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2024届山东省烟台市高三下学期高考诊断测试（一模）物理试题（含解析）
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这是一份2024届山东省烟台市高三下学期高考诊断测试（一模）物理试题（含解析），共27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．某电子的质量为、德布罗意波长为，一质量为m的油滴与该电子具有相同的动能，则该油滴的德布罗意波长为（ ）
A．B．C．D．
2．甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上从同一地点以相同的初速度同时开始做直线运动，以初速度方向为正方向，它们的加速度随时间变化的图像如图所示。关于甲、乙两车在时间内的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
A．在时刻，甲车的速度等于乙车的速度
B．在时刻，甲车的速度小于乙车的速度
C．在时间内，甲、乙两车的平均速度相等
D．在时间内，甲、乙两车的间距逐渐增大
3．如图所示，某同学将空玻璃瓶开口向下缓慢压入水中，下降过程中瓶内封闭了一定质量的空气，瓶内空气看作理想气体，水温上下均匀且恒定不变，则（ ）
A．瓶内空气对外界做功
B．瓶内空气向外界放出热量
C．瓶内空气分子的平均动能增大
D．单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数不变
4．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。一束红光垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。则（ ）
A．红光从空气进入五棱镜后传播速度变大
B．若将红光改为绿光，则在EA上不能发生全反射
C．若将红光改为白光，则人眼通过BC观察到彩色光束
D．该五棱镜对红光的折射率最小值足
5．如图所示，某超市两辆相同的手推购物车质量均为m、相距2L沿直线排列，静置于水平地面上。为节省收纳空间，工人给第一辆车一个瞬间的水平推力F使车自行运动，并与第二辆车相碰，且在极短时间内相互嵌套结为一体，以共同的速度运动了距离，恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为车重的k倍，忽略空气阻力，重力加速度为g。则工人给第一辆购物车水平推力F的冲量大小为（ ）
A．B．C．D．
6．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，则小球的速度的二次方随坐标x的变化图像如图乙所示。其中OA段为直线。ABCD是平滑的曲线。AB段与OA相切于A点，C点与A点关于BE对称，空气阻力不计，重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标、、、及加速度大小、、、的判断正确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
7．飞某绝缘空心球如图所示，a、b、c、d、E、F是过球心О的截面的圆周上六个等分点，分别在a、d和b、c固定等量的正、负点电荷，即，，AB是与平面abc垂直的直径，设无限远处为电势零点，则（ ）
A．E、F两点的电场强度大小相等、方向相反
B．A、O、B三点的电势高低关系为
C．将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中，电场力先做正功再做负功
D．若a、b、c处的电荷固定不动，将d处的电荷移到O处，则电荷Qd的电势能将减少
8．星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星B（图中未画出）的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．白光的单缝衍射图样是彩色条纹
B．交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速
C．白光照射下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射
10．如图所示，一理想变压器原线圈通过一定值电阻r与一正弦式交流电源相连，交流电压（V），副线圈与另一定值电阻R及理想电流表相连，调节原、副线圈的匝数比k，下列说法中正确的是（ ）
A．副线圈中交流电的频率为100Hz
B．电阻R消耗的最大功率为
C．当电阻R消耗的功率最大时，变压器原副线圈的匝数比
D．当变压器原副线圈的匝数比k增大时，电流表的示数可能减小
11．从高H处的M点先后水平抛出两个小球1和2，轨迹如图所示，球1与地面碰撞一次后刚好越过竖直挡板AB，落在水平地面上的N点，球2刚好直接越过竖直挡板AB，也落在N点设球1与地面的碰撞是弹性碰撞，忽略空气阻力，则（ ）
A．小球1、2的初速度之比为1：3
B．小球1、2的初速度之比为1：4
C．竖直挡板AB的高度
D．竖直挡板AB的高度
12．如图所示，宽度为l的两光滑竖直金属导轨间接有一阻值为R的定值电阻，金属导轨电阻不计，导轨间I、Ⅱ区域中有垂直纸面向外宽度为d、磁感应强度大小为B的匀强磁场，I、Ⅱ区域间距为h。有一质量为m、长为l、电阻不计的金属杆从距区域I上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，金属杆始终与导轨接触良好且与导轨垂直，流过定值电阻的电流及其变化情况相同，重力加速度为g。现以杆由静止释放时为计时起点，则此过程中关于杆的速度大小v、加速度大小a、流过定值电阻的电荷量q、定值电阻消耗的功率Р随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题
