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湖南省部分学校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷（原卷版+解析版）
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这是一份湖南省部分学校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷（原卷版+解析版），文件包含湖南省部分学校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷原卷版docx、湖南省部分学校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
本试题卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. “氚”是一种放射性核素，该核素可在生物体内富集，导致内照射﹐从而损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为，半衰期约为12年，下列说法正确的是（ ）
A. 氚核发生是衰变
B. 衰变产物X是电子
C. 和是一对同位素
D. 生物体内的氚核经过12年后会完全消失
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为
则X为电子，则氚核发生的是衰变，故A错误，B正确；
C．和的质子数不同，故二者不是同位素，故C错误；
D．12年后即经过一个半衰期，一半氚核发生衰变，生物体内的氚核经过12年后会未完全消失，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，某款可折叠手机支架，调节支撑杆MN，手机背部支撑平面PQ的倾角随之改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，忽略一切摩擦，当缓慢逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
A. 手机对支架的作用力始终不变
B. 手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变小
C. 支架对手机的作用力逐渐增大
D. 背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变大
【答案】A
【解析】
【详解】AC．支架对手机的作用力大小始终等于手机自身的重力，根据牛顿第三定律可知，手机对支架的作用力等于支架对手机的作用力，则手机对支架的作用力始终不变，A正确；C错误；
B．根据手机的受力情况可知，手机的重力大小等于手机对底部支撑平面ab弹力与手机对PQ的弹力的合力，当角逐渐增大时，手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐增大，B错误；
D．当角逐渐增大时，手机对背部支撑平面PQ的弹力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变小，D错误
故选A。
3. 2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。训练时为确保运动员能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在蹦床上﹐记录运动员对弹性网的压力。从运动员运动到最高点时开始计时﹐力传感器显示力随时间的变化情况如图所示。忽略空气阻力，运动员近似沿竖直方向运动。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，运动员开始减速
B. 时刻，运动员的动量最大
C. 时间内，弹性网对运动员做的功为零
D. 时间内，弹性网对运动员的冲量为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．时刻后弹性网开始有弹力，但在一段时间内弹性网的弹力仍小于运动员的重力，运动员所受合力向下，加速度方向向下，做加速运动，故A错误；
B．时刻，弹性网的弹力最大，运动员位于最低点，速度为零，动量为零，故B错误；
C．和时刻，弹性网的弹力均刚好为零，运动员的高度相同，速度反向（大小不变），可知弹性网的弹力做的功为零，故C正确；
D．时间内，弹性网对运动员的弹力方向始终向上，根据冲量公式可知，弹力的冲量不为零，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，在正四面体的两个顶点分别固定电荷量为Q的等量异种点电荷，a、b是所在棱的中点，c，d为正四面体的另外两个顶点，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度相同
B. a、c两点的电势相等
C. 沿棱从b点到d点，电势逐渐升高
D. 将正试探电荷沿棱从c点移动到d点，其电势能始终不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电场强度的叠加原理可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
BC．由以上分析知沿棱从a点到c点方向（或从b点到d点），与电场强度的方向成锐角，而沿场强方向电势降低，所以沿棱从a点到c点（或从b点到d点）电势逐渐降低，故BC错误；
D．依题意，c，d两点位于两电荷的中垂面上，电势相等，将试探电荷沿棱从c点移动到d点，电场力不做功，其电势能始终不变，故D正确。
