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2024届四川省雅安市雅安中学等校联考高三下学期开学考试物理 （解析版）
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这是一份2024届四川省雅安市雅安中学等校联考高三下学期开学考试物理 （解析版），共18页。试卷主要包含了请将各题答案填写在答题卡上，可能用到的相对原子质量，50 ②等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.可能用到的相对原子质量： 1 12 14 16 32 51 59 93 209
第Ⅰ卷（选择题 共126分）
二、选择题：本题共8小题，每小题6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。
1. 2023年8月3日，在成都第31届世界大学生夏季运动会田径项目男子三级跳远决赛中，中国某运动员以的成绩夺得冠军。不计空气阻力，对该运动员，下列说法正确的是（ ）
A. 在助跑过程中，一定做匀加速直线运动
B. 在起跳的过程中，地面对其做的功等于其机械能的增加量
C. 在下落过程中，处于失重状态
D. 在最高点时的速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．该运动员在助跑过程中，不一定做匀加速直线运动，选项A错误；
B．该运动员在起跳的过程中，地面对其做的功为0，选项B错误；
C．该运动员在下落过程中，加速度方向竖直向下，处于失重状态，选项C正确；
D．该运动员在最高点时还有水平速度，则其速度不为零，选项D错误。
故选C。
2. 在特、超高压变电设备中，变压器占有重要地位。某理想变压器的简化模型如图所示，原线圈的回路中，理想交流电流表的示数为，理想交流电压表的示数为，副线圈的负载阻值为，则电源电压的有效值为（ ）
A.
B.
C.
D. 因为原、副线圈的匝数比未知，所以不能求出电源电压的有效值
【答案】B
【解析】
【详解】由能量守恒定律可知
电源电压的有效值
故选B。
3. 我国计划在2024年上半年发射“嫦娥六号”，实施月球背面采样。若未来我国在月球发射一颗月球的同步卫星，已知月球的质量为，半径为，月球自转的角速度为，引力常量为，则月球同步卫星到月球表面的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查同步卫星，目的是考查学生的推理论证能力。
【详解】设月球同步卫星到月球表面的高度为h，由
解得
故选D。
4. 小球A、B通过一条轻绳跨过定滑轮连接，它们穿在一根竖直杆上。当小球A、B平衡时，连接两球的轻绳与竖直杆的夹角分别为和。不计所有接触面间的摩擦，若小球A的质量为，则小球B的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查力的平衡，目的是考查学生的推理论证能力。
【详解】设轻绳的拉力大小为T，则对小球A有
对小球B有
解得小球B的质量
故选A。
5. 一带正电的点电荷和两个带负电的点电荷附近的电场线分布如图所示。三个点电荷所带电荷量均相等且均被固定，是两负点电荷连线的中点，、两点及正点电荷在同一水平线上且、两点到正点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A. 点的电势比点的高
B. 同一正点电荷在点电势能比在点的小
C. 同一点电荷在点受到的电场力比在点的小
D. 若撤去正点电荷，在点由静止释放一带正电的检验电荷，则检验电荷在从点运动到点的过程中做加速运动，且加速度一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场线从正点电荷到负点电荷，沿着电场线方向电势降低，所以点的电势比点的高，故A错误；
B．正点电荷在、两点的电势相等，、两点在等量负点电荷的连线的中垂线上，有
又
则带正电的检验电荷在点的电势能更大，故B正确；
C．两负点电荷在点的合电场强度为零，点只有正点电荷产生的电场，在点正点电荷产生的电场的电场强度水平向右，两个负点电荷产生的合电场强度水平向左，且该合电场强度小于正点电荷在点产生的电场的电场强度，所以点的电场强度比点的大，同一点电荷在点受到的电场力比在点的大，故C错误；
D．若点离负点电荷很远，则带正电的检验电荷在从点运动到点的过程中做加速运动，但加速度先增大后减小，故D错误。
故选B。
6. 氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从能级跃迁到能级发出的光，能使钨发生光电效应
B. 从能级跃迁到能级发出的光，能使钠发生光电效应
C. 若某光能使钾发生光电效应，则该光可能是从能级跃迁到能级发出的光
D. 若某光能使钾发生光电效应，则该光可能使处于基态的氢原子发生电离
