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2024届广西桂林、柳州、贺州、崇左四市联合高三上学期11月适应性训练检测物理试题
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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． 放学后，小李在水平路面上逆风匀速行走，他行走过程中没有打滑。关于小李所受路面的摩擦力，下列说法正确的是
A．受到静摩擦力，方向向前 B．受到静摩擦力，方向向后
C．受到滑动摩擦力，方向向前 D．受到滑动摩擦力，方向向后
2．小聪设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生正弦式交流电，电压最大值为U，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，副线圈与原线圈匝数的比值为（），则副线圈两端电压的有效值为（　　）
A．U B． C． D．
3．某核电站利用中子轰击核燃料释放核能来发电，轰击后产生和，并放出粒子a；具有放射性，半衰期为29天，衰变后产生，并放出粒子b，同时释放0.546的能量。下列说法正确的是（　　）
A．粒子a为质子
B．的衰变是衰变
C．的结合能小于的结合能
D．通过增大环境温度，可使的半衰期变为28天
4．某些汽车配置有定速巡航系统，启动定速巡航系统后，汽车按照设定的速度匀速率行驶。如图所示，一汽车定速巡航通过路面，其中段为平直上坡路面，段为水平路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　）
A．在段，汽车的输出功率增大
B．在段，汽车的输出功率减小
C．汽车在段的输出功率比在段的大
D．汽车在段的输出功率比在段的小
5．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为，则P、Q两点的高度差为（　　）
A．0.1 m B．0.2m C．0.3 m D．0.4 m
6．2023年9月17日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“遥感三十九号”卫星发射升空。若卫星入轨后做半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球的自转，则卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，在侧面为正三角形的正四棱锥的A、B、C、D四个顶点各放置一个电荷量为q的正点电荷，在底面的中心O点处放置一个负点电荷，结果P点的电场强度恰好为零。O点处的点电荷的电荷量为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。下列说法正确的是（　　）
A．光导纤维只能传输可见光
B．光导纤维中“纤芯”的折射率大于“包层”的折射率
C．不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间相同
D．光从“纤芯”一端传到另一端的时间与从“纤芯”端面射入时的入射角有关
9．一列在某介质中传播的简谐横波在时的波形图如图所示，平衡位置在处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为。关于该波，下列说法正确的是（　　）
A．周期为1s B．振幅为10
C．传播方向沿x轴正方向 D．传播速度大小为4
10．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，导轨间有方向竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，质量均为m、有效电阻均为R的金属棒和垂直于导轨放置，均处于静止状态，现给棒一个方向水平向左、大小为的初速度，下列说法正确的是（　　）
A．从棒开始运动到回路无电流的过程中，回路产生的焦耳热为
B．从棒开始运动到回路无电流的过程中，回路产生的焦耳热为
C．最终回路无电流通过后，两棒间的距离比静止时增大
D．最终回路无电流通过后，两棒间的距离比静止时增大
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．小明利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径　 　。
（2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。若某次实验中小球通过光电门的挡光时间为，则小球此次通过光电门时的速度大小为　 　（用d、表示）。
（3）多次改变光电门的位置，重复实验，测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t。以为纵轴、h为横轴，作出图像，图像为过原点的直线，直线的斜率为k，若当地的重力加速度大小　 　（用d、k表示），则机械能守恒定律得到验证。
12．学校物理兴趣小组利用如图甲所示的电路将满偏电流、内阻的电流表G改装为电压表，改装后的电压表有两挡，分别为、。
（1）图甲中定值电阻　 　，定值电阻　 　。
