![[物理]2025届河南省濮阳市高三上学期模拟预测试题(解析版)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/16173958/0-1726760895088/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![[物理]2025届河南省濮阳市高三上学期模拟预测试题(解析版)02](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/16173958/0-1726760895186/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![[物理]2025届河南省濮阳市高三上学期模拟预测试题(解析版)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/16173958/0-1726760895203/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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[物理]2025届河南省濮阳市高三上学期模拟预测试题(解析版)
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这是一份[物理]2025届河南省濮阳市高三上学期模拟预测试题(解析版)，共22页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2024年8月6日，我国发射了千帆极轨01组卫星。现代卫星采用的是星载氢原子钟，氢原子钟是一种精密的时钟，它是利用原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，绿光光子的能量范围为2.14~2.53eV，蓝光光子的能量范围为2.53~2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A. 使n=6能级的氢原子电离至少需要13.22eV的能量
B. 氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子是紫光光子
C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=6能级能量减小
D. 处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率有30种
【答案】B
【解析】A．使n=6能级的氢原子电离至少需要0.38eV的能量，故A错误；
B．氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为
由于紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV，所以该跃迁过程放出的是紫光光子，故B正确；
C．氢原子从n=3能级吸收能量跃迁到n=6能级，氢原子能量增加，故C错误；
D．处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率种数为
故D错误
故选B。
2. 北京时间2024年8月7日，中国选手吴艳妮迎来奥运首秀，她在女子100米栏预赛中以12秒97的成绩排名小组第6，接下来将进入复活赛。若测得吴艳妮在100米栏预赛过程中的速度与时间的关系图像如图所示，内可近似视为直线，下列说法正确的是（ ）
A. 在冲线时可以将吴艳妮看作质点
B. 时刻吴艳妮的瞬时速度大于
C. 吴艳妮全程的平均速度小于时刻的瞬时速度
D. 时刻后，吴艳妮的加速度减小
【答案】C
【解析】A．在冲线时，吴艳妮的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能将吴艳妮看作质点，A错误；
B．由公式
可知吴艳妮全程的平均速度约为7.71m/s，由图像可估算吴艳妮全过程的平均速度与时刻的瞬时速度差不多，B错误；
C．由图像可知，时刻吴艳妮速度最大，因此全过程的平均速度小于时刻的瞬时速度，C正确；
D.v-t图像的斜率表示加速度，时刻速度最大，加速度为零，在时刻后，吴艳妮的加速度增大，D错误。
故选C
3. 中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示，用起重机将一质量的重物竖直向上吊起，若重物上表面是边长为的水平正方形，四根长度均为的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的点。取重力加速度，忽略空气阻力和吊绳的重力，起重机的吊索吊着重物匀速上升过程中，吊索上的拉力大小和每根吊绳上的拉力大小分别为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设吊索上的拉力大小为，根据力的平衡条件，有
设吊绳与竖直方向的夹角为，则
设每根吊绳上的拉力大小为，根据力的平衡条件，有
解得
故选A。
4. 如图所示，半圆为某种透明材料的截面，点到的距离等于半径的一半。一细光束从点以角射入材料，折射光线刚好照射在点，一细光束从点以平行于的方向射入材料，折射光线刚好照射在点。光在真空中传播的速度为，则细光束和在透明材料中传播的速度大小分别为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】分别作出a、b的折射光线，如下图所示
由于DE为半径的一半，故a光束的折射角，根据光的折射定律及折射率的速度表达式可知
