四川省部分名校2024-2025学年高三上学期联合质量检测物理试题
1．（2024高三上·四川期末）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应
B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化
C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小
D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化
【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子 。A．用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效应，故A错误；
B．白光中含有各种单色光，包含黄光，结合题意可知，当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，故B错误；
C．根据光电效应方程有
黄光的光子能量一定，用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误；
D．紫光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值一定发生变化，故D正确。
故选D。
【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应与光照强度无关，与光的频率有关。
2．（2024高三上·四川期末）在某次轮滑运动中，小明同学以的初速度滑出，做匀减速直线运动。该同学滑行时位移随速度变化的关系图像如图所示。该同学的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】 非常规的运动学图像一般都是从某一个表达式得来的，要先从横纵坐标及图像出发确定表达式，求解出关键物理量，再分析物体的运动问题。由匀减速直线运动规律有
当速度为零时，位移为，解得
故选D。
【分析】横坐标v，纵坐标x，联想到匀变速直线运动的速度位移关系求解。
3．（2024高三上·四川期末）如图所示，一艘帆船静止在湖面上，从湖底P点发出的一细束黄色激光射到水面，折射后恰好照射到帆船上的竖直桅杆上的M点。下列说法正确的是（ ）
A．黄光在水中的频率比在空气中的频率大
B．黄光在水中的速度比在空气中的速度大
C．若仅把黄光改成红光，则红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短
D．若仅把黄光改成红光，则红光可能射到N点
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】 折射率的定义式中的i为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而r为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原因是由于光路的可逆性。A．折射不改变光的频率，黄光在水中的频率和在空气中的频率相同，选项A错误；
B．由
可知，黄光在水中的速度比在空气中的速度小，选项B错误；
C．黄光的频率比红光的频率大，则黄光在水中的折射率比红光的大，根据
可知，黄光在水中传播的速度比红光在水中传播的速度小，红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短，选项C正确；
D．红光的折射率比黄光的小，由折射定律有
可知红光在空气中的折射角小，将射到M点上方，选项D错误。
故选C。
【分析】光传播过程不改变频率，光在真空和空气中传播速度最大，相同介质中红光的折射率比黄光的小。
4．（2024高三上·四川期末）我国于2024年10月下旬发射了神舟十九号载人飞船。神舟十八号乘组与神舟十九号乘组完成交接后，神舟十八号内的三位航天员返回地球。已知中国空间站轨道高度约为，设计寿命为10年，长期驻留3人。若由于稀薄空气的阻力，9年后空间站的轨道高度下降，则空间站运行的（ ）
A．加速度变小 B．线速度变小 C．角速度变大 D．周期变大
【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】当运行半径r增大时，卫星运行的线速度v减小，角速度ω减小，加速度a减小，周期T变大。所以可总结出一条规律为“高轨低速长周期”，轨道降低相反。
空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
，，，
可知轨道高度下降后，空间站的加速度、线速度、角速度均变大，周期变小。
故选C。
【分析】空间站所受合外力等于地球对空间站的万有引力，根据万有引力公式与牛顿第二定律分析；根据周期与线速度的关系分析。
5．（2024高三上·四川期末）如图所示，静止放置在光滑水平地面上的表面光滑的等腰直角斜面体的质量为，直角边长为，将质量为的滑块（视为质点）从斜面体顶端由静止释放，从滑块刚下滑到滑块滑至斜面底端时，斜面体的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】人船模型
【解析】【解答】 对于板块类问题，在作用过程中，系统合外力为零，满足动量守恒。此题可以联想到人船模型。因为滑块与斜面体组成的系统在水平方向上无外力，所以系统在水平方向上动量守恒，有
在水平方向有
两边同乘以t，有
可得
又有
解得
则斜面体的位移大小为，故选B。
【分析】 将滑块运动到斜面底端时的速度沿水平方向和竖直方向分解，再根据系统水平方向动量守恒以及位移关系求解滑块运动到斜面底端时斜面体速度的大小
6．（2024高三上·四川期末）某战士将手榴弹（视为质点）沿与水平方向成角的方向斜向上抛出，抛出时手榴弹的速度大小，距离水平地面的高度为，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，关于手榴弹，下列说法正确的是（ ）
