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2024年高考第三次模拟考试题：物理（江西、广西、黑龙江、吉林卷）（解析版）
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这是一份2024年高考第三次模拟考试题：物理（江西、广西、黑龙江、吉林卷）（解析版），共17页。试卷主要包含了如图等内容，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
第Ⅰ卷
选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A．深紫外线进入液体后传播速度变大
B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
C．深紫外线光子的能量在液体中更大
D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】B
【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误；
B．设传播距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B正确；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，C 错误；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。
故选B。
2．通过如图所示的实验装置，卢瑟福建立了原子核式结构模型。实验时，若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3。则能观察到最少粒子数量的位置是（ ）
A．1B．2
C．3D．一样多
【答案】A
【详解】在卢瑟福α粒子散射实验中，绝大部分α粒子沿原路径通过，少数α粒子发生了大角度偏转，极少数发生了反弹，根据图像可知，显微镜放在位置1时，显示的是反弹现象，可知位置1处观察到的粒子粒子数量最少，即能观察到最少粒子数量的位置是1.
故选A。
3．如图示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的v-t图像和x-t图像是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】AB．足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v-t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v-t图像与坐标轴围成的面积相同，故AB错误；
CD．x-t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x-t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x-t图像交于一点，故C正确，D错误。
故选C。
4．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电时间较短，根据放电时间的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据题中信息，下列说法正确的是（ ）
A．在峪处形成的电容器电容较大B．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量少
C．在峪处形成的电容器放电时间较短D．潮湿的手指头对指纹识别没有影响
【答案】C
【详解】A．根据电容的计算公式
可得，极板与指纹峪（凹下部分）的距离d大，构成电容器的电容小。故A错误；
BC．由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据
可知，极板与指纹峪（凹的部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷量较少，在放电过程中放电时间较短，反之，在嵴处形成的电容器电容大，带电荷量多，放电时间较长。故B错误；C正确；
D．潮湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别。故D错误。
故选C。
5．电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。一离子仅在电场力作用下从a运动到b，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A．该离子带正电B．离子在a、b两点的电势能满足
C．bd直线是等势面D．b、c两点的场强相同
【答案】B
【详解】AB．由图中轨迹的弯曲方向可知，离子带负电，沿着电场线电势降低可知a点电势大于b点电势，根据电势能
可知离子在a、b两点的电势能满足
故A错误；B正确；
C．由对称性可知b、d两点电势相等，等势面与电场线垂直，所以bd直线不是等势面。故C错误；
D．由电场线分布规律可知b、c两点的场强大小相等，方向不同。故D错误。
故选B。
6．如图所示，某同学将空玻璃瓶开口向下缓慢压入水中，下降过程中瓶内封闭了一定质量的空气，瓶内空气看作理想气体，水温上下均匀且恒定不变，则（ ）
A．瓶内空气对外界做功
B．瓶内空气向外界放出热量
C．瓶内空气分子的平均动能增大
D．单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数不变
【答案】B
【详解】A．被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度不变，水进入瓶内，气体体积减小，可知外界对气体做正功，故A错误；
BC．由于水温上下均匀且恒定不变，所以瓶内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确，C错误；
D．由于气体体积减小，所以单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数变多，故D错误。
故选B。
7．如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴向方向的磁场，其横截面如图（b）所示。宇宙射线中含有大量的质子，质子沿各个方向运动的速率均为，质子的电荷量为e、质量为m。下列说法中正确的是（ ）
A．若沿任何方向入射的质子都无法进入防护区，则磁感应强度大小至少为
