2023天津高考一模物理试题分类汇编（实验）
一、实验题
1．（2023·天津南开·统考一模）某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______ 。
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换
C．无需测出封闭气体的质量
D．推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定。
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为______（选填“<”“＝”或“>”）。
（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出______（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条______，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
2．（2023·天津南开·统考一模）在“测量一节干电池的电动势和内阻”的实验中，有电压表V（量程为3V和15V），电流表A（量程为0.6A和3A），滑动变阻器R（0~10Ω）。
①为了更准确地测出电源电动势和内电阻，电压表的量程应选用 ______ （填“3V”或“15V”），电流表的量程应选用 ______ （填“0.6A”或“3A”），选择的实验电路是上图中的 ______ （填“甲”或“乙”）。
②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的图线，由图可得该电源电动势______ V，内电阻______ Ω（结果保留三位有效数字）
③采用①中所选电路测量时，由于 ______ （填“电流表分压”或“电压表分流”），造成的误差情况是干电池电动势的测量值 ______ 真实值，干电池内阻的测量值 ______ 真实值（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
3．（2023·天津河东·统考一模）某实验小组利用如下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是________。
A．理想化模型法 B．阻力补偿法
C．等效替代法 D．控制变量法
（2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放小车，小车在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如下图所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。小车的加速度大小为________。（结果保留3位有效数字）
（3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如下图所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是________。（选填下列选项的序号）
A．小车与平面轨道之间存在摩擦
B．平面轨道倾斜角度过大
C．所用小车的质量过大
D．所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大
4．（2023·天津河东·统考一模）实验室有一粗细均匀的电阻丝，某同学设计如图所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A（量程0～100mA）；
电阻箱R（0～99.99Ω）；
开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
a．用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；
b．根据所提供的实验器材，设计如图所示的实验电路；
c．调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；
d．闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值和接入电路的电阻丝长度；
e．改变的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；
f．重复多次，记录每一次的和数据。
（1）用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图所示，读数为________mm；
（2）用记录的多组和的数据，绘出了如图所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式________（用题中已知量的字母表示）；
（3）电流表的内阻对本实验结果________（选填“有”或“无”）影响。
5．（2023·天津河北·统考一模）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s，其速度的竖直分量大小为________m/s；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为________。
6．（2023·天津河北·统考一模）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
（1）该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图所示，对应的读数是______Ω。
（2）除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）
D．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（选填实验器材前对应的字母）
7．（2023·天津红桥·统考一模） 图示为简化后的欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，可变电阻R的最大阻值为，电池的电动势，内阻，图中与接线柱B相连的表笔颜色应是______色，接正确使用方法测量电阻的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则______（结果保留两位有效数字）。
8．（2023·天津河西·统考一模）（1）某工厂有一个圆柱体工件，小明同学想测量工件的电阻率。
①为了测量工件的电阻R，小明设计了如图甲所示的电路，请按设计的电路完成实物图乙的连线_________.
②实验中，把电压表的右端分别接于a点和b点，发现电流表的示数有明显的变化，如图丙所示。为了减小实验误差，电压表的右端应接___________（填“a”或“b”）点。
③若测得工件的长度为L、直径为D，工件两端的电压为U，通过工件的电流为I，则工件材料电阻率的表达式为__________（用已测量的物理量相应的字母表示）。
9．（2023·天津河西·统考一模）小明用气垫导轨和光电门测量滑块做匀加速运动的加速度，如图所示。
（1）用游标卡尺测遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则__________mm
（2）按图示安装好实验器材并测出两光电门间的距离L。接通电源，释放滑块，记下遮光条通过光电门A、B的时间分别为、，则遮光条经过光电门B的速度 __________ ，
（3）滑块的加速度__________ （用测出的物理量符号L，d，，表示）
10．（2023·天津·统考一模）某实验小组用图甲所示的装置做“探究小车加速度与小车质量、所受合外力关系”的实验。
（1）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，纸带上只测出了两组数据，由此可以算出小车运动的加速度大小a=______（结果保留两位有效数字）；
（2）在探究“合外力一定时，小车加速度与质量的关系”时，甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与质量M的图像，然后由图像直接观察a是否与M成反比，乙同学认为应该作出小车加速度a与小车质量倒数的图像，再进一步讨论a是否与M成反比。你认为同学______（选填“甲”或“乙”）的方案更合理；
（3）若利用力传感器将实验装置改成如图丙所示，探究小车质量一定时，加速度与合外力的关系，下列操作必要且正确的是______。
A．安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．平衡摩擦力时，挂上砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量
D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数
11．（2023·天津·统考一模）实验小组想测量一电阻的阻值。
（1）某同学先用多用电表欧姆挡粗略测量，当所选倍率挡为×10挡时，欧姆调零后进行测量发现指针偏转过大，重新换挡欧姆调零后，测量电阻时表盘的示数如图甲所示，则该电阻的阻值是______ Ω；
（2）该同学用如图乙所示的电路测量该电阻的阻值，除待测电阻R外，可供使用的器材如下：
A．电流表A0：量程为0.6A
B．电流表A1：刻度数字缺失，不能读数，内阻不计
C．电阻箱R0：阻值范围为0~999.9Ω
D．滑动变阻器（最大阻值为5Ω）
E.滑动变阻器（最大阻值为2kΩ）
F.电源E：电动势约为3V，内阻不计
G.开关S，导线若干
滑动变阻器R应选用______（填“D”或“E”）；
闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，接着调节R0，直至电流表A1满偏，记录此时电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R0。重复调节滑动变阻器和电阻箱，保持电流表A1满偏，得到多组电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R0的数据，正确作出如图丙所示的图像，若图像的斜率为k、纵截距为b，则待测电阻的阻值为______ 。
12．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验中“等效代替”的含义是( )
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________ ；
(3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以_______。
A．增大b的示数，减小角度
B．减小b的示数，增大角度
C．减小b的示数，先增大角度，后减小角度
D．增大b的示数，先减小角度，后增大角度
13．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为l，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：
调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；
在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
将光电门尽量靠近滑块C、D两端；
烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间。
(1)实验中还应测量的物理量是___________；
(2)根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是___________；实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是___________。
(3)利用上述实验数据测量被压缩弹簧的弹性势能的大小，其计算表达式是___________。
14．（2023·天津·统考一模）某实验小组用如图甲所示的实验装置探究质量一定时加速度与力的关系。过程如下：
①将一端带有滑轮的长木板置于水平桌面，带滑轮的小车放在长木板上；
②将细绳一端与固定的拉力传感器相连，跨过小车和长木板上的定滑轮，另一端连接砂桶
③释放砂桶，小车在细绳牵引下运动，与小车连接的纸带通过打点计时器可记录小车运动情况，拉力传感器可测出细绳拉力F；
④多次改变砂和砂桶的质量，读出拉力F并求出小车加速度a；
⑤以拉力F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a﹣F图像是一条倾斜直线，如图乙所示。进一步论证可得出小车质量一定时加速度与力的关系。
请回答下列问题：
（1）关于该实验，下列说法正确的是_____
A．必须平衡小车所受的摩擦力
B．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C．先接通打点计时器的电源，后释放小车
D．必须用天平测得砂和砂桶的质量
（2）如图丙所示为实验中得到纸带的一段，两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器打点时间间隔0.02s，则小车的加速度为_____m/s2。
（3）若测得乙图中图线的斜率为k，则小车的质量M为_____。
15．（2023·天津·统考一模）某班同学在做“练习使用多用电表”的实验。
（1）某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻R的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图所示，此被测电阻的阻值约为________Ω。
（2）某同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________（填“闭合”或“断开”）。
（3）若（2）中同学检查结果如下表所示，由此可以确定( )
测试点 b、f b、e b、d d、e
多用电表示数 无穷大 无穷大 500Ω 无穷大
A．灯A断路
B．灯B断路
C．灯A、B都断路
D．d、e间导线断路
16．（2023·天津和平·统考一模）学习小组同学在测量某电阻的阻值Rx（约为5kΩ）时，实验所用器材为：电源（电压3V，内阻可忽略）、电流表（内阻约10Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～10kΩ，额定电流2A）、开关、导线若干。为更方便电路的调节，同学们利用以上器材设计了调节电路部分，画出实验电路图如图甲（虚线方框中为测量电路，未画出），进行实验测量，记录数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.40
I/mA 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
（1）由表数据可知，他们在进行实验时，电路中开关S1是______的（填“闭合”或“断开”）
（2）如图乙所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请将图中剩余部分的导线补充完整( )
（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U—I坐标系，画出了表格中的数据对应的7个坐标点，如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第______组数据（填表格中的序号）。
17．（2023·天津和平·统考一模）用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。
（1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要 ______
A．弹簧秤 B．天平 C．毫米刻度尺 D．秒表
（2）关于实验操作及数据处理，下列说法正确的是 ______
A．选用质量大、体积小的重锤可以减小实验的偶然误差
B．图中纸带的左侧是与重锤相连的一端
C．若通过图像验证机械能守恒，必须多次重复实验，才能得到多个数据点
D．利用数据做出图像，若图像是直线，则说明重物下落过程机械能守恒
（3）在利用纸带上的数据点验证机械能守恒时，已经测出了AC段和FH段长度，还需要测出 ______段长度才能完成本次验证。
18．（2023·天津·校联考一模）某实验小组设计了图甲所示的实验装置来测量木块与平板间的动摩擦因数，其中平板的倾角可调。
（1）获得纸带上点的部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取下纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开木块
C．把打点计时器固定在平板上，将木块尾部与纸带相连，使纸带穿过限位孔
D．将木块靠近打点计时器
上述实验步骤的正确顺序是：___________用字母填写。
（2）打点计时器的工作频率为，纸带上计数点的间距如图乙所示。根据纸带求出木块的加速度___________保留两位有效数字。
（3）若重力加速度，测出斜面的倾角，查表知，若木块的质量为，则木块与平板间的动摩擦因数 ___________保留两位有效数字。
（4）若另一小组利用图甲装置验证了牛顿第二定律，则实验时通过改变___________，验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变___________，验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
19．（2023·天津·校联考一模）现代智能手机中大都配置有气压传感器，当传感器所处环境气压变化时，其电阻也随之发生变化。已知某气压传感器的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究其阻值R，随气压P变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．气压传感器，一个标准大气压下阻值约为300Ω
B．直流电源，电动势6V，内阻不计
C．电流表A，量程为0~60mA，内阻不计
D．电压表V，量程为0~3V，内阻为3kΩ
E．定值电阻
F．滑动变阻器R，最大电阻值约为50Ω
G．开关S与导线若干
（1）小明同学设计了图（a）实验电路原理图，请在图（b）中将实物连线图补充完整。( )
（2）某次测量时，电压表示数如图（c）所示，电压表示数为___________V。
（3）当气压传感器所处环境气压为P时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则气压传感器的阻值___________。
（4）改变环境压强P的大小，测得不同的R，值，绘成图象如图（d）所示，由图可得阻值和压强P的函数关系式为___________Ω。
()
参考答案：
1． C > 过原点的倾斜直线
【详解】（1）[1]
A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前不能将注射器的空气完全排出，故A错误；
B．实验时应缓慢推拉活塞以避免气体与外界发生热交换，故B错误；
C．本实验，只需测出气体压强和对应体积，不需要测出封闭气体的质量，故C正确；
D．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，避免气体与外界发生热交换，故D错误。
故选C。
（2）[2]在图像中，根据
可得
可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有
（3）[3][4]根据
可得
为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像；对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
2． 3 0.6 甲 1.50 1.00 电压表分流 小于 小于
【详解】（1）[1]电源（一节干电池）电动势大约为1.5V，电压表选择3V量程。
[2]使用电流表测量电路中电流时，应尽量让指针偏转到刻度盘三分之二左右测量较准确，电路中最大电流约0.5A，所以最适合的电流表应该选择0.6A量程。
[3]由于电源内阻较小，电流表分压误差较大，为减小实验误差，选择甲图电路。
（2）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图线斜率的绝对值为电源内阻，纵截距为电源电动势，由图丙可知
（3）[7][8]采用①中所选电路测量时，电流表内接，电压表有分流作用，电流测量值小于真实值，实验测出的电动势小于真实值，即是
由于电压表分流作用，电压值越大，电压表分流越多，对应电流真实值与测量值差值越大，如图
由于测量电源电动势和内电阻的实验中图像的斜率表示等效电源内阻，即实验测出的电源内阻小于真实值。
3． B 2.01 D
【详解】（1）[1]把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是阻力补偿法。故选B。
（2）[2]小车的加速度大小为
（3）[3]ABC．由以上分析可知，当小车与平面轨道之间存在摩擦，平面轨道倾斜角度过大，所用小车的质量过大，都不会影响a-F关系图，AB段明显偏离直线，故ABC错误；
D．当所挂的砝码桶内及桶内砖码的总质量太大时，则有木块所受的合外力
造成此现象的 主要原因可能是当有砝码桶内及桶内砖码的总质量接近木块及木块上砝码的总质量时，木块受到的合外力小于砖码桶及桶内砖码的总重力，木块的加速度就不成线性增大，实验误差增大，则有a-F图像的AB段明显偏离直线，故D正确。
故选D。
4． 无
【详解】（1）[1]由图可知，电阻丝的直径为
（2）[2]根据题意，由实验步骤可知，电阻箱的阻值和电阻丝阻值之和保持不变，则有
由图可知，当时
此时，电阻箱的阻值即为电阻箱的阻值和电阻丝阻值之和，则有
整理可得
结合图像可得
解得
（3）由（2）分析可知，电流表的内阻对本实验结果无影响。
5． 1.0 2.0 9.7
【详解】（1）[1]小球在水平方向做匀速直线运动，由图知
则水平分速度
[2]竖直方向做自由落体运动，匀变速直线运动中间时刻等于全程的平均速度，则
（2）[3]在竖直方向做匀加速直线运动，由
可知
6． 6 A C
【详解】（1）[1]欧姆表读数为
6×1Ω=6Ω
[2]电源电动势E=3V，金属丝电阻约为6Ω，则电路中最大电流约为
故选量程0～0.6A的电流表，故选A。
（2）[3]为了调节方便，滑动变阻器阻值应选和待测金属丝阻值接近的，故选C。
7． 黑 3.0
【详解】[1]根据“红进黑出”规律，可知图中与接线柱B相连的表笔颜色应是黑色；
[2]当进行欧姆调零操作时有
测量电阻的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，即电流到达半偏，则有
解得
8．
【详解】[1]
[2]实验中，把电压表的右端分别接于a点和b点，发现电流表的示数有明显的变化，说明电压表分流比较明显，因此电流表应该采用内接法，为了减小实验误差，电压表的右端应该接在点。
[3]根据电阻定律有
又
，
联立可得工件材料的电阻率为
9． 1.80
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
（2）[2]遮光条经过光电门A、B的速度分别为
，
（3）[3]根据运动学公式
联立可得滑块的加速度
10． 0.50 乙 AD/DA
【详解】（1）[1]根据
解得
（2）[2]根据
可知，当合外力一定时，小车加速度与质量成反比关系，加速度a与质量M的图像为一条曲线，根据描绘的曲线不能直接通过观察判定a是否与M成反比，而当合外力一定时，小车加速度a与小车质量倒数成正比，小车加速度a与小车质量倒数的图像为一条直线，能够根据加速度a与小车质量倒数的图像直接判定两者是否成正比，再进一步讨论a是否与M成反比，可知乙的方案更合理。
（3）[3]A．为了求出小车所受外力的合力，安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，A正确；
B．平衡摩擦力时，不挂砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B错误；
C．由于利用力传感器能够直接测量出细线的拉力，从而能够求出小车所受外力的合力，并没有认为砂桶的重力与细线的拉力近似相等，因此实验中不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，C错误；
D．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时应该使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，D正确。
故选AD。
11． 9.0 D
【详解】（1）[1]欧姆调零后进行测量发现指针偏转过大，表明通过欧姆表的电流较大，说明待测电阻较小，为了减小误差，需要使得指针指在中央刻线附近，则需要采用小倍率挡位，即选择×1挡，根据欧姆表的读数规律，该读数为
（2）[2]实验中滑动变阻器采用的是分压式接法，为了确保实验数据的连续性，滑动变阻器应该选择总阻值较小的5Ω，即滑动变阻器R应选用D；
[3]令电流表A1的满偏电流为，则有
解得
结合图丙有
，
解得
12． D F′ BC/CB
【详解】（1）[1]该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量相同，故D符合。
（2）[2]F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向。
（3）[3]由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：
第一种情况，原来α、β的值较小
所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小；
第二种情况，原来α、β值较大
由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大；
或者
由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大，后减小；
故选BC。
13． 滑块C、D的质量、 滑块与气垫导轨间仍存在摩擦，气垫导轨未完全水平
【详解】(1)[1]要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测质量，即滑块C、D的质量、；
(2)[2]遮光条的宽度为l，则
，
则验证动量守恒定律的表达式为
即
[3] 实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是由于滑块与导轨之间仍存在摩擦，或气垫导轨未完全水平；
(3)[4]烧断捆绑的橡皮筋后只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，所以能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小，弹簧的弹性势能等于两滑块离开弹簧的动能，即
14． AC 0.49
【详解】（1）考查实验操作过程及原理。
A．牛顿第二定律中的作用力是合力，由于客观原因摩擦阻力是存在的，所以实验前先要平衡摩擦力，故A正确;
B．由于是用拉力传感器测拉力的，所以没必要砂桶的质量远小于小车的质量，故B错误;
C．凡涉打点计时器的实验均要求先通电后释放小车，故C正确;
D．拉力传感器已经测出，不必测砂桶质量，故D错误。
故选AC。
（2）由逐差公式求加速度为
(3)由于是用动滑轮与小车相连的，所以由牛顿第二定律有
所以图像斜率为
所以小车质量为
15． 2.6k（2.6×103或2600） 断开 D
【详解】（1）[1]欧姆表测电阻的测量值等于读数乘以倍率，所以被测电阻的阻值约为
Rx=26×100Ω=2.6×103Ω=2.6kΩ
（2）[2]用欧姆挡检查电路需将电路断开．
（3）[3]b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间。
故选D。
16． 闭合 6
【详解】（1）[1]由（3）知是用伏安特性曲线测量电阻的，要求电压电流从接近0开始调节，所以采用分压接法，他们在进行实验时，电路中开关S1是闭合的。
（2）[2]由于
采用电流表内接法
（3）[3]如图丙所示，用坐标点拟合出图线时应该舍掉的是第6组数据。
17． C B BG/GB
【详解】（1）[1]AB．根据
整理可得
可知不需要测量重物质量，AB不需要；
C．实验时需要用刻度尺测量纸带上各点的距离，需要用到毫米刻度尺，C需要；
D．打点计时器有计时功能，不需要秒表，D不需要。
故选C。
（2）[2]A．验证机械能守恒定律实验中，由于重锤要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用质量大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小系统误差，A错误；
B．由图可知，从A到H，相等时间内位移变大，可知图中纸带的左侧是与重锤相连的一端，B正确；
C．若通过图像验证机械能守恒，需要纸带上选择合适数目的点，不需要重复实验，C错误；
D．根据可知只要加速度大小恒定，图像均为直线，所以图像是直线，不能说明重物下落过程机械能守恒，D错误。
故选B。
（3）[3]测出了AC段和FH段长度，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程的平均速度，可以求出点和点的速度，所以要验证机械能守恒，还需要测出段的长度。
18． CDBA 1.6 0.55 平板的倾角 和，且保持不变
【详解】（1）[1]实验时首先要把打点计时器固定在平板上，将木块尾部与纸带相连，使纸带穿过限位孔；将木块靠近打点计时器，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开木块，测量完毕，关闭电源，取下纸带。则此实验步骤的正确顺序是CDBA。
（2）[2]根据，运用逐差法得
（3）[3]根据牛顿第二定律
解得
（4）[4]探究牛顿第二定律采取的是控制变量法，验证质量一定时，加速度与力成正比的关系，通过改变平板的倾角来改变合外力。
[5]验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力和摩擦力提供，所以要保证向下的合力不变，应该使不变，所以需要同时改变滑块的质量和斜面倾角。
19． 见解析 2.30（2.28~2.32） 1500-0.012P
【详解】（1）[1]根据电路图连接得
（2）[2]电压表读数为2.30V由于估读有误差，在2.28V~2.32V即可
（3）[3]根据欧姆定律得
（4）[4] 根据图像可知阻值和压强P的函数关系式为一次函数纵截距为1500，斜率为
因此函数为2023天津高考一模物理试题分类汇编（单选题）
一、单选题
1．（2023·天津南开·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉和衍射现象说明光不仅具有波动性，而且具有粒子性
B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象
