2023-2024学年辽宁省五校高三下学期期末联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1辽宁省东北育才学校辽宁省实验中学鞍山一中大连八中大连二十四中五校2023年高三期末联考一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间t的关系图像如图甲、图乙所示。关于无人机运动，下列说法正确的是（）A.时间内，无人机做曲线运动B.时刻，无人机运动到最高点C.时间内，无人机的速率在减小D.时间内，无人机做匀变速直线运动【答案】C【解析】A．根据图像可知，在时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动，A错误；B．根据图像可知，时间内，无人机速度一直为正值，即一直向上运动，可知，时刻，无人机运动没有运动到最高点，B错误；C．根据图像可知，时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，可知无人机的速率在减小，C正确；D．根据图像可知，时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，D错误。故选C。2.如图，有关量子力学的下列说法中，错误的是（  ）A.普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念B.如图乙，在某种单色光照射下，电流表发生了偏转，则仅将图乙中电源的正负极反接，电流表一定不会偏转C.密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的D.图丙为氢原子的能级示意图，一群处于n=3的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长【答案】B【解析】A．普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念，故A正确，不符合题意；B．将图乙中电源正负极反接，当电源两极间电压与电子电量乘积小于光电子的最大初动能时，电流表会偏转，故B错误，符合题意；C．密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的，故C正确，不符合题意；D．由图知，从n=3跃迁到n=2能级差最小，发出的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故D正确，不符合题意。故选B。3.飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合过程中，运动轨迹如图中虚线椭圆所示。飞向火星过程中，认为太阳对“天问一号”的万有引力远大于地球和火星对它的引力。下列说法正确的是（）A.与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度B.“天问一号”椭圆运动的周期小于火星公转的周期C.“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.“天问一号”从地球飞向火星过程中克服太阳引力做功的功率越来越小【答案】B【解析】A．“天问一号”位于火星与地球之间，距太阳的距离小于火星距太阳的距离，由知“天问一号”的加速度大于火星公转的向心加速度，A错误；B．由开普勒第三定律知，“天问一号”椭圆运动的半长轴小于火星的圆周半径，所以其周期小于火星公转的周期，B正确；C．“天问一号”发射后能摆脱地球引力束缚，其在地球上的发射速度大于地球第二宇宙速度，C错误；D．“天问一号”在初末状态引力与速度垂直，故引力的功率为零，故从地球到火星过程中，功率先增大后减小，D错误。故选B。4.如图所示光屏竖直放置，一个半径为r的半圆形透明介质水平放置。一束光线由a、b两种频率的单色光组成。该光束与竖直方向成30°沿半径方向从圆周上的某点入射，此时光屏截取到三个光斑，分别位于P、Q、R位置，其中P为a光的光斑。若已知a光的折射率为，真空中光速为c，下列说法正确的是（）A.在该透明介质中，a光的光速小于b光的光速B.a光进入介质后经时间到达光屏P点C.若要使仅Q处光斑消失，则入射光线绕O点逆时针转的角度小于15°D.在双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹的间距较大，应该使用b光【答案】C【解析】A．因P为a光的光斑，则Q为b光的光斑，R为两种光的复合光斑，由图可知，透明介质对b光的折射程度较大，则在该透明介质中b光的折射率大于a光的折射率，根据可知，在该透明介质中，a光的光速大于b光的光速，故A错误；B．光线a射出介质后的折射角则在介质中的速度a光进入介质后经到达光屏P点的时间故B错误；C．若入射光线绕O点逆时针转过15°，则此时入射角为45°，则此时a光线的折射角为90°，即此时a光线恰能发生全反射，而根据可知，折射率更大的b光线则已经发生了全反射，Q光斑消失，若入射光线绕O点逆时针转过角度大于等于15°，P、Q光斑均将消失，故C正确；D．