广东深圳市富源学校2023届高三下学期物理第八次模拟考试试卷
一、单选题
1．（2023·深圳模拟）某同学站在自动扶梯的水平粗糙踏板上，随扶梯一起斜向上做匀速直线运动，如图所示。该同学所受力的个数为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
2．（2023·深圳模拟）碳是大气层中的氮气受到“宇宙射线”中的中子不断轰击而产生的。碳14有放射性，会自发释放出电子和能量衰变成氮，半衰期为5720年。下列说法正确的是（ ）。
A．碳14自发衰变时质量不会亏损
B．的中子数与的中子数相等
C．氮气受到中子的轰击产生的核反应中总质量数减少
D．增大压强不能使的半衰期变为5721年
3．（2023·深圳模拟）在如图所示的电路中，交流电源的电压有效值恒定，k盏相同的灯泡均正常发光。理想变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A． B． C． D．
4．（2021高三上·湖北月考）某些汽车配置有定速巡航系统，启动定速巡航系统后，汽车按照设定的速度匀速率行驶。如图所示，一汽车定速巡航通过路面abc，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
A．在ab段，汽车的输出功率增大
B．在ab段，汽车的输出功率减小
C．汽车在ab段的输出功率比在bc段的大
D．汽车在ab段的输出功率比在bc段的小
5．（2023·深圳模拟）湖面上P、Q两艘小船（均视为质点）相距，一列水波以大小为的波速沿PQ方向传播，在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点。则下列说法正确的是（ ）。
A．水波的周期为
B．水波的波长为
C．水波从小船P传到小船Q的时间为
D．从小船Q起振到小船Q第一次到达最高点的时间为
6．（2023·深圳模拟）如图所示，曲线为一带负电的粒子在某点电荷产生的电场中的部分运动轨迹，P点为轨迹的最低点，以P点为坐标原点建立直角坐标系，粒子的运动轨迹关于y轴对称，Q点是第Ⅰ象限内轨迹上的一点。粒子只受电场力的作用。下列说法正确的是（ ）
A．点电荷一定带负电
B．点电荷一定在y轴负半轴上的某处
C．Q点的电势一定比P点的电势高
D．粒子在P、Q两点的动能与电势能之和一定相等
7．（2023·深圳模拟）2023年1月9日，“长征七号”A运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，托举“实践二十三号”卫星直冲云霄，随后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，“实践二十三号”卫星距地面的高度为h，入轨后绕地球做匀速圆周运动，该卫星的（ ）
A．线速度大小为 B．角速度大小为
C．向心加速度大小为g D．周期为
二、多选题
8．（2023·深圳模拟）一只翠鸟发现露出水面的游鱼，从高空由静止俯冲扎入水中捕鱼。若在翠鸟由静止俯冲至水面的过程中，位移与时间的比值随时间变化的图像为直线，如图所示，其中、均已知，翠鸟在空中运动的时间为，则下列说法正确的是（ ）
A．翠鸟在空中运动的最大速度为
B．翠鸟在空中运动的最大速度为
C．翠鸟在空中运动的距离为
D．翠鸟在空中运动的距离为
9．（2023·深圳模拟）电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当弦上下振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流的增大而变响。下列说法正确的是（ ）
A．弦振动的周期越大，线圈中感应电流的方向变化越快
B．弦振动的周期越小，线圈中感应电流的方向变化越快
C．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量增大
D．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量减小
10．（2023·深圳模拟）一棱镜的横截面如图所示，其中ABOD是边长为R的正方形，ODE是四分之一圆弧，圆心为O。一光线从AB边上的中点P入射，进入棱镜后射在O点，并在O点恰好发生全反射。不考虑光线在棱镜内的多次反射，真空中的光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．棱镜对光线的折射率为
B．棱镜对光线的折射率为
C．光线在棱镜内传播的时间为
D．光线在棱镜内传播的时间为
三、实验题
11．（2023·深圳模拟）小吴利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。所用器材有：小球、细线、拉力传感器（可以测量细线的拉力）、托盘秤。当地的重力加速度大小为g。
（1）将小球静置于托盘秤上，如图乙所示，托盘秤表盘的示数如图丙所示，则小球的质量 kg。