A．在空中运动时处于超重状态
B．从刚被抛出到上升至最高点所需的时间为
C．上升到最高点时，速度大小为
D．落地时的速度大小为
【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，仅在重力作用下的运动叫做斜抛运动。斜抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以斜抛运动是匀变速曲线运动。A．手榴弹在空中运动时，只受重力，处于失重状态，故A错误；
B．抛出时手榴弹的竖直速度
水平速度
上升到最高点所需的时间
故B正确；
C．手榴弹上升到最高点时，速度大小
故C错误；
D．手榴弹从被抛出到落地的过程中，竖直方向上有
解得
落地时的速度大小
故D错误。
故选B。
【分析】加速度向下为失重，在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，最高点只有水平速度，根据速度的合成与分解求解落地时的速度大小。
7．（2024高三上·四川期末）霍尔推进器的工作原理是通过产生高速离子流来产生推力。2021年，我国空间站核心舱首次使用了霍尔推进器，其工作原理可简化为电离后的氙离子在电场力作用下被高速喷出，霍尔推进器由于反冲获得推进动力。设某次核心舱进行姿态调整，开启霍尔推进器，电离后的氙离子从静止开始，经电压为的电场加速后高速喷出，产生大小为的推力。已知氙离子的比荷为，忽略离子间的相互作用力，不计离子受到的重力，则氙离子形成的等效电流为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】动量定理；电流、电源的概念
【解析】【解答】霍尔效应：置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效。在离子流中，设时间内有个质量为、电荷量为的离子被喷出，电场力对离子做功，有
电流
根据动量定理有
可得
故选A。
【分析】电场力对离子做功，求出离子速度，根据动量定理以及电流定义式化简后可得 氙离子形成的等效电流 。
8．（2024高三上·四川期末）如图甲所示，一列水波由向传播，两质点的平衡位置相距质点的振动图像如图乙中的实线所示，质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动频率为 B．质点的振动频率为
C．该波的波长可能为 D．该波的波速可能为
【答案】A,C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】解决y-t图像和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。
AB．由题图乙可知，质点的振动周期为
频率为
故A正确，B错误；
C．时，在平衡位置向上振动，在最大位置，可知
当时
故C正确；
D．由
可得
代入
可知不是整数，故D错误。
故选AC。
【分析】根据振动图得到周期，由二者距离关系结合振动图像得到波长，从而得到波速。
9．（2024高三上·四川期末）如图甲所示，、、是三个相同的灯泡，与理想变压器的原线圈串联接在电压随时间变化关系如图乙所示的电源两端，和并联后与阻值的电阻串联接在变压器副线圈上，三个灯泡恰好都正常发光。理想交流电流表的示数为。下列说法正确的是（ ）
A．电阻中电流方向每秒钟变化5次
B．变压器原、副线圈的匝数之比为2：1
C．灯泡中电流的最大值为
D．电阻两端电压的有效值为
【答案】B,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题解题的突破口在原副线圈的电流关系，注意明确3个灯正常发光为解题的关键。还要特比注意交流电源电压等于灯泡两端电压与上原线圈两端电压之和。A．由题图乙可知，交变电流的周期为
电流每个周期改变两次方向，所以每秒钟电阻中电流方向每秒钟变化10次，故A错误；
B．由于三个灯泡中的电流相等，所以变压器原、副线圈中的电流之比为
根据理想变压器的电流与匝数成反比，有
故B正确；
C．由灯泡中电流为0.2A可知，灯泡中电流的最大值为
故C错误；
D．电阻两端电压的有效值为
故D正确。
故选BD。
【分析】流过灯泡的电流为额定电流时灯泡正常发光，根据图示电路图求出原副线圈的电流，然后根据变压器的变流比求出原副线圈的匝数比；由图乙所示图象求出电源电压的有效值。
10．（2024高三上·四川期末）如图所示，半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，是两条相互垂直的直径。在磁场内点有一放射源，能向各个方向以相同的速率射出相同的带电粒子，所有粒子均从之间射出磁场（点有粒子射出），已知粒子所带电荷量为、质量为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为
B．粒子进入磁场时的速率为
C．若仅将匀强磁场的磁感应强度大小变为，则粒子射出磁场边界的圆弧长度为
D．若仅将粒子的速率变为，则所有粒子射出磁场时的方向都相同
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛伦兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解。A．因为所有粒子射出磁场时均在之间，是某粒子运动的直径，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的半径
故A错误；
B．由牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．若仅将磁感应强度大小变为，根据洛伦兹力提供向心力，有
联立可解得
以2r1为弦对应的弧为射出磁场边界最长的圆弧，结合几何关系可得
即粒子射出磁场边界的圆弧长度为，故C错误；
