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山东省枣庄市第三中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷
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这是一份山东省枣庄市第三中学2023-2024学年高三下学期期中物理试卷，共17页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，我国高铁技术处于世界领先水平等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（共8题，每题3分，共24分）
1．如图所示，在水平桌面上固定着斜槽，斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过连接处时速率没有改变。第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑，物块A到达木板上的C点停止；第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑，物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰，碰后物块B滑行到木板上的E点停止，物块A滑到木板上的D点停止，用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为、、，已知物块A、B的质量分别为2m、m，且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（ ）
A．因木板与物块间的动摩擦因数未知，故此实验不能验证动量守恒定律
B．因物块A由静止下滑时的高度未知，故此实验不能验证动量守恒定律
C．
D．
2．忽略地球自转时，从高处静止释放的小球落点在其正下方。考虑地球自转时，若不计空气阻力的影响，在赤道上方200m处静止释放的小球落点在其释放位置正下方偏东约6cm处（如图所示）。这一现象可解释为，考虑地球自转时，地面的观察者处于非惯性系中，除重力外，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，被称为科里奥利力。取水平向东为正方向，小球下落过程中，水平方向的“力”大小、加速度大小、速度大小及位移x大小随下落时间t的变化图象不合理的是（ ）
A．B．C．D．
3．A、B两小球质量相等，A球不带电，B球带正电，光滑的绝缘斜面倾角为，图甲中，A、B两球用轻质绝缘弹簧相连，图乙中，A、B两球用轻质绝缘杆相连，两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中，此时A、B两球组成的系统均处于静止状态，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度大小为g，当撤去匀强电场E的瞬间，则下列说法正确的是（ ）
A．两图中A、B两球的加速度大小均为B．两图中A球的加速度大小均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零D．图甲、乙中B球的加速度大小之比为2∶1
4．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，电源内阻可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态
B．若，则保温时，的热功率等于968W
C．若，则均工作时的热功率之比为5∶4
D．若在保温状态下的功率是加热状态下的一半，则
5．已知某静电场的电场强度的方向与x轴的正方向一致，电场强度大小E与位置x的关系图象如图所示，其中段为抛物线的一段且关于对称，段为倾斜的直线，且开始时一带正电的粒子位于原点，现给该粒子一水平向右的初速度，使其仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动。则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子在段先做减速运动再做加速运动
B．带电粒子在段做匀加速直线运动
C．位置0与间的电势差等于位置与间的电势差
D．在段电场力对带电粒子一直做负功
6．如图，底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上，轻弹簧一端与挡板连接，弹簧为原长时自由端在B点，一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后，沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止，则下列判定正确的是（ ）
A．整个运动过程中，物块加速度为零的位置只有一处
B．物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同
C．对整个运动过程，系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量
D．物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小，然后不变
7．如图所示，平行等距的水平虚线1、2、3、4为某一电场的等势面，已知等势面1、3、4的电势分别为。实线为一粒子（不计重力）仅在电场力的作用下的运动轨迹，M、N、P是轨迹上的三点，其中N点为轨迹上的最高点，则（ ）
A．虚线2的电势一定是B．粒子一定带负电
C．粒子在P点的电势能最大，动能最小D．粒子在电场中各点受到的电场力可能不相等
8．质量为m的物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上，力F与水平方向夹角为，如图所示。经过时间t，物体的速度大小仍为v，方向水平向右。则在时间t内，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对物体的冲量大小为零B．拉力F对物体的冲量大小是
C．合力对物体的冲量大小为零D．力F与v的大小满足的关系为
二、多选题（共4题，每题4分，共16分）
