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重庆市第一中学2023-2024学年高三上学期12月月考物理试卷（Word版附解析）
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这是一份重庆市第一中学2023-2024学年高三上学期12月月考物理试卷（Word版附解析），共23页。试卷主要包含了 如图等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 如图所示，小物块静止在光滑水平冰面上，要使小物块沿方向运动，在施加水平向左拉力的同时还需要再施加一个力，的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】已知的方向，要使小物块沿方向运动，即和的合力沿方向，根据力的三角形定则，如图
可知的最小值为
故选A。
2. 氢原子的能级图如图所示，已知金属钙的逸出功为3.2eV，现有一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使金属钙发生光电效应的光子共有（ ）
A. 1种B. 2种C. 3种D. 4种
【答案】C
【解析】
【详解】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子。处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，氢原子发射出N种不同波长的光，有
根据
Em﹣En=hv
可知从n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，从n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量为12.75eV，从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为0.66eV，从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量为12.09eV，从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量为10.2eV。根据光电效应方程可知能使金属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于3.2eV。可见上述光子能使金属钙发生光电效应的光子共有3种。
故选C。
3. 一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力随时间变化关系如图所示。摩托车总质量为200kg，额定功率为，运动过程所受阻力恒定，则（ ）
A. 摩托车在时间内做匀加速运动，时间内做减速运动
B. 摩托车在时间内的加速度为
C. 运动过程中摩托车的最大速度为20m/s
D. 摩托车匀加速行驶的时间为20s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，摩托车在时间内，，在时刻功率达到额定功率，在时间内以额定功率做加速度逐渐减小的加速运动，直到时刻达到最大速度，然后做匀速直线运动，故A错误；
B．由A选项分析可知，时刻后摩托车做匀速直线运动，根据受力平衡可得
根据牛顿第二定律可得摩托车在时间内的加速度为
故B错误；
C．摩托车做匀速直线运动时速度最大，即
故C错误；
D．摩托车匀加速行驶的的最大速度为
故摩托车匀加速行驶的时间为
故D正确。
故选D。
4. 空间中、处各放置一个电荷量绝对值相等的点电荷，其中点处为正电荷，、两点附近电场的等差等势面分布如图所示，、、、、为电场中的5个点，其中、两点关于连线中点对称，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. 、两点处的电荷是等量同种电荷
B. 点和点的电场强度大小相等、方向相反
C. 负电荷在点电势能小于在点的电势能
D. 在点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电场的图像可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；
B．等势线越密的地方电场线越密，电场线越密的地方电场强度越大，电场强度的方向与等势线垂直，因为、两点关于连线中点对称，结合图可知点和点的电场强度大小相等，方向相同，故B错误；
C．由图可知，点离点距离近，点离点距离近，所以点的电势高于点的电势，所以负电荷在点的电势能小于在点的电势能，故C正确；
D．在点由静止释放一个带电粒子，粒子受到电场力方向与等势面垂直，粒子在点运动方向与垂直，故D错误。
故选C。
5. 天玑星是北斗七星之一，在天玑星周围还有一颗伴星，它们组成双星系统，仅考虑两星间的万有引力，二者各自绕连线上的某一点做匀速圆周运动，周期相同。若两星视为质点，相距，两星总质量为，引力常量为，则（ ）
A. 伴星运动的轨道半径为
B. 伴星运动的角速度大小为
C. 天玑星和伴星的线速度大小之和为
D. 天玑星与伴星绕点运动的线速度大小之比等于它们的质量之比
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设天玑星的质量m1，运动半径r1，周围一颗伴星的质量为m2，运动半径为r2，则
