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2024届山东省济南市高三下学期4月二模物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份2024届山东省济南市高三下学期4月二模物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届山东省济南市高三下学期4月二模物理试题原卷版docx、2024届山东省济南市高三下学期4月二模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共40页， 欢迎下载使用。
物理试题
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在答题卡和试卷指定位置。
2. 回答选择题时，用2B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，再选涂其它答案标号。
3. 回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液、胶带纸、修正带和其他笔。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 镍63（）核电池是一种利用镍63同位素进行能量转换的装置，工作原理基于镍63同位素的放射性衰变，其半衰期为100.1年，在衰变过程中，镍63同位素会释放出一个高能电子，同时转变成稳定的铜63（）同位素。核电池中含有大量的镍63同位素，当这些同位素发生衰变时，释放出的高能电子会被捕获并导入电路中，电子的流动产生的电流可以用来驱动各种电子设备或充电电池。下列说法正确的是（ ）
A. 镍63的衰变方程为
B. 镍63的比结合能小于铜63的比结合能
C. 镍63的衰变是由于强相互作用引起的
D. 100个镍63经过200.2年还剩下25个
【答案】B
【解析】
【详解】A．因为核反应前后发生质量亏损，所以核方程不能写成等号，只能用箭头表示，A错误；
B．核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，故镍63的比结合能小于铜63的比结合能，B正确；
C．衰变是原子核内中子不稳定，由弱相互作用引起的，C错误；
D．半衰期是统计规律，具体到少数样本的个数计算是错误的，D错误。
故选B。
2. 如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着N个盛水的容器，容器到水车大圆转轴的距离为R。在流水的冲力作用下，水车以n转/分的转速匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m，忽略容器装水给水增加的动能和水车浸入水的深度，不计一切摩擦。已知重力加速度为g，则水车运水的功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】水车每秒转动的圈数为，水车转动一圈对水做的功，则水车的功率
故选A。
3. 2024年1月5日，我国“快舟一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以“一箭四星”方式，将“天目一号”掩星探测星座15~18星送入预定轨道（轨道近似为圆轨道，高度在400~600km之间）。我国的第一颗卫星“东方红一号”于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心由长征一号运载火箭送入工作轨道（近地点距地球表面的距离441km、远地点距地球表面的距离2368km）。已知地球的半径为6400km，下列说法正确的是（ ）
A. “东方红一号”卫星运动的周期小于“天目一号”卫星运动的周期
B. “东方红一号”卫星的加速度大小可能等于“天目一号”卫星的加速度大小
C. “天目一号”卫星的运行速度可能大于7.9km/s
D. “天目一号”卫星从发射到进入预定轨道的整个过程均处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．“东方红一号”卫星半长轴为
=7804.5km
“天目一号”卫星的半径为
即
6800km7000km
则“天目一号”卫星的半径小于“东方红一号”卫星半长轴r1，根据开普勒第三定律
可知，“东方红一号”卫星运动的周期大于“天目一号”卫星运动的周期，A错误；
B．根据
可得
“东方红一号”卫星到地心的距离有可能等于“天目一号”卫星到地心的距离，则两者加速度大小可能相等，B正确；
C．7.9km/s是人造地球卫星的最大运行速度，则“天目一号”卫星的运行速度一定小于7.9km/s，C错误；
D．“天目一号”卫星在加速升空阶段加速度的方向向上，所以加速升空阶段处于超重状态，卫星进入预定轨道后围绕地球做匀速圆周运动，卫星的加速度等于重力加速度，处于失重状态，D错误。
故选B。
4. 截至2024年2月23日，“蛟龙”号载人潜水器在南大西洋顺利完成23次下潜，并创造九天九潜的下潜新纪录。“蛟龙”号不只是一个深海装备，更代表了一种不畏艰险、赶超世界的精神。“蛟龙”号某次海试活动中，执行竖直下潜任务。如图所示，某段时间内做匀变速直线运动，连续经过A、B、C三点，已知BC=2AB，AB段的平均速度是0.1m/s，BC段的平均速度是0.05m/s。则“蛟龙”号经过A点时的瞬时速度为（ ）
A 0.11m/sB. 0.09m/sC. 0.06m/sD. 0.04m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设“蛟龙”号加速度为a，AB间的距离为x，则BC间的距离为2x。联立
=0.1m/s
=0.05m/s
解得
=0.11m/s
=0.09m/s
=001m/s
故选A。
5. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b→c→a回到初始状态a，其T-V图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. a、b状态对应的压强之比为3∶2
B. b→c过程，容器壁单位面积上的分子平均作用力变小
C. c→a过程为绝热过程