9．如图所示，BOD是半圆的水平直径，OC为竖直半径，半圆半径为R。现有质量相同的a、b两个小球分别从A、B两点以一定的初速度水平抛出，分别击中半圆轨道上的D点和C点，已知b球击中C点时动能为，A点在B点正上方且A、B间距为R，不计空气阻力，则（ ）
A．a球击中D点时动能为
B．a球击中D点时动能为
C．a、b两球初速度之比为1∶1
D．a、b小球与轨道碰撞瞬间，重力的瞬时功率之比为1∶1
10．我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢为动车，不提供动力的车厢为拖车。某列动车组由8节车厢组成，其中2车和7车为动车，其余为拖车。假设该动车组各车厢质量均相等，相同运行状态下2车和7车提供的动力相同，运行过程中每节车厢受到的阻力相等。如图，该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行，则（ ）
A．启动时，7车对6车的作用力为推力
B．关闭动力滑行时，6、7车之间既无推力也无拉力
C．匀速运动时，6、7车之间既无推力也无拉力
D．匀速运动时，6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力
11．如图甲所示，x轴处在静电场中，一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子在原点O由静止释放，仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，粒子运动过程中的动能随位移变化的关系图象如图乙所示，图乙中的量均已知，则下列说法正确的是（ ）
A．场强沿x轴正方向逐渐增大
B．图乙中图线的斜率表示粒子所受电场力的大小
C．x轴上A点处的场强大小为
D．粒子运动到A点时的速度大小为
12．一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场，两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示。磁感应强度，两导轨间距为0.2m；导体棒ab、cd紧贴导轨放置，电阻均为0.1Ω，质量m均为0.1kg，长度均为0.2m；现用恒力向上拉动静止的导体棒ab的同时，将cd以初速度向下释放（导体棒ab、cd始终与导轨垂直且接触良好），重力加速度g取，当两导体棒稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．ab、cd棒均做匀加速直线运动B．ab、cd棒均做匀速直线运动
C．ab、cd棒速度大小相等D．cd棒的速度大小是ab棒的3倍
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（共2题，每题7分，共14分）
13．（1）如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路，其中为定值电阻，R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连。该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了______为纵坐标，由图乙中图线可得该电源的电动势为______V。
（2）现有三个规格相同的小灯泡，标称值为“2.5V 0.6A”，每个小灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻______，图甲中定值电阻______。
14．某同学在实验室发现一废旧电阻元件，其上标注“2.5V 1.2W”的字样，为描绘出该元件的图线，该同学在实验室找到了下列实验器材：
A．直流电源（电动势，内阻不计）
B．电流表（量程0～3mA，内阻为1Ω）
C．电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
D．滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为0.6A）
E．滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为0.6A）
F．定值电阻（阻值为999Ω）
G．定值电阻（阻值为99Ω）
H．开关、导线若干
（1）电流表应选______；由于没有电压表，应将电流表______和定值电阻______串联后作为电压表使用；滑动变阻器应选______。（填写器材前的字母标号）
（2）如图甲所示为该同学连接的部分电路，请你帮助他完成剩余部分的连线。
（3）该同学通过实验得到该元件的图线如图乙所示，由图线可知，该元件的阻值随温度的升高而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），若将该元件直接接到电动势为1.5V、内阻为2Ω的电源上，该元件消耗的功率为______。
四、计算题（共4题，共46分）
15．单板滑雪U形池如图所示，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度，运动员从B点运动到C点所用的时间，从D点跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向，重力加速度g取。求：
（1）运动员在B点对圆弧轨道的压力；
（2）运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间；
（3）运动员从C点到D点的运动过程中克服摩擦阻力所做的功。
16．如图所示，两个相同的、导热良好、内壁光滑的气缸竖直放置，它们的底部由一可忽略容积的细管连通，气缸的高为h，横截面积为S。初始时，两气缸正中间位置各有一个质量分别为和的活塞，两活塞下部封闭有一定质量的理想气体b，左侧活塞上部封闭有理想气体a，右侧活塞上部为真空。重力加速度为g，随着外部温度由开始缓慢升高，右侧气缸中活塞位置不断上升，不计气缸壁和活塞的厚度，求：
①开始时气体a的压强；
②当右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，环境的温度。
