2025届湖南省衡阳市高三物理5月底最后一卷
押题预测练习试卷（较难）
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
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：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．如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是( )
A．正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量α粒子
B．中子速度越快越容易发生链式反应
C．通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度
D．铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关
2．一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，和是平衡位置分别在和处的两个质点，且两质点的振动情况始终相反.从时开始，质点的振动图像如图所示，已知时，质点再次回到时的位置，时，质点的位移第一次为.下列说法不正确的是（ ）
A．该波的波长可能为
B．该波的周期一定为
C．该波的波速可能为
D．质点的振动方程为
3．如图所示，两同学在相同的高度，以相同大小的初速度同时抛出两小球、，初速度与水平方向夹角分别为 、 ，且 ，、都恰好落在对方抛出点正下方的地面上，不计空气阻力，则此过程中（ ）
A． 、两小球可在空中相遇
B． 两者在空中运动时、间距离先减小后增大
C． 两球落回与起抛点等高处时水平位移相等
D． 仅增大球的抛射角 ，落到水平地面时的水平位移增大
4．如图甲所示，太阳系中有一颗“躺着”自转的蓝色“冷行星”——天王星，周围存在着环状物质．为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，假设“中国天眼”对其做了精确的观测，发现环状物质线速度的二次方（即）与到行星中心的距离的倒数（即）的关系如图乙所示．已知天王星的半径为，引力常量为，以下说法正确的是（ ）
甲 乙
A． 环状物质是天王星的组成部分
B． 天王星的自转周期为
C． 关系图像的斜率等于天王星的质量
D． 天王星表面的重力加速度为
5．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于、两点，、是连线上的两点，且.下列说法正确的是（ ）
A. 点电场强度比点电场强度大
B. 点电势与点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，点电场强度大小也变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，、两点间电势差不变
6．如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长的固定绝缘杆，小球套在杆上，已知的质量为，电荷量为，电场强度为，磁感应强度为，与杆间的动摩擦因数为 ，重力加速度为，小球由静止开始下滑，在运动过程中小球最大加速度为，最大速度为，则下列判断正确的是（ ）
A． 小球开始下滑时的加速度最大
B． 小球的速度由增大至的过程中，小球的加速度一直减小
C． 当时小球的速度与之比一定小于
D． 当时小球的加速度与之比一定小于
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，有多项是符合题目要求。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．如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是( )
A．T1的输出电压与T2的输入电压相等
B．T1的输出功率大于T2的输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小
D．若用户接入的用电器减少，则T2的输出功率减小
8．如图所示，挡板固定在倾角为 的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，圆弧轨道的圆心在斜面的延长线上。点有一光滑轻质小滑轮，点为圆弧轨道最低点， 。质量均为的小物块、由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块紧靠在挡板处，物块用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球相连，初始时刻小球锁定在点，细绳与斜面平行，恰好绷直且无张力，、处于静止状态。某时刻解除对小球的锁定，当小球沿圆弧运动到点时（物块未到达点），物块对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A． 弹簧的劲度系数为
B． 小球到达点时的速度大小为
C． 小球到达点时的速度大小为
D． 小球由点运动到点的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小
9．如图为某同学用激光照射一半圆形透明玻璃砖，研究光的传播规律，下面说法正确的是（ ）
A．为入射光，为反射光，为折射光
B．若入射光绕点逆时针转动，反射光和折射光也随之逆时针转动
C．若入射光绕点逆时针转动，反射光越来越强，折射光越来越弱
D．若入射光与界面成角时，折射光恰好消失，则折射率
10．如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨光滑的定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块A、B、C和D，其中A和B用不可伸长的短绳相连，C和D用一轻弹簧相连。初状态时，4个物块处于静止状态，不计空气阻力，物块可以看成质点。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．剪断AB间绳子瞬间，D物块的加速度为0
B．剪断AB间绳子瞬间，C物块的加速度为0.5g，方向竖直向下
C．剪断CD间弹簧瞬间，A物块的加速度为0.5g，方向竖直向下
D．剪断AC绳子瞬间，A物块的加速度为0.5g，方向竖直向下
三、非选择题（本大题共5小题，共56分）
11（6分）．如图甲所示，某同学在做“用单摆测量重力加速度”实验中：
甲
（1） 若摆球的直径为，悬线长为，则摆长为__________；
（2） 为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最____（填“高”或“低”）点的位置时开始计时;
（3） 如采用计算法测得的值偏大，可能的原因是____;
A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B．把次全振动的时间误记为次全振动的时间
C．以摆线长作为摆长来计算
D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
（4） 为了提高测量精度，需多次改变的值并测得相应的周期.现测得的六组数据，标示在以为横坐标、为纵坐标的坐标纸上，即图乙中用“×”表示的点.根据图乙中的数据点画出与的关系图线.
