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2024届安徽省高三第一次模拟考试物理试题 解析版
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这是一份2024届安徽省高三第一次模拟考试物理试题 解析版，共17页。试卷主要包含了中国空间站等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．小蚂蚁从a点沿着边长为L的立方体三条棱ab、bc、cd运动到d点，在三条棱上运动的时间相同，则小蚂蚁（ ）
A．从a运动到c的位移大小为
B．从a到c的位移与从b到d的位移相同
C．从a到c的平均速度是从a到b平均速度的倍
D．从a到b的平均速度是从a到d平均速度的倍
【答案】D
【详解】A．小蚂蚁从a到c的位移大小为
故A错误；
B．从a到c的位移与从b到d的位移大小相同，方向不同，故B错误；
C．设小蚂蚁在每一条棱上运动的时间为t，则在ab段的平均速度大小为
从a到c的平均速度大小为
故C错误；
D．从a到d的平均速度大小为
故D正确。
故选D。
2．2023年8月24日，东京电力公司开始将福岛核电站储存罐中的核污染水排入大海。福岛核污染水中包含氚、碳14、钌106、钴60、锶90、铯134、铯137、钚239等63种放射性颗粒，它们先被送入“多核素去除设备”进行净化处理，污水中部分放射性物质通过化学反应变成其他化合物沉淀，但包括“氚”等在内的多种放射性元素仍难以彻底清除，其中钚239的衰变方程为。对此，下列说法正确的是（ ）
A．氚是X的放射性同位素
B．核污染水中包含的放射性物质衰变时会发出α、β、γ射线，γ射线穿透能力最强
C．钚发生的是α衰变，γ射线是由于核中中子衰变为质子而放出
D．经过“多核素去除设备”变成其他化合物沉淀的放射性物质，其半衰期将会减小
【答案】B
【详解】A．钚239的衰变方程为，由质量数和电荷数守恒，可知X是，氚是氢的同位素，不是的同位素，故A错误；
B．在α、β、γ射线中，γ射线穿透能力最强，故B正确；
C．钚发生的是α衰变，β射线是由于核中中子衰变为质子而放出，γ射线是原子核从高能级向低能级跃进时辐射出来的，故C错误；
D．半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，与温度、压强、是否为化合物还是单质均无关，故D错误。
故选B。
3．一简易起重装置如图所示，为上端带有轻质定滑轮的竖直固定支架，为质量不计的轻杆，杆的一端用铰链固定在支架上，另一端悬挂一重物，轻质钢丝绳连接端并跨过滑轮连接在卷扬机上。开始时，，现使缓缓变小，直到。不计一切阻力，在此过程中（ ）
A．杆所受的力大小不变B．杆所受的力先增大后减小
C．钢丝绳受到的力大小不变D．钢丝绳受到的力逐渐增大
【答案】A
【详解】以结点为研究对象，作出力的合成如图所示
根据三角形相似有
解得
，
在缓慢变小的过程中，、不变, 减小，故作用在杆上的力大小不变；作用在钢丝绳上的力减小。
故选A。
4．如图所示为正在使用的修正带，大齿轮齿数为 N₁，小齿轮齿数为N₂，A、B分别为大、小齿轮边缘上的点。 下列说法正确的是（ ）
A．大小齿轮转动的方向相同
B．A、B两点的线速度大小之比为 N1：N2
C．A、B两点的角速度大小之比为 N2：N1
D．A、B两点的向心加速度大小之比为
【答案】C
【详解】A．大小齿轮转动的方向相反，故选项A错误；
B．A、B两点的线速度大小之比为1∶1，故选项B错误；
C．A、B两点的角速度
所以角速度之比
故选项C正确；
D．A、B两点的向心加速度
所以向心加速度之比
故选项D错误。
故选C。
5．一只小船渡河，水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸，小船在垂直于河岸的方向上分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，初速度大小相同，运动轨迹如图所示，已知小船在渡河过程中船头方向始终不变，则（ ）
A．小船沿三条不同轨迹渡河的时间相同
B．小船沿AB轨迹渡河所用时间最短
C．小船沿AD轨迹渡河，船靠岸时速度最大
D．AD是小船沿垂直于河岸的方向做匀减速运动的轨迹
【答案】D
【详解】D.由于水流的速度恒定不变，小船沿着河岸相同的时间内，运动相同的距离，从运动轨迹可知，AC在垂直河岸方向，相同的时间内，位移逐渐增加，做匀加速运动；AB在垂直河岸方向，相同的时间内，位移保持不变，做匀速运动；AD在垂直河岸方向，相同的时间内，位移逐渐减小，做匀减速运动，故D正确；
AB.在沿着河岸方向，位移越大，用时越长，因此AD用时最长，AC用时最短，故AB错误；
C．船靠岸时的速度大小为
AC轨迹渡河，用时最短，平均速度最大，又由于是匀加速运动，到达对岸时，垂直河岸方向的分速度最大，所以船靠岸时速度最大，故C错误。
故选D。
