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贵州省遵义市2023-2024学年高三物理上学期第一次质量监测（Word版附解析）
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这是一份贵州省遵义市2023-2024学年高三物理上学期第一次质量监测（Word版附解析），共9页。
注意事项：
1．考试开始前，请用黑色签字笔将答题卡上的姓名，班级，考号填写清楚，并在相应位置粘贴条形码。
2．选择题答题时，请用2B铅笔答题，若需改动，请用橡皮轻轻擦拭干净后再选涂其它选项；非选择题答题时，请用黑色签字笔在答题卡相应的位置答题；在规定区域以外的答题不给分；在试卷上作答无效。
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分； 第8~10题有多项符合题目要求，每题5分，全部选对得5分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分）
1. 2023 年8月24日， 日本福岛核电站启动核污水排海。核污水中含有多种放射性元素，其中 的衰变方程为 下列说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中 Z等于 55
B. 原子核衰变本质是核外电子的跃迁
C. β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱
D. 随着海水温度变化， 的半衰期也会变化
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知Z等于56，故A错误；
B．原子核衰变的本质是铯核中一个中子转化成一个质子以及电子，故B错误；
C．β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱，β射线的电离能力比γ射线的穿透能力弱强，故C正确；
D．随着海水温度的升高，铯核的半衰期不变，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，某小组同学用细线悬挂一个去掉柱塞的注射器，注射器内装满墨汁。注射器在小角度内摆动过程中，沿着垂直于注射器摆动的方向匀速拖动木板，注射器下端与木板距离很小。其中墨迹上A、B两点到OO'的距离均为注射器振幅的一半。不计空气阻力， 则（ ）
A. 在不同地方重复该实验，摆动周期一定相同
B. 注射器从A点上方摆到B点上方的时间小于倍摆动周期
C. 注射器在A点上方与在B点上方时加速度相同
D. 在一个摆动周期内，形成墨迹的轨迹长度等于4倍振幅
【答案】B
【解析】
【详解】A．注射器做单摆运动，周期为
不同地方重力加速度不同，在不同地方重复该实验，摆动周期不一定相同，故A错误；
B．在一个摆动周期内，注射器从最高位置运动至平衡位置所需的时间为，离平衡位置越近，注射器摆动得越快，可知注射器从A点上方运动至平衡位置的时间小于，同理可知注射器从平衡位置运动至B点上方的时间小于，故注射器从A点上方摆到B点上方的时间小于倍摆动周期，故B正确；
C．注射器在A点上方与在B点上方时，注射器的位移大小相同，方向相反，根据
可知注射器在A点上方与在B点上方时加速度大小相同，方向相反，故C错误；
D．在一个摆动周期内，注射器在平衡位置附近摆动，摆动的路程等于4倍振幅，匀速拖动木板，可知木板在OO'方向上的路程不为零，故在一个摆动周期内，形成墨迹的轨迹长度大于4倍振幅，故D错误。
故选B。
3. 2023年8月31日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星送入预定轨道。控制中心可以通过调整卫星的轨道高度来实现卫星的不同功能。如图所示是该卫星的变轨示意图，1轨道和3轨道是圆轨道，2轨道是椭圆轨道，1轨道和2轨道相切于P点，2轨道和3轨道相切于Q点。则卫星（ ）
A. 在1轨道上与在3 轨道上的角速度大小相等
B. 在2轨道上的运行周期等于在3轨道上的运行周期
C. 在1轨道上过 P点时的速度大于在2轨道上过 Q 点时的速度
D. 在2轨道上过Q点时的加速度大于在3轨道上过Q点时的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
解得
由于
所以
故A错误；
B．根据开普勒第三定律
由于
则
故B错误；
C．根据
解得
可知在1轨道上过 P点时的速度大于在3轨道上过 Q 点时的速度，而在二轨道的Q 点需要加速才能到达3轨道上Q 点，则二轨道的Q 点小于3轨道上Q 点的速度，所以在1轨道上过 P点时的速度大于在2轨道上过 Q 点时的速度，故C正确；
D．根据
解得
可知
在2轨道上过Q点时的加速度等于在3轨道上过Q点时的加速度，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。擦窗工具与玻璃间的弹力大小不变，与玻璃间的动摩擦因数处处相同，拉力方向水平向右，则擦窗工具（ ）
A. 可能水平向右运动
B. 受到的拉力大小为定值
C. 所受重力的冲量可能为零
D. 机械能的减少量等于因摩擦力产生的热量