D. a→b→c→a整个过程向外放出的热量等于外界对气体做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据理想气体的状态方程可得
代入数据得
=6∶1
故A错误；
B．b→c过程温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，容器壁单位面积上的分子平均作用力变大，故B错误；
C．c→a过程体积缩小，外界对气体做功
W>0
等温变化，内能不变
ΔU=0
由热力学第一定律
ΔU=Q+W
得
Q<0
气体向外界放热，故C错误；
D．将V-T图像转化为p-V图像，根据图线下方围成的面积等于功易知，a→b过程中气体体积增大，气体对外做功，b→c过程体积不变，对外不做功，c→a过程体积缩小，外界对气体做功，p-V图像围成的封闭面积等于外界对气体做的功，回到原状态A，温度回到初始状态，全过程内能变化量
ΔU=0
由热力学第一定律
ΔU=Q+W
得，气体一定放出热量且放出的热量等于外界对气体做的功，故D正确。
故选D。
6. 如图所示为某种电梯结构的简化示意图。某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A从静止开始下降25m用时5s。已知轿厢A质量为600kg，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 轿厢A下降过程中处于完全失重状态
B. 配重B的质量为480kg
C. 配重B的质量为500kg
D. 轿厢A以2m/s的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW
【答案】D
【解析】
【详解】A．轿厢A下降位移，解得加速度
a=2m/s2
故轿厢A下降过程是失重过程但不是完全失重，故A错误；
BC．对轿厢A和配重B的整体应用牛顿第二定律得
解得配重B的质量
mB=400kg
故BC错误；
D．轿厢A匀速上升、配重B匀速下降时，电动机牵引绳的拉力F满足
解得
F=2000N
牵引绳的功率
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（ ）
A. 线框从图示转过60°时，电动势瞬时值为
B. 交流电压表的示数为
C. 原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大
D. 滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】A．从图示计时，电动势的瞬时值表达式为
当ωt=60°时
A错误；
B．电动势的最大值为
有效值为
E=
副线圈的有效电阻为
当原、副线圈的匝数之比为3∶1时
=9R
电压表的示数为
B错误；
C．电流表和电压表示数的乘积即为变压器的输入功率，将变压器视为外电路，等效电源的内阻为4R
=4R
即
=2
时，UI有最大值，C正确；
D．电源的输出功率为
当滑动触头P向上移动时，比值减小，减小，增大，D错误。
故选C。
8. 如图甲所示，光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接，劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接，弹簧自然长度时其右端在B点左侧，底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置，滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力，滑块在从A运动到D的过程中，传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系，如图乙所示，F1、F2、F3均为已知量。弹性势能表达式为，重力加速度大小为g。下列表述正确的是（ ）
A.
B. 释放滑块后，弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，弹簧弹力的功率为
C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，圆轨道对滑块的冲量方向水平向左
D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了
【答案】B
【解析】
【详解】A．由乙图可知，滑块的重力大小为
滑块经过圆弧上的B点时，有
滑块经过圆弧上的D点时，有
滑块由B到D的过程中，有
解得
A错误；
B．释放滑块时弹性势能为
当弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，有
弹簧弹力的瞬时功率为
解得
P=
B正确；
C．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，由动量定理得
重力的冲量竖直向下，动量的变化量水平向左，根据矢量三角形易知圆轨道对滑动的作用力的冲量斜向左上方，如图所示，C错误；
D．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了
D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一段弯成四分之一圆弧形状的粗细均匀的玻璃棒截面图，ME=MO，一细束蓝光由ME端面的中点A垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射。下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃棒的折射率小于
B. 发生全反射的临界角小于45°
C. 若蓝光换成紫光，在弧面EF上发生全反射
D. 若将入射光向E端平移，在弧面EF上不发生全反射
【答案】AC
【解析】
【详解】A．如图所示，玻璃的折射率
故A正确；
B．因
所以临界角C＞45°，故B错误；
C．紫光临界角小于蓝光临界角，紫光在弧面EF上发生全反射，故C正确；
D．入射光向E端平移，在弧面EF上入射角大于临界角，发生全反射，故D错误。
故选AC。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示，实线为t1＝2s时的波形图，虚线为t2＝2.75s时的波形图，质点P的平衡位置为x＝4m。下列说法正确的是（ ）
