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（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（一）
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这是一份（冲刺高考）2024年山东省高考物理模拟试题（一），共28页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．2024年2月份，济宁市天气变化无常，温差较大。某汽车长时间放置在室外，温度为10℃时，轮胎胎压为250kPa，经过一段时间温度降为。若轮胎体积保持不变且不漏气，轮胎内气体可视为理想气体，在降温过程中，下列说法正确的是（ ）
A．轮胎内每个气体分子的速率都减小B．轮胎内气体压强不变
C．轮胎内气体放热D．单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数不变
2．全球核电站日益增多，核电站产生的核污水对环境和人类健康构成了一定的威胁。核污水中含有大量的铯137等几十种放射性元素，其中的半衰期为30年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程中释放出电子说明原子核中存在电子
B．经过60年，1g的原子核中将有0.25g发生衰变
C．将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期变短
D．的比结合能小于的比结合能
3．目前我国空间实验已走在世界的前列，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在空间站内做了钢球相互碰撞的实验。桂海潮用较小钢球以0.6m/s水平向左的速度与静止的较大钢球正碰，碰后小钢球与大钢球速度大小分别为、，较小钢球的质量为较大钢球质量的一半，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞。下列说法正确的是（ ）
A．，方向水平向左B．，方向水平向右
C．，方向水平向左D．，方向水平向左
4．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．沙包2在最高点的速度大于
B．从O到P两沙包的平均速度相同
C．从O到P两沙包的动量变化量相同
D．在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
5．鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．10s时动车的速度大小为2m/s
B．动车匀加速直线运动的时间为138s
C．匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D．匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
6．如图所示，有一个半径的圆形LED光源，其表面可以朝各个方向发光，AB为圆形光源的直径。现将该光源封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。透明介质球的半径，LED光源发出的光恰好都能射出半球面，不考虑二次反射，光源的厚度忽略不计，则该透明介质的折射率为（ ）
A．B．C．D．
7．某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知的阻值均为的阻值为，电阻消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比B．电压表的示数为
C．电流表的示数为D．若断路，电流表示数将增大
8．司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星a、b环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相反，卫星c绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星a、b间距离x随时间t变化的关系图像如图乙所示，其中R、T为已知量，下列说法正确的是（ ）
A．卫星c在N点的速度大于卫星a的速度B．卫星a、b的运动周期之比为1∶4
C．卫星a的运动周期为D．卫星a的加速度大小为
二、多选题
9．风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度大小为
B．用户获得的功率为
C．降压变压器原、副线圈匝数比
D．若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变小
10．如图为透明长方体的横截面efgh，其折射率，一细束单色光以角入射至ef面上的p点，，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在长方体内的二次及二次以上的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．当入射角为时，光在长方体中的传播时间为
B．当入射角为时，光在长方体中的传播时间为
C．当入射角时，折射到eh面上的光一定发生全反射
D．当入射角时，折射到eh面上的光不一定发生全反射
11．如图所示，将电荷量为的两个点电荷固定在直三棱柱底面的a、b两点，将电荷量为的点电荷固定在c点，已知三角形abc为等腰直角三角形，，，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．c点的电荷受力指向ab的中点
B．从b到点电势先增大后减小
C．将负试探电荷从点移到点，其电势能变大
D．点场强的大小为
12．如图所示，两根型平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为l和，处于竖直向下的磁场中，磁感应强度大小分别为和B。已知导体棒ab的电阻为R、长度为l，导体棒cd的电阻为、长度为，cd的质量是ab的3倍。两棒中点之间连接一原长为L轻质绝缘弹簧。现将弹簧拉伸至后，同时由静止释放两导体棒，两棒在各自磁场中往复运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中，回路中始终产生顺时针方向的电流
