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2023届广东省汕头市高三上学期第一次模拟考试物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1．氦元素对地球来说是一种非常稀少和宝贵的资源。如图所示为氦离子（）的能级图，若根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（　　）
A．大量处于能级的氦原子，最多可辐射2种不同频率的光子
B．从向能级跃迁，要向外辐射光子的能量2.64eV
C．处于能级的氦原子，可以吸收54.0eV的能量而发生电离
D．从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子波长短
【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射种不同频率的光子，故A错误；
B．因为从向能级跃迁，要向外辐射光子的能量，故B正确；
C．由图可知，处于能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量应满足，故C错误；
D．因为从跃迁到能级辐射的光子能量为
而从跃迁到能级辐射的光子能量为
即从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子的能量小，又因为
所以从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子频率低，波长长，故D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查玻尔原子理论与能级跃迁规律，核心是结合能级图计算跃迁的能量变化，分析光子辐射 / 吸收的频率、能量，以及电离条件和光子波长的关系。
2．科学家正在研究太阳系外的行星，它们被称作系外行星。它们中的多数围绕其它恒星运转，还有一部分在恒星间漫步游荡。已知一颗半径为R，自转周期为的系外行星的赤道上空有一颗相对于它静止的同步的卫星，在该卫星上的探测器刚好能够覆盖行星赤道的为区域，下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的速度为 B．该卫星的速度为
C．该卫星离行星表面的距离为2R D．该卫星离行星表面的距离为
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】一颗相对于它静止的同步的卫星，在该卫星上的探测器刚好能够覆盖行星赤道的为区域，则
其中，则由几何关系可知，同步的卫星的运动轨道半径为，根据，可知
故答案为：B。
【分析】利用几何关系可以求出卫星轨道的半径大小，结合周期和线速度的关系可以求出线速度的大小。
3．工业机器人广泛用于工业领域。某工业机器人设备接在的交流电源上，正常工作时电流为2A，则下面说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为100Hz
B．该交流电每秒内电流方向变化50次
C．该设备正常工作时电流的峰值为2A
D．该设备正常工作时消耗的功率为0.76kW
【答案】D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A、根据可知交流电的角速度为，该交流电的频率为，A不符合题意；
B．正弦交流电一个周期内电流方向变化两次，所以该交流电每秒内电流方向变化，B不符合题意；
C、由题可知，该设备正常工作时电流的峰值为，C不符合题意；
D、该交流电的有效值为，该设备正常工作时消耗的功率为，解得正常工作时的功率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用角速度的大小可以求出频率的大小；利用周期的个数可以求出电流方向变化的次数；利用电流的峰值可以求出有效值的大小；利用电功率的表达式及电动势的有效值可以求出电功率的大小。
4．如图所示，在竖直平面中，有一根水平放置的，长度为L的不可伸长的轻绳，绳的一端固定在O点，另一端连有质量为m的小球。现从A点静止释放小球，当小球运动到O点正下方B点时，绳子突然断裂。B点位于斜面顶端，斜面足够长，倾角为θ，则下面的说法正确的是（　　）
A．小球落至斜面所需的时间为
B．小球落至斜面所需的时间为
C．小球落至斜面C点与B点的距离为
D．小球落至斜面C点与B点的距离为
【答案】D
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB．小球AB过程，由动能定理得
解得
小球BC过程做平抛运动，有
解得
所以从A点静止释放小球，小球落至斜面所需的时间大于，故AB错误；
CD．小球BC过程做平抛运动，有
小球落至斜面C点与B点的距离为，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查平抛运动与斜面结合的规律应用，核心是先由动能定理求出小球在 B 点的速度，再结合平抛运动的水平、竖直分运动规律，结合斜面的几何关系求解运动时间和位移。
5．汽车的制动安全和制动舒适性是考量制动性能的两大标准，ABS系统能让车辆在紧急制动时保有理想的抓地力而让制动依然可控，车速平稳下降从而化解险情。检测人员在某直线路段测试，如图为当ABS启动时车身速度—时间图像和车轮的转速—时间图像，则制动后，以下判断正确的是（　　）
A．车轮转速不断减小