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．要发生光电效应，则光子的能量必须大于金属的逸出功，从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量
根据金属的逸出功对照表可知，不能使钨发生光电效应，但能使钠发生光电效应，故A错误，B正确；
C．从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量
故C错误；
D．若使钾发生光电效应的光的能量大于，则该光能使处于基态的氢原子发生电离，故D正确。
故选BD。
7. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动至时刻达到最大速度，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值，取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 在前内汽车的牵引力大小为
B. 汽车的额定功率为
C. 汽车的最大速度为
D. 汽车加速过程的位移大小与时间的关系式为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题意可知
由题图可知前内汽车的加速度大小
由
解得汽车的牵引力大小
故A正确；
B．汽车的额定功率为
故B错误；
C．汽车的最大速度为
故C正确；
D．内汽车的位移大小为
汽车变加速过程由动能定理有
，，
解得
故D错误。
故选AC。
8. 如图甲所示，平行长直金属导轨水平固定，间距为，导轨右端接有阻值为的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，在导轨间圆形区域内加一方向竖直向上的磁场，圆形区域的直径与导轨垂直，长度也为，从0时刻开始，所加磁场的磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示（和均已知）。时刻，导体棒以某速度向左进入磁场，导体棒在导轨上在外力作用下始终做匀速直线运动，在时刻导体棒受到的安培力最大。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒在运动过程中受到的最大安培力为
B. 导体棒在运动过程中受到的最大安培力为
C. 导体棒在运动过程中的最大电流为
D. 导体棒在运动过程中最大电流为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．设导体棒运动的速度大小为，由题意可知时刻导体棒将运动至位置，则
解得
此时通过导体棒的电流
导体棒在运动过程中受到的最大安培力
故A正确，B错误；
CD．由题可知，导体棒在时离开磁场，此后回路中感应电动势
通过导体棒的电流
所以导体棒在运动过程中的最大电流
故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每道试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 研究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。滑轮质量不计。
（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是__________。
A. 用天平测出砂和砂桶的质量
B. 平衡摩擦力时，应将长木板带滑轮的一端垫高
C. 小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D. 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两个计数点间还有四个计时点未画出）。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________（保留两位有效数字）。若实际频率大于，则测出的加速度__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）D （2） ①. 0.50 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
AE．本实验中细线的拉力由拉力传感器直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，A、E错误；
B．先拿下砂桶，然后将长木板不带滑轮的一端垫高，来平衡摩擦力， B错误；
C．使用打点计时器时，应先接通电源，待稳定后再释放小车，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录拉力传感器的示数， C错误；
