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重庆市第一中学2023-2024学年高三下学期3月月考物理试卷 Word版含解析
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这是一份重庆市第一中学2023-2024学年高三下学期3月月考物理试卷 Word版含解析，共20页。试卷主要包含了4m，右侧的波长为0， 如图，2N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. 甲、乙两质点位置时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲质点速度一直减小
B. 甲质点的速度方向在时刻发生了改变
C. 乙质点的速度方向在时刻发生了改变
D. 甲、乙两质点在时刻相遇
【答案】D
【解析】
【详解】AB．位置时间图像的斜率反映物体运动的速度大小和方向，可知甲质点速度不变，故AB错误；
C．位置时间图像的斜率反映物体运动的速度大小和方向，可知乙质点的速度方向在时刻没有发生改变，故C错误；
D．位置时间图像交点表示相遇，可知甲、乙两质点在时刻相遇，故D正确。
故选D。
2. 重庆皇冠大扶梯是全国最长、亚洲第二长的坡地电动扶梯，它连接着两路口和菜园坝，电动扶梯在一段长直斜坡上维持匀速运行。如图，某行人站立于扶梯上，正随扶梯匀速上行，不计空气阻力，扶梯台面水平。下列说法正确的是（ ）
A. 行人受到平行于台面向前的摩擦力
B. 行人受到台面的支持力大于行人受到的重力
C. 行人受到的合力为零
D. 行人的机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】CD．人沿斜坡方向随电梯做匀速直线运动，所受合力为零，但机械能不守恒，因为动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C正确，D错误；
AB．因为人站立的电梯台面水平，所以匀速运动中不受摩擦力，也没有加速度，行人受到台面的支持力等于行人受到的重力，故AB错误。
故选C。
3. 一款儿童棒球发球机向上发射棒球供初学者练习。假设发球机（高度不计）在地面上O点以初速度v0斜向上发射一质量为m的棒球（可视为质点），棒球上升到达A点时速度大小为v，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 棒球从O到A过程，动量变化量大小为mv-mv0
B. 棒球从O到A过程，动量随时间均匀变化
C. 棒球从O出发到再次落回地面过程，动量不变
D. 棒球从O出发到再次落回地面过程，动量变化量为2mv0
【答案】B
【解析】
【详解】A．棒球从O到A过程，速度方向不断变化，动量是矢量，动量变化量大小不等于mv-mv0，故A错误；
B．棒球从O到A过程，根据
可知动量随时间均匀变化，故B正确；
C．棒球从O出发到再次落回地面过程，动量大小不变，方向变化，故C错误；
D．棒球从O出发到再次落回地面过程，速度方向不断变化，动量是矢量，动量变化量不等于2mv0，故D错误。
故选B。
4. 2023年10月26日，神舟十七号乘组顺利飞入太空，并与空间站对接成功。发射过程简化如图所示，乘组首先升空抵达半径为r1近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于空间站所在的半径为r3的圆轨道Ⅲ上，最后再择机与空间站对接。下列判断正确的是（ ）
A. 飞船由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点减速
B. 飞船在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期
C. 飞船在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度
D. 飞船在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】AC．卫星的发射与变轨，发射过程有两次相切点都是加速。回收过程两次相切点都是减速。在两个切点位置速度大小不同，但是根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，故C正确，A错误；
D．开普勒面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同（可证明：扫过面积与根号下椭圆半长轴成正比），故D错误；
B．根据开普勒第三定律，可知Ⅱ轨道的周期小于Ⅲ轨道的周期，故B错误。
故选C。
5. 用题图所示装置进行光电效应实验：用频率为的单色光照射金属K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时，灵敏电流计G中有电流通过。电压表可视为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 滑片P向a端移动可测遏止电压U
B. 滑片P向a端移动过程中，灵敏电流计G示数一定不断增大
C. 仅增大该单色光的强度，灵敏电流计G示数一定增大
D. 换用频率更大的单色光照射金属K，灵敏电流计G示数一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由光电效应的电路图可知，滑动变阻器滑片P点与光电的A点等电势，下方接点O点与光电管的K点等电势，电源的正极在左边，滑片P向a端移动过程中，是正向电压变大，而遏止电压是反向电压，故A错误；
