2023-2024学年重庆市七校联盟高三下学期三诊考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1七校联盟2024年春高三三诊考试高三物理试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡规定的位置上。2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将〖答案〗书写在答题卡规定的位置上。4．考试结束后，将答题卷交回。第I卷（选择题共43分）一、选择题（共43分。1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，全对得5分，选对部分得3分，选错不得分。）1.密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是（）A.悬浮油滴带正电 B.悬浮油滴的电荷量为C.增大场强，悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍〖答案〗C〖解析〗A．带电荷量为q的油滴静止不动，则油滴受到向上的电场力；题图中平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，故板间场强方向竖直向下，则油滴带负电，故A错误；B．根据平衡条件，有故故B错误；C．根据平衡条件，有当增大场强，电场力增大，则悬浮油滴将向上运动，故C正确；D．不同油滴的所带电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量元电荷的整数倍，故D错误。故选C。2.“鹊桥二号”中继星重1.2吨，天线长4.2米，设计寿命为8年。我国计划2024年3月在文昌发射场使用长征八号运载火箭将“鹊桥二号”卫星送入地月转移轨道，进入环月圆轨道稳定运行后，再通过两轨道的交点A进入环月椭圆轨道，如图所示。下列说法正确的是（）A.卫星的发射速度应该大于第二宇宙速度B.卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道需要减速C.卫星在圆轨道经过A点比在椭圆轨道经过A点的向心加速度更大D.在圆轨道的周期小于在椭圆轨道的周期〖答案〗B〖解析〗A．卫星的发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故A错误；B．卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道属于从高轨到低轨，需要减速。故B正确；C．根据解得可知卫星在圆轨道经过A点和在椭圆轨道经过A点的向心加速度一样大。故C错误；D．根据开普勒第三定律可知卫星在圆轨道的周期大于在椭圆轨道的周期。故D错误。故选B。3.坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺，让人感觉惊险刺激。如图所示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（）A.该游客所受合力做功为零B.该游客所受合力始终为零C.该游客的机械能守恒D.该游客所受重力的瞬时功率一定变大〖答案〗A〖解析〗A．根据题意可知，由于游客速率不变，则动能变化量为零，由动能定理可知，该游客所受合力做功为零，故A正确；B．由于游客速率不变，游客做匀速圆周运动，该游客所受合力不为零，指向圆心提供做圆周运动的向心力，故B错误；C．游客匀速率上升，动能不变，重力势能增加，则该游客的机械能增加，故C错误；D．若游客在环形轨道下半部分爬升，竖直分速度逐渐增大，重力的瞬时功率变大，若游客在环形轨道上半部分爬升，竖直分速度逐渐减小，重力的瞬时功率减小，故D错误。故选A。4.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在，而明火中的紫外线频率主要在，下列说法正确的是（）A.为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料截止频率应大于B.只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数C.电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度D.可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化〖答案〗D〖解析〗本题通过火灾报警装置考查截止频率、光电管、欧姆定律。A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A错误；B．只要明火中的紫外线照射到K极，就会发生光电效应，B错误；C．电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏度，C错误；D．明火中紫外线强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故可用电压表示数变化监测火情的变化，故D正确。故选D5.甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（）A.