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四川省宜宾市叙州区2023_2024学年高三物理上学期开学考试理综试题含解析
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这是一份四川省宜宾市叙州区2023_2024学年高三物理上学期开学考试理综试题含解析，共20页。试卷主要包含了考试时间150分钟，满分300等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．考试时间150分钟，满分300
二、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. 汽车在平直的公路上行驶，发现险情紧急刹车，汽车立即做匀减速直线运动直到停车，已知汽车刹车时第1秒内的位移为13 m，在最后1秒内的位移为2 m，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在第1秒末的速度一定为11 m/s
B. 汽车在第1秒末的速度可能为10 m/s
C. 汽车加速度大小一定为3 m/s2
D. 汽车的加速度大小可能为4.5 m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，对于最后1s，有
解得
设汽车刹车的初速度为v0，对于第1s内，由
代入数据得
13=v0×1-×4×12
可得
v0=15m/s
汽车在第1秒末的速度为
v1=v0-at=11m/s
故选A。
2. 乒乓球运球接力是老少皆宜的趣味运动项目，运球时需根据运动情况及时调整球拍的角度以避免乒乓球落地。若某次运球时乒乓球与球拍始终保持相对静止，一起水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 乒乓球受到球拍摩擦力水平向左
B. 乒乓球受到球拍的摩擦力可能为零
C. 球拍对乒乓球的支持力小于乒乓球受到的重力
D. 球拍对乒乓球的支持力大于乒乓球对球拍的压力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．乒乓球受到球拍的摩擦力不一定水平向左，球拍有一定斜角，当
时，乒乓球受到球拍的摩擦力为0，所以A错误；B正确；
C．当球拍处于水平状态，由摩擦力来提供加速度，则球拍对乒乓球的支持力等乒乓球受到的重力，所以C错误；
D．球拍对乒乓球的支持力与乒乓球对球拍的压力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两力总是大小相等，方向相反，所以D错误；
故选B。
3. 如图，圆心为O1的光滑半圆环固定于竖直面，轻弹簧上端固定在O1正上方的O2点，c是O1O2和圆环的交点；将系于弹簧下端且套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动。若小球在a点时弹簧被拉长，在c点时弹簧被压缩，。则下列判断正确的是（ ）
A. 小球在b点受到的合力为零
B. 弹簧在a点的伸长量可能小于弹簧在c点的压缩量
C. 弹簧处于原长时，小球的速度最大
D. 在a、b之间，小球机械能最大的位置有两处
【答案】D
【解析】
【详解】A．套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动，表明小球在a点的合力不等于零，合力的方向沿着a点的切线向上；因为系统的机械能守恒，a点和b点关于O1O2对称，所以小球在b点受到的合力不等于零，合力的方向b点的切线向上，A错误；
B．小球从a点到c点运动的过程中，小球在a点时动能最小等于零，小球在a点时位置最低，小球在a点时的重力势能最小，那么，小球在a点时的机械能最小；又因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球在a点时，弹簧的弹性势能最大，那么，小球在a点时弹簧的形变量最大，所以弹簧在a点的伸长量一定大于弹簧在c点的压缩量，B错误；
C．小球受到重力、弹簧的拉力、圆环的支持力，这三个力的合力为零时，小球的速度最大，此时弹簧处于伸长状态，C错误；
D．因为系统的机械能守恒，所以弹簧处于原长时，小球的机械能最大；在a、b之间，弹簧处于原长的位置有两处，一处位于a、c之间，另一处位于c、b之间，这两点关于O1O2对称，D正确。
故选D。
4. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）；物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1，现用水平向左的力将物块从O点移至B点，弹簧压缩量xB=9cm，撤去该力后物块由静止向右运动经O点最远到达A点，重力加速度g取10m/s2，已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为，则A、B两点的距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设当物块到达A点时，弹簧的伸长量的大小为，物块从B点运动A点的过程中，由能量守恒可得
解得
则B点和A点的距离为
故选D。
5. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点。若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。微粒所受重力均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 微粒带负电
B. 碰撞后，新微粒运动轨迹不变
C. 碰撞后，新微粒运动周期不变
D. 碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据粒子的偏转方向，由左手定则可判断粒子带正电，故A错误；
B．带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，则
解得
由
解得
动量p、电荷量q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹不变，故B正确；
C．由周期公式可知，因碰撞后粒子质量增大，故粒子运动的周期增大，故C错误；
D．由洛伦兹力公式可知，由于碰撞后粒子速度减小，所以碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力减小，故D错误。
故选B。
6. 某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压及流过其电流的数据描绘了电池板的图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为和。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为和，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A. 该电池板的内阻恒为B. 该电池板内阻消耗的功率为
C. 该电池板的输出功率为D. 该电池板的效率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示内阻，该电池板的图像为曲线，故内阻是变化的，A错误；
B．该电池板内阻消耗的功率为
B正确；
C．该电池板输出功率为
C错误；
D．该电池板的效率为
D正确。
7. 中国火星探测器“天问一号”已于2021年春节期间抵达火星轨道，随后将择机着陆火星对火星进行科学探测。现将探测器抵达火星轨道的过程，简化成如图所示的三个阶段，沿轨道I的地火转移轨道，在轨道Ⅱ上运行的火星停泊轨道及沿圆轨道Ⅲ运行的科学探测轨道。已知三条轨道相切于A点，且A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点，其距离火星地面的高度分别为和，火星探测器在轨道Ⅲ上运行的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是（ ）
A. 探测器在轨道I、Ⅱ、Ⅲ上经过A点时的速度、、的大小关系为
B. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期为
C. 火星表面的重力加速度为
D. 火星的平均密度为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．探测器从轨道I到Ⅱ再到Ⅲ，需要制动才能达到，所以其速度大小关系为，A错误；
B．根据开普勒第三定律得
解得
B正确；
C．火星探测器在轨道Ⅲ上，有
在火星表面有
联立解得
C正确；
D．火星的平均密度为
D错误。
故选BC。
8. 如图所示，质量为m、带电量为的小圆环套在半径为R的光滑绝缘大圆环上，大圆环固定在竖直平面内，O为环心，A为最低点，B为最高点。在大圆环所在的竖直平面内施加水平向右、场强为的匀强电场，并同时给在A点的小圆环一个向右的水平初速度，小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，则小圆环运动过程中（ ）
A. 动能最小与最大的位置在同一等势面上
B. 电势能最小的位置恰是机械能最大的位置
C. 在A点获得的初速度为
D. 过B点受到大环弹力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于匀强电场的电场强度为，即电场力与重力大小相等，作出小圆环的等效物理最低点C与物理最高点位置D，如图所示
小圆环在等效物理最低点速度最大，动能最大，在等效物理最高点速度最小，动能最小，根据沿电场线电势降低，可知
可知其不在同一等势面上，A错误；
B．小圆环在运动过程中，只有电势能、动能与重力势能的转化，即只有电势能与机械能的转化，则电势能最小的位置恰是机械能最大的位置，B正确；
C．小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，即小圆环通过等效物理最高点D的速度为0，对圆环分析有
解得
C正确；
D．小圆环运动到B过程有
在B点有
解得
可知，小圆环过B点受到大环的弹力大小为，D错误。
故选BC。
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个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. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）实验时，应______（填字母代号）
A.先接通电源后释放纸带 B.先释放纸带后接通电源
