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2023届山东省济宁市高三下学期二模物理试题
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这是一份2023届山东省济宁市高三下学期二模物理试题，共28页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2023届山东省济宁市高三下学期二模物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．核潜艇以核反应堆作动力源，其中一种核反应方程是，生成物X、的比结合能分别为8.7MeV、8.4MeV，下列说法正确的是（ ）
A．该反应是核聚变反应 B．X比更稳定
C．X的质子数与中子数相等 D．X的结合能比的结合能大
2．如图所示，在正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为+q、-q、-q的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法正确的是（ ）
A．D点的电场强度为零
B．O点与D点的电势相等
C．沿OD连线，从O点到D点电势先降低再升高
D．将一正点电荷沿OD连线，从O点移到D点的过程中，电势能一直减小
3．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为，其中k为常量。现有四根平行固定的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图所示。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，此时b导线所受的安培力恰好为零。现撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I0的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，下列说法正确的是（ ）
A．b导线撤去前，电流的大小关系为I1=2I2
B．b导线撤去前，a导线所受的安培力也为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向沿y轴正方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为
4．如图甲所示，太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。如图乙所示，有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，相对地球静止。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯上各点均处于完全失重状态
B．太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比
C．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
D．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
5．图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量为2kg的物体恰好以0.25m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2A，g取10m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈输入电压的瞬时值表达式为
B．灯泡的功率为15W
C．电动机内阻消耗的热功率为5W
D．若电动机被卡住，灯泡会变亮
6．如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．滑块在D点的速度大小为
B．半圆管道DEF的半径r可能为0.15m
C．在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/s
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m
7．宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示。玻璃砖的内径为r、外径为R。一束单色光在截面上的A点以的入射角射入玻璃砖，在玻璃砖内壁恰好发生全反射，已知，，则玻璃砖的外径与内径的比值为（ ）
A．2:1 B．4:3 C．5:3 D．5:4
8．如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，轻绳OP系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮悬挂一质量为m的物体，并跨在轻绳MN上。初始时用竖直向下的力F拉OP，使O点处于如图所示的位置，此时OM与水平方向的夹角为60°，OʹN与水平方向的夹角为30°。在保证O点位置不变的情况下，使轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．力F的大小先减小后增大
B．轻绳OM的拉力大小先减小后增大
C．当力F竖直向下时，力F的大小为
D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小为
二、多选题
9．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后又回到状态A。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量
B．B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少
C．状态A的气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能
D．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功
