广东省2023-2024学年上学期高三物理模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、马路施工处警示灯是红色的，这除了因为红色光容易引起视觉注意以外，还因为红色光比其它可见光（ ）
A．容易发生明显衍射 B．容易发生稳定干涉
C．容易发生折射现象 D．容易发生光电效应
2、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（ ）
A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上
B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上
C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子
D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上
3、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是（ ）
A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间
D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:3，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、 L3、L4、L5和L6（电阻恒定不变），变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光．下列说法正确的是（ ）
A．L1、L2、 L3三只灯泡亮度一定相同
B．小灯泡L2一定比L4亮
C．交流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍
D．L1消耗的功率是L2消耗灯泡的2.25倍
5、研究光电效应现象的实验装置如图（a）所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图（b）所示。已知电子的质量为m，电荷量为－e，黄光和蓝光的频率分别为v1和v2，且v1
C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率
D．用黄光照射时，光电子的最大初动能为eU2
6、如图所示，质量均为的物块A、B压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为1，下端弹簧的弹性系数为，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接，A、B处于静止状态，现给A一个竖直向上的拉力，的大小自0开始缓慢增大，物块B自初始位置能上升的最大高度为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中，∠A=，∠B=，AC长为L，已知A点的电势为（>0），B点的电势为2，C点的电势为0，一带电的粒子从C点以v0的速度出发，方向如图所示（与AC边成）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的方向由B指向C
B．电场强度的大小为
C．若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为
D．只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点
8、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（ ）
A．状态b、c的内能相等
B．状态a的内能比状态b、c的内能大
C．在a到b的过程中气体对外界做功
D．在a到b的过程中气体向外界放热
E.在b到c的过程中气体一直向外界放热
9、如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度v从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，而后到达与点在同一水平面上的P点，轨迹如图。其中N/是N点在MP直线上的投影点。以下关于小球的运动说法正确的是（ ）
A．从M到N重力势能增加
B．从M到N机械能增加2mv2
C．从M到P动能增加8mv2
D．重力与电场力大小之比为1：2
10、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（ ）
A． B． C． D．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）图甲是某学习小组设计组装成的多用电表的电路图，图中的是电池，是电池内阻，是欧姆调零电阻，分别与黑、红表笔相接。都是定值电阻，表头的满偏电流为，内阻为。已知，，。
(1)图甲可知该多用电表有______个挡位可以测量直流电流。（填写正确答案前的字母）
A．1 B．2 C．3 D．4
(2)该学习小组将“”端与“3”相接，将表笔短接，调节。进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势____（计算结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的_______（填“”“”或“”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)通过测量得知表头的内阻。若“”端与“4”相连，则多用电表的最大量程为____；“”端与“5”相连进行测量时，指针位置如图丙所示，则电表的读数为______。
12．（12分）某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素，设计如图（a）所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板A上，处于原长的弹簧右端位于C，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d的遮光板，轨道B处装有光电门。
(1)实验的主要步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图（b）所示，d=______cm；
②将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；
③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；
④改变弹簧压缩量，多次重复步骤②和③。
(2)实验手机的数据并处理如下。
①实验小组根据上表数据在图中已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出图像__________。
②根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一矩形区域，和边长度分别为9cm和8cm，O为矩形的中心。在矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。在O点把一带电小球向各个方向发射，小球质量为、所带电荷量为。
(1)求小球在磁场中做完整圆周运动时的最大速度；
(2)现在把小球的速度增大为的倍，欲使小球尽快离开矩形，求小球在磁场中运动的时间。
14．（16分）如图所示为一种运动游戏，运动员从起跑线开始推着滑板加速一段相同距离后，再跳上滑板自由滑行，滑行距离远但又不掉入水池的为获胜者，其运动过程可简化为以下模型：一质量M=60kg的运动员用与水平方向成角的恒力F斜向下推静止于A点、质量m=20kg的滑板，使其匀加速运动到P点时迅速跳上滑板（跳上瞬间可认为滑板速度不变），与滑板一起运动到水池边的B点时刚好停下，已知运动员在AP段所施加的力F=200N，AP长为x1，PB长x2=24m，滑板与水平面间的动摩擦因数为，不计滑板长和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，求：
(1)AP长x1；
(2)滑板从A到B所用的时间t（保留两位有效数字）。
15．（12分）如图所示一足够长的斜面倾角为370，斜面BC与水平面AB圆滑连接质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L=9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因素均为μ=0.5现使物体受到一水平向右的恒力F=14N作用，运动至B点时撤去该力(sin370=0.6，cos370=0.8，取g=10m/s2)则：
（1）物体在恒力作用下运动时的加速度是多大？
（2）物体到达B点时的速度是多大？
（3）物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．红光在可见光中的波长最长，容易发生明显衍射，故选项A正确；
B．干涉与光的颜色无关，选项B错误；
C．所有的光都能发生折射，选项C错误；
D．红光在可见光中频率最小，最不容易发生光电效应，选项D错误.