A. 该横波遇到体积为64m3的正方体，不会发生明显衍射
B. 该横波与另一列频率为1Hz的简谐横波相遇，不可能发生干涉
C. 该横波传播的速度大小可能为4m/s
D. 质点P的振动方程可能为（cm）
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由题图可知波长λ＝4m，正立方体的边长为
a＝m=4m
该横波的波长与正方体（障碍物）的边长尺寸相同，则该横波遇到体积为64m3的正方体能发生明显衍射，A错误；
B．该简谐横波沿x轴正方向传播，传播时间
＝0.75s
则
（n＝0，1，2，3…）
解得
s（n＝0，1，2，3…）
当n＝0时，解得周期
T＝1s
则
＝1Hz
该横波的频率可能为1Hz，则该横波与另一列频率为1Hz的简谐横波相遇可能发生干涉，B错误；
C．根据波长与波速以及周期之间的关系，有
解得
m/s（n＝0，1，2，3…）
把＝4m/s代入，解得n=0，则该横波传播的速度大小可能为4m/s，C正确；
D．因为
rad/s（n＝0，1，2，3…）
当n＝0，ω＝2πrad/s，可设质点P的振动方程为
cm
把t1＝2s，y＝0代入可解得可能为0，则质点P的振动方程可能为
（cm）
故D正确。
故选CD。
11. 如图所示，匀强电场中有棱长为L的立方体a1b1c1d1-a2b2c2d2。质量为m、电量为（q>0）的负点电荷，在外力作用下由a1移到b1的过程中，电场力做功为W（W>0），接着由b1移到b2的过程中，克服电场力做功2W，再由b2移到c2的过程中，电场力做功3W，取a1点的电势为零。下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. c1点电势为
C. d2点电势为
D. 若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，其电势能为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．沿a1b1方向的电场强度分量为
沿b1b2方向的电场强度分量为
沿b2c2方向的电场强度分量为
匀强电场强度大小为
故A正确；
B．a1点的电势为零，则a1移到b1的过程中
得
b1移到b2的过程中
得
b2移到c2的过程中，得
匀强电场中
解得
故B正确；
C．匀强电场中
解得
故C错误；
D．若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，有
解得
故D正确。
故选ABD。
12. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，B0、t0均为已知量，理想边界有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L、宽为L，初始时有一半在磁场中。t=0时刻由静止释放线框，t0时刻ab边刚好进入磁场，ab边离开磁场时，线框的速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（ ）
A. 在0~t0内，线框中产生逆时针方向的电流
B. t=0时刻，cd边受到的安培力为
C. 在0~t0内，安培力对线框做功为
D. t0时刻以后，bc边产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．t=0时刻，线框由静止释放，做加速运动，cd边受安培力向右，根据左手定则可知，线框中产生的感应电流方向为顺时针方向，故A错误；
B．由图像可知t=0时刻，线框中感应电动势为
感应电流为
cd边受到的安培力为
故B正确；
C．设ab边刚进磁场时速度为，从ab边刚好进入磁场，到ab边离开磁场过程中，线框受到安培力做减速运动，由动量定理有
，，
联立解得
在0~t0内，对线框，根据动能定理有
故C正确；
D．t0时刻以后，根据能量守恒可知整个线框产生的焦耳热为
bc边产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学利用如下器材，采用图甲所示电路测量某金属材料的电阻率。
A.待测金属丝（电阻约为）
B.毫米刻度尺
C.螺旋测微器
D.电流表（，约为）
E.毫安表（，）
F.定值电阻
G.滑动变阻器（，）
H.蓄电池（，最大电流，内阻很小）
（1）按图甲所示电路，在图丙实物图上，用笔画线代替导线，进行实物图连接____。
（2）该同学改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表、的值、。以为横坐标，为纵坐标，绘得图像如图乙所示，则金属丝的电阻____，金属的电阻率为____。（结果用金属丝长度L、金属丝直径d和图乙中的a、b表示）
【答案】（1） （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
按照图甲所示连接电路图，如图所示。
【小问2详解】
[1]由并联电路知
可得
结合图乙可知
[2]根据电阻定律有
、
代入得
14. 利用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示。
（1）已知单缝到双缝之间的距离是100mm，双缝到屏的距离为1.0m，双缝之间的距离为0.30mm，干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为1.234mm，在B位置时读数如图丙所示，为__________mm，则该光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）。
（2）某同学观察到图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx，则波长的测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其实际值。
（3）下列操作能够使（2）问中的干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上的是__________（单选）。
A. 调整目镜使条纹清晰
B. 调节拨杆使单缝与双缝平行
C. 旋转测量头使分划板中心线与某一条纹的中心对齐
【答案】（1） ①. 14.538 ②. 665
（2）大于 （3）C
【解析】
