΩ，电流可忽略）
开关，导线若干
根据现有的器材，他设计了如图所示电路，a点与电压表的负极相连。操作步骤如下：
a）先按图连接好电路，将传感器置于恒温箱中，将恒温箱温度调为0℃，调节R2，让电压表指针指到0刻线；
b）升高恒温箱温度，调节R2，让电压表指针保持在0刻线，得到多组数据；
c）在坐标纸上画出温度传感器电阻随时间变化的关系图象；
d）固定R2电阻为45Ω，通过计算，将电压表刻度改为相应的温度刻度。
回答以下问题：
（1）按图连接好实物图 。
（2）电压表示数为0时，R3的电阻表达式为 。固定R2阻值为45Ω，当电压表示数为2V时，R3的电阻值为 。
（3）已知R3的电阻随温度变化图像如图，则电压表上的温度范围是 ，温度的刻度 （填“是”或“否”）均匀。
四、解答题
15．充气浴缸具有占有空间小，携带方便，舒适等优点。题图就是一种三层充气浴缸，浴缸的每一层单独充气，充满气后每一层高0.3m，在使用充气浴缸洗浴时，注入的水不得超过最上面一层与第二层的分界线，现在要把充气浴缸充满气体，每一层充满气体后气体体积大约是0.6m3，气体压强约为1.005atm，小明从下往上依次给三层充气，打气筒的容积大约为0.003m3，当天的气温为27℃。
（1）请估算小明同学至少要用打气筒打多少次才能使充气浴缸正常工作？
（2）根据使用要求，将47℃水加到允许水位的最高点，假设水温在较短时间内不发生变化，第二层的的体积此时被压缩了0.01m3，试估算加水后较短时间内第二层内部的气体压强？（计算结果保留两位小数）
16．如图所示，细杆MN倾斜固定，与水平方夹角为30，轻绳，一端分别固定在杆MN上的A、B两点，另一端系在质量为m的小球O上，且，现使小球绕MN杆在倾斜平面内转动，两根绳始终处于伸直状态，若恰好通过最高点；
（1）小球在最高点的速度；
（2）在通过最低点时两根绳的拉力大小。
17．如图所示，某种离子扭转器可以将射向不同方向的粒子，通过改变电场或磁场的大小和方向，使其经过相同的点，该装置由间距均为L的三块带有小孔的平行金属板M、N、P构成，三块金属板的中心小孔O、O1、O2连线与三块金属板垂直，粒子可以通过M板上的中心小孔O，向各个方向发射，让粒子经过N板上的小孔a，最后从P板上的小孔O2射出，已知小孔a在O1的正上方，到O1的距离为。以金属板M的中心O为坐标原点，以水平向内为x轴，竖直向上为y轴，垂直于金属板向右方向为z轴，建立直角坐标系。M、N板之间的区域为I区，N、P板间的区域为II区。从离子源射出的粒子质量为m，带电量为q，以速度v0从金属板的小孔O射入（不计粒子重力）。
（1）若粒子沿着y轴正方向射入，在I区加上与x轴平行的匀强磁场B1，在II区加上与y轴平行的匀强电场E1，求B1，E1的大小及方向；
（2）若粒子入射的方向在xz平面内，与x轴正方向夹角α（为锐角），在I区加上沿z轴负方向的匀强磁场B2，同时调整M、N间的距离，使I区的宽度达到最小值，求B2及I区宽度的最小值；
（3）在满足（2）的条件下，在II区加平行于金属板的电场E2。求E2的大小。
18．如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在一端带有挡板的足够长的倾角为θ=30的固定斜面上，A紧靠挡板，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，开始时弹簧处于原长，B、C恰能保持静止。现使C获得一初速度v0使其沿斜面向下运动，一段时间后B、C发生碰撞并一块沿斜面向下运动，又经过一段时间A离开挡板，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与斜面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）
（1）求B、C沿斜面向下移动的最大距离和B、C分离时B的动能；
（2）为保证A能离开挡板，求C的初速度的最小值vmin；
（3）若三物块都停止时B、C间的距离为，且此时弹簧处于原长，求C开始下滑时的初速度；
（4）请在所给坐标系中，画出第（3）问中C沿斜面向上运动过程中加速度a随位移x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用k、m、g表示），不要求推导过程。以C开始向上运动的位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向。
参考答案：
1．B
【详解】AB．原子核X质量数为238，电荷数为92，原子核Y质量数为206，电荷数为82，设共经历了m次衰变和n次衰变，根据质量数守恒
得
根据电荷数守恒
得
故A错误，B正确；
C．原子核X生成更稳定原子核Y，放出能量，原子核结合的更牢固，所以Y原子核的比结合能变大，结合能不一定变大，故C错误；
D．放能的过程中， 存在质量亏损，核子的平均质量变大小， 放．，平均质量较小，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．若护士快速将气体注入药瓶，外界对气体做功，气体的温度会略有上升，故A正确，不符合题意；