D．若粒子的速率为，则粒子在磁场中运动的半径为，因为粒子做圆周运动的半径与区域圆的半径相等，所以所有粒子射出磁场时的方向都相同，故D正确。
故选BD。
【分析】应用应用几何知识求出粒子做圆周运动的轨道半径，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子的速度，然后根据各选项分析答题。
11．（2024高三上·四川期末）为了验证机械能守恒定律，某同学选用了如图甲所示的实验装置。重力加速度大小为g。
（1）将气垫导轨固定在水平桌面上，在导轨上装上两个光电门1、2，测得两光电门间的距离为L，将遮光片固定在滑块上，用天平测量出滑块及遮光片（以下称为滑块）的总质量M，用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d= mm。
（2）调整气垫导轨水平时，可将滑块放置在气垫导轨上，打开气源，轻推滑块，若滑块做 （填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）直线运动，则说明导轨水平。绕过导轨左端定滑轮的细线，一端连接一质量为m的砝码，另一端连在滑块上，先将滑块固定在气垫导轨右侧；调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与气垫导轨平行。
（3）释放滑块，滑块上的遮光片通过光电门1、2时的遮光时间分别为t1、t2，若mgL= （用题中所给的物理量符号表示），则说明系统机械能守恒。
【答案】（1）4.55
（2）匀速
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】实验原理：自由下落的物体只有重力做功，若减小的势能等于增加的动能，即：，则物体机械能守恒。
（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光片的宽度
（2）
若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）
若系统机械能守恒，则有
【分析】
（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．不同的尺有不同的精确度，注意单位问题。
（2）若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；进而可得需要验证的表达式。
（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光片的宽度
（2）若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）若系统机械能守恒，则有
12．（2024高三上·四川期末）某同学将内阻、量程的电流表与电动势、内阻的电池及电阻（阻值为）、滑动变阻器、表笔等相关元件按图组装成欧姆表（表盘中间刻度为15）。
（1）实验室有三种规格的滑动变阻器，在本实验中，滑动变阻器应选______（填选项序号）。
A．滑动变阻器（最大阻值为）
B．滑动变阻器（最大阻值为）
C．滑动变阻器（最大阻值为）
（2）该欧姆表的挡位是______（填选项序号）挡。
A．“×1” B．“” C．“” D．“”
（3）由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则 （填“能”或“不能”）通过滑动变阻器对此表调零；正确调零（或通过改变的阻值后正确调零）后，用此表测一电阻时，欧姆表的示数为，则该电阻的真实值为 。
【答案】（1）B
（2）C
（3）能；1.45×103
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；练习使用多用电表
【解析】【解答】欧姆表原理：每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
（1）欧姆表调零后，欧姆表内总电阻
根据题意有
可知，的滑动变阻器的阻值太小，的滑动变阻器调节不方便，滑动变阻器应选择的总阻值。
故选B。
（2）
欧姆表的中值电阻等于其内阻，则有
可知
即应选择挡位。
故选C。
（3）由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则有
可知，欧姆表能调零；
长期使用后，正确进行欧姆调零时有
欧姆表的示数为，指针指在中央刻线上，电流为满偏电流的一半，则有
解得
【分析】（1）根据满偏电流和电源电动势求解欧姆表内阻，求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此分析；
（2）欧姆表的中值电阻等于其内阻，根据种子电阻选择档位；
（3）由于长时间使用，电池电动势降低，内阻增大，除去滑动变阻器电阻后总电流大于满偏电流则可以欧姆调零，结合中值电阻求解。
（1）欧姆表调零后，欧姆表内总电阻
根据题意有
可知，的滑动变阻器的阻值太小，的滑动变阻器调节不方便，滑动变阻器应选择的总阻值。
故选B。
（2）欧姆表的中值电阻等于其内阻，则有
可知
即应选择挡位。
故选C。
（3）[1]由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则有
可知，欧姆表能调零；
[2]长期使用后，正确进行欧姆调零时有
欧姆表的示数为，指针指在中央刻线上，电流为满偏电流的一半，则有
解得
13．（2024高三上·四川期末）气垫鞋的鞋底设置有气垫储气腔，穿上鞋后，储气腔内气体可视为质量不变的理想气体，可以起到很好的减震效果。使用过程中，储气腔内密封的气体被反复压缩、扩张。某气垫鞋储气腔水平方向上的有效面积为S，鞋底上部无外界压力时储气腔的体积为、压强为，储气腔能承受的最大压强为。当质量为的人穿上鞋（质量不计）运动时，可认为人受到的支持力全部由腔内气体提供，不计储气腔内气体的温度变化，外界大气压强恒为，重力加速度大小为，求：
