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2024届青海省西宁市大通县高三下学期三模理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）
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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~５题只有一项符合题目要求。第６~８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. 核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经衰变转变为钡核。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产生的电子来自铯原子的核外电子
B. 钡核的比结合能比铯核小
C. 钡原子核内有81个中子
D. 容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变产生的电子是由原子核内的中子转化而来的，故A错误；
B．由于衰变释放能量，所以钡核的比结合能比铯核大，故B错误；
C．铯的衰变方程为
钡原子核内有
个
中子，故C正确；
D．经过60年，两个半衰期，铯变成250g，但是钡也在容器中，所以质量大于250g，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，导线A、B、C通以大小、方向均相同的恒定电流，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。若A对C的安培力大小为，则C受到的安培力合力（ ）
A. 大小为，方向与AB连线平行B. 大小为，方向与AB连线垂直
C. 大小为，方向与AB连线平行D. 大小为，方向与AB连线垂直
【答案】B
【解析】
【详解】对C受力分析如图所示
C的合力大小为
方向与AB连线垂直。
故选B
3. 如图所示，小球从O点的正上方离地高处的P点以的速度水平抛出，同时在O点右方地面上S点以速度斜向左上方与地面成抛出一小球，两小球恰在O、S连线靠近O的三等分点M的正上方相遇。若不计空气阻力，则两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为（ ）
A. 1sB. C. 2sD. 3s
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，设两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为，水平方向上有
竖直方向上有
联立解得
故选C。
4. 保险丝对电路安全有着重要作用，如图所示，A是额定电流为1A的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，交变电压，保险丝电阻为，R是可变电阻。则（ ）
A. 要使电路正常工作，可变电阻R的阻值不能大于
B. 可变电阻R越大，其消耗的功率越大
C. 可变电阻R两端的电压不能低于
D. 保持R不变，增加原线圈匝数，通过保险丝的电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．将可变电阻等效到原线圈电路中，其等效电阻
原线圈回路满足闭合回路欧姆定律，即
由于A的熔断电流为1A，可得
即
故A错误；
B．当时R的功率最大，时，电阻越大，功率越小，故B错误；
C．设可变电阻R两端电压为，则原线圈两端电压为，根据
可得
故C正确；
D．增加原线圈匝数，等效电阻变大，通过保险丝的电流减小，故D错误。
故选C。
5. 地球赤道上有一个观察者a，赤道平面内有一颗自西向东做匀速圆周运动的近地卫星b，a观测发现，每隔时间t卫星b就会从其正上方飞过。已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. a的加速度等于b的加速度
B. a的线速度大于b的线速度
C. 近地卫星b的周期为
D. 地球自转的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．每隔时间t卫星b就会从其正上方飞过，则
，
又
则a加速度和线速度都小于b，A、B错误；
C．b为近地卫星，可认为其运动半径为R，设其周期为，由万有引力提供向心力有
解得
C错误；
D．设地球自转周期为，又由每隔时间t卫星b超地球一圈，有
解得地球自转周期
D正确。
故选D。
6. 如图所示，一带电微粒从A点射入水平方向的匀强电场中（实线代表电场线，电场方向未知），微粒恰沿直线AB运动，AB与水平方向夹角，已知带电微粒的质量为m，电荷量大小为q，A与B相距L，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B，带电微粒做匀减速直线运动
B. 若电场方向向左，则带电微粒带负电
C. 从A到B的过程中，带电微粒的重力势能增加、机械能增加
D. 要使带电微粒能从A点运动到B点，其射入电场时的速度大小至少为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．带电微粒沿直线从A运动到B，说明带电微粒受到的电场力一定水平向左，受力分析可得
带电微粒的加速度大小为
做匀减速直线运动，故A正确；
B．电场力一定向左，若电场方向向左，则带电微粒带正电，故B错误；
C．从A到B的过程中，重力对带电微粒做负功，重力势能增加，电场力对带电微粒做负功，电势能增加，机械能减少，故C错误；
D．恰好能到B处时，有
解得
故D正确。
故选AD。
7. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，以出发点为x轴零点，物体的动能与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 在时，拉力的大小为2N
B. 在时，拉力的功率为6W
C. 从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为8J