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，擦窗工具做匀速直线运动，则受力平衡，根据可知擦窗工具所受摩擦力恒定，与拉力和重力的合力等大反向，与擦窗工具的运动方向相反，所以不可能水平向右运动，摩擦力在竖直方向的分力等于重力，则摩擦力在水平方向的分力大小为确定的值，所以擦窗工具受到的拉力大小为定值，故B正确，A错误；公众号：高中试卷君
C．根据可知擦窗工具所受重力的冲量不可能为零，故C错误；
D．除了摩擦力外，还有水平拉力对擦窗工具做正功，所以机械能的减少量小于因摩擦力产生的热量，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。关于线框下列说法正确的是（ ）
A. 进磁场的过程中线框所受安培力逐渐变小
B. 进磁场和出磁场两个过程中电流方向相同
C. 穿过磁场的全过程中一直做减速直线运动
D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势
感应电流为
安培力为
进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，故A正确；
B．进磁场的过程中通过线框的磁通量增大，由楞次定律可知线框中产生逆时针的电流，出磁场的过程中通过线框的磁通量减小，由楞次定律可知线框中产生顺时针的电流，所以进磁场和出磁场两个过程中电流方向相反，故B错误；
C．由于线框的边长小于磁场宽度，所以线框穿过磁场的过程中，有一段时间线框完全在磁场中，穿过线框的磁通量不变，这段时间线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框做匀速直线运动，故C错误；
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由可知，安培力也都是减小的，而线框进出磁场的位移相同，所以进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，故D错误。
故选A。
6. 如图甲是“滑草”运动的轨道，其简化示意图如图乙所示。滑草时，人坐在滑草车上从A点由静止开始下滑，最终停在D点。AB段、BC段、CD段均做直线运动，其中BC段速度不变。若滑草车与滑道间的动摩擦因数处处相同，滑草车与滑道全程未发生碰撞，在B、C处无能量损失，忽略空气阻力。滑草车受到滑道摩擦力的功率P与时间t的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB段对滑草车受力分析可得，草车受到滑道摩擦力的大小为
沿滑道方向上
则滑草车受到滑道摩擦力的功率为
其中f与为定值，则P与时间t的关系图像为一次函数；BC段速度不变则此过程中
滑草车受到滑道摩擦力的功率为
其中 为定值；由于，则AB段滑草车受到滑道摩擦力的功率的最大值小于BC段滑草车受到滑道摩擦力的功率。由于最终停在D，CD段过程中做减速运动，则
滑草车受到滑道摩擦力的功率为
由于，；则BC段滑草车受到滑道摩擦力的功率小于CD段滑草车受到滑道摩擦力的功率的最大值，故D符合题意。
故选D。
7. 如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形区域，其圆心为O，最高点为P，该区域内存在垂直圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在圆形区域右侧竖直放置一粒子收集器， M、N为收集器上、下边缘的两点，MN与圆形区域在同一平面内，O与N在同一水平线上，，。从P点沿PO方向射入大量速率不等的同种粒子，粒子所带电荷量为q、质量为m。忽略粒子间的相互作用力和粒子重力，关于打在收集器MN上的粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子在磁场中运动的最短时间为
C. 打在收集器上的粒子的最小速率为
D. 从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
B．打到M、N两点的粒子轨迹如图所示
由图可知，粒子打到N点时，在磁场中的轨迹对应的圆心角最小，在磁场中的运动时间最小，则有
故B错误；
C．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
由图可知粒子打到M点时，在磁场中的轨道半径最小，粒子的速度最小，根据几何关系可得
可得
则最小半径为
联立解得打在收集器上的粒子的最小速率为
故C错误；
D．由图可知，从P点到 N点的粒子在磁场中的运动时间小于从P点到 M点的粒子在磁场中的运动时间；离开磁场到打到收集器，从P点到 N点的粒子通过的位移小于从P点到 M点的粒子通过的位移，从P点到 N点的粒子的速度大于从P点到 M点的粒子的速度，则从P点到 N点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间小于从P点到 M点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间，故从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短，故D正确。
故选D。
8. 空间有一如图所示圆锥形区域，O为顶点，BD为底面圆的直径，A、C两点分别是两母线OB、OD的中点。在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（ ）
A. 平行于底面且圆心为O1的截面为等势面
B. A点电场强度大小是B点电场强度大小的4倍