（1）当人站立在水平地面上静止时，每只鞋的储气腔内的压强及腔内气体体积；
（2）在储气腔不损坏的情况下，该气垫鞋能给人竖直向上的最大加速度。
【答案】（1）解：平衡时，对一只鞋受力分析有
解得
由等温变化有
解得
（2）解：每只气垫鞋能给人竖直方向的最大支持力
竖直方向上有
解得
【知识点】牛顿第二定律；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）对双脚站立列平衡方程，结合玻意耳定律分析求解；
（2） 根据压强求出给人竖直方向的最大支持力，根据牛顿第二定律求解气垫鞋能给人竖直向上的最大加速度。
（1）平衡时，对一只鞋受力分析有
解得
由等温变化有
解得
（2）每只气垫鞋能给人竖直方向的最大支持力
竖直方向上有
解得
14．（2024高三上·四川期末）如图所示，半径的圆弧形光滑绝缘轨道（圆心为）固定在竖直面内，点到水平地面的距离足够高，与竖直线重合，右侧存在水平向右、电场强度大小的匀强电场，质量、电荷量的带负电小球静止在圆弧形轨道末端，质量的不带电小球从圆弧形轨道的最高点由静止释放，小球A、B间的碰撞（时间极短）为弹性碰撞且碰撞过程中小球的电荷量不变。取重力加速度大小，小球A、B均视为质点，不计空气阻力，求：
（1）两小球发生碰撞前瞬间，轨道对小球A的支持力大小；
（2）碰撞后小球A上升的最大高度；
（3）小球下落到点正下方时，到点的距离。
【答案】（1）解：小球A从静止下滑到点前瞬间的过程中，由动能定理
解得
对A受力分析可知
解得
（2）解：小球A、碰撞过程，由动量守恒得
弹性碰撞前后小球A、B的总动能不变，有
解得
小球A返回上升过程中机械能守恒，有
解得
（3）解：碰撞后，小球在向右运动的过程中，水平方向上的加速度大小
下落到点正下方的时间
竖直方向上有
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）由动能定理求解小球A滑到轨道底端的速度，根据牛顿第二定律求解轨道对小球A的支持力大小 ；
（2）小球A、碰撞过程，动量守恒，动能守恒，属于弹性碰撞，小球A返回上升过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律求解碰撞后小球A上升的最大高度；
（3）小球在向右运动的过程中，根据牛顿第二定律求解水平方向上的加速度大小，根据速度时间关系求解小球下落到点正下方时经过的时间，竖直方向自由落体运动求解到点的距离。
（1）小球A从静止下滑到点前瞬间的过程中，由动能定理
解得
对A受力分析可知
解得
（2）小球A、碰撞过程，由动量守恒得
弹性碰撞前后小球A、B的总动能不变，有
解得
小球A返回上升过程中机械能守恒，有
解得
（3）碰撞后，小球在向右运动的过程中，水平方向上的加速度大小
下落到点正下方的时间
竖直方向上有
15．（2024高三上·四川期末）如图所示，两根平行光滑金属导轨之间的距离为，倾角，导轨上端串联一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为的金属棒水平置于导轨上。金属棒向上运动时，闭合，断开；金属棒向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，用大小的恒力向上拉金属棒，当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，金属棒运动到磁场区域中点时撤去拉力，金属棒恰好能到达磁场上边界，不计导轨和金属棒的电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度大小为。求：
（1）金属棒进入磁场时的速度大小；
（2）金属棒在磁场中向上运动的时间；
（3）金属棒从磁场下边界离开磁场时的动能。
【答案】（1）解：金属棒刚进入磁场时有
安培力大小
又
，
联立，解得
（2）解：金属棒进入磁场，前匀速上升，有
金属棒减速上升的过程中，由动量定理有
又有
，，
联立，解得
金属棒在磁场中向上运动的时间
联立，解得
（3）解：设经历的时间为，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小
设在时间内流经金属棒的电荷量为，则有
是平行板电容器极板在时间内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量，电流
加速度大小
金属棒在时刻时的加速度方向沿导轨平面向下，根据牛顿第二定律有
解得
可知金属棒做初速度为零的匀加速运动，则有
出磁场时金属棒的动能
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，根据受力平衡，结合法拉第电磁感应定律求解金属棒进入磁场时的速度大小；
（2） 金属棒进入磁场，前匀速上升，金属棒减速上升的过程中，由动量定理结合电荷量的求解过程求解减速运动时间，二者相加等于总时间；
（3）求解电流以及加速度表达式，加速度恒定，金属棒做初速度为零的匀加速运动，根据速度位移关系求解出磁场时金属棒的动能。
（1）金属棒刚进入磁场时有
安培力大小
又
，
联立，解得
（2）金属棒进入磁场，前匀速上升，有
金属棒减速上升的过程中，由动量定理有
又有
，，
联立，解得
金属棒在磁场中向上运动的时间
联立，解得
（3）设经历的时间为，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小
设在时间内流经金属棒的电荷量为，则有
是平行板电容器极板在时间内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量，电流
加速度大小
金属棒在时刻时的加速度方向沿导轨平面向下，根据牛顿第二定律有
解得
可知金属棒做初速度为零的匀加速运动，则有
出磁场时金属棒的动能
1 / 1四川省部分名校2024-2025学年高三上学期联合质量检测物理试题