B．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则磁感应强度大小为
C．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子从进入磁场到离开磁场的总时间为
D．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子在磁场中的轨迹对应的圆心角为60°
【答案】A
【详解】A．为使所有速度为v0的粒子都不进入防护区，半径最大的粒子轨迹如图
则粒子的半径最大为
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度至少为
故A正确；
BCD．设正对防护区圆心入射的质子的轨迹半径为r，粒子运动轨迹如图
由几何关系得
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
则
质子在磁场中的轨迹对应的圆心角为120°，质子从进入磁场到离开磁场的总时间为
故BCD错误。
故选A。
8．教职工趣味运动会排球垫球比赛中，某老师将球沿竖直方向垫起。已知排球在空中受到的空气阻力与速度大小成正比，以竖直向上为正方向，v表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、Ek表示排球的动能、E机表示排球的机械能、t表示排球自垫起开始计时的运动时间，下列表示排球上升和下落过程中各物理量关系的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】BD
【详解】
A．以竖直向上为正方向，初速度应为正值，故A错误；
BC．速度先减小为0后反向增大，所以位移时间图像斜率先减小后变为负数增大，且机械能一直有损失，导致上升过程中任意位置的速率都比下降过程同一位置速度大，则上升、下降经过同一位置处的动能不可能相等，因此上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以上升过程的时间小于下降过程的时间，故B正确，C错误；
D．E机-x图像斜率表示空气阻力，空气阻力上升过程减小，下降过程增大，且上升过程机械能损失更多，故D正确。
故选BD。
9．如图甲所示，在同一直线上的两个振源、相距，时刻开始、在纸面内沿竖直方向上下振动，其振动图像分别如图乙、丙所示。由、产生的简谐横波在时在连线的中点相遇，则（ ）
A．两列波的波长均为B．时A点在平衡位置且向上振动
C．点为振动减弱点且振幅为D．0至内点通过的路程为
【答案】CD
【详解】A．根据乙丙图像可知，A、B的振动周期为
A、B产生的简谐横波在
时在AB连线的中点C相遇，可知两列波各经过3个周期，A、B相距，可知两列波的波长均为1m，A错误；
B．根据图像B波传到A位置需要6s向下振动，时A波经过六个周期，因此向上振动，AB两个波源的周期相同即角速度相同，B的振幅大于A的振幅，可知对于同一个质点B波因其振动的能量更大即速度更大，因此合速度向下，在平衡位置且向下振动，B错误；
C．两列波同时传到C点，且振动方向相反，因此C点为振动减弱点且振幅为
C正确；
D．0至内C点未振动，C点振动个周期，故通过的路程为
D正确；
故选CD。
10．如图（a），质量均为m的小物块甲和木板乙叠放在光滑水平面上，甲到乙左端的距离为L，初始时甲、乙均静止，质量为M的物块丙以速度向右运动，与乙发生弹性碰撞。碰后，乙的位移x随时间t的变化如图（b）中实线所示，其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线，二者相切于P，抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．碰后瞬间乙的速度大小为
B．甲、乙间的动摩擦因数为
C．甲到乙左端的距离
D．乙、丙的质量比
【答案】BC
【详解】AB．设碰后瞬间乙的速度大小为，碰后乙的加速度大小为a，由图（b）可知
抛物线的顶点为Q，根据x-t图像的切线斜率表示速度，则有
联立解得
，
根据牛顿第二定律可得
解得甲、乙间的动摩擦因数为
故A错误，B正确；
C．由于甲、乙质量相同，则甲做加速运动的加速度大小也为
根据图（b）可知，时刻甲、乙刚好共速，则时间内甲、乙发生的相对位移为
则甲到乙左端的距离满足
故C正确；
D．物块丙与乙发生弹性碰撞，碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得
可得
可得乙、丙的质量比为
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
实验题：本题共2小题，共14分。
【答案】(1) 9000
(2)
(3) 8.0 （2分） 150 （2分） （2分）
【详解】（1）[1] [2] 待测电阻两端加电压时，电流约为
电流测量电流；为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，需要调电阻箱阻值为
（2）滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，待测电阻阻值约为，电流表内阻约为，电压表内阻为
电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，电路图如图所示
（3）(3) 8.0 150
[1] [2] 由图示可知，电流表的示数为，电流表的示数是；
[3] 待测电阻两端电压
测得待测电阻
12．某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验后，利用频闪照相研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上由静止释放，用频闪相机从小车运动的侧面进行照相，频闪仪的频率为10Hz，得到如图乙所示的照片。根据照片测得，，，。
(1)根据以上信息，可求得小车运动到位置A处时的速度大小 ，小车运动过程中的加速度大小 （结果均保留2位有效数字）；
(2)根据以上数据可推知，小车在O点的速度 （填“为零”或“不为零”）。如果当时频闪仪的频率为12Hz，而做实验的同学们并不知道，那么测得的加速度与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1) 3.4（2分） 3.9（2分）
(2) 不为零 （2分） 偏小（2分）
【详解】（1）[1][2]根据题意可知，运动到A处时小车的速度大小
根据逐差法，小车运动的加速度大小
（2）[1][2]由O到A小车做匀加速直线运动，根据运动学公式
得
