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陕西省渭南市2024届高三一模物理试卷(含答案)
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这是一份陕西省渭南市2024届高三一模物理试卷(含答案)，共26页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．手机触摸屏多数采用的是电容式触摸屏，其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，上极板A为两端固定的可动电极，下极板B为固定电极。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，从而改变电容器的电容。当压力F增大时( )
A.电容器的电容变小B.电容器所带电荷量不变
C.电阻R上有从a到b的电流D.极板间的电场强度不变
2．如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，则( )
A.从上向下看，薄圆管中的感应电流为逆时针方向
B.薄圆管有垂直于轴线方向向内收缩趋势
C.轻绳对薄圆管的拉力的合力大于薄圆管的重力
D.轻绳对薄圆管的拉力随时间减小
3．中国空间站在距离地面约400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动。在空间站中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
A.圆周运动轨道一定要保持水平
B.小球的质量为
C.因空间站在距地面400km轨道上运动，所以测得小球的质量比地球上小
D.小球在空间站中做匀速圆周运动，只受绳子拉力，地球对小球的万有引力几乎为零
4．具有“主动刹车系统”的汽车遇到紧急情况时，会立即启动主动刹车。某汽车以72km/h的速度匀速行驶时，前方45m处突然出现一群羚羊横穿公路，“主动刹车系统”立即启动，汽车开始做匀减速直线运动，恰好在羚羊通过道路前5m处停车。汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为( )
A.1mC.2m
5．某汽车通过凸形桥桥顶时的示意图如图所示，当汽车通过凸形桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的。为了安全，要求汽车运动到桥顶时对桥面的压力大小至少等于其所受重力大小的，则汽车通过桥顶时的最大速度为( )
A.B.15m/sC.D.20m/s
6．墨子《墨经》中提到可以用斜面运输较重的东西，在日常生活中经常会使用斜面。例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板从地面推入车厢，如图甲所示。将这一情境简化为图乙所示的斜面模型，将货物视为质点，斜面高度一定，货物与斜面间的动摩擦因数各处相同。现用平行于斜面的力将货物沿斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是( )
A.斜面倾角越小推送货物的过程推力越小
B.斜面倾角越大推送货物的过程推力越小
C.斜面倾角越小推送货物的过程推力做功越少
D.若推力的功率一定，斜面倾角越小，物体运动时间越大
7．分别带正、负电荷的两个粒子，以相等速率从匀强磁场的直线边界上的M、N点分别以60°和30°（与边界的夹角）入射方向射入磁场，又从两点之间的P点射出，已知MP与PN长度之比为，如图所示。设边界上方的磁场范围足够大，不计两带电粒子相互作用，则两粒子的比荷之比为( )
A.2:1B.3:2C.2:3D.1:2
8．2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则太阳辐射硬X射线的总功率P为( )
A.B.C.D.
二、多选题
9．静止在水平地面上的木板，上面固定一支架，在支架的端点用细线悬挂一个小球，现对小球施加一始终垂直于悬线的拉力F，将小球从竖直位置缓慢向上移动，直到悬线与竖直方向的夹角为止。在此过程中，下列说法正确的是( )
A.拉力F不断增大
B.细线的拉力不断变大
C.地面对木板的摩擦力不断变大
D.地面对木板的支持力不断变小
10．篮球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，在原地纵跳摸高训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若将运动员起跳过程（从重心下降0.5m处开始向上运动到双脚离地过程）视为做匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取，对运动员的起跳过程，则下列说法正确的是( )
A.运动员处于超重状态B.地面对运动员的冲量大小为240N·s
C.运动员对地面的压力为1560 ND.运动时间为0.5s
11．如图所示，边长为60cm的正方形ABCD处在匀强电场中，电场方向与ABCD平面平行。电子从A点运动到B点，克服电场力做功36eV；电子从B点运动到C点，电场力做功27eV，下列说法正确的是( )
A.B、D两点间电势差
B.正方形ABCD上D点电势最高
C.匀强电场的场强大小为75V/m