B．瓶内空气体积为
注射器内气体体积为
若护士缓慢将气体注入药瓶，根据玻意耳定律有
则注入完成后瓶内气体的压强为
故B正确，不符合题意；
C．若护士快速将药液抽出，则瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，故C正确，不符合题意；
D．若护士缓慢将药液抽出，则瓶内气体对外做功，同时从外界吸热，内能不变，温度不变，故D错误，符合题意。
故选D。
3．A
【详解】A．天问一号要脱离地球的吸引，发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；
B．天问一号在地球附近时，只受到地球的引力影响，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
解得
远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，故天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要小，故C错误；
D．天问一号的遥感使命轨道是椭圆轨道，不是火星的同步卫星轨道，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】AB．如图
根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，因为
所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离
故A正确，B错误；
C．光源发出直接到屏上的光和被平面镜反射到屏上的光是相干光，该干涉现象可以看成双缝干涉，故光屏上出现与平面镜平行的明暗相间的条纹，故C错误；
D．若将装置放入折射率为水中进行实验，折射率变大，波长变小，根据，则屏上的条纹间距会变小，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．如果AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，在C点的合场强沿DC方向，若此时q带负电，电荷q可能做匀速圆周运动，A错误；
B．AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，且∠CBA=30°，则Q正电荷在C点的场强为，正电荷在C点的场强为，由几何关系可得两点电荷在C点的合场强为
且方向沿DC方向，电荷q带负电，由牛顿第二定律可得
其中
联立求得
B正确；
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度大小不变，方向时刻改变，C错误；
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，但是不知道电荷q的电性，如果q带正电，则电荷q的电势能先增大再减小，如果q带负电，电荷q的电势能先减小再增大，D错误。
故选B。
6．B
【详解】小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，对m1分析可得
此时对小球分析可得
小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，对m1分析可得
此时对小球分析可得
小球从最高点运动到最低点，由动能定理可得
联立以上各式，代入数据可得
故选B。
7．C
【详解】灯泡正常工作，通过灯泡的电流
右侧变压器原、副线圈匝数比为22：3，连接两理想变压器的导线电流
输入电压为
U1=55.6V
左侧变压器原、副线圈匝数比为1：4，左侧变压器副线圈电压
右侧变压器原线圈电压
右侧变压器副线圈电压
则R2、R串联部分的电压
通过R2、R串联部分的电流
则
故选C。
8．C
【详解】设斜面倾角为，小球水平抛出，根据位移角关系
又水平位移
故小球水平抛出的抛出落点到抛出点的距离为
小球抛出的速度方向与斜面垂直时，将重力加速度分解到沿斜面方向的分加速度为和垂直斜面方向的分加速度为，垂直斜面方向做类竖直上抛运动，时间为
沿斜面方向做匀加速直线运动，故小球垂直斜面抛出的抛出落点到抛出点的距离为
故水平抛出与垂直斜面抛出落点到抛出点的距离之比为。
故选C。
【点睛】.
9．BC
【详解】A．图像斜率表示速度，则相遇时甲质点的速度大小为
故A错误；
BC．设甲初速度为v0，加速度大小为a，有
解得
，
故BC正确；
D．甲、乙速度相等时，两质点相距最远，有
解得
故D错误。
故选BC。
10．ABC
【详解】根据y-t图像可知，a、b两质点相差，当a、b两质点的距离为
解得波长为
当a、b两质点的距离为
解得波长为
故该波的波长可能为
、2.4m、、或、、、t=0.2s时，质点A位于波谷，质点B位于平衡位置，故ABC符合题意，D不符合题意。
故选ABC。
11．BC
【详解】A．作出光路图如图所示，设池中液体的高度为h，池底的光斑到出液口的距离x，