13．密的图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：
①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平；
③用米尺测量遮光条与光电门间距x；
④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t；
⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。
回答下列问题：
（1）测量d时，某次游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为 cm；
（2）根据实验得到的数据，以 （选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m=2M，则滑块和桌面间的动摩擦因数为= （用k、g、d表示）。
14．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，准备了如下器材：
特测电池，5个完全相同的阻值未知的电阻Rx，一个阻值为R0的定值电阻，一个量程为3V的电压表，两个开关S1、S2，单刀双掷开关S3，导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路，其中c为金属夹。
(1)该同学首先测量未知电阻Rx的阻值，步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0；
②断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0；则未知电阻Rx的阻值为 ；（用R0表示）
(2)该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，闭合S1；
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处，记录对应的电压表示数U；
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像，如图乙所示：
④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为 ，内阻为 ；（用b、k、和R0表示）。
(3)该实验中电动势的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
四、解答题
15．如图所示，一列简谐横波沿x轴负向传播，图中实线a是t=0时刻的波形图，虚线b为t=3s时刻的波形图，实线c为t=5s时刻的波形图。
（1）求t=0时刻，位于x=3m处的质点偏离平衡位置的位移y；
（2）若该波传播速度小于20m/s，求该波波速。
16．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。如图所示，气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B。核心舱气体体积V1=100m3，气闸舱气体体积为V2=16m3，核心舱和气闸舱的气压都为p0=1.0×105Pa。核心舱内的航天员要到舱外太空行走，先进入气闸舱，用一台抽气机抽取气闸舱中的气体，并立刻充入到核心舱内，每次抽取气体体积为V0=2m3，当气闸舱气压不高于才能打开气闸门B。抽气、充气过程中两舱温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响，已知lg2=0.301，lg3=0.477.求：
（1）换气结束后，核心舱中的气压（结果保留3位有效数字）；
（2）至少抽气多少次，才能打开闸门B。
17．如图所示，在平面内轴左侧存在平行于纸面范围足够大的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的电子（重力不计），从轴上的点以速度、与轴负方向夹角入射，之后电子从轴上的点以的速度沿轴正方向射入第一象限，在第一象限有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，分布在一个半径为的圆形区域内（图中未画出），且圆形区域的左侧与轴相切，圆形区域所处的位置恰好能够使得电子穿过圆形区域时速度的偏转角度最大。电子从圆形区域射出后，从轴上点射入轴下方，在轴下方存在范围足够大、方向均沿轴负方向的匀强电场（大小未知）和匀强磁场（大小未知），电子在轴下方运动一段时间后能够恰好返回点，求：
（1）、两点间的电势差；
（2）点的纵坐标；
（3）电子在圆形磁场区域中运动的时间；
（4）的可能值。
18．如图所示，半径R=1m的光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心O1的连线与竖直方向夹角的余弦值csθ=0.15，右侧端点Р和圆心O1、O2在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量m1=0.2kg的小橡胶环A以=1.2m/s的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量m2=0.2kg的小橡胶环B。在右侧端点Р的正下方h=4.15m处，有一质量m3=0.1kg、长度L=3m的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小f=2N，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力，取g=10m/s2。