（2）细线一端与小球相连，另一端绕在水平轴O上。将小球拉至与水平轴O同一高度处后由静止释放，小球在竖直平面内做圆周运动，若小球通过最低点时拉力传感器的示数为F，则能验证机械能守恒定律的等式为 。
（3）若测得水平轴O与小球之间的细线长度为L，小球的直径为d，则小球做圆周运动的最大速度 。
12．（2023·深圳模拟）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A．电流表（量程为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻约为）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．定值电阻（阻值为）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
（1）图甲中的电阻应选用 （填“C”或“D”）。
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线。
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，将对应的数据在坐标系中描点，作出图像如图丙所示，的内阻为 （结果保留三位有效数字）。
（4）给串联一个阻值为 （结果保留三位有效数字）的定值电阻，可将改装成量程为的电压表V。
（5）用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为 V（结果保留三位有效数字）。
四、解答题
13．（2023·深圳模拟）如图所示，一根粗细均匀的“U”形细玻璃管竖直放置，左端足够长、开口，右端封闭且导热良好。管内有一段水银柱，右管封闭了一段空气柱（视为理想气体）。当环境的热力学温度时，左、右两液面的高度差为h，右管空气柱的长度为5h，大气压强恒为8hHg。
（1）若逐渐降低环境温度，求左、右两液面相平时环境的热力学温度；
（2）若不是降低环境温度（环境温度保持不变），往左管缓慢加入水银，直至右液面升高0.5h，求该过程中往左管加入的水银柱的长度H。
14．（2023·深圳模拟）如图所示，某冰雪游乐场中，质量的小游客静止在足够大的冰面上，他将质量的石块（视为质点）以大小的速度水平推向左侧静止在冰面上的楔形冰块的斜面上，结果石块滑回冰面上后恰好不能追上小游客。不计石块滑上冰块时的机械能损失，所有摩擦不计，取重力加速度大小。求：
（1）冰块的质量；
（2）石块沿斜面上滑的最大高度h。
15．（2023·深圳模拟）如图所示，在直角坐标系中，A、P、C、B四点的坐标分别为、、、。内（包括边界）有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场；第Ⅱ、Ⅲ象限（含y轴）存在电场强度大小相同的匀强电场，电场强度方向分别沿y轴负方向和正方向。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿坐标平面以某一初速度射入第Ⅱ象限，经电场偏转后从P点以速率v垂直y轴射入磁场，经磁场偏转后恰好未从边界射出磁场，然后从D点（图中未画出）通过x轴。不计粒子所受的重力。
（1）求电场的电场强度大小E以及粒子在A点的初速度方向与x轴正方向的夹角；
（2）求从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间t；
（3）若在粒子第二次通过y轴时，其他条件不变，仅在第Ⅲ象限加上磁感应强度大小为内磁场的磁感应强度大小的2倍、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出），求粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时的纵坐标。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】由于该同学做匀速直线运动，所以合力为零，即该同学受竖直向下的重力和踏板对同学向上的支持力。
故答案为：A。
【分析】由于同学处于平衡状态，所以同学受到重力和支持力的作用。
2．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．碳14自发衰变中有能量产生，可见碳14自发衰变时存在质量亏损，A不符合题意；
B．的中子数与的中子数分别为8个和7个，中子数不相等，B不符合题意；
C．由核反应特征知，氮气受到中子的轰击产生的核反应中总质量数不变，C不符合题意；
D．半衰期由原子核本身性质决定，与外界因素无关，即增大压强不能使的半衰期变为5721年，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】碳14衰变过程中有能量产生所以发生质量亏损；利用质量数和电荷数的差值可以求出中子数；利用核反应规律可以判别反应前后质量数保持不变；外界条件不会影响半衰期。