C. 将一带正电的试探电荷从B点沿直径移到D点，其电势能先增大后减小
D. 一个电子仅在O处点电荷的作用下，可以沿圆锥底面圆周做匀速圆周运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由点电荷电势分布可知与点电荷距离相等的点所在平面为等势面，平行于底面且圆心为O1的截面上的点与的距离不全相等，故不是等势面，故A错误；
B．根据
由题意可知
可知A点电场强度大小是B点电场强度大小的4倍，故B正确；
C．沿着电场线方向电势逐渐降低，可知与正点电荷距离越小，电势越大，根据可知与正点电荷距离越小，正试探电荷的电势能越大，则将一带正电的试探电荷从B点沿直径移到D点，其电势能先增大后减小，故C正确；
D．电子要做匀速圆周运动，其向心力大小不变，根据可知电子在圆锥底面所受的库仑力大小不相等，所以不可能沿圆锥底面圆周做匀速圆周运动，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，有一光滑绝缘圆轨道竖直放置，其圆心为O，半径为R，A、B分别为圆轨道最低点和最高点，C为圆轨道上与圆心O等高的点。空间中存在垂直圆面向里的匀强磁场。有一带正电的小球（可视为质点），在圆轨道内侧沿逆时针方向做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球从C点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒B. 所需向心力逐渐减小
C. 过B点时的速度可能为D. 洛伦兹力的冲量为零
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．小球运动过程中，由于轨道弹力和洛伦兹力总是与速度方向垂直，所以轨道弹力和洛伦兹力总是不做功，则只有重力对小球做功，小球的机械能守恒；小球从C点到B点的运动过程中，重力势能逐渐增大，则动能逐渐减小，根据
可知小球所需向心力逐渐减小，故AB正确；
C．小球经过B点时，当轨道弹力为零时，速度最小，则有
解得
故C错误；
D．小球从C点到B点的运动过程中，由于洛伦兹力的方向总是指向圆心，在运动圆周的过程中洛伦兹力的冲量不为零，故D错误。
故选AB。
10. 小滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端C点上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示，两图中最上端和最下端的滑块均为刚好运动到B、C两点时被拍摄到，A点为B、C间的一点。若滑块与斜面间动摩擦因数处处相同，不计空气阻力。关于图甲与图乙中滑块在A、B两点间（ ）
A. 摩擦力做功之比为1:1B. 加速度大小之比为4:3
C. 运动时间之比为4:3D. 过A点时的速度之比为4:3
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于滑块无论上滑或下滑均受到大小相等的滑动摩擦力，而位移大小也相等，故图甲和图乙在A、B之间克服摩擦力做的功相等，即1:1。故A正确；
B．因为频闪照片时间间隔相同，设为T。可知图甲中滑块用时2T，图乙中滑块用时4T。而两图位移大小相等，根据
可得加速度大小之比为4:1。不管是上滑或者是下滑，加速度不变，所以A、B间的加速度和整体一样。故B错误；
C．设A、B间距离为s，根据
可知，滑块在A、B两点间运动时间之比为1:2。故C错误；
D．根据
可知，滑块过A点时的速度之比为2:1。故D错误。
故选A。
二、实验题（本题共2小题，共 16分）
11. 某同学把一轻弹簧和小球装入带有刻度的透明玻璃管里，制作一个“水平加速度测量仪”，可粗略测量汽车行驶过程中的加速度，其构造如图。一根原长为的弹簧一端固定在较光滑玻璃管的Ａ端，另一端与质量为m的小球在球心等高处连接，弹簧与小球连接端装一指针，装置水平静置时指针所指位置标为零刻度，重力加速度为g。
（1）为测量弹簧的劲度系数，将整个装置竖直放置，静止时弹簧伸长量为0.5L，该弹簧的劲度系数为______（用题中所给物理量的字母表示）。
（2）当汽车在水平路面沿直线向前行驶时，沿汽车行驶方向水平放置该装置，B端朝向车头。某次测量过程中，观察到弹簧在一段时间内压缩量恒为，这段时间内汽车做______（填“加速”或“减速”）运动；加速度大小为______（用题中所给物理量的字母表示）。
【答案】 ①. ②. 加速 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据胡克定律
解得
（2）[2][3]根据题意可知，弹簧处于被压缩状态，则弹簧弹力水平向右，根据牛顿第二定律可知加速度水平向右，与车头方向相同，汽车做加速运动，水平方向根据牛顿第二定律
又
联立可得
12. 某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下：
待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）；
电压表一个（量程0~2V， 内阻为2kΩ） ；
电流表一个（量程0~0.4A， 内阻约为3Ω）；
定值电阻R1（阻值为1kΩ）；
定值电阻R2（阻值为2kΩ）；
滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
电源（电动势5.0V，内阻很小）；