17．如图所示，质量为M的足够长U形光滑金属导轨abcd放置在倾角为的光滑绝缘斜面上并用细线（图中虚线）拴在固定于斜面上的G、H两点上，bc段电阻为R，其余段电阻不计。另一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒PQ放置在导轨上，紧挨导体棒PQ左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱，使导体棒静止，导体棒PQ始终与导轨垂直且接触良好，PbcQ构成矩形。导轨bc段长为L，以ef为界，其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，上方存在沿斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，烧断细线后，导轨向下运动过程中，导体棒PQ始终不脱离导轨。
（1）若质量，求金属导轨abcd在斜面上运动的过程中，导体棒PQ与导轨abcd间的最小作用力。
（2）要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨间无作用力，求M、m应满足的条件。
（3）若在条件（1）的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为Q₀，求金属导轨abcd在斜面上下滑的距离s。
18．如图甲所示为一水平传送带装置的示意图，传送带两端点A与B间的距离为，一物块（可视为质点）从A处以的水平速度滑上传送带，设物块与传送带间的动摩擦因数为，取。
（1）若传送带静止，求物块离开B点时的速度；
（2）若传送带以的速度逆时针匀速转动，求物块离开B点的速度；
（3）物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的。若传送带顺时针匀速运动，用表示传送带的速度，vn表示物块离开B点时的速度，请在图乙中画出与的关系图象。（请在图乙中标注关键点的坐标值。如有需要，可取。）
参考答案
1．D
【解析】本题考查验证动量守恒定律的有关知识，意在考查考生对验证动量守恒定律的方法的分析和推理能。设物块A碰前的速度为v，不放物块B时，根据动能定理有，同理，设碰后物块A的速度为，则有，碰后物块B的速度为，则有，根据动量守恒定律有，故联立可得，即只要满足，则说明碰撞过程中动量守恒，故C错误，D正确；因碰前和碰后两物块在水平木板上滑动时都受到摩擦力，列式中的动摩擦因数可以约去，故不用给出动摩擦因数，也可以验证动量守恒定律，A错误；题中物块A碰前的速度可以由得出，故不需要知道物块A由静止下滑时的高度，B错误。
【备注】无
2．D
【解析】科里奥利力与竖直方向的速度大小成正比，有，竖直方向受力不变，竖直方向分运动为自由落体运动，由得，A正确。由得，B正确。由图线与时间轴所围图形的面积大小表示水平方向速度的增加量可知，经过时间t，图线是开口向上的抛物线的一部分，C正确。若小球在水平方向做匀加速直线运动，图线是开口向上的抛物线的一部分，但小球水平方向的加速度大小是增加的，图线一定不是抛物线的一部分，D错误。故选D。
【备注】本题考查分运动的独立性，水平方向的科里奥利力只与竖直方向的速度大小有关，而科里奥利力不影响竖直方向的运动，所以竖直方向仍是自由落体运动。
3．D
【解析】本题考查牛顿第二定律的瞬时性，意在考查考生的理解能力。题图甲、乙中两球组成的系统静止时，B球受到的电场力均为，轻弹簧和轻杆的弹力均为，突然撤去匀强电场时，轻弹簧中弹力不变，题图甲中A球加速度为零，B球加速度大小为；轻杆中弹力发生突变，题图乙中A、B两球的加速度大小均为，故A、B错误。题图乙中轻杆的弹力发生突变，弹力变为零，C错误。在撤去匀强电场的瞬间，题图甲中B球的加速度大小为，题图乙中B球加速度大小为，故D正确。
【备注】无
4．D
【解析】本题考查串联电路和热功率公式，意在考查考生对电路基本知识的掌握情况。开关S接通时，回路中电阻较小，电饭煲功率较大，故电饭煲处于加热状态，A错误；若，保温时，回路电流的热功率，故B错误；根据，C错误；加热时，，保温时，，则，故D正确。
【备注】无
5．C
【解析】本题考查了电场的力的性质与能的性质，意在考查考生的理解能力。段电场的方向始终沿x轴的正方向，则该带电粒子所受的电场力一直沿x轴的正方向，粒子一直沿x轴的正方向做加速运动，则电场力一直对该粒子做正功，A、D错误；段电场强度沿x轴的正方向逐渐增大，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，B错误；根据对称性可知，位置0与间的平均电场强度与位置与间的平均电场强度相等，则由可知，位置0与间的电势差等于位置与间的电势差，C正确。
【备注】无
6．B
【解析】本题结合斜面模型考查力与运动，体现的核心素养是运动与相互作用观念。
物块沿斜面上滑时，加速度最初沿斜面向上，逐渐减小至零后再反向增大，最终不变，当时，物块的加速度为零，此时物块上滑的速度最大；物块到最高点后由C点开始从静止下滑，说明其重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力，物块经过B点后，弹簧对物块有沿斜面向上的弹力，当时，物块的加速度为零，此时物块下滑的速度最大。显然，说明物块上滑过程速度最大的位置与下滑过程速度最大的位置不同，A错误，B正确。易知物块最终静止在斜面上的位置比A点高，故对整个运动过程，弹簧的弹性势能转化为内能和物块的重力势能，所以系统内能的增加量小于弹簧减少的弹性势能，C错误。物块从A上滑到B的过程中，弹簧的弹力逐渐减小，在物块的合力等于零之前，由牛顿第二定律有，a随着弹簧形变量x的减小而减小，方向沿斜面向上，以斜面体、物块和弹簧整体为研究对象，知地面对斜面体的摩擦力，a减小，则减小；物块的合力等于零之后到B的过程，由牛顿第二定律有，a随着x的减小而增大，方向沿斜面向下，以斜面体、物块和弹簧整体为研究对象，知地面对斜面体的摩擦力，a增大，则增大；物块从B运动到C的过程，物块的加速度不变，则由知，不变。综上知，物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力先减小再增大，然后不变，D错误。
【备注】无
7．B
【解析】本题考查静电场中电势、电势差、电势能等知识，意在考查考生的推理能力。
因表示电场中四个等势面的四条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，故电场的方向是竖直向上的，虚线2的电势一定是6V，A错误；电场的方向是竖直向上的，粒子无论是依次沿M、N、P运动，还是依次沿P、N、M运动，根据题图的轨迹，可判断粒子受到竖直向下的电场力作用，故粒子一定带负电，B正确；不计重力的带负电的粒子在电场中运动时，电势能与动能之间相互转化，粒子从M点到N点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，粒子从N运动到P，电场力做正功，电势能减小，动能增大，因此粒子在N点的电势能最大，动能最小，C错误；由A项解析知，该电场是匀强电场，所以粒子在电场中各点受到的电场力相等，D错误。
