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2024届江苏省高三下学期5月二模物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份2024届江苏省高三下学期5月二模物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届江苏省高三下学期5月二模物理试题原卷版docx、2024届江苏省高三下学期5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26页， 欢迎下载使用。
2024.5
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分．每小题只有一个选项最符合题意．
1. 把一块铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石中存在铀核，则在此过程中（ ）
A. 涉及到反应方程式为
B. 放入矿石后至少需等待一个半衰期才有氦气产生
C. 矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子
D. 矿石必须达到一临界质量才有氦气产生
【答案】A
【解析】
【详解】A．铀核自发进行α衰变和β衰变，会涉及到α衰变方程，即
故A正确；
B．半衰期是原子核半数发生衰变所需要的时间，是一种针对大量原子核的统计规律。因此无需等待一个半衰期才产生氦气。故B错误；
C．铀核自发进行α衰变和β衰变，放出电子和氦核，两种微粒组合会形成氦原子，大量的氦原子就形成了氦气，故C错误；
D．只要存在铀核便会发生α衰变和β衰变，无需达到一定质量。故D错误。
故选A。
2. 宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，稳定后三根管中液面（忽略液面形状）的高度是下图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】毛细现象是浸润液体在细管中上升的现象；在太空中完全失重，不考虑重力影响，毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。
故选B。
3. 某同学利用手机物理工坊测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法错误的是（ ）
A. 图中时刻x轴正方向指向地球北方B. 图中时刻y轴正方向指向地球南方
C. 时间内手机刚好绕z轴转动了一周D. 通过z轴数据可知测量地在南半球
【答案】D
【解析】
【详解】地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，在南半球，地磁场方向斜向上，竖直分量竖直向上，水平分量指向北方；在北半球，地磁场方向斜向下，竖直分量竖直向下，水平分量指向北方。
A．根据北半球地磁场保持水平分量为向北，因此当手机绕z轴转动过程，地磁场水平分量在x轴和y轴的分量，将出现正弦或余弦式的变化，图中时刻x轴正方向磁场数值达到最大，说明此时刻x轴正方向指向地球北方，故A正确；
B．图中时刻y轴负方向磁场数值达到最大，说明时刻y轴正方向指向地球南方，故B正确；
C．时间内x轴方向磁场变化刚好一个周期，说明时间内手机刚好绕z轴转动了一周，故C正确；
D．由图中z轴数据为负，即磁场有竖直向下分量且基本保持不变，可知测量地在北半球，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
4. 如图所示，光电管通过电流表连接平行板电容器C，当光电管阴极K受到光的照射产生光电效应，关于此电路下列说法正确的是（ ）
A. 当光照射光电管时电容器左极板带正电
B. 光电管受到光的照射电流表有持续的电流
C. 电容器原来不带电，光电管受到光照射时，电流表有方向向下的电流
D. 光停止照射后，电流表有方向向上的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．光电效应阴极K发出电子，到达电容器左极板，所以左极板带负电，故A项错误；
B．当光电子到达电容器极板时，光电管上出现反向电压，当电容器两板间电压到达一定值时，即光电管间的电压达到反向截止电压时，光电子不会到达另一极，电容器不再被充电，即此时电路中将没有电流，故B项错误；
C．在电容器开始充电之前，电容器上不带电。当发生光电效应时，光电管对电容器充电，回路有顺时针方向电流，即电流表有方向向下的电流，故C项正确；
D．停止照射后，由于电路是断路，所以电容器不会放电，回路无电流，故D项错误。
故选C。
5. 如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（ ）
A. 打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变B. 打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低D. 橡胶塞跳出后，瓶内水迅速蒸发，出现白雾
【答案】C
【解析】
【详解】A．打气过程中，外界对气体做功，气体内能增加，瓶内气体的分子动能变大，故A错误；
B．打气过程中，若瓶内气体的质量不变，则根据查理定律，瓶内气体的压强与热力学温度成正比，但打气过程中，瓶内气体的质量增加，则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系，故B错误；