故选D。
5. 太阳能光伏发电是一种新型清洁能源，我国光伏装机容量已突破3亿千瓦。一光伏发电站输出电压恒为250V，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用5500V高压进行远距离输电，输电线的总电阻为，用户获得220V电压。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20
B. 输电线上损失的功率为
C. 降压变压器的原、副线圈匝数比为24∶1
D. 若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压也增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．升压变压器的原、副线圈匝数比为
故A错误；
B．输电线上的电流为
输电线上损耗的功率为
故B错误；
C．降压变压器的输入电压
则降压变压器的原、副线圈匝数比
故C正确；
D．若用户消耗的功率增大，则发电系统输出功率一定增大，升压变压器的输入电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，故副线圈中的电流也增大，即输电电流增大，输出电压不变，又因为
所以降压变压器的输入电压减小，输出电压即用户电路两端的电压减小，故D错误。
故选C。
6. 某同学在练习踢足球，一次练习时足球从球门正前方的草地上被踢出，恰好击中球门横梁的中点。已知踢球点与横梁中点的距离为11.25m，足球击中横梁时的速度方向恰好与踢出时的速度方向垂直。不考虑空气阻力，重力加速度。则足球从踢出到击中横梁的时间为（ ）
A. 1.5sB. 1.6sC. 1.7sD. 1.8s
【答案】A
【解析】
【详解】设足球的初速度与竖直方向的夹角为，足球从踢出到击中横梁的时间为t，该过程中，沿初速度方向的位移大小为
垂直初速度方向的位移大小为
又
联立解得
故选A
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 2024年5月3日17时27分嫦娥六号成功发射，经过5天的飞行被月球引力捕获，进入环月轨道，经过连续三次近月制动，轨道逐渐降低，最终变为半径为1938km的圆形轨道，其绕月周期为两小时。已知地球表面的重力加速度和引力常量，则下列说法正确的是（ ）
A. 可以求出月球的质量
B. 可以求出月球的第一宇宙速度
C. 制动变轨，嫦娥六号的机械能减小
D. 三次先后制动变轨，绕月周期依次减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据
可得
已知飞行器绕月球运动的轨道半径和周期，则可计算出月球的质量，A项正确；
B．因未给出月球的半径，无法计算出月球的第一宇宙速度，B项错误；
CD．制动变轨，除月球引力外，制动力做负功，嫦娥六号的机械能减小，轨道高度降低，周期减小，CD项正确。
故选ACD。
8. 如图甲所示，倾角为、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，空间存在场强方向与斜面平行的匀强电场。一个带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑，上滑过程中滑块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示。已知，，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块的重力大小为
B. 滑块受到的电场力大小为
C. 滑块上滑的过程中，重力势能增加了
D. 滑块上滑的过程中，重力势能与电势能之和减少
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图像可知，滑块的动能由减为零，滑块的机械能由减为，又由于机械能在减小，可知电场力做负功，故匀强电场方向沿斜面向下。机械能随位移变化图像的斜率表示除重力之外的外力，即
由于动能随位移变化图像的斜率表示合外力，即
解得
，
故A错误，B正确；
C．由重力做功与重力势能关系有
由于上滑过程重力对滑块做负功，所以重力势能增加，即
故C正确；
D．由能量守恒定律可知，滑块的能量为滑块的动能、电势能、重力势能之和，滑块上滑的过程中动能减小，所以重力势能与电势能之和增加，故D错误。
故选BC。
9. 为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水中有一点光源S，能同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域内只有b光，中间小圆内为复色光，下列说法正确的是（ ）
A. a光的折射率大于b光的折射率
B. 在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C. 观察到的光源S的位置比实际位置浅一些
D. 通过相同的单缝，a光的衍射现象比b光更明显
【答案】AC
【解析】
【详解】A．环状区域内只有b光，可知a光发生全反射时，b光未发生全反射，则a光的临界角小于b光的临界角，因此由可知，a光的折射率大于b光的折射率，故A正确；
B．由可知，在水中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；
C．由于折射的原因，观察到光源的位置比实际位置浅一些，故C正确；
