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安徽省鼎尖联盟2024届高三下学期三模联考物理试卷（Word版附解析）
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1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 天然放射性元素（钍）经过一系列衰变后变成（铅），下列说法正确的是（ ）
A. 衰变过程共有6次α衰变和5次β衰变
B. 有6个中子转变为质子
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 在高温高压下可缩短的半衰期
【答案】C
【解析】
【详解】A．核衰变中遵循电荷数守恒、质量数守恒，每次α衰变质量数少4，电荷数少2，每次β衰变质量数不变，电荷数加1，则共有6次α衰变和4次β衰变，故A错误；
B．一次β衰变有一个中子转变为一个质子，共4个，故B错误；
C．衰变产物更加稳定，比结合能大，故C正确；
D．半衰期与物理状态无关，故D错误。
故选C。
2. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A. 主动降噪技术利用的是声波的偏振现象
B. “未见其人先闻其声”是声波的衍射现象
C. 纵波只能在液体或气体中传播，而横波在固体、液体、气体中都能传播
D. “随波逐流”说明介质中的质点可以随着机械波的传播而运动到很远的地方
【答案】B
【解析】
【详解】A．主动降噪技术利用的是声波的干涉现象，故A错误；
B．声波能绕过障碍物继续传播，是声波的衍射现象，故B正确；
C．纵波在固体、液体、气体中都能传播，横波只能在固体中传播，故C错误；
D．传播机械波的介质中的质点不会随波逐流，只能在其平衡位置附近往复运动，故D错误。
故选B。
3. 某同学利用激光笔测破碎玻璃砖的折射率，图中两部分完整的平面垂直。当细激光束入射角时，光线恰好不从另一平整面射出。该玻璃砖的折射率n为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光线恰好从另一面完全消失，即发生了全反射现象，如图所示
设临界角为C，折射角为，则有
，
又
，
可得
解得该玻璃砖的折射率为
故选A。
4. 如图甲所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动产生交变电流，通过匝数比为的理想变压器对电路进行供电。其中为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），为定值电阻，电表均为理想交流电表。变压器原线圈中通过的电流随时间变化图像如图乙所示。若矩形线框电阻不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 时，电压表示数为零
B. 线框转速为100r/s
C. 仅温度升高，电压表示数减小
D. 时，电流表示数为0.5A
【答案】C
【解析】
【详解】A．电压表测量的是交流电的有效值，而不是瞬时值，所以在时，电压表的示数不为零，故A项错误；
B．有图像乙可知，线框转动周期为0.02s，由
所以其转速为50r/s，故B项错误；
C．温度升高，则热敏电阻的阻值将变小，所以电路的总阻值将变小，由与
所以总电流将变大，对于矩形线框有
矩形线框两端的电压将减小，即电压表的示数变小，故C项正确；
D．电流表测量为交流电的有效值，原线圈的电流示数为
由于理想变压器，所以
解得
在时，电流表的示数为，故D项错误。
故选C。
5. 如图所示，半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，圆心O点有一粒子源，先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m，电量为q），其速度方向均垂直于磁场方向，与OP的夹角分别为90°、60°，不计粒子的重力及粒子间相互作用力，则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为（ ）
A. 1：1B. 2：1C. 1：2D. 4：1
【答案】A
【解析】
【详解】两个粒子在磁场中做圆周运动的半径均为R，恰好与磁场区域半径相等，对粒子
在磁场中恰好以P点为圆心做圆周运动，从AP边上M点出磁场，；对b粒子
在磁场中做圆周运动恰好从AP边上D点出，由几何关系得
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
6. 2024年3月25日0时46分，我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行，该中继星进入周期为T的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星环绕月球的示意图，其中P点为近月点，与月球表面距离为，Q点为远月点，与月球表面距离为，M、N为椭圆的短轴点，月球半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 该中继星在P点时机械能最大
B. 该中继星沿MPN运动时间等于沿NQM运动时间
C. 月球表面重力加速度
D. 月球质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于中继星在该轨道上无动力飞行，仅受万有引力，故其机械能守恒，A错误；
B．由于中继星在近月点P附近速率较大，MPN与NQM路程相同，故MPN阶段时间较少，B错误；
CD．由开普勒第三定律与天体圆周运动的规律可得