CD．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气预冷液化成小水珠，出现白雾，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u和Q处质点在内的位移大小d是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为简谐横波沿x轴正方向传播，且P、Q两点距离小于波长，所以
所以
由图（b）可知，周期为
所以这列简谐横波的速度为
由图（b）可知Q处质点在内的位移大小为
故选A。
7. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ）
A. a公转周期为B. b公转周期为
C. a公转的角速度比b的小D. a公转的线速度比b的大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，a公转周期为，故A错误；
BCD．由万有引力提供向心力可得
可知
，，
由于b的轨道半径大于a的轨道半径，则b的公转周期大于a的公转周期，即b公转周期大于；a公转的角速度比b的大；a公转的线速度比b的大，故BC错误，D正确。
故选D。
8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻和压敏电阻，压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（ ）
A. 只减小物块对的压力，电流表的示数减小
B. 只增大物块对的压力，两端的电压增大
C. 只将滑动触头向左滑动，电流表的示数增大
D. 只将滑动触头向右滑动，两端的电压增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．只减小物块对的压力，则R阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表的示数变大，选项A错误；
B．只增大物块对的压力，则R阻值变大，因次级电压不变，可知两端的电压减小，选项B错误；
C．只将滑动触头向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据P=I2R可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误；
D．只将滑动触头向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则两端的电压增大，选项D正确。
故选D。
9. 如图甲所示，小明沿倾角为10°的斜坡向上推动平板车，将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行，货物的动能Ek随位移x的变化图像如图乙所示，，则货物（ ）
A. 在0～3m的过程中，所受的合力逐渐增大
B. 在3m～5m的过程中，所受的合力逐渐减小
C. 在0～3m的过程中，机械能先增大后减小
D. 在3m～5m的过程中，机械能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．图乙所示图像的斜率的绝对值表示合外力的大小，则可知，在0～3m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐减小，则货物所受的合力逐渐减小，故A错误；
B．在3m～5m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐增大，则可知货物所受的合力逐渐增大，故B错误；
C．根据图乙可知，在0～3m的过程中，动能逐渐增大，而随着板车沿着斜面向上运动，货物的势能也逐渐增大，由此可知，在0～3m的过程中，货物的机械能始终增大，故C错误；
D．取处为零势能面，在处货物的重力势能
做出重力势能随位移变化的图像如图所示
根据图像对比可知，在到之间，根据动能图线斜率绝对值的变化趋势与重力势能斜率比较可知，动能随位移的变化先慢与重力势能随位移的变化，该过程中机械能增加，后动能随位移的变化快于重力势能与位移的变化，该过程中机械能减小，由此可知，在3m～5m的过程中，机械能先增大后减小，故D正确。
故选D。
10. 空间中M、N两点分别固定不等量的异种点电荷（电性及N点位置未标出）。一带负电的点电荷q仅在电场力作用下先后经过h、k两点，其运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电荷量值小于N点的电荷量值
B. 从h点到k点的过程中q的速度越来越小
C. h点的电势大于k点的电势
D. q在h点的加速度比k点加速度大
【答案】A
【解析】
【详解】A．带负电的电荷运动的轨迹几乎是椭圆，故可知N在一个焦点上，可知N带正电，M带负电，由于轨迹离N点越来越近，可知N点的电荷量大于M点的电荷量，故A正确；
B．由图可知，从h点到k点的过程中电场力做正功，则q的速度越来越大，故B错误；
C．N点电荷为正电荷，k点靠近N，则电势较高，故C错误；
D．k离N点比h离N点更近，则在k点的电场力更大，故q在k点加速度大于在h点的加速度，故D错误；
故选A。
