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2024高三下学期2月质量检测（一模）物理含解析
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这是一份2024高三下学期2月质量检测（一模）物理含解析，共29页。试卷主要包含了小题，每小题4分，共28分，8h等内容，欢迎下载使用。
物 理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核。下列对该图像的理解正确的是（ ）
A. 从图中可以看出，Fe原子核最稳定
B. 从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量
C. 从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量
D. 从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大
2. 如图所示，横截面为半圆柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是（ ）
A. 光线1为入射光线
B. 玻璃砖对该单色光的折射率为
C. 该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为
D. 光线2、3不可能相互垂直
3. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
4. 如图所示，在正三角形ABC的B、C两点沿垂直纸面方向固定两根通电直导线，电流方向如图所示，电流大小之比为。已知电流为I的通电直导线在与其相距d处产生的磁感应强度大小为（k为常数）。则下列说法正确的是（ ）
A. A点磁感应强度方向由B指向A
B. O点磁感应强度的方向由A指向O
C. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相反
D. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3
5. 2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. “天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B. “天绘五号”的线速度小于同步卫星的线速度
C. “天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力
D. 到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h
6. 如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为2∶3
B. 原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等
C. 电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍
D. 若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏
7. 如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为，规定无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ）
A. 试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能
B. 若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
C. 若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为
D. 若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能
二、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. 如图所示为一定质量的理想气体从状态a→b→c→d→a过程的图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行。则下列说法正确的是（ ）
A. 从状态a到状态b，气体对外做正功
B. 从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁分子数不变
C. 从状态c到状态d，气体向外放出热量
D. a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功
9. 碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏。在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞；已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、，假设碰撞的过程没有机械能损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 若碰后两车的运动方向相同，则一定有
B. 若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6
C. 若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有
D. 碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1
10. 如图所示，两间距为足够长光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度，不计导轨的电阻，。则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T
B. 0~4s内，外力F关于时间t的关系式为
C. 导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1V
D. 0~4s内，流过定值电阻的电荷量为4C
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。
12. 某同学测量某电阻的电阻值。
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a.待测电阻
b.电压表V（量程1V、内阻）
c电流表（量程2A、内阻）
d.电流表（量程30mA、内阻）
c.滑动变阻器
f.滑动变阻器
g.电阻箱（）
h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；
②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。
13. 如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的匾热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦。求：
（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；
（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小。
14. 传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）经过时间时，工料的速度大小；
（2）刚关闭电动机后，工料的加速度；
（3）传送带A、B两端间的距离。
15. 如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计。
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
2024届高三2月质量检测
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核。下列对该图像的理解正确的是（ ）
A. 从图中可以看出，Fe原子核最稳定
B. 从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量
C. 从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量
D. 从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．轻核可聚变为更稳定的核，重核可裂变为更稳定的核，则Fe原子核最稳定，A正确；
B．重核A裂变成原子核B和C时，由图可知，核子平均质量减小，裂变过程存在质量亏损，需要释放能量，B错误；
C．轻核D和E发生聚变生成原子核F时，由图可知，核子平均质量减小，聚变过程存在质量亏损，需要释放能量，C错误；
D．由图可知重核随原子序数的增加，原子核越不稳定，故比结合能越小，D错误。
故选A。
2. 如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是（ ）
A. 光线1为入射光线
B. 玻璃砖对该单色光的折射率为
C. 该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为
D. 光线2、3不可能相互垂直
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图分析可知3光线为入射光线，故A错误；