根据双缝干涉实验原理有可知要使相邻亮条纹的间距较大，应选择波长更长的光线，而根据在该透明介质中b光的折射率大于a光的折射率可知，b光的波长比a光的波长短，故D错误。故选C。5.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，纵坐标V表示气体的体积，横坐标T表示气体的热力学温度，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴垂直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是（）A.b、c两状态单位体积内分子数不相同B.a状态的压强大于c状态的压强C.c→a过程气体吸收的热量小于b→c过程放出的热量D.a→b过程外界对气体做功大于c→a过程中气体对外界做功【答案】D【解析】A．b、c两状态体积相同，则单位体积内的分子数相同，A错误；B．因为c、a状态连线的延长线经过坐标原点，可得故a状态的压强等于c状态的压强，B错误；C．c→a过程与b→c过程比较，气体的温度变化相同，故气体内能变化大小相同。b→c过程，气体体积不变，故由热力学第一定律c→a过程气体体积增加，故由热力学第一定律可得故C错误；D．过程与比较，气体的体积变化相同，而过程气体压强增加，过程气体压强不变，根据知，过程外界对气体做功大于过程中气体对外界做功，也可以转换为图求解，故D正确。故选D。6.在t=0时刻，位于原点处的波源O以某一频率开始简谐振动，产生的机械波在均匀介质中沿x轴正方向传播。一段时间后，波源O的振动频率发生变化。t=3s时波形图如图所示，此时x=6m处的质点恰好开始振动。已知质点Q位于x=9m。下列说法正确的是（）A.波源O的起振方向为y轴正方向B.波源O开始振动1s后，振动频率变为原来两倍C.t=3s时起，再经过4s，质点Q通过的路程为20cmD.t=6s时，质点Q的位移为cm【答案】D【解析】A．根据“上下坡”规律可得，波源O的起振方向为y轴负方向，故A错误；B．由图可知频率变化前的波长为，故频率变化前波的周期为波向前传播的距离，波源的频率发生改变，则波源频率改变的时刻为可知开始振动后，振动频率保持不变，故B错误；C．波从传播到的时间为可知质点的起振时刻为可知时刻起，再经过，质点一共振动了，在振动的前内，质点发生的是频率改变前的振动，通过的路程为在振动的后内，质点发生的是频率改变后的振动，频率改变后的周期为可知在振动的后内通过的路程为则有质点通过的路程为，故C错误；D．由于质点的起振时刻为，质点完成频率改变前的振动需要，可知时刻，质点依然发生的是频率改变前的振动，振动时间为，根据波形图可知质点的起振方向向下，可得频率改变前的振动方程为代入数据可得故D正确。故选D。7.如图所示，一根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为m的带正电荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球所受电场力的大小为。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据题意对小球进行受力分析如图（左视图）由题意，可知根据摩擦力公式有由于小球做匀速运动有当撤去电场根据题意小球做匀速运动有故选B。8.如图甲所示，MN为无限大的不带电的金属平板，且与大地相连。现将一个电荷量为+Q的点电荷置于板的右侧，电场线分布如图乙所示。a、b、c、d四个点是点电荷为圆心的圆上的四个点，四点的连线刚好组成一个正方形，其中ab、cd与金属平板垂直，下列说法正确的是（）A.b、c两点电势不同B.a、d两点电场强度相同C.将一个与金属板绝缘的正试探电荷从平板表面上的e点沿着板移到f点的过程中，电势能一直保持不变D.将一个与金属板绝缘的负试探电荷q从a点沿着ad方向移动到d点的过程中，电势能先减小后增大【答案】CD【解析】A．电场线分布图关于ab和cd中垂线对称，根据上下对称性知，b、c两点的电势相等，故A错误；B．电场线分布图关于ab和cd中垂线对称，根据上下对称性知，a、d两点的电场强度大小相同，方向不同，由于电场强度是矢量，所以电场强度不同，故B错误；C．金属平板MN为一个等势体，各处的电势相等，可知将一个正试探电荷从平板上的e点沿着金属平板移到f点的过程中，电势能一直保持不变，故C正确；D．电场线的切线方向为该点的场强方向，由于负电荷所受电场力沿电场线切线的反方向，所以将负电荷从a到ad中点的过程中，电场力方向与位移方向夹角小于90°，电场力做正功；从ad中点到d点的过程中，电场力方向与位移方向夹角大于90°，电场力做负功，所以电荷的电势能先减小后增大。故D正确。故选CD。9.如图所示，水平导体棒ab的质量，长L=1m、电阻，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m、电阻不计。阻值的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒ab在外力F作用下以速率两圆环的中心轴匀速转动。