（1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受弹力大小；
（2）小橡胶环B在长直木杆C上上滑的最大距离；
（3）长直木杆C跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能；
（4）小橡胶环B在长直木杆C上运动的总路程。
参考答案：
1．A
【详解】由题意可得
联立可得该油滴的德布罗意波长为
故选A。
2．D
【详解】AB．根据加速度—时间图像知道图像与时间轴所围的面积表示速度的变化，则甲车的速度变化量大于乙车的速度变化量，故在时刻，甲车的速度小于乙车的速度，在时刻，甲车的速度等于乙车的速度，故AB错误；
CD．当时，两图像与t轴所围的面积相等，即该时刻两辆车的速度相等；在前甲车的速度大于乙车的速度，所以甲车在乙车的前方，所以两车逐渐远离，当时，两车速度相等即相距最远，则在时间内，甲车的运动距离远，根据
可知，甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度不变，水进入瓶内，气体体积减小，可知外界对气体做正功，故A错误；
BC．由于水温上下均匀且恒定不变，所以瓶内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确，C错误；
D．由于气体体积减小，所以单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数变多，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】A．根据光的全反射条件，只有光线在光密介质射向光疏介质时才能发生全反射，又因为光在光疏介质中传播速度大于光密介质中的传播速度，可知光在空气中的传播速度大于五棱镜中的传播速度。故A错误；
BC．红光在五棱镜的全反射临界角
因为绿光的折射率大于红光的折射率，所以绿光的临界角较小，所以更容易发生全反射，所以若将红光改为绿光，则在EA上能发生全反射。又因为在可见光的各种单色光中，红光折射率最小，所以临界角最大，各色光都能在CD和EA面发生全反射，不会色散所以从BC面出去的仍旧是白光，而不是彩色光束。故BC错误；
D．设射入CD面上的入射角为，因为在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如下图
根据几何关系有
解得
当光刚好在CD和AE面上发生全反射时，折射率最小，根据上述分析可知折射率最小时
解得最小折射率为
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】设第一辆车碰前瞬间的速度为，与第二辆车碰后的共同速度为，由动量守恒定律有
根据动能定理可得
联立解得
设第一辆车推出时的速度为，根据动能定理可得
根据动量定理，工人给第一辆购物车水平推力F的冲量大小为
故选A。
6．C
【详解】A．图乙所示图像中，OA段是直线，小球从O运动到A过程加速度不变，小球做自由落体运动，小球到达A时，下落高度为h，小球的加速度仍然是g，所以
，
故A错误；
B．由图示所示图像可知，在B点小球速度最大，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度为
由
可得
则B点的坐标为
故B错误；
C．由于C点与A点关于BE对称，所以
在C点的弹簧弹力竖直向上，大小为
小球在C点由牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D．小球到达D点时速度为零，则D点在C点的下方，小球到达D点时形变量
加速度
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．根据电场的矢量叠加结合对称性可知，E、F两点的电场强度大小相等、方向相同，故A错误；
B．根据等量异种电荷的等势面分布可知，A、O、B三点的电势高低关系为，故B错误；
C．将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中，电势先升高后降低，则电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，故C错误；
D．若a、b、c处的电荷固定不动，将d处的电荷移到O处，则电场力做正功，电荷Qd的电势能将减少，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力
可得同步卫星的周期为
卫星A的周期为
则卫星A的轨道半径
故ABD错误，C正确。
故选C。
9．AB
【详解】A．白光是复色光，白光的单缝衍射图样是彩色直条纹。故A正确；
B．交警可以利用多普勒效应根据频率的变化对行驶的汽车进行测速，故B正确；
C．白光照射下镀膜镜片看起来有颜色，是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象，且只有一定波长（某种颜色）的光干涉时才会相互加强，所以看起来有颜色。故C错误；
D．当孔的尺寸与光的波长相差不多或明显小于光的波长时会发生明显的衍射现象，而光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，但仍旧存在光的衍射，衍射是波特有的现象，故D错误。
故选AB。
10．BCD
【详解】A．根据题意可知
周期为
副线圈中交流电的频率
故A错误；
BC．根据等效法可知等效电阻为
等效电源的内阻为r，电动势的有效值为，当时输出功率最大，即
可得变压器原副线圈的匝数比
输出功率的最大值为
故BC正确；
D．根据以上分析可知当变压器原、副线圈的匝数比k增大时，等效电阻增大，外电压U1增大，根据理想变压器变压比
当变压器原、副线圈的匝数比k增大时，U2可能增大也可能减小，电阻不变，所以电压表示数可能减小，故D正确。
故选BCD。