（2）已知打点计时器打点周期为T，测得重锤的质量为m，查得当地重力加速度为g。如图乙所示，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把打下的第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为x1、x2、x3、x4根据以上数据，可知重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量为___________，动能的增加量为_________。（用已知量和测量量的符号表示）
（3）实验中发现动能的增加量ΔEk总是_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量ΔEp，原因是______________________。
【答案】 ①. A ②. mgx3 ③. ④. 小于 ⑤. 纸带和限位孔之间有摩擦，重锤下落过程受阻力作用等。
【解析】
【详解】（1）[1] 实验时，应先接通电源后释放纸带，A正确，B错误。
故选A。
（2）[2] 重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量为
[3] 重锤做匀加速运动，在C点时的速度大小等于在B、D两点间的平均速度大小，即
所以重锤由O点运动到C点，动能的增加量为
（3）[4][5]实验中发现动能的增加量ΔEk总是小于重力势能的减少量ΔEp，原因是纸带和限位孔之间有摩擦，重锤下落过程受阻力作用等。
10. 在有光照时，太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电，将光能转化为电能，可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下（电动势不变）某太阳能电池的电动势（约）和内阻，所提供的器材有：
A．电压表：量程，内阻约
B．电压表：量程，内阻约
C．电流表：量程，内阻约
D．电流表：量程，内阻约
E．滑动变阻器：最大阻值
F．开关和导线若干
（1）为使测量结果尽量准确，能采集多组实验数据且便于实验操作，电流表应选_________，电压表应选_________。（均填器材前的序号字母）
（2）请在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_________。
（3）实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据，并在坐标纸上描绘出光照一定情况下（电动势不变），电池的路端电压与输出电流的关系如图（b），他们发现当输出电流时，与成线性关系。则该电池的电动势_________V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻_________。（均保留2位有效数字）
（4）在实验设定的光照下，在满足与成线性关系的条件下，该电池的最大输出功率为_________W（保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 2.9 ⑤. 7.3 ⑥. 0.27
【解析】
【详解】（1）[1][2]电动势E约为3V，即电压最大测量值约为3V，此时干路电流
解得干路电流约为，由以上分析可知，电压表应选择A，电流表应选择C。
（2）[3]因内阻r较小，电流表的分压作用大于电压表的分流作用，故应用电压表测量路端电压，实验电路图如下图
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
故图像的纵轴截距表示电源电动势，读数可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小
（4）[6]当干路电流与路端电压呈线性关系时，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，在图像上画出外电路电阻的伏安特性图线，如下图
此时交点处电流约为195mA，超出线性范围，若电阻R的图线在150mA处与电源的伏安特性图线相交，可以求得此时电阻R的阻值为
此时外电路电阻大于内阻，若交点处电流继续减小，电阻R的阻值将增大，电源的输出功率减小，即外电路电阻时，电源的输出功率最大，如下图
此时，电路中干路电流
路端电压
电源的输出功率为
11. 宇宙飞船在太空飞行时，如果遇到微陨石云，会受到较大的阻力，微陨石云是太空中游离的物质微粒比较集中的区域，已知宇宙飞船沿运行方向的横截面积为S，运行速度为v，微陨石云的平均密度为，设宇宙飞船接触到的微陨石最后都附着在飞船上，求宇宙飞船在穿越微陨石云过程中所受阻力F的大小。
【答案】
【解析】
【详解】微陨石的总质量
时间t内飞船减小的动量
由动量定理可得
解得阻力
12. 如图（a）所示，水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间。距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏。现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U0=1.0×102V。在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量，电荷量，速度大小均为。带电粒子的重力不计。求：