6．中国空间站（CSS）是中国建成的国家级太空实验室。如题图所示，空间站A绕地球B以及地球B绕太阳C的运动都可认为是匀速圆周运动。若太阳与地球间的距离是地球与空间站距离的m倍，太阳质量是地球质量的n倍，地球绕太阳运动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．空间站A运行的线速度大小大于
B．空间站A运行的周期为
C．空间站A的运行速度与地球的运行速度大小之比为
D．空间站A减速会离开地球的束缚飞向太阳
【答案】B
【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球表面做匀速圆周运动的最大速度，为7.9km/s，空间站A离地面一定高度，其运行的线速度大小一定小于7.9km/s。故A错误；
B．设空间站A到地球的距离为R，地球的质量为M，空间站做圆周运动的周期为由牛顿第二定律可得
同理，地球绕太阳做匀速圆周运动，有
联立，解得
故B正确；
C．根据可得空间站A的运行速度与地球的运行速度大小之比为
故C错误；
D．空间站A减速会近心运动落向地球，故D错误。
故选B。
7．如图所示，有甲、乙两个完全相同、带轻质活塞、内壁光滑的导热汽缸。内部封闭相同质量的同种理想气体，初始状态下气体的温度均为27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。现分别对汽缸加热，使得甲、乙汽缸中气体的温度都上升到127℃，发现汽缸甲内气体吸收了800J热量，汽缸乙内气体吸收了1000J热量。已知大气压p0=1105Pa，下面说法正确的是（ ）
A．温度升高到127℃过程中，甲、乙中气体内能都增加800J
B．温度升高到127℃过程中，乙中气体对外做功600J
C．温度升高到127℃过程中，乙中气体体积增量为
D．温度为27℃时，甲、乙中气体的体积均为
【答案】AC
【详解】A．根据热力学第一定律
对于甲中气体，由于气体既不对外做功，外界也不对气体做功，因此有
，
可知，汽缸甲内气体吸收了800J热量，其内能都增加800J，而汽缸乙中气体与甲中气体完全相同，当完全相同的气体从同一温度升高到另一相同温度时其内能也一定相同，因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能相同，而对于一定量的同种气体而言，分子平均动能相同，则其内能相同，因此可知，乙汽缸中气体内也增加了800J，故A正确；
B．根据根据热力学第一定律
可知，汽缸乙内气体吸收了1000J热量，而气体内能增加了800J，则可知乙中气体对外做功200J，故B错误；
CD．设甲乙两汽缸初始时气体的体积均为，根据题意可知，乙汽缸在给气体加热的过程中发生的是等压变化，设温度升高到127℃时体积变为，则由盖吕萨克定律可得
式中
，
解得
而
式中
，
解得
则可知温度升高到127℃过程中，乙中气体体积增量为
故C正确，D错误。
故选AC。
8．在某静电场中，x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，规定x轴正向为场强正方向。下列判断正确的是（ ）
A．和处的电场强度相等
B．从处到处，电势逐渐降低
C．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，速度先增大后减小
D．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，电势能先减小后增大
【答案】BD
【详解】A．和处的电场强度大小相等，方向相反，故A错误；
B．从处到处，场强为正值，则场强方向沿x轴正向，则电势逐渐降低，故B正确；
C．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，电场力一直做负功，动能一直减小，则速度一直减小，故C错误；
D．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，从处到处，电场力做正功，从处到处，电场力做负功，则电势能先减小后增大，故D正确。
故选BD。
9．如图所示，在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中，理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、，理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1示数增大，电流表A1示数增大
B．电压表V2示数减小，电流表A3示数增大
C．
D．
【答案】BC
【详解】AB．滑片P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流增大，即电流表A1示数增大，路端电压减小，电压表V1示数减小，电阻R1分压增大，并联支路电压减小，即电压表V2示数减小，通过电阻R2的电流减小，即电流表A2示数减小，总电流等于通过电流表A2、A3的电流之和，所以电流表A3示数增大，A错误，B正确；
C．由于电流表A1示数增大，A2示数减小，A3示数增大，有，C正确；
D．由闭合电路欧姆定律可得，，则有，D错误。
故选BC。