D．a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据可知，a光的波长小于b光的波长，所以通过相同的单缝，b光的衍射现象比a光更明显，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在三角形OMN区域内存在着垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，。磁场的边界MN上放置着一长度为L的挡板，挡板中心处有一小孔K。在ON的左侧空间有质量为m、电荷量为+q的粒子流均以初速度v平行OM进入磁场，到达K孔的粒子可沿任意角度穿过小孔，不考虑粒子与挡板碰撞后的运动情况，不计粒子重力及粒子间相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A. 若粒子垂直挡板射出小孔K，则粒子的速度大小为
B. 若粒子能从小孔K射出，则粒子的最小速度为
C. 若粒子以最小的速度通过小孔K，则粒子在磁场中的运动时间为
D. 若粒子的速度大小为且能从小孔K射出，则粒子在磁场中的运动时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意，作出粒子垂直挡板射出小孔K的运动轨迹如图甲所示，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
A错误；
BC．根据题意，当轨迹半径最小时﹐粒子的速度最小，作出粒子以最小速度从小孔K射出的运动轨迹如图乙所示。根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有
联立可得
又粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为90°，则粒子在磁场中运动的时间为
由和可得
则
B正确，C错误；
D．在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有
可得粒子在三角形OMN区域运动的轨迹半径
作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图丙所示。粒子从小孔K射出时，由几何关系有
则有
粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为60°，则粒子在磁场中的运动时间为
D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒。
（1）利用托盘天平测出半径相等的甲、乙两小球的质量分别为、，测得，则应选___________（填“甲”或“乙”）小球作为入射小球。
（2）安装好实验仪器后，将铅垂线在白纸上的投影点记为O点。不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，重复10次，然后确定10次实验中小球落点的平均位置P。把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽上的同一位置由静止释放，两球发生碰撞，重复实验10次。确定10次实验入射小球和被撞小球落点的平均位置M、N。则确定小球落点的平均位置时需要用的实验器材是___________。
（3）测量出三个落点的平均位置与O点的距离OM、OP、ON分别为、、，若符合关系式___________（用所测物理量的字母表示），则验证了两小球碰撞前后的总动量守恒。
【答案】（1）甲 （2）圆规
（3）
【解析】
【小问1详解】
为防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被撞小球的质量，则应选甲小球作为入射小球。
【小问2详解】
确定10次落点的平均位置时，应用圆规画一尽可能小的圆，将落点圈在圆内，圆心即为落点的平均位置。
【小问3详解】
两小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，竖直方向有
可得两小球在空中的时间为
根据动量守恒定律可得
即
解得两小球碰撞只要满足
则可以认为两小球碰撞前后的总动量守恒。
12. 某同学欲测量实验室中一根粗细均匀电阻丝的电阻率，实验步骤如下：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值：当用“”挡时发现指针的偏转角度过大，应换用___________（填“”或“”）挡，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为___________。
（2）某同学设计如图乙所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹P，即可改变接入电路的电阻丝长度。
实验室提供的器材有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约为）；
电流表A（量程为100mA）；
电阻箱R（阻值范围为）；
开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
a.用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；
b.根据图乙连接实验电路；
c.调节电阻箱使其接入电路的阻值最大，将金属夹P夹在电阻丝某位置上；
d.闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
e.改变金属夹P的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，记录R和L数据；
f.重复上述步骤，得到多组数据。