则伴星运动的轨道半径小于，根据
可得
选项A错误，B正确；
CD．因为
可得天玑星和伴星的线速度大小之和为
天玑星与伴星绕点运动的线速度大小之比等于它们的质量倒数之比，选项C正确，D错误。
故选BC。
6. 甲、乙两车在两条相邻平直车道上同向并排行驶，甲车在前乙车在后，甲车一直做匀减速直线运动，乙车先做匀减速后做匀速直线运动，两车运动过程的已知量及图像如图所示。若开始时两车相距，则以下判断正确的是（ ）
A. 无论多大，之前，两车距离逐渐减小
B. 无论多大，之后，两车距离逐渐增大
C. 时，两车共相遇3次
D. 时，两车共相遇2次
【答案】C
【解析】
【详解】根据图像中斜率表示加速度，由图可知，甲车的加速度大小为
乙车减速运动时的加速度大小为
A．由图可知，时，两车速度相等，则有
两车运动的位移分别为
，
可知，若
两车在之前乙车追上甲车，之后乙车速度大于甲车，则之前，两车距离先减小到零后增大，故A错误；
B．由图可知，时，甲车的位移为
乙车位移为
可知，若
此时，甲车在乙车前方停止，乙车继续运动，两车距离逐渐减小，故B错误；
C．若，设前两车相遇的时间为，则有
解得
，
即前两车相遇两次，时两车的距离为
即甲车在乙车前，此时甲车的速度为
乙车的速度为
设两车再经过时间，两车相遇，则有
解得
（舍去），
即在甲车停止前两车又相遇一次，之后乙车在前，两车距离逐渐增大，不再相遇，综上所述可得，时，两车共相遇3次，故C正确；
D．若时，设前两车相遇的时间为，则有
解得
（舍去），
即前两车相遇一次，时两车的距离为
即乙车在甲车前，此时甲车的速度为
乙车的速度为
设两车再经过时间速度相等，则有
解得
两车从开始，经过的时间运动的距离分别为
则有
可知，甲车未追上乙车，之后乙车速度大于甲车速度，两车距离逐渐增大，不会再相遇，综上所述，时，两车共相遇1次，故D错误。
故选C。
7. 如图（a）所示，大量静止的带负电微粒经加速电压加速后，从水平方向沿进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为，两极板间距为d，为两极板的中线，是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离为。屏上点与平行板电容器上极板在同一水平线上。不考虑电场边缘效应，不计粒子重力。若偏转电场两板间的电压按如图（b）所示做周期性变化，要使经过电场加速且在时刻进入偏转电场的粒子水平击中点，则偏转电场电压与加速电压的关系为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】粒子在加速电场中，根据动能定理有
要使粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中A点，则粒子在偏转电场中运动的时间为半周期的奇数倍，因为粒子从加速电场水平射出，则粒子在偏转电场中的运动时间满足：
则有
在竖直方向位移应满足：
解得
故选D。
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2023年10月2日，杭州亚运会女子撑杆跳决赛，34岁的中国老将李玲以4米63的成绩夺冠。李玲持杆助跑阶段杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度先变大，到李玲水平越过横杆时，杆恢复原状。关于李玲各运动阶段描述正确的是（ ）
A. 在持杆助跑过程中，地面的摩擦力对她做正功
B. 撑杆起跳上升到最高点过程中先超重后失重
C. 在撑杆起跳上升到最高点过程中杆对她先做负功后做正功
D. 在撑杆起跳上升到杆弯曲程度达到最大过程中人和杆系统的动能减小量小于系统重力势能增加量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．在持杆助跑过程中，地面的摩擦力是静摩擦力，没有对她做功，故A错误；
B．在撑杆上升开始阶段加速度方向向上，处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，处于失重状态，故B正确，
C．由题知，撑杆起跳后杆弯曲程度先变大，到李玲水平越过横杆时，杆恢复原状，则在撑杆起跳上升到最高点过程中杆对她先做负功后做正功，故C正确；
D．在撑杆起跳上升到杆弯曲程度达到最大的过程中人和杆系统的动能减小量等于系统重力势能增加量和杆弹性势能的增加量之和，则人和杆系统的动能减小量大于系统重力势能增加量，故D错误。
故选BC。
9. 某物理小组利用实验室的交流发电机（内阻可视为零）对图中理想变压器所在电路供电。已知发电机输出电压为，其中A为理想电流表，为定值电阻，滑动变阻器最大值为，为滑动变阻器的滑片，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节。下列说法正确的是（ ）
A. 仅将滑片上移，消耗的功率变小
B. 仅将滑动触头上移，电流表示数变大
C. 当时，原线圈两端电压瞬时值为
D. 仅将发电机线圈转速变为原来的2倍，则的功率也变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．通过滑动触头不变，则副线圈两端电压不变，把看成电源内阻，当
时，消耗的功率最大，由题知
仅将滑片上移，变大，消耗的功率变大，故A错误；