解得
同理，对于b束，由几何知识可知，其入射角、折射角的大小分别为
所以
解得
A正确。
故选A。
5. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，一边长为的单匝正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器与阻值为的负载电阻相连，不计其他电阻，变压器原、副线圈匝数之比为，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大
B. 线圈中的电动势最大值为
C. 从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为
D. 线圈转动过程中电阻的功率为
【答案】D
【解析】A．当线圈平面与磁场平行时，线圈中的电动势最大，故A错误；
B．线圈中的电动势最大值为
故B错误；
C．图示位置线圈平面与磁场平行，此时电动势最大，则线圈中的电动势随时间变化的关系式为
故C错误；
D．线圈转动过程中变压器原线圈两端电压有效值
副线圈两端电压有效值
电阻的功率
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面体放置在光滑水平面上，与斜面平行的轻弹簧上端固定在斜面上，下端连接质量为的小球（视为质点）。现对斜面体施加一水平向右的推力，测得推力的大小随弹簧的形变量的变化规律如图乙所示（取弹簧伸长为正，压缩为负），整个过程不超过弹簧的弹性限度，取重力加速度.下列说法正确的是（ ）
A. 轻弹簧的劲度系数为
B. 斜面体的质量为
C. 轻弹簧的形变量为0时，斜面体的加速度大小为
D. 轻弹簧压缩时，小球单位时间内的速度增加量为
【答案】D
【解析】A．当推力为0时，根据胡克定律可知
可得
A错误；
BC．当弹簧处于原长时，此时对小球
将小球和斜面作为一个整体，可知
代入数据可得，
B、C错误；
D．轻弹簧压缩时，利用图乙可知推力F=40N
根据牛顿第二定律
可得整体的加速度
小球单位时间内的速度增加量为，D正确。故选D。
7. 如图所示，正方形四个顶点固定四个等量点电荷，其中处电荷带正电，处电荷带负电，分别为正方形四个边的中点，为正方形的中心，下列说法正确的是（ ）
A. 点的合场强为零，两点的合场强方向均为水平向左
B. 点的合场强一定大于点的合场强
C. 点电势比点电势高，将电子从点沿直线移动到点，电场力做负功
D. 将一带正电的试探电荷从点沿直线移动到点，试探电荷的电势能一直增大
【答案】B
【解析】A．A、C两点的点电荷在O点产生的合场强由O指向C，B、D两点的点电荷在O点产生的合场强由O指向D，根据对称性可知，O点的合场强由O指向F；A、B两点的点电荷在E点产生的合场强为零，C、D两点的点电荷在E点产生的合场强水平向右，因此E点的合场强方向均为水平向右；A、D两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，B、C两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，因此两点的合场强方向均为水平向右，A错误；
B．根据点电荷的场强公式
可知A、D两点的点电荷在G点产生的合场强大于C、D两点的点电荷在E点产生的合场强，而A、B两点的点电荷在E点产生的合场强为零，B、C两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，因此点的合场强一定大于点的合场强，B正确；
C．GH在A、D两个点电荷形成的电场中为等势面，电势为零，同样GH在B、C两个点电荷形成的电场中也为等势面，电势为零，因此GH为等势面，电势为零，将电子从点沿直线移动到点，电场力不做功，C错误；
D．EF恰好在AB连线的垂直平分线上，A、B两点的点电荷在EF上的场强的方向由E指向F，同理，EF恰好在CD连线的垂直平分线上，C、D两点的点电荷在EF上的场强的方向由E指向F，因此将一带正电的试探电荷从点沿直线移动到点，电场力做正功，电势能一直减小，D错误。故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一定质量的理想气体经历了过程，图像如图所示，其中的延长线经过坐标原点，段为双曲线的一支。已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（ ）
A. 在三个状态中，气体分子在状态时的平均动能最大
B. 气体在状态的内能是在状态内能的4倍
C. 在整个过程中，气体对外界做功为零
D. 过程中，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少
【答案】BD
【解析】A．由图像可知是等压膨胀过程，气体温度升高，是等容降压过程，气体温度降低，A、B、C三个状态中，气体在状态的温度最高，分子平均动能最大，A错误；
B．从D到A的过程是等温变化，因此
由理想气体状态方程
可知气体在状态的温度是状态温度的4倍，而温度是分子平均内能的标志，所以气体在状态的内能是在状态内能的4倍，B正确；
C．图像围成图形面积表示气体对外界做的功，所以在整个过程中，气体对外界做功不为零，C错误；
D．是等容降压过程，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，气体分子的平均速率降低，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少，D正确。
故选BD。
