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2024届广东省肇庆市龙涛外国语学校高三下学期三模冲刺物理试卷
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，只有一项是符合要求的．
1．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到阴极K时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在，而明火中紫外线电源频率主要在。下列说法正确的是（　　）
A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于
B．电压表的示数与明火中紫外线的强度大小无关
C．电源左边为负极有利于提高报警装置的灵敏度
D．只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数
【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A错误；
B．明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故电压表的示数与明火中紫外线的强度大小有关，故B错误；
C．电源左边接负极时，光电管上被施加正向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数增加，因此会提高报警装置的灵敏度，C正确；
D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要明火中的紫外线照射到K极，就会发生光电效应，跟明火照射时间无关，D错误。
故答案为：C。
【分析】结合光电效应的条件（入射光频率大于金属截止频率）分析截止频率的取值；根据光电效应的规律（光电流与光强的关系、光电效应的瞬时性），以及电路极性对光电子运动的影响，逐一验证选项。
2．图（甲）是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交变电压的图象，把该电压加在如图（乙）所示的理想变压器的A、B端，已知电压表的示数为4.0V，图中的电压表和电流表均为理想电表，R＝2Ω，其它电阻不计．下列说法中正确的是
A．电流表的示数为0.8A
B．当t＝0.2s和0.4s时，穿过线圈P的磁通量最小
C．线圈P的转速为300r/min
D．变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为2∶5
【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．变压器的次级电流
初级电压有效值
则初级电流表示数为，A正确；
B．当t＝0.2s和0.4s时，感应电动势为零，此时刻穿过线圈P的磁通量最大，B错误；
C．根据，C错误；
D．变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为，D错误。
故答案为：A。
【分析】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 / 电流与匝数比关系、交变电流的周期与转速关系，逐一计算并分析选项。
3．2022年11月29日我国“神舟十五号”载人飞船发射成功，并通过一系列加速变轨后与距离地面400km的空间站交汇对接，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．变轨前A是空间站，B是飞船
B．飞船的发射速度可能小于7.9km/s
C．完成对接后，飞船和空间站的运行周期大于24小时
D．若已知空间站的运行周期和地球半径，可以测量地球密度
【答案】D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．飞船需从低空加速变轨到高空与空间站对接，因此 A 是飞船，B 是空间站，故A错误；
B.7.9km/s是最小的发射速度，所以船的发射速度不可能小于7.9km/s，故B错误；
C．同步卫星到地面的距离约为36000km，周期为24h，而飞船和空间站到地面的距离为400km，根据开普勒第三定律可知完成对接后，飞船和空间站的运行周期小于24小时，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
其中h=400km，解得
地球的体积为
密度为
联立可得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查天体运动中的宇宙速度、卫星变轨及地球密度计算，核心是区分飞船与空间站的轨道特点，结合第一宇宙速度的意义、开普勒第三定律分析周期，再利用万有引力定律推导地球密度的计算式。
4．某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）
A．物块与长木板先相对静止后相对运动
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C．根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确；
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确；
C．根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误；
D.5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确；
故答案为：C。
【分析】结合静摩擦力与滑动摩擦力的变化规律、动摩擦因数的计算条件，分析图像中力的变化对应的物理过程，判断各选项的正误。
5．我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，、、、是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（　　）
A．电势的大小为
B．场强的大小为
C．人从沿着圆弧走到会发生触电
D．间距离等于2倍间距离
【答案】B
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为，A错误；