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图丙所示，读数为___________mm。
②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丁所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式___________（用题中已知量的字母表示）。
③分析电流表的内阻对本实验结果___________（填“有”或“没有”）影响。
【答案】（1） ①. ②. 15##15.0
（2） ①. 0.512##0.511##0.513 ②. ③. 没有
【解析】
【小问1详解】
[1]选择开关拨到“”挡测量时，发现指针的偏角过大，说明电阻丝的阻值较小，
故应换用挡；
[2] 换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为
【小问2详解】
[3] 螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知电阻丝的直径为
[4] 由题意可知，电流表每次满偏时，电路外电阻阻值相同，则有
整理可得
可得图像的斜率绝对值为
解得
[5] 根据上面分析可知，电流表的内阻对图像的斜率无影响，所以电流表的内阻对本实验结果没有影响。
13. “波”字最早用于描述水纹起伏之状，《说文解字》中有“波，水涌流也”，唐代诗人韦应物有“微风动柳生水波”的描述。“微风动柳”在水面引起水波（视为简谐横波）向四周传播，在波的传播方向上相距6m的两处分别有甲、乙两树叶，两树叶随波上下运动，其中甲树叶的振动图像如图所示。某时刻，当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，求：
（1）此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差；
（2）这列水波的波长；
（3）若此时甲、乙两树叶之间只有一个波峰（甲树叶所在的波峰除外），这列水波的传播速度的大小。
【答案】（1）0.6cm；（2），其中；（3）1m/s
【解析】
【详解】（1）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，则此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差为
（2）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，而甲、乙相距d为6m，则有
，其中
可得，这列水波的波长为
，其中
（3）可知当n取1时，甲、乙两树叶之间只有一个波峰，则这列水波波长为
由图可知，这列水波的周期T为4s，则这列水波的传播速度的大小为
14. 如图所示，在光滑的水平面上，质量为2m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。一质量为m的滑块（可视为质点）从木板左端以水平向右的速度v滑上木板，当滑到木板右端时速度恰好为零。现让滑块从木板左端以水平速度kv（k未知）滑上木板，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞﹐且刚好未从木板左端滑落。已知重力加速度为g。求：
（1）滑块与木板间的动摩擦因数；
（2）k的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）滑块从木板左端以水平向右的速度v滑上木板，当滑到木板右端时速度恰好为零，根据匀变速直线运动规律可知
解得
根据牛顿第二定律有
解得
（2）滑块以水平速度v向右滑时，由动能定理有
滑块以速度kv滑上木板到运动至碰墙时速度为，由动能定理有
滑块与墙壁碰后向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为，由动量守恒定律有
由能量守恒定律可得
解得
15. 如图所示，间距为L的平行导轨、均由倾斜和水平两部分组成，导轨的电阻不计。虚线pq为两部分的连接处，x为沿水平导轨向右的位置坐标，并规定虚线pq处的x坐标值为0，虚线pq左侧无磁场，右侧存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。用质量为2m、电阻为5R的均匀金属丝制成一个长为L、宽为的单匝长方形线圈，水平放置在两直导轨上，其中心到两直导轨的距离相等。现将质量为m、长为L、电阻为R的金属棒ef从导轨上距水平部分高度为h处由静止释放，设金属棒ef经过虚线pq时没有机械能损失，不计一切摩擦，金属棒、金属线圈均与导轨始终接触良好，重力加速度为g。求：
（1）金属棒ef刚通过虚线pq时产生的感应电动势大小；
（2）金属线圈运动过程中的最大加速度和最大速度；
（3）为使金属棒ef在整个运动过程中不与金属线圈碰撞﹐金属线圈中心初始位置的坐标的最小值。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ef由静止释放到刚通过虚线pq的过程，由动能定理有
解得
则金属棒ef刚通过虚线pq时产生的感应电动势大小为
（2）根据题意可知，金属线圈在导轨间两段直导线并联接入电路中，超出导轨区域部分的导线被短路，由几何关系可得，在导轨间的一段直导线电阻为
可知整个回路的总电阻为
金属棒ef刚通过虚线pq时，通过金属棒ef的感应电流为
对金属线圈，刚开始运动时加速度最大，由牛顿第二定律有
解得