（2）同学们设计了如图乙所示的电路，对改装后量程的电压表进行校正，改装后的电压表与量程为0~3V的标准电压表V并联。若当标准电压表V的示数为2.36V时，电流表G的指针如图丙所示，则改装后的电压表的实际量程为　 　V。
（3）根据（2）中结果可知，在不更换定值电阻的情况下，只要对定值电阻　 　（填“串联”或“并联”）一个阻值为　 　的定值电阻，就可以校正改装后的电压表的量程。
13．如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，气体的初始热力学温度为，此时活塞到汽缸底部的距离是活塞到缸口距离的两倍。活塞的横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度大小为g。
（1）通过汽缸底部的电热丝（大小不计，图中未画出）对缸内气体缓慢加热，求活塞到达缸口时缸内气体的热力学温度T；
（2）活塞到达缸口后，将汽缸竖立（开口向上），保持缸内气体的温度不变，最终活塞到汽缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等，求活塞的质量m。
14．图甲为空中跳伞表演。跳伞运动员从悬停在高空中的飞机上跳下，一段时间后，再打开降落伞。图乙为一运动员离开距地面高度的飞机后，其速度v的二次方随下落高度h变化的图像。已知运动员和降落伞的总质量，取重力加速度大小，认为降落伞打开前运动员做自由落体运动，整个过程均在竖直方向运动。求：
（1）运动员在空中运动的时间t；
（2）运动员和降落伞受到的总阻力大小f。
15．如图所示，在竖直面内的直角坐标系中，y轴竖直，A、B两点的坐标分别为与。的区域内有沿x轴负方向的匀强电场；第二象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出）；第四象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（图中均未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）从A点以大小（g为重力加速度大小）的速度沿做直线运动，通过O点（第一次通过x轴）后在第四象限内做匀速圆周运动，恰好通过B点（第二次通过x轴）。求：
（1）第二象限内磁场的磁感应强度大小；
（2）小球从O点到第四次通过x轴的时间t；
（3）小球第五次通过x轴时的位置坐标以及第四次通过x轴后在第一象限内运动过程中到x轴的最大距离。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】小李行走过程中没有打滑，所以小李受到的是静摩擦力作用，行走时脚相对地面有向后的运动趋势，所以脚受的摩擦力方向向前，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】有相对运动趋势的物体间的摩擦力为静摩擦力，静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
2．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据题意可知，原线圈输入电压的有效值为
根据变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
联立可得副线圈两端电压的有效值为
故答案为：D。
【分析】本题需结合正弦式交变电压的峰值与有效值关系、理想变压器的电压匝数比规律，分步计算副线圈两端的电压有效值。
3．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒，可得核反应方程为，所以粒子a为中子，故A错误；
B．根据质量数守恒和核电荷数守恒，可得核反应方程为，所以的衰变是衰变，故B错误；
C．衰变过程中，生成物的比结合能大于核反应前的比结合能，而核子数相等，所以的结合能小于的结合能，故C正确；
D．元素的半衰期是由核本身的性质决定的，不受外部条件影响，故D错误。
故答案为：C。
【分析】本题结合核反应的电荷数与质量数守恒、衰变类型判断、结合能与原子核稳定性的关系、半衰期的决定因素，分析各选项的正误。
4．【答案】C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】AB．在段，汽车受到的牵引力大小
汽车在段的输出功率
由于不变，v不变，所以不变，故A、B错误；
CD．汽车在段受到的牵引力大小
汽车在段的输出功率
汽车在两段行驶的速率相同，所以，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查机车启动的功率计算，核心是根据汽车匀速行驶的受力平衡条件，分别分析上坡段（ab 段）和平路段（bc 段）的牵引力大小，再结合功率公式P=Fv比较输出功率的大小。
5．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】乒乓球恰好垂直落在球拍上的Q点，球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为，则有
则P、Q两点的高度差为
故答案为：D。
【分析】本题结合平抛运动的速度分解和自由落体运动的位移公式，先分解乒乓球落到球拍前的速度，再计算竖直方向的下落高度（即 P、Q 的高度差）。