【小问1详解】
[1]图丙中的读数为
14.5mm+3.8×0.01mm=14.538mm
[2]A、B间距为
其间有6个条纹间隔，相邻两条纹间距为
根据可知所测光的波长为
【小问2详解】
测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值
其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，故可知测量值大于实际值。由，可知
则波长的测量值大于其实际值。
【小问3详解】
旋转测量头，分划板的竖线随之旋转，可使分划板的竖线与亮条纹平行。
故选C。
15. 如图所示为一乒乓球台纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，同时落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用。求：
（1） P点到台面的高度；
（2） Q点到台面的高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】设
AB=d
则
BC=CD=2d
AC=3d
（1）第一次球做平抛运动，设平抛运动的初速度为，根据平抛运动规律有
联立解得
（2）第二次球做斜上抛运动，设斜抛运动的水平速度为，根据斜抛运动规律有
联立解得
16. 青藏高原上海拔4000m时，大气压强为。某游客在此出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用。如图所示，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为15m3的大气输入到舱体中，稳定后，舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧。充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保持3°C不变。
（1） 求稳定后舱内气体的压强；
（2） 该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设、27°C的新模式，加压舱会自动充气、放气，当将周围环境中1m3的气体充入加压舱后达到了新模式，求这个过程中放出气体质量与进入气体质量之比。
【答案】（1）；（2）10
【解析】
【详解】（1）将体积为
V0=15m3
压强
温度
T0=270K
的大气注入舱体，舱内气体温度
T1=300K
体积
根据理想气体状态方程
解得舱内气压
（2） 舱内温度
T1=300K
不变，新气压
充入气体体积
压强
温度
T0=270K
根据理想气体状态方程有
解得
排出舱体的气体体积
根据理想气体状态方程有
解得
放出气体质量与进入气体质量之比等于体积之比
17. 在芯片加工制作中，需要对带电粒子的运动进行精准调控。如图所示，在xy平面内，在0（1） 粒子进入圆形磁场时速度的大小；
（2） 匀强电场的电场强度E的大小；
（3） ΔOCD内匀强磁场的磁感强度B的大小；
（4） 若粒子从直线x=2a上入射，速度不变，先后经圆形磁场和ΔOCD内的磁场偏转。求这些粒子中，从CD边射出的粒子距C点的最近距离d。
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）
【解析】
【详解】（1） 垂直于y轴射入圆形磁场的粒子过P2点，根据磁聚集可知，粒子的圆轨迹半径等于磁场圆边界的半径，即
由洛伦兹力提供向心力得
即
解得
（2） 设在A点射入磁场的初速度大小为，在电场中的运动时间为t，则
x轴方向
y轴方向
解得
E=
（3） 设粒子进入ΔOCD内磁场时与速度与x轴正方向间的夹角为α，由磁聚集作图易知
解得
α=60°
粒子垂直于CD出射，有
解得
又
解得
方向垂直于纸面向里
（4） 粒子从直线x=2a上入射，速度不变，可知粒子从P2点射入方向为0~180范围粒子恰好与CD边相切时，从CD边射出的粒子距C点的距离最近
如图，设，在中，由余弦定理可得
代入整理得
解得
d=
18. 如图所示，水平地面上放有木板A、B，木板B的右侧有竖直墙，A板长度为LA=2m，木板A与地面间的动摩擦因数为μ=0.1，可视为质点的物块C静置于木板A的左端。不可伸长的轻绳一端系于O点，另一端拴一小球D，钉子P位于物块C的正上方，OP间距等于绳长的一半，OP连线与水平方向的夹角θ=37°。初始锁定木板B，将小球D从绳水平拉直的位置由静止释放，到达最低点时与静止的物块C发生碰撞，碰后小球D反弹到达最高点时，轻绳刚好离开钉子P；物块C滑至木板A右端时，二者共速，且此时木板A与木板B发生碰撞；碰后木板A恰好能返回初始位置。已知木板A和物块C的质量均为m=0.3kg，所有碰撞均为弹性碰撞，物块C与两木板间的动摩擦因数相同，重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1） 物块C与木板间的动摩擦因数；
（2） A右端到B左端的初始间距为；
（3） 小球D的质量M；
（4） 若B的右端距墙为0.5m，现在解除B的锁定，小球D仍由绳水平拉直的位置从静止释放，最终C在B上未掉下，已知木板B的质量=0.9kg，木板B与地面间的摩擦忽略不计，B碰墙后取走D。求木板B的最小长度d。
【答案】（1）0.3 ；（2）0.5m；（3）0.1kg ；（4） m
【解析】
【详解】（1）C在A上滑行时，对A，有
解得
A碰B后，对A，有
解得
=1m/s2
木板B锁定，A碰B后恰能返回初始位置，则碰撞前后A的加速度大小相等
解得
=0.3
（2）C在A上滑行时，对C，有
解得
=3m/s2
C在A上滑行的过程中
C、A的位移相对关系
解得C在A上向右滑行的初速度
=4m/s
时间
t1=1s
t1内A向前滑行的距离
=0.5m
（3）小球D下摆过程中
解得
小球D碰后反弹上摆过程中
解得
小球D碰C
解得
=0.1kg
绳长
L=4m
（4）解除B锁定后，A、C共速
=1m/s
方向向右，A碰B，对A、B，有
解得
m/s
方向向左；
m/s
方向向右，设B、C达到共同速度中，B未碰墙，有
解得
m/s，
方向向右，设C在B上向右滑过，有
解得
m
此过程中B的对地位移为，有
解得
m＜
未碰墙，之后B、C一起匀速运动，碰墙反弹后B、C达到共同速度中，以向左为正，有
解得
m/s，
方向向左，设此过程中C在B上继续向右滑过，有