B．根据折射定律可知玻璃砖对该单色光的折射率为
故B错误；
C．根据全反射临界角公式可知
故C正确；
D．若入射角45°，则反射角为45°，光线2、3相互垂直，故D错误；
故选C。
3. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．圆盘转两圈时，小球C下降的位移为，根据位移—时间公式有
解得圆盘转两圈所用的时间为
故A错误；
BC．此时小球C的速度为
则圆盘和小球A角速度大小为
故B正确，C错误；
D．小球B的线速度大小为
故D错误；
故选B。
4. 如图所示，在正三角形ABC的B、C两点沿垂直纸面方向固定两根通电直导线，电流方向如图所示，电流大小之比为。已知电流为I的通电直导线在与其相距d处产生的磁感应强度大小为（k为常数）。则下列说法正确的是（ ）
A. A点磁感应强度的方向由B指向A
B. O点磁感应强度的方向由A指向O
C. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相反
D. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电流大小之比为，根据安培定则结合磁感应强度的矢量叠加如图：
故AB错误；
C．由上述分析可知，仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相同，故C错误；
D．仅将B处电流加倍，则A点的磁感应强度大小为
O点的磁感应强度大小为
可知A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3，故D正确；
故选D。
5. 2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. “天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B. “天绘五号”线速度小于同步卫星的线速度
C. “天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力
D. 到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h
【答案】D
【解析】
【详解】A．第二宇宙速度为脱离地球吸引的最小发射速度，“天绘五号”的发射速度小于第二宇宙速度，A错误；
B．根据
得
“天绘五号”的运动半径较小，则线速度较大，B错误；
C．由于质量未知，向心力大小不能比较，C错误；
D．同步卫星的运动周期为24h。当“天绘五号”比同步卫星多转动半周时，三者再次共线，则
得
D正确。
故选D。
6. 如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为2∶3
B. 原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等
C. 电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍
D. 若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏
【答案】C
【解析】
【详解】设每只灯泡正常发光的电流强度为I，额定电压为UL；
A．原线圈电流强度为I1=2I，副线圈电流强度为I2=3I，根据变压器原理可知
故A错误；
B．原线圈两端电压
U1=U-UL
副线圈两端电压UL，根据变压器原理可知
故B错误；
C．电源电压的有效值为
U=U1+UL
解得
U=2.5UL
故C正确；
D．若将小灯泡d拆除，根据可知，原线圈电流减小，小灯泡a、b不会被烧坏，故D错误；
故选C。
7. 如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为，规定无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ）
A. 试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能
B. 若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
C. 若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为
D. 若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据对称性可知，试探电荷在d点的电势能等于在e点的电势能，A错误；
B．只在a、b、c三点固定正电荷时，O点的电势为
则
若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
B正确；
C．若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则O点的电势为
则试探电荷在O点的电势能为
C错误；
D．若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，有几何关系可知，e点电势高于d点电势，则试探电荷在e点的电势能小于在d点的电势能，D错误。
故选B。
二、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. 如图所示为一定质量的理想气体从状态a→b→c→d→a过程的图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行。则下列说法正确的是（ ）
A. 从状态a到状态b，气体对外做正功
B. 从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁的分子数不变
C. 从状态c到状态d，气体向外放出热量
D. a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从状态a到状态b，气体体积增大，则气体对外做正功，故A正确；
B．从状态b到状态c，气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，根据
可知气体压强增大，又温度升高，气体平均动能增大，所以单位时间、单位面积撞击器壁的分子数增加，故B错误；
C．从状态c到状态d，气体温度不变，故内能不变；体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律
可知，气体放出热量，故C正确；
D．由
可得
图像上各点与原点连线的斜率越大，气体的压强越小，从状态a到状态b与从状态c到状态d，气体体积变化量在数值上相等，由状态a到状态b的平均压强小于状态c到状态d，所以a到b气体对外做的功小于c到d外界对气体做的功，故D错误；
故选AC。
9. 碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏。在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞；已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、，假设碰撞的过程没有机械能损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 若碰后两车的运动方向相同，则一定有
B. 若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6
C. 若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有
D. 碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据动量守恒与机械能守恒
得
，
可知，当时，两车速度方向相同，A正确；
B．若碰后黄车反向运动，则
则碰撞后黄车速度小于碰撞前的速度，碰撞前后黄车的速度大小之比不可能为5∶6，B错误；
C．若碰后黄车反向运动且速度大于红车，即
得
C正确；
D．设碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之为3∶1，即
得
不符合实际情况，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，两间距为足够长的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度，不计导轨的电阻，。则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T
B. 0~4s内，外力F关于时间t的关系式为
C. 导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1V
D. 0~4s内，流过定值电阻的电荷量为4C
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．导体棒沿导轨向上做匀速直线运动可得
联立求得
A正确；
B．导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立求得
B错误；
C．导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒速度为
求得
电动势为
C正确；
D．0~4s内，导体棒运动的位移是
电荷量为
D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 0.170 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，读数为
0.1cm+mm=0.170cm
（2）[2]滑块到光电门的速度为
根据机械能守恒定律有
解得
（3）[3]由（2）中表达式变形可知