B．车身的加速度不断减小
C．车身做匀减速直线运动
D．车身速度大小始终与车轮转速大小相等
【答案】C
【知识点】加速度；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．从车轮的转速—时间图像可知，车轮做减速—加速—减速—加速……的变速运动，并不是不断减小，故A错误；
BC．从车身的速度—时间图像可知，速度与时间的图像关系为斜率恒定的直线，直线斜率表示加速度，因此车身做的是加速度恒定的匀减速运动，故B错误，C正确；
D．车身的速度—时间图像与车轮转速—时间图像不重叠，因此车身速度大小与车轮转速大小并不相等，故D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查v-t 图像的物理意义，核心是通过车身和车轮的速度（转速）- 时间图像的形状，分析转速变化、加速度大小及运动性质，同时对比车身与车轮的速度关系。
6．如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（　　）
A．减小球的平均作用力 B．增大手受到球的冲量
C．球受到的动量变大 D．使球的加速度变大
【答案】A
【知识点】动量定理；冲量
【解析】【解答】守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得
可得
当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，可减小动量的变化率，即减小球对手的平均作用力，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查动量定理的实际应用，核心是利用动量定理分析力、冲量、作用时间的关系，理解手套通过延长作用时间来减小平均作用力的原理。
7．新型交通信号灯，如图所示，在交通信号灯前方路面埋设通电线圈，这个包含线圈的传感器电路与交通信号灯的时间控制电路连接，当车辆通过线圈上方的路面时，会引起线圈中电流的变化，系统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短，下列判断正确的是（　　）
A．汽车经过线圈会产生感应电流
B．汽车通过线圈时，线圈激发的磁场不变
C．当线圈断了，系统依然能检测到汽车通过的电流信息
D．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A．汽车上大部分是金属汽车经过线圈时会引起线圈磁通量的变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电流。故A正确；
B．汽车通过线圈时，线圈由于电磁感应使自身电流发生变化，激发的磁场也能变化。故B错误；
C．当线圈断了，没有闭合回路，系统不能检测到汽车通过的电流信息，故C错误；
D．线圈本身就是通电线圈，线圈中的电流不是汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，汽车通过产生的电磁感应现象只是引起线圈中电流的变化。故D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查电磁感应在交通信号灯传感器中的应用，核心是理解通电线圈与汽车（金属体）相互作用时的磁通量变化、感应电流产生条件，以及闭合回路对电磁感应检测的影响。
8．早期的滤尘器由两块带正电的平行板及它们之间的一组带负电的导线构成，如图所示，带电导线附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收集板迁移并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收集板运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是（　　）
A．两平行板间存在匀强电场
B．带正电尘埃向收集板运动并沉积
C．两平行板间越靠近带电导线电势越高
D．带电尘埃向收集板运动过程中电势能减小
【答案】D
【知识点】静电的防止与利用；电势能
【解析】【解答】A．靠近带电导线附近的位置电场强，两平行板间不存在匀强电场，故A错误；
B．带负电尘埃向收集板运动并沉积，故B错误；
C．两平行板间越靠近带电导线电势越低，故C错误；
D．带电尘埃向收集板运动过程中电场力做正功，电势能减小，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查电场的性质与电势能变化规律，核心是结合除尘器的电场分布特点，分析电场类型、带电尘埃的运动方向、电势高低及电势能的变化。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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。
9．随着近年疫情影响，越来越多的人开始注意呼吸道的清洁卫生。如图为一款瓶罐式鼻腔喷雾器，它通常借用瓶内气压将生理盐水送入鼻孔，借助于生理盐水自身的杀菌作用及水流的冲击力，将鼻腔内污垢排出，从而使鼻腔恢复正常的生理环境，达到保护鼻腔的目的。瓶内气囊中的气体可看作理想气体，以下说法正确的是（　　）
A．向外喷雾时，因为气体对外做功，罐身温度略降
B．向外喷雾时，因为气体向外散热，罐身温度略降
C．使用后放置一小段时间，罐内气体内能较使用前减少
D．使用后放置一小段时间，罐内气体内能与使用前相同