11．AD
【详解】AB．设M点到N点水平距离为L，对球2整个运动过程的时间t有
解得
可得
①
球1与地面碰撞前后竖直方向分速度大小不变、方向相反，根据对称性可知，球1与地面碰撞后到达的最高点与初始高度相同为H，球2在水平方向一直做匀速运动，有
，
即
②
联立①②解得
故A正确，B错误；
CD．设球1与地面碰撞时竖直方向速度大小为，碰撞点到M点和B点的水平距离分别为、，有
设球1到达A点时竖直方向速度大小为，将球1与地面碰撞后到达最高点时的过程反向来看可得
可得碰撞点到A点的时间为
球2刚好越过挡板AB的时间为
水平方向位移关系有
即
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
12．AC
【详解】
A．根据题意，金属杆从距区域I上边界H处由静止释放，先做自由落体运动
又
解得进入区域I时
之后若金属杆的重力小于安培力，则金属杆做减速运动，根据牛顿第二定律
知加速度不断减小，后进入I、Ⅱ区域间，做加速度为g的匀加速直线运动，加速到
再进入区域Ⅱ做和区域I相同的运动，故A正确；
B．根据A项金属杆进入I区域时
知与是线性减小的关系，金属杆是非匀变速运动，故与不是线性减小的关系，同理Ⅱ区域时也不是，故B错误；
C．金属杆从距区域I上边界H处下落到进入I区域前及进入I、Ⅱ区域间，都没有电流通过定值电阻，在分别通过区域I、Ⅱ时，根据电流定义推得
流过定值电阻的电荷量为为，故C正确；
D．根据B项分析，属杆进入I区域时，与不是线性关系，根据定值电阻消耗的功率
知
故与不是线性关系，同理Ⅱ区域时也不是线性关系，故D错误。
故选AC。
13． 0.960
【详解】
（1）[1]游标卡尺的示数为
d=0.9×10mm+0.05mm×12=9.60mm=0.960cm
（2）[2][3]滑块经过光电门时速度为
由
可得
即根据实验得到的数据，以为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，则
对滑块和物块的系统由牛顿第二定律
因为m=2M，解得滑块和桌面间的动摩擦因数为
14．(1)
(2)
(3)小于
【详解】（1）断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0，由电路图可知此时外电路只有；断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0，由电路图可知此时外电路有；则有
可得
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
，
解得电动势和内阻分别为
，
（3）由电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
15．（1）；（2）或
【详解】（1）处的质点做简谐运动的位移随时间变化的关系式为
cm
则时，解得
（2）由a、b波形图可知
由b、c波形图可知
又
联立解得
或
由于波速小于20m/s，解得该波波速可能为
或
16．（1）；（2）36次
【详解】（1）当气闸舱气压等于时，剩余的气体在原来压强p0时占据的体积为V3，则题意玻意耳定律
解得
则打入核心舱内的气体压强为p0体积为
设换气结束后，核心舱中的气压p＇，则
解得
（2）第一次抽气后
解得
第二次抽气后
解得
…….
第n次抽气后
即
即
解得
n=35.4
则至少抽气36次，才能打开闸门B。
17．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）到由动能定理得
解得
（2）将点速度沿水平方向和竖直方向分解得
又
解得竖直位移
则点纵坐标值
（3）由洛伦兹力提供向心力
解得
偏转角最大则圆心角最大
此时运动时间
（4）将点速度分解为
电场力在竖直方向，则水平方向速度不变，则有
绕点垂直于纸面方向做匀速圆周运动，周期为
竖直方向做匀速直线运动，返回点时
且
则有
解得
，（）
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）小橡胶环A恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，设小橡胶环A在M点时的速度为，则
解得
小橡胶环A从M点到Q点，根据动能定理
解得
小橡胶环A在Q点时，支持力和重力的合力提供向心力
解得
（2）设小橡胶环A从Q点运动到最高点与小橡胶环B碰撞前的速度为，根据动能定理
设小橡胶环A和小橡胶环B碰后的速度分别为和，根据动量守恒和动能守恒
小橡胶环B，从碰撞后到与长直木杆接触前瞬间，设接触前速度为，根据动能定理
解得
小橡胶环B沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析
可得小橡胶环B在长直木杆C上受力平衡做匀速直线运动，小橡胶环B做匀速直线运动；小橡胶环B沿长直木杆上滑时，小橡胶环B做匀减速直线运动，长直木杆C做匀加速直线运动，设共速时速度大小为，对小橡胶环B有
对长直木杆有
此时小橡胶环B上滑的距离最大
（3）小橡胶环B与长直木杆C共速后一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第一次碰撞前，则有
解得长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间前的速度大小为
长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能为
（4）长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有
联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为
所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为