D．要改变砂和砂桶的质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化的关系， D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1] 根据公式
依据逐差法可得小车的加速度。由于相邻两个计数点间还有四个计时点没有画出，故打相邻计数点的时间间隔为
可得
[2]若实际频率大于，则实际打点周期小于，若计算时还用计算，则测出的加速度偏小。
10. 实验小组利用现有实验仪器测一电阻的阻值，测量过程如下：
（1）组员先用多用电表粗测电阻：如图甲所示，红、黑表笔插入“＋”“－”插孔，此时红表笔与表内电源的______（填“正”或“负”）极相连；选用多用电表“”倍率的欧姆挡测量其阻值时，发现指针偏转角度太大，为了测量结果比较精确，组员按以下步骤进行了实验：
①换用______（填“”或“”）倍率的欧姆挡；
②两表笔短接，通过调节______（填“”“”或“”），进行欧姆调零；
③重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图乙所示，则测量结果是______。
（2）除待测电阻外，实验室还提供了下列器材：
A.电流表A1（量程为，内阻）；
B.电流表A2（量程为，内阻）；
C.滑动变阻器（）；
D.定值电阻（阻值为）；
E.定值电阻（阻值为）；
F.电源（电动势，内阻可以忽略）；
G.开关、导线若干。
实验要求测量尽可能精确，且通过电阻的电流调节范围尽量大，请在虚线框中，用笔画线代替导线，补充完整实验所需要的电路图（要标出器材的符号）______。
【答案】（1） ①. 负 ②. ③. T ④. 150
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]根据电流的流向“红进黑出”，则欧姆表的红表笔与其内部电源的负极连接，黑表笔与其内部电源的正极连接。
[2]选用多用电表“”倍率的欧姆挡测量其阻值时，发现指针偏转角度太大，说明此时所测电阻较小，所以应换小倍率进行测量，即应换用“”倍率的欧姆挡。
[3]两表笔短接，应通过调节欧姆挡调零旋钮，进行欧姆调零，即调节“”使指针指在处。
[4]由题图乙可知，指针示数为15.0，因所选倍率为“”，所以该电阻的阻值为。
小问2详解】
由于题干没有给出电压表，实验又要求测量尽可能精确，故可将电流表与定值电阻串联改装成一个电压表，量程
由于改装后电压表量程不大于电源电动势的，故可将电流表外接，使得电流表分得部分电压，从而使电路更为安全，所得电路图如图所示
11. 如图所示，两块足够大的带电平行金属板、竖直放置，两金属板相距为。现有一带正电的颗粒从板下边缘以大小为的初速度竖直向上射入电场，当它飞到板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从距板底部的高度也为处的狭缝穿过而进入区域，区域的宽度也为，所加匀强电场的电场强度与金属板间的电场强度大小相等，方向竖直向上，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小（为金属板间的电场，未知），重力加速度大小未知。求：
（1）颗粒在区域的运动时间；
（2）颗粒在区域中做匀速圆周运动的半径；
（3）颗粒在区域中做匀速圆周运动所用的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设颗粒在区域的运动时间为，则有
解得
（2）颗粒在区域水平方向上做初速度为0的匀加速直线运动，刚好从距板底部的高度也为处的狭缝穿过而进入区域，有
进入区域，电场力大小未变，方向竖直向上，电场力与重力平衡，颗粒做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得
又，解得
（3）在区域，颗粒运动轨迹所对应的圆心角为，则由
可得
颗粒在区域中做匀速圆周运动所用的时间
12. 如图所示，圆心角的竖直光滑圆弧形槽静止在足够大的光滑水平面上，圆弧与水平面相切于底端点，圆弧形槽的右方固定一竖直弹性挡板。锁定圆弧形槽后，将一光滑小球（视为质点）从点以大小的初速度水平向右抛出，小球恰好从顶端A点沿切线方向进入圆弧形槽。已知小球的质量，圆弧形槽的质量，小球运动到点时对圆弧形槽上点的压力大小，小球与挡板碰撞前、后的速度大小不变，方向相反。不计空气阻力，取重力加速度大小，，。
（1）求、A两点间的高度差和水平距离；
（2）求圆弧形槽的半径；
（3）若其他情况不变，仅将圆弧形槽解锁，通过计算分析，小球是否会冲出圆弧形槽的A点。
【答案】（1），；（2）；（3）见解析
【解析】
【分析】本题考查机械能守恒定律和动量守恒定律，目的是考查学生的模型建构能力。
【详解】（1）小球在从点运动到A点的过程中做平抛运动，设该过程所用的时间为，竖直方向有
水平方向有