B．场强看等势线的疏密，由图可知场强的大小为，B正确；
C．跨步电压触电的条件是两脚之间存在电势差，沿圆弧从B走到D，两点处于同一等势线，电势差为0，因此不会触电，C错误；
D．的平均场强大于的平均场强，的电势差等于电势差的二倍，根据可以定性判断出间距离小于2倍间距离，D错误；
故答案为：B。
【分析】本题考查点电荷电场的分布规律，核心在于理解非匀强电场中电势、场强、等势面间距的变化特点。
6．为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，现潜艇在前进过程中海水正源源不断地被推向纸外。则下列说法正确的是（　　）
A．图中所接电源为直流电源，a极为电源正极
B．同时改变磁场方向和电源正负极可实现潜艇倒退
C．加速阶段，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力的大小相等
D．电源输出的能量完全转化为海水的动能和潜艇的动能
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律；能量转化和转移的方向性；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．海水被推向纸外，根据左手定则（磁场方向向下，安培力指向纸外），电流方向应从b极到a极，因此a极为电源负极，b极为正极，A错误；
B．同时改变磁场方向和电源正负极，由左手定则可知，安培力方向不变，海水仍被推向纸外，潜艇无法倒退，B错误；
C．根据牛顿第三定律，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力大小相等，方向相反，C正确；
D．电源输出的能量不可能完全转化为动能，有焦耳热损耗，D错误；
故答案为：C。
【分析】本题结合左手定则、牛顿第三定律和能量转化规律，分析电磁推进器的工作原理及相关物理量关系。
7．2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°，风力和帆面成8°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为F，则垂直帆面风力在航行方向的分力为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】由图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为
所以风力在航行方向上的分力为
故答案为：A。
【分析】通过两次力的分解来求解：先将风力 F 分解到垂直帆面方向，再将该分力分解到航行方向。
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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．如图所示，由不同频率的、两种单色光组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向以入射角射向玻璃砖的圆心，其出射光束中只有光，且出射光束的出射角。则下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对光比对光的折射率小
B．玻璃砖对光的折射率为0.75
C．光将比光先从方向射出
D．将、两种光分别通过同一双缝装置时，光的干涉条纹间距大
【答案】A,C,D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．由于出射光束OP中只有a光，所以b光发生了全反射，则有
根据全反射临界角公式
可知玻璃砖对光比对光的折射率小，故A正确；
B．根据折射定律可知玻璃砖对光的折射率为，故B错误；
C．光在玻璃中传播时间为，由于a、b光路程相同，玻璃砖对光比对光的折射率小，则光在玻璃砖的传播时间小，光将比光先从方向射出，故C正确；
D．根据双缝干涉条纹间距公式，a光的折射率小，则a光的频率小，a光的波长大；所以将、两种光分别通过同一双缝装置时，光的干涉条纹间距大，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】本题结合光的折射定律、全反射条件和双缝干涉条纹间距规律，分析不同频率单色光的折射率、传播及干涉特性。
9．2023年2月5日佛山和2月11日河源发生地震，为了了解地震，减少地震带来的危害，研究地震波的发生、传播等规律特别重要。某地震监测站监测到一列沿x轴传播的地震波，时刻x轴上区间内的波形如图甲所示。处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰。下列说法正确的是（　　）
A．该地震波的周期为
B．该地震波沿x轴正方向传播
C．该地震波沿x轴传播的速度为
D．时，处的质点处于波峰
【答案】B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。A．由题可知，处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰，则有
解得该地震波的周期为
故A错误；
B．由图乙可知，处质点在时刻向轴正方向振动，根据波形平移法可知，该地震波沿x轴正方向传播，故B正确；
C．由图甲可知波长为，则该地震波沿x轴传播的速度为
故C正确；
D．由图甲可知，时刻，处的质点位于平衡位置向轴负方向振动，根据
可知时，处的质点处于波谷，故D错误。
故选BC。
【分析】由题可知，t=0.25s时该质点第一次处于波峰，由此可解得该地震波的周期；由图乙可知，x=-1km处质点在t=0时刻向y轴正方向振动，根据波形平移法可知，该地震波沿x轴正方向传播；由图甲可知波长为4km，则该地震波沿x轴传播的速度为v=λT；由图甲可知，t=0时刻，x=1km处的质点位于平衡位置向y轴负方向振动。
10．有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的 A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压下，当温度为27℃时， ，将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（　　）
A．在标准大气压下，当温度为27℃时，玻璃泡A内气体的压强
