2024年高考物理大一轮复习：考前增分集训 集训3 高考仿真模拟练

这是一份2024年高考物理大一轮复习：考前增分集训 集训3 高考仿真模拟练，共30页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

集训三　高考仿真模拟练
高考仿真模拟练(一)
(时间60分钟　满分110分)
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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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。)
14.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是(　　)
A.建立“点电荷”的概念
B.建立“合力与分力”的概念
C.建立“电场强度”的概念
D.建立“电场线”的概念
解析　点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，A项错误；合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，B项正确；电场强度的定义，试探电荷在电场中受到的电场力与试探电荷所带电荷量的比值，所以，建立“电场强度”的概念是采用了比值定义法，C项错误；“电场线”是一种理想化的模型，是采用了理想化的方法，D项错误。
答案　B
15.有关核反应方程，下列说法正确的是(　　)
A. U→Th＋He属于α衰变
B.N＋He→O＋H是β衰变
C.核反应方程Po→X＋He中的y＝206，X的中子个数为128
D.铀核裂变的核反应方程为U→Ba＋Kr＋2n
解析　α衰变是重核自发地放出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是He，故A正确；N＋He→O＋H是发现质子的原子核人工转变，故B错误；根据质量数守恒：y＝210－4＝206，X的中子个数为206－82＝124，故C错误；铀核裂变属于重核裂变，不能自发进行，铀核裂变的核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n，故D错误。
答案　A
16.如图1所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点，现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于绷紧状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是(　　)

图1
A.FN保持不变，FT不断增大
B.FN不断增大，FT不断减小
C.FN保持不变，FT先增大后减小
D.FN不断增大，FT先减小后增大
解析　以小球为研究对象，受力分析如图所示，在变化过程中，表示支持力FN的线段长度增大，即支持力FN增大，表示拉力FT的线段长度先减小后增大，即拉力FT先减小后增大，D项正确。

答案　D
17.如图2为日常生活中常见的点火装置原理图，先将1.5 V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u＝6sin ωt(V)，然后将其加在理想变压器的原线圈n1上，当副线圈n2两端电压达到12 kV以上时放电针之间空气被击穿，从而引发电火花点燃气体。下列说法正确的是(　　)

图2
A.原线圈两端所接理想交流电压表的读数为3 V
B.副线圈中交变电压与原线圈中交变电压频率不相等
C.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于×103
D.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于1 000
解析　正弦式交变电流的最大值为有效值的倍，所以电压的有效值为U＝
V＝3 V，即电压表示数为3 V，故A正确；变压器不能改变频率，故副线圈中交变电压与原线圈中交变电压频率相等，故B错误；当变压器副线圈电压的瞬时值大于12 000 V时，就会引发电火花进而点燃气体。转换器所输出的正弦交变电压最大值为6 V，根据电压与匝数成正比，所以实现点火的条件是＝＝2 000，故C、D错误。
答案　A
18.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，规定导体环中感应电流的正方向如图3甲所示，磁场方向竖直向上为正方向。当匀强磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化时，下列能正确表示导体环中感应电流i随时间t变化情况的是(　　)

图3

解析　根据法拉第电磁感应定律有E＝＝S，因此感应电动势与磁感应强度的变化率成正比，即与B－t图线的斜率成正比，由图象可知，0～2 s，B－t图线的斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律和安培定则可知导体环中感应电流的方向沿顺时针方向(从上向下看)，即为负值，2～4 s内斜率不变，导体环中感应电流方向为逆时针方向(从上向下看)，即为正值，4～5 s内情况与0～1 s内情况相同，整个过程中B－t图线的斜率大小不变，所以感应电流的大小不变，D正确。
答案　D
19.嫦娥四号探测器，简称四号星，由长征三号乙运载火箭从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨后进入距离月球表面100公里的圆形环月轨道(图4中的轨道Ⅲ)，于2018年12月30日在该轨道再次成功实施变轨控制，顺利进入预定的着陆准备轨道，并于2019年1月3日成功着陆在月球背面的艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区，自此我国成为全球首个在月球背面软着陆的国家。忽略四号星质量的变化，下列说法正确的是(　　)