【备注】无
8．D
【解析】冲量为力与时间的乘积，重力对物体的冲量，A项错；拉力F对物体的冲量，B项错；根据动量定理，合外力的冲量等于物体的动量变化量，而物体所受合外力为，所以有，C项错，D项正确。
【备注】无
9．AD
【解析】本题考查平抛运动，意在考查考生对平抛运动和机械能守恒定律的理解。由平抛运动规律有：水平位移，竖直位移，知运动时间t相同，而，则；竖直方向速度满足，解得；a、b小球与轨道碰撞瞬间，重力的瞬时功率为相等，比值为1∶1，则选项C错误，D正确；b小球击中C点时的动能，a小球击中D点时的动能，则选项A正确，B错误。
【备注】无
10．AB
【解析】本题考查了力的平衡条件的应用以及牛顿第二定律等知识，意在考查考生运用整体法、隔离法处理问题的能力。动车组启动时，假设每节动车提供的动力为F、每节车厢所受的阻力为Ff、每节车厢的质量均为m，以整体为研究对象，由牛顿第二定律，假设6车对7车的作用力为拉力，以7、8节车厢为研究对象，则由牛顿第二定律，解得，因此6车对7车的作用力与运动方向相反，由牛顿第三定律可知7车对6车的作用力与运动方向相同，为推力，A正确；关闭动力后，列车做匀减速直线运动，对整体，假设6、7车之间的作用力为，对7、8车整体，有，解得，B正确；列车匀速运动时，假设每节动车提供的动力为，则由，设6、7车之间的作用力为，对7、8车整体，有，C错误；设2、3车之间的作用力为，对3、4、5、6、7、8节车厢整体，有，解得，显然大小相等，D错误。
【备注】无
11．BCD
【解析】本题考查静电场的性质，意在考查考生的分析综合能力。
由可知，题图乙中图线的斜率为电场力大小qE，由于斜率恒定，因此电场强度恒定，A项错误，B项正确；由动能定理得，C项正确；粒子在A点的动能，得，D项正确。
【备注】无
12．BD
【解析】开始时导体棒cd切割磁感线产生的感应电动势为，回路中的感应电流为，导体棒cd、ab所受的安培力大小皆为，对两棒受力分析可知，ab棒受到的合力向上，故ab棒向上做加速运动，cd棒受到的合力向下，故cd棒向下做加速运动，两棒运动速度越来越大，可知回路中产生的感应电流也越来越大，两导体棒受到的安培力也越来越大，当安培力等于1N时，两导体棒受力平衡，之后均做匀速直线运动，且ab棒向上做匀速直线运动，cd棒向下做匀速直线运动，故选项A错误、B正确。两导体棒达到稳定后，设导体棒ab向上运动的速度大小为，导体棒cd向下运动的速度大小为，电路中的感应电动势为，回路中总电流，ab棒受到的安培力大小为，又ab棒受力平衡，则有，同时对导体棒ab、cd整体由动量定理有，联立解得，故选项C错误、D正确。
【备注】无
13．（1） 4.5 （2）2.5 2
【解析】本题通过电流传感器考查测量电源电动势和内阻的创新实验以及电路的综合分析。
（1）由闭合电路欧姆定律可知；要与R形成一次函数关系，则纵坐标只能取，则有，则题图乙中图线的斜率为，则有。（2）由（1）知，则有。灯泡正常发光的电流为0.6A，则B、C两灯的电流均为0.3A，由题图丙可知，B、C两灯两端的电压为0.5V，故路端电压，则内阻，定值电阻。
【备注】无
14．（1） C B F D （2）实物连线如图所示 （3）增大 0.28W
【解析】本题考查描绘电阻元件的图线实验，意在考查考生的实验能力。（1）实验中电流表选用量程为0～0.6A的C，需将另一电流表B和F串联，改装为量程为3V的电压表，描绘该元件的图线时，电压应从零开始测量，故应采用分压电路，为了便于操作，滑动变阻器选择D。（2）实物连线中，由于待测元件阻值较小，电流表分压作用明显，故电流表应采用外接法。（3）从题图乙中图线判断，电流增大，元件的阻值增大；直接接在电源上时，有，作出此时该元件的图线，如图所示，两图线的交点即为元件的实际电流与电压，故该元件消耗的功率。
【备注】无
15．（1） （2） （3）
【解析】本题考查向心力、匀变速直线运动、动能定理等，意在考查考生对力学规律的理解能力。
（1）在B点，由牛顿第二定律，有
得
由牛顿第三定律知，压力为3700N
（2）运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为，由运动学公式，有
运动员在空中完成动作的时间
（3）运动员从B点到C点做匀变速直线运动，运动过程中的平均速度
得：
运动员从C到D的过程中，由动能定理有：
【备注】无
16．① ②
【解析】①对右侧活塞根据平衡条件有
对左侧活塞根据平衡条件有
解得
②经分析知在右侧活塞刚好上升至气缸顶部的过程中，两部分气体均做等压变化。设右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，左侧活塞下降x
对a气体由盖-吕萨克定律有
对b气体由盖-吕萨克定律有
联立解得
【备注】无
17．（1） （2） （3）
【解析】本题考查电磁感应、电路、功能关系及其相关知识，意在考查考生的分析综合能力。
（1）烧断细线，由于，对导轨abcd由牛顿第二定律知
随着速度增大，加速度a减小，直至加速度为0，速度最大，此时有
最大，即
对导体棒PQ受力分析知，在垂直斜面方向
经分析知导体棒PQ受到的安培力始终等于导轨bc边受到的安培力，即
得
（2）要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨abcd间无作用力，则对导轨abcd和导体棒受力分析知
即
（3）若在条件（1）的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为，则回路总焦耳热为，由能量守恒知
又
解得。
【备注】无
18．（1） （2）
（3）①当时，
②当时，
③当时，
④即时，
则与的关系图象如图所示
【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。
（1）若传送带静止，物块一直做匀减速运动至B点
物块加速度大小为
则物块运动到B点时的速度为
（2）若传送带以的速度逆时针匀速转动，则物块仍一直做匀减速运动至B点，故物块离开B点时的速度仍为
（3）传送带顺时针运动时：
①当时，物块一直做匀减速运动到B点，则
②若物块始终做匀加速运动直至离开B点：
其加速度大小为
