湖南省“长望浏宁”四县2025届高三下学期3月调研考试物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 湖南省“长望浏宁”四县2025届高三下学期3月调研考试物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-26 20:30:33 | ||
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文档简介
2025年3月高三调研考试试卷
物理
注意事项：
1.本试题卷共8页，15个小题。总分100分，考试时量75分钟。
2.接到试卷后，请检查是否有缺页、缺题或字迹不清等问题。如有，请及时报告监考老师。
3.答题前，务必将自己的姓名、考号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码的姓名、考号和科目。
4.作答时，请将答案写在答题卡上。在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、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. 2024年10月3日，期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果：研究团队合成新核素钚，并测量了该新核素的半衰期。已知钚的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 10个钚原子核经过一个半衰期后还剩余5个
B. 钚原子核发生的是衰变
C. 钚原子核发生衰变时需要吸收能量
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A．半衰期是大量粒子的统计规律，10个钚-227经过一个半衰期不一定还剩余5个，A错误；
B．根据电荷数和质量数守恒，可知Y的质量数为4，电荷数为2，可知Y为α粒子，则钚-227发生的是α衰变，B正确；
CD．钚-227衰变的过程中是释放能量的，比结合能增大，的比结合能比的比结合能小，CD错误。
故选B。
2. 如图为隐形战机的有源对消电子设备发出与对方雷达发射波匹配的行波，使对方雷达接受不到反射波，从而达到雷达隐形的效果。下列说法正确的是（ ）
A. 隐形战机雷达隐形的原理是波的干涉
B. 隐形战机雷达隐形的原理是波的衍射
C. 隐形战机雷达隐形的原理是多普勒效应
D. 行波与对方雷达发射波的频率相同、相位相同
【答案】A
【解析】
【详解】隐形战机雷达隐形原理是波的干涉，利用行波对方雷达发射波的频率相同、相位相差半个波长而抵消。
故选A。
3. 2024年11月4日1时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十八号载人飞船返回地面的一段时间内做竖直向下的直线运动，其运动的位移与时间的图像如图所示，其中时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为一倾斜直线，时间内图线为一平行于时间轴的直线，是时间内的某一时刻，则下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，返回舱的速度逐渐增大，处于超重状态
B. 时间内，返回舱的速度逐渐增大，处于失重状态
C. 时刻返回舱的速度小于时刻返回舱的速度
D. 时刻返回舱刚好返回到地面
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像的斜率等于速度，可知时间内，返回舱的速度逐渐增大，加速度向下，可知处于失重状态，选项A错误；
B．时间内，图像的斜率不变，则返回舱的速度不变，不是处于失重状态，选项B错误；
C．图像的斜率等于速度，可知时刻返回舱的速度小于时刻返回舱的速度，选项C正确；
D．时刻返回舱速度为零，刚好返回到地面，选项D错误。
故选C。
4. “抖空竹”是中国传统的体育活动之一，在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一。现将抖空竹中的一个变化过程简化成以下模型：轻质弹性绳（弹力特点类比于弹簧）系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在弹性绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点匀速移动，其轨迹为竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平），如图所示。则两端点分别自A、C两点，沿、以同一速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则运动过程中（ ）
A. 左右两边绳的弹力均不变且相等 B. 弹性绳的总长度变大
C. 左边绳的弹力变大 D. 右边绳的弹力变小
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．以空竹为研究对象进行受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以F1=F2，，在水平方向空竹
处于共点力平衡，设F1与水平方向的夹角为，F2与水平方向的夹角为
所以
所以两根绳与竖直方向的夹角相等，为，则
两端点移动的过程，两端点在水平方向上的距离不变，所以不变，不变，从而得出F1和F2均不变，故A正确，CD错误；
B．根据
可知弹性绳的总长度不变，B错误。
故选A。
5. 2024年11月3日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，航天员叶光富、李聪、李广苏即将踏上回家之旅。空间站组合体距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，地球半径为R，根据以上信息可知（ ）