D.电子从A点到C点，电场力做功9eV
12．某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A.大轮转动的角速度ω不能超过
B.灯泡两端电压有效值为
C.若用总长为原来两倍的漆包线重新绕制边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡变得更亮
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
13．对一定量的气体，下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和
C.气体的温度升高时，其分子平均动能一定会增加
D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减少，因而气体的内能减少
E.气体对器壁的压强是由大量分子对器壁的碰撞产生的
14．图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为平衡位置在处质点P的振动图像。质点Q的平衡位置在处，对该列波下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.在时刻，质点Q偏离平衡位置的位移为
C.从到时间内，质点P与质点Q路程相等
D.在0.1s时间内波传播的距离是0.4m
E.在时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
三、实验题
15．某同学用图所示实验装置测量当地的重力加速度。让重锤做自由落体运动，选取打点计时器打出的纸带较清晰的一条如图所示来完成数据测量与处理。在纸带上取6个打点计时器所打的点，其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点。打点计时器所用电源频率，是l、3两点的距离，是4、6两点的距离，是2、5两点的距离。
（1）求点2速度的表达式_______；求重力加速度的表达式_______（用及f表示）。
（2）该同学测得的数据， ， ，依公式可求得重力加速度_______（保留三位有效数字）。
（3）测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是_______。
16．小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到_______（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将_______（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是_______。
A.接线柱bd间短路
B.接线柱de间断路或没有接好
C.定值电阻断路或没有接好
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图乙所示，示数为_______V。
（4）作出图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势_______V，内阻_______Ω（保留两位小数）。
四、计算题
17．如图，平面直角坐标系xOy的y轴沿竖直方向，x轴沿水平方向，在的区域存在平行于纸面的匀强电场，其它区域无电场。现将一质量为m、电荷量为q（）的可视为质点的带电小球从y轴上无初速释放，不计阻力，重力加速度大小为g，带电小球做加速度大小为g的匀加速直线运动，运动方向与y轴负方向成60°。求：
（1）电场强度大小和方向；
（2）小球从释放到经过x轴的运动时间及小球经过x轴的位置坐标。
18．一种小孩玩的碰撞游戏可看作如下模型。如图所示，左端固定有竖直挡板的薄木板放于水平面上，木板厚度可不计。滑块置于木板的右端，滑块可视为质点。已知滑块质量，滑块与木板、滑块与水平面、木板与水平面的动摩擦因数均为；木板长，质量，重力加速度取。现用的水平拉力作用于木板，在滑块即将与木板左侧挡板碰撞时，撤去拉力F，设滑块与木板的碰撞瞬间完成，且无能量损失。求：
（1）撤去拉力F瞬间滑块与木板的速度大小；
（2）木板从开始运动直至停止的整个运动过程中位移大小；
（3）滑块和木板都停止时，滑块与木板右端的距离。
19．如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。
（1）求气体在状态C的温度；
（2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
20．如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，设真空中光速为c，求能从OQ边上射出的光在玻璃中的传播时间范围。
参考答案
1．答案：C
解析：A.由公式可知，当压力F增大时，两板间距减小，电容增大，故A错误；
BC.由公式可知，电容器所带电荷量增大，即直流电源对电容器充电，电阻R上有从a到b的电流，故B错误，C正确；
D.由公式可知，极板间的电场强度增大，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：A.由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍其增加。所以感应电流的磁场方向竖直向下，根据右手定则可知，从上向下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；