乙
12．（8分）某同学用图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值。实验步骤如下：
i．按照电路图连接好电路，将滑片P置于电阻丝R0上的适当位置，闭合开关S1；
ii．将双刀双掷开关S2（中间连杆为绝缘材料）掷于触点1、2，调节电阻箱R，使灵敏电流计G的指针指零，读出电阻箱阻值，记为R1；
iii．保持滑片P的位置不动，将S2掷于触点3、4，调节电阻箱R，仍使灵敏电流计G的指针指零，读出电阻箱阻值，记为R2；
iv．断开开关，整理器材。
回答下列问题：
甲
（1）实验过程中， （填“需要”或“不需要”）测量滑片P两侧电阻丝的长度；
（2）关于实验对电阻丝规格的要求，下列说法正确的是 ；
A．总电阻必须已知，粗细必须均匀
B．总电阻必须已知，粗细无须均匀
C．总电阻无须已知，粗细必须均匀
D．总电阻无须已知，粗细无须均匀
（3）某次测量中，R1＝70 Ω，如图乙是电阻箱指示的R2的阻值，则待测电阻的测量值Rx＝ Ω（结果保留3位有效数字）；
乙
（4）若在步骤ii后、步骤iii之前，误将滑片P向右移动了少许，继续进行测量，则Rx的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
13（10分）．如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸通过活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸底部有压强传感器。在的室内时，压强传感器的示数为；现将活塞与汽缸锁定，移到的室外，。
(1)足够长时间后，求压强传感器的示数。
(2)若汽缸漏掉一定质量的气体，在室外经足够长时间后，压强传感器示数实际为Pa，求漏掉的气 体的质量与原有气体质量的比值k（计算结果保留两位有效数字）。
14（16分）．如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场（MN所在处无磁场），磁感应强度大小为B。PQ的质量为m，金属导轨足够长，电阻忽略不计。
（1）闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q，求金属棒PQ通过的位移x及该过程安培力做的功W。
15（16分）．如图所示，是一长为的水平传送带，以顺时针匀速转动，传送带左端与半径的光滑圆轨道相切，右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为，的右端带有挡板，在上放有小物块，开始时和静止，到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数，、之间及、之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B、C的质量均为，重力加速度为，所有的碰撞均为弹性正碰。求：
(1)A通过传送带过程产生的内能；
(2)A滑上C后与B碰撞前，B与C间的摩擦力大小；
(3)A滑上C后，经多长时间B与挡板碰撞；
参考答案
1．【知识点】核反应的反应方程及能量计算、质量亏损与爱因斯坦质能方程
【答案】 C
【详解】 正常运行的核反应堆主要的辐射有γ辐射和中子辐射，所以水泥防护层外不可能检测到大量α粒子，故A错误；中子速度越快越不容易使链式反应发生，故B错误；利用镉棒对中子吸收能力强的特点，通过改变镉棒的插入深度，从而改变中子的数量来控制反应速度，故C正确；核裂变释放的能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂变时会因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量不同，故D错误。
2．【知识点】波的多解问题
【答案】C
【解析】由于时,质点再次回到时的位置,时,质点的位移第一次为,根据质点运动的对称性可知,解得,正确；由于和是平衡位置分别在和处的两个质点,且两质点的振动情况始终相反,有0,1,2,,解得,当时，波长为,正确；波速为,波速不可能为,错误；周期为,根据振动图像可知,质点第一次到达最大位移的时间为,设质点的振动方程为,根据图像可知,, ,解得,，则质点的振动方程为,正确.故选.
3．【知识点】斜抛运动
【答案】B
【题图剖析】
【解析】球上升过程可到达的最高点更高，故球下落到轨迹交点的时间大于球，故两球不可能同时到达轨迹交点，不能相遇，错误；以球为参考系，球在落地前做速度为的匀速直线运动，如图1所示，相对速度方向与、起抛点连线的夹角为，、间距离最短时抛出的时间为，此时相对运动的水平位移为,和均小于，说明此时、球均未落地，正确；若两球从同一位置抛出，根据对称性知两球的轨迹如图2所示，球落回与起抛点等高处的水平位移大于球落回与起抛点等高处的水平位移，错误；两球抛出到落地过程的水平位移大小相等，由斜抛运动的水平射程与抛射角的关系可知，最大水平射程对应的抛射角介于 与 之间，适当减小 ，可增加水平射程，错误。
图1 图2
4．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】D
【解析】若环状物质是天王星的组成部分，则环状物质与天王星同轴转动，角速度相同，是定值，由线速度公式可得，题中图线特点是，说明环状物质不是天王星的组成部分，天王星的自转周期，A、B错误；若环状物质是天王星的卫星群，由天王星对环状物质的引力提供环状物质做圆周运动的向心力，则有，可得，则有，由图像特点可知，环状物质是天王星的卫星群，可得图像的斜率等于，不等于天王星的质量，C错误；由的关系图像可知的最大值是，则天王星的卫星群转动的最小半径为，也是天王星的半径，卫星群在天王星的表面运行的线速度为，故天王星表面的重力加速度即卫星群的向心加速度为，D正确．
5．【知识点】电势差与电场强度的关系、电场的叠加
【答案】C
【解析】由等量异种点电荷电场分布的对称性知，点的电场强度与点的电场强度相等，错误；由沿电场线方向电势越来越低知，点电势比点电势高，错误；由电场叠加得，点的电场强度，若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则点电场强度大小也变为原来的2倍，正确；若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则间的电场强度变大，由定性分析知，、两点间电势差变大，错误.