B．仅将滑动触头上移，副线圈两端电压变大，根据
副线圈功率变大，原线圈功率变大，根据
电流表示数变大，故B正确；
C．根据
当时，原线圈两端电压瞬时值为0，故C错误；
D．仅将发电机线圈转速变为原来的2倍，根据
电动势最大值变为原来的2倍，有效值变为原来的2倍，副线圈电压变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，根据
则的功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨底端接有两定值电阻，整个空间存在垂直于导轨平面向上大小为的匀强磁场。在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆。现给金属杆一沿斜面向上的初速度使金属杆从点上升到最高点，该过程中通过电阻的电荷量为，当金属杆从最高点返回到（和中点）时速度为。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻两端最大电压为
B. 金属杆从最高点返回到过程所用的时间为
C. 金属杆从上升到最高点过程克服安培力做的功为
D. 金属杆从最高点返回到过程电阻产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意可知，与并联后电阻为，电路中的总电阻为
由公式、和可得，设沿导轨上升的距离为，则通过金属杆的电荷量为
解得
A．根据题意可知，金属杆上滑时做减速运动，则为上滑时的最大速度，此时感应电动势为
由闭合回路欧姆定律可得，电阻两端电压为
金属杆下滑时做加速运动，速度最大时有
解得
此时，电阻两端的电压为
由于不知和的关系，无法确定电阻两端最大电压，故A错误；
B．根据题意，由上述分析可知，金属杆从最高点返回到过程，通过金属杆的电荷量为，对金属杆，由动量定理有
解得
故B正确；
C．设金属杆从上升到最高点过程克服安培力做的功为，由动能定理有
解得
故C正确；
D．设金属杆从最高点返回到过程中整个电路产生的热为，由能量守恒定律有
解得
根据电阻的热效应可得，电阻产生的热量为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 用半偏法测量电流表G（量程为1mA）的内阻，某同学设计了如图（a）所示电路，器材如下：
A．电源E1（电动势1.5V，内阻很小）
B．电源E2（电动势6.0V，内阻很小）
C．滑动变阻器（阻值0 ~ 2000Ω）
D．滑动变阻器（阻值0 ~ 10000Ω）
E．电阻箱R2（阻值0 ~ 300Ω）
F．开关两个，导线若干
（1）为提高测量精度，滑动变阻器R1应该选择______，电源E应该选择______。（均填器材前的选项字母）
（2）实验操作步骤如下：①先闭合开关S1，调节R1，使电流表指针满偏；②再闭合开关S2，保持R1不变，调节R2使得电流表指针半偏，记下此时R2的值即为电流表内阻的测量值。若不考虑偶然误差，电流表内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
（3）该同学对实验电路进行改进，如图（b）。S1闭合，S2断开，调节电阻箱R3，使电流表满偏时读出R3并保持R3不变，S2闭合后调节电阻箱R2，使电流表半偏时读出R2，路端电压不变，则电流表内阻为______（用R2、R3表示）。
【答案】 ①. A ②. D ③. 小于 ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关S2时认为电路中总电流不变，实际闭合开关S2后，电路总电阻变小，电路电流变大，而闭合开关S2时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，则选用电动势较大的电源，故电源应选E2，故选A。
表头的满偏电流为1mA，对应的电路中最小总电阻为
所以滑动变阻器应选择阻值较大的，故选D。
（2）[3]由于S2闭合后，总电阻减小，则总电流增大，所以通过电阻箱的真实电流大于0.5mA，即
根据
解得
可得
（3）[4]S1闭合，S2断开时有
U = Ig(R3＋Rg)
保持R3不变，S2闭合后调节电阻箱R2，使电流表半偏时读出R2，路端电压不变，则有
联立解得
12. 如图所示是一实用型单电源欧姆表电路图，其中为倍率转换开关，为欧姆调零旋钮。表盘一共分为四个倍率挡位，中央电阻的刻度线读数为15，已知电池电动势为，内阻可忽略；电流计的内阻为，滑动变阻器最大值为。
（1）根据图中电源的情况可以判断表笔应该是______（填“红”或“黑”）色表笔。
（2）当选择开关合向“4”时，欧姆表对应的倍率挡为______（填“”“”“”或“”）。
（3）根据题意电流计表头的满偏电流为______。
（4）若选择开关合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“”，结合题中所给条件可以算出______（保留到小数点后两位）。
【答案】 ①. 红 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图中电路可知，电流从表笔B出来，从表笔进去，根据“红进黑出”可知表笔应该是是红表笔。
（2）[2]欧姆表的内阻
由于高倍率内部总电阻大于低倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，当选择开关合向“4”时，欧姆表对应的倍率挡为；