B.由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律的“增缩减扩”可知，其薄圆管由垂直于轴线方向向内收缩趋势，故B正确；
CD.根据左手定则可知，圆管中各段所受的安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，故CD错误。
故选B。
3．答案：B
解析：A.空间站内的物体都是完全失重状态，则无论圆周运动轨道是水平还是竖直均可，选项A错误；
B.根据
解得小球的质量为
选项B正确；
C.虽然空间站在距地面400km轨道上运动，但是测得小球的质量与地球上相同，选项C错误；
D.小球在空间站中做匀速圆周运动，只受绳子拉力，但是仍受地球对小球的万有引力，选项D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：依题意，汽车做匀减速直线运动，其位移为
初速度
设加速度大小为a，则有
解得
汽车的刹车时间为
由“逆向思维”可知汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为反方向做匀加速直线运动第1s内的位移大小，即
故选D。
5．答案：A
解析：当汽车通过凸形桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，根据牛顿第二定律
汽车运动到桥顶时对桥面的压力大小至少等于其所受重力大小的，根据牛顿第二定律
联立解得汽车通过桥顶时的最大速度为
故选A。
6．答案：D
解析：AB.设斜面长度为L，对货物受力分析，由平衡条件可得
令
可得
当时，
此时有
可知斜面倾角从小到大变化过程中推力存在极值。故AB错误；
C.根据动能定理，有
解得
依题意，斜面高度一定，则斜面长度越大，倾角越小，推送货物的过程推力做功越多。故C错误；
D.根据
可知若推力的功率一定，斜面倾角越小，推力做功越多，物体运动时间越大。故D正确。
故选D。
7．答案：A
解析：依题意，两粒子在磁场中均做匀速圆周运动，部分轨迹如图
由几何关系可得
又
根据两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得
联立，解得
则两粒子的比荷之比为2:1。
故选A。
8．答案：C
解析：每个光子的能量为
太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则
可得
所以t秒辐射光子的总能量
太阳辐射硬X射线的总功率
故选C。
9．答案：AD
解析：设绳子拉力为T，小球重力为G。
A.根据平衡条件得
可得
因为θ增大，所以F增大。故A正确；
B.因为
可知，θ增大，T减小，细线的拉力不断变小，B错误；
C.把他们看成一个整体，整体受到的水平外力等于摩擦力，水平外力
θ增大到60°，先增大后减小，摩擦力先增大后减小，故C错误；
D.把他们看成一个整体，竖直方向上有
所以地面对木板的支持力N不断变小，故D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：AC.从开始起跳到脚离开地面重心上升，做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态。离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离
运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据
解得
在起跳过程中，有
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知运动员对地面的压力为1560N，方向竖直向下。故AC正确；
BD.依题意，运动员的起跳过程时间为
地面对运动员的冲量大小为
故BD错误。
故选AC。
11．答案：BC
解析：ABC.由
代值可得
设B点电势为零，则
如图所示
实线是电场线，虚线是等势面，其中，则可得
可得
则由
则
B、D两点间电势差
则D点电势
所以正方形ABCD上D点电势最高，故A错误，BC正确；
D.电子从A点到C点，电场力做功
故D错误。
故选BC。
12．答案：BC
解析：AB.依题意，大轮和小轮通过皮带传动，线速度的大小相等，根据
由大轮和小轮的半径之比为4:1，可知小轮转动的角速度为大轮转动角速度的4倍，即线圈转动的角速度为4ω。根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势的最大值为
根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知，产生的电动势的有效值为
根据欧姆定律可得灯泡两端电压的有效值为
联立解得
发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，可得
解得
故A错误；B正确；
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈的匝数会变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值为