A. 悬浮在空间站内的物体，不受力的作用
B. 空间站组合体的质量
C. 地球的密度
D. 神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做离心运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．悬浮在空间站内的物体，仍受地球的引力作用，选项A错误；
B．根据
可得地球的质量
选项B错误；
C．地球的密度
选项C正确；
D．神舟十八号飞船与空间站组合体分离后将做向心运动，选项D错误。
故选C。
6. 景区内的滑沙活动项目备受游客们的青睐，图甲为滑沙运动过程的简化图。某可视为质点的游客坐在滑板上从斜坡A点由静止开始滑下，游客和滑板的总质量m=60kg，滑板与斜坡滑道间的阻力大小，k为常数，阻力f方向与速度方向相反，斜坡足够长，斜坡的倾角θ=37°。该游客和滑板整体下滑过程中的最大速度为4m/s，滑沙结束后为了减轻游客负担，可利用图乙功率恒为450W的电动机，通过平行于斜面的轻绳牵引游客和滑板回到A点。整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）
A. 常数k为120kg/s
B. 牵引过程中整体达到的最大速度为1m/s
C. 牵引过程中整体速度为0.5m/s时，整体的加速度大小为8.5m/s2
D. 若该电动机的输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机内阻为10Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A．对游客和滑板整体分析，匀速下滑时
代入解得
故A错误；
B．已知
设轻绳牵引力为，则最大速度
联立解得
故B正确；
C．已知
由题意得
解得加速度大小
故C错误；
D．若该电动机的输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机发热功率
又
解得内阻
故D错误。
故选B。
二、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，有多项符合题目要求。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. 某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（n<0），称为负折射率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角i=45°，经负折射率的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为d，电磁波在真空中的传播速度为c，不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（ ）
A. 该电磁波的出射点位于法线OO1的上方
B. 电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行
C. 电磁波由空气进入平板介质，波长变长
D. 电磁波在平板介质中的传播时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由于平板介质材料的折射率为负值，则电磁波在材料中折射方向位于法线的下方，所以该电磁波的出射点位于法线的下方，故A错误；
B．根据光路可逆原理，电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向平行，故B正确；
C．根据
则电磁波由空气进入平板介质，波长变短，故C错误；
D．根据
得折射光线与法线夹角为
由B选项可知，光在平板介质中的速度为，则电磁波在平板介质中的传播时间为
故D正确。
故选BD。
8. 为模拟空气净化过程，设计了如图甲和乙所示的两种密闭除尘桶。在甲圆桶顶部和底面间加上恒定电压U，沿圆桶的轴线方向会形成一片匀强电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图甲箭头方向所示：而在乙圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间也加上恒定电压U，会形成沿半径方向的辐向电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图乙箭头方向所示。已知带电尘粒运动时受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，带电尘粒的重力忽略不计，则（ ）
A. 在甲桶中，尘粒的加速度一直不变
B. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小
C. 任意相等时间内，甲桶中电场力对单个尘粒做的功一定相等
D. 甲、乙两桶中，电场力对单个尘粒做功的最大值相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在甲桶中的电场为匀强电场根据
可知，尘粒受电场力为恒力，由于空气阻力与尘粒运动的速度成正比，可知尘粒所受的合力随速度的变化而改变，根据公式
可知，从尘埃合外力改变，即尘埃加速度变化，A错误；
B．除尘方式受到电场力大小
乙空间中的电场为放射状的，电场不是匀强电场，因此越远离导线的电场强度越小，所以尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小，B正确；
C．根据公式
整理可知
由于尘粒在电场中，整体不做匀速直线运动，故在任意相等时间内，位移s可能不同，即任意相等时间内，甲桶中电场力对单个尘粒做的功不一定相等，C错误；
D．根据公式