C．无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更困难一些
D．光纤通信依据的原理是光的折射，且内芯的折射率比外套的折射率大
2．（2023·天津南开·统考一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做负功
C．气垫内的气体从外界吸收热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加
3．（2023·天津南开·统考一模）如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，O是两电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（ ）
A．B、O、C三点比较，O点场强最弱，B点电势最高
B．E、O、F三点比较，O点电势最高、场强最弱
C．A、D两点场强相同，电势相同
D．正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功
4．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，地球赤道上空人造卫星先沿椭圆轨道运行，其近地点P到地球中心的距离为r，远地点Q到地球中心的距离为8r，该卫星在远地点Q处点火变轨进入地球同步轨道，成为一颗沿圆轨道运行的地球同步卫星。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点和远地点的加速度之比为8：1
B．卫星变轨前从P点运动到Q点的过程中，引力势能增加，机械能减少
C．卫星在远地点Q处变轨瞬间速度变大
D．卫星进入地球同步轨道后运行的速度大于在椭圆轨道P处的速度
5．（2023·天津南开·统考一模）桔槔（gāo）是我国古代的一种取水机械。其原理如图所示，在竖直支架上安装一根可绕支点转动的长细杆，杆的一端固定磐石，另一端通过长竹悬挂水桶。取水时人借助自身重力向下拉动长竹，使水桶浸入水中；打满水后，人向上助力提起水桶，忽略桔槔各衔接处的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．向下取水过程，桔槔系统的机械能守恒
B．向下取水过程，人对桔槔系统做的功等于磐石增加的重力势能
C．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量
D．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统的动能改变量
6．（2023·天津河东·统考一模）日本东电正式提交核污水排海申请，预计2023年春开始排入福岛核电站1公里处的近海，此决定引发国内外强烈质疑。核泄漏对环境会造成污染，影响人类的安全、生活，其中核反应之一为。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应为衰变 B．环境温度升高，则的半衰期增大
C．的比结合能比的比结合能大 D．的质量等于和X的总质量
7．（2023·天津河东·统考一模）我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．0～5s内伞兵处于完全失重状态 B．5～9s内，伞兵处于超重状态
C．伞兵下落50m时速度小于 D．5～9s内伞兵所受的合力越来越大
8．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，绕过滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上，站在地面上的人用手拉着绳的另一端，滑轮下吊着一个小球，处于静止状态，不计滑轮摩擦。保持B点高度不变，手与绳无相对滑动且球不碰地。在人缓慢向右移动一小段距离的过程中（ ）
A．绳上张力变大 B．人对地面的压力变大
C．滑轮受到绳的作用力不变 D．地面对人的摩擦力变大
9．（2023·天津河东·统考一模）战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2Hz，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B．该绳波传播速度为2m/s
C．再经过0.25s，Q点到达x轴上方对称位置
D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为
10．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且，则可判断（ ）
A．若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射
B．用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a光呈现的明暗相间的条纹要宽些
C．用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小
D．用a、b单色光分别照射同一光电管阴极并都能发生光电效应时，如果光电管两端施加反向电压，用b光照射时的遇止电压小
11．（2023·天津河北·统考一模）下列关于原子和原子核的说法正确的是( )
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
12．（2023·天津河北·统考一模）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（ ）
A．电容变小 B．极板间电压变大
C．极板间电场强度不变 D．极板间的电场强度变小
13．（2023·天津河北·统考一模）如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．这是光的干涉现象
B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
14．（2023·天津河北·统考一模）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
15．（2023·天津河北·统考一模）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
16．（2023·天津红桥·统考一模）如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（ ）
A．摩擦力大小与物块速度有关
B．不为零，方向向右
C．不为零，方向向左
D．等于零
17．（2023·天津红桥·统考一模）我国科学家发现在月球上含有丰富的（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是（ ）
A．该聚变反应会释放能量
B．该聚变反应电荷数不守恒
C．该聚变反应质量是守恒的
D．目前核电站都采用聚变反应发电
18．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡不会发光
B．开关接通后，电压表的示数为
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输入功率变大
19．（2023·天津红桥·统考一模）两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（ ）
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
C．q运动到O点时的动能最大
D．q运动到O点时电势能为零
20．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，甲、乙两质量不同的物体，分别受到恒力作用后，其动量p与时间t的关系图象．则甲、乙所受合外力F甲与F乙的关系是(图中直线平行) （ ）
A．F甲＜F乙
B．F甲＝F乙
C．F甲＞F乙
D．无法比较F甲和F乙的大小
21．（2023·天津河西·统考一模）如图是2022年10月26日拍摄到的一张太阳“笑脸”照片。太阳为了形成这个笑脸，释放了巨大的能量。假设太阳内部热核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X为质子
B．核反应中的比结合能较的更大
C．射线γ电离能力比α射线弱
D．核电站利用核能的反应与该反应相同
22．（2023·天津河西·统考一模）电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ，，则（ ）
A．平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6
B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195m
C．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s
D．平衡车在加速段的动力大小72N
23．（2023·天津河西·统考一模）空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A．空间站内的航天员处于平衡状态
B．空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C．空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
24．（2023·天津河西·统考一模）主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过Hi-Fi扬声器播放与噪声频率相同、相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则（ ）
A．降噪声波的振幅为10cm
B．降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为20cm
C．质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D．质点P再经过一个周期水平移动一个波长
25．（2023·天津河西·统考一模）无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈的电流方向每秒改变50次
B．送电线圈的输入功率为110W
C．受电线圈的输出电压为V
D．送电线圈的输入电压为V
26．（2023·天津河西·统考一模）利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（ ）
A．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽
27．（2023·天津·统考一模）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．，其中X为α粒子
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，确定了原子的核式结构
C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子可以再分
D．查德威克用α粒子轰击获得核，发现了中子
28．（2023·天津·统考一模）如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电源电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．u随t变化的规律为
B．变压器原、副线圈中的电流之比为3:1
C．变压器输入、输出功率之比为1:3
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电流表的示数变小，变压器的输入功率变大
29．（2023·天津·统考一模）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14cm
B．这列波的周期是0.125s
C．这列波是沿x轴正方向传播的
D．t=0时，x=4cm处的质点速度方向沿y轴负方向
30．（2023·天津·统考一模）用如图所示的装置做单色光的光学实验，光屏上得到明暗相间的条纹，发现用a光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多。实验中双缝间距不变，双缝到光屏的距离不变。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应，用a光照射得到光电子的最大初动能小
C．若a光是氢原子从能级跃迁到产生的，则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的
D．在真空中，a光的传播速度小于b光
31．（2023·天津·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，其中等温线1表示的温度最高
B．图乙为一定质量的理想气体状态变化的V-T图线，由图可知气体在状态a的压强大于在状态b的压强
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中对外界做功，气体吸热
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大
32．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）党的二十大代表热议科技创新不断塑造发展新动能新优势。二十大报告中提到我国进入创新型国家行列，一些关键技术如核电技术等取得重大成果。关于核能、核反应，下列说法正确的是（ ）
A．到目前为止，利用任何物质都能得到核能，因为各种物质的原子里都有原子核
B．到目前为止，核聚变是人类获得核能的主要方式
C．太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变
D．原子弹是采用人工核转变制成的核武器
33．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=100:1，输电线上的总电阻R=10Ω，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为4A
B．升压变压器的输出电压为22kV
C．发电机的输出功率为66kW
D．用户消耗的功率为44kW
34．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）图甲为一列简谐横波在时的波动图象，图乙为该波中处质点的振动图象，根据图像分析可得（ ）
A．该简谐横波沿轴正方向传播
B．简谐横波的波速大小为
C．点振动后在任意一个内的路程均为
D．在时的点位移
35．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经、、三个过程后再回到状态a，其图像如图所示，则该气体（ ）
A．在状态a的内能小于在状态b的内能
B．在状态a的密集程度大于在状态b的密集程度
C．在过程中，外界对气体做功为0
D．由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热
36．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块经过O点时所受合外力为零
B．物块经过O点时速度最大
C．物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等
D．物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大
37．（2023·天津·统考一模）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（ ）
A．发生衰变的产物是
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时产生的
C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
38．（2023·天津·统考一模）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是
A．太阳对小行星的引力相同
B．各小行星绕太阳运动的周期小于一年
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值
D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值
39．（2023·天津·统考一模）一定质量的理想气体分别在、温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，对应的图线上有A、B两点，表示气体的两个状态。则（ ）
A．温度为时气体分子的平均动能比时大
B．从状态A到状态B的过程中，气体内能增加
C．从状态A到状态B的过程中，气体向外界放出热量
D．从状态A到状态B的过程中，气体压强减小
40．（2023·天津·统考一模）平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100 V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点，其中a点是电势为300V等势面的最高点，b、c等高。则下列说法正确的是（ ）
A．b、c两点的电势差 B．a点场强大小等于100V/m
C．a点场强方向沿竖直方向 D．a点的电势低于c点
41．（2023·天津·统考一模）质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g=10m/s2。则（ ）
A．3s时物块的动量为6kg·m/s
B．6s时物块回到初始位置
C．4s时物块的动能为8J
D．0~6s时间内合力对物块所做的功为72J
42．（2023·天津和平·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说
B．卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核发现了质子
C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论线
D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型次
43．（2023·天津和平·统考一模）如图所示，导热良好的圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，系统处于静止状态，现将沙子不断地缓慢落到活塞上，忽略活塞与缸体之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中，缸内气体（ ）
A．分子单位时间内碰撞活塞次数增多 B．温度不变，从外界吸收热量
C．压强不变，同时温度升高 D．对外界做功，同时内能减少
44．（2023·天津和平·统考一模）如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（ ）
A．P点场强可能等于Q点场强
B．P点电势可能等于Q点电势
C．电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能
D．电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功
45．（2023·天津和平·统考一模）近年来，我国航天事业发展进入快车道，取得了令世人瞩目的成就，“嫦娥”探月，“天问”探火，中国人自己的“太空家园”空间站建成……以下是关于月球、火星、地球的部分数据
中心天体 天体质量/kg 天体半径/km 环绕轨道
月球 7.3×1022 1.7×103 “嫦娥”四号月球圆形轨道距月表100km
火星 6.4×1023 3.4×103 “天问”—号火星椭圆轨道近火点距火星表面265km
地球 6.0×1024 6.4×103 “天和”核心舱地球圆形轨道距地表400km
由表中的数据可以做出下列判断（ ）
A．火星表面重力加速度大于地球表面重力加速度
B．“天和”核心舱的运行速度大于7.9km/s
C．“嫦娥”四号的运行速度小于“天和”核心舱的运行速度
D．“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力不做功
46．（2023·天津和平·统考一模）修建高层建筑时常用到履带式起重机，如图所示，立在底座上的吊臂由倾斜的钢缆拉住固定在一定角度，连接在吊臂顶端的竖直钢缆下端是吊钩。某次操作中，吊钩将一定质量的建材从地面由静止开始提升，经过一段时间后到达某一高度，在这段时间内（ ）
A．倾斜钢缆上的拉力大小一定不变
B．吊钩对建材的拉力大小一定等于建材的重力
C．任意时间内拉力对建材的冲量等于建材的动量变化
D．上升过程中建材的机械能一直在不断增大
47．（2023·天津和平·统考一模）冰壶是一种深受观众喜爱的运动，图（a）为冰壶运动员将冰壶掷出去撞击对方静止冰壶的镜头，图（b）显示了此次运动员掷出冰壶时刻两冰壶的位置，虚线圆圈为得分区域。冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
48．（2023·天津·校联考一模）下列四幅书本插图中，关于物理思想方法叙述不正确的是（ ）
A．微元法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．实验和逻辑推理
49．（2023·天津·校联考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少
D．温度相同、质量相等的氢气和氧气，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大
50．（2023·天津·校联考一模）2022年卡塔尔世界杯足球赛，就像是全世界球迷们的狂欢节，尤其是无数青少年为此着迷不已。如图所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是（ ）
A．静止在场地上的足球（图甲）受到的弹力就是它受到的重力
B．踩在脚下且静止在水平草地上的足球（图乙）一定受到3个力的作用
C．落在球网中的足球（图丙）受到的弹力是由于球网发生了弹性形变而产生的
D．运动员灵活运球盘带过程中（图丁），脚部对足球作用力可能大于足球对脚部作用力
51．（2023·天津·校联考一模）电压互感器能将高电压变成低电压、电流互感器能将大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1︰100，交流电压表的示数为200V，交流电流表的示数为2A，则（ ）
A．a是交流电压表，b是交流电流表 B．的原、副线圈匝数比为1000︰1
C．高压线路输送的电流为200A D．高压线路输送的电功率为
52．（2023·天津·校联考一模）图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（ ）
A． B．
C． D．
53．（2023·天津·校联考一模）如图所示，图（1）是氢原子能级图，图（2）是研究自感现象的电路图，圈（3）是动圈式话筒原理图，图（4）是核子平均质量与原子序数关系图，下列说法正确的是（ ）
A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A慢慢变亮
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流
D．图（4）中原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量
()
参考答案：
1．B
【详解】A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，不能说明光具有粒子性，故A错误；
B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，故B正确。
C．无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更容易一些，故C错误；
D．光纤通信依据的原理是光的全反射，且内芯的折射率比外套的折射率大，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】ABC．由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项ABC均错误；
D．由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B、O、C三点位置处，O点处电场线分布要稀疏一些，即B、O、C三点比较，O点场强最弱，B、O、C三点位置处的电场线由，根据沿电场线电势降低，可知，B点电势最高，A正确；
B．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，即E、O、F三点电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，E、O、F三点位置处，O点处电场线分布要密集一些，即O点场强最大，B错误；
C．A、D对O对称，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A、D两点位置处场强大小相等，方向相同，即这两位置的场强相同，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A位置处电场线由A处指向无穷远，即A位置的电势比无穷远沿高，而D位置处电场线由无穷远指向D位置，即D位置的电势比无穷远沿低，则A点电势比D点高，C错误；
D．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，则正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力不做功，D错误。
故选A。
4．C
【详解】A．根据公式
得卫星在近地点和远地点的加速度之比为
(8r)2：r2 = 64：1
A错误；
B．卫星的机械能是动能与势能之和，只有变轨时才需对卫星做功，卫星在同一椭圆轨道运行时的机械能不变，B错误；
C．卫星在远地点Q处需点火加速才能变轨进入地球同步轨道，C正确；
D．过P点做一辅助圆轨道，从辅助圆轨道到椭圆轨道需在P点点火加速，则卫星在椭圆轨道P处的速度大于卫星在辅助圆轨道的速度，再根据
可知卫星在辅助圆轨道的速度大于卫星进入地球同步轨道后运行的速度，则卫星进入地球同步轨道后运行的速度小于在椭圆轨道P处的速度，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．向下取水的过程中，人对桔槔系统做正功，桔槔系统的机械能增大，故A错误；
B．向下取水的过程中，磐石的重力势能和动能都增大，水桶的重力势能减小，动能增大，所以人对桔槔系统做的功不一定等于磐石增加的重力势能，故B错误；
CD．根据功能关系，向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量，故C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为、质量数为0，则X为，所以该核反应为衰变，故A错误；
B．半衰期是放射性元素的一个特征常数，它一般不随外界条件（温度、压强）的变化，也不随元素所处状态（游离态或化合态）的不同和起始元素质量的多少而改变，即半衰期与外界环境无关，则B错误；
C．比结合能是某个原子核的结合能与组成该原子核的核子数的比值，比结合能越大，说明当初在孤立的核子（质子和中子），构成该原子核时其质量亏损就越多，即原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，比结合能越小，原子更容易发生核反应，并在核反应中释放出能量，同时出现质量亏损，所以是经过核反应后，释放出能量后的转变成的更稳定的新核，比结合能比的比结合能大，故C正确；
D．该核反应向外释放能量，则由爱因斯坦质能方程可知，该核反应存在质量亏损，则的质量大于和X的总质量，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．0～5s内伞兵向下的加速度为
则伞兵并非处于完全失重状态，选项A错误；
B．5～9s内，伞兵向下减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项B正确；
C．伞兵在开始的100m内做匀加速下降，则下落50m时速度
选项C错误；
D．图像的斜率等于加速度，可知5～9s内伞兵的加速度逐渐减小，则所受的合力越来越小，选项D错误。
故选B。
8．C
【详解】A．滑轮两边绳上的力大小相等，人缓慢向右移动一小段距离的过程，滑轮两边绳间的夹角变小，根据
解得
可知，变小，绳上的张力T变小，A错误；
B．对人分析有
结合上述解得
则人对地面的压力为
可知人对地面的压力不变，B错误；
C．对滑轮与小球整体分析可知，滑轮受到绳的作用力为
即滑轮受到绳的作用力不变，C正确；
D．对人分析可知地面对人的摩擦力为
可知变小，地面对人的摩擦力变小，D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．由波形图可知，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向，选项A错误；
B．该绳波传播速度为
选项B错误；
C．再经过0.25s=，Q点到达x轴上方对称位置，选项C正确；
D．从该时刻开始计时，开始时P振动方向沿y轴负向
则质点P的振动方程为
选项D错误。
故选C。
10．D
【详解】根据题意，由折射定律有
可知
A．由公式可知，由于
则光的临界角大于光的临界角，由于a光刚好发生全反射，则将b光沿a光的光路射向O点，b光不能发生全反射，故A错误；
B．由于
则光和光的波长大小关系为
由可得，用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，光呈现的明暗相间的条纹要宽些，故B错误；
C．由于
用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移大，故C错误；
D．由于
则光和光的频率大小关系为
根据题意，由光电效应方程和动能定理有
由于光的频率大于光的频率，则用b光照射时的遇止电压小，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】试题分析：
A．β衰变现象中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，A错误；
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，即原子处在一系列不连续的能量状态中，B正确；
C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，温度升高半衰期不变，C错误；
D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D错误；
故选B。
【名师点睛】此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念.
