2023-2024学年陕西省两校高三下学期模拟考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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，再选涂其他〖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、选择题：1.北京时间2023年10月3日17时45分许，诺贝尔物理学奖揭晓，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒光脉冲方面所做出的贡献获奖。阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一，电子绕氢原子核运行一周需要150阿秒，微观世界的时间尺度如图所示。若将最短光脉冲视为光波的一个振动周期，则光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，下列说法正确的是（）A波长变短 B.波长变长 C.周期变长 D.光子能量不变〖答案〗A〖解析〗光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，由图可知周期变短，频率变大，根据光子能量表达式可知光子能量变大；根据可知波长变短。故选A。2.如图所示，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式为（k为常数，r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为，则ML、LN两边在O点产生的合磁场磁感应强度大小及方向为（）A.0 B.，垂直纸面向里C.，垂直纸面向外 D.2，垂直纸面向里〖答案〗B〖解析〗设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据右手螺旋定则和矢量的叠加原理可知，MLN支路电流在O点产生的磁场垂直纸面向里，磁感应强度与MN边在O点产生的磁感应强度相等，为。故选B。3.一物体做平抛运动，从抛出时开始计时，第1s内的位移为，第2s内的位移为，第3s内的位移为，已知，则下列关于的说法正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设第1s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为y，则第2s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为3y，第3s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为5y，可知第1s内的位移第2s内的位移第3s内的位移其中联立解得故选B。4.北京冬奥会引发了全国冰雪运动热潮。某滑雪爱好者的运动情景可简化为如图所示的模型。他以初速度从斜坡底端冲上斜坡，到达某一高度后又返回底端，滑雪板与斜坡之间的摩擦不可忽略，关于他在斜坡上运动的速度v、加速度a、重力势能和机械能E随时间的变化关系，下列图像描述可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗B．滑雪爱好者以初速度从斜坡底端冲上斜坡的过程为匀减速直线运动，根据牛顿第二定律解得方向沿斜面向下，返回底端的过程为匀加速速直线运动，根据牛顿第二定律解得方向沿斜面向下，故故B错误；A．又v-t图像斜率表示加速度，图线斜率不变，与矛盾，故A错误；C．爱好者冲上斜坡的过程，重力势能从零不断增大，最高点重力势能最大，然后开始下滑，重力势能不断减小到零，重力势能的变化量与高度变化成正比关系，根据运动学规律知高度与时间不成正比例关系，故图线是非线性关系，当时，根据知下滑时间为上滑时间的2倍，故C正确；D．根据功能关系知，阻力做的负功等于机械能的减小量，故机械能E一直变小，与D不符，故D错误。故选C。5.如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上。第III、IV象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第IV象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中末画出）。若将一质量为m、带电荷量为的小球从x轴上的A点由静止释放，小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第I象限，Q点距O点的距离为d，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.电场强度的大小为B.磁感应强度大小为C.小球在经过P点前瞬间的曲率半径为D.小球在第III、Ⅳ象限运动的总时间为〖答案〗B〖解析〗A．小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，说明小球在第Ⅳ象限电场力与重力平衡，即所以电场强度的大小为A错误；B．