B．在标准大气压下，为—3℃的刻度线标记在处
C．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高
D．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低
【答案】A,C
【知识点】气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A．温度时，玻璃泡A内的气体压强，A正确；
B．由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由题可知
为—3℃ 时
根据查理定律
得
气体末状态压强
解得
即水银面的高度为22cm。B错误；
CD．当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T，设高山上压强为，水银密度为，温度为，由查理定律得
高山上压强减小，故温度的测量值比实际温度高。C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查理想气体的等容变化规律及气压变化对温度测量的影响，核心是利用玻意耳-查理定律（等容变化）计算气体压强和刻度位置，分析高山上气压降低对温度测量值的影响。
三、非选择题：（共54分）
11．某同学利用如图所示的气垫导轨装置“验证机械能守恒定律”。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条初始位置到光电门的距离l，遮光条的宽度d，托盘和砝码的总质量m1，滑块和遮光条的总质量m2，释放滑块，读出遮光条通过光电门的时间 t。
（1）遮光条通过光电门时的速度为　 　；
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了　 　；
（3）改变l，得到多组实验数据，以为纵坐标，以l为横坐标，做出图像如图所示。若要符合机械能守恒定律的结论，该图像的斜率应为　 　。
【答案】（1）
（2）m1gl
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据平均速度公式可以得出遮光条通过光电门时的速度为
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，根据重力势能的表达式可以得出系统的重力势能减少量为
（3）若系统机械能守恒，根据重力势能的变化量等于动能的增量，则有
所以
斜率为
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出遮光条经过光电门速度的大小；
（2）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的减少量；
（3）利用机械能守恒定律的表达式可以求出斜率的大小。
（1）遮光条通过光电门时的速度为
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为
（3）若系统机械能守恒，则有
所以
斜率为
12．某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表的2.5直流电压挡粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的　 　（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一极相连，多用电表的示数如图甲所示，则粗测的电池电动势为　 　；实验小组想利用多用电表的欧姆挡粗略测量电池的内阻，你认为　 　（填“可行”或“不可行”）。
（2）要精确测量电池的电动势和内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路，为定值电阻，为滑动变阻器，两个直流电压表、均可视为理想电表。
①请根据图乙所示电路图，在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接　 　。
②实验中移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表和的多组数据、。利用测出的数据描绘出图像如图丁所示，图中直线的斜率为，截距为，可得电池的电动势　 　，内阻　 　。（用、、表示）
【答案】正；1.30；不可行；；；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）用多用电表粗测电池的电动势，根据多用电表的使用要求，电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故将多用电表的红表笔与电池的正极相连；
用多用电表的直流电压挡粗测该电池的电动势，故测量时该表盘的分度值为，读数为；
由于多用电表的欧姆挡本身已经有电源，用多用电表的欧姆挡测电阻时，被测电阻应与其他电源断开，所以不能测量电池的内阻。
故答案为： 正 ； 1.30 ； 不可行
（2）①依据图乙所示电路图，将实物进行连线，如图所示
②由闭合电路欧姆定律得
干路电流
联立解得
结合图丁可知当时，
联立解得，
故答案为：；；
【分析】(1) 多用电表测电压时红表笔接电源正极，结合直流电压档量程和分度值读数；分析用欧姆档测电池内阻的可行性，需考虑电池自身电动势的干扰。
(2) ①根据电路图的串并联关系和电表正负接线柱，完成实物电路的连接；②由闭合电路欧姆定律推导的函数关系，结合图象的截距和斜率确定电动势与内阻的表达式。
13．如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在吊篮上，用24根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37°。热气球被锁定在地面上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为的浮力，球内气体总质量为3100kg，此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg，吊篮和加热装置总质量为 192kg，重力加速度大小取，，。热气球解除锁定瞬间，求
（1）热气球的加速度大小；
（2）每根绳子的拉力大小。