可知若系统的机械能守恒，则
k=
12. 某同学测量某电阻的电阻值。
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a.待测电阻
b.电压表V（量程1V、内阻）
c.电流表（量程2A、内阻）
d.电流表（量程30mA、内阻）
c.滑动变阻器
f.滑动变阻器
g.电阻箱（）
h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；
②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。
【答案】（1）140 （2） ①. 串 ②. 600 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
指针指向“14”刻度，则电阻为Ω=140Ω；
【小问2详解】
①[1][2]根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有
Ω
②[3]电路中的电流约为
电流表应选择A2，由于电压表内阻已知，则电流表外接，电压表测待测电阻电压，的电流、电压测量更准确，减少实验误差。另外，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图
③[4]根据欧姆定律可知
13. 如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的匾热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦。求：
（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；
（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）将封闭气体的温度升高原来温度的，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）对活塞受力分析可知
将容器水平放置，设外力为F，则有
根据查理定律有
解得
14. 传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）经过时间时，工料速度大小；
（2）刚关闭电动机后，工料的加速度；
（3）传送带A、B两端间的距离。
【答案】（1）10m/s；（2）m/s2，方向沿传送带向下；（3）31.25m
【解析】
【详解】（1）对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
设经t时刻，工料与传送带共速则有
解得
s
再对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
根据速度—时间公式有
解得
m/s
（2）刚关闭电动机后，对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
m/s2
方向沿传送带向下；
（3）关闭发电机后，工料经恰好到达最高点B，则有工料先减速到与传送带共速，此时有
此后工料继续减速，此时受向上的摩擦力，由牛顿第二定律可得
因此继续向上运动的位移为
工料加速到与传送带共速时的位移满足
工料的速度从增大到的位移满足
则传送带A、B两端间的距离为
解得
m
15. 如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计。
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）带正电粒子经过点进入半圆形区域，并沿竖直半径方向做直线运动，所以粒子所受洛伦兹力与电场力二力平衡，由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向水平向左，所以粒子所受电场力方向水平向右，电场强度的方向水平向右，粒子在半圆形区域内匀速运动的时间为，则速度为
根据平衡条件有
解得
（2）若仅将半圆形区域内的磁场撤去，粒子仍从S处静止释放，粒子在半圆形区域内做类平抛运动，粒子在垂直于MN方向上做匀速直线运动，在平行于MN方向上做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示
粒子运动到半圆形区域的a点，垂直于MN方向的位移大小为
由数学知识可得粒子在平行于MN方向上的位移大小为
粒子在平行于MN方向上做匀加速直线运，则有
，
结合上述解得粒子的比荷
粒子从S到O过程，根据动能定理有
结合上述解得S、之间的电势差
（3）将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S处静止释放，由
可知粒子进入半圆形区域的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令粒子从b点射出半圆形区域，如图所示
设粒子在半圆形区域内运动的圆心角为，由余弦定理有
解得
粒子在磁场中圆周运动的周期
结合上述解得
粒子在半圆形区域内运动的时间
结合上述解得
物 理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核。下列对该图像的理解正确的是（ ）
A. 从图中可以看出，Fe原子核最稳定
B. 从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量
C. 从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量
D. 从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大
2. 如图所示，横截面为半圆柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是（ ）
A. 光线1为入射光线
B. 玻璃砖对该单色光的折射率为
C. 该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为
D. 光线2、3不可能相互垂直
3. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
4. 如图所示，在正三角形ABC的B、C两点沿垂直纸面方向固定两根通电直导线，电流方向如图所示，电流大小之比为。已知电流为I的通电直导线在与其相距d处产生的磁感应强度大小为（k为常数）。则下列说法正确的是（ ）
A. A点磁感应强度方向由B指向A
B. O点磁感应强度的方向由A指向O
C. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相反
D. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3
5. 2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. “天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B. “天绘五号”的线速度小于同步卫星的线速度
C. “天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力
D. 到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h
6. 如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为2∶3
B. 原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等
C. 电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍
D. 若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏
7. 如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为，规定无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ）
A. 试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能
B. 若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
C. 若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为
D. 若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能
二、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. 如图所示为一定质量的理想气体从状态a→b→c→d→a过程的图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行。则下列说法正确的是（ ）
A. 从状态a到状态b，气体对外做正功
B. 从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁分子数不变
C. 从状态c到状态d，气体向外放出热量
D. a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功
9. 碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏。在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞；已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、，假设碰撞的过程没有机械能损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 若碰后两车的运动方向相同，则一定有