小球在第III象限受到重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，设小球到达P点的速度为，由题意知则由动能定理可得解得P点速度为小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，所以小球在第Ⅳ象限所受合外力为洛伦兹力，小球恰好从Q点垂直于x轴进入第I象限，Q点距O点的距离为d，所以圆周运动半径为洛伦兹力提供向心力，则解得磁感应强度大小为B正确；C．小球在P点受到竖直向下的重力，竖直向上的洛伦兹力，此时重力与洛伦兹力的合力提供向心力，设小球在经过P点前瞬间的曲率半径为r，可得解得C错误；D．假设小球在A点水平方向受到一对大小相等，方向相反的速度（向左）和（向右），则小球会在竖直方向受到两个大小相等，方向相反的洛伦兹力（向下）和（向上），且满足则小球在第Ⅲ象限的运动可简化为水平向左的速度为匀速直线运动，以及速度为的匀速圆周运动，小球运动的周期与速度大小无关，故第Ⅲ象限运动的时间与第Ⅳ象限运动的时间相同，均为第Ⅳ象限匀速圆周运动周期的，小球在第Ⅳ象限做匀速圆周运动的周期故小球在第III、Ⅳ象限运动的总时间为D错误；故选B。6.2023年9月21日15时48分，中国空间站“天宫课堂”第四课正式开讲．新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。地球半径为R，引力常量为G，若梦天实验舱做匀速圆周运动的轨道半径是地球半径的k倍，梦天实验舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列说法正确的是（）A.梦天实验舱的环绕周期为 B.地球的质量为C.梦天实验舱处的重力加速度大小为 D.地球的密度为〖答案〗AD〖解析〗A．由几何关系得所以梦天实验舱的环绕周期故A正确；B．由万有引力提供向心力得解得地球的质量故B错误；D．由、可得地球的密度为故D正确；C．由万有引力等于重力得所以梦天实验舱处的重力加速度大小为故C错误。故选AD。7.如图所示，质量为m、带电荷量为的粒子（不计重力）从P点以初速度射入辐射状电场中，粒子恰好做匀速圆周运动，经过四分之一圆周后从A点垂直边射入以正方形为边界的匀强电场中，最后从C点射出。已知辐射状电场在圆弧轨迹处的电场强度大小为，正方形的边长与粒子做圆周运动的轨迹半径相等。下列说法正确的是（）A.粒子在C点时的速度大小为B.粒子在C点时的速度大小为C.粒子从P点运动到C点的时间为D.粒子从P点运动到C点的时间为〖答案〗AC〖解析〗AB．设粒子圆周运动的轨道半径为,则有解得粒子从A到C做类平抛运动，则水平方向上解得在竖直方向上，则有解得竖直方向上分速度所以粒子在C点时的速度大小为A正确，B错误；CD．粒子圆周运动的周期所以粒子在弧形电场中运动的时间所以粒子运动的时间C正确，D错误。故选AC。8.如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9N，设木板对球的支持力为、绳上的拉力为，木板在转动过程中，下列说法正确的是（）A.的最小值为 B.的最大值为9NC.当木板转动60°时，是大小的三倍 D.当木板转动30°时，与大小相等〖答案〗AD〖解析〗A．足球的受力如图所示因为绳与板的夹角不变，三力首尾相接可得与所在直线的夹角不变，即它们的矢量图被限制在一个外接圆上移动。可见绳对足球的拉力一直减小，木板对足球的支持力先增大后减小，初状态时的最小值为故A正确；BC．当木板转动60°时，最大，最大值为此时大小为即是大小的两倍，故BC错误；D．当木板转动30°时，、与三力构成等边三角形，即与大小相等，故D正确。故选AD。二、非选择题：（一）必考题：9.利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。（1）采用如图乙所示的计时器，关于该实验下列操作正确的是______。A．打点计时器的电源应该使用6V~8V的交变电源B．将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔C．把一根细线拴在小车上，细线跨过定滑轮且平行桌面，下面吊着适当质量的钩码D．开始实验时先放开纸带，再接通电源（2）某实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），打点计时器所用的交流电源频率为50Hz。打下第2个计数点时小车的速度v2=______m/s；小车的加速度为a=______m/s2.（结果均保留三位有效数字）（3）如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了49Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行处理，那么速度的测量值与实际值相比______，加速度的测量值与实际值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）〖答案〗（1）BC（2）0.3960.380（3）偏大偏大〖解析〗（1）[1]A．电火花打点计时器使用的电源为220V交流电源，故A错误；B．将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔，故B正确；C．细绳系上重物跨过定滑轮与小车相连，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故C正确；D．为充分利用纸带，应先接通电源，后释放小车，故D错误。故选B。