【答案】（1）解：设球内气体质量为，球囊质量为，吊篮和加热装置质量为；取整体为研究对象，
由牛顿第二定律可得
解得
（2）解：绳子对吊篮和加热装置的拉力在水平方向合力为0，在竖直方向分力与重力的合力产生向上的加速度，
由牛顿第二定律可得
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】(1) 对热气球整体（球囊、吊篮、加热装置、球内气体）受力分析，由牛顿第二定律求加速度；
(2) 隔离吊篮和加热装置，分析其受力，绳子拉力的竖直分力提供向上的加速度，由牛顿第二定律求每根绳子的拉力。
14．MM50是新一代三维适形和精确周强的治癌设备（如图甲），是公认最先进的放射治疗系统，是当今放射治疗的领军产品可以在近质子水平上进行3D适形放射治疗。其核心技术之一就是多级能量跑道回旋加速器，跑道式回旋加速器放置在真空中，其工作原理如图乙所示，匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的边界平行，相距为L，磁感应强度大小相等，方向均垂直纸面向里；下方P、Q及两条横向虚线之间的区域存在水平向右的匀强电场（两条横向虚线之间的区域宽度忽略不计），方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为＋q的粒子从P端无初速进入电场，经过n次电场加速和多次磁场偏转后，从位于边界上的出射口K射出，射出时的速率为v。已知K、Q之间的距离为d，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子从P端进入电场到运动至出射口K的过程中，在电场和磁场内运动的总时间
【答案】（1），；（2）
（1）解：设经过n次加速后粒子的速率为v，由动能定理有
解得
粒子从K点离开前的轨道半径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
（2）解：粒子在电场中做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律和运动学公式可得，
解得
磁场中运动周期
粒子在磁场中运动的总时间为，则有，
在电场和磁场内运动的总时间
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】（1）解：设经过n次加速后粒子的速率为v，由动能定理有
解得
粒子从K点离开前的轨道半径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
（2）解：粒子在电场中做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律和运动学公式可得，
解得
磁场中运动周期
粒子在磁场中运动的总时间为，则有，
在电场和磁场内运动的总时间
解得
【分析】(1) 粒子经n次电场加速，利用动能定理求出电场强度；粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合几何关系确定轨道半径，再由洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度。
(2) 分别计算粒子在电场中n次加速的总时间，以及在磁场中(n 1)次偏转的总时间，两者相加得到运动总时间。
15．台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法（当球杆杆头接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞）击打母球，使得目标球被碰撞后经边反弹进入球洞，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.9m，目标球与挡壁间虚线距离为0.3m，目标球被挡壁反弹后向球洞运动方向与挡壁间夹角为30°，，球与桌面间阻力为重力的，球与挡壁碰撞过程中损失的动能，重力加速度。
（1）求母球在桌面做直线运动时的加速度大小；
（2）若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.05s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；
（3）若能到达球洞上方且速率小于6m/s的球均可进洞，为使目标球能进洞，求母球初速度需要满足的条件。（计算结果都可以用根号表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
（1）解：由牛顿第二定律可得
根据题意可知，解得
（2）解：杆头击打母球，对母球由动量定理可得
代入数据解得
（3）解：母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
母球与目标球碰撞前后，根据动量守恒和机械能守恒可得，
目标球前进到CD挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
目标球与CD挡壁碰撞，根据题意有
即
目标球运动到A球洞过程，由动能定理可得
又满足
联立解得
【知识点】动量定理；动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【解答】（1）解：由牛顿第二定律可得
根据题意可知，解得
（2）解：杆头击打母球，对母球由动量定理可得
代入数据解得
（3）解：母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
母球与目标球碰撞前后，根据动量守恒和机械能守恒可得，
目标球前进到CD挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
目标球与CD挡壁碰撞，根据题意有
即
目标球运动到A球洞过程，由动能定理可得
又满足
联立解得
【分析】(1) 母球在桌面运动时，仅受阻力作用，阻力为重力的，结合牛顿第二定律直接求解加速度大小；
(2) 先由运动学公式求出母球在杆头作用下的加速度，再结合牛顿第二定律与动量定理，计算杆头对母球的平均冲击力；
(3) 分步骤分析：先由弹性碰撞规律得出母球与目标球的速度关系，再结合目标球在桌面的运动阻力、碰壁的动能损失，利用动能定理推导目标球到达球洞的速度条件，最终反推母球的初速度范围。