t=0时，导体棒ab在圆环最低点。重力加速度为。下列说法正确的是（）A.导体棒中的电流B.电压表的示数为C.从t=0到0.5πs的过程中通过R的电量为2CD.从t=0到0.5πs的过程中外力F做功为【答案】AC【解析】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，感应电动势为最大值感应电流最大值为设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为此时导体棒有效切割速度为在导体棒中电流随时间变化规律故A正确；B．电压表示数为电阻R两端电压有效值，则故B错误；C．导体棒圆周运动的周期为0.5πs等于周期的四分之一，则在0~0.5πs时间内通过R的电量为故C正确；D．根据能量守恒定律可知，从t=0到0.5πs的过程中外力F做功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为则焦耳热为导体棒增加的重力势能为则外力做功故D错误。故选AC。10.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方质量的小球由静止释放，小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为y轴正方向，取地面处为重力势能零点，在小球第一次下落到最低点的过程中，弹簧的弹性势能、小球的重力势能、小球的动能、小球的机械能E随小球位移变化的关系图像分别如图甲乙、丙、丁所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，下列说法正确的是（）A.图乙中 B.图丙中C.图丙中处的弹簧弹力为8N D.图丁中，【答案】BCD【解析】A．由图可知，小球到最低点时，高度下降0.6m，则重力势能减少重力势能转化为摩擦热和弹簧的弹性势能，根据解得则图乙中故A错误；B．结合图甲和图丙，可知小球高度下降0.5m内，只有重力做功，根据解得时的动能故B正确；C．当小球动能最大时，小球加速度为零，根据平衡条件解得故C正确；D．根据功能关系可知，小球高度下降0.5m时，机械能的减少量等于克服阻力所做的功为解得根据能量守恒定律可知，小球高度下降0.6m时，动能为零，则小球减少的重力势能等于减少的机械能为6J，则故D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.小刘同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。（1）将滑块b放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨，直至观察到滑块b能在短时间内保持静止，说明气垫导轨已调至___________；（2）用天平测得滑块a、b质量分别为；（3）在滑块上安装配套的粘扣，并按图示方式放置两滑块。使滑块a获得向右的速度，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞弹粘在一起，并一起通过光电门2遮光条通过光电门1、2的时间分别为，则上述物理量间如果满足关系式___________，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。（4）本实验___________（“需要”或“不需要”）测量遮光条宽度。【答案】（1）水平（3）（4）不需要【解析】（1）[1]将滑块b放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨，直至观察到滑块b能在短时间内保持静止，说明气垫导轨已调至水平；（3）[2]根据动量守恒定律可以知道根据速度公式可以知道，代入上式可得应满足的公式为（4）[3]由以上分析的结果可知本实验不需要测量遮光条的宽度。12.某同学要测量一捆铜线的长度。他设计了如图甲所示的电路来测量这捆铜线的电阻，图中a、b之间连接这捆铜线；和可视为理想电压表，实验步骤如下：（1）先用螺旋测微器测量该铜线的直径d如图乙所示，则读数d=___________mm；（2）将电阻箱R调节到适当的阻值，闭合开关S，记下此时电阻箱的阻值R、电压表的示数、电压表的示数，则这捆电线的阻值表达式为___________（用R、、表示）；（3）改变电阻箱的阻值R，记下多组R、、的示数，计算出每一组的值，作出图像如图乙所示，利用图像可求得这捆铜线的电阻___________Ω（结果保留三位有效数字）（4）已知这捆铜线材料的电阻率为ρ，则这捆铜线的长度L的表达式为___________（用ρ、d、表示）；【答案】（1）1.130##1.131##1.129（2）（3）2.60（4）【解析】（1）[1]螺旋测微器固定刻度读数为1mm，可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为，故螺旋测微器的读数为（2）[2]根据串联分压的特点有解得（3）[3]根据（2）中表达式可得结合图像可知（4）[4]根据电阻定律有根据几何知识有联立解得13.