6．【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
又
联立解得卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为
故答案为：A。
【分析】本题结合万有引力定律和地球表面的重力加速度公式，利用 “黄金代换” 关系推导卫星的周期。
7．【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】本题考查静电场，目的是考查学生的推理论证能力。和均为等腰直角三角形，故A、C处点电荷与B、D处点电荷产生的电场在P点的合电场强度大小（设为E）相等，且方向均垂直底面向上，设正四棱锥的棱长为a，则有
因此A、B、C、D四个顶点处的点电荷产生的电场在P点的电场强度大小方向均垂直底面向上，可得底面的中心O点处的点电荷产生的电场在P点的电场强度大小为E、方向垂直底面向下，设底面的中心O点处的点电荷的电荷量为Q，因为P、O两点间的距离
所以
解得，C正确。
故答案为：C。
【分析】本题考查点电荷的电场强度叠加，核心是先计算正四棱锥底面四个正点电荷在P点产生的合电场强度，再根据P点场强为零的条件，利用点电荷电场强度公式求解O点负点电荷的电荷量。
8．【答案】B,D
【知识点】光导纤维及其应用
【解析】【解答】A．只要满足全反射的条件，光导纤维不仅能传输可见光，而且能传输其它电磁波，故A错误；
B．从同一根光导纤维的一端传输到另一端，在纤芯和包层的界面不停地发生全反射，所以光导纤维中“纤芯”的折射率大于“包层”的折射率，故B正确；
C．设临界角为C，则光在纤芯中传播的距离为，则传播的时间为，因为不同的频率折射率不同，所以不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间不同，故C错误；
D．入射角不同，光程就不同，时间就不同，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查光导纤维的工作原理与光的全反射、折射率相关性质，核心是结合全反射的条件判断纤芯和包层的折射率关系，再根据光的传播路程、折射率与频率的关系分析传播时间的影响因素。
9．【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】AB．根据，可知该波的振幅，周期，A正确，B错误；
CD．根据可知，时质点P经过平衡位置向y轴负方向振动，结合题图可知该波沿x轴负方向传播，
波长，可得传播速度大小，C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】本题考查简谐横波的周期、振幅、传播方向与波速计算，核心是通过质点的振动表达式确定周期和振幅，结合振动方向判断波的传播方向，再根据波长和周期计算波速。
10．【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】AB．棒存在方向水平向左、大小为的初速度，此时磁通量改变，电路产生感应电流，在安培力的作用下，棒向左运动，最终闭合回路间的磁通量不发生改变，即金属棒和共速，由水平方向上动量守恒，可得
解得
根据能量守恒可得
解得，故A错误，B正确；
CD．金属棒受到的安培力为
根据动量定理可得
解得，故C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查电磁感应中的动量守恒与能量守恒，核心是利用动量守恒定律求出两金属棒的共速速度，结合能量守恒计算回路焦耳热，再通过动量定理推导两棒间距离的变化量。
11．【答案】5.700；；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）小球的直径
故答案为：5.700
（2）小球通过光电门时的速度大小
故答案为：
（3）小球通过光电门时的速度大小
设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有
可得
结合题图乙可得
解得
故答案为：
【分析】(1) 根据螺旋测微器的读数规则（固定刻度+可动刻度×精度）计算小球直径；
(2) 利用平均速度近似瞬时速度，由挡光直径和挡光时间求瞬时速度；
(3) 结合机械能守恒定律推导的函数关系，根据斜率求解重力加速度。
12．【答案】2800；12000；0~2.95；串联；50
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）根据欧姆定律可得，
解得，
故答案为： 2800； 12000
（2）由图丙可知此时电流为
改装后电压表的内阻为
则改装后的电压表满偏对应的电压值为
改装后的电压表的实际量程。
故答案为： 0~2.95
（3）根据（2）中结果可知，在不更换定值电阻的情况下，只要对定值电阻串联一个定值电阻，阻值为，就可以校正改装后的电压表的量程。
故答案为： 串联 ； 50
【分析】(1) 电流表改装为电压表需串联分压电阻，根据串联电路的电压、电流规律，结合电压表量程分别计算和的阻值；
(2) 由标准电压表的示数和电流表的实际读数，求出改装后电压表的实际量程；
(3) 根据实际量程与标称量程的偏差，确定电阻的连接方式（串联/并联），并计算所需串联的电阻阻值。
13．【答案】（1）解：设加热前活塞到缸口的距离为，加热过程中缸内气体做等压变化，则有
解得