【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB．向外喷雾时，瓶内液体减少，瓶内气体体积增大，气体对外做功，气体内能减少，故而气体吸热，罐身温度略降，A正确，B错误；
CD．使用后放置一小段时间，罐内外温度相同，平均动能不变，由于质量不变，相同体积内的分子数不变，内能不变，C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】本题考查理想气体的内能变化与做功、热传递的关系，核心是分析喷雾时气体的做功情况，以及静置后气体的温度、分子数变化对内能的影响。
10．摆钟如图是一种较有年代的计时钟表。其基本原理是利用了单摆的周期性，结合巧妙的擒纵器设计，实现计时的功能。如图为其内部的结构简图。设原先摆钟走时准确，则（　　）
A．摆动过程中，金属圆盘所受合力为其回复力
B．摆钟在太空实验室内是无法正常使用的
C．该摆钟从北京带到汕头，为使走时准确，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季为了准时，考虑热胀冷缩需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
【答案】B,C,D
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A．恢复力是指向平衡位置的力，所以摆动过程中，金属圆盘所受重力沿轨迹切线方向的分力为其回复力，故A错误；
B．摆钟在太空实验室内是处于失重状态的，所以无法使用，故B正确；
C．该摆钟从北京带到汕头，重力加速度变小，由，可知周期变大，摆钟变慢，为使走时准确，需要摆钟的摆长变短，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故C正确；
D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季温度升高，由于热胀冷缩，摆长变长，为了准时，需要摆长变短，所以需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故D正确。
故答案为：BCD。
【分析】结合单摆的回复力定义、失重环境对单摆的影响、重力加速度与地理位置的关系和热胀冷缩对摆长的影响，逐一分析选项。
11．有款市面上流行的指针式恒温“温奶器”，如图是其内部调温的工作示意图，温度的敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。则关于该装置，下列说法正确的是（　　）
A．传感器工作的一般流程：电信息→敏感元件→处理电路→非电信息
B．电源刚接通时上下触点是接触的
C．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮下移一些
D．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮上移一些
【答案】B,C
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】A．传感器工作的一般流程：非电信息→敏感元件→处理电路→电信息，故A错误；
B．电源刚接通时上下触点是接触的，电热丝电路为通路，温度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热，故B正确；
CD．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮下移一些，使弹性铜片和双金属片更近一些，温度更高一些时，触点才断开，故C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查双金属片温度传感器的工作原理，核心是结合双金属片的热膨胀特性、传感器的工作流程，以及调温旋钮的调节机制分析各选项的正确性。
12．依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，该装置原理如图可等效为：间距的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起，沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为，在某次逃生试验中，质量的测试者利用该装置最终以的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量，重力加速度取，则（　　）
A．导体棒cd中电流的方向从d到c
B．导体棒cd中电流的方向从c到d
C．下落过程中除安培力的阻力为200N
D．下落过程中除安培力的阻力为1200N
【答案】A,C
【知识点】安培力；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】AB．由右手定则可知，导体棒cd中电流的方向从d到c，故A正确，B错误；
CD．导体棒两端电动势为
感应电流
安培力
由左手定则可判断，导体棒cd所受安培力方向向下，根据牛顿第三定律可知磁铁受力向上，大小为
对M和m，由平衡条件
解得，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查电磁感应中的右手定则与受力平衡分析，核心是通过右手定则判断感应电流方向，结合法拉第电磁感应定律、安培力公式及平衡条件求解除安培力外的阻力。