时电压表的示数为5VB.电压表的示数始终为C.原线圈中交变流电的频率为50Hz，原线圈中的电流方向每秒改变50次D.若，则可以实现燃气灶点火〖答案〗D〖解析〗AB．根据图（乙）得到原线圈输入电压的最大值为5V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值为V则电压表的示数始终为V，故AB错误；C．根据图（乙）得到原线圈输入电压周期为0.02s，频率为Hz一个周期电流方向改变2次，变压器不改变交变电流的频率，故副线圈电流方向每秒改变100次，故C错误；D．瞬时电压大于5000V即火花放电，即副线圈输出电压最大值为5000V，根据变压比可知所以实现燃气灶点火的条件是若，则可以实现燃气灶点火，故D正确。故选D。6.倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（）A.光线有可能在下表面发生全反射B.光线从空气进入冰晶后传播速度变大C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小D.随太阳高度角增大，紫光比红光先在侧面发生全反射〖答案〗D〖解析〗A．冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射。故A错误；B．光线从空气中的传播速度大于在固体中的传播速度。故B错误；C．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大。故C错误；D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射。故D正确。故选D。7.如图（a），轿厢内质量为0.5kg的物块的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着且保持静止，物块与轿厢水平底面间的动摩擦因数为0.3。时，轿厢在竖直轨道作用下由静止开始运动，轨道对轿厢竖直向上的作用力F的大小随时间t的变化如图（b）所示，时，物块恰好相对轿厢底面滑动。轿厢和厢内物块的总质量为500kg，重力加速度大小取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（）A.时，轿厢的加速度大小为2.4m/s2B.时，轿厢对物块的支持力大小为5NC.时，轿厢的速度大小为10m/sD.物块从开始滑动到弹簧恢复原长的过程中，物块在水平方向上做匀加速直线运动〖答案〗C〖解析〗AB．物块恰好相对轿厢底面滑动，根据平衡条件可知此时弹簧弹力等于物块与木箱间的摩擦力，对木箱受力分析，竖直方向对物块受力分析其中解得故AB错误；C．根据动量定理可得解得故C正确；D．物块从开始滑动到弹簧恢复原长的过程中，开始时物块在水平方向上受摩擦力和弹力作用，而恢复原长后，水平方向上只受摩擦力，方向与开始时合力方向不同，故不是匀加速直线运动，故D错误。故选C。8.潜水员在水中呼出的气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（）A.分子的平均动能保持不变B.气体温度降低C.气泡内分子的数密度不变D.气泡体积增大，气体对外做功〖答案〗BD〖解析〗D．气泡从水下几米深处快速上升到水面过程中，气泡内气体的压强气泡所处液面高度减小，则气泡内的压强减小，假设气体温度不变，根据玻意耳定律可知，气泡的体积增大，气体对外做功，由于气体与外界未实现热交换，则气体内能减小，气体温度降低，则假设不成立，气泡内气体实际上体积增大，气体对外做功，温度降低，故D正确；B．气体与外界未实现热交换，水泡的体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体温度降低，故B正确；A．结合上述可知，气体温度降低，分子的平均动能减小，故A错误；C．结合上述可知，气泡体积增大，气泡内分子的数密度减小，故C错误。故选BD。9.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其周期为3s，振幅为6cm，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。某一时刻P、Q两处质点都位于y轴正向振幅处且分别向下和向上振动。以该时刻为计时起点，则波速v和Q处质点在2s内的路程大小d是（）A. B.C. D.〖答案〗BC〖解析〗AB．波动方程的最简单表达式为当时，解得正方向上最小的横坐标值为该位置到正方向上最近波峰横坐标之间的间距为由于某一时刻P、Q两处质点都位于y轴正向振幅处且分别向下和向上振动，结合上述，根据同侧法，作出PQ之间最简单的波形，如图实线所示则有（n=0，1，2，3…）由于PQ间距小于波长，则n取0，解得则波传播速度为故A错误，B正确；CD．由于根据波形平移规律可知，从题中时刻开始，内波形向右平移，Q恰好到达波峰，可知，在2s内，Q的路程为故C正确，D错误。故选BC。10.如图1所示，空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，电阻忽略不计的足够长、光滑的水平金属导轨间的距离。