则小车在O点时的速度不为零。如果实验时数码相机实际拍摄频率为12Hz，则实际周期更短，由
可知，实际加速度更大，即加速度的测量值和实际值相比是偏小的
三、计算题：本题共3小题，共40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．（12分）如图，上端开口的汽缸竖直固定在水平地面上，a、b位置处内壁有卡口，位于卡口处的活塞通过轻绳（绕过定滑轮p、q）与可以视为质点的重物连接，重物悬空。活塞与汽缸中封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞紧压在卡口上，汽缸中的气体压强为，温度为，再将低温材料包裹在汽缸外壁，使得汽缸中的气体温度缓慢降低，直至活塞刚好到达c、d位置处。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略，重物的质量3m；卡口距离缸底为H，c、d位置距离缸底为；汽缸外面的空气压强保持为不变；不计汽缸与活塞之间、轻绳与定滑轮之间的摩擦，重力加速度大小为g。
（1）活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度；
（2）若开始降温到活塞刚好到达c、d位置过程中，理想气体对外放出热量的大小为Q，求理想气体的内能变化量。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）活塞刚好到达c、d位置处时，对活塞受力分析可得
（2分）
可得，活塞刚好到达c、d位置处时，汽缸中的气体压强为
（2分）
根据理想气体状态方程可得
（2分）
解得，活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度为
（2分）
（2）活塞下移的过程中，外界对气体做的功为
（2分）
则根据热力学第一定律可得，理想气体的内能变化量为
（2分）
14（12分）．质量为40kg的雪橇在倾角的斜面上向下滑动（如图甲所示），所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪橇运动的图像如图乙中曲线所示，且AB是曲线在A点的切线，B点坐标为，CD是曲线的渐近线即雪橇最终滑行速度将趋近于10m/s。试求：
（1）从图乙分析时刻雪橇的加速度大小；
（2）雪橇与斜面间的动摩擦因数；
（3）空气阻力与速度的比值k。
【答案】（1）2.5 m/s2；（2）；（3）20N·s/m
【详解】（1）根据图像的斜率可知时刻雪橇的加速度大小为
m/s2=2.5 m/s2（3分）
（2）（3）时，雪橇速度为5m/s，由牛顿运动定律得
（3分）
最终雪橇匀速运动时达到最大速度为10m/s，加速度为0，则有
（3分）
解得
，k=20N·s/m（3分）
15（16分）．如图，质量为m的均匀金属棒ab垂直架在水平面甲内间距为3L的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成（即图中半径OM和（竖直），圆弧导轨半径为R、对应圆心角为60°、间距为3L，水平导轨间距分别为3L和L。质量也为m的均匀金属棒cd垂直架在间距为L的导轨左端。导轨与，与均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为E、内阻不计。所有导轨的水平部分均有竖直方向的、磁感应强度为B的匀强磁场，圆弧部分和其他部分无磁场。闭合开关S，金属棒ab迅即获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为g，求：
（1）空间匀强磁场的方向；
（2）棒ab做平抛运动的初速度；
（3）通过电源E某截面的电荷量q；
（4）从金属棒ab刚落到圆弧轨道上端起至棒ab开始匀速运动止，这一过程中棒ab和棒cd组成的系统损失的机械能。
【答案】（1）竖直向上；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）闭合开关S，金属棒ab即获得水平向右的速度，表明金属棒受到水平向右的冲量，所以安培力水平向右，因为金属棒ab中的电流方向为由a指向b，根据左手定则，空间匀强磁场的方向为竖直向上。
（2）金属棒ab做平抛运动，其竖直方向有
（1分）
（1分）
由于导体棒在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，有
（1分）
解得
（1分）
（3）金属棒ab弹出瞬间，规定向右为正方向，由动量定理
（1分）
又因为
（1分）
整理有
（1分）
解得
（1分）
（4）金属棒ab滑至水平轨道时，有
（1分）
解得
（1分）
最终匀速运动，电路中无电流，所以棒ab和cd产生的感应电动势大小相等，即
（1分）
此过程中，对棒ab由动量定理有
（1分）
对棒cd，由动量定理有
（1分）
联立解得
，（1分）
由能量守恒，该过程中机械能的损失量为
（1分）
解得
（1分）
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
第Ⅰ卷
选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A．深紫外线进入液体后传播速度变大
B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
C．深紫外线光子的能量在液体中更大
D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】B
【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误；
B．设传播距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B正确；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，C 错误；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。
故选B。
2．通过如图所示的实验装置，卢瑟福建立了原子核式结构模型。实验时，若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3。则能观察到最少粒子数量的位置是（ ）
A．1B．2
C．3D．一样多
【答案】A
【详解】在卢瑟福α粒子散射实验中，绝大部分α粒子沿原路径通过，少数α粒子发生了大角度偏转，极少数发生了反弹，根据图像可知，显微镜放在位置1时，显示的是反弹现象，可知位置1处观察到的粒子粒子数量最少，即能观察到最少粒子数量的位置是1.
