山西省长治市2024-2025学年高三上学期9月质量监测物理试卷（Word版附解析）

这是一份山西省长治市2024-2025学年高三上学期9月质量监测物理试卷（Word版附解析），共27页。

【注意事项】
1．本试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上，并检查条形码粘贴是否正确。
3．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，填空题和解答题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图为氢原子的能级示意图，至能级跃迁到基态放出的光子分别设为abcd。若用b照射某金属表面时能发生光电效应，则（ ）
A. a的能量大于c的能量B. b的频率小于d的频率
C. a的波长小于b的波长D. a光照射该金属一定能发生光电效应
2. 光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 光纤内芯的折射率比外套的小B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越小
C. 光从左端空气中进入光纤内芯后，其频率变大D.
3. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（ ）
A. B. .
C. D.
4. 如图所示，水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个小球A和B，质量分别为m和2m。它们用细线连接，现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 细线对小球B的作用力大小为B. 推力F大小为
C. 斜面对整体的作用力大小为D. 斜面对A的作用力大小为
5. 2024年6月2日，嫦娥六号成功登录月球背面。如图所示：嫦娥六号在地球上发射，经地月转移轨道的P点实施近月制动进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过一系列调整进入准备落月的椭圆轨道Ⅱ，最终实现月背着陆，下列关于嫦娥六号的说法正确的是（ ）
A. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上运行的周期小于轨道Ⅱ上运行的周期
B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的速度小于轨道Ⅱ上经过P点时的速度
C. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于轨道Ⅰ上经过P点时的加速度
D. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上Q点机械能小于轨道Ⅰ上P点机械能
6. 如图甲为旋转电枢式交流发电机的原理图，单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与可变电阻R连接，与R并联的交流电压表为理想电表，当时电压表示数是10V，线圈内阻不计。图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图像。则（ ）
A. 可变电阻R消耗的电功率为20WB. 1s内电流方向变化50次
C. 图甲所示位置的电流瞬时值为D. 磁通量的最大值为
7. 如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行，经过一段时间达到最大速度v。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，下列说法正确的是（ ）
A. 此时空气阻力大小为B. 额定功率为
C. 此时列车的加速度为D. 1号车厢对2号车厢的牵引力为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题列出的四个选项中有多个是符合题目要求的。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. 7月31日，邓雅文在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中不畏强手，勇夺金牌，这是我国夺得的首枚自由式小轮车项目的奥运金牌。比赛过程中的某个片段可以简化为图示过程，她先后两次从坡道A点滑出，均落至B点，第二次的滞空时间比第一次长，空中运动过程忽略一切阻力。则（ ）
A. 两次滑出速度方向相同B. 两次腾空最大高度不同
C. 第二次滑出速度一定大D. 第一次在最高点速度大
9. 如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和，A、D两点分别固定等量异号的点电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 点与点的电场强度大小相等
B. 点与点的电场强度方向相同
C. 点与点的电势差等于点与点的电势差
D. 将试探电荷由F点沿直线移动到O点，其电势能一直减小
10. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线MN所示，一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心O在边界MN上。时磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则圆环中产生的感应电流I及所受安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用电流表和电压表测定一节干电池电动势和内电阻，实验器材如下：
干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω）；
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
开关、导线若干。
（1）实验电路图选择______（选填“A”或“B”）。
（2）用笔画线代替导线，将图中器材在答题纸上连成实验电路。（ ）
（3）完成实验后，某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差。在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的U－I图像。本次实验分析误差的U－I图像是______。
12. 如图甲所示的力学实验装置在中学物理实验中经常用到。
（1）关于该装置，下列说法正确的是______。
A. 利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，必须平衡小车和木板间的摩擦力
B. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，可以将木板带有滑轮的一端适当垫高来平衡摩擦力
C. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡摩擦力
D. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系，平衡摩擦力时，不能悬挂钩码，夹上纸带后，轻推小车后，判断小车运动是否为匀速运动
（2）某实验小组成员用将图甲装置改进为图乙所示的装置做“探究外力做功与物体动能变化关系”实验。