D. 从运动到的过程中，拉力的冲量大小为kg·m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据动能定理可知，图像斜率表示物体所受合外力，即从运动到的过程中，合力大小为
从运动到的过程中，合力大小为
其中
，
物体所受摩擦力大小为
则拉力大小分别为
故A错误；
B．在时，物体的速度大小为
拉力功率
故B正确；
C．从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功
故C错误；
D．在时，物体的速度大小为
从运动到的过程中，物体运动的时间
拉力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
8. 如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（ ）
A. 流过电阻R的电流方向为
B. 导体棒在轨道上通过的距离为
C. 撤去外力F前，流过电阻R的电流为
D. 导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据右手定则，流过电阻R的电流方向为，故A错误；
B．由图乙可知，导体棒运动至b点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从b点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理有
又有
解得
故B正确；
C．导体棒在轨道上运动到任意位置x时，根据图像可知
电动势
通过导体棒的电流
通过电阻R的电流
即
故C正确；
D．撤去外力F前电路中的总热量
由图像面积可知
撤去外力F后导体棒继续运动，整个回路产生的热量
电阻产生的热量
故D错误。
故选BC。
二、非选择题（第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考题，考生根据要求作答。）
（一）必考题
9. 某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。
主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为M的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。
请回答以下问题：
（1）已知打点计时器的打点周期为0.02s，某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。
（2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量______，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为______。（本问结果均用k、b表示）
【答案】（1）
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
打点周期为0.02s，M、P和P、N间各有4个点未标出，则M、P和P、N间的运动时间为
由逐差法有
解得
【小问2详解】
[1]对重物由牛顿第二定律得
可得
则斜率
截距绝对值
解得
[2]由图可知，钩码的加速度为重物的2倍，则
又
解得
10. 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个，与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：
（1）利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下：
压敏电阻两个
电源（电动势E=12V，内阻不计）
电流表G1（量程10mA，内阻Rg1=200Ω）
电流表G2（量程50mA，内阻Rg2约为100Ω）
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2（最大阻值为150Ω）
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值，导线c端应与______（选填“a”或“b”）点连接。
②首先测量R0的数值，正确连接电路，使压敏电阻上的压力F=0，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1，可知R0=______（用字母I1、I2、Rg1、R1表示）。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
（2）“可自动注水储水池”的电路如图丁所示，RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知，压敏电阻应选择______（选填“m”或“n”），水位上升时，保护电阻RA的电功率会______（选填“变大”或“变小”）。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻RA的阻值______（选填“变大”或“变小”）。
【答案】（1） ①. a ②.
（2） ①. m ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【小问1详解】
①[1]选“a”时，测量无系统误差，故导线c端应与“a”点连接。
②[2]并联支路电压相等，有
解得
【小问2详解】
①[1][2]水位上升时，继电器的衔铁将被吸合，说明电磁铁磁性变强，电路中电流变大，压敏电阻R的阻值会变小，故选m；水位上升时，电路中电流变大，保护电阻RA的电功率变大。
②[3]若想增大可自动注水储水池的蓄水量，即压力更大，压敏电阻阻值更小时停止注水，由于停止注水时的电流I0不变，故应将保护电阻RA阻值变大。
11. 如图所示，一虚线将xOy坐标系分为上下两部分，虚线交y轴于P点、交x轴于Q点，。虚线上方区域为垂直PQ指向左下方的匀强电场，电场强度大小为E；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为+q、质量为m，的粒子从P点以沿x轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为M、第二个交点为N（M、N两点未画出）。