（3）[3]根据题意电流计表头的满偏电流为
（4）[4]若选择开关合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“”，结合题中所给条件可以算出
13. 如图（a），汽车刹车助力泵是一个直径较大的真空腔体，简化图如图（b）所示，内部有一个中部装有推杆的膜片（或活塞），将腔体隔成两部分，右侧与大气相通，左侧通过真空管与发动机进气管相连。设初始时左侧腔体体积为，腔内压强为大气压强，膜片横截面积为，膜片回位弹簧劲度系数为，初始时处于原长状态，设制动总泵推杆左移时刹车踏板到底，整个过程忽略温度变化，腔内气体视为理想气体，忽略膜片移动过程中的摩擦阻力，求：
（1）发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，求刹车踏板到底时，助力器推杆人力至少多大？
（2）发动机未启动时，真空管无法工作，左侧腔体处于封闭状态，求此状态下刹车踏板到底时，助力器推杆人力至少多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，则对活塞分析可知
解得助力器推杆人力
（2）对左侧气体，由玻意耳定律
对活塞分析
解得
14. 如图所示，在光滑水平地面上，静放着质量为的装置B，左侧是圆心为半径为的四分之一圆弧轨道，右侧轨道水平段有一水平粗糙传送带，传送带的皮带轮轴固定在装置B上，通过电动机保持恒定角速度顺时针转动，皮带轮半径，传送带长度为，轨道其他部分光滑。不可伸长的轻绳将质量为的小滑块A（可视为质点）悬挂在的正上方点，轻绳长度，处于水平拉直状态，将小滑块由静止释放，下摆到最低点小滑块恰好接触在圆弧轨道上，此时轻绳刚好断裂，滑上圆弧轨道后返回到传送带最右端时，刚好与传送带相对静止。重力加速度。试求：
（1）轻绳刚好断裂时小滑块的速度大小；
（2）小滑块运动到传送带最右端时，装置B的速度；
（3）小滑块在传送带上的运动时间。
【答案】（1）8m/s；（2）8m/s，方向水平向左；（3）0.75s
【解析】
【分析】
【详解】（1）由动能定理有
解得
（2）传送带的速度为
方向水平向右；
滑块从绳断后到滑块返回到传送带最右端的过程中，滑块和装置B在水平方向上不受外力作用，遵循动量守恒，规定水平向左为正方向有
解得
方向水平向左；
（3）滑块从绳断后到滑块刚冲上传送带的过程中，滑块和装置B在水平方向上不受外力作用，遵循动量守恒和机械能守恒，规定水平向左为正方向有
解得
“”号表方向水平向右
方向水平向左
从物块冲上传送带到到达传送带最右端的过程中有
解得
15. 某个粒子分析装置的简化示意图如图所示，一圆心为、半径为的半圆和一圆心为、半径为的圆相切于A点，直径下方的半圆圆外区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，半径为的圆内区域存在垂直纸面向外的匀强磁场（未知），上方电容器的平行金属板和正对放置，板长为，两板间距为，金属板下边缘连线与圆形磁场最高点在同一水平线上，点距左金属板，上边缘连线紧挨着一水平放置的感光板。一群电量为、质量为的粒子，可在左侧长度为的水平线状粒子发射装置上以相同速度竖直向下射出，控制出发的时间，使得所有粒子同时到达A点，其中点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，粒子进入电容器若打到金属板上会被吸收，不考虑电容器的边缘效应，不计粒子重力及粒子之间相互作用力。（计算过程中取）
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）若要点出发的粒子能打到感光板上，求电容器的板电势差范围；
（3）控制电容器的电压，使得所有粒子都能打到感光板上让感光板上发光，求感光板发光持续的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从上以相同速度竖直向下射出的相同带电粒子，根据几何知识可知，只有在匀强磁场内做圆周运动的半径为2R时，才能都到达A点，带电粒子轨迹如下图
即
解得
（2）点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，根据几何关系可得
故
即点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，在磁场中的偏转角度为，而点出发的粒子经过A点时速度与水平方向为，故在点速度与水平方向的夹角为，即
带电粒子在电容器的板间做类斜抛运动，竖直方向做匀速直线运动，水平方向做匀变速直线运动，且
若带电粒子能到达感光板，则运动时间为
若带电粒子恰能到达感光板的最左侧，此时电容器的板为高电势，则
解得
若带电粒子恰能到达感光板的最右侧，此时电容器的板为低电势，取水平向右为正方向，设此时加速度大小为a，则
解得
故电场强度大小为
故此时
故电容器的板电势差范围为
（3）对于由点出发的粒子，根据几何知识可得
根据几何知识可得
解得
根据洛伦兹力提供向心了可得
带电粒子在磁场B2中周期为
带电粒子在磁场B2中的运动时间为
带电粒子从A点出发到达感光板的时间为
对于由点出发的粒子，运动轨迹如下图
带电粒子从A点出发后，设在磁场B1内的偏转角为，由几何知识可得
由题意可知
故
故带电粒子在磁场B2中的运动时间为