小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程
一、单选题
1．某电子的质量为、德布罗意波长为，一质量为m的油滴与该电子具有相同的动能，则该油滴的德布罗意波长为（ ）
A．B．C．D．
2．甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上从同一地点以相同的初速度同时开始做直线运动，以初速度方向为正方向，它们的加速度随时间变化的图像如图所示。关于甲、乙两车在时间内的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
A．在时刻，甲车的速度等于乙车的速度
B．在时刻，甲车的速度小于乙车的速度
C．在时间内，甲、乙两车的平均速度相等
D．在时间内，甲、乙两车的间距逐渐增大
3．如图所示，某同学将空玻璃瓶开口向下缓慢压入水中，下降过程中瓶内封闭了一定质量的空气，瓶内空气看作理想气体，水温上下均匀且恒定不变，则（ ）
A．瓶内空气对外界做功
B．瓶内空气向外界放出热量
C．瓶内空气分子的平均动能增大
D．单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数不变
4．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。一束红光垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。则（ ）
A．红光从空气进入五棱镜后传播速度变大
B．若将红光改为绿光，则在EA上不能发生全反射
C．若将红光改为白光，则人眼通过BC观察到彩色光束
D．该五棱镜对红光的折射率最小值足
5．如图所示，某超市两辆相同的手推购物车质量均为m、相距2L沿直线排列，静置于水平地面上。为节省收纳空间，工人给第一辆车一个瞬间的水平推力F使车自行运动，并与第二辆车相碰，且在极短时间内相互嵌套结为一体，以共同的速度运动了距离，恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为车重的k倍，忽略空气阻力，重力加速度为g。则工人给第一辆购物车水平推力F的冲量大小为（ ）
A．B．C．D．
6．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，则小球的速度的二次方随坐标x的变化图像如图乙所示。其中OA段为直线。ABCD是平滑的曲线。AB段与OA相切于A点，C点与A点关于BE对称，空气阻力不计，重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标、、、及加速度大小、、、的判断正确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
7．飞某绝缘空心球如图所示，a、b、c、d、E、F是过球心О的截面的圆周上六个等分点，分别在a、d和b、c固定等量的正、负点电荷，即，，AB是与平面abc垂直的直径，设无限远处为电势零点，则（ ）
A．E、F两点的电场强度大小相等、方向相反
B．A、O、B三点的电势高低关系为
C．将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中，电场力先做正功再做负功
D．若a、b、c处的电荷固定不动，将d处的电荷移到O处，则电荷Qd的电势能将减少
8．星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星A的运行圆轨道及“星下点”示意图，卫星A的绕行方向与地球自转方向一致，M点是某时刻的“星下点”，图乙是卫星A的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星B（图中未画出）的轨道半径为r，则卫星A的轨道半径为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．白光的单缝衍射图样是彩色条纹
B．交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速
C．白光照射下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射
10．如图所示，一理想变压器原线圈通过一定值电阻r与一正弦式交流电源相连，交流电压（V），副线圈与另一定值电阻R及理想电流表相连，调节原、副线圈的匝数比k，下列说法中正确的是（ ）
A．副线圈中交流电的频率为100Hz
B．电阻R消耗的最大功率为
C．当电阻R消耗的功率最大时，变压器原副线圈的匝数比
D．当变压器原副线圈的匝数比k增大时，电流表的示数可能减小
11．从高H处的M点先后水平抛出两个小球1和2，轨迹如图所示，球1与地面碰撞一次后刚好越过竖直挡板AB，落在水平地面上的N点，球2刚好直接越过竖直挡板AB，也落在N点设球1与地面的碰撞是弹性碰撞，忽略空气阻力，则（ ）
A．小球1、2的初速度之比为1：3
B．小球1、2的初速度之比为1：4
C．竖直挡板AB的高度
D．竖直挡板AB的高度
12．如图所示，宽度为l的两光滑竖直金属导轨间接有一阻值为R的定值电阻，金属导轨电阻不计，导轨间I、Ⅱ区域中有垂直纸面向外宽度为d、磁感应强度大小为B的匀强磁场，I、Ⅱ区域间距为h。有一质量为m、长为l、电阻不计的金属杆从距区域I上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，金属杆始终与导轨接触良好且与导轨垂直，流过定值电阻的电流及其变化情况相同，重力加速度为g。现以杆由静止释放时为计时起点，则此过程中关于杆的速度大小v、加速度大小a、流过定值电阻的电荷量q、定值电阻消耗的功率Р随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题