6．【知识点】带电粒子在叠加场中的运动
【答案】B
【解析】小球刚开始下滑时受到竖直向下的重力，水平向左的电场力，水平向右的弹力以及竖直向上的滑动摩擦力，且此时滑动摩擦力，竖直方向根据牛顿第二定律有，而随着小球速度的增加，小球所受洛伦兹力由0逐渐增大，根据左手定则可知洛伦兹力的方向水平向右，则在小球运动后水平方向有，可知随着小球速度的增加，杆对小球的弹力减小，致使杆对小球的摩擦力减小，而当洛伦兹力的大小等于小球所受电场力大小时，杆对小球的弹力为零，此时小球在竖直方向仅受重力，加速度达到最大，为重力加速度，即，而随着小球速度的进一步增大，洛伦兹力将大于电场力，小球再次受到杆的弹力，方向水平向左，则摩擦力再次出现，竖直方向的合力减小，加速度减小，直至摩擦力等于小球重力时，小球速度达到最大值，此后小球将做匀速直线运动，因此小球开始下滑时的加速度不是最大，故A错误；小球刚开始运动时根据牛顿第二定律有，解得，而根据A选项中分析可知，加速度最大为重力加速度，即在整个过程中加速度先由逐渐增大到，再由逐渐减小为0，假如开始时加速度是由0开始增加的，则根据运动的对称性可知，当加速度最大时小球速度恰好达到，但实际上加速度并不是由0开始增加的，因此可知，当加速度最大时小球的速度还未达到，而加速度最大之后由于摩擦力的再次出现，小球开始做加速度减小的加速运动，由此可知，小球的速度由增大至的过程中，小球的加速度一直减小，故B正确；当时小球可能正在做加速度增大的加速运动，也可能正在做加速度减小的加速运动，根据B选项中分析可知，若小球正在做加速度增大的加速运动，则与之比一定小于，但若小球正在做加速度减小的加速运动，则与之比一定大于，故C错误；由B选项中分析可知，小球的最大加速度时，即加速度达到最大时，小球的速度还不到，因此当时小球的加速度一定小于，当速度时，对小球由牛顿第二定律有，即，而当小球速度最大时有，联立可得，化简可得，故D错误．
7．【知识点】理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】 BD
【详解】 设输电线中的电流为I2，T1的输出电压与T2的输入电压分别为U2、U3，则有U2＝I2R＋U3，即T1的输出电压大于T2的输入电压，A错误；T1的输出功率为P2＝U2I2，输电线上损耗的功率为ΔP＝IR，T2的输入功率为P3＝U3I2，则P2＝ΔP＋P3，即T1的输出功率大于T2的输入功率，B正确；若用户接入电路的用电器增多，则T2副线圈中的电流增大，由变压器的工作原理可知，T2原线圈中的电流增大，即输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，即R消耗的电功率增大，C错误；若用户接入电路的用电器减少，则用电器消耗的功率减小，即T2的输出功率减小，D正确。
8．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】BD
【解析】设弹簧的劲度系数为，初始时刻弹簧的压缩量为，沿斜面方向受力平衡，则，小球沿圆弧轨道运动到点时，物块即将离开挡板，设此时弹簧的伸长量为，沿斜面方向受力平衡，则，可知，当小球沿圆弧轨道运动到点时，沿斜面运动的位移大小为（点拨：、用同一根绳连接，具有相同大小的位移，且是等边三角形），所以，解得，，错误；设小球到达点时的速度大小为，对进行分解，沿绳子方向的速度大小 ，由于沿绳子方向的速度大小处处相等，所以此时的速度大小也为，对、和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且在和处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对做正功，对做负功，、和弹簧组成的系统机械能守恒，有，解得，正确，错误；小球由点运动到点过程中，、和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球和物块的机械能之和与弹簧的弹性势能之和不变，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，再之后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球和物块的机械能之和先增大后减小，正确。
9．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】ACD
【详解】根据反射定律和折射定律可知，反射光线、折射光线均与入射光线分居法线两侧，结合图中的光线位置，即可知为入射光，为反射光，为折射光，A正确；由图可知入射光线绕O点逆时针转动时，入射角增大，由反射定律，可知反射角增大，反射光线顺时针转动；由折射定律，可知折射角增大，折射光线逆时针转动，B错误；由图可知入射光线绕O点逆时针转动时，入射角增大，由反射光强、折射光强与入射角的关系，可知反射光强变强，折射光强变弱，C正确；由折射光恰好消失时入射光线的位置，即可得到临界角为，结合临界角与折射率的关系，可得折射率为，D正确。
10．【知识点】牛顿第二定律求解瞬时突变问题
【答案】AB
【详解】A．对D进行受力分析，弹簧弹力与重力等大反向，剪断AB间绳子的瞬间，弹簧弹力不能突变，D依旧受力平衡，加速度为零，A正确；
B．剪断AB间绳子的瞬间，对AC整体受力分析有，，解得C加速度为，方向竖直向下，B正确；
C．剪断CD间弹簧瞬间，弹簧弹力突变为0，对A、B和C整体受力分析有，解得A的加速度为，方向竖直向下，C错误；
D．剪断AC绳子瞬间，A和B开始做自由落体，所以A物块加速度为g，D错误。选AB。
11．【知识点】实验：用单摆测量重力加速度
【答案】（1）
（2） 低
（3） D
（4） 见解析
【解析】
（1） 若摆球的直径为,悬线长为,则摆长为.