解得
m
之后B碰A时，C相对B向前滑行，故为了C不掉下，B板的最小长度为
m
物理试题
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在答题卡和试卷指定位置。
2. 回答选择题时，用2B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，再选涂其它答案标号。
3. 回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液、胶带纸、修正带和其他笔。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 镍63（）核电池是一种利用镍63同位素进行能量转换的装置，工作原理基于镍63同位素的放射性衰变，其半衰期为100.1年，在衰变过程中，镍63同位素会释放出一个高能电子，同时转变成稳定的铜63（）同位素。核电池中含有大量的镍63同位素，当这些同位素发生衰变时，释放出的高能电子会被捕获并导入电路中，电子的流动产生的电流可以用来驱动各种电子设备或充电电池。下列说法正确的是（ ）
A. 镍63的衰变方程为
B. 镍63的比结合能小于铜63的比结合能
C. 镍63的衰变是由于强相互作用引起的
D. 100个镍63经过200.2年还剩下25个
【答案】B
【解析】
【详解】A．因为核反应前后发生质量亏损，所以核方程不能写成等号，只能用箭头表示，A错误；
B．核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，故镍63的比结合能小于铜63的比结合能，B正确；
C．衰变是原子核内中子不稳定，由弱相互作用引起的，C错误；
D．半衰期是统计规律，具体到少数样本的个数计算是错误的，D错误。
故选B。
2. 如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着N个盛水的容器，容器到水车大圆转轴的距离为R。在流水的冲力作用下，水车以n转/分的转速匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m，忽略容器装水给水增加的动能和水车浸入水的深度，不计一切摩擦。已知重力加速度为g，则水车运水的功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】水车每秒转动的圈数为，水车转动一圈对水做的功，则水车的功率
故选A。
3. 2024年1月5日，我国“快舟一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以“一箭四星”方式，将“天目一号”掩星探测星座15~18星送入预定轨道（轨道近似为圆轨道，高度在400~600km之间）。我国的第一颗卫星“东方红一号”于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心由长征一号运载火箭送入工作轨道（近地点距地球表面的距离441km、远地点距地球表面的距离2368km）。已知地球的半径为6400km，下列说法正确的是（ ）
A. “东方红一号”卫星运动的周期小于“天目一号”卫星运动的周期
B. “东方红一号”卫星的加速度大小可能等于“天目一号”卫星的加速度大小
C. “天目一号”卫星的运行速度可能大于7.9km/s
D. “天目一号”卫星从发射到进入预定轨道的整个过程均处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．“东方红一号”卫星半长轴为
=7804.5km
“天目一号”卫星的半径为
即
6800km7000km
则“天目一号”卫星的半径小于“东方红一号”卫星半长轴r1，根据开普勒第三定律
可知，“东方红一号”卫星运动的周期大于“天目一号”卫星运动的周期，A错误；
B．根据
可得
“东方红一号”卫星到地心的距离有可能等于“天目一号”卫星到地心的距离，则两者加速度大小可能相等，B正确；
C．7.9km/s是人造地球卫星的最大运行速度，则“天目一号”卫星的运行速度一定小于7.9km/s，C错误；
D．“天目一号”卫星在加速升空阶段加速度的方向向上，所以加速升空阶段处于超重状态，卫星进入预定轨道后围绕地球做匀速圆周运动，卫星的加速度等于重力加速度，处于失重状态，D错误。
故选B。
4. 截至2024年2月23日，“蛟龙”号载人潜水器在南大西洋顺利完成23次下潜，并创造九天九潜的下潜新纪录。“蛟龙”号不只是一个深海装备，更代表了一种不畏艰险、赶超世界的精神。“蛟龙”号某次海试活动中，执行竖直下潜任务。如图所示，某段时间内做匀变速直线运动，连续经过A、B、C三点，已知BC=2AB，AB段的平均速度是0.1m/s，BC段的平均速度是0.05m/s。则“蛟龙”号经过A点时的瞬时速度为（ ）
A 0.11m/sB. 0.09m/sC. 0.06m/sD. 0.04m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设“蛟龙”号加速度为a，AB间的距离为x，则BC间的距离为2x。联立
=0.1m/s
=0.05m/s
解得
=0.11m/s
=0.09m/s
=001m/s
故选A。
5. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b→c→a回到初始状态a，其T-V图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. a、b状态对应的压强之比为3∶2
B. b→c过程，容器壁单位面积上的分子平均作用力变小
C. c→a过程为绝热过程
D. a→b→c→a整个过程向外放出的热量等于外界对气体做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据理想气体的状态方程可得
代入数据得
=6∶1
故A错误；
B．b→c过程温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，容器壁单位面积上的分子平均作用力变大，故B错误；
C．c→a过程体积缩小，外界对气体做功
W>0
等温变化，内能不变
ΔU=0
由热力学第一定律
ΔU=Q+W
得
Q<0
气体向外界放热，故C错误；