（2）[2]计数点2的瞬时速度[3]根据运用逐差法得a=代入数据得a=0.380m/s2（3）[4][5]如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，实际的计数周期变大，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度及加速度的测量值与实际值相比偏大。10.某物理实验小组准备测量未知电阻Rx（约为2kΩ）的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材：A．电压表V（量程4V，内阻RV约为10kΩ）B．电流表A1（量程100mA，内阻RA为25Ω）C．电流表A2（量程2mA，内阻R2约为100Ω）D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A）E．电阻箱R0（0～9999Ω）F．开关S一个、导线若干（1）为了测定电阻Rx的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用______（选填“A1”或“A2”），将电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（2）该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。①电流表示数的倒数与电阻箱阻值R0之间的关系式为______（用字母E，r，RA表示）；②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）A2大于（2）3.38.3〖解析〗（1）[1]根据题意，由欧姆定律可得，流过电流表的最大电流约为则电流表应该选用;[2]由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。（2）①根据题意及电路图乙，由闭合电路欧姆定律有整理得②[2][3]根据题意，结合图丙可得，解得，11.如图所示，某玩具滑道装置是由水平轨道、倾斜轨道、水平轨道、半圆弧轨道组成，整个轨道在同一竖直平面内且各部分之间均平滑连接。质量的滑块Q静止于水平轨道的O点。长度、不可伸长的轻绳一端固定在点，一端与质量的物块P相连，物块P静止时恰好与水平轨道及滑块Q接触但无相互作用力。现将物块P拉至左侧某一位置由静止释放，物块P绕点做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，之后与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D。已知半圆弧轨道的圆心为、半径，水平轨道与水平轨道之间的距离，物块P、滑块Q均可以视为质点，不计任何阻力，取重力加速度。求：（1）碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；（2）碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度；（3）轻绳能承受的最大拉力。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D，即滑块Q在D点时，重力恰好提供向心力解得设滑块Q碰撞后瞬间的速度大小为，滑块Q从O点到D点，根据动能定理代入数据，解得（2）设碰撞前物块P的速度大小为，碰后的速度大小为，物块P与滑块Q发生弹性碰撞，则解得设碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度为，假设此时物块P在斜面上，根据动能定理解得所以，假设成立；（3）物块P做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，拉断前的瞬间，拉力和重力的合力提供向心力代入数据，解得12.如图所示，间距为1m的平行金属导轨、固定在水平面上，其中、为半径的半圆弧，虚线左侧和圆弧导轨间均存在竖直向上且磁感应强度大小为的匀强磁场。在水平导轨上垂直放置金属棒a、b，且在金属棒间锁定一弹性势能为1.2J的轻质弹簧（弹簧与两棒均不拴接），解除弹簧锁定后，金属棒a、b分别同时运动到、处，金属棒b进入磁场向左运动后速度减小到零，此时金属棒a恰好到达圆弧最高点，且对轨道无压力。已知金属棒a、b的质量、，电阻、，金属棒b与左侧导轨间的动摩擦因数，右侧导轨光滑。不计弹簧的长度、金属棒a在处的能量损失，不计导轨电阻和空气阻力，g取，金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）金属棒a运动到处的速度大小；（2）金属棒a运动到圆弧轨道最高点时，所受的安培力大小；（3）从进入磁场到速度减小到零的过程中，金属棒b产生的焦耳热。〖答案〗（1）4m/s；（2）0.4N；（3）0.336J〖解析〗（1）对金属棒a、b构成的系统，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得，（2）金属棒a恰好能够到达圆弧最高点，且对轨道无压力，根据牛顿第二定律有此时回路的感应电动势为此时回路的感应电流为此时金属棒a所受的安培力大小解得（3）根据能量守恒定律有金属棒b产生的焦耳热解得（二）选考题：【物理-选修3-3】（15分）13.如图甲所示，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，创造了我国载人深潜新纪录。