三、非选择题：本题共4小题，共44分，考生根据要求做答。
13．收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。
（1）首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是　 　（填选项中的字母）序号
A. B.
C. D.
（2）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是　 　。
（3）该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），他想要得到尽量精确的电容值，　 　（填“需要”或“不需要”）重新换一节新电池来测量。
【答案】A；电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电；不需要
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】（1）电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容器的决定式
可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由
可得电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A图像满足上述描述。
故答案为：A
（2）用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。
故答案为：电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电
（3）本实验测量电容的原理是
电容器的带电量Q由可由步骤（1）所得的图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测量结果。所以不需要更换电池。
故答案为：不需要
【分析】(1) 电流计示数图像判断：电容器正对面积变大时电容增大，电源对其充电，初始充电电流大，随后逐渐减小至零，结合电流变化趋势选择对应图像；
(2) 电压缓慢减小原因：电压表并非理想电表（有内阻），电容器会通过电压表的内阻缓慢放电，导致两端电压下降；
(3) 电池更换判断：电容由电容器本身结构决定，与电源内阻无关，因此无需更换新电池。
14．物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究平台，探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：
（1）手机内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定、、三个方向的正方向如图所示。某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自己身体为轴旋转，某段时间内测得y轴方向加速度—时间图像如图，、轴方向加速度为零，则她可以是　 　（填选项前的字母）
A.将手机竖起，手机屏幕正对自己旋转
B.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转
C.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转
（2）为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机沿径向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴，让步进电机带动圆盘旋转，手机的加速度、角速度等值可通过手机app phyphox读取，由的图像获得斜率为k（使用国际单位），再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d，如图，则　 　m。手机内部加速度传感器到手机底边的长度为　 　（用题目所给的物理量表示）。
（3）手机中有光照传感器，用手电筒在圆盘固定位置打光，手机旋转时记录光照强度周期性变化如图所示，则手机旋转的周期为　 　s（保留2位小数）。测得手机的质量m，周期为T，手机视为质点，手机到转轴的距离为r，可求得向心力　 　（用题目所给的物理量表述）。
【答案】B；0.1016；；2.03；
【知识点】向心力；向心加速度
【解析】【解答】（1）根据图像可知旋转时有沿轴负方向的加速度，向心加速度指向圆周运动的圆心，可能是手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转。
故答案为：B。
（2）根据刻度尺的度数规则及图像可知
根据公式
即旋转半径为，手机内部加速度传感器到手机底边的长度为。
故答案为：0.1016；
（3）在时间的时间内总共有10个闪光周期，即
根据题意得
故答案为：2.03；
【分析】(1) 手机旋转方式判断：根据向心加速度的方向（y轴有加速度，x、z轴为零），结合圆周运动的圆心位置与手机摆放方式，分析各选项的加速度分量；
(2) 长度计算：由向心加速度公式，结合图像的斜率物理意义（斜率等于转动半径），推导手机底边到转轴的长度；
(3) 周期与向心力计算：由光照强度的周期性变化图像读取周期，再结合向心力公式（或）求解向心力表达式。
15．1897年，汤姆逊利用电磁偏转的方法，测量了电子的荷质比。20世纪初，考夫曼用磁聚焦法也测量出粒子的荷质比，并且该实验还是狭义相对论基础实验之一。如图为磁聚焦法简化原理图。电子从电子枪K出发，初速度为零。虽然由于各种原因在Q处会出现散开一个角度，但可以认为经过加速电场MN的做功，所有电子均获得相同的轴向速度。如图方向的磁场作用下，电子将做螺旋运动，重新会聚在另一点。这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。已知加速电压为U，磁感应强度为B，Q处角度为2θ，电子的轴向速度为，不计重力以及电子之间的相互作用，求：
（1）求电子的比荷k；
（2）求在磁场中相邻两个会聚点的距离。
【答案】（1）解：电子经过加速电场加速，由动能定理可得
解得
（2）解：电子进入磁场后，受洛伦兹力影响，在径向上做匀速圆周运动，则，
电子在磁场中运动周期为
轴上两个会聚点的距离为，则
联立可得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】(1) 结合电子在加速电场中的动能定理，建立电场力做功与动能变化的关系，推导电子的比荷。
(2) 结合电子在磁场中做螺旋运动的规律，先由洛伦兹力提供向心力求圆周运动周期，再结合轴向匀速运动的规律，求解相邻两个会聚点的距离。
16．如图，L形滑板A静止在粗糙水平面上，在A上距离其左端为3l处静置小木块B，AB之间光滑；水平面上距离A右端l处静止着一滑块C，A和C与水平面之间的动摩擦因数均为μ。ABC的质量均为m，AB、AC之间的碰撞都属于完全非弹性碰撞且不粘连。现对A施加水平向右的恒定推力，当AC相碰瞬间撤去，碰撞后瞬间AC的速度，由于A板足够长，所以不考虑BC的相碰。已知重力加速度为g。求：
（1）水平推力F的大小；
（2）当AC都停下时C离A板右端的距离d。
【答案】（1）解：对A，由动能定理
AC相碰，有
得
（2）解：AC相碰后，AC分离，对C有