2、A
【解析】
微粒从M到N运动时间 ，对应N筒转过角度 ，即如果以v1射出时，转过角度： ，如果以v2射出时，转过角度： ，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当 时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当 时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A
点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．
3、B
【解析】
A．根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误；
B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，故B正确；
C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故 C错误；
D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故 D错误。
4、C
【解析】
设小灯泡L4两端电压为，则有副线圈的输出电压为，根据电压与匝数成正比，原线圈的输入电压为，L2、 L3两只灯泡串联后的总电压为；设通过小灯泡L4电流为，根据电流与匝数成反比，则有原线圈电流为，根据欧姆定律可得通过L2、 L3两只灯泡的电流为，根据并联分流可得通过L1灯泡的电流为，小灯泡L1两端电压为，根据串联分压可知交流电源输出电压，根据电功率公式可知，故C正确，A、B、D错误；
5、A
【解析】
AB．根据光电效应方程则有
在光电管中，遏止电压满足
联立方程有
因为
所以对于同一光电管和金属
蓝光对应的遏止电压大，则图（b）中的乙线是对应蓝光照射，A正确，B错误；
C．极限频率满足
则
联立两式解得
C错误；
D．用黄光照射时，光电子的最大初动能为，D错误。
故选A。
6、B
【解析】
开始弹簧压缩量
当A离开弹簧，弹簧的压缩量
所以B上升的最大高度
故B正确，ACD错误。
故选：B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
A．B点的电势为2φ，C点的电势为0，故BC中点D的电势为φ，又有A、D电势相等，故匀强电场场强方向垂直AD，根据沿着电场线电势降低可得：电场线方向垂直AD指向左侧，故A错误；
B．根据可知电场强度的大小为
故B正确；
C．粒子在电场中做类平抛运动，粒子能击中图中的A点，则有
联立解得
故C正确；
D．粒子运动过程只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，故粒子做类平抛运动，所以粒子速度不论多大在电场中都不能击中图中的B点。
故D错误。
故选BC。
8、ABD
【解析】
A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；
B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；
C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；
D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；
E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．
9、BCD
【解析】
A．小球在电场中运动的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达N点时，其竖直方向的速度为零，
M到N，在竖直方向上有
则该段过程重力势能的增加量为
故A错误；
B．从M到N机械能增加量为
故B正确；
C．根据题意可知，从M到N与从N到M所用时间相等，根据v=at可知，到达P点时小球在水平方向的速度为
此时小球的合速度为
则从M到P动能增加量为
故C正确；
D．从M到N，竖直方向有
水平方向上有
所以重力与电场力大小之比为1：2，故D正确。
故选BCD。
10、BC
【解析】
A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：
mv0=mv1+2mv2
由动能守恒得：
联立得： ①
1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：
2mg= ②
A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：
③
联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0
2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：
④
联立①④得：v0=
可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0
由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0 或v0 ，故AD错误，BC正确．
故选BC
【点睛】
小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、B
【解析】