11. 如图甲所示，两个质量分别为m、2m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为2l，b与转轴的距离为l.如图乙所示（俯视图），两个质量均为m的小木块c和d（可视为质点）放在水平圆盘上，c与转轴、d与转轴的距离均为l，c与d之间用长度也为l的水平轻质细线相连。木块与圆盘之间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴做角速度缓慢增大的转动，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，a、b同时开始滑动
B. 图甲中，a所受的静摩擦力大于b所受的静摩擦力
C. 图乙中，c、d与圆盘相对静止时，细线的最大拉力为kmg
D. 图乙中，c、d与圆盘相对静止时，圆盘的最大角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．题图甲中
r越大，开始滑动时的角速度越小，则a先滑动，A错误；
B．对木块a有
对b有
即a、b所受的静摩擦力始终相等，B错误；
CD．图乙中圆盘转动的角速度较小，c与d相对于圆盘没有运动，细线的拉力为零，当它们恰好要相对于圆盘运动时，绳子上存在拉力，由对称性可知，它们相对于圆盘不是背离圆心运动，而是沿垂直于绳子的方向运动，此时绳子的拉力与最大静摩擦力的合力提供向心力，以c为例，在水平面内的受力如图：
木块受到的合力F最大，圆盘转动的角速度最大
解得
此时
C错误D正确。
故选D
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12. 科技文化节中，某兴趣小组做了如下实验。利用单摆测量重力加速度，实验操作如下：
（1）使用游标卡尺测量实芯钢球的直径，如下图所示，钢球直径的读数为d=______mm；
（2）将器材按甲图方式连接，用刻度尺测量出悬点与钢球最上端间细线长度为l；使钢球按照乙图方式运动，摆角小于5°，钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则重力加速度g=__________；（用测得的物理量表示）
（3）若钢球实际按图丙方式在水平面内做圆周运动，但仍然视作单摆，则测量出的重力加速度值__________（填“偏大”或“偏小”）。
（4）某同学又将钢球换成沙摆如图甲所示，薄木板被沿箭头方向水平拉出的过程中，漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲线如图乙所示，当沙摆摆动经过最低点时开始计时（记为第1次），当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s（忽略摆长的变化），取当地重力加速度g=10m/s2，则：
a、该沙摆的摆长约为_____m（结果保留2位有效数字）
b、由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为_____m/s2（结果保留2位有效数字）
【答案】（1）12.35
（2）
（3）偏大 （4） ①. 1.0 ②.
【解析】
【小问1详解】
20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，则钢球直径的读数为
【小问2详解】
据题意可知单摆的摆长为
钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则单摆的周期为
由单摆的周期公式，可得重力加速度为
【小问3详解】
设绳与中心线的夹角为，由牛顿第二定律有
解得圆锥摆的周期为
故小球做圆锥摆运动比单摆的周期短，在时间内完成周期性的次数变多，由此测算出的重力加速度偏大。
【小问4详解】
[1]当沙摆摆动经过最低点时开始计时（记为第1次），当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s，周期
根据
解得
[2]根据
得
13. 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核比结合能。
【答案】（1）；；（2）
【解析】
【详解】（1）核反应方程为
根据质能方程，可得
解得
（2）依题意，可得
解得氦核的比结合能为
14. 2022年10月12日，中国空间站“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：
（1）中国空间站绕地球做匀速圆周运动的速度；
（2）由于在空间站运行轨道上存在密度为ρ的均匀稀薄气体，为了维持空间站长期在固定轨道上做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的动力，若空间站在垂直速度方向的面积为S，碰到稀薄气体后气体速度立刻与空间站速度相同，求对空间站施加动力F的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设地球质量为，物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有
中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
联立解得
（2）碰到稀薄气体过程中，设空间站对稀薄气体的作用力大小为，经过时间，以稀薄气体为对象，根据动量定理可得
其中
联立可得
可知碰到稀薄气体过程中，稀薄气体对空间站的作用力大小为，方向与空间站的速度方向相反，故为了维持空间站在固定轨道上做匀速圆周运动，对空间站施加动力大小为