（2） 为了减小测量周期的误差,摆球应在经过最低点的位置时开始计时.
（3） 根据单摆的周期公式,可得,由此可知,若单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了,则摆长的测量值偏小,采用计算法测得的值偏小,故错误；把次全振动的时间误记为次全振动的时间,则周期的测量值偏大,采用计算法测得的值偏小,故错误；若以摆线长作为摆长来计算,则摆长的测量值偏小,采用计算法测得的值偏小,故错误；以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算,则摆长的测量值偏大,采用计算法测得的值偏大,故正确.
（4） 根据可得,可知与的关系图线是一条直线,需要按照“使数据点尽可能多地分布在直线上、其余点均匀分布在直线两侧”的原则作图,如图所示.
【注意说明】
（1）测定摆长引起的误差
①在未悬挂摆球前测定摆长或漏加摆球半径,得到的摆长偏小,值偏小；
②测摆长时摆线拉得过紧或以摆球的直径与摆线长之和作为摆长,得到的摆长偏大,值偏大；
③悬点未固定好,摆球摆动时出现松动,实际摆长偏大,值偏小.
（2）测定周期引起的误差
①开始计时时停表过迟按下会使所测时间偏小,值偏大；同理,停止计时时停表过早按下也会使值偏大；
②测定次全振动的时间为,误计为次全振动,值偏大；同理,误计为次全振动,值偏小.
12．【知识点】实验：电阻的测量
【答案】（1）不需要（2分） （2）D（2分） （3）198（2分）
（4）大于（2分）
【解析】（1）双刀双掷开关S2掷于触点1、2和触点3、4时等效电路图分别如图甲、乙所示，由于电流计的指针指零，故电流计两端电势相等，由串联分压得＝，＝，联立解得Rx＝，故不需要测量滑片P两侧电阻丝的长度。
甲 乙
（2）由Rx＝知，电阻丝总电阻无须已知，粗细无须均匀，D正确。
（3）由题图乙知，R2＝558 Ω，则待测电阻的测量值Rx＝≈198 Ω。
（4）若在步骤ii后、步骤iii之前，误将滑片P向右移动了少许，则R3变大，R4减小，由＝知，R2变大，由Rx＝知，Rx的测量值大于真实值。
13．【知识点】气体的等容变化与查理定律、气体等温变化与玻意耳定律
【答案】(1)Pa；(2)
【详解】（1）现将活塞与汽缸锁定，移到的室外，气体发生等容变化，有，
其中K，K，
解得Pa。
（2）根据玻意耳定律有，
漏掉的气体的质量与原有气体质量的比值为，
解得。
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】（1），方向水平向右 （2），
【详解】（1）设线圈中的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律，则，
设与并联的电阻为，有，
闭合时，设线圈中的电流为，根据闭合电路欧姆定律得，
设中的电流为，有，
设受到的安培力为，有，
保持静止，由受力平衡，有，
联立解得，
方向水平向右。
（2）设由静止开始到速度大小为v的加速过程中，运动的位移为，所用时间为，回路中的磁通量变化为，平均感应电动势为，有，
其中，
设中的平均电流为，有，
根据电流的定义得，
由动能定理，有，
联立解得，。
15．【知识点】求解弹性碰撞问题
【答案】(1)0.5J；(2)1N；(3)1.0s
【详解】（1）小物块由静止运动到圆轨道最低点，由动能定理得，
解得，
设经时间小物块与传送带共速，由动量定理得，
解得，
在时间内、传送带发生的位移分别为，，
小物块通过传送带过程产生的内能为。
（2）对物块和长木板整体有，
物块和长木板整体加速度为，
对物块，由牛顿第二定律。
（3）设滑上后经时间物块与碰撞，则，
解得，
A、B碰撞前速度分别为、，碰后速度分别为、，则，，
A、B碰撞过程，由动量守恒和能量守恒，得，，
解得，，
设、碰后经时间物块与挡板相碰，则有，
解得，
A滑上C后，与挡板碰撞的时间。
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
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：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．物理实验是物理理论研究的基石。关于下列几幅图说法正确的是
甲 乙
丙 丁
A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小
B．图乙说明在α粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转
C．图丙说明氡原子核衰变时，每过3．8天，发生衰变的原子核数目保持不变
D．由图丁可以推断出，氧原子核O）比锂原子核Li）更稳定
2．如图所示，从距地面5 m高处的塔上，同时从同一位置抛出两小球（均可视为质点），初速度大小都为2 m/s，A球初速度方向水平向右，B球初速度方向与水平方向成60°角斜向右上，忽略空气阻力，重力加速度大小为10 m/s2，则
A．在A落地前，A、B可能在空中相遇
B．在A落地前，A、B间的距离不会超过 m
C． B比A滞后 s落地
D． A、B从抛出至落地的过程，A的水平位移大于B的水平位移
3．图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为2m/s
B．该波沿x轴负方向传播
C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大
D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变