B．正向电压变大，光电流变大，，灵敏电流计G示数增大，但达到饱和光电流后，灵敏电流计G示数不再变化，故B错误；
C．仅增大该单色光的强度，照射的光子数变多，逸出的光电子也会变多，则灵敏电流计G示数一定增大，故C正确；
D．换用频率更大的单色光照射金属K，仍然会发生光电效应，但是照射的光子数不一定变多，故灵敏电流计G示数不一定增大，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，两位同学分别拉一根长为1.2m的绳两端A、B，时刻，两同学同时上下抖动绳子两端，使A、B开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波。时，两列波恰好传播到P、Q两点，波形如图所示，则（ ）
A. 两列波起振方向相反
B. 两列波属于相干波
C. 到两列波恰好相遇时，质点A经过的路程为25cm
D. 时，处的质点偏离平衡位置的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A．图示时刻两列波恰好传播到P、Q两点，根据同侧法可得P、Q两点起振方向竖直向上，因此两列波起振方向相同，故A错误；
B．机械波的传播速度由介质决定，故两列波传播速度相同，均为
但由图可知左侧的波长为0.4m，右侧的波长为0.2m，由，可知两列波的频不同，不是相干波，故B错误；
C．由图可知在时，两列波相遇在0.6m位置处，A质点已经经过了1.5个周期，路程为6个振幅，应为30cm，故C错误；
D．左右两列波的周期为
左面的波传到0.5m所需要的时间为
时处质点左侧波在波振动时间为0.75s，振动时间为，处于波谷位置，右面波传到0.5m所用时间为
右侧波振动时间为0.25s半个周期，右侧波在平衡位置，叠加后合位移为，故D正确。
故选D。
7. 如图（a）所示，可视为质点的物块A放于水平桌面上的O点，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连。桌面上从O点开始；A与桌面的动摩擦因数μ随坐标x的变化如图（b）所示，A、B质量均为1kg，B离滑轮的距离足够长，现给A施加一个水平向左的恒力F=16N，同时静止释放A、B，重力加速度，，取，不计空气阻力，则（ ）
A. 释放A时其加速度大小为6m/s²
B. A向左运动的最大位移为4m
C. A向左运动的最大速度为3m/s
D. 当A速度为1m/s时，绳子的拉力可能是9.2N
【答案】C
【解析】
【详解】A．初位置摩擦力为零，整体的加速度为
故A错误；
B．由图（b）可知
A向左运动的最大位移时，A、B速度为零，对整体由动能定理可得
其中
联立解得
故B错误；
C．A向左运动的最大速度，对应系统加速度为0，则有
可得
对系统有
解得A向左运动的最大速度为
故C正确；
D．当A速度为时，根据动能定理可得
解得
则有
或
根据
，
可得
，
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
，
解得绳子拉力可能为
，
故D错误。
故选C
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. 如图所示，A、B、C在同一直线上，AB距离4L，C为AB中点，A、B两处各固定一个点电荷，图中虚线圆的圆心为B、半径为2L，D和为圆上关于AB连线上下对称的两点，，取无穷远处电势为零，以下判断正确的是（ ）
A. D和处电场强度相同
B. D和处电势相同
C. 将一个带正电的试探电荷从AC间某点释放后，将在直线AB间做简谐运动
D. 将一个带负电的试探电荷从C点顺时针沿圆弧移到D点，电势能一直增加
【答案】B
【解析】
【详解】AB．D和两点的电场强度方向不同，电势是标量，到两个场源电荷的距离对称相等，可知电势相同，故B正确，A错误；
D．从C点到D点距离左侧正电荷越来越远，距离右侧场源电荷距离不变，可知电势一直降低，根据可知负电荷的电势能则一直增加，故C错误；
C．简谐运动回复力必须满足，以C点为坐标原点建立坐标系，电荷受到的合力为
可知正电荷在AB间不可能做简谐运动，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，含理想变压器的电路中，a、b端接电流有效值恒为10A的正弦式交流电，原线圈电路中有定值电阻R1、R2，副线圈电路中定值电阻R3和滑动变阻器R4串联，已知，滑动变阻器R4的最大阻值也为R0，原副线圈的匝数比为，则在滑动变阻器滑片P从最下端缓慢向上滑动至最上端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数逐渐增大
B. R1与R3电阻两端的电压之比始终为
C. 整个电路中消耗的总功率在增大
D. 变压器副线圈两端电压逐渐变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．a、b端接电流有效值恒为10A的正弦式交流电，可知电流表的示数保持不变，不会随负载电阻变化而变化，故A错误；
B．根据变压器原副线圈电流与匝数关系可得
但是流过的电流并不是流过原线圈的电流，而是恒流源电流，与的电阻相等，电压之比会变化，故B错误；
C．根据电阻等效关系，副线圈电阻变大，则原线圈回路电阻也变大，原线圈干路电流不变，由
可知整个电路中消耗的总功率在增大，故C正确；