B. 若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6
C. 若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有
D. 碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1
10. 如图所示，两间距为足够长光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度，不计导轨的电阻，。则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T
B. 0~4s内，外力F关于时间t的关系式为
C. 导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1V
D. 0~4s内，流过定值电阻的电荷量为4C
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。
12. 某同学测量某电阻的电阻值。
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a.待测电阻
b.电压表V（量程1V、内阻）
c电流表（量程2A、内阻）
d.电流表（量程30mA、内阻）
c.滑动变阻器
f.滑动变阻器
g.电阻箱（）
h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；
②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。
13. 如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的匾热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦。求：
（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；
（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小。
14. 传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）经过时间时，工料的速度大小；
（2）刚关闭电动机后，工料的加速度；
（3）传送带A、B两端间的距离。
15. 如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计。
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
2024届高三2月质量检测
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核。下列对该图像的理解正确的是（ ）
A. 从图中可以看出，Fe原子核最稳定
B. 从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量
C. 从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量
D. 从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．轻核可聚变为更稳定的核，重核可裂变为更稳定的核，则Fe原子核最稳定，A正确；
B．重核A裂变成原子核B和C时，由图可知，核子平均质量减小，裂变过程存在质量亏损，需要释放能量，B错误；
C．轻核D和E发生聚变生成原子核F时，由图可知，核子平均质量减小，聚变过程存在质量亏损，需要释放能量，C错误；
D．由图可知重核随原子序数的增加，原子核越不稳定，故比结合能越小，D错误。
故选A。
2. 如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是（ ）
A. 光线1为入射光线
B. 玻璃砖对该单色光的折射率为
C. 该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为
D. 光线2、3不可能相互垂直
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图分析可知3光线为入射光线，故A错误；
B．根据折射定律可知玻璃砖对该单色光的折射率为
故B错误；
C．根据全反射临界角公式可知
故C正确；
D．若入射角45°，则反射角为45°，光线2、3相互垂直，故D错误；
故选C。
3. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．圆盘转两圈时，小球C下降的位移为，根据位移—时间公式有
解得圆盘转两圈所用的时间为
故A错误；
BC．此时小球C的速度为
则圆盘和小球A角速度大小为
故B正确，C错误；
D．小球B的线速度大小为
故D错误；
故选B。
4. 如图所示，在正三角形ABC的B、C两点沿垂直纸面方向固定两根通电直导线，电流方向如图所示，电流大小之比为。已知电流为I的通电直导线在与其相距d处产生的磁感应强度大小为（k为常数）。则下列说法正确的是（ ）
A. A点磁感应强度的方向由B指向A
B. O点磁感应强度的方向由A指向O
C. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相反
D. 仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电流大小之比为，根据安培定则结合磁感应强度的矢量叠加如图：
故AB错误；
C．由上述分析可知，仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相同，故C错误；
D．仅将B处电流加倍，则A点的磁感应强度大小为
O点的磁感应强度大小为
可知A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3，故D正确；
故选D。
5. 2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. “天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B. “天绘五号”线速度小于同步卫星的线速度
C. “天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力
D. 到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h
【答案】D
【解析】
【详解】A．第二宇宙速度为脱离地球吸引的最小发射速度，“天绘五号”的发射速度小于第二宇宙速度，A错误；
B．根据
得
“天绘五号”的运动半径较小，则线速度较大，B错误；
C．由于质量未知，向心力大小不能比较，C错误；
D．同步卫星的运动周期为24h。当“天绘五号”比同步卫星多转动半周时，三者再次共线，则
得
D正确。
故选D。
6. 如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为2∶3
B. 原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等
C. 电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍
D. 若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏
【答案】C
【解析】
【详解】设每只灯泡正常发光的电流强度为I，额定电压为UL；
A．原线圈电流强度为I1=2I，副线圈电流强度为I2=3I，根据变压器原理可知
故A错误；
B．原线圈两端电压
U1=U-UL
副线圈两端电压UL，根据变压器原理可知
故B错误；
C．电源电压的有效值为
U=U1+UL
解得
U=2.5UL
故C正确；
D．若将小灯泡d拆除，根据可知，原线圈电流减小，小灯泡a、b不会被烧坏，故D错误；
故选C。
7. 如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为，规定无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ）
A. 试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能
B. 若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
C. 若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为
D. 若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据对称性可知，试探电荷在d点的电势能等于在e点的电势能，A错误；
B．只在a、b、c三点固定正电荷时，O点的电势为
则
若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
B正确；
C．若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则O点的电势为
则试探电荷在O点的电势能为
C错误；
D．若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，有几何关系可知，e点电势高于d点电势，则试探电荷在e点的电势能小于在d点的电势能，D错误。
故选B。
