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2025届宁夏高三上学期8月新起点调研模拟试卷（一）物理试题
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考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间75分钟.
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上，选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：高考全部内容
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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，有选错的得0分）
1. 如图所示为运动员用脚背接触球面带动足球旋转，足球两侧的压力差使足球在空中做曲线运动（即高难度的“香蕉球”），并射门成功。以下说法正确的是（ ）
A. 足球在运动轨迹的最高点处于平衡状态
B. 研究足球的旋转对轨迹的影响，可以将足球看成质点
C. 足球在空中运动过程中，所受合力方向总指向球门方向
D. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向不在同一直线上
【答案】D
【解析】
【详解】A．在最高点，足球有向下的加速度，不是平衡状态，故A错误；
B．研究足球的旋转对轨迹的影响，不能将足球看成质点，故B错误；
CD．足球在空中运动过程中，做曲线运动，运动过程中合力总指向凹侧，而不是球门方向，速度方向与加速度方向不在同一直线上，故C错误，D正确。
故选D。
2. 一质量为m的木箱置于升降机内的水平地板上，升降机从时刻由静止开始竖直向上运动，其加速度a随时间t的变化规律如图所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 内，木箱先超重后失重
B. 内，木箱的速度变化量为
C. 时，木箱对地板的压力大小为
D. 时，木箱的速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．内，升降机加速度一直竖直向上，故木箱一直处于超重状态。故A错误；
B．由图线所围面积表示速度变化量，可知内，木箱的速度变化量为
故B正确；
C．时，对木箱进行受力分析，由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，可知时，木箱对地板的压力大小为
故C错误；
D．内，木箱加速度一直竖直向上，故木箱一直做加速运动，时，木箱的速度最大。故D错误。
故选B
3. 如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直纸面平面内做简谐运动的周期为（已知在一根竖直绳悬挂下做简谐运动的小物体的周期为，l为绳长，g为重力加速度），已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】依题意，小沙包做简谐运动，设等效摆长为l，则有
对小沙包受力分析，如图
根据平衡条件可得
联立解得
故选A。
4. 如图甲所示质量为m的B木板放在水平面上，质量为2m的物块A通过一轻弹簧与其连接。给A一竖直方向上的初速度，当A运动到最高点时，B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，A的位移随时间变化规律如图乙，已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A做简谐运动，回复力由弹簧提供
B. 物体B在时刻对地面的压力大小为
C. 物体A在运动过程中机械能守恒
D. 物体A的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．物块A做简谐运动，回复力由弹簧的弹力和重力的合力来提供，A错误；
B．时刻物块A在平衡位置，此时弹簧处于压缩状态，弹力为
对物体B受力分析有
则可得，由牛顿第三定律得物体B在时刻对地面的压力大小为，B错误；
C．物体A在运动过程中除了受重力外，还受弹簧的弹力，弹力对物体A做功，故机械能不守恒，C错误；
D．由图乙可知振幅为
周期为
角速度为
规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为
则振子的振动方程为
故D正确。
故选D。
5. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面片刚被削离时距开水锅的高度为L，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，若将削出的小面片的运动视为平抛运动，且小面片都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面片的描述正确的是（ ）
A. 空中相邻两个面片飞行过程中水平距离可能逐渐变大
B. 掉落位置不相同的小面片，从抛出到落水前瞬间速度的变化量不同
C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为，则
【答案】A
【解析】
【详解】A．面片飞行过程中水平方向做匀速直线运动，若先飞出的面片初速度较大，则空中相邻两个面片飞行过程中水平距离逐渐变大，故A正确；
B．掉落位置不相同的小面片，下落高度相同，由可知，下落的时间相等，由可知，从抛出到落水前瞬间速度的变化量相等，故B错误；
CD．由可知，下落时间为
水平位移的范围为
则初速度的取值范围为