D．滑动变阻器电阻增大过程，原线圈的等效电阻增大，与并联，电流与电阻成反比，干路电流不变时，可知流过的电流变大，两端电压变大，原线圈的电压变大，则副线圈电压也增大，故D正确。
故选CD。
10. 图（a）是磁悬浮实验车与轨道示意图，图（b）是固定在车底部矩形金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根足够长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间距相等，当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框总电阻R=1.6Ω、ab边长L=0.20m，实验车与线框的总质量，磁场，磁场运动速度，已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f=0.40N，则（ ）
A. 实验车受磁场力加速的过程是匀加速过程
B. 实验车的最大速率
C. 为维持实验车以最大速度做匀速运动，外界在单位时间内需提供的总能量为4.0J
D. 实验车以最大速度运行时，若磁场速度突然反向、大小不变，则此时实验车减速的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．设，线框中感应电动势为
线框中感应电流为
对实验车，根据牛顿第二定律
整理得
可知随着实验车速度的增大，加速度逐渐减小，故实验车受磁场力加速的过程不是匀加速过程，故A错误；
B．当实验车的加速度为零时，实验车的速度最大，则
解得实验车的最大速率为
故B正确；
C．为维持实验车以最大速度做匀速运动，线框中感应电流为
线框单位时间克服阻力做的功
线框中在单位时间内产生的焦耳热为
外界在单位时间内需提供的总能量为
故C正确；
D．若磁场速度突然反向、大小不变，对实验车，根据牛顿第二定律
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 某同学通过实验探究碰撞过程中的动量守恒。
（1）利用实验室器材设计了两种实验装置，示意图如下，图（a）中滑块侧面固定轻质小弹簧，图（b）中滑块侧面粘有橡皮泥，滑块侧面固定一撞针。要验证弹性碰撞中的动量守恒，需选择图__________所示装置；
（2）打开气泵，放置滑块，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上；
（3）向左推滑块，使左侧弹簧适当压缩并锁定，记录此时压力传感器A示数为5.1N。释放，两滑块碰撞后压力传感器A、B再次有示数时最大值分别为0.9N和4.9N，两侧弹簧劲度系数k=100N/m；
（4）实验室有质量0.25kg和0.36kg的两个滑块，滑块质量应为__________kg；
（5）已知弹簧弹性势能与形变量关系为由上述数据计算可得，滑块、组成的系统，碰撞前总动量，碰撞后总动量_________。在误差允许范围之内，可认为m1和m2组成的系统碰撞前后动量守恒。（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. （a） ②. 0.25 ③. 0.249
【解析】
【详解】（1）[1]要验证弹性碰撞中的动量守恒，需选择图（a）所示装置；
（4）[2]为了使两滑块碰撞后A反向运动压缩左侧弹簧，应使，则滑块质量应为；
（5）[3]由题意可得
又有
代入数据可得碰撞后总动量为
12. 某物理兴趣小组的同学根据电桥法原理，设计了一款利用量角器的角度来测电阻的方法。把一段均匀电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径两端点裁剪好，取定值电阻，与电阻箱及灵敏电流计连成如图（a）所示实验电路。主要实验步骤如下：
①把量角器沿弧边分成10等份，取量角器OA与OK间的夹角（）。
②使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B端逐渐移动，当量角器OA与OK间的夹角为时，停止移动金属夹，调整电阻箱的值，当灵敏电流计的示数为零时，读出此时电阻箱的阻值，并把的值标在量角器上位置；
③改变OA与OK间的夹角θ，重复步骤②，测得10组（θ，R）值；
④把电阻箱用未知电阻换下，使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B端逐渐移动，当灵敏电流计的示数为零时，便可读出的粗略值。
根据分析，试回答下列问题：
（1）若考虑电流计的内阻，的测量值__________（填“有”或“无”）系统误差。
（2）量角器上电阻标度的零刻度在__________（填“A”或“B”）端；量角器上电阻标度值随角度θ__________（填“均匀”或“非均匀”）变化；若OA与OK间的夹角，则电阻为__________Ω。
（3）实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出的值与真实值相比__________（填“偏小”“相等”或“偏大”）。
（4）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的相同输电线PQ、MN，其中导线PQ的C点因故障与大地相通。该小组同学尝试采用上述实验所涉及的原理找到故障的大致位置，其方法如图（b）所示，输电线终端用导线QN接通，导线AP、BM、QN长度远小于输电线长度，已知电阻丝AB长L=100.0cm，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距A端时，灵敏电流计示数为零，则故障点C与输电线起始处的距离为__________m（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）无 （2） ①. A ②. 非均匀 ③. 20