（2）解：活塞下降过程中缸内气体做等温变化，设活塞到汽缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等时，缸内气体的压强为，则有
根据平衡条件可得
联立解得活塞的质量为
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 加热过程中气体做等压变化，利用盖-吕萨克定律（）求解温度；
(2) 汽缸竖立后气体做等温变化，利用玻意耳定律（）结合活塞受力平衡求质量。
14．【答案】（1）解：由题图乙可知，刚打开降落伞时运动员已下落的高度
设降落伞刚打开时运动员的速度大小为，有，
解得，
由题图乙可知，运动员落地时的速度大小
设降落伞打开后运动员在空中运动的时间为，有
解得
又
解得
（2）解：降落伞打开后运动员在空中运动的加速度大小为a，有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【分析】(1) 分自由落体阶段和减速阶段计算时间，自由落体阶段用运动学公式求时间，减速阶段结合图像的运动学关系求时间，总时间为两阶段之和；
(2) 减速阶段由运动学公式求加速度，再利用牛顿第二定律求总阻力。
15．【答案】（1）解：小球沿AO方向做直线运动，则必为匀速直线运动，则受力平衡，小球受向下的重力，水平向左的电场力和垂直于AO斜向右上方的洛伦兹力，则
解得，，
（2）解：小球从开始运动到第一次经过x轴的时间
小球进入第四象限后做匀速圆周运动，则
周期，
则第二次经过x轴的时间
小球射入第一象限时速度与x轴正向成45°，水平方向沿x轴正向做匀减速运动，加速度为
竖直方向做匀减速运动加速度为ay=g
合加速度大小为
方向与x轴负向成45°角，则再次（第3次）经过x轴的时间
返回时仍经过P点，此时速度仍为
方向与x轴负向成45°角，进入第四象限后仍做匀速圆周运动，运动时间为
小球从O点到第四次通过x轴的时间
（3）解：小球第四次经过x轴的位置坐标为x=2L
速度方向与x轴负向成45°角，正好与合加速度方向垂直，则第五次经过x轴时沿x轴负向的距离为，则
，
解得
则第五次经过x轴时小球恰好到达原点，即位置坐标为（0，0）；
第四次通过x轴后在第一象限内运动过程中到x轴的最大距离
【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) 小球在第二象限做直线运动，合力为零（匀速直线运动），结合受力分析（重力、电场力、洛伦兹力）和平衡条件，推导磁感应强度的表达式；
(2) 分阶段计算小球在第四象限的圆周运动时间、第一象限的类平抛运动时间，以及再次进入第四象限的运动时间，求和得到总时间；
(3) 结合小球的运动轨迹和运动学规律，确定第五次通过x轴的位置坐标，再利用类平抛运动的极值条件求第一象限内到x轴的最大距离。
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一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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． 放学后，小李在水平路面上逆风匀速行走，他行走过程中没有打滑。关于小李所受路面的摩擦力，下列说法正确的是
A．受到静摩擦力，方向向前 B．受到静摩擦力，方向向后
C．受到滑动摩擦力，方向向前 D．受到滑动摩擦力，方向向后
【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】小李行走过程中没有打滑，所以小李受到的是静摩擦力作用，行走时脚相对地面有向后的运动趋势，所以脚受的摩擦力方向向前，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】有相对运动趋势的物体间的摩擦力为静摩擦力，静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
2．小聪设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生正弦式交流电，电压最大值为U，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，副线圈与原线圈匝数的比值为（），则副线圈两端电压的有效值为（　　）
A．U B． C． D．
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据题意可知，原线圈输入电压的有效值为
根据变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
联立可得副线圈两端电压的有效值为
故答案为：D。
【分析】本题需结合正弦式交变电压的峰值与有效值关系、理想变压器的电压匝数比规律，分步计算副线圈两端的电压有效值。
3．某核电站利用中子轰击核燃料释放核能来发电，轰击后产生和，并放出粒子a；具有放射性，半衰期为29天，衰变后产生，并放出粒子b，同时释放0.546的能量。下列说法正确的是（　　）
A．粒子a为质子
B．的衰变是衰变
C．的结合能小于的结合能
D．通过增大环境温度，可使的半衰期变为28天
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒，可得核反应方程为，所以粒子a为中子，故A错误；