12．C
【详解】A．由平行板电容器电容的决定式可得，d减小，C增大，故A错误；
B．电容器所带电荷量Q不变，C增大，由可得，U变小，故B错误；
CD．由匀强电场的场强与电势差关系公式可得
E与d无关，E不变，故C正确，D错误。
故选C。
13．C
【详解】A．光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误；
C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
nc < nb
C正确；
B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
14．C
【详解】AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
15．A
【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有
（n=1，2，3… …）
而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为
（n=1，2，3… …）
当n=3时可得波的速率为
故选A。
16．D
【详解】物块滑动时受到重力、斜劈提供的弹力和摩擦力，由于匀速，所以斜劈提供的弹力和摩擦力的合力方向竖直向上，大小等于物块的重力。对斜劈受力分析，受到重力、地面的支持力、物块对斜劈的弹力和摩擦力，由于物块对斜劈的弹力和摩擦力的合力方向竖直向下，所以地面对斜劈的摩擦力为零。
故选D。
17．A
【详解】A．核聚变反应过程存在有质量亏损，根据
可知，该聚变反应会释放能量，A正确；
B．核反应遵循质量数与电荷数守恒，则该聚变反应电荷数守恒，B错误；
C．核聚变反应过程存在有质量亏损，即该聚变反应的静止质量减小，C错误；
D．核聚变是热核反应，释放的能量非常大，目前仍然不可控，目前核电站都采用重核裂变反应发电，D错误。
故选A。
18．B
【详解】根据题意可知，原线圈输入电压的有效值为
AB．根据电压与线圈匝数关系有
可得，副线圈两端电压为
则电压表的示数为，灯泡两端电压为，开关闭合后，氖泡与灯泡并联，则灯泡两端电压和氖泡两端电压均为，氖泡可以发光，故A错误，B正确；
C．开关断开前后，输入电压不变，理想变压器的变压比不变，故输出电压不变，电压表示数不变，故C错误；
D．开关断开后，电路消耗的功率减小，则变压器的输入功率减小，故D错误。
故选B。
19．C
【详解】试题分析：两等量正电荷周围部分电场线如右图所示：
其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误；电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误
考点：电势能
【名师点睛】本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．
20．B
【详解】根据动量定理可得
即
图像的斜率表示外力F，从图中可知两条直线相互平行，即斜率相同，故
故选B。
21．C
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知
A=0
所以X为中子，故A错误；
B．因为生成物更稳定，所以生成物比结合能大，故B错误；
C．射线γ电离能力比α射线弱，故C正确；
D．核电站利用反应为重核的裂变，不是题中反应，故D错误。
故选C。
22．B
【详解】A．关闭动力后，车做匀减速运动，加速度大小为，结合图像可得
，
解得
A错误；
BC．图线与横轴围成的面积为位移，为
整个运动过程中的平均速度大小为
B正确，C错误；
D．平衡车在加速段时有
，
代入数值解得
D错误。
故选B。
23．D
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
24．A
【详解】A．根据题意降噪声波与噪声声波振幅相同，即为10cm，A正确；
B．降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同，相互叠加后波的振幅变为零，B错误；
C．因为不知道图中波的传播方向，所以无法判断此时质点P的振动方向，C错误；
D．质点P在平衡位置附近振动，不随波迁移，D错误。
故选A。
25．B
【详解】A．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为
一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，A错误；
BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为
受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为
送电线圈的输入功率为
B正确，D错误；
C．对受电线圈的输出电压有
得
C错误。
故选B。
26．B
【详解】试题分析：将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变．故A错误．将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，根据知，干涉条纹间距变宽．故B正确．将屏移近双缝，L变小，根据知，干涉条纹间距变窄．故C错误．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，根据知，干涉条纹间距变窄．故D错误，故选B．
考点：双缝干涉
【名师点睛】解决本题的关键知道各种色光的波长大小以及掌握双缝干涉条纹的间距公式；要知道七种单色光中以红光的波长最大，紫光最小．
27．B
【详解】A．根据核反应过程中，质量数与电荷数守恒，可知X的质量数为
质子数为
所以X为中子，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，确定了原子的核式结构，故B正确；
C．贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象的发现说明原子核可以再分，故C错误；
D．查德威克用α粒子轰击获得核，发现了质子，故D错误。
故选B。
28．A
【详解】A．由图可知
所以u随t变化的规律为
故A正确；
B．根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有
故B错误；
C．对理想变压器而言，其输入功率等于输出功率，即变压器输入、输出功率之比为1:1，故C错误；
D．若热敏电阻RT的温度升高，其阻值减小，所以副线圈回路中总电阻减小，而副线圈两端的电压不变，所以副线圈中电流I2增大，所以电流表的示数变大，变压器输出功率增大，则其输入功率增大，故D错误。
故选A。
29．D
【详解】A．根据图像可得波长为
故A错误；
B．周期为
故B错误；
C．经过0.2s，波向前传播的距离为
根据波形的平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C错误；
D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知t=0时刻，x=4cm处的质点的速度沿y轴负方向，故D正确。
故选D。
30．C
【详解】A．由双缝干涉原理可得
发现用a光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多，说明a光条纹间距x较小，a光波长较小，a光频率较高，A错误；
D．在真空中，a光的传播速度与b光传播速度相同，均为光速c，D错误；
C．a光频率较高，光子能量较大，若a光是氢原子从能级跃迁到产生的，则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的，C正确；
B．光电效应方程为
若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应，用a光照射得到光电子的最大初动能较大，B错误。
故选C。
31．D
【详解】A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，由
比较、乘积的大小，等温线3表示的温度最高，A错误；
B．气体在状态a到状态b的过程中，体积不变，由查理定律
由于大于，故大于，B错误；
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中气体体积不变，对外界不做功，C错误；
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子间为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，D正确；
故选D。
32．C
【详解】A．核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误；
B．到目前为止，核裂变是人类获得核能的主要方式，故B错误；
C．太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变，故C正确；
D．原子弹是采用核裂变制成的核武器，故D错误。
故选C。
33．D
【详解】A．根据题意有
输电线上通过的电流为
故A错误；
B．根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，则有
可知降压变压器输入电压为
输电导线上的电压为
升压变压器的输出电压为
故B错误；
C．发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率，则有
故C错误；
D．降压变压器的输入功率等于用户消耗的功率，则有
故D正确；
故选D。
34．C
【详解】A．由P点的振动图像可知，t=2s时，P点向下振动，由波动图像可知，该简谐横波沿轴负方向传播，A错误；
B．由图像可知λ=4cm，T=4s，则波速
B错误；
C．因为，则点振动后在任意一个内的路程均为，C正确；
D．由P点的振动图像可知，在时点位移
D错误。
故选C。
35．D
【详解】A．状态a与状态b的温度相同，则内能相同，故A错误；
B．状态a到状态b温度不变，压强增大，则体积减小，所以在状态a的密集程度小于在状态b的密集程度，故B错误；
C．在过程中，体积减小，外界对气体做功为
在过程中，压强不变，温度升高，则体积增大，外界对气体做功为
在过程，体积不变，则有
由于，所以有
即在过程中，外界对气体做的总功为负功，故C错误；
D．由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，，由热力学第一定律可知
则由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热，故D正确。
故选D。
36．D
【详解】ABD．撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于O点的左边，然后弹力将小于摩擦力，物块做减速运动，到达O点后弹力方向改变，并且开始增大，由牛顿第二定律可得
易知物块加速度一直增大。故AB错误；D正确；
C．设物块到达O点时动能为，由能量守恒定律可知物块从A到O过程有
物块从O到B过程有
联立可得
故C错误。
故选D。
37．B
【详解】A．根据
即发生衰变的产物是，选项A错误；
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B正确；
C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了3个半衰期，则该古木距今约为
5730×3年=17190年
选项D错误。
故选B。
38．C
【详解】小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力
A．太阳对小行星的引力F=，由于各小行星轨道半径质量均未知，故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论，故A错误；
B．由周期T=知，由于小行星轨道半径大于地球公转半径，故小行星的周期均大于地球公转周期，即大于一年，故B错误；
C．小行星的加速度a=知，小行星内侧轨道半径小于外侧轨道半径，故内侧向心加速度大于外侧的向心加速度，故C正确；
D．线速度知，小行星的轨道半径大于地球半径，故小行星的公转速度小于地球公转的线速度，故D错误。
故选C。
39．D
【详解】A．根据可知，则温度为时气体分子的平均动能比时小，故A错误；
B．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，故B错误；
C．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外做功（即），则一定吸收热量（），故C错误；
D．由图像可知，A到B的过程中，压强减小，故D正确。
故选D。
40．C
【详解】A．由图可知，b、c两点的电势差为
故A错误；
B．由图可知，a点与相邻两等势面的距离小于，电势差等于，根据
可知a点场强大小大于，故B错误；
C．根据场强方向垂直于等势面，可知a点的场强方向沿竖直方向，故C正确；
D．由图可知，a点与c点在同一等势面上，电势均为，故D错误。
故选C。
41．A
【详解】A．根据动量定理可得
代入数据解得3s末物块的速度大小为
则3s时物块的动量大小为
故A正确；
BC．0~3s内物块沿正方向做匀加速直线运动，其位移大小为
根据动量定理可得
代入数据解得4s末物块的速度大小为
因此3~4s内物块沿正方向做匀减速直线运动，其位移大小为
物体在4s末速度变为零，则4s时物块的动能为0J，然后在4~6s内沿着负方向做匀加速直线运动，则显然其6s末的速度大小应与物体2s末相等，则根据动量定理可得
代入数据解得物块在2s末与6s末的速度大小为
因为物体在4~6s内沿着负方向做匀加速直线运动，所以其在4~6s内沿负方向的位移大小为
因此物体在0~6s的位移为
6s时物块并没有回到初始位置，综上所述，B、C错误；
D．根据动能定理可得0~6s时间内合力对物块所做的功为
故D错误。
故选A。
42．B
【详解】A．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说，A错误；
B．卢瑟福用α粒子轰击核获得反冲核发现了质子，B正确；
C．玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出氢原子能级理论，C错误；
D．卢瑟福通过α粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型，D错误。
故选B。
43．A
【详解】A．现将沙子不断地缓慢落到活塞上，活塞对封闭气体的压力增大，所以活塞会缓慢下降，汽缸内气体被压缩，外界对缸内气体做功，但是汽缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则内能不变，因为体积减小，所以分子数密度增大，则分子单位时间内碰撞活塞次数增多，A正确；
BCD．由热力学第一定律
因为外界对缸内气体做功，所以
因为汽缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则
所以
即缸内气体要向外界放出热量，由理想气体状态方程
可知，温度不变，缸内气体体积减小，则缸内气体压强增大，BCD错误。
故选A。
44．C
【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强， A错误；
B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误；
C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据
可知，负电荷在M点时的电势能大于在N点时的电势能，C正确；
D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式
可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据
可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误；
故选C。
45．C
【详解】A．根据物体在星球表面受到的万有引力等于重力，可得
可得火星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为
故A错误；
B．地球第一宇宙速度为卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力可得
可得
可知“天和”核心舱的运行速度小于，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力可得
可得
“嫦娥”四号的运行速度与“天和”核心舱的运行速度之比为
故C正确；
D．“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力做负功，故D错误。
故选C。
46．D
【详解】A．建材上升时先加速后减速，加速度有变化，倾斜钢缆上的拉力大小一定变化，故A错误；
B．建材加速上升时，吊钩对建材的拉力大小一定大于建材的重力，故B错误；
C．任意时间内拉力和建材重力的合力对建材的冲量等于建材的动量变化，故C错误；
D．上升过程中拉力做正功，建材的机械能一直在不断增大，故D正确。
故选D。
47．C
【详解】A．两壶碰撞后甲的速度应小于乙的速度，两壶停止时，甲应在乙的后方，选项A中图示情境不符合实际，A错误；
BCD．如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如选项C中所示，若两冰壶发生非弹性碰撞，则碰撞后总动量向右，机械能减少，甲不会反弹，不可能出现B、D所示情况，故C正确，BD错误。
故选C。
48．C
【详解】A．推导匀变速直线运动位移与时间关系时，取非常短的一段时间，在这段时间内，认为物体做匀速运动，把每一小段时间内的位移加在一起就是总位移，而且时间间隔取得越短，越接近真实值，因此采用微元的思想，A正确；
B．合力与分力为等效替代关系，体现了等效思想，故B正确；
C．通过平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了放大法，C错误；
D．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法，D正确。
本题选不正确的，故选C。
49．B
【详解】A．布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关，A正确；
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，B错误；
C．一定质量的理想气体温度升高，分子的平均动能增大，因为压强不变可知单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少，C正确；
D．温度相同，可视为理想气体的氢气和氧气的平均动能相同，因为质量相等的氢气和氧气，氢气的分子数较多，所以氢气的内能比氧气的内能大，D正确。
本题选错误的，故选B。
50．C
【详解】A．弹力的施力物体是大地，受力物体是足球，而重力的施力物体是地球，受力物体是足球，每个力都是相互独立的，我们不能说弹力就是重力，只能说此时弹力大小与重力大小相等，故A错误；
B．踩在脚下且静止在水平草地上的足球（图乙）可能受到3个力的作用，也可能受4个力，例如脚踩在足球侧面，则受重力、支持力、压力和摩擦力四个力平衡，故B错误；
C．落在球网中的足球（图丙）受到的弹力是由于球网发生了弹性形变而产生的，因为球网发生形变要恢复原状才会对足球产生一个弹力，故C正确；
D．运动员灵活运球盘带过程中（图丁），脚部对足球作用力与足球对脚部作用力是一对作用力与反作用力，一定大小相等，故D错误；
故选C。
51．C
【详解】A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，故A错误；
B．变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为
故B错误；
C．变压器原副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为200A，故C正确；
D．由C选项可知高压线路输送的电功率为
故D错误。
故选C。
52．B
【详解】人靠在外管壁上随圆管一起做圆周运动，由题意可知
解得
故选B。
53．C
【详解】A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射3种不同频率的光子，分别对应于4→ 3，3→2，2→1，选项A错误；
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A立刻变亮，选项B错误；
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈切割磁感线，产生感应电流，选项C正确；
D．图(4)中原子核C、B结合成A时，核子数不变，核子平均质量增加，质量增加，要吸收能量，故D项错误。
故选C。2023天津高考一模物理试题分类汇编（电和磁）
一、单选题
1．（2023·天津南开·统考一模）如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，O是两电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（ ）
A．B、O、C三点比较，O点场强最弱，B点电势最高
B．E、O、F三点比较，O点电势最高、场强最弱
C．A、D两点场强相同，电势相同
D．正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功
2．（2023·天津河北·统考一模）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（ ）
A．电容变小 B．极板间电压变大
C．极板间电场强度不变 D．极板间的电场强度变小
3．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡不会发光
B．开关接通后，电压表的示数为
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输入功率变大
4．（2023·天津红桥·统考一模）两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（ ）
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
C．q运动到O点时的动能最大
D．q运动到O点时电势能为零
5．（2023·天津河西·统考一模）无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈的电流方向每秒改变50次
B．送电线圈的输入功率为110W
C．受电线圈的输出电压为V
D．送电线圈的输入电压为V
6．（2023·天津·统考一模）如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电源电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．u随t变化的规律为
B．变压器原、副线圈中的电流之比为3:1
C．变压器输入、输出功率之比为1:3
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电流表的示数变小，变压器的输入功率变大
7．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=100:1，输电线上的总电阻R=10Ω，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为4A
B．升压变压器的输出电压为22kV
C．发电机的输出功率为66kW
D．用户消耗的功率为44kW
8．（2023·天津·统考一模）平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100 V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点，其中a点是电势为300V等势面的最高点，b、c等高。则下列说法正确的是（ ）
A．b、c两点的电势差 B．a点场强大小等于100V/m
C．a点场强方向沿竖直方向 D．a点的电势低于c点
9．（2023·天津和平·统考一模）如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（ ）
A．P点场强可能等于Q点场强
B．P点电势可能等于Q点电势
C．电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能
D．电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功
10．（2023·天津·校联考一模）电压互感器能将高电压变成低电压、电流互感器能将大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1︰100，交流电压表的示数为200V，交流电流表的示数为2A，则（ ）
A．a是交流电压表，b是交流电流表 B．的原、副线圈匝数比为1000︰1
C．高压线路输送的电流为200A D．高压线路输送的电功率为
11．（2023·天津·校联考一模）如图所示，图（1）是氢原子能级图，图（2）是研究自感现象的电路图，圈（3）是动圈式话筒原理图，图（4）是核子平均质量与原子序数关系图，下列说法正确的是（ ）
A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A慢慢变亮
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流
D．图（4）中原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量
二、多选题
12．（2023·天津南开·统考一模）如图甲所示的电路中，两端输入电压峰值一定的正弦式交流电，电压瞬时值随时间变化的图象如图乙所示，初始时开关S接闭合，则（ ）
A．电压表的示数是311 V
B．通过的是频率为50 Hz的交流电
C．若只将断开，则通过的电流增加，通过r的电流减小
D．若只将S由a拨到两端的输入功率变大
13．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表，下列判断正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．矩形线圈从图示位置转过的时间内产生感应电动势的平均值为
C．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表和示数都变小
D．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表示数不变，的示数变大
14．（2023·天津河北·统考一模）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻
15．（2023·天津·统考一模）如图所示，M、N两点分别固定两个等量正点电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C、D为连线中垂线上分别处于A点上下方的两点，若取无穷远的电势为0，不计试探电荷的重力，关于ABCD这四个点，下列说法正确的是（ ）
A．将一正试探电荷在B点由静止释放，它将在A点两侧往复运动
B．若，则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同
C．若，则C点场强一定小于D点场强
D．A点场强为0，电势也为零，电势最高的点是B点
16．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的电流方向为A→B
B．导体棒A端相等于电源正极
C．导体棒AB两端的电压为
D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零
17．（2023·天津·统考一模）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入的交变电压瞬时值的表达式，电阻箱R的初始值为，灯泡L阻值恒为。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．电流表示数为
C．逐渐增大R的阻值，灯泡消耗的功率不断增大
D．逐渐增大R的阻值，变压器的输出功率不断变小
18．（2023·天津和平·统考一模）如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ）
A．当时，电压表的示数为零
B．AB间输入电压的瞬时值
C．滑动触头向上移动时，两端的电压增大
D．变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大
三、解答题
19．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，足够长且电阻不计的平行光滑金属导轨MN、OQ倾斜固定，与水平面夹角为，导轨间距为L，O、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆CD垂直于导轨放置，与金属导轨形成闭合电路，其接入电路部分的电阻也为R，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。开始时电键S断开并由静止释放金属杆，当金属杆运动一段时间后闭合电键S，闭合瞬间金属杆的速度大小为，加速度大小为，方向沿导轨向上。闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，通过电阻R的电荷量为q。金属杆运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g为重力加速度。求：
（1）磁场磁感应强度B的大小和金属杆加速度为零时速度的大小；
（2）闭合电键至金属杆加速度为零的过程金属杆通过的位移x的大小和电阻R上产生的焦耳热Q。
20．（2023·天津南开·统考一模）如图甲所示为离子推进器，由离子源、间距为d的平行栅电极C、D和边长为L的立方体空间构成，工作原理简化为如图乙所示。氙离子从离子源飘移过栅电极C（速度大小可忽略不计），在栅电极C、D之间施加垂直于电极、场强为E的匀强电场，氙离子在电场中加速并从栅电极D喷出，在加速氙离子的过程中飞船获得推力。离子推进器处于真空环境中，不计氙离子间的相互作用及重力影响，氙离子的质量为m、电荷量为q，推进器的总质量为M。若该离子推进器固定在地面上进行实验。
（1）求氙离子从栅电极D喷出时速度的大小；
（2）在栅电极D的右侧立方体空间加垂直向里的匀强磁场，从栅电极C中央射入的氙离子加速后经栅电板D的中央O点进入磁场，恰好打在立方体的棱EF的中点Q上。求所加磁场磁感应强度B的大小。
（3）若该离子推进器在静止悬浮状态下进行实验，撤去离子推进器中的磁场，调整栅电极间的电场，推进器在开始的一段极短时间内喷射出N个氙离子以水平速度v通过栅电极D，该过程中离子和推进器获得的总动能占推进器提供能量的倍，推进器的总质量可视为保持不变，推进器的总功率为P，求推进器获得的平均推力F的大小。
21．（2023·天津河东·统考一模）2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r，两者以共同速度为进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L，轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2）舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热；
（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。
22．（2023·天津河东·统考一模）如图所示是某研究室设计的一种飞行时间质谱仪。该质谱仪的离子源能产生比荷不同但初速度均为0的带正电粒子，带电粒子经同一加速电场作用后垂直于磁场Ⅰ区域的左边界进入磁场。其中Ⅰ区域的磁场垂直纸面向里，Ⅱ区域的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，区域宽度均为d。粒子从Ⅱ区域的右边界飞出后进入一圆筒形真空无场源漂移管，检测器能测出粒子在漂移管中的飞行时间。已知加速电压为U，漂移管长度为L、直径为d，且轴线与离子源中心处于同一直线上，不计带电粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）若带电粒子的质量为m，电荷量为q，求该粒子在磁场Ⅰ区域运动轨迹的半径；
（2）若测得某一粒子在漂移管中运动的时间为t，求该粒子的比荷为多少；
（3）求该装置能检测粒子的比荷的最大值。
23．（2023·天津河北·统考一模）如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u0。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。
（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；
（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为，求：这段时间内电阻R上产生的焦耳热。
24．（2023·天津河北·统考一模）如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x<0区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子甲从点S（-a，0）由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）
（1）求电场强度的大小E；
（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x≤0区域内加上与x>0区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间△t；
（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原x>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间内粒子甲运动的距离L。
25．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，质量为m电荷量为q的粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角，求：（1）画出偏转图，判断粒子的电性？求粒子的速度大小？
（2）穿过磁场所用的时间是多少。
26．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，光滑金属直轨道和固定在同一水平面内，、平行且足够长，两轨道间的宽度。平行轨道左端接一阻值的电阻。轨道处于磁感应强度大小，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一质量的导体棒垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。求
（1）通过电阻R的电流方向及大小。
（2）作用在导体棒上的外力大小F。
（3）导体棒克服安培力做功的功率。
（4）求撤去拉力后导体棒还能运动多远。
27．（2023·天津河西·统考一模）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则
（1）线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为多少？
（2）线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为多少？
（3）小车和线圈的总质量为多少？
28．（2023·天津河西·统考一模）空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。某同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以速率v向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，， 。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。
（1）求垂直磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t；
（2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，从而达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d（结果可保留根号）。
29．（2023·天津·统考一模）如图所示，坐标系xOy的第一象限内有一条平行于x轴的虚线，与x轴的距离为L，在虚线与x轴之间的区域（包括x轴上）分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在虚线上方足够大的区域内分布有竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O沿x轴正向以某一速度射入磁场，从P（L，L）点第一次射入电场，当粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时到达Q点（图中未标出），Q点到y轴的距离为2L。不计粒子的重力。求：
（1）粒子从O点射入时的速度v的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子从O点到Q点的时间。
30．（2023·天津·统考一模）基于电容器的制动能量回收系统已经在一些品牌的汽车上得到应用。某同学设计的这种系统的一种简易模型如图所示。某种材料制成的薄板质量为m，围成一个中空圆柱，圆的半径为r，薄板宽度为L，可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆而的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场，磁场只分布于薄板宽度的范围内，薄板外表面处的磁感应强度为B。一匝数为n的线圈abcd固定放置（为显示线圈绕向，图中画出了两匝），ab边紧贴薄板外表面但不接触，线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关，如图所示。现模拟一次刹车过程，开始时，单刀双掷开关处于断开状态，薄板旋转方向如图所示，旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切，与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用，当薄板旋转的角速度为时，将开关闭合到位置1，电容器开始充电，经时间t电容器停止充电，开关自动闭合到位置2。除刹车阻力外，忽略其他一切阻力，磁场到cd连线位置时足够弱，可以忽略。电容器的击穿电压足够大，开始时不带电，线圈能承受足够大的电流，不考虑磁场变化引起的电磁辐射。
（1）电容器充电过程中，判断极板M带电的电性；
（2）求充电结束时，薄板的角速度大小；
（3）求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。
31．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，取。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。