图4
A.四号星在轨道Ⅲ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的大
B.四号星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上的大
C.四号星在轨道Ⅲ上经过P点时的加速度大小比在轨道Ⅱ上经过P点时的大
D.四号星在轨道Ⅲ上经过P点时的速率比在轨道Ⅰ上经过P点时的小
解析　由开普勒第三定律可知，轨道半径(或半长轴)越大，卫星在该轨道上的运行周期越大，因此四号星在轨道Ⅲ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的运行周期小，A错误；四号星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时，应在P点减速，则四号星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上的大，B正确；四号星在轨道Ⅲ和在轨道Ⅱ上经过P点时受到的万有引力相等，因此四号星在轨道Ⅲ和在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度大小相等，C错误；四号星在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动，则有G＝m，四号星在轨道Ⅰ上经过P点时做离心运动，则有G＜m，显然v3＜v1，D正确。
答案　BD
20.(2019·内江一模)如图5甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是(　　)

图5
A.当x＝h＋x0，重力势能与弹性势能之和最小
B.最低点的坐标为x＝h＋2x0
C.小球受到的弹力最大值大于2mg
D.小球动能的最大值为mgh＋
解析　根据乙图可知，当x＝h＋x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，由弹簧和小球组成的系统机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故A正确；根据运动的对称性可知，小球运动的最低点位置坐标大于h＋2x0，小球受到的弹力最大值大于2mg，故B错误，C正确；小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知mg(h＋x0)－mgx0＝mv2，故小球动能的最大值为mgh＋，故D正确。
答案　ACD
21.如图6所示，半径为R的圆形区域内有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场边界上的P点有一粒子源，可以在纸面内向各个方向以相同的速率发射电荷量均为＋q、质量均为m的相同粒子进入磁场区域，粒子的重力以及粒子之间的相互作用力均可忽略，进入磁场的粒子会从某一段圆弧射出磁场边界，这段圆弧的弧长是圆形区域周长的，则下列结论正确的是(　　)

图6
A.若n＝2，则所有粒子离开磁场时的速度方向相互平行
B.若n＝2，则粒子从P点进入磁场时的速率为
C.若n＝4，则粒子从P点进入磁场时的速率为
D.若n＝4，仅将磁场的磁感应强度大小由B减小到B时，则n的值变为2
解析　由题意可知，n≥2时粒子的入射点与圆弧边缘最远出射点的连线等于粒子运动轨迹的直径，如果n＝2，则粒子的轨迹半径等于磁场区域的半径R，作出任意方向的粒子运动轨迹，如图甲所示，O为磁场圆的圆心，O′为轨迹圆的圆心，图中的四边形POQO′一定为菱形，粒子的出射速度方向一定与O′Q垂直，即与PO垂直，因此所有粒子离开磁场时的速度方向相互平行，由于粒子的轨迹半径为R，则由洛伦兹力提供向心力可知qvB＝m，解得v＝，A、B正确；若
n＝4，则粒子的临界运动轨迹如图乙所示，粒子的轨迹半径为r＝，由公式qv′B＝m，解得v′＝，C正确；若n＝4，仅将磁场的磁感应强度大小减为，则粒子的轨迹半径为r′＝R，则粒子轨迹的直径为2R，显然n不等于2，D错误。

答案　ABC
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～34题为选考题，考生根据要求作答。)
(一)必考题(共47分)
22.(5分)某实验小组用如图7所示的装置测量橡皮筋对物体做的功。将气垫导轨放置在水平桌面上，在橡皮筋的左侧安装两个光电门，调整系统处于水平状态。开启气泵，用带有遮光片的滑块向右挤压橡皮筋到某位置，由静止释放，计时器显示遮光片从光电门1到光电门2用时为t。

图7
(1)为完成实验，还需要测量________。
A.橡皮筋的原长l0
B.橡皮筋发生形变后的实际长度l
C.滑块(含遮光片)的质量m
D.两个光电门之间的距离x
(2)橡皮筋对滑块做功的表达式是________(用题中所给物理量和测量的物理量符号表示)。
(3)为了减小测量的偶然误差，需要进行多次测量取平均值，在实验操作时要保证_____________________________________________________________________。
解析　由功能关系可知，橡皮筋对滑块所做的功等于滑块动能的增加量，则有W＝mv2，又滑块离开橡皮筋时的速度为v＝，整理得W＝，因此需要测量的物理量有滑块(含遮光片)的质量m、两光电门之间的距离x；为了减小实验误差，需要进行多次测量取平均值，在操作时应保证每次都将滑块从同一位置由静止释放。
答案　(1)CD(2分)　(2)W＝(2分)　
(3)每次从同一位置将滑块由静止释放(1分)
23.(10分)为测定量程为3 V的电压表的内阻RV(几千欧姆)，某同学设计如图8所示的电路。实验室提供如下器材：