13．密的图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：
①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平；
③用米尺测量遮光条与光电门间距x；
④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t；
⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。
回答下列问题：
（1）测量d时，某次游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为 cm；
（2）根据实验得到的数据，以 （选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m=2M，则滑块和桌面间的动摩擦因数为= （用k、g、d表示）。
14．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，准备了如下器材：
特测电池，5个完全相同的阻值未知的电阻Rx，一个阻值为R0的定值电阻，一个量程为3V的电压表，两个开关S1、S2，单刀双掷开关S3，导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路，其中c为金属夹。
(1)该同学首先测量未知电阻Rx的阻值，步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0；
②断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0；则未知电阻Rx的阻值为 ；（用R0表示）
(2)该同学继续测量电池的电动势和内阻。步骤如下：
①断开开关S2，S3接b，闭合S1；
②将金属夹依次夹在位置1、2、3、4、5处，记录对应的电压表示数U；
③做出电压表示数U和位置编号n的关系图像，如图乙所示：
④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为 ，内阻为 ；（用b、k、和R0表示）。
(3)该实验中电动势的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
四、解答题
15．如图所示，一列简谐横波沿x轴负向传播，图中实线a是t=0时刻的波形图，虚线b为t=3s时刻的波形图，实线c为t=5s时刻的波形图。
（1）求t=0时刻，位于x=3m处的质点偏离平衡位置的位移y；
（2）若该波传播速度小于20m/s，求该波波速。
16．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。如图所示，气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B。核心舱气体体积V1=100m3，气闸舱气体体积为V2=16m3，核心舱和气闸舱的气压都为p0=1.0×105Pa。核心舱内的航天员要到舱外太空行走，先进入气闸舱，用一台抽气机抽取气闸舱中的气体，并立刻充入到核心舱内，每次抽取气体体积为V0=2m3，当气闸舱气压不高于才能打开气闸门B。抽气、充气过程中两舱温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响，已知lg2=0.301，lg3=0.477.求：
（1）换气结束后，核心舱中的气压（结果保留3位有效数字）；
（2）至少抽气多少次，才能打开闸门B。
17．如图所示，在平面内轴左侧存在平行于纸面范围足够大的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的电子（重力不计），从轴上的点以速度、与轴负方向夹角入射，之后电子从轴上的点以的速度沿轴正方向射入第一象限，在第一象限有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，分布在一个半径为的圆形区域内（图中未画出），且圆形区域的左侧与轴相切，圆形区域所处的位置恰好能够使得电子穿过圆形区域时速度的偏转角度最大。电子从圆形区域射出后，从轴上点射入轴下方，在轴下方存在范围足够大、方向均沿轴负方向的匀强电场（大小未知）和匀强磁场（大小未知），电子在轴下方运动一段时间后能够恰好返回点，求：
（1）、两点间的电势差；
（2）点的纵坐标；
（3）电子在圆形磁场区域中运动的时间；
（4）的可能值。
18．如图所示，半径R=1m的光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心O1的连线与竖直方向夹角的余弦值csθ=0.15，右侧端点Р和圆心O1、O2在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量m1=0.2kg的小橡胶环A以=1.2m/s的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量m2=0.2kg的小橡胶环B。在右侧端点Р的正下方h=4.15m处，有一质量m3=0.1kg、长度L=3m的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小f=2N，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力，取g=10m/s2。
（1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受弹力大小；
（2）小橡胶环B在长直木杆C上上滑的最大距离；
（3）长直木杆C跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能；