得
对A有，
然后AB相碰，有
此后，对A有
得
AC之间的距离
得
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】(1) 结合 A 的运动过程（恒力 F 做功、摩擦力做功），用动能定理列方程；再结合 AC 完全非弹性碰撞的动量守恒定律，联立求解水平推力 F 的大小。
(2) 结合 AC 碰撞后的运动状态，分别对 C、A 用动能定理求位移，再分析 AB 碰撞后的运动，最终确定 C 离 A 板右端的距离。
1 / 12023届广东省汕头市高三上学期第一次模拟考试物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1．氦元素对地球来说是一种非常稀少和宝贵的资源。如图所示为氦离子（）的能级图，若根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（　　）
A．大量处于能级的氦原子，最多可辐射2种不同频率的光子
B．从向能级跃迁，要向外辐射光子的能量2.64eV
C．处于能级的氦原子，可以吸收54.0eV的能量而发生电离
D．从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子波长短
2．科学家正在研究太阳系外的行星，它们被称作系外行星。它们中的多数围绕其它恒星运转，还有一部分在恒星间漫步游荡。已知一颗半径为R，自转周期为的系外行星的赤道上空有一颗相对于它静止的同步的卫星，在该卫星上的探测器刚好能够覆盖行星赤道的为区域，下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的速度为 B．该卫星的速度为
C．该卫星离行星表面的距离为2R D．该卫星离行星表面的距离为
3．工业机器人广泛用于工业领域。某工业机器人设备接在的交流电源上，正常工作时电流为2A，则下面说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为100Hz
B．该交流电每秒内电流方向变化50次
C．该设备正常工作时电流的峰值为2A
D．该设备正常工作时消耗的功率为0.76kW
4．如图所示，在竖直平面中，有一根水平放置的，长度为L的不可伸长的轻绳，绳的一端固定在O点，另一端连有质量为m的小球。现从A点静止释放小球，当小球运动到O点正下方B点时，绳子突然断裂。B点位于斜面顶端，斜面足够长，倾角为θ，则下面的说法正确的是（　　）
A．小球落至斜面所需的时间为
B．小球落至斜面所需的时间为
C．小球落至斜面C点与B点的距离为
D．小球落至斜面C点与B点的距离为
5．汽车的制动安全和制动舒适性是考量制动性能的两大标准，ABS系统能让车辆在紧急制动时保有理想的抓地力而让制动依然可控，车速平稳下降从而化解险情。检测人员在某直线路段测试，如图为当ABS启动时车身速度—时间图像和车轮的转速—时间图像，则制动后，以下判断正确的是（　　）
A．车轮转速不断减小
B．车身的加速度不断减小
C．车身做匀减速直线运动
D．车身速度大小始终与车轮转速大小相等
6．如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（　　）
A．减小球的平均作用力 B．增大手受到球的冲量
C．球受到的动量变大 D．使球的加速度变大
7．新型交通信号灯，如图所示，在交通信号灯前方路面埋设通电线圈，这个包含线圈的传感器电路与交通信号灯的时间控制电路连接，当车辆通过线圈上方的路面时，会引起线圈中电流的变化，系统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短，下列判断正确的是（　　）
A．汽车经过线圈会产生感应电流
B．汽车通过线圈时，线圈激发的磁场不变
C．当线圈断了，系统依然能检测到汽车通过的电流信息
D．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的
8．早期的滤尘器由两块带正电的平行板及它们之间的一组带负电的导线构成，如图所示，带电导线附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收集板迁移并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收集板运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是（　　）
A．两平行板间存在匀强电场
B．带正电尘埃向收集板运动并沉积
C．两平行板间越靠近带电导线电势越高
D．带电尘埃向收集板运动过程中电势能减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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。
9．随着近年疫情影响，越来越多的人开始注意呼吸道的清洁卫生。如图为一款瓶罐式鼻腔喷雾器，它通常借用瓶内气压将生理盐水送入鼻孔，借助于生理盐水自身的杀菌作用及水流的冲击力，将鼻腔内污垢排出，从而使鼻腔恢复正常的生理环境，达到保护鼻腔的目的。瓶内气囊中的气体可看作理想气体，以下说法正确的是（　　）
A．向外喷雾时，因为气体对外做功，罐身温度略降
B．向外喷雾时，因为气体向外散热，罐身温度略降
C．使用后放置一小段时间，罐内气体内能较使用前减少
D．使用后放置一小段时间，罐内气体内能与使用前相同
10．摆钟如图是一种较有年代的计时钟表。其基本原理是利用了单摆的周期性，结合巧妙的擒纵器设计，实现计时的功能。如图为其内部的结构简图。设原先摆钟走时准确，则（　　）
A．摆动过程中，金属圆盘所受合力为其回复力
B．摆钟在太空实验室内是无法正常使用的
C．该摆钟从北京带到汕头，为使走时准确，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季为了准时，考虑热胀冷缩需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
11．有款市面上流行的指针式恒温“温奶器”，如图是其内部调温的工作示意图，温度的敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。则关于该装置，下列说法正确的是（　　）
A．传感器工作的一般流程：电信息→敏感元件→处理电路→非电信息
B．电源刚接通时上下触点是接触的
C．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮下移一些
D．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮上移一些
12．依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，该装置原理如图可等效为：间距的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起，沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为，在某次逃生试验中，质量的测试者利用该装置最终以的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量，重力加速度取，则（　　）