1．（2024高三上·四川期末）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应
B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化
C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小
D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化
2．（2024高三上·四川期末）在某次轮滑运动中，小明同学以的初速度滑出，做匀减速直线运动。该同学滑行时位移随速度变化的关系图像如图所示。该同学的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2024高三上·四川期末）如图所示，一艘帆船静止在湖面上，从湖底P点发出的一细束黄色激光射到水面，折射后恰好照射到帆船上的竖直桅杆上的M点。下列说法正确的是（ ）
A．黄光在水中的频率比在空气中的频率大
B．黄光在水中的速度比在空气中的速度大
C．若仅把黄光改成红光，则红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短
D．若仅把黄光改成红光，则红光可能射到N点
4．（2024高三上·四川期末）我国于2024年10月下旬发射了神舟十九号载人飞船。神舟十八号乘组与神舟十九号乘组完成交接后，神舟十八号内的三位航天员返回地球。已知中国空间站轨道高度约为，设计寿命为10年，长期驻留3人。若由于稀薄空气的阻力，9年后空间站的轨道高度下降，则空间站运行的（ ）
A．加速度变小 B．线速度变小 C．角速度变大 D．周期变大
5．（2024高三上·四川期末）如图所示，静止放置在光滑水平地面上的表面光滑的等腰直角斜面体的质量为，直角边长为，将质量为的滑块（视为质点）从斜面体顶端由静止释放，从滑块刚下滑到滑块滑至斜面底端时，斜面体的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高三上·四川期末）某战士将手榴弹（视为质点）沿与水平方向成角的方向斜向上抛出，抛出时手榴弹的速度大小，距离水平地面的高度为，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，关于手榴弹，下列说法正确的是（ ）
A．在空中运动时处于超重状态
B．从刚被抛出到上升至最高点所需的时间为
C．上升到最高点时，速度大小为
D．落地时的速度大小为
7．（2024高三上·四川期末）霍尔推进器的工作原理是通过产生高速离子流来产生推力。2021年，我国空间站核心舱首次使用了霍尔推进器，其工作原理可简化为电离后的氙离子在电场力作用下被高速喷出，霍尔推进器由于反冲获得推进动力。设某次核心舱进行姿态调整，开启霍尔推进器，电离后的氙离子从静止开始，经电压为的电场加速后高速喷出，产生大小为的推力。已知氙离子的比荷为，忽略离子间的相互作用力，不计离子受到的重力，则氙离子形成的等效电流为（ ）
A． B． C． D．
8．（2024高三上·四川期末）如图甲所示，一列水波由向传播，两质点的平衡位置相距质点的振动图像如图乙中的实线所示，质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动频率为 B．质点的振动频率为
C．该波的波长可能为 D．该波的波速可能为
9．（2024高三上·四川期末）如图甲所示，、、是三个相同的灯泡，与理想变压器的原线圈串联接在电压随时间变化关系如图乙所示的电源两端，和并联后与阻值的电阻串联接在变压器副线圈上，三个灯泡恰好都正常发光。理想交流电流表的示数为。下列说法正确的是（ ）
A．电阻中电流方向每秒钟变化5次
B．变压器原、副线圈的匝数之比为2：1
C．灯泡中电流的最大值为
D．电阻两端电压的有效值为
10．（2024高三上·四川期末）如图所示，半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，是两条相互垂直的直径。在磁场内点有一放射源，能向各个方向以相同的速率射出相同的带电粒子，所有粒子均从之间射出磁场（点有粒子射出），已知粒子所带电荷量为、质量为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为
B．粒子进入磁场时的速率为
C．若仅将匀强磁场的磁感应强度大小变为，则粒子射出磁场边界的圆弧长度为
D．若仅将粒子的速率变为，则所有粒子射出磁场时的方向都相同
11．（2024高三上·四川期末）为了验证机械能守恒定律，某同学选用了如图甲所示的实验装置。重力加速度大小为g。
（1）将气垫导轨固定在水平桌面上，在导轨上装上两个光电门1、2，测得两光电门间的距离为L，将遮光片固定在滑块上，用天平测量出滑块及遮光片（以下称为滑块）的总质量M，用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d= mm。
（2）调整气垫导轨水平时，可将滑块放置在气垫导轨上，打开气源，轻推滑块，若滑块做 （填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）直线运动，则说明导轨水平。绕过导轨左端定滑轮的细线，一端连接一质量为m的砝码，另一端连在滑块上，先将滑块固定在气垫导轨右侧；调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与气垫导轨平行。
（3）释放滑块，滑块上的遮光片通过光电门1、2时的遮光时间分别为t1、t2，若mgL= （用题中所给的物理量符号表示），则说明系统机械能守恒。
12．（2024高三上·四川期末）某同学将内阻、量程的电流表与电动势、内阻的电池及电阻（阻值为）、滑动变阻器、表笔等相关元件按图组装成欧姆表（表盘中间刻度为15）。
（1）实验室有三种规格的滑动变阻器，在本实验中，滑动变阻器应选______（填选项序号）。