（4）小橡胶环B在长直木杆C上运动的总路程。
参考答案：
1．A
【详解】由题意可得
联立可得该油滴的德布罗意波长为
故选A。
2．D
【详解】AB．根据加速度—时间图像知道图像与时间轴所围的面积表示速度的变化，则甲车的速度变化量大于乙车的速度变化量，故在时刻，甲车的速度小于乙车的速度，在时刻，甲车的速度等于乙车的速度，故AB错误；
CD．当时，两图像与t轴所围的面积相等，即该时刻两辆车的速度相等；在前甲车的速度大于乙车的速度，所以甲车在乙车的前方，所以两车逐渐远离，当时，两车速度相等即相距最远，则在时间内，甲车的运动距离远，根据
可知，甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度不变，水进入瓶内，气体体积减小，可知外界对气体做正功，故A错误；
BC．由于水温上下均匀且恒定不变，所以瓶内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确，C错误；
D．由于气体体积减小，所以单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数变多，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】A．根据光的全反射条件，只有光线在光密介质射向光疏介质时才能发生全反射，又因为光在光疏介质中传播速度大于光密介质中的传播速度，可知光在空气中的传播速度大于五棱镜中的传播速度。故A错误；
BC．红光在五棱镜的全反射临界角
因为绿光的折射率大于红光的折射率，所以绿光的临界角较小，所以更容易发生全反射，所以若将红光改为绿光，则在EA上能发生全反射。又因为在可见光的各种单色光中，红光折射率最小，所以临界角最大，各色光都能在CD和EA面发生全反射，不会色散所以从BC面出去的仍旧是白光，而不是彩色光束。故BC错误；
D．设射入CD面上的入射角为，因为在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如下图
根据几何关系有
解得
当光刚好在CD和AE面上发生全反射时，折射率最小，根据上述分析可知折射率最小时
解得最小折射率为
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】设第一辆车碰前瞬间的速度为，与第二辆车碰后的共同速度为，由动量守恒定律有
根据动能定理可得
联立解得
设第一辆车推出时的速度为，根据动能定理可得
根据动量定理，工人给第一辆购物车水平推力F的冲量大小为
故选A。
6．C
【详解】A．图乙所示图像中，OA段是直线，小球从O运动到A过程加速度不变，小球做自由落体运动，小球到达A时，下落高度为h，小球的加速度仍然是g，所以
，
故A错误；
B．由图示所示图像可知，在B点小球速度最大，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度为
由
可得
则B点的坐标为
故B错误；
C．由于C点与A点关于BE对称，所以
在C点的弹簧弹力竖直向上，大小为
小球在C点由牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D．小球到达D点时速度为零，则D点在C点的下方，小球到达D点时形变量
加速度
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．根据电场的矢量叠加结合对称性可知，E、F两点的电场强度大小相等、方向相同，故A错误；
B．根据等量异种电荷的等势面分布可知，A、O、B三点的电势高低关系为，故B错误；
C．将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中，电势先升高后降低，则电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，故C错误；
D．若a、b、c处的电荷固定不动，将d处的电荷移到O处，则电场力做正功，电荷Qd的电势能将减少，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力
可得同步卫星的周期为
卫星A的周期为
则卫星A的轨道半径
故ABD错误，C正确。
故选C。
9．AB
【详解】A．白光是复色光，白光的单缝衍射图样是彩色直条纹。故A正确；
B．交警可以利用多普勒效应根据频率的变化对行驶的汽车进行测速，故B正确；
C．白光照射下镀膜镜片看起来有颜色，是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象，且只有一定波长（某种颜色）的光干涉时才会相互加强，所以看起来有颜色。故C错误；
D．当孔的尺寸与光的波长相差不多或明显小于光的波长时会发生明显的衍射现象，而光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，但仍旧存在光的衍射，衍射是波特有的现象，故D错误。
故选AB。
10．BCD
【详解】A．根据题意可知
周期为
副线圈中交流电的频率
故A错误；
BC．根据等效法可知等效电阻为
等效电源的内阻为r，电动势的有效值为，当时输出功率最大，即
可得变压器原副线圈的匝数比
输出功率的最大值为
故BC正确；
D．根据以上分析可知当变压器原、副线圈的匝数比k增大时，等效电阻增大，外电压U1增大，根据理想变压器变压比
当变压器原、副线圈的匝数比k增大时，U2可能增大也可能减小，电阻不变，所以电压表示数可能减小，故D正确。
故选BCD。
11．AD
【详解】AB．设M点到N点水平距离为L，对球2整个运动过程的时间t有
解得
可得
①
球1与地面碰撞前后竖直方向分速度大小不变、方向相反，根据对称性可知，球1与地面碰撞后到达的最高点与初始高度相同为H，球2在水平方向一直做匀速运动，有