（1）[1]根据表头的改装可知“”接“1”和“2”是电流挡，接“3”是电阻挡，接“4”和“5”是电压挡，所以该多用电表有2个挡位可以测量直流电流，故B正确，ACD错误。故选：B；
（2）[2] “”端与“3”相接，由
，
可得：
，
根据闭合电路欧姆定律
，
结合图象乙，当Rx=0时，Ig=20mA；Rx=150Ω时，Ig=10mA。代入数据解得：
，
；
[3]由可知，中值电阻为
。
即
，
因此该小组使用了多用电表的“”倍率的欧姆挡进行测量；
（3）[4]若“”端与“4”相连，则有
，
解得：
，
即此时电表的最大量程为10V；
[5] “”端与“5”相连时
，
最大量程为50V，由表盘可知最小分度值为1V，读数时估读到下一位，所以此时的读数为20.0V。
12、1.650cm 0.048－0.052
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1.6cm，游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：1.6cm+0.50mm=1.650cm
(2)[2]第5点速度为
则
将余下的点描在坐标纸上，且将所有点拟合成直线，如图
(3)[3]由实验原理得
则图像斜率
由图像可得
解得
由于误差，则0.048－0.052均可
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）2.5m/s（2）
【解析】
（1）O点到ad(bc)边的距离为，到ab(cd)边的距离为，要使小球不离开磁场，小球与两边相切时，小球做圆周运动的半径最大，如图所示，设最大半径为，
由几何知识有
联立解得
由解得
v0=2.5m/s
（2）把小球的速度增大为的倍，即v=4m/s，此时小球运动的半径为
欲使小球尽快离开矩形，则轨迹如图；由几何关系可知，粒子在磁场中的圆周角为60°，则时间
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)设滑板在P点的速度为v，AP段和PB段加速度分别为a1和a2，PB段根据牛顿第二定律可得
在AP段根据牛顿第二定律可得
解得
根据速度位移关系可得
联立可得
，
(2) 根据平均速度和位移的关系可得
得
=s
15、 (1) (2) (3)
【解析】
（1）在水平面上，根据牛顿第二定律可知：F-μmg=ma，
解得：
（2）有M到B，根据速度位移公式可知：vB2＝2aL
解得：vB＝m/s=6m/s
（3）在斜面上，根据牛顿第二定律可知：mgsinθ+μmgcosθ=ma′
代入数据解得：a′=10m/s2
根据速度位移公式可知：0 vB2＝2a′x
解得：x＝m＝1.8m广东省2024届上期末物理模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、 “歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。在某次起飞中，质量为m的“歼-20”以恒定的功率P起动，其起飞过程的速度随时间变化图像如图所示，经时间t0飞机的速度达到最大值为vm时，刚好起飞。关于起飞过程，下列说法正确的是
A．飞机所受合力不变，速度增加越来越慢
B．飞机所受合力增大，速度增加越来越快
C．该过程克服阻力所做的功为
D．平均速度
2、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（ ）
A．电压表的示数增大，电流表的示数减小
B．电容器C所带电荷量减小。
C．R1的电功率增大
D．电源的输出功率一定增大
3、甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t图象如图所示．t=0时，两车间距为；时刻，甲、乙两车相遇．时间内甲车发生的位移为s，下列说法正确的是( )
A．时间内甲车在前，时间内乙车在前
B． 时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍
C．时刻甲、乙两车相距
D．
4、如图所示，虚线表示某孤立点电荷Q激发的电场中三个等间距的等势面，一带电粒子（可看成点电荷）仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c、d为轨迹与等势面的交点。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在a点的电势能一定小于在d点的电势能
B．电势的高低一定是。
C．粒子运动过程中经过c点时的加速度一定最大
D．粒子在a、b间的动能改变量一定等于在b、c间的动能改变量
5、某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（ ）
A． B．
C． D．
6、法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲.丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB//ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中.线圈中能产生感应电流的是（ ）
A．甲图中线圈自由下落 B．乙图中线圈自由下落
C．丙图中线圈绕AB匀速转动 D．丁图中线圈匀速向右移动