此时线圈产生感应电动势的有效值为
根据电阻定律可得
可知线圈的电阻也会变为原先的2倍，根据电路构造的分析和欧姆定律可得
联立解得
可知灯泡变得更亮。故C正确；
D.若将小轮半径变为原来的2倍，则根据线速度的计算公式可知线圈和小轮的角速度都会变小，根据前面选项分析可知灯泡两端电压有效值会随之减小，因此灯泡会变暗。故D错误。
故选BC。
13．答案：BCE
解析：A.气体分子间空隙很大，气体的体积大于所有气体分子的体积之和，故A错误；
B.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和，故B正确；
C.气体的温度升高时，其分子平均动能一定会增加，故C正确；
D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能增大，内能变化无法判断，故D错误；
E.气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故E正确。
故选BCE。
14．答案：ACE
解析：A.由图可知，在时刻质点P在平衡位置向下振动，可知波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B.在时刻，质点Q偏离平衡位置的位移为
选项B错误；
C.从到时间内，即都经过，质点P与质点Q路程相等，均为2A，选项C正确；
D.波速
在0.1s时间内波传播的距离是
选项D错误；
E.在时，波沿x轴正向传播
则此时质点P在波峰位置，质点Q不在波峰或波谷位置，则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，选项E正确。
故选ACE。
15．答案：（1）；
（2）9.65/9.60/9.61/9.62/9.63/9.64/9.66/9.67/9.68/9.69/9.70
（3）重锤受空气阻力或打点过程中纸带受到阻力
解析：（1）根据中点时刻的速度等于平均速度得点2速度为
同理，根据中点时刻的速度等于平均速度得点5速度为
根据匀加速直线运动位移速度公式可知
重力加速度的表达式
（2）代入数据解得
（3）测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是重锤受空气阻力或打点过程中纸带受到阻力。
16．答案：（1）最大值（2）黑；C（3）2.50（4）2.98；0.49
解析：（1）开关闭合前，应将电路中电阻箱调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）a与电源负极相连，电势较低，应将黑表笔始终接触a位置。
试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。说明接线柱de间断路或没有接好。
故选B。
（3）电池组电动势为3V左右，电压表应选0~3V，最小分度值为0.1V，电压表示数为2.50V。
（4）由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
17．答案：（1），方向与x轴正方向成30°斜向上（2），3h
解析：（1）带电小球在区间做匀加速运动，受力如图所示由
牛顿第二定律得
由题知
则由图可见
又
解得
电场方向与x轴正方向成30°斜向上。
（2）由题图可知，小球经过水平线时x坐标
①小球在区间运动有
解得
又
解得
②小球在区间运动：
，
水平方向做速度为匀速直线运动，有
竖直方向做初速为，加速度为g的匀加速直线运动，有
联立解得
，
小球从释放到x轴的运动时间
小球经过x轴的位置坐标
18．答案：（1）2m/s ；4m/s（2）4.25m（3）3m
解析：（1）当力F作用于木板时，根据牛顿第二定律，对滑块有
解得
对木板有
解得
滑块与木板即将碰撞时有
代入数据解得
此时滑块速度
木板速度
滑块的位移
木板位移
（2）对滑块与木板碰撞过程，由动量守恒有
代入数据解得
接下来，滑块向右做匀减速运动
解得
木板向右做匀减速运动
解得
若运动过程中滑块从木板上掉下去，而木板未停止，则对木板有
解得
由此可得
因木板小，加速度与滑块相等，所以木板先停下来。而滑块与木板与地面摩擦因数相同，所以无论滑块在木板上还是在地面，一直做加速度为的匀减速直线运动。而木板无论滑块在其上，还是掉下去，其加速度大小不变，一直做的匀减速直线运动。
对木板，在滑块与木板碰后运动距离
从开始运动到停止，木板的位移
（3）对滑块，在与木板碰后直到停止运动距离
滑块总位移
比较滑块与木板运动，两者都停止运动相距
滑块停在木板右端地面上，距木板右端3m。
19．答案：（1）350K（2）11J
解析：（1）气体在A状态时，根据平衡条件有
气体从状态A到状态B的过程中发生等温变化，根据波意耳定律有
气体从状态B到状态C发生等容变化，根据查理定律有
其中
联立以上各式解得
（2）由于从状态A到状态B气体发生等温变化，即气体温度不变，因此
而从状态A到状态C，根据热力学第一定律有
由于状态B到状态C气体发生等容变化，即气体体积不变，则可知
因此可得
而
联立解得
20．答案：
解析：
设光线在OQ界面的入射角为α，折射角为β，几何关系可知，则由折射定律
又由公式
解得光在玻璃中传播速度
如答图所示，光垂直于OQ边界射出，即沿SD方向，在玻璃中传播距离最小，有