32．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一水平宽度L0= m、竖直方向足够长的矩形匀强磁场，其右边界与y轴重合，磁场方向垂直纸面向外。在y轴右侧有一矩形匀强电场，水平宽度L=2.0 m，竖直方向足够长，场强方向垂直x轴向下。有一荷质比=5.0×107的正电荷从图中的M点以4.0×104 m/s的速度射入磁场，速度方向与磁场左边边界之间的夹角为θ=30°。若粒子在磁场中出来时速度方向恰好与x轴平行，然后进入电场。粒子穿过电场后再飞行了一段时间，最后穿过了x轴，忽略粒子的重力，回答下面问题：
（1）求磁场的磁感应强度；
（2）若匀强电场的边界PH与y轴重合，其强度为E=8.0，则粒子轨迹与x轴的交点到原点O的距离为多少？
（3）现改变电场强度同时改变边界的水平位置，但要求粒子仍然能在电场中有运动，且粒子在x轴上的落点位置始终与（2）问中的落点位置相同，则此时电场的强度E与JK边界的横坐标x应满足什么关系？
33．（2023·天津·统考一模）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间的距离为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层后做匀速运动，滑到导轨底端之前再一次做匀速运动。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻和导体棒电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数；
（2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动的速度大小；
（3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q。
34．（2023·天津·统考一模）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直于纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场的电场强度大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直于纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是棱长为L的正方体，其底面与晶圆所在水平面平行，间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点，x轴垂直纸面向外）。整个系统置于真空中，不计离子重力及离子间的相互作用，打在晶圆上的离子，经过电场和磁场偏转的角度都很小。当很小时，有，。求：
（1）通过磁分析器选择出来的离子的比荷；
（2）偏转系统仅加电场时，离子在穿越偏转系统中沿电场方向偏转的距离；
（3）偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标（用长度、及L表示）。
35．（2023·天津和平·统考一模）如图所示为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上安装着电磁铁，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN，可以在导轨内自由滑动的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合的多匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L，假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦及空气阻力不计。
（1）求缓冲车厢减速过程中最大加速度的大小：
（2）碰撞后缓冲车厢向前移动一段距离后速度为零，则此过程线图abcd中产生的焦耳热是多少；
（3）缓冲车与障碍物碰撞后，要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物碰撞前，导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大。
36．（2023·天津和平·统考一模）某空气净化设备装置可用于气体中有害离子的收集和分离，其简化原理如图甲所示，Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为电场收集区。Ⅰ区和Ⅱ区之间是无场区。已知Ⅰ区中AB与CD两极的电势差为U，Ⅱ区中分布着竖直向下的匀强电场，且EG与FH间的距离为d，假设大量相同的正离子在AB极均匀分布，初速度为零开始加速，不考虑离子间的相互作用和重力影响。
(1)若正离子的比荷为，求该离子到达CD极时的速度大小。
(2)若正离子的比荷为，从EF边射入的正离子经电场偏转后恰好都射入FH边的收集槽内，收集槽的宽度FH = L，求Ⅱ区中匀强电场E的大小。
(3)将Ⅱ区的匀强电场换成如图乙所示的匀强磁场，则电场收集区变成了磁场分离区，为收集分离出的离子，需在EF边上放置收集板EP，收集板下端留有狭缝PF，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离。假设在AB极上有两种正离子，质量分别为m和M，且M = 4m，电荷量均为q。现调节磁感应强度大小和狭缝PF宽度，可使打在收集板EP右表面上的两种离子完全分离，为收集更多分离的离子，狭缝PF宽度的最大值为多少？（Ⅱ区中EF与GH间距足够大，不考虑出Ⅱ区后再次返回的离子）
37．（2023·天津·校联考一模）如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为d，Ⅰ和Ⅱ之间相距为h且无磁场。一长度为L、质量为m、电阻为r的导体棒，两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好的接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流及其变化情况相同，重力加速度为g。求：
（1）导体棒进入区域Ⅰ的瞬间，通过电阻R的电流大小与方向。
（2）导体棒进入区域Ⅰ的过程，电阻R上产生的热量Q。
（3）求导体棒穿过区域Ⅰ所用的时间。
38．（2023·天津·校联考一模）如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
()
参考答案：
1．A
【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B、O、C三点位置处，O点处电场线分布要稀疏一些，即B、O、C三点比较，O点场强最弱，B、O、C三点位置处的电场线由，根据沿电场线电势降低，可知，B点电势最高，A正确；
B．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，即E、O、F三点电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，E、O、F三点位置处，O点处电场线分布要密集一些，即O点场强最大，B错误；
C．A、D对O对称，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A、D两点位置处场强大小相等，方向相同，即这两位置的场强相同，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A位置处电场线由A处指向无穷远，即A位置的电势比无穷远沿高，而D位置处电场线由无穷远指向D位置，即D位置的电势比无穷远沿低，则A点电势比D点高，C错误；
D．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，则正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力不做功，D错误。
故选A。
2．C
【详解】A．由平行板电容器电容的决定式可得，d减小，C增大，故A错误；
B．电容器所带电荷量Q不变，C增大，由可得，U变小，故B错误；
CD．由匀强电场的场强与电势差关系公式可得
E与d无关，E不变，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】根据题意可知，原线圈输入电压的有效值为
AB．根据电压与线圈匝数关系有
可得，副线圈两端电压为
则电压表的示数为，灯泡两端电压为，开关闭合后，氖泡与灯泡并联，则灯泡两端电压和氖泡两端电压均为，氖泡可以发光，故A错误，B正确；
C．开关断开前后，输入电压不变，理想变压器的变压比不变，故输出电压不变，电压表示数不变，故C错误；
D．开关断开后，电路消耗的功率减小，则变压器的输入功率减小，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】试题分析：两等量正电荷周围部分电场线如右图所示：
其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误；电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误
考点：电势能
【名师点睛】本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．
5．B
【详解】A．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为
一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，A错误；
BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为
受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为
送电线圈的输入功率为
B正确，D错误；
C．对受电线圈的输出电压有
得
C错误。
故选B。
6．A
【详解】A．由图可知
所以u随t变化的规律为
故A正确；
B．根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有
故B错误；
C．对理想变压器而言，其输入功率等于输出功率，即变压器输入、输出功率之比为1:1，故C错误；
D．若热敏电阻RT的温度升高，其阻值减小，所以副线圈回路中总电阻减小，而副线圈两端的电压不变，所以副线圈中电流I2增大，所以电流表的示数变大，变压器输出功率增大，则其输入功率增大，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．根据题意有
输电线上通过的电流为
故A错误；
B．根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，则有
可知降压变压器输入电压为
输电导线上的电压为
升压变压器的输出电压为
故B错误；
C．发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率，则有
故C错误；
D．降压变压器的输入功率等于用户消耗的功率，则有
故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．由图可知，b、c两点的电势差为
故A错误；
B．由图可知，a点与相邻两等势面的距离小于，电势差等于，根据
可知a点场强大小大于，故B错误；
C．根据场强方向垂直于等势面，可知a点的场强方向沿竖直方向，故C正确；
D．由图可知，a点与c点在同一等势面上，电势均为，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强， A错误；
B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误；
C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据
可知，负电荷在M点时的电势能大于在N点时的电势能，C正确；
D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式
可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据
可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误；
故选C。
10．C
【详解】A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，故A错误；
B．变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为
故B错误；
C．变压器原副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为200A，故C正确；
D．由C选项可知高压线路输送的电功率为
故D错误。
故选C。
11．C
【详解】A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射3种不同频率的光子，分别对应于4→ 3，3→2，2→1，选项A错误；
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A立刻变亮，选项B错误；
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈切割磁感线，产生感应电流，选项C正确；
D．图(4)中原子核C、B结合成A时，核子数不变，核子平均质量增加，质量增加，要吸收能量，故D项错误。
故选C。
12．BCD
【详解】A．对于正弦式交流电，电压表的示数对应的是电压的有效值，两端输入电压的最大值为311 V，有效值为
A错误；
B．变压器不改变交流电的频率，原线圈输入交流电的周期为0.2 s，频率为50 Hz，所以通过的是频率为50 Hz的交流电，B正确；
C．若只将开关断开，副线圈输出电压不变，的分压变大，通过的电流增加，r的分压变小，通过r的电流减小，C正确；
D．若只将开关S由a拨到b，副线圈匝数增加，副线圈输出电压变大，副线圈输出功率变大，由变压器知识可知两端的输入功率变大，D正确。
故选BCD。
13．CD
【详解】A．因为线圈是从垂直中性面开始计时，所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
A错误；
B．矩形线圈从图示位置转过的时间内产生感应电动势的平均值为
B错误；
C．滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器阻值变大，根据欧姆定律，副线圈电流变小，根据电流与匝数成反比，知原线圈电流减小，即电流表A1和A2示数都变小，C正确；
D．滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，原线圈电压U1不变，即V1不变，匝数比不变，副线圈两端的电压不变，所以电压表V2的示数不变，副线圈电阻变大，电流变小，电阻两端的电压变小，变阻器两端的电压变大，即电压表V3的示数变大，D正确；
故选CD。
14．BD
【详解】原线圈电压有效值
则次级电压有效值
则为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
故选BD。
15．AB
【详解】A．设B点关于中垂线的对称点为，将一正试探电荷从B点由静止释放，向点运动过程中，根据等量同种电荷电场线的特点，电场力先做正功后做负功，根据对称性，这两点的电势相等，电场力的总功等于零，电荷在点的速度也等于零，所以电荷将在B、间做往复运动，即在A点两侧往复运动，故A正确；
B．根据题意可知，C点与D点在中垂线上，且关于两正电荷的连线对称，则C点与D点处的电势相等，则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同，故B正确；
C．等量同种正电荷的中点处场强为零，同时从中点开始，场强沿着中垂线向无限远处先增大后减小，所以C点场强不一定小于D点场强，故C错误；
D．等量同种正电荷的中点处场强为零，电势不为零，故D错误。
故选AB。
16．AC
【详解】AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；
C．AB棒产生的感应电动势为
导体棒AB两端的电压为
故C正确；
D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。
故选AC。
17．AD
【详解】A．由可知
所以
则频率
选项A正确；
B．原、副线圈的匝数比为，则有
解得副线圈电压
又
所以电流表示数
选项B错误；
C．灯泡消耗的功率
原、副线圈的匝数比不变，则不变，灯泡的阻值恒为，所以灯泡消耗的功率不变，选项C错误；
D．变压器的输出功率
逐渐增大R的阻值，则副线圈电路总电阻变大，不变，则输出功率不断变小，选项D正确。
故选AD。
18．BCD
【详解】A．电压表的示数为有效值，不为零，A错误；
B．由图可知
故
代入表达式
可得，AB间输入电压的瞬时值
B正确；
C．根据变压器电压关系
当滑动触头向上移动时，变大，所以两端的电压增大，C正确；
D．变阻器滑片向上移动时，不变，减小，根据变压器电压关系
所以两端的电压不变，输入功率等于输出功率
所以变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大，D正确。
故选BCD。
19．（1），；（2），
【详解】（1）闭合电键瞬间金属杆的速度大小为，则其产生的电动势大小为
此时回路中电流大小为
金属杆CD受到的安培力大小为
安培力方向沿斜面向上。
此时金属杆加速度大小为，方向沿导轨向上，对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
进而解得
设金属杆加速度为零时，所受安培力大小为，对金属杆受力分析有
同时可知
所以
（2）设从闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，经过的时间为t，则回路中的平均电动势大小为
回路中的平均电流大小为
此过程中，通过电阻R的电荷量为q，则有
解得
金属杆与外电阻具有相同的阻值，此过程中金属杆上和电阻R上产生的焦耳热相等，根据能量守恒，有
解得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）氙离子从栅电极D喷出过程有
解得
（2）对经栅电板D的中央O点进入磁场，根据几何关系有
解得
在磁场中有
解得
（3）根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
对喷射出N个氙离子，根据动量定理有
根据牛顿第三定律有
解得
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）初始时刻，金属棒的速度最大，感应电流最大，加速度最大，此时
可得最大加速度
（2）根据能量守恒可知，舰载机停止时，整个回路产生的焦耳热
因此金属棒ab中产生的焦耳热
（3）当某时刻速度为v时，金属棒所受安培力
根据动量定理
而
联立解得
22．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带电粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
①
再由粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，有
②
联立解得
③
（2）粒子在漂移管中做匀速直线运动
④
联立①④解得
⑤
（3）粒子进入磁场区域后做圆周运动，最后从Ⅱ区域的右边界离开时出射方向与边界垂直，根据第（1）问中的结果可知，比荷越大，粒子在磁场中运动的轨迹半径越小，故当粒子恰好从漂移管的边缘进入时，轨迹半径最小时，比荷最大。粒子运动轨迹如图
由几何关系有
⑥
解得
⑦
联立③⑦解得粒子的比荷的最大值为
⑧
23．（1），;（2）
【详解】（1）金属棒切割磁感线产生的感应电动势
E=Blv0
则金属杆中的电流
由题知，金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，则有
根据功率的计算公式有
（2）设金属杆内单位体积的自由电子数为n，金属杆的横截面积为S，则金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动时的电流由微观表示为
解得
当电子沿金属杆定向移动的速率变为时，有
解得
v′=
根据能量守恒定律有
解得
24．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子甲匀速圆周运动过P点，则在磁场中运动轨迹半径
R=a
则
则
粒子从S到O，有动能定理可得
可得
（2）甲乙粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度为、，取向上为正，则有
计算可得
两粒子碰后在磁场中运动
解得
两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为
则两粒子碰后再次相遇
解得再次相遇时间
（3）乙出第一象限时甲在磁场中偏转角度为
撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，乙粒子运动一段时间后，再整个区域加上相同的磁场，粒子在磁场中仍做半径为a的匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相切，则如图所示
设撤销电场、磁场到加磁场乙运动了，由余弦定理可得
则从撤销电场、磁场到加磁场乙运动的位移
25．（1）带负电，；（2）
【详解】（1）粒子在磁场中的偏转情况如图所示
由左手定则可知粒子带负电；
由几何知识有
，
根据牛顿第二定律有
联立解得
(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期为
穿过磁场所用的时间是
26．（1）1A，通过电阻R的电流方向由经电阻R到；（2）0.2N；（3）1W；（4）125m
【详解】（1）由右手定则，感生电流方向由b指向a ，通过电阻R的电流方向由经电阻R到。由法拉第电磁感应定律，感应电动势
通过电阻R的电流大小
I==1A
（2）导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动。由平衡条件得F=BIL=0.2N
(3) 导体棒克服安培力做功的功率
P=Fv=1W
(4) 设撤去拉力后导体棒还能运动，运动时间为。规定运动方向为正方向，由动量定理得
联立解得
27．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得
解得
根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）（3）下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动，根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
Q=2mgLsinθ
由题意可知
可得
28．（1）；（2）
【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
解得
经分析可知，当粒子沿OH方向进入磁场时，垂直磁场边界向左射出磁场，有
联立解得
（2）若沿OQ方向进入磁场的粒子的运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场右边界穿出，如图所示
根据几何关系有
由（1）可得
联立解得
29．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由几何关系可知粒子在磁场中运动时，速度方向偏转了，易得轨迹半径为
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力充当向心力有
解得
（2）粒子进入电场中以后，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，进入电场时，水平方向的初速度和竖直方向的初速度分别为
，
由题意，设粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时在电场中运动的时间为，水平方向的位移为
逆向思维，对竖直方向的初速度有
解得
，
（3）设粒子在磁场中运动的时间为，由（1）可知，粒子在磁场中转过了，根据粒子在磁场中运动的周期
可得
则粒子从O点到Q点的时间
30．（1）负电；（2）；（3）
【详解】（1）薄板旋转方向为逆时针，则线框相对于薄板的运动方向为顺时针，根据右手定则可知，d电势低于c点电势，故M板带负电；
（2）薄板旋转，线圈相对薄板的线速度分别为
，
停止充电时，两极板的电压为
在充电过程中，对薄板分析，根据动量定理得
充电的电荷量大小满足
，
联立解得
（3）整个过程中，薄板损失的机械能为
充电过程中的Q-U图像如图所示，利用微元法，结合充电过程中克服电场力做功的公式,电容的公式，可得到阴影面积为电容器充电过程中获得的能量，即
薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率
联立解得
31．（1）4m/s；（2）；（3）2.25C
【详解】（1）金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为
则受到的安培力为
由于安培力与运动方向相反，则有
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有
代入数据解得，金属棒沿导轨向下运动的最大速度为
（2）由电路中的电流
可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为
故金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率为
（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为，根据能量守恒定律有
解得，金属棒沿导轨下滑的距离为
则流过电阻的电荷量为
32．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设粒子在磁场中的轨道半径为R，根据粒子在磁场中的入射点和出射点可得到粒子做圆周运动的圆心O 在y轴上，粒子在电场中做类平抛运动，设轨迹交y轴于N点，轨迹图如图甲所示。
由于
根据几何知识可知粒子的轨道半径为
根据牛顿第二定律可得
代入数据得
（2）带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动，如图甲所示，粒子在电场中加速度
运动时间
沿y方向分速度
沿y方向位移
由于
所以粒子过x轴前会穿出电场，粒子出电场后又经时间t3达到x轴上
故粒子轨迹与x轴的相交位置距离O点的距离为
（3）粒子到达原来的位置有两种情况，设电场右边边界的横坐标为x。
①当2 ≤ x＜5m时，粒子即穿过电场后再落到原来的地方，如答乙所示
设粒子离开电场时的速度偏向角为α，则
“做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点”，粒子在电场中做类平抛运动，由此可得
由上两式得
②当5 ≤ x＜7m时，粒子未穿过电场，直接在电场中落到原来的地方，此时粒子在电场做类平抛运动，如图丙所示，由平抛运动规律可得：水平方向的位移
粒子在电场中运动的时间
竖直方向的位移为
将及各数据代入上式得
33．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒在滑上绝缘涂层后做匀速运动，有
解得
（2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动时有
，，
联立解得
（3）导体棒在绝缘涂层上做匀速运动时克服摩擦力做的功为
分析可知导体棒最后匀速滑到底端，根据能量守恒，导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中回路中的焦耳热为
定值电阻上产生的焦耳热
解得
34．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设经过速度选择器出来后的离子的速度为，有
解得
通过磁分析器选择出来的离子在磁场中运动时有
，
联立解得
（2）根据题意离子经过电场的角度很小，所以离子在穿越偏转系统中的时间为
离子沿电场方向偏转的距离为
，
联立代入解得
（3）偏转系统仅加磁场时，根据洛伦兹力提供向心力有
运动轨迹如图，设离子离开磁场时速度方向偏转角度为，有
联立解得
经过磁场时，离子在y方向上偏转的距离为
离开磁场后到达y轴上时间内，在y方向上偏转的距离为
所以有
即偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标为。
35．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）线圈中产生的感应最大电动势
产生的感应最大电流
安培力
根据牛顿第二定律
解得
（2）由功能关系，线圈产生的焦耳热
（3）由法拉第电磁感应定律得
其中
由欧姆定律
由动量定理可得
其中
可得
36．(1)；(2)；(3)x = d
【详解】(1)离子在AB与CD两极间加速
由动能定理有
qU = mv2 - 0
离子到达CD极时的速度
v =
(2)正离子在Ⅱ区做类平抛运动，且从E点射入的正离子恰好打到H点
水平方向
L = vt
竖直方向
d = at2，qE = ma
解得
(3)设两种离子在磁场中的圆周运动的半径为R1和R2，
由
qvB = m
得
R1 = ，R2 =
半径关系
因为M = 4m，所以R1 = 2R2，画出两种离子在磁场中运动的临界情况如下图所示
此时质量为M的正离子在收集板上的最低点与质量为m的正离子在收集板上的最高点重合。此时狭缝最大值x应满足
x = 2R1 - 2R2，d = 2R1 + x
解得
x = d
37．(1),方向向左；(2)；(3)
【详解】(1)设导体棒进入区域Ⅰ瞬间的速度大小为v1,根据动能定理
mgH=mv12
由法拉第电磁感应定律
E=BLv
由闭合电路的欧姆定律
联立解得
(2)由题意知，导体棒进入区域Ⅱ的速度大小也为v1，由能量守恒，得
Q总=mg(h+d)
电阻R上产生的热量
Q=mg(h+d)
(3) 设导体棒穿出区域Ⅰ瞬间的速度大小为v2，从穿出区域Ⅰ到进入区域Ⅱ，由
v12-v22=2gh
得
v2=
设导体棒进入区域Ⅰ所用的时间为t，根据动量定理，设向下为正方向
mgt-BLt=mv2-mv1
此过程通过整个回路的电量为
得
38．（1），；（2）；（3）（-6d，6d）
【详解】（1）粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点，则粒子运动半径为d，有
可得
洛伦兹力对粒子不做功，由动能定理可得
则
（2）粒子在磁场和电场中的运动如图所示：
粒子在磁场中运动的周期为
粒子第一次在磁场中运动的时间为
在电场中的加速度为
粒子第一次在电场中来回的时间为
粒子第二次在磁场中运动的时间为
粒子第二次在电场中做抛体运动，有
解得
，
粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间
（3）由第（2）问可知第四次穿过边界线的位置坐标（-6d，6d）。2023天津高考一模物理试题分类汇编（多选题）
一、多选题
1．（2023·天津南开·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量
B．变为要经过4次α变，4次β变
C．大量氢原子从n = 4的能级向低能级跃迁最多可辐射出6种不同频率的光子
D．入射光波长越长，发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越大
2．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P是x = 0.5m处的质点、Q是x = 1.1m处的质点，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则（ ）
A．该波的波速等于2m/s
B．波源开始振动的方向沿y轴负方向
C．在t = 0.7s时Q点速度等于零
D．Q点的振动方向和P点始终相反
3．（2023·天津南开·统考一模）如图甲所示的电路中，两端输入电压峰值一定的正弦式交流电，电压瞬时值随时间变化的图象如图乙所示，初始时开关S接闭合，则（ ）
A．电压表的示数是311 V
B．通过的是频率为50 Hz的交流电
C．若只将断开，则通过的电流增加，通过r的电流减小
D．若只将S由a拨到两端的输入功率变大
4．（2023·天津河东·统考一模）“心怀山海，眼有星辰。”北京时间2022年11月30日5时42分，我国神舟15号载人飞船与天问一号空间站组合体成功对接，与神14乘组太空胜利会师，中国航天员完成首次在轨交接。“十四十五一相逢，便胜却古今无数！”航天员们以漂浮姿态在天宫一号中活动，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明航天员不受重力
B．航天员在天宫一号中不能用天平称量出物体的质量
C．航天员可以在天宫一号中通过举重来锻炼身体
D．航天员可以在天宫一号中通过弹簧拉力器来锻炼臂力
5．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。关于该气温计的说法正确的是（ ）
A．气温计刻度是均匀的，左大右小
B．读数变大过程，罐中气体压强增大
C．读数变大过程，罐中气体对外做功，内能增大
D．读数变小过程，罐中气体放出的热量大于外界对其做的功
6．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表，下列判断正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．矩形线圈从图示位置转过的时间内产生感应电动势的平均值为
C．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表和示数都变小
D．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表示数不变，的示数变大
7．（2023·天津河北·统考一模）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻
8．（2023·天津河北·统考一模）据中国载人航天工程办公室消息，中国空间站已全面建成，我国载人航天工程“三步走”发展战略已从构想成为现实。目前，空间站组合体在轨稳定运行，神舟十五号航天员乘组状态良好，计划于今年6月返回地面。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在空间站所受地球的万有引力大小约为他在地面时的倍
B．空间站在轨道上飞行的速度大于7.9km/s
C．空间站在轨道上飞行的周期小于24h
D．神舟十五号返航后，空间站由于质量减小，轨道半径将变大
9．（2023·天津河北·统考一模）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线过原点。则气体（ ）
A．在状态c的压强等于在状态a的压强
B．在状态b的压强小于在状态c的压强
C．在的过程中内能保持不变
D．在的过程对外做功
10．（2023·天津红桥·统考一模）一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在图上表示如图所示（竖直，水平），则（ ）
A．在过程中，气体的压强不变
B．在过程中，气体的压强变大
C．在状态A时，气体的压强最小
D．在状态B时，气体的压强最小
11．（2023·天津红桥·统考一模）下述实验中，可在稳定运行的太空舱里进行的是（ ）
A．用弹簧秤测物体受的重力
B．用弹簧测力计测弹力
C．用天平测物体质量
D．用体温计测宇航员体温
12．（2023·天津红桥·统考一模）一简谐横波沿x轴正方向传播，在零时刻，该波的波形图如图（a）所示，图中P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．质点Q的振动图像与图（b）相同
B．在时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示
13．（2023·天津红桥·统考一模）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差（ ）
A．两个分力、间的夹角要适当大些
B．两个分力、的大小要尽量相同
C．拉橡皮条的细绳要稍长一些
D．两个分力、间的夹角要尽量保持90度
14．（2023·天津红桥·统考一模）用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（ ）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
15．（2023·天津河西·统考一模）下列有关热学知识的说法中，正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．热量可以从低温物体传递给高温物体
C．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功
D．卡车停于水平地面卸货的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体从外界吸热
16．（2023·天津河西·统考一模）2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后，第6秒末的照片，现用毫米刻度尺对照片进行测量，刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动，且质量不变。已知火箭高为40.6米，起飞质量为250吨，重力加速度g取。则下列估算正确的是（ ）
A．火箭竖直升空的加速度大小为
B．火箭竖直升空的加速度大小为
C．火箭升空所受到的平均推力大小为
D．火箭升空所受到的平均推力大小为
17．（2023·天津·统考一模）如图所示，用一个质量不计的网兜和一段轻绳OA把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球与墙壁的接触点为B．若只增大轻绳OA的长度，足球始终保持静止状态，忽略网兜与足球之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．足球对墙壁的压力减小 B．轻绳OA上的拉力增大
C．O点附近网兜上各条绳的拉力均减小 D．足球受到的合力增大
18．（2023·天津·统考一模）2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则（ ）
A．探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期
B．探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”
C．若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量
D．探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度
19．（2023·天津·统考一模）如图所示，M、N两点分别固定两个等量正点电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C、D为连线中垂线上分别处于A点上下方的两点，若取无穷远的电势为0，不计试探电荷的重力，关于ABCD这四个点，下列说法正确的是（ ）
A．将一正试探电荷在B点由静止释放，它将在A点两侧往复运动
B．若，则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同
C．若，则C点场强一定小于D点场强
D．A点场强为0，电势也为零，电势最高的点是B点
20．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光