则
即当时，物块一直做匀加速运动到B点并以的速度离开B点
③当时，物块匀减速至等于传送带速度后，匀速运动至B点离开，则有
④当时，物块匀加速至等于传送带速度后，匀速运动至B点离开，则有
即时，
则与的关系图象如图所示
【备注】无
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（共8题，每题3分，共24分）
1．如图所示，在水平桌面上固定着斜槽，斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过连接处时速率没有改变。第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑，物块A到达木板上的C点停止；第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑，物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰，碰后物块B滑行到木板上的E点停止，物块A滑到木板上的D点停止，用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为、、，已知物块A、B的质量分别为2m、m，且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（ ）
A．因木板与物块间的动摩擦因数未知，故此实验不能验证动量守恒定律
B．因物块A由静止下滑时的高度未知，故此实验不能验证动量守恒定律
C．
D．
2．忽略地球自转时，从高处静止释放的小球落点在其正下方。考虑地球自转时，若不计空气阻力的影响，在赤道上方200m处静止释放的小球落点在其释放位置正下方偏东约6cm处（如图所示）。这一现象可解释为，考虑地球自转时，地面的观察者处于非惯性系中，除重力外，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，被称为科里奥利力。取水平向东为正方向，小球下落过程中，水平方向的“力”大小、加速度大小、速度大小及位移x大小随下落时间t的变化图象不合理的是（ ）
A．B．C．D．
3．A、B两小球质量相等，A球不带电，B球带正电，光滑的绝缘斜面倾角为，图甲中，A、B两球用轻质绝缘弹簧相连，图乙中，A、B两球用轻质绝缘杆相连，两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中，此时A、B两球组成的系统均处于静止状态，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度大小为g，当撤去匀强电场E的瞬间，则下列说法正确的是（ ）
A．两图中A、B两球的加速度大小均为B．两图中A球的加速度大小均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零D．图甲、乙中B球的加速度大小之比为2∶1
4．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，电源内阻可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态
B．若，则保温时，的热功率等于968W
C．若，则均工作时的热功率之比为5∶4
D．若在保温状态下的功率是加热状态下的一半，则
5．已知某静电场的电场强度的方向与x轴的正方向一致，电场强度大小E与位置x的关系图象如图所示，其中段为抛物线的一段且关于对称，段为倾斜的直线，且开始时一带正电的粒子位于原点，现给该粒子一水平向右的初速度，使其仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动。则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子在段先做减速运动再做加速运动
B．带电粒子在段做匀加速直线运动
C．位置0与间的电势差等于位置与间的电势差
D．在段电场力对带电粒子一直做负功
6．如图，底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上，轻弹簧一端与挡板连接，弹簧为原长时自由端在B点，一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后，沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止，则下列判定正确的是（ ）
A．整个运动过程中，物块加速度为零的位置只有一处
B．物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同
C．对整个运动过程，系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量
D．物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小，然后不变
7．如图所示，平行等距的水平虚线1、2、3、4为某一电场的等势面，已知等势面1、3、4的电势分别为。实线为一粒子（不计重力）仅在电场力的作用下的运动轨迹，M、N、P是轨迹上的三点，其中N点为轨迹上的最高点，则（ ）
A．虚线2的电势一定是B．粒子一定带负电
C．粒子在P点的电势能最大，动能最小D．粒子在电场中各点受到的电场力可能不相等
8．质量为m的物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上，力F与水平方向夹角为，如图所示。经过时间t，物体的速度大小仍为v，方向水平向右。则在时间t内，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对物体的冲量大小为零B．拉力F对物体的冲量大小是
C．合力对物体的冲量大小为零D．力F与v的大小满足的关系为
二、多选题（共4题，每题4分，共16分）
9．如图所示，BOD是半圆的水平直径，OC为竖直半径，半圆半径为R。现有质量相同的a、b两个小球分别从A、B两点以一定的初速度水平抛出，分别击中半圆轨道上的D点和C点，已知b球击中C点时动能为，A点在B点正上方且A、B间距为R，不计空气阻力，则（ ）
A．a球击中D点时动能为
B．a球击中D点时动能为
C．a、b两球初速度之比为1∶1
D．a、b小球与轨道碰撞瞬间，重力的瞬时功率之比为1∶1