B．根据质量数守恒和核电荷数守恒，可得核反应方程为，所以的衰变是衰变，故B错误；
C．衰变过程中，生成物的比结合能大于核反应前的比结合能，而核子数相等，所以的结合能小于的结合能，故C正确；
D．元素的半衰期是由核本身的性质决定的，不受外部条件影响，故D错误。
故答案为：C。
【分析】本题结合核反应的电荷数与质量数守恒、衰变类型判断、结合能与原子核稳定性的关系、半衰期的决定因素，分析各选项的正误。
4．某些汽车配置有定速巡航系统，启动定速巡航系统后，汽车按照设定的速度匀速率行驶。如图所示，一汽车定速巡航通过路面，其中段为平直上坡路面，段为水平路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　）
A．在段，汽车的输出功率增大
B．在段，汽车的输出功率减小
C．汽车在段的输出功率比在段的大
D．汽车在段的输出功率比在段的小
【答案】C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】AB．在段，汽车受到的牵引力大小
汽车在段的输出功率
由于不变，v不变，所以不变，故A、B错误；
CD．汽车在段受到的牵引力大小
汽车在段的输出功率
汽车在两段行驶的速率相同，所以，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查机车启动的功率计算，核心是根据汽车匀速行驶的受力平衡条件，分别分析上坡段（ab 段）和平路段（bc 段）的牵引力大小，再结合功率公式P=Fv比较输出功率的大小。
5．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为，则P、Q两点的高度差为（　　）
A．0.1 m B．0.2m C．0.3 m D．0.4 m
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】乒乓球恰好垂直落在球拍上的Q点，球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为，则有
则P、Q两点的高度差为
故答案为：D。
【分析】本题结合平抛运动的速度分解和自由落体运动的位移公式，先分解乒乓球落到球拍前的速度，再计算竖直方向的下落高度（即 P、Q 的高度差）。
6．2023年9月17日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“遥感三十九号”卫星发射升空。若卫星入轨后做半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球的自转，则卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
又
联立解得卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为
故答案为：A。
【分析】本题结合万有引力定律和地球表面的重力加速度公式，利用 “黄金代换” 关系推导卫星的周期。
7．如图所示，在侧面为正三角形的正四棱锥的A、B、C、D四个顶点各放置一个电荷量为q的正点电荷，在底面的中心O点处放置一个负点电荷，结果P点的电场强度恰好为零。O点处的点电荷的电荷量为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】本题考查静电场，目的是考查学生的推理论证能力。和均为等腰直角三角形，故A、C处点电荷与B、D处点电荷产生的电场在P点的合电场强度大小（设为E）相等，且方向均垂直底面向上，设正四棱锥的棱长为a，则有
因此A、B、C、D四个顶点处的点电荷产生的电场在P点的电场强度大小方向均垂直底面向上，可得底面的中心O点处的点电荷产生的电场在P点的电场强度大小为E、方向垂直底面向下，设底面的中心O点处的点电荷的电荷量为Q，因为P、O两点间的距离
所以
解得，C正确。
故答案为：C。
【分析】本题考查点电荷的电场强度叠加，核心是先计算正四棱锥底面四个正点电荷在P点产生的合电场强度，再根据P点场强为零的条件，利用点电荷电场强度公式求解O点负点电荷的电荷量。
8．如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。下列说法正确的是（　　）
A．光导纤维只能传输可见光
B．光导纤维中“纤芯”的折射率大于“包层”的折射率
C．不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间相同
D．光从“纤芯”一端传到另一端的时间与从“纤芯”端面射入时的入射角有关
【答案】B,D
【知识点】光导纤维及其应用
【解析】【解答】A．只要满足全反射的条件，光导纤维不仅能传输可见光，而且能传输其它电磁波，故A错误；
B．从同一根光导纤维的一端传输到另一端，在纤芯和包层的界面不停地发生全反射，所以光导纤维中“纤芯”的折射率大于“包层”的折射率，故B正确；
C．设临界角为C，则光在纤芯中传播的距离为，则传播的时间为，因为不同的频率折射率不同，所以不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间不同，故C错误；
