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辽宁省部分高中2023-2024学年高三下学期5月期中考试物理试题（原卷版+解析版）
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考试时间：75分钟 满分：100分
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合要求，每小题4分：第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 牛顿推导万有引力表达式没用到以下的规律是（ ）
A. 机械能守恒定律B. 牛顿第二定律
C. 牛顿第三定律D. 开普勒第三定律
【答案】A
【解析】
【详解】牛顿推导万有引力表达式用到了牛顿第二定律、牛顿第三定律和开普勒第三定律。故A错误，与题意相符；BCD正确，与题意不符。
本题选错误的故选A。
2. 中国高铁向世界展示了中国速度和谐号和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远
B. 复兴号高铁经过95s加速达到最大速度
C. 时，复兴号高铁追上和谐号动车
D. 复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距4900m
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．由图像可知，时，和谐号动车速度大于复兴号高铁，时，和谐号动车速度小于复兴号高铁，故复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远，根据图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距
故ACD错误；
B．复兴号高铁的加速度为
复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为
故B正确。
故选B。
3. 原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（ ）
A. ①和⑤的能量相等
B. ③的频率大于⑤的频率
C. 若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生
D. ①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和
【答案】D
【解析】
【详解】A．因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、⑤对应的能量关系为
A错误；
B．由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为
由光子能量可知，③的频率小于⑤的频率，B错误；
C．由光子能量和可知，用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；
D．态能级与基态能级差保持不变，即①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，D正确。
故选D。
4. 太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，O、、在同一直线上，AB为大圆的直径且与连线垂直，C、D为关于O点对称的两点，在、两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有、处点电荷产生的电场。下列说法正确的是（ ）
A. C、D两点电势相等
B. 把质子由A沿直线移到B的过程中，质子的电势能先增加后减小
C. 把电子由A沿直线移到B的过程中，电子所受电场力先增加后减小
D. 将一质子（不计重力）从A点由静止释放，质子可以沿直线在AB间做往返运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．在、两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设处为正点电荷，在处为负点电荷，由于C点靠近正点电荷，D点靠近负点电荷，则C点电势高于D点电势，反之则故C点电势低于D点电势。故A错误；
B．AB为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能保持不变。故B错误；
C．根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，O点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小。故C正确；
D．由于根据等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一质子（不计重力）从A点由静止释放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在AB间做往返运动。故D错误。
故选C。
5. 航天梦由来已久，明朝万户，他把多个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，翱翔天际，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
B. 火箭在向下喷气上升的过程中，火箭机械能守恒
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有
解得火箭的速度大小为
故A正确；
B．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以火箭机械能不守恒，故B错误；
C．喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为
故C错误；
D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备因为受重力，系统动量不守恒，故D错误。
故选A。
6. 磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A. 分子层间的距离增加了B. 分子层间的距离减小了
C. 分子层间的距离增加了D. 分子层间的距离减小了
【答案】B
【解析】
【详解】内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有
根据电容的表达式有
，
根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得
即分子层间的距离减小了。
故选B。