可得
落入锅中时的竖直分速度为
则落入锅中时，最大速度
最小速度为
可知，落入锅中时，最大速度不是最小速度的3倍，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，A、B、C分别表示太阳、水星和地球，假设水星和地球在同一平面内绕太阳做匀速圆周运动，水星公转半径为r，地球公转半径为R，此时AB与BC垂直．水星的公转周期为，地球的公转周期为，太阳质量为M，引力常量为G，所有天体均可视为质点，不考虑其他天体的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 从地球上看，太阳和水星与眼睛连线所成角度的正弦值最大为
B. 年
C. 水星与地球公转线速度之比为
D. 太阳的质量可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A．从地球上看，太阳和水星与眼睛连线所成角度的正弦值最大为，故A错误；
B．由开普勒第三定律可知
又知
年
联立解得
年
故B正确；
C．由
得
则
故C错误；
D．由
可得
故D错误。
故选B。
7. 如图，竖直光滑圆弧导轨与水平光滑导轨平滑连接，圆弧部分和左侧水平部分间距相等，为3L，右侧水平部分间距为L，导轨水平部分位于竖直向下的匀强磁场中，ab、cd是质量分别为6m和m的两根导体棒，两导体棒连入两导轨间的电阻相等，cd导体棒静止在右侧水平部分，与两水平导轨垂直。现让ab导体棒从圆弧导轨上由静止释放，释放前ab导体棒与圆弧导轨垂直，距水平面的高度为h，导轨左侧水平部分和右侧水平部分足够长，导轨电阻不计，运动过程中两导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 最终ab、cd两导体棒产生的感应电动势大小之比为3∶1
B. 最终ab、cd两导体棒的动量之比为1∶1
C. 整个过程在导体棒ab上产生的焦耳热为
D. 整个过程通过导体棒ab的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．释放ab导体棒后，ab导体棒沿圆弧导轨向下加速运动，设ab导体棒到达水平导轨时的速度为v0，下滑过程中，根据机械能守恒定律有
解得
当ab导体棒进入磁场后，切割磁感线会产生电动势，由右手定则可知，感应电流为顺时针，由左手定则可知，ab导体棒受到水平向左的安培力，cd导体棒受到水平向右的安培力，ab导体棒做减速运动，cd导体棒做加速运动，最终ab棒和cd棒的感应电动势相同，即
B·3Lvab＝BLvcd
电路中的电流为零，安培力为零，此后，两导体棒做匀速运动，最终ab、cd两导体棒产生的感应电动势大小之比为1∶1；选项A错误；
B．从ab导体棒到达水平导轨到开始做匀速直线运动的过程中，设水平向右为正方向，以ab导体棒为研究对象，设ab棒受到的安培力为F安，根据动量定理有
因为ab棒的长度为cd棒的3倍，所以对cd导体棒同理有
由A项解析可知
3vab＝vcd
联立以上各式解得
则ab棒和cd棒的末动量分别为
pab＝6mvab＝mv0
pcd＝mvcd＝mv0
所以最终ab、cd两导体棒的动量之比为2∶1，选项B错误；
C．两导体棒连入导轨间的电阻相等，两导体棒中的电流时刻相等，通电时间相同，则两导体棒中产生的热量相同，设均为Q，从ab导体棒开始下滑到两棒开始做匀速直线运动的过程中，根据能量守恒定律有
联立以上各式解得
Q＝mgh
选项C正确；
D．从ab导体棒到达水平导轨到开始做匀速直线运动的过程中，通过导体棒ab的电荷量
根据动量定理有
联立可得
选项D错误。
故选C。
8. 一群处于第3能级的氢原子跃迁发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲的阴极K上，测得3条图线，如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。则下列说法正确的是（ ）
A. 能量为1.89eV的光子能使处于第3能级的氢原子发生跃迁
B. 用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高
C. 图甲中阴极金属逸出功可能为
D. 图乙点（，0）对应图甲实验中滑片P位于O的左侧
【答案】AD
【解析】
【详解】A．依题意，有
可知能量为1.89eV光子能使处于第3能级的氢原子向上跃迁电离。故A正确；
B．根据
结合乙图可知c光的频率最低，其波长最长，衍射最明显，用c光工作的光学显微镜分辨率最低。故B错误；
C．第3能级的氢原子向下跃迁的三种光子中，能量最小的为
可知图甲中阴极金属的逸出功不可能为，其逸出功最大要小于。故C错误；
D．由甲图可知，滑片P位于O的左侧时，光电管加的是反向电压，对应乙图中第二象限中的数据。故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a，先后到达状态b和c，，，。则（ ）
A. 过程气体分子平均动能减小
B. 过程气体吸热比过程气体放热多3pV
C. 状态b、c的温度关系为
D. 状态a、b、c的压强大小关系为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．过程中气体压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程，可知气体温度升高，分子平均动能增加，故A错误；
B．过程中，体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，内能增加，气体吸收热量，根据热力学第一定律有
其中
过程中，体积不变，外界对气体做功
气体压强减小，可知气体温度降低，内能减少，气体向外放出热量，根据热力学第一定律有
