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河南省部分省示范高中2023-2024学年高三下学期3月联考理科综合试卷-高中物理（原卷版+解析版）
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1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题 共126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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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. 2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射升空。爱因斯坦探针卫星将在距离地面高度约为600km、倾角约为的轨道上做匀速圆周运动。同步卫星距地面的高度约为，则爱因斯坦探针卫星运行时（ ）
A. 周期比地球同步卫星的大
B. 速率比地球同步卫星的速率大
C. 角速度比地球同步卫星的角速度小
D. 加速度比地球同步卫星的加速度小
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得
爱因斯坦探针卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，可知爱因斯坦探针卫星运行时周期比地球同步卫星的小，速率比地球同步卫星的速率大，角速度比地球同步卫星的角速度大，加速度比地球同步卫星的加速度大。
故选B
2. 在2024年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上弹起后在空中旋转。已知演员离开蹦床时的速度大小为v，在上升过程中就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 演员在上升的过程中处于超重状态
B. 演员在下落过程中处于超重状态
C. 演员在空中旋转的时间不超过
D. 演员上升的最大高度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．演员在上升和下降的过程中，都只受重力作用，处于完全失重状态，选项AB错误；
C．演员上升过程中用时间为
则在空中旋转的时间不超过，选项C正确；
D．演员上升最大高度为
选项D错误。
故选C。
3. 贫铀弹是以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹，它利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标，其多用来毁伤坦克等装甲目标。科学研究发现，铀238具有极大的危害性，它的半衰期为45亿年，其衰变方程为，该衰变过程中产生的γ光子照射到逸出功为的金属上，溢出光电子的最大初动能为。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产生的γ光子具有很强的电离能力B. 原子核中含有92个中子
C. γ光子的波长为D. 100个经过90亿年后一定剩余25个
【答案】C
【解析】
【详解】A．γ光子不带电，电离能力弱，故A错误；
B．原子核中含有90个质子和144个中子，故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程
可得
故C正确；
D．放射性元素的半衰期是对大量原子核的行为进行统计预测，对于具体个数的原子核无意义，故D错误。
故选C。
4. 某光学器材为透明球体，其横截面如图所示，该横截面的半径为R，AB是直径。现有一束单色激光由C点沿平行AB的方向射向球体，激光经折射后恰好经过B点，已知B点到足够大的光屏的距离，光学器材的折射率，激光在真空中的传播速度大小为c，则激光从入射点传播到光屏所用的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设细光的入射角为i，如图所示：
由几何关系可得
由折射定律可得
解得
，
光在介质中的传播速度为
光在介质中传播的时间为
光从B点进入空气中的折射角也为
光从B到MN的时间为
所以光从入射点传播到光屏所用时间为
故选D。
5. 能源问题是全球面临的重大问题，远距离输电在兼顾经济效益的同时，应尽可能减少输电过程中的能量损失。现通过一个理想变压器进行远距离输电，原线圈接在有效值恒定的正弦交流电源上，不计电源内阻。原线圈接有合适的灯泡，副线圈接有合适的灯泡（设两灯泡的电阻都不随温度变化）、定值保护电阻及滑动变阻器R，电流表和电压表均为理想交流电表，如图所示，此时两灯泡都发光且亮度合适。现将滑动变阻器R的滑片向下滑动少许，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数减小
B. 灯泡变亮
C. 定值保护电阻的电功率增大
D. 灯泡变亮
【答案】D
【解析】
【详解】A．设输入电压为U，根据
解得
，
滑动变阻器R的滑片向下滑动少许， 电阻R阻值增大，副线圈总电阻增大，减小， 灯泡变暗；电压增大，电压表的示数增大， 选项A B错误；
D．因
，
电压增大， 故电压U2增大， 增大，灯泡变亮， D正确 。
C．因
，
减小， 故减小， 增大， 减小， 定值保护电阻的电功率减小，选项C错误；
故选D。
6. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻（设为t=0）起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波沿x轴负方向传播，波速大小为1m/s
B. 该列简谐横波与频率为2Hz的简谐横波可发生稳定干涉
C. 在t=1s时，质点P的速度为零，加速度最大
D. 从t=0到t=3s，质点Q通过的路程为2.4m
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题图乙可知，此时刻质点Q的振动方向向上，由“同侧法”可判断，波沿x轴负方向传播，波速大小
故A正确；
B．这列简谐横波的振动周期T=2s，频率f=0.5Hz，而发生稳定干涉的条件是频率相同，故B错误；
C．题图甲中P点的振动方向向下，经过t=1s，P点运动到波谷处，最大位移处的加速度最大，速度为零，故C正确；
D．从t=0到t=3s，经过1.5T，质点Q通过的路程为
故D错误。
故选AC。