可知，电场对单个尘粒做功的最大值都等于，D正确。
故选BD。
9. 电动汽车无线充电示意图如图，若发射线圈的输入电压为、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为2200匝。由于漏磁，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的90%，下列说法正确的是（ ）
A. 发射线圈采用直流电也能为电动汽车充电
B. 接收线圈中交变电流的频率为50Hz
C. 接收线圈输出电压的有效值为396V
D. 接收线圈输出电压的有效值为440V
【答案】BC
【解析】
【详解】A．变压器是利用电磁感应原理，必须通过交流电产生变化的磁场，才能产生感应电流，故A错误；
B．变压器不改变交变电流的频率，频率应为
故B正确；
CD．根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值为
根据变压器的工作原理有
，
联立可得
解得
U2=396V
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 某校科技兴趣小组设计了一个玩具车的电磁驱动系统，如图所示，abcd是固定在塑料玩具车底部的长为L、宽为的长方形金属线框，线框粗细均匀且电阻为R。驱动磁场为方向垂直于水平地面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场宽度均为。现使驱动磁场以速度向右匀速运动，线框将受到磁场力并带动玩具车由静止开始运动，假设玩具车所受阻力f与其运动速度v的关系为（k为常量）。下列说法正确的是（ ）
A. a、d两点间的电压的最大值为
B. 玩具车在运动过程中线框中电流方向不改变
C. 线框匀速运动时，安培力的功率等于回路中的电功率
D. 玩具车和线框的最大速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．刚开始时线框相对于磁场的速度最大，此时感应电动势最大，ab、cd均切割磁感线，产生感应电动势方向相同，则总电动势为
因线框电阻为R，则ad部分电阻为，则a、d两点间的电压的最大值为
故A正确；
B．磁场向右运动，相当于线框切割磁感线，ab、cd所处的磁场区域会不断发生变化，结合右手定则可分析出金属框中电流方向并不是不变的，故B错误；
D．设玩具车最大速度为v，则相对于磁场的速度为v0-v，此时总电动势为
总安培力为
因玩具车所受阻力为其对地速度的k倍，当速度最大时有
可得
故D正确；
C．玩具车达到最大速度时即匀速时，安培力的功率为
电功率为
仅当
即
才有
但v不一定取，故C错误。
故选AD。
三、非选择题：本大题共5小题，共56分。
11. 某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他测出小钢球的直径、质量，将不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，使小钢球静止在最低点，测出绳长，然后拉起小钢球至某一位置，测出轻绳与竖直方向之间的夹角，随即将其由静止释放。小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值。改变，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像。当地重力加速度为。
（1）该同学用游标卡尺测小球直径时，示数如图乙所示，则______。
（2）某次测量时，传感器示数的最大值为，则小球该次通过最低点的速度大小为______（用题中所给物理量的符号表示）。
（3）该同学绘制的图像如图丙所示，若小球运动过程中满足机械能守恒，则图像的斜率大小______（用题中所给物理量的符号表示）。
【答案】（1）12.30
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
图乙中用游标卡尺测得小球的直径为
【小问2详解】
小球通过最低点时传感器的示数最大，由牛顿第二定律
求得
【小问3详解】
小球由最高点运动至最低点过程中，根据机械能守恒定律有
小球通过最低点时有
联立得
故图像的斜率大小
12. 在日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量某充电宝的电动势E及内阻r（E约为5V，r约为零点几欧姆），现有实验器材：量程为3V的电压表V，量程为0.3A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R=40Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。
（1）实验中，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标得到图2所示的图像，其中图像与纵轴交点的纵坐标为U1，与横轴交点的横坐标为I1，则E=_________，r=_________。（均选用U1、I1、R表示）
（2）小张认为，考虑到电压表并非理想电表，所以小明设计的电路测量误差较大。于是设计了如图3所示的电路测量充电宝的电动势E和内电阻r，均匀电阻丝XY长1.0m，电阻为8.0Ω，标准电池A的电动势为8.0V、内电阻为0.50Ω，定值电阻R1=1.5Ω，R2=4.8Ω。
①开关S断开，当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时电流表G示数为零，则充电宝B的电动势E=_________V（保留两位有效数字）；
②开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时电流表G示数为零，则充电宝B的内电阻r=_________Ω（保留两位有效数字）。
【答案】（1） ①. U1 ②.