图8
电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)
滑动变阻器R1(0～5 Ω，额定电流3 A)
滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)
直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)
开关一个，导线若干
实验步骤如下：
①调节电阻箱R阻值为0，将滑动变阻器的滑片移到最左端位置a，闭合开关S；
②调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数U0＝2.00 V；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R；
④以为纵轴，R为横轴，作－R图线；
⑤通过图象的相关数据计算出电压表的内阻RV。
回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)在调节电阻箱的过程中，滑动变阻器上a、P两点间电压基本不变，则与R的关系式为__________________(用题中给出的字母表示)。
(3)实验得到的数据如表中所示：
R/kΩ
0
1
2
3
4
5
6
U/V
2.00
1.49
1.18
1.00
0.82
0.72
0.67
U－1/V－1
0.50
0.67
0.85
1.00
1.22
1.39
1.49
根据表格数据在坐标纸上描点如图9，请在图中画出－R图象。由图象计算出电压表内阻RV＝________kΩ(结果保留2位小数)。

图9
解析　(1)由电路图可知，滑动变阻器为分压接法，因此应选择总阻值较小的R1。
(2)由题意知a、P两点之间的电压为U0，由于电压表和电阻箱串联，
则U＝RV，整理得＝R＋。
(3)用直线将图乙中尽可能多的点连接，如答案图所示，由图象可知，该图线的斜率大小为k＝ V－1·kΩ－1，又由关系式＝R＋可知，k＝，
＝0.50 V－1，则解得RV≈2.86 kΩ。
答案　(1)R1(2分)　(2)＝R＋(3分)
(3)如图所示(2分)　2.86(2.70～3.00均可，3分)

24.(12分)如图10所示，质量M＝9 kg的小车A以大小v0＝8 m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定支架的光滑水平台上放置质量m＝1 kg的小球B(可看做质点)，小球距离车面H＝0.8 m，小球与小车保持相对静止。某一时刻，小车与静止在水平地面上的质量m0＝6 kg 的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。求：

图10
(1)小车的最终速度v的大小；
(2)初始时小球与砂桶的水平距离Δx。
解析　(1)整个过程中小球、小车及物块C组成的系统在水平方向动量守恒，设系统最终速度为v，以水平向右为正方向。则有：
(M＋m)v0＝(M＋m＋m0)v(2分)
解得v＝5 m/s。(2分)
(2)A与C碰撞过程动量守恒Mv0＝(M＋m0)v1(2分)
设小球下落时间为t，则有H＝gt2(2分)
Δx＝(v0－v1)t(2分)
解得Δx＝1.28 m。(2分)
答案　(1)5 m/s　(2)1.28 m
25.(20分)如图11甲所示，在空间中存在水平方向的匀强电场，电场强度随时间变化的规律如图乙所示，取图甲中的x轴方向为正方向，其正向电场强度大小为E0，反向电场强度大小为kE0(k>1)，电场强度变化的周期为2T。质量为m、电荷量为＋q的带电粒子在外力作用下静止于匀强电场中的A点，t＝0时撤去外力，带电粒子沿直线向B点运动。若A、B两点间距离为d，粒子在整个运动过程中，始终未到达B点。不计粒子的重力。

图11
(1)若k＝2，粒子在0～2T时间内不能到达B点，求d应满足的条件；
(2)若粒子在0～200T时间内未越过A点，求199T～200T过程中粒子速度v随时间t变化的关系式；
(3)若粒子在第N个周期内的位移为零，求k的值。
解析　(1)粒子在匀强电场中先做匀加速运动，再做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
粒子加速时有qE0＝ma1(2分)
粒子加速位移为x1＝a1T2(1分)
粒子减速时有kqE0＝ma2(2分)
根据运动学公式有a1T＝a2t(1分)
由于k＝2，联立解得t＝(1分)
粒子做减速运动的位移为x2＝·t(1分)
由题意可知x＝x1＋x2 解得d>。(2分)
(2)0～199T过程中，有100T的时间加速度为a1，99T的时间加速度为a2，
199T～200T的过程的加速度为a2，则在199T～200T过程中，粒子的速度
v＝100a1T－99a2T－(t－199T)a2(1分)
解得v＝(1＋k)T－t。(2分)
(3)设第N个周期内的初速度为v0，
则有v0＝(N－1)a1T－(N－1)a2T(1分)
在第N个周期的前半个周期内的位移为
x1＝v0T＋a1T2(1分)
在第N个周期的后半个周期内的位移为
x2＝(v0＋a1T)T－a2T2(1分)
总位移为x＝x1＋x2＝0(1分)
联立解得k＝。(2分)
答案　(1)d＞　(2)v＝(1＋k)T－t(3)
(二)选考题(共15分。请在第33、34题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。)
33.[物理——选修3－3]
(1)(5分)如图12所示，一定质量的理想气体经历了从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A的过程，在该过程中，下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