（1）求从P点运动至M点过程中，粒子离虚线边界的最远距离；
（2）若，求磁感应强度的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）将在沿电场强度方向和垂直电场强度方向分解，当沿电场强度方向速度减至0时，粒子离虚线边界最远，根据牛顿第二定律有
最远距离
（2）粒子轨迹如图所示。粒子从在垂直电场强度方向上做匀速直线运动，则
粒子从到N做匀速圆周运动，由
整理得
由几何关系知
结合
解得
12. 如图所示，劲度系数的弹簧一端固定于地面上，另一端连接物块A，物块B置于A上（不粘连），A、B质量均为1kg且都可看成质点，物块B上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的物块C放在圆孔上方不掉落，整个装置处于静止状态。现在给物块B施加方向始终竖直向上、大小为的恒力，使A、B开始运动，A、B分离时，A在锁定装置的作用下迅速在该位置静止，B向上运动并与C发生碰撞，然后下落与A碰撞，已知A碰撞前瞬间解除锁定，锁定装置之后不再对A作用。B与A、C的碰撞均为弹性碰撞，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度g取。求：（结果可用根号表示）
（1）A、B第一次分离时弹簧的形变量；
（2）A、B第一次分离时物块B的速度大小；
（3）B下落与A第一次碰撞结束时，物块A的速度大小。
【答案】（1）0.1m；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）初始A、B静止时，有
解得
分离时的临界，两者之间的无弹力且两者加速度相等，对A有
对B有
解得
（2）从开始运动到A、B两者分离，有
解得
（3）由于物块B受到的外力与物块B的重力大小相等，所以物块A、B分离有，B做匀速直线运动，之后与C发生弹性碰撞，动量守恒有
机械能守恒有
解得
B在向下运动过程中仍是匀速运动，与A发生弹性碰撞，动量守恒有
机械能守恒有
解得
所以B下落与A第一次碰撞结束时，物块A的速度大小为。
（二）选考题（共45分）
13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a，先后到达状态b和c，，，。则（ ）
A. a→b过程气体分子平均动能增加
B. b→c过程气体分子数密度减小
C. 状态b、c的温度关系为
D. 状态a、b、c的压强大小关系为
E. a→b过程气体吸热比b→c过程气体放热多
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．a→b过程中气体压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程
可知气体温度升高，分子平均动能增加，故A正确；
B．b→c过程中，体积不变，分子数密度不变，故B错误；
CD．根据
可知，状态b、c的温度关系为
状态a、b、c的压强大小关系为
故C正确，D错误；
E．a→b过程中，体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，内能增加，气体吸收热量，根据热力学第一定律有
其中
b→c过程中，体积不变，外界对气体做功
气体压强减小，可知气体温度降低，内能减少，气体向外放出热量，根据热力学第一定律有
由于
则
则
即a→b过程气体吸热比b→c过程气体放热多，故E正确。
故选ACE。
14. 如图所示，某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水，此时注射器内气柱长度。已知大气压强，环境温度，注射器内气柱最大长度为8cm，g取，注射器和水桶质量可以忽略，不计一切阻力，注射器密封良好。求：
（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度；
（2）当环境温度变为37℃时，注射器最多能提起桶装水的质量（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，受力分析有
解得
气体发生等温变化，有
解得
（2）根据理想气体状态方程有
解得
又有
解得
15. 如图甲所示，为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为处质点P的振动图像，质点M位于处。下列判断正确的是（ ）
A. 此波在向x轴负方向传播
B. 该波的传播速率为
C. 经过时间，质点P沿波的传播方向移动
D. 质点M从图示位置开始运动路程为时，所需的时间为
E. 质点M、P在y轴的最大位移差为
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．由振动图像可知，时质点P沿y轴正方向运动，由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故A错误；
B．由图可知，波的波长，周期，波的传播速率
故B正确；
C．P不会随波逐流，只会上下振动，经过时间，P运动的路程
故C错误；
D．当质点M运动的路程为时，M处于处且沿y轴正方向运动，以图示位置为计时0点，质点M的振动方程为
当时，可得
故D正确；
E．当质点M、P对称于平衡位置时，有最大位移差为，故E正确。
故选BDE。
16. 一透明材料制成的空心球体，内径是，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，入射角，光线在材料中的折射率为，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c，，。求：
（1）单色光在材料中的传播时间；
（2）若单色光在该材料内球面恰好发生全反射，从A点射入的光线与直线AO的夹角。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对单色光，根据折射定律
解得
则
单色光在材料中的传播时间
解得
（2）当光线在材料内球面恰好发生全发射时
由于
解得
如图所示
在中，由正弦定理有
又
解得
所以
