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广西柳州市2024-2025学年高三下学期开学考试物理试卷
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。）
1．2023年4月29日至5月3日，中国国际新能源、智能汽车博览会在石家庄举办，新能源是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、风能和核聚变能等。下列关于原子核及核反应说法正确的是（　　）
A．是核聚变反应，粒子带负电
B．原子核发生裂变会产生质量亏损，而聚变不会产生质量亏损
C．若核反应中有能量释放，则一定有质量亏损
D．知道氡元素的半衰期我们就能知道一个氡原子核将何时发生衰变
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】A．H＋H→He＋X是核聚变反应，X粒子的质量数为1，电荷数为0，是中子，不带电，故A错误；
B．原子核发生裂变会产生质量亏损，同时轻核聚变释放出巨大能量，伴随着质量亏损，故B错误；
C．质能方程表明能量与质量相互对应，核反应释放能量时，一定存在质量亏损（亏损的质量转化为能量），故C正确；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，无法预测单个原子核的衰变时刻，故D错误。
故答案为：C。
【分析】结合核聚变反应的核子数守恒、质能方程的应用以及半衰期的统计意义，逐一分析各选项的正确性。
2．一定质量的理想气体从状态开始，经历、、过程回到状态，其热力学温度随体积变化的图像如图所示，连线的延长线过坐标原点，段与纵轴平行。则该气体（　　）
A．在状态的压强小于在状态的压强
B．从状态到过程，气体体积减小，压强增大
C．从状态到过程，气体向外界吸热
D．从状态依次经过、后回到状态的整个过程，外界对气体做功为0
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程有，由于连线的延长线过坐标原点，可知过程为等压过程，即在状态的压强等于在状态的压强，故A错误；
B．段与纵轴平行，该过程为等温过程，根据玻意耳定律可知，从状态到过程，气体体积减小，压强增大，故B正确；
C．结合上述，从状态到过程，气体温度不变，气体内能一定，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，从状态到过程，气体向外界放热，故C错误；
D．根据理想气体状态方程有，解得可知，在图像中，图像上任意一点与坐标原点连线的斜率表示，根据图像可知，过程气体压强一定，过程，气体的压强均大于过程气体压强，
由于过程气体体积增大值与过程气体体积减小值相等，则过程气体对外界做功小于过程外界对气体做功，
即从状态依次经过、后回到状态的整个过程，外界对气体做功不为0，故D错误。
故答案为：B。
【分析】结合理想气体状态方程（恒量），分析图像中各过程的体积、温度变化，推导压强、做功和吸放热情况。
3．2023年5月10日，天舟六号货运飞船发射升空，天舟六号货运飞船再度为“太空之家”送货，支撑载人航天工程的“补给线”。天舟六号发射过程示意图如图所示，椭圆轨道I为转移轨道，圆轨道II为天舟六号和空间站组合体的运行轨道，两轨道相切于椭圆轨道的远地点，为椭圆轨道的近地点，为轨道II上一点，、、三点共线，下列说法正确的是（　　）
A．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，加速度逐渐增大
B．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，线速度逐渐减小
C．仅需测量组合体飞行的周期便可计算地球的密度
D．天舟六号从发射到对接完成，机械能一直增大
【答案】B
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【解答】A．在椭圆轨道上，航天器受地球引力作用，加速度a=GM/r2，从近地点到远地点，距离r增大，加速度a减小， 天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，天舟六号与地心间距增大，则加速度逐渐减小，故A错误；
B．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，万有引力与速度方向夹角为钝角，万有引力对天舟六号有减速的效果，可知，天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，线速度逐渐减小，故B正确；
C．根据，解得，可知，仅测量组合体飞行的周期不能够计算地球的密度，还需要知道地球的半径，故C错误；
D．发射阶段：火箭推进做功，机械能增加，轨道转移阶段：在Q点加速进入圆轨道时，发动机做功增加机械能 ，天舟六号发射过程机械能增大，天舟六号从点运动到点机械能守恒，在点变轨加速过程，机械能增大，故D错误。
故选B。
【分析】1、由可得出天舟六号与地心间距增大，加速度逐渐减小。
2、由可知仅测量组合体飞行的周期不能够计算地球的密度，还需要知道地球的半径。
3、天舟六号从点运动到点机械能守恒，在点变轨加速过程，机械能增大。
4．如图所示，竖直细杆点处固定有一水平横杆，在横杆上有、两点，且，在、两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球和，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则、两球稳定时的下列说法正确的是（　　）
A．悬挂球的细线与竖直方向的夹角等于悬挂球的细线与竖直方向的夹角
B．悬挂球的细线与竖直方向的夹角大于悬挂球的细线与竖直方向的夹角
C．球做圆周运动的线速度大于球做圆周运动的线速度
D．球做圆周运动的线速度小于球做圆周运动的线速度
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．设r为球做圆周运动的半径，θ为细线偏离竖直方向的夹角，提供向心力的水平分力满足Tsinθ= mrω2
竖直方向有Tcosθ=mg，所以