3．【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】设灯泡均正常发光时通过灯泡的电流为I，根据电路图可知原线圈电路中只接入一盏灯泡，则通过原线圈的电流为，副线圈电路中接入k-1盏灯泡，k-1盏灯泡并联，并联电路的总电流等于各支路电流之和，则通过副线圈的电流为，根据理想变压器电流与线圈匝数关系可知原、副线圈的匝数之比为，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用支路电流的总和可以求出原副线圈电流之比，利用电流之比可以求出原副线圈匝数之比。
4．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；功率及其计算
【解析】【解答】AB．在ab段，汽车受到的牵引力大小
汽车在ab段的输出功率
由于 不变，v不变，所以 不变，A、B均错误；
CD．汽车在bc段受到的牵引力大小
汽车在bc段的输出功率
汽车在两段行驶的速率相同，所以
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用平衡方程可以求出其牵引力的大小，结合速度的大小可以判别汽车输出功率的大小变化；利用bc段其牵引力的大小结合汽车速度的大小可以比较功率的大小。
5．【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．由于在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点，则有，解得，A不符合题意；
B．根据，解得，B不符合题意；
C．根据，解得水波从小船P传到小船Q的时间，C符合题意；
D．介质中质点的起振方向相同，即小船Q起振方向为由平衡位置开始竖直向上运动，则从小船Q起振到小船Q第一次到达最高点的时间为，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用小船振动时间可以求出周期的大小；利用周期和波长的大小可以求出波速的大小；利用传播距离和传播速度可以求出传播时间。
6．【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向运动轨迹凹侧，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用轨迹的对称性可知，若点电荷在带负电，一定在y轴的负半轴某处；若点电荷在带正电，一定在y轴的正半轴某处，A、B不符合题意；
C．沿着电场线，电势逐渐降低，若点电荷带负电，可知Q点比P点的电势高；若点电荷带正电，由于无法判断Q点和P点到正点电荷的距离大小，因此无法判断Q点与P点电势的高低，C不符合题意；
D．由于在整个运动过程中，只有电场力做功，因此粒子在P点和Q点的动能与电势能之和保持不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用粒子轨迹运动的方向可以判别电场力的方向，利用电场力的方向可以判别点电荷的位置；利用电场线的方向可以比较电势的高低；利用能量守恒定律可以判别粒子在P点和Q点的动能和电势能之和保持不变。
7．【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，有，，解得卫星的线速度大小为，角速度大小为，向心加速度大小为，周期为
故答案为：A。
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度、角速度、向心加速度和周期的大小。
8．【答案】B,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB．由图像可得，变形得，可知翠鸟从高空由静止俯冲，做匀加速直线运动。根据得加速度为，所以当时，速度最大，大小为，A不符合题意，B符合题意；
CD．由匀加速直线运动位移与时间关系可得翠鸟在空中运动的距离为，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用位移公式结合图像斜率可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出速度的最大值；利用位移公式可以求出翠鸟运动的距离大小。
9．【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】AB．根据可知，弦振动的周期越大，磁通量的变化率越小，则线圈中感应电流的方向变化越慢，弦振动的周期越小，磁通量的变化率越大，线圈中感应电流的方向变化越快，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据可知，增大线圈的匝数，则感应电动势增大，感应电流增大，则电吉他的音量增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用弦振动的周期可以判别磁通量变化率的大小进而判别感应电流方向变化的快慢；利用法拉第电磁感应定律结合匝数的变化可以判别电流的变化进而判别音量的大小变化。
10．【答案】A,D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．根据题意，光路图如图所示