D．将V-T图像转化为p-V图像，根据图线下方围成的面积等于功易知，a→b过程中气体体积增大，气体对外做功，b→c过程体积不变，对外不做功，c→a过程体积缩小，外界对气体做功，p-V图像围成的封闭面积等于外界对气体做的功，回到原状态A，温度回到初始状态，全过程内能变化量
ΔU=0
由热力学第一定律
ΔU=Q+W
得，气体一定放出热量且放出的热量等于外界对气体做的功，故D正确。
故选D。
6. 如图所示为某种电梯结构的简化示意图。某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A从静止开始下降25m用时5s。已知轿厢A质量为600kg，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 轿厢A下降过程中处于完全失重状态
B. 配重B的质量为480kg
C. 配重B的质量为500kg
D. 轿厢A以2m/s的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW
【答案】D
【解析】
【详解】A．轿厢A下降位移，解得加速度
a=2m/s2
故轿厢A下降过程是失重过程但不是完全失重，故A错误；
BC．对轿厢A和配重B的整体应用牛顿第二定律得
解得配重B的质量
mB=400kg
故BC错误；
D．轿厢A匀速上升、配重B匀速下降时，电动机牵引绳的拉力F满足
解得
F=2000N
牵引绳的功率
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，N匝边长为L、电阻为R的正方形线框，绕OO′ 轴以角速度ω匀速转动，OO′ 为中轴线，其左侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，线框通过电刷与阻值为3R的定值电阻和可变变压器相连，副线圈接有阻值为R的定值电阻，原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为3∶1，副线圈的总匝数与原线圈的匝数相等。下列说法正确的是（ ）
A. 线框从图示转过60°时，电动势瞬时值为
B. 交流电压表的示数为
C. 原、副线圈的匝数之比为2∶1时，电流表和电压表示数的乘积最大
D. 滑动触头P向上移动时，电源的输出功率逐渐变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】A．从图示计时，电动势的瞬时值表达式为
当ωt=60°时
A错误；
B．电动势的最大值为
有效值为
E=
副线圈的有效电阻为
当原、副线圈的匝数之比为3∶1时
=9R
电压表的示数为
B错误；
C．电流表和电压表示数的乘积即为变压器的输入功率，将变压器视为外电路，等效电源的内阻为4R
=4R
即
=2
时，UI有最大值，C正确；
D．电源的输出功率为
当滑动触头P向上移动时，比值减小，减小，增大，D错误。
故选C。
8. 如图甲所示，光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接，劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接，弹簧自然长度时其右端在B点左侧，底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置，滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力，滑块在从A运动到D的过程中，传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系，如图乙所示，F1、F2、F3均为已知量。弹性势能表达式为，重力加速度大小为g。下列表述正确的是（ ）
A.
B. 释放滑块后，弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，弹簧弹力的功率为
C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，圆轨道对滑块的冲量方向水平向左
D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了
【答案】B
【解析】
【详解】A．由乙图可知，滑块的重力大小为
滑块经过圆弧上的B点时，有
滑块经过圆弧上的D点时，有
滑块由B到D的过程中，有
解得
A错误；
B．释放滑块时弹性势能为
当弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，有
弹簧弹力的瞬时功率为
解得
P=
B正确；
C．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，由动量定理得
重力的冲量竖直向下，动量的变化量水平向左，根据矢量三角形易知圆轨道对滑动的作用力的冲量斜向左上方，如图所示，C错误；
D．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了
D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一段弯成四分之一圆弧形状的粗细均匀的玻璃棒截面图，ME=MO，一细束蓝光由ME端面的中点A垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射。下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃棒的折射率小于
B. 发生全反射的临界角小于45°
C. 若蓝光换成紫光，在弧面EF上发生全反射
D. 若将入射光向E端平移，在弧面EF上不发生全反射
【答案】AC
【解析】
【详解】A．如图所示，玻璃的折射率
故A正确；
B．因
所以临界角C＞45°，故B错误；
C．紫光临界角小于蓝光临界角，紫光在弧面EF上发生全反射，故C正确；
D．入射光向E端平移，在弧面EF上入射角大于临界角，发生全反射，故D错误。
故选AC。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示，实线为t1＝2s时的波形图，虚线为t2＝2.75s时的波形图，质点P的平衡位置为x＝4m。下列说法正确的是（ ）
A. 该横波遇到体积为64m3的正方体，不会发生明显衍射
B. 该横波与另一列频率为1Hz的简谐横波相遇，不可能发生干涉