（3）偏大 （4）
【解析】
【小问1详解】
电桥法原理是
所以时，，与电流计内阻无关，所以的测量值无系统误差；
【小问2详解】
[1][2][3]根据以上分析可知零刻线在A端，由于左侧角度增大的同时，右侧角度也在减小，故刻度不均匀，越往右相同的角度变化对应的电阻变化越大，即左疏右密（也可取特殊值验证），同理可求得角度为30°时，电阻应为
解得
【小问3详解】
实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，是因为两端的电压小于之间的电压，即偏大，根据可知此时测出的值与真实值相比偏大。
【小问4详解】
根据
解得
13. 用如图所示装置可以测量不规则物体体积，A、B两导热气缸通过体积可忽略的细管相连，气缸A容积为3V，气缸B容积为2V，现将一物体放入气缸A内，关闭气缸A盖板和阀门K₁、K₂，初始时两气缸内气体压强均为p。现打开阀门K₂向气缸B内快速充气，至气缸B内压强为3.03p时停止充气并关闭K₂，此时气缸B内温度为1.01T。已知环境温度为T，盖板及阀门气密性良好，过程中无漏气。
（1）充气后静置足够长时间，求气缸B内气体压强；
（2）接下来打开阀门K1，再静置足够长时间测得气缸内压强为2p，求待测物体的体积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）充气后有
，
一段时间后温度降至，由
可得
（2）设待测物体体积为，由题意可得
代数数据可得
解得
14. 如图所示，物体A、B中间有一小撮火药，置于水平面上O点，物体A、B与水平面间动摩擦因数均为μ=0.5，点燃火药后A、B炸开沿水平面运动。物体A向右运动在水平面与斜面连接处C点水平飞出，落在斜面上时速度大小为，物体B向左运动碰撞挡板D后以原速率反弹，一段时间后在C点水平飞出。已知，，，斜面倾角，重力加速度，物体A、B及火药均可视为质点，火药爆炸所释放的能量有80%转化为物体A、B的动能，爆炸过程时间极短物体A、B位移忽略不计，不考虑空气阻力，。求：
（1）物体A抛出时的速度大小；
（2）火药爆炸过程释放的能量；
（3）物体A、B在斜面上的落点之间的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设物体A抛出时的速度为，落在斜面上时竖直分速度为，则有
又
联立解得
（2）物体A从O到C点过程有
解得
物体A、B炸开过程，由动量定理可得
解得
根据题意有
解得
（3）设物体B从C点抛出时速度为，根据运动学公式有
解得
设物体抛出时速度为，落在斜面上时竖直速度为，物体在斜面上的落点到C的距离为，则有
代入数据解得
，
则两物体落点相距
15. 如图所示，ODMN之间（含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，OD、MN均为竖直边界，NO为水平边界，DM为四分之一圆弧，ON、MN长度为2L，OD长度为4L，长度为4L的挡板静止在边界OD。一组可视为质点的带电量均为、质量均为m的粒子同时从O点水平射出，其速度连续分布在（包含u和4u），其中速度最大的粒子恰好可以在D点与挡板发生第一次碰撞。竖直边界PQ与MN相距2L，边界PQ上有一点K。不考虑带电粒子之间的相互影响，不计重力。
（1）求u的大小；
（2）若在发射粒子的同时让挡板绕O点以顺时针匀速转动，挡板与粒子碰撞后停止转动，粒子与挡板碰撞后不损失电荷并可以反弹，与挡板垂直的速度分量大小不变但方向相反，与挡板平行的速度分量大小方向均不变，一些粒子能够沿水平方向射出ODMN区域并直接向右穿过K点，求第一个和最后一个穿过K点的粒子的时间差；
（3）与PQ相切于K点的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，PQ右侧圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场在（2）中水平向右穿过K点的粒子恰有两个能够水平向左穿过边界PQ，求圆形区域的最小半径。（所有答案中不可包含）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可得速度最大的粒子
根据洛伦兹力提供向心力
解得
（2）所有粒子同时与挡板发生碰撞，由几何关系可得，粒子在任意位置与挡板碰撞后，速度均水平向右，如图（a）
粒子做匀速圆周运动的周期
角速度
设经过时间粒子与挡板相撞
解得
故粒子与挡板相撞时挡板与y轴夹角
粒子轨迹圆心角
若要碰后能够水平穿过K点，粒子需要在一次或多次碰撞后直接离开磁场区域满足条件的粒子有
且
故n取值1、2、3、4，对应粒子速度
K点与粒子穿出ODMN的位置之间的距离
故，第一个穿过K点的粒子用时
最后一个穿过K点的粒子用时
时间差
（3）若要让粒子能够水平向左穿出边界PQ，则粒子轨迹圆心连线应为正N边形，（）， 示例如图（b）（c）
粒子轨迹半径，与圆形磁场区区域半径R满足关系
如图（d）
由
结合第（2）问得粒子轨迹半径可能值为、、、，将不同半径粒子能够水平出射时对应圆形磁场区域半径可能值罗列如下
可以发现，表格中出现了两个，这表示当网形磁场区域半径为时，恰有轨迹半径和L的两个粒子可以水平向左出射，粒子轨迹圆心连线分别为正六边形和正三角形，如图（e）