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~５题只有一项符合题目要求。第６~８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. 核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经衰变转变为钡核。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产生的电子来自铯原子的核外电子
B. 钡核的比结合能比铯核小
C. 钡原子核内有81个中子
D. 容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变产生的电子是由原子核内的中子转化而来的，故A错误；
B．由于衰变释放能量，所以钡核的比结合能比铯核大，故B错误；
C．铯的衰变方程为
钡原子核内有
个
中子，故C正确；
D．经过60年，两个半衰期，铯变成250g，但是钡也在容器中，所以质量大于250g，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，导线A、B、C通以大小、方向均相同的恒定电流，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。若A对C的安培力大小为，则C受到的安培力合力（ ）
A. 大小为，方向与AB连线平行B. 大小为，方向与AB连线垂直
C. 大小为，方向与AB连线平行D. 大小为，方向与AB连线垂直
【答案】B
【解析】
【详解】对C受力分析如图所示
C的合力大小为
方向与AB连线垂直。
故选B
3. 如图所示，小球从O点的正上方离地高处的P点以的速度水平抛出，同时在O点右方地面上S点以速度斜向左上方与地面成抛出一小球，两小球恰在O、S连线靠近O的三等分点M的正上方相遇。若不计空气阻力，则两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为（ ）
A. 1sB. C. 2sD. 3s
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，设两小球抛出后到相遇过程中所用的时间为，水平方向上有
竖直方向上有
联立解得
故选C。
4. 保险丝对电路安全有着重要作用，如图所示，A是额定电流为1A的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，交变电压，保险丝电阻为，R是可变电阻。则（ ）
A. 要使电路正常工作，可变电阻R的阻值不能大于
B. 可变电阻R越大，其消耗的功率越大
C. 可变电阻R两端的电压不能低于
D. 保持R不变，增加原线圈匝数，通过保险丝的电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．将可变电阻等效到原线圈电路中，其等效电阻
原线圈回路满足闭合回路欧姆定律，即
由于A的熔断电流为1A，可得
即
故A错误；
B．当时R的功率最大，时，电阻越大，功率越小，故B错误；
C．设可变电阻R两端电压为，则原线圈两端电压为，根据
可得
故C正确；
D．增加原线圈匝数，等效电阻变大，通过保险丝的电流减小，故D错误。
故选C。
5. 地球赤道上有一个观察者a，赤道平面内有一颗自西向东做匀速圆周运动的近地卫星b，a观测发现，每隔时间t卫星b就会从其正上方飞过。已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. a的加速度等于b的加速度
B. a的线速度大于b的线速度
C. 近地卫星b的周期为
D. 地球自转的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．每隔时间t卫星b就会从其正上方飞过，则
，
又
则a加速度和线速度都小于b，A、B错误；
C．b为近地卫星，可认为其运动半径为R，设其周期为，由万有引力提供向心力有
解得
C错误；
D．设地球自转周期为，又由每隔时间t卫星b超地球一圈，有
解得地球自转周期
D正确。
故选D。
6. 如图所示，一带电微粒从A点射入水平方向的匀强电场中（实线代表电场线，电场方向未知），微粒恰沿直线AB运动，AB与水平方向夹角，已知带电微粒的质量为m，电荷量大小为q，A与B相距L，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B，带电微粒做匀减速直线运动
B. 若电场方向向左，则带电微粒带负电
C. 从A到B的过程中，带电微粒的重力势能增加、机械能增加
D. 要使带电微粒能从A点运动到B点，其射入电场时的速度大小至少为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．带电微粒沿直线从A运动到B，说明带电微粒受到的电场力一定水平向左，受力分析可得
带电微粒的加速度大小为
做匀减速直线运动，故A正确；
B．电场力一定向左，若电场方向向左，则带电微粒带正电，故B错误；
C．从A到B的过程中，重力对带电微粒做负功，重力势能增加，电场力对带电微粒做负功，电势能增加，机械能减少，故C错误；
D．恰好能到B处时，有
解得
故D正确。
故选AD。
7. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，以出发点为x轴零点，物体的动能与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 在时，拉力的大小为2N
B. 在时，拉力的功率为6W
C. 从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为8J
D. 从运动到的过程中，拉力的冲量大小为kg·m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据动能定理可知，图像斜率表示物体所受合外力，即从运动到的过程中，合力大小为
从运动到的过程中，合力大小为
其中
，
物体所受摩擦力大小为
则拉力大小分别为
故A错误；
B．在时，物体的速度大小为
拉力功率
故B正确；
C．从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功