B．整个运动过程中，ab与cd的路程之比为3∶1
C．cd棒克服安培力做的功等于cd棒产生的热量
D．整个运动过程中，通过cd的电荷量为
三、实验题
13．某同学利用如图所示装置探究滑块与长木板间的动摩擦因数。
实验过程如下：
①长木板水平固定，将弹簧左端固定在挡板P上，弹簧右端与滑块不栓接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块中心位于O点，O点右侧放一相同的木板，与左侧木板上表面平齐水平对接，如图甲所示；
②用滑块压缩弹簧到A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；释放滑块，记录其在右侧木板上停止时的位置B，测出OB间的距离；
③如图乙所示，拆去O点右侧的木板，在O点下方挂上重锤，再次用滑块将弹簧压缩到A点无初速释放，记录其落到水平地面的位置C，测出O点到地面的竖直高度h，及落地点C到O点的水平距离；
④查得当地重力加速度为g。
请回答下列问题：
(1)滑块从O点滑离时的初速度大小为 ，滑块与长木板间的动摩擦因数 （用所测物理量符号表示）。
(2)若测得滑块质量为m，则释放滑块时弹簧的弹性势能 （用所测物理量的符号表示）。
14．某同学制作一个多量程的电流表和欧姆表，他设计的电表电路如图所示。所用器材分别为：
A．电流表G（满偏电流，内阻）；
B．定值电阻；
C．滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）；
D．电源（电动势为1.5V，内阻忽略不计）；
E．单刀双掷开关；
F．表笔及导线若干。
①将单刀双掷开关接b，分别接2、1时，c、d可串联在电路中作为电流表，量程分别为10mA和100mA；
②若单刀双掷开关接a，分别接1、2时，可作为双量程的欧姆表使用。
回答下列问题：
(1)电路中定值电阻的阻值为 Ω。
(2)当单刀双掷开关接a，再将开关接1时，欧姆表的挡位为 （填“”或“”）；欧姆调零后将待测电阻接在c、d间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器R的滑片 （填“向上”或“向下”）移动。调零后再次将电阻接在c、d间，电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处，则电阻 。
四、解答题
15．小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为。已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小100Pa，上升过程中大气温度不变。求：
（1）充气后每个气球的体积；
（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。
16．“途灵底盘”是华为公司新推出的一款智能化多场景的汽车减震系统。电磁减震器是该系统中重要组成部分。小明同学在实验室中模拟电磁减震器的工作原理。在绝缘滑动杆上固定4个完全相同且相互紧靠（忽略线圈间距离）的矩形线圈，使其进入右侧由电磁铁产生的磁场做减速运动。右侧磁场的磁感应强度与电流之间的关系为，其中k=50T/A且产生的磁场范围足够大。已知滑动杆及线圈的总质量为m=1.0kg，每个矩形线圈的匝数均为匝，阻值R=1.0Ω，长为L=20cm，宽为d=10cm，整个过程不考虑互感影响，不计一切摩擦。
（1）若电磁铁中的电流为20mA，求线圈1完全进入磁场时的速度变化量；
（2）若电磁铁中的电流为20mA且第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，求线圈中产生的焦耳热Q。
17．如图所示，足够长的固定斜面倾角为θ=37°，斜面上并排放置的两个小物块A、B在沿斜面向上的恒力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，A、B物块间接触但不粘连，F作用在物块A上，当物块A、B获得的速度大小为v0时撤去F。已知物块A、B的质量均为m，且物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为和，恒力F=2.4mg，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求恒力F的作用时间；
（2）撤去F后，求B沿斜面向上运动的速度减为零时A、B之间的距离；
（3）设A、B间每次碰撞时间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，求：
①撤去F后，A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小；
②撤去F后，A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能。
18．如图所示，且z>0的区域I内存在一沿x轴负方向的匀强电场，电场强度为E。且z>0的区域Ⅱ内存在一沿y轴负方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度为。在的区域Ⅲ内有一平行于面放置的长方形离子收集板MNPQ。收集板MNPQ与y轴交于点，其中MQ足够长，MN长为2L。区域Ⅲ内存在一方向与xOy平面平行且与x轴正方向的夹角为θ的匀强磁场。在区域I中有一平行于z轴放置的长为L的通电金属丝ab，能够源源不断地释放质量为m、电荷量为、初速度为零的电子。这些电子经电场加速后，沿x轴正方向进入匀强磁场，最终都汇聚到点O进入区域Ⅲ。其中a点释放的电子进入区域Ⅱ后恰好能从点O沿z轴负方向进入区域Ⅲ。调节磁感应强度大小，使从a点释放的电子能打到收集板上被吸收。不考虑电子重力和电子间的相互作用（已知）。
（1）求匀强磁场大小；
（2）求匀强磁场的最小面积；
（3）若角度θ=0，求磁感应强度的取值范围；
（4）若角度θ的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度的取值范围。
参考答案：
1．C
【详解】A．降温过程中，轮胎内气体分子得平均动能降低，气体分子的平均速率降低，但不是每个气体分子的速率都减小，故A错误；
B．根据题意可知，气体做等容变化，根据可知轮胎内气体压强减小，故B错误；
C．轮胎体积保持不变，可知外界对气体不做功，气体温度减小，内能减少，根据热力学第一定律可知轮胎内气体放热，故C正确；