9. 预计在2025年1月16日将发生火星冲日现象，即火星、地球、太阳三者处于同一直线，地球处于太阳、火星之间，此时是观察火星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，火星到太阳距离约为1.5个天文单位，太阳系目前已知的八大行星按距日由近及远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 水星比火星更易发生冲日现象
B. 火星绕太阳公转的周期约为1.8年
C. 上一次出现火星冲日现象是在2022年1月
D. 地球绕太阳公转的加速度大小约为火星绕太阳公转加速度大小的2.25倍
【答案】BD
【解析】A．地球在绕日运行过程中处在太阳与行星之间，三者排列成一条直线时会发生冲日现象，所以只有位于地球公转轨道之外的行星才会发生冲日现象，所以水星会发生凌日现象，水星不会发生冲日现象，A错误；
B．设地球的轨道半径为r0，根据开普勒第三定律得
解得
B正确；
C．根据题意得
解得
预计在2025年1月16日将发生火星冲日现象，往前推27个月是2022年10月16日，C错误；
D．根据牛顿第二定律得
解得
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，半径为d的金属圆形导轨固定在水平面内，金属圆形导轨内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B0，长度为d、阻值为R0的直导体棒ab置于圆形导轨上，a端处于导轨圆心处，导体棒ab绕过圆心的竖直轴OO′以角速度ω逆时针（从上向下看）匀速转动。两根足够长、相互平行且倾斜的光滑长直金属导轨PQ、MN与水平面的夹角为θ，导轨的间距为2d，顶端P点通过开关S1与圆形导轨相连，M点通过导线和竖直金属轴与a点接触，倾斜导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，两导轨通过开关S2接人阻值为4R0的电阻R。闭合开关S1，断开开关S2，质量为m、长度为2d、阻值为2R0的导体棒cd恰好静止在倾斜导轨PQ、MN上，导体棒始终与导轨接触良好且导轨PQ、MN足够长。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒a端的电势高于b端的电势
B. 倾斜导轨所在处匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd先做加速度减小的加速运动，再做匀速运动
D. 断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd所受重力的最大功率为
【答案】BCD
【解析】A．导体棒ab旋转切割磁感线，由右手定则可知导体棒a端的电势低于b端的电势，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
导体棒cd静止在倾斜导轨PQ、MN上，由平衡条件得
解得
故B正确；
C．断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd和定值电阻R构成闭合回路，在重力沿导轨的分力和安培力的共同作用下，导体棒cd沿导轨向下加速运动，根据牛顿第二定律有
由此可知，v增大，I增大，加速度减小，当加速度减小为零时，即重力沿导轨的分力和安培力平衡后，导体棒cd做匀速运动，故C正确；
D．导体棒cd速度达到最大时重力的功率最大，由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
对导体棒cd，由平衡条件得
重力功率的最大值为
解得
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电
B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小
C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷
D. 电容器充电时，与电源正极相连极板带正电
（2）用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。
（3）根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字）
（4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。
【答案】（1）D （2）3.2×10-3 （3）4×10-4 （4）不变 变短
【解析】【小问1详解】
A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器与电源相连，电容器充电，故A错误；
B．先将S掷向1端，电容器充电，然后掷向2端，电容器放电，但电容器的电容不变，故B错误；
C．电容器带电时，两个极板同时带上等量异种电荷，故C错误；
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与负极相连的极板带负电，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
根据图像估算出释放的电荷量为
【小问3详解】
电容器的电容为
【小问4详解】
[1][2]如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但放电的电荷量不变，所以i-t曲线与横轴所围成的面积不变，
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，一根长度为L、不可伸长的轻绳一端连接固定在铁架台上的拉力传感器，另一端连接小钢球，自然下垂时小钢球刚好位于光电门处。在铁架台上固定一角度测量仪（0刻度线水平），使轻绳的上端和角度测量仪的圆心重合。已知轻绳的长度远大于小钢球的半径，重力加速度为g。