故选A。
3．如图示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的v-t图像和x-t图像是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】AB．足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v-t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v-t图像与坐标轴围成的面积相同，故AB错误；
CD．x-t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x-t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x-t图像交于一点，故C正确，D错误。
故选C。
4．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电时间较短，根据放电时间的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据题中信息，下列说法正确的是（ ）
A．在峪处形成的电容器电容较大B．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量少
C．在峪处形成的电容器放电时间较短D．潮湿的手指头对指纹识别没有影响
【答案】C
【详解】A．根据电容的计算公式
可得，极板与指纹峪（凹下部分）的距离d大，构成电容器的电容小。故A错误；
BC．由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据
可知，极板与指纹峪（凹的部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷量较少，在放电过程中放电时间较短，反之，在嵴处形成的电容器电容大，带电荷量多，放电时间较长。故B错误；C正确；
D．潮湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别。故D错误。
故选C。
5．电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。一离子仅在电场力作用下从a运动到b，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A．该离子带正电B．离子在a、b两点的电势能满足
C．bd直线是等势面D．b、c两点的场强相同
【答案】B
【详解】AB．由图中轨迹的弯曲方向可知，离子带负电，沿着电场线电势降低可知a点电势大于b点电势，根据电势能
可知离子在a、b两点的电势能满足
故A错误；B正确；
C．由对称性可知b、d两点电势相等，等势面与电场线垂直，所以bd直线不是等势面。故C错误；
D．由电场线分布规律可知b、c两点的场强大小相等，方向不同。故D错误。
故选B。
6．如图所示，某同学将空玻璃瓶开口向下缓慢压入水中，下降过程中瓶内封闭了一定质量的空气，瓶内空气看作理想气体，水温上下均匀且恒定不变，则（ ）
A．瓶内空气对外界做功
B．瓶内空气向外界放出热量
C．瓶内空气分子的平均动能增大
D．单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数不变
【答案】B
【详解】A．被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体温度不变，水进入瓶内，气体体积减小，可知外界对气体做正功，故A错误；
BC．由于水温上下均匀且恒定不变，所以瓶内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确，C错误；
D．由于气体体积减小，所以单位时间内与瓶壁单位面积上碰撞的空气分子数变多，故D错误。
故选B。
7．如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴向方向的磁场，其横截面如图（b）所示。宇宙射线中含有大量的质子，质子沿各个方向运动的速率均为，质子的电荷量为e、质量为m。下列说法中正确的是（ ）
A．若沿任何方向入射的质子都无法进入防护区，则磁感应强度大小至少为
B．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则磁感应强度大小为
C．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子从进入磁场到离开磁场的总时间为
D．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子在磁场中的轨迹对应的圆心角为60°
【答案】A
【详解】A．为使所有速度为v0的粒子都不进入防护区，半径最大的粒子轨迹如图
则粒子的半径最大为
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度至少为
故A正确；
BCD．设正对防护区圆心入射的质子的轨迹半径为r，粒子运动轨迹如图
由几何关系得
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
则