10．波源O在t=0时刻开始振动，产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点，波的传播方向沿x轴正方向，某时刻的部分波形图如图甲所示，P点是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为x轴上某质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．质点Q的平衡位置与O点相距1m
C．在0~4s内，质点P经过的路程为8cm D．t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰
11．如图所示，质量分别为2m、m的物块A、B静止在一轻弹簧上，A与B不粘连，此时弹簧的压缩量为。现对物块A施加竖直向上的拉力F，使A、B一起竖直向上做匀加速运动，加速度大小为0.5g（g为重力加速度）。下列说法正确的是（ ）
A．物块A、B分离时，弹簧的压缩量为
B．物块A、B分离时，弹簧弹力的大小为
C．物块A、B分离时，物块A的速度大小为
D．从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为
12．如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为
B．小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C．小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为
D．小物块下滑至点时，小物块的速度大小为
三、实验题
13．某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是( )
A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。
B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。
D．实验时必须测出封闭气体的温度。
（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为__________（用题目中已知量表示）
（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表__________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__________（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量__________（填“增大”或“减小”）。
14．某兴趣小组测定一长为L的金属丝（电阻约为20Ω）的电阻率，实验室提供的器材如下：
A．游标卡尺
B．电流表A1（量程为30mA，内阻为r1=10Ω）
C．电流表A2（量程为1mA，内阻为r2=100Ω）
D．电压表V（量程为5V，内阻约为3kΩ）
E.定值电阻R1（阻值为10Ω）
F.定值电阻R2（阻值为1400Ω）
G.滑动变阻器R（阻值为10Ω）
H.一节新的干电池
I.开关及导线若干
（1）该兴趣小组利用游标卡尺测量金属丝不同部位的直径，如图甲可知其中一次测量的结果d=______mm；
（2）该兴趣小组利用上述器材，设计了一系列的实验电路图测量金属丝电阻R，其中最合理的电路图为______；
A． B． C． D．
（3）利用所选的最合理的电路图得到此金属丝的电阻为R=______（用题中所给的物理量符号表示，电压表示数为U，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，内阻分别为r1、r2，定值电阻R1、R2），进一步可求出金属丝的电阻率；
（4）不考虑偶然误差，该实验中电阻率的测量值______（填写“大于”、“小于”或者“等于”）电阻率的真实值。
四、解答题
15．在某矿场，工作人员利用一放在水平地面上的三脚架向井底运送物资，三脚架简化图如图所示，支架与地面交点构成等边三角形。为将物资送达井底，物资先匀加速直线运动一段时间t，接着匀速运动时间t，最后做匀减速直线运动时间到达井底，此时速度恰好为零已知物资下落的总高度为H、总质量为m，支架及绳索质量不计，每根支架与竖直方向均成37°角，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）物资在匀加速阶段的加速度大小；
（2）在匀减速阶段，每根支架的弹力大小。
16．2022年4月16日上午，神舟十三号飞船顺利返回地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台相同的电磁缓冲装置。如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，MN、PQ为绝缘光滑缓冲轨道，竖直固定在返回舱底部，导轨内侧存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。单匝闭合矩形线圈abcd绕在缓冲滑块上，缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，缓冲滑块接触地面前瞬间速度大小为v0，接触地面后滑块立即停止运动，此后线圈与磁场相互作用，返回舱开始做减速直线运动，经时间t，返回舱以速度v（未知）做匀速直线运动。已知线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量（含缓冲轨道、磁场发生器）为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）v的大小；
（2）在返回舱减速运动过程中，通过每台电磁缓冲装置线圈的电荷量q。（结果保留v）
17．如图所示，O-xyz坐标系的y轴竖直向上，在yOz平面左侧-2L
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子打到荧光屏的位置坐标。