7. 小宋同学根据静电除尘原理设计了如图所示的高压电场中药干燥器。在大导体板MN上铺一层薄中药，针状电极O和平板电极MN接在高压直流电源上，其间产生了如图所示的电场E。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量的负电。水分子在电场力的作用下从中药材中被加速分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A. 水分子在C处时，水分子受到的合力为零
B. 水分子沿轨迹ABCD运动，从A点运动到离O最近之前，电场力对水分子中的负电荷始终做正功
C. 水分子沿轨迹ABCD运动的过程中，电势能一直减小
D. 若只把高压直流电源的正、负极反接，则水分子的运动轨迹不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．水分子做曲线运动，在C处时，受到的合力不为零，故A错误；
B．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，从A点运动到离O最近之前，水分子中的负电荷受到的电场力方向与运动的方向夹角小于90°，故电场力做正功，故B正确；
C．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．如果把高压直流电源的正负极反接，产生的电场方向发生反转，但水分子是一端带正电，另一端带等量负电，故水分子的正负端发生反转，水分子运动轨迹不变，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场B（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则
B. 若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则
C. 若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则
D. 若线框1、2在运动过程中通过线框横截面的电荷量分别为、，则
【答案】CD
【解析】
【详解】A．线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
（ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为
m=ρ0S•4L
（ρ0为材料的密度）。当线圈刚进入磁场时其加速度为
联立得
与L无关，则
a1=a2
故A错误；
B．线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，线圈2做加速度为g的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为 v1＜v2，故B错误；
C．由能量守恒可得
Q=mg（h+H）-mv2
（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得
Q1＞Q2
故C正确；
D．根据
则知
故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
二、非选择题：共174分。
9. 某学习小组设计了如下的实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道AB固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd，该平面与钢珠平抛的初速度方向垂直，平面中心的竖直线上有刻度，原点（0刻度）与边缘B等高，以竖直向下建立y轴，以边缘B正下方的（0刻度）点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱A处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线上某点，记录刻度值y；改变x，多次重复实验。
（1）研究平抛运动规律时，下列说法正确的是（ ）
A. 弯曲轨道必须光滑
B. 弯曲轨道末端的切线水平
C. 平面abcd是否在竖直平面内，对实验结果没有影响
D. 选用相同体积的木球代替钢珠，实验效果更好
（2）下列图像中，能正确反映y与x关系的是（ ）
A. B.
C. D.
（3）若某次让钢珠从固定立柱A处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为；将竖直平面向远离B处平移10.0cm，再次让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B处平移10.0cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。钢珠的初速度大小______m/s。（取重力加速度大小，结果保留两位有效数字）
（4）某同学将此装备中的竖直平面abcd固定，然后尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直至可忽略，让钢珠从离桌面高h处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为y。改变钢珠由静止释放时离桌面的高度h，重复实验，由实验数据可以推得h与______（填“y”“”或“”）成反比。
【答案】（1）B （2）D
（3）1.0 （4）y
【解析】
【小问1详解】
A．弯曲轨道不必光滑，只要每次小球从同一位置释放即可，故A错误；
B．弯曲轨道边缘保持水平，确保小球做平抛运动，故B正确；
C．保持竖直平面abcd与水平面垂直，可准确测量平抛的水平、竖直位移，故C错误；
D．使用相同体积但质量较大的小钢珠，可减小空气阻力的影响，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由平抛运动的位移公式可得
联立可得
故y-x为开口向上的抛物线，y-x2为过原点的直线。
故选D。
小问3详解】
[1]由于水平方向移动距离相同，故时间间隔相同，设为T，竖直方向由匀加速直线运动的推论
可得
水平方向满足
解得
【小问4详解】
[1]在轨道上，由动能定理可得
联立小问2中
可得
故h与y成反比。
10. 多用电表是一种多功能仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。
（1）指针式多用电表使用前应该调整______（填“欧姆调零旋钮”“指针定位螺丝”或“选择开关”），使指针指到零刻度。
（2）现用该多用电表测某定值电阻的阻值，把选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，由于误差较大，应选择合适倍率重新测量，选择合适倍率后，______（填“要”或“不要”）重新进行欧姆调零。正确操作后，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为______。