1 / 12024届广东省肇庆市龙涛外国语学校高三下学期三模冲刺物理试卷
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，只有一项是符合要求的．
1．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到阴极K时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在，而明火中紫外线电源频率主要在。下列说法正确的是（　　）
A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于
B．电压表的示数与明火中紫外线的强度大小无关
C．电源左边为负极有利于提高报警装置的灵敏度
D．只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数
2．图（甲）是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交变电压的图象，把该电压加在如图（乙）所示的理想变压器的A、B端，已知电压表的示数为4.0V，图中的电压表和电流表均为理想电表，R＝2Ω，其它电阻不计．下列说法中正确的是
A．电流表的示数为0.8A
B．当t＝0.2s和0.4s时，穿过线圈P的磁通量最小
C．线圈P的转速为300r/min
D．变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为2∶5
3．2022年11月29日我国“神舟十五号”载人飞船发射成功，并通过一系列加速变轨后与距离地面400km的空间站交汇对接，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．变轨前A是空间站，B是飞船
B．飞船的发射速度可能小于7.9km/s
C．完成对接后，飞船和空间站的运行周期大于24小时
D．若已知空间站的运行周期和地球半径，可以测量地球密度
4．某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）
A．物块与长木板先相对静止后相对运动
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C．根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
5．我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，、、、是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（　　）
A．电势的大小为
B．场强的大小为
C．人从沿着圆弧走到会发生触电
D．间距离等于2倍间距离
6．为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，现潜艇在前进过程中海水正源源不断地被推向纸外。则下列说法正确的是（　　）
A．图中所接电源为直流电源，a极为电源正极
B．同时改变磁场方向和电源正负极可实现潜艇倒退
C．加速阶段，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力的大小相等
D．电源输出的能量完全转化为海水的动能和潜艇的动能
7．2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°，风力和帆面成8°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为F，则垂直帆面风力在航行方向的分力为（　　）
A． B． C． D．
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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．如图所示，由不同频率的、两种单色光组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向以入射角射向玻璃砖的圆心，其出射光束中只有光，且出射光束的出射角。则下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对光比对光的折射率小
B．玻璃砖对光的折射率为0.75
C．光将比光先从方向射出
D．将、两种光分别通过同一双缝装置时，光的干涉条纹间距大
9．2023年2月5日佛山和2月11日河源发生地震，为了了解地震，减少地震带来的危害，研究地震波的发生、传播等规律特别重要。某地震监测站监测到一列沿x轴传播的地震波，时刻x轴上区间内的波形如图甲所示。处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰。下列说法正确的是（　　）
A．该地震波的周期为
B．该地震波沿x轴正方向传播
C．该地震波沿x轴传播的速度为
D．时，处的质点处于波峰
10．有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的 A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压下，当温度为27℃时， ，将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（　　）
A．在标准大气压下，当温度为27℃时，玻璃泡A内气体的压强
B．在标准大气压下，为—3℃的刻度线标记在处
C．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高
D．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低
三、非选择题：（共54分）
11．某同学利用如图所示的气垫导轨装置“验证机械能守恒定律”。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条初始位置到光电门的距离l，遮光条的宽度d，托盘和砝码的总质量m1，滑块和遮光条的总质量m2，释放滑块，读出遮光条通过光电门的时间 t。
（1）遮光条通过光电门时的速度为　 　；
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了　 　；