10．我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢为动车，不提供动力的车厢为拖车。某列动车组由8节车厢组成，其中2车和7车为动车，其余为拖车。假设该动车组各车厢质量均相等，相同运行状态下2车和7车提供的动力相同，运行过程中每节车厢受到的阻力相等。如图，该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行，则（ ）
A．启动时，7车对6车的作用力为推力
B．关闭动力滑行时，6、7车之间既无推力也无拉力
C．匀速运动时，6、7车之间既无推力也无拉力
D．匀速运动时，6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力
11．如图甲所示，x轴处在静电场中，一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子在原点O由静止释放，仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，粒子运动过程中的动能随位移变化的关系图象如图乙所示，图乙中的量均已知，则下列说法正确的是（ ）
A．场强沿x轴正方向逐渐增大
B．图乙中图线的斜率表示粒子所受电场力的大小
C．x轴上A点处的场强大小为
D．粒子运动到A点时的速度大小为
12．一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场，两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示。磁感应强度，两导轨间距为0.2m；导体棒ab、cd紧贴导轨放置，电阻均为0.1Ω，质量m均为0.1kg，长度均为0.2m；现用恒力向上拉动静止的导体棒ab的同时，将cd以初速度向下释放（导体棒ab、cd始终与导轨垂直且接触良好），重力加速度g取，当两导体棒稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．ab、cd棒均做匀加速直线运动B．ab、cd棒均做匀速直线运动
C．ab、cd棒速度大小相等D．cd棒的速度大小是ab棒的3倍
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（共2题，每题7分，共14分）
13．（1）如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路，其中为定值电阻，R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连。该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了______为纵坐标，由图乙中图线可得该电源的电动势为______V。
（2）现有三个规格相同的小灯泡，标称值为“2.5V 0.6A”，每个小灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻______，图甲中定值电阻______。
14．某同学在实验室发现一废旧电阻元件，其上标注“2.5V 1.2W”的字样，为描绘出该元件的图线，该同学在实验室找到了下列实验器材：
A．直流电源（电动势，内阻不计）
B．电流表（量程0～3mA，内阻为1Ω）
C．电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
D．滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为0.6A）
E．滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为0.6A）
F．定值电阻（阻值为999Ω）
G．定值电阻（阻值为99Ω）
H．开关、导线若干
（1）电流表应选______；由于没有电压表，应将电流表______和定值电阻______串联后作为电压表使用；滑动变阻器应选______。（填写器材前的字母标号）
（2）如图甲所示为该同学连接的部分电路，请你帮助他完成剩余部分的连线。
（3）该同学通过实验得到该元件的图线如图乙所示，由图线可知，该元件的阻值随温度的升高而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），若将该元件直接接到电动势为1.5V、内阻为2Ω的电源上，该元件消耗的功率为______。
四、计算题（共4题，共46分）
15．单板滑雪U形池如图所示，由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度，运动员从B点运动到C点所用的时间，从D点跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向，重力加速度g取。求：
（1）运动员在B点对圆弧轨道的压力；
（2）运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间；
（3）运动员从C点到D点的运动过程中克服摩擦阻力所做的功。
16．如图所示，两个相同的、导热良好、内壁光滑的气缸竖直放置，它们的底部由一可忽略容积的细管连通，气缸的高为h，横截面积为S。初始时，两气缸正中间位置各有一个质量分别为和的活塞，两活塞下部封闭有一定质量的理想气体b，左侧活塞上部封闭有理想气体a，右侧活塞上部为真空。重力加速度为g，随着外部温度由开始缓慢升高，右侧气缸中活塞位置不断上升，不计气缸壁和活塞的厚度，求：
①开始时气体a的压强；
②当右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，环境的温度。
17．如图所示，质量为M的足够长U形光滑金属导轨abcd放置在倾角为的光滑绝缘斜面上并用细线（图中虚线）拴在固定于斜面上的G、H两点上，bc段电阻为R，其余段电阻不计。另一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒PQ放置在导轨上，紧挨导体棒PQ左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱，使导体棒静止，导体棒PQ始终与导轨垂直且接触良好，PbcQ构成矩形。导轨bc段长为L，以ef为界，其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，上方存在沿斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，烧断细线后，导轨向下运动过程中，导体棒PQ始终不脱离导轨。