A．滑动变阻器（最大阻值为）
B．滑动变阻器（最大阻值为）
C．滑动变阻器（最大阻值为）
（2）该欧姆表的挡位是______（填选项序号）挡。
A．“×1” B．“” C．“” D．“”
（3）由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则 （填“能”或“不能”）通过滑动变阻器对此表调零；正确调零（或通过改变的阻值后正确调零）后，用此表测一电阻时，欧姆表的示数为，则该电阻的真实值为 。
13．（2024高三上·四川期末）气垫鞋的鞋底设置有气垫储气腔，穿上鞋后，储气腔内气体可视为质量不变的理想气体，可以起到很好的减震效果。使用过程中，储气腔内密封的气体被反复压缩、扩张。某气垫鞋储气腔水平方向上的有效面积为S，鞋底上部无外界压力时储气腔的体积为、压强为，储气腔能承受的最大压强为。当质量为的人穿上鞋（质量不计）运动时，可认为人受到的支持力全部由腔内气体提供，不计储气腔内气体的温度变化，外界大气压强恒为，重力加速度大小为，求：
（1）当人站立在水平地面上静止时，每只鞋的储气腔内的压强及腔内气体体积；
（2）在储气腔不损坏的情况下，该气垫鞋能给人竖直向上的最大加速度。
14．（2024高三上·四川期末）如图所示，半径的圆弧形光滑绝缘轨道（圆心为）固定在竖直面内，点到水平地面的距离足够高，与竖直线重合，右侧存在水平向右、电场强度大小的匀强电场，质量、电荷量的带负电小球静止在圆弧形轨道末端，质量的不带电小球从圆弧形轨道的最高点由静止释放，小球A、B间的碰撞（时间极短）为弹性碰撞且碰撞过程中小球的电荷量不变。取重力加速度大小，小球A、B均视为质点，不计空气阻力，求：
（1）两小球发生碰撞前瞬间，轨道对小球A的支持力大小；
（2）碰撞后小球A上升的最大高度；
（3）小球下落到点正下方时，到点的距离。
15．（2024高三上·四川期末）如图所示，两根平行光滑金属导轨之间的距离为，倾角，导轨上端串联一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为的金属棒水平置于导轨上。金属棒向上运动时，闭合，断开；金属棒向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，用大小的恒力向上拉金属棒，当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，金属棒运动到磁场区域中点时撤去拉力，金属棒恰好能到达磁场上边界，不计导轨和金属棒的电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，重力加速度大小为。求：
（1）金属棒进入磁场时的速度大小；
（2）金属棒在磁场中向上运动的时间；
（3）金属棒从磁场下边界离开磁场时的动能。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子 。A．用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效应，故A错误；
B．白光中含有各种单色光，包含黄光，结合题意可知，当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，故B错误；
C．根据光电效应方程有
黄光的光子能量一定，用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误；
D．紫光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值一定发生变化，故D正确。
故选D。
【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应与光照强度无关，与光的频率有关。
2．【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】 非常规的运动学图像一般都是从某一个表达式得来的，要先从横纵坐标及图像出发确定表达式，求解出关键物理量，再分析物体的运动问题。由匀减速直线运动规律有
当速度为零时，位移为，解得
故选D。
【分析】横坐标v，纵坐标x，联想到匀变速直线运动的速度位移关系求解。
3．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】 折射率的定义式中的i为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而r为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原因是由于光路的可逆性。A．折射不改变光的频率，黄光在水中的频率和在空气中的频率相同，选项A错误；
B．由
可知，黄光在水中的速度比在空气中的速度小，选项B错误；
C．黄光的频率比红光的频率大，则黄光在水中的折射率比红光的大，根据
可知，黄光在水中传播的速度比红光在水中传播的速度小，红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短，选项C正确；
D．红光的折射率比黄光的小，由折射定律有
可知红光在空气中的折射角小，将射到M点上方，选项D错误。
故选C。
【分析】光传播过程不改变频率，光在真空和空气中传播速度最大，相同介质中红光的折射率比黄光的小。
4．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】当运行半径r增大时，卫星运行的线速度v减小，角速度ω减小，加速度a减小，周期T变大。所以可总结出一条规律为“高轨低速长周期”，轨道降低相反。
空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
，，，
可知轨道高度下降后，空间站的加速度、线速度、角速度均变大，周期变小。
故选C。
【分析】空间站所受合外力等于地球对空间站的万有引力，根据万有引力公式与牛顿第二定律分析；根据周期与线速度的关系分析。