18．如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、B两点间的距离。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为的物块甲相连（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），物块甲与传送带之间的动摩擦因数。右边水平台面上有一个倾角为，高为的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧固定一上表面光滑的水平桌面，桌面与水平台面的高度差为。桌面左端依次叠放着质量为的木板（厚度不计）和质量为的物块乙，物块乙与木板之间的动摩擦因数为，桌面上固定一弹性竖直挡板，挡板与木板右端相距，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放，物块甲离开斜面后恰好在它运动的最高点与物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块乙始终未滑离木板。物块甲、乙均可视为质点，已知，。求：
（1）物块甲运动到最高点时的速度大小；
（2）弹簧最初储存的弹性势能；
（3）木板运动的总路程；
（4）若木板的质量为，木板与挡板仅能发生两次碰撞，求挡板与木板距离的范围为多少。
参考答案：
1．B
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应方程为
该反应属于核裂变，A错误；
B．因为生成物X比的比结合能大，所以X比更稳定，B正确；
C．X的质子数为54，其中子数为132-54＝78，所以中子数和质子数不相等，C错误；
D．X的核子数比少，两者的比结合能接近，因此X的结合能比的结合能小，D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．设正六边形边长为，A点的点电荷在D点的电场强度为
C、E点的点电荷分别在D点产生的电场强度大小为
D点的电场强度为
D点场强大小不为零，A错误；
B．由等量同种电荷的电势分布特点，C、E点的点电荷在O点与D点产生的电势相等，又由于O点更靠近A点的点电荷，故O点的电势比D点产生的电势更大，B错误；
CD．在O点，3个点电荷产生的电场方向水平向右，故正电荷在O点的电场力水平向右，同理3个点电荷在D点产生的电场水平向左，故正电荷在D点的电场力水平向左，正电荷沿OD连线，从O点到D点过程，电场力先做正功后做负功，电势能先降低再升高，电势先降低再升高，C正确，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．b导线撤去前，b导线所受安培力为零，即b导线所在处的磁感应强度为零，即
解得
故A错误；
B．b导线撤去前，a导线所在处的磁感应强度为
由此可知，a导线所受的安培力不为零，故B错误；
CD．b导线撤去后，O处的磁感应强度大小为
方向沿x轴负方向，所以导体棒e所受安培力大小为
方向沿y轴负方向，故C错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，故A错误；
B．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，各点角速度相等，则各点线速度关系为
可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成正比，故B错误；
CD．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．根据图像可知
故A错误；
BC．电动机机械功率
根据
U1=50V
副线圈电压
副线圈总功率
电灯和电动机共消耗20W功率，所以灯泡的功率为
P灯=P-P出=15W
因为不清楚电动机的电流，无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率，故B正确，C错误；
D．若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有
解得
故A错误；
B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有
解得
根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；
C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有
故C正确；
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有
解得
故D错误；
故选C。
7．C
【详解】如图所示
设玻璃砖的折射率为，根据题意可得
根据数学知识可得
在中，根据正弦定理可得
联立可得
故选C。
8．A
【详解】AB．O点位置不变，Oʹ点位置也不变，滑轮两侧轻绳与水平方向夹角均为30°，由平衡条件可知，绳上拉力大小为
对O点受力分析，如图所示
轻绳OP上的拉力F与轻绳MN上的拉力F1的合力与OM在同一直线上，轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，当OP垂直于OM时达到最小值，故力F的大小先减小后增大，轻绳OM的拉力大小不断减小，A正确，B错误；
C．当力F竖直向下时，由对称性可知，力F与力F1大小相等，为，C错误；
D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小等于F2，为，D错误。
故选A。
9．BD
【详解】A．A→B过程为等压过程，则体积增大，温度升高，根据
温度升高，内能增大，体积增大，取正值，气体对外做功，W取负值，可知Q必定取正值，即A→B过程中，气体对外做功小于从外界吸收的热量，A错误；
B．B→C过程为等容过程，压强减小，温度减小，由于体积不变，分子分布的密集程度一定，温度降低，分子运动的平均速率减小，可知，B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少，B正确；
C．根据
解得
可知，状态A的气体分子平均动能等于状态C的气体分子平均动能，C错误；
D．图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，D正确。
故选BD。
10．AB
【详解】A．波的传播方向沿x轴正方向，根据“同侧法”可知甲图平衡位置x=4m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确；