某高速上一长直路段设置有区间测速，区间测速的长度为20km，一辆汽车通过测速起点时的速度为72km/h，匀加速行驶40s后速度达到108km/h，接着匀速行驶500s，然后匀减速行驶并通过测速终点。为使汽车在该区间的平均速度不超过100km/h，求：（1）汽车在该区间运动的最短时间；（2）该车通过区间测速终点时速度的最大值。【答案】（1）0.2h或720s；（2）m/s或52km/h【解析】（1）根据平均速度定义将x=20km，v=100km/h代入上式，解得汽车在该区间运动的最短总时间t=0.2h=720s（2）设汽车匀加速行驶的时间为，匀速行驶的时间为，汽车在区间测速起点的速度为，匀速行驶的速度为，区间测速终点的最高速度为，总位移为x。匀加速行驶的位移匀速行驶的位移匀减速行驶的时间匀减速行驶的位移总位移代入解得14.如图所示，AB和CDO都是处于同一竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA位于同一水平面上。AB是半径为R=1.2m的圆周轨道，CDO是半径为的半圆轨道，最高点O处固定一个竖直弹性挡板（可以把小球弹回不损失能量，图中没有画出），D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L=2.5m，与小球之间的动摩擦因数μ=0.3。现让一个质量为m=1kg的小球P从A点的正上方距水平线OA高H处自由落下（取，不计空气阻力）。（1）当H=1.8m时，求此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小；（2）为使小球与弹性挡板碰撞二次，且小球不会脱离CDO轨道，求H的取值范围。【答案】（1）55N；（2）【解析】（1）对小球从P到D由动能定理在D点解得由牛顿第三定律知，小球第一次到达D点对轨道的压力大小为55N。（2）小球能二次到达O点，到达O点的最小速度有整理得从释放小球到达O点，由动能定理解得第二次到碰后返回不脱离轨道，最多可运动到D点解得所以H的取值范围15.如图所示，在xOy平面内的第一象限内，直线y=0与直线y=x之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间存在沿y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线CD与直线EF之间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束，各电子的速度随位置大小各不一样，如图沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场。其中电子质量为m，电量大小为e，电场强度大小为。求：（1）电子进入磁场前的最小速度；（2）电子经过直线CD时的最大速度及该电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标；（3）单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间。【答案】（1）；（2），（-3a，-3a）；（3）【解析】（1）经分析可得，所有电子在第一象限都经历一个四分之一圆周运动后通过原点并沿-x轴方向进入x轴下方的电场，故最小速度对应最小半径a，根据洛伦磁力提供向心力则有可得（2）由（1）可知，过原点并进入x轴下方的电子的最大速度为所有电子在电场中偏转时，-x方向分速度不变，-y方向的分速度增量一样大，则-x方向分速度最大的电子，经过直线CD后速度也最大速度最大，根据动能定理有解得又由于电子在电场中做类平抛运动有则在y方向有，在x方向有x=v2t电子射出CD时速度与竖直方向的夹角可得经过直线CD时的坐标为（-4a，-a），此后在磁场中的运动半径为解得设电子此后在磁场中运动的圆心为（x，y）根据几何关系y=-a+(-2a)，x=-4a–(-a)得该电子此后在磁场中运动的圆心为（-3a，-3a）。（3）由题意，所有电子都垂直于EF边界离开磁场，则所有电子运动轨迹的圆心都在EF直线上，由（1）和（2）的结论，经过直线CD时，不妨设任何电子的方向的分速度为（1≤k≤2）则电子经过直线CD的合速度为电子经过直线CD的坐标为（，），速度方向与水平方向的夹角的正切值为根据几何关系，易得圆心位置为（，），可得EF直线为经过分析经过CD直线时，速度最大的电子的速度方向与水平方向夹角最小，其在磁场中运动的圆心角最大，时间最长，易得此电子在磁场中运动的时间恰好为四分之一周期，其中所以单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间为辽宁省东北育才学校辽宁省实验中学鞍山一中大连八中大连二十四中五校2023年高三期末联考一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间t的关系图像如图甲、图乙所示。关于无人机运动，下列说法正确的是（）A.时间内，无人机做曲线运动B.时刻，无人机运动到最高点C.时间内，无人机的速率在减小D.时间内，无人机做匀变速直线运动【答案】C【解析】A．