开关一个， 导线若千。
（1）为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻______（填“R1”或“R2”） ______（填“串”或“并”）联。
（2）根据实验目的和提供的器材，在图甲方框中将电路图补充完整______。
（3）完善图甲中电路图后，进行实验。关于该实验下列说法正确的是（ ）
A. 实验前应将滑动变阻器滑片滑到b端
B. 通过调节滑动变阻器滑片位置可使电流表的示数为零
C. 当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡两端电压为2.5V
（4）实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”）。把实验中的待测小灯泡接入另一电路如图丙所示， 已知该电源电动势E=6V，内阻r=20Ω，定值电阻R=20Ω，可得小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。公众号：高中试卷君
【答案】 ①. R2 ②. 串 ③. ④. B ⑤. 增大 ⑥. 0.21##0.20##0.22##0.23
【解析】
【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表需要与定值电阻R2串联。串联后量程为4V。
（2）[3]待测灯泡电阻
由于
因此选择电流表外接法。电路图如图
（3）[4]A．实验前灯泡电压应该最小，滑动变阻器滑片应该在a端，A错误；
B．当滑动变阻器滑片在a端时，灯泡两端电压为0，则电流表的示数为零，B正确；
C．当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡与左侧电阻并联，并联后总阻值比右侧电阻小，因此两端电压小于2.5V，C错误
故选B。
（4）[5]由图可知，图象与原点连线斜率为电阻的倒数，因此随着小灯泡两端电压增大灯丝的电阻增大。
[6]此电路中，灯泡两端电压满足
得
代入数据
做出图象，图象与电阻的伏安特性曲线交点表示此时电压和电流。由图像可知
交点电压1.18V，电流180mA。此时灯泡功率
三、计算题（本题共3小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
13. 气垫运动鞋能为脚提供缓冲保护。一运动鞋气垫内封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），温度为时，压强为。
（1）缓慢踩压气垫，气垫内气体温度可视为不变，当气垫内气体压强变为时，该气体的体积变为原来的几倍？
（2）某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为。求此时气垫内气体压强？跑步前后气体的内能增大还是减少？
【答案】（1）；（2），增大
【解析】
【详解】（1）由玻意耳定律可得
其中
可得
所以，该气体的体积变为原来的倍。
（2）由查理定律得
其中
可得，此时气垫内气体压强
因为气体温度增大，体积不变，所以跑步前后气体的内能增大。
14. 如图所示，真空中有一正方形区域ABCD，边长为d， M、N分别为AB、CD 边的中点。整个空间内有一平行于 ABCD平面的匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的质子，从M点由静止释放，到N点的速度大小为ν，不计质子的重力。求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）若将（1）中电场方向调整为与AB平行，且由A指向B，质子以的初速度由M点沿MN方向射出，质子离开正方形ABCD区域的位置到C点的距离。
【答案】（1）电场强度方向由M指向N，；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可判断电场强度方向由M指向N，
对质子，由动能定理
得
（2）对质子，MN方向
AB方向
由牛顿第二定律得
当粒子离开正方形区域时C点的距离为
得
15. 如图甲所示，光滑水平面上一劲度系数未知的轻弹簧水平放置，左端固定。长木板A将轻弹簧压缩4L0由静止释放，被弹簧弹开后向右运动，与右侧固定的竖直挡板发生碰撞。从释放开始，木板A左端运动的位置—时间（x—t）图像如图乙所示，图中T为未知量、L0和t0为已知量，图中t轴下方的图像是正弦曲线的一部分、t轴上方的图像为几段直线。如图丙所示，若在木板A的左侧再叠放一个可视为质点的物块B后，仍将弹簧压缩4L0由静止释放。己知木板A的质量为2m，物块B的质量为m，A、B间的动摩擦因数处处相同，木板Ａ与挡板碰撞时间极短，碰撞前后速度大小不变，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）图甲中木板A离开弹簧后的速度大小及弹簧的最大弹性势能 ；
（2）在木板A与挡板碰撞前A、B始终保持相对静止，求弹簧的劲度系数k和A、B间动摩擦因数的最小值；（弹簧弹性势能的表达式为 ，其中x为形变量）；
（3）若A、B间的动摩擦因数 ，从释放A、B到B滑离A的过程中，木板A与挡板只碰撞一次，求木板A的长度范围。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由乙图可知，木板A离开弹簧后速度大小为
得
故弹簧的最大弹性势能为
得