C. 该横波传播的速度大小可能为4m/s
D. 质点P的振动方程可能为（cm）
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由题图可知波长λ＝4m，正立方体的边长为
a＝m=4m
该横波的波长与正方体（障碍物）的边长尺寸相同，则该横波遇到体积为64m3的正方体能发生明显衍射，A错误；
B．该简谐横波沿x轴正方向传播，传播时间
＝0.75s
则
（n＝0，1，2，3…）
解得
s（n＝0，1，2，3…）
当n＝0时，解得周期
T＝1s
则
＝1Hz
该横波的频率可能为1Hz，则该横波与另一列频率为1Hz的简谐横波相遇可能发生干涉，B错误；
C．根据波长与波速以及周期之间的关系，有
解得
m/s（n＝0，1，2，3…）
把＝4m/s代入，解得n=0，则该横波传播的速度大小可能为4m/s，C正确；
D．因为
rad/s（n＝0，1，2，3…）
当n＝0，ω＝2πrad/s，可设质点P的振动方程为
cm
把t1＝2s，y＝0代入可解得可能为0，则质点P的振动方程可能为
（cm）
故D正确。
故选CD。
11. 如图所示，匀强电场中有棱长为L的立方体a1b1c1d1-a2b2c2d2。质量为m、电量为（q>0）的负点电荷，在外力作用下由a1移到b1的过程中，电场力做功为W（W>0），接着由b1移到b2的过程中，克服电场力做功2W，再由b2移到c2的过程中，电场力做功3W，取a1点的电势为零。下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. c1点电势为
C. d2点电势为
D. 若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，其电势能为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．沿a1b1方向的电场强度分量为
沿b1b2方向的电场强度分量为
沿b2c2方向的电场强度分量为
匀强电场强度大小为
故A正确；
B．a1点的电势为零，则a1移到b1的过程中
得
b1移到b2的过程中
得
b2移到c2的过程中，得
匀强电场中
解得
故B正确；
C．匀强电场中
解得
故C错误；
D．若将该点电荷移到c1d1d2c2中心，有
解得
故D正确。
故选ABD。
12. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，B0、t0均为已知量，理想边界有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L、宽为L，初始时有一半在磁场中。t=0时刻由静止释放线框，t0时刻ab边刚好进入磁场，ab边离开磁场时，线框的速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（ ）
A. 在0~t0内，线框中产生逆时针方向的电流
B. t=0时刻，cd边受到的安培力为
C. 在0~t0内，安培力对线框做功为
D. t0时刻以后，bc边产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．t=0时刻，线框由静止释放，做加速运动，cd边受安培力向右，根据左手定则可知，线框中产生的感应电流方向为顺时针方向，故A错误；
B．由图像可知t=0时刻，线框中感应电动势为
感应电流为
cd边受到的安培力为
故B正确；
C．设ab边刚进磁场时速度为，从ab边刚好进入磁场，到ab边离开磁场过程中，线框受到安培力做减速运动，由动量定理有
，，
联立解得
在0~t0内，对线框，根据动能定理有
故C正确；
D．t0时刻以后，根据能量守恒可知整个线框产生的焦耳热为
bc边产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学利用如下器材，采用图甲所示电路测量某金属材料的电阻率。
A.待测金属丝（电阻约为）
B.毫米刻度尺
C.螺旋测微器
D.电流表（，约为）
E.毫安表（，）
F.定值电阻
G.滑动变阻器（，）
H.蓄电池（，最大电流，内阻很小）
（1）按图甲所示电路，在图丙实物图上，用笔画线代替导线，进行实物图连接____。
（2）该同学改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表、的值、。以为横坐标，为纵坐标，绘得图像如图乙所示，则金属丝的电阻____，金属的电阻率为____。（结果用金属丝长度L、金属丝直径d和图乙中的a、b表示）
【答案】（1） （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
按照图甲所示连接电路图，如图所示。
【小问2详解】
[1]由并联电路知
可得
结合图乙可知
[2]根据电阻定律有
、
代入得
14. 利用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示。
（1）已知单缝到双缝之间的距离是100mm，双缝到屏的距离为1.0m，双缝之间的距离为0.30mm，干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为1.234mm，在B位置时读数如图丙所示，为__________mm，则该光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）。
（2）某同学观察到图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx，则波长的测量值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其实际值。
（3）下列操作能够使（2）问中的干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上的是__________（单选）。
A. 调整目镜使条纹清晰
B. 调节拨杆使单缝与双缝平行
C. 旋转测量头使分划板中心线与某一条纹的中心对齐
【答案】（1） ①. 14.538 ②. 665
（2）大于 （3）C
【解析】
【小问1详解】
[1]图丙中的读数为
14.5mm+3.8×0.01mm=14.538mm
[2]A、B间距为
其间有6个条纹间隔，相邻两条纹间距为
根据可知所测光的波长为