B．由甲图可知波长，由乙图可知周期，则波速为
由乙图可知Q点比波源滞后1s开始振动，1s波传播的距离为
则质点Q的平衡位置与O点相距1m，故B正确；
C．质点P的平衡位置与O点相距2m，波传播到质点P位置时间为2s，P振动的时间为2s，在0~4s内，质点P经过的路程为
故C错误；
D．波从波源位置传播到x=5m位置时间为5s，则x=5m处的质点振动时间为1s，所以t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波谷，故D错误。
故选AB。
11．AD
【详解】B．根据题意可知，物块A、B分离时，两物块加速度相等且A、B间没有弹力。对B根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
A．设物块A、B分离时弹簧的压缩量为，由胡克定律得
开始时物块A、B静止在轻弹簧上，根据力的平衡得
联立解得
故A正确；
C．物块A、B分离之前做匀加速运动，则有
解得
故C错误；
D．由动能定理可得
解得
故D正确。
故选AD。
12．BCD
【详解】A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力，A错误；
B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律
解得，此时小物块加速度的大小为
B正确；
C．将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示
沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即
所以小物块在处的速度与小球的速度之比为
C正确；
D．设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有
其中
解得，此时小物块的速度大小为
D正确。
故选BCD。
13． AC/CA 橡皮帽内气体体积 升高 增大
【详解】（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；
B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；
D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。
故选AC。
（2）[2]由平衡关系可得
可得
（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；
[4][5]由
可知
体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。
14． 5.30 C 大于
【详解】（1）[1] 游标卡尺测量金属丝的直径，其中一次测量的结果
（2）[2]电源是一节新的干电池，电动势约为1.5V，通过金属丝的最大电流约为
电流表量程太小，电流表A1与定值电阻R1并联改装电流表；电压表V量程太大，可用电流表A2与定值电阻R2串联改装电压表；为了测量更多数据，滑动变阻器采用分压式接法。故ABD错误，C正确。
故选C。
（3）[3] 金属丝的电阻为
（4）[4]实验中测得的电阻值是电阻丝与改装后电流表的总电阻，所以电阻的测量值比真实值偏大，则该实验中电阻率的测量值大于电阻率的真实值。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设匀加速阶段的最大速度为v，则由题意可得
解得
则加速度
（2）匀减速阶段的加速度
此时绳子向上的拉力
解得
对节点处
解得
16．（1）；（2）
【详解】（1）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，即速度大小为v，由平衡条件可知
即
解得
（2）返回舱速度减速运动的过程中，由动量定理可得
又因为
解得
17．（1）；（2）；（3）（，，）
【详解】（1）粒子在电场中运动做类平抛运动，则沿x轴方向
L=v0t
在y轴方向
由牛顿第二定律得
qE1=ma
解得
（2）在N点，设粒子速度v的方向与x轴间的夹角为θ，沿y轴负方向的速度为vy。
粒子进入磁场时竖直分速度大小
vy=at
解得
θ=45°
粒子进入磁场时的速度大小
vy=v0
粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子轨迹如图所示：
由几何知识可知，粒子做圆周运动轨迹的半径
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
（3）粒子在xoy平面内沿着与x轴正向成45°角的方向以速度v从O点进入E2和B的区域，沿x方向的速度分量和沿y轴正向的速度分量均为v0，则粒子在yoz平面内做匀速圆周运动，半径
粒子沿x轴正向做匀加速运动，加速度
设粒子到达光屏的时间为t，则
解得
粒子做圆周运动的周期
则
则粒子在屏上的坐标
即位置坐标（，，）
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由题意可知，物块甲从斜面顶端到最高点做逆向平抛运动，水平方向为匀速运动，设物块甲刚离开斜面时速度为，则有
联立解得
可知物块甲运动到最高点时的速度大小为
（2）设物块甲在B点时速度为，对物块甲从B点到斜面顶端由动能定理有
解得
因为，所以物块甲在传送带上一直做减速运动。对物块甲从静止开始到B点，设弹簧弹力做功，由动能定理有
解得
根据功能关系可知弹簧最初储存的弹性势能
（3）物块甲与物块乙在碰撞过程中，由动量守恒定律得
v0= v甲x
由机械能守恒定律得
解得
，
以物块乙和木板为系统，由动量守恒定律得
若木板向右加速至共速后再与挡板碰撞，由动能定理得
解得
可知木板与物块乙共速后再与挡板相碰。
由动量守恒定律得
木板向左减速过程中，由动能定理得
解得
同理可得
以此类推木板的总路程为
解得
（4）以木板为对象，由牛顿第二定律得
木板与挡板碰前做匀加速直线运动，有
木板与挡板碰后每次都返回到同一位置，物块一直做匀减速直线运动。
①当木板第一次返回到初始位置时，物块乙速度恰好减为0时，木板与挡板仅能发生一次碰撞。即
解得
②当木板第二次返回到初始位置时，木板与物块乙速度恰好减到0时，木板与挡板仅能发生二次碰撞。即