（3）图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的正极应接______（填“红”或“黑”）表笔。图中为表头，量程为，内阻，滑动变阻器的最大阻值，两表笔短接，通过调节a、b间的触点，使满偏。已知，电池电动势为1.50V（电池内阻可忽略），触点在a端时满偏，则______。
【答案】（1）指针定位螺丝
（2） ①. 要 ②. 1200
（3） ①. 黑 ②. 1250
【解析】
【小问1详解】
指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
【小问2详解】
[1]用指针式多用电表测电阻每次选择合适倍率后，都要重新进行欧姆调零。
[2]选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，说明电阻较小，应先将开关旋转到“”位置，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为
【小问3详解】
[1]欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接。则电池的正极应接多用电表的黑表笔。
[2]触点在a端时G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为
根据串并联电路的特点可知R2两端的电压为
所以通过R2的电流为
则通过的电流为
根据部分电路欧姆定律得
11. 医生在给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a与大气相通，细管b是连通管（可通气也可通药液），细管c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出）；开关K可控制输液的快慢，也可停止输液。A、B是两个完全相同的药瓶，吊置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与通气管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度大小为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内，简要回答在A瓶内的药液打完前，A瓶上方气体的压强和B瓶上方气体的压强的变化情况；
（2）当A瓶内液面与管口的高度差时，求通过细管a进入A瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）细管与大气相通，管口处的压强为，药液逐渐流出时，大气通过管进入A瓶，由于管口上方的液柱逐渐变小，所以A瓶内气体的压强逐渐增大；药液逐渐流出时，只要A瓶管口上方还有药液，B瓶内药液的体积就不变，其上方气体的体积就不变，压强不变。
（2）通气管a与大气相通，管口处的压强为。开始时A瓶内气体的压强为
通入气体后，A瓶内气体的压强为
设药瓶的内横截面积为S，则开始时A内气体的体积
通入气体后，A内气体的体积
由于气体等温变化，设通入压强为的气体的体积为，则有
设通入A内的气体在等温条件下压强为时的体积为，则有
又
可知，通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值为
联立解得
12. 如图所示，在xOy平面的第一象限内有半径为R的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为，其边界与x轴、y轴分别相切于P、Q点。位于P处的质子源均匀地向纸面内以大小为v的相同速率发射质量为m、电荷量为e的质子，且质子初速度的方向被限定在两侧与的夹角均为的范围内。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴（）的某区间范围内放置质子接收装置MN。已知沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。
（1）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）求y轴正方向上有质子射出的区域范围；
（3）若要求质子源发出的所有质子均被接收装置MN接收，求接收装置MN的最短长度x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，则该质子运动半径为，有
解得
（2）如图所示，设在左右两侧角方向上射入磁场的质子，最终分别有磁场边界上的A、B两点射出，对应圆周运动的圆心分别为、，则四边形和均为 ，则粒子由A、B两点水平飞出，且与B点重合。
根据几何关系可知
B点到轴的距离为，所以y轴正方向上有质子射出的区域范围为
（3）若质子由处飞入电场时打在M点，由处飞入电场时打在N点，根据类平抛运动的规律，有
解得
MN的最短长度为
13. 如图所示，在光滑水平台面上，一质量的物块1（视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块1与弹簧分离后与静止在平台右侧质量的物块2（视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后物块2恰好从B点沿切线方向入光滑竖直的圆弧轨道BC，圆弧轨道BC所对应的圆心角，圆弧轨道BC的半径。已知A、B两点的高度差，圆弧轨道BC与水平光滑地面相切于C点，物块2在水平地面上运动一段距离后从D点滑上顺时针转动的倾斜传送带DE，假设滑上D点前后瞬间速率不变。传送带两端DE的长度，传送带的倾角为，其速度大小。已知物块2与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，不考虑碰撞后物块1的运动，取重力加速度大小，，，求：
（1）弹簧被锁定时的弹性势能；
（2）物块2在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。
【答案】（1）J；（2）0.84J
【解析】
详解】（1）打开锁扣K，根据能量守恒定律有
两物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
此后物块2做平抛运动，则有
解得
J
（2）滑块2从A到D，根据动能定理有
解得
m/s
滑块2速度大于传送带速度，根据牛顿第二定律有
运动的时间为
位移为
解得
s，m
该过程产生的热量为
J
此后，滑块2受摩擦力向上，根据牛顿第二定律有