电阻均为、质量分别为、的导体棒a、b垂直导轨放置，计时开始导体棒a受到水平向右的恒力F作用，a、b从静止开始做加速运动，时刻导体棒a的速度正好达到，此后两导体棒达到稳定的运动状态，图2是导体棒a、b运动的图像，两根导体棒在运动过程中始终与导轨保持垂直且良好接触，不计水平金属导轨的电阻，磁场的范围足够大。下列说法正确的是（）A.时间间隔内，安培力对导体棒b做的功等于2.5JB.时间间隔内，通过导体棒a某一横截面的电荷量为0.5CC.与差值为4sD.F的大小为0.5N〖答案〗BC〖解析〗A．由图2可知，时刻导体棒b的速度为根据动能定理可知时间间隔内，安培力对导体棒b做的功为故A错误；B．时间间隔内，对导体棒b，根据动量定理可得又联立解得可知通过导体棒a某一横截面的电荷量为0.5C，故B正确；CD．根据题意可知时刻后，两棒的加速度相同，时刻回路电流为分别为导体棒a、b根据牛顿第二定律可得联立解得，则与差值为故C正确，D错误。故选BC。第II卷（非选择题共57分）二、实验题（共2题，共16分。）11.某同学用图（a）所示装置研究滑块在水平传送带上的运动。实验前，该同学已先测出滑块和位移传感器（发射器）的总质量为。实验中，该同学让传送带保持恒定的速度，将滑块由静止轻放在传送带上O处并将此时刻作为计时起点，用位移传感器测出了各时刻t滑块相对于O的位移x，利用测得的多组数据在图（b）所示的坐标中描出了14个点。（所有计算结果均保留两位有效数字）（1）根据描出的点作出滑块运动的图线，可以得出以下结论：①滑块在传送带上先做的是直线运动；②传送带的速度大小为__________m/s；③滑块做匀加速直线运动的加速度大小为5m/s2。（2）若重力加速度大小取，则利用实验数据可求得：①滑块与传送带间的动摩擦因数为__________；②在末这段时间内，滑块与传送带间因摩擦产生的热量为__________J。〖答案〗（1）2.0（2）0.500.45〖解析〗【小问1详析】由图可知，0.40s后滑块做匀速直线运动，即滑块的速度等于传送带的速度，则有【小问2详析】①[1]滑块在传送带上匀加速的运动时，根据牛顿第二定律可得代入数据，解得②[2]由于传送带与滑块之间有相对运动时才有热量产生，所以0.10s末～0.60s末这段时间内，只有0.10s末～0.40s末这段时间有热量产生，这段时间内传送带的位移为0.1s末滑块的速度为0.10s末～0.40s末这段时间滑块的位移为则滑块与传送带之间的相对位移为则摩擦产生的热量为12.很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。（1）某兴趣小组找到一块电阻式触摸屏单元，将其接入电路中，简化电路如图（b）。先将开关闭合到1让电容器充满电，再将开关切换到2，通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图（c）中画出了按压和不按压两种情况下电容器两端的电压U随时间变化的图像，则按压状态对应的图像应为图（c）中的___________（填“虚线”或“实线”）所示。（2）粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有：A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）；B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）；C．电流表（量程为3mA，内阻为5Ω）；D．电流表（量程为60mA，内阻约为2Ω）；E．滑动变阻器（总阻值约为10Ω）；F．电阻箱，最大阻值为9999.9Ω。G．开关S，导线若干。①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：___________。（写出一条即可）②乙同学将电流表A1和电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的限值应调为_________Ω。③乙同学设计了图（e）所示的测量电路，为了尽量减小实验的系统误差，图中电阻箱右边的导线应该接_________（填“a”或“b”）；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表A1的示数和对应的电流表A2的示数，得到了图（f）所示的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为_________Ω（结果保留2位有效数字）。该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果________（填“有”或“没有”）影响。〖答案〗（1）实线（2）见〖解析〗995.0a53没有〖解析〗【小问1详析】按压状态时两层导电层就在按压点位置有了接触，并联进去电阻，总电阻减小，放电速度变快，根据图像可知，按压状态对应的图像应为实线。【小问2详析】①[1]因为电源电动势刚3V，而电压表的量程为15V，所以该电路设计中的不合理之处为电压表量程过大；②[2]串联电阻分担电压为根据欧姆定律有③[3]由于已知电流表A1的阻值，可以计算出待测电阻两端的电压，再用差值法计算流过待测电阻的电流，故应接a；[4]根据整理得由图（f）可知，斜率解得[5]由上述可知，该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果没有影响。