（1）实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径d，如图乙所示，该小钢球的直径d=_________mm。
（2）小组同学先将小钢球拉离最低点一个角度，由静止释放小钢球，使小钢球在角度测量仪0刻度线下方摆动，由角度测量仪读取轻绳与水平方向的夹角θ，由光电计时器记录小钢球的挡光时间t，多次改变角度重复实验。若该过程小钢球的机械能守恒，则满足_________（用题中所给的物理量符号表示）。
（3）小组同学再给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使小钢球摆动到角度测量仪0刻度线上方，由光电计时器记录小球的挡光时间t，由角度测量仪读取拉力传感器示数为0时的角度α，改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。通过记录的实验数据，以为纵轴，欲将图线拟合成一条直线，应以_________（填“sinα”“csα”或“tanα”）为横轴，若该过程小钢球的机械能守恒，则图线的斜率k=________（用题中所给的物理量符号表示）
【答案】（1）10.500 （2） （3）sinα
【解析】【小问1详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以小钢球的直径为
【小问2详解】
由于小钢球经过光电门时挡光时间极短，则挡光时间内小钢球的平均速度近似等于瞬时速度，则小钢球经过光电门时的速度为
若该过程小钢球的机械能守恒，则有
整理得
【小问3详解】
[1][2]拉力传感器示数为0时，小钢球重力沿轻绳方向的分力恰好提供向心力，设此时小钢球的速度为v，根据牛顿第二定律可得
根据机械能守恒可得
联立可得
化简得
所以欲将图线拟合成一条直线，应以sinα为横轴，图线的斜率为
13. 图甲为一列沿轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，质点的位移为是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像，请回答下列问题：
（1）判断这列波的传播方向并求波速；
（2）推导坐标原点处质点做简谐运动的表达式；
（3）从开始计时，时质点a的位移和经过质点通过的路程。
【答案】（1）波沿轴正方向传播，波速为
（2）
（3）a的位移为15cm，b通过的路程为
【解析】【小问1详解】
由图乙知，时刻质点沿轴正方向振动，结合图甲根据同侧法可知波沿轴正方向传播。
由图甲可知波长，由图乙可知周期，则波速
【小问2详解】
由波的图像可知振幅，该波的周期，则
坐标原点处质点做简谐运动的表达式为
【小问3详解】
从到质点振动了4个周期，质点位置不变，位移为
从到质点振动了4个周期，所以运动的路程为
14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限中，存在以A、C连线为界的匀强电场和匀强磁场，AC以及上方存在斜向右上方的匀强电场，方向与x轴的夹角θ=37°，AC下方和第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子a从x轴上的A点由静止释放，经电场加速后从y轴上的C点进入匀强磁场，此时粒子Q的速度大小为v0，O点到C点的距离为L。质量为m的不带电粒子b静止在x轴上的D点，粒子a在D点沿x轴负方向与粒子b碰撞，粒子a的一半电荷量转移给粒子b，碰撞后粒子a在磁场中运动时恰好再次经过C点。碰撞时间极短，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场和磁场的边缘效应。求：
（1）第二象限内电场强度E的大小；
（2）第一象限内磁感应强度B的大小和D点的位置坐标；
（3）从粒子a由静止释放到第二次经过C点的时间。
【答案】（1）
（2），（，0）
（3）
【解析】
【小问1详解】
在第二象限，由几何关系得
粒子在电场中运动过程，由动能定理得
解得
【小问2详解】
在第一象限，粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
由几何关系得
所以D点的位置坐标为（，0）；
【小问3详解】
粒子a在第二象限运动时有
碰撞后粒子a恰好再次经过C点，则其在匀强磁场中运动的轨迹半径不变，轨迹如图所示
粒子a在匀强磁场中运动的时间为
粒子a从A点出发，到第二次经过C点的时间为
解得
15. 如图所示，平板车C（上表面水平）静止在光滑的水平面上，在C的上表面放置两个紧挨着的小物块A和B（A、B可视为质点）。A的质量为m，B、C的质量均为2m，A、B两物块与C之间的动摩擦因数均为µ=0.3，t=0时刻在瞬时外力的作用下物块A获得大小v0=3m/s的速度水平向左运动，物块B获得大小为2v0的速度水平向右运动，两物块刚好不从平板车上滑落（不计空气阻力），重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）t=0时刻A、B、C加速度大小之比；
（2）平板车C的最大速度的大小和A、B、C三者共速时速度的大小；
（3）平板车C的长度。
【答案】（1）2:2:1
（2）2m/s，1.8m/s
（3）6.8m
【解析】【小问1详解】