B．如图乙，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
C．如图丙，大头针尖的影子轮廓模糊不清，是光的干涉现象
D．如图丁，为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样
21．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G.下列说法正确的是（ ）
A．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的质量为
B．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的第一宇宙速度为
C．“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9
D．“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为2:1
22．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的电流方向为A→B
B．导体棒A端相等于电源正极
C．导体棒AB两端的电压为
D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零
23．（2023·天津·统考一模）a、b两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，b是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则下列说法正确的是（ ）
A．在水中a光的速度更大
B．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距更大
C．若光线a、b照射同一光电管产生光电效应，光线a的遏止电压高
D．以同一入射角从某种介质射入真空，若a光发生了全反射，则b光也一定发生了全反射
24．（2023·天津·统考一模）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入的交变电压瞬时值的表达式，电阻箱R的初始值为，灯泡L阻值恒为。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．电流表示数为
C．逐渐增大R的阻值，灯泡消耗的功率不断增大
D．逐渐增大R的阻值，变压器的输出功率不断变小
25．（2023·天津·统考一模）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M处。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（ ）
A．内质点M运动的路程为2mm
B．超声波在血管中传播速度为
C．时，质点N恰好处于波峰
D．质点N起振时运动方向沿y轴正方向
26．（2023·天津和平·统考一模）如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ）
A．当时，电压表的示数为零
B．AB间输入电压的瞬时值
C．滑动触头向上移动时，两端的电压增大
D．变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大
27．（2023·天津和平·统考一模）手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（ ）
A．t1时刻之前Q点始终静止 B．t1时刻P点运动方向向上
C．t1时刻P点刚好完成一次全振动 D．t=0时刻O点运动方向向下
28．（2023·天津·校联考一模）对于下列四幅图，以下说法正确的是（ ）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i增大到多少，都一定有光线从bb′面射出
C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
29．（2023·天津·校联考一模）如图所示，一列横波沿x轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（ ）
A．由该波形曲线读出这列波的振幅为
B．该波形曲线上平衡位置位于处的质点振动的周期可能是
C．若周期大于，则该波的波速可能是
D．若周期大于，则该波的波速可能是
()
参考答案：
1．BC
【详解】A．质子与中子结合成氘核的过程中存在质量亏损，会放出能量，A错误；
B．衰变为要经过的α衰变次数为
经过的β衰变次数为
Nβ = 2Nα－(92－88) = 4
B正确；
C．大量氢原子向下跃迁时能够放出的光子的种类满足，即最多可产生6种不同频率的光子，C正确；
D．入射光波长越长，频率越低，根据爱因斯坦光电效应方程Ekm = hv－W0可知发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越小，D错误。
故选BC。
2．ABD
【详解】A．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则
A正确；
B．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，则根据“上坡、下坡”法可知P点起振方向沿y轴负方向，则波源开始振动的方向沿y轴负方向，B正确；
C．根据题图可知
λ = 0.4m
则该波的周期
且由题知，在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，则再经过0.4s即2T刚好为0.7s，则Q点回到平衡位置且沿y轴负方向振动，此时速度最大，C错误；
D．P、Q间距离
s = 0.6m = 1.5λ
则Q点的振动方向和P点始终相反，D正确。
故选ABD。
3．BCD
【详解】A．对于正弦式交流电，电压表的示数对应的是电压的有效值，两端输入电压的最大值为311 V，有效值为
A错误；
B．变压器不改变交流电的频率，原线圈输入交流电的周期为0.2 s，频率为50 Hz，所以通过的是频率为50 Hz的交流电，B正确；
C．若只将开关断开，副线圈输出电压不变，的分压变大，通过的电流增加，r的分压变小，通过r的电流减小，C正确；
D．若只将开关S由a拨到b，副线圈匝数增加，副线圈输出电压变大，副线圈输出功率变大，由变压器知识可知两端的输入功率变大，D正确。
故选BCD。
4．BD
【详解】A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明处于完全失重状态，但地球对他的万有引力仍然存在，提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；
B．天宫一号处于完全失重状态，不能用天平称量出物体的质量，故B正确；
C．举重锻炼身体主要利用物体的重力，在天宫一号中物体处于完全失重状态，所以航天员在天宫一号中不能通过举重来锻炼身体，故C错误；
D．弹簧拉力器锻炼臂力是通过拉伸弹簧来实现的，与重力无关，故D正确。
故选BD。
5．CD
【详解】A．由题意可知，罐内气体做等压变化，由盖 吕萨克定律可知，当罐内气体温度升高时，气体的体积增大，吸管内的油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，A错误；
B．吸管内的油柱受内外气压的作用处于平衡状态，所以温度升高时，即读数变大过程，罐中气体做等压变化，压强不变，B错误；
C．读数变大过程，罐内气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，则气体对外做功W小于气体向外界吸收的热量Q，C正确；
D．读数变小过程，罐内气体温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，因此罐中气体放出的热量大于外界对其做的功，D正确。
故选CD。
6．CD
【详解】A．因为线圈是从垂直中性面开始计时，所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
A错误；
B．矩形线圈从图示位置转过的时间内产生感应电动势的平均值为
B错误；
C．滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器阻值变大，根据欧姆定律，副线圈电流变小，根据电流与匝数成反比，知原线圈电流减小，即电流表A1和A2示数都变小，C正确；
D．滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，原线圈电压U1不变，即V1不变，匝数比不变，副线圈两端的电压不变，所以电压表V2的示数不变，副线圈电阻变大，电流变小，电阻两端的电压变小，变阻器两端的电压变大，即电压表V3的示数变大，D正确；
故选CD。
7．BD
【详解】原线圈电压有效值
则次级电压有效值
则为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
故选BD。
8．AC
【详解】A．根据万有引力定律有
核心舱进入轨道后的万有引力与地面上万有引力之比为
故A正确；
B．核心舱在轨道上飞行的速度小于7.9km/s，因为第一宇宙速度是最大的环绕速度，故B错误；
C．根据
可知轨道半径越大周期越大，则其周期比同步卫星的周期小，小于24h，故C正确；
D．卫星做圆周运动时万有引力提供向心力有
解得
则卫星的环绕速度与卫星的质量无关，所以变轨时需要点火减速或者点火加速，增加质量不会改变轨道半径，故D错误。
故选AC。
9．AC
【详解】AB．根据
可知，因直线ac过原点，可知在状态c的压强等于在状态a的压强，b点与原点连线的斜率小于c点与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，选项A正确，B错误；
C．在的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，选项C正确；
D．在的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，选项D错误。
故选AC。
10．BC
【详解】A．气体在过程中发生等温变化，由
可知，体积减小，压强增大，故选项A错误；
B．在变化过程中，气体的体积不发生变化，为等容变化，由
可知，温度升高，压强增大，故选项B正确；
CD．综上所述，在过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，在状态A时压强最小，故选项C正确，D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】稳定运行的太空舱里是完全失重环境，所以与重力有关的现象会消失，则不能用弹簧秤测物体受的重力、不能用天平测物体质量，可以用弹簧测力计测弹力，也可以用体温计测宇航员体温，故BD符合题意，AC不符合题意。
故选BD。
12．AC
【详解】A．简谐机械波沿x轴正方向传播，质点Q在0时刻向上振动，故A正确；
B．在时刻，质点P在正向最大位移处，速度为零，而Q点速度最大，在平衡位置，故B错误；
C．在时刻，质点P的位移大小比质点Q的大，根据
可知，质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D．平衡位置在坐标原点的质点在零时刻振动方向向下，故D错误。
故选AC。
13．AC
【详解】AD．在实验中，两个分力的夹角大小适当，不宜太大，也不宜太小，合力太小，读数的相对误差较大，也不需要尽量保持90度，故A正确，D错误；
B．在测力计量程范围内两个力、的大小要尽量大些，可减小实验偶然误差，不需要两个力的大小相同，故B错误；
C．为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故C正确。
故选AC。
14．BC
【详解】A．根据
所以遏止电压越大的动能越大，则照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大，故A错误；
B．根据
可知b光的频率大于a光的频率，所以同种介质时，b光的折身率大于a光的折射率，根据
所以从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故B正确；
C．由于b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据
所以通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大，故C正确；
D．通过同一玻璃三棱镜时，频率越大的光，折射率越大，光的偏折程度大，所以b光的偏折程度大，故D错误；
故选C。
15．BD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A错误；
B．热量可以从低温物体传递给高温物体，但是要引起其他变化，选项B正确；
C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功而不引起其他变化，选项C错误；
D．卡车停于水平地面卸货的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则气体内能不变，气体体积变大，对外做功，则胎内气体从外界吸热，选项D正确。
故选BD。
16．AD
【详解】由图可知，照片中火箭尺寸与实际火箭尺寸的比例为
可得火箭在6s内上升的高度为
由匀变速直线运动规律得
解得
由牛顿第二定律得
解得平均推力大小为
故选AD。
17．AC
【详解】以足球为研究对象，对其受力分析如图所示
足球处于静止状态，根据平衡条件得
FN=mgtanθ
只增大悬绳的长度，足球始终保持静止状态，则θ角减小，F减小，根据力的合成可知O点附近网兜上各条绳的拉力均减小，FN减小，合力为零，保持不变。
故选AC。
18．BC
【详解】A．根据开普勒第三定律
所以
故A错误；
B．由于万有引力提供向心力，即
所以
故B正确；
C．由于万有引力提供向心力，即
所以
若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量，故C正确；
D．探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II，所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度，故D错误。
故选BC。
19．AB
【详解】A．设B点关于中垂线的对称点为，将一正试探电荷从B点由静止释放，向点运动过程中，根据等量同种电荷电场线的特点，电场力先做正功后做负功，根据对称性，这两点的电势相等，电场力的总功等于零，电荷在点的速度也等于零，所以电荷将在B、间做往复运动，即在A点两侧往复运动，故A正确；
B．根据题意可知，C点与D点在中垂线上，且关于两正电荷的连线对称，则C点与D点处的电势相等，则一正试探电荷在C点与在D点电势能相同，故B正确；
C．等量同种正电荷的中点处场强为零，同时从中点开始，场强沿着中垂线向无限远处先增大后减小，所以C点场强不一定小于D点场强，故C错误；
D．等量同种正电荷的中点处场强为零，电势不为零，故D错误。
故选AB。
20．AD
【详解】A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光，故A正确；
B．如图乙，立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，故B错误；
C．如图丙，影子轮廓模糊不清，是光的衍射现象，故C错误；
D．如图丁，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，则为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，故D正确。
故选AD。
21．BC
【详解】AB．已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期
第一宇宙速度
第一宇宙速度运动时，根据
可以计算火星质量
A错误，B正确；
C．根据
卫星在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9，C正确；
D．根据开普勒第二定律
探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为5:3，D错误；
故选BC。
22．AC
【详解】AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；
C．AB棒产生的感应电动势为
导体棒AB两端的电压为
故C正确；
D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。
故选AC。
23．BC
【详解】根据氢原子的能级图可知从能级4向能级2直接跃迁发出的a光能量比从能级3向能级2跃迁发出的b光能量高。根据可知能量越高的光，频率越高，即。
A．光在介质中的传播速度
频率高的光，折射率更大，则传播速度小，即在水中a光的速度更小，故A错误；
B．双缝干涉实验中，根据
波长越长，条纹间距越大，根据可知，，则b光的条纹间距更大，故B正确；
C．根据光电效应方程可知
，
解得遏止电压
根据可判断光线a的遏止电压高，故C正确；
D．根据全反射临界角
光折射率大，则光的临界角更小，更容易发生全反射。所以若a光发生了全反射，b光不一定发生全反射，故D错误。
故选BC。
24．AD
【详解】A．由可知
所以
则频率
选项A正确；
B．原、副线圈的匝数比为，则有
解得副线圈电压
又
所以电流表示数
选项B错误；
C．灯泡消耗的功率
原、副线圈的匝数比不变，则不变，灯泡的阻值恒为，所以灯泡消耗的功率不变，选项C错误；
D．变压器的输出功率
逐渐增大R的阻值，则副线圈电路总电阻变大，不变，则输出功率不断变小，选项D正确。
故选AD。
25．AB
【详解】A．超声波的频率为，则波的周期为
那么相当于1.25T，且时刻质点M从平衡位置开始振动，则质点M运动的路程为
故A正确；
B．根据图像可知波长为
超声波在血管中传播速度为
故B正确；
C．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为
则质点N第一次处于波峰的时间为
故C错误；
D．质点N开始振动的方向与质点M相同，由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点N开始振动的方向沿y轴负方向，故D错误；
故选AB。
26．BCD
【详解】A．电压表的示数为有效值，不为零，A错误；
B．由图可知
故
代入表达式
可得，AB间输入电压的瞬时值
B正确；
C．根据变压器电压关系
当滑动触头向上移动时，变大，所以两端的电压增大，C正确；
D．变阻器滑片向上移动时，不变，减小，根据变压器电压关系
所以两端的电压不变，输入功率等于输出功率
所以变阻器滑片向上移动时，AB间输入功率增大，D正确。
故选BCD。
27．CD
【详解】A．因为至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故A错误；
B．由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故B错误；
C．因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故C正确；
D．根据图像可知，t=0时O点运动方向向下，故D正确。
故选CD。
28．BC
【详解】A．根据折射率和光的传播速度之间的关系
可知，折射率越大，传播速度越小，从题图甲中可以看出，b光线在水珠中偏折程度大，即b的折射率大于a的折射率，则a在水珠中的传播速度大于b在水珠中的传播速度，故A错误；
B．当入射角i逐渐增大时，折射角逐渐增大，但折射角始终小于临界角，根据几何知识可知，光在玻璃砖内的入射角不可能大于临界角，不论入射角i如何增大，玻璃砖中的光线不会发生全反射，故肯定有光线从bb′面射出，故B正确；
C．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确；
D．由于不知道被检测工件表面的放置方向，故不能判断此处是凸起还是凹陷的，故D错误。
故选BC。
29．ACD
【详解】A．由图可知，这列波的振幅为0.2cm，A正确；
B．若该波向x轴正方向传播，则
得
若该波向x轴负方向传播，则
得
可知，无论n取何值，周期可能是0.3s，
B错误；
CD．波长为
波速为
若该波向x轴正方向传播，则
当n=0时，满足周期大于，得
若该波向x轴负方向传播，则
当n=0时，满足周期大于，得
CD正确。
故选ACD。2023天津高考一模物理试题分类汇编（解答题）
一、解答题
1．（2023·天津南开·统考一模）某仓库通过图示装置把货物运送到二楼，AB为水平传送带，CD为倾角、长s=3m的倾斜轨道，AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接，DE为半径r=0.4m的光滑圆弧轨道，CD与DE在D点相切，OE为竖直半径，FG为二楼仓库地面（足够长且与E点在同一高度），所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率v=12m/s顺时针运行时，把一质量m=50kg的货物（可视为质点）由静止放入传送带的A端，货物恰好能滑入二楼仓库，已知货物与传送带、倾斜轨道的动摩擦因数均为，，，。求：
（1）货物运动到传送带B端时速度的大小；
（2）传送带A、B端的距离x；
（3）传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能E。
2．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，足够长且电阻不计的平行光滑金属导轨MN、OQ倾斜固定，与水平面夹角为，导轨间距为L，O、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆CD垂直于导轨放置，与金属导轨形成闭合电路，其接入电路部分的电阻也为R，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。开始时电键S断开并由静止释放金属杆，当金属杆运动一段时间后闭合电键S，闭合瞬间金属杆的速度大小为，加速度大小为，方向沿导轨向上。闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，通过电阻R的电荷量为q。金属杆运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g为重力加速度。求：
（1）磁场磁感应强度B的大小和金属杆加速度为零时速度的大小；
（2）闭合电键至金属杆加速度为零的过程金属杆通过的位移x的大小和电阻R上产生的焦耳热Q。
3．（2023·天津南开·统考一模）如图甲所示为离子推进器，由离子源、间距为d的平行栅电极C、D和边长为L的立方体空间构成，工作原理简化为如图乙所示。氙离子从离子源飘移过栅电极C（速度大小可忽略不计），在栅电极C、D之间施加垂直于电极、场强为E的匀强电场，氙离子在电场中加速并从栅电极D喷出，在加速氙离子的过程中飞船获得推力。离子推进器处于真空环境中，不计氙离子间的相互作用及重力影响，氙离子的质量为m、电荷量为q，推进器的总质量为M。若该离子推进器固定在地面上进行实验。
（1）求氙离子从栅电极D喷出时速度的大小；
（2）在栅电极D的右侧立方体空间加垂直向里的匀强磁场，从栅电极C中央射入的氙离子加速后经栅电板D的中央O点进入磁场，恰好打在立方体的棱EF的中点Q上。求所加磁场磁感应强度B的大小。
（3）若该离子推进器在静止悬浮状态下进行实验，撤去离子推进器中的磁场，调整栅电极间的电场，推进器在开始的一段极短时间内喷射出N个氙离子以水平速度v通过栅电极D，该过程中离子和推进器获得的总动能占推进器提供能量的倍，推进器的总质量可视为保持不变，推进器的总功率为P，求推进器获得的平均推力F的大小。
4．（2023·天津河东·统考一模）在省级公路与一个乡镇公路的交汇处形成一“丁”字路口，一辆沿省级公路行驶的小轿车在超车时，突然发现前方“丁”字路口处有一辆微型面包车正由“丁”字路口缓慢驶入省级公路，此时司机以最快的反应采取了紧急刹车措施，但两车还是发生了猛烈的碰撞，相撞后又一起滑行了一段距离后才停下来。事后交通民警进行事故责任认定时，测得小轿车撞车前在路面上划出一条长长的刹车痕迹，相撞后两车一起滑行的距离。查得小轿车的质量，微型面包车的质量，两车与路面间的动摩擦因数均为。若省级公路在经过乡镇附近的限速为，试通过计算分析说明小轿车是否超速。
5．（2023·天津河东·统考一模）2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r，两者以共同速度为进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L，轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2）舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热；
（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。
6．（2023·天津河东·统考一模）如图所示是某研究室设计的一种飞行时间质谱仪。该质谱仪的离子源能产生比荷不同但初速度均为0的带正电粒子，带电粒子经同一加速电场作用后垂直于磁场Ⅰ区域的左边界进入磁场。其中Ⅰ区域的磁场垂直纸面向里，Ⅱ区域的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，区域宽度均为d。粒子从Ⅱ区域的右边界飞出后进入一圆筒形真空无场源漂移管，检测器能测出粒子在漂移管中的飞行时间。已知加速电压为U，漂移管长度为L、直径为d，且轴线与离子源中心处于同一直线上，不计带电粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）若带电粒子的质量为m，电荷量为q，求该粒子在磁场Ⅰ区域运动轨迹的半径；
（2）若测得某一粒子在漂移管中运动的时间为t，求该粒子的比荷为多少；
（3）求该装置能检测粒子的比荷的最大值。
7．（2023·天津河北·统考一模）如图，一滑雪道由和两段滑道组成，其中段倾角为，段水平，段和段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为，重力加速度取，，，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
8．（2023·天津河北·统考一模）如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u0。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。
（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；
（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为，求：这段时间内电阻R上产生的焦耳热。
9．（2023·天津河北·统考一模）如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在x<0区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子甲从点S（-a，0）由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）
（1）求电场强度的大小E；
（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x≤0区域内加上与x>0区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间△t；
（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原x>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间内粒子甲运动的距离L。
10．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，质量为m电荷量为q的粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角，求：（1）画出偏转图，判断粒子的电性？求粒子的速度大小？
（2）穿过磁场所用的时间是多少。
11．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求
（1）打击过程中生的热；
（2）弹簧被压缩后的最大弹性势能。
12．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，光滑金属直轨道和固定在同一水平面内，、平行且足够长，两轨道间的宽度。平行轨道左端接一阻值的电阻。轨道处于磁感应强度大小，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一质量的导体棒垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。求
（1）通过电阻R的电流方向及大小。
（2）作用在导体棒上的外力大小F。
（3）导体棒克服安培力做功的功率。
（4）求撤去拉力后导体棒还能运动多远。
13．（2023·天津河西·统考一模）如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则
（1）线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为多少？
（2）线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为多少？
（3）小车和线圈的总质量为多少？
14．（2023·天津河西·统考一模）空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。某同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以速率v向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，， 。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。
（1）求垂直磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t；
（2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，从而达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d（结果可保留根号）。
15．（2023·天津河西·统考一模）某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，选手从高台俯冲而下，为了解决速度过快带来的风险，设计师设计了如图所示的减速装置。浮于河面的B板紧靠缓冲装置A板，B的左侧放置一物体C。选手通过高台光滑曲面下滑，经过A后滑上B。已知A、B的质量均为，C的质量为。A、B的长度均为L＝3m，人与A、B间的动摩擦因数均为，A与地面间的动摩擦因数。B在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被锁定。不计水流速度，选手和物体C均可看作质点，，则：
（1）为了防止A滑动而出现意外，选手及装备的质量最大不超过多少？
（2）若选手及装备的质量为60kg，从的高台由静止开始滑下，经过A后与C发生碰撞后一起运动，碰撞时间极短可忽略，求在此碰撞过程中系统损失的机械能？
（3）在第（2）问前提下，人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，要使选手能够到达河岸，河岸的最大宽度d为多少？
16．（2023·天津·统考一模）如图所示，一段粗糙水平面右端与光滑曲面在O点平滑连接，左端与一段光滑水平面在N点连接。一左端固定的轻弹簧置于光滑水平面上，其右端恰好位于N点，一质量为的小球被长为的轻细绳悬挂在点且处于静止状态，小球位于O点但与O点不接触。在点左侧与等高处的P点，固定有一垂直纸面的光滑钉子，与点的距离为。一质量为的小物块从曲面上高为的位置由静止滑下后，与小球发生碰撞，碰后小球向左摆动，绳子碰到钉子后，小球恰好能完成竖直面内的圆周运动。已知粗糙水平面的长度为与小物块的动摩擦因数，重力加速度，小球与小物块均可看成质点，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）小物块刚要碰上小球瞬间的速度的大小；
（2）刚碰撞完瞬间，绳子对小球的拉力T的大小；
（3）弹簧弹性势能的最大值。
17．（2023·天津·统考一模）如图所示，坐标系xOy的第一象限内有一条平行于x轴的虚线，与x轴的距离为L，在虚线与x轴之间的区域（包括x轴上）分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在虚线上方足够大的区域内分布有竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O沿x轴正向以某一速度射入磁场，从P（L，L）点第一次射入电场，当粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时到达Q点（图中未标出），Q点到y轴的距离为2L。不计粒子的重力。求：
（1）粒子从O点射入时的速度v的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子从O点到Q点的时间。
18．（2023·天津·统考一模）基于电容器的制动能量回收系统已经在一些品牌的汽车上得到应用。某同学设计的这种系统的一种简易模型如图所示。某种材料制成的薄板质量为m，围成一个中空圆柱，圆的半径为r，薄板宽度为L，可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆而的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场，磁场只分布于薄板宽度的范围内，薄板外表面处的磁感应强度为B。一匝数为n的线圈abcd固定放置（为显示线圈绕向，图中画出了两匝），ab边紧贴薄板外表面但不接触，线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关，如图所示。现模拟一次刹车过程，开始时，单刀双掷开关处于断开状态，薄板旋转方向如图所示，旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切，与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用，当薄板旋转的角速度为时，将开关闭合到位置1，电容器开始充电，经时间t电容器停止充电，开关自动闭合到位置2。除刹车阻力外，忽略其他一切阻力，磁场到cd连线位置时足够弱，可以忽略。电容器的击穿电压足够大，开始时不带电，线圈能承受足够大的电流，不考虑磁场变化引起的电磁辐射。
（1）电容器充电过程中，判断极板M带电的电性；
（2）求充电结束时，薄板的角速度大小；
（3）求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。
19．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“L形”薄板上。已知弹丸抛射角，B与A的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端；薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。
（1）求A、B间的水平距离x；
（2）求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量；
（3）若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台s至少需要多长。
20．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，取。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。
21．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一水平宽度L0= m、竖直方向足够长的矩形匀强磁场，其右边界与y轴重合，磁场方向垂直纸面向外。在y轴右侧有一矩形匀强电场，水平宽度L=2.0 m，竖直方向足够长，场强方向垂直x轴向下。有一荷质比=5.0×107的正电荷从图中的M点以4.0×104 m/s的速度射入磁场，速度方向与磁场左边边界之间的夹角为θ=30°。若粒子在磁场中出来时速度方向恰好与x轴平行，然后进入电场。粒子穿过电场后再飞行了一段时间，最后穿过了x轴，忽略粒子的重力，回答下面问题：
（1）求磁场的磁感应强度；
（2）若匀强电场的边界PH与y轴重合，其强度为E=8.0，则粒子轨迹与x轴的交点到原点O的距离为多少？
（3）现改变电场强度同时改变边界的水平位置，但要求粒子仍然能在电场中有运动，且粒子在x轴上的落点位置始终与（2）问中的落点位置相同，则此时电场的强度E与JK边界的横坐标x应满足什么关系？
22．（2023·天津·统考一模）如图所示，四分之三光滑圆弧轨道竖直固定在地面上，圆弧半径为R，O为圆心，AB为竖直直径，C与圆心等高，两个小球（均可看作质点）都套在圆弧上，小球甲质量为2m，小球乙质量为m。小球甲从最高点静止释放，沿轨道下滑到最低点与静止在此处的小球乙发生碰撞，已知重力加速度为g。
（1）求小球甲刚到最低点与小球乙碰撞前瞬间，轨道对小球甲的作用力大小；
（2）若两球碰撞后粘在一起继续运动，求从B点算起它们此后能上升的最大高度。
23．（2023·天津·统考一模）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间的距离为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层后做匀速运动，滑到导轨底端之前再一次做匀速运动。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻和导体棒电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数；
（2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动的速度大小；
（3）导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q。
24．（2023·天津·统考一模）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直于纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场的电场强度大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直于纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是棱长为L的正方体，其底面与晶圆所在水平面平行，间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点，x轴垂直纸面向外）。整个系统置于真空中，不计离子重力及离子间的相互作用，打在晶圆上的离子，经过电场和磁场偏转的角度都很小。当很小时，有，。求：
（1）通过磁分析器选择出来的离子的比荷；
（2）偏转系统仅加电场时，离子在穿越偏转系统中沿电场方向偏转的距离；
（3）偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标（用长度、及L表示）。