光线射到OQ界面的A、B两点恰发生全反射，则临界角C有
解得
在中有
此为从OQ射出光在玻璃中行进的最大距离。
光在玻璃中传播距离范围
光在玻璃中传播有
将代入解得光在玻璃中传播时间范围为
一、单选题
1．手机触摸屏多数采用的是电容式触摸屏，其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，上极板A为两端固定的可动电极，下极板B为固定电极。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，从而改变电容器的电容。当压力F增大时( )
A.电容器的电容变小B.电容器所带电荷量不变
C.电阻R上有从a到b的电流D.极板间的电场强度不变
2．如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，则( )
A.从上向下看，薄圆管中的感应电流为逆时针方向
B.薄圆管有垂直于轴线方向向内收缩趋势
C.轻绳对薄圆管的拉力的合力大于薄圆管的重力
D.轻绳对薄圆管的拉力随时间减小
3．中国空间站在距离地面约400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动。在空间站中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
A.圆周运动轨道一定要保持水平
B.小球的质量为
C.因空间站在距地面400km轨道上运动，所以测得小球的质量比地球上小
D.小球在空间站中做匀速圆周运动，只受绳子拉力，地球对小球的万有引力几乎为零
4．具有“主动刹车系统”的汽车遇到紧急情况时，会立即启动主动刹车。某汽车以72km/h的速度匀速行驶时，前方45m处突然出现一群羚羊横穿公路，“主动刹车系统”立即启动，汽车开始做匀减速直线运动，恰好在羚羊通过道路前5m处停车。汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为( )
A.1mC.2m
5．某汽车通过凸形桥桥顶时的示意图如图所示，当汽车通过凸形桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的。为了安全，要求汽车运动到桥顶时对桥面的压力大小至少等于其所受重力大小的，则汽车通过桥顶时的最大速度为( )
A.B.15m/sC.D.20m/s
6．墨子《墨经》中提到可以用斜面运输较重的东西，在日常生活中经常会使用斜面。例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板从地面推入车厢，如图甲所示。将这一情境简化为图乙所示的斜面模型，将货物视为质点，斜面高度一定，货物与斜面间的动摩擦因数各处相同。现用平行于斜面的力将货物沿斜面从底端匀速推到顶端。则下列说法正确的是( )
A.斜面倾角越小推送货物的过程推力越小
B.斜面倾角越大推送货物的过程推力越小
C.斜面倾角越小推送货物的过程推力做功越少
D.若推力的功率一定，斜面倾角越小，物体运动时间越大
7．分别带正、负电荷的两个粒子，以相等速率从匀强磁场的直线边界上的M、N点分别以60°和30°（与边界的夹角）入射方向射入磁场，又从两点之间的P点射出，已知MP与PN长度之比为，如图所示。设边界上方的磁场范围足够大，不计两带电粒子相互作用，则两粒子的比荷之比为( )
A.2:1B.3:2C.2:3D.1:2
8．2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则太阳辐射硬X射线的总功率P为( )
A.B.C.D.
二、多选题
9．静止在水平地面上的木板，上面固定一支架，在支架的端点用细线悬挂一个小球，现对小球施加一始终垂直于悬线的拉力F，将小球从竖直位置缓慢向上移动，直到悬线与竖直方向的夹角为止。在此过程中，下列说法正确的是( )
A.拉力F不断增大
B.细线的拉力不断变大
C.地面对木板的摩擦力不断变大
D.地面对木板的支持力不断变小
10．篮球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，在原地纵跳摸高训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若将运动员起跳过程（从重心下降0.5m处开始向上运动到双脚离地过程）视为做匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取，对运动员的起跳过程，则下列说法正确的是( )
A.运动员处于超重状态B.地面对运动员的冲量大小为240N·s
C.运动员对地面的压力为1560 ND.运动时间为0.5s
11．如图所示，边长为60cm的正方形ABCD处在匀强电场中，电场方向与ABCD平面平行。电子从A点运动到B点，克服电场力做功36eV；电子从B点运动到C点，电场力做功27eV，下列说法正确的是( )
A.B、D两点间电势差
B.正方形ABCD上D点电势最高
C.匀强电场的场强大小为75V/m
D.电子从A点到C点，电场力做功9eV
12．某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )
A.大轮转动的角速度ω不能超过
B.灯泡两端电压有效值为
C.若用总长为原来两倍的漆包线重新绕制边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡变得更亮