A．导体棒cd中电流的方向从d到c
B．导体棒cd中电流的方向从c到d
C．下落过程中除安培力的阻力为200N
D．下落过程中除安培力的阻力为1200N
三、非选择题：本题共4小题，共44分，考生根据要求做答。
13．收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。
（1）首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是　 　（填选项中的字母）序号
A. B.
C. D.
（2）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是　 　。
（3）该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），他想要得到尽量精确的电容值，　 　（填“需要”或“不需要”）重新换一节新电池来测量。
14．物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究平台，探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：
（1）手机内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定、、三个方向的正方向如图所示。某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自己身体为轴旋转，某段时间内测得y轴方向加速度—时间图像如图，、轴方向加速度为零，则她可以是　 　（填选项前的字母）
A.将手机竖起，手机屏幕正对自己旋转
B.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转
C.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转
（2）为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机沿径向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴，让步进电机带动圆盘旋转，手机的加速度、角速度等值可通过手机app phyphox读取，由的图像获得斜率为k（使用国际单位），再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d，如图，则　 　m。手机内部加速度传感器到手机底边的长度为　 　（用题目所给的物理量表示）。
（3）手机中有光照传感器，用手电筒在圆盘固定位置打光，手机旋转时记录光照强度周期性变化如图所示，则手机旋转的周期为　 　s（保留2位小数）。测得手机的质量m，周期为T，手机视为质点，手机到转轴的距离为r，可求得向心力　 　（用题目所给的物理量表述）。
15．1897年，汤姆逊利用电磁偏转的方法，测量了电子的荷质比。20世纪初，考夫曼用磁聚焦法也测量出粒子的荷质比，并且该实验还是狭义相对论基础实验之一。如图为磁聚焦法简化原理图。电子从电子枪K出发，初速度为零。虽然由于各种原因在Q处会出现散开一个角度，但可以认为经过加速电场MN的做功，所有电子均获得相同的轴向速度。如图方向的磁场作用下，电子将做螺旋运动，重新会聚在另一点。这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。已知加速电压为U，磁感应强度为B，Q处角度为2θ，电子的轴向速度为，不计重力以及电子之间的相互作用，求：
（1）求电子的比荷k；
（2）求在磁场中相邻两个会聚点的距离。
16．如图，L形滑板A静止在粗糙水平面上，在A上距离其左端为3l处静置小木块B，AB之间光滑；水平面上距离A右端l处静止着一滑块C，A和C与水平面之间的动摩擦因数均为μ。ABC的质量均为m，AB、AC之间的碰撞都属于完全非弹性碰撞且不粘连。现对A施加水平向右的恒定推力，当AC相碰瞬间撤去，碰撞后瞬间AC的速度，由于A板足够长，所以不考虑BC的相碰。已知重力加速度为g。求：
（1）水平推力F的大小；
（2）当AC都停下时C离A板右端的距离d。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射种不同频率的光子，故A错误；
B．因为从向能级跃迁，要向外辐射光子的能量，故B正确；
C．由图可知，处于能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量应满足，故C错误；
D．因为从跃迁到能级辐射的光子能量为
而从跃迁到能级辐射的光子能量为
即从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子的能量小，又因为
所以从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子频率低，波长长，故D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查玻尔原子理论与能级跃迁规律，核心是结合能级图计算跃迁的能量变化，分析光子辐射 / 吸收的频率、能量，以及电离条件和光子波长的关系。
2．【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】一颗相对于它静止的同步的卫星，在该卫星上的探测器刚好能够覆盖行星赤道的为区域，则
其中，则由几何关系可知，同步的卫星的运动轨道半径为，根据，可知
故答案为：B。
【分析】利用几何关系可以求出卫星轨道的半径大小，结合周期和线速度的关系可以求出线速度的大小。
3．【答案】D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A、根据可知交流电的角速度为，该交流电的频率为，A不符合题意；