（2）由
解得
在刚释放时，对AB整体
对B
解之得
（3）由于知，弹簧弹离AB过程中，AB保持相对静止。有
假设第一次A与挡板碰撞后A接触弹簧前AB能共速，对AB整体
对A
解得
故假设成立
对AB整体
解得
注意事项：
1．考试开始前，请用黑色签字笔将答题卡上的姓名，班级，考号填写清楚，并在相应位置粘贴条形码。
2．选择题答题时，请用2B铅笔答题，若需改动，请用橡皮轻轻擦拭干净后再选涂其它选项；非选择题答题时，请用黑色签字笔在答题卡相应的位置答题；在规定区域以外的答题不给分；在试卷上作答无效。
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分； 第8~10题有多项符合题目要求，每题5分，全部选对得5分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分）
1. 2023 年8月24日， 日本福岛核电站启动核污水排海。核污水中含有多种放射性元素，其中 的衰变方程为 下列说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中 Z等于 55
B. 原子核衰变本质是核外电子的跃迁
C. β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱
D. 随着海水温度变化， 的半衰期也会变化
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知Z等于56，故A错误；
B．原子核衰变的本质是铯核中一个中子转化成一个质子以及电子，故B错误；
C．β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱，β射线的电离能力比γ射线的穿透能力弱强，故C正确；
D．随着海水温度的升高，铯核的半衰期不变，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，某小组同学用细线悬挂一个去掉柱塞的注射器，注射器内装满墨汁。注射器在小角度内摆动过程中，沿着垂直于注射器摆动的方向匀速拖动木板，注射器下端与木板距离很小。其中墨迹上A、B两点到OO'的距离均为注射器振幅的一半。不计空气阻力， 则（ ）
A. 在不同地方重复该实验，摆动周期一定相同
B. 注射器从A点上方摆到B点上方的时间小于倍摆动周期
C. 注射器在A点上方与在B点上方时加速度相同
D. 在一个摆动周期内，形成墨迹的轨迹长度等于4倍振幅
【答案】B
【解析】
【详解】A．注射器做单摆运动，周期为
不同地方重力加速度不同，在不同地方重复该实验，摆动周期不一定相同，故A错误；
B．在一个摆动周期内，注射器从最高位置运动至平衡位置所需的时间为，离平衡位置越近，注射器摆动得越快，可知注射器从A点上方运动至平衡位置的时间小于，同理可知注射器从平衡位置运动至B点上方的时间小于，故注射器从A点上方摆到B点上方的时间小于倍摆动周期，故B正确；
C．注射器在A点上方与在B点上方时，注射器的位移大小相同，方向相反，根据
可知注射器在A点上方与在B点上方时加速度大小相同，方向相反，故C错误；
D．在一个摆动周期内，注射器在平衡位置附近摆动，摆动的路程等于4倍振幅，匀速拖动木板，可知木板在OO'方向上的路程不为零，故在一个摆动周期内，形成墨迹的轨迹长度大于4倍振幅，故D错误。
故选B。
3. 2023年8月31日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星送入预定轨道。控制中心可以通过调整卫星的轨道高度来实现卫星的不同功能。如图所示是该卫星的变轨示意图，1轨道和3轨道是圆轨道，2轨道是椭圆轨道，1轨道和2轨道相切于P点，2轨道和3轨道相切于Q点。则卫星（ ）
A. 在1轨道上与在3 轨道上的角速度大小相等
B. 在2轨道上的运行周期等于在3轨道上的运行周期
C. 在1轨道上过 P点时的速度大于在2轨道上过 Q 点时的速度
D. 在2轨道上过Q点时的加速度大于在3轨道上过Q点时的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
解得
由于
所以
故A错误；
B．根据开普勒第三定律
由于
则
故B错误；
C．根据
解得
可知在1轨道上过 P点时的速度大于在3轨道上过 Q 点时的速度，而在二轨道的Q 点需要加速才能到达3轨道上Q 点，则二轨道的Q 点小于3轨道上Q 点的速度，所以在1轨道上过 P点时的速度大于在2轨道上过 Q 点时的速度，故C正确；
D．根据
解得
可知
在2轨道上过Q点时的加速度等于在3轨道上过Q点时的加速度，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。擦窗工具与玻璃间的弹力大小不变，与玻璃间的动摩擦因数处处相同，拉力方向水平向右，则擦窗工具（ ）
A. 可能水平向右运动
B. 受到的拉力大小为定值
C. 所受重力的冲量可能为零
D. 机械能的减少量等于因摩擦力产生的热量
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，擦窗工具做匀速直线运动，则受力平衡，根据可知擦窗工具所受摩擦力恒定，与拉力和重力的合力等大反向，与擦窗工具的运动方向相反，所以不可能水平向右运动，摩擦力在竖直方向的分力等于重力，则摩擦力在水平方向的分力大小为确定的值，所以擦窗工具受到的拉力大小为定值，故B正确，A错误；公众号：高中试卷君