4．2024年11月15日，天舟八号货运飞船与火箭成功分离并精准进入预定轨道。16日2时32分，发射3个多小时后，天舟八号进入距离地球表面更高的空间站轨道（距离地球表面约400多公里），与空间站成功对接。若在预定轨道和空间站轨道上天舟八号均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．天舟八号在空间站轨道上运行时的速度大于7.9km/s
B．天舟八号在空间站轨道上运行时所需的向心力小于它处在地球表面上时受到的重力
C．天舟八号在预定轨道上运行时的向心加速度小于其在空间站轨道上运行时的向心加速度
D．天舟八号在预定轨道上的运行速度小于其在空间站轨道上的运行速度
5．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b
A．穿出位置一定在O′点下方
B．穿出位置一定在O′点上方
C．运动时，在电场中的电势能一定减小
D．在电场中运动时，动能一定减小
6．如图所示，真空中为边长为的等边三角形三个顶点，在两点分别固定电荷量为的点电荷，在点固定电荷量为的点电荷，点为三角形中心，点为三角形三边中点，设点电荷在某点产生电势为（为点电荷电量，为到点电荷的距离），关于四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是（ ）
A．点场强大小，电势为0
B．点场强大小为，电势为
C．点和点场强大小相等，电势不同
D．电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大
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，有多项是符合题目要求。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．如图所示，在理想变压器a、b端输入电压为U0的正弦交流电，原副线圈匝数比。定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于最左端，向右移动滑片至最右端过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数增大
B．电压表示数增大
C．消耗功率变大
D．副线圈输出功率先增大后减小
8．一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为时,木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动.某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板.已知到的时间内，木板速度随时间变化的图像如图所示，其中为重力加速度大小.时刻，小物块和木板的速度相同.下列说法正确的是（ ）
A．小物块在时刻滑上木板
B．小物块和木板间的动摩擦因数为
C．小物块与木板的质量比为
D．之后小物块和木板一起做匀速运动
9．如图所示，在屏幕的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为，顶点与屏幕接触于点，底边与屏幕平行.激光垂直于边射向边的中点，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕上的点（图中未画出）.已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A．光在透明介质中发生全反射的临界角为
B．该透明介质的折射率为
C．光在透明介质中的传播速度为
D．光从射入面开始到射到点的时间为
10．“水往低处流”是一种自然现象，同一滴水在水面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下的水面为水平面，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度ω转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用势能来解释：以桶为参考系，桶中的水还多受到一个“力”，同时水还将具有一个与该“力”对应的“势能”。为便于研究，在过桶竖直轴线的平面上，以水面最低处为坐标原点O、以竖直向上为y轴正方向、以水平向右为x轴正方向建立xOy直角坐标系，质量为m的小水滴（可视为质点）在这个坐标系下，因该“力”具有的“势能”可表示为Epx＝－mω2x2。该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水面上相同质量的水将具有相同的总势能。下列说法正确的是
A．若增大桶转动的角速度ω，则稳定时，凹液面的最低点位置应下降
B．稳定转动时桶中水面的纵截面为双曲线的一部分
C．小水滴距离y轴越远，该“势能”越小
D．与该“势能”对应的“力”的大小随x的增加而减小
三、非选择题（本大题共5小题，共56分）
11．(6分)用如图甲所示的装置验证动能定理。长木板左端固定在水平桌面上，可调节垫块高度使长木板绕左端转动。在木板右端固定一个定滑轮，在靠近定滑轮处固定一个打点计时器。在木板上放置小车P，固定在小车右端的纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带与木板平行。并且小车通过轻质细线绕过定滑轮与小物块Q相连，木板上方的细线与木板平行。重力加速度为g，打点计时器所接交流电频率为f。
甲
实验步骤如下：
第1步，按装置安装好实验器材；
第2步，调整垫块的高度，给小车一个沿木板向下的初速度，直到纸带上打出均匀的点迹为止；
第3步，去掉小物块Q，重新换一条纸带，让小车靠近打点计时器由静止释放，得到一条纸带如图乙所示，最后把实验器材归置好。