(1)在t=0时刻进入的粒子射出电场时竖直方向的速度；
(2)荧光屏上出现的光带长度；
(3)若撤去挡板，同时将粒子的速度均变为，则荧光屏上出现的光带又为多长。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)从t=0时刻进入的带电粒子水平方向速度不变。在电场中运动时间
正好等于一个周期；
竖直方向先加速后减速，加速度大小
射出电场时竖直方向的速度
(2)无论何时进入电场，粒子射出电场时速度均相同。
偏转最大的粒子偏转量
反方向最大偏转量
形成光带的总长度
(3)带电粒子在电场中运动的时间为，打在荧光屏上的范围如图所示。
形成的光带长度
【点睛】本题考查带电粒子在电场中的运动，解决在偏转场中通常由类平抛运动规律求解，要能熟练运用运动的合成与分解的方法研究。
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
[物理——选修3–3]（15分）
13. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直倒放，气缸内用绝热活塞，现把气缸稍微倾斜一点，达到平衡时与原来相比（ ）
A. 气体的密度减小
B. 气体的内能增大
C. 单位时间气体分子对活塞的冲量增大
D. 气体分子的平均动能增大，所有气体分子热运动速率都增大
E. 气体分子的平均动能增大
【答案】BCE
【解析】
【详解】AB．以活塞为研究对象，开始时对活塞受力分析，根据受力平衡有
可得
当气缸稍微倾斜一点，平衡后对活塞受力分析，设倾斜角度为，如下图
根据受力平衡有
可得
联合可得
即倾斜后缸内气体压强变大，气体体积变小，根据
可知气体密度增大，由于气体体积减小，外界对气体做功，气缸内用绝热活塞，气体发生绝热压缩过程，根据热力学第一定律可知气体内能增大，故A错误，B正确；
CE．封闭气体的压强变大，内能增大，分子的平均动能增大，单位时间气体分子对活塞的冲量增大，故CE正确；
D．理想气体的内能增大，气体分子的平均动能增大，但并非所有气体分子热运动速率都增大，故D错误。
故选BCE。
14. 如图所示，粗细均匀的U形细管左侧封闭，右侧装有阀门，水平部分和竖直部分长均为，管中盛有一定质量的水银。先开启阀门，U形管静止时左侧水银柱比右侧高，再关闭阀门，使U形管以某一恒定加速度向左加速，液面稳定后发现两竖直管中液面变为等高。管中气体均视为理想气体，整个过程温度不变，大气压强，重力加速度，求
（Ⅰ）静止时左侧气体的压强；
（Ⅱ）关闭阀门向左加速时的加速度大小a。
【答案】（Ⅰ）；（Ⅱ）
【解析】
【详解】（Ⅰ）设型管横截面积为，水银密度为，静止时右侧气体的压强为大气压，
对底部液柱由平衡条件有
大气压强可表示为
其中
解得
（Ⅱ）设底部液柱质量为，向左加速稳定时左边气体压强为，右边气体压强为
两边液面相平，故左边气体长度从变为
右边气体长度从变为
对左边气体由玻意耳定律得
对右边气体由玻意耳定律得
对底部液柱由牛顿第二定律有
其中
解得
[物理——选修3–4]
15. 均匀介质中，位于点的由平衡位置起振的波源形成的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。某时刻距离波源处的质点第一次到达波峰，距波源内的波面图在第一象限如图（a）所示分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，此时刻记作，坐标处质点的振动图像如图（b）所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A. 该水波的波长为
B. 时，波源可能已经振动了
C. 时，点偏离平衡位置的位移大小一定为
D. 时，处的质点正在平衡位置的下方且向上运动
E. 若该波传入了另一介质，并在其中与另一列机械波发生了干涉现象，则另一列波的频率必为
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据题意，由图（a）可知，波长为，故A错误；
B．波源从平衡位置起振，若波源的起振方向向下，当振动时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，若波源的起振方向向上，当振动时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，由图（b）可知，周期为，则时，波源可能已经振动了，故B正确；
C．根据题意可知，点质点从开始振动的振动方程为
当时
故C正确；
D．由公式可知，传播速度为
可知，时，时处质点的振动形式传播到处，正在平衡位置的下方且向下运动，故D错误；
E．两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，相位差恒定，振动方向相同，则另一列波的频率必为
故E正确。
故选BCE。
16. 如图所示，ABC为直角三角形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由AC边中点D垂直射入。已知该棱镜的折射率n=，AB=8cm，∠A=60°。（提示：准确作出光路图，判断是否发生全反射也有分哦）
（1）做出光路图，求出临界角，并判断入射光线在AB界面是否发生全反射；
（2）求光线第一次射出棱镜时，出射光线与边界的夹角；