故C错误；
D．在时，物体的速度大小为
从运动到的过程中，物体运动的时间
拉力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
8. 如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（ ）
A. 流过电阻R的电流方向为
B. 导体棒在轨道上通过的距离为
C. 撤去外力F前，流过电阻R的电流为
D. 导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据右手定则，流过电阻R的电流方向为，故A错误；
B．由图乙可知，导体棒运动至b点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从b点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理有
又有
解得
故B正确；
C．导体棒在轨道上运动到任意位置x时，根据图像可知
电动势
通过导体棒的电流
通过电阻R的电流
即
故C正确；
D．撤去外力F前电路中的总热量
由图像面积可知
撤去外力F后导体棒继续运动，整个回路产生的热量
电阻产生的热量
故D错误。
故选BC。
二、非选择题（第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考题，考生根据要求作答。）
（一）必考题
9. 某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。
主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（二者的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，可以测量绳上的拉力大小，右端跨过定滑轮与质量为M的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，释放钩码，带动重物上升，在纸带上打出一系列点，记录此时传感器的读数F；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a、F数据。
请回答以下问题：
（1）已知打点计时器的打点周期为0.02s，某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个点未标出，则重物的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。
（2）实验得到重物的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，图像的斜率为k、纵截距为，则重物和动滑轮的总质量______，当钩码与二者总质量相等时，重物的加速度大小为______。（本问结果均用k、b表示）
【答案】（1）
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
打点周期为0.02s，M、P和P、N间各有4个点未标出，则M、P和P、N间的运动时间为
由逐差法有
解得
【小问2详解】
[1]对重物由牛顿第二定律得
可得
则斜率
截距绝对值
解得
[2]由图可知，钩码的加速度为重物的2倍，则
又
解得
10. 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个，与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：
（1）利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下：
压敏电阻两个
电源（电动势E=12V，内阻不计）
电流表G1（量程10mA，内阻Rg1=200Ω）
电流表G2（量程50mA，内阻Rg2约为100Ω）
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2（最大阻值为150Ω）
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值，导线c端应与______（选填“a”或“b”）点连接。
②首先测量R0的数值，正确连接电路，使压敏电阻上的压力F=0，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1，可知R0=______（用字母I1、I2、Rg1、R1表示）。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
（2）“可自动注水储水池”的电路如图丁所示，RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知，压敏电阻应选择______（选填“m”或“n”），水位上升时，保护电阻RA的电功率会______（选填“变大”或“变小”）。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻RA的阻值______（选填“变大”或“变小”）。
【答案】（1） ①. a ②.
（2） ①. m ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【小问1详解】
①[1]选“a”时，测量无系统误差，故导线c端应与“a”点连接。
②[2]并联支路电压相等，有
解得
【小问2详解】
①[1][2]水位上升时，继电器的衔铁将被吸合，说明电磁铁磁性变强，电路中电流变大，压敏电阻R的阻值会变小，故选m；水位上升时，电路中电流变大，保护电阻RA的电功率变大。
②[3]若想增大可自动注水储水池的蓄水量，即压力更大，压敏电阻阻值更小时停止注水，由于停止注水时的电流I0不变，故应将保护电阻RA阻值变大。
11. 如图所示，一虚线将xOy坐标系分为上下两部分，虚线交y轴于P点、交x轴于Q点，。虚线上方区域为垂直PQ指向左下方的匀强电场，电场强度大小为E；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为+q、质量为m，的粒子从P点以沿x轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为M、第二个交点为N（M、N两点未画出）。