t=0时刻，对A，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，对B，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，对C，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，A、B、C的加速度大小之比为
【小问2详解】
以向右为正方向，若A、C先共速，设共速时间为tAC，若B、C先共速，设共速时间为tBC，则有
解得
所以B、C先共速，此后二者相对静止，B、C整体受到A向左的摩擦力而减速，所以C的最大速度在与B共速时取得
设A、B、C三者共速时速度的大小为，一起向右匀速运动时，对A、B、C组成的系统由动量守恒定律得
解得A、B、C三者共速时速度的大小
【小问3详解】
根据分析可知B、C整体减速的加速度大小为
A加速的加速度大小不变，则三者共速所需时间为
解得
木板C的长度等于
根据
联立解得木板C的长度为
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2024年8月6日，我国发射了千帆极轨01组卫星。现代卫星采用的是星载氢原子钟，氢原子钟是一种精密的时钟，它是利用原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，绿光光子的能量范围为2.14~2.53eV，蓝光光子的能量范围为2.53~2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A. 使n=6能级的氢原子电离至少需要13.22eV的能量
B. 氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子是紫光光子
C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=6能级能量减小
D. 处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率有30种
【答案】B
【解析】A．使n=6能级的氢原子电离至少需要0.38eV的能量，故A错误；
B．氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为
由于紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV，所以该跃迁过程放出的是紫光光子，故B正确；
C．氢原子从n=3能级吸收能量跃迁到n=6能级，氢原子能量增加，故C错误；
D．处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率种数为
故D错误
故选B。
2. 北京时间2024年8月7日，中国选手吴艳妮迎来奥运首秀，她在女子100米栏预赛中以12秒97的成绩排名小组第6，接下来将进入复活赛。若测得吴艳妮在100米栏预赛过程中的速度与时间的关系图像如图所示，内可近似视为直线，下列说法正确的是（ ）
A. 在冲线时可以将吴艳妮看作质点
B. 时刻吴艳妮的瞬时速度大于
C. 吴艳妮全程的平均速度小于时刻的瞬时速度
D. 时刻后，吴艳妮的加速度减小
【答案】C
【解析】A．在冲线时，吴艳妮的头部、脚部等部位过线，即表示冲线成功，故此时不能将吴艳妮看作质点，A错误；
B．由公式
可知吴艳妮全程的平均速度约为7.71m/s，由图像可估算吴艳妮全过程的平均速度与时刻的瞬时速度差不多，B错误；
C．由图像可知，时刻吴艳妮速度最大，因此全过程的平均速度小于时刻的瞬时速度，C正确；
D.v-t图像的斜率表示加速度，时刻速度最大，加速度为零，在时刻后，吴艳妮的加速度增大，D错误。
故选C
3. 中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示，用起重机将一质量的重物竖直向上吊起，若重物上表面是边长为的水平正方形，四根长度均为的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的点。取重力加速度，忽略空气阻力和吊绳的重力，起重机的吊索吊着重物匀速上升过程中，吊索上的拉力大小和每根吊绳上的拉力大小分别为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设吊索上的拉力大小为，根据力的平衡条件，有
设吊绳与竖直方向的夹角为，则
设每根吊绳上的拉力大小为，根据力的平衡条件，有
解得
故选A。
4. 如图所示，半圆为某种透明材料的截面，点到的距离等于半径的一半。一细光束从点以角射入材料，折射光线刚好照射在点，一细光束从点以平行于的方向射入材料，折射光线刚好照射在点。光在真空中传播的速度为，则细光束和在透明材料中传播的速度大小分别为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】分别作出a、b的折射光线，如下图所示
由于DE为半径的一半，故a光束的折射角，根据光的折射定律及折射率的速度表达式可知
解得
同理，对于b束，由几何知识可知，其入射角、折射角的大小分别为
所以
解得
A正确。
故选A。
5. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，一边长为的单匝正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器与阻值为的负载电阻相连，不计其他电阻，变压器原、副线圈匝数之比为，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大
B. 线圈中的电动势最大值为
C. 从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为
D. 线圈转动过程中电阻的功率为