乙
请回答下列问题：
(1)为了验证从打下B点到打下E点过程小车的运动是否满足动能定理，需要的实验器材以及测量的物理量有 。
A．天平，测量小车P的质量M和小物块Q的质量m
B．天平，测量小车P的质量M
C．刻度尺，测量A、C间的距离xAC，C、D间的距离xCD，D、F间的距离xDF，F、G间的距离xFG
D．刻度尺，测量A、C间的距离xAC，D、F间的距离xDF和B、E间的距离xBE
E．秒表，测量从A到B的时间t
(2)打下E点时小车的瞬时速度大小为 (用上述所选的测量数据和已知物理量的符号表示，下同)。
(3)验证从打下B点到打下E点过程小车的运动是否满足动能定理，只需验证表达式＝ 成立即可。
12．（9分）某兴趣小组欲利用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值（阻值在0．4～0．6 Ω之间），实验室提供如下器材：
A．电压表V1（量程0～3 V，内阻为3 kΩ）；
B．电压表V2（量程0～3 V，内阻为3 kΩ）；
C．定值电阻R0（阻值为4．5 Ω）；
D．电阻箱R（调节范围0～999．9 Ω）；
E．滑动变阻器R'（最大阻值为10 Ω）；
F．电源E（电动势为5 V，内阻约1 Ω）；
G．开关一个；
H．导线若干。
（1）欲将电压表V2改装成量程为0～0．6 A的电流表，需将电阻箱R调节至 Ω后与电压表V2并联（结果保留2位有效数字）。
（2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻R0接入电路。图（a）所示电路图中合理的是 （填“A”“B”或“C”）；闭合开关前，滑动变阻器R'的滑片应调到变阻器的最 （填“左”或“右”）端。
图（a）
图（b）
（3）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图（b）所示。由此可计算出待测电阻Rx＝ Ω（结果保留1位有效数字）。
（4）电源内阻不是准确值，这对Rx测量结果 （填“有”或“无”）影响。
13(10分)．如图所示，水银柱将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的容器内，粗管横截面积是细管的4倍，水银柱的上表面正好与粗管上端口齐平。大气压强为，封闭气体的压强为，此时水银柱的长度为，封闭气体的长度为，温度为。
(1)缓慢的给封闭气体加热，当水银柱刚好全部进入细管中，此时气体的温度为，求的大小；
(2)设细管的横截面积为，当气体的温度再缓慢由变成的过程中，求气体对外界做的功为多少。
14(15分)．如图所示，两条粗糙平行金属导轨固定，所在平面与水平面的夹角为θ，导轨间的距离为l，导轨电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，将两根相同的导体棒ab、cd置于导轨上不同位置，两者始终与导轨垂直且接触良好，两棒间的距离足够大，已知两棒的质量均为m、电阻均为R，某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0，已知两棒与导轨间的动摩擦因数均μ＝tan θ，在两棒达到稳定状态的过程中
A．两棒达到稳定状态后，两棒间的距离均匀减小
B．回路中产生的热量为
C．当导体棒cd的动量变为I0时，导体棒ab的加速度大小为
D．当导体棒cd的动量变为I0的过程中，两导体棒间的距离减少了Δx＝
15(16分)．如图所示，是一长为的水平传送带，以顺时针匀速转动，传送带左端与半径的光滑圆轨道相切，右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为，的右端带有挡板，在上放有小物块，开始时和静止，到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数，、之间及、之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B、C的质量均为，重力加速度为，所有的碰撞均为弹性正碰。求：
(1)A通过传送带过程产生的内能；
(2)A滑上C后与B碰撞前，B与C间的摩擦力大小；
(3)A滑上C后，经多长时间B与挡板碰撞；
参考答案
1．【知识点】光电效应方程的图像问题、原子核的衰变及半衰期、实验：α粒子散射实验、结合能与比结合能
【答案】D
【解析】题图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压大，A错误；题图乙说明在α粒子散射实验中，大多数粒子仍沿原来的方向运动，B错误；题图丙说明氡原子核衰变时，每过3．8天就有一半的原子核发生了衰变，C错误；由题图丁知，质量数中等的原子核比结合能最大，原子核最稳定，氧原子核8O比锂原子核Li更接近中等质量数的原子核，因此氧原子核8O更稳定，D正确。
2．【知识点】平抛运动中的追及相遇问题
【答案】D
【解析】A、B同时从同一位置抛出，由于A在水平方向的速度大于B在水平方向的速度，故在A落地前，A、B不可能在空中相遇，A错误；由题意得A落地瞬间A、B间距离最大，A下落时间为tA＝＝1 s，A的水平位移为xA＝v0tA＝2 m，在A下落的时间内，B下落的高度为hB＝－v0sin 60°·tA＋g＝（5－）m， B的水平位移为xB＝v0cos 60°·tA＝1 m，则A落地瞬间B到地面的距离为h'＝ m，A、B间的水平距离为Δx＝1 m，故A、B间的最大距离为d＝＝2 m，B错误；B在竖直方向有h＝－v0sin 60°·tB＋g，解得tB＝ s，则B比A晚落地的时间为Δt＝ s－1 s≠ s，C错误；B从抛出至落地过程的水平位移x＝v0cos 60°·tB＝ m＜2 m，D正确。