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变，现利用如图乙所示固定在潜水器外的一个密闭气缸做验证性实验，气缸内封闭一定质量的理想气体.轻质导热活塞可自由移动。若将气体分子撞击缸壁视为弹性正碰，则在潜水器从4000m深度下潜到5000m深度的过程中，下列说法正确的是______。A.封闭气体对外做正功B.封闭气体向外界放出热量C.封闭气体压强与潜水器下潜的深度成正比D.封闭气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加E.封闭气体分子对缸壁的平均撞击力的冲量不变〖答案〗BDE〖解析〗AB．根据热力学第一定律，由于温度不变，气体的内能不变，气体压强增大，体积减小，外界对气体做正功，则气体放出热量，并且外界对气体做的功等于气体放出的热量，A错误，B正确；C．气体压强压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，C错误；D．下潜过程中，气体温度不变，气体分子平均动能不变，潜水器的压强增大，气体被压缩，气体分子数密度增大，气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加，D正确；E．潜水器下潜过程中，温度不变，气体分子平均动能不变，气体分子每次对缸壁的平均撞击的冲量大小不变，E正确。故选BDE。14.如图所示，一端封闭、开口向下的玻璃管竖直放置，总长度，用长度的水银柱封闭一段长度的理想气体，已知大气压强，封闭气体的温度。将玻璃管缓慢地转过保持开口向上，对气体缓慢加热，随着温度的升高，水银会从管口溢出。（1）试通过计算说明当气体温度达到270℃时是否有水银从管口溢出；（2）求玻璃管中仍有水银柱时，气体的最高温度（计算结果保留整数）。〖答案〗（1）没有水银从管口溢出；（2）〖解析〗（1）设气体柱横截面积为S，对封闭气体柱，管口向下时管口向上时由玻意耳定律得代入数据解得设当温度升高到时，水银恰好不溢出，加热过程中封闭气体柱压强不变，对封闭气体柱由盖-吕萨克定律其中代入数据解得气体的温度为所以，当气体温度达到270℃时，水银没有从管口溢出；（2）设当温度最高时，管内水银柱长度x，对封闭气体柱由理想气体状态方程其中代入数据化简有根据数学知识，当时，温度最高，为【物理——选修3-4】（15分）15.如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，P、Q为波传播路径上相距12m的两个质点，P、Q两个质点的振动规律分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）A.该波一定从Q点向P点传播B.时，P、Q两质点的位移不相同C.时刻，P、Q连线中点处的质点有可能处于平衡位置D.该波的传播速率可能为E.该波的传播速率可能为〖答案〗BDE〖解析〗A．由题意无法确定波的传播方向，故A错误；B．由振动图像可知时，P、Q两质点的位移大小相等，但方向不同，故B正确；C．时刻，P质点位于平衡位置，Q质点位于波峰位置，显然P、Q连线中点处的质点不可能处于平衡位置，故C错误；DE．由振动图像可得该波的传播周期当该列波从P点向Q点传播时，有则波速可得当时，波速为2.4m/s；当波从Q点向P点传播时，有则波速当时，可得波速为4m/s，故DE正确。故选BDE。16.如图所示为某玻璃工件的截面图，上半部分为等腰直角三角形ABC，，BC边的长度为2R；下半部分是半径为R的半圆，O是圆心，AD、BC垂直相交于O点。现有一束平行于AD方向的光射到AB面上．从A点射入玻璃工件的光折射到半圆弧BDC上的P点，已知CP的弧长是DP弧长的2倍。光在真空中传播的速度为c，，若只考虑光从AB界面一次折射到圆弧界面。求：（1）圆弧界面有光射出的部分的长度；（2）这束光从AB面上射到圆弧界面上的最长时间。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）根据题意，过A点作AB面的法线，连结OP，如图所示根据几何关系可知从A点射入玻璃的光的入射角设OP与AD的夹角为，由于CP的弧长是DP弧长的2倍，则设AP与AD的夹角为，则所以光在A点的折射角由折射定律可得该玻璃工件的折射率设玻璃工件的全反射临界角为C，由，解得作出刚好发生全反射的光线FQ，连接OQ，FQ与OQ的夹角为全反射临界角。设FQ与BC的夹角为，由于所有入射光平行，则所有折射光线平行，可得可知OB与OQ夹角为60°，OQ与OD夹角为30°，则圆弧PQ对应的圆心角是60°，则光能从圆弧界面射出的圆弧长度为。（2）当光线沿AP射出时，所用时间最长，根据几何关系可得传播速度传播的时间联立解得物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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，再选涂其他〖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、选择题：1.北京时间2023年10月3日17时45分许，诺贝尔物理学奖揭晓，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒光脉冲方面所做出的贡献获奖。阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一，电子绕氢原子核运行一周需要150阿秒，微观世界的时间尺度如图所示。若将最短光脉冲视为光波的一个振动周期，则光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，下列说法正确的是（）A波长变短 B.波长变长 C.周期变长 D.光子能量不变〖答案〗A〖解析〗光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，由图可知周期变短，频率变大，根据光子能量表达式可知光子能量变大；根据可知波长变短。故选A。2.如图所示，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式为（k为常数，r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为，则ML、LN两边在O点产生的合磁场磁感应强度大小及方向为（）A.0 B.，垂直纸面向里C.，垂直纸面向外 D.2，垂直纸面向里〖答案〗B〖解析〗设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据右手螺旋定则和矢量的叠加原理可知，MLN支路电流在O点产生的磁场垂直纸面向里，磁感应强度与MN边在O点产生的磁感应强度相等，为。故选B。3.一物体做平抛运动，从抛出时开始计时，第1s内的位移为，第2s内的位移为，第3s内的位移为，已知，则下列关于的说法正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设第1s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为y，则第2s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为3y，第3s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为5y，可知第1s内的位移第2s内的位移第3s内的位移其中联立解得故选B。4.北京冬奥会引发了全国冰雪运动热潮。某滑雪爱好者的运动情景可简化为如图所示的模型。他以初速度从斜坡底端冲上斜坡，到达某一高度后又返回底端，滑雪板与斜坡之间的摩擦不可忽略，关于他在斜坡上运动的速度v、加速度a、重力势能和机械能E随时间的变化关系，下列图像描述可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗B．滑雪爱好者以初速度从斜坡底端冲上斜坡的过程为匀减速直线运动，根据牛顿第二定律解得方向沿斜面向下，返回底端的过程为匀加速速直线运动，根据牛顿第二定律解得方向沿斜面向下，故故B错误；A．又v-t图像斜率表示加速度，图线斜率不变，与矛盾，故A错误；C．爱好者冲上斜坡的过程，重力势能从零不断增大，最高点重力势能最大，然后开始下滑，重力势能不断减小到零，重力势能的变化量与高度变化成正比关系，根据运动学规律知高度与时间不成正比例关系，故图线是非线性关系，当时，根据知下滑时间为上滑时间的2倍，故C正确；D．根据功能关系知，阻力做的负功等于机械能的减小量，故机械能E一直变小，与D不符，故D错误。故选C。5.如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上。第III、IV象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第IV象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中末画出）。若将一质量为m、带电荷量为的小球从x轴上的A点由静止释放，小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第I象限，Q点距O点的距离为d，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.电场强度的大小为B.磁感应强度大小为C.小球在经过P点前瞬间的曲率半径为D.小球在第III、Ⅳ象限运动的总时间为〖答案〗B〖解析〗A．小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，说明小球在第Ⅳ象限电场力与重力平衡，即所以电场强度的大小为A错误；B．小球在第III象限受到重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，设小球到达P点的速度为，由题意知则由动能定理可得解得P点速度为小球恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，所以小球在第Ⅳ象限所受合外力为洛伦兹力，小球恰好从Q点垂直于x轴进入第I象限，Q点距O点的距离为d，所以圆周运动半径为洛伦兹力提供向心力，则解得磁感应强度大小为B正确；C．小球在P点受到竖直向下的重力，竖直向上的洛伦兹力，此时重力与洛伦兹力的合力提供向心力，设小球在经过P点前瞬间的曲率半径为r，可得解得C错误；D．假设小球在A点水平方向受到一对大小相等，方向相反的速度（向左）和（向右），则小球会在竖直方向受到两个大小相等，方向相反的洛伦兹力（向下）和（向上），且满足则小球在第Ⅲ象限的运动可简化为水平向左的速度为匀速直线运动，以及速度为的匀速圆周运动，小球运动的周期与速度大小无关，故第Ⅲ象限运动的时间与第Ⅳ象限运动的时间相同，均为第Ⅳ象限匀速圆周运动周期的，小球在第Ⅳ象限做匀速圆周运动的周期故小球在第III、Ⅳ象限运动的总时间为D错误；故选B。