10．如图所示，一质量为m、长为L，上表面光滑的木板A静止在光滑水平面上，其左端固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧，弹簧原长为l0，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一质量为2m、可视为质点的物块B以初速度v0从木板的最右端向左滑动，而后压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内）。当弹簧的弹性势能最大时，细绳恰好被拉断，之后A可在桌面上滑动。已知弹簧弹性势能的表达式，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。则（ ）
A．弹性势能的最大值为
B．细绳所能承受的最大拉力
C．小物块B滑离木板A时，物块B的对地位移
D．若把B换成质量为2.5m的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向不发生变化
【答案】BC
【详解】AB．细绳恰好被拉断时，小滑块B的速度为零，细绳承受的拉力最大，设细绳最大拉力为，设此时弹簧的压缩量为，则有
由能量守恒可得，弹性势能的最大值为
解得细绳所能承受的最大拉力
故A错误，B正确；
C．细绳被拉断后小物块B与木板A组成的系统动量守恒，有
则
即
根据几何关系有
小物块B滑离木板A时，物块B的对地位移
故C正确；
D．根据动量守恒可知，B的质量越大，物块在运动过程中速度方向越不容易发生变化，设把B换成质量为的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向恰不发生变化，小物块B向左运动将弹簧压缩后，细绳被拉断，设此时小物块B速度大小为，根据能量守恒有
此后在弹簧弹力作用下小物块B做减速运动，设弹簧恢复原长时小物块B速度恰减小为零，此时木板A的速度为，则有
解得
故若把B换成质量为2.5m的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向发生变化，故D错误。
故选BC。
二、实验题：本题共2小题，共21分。
11．某同学用如图甲所示装置测当地重力加速度。光电门固定在铁架台上，与电子计时器连接，且离铁架台的底座有足够的高度，a、b是两个完全相同的小球，用长为L的细线连接。
（1）实验先用螺旋测微器测出小球直径，示数如图乙所示，则小球的直径d= cm。
（2）用手提着a球，使力球悬吊，两球静止在光电门正上方。由静止释放a球，光电计时器记录b球和a球通过光电门时的遮光时间分别为t1、t2，则b球通过光电门时，a球的速度大小为v1= ，当地的重力加速度g= （用题中字母表示）。
【答案】 0.6700
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测出小球直径
d=6.5mm+0.01mm×20.0=6.700mm=0.6700cm
（2）[2][3]b球通过光电门时，两球的速度相等，即a球的速度大小为
v1=
a球通过光电门时的速度
v2=
根据
可得
12．某同学利用如图甲所示的电路测量一节电量即将耗尽的磷酸铁锂电池的电动势E和内阻r，选用的器材如下：
A．毫安表mA（量程为，内阻为）；
B．电压表V（量程为3V，内阻很大）；
C．电阻箱（）；
D．滑动变阻器（）；
E．磷酸铁锂电池（标称电压为3.2V）；
F．开关一个、导线若干。
（1）由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表，图甲中电阻箱应调整为 。
（2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表的示数为U，毫安表的示数为I。
（3）描点得到如图乙所示的图像，通过分析可知电源的电动势 V，电源的内阻 。（结果均保留两位有效数字）
（4）电动势的测量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 2.0/2 2.7 0.29 等于
【详解】（1）[1]根据串并联特点有
即
解得
（3）[2][3]和并联后的电阻
根据闭合电路欧姆定律有
结合题中图像可知，时
时
解得
（4）[4]该实验设计上不存在系统误差，所以电动势的测量值等于真实值。
三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．我国自行研制的“天问号”火星探测器于年月日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。如图所示，探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间落地。已知引力常量为，火星的半径为，求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量及平均密度；
（3）探测器在火星近地圆轨道速度。
【答案】（1）；（2），；（3）
【详解】（1）由自由落体运动得
解得
（2）设火星表面有一质量为m的物体，则
解得
密度为
解得