（3）改变l，得到多组实验数据，以为纵坐标，以l为横坐标，做出图像如图所示。若要符合机械能守恒定律的结论，该图像的斜率应为　 　。
12．某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表的2.5直流电压挡粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的　 　（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一极相连，多用电表的示数如图甲所示，则粗测的电池电动势为　 　；实验小组想利用多用电表的欧姆挡粗略测量电池的内阻，你认为　 　（填“可行”或“不可行”）。
（2）要精确测量电池的电动势和内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路，为定值电阻，为滑动变阻器，两个直流电压表、均可视为理想电表。
①请根据图乙所示电路图，在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接　 　。
②实验中移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表和的多组数据、。利用测出的数据描绘出图像如图丁所示，图中直线的斜率为，截距为，可得电池的电动势　 　，内阻　 　。（用、、表示）
13．如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在吊篮上，用24根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37°。热气球被锁定在地面上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为的浮力，球内气体总质量为3100kg，此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg，吊篮和加热装置总质量为 192kg，重力加速度大小取，，。热气球解除锁定瞬间，求
（1）热气球的加速度大小；
（2）每根绳子的拉力大小。
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14．MM50是新一代三维适形和精确周强的治癌设备（如图甲），是公认最先进的放射治疗系统，是当今放射治疗的领军产品可以在近质子水平上进行3D适形放射治疗。其核心技术之一就是多级能量跑道回旋加速器，跑道式回旋加速器放置在真空中，其工作原理如图乙所示，匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的边界平行，相距为L，磁感应强度大小相等，方向均垂直纸面向里；下方P、Q及两条横向虚线之间的区域存在水平向右的匀强电场（两条横向虚线之间的区域宽度忽略不计），方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为＋q的粒子从P端无初速进入电场，经过n次电场加速和多次磁场偏转后，从位于边界上的出射口K射出，射出时的速率为v。已知K、Q之间的距离为d，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子从P端进入电场到运动至出射口K的过程中，在电场和磁场内运动的总时间
15．台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法（当球杆杆头接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞）击打母球，使得目标球被碰撞后经边反弹进入球洞，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.9m，目标球与挡壁间虚线距离为0.3m，目标球被挡壁反弹后向球洞运动方向与挡壁间夹角为30°，，球与桌面间阻力为重力的，球与挡壁碰撞过程中损失的动能，重力加速度。
（1）求母球在桌面做直线运动时的加速度大小；
（2）若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.05s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；
（3）若能到达球洞上方且速率小于6m/s的球均可进洞，为使目标球能进洞，求母球初速度需要满足的条件。（计算结果都可以用根号表示）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A错误；
B．明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故电压表的示数与明火中紫外线的强度大小有关，故B错误；
C．电源左边接负极时，光电管上被施加正向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数增加，因此会提高报警装置的灵敏度，C正确；
D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要明火中的紫外线照射到K极，就会发生光电效应，跟明火照射时间无关，D错误。
故答案为：C。
【分析】结合光电效应的条件（入射光频率大于金属截止频率）分析截止频率的取值；根据光电效应的规律（光电流与光强的关系、光电效应的瞬时性），以及电路极性对光电子运动的影响，逐一验证选项。
2．【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．变压器的次级电流
初级电压有效值
则初级电流表示数为，A正确；
B．当t＝0.2s和0.4s时，感应电动势为零，此时刻穿过线圈P的磁通量最大，B错误；
C．根据，C错误；
D．变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为，D错误。
故答案为：A。
【分析】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 / 电流与匝数比关系、交变电流的周期与转速关系，逐一计算并分析选项。
3．【答案】D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．飞船需从低空加速变轨到高空与空间站对接，因此 A 是飞船，B 是空间站，故A错误；