①图丙为按正确的操作打出的一条纸带，纸带上的点均为计数点，相邻计数点时间间隔为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，则B点的速度可以表示为______，记录此次实验中力传感器的读数为F，已知小车的质量为M，钩码的总质量为m，则实验中要探究的结果为______（用题中所给的已知量和纸带上标出的量表示）。
②若实验小组成员实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，已知小车与木板间动摩擦因数恒定不变，根据多次实验数据画出了小车动能变化，与传感器所测的力对小车所做功W的关系图像，此图像应该是______。
A． B． C． D．
13. 如图甲所示，高为H圆柱形气缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通过加热来改变缸内的温度，气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为s的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在气缸口，气缸内气体温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）保持气体温度不变，将气缸竖直放置如图乙所示，求活塞距缸底的距离h；
（2）在气缸竖直放置时，接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热，一直到气体温度升高到。求此时气缸内气体的压强。
14. 如图所示，在xOy平面内，空间存在方向垂直纸面向外匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为、方向与y轴正方向夹角的速度沿纸面从坐标为的A点进入电场中，然后从坐标为的B点垂直x轴进入磁场区域，并通过坐标为的C点，最后从x轴上的D点（图中未画出）射出磁场。求：
（1）粒子通过B点时的速度大小以及电场强度的大小E；
（2）磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从A点运动到D点所用的时间t。
15. 在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一个小球C沿轨道以速度射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
（1）C与B结成D后，系统损失机械能；
（2）弹簧长度被锁定后，储存的弹性势能；
（3）在A球离开挡板P之后的运动过程中，A球的最大速度。2024-2025学年度高三年级九月份质量监测
物理试题
【注意事项】
1．本试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上，并检查条形码粘贴是否正确。
3．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，填空题和解答题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图为氢原子的能级示意图，至能级跃迁到基态放出的光子分别设为abcd。若用b照射某金属表面时能发生光电效应，则（ ）
A. a的能量大于c的能量B. b的频率小于d的频率
C. a的波长小于b的波长D. a光照射该金属一定能发生光电效应
【答案】B
【解析】
【详解】A．a是n=2能级跃迁到基态放出的光子，c是n=4能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，故a的能量小于c的能量，故A错误；
B．b是n=3能级跃迁到基态放出的光子，d是n=5能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，频率越大，故b的频率小于d的频率，故B正确；
C．a是n=2能级跃迁到基态放出的光子，b是n=3能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，频率越大，波长越小，故a的波长大于b的波长，故C错误；
D．若用b照射某金属表面时能发生光电效应，因a的频率小于b的频率，故a光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。
故选B。
2. 光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 光纤内芯的折射率比外套的小B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越小
C. 光从左端空气中进入光纤内芯后，其频率变大D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；
B．频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据
可知光在光纤中传播的速度越小，故B正确；
C．光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故C错误；
D．根据折射定律
根据全反射公式
解得
故，故D错误。
故选B。
3. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（ ）
A. B. .
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】BC．根据位移y随时间t变化的关系式，可知t = 0时原点处的波源向y轴正方向运动，当时波源回到原点处，故BC错误；
AD．当时波源向y轴负方向运动，而该简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确，D错误。
故选A。
4. 如图所示，水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个小球A和B，质量分别为m和2m。它们用细线连接，现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 细线对小球B的作用力大小为B. 推力F大小为
C. 斜面对整体的作用力大小为D. 斜面对A的作用力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意，对小球A分析，由平衡条件可知，在沿斜面方向细线对小球A的拉力大小等于小球A的重力沿斜面向下的分力
故A错误；
B．小球A、B在斜面上处于静止状态，对小球B受力如图所示
由平衡条件有
，
解得
，
故B正确；
D．在垂直斜面方向小球A受力平衡，因此斜面对小球A的作用力大小为
故D错误；
C．斜面对整体作用力大小为
故C错误。
故选B。
5. 2024年6月2日，嫦娥六号成功登录月球背面。如图所示：嫦娥六号在地球上发射，经地月转移轨道的P点实施近月制动进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过一系列调整进入准备落月的椭圆轨道Ⅱ，最终实现月背着陆，下列关于嫦娥六号的说法正确的是（ ）
A. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上运行的周期小于轨道Ⅱ上运行的周期
B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的速度小于轨道Ⅱ上经过P点时的速度