解得
C错误，D正确。
故选D。
7. 餐桌在中国饮食文化中具有非常重要的意义，它是家庭团聚、社会交往和文化传承的重要平台。如图所示为一圆形餐桌，由圆形水平桌面和圆形水平转盘叠合组成，圆心均位于转轴上。转盘边缘放有一质量为m的小碟子随着转盘角速度由零缓慢增加到某一值（未知）时，碟子从转盘边缘滑离，恰好滑到桌子边缘停下来。已知转盘半径为R，碟子与转盘间的动摩擦因数为，碟子与桌面的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略碟子大小的影响以及转盘与桌面的落差和缝隙影响，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 的值为
B. 转盘对碟子做功为
C. 桌面半径是转盘半径的倍
D. 碟子在桌面上运动过程中受桌面摩擦力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．碟子恰好滑动时
解得
故A错误；
B．转盘对碟子做功
故B错误；
C．如图，碟子沿切线飞出，之后在桌面上做匀减速直线运动
解得
故C错误；
D．碟子在桌面运动过程中受摩擦力冲量大小
故D正确。
故选D。
8. “复兴号”动车是我国自主研发，具有完全知识产权的新一代高速列车。某“复兴号”动车组由8节车厢编组而成，其中第1、3、5、7节为动力车厢，其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有2400kW的大型电动机提供动力，每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力外，还会受到风阻作用，第1节列车所受风阻，其余每节车厢所受的风阻，表达式中v表示动车行驶速度，k为比例系数，为84N·s/m。下列说法正确的是（ ）
A. 该型号动车组最大行驶速率为120m/s
B. 若关闭两个电动机，动车组最大速度为原来一半
C. 以最大速率匀速行驶时，第1节车厢所受总阻力为25200N
D. 以最大速率匀速行驶时，第3节车厢对第2节车厢作用力为12600N
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意动车组总功率
匀速行驶时受阻力之和
又
解得
故A错误；
B．由
解得
故B错误（亦可定性分析）；
C．第1节车厢受总阻力
故C错误；
D．对前两节车厢为整体分析：电动机牵引力
车厢所受阻力为
所以第三节车厢还需提供推力
故D正确。
故选D。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
9. 静电场的电场强度方向与x轴平行，x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子（重力不计），电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电子在间做匀加速直线运动，在间做匀减速直线运动，在间做匀加速直线运动，全程加速度大小均相等，但电子速度随位移并非线性变化，A错误；
B．根据，B正确；
C．由动能定理，，故C正确；
D．电子在越过前后电场力方向突变，其功率大小不变，由
可知其功率正负值突变，D错误
故选BC。
10. 如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，MN为圆的水平直径，PQ为竖直直径。质量均为m的两相同小球a，b穿在圆环上，分别与轻质弹簧，连接，弹簧的另一端均固定在圆环的Q点上，弹簧原长均为R。现对a，b两球分别施加竖直向上的拉力，，两球静止时，a球恰好位于M点，b球位于C点，OC与OM夹角为30°，此时，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 连接a球的弹簧劲度系数为
B. 连接b球的弹簧劲度系数为
C. b球受到圆环的作用力大于a球受到圆环的作用力
D. 保持b球静止，改变方向，其最小值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对a球，受力分析如图所示
由平衡条件可知
解得
由胡克定律可得
A错误；
BC．a球受到圆环作用力为
对b球，受力情况如图所示
由平衡条件可知
解得
则
由胡克定律可得
B正确；C错误；
D．由力学平衡特点可知
当沿圆环切线时，的值最小
解得
D正确。
故选BD。
三、非选择题：共5小题，共58分。
11. 学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。
（1）下列说法正确的是___________（填选项字母）。
A. 温度计位置应尽量远离空气柱
B. 柱塞上应涂上润滑油
C. 每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积
（2）某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是__________。
（3）保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为___________（使用题中所给字母表示）。
【答案】（1）B （2）未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度计和空气柱存在温差，A项错误；
B．柱塞上涂上润滑油减小摩擦增强密封性，B项正确；
C．应该等充分热交换后温度计示数才能表示空气柱温度，C项错误。
故选B。
【小问2详解】
设橡胶塞内气体体积为，则有
即