根据临界角与折射率的关系，根据几何关系有，所以，A符合题意，B不符合题意；
CD．光在棱镜中的传播速度为，所以光在棱镜中的传播时间为，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用几何关系结合全反射定律可以求出折射率的大小，利用几何关系可以求出光传播的路径，结合传播的速度可以求出传播的时间。
11．【答案】（1）0.10
（2）
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）将小球静置于托盘秤上，如图乙所示，托盘秤表盘的示数如图丙所示，则小球的质量为
（2）设细线长度为L，小球下落过程，有，小球在最低点，根据牛顿第二定律，可得，联立，可得
（3）同理，若测得水平轴O与小球之间的细线长度为L，小球的直径为d，小球经过最低点时具有最大速度，有，解得
【分析】（1）利用表盘的分度值可以求出小球的质量大小；
（2）利用牛顿第二定律结合动能定律可以求出拉力传感器读数的表达式；
（3）利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出速度最大值的表达式。
12．【答案】（1）C
（2）
（3）300
（4）14.7
（5）15.5
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）当电流表A1、A2满偏时，A1并联的电阻约为，图甲中的电阻应选用C；
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示
（3）根据串并联电路特点和欧姆定律有，整理得，根据图像可得，代入数据解得
（4）将改装成量程为的电压表，需要串联的电阻为
（5）当的示数为时，的示数为，当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为
【分析】（1）利用电表的改装结合电流表的量程及欧姆定律可以求出电阻的选择；
（2）利用电路图进行实物图的连线；
（3）利用并联电路的电流特点结合图像斜率可以求出A1的内阻大小；
（4）利用电表的改装结合串联电路的欧姆定律可以求出串联电阻的大小；
（5）利用欧姆定律可以求出电压表的实际量程。
13．【答案】（1）解：设玻璃管的横截面积为S，当左、右两液面相平时，右管液面上升0.5h，对右管内的空气，根据理想气体的状态方程有
解得
（2）解：设右液面升高0.5h时，右管内空气的压强为p，根据玻意耳定律有
解得
左右液面高度差
往左管加入的水银柱的长度
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）当环境温度降低时，利用理想气体的状态方程可以求出环境温度；
（2）当往左管加入水银时，利用理想气体的状态方程及等温变化可以求出加入的水银柱高度。
14．【答案】（1）解：小游客推出冰块的过程中，满足动量守恒
可得小游客的速度
石块滑上冰块再滑下的过程中，满足水平方向动量守恒和机械能守恒，可知
又由于石块恰好不能追上小游客，可知
联立解得
（2）解：石块沿斜面上滑到最高点的过程中，满足水平方向动量守恒和机械能守恒，则有
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）游客推出冰块时，利用动量守恒定律可以求出游客的速度的大小；利用石块滑上冰块再滑下时，利用动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出冰块质量的大小；
（2）石块沿斜面上滑到最高点时，利用水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律可以求出石块上升的最大高度。
15．【答案】（1）解：由题可知，带电粒子第Ⅱ象限只受电场力的作用，故从A到P的过程可以看成是反方向的类平抛运动，则
由此可知
解得
（2）解：由题可知，粒子通过P点到粒子第二次通过y轴的轨迹图如图所示
由此可知
解得
同理根据边角关系可知
故从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间为
（3）解：由（2）分析可知，带电粒子进入第Ⅲ象限时与y轴负方向的夹角为，对带电粒子的运动和受力进行如图所示的分析
其中
故带电粒子通过点后在第III象限的运动可看做是沿x轴负方向、速率为的匀速直线运动和沿逆时针方向、线速度大小为的匀速圆周运动的合运动，带电粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时，速度方向与y轴平行，如图所示
由动能定理可知
解得
故
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）离子从A到P做反向类平抛运动，利用牛顿第二定律结合速度位移公式可以求出电场强度的大小及初速度的方向；
（2）画出离子运动的轨迹，利用几何关系可以求出轨迹半径的大小，结合弧长和运动的距离及速度可以求出运动的时间；