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示的输电线路中，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，电压表V1、V2分别接在T1和T2副线圈两端。已知T2原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为r，T1原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，电压表和电流表均为理想电表。由于用户的负载变化，电流表A2的示数增加ΔI，则
A．电流表A1的示数增大
B．电压表V2的示数减小
C．电压表V1的示数增大
D．输电线上损失的功率增加
8、如图所示，MN 是一半圆形绝缘线，O 点为圆心，P 为绝缘线所在圆上一点，且 OP垂直于 MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的( )
A．O 点处和 P 点处的电场强度大小相等，方向相同
B．O 点处和 P 点处的电场强度大小不相等，方向相同
C．将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电场力始终不做功
D．将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电势能增加
9、如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，若线框总电阻为，则（ ）
A．边两端电压的有效值为
B．当线框平面与中性面的夹角为时，线框产生的电动势的大小为
C．从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为
D．线框转动一周产生的焦耳热为
10、广西壮族自治区处在北纬之间，某极地卫星通过广西最北端与最南端正上方所经历的时间为t，查阅到万有引力常量G及地球质量M。卫星的轨道视为圆形，忽略地球自转，卫星的运动视为匀速圆周运动，根据以上信息可以求出（ ）
A．该卫星周期
B．该卫星受到的向心力
C．该卫星的线速度大小
D．地球的密度
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某实验兴趣小组用如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律并求出当地重力加速度。倾斜气垫导轨倾角为30°，导轨上端与水平桌面相接并安装有速度传感器可以直接测出小物块经过上端时的速度，气垫导轨和水平桌面上均有刻度值可读出长度。导轨下端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，测出不放小物块时弹簧上端与传感器之间的长度为L。气垫导轨开始工作后把质量为m的小物块轻放在弹簧上端，用外力向下缓慢推动小物块到不同位置后撤去外力，小物块从静止开始向上运动，经过一段时间后落在水平桌面上。
（1）通过实验，该小组测出了多组不同的速度v和对应的落点到导轨上的长度x，画出了如图乙所示的图象，已知该图象为一过原点的直线、直线斜率为k，则通过该象可求出当地重力加速度g的值为_________，考虑到空气阻力，该小组测出的值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）通过事先对轻弹簧的测定，、研究得出弹簧的弹性势能与压缩量的关系为。若每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，为了验证小物块和轻弹簧系统的机械能守恒，该小组需要验证的表达式为__________________（用x、n、L表示）。
12．（12分）某同学用如图所示装置做“探究加速度与合力关系”的实验。测得小车（带遮光片）的质量为，当地的重力加速度为。
（1）实验前，用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图所示，则遮光片的宽度为____。
（2）为了使细线的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，必须__________。
A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力
B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．减小遮光片的宽度
（3）调节好装置，将小车由静止释放，与光电门连接的计时器显示小车通过光电门时遮光片的遮光时间，要测量小车运动的加速度，还需要测量__________（填写需要测量的物理量名称），若该物理量用表示，则小车运动的加速度大小为_______（用测得的物理量符号表示）。
（4）保持小车每次释放的位置不变，光电门的位置不变，改变砂和砂桶的总质量，重复实验，测得多组小车通过光电门的遮光时间及砂和砂桶的总质量，为了使图像能直观地反映物理量之间的关系，应该作出______（填“”、“”、“”或“”）图像，当图像为过原点的一条倾斜的直线，表明质量一定时，加速度与合力成正比。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，间距为l1的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的水平部分平滑连接而成，右端接有阻值为R的电阻c，矩形区域MNPQ中有宽为l2、磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，边界MN到倾斜导轨底端的距离为s1。在倾斜导轨同一高度h处放置两根细金属棒a和b，由静止先后释放a、b，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在离开磁场后继续运动的距离为s2后停止。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