由于小球恰好从顶端A点沿切线方向进入圆弧形槽，由几何关系有
解得
（2）设小球通过点时的速度大小为，根据机械能守恒定律有
设小球通过点时所受圆弧形槽的支持力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
（3）在小球沿圆弧运动的过程中，小球与圆弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，设当小球通过点时，小球和圆弧形槽的速度分别为、，有
对该过程，根据机械能守恒定律有
解得
，
（“”表示的速度水平向左）
因为，所以小球与挡板碰撞并反弹后会滑上圆弧形槽，假设小球滑上圆弧形槽后能与圆弧形槽达到的共同速度大小为，根据动量守恒定律有
其中圆弧形槽的速度大小
解得
设小球与圆弧形槽达到相同的速度时距圆弧形槽底端的高度为，根据机械能守恒定律有
解得
由于
假设不成立，即小球滑上圆弧形槽后会从A点冲出圆弧形槽。
（二）选考题：共45分。请考生从以下2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。
【物理——选修3—3】（15分）
13. 某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界环境的温度相同，压强小于外界压强。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界压强相同。下列说法正确的是（ ）
A. 外界对容器中的空气做正功
B. 容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气的温度高于外界环境的温度
C. 容器中的空气的内能减小
D. 容器中空气的密度大于活塞移动前容器中空气的密度
E. 容器中空气的密度小于活塞移动前容器中空气的密度
【答案】ABD
【解析】
【分析】本题考查热力学知识，目的是考查学生的理解能力。
【详解】ABC．要使容器中空气的压强增大，应使外界对气体做正功，气体和外界没有热量交换，根据
可知，气体的内能增大，故容器中空气的温度高于外界环境的温度， A、B正确，C错误；
DE．设容器中空气的密度为，则根据
容器中空气的质量不变，体积减小，故容器中空气的密度大于活塞移动前容器中空气的密度， D正确、E错误。
故选ABD。
14. 如图所示，汽缸开口向上放在水平地面上，缸内用一质量和厚度均不计、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体。绕过定滑轮的细线一端连接活塞，另一端连接质量为的物块，开始时，系统处于静止状态，活塞离缸底的距离为，离缸口的距离也为，重力加速度大小为，物块与地面接触，但对地面的压力大小为0，汽缸内气体初始的热力学温度为，大气压强恒为，不计一切摩擦。
（1）求汽缸内气体的压强；
（2）通过电阻丝（体积不计）对汽缸内气体缓慢加热，当活塞刚好到缸口时，求汽缸内气体的热力学温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）初始时，细线对物块的拉力大小
设汽缸内气体的压强为，对活塞有
解得
（2）对汽缸内气体，由理想气体状态方程有
解得
[物理——选修3—4]（15分）
15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为5m/s。在传播方向上有P、Q两质点，平衡位置坐标分别为xP=0.1m，xQ=0.6m，从波传播到P质点开始计时，P质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波长为0.5m
B. 0.2s时，P质点的振动速度最大
C. 0.25s时，Q质点第一次到达正向最大位移处
D. 0时刻，P质点的振动方向沿y轴正方向
E. 在0~0.2s内，Q质点通过的路程为20cm
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据振动图像可知，周期为0.2s，波速为5m/s，所以简谐横波的波长为
故A错误；
B．0.2s时，P质点在平衡位置，振动速度最大，故B正确；
CD．P、Q之间的距离为0.5m，即相隔半个波长，波传到Q点需要0.1s，所以0.25s时，Q质点振动了，由振动图像可知，质点的起振方向沿y轴负方向，所以0时刻，P质点的振动方向沿y轴负方向，0.25s时，Q质点第一次到达正向最大位移处，故C正确，D错误；
E．在0~0.2s内，Q质点振动的时间为0.1s，通过的路程为
故E正确。
故选BCE。
16. 一细束单色光在直角三棱镜的侧面上由点入射（入射面在棱镜的横截面内），，入射角为，且，经折射后射至边的点，如图所示，此时，恰好没有光线从边射出棱镜，光线垂直边射出。取，求棱镜的折射率。
【答案】152
【解析】
【详解】光线在点发生全反射，设临界角，则有