25．（2023·天津·校联考一模）如图所示，质量为M=2.5kg的长木板B静止放置在光滑水平面上，B左侧的竖直平面内固定一个光滑圆弧轨道PQ，O点为圆心，半径为R=6m，OQ竖直，Q点与木板B上表面相切，圆心角为。圆弧轨道左侧有一水平传送带，传送带顺时针转动，传送带上表面与P点高度差为H=0.45m。现在传送带左侧由静止放置一个质量为m=1kg的可视为质点的滑块A，它随传送带做匀加速直线运动，离开传送带后做平抛运动，恰好从P点沿切线进入圆弧轨道，滑出轨道后又滑上木板B，最后与木板B相对静止。已知滑块A与长木板B间的动摩擦因数，取，sin37°=0.6，求：
（1）滑块离开传送带的速度大小；
（2）滑块经过Q点时受到弹力大小；（结果保留三位有效数字）
（3）木板B的最小长度。
26．（2023·天津·校联考一模）如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为d，Ⅰ和Ⅱ之间相距为h且无磁场。一长度为L、质量为m、电阻为r的导体棒，两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好的接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流及其变化情况相同，重力加速度为g。求：
（1）导体棒进入区域Ⅰ的瞬间，通过电阻R的电流大小与方向。
（2）导体棒进入区域Ⅰ的过程，电阻R上产生的热量Q。
（3）求导体棒穿过区域Ⅰ所用的时间。
27．（2023·天津·校联考一模）如图所示，在平面内虚线与x轴负方向夹角为，虚线右侧区域Ⅰ内存在垂直平面向里的匀强磁场，虚线左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正向的匀强电场。一个比荷为K的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
（2）粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间；
（3）第四次穿过边界线的位置坐标。
()
参考答案：
1．（1）8m/s；（2）16m；（3）3200J
【详解】（1）货物恰好能滑入二楼仓库，则货物在E点有
解得
货物从C到E 有
解得
（2）对货物分析有
解得
根据上述
解得
（3）根据
解得
传送带位移
则传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能
解得
2．（1），；（2），
【详解】（1）闭合电键瞬间金属杆的速度大小为，则其产生的电动势大小为
此时回路中电流大小为
金属杆CD受到的安培力大小为
安培力方向沿斜面向上。
此时金属杆加速度大小为，方向沿导轨向上，对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
进而解得
设金属杆加速度为零时，所受安培力大小为，对金属杆受力分析有
同时可知
所以
（2）设从闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，经过的时间为t，则回路中的平均电动势大小为
回路中的平均电流大小为
此过程中，通过电阻R的电荷量为q，则有
解得
金属杆与外电阻具有相同的阻值，此过程中金属杆上和电阻R上产生的焦耳热相等，根据能量守恒，有
解得
3．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）氙离子从栅电极D喷出过程有
解得
（2）对经栅电板D的中央O点进入磁场，根据几何关系有
解得
在磁场中有
解得
（3）根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
对喷射出N个氙离子，根据动量定理有
根据牛顿第三定律有
解得
4．见解析
【详解】微型面包车正缓慢驶入省级公路，可认为其初速度为0，设小轿车刹车前的速度为，发生撞车事故前的速度为，两车相撞后的共同速度为，相撞后两车一起沿路面滑动的加速度为a，根据牛顿第二定律则有
解得
根据运动学公式可知
对于两车的碰撞过程，根据动量守恒定律则有
解得
小轿车刹车留下长的刹车痕迹的过程中，加速度。根据运动学公式可知
因，所以小轿车已超速。
5．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）初始时刻，金属棒的速度最大，感应电流最大，加速度最大，此时
可得最大加速度
（2）根据能量守恒可知，舰载机停止时，整个回路产生的焦耳热
因此金属棒ab中产生的焦耳热
（3）当某时刻速度为v时，金属棒所受安培力
根据动量定理
而
联立解得
6．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带电粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
①
再由粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，有
②
联立解得
③
（2）粒子在漂移管中做匀速直线运动
④
联立①④解得
⑤
（3）粒子进入磁场区域后做圆周运动，最后从Ⅱ区域的右边界离开时出射方向与边界垂直，根据第（1）问中的结果可知，比荷越大，粒子在磁场中运动的轨迹半径越小，故当粒子恰好从漂移管的边缘进入时，轨迹半径最小时，比荷最大。粒子运动轨迹如图
由几何关系有
⑥
解得
⑦
联立③⑦解得粒子的比荷的最大值为
⑧
7．（1）；（2）
【详解】（1）设斜面长度为，背包质量为，在斜面上滑行的加速度为，由牛顿第二定律有
解得
滑雪者质量为，初速度为，加速度为，在斜面上滑行时间为，落后时间，则背包的滑行时间为，由运动学公式得
联立解得
或
故可得
（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为、，有
滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为，有
解得
8．（1），;（2）
【详解】（1）金属棒切割磁感线产生的感应电动势
E=Blv0
则金属杆中的电流
由题知，金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，则有
根据功率的计算公式有
（2）设金属杆内单位体积的自由电子数为n，金属杆的横截面积为S，则金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动时的电流由微观表示为
解得
当电子沿金属杆定向移动的速率变为时，有
解得
v′=
根据能量守恒定律有
解得
9．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子甲匀速圆周运动过P点，则在磁场中运动轨迹半径
R=a
则
则
粒子从S到O，有动能定理可得
可得
（2）甲乙粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度为、，取向上为正，则有
计算可得
两粒子碰后在磁场中运动
解得
两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为
则两粒子碰后再次相遇
解得再次相遇时间
（3）乙出第一象限时甲在磁场中偏转角度为
撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，乙粒子运动一段时间后，再整个区域加上相同的磁场，粒子在磁场中仍做半径为a的匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相切，则如图所示
设撤销电场、磁场到加磁场乙运动了，由余弦定理可得
则从撤销电场、磁场到加磁场乙运动的位移
10．（1）带负电，；（2）
【详解】（1）粒子在磁场中的偏转情况如图所示
由左手定则可知粒子带负电；
由几何知识有
，
根据牛顿第二定律有
联立解得
(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期为
穿过磁场所用的时间是
11．（1）；（2）
【详解】（1）子弹打入木块过程
解得
根据能量守恒定律
（2）打击后压缩到物块速度相同时
解得
最大弹性势能
带入得
12．（1）1A，通过电阻R的电流方向由经电阻R到；（2）0.2N；（3）1W；（4）125m
【详解】（1）由右手定则，感生电流方向由b指向a ，通过电阻R的电流方向由经电阻R到。由法拉第电磁感应定律，感应电动势
通过电阻R的电流大小
I==1A
（2）导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动。由平衡条件得F=BIL=0.2N
(3) 导体棒克服安培力做功的功率
P=Fv=1W
(4) 设撤去拉力后导体棒还能运动，运动时间为。规定运动方向为正方向，由动量定理得
联立解得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得
解得
根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）（3）下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动，根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
Q=2mgLsinθ
由题意可知
可得
14．（1）；（2）
【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
解得
经分析可知，当粒子沿OH方向进入磁场时，垂直磁场边界向左射出磁场，有
联立解得
（2）若沿OQ方向进入磁场的粒子的运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场右边界穿出，如图所示
根据几何关系有
由（1）可得
联立解得
15．（1）72kg；（2）180J；（3）6.75m
【详解】（1）为了防止A滑动，则
解得
（2）滑上A时速度
与C碰前速度
经过A后与C发生碰撞后一起运动
损失机械能
解得
（3）人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，根据系统动量定理
，
解得
B运动距离
之后一起减速，加速度
减速位移
所以最大宽度
16．（1）4m/s；（2）4.5N；（3）2.1J
【详解】（1）小物块下滑过程有
解得
（2）碰撞过程有
之后小球圆周运动到最高点
由于小球恰好能完成竖直面内的圆周运动，在最高点有
解得
，
刚碰撞完瞬间，对小球有
解得
T=4.5N
（3）小物块向左运动至压缩弹簧至最短时
解得
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由几何关系可知粒子在磁场中运动时，速度方向偏转了，易得轨迹半径为
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力充当向心力有
解得
（2）粒子进入电场中以后，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，进入电场时，水平方向的初速度和竖直方向的初速度分别为
，
由题意，设粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时在电场中运动的时间为，水平方向的位移为
逆向思维，对竖直方向的初速度有
解得
，
（3）设粒子在磁场中运动的时间为，由（1）可知，粒子在磁场中转过了，根据粒子在磁场中运动的周期
可得
则粒子从O点到Q点的时间
18．（1）负电；（2）；（3）
【详解】（1）薄板旋转方向为逆时针，则线框相对于薄板的运动方向为顺时针，根据右手定则可知，d电势低于c点电势，故M板带负电；
（2）薄板旋转，线圈相对薄板的线速度分别为
，
停止充电时，两极板的电压为
在充电过程中，对薄板分析，根据动量定理得
充电的电荷量大小满足
，
联立解得
（3）整个过程中，薄板损失的机械能为
充电过程中的Q-U图像如图所示，利用微元法，结合充电过程中克服电场力做功的公式,电容的公式，可得到阴影面积为电容器充电过程中获得的能量，即
薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率
联立解得
19．（1）；（2）；（3）1.86m
【详解】（1）设弹丸射出时竖直方向上的速度为，则
解得
设弹丸射出时水平方向上的速度为，则
解得
弹丸从A点到B点由，解得时间为
所以A、B间的水平距离
（2）由于，打击过程为完全弹性碰撞，所以弹丸与滑块碰撞后速度交换，弹丸静止，滑块以的速度运动，此后滑块匀减速运动，由牛顿第二定律可得
解得滑块加速度大小
对薄板由牛顿第二定律得
解得薄板的加速度大小
则薄板静止不动。则开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量
（3）m1滑到薄板右端，由动能定理可得
解得
由于撞击后与粘在一起，由动量守恒可知
解得撞击后的共同速度
设到薄板停止运动，薄板的位移为s0，由动能定理得
解得
平台s至少需要
20．（1）4m/s；（2）；（3）2.25C
【详解】（1）金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为
则受到的安培力为
由于安培力与运动方向相反，则有
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有
代入数据解得，金属棒沿导轨向下运动的最大速度为
（2）由电路中的电流
可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为
故金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率为
（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为，根据能量守恒定律有
解得，金属棒沿导轨下滑的距离为
则流过电阻的电荷量为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设粒子在磁场中的轨道半径为R，根据粒子在磁场中的入射点和出射点可得到粒子做圆周运动的圆心O 在y轴上，粒子在电场中做类平抛运动，设轨迹交y轴于N点，轨迹图如图甲所示。
由于
根据几何知识可知粒子的轨道半径为
根据牛顿第二定律可得
代入数据得
（2）带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动，如图甲所示，粒子在电场中加速度
运动时间
沿y方向分速度
沿y方向位移
由于
所以粒子过x轴前会穿出电场，粒子出电场后又经时间t3达到x轴上
故粒子轨迹与x轴的相交位置距离O点的距离为
（3）粒子到达原来的位置有两种情况，设电场右边边界的横坐标为x。
①当2 ≤ x＜5m时，粒子即穿过电场后再落到原来的地方，如答乙所示
设粒子离开电场时的速度偏向角为α，则
“做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点”，粒子在电场中做类平抛运动，由此可得
由上两式得
②当5 ≤ x＜7m时，粒子未穿过电场，直接在电场中落到原来的地方，此时粒子在电场做类平抛运动，如图丙所示，由平抛运动规律可得：水平方向的位移
粒子在电场中运动的时间
竖直方向的位移为
将及各数据代入上式得
22．（1）；（2）
【详解】（1）小球甲从A点滑到B点，此过程中仅重力做功，由机械能守恒得
解得
根据牛顿第二定律有
解得轨道对小球甲的作用力大小
（2）若两球碰撞后粘在一起继续运动，则有
解得
故碰后它们能上升的最大高度为，有
解得
23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒在滑上绝缘涂层后做匀速运动，有
解得
（2）导体棒滑到导轨底端之前匀速运动时有
，，
联立解得
（3）导体棒在绝缘涂层上做匀速运动时克服摩擦力做的功为
分析可知导体棒最后匀速滑到底端，根据能量守恒，导体棒从导轨的顶端滑到导轨底端的整个过程中回路中的焦耳热为
定值电阻上产生的焦耳热
解得
24．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设经过速度选择器出来后的离子的速度为，有
解得
通过磁分析器选择出来的离子在磁场中运动时有
，
联立解得
（2）根据题意离子经过电场的角度很小，所以离子在穿越偏转系统中的时间为
离子沿电场方向偏转的距离为
，
联立代入解得
（3）偏转系统仅加磁场时，根据洛伦兹力提供向心力有
运动轨迹如图，设离子离开磁场时速度方向偏转角度为，有
联立解得
经过磁场时，离子在y方向上偏转的距离为
离开磁场后到达y轴上时间内，在y方向上偏转的距离为
所以有
即偏转系统仅加磁场时，离子注入晶圆的位置坐标为。
25．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足
又滑块A沿切线滑入圆轨道，满足
解得
（2）滑块A沿圆轨道滑下，机械能守恒，得
在Q点，由圆周运动规律
解得
，
（3）滑块A滑上木板B后，A、B水平方向不受外力，动量守恒，有
解得
根据功能关系，有
解得
所以木板B的最小长度L=8.75m
26．(1),方向向左；(2)；(3)
【详解】(1)设导体棒进入区域Ⅰ瞬间的速度大小为v1,根据动能定理
mgH=mv12
由法拉第电磁感应定律
E=BLv
由闭合电路的欧姆定律
联立解得
(2)由题意知，导体棒进入区域Ⅱ的速度大小也为v1，由能量守恒，得
Q总=mg(h+d)
电阻R上产生的热量
Q=mg(h+d)
(3) 设导体棒穿出区域Ⅰ瞬间的速度大小为v2，从穿出区域Ⅰ到进入区域Ⅱ，由
v12-v22=2gh
得
v2=
设导体棒进入区域Ⅰ所用的时间为t，根据动量定理，设向下为正方向
mgt-BLt=mv2-mv1
此过程通过整个回路的电量为
得
27．（1），；（2）；（3）（-6d，6d）
【详解】（1）粒子第一次穿过边界线后恰能到达x轴上P（，0）点，则粒子运动半径为d，有
可得
洛伦兹力对粒子不做功，由动能定理可得
则
（2）粒子在磁场和电场中的运动如图所示：
粒子在磁场中运动的周期为
粒子第一次在磁场中运动的时间为
在电场中的加速度为
粒子第一次在电场中来回的时间为
粒子第二次在磁场中运动的时间为
粒子第二次在电场中做抛体运动，有
解得
，
粒子从O点射出至第四次穿过边界线的时间
（3）由第（2）问可知第四次穿过边界线的位置坐标（-6d，6d）。2023天津高考一模物理试题分类汇编
（近代物理、光学、热学、机械波）
一、单选题
1．（2023·天津南开·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉和衍射现象说明光不仅具有波动性，而且具有粒子性
B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象
C．无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更困难一些
D．光纤通信依据的原理是光的折射，且内芯的折射率比外套的折射率大
2．（2023·天津南开·统考一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做负功
C．气垫内的气体从外界吸收热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加
3．（2023·天津河东·统考一模）日本东电正式提交核污水排海申请，预计2023年春开始排入福岛核电站1公里处的近海，此决定引发国内外强烈质疑。核泄漏对环境会造成污染，影响人类的安全、生活，其中核反应之一为。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应为衰变 B．环境温度升高，则的半衰期增大
C．的比结合能比的比结合能大 D．的质量等于和X的总质量
4．（2023·天津河东·统考一模）战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2Hz，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B．该绳波传播速度为2m/s
C．再经过0.25s，Q点到达x轴上方对称位置
D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为
5．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且，则可判断（ ）
A．若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射
B．用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a光呈现的明暗相间的条纹要宽些
C．用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小
D．用a、b单色光分别照射同一光电管阴极并都能发生光电效应时，如果光电管两端施加反向电压，用b光照射时的遇止电压小
6．（2023·天津河北·统考一模）下列关于原子和原子核的说法正确的是( )
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
7．（2023·天津河北·统考一模）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（ ）
A．电容变小 B．极板间电压变大
C．极板间电场强度不变 D．极板间的电场强度变小
8．（2023·天津河北·统考一模）如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．这是光的干涉现象
B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
9．（2023·天津河北·统考一模）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
10．（2023·天津红桥·统考一模）我国科学家发现在月球上含有丰富的（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是（ ）
A．该聚变反应会释放能量
B．该聚变反应电荷数不守恒
C．该聚变反应质量是守恒的
D．目前核电站都采用聚变反应发电
11．（2023·天津河西·统考一模）如图是2022年10月26日拍摄到的一张太阳“笑脸”照片。太阳为了形成这个笑脸，释放了巨大的能量。假设太阳内部热核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X为质子
B．核反应中的比结合能较的更大
C．射线γ电离能力比α射线弱
D．核电站利用核能的反应与该反应相同
12．（2023·天津河西·统考一模）空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A．空间站内的航天员处于平衡状态
B．空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C．空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
13．（2023·天津河西·统考一模）主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过Hi-Fi扬声器播放与噪声频率相同、相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则（ ）
A．降噪声波的振幅为10cm
B．降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为20cm
C．质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D．质点P再经过一个周期水平移动一个波长
14．（2023·天津河西·统考一模）利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（ ）
A．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽
15．（2023·天津·统考一模）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．，其中X为α粒子
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，确定了原子的核式结构
C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子可以再分
D．查德威克用α粒子轰击获得核，发现了中子
16．（2023·天津·统考一模）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14cm
B．这列波的周期是0.125s
C．这列波是沿x轴正方向传播的
D．t=0时，x=4cm处的质点速度方向沿y轴负方向
17．（2023·天津·统考一模）用如图所示的装置做单色光的光学实验，光屏上得到明暗相间的条纹，发现用a光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多。实验中双缝间距不变，双缝到光屏的距离不变。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应，用a光照射得到光电子的最大初动能小
C．若a光是氢原子从能级跃迁到产生的，则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的
D．在真空中，a光的传播速度小于b光
18．（2023·天津·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，其中等温线1表示的温度最高
B．图乙为一定质量的理想气体状态变化的V-T图线，由图可知气体在状态a的压强大于在状态b的压强
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中对外界做功，气体吸热
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大
19．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）党的二十大代表热议科技创新不断塑造发展新动能新优势。二十大报告中提到我国进入创新型国家行列，一些关键技术如核电技术等取得重大成果。关于核能、核反应，下列说法正确的是（ ）
A．到目前为止，利用任何物质都能得到核能，因为各种物质的原子里都有原子核
B．到目前为止，核聚变是人类获得核能的主要方式
C．太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变
D．原子弹是采用人工核转变制成的核武器
20．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）图甲为一列简谐横波在时的波动图象，图乙为该波中处质点的振动图象，根据图像分析可得（ ）
A．该简谐横波沿轴正方向传播
B．简谐横波的波速大小为
C．点振动后在任意一个内的路程均为
D．在时的点位移
21．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经、、三个过程后再回到状态a，其图像如图所示，则该气体（ ）
A．在状态a的内能小于在状态b的内能
B．在状态a的密集程度大于在状态b的密集程度
C．在过程中，外界对气体做功为0
D．由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热
22．（2023·天津·统考一模）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（ ）
A．发生衰变的产物是
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时产生的
C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
23．（2023·天津·统考一模）一定质量的理想气体分别在、温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，对应的图线上有A、B两点，表示气体的两个状态。则（ ）
A．温度为时气体分子的平均动能比时大
B．从状态A到状态B的过程中，气体内能增加
C．从状态A到状态B的过程中，气体向外界放出热量
D．从状态A到状态B的过程中，气体压强减小
24．（2023·天津和平·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说
B．卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核发现了质子
C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论线
D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型次
25．（2023·天津和平·统考一模）如图所示，导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，系统处于静止状态，现将沙子不断地缓慢落到活塞上，忽略活塞与缸体之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中，缸内气体（ ）
A．分子单位时间内碰撞活塞次数增多 B．温度不变，从外界吸收热量
C．压强不变，同时温度升高 D．对外界做功，同时内能减少
26．（2023·天津·校联考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少
D．温度相同、质量相等的氢气和氧气，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大
27．（2023·天津·校联考一模）如图所示，图（1）是氢原子能级图，图（2）是研究自感现象的电路图，圈（3）是动圈式话筒原理图，图（4）是核子平均质量与原子序数关系图，下列说法正确的是（ ）
A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A慢慢变亮
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流
D．图（4）中原子核C、B结合成A时会有质量亏损，要释放能量
二、多选题
28．（2023·天津南开·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量
B．变为要经过4次α变，4次β变
C．大量氢原子从n = 4的能级向低能级跃迁最多可辐射出6种不同频率的光子
D．入射光波长越长，发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越大
29．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P是xP = 0.5m处的质点、Q是xQ = 1.1m处的质点，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则（ ）
A．该波的波速等于2m/s
B．波源开始振动的方向沿y轴负方向
C．在t = 0.7s时Q点速度等于零
D．Q点的振动方向和P点始终相反
30．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。关于该气温计的说法正确的是（ ）
A．气温计刻度是均匀的，左大右小
B．读数变大过程，罐中气体压强增大
C．读数变大过程，罐中气体对外做功，内能增大
D．读数变小过程，罐中气体放出的热量大于外界对其做的功
31．（2023·天津河北·统考一模）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线过原点。则气体（ ）
A．在状态c的压强等于在状态a的压强
B．在状态b的压强小于在状态c的压强
C．在的过程中内能保持不变
D．在的过程对外做功
32．（2023·天津红桥·统考一模）一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在图上表示如图所示（竖直，水平），则（ ）
A．在过程中，气体的压强不变
B．在过程中，气体的压强变大
C．在状态A时，气体的压强最小
D．在状态B时，气体的压强最小
33．（2023·天津红桥·统考一模）一简谐横波沿x轴正方向传播，在零时刻，该波的波形图如图（a）所示，图中P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．质点Q的振动图像与图（b）相同
B．在时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示
34．（2023·天津河西·统考一模）下列有关热学知识的说法中，正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．热量可以从低温物体传递给高温物体
C．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功
D．卡车停于水平地面卸货的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体从外界吸热
35．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光
B．如图乙，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
C．如图丙，大头针尖的影子轮廓模糊不清，是光的干涉现象
D．如图丁，为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样
36．（2023·天津·统考一模）a、b两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，b是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则下列说法正确的是（ ）
A．在水中a光的速度更大
B．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距更大
C．若光线a、b照射同一光电管产生光电效应，光线a的遏止电压高
D．以同一入射角从某种介质射入真空，若a光发生了全反射，则b光也一定发生了全反射
37．（2023·天津·统考一模）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M处。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（ ）
A．内质点M运动的路程为2mm
B．超声波在血管中传播速度为
C．时，质点N恰好处于波峰
D．质点N起振时运动方向沿y轴正方向
38．（2023·天津和平·统考一模）手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（ ）
A．t1时刻之前Q点始终静止 B．t1时刻P点运动方向向上
C．t1时刻P点刚好完成一次全振动 D．t=0时刻O点运动方向向下
39．（2023·天津·校联考一模）对于下列四幅图，以下说法正确的是（ ）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i增大到多少，都一定有光线从bb′面射出
C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波
D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
40．（2023·天津·校联考一模）如图所示，一列横波沿x轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（ ）
A．由该波形曲线读出这列波的振幅为
B．该波形曲线上平衡位置位于处的质点振动的周期可能是
C．若周期大于，则该波的波速可能是
D．若周期大于，则该波的波速可能是
()
参考答案：
1．B
【详解】A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，不能说明光具有粒子性，故A错误；
B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，故B正确。
C．无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更容易一些，故C错误；
D．光纤通信依据的原理是光的全反射，且内芯的折射率比外套的折射率大，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】ABC．由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项ABC均错误；
D．由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为、质量数为0，则X为，所以该核反应为衰变，故A错误；
B．半衰期是放射性元素的一个特征常数，它一般不随外界条件（温度、压强）的变化，也不随元素所处状态（游离态或化合态）的不同和起始元素质量的多少而改变，即半衰期与外界环境无关，则B错误；
C．比结合能是某个原子核的结合能与组成该原子核的核子数的比值，比结合能越大，说明当初在孤立的核子（质子和中子），构成该原子核时其质量亏损就越多，即原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，比结合能越小，原子更容易发生核反应，并在核反应中释放出能量，同时出现质量亏损，所以是经过核反应后，释放出能量后的转变成的更稳定的新核，比结合能比的比结合能大，故C正确；
D．该核反应向外释放能量，则由爱因斯坦质能方程可知，该核反应存在质量亏损，则的质量大于和X的总质量，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．由波形图可知，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向，选项A错误；
B．该绳波传播速度为
选项B错误；
C．再经过0.25s=，Q点到达x轴上方对称位置，选项C正确；
D．从该时刻开始计时，开始时P振动方向沿y轴负向
则质点P的振动方程为
选项D错误。
故选C。
5．D
【详解】根据题意，由折射定律有
可知
A．由公式可知，由于
则光的临界角大于光的临界角，由于a光刚好发生全反射，则将b光沿a光的光路射向O点，b光不能发生全反射，故A错误；
B．由于
则光和光的波长大小关系为
由可得，用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，光呈现的明暗相间的条纹要宽些，故B错误；
C．由于
用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移大，故C错误；
D．由于
则光和光的频率大小关系为
根据题意，由光电效应方程和动能定理有
由于光的频率大于光的频率，则用b光照射时的遇止电压小，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】试题分析：
A．β衰变现象中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，A错误；
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，即原子处在一系列不连续的能量状态中，B正确；
C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，温度升高半衰期不变，C错误；
D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D错误；
故选B。
【名师点睛】此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念.