可见，半径越大，细线与竖直方向的夹角也越大，由于b球离转轴更远，故悬挂b球的细线与竖直方向的夹角大于悬挂a球的细线与竖直方向的夹角，故AB错误；
CD．根据线速度，角速度相同，半径越大，线速度越大。所以球做圆周运动的线速度小于球做圆周运动的线速度，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】小球做匀速圆周运动，向心力由重力和细线拉力的合力提供，结合圆周运动的角速度、线速度与半径的关系，分析细线夹角和线速度的大小关系。
5．如图所示，将一平面镜置于某透明液体中，从光源处发出的一束频率为的细激光束垂直液面入射后射到平面镜上的点，当平面镜与水平方向的夹角为时，经平面镜反射到液面的细激光束恰好不能从液面射出。已知光在真空中传播速率为，则该激光束在液体中的波长为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】光路如图所示
根据几何关系可知
激光在液体中的临界角为
根据临界角公式
可得
激光在介质中速度为
根据
解得激光束在液体中的波长为
故答案为：B。
【分析】先根据光的反射定律和全反射临界角条件，确定光在液面的临界角，再结合折射率公式和波长与波速的关系，推导液体中的波长。
6．如图所示，真空中有两个点电荷、分别位于在的顶点和顶点上。已知点的电场强度的方向沿轴正方向，，则下列说法正确的是（　　）
A．带正电，带负电
B．带负电，带正电
C．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的倍
D．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的一半
【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】AB．已知点的电场强度的方向沿轴正方向，根据电场的矢量叠加可知带正电，带正电，故AB错误；
CD．根据点电荷产生的电场公式及电场叠加可知
解得，故C正确，D错误；
故答案为：C。
【分析】B点电场强度沿轴正方向，说明**、在B点产生的电场强度在轴方向的分量相互抵消**，沿轴方向分量叠加。利用点电荷场强公式和几何关系求解电荷量之比。
7．某司机驾驶汽车在平直高速公路上以速度匀速行驶时，发动机的输出功率为。时刻，司机加大了油门，使汽车输出功率立即增大到并保持该功率继续行驶。从司机加大油门开始，汽车的图像如图所示，从时刻到再次达到匀速运动的过程中，汽车行驶的位移为。若司机和汽车的总质量为，忽略油耗对质量的影响，汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则在该过程中，下列说法正确的是（　　）
A．阻力大小为
B．汽车再次达到匀速时的速度为
C．牵引力做的功为
D．经历的时间为
【答案】D
【知识点】机车启动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．阻力大小为，故A错误；
B．汽车再次达到匀速时的速度为，故B错误；
C．根据动能定理，解得牵引力做的功，故C错误；
D．根据，解得经历的时间为，故D正确。
故答案为：D。
【分析】结合功率公式P=Fv、平衡条件（匀速时牵引力等于阻力）和动能定理，分析阻力、匀速速度、牵引力做功及运动时间的大小。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．微元累积法是常用的物理研究方法，如图所示为某物理量（y）随另一物理量（x）变化的函数图象，关于图像与坐标轴所围面积大小（图中阴影部分）的物理意义，下列说法正确的是（　　）
A．若为质点的速度，为时间，则“面积”表示时间内的位移
B．若为作用在物体上的力，为位移，则“面积”表示位移过程力所做的功
C．若为作用在物体上的力，为时间，则“面积”表示时间内力所做的功
D．若为导体中电流，为时间，则“面积”表示时间内导体消耗的电能
【答案】A,B
【知识点】运动学 S-t 图象；功的概念；冲量；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．若为质点的速度，为时间，根据可知，“面积”表示时间内的位移，故A正确；
B．若为作用在物体上的力，为位移，根据可知，“面积”表示位移过程力所做的功故B正确；
C．若为作用在物体上的力，为时间，根据可知，“面积”表示时间内力的冲量，故C错误；
D．若为导体中电流，为时间，根据可知，“面积”表示时间内流经导体的电量，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】根据微元累积法的物理意义，结合不同物理量的定义式，分析y x图像中面积对应的物理量。
9．如图甲是一列沿轴方向传播的机械波在时刻的波形图，由于某种原因，中间有一部分无法看清，图乙为平衡位置的质点的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．该波的振幅为
B．时刻，质点沿轴负方向振动
C．该波的波长
D．波的传播速度
【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图像可知，该波的振幅为5cm，A错误；
B．由振动图像可知，时刻，处的质点在平衡位置向上振动，可知波沿x轴正向传播，此时质点沿轴负方向振动，B正确；
C．由图可知4~14cm之间的距离为波长的整数倍，即，又因为，可知该波的波长，C正确；
D．波的传播速度，D错误。
故答案为：BC。
【分析】结合波形图（甲）的振幅、波长信息，振动图像（乙）的周期、振动方向规律，以及波速公式，分析各选项的正确性。
10．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，一导体棒垂直置于导轨上并与金属导轨接触良好。图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为，电容器开始不带电，除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　）
A．接1时，导体棒受到安培力水平向右
B．接1时，导体棒的最大速度为
C．接2时，若导体棒水平向右运动，电容器上极板带正电荷