三、计算题（共3题，共41分。）13.现代人越来越依赖手机，有些人喜欢躺着刷手机，经常出现手机掉落伤眼睛或者额头情况，若有一手机质量为120g，从离人额头为20cm的高度无初速掉落，磕到额头后手机的反弹忽略不计，额头受到手机的冲击时间为0.05s。取g=10m/s2，求（1）手机与额头作用过程中，手机的动量变化量；（2）手机对额头平均作用力的大小。〖答案〗（1）0.24kg·m/s，方向竖直向上；（2）6N〖解析〗（1）选取竖直向下为正方向，根据自由落体运动规律，手机掉落到人额头位置时的速度为手机与额头作用后手机的速度变为0，所以手机与额头作用过程中动量变化量为即手机动量变化量的大小为0.24kg·m/s，方向竖直向上。（2）选取竖直向下为正方向，手机与额头作用过程中，设额头对手机平均作用力的大小为F，对手机由动量定理得代入数据解得F=6N根据牛顿第三定律知，手机对额头平均作用力的大小为6N。14.如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分离，分离后，乙刚好能够返回到e点（未画出）。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，a、b间距离为L，a、c间距离以及b、d间距离均为，忽略甲、乙间的库仑力。求：（1）初始状态弹簧储存的弹性势能；（2）e点与a点的距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）乙从b到a由动能定理得解得乙与甲碰撞前的速度大小乙与甲碰撞由动量守恒定律得解得碰撞后甲、乙的速度大小均为甲、乙从一起压缩弹簧到甲、乙一起返回到c点，由功能关系得解得初始状态弹簧储存的弹性势能（2）在d点由静止释放乙，到乙与甲发生碰撞前，对乙由动能定理得解得碰撞前乙的速度大小甲、乙的碰撞过程由动量守恒定律得解得碰撞后甲、乙的速度大小为从甲、乙碰撞后到甲、乙一起返回到c点时，由功能关系得解得甲、乙分离时的速度大小为乙分离后到乙停止运动，由动能定理得解得则e点与a点的距离为15.如图，在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场；第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为q（q>0）的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场，经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场，然后从y轴负半轴上的D点射出，最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=，OC=d，OD=，OQ=4d，不计粒子重力。（1）求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小；（2）求粒子由A至D过程所用的时间；（3）试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。〖答案〗（1），（2）（3）〖解析〗(1)由题意画出粒子轨迹图如图所示：粒子在第二象限做匀速圆周运动，设粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有由几何关系有：可得：r=2d联立以上各式得：粒子在第三象限做类平抛运动，设粒子在第三象限电场中运动的时间为t2，y轴方向分运动为匀速直线运动有：设x轴方向匀加速运动的加速度为a，有：Eq＝ma联立各式得：(2)设粒子在第二象限磁场中运动的时间为t1，AC弧对应的圆心角为α，由几何关系知可解得：α=60°由运动学公式有：由(1)可知：所以粒子由A至D过程所用的时间为：(3)设粒子在D点的速度与y轴负方向夹角为θ，在D处，粒子的x轴分速度：由合速度与分速度的关系得：联立可得：θ=60°，故；设粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动的半径为r1，由牛顿第二定律有结合(1)得：r1=d；在第四象限如图，粒子在第四象限运动的轨迹必定与D、Q速度所在直线相切，由于粒子运动轨迹半径为d，故粒子在第四象限运动的轨迹是如图所示的轨迹圆O2，该轨迹圆与速度所在直线相切于M点、与速度所在直线相切于N点，连接MN，由几何关系可知：MN=由于M点、N点必须在磁场内，即线段MN在磁场内，故可知磁场面积最小时必定是以MN为直径（如图所示）的圆。即面积最小的磁场半径为：设磁场的最小面积为S，得答：（1）第二象限磁感应强度，第三象限电场强度；（2）粒子由A至D过程所用的时间；（3）第四象限圆形磁场区域的最小面积。七校联盟2024年春高三三诊考试高三物理试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡规定的位置上。2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将〖答案〗书写在答题卡规定的位置上。4．考试结束后，将答题卷交回。第I卷（选择题共43分）一、选择题（共43分。