（3）离子在第三象限运动时，利用速度的分解结合动能定理可以求出距离y轴最远的距离。
广东深圳市富源学校2023届高三下学期物理第八次模拟考试试卷
一、单选题
1．（2023·深圳模拟）某同学站在自动扶梯的水平粗糙踏板上，随扶梯一起斜向上做匀速直线运动，如图所示。该同学所受力的个数为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】A
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】由于该同学做匀速直线运动，所以合力为零，即该同学受竖直向下的重力和踏板对同学向上的支持力。
故答案为：A。
【分析】由于同学处于平衡状态，所以同学受到重力和支持力的作用。
2．（2023·深圳模拟）碳是大气层中的氮气受到“宇宙射线”中的中子不断轰击而产生的。碳14有放射性，会自发释放出电子和能量衰变成氮，半衰期为5720年。下列说法正确的是（ ）。
A．碳14自发衰变时质量不会亏损
B．的中子数与的中子数相等
C．氮气受到中子的轰击产生的核反应中总质量数减少
D．增大压强不能使的半衰期变为5721年
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．碳14自发衰变中有能量产生，可见碳14自发衰变时存在质量亏损，A不符合题意；
B．的中子数与的中子数分别为8个和7个，中子数不相等，B不符合题意；
C．由核反应特征知，氮气受到中子的轰击产生的核反应中总质量数不变，C不符合题意；
D．半衰期由原子核本身性质决定，与外界因素无关，即增大压强不能使的半衰期变为5721年，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】碳14衰变过程中有能量产生所以发生质量亏损；利用质量数和电荷数的差值可以求出中子数；利用核反应规律可以判别反应前后质量数保持不变；外界条件不会影响半衰期。
3．（2023·深圳模拟）在如图所示的电路中，交流电源的电压有效值恒定，k盏相同的灯泡均正常发光。理想变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】设灯泡均正常发光时通过灯泡的电流为I，根据电路图可知原线圈电路中只接入一盏灯泡，则通过原线圈的电流为，副线圈电路中接入k-1盏灯泡，k-1盏灯泡并联，并联电路的总电流等于各支路电流之和，则通过副线圈的电流为，根据理想变压器电流与线圈匝数关系可知原、副线圈的匝数之比为，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用支路电流的总和可以求出原副线圈电流之比，利用电流之比可以求出原副线圈匝数之比。
4．（2021高三上·湖北月考）某些汽车配置有定速巡航系统，启动定速巡航系统后，汽车按照设定的速度匀速率行驶。如图所示，一汽车定速巡航通过路面abc，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
A．在ab段，汽车的输出功率增大
B．在ab段，汽车的输出功率减小
C．汽车在ab段的输出功率比在bc段的大
D．汽车在ab段的输出功率比在bc段的小
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；功率及其计算
【解析】【解答】AB．在ab段，汽车受到的牵引力大小
汽车在ab段的输出功率
由于 不变，v不变，所以 不变，A、B均错误；
CD．汽车在bc段受到的牵引力大小
汽车在bc段的输出功率
汽车在两段行驶的速率相同，所以
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用平衡方程可以求出其牵引力的大小，结合速度的大小可以判别汽车输出功率的大小变化；利用bc段其牵引力的大小结合汽车速度的大小可以比较功率的大小。
5．（2023·深圳模拟）湖面上P、Q两艘小船（均视为质点）相距，一列水波以大小为的波速沿PQ方向传播，在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点。则下列说法正确的是（ ）。
A．水波的周期为
B．水波的波长为
C．水波从小船P传到小船Q的时间为
D．从小船Q起振到小船Q第一次到达最高点的时间为
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A．由于在时刻水波恰好到达小船P处，此时小船P由平衡位置开始竖直向上运动，时刻小船P第一次到达最低点，则有，解得，A不符合题意；
B．根据，解得，B不符合题意；
C．根据，解得水波从小船P传到小船Q的时间，C符合题意；
D．介质中质点的起振方向相同，即小船Q起振方向为由平衡位置开始竖直向上运动，则从小船Q起振到小船Q第一次到达最高点的时间为，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用小船振动时间可以求出周期的大小；利用周期和波长的大小可以求出波速的大小；利用传播距离和传播速度可以求出传播时间。