5．【答案】B
【知识点】人船模型
【解析】【解答】 对于板块类问题，在作用过程中，系统合外力为零，满足动量守恒。此题可以联想到人船模型。因为滑块与斜面体组成的系统在水平方向上无外力，所以系统在水平方向上动量守恒，有
在水平方向有
两边同乘以t，有
可得
又有
解得
则斜面体的位移大小为，故选B。
【分析】 将滑块运动到斜面底端时的速度沿水平方向和竖直方向分解，再根据系统水平方向动量守恒以及位移关系求解滑块运动到斜面底端时斜面体速度的大小
6．【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，仅在重力作用下的运动叫做斜抛运动。斜抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以斜抛运动是匀变速曲线运动。A．手榴弹在空中运动时，只受重力，处于失重状态，故A错误；
B．抛出时手榴弹的竖直速度
水平速度
上升到最高点所需的时间
故B正确；
C．手榴弹上升到最高点时，速度大小
故C错误；
D．手榴弹从被抛出到落地的过程中，竖直方向上有
解得
落地时的速度大小
故D错误。
故选B。
【分析】加速度向下为失重，在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，最高点只有水平速度，根据速度的合成与分解求解落地时的速度大小。
7．【答案】A
【知识点】动量定理；电流、电源的概念
【解析】【解答】霍尔效应：置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效。在离子流中，设时间内有个质量为、电荷量为的离子被喷出，电场力对离子做功，有
电流
根据动量定理有
可得
故选A。
【分析】电场力对离子做功，求出离子速度，根据动量定理以及电流定义式化简后可得 氙离子形成的等效电流 。
8．【答案】A,C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】解决y-t图像和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。
AB．由题图乙可知，质点的振动周期为
频率为
故A正确，B错误；
C．时，在平衡位置向上振动，在最大位置，可知
当时
故C正确；
D．由
可得
代入
可知不是整数，故D错误。
故选AC。
【分析】根据振动图得到周期，由二者距离关系结合振动图像得到波长，从而得到波速。
9．【答案】B,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题解题的突破口在原副线圈的电流关系，注意明确3个灯正常发光为解题的关键。还要特比注意交流电源电压等于灯泡两端电压与上原线圈两端电压之和。A．由题图乙可知，交变电流的周期为
电流每个周期改变两次方向，所以每秒钟电阻中电流方向每秒钟变化10次，故A错误；
B．由于三个灯泡中的电流相等，所以变压器原、副线圈中的电流之比为
根据理想变压器的电流与匝数成反比，有
故B正确；
C．由灯泡中电流为0.2A可知，灯泡中电流的最大值为
故C错误；
D．电阻两端电压的有效值为
故D正确。
故选BD。
【分析】流过灯泡的电流为额定电流时灯泡正常发光，根据图示电路图求出原副线圈的电流，然后根据变压器的变流比求出原副线圈的匝数比；由图乙所示图象求出电源电压的有效值。
10．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛伦兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解。A．因为所有粒子射出磁场时均在之间，是某粒子运动的直径，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的半径
故A错误；
B．由牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．若仅将磁感应强度大小变为，根据洛伦兹力提供向心力，有
联立可解得
以2r1为弦对应的弧为射出磁场边界最长的圆弧，结合几何关系可得
即粒子射出磁场边界的圆弧长度为，故C错误；
D．若粒子的速率为，则粒子在磁场中运动的半径为，因为粒子做圆周运动的半径与区域圆的半径相等，所以所有粒子射出磁场时的方向都相同，故D正确。
故选BD。
【分析】应用应用几何知识求出粒子做圆周运动的轨道半径，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子的速度，然后根据各选项分析答题。
11．【答案】（1）4.55
（2）匀速
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】实验原理：自由下落的物体只有重力做功，若减小的势能等于增加的动能，即：，则物体机械能守恒。
（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光片的宽度
（2）
若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）
若系统机械能守恒，则有
【分析】
（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．不同的尺有不同的精确度，注意单位问题。
（2）若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；进而可得需要验证的表达式。
（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光片的宽度
（2）若滑块做匀速直线运动，则说明导轨水平。
（3）若系统机械能守恒，则有
12．【答案】（1）B
（2）C
（3）能；1.45×103
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；练习使用多用电表