C．根据可知擦窗工具所受重力的冲量不可能为零，故C错误；
D．除了摩擦力外，还有水平拉力对擦窗工具做正功，所以机械能的减少量小于因摩擦力产生的热量，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。关于线框下列说法正确的是（ ）
A. 进磁场的过程中线框所受安培力逐渐变小
B. 进磁场和出磁场两个过程中电流方向相同
C. 穿过磁场的全过程中一直做减速直线运动
D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势
感应电流为
安培力为
进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，故A正确；
B．进磁场的过程中通过线框的磁通量增大，由楞次定律可知线框中产生逆时针的电流，出磁场的过程中通过线框的磁通量减小，由楞次定律可知线框中产生顺时针的电流，所以进磁场和出磁场两个过程中电流方向相反，故B错误；
C．由于线框的边长小于磁场宽度，所以线框穿过磁场的过程中，有一段时间线框完全在磁场中，穿过线框的磁通量不变，这段时间线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框做匀速直线运动，故C错误；
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由可知，安培力也都是减小的，而线框进出磁场的位移相同，所以进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，故D错误。
故选A。
6. 如图甲是“滑草”运动的轨道，其简化示意图如图乙所示。滑草时，人坐在滑草车上从A点由静止开始下滑，最终停在D点。AB段、BC段、CD段均做直线运动，其中BC段速度不变。若滑草车与滑道间的动摩擦因数处处相同，滑草车与滑道全程未发生碰撞，在B、C处无能量损失，忽略空气阻力。滑草车受到滑道摩擦力的功率P与时间t的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB段对滑草车受力分析可得，草车受到滑道摩擦力的大小为
沿滑道方向上
则滑草车受到滑道摩擦力的功率为
其中f与为定值，则P与时间t的关系图像为一次函数；BC段速度不变则此过程中
滑草车受到滑道摩擦力的功率为
其中 为定值；由于，则AB段滑草车受到滑道摩擦力的功率的最大值小于BC段滑草车受到滑道摩擦力的功率。由于最终停在D，CD段过程中做减速运动，则
滑草车受到滑道摩擦力的功率为
由于，；则BC段滑草车受到滑道摩擦力的功率小于CD段滑草车受到滑道摩擦力的功率的最大值，故D符合题意。
故选D。
7. 如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形区域，其圆心为O，最高点为P，该区域内存在垂直圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在圆形区域右侧竖直放置一粒子收集器， M、N为收集器上、下边缘的两点，MN与圆形区域在同一平面内，O与N在同一水平线上，，。从P点沿PO方向射入大量速率不等的同种粒子，粒子所带电荷量为q、质量为m。忽略粒子间的相互作用力和粒子重力，关于打在收集器MN上的粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子在磁场中运动的最短时间为
C. 打在收集器上的粒子的最小速率为
D. 从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
B．打到M、N两点的粒子轨迹如图所示
由图可知，粒子打到N点时，在磁场中的轨迹对应的圆心角最小，在磁场中的运动时间最小，则有
故B错误；
C．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
由图可知粒子打到M点时，在磁场中的轨道半径最小，粒子的速度最小，根据几何关系可得
可得
则最小半径为
联立解得打在收集器上的粒子的最小速率为
故C错误；
D．由图可知，从P点到 N点的粒子在磁场中的运动时间小于从P点到 M点的粒子在磁场中的运动时间；离开磁场到打到收集器，从P点到 N点的粒子通过的位移小于从P点到 M点的粒子通过的位移，从P点到 N点的粒子的速度大于从P点到 M点的粒子的速度，则从P点到 N点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间小于从P点到 M点的粒子从离开磁场到打到收集器所用时间，故从P点到 N点的粒子比从P点到 M点的粒子运动时间短，故D正确。
故选D。
8. 空间有一如图所示圆锥形区域，O为顶点，BD为底面圆的直径，A、C两点分别是两母线OB、OD的中点。在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（ ）
A. 平行于底面且圆心为O1的截面为等势面
B. A点电场强度大小是B点电场强度大小的4倍
C. 将一带正电的试探电荷从B点沿直径移到D点，其电势能先增大后减小
D. 一个电子仅在O处点电荷的作用下，可以沿圆锥底面圆周做匀速圆周运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由点电荷电势分布可知与点电荷距离相等的点所在平面为等势面，平行于底面且圆心为O1的截面上的点与的距离不全相等，故不是等势面，故A错误；