C. 嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于轨道Ⅰ上经过P点时的加速度
D. 嫦娥六号轨道Ⅱ上Q点机械能小于轨道Ⅰ上P点机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律有
因在轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，故嫦娥六号在轨道Ⅰ上运行的周期大于轨道Ⅱ上运行的周期，故A错误；
BD．沿轨道Ⅰ运动至P点后进入Ⅱ为向心运动，所以需要制动减速，故嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时速度大于轨道Ⅱ上经过P点时的速度，且机械能减小，而嫦娥六号在轨道Ⅱ上由P点到Q点，同一轨道机械能守恒，故嫦娥六号在轨道Ⅱ上Q点机械能小于轨道Ⅰ上P点机械能，故B错误，D正确；
C．根据牛顿第二定律有
可得
则嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，故C错误。
故选D。
6. 如图甲为旋转电枢式交流发电机的原理图，单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与可变电阻R连接，与R并联的交流电压表为理想电表，当时电压表示数是10V，线圈内阻不计。图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图像。则（ ）
A. 可变电阻R消耗的电功率为20WB. 1s内电流方向变化50次
C. 图甲所示位置的电流瞬时值为D. 磁通量的最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题知，电压表示数是10V，即为变电流电压的有效值，则可变电阻R消耗的电功率为
故A错误；
B．由图可知，交变电流的周期为0.02s ，频率为50Hz，所以1s内电流方向变化100次，故B错误；
C．图甲所示位置磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，则有
则此时电流为
故C正确；
D．由乙图可知，周期为0.02s，则角速度为
根据
可得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行，经过一段时间达到最大速度v。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，下列说法正确的是（ ）
A. 此时空气阻力大小为B. 额定功率为
C. 此时列车的加速度为D. 1号车厢对2号车厢的牵引力为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，列车的最大速度为v，列车对空气的阻力为f，对单位时间内的空气分析，由动量定理得
解得
当牵引力等于阻力时，列车速度最大，则有
当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，阻力为
故AB错误；
CD．当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，牵引力为
设1号车厢对2号车厢的作用力大小为，对2号、3号、4号车厢整体，由牛顿第二定律有
对4节车厢整体，由牛顿第二定律有
联立解得
,
故C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题列出的四个选项中有多个是符合题目要求的。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. 7月31日，邓雅文在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中不畏强手，勇夺金牌，这是我国夺得的首枚自由式小轮车项目的奥运金牌。比赛过程中的某个片段可以简化为图示过程，她先后两次从坡道A点滑出，均落至B点，第二次的滞空时间比第一次长，空中运动过程忽略一切阻力。则（ ）
A. 两次滑出速度方向相同B. 两次腾空最大高度不同
C. 第二次滑出速度一定大D. 第一次在最高点速度大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．对运动员运动分析可知，从坡道A点滑出后，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的对称性，即上升时间等于下降时间，由题知第二次的滞空时间比第一次长，所以第二次下降时间大于第一次，根据
可知，第二次腾空最大高度大于第一次，又因为两次水平位移相等，所以两次位移角不同，即两次滑出速度方向不相同，故A错误，B正确；
CD．因为第二次下降时间大于第一次，且两次水平位移相等，根据
知，第二次滑出后水平分速度小于第一次，即第二次在最高点速度小，又由
可知，第二次滑出后竖直分速度大于第一次，所以第二次滑出速度不一定大，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和，A、D两点分别固定等量异号的点电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 点与点的电场强度大小相等
B. 点与点的电场强度方向相同
C. 点与点的电势差等于点与点的电势差
D. 将试探电荷由F点沿直线移动到O点，其电势能一直减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知，点与点的电场强度大小相等，故A正确；
B．由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知，点与点的电场强度方向不相同，故B错误；
C．根据等量异种电荷所形成的电场的特性可知，将O点与连接，可知连线的电势为0，分别作的平行线和，如图所示
可知平面的电势为零，因到平面的距离与到平面的距离相等，根据等量异种电荷的电场分布规律可知，两点与平面的平均电场强度相等，则根据
则点与点的电势差等于点与点的电势差，故C正确；
D．正六棱柱上表面如图所示
由几何关系可知，正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF，负电荷在K点的场强方向指向D点，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，而在F点的合场强与OF的夹角为钝角，因此将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，电场力先做负功后做正功，则有其电势能先增大后减小，故D错误。
故选AC。
10. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线MN所示，一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心O在边界MN上。时磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则圆环中产生的感应电流I及所受安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律
因通过圆环的磁通量变化率为定值，故圆环中的电动势、电流的大小和方向不变，故A正确，B错误；
CD．根据