【解析】【解答】欧姆表原理：每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
（1）欧姆表调零后，欧姆表内总电阻
根据题意有
可知，的滑动变阻器的阻值太小，的滑动变阻器调节不方便，滑动变阻器应选择的总阻值。
故选B。
（2）
欧姆表的中值电阻等于其内阻，则有
可知
即应选择挡位。
故选C。
（3）由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则有
可知，欧姆表能调零；
长期使用后，正确进行欧姆调零时有
欧姆表的示数为，指针指在中央刻线上，电流为满偏电流的一半，则有
解得
【分析】（1）根据满偏电流和电源电动势求解欧姆表内阻，求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此分析；
（2）欧姆表的中值电阻等于其内阻，根据种子电阻选择档位；
（3）由于长时间使用，电池电动势降低，内阻增大，除去滑动变阻器电阻后总电流大于满偏电流则可以欧姆调零，结合中值电阻求解。
（1）欧姆表调零后，欧姆表内总电阻
根据题意有
可知，的滑动变阻器的阻值太小，的滑动变阻器调节不方便，滑动变阻器应选择的总阻值。
故选B。
（2）欧姆表的中值电阻等于其内阻，则有
可知
即应选择挡位。
故选C。
（3）[1]由于长时间使用，电池电动势降为、内阻变为，则有
可知，欧姆表能调零；
[2]长期使用后，正确进行欧姆调零时有
欧姆表的示数为，指针指在中央刻线上，电流为满偏电流的一半，则有
解得
13．【答案】（1）解：平衡时，对一只鞋受力分析有
解得
由等温变化有
解得
（2）解：每只气垫鞋能给人竖直方向的最大支持力
竖直方向上有
解得
【知识点】牛顿第二定律；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）对双脚站立列平衡方程，结合玻意耳定律分析求解；
（2） 根据压强求出给人竖直方向的最大支持力，根据牛顿第二定律求解气垫鞋能给人竖直向上的最大加速度。
（1）平衡时，对一只鞋受力分析有
解得
由等温变化有
解得
（2）每只气垫鞋能给人竖直方向的最大支持力
竖直方向上有
解得
14．【答案】（1）解：小球A从静止下滑到点前瞬间的过程中，由动能定理
解得
对A受力分析可知
解得
（2）解：小球A、碰撞过程，由动量守恒得
弹性碰撞前后小球A、B的总动能不变，有
解得
小球A返回上升过程中机械能守恒，有
解得
（3）解：碰撞后，小球在向右运动的过程中，水平方向上的加速度大小
下落到点正下方的时间
竖直方向上有
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；碰撞模型；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）由动能定理求解小球A滑到轨道底端的速度，根据牛顿第二定律求解轨道对小球A的支持力大小 ；
（2）小球A、碰撞过程，动量守恒，动能守恒，属于弹性碰撞，小球A返回上升过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律求解碰撞后小球A上升的最大高度；
（3）小球在向右运动的过程中，根据牛顿第二定律求解水平方向上的加速度大小，根据速度时间关系求解小球下落到点正下方时经过的时间，竖直方向自由落体运动求解到点的距离。
（1）小球A从静止下滑到点前瞬间的过程中，由动能定理
解得
对A受力分析可知
解得
（2）小球A、碰撞过程，由动量守恒得
弹性碰撞前后小球A、B的总动能不变，有
解得
小球A返回上升过程中机械能守恒，有
解得
（3）碰撞后，小球在向右运动的过程中，水平方向上的加速度大小
下落到点正下方的时间
竖直方向上有
15．【答案】（1）解：金属棒刚进入磁场时有
安培力大小
又
，
联立，解得
（2）解：金属棒进入磁场，前匀速上升，有
金属棒减速上升的过程中，由动量定理有
又有
，，
联立，解得
金属棒在磁场中向上运动的时间
联立，解得
（3）解：设经历的时间为，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小
设在时间内流经金属棒的电荷量为，则有
是平行板电容器极板在时间内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量，电流
加速度大小
金属棒在时刻时的加速度方向沿导轨平面向下，根据牛顿第二定律有
解得
可知金属棒做初速度为零的匀加速运动，则有
出磁场时金属棒的动能
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当金属棒进入磁场后恰好匀速上升，根据受力平衡，结合法拉第电磁感应定律求解金属棒进入磁场时的速度大小；
（2） 金属棒进入磁场，前匀速上升，金属棒减速上升的过程中，由动量定理结合电荷量的求解过程求解减速运动时间，二者相加等于总时间；
（3）求解电流以及加速度表达式，加速度恒定，金属棒做初速度为零的匀加速运动，根据速度位移关系求解出磁场时金属棒的动能。
（1）金属棒刚进入磁场时有
安培力大小
又
，
联立，解得
（2）金属棒进入磁场，前匀速上升，有
金属棒减速上升的过程中，由动量定理有
又有
，，
联立，解得
金属棒在磁场中向上运动的时间
联立，解得
（3）设经历的时间为，金属棒的速度大小为，通过金属棒的电流为，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小
设在时间内流经金属棒的电荷量为，则有
是平行板电容器极板在时间内增加的电荷量，为金属棒的速度变化量，电流
加速度大小
金属棒在时刻时的加速度方向沿导轨平面向下，根据牛顿第二定律有
解得
可知金属棒做初速度为零的匀加速运动，则有
出磁场时金属棒的动能
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