根据题意，结合上述分析可知，金属线圈和金属棒ef所受安培力等大反向，则系统的动量守恒﹐由于金属线圈做加速运动，金属棒ef做减速运动，金属线圈达到最大速度时与金属棒ef共速，由动量守恒定律有
解得
（3）为使金属棒ef在整个运动过程中不与金属线圈碰撞，则有当金属棒ef和金属线圈速度相等时，金属棒ef恰好追上金属线圈，此时速度为v，对金属棒ef，由动量定理有
则有
设金属棒运动距离为，金属线圈运动的距离为，则有
联立解得
则金属线圈中心初始位置的坐标的最小值
本试题卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. “氚”是一种放射性核素，该核素可在生物体内富集，导致内照射﹐从而损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为，半衰期约为12年，下列说法正确的是（ ）
A. 氚核发生是衰变
B. 衰变产物X是电子
C. 和是一对同位素
D. 生物体内的氚核经过12年后会完全消失
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为
则X为电子，则氚核发生的是衰变，故A错误，B正确；
C．和的质子数不同，故二者不是同位素，故C错误；
D．12年后即经过一个半衰期，一半氚核发生衰变，生物体内的氚核经过12年后会未完全消失，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，某款可折叠手机支架，调节支撑杆MN，手机背部支撑平面PQ的倾角随之改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，忽略一切摩擦，当缓慢逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
A. 手机对支架的作用力始终不变
B. 手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变小
C. 支架对手机的作用力逐渐增大
D. 背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变大
【答案】A
【解析】
【详解】AC．支架对手机的作用力大小始终等于手机自身的重力，根据牛顿第三定律可知，手机对支架的作用力等于支架对手机的作用力，则手机对支架的作用力始终不变，A正确；C错误；
B．根据手机的受力情况可知，手机的重力大小等于手机对底部支撑平面ab弹力与手机对PQ的弹力的合力，当角逐渐增大时，手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐增大，B错误；
D．当角逐渐增大时，手机对背部支撑平面PQ的弹力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变小，D错误
故选A。
3. 2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。训练时为确保运动员能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在蹦床上﹐记录运动员对弹性网的压力。从运动员运动到最高点时开始计时﹐力传感器显示力随时间的变化情况如图所示。忽略空气阻力，运动员近似沿竖直方向运动。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，运动员开始减速
B. 时刻，运动员的动量最大
C. 时间内，弹性网对运动员做的功为零
D. 时间内，弹性网对运动员的冲量为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．时刻后弹性网开始有弹力，但在一段时间内弹性网的弹力仍小于运动员的重力，运动员所受合力向下，加速度方向向下，做加速运动，故A错误；
B．时刻，弹性网的弹力最大，运动员位于最低点，速度为零，动量为零，故B错误；
C．和时刻，弹性网的弹力均刚好为零，运动员的高度相同，速度反向（大小不变），可知弹性网的弹力做的功为零，故C正确；
D．时间内，弹性网对运动员的弹力方向始终向上，根据冲量公式可知，弹力的冲量不为零，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，在正四面体的两个顶点分别固定电荷量为Q的等量异种点电荷，a、b是所在棱的中点，c，d为正四面体的另外两个顶点，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度相同
B. a、c两点的电势相等
C. 沿棱从b点到d点，电势逐渐升高
D. 将正试探电荷沿棱从c点移动到d点，其电势能始终不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电场强度的叠加原理可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
BC．由以上分析知沿棱从a点到c点方向（或从b点到d点），与电场强度的方向成锐角，而沿场强方向电势降低，所以沿棱从a点到c点（或从b点到d点）电势逐渐降低，故BC错误；
D．依题意，c，d两点位于两电荷的中垂面上，电势相等，将试探电荷沿棱从c点移动到d点，电场力不做功，其电势能始终不变，故D正确。
故选D。
5. 太阳能光伏发电是一种新型清洁能源，我国光伏装机容量已突破3亿千瓦。一光伏发电站输出电压恒为250V，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用5500V高压进行远距离输电，输电线的总电阻为，用户获得220V电压。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20