6．（2023·深圳模拟）如图所示，曲线为一带负电的粒子在某点电荷产生的电场中的部分运动轨迹，P点为轨迹的最低点，以P点为坐标原点建立直角坐标系，粒子的运动轨迹关于y轴对称，Q点是第Ⅰ象限内轨迹上的一点。粒子只受电场力的作用。下列说法正确的是（ ）
A．点电荷一定带负电
B．点电荷一定在y轴负半轴上的某处
C．Q点的电势一定比P点的电势高
D．粒子在P、Q两点的动能与电势能之和一定相等
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向运动轨迹凹侧，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用轨迹的对称性可知，若点电荷在带负电，一定在y轴的负半轴某处；若点电荷在带正电，一定在y轴的正半轴某处，A、B不符合题意；
C．沿着电场线，电势逐渐降低，若点电荷带负电，可知Q点比P点的电势高；若点电荷带正电，由于无法判断Q点和P点到正点电荷的距离大小，因此无法判断Q点与P点电势的高低，C不符合题意；
D．由于在整个运动过程中，只有电场力做功，因此粒子在P点和Q点的动能与电势能之和保持不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用粒子轨迹运动的方向可以判别电场力的方向，利用电场力的方向可以判别点电荷的位置；利用电场线的方向可以比较电势的高低；利用能量守恒定律可以判别粒子在P点和Q点的动能和电势能之和保持不变。
7．（2023·深圳模拟）2023年1月9日，“长征七号”A运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，托举“实践二十三号”卫星直冲云霄，随后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，“实践二十三号”卫星距地面的高度为h，入轨后绕地球做匀速圆周运动，该卫星的（ ）
A．线速度大小为 B．角速度大小为
C．向心加速度大小为g D．周期为
【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，有，，解得卫星的线速度大小为，角速度大小为，向心加速度大小为，周期为
故答案为：A。
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度、角速度、向心加速度和周期的大小。
二、多选题
8．（2023·深圳模拟）一只翠鸟发现露出水面的游鱼，从高空由静止俯冲扎入水中捕鱼。若在翠鸟由静止俯冲至水面的过程中，位移与时间的比值随时间变化的图像为直线，如图所示，其中、均已知，翠鸟在空中运动的时间为，则下列说法正确的是（ ）
A．翠鸟在空中运动的最大速度为
B．翠鸟在空中运动的最大速度为
C．翠鸟在空中运动的距离为
D．翠鸟在空中运动的距离为
【答案】B,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB．由图像可得，变形得，可知翠鸟从高空由静止俯冲，做匀加速直线运动。根据得加速度为，所以当时，速度最大，大小为，A不符合题意，B符合题意；
CD．由匀加速直线运动位移与时间关系可得翠鸟在空中运动的距离为，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用位移公式结合图像斜率可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出速度的最大值；利用位移公式可以求出翠鸟运动的距离大小。
9．（2023·深圳模拟）电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当弦上下振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流的增大而变响。下列说法正确的是（ ）
A．弦振动的周期越大，线圈中感应电流的方向变化越快
B．弦振动的周期越小，线圈中感应电流的方向变化越快
C．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量增大
D．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量减小
【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】AB．根据可知，弦振动的周期越大，磁通量的变化率越小，则线圈中感应电流的方向变化越慢，弦振动的周期越小，磁通量的变化率越大，线圈中感应电流的方向变化越快，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据可知，增大线圈的匝数，则感应电动势增大，感应电流增大，则电吉他的音量增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用弦振动的周期可以判别磁通量变化率的大小进而判别感应电流方向变化的快慢；利用法拉第电磁感应定律结合匝数的变化可以判别电流的变化进而判别音量的大小变化。