7. 中国国家邮政局监测数据显示。2023年月中国快递业务量达300亿件，我们的生活离不开快递。图甲为快递物流配送分拣示意图，水平传送带和倾斜传送带以相同的速率逆时针运行。现将一质量为的货物（可视为质点），轻放在倾斜传送带上端处，图乙为倾斜传送带段的数控设备记录的货物的速度—时间图像，末货物刚好到达下端处，随后以不变的速率滑上水平传送带端。已知段的长度，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，货物与两条传送带间的动摩擦因数相同，间距忽略不计，取。下列说法不正确的是（ ）
A. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
B. 倾斜传送带与水平面间的夹角为
C. 货物在水平传动带上做匀变速直线运动的时间为
D. 货物从端运动到端的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的总热量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
根据牛顿第二定律内，有
内，有
解得
，
故A正确，B错误；
D．结合图乙知，传送带速率，货物在水平传送带上运动的加速度大小为
货物在水平传送带上做匀减速运动的时间
货物在水平传送带上做匀减速运动的位移大小为
解得
由于，货物与传送带共速一起做匀速运动，货物在水平传送带上的相对位移
货物与传送带间因摩擦产生的总热量
解得
故CD正确。
本题选择错误选项；
故选B。
8. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20∶1和1∶20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B. 若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
C. 若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减小
D. 若发电机输出电压一定，仅增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片P上移
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
可知电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用。故A正确；
B．电压互感器原线圈两端电压
电流互感器原线圈中的电流
对于理想变压器，线路输送电功率
故B错误；
C．仅将滑片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律
升压变压器副线圈两端的电压增大，回路等效电阻不变，所以增大，根据
则输电线上损耗功率增大。故C错误；
D．仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流
增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失
增大；升压变压器原线圈两端电压不变，则
不变，根据
可知减小，根据
可知当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移。故D正确。
故选AD。
9. 如图，为某款新型配送机器人，该机器人可以自动规避道路障碍与往来车辆行人，实现自动化安全配送的全场景适应。该机器人的额定功率为2.75kW，自身质量为350kg，最大承载质量为200kg，行驶时该配送机器人受到的阻力为其总重力的0.1倍。重力加速度，，不计其他摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 该配送机器人空载行驶时，能达到的最大速度为9m/s
B. 该配送机器人满载行驶时，能达到的最大速度为2.5m/s
C. 若该配送机器人以的加速度匀加速满载启动，则做匀加速运动的时间为2.5s
D. 若该配送机器人以额定功率满载启动，当速度为2m/s时，其加速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．空载时能达到的最大速度为
A错误；
B．空载时能达到的最大速度为
B错误；
C．若该配送机器人以的加速度匀加速满载启动，根据牛顿第二定律可得
匀加速阶段的牵引力为
则匀加速直线运动能达到的最大速度为
则该阶段时间为
C正确；
D．若该配送机器人以额定功率满载启动，当速度为时，牵引力大小为
则此时加速度为
D正确。
故选CD。
10. 如图所示，粗糙的水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的右端固定，左端与质量为m的滑块甲（视为质点）连接，小球乙（视为质点）静止在C点，让甲在A点获得一个水平向左的初速度，且甲在A点时弹簧处于压缩状态，此时弹簧所蕴含的弹性势能为，当甲运动到B点时弹簧正好恢复到原长，甲继续运动到C点时与乙发生弹性碰撞。已知甲与水平面之间的动摩擦因数为，A、B两点间距与B、C两点间距均为L，下列说法正确的是（ ）
A. 甲刚到达B点时的速度大小为
B. 甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为
C. 甲刚到达C点时（与乙发生碰撞前）的动能为
D. 若甲、乙碰撞刚结束时，乙的速度为，则乙的质量为2m
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意可知，甲刚到达B点时，弹簧的弹性势能是零，即弹簧对甲做功是，由动能定理可得
解得
A错误；
B．由对称性可知，甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为，B正确；
C．甲刚到达C点时（与乙发生碰撞前），由动能定理可得
解得
C正确；
D．甲、乙在C点发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得
由题意，碰撞后乙的速度为，则有
解得
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
11. 在探究平抛运动规律的实验中：
（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。关于该实验下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端要保持水平
C. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D. 每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是______。