B. 输电线上损失的功率为
C. 降压变压器的原、副线圈匝数比为24∶1
D. 若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压也增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．升压变压器的原、副线圈匝数比为
故A错误；
B．输电线上的电流为
输电线上损耗的功率为
故B错误；
C．降压变压器的输入电压
则降压变压器的原、副线圈匝数比
故C正确；
D．若用户消耗的功率增大，则发电系统输出功率一定增大，升压变压器的输入电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，故副线圈中的电流也增大，即输电电流增大，输出电压不变，又因为
所以降压变压器的输入电压减小，输出电压即用户电路两端的电压减小，故D错误。
故选C。
6. 某同学在练习踢足球，一次练习时足球从球门正前方的草地上被踢出，恰好击中球门横梁的中点。已知踢球点与横梁中点的距离为11.25m，足球击中横梁时的速度方向恰好与踢出时的速度方向垂直。不考虑空气阻力，重力加速度。则足球从踢出到击中横梁的时间为（ ）
A. 1.5sB. 1.6sC. 1.7sD. 1.8s
【答案】A
【解析】
【详解】设足球的初速度与竖直方向的夹角为，足球从踢出到击中横梁的时间为t，该过程中，沿初速度方向的位移大小为
垂直初速度方向的位移大小为
又
联立解得
故选A
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 2024年5月3日17时27分嫦娥六号成功发射，经过5天的飞行被月球引力捕获，进入环月轨道，经过连续三次近月制动，轨道逐渐降低，最终变为半径为1938km的圆形轨道，其绕月周期为两小时。已知地球表面的重力加速度和引力常量，则下列说法正确的是（ ）
A. 可以求出月球的质量
B. 可以求出月球的第一宇宙速度
C. 制动变轨，嫦娥六号的机械能减小
D. 三次先后制动变轨，绕月周期依次减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据
可得
已知飞行器绕月球运动的轨道半径和周期，则可计算出月球的质量，A项正确；
B．因未给出月球的半径，无法计算出月球的第一宇宙速度，B项错误；
CD．制动变轨，除月球引力外，制动力做负功，嫦娥六号的机械能减小，轨道高度降低，周期减小，CD项正确。
故选ACD。
8. 如图甲所示，倾角为、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，空间存在场强方向与斜面平行的匀强电场。一个带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑，上滑过程中滑块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示。已知，，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块的重力大小为
B. 滑块受到的电场力大小为
C. 滑块上滑的过程中，重力势能增加了
D. 滑块上滑的过程中，重力势能与电势能之和减少
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图像可知，滑块的动能由减为零，滑块的机械能由减为，又由于机械能在减小，可知电场力做负功，故匀强电场方向沿斜面向下。机械能随位移变化图像的斜率表示除重力之外的外力，即
由于动能随位移变化图像的斜率表示合外力，即
解得
，
故A错误，B正确；
C．由重力做功与重力势能关系有
由于上滑过程重力对滑块做负功，所以重力势能增加，即
故C正确；
D．由能量守恒定律可知，滑块的能量为滑块的动能、电势能、重力势能之和，滑块上滑的过程中动能减小，所以重力势能与电势能之和增加，故D错误。
故选BC。
9. 为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水中有一点光源S，能同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域内只有b光，中间小圆内为复色光，下列说法正确的是（ ）
A. a光的折射率大于b光的折射率
B. 在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C. 观察到的光源S的位置比实际位置浅一些
D. 通过相同的单缝，a光的衍射现象比b光更明显
【答案】AC
【解析】
【详解】A．环状区域内只有b光，可知a光发生全反射时，b光未发生全反射，则a光的临界角小于b光的临界角，因此由可知，a光的折射率大于b光的折射率，故A正确；
B．由可知，在水中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；
C．由于折射的原因，观察到光源的位置比实际位置浅一些，故C正确；
D．a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据可知，a光的波长小于b光的波长，所以通过相同的单缝，b光的衍射现象比a光更明显，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在三角形OMN区域内存在着垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，。磁场的边界MN上放置着一长度为L的挡板，挡板中心处有一小孔K。在ON的左侧空间有质量为m、电荷量为+q的粒子流均以初速度v平行OM进入磁场，到达K孔的粒子可沿任意角度穿过小孔，不考虑粒子与挡板碰撞后的运动情况，不计粒子重力及粒子间相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A. 若粒子垂直挡板射出小孔K，则粒子的速度大小为