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）由题可得临界角为
即临界角为
如图，由几何关系得
所以入射光线在AB界面发生全反射，又因为
所以光线从F点发生折射，故光路图如图。
（2）由折射定律得
所以
所以出射光线与边界的夹角为
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．考试时间150分钟，满分300
二、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. 汽车在平直的公路上行驶，发现险情紧急刹车，汽车立即做匀减速直线运动直到停车，已知汽车刹车时第1秒内的位移为13 m，在最后1秒内的位移为2 m，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在第1秒末的速度一定为11 m/s
B. 汽车在第1秒末的速度可能为10 m/s
C. 汽车加速度大小一定为3 m/s2
D. 汽车的加速度大小可能为4.5 m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，对于最后1s，有
解得
设汽车刹车的初速度为v0，对于第1s内，由
代入数据得
13=v0×1-×4×12
可得
v0=15m/s
汽车在第1秒末的速度为
v1=v0-at=11m/s
故选A。
2. 乒乓球运球接力是老少皆宜的趣味运动项目，运球时需根据运动情况及时调整球拍的角度以避免乒乓球落地。若某次运球时乒乓球与球拍始终保持相对静止，一起水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 乒乓球受到球拍摩擦力水平向左
B. 乒乓球受到球拍的摩擦力可能为零
C. 球拍对乒乓球的支持力小于乒乓球受到的重力
D. 球拍对乒乓球的支持力大于乒乓球对球拍的压力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．乒乓球受到球拍的摩擦力不一定水平向左，球拍有一定斜角，当
时，乒乓球受到球拍的摩擦力为0，所以A错误；B正确；
C．当球拍处于水平状态，由摩擦力来提供加速度，则球拍对乒乓球的支持力等乒乓球受到的重力，所以C错误；
D．球拍对乒乓球的支持力与乒乓球对球拍的压力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两力总是大小相等，方向相反，所以D错误；
故选B。
3. 如图，圆心为O1的光滑半圆环固定于竖直面，轻弹簧上端固定在O1正上方的O2点，c是O1O2和圆环的交点；将系于弹簧下端且套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动。若小球在a点时弹簧被拉长，在c点时弹簧被压缩，。则下列判断正确的是（ ）
A. 小球在b点受到的合力为零
B. 弹簧在a点的伸长量可能小于弹簧在c点的压缩量
C. 弹簧处于原长时，小球的速度最大
D. 在a、b之间，小球机械能最大的位置有两处
【答案】D
【解析】
【详解】A．套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动，表明小球在a点的合力不等于零，合力的方向沿着a点的切线向上；因为系统的机械能守恒，a点和b点关于O1O2对称，所以小球在b点受到的合力不等于零，合力的方向b点的切线向上，A错误；
B．小球从a点到c点运动的过程中，小球在a点时动能最小等于零，小球在a点时位置最低，小球在a点时的重力势能最小，那么，小球在a点时的机械能最小；又因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球在a点时，弹簧的弹性势能最大，那么，小球在a点时弹簧的形变量最大，所以弹簧在a点的伸长量一定大于弹簧在c点的压缩量，B错误；
C．小球受到重力、弹簧的拉力、圆环的支持力，这三个力的合力为零时，小球的速度最大，此时弹簧处于伸长状态，C错误；
D．因为系统的机械能守恒，所以弹簧处于原长时，小球的机械能最大；在a、b之间，弹簧处于原长的位置有两处，一处位于a、c之间，另一处位于c、b之间，这两点关于O1O2对称，D正确。
故选D。
4. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）；物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1，现用水平向左的力将物块从O点移至B点，弹簧压缩量xB=9cm，撤去该力后物块由静止向右运动经O点最远到达A点，重力加速度g取10m/s2，已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为，则A、B两点的距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设当物块到达A点时，弹簧的伸长量的大小为，物块从B点运动A点的过程中，由能量守恒可得
解得
则B点和A点的距离为
故选D。
5. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点。若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。微粒所受重力均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 微粒带负电