（3）探测器在近地圆轨道做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
解得
14．如图所示，粗糙水平地面上固定一半径的光滑圆弧轨道ABCD，圆弧轨道与水平地面相切于A点，O为圆弧轨道的圆心，OA竖直，B、D两点与圆心O等高。在BD的上方、OA的右方存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场，一质量、电荷量的带负电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过P点时的动能为．已知滑块与地面间的动摩擦因数，，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小。
（1）若，求滑块运动到A点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）若滑块能进入且不脱离（从D点离开不属于脱离）圆弧轨道，求的取值范围。
【答案】（1）20N；（2）或
【详解】（1）设滑块到达A点时的速度大小为，根据动能定理并结合牛顿运动定律有
由牛顿第三定律有
解得
（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为、大小
的等效重力从而做圆周运动，其中
若滑块恰好进入圆弧轨道，则有
若滑块恰好到达与圆心等效等高点，由能量守恒定律得
解得
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v，则有
解得
综上所述的取值范围为或。
15．某兴趣小组设计了一个磁悬浮列车的驱动模型，简化原理如图甲所示，平面（纸面）内有宽为，关于轴对称的磁场区域，磁感应强度大小为，变化规律如图乙所示。长为，宽为的矩形金属线框放置在图中所示位置，其中边与轴重合，边分别与磁场的上下边界重合。当磁场以速度沿轴向左匀速运动时，会驱动线框运动，线框受到的阻力大小恒为。已知线框的质量为，总电阻为。
（1）求磁场刚开始运动时，通过线框的感应电流的大小和方向；
（2）求线框稳定运动时的速度大小；
（3）某时刻磁场停止运动，此后线框运动时间后停止，求时间内线框运动的距离；
（4）在磁悬浮列车的实际模型中，磁场应强度的大小是随时间和空间同时变化的，即，若将线框固定不动，求在时间内线框产生的热量。
【答案】（1），沿顺时针方向；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由右手定则得，感应电流沿顺时针方向
解得
（2）线框稳定运动后，电流大小为
安培力大小为
由受力平衡可知
解得
（3）由动量定理可得
即
解得
（4）该磁场可等效为磁感应强度为，且以速度运动的磁场，在线框中产生正弦式交流电，电动势的最大值为
故产生的热量为
解得
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．小蚂蚁从a点沿着边长为L的立方体三条棱ab、bc、cd运动到d点，在三条棱上运动的时间相同，则小蚂蚁（ ）
A．从a运动到c的位移大小为
B．从a到c的位移与从b到d的位移相同
C．从a到c的平均速度是从a到b平均速度的倍
D．从a到b的平均速度是从a到d平均速度的倍
【答案】D
【详解】A．小蚂蚁从a到c的位移大小为
故A错误；
B．从a到c的位移与从b到d的位移大小相同，方向不同，故B错误；
C．设小蚂蚁在每一条棱上运动的时间为t，则在ab段的平均速度大小为
从a到c的平均速度大小为
故C错误；
D．从a到d的平均速度大小为
故D正确。
故选D。
2．2023年8月24日，东京电力公司开始将福岛核电站储存罐中的核污染水排入大海。福岛核污染水中包含氚、碳14、钌106、钴60、锶90、铯134、铯137、钚239等63种放射性颗粒，它们先被送入“多核素去除设备”进行净化处理，污水中部分放射性物质通过化学反应变成其他化合物沉淀，但包括“氚”等在内的多种放射性元素仍难以彻底清除，其中钚239的衰变方程为。对此，下列说法正确的是（ ）
A．氚是X的放射性同位素
B．核污染水中包含的放射性物质衰变时会发出α、β、γ射线，γ射线穿透能力最强
C．钚发生的是α衰变，γ射线是由于核中中子衰变为质子而放出
D．经过“多核素去除设备”变成其他化合物沉淀的放射性物质，其半衰期将会减小
【答案】B
【详解】A．钚239的衰变方程为，由质量数和电荷数守恒，可知X是，氚是氢的同位素，不是的同位素，故A错误；
B．在α、β、γ射线中，γ射线穿透能力最强，故B正确；
C．钚发生的是α衰变，β射线是由于核中中子衰变为质子而放出，γ射线是原子核从高能级向低能级跃进时辐射出来的，故C错误；
D．半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，与温度、压强、是否为化合物还是单质均无关，故D错误。
故选B。
3．一简易起重装置如图所示，为上端带有轻质定滑轮的竖直固定支架，为质量不计的轻杆，杆的一端用铰链固定在支架上，另一端悬挂一重物，轻质钢丝绳连接端并跨过滑轮连接在卷扬机上。开始时，，现使缓缓变小，直到。不计一切阻力，在此过程中（ ）