根据图像可知，在时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动，A错误；B．根据图像可知，时间内，无人机速度一直为正值，即一直向上运动，可知，时刻，无人机运动没有运动到最高点，B错误；C．根据图像可知，时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，可知无人机的速率在减小，C正确；D．根据图像可知，时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，D错误。故选C。2.如图，有关量子力学的下列说法中，错误的是（  ）A.普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念B.如图乙，在某种单色光照射下，电流表发生了偏转，则仅将图乙中电源的正负极反接，电流表一定不会偏转C.密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的D.图丙为氢原子的能级示意图，一群处于n=3的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长【答案】B【解析】A．普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念，故A正确，不符合题意；B．将图乙中电源正负极反接，当电源两极间电压与电子电量乘积小于光电子的最大初动能时，电流表会偏转，故B错误，符合题意；C．密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的，故C正确，不符合题意；D．由图知，从n=3跃迁到n=2能级差最小，发出的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故D正确，不符合题意。故选B。3.飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合过程中，运动轨迹如图中虚线椭圆所示。飞向火星过程中，认为太阳对“天问一号”的万有引力远大于地球和火星对它的引力。下列说法正确的是（）A.与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度B.“天问一号”椭圆运动的周期小于火星公转的周期C.“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.“天问一号”从地球飞向火星过程中克服太阳引力做功的功率越来越小【答案】B【解析】A．“天问一号”位于火星与地球之间，距太阳的距离小于火星距太阳的距离，由知“天问一号”的加速度大于火星公转的向心加速度，A错误；B．由开普勒第三定律知，“天问一号”椭圆运动的半长轴小于火星的圆周半径，所以其周期小于火星公转的周期，B正确；C．“天问一号”发射后能摆脱地球引力束缚，其在地球上的发射速度大于地球第二宇宙速度，C错误；D．“天问一号”在初末状态引力与速度垂直，故引力的功率为零，故从地球到火星过程中，功率先增大后减小，D错误。故选B。4.如图所示光屏竖直放置，一个半径为r的半圆形透明介质水平放置。一束光线由a、b两种频率的单色光组成。该光束与竖直方向成30°沿半径方向从圆周上的某点入射，此时光屏截取到三个光斑，分别位于P、Q、R位置，其中P为a光的光斑。若已知a光的折射率为，真空中光速为c，下列说法正确的是（）A.在该透明介质中，a光的光速小于b光的光速B.a光进入介质后经时间到达光屏P点C.若要使仅Q处光斑消失，则入射光线绕O点逆时针转的角度小于15°D.在双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹的间距较大，应该使用b光【答案】C【解析】A．因P为a光的光斑，则Q为b光的光斑，R为两种光的复合光斑，由图可知，透明介质对b光的折射程度较大，则在该透明介质中b光的折射率大于a光的折射率，根据可知，在该透明介质中，a光的光速大于b光的光速，故A错误；B．光线a射出介质后的折射角则在介质中的速度a光进入介质后经到达光屏P点的时间故B错误；C．若入射光线绕O点逆时针转过15°，则此时入射角为45°，则此时a光线的折射角为90°，即此时a光线恰能发生全反射，而根据可知，折射率更大的b光线则已经发生了全反射，Q光斑消失，若入射光线绕O点逆时针转过角度大于等于15°，P、Q光斑均将消失，故C正确；D．根据双缝干涉实验原理有可知要使相邻亮条纹的间距较大，应选择波长更长的光线，而根据在该透明介质中b光的折射率大于a光的折射率可知，b光的波长比a光的波长短，故D错误。故选C。5.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，纵坐标V表示气体的体积，横坐标T表示气体的热力学温度，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴垂直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是（）A.b、c两状态单位体积内分子数不相同B.a状态的压强大于c状态的压强C.c→a过程气体吸收的热量小于b→c过程放出的热量D.a→b过程外界对气体做功大于c→a过程中气体对外界做功【答案】D【解析】A．