由于
3
4
5
6
7
8
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
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. 甲、乙两质点位置时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲质点速度一直减小
B. 甲质点的速度方向在时刻发生了改变
C. 乙质点的速度方向在时刻发生了改变
D. 甲、乙两质点在时刻相遇
【答案】D
【解析】
【详解】AB．位置时间图像的斜率反映物体运动的速度大小和方向，可知甲质点速度不变，故AB错误；
C．位置时间图像的斜率反映物体运动的速度大小和方向，可知乙质点的速度方向在时刻没有发生改变，故C错误；
D．位置时间图像交点表示相遇，可知甲、乙两质点在时刻相遇，故D正确。
故选D。
2. 重庆皇冠大扶梯是全国最长、亚洲第二长的坡地电动扶梯，它连接着两路口和菜园坝，电动扶梯在一段长直斜坡上维持匀速运行。如图，某行人站立于扶梯上，正随扶梯匀速上行，不计空气阻力，扶梯台面水平。下列说法正确的是（ ）
A. 行人受到平行于台面向前的摩擦力
B. 行人受到台面的支持力大于行人受到的重力
C. 行人受到的合力为零
D. 行人的机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】CD．人沿斜坡方向随电梯做匀速直线运动，所受合力为零，但机械能不守恒，因为动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C正确，D错误；
AB．因为人站立的电梯台面水平，所以匀速运动中不受摩擦力，也没有加速度，行人受到台面的支持力等于行人受到的重力，故AB错误。
故选C。
3. 一款儿童棒球发球机向上发射棒球供初学者练习。假设发球机（高度不计）在地面上O点以初速度v0斜向上发射一质量为m的棒球（可视为质点），棒球上升到达A点时速度大小为v，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 棒球从O到A过程，动量变化量大小为mv-mv0
B. 棒球从O到A过程，动量随时间均匀变化
C. 棒球从O出发到再次落回地面过程，动量不变
D. 棒球从O出发到再次落回地面过程，动量变化量为2mv0
【答案】B
【解析】
【详解】A．棒球从O到A过程，速度方向不断变化，动量是矢量，动量变化量大小不等于mv-mv0，故A错误；
B．棒球从O到A过程，根据
可知动量随时间均匀变化，故B正确；
C．棒球从O出发到再次落回地面过程，动量大小不变，方向变化，故C错误；
D．棒球从O出发到再次落回地面过程，速度方向不断变化，动量是矢量，动量变化量不等于2mv0，故D错误。
故选B。
4. 2023年10月26日，神舟十七号乘组顺利飞入太空，并与空间站对接成功。发射过程简化如图所示，乘组首先升空抵达半径为r1近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于空间站所在的半径为r3的圆轨道Ⅲ上，最后再择机与空间站对接。下列判断正确的是（ ）
A. 飞船由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点减速
B. 飞船在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期
C. 飞船在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度
D. 飞船在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】AC．卫星的发射与变轨，发射过程有两次相切点都是加速。回收过程两次相切点都是减速。在两个切点位置速度大小不同，但是根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，故C正确，A错误；
D．开普勒面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同（可证明：扫过面积与根号下椭圆半长轴成正比），故D错误；
B．根据开普勒第三定律，可知Ⅱ轨道的周期小于Ⅲ轨道的周期，故B错误。
故选C。
5. 用题图所示装置进行光电效应实验：用频率为的单色光照射金属K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时，灵敏电流计G中有电流通过。电压表可视为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 滑片P向a端移动可测遏止电压U
B. 滑片P向a端移动过程中，灵敏电流计G示数一定不断增大
C. 仅增大该单色光的强度，灵敏电流计G示数一定增大
D. 换用频率更大的单色光照射金属K，灵敏电流计G示数一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由光电效应的电路图可知，滑动变阻器滑片P点与光电的A点等电势，下方接点O点与光电管的K点等电势，电源的正极在左边，滑片P向a端移动过程中，是正向电压变大，而遏止电压是反向电压，故A错误；
B．正向电压变大，光电流变大，，灵敏电流计G示数增大，但达到饱和光电流后，灵敏电流计G示数不再变化，故B错误；
C．仅增大该单色光的强度，照射的光子数变多，逸出的光电子也会变多，则灵敏电流计G示数一定增大，故C正确；