解得
可知木板与挡板若发生两次碰撞，挡板与木板距离的范围为。
2023届山东省济宁市高三下学期二模物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．核潜艇以核反应堆作动力源，其中一种核反应方程是，生成物X、的比结合能分别为8.7MeV、8.4MeV，下列说法正确的是（ ）
A．该反应是核聚变反应 B．X比更稳定
C．X的质子数与中子数相等 D．X的结合能比的结合能大
2．如图所示，在正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为+q、-q、-q的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法正确的是（ ）
A．D点的电场强度为零
B．O点与D点的电势相等
C．沿OD连线，从O点到D点电势先降低再升高
D．将一正点电荷沿OD连线，从O点移到D点的过程中，电势能一直减小
3．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为，其中k为常量。现有四根平行固定的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图所示。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，此时b导线所受的安培力恰好为零。现撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I0的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，下列说法正确的是（ ）
A．b导线撤去前，电流的大小关系为I1=2I2
B．b导线撤去前，a导线所受的安培力也为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向沿y轴正方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为
4．如图甲所示，太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。如图乙所示，有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，相对地球静止。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯上各点均处于完全失重状态
B．太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比
C．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
D．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
5．图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量为2kg的物体恰好以0.25m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2A，g取10m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈输入电压的瞬时值表达式为
B．灯泡的功率为15W
C．电动机内阻消耗的热功率为5W
D．若电动机被卡住，灯泡会变亮
6．如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖直光滑半圆轨道BCD，并恰好通过该轨道最高点D，然后进入光滑半圆管道DEF，最终停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W，滑块的质量为0.2kg，滑块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．滑块在D点的速度大小为
B．半圆管道DEF的半径r可能为0.15m
C．在轨道AB上，滑块的最大速度为10m/s
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m
7．宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示。玻璃砖的内径为r、外径为R。一束单色光在截面上的A点以的入射角射入玻璃砖，在玻璃砖内壁恰好发生全反射，已知，，则玻璃砖的外径与内径的比值为（ ）
A．2:1 B．4:3 C．5:3 D．5:4
8．如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，轻绳OP系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮悬挂一质量为m的物体，并跨在轻绳MN上。初始时用竖直向下的力F拉OP，使O点处于如图所示的位置，此时OM与水平方向的夹角为60°，OʹN与水平方向的夹角为30°。在保证O点位置不变的情况下，使轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．力F的大小先减小后增大
B．轻绳OM的拉力大小先减小后增大
C．当力F竖直向下时，力F的大小为
D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小为
二、多选题
9．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后又回到状态A。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量
B．B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少
C．状态A的气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能
D．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功