【答案】D
【解析】A．当线圈平面与磁场平行时，线圈中的电动势最大，故A错误；
B．线圈中的电动势最大值为
故B错误；
C．图示位置线圈平面与磁场平行，此时电动势最大，则线圈中的电动势随时间变化的关系式为
故C错误；
D．线圈转动过程中变压器原线圈两端电压有效值
副线圈两端电压有效值
电阻的功率
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面体放置在光滑水平面上，与斜面平行的轻弹簧上端固定在斜面上，下端连接质量为的小球（视为质点）。现对斜面体施加一水平向右的推力，测得推力的大小随弹簧的形变量的变化规律如图乙所示（取弹簧伸长为正，压缩为负），整个过程不超过弹簧的弹性限度，取重力加速度.下列说法正确的是（ ）
A. 轻弹簧的劲度系数为
B. 斜面体的质量为
C. 轻弹簧的形变量为0时，斜面体的加速度大小为
D. 轻弹簧压缩时，小球单位时间内的速度增加量为
【答案】D
【解析】A．当推力为0时，根据胡克定律可知
可得
A错误；
BC．当弹簧处于原长时，此时对小球
将小球和斜面作为一个整体，可知
代入数据可得，
B、C错误；
D．轻弹簧压缩时，利用图乙可知推力F=40N
根据牛顿第二定律
可得整体的加速度
小球单位时间内的速度增加量为，D正确。故选D。
7. 如图所示，正方形四个顶点固定四个等量点电荷，其中处电荷带正电，处电荷带负电，分别为正方形四个边的中点，为正方形的中心，下列说法正确的是（ ）
A. 点的合场强为零，两点的合场强方向均为水平向左
B. 点的合场强一定大于点的合场强
C. 点电势比点电势高，将电子从点沿直线移动到点，电场力做负功
D. 将一带正电的试探电荷从点沿直线移动到点，试探电荷的电势能一直增大
【答案】B
【解析】A．A、C两点的点电荷在O点产生的合场强由O指向C，B、D两点的点电荷在O点产生的合场强由O指向D，根据对称性可知，O点的合场强由O指向F；A、B两点的点电荷在E点产生的合场强为零，C、D两点的点电荷在E点产生的合场强水平向右，因此E点的合场强方向均为水平向右；A、D两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，B、C两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，因此两点的合场强方向均为水平向右，A错误；
B．根据点电荷的场强公式
可知A、D两点的点电荷在G点产生的合场强大于C、D两点的点电荷在E点产生的合场强，而A、B两点的点电荷在E点产生的合场强为零，B、C两点的点电荷在G点产生的合场强水平向右，因此点的合场强一定大于点的合场强，B正确；
C．GH在A、D两个点电荷形成的电场中为等势面，电势为零，同样GH在B、C两个点电荷形成的电场中也为等势面，电势为零，因此GH为等势面，电势为零，将电子从点沿直线移动到点，电场力不做功，C错误；
D．EF恰好在AB连线的垂直平分线上，A、B两点的点电荷在EF上的场强的方向由E指向F，同理，EF恰好在CD连线的垂直平分线上，C、D两点的点电荷在EF上的场强的方向由E指向F，因此将一带正电的试探电荷从点沿直线移动到点，电场力做正功，电势能一直减小，D错误。故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一定质量的理想气体经历了过程，图像如图所示，其中的延长线经过坐标原点，段为双曲线的一支。已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（ ）
A. 在三个状态中，气体分子在状态时的平均动能最大
B. 气体在状态的内能是在状态内能的4倍
C. 在整个过程中，气体对外界做功为零
D. 过程中，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少
【答案】BD
【解析】A．由图像可知是等压膨胀过程，气体温度升高，是等容降压过程，气体温度降低，A、B、C三个状态中，气体在状态的温度最高，分子平均动能最大，A错误；
B．从D到A的过程是等温变化，因此
由理想气体状态方程
可知气体在状态的温度是状态温度的4倍，而温度是分子平均内能的标志，所以气体在状态的内能是在状态内能的4倍，B正确；
C．图像围成图形面积表示气体对外界做的功，所以在整个过程中，气体对外界做功不为零，C错误；
D．是等容降压过程，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，气体分子的平均速率降低，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少，D正确。
故选BD。
9. 预计在2025年1月16日将发生火星冲日现象，即火星、地球、太阳三者处于同一直线，地球处于太阳、火星之间，此时是观察火星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，火星到太阳距离约为1.5个天文单位，太阳系目前已知的八大行星按距日由近及远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 水星比火星更易发生冲日现象
B. 火星绕太阳公转的周期约为1.8年
C. 上一次出现火星冲日现象是在2022年1月
D. 地球绕太阳公转的加速度大小约为火星绕太阳公转加速度大小的2.25倍
【答案】BD
【解析】A．地球在绕日运行过程中处在太阳与行星之间，三者排列成一条直线时会发生冲日现象，所以只有位于地球公转轨道之外的行星才会发生冲日现象，所以水星会发生凌日现象，水星不会发生冲日现象，A错误；
B．设地球的轨道半径为r0，根据开普勒第三定律得
解得