质子在磁场中的轨迹对应的圆心角为120°，质子从进入磁场到离开磁场的总时间为
故BCD错误。
故选A。
8．教职工趣味运动会排球垫球比赛中，某老师将球沿竖直方向垫起。已知排球在空中受到的空气阻力与速度大小成正比，以竖直向上为正方向，v表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、Ek表示排球的动能、E机表示排球的机械能、t表示排球自垫起开始计时的运动时间，下列表示排球上升和下落过程中各物理量关系的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】BD
【详解】
A．以竖直向上为正方向，初速度应为正值，故A错误；
BC．速度先减小为0后反向增大，所以位移时间图像斜率先减小后变为负数增大，且机械能一直有损失，导致上升过程中任意位置的速率都比下降过程同一位置速度大，则上升、下降经过同一位置处的动能不可能相等，因此上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以上升过程的时间小于下降过程的时间，故B正确，C错误；
D．E机-x图像斜率表示空气阻力，空气阻力上升过程减小，下降过程增大，且上升过程机械能损失更多，故D正确。
故选BD。
9．如图甲所示，在同一直线上的两个振源、相距，时刻开始、在纸面内沿竖直方向上下振动，其振动图像分别如图乙、丙所示。由、产生的简谐横波在时在连线的中点相遇，则（ ）
A．两列波的波长均为B．时A点在平衡位置且向上振动
C．点为振动减弱点且振幅为D．0至内点通过的路程为
【答案】CD
【详解】A．根据乙丙图像可知，A、B的振动周期为
A、B产生的简谐横波在
时在AB连线的中点C相遇，可知两列波各经过3个周期，A、B相距，可知两列波的波长均为1m，A错误；
B．根据图像B波传到A位置需要6s向下振动，时A波经过六个周期，因此向上振动，AB两个波源的周期相同即角速度相同，B的振幅大于A的振幅，可知对于同一个质点B波因其振动的能量更大即速度更大，因此合速度向下，在平衡位置且向下振动，B错误；
C．两列波同时传到C点，且振动方向相反，因此C点为振动减弱点且振幅为
C正确；
D．0至内C点未振动，C点振动个周期，故通过的路程为
D正确；
故选CD。
10．如图（a），质量均为m的小物块甲和木板乙叠放在光滑水平面上，甲到乙左端的距离为L，初始时甲、乙均静止，质量为M的物块丙以速度向右运动，与乙发生弹性碰撞。碰后，乙的位移x随时间t的变化如图（b）中实线所示，其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线，二者相切于P，抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．碰后瞬间乙的速度大小为
B．甲、乙间的动摩擦因数为
C．甲到乙左端的距离
D．乙、丙的质量比
【答案】BC
【详解】AB．设碰后瞬间乙的速度大小为，碰后乙的加速度大小为a，由图（b）可知
抛物线的顶点为Q，根据x-t图像的切线斜率表示速度，则有
联立解得
，
根据牛顿第二定律可得
解得甲、乙间的动摩擦因数为
故A错误，B正确；
C．由于甲、乙质量相同，则甲做加速运动的加速度大小也为
根据图（b）可知，时刻甲、乙刚好共速，则时间内甲、乙发生的相对位移为
则甲到乙左端的距离满足
故C正确；
D．物块丙与乙发生弹性碰撞，碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得
可得
可得乙、丙的质量比为
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
实验题：本题共2小题，共14分。
【答案】(1) 9000
(2)
(3) 8.0 （2分） 150 （2分） （2分）
【详解】（1）[1] [2] 待测电阻两端加电压时，电流约为
电流测量电流；为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，需要调电阻箱阻值为
（2）滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，待测电阻阻值约为，电流表内阻约为，电压表内阻为
电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，电路图如图所示
（3）(3) 8.0 150
[1] [2] 由图示可知，电流表的示数为，电流表的示数是；
[3] 待测电阻两端电压
测得待测电阻
12．某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验后，利用频闪照相研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上由静止释放，用频闪相机从小车运动的侧面进行照相，频闪仪的频率为10Hz，得到如图乙所示的照片。根据照片测得，，，。
(1)根据以上信息，可求得小车运动到位置A处时的速度大小 ，小车运动过程中的加速度大小 （结果均保留2位有效数字）；
(2)根据以上数据可推知，小车在O点的速度 （填“为零”或“不为零”）。如果当时频闪仪的频率为12Hz，而做实验的同学们并不知道，那么测得的加速度与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1) 3.4（2分） 3.9（2分）