D．接2时，导体棒做减速运动，速度一直减小至0
【答案】A,C
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．接1时，电流由A流向B，根据左手定则，导体棒受到安培力水平向右，故A正确；
B．当导体棒产生的电动势等于电源电动势时，导体棒速度最大，则有，解得，故B错误；
C．接2时，导体棒给电容器充电。若导体棒水平向右运动，根据右手定则可知，导体棒内的电流方向由B至A，所以电容器上极板带正电荷，故C正确；
D．导体棒给电容器充电，导体棒速度逐渐减小，当导体棒产生的感应电动势等于电容器两端电压时，回路电流为零，安培力为零，导体棒之后做匀速运动，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】结合左手定则、电磁感应定律、安培力公式和电容器充电规律，分S接1和S接2两种情况分析导体棒的受力、运动方向和带电情况。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答）
11．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条细绳的结点，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是_____。
A．橡皮条形变量相等
B．橡皮条拉伸的方向相同
C．橡皮条结点要拉到同一位置
（2）下列操作中，能有效减小实验误差的是_____。
A．拉橡皮条的两条细绳必须等长
B．标记同一细绳方向的两点要远些
C．两个分力的夹角要尽量小些
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是　 　。
【答案】（1）C
（2）B；D
（3）
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是产生相同的效果，所以产生大小方向相同的力，要求橡皮条结点要拉到同一位置。
故答案为：C。
（2）A．拉橡皮条的两条细绳要尽量长些，但不一定必须等长，故A错误；
B．标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故B正确；
C．两个分力的夹角大小要适当，故C错误；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，可以减小误差，故D正确。
故答案为：BD。
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，为应用平行四边形定则作出的理论值，为用一个测力计测量时的实际值，所以方向一定沿AO方向的是。
故答案为：
【分析】(1) 明确 “探究求合力的方法” 实验中 “等效” 的核心是保证两次对橡皮条的作用效果相同，据此分析选项；
(2) 结合实验操作的误差来源，逐一判断各操作对减小误差的作用；
(3) 区分实验中通过一个弹簧测力计拉橡皮条的实际合力（F'）与平行四边形定则作出的理论合力（F）的方向差异。
（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是产生相同的效果，所以产生大小方向相同的力，要求橡皮条结点要拉到同一位置，故选C。
（2）A．拉橡皮条的两条细绳要尽量长些，但不一定必须等长，故A错误；
B．标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故B正确；
C．两个分力的夹角大小要适当，故C错误；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，可以减小误差，故D正确。
故选BD。
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，为应用平行四边形定则作出的理论值，为用一个测力计测量时的实际值，所以方向一定沿AO方向的是。
12．某兴趣小组利用“伏安法”测量未知电阻的阻值，设计实验电路如图甲所示：
（1）为了能测得多组实验数据，请你将实验电路补充完整；
（2）该小组用电流表内接法和外接法分别测量的阻值，电路连接正确后，闭合开关，调节滑动器滑片位置，得到多组电流和电压的数值，并分别描绘了图像，如图乙所示。其用电流表外接法得到的是用　 　（填写“实线”或“虚线”）表示的图像，并由此得到电阻为　 　。（保留两位有效数字）
（3）小组同学经过讨论，改进实验方案，设计出了一种更加精确的方法测量的电阻，实验电路如图丙所示，实验器材有：电源（电动势约为，内阻不可忽略），电阻箱（最大阻值），定值电阻，，灵敏电流计（0刻度在表盘正中央），另一待测电阻，开关，导线若干。若某次实验中，当灵敏电流计读数为零时，的读数如图丁所示，则此次实验测得的电阻阻值　 　。
【答案】（1）
（2）虚线；3.2
（3）141
【知识点】伏安法测电阻；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）为了得到多组数据，则滑动变阻器要接成分压电路，则连线如图：
（2）根据，若用电流表外接法，则电流的测量值偏大，则电阻的测量值偏小，即U-I图像的斜率偏小，即得到的是用虚线表示的图像，并由此得到电阻为
故答案为： 虚线 ； 3.2
（3）的读数
当灵敏电流计读数为零时，与电流计连接的两点电势相等，则满足
解得
故答案为： 141
【分析】(1) 伏安法测电阻需测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，同时结合电流表、电压表的量程和正负接线柱完成电路连接；
(2) 电流表外接法会因电压表分流导致测量值偏小，对应U I图象的斜率更小，据此判断图象并计算电阻；
(3) 灵敏电流计读数为0时，电桥平衡，利用串并联电路的电压、电阻关系列方程求解待测电阻。
（1）为了得到多组数据，则滑动变阻器要接成分压电路，则连线如图：
（2）[1][2]根据，若用电流表外接法，则电流的测量值偏大，则电阻的测量值偏小，即U-I图像的斜率偏小，即得到的是用虚线表示的图像，并由此得到电阻为
（3）的读数
当灵敏电流计读数为零时，与电流计连接的两点电势相等，则满足
解得