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
13．对一定量的气体，下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和
C.气体的温度升高时，其分子平均动能一定会增加
D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减少，因而气体的内能减少
E.气体对器壁的压强是由大量分子对器壁的碰撞产生的
14．图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为平衡位置在处质点P的振动图像。质点Q的平衡位置在处，对该列波下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.在时刻，质点Q偏离平衡位置的位移为
C.从到时间内，质点P与质点Q路程相等
D.在0.1s时间内波传播的距离是0.4m
E.在时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
三、实验题
15．某同学用图所示实验装置测量当地的重力加速度。让重锤做自由落体运动，选取打点计时器打出的纸带较清晰的一条如图所示来完成数据测量与处理。在纸带上取6个打点计时器所打的点，其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点。打点计时器所用电源频率，是l、3两点的距离，是4、6两点的距离，是2、5两点的距离。
（1）求点2速度的表达式_______；求重力加速度的表达式_______（用及f表示）。
（2）该同学测得的数据， ， ，依公式可求得重力加速度_______（保留三位有效数字）。
（3）测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是_______。
16．小明用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
（1）开关闭合前，应先将电阻箱的电阻调到_______（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将_______（选填“红”或“黑”）表笔始终接触a位置，另一表笔依次试触b、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是_______。
A.接线柱bd间短路
B.接线柱de间断路或没有接好
C.定值电阻断路或没有接好
（3）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图乙所示，示数为_______V。
（4）作出图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势_______V，内阻_______Ω（保留两位小数）。
四、计算题
17．如图，平面直角坐标系xOy的y轴沿竖直方向，x轴沿水平方向，在的区域存在平行于纸面的匀强电场，其它区域无电场。现将一质量为m、电荷量为q（）的可视为质点的带电小球从y轴上无初速释放，不计阻力，重力加速度大小为g，带电小球做加速度大小为g的匀加速直线运动，运动方向与y轴负方向成60°。求：
（1）电场强度大小和方向；
（2）小球从释放到经过x轴的运动时间及小球经过x轴的位置坐标。
18．一种小孩玩的碰撞游戏可看作如下模型。如图所示，左端固定有竖直挡板的薄木板放于水平面上，木板厚度可不计。滑块置于木板的右端，滑块可视为质点。已知滑块质量，滑块与木板、滑块与水平面、木板与水平面的动摩擦因数均为；木板长，质量，重力加速度取。现用的水平拉力作用于木板，在滑块即将与木板左侧挡板碰撞时，撤去拉力F，设滑块与木板的碰撞瞬间完成，且无能量损失。求：
（1）撤去拉力F瞬间滑块与木板的速度大小；
（2）木板从开始运动直至停止的整个运动过程中位移大小；
（3）滑块和木板都停止时，滑块与木板右端的距离。
19．如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。
（1）求气体在状态C的温度；
（2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
20．如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，设真空中光速为c，求能从OQ边上射出的光在玻璃中的传播时间范围。
参考答案
1．答案：C
解析：A.由公式可知，当压力F增大时，两板间距减小，电容增大，故A错误；
BC.由公式可知，电容器所带电荷量增大，即直流电源对电容器充电，电阻R上有从a到b的电流，故B错误，C正确；
D.由公式可知，极板间的电场强度增大，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：A.由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍其增加。所以感应电流的磁场方向竖直向下，根据右手定则可知，从上向下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；