D．入射角不同，光程就不同，时间就不同，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查光导纤维的工作原理与光的全反射、折射率相关性质，核心是结合全反射的条件判断纤芯和包层的折射率关系，再根据光的传播路程、折射率与频率的关系分析传播时间的影响因素。
9．一列在某介质中传播的简谐横波在时的波形图如图所示，平衡位置在处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为。关于该波，下列说法正确的是（　　）
A．周期为1s B．振幅为10
C．传播方向沿x轴正方向 D．传播速度大小为4
【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】AB．根据，可知该波的振幅，周期，A正确，B错误；
CD．根据可知，时质点P经过平衡位置向y轴负方向振动，结合题图可知该波沿x轴负方向传播，
波长，可得传播速度大小，C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】本题考查简谐横波的周期、振幅、传播方向与波速计算，核心是通过质点的振动表达式确定周期和振幅，结合振动方向判断波的传播方向，再根据波长和周期计算波速。
10．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，导轨间有方向竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，质量均为m、有效电阻均为R的金属棒和垂直于导轨放置，均处于静止状态，现给棒一个方向水平向左、大小为的初速度，下列说法正确的是（　　）
A．从棒开始运动到回路无电流的过程中，回路产生的焦耳热为
B．从棒开始运动到回路无电流的过程中，回路产生的焦耳热为
C．最终回路无电流通过后，两棒间的距离比静止时增大
D．最终回路无电流通过后，两棒间的距离比静止时增大
【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】AB．棒存在方向水平向左、大小为的初速度，此时磁通量改变，电路产生感应电流，在安培力的作用下，棒向左运动，最终闭合回路间的磁通量不发生改变，即金属棒和共速，由水平方向上动量守恒，可得
解得
根据能量守恒可得
解得，故A错误，B正确；
CD．金属棒受到的安培力为
根据动量定理可得
解得，故C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查电磁感应中的动量守恒与能量守恒，核心是利用动量守恒定律求出两金属棒的共速速度，结合能量守恒计算回路焦耳热，再通过动量定理推导两棒间距离的变化量。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．小明利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径　 　。
（2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。若某次实验中小球通过光电门的挡光时间为，则小球此次通过光电门时的速度大小为　 　（用d、表示）。
（3）多次改变光电门的位置，重复实验，测出小球与光电门间的高度差h和记录小球通过光电门的挡光时间t。以为纵轴、h为横轴，作出图像，图像为过原点的直线，直线的斜率为k，若当地的重力加速度大小　 　（用d、k表示），则机械能守恒定律得到验证。
【答案】5.700；；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）小球的直径
故答案为：5.700
（2）小球通过光电门时的速度大小
故答案为：
（3）小球通过光电门时的速度大小
设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有
可得
结合题图乙可得
解得
故答案为：
【分析】(1) 根据螺旋测微器的读数规则（固定刻度+可动刻度×精度）计算小球直径；
(2) 利用平均速度近似瞬时速度，由挡光直径和挡光时间求瞬时速度；
(3) 结合机械能守恒定律推导的函数关系，根据斜率求解重力加速度。
12．学校物理兴趣小组利用如图甲所示的电路将满偏电流、内阻的电流表G改装为电压表，改装后的电压表有两挡，分别为、。
（1）图甲中定值电阻　 　，定值电阻　 　。
（2）同学们设计了如图乙所示的电路，对改装后量程的电压表进行校正，改装后的电压表与量程为0~3V的标准电压表V并联。若当标准电压表V的示数为2.36V时，电流表G的指针如图丙所示，则改装后的电压表的实际量程为　 　V。
（3）根据（2）中结果可知，在不更换定值电阻的情况下，只要对定值电阻　 　（填“串联”或“并联”）一个阻值为　 　的定值电阻，就可以校正改装后的电压表的量程。
【答案】2800；12000；0~2.95；串联；50
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）根据欧姆定律可得，
解得，
故答案为： 2800； 12000
（2）由图丙可知此时电流为
改装后电压表的内阻为
则改装后的电压表满偏对应的电压值为
改装后的电压表的实际量程。
故答案为： 0~2.95
（3）根据（2）中结果可知，在不更换定值电阻的情况下，只要对定值电阻串联一个定值电阻，阻值为，就可以校正改装后的电压表的量程。
故答案为： 串联 ； 50
【分析】(1) 电流表改装为电压表需串联分压电阻，根据串联电路的电压、电流规律，结合电压表量程分别计算和的阻值；