13．如图所示是一种由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好，环境温度不变，汽缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长，缸内气柱和活塞柱长度均为，缸内气体压强等于大气压强。活塞柱横截面积S，弹簧的劲度系数。将四台减震装置安装在汽车上，稳定时汽车重量由四台减震装置支撑，此时缸内气柱长为0.4h。求：
（1）压缩后，汽缸内氮气的压强；
（2）汽车的质量。
【答案】（1）解：根据玻意耳定律可知
解得
（2）解：对汽车由平衡可知
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】(1) 汽缸内的氮气视为理想气体，环境温度不变，发生等温变化，利用玻意耳定律结合气柱体积的变化，求解压缩后氮气的压强；
(2) 对减震装置的活塞柱进行受力分析，结合胡克定律和力的平衡条件，先求出单台减震装置的支持力，再由四台装置的总支持力等于汽车重力，推导汽车的质量。
（1）根据玻意耳定律可知
解得
（2）对汽车由平衡可知
解得
14．如图所示，为竖直平面内的一条水平分界线，的上方有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。的下方有一个粒子源，可以连续不断的沿与竖直方向成角射入速度大小不同的带电粒子，已知粒子的质量为、电荷量为，分界线上点位于为的正上方，到点的距离为，忽略带电粒子受到的重力。
（1）若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，求粒子的最大速度；
（2）若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。求电场强度大小与磁感应强度的比值。
【答案】（1）解：若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，则从发出的粒子在磁场中做圆周运动到达A点的最小半径为
根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子的最大速度
（2）解：若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，符合题意的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有
根据洛伦兹力提供向心力有
设粒子在电场中运动的时间为，根据运动规律有，
联立解得
【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) 粒子经磁场偏转刚好不能进入电场的临界条件为轨迹与分界线MN相切，结合几何关系求出圆周运动的半径，再由洛伦兹力提供向心力的公式求解粒子的最大速度；
(2) 粒子在电场中做匀变速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，轨迹闭合的条件是电场中运动的时间与磁场中运动的时间满足周期性，结合运动学公式和圆周运动周期公式推导的比值。
（1）若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，则从发出的粒子在磁场中做圆周运动到达A点的最小半径为
根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子的最大速度
（2）若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，符合题意的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设粒子在电场中运动的时间为，根据运动规律有，
联立解得
15．如图所示，足够大的光滑水平地面上有一质量的薄木板，距水平地面高的点有一可视为质点、质量的小球。当薄木板以的速度向右匀速运动到某位置时，将小球从点由静止释放，之后小球恰好与木板的右端碰撞。已知小球与木板碰撞后，竖直方向上动量的大小变为碰撞前竖直方向上动量的一半，由于两者的水平速度不同，碰撞时存在摩擦力，水平方向上动量的变化量为竖直方向上动量变化量的，小球与木板的作用时间极短，小球的运动轨迹始终在纸面内，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
（1）小球由静止释放时距木板右端的水平距离；
（2）木板碰后的速度；
（3）要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足的条件。
【答案】（1）解：小球从P点由静止释放，根据自由落体运动规律有
则小球从P点由静止释放后的下落时间为
则小球由静止释放时距木板右端的水平距离为
（2）解：小球P点由静止释放，掉在木板右端时的速度为
则根据题意可知，小球与木板碰撞后，竖直方向的速度为
水平方向的速度为
水平方向动量守恒，则有
则碰撞后木板的速度为，方向水平向右。
（3）解：第一次碰撞后，到第二次碰撞的间隔时间为
第一次到第二次木板相对小球水平方向的移动距离
要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1) 小球从P点由静止释放后做自由落体运动，先由自由落体公式求出下落时间，再结合木板的匀速直线运动规律，计算小球释放时距木板右端的水平距离；
(2) 碰撞过程中，先求出小球竖直方向的动量变化，再根据水平与竖直动量变化的关系，结合动量守恒定律求解木板碰后的速度；
(3) 小球碰撞后做平抛运动，木板做匀速直线运动，仅碰撞一次的条件是小球平抛的水平位移小于木板长度，据此推导木板长度的取值范围。
（1）小球从P点由静止释放，根据自由落体运动规律有
则小球从P点由静止释放后的下落时间为
则小球由静止释放时距木板右端的水平距离为
（2）小球P点由静止释放，掉在木板右端时的速度为
则根据题意可知，小球与木板碰撞后，竖直方向的速度为
水平方向的速度为
水平方向动量守恒，则有
则碰撞后木板的速度为
方向水平向右。
（3）第一次碰撞后，到第二次碰撞的间隔时间为
第一次到第二次木板相对小球水平方向的移动距离
要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足