7．C
【详解】A．由平行板电容器电容的决定式可得，d减小，C增大，故A错误；
B．电容器所带电荷量Q不变，C增大，由可得，U变小，故B错误；
CD．由匀强电场的场强与电势差关系公式可得
E与d无关，E不变，故C正确，D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误；
C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知
nc < nb
C正确；
B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；
D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。
故选C。
9．A
【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有
（n=1，2，3… …）
而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为
（n=1，2，3… …）
当n=3时可得波的速率为
故选A。
10．A
【详解】A．核聚变反应过程存在有质量亏损，根据
可知，该聚变反应会释放能量，A正确；
B．核反应遵循质量数与电荷数守恒，则该聚变反应电荷数守恒，B错误；
C．核聚变反应过程存在有质量亏损，即该聚变反应的静止质量减小，C错误；
D．核聚变是热核反应，释放的能量非常大，目前仍然不可控，目前核电站都采用重核裂变反应发电，D错误。
故选A。
11．C
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知
A=0
所以X为中子，故A错误；
B．因为生成物更稳定，所以生成物比结合能大，故B错误；
C．射线γ电离能力比α射线弱，故C正确；
D．核电站利用反应为重核的裂变，不是题中反应，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
13．A
【详解】A．根据题意降噪声波与噪声声波振幅相同，即为10cm，A正确；
B．降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同，相互叠加后波的振幅变为零，B错误；
C．因为不知道图中波的传播方向，所以无法判断此时质点P的振动方向，C错误；
D．质点P在平衡位置附近振动，不随波迁移，D错误。
故选A。
14．B
【详解】试题分析：将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变．故A错误．将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，根据知，干涉条纹间距变宽．故B正确．将屏移近双缝，L变小，根据知，干涉条纹间距变窄．故C错误．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，根据知，干涉条纹间距变窄．故D错误，故选B．
考点：双缝干涉
【名师点睛】解决本题的关键知道各种色光的波长大小以及掌握双缝干涉条纹的间距公式；要知道七种单色光中以红光的波长最大，紫光最小．
15．B
【详解】A．根据核反应过程中，质量数与电荷数守恒，可知X的质量数为
质子数为
所以X为中子，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，确定了原子的核式结构，故B正确；
C．贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象的发现说明原子核可以再分，故C错误；
D．查德威克用α粒子轰击获得核，发现了质子，故D错误。
故选B。
16．D
【详解】A．根据图像可得波长为
故A错误；
B．周期为
故B错误；
C．经过0.2s，波向前传播的距离为
根据波形的平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C错误；
D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知t=0时刻，x=4cm处的质点的速度沿y轴负方向，故D正确。
故选D。
17．C
【详解】A．由双缝干涉原理可得
发现用a光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多，说明a光条纹间距x较小，a光波长较小，a光频率较高，A错误；
D．在真空中，a光的传播速度与b光传播速度相同，均为光速c，D错误；
C．a光频率较高，光子能量较大，若a光是氢原子从能级跃迁到产生的，则b光可能是氢原子从能级跃迁到产生的，C正确；
B．光电效应方程为
若用a、b光分别照射某金属均能够发生光电效应，用a光照射得到光电子的最大初动能较大，B错误。
故选C。
18．D
【详解】A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，由
比较、乘积的大小，等温线3表示的温度最高，A错误；
B．气体在状态a到状态b的过程中，体积不变，由查理定律
由于大于，故大于，B错误；
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中气体体积不变，对外界不做功，C错误；
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子间为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，D正确；
故选D。
19．C
【详解】A．核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误；
B．到目前为止，核裂变是人类获得核能的主要方式，故B错误；
C．太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变，故C正确；
D．原子弹是采用核裂变制成的核武器，故D错误。
故选C。
20．C
【详解】A．由P点的振动图像可知，t=2s时，P点向下振动，由波动图像可知，该简谐横波沿轴负方向传播，A错误；
B．由图像可知λ=4cm，T=4s，则波速
B错误；
C．因为，则点振动后在任意一个内的路程均为，C正确；
D．由P点的振动图像可知，在时点位移
D错误。
故选C。
21．D
【详解】A．状态a与状态b的温度相同，则内能相同，故A错误；
B．状态a到状态b温度不变，压强增大，则体积减小，所以在状态a的密集程度小于在状态b的密集程度，故B错误；
C．在过程中，体积减小，外界对气体做功为
在过程中，压强不变，温度升高，则体积增大，外界对气体做功为
在过程，体积不变，则有
由于，所以有
即在过程中，外界对气体做的总功为负功，故C错误；
D．由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，，由热力学第一定律可知
则由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热，故D正确。
故选D。
22．B
【详解】A．根据
即发生衰变的产物是，选项A错误；
B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B正确；
C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了3个半衰期，则该古木距今约为
5730×3年=17190年
选项D错误。
故选B。
23．D
【详解】A．根据可知，则温度为时气体分子的平均动能比时小，故A错误；
B．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，故B错误；
C．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外做功（即），则一定吸收热量（），故C错误；
D．由图像可知，A到B的过程中，压强减小，故D正确。
故选D。
24．B
【详解】A．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说，A错误；
B．卢瑟福用α粒子轰击核获得反冲核发现了质子，B正确；
C．玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出氢原子能级理论，C错误；
D．卢瑟福通过α粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型，D错误。
故选B。
25．A
【详解】A．现将沙子不断地缓慢落到活塞上，活塞对封闭气体的压力增大，所以活塞会缓慢下降，气缸内气体被压缩，外界对缸内气体做功，但是气缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则内能不变，因为体积减小，所以分子数密度增大，则分子单位时间内碰撞活塞次数增多，A正确；
BCD．由热力学第一定律
因为外界对缸内气体做功，所以
因为气缸导热良好，所以缸内气体温度保持不变，则
所以
即缸内气体要向外界放出热量，由理想气体状态方程
可知，温度不变，缸内气体体积减小，则缸内气体压强增大，BCD错误。
故选A。
26．B
【详解】A．布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关，A正确；
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，B错误；
C．一定质量的理想气体温度升高，分子的平均动能增大，因为压强不变可知单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少，C正确；
D．温度相同，可视为理想气体的氢气和氧气的平均动能相同，因为质量相等的氢气和氧气，氢气的分子数较多，所以氢气的内能比氧气的内能大，D正确。
本题选错误的，故选B。
27．C
【详解】A．图（1）中一个氢原子处于的激发态，最多能辐射3种不同频率的光子，分别对应于4→ 3，3→2，2→1，选项A错误；
B．图（2）中电路开关闭合后，灯泡A立刻变亮，选项B错误；
C．图（3）利图了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈切割磁感线，产生感应电流，选项C正确；
D．图(4)中原子核C、B结合成A时，核子数不变，核子平均质量增加，质量增加，要吸收能量，故D项错误。
故选C。
28．BC
【详解】A．质子与中子结合成氘核的过程中存在质量亏损，会放出能量，A错误；
B．衰变为要经过的α衰变次数为
经过的β衰变次数为
Nβ = 2Nα－(92－88) = 4
B正确；
C．大量氢原子向下跃迁时能够放出的光子的种类满足，即最多可产生6种不同频率的光子，C正确；
D．入射光波长越长，频率越低，根据爱因斯坦光电效应方程Ekm = hv－W0可知发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越小，D错误。
故选BC。
29．ABD
【详解】A．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则
A正确；
B．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，则根据“上坡、下坡”法可知P点起振方向沿y轴负方向，则波源开始振动的方向沿y轴负方向，B正确；
C．根据题图可知
λ = 0.4m
则该波的周期
且由题知，在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，则再经过0.4s即2T刚好为0.7s，则Q点回到平衡位置且沿y轴负方向振动，此时速度最大，C错误；
D．P、Q间距离
s = 0.6m = 1.5λ
则Q点的振动方向和P点始终相反，D正确。
故选ABD。
30．CD
【详解】A．由题意可知，罐内气体做等压变化，由盖 吕萨克定律可知，当罐内气体温度升高时，气体的体积增大，吸管内的油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，A错误；
B．吸管内的油柱受内外气压的作用处于平衡状态，所以温度升高时，即读数变大过程，罐中气体做等压变化，压强不变，B错误；
C．读数变大过程，罐内气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，则气体对外做功W小于气体向外界吸收的热量Q，C正确；
D．读数变小过程，罐内气体温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，因此罐中气体放出的热量大于外界对其做的功，D正确。
故选CD。
31．AC
【详解】AB．根据
可知，因直线ac过原点，可知在状态c的压强等于在状态a的压强，b点与原点连线的斜率小于c点与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，选项A正确，B错误；
C．在的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，选项C正确；
D．在的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，选项D错误。
故选AC。
32．BC
【详解】A．气体在过程中发生等温变化，由
可知，体积减小，压强增大，故选项A错误；
B．在变化过程中，气体的体积不发生变化，为等容变化，由
可知，温度升高，压强增大，故选项B正确；
CD．综上所述，在过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，在状态A时压强最小，故选项C正确，D错误。
故选BC。
33．AC
【详解】A．简谐机械波沿x轴正方向传播，质点Q在0时刻向上振动，故A正确；
B．在时刻，质点P在正向最大位移处，速度为零，而Q点速度最大，在平衡位置，故B错误；
C．在时刻，质点P的位移大小比质点Q的大，根据
可知，质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D．平衡位置在坐标原点的质点在零时刻振动方向向下，故D错误。
故选AC。
34．BD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A错误；
B．热量可以从低温物体传递给高温物体，但是要引起其他变化，选项B正确；
C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功而不引起其他变化，选项C错误；
D．卡车停于水平地面卸货的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则气体内能不变，气体体积变大，对外做功，则胎内气体从外界吸热，选项D正确。
故选BD。
35．AD
【详解】A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光，故A正确；
B．如图乙，立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，故B错误；
C．如图丙，影子轮廓模糊不清，是光的衍射现象，故C错误；
D．如图丁，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，则为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，故D正确。
故选AD。
36．BC
【详解】根据氢原子的能级图可知从能级4向能级2直接跃迁发出的a光能量比从能级3向能级2跃迁发出的b光能量高。根据可知能量越高的光，频率越高，即。
A．光在介质中的传播速度
频率高的光，折射率更大，则传播速度小，即在水中a光的速度更小，故A错误；
B．双缝干涉实验中，根据
波长越长，条纹间距越大，根据可知，，则b光的条纹间距更大，故B正确；
C．根据光电效应方程可知
，
解得遏止电压
根据可判断光线a的遏止电压高，故C正确；
D．根据全反射临界角
光折射率大，则光的临界角更小，更容易发生全反射。所以若a光发生了全反射，b光不一定发生全反射，故D错误。
故选BC。
37．AB
【详解】A．超声波的频率为，则波的周期为
那么相当于1.25T，且时刻质点M从平衡位置开始振动，则质点M运动的路程为
故A正确；
B．根据图像可知波长为
超声波在血管中传播速度为
故B正确；
C．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为
则质点N第一次处于波峰的时间为
故C错误；
D．质点N开始振动的方向与质点M相同，由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点N开始振动的方向沿y轴负方向，故D错误；
故选AB。
38．CD
【详解】A．因为至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故A错误；
B．由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故B错误；
C．因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故C正确；
D．根据图像可知，t=0时O点运动方向向下，故D正确。
故选CD。
39．BC
【详解】A．根据折射率和光的传播速度之间的关系
可知，折射率越大，传播速度越小，从题图甲中可以看出，b光线在水珠中偏折程度大，即b的折射率大于a的折射率，则a在水珠中的传播速度大于b在水珠中的传播速度，故A错误；
B．当入射角i逐渐增大时，折射角逐渐增大，但折射角始终小于临界角，根据几何知识可知，光在玻璃砖内的入射角不可能大于临界角，不论入射角i如何增大，玻璃砖中的光线不会发生全反射，故肯定有光线从bb′面射出，故B正确；
C．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确；
D．由于不知道被检测工件表面的放置方向，故不能判断此处是凸起还是凹陷的，故D错误。
故选BC。
40．ACD
【详解】A．由图可知，这列波的振幅为0.2cm，A正确；
B．若该波向x轴正方向传播，则
得
若该波向x轴负方向传播，则
得
可知，无论n取何值，周期可能是0.3s，
B错误；
CD．波长为
波速为
若该波向x轴正方向传播，则
当n=0时，满足周期大于，得
若该波向x轴负方向传播，则
当n=0时，满足周期大于，得
CD正确。
故选ACD。2023天津高考一模物理试题分类汇编（力学）
一、单选题
1．（2023·天津南开·统考一模）桔槔（gāo）是我国古代的一种取水机械。其原理如图所示，在竖直支架上安装一根可绕支点转动的长细杆，杆的一端固定磐石，另一端通过长竹悬挂水桶。取水时人借助自身重力向下拉动长竹，使水桶浸入水中；打满水后，人向上助力提起水桶，忽略桔槔各衔接处的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．向下取水过程，桔槔系统的机械能守恒
B．向下取水过程，人对桔槔系统做的功等于磐石增加的重力势能
C．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量
D．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统的动能改变量
2．（2023·天津河东·统考一模）我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．0～5s内伞兵处于完全失重状态 B．5～9s内，伞兵处于超重状态
C．伞兵下落50m时速度小于 D．5～9s内伞兵所受的合力越来越大
3．（2023·天津河东·统考一模）如图所示，绕过滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上，站在地面上的人用手拉着绳的另一端，滑轮下吊着一个小球，处于静止状态，不计滑轮摩擦。保持B点高度不变，手与绳无相对滑动且球不碰地。在人缓慢向右移动一小段距离的过程中（ ）
A．绳上张力变大 B．人对地面的压力变大
C．滑轮受到绳的作用力不变 D．地面对人的摩擦力变大
4．（2023·天津河北·统考一模）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
5．（2023·天津红桥·统考一模）如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（ ）
A．摩擦力大小与物块速度有关
B．不为零，方向向右
C．不为零，方向向左
D．等于零
6．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，甲、乙两质量不同的物体，分别受到恒力作用后，其动量p与时间t的关系图象．则甲、乙所受合外力F甲与F乙的关系是(图中直线平行) （ ）
A．F甲＜F乙
B．F甲＝F乙
C．F甲＞F乙
D．无法比较F甲和F乙的大小
7．（2023·天津河西·统考一模）电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ，，则（ ）
A．平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6
B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195m
C．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s
D．平衡车在加速段的动力大小72N
8．（2023·天津河西·统考一模）空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（ ）
A．空间站内的航天员处于平衡状态
B．空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量
C．空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的
9．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块经过O点时所受合外力为零
B．物块经过O点时速度最大
C．物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等
D．物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大
10．（2023·天津·统考一模）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是
A．太阳对小行星的引力相同
B．各小行星绕太阳运动的周期小于一年
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值
D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值
11．（2023·天津·统考一模）质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g=10m/s2。则（ ）
A．3s时物块的动量为6kg·m/s
B．6s时物块回到初始位置
C．4s时物块的动能为8J
D．0~6s时间内合力对物块所做的功为72J
12．（2023·天津和平·统考一模）近年来，我国航天事业发展进入快车道，取得了令世人瞩目的成就，“嫦娥”探月，“天问”探火，中国人自己的“太空家园”空间站建成……以下是关于月球、火星、地球的部分数据
中心天体 天体质量/kg 天体半径/km 环绕轨道
月球 7.3×1022 1.7×103 “嫦娥”四号月球圆形轨道距月表100km
火星 6.4×1023 3.4×103 “天问”—号火星椭圆轨道近火点距火星表面265km
地球 6.0×1024 6.4×103 “天和”核心舱地球圆形轨道距地表400km
由表中的数据可以做出下列判断（ ）
A．火星表面重力加速度大于地球表面重力加速度
B．“天和”核心舱的运行速度大于7.9km/s
C．“嫦娥”四号的运行速度小于“天和”核心舱的运行速度
D．“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力不做功
13．（2023·天津和平·统考一模）修建高层建筑时常用到履带式起重机，如图所示，立在底座上的吊臂由倾斜的钢缆拉住固定在一定角度，连接在吊臂顶端的竖直钢缆下端是吊钩。某次操作中，吊钩将一定质量的建材从地面由静止开始提升，经过一段时间后到达某一高度，在这段时间内（ ）
A．倾斜钢缆上的拉力大小一定不变
B．吊钩对建材的拉力大小一定等于建材的重力
C．任意时间内拉力对建材的冲量等于建材的动量变化
D．上升过程中建材的机械能一直在不断增大
14．（2023·天津和平·统考一模）冰壶是一种深受观众喜爱的运动，图（a）为冰壶运动员将冰壶掷出去撞击对方静止冰壶的镜头，图（b）显示了此次运动员掷出冰壶时刻两冰壶的位置，虚线圆圈为得分区域。冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
15．（2023·天津·校联考一模）2022年卡塔尔世界杯足球赛，就像是全世界球迷们的狂欢节，尤其是无数青少年为此着迷不已。如图所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是（ ）
A．静止在场地上的足球（图甲）受到的弹力就是它受到的重力
B．踩在脚下且静止在水平草地上的足球（图乙）一定受到3个力的作用
C．落在球网中的足球（图丙）受到的弹力是由于球网发生了弹性形变而产生的
D．运动员灵活运球盘带过程中（图丁），脚部对足球作用力可能大于足球对脚部作用力
16．（2023·天津·校联考一模）图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
17．（2023·天津河东·统考一模）“心怀山海，眼有星辰。”北京时间2022年11月30日5时42分，我国神舟15号载人飞船与天问一号空间站组合体成功对接，与神14乘组太空胜利会师，中国航天员完成首次在轨交接。“十四十五一相逢，便胜却古今无数！”航天员们以漂浮姿态在天宫一号中活动，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明航天员不受重力
B．航天员在天宫一号中不能用天平称量出物体的质量