如图所示，由几何关系可知，光线在点的折射角
由折射率公式知
代入得金属
钨
钙
钠
钾
铷
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
考生注意：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.可能用到的相对原子质量： 1 12 14 16 32 51 59 93 209
第Ⅰ卷（选择题 共126分）
二、选择题：本题共8小题，每小题6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。
1. 2023年8月3日，在成都第31届世界大学生夏季运动会田径项目男子三级跳远决赛中，中国某运动员以的成绩夺得冠军。不计空气阻力，对该运动员，下列说法正确的是（ ）
A. 在助跑过程中，一定做匀加速直线运动
B. 在起跳的过程中，地面对其做的功等于其机械能的增加量
C. 在下落过程中，处于失重状态
D. 在最高点时的速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．该运动员在助跑过程中，不一定做匀加速直线运动，选项A错误；
B．该运动员在起跳的过程中，地面对其做的功为0，选项B错误；
C．该运动员在下落过程中，加速度方向竖直向下，处于失重状态，选项C正确；
D．该运动员在最高点时还有水平速度，则其速度不为零，选项D错误。
故选C。
2. 在特、超高压变电设备中，变压器占有重要地位。某理想变压器的简化模型如图所示，原线圈的回路中，理想交流电流表的示数为，理想交流电压表的示数为，副线圈的负载阻值为，则电源电压的有效值为（ ）
A.
B.
C.
D. 因为原、副线圈的匝数比未知，所以不能求出电源电压的有效值
【答案】B
【解析】
【详解】由能量守恒定律可知
电源电压的有效值
故选B。
3. 我国计划在2024年上半年发射“嫦娥六号”，实施月球背面采样。若未来我国在月球发射一颗月球的同步卫星，已知月球的质量为，半径为，月球自转的角速度为，引力常量为，则月球同步卫星到月球表面的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查同步卫星，目的是考查学生的推理论证能力。
【详解】设月球同步卫星到月球表面的高度为h，由
解得
故选D。
4. 小球A、B通过一条轻绳跨过定滑轮连接，它们穿在一根竖直杆上。当小球A、B平衡时，连接两球的轻绳与竖直杆的夹角分别为和。不计所有接触面间的摩擦，若小球A的质量为，则小球B的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查力的平衡，目的是考查学生的推理论证能力。
【详解】设轻绳的拉力大小为T，则对小球A有
对小球B有
解得小球B的质量
故选A。
5. 一带正电的点电荷和两个带负电的点电荷附近的电场线分布如图所示。三个点电荷所带电荷量均相等且均被固定，是两负点电荷连线的中点，、两点及正点电荷在同一水平线上且、两点到正点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A. 点的电势比点的高
B. 同一正点电荷在点电势能比在点的小
C. 同一点电荷在点受到的电场力比在点的小
D. 若撤去正点电荷，在点由静止释放一带正电的检验电荷，则检验电荷在从点运动到点的过程中做加速运动，且加速度一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场线从正点电荷到负点电荷，沿着电场线方向电势降低，所以点的电势比点的高，故A错误；
B．正点电荷在、两点的电势相等，、两点在等量负点电荷的连线的中垂线上，有
又
则带正电的检验电荷在点的电势能更大，故B正确；
C．两负点电荷在点的合电场强度为零，点只有正点电荷产生的电场，在点正点电荷产生的电场的电场强度水平向右，两个负点电荷产生的合电场强度水平向左，且该合电场强度小于正点电荷在点产生的电场的电场强度，所以点的电场强度比点的大，同一点电荷在点受到的电场力比在点的大，故C错误；
D．若点离负点电荷很远，则带正电的检验电荷在从点运动到点的过程中做加速运动，但加速度先增大后减小，故D错误。
故选B。
6. 氢原子的能级图如图所示，一些金属的逸出功如表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从能级跃迁到能级发出的光，能使钨发生光电效应
B. 从能级跃迁到能级发出的光，能使钠发生光电效应
C. 若某光能使钾发生光电效应，则该光可能是从能级跃迁到能级发出的光
D. 若某光能使钾发生光电效应，则该光可能使处于基态的氢原子发生电离
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．要发生光电效应，则光子的能量必须大于金属的逸出功，从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量