1 / 1广西柳州市2024-2025学年高三下学期开学考试物理试卷
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。）
1．2023年4月29日至5月3日，中国国际新能源、智能汽车博览会在石家庄举办，新能源是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、风能和核聚变能等。下列关于原子核及核反应说法正确的是（　　）
A．是核聚变反应，粒子带负电
B．原子核发生裂变会产生质量亏损，而聚变不会产生质量亏损
C．若核反应中有能量释放，则一定有质量亏损
D．知道氡元素的半衰期我们就能知道一个氡原子核将何时发生衰变
2．一定质量的理想气体从状态开始，经历、、过程回到状态，其热力学温度随体积变化的图像如图所示，连线的延长线过坐标原点，段与纵轴平行。则该气体（　　）
A．在状态的压强小于在状态的压强
B．从状态到过程，气体体积减小，压强增大
C．从状态到过程，气体向外界吸热
D．从状态依次经过、后回到状态的整个过程，外界对气体做功为0
3．2023年5月10日，天舟六号货运飞船发射升空，天舟六号货运飞船再度为“太空之家”送货，支撑载人航天工程的“补给线”。天舟六号发射过程示意图如图所示，椭圆轨道I为转移轨道，圆轨道II为天舟六号和空间站组合体的运行轨道，两轨道相切于椭圆轨道的远地点，为椭圆轨道的近地点，为轨道II上一点，、、三点共线，下列说法正确的是（　　）
A．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，加速度逐渐增大
B．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，线速度逐渐减小
C．仅需测量组合体飞行的周期便可计算地球的密度
D．天舟六号从发射到对接完成，机械能一直增大
4．如图所示，竖直细杆点处固定有一水平横杆，在横杆上有、两点，且，在、两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球和，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则、两球稳定时的下列说法正确的是（　　）
A．悬挂球的细线与竖直方向的夹角等于悬挂球的细线与竖直方向的夹角
B．悬挂球的细线与竖直方向的夹角大于悬挂球的细线与竖直方向的夹角
C．球做圆周运动的线速度大于球做圆周运动的线速度
D．球做圆周运动的线速度小于球做圆周运动的线速度
5．如图所示，将一平面镜置于某透明液体中，从光源处发出的一束频率为的细激光束垂直液面入射后射到平面镜上的点，当平面镜与水平方向的夹角为时，经平面镜反射到液面的细激光束恰好不能从液面射出。已知光在真空中传播速率为，则该激光束在液体中的波长为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，真空中有两个点电荷、分别位于在的顶点和顶点上。已知点的电场强度的方向沿轴正方向，，则下列说法正确的是（　　）
A．带正电，带负电
B．带负电，带正电
C．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的倍
D．电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的一半
7．某司机驾驶汽车在平直高速公路上以速度匀速行驶时，发动机的输出功率为。时刻，司机加大了油门，使汽车输出功率立即增大到并保持该功率继续行驶。从司机加大油门开始，汽车的图像如图所示，从时刻到再次达到匀速运动的过程中，汽车行驶的位移为。若司机和汽车的总质量为，忽略油耗对质量的影响，汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则在该过程中，下列说法正确的是（　　）
A．阻力大小为
B．汽车再次达到匀速时的速度为
C．牵引力做的功为
D．经历的时间为
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．微元累积法是常用的物理研究方法，如图所示为某物理量（y）随另一物理量（x）变化的函数图象，关于图像与坐标轴所围面积大小（图中阴影部分）的物理意义，下列说法正确的是（　　）
A．若为质点的速度，为时间，则“面积”表示时间内的位移
B．若为作用在物体上的力，为位移，则“面积”表示位移过程力所做的功
C．若为作用在物体上的力，为时间，则“面积”表示时间内力所做的功
D．若为导体中电流，为时间，则“面积”表示时间内导体消耗的电能
9．如图甲是一列沿轴方向传播的机械波在时刻的波形图，由于某种原因，中间有一部分无法看清，图乙为平衡位置的质点的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．该波的振幅为
B．时刻，质点沿轴负方向振动
C．该波的波长
D．波的传播速度
10．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，一导体棒垂直置于导轨上并与金属导轨接触良好。图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为，电容器开始不带电，除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　）
A．接1时，导体棒受到安培力水平向右
B．接1时，导体棒的最大速度为
C．接2时，若导体棒水平向右运动，电容器上极板带正电荷
D．接2时，导体棒做减速运动，速度一直减小至0
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答）
11．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条细绳的结点，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是_____。
A．橡皮条形变量相等
B．橡皮条拉伸的方向相同
C．橡皮条结点要拉到同一位置
（2）下列操作中，能有效减小实验误差的是_____。
A．拉橡皮条的两条细绳必须等长
B．标记同一细绳方向的两点要远些