B.7.9km/s是最小的发射速度，所以船的发射速度不可能小于7.9km/s，故B错误；
C．同步卫星到地面的距离约为36000km，周期为24h，而飞船和空间站到地面的距离为400km，根据开普勒第三定律可知完成对接后，飞船和空间站的运行周期小于24小时，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
其中h=400km，解得
地球的体积为
密度为
联立可得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查天体运动中的宇宙速度、卫星变轨及地球密度计算，核心是区分飞船与空间站的轨道特点，结合第一宇宙速度的意义、开普勒第三定律分析周期，再利用万有引力定律推导地球密度的计算式。
4．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确；
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确；
C．根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误；
D.5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确；
故答案为：C。
【分析】结合静摩擦力与滑动摩擦力的变化规律、动摩擦因数的计算条件，分析图像中力的变化对应的物理过程，判断各选项的正误。
5．【答案】B
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为，A错误；
B．场强看等势线的疏密，由图可知场强的大小为，B正确；
C．跨步电压触电的条件是两脚之间存在电势差，沿圆弧从B走到D，两点处于同一等势线，电势差为0，因此不会触电，C错误；
D．的平均场强大于的平均场强，的电势差等于电势差的二倍，根据可以定性判断出间距离小于2倍间距离，D错误；
故答案为：B。
【分析】本题考查点电荷电场的分布规律，核心在于理解非匀强电场中电势、场强、等势面间距的变化特点。
6．【答案】C
【知识点】牛顿第三定律；能量转化和转移的方向性；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．海水被推向纸外，根据左手定则（磁场方向向下，安培力指向纸外），电流方向应从b极到a极，因此a极为电源负极，b极为正极，A错误；
B．同时改变磁场方向和电源正负极，由左手定则可知，安培力方向不变，海水仍被推向纸外，潜艇无法倒退，B错误；
C．根据牛顿第三定律，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力大小相等，方向相反，C正确；
D．电源输出的能量不可能完全转化为动能，有焦耳热损耗，D错误；
故答案为：C。
【分析】本题结合左手定则、牛顿第三定律和能量转化规律，分析电磁推进器的工作原理及相关物理量关系。
7．【答案】A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】由图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为
所以风力在航行方向上的分力为
故答案为：A。
【分析】通过两次力的分解来求解：先将风力 F 分解到垂直帆面方向，再将该分力分解到航行方向。
8．【答案】A,C,D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．由于出射光束OP中只有a光，所以b光发生了全反射，则有
根据全反射临界角公式
可知玻璃砖对光比对光的折射率小，故A正确；
B．根据折射定律可知玻璃砖对光的折射率为，故B错误；
C．光在玻璃中传播时间为，由于a、b光路程相同，玻璃砖对光比对光的折射率小，则光在玻璃砖的传播时间小，光将比光先从方向射出，故C正确；
D．根据双缝干涉条纹间距公式，a光的折射率小，则a光的频率小，a光的波长大；所以将、两种光分别通过同一双缝装置时，光的干涉条纹间距大，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】本题结合光的折射定律、全反射条件和双缝干涉条纹间距规律，分析不同频率单色光的折射率、传播及干涉特性。
9．【答案】B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。A．由题可知，处质点的振动图像如图乙所示，时该质点第一次处于波峰，则有
解得该地震波的周期为
故A错误；
B．由图乙可知，处质点在时刻向轴正方向振动，根据波形平移法可知，该地震波沿x轴正方向传播，故B正确；
C．由图甲可知波长为，则该地震波沿x轴传播的速度为
故C正确；
D．由图甲可知，时刻，处的质点位于平衡位置向轴负方向振动，根据
可知时，处的质点处于波谷，故D错误。
故选BC。
【分析】由题可知，t=0.25s时该质点第一次处于波峰，由此可解得该地震波的周期；由图乙可知，x=-1km处质点在t=0时刻向y轴正方向振动，根据波形平移法可知，该地震波沿x轴正方向传播；由图甲可知波长为4km，则该地震波沿x轴传播的速度为v=λT；由图甲可知，t=0时刻，x=1km处的质点位于平衡位置向y轴负方向振动。
10．【答案】A,C
【知识点】气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A．温度时，玻璃泡A内的气体压强，A正确；
B．由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由题可知
为—3℃ 时
根据查理定律
得
气体末状态压强
解得
即水银面的高度为22cm。B错误；
CD．当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T，设高山上压强为，水银密度为，温度为，由查理定律得
高山上压强减小，故温度的测量值比实际温度高。C正确，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查理想气体的等容变化规律及气压变化对温度测量的影响，核心是利用玻意耳-查理定律（等容变化）计算气体压强和刻度位置，分析高山上气压降低对温度测量值的影响。
11．【答案】（1）
（2）m1gl