A．杆所受的力大小不变B．杆所受的力先增大后减小
C．钢丝绳受到的力大小不变D．钢丝绳受到的力逐渐增大
【答案】A
【详解】以结点为研究对象，作出力的合成如图所示
根据三角形相似有
解得
，
在缓慢变小的过程中，、不变, 减小，故作用在杆上的力大小不变；作用在钢丝绳上的力减小。
故选A。
4．如图所示为正在使用的修正带，大齿轮齿数为 N₁，小齿轮齿数为N₂，A、B分别为大、小齿轮边缘上的点。 下列说法正确的是（ ）
A．大小齿轮转动的方向相同
B．A、B两点的线速度大小之比为 N1：N2
C．A、B两点的角速度大小之比为 N2：N1
D．A、B两点的向心加速度大小之比为
【答案】C
【详解】A．大小齿轮转动的方向相反，故选项A错误；
B．A、B两点的线速度大小之比为1∶1，故选项B错误；
C．A、B两点的角速度
所以角速度之比
故选项C正确；
D．A、B两点的向心加速度
所以向心加速度之比
故选项D错误。
故选C。
5．一只小船渡河，水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸，小船在垂直于河岸的方向上分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，初速度大小相同，运动轨迹如图所示，已知小船在渡河过程中船头方向始终不变，则（ ）
A．小船沿三条不同轨迹渡河的时间相同
B．小船沿AB轨迹渡河所用时间最短
C．小船沿AD轨迹渡河，船靠岸时速度最大
D．AD是小船沿垂直于河岸的方向做匀减速运动的轨迹
【答案】D
【详解】D.由于水流的速度恒定不变，小船沿着河岸相同的时间内，运动相同的距离，从运动轨迹可知，AC在垂直河岸方向，相同的时间内，位移逐渐增加，做匀加速运动；AB在垂直河岸方向，相同的时间内，位移保持不变，做匀速运动；AD在垂直河岸方向，相同的时间内，位移逐渐减小，做匀减速运动，故D正确；
AB.在沿着河岸方向，位移越大，用时越长，因此AD用时最长，AC用时最短，故AB错误；
C．船靠岸时的速度大小为
AC轨迹渡河，用时最短，平均速度最大，又由于是匀加速运动，到达对岸时，垂直河岸方向的分速度最大，所以船靠岸时速度最大，故C错误。
故选D。
6．中国空间站（CSS）是中国建成的国家级太空实验室。如题图所示，空间站A绕地球B以及地球B绕太阳C的运动都可认为是匀速圆周运动。若太阳与地球间的距离是地球与空间站距离的m倍，太阳质量是地球质量的n倍，地球绕太阳运动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．空间站A运行的线速度大小大于
B．空间站A运行的周期为
C．空间站A的运行速度与地球的运行速度大小之比为
D．空间站A减速会离开地球的束缚飞向太阳
【答案】B
【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球表面做匀速圆周运动的最大速度，为7.9km/s，空间站A离地面一定高度，其运行的线速度大小一定小于7.9km/s。故A错误；
B．设空间站A到地球的距离为R，地球的质量为M，空间站做圆周运动的周期为由牛顿第二定律可得
同理，地球绕太阳做匀速圆周运动，有
联立，解得
故B正确；
C．根据可得空间站A的运行速度与地球的运行速度大小之比为
故C错误；
D．空间站A减速会近心运动落向地球，故D错误。
故选B。
7．如图所示，有甲、乙两个完全相同、带轻质活塞、内壁光滑的导热汽缸。内部封闭相同质量的同种理想气体，初始状态下气体的温度均为27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。现分别对汽缸加热，使得甲、乙汽缸中气体的温度都上升到127℃，发现汽缸甲内气体吸收了800J热量，汽缸乙内气体吸收了1000J热量。已知大气压p0=1105Pa，下面说法正确的是（ ）
A．温度升高到127℃过程中，甲、乙中气体内能都增加800J
B．温度升高到127℃过程中，乙中气体对外做功600J
C．温度升高到127℃过程中，乙中气体体积增量为
D．温度为27℃时，甲、乙中气体的体积均为
【答案】AC
【详解】A．根据热力学第一定律
对于甲中气体，由于气体既不对外做功，外界也不对气体做功，因此有
，
可知，汽缸甲内气体吸收了800J热量，其内能都增加800J，而汽缸乙中气体与甲中气体完全相同，当完全相同的气体从同一温度升高到另一相同温度时其内能也一定相同，因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能相同，而对于一定量的同种气体而言，分子平均动能相同，则其内能相同，因此可知，乙汽缸中气体内也增加了800J，故A正确；
B．根据根据热力学第一定律
可知，汽缸乙内气体吸收了1000J热量，而气体内能增加了800J，则可知乙中气体对外做功200J，故B错误；
CD．设甲乙两汽缸初始时气体的体积均为，根据题意可知，乙汽缸在给气体加热的过程中发生的是等压变化，设温度升高到127℃时体积变为，则由盖吕萨克定律可得
式中
，
解得
而
式中
，
解得
则可知温度升高到127℃过程中，乙中气体体积增量为
故C正确，D错误。