所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内注射器细管的气体体积。
【小问3详解】
由（2）知
对柱塞及重物受力分析
解得
12. 某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻与定值电阻的阻值。现有的实验器材如下：
A.待测电压表（量程，未知）
B.待测电阻（约为1000Ω）
C.滑动变阻器（）
D.滑动变阻器（）
E.电阻箱（）
F.电阻箱（）
G.电源（电动势为3V，内阻不计）；
H.开关，导线若干。
（1）根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用________，电阻箱应该选用________。（填器材前字母序号）
（2）该小组选定实验器材后进行了如下操作：
①先将电阻箱R调至零，先后闭合开关S2，S1，调节至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为________V；
②断开开关S2；
③调节电阻箱R，记录此时电压表示数U与电阻箱示数R；
④多次改变电阻箱R阻值，重复步骤③；
⑤根据图像法科学分析、计算结果。
（3）该小组同学根据所测数据作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻__________kΩ，待测电阻__________kΩ。
【答案】（1） ①. C ②. F
（2）2.40 （3） ①. 3.0 ②. 1.0
【解析】
【小问1详解】
[1]由题图可知，电路的控制电路采用的是分压式接法，为保证误差尽可能的小，选用总阻值小的滑动变阻器。
故选C。
[2]电阻箱要能够调节电路中的电流，而待测电阻的阻值约为1000Ω，所以其电阻箱的阻值应该大一些，即应该为。
故选F。
【小问2详解】
量程为3V的电压表最小分数值为0.1V，所以其读数为。
【小问3详解】
[1][2]由欧姆定律，电压表示数U与电阻箱阻值R关系，有
整理有
结合题图可知，对于图像，有
，
解得
，
13. 电磁炮是利用安培力驱动炮弹的一种技术应用装置，其原理图如图所示，储能器开关先接获得能量后再接b，可对加速装置供电。通电时，电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场，炮弹在安培力作用下加速。已知安培力与通电电流关系满足，。某次电磁炮射击实验中，储能器向发射装置释放的电流，提供炮弹加速的导轨长L=2.5m，炮弹质量为m=1kg，忽略摩擦力和空气阻力，在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求：
（1）炮弹出炮口时的速度大小；
（2）若储能器所储能量与储存电荷量满足，，此次发射恰好消耗一半电荷量，求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意可知
由运动学分式及牛顿第二定律得
解得
（2）由（1）知炮弹动能
该过程储能器释放电荷量
解得
故储能器最初所储能量
发射炮弹后储能器所剩储能
则
14. 如图所示，一宽为2L、垂直于平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，虚线MN、PQ为匀强磁场足够长的水平边界。一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框从MN上方2L处以水平初速度平抛，线框恰好从PQ匀速穿出磁场，忽略空气阻力，线框平面始终在MNQP面内且线框上下边始终平行于，重力加速度为g，求：
（1）线框穿出磁场过程中，回路中的电流大小；
（2）线框穿过磁场过程中所用时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）线框恰好匀速穿出，则由平衡条件可知
解得
（2）线框恰好进入磁场MN时，竖直速度记为，由自由落体运动规律可得
解得
安培力的冲量大小为
线框完全进入磁场，流过线框的电荷量为
线框匀速穿出磁场，竖直速度记为，有
，
解得
线框从进入磁场到穿过磁场用时为，根据动量定理可得
解得
15. 如图所示，竖直平面内半径为R＝4.9m的光滑圆弧轨道AB的圆心为O，圆心角，最低点B与长L＝4m的水平传送带平滑连接，传送带以v＝4m/s的速率顺时针匀速转动。传送带的右端与光滑水平地面平滑连接，水平地面上等间距静置着2024个质量为的小球。一质量的物块M从A点由静止释放，物块M与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，物块M与小球、小球与小球之间均发生弹性正碰，求：
（1）物块M到B点时对轨道的压力大小；
（2）物块M与小球①第一次碰后瞬间两者的速度大小；
（3）从物块M开始运动，到最终所有物体都达到稳定状态时物块与皮带间因摩擦产生热量。
【答案】（1）20N；（2）-2m/s，2m/s；（3）36.5J
【解析】
【详解】（1）物块M从A到B，由动能定理得
解得
由牛顿第三定律得物块M在B点时对轨道压力，大小为20N。
（2）设物块M与小球①碰前速度为，碰后两者速度分别为，，对物块M从B到与传递带共速时
得
故物块M与传递带共速，到C点时物块速度，由动量守恒与能量守恒得
解得
（3）小球①以速度与小球②相碰，碰后两者速度交换，依此类推最终第2024个小球以向右匀速直线运动，物块M与小球①碰后以冲上传送带，在传送带上减速位移x1，故物块M再次回到C点时速度大小为，之后与小球①再次弹性碰撞
联立解得
依此类推，小物块M每次与小球①碰后速度大小碱为碰前的一半，经过n次碰撞后，物块M的速度为
物块每次以冲上传送带再回到C点，与传送带相对路程