（2） ①. 5.1 ②. 0.32
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图像可得，
所以
【小问2详解】
[1]开关S断开，均匀电阻丝XY长1.0m，电阻8.0Ω，则当滑片J移动至XJ=0.80m位置时，XJ部分电阻为
电流表G示数为零，则
[2]开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时，XJ部分电阻为
则有
即
解得
13. 户外活动时需要在小口径井中取水，某同学取如图所示的一段均匀竹筒做了一个简易汲水器。在五个竹节处开小孔，把竹筒竖直放入水中一定深度后，水从C孔进入，空气由从A孔排出，当内外液面相平时，手指按住竹筒最上A处小孔缓慢地上提竹筒，即可把井中的水取上来。设竹筒内空间横截面积S=20cm2，竹筒共四小段，每小段长度=25cm，已知水密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压强p0=1.0×105Pa，整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体。求：
（1）把竹筒全部浸入水中，堵住A孔将其拿出水面后再松开A孔让水慢慢流出，流出一部分水后再堵住A孔，等竹筒中水位稳定后，水位刚好下降到B处，求从A孔进入的标准大气压下空气的体积V；
（2）把竹筒竖直放入井水中汲水时，如果井水水位刚好浸到竹筒竹节B处，手指按住最上面的A孔缓慢地上提竹筒，一次能汲出多少克的水？（≈10.05）
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
从A孔进入的空气，发生的是等温变化，初状态参量为，
末状态参量为，
由玻意耳定律得
解得
【小问2详解】
当手指按住最上面的A孔缓慢地上提竹筒，设最后竹筒里面取水的高度为。对竹筒上部分的空气分析可知初状态参量为，
末状态参量为，
由玻意耳定律得
整理并代入数据得
解得
所以一次能汲出水的质量
14. 在高能物理研究中，需要实现对微观粒子精准控制。如图所示，电子在管道PQ内匀强电场的作用下由P点从静止开始做匀加速直线运动，从Q点射出，电子最终击中与枪口相距d的点M。QM与直线PQ夹角为α，且P、Q、M三点均位于纸面内。已知电子的电荷量为（）、质量为m、PQ间距为d、电场强度为E。求：
（1）电子从Q点射出时的速度大小v；
（2）若仅在管道外部空间加入垂直于直线PQ的匀强电场，请确定的方向和大小；
（3）若仅在管道外部空间加入与直线QM平行匀强磁场，求磁感应强度的最小值B？
【答案】（1）
（2）电场E1方向垂直PQ向上，
（3）
【解析】
【小问1详解】
加速过程，根据动能定理
解得
【小问2详解】
匀强电场垂直于直线，则电子离开Q点后做类平抛运动，故电场力垂直PQ向下，又电子带负电，则电场E1方向垂直PQ向上（PQM平面），PQ方向做匀速直线运动，有
垂直PQ方向匀加速直线运动，有
根据牛顿第二定律
联立可得
【小问3详解】
将速度沿着和垂直方向分解，
垂直于方向做圆周运动，有
运动周期
磁感应强度的最小值，则周期T取最大值，平行于方向做勺速直线运动
分运动时间相同，刚好为一个周期T，即
联立解得
15. 如图所示，质量均为M=9kg，厚度相同、长度均为L=0.6m的木板A、B（上表面粗糙）并排静止在光滑水平面上。质量m=18kg大小可忽略的机器猫静止于A板左端，机器描从A板左端斜向上跳出后，恰好落到A木板的右端，并立即与A板达到共速。随即以与第一次相同的速度起跳并落到B板上，机器猫落到B板上时碰撞时间极短可忽略，且不反弹。空气阻力可忽略，重力加速度为g=10m/s2。
（1）求从机器猫起跳至落在A板右端过程中A板运动的距离；
（2）求起跳速度与水平方向夹角为多少？可使机器猫起跳消耗的能量最少；
（3）新型材料制成的机器猫其质量仅为m′=7kg其他条件保持不变，机器猫总是以（2）问中的方式起跳，机器猫与B木板间的动摩擦因数为，求机器猫在B木板上的运动时间（结果保留两位小数）。
【答案】（1）0.4m
（2）60° （3）0.23s
【解析】
【小问1详解】
机器猫在A板跳跃过程，系统水平动量守恒，得
解得A板运动的距离
猫运动的距离为
【小问2详解】
设机器猫起跳速度为，A板获得的速度大小为
机器猫与A板水平方向动量守恒，有
机器猫的斜抛过程有
能量关系
联立可得
由数学关系可知当
即夹角为60°时W有最小值
小问3详解】
由
可得，
机器猫跳上B板，瞬间减速的过程中由动量定理
竖直方向上
水平方向上
联立可得 猫和B板瞬间碰撞后的速度分别为，
则
猫将在B板上匀减速滑行，B板将匀加速运动直至猫与B板共速（此时猫未滑下B板）
则有
可解得
联立可得
物理
注意事项：
1.本试题卷共8页，15个小题。总分100分，考试时量75分钟。
2.接到试卷后，请检查是否有缺页、缺题或字迹不清等问题。如有，请及时报告监考老师。
3.答题前，务必将自己的姓名、考号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码的姓名、考号和科目。
4.作答时，请将答案写在答题卡上。在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、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. 2024年10月3日，期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果：研究团队合成新核素钚，并测量了该新核素的半衰期。已知钚的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 10个钚原子核经过一个半衰期后还剩余5个