带电粒子射出磁场B2时速度的竖直分速度为
带电粒子射出磁场B2到运动到达感光板竖直方向的位移大小为
由于带电粒子射出磁场B2到运动到达感光板竖直方向都做匀速直线运动，故该过程时间为
故带电粒子从A点出发到达感光板的时间为
故感光板发光持续的时间为
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 如图所示，小物块静止在光滑水平冰面上，要使小物块沿方向运动，在施加水平向左拉力的同时还需要再施加一个力，的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】已知的方向，要使小物块沿方向运动，即和的合力沿方向，根据力的三角形定则，如图
可知的最小值为
故选A。
2. 氢原子的能级图如图所示，已知金属钙的逸出功为3.2eV，现有一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使金属钙发生光电效应的光子共有（ ）
A. 1种B. 2种C. 3种D. 4种
【答案】C
【解析】
【详解】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子。处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，氢原子发射出N种不同波长的光，有
根据
Em﹣En=hv
可知从n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，从n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量为12.75eV，从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为0.66eV，从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量为12.09eV，从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量为10.2eV。根据光电效应方程可知能使金属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于3.2eV。可见上述光子能使金属钙发生光电效应的光子共有3种。
故选C。
3. 一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力随时间变化关系如图所示。摩托车总质量为200kg，额定功率为，运动过程所受阻力恒定，则（ ）
A. 摩托车在时间内做匀加速运动，时间内做减速运动
B. 摩托车在时间内的加速度为
C. 运动过程中摩托车的最大速度为20m/s
D. 摩托车匀加速行驶的时间为20s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，摩托车在时间内，，在时刻功率达到额定功率，在时间内以额定功率做加速度逐渐减小的加速运动，直到时刻达到最大速度，然后做匀速直线运动，故A错误；
B．由A选项分析可知，时刻后摩托车做匀速直线运动，根据受力平衡可得
根据牛顿第二定律可得摩托车在时间内的加速度为
故B错误；
C．摩托车做匀速直线运动时速度最大，即
故C错误；
D．摩托车匀加速行驶的的最大速度为
故摩托车匀加速行驶的时间为
故D正确。
故选D。
4. 空间中、处各放置一个电荷量绝对值相等的点电荷，其中点处为正电荷，、两点附近电场的等差等势面分布如图所示，、、、、为电场中的5个点，其中、两点关于连线中点对称，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. 、两点处的电荷是等量同种电荷
B. 点和点的电场强度大小相等、方向相反
C. 负电荷在点电势能小于在点的电势能
D. 在点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电场的图像可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；
B．等势线越密的地方电场线越密，电场线越密的地方电场强度越大，电场强度的方向与等势线垂直，因为、两点关于连线中点对称，结合图可知点和点的电场强度大小相等，方向相同，故B错误；
C．由图可知，点离点距离近，点离点距离近，所以点的电势高于点的电势，所以负电荷在点的电势能小于在点的电势能，故C正确；
D．在点由静止释放一个带电粒子，粒子受到电场力方向与等势面垂直，粒子在点运动方向与垂直，故D错误。
故选C。
5. 天玑星是北斗七星之一，在天玑星周围还有一颗伴星，它们组成双星系统，仅考虑两星间的万有引力，二者各自绕连线上的某一点做匀速圆周运动，周期相同。若两星视为质点，相距，两星总质量为，引力常量为，则（ ）
A. 伴星运动的轨道半径为
B. 伴星运动的角速度大小为
C. 天玑星和伴星的线速度大小之和为
D. 天玑星与伴星绕点运动的线速度大小之比等于它们的质量之比
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设天玑星的质量m1，运动半径r1，周围一颗伴星的质量为m2，运动半径为r2，则
则伴星运动的轨道半径小于，根据
可得
选项A错误，B正确；
CD．因为
可得天玑星和伴星的线速度大小之和为