6.2023年9月21日15时48分，中国空间站“天宫课堂”第四课正式开讲．新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。地球半径为R，引力常量为G，若梦天实验舱做匀速圆周运动的轨道半径是地球半径的k倍，梦天实验舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列说法正确的是（）A.梦天实验舱的环绕周期为 B.地球的质量为C.梦天实验舱处的重力加速度大小为 D.地球的密度为〖答案〗AD〖解析〗A．由几何关系得所以梦天实验舱的环绕周期故A正确；B．由万有引力提供向心力得解得地球的质量故B错误；D．由、可得地球的密度为故D正确；C．由万有引力等于重力得所以梦天实验舱处的重力加速度大小为故C错误。故选AD。7.如图所示，质量为m、带电荷量为的粒子（不计重力）从P点以初速度射入辐射状电场中，粒子恰好做匀速圆周运动，经过四分之一圆周后从A点垂直边射入以正方形为边界的匀强电场中，最后从C点射出。已知辐射状电场在圆弧轨迹处的电场强度大小为，正方形的边长与粒子做圆周运动的轨迹半径相等。下列说法正确的是（）A.粒子在C点时的速度大小为B.粒子在C点时的速度大小为C.粒子从P点运动到C点的时间为D.粒子从P点运动到C点的时间为〖答案〗AC〖解析〗AB．设粒子圆周运动的轨道半径为,则有解得粒子从A到C做类平抛运动，则水平方向上解得在竖直方向上，则有解得竖直方向上分速度所以粒子在C点时的速度大小为A正确，B错误；CD．粒子圆周运动的周期所以粒子在弧形电场中运动的时间所以粒子运动的时间C正确，D错误。故选AC。8.如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9N，设木板对球的支持力为、绳上的拉力为，木板在转动过程中，下列说法正确的是（）A.的最小值为 B.的最大值为9NC.当木板转动60°时，是大小的三倍 D.当木板转动30°时，与大小相等〖答案〗AD〖解析〗A．足球的受力如图所示因为绳与板的夹角不变，三力首尾相接可得与所在直线的夹角不变，即它们的矢量图被限制在一个外接圆上移动。可见绳对足球的拉力一直减小，木板对足球的支持力先增大后减小，初状态时的最小值为故A正确；BC．当木板转动60°时，最大，最大值为此时大小为即是大小的两倍，故BC错误；D．当木板转动30°时，、与三力构成等边三角形，即与大小相等，故D正确。故选AD。二、非选择题：（一）必考题：9.利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。（1）采用如图乙所示的计时器，关于该实验下列操作正确的是______。A．打点计时器的电源应该使用6V~8V的交变电源B．将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔C．把一根细线拴在小车上，细线跨过定滑轮且平行桌面，下面吊着适当质量的钩码D．开始实验时先放开纸带，再接通电源（2）某实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），打点计时器所用的交流电源频率为50Hz。打下第2个计数点时小车的速度v2=______m/s；小车的加速度为a=______m/s2.（结果均保留三位有效数字）（3）如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了49Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行处理，那么速度的测量值与实际值相比______，加速度的测量值与实际值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）〖答案〗（1）BC（2）0.3960.380（3）偏大偏大〖解析〗（1）[1]A．电火花打点计时器使用的电源为220V交流电源，故A错误；B．将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔，故B正确；C．细绳系上重物跨过定滑轮与小车相连，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故C正确；D．为充分利用纸带，应先接通电源，后释放小车，故D错误。故选B。（2）[2]计数点2的瞬时速度[3]根据运用逐差法得a=代入数据得a=0.380m/s2（3）[4][5]如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，实际的计数周期变大，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度及加速度的测量值与实际值相比偏大。10.某物理实验小组准备测量未知电阻Rx（约为2kΩ）的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材：A．电压表V（量程4V，内阻RV约为10kΩ）B．电流表A1（量程100mA，内阻RA为25Ω）C．