B. 钚原子核发生的是衰变
C. 钚原子核发生衰变时需要吸收能量
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A．半衰期是大量粒子的统计规律，10个钚-227经过一个半衰期不一定还剩余5个，A错误；
B．根据电荷数和质量数守恒，可知Y的质量数为4，电荷数为2，可知Y为α粒子，则钚-227发生的是α衰变，B正确；
CD．钚-227衰变的过程中是释放能量的，比结合能增大，的比结合能比的比结合能小，CD错误。
故选B。
2. 如图为隐形战机的有源对消电子设备发出与对方雷达发射波匹配的行波，使对方雷达接受不到反射波，从而达到雷达隐形的效果。下列说法正确的是（ ）
A. 隐形战机雷达隐形的原理是波的干涉
B. 隐形战机雷达隐形的原理是波的衍射
C. 隐形战机雷达隐形的原理是多普勒效应
D. 行波与对方雷达发射波的频率相同、相位相同
【答案】A
【解析】
【详解】隐形战机雷达隐形原理是波的干涉，利用行波对方雷达发射波的频率相同、相位相差半个波长而抵消。
故选A。
3. 2024年11月4日1时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十八号载人飞船返回地面的一段时间内做竖直向下的直线运动，其运动的位移与时间的图像如图所示，其中时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为一倾斜直线，时间内图线为一平行于时间轴的直线，是时间内的某一时刻，则下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，返回舱的速度逐渐增大，处于超重状态
B. 时间内，返回舱的速度逐渐增大，处于失重状态
C. 时刻返回舱的速度小于时刻返回舱的速度
D. 时刻返回舱刚好返回到地面
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像的斜率等于速度，可知时间内，返回舱的速度逐渐增大，加速度向下，可知处于失重状态，选项A错误；
B．时间内，图像的斜率不变，则返回舱的速度不变，不是处于失重状态，选项B错误；
C．图像的斜率等于速度，可知时刻返回舱的速度小于时刻返回舱的速度，选项C正确；
D．时刻返回舱速度为零，刚好返回到地面，选项D错误。
故选C。
4. “抖空竹”是中国传统的体育活动之一，在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一。现将抖空竹中的一个变化过程简化成以下模型：轻质弹性绳（弹力特点类比于弹簧）系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在弹性绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点匀速移动，其轨迹为竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平），如图所示。则两端点分别自A、C两点，沿、以同一速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则运动过程中（ ）
A. 左右两边绳的弹力均不变且相等 B. 弹性绳的总长度变大
C. 左边绳的弹力变大 D. 右边绳的弹力变小
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．以空竹为研究对象进行受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以F1=F2，，在水平方向空竹
处于共点力平衡，设F1与水平方向的夹角为，F2与水平方向的夹角为
所以
所以两根绳与竖直方向的夹角相等，为，则
两端点移动的过程，两端点在水平方向上的距离不变，所以不变，不变，从而得出F1和F2均不变，故A正确，CD错误；
B．根据
可知弹性绳的总长度不变，B错误。
故选A。
5. 2024年11月3日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，航天员叶光富、李聪、李广苏即将踏上回家之旅。空间站组合体距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，地球半径为R，根据以上信息可知（ ）
A. 悬浮在空间站内的物体，不受力的作用
B. 空间站组合体的质量
C. 地球的密度
D. 神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做离心运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．悬浮在空间站内的物体，仍受地球的引力作用，选项A错误；
B．根据
可得地球的质量
选项B错误；
C．地球的密度
选项C正确；
D．神舟十八号飞船与空间站组合体分离后将做向心运动，选项D错误。
故选C。