此过程摩擦生热
物块M第一次在传送带上运动过程中与传送带相对路程
全程摩擦生热
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 天然放射性元素（钍）经过一系列衰变后变成（铅），下列说法正确的是（ ）
A. 衰变过程共有6次α衰变和5次β衰变
B. 有6个中子转变为质子
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 在高温高压下可缩短的半衰期
【答案】C
【解析】
【详解】A．核衰变中遵循电荷数守恒、质量数守恒，每次α衰变质量数少4，电荷数少2，每次β衰变质量数不变，电荷数加1，则共有6次α衰变和4次β衰变，故A错误；
B．一次β衰变有一个中子转变为一个质子，共4个，故B错误；
C．衰变产物更加稳定，比结合能大，故C正确；
D．半衰期与物理状态无关，故D错误。
故选C。
2. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A. 主动降噪技术利用的是声波的偏振现象
B. “未见其人先闻其声”是声波的衍射现象
C. 纵波只能在液体或气体中传播，而横波在固体、液体、气体中都能传播
D. “随波逐流”说明介质中的质点可以随着机械波的传播而运动到很远的地方
【答案】B
【解析】
【详解】A．主动降噪技术利用的是声波的干涉现象，故A错误；
B．声波能绕过障碍物继续传播，是声波的衍射现象，故B正确；
C．纵波在固体、液体、气体中都能传播，横波只能在固体中传播，故C错误；
D．传播机械波的介质中的质点不会随波逐流，只能在其平衡位置附近往复运动，故D错误。
故选B。
3. 某同学利用激光笔测破碎玻璃砖的折射率，图中两部分完整的平面垂直。当细激光束入射角时，光线恰好不从另一平整面射出。该玻璃砖的折射率n为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光线恰好从另一面完全消失，即发生了全反射现象，如图所示
设临界角为C，折射角为，则有
，
又
，
可得
解得该玻璃砖的折射率为
故选A。
4. 如图甲所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动产生交变电流，通过匝数比为的理想变压器对电路进行供电。其中为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），为定值电阻，电表均为理想交流电表。变压器原线圈中通过的电流随时间变化图像如图乙所示。若矩形线框电阻不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 时，电压表示数为零
B. 线框转速为100r/s
C. 仅温度升高，电压表示数减小
D. 时，电流表示数为0.5A
【答案】C
【解析】
【详解】A．电压表测量的是交流电的有效值，而不是瞬时值，所以在时，电压表的示数不为零，故A项错误；
B．有图像乙可知，线框转动周期为0.02s，由
所以其转速为50r/s，故B项错误；
C．温度升高，则热敏电阻的阻值将变小，所以电路的总阻值将变小，由与
所以总电流将变大，对于矩形线框有
矩形线框两端的电压将减小，即电压表的示数变小，故C项正确；
D．电流表测量为交流电的有效值，原线圈的电流示数为
由于理想变压器，所以
解得
在时，电流表的示数为，故D项错误。
故选C。
5. 如图所示，半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，圆心O点有一粒子源，先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m，电量为q），其速度方向均垂直于磁场方向，与OP的夹角分别为90°、60°，不计粒子的重力及粒子间相互作用力，则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为（ ）
A. 1：1B. 2：1C. 1：2D. 4：1
【答案】A
【解析】
【详解】两个粒子在磁场中做圆周运动的半径均为R，恰好与磁场区域半径相等，对粒子
在磁场中恰好以P点为圆心做圆周运动，从AP边上M点出磁场，；对b粒子
在磁场中做圆周运动恰好从AP边上D点出，由几何关系得
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
6. 2024年3月25日0时46分，我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行，该中继星进入周期为T的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星环绕月球的示意图，其中P点为近月点，与月球表面距离为，Q点为远月点，与月球表面距离为，M、N为椭圆的短轴点，月球半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 该中继星在P点时机械能最大
B. 该中继星沿MPN运动时间等于沿NQM运动时间
C. 月球表面重力加速度
D. 月球质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于中继星在该轨道上无动力飞行，仅受万有引力，故其机械能守恒，A错误；
B．由于中继星在近月点P附近速率较大，MPN与NQM路程相同，故MPN阶段时间较少，B错误；
CD．由开普勒第三定律与天体圆周运动的规律可得
解得
C错误，D正确。
故选D。