B．根据
由题意可知
可知A点电场强度大小是B点电场强度大小的4倍，故B正确；
C．沿着电场线方向电势逐渐降低，可知与正点电荷距离越小，电势越大，根据可知与正点电荷距离越小，正试探电荷的电势能越大，则将一带正电的试探电荷从B点沿直径移到D点，其电势能先增大后减小，故C正确；
D．电子要做匀速圆周运动，其向心力大小不变，根据可知电子在圆锥底面所受的库仑力大小不相等，所以不可能沿圆锥底面圆周做匀速圆周运动，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，有一光滑绝缘圆轨道竖直放置，其圆心为O，半径为R，A、B分别为圆轨道最低点和最高点，C为圆轨道上与圆心O等高的点。空间中存在垂直圆面向里的匀强磁场。有一带正电的小球（可视为质点），在圆轨道内侧沿逆时针方向做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球从C点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒B. 所需向心力逐渐减小
C. 过B点时的速度可能为D. 洛伦兹力的冲量为零
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．小球运动过程中，由于轨道弹力和洛伦兹力总是与速度方向垂直，所以轨道弹力和洛伦兹力总是不做功，则只有重力对小球做功，小球的机械能守恒；小球从C点到B点的运动过程中，重力势能逐渐增大，则动能逐渐减小，根据
可知小球所需向心力逐渐减小，故AB正确；
C．小球经过B点时，当轨道弹力为零时，速度最小，则有
解得
故C错误；
D．小球从C点到B点的运动过程中，由于洛伦兹力的方向总是指向圆心，在运动圆周的过程中洛伦兹力的冲量不为零，故D错误。
故选AB。
10. 小滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端C点上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示，两图中最上端和最下端的滑块均为刚好运动到B、C两点时被拍摄到，A点为B、C间的一点。若滑块与斜面间动摩擦因数处处相同，不计空气阻力。关于图甲与图乙中滑块在A、B两点间（ ）
A. 摩擦力做功之比为1:1B. 加速度大小之比为4:3
C. 运动时间之比为4:3D. 过A点时的速度之比为4:3
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于滑块无论上滑或下滑均受到大小相等的滑动摩擦力，而位移大小也相等，故图甲和图乙在A、B之间克服摩擦力做的功相等，即1:1。故A正确；
B．因为频闪照片时间间隔相同，设为T。可知图甲中滑块用时2T，图乙中滑块用时4T。而两图位移大小相等，根据
可得加速度大小之比为4:1。不管是上滑或者是下滑，加速度不变，所以A、B间的加速度和整体一样。故B错误；
C．设A、B间距离为s，根据
可知，滑块在A、B两点间运动时间之比为1:2。故C错误；
D．根据
可知，滑块过A点时的速度之比为2:1。故D错误。
故选A。
二、实验题（本题共2小题，共 16分）
11. 某同学把一轻弹簧和小球装入带有刻度的透明玻璃管里，制作一个“水平加速度测量仪”，可粗略测量汽车行驶过程中的加速度，其构造如图。一根原长为的弹簧一端固定在较光滑玻璃管的Ａ端，另一端与质量为m的小球在球心等高处连接，弹簧与小球连接端装一指针，装置水平静置时指针所指位置标为零刻度，重力加速度为g。
（1）为测量弹簧的劲度系数，将整个装置竖直放置，静止时弹簧伸长量为0.5L，该弹簧的劲度系数为______（用题中所给物理量的字母表示）。
（2）当汽车在水平路面沿直线向前行驶时，沿汽车行驶方向水平放置该装置，B端朝向车头。某次测量过程中，观察到弹簧在一段时间内压缩量恒为，这段时间内汽车做______（填“加速”或“减速”）运动；加速度大小为______（用题中所给物理量的字母表示）。
【答案】 ①. ②. 加速 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据胡克定律
解得
（2）[2][3]根据题意可知，弹簧处于被压缩状态，则弹簧弹力水平向右，根据牛顿第二定律可知加速度水平向右，与车头方向相同，汽车做加速运动，水平方向根据牛顿第二定律
又
联立可得
12. 某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下：
待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）；
电压表一个（量程0~2V， 内阻为2kΩ） ；
电流表一个（量程0~0.4A， 内阻约为3Ω）；
定值电阻R1（阻值为1kΩ）；
定值电阻R2（阻值为2kΩ）；
滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
电源（电动势5.0V，内阻很小）；
开关一个， 导线若千。
（1）为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻______（填“R1”或“R2”） ______（填“串”或“并”）联。
（2）根据实验目的和提供的器材，在图甲方框中将电路图补充完整______。