D．换用频率更大的单色光照射金属K，仍然会发生光电效应，但是照射的光子数不一定变多，故灵敏电流计G示数不一定增大，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，两位同学分别拉一根长为1.2m的绳两端A、B，时刻，两同学同时上下抖动绳子两端，使A、B开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波。时，两列波恰好传播到P、Q两点，波形如图所示，则（ ）
A. 两列波起振方向相反
B. 两列波属于相干波
C. 到两列波恰好相遇时，质点A经过的路程为25cm
D. 时，处的质点偏离平衡位置的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A．图示时刻两列波恰好传播到P、Q两点，根据同侧法可得P、Q两点起振方向竖直向上，因此两列波起振方向相同，故A错误；
B．机械波的传播速度由介质决定，故两列波传播速度相同，均为
但由图可知左侧的波长为0.4m，右侧的波长为0.2m，由，可知两列波的频不同，不是相干波，故B错误；
C．由图可知在时，两列波相遇在0.6m位置处，A质点已经经过了1.5个周期，路程为6个振幅，应为30cm，故C错误；
D．左右两列波的周期为
左面的波传到0.5m所需要的时间为
时处质点左侧波在波振动时间为0.75s，振动时间为，处于波谷位置，右面波传到0.5m所用时间为
右侧波振动时间为0.25s半个周期，右侧波在平衡位置，叠加后合位移为，故D正确。
故选D。
7. 如图（a）所示，可视为质点的物块A放于水平桌面上的O点，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连。桌面上从O点开始；A与桌面的动摩擦因数μ随坐标x的变化如图（b）所示，A、B质量均为1kg，B离滑轮的距离足够长，现给A施加一个水平向左的恒力F=16N，同时静止释放A、B，重力加速度，，取，不计空气阻力，则（ ）
A. 释放A时其加速度大小为6m/s²
B. A向左运动的最大位移为4m
C. A向左运动的最大速度为3m/s
D. 当A速度为1m/s时，绳子的拉力可能是9.2N
【答案】C
【解析】
【详解】A．初位置摩擦力为零，整体的加速度为
故A错误；
B．由图（b）可知
A向左运动的最大位移时，A、B速度为零，对整体由动能定理可得
其中
联立解得
故B错误；
C．A向左运动的最大速度，对应系统加速度为0，则有
可得
对系统有
解得A向左运动的最大速度为
故C正确；
D．当A速度为时，根据动能定理可得
解得
则有
或
根据
，
可得
，
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
，
解得绳子拉力可能为
，
故D错误。
故选C
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. 如图所示，A、B、C在同一直线上，AB距离4L，C为AB中点，A、B两处各固定一个点电荷，图中虚线圆的圆心为B、半径为2L，D和为圆上关于AB连线上下对称的两点，，取无穷远处电势为零，以下判断正确的是（ ）
A. D和处电场强度相同
B. D和处电势相同
C. 将一个带正电的试探电荷从AC间某点释放后，将在直线AB间做简谐运动
D. 将一个带负电的试探电荷从C点顺时针沿圆弧移到D点，电势能一直增加
【答案】B
【解析】
【详解】AB．D和两点的电场强度方向不同，电势是标量，到两个场源电荷的距离对称相等，可知电势相同，故B正确，A错误；
D．从C点到D点距离左侧正电荷越来越远，距离右侧场源电荷距离不变，可知电势一直降低，根据可知负电荷的电势能则一直增加，故C错误；
C．简谐运动回复力必须满足，以C点为坐标原点建立坐标系，电荷受到的合力为
可知正电荷在AB间不可能做简谐运动，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，含理想变压器的电路中，a、b端接电流有效值恒为10A的正弦式交流电，原线圈电路中有定值电阻R1、R2，副线圈电路中定值电阻R3和滑动变阻器R4串联，已知，滑动变阻器R4的最大阻值也为R0，原副线圈的匝数比为，则在滑动变阻器滑片P从最下端缓慢向上滑动至最上端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数逐渐增大
B. R1与R3电阻两端的电压之比始终为
C. 整个电路中消耗的总功率在增大
D. 变压器副线圈两端电压逐渐变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．a、b端接电流有效值恒为10A的正弦式交流电，可知电流表的示数保持不变，不会随负载电阻变化而变化，故A错误；
B．根据变压器原副线圈电流与匝数关系可得
但是流过的电流并不是流过原线圈的电流，而是恒流源电流，与的电阻相等，电压之比会变化，故B错误；
C．根据电阻等效关系，副线圈电阻变大，则原线圈回路电阻也变大，原线圈干路电流不变，由
可知整个电路中消耗的总功率在增大，故C正确；
D．滑动变阻器电阻增大过程，原线圈的等效电阻增大，与并联，电流与电阻成反比，干路电流不变时，可知流过的电流变大，两端电压变大，原线圈的电压变大，则副线圈电压也增大，故D正确。
故选CD。