根据金属的逸出功对照表可知，不能使钨发生光电效应，但能使钠发生光电效应，故A错误，B正确；
C．从能级跃迁到能级发出的光，放出的能量
故C错误；
D．若使钾发生光电效应的光的能量大于，则该光能使处于基态的氢原子发生电离，故D正确。
故选BD。
7. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动至时刻达到最大速度，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值，取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 在前内汽车的牵引力大小为
B. 汽车的额定功率为
C. 汽车的最大速度为
D. 汽车加速过程的位移大小与时间的关系式为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题意可知
由题图可知前内汽车的加速度大小
由
解得汽车的牵引力大小
故A正确；
B．汽车的额定功率为
故B错误；
C．汽车的最大速度为
故C正确；
D．内汽车的位移大小为
汽车变加速过程由动能定理有
，，
解得
故D错误。
故选AC。
8. 如图甲所示，平行长直金属导轨水平固定，间距为，导轨右端接有阻值为的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，在导轨间圆形区域内加一方向竖直向上的磁场，圆形区域的直径与导轨垂直，长度也为，从0时刻开始，所加磁场的磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示（和均已知）。时刻，导体棒以某速度向左进入磁场，导体棒在导轨上在外力作用下始终做匀速直线运动，在时刻导体棒受到的安培力最大。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒在运动过程中受到的最大安培力为
B. 导体棒在运动过程中受到的最大安培力为
C. 导体棒在运动过程中的最大电流为
D. 导体棒在运动过程中最大电流为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．设导体棒运动的速度大小为，由题意可知时刻导体棒将运动至位置，则
解得
此时通过导体棒的电流
导体棒在运动过程中受到的最大安培力
故A正确，B错误；
CD．由题可知，导体棒在时离开磁场，此后回路中感应电动势
通过导体棒的电流
所以导体棒在运动过程中的最大电流
故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每道试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 研究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。滑轮质量不计。
（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是__________。
A. 用天平测出砂和砂桶的质量
B. 平衡摩擦力时，应将长木板带滑轮的一端垫高
C. 小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D. 改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两个计数点间还有四个计时点未画出）。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________（保留两位有效数字）。若实际频率大于，则测出的加速度__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）D （2） ①. 0.50 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
AE．本实验中细线的拉力由拉力传感器直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，A、E错误；
B．先拿下砂桶，然后将长木板不带滑轮的一端垫高，来平衡摩擦力， B错误；
C．使用打点计时器时，应先接通电源，待稳定后再释放小车，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录拉力传感器的示数， C错误；
D．要改变砂和砂桶的质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化的关系， D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1] 根据公式