由于，则
则有
即过程气体吸热比过程气体放热多，故B正确；
C．过程中气体压强不变，由盖-吕萨克定律
得
又得
可知，状态b、c的温度关系为
故C正确；
D．过程中，体积不变，由查理定律
故
又，状态a、b、c的压强大小关系为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一固定的高为h的光滑斜面与逆时针匀速转动、足够长的水平传送带平滑连接于N点。质量为m的小滑块（可视为质点）自斜面最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回斜面，上升到最高点时距N点高度为0.5h。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 经过足够长的时间，滑块最终静止于N点
C. 滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，在传送带上形成的划痕长度为
D. 滑块第三次在传送带上运动的完整过程中与相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑块第一次到达N点过程，根据动能定理有
解得
令滑块第一次返回N点速度大小为，根据动能定理有
解得
由于
可知，传送带匀速转动的速度大小为，故A正确；
B．结合上述可知，由于斜面光滑，滑块从斜面第二次滑下过程机械能守恒，即第二次到达N点的速度与初速度的速度大小相等，均等于，滑块再次滑上后在传送带上做双向匀变速直线运动，根据运动的对称性可知，再次到达N点时的速度仍然为，可知，滑快最终在N点左侧的斜面与右侧的传送带上均做双向的匀变速直线运动，即在N点左右两侧做往返运动，滑块不会静止于N点，故B错误；
C．结合上述可知，滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，滑块先向右做匀减速直线运动，减速至0后向左做匀加速直线运动，加速至与皮带速度相等后做匀速直线运动返回N点，在匀变速直线运动过程中，根据速度公式有
皮带的位移为
滑块的位移
滑块与传送带的相对位移大小
解得
滑块在传送带上形成的划痕长度与相对位移大小相等，故C错误；
D．结合上述可知，滑块每次在传送带上的运动过程完全相同，均是在做相同的双向匀变速直线运动，则有
则在滑块第三次在传送带上运动的完整过程中，对皮带进行分析可知，电动机做功为
可知，相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功，故D正确。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 如图甲是一款能显示转速的多功能转动平台，某兴趣小组的同学利用该平台测量正六边形螺母与转盘间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s）
（1）如图乙，用游标卡尺测量螺母宽度______cm，再将螺母置于转盘上，进而测量出螺母做圆周运动半径R。
（2）缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n，则______（用题中所给物理量符号表示）。改变螺母位置，多次测量求出μ的平均值。
（3）有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态，于是他们提出了另一个探究方案，在螺母上固定一个无线力传感器（螺母和传感器总质量g），并用轻绳连接传感器与转轴，调节平台转速，测出五组数据，绘制出如下图所示的图像。根据图像可测定正六边螺母与转盘间的动摩擦因数______。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. 3.050 ②. ③. 0.24##0.23##0.25##0.26#0.24
【解析】
【详解】[1] 螺母宽度
[2]由牛顿第二定律得
解得动摩擦因数
[3] 由牛顿第二定律得
整理得
结合图可得
代入数据得
12. 某实验小组利用下列实验器材如图，探究正弦交变电流电压的有效值与最大值之间的关系。实验中主要步骤如下：
A．连接电路，将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里；
B．将学生电源交流接线柱连入电路，选择适当电压，打开开关；
C．调节滑动变阻器，记录电压传感器1测得交流电压的最大值Um和电压传感器2测得的电压值U0；
D．断开开关，将学生电源直流接线柱连入电路，再次接通开关；
E．调节滑动变阻器，使____________________________________；
F．记录此时电压传感器1测得直流电压的值U，即直流电压U是最大值为Um交流电压的有效值；
G．重复上述步骤，记录多组Um及对应的U。
（1）请将实验步骤中“___________”部分补充完整；
（2）某次将学生电源直流接线柱连入电路，且接通开关时小灯泡两端的电压最小，请用笔画线替代导线在图上连接实物图___________；
（3）实验中测得的数据如下表格所示，请在图坐标纸上描点作图___________，并根据图像计算得出U=___________Um；
（4）实验中发现，虽然电路连接完全正确，但当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2测得的电压几乎为0，请你写出一个可能的原因_____________。
【答案】（1）传感器2测得的电压值仍为U0
（2） （3） ①. ②. 0.70##0.71
（4）当灯泡两端电压较小时，灯泡不发光或发出的光很弱，太阳能发电板不能产生电压
【解析】
【小问1详解】
实验中应调节滑动变阻器，使得传感器2测得的电压值仍为U0。