天玑星与伴星绕点运动的线速度大小之比等于它们的质量倒数之比，选项C正确，D错误。
故选BC。
6. 甲、乙两车在两条相邻平直车道上同向并排行驶，甲车在前乙车在后，甲车一直做匀减速直线运动，乙车先做匀减速后做匀速直线运动，两车运动过程的已知量及图像如图所示。若开始时两车相距，则以下判断正确的是（ ）
A. 无论多大，之前，两车距离逐渐减小
B. 无论多大，之后，两车距离逐渐增大
C. 时，两车共相遇3次
D. 时，两车共相遇2次
【答案】C
【解析】
【详解】根据图像中斜率表示加速度，由图可知，甲车的加速度大小为
乙车减速运动时的加速度大小为
A．由图可知，时，两车速度相等，则有
两车运动的位移分别为
，
可知，若
两车在之前乙车追上甲车，之后乙车速度大于甲车，则之前，两车距离先减小到零后增大，故A错误；
B．由图可知，时，甲车的位移为
乙车位移为
可知，若
此时，甲车在乙车前方停止，乙车继续运动，两车距离逐渐减小，故B错误；
C．若，设前两车相遇的时间为，则有
解得
，
即前两车相遇两次，时两车的距离为
即甲车在乙车前，此时甲车的速度为
乙车的速度为
设两车再经过时间，两车相遇，则有
解得
（舍去），
即在甲车停止前两车又相遇一次，之后乙车在前，两车距离逐渐增大，不再相遇，综上所述可得，时，两车共相遇3次，故C正确；
D．若时，设前两车相遇的时间为，则有
解得
（舍去），
即前两车相遇一次，时两车的距离为
即乙车在甲车前，此时甲车的速度为
乙车的速度为
设两车再经过时间速度相等，则有
解得
两车从开始，经过的时间运动的距离分别为
则有
可知，甲车未追上乙车，之后乙车速度大于甲车速度，两车距离逐渐增大，不会再相遇，综上所述，时，两车共相遇1次，故D错误。
故选C。
7. 如图（a）所示，大量静止的带负电微粒经加速电压加速后，从水平方向沿进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为，两极板间距为d，为两极板的中线，是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离为。屏上点与平行板电容器上极板在同一水平线上。不考虑电场边缘效应，不计粒子重力。若偏转电场两板间的电压按如图（b）所示做周期性变化，要使经过电场加速且在时刻进入偏转电场的粒子水平击中点，则偏转电场电压与加速电压的关系为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】粒子在加速电场中，根据动能定理有
要使粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中A点，则粒子在偏转电场中运动的时间为半周期的奇数倍，因为粒子从加速电场水平射出，则粒子在偏转电场中的运动时间满足：
则有
在竖直方向位移应满足：
解得
故选D。
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2023年10月2日，杭州亚运会女子撑杆跳决赛，34岁的中国老将李玲以4米63的成绩夺冠。李玲持杆助跑阶段杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度先变大，到李玲水平越过横杆时，杆恢复原状。关于李玲各运动阶段描述正确的是（ ）
A. 在持杆助跑过程中，地面的摩擦力对她做正功
B. 撑杆起跳上升到最高点过程中先超重后失重
C. 在撑杆起跳上升到最高点过程中杆对她先做负功后做正功
D. 在撑杆起跳上升到杆弯曲程度达到最大过程中人和杆系统的动能减小量小于系统重力势能增加量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．在持杆助跑过程中，地面的摩擦力是静摩擦力，没有对她做功，故A错误；
B．在撑杆上升开始阶段加速度方向向上，处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，处于失重状态，故B正确，
C．由题知，撑杆起跳后杆弯曲程度先变大，到李玲水平越过横杆时，杆恢复原状，则在撑杆起跳上升到最高点过程中杆对她先做负功后做正功，故C正确；
D．在撑杆起跳上升到杆弯曲程度达到最大的过程中人和杆系统的动能减小量等于系统重力势能增加量和杆弹性势能的增加量之和，则人和杆系统的动能减小量大于系统重力势能增加量，故D错误。
故选BC。
9. 某物理小组利用实验室的交流发电机（内阻可视为零）对图中理想变压器所在电路供电。已知发电机输出电压为，其中A为理想电流表，为定值电阻，滑动变阻器最大值为，为滑动变阻器的滑片，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节。下列说法正确的是（ ）
A. 仅将滑片上移，消耗的功率变小
B. 仅将滑动触头上移，电流表示数变大
C. 当时，原线圈两端电压瞬时值为
D. 仅将发电机线圈转速变为原来的2倍，则的功率也变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．通过滑动触头不变，则副线圈两端电压不变，把看成电源内阻，当
时，消耗的功率最大，由题知
仅将滑片上移，变大，消耗的功率变大，故A错误；
B．仅将滑动触头上移，副线圈两端电压变大，根据
副线圈功率变大，原线圈功率变大，根据
电流表示数变大，故B正确；
C．根据
当时，原线圈两端电压瞬时值为0，故C错误；
D．仅将发电机线圈转速变为原来的2倍，根据