15. 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。
（1）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（2）为使小球落点P与B点水平距离最大，求BC段的长度；
（3）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求地面上小球第1次和第2次落点的距离。
【答案】（1）2.4J；（2）3.36m；（3）0.64m
【解析】
【详解】（1）A到B过程中重力和阻力做功，设克服摩擦力所做的功为Wf，则由动能定理可得
在B点有
代入数据得
（2）B到C的过程中，由动能定理得
解得
从C点到落地的时间
解得
B到P的水平距离
代入数据，联立并整理可得
可知。当时，P到B的水平距离最大，为，此时BC长度为3.36m；
（3）由于小球每次碰撞机械能损失75%，由
则碰撞后的速度为碰撞前速度的，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，则碰撞后竖直方向的分速度为碰撞前竖直方向分速度的，所以第一次碰撞后上升到最高点的时间等于从C点到落地的时间的，所以从第一次碰撞后到发生第二次碰撞的时间
碰撞后水平方向分速度也为碰撞前水平方向分速度的，则地面上小球第1次和第2次落点的距离
16. 如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，P、A、Q1、Q2四点的坐标分别为（-2L，0）、（-L，0）、（0，L）、（0，-L）。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。在界面PAQ1的上方存在竖直向下的匀强电场（未画出），界面PAQ2的下方存在竖直向上的匀强电场（未画出），且上下电场强度大小相等。在（L，0）处的C点固定一平行于y轴且长为的绝缘弹性挡板MN，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变。沿x方向分速度反向，大小不变。质量为 m、电量为 q的带负电粒子（不计重力）从x轴上方非常靠近P 点的位置以初速度v0沿x轴正方向射入电场且刚好可以过Q1点。求：
（1）电场强度的大小、到达Q1点速度的大小和方向；
（2）磁场取合适的磁感应强度，带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点，求从P点射出到回到P点经历的时间；
（3）改变磁感应强度的大小，要使粒子最终能回到P点，则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次？
【答案】（1），，与y轴正方向成45°角；（2）；（3）17
【解析】
【详解】（1）从P到Q1，水平方向
竖直方向
联立①②式可得
根据动能定理
可得
与y轴正方向成45°角。
（2）要使带电粒子回到P点，其轨迹必须具有对称性且经过Q2，由几何关系可得
在磁场中的偏转角度为
在磁场中的运动时间为
故从P点射出第一次回到P 点的时间
（3）当r最小时带电粒子刚好过M 点碰撞次数最多
由几何关系可得
解得
设最多可以碰n次，则
解得
n=17
2024.5
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分．每小题只有一个选项最符合题意．
1. 把一块铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石中存在铀核，则在此过程中（ ）
A. 涉及到反应方程式为
B. 放入矿石后至少需等待一个半衰期才有氦气产生
C. 矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子
D. 矿石必须达到一临界质量才有氦气产生
【答案】A
【解析】
【详解】A．铀核自发进行α衰变和β衰变，会涉及到α衰变方程，即
故A正确；
B．半衰期是原子核半数发生衰变所需要的时间，是一种针对大量原子核的统计规律。因此无需等待一个半衰期才产生氦气。故B错误；
C．铀核自发进行α衰变和β衰变，放出电子和氦核，两种微粒组合会形成氦原子，大量的氦原子就形成了氦气，故C错误；
D．只要存在铀核便会发生α衰变和β衰变，无需达到一定质量。故D错误。
故选A。
2. 宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，稳定后三根管中液面（忽略液面形状）的高度是下图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】毛细现象是浸润液体在细管中上升的现象；在太空中完全失重，不考虑重力影响，毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。
故选B。
3. 某同学利用手机物理工坊测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法错误的是（ ）
A. 图中时刻x轴正方向指向地球北方B. 图中时刻y轴正方向指向地球南方
C. 时间内手机刚好绕z轴转动了一周D. 通过z轴数据可知测量地在南半球
【答案】D
【解析】
【详解】地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，在南半球，地磁场方向斜向上，竖直分量竖直向上，水平分量指向北方；在北半球，地磁场方向斜向下，竖直分量竖直向下，水平分量指向北方。