【小问2详解】
实物图连接如下图所示
【小问3详解】
[1]根据表中数据描点连线可得
[2]该图线为一条过原点的倾斜直线，其斜率为
所以
【小问4详解】
当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2测得的电压几乎为0，其可能原因是太阳能发电板不能产生电压。
三、解答题（本题共3小题，共计43分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有效值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 2022年9月1日航天员陈冬、刘洋首次在太空站执行出舱活动任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将乘员气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，乘员气闸舱内的气体压强为p0，体积为 ；密封舱内气体的压强为p0， 体积为0.5V0， 承压后的压强为2.4p0。泄压过程中， 两舱内温度保持291K不变， 舱内气体可视为理想气体，求
（1）泄压后打开舱门前，乘员气闸舱内的压强为多少；
（2）若太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为97K，打开舱门一段时间后，乘员气闸舱内的温度和压强都与太空的相同，则舱内的气体有百分之几释放到了太空中？
【答案】（1）0.3p0；（2）99%
【解析】
【详解】（1）将密封舱和气闸舱内的气体看作一个系统，泄压过程为等温变化，由玻意耳定律得
解得
p=0.3p0
（2） 泄压后， 气闸舱开舱门前p=0.3p0，体积为V0， T=291K
打开舱门后p'=0.001p0，T'=97K
由理想气体状态方程得
解得
V'=100V0
气闸舱内剩余气体的体积为 V0，即舱内 99%的气体释放到了太空中。
14. 某固定装置的竖直截面如图甲所示，由长度为1.0m的水平传送带和两段光滑圆管轨道组成，两段圆管轨道所对应的圆心角相同，，，右侧带有竖直挡板的滑块b放置在光滑的水平面上，传送带和滑块b与轨道端口均为平滑连接，传送带启动后运行的图如图乙所示，传送带启动0.5s后把小物块a从传送带左侧静止释放，小物块a和滑块b的质量均为，a与传送带和滑块b之间的动摩擦因数均为，若空气阻力、小物块a、圆管轨道的口径和皮带轮半径均可不计，物块a进出管道时无能量损失，物块a和滑块b发生的碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度，试求：
（1）小物块a在传送带上运动的时间t；
（2）小物块a进入管道时对管道的作用力大小；
（3）滑块b至少多长才能使小物块a不脱离滑块。
【答案】（1）；（2）4N；（3）
【解析】
【详解】（1）对传送带 0-1s做加速度
对a物体，匀加速
当a物体与传送带同速时
得
此时共速
物体位移
a物体与传送带一起匀加速至1，有
所以
a物体匀速运动
时间
运动时间
（2）A到B动能定理
对B处
得
由牛顿第三定律可知，对管道作用力为4N。
（3）A到C动能定理
得
当a刚好滑动b最右端与b共速，此时b的长度是满足题意的最短长度，由能量守恒和动量守恒有
联立得
15. 如图所示，间距L=0.5m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分与水平部分用绝缘材料在M、N两处平滑连接而成，倾斜部分与水平面夹角37°，倾斜面虚线范围内存在B1=2T的匀强磁场，磁场方向垂直倾斜面向上。金属导轨水平部分虚线区域存在宽度为0.5m，方向竖直向上，的匀强磁场，正方形金属线框efgh静止在磁场B2左侧。开始时单刀双掷开关S与1接通，金属棒ab处于静止状态，现快速把单刀双掷开关S切换到2，与电容C相连，金属棒ab沿倾斜轨道下滑，金属棒经过MN后与静止在水平轨道上的正方形金属线框efgh碰撞后粘合在一起沿水平轨道进入B2，已知金属棒质量为m=0.1kg，电源电动势3V，电容器电容C=0.2F，金属棒和金属线框每边电阻均为R0=4Ω，水平轨道右端连接的电阻R=4Ω，其余电阻不计，正方形金属线框质量M=0.4kg，静止时金属棒ab与MN的间距d=1m，金属框在运动过程中，上下边框处与导轨始终接触良好，不计一切摩擦和空气阻力，求解下列问题。
（1）电源内阻r；
（2）金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度；
（3）金属框刚全部进入磁场B2时，金属框的速度；
（4）从金属框进入磁场B2到全部离开磁场B2过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）1Ω；（2）2m/s；（3）；（4）5.6×10-3J
【解析】
【详解】（1）当开关接1时，金属棒处于静止状态，则
代入数据解得
（2）当开关接2，根据牛顿第二定律可得
联立可得
根据速度位移关系可得
所以
（3）金属棒和金属线框碰撞过程，有
解得
金属棒和金属线框进入磁场过程，有
代入数据解得
（4）线框进入磁场过程有
电阻R产热为
金属线框离开磁场过程，有
代入数据解得
电阻R的产热为
联立解得
实验次数
测量值
1
2
3
4
5
6
传感器2
传感器2测得电压U0/V
1.08
1.55
2.42
3.46
4.51
5.60
传感器1
交流电压最大值Um/V
1.14
1.24
1.49
1.62
1.80
210
直流电压U/V
0.81
0.88
1.06
1.15
1.28
1.48
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间75分钟.