（3）完善图甲中电路图后，进行实验。关于该实验下列说法正确的是（ ）
A. 实验前应将滑动变阻器滑片滑到b端
B. 通过调节滑动变阻器滑片位置可使电流表的示数为零
C. 当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡两端电压为2.5V
（4）实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”）。把实验中的待测小灯泡接入另一电路如图丙所示， 已知该电源电动势E=6V，内阻r=20Ω，定值电阻R=20Ω，可得小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。公众号：高中试卷君
【答案】 ①. R2 ②. 串 ③. ④. B ⑤. 增大 ⑥. 0.21##0.20##0.22##0.23
【解析】
【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表需要与定值电阻R2串联。串联后量程为4V。
（2）[3]待测灯泡电阻
由于
因此选择电流表外接法。电路图如图
（3）[4]A．实验前灯泡电压应该最小，滑动变阻器滑片应该在a端，A错误；
B．当滑动变阻器滑片在a端时，灯泡两端电压为0，则电流表的示数为零，B正确；
C．当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡与左侧电阻并联，并联后总阻值比右侧电阻小，因此两端电压小于2.5V，C错误
故选B。
（4）[5]由图可知，图象与原点连线斜率为电阻的倒数，因此随着小灯泡两端电压增大灯丝的电阻增大。
[6]此电路中，灯泡两端电压满足
得
代入数据
做出图象，图象与电阻的伏安特性曲线交点表示此时电压和电流。由图像可知
交点电压1.18V，电流180mA。此时灯泡功率
三、计算题（本题共3小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
13. 气垫运动鞋能为脚提供缓冲保护。一运动鞋气垫内封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），温度为时，压强为。
（1）缓慢踩压气垫，气垫内气体温度可视为不变，当气垫内气体压强变为时，该气体的体积变为原来的几倍？
（2）某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为。求此时气垫内气体压强？跑步前后气体的内能增大还是减少？
【答案】（1）；（2），增大
【解析】
【详解】（1）由玻意耳定律可得
其中
可得
所以，该气体的体积变为原来的倍。
（2）由查理定律得
其中
可得，此时气垫内气体压强
因为气体温度增大，体积不变，所以跑步前后气体的内能增大。
14. 如图所示，真空中有一正方形区域ABCD，边长为d， M、N分别为AB、CD 边的中点。整个空间内有一平行于 ABCD平面的匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的质子，从M点由静止释放，到N点的速度大小为ν，不计质子的重力。求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）若将（1）中电场方向调整为与AB平行，且由A指向B，质子以的初速度由M点沿MN方向射出，质子离开正方形ABCD区域的位置到C点的距离。
【答案】（1）电场强度方向由M指向N，；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可判断电场强度方向由M指向N，
对质子，由动能定理
得
（2）对质子，MN方向
AB方向
由牛顿第二定律得
当粒子离开正方形区域时C点的距离为
得
15. 如图甲所示，光滑水平面上一劲度系数未知的轻弹簧水平放置，左端固定。长木板A将轻弹簧压缩4L0由静止释放，被弹簧弹开后向右运动，与右侧固定的竖直挡板发生碰撞。从释放开始，木板A左端运动的位置—时间（x—t）图像如图乙所示，图中T为未知量、L0和t0为已知量，图中t轴下方的图像是正弦曲线的一部分、t轴上方的图像为几段直线。如图丙所示，若在木板A的左侧再叠放一个可视为质点的物块B后，仍将弹簧压缩4L0由静止释放。己知木板A的质量为2m，物块B的质量为m，A、B间的动摩擦因数处处相同，木板Ａ与挡板碰撞时间极短，碰撞前后速度大小不变，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）图甲中木板A离开弹簧后的速度大小及弹簧的最大弹性势能 ；
（2）在木板A与挡板碰撞前A、B始终保持相对静止，求弹簧的劲度系数k和A、B间动摩擦因数的最小值；（弹簧弹性势能的表达式为 ，其中x为形变量）；
（3）若A、B间的动摩擦因数 ，从释放A、B到B滑离A的过程中，木板A与挡板只碰撞一次，求木板A的长度范围。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由乙图可知，木板A离开弹簧后速度大小为
得
故弹簧的最大弹性势能为
得
（2）由
解得
在刚释放时，对AB整体
对B
解之得
（3）由于知，弹簧弹离AB过程中，AB保持相对静止。有
假设第一次A与挡板碰撞后A接触弹簧前AB能共速，对AB整体
对A
解得
故假设成立
对AB整体
解得
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