图12
A.从A到B过程中，气体对外做功
B.从B到C过程中，气体放出热量
C.从C到A过程中，气体分子密集程度减小
D.从A到B过程和从C到A过程，气体做功的绝对值相等
E.从A到B再到C过程中，气体内能先增加后减少
(2)(10分)如图13所示，质量为M的汽缸倒置在带有开口的平台上，缸内有两个质量均为m的活塞A和B，两活塞用轻杆相连，大气压强为p0，温度为T0，汽缸内底离平台高度为h，活塞A离平台高度为，活塞B离平台的高度为，重力加速度为g，现给缸内气体缓慢加热，两活塞在缸内移动过程中始终与缸内壁紧密接触且无摩擦，活塞横截面积为S，不计活塞厚度。求：

图13
(i)当活塞B刚好要与平台接触时气体的温度；
(ii)当汽缸刚好要离开平台时，缸内气体的温度。
解析　(1)从A到B过程，由理想气体状态方程可知，气体的体积增大，因此气体对外做功，A项正确；从B到C的过程中，气体体积不变，温度降低，内能减少，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确；从C到A过程中，气体温度不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，气体分子密集程度增大，C项错误；从A到B过程和从C到A过程，气体体积变化相同，但两个过程气体压强的平均值不同，因此两个过程气体做功的绝对值不同，D项错误；由于从A到B再到C过程中，气体温度先升高后降低，故气体内能先增加后减少，E项正确。
(2)(i)从开始加热到活塞B刚好要与平台接触时，活塞A上方的气体发生的是等压变化；设活塞B刚好要与平台接触时气体的温度为T1，则
＝(2分)
解得T1＝T0。(2分)
(ii)从活塞B刚好要与平台接触到汽缸刚好要离开平台时，活塞A上方的气体发生的是等容变化。活塞B刚好要与平台接触时活塞A上方气体的压强
p1＝p0－(1分)
当汽缸刚好要离开平台时活塞A上方气体的压强
p2＝p0＋(1分)
设汽缸刚好要离开平台时，缸内气体的温度为T2，则
＝(2分)
解得T2＝T0。(2分)
答案　(1)ABE　(2)(i)T0　(ii)T0
34.[物理——选修3－4]
(1)(5分)一列简谐横波由A向B传播，A、B两点相距x＝12 m，t＝0时刻，波刚好传到B点，之后A、B两点的振动图象如图14所示。下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

图14
A.波的频率为4 Hz
B.波的周期为4 s
C.波长可能为24 m
D.波速可能为2 m/s
E.波源的起振方向沿y轴正方向
(2)(10分)如图15所示，矩形ABCD为某透明介质的截面，AB边长L1＝12 cm，BC边长L2＝24 cm，光线由A点以i＝53°的入射角射入AB面，光线进入介质后，经过一次反射，射到底边CD的中点F，并由F点射出介质，不考虑F点光线的反射。已知光速c＝3.0×108 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：

图15
(i)介质的折射率；
(ii)光线在介质中的传播时间。
解析　(1)由振动图象可知，波的传播周期为T＝4 s，其频率为f＝＝ Hz＝
0.25 Hz，A错误，B正确；由题意可知A、B两点之间的距离应为半波长的奇数倍，即(2n＋1)＝12 m，n＝0、1、2、3、…，则λ＝，n＝0、1、2、3、…，当n＝0时，λ＝24 m，C正确；由波速和波的周期关系式得v＝＝ m/s，
n＝0、1、2、3、…，当n＝1时，v＝2 m/s，D正确；由波的振动图象知t＝0时B点的起振方向沿y轴负方向，又波源的起振方向与各点的起振方向一致，则波源的起振方向沿y轴负方向，E错误。
(2)(i)延长A点的折射光线与底边CD的延长线交于G点，在三角形AGD中，由几何关系可知
GD＝L1＝18 cm(1分)
AG＝＝30 cm(1分)
sin r＝＝0.6(1分)
由公式n＝(2分)
可得n＝。(1分)
(ii)光在介质中的传播速度v＝(1分)
t＝(1分)
s＝AG＝30 cm(1分)
可得t＝×10－9 s。(1分)
答案　(1)BCD　(2)(i)　(ii)×10－9 s
高考仿真模拟练(二)
(时间60分钟　满分110分)
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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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。)
14.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1所示。则可判断出(　　)