A．根据北半球地磁场保持水平分量为向北，因此当手机绕z轴转动过程，地磁场水平分量在x轴和y轴的分量，将出现正弦或余弦式的变化，图中时刻x轴正方向磁场数值达到最大，说明此时刻x轴正方向指向地球北方，故A正确；
B．图中时刻y轴负方向磁场数值达到最大，说明时刻y轴正方向指向地球南方，故B正确；
C．时间内x轴方向磁场变化刚好一个周期，说明时间内手机刚好绕z轴转动了一周，故C正确；
D．由图中z轴数据为负，即磁场有竖直向下分量且基本保持不变，可知测量地在北半球，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
4. 如图所示，光电管通过电流表连接平行板电容器C，当光电管阴极K受到光的照射产生光电效应，关于此电路下列说法正确的是（ ）
A. 当光照射光电管时电容器左极板带正电
B. 光电管受到光的照射电流表有持续的电流
C. 电容器原来不带电，光电管受到光照射时，电流表有方向向下的电流
D. 光停止照射后，电流表有方向向上的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．光电效应阴极K发出电子，到达电容器左极板，所以左极板带负电，故A项错误；
B．当光电子到达电容器极板时，光电管上出现反向电压，当电容器两板间电压到达一定值时，即光电管间的电压达到反向截止电压时，光电子不会到达另一极，电容器不再被充电，即此时电路中将没有电流，故B项错误；
C．在电容器开始充电之前，电容器上不带电。当发生光电效应时，光电管对电容器充电，回路有顺时针方向电流，即电流表有方向向下的电流，故C项正确；
D．停止照射后，由于电路是断路，所以电容器不会放电，回路无电流，故D项错误。
故选C。
5. 如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（ ）
A. 打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变B. 打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低D. 橡胶塞跳出后，瓶内水迅速蒸发，出现白雾
【答案】C
【解析】
【详解】A．打气过程中，外界对气体做功，气体内能增加，瓶内气体的分子动能变大，故A错误；
B．打气过程中，若瓶内气体的质量不变，则根据查理定律，瓶内气体的压强与热力学温度成正比，但打气过程中，瓶内气体的质量增加，则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系，故B错误；
CD．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气预冷液化成小水珠，出现白雾，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u和Q处质点在内的位移大小d是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为简谐横波沿x轴正方向传播，且P、Q两点距离小于波长，所以
所以
由图（b）可知，周期为
所以这列简谐横波的速度为
由图（b）可知Q处质点在内的位移大小为
故选A。
7. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ）
A. a公转周期为B. b公转周期为
C. a公转的角速度比b的小D. a公转的线速度比b的大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，a公转周期为，故A错误；
BCD．由万有引力提供向心力可得
可知
，，
由于b的轨道半径大于a的轨道半径，则b的公转周期大于a的公转周期，即b公转周期大于；a公转的角速度比b的大；a公转的线速度比b的大，故BC错误，D正确。
故选D。
8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻和压敏电阻，压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（ ）
A. 只减小物块对的压力，电流表的示数减小
B. 只增大物块对的压力，两端的电压增大
C. 只将滑动触头向左滑动，电流表的示数增大
D. 只将滑动触头向右滑动，两端的电压增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．只减小物块对的压力，则R阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表的示数变大，选项A错误；
B．只增大物块对的压力，则R阻值变大，因次级电压不变，可知两端的电压减小，选项B错误；
C．只将滑动触头向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据P=I2R可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误；
D．只将滑动触头向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则两端的电压增大，选项D正确。
故选D。
9. 如图甲所示，小明沿倾角为10°的斜坡向上推动平板车，将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行，货物的动能Ek随位移x的变化图像如图乙所示，，则货物（ ）