7. 餐桌在中国饮食文化中具有非常重要的意义，它是家庭团聚、社会交往和文化传承的重要平台。如图所示为一圆形餐桌，由圆形水平桌面和圆形水平转盘叠合组成，圆心均位于转轴上。转盘边缘放有一质量为m的小碟子随着转盘角速度由零缓慢增加到某一值（未知）时，碟子从转盘边缘滑离，恰好滑到桌子边缘停下来。已知转盘半径为R，碟子与转盘间的动摩擦因数为，碟子与桌面的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略碟子大小的影响以及转盘与桌面的落差和缝隙影响，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 的值为
B. 转盘对碟子做功为
C. 桌面半径是转盘半径的倍
D. 碟子在桌面上运动过程中受桌面摩擦力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．碟子恰好滑动时
解得
故A错误；
B．转盘对碟子做功
故B错误；
C．如图，碟子沿切线飞出，之后在桌面上做匀减速直线运动
解得
故C错误；
D．碟子在桌面运动过程中受摩擦力冲量大小
故D正确。
故选D。
8. “复兴号”动车是我国自主研发，具有完全知识产权的新一代高速列车。某“复兴号”动车组由8节车厢编组而成，其中第1、3、5、7节为动力车厢，其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有2400kW的大型电动机提供动力，每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力外，还会受到风阻作用，第1节列车所受风阻，其余每节车厢所受的风阻，表达式中v表示动车行驶速度，k为比例系数，为84N·s/m。下列说法正确的是（ ）
A. 该型号动车组最大行驶速率为120m/s
B. 若关闭两个电动机，动车组最大速度为原来一半
C. 以最大速率匀速行驶时，第1节车厢所受总阻力为25200N
D. 以最大速率匀速行驶时，第3节车厢对第2节车厢作用力为12600N
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意动车组总功率
匀速行驶时受阻力之和
又
解得
故A错误；
B．由
解得
故B错误（亦可定性分析）；
C．第1节车厢受总阻力
故C错误；
D．对前两节车厢为整体分析：电动机牵引力
车厢所受阻力为
所以第三节车厢还需提供推力
故D正确。
故选D。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
9. 静电场的电场强度方向与x轴平行，x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子（重力不计），电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电子在间做匀加速直线运动，在间做匀减速直线运动，在间做匀加速直线运动，全程加速度大小均相等，但电子速度随位移并非线性变化，A错误；
B．根据，B正确；
C．由动能定理，，故C正确；
D．电子在越过前后电场力方向突变，其功率大小不变，由
可知其功率正负值突变，D错误
故选BC。
10. 如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，MN为圆的水平直径，PQ为竖直直径。质量均为m的两相同小球a，b穿在圆环上，分别与轻质弹簧，连接，弹簧的另一端均固定在圆环的Q点上，弹簧原长均为R。现对a，b两球分别施加竖直向上的拉力，，两球静止时，a球恰好位于M点，b球位于C点，OC与OM夹角为30°，此时，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 连接a球的弹簧劲度系数为
B. 连接b球的弹簧劲度系数为
C. b球受到圆环的作用力大于a球受到圆环的作用力
D. 保持b球静止，改变方向，其最小值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对a球，受力分析如图所示
由平衡条件可知
解得
由胡克定律可得
A错误；
BC．a球受到圆环作用力为
对b球，受力情况如图所示
由平衡条件可知
解得
则
由胡克定律可得
B正确；C错误；
D．由力学平衡特点可知
当沿圆环切线时，的值最小
解得
D正确。
故选BD。
三、非选择题：共5小题，共58分。
11. 学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。
（1）下列说法正确的是___________（填选项字母）。
A. 温度计位置应尽量远离空气柱
B. 柱塞上应涂上润滑油
C. 每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积
（2）某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是__________。
（3）保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为___________（使用题中所给字母表示）。
【答案】（1）B （2）未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度计和空气柱存在温差，A项错误；
B．柱塞上涂上润滑油减小摩擦增强密封性，B项正确；
C．应该等充分热交换后温度计示数才能表示空气柱温度，C项错误。
故选B。
【小问2详解】
设橡胶塞内气体体积为，则有
即
所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内注射器细管的气体体积。
【小问3详解】
由（2）知
对柱塞及重物受力分析
解得