C．两个分力的夹角要尽量小些
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是　 　。
12．某兴趣小组利用“伏安法”测量未知电阻的阻值，设计实验电路如图甲所示：
（1）为了能测得多组实验数据，请你将实验电路补充完整；
（2）该小组用电流表内接法和外接法分别测量的阻值，电路连接正确后，闭合开关，调节滑动器滑片位置，得到多组电流和电压的数值，并分别描绘了图像，如图乙所示。其用电流表外接法得到的是用　 　（填写“实线”或“虚线”）表示的图像，并由此得到电阻为　 　。（保留两位有效数字）
（3）小组同学经过讨论，改进实验方案，设计出了一种更加精确的方法测量的电阻，实验电路如图丙所示，实验器材有：电源（电动势约为，内阻不可忽略），电阻箱（最大阻值），定值电阻，，灵敏电流计（0刻度在表盘正中央），另一待测电阻，开关，导线若干。若某次实验中，当灵敏电流计读数为零时，的读数如图丁所示，则此次实验测得的电阻阻值　 　。
13．如图所示是一种由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好，环境温度不变，汽缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长，缸内气柱和活塞柱长度均为，缸内气体压强等于大气压强。活塞柱横截面积S，弹簧的劲度系数。将四台减震装置安装在汽车上，稳定时汽车重量由四台减震装置支撑，此时缸内气柱长为0.4h。求：
（1）压缩后，汽缸内氮气的压强；
（2）汽车的质量。
14．如图所示，为竖直平面内的一条水平分界线，的上方有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。的下方有一个粒子源，可以连续不断的沿与竖直方向成角射入速度大小不同的带电粒子，已知粒子的质量为、电荷量为，分界线上点位于为的正上方，到点的距离为，忽略带电粒子受到的重力。
（1）若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，求粒子的最大速度；
（2）若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。求电场强度大小与磁感应强度的比值。
15．如图所示，足够大的光滑水平地面上有一质量的薄木板，距水平地面高的点有一可视为质点、质量的小球。当薄木板以的速度向右匀速运动到某位置时，将小球从点由静止释放，之后小球恰好与木板的右端碰撞。已知小球与木板碰撞后，竖直方向上动量的大小变为碰撞前竖直方向上动量的一半，由于两者的水平速度不同，碰撞时存在摩擦力，水平方向上动量的变化量为竖直方向上动量变化量的，小球与木板的作用时间极短，小球的运动轨迹始终在纸面内，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
（1）小球由静止释放时距木板右端的水平距离；
（2）木板碰后的速度；
（3）要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足的条件。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】A．H＋H→He＋X是核聚变反应，X粒子的质量数为1，电荷数为0，是中子，不带电，故A错误；
B．原子核发生裂变会产生质量亏损，同时轻核聚变释放出巨大能量，伴随着质量亏损，故B错误；
C．质能方程表明能量与质量相互对应，核反应释放能量时，一定存在质量亏损（亏损的质量转化为能量），故C正确；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，无法预测单个原子核的衰变时刻，故D错误。
故答案为：C。
【分析】结合核聚变反应的核子数守恒、质能方程的应用以及半衰期的统计意义，逐一分析各选项的正确性。
2．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程有，由于连线的延长线过坐标原点，可知过程为等压过程，即在状态的压强等于在状态的压强，故A错误；
B．段与纵轴平行，该过程为等温过程，根据玻意耳定律可知，从状态到过程，气体体积减小，压强增大，故B正确；
C．结合上述，从状态到过程，气体温度不变，气体内能一定，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，从状态到过程，气体向外界放热，故C错误；
D．根据理想气体状态方程有，解得可知，在图像中，图像上任意一点与坐标原点连线的斜率表示，根据图像可知，过程气体压强一定，过程，气体的压强均大于过程气体压强，
由于过程气体体积增大值与过程气体体积减小值相等，则过程气体对外界做功小于过程外界对气体做功，
即从状态依次经过、后回到状态的整个过程，外界对气体做功不为0，故D错误。
故答案为：B。
【分析】结合理想气体状态方程（恒量），分析图像中各过程的体积、温度变化，推导压强、做功和吸放热情况。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【解答】A．在椭圆轨道上，航天器受地球引力作用，加速度a=GM/r2，从近地点到远地点，距离r增大，加速度a减小， 天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，天舟六号与地心间距增大，则加速度逐渐减小，故A错误；
B．天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，万有引力与速度方向夹角为钝角，万有引力对天舟六号有减速的效果，可知，天舟六号在轨道Ⅰ上从点运动到点，线速度逐渐减小，故B正确；
C．根据，解得，可知，仅测量组合体飞行的周期不能够计算地球的密度，还需要知道地球的半径，故C错误；
D．发射阶段：火箭推进做功，机械能增加，轨道转移阶段：在Q点加速进入圆轨道时，发动机做功增加机械能 ，天舟六号发射过程机械能增大，天舟六号从点运动到点机械能守恒，在点变轨加速过程，机械能增大，故D错误。
故选B。
【分析】1、由可得出天舟六号与地心间距增大，加速度逐渐减小。
2、由可知仅测量组合体飞行的周期不能够计算地球的密度，还需要知道地球的半径。