C．航天员可以在天宫一号中通过举重来锻炼身体
D．航天员可以在天宫一号中通过弹簧拉力器来锻炼臂力
18．（2023·天津河北·统考一模）据中国载人航天工程办公室消息，中国空间站已全面建成，我国载人航天工程“三步走”发展战略已从构想成为现实。目前，空间站组合体在轨稳定运行，神舟十五号航天员乘组状态良好，计划于今年6月返回地面。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在空间站所受地球的万有引力大小约为他在地面时的倍
B．空间站在轨道上飞行的速度大于7.9km/s
C．空间站在轨道上飞行的周期小于24h
D．神舟十五号返航后，空间站由于质量减小，轨道半径将变大
19．（2023·天津红桥·统考一模）下述实验中，可在稳定运行的太空舱里进行的是（ ）
A．用弹簧秤测物体受的重力
B．用弹簧测力计测弹力
C．用天平测物体质量
D．用体温计测宇航员体温
20．（2023·天津红桥·统考一模）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差（ ）
A．两个分力、间的夹角要适当大些
B．两个分力、的大小要尽量相同
C．拉橡皮条的细绳要稍长一些
D．两个分力、间的夹角要尽量保持90度
21．（2023·天津河西·统考一模）2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后，第6秒末的照片，现用毫米刻度尺对照片进行测量，刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动，且质量不变。已知火箭高为40.6米，起飞质量为250吨，重力加速度g取。则下列估算正确的是（ ）
A．火箭竖直升空的加速度大小为
B．火箭竖直升空的加速度大小为
C．火箭升空所受到的平均推力大小为
D．火箭升空所受到的平均推力大小为
22．（2023·天津·统考一模）如图所示，用一个质量不计的网兜和一段轻绳OA把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球与墙壁的接触点为B．若只增大轻绳OA的长度，足球始终保持静止状态，忽略网兜与足球之间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．足球对墙壁的压力减小 B．轻绳OA上的拉力增大
C．O点附近网兜上各条绳的拉力均减小 D．足球受到的合力增大
23．（2023·天津·统考一模）2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则（ ）
A．探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期
B．探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”
C．若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量
D．探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度
24．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G.下列说法正确的是（ ）
A．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的质量为
B．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的第一宇宙速度为
C．“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9
D．“天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为2:1
三、解答题
25．（2023·天津南开·统考一模）某仓库通过图示装置把货物运送到二楼，AB为水平传送带，CD为倾角、长s=3m的倾斜轨道，AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接，DE为半径r=0.4m的光滑圆弧轨道，CD与DE在D点相切，OE为竖直半径，FG为二楼仓库地面（足够长且与E点在同一高度），所有轨道在同一竖直平面内。当传送带以恒定速率v=12m/s顺时针运行时，把一质量m=50kg的货物（可视为质点）由静止放入传送带的A端，货物恰好能滑入二楼仓库，已知货物与传送带、倾斜轨道的动摩擦因数均为，，，。求：
（1）货物运动到传送带B端时速度的大小；
（2）传送带A、B端的距离x；
（3）传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能E。
26．（2023·天津河东·统考一模）在省级公路与一个乡镇公路的交汇处形成一“丁”字路口，一辆沿省级公路行驶的小轿车在超车时，突然发现前方“丁”字路口处有一辆微型面包车正由“丁”字路口缓慢驶入省级公路，此时司机以最快的反应采取了紧急刹车措施，但两车还是发生了猛烈的碰撞，相撞后又一起滑行了一段距离后才停下来。事后交通民警进行事故责任认定时，测得小轿车撞车前在路面上划出一条长长的刹车痕迹，相撞后两车一起滑行的距离。查得小轿车的质量，微型面包车的质量，两车与路面间的动摩擦因数均为。若省级公路在经过乡镇附近的限速为，试通过计算分析说明小轿车是否超速。
27．（2023·天津河北·统考一模）如图，一滑雪道由和两段滑道组成，其中段倾角为，段水平，段和段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为，重力加速度取，，，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
28．（2023·天津红桥·统考一模）如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求
（1）打击过程中生的热；
（2）弹簧被压缩后的最大弹性势能。
29．（2023·天津河西·统考一模）某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，选手从高台俯冲而下，为了解决速度过快带来的风险，设计师设计了如图所示的减速装置。浮于河面的B板紧靠缓冲装置A板，B的左侧放置一物体C。选手通过高台光滑曲面下滑，经过A后滑上B。已知A、B的质量均为，C的质量为。A、B的长度均为L＝3m，人与A、B间的动摩擦因数均为，A与地面间的动摩擦因数。B在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被锁定。不计水流速度，选手和物体C均可看作质点，，则：
（1）为了防止A滑动而出现意外，选手及装备的质量最大不超过多少？
（2）若选手及装备的质量为60kg，从的高台由静止开始滑下，经过A后与C发生碰撞后一起运动，碰撞时间极短可忽略，求在此碰撞过程中系统损失的机械能？
（3）在第（2）问前提下，人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，要使选手能够到达河岸，河岸的最大宽度d为多少？
30．（2023·天津·统考一模）如图所示，一段粗糙水平面右端与光滑曲面在O点平滑连接，左端与一段光滑水平面在N点连接。一左端固定的轻弹簧置于光滑水平面上，其右端恰好位于N点，一质量为的小球被长为的轻细绳悬挂在点且处于静止状态，小球位于O点但与O点不接触。在点左侧与等高处的P点，固定有一垂直纸面的光滑钉子，与点的距离为。一质量为的小物块从曲面上高为的位置由静止滑下后，与小球发生碰撞，碰后小球向左摆动，绳子碰到钉子后，小球恰好能完成竖直面内的圆周运动。已知粗糙水平面的长度为与小物块的动摩擦因数，重力加速度，小球与小物块均可看成质点，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）小物块刚要碰上小球瞬间的速度的大小；
（2）刚碰撞完瞬间，绳子对小球的拉力T的大小；
（3）弹簧弹性势能的最大值。
31．（2023·天津·天津市宝坻区第一中学校联考一模）如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“L形”薄板上。已知弹丸抛射角，B与A的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端；薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。
（1）求A、B间的水平距离x；
（2）求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量；
（3）若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台s至少需要多长。
32．（2023·天津·统考一模）如图所示，四分之三光滑圆弧轨道竖直固定在地面上，圆弧半径为R，O为圆心，AB为竖直直径，C与圆心等高，两个小球（均可看作质点）都套在圆弧上，小球甲质量为2m，小球乙质量为m。小球甲从最高点静止释放，沿轨道下滑到最低点与静止在此处的小球乙发生碰撞，已知重力加速度为g。
（1）求小球甲刚到最低点与小球乙碰撞前瞬间，轨道对小球甲的作用力大小；
（2）若两球碰撞后粘在一起继续运动，求从B点算起它们此后能上升的最大高度。
33．（2023·天津和平·统考一模）跳台滑雪运动惊险刺激、充满挑战。如图所示为赛道的简化示意，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角θ均为37°，直线AB段长度，运动员连同装备总质量，由A点无初速下滑，从起跳区的C点起跳后降落在着陆坡上的D点，重力加速度，，。
（1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到B点的速度大小；
（2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，求运动员从A点下滑到B点过程中阻力做的功；
（3）若运动员从C点起跳时的速度大小沿水平方向，忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求运动员在空中飞行的时间。
34．（2023·天津·校联考一模）如图所示，质量为M=2.5kg的长木板B静止放置在光滑水平面上，B左侧的竖直平面内固定一个光滑圆弧轨道PQ，O点为圆心，半径为R=6m，OQ竖直，Q点与木板B上表面相切，圆心角为。圆弧轨道左侧有一水平传送带，传送带顺时针转动，传送带上表面与P点高度差为H=0.45m。现在传送带左侧由静止放置一个质量为m=1kg的可视为质点的滑块A，它随传送带做匀加速直线运动，离开传送带后做平抛运动，恰好从P点沿切线进入圆弧轨道，滑出轨道后又滑上木板B，最后与木板B相对静止。已知滑块A与长木板B间的动摩擦因数，取，sin37°=0.6，求：
（1）滑块离开传送带的速度大小；
（2）滑块经过Q点时受到弹力大小；（结果保留三位有效数字）
（3）木板B的最小长度。
()
参考答案：
1．C
【详解】A．向下取水的过程中，人对桔槔系统做正功，桔槔系统的机械能增大，故A错误；
B．向下取水的过程中，磐石的重力势能和动能都增大，水桶的重力势能减小，动能增大，所以人对桔槔系统做的功不一定等于磐石增加的重力势能，故B错误；
CD．根据功能关系，向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量，故C正确，D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．0～5s内伞兵向下的加速度为
则伞兵并非处于完全失重状态，选项A错误；
B．5～9s内，伞兵向下减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项B正确；
C．伞兵在开始的100m内做匀加速下降，则下落50m时速度
选项C错误；
D．图像的斜率等于加速度，可知5～9s内伞兵的加速度逐渐减小，则所受的合力越来越小，选项D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．滑轮两边绳上的力大小相等，人缓慢向右移动一小段距离的过程，滑轮两边绳间的夹角变小，根据
解得
可知，变小，绳上的张力T变小，A错误；
B．对人分析有
结合上述解得
则人对地面的压力为
可知人对地面的压力不变，B错误；
C．对滑轮与小球整体分析可知，滑轮受到绳的作用力为
即滑轮受到绳的作用力不变，C正确；
D．对人分析可知地面对人的摩擦力为
可知变小，地面对人的摩擦力变小，D错误。
故选C。
4．C
【详解】AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
5．D
【详解】物块滑动时受到重力、斜劈提供的弹力和摩擦力，由于匀速，所以斜劈提供的弹力和摩擦力的合力方向竖直向上，大小等于物块的重力。对斜劈受力分析，受到重力、地面的支持力、物块对斜劈的弹力和摩擦力，由于物块对斜劈的弹力和摩擦力的合力方向竖直向下，所以地面对斜劈的摩擦力为零。
故选D。
6．B
【详解】根据动量定理可得
即
图像的斜率表示外力F，从图中可知两条直线相互平行，即斜率相同，故
故选B。
7．B
【详解】A．关闭动力后，车做匀减速运动，加速度大小为，结合图像可得
，
解得
A错误；
BC．图线与横轴围成的面积为位移，为
整个运动过程中的平均速度大小为
B正确，C错误；
D．平衡车在加速段时有
，
代入数值解得
D错误。
故选B。
8．D
【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；
B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误；
C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据
可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误；
D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】ABD．撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于O点的左边，然后弹力将小于摩擦力，物块做减速运动，到达O点后弹力方向改变，并且开始增大，由牛顿第二定律可得
易知物块加速度一直增大。故AB错误；D正确；
C．设物块到达O点时动能为，由能量守恒定律可知物块从A到O过程有
物块从O到B过程有
联立可得
故C错误。
故选D。
10．C
【详解】小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力
A．太阳对小行星的引力F=，由于各小行星轨道半径质量均未知，故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论，故A错误；
B．由周期T=知，由于小行星轨道半径大于地球公转半径，故小行星的周期均大于地球公转周期，即大于一年，故B错误；
C．小行星的加速度a=知，小行星内侧轨道半径小于外侧轨道半径，故内侧向心加速度大于外侧的向心加速度，故C正确；
D．线速度知，小行星的轨道半径大于地球半径，故小行星的公转速度小于地球公转的线速度，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】A．根据动量定理可得
代入数据解得3s末物块的速度大小为
则3s时物块的动量大小为
故A正确；
BC．0~3s内物块沿正方向做匀加速直线运动，其位移大小为
根据动量定理可得
代入数据解得4s末物块的速度大小为
因此3~4s内物块沿正方向做匀减速直线运动，其位移大小为
物体在4s末速度变为零，则4s时物块的动能为0J，然后在4~6s内沿着负方向做匀加速直线运动，则显然其6s末的速度大小应与物体2s末相等，则根据动量定理可得
代入数据解得物块在2s末与6s末的速度大小为
因为物体在4~6s内沿着负方向做匀加速直线运动，所以其在4~6s内沿负方向的位移大小为
因此物体在0~6s的位移为
6s时物块并没有回到初始位置，综上所述，B、C错误；
D．根据动能定理可得0~6s时间内合力对物块所做的功为
故D错误。
故选A。
12．C
【详解】A．根据物体在星球表面受到的万有引力等于重力，可得
可得火星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为
故A错误；
B．地球第一宇宙速度为卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力可得
可得
可知“天和”核心舱的运行速度小于，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力可得
可得
“嫦娥”四号的运行速度与“天和”核心舱的运行速度之比为
故C正确；
D．“天问”一号从近火点向远火点运动的过程，火星引力做负功，故D错误。
故选C。
13．D
【详解】A．建材上升时先加速后减速，加速度有变化，倾斜钢缆上的拉力大小一定变化，故A错误；
B．建材加速上升时，吊钩对建材的拉力大小一定大于建材的重力，故B错误；
C．任意时间内拉力和建材重力的合力对建材的冲量等于建材的动量变化，故C错误；
D．上升过程中拉力做正功，建材的机械能一直在不断增大，故D正确。
故选D。
14．C
【详解】A．两壶碰撞后甲的速度应小于乙的速度，两壶停止时，甲应在乙的后方，选项A中图示情境不符合实际，A错误；
BCD．如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如选项C中所示，若两冰壶发生非弹性碰撞，则碰撞后总动量向右，机械能减少，甲不会反弹，不可能出现B、D所示情况，故C正确，BD错误。
故选C。
15．C
【详解】A．弹力的施力物体是大地，受力物体是足球，而重力的施力物体是地球，受力物体是足球，每个力都是相互独立的，我们不能说弹力就是重力，只能说此时弹力大小与重力大小相等，故A错误；
B．踩在脚下且静止在水平草地上的足球（图乙）可能受到3个力的作用，也可能受4个力，例如脚踩在足球侧面，则受重力、支持力、压力和摩擦力四个力平衡，故B错误；
C．落在球网中的足球（图丙）受到的弹力是由于球网发生了弹性形变而产生的，因为球网发生形变要恢复原状才会对足球产生一个弹力，故C正确；
D．运动员灵活运球盘带过程中（图丁），脚部对足球作用力与足球对脚部作用力是一对作用力与反作用力，一定大小相等，故D错误；
故选C。
16．B
【详解】人靠在外管壁上随圆管一起做圆周运动，由题意可知
解得
故选B。
17．BD
【详解】A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明处于完全失重状态，但地球对他的万有引力仍然存在，提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；
B．天宫一号处于完全失重状态，不能用天平称量出物体的质量，故B正确；
C．举重锻炼身体主要利用物体的重力，在天宫一号中物体处于完全失重状态，所以航天员在天宫一号中不能通过举重来锻炼身体，故C错误；
D．弹簧拉力器锻炼臂力是通过拉伸弹簧来实现的，与重力无关，故D正确。
故选BD。
18．AC
【详解】A．根据万有引力定律有
核心舱进入轨道后的万有引力与地面上万有引力之比为
故A正确；
B．核心舱在轨道上飞行的速度小于7.9km/s，因为第一宇宙速度是最大的环绕速度，故B错误；
C．根据
可知轨道半径越大周期越大，则其周期比同步卫星的周期小，小于24h，故C正确；
D．卫星做圆周运动时万有引力提供向心力有
解得
则卫星的环绕速度与卫星的质量无关，所以变轨时需要点火减速或者点火加速，增加质量不会改变轨道半径，故D错误。
故选AC。
19．BD
【详解】稳定运行的太空舱里是完全失重环境，所以与重力有关的现象会消失，则不能用弹簧秤测物体受的重力、不能用天平测物体质量，可以用弹簧测力计测弹力，也可以用体温计测宇航员体温，故BD符合题意，AC不符合题意。
故选BD。
20．AC
【详解】AD．在实验中，两个分力的夹角大小适当，不宜太大，也不宜太小，合力太小，读数的相对误差较大，也不需要尽量保持90度，故A正确，D错误；
B．在测力计量程范围内两个力、的大小要尽量大些，可减小实验偶然误差，不需要两个力的大小相同，故B错误；
C．为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故C正确。
故选AC。
21．AD
【详解】由图可知，照片中火箭尺寸与实际火箭尺寸的比例为
可得火箭在6s内上升的高度为
由匀变速直线运动规律得
解得
由牛顿第二定律得
解得平均推力大小为
故选AD。
22．AC
【详解】以足球为研究对象，对其受力分析如图所示
足球处于静止状态，根据平衡条件得
FN=mgtanθ
只增大悬绳的长度，足球始终保持静止状态，则θ角减小，F减小，根据力的合成可知O点附近网兜上各条绳的拉力均减小，FN减小，合力为零，保持不变。
故选AC。
23．BC
【详解】A．根据开普勒第三定律
所以
故A错误；
B．由于万有引力提供向心力，即
所以
故B正确；
C．由于万有引力提供向心力，即
所以
若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量，故C正确；
D．探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II，所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度，故D错误。
故选BC。
24．BC
【详解】AB．已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期
第一宇宙速度
第一宇宙速度运动时，根据
可以计算火星质量
A错误，B正确；
C．根据
卫星在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9，C正确；
D．根据开普勒第二定律
探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为5:3，D错误；
故选BC。
25．（1）8m/s；（2）16m；（3）3200J
【详解】（1）货物恰好能滑入二楼仓库，则货物在E点有
解得
货物从C到E 有
解得
（2）对货物分析有
解得
根据上述
解得
（3）根据
解得
传送带位移
则传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能
解得
26．见解析
【详解】微型面包车正缓慢驶入省级公路，可认为其初速度为0，设小轿车刹车前的速度为，发生撞车事故前的速度为，两车相撞后的共同速度为，相撞后两车一起沿路面滑动的加速度为a，根据牛顿第二定律则有
解得
根据运动学公式可知
对于两车的碰撞过程，根据动量守恒定律则有
解得
小轿车刹车留下长的刹车痕迹的过程中，加速度。根据运动学公式可知
因，所以小轿车已超速。
27．（1）；（2）
【详解】（1）设斜面长度为，背包质量为，在斜面上滑行的加速度为，由牛顿第二定律有
解得
滑雪者质量为，初速度为，加速度为，在斜面上滑行时间为，落后时间，则背包的滑行时间为，由运动学公式得
联立解得
或
故可得
（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为、，有
滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为，有
解得
28．（1）；（2）
【详解】（1）子弹打入木块过程
解得
根据能量守恒定律
（2）打击后压缩到物块速度相同时
解得
最大弹性势能
带入得
29．（1）72kg；（2）180J；（3）6.75m
【详解】（1）为了防止A滑动，则
解得
（2）滑上A时速度
与C碰前速度
经过A后与C发生碰撞后一起运动
损失机械能
解得
（3）人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，根据系统动量定理
，
解得
B运动距离
之后一起减速，加速度
减速位移
所以最大宽度
30．（1）4m/s；（2）4.5N；（3）2.1J
【详解】（1）小物块下滑过程有
解得
（2）碰撞过程有
之后小球圆周运动到最高点
由于小球恰好能完成竖直面内的圆周运动，在最高点有
解得
，
刚碰撞完瞬间，对小球有
解得
T=4.5N
（3）小物块向左运动至压缩弹簧至最短时
解得
31．（1）；（2）；（3）1.86m
【详解】（1）设弹丸射出时竖直方向上的速度为，则
解得
设弹丸射出时水平方向上的速度为，则
解得
弹丸从A点到B点由，解得时间为
所以A、B间的水平距离
（2）由于，打击过程为完全弹性碰撞，所以弹丸与滑块碰撞后速度交换，弹丸静止，滑块以的速度运动，此后滑块匀减速运动，由牛顿第二定律可得
解得滑块加速度大小
对薄板由牛顿第二定律得
解得薄板的加速度大小
则薄板静止不动。则开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量
（3）m1滑到薄板右端，由动能定理可得
解得
由于撞击后与粘在一起，由动量守恒可知
解得撞击后的共同速度
设到薄板停止运动，薄板的位移为s0，由动能定理得
解得
平台s至少需要
32．（1）；（2）
【详解】（1）小球甲从A点滑到B点，此过程中仅重力做功，由机械能守恒得
解得
根据牛顿第二定律有
解得轨道对小球甲的作用力大小
（2）若两球碰撞后粘在一起继续运动，则有
解得
故碰后它们能上升的最大高度为，有
解得
33．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，根据动能定理有
解得
（2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，根据动能定理有
解得
（3）若忽略其在空中运动时受到的一切阻力，运动员从C点起跳后在空中飞行的过程是平抛运动。设其飞行过程竖直方向的位移为h，水平方向的位移为x，飞行时间为t，根据几何关系有
根据平抛运动规律有
联立解得
34．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足
又滑块A沿切线滑入圆轨道，满足
解得
（2）滑块A沿圆轨道滑下，机械能守恒，得
在Q点，由圆周运动规律
解得
，
（3）滑块A滑上木板B后，A、B水平方向不受外力，动量守恒，有
解得
根据功能关系，有
解得
所以木板B的最小长度L=8.75m