（1）a棒运动过程中两端的最大电压；
（2）整个运动过程中b棒所产生的电热；
（3）整个运动过程中通过b棒的电荷量。
14．（16分）如图所示，竖直光滑的半圆轨道ABC固定在粗糙水平面上，直径AC竖直。小物块P和Q之间有一个被压缩后锁定的轻质弹簧，P、Q和弹簧作为一个系统可视为质点。开始时，系统位于4处，某时刻弹簧解锁（时间极短）使P、Q分离，Q沿水平面运动至D点静止，P沿半圆轨道运动并恰能通过最高点C，最终也落在D点。已知P的质量为m1=0.4kg，Q的质量为m2=0.8kg，半圆轨道半径R=0.4m，重力加速度g取l0m/s2，求：
（I）AD之间的距离；
（2）弹簧锁定时的弹性势能；
（3）Q与水平面之间的动摩擦因数。（结果保留两位小数）
15．（12分）如图所示，在内壁光滑的细玻璃管中用水银密封一段空气柱（可视为理想气体），当玻璃管竖直放置时，水银柱高，空气柱高。现将玻璃管放在倾角为的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。已知外界温度不变，大气压强，水银的密度，重力加速度g取，假设斜面足够长，让玻璃管由静止下滑，当玻璃管与水银柱相对静止时，求玻璃管中空气柱的长度（结果保留三位有效数字）。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
AB.根据图像可知，图像的斜率为加速度，所以起飞中，斜率越来越小，加速度越来越小，速度增加越来越慢，根据牛顿第二定律，加速度减小，合外力减小，AB错误
C.根据动能定理可知：，解得：，C正确
D.因为不是匀变速运动，所以平均速度不等于，D错误
2、A
【解析】
A．滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压
总电流减小，电压表示数增大，故A正确；
B．容器两端电压即电压表两端电压，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B错误；
C．流过电阻R1的电流减小，由公式可知，消耗的功率变小，故C错误；
D．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D错误。
故选A。
3、D
【解析】
A．由图知在0～t0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以A错误；
B．0～2t0时间内甲车平均速度的大小，乙车平均速度，所以B错误；
D．由题意知，图中阴影部分面积即为位移s0，根据几何关系知，三角形ABC的面积对应位移s0∕3，所以可求三角形OCD的面积对应位移s0∕6，所以0—to时间内甲车发生的位移为
s=s0+ s0∕6
得
s0=s
故D正确；
C．2t0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC的面积即s0∕3，所以C错误．
故选D。
4、A
【解析】
A．由图可知，轨迹向下弯曲，带电粒子所受的电场力方向向下，则带电粒子受到了排斥力作用；从a到d过程中，电场力做负功，可知电势能增大，故A正确；
B．由于不知道粒子带正电还是带负电，因此无法确定电场的方向，无法判断电势的高低，故B错误；
C．根据点电荷的电场特点可知，在轨迹上，距离点电荷最近的地方的电场强度最大，所以粒子运动过程中经过距离点电荷最近处的加速度一定最大，但c处不是距点电荷最近点的，故其加速度不是最大，故C错误；
D．ab之间任意一点的电场强度均小于bc之间任意一点的场强，带电粒子在ab之间电场力做功小于bc之间电场力做的功，粒子在a、b间的动能改变量小于在b、c间的动能改变量，故D错误。
故选A。
5、B
【解析】
设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：
m=ρV=ρSvt
以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：
Ft=0-mv，
即：
F=-=-ρSv1，
负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误。
6、D
【解析】
AC．图甲、丙中，穿过铜线圈的磁通量始终为零，铜线圈中不会产生感应电流，故A、C均错误；
B．图乙中，线圈自由下落，由于线圈离导线AB距离不变，所以穿过铜线圈的磁通量始终不变，铜线圈中不会产生感应电流，故B错误；
D．图丁中，线圈匀速向右移动，穿过铜线圈的磁通量不断减小，铜线圈中会产生感应电流，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AB
【解析】
A. T2原、副线圈匝数比为k，所以 ，所以电流表A1的示数增大，A正确。
B. 因为电流表A1的示数增大，所以输电线上损失电压增加，变压器T2原线圈电压减小 ，根据变压器原理 得电压表V2的示数减小，B正确。