图1
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
解析　因光电管不变，所以逸出功不变。由图象知，甲光、乙光对应的遏止电压相等，且小于丙光对应的遏止电压，所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等，且小于丙光对应的光电子最大初动能，故选项D错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知甲光和乙光的频率相等，且小于丙光的频率，则甲光和乙光的波长相等，且大于丙光的波长，故选项A错误，B正确；截止频率是由金属决定的，与入射光无关，故选项C错误。
答案　B
15.如图2所示，两个带电小球A、B穿在一根水平固定的绝缘细杆上，并通过一根不可伸长的绝缘细绳跨接在定滑轮两端，整个装置处在水平向右的匀强电场中，当两个小球静止时，两侧细绳与竖直方向的夹角分别为α＝30°和β＝60°，不计装置中的一切摩擦及两个小球间的静电力。则A、B两球的带电荷量q1与q2大小之比为(　　)

图2
A.q1∶q2＝∶1 B.q1∶q2＝∶2
C.q1∶q2＝1∶ D.q1∶q2＝2∶
解析　分别对两小球受力分析，由力的平衡条件可知，两小球在水平方向的合力均为零，则小球A在水平方向上，有Tsin 30°＝q1E、小球B在水平方向上，有T′sin 60°＝q2E，T′＝T，则联立可解得q1∶q2＝1∶，C正确。
答案　C
16.如图3所示是甲、乙两物体运动的速度－时间图象，下列说法正确的是(　　)

图3
A.0～5 s内甲物体的加速度大小为0.75 m/s2
B.3 s时乙物体的加速度大小为1 m/s2
C.0～5 s内甲物体的位移大小为 m
D.0～5 s内乙物体的位移大于13.5 m
解析　0～5 s内甲物体的加速度大小为a甲＝＝ m/s2，故A错误；3 s时乙图象切线斜率的绝对值小于1，所以3 s时乙物体的加速度大小小于1 m/s2，故B错误；根据数学知识可知，t＝5 s时甲的速度大小为 m/s，则0～5 s内甲物体的位移大小为x甲＝(－)m＝ m，故C错误；根据图象与坐标轴围成的图形的面积表示位移，知0～5 s内乙物体的位移大于(＋3×3＋3×)m＝13.5 m，故D正确。
答案　D
17.如图4所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，a1、a2分别表示该空间站与月球向心加速度的大小，ω1、ω2分别为空间站与月球的公转角速度；a3、ω3为地球同步卫星向心加速度的大小和其公转角速度；a4、ω4为地球的近地卫星的向心加速度大小与其公转角速度。则以下判断正确的是(　　)

图4
A.ω2＝ω1＞ω3＝ω4 B.ω2＝ω1＞ω4＞ω3
C.a2＜a1＜a3＜a4 D.a1＜a2＜a3＜a4
解析　由题意可知空间站和月球的角速度相同，则有ω1＝ω2，由公式a＝ω2r，可知a2＞a1，对近地卫星、同步卫星和月球，由万有引力提供向心力有＝mω2r、G＝ma，整理得ω＝、a＝G，所以ω4＞ω3＞ω2、a4＞a3＞a2，由以上分析可知ω4＞ω3＞ω2＝ω1、a4＞a3＞a2＞a1，A、B、C错误，D正确。
答案　D
18.某发电机通过理想变压器向定值电阻R提供正弦交流电，电路如图5所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的n倍，则(　　)

图5
A.R消耗的功率变为nP
B.电压表V的读数为nU
C.电流表A的读数仍为I
D.通过R的交变电流频率不变
解析　发电机的线圈中产生的感应电动势有效值为E＝，线圈的转速变为原来的n倍，则线圈中产生的感应电动势变为原来的n倍，原、副线圈的匝数不变，由理想变压器的变压规律＝可知，副线圈的输出电压变为原来的n倍，即电压表的示数为nU，B正确；由欧姆定律I＝可知，副线圈中的电流变为原来的n倍，由理想变压器的变流规律＝，可知原线圈中的电流变为原来的n倍，C错误；由P＝，可知定值电阻消耗的电功率为原来的n2倍，A错误；线圈的转速变为原来的n倍，产生的交变电流的频率变为原来的n倍，则通过定值电阻R的交变电流的频率变为原来的n倍，D错误。
答案　B
19.如图6所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。a处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场；乙粒子以速度v2沿与ab成45°角的方向垂直射入磁场，经时间t2垂直于cd射出磁场。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则(　　)