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据平均速度公式可以得出遮光条通过光电门时的速度为
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，根据重力势能的表达式可以得出系统的重力势能减少量为
（3）若系统机械能守恒，根据重力势能的变化量等于动能的增量，则有
所以
斜率为
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出遮光条经过光电门速度的大小；
（2）利用重力势能的表达式可以求出重力势能的减少量；
（3）利用机械能守恒定律的表达式可以求出斜率的大小。
（1）遮光条通过光电门时的速度为
（2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为
（3）若系统机械能守恒，则有
所以
斜率为
12．【答案】正；1.30；不可行；；；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）用多用电表粗测电池的电动势，根据多用电表的使用要求，电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故将多用电表的红表笔与电池的正极相连；
用多用电表的直流电压挡粗测该电池的电动势，故测量时该表盘的分度值为，读数为；
由于多用电表的欧姆挡本身已经有电源，用多用电表的欧姆挡测电阻时，被测电阻应与其他电源断开，所以不能测量电池的内阻。
故答案为： 正 ； 1.30 ； 不可行
（2）①依据图乙所示电路图，将实物进行连线，如图所示
②由闭合电路欧姆定律得
干路电流
联立解得
结合图丁可知当时，
联立解得，
故答案为：；；
【分析】(1) 多用电表测电压时红表笔接电源正极，结合直流电压档量程和分度值读数；分析用欧姆档测电池内阻的可行性，需考虑电池自身电动势的干扰。
(2) ①根据电路图的串并联关系和电表正负接线柱，完成实物电路的连接；②由闭合电路欧姆定律推导的函数关系，结合图象的截距和斜率确定电动势与内阻的表达式。
13．【答案】（1）解：设球内气体质量为，球囊质量为，吊篮和加热装置质量为；取整体为研究对象，
由牛顿第二定律可得
解得
（2）解：绳子对吊篮和加热装置的拉力在水平方向合力为0，在竖直方向分力与重力的合力产生向上的加速度，
由牛顿第二定律可得
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】(1) 对热气球整体（球囊、吊篮、加热装置、球内气体）受力分析，由牛顿第二定律求加速度；
(2) 隔离吊篮和加热装置，分析其受力，绳子拉力的竖直分力提供向上的加速度，由牛顿第二定律求每根绳子的拉力。
14．【答案】（1），；（2）
（1）解：设经过n次加速后粒子的速率为v，由动能定理有
解得
粒子从K点离开前的轨道半径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
（2）解：粒子在电场中做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律和运动学公式可得，
解得
磁场中运动周期
粒子在磁场中运动的总时间为，则有，
在电场和磁场内运动的总时间
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】（1）解：设经过n次加速后粒子的速率为v，由动能定理有
解得
粒子从K点离开前的轨道半径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
（2）解：粒子在电场中做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律和运动学公式可得，
解得
磁场中运动周期
粒子在磁场中运动的总时间为，则有，
在电场和磁场内运动的总时间
解得
【分析】(1) 粒子经n次电场加速，利用动能定理求出电场强度；粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合几何关系确定轨道半径，再由洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度。
(2) 分别计算粒子在电场中n次加速的总时间，以及在磁场中(n 1)次偏转的总时间，两者相加得到运动总时间。
15．【答案】（1）；（2）；（3）
（1）解：由牛顿第二定律可得
根据题意可知，解得
（2）解：杆头击打母球，对母球由动量定理可得
代入数据解得
（3）解：母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
母球与目标球碰撞前后，根据动量守恒和机械能守恒可得，
目标球前进到CD挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
目标球与CD挡壁碰撞，根据题意有
即
目标球运动到A球洞过程，由动能定理可得
又满足
联立解得
【知识点】动量定理；动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【解答】（1）解：由牛顿第二定律可得
根据题意可知，解得
（2）解：杆头击打母球，对母球由动量定理可得
代入数据解得
（3）解：母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
母球与目标球碰撞前后，根据动量守恒和机械能守恒可得，
目标球前进到CD挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
目标球与CD挡壁碰撞，根据题意有
即
目标球运动到A球洞过程，由动能定理可得
又满足
联立解得
【分析】(1) 母球在桌面运动时，仅受阻力作用，阻力为重力的，结合牛顿第二定律直接求解加速度大小；
(2) 先由运动学公式求出母球在杆头作用下的加速度，再结合牛顿第二定律与动量定理，计算杆头对母球的平均冲击力；
(3) 分步骤分析：先由弹性碰撞规律得出母球与目标球的速度关系，再结合目标球在桌面的运动阻力、碰壁的动能损失，利用动能定理推导目标球到达球洞的速度条件，最终反推母球的初速度范围。
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