（1）若质量，求金属导轨abcd在斜面上运动的过程中，导体棒PQ与导轨abcd间的最小作用力。
（2）要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨间无作用力，求M、m应满足的条件。
（3）若在条件（1）的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为Q₀，求金属导轨abcd在斜面上下滑的距离s。
18．如图甲所示为一水平传送带装置的示意图，传送带两端点A与B间的距离为，一物块（可视为质点）从A处以的水平速度滑上传送带，设物块与传送带间的动摩擦因数为，取。
（1）若传送带静止，求物块离开B点时的速度；
（2）若传送带以的速度逆时针匀速转动，求物块离开B点的速度；
（3）物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的。若传送带顺时针匀速运动，用表示传送带的速度，vn表示物块离开B点时的速度，请在图乙中画出与的关系图象。（请在图乙中标注关键点的坐标值。如有需要，可取。）
参考答案
1．D
【解析】本题考查验证动量守恒定律的有关知识，意在考查考生对验证动量守恒定律的方法的分析和推理能。设物块A碰前的速度为v，不放物块B时，根据动能定理有，同理，设碰后物块A的速度为，则有，碰后物块B的速度为，则有，根据动量守恒定律有，故联立可得，即只要满足，则说明碰撞过程中动量守恒，故C错误，D正确；因碰前和碰后两物块在水平木板上滑动时都受到摩擦力，列式中的动摩擦因数可以约去，故不用给出动摩擦因数，也可以验证动量守恒定律，A错误；题中物块A碰前的速度可以由得出，故不需要知道物块A由静止下滑时的高度，B错误。
【备注】无
2．D
【解析】科里奥利力与竖直方向的速度大小成正比，有，竖直方向受力不变，竖直方向分运动为自由落体运动，由得，A正确。由得，B正确。由图线与时间轴所围图形的面积大小表示水平方向速度的增加量可知，经过时间t，图线是开口向上的抛物线的一部分，C正确。若小球在水平方向做匀加速直线运动，图线是开口向上的抛物线的一部分，但小球水平方向的加速度大小是增加的，图线一定不是抛物线的一部分，D错误。故选D。
【备注】本题考查分运动的独立性，水平方向的科里奥利力只与竖直方向的速度大小有关，而科里奥利力不影响竖直方向的运动，所以竖直方向仍是自由落体运动。
3．D
【解析】本题考查牛顿第二定律的瞬时性，意在考查考生的理解能力。题图甲、乙中两球组成的系统静止时，B球受到的电场力均为，轻弹簧和轻杆的弹力均为，突然撤去匀强电场时，轻弹簧中弹力不变，题图甲中A球加速度为零，B球加速度大小为；轻杆中弹力发生突变，题图乙中A、B两球的加速度大小均为，故A、B错误。题图乙中轻杆的弹力发生突变，弹力变为零，C错误。在撤去匀强电场的瞬间，题图甲中B球的加速度大小为，题图乙中B球加速度大小为，故D正确。
【备注】无
4．D
【解析】本题考查串联电路和热功率公式，意在考查考生对电路基本知识的掌握情况。开关S接通时，回路中电阻较小，电饭煲功率较大，故电饭煲处于加热状态，A错误；若，保温时，回路电流的热功率，故B错误；根据，C错误；加热时，，保温时，，则，故D正确。
【备注】无
5．C
【解析】本题考查了电场的力的性质与能的性质，意在考查考生的理解能力。段电场的方向始终沿x轴的正方向，则该带电粒子所受的电场力一直沿x轴的正方向，粒子一直沿x轴的正方向做加速运动，则电场力一直对该粒子做正功，A、D错误；段电场强度沿x轴的正方向逐渐增大，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，B错误；根据对称性可知，位置0与间的平均电场强度与位置与间的平均电场强度相等，则由可知，位置0与间的电势差等于位置与间的电势差，C正确。
【备注】无
6．B
【解析】本题结合斜面模型考查力与运动，体现的核心素养是运动与相互作用观念。
物块沿斜面上滑时，加速度最初沿斜面向上，逐渐减小至零后再反向增大，最终不变，当时，物块的加速度为零，此时物块上滑的速度最大；物块到最高点后由C点开始从静止下滑，说明其重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力，物块经过B点后，弹簧对物块有沿斜面向上的弹力，当时，物块的加速度为零，此时物块下滑的速度最大。显然，说明物块上滑过程速度最大的位置与下滑过程速度最大的位置不同，A错误，B正确。易知物块最终静止在斜面上的位置比A点高，故对整个运动过程，弹簧的弹性势能转化为内能和物块的重力势能，所以系统内能的增加量小于弹簧减少的弹性势能，C错误。物块从A上滑到B的过程中，弹簧的弹力逐渐减小，在物块的合力等于零之前，由牛顿第二定律有，a随着弹簧形变量x的减小而减小，方向沿斜面向上，以斜面体、物块和弹簧整体为研究对象，知地面对斜面体的摩擦力，a减小，则减小；物块的合力等于零之后到B的过程，由牛顿第二定律有，a随着x的减小而增大，方向沿斜面向下，以斜面体、物块和弹簧整体为研究对象，知地面对斜面体的摩擦力，a增大，则增大；物块从B运动到C的过程，物块的加速度不变，则由知，不变。综上知，物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力先减小再增大，然后不变，D错误。
【备注】无
7．B
【解析】本题考查静电场中电势、电势差、电势能等知识，意在考查考生的推理能力。
因表示电场中四个等势面的四条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，故电场的方向是竖直向上的，虚线2的电势一定是6V，A错误；电场的方向是竖直向上的，粒子无论是依次沿M、N、P运动，还是依次沿P、N、M运动，根据题图的轨迹，可判断粒子受到竖直向下的电场力作用，故粒子一定带负电，B正确；不计重力的带负电的粒子在电场中运动时，电势能与动能之间相互转化，粒子从M点到N点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，粒子从N运动到P，电场力做正功，电势能减小，动能增大，因此粒子在N点的电势能最大，动能最小，C错误；由A项解析知，该电场是匀强电场，所以粒子在电场中各点受到的电场力相等，D错误。
【备注】无
8．D