电动势最大值变为原来的2倍，有效值变为原来的2倍，副线圈电压变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，根据
则的功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨底端接有两定值电阻，整个空间存在垂直于导轨平面向上大小为的匀强磁场。在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆。现给金属杆一沿斜面向上的初速度使金属杆从点上升到最高点，该过程中通过电阻的电荷量为，当金属杆从最高点返回到（和中点）时速度为。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻两端最大电压为
B. 金属杆从最高点返回到过程所用的时间为
C. 金属杆从上升到最高点过程克服安培力做的功为
D. 金属杆从最高点返回到过程电阻产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意可知，与并联后电阻为，电路中的总电阻为
由公式、和可得，设沿导轨上升的距离为，则通过金属杆的电荷量为
解得
A．根据题意可知，金属杆上滑时做减速运动，则为上滑时的最大速度，此时感应电动势为
由闭合回路欧姆定律可得，电阻两端电压为
金属杆下滑时做加速运动，速度最大时有
解得
此时，电阻两端的电压为
由于不知和的关系，无法确定电阻两端最大电压，故A错误；
B．根据题意，由上述分析可知，金属杆从最高点返回到过程，通过金属杆的电荷量为，对金属杆，由动量定理有
解得
故B正确；
C．设金属杆从上升到最高点过程克服安培力做的功为，由动能定理有
解得
故C正确；
D．设金属杆从最高点返回到过程中整个电路产生的热为，由能量守恒定律有
解得
根据电阻的热效应可得，电阻产生的热量为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 用半偏法测量电流表G（量程为1mA）的内阻，某同学设计了如图（a）所示电路，器材如下：
A．电源E1（电动势1.5V，内阻很小）
B．电源E2（电动势6.0V，内阻很小）
C．滑动变阻器（阻值0 ~ 2000Ω）
D．滑动变阻器（阻值0 ~ 10000Ω）
E．电阻箱R2（阻值0 ~ 300Ω）
F．开关两个，导线若干
（1）为提高测量精度，滑动变阻器R1应该选择______，电源E应该选择______。（均填器材前的选项字母）
（2）实验操作步骤如下：①先闭合开关S1，调节R1，使电流表指针满偏；②再闭合开关S2，保持R1不变，调节R2使得电流表指针半偏，记下此时R2的值即为电流表内阻的测量值。若不考虑偶然误差，电流表内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。
（3）该同学对实验电路进行改进，如图（b）。S1闭合，S2断开，调节电阻箱R3，使电流表满偏时读出R3并保持R3不变，S2闭合后调节电阻箱R2，使电流表半偏时读出R2，路端电压不变，则电流表内阻为______（用R2、R3表示）。
【答案】 ①. A ②. D ③. 小于 ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关S2时认为电路中总电流不变，实际闭合开关S2后，电路总电阻变小，电路电流变大，而闭合开关S2时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，则选用电动势较大的电源，故电源应选E2，故选A。
表头的满偏电流为1mA，对应的电路中最小总电阻为
所以滑动变阻器应选择阻值较大的，故选D。
（2）[3]由于S2闭合后，总电阻减小，则总电流增大，所以通过电阻箱的真实电流大于0.5mA，即
根据
解得
可得
（3）[4]S1闭合，S2断开时有
U = Ig(R3＋Rg)
保持R3不变，S2闭合后调节电阻箱R2，使电流表半偏时读出R2，路端电压不变，则有
联立解得
12. 如图所示是一实用型单电源欧姆表电路图，其中为倍率转换开关，为欧姆调零旋钮。表盘一共分为四个倍率挡位，中央电阻的刻度线读数为15，已知电池电动势为，内阻可忽略；电流计的内阻为，滑动变阻器最大值为。
（1）根据图中电源的情况可以判断表笔应该是______（填“红”或“黑”）色表笔。
（2）当选择开关合向“4”时，欧姆表对应的倍率挡为______（填“”“”“”或“”）。
（3）根据题意电流计表头的满偏电流为______。
（4）若选择开关合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“”，结合题中所给条件可以算出______（保留到小数点后两位）。
【答案】 ①. 红 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图中电路可知，电流从表笔B出来，从表笔进去，根据“红进黑出”可知表笔应该是是红表笔。
（2）[2]欧姆表的内阻
由于高倍率内部总电阻大于低倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，当选择开关合向“4”时，欧姆表对应的倍率挡为；
（3）[3]根据题意电流计表头的满偏电流为
（4）[4]若选择开关合向“3”时欧姆表对应的倍率挡为“”，结合题中所给条件可以算出