电流表A2（量程2mA，内阻R2约为100Ω）D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A）E．电阻箱R0（0～9999Ω）F．开关S一个、导线若干（1）为了测定电阻Rx的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用______（选填“A1”或“A2”），将电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（2）该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。①电流表示数的倒数与电阻箱阻值R0之间的关系式为______（用字母E，r，RA表示）；②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）A2大于（2）3.38.3〖解析〗（1）[1]根据题意，由欧姆定律可得，流过电流表的最大电流约为则电流表应该选用;[2]由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。（2）①根据题意及电路图乙，由闭合电路欧姆定律有整理得②[2][3]根据题意，结合图丙可得，解得，11.如图所示，某玩具滑道装置是由水平轨道、倾斜轨道、水平轨道、半圆弧轨道组成，整个轨道在同一竖直平面内且各部分之间均平滑连接。质量的滑块Q静止于水平轨道的O点。长度、不可伸长的轻绳一端固定在点，一端与质量的物块P相连，物块P静止时恰好与水平轨道及滑块Q接触但无相互作用力。现将物块P拉至左侧某一位置由静止释放，物块P绕点做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，之后与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D。已知半圆弧轨道的圆心为、半径，水平轨道与水平轨道之间的距离，物块P、滑块Q均可以视为质点，不计任何阻力，取重力加速度。求：（1）碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；（2）碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度；（3）轻绳能承受的最大拉力。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D，即滑块Q在D点时，重力恰好提供向心力解得设滑块Q碰撞后瞬间的速度大小为，滑块Q从O点到D点，根据动能定理代入数据，解得（2）设碰撞前物块P的速度大小为，碰后的速度大小为，物块P与滑块Q发生弹性碰撞，则解得设碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度为，假设此时物块P在斜面上，根据动能定理解得所以，假设成立；（3）物块P做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，拉断前的瞬间，拉力和重力的合力提供向心力代入数据，解得12.如图所示，间距为1m的平行金属导轨、固定在水平面上，其中、为半径的半圆弧，虚线左侧和圆弧导轨间均存在竖直向上且磁感应强度大小为的匀强磁场。在水平导轨上垂直放置金属棒a、b，且在金属棒间锁定一弹性势能为1.2J的轻质弹簧（弹簧与两棒均不拴接），解除弹簧锁定后，金属棒a、b分别同时运动到、处，金属棒b进入磁场向左运动后速度减小到零，此时金属棒a恰好到达圆弧最高点，且对轨道无压力。已知金属棒a、b的质量、，电阻、，金属棒b与左侧导轨间的动摩擦因数，右侧导轨光滑。不计弹簧的长度、金属棒a在处的能量损失，不计导轨电阻和空气阻力，g取，金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）金属棒a运动到处的速度大小；（2）金属棒a运动到圆弧轨道最高点时，所受的安培力大小；（3）从进入磁场到速度减小到零的过程中，金属棒b产生的焦耳热。〖答案〗（1）4m/s；（2）0.4N；（3）0.336J〖解析〗（1）对金属棒a、b构成的系统，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得，（2）金属棒a恰好能够到达圆弧最高点，且对轨道无压力，根据牛顿第二定律有此时回路的感应电动势为此时回路的感应电流为此时金属棒a所受的安培力大小解得（3）根据能量守恒定律有金属棒b产生的焦耳热解得（二）选考题：【物理-选修3-3】（15分）13.如图甲所示，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，创造了我国载人深潜新纪录。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变，现利用如图乙所示固定在潜水器外的一个密闭气缸做验证性实验，气缸内封闭一定质量的理想气体.轻质导热活塞可自由移动。若将气体分子撞击缸壁视为弹性正碰，则在潜水器从4000m深度下潜到5000m深度的过程中，下列说法正确的是______。A.封闭气体对外做正功B.封闭气体向外界放出热量C.封闭气体压强与潜水器下潜的深度成正比D.封闭气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加E.封闭气体分子对缸壁的平均撞击力的冲量不变〖答案〗BDE〖