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上，选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：高考全部内容
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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，有选错的得0分）
1. 如图所示为运动员用脚背接触球面带动足球旋转，足球两侧的压力差使足球在空中做曲线运动（即高难度的“香蕉球”），并射门成功。以下说法正确的是（ ）
A. 足球在运动轨迹的最高点处于平衡状态
B. 研究足球的旋转对轨迹的影响，可以将足球看成质点
C. 足球在空中运动过程中，所受合力方向总指向球门方向
D. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向不在同一直线上
【答案】D
【解析】
【详解】A．在最高点，足球有向下的加速度，不是平衡状态，故A错误；
B．研究足球的旋转对轨迹的影响，不能将足球看成质点，故B错误；
CD．足球在空中运动过程中，做曲线运动，运动过程中合力总指向凹侧，而不是球门方向，速度方向与加速度方向不在同一直线上，故C错误，D正确。
故选D。
2. 一质量为m的木箱置于升降机内的水平地板上，升降机从时刻由静止开始竖直向上运动，其加速度a随时间t的变化规律如图所示。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 内，木箱先超重后失重
B. 内，木箱的速度变化量为
C. 时，木箱对地板的压力大小为
D. 时，木箱的速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．内，升降机加速度一直竖直向上，故木箱一直处于超重状态。故A错误；
B．由图线所围面积表示速度变化量，可知内，木箱的速度变化量为
故B正确；
C．时，对木箱进行受力分析，由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，可知时，木箱对地板的压力大小为
故C错误；
D．内，木箱加速度一直竖直向上，故木箱一直做加速运动，时，木箱的速度最大。故D错误。
故选B
3. 如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直纸面平面内做简谐运动的周期为（已知在一根竖直绳悬挂下做简谐运动的小物体的周期为，l为绳长，g为重力加速度），已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】依题意，小沙包做简谐运动，设等效摆长为l，则有
对小沙包受力分析，如图
根据平衡条件可得
联立解得
故选A。
4. 如图甲所示质量为m的B木板放在水平面上，质量为2m的物块A通过一轻弹簧与其连接。给A一竖直方向上的初速度，当A运动到最高点时，B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，A的位移随时间变化规律如图乙，已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A做简谐运动，回复力由弹簧提供
B. 物体B在时刻对地面的压力大小为
C. 物体A在运动过程中机械能守恒
D. 物体A的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．物块A做简谐运动，回复力由弹簧的弹力和重力的合力来提供，A错误；
B．时刻物块A在平衡位置，此时弹簧处于压缩状态，弹力为
对物体B受力分析有
则可得，由牛顿第三定律得物体B在时刻对地面的压力大小为，B错误；
C．物体A在运动过程中除了受重力外，还受弹簧的弹力，弹力对物体A做功，故机械能不守恒，C错误；
D．由图乙可知振幅为
周期为
角速度为
规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为
则振子的振动方程为
故D正确。
故选D。
5. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面片刚被削离时距开水锅的高度为L，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，若将削出的小面片的运动视为平抛运动，且小面片都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面片的描述正确的是（ ）
A. 空中相邻两个面片飞行过程中水平距离可能逐渐变大
B. 掉落位置不相同的小面片，从抛出到落水前瞬间速度的变化量不同
C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为，则
【答案】A
【解析】
【详解】A．面片飞行过程中水平方向做匀速直线运动，若先飞出的面片初速度较大，则空中相邻两个面片飞行过程中水平距离逐渐变大，故A正确；
B．掉落位置不相同的小面片，下落高度相同，由可知，下落的时间相等，由可知，从抛出到落水前瞬间速度的变化量相等，故B错误；
CD．由可知，下落时间为
水平位移的范围为
则初速度的取值范围为
可得
落入锅中时的竖直分速度为
则落入锅中时，最大速度
最小速度为