依据逐差法可得小车的加速度。由于相邻两个计数点间还有四个计时点没有画出，故打相邻计数点的时间间隔为
可得
[2]若实际频率大于，则实际打点周期小于，若计算时还用计算，则测出的加速度偏小。
10. 实验小组利用现有实验仪器测一电阻的阻值，测量过程如下：
（1）组员先用多用电表粗测电阻：如图甲所示，红、黑表笔插入“＋”“－”插孔，此时红表笔与表内电源的______（填“正”或“负”）极相连；选用多用电表“”倍率的欧姆挡测量其阻值时，发现指针偏转角度太大，为了测量结果比较精确，组员按以下步骤进行了实验：
①换用______（填“”或“”）倍率的欧姆挡；
②两表笔短接，通过调节______（填“”“”或“”），进行欧姆调零；
③重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图乙所示，则测量结果是______。
（2）除待测电阻外，实验室还提供了下列器材：
A.电流表A1（量程为，内阻）；
B.电流表A2（量程为，内阻）；
C.滑动变阻器（）；
D.定值电阻（阻值为）；
E.定值电阻（阻值为）；
F.电源（电动势，内阻可以忽略）；
G.开关、导线若干。
实验要求测量尽可能精确，且通过电阻的电流调节范围尽量大，请在虚线框中，用笔画线代替导线，补充完整实验所需要的电路图（要标出器材的符号）______。
【答案】（1） ①. 负 ②. ③. T ④. 150
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]根据电流的流向“红进黑出”，则欧姆表的红表笔与其内部电源的负极连接，黑表笔与其内部电源的正极连接。
[2]选用多用电表“”倍率的欧姆挡测量其阻值时，发现指针偏转角度太大，说明此时所测电阻较小，所以应换小倍率进行测量，即应换用“”倍率的欧姆挡。
[3]两表笔短接，应通过调节欧姆挡调零旋钮，进行欧姆调零，即调节“”使指针指在处。
[4]由题图乙可知，指针示数为15.0，因所选倍率为“”，所以该电阻的阻值为。
小问2详解】
由于题干没有给出电压表，实验又要求测量尽可能精确，故可将电流表与定值电阻串联改装成一个电压表，量程
由于改装后电压表量程不大于电源电动势的，故可将电流表外接，使得电流表分得部分电压，从而使电路更为安全，所得电路图如图所示
11. 如图所示，两块足够大的带电平行金属板、竖直放置，两金属板相距为。现有一带正电的颗粒从板下边缘以大小为的初速度竖直向上射入电场，当它飞到板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从距板底部的高度也为处的狭缝穿过而进入区域，区域的宽度也为，所加匀强电场的电场强度与金属板间的电场强度大小相等，方向竖直向上，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小（为金属板间的电场，未知），重力加速度大小未知。求：
（1）颗粒在区域的运动时间；
（2）颗粒在区域中做匀速圆周运动的半径；
（3）颗粒在区域中做匀速圆周运动所用的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设颗粒在区域的运动时间为，则有
解得
（2）颗粒在区域水平方向上做初速度为0的匀加速直线运动，刚好从距板底部的高度也为处的狭缝穿过而进入区域，有
进入区域，电场力大小未变，方向竖直向上，电场力与重力平衡，颗粒做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有
解得
又，解得
（3）在区域，颗粒运动轨迹所对应的圆心角为，则由
可得
颗粒在区域中做匀速圆周运动所用的时间
12. 如图所示，圆心角的竖直光滑圆弧形槽静止在足够大的光滑水平面上，圆弧与水平面相切于底端点，圆弧形槽的右方固定一竖直弹性挡板。锁定圆弧形槽后，将一光滑小球（视为质点）从点以大小的初速度水平向右抛出，小球恰好从顶端A点沿切线方向进入圆弧形槽。已知小球的质量，圆弧形槽的质量，小球运动到点时对圆弧形槽上点的压力大小，小球与挡板碰撞前、后的速度大小不变，方向相反。不计空气阻力，取重力加速度大小，，。
（1）求、A两点间的高度差和水平距离；
（2）求圆弧形槽的半径；
（3）若其他情况不变，仅将圆弧形槽解锁，通过计算分析，小球是否会冲出圆弧形槽的A点。
【答案】（1），；（2）；（3）见解析
【解析】
【分析】本题考查机械能守恒定律和动量守恒定律，目的是考查学生的模型建构能力。
【详解】（1）小球在从点运动到A点的过程中做平抛运动，设该过程所用的时间为，竖直方向有
水平方向有
由于小球恰好从顶端A点沿切线方向进入圆弧形槽，由几何关系有
解得
（2）设小球通过点时的速度大小为，根据机械能守恒定律有
设小球通过点时所受圆弧形槽的支持力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