A. 在0～3m的过程中，所受的合力逐渐增大
B. 在3m～5m的过程中，所受的合力逐渐减小
C. 在0～3m的过程中，机械能先增大后减小
D. 在3m～5m的过程中，机械能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．图乙所示图像的斜率的绝对值表示合外力的大小，则可知，在0～3m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐减小，则货物所受的合力逐渐减小，故A错误；
B．在3m～5m的过程中，图像斜率的绝对值逐渐增大，则可知货物所受的合力逐渐增大，故B错误；
C．根据图乙可知，在0～3m的过程中，动能逐渐增大，而随着板车沿着斜面向上运动，货物的势能也逐渐增大，由此可知，在0～3m的过程中，货物的机械能始终增大，故C错误；
D．取处为零势能面，在处货物的重力势能
做出重力势能随位移变化的图像如图所示
根据图像对比可知，在到之间，根据动能图线斜率绝对值的变化趋势与重力势能斜率比较可知，动能随位移的变化先慢与重力势能随位移的变化，该过程中机械能增加，后动能随位移的变化快于重力势能与位移的变化，该过程中机械能减小，由此可知，在3m～5m的过程中，机械能先增大后减小，故D正确。
故选D。
10. 空间中M、N两点分别固定不等量的异种点电荷（电性及N点位置未标出）。一带负电的点电荷q仅在电场力作用下先后经过h、k两点，其运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电荷量值小于N点的电荷量值
B. 从h点到k点的过程中q的速度越来越小
C. h点的电势大于k点的电势
D. q在h点的加速度比k点加速度大
【答案】A
【解析】
【详解】A．带负电的电荷运动的轨迹几乎是椭圆，故可知N在一个焦点上，可知N带正电，M带负电，由于轨迹离N点越来越近，可知N点的电荷量大于M点的电荷量，故A正确；
B．由图可知，从h点到k点的过程中电场力做正功，则q的速度越来越大，故B错误；
C．N点电荷为正电荷，k点靠近N，则电势较高，故C错误；
D．k离N点比h离N点更近，则在k点的电场力更大，故q在k点加速度大于在h点的加速度，故D错误；
故选A。
11. 如图甲所示，两个质量分别为m、2m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为2l，b与转轴的距离为l.如图乙所示（俯视图），两个质量均为m的小木块c和d（可视为质点）放在水平圆盘上，c与转轴、d与转轴的距离均为l，c与d之间用长度也为l的水平轻质细线相连。木块与圆盘之间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴做角速度缓慢增大的转动，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，a、b同时开始滑动
B. 图甲中，a所受的静摩擦力大于b所受的静摩擦力
C. 图乙中，c、d与圆盘相对静止时，细线的最大拉力为kmg
D. 图乙中，c、d与圆盘相对静止时，圆盘的最大角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．题图甲中
r越大，开始滑动时的角速度越小，则a先滑动，A错误；
B．对木块a有
对b有
即a、b所受的静摩擦力始终相等，B错误；
CD．图乙中圆盘转动的角速度较小，c与d相对于圆盘没有运动，细线的拉力为零，当它们恰好要相对于圆盘运动时，绳子上存在拉力，由对称性可知，它们相对于圆盘不是背离圆心运动，而是沿垂直于绳子的方向运动，此时绳子的拉力与最大静摩擦力的合力提供向心力，以c为例，在水平面内的受力如图：
木块受到的合力F最大，圆盘转动的角速度最大
解得
此时
C错误D正确。
故选D
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12. 科技文化节中，某兴趣小组做了如下实验。利用单摆测量重力加速度，实验操作如下：
（1）使用游标卡尺测量实芯钢球的直径，如下图所示，钢球直径的读数为d=______mm；
（2）将器材按甲图方式连接，用刻度尺测量出悬点与钢球最上端间细线长度为l；使钢球按照乙图方式运动，摆角小于5°，钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则重力加速度g=__________；（用测得的物理量表示）
（3）若钢球实际按图丙方式在水平面内做圆周运动，但仍然视作单摆，则测量出的重力加速度值__________（填“偏大”或“偏小”）。
（4）某同学又将钢球换成沙摆如图甲所示，薄木板被沿箭头方向水平拉出的过程中，漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲线如图乙所示，当沙摆摆动经过最低点时开始计时（记为第1次），当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s（忽略摆长的变化），取当地重力加速度g=10m/s2，则：
a、该沙摆的摆长约为_____m（结果保留2位有效数字）
b、由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为_____m/s2（结果保留2位有效数字）
【答案】（1）12.35
（2）
（3）偏大 （4） ①. 1.0 ②.