3、天舟六号从点运动到点机械能守恒，在点变轨加速过程，机械能增大。
4．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．设r为球做圆周运动的半径，θ为细线偏离竖直方向的夹角，提供向心力的水平分力满足Tsinθ= mrω2
竖直方向有Tcosθ=mg，所以
可见，半径越大，细线与竖直方向的夹角也越大，由于b球离转轴更远，故悬挂b球的细线与竖直方向的夹角大于悬挂a球的细线与竖直方向的夹角，故AB错误；
CD．根据线速度，角速度相同，半径越大，线速度越大。所以球做圆周运动的线速度小于球做圆周运动的线速度，故C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】小球做匀速圆周运动，向心力由重力和细线拉力的合力提供，结合圆周运动的角速度、线速度与半径的关系，分析细线夹角和线速度的大小关系。
5．【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】光路如图所示
根据几何关系可知
激光在液体中的临界角为
根据临界角公式
可得
激光在介质中速度为
根据
解得激光束在液体中的波长为
故答案为：B。
【分析】先根据光的反射定律和全反射临界角条件，确定光在液面的临界角，再结合折射率公式和波长与波速的关系，推导液体中的波长。
6．【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】AB．已知点的电场强度的方向沿轴正方向，根据电场的矢量叠加可知带正电，带正电，故AB错误；
CD．根据点电荷产生的电场公式及电场叠加可知
解得，故C正确，D错误；
故答案为：C。
【分析】B点电场强度沿轴正方向，说明**、在B点产生的电场强度在轴方向的分量相互抵消**，沿轴方向分量叠加。利用点电荷场强公式和几何关系求解电荷量之比。
7．【答案】D
【知识点】机车启动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．阻力大小为，故A错误；
B．汽车再次达到匀速时的速度为，故B错误；
C．根据动能定理，解得牵引力做的功，故C错误；
D．根据，解得经历的时间为，故D正确。
故答案为：D。
【分析】结合功率公式P=Fv、平衡条件（匀速时牵引力等于阻力）和动能定理，分析阻力、匀速速度、牵引力做功及运动时间的大小。
8．【答案】A,B
【知识点】运动学 S-t 图象；功的概念；冲量；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．若为质点的速度，为时间，根据可知，“面积”表示时间内的位移，故A正确；
B．若为作用在物体上的力，为位移，根据可知，“面积”表示位移过程力所做的功故B正确；
C．若为作用在物体上的力，为时间，根据可知，“面积”表示时间内力的冲量，故C错误；
D．若为导体中电流，为时间，根据可知，“面积”表示时间内流经导体的电量，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】根据微元累积法的物理意义，结合不同物理量的定义式，分析y x图像中面积对应的物理量。
9．【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图像可知，该波的振幅为5cm，A错误；
B．由振动图像可知，时刻，处的质点在平衡位置向上振动，可知波沿x轴正向传播，此时质点沿轴负方向振动，B正确；
C．由图可知4~14cm之间的距离为波长的整数倍，即，又因为，可知该波的波长，C正确；
D．波的传播速度，D错误。
故答案为：BC。
【分析】结合波形图（甲）的振幅、波长信息，振动图像（乙）的周期、振动方向规律，以及波速公式，分析各选项的正确性。
10．【答案】A,C
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．接1时，电流由A流向B，根据左手定则，导体棒受到安培力水平向右，故A正确；
B．当导体棒产生的电动势等于电源电动势时，导体棒速度最大，则有，解得，故B错误；
C．接2时，导体棒给电容器充电。若导体棒水平向右运动，根据右手定则可知，导体棒内的电流方向由B至A，所以电容器上极板带正电荷，故C正确；
D．导体棒给电容器充电，导体棒速度逐渐减小，当导体棒产生的感应电动势等于电容器两端电压时，回路电流为零，安培力为零，导体棒之后做匀速运动，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】结合左手定则、电磁感应定律、安培力公式和电容器充电规律，分S接1和S接2两种情况分析导体棒的受力、运动方向和带电情况。
11．【答案】（1）C
（2）B；D
（3）
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是产生相同的效果，所以产生大小方向相同的力，要求橡皮条结点要拉到同一位置。
故答案为：C。
（2）A．拉橡皮条的两条细绳要尽量长些，但不一定必须等长，故A错误；
B．标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故B正确；
C．两个分力的夹角大小要适当，故C错误；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，可以减小误差，故D正确。
故答案为：BD。
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，为应用平行四边形定则作出的理论值，为用一个测力计测量时的实际值，所以方向一定沿AO方向的是。
故答案为：
【分析】(1) 明确 “探究求合力的方法” 实验中 “等效” 的核心是保证两次对橡皮条的作用效果相同，据此分析选项；
(2) 结合实验操作的误差来源，逐一判断各操作对减小误差的作用；
(3) 区分实验中通过一个弹簧测力计拉橡皮条的实际合力（F'）与平行四边形定则作出的理论合力（F）的方向差异。
（1）实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是产生相同的效果，所以产生大小方向相同的力，要求橡皮条结点要拉到同一位置，故选C。