（3）在小球沿圆弧运动的过程中，小球与圆弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，设当小球通过点时，小球和圆弧形槽的速度分别为、，有
对该过程，根据机械能守恒定律有
解得
，
（“”表示的速度水平向左）
因为，所以小球与挡板碰撞并反弹后会滑上圆弧形槽，假设小球滑上圆弧形槽后能与圆弧形槽达到的共同速度大小为，根据动量守恒定律有
其中圆弧形槽的速度大小
解得
设小球与圆弧形槽达到相同的速度时距圆弧形槽底端的高度为，根据机械能守恒定律有
解得
由于
假设不成立，即小球滑上圆弧形槽后会从A点冲出圆弧形槽。
（二）选考题：共45分。请考生从以下2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。
【物理——选修3—3】（15分）
13. 某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界环境的温度相同，压强小于外界压强。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界压强相同。下列说法正确的是（ ）
A. 外界对容器中的空气做正功
B. 容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气的温度高于外界环境的温度
C. 容器中的空气的内能减小
D. 容器中空气的密度大于活塞移动前容器中空气的密度
E. 容器中空气的密度小于活塞移动前容器中空气的密度
【答案】ABD
【解析】
【分析】本题考查热力学知识，目的是考查学生的理解能力。
【详解】ABC．要使容器中空气的压强增大，应使外界对气体做正功，气体和外界没有热量交换，根据
可知，气体的内能增大，故容器中空气的温度高于外界环境的温度， A、B正确，C错误；
DE．设容器中空气的密度为，则根据
容器中空气的质量不变，体积减小，故容器中空气的密度大于活塞移动前容器中空气的密度， D正确、E错误。
故选ABD。
14. 如图所示，汽缸开口向上放在水平地面上，缸内用一质量和厚度均不计、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体。绕过定滑轮的细线一端连接活塞，另一端连接质量为的物块，开始时，系统处于静止状态，活塞离缸底的距离为，离缸口的距离也为，重力加速度大小为，物块与地面接触，但对地面的压力大小为0，汽缸内气体初始的热力学温度为，大气压强恒为，不计一切摩擦。
（1）求汽缸内气体的压强；
（2）通过电阻丝（体积不计）对汽缸内气体缓慢加热，当活塞刚好到缸口时，求汽缸内气体的热力学温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）初始时，细线对物块的拉力大小
设汽缸内气体的压强为，对活塞有
解得
（2）对汽缸内气体，由理想气体状态方程有
解得
[物理——选修3—4]（15分）
15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为5m/s。在传播方向上有P、Q两质点，平衡位置坐标分别为xP=0.1m，xQ=0.6m，从波传播到P质点开始计时，P质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波长为0.5m
B. 0.2s时，P质点的振动速度最大
C. 0.25s时，Q质点第一次到达正向最大位移处
D. 0时刻，P质点的振动方向沿y轴正方向
E. 在0~0.2s内，Q质点通过的路程为20cm
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据振动图像可知，周期为0.2s，波速为5m/s，所以简谐横波的波长为
故A错误；
B．0.2s时，P质点在平衡位置，振动速度最大，故B正确；
CD．P、Q之间的距离为0.5m，即相隔半个波长，波传到Q点需要0.1s，所以0.25s时，Q质点振动了，由振动图像可知，质点的起振方向沿y轴负方向，所以0时刻，P质点的振动方向沿y轴负方向，0.25s时，Q质点第一次到达正向最大位移处，故C正确，D错误；
E．在0~0.2s内，Q质点振动的时间为0.1s，通过的路程为
故E正确。
故选BCE。
16. 一细束单色光在直角三棱镜的侧面上由点入射（入射面在棱镜的横截面内），，入射角为，且，经折射后射至边的点，如图所示，此时，恰好没有光线从边射出棱镜，光线垂直边射出。取，求棱镜的折射率。
【答案】152
【解析】
【详解】光线在点发生全反射，设临界角，则有
如图所示，由几何关系可知，光线在点的折射角
由折射率公式知
代入得金属
钨
钙
钠
钾
铷
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
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