B．正弦交流电一个周期内电流方向变化两次，所以该交流电每秒内电流方向变化，B不符合题意；
C、由题可知，该设备正常工作时电流的峰值为，C不符合题意；
D、该交流电的有效值为，该设备正常工作时消耗的功率为，解得正常工作时的功率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用角速度的大小可以求出频率的大小；利用周期的个数可以求出电流方向变化的次数；利用电流的峰值可以求出有效值的大小；利用电功率的表达式及电动势的有效值可以求出电功率的大小。
4．【答案】D
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB．小球AB过程，由动能定理得
解得
小球BC过程做平抛运动，有
解得
所以从A点静止释放小球，小球落至斜面所需的时间大于，故AB错误；
CD．小球BC过程做平抛运动，有
小球落至斜面C点与B点的距离为，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查平抛运动与斜面结合的规律应用，核心是先由动能定理求出小球在 B 点的速度，再结合平抛运动的水平、竖直分运动规律，结合斜面的几何关系求解运动时间和位移。
5．【答案】C
【知识点】加速度；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．从车轮的转速—时间图像可知，车轮做减速—加速—减速—加速……的变速运动，并不是不断减小，故A错误；
BC．从车身的速度—时间图像可知，速度与时间的图像关系为斜率恒定的直线，直线斜率表示加速度，因此车身做的是加速度恒定的匀减速运动，故B错误，C正确；
D．车身的速度—时间图像与车轮转速—时间图像不重叠，因此车身速度大小与车轮转速大小并不相等，故D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查v-t 图像的物理意义，核心是通过车身和车轮的速度（转速）- 时间图像的形状，分析转速变化、加速度大小及运动性质，同时对比车身与车轮的速度关系。
6．【答案】A
【知识点】动量定理；冲量
【解析】【解答】守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得
可得
当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，可减小动量的变化率，即减小球对手的平均作用力，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查动量定理的实际应用，核心是利用动量定理分析力、冲量、作用时间的关系，理解手套通过延长作用时间来减小平均作用力的原理。
7．【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A．汽车上大部分是金属汽车经过线圈时会引起线圈磁通量的变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电流。故A正确；
B．汽车通过线圈时，线圈由于电磁感应使自身电流发生变化，激发的磁场也能变化。故B错误；
C．当线圈断了，没有闭合回路，系统不能检测到汽车通过的电流信息，故C错误；
D．线圈本身就是通电线圈，线圈中的电流不是汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，汽车通过产生的电磁感应现象只是引起线圈中电流的变化。故D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查电磁感应在交通信号灯传感器中的应用，核心是理解通电线圈与汽车（金属体）相互作用时的磁通量变化、感应电流产生条件，以及闭合回路对电磁感应检测的影响。
8．【答案】D
【知识点】静电的防止与利用；电势能
【解析】【解答】A．靠近带电导线附近的位置电场强，两平行板间不存在匀强电场，故A错误；
B．带负电尘埃向收集板运动并沉积，故B错误；
C．两平行板间越靠近带电导线电势越低，故C错误；
D．带电尘埃向收集板运动过程中电场力做正功，电势能减小，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查电场的性质与电势能变化规律，核心是结合除尘器的电场分布特点，分析电场类型、带电尘埃的运动方向、电势高低及电势能的变化。
9．【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB．向外喷雾时，瓶内液体减少，瓶内气体体积增大，气体对外做功，气体内能减少，故而气体吸热，罐身温度略降，A正确，B错误；
CD．使用后放置一小段时间，罐内外温度相同，平均动能不变，由于质量不变，相同体积内的分子数不变，内能不变，C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】本题考查理想气体的内能变化与做功、热传递的关系，核心是分析喷雾时气体的做功情况，以及静置后气体的温度、分子数变化对内能的影响。
10．【答案】B,C,D
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A．恢复力是指向平衡位置的力，所以摆动过程中，金属圆盘所受重力沿轨迹切线方向的分力为其回复力，故A错误；
B．摆钟在太空实验室内是处于失重状态的，所以无法使用，故B正确；
C．该摆钟从北京带到汕头，重力加速度变小，由，可知周期变大，摆钟变慢，为使走时准确，需要摆钟的摆长变短，需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故C正确；
D．该摆钟在冬季走时准确，到夏季温度升高，由于热胀冷缩，摆长变长，为了准时，需要摆长变短，所以需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动，故D正确。