图6
A.v1∶v2＝∶4 B.v1∶v2＝1∶
C.t1∶t2＝4∶1 D.t1∶t2＝2∶1
解析　甲、乙两种粒子做匀速圆周运动的轨迹如图所示

设正方形边长为L，由几何关系可知，r1＝L，r2＝＝L，速度偏转角分别为α1＝180°，α2＝45°。粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得v＝，由题意可知，两粒子的比荷相等，则＝＝，故A正确，B错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝，粒子的比荷相等，则两粒子在磁场中做圆周运动的周期T相等，粒子在磁场中的运动时间t＝T，则粒子在磁场中的运动时间之比＝＝，故C正确，D错误。
答案　AC
20.如图7所示，半径为R的光滑半圆槽竖直固定在水平地面上，可视为质点的小球以4 m/s的初速度向左进入半圆轨道，小球通过最高点后做平抛运动。若小球做平抛运动有最大水平位移，重力加速度为g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)

图7
A.最大水平位移为1.6 m
B.R＝0.2 m时，小球的水平位移最大
C.小球落地时，速度方向与水平地面成45°角
D.小球落地时，速度方向与水平地面成60°角
解析　设小球在最高点的速度大小为v，由机械能守恒定律得mv＝mv2＋mg·2R，小球做平抛运动时，在空中运动的时间为t＝，小球做平抛运动的水平位移为x＝vt，整理得x＝ m，当R＝0.2 m时水平位移最大，最大的水平位移为xmax＝0.8 m，A错误，B正确；将R＝0.2 m代入解得v＝
2 m/s、t＝ s，由平抛运动的规律可知，小球落地瞬间的竖直分速度大小为vy＝gt＝2 m/s，由于落地瞬间的水平速度与竖直速度大小相等，因此小球落地瞬间速度方向与水平地面的夹角为45°，C正确，D错误。
答案　BC
21.如图8所示，电阻不计的足够长平行金属导轨MN和PQ水平放置，M、P间有阻值为R＝1 Ω的电阻，导轨相距2 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5 T，质量m为0.5 kg、电阻为1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置且接触良好，CD棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.2，现导体棒获得的初速度v0为10 m/s，经过距离x＝9 m进入磁场区，又运动2 s后停了下来，g＝10 m/s2。则该过程中通过导体棒CD的电荷量q及电阻R上产生的热量Q为(　　)

图8
A.q＝2 C B.q＝4 C
C.Q＝6 J D.Q＝12 J
解析　在导体棒从开始运动到刚要进入磁场的过程中，由动能定理得－μmgx＝
mv2－mv，代入数据解得导体棒刚进入磁场时的速度v＝8 m/s，导体棒在磁场中运动的过程中，由动量定理得－BLt－μmgt＝0－mv，又q＝t，代入数据解得q＝2 C，A正确，B错误；由q＝＝得x′＝＝ m＝4 m，导体棒在磁场中运动的过程中，由于定值电阻和导体棒的阻值相等，则定值电阻与导体棒上产生的热量相同，由能量守恒定律得2Q＋μmgx′＝mv2，代入数据解得Q＝6 J，C正确，D错误。
答案　AC
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～34题为选考题，考生根据要求作答。)
(一)必考题(共47分)
22.(5分)如图9甲所示，某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针指示的刻度值，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图乙所示，取g＝10 m/s2。回答下列问题：

图9
(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为______cm。
(2)该弹簧的劲度系数为________N/m(保留2位有效数字)。
(3)另一同学在做该实验时有下列做法，其中错误的是________。
A.实验中未考虑小盘的重力
B.刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐
C.读取指针指示的刻度值时，选择指针上下运动最快的位置读取
D.在利用x－m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据
答案　(1)18.00(1分)　(2)30(29～31均正确)(2分)　(3)C(2分)
23.(10分)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径，结果如图10甲所示，则该材料的直径为________mm。