10．（2023·深圳模拟）一棱镜的横截面如图所示，其中ABOD是边长为R的正方形，ODE是四分之一圆弧，圆心为O。一光线从AB边上的中点P入射，进入棱镜后射在O点，并在O点恰好发生全反射。不考虑光线在棱镜内的多次反射，真空中的光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．棱镜对光线的折射率为
B．棱镜对光线的折射率为
C．光线在棱镜内传播的时间为
D．光线在棱镜内传播的时间为
【答案】A,D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．根据题意，光路图如图所示
根据临界角与折射率的关系，根据几何关系有，所以，A符合题意，B不符合题意；
CD．光在棱镜中的传播速度为，所以光在棱镜中的传播时间为，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用几何关系结合全反射定律可以求出折射率的大小，利用几何关系可以求出光传播的路径，结合传播的速度可以求出传播的时间。
三、实验题
11．（2023·深圳模拟）小吴利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。所用器材有：小球、细线、拉力传感器（可以测量细线的拉力）、托盘秤。当地的重力加速度大小为g。
（1）将小球静置于托盘秤上，如图乙所示，托盘秤表盘的示数如图丙所示，则小球的质量 kg。
（2）细线一端与小球相连，另一端绕在水平轴O上。将小球拉至与水平轴O同一高度处后由静止释放，小球在竖直平面内做圆周运动，若小球通过最低点时拉力传感器的示数为F，则能验证机械能守恒定律的等式为 。
（3）若测得水平轴O与小球之间的细线长度为L，小球的直径为d，则小球做圆周运动的最大速度 。
【答案】（1）0.10
（2）
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）将小球静置于托盘秤上，如图乙所示，托盘秤表盘的示数如图丙所示，则小球的质量为
（2）设细线长度为L，小球下落过程，有，小球在最低点，根据牛顿第二定律，可得，联立，可得
（3）同理，若测得水平轴O与小球之间的细线长度为L，小球的直径为d，小球经过最低点时具有最大速度，有，解得
【分析】（1）利用表盘的分度值可以求出小球的质量大小；
（2）利用牛顿第二定律结合动能定律可以求出拉力传感器读数的表达式；
（3）利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出速度最大值的表达式。
12．（2023·深圳模拟）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A．电流表（量程为，内阻约为）；
B．电流表（量程为，内阻约为）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．定值电阻（阻值为）；
E.滑动变阻器R；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
（1）图甲中的电阻应选用 （填“C”或“D”）。
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线。
（3）正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，将对应的数据在坐标系中描点，作出图像如图丙所示，的内阻为 （结果保留三位有效数字）。
（4）给串联一个阻值为 （结果保留三位有效数字）的定值电阻，可将改装成量程为的电压表V。
（5）用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为 V（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）C
（2）
（3）300
（4）14.7
（5）15.5
【知识点】电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）当电流表A1、A2满偏时，A1并联的电阻约为，图甲中的电阻应选用C；
（2）根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如图所示
（3）根据串并联电路特点和欧姆定律有，整理得，根据图像可得，代入数据解得
（4）将改装成量程为的电压表，需要串联的电阻为
（5）当的示数为时，的示数为，当的示数为时，的示数为，则V的实际量程为
【分析】（1）利用电表的改装结合电流表的量程及欧姆定律可以求出电阻的选择；
（2）利用电路图进行实物图的连线；
（3）利用并联电路的电流特点结合图像斜率可以求出A1的内阻大小；
（4）利用电表的改装结合串联电路的欧姆定律可以求出串联电阻的大小；
（5）利用欧姆定律可以求出电压表的实际量程。
四、解答题