因电流I和有效长度L都不变，故F随B的变化而变化，故图像与类似，故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验器材如下：
干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω）；
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
开关、导线若干。
（1）实验电路图选择______（选填“A”或“B”）。
（2）用笔画线代替导线，将图中的器材在答题纸上连成实验电路。（ ）
（3）完成实验后，某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差。在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的U－I图像。本次实验分析误差的U－I图像是______。
【答案】 ①. A ②. ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]因为电源内阻较小，接近电流表内阻，为了减小误差，所以电流表采用相对电源外接，故选A图。
（2）[2]根据电路图得实物连接图如图所示
（3）[3]由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小，但当电压为零时，电压表的内阻对测量没有影响，实线和虚线重合，故选A。
12. 如图甲所示的力学实验装置在中学物理实验中经常用到。
（1）关于该装置，下列说法正确的是______。
A. 利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，必须平衡小车和木板间的摩擦力
B. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，可以将木板带有滑轮的一端适当垫高来平衡摩擦力
C. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡摩擦力
D. 利用该装置探究小车的加速度与质量关系，平衡摩擦力时，不能悬挂钩码，夹上纸带后，轻推小车后，判断小车运动是否为匀速运动
（2）某实验小组成员用将图甲装置改进为图乙所示的装置做“探究外力做功与物体动能变化关系”实验。
①图丙为按正确的操作打出的一条纸带，纸带上的点均为计数点，相邻计数点时间间隔为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，则B点的速度可以表示为______，记录此次实验中力传感器的读数为F，已知小车的质量为M，钩码的总质量为m，则实验中要探究的结果为______（用题中所给的已知量和纸带上标出的量表示）。
②若实验小组成员实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，已知小车与木板间动摩擦因数恒定不变，根据多次实验数据画出了小车动能变化，与传感器所测的力对小车所做功W的关系图像，此图像应该是______。
A． B． C． D．
【答案】（1）D （2） ①. ②. ③. A
【解析】
【小问1详解】
A．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，只要小车加速运动即可，不需要平衡小车和木板间的摩擦力，故A错误；
B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高来平衡摩擦力，故B错误；
C．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，平衡摩擦力时
两边消掉m，则每次改变小车的质量后不需要必须重新平衡摩擦力，故C错误；
D．平衡摩擦力时，不需要悬挂钩码，轻推小车后，只需要判断小车拖着纸带运动是否为匀速运动，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
①[1]如图A点的速度可以表示为
图中B点的速度可以表示为
[2]记录此次实验中力传感器的读数为F，已知小车的质量为M，钩码的总质量为m，则实验中要探究的结果为
②由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，所以由动能定理得
Fx-fx=ΔEk
则有
可知与W仍成正比例关系。
故选A。
13. 如图甲所示，高为H圆柱形气缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通过加热来改变缸内的温度，气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为s的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在气缸口，气缸内气体温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）保持气体温度不变，将气缸竖直放置如图乙所示，求活塞距缸底的距离h；
（2）在气缸竖直放置时，接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热，一直到气体温度升高到。求此时气缸内气体的压强。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由水平到竖直位置为等温过程，由玻意耳定律
活塞受力平衡
解得
【小问2详解】
假设活塞刚好到达气缸口时，气体温度为，由盖—吕萨克定律
解得
此后气体体积不再变化，由查理定律得
解得
或由气体实验定律得
解得
14. 如图所示，在xOy平面内，空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为、方向与y轴正方向夹角的速度沿纸面从坐标为的A点进入电场中，然后从坐标为的B点垂直x轴进入磁场区域，并通过坐标为的C点，最后从x轴上的D点（图中未画出）射出磁场。求：
（1）粒子通过B点时的速度大小以及电场强度的大小E；
（2）磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从A点运动到D点所用的时间t。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
在B点速度竖直向上，所以
解得
由A到B，由动能定理得
解得
【小问2详解】
由几何关系
解得
粒子做圆周运动，由牛顿第二定律
解得
【小问3详解】
由A到B在竖直方向匀速运动
解得
B到D半个圆周
解得
总时间
15. 在原子核物理中，研究核子与核子关联最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一个小球C沿轨道以速度射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
（1）C与B结成D后，系统损失的机械能；
（2）弹簧长度被锁定后，储存的弹性势能；
（3）在A球离开挡板P之后的运动过程中，A球的最大速度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设C球与B球结成D时，D的速度为，由动量守恒定律得
损失的机械能为
解得
【小问2详解】
弹簧被锁定时，A、D速度相等，由动量守恒定律得
由能量守恒
解得
【小问3详解】
在A刚要离开挡板时，弹簧弹性势能转化为D的动能，由能量守恒定律得
解得
弹簧再次恢复原长时，A球速度最大，由动量守恒和机械能守恒得
解得