可知，落入锅中时，最大速度不是最小速度的3倍，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，A、B、C分别表示太阳、水星和地球，假设水星和地球在同一平面内绕太阳做匀速圆周运动，水星公转半径为r，地球公转半径为R，此时AB与BC垂直．水星的公转周期为，地球的公转周期为，太阳质量为M，引力常量为G，所有天体均可视为质点，不考虑其他天体的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 从地球上看，太阳和水星与眼睛连线所成角度的正弦值最大为
B. 年
C. 水星与地球公转线速度之比为
D. 太阳的质量可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A．从地球上看，太阳和水星与眼睛连线所成角度的正弦值最大为，故A错误；
B．由开普勒第三定律可知
又知
年
联立解得
年
故B正确；
C．由
得
则
故C错误；
D．由
可得
故D错误。
故选B。
7. 如图，竖直光滑圆弧导轨与水平光滑导轨平滑连接，圆弧部分和左侧水平部分间距相等，为3L，右侧水平部分间距为L，导轨水平部分位于竖直向下的匀强磁场中，ab、cd是质量分别为6m和m的两根导体棒，两导体棒连入两导轨间的电阻相等，cd导体棒静止在右侧水平部分，与两水平导轨垂直。现让ab导体棒从圆弧导轨上由静止释放，释放前ab导体棒与圆弧导轨垂直，距水平面的高度为h，导轨左侧水平部分和右侧水平部分足够长，导轨电阻不计，运动过程中两导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 最终ab、cd两导体棒产生的感应电动势大小之比为3∶1
B. 最终ab、cd两导体棒的动量之比为1∶1
C. 整个过程在导体棒ab上产生的焦耳热为
D. 整个过程通过导体棒ab的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．释放ab导体棒后，ab导体棒沿圆弧导轨向下加速运动，设ab导体棒到达水平导轨时的速度为v0，下滑过程中，根据机械能守恒定律有
解得
当ab导体棒进入磁场后，切割磁感线会产生电动势，由右手定则可知，感应电流为顺时针，由左手定则可知，ab导体棒受到水平向左的安培力，cd导体棒受到水平向右的安培力，ab导体棒做减速运动，cd导体棒做加速运动，最终ab棒和cd棒的感应电动势相同，即
B·3Lvab＝BLvcd
电路中的电流为零，安培力为零，此后，两导体棒做匀速运动，最终ab、cd两导体棒产生的感应电动势大小之比为1∶1；选项A错误；
B．从ab导体棒到达水平导轨到开始做匀速直线运动的过程中，设水平向右为正方向，以ab导体棒为研究对象，设ab棒受到的安培力为F安，根据动量定理有
因为ab棒的长度为cd棒的3倍，所以对cd导体棒同理有
由A项解析可知
3vab＝vcd
联立以上各式解得
则ab棒和cd棒的末动量分别为
pab＝6mvab＝mv0
pcd＝mvcd＝mv0
所以最终ab、cd两导体棒的动量之比为2∶1，选项B错误；
C．两导体棒连入导轨间的电阻相等，两导体棒中的电流时刻相等，通电时间相同，则两导体棒中产生的热量相同，设均为Q，从ab导体棒开始下滑到两棒开始做匀速直线运动的过程中，根据能量守恒定律有
联立以上各式解得
Q＝mgh
选项C正确；
D．从ab导体棒到达水平导轨到开始做匀速直线运动的过程中，通过导体棒ab的电荷量
根据动量定理有
联立可得
选项D错误。
故选C。
8. 一群处于第3能级的氢原子跃迁发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲的阴极K上，测得3条图线，如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。则下列说法正确的是（ ）
A. 能量为1.89eV的光子能使处于第3能级的氢原子发生跃迁
B. 用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高
C. 图甲中阴极金属逸出功可能为
D. 图乙点（，0）对应图甲实验中滑片P位于O的左侧
【答案】AD
【解析】
【详解】A．依题意，有
可知能量为1.89eV光子能使处于第3能级的氢原子向上跃迁电离。故A正确；
B．根据
结合乙图可知c光的频率最低，其波长最长，衍射最明显，用c光工作的光学显微镜分辨率最低。故B错误；
C．第3能级的氢原子向下跃迁的三种光子中，能量最小的为
可知图甲中阴极金属的逸出功不可能为，其逸出功最大要小于。故C错误；
D．由甲图可知，滑片P位于O的左侧时，光电管加的是反向电压，对应乙图中第二象限中的数据。故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a，先后到达状态b和c，，，。则（ ）
A. 过程气体分子平均动能减小
B. 过程气体吸热比过程气体放热多3pV
C. 状态b、c的温度关系为
D. 状态a、b、c的压强大小关系为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．过程中气体压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程，可知气体温度升高，分子平均动能增加，故A错误；
B．过程中，体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，内能增加，气体吸收热量，根据热力学第一定律有
其中
过程中，体积不变，外界对气体做功
气体压强减小，可知气体温度降低，内能减少，气体向外放出热量，根据热力学第一定律有
由于，则
则有
即过程气体吸热比过程气体放热多，故B正确；
C．过程中气体压强不变，由盖-吕萨克定律
得
又得
可知，状态b、c的温度关系为
故C正确；