D．气体分子的平均速率降低，轮胎体积保持不变，则单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数变少，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的，并不是原子核中存在电子，故A错误；
B．其中的半衰期为30年，则经过60年，1g的原子核中将有0.75g发生衰变，故B错误；
C．半衰期只由原子核自身决定，将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期不变，故C错误；
D．衰变过程释放能量，反应后的比反应前的更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】设较小钢球的质量为，较大钢球的质量为，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞，以水平向左为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得
代数数据解得
，
可知，方向水平向右；，方向水平向左。
故选B。
4．D
【详解】根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到点，运动时间大于沙包1的运动时间
A．沙包2在最高点的速度即为水平分速度，由于两沙包从O到P的水平分位移相同，但沙包2的运动时间更长，因此沙包2在最高点的水平速度小于沙包1的水平速度，故A错误；
B．从O到P两沙包的位移相同，但时间不同，则平均速度不同，故B错误；
C．从O到P的过程中，由动量定理有
由于两沙包质量相等，沙包2的运动时间更长，可知，两沙包的动量变化量不相同，故C错误；
D．根据题意，由公式可知，由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为
A错误；
B．最大速度，在匀加速段
B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
支持力为，桌板对物体的作用力大小为
C错误；
D．匀加速直线运动过程中，物体移动位移为
桌板对物体做的功为
D错误。
故选B。
6．A
【详解】如图所示，过点B作垂线交圆弧于
几何关系可知，若此时线状光源B点发出的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，根据几何关系有
为使光线恰好能从P点射出，根据全反射应有
可得
故选A。
7．C
【详解】A．已知的阻值相等，消耗的功率相同，可知电流相同，设为I2，因的阻值为，则的电流为2I2，则降压变压器T2的次级电流为3I2，由匝数和电流关系可知
则
选项A错误；
B．变压器T1的初级电流
由能量关系可知
解得
即电压表示数，选项B错误；
C．电流表的示数等于I2，等于通过R1的电流，则为
选项C正确；
D．若断路，则T2次级电阻变大，相当于电网用电设备减少，总功率减少，电流减小，则初级电流减小，则电流表示数将减小，选项D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．根据万有引力提供向心力
可得
可知卫星的速度大于卫星的速度，卫星在点做近心运动，所以卫星在N点的速度小于卫星的速度，则卫星c在N点的速度小于卫星a的速度，故A错误；
B．根据图乙可知卫星、最远距离为5R，最近距离为，则
可得
根据万有引力提供向心力
可得
可知卫星a、b的运动周期之比为，故B错误；
C．设卫星的周期为，卫星的周期为，根据两卫星从相距最远到相距最近有
又
联立解得
故C正确；
D．卫星a的加速度大小
故D错误。
故选C。
9．BD
【详解】A．发电线圈产生的感应电动势表达式为
解得
A错误；
B．升压变压器副线圈的电压为
升压变压器副线圈的电流为
则
则用户获得的功率为
B正确；
C．降压变压器原、副线圈匝数比为
C错误；
D．若输出电压不变，则不变，输电线电流变大，则减小，则减小，D正确；
故选BD。
10．AC
【详解】AB．当入射角为时，根据折射定律有
可得，光经过ef面折射后的折射角为
则光在长方体中传播的光路如下图所示
根据光路的可逆性可知，光从eh的中点q射出长方体，则根据几何知识可得，光在长方体中的传播路程为
又光在长方体中的传播速度为
则光在长方体中的传播时间为
联立解得，光在长方体中的传播时间为
故A正确，B错误；
CD．根据全反射公式有
，
设光在eh面的入射角为i，根据折射定律有
由几何知识有
联立可得
即入射角，则折射到eh面上的光一定发生全反射，故C正确，D错误。
故选AC。
11．CD
【详解】A．根据题意，由几何关系可得
由库仑定律可得，间库仑力大小为
方向由，间库仑力大小为
方向由，如图所示
由几何关系有
，，
可知，与不重合，即c点的电荷受力不指向ab的中点，故A错误；
B．若去掉点电荷，可知，在等量异种电荷连线的中垂面上，则为等势线，点点电荷在上的电势，由到逐渐减小，则从b到点电势逐渐降低，故B错误；
C．若去掉点点电荷，点和点的点电荷为等量异种电荷，可知，的电势大于电势，由几何关系可知
则点点电荷周围的电势大于电势，综上所述，的电势大于电势，则负试探电荷在点的电势能大于在的电势能，故C正确；
D．根据题意，由点电荷场强公式可知，点点电荷在的电场强度大小为
同理可得
，
方向如图所示
则有
则点场强的大小为
故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】A．根据题意可，由静止释放，向右运动，向左运动，即弹簧收缩，由右手定则可知，回路中产生顺时针电流，设某时刻电流大小为，可知，所受安培力大小为
方向向左，所受安培力大小为
方向向右，可知，两棒系统受合外力为零，动量守恒，则当弹簧伸展过程中，一定有向左运动，向右运动，根据右手定则可知，回路中产生逆时针方向的电流，故A错误；
B．由A分析可知，两棒系统受合外力为零，动量守恒，由于开始运动时，系统动量为零，则任意时刻两棒的动量大小相等，方向相反，则有
设运动时间为，则有
即
则ab与cd的路程之比为
故B正确；
C．由上述分析可知，整个运动过程中，两棒所受安培力一直保持大小相等，且ab与cd的路程之比为，则ab与cd克服安培力做的功之比为，由公式可知，由于ab与cd的电阻之比为，则ab与cd产生的热之比为，可知，cd棒克服安培力做的功不等于cd棒产生的热量，故C错误；
D．由公式、和可得，整个运动过程中，通过cd的电荷量为
当两棒在各自磁场中往复运动直至停止，弹簧恢复原长，两棒间距离减小，则向