故选AC。
8．在某静电场中，x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，规定x轴正向为场强正方向。下列判断正确的是（ ）
A．和处的电场强度相等
B．从处到处，电势逐渐降低
C．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，速度先增大后减小
D．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，电势能先减小后增大
【答案】BD
【详解】A．和处的电场强度大小相等，方向相反，故A错误；
B．从处到处，场强为正值，则场强方向沿x轴正向，则电势逐渐降低，故B正确；
C．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，电场力一直做负功，动能一直减小，则速度一直减小，故C错误；
D．一电子只在电场力作用下从处沿直线运动到处，从处到处，电场力做正功，从处到处，电场力做负功，则电势能先减小后增大，故D正确。
故选BD。
9．如图所示，在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中，理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、，理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1示数增大，电流表A1示数增大
B．电压表V2示数减小，电流表A3示数增大
C．
D．
【答案】BC
【详解】AB．滑片P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，干路电流增大，即电流表A1示数增大，路端电压减小，电压表V1示数减小，电阻R1分压增大，并联支路电压减小，即电压表V2示数减小，通过电阻R2的电流减小，即电流表A2示数减小，总电流等于通过电流表A2、A3的电流之和，所以电流表A3示数增大，A错误，B正确；
C．由于电流表A1示数增大，A2示数减小，A3示数增大，有，C正确；
D．由闭合电路欧姆定律可得，，则有，D错误。
故选BC。
10．如图所示，一质量为m、长为L，上表面光滑的木板A静止在光滑水平面上，其左端固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧，弹簧原长为l0，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一质量为2m、可视为质点的物块B以初速度v0从木板的最右端向左滑动，而后压缩弹簧（弹簧始终在弹性限度内）。当弹簧的弹性势能最大时，细绳恰好被拉断，之后A可在桌面上滑动。已知弹簧弹性势能的表达式，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。则（ ）
A．弹性势能的最大值为
B．细绳所能承受的最大拉力
C．小物块B滑离木板A时，物块B的对地位移
D．若把B换成质量为2.5m的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向不发生变化
【答案】BC
【详解】AB．细绳恰好被拉断时，小滑块B的速度为零，细绳承受的拉力最大，设细绳最大拉力为，设此时弹簧的压缩量为，则有
由能量守恒可得，弹性势能的最大值为
解得细绳所能承受的最大拉力
故A错误，B正确；
C．细绳被拉断后小物块B与木板A组成的系统动量守恒，有
则
即
根据几何关系有
小物块B滑离木板A时，物块B的对地位移
故C正确；
D．根据动量守恒可知，B的质量越大，物块在运动过程中速度方向越不容易发生变化，设把B换成质量为的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向恰不发生变化，小物块B向左运动将弹簧压缩后，细绳被拉断，设此时小物块B速度大小为，根据能量守恒有
此后在弹簧弹力作用下小物块B做减速运动，设弹簧恢复原长时小物块B速度恰减小为零，此时木板A的速度为，则有
解得
故若把B换成质量为2.5m的物块，其他条件不变，则物块在运动过程中速度方向发生变化，故D错误。
故选BC。
二、实验题：本题共2小题，共21分。
11．某同学用如图甲所示装置测当地重力加速度。光电门固定在铁架台上，与电子计时器连接，且离铁架台的底座有足够的高度，a、b是两个完全相同的小球，用长为L的细线连接。
（1）实验先用螺旋测微器测出小球直径，示数如图乙所示，则小球的直径d= cm。
（2）用手提着a球，使力球悬吊，两球静止在光电门正上方。由静止释放a球，光电计时器记录b球和a球通过光电门时的遮光时间分别为t1、t2，则b球通过光电门时，a球的速度大小为v1= ，当地的重力加速度g= （用题中字母表示）。
【答案】 0.6700
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测出小球直径
d=6.5mm+0.01mm×20.0=6.700mm=0.6700cm