6. 景区内的滑沙活动项目备受游客们的青睐，图甲为滑沙运动过程的简化图。某可视为质点的游客坐在滑板上从斜坡A点由静止开始滑下，游客和滑板的总质量m=60kg，滑板与斜坡滑道间的阻力大小，k为常数，阻力f方向与速度方向相反，斜坡足够长，斜坡的倾角θ=37°。该游客和滑板整体下滑过程中的最大速度为4m/s，滑沙结束后为了减轻游客负担，可利用图乙功率恒为450W的电动机，通过平行于斜面的轻绳牵引游客和滑板回到A点。整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）
A. 常数k为120kg/s
B. 牵引过程中整体达到的最大速度为1m/s
C. 牵引过程中整体速度为0.5m/s时，整体的加速度大小为8.5m/s2
D. 若该电动机的输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机内阻为10Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A．对游客和滑板整体分析，匀速下滑时
代入解得
故A错误；
B．已知
设轻绳牵引力为，则最大速度
联立解得
故B正确；
C．已知
由题意得
解得加速度大小
故C错误；
D．若该电动机的输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机发热功率
又
解得内阻
故D错误。
故选B。
二、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，有多项符合题目要求。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. 某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（n<0），称为负折射率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角i=45°，经负折射率的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为d，电磁波在真空中的传播速度为c，不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（ ）
A. 该电磁波的出射点位于法线OO1的上方
B. 电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行
C. 电磁波由空气进入平板介质，波长变长
D. 电磁波在平板介质中的传播时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由于平板介质材料的折射率为负值，则电磁波在材料中折射方向位于法线的下方，所以该电磁波的出射点位于法线的下方，故A错误；
B．根据光路可逆原理，电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向平行，故B正确；
C．根据
则电磁波由空气进入平板介质，波长变短，故C错误；
D．根据
得折射光线与法线夹角为
由B选项可知，光在平板介质中的速度为，则电磁波在平板介质中的传播时间为
故D正确。
故选BD。
8. 为模拟空气净化过程，设计了如图甲和乙所示的两种密闭除尘桶。在甲圆桶顶部和底面间加上恒定电压U，沿圆桶的轴线方向会形成一片匀强电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图甲箭头方向所示：而在乙圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间也加上恒定电压U，会形成沿半径方向的辐向电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图乙箭头方向所示。已知带电尘粒运动时受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，带电尘粒的重力忽略不计，则（ ）
A. 在甲桶中，尘粒的加速度一直不变
B. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小
C. 任意相等时间内，甲桶中电场力对单个尘粒做的功一定相等
D. 甲、乙两桶中，电场力对单个尘粒做功的最大值相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在甲桶中的电场为匀强电场根据
可知，尘粒受电场力为恒力，由于空气阻力与尘粒运动的速度成正比，可知尘粒所受的合力随速度的变化而改变，根据公式
可知，从尘埃合外力改变，即尘埃加速度变化，A错误；
B．除尘方式受到电场力大小
乙空间中的电场为放射状的，电场不是匀强电场，因此越远离导线的电场强度越小，所以尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小，B正确；
C．根据公式
整理可知
由于尘粒在电场中，整体不做匀速直线运动，故在任意相等时间内，位移s可能不同，即任意相等时间内，甲桶中电场力对单个尘粒做的功不一定相等，C错误；
D．根据公式
可知，电场对单个尘粒做功的最大值都等于，D正确。
故选BD。
9. 电动汽车无线充电示意图如图，若发射线圈的输入电压为、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为2200匝。由于漏磁，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的90%，下列说法正确的是（ ）