B.由题意可知，穿过圆管的磁通量向上且增加。根据楞次定律的“增缩减扩”可知，其薄圆管由垂直于轴线方向向内收缩趋势，故B正确；
CD.根据左手定则可知，圆管中各段所受的安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，故CD错误。
故选B。
3．答案：B
解析：A.空间站内的物体都是完全失重状态，则无论圆周运动轨道是水平还是竖直均可，选项A错误；
B.根据
解得小球的质量为
选项B正确；
C.虽然空间站在距地面400km轨道上运动，但是测得小球的质量与地球上相同，选项C错误；
D.小球在空间站中做匀速圆周运动，只受绳子拉力，但是仍受地球对小球的万有引力，选项D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：依题意，汽车做匀减速直线运动，其位移为
初速度
设加速度大小为a，则有
解得
汽车的刹车时间为
由“逆向思维”可知汽车开始“主动刹车”后第4s内通过的位移大小为反方向做匀加速直线运动第1s内的位移大小，即
故选D。
5．答案：A
解析：当汽车通过凸形桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，根据牛顿第二定律
汽车运动到桥顶时对桥面的压力大小至少等于其所受重力大小的，根据牛顿第二定律
联立解得汽车通过桥顶时的最大速度为
故选A。
6．答案：D
解析：AB.设斜面长度为L，对货物受力分析，由平衡条件可得
令
可得
当时，
此时有
可知斜面倾角从小到大变化过程中推力存在极值。故AB错误；
C.根据动能定理，有
解得
依题意，斜面高度一定，则斜面长度越大，倾角越小，推送货物的过程推力做功越多。故C错误；
D.根据
可知若推力的功率一定，斜面倾角越小，推力做功越多，物体运动时间越大。故D正确。
故选D。
7．答案：A
解析：依题意，两粒子在磁场中均做匀速圆周运动，部分轨迹如图
由几何关系可得
又
根据两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得
联立，解得
则两粒子的比荷之比为2:1。
故选A。
8．答案：C
解析：每个光子的能量为
太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则
可得
所以t秒辐射光子的总能量
太阳辐射硬X射线的总功率
故选C。
9．答案：AD
解析：设绳子拉力为T，小球重力为G。
A.根据平衡条件得
可得
因为θ增大，所以F增大。故A正确；
B.因为
可知，θ增大，T减小，细线的拉力不断变小，B错误；
C.把他们看成一个整体，整体受到的水平外力等于摩擦力，水平外力
θ增大到60°，先增大后减小，摩擦力先增大后减小，故C错误；
D.把他们看成一个整体，竖直方向上有
所以地面对木板的支持力N不断变小，故D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：AC.从开始起跳到脚离开地面重心上升，做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态。离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离
运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据
解得
在起跳过程中，有
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知运动员对地面的压力为1560N，方向竖直向下。故AC正确；
BD.依题意，运动员的起跳过程时间为
地面对运动员的冲量大小为
故BD错误。
故选AC。
11．答案：BC
解析：ABC.由
代值可得
设B点电势为零，则
如图所示
实线是电场线，虚线是等势面，其中，则可得
可得
则由
则
B、D两点间电势差
则D点电势
所以正方形ABCD上D点电势最高，故A错误，BC正确；
D.电子从A点到C点，电场力做功
故D错误。
故选BC。
12．答案：BC
解析：AB.依题意，大轮和小轮通过皮带传动，线速度的大小相等，根据
由大轮和小轮的半径之比为4:1，可知小轮转动的角速度为大轮转动角速度的4倍，即线圈转动的角速度为4ω。根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势的最大值为
根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知，产生的电动势的有效值为
根据欧姆定律可得灯泡两端电压的有效值为
联立解得
发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，可得
解得
故A错误；B正确；
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈的匝数会变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值为
此时线圈产生感应电动势的有效值为
根据电阻定律可得
可知线圈的电阻也会变为原先的2倍，根据电路构造的分析和欧姆定律可得
联立解得
可知灯泡变得更亮。故C正确；
D.若将小轮半径变为原来的2倍，则根据线速度的计算公式可知线圈和小轮的角速度都会变小，根据前面选项分析可知灯泡两端电压有效值会随之减小，因此灯泡会变暗。故D错误。