位移为
m
根据匀变速直线运动位移—时间公式有
解得
s
此过程产生的热量为
J
则因摩擦产生的热量为
J
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题 共126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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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. 2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射升空。爱因斯坦探针卫星将在距离地面高度约为600km、倾角约为的轨道上做匀速圆周运动。同步卫星距地面的高度约为，则爱因斯坦探针卫星运行时（ ）
A. 周期比地球同步卫星的大
B. 速率比地球同步卫星的速率大
C. 角速度比地球同步卫星的角速度小
D. 加速度比地球同步卫星的加速度小
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得
爱因斯坦探针卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，可知爱因斯坦探针卫星运行时周期比地球同步卫星的小，速率比地球同步卫星的速率大，角速度比地球同步卫星的角速度大，加速度比地球同步卫星的加速度大。
故选B
2. 在2024年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上弹起后在空中旋转。已知演员离开蹦床时的速度大小为v，在上升过程中就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 演员在上升的过程中处于超重状态
B. 演员在下落过程中处于超重状态
C. 演员在空中旋转的时间不超过
D. 演员上升的最大高度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．演员在上升和下降的过程中，都只受重力作用，处于完全失重状态，选项AB错误；
C．演员上升过程中用时间为
则在空中旋转的时间不超过，选项C正确；
D．演员上升最大高度为
选项D错误。
故选C。
3. 贫铀弹是以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹，它利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标，其多用来毁伤坦克等装甲目标。科学研究发现，铀238具有极大的危害性，它的半衰期为45亿年，其衰变方程为，该衰变过程中产生的γ光子照射到逸出功为的金属上，溢出光电子的最大初动能为。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产生的γ光子具有很强的电离能力B. 原子核中含有92个中子
C. γ光子的波长为D. 100个经过90亿年后一定剩余25个
【答案】C
【解析】
【详解】A．γ光子不带电，电离能力弱，故A错误；
B．原子核中含有90个质子和144个中子，故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程
可得
故C正确；
D．放射性元素的半衰期是对大量原子核的行为进行统计预测，对于具体个数的原子核无意义，故D错误。
故选C。
4. 某光学器材为透明球体，其横截面如图所示，该横截面的半径为R，AB是直径。现有一束单色激光由C点沿平行AB的方向射向球体，激光经折射后恰好经过B点，已知B点到足够大的光屏的距离，光学器材的折射率，激光在真空中的传播速度大小为c，则激光从入射点传播到光屏所用的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设细光的入射角为i，如图所示：
由几何关系可得
由折射定律可得
解得
，
光在介质中的传播速度为
光在介质中传播的时间为
光从B点进入空气中的折射角也为
光从B到MN的时间为
所以光从入射点传播到光屏所用时间为
故选D。
5. 能源问题是全球面临的重大问题，远距离输电在兼顾经济效益的同时，应尽可能减少输电过程中的能量损失。现通过一个理想变压器进行远距离输电，原线圈接在有效值恒定的正弦交流电源上，不计电源内阻。原线圈接有合适的灯泡，副线圈接有合适的灯泡（设两灯泡的电阻都不随温度变化）、定值保护电阻及滑动变阻器R，电流表和电压表均为理想交流电表，如图所示，此时两灯泡都发光且亮度合适。现将滑动变阻器R的滑片向下滑动少许，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数减小
B. 灯泡变亮
C. 定值保护电阻的电功率增大
D. 灯泡变亮
【答案】D
【解析】
【详解】A．设输入电压为U，根据
解得
，
滑动变阻器R的滑片向下滑动少许， 电阻R阻值增大，副线圈总电阻增大，减小， 灯泡变暗；电压增大，电压表的示数增大， 选项A B错误；
D．因
，
电压增大， 故电压U2增大， 增大，灯泡变亮， D正确 。
C．因
，
减小， 故减小， 增大， 减小， 定值保护电阻的电功率减小，选项C错误；
故选D。
6. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻（设为t=0）起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波沿x轴负方向传播，波速大小为1m/s
B. 该列简谐横波与频率为2Hz的简谐横波可发生稳定干涉
C. 在t=1s时，质点P的速度为零，加速度最大
D. 从t=0到t=3s，质点Q通过的路程为2.4m
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由题图乙可知，此时刻质点Q的振动方向向上，由“同侧法”可判断，波沿x轴负方向传播，波速大小
故A正确；
B．这列简谐横波的振动周期T=2s，频率f=0.5Hz，而发生稳定干涉的条件是频率相同，故B错误；
C．题图甲中P点的振动方向向下，经过t=1s，P点运动到波谷处，最大位移处的加速度最大，速度为零，故C正确；
D．从t=0到t=3s，经过1.5T，质点Q通过的路程为
故D错误。
故选AC。
7. 小宋同学根据静电除尘原理设计了如图所示的高压电场中药干燥器。在大导体板MN上铺一层薄中药，针状电极O和平板电极MN接在高压直流电源上，其间产生了如图所示的电场E。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量的负电。水分子在电场力的作用下从中药材中被加速分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A. 水分子在C处时，水分子受到的合力为零