A. B.
C. D.
（3）如图所示，一个做平抛运动小球，先后通过a、b、c三点，若相邻两点间的水平距离均为，竖直距离分别为和，则抛出该球的初速度大小为______。（不计空气阻力，g取）
【答案】（1）BCD （2）A
（3）
【解析】
【小问1详解】
AD．小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，不论斜槽是否光滑，小球从斜槽飞出时的速度都相同，这样能保证描绘的是同一平抛运动的轨迹。故A错误；D正确；
B．斜槽的末端必须保证水平，这样小球从斜槽飞出后才能做平抛运动。故B正确；
C．要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些。故C正确。
故选BCD。
【小问2详解】
小球在竖直方向做自由落体运动，有
水平方向做匀速直线运动，有
联立，可得
因初速度相同，所以为常数，故y−x2为正比例关系。
故选A。
【小问3详解】
小球做平抛运动，相邻两点间的水平距离均为，则从a到b的时间与从b到c的时间相等，设为T，竖直方向有
水平方向，有
联立，解得
12. 某兴趣小组为了测量某一电容器的电容，设计了如图所示的电路。电流传感器的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，将它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的图像。设电源电动势为E，内阻为r。
（1）将电阻箱阻值调为。
（2）闭合开关，电源向电容器充电，直至充电完毕，得到图像如图所示，数出图像与坐标轴所围格子数为35，此时电容器所带的电荷量______C（结果保留1位有效数字）。
（3）改变电阻箱接入电路的阻值R，重复前面两个步骤，得到多组对应的电阻箱阻值R和电容器所带的电荷量q，利用数据得到的关系式为______。
（4）用多用电表的电压挡粗略测电池的电动势时，红表笔应该与电池的______（填“正极”或“负极”）接触。
【答案】 ①. ②. ③. 正极
【解析】
【详解】（2）[1]根据I-t图像以及
可知，图像与坐标轴所围成的面积表示电容器放电前所带的电量，故根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子表示的电荷量为
则电容器所带的电荷量
（3）[2]由串并联关系，根据闭合电路欧姆定律可知，电容器两端电压
解得
根据
可知
整理，可得
（4）[3]用多用电表的电压挡粗略测电池的电动势时，红表笔应该与电路中电势较高的电池的正极接触。
13. 中国探月工程（“嫦娥工程”）分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。
（1）若探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，测得其环绕周期为T，忽略探测器到月面的高度，求月球的密度。
（2）忽略其他星球的影响，将地球和月球称为双星，他们受到彼此的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，如图所示。已知地球和月球中心之间的距离为L，地球质量M，月球质量m，求月球的运动周期为。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）探测器在靠近月球表面圆形轨道无动力飞行，则有
又
解得
（2）设地球和月球运动半径分别为，则
根据万有引力提供向心力，有
，
联立，解得
14. 空间中存在水平向左的匀强电场，场强E的大小为，虚线下方区域还同时存在着高度为H、大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。将质量为m、电荷量为的小球以初速度水平抛出，小球的运动轨迹如图所示。AC两点在同一竖直线上，B点速度方向竖直向下，小球从C点进入虚线下方区域。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：
（1）小球从A到B的运动时间t；
（2）小球从A到C运动过程中的最小速度；
（3）已知小球离开磁场区域时，速度方向竖直向下，求小球从C点进入开始到离开磁场区域的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由牛顿第二定律有
由运动规律有
联立解得
（2）设电场力与重力的合力与水平方向的夹角为，则
则
当小球的速度与该合力垂直时，最小速度为，则
解得
（3）设小球进入磁场区域的竖直速度为，对应的水平方向的洛伦兹力为，小球离开磁场区域时，速度方向竖直向下，则水平速度变为，在水平方向上应用动量定理有
整理得
联立解得
15. 如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热。开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可视为理想气体。
（1）通过电阻丝缓慢加热氮气，求当大活塞刚达到圆筒顶部时氧气压强和刚性杆弹力。
（2）当氮气的温度上升到时，压强多大？
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）对于氧气，温度不变，初状态
设大活塞刚达到圆筒顶部时，末状态压强为，体积为
根据玻意耳定律知
代入数据解得
对小活塞
解得弹力
（2）对于氮气分析初状态
加热后，当大活塞刚达到圆筒顶部时
根据理想气体状态方程知
代入数据解得
说明在时，大活塞已经在顶部；对大活塞，当氮气的温度上升到时，压强为，根据理想气体状态方程知，解得
考试时间：75分钟 满分：100分
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合要求，每小题4分：第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 牛顿推导万有引力表达式没用到以下的规律是（ ）
A. 机械能守恒定律B. 牛顿第二定律
C. 牛顿第三定律D. 开普勒第三定律
【答案】A
【解析】
【详解】牛顿推导万有引力表达式用到了牛顿第二定律、牛顿第三定律和开普勒第三定律。故A错误，与题意相符；BCD正确，与题意不符。
本题选错误的故选A。