D．过程中，体积不变，由查理定律
故
又，状态a、b、c的压强大小关系为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一固定的高为h的光滑斜面与逆时针匀速转动、足够长的水平传送带平滑连接于N点。质量为m的小滑块（可视为质点）自斜面最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回斜面，上升到最高点时距N点高度为0.5h。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 经过足够长的时间，滑块最终静止于N点
C. 滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，在传送带上形成的划痕长度为
D. 滑块第三次在传送带上运动的完整过程中与相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑块第一次到达N点过程，根据动能定理有
解得
令滑块第一次返回N点速度大小为，根据动能定理有
解得
由于
可知，传送带匀速转动的速度大小为，故A正确；
B．结合上述可知，由于斜面光滑，滑块从斜面第二次滑下过程机械能守恒，即第二次到达N点的速度与初速度的速度大小相等，均等于，滑块再次滑上后在传送带上做双向匀变速直线运动，根据运动的对称性可知，再次到达N点时的速度仍然为，可知，滑快最终在N点左侧的斜面与右侧的传送带上均做双向的匀变速直线运动，即在N点左右两侧做往返运动，滑块不会静止于N点，故B错误；
C．结合上述可知，滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，滑块先向右做匀减速直线运动，减速至0后向左做匀加速直线运动，加速至与皮带速度相等后做匀速直线运动返回N点，在匀变速直线运动过程中，根据速度公式有
皮带的位移为
滑块的位移
滑块与传送带的相对位移大小
解得
滑块在传送带上形成的划痕长度与相对位移大小相等，故C错误；
D．结合上述可知，滑块每次在传送带上的运动过程完全相同，均是在做相同的双向匀变速直线运动，则有
则在滑块第三次在传送带上运动的完整过程中，对皮带进行分析可知，电动机做功为
可知，相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功，故D正确。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 如图甲是一款能显示转速的多功能转动平台，某兴趣小组的同学利用该平台测量正六边形螺母与转盘间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s）
（1）如图乙，用游标卡尺测量螺母宽度______cm，再将螺母置于转盘上，进而测量出螺母做圆周运动半径R。
（2）缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n，则______（用题中所给物理量符号表示）。改变螺母位置，多次测量求出μ的平均值。
（3）有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态，于是他们提出了另一个探究方案，在螺母上固定一个无线力传感器（螺母和传感器总质量g），并用轻绳连接传感器与转轴，调节平台转速，测出五组数据，绘制出如下图所示的图像。根据图像可测定正六边螺母与转盘间的动摩擦因数______。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. 3.050 ②. ③. 0.24##0.23##0.25##0.26#0.24
【解析】
【详解】[1] 螺母宽度
[2]由牛顿第二定律得
解得动摩擦因数
[3] 由牛顿第二定律得
整理得
结合图可得
代入数据得
12. 某实验小组利用下列实验器材如图，探究正弦交变电流电压的有效值与最大值之间的关系。实验中主要步骤如下：
A．连接电路，将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里；
B．将学生电源交流接线柱连入电路，选择适当电压，打开开关；
C．调节滑动变阻器，记录电压传感器1测得交流电压的最大值Um和电压传感器2测得的电压值U0；
D．断开开关，将学生电源直流接线柱连入电路，再次接通开关；
E．调节滑动变阻器，使____________________________________；
F．记录此时电压传感器1测得直流电压的值U，即直流电压U是最大值为Um交流电压的有效值；
G．重复上述步骤，记录多组Um及对应的U。
（1）请将实验步骤中“___________”部分补充完整；
（2）某次将学生电源直流接线柱连入电路，且接通开关时小灯泡两端的电压最小，请用笔画线替代导线在图上连接实物图___________；
（3）实验中测得的数据如下表格所示，请在图坐标纸上描点作图___________，并根据图像计算得出U=___________Um；
（4）实验中发现，虽然电路连接完全正确，但当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2测得的电压几乎为0，请你写出一个可能的原因_____________。
【答案】（1）传感器2测得的电压值仍为U0
（2） （3） ①. ②. 0.70##0.71
（4）当灯泡两端电压较小时，灯泡不发光或发出的光很弱，太阳能发电板不能产生电压
【解析】
【小问1详解】
实验中应调节滑动变阻器，使得传感器2测得的电压值仍为U0。
【小问2详解】