故选BC。
13．答案：BCE
解析：A.气体分子间空隙很大，气体的体积大于所有气体分子的体积之和，故A错误；
B.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和，故B正确；
C.气体的温度升高时，其分子平均动能一定会增加，故C正确；
D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能增大，内能变化无法判断，故D错误；
E.气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故E正确。
故选BCE。
14．答案：ACE
解析：A.由图可知，在时刻质点P在平衡位置向下振动，可知波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B.在时刻，质点Q偏离平衡位置的位移为
选项B错误；
C.从到时间内，即都经过，质点P与质点Q路程相等，均为2A，选项C正确；
D.波速
在0.1s时间内波传播的距离是
选项D错误；
E.在时，波沿x轴正向传播
则此时质点P在波峰位置，质点Q不在波峰或波谷位置，则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，选项E正确。
故选ACE。
15．答案：（1）；
（2）9.65/9.60/9.61/9.62/9.63/9.64/9.66/9.67/9.68/9.69/9.70
（3）重锤受空气阻力或打点过程中纸带受到阻力
解析：（1）根据中点时刻的速度等于平均速度得点2速度为
同理，根据中点时刻的速度等于平均速度得点5速度为
根据匀加速直线运动位移速度公式可知
重力加速度的表达式
（2）代入数据解得
（3）测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是重锤受空气阻力或打点过程中纸带受到阻力。
16．答案：（1）最大值（2）黑；C（3）2.50（4）2.98；0.49
解析：（1）开关闭合前，应将电路中电阻箱调到最大值，从而使开关闭合后电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（2）a与电源负极相连，电势较低，应将黑表笔始终接触a位置。
试触b、c、d、e时，多用电表均有示数，试触f、g时多用电表均无示数。说明接线柱de间断路或没有接好。
故选B。
（3）电池组电动势为3V左右，电压表应选0~3V，最小分度值为0.1V，电压表示数为2.50V。
（4）由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合图像可知
解得电动势为
17．答案：（1），方向与x轴正方向成30°斜向上（2），3h
解析：（1）带电小球在区间做匀加速运动，受力如图所示由
牛顿第二定律得
由题知
则由图可见
又
解得
电场方向与x轴正方向成30°斜向上。
（2）由题图可知，小球经过水平线时x坐标
①小球在区间运动有
解得
又
解得
②小球在区间运动：
，
水平方向做速度为匀速直线运动，有
竖直方向做初速为，加速度为g的匀加速直线运动，有
联立解得
，
小球从释放到x轴的运动时间
小球经过x轴的位置坐标
18．答案：（1）2m/s ；4m/s（2）4.25m（3）3m
解析：（1）当力F作用于木板时，根据牛顿第二定律，对滑块有
解得
对木板有
解得
滑块与木板即将碰撞时有
代入数据解得
此时滑块速度
木板速度
滑块的位移
木板位移
（2）对滑块与木板碰撞过程，由动量守恒有
代入数据解得
接下来，滑块向右做匀减速运动
解得
木板向右做匀减速运动
解得
若运动过程中滑块从木板上掉下去，而木板未停止，则对木板有
解得
由此可得
因木板小，加速度与滑块相等，所以木板先停下来。而滑块与木板与地面摩擦因数相同，所以无论滑块在木板上还是在地面，一直做加速度为的匀减速直线运动。而木板无论滑块在其上，还是掉下去，其加速度大小不变，一直做的匀减速直线运动。
对木板，在滑块与木板碰后运动距离
从开始运动到停止，木板的位移
（3）对滑块，在与木板碰后直到停止运动距离
滑块总位移
比较滑块与木板运动，两者都停止运动相距
滑块停在木板右端地面上，距木板右端3m。
19．答案：（1）350K（2）11J
解析：（1）气体在A状态时，根据平衡条件有
气体从状态A到状态B的过程中发生等温变化，根据波意耳定律有
气体从状态B到状态C发生等容变化，根据查理定律有
其中
联立以上各式解得
（2）由于从状态A到状态B气体发生等温变化，即气体温度不变，因此
而从状态A到状态C，根据热力学第一定律有
由于状态B到状态C气体发生等容变化，即气体体积不变，则可知
因此可得
而
联立解得
20．答案：
解析：
设光线在OQ界面的入射角为α，折射角为β，几何关系可知，则由折射定律
又由公式
解得光在玻璃中传播速度
如答图所示，光垂直于OQ边界射出，即沿SD方向，在玻璃中传播距离最小，有
光线射到OQ界面的A、B两点恰发生全反射，则临界角C有
解得
在中有
此为从OQ射出光在玻璃中行进的最大距离。
光在玻璃中传播距离范围
光在玻璃中传播有
将代入解得光在玻璃中传播时间范围为
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