1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，全对得5分，选对部分得3分，选错不得分。）1.密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是（）A.悬浮油滴带正电 B.悬浮油滴的电荷量为C.增大场强，悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍〖答案〗C〖解析〗A．带电荷量为q的油滴静止不动，则油滴受到向上的电场力；题图中平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，故板间场强方向竖直向下，则油滴带负电，故A错误；B．根据平衡条件，有故故B错误；C．根据平衡条件，有当增大场强，电场力增大，则悬浮油滴将向上运动，故C正确；D．不同油滴的所带电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量元电荷的整数倍，故D错误。故选C。2.“鹊桥二号”中继星重1.2吨，天线长4.2米，设计寿命为8年。我国计划2024年3月在文昌发射场使用长征八号运载火箭将“鹊桥二号”卫星送入地月转移轨道，进入环月圆轨道稳定运行后，再通过两轨道的交点A进入环月椭圆轨道，如图所示。下列说法正确的是（）A.卫星的发射速度应该大于第二宇宙速度B.卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道需要减速C.卫星在圆轨道经过A点比在椭圆轨道经过A点的向心加速度更大D.在圆轨道的周期小于在椭圆轨道的周期〖答案〗B〖解析〗A．卫星的发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故A错误；B．卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道属于从高轨到低轨，需要减速。故B正确；C．根据解得可知卫星在圆轨道经过A点和在椭圆轨道经过A点的向心加速度一样大。故C错误；D．根据开普勒第三定律可知卫星在圆轨道的周期大于在椭圆轨道的周期。故D错误。故选B。3.坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺，让人感觉惊险刺激。如图所示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（）A.该游客所受合力做功为零B.该游客所受合力始终为零C.该游客的机械能守恒D.该游客所受重力的瞬时功率一定变大〖答案〗A〖解析〗A．根据题意可知，由于游客速率不变，则动能变化量为零，由动能定理可知，该游客所受合力做功为零，故A正确；B．由于游客速率不变，游客做匀速圆周运动，该游客所受合力不为零，指向圆心提供做圆周运动的向心力，故B错误；C．游客匀速率上升，动能不变，重力势能增加，则该游客的机械能增加，故C错误；D．若游客在环形轨道下半部分爬升，竖直分速度逐渐增大，重力的瞬时功率变大，若游客在环形轨道上半部分爬升，竖直分速度逐渐减小，重力的瞬时功率减小，故D错误。故选A。4.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在，而明火中的紫外线频率主要在，下列说法正确的是（）A.为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料截止频率应大于B.只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数C.电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度D.可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化〖答案〗D〖解析〗本题通过火灾报警装置考查截止频率、光电管、欧姆定律。A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A错误；B．只要明火中的紫外线照射到K极，就会发生光电效应，B错误；C．电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏度，C错误；D．明火中紫外线强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故可用电压表示数变化监测火情的变化，故D正确。故选D5.甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（）A.时电压表的示数为5VB.电压表的示数始终为C.原线圈中交变流电的频率为50Hz，原线圈中的电流方向每秒改变50次D.若，则可以实现燃气灶点火〖答案〗D〖解析〗AB．根据图（乙）得到原线圈输入电压的最大值为5V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值为V则电压表的示数始终为V，故AB错误；C．根据图（乙）得到原线圈输入电压周期为0.02s，频率为Hz一个周期电流方向改变2次，变压器不改变交变电流的频率，故副线圈电流方向每秒改变100次，故C错误；D．