10. 图（a）是磁悬浮实验车与轨道示意图，图（b）是固定在车底部矩形金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根足够长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间距相等，当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框总电阻R=1.6Ω、ab边长L=0.20m，实验车与线框的总质量，磁场，磁场运动速度，已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f=0.40N，则（ ）
A. 实验车受磁场力加速的过程是匀加速过程
B. 实验车的最大速率
C. 为维持实验车以最大速度做匀速运动，外界在单位时间内需提供的总能量为4.0J
D. 实验车以最大速度运行时，若磁场速度突然反向、大小不变，则此时实验车减速的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．设，线框中感应电动势为
线框中感应电流为
对实验车，根据牛顿第二定律
整理得
可知随着实验车速度的增大，加速度逐渐减小，故实验车受磁场力加速的过程不是匀加速过程，故A错误；
B．当实验车的加速度为零时，实验车的速度最大，则
解得实验车的最大速率为
故B正确；
C．为维持实验车以最大速度做匀速运动，线框中感应电流为
线框单位时间克服阻力做的功
线框中在单位时间内产生的焦耳热为
外界在单位时间内需提供的总能量为
故C正确；
D．若磁场速度突然反向、大小不变，对实验车，根据牛顿第二定律
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 某同学通过实验探究碰撞过程中的动量守恒。
（1）利用实验室器材设计了两种实验装置，示意图如下，图（a）中滑块侧面固定轻质小弹簧，图（b）中滑块侧面粘有橡皮泥，滑块侧面固定一撞针。要验证弹性碰撞中的动量守恒，需选择图__________所示装置；
（2）打开气泵，放置滑块，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上；
（3）向左推滑块，使左侧弹簧适当压缩并锁定，记录此时压力传感器A示数为5.1N。释放，两滑块碰撞后压力传感器A、B再次有示数时最大值分别为0.9N和4.9N，两侧弹簧劲度系数k=100N/m；
（4）实验室有质量0.25kg和0.36kg的两个滑块，滑块质量应为__________kg；
（5）已知弹簧弹性势能与形变量关系为由上述数据计算可得，滑块、组成的系统，碰撞前总动量，碰撞后总动量_________。在误差允许范围之内，可认为m1和m2组成的系统碰撞前后动量守恒。（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. （a） ②. 0.25 ③. 0.249
【解析】
【详解】（1）[1]要验证弹性碰撞中的动量守恒，需选择图（a）所示装置；
（4）[2]为了使两滑块碰撞后A反向运动压缩左侧弹簧，应使，则滑块质量应为；
（5）[3]由题意可得
又有
代入数据可得碰撞后总动量为
12. 某物理兴趣小组的同学根据电桥法原理，设计了一款利用量角器的角度来测电阻的方法。把一段均匀电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径两端点裁剪好，取定值电阻，与电阻箱及灵敏电流计连成如图（a）所示实验电路。主要实验步骤如下：
①把量角器沿弧边分成10等份，取量角器OA与OK间的夹角（）。
②使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B端逐渐移动，当量角器OA与OK间的夹角为时，停止移动金属夹，调整电阻箱的值，当灵敏电流计的示数为零时，读出此时电阻箱的阻值，并把的值标在量角器上位置；
③改变OA与OK间的夹角θ，重复步骤②，测得10组（θ，R）值；
④把电阻箱用未知电阻换下，使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B端逐渐移动，当灵敏电流计的示数为零时，便可读出的粗略值。
根据分析，试回答下列问题：
（1）若考虑电流计的内阻，的测量值__________（填“有”或“无”）系统误差。
（2）量角器上电阻标度的零刻度在__________（填“A”或“B”）端；量角器上电阻标度值随角度θ__________（填“均匀”或“非均匀”）变化；若OA与OK间的夹角，则电阻为__________Ω。
（3）实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出的值与真实值相比__________（填“偏小”“相等”或“偏大”）。
（4）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的相同输电线PQ、MN，其中导线PQ的C点因故障与大地相通。该小组同学尝试采用上述实验所涉及的原理找到故障的大致位置，其方法如图（b）所示，输电线终端用导线QN接通，导线AP、BM、QN长度远小于输电线长度，已知电阻丝AB长L=100.0cm，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距A端时，灵敏电流计示数为零，则故障点C与输电线起始处的距离为__________m（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）无 （2） ①. A ②. 非均匀 ③. 20