【解析】冲量为力与时间的乘积，重力对物体的冲量，A项错；拉力F对物体的冲量，B项错；根据动量定理，合外力的冲量等于物体的动量变化量，而物体所受合外力为，所以有，C项错，D项正确。
【备注】无
9．AD
【解析】本题考查平抛运动，意在考查考生对平抛运动和机械能守恒定律的理解。由平抛运动规律有：水平位移，竖直位移，知运动时间t相同，而，则；竖直方向速度满足，解得；a、b小球与轨道碰撞瞬间，重力的瞬时功率为相等，比值为1∶1，则选项C错误，D正确；b小球击中C点时的动能，a小球击中D点时的动能，则选项A正确，B错误。
【备注】无
10．AB
【解析】本题考查了力的平衡条件的应用以及牛顿第二定律等知识，意在考查考生运用整体法、隔离法处理问题的能力。动车组启动时，假设每节动车提供的动力为F、每节车厢所受的阻力为Ff、每节车厢的质量均为m，以整体为研究对象，由牛顿第二定律，假设6车对7车的作用力为拉力，以7、8节车厢为研究对象，则由牛顿第二定律，解得，因此6车对7车的作用力与运动方向相反，由牛顿第三定律可知7车对6车的作用力与运动方向相同，为推力，A正确；关闭动力后，列车做匀减速直线运动，对整体，假设6、7车之间的作用力为，对7、8车整体，有，解得，B正确；列车匀速运动时，假设每节动车提供的动力为，则由，设6、7车之间的作用力为，对7、8车整体，有，C错误；设2、3车之间的作用力为，对3、4、5、6、7、8节车厢整体，有，解得，显然大小相等，D错误。
【备注】无
11．BCD
【解析】本题考查静电场的性质，意在考查考生的分析综合能力。
由可知，题图乙中图线的斜率为电场力大小qE，由于斜率恒定，因此电场强度恒定，A项错误，B项正确；由动能定理得，C项正确；粒子在A点的动能，得，D项正确。
【备注】无
12．BD
【解析】开始时导体棒cd切割磁感线产生的感应电动势为，回路中的感应电流为，导体棒cd、ab所受的安培力大小皆为，对两棒受力分析可知，ab棒受到的合力向上，故ab棒向上做加速运动，cd棒受到的合力向下，故cd棒向下做加速运动，两棒运动速度越来越大，可知回路中产生的感应电流也越来越大，两导体棒受到的安培力也越来越大，当安培力等于1N时，两导体棒受力平衡，之后均做匀速直线运动，且ab棒向上做匀速直线运动，cd棒向下做匀速直线运动，故选项A错误、B正确。两导体棒达到稳定后，设导体棒ab向上运动的速度大小为，导体棒cd向下运动的速度大小为，电路中的感应电动势为，回路中总电流，ab棒受到的安培力大小为，又ab棒受力平衡，则有，同时对导体棒ab、cd整体由动量定理有，联立解得，故选项C错误、D正确。
【备注】无
13．（1） 4.5 （2）2.5 2
【解析】本题通过电流传感器考查测量电源电动势和内阻的创新实验以及电路的综合分析。
（1）由闭合电路欧姆定律可知；要与R形成一次函数关系，则纵坐标只能取，则有，则题图乙中图线的斜率为，则有。（2）由（1）知，则有。灯泡正常发光的电流为0.6A，则B、C两灯的电流均为0.3A，由题图丙可知，B、C两灯两端的电压为0.5V，故路端电压，则内阻，定值电阻。
【备注】无
14．（1） C B F D （2）实物连线如图所示 （3）增大 0.28W
【解析】本题考查描绘电阻元件的图线实验，意在考查考生的实验能力。（1）实验中电流表选用量程为0～0.6A的C，需将另一电流表B和F串联，改装为量程为3V的电压表，描绘该元件的图线时，电压应从零开始测量，故应采用分压电路，为了便于操作，滑动变阻器选择D。（2）实物连线中，由于待测元件阻值较小，电流表分压作用明显，故电流表应采用外接法。（3）从题图乙中图线判断，电流增大，元件的阻值增大；直接接在电源上时，有，作出此时该元件的图线，如图所示，两图线的交点即为元件的实际电流与电压，故该元件消耗的功率。
【备注】无
15．（1） （2） （3）
【解析】本题考查向心力、匀变速直线运动、动能定理等，意在考查考生对力学规律的理解能力。
（1）在B点，由牛顿第二定律，有
得
由牛顿第三定律知，压力为3700N
（2）运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为，由运动学公式，有
运动员在空中完成动作的时间
（3）运动员从B点到C点做匀变速直线运动，运动过程中的平均速度
得：
运动员从C到D的过程中，由动能定理有：
【备注】无
16．① ②
【解析】①对右侧活塞根据平衡条件有
对左侧活塞根据平衡条件有
解得
②经分析知在右侧活塞刚好上升至气缸顶部的过程中，两部分气体均做等压变化。设右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，左侧活塞下降x
对a气体由盖-吕萨克定律有
对b气体由盖-吕萨克定律有
联立解得
【备注】无
17．（1） （2） （3）
【解析】本题考查电磁感应、电路、功能关系及其相关知识，意在考查考生的分析综合能力。
（1）烧断细线，由于，对导轨abcd由牛顿第二定律知
随着速度增大，加速度a减小，直至加速度为0，速度最大，此时有
最大，即
对导体棒PQ受力分析知，在垂直斜面方向
经分析知导体棒PQ受到的安培力始终等于导轨bc边受到的安培力，即
得
（2）要使导轨abcd运动一段时间后，导体棒PQ与导轨abcd间无作用力，则对导轨abcd和导体棒受力分析知
即
（3）若在条件（1）的情况下，从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的过程中，通过导体棒PQ的焦耳热为，则回路总焦耳热为，由能量守恒知
又
解得。
【备注】无
18．（1） （2）
（3）①当时，
②当时，
③当时，
④即时，
则与的关系图象如图所示
【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。
（1）若传送带静止，物块一直做匀减速运动至B点
物块加速度大小为
则物块运动到B点时的速度为
（2）若传送带以的速度逆时针匀速转动，则物块仍一直做匀减速运动至B点，故物块离开B点时的速度仍为
（3）传送带顺时针运动时：
①当时，物块一直做匀减速运动到B点，则
②若物块始终做匀加速运动直至离开B点：
其加速度大小为
则
即当时，物块一直做匀加速运动到B点并以的速度离开B点
③当时，物块匀减速至等于传送带速度后，匀速运动至B点离开，则有
④当时，物块匀加速至等于传送带速度后，匀速运动至B点离开，则有
即时，
则与的关系图象如图所示
【备注】无
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