【解析】
【小问1详解】
20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，则钢球直径的读数为
【小问2详解】
据题意可知单摆的摆长为
钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则单摆的周期为
由单摆的周期公式，可得重力加速度为
【小问3详解】
设绳与中心线的夹角为，由牛顿第二定律有
解得圆锥摆的周期为
故小球做圆锥摆运动比单摆的周期短，在时间内完成周期性的次数变多，由此测算出的重力加速度偏大。
【小问4详解】
[1]当沙摆摆动经过最低点时开始计时（记为第1次），当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s，周期
根据
解得
[2]根据
得
13. 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核比结合能。
【答案】（1）；；（2）
【解析】
【详解】（1）核反应方程为
根据质能方程，可得
解得
（2）依题意，可得
解得氦核的比结合能为
14. 2022年10月12日，中国空间站“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：
（1）中国空间站绕地球做匀速圆周运动的速度；
（2）由于在空间站运行轨道上存在密度为ρ的均匀稀薄气体，为了维持空间站长期在固定轨道上做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的动力，若空间站在垂直速度方向的面积为S，碰到稀薄气体后气体速度立刻与空间站速度相同，求对空间站施加动力F的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设地球质量为，物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有
中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
联立解得
（2）碰到稀薄气体过程中，设空间站对稀薄气体的作用力大小为，经过时间，以稀薄气体为对象，根据动量定理可得
其中
联立可得
可知碰到稀薄气体过程中，稀薄气体对空间站的作用力大小为，方向与空间站的速度方向相反，故为了维持空间站在固定轨道上做匀速圆周运动，对空间站施加动力大小为
15. 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N，小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。
（1）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
（2）为使小球落点P与B点水平距离最大，求BC段的长度；
（3）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求地面上小球第1次和第2次落点的距离。
【答案】（1）2.4J；（2）3.36m；（3）0.64m
【解析】
【详解】（1）A到B过程中重力和阻力做功，设克服摩擦力所做的功为Wf，则由动能定理可得
在B点有
代入数据得
（2）B到C的过程中，由动能定理得
解得
从C点到落地的时间
解得
B到P的水平距离
代入数据，联立并整理可得
可知。当时，P到B的水平距离最大，为，此时BC长度为3.36m；
（3）由于小球每次碰撞机械能损失75%，由
则碰撞后的速度为碰撞前速度的，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，则碰撞后竖直方向的分速度为碰撞前竖直方向分速度的，所以第一次碰撞后上升到最高点的时间等于从C点到落地的时间的，所以从第一次碰撞后到发生第二次碰撞的时间
碰撞后水平方向分速度也为碰撞前水平方向分速度的，则地面上小球第1次和第2次落点的距离
16. 如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，P、A、Q1、Q2四点的坐标分别为（-2L，0）、（-L，0）、（0，L）、（0，-L）。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。在界面PAQ1的上方存在竖直向下的匀强电场（未画出），界面PAQ2的下方存在竖直向上的匀强电场（未画出），且上下电场强度大小相等。在（L，0）处的C点固定一平行于y轴且长为的绝缘弹性挡板MN，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变。沿x方向分速度反向，大小不变。质量为 m、电量为 q的带负电粒子（不计重力）从x轴上方非常靠近P 点的位置以初速度v0沿x轴正方向射入电场且刚好可以过Q1点。求：
（1）电场强度的大小、到达Q1点速度的大小和方向；
（2）磁场取合适的磁感应强度，带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点，求从P点射出到回到P点经历的时间；
（3）改变磁感应强度的大小，要使粒子最终能回到P点，则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次？
【答案】（1），，与y轴正方向成45°角；（2）；（3）17
【解析】
【详解】（1）从P到Q1，水平方向
竖直方向
联立①②式可得
根据动能定理
可得
与y轴正方向成45°角。
（2）要使带电粒子回到P点，其轨迹必须具有对称性且经过Q2，由几何关系可得
在磁场中的偏转角度为
在磁场中的运动时间为
故从P点射出第一次回到P 点的时间
（3）当r最小时带电粒子刚好过M 点碰撞次数最多
由几何关系可得
解得
设最多可以碰n次，则
解得
n=17
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