2. 中国高铁向世界展示了中国速度和谐号和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远
B. 复兴号高铁经过95s加速达到最大速度
C. 时，复兴号高铁追上和谐号动车
D. 复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距4900m
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．由图像可知，时，和谐号动车速度大于复兴号高铁，时，和谐号动车速度小于复兴号高铁，故复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远，根据图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距
故ACD错误；
B．复兴号高铁的加速度为
复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为
故B正确。
故选B。
3. 原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（ ）
A. ①和⑤的能量相等
B. ③的频率大于⑤的频率
C. 若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生
D. ①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和
【答案】D
【解析】
【详解】A．因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、⑤对应的能量关系为
A错误；
B．由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为
由光子能量可知，③的频率小于⑤的频率，B错误；
C．由光子能量和可知，用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，C错误；
D．态能级与基态能级差保持不变，即①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，D正确。
故选D。
4. 太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，O、、在同一直线上，AB为大圆的直径且与连线垂直，C、D为关于O点对称的两点，在、两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有、处点电荷产生的电场。下列说法正确的是（ ）
A. C、D两点电势相等
B. 把质子由A沿直线移到B的过程中，质子的电势能先增加后减小
C. 把电子由A沿直线移到B的过程中，电子所受电场力先增加后减小
D. 将一质子（不计重力）从A点由静止释放，质子可以沿直线在AB间做往返运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．在、两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设处为正点电荷，在处为负点电荷，由于C点靠近正点电荷，D点靠近负点电荷，则C点电势高于D点电势，反之则故C点电势低于D点电势。故A错误；
B．AB为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能保持不变。故B错误；
C．根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，O点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小。故C正确；
D．由于根据等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一质子（不计重力）从A点由静止释放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在AB间做往返运动。故D错误。
故选C。
5. 航天梦由来已久，明朝万户，他把多个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，翱翔天际，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
B. 火箭在向下喷气上升的过程中，火箭机械能守恒
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有
解得火箭的速度大小为
故A正确；
B．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以火箭机械能不守恒，故B错误；
C．喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为
故C错误；
D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备因为受重力，系统动量不守恒，故D错误。
故选A。
6. 磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A. 分子层间的距离增加了B. 分子层间的距离减小了
C. 分子层间的距离增加了D. 分子层间的距离减小了
【答案】B
【解析】
【详解】内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有
根据电容的表达式有
，
根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得
即分子层间的距离减小了。
故选B。
7. 中国国家邮政局监测数据显示。2023年月中国快递业务量达300亿件，我们的生活离不开快递。图甲为快递物流配送分拣示意图，水平传送带和倾斜传送带以相同的速率逆时针运行。现将一质量为的货物（可视为质点），轻放在倾斜传送带上端处，图乙为倾斜传送带段的数控设备记录的货物的速度—时间图像，末货物刚好到达下端处，随后以不变的速率滑上水平传送带端。已知段的长度，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，货物与两条传送带间的动摩擦因数相同，间距忽略不计，取。下列说法不正确的是（ ）
A. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
B. 倾斜传送带与水平面间的夹角为
C. 货物在水平传动带上做匀变速直线运动的时间为
D. 货物从端运动到端的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的总热量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
根据牛顿第二定律内，有
内，有
解得
，
故A正确，B错误；
D．结合图乙知，传送带速率，货物在水平传送带上运动的加速度大小为
货物在水平传送带上做匀减速运动的时间
货物在水平传送带上做匀减速运动的位移大小为
解得
由于，货物与传送带共速一起做匀速运动，货物在水平传送带上的相对位移
货物与传送带间因摩擦产生的总热量
解得
故CD正确。
本题选择错误选项；
故选B。
8. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20∶1和1∶20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B. 若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
C. 若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减小
D. 若发电机输出电压一定，仅增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片P上移
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
可知电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用。故A正确；
B．电压互感器原线圈两端电压
电流互感器原线圈中的电流
对于理想变压器，线路输送电功率
故B错误；
C．仅将滑片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律
升压变压器副线圈两端的电压增大，回路等效电阻不变，所以增大，根据
则输电线上损耗功率增大。故C错误；
D．仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流
增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失
增大；升压变压器原线圈两端电压不变，则
不变，根据
可知减小，根据
可知当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移。故D正确。
故选AD。
9. 如图，为某款新型配送机器人，该机器人可以自动规避道路障碍与往来车辆行人，实现自动化安全配送的全场景适应。该机器人的额定功率为2.75kW，自身质量为350kg，最大承载质量为200kg，行驶时该配送机器人受到的阻力为其总重力的0.1倍。重力加速度，，不计其他摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 该配送机器人空载行驶时，能达到的最大速度为9m/s
B. 该配送机器人满载行驶时，能达到的最大速度为2.5m/s
C. 若该配送机器人以的加速度匀加速满载启动，则做匀加速运动的时间为2.5s
D. 若该配送机器人以额定功率满载启动，当速度为2m/s时，其加速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．空载时能达到的最大速度为
A错误；
B．空载时能达到的最大速度为
B错误；
C．若该配送机器人以的加速度匀加速满载启动，根据牛顿第二定律可得
匀加速阶段的牵引力为
则匀加速直线运动能达到的最大速度为
则该阶段时间为
C正确；
D．若该配送机器人以额定功率满载启动，当速度为时，牵引力大小为
则此时加速度为
D正确。
故选CD。
10. 如图所示，粗糙的水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的右端固定，左端与质量为m的滑块甲（视为质点）连接，小球乙（视为质点）静止在C点，让甲在A点获得一个水平向左的初速度，且甲在A点时弹簧处于压缩状态，此时弹簧所蕴含的弹性势能为，当甲运动到B点时弹簧正好恢复到原长，甲继续运动到C点时与乙发生弹性碰撞。已知甲与水平面之间的动摩擦因数为，A、B两点间距与B、C两点间距均为L，下列说法正确的是（ ）
A. 甲刚到达B点时的速度大小为
B. 甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为
C. 甲刚到达C点时（与乙发生碰撞前）的动能为
D. 若甲、乙碰撞刚结束时，乙的速度为，则乙的质量为2m
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意可知，甲刚到达B点时，弹簧的弹性势能是零，即弹簧对甲做功是，由动能定理可得
解得
A错误；
B．由对称性可知，甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为，B正确；
C．甲刚到达C点时（与乙发生碰撞前），由动能定理可得
解得
C正确；
D．甲、乙在C点发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得
由题意，碰撞后乙的速度为，则有
解得
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
11. 在探究平抛运动规律的实验中：
（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。关于该实验下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端要保持水平
C. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D. 每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是______。