3．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】C
【详解】由图1可知波长，由图2可知，则该波的波速，A错误；由图2可知，质点P在时向上振动，根据波形平移法可知，波沿轴正方向传播，B错误；由图2可知，时，质点P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，C正确；从到是半个周期，质点P从平衡位置向上振动到波峰位置，然后再回到平衡位置，它的速度方向先向上再向下，加速度方向是由回复力方向决定的，该过程中回复力的方向一直向下，所以加速度方向一直向下，D错误。
4．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】B
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得，可得，地球第一宇宙速度7.9km/s等于近地卫星的线速度，则天舟八号在空间站轨道上运行时的速度大于7.9km/s；由于预定轨道的轨道半径小于空间站轨道的轨道半径，则天舟八号在预定轨道上的运行速度大于其在空间站轨道上的运行速度，AD错误；天舟八号在空间站轨道上运行时，有，在地球表面处，有，可知天舟八号在空间站轨道上运行时所需的向心力小于它处在地球表面上时受到的重力，B正确；由万有引力提供向心力得，可得，由于预定轨道的轨道半径小于空间站轨道的轨道半径，则天舟八号在预定轨道上运行时的向心加速度大于其在空间站轨道上运行时的向心加速度，C错误。
5．【知识点】带电粒子在叠加场中的运动
【答案】C
【详解】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，对粒子a有： 即只要满足无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，无法判断从点的上方或下方穿出，AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，C正确D错误．
【关键点拨】带电粒子在复合场中运动的综合分析，这类问题综合了带电粒子在电场和磁场组成的复合场中的匀速直线运动、电场中的类平抛运动、磁场中的匀速圆周运动三个方面：
（1）在电场和磁场组成的复合场中做匀速直线运动时，符合二力平衡： ．
（2）若撤去磁场，带电粒子在电场中做类平抛运动，应用运动的合成与分解的方法分析．有时也要结合能量问题分析解决．
（3）若撤去电场，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，符合洛伦兹力提供向心力：
6．【知识点】电场的叠加
【答案】B
【详解】根据对称性可知a、b三处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为，c处点电荷在O点产生的电场强度方向分别如图所示，
根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为，根据点电荷在某点产生电势，可得O点的电势分别为，A错误；两个正点电荷在P点的合场强为零，P点的场强即为负电荷在P点产生的场强，即，根据点电荷在某点产生电势，可得P点的电势分别为，B正确；根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，点和点场强大小相等，根据点电荷在某点产生电势，可得点和点的电势分别为，，可知这两点电势相等，C错误；电子由点沿直线移动到点过程中，电场强度减小，电子受到的电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，D错误。
7．【知识点】含有理想变压器的动态电路分析、理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】AD
【详解】由等效电源可知，副线圈电压U2、电流I2满足U2=E'-I2r'，其中，，，根据“串反并同”可知，随着滑片向右移动，流过电流表电流增大，A正确；设滑动变阻器滑片左端电阻为R左，滑片左端电阻为R右，则副线圈电路中R、R2、R3总电阻为，易知，当时，R副取最大值2Ω；当，时，R副为Ω。当，时，R副为Ω。则在滑片自左向右移动过程中，R副由Ω增至2 Ω再减至Ω，由等效电阻知识可知，副线圈中电阻等效至原线圈中后，则等效电阻同样先增后减，电压表示数先增后减，原线圈中电流先减后增，消耗功率先减后增，BC错误；根据以上分析可知，等效电源内电阻r'恰好等于R副最大值2 Ω，随着滑片移动R副逐渐接近r'又逐渐远离r'，副线圈输出功率先增后减，D正确。
8．【知识点】板块模型、牛顿运动定律与图像结合问题
【答案】ABD
【解析】本题考查板块模型图像.由图像可知，在时刻木板的加速度发生变化，可知小物块在时刻滑上木板，正确；由图像可知，，木板的加速度大小为，设木板的质量为，对木板分析有，可得，时刻，木板的速度为，根据题意可知小物块滑上木板时的速度为，由图像可知，，小物块的加速度大小为，设小物块的质量为,对小物块分析有，可得 ，正确；由图像可知，，木板的加速度大小为，对木板分析有，可得，错误；时刻后，假设木板与小物块相对静止，对整体有，假设成立，小物块与木板一起做匀速运动，正确.
9．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】BCD
【解析】本题考查折射和全反射的综合问题.画出光路图如图所示，在界面恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角 ，则折射率，故错误，正确；又，则光在透明介质中的传播速度为，故正确；由几何关系可得，，则，光从射入面开始到射到点的时间为，故正确.