C. 因为T1原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，所以电压表V1的示数不变，C错误。
D. 因为输电线上电流增大，根据功率方程可知，输电线损失功率增加量一定不是，D错误。
8、BC
【解析】
分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，
由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。
AB. 由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；
CD. 由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。
9、AB
【解析】
A．根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为
则交流电的电动势的有效值为
边两端电压的有效值为
所以A正确；
B．当线框平面与中性面的夹角为时，即
则此时的电动势为
所以B正确；
C．由图象可得交流电的周期为
从到时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为
由电动势的瞬时值表达式可知
则
所以C错误；
D．此交流电的电流有效值为
根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为
所以D错误。
故选AB。
10、AC
【解析】
A．广西壮族自治区处在北纬之间，某极地卫星通过广西最北端与最南端正上方所经历的时间为，已知转过对应角度的时间，则可以求得运动一周的时间即卫星的周期
A正确；
B．因为不知道该卫星的质量，根据万有引力定律
无法求得卫星受到的向心力大小，B错误；
C．据万有引力提供圆周运动向心力
已知质量和周期及常量可以求得卫星的轨道半径，根据
可以求得卫星的线速度大小，C正确；
D．因为不知道卫星距地面的高度，故无法求得地球的半径，所以无法得到地球的密度，D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 偏大
【解析】
（1）[1][2]物块到达斜面顶端时的速度为v，则：
物块离开斜面后做斜上抛运动，运动时间：
水平位移：
整理得：
由v2-x图象可知图象斜率：
所以重力加速度：
考虑空气阻力影响，所测重力加速度偏大.
（2）[3]每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，则：
弹簧的弹性势能：
以释放点所处水平面为重力势能的零势面，由机械能守恒定律得：
整理得：
12、0.670 B 释放小车时遮光片到光电门的距离
【解析】
（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺上第14条刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为
所以最终读数为
（2）[2]A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力，是为了使细线的拉力等于小车受到的合外力，故A错误；
B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，可以使细线的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，故B正确；
C．减小遮光片的宽度，能提高测量小车速度和加速度的精度，故C错误。
故选B；
（3）[3][4]还需要测量释放小车时遮光片到光电门的距离，小车的加速度
（4）[5]由
得
为了使图像能直观地反映物理量之间的关系，应该作出图像，当图像为过原点的一条倾斜直线时，表明质量一定时，加速度与合力成正比。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）a棒刚进入磁场时，其两端电压最大，此时a棒相当于电源，b棒与电阻c并联，a棒两端的电压为电源的路端电压，即
由动能定理和法拉第电磁感应定律可知
解得
（2）由题意知b棒的运动情况与a棒完全相同，设a棒在磁场中运动时，棒产生的电热为Q0，则b棒和电阻c产生的电热均为，同理b棒在磁场中运动时，b棒产生的电热也为Q0，则a棒和电阻c产生的电热也均为，所以整个运动过程中b棒产生的电热为总电热的。则
解得
（3）a棒在磁场中运动时，通过a棒的电荷量
则该过程通过b棒的电荷量
同理b棒在磁场中运动时，通过b棒的电荷量
由于前后两次通过b棒的电流方向相反，故通过b棒的总电荷量为。
14、（1）0. 8m （2）6J（3）0.31
【解析】
（1）设物块P在C点时的速度v，AD距离为L，由圆周运动和平抛运动规律，得
解得
（2）设P、Q分离瞬间的速度大小分别为、，弹簧锁定时的弹性势能为，
由动量守恒定律和机械能守恒定律，得
联立解得
（3）设Q与水平面之间的动摩擦因数为，由动能定理，得
解得
15、
【解析】
设玻璃管的横截面积为S，当玻璃管竖直放置时，空气柱的体积
压强
当玻璃管与水银柱相对静止一起沿斜面下滑时，设玻璃管和水银柱的总质量为m，加速度大小为a，对整体根据牛顿第二定律有
设此时空气柱的压强为，体积为，长度为，同理，对水银柱有
整个过程中空气柱发生等温变化，根据玻意耳定律有
其中
联立以上各式并代入数据解得