A. B.
C. D.
（3）如图所示，一个做平抛运动小球，先后通过a、b、c三点，若相邻两点间的水平距离均为，竖直距离分别为和，则抛出该球的初速度大小为______。（不计空气阻力，g取）
【答案】（1）BCD （2）A
（3）
【解析】
【小问1详解】
AD．小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，不论斜槽是否光滑，小球从斜槽飞出时的速度都相同，这样能保证描绘的是同一平抛运动的轨迹。故A错误；D正确；
B．斜槽的末端必须保证水平，这样小球从斜槽飞出后才能做平抛运动。故B正确；
C．要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些。故C正确。
故选BCD。
【小问2详解】
小球在竖直方向做自由落体运动，有
水平方向做匀速直线运动，有
联立，可得
因初速度相同，所以为常数，故y−x2为正比例关系。
故选A。
【小问3详解】
小球做平抛运动，相邻两点间的水平距离均为，则从a到b的时间与从b到c的时间相等，设为T，竖直方向有
水平方向，有
联立，解得
12. 某兴趣小组为了测量某一电容器的电容，设计了如图所示的电路。电流传感器的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，将它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的图像。设电源电动势为E，内阻为r。
（1）将电阻箱阻值调为。
（2）闭合开关，电源向电容器充电，直至充电完毕，得到图像如图所示，数出图像与坐标轴所围格子数为35，此时电容器所带的电荷量______C（结果保留1位有效数字）。
（3）改变电阻箱接入电路的阻值R，重复前面两个步骤，得到多组对应的电阻箱阻值R和电容器所带的电荷量q，利用数据得到的关系式为______。
（4）用多用电表的电压挡粗略测电池的电动势时，红表笔应该与电池的______（填“正极”或“负极”）接触。
【答案】 ①. ②. ③. 正极
【解析】
【详解】（2）[1]根据I-t图像以及
可知，图像与坐标轴所围成的面积表示电容器放电前所带的电量，故根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子表示的电荷量为
则电容器所带的电荷量
（3）[2]由串并联关系，根据闭合电路欧姆定律可知，电容器两端电压
解得
根据
可知
整理，可得
（4）[3]用多用电表的电压挡粗略测电池的电动势时，红表笔应该与电路中电势较高的电池的正极接触。
13. 中国探月工程（“嫦娥工程”）分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。
（1）若探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，测得其环绕周期为T，忽略探测器到月面的高度，求月球的密度。
（2）忽略其他星球的影响，将地球和月球称为双星，他们受到彼此的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，如图所示。已知地球和月球中心之间的距离为L，地球质量M，月球质量m，求月球的运动周期为。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）探测器在靠近月球表面圆形轨道无动力飞行，则有
又
解得
（2）设地球和月球运动半径分别为，则
根据万有引力提供向心力，有
，
联立，解得
14. 空间中存在水平向左的匀强电场，场强E的大小为，虚线下方区域还同时存在着高度为H、大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。将质量为m、电荷量为的小球以初速度水平抛出，小球的运动轨迹如图所示。AC两点在同一竖直线上，B点速度方向竖直向下，小球从C点进入虚线下方区域。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：
（1）小球从A到B的运动时间t；
（2）小球从A到C运动过程中的最小速度；
（3）已知小球离开磁场区域时，速度方向竖直向下，求小球从C点进入开始到离开磁场区域的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由牛顿第二定律有
由运动规律有
联立解得
（2）设电场力与重力的合力与水平方向的夹角为，则
则
当小球的速度与该合力垂直时，最小速度为，则
解得
（3）设小球进入磁场区域的竖直速度为，对应的水平方向的洛伦兹力为，小球离开磁场区域时，速度方向竖直向下，则水平速度变为，在水平方向上应用动量定理有
整理得
联立解得
15. 如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热。开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可视为理想气体。
（1）通过电阻丝缓慢加热氮气，求当大活塞刚达到圆筒顶部时氧气压强和刚性杆弹力。
（2）当氮气的温度上升到时，压强多大？
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）对于氧气，温度不变，初状态
设大活塞刚达到圆筒顶部时，末状态压强为，体积为
根据玻意耳定律知
代入数据解得
对小活塞
解得弹力
（2）对于氮气分析初状态
加热后，当大活塞刚达到圆筒顶部时
根据理想气体状态方程知
代入数据解得
说明在时，大活塞已经在顶部；对大活塞，当氮气的温度上升到时，压强为，根据理想气体状态方程知，解得
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