B. 水分子沿轨迹ABCD运动，从A点运动到离O最近之前，电场力对水分子中的负电荷始终做正功
C. 水分子沿轨迹ABCD运动的过程中，电势能一直减小
D. 若只把高压直流电源的正、负极反接，则水分子的运动轨迹不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．水分子做曲线运动，在C处时，受到的合力不为零，故A错误；
B．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，从A点运动到离O最近之前，水分子中的负电荷受到的电场力方向与运动的方向夹角小于90°，故电场力做正功，故B正确；
C．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．如果把高压直流电源的正负极反接，产生的电场方向发生反转，但水分子是一端带正电，另一端带等量负电，故水分子的正负端发生反转，水分子运动轨迹不变，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场B（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则
B. 若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则
C. 若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则
D. 若线框1、2在运动过程中通过线框横截面的电荷量分别为、，则
【答案】CD
【解析】
【详解】A．线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
（ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为
m=ρ0S•4L
（ρ0为材料的密度）。当线圈刚进入磁场时其加速度为
联立得
与L无关，则
a1=a2
故A错误；
B．线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，线圈2做加速度为g的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为 v1＜v2，故B错误；
C．由能量守恒可得
Q=mg（h+H）-mv2
（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得
Q1＞Q2
故C正确；
D．根据
则知
故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
二、非选择题：共174分。
9. 某学习小组设计了如下的实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道AB固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd，该平面与钢珠平抛的初速度方向垂直，平面中心的竖直线上有刻度，原点（0刻度）与边缘B等高，以竖直向下建立y轴，以边缘B正下方的（0刻度）点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱A处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线上某点，记录刻度值y；改变x，多次重复实验。
（1）研究平抛运动规律时，下列说法正确的是（ ）
A. 弯曲轨道必须光滑
B. 弯曲轨道末端的切线水平
C. 平面abcd是否在竖直平面内，对实验结果没有影响
D. 选用相同体积的木球代替钢珠，实验效果更好
（2）下列图像中，能正确反映y与x关系的是（ ）
A. B.
C. D.
（3）若某次让钢珠从固定立柱A处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为；将竖直平面向远离B处平移10.0cm，再次让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B处平移10.0cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。钢珠的初速度大小______m/s。（取重力加速度大小，结果保留两位有效数字）
（4）某同学将此装备中的竖直平面abcd固定，然后尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直至可忽略，让钢珠从离桌面高h处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为y。改变钢珠由静止释放时离桌面的高度h，重复实验，由实验数据可以推得h与______（填“y”“”或“”）成反比。
【答案】（1）B （2）D
（3）1.0 （4）y
【解析】
【小问1详解】
A．弯曲轨道不必光滑，只要每次小球从同一位置释放即可，故A错误；
B．弯曲轨道边缘保持水平，确保小球做平抛运动，故B正确；
C．保持竖直平面abcd与水平面垂直，可准确测量平抛的水平、竖直位移，故C错误；
D．使用相同体积但质量较大的小钢珠，可减小空气阻力的影响，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由平抛运动的位移公式可得
联立可得
故y-x为开口向上的抛物线，y-x2为过原点的直线。
故选D。
小问3详解】
[1]由于水平方向移动距离相同，故时间间隔相同，设为T，竖直方向由匀加速直线运动的推论
可得
水平方向满足
解得
【小问4详解】
[1]在轨道上，由动能定理可得
联立小问2中
可得
故h与y成反比。
10. 多用电表是一种多功能仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。
（1）指针式多用电表使用前应该调整______（填“欧姆调零旋钮”“指针定位螺丝”或“选择开关”），使指针指到零刻度。
（2）现用该多用电表测某定值电阻的阻值，把选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，由于误差较大，应选择合适倍率重新测量，选择合适倍率后，______（填“要”或“不要”）重新进行欧姆调零。正确操作后，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为______。