【小问2详解】
测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值
其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，故可知测量值大于实际值。由，可知
则波长的测量值大于其实际值。
【小问3详解】
旋转测量头，分划板的竖线随之旋转，可使分划板的竖线与亮条纹平行。
故选C。
15. 如图所示为一乒乓球台纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，同时落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用。求：
（1） P点到台面的高度；
（2） Q点到台面的高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】设
AB=d
则
BC=CD=2d
AC=3d
（1）第一次球做平抛运动，设平抛运动的初速度为，根据平抛运动规律有
联立解得
（2）第二次球做斜上抛运动，设斜抛运动的水平速度为，根据斜抛运动规律有
联立解得
16. 青藏高原上海拔4000m时，大气压强为。某游客在此出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用。如图所示，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为15m3的大气输入到舱体中，稳定后，舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧。充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保持3°C不变。
（1） 求稳定后舱内气体的压强；
（2） 该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设、27°C的新模式，加压舱会自动充气、放气，当将周围环境中1m3的气体充入加压舱后达到了新模式，求这个过程中放出气体质量与进入气体质量之比。
【答案】（1）；（2）10
【解析】
【详解】（1）将体积为
V0=15m3
压强
温度
T0=270K
的大气注入舱体，舱内气体温度
T1=300K
体积
根据理想气体状态方程
解得舱内气压
（2） 舱内温度
T1=300K
不变，新气压
充入气体体积
压强
温度
T0=270K
根据理想气体状态方程有
解得
排出舱体的气体体积
根据理想气体状态方程有
解得
放出气体质量与进入气体质量之比等于体积之比
17. 在芯片加工制作中，需要对带电粒子的运动进行精准调控。如图所示，在xy平面内，在0
（2） 匀强电场的电场强度E的大小；
（3） ΔOCD内匀强磁场的磁感强度B的大小；
（4） 若粒子从直线x=2a上入射，速度不变，先后经圆形磁场和ΔOCD内的磁场偏转。求这些粒子中，从CD边射出的粒子距C点的最近距离d。
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）
【解析】
【详解】（1） 垂直于y轴射入圆形磁场的粒子过P2点，根据磁聚集可知，粒子的圆轨迹半径等于磁场圆边界的半径，即
由洛伦兹力提供向心力得
即
解得
（2） 设在A点射入磁场的初速度大小为，在电场中的运动时间为t，则
x轴方向
y轴方向
解得
E=
（3） 设粒子进入ΔOCD内磁场时与速度与x轴正方向间的夹角为α，由磁聚集作图易知
解得
α=60°
粒子垂直于CD出射，有
解得
又
解得
方向垂直于纸面向里
（4） 粒子从直线x=2a上入射，速度不变，可知粒子从P2点射入方向为0~180范围粒子恰好与CD边相切时，从CD边射出的粒子距C点的距离最近
如图，设，在中，由余弦定理可得
代入整理得
解得
d=
18. 如图所示，水平地面上放有木板A、B，木板B的右侧有竖直墙，A板长度为LA=2m，木板A与地面间的动摩擦因数为μ=0.1，可视为质点的物块C静置于木板A的左端。不可伸长的轻绳一端系于O点，另一端拴一小球D，钉子P位于物块C的正上方，OP间距等于绳长的一半，OP连线与水平方向的夹角θ=37°。初始锁定木板B，将小球D从绳水平拉直的位置由静止释放，到达最低点时与静止的物块C发生碰撞，碰后小球D反弹到达最高点时，轻绳刚好离开钉子P；物块C滑至木板A右端时，二者共速，且此时木板A与木板B发生碰撞；碰后木板A恰好能返回初始位置。已知木板A和物块C的质量均为m=0.3kg，所有碰撞均为弹性碰撞，物块C与两木板间的动摩擦因数相同，重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1） 物块C与木板间的动摩擦因数；
（2） A右端到B左端的初始间距为；
（3） 小球D的质量M；
（4） 若B的右端距墙为0.5m，现在解除B的锁定，小球D仍由绳水平拉直的位置从静止释放，最终C在B上未掉下，已知木板B的质量=0.9kg，木板B与地面间的摩擦忽略不计，B碰墙后取走D。求木板B的最小长度d。
【答案】（1）0.3 ；（2）0.5m；（3）0.1kg ；（4） m
【解析】
【详解】（1）C在A上滑行时，对A，有
解得
A碰B后，对A，有
解得
=1m/s2
木板B锁定，A碰B后恰能返回初始位置，则碰撞前后A的加速度大小相等
解得
=0.3
（2）C在A上滑行时，对C，有
解得
=3m/s2
C在A上滑行的过程中
C、A的位移相对关系
解得C在A上向右滑行的初速度
=4m/s
时间
t1=1s
t1内A向前滑行的距离
=0.5m
（3）小球D下摆过程中
解得
小球D碰后反弹上摆过程中
解得
小球D碰C
解得
=0.1kg
绳长
L=4m
（4）解除B锁定后，A、C共速
=1m/s
方向向右，A碰B，对A、B，有
解得
m/s
方向向左；
m/s
方向向右，设B、C达到共同速度中，B未碰墙，有
解得
m/s，
方向向右，设C在B上向右滑过，有
解得
m
此过程中B的对地位移为，有
解得
m＜
未碰墙，之后B、C一起匀速运动，碰墙反弹后B、C达到共同速度中，以向左为正，有
解得
m/s，
方向向左，设此过程中C在B上继续向右滑过，有
解得
m
之后B碰A时，C相对B向前滑行，故为了C不掉下，B板的最小长度为
m
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