B. 碰撞后，新微粒运动轨迹不变
C. 碰撞后，新微粒运动周期不变
D. 碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据粒子的偏转方向，由左手定则可判断粒子带正电，故A错误；
B．带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，则
解得
由
解得
动量p、电荷量q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹不变，故B正确；
C．由周期公式可知，因碰撞后粒子质量增大，故粒子运动的周期增大，故C错误；
D．由洛伦兹力公式可知，由于碰撞后粒子速度减小，所以碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力减小，故D错误。
故选B。
6. 某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压及流过其电流的数据描绘了电池板的图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为和。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为和，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A. 该电池板的内阻恒为B. 该电池板内阻消耗的功率为
C. 该电池板的输出功率为D. 该电池板的效率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示内阻，该电池板的图像为曲线，故内阻是变化的，A错误；
B．该电池板内阻消耗的功率为
B正确；
C．该电池板输出功率为
C错误；
D．该电池板的效率为
D正确。
7. 中国火星探测器“天问一号”已于2021年春节期间抵达火星轨道，随后将择机着陆火星对火星进行科学探测。现将探测器抵达火星轨道的过程，简化成如图所示的三个阶段，沿轨道I的地火转移轨道，在轨道Ⅱ上运行的火星停泊轨道及沿圆轨道Ⅲ运行的科学探测轨道。已知三条轨道相切于A点，且A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点，其距离火星地面的高度分别为和，火星探测器在轨道Ⅲ上运行的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是（ ）
A. 探测器在轨道I、Ⅱ、Ⅲ上经过A点时的速度、、的大小关系为
B. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期为
C. 火星表面的重力加速度为
D. 火星的平均密度为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．探测器从轨道I到Ⅱ再到Ⅲ，需要制动才能达到，所以其速度大小关系为，A错误；
B．根据开普勒第三定律得
解得
B正确；
C．火星探测器在轨道Ⅲ上，有
在火星表面有
联立解得
C正确；
D．火星的平均密度为
D错误。
故选BC。
8. 如图所示，质量为m、带电量为的小圆环套在半径为R的光滑绝缘大圆环上，大圆环固定在竖直平面内，O为环心，A为最低点，B为最高点。在大圆环所在的竖直平面内施加水平向右、场强为的匀强电场，并同时给在A点的小圆环一个向右的水平初速度，小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，则小圆环运动过程中（ ）
A. 动能最小与最大的位置在同一等势面上
B. 电势能最小的位置恰是机械能最大的位置
C. 在A点获得的初速度为
D. 过B点受到大环弹力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于匀强电场的电场强度为，即电场力与重力大小相等，作出小圆环的等效物理最低点C与物理最高点位置D，如图所示
小圆环在等效物理最低点速度最大，动能最大，在等效物理最高点速度最小，动能最小，根据沿电场线电势降低，可知
可知其不在同一等势面上，A错误；
B．小圆环在运动过程中，只有电势能、动能与重力势能的转化，即只有电势能与机械能的转化，则电势能最小的位置恰是机械能最大的位置，B正确；
C．小圆环恰好能够沿大圆环做完整的圆周运动，即小圆环通过等效物理最高点D的速度为0，对圆环分析有
解得
C正确；
D．小圆环运动到B过程有
在B点有
解得
可知，小圆环过B点受到大环的弹力大小为，D错误。
故选BC。
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个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. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）实验时，应______（填字母代号）
A.先接通电源后释放纸带 B.先释放纸带后接通电源