A. 发射线圈采用直流电也能为电动汽车充电
B. 接收线圈中交变电流的频率为50Hz
C. 接收线圈输出电压的有效值为396V
D. 接收线圈输出电压的有效值为440V
【答案】BC
【解析】
【详解】A．变压器是利用电磁感应原理，必须通过交流电产生变化的磁场，才能产生感应电流，故A错误；
B．变压器不改变交变电流的频率，频率应为
故B正确；
CD．根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值为
根据变压器的工作原理有
，
联立可得
解得
U2=396V
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 某校科技兴趣小组设计了一个玩具车的电磁驱动系统，如图所示，abcd是固定在塑料玩具车底部的长为L、宽为的长方形金属线框，线框粗细均匀且电阻为R。驱动磁场为方向垂直于水平地面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场宽度均为。现使驱动磁场以速度向右匀速运动，线框将受到磁场力并带动玩具车由静止开始运动，假设玩具车所受阻力f与其运动速度v的关系为（k为常量）。下列说法正确的是（ ）
A. a、d两点间的电压的最大值为
B. 玩具车在运动过程中线框中电流方向不改变
C. 线框匀速运动时，安培力的功率等于回路中的电功率
D. 玩具车和线框的最大速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．刚开始时线框相对于磁场的速度最大，此时感应电动势最大，ab、cd均切割磁感线，产生感应电动势方向相同，则总电动势为
因线框电阻为R，则ad部分电阻为，则a、d两点间的电压的最大值为
故A正确；
B．磁场向右运动，相当于线框切割磁感线，ab、cd所处的磁场区域会不断发生变化，结合右手定则可分析出金属框中电流方向并不是不变的，故B错误；
D．设玩具车最大速度为v，则相对于磁场的速度为v0-v，此时总电动势为
总安培力为
因玩具车所受阻力为其对地速度的k倍，当速度最大时有
可得
故D正确；
C．玩具车达到最大速度时即匀速时，安培力的功率为
电功率为
仅当
即
才有
但v不一定取，故C错误。
故选AD。
三、非选择题：本大题共5小题，共56分。
11. 某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他测出小钢球的直径、质量，将不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，使小钢球静止在最低点，测出绳长，然后拉起小钢球至某一位置，测出轻绳与竖直方向之间的夹角，随即将其由静止释放。小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值。改变，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像。当地重力加速度为。
（1）该同学用游标卡尺测小球直径时，示数如图乙所示，则______。
（2）某次测量时，传感器示数的最大值为，则小球该次通过最低点的速度大小为______（用题中所给物理量的符号表示）。
（3）该同学绘制的图像如图丙所示，若小球运动过程中满足机械能守恒，则图像的斜率大小______（用题中所给物理量的符号表示）。
【答案】（1）12.30
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
图乙中用游标卡尺测得小球的直径为
【小问2详解】
小球通过最低点时传感器的示数最大，由牛顿第二定律
求得
【小问3详解】
小球由最高点运动至最低点过程中，根据机械能守恒定律有
小球通过最低点时有
联立得
故图像的斜率大小
12. 在日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量某充电宝的电动势E及内阻r（E约为5V，r约为零点几欧姆），现有实验器材：量程为3V的电压表V，量程为0.3A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R=40Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干。
（1）实验中，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标得到图2所示的图像，其中图像与纵轴交点的纵坐标为U1，与横轴交点的横坐标为I1，则E=_________，r=_________。（均选用U1、I1、R表示）
（2）小张认为，考虑到电压表并非理想电表，所以小明设计的电路测量误差较大。于是设计了如图3所示的电路测量充电宝的电动势E和内电阻r，均匀电阻丝XY长1.0m，电阻为8.0Ω，标准电池A的电动势为8.0V、内电阻为0.50Ω，定值电阻R1=1.5Ω，R2=4.8Ω。
①开关S断开，当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时电流表G示数为零，则充电宝B的电动势E=_________V（保留两位有效数字）；
②开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时电流表G示数为零，则充电宝B的内电阻r=_________Ω（保留两位有效数字）。
【答案】（1） ①. U1 ②.