10．波源O在t=0时刻开始振动，产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点，波的传播方向沿x轴正方向，某时刻的部分波形图如图甲所示，P点是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为x轴上某质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．质点Q的平衡位置与O点相距1m
C．在0~4s内，质点P经过的路程为8cm D．t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰
11．如图所示，质量分别为2m、m的物块A、B静止在一轻弹簧上，A与B不粘连，此时弹簧的压缩量为。现对物块A施加竖直向上的拉力F，使A、B一起竖直向上做匀加速运动，加速度大小为0.5g（g为重力加速度）。下列说法正确的是（ ）
A．物块A、B分离时，弹簧的压缩量为
B．物块A、B分离时，弹簧弹力的大小为
C．物块A、B分离时，物块A的速度大小为
D．从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为
12．如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为
B．小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C．小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为
D．小物块下滑至点时，小物块的速度大小为
三、实验题
13．某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是( )
A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。
B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。
D．实验时必须测出封闭气体的温度。
（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为__________（用题目中已知量表示）
（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表__________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__________（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量__________（填“增大”或“减小”）。
14．某兴趣小组测定一长为L的金属丝（电阻约为20Ω）的电阻率，实验室提供的器材如下：
A．游标卡尺
B．电流表A1（量程为30mA，内阻为r1=10Ω）
C．电流表A2（量程为1mA，内阻为r2=100Ω）
D．电压表V（量程为5V，内阻约为3kΩ）
E.定值电阻R1（阻值为10Ω）
F.定值电阻R2（阻值为1400Ω）
G.滑动变阻器R（阻值为10Ω）
H.一节新的干电池
I.开关及导线若干
（1）该兴趣小组利用游标卡尺测量金属丝不同部位的直径，如图甲可知其中一次测量的结果d=______mm；
（2）该兴趣小组利用上述器材，设计了一系列的实验电路图测量金属丝电阻R，其中最合理的电路图为______；
A． B． C． D．
（3）利用所选的最合理的电路图得到此金属丝的电阻为R=______（用题中所给的物理量符号表示，电压表示数为U，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，内阻分别为r1、r2，定值电阻R1、R2），进一步可求出金属丝的电阻率；
（4）不考虑偶然误差，该实验中电阻率的测量值______（填写“大于”、“小于”或者“等于”）电阻率的真实值。
四、解答题
15．在某矿场，工作人员利用一放在水平地面上的三脚架向井底运送物资，三脚架简化图如图所示，支架与地面交点构成等边三角形。为将物资送达井底，物资先匀加速直线运动一段时间t，接着匀速运动时间t，最后做匀减速直线运动时间到达井底，此时速度恰好为零已知物资下落的总高度为H、总质量为m，支架及绳索质量不计，每根支架与竖直方向均成37°角，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）物资在匀加速阶段的加速度大小；
（2）在匀减速阶段，每根支架的弹力大小。
16．2022年4月16日上午，神舟十三号飞船顺利返回地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台相同的电磁缓冲装置。如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，MN、PQ为绝缘光滑缓冲轨道，竖直固定在返回舱底部，导轨内侧存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。单匝闭合矩形线圈abcd绕在缓冲滑块上，缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，缓冲滑块接触地面前瞬间速度大小为v0，接触地面后滑块立即停止运动，此后线圈与磁场相互作用，返回舱开始做减速直线运动，经时间t，返回舱以速度v（未知）做匀速直线运动。已知线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量（含缓冲轨道、磁场发生器）为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）v的大小；
（2）在返回舱减速运动过程中，通过每台电磁缓冲装置线圈的电荷量q。（结果保留v）
17．如图所示，O-xyz坐标系的y轴竖直向上，在yOz平面左侧-2L
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子打到荧光屏的位置坐标。