12. 某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻与定值电阻的阻值。现有的实验器材如下：
A.待测电压表（量程，未知）
B.待测电阻（约为1000Ω）
C.滑动变阻器（）
D.滑动变阻器（）
E.电阻箱（）
F.电阻箱（）
G.电源（电动势为3V，内阻不计）；
H.开关，导线若干。
（1）根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用________，电阻箱应该选用________。（填器材前字母序号）
（2）该小组选定实验器材后进行了如下操作：
①先将电阻箱R调至零，先后闭合开关S2，S1，调节至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为________V；
②断开开关S2；
③调节电阻箱R，记录此时电压表示数U与电阻箱示数R；
④多次改变电阻箱R阻值，重复步骤③；
⑤根据图像法科学分析、计算结果。
（3）该小组同学根据所测数据作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻__________kΩ，待测电阻__________kΩ。
【答案】（1） ①. C ②. F
（2）2.40 （3） ①. 3.0 ②. 1.0
【解析】
【小问1详解】
[1]由题图可知，电路的控制电路采用的是分压式接法，为保证误差尽可能的小，选用总阻值小的滑动变阻器。
故选C。
[2]电阻箱要能够调节电路中的电流，而待测电阻的阻值约为1000Ω，所以其电阻箱的阻值应该大一些，即应该为。
故选F。
【小问2详解】
量程为3V的电压表最小分数值为0.1V，所以其读数为。
【小问3详解】
[1][2]由欧姆定律，电压表示数U与电阻箱阻值R关系，有
整理有
结合题图可知，对于图像，有
，
解得
，
13. 电磁炮是利用安培力驱动炮弹的一种技术应用装置，其原理图如图所示，储能器开关先接获得能量后再接b，可对加速装置供电。通电时，电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场，炮弹在安培力作用下加速。已知安培力与通电电流关系满足，。某次电磁炮射击实验中，储能器向发射装置释放的电流，提供炮弹加速的导轨长L=2.5m，炮弹质量为m=1kg，忽略摩擦力和空气阻力，在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求：
（1）炮弹出炮口时的速度大小；
（2）若储能器所储能量与储存电荷量满足，，此次发射恰好消耗一半电荷量，求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意可知
由运动学分式及牛顿第二定律得
解得
（2）由（1）知炮弹动能
该过程储能器释放电荷量
解得
故储能器最初所储能量
发射炮弹后储能器所剩储能
则
14. 如图所示，一宽为2L、垂直于平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，虚线MN、PQ为匀强磁场足够长的水平边界。一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框从MN上方2L处以水平初速度平抛，线框恰好从PQ匀速穿出磁场，忽略空气阻力，线框平面始终在MNQP面内且线框上下边始终平行于，重力加速度为g，求：
（1）线框穿出磁场过程中，回路中的电流大小；
（2）线框穿过磁场过程中所用时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）线框恰好匀速穿出，则由平衡条件可知
解得
（2）线框恰好进入磁场MN时，竖直速度记为，由自由落体运动规律可得
解得
安培力的冲量大小为
线框完全进入磁场，流过线框的电荷量为
线框匀速穿出磁场，竖直速度记为，有
，
解得
线框从进入磁场到穿过磁场用时为，根据动量定理可得
解得
15. 如图所示，竖直平面内半径为R＝4.9m的光滑圆弧轨道AB的圆心为O，圆心角，最低点B与长L＝4m的水平传送带平滑连接，传送带以v＝4m/s的速率顺时针匀速转动。传送带的右端与光滑水平地面平滑连接，水平地面上等间距静置着2024个质量为的小球。一质量的物块M从A点由静止释放，物块M与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，物块M与小球、小球与小球之间均发生弹性正碰，求：
（1）物块M到B点时对轨道的压力大小；
（2）物块M与小球①第一次碰后瞬间两者的速度大小；
（3）从物块M开始运动，到最终所有物体都达到稳定状态时物块与皮带间因摩擦产生热量。
【答案】（1）20N；（2）-2m/s，2m/s；（3）36.5J
【解析】
【详解】（1）物块M从A到B，由动能定理得
解得
由牛顿第三定律得物块M在B点时对轨道压力，大小为20N。
（2）设物块M与小球①碰前速度为，碰后两者速度分别为，，对物块M从B到与传递带共速时
得
故物块M与传递带共速，到C点时物块速度，由动量守恒与能量守恒得
解得
（3）小球①以速度与小球②相碰，碰后两者速度交换，依此类推最终第2024个小球以向右匀速直线运动，物块M与小球①碰后以冲上传送带，在传送带上减速位移x1，故物块M再次回到C点时速度大小为，之后与小球①再次弹性碰撞
联立解得
依此类推，小物块M每次与小球①碰后速度大小碱为碰前的一半，经过n次碰撞后，物块M的速度为
物块每次以冲上传送带再回到C点，与传送带相对路程
此过程摩擦生热
物块M第一次在传送带上运动过程中与传送带相对路程
全程摩擦生热
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