图10
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱形导体的电阻，他进行了如下操作：他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，换挡后需要重新________(选填“机械调零”或“欧姆调零”)后再进行测量。测量时，指针静止时位置如图乙所示。则该圆柱形导体的电阻为Rx＝________Ω。
(3)为了进一步准确测量该圆柱形导体的电阻Rx，实验室提供了以下器材：
A.电流表G(内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA)
B.电流表A(内阻约为1 Ω，量程为0～0.6 A)
C.电阻箱R0(0～9 999 Ω，0.5 Ω)
D.滑动变阻器R(3 Ω，1 A)
E.电池组E(6 V，0.05 Ω)
F.一个开关S和若干导线
①实验时需要把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6 V 的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω。
②请根据提供的器材，在下面的虚线框内设计一个测量电阻的电路。



③根据设计的电路连接好实物图。

图11
④由于测电阻的电路中存在系统误差，会使测得的圆柱形导体的电阻率偏________(选填“大”或“小”)。
解析　(1)螺旋测微器的读数为
d＝2.5 mm＋43.3× 0.01 mm＝2.933 mm。
(2)因欧姆表刻度不均匀，当欧姆表指针指在欧姆表中央刻度附近时读数较准。先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率较大，所以应换“×1”挡，换挡后需要重新欧姆调零，由题图乙可知，读数为Rx＝1×16 Ω＝16 Ω。
(3)将电流表G与电阻箱串联改装成量程为6 V的电压表，而电流表G内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，所以改装后的电压表的内阻为RV＝＝ Ω＝
2 000 Ω，故电阻箱的阻值应调为R0＝1 880 Ω。根据题意可知，由于被测电阻阻值较小，因此电流表使用外接法，而滑动变阻器R的最大阻值明显小于被测电阻的阻值，因此滑动变阻器使用分压式接法；由于电流表采用外接法，使得测得的电流偏大，测得的阻值偏小，由ρ＝可知，会使测得的电阻率偏小。
答案　(1)2.933(1分)　(2)×1(1分)　欧姆调零(1分)
16(1分)　(3)①1 880(1分)　②电路图如图甲所示(2分)
③实物图的连接如图乙所示(2分)　④小(1分)

甲

乙
24.(12分)如图12甲所示，小物块A放在长木板B的左端，一起以初速度v0在光滑水平面上向右匀速运动，在其运动方向上有一固定的光滑四分之一圆弧轨道C，已知轨道半径R＝0.1 m，圆弧的最低点D切线水平且与木板等高，木板撞到轨道后立即停止运动，小物块继续滑行，当小物块刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力恰好是自身重力的2倍。从木板右端距离圆弧轨道左端s＝8 m开始计时，得到小物块的v－t图象如图乙所示，小物块3 s末刚好滑上圆弧轨道，图中v0和v1均未知，重力加速度g取10 m/s2。求：

图12
(1)长木板的长度；
(2)小物块与长木板之间的动摩擦因数。
解析　(1)根据图乙可知，长木板和小物块一起匀速滑行2 s，有
s＝v0t1，t1＝2 s(2分)
得v0＝4 m/s(1分)
在D点有FN－mg＝m，其中FN＝FN′＝2mg(2分)
得v1＝1 m/s(1分)
由运动学公式可得长木板的长度为
L＝t2＝2.5 m。(2分)
(2)2～3 s内小物块匀减速滑行，由牛顿第二定律有
Ff＝μmg＝ma(1分)
v1＝v0－at2(2分)
联立解得小物块与长木板之间的动摩擦因数
μ＝0.3。(1分)
答案　(1)2.5 m　(2)0.3
25.(20分)平面直角坐标系xOy中，第二象限存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，第三、四象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，如图13所示。一质量为m，带电荷量为＋q的粒子从坐标为(－L，L)的P点沿y轴负向进入电场，初速度大小为v0＝，粒子第二次到达x轴的位置为坐标原点。不计粒子的重力，求：

图13
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(2)若粒子由P点沿x轴正向入射，初速度仍为v0＝，求粒子第二次到达x轴时与坐标原点的距离。
解析　(1)由动能定理
qEL＝mv2－mv(2分)
粒子进入磁场时速度大小为
v＝(1分)
在磁场中L＝2R(1分)

qvB＝(2分)
可得B＝4。(1分)
(2)假设粒子由y轴离开电场L＝v0t(1分)
y1＝at2(1分)
qE＝ma(1分)
可得y1＝ vy＝at(1分)
速度偏转角满足tan θ＝＝(1分)
第一次到达x轴的坐标
x1＝＝L(1分)
在磁场中洛伦兹力提供向心力，qv′B＝(2分)
R′＝(1分)
x2＝2R′sin θ＝sin θ＝＝L(2分)
粒子第二次到达x轴的位置与坐标原点的距离
x＝x1＋x2＝L(或1.85L)。(1分)
答案　(1)4　(2)L(或1.85L)
(二)选考题(共15分。请在第33、34题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。)
33.[物理——选修3－3]
(1)(5分)一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态c，其压强p与温度t的关系如图14所示，下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