10．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】AC
【解析】由Epx＝－mω2x2知，距离y轴越远，该“势能”越小，C正确；设与该“势能”对应的“力”为F，则Fx＝Ep0－Epx＝0－，解得F＝mω2x，故该“势能”对应的“力”的大小随x的增加而增大，D错误；由于整个水面上质量相等的小水滴的总势能相等，在O点处小水滴的总势能为零，则一个小水滴在该水面上任何位置的重力势能和该“势能”的和均为零，即mgy－mω2x2＝0，解得y＝x2，因此稳定转动时，桶中水面的纵截面为抛物线的一部分，B错误；由y＝x2知，若增大桶的角速度ω，则抛物线会变扁，故稳定时凹液面的最低点位置下降，A正确。
11．【知识点】实验：探究做功与物体动能变化的关系
【答案】（1）AD（2分） （2）（2分） （3）（2分）
【解析】（1）从打下B点到打下E点过程对小车由动能定理有FxBE＝M－M，根据第2、3步可知，去掉Q后小车的合力F大小等于Q的重力mg，故需要用天平测量小车P的质量M和小物块Q的质量m，A正确，B错误；还需要测量打下B点和E点时小车的速度大小，根据计算纸带上打下各点时瞬时速度大小的方法可知，需要用刻度尺分别测量A、C间的距离，D、F间的距离，根据动能定理可知需要测量B、E间的距离，D正确，C、E错误。
（2）打下E点时小车的瞬时速度大小为vE＝＝。
（3）打下B点时小车的瞬时速度大小为vB＝＝，根据动能定理有FxBE＝M－M，可得mgxBE＝M－M，整理得＝。
12．【知识点】实验：电阻的测量
【答案】（1）5．0（2分） （2）A（2分） 左（1分） （3）0．5（2分）
（4）无（2分）
【解析】（1）根据电流表改装原理得I＝＋＝0．6 A，解得电阻箱的电阻为R≈5．0 Ω。
（2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻R0与待测电阻串联，并通过电压表测量定值电阻R0与待测电阻两端的电压，A正确。为防止烧坏电表，待测电阻两端的电压应从零开始调节，闭合开关前，滑动变阻器R'的滑片应调到变阻器的最左端。
（3）根据电流关系可得＋＝＋，整理得U1＝U2，图像斜率为k＝＝1，解得待测电阻Rx≈0．5 Ω。
（4）处理实验数据时，考虑了电表内阻的影响，Rx的测量结果为准确值，且图像斜率与电源内阻无关，故电源内阻不是准确值也对Rx的测量结果无影响。
13．【知识点】气体的等压变化与盖—吕萨克定律、理想气体与理想气体状态方程
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）根据题意可知，水银柱全部在粗管中，上下长度为，水银柱对应的压强为，当水银柱刚好全部进入细管中，水银柱的上下长度为，则水银柱对应的压强为，由理想气体状态方程可得，
其中，，，，
解得。
（2）气体的温度再缓慢由变成的过程中，设气体体积的增加量为，气体做等压变化，则有，
又有，
解得，
根据功的定义可得气体对外界做的功，
联立解得。
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】BCD
【解析】两棒达到稳定状态后，两棒做速度相同的匀速直线运动，所以两棒间的距离不变，A错误；某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0，设此时ab棒的速度为v0，两棒达到稳定状态后两棒速度为v，由动量定理I0＝mv0，得v0＝，由动量守恒定律得mv0＝2mv（关键点：因为μ＝tan θ，两金属棒重力沿斜面向下的分力和摩擦力平衡，即mgsin θ＝μmgcos θ，且两棒受的安培力等大反向，则系统所受外力之和为零，所以导体棒ab和cd组成的系统动量守恒），解得v＝，由能量守恒定律得，回路中产生的热量Q＝m－×2mv2＝，B正确；当导体棒cd的动量为I0时，设导体棒cd的速度为v2，导体棒ab速度为v1，则v2＝＝，由动量守恒定律得I0＝I0＋mv1，解得v1＝，由法拉第电磁感应定律，当导体棒cd的动量为I0时，回路中的感应电动势E＝Blv2－Blv1，由闭合电路欧姆定律得I＝＝，当导体棒cd的动量为I0时，对导体棒ab由牛顿第二定律得，mgsin θ－μmgcos θ－BIl＝ma，解得a＝－，C正确；当导体棒cd的动量变为I0的过程中，设平均电流为，时间为Δt，对导体棒cd由动量定理得，（mgsin θ－μmgcos θ＋Bl）·Δt＝Bl·Δt＝I0，其中·Δt＝·Δt＝·Δt＝＝，解得Δx＝，D正确。
15．【知识点】求解弹性碰撞问题
【答案】(1)0.5J；(2)1N；(3)1.0s
【详解】（1）小物块由静止运动到圆轨道最低点，由动能定理得，
解得，
设经时间小物块与传送带共速，由动量定理得，
解得，
在时间内、传送带发生的位移分别为，，
小物块通过传送带过程产生的内能为。
（2）对物块和长木板整体有，
物块和长木板整体加速度为，
对物块，由牛顿第二定律。
（3）设滑上后经时间物块与碰撞，则，
解得，
A、B碰撞前速度分别为、，碰后速度分别为、，则，，
A、B碰撞过程，由动量守恒和能量守恒，得，，
解得，，
设、碰后经时间物块与挡板相碰，则有，
解得，
A滑上C后，与挡板碰撞的时间。
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