(2) 由标准电压表的示数和电流表的实际读数，求出改装后电压表的实际量程；
(3) 根据实际量程与标称量程的偏差，确定电阻的连接方式（串联/并联），并计算所需串联的电阻阻值。
13．如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，气体的初始热力学温度为，此时活塞到汽缸底部的距离是活塞到缸口距离的两倍。活塞的横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度大小为g。
（1）通过汽缸底部的电热丝（大小不计，图中未画出）对缸内气体缓慢加热，求活塞到达缸口时缸内气体的热力学温度T；
（2）活塞到达缸口后，将汽缸竖立（开口向上），保持缸内气体的温度不变，最终活塞到汽缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等，求活塞的质量m。
【答案】（1）解：设加热前活塞到缸口的距离为，加热过程中缸内气体做等压变化，则有
解得
（2）解：活塞下降过程中缸内气体做等温变化，设活塞到汽缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等时，缸内气体的压强为，则有
根据平衡条件可得
联立解得活塞的质量为
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 加热过程中气体做等压变化，利用盖-吕萨克定律（）求解温度；
(2) 汽缸竖立后气体做等温变化，利用玻意耳定律（）结合活塞受力平衡求质量。
14．图甲为空中跳伞表演。跳伞运动员从悬停在高空中的飞机上跳下，一段时间后，再打开降落伞。图乙为一运动员离开距地面高度的飞机后，其速度v的二次方随下落高度h变化的图像。已知运动员和降落伞的总质量，取重力加速度大小，认为降落伞打开前运动员做自由落体运动，整个过程均在竖直方向运动。求：
（1）运动员在空中运动的时间t；
（2）运动员和降落伞受到的总阻力大小f。
【答案】（1）解：由题图乙可知，刚打开降落伞时运动员已下落的高度
设降落伞刚打开时运动员的速度大小为，有，
解得，
由题图乙可知，运动员落地时的速度大小
设降落伞打开后运动员在空中运动的时间为，有
解得
又
解得
（2）解：降落伞打开后运动员在空中运动的加速度大小为a，有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【分析】(1) 分自由落体阶段和减速阶段计算时间，自由落体阶段用运动学公式求时间，减速阶段结合图像的运动学关系求时间，总时间为两阶段之和；
(2) 减速阶段由运动学公式求加速度，再利用牛顿第二定律求总阻力。
15．如图所示，在竖直面内的直角坐标系中，y轴竖直，A、B两点的坐标分别为与。的区域内有沿x轴负方向的匀强电场；第二象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出）；第四象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（图中均未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）从A点以大小（g为重力加速度大小）的速度沿做直线运动，通过O点（第一次通过x轴）后在第四象限内做匀速圆周运动，恰好通过B点（第二次通过x轴）。求：
（1）第二象限内磁场的磁感应强度大小；
（2）小球从O点到第四次通过x轴的时间t；
（3）小球第五次通过x轴时的位置坐标以及第四次通过x轴后在第一象限内运动过程中到x轴的最大距离。
【答案】（1）解：小球沿AO方向做直线运动，则必为匀速直线运动，则受力平衡，小球受向下的重力，水平向左的电场力和垂直于AO斜向右上方的洛伦兹力，则
解得，，
（2）解：小球从开始运动到第一次经过x轴的时间
小球进入第四象限后做匀速圆周运动，则
周期，
则第二次经过x轴的时间
小球射入第一象限时速度与x轴正向成45°，水平方向沿x轴正向做匀减速运动，加速度为
竖直方向做匀减速运动加速度为ay=g
合加速度大小为
方向与x轴负向成45°角，则再次（第3次）经过x轴的时间
返回时仍经过P点，此时速度仍为
方向与x轴负向成45°角，进入第四象限后仍做匀速圆周运动，运动时间为
小球从O点到第四次通过x轴的时间
（3）解：小球第四次经过x轴的位置坐标为x=2L
速度方向与x轴负向成45°角，正好与合加速度方向垂直，则第五次经过x轴时沿x轴负向的距离为，则
，
解得
则第五次经过x轴时小球恰好到达原点，即位置坐标为（0，0）；
第四次通过x轴后在第一象限内运动过程中到x轴的最大距离
【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) 小球在第二象限做直线运动，合力为零（匀速直线运动），结合受力分析（重力、电场力、洛伦兹力）和平衡条件，推导磁感应强度的表达式；
(2) 分阶段计算小球在第四象限的圆周运动时间、第一象限的类平抛运动时间，以及再次进入第四象限的运动时间，求和得到总时间；
(3) 结合小球的运动轨迹和运动学规律，确定第五次通过x轴的位置坐标，再利用类平抛运动的极值条件求第一象限内到x轴的最大距离。
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