由几何关系知
解得
根据折射定律
代入、可得
，
若，则该液体的折射率为
故A错误；
B．液体深度增大，由于入射光线不变，则入射角和折射角也不变，如图所示
当液面高为时，则有
已知时，；当时，则有
联立解得
，
故B正确；
CD．当使液面以的速率匀速上降，池底的光斑也匀速向右移动，如图所示
则有
即
可得池底的光斑移动的速度为
同理若贮液池排出口缓慢排出该种液体，液面下降的速度为，则池底的光斑移动的速度为，故C正确，D错误。
故选BC。
12．AC
【详解】A．着陆装置接触到月球表面后瞬间边切割磁感线，感应电动势
A正确；
B．着陆后，在船舱下降的过程中，根据右手定则，电流是顺时针方向，但边充当电源，故点电势高于点电势，B错误；
C．等效电路如图
并联部分电路电阻
总电阻为
根据共点力平衡条件有
解得
C正确；
D．设下落过程的时间为，规定向下为正方向，根据动量定理有
其中
解得
D错误。
故选AC。
13．(1)
(2) 能 不能
(3)m1x1=m1x2+m2x3
【详解】（1）[1]根据能量守恒
根据动量守恒
联立得
（2）[1][2]若小球a的质量小于小球b的质量，能满足动量守恒，若碰完后a球回到圆弧轨道上，因轨道有摩擦力小球再次回到水平面的速度会变小，水平方向速度无法测出，不能完成实验验证。
（3）[1]若碰撞是弹性碰撞
结合
得
m1x1=m1x2+m2x3
14． 否
【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示
（2）[2]电压表示数为0时，可知电路图中a、b两点的电势相等，根据电路图中电阻的串、并联关系可得
可得
[3]固定R2阻值为45Ω，当电压表示数为2V时，由电路图可知此时两端电压为
由于a点与电压表的负极相连，则此时b点电势比a点电势高2V，此时的电压为3V，则有
解得的电阻值为
（3）[4]当电压表示数为0时，此时阻值最小，对应温度最高，则有
可得
结合的电阻随温度变化图像可得
解得最高温度为
当电压表示数最大为6V时，此时阻值最大，对应温度最低，此时b点电势比a点电势高6V，此时的电压为7V，则有
解得
结合的电阻随温度变化图像可得
解得最低温度为
则电压表上的温度范围是
[5]根据
可知与电压表示数不是线性关系，而与温度是线性关系，所以温度的刻度不是均匀的。
15．（1）603次；（2）1.09atm
【详解】（1）充气过程看成是等温变化，有
其中
，，，
解得小明同学至少要用打气筒打气次数为
（2）由理想气体状态方程
其中
，，，，
解得
16．（1）；（2）
【详解】（1）恰好经过最高点时，OB绳恰好竖直，经分析可知，OB绳拉力为零，合力恰好指向旋转的圆形，根据受力分析和牛顿定律可得
联立可得
（2）从最高点运动到最低点时，OA恰好竖直，根据机械能守恒
根据受力分析和牛顿定律可得
联立可得
，
17．（1），；，方向沿y轴正方向；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在区域I中做匀速圆周运动，圆心在z轴上，根据左手定则可知，磁场方向沿x轴负方向，设轨道半径为R1，离开I区时速度方向与竖直方向夹角为θ，如图
有几何关系可得
①
②
又由于
③
由①②③联立得
，
在区域II中粒子做类斜抛运动，则
④
⑤
而
⑥
由④⑤⑥联立得
，方向沿y轴正方向
（2）将初速度分解到沿z轴方向和x轴方向，根据左手定则可知，粒子沿z轴方向做匀速直线运动，在垂直z轴平面内做匀速圆周运动，a点恰好是圆周运动的最高点，因此
⑦
⑧
⑨
由⑦⑧⑨联立整理得
由于
⑩
⑾
由⑧⑩⑾联立解得
（3）在通过a点后，若通过小孔O2，在z轴方向
⑿
在x轴方向上
⒀
其中
⒁
在y轴方向上
⒂
⒃
而
⒄
由以上各式联立解得
18．（1），；（2）；（3）；（4）见解析
【详解】（1）B、C恰能保持静止，由平衡条件可知）B、C受到的最大静摩擦力均为
所以C沿斜面匀速下滑，与B碰撞满足动量守恒，规定沿斜面向下为正方向，则
当B、C运动到最低点时，对B、C和弹簧组成的系统由功能关系与能量守恒得
（因，故此过程摩擦生热与重力势能减少量相等），联立可得B、C沿斜面向下移动的最大距离为
分析可知B、C分离时，两者之间的弹力恰好为零，两者的加速度相同，所受合力相同，可知此时弹簧处于原长，由最低点到恰好分离的过程，对B、C和弹簧组成的系统由能量守恒得
解得
（2）A能离开挡板，应使弹力满足
则
设B、C分离时B的最小动能为，对B分由BC分离到B运动到最高点的过程，由能量守恒定律得
其中
联立可得
解得C的初速度的最小值为
另一解
（舍去）
（3）设BC分离时B、C得动能均为，对C由BC分离到最高点的过程（设上滑的距离为），同理可得
解得
弹簧开始和运动结束都处于原长，则A、B上升的距离相等，设A、B系上滑的最大距离为，对A、B系统同理可得
解得
其中
联立可得
解得C开始下滑时的初速度为
另一解
（舍去）
（4）图像如图所示
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