13. 如图（a），汽车刹车助力泵是一个直径较大的真空腔体，简化图如图（b）所示，内部有一个中部装有推杆的膜片（或活塞），将腔体隔成两部分，右侧与大气相通，左侧通过真空管与发动机进气管相连。设初始时左侧腔体体积为，腔内压强为大气压强，膜片横截面积为，膜片回位弹簧劲度系数为，初始时处于原长状态，设制动总泵推杆左移时刹车踏板到底，整个过程忽略温度变化，腔内气体视为理想气体，忽略膜片移动过程中的摩擦阻力，求：
（1）发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，求刹车踏板到底时，助力器推杆人力至少多大？
（2）发动机未启动时，真空管无法工作，左侧腔体处于封闭状态，求此状态下刹车踏板到底时，助力器推杆人力至少多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，则对活塞分析可知
解得助力器推杆人力
（2）对左侧气体，由玻意耳定律
对活塞分析
解得
14. 如图所示，在光滑水平地面上，静放着质量为的装置B，左侧是圆心为半径为的四分之一圆弧轨道，右侧轨道水平段有一水平粗糙传送带，传送带的皮带轮轴固定在装置B上，通过电动机保持恒定角速度顺时针转动，皮带轮半径，传送带长度为，轨道其他部分光滑。不可伸长的轻绳将质量为的小滑块A（可视为质点）悬挂在的正上方点，轻绳长度，处于水平拉直状态，将小滑块由静止释放，下摆到最低点小滑块恰好接触在圆弧轨道上，此时轻绳刚好断裂，滑上圆弧轨道后返回到传送带最右端时，刚好与传送带相对静止。重力加速度。试求：
（1）轻绳刚好断裂时小滑块的速度大小；
（2）小滑块运动到传送带最右端时，装置B的速度；
（3）小滑块在传送带上的运动时间。
【答案】（1）8m/s；（2）8m/s，方向水平向左；（3）0.75s
【解析】
【分析】
【详解】（1）由动能定理有
解得
（2）传送带的速度为
方向水平向右；
滑块从绳断后到滑块返回到传送带最右端的过程中，滑块和装置B在水平方向上不受外力作用，遵循动量守恒，规定水平向左为正方向有
解得
方向水平向左；
（3）滑块从绳断后到滑块刚冲上传送带的过程中，滑块和装置B在水平方向上不受外力作用，遵循动量守恒和机械能守恒，规定水平向左为正方向有
解得
“”号表方向水平向右
方向水平向左
从物块冲上传送带到到达传送带最右端的过程中有
解得
15. 某个粒子分析装置的简化示意图如图所示，一圆心为、半径为的半圆和一圆心为、半径为的圆相切于A点，直径下方的半圆圆外区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，半径为的圆内区域存在垂直纸面向外的匀强磁场（未知），上方电容器的平行金属板和正对放置，板长为，两板间距为，金属板下边缘连线与圆形磁场最高点在同一水平线上，点距左金属板，上边缘连线紧挨着一水平放置的感光板。一群电量为、质量为的粒子，可在左侧长度为的水平线状粒子发射装置上以相同速度竖直向下射出，控制出发的时间，使得所有粒子同时到达A点，其中点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，粒子进入电容器若打到金属板上会被吸收，不考虑电容器的边缘效应，不计粒子重力及粒子之间相互作用力。（计算过程中取）
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）若要点出发的粒子能打到感光板上，求电容器的板电势差范围；
（3）控制电容器的电压，使得所有粒子都能打到感光板上让感光板上发光，求感光板发光持续的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从上以相同速度竖直向下射出的相同带电粒子，根据几何知识可知，只有在匀强磁场内做圆周运动的半径为2R时，才能都到达A点，带电粒子轨迹如下图
即
解得
（2）点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，根据几何关系可得
故
即点出发的粒子经过A点后恰好能运动至点，在磁场中的偏转角度为，而点出发的粒子经过A点时速度与水平方向为，故在点速度与水平方向的夹角为，即
带电粒子在电容器的板间做类斜抛运动，竖直方向做匀速直线运动，水平方向做匀变速直线运动，且
若带电粒子能到达感光板，则运动时间为
若带电粒子恰能到达感光板的最左侧，此时电容器的板为高电势，则
解得
若带电粒子恰能到达感光板的最右侧，此时电容器的板为低电势，取水平向右为正方向，设此时加速度大小为a，则
解得
故电场强度大小为
故此时
故电容器的板电势差范围为
（3）对于由点出发的粒子，根据几何知识可得
根据几何知识可得
解得
根据洛伦兹力提供向心了可得
带电粒子在磁场B2中周期为
带电粒子在磁场B2中的运动时间为
带电粒子从A点出发到达感光板的时间为
对于由点出发的粒子，运动轨迹如下图
带电粒子从A点出发后，设在磁场B1内的偏转角为，由几何知识可得
由题意可知
故
故带电粒子在磁场B2中的运动时间为
带电粒子射出磁场B2时速度的竖直分速度为
带电粒子射出磁场B2到运动到达感光板竖直方向的位移大小为
由于带电粒子射出磁场B2到运动到达感光板竖直方向都做匀速直线运动，故该过程时间为
故带电粒子从A点出发到达感光板的时间为
故感光板发光持续的时间为
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