B正确；
C．根据题意得
解得
预计在2025年1月16日将发生火星冲日现象，往前推27个月是2022年10月16日，C错误；
D．根据牛顿第二定律得
解得
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，半径为d的金属圆形导轨固定在水平面内，金属圆形导轨内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B0，长度为d、阻值为R0的直导体棒ab置于圆形导轨上，a端处于导轨圆心处，导体棒ab绕过圆心的竖直轴OO′以角速度ω逆时针（从上向下看）匀速转动。两根足够长、相互平行且倾斜的光滑长直金属导轨PQ、MN与水平面的夹角为θ，导轨的间距为2d，顶端P点通过开关S1与圆形导轨相连，M点通过导线和竖直金属轴与a点接触，倾斜导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，两导轨通过开关S2接人阻值为4R0的电阻R。闭合开关S1，断开开关S2，质量为m、长度为2d、阻值为2R0的导体棒cd恰好静止在倾斜导轨PQ、MN上，导体棒始终与导轨接触良好且导轨PQ、MN足够长。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒a端的电势高于b端的电势
B. 倾斜导轨所在处匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd先做加速度减小的加速运动，再做匀速运动
D. 断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd所受重力的最大功率为
【答案】BCD
【解析】A．导体棒ab旋转切割磁感线，由右手定则可知导体棒a端的电势低于b端的电势，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
导体棒cd静止在倾斜导轨PQ、MN上，由平衡条件得
解得
故B正确；
C．断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd和定值电阻R构成闭合回路，在重力沿导轨的分力和安培力的共同作用下，导体棒cd沿导轨向下加速运动，根据牛顿第二定律有
由此可知，v增大，I增大，加速度减小，当加速度减小为零时，即重力沿导轨的分力和安培力平衡后，导体棒cd做匀速运动，故C正确；
D．导体棒cd速度达到最大时重力的功率最大，由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
对导体棒cd，由平衡条件得
重力功率的最大值为
解得
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电
B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小
C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷
D. 电容器充电时，与电源正极相连极板带正电
（2）用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。
（3）根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字）
（4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。
【答案】（1）D （2）3.2×10-3 （3）4×10-4 （4）不变 变短
【解析】【小问1详解】
A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器与电源相连，电容器充电，故A错误；
B．先将S掷向1端，电容器充电，然后掷向2端，电容器放电，但电容器的电容不变，故B错误；
C．电容器带电时，两个极板同时带上等量异种电荷，故C错误；
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与负极相连的极板带负电，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
根据图像估算出释放的电荷量为
【小问3详解】
电容器的电容为
【小问4详解】
[1][2]如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但放电的电荷量不变，所以i-t曲线与横轴所围成的面积不变，
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，一根长度为L、不可伸长的轻绳一端连接固定在铁架台上的拉力传感器，另一端连接小钢球，自然下垂时小钢球刚好位于光电门处。在铁架台上固定一角度测量仪（0刻度线水平），使轻绳的上端和角度测量仪的圆心重合。已知轻绳的长度远大于小钢球的半径，重力加速度为g。
（1）实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径d，如图乙所示，该小钢球的直径d=_________mm。
（2）小组同学先将小钢球拉离最低点一个角度，由静止释放小钢球，使小钢球在角度测量仪0刻度线下方摆动，由角度测量仪读取轻绳与水平方向的夹角θ，由光电计时器记录小钢球的挡光时间t，多次改变角度重复实验。若该过程小钢球的机械能守恒，则满足_________（用题中所给的物理量符号表示）。