18．如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、B两点间的距离。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为的物块甲相连（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），物块甲与传送带之间的动摩擦因数。右边水平台面上有一个倾角为，高为的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧固定一上表面光滑的水平桌面，桌面与水平台面的高度差为。桌面左端依次叠放着质量为的木板（厚度不计）和质量为的物块乙，物块乙与木板之间的动摩擦因数为，桌面上固定一弹性竖直挡板，挡板与木板右端相距，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放，物块甲离开斜面后恰好在它运动的最高点与物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块乙始终未滑离木板。物块甲、乙均可视为质点，已知，。求：
（1）物块甲运动到最高点时的速度大小；
（2）弹簧最初储存的弹性势能；
（3）木板运动的总路程；
（4）若木板的质量为，木板与挡板仅能发生两次碰撞，求挡板与木板距离的范围为多少。
参考答案：
1．B
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应方程为
该反应属于核裂变，A错误；
B．因为生成物X比的比结合能大，所以X比更稳定，B正确；
C．X的质子数为54，其中子数为132-54＝78，所以中子数和质子数不相等，C错误；
D．X的核子数比少，两者的比结合能接近，因此X的结合能比的结合能小，D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．设正六边形边长为，A点的点电荷在D点的电场强度为
C、E点的点电荷分别在D点产生的电场强度大小为
D点的电场强度为
D点场强大小不为零，A错误；
B．由等量同种电荷的电势分布特点，C、E点的点电荷在O点与D点产生的电势相等，又由于O点更靠近A点的点电荷，故O点的电势比D点产生的电势更大，B错误；
CD．在O点，3个点电荷产生的电场方向水平向右，故正电荷在O点的电场力水平向右，同理3个点电荷在D点产生的电场水平向左，故正电荷在D点的电场力水平向左，正电荷沿OD连线，从O点到D点过程，电场力先做正功后做负功，电势能先降低再升高，电势先降低再升高，C正确，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．b导线撤去前，b导线所受安培力为零，即b导线所在处的磁感应强度为零，即
解得
故A错误；
B．b导线撤去前，a导线所在处的磁感应强度为
由此可知，a导线所受的安培力不为零，故B错误；
CD．b导线撤去后，O处的磁感应强度大小为
方向沿x轴负方向，所以导体棒e所受安培力大小为
方向沿y轴负方向，故C错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，故A错误；
B．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，各点角速度相等，则各点线速度关系为
可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成正比，故B错误；
CD．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．根据图像可知
故A错误；
BC．电动机机械功率
根据
U1=50V
副线圈电压
副线圈总功率
电灯和电动机共消耗20W功率，所以灯泡的功率为
P灯=P-P出=15W
因为不清楚电动机的电流，无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率，故B正确，C错误；
D．若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】A．滑块恰好通过该轨道最高点D，则有
解得
故A错误；
B．设从D点刚好到达F点，根据动能定理有
解得
根据题意滑块最终停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF的半径r应小于，故B错误；
C．在轨道AB上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有
故C正确；
D．在轨道AB上，滑块减速过程的距离为，从撤去外力到D点，根据动能定理有
解得
故D错误；
故选C。
7．C
【详解】如图所示
设玻璃砖的折射率为，根据题意可得
根据数学知识可得
在中，根据正弦定理可得
联立可得
故选C。
8．A
【详解】AB．O点位置不变，Oʹ点位置也不变，滑轮两侧轻绳与水平方向夹角均为30°，由平衡条件可知，绳上拉力大小为
对O点受力分析，如图所示
轻绳OP上的拉力F与轻绳MN上的拉力F1的合力与OM在同一直线上，轻绳OP以O点为圆心顺时针缓慢转过90°的过程中，当OP垂直于OM时达到最小值，故力F的大小先减小后增大，轻绳OM的拉力大小不断减小，A正确，B错误；
C．当力F竖直向下时，由对称性可知，力F与力F1大小相等，为，C错误；
D．当力F竖直向下时，轻绳OʹN的拉力大小等于F2，为，D错误。
故选A。
9．BD
【详解】A．A→B过程为等压过程，则体积增大，温度升高，根据
温度升高，内能增大，体积增大，取正值，气体对外做功，W取负值，可知Q必定取正值，即A→B过程中，气体对外做功小于从外界吸收的热量，A错误；
B．B→C过程为等容过程，压强减小，温度减小，由于体积不变，分子分布的密集程度一定，温度降低，分子运动的平均速率减小，可知，B→C过程中，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少，B正确；
C．根据
解得
可知，状态A的气体分子平均动能等于状态C的气体分子平均动能，C错误；
D．图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，D正确。
故选BD。
10．AB
【详解】A．波的传播方向沿x轴正方向，根据“同侧法”可知甲图平衡位置x=4m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，故A正确；
B．由甲图可知波长，由乙图可知周期，则波速为
由乙图可知Q点比波源滞后1s开始振动，1s波传播的距离为