故答案为：BCD。
【分析】结合单摆的回复力定义、失重环境对单摆的影响、重力加速度与地理位置的关系和热胀冷缩对摆长的影响，逐一分析选项。
11．【答案】B,C
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】A．传感器工作的一般流程：非电信息→敏感元件→处理电路→电信息，故A错误；
B．电源刚接通时上下触点是接触的，电热丝电路为通路，温度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热，故B正确；
CD．若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮下移一些，使弹性铜片和双金属片更近一些，温度更高一些时，触点才断开，故C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查双金属片温度传感器的工作原理，核心是结合双金属片的热膨胀特性、传感器的工作流程，以及调温旋钮的调节机制分析各选项的正确性。
12．【答案】A,C
【知识点】安培力；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】AB．由右手定则可知，导体棒cd中电流的方向从d到c，故A正确，B错误；
CD．导体棒两端电动势为
感应电流
安培力
由左手定则可判断，导体棒cd所受安培力方向向下，根据牛顿第三定律可知磁铁受力向上，大小为
对M和m，由平衡条件
解得，故C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查电磁感应中的右手定则与受力平衡分析，核心是通过右手定则判断感应电流方向，结合法拉第电磁感应定律、安培力公式及平衡条件求解除安培力外的阻力。
13．【答案】A；电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电；不需要
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】（1）电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容器的决定式
可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由
可得电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A图像满足上述描述。
故答案为：A
（2）用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。
故答案为：电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电
（3）本实验测量电容的原理是
电容器的带电量Q由可由步骤（1）所得的图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测量结果。所以不需要更换电池。
故答案为：不需要
【分析】(1) 电流计示数图像判断：电容器正对面积变大时电容增大，电源对其充电，初始充电电流大，随后逐渐减小至零，结合电流变化趋势选择对应图像；
(2) 电压缓慢减小原因：电压表并非理想电表（有内阻），电容器会通过电压表的内阻缓慢放电，导致两端电压下降；
(3) 电池更换判断：电容由电容器本身结构决定，与电源内阻无关，因此无需更换新电池。
14．【答案】B；0.1016；；2.03；
【知识点】向心力；向心加速度
【解析】【解答】（1）根据图像可知旋转时有沿轴负方向的加速度，向心加速度指向圆周运动的圆心，可能是手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转。
故答案为：B。
（2）根据刻度尺的度数规则及图像可知
根据公式
即旋转半径为，手机内部加速度传感器到手机底边的长度为。
故答案为：0.1016；
（3）在时间的时间内总共有10个闪光周期，即
根据题意得
故答案为：2.03；
【分析】(1) 手机旋转方式判断：根据向心加速度的方向（y轴有加速度，x、z轴为零），结合圆周运动的圆心位置与手机摆放方式，分析各选项的加速度分量；
(2) 长度计算：由向心加速度公式，结合图像的斜率物理意义（斜率等于转动半径），推导手机底边到转轴的长度；
(3) 周期与向心力计算：由光照强度的周期性变化图像读取周期，再结合向心力公式（或）求解向心力表达式。
15．【答案】（1）解：电子经过加速电场加速，由动能定理可得
解得
（2）解：电子进入磁场后，受洛伦兹力影响，在径向上做匀速圆周运动，则，
电子在磁场中运动周期为
轴上两个会聚点的距离为，则
联立可得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】(1) 结合电子在加速电场中的动能定理，建立电场力做功与动能变化的关系，推导电子的比荷。
(2) 结合电子在磁场中做螺旋运动的规律，先由洛伦兹力提供向心力求圆周运动周期，再结合轴向匀速运动的规律，求解相邻两个会聚点的距离。
16．【答案】（1）解：对A，由动能定理
AC相碰，有
得
（2）解：AC相碰后，AC分离，对C有
得
对A有，
然后AB相碰，有
此后，对A有
得
AC之间的距离
得
【知识点】动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】(1) 结合 A 的运动过程（恒力 F 做功、摩擦力做功），用动能定理列方程；再结合 AC 完全非弹性碰撞的动量守恒定律，联立求解水平推力 F 的大小。
(2) 结合 AC 碰撞后的运动状态，分别对 C、A 用动能定理求位移，再分析 AB 碰撞后的运动，最终确定 C 离 A 板右端的距离。
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