（2）[2][3]b球通过光电门时，两球的速度相等，即a球的速度大小为
v1=
a球通过光电门时的速度
v2=
根据
可得
12．某同学利用如图甲所示的电路测量一节电量即将耗尽的磷酸铁锂电池的电动势E和内阻r，选用的器材如下：
A．毫安表mA（量程为，内阻为）；
B．电压表V（量程为3V，内阻很大）；
C．电阻箱（）；
D．滑动变阻器（）；
E．磷酸铁锂电池（标称电压为3.2V）；
F．开关一个、导线若干。
（1）由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表，图甲中电阻箱应调整为 。
（2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表的示数为U，毫安表的示数为I。
（3）描点得到如图乙所示的图像，通过分析可知电源的电动势 V，电源的内阻 。（结果均保留两位有效数字）
（4）电动势的测量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 2.0/2 2.7 0.29 等于
【详解】（1）[1]根据串并联特点有
即
解得
（3）[2][3]和并联后的电阻
根据闭合电路欧姆定律有
结合题中图像可知，时
时
解得
（4）[4]该实验设计上不存在系统误差，所以电动势的测量值等于真实值。
三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．我国自行研制的“天问号”火星探测器于年月日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。如图所示，探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间落地。已知引力常量为，火星的半径为，求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量及平均密度；
（3）探测器在火星近地圆轨道速度。
【答案】（1）；（2），；（3）
【详解】（1）由自由落体运动得
解得
（2）设火星表面有一质量为m的物体，则
解得
密度为
解得
（3）探测器在近地圆轨道做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
解得
14．如图所示，粗糙水平地面上固定一半径的光滑圆弧轨道ABCD，圆弧轨道与水平地面相切于A点，O为圆弧轨道的圆心，OA竖直，B、D两点与圆心O等高。在BD的上方、OA的右方存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场，一质量、电荷量的带负电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过P点时的动能为．已知滑块与地面间的动摩擦因数，，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小。
（1）若，求滑块运动到A点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）若滑块能进入且不脱离（从D点离开不属于脱离）圆弧轨道，求的取值范围。
【答案】（1）20N；（2）或
【详解】（1）设滑块到达A点时的速度大小为，根据动能定理并结合牛顿运动定律有
由牛顿第三定律有
解得
（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为、大小
的等效重力从而做圆周运动，其中
若滑块恰好进入圆弧轨道，则有
若滑块恰好到达与圆心等效等高点，由能量守恒定律得
解得
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v，则有
解得
综上所述的取值范围为或。
15．某兴趣小组设计了一个磁悬浮列车的驱动模型，简化原理如图甲所示，平面（纸面）内有宽为，关于轴对称的磁场区域，磁感应强度大小为，变化规律如图乙所示。长为，宽为的矩形金属线框放置在图中所示位置，其中边与轴重合，边分别与磁场的上下边界重合。当磁场以速度沿轴向左匀速运动时，会驱动线框运动，线框受到的阻力大小恒为。已知线框的质量为，总电阻为。
（1）求磁场刚开始运动时，通过线框的感应电流的大小和方向；
（2）求线框稳定运动时的速度大小；
（3）某时刻磁场停止运动，此后线框运动时间后停止，求时间内线框运动的距离；
（4）在磁悬浮列车的实际模型中，磁场应强度的大小是随时间和空间同时变化的，即，若将线框固定不动，求在时间内线框产生的热量。
【答案】（1），沿顺时针方向；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由右手定则得，感应电流沿顺时针方向
解得
（2）线框稳定运动后，电流大小为
安培力大小为
由受力平衡可知
解得
（3）由动量定理可得
即
解得
（4）该磁场可等效为磁感应强度为，且以速度运动的磁场，在线框中产生正弦式交流电，电动势的最大值为
故产生的热量为
解得
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