b、c两状态体积相同，则单位体积内的分子数相同，A错误；B．因为c、a状态连线的延长线经过坐标原点，可得故a状态的压强等于c状态的压强，B错误；C．c→a过程与b→c过程比较，气体的温度变化相同，故气体内能变化大小相同。b→c过程，气体体积不变，故由热力学第一定律c→a过程气体体积增加，故由热力学第一定律可得故C错误；D．过程与比较，气体的体积变化相同，而过程气体压强增加，过程气体压强不变，根据知，过程外界对气体做功大于过程中气体对外界做功，也可以转换为图求解，故D正确。故选D。6.在t=0时刻，位于原点处的波源O以某一频率开始简谐振动，产生的机械波在均匀介质中沿x轴正方向传播。一段时间后，波源O的振动频率发生变化。t=3s时波形图如图所示，此时x=6m处的质点恰好开始振动。已知质点Q位于x=9m。下列说法正确的是（）A.波源O的起振方向为y轴正方向B.波源O开始振动1s后，振动频率变为原来两倍C.t=3s时起，再经过4s，质点Q通过的路程为20cmD.t=6s时，质点Q的位移为cm【答案】D【解析】A．根据“上下坡”规律可得，波源O的起振方向为y轴负方向，故A错误；B．由图可知频率变化前的波长为，故频率变化前波的周期为波向前传播的距离，波源的频率发生改变，则波源频率改变的时刻为可知开始振动后，振动频率保持不变，故B错误；C．波从传播到的时间为可知质点的起振时刻为可知时刻起，再经过，质点一共振动了，在振动的前内，质点发生的是频率改变前的振动，通过的路程为在振动的后内，质点发生的是频率改变后的振动，频率改变后的周期为可知在振动的后内通过的路程为则有质点通过的路程为，故C错误；D．由于质点的起振时刻为，质点完成频率改变前的振动需要，可知时刻，质点依然发生的是频率改变前的振动，振动时间为，根据波形图可知质点的起振方向向下，可得频率改变前的振动方程为代入数据可得故D正确。故选D。7.如图所示，一根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为m的带正电荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球所受电场力的大小为。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据题意对小球进行受力分析如图（左视图）由题意，可知根据摩擦力公式有由于小球做匀速运动有当撤去电场根据题意小球做匀速运动有故选B。8.如图甲所示，MN为无限大的不带电的金属平板，且与大地相连。现将一个电荷量为+Q的点电荷置于板的右侧，电场线分布如图乙所示。a、b、c、d四个点是点电荷为圆心的圆上的四个点，四点的连线刚好组成一个正方形，其中ab、cd与金属平板垂直，下列说法正确的是（）A.b、c两点电势不同B.a、d两点电场强度相同C.将一个与金属板绝缘的正试探电荷从平板表面上的e点沿着板移到f点的过程中，电势能一直保持不变D.将一个与金属板绝缘的负试探电荷q从a点沿着ad方向移动到d点的过程中，电势能先减小后增大【答案】CD【解析】A．电场线分布图关于ab和cd中垂线对称，根据上下对称性知，b、c两点的电势相等，故A错误；B．电场线分布图关于ab和cd中垂线对称，根据上下对称性知，a、d两点的电场强度大小相同，方向不同，由于电场强度是矢量，所以电场强度不同，故B错误；C．金属平板MN为一个等势体，各处的电势相等，可知将一个正试探电荷从平板上的e点沿着金属平板移到f点的过程中，电势能一直保持不变，故C正确；D．电场线的切线方向为该点的场强方向，由于负电荷所受电场力沿电场线切线的反方向，所以将负电荷从a到ad中点的过程中，电场力方向与位移方向夹角小于90°，电场力做正功；从ad中点到d点的过程中，电场力方向与位移方向夹角大于90°，电场力做负功，所以电荷的电势能先减小后增大。故D正确。故选CD。9.如图所示，水平导体棒ab的质量，长L=1m、电阻，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m、电阻不计。阻值的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒ab在外力F作用下以速率两圆环的中心轴匀速转动。t=0时，导体棒ab在圆环最低点。重力加速度为。下列说法正确的是（）A.导体棒中的电流B.电压表的示数为C.从t=0到0.5πs的过程中通过R的电量为2CD.从t=0到0.5πs的过程中外力F做功为【答案】AC【解析】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，感应电动势为最大值感应电流最大值为设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为此时导体棒有效切割速度为在导体棒中电流随时间变化规律故A正确；B．