（2）已知打点计时器打点周期为T，测得重锤的质量为m，查得当地重力加速度为g。如图乙所示，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把打下的第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为x1、x2、x3、x4根据以上数据，可知重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量为___________，动能的增加量为_________。（用已知量和测量量的符号表示）
（3）实验中发现动能的增加量ΔEk总是_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量ΔEp，原因是______________________。
【答案】 ①. A ②. mgx3 ③. ④. 小于 ⑤. 纸带和限位孔之间有摩擦，重锤下落过程受阻力作用等。
【解析】
【详解】（1）[1] 实验时，应先接通电源后释放纸带，A正确，B错误。
故选A。
（2）[2] 重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量为
[3] 重锤做匀加速运动，在C点时的速度大小等于在B、D两点间的平均速度大小，即
所以重锤由O点运动到C点，动能的增加量为
（3）[4][5]实验中发现动能的增加量ΔEk总是小于重力势能的减少量ΔEp，原因是纸带和限位孔之间有摩擦，重锤下落过程受阻力作用等。
10. 在有光照时，太阳能电池利用半导体“结”受光照射时的光伏效应发电，将光能转化为电能，可以视为一个电源。
某实验小组想用伏安法测量光照一定的情况下（电动势不变）某太阳能电池的电动势（约）和内阻，所提供的器材有：
A．电压表：量程，内阻约
B．电压表：量程，内阻约
C．电流表：量程，内阻约
D．电流表：量程，内阻约
E．滑动变阻器：最大阻值
F．开关和导线若干
（1）为使测量结果尽量准确，能采集多组实验数据且便于实验操作，电流表应选_________，电压表应选_________。（均填器材前的序号字母）
（2）请在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路原理图_________。
（3）实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据，并在坐标纸上描绘出光照一定情况下（电动势不变），电池的路端电压与输出电流的关系如图（b），他们发现当输出电流时，与成线性关系。则该电池的电动势_________V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻_________。（均保留2位有效数字）
（4）在实验设定的光照下，在满足与成线性关系的条件下，该电池的最大输出功率为_________W（保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 2.9 ⑤. 7.3 ⑥. 0.27
【解析】
【详解】（1）[1][2]电动势E约为3V，即电压最大测量值约为3V，此时干路电流
解得干路电流约为，由以上分析可知，电压表应选择A，电流表应选择C。
（2）[3]因内阻r较小，电流表的分压作用大于电压表的分流作用，故应用电压表测量路端电压，实验电路图如下图
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
故图像的纵轴截距表示电源电动势，读数可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小
（4）[6]当干路电流与路端电压呈线性关系时，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，在图像上画出外电路电阻的伏安特性图线，如下图
此时交点处电流约为195mA，超出线性范围，若电阻R的图线在150mA处与电源的伏安特性图线相交，可以求得此时电阻R的阻值为
此时外电路电阻大于内阻，若交点处电流继续减小，电阻R的阻值将增大，电源的输出功率减小，即外电路电阻时，电源的输出功率最大，如下图
此时，电路中干路电流
路端电压
电源的输出功率为
11. 宇宙飞船在太空飞行时，如果遇到微陨石云，会受到较大的阻力，微陨石云是太空中游离的物质微粒比较集中的区域，已知宇宙飞船沿运行方向的横截面积为S，运行速度为v，微陨石云的平均密度为，设宇宙飞船接触到的微陨石最后都附着在飞船上，求宇宙飞船在穿越微陨石云过程中所受阻力F的大小。
【答案】
【解析】
【详解】微陨石的总质量
时间t内飞船减小的动量
由动量定理可得
解得阻力
12. 如图（a）所示，水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间。距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏。现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U0=1.0×102V。在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量，电荷量，速度大小均为。带电粒子的重力不计。求：
(1)在t=0时刻进入的粒子射出电场时竖直方向的速度；
(2)荧光屏上出现的光带长度；
(3)若撤去挡板，同时将粒子的速度均变为，则荧光屏上出现的光带又为多长。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)从t=0时刻进入的带电粒子水平方向速度不变。在电场中运动时间