，
即
②
联立①②解得
故A正确，B错误；
CD．设球1与地面碰撞时竖直方向速度大小为，碰撞点到M点和B点的水平距离分别为、，有
设球1到达A点时竖直方向速度大小为，将球1与地面碰撞后到达最高点时的过程反向来看可得
可得碰撞点到A点的时间为
球2刚好越过挡板AB的时间为
水平方向位移关系有
即
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
12．AC
【详解】
A．根据题意，金属杆从距区域I上边界H处由静止释放，先做自由落体运动
又
解得进入区域I时
之后若金属杆的重力小于安培力，则金属杆做减速运动，根据牛顿第二定律
知加速度不断减小，后进入I、Ⅱ区域间，做加速度为g的匀加速直线运动，加速到
再进入区域Ⅱ做和区域I相同的运动，故A正确；
B．根据A项金属杆进入I区域时
知与是线性减小的关系，金属杆是非匀变速运动，故与不是线性减小的关系，同理Ⅱ区域时也不是，故B错误；
C．金属杆从距区域I上边界H处下落到进入I区域前及进入I、Ⅱ区域间，都没有电流通过定值电阻，在分别通过区域I、Ⅱ时，根据电流定义推得
流过定值电阻的电荷量为为，故C正确；
D．根据B项分析，属杆进入I区域时，与不是线性关系，根据定值电阻消耗的功率
知
故与不是线性关系，同理Ⅱ区域时也不是线性关系，故D错误。
故选AC。
13． 0.960
【详解】
（1）[1]游标卡尺的示数为
d=0.9×10mm+0.05mm×12=9.60mm=0.960cm
（2）[2][3]滑块经过光电门时速度为
由
可得
即根据实验得到的数据，以为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，则
对滑块和物块的系统由牛顿第二定律
因为m=2M，解得滑块和桌面间的动摩擦因数为
14．(1)
(2)
(3)小于
【详解】（1）断开开关S2，S3接b，c夹在0处，闭合S1，此时电压表示数为U0，由电路图可知此时外电路只有；断开开关S1，闭合S2，S3接a，将金属夹c夹在位置3，闭合S1，电压表示数也为U0，由电路图可知此时外电路有；则有
可得
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知
，
解得电动势和内阻分别为
，
（3）由电路图可知，实验误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可得
则该实验中电动势的测量值小于真实值。
15．（1）；（2）或
【详解】（1）处的质点做简谐运动的位移随时间变化的关系式为
cm
则时，解得
（2）由a、b波形图可知
由b、c波形图可知
又
联立解得
或
由于波速小于20m/s，解得该波波速可能为
或
16．（1）；（2）36次
【详解】（1）当气闸舱气压等于时，剩余的气体在原来压强p0时占据的体积为V3，则题意玻意耳定律
解得
则打入核心舱内的气体压强为p0体积为
设换气结束后，核心舱中的气压p＇，则
解得
（2）第一次抽气后
解得
第二次抽气后
解得
…….
第n次抽气后
即
即
解得
n=35.4
则至少抽气36次，才能打开闸门B。
17．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）到由动能定理得
解得
（2）将点速度沿水平方向和竖直方向分解得
又
解得竖直位移
则点纵坐标值
（3）由洛伦兹力提供向心力
解得
偏转角最大则圆心角最大
此时运动时间
（4）将点速度分解为
电场力在竖直方向，则水平方向速度不变，则有
绕点垂直于纸面方向做匀速圆周运动，周期为
竖直方向做匀速直线运动，返回点时
且
则有
解得
，（）
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）小橡胶环A恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，设小橡胶环A在M点时的速度为，则
解得
小橡胶环A从M点到Q点，根据动能定理
解得
小橡胶环A在Q点时，支持力和重力的合力提供向心力
解得
（2）设小橡胶环A从Q点运动到最高点与小橡胶环B碰撞前的速度为，根据动能定理
设小橡胶环A和小橡胶环B碰后的速度分别为和，根据动量守恒和动能守恒
小橡胶环B，从碰撞后到与长直木杆接触前瞬间，设接触前速度为，根据动能定理
解得
小橡胶环B沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析
可得小橡胶环B在长直木杆C上受力平衡做匀速直线运动，小橡胶环B做匀速直线运动；小橡胶环B沿长直木杆上滑时，小橡胶环B做匀减速直线运动，长直木杆C做匀加速直线运动，设共速时速度大小为，对小橡胶环B有
对长直木杆有
此时小橡胶环B上滑的距离最大
（3）小橡胶环B与长直木杆C共速后一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第一次碰撞前，则有
解得长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间前的速度大小为
长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能为
（4）长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有
联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为
所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为
小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程
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