（2） ①. 5.1 ②. 0.32
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图像可得，
所以
【小问2详解】
[1]开关S断开，均匀电阻丝XY长1.0m，电阻8.0Ω，则当滑片J移动至XJ=0.80m位置时，XJ部分电阻为
电流表G示数为零，则
[2]开关S闭合，滑片J移至XJ=0.75m处时，XJ部分电阻为
则有
即
解得
13. 户外活动时需要在小口径井中取水，某同学取如图所示的一段均匀竹筒做了一个简易汲水器。在五个竹节处开小孔，把竹筒竖直放入水中一定深度后，水从C孔进入，空气由从A孔排出，当内外液面相平时，手指按住竹筒最上A处小孔缓慢地上提竹筒，即可把井中的水取上来。设竹筒内空间横截面积S=20cm2，竹筒共四小段，每小段长度=25cm，已知水密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压强p0=1.0×105Pa，整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体。求：
（1）把竹筒全部浸入水中，堵住A孔将其拿出水面后再松开A孔让水慢慢流出，流出一部分水后再堵住A孔，等竹筒中水位稳定后，水位刚好下降到B处，求从A孔进入的标准大气压下空气的体积V；
（2）把竹筒竖直放入井水中汲水时，如果井水水位刚好浸到竹筒竹节B处，手指按住最上面的A孔缓慢地上提竹筒，一次能汲出多少克的水？（≈10.05）
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
从A孔进入的空气，发生的是等温变化，初状态参量为，
末状态参量为，
由玻意耳定律得
解得
【小问2详解】
当手指按住最上面的A孔缓慢地上提竹筒，设最后竹筒里面取水的高度为。对竹筒上部分的空气分析可知初状态参量为，
末状态参量为，
由玻意耳定律得
整理并代入数据得
解得
所以一次能汲出水的质量
14. 在高能物理研究中，需要实现对微观粒子精准控制。如图所示，电子在管道PQ内匀强电场的作用下由P点从静止开始做匀加速直线运动，从Q点射出，电子最终击中与枪口相距d的点M。QM与直线PQ夹角为α，且P、Q、M三点均位于纸面内。已知电子的电荷量为（）、质量为m、PQ间距为d、电场强度为E。求：
（1）电子从Q点射出时的速度大小v；
（2）若仅在管道外部空间加入垂直于直线PQ的匀强电场，请确定的方向和大小；
（3）若仅在管道外部空间加入与直线QM平行匀强磁场，求磁感应强度的最小值B？
【答案】（1）
（2）电场E1方向垂直PQ向上，
（3）
【解析】
【小问1详解】
加速过程，根据动能定理
解得
【小问2详解】
匀强电场垂直于直线，则电子离开Q点后做类平抛运动，故电场力垂直PQ向下，又电子带负电，则电场E1方向垂直PQ向上（PQM平面），PQ方向做匀速直线运动，有
垂直PQ方向匀加速直线运动，有
根据牛顿第二定律
联立可得
【小问3详解】
将速度沿着和垂直方向分解，
垂直于方向做圆周运动，有
运动周期
磁感应强度的最小值，则周期T取最大值，平行于方向做勺速直线运动
分运动时间相同，刚好为一个周期T，即
联立解得
15. 如图所示，质量均为M=9kg，厚度相同、长度均为L=0.6m的木板A、B（上表面粗糙）并排静止在光滑水平面上。质量m=18kg大小可忽略的机器猫静止于A板左端，机器描从A板左端斜向上跳出后，恰好落到A木板的右端，并立即与A板达到共速。随即以与第一次相同的速度起跳并落到B板上，机器猫落到B板上时碰撞时间极短可忽略，且不反弹。空气阻力可忽略，重力加速度为g=10m/s2。
（1）求从机器猫起跳至落在A板右端过程中A板运动的距离；
（2）求起跳速度与水平方向夹角为多少？可使机器猫起跳消耗的能量最少；
（3）新型材料制成的机器猫其质量仅为m′=7kg其他条件保持不变，机器猫总是以（2）问中的方式起跳，机器猫与B木板间的动摩擦因数为，求机器猫在B木板上的运动时间（结果保留两位小数）。
【答案】（1）0.4m
（2）60° （3）0.23s
【解析】
【小问1详解】
机器猫在A板跳跃过程，系统水平动量守恒，得
解得A板运动的距离
猫运动的距离为
【小问2详解】
设机器猫起跳速度为，A板获得的速度大小为
机器猫与A板水平方向动量守恒，有
机器猫的斜抛过程有
能量关系
联立可得
由数学关系可知当
即夹角为60°时W有最小值
小问3详解】
由
可得，
机器猫跳上B板，瞬间减速的过程中由动量定理
竖直方向上
水平方向上
联立可得 猫和B板瞬间碰撞后的速度分别为，
则
猫将在B板上匀减速滑行，B板将匀加速运动直至猫与B板共速（此时猫未滑下B板）
则有
可解得
联立可得
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