B. 若粒子能从小孔K射出，则粒子的最小速度为
C. 若粒子以最小的速度通过小孔K，则粒子在磁场中的运动时间为
D. 若粒子的速度大小为且能从小孔K射出，则粒子在磁场中的运动时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意，作出粒子垂直挡板射出小孔K的运动轨迹如图甲所示，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
A错误；
BC．根据题意，当轨迹半径最小时﹐粒子的速度最小，作出粒子以最小速度从小孔K射出的运动轨迹如图乙所示。根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有
联立可得
又粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为90°，则粒子在磁场中运动的时间为
由和可得
则
B正确，C错误；
D．在三角形OMN区域根据洛伦兹力提供向心力有
可得粒子在三角形OMN区域运动的轨迹半径
作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图丙所示。粒子从小孔K射出时，由几何关系有
则有
粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为60°，则粒子在磁场中的运动时间为
D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒。
（1）利用托盘天平测出半径相等的甲、乙两小球的质量分别为、，测得，则应选___________（填“甲”或“乙”）小球作为入射小球。
（2）安装好实验仪器后，将铅垂线在白纸上的投影点记为O点。不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，重复10次，然后确定10次实验中小球落点的平均位置P。把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽上的同一位置由静止释放，两球发生碰撞，重复实验10次。确定10次实验入射小球和被撞小球落点的平均位置M、N。则确定小球落点的平均位置时需要用的实验器材是___________。
（3）测量出三个落点的平均位置与O点的距离OM、OP、ON分别为、、，若符合关系式___________（用所测物理量的字母表示），则验证了两小球碰撞前后的总动量守恒。
【答案】（1）甲 （2）圆规
（3）
【解析】
【小问1详解】
为防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被撞小球的质量，则应选甲小球作为入射小球。
【小问2详解】
确定10次落点的平均位置时，应用圆规画一尽可能小的圆，将落点圈在圆内，圆心即为落点的平均位置。
【小问3详解】
两小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，竖直方向有
可得两小球在空中的时间为
根据动量守恒定律可得
即
解得两小球碰撞只要满足
则可以认为两小球碰撞前后的总动量守恒。
12. 某同学欲测量实验室中一根粗细均匀电阻丝的电阻率，实验步骤如下：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值：当用“”挡时发现指针的偏转角度过大，应换用___________（填“”或“”）挡，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为___________。
（2）某同学设计如图乙所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹P，即可改变接入电路的电阻丝长度。
实验室提供的器材有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约为）；
电流表A（量程为100mA）；
电阻箱R（阻值范围为）；
开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
a.用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；
b.根据图乙连接实验电路；
c.调节电阻箱使其接入电路的阻值最大，将金属夹P夹在电阻丝某位置上；
d.闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
e.改变金属夹P的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，记录R和L数据；
f.重复上述步骤，得到多组数据。
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图丙所示，读数为___________mm。
②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丁所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式___________（用题中已知量的字母表示）。