图14
A.气体由a到b为等容变化
B.气体在状态a的内能大于在状态b的内能
C.气体由b到c的过程必放热
D.气体在状态a的体积小于在状态c的体积
E.b到c的过程是等压过程，温度升高，气体对外做功
(2)(10分)如图15所示，冷藏室里桌面上一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止，汽缸内壁光滑且导热性能良好。开始时冷藏室温度为27 ℃，汽缸内气柱长度为L；在室内气压不变的情况下缓慢降温，稳定后发现气柱缩短了，则：

图15
(i)汽缸内气体做的是等温变化、等压变化还是等容变化？
(ii)稳定后的室温为多少？
解析　(1)由查理定律＝C(恒量)，T＝273 K＋t可知等容过程的压强p随温度t变化的图线(p－t图线)不过坐标原点，选项A错误；气体在状态a的温度高于在状态b的温度，根据理想气体的内能只与温度有关可知，气体在状态a的内能大于在状态b的内能，选项B正确；气体由b到c的过程为温度升高的等压过程，由盖－吕萨克定律可知，温度升高，其体积必然增大，对外做功，又内能增大，根据热力学第一定律，气体必须吸收热量，选项C错误，E正确；由于气体在状态a与状态c的温度相同，由玻意耳定律可知，在状态a的压强更大，所以气体在状态a的体积小于在状态c的体积，选项D正确。
(2)(i)以汽缸为研究对象，对汽缸受力分析，汽缸受力平衡，有
p0S＋Mg＝pS(2分)
得缸内气体压强为p＝p0＋(2分)
缸内气体的压强是定值，可知缸内气体做的是等压变化。(2分)
(ii)根据盖－吕萨克定律，有
＝(2分)
解得稳定后的室温为
T1＝T0＝240 K＝－33 ℃。(2分)
答案　(1)BDE　(2)(i)等压变化　(ii)－33 ℃(或240 K)
34.[物理——选修3－4]
(1)(5分)如图16所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C点、D点射向介质。已知光束在A点的入射角i＝30°，a光经过气泡的偏向角θ＝45°，CD弧所对圆心角为3°，则下列说法中正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

图16
A.b光经过气泡的偏向角为42°
B.介质对a光的折射率大于
C.a光的频率小于b光的频率
D.b光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为
E.若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，则b光在屏上产生的条纹间距大
(2)(10分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图17所示，介质中x＝6 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝0.2 cos(4πt)m。求：

图17
(i)该波的传播速度；
(ii)从t＝0时刻起，介质中x＝10 m处的质点Q第一次到达波谷经过的时间。
解析　(1)光束在A点的入射角为i，折射角分别为ra、rb，作出光路图如图所示。

a光的偏向角为45°，而偏向角θa＝2(ra－i)
则ra＝52.5°，由几何知识得，
AC弧所对的圆心角为180°－2×52.5°＝75°。
CD弧所对的圆心角为3°，
则AD弧所对的圆心角为78°，
故rb＝＝51°，
b光的偏向角为θb＝2(rb－i)＝42°，故A正确；
介质对a光的折射率
na＝＝＜＝，故B错误；
介质对b光的折射率nb＝＝＜na，
则a光的频率大于b光的频率，故C错误；
b光从介质射向空气的全反射临界角的正弦值
sin C＝＝，故D正确；
a光的折射率大于b光的折射率，a、b两单色光在透明介质中的波长λa＜λb，
根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，故Δxa＜Δxb，故E正确。
(2)(i)由题图可知，波长λ＝24 m，由质点P的振动方程可知，角速度ω＝4π rad/s
则周期T＝＝0.5 s(2分)
故该波的传播速度v＝＝48 m/s。(2分)
(ii)若波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，质点Q左侧相邻的波谷在x＝－6 m处
该波谷传播到质点Q处时，质点Q第一次到达波谷，经过时间t＝＝ s(2分)
若波沿x轴负方向传播，t＝0时刻，质点Q右侧相邻的波谷在x＝18 m处(2分)
该波谷传播到质点Q处时，质点Q第一次到达波谷，经过时间t′＝＝ s。(2分)
答案　(1)ADE　(2)(i)48 m/s　(ii)波沿x轴正向传播，s　波沿x轴负向传播， s