（3）偏大 （4）
【解析】
【小问1详解】
电桥法原理是
所以时，，与电流计内阻无关，所以的测量值无系统误差；
【小问2详解】
[1][2][3]根据以上分析可知零刻线在A端，由于左侧角度增大的同时，右侧角度也在减小，故刻度不均匀，越往右相同的角度变化对应的电阻变化越大，即左疏右密（也可取特殊值验证），同理可求得角度为30°时，电阻应为
解得
【小问3详解】
实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，是因为两端的电压小于之间的电压，即偏大，根据可知此时测出的值与真实值相比偏大。
【小问4详解】
根据
解得
13. 用如图所示装置可以测量不规则物体体积，A、B两导热气缸通过体积可忽略的细管相连，气缸A容积为3V，气缸B容积为2V，现将一物体放入气缸A内，关闭气缸A盖板和阀门K₁、K₂，初始时两气缸内气体压强均为p。现打开阀门K₂向气缸B内快速充气，至气缸B内压强为3.03p时停止充气并关闭K₂，此时气缸B内温度为1.01T。已知环境温度为T，盖板及阀门气密性良好，过程中无漏气。
（1）充气后静置足够长时间，求气缸B内气体压强；
（2）接下来打开阀门K1，再静置足够长时间测得气缸内压强为2p，求待测物体的体积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）充气后有
，
一段时间后温度降至，由
可得
（2）设待测物体体积为，由题意可得
代数数据可得
解得
14. 如图所示，物体A、B中间有一小撮火药，置于水平面上O点，物体A、B与水平面间动摩擦因数均为μ=0.5，点燃火药后A、B炸开沿水平面运动。物体A向右运动在水平面与斜面连接处C点水平飞出，落在斜面上时速度大小为，物体B向左运动碰撞挡板D后以原速率反弹，一段时间后在C点水平飞出。已知，，，斜面倾角，重力加速度，物体A、B及火药均可视为质点，火药爆炸所释放的能量有80%转化为物体A、B的动能，爆炸过程时间极短物体A、B位移忽略不计，不考虑空气阻力，。求：
（1）物体A抛出时的速度大小；
（2）火药爆炸过程释放的能量；
（3）物体A、B在斜面上的落点之间的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设物体A抛出时的速度为，落在斜面上时竖直分速度为，则有
又
联立解得
（2）物体A从O到C点过程有
解得
物体A、B炸开过程，由动量定理可得
解得
根据题意有
解得
（3）设物体B从C点抛出时速度为，根据运动学公式有
解得
设物体抛出时速度为，落在斜面上时竖直速度为，物体在斜面上的落点到C的距离为，则有
代入数据解得
，
则两物体落点相距
15. 如图所示，ODMN之间（含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，OD、MN均为竖直边界，NO为水平边界，DM为四分之一圆弧，ON、MN长度为2L，OD长度为4L，长度为4L的挡板静止在边界OD。一组可视为质点的带电量均为、质量均为m的粒子同时从O点水平射出，其速度连续分布在（包含u和4u），其中速度最大的粒子恰好可以在D点与挡板发生第一次碰撞。竖直边界PQ与MN相距2L，边界PQ上有一点K。不考虑带电粒子之间的相互影响，不计重力。
（1）求u的大小；
（2）若在发射粒子的同时让挡板绕O点以顺时针匀速转动，挡板与粒子碰撞后停止转动，粒子与挡板碰撞后不损失电荷并可以反弹，与挡板垂直的速度分量大小不变但方向相反，与挡板平行的速度分量大小方向均不变，一些粒子能够沿水平方向射出ODMN区域并直接向右穿过K点，求第一个和最后一个穿过K点的粒子的时间差；
（3）与PQ相切于K点的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，PQ右侧圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场在（2）中水平向右穿过K点的粒子恰有两个能够水平向左穿过边界PQ，求圆形区域的最小半径。（所有答案中不可包含）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可得速度最大的粒子
根据洛伦兹力提供向心力
解得
（2）所有粒子同时与挡板发生碰撞，由几何关系可得，粒子在任意位置与挡板碰撞后，速度均水平向右，如图（a）
粒子做匀速圆周运动的周期
角速度
设经过时间粒子与挡板相撞
解得
故粒子与挡板相撞时挡板与y轴夹角
粒子轨迹圆心角
若要碰后能够水平穿过K点，粒子需要在一次或多次碰撞后直接离开磁场区域满足条件的粒子有
且
故n取值1、2、3、4，对应粒子速度
K点与粒子穿出ODMN的位置之间的距离
故，第一个穿过K点的粒子用时
最后一个穿过K点的粒子用时
时间差
（3）若要让粒子能够水平向左穿出边界PQ，则粒子轨迹圆心连线应为正N边形，（）， 示例如图（b）（c）
粒子轨迹半径，与圆形磁场区区域半径R满足关系
如图（d）
由
结合第（2）问得粒子轨迹半径可能值为、、、，将不同半径粒子能够水平出射时对应圆形磁场区域半径可能值罗列如下
可以发现，表格中出现了两个，这表示当网形磁场区域半径为时，恰有轨迹半径和L的两个粒子可以水平向左出射，粒子轨迹圆心连线分别为正六边形和正三角形，如图（e）
由于
3
4
5
6
7
8
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
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