二、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. 如图所示为一定质量的理想气体从状态a→b→c→d→a过程的图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行。则下列说法正确的是（ ）
A. 从状态a到状态b，气体对外做正功
B. 从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁的分子数不变
C. 从状态c到状态d，气体向外放出热量
D. a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从状态a到状态b，气体体积增大，则气体对外做正功，故A正确；
B．从状态b到状态c，气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，根据
可知气体压强增大，又温度升高，气体平均动能增大，所以单位时间、单位面积撞击器壁的分子数增加，故B错误；
C．从状态c到状态d，气体温度不变，故内能不变；体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律
可知，气体放出热量，故C正确；
D．由
可得
图像上各点与原点连线的斜率越大，气体的压强越小，从状态a到状态b与从状态c到状态d，气体体积变化量在数值上相等，由状态a到状态b的平均压强小于状态c到状态d，所以a到b气体对外做的功小于c到d外界对气体做的功，故D错误；
故选AC。
9. 碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏。在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞；已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、，假设碰撞的过程没有机械能损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 若碰后两车的运动方向相同，则一定有
B. 若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6
C. 若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有
D. 碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据动量守恒与机械能守恒
得
，
可知，当时，两车速度方向相同，A正确；
B．若碰后黄车反向运动，则
则碰撞后黄车速度小于碰撞前的速度，碰撞前后黄车的速度大小之比不可能为5∶6，B错误；
C．若碰后黄车反向运动且速度大于红车，即
得
C正确；
D．设碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之为3∶1，即
得
不符合实际情况，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，两间距为足够长的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度，不计导轨的电阻，。则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T
B. 0~4s内，外力F关于时间t的关系式为
C. 导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1V
D. 0~4s内，流过定值电阻的电荷量为4C
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．导体棒沿导轨向上做匀速直线运动可得
联立求得
A正确；
B．导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立求得
B错误；
C．导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒速度为
求得
电动势为
C正确；
D．0~4s内，导体棒运动的位移是
电荷量为
D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 0.170 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，读数为
0.1cm+mm=0.170cm
（2）[2]滑块到光电门的速度为
根据机械能守恒定律有
解得
（3）[3]由（2）中表达式变形可知
可知若系统的机械能守恒，则
k=
12. 某同学测量某电阻的电阻值。
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a.待测电阻
b.电压表V（量程1V、内阻）
c.电流表（量程2A、内阻）
d.电流表（量程30mA、内阻）
c.滑动变阻器
f.滑动变阻器
g.电阻箱（）
h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；
②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。
【答案】（1）140 （2） ①. 串 ②. 600 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
指针指向“14”刻度，则电阻为Ω=140Ω；
【小问2详解】
①[1][2]根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有
Ω
②[3]电路中的电流约为
电流表应选择A2，由于电压表内阻已知，则电流表外接，电压表测待测电阻电压，的电流、电压测量更准确，减少实验误差。另外，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图
③[4]根据欧姆定律可知
13. 如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的匾热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦。求：
（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；
（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）将封闭气体的温度升高原来温度的，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）对活塞受力分析可知
将容器水平放置，设外力为F，则有
根据查理定律有
解得
14. 传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）经过时间时，工料速度大小；
（2）刚关闭电动机后，工料的加速度；
（3）传送带A、B两端间的距离。
【答案】（1）10m/s；（2）m/s2，方向沿传送带向下；（3）31.25m
【解析】
【详解】（1）对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
设经t时刻，工料与传送带共速则有
解得
s
再对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
根据速度—时间公式有
解得
m/s
（2）刚关闭电动机后，对工料受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
m/s2
方向沿传送带向下；
（3）关闭发电机后，工料经恰好到达最高点B，则有工料先减速到与传送带共速，此时有
此后工料继续减速，此时受向上的摩擦力，由牛顿第二定律可得
因此继续向上运动的位移为
工料加速到与传送带共速时的位移满足
工料的速度从增大到的位移满足
则传送带A、B两端间的距离为
解得
m
15. 如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计。
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）带正电粒子经过点进入半圆形区域，并沿竖直半径方向做直线运动，所以粒子所受洛伦兹力与电场力二力平衡，由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向水平向左，所以粒子所受电场力方向水平向右，电场强度的方向水平向右，粒子在半圆形区域内匀速运动的时间为，则速度为
根据平衡条件有
解得
（2）若仅将半圆形区域内的磁场撤去，粒子仍从S处静止释放，粒子在半圆形区域内做类平抛运动，粒子在垂直于MN方向上做匀速直线运动，在平行于MN方向上做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示
粒子运动到半圆形区域的a点，垂直于MN方向的位移大小为
由数学知识可得粒子在平行于MN方向上的位移大小为
粒子在平行于MN方向上做匀加速直线运，则有
，
结合上述解得粒子的比荷
粒子从S到O过程，根据动能定理有
结合上述解得S、之间的电势差
（3）将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S处静止释放，由
可知粒子进入半圆形区域的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令粒子从b点射出半圆形区域，如图所示
设粒子在半圆形区域内运动的圆心角为，由余弦定理有
解得
粒子在磁场中圆周运动的周期
结合上述解得
粒子在半圆形区域内运动的时间
结合上述解得
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