13．（2023·深圳模拟）如图所示，一根粗细均匀的“U”形细玻璃管竖直放置，左端足够长、开口，右端封闭且导热良好。管内有一段水银柱，右管封闭了一段空气柱（视为理想气体）。当环境的热力学温度时，左、右两液面的高度差为h，右管空气柱的长度为5h，大气压强恒为8hHg。
（1）若逐渐降低环境温度，求左、右两液面相平时环境的热力学温度；
（2）若不是降低环境温度（环境温度保持不变），往左管缓慢加入水银，直至右液面升高0.5h，求该过程中往左管加入的水银柱的长度H。
【答案】（1）解：设玻璃管的横截面积为S，当左、右两液面相平时，右管液面上升0.5h，对右管内的空气，根据理想气体的状态方程有
解得
（2）解：设右液面升高0.5h时，右管内空气的压强为p，根据玻意耳定律有
解得
左右液面高度差
往左管加入的水银柱的长度
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）当环境温度降低时，利用理想气体的状态方程可以求出环境温度；
（2）当往左管加入水银时，利用理想气体的状态方程及等温变化可以求出加入的水银柱高度。
14．（2023·深圳模拟）如图所示，某冰雪游乐场中，质量的小游客静止在足够大的冰面上，他将质量的石块（视为质点）以大小的速度水平推向左侧静止在冰面上的楔形冰块的斜面上，结果石块滑回冰面上后恰好不能追上小游客。不计石块滑上冰块时的机械能损失，所有摩擦不计，取重力加速度大小。求：
（1）冰块的质量；
（2）石块沿斜面上滑的最大高度h。
【答案】（1）解：小游客推出冰块的过程中，满足动量守恒
可得小游客的速度
石块滑上冰块再滑下的过程中，满足水平方向动量守恒和机械能守恒，可知
又由于石块恰好不能追上小游客，可知
联立解得
（2）解：石块沿斜面上滑到最高点的过程中，满足水平方向动量守恒和机械能守恒，则有
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）游客推出冰块时，利用动量守恒定律可以求出游客的速度的大小；利用石块滑上冰块再滑下时，利用动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出冰块质量的大小；
（2）石块沿斜面上滑到最高点时，利用水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律可以求出石块上升的最大高度。
15．（2023·深圳模拟）如图所示，在直角坐标系中，A、P、C、B四点的坐标分别为、、、。内（包括边界）有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场；第Ⅱ、Ⅲ象限（含y轴）存在电场强度大小相同的匀强电场，电场强度方向分别沿y轴负方向和正方向。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿坐标平面以某一初速度射入第Ⅱ象限，经电场偏转后从P点以速率v垂直y轴射入磁场，经磁场偏转后恰好未从边界射出磁场，然后从D点（图中未画出）通过x轴。不计粒子所受的重力。
（1）求电场的电场强度大小E以及粒子在A点的初速度方向与x轴正方向的夹角；
（2）求从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间t；
（3）若在粒子第二次通过y轴时，其他条件不变，仅在第Ⅲ象限加上磁感应强度大小为内磁场的磁感应强度大小的2倍、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出），求粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时的纵坐标。
【答案】（1）解：由题可知，带电粒子第Ⅱ象限只受电场力的作用，故从A到P的过程可以看成是反方向的类平抛运动，则
由此可知
解得
（2）解：由题可知，粒子通过P点到粒子第二次通过y轴的轨迹图如图所示
由此可知
解得
同理根据边角关系可知
故从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间为
（3）解：由（2）分析可知，带电粒子进入第Ⅲ象限时与y轴负方向的夹角为，对带电粒子的运动和受力进行如图所示的分析
其中
故带电粒子通过点后在第III象限的运动可看做是沿x轴负方向、速率为的匀速直线运动和沿逆时针方向、线速度大小为的匀速圆周运动的合运动，带电粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时，速度方向与y轴平行，如图所示
由动能定理可知
解得
故
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）离子从A到P做反向类平抛运动，利用牛顿第二定律结合速度位移公式可以求出电场强度的大小及初速度的方向；
（2）画出离子运动的轨迹，利用几何关系可以求出轨迹半径的大小，结合弧长和运动的距离及速度可以求出运动的时间；
（3）离子在第三象限运动时，利用速度的分解结合动能定理可以求出距离y轴最远的距离。