瞬时电压大于5000V即火花放电，即副线圈输出电压最大值为5000V，根据变压比可知所以实现燃气灶点火的条件是若，则可以实现燃气灶点火，故D正确。故选D。6.倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（）A.光线有可能在下表面发生全反射B.光线从空气进入冰晶后传播速度变大C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小D.随太阳高度角增大，紫光比红光先在侧面发生全反射〖答案〗D〖解析〗A．冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射。故A错误；B．光线从空气中的传播速度大于在固体中的传播速度。故B错误；C．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大。故C错误；D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射。故D正确。故选D。7.如图（a），轿厢内质量为0.5kg的物块的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着且保持静止，物块与轿厢水平底面间的动摩擦因数为0.3。时，轿厢在竖直轨道作用下由静止开始运动，轨道对轿厢竖直向上的作用力F的大小随时间t的变化如图（b）所示，时，物块恰好相对轿厢底面滑动。轿厢和厢内物块的总质量为500kg，重力加速度大小取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（）A.时，轿厢的加速度大小为2.4m/s2B.时，轿厢对物块的支持力大小为5NC.时，轿厢的速度大小为10m/sD.物块从开始滑动到弹簧恢复原长的过程中，物块在水平方向上做匀加速直线运动〖答案〗C〖解析〗AB．物块恰好相对轿厢底面滑动，根据平衡条件可知此时弹簧弹力等于物块与木箱间的摩擦力，对木箱受力分析，竖直方向对物块受力分析其中解得故AB错误；C．根据动量定理可得解得故C正确；D．物块从开始滑动到弹簧恢复原长的过程中，开始时物块在水平方向上受摩擦力和弹力作用，而恢复原长后，水平方向上只受摩擦力，方向与开始时合力方向不同，故不是匀加速直线运动，故D错误。故选C。8.潜水员在水中呼出的气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（）A.分子的平均动能保持不变B.气体温度降低C.气泡内分子的数密度不变D.气泡体积增大，气体对外做功〖答案〗BD〖解析〗D．气泡从水下几米深处快速上升到水面过程中，气泡内气体的压强气泡所处液面高度减小，则气泡内的压强减小，假设气体温度不变，根据玻意耳定律可知，气泡的体积增大，气体对外做功，由于气体与外界未实现热交换，则气体内能减小，气体温度降低，则假设不成立，气泡内气体实际上体积增大，气体对外做功，温度降低，故D正确；B．气体与外界未实现热交换，水泡的体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体温度降低，故B正确；A．结合上述可知，气体温度降低，分子的平均动能减小，故A错误；C．结合上述可知，气泡体积增大，气泡内分子的数密度减小，故C错误。故选BD。9.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其周期为3s，振幅为6cm，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。某一时刻P、Q两处质点都位于y轴正向振幅处且分别向下和向上振动。以该时刻为计时起点，则波速v和Q处质点在2s内的路程大小d是（）A. B.C. D.〖答案〗BC〖解析〗AB．波动方程的最简单表达式为当时，解得正方向上最小的横坐标值为该位置到正方向上最近波峰横坐标之间的间距为由于某一时刻P、Q两处质点都位于y轴正向振幅处且分别向下和向上振动，结合上述，根据同侧法，作出PQ之间最简单的波形，如图实线所示则有（n=0，1，2，3…）由于PQ间距小于波长，则n取0，解得则波传播速度为故A错误，B正确；CD．由于根据波形平移规律可知，从题中时刻开始，内波形向右平移，Q恰好到达波峰，可知，在2s内，Q的路程为故C正确，D错误。故选BC。10.如图1所示，空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，电阻忽略不计的足够长、光滑的水平金属导轨间的距离。电阻均为、质量分别为、的导体棒a、b垂直导轨放置，计时开始导体棒a受到水平向右的恒力F作用，a、b从静止开始做加速运动，时刻导体棒a的速度正好达到，此后两导体棒达到稳定的运动状态，图2是导体棒a、b运动的图像，两根导体棒在运动过程中始终与导轨保持垂直且良好接触，不计水平金属导轨的电阻，磁场的范围足够大。下列说法正确的是（）A.时间间隔内，安培力对导体棒b做的功等于2.5JB.时间间隔内，通过导体棒a某一横截面的电荷量为0.5CC.与差值为4sD.F的大小为0.5N〖答案〗BC〖解析〗A．由图2可知，时刻导体棒b的速度为根据动能定理可知时间间隔内，安培力对导体棒b做的功为故A错误；B．时间间隔内，对导体棒b，根据动量定理可得又联立解得可知通过导体棒a某一横截面的电荷量为0.5C，故B正确；CD．