（1）求从P点运动至M点过程中，粒子离虚线边界的最远距离；
（2）若，求磁感应强度的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）将在沿电场强度方向和垂直电场强度方向分解，当沿电场强度方向速度减至0时，粒子离虚线边界最远，根据牛顿第二定律有
最远距离
（2）粒子轨迹如图所示。粒子从在垂直电场强度方向上做匀速直线运动，则
粒子从到N做匀速圆周运动，由
整理得
由几何关系知
结合
解得
12. 如图所示，劲度系数的弹簧一端固定于地面上，另一端连接物块A，物块B置于A上（不粘连），A、B质量均为1kg且都可看成质点，物块B上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的物块C放在圆孔上方不掉落，整个装置处于静止状态。现在给物块B施加方向始终竖直向上、大小为的恒力，使A、B开始运动，A、B分离时，A在锁定装置的作用下迅速在该位置静止，B向上运动并与C发生碰撞，然后下落与A碰撞，已知A碰撞前瞬间解除锁定，锁定装置之后不再对A作用。B与A、C的碰撞均为弹性碰撞，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度g取。求：（结果可用根号表示）
（1）A、B第一次分离时弹簧的形变量；
（2）A、B第一次分离时物块B的速度大小；
（3）B下落与A第一次碰撞结束时，物块A的速度大小。
【答案】（1）0.1m；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）初始A、B静止时，有
解得
分离时的临界，两者之间的无弹力且两者加速度相等，对A有
对B有
解得
（2）从开始运动到A、B两者分离，有
解得
（3）由于物块B受到的外力与物块B的重力大小相等，所以物块A、B分离有，B做匀速直线运动，之后与C发生弹性碰撞，动量守恒有
机械能守恒有
解得
B在向下运动过程中仍是匀速运动，与A发生弹性碰撞，动量守恒有
机械能守恒有
解得
所以B下落与A第一次碰撞结束时，物块A的速度大小为。
（二）选考题（共45分）
13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a，先后到达状态b和c，，，。则（ ）
A. a→b过程气体分子平均动能增加
B. b→c过程气体分子数密度减小
C. 状态b、c的温度关系为
D. 状态a、b、c的压强大小关系为
E. a→b过程气体吸热比b→c过程气体放热多
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．a→b过程中气体压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程
可知气体温度升高，分子平均动能增加，故A正确；
B．b→c过程中，体积不变，分子数密度不变，故B错误；
CD．根据
可知，状态b、c的温度关系为
状态a、b、c的压强大小关系为
故C正确，D错误；
E．a→b过程中，体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，内能增加，气体吸收热量，根据热力学第一定律有
其中
b→c过程中，体积不变，外界对气体做功
气体压强减小，可知气体温度降低，内能减少，气体向外放出热量，根据热力学第一定律有
由于
则
则
即a→b过程气体吸热比b→c过程气体放热多，故E正确。
故选ACE。
14. 如图所示，某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水，此时注射器内气柱长度。已知大气压强，环境温度，注射器内气柱最大长度为8cm，g取，注射器和水桶质量可以忽略，不计一切阻力，注射器密封良好。求：
（1）当放下桶装水时，注射器内气柱的长度；
（2）当环境温度变为37℃时，注射器最多能提起桶装水的质量（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，受力分析有
解得
气体发生等温变化，有
解得
（2）根据理想气体状态方程有
解得
又有
解得
15. 如图甲所示，为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为处质点P的振动图像，质点M位于处。下列判断正确的是（ ）
A. 此波在向x轴负方向传播
B. 该波的传播速率为
C. 经过时间，质点P沿波的传播方向移动
D. 质点M从图示位置开始运动路程为时，所需的时间为
E. 质点M、P在y轴的最大位移差为
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．由振动图像可知，时质点P沿y轴正方向运动，由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故A错误；
B．由图可知，波的波长，周期，波的传播速率
故B正确；
C．P不会随波逐流，只会上下振动，经过时间，P运动的路程
故C错误；
D．当质点M运动的路程为时，M处于处且沿y轴正方向运动，以图示位置为计时0点，质点M的振动方程为
当时，可得
故D正确；
E．当质点M、P对称于平衡位置时，有最大位移差为，故E正确。
故选BDE。
16. 一透明材料制成的空心球体，内径是，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，入射角，光线在材料中的折射率为，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c，，。求：
（1）单色光在材料中的传播时间；
（2）若单色光在该材料内球面恰好发生全反射，从A点射入的光线与直线AO的夹角。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对单色光，根据折射定律
解得
则
单色光在材料中的传播时间
解得
（2）当光线在材料内球面恰好发生全发射时
由于
解得
如图所示
在中，由正弦定理有
又
解得
所以
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