（3）图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的正极应接______（填“红”或“黑”）表笔。图中为表头，量程为，内阻，滑动变阻器的最大阻值，两表笔短接，通过调节a、b间的触点，使满偏。已知，电池电动势为1.50V（电池内阻可忽略），触点在a端时满偏，则______。
【答案】（1）指针定位螺丝
（2） ①. 要 ②. 1200
（3） ①. 黑 ②. 1250
【解析】
【小问1详解】
指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
【小问2详解】
[1]用指针式多用电表测电阻每次选择合适倍率后，都要重新进行欧姆调零。
[2]选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，说明电阻较小，应先将开关旋转到“”位置，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为
【小问3详解】
[1]欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接。则电池的正极应接多用电表的黑表笔。
[2]触点在a端时G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为
根据串并联电路的特点可知R2两端的电压为
所以通过R2的电流为
则通过的电流为
根据部分电路欧姆定律得
11. 医生在给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a与大气相通，细管b是连通管（可通气也可通药液），细管c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出）；开关K可控制输液的快慢，也可停止输液。A、B是两个完全相同的药瓶，吊置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与通气管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度大小为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内，简要回答在A瓶内的药液打完前，A瓶上方气体的压强和B瓶上方气体的压强的变化情况；
（2）当A瓶内液面与管口的高度差时，求通过细管a进入A瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）细管与大气相通，管口处的压强为，药液逐渐流出时，大气通过管进入A瓶，由于管口上方的液柱逐渐变小，所以A瓶内气体的压强逐渐增大；药液逐渐流出时，只要A瓶管口上方还有药液，B瓶内药液的体积就不变，其上方气体的体积就不变，压强不变。
（2）通气管a与大气相通，管口处的压强为。开始时A瓶内气体的压强为
通入气体后，A瓶内气体的压强为
设药瓶的内横截面积为S，则开始时A内气体的体积
通入气体后，A内气体的体积
由于气体等温变化，设通入压强为的气体的体积为，则有
设通入A内的气体在等温条件下压强为时的体积为，则有
又
可知，通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值为
联立解得
12. 如图所示，在xOy平面的第一象限内有半径为R的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为，其边界与x轴、y轴分别相切于P、Q点。位于P处的质子源均匀地向纸面内以大小为v的相同速率发射质量为m、电荷量为e的质子，且质子初速度的方向被限定在两侧与的夹角均为的范围内。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴（）的某区间范围内放置质子接收装置MN。已知沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。
（1）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）求y轴正方向上有质子射出的区域范围；
（3）若要求质子源发出的所有质子均被接收装置MN接收，求接收装置MN的最短长度x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，则该质子运动半径为，有
解得
（2）如图所示，设在左右两侧角方向上射入磁场的质子，最终分别有磁场边界上的A、B两点射出，对应圆周运动的圆心分别为、，则四边形和均为 ，则粒子由A、B两点水平飞出，且与B点重合。
根据几何关系可知
B点到轴的距离为，所以y轴正方向上有质子射出的区域范围为
（3）若质子由处飞入电场时打在M点，由处飞入电场时打在N点，根据类平抛运动的规律，有
解得
MN的最短长度为
13. 如图所示，在光滑水平台面上，一质量的物块1（视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块1与弹簧分离后与静止在平台右侧质量的物块2（视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后物块2恰好从B点沿切线方向入光滑竖直的圆弧轨道BC，圆弧轨道BC所对应的圆心角，圆弧轨道BC的半径。已知A、B两点的高度差，圆弧轨道BC与水平光滑地面相切于C点，物块2在水平地面上运动一段距离后从D点滑上顺时针转动的倾斜传送带DE，假设滑上D点前后瞬间速率不变。传送带两端DE的长度，传送带的倾角为，其速度大小。已知物块2与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，不考虑碰撞后物块1的运动，取重力加速度大小，，，求：
（1）弹簧被锁定时的弹性势能；
（2）物块2在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。
【答案】（1）J；（2）0.84J
【解析】
详解】（1）打开锁扣K，根据能量守恒定律有
两物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
此后物块2做平抛运动，则有
解得
J
（2）滑块2从A到D，根据动能定理有
解得
m/s
滑块2速度大于传送带速度，根据牛顿第二定律有
运动的时间为
位移为
解得
s，m
该过程产生的热量为
J
此后，滑块2受摩擦力向上，根据牛顿第二定律有
位移为
m
根据匀变速直线运动位移—时间公式有
解得
s
此过程产生的热量为
J
则因摩擦产生的热量为
J
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