则质点Q的平衡位置与O点相距1m，故B正确；
C．质点P的平衡位置与O点相距2m，波传播到质点P位置时间为2s，P振动的时间为2s，在0~4s内，质点P经过的路程为
故C错误；
D．波从波源位置传播到x=5m位置时间为5s，则x=5m处的质点振动时间为1s，所以t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波谷，故D错误。
故选AB。
11．AD
【详解】B．根据题意可知，物块A、B分离时，两物块加速度相等且A、B间没有弹力。对B根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
A．设物块A、B分离时弹簧的压缩量为，由胡克定律得
开始时物块A、B静止在轻弹簧上，根据力的平衡得
联立解得
故A正确；
C．物块A、B分离之前做匀加速运动，则有
解得
故C错误；
D．由动能定理可得
解得
故D正确。
故选AD。
12．BCD
【详解】A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力，A错误；
B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律
解得，此时小物块加速度的大小为
B正确；
C．将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示
沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即
所以小物块在处的速度与小球的速度之比为
C正确；
D．设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有
其中
解得，此时小物块的速度大小为
D正确。
故选BCD。
13． AC/CA 橡皮帽内气体体积 升高 增大
【详解】（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；
B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；
D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。
故选AC。
（2）[2]由平衡关系可得
可得
（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；
[4][5]由
可知
体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。
14． 5.30 C 大于
【详解】（1）[1] 游标卡尺测量金属丝的直径，其中一次测量的结果
（2）[2]电源是一节新的干电池，电动势约为1.5V，通过金属丝的最大电流约为
电流表量程太小，电流表A1与定值电阻R1并联改装电流表；电压表V量程太大，可用电流表A2与定值电阻R2串联改装电压表；为了测量更多数据，滑动变阻器采用分压式接法。故ABD错误，C正确。
故选C。
（3）[3] 金属丝的电阻为
（4）[4]实验中测得的电阻值是电阻丝与改装后电流表的总电阻，所以电阻的测量值比真实值偏大，则该实验中电阻率的测量值大于电阻率的真实值。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设匀加速阶段的最大速度为v，则由题意可得
解得
则加速度
（2）匀减速阶段的加速度
此时绳子向上的拉力
解得
对节点处
解得
16．（1）；（2）
【详解】（1）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，即速度大小为v，由平衡条件可知
即
解得
（2）返回舱速度减速运动的过程中，由动量定理可得
又因为
解得
17．（1）；（2）；（3）（，，）
【详解】（1）粒子在电场中运动做类平抛运动，则沿x轴方向
L=v0t
在y轴方向
由牛顿第二定律得
qE1=ma
解得
（2）在N点，设粒子速度v的方向与x轴间的夹角为θ，沿y轴负方向的速度为vy。
粒子进入磁场时竖直分速度大小
vy=at
解得
θ=45°
粒子进入磁场时的速度大小
vy=v0
粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子轨迹如图所示：
由几何知识可知，粒子做圆周运动轨迹的半径
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
（3）粒子在xoy平面内沿着与x轴正向成45°角的方向以速度v从O点进入E2和B的区域，沿x方向的速度分量和沿y轴正向的速度分量均为v0，则粒子在yoz平面内做匀速圆周运动，半径
粒子沿x轴正向做匀加速运动，加速度
设粒子到达光屏的时间为t，则
解得
粒子做圆周运动的周期
则
则粒子在屏上的坐标
即位置坐标（，，）
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由题意可知，物块甲从斜面顶端到最高点做逆向平抛运动，水平方向为匀速运动，设物块甲刚离开斜面时速度为，则有
联立解得
可知物块甲运动到最高点时的速度大小为
（2）设物块甲在B点时速度为，对物块甲从B点到斜面顶端由动能定理有
解得
因为，所以物块甲在传送带上一直做减速运动。对物块甲从静止开始到B点，设弹簧弹力做功，由动能定理有
解得
根据功能关系可知弹簧最初储存的弹性势能
（3）物块甲与物块乙在碰撞过程中，由动量守恒定律得
v0= v甲x
由机械能守恒定律得
解得
，
以物块乙和木板为系统，由动量守恒定律得
若木板向右加速至共速后再与挡板碰撞，由动能定理得
解得
可知木板与物块乙共速后再与挡板相碰。
由动量守恒定律得
木板向左减速过程中，由动能定理得
解得
同理可得
以此类推木板的总路程为
解得
（4）以木板为对象，由牛顿第二定律得
木板与挡板碰前做匀加速直线运动，有
木板与挡板碰后每次都返回到同一位置，物块一直做匀减速直线运动。
①当木板第一次返回到初始位置时，物块乙速度恰好减为0时，木板与挡板仅能发生一次碰撞。即
解得
②当木板第二次返回到初始位置时，木板与物块乙速度恰好减到0时，木板与挡板仅能发生二次碰撞。即
解得
可知木板与挡板若发生两次碰撞，挡板与木板距离的范围为。
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