（2）A．拉橡皮条的两条细绳要尽量长些，但不一定必须等长，故A错误；
B．标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故B正确；
C．两个分力的夹角大小要适当，故C错误；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，可以减小误差，故D正确。
故选BD。
（3）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，为应用平行四边形定则作出的理论值，为用一个测力计测量时的实际值，所以方向一定沿AO方向的是。
12．【答案】（1）
（2）虚线；3.2
（3）141
【知识点】伏安法测电阻；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）为了得到多组数据，则滑动变阻器要接成分压电路，则连线如图：
（2）根据，若用电流表外接法，则电流的测量值偏大，则电阻的测量值偏小，即U-I图像的斜率偏小，即得到的是用虚线表示的图像，并由此得到电阻为
故答案为： 虚线 ； 3.2
（3）的读数
当灵敏电流计读数为零时，与电流计连接的两点电势相等，则满足
解得
故答案为： 141
【分析】(1) 伏安法测电阻需测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，同时结合电流表、电压表的量程和正负接线柱完成电路连接；
(2) 电流表外接法会因电压表分流导致测量值偏小，对应U I图象的斜率更小，据此判断图象并计算电阻；
(3) 灵敏电流计读数为0时，电桥平衡，利用串并联电路的电压、电阻关系列方程求解待测电阻。
（1）为了得到多组数据，则滑动变阻器要接成分压电路，则连线如图：
（2）[1][2]根据，若用电流表外接法，则电流的测量值偏大，则电阻的测量值偏小，即U-I图像的斜率偏小，即得到的是用虚线表示的图像，并由此得到电阻为
（3）的读数
当灵敏电流计读数为零时，与电流计连接的两点电势相等，则满足
解得
13．【答案】（1）解：根据玻意耳定律可知
解得
（2）解：对汽车由平衡可知
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】(1) 汽缸内的氮气视为理想气体，环境温度不变，发生等温变化，利用玻意耳定律结合气柱体积的变化，求解压缩后氮气的压强；
(2) 对减震装置的活塞柱进行受力分析，结合胡克定律和力的平衡条件，先求出单台减震装置的支持力，再由四台装置的总支持力等于汽车重力，推导汽车的质量。
（1）根据玻意耳定律可知
解得
（2）对汽车由平衡可知
解得
14．【答案】（1）解：若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，则从发出的粒子在磁场中做圆周运动到达A点的最小半径为
根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子的最大速度
（2）解：若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，符合题意的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有
根据洛伦兹力提供向心力有
设粒子在电场中运动的时间为，根据运动规律有，
联立解得
【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) 粒子经磁场偏转刚好不能进入电场的临界条件为轨迹与分界线MN相切，结合几何关系求出圆周运动的半径，再由洛伦兹力提供向心力的公式求解粒子的最大速度；
(2) 粒子在电场中做匀变速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，轨迹闭合的条件是电场中运动的时间与磁场中运动的时间满足周期性，结合运动学公式和圆周运动周期公式推导的比值。
（1）若粒子经磁场偏转刚好不能进入电场，则从发出的粒子在磁场中做圆周运动到达A点的最小半径为
根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子的最大速度
（2）若粒子经磁场偏转从点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，符合题意的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设粒子在电场中运动的时间为，根据运动规律有，
联立解得
15．【答案】（1）解：小球从P点由静止释放，根据自由落体运动规律有
则小球从P点由静止释放后的下落时间为
则小球由静止释放时距木板右端的水平距离为
（2）解：小球P点由静止释放，掉在木板右端时的速度为
则根据题意可知，小球与木板碰撞后，竖直方向的速度为
水平方向的速度为
水平方向动量守恒，则有
则碰撞后木板的速度为，方向水平向右。
（3）解：第一次碰撞后，到第二次碰撞的间隔时间为
第一次到第二次木板相对小球水平方向的移动距离
要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1) 小球从P点由静止释放后做自由落体运动，先由自由落体公式求出下落时间，再结合木板的匀速直线运动规律，计算小球释放时距木板右端的水平距离；
(2) 碰撞过程中，先求出小球竖直方向的动量变化，再根据水平与竖直动量变化的关系，结合动量守恒定律求解木板碰后的速度；
(3) 小球碰撞后做平抛运动，木板做匀速直线运动，仅碰撞一次的条件是小球平抛的水平位移小于木板长度，据此推导木板长度的取值范围。
（1）小球从P点由静止释放，根据自由落体运动规律有
则小球从P点由静止释放后的下落时间为
则小球由静止释放时距木板右端的水平距离为
（2）小球P点由静止释放，掉在木板右端时的速度为
则根据题意可知，小球与木板碰撞后，竖直方向的速度为
水平方向的速度为
水平方向动量守恒，则有
则碰撞后木板的速度为
方向水平向右。
（3）第一次碰撞后，到第二次碰撞的间隔时间为
第一次到第二次木板相对小球水平方向的移动距离
要使小球与木板仅碰撞一次，木板的长度应满足
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