(2) 不为零 （2分） 偏小（2分）
【详解】（1）[1][2]根据题意可知，运动到A处时小车的速度大小
根据逐差法，小车运动的加速度大小
（2）[1][2]由O到A小车做匀加速直线运动，根据运动学公式
得
则小车在O点时的速度不为零。如果实验时数码相机实际拍摄频率为12Hz，则实际周期更短，由
可知，实际加速度更大，即加速度的测量值和实际值相比是偏小的
三、计算题：本题共3小题，共40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．（12分）如图，上端开口的汽缸竖直固定在水平地面上，a、b位置处内壁有卡口，位于卡口处的活塞通过轻绳（绕过定滑轮p、q）与可以视为质点的重物连接，重物悬空。活塞与汽缸中封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞紧压在卡口上，汽缸中的气体压强为，温度为，再将低温材料包裹在汽缸外壁，使得汽缸中的气体温度缓慢降低，直至活塞刚好到达c、d位置处。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略，重物的质量3m；卡口距离缸底为H，c、d位置距离缸底为；汽缸外面的空气压强保持为不变；不计汽缸与活塞之间、轻绳与定滑轮之间的摩擦，重力加速度大小为g。
（1）活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度；
（2）若开始降温到活塞刚好到达c、d位置过程中，理想气体对外放出热量的大小为Q，求理想气体的内能变化量。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）活塞刚好到达c、d位置处时，对活塞受力分析可得
（2分）
可得，活塞刚好到达c、d位置处时，汽缸中的气体压强为
（2分）
根据理想气体状态方程可得
（2分）
解得，活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度为
（2分）
（2）活塞下移的过程中，外界对气体做的功为
（2分）
则根据热力学第一定律可得，理想气体的内能变化量为
（2分）
14（12分）．质量为40kg的雪橇在倾角的斜面上向下滑动（如图甲所示），所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪橇运动的图像如图乙中曲线所示，且AB是曲线在A点的切线，B点坐标为，CD是曲线的渐近线即雪橇最终滑行速度将趋近于10m/s。试求：
（1）从图乙分析时刻雪橇的加速度大小；
（2）雪橇与斜面间的动摩擦因数；
（3）空气阻力与速度的比值k。
【答案】（1）2.5 m/s2；（2）；（3）20N·s/m
【详解】（1）根据图像的斜率可知时刻雪橇的加速度大小为
m/s2=2.5 m/s2（3分）
（2）（3）时，雪橇速度为5m/s，由牛顿运动定律得
（3分）
最终雪橇匀速运动时达到最大速度为10m/s，加速度为0，则有
（3分）
解得
，k=20N·s/m（3分）
15（16分）．如图，质量为m的均匀金属棒ab垂直架在水平面甲内间距为3L的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成（即图中半径OM和（竖直），圆弧导轨半径为R、对应圆心角为60°、间距为3L，水平导轨间距分别为3L和L。质量也为m的均匀金属棒cd垂直架在间距为L的导轨左端。导轨与，与均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为E、内阻不计。所有导轨的水平部分均有竖直方向的、磁感应强度为B的匀强磁场，圆弧部分和其他部分无磁场。闭合开关S，金属棒ab迅即获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为g，求：
（1）空间匀强磁场的方向；
（2）棒ab做平抛运动的初速度；
（3）通过电源E某截面的电荷量q；
（4）从金属棒ab刚落到圆弧轨道上端起至棒ab开始匀速运动止，这一过程中棒ab和棒cd组成的系统损失的机械能。
【答案】（1）竖直向上；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）闭合开关S，金属棒ab即获得水平向右的速度，表明金属棒受到水平向右的冲量，所以安培力水平向右，因为金属棒ab中的电流方向为由a指向b，根据左手定则，空间匀强磁场的方向为竖直向上。
（2）金属棒ab做平抛运动，其竖直方向有
（1分）
（1分）
由于导体棒在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，有
（1分）
解得
（1分）
（3）金属棒ab弹出瞬间，规定向右为正方向，由动量定理
（1分）
又因为
（1分）
整理有
（1分）
解得
（1分）
（4）金属棒ab滑至水平轨道时，有
（1分）
解得
（1分）
最终匀速运动，电路中无电流，所以棒ab和cd产生的感应电动势大小相等，即
（1分）
此过程中，对棒ab由动量定理有
（1分）
对棒cd，由动量定理有
（1分）
联立解得
，（1分）
由能量守恒，该过程中机械能的损失量为
（1分）
解得
（1分）
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