（3）小组同学再给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使小钢球摆动到角度测量仪0刻度线上方，由光电计时器记录小球的挡光时间t，由角度测量仪读取拉力传感器示数为0时的角度α，改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。通过记录的实验数据，以为纵轴，欲将图线拟合成一条直线，应以_________（填“sinα”“csα”或“tanα”）为横轴，若该过程小钢球的机械能守恒，则图线的斜率k=________（用题中所给的物理量符号表示）
【答案】（1）10.500 （2） （3）sinα
【解析】【小问1详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以小钢球的直径为
【小问2详解】
由于小钢球经过光电门时挡光时间极短，则挡光时间内小钢球的平均速度近似等于瞬时速度，则小钢球经过光电门时的速度为
若该过程小钢球的机械能守恒，则有
整理得
【小问3详解】
[1][2]拉力传感器示数为0时，小钢球重力沿轻绳方向的分力恰好提供向心力，设此时小钢球的速度为v，根据牛顿第二定律可得
根据机械能守恒可得
联立可得
化简得
所以欲将图线拟合成一条直线，应以sinα为横轴，图线的斜率为
13. 图甲为一列沿轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，质点的位移为是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像，请回答下列问题：
（1）判断这列波的传播方向并求波速；
（2）推导坐标原点处质点做简谐运动的表达式；
（3）从开始计时，时质点a的位移和经过质点通过的路程。
【答案】（1）波沿轴正方向传播，波速为
（2）
（3）a的位移为15cm，b通过的路程为
【解析】【小问1详解】
由图乙知，时刻质点沿轴正方向振动，结合图甲根据同侧法可知波沿轴正方向传播。
由图甲可知波长，由图乙可知周期，则波速
【小问2详解】
由波的图像可知振幅，该波的周期，则
坐标原点处质点做简谐运动的表达式为
【小问3详解】
从到质点振动了4个周期，质点位置不变，位移为
从到质点振动了4个周期，所以运动的路程为
14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限中，存在以A、C连线为界的匀强电场和匀强磁场，AC以及上方存在斜向右上方的匀强电场，方向与x轴的夹角θ=37°，AC下方和第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子a从x轴上的A点由静止释放，经电场加速后从y轴上的C点进入匀强磁场，此时粒子Q的速度大小为v0，O点到C点的距离为L。质量为m的不带电粒子b静止在x轴上的D点，粒子a在D点沿x轴负方向与粒子b碰撞，粒子a的一半电荷量转移给粒子b，碰撞后粒子a在磁场中运动时恰好再次经过C点。碰撞时间极短，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场和磁场的边缘效应。求：
（1）第二象限内电场强度E的大小；
（2）第一象限内磁感应强度B的大小和D点的位置坐标；
（3）从粒子a由静止释放到第二次经过C点的时间。
【答案】（1）
（2），（，0）
（3）
【解析】
【小问1详解】
在第二象限，由几何关系得
粒子在电场中运动过程，由动能定理得
解得
【小问2详解】
在第一象限，粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
由几何关系得
所以D点的位置坐标为（，0）；
【小问3详解】
粒子a在第二象限运动时有
碰撞后粒子a恰好再次经过C点，则其在匀强磁场中运动的轨迹半径不变，轨迹如图所示
粒子a在匀强磁场中运动的时间为
粒子a从A点出发，到第二次经过C点的时间为
解得
15. 如图所示，平板车C（上表面水平）静止在光滑的水平面上，在C的上表面放置两个紧挨着的小物块A和B（A、B可视为质点）。A的质量为m，B、C的质量均为2m，A、B两物块与C之间的动摩擦因数均为µ=0.3，t=0时刻在瞬时外力的作用下物块A获得大小v0=3m/s的速度水平向左运动，物块B获得大小为2v0的速度水平向右运动，两物块刚好不从平板车上滑落（不计空气阻力），重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）t=0时刻A、B、C加速度大小之比；
（2）平板车C的最大速度的大小和A、B、C三者共速时速度的大小；
（3）平板车C的长度。
【答案】（1）2:2:1
（2）2m/s，1.8m/s
（3）6.8m
【解析】【小问1详解】
t=0时刻，对A，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，对B，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，对C，由牛顿第二定律可得
解得
t=0时刻，A、B、C的加速度大小之比为
【小问2详解】
以向右为正方向，若A、C先共速，设共速时间为tAC，若B、C先共速，设共速时间为tBC，则有
解得
所以B、C先共速，此后二者相对静止，B、C整体受到A向左的摩擦力而减速，所以C的最大速度在与B共速时取得
设A、B、C三者共速时速度的大小为，一起向右匀速运动时，对A、B、C组成的系统由动量守恒定律得
解得A、B、C三者共速时速度的大小
【小问3详解】
根据分析可知B、C整体减速的加速度大小为
A加速的加速度大小不变，则三者共速所需时间为
解得
木板C的长度等于
根据
联立解得木板C的长度为
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