根据题意可知时刻后，两棒的加速度相同，时刻回路电流为分别为导体棒a、b根据牛顿第二定律可得联立解得，则与差值为故C正确，D错误。故选BC。第II卷（非选择题共57分）二、实验题（共2题，共16分。）11.某同学用图（a）所示装置研究滑块在水平传送带上的运动。实验前，该同学已先测出滑块和位移传感器（发射器）的总质量为。实验中，该同学让传送带保持恒定的速度，将滑块由静止轻放在传送带上O处并将此时刻作为计时起点，用位移传感器测出了各时刻t滑块相对于O的位移x，利用测得的多组数据在图（b）所示的坐标中描出了14个点。（所有计算结果均保留两位有效数字）（1）根据描出的点作出滑块运动的图线，可以得出以下结论：①滑块在传送带上先做的是直线运动；②传送带的速度大小为__________m/s；③滑块做匀加速直线运动的加速度大小为5m/s2。（2）若重力加速度大小取，则利用实验数据可求得：①滑块与传送带间的动摩擦因数为__________；②在末这段时间内，滑块与传送带间因摩擦产生的热量为__________J。〖答案〗（1）2.0（2）0.500.45〖解析〗【小问1详析】由图可知，0.40s后滑块做匀速直线运动，即滑块的速度等于传送带的速度，则有【小问2详析】①[1]滑块在传送带上匀加速的运动时，根据牛顿第二定律可得代入数据，解得②[2]由于传送带与滑块之间有相对运动时才有热量产生，所以0.10s末～0.60s末这段时间内，只有0.10s末～0.40s末这段时间有热量产生，这段时间内传送带的位移为0.1s末滑块的速度为0.10s末～0.40s末这段时间滑块的位移为则滑块与传送带之间的相对位移为则摩擦产生的热量为12.很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。（1）某兴趣小组找到一块电阻式触摸屏单元，将其接入电路中，简化电路如图（b）。先将开关闭合到1让电容器充满电，再将开关切换到2，通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图（c）中画出了按压和不按压两种情况下电容器两端的电压U随时间变化的图像，则按压状态对应的图像应为图（c）中的___________（填“虚线”或“实线”）所示。（2）粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有：A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）；B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）；C．电流表（量程为3mA，内阻为5Ω）；D．电流表（量程为60mA，内阻约为2Ω）；E．滑动变阻器（总阻值约为10Ω）；F．电阻箱，最大阻值为9999.9Ω。G．开关S，导线若干。①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：___________。（写出一条即可）②乙同学将电流表A1和电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的限值应调为_________Ω。③乙同学设计了图（e）所示的测量电路，为了尽量减小实验的系统误差，图中电阻箱右边的导线应该接_________（填“a”或“b”）；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表A1的示数和对应的电流表A2的示数，得到了图（f）所示的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为_________Ω（结果保留2位有效数字）。该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果________（填“有”或“没有”）影响。〖答案〗（1）实线（2）见〖解析〗995.0a53没有〖解析〗【小问1详析】按压状态时两层导电层就在按压点位置有了接触，并联进去电阻，总电阻减小，放电速度变快，根据图像可知，按压状态对应的图像应为实线。【小问2详析】①[1]因为电源电动势刚3V，而电压表的量程为15V，所以该电路设计中的不合理之处为电压表量程过大；②[2]串联电阻分担电压为根据欧姆定律有③[3]由于已知电流表A1的阻值，可以计算出待测电阻两端的电压，再用差值法计算流过待测电阻的电流，故应接a；[4]根据整理得由图（f）可知，斜率解得[5]由上述可知，该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果没有影响。三、计算题（共3题，共41分。）13.现代人越来越依赖手机，有些人喜欢躺着刷手机，经常出现手机掉落伤眼睛或者额头情况，若有一手机质量为120g，从离人额头为20cm的高度无初速掉落，磕到额头后手机的反弹忽略不计，额头受到手机的冲击时间为0.05s。取g=10m/s2，求（1）手机与额头作用过程中，手机的动量变化量；（2）手机对额头平均作用力的大小。〖答案〗（1）0.24kg·m/s，方向竖直向上；（2）6N〖解析〗（1）选取竖直向下为正方向，根据自由落体运动规律，手机掉落到人额头位置时的速度为手机与额