③分析电流表的内阻对本实验结果___________（填“有”或“没有”）影响。
【答案】（1） ①. ②. 15##15.0
（2） ①. 0.512##0.511##0.513 ②. ③. 没有
【解析】
【小问1详解】
[1]选择开关拨到“”挡测量时，发现指针的偏角过大，说明电阻丝的阻值较小，
故应换用挡；
[2] 换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为
【小问2详解】
[3] 螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知电阻丝的直径为
[4] 由题意可知，电流表每次满偏时，电路外电阻阻值相同，则有
整理可得
可得图像的斜率绝对值为
解得
[5] 根据上面分析可知，电流表的内阻对图像的斜率无影响，所以电流表的内阻对本实验结果没有影响。
13. “波”字最早用于描述水纹起伏之状，《说文解字》中有“波，水涌流也”，唐代诗人韦应物有“微风动柳生水波”的描述。“微风动柳”在水面引起水波（视为简谐横波）向四周传播，在波的传播方向上相距6m的两处分别有甲、乙两树叶，两树叶随波上下运动，其中甲树叶的振动图像如图所示。某时刻，当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，求：
（1）此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差；
（2）这列水波的波长；
（3）若此时甲、乙两树叶之间只有一个波峰（甲树叶所在的波峰除外），这列水波的传播速度的大小。
【答案】（1）0.6cm；（2），其中；（3）1m/s
【解析】
【详解】（1）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，则此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差为
（2）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，而甲、乙相距d为6m，则有
，其中
可得，这列水波的波长为
，其中
（3）可知当n取1时，甲、乙两树叶之间只有一个波峰，则这列水波波长为
由图可知，这列水波的周期T为4s，则这列水波的传播速度的大小为
14. 如图所示，在光滑的水平面上，质量为2m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。一质量为m的滑块（可视为质点）从木板左端以水平向右的速度v滑上木板，当滑到木板右端时速度恰好为零。现让滑块从木板左端以水平速度kv（k未知）滑上木板，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞﹐且刚好未从木板左端滑落。已知重力加速度为g。求：
（1）滑块与木板间的动摩擦因数；
（2）k的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）滑块从木板左端以水平向右的速度v滑上木板，当滑到木板右端时速度恰好为零，根据匀变速直线运动规律可知
解得
根据牛顿第二定律有
解得
（2）滑块以水平速度v向右滑时，由动能定理有
滑块以速度kv滑上木板到运动至碰墙时速度为，由动能定理有
滑块与墙壁碰后向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为，由动量守恒定律有
由能量守恒定律可得
解得
15. 如图所示，间距为L的平行导轨、均由倾斜和水平两部分组成，导轨的电阻不计。虚线pq为两部分的连接处，x为沿水平导轨向右的位置坐标，并规定虚线pq处的x坐标值为0，虚线pq左侧无磁场，右侧存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。用质量为2m、电阻为5R的均匀金属丝制成一个长为L、宽为的单匝长方形线圈，水平放置在两直导轨上，其中心到两直导轨的距离相等。现将质量为m、长为L、电阻为R的金属棒ef从导轨上距水平部分高度为h处由静止释放，设金属棒ef经过虚线pq时没有机械能损失，不计一切摩擦，金属棒、金属线圈均与导轨始终接触良好，重力加速度为g。求：
（1）金属棒ef刚通过虚线pq时产生的感应电动势大小；
（2）金属线圈运动过程中的最大加速度和最大速度；
（3）为使金属棒ef在整个运动过程中不与金属线圈碰撞﹐金属线圈中心初始位置的坐标的最小值。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ef由静止释放到刚通过虚线pq的过程，由动能定理有
解得
则金属棒ef刚通过虚线pq时产生的感应电动势大小为
（2）根据题意可知，金属线圈在导轨间两段直导线并联接入电路中，超出导轨区域部分的导线被短路，由几何关系可得，在导轨间的一段直导线电阻为
可知整个回路的总电阻为
金属棒ef刚通过虚线pq时，通过金属棒ef的感应电流为
对金属线圈，刚开始运动时加速度最大，由牛顿第二定律有
解得
根据题意，结合上述分析可知，金属线圈和金属棒ef所受安培力等大反向，则系统的动量守恒﹐由于金属线圈做加速运动，金属棒ef做减速运动，金属线圈达到最大速度时与金属棒ef共速，由动量守恒定律有
解得
（3）为使金属棒ef在整个运动过程中不与金属线圈碰撞，则有当金属棒ef和金属线圈速度相等时，金属棒ef恰好追上金属线圈，此时速度为v，对金属棒ef，由动量定理有
则有
设金属棒运动距离为，金属线圈运动的距离为，则有
联立解得
则金属线圈中心初始位置的坐标的最小值
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