正好等于一个周期；
竖直方向先加速后减速，加速度大小
射出电场时竖直方向的速度
(2)无论何时进入电场，粒子射出电场时速度均相同。
偏转最大的粒子偏转量
反方向最大偏转量
形成光带的总长度
(3)带电粒子在电场中运动的时间为，打在荧光屏上的范围如图所示。
形成的光带长度
【点睛】本题考查带电粒子在电场中的运动，解决在偏转场中通常由类平抛运动规律求解，要能熟练运用运动的合成与分解的方法研究。
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
[物理——选修3–3]（15分）
13. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直倒放，气缸内用绝热活塞，现把气缸稍微倾斜一点，达到平衡时与原来相比（ ）
A. 气体的密度减小
B. 气体的内能增大
C. 单位时间气体分子对活塞的冲量增大
D. 气体分子的平均动能增大，所有气体分子热运动速率都增大
E. 气体分子的平均动能增大
【答案】BCE
【解析】
【详解】AB．以活塞为研究对象，开始时对活塞受力分析，根据受力平衡有
可得
当气缸稍微倾斜一点，平衡后对活塞受力分析，设倾斜角度为，如下图
根据受力平衡有
可得
联合可得
即倾斜后缸内气体压强变大，气体体积变小，根据
可知气体密度增大，由于气体体积减小，外界对气体做功，气缸内用绝热活塞，气体发生绝热压缩过程，根据热力学第一定律可知气体内能增大，故A错误，B正确；
CE．封闭气体的压强变大，内能增大，分子的平均动能增大，单位时间气体分子对活塞的冲量增大，故CE正确；
D．理想气体的内能增大，气体分子的平均动能增大，但并非所有气体分子热运动速率都增大，故D错误。
故选BCE。
14. 如图所示，粗细均匀的U形细管左侧封闭，右侧装有阀门，水平部分和竖直部分长均为，管中盛有一定质量的水银。先开启阀门，U形管静止时左侧水银柱比右侧高，再关闭阀门，使U形管以某一恒定加速度向左加速，液面稳定后发现两竖直管中液面变为等高。管中气体均视为理想气体，整个过程温度不变，大气压强，重力加速度，求
（Ⅰ）静止时左侧气体的压强；
（Ⅱ）关闭阀门向左加速时的加速度大小a。
【答案】（Ⅰ）；（Ⅱ）
【解析】
【详解】（Ⅰ）设型管横截面积为，水银密度为，静止时右侧气体的压强为大气压，
对底部液柱由平衡条件有
大气压强可表示为
其中
解得
（Ⅱ）设底部液柱质量为，向左加速稳定时左边气体压强为，右边气体压强为
两边液面相平，故左边气体长度从变为
右边气体长度从变为
对左边气体由玻意耳定律得
对右边气体由玻意耳定律得
对底部液柱由牛顿第二定律有
其中
解得
[物理——选修3–4]
15. 均匀介质中，位于点的由平衡位置起振的波源形成的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。某时刻距离波源处的质点第一次到达波峰，距波源内的波面图在第一象限如图（a）所示分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，此时刻记作，坐标处质点的振动图像如图（b）所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A. 该水波的波长为
B. 时，波源可能已经振动了
C. 时，点偏离平衡位置的位移大小一定为
D. 时，处的质点正在平衡位置的下方且向上运动
E. 若该波传入了另一介质，并在其中与另一列机械波发生了干涉现象，则另一列波的频率必为
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据题意，由图（a）可知，波长为，故A错误；
B．波源从平衡位置起振，若波源的起振方向向下，当振动时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，若波源的起振方向向上，当振动时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，由图（b）可知，周期为，则时，波源可能已经振动了，故B正确；
C．根据题意可知，点质点从开始振动的振动方程为
当时
故C正确；
D．由公式可知，传播速度为
可知，时，时处质点的振动形式传播到处，正在平衡位置的下方且向下运动，故D错误；
E．两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，相位差恒定，振动方向相同，则另一列波的频率必为
故E正确。
故选BCE。
16. 如图所示，ABC为直角三角形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由AC边中点D垂直射入。已知该棱镜的折射率n=，AB=8cm，∠A=60°。（提示：准确作出光路图，判断是否发生全反射也有分哦）
（1）做出光路图，求出临界角，并判断入射光线在AB界面是否发生全反射；
（2）求光线第一次射出棱镜时，出射光线与边界的夹角；
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）由题可得临界角为
即临界角为
如图，由几何关系得
所以入射光线在AB界面发生全反射，又因为
所以光线从F点发生折射，故光路图如图。
（2）由折射定律得
所以
所以出射光线与边界的夹角为
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