实物图连接如下图所示
【小问3详解】
[1]根据表中数据描点连线可得
[2]该图线为一条过原点的倾斜直线，其斜率为
所以
【小问4详解】
当小灯泡两端所加的电压较小时，传感器2测得的电压几乎为0，其可能原因是太阳能发电板不能产生电压。
三、解答题（本题共3小题，共计43分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有效值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 2022年9月1日航天员陈冬、刘洋首次在太空站执行出舱活动任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将乘员气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，乘员气闸舱内的气体压强为p0，体积为 ；密封舱内气体的压强为p0， 体积为0.5V0， 承压后的压强为2.4p0。泄压过程中， 两舱内温度保持291K不变， 舱内气体可视为理想气体，求
（1）泄压后打开舱门前，乘员气闸舱内的压强为多少；
（2）若太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为97K，打开舱门一段时间后，乘员气闸舱内的温度和压强都与太空的相同，则舱内的气体有百分之几释放到了太空中？
【答案】（1）0.3p0；（2）99%
【解析】
【详解】（1）将密封舱和气闸舱内的气体看作一个系统，泄压过程为等温变化，由玻意耳定律得
解得
p=0.3p0
（2） 泄压后， 气闸舱开舱门前p=0.3p0，体积为V0， T=291K
打开舱门后p'=0.001p0，T'=97K
由理想气体状态方程得
解得
V'=100V0
气闸舱内剩余气体的体积为 V0，即舱内 99%的气体释放到了太空中。
14. 某固定装置的竖直截面如图甲所示，由长度为1.0m的水平传送带和两段光滑圆管轨道组成，两段圆管轨道所对应的圆心角相同，，，右侧带有竖直挡板的滑块b放置在光滑的水平面上，传送带和滑块b与轨道端口均为平滑连接，传送带启动后运行的图如图乙所示，传送带启动0.5s后把小物块a从传送带左侧静止释放，小物块a和滑块b的质量均为，a与传送带和滑块b之间的动摩擦因数均为，若空气阻力、小物块a、圆管轨道的口径和皮带轮半径均可不计，物块a进出管道时无能量损失，物块a和滑块b发生的碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度，试求：
（1）小物块a在传送带上运动的时间t；
（2）小物块a进入管道时对管道的作用力大小；
（3）滑块b至少多长才能使小物块a不脱离滑块。
【答案】（1）；（2）4N；（3）
【解析】
【详解】（1）对传送带 0-1s做加速度
对a物体，匀加速
当a物体与传送带同速时
得
此时共速
物体位移
a物体与传送带一起匀加速至1，有
所以
a物体匀速运动
时间
运动时间
（2）A到B动能定理
对B处
得
由牛顿第三定律可知，对管道作用力为4N。
（3）A到C动能定理
得
当a刚好滑动b最右端与b共速，此时b的长度是满足题意的最短长度，由能量守恒和动量守恒有
联立得
15. 如图所示，间距L=0.5m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分与水平部分用绝缘材料在M、N两处平滑连接而成，倾斜部分与水平面夹角37°，倾斜面虚线范围内存在B1=2T的匀强磁场，磁场方向垂直倾斜面向上。金属导轨水平部分虚线区域存在宽度为0.5m，方向竖直向上，的匀强磁场，正方形金属线框efgh静止在磁场B2左侧。开始时单刀双掷开关S与1接通，金属棒ab处于静止状态，现快速把单刀双掷开关S切换到2，与电容C相连，金属棒ab沿倾斜轨道下滑，金属棒经过MN后与静止在水平轨道上的正方形金属线框efgh碰撞后粘合在一起沿水平轨道进入B2，已知金属棒质量为m=0.1kg，电源电动势3V，电容器电容C=0.2F，金属棒和金属线框每边电阻均为R0=4Ω，水平轨道右端连接的电阻R=4Ω，其余电阻不计，正方形金属线框质量M=0.4kg，静止时金属棒ab与MN的间距d=1m，金属框在运动过程中，上下边框处与导轨始终接触良好，不计一切摩擦和空气阻力，求解下列问题。
（1）电源内阻r；
（2）金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度；
（3）金属框刚全部进入磁场B2时，金属框的速度；
（4）从金属框进入磁场B2到全部离开磁场B2过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）1Ω；（2）2m/s；（3）；（4）5.6×10-3J
【解析】
【详解】（1）当开关接1时，金属棒处于静止状态，则
代入数据解得
（2）当开关接2，根据牛顿第二定律可得
联立可得
根据速度位移关系可得
所以
（3）金属棒和金属线框碰撞过程，有
解得
金属棒和金属线框进入磁场过程，有
代入数据解得
（4）线框进入磁场过程有
电阻R产热为
金属线框离开磁场过程，有
代入数据解得
电阻R的产热为
联立解得
实验次数
测量值
1
2
3
4
5
6
传感器2
传感器2测得电压U0/V
1.08
1.55
2.42
3.46
4.51
5.60
传感器1
交流电压最大值Um/V
1.14
1.24
1.49
1.62
1.80
210
直流电压U/V
0.81
0.88
1.06
1.15
1.28
1.48
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