电压表示数为电阻R两端电压有效值，则故B错误；C．导体棒圆周运动的周期为0.5πs等于周期的四分之一，则在0~0.5πs时间内通过R的电量为故C正确；D．根据能量守恒定律可知，从t=0到0.5πs的过程中外力F做功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为则焦耳热为导体棒增加的重力势能为则外力做功故D错误。故选AC。10.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方质量的小球由静止释放，小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为y轴正方向，取地面处为重力势能零点，在小球第一次下落到最低点的过程中，弹簧的弹性势能、小球的重力势能、小球的动能、小球的机械能E随小球位移变化的关系图像分别如图甲乙、丙、丁所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，下列说法正确的是（）A.图乙中 B.图丙中C.图丙中处的弹簧弹力为8N D.图丁中，【答案】BCD【解析】A．由图可知，小球到最低点时，高度下降0.6m，则重力势能减少重力势能转化为摩擦热和弹簧的弹性势能，根据解得则图乙中故A错误；B．结合图甲和图丙，可知小球高度下降0.5m内，只有重力做功，根据解得时的动能故B正确；C．当小球动能最大时，小球加速度为零，根据平衡条件解得故C正确；D．根据功能关系可知，小球高度下降0.5m时，机械能的减少量等于克服阻力所做的功为解得根据能量守恒定律可知，小球高度下降0.6m时，动能为零，则小球减少的重力势能等于减少的机械能为6J，则故D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.小刘同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。（1）将滑块b放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨，直至观察到滑块b能在短时间内保持静止，说明气垫导轨已调至___________；（2）用天平测得滑块a、b质量分别为；（3）在滑块上安装配套的粘扣，并按图示方式放置两滑块。使滑块a获得向右的速度，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞弹粘在一起，并一起通过光电门2遮光条通过光电门1、2的时间分别为，则上述物理量间如果满足关系式___________，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。（4）本实验___________（“需要”或“不需要”）测量遮光条宽度。【答案】（1）水平（3）（4）不需要【解析】（1）[1]将滑块b放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨，直至观察到滑块b能在短时间内保持静止，说明气垫导轨已调至水平；（3）[2]根据动量守恒定律可以知道根据速度公式可以知道，代入上式可得应满足的公式为（4）[3]由以上分析的结果可知本实验不需要测量遮光条的宽度。12.某同学要测量一捆铜线的长度。他设计了如图甲所示的电路来测量这捆铜线的电阻，图中a、b之间连接这捆铜线；和可视为理想电压表，实验步骤如下：（1）先用螺旋测微器测量该铜线的直径d如图乙所示，则读数d=___________mm；（2）将电阻箱R调节到适当的阻值，闭合开关S，记下此时电阻箱的阻值R、电压表的示数、电压表的示数，则这捆电线的阻值表达式为___________（用R、、表示）；（3）改变电阻箱的阻值R，记下多组R、、的示数，计算出每一组的值，作出图像如图乙所示，利用图像可求得这捆铜线的电阻___________Ω（结果保留三位有效数字）（4）已知这捆铜线材料的电阻率为ρ，则这捆铜线的长度L的表达式为___________（用ρ、d、表示）；【答案】（1）1.130##1.131##1.129（2）（3）2.60（4）【解析】（1）[1]螺旋测微器固定刻度读数为1mm，可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为，故螺旋测微器的读数为（2）[2]根据串联分压的特点有解得（3）[3]根据（2）中表达式可得结合图像可知（4）[4]根据电阻定律有根据几何知识有联立解得13.某高速上一长直路段设置有区间测速，区间测速的长度为20km，一辆汽车通过测速起点时的速度为72km/h，匀加速行驶40s后速度达到108km/h，接着匀速行驶500s，然后匀减速行驶并通过测速终点。为使汽车在该区间的平均速度不超过100km/h，求：（1）汽车在该区间运动的最短时间；（2）该车通过区间测速终点时速度的最大值。【答案】（1）0.2h或720s；（2）m/s或52km/h【解析】（1）根据平均速度定义将x=20km，v=100km/h代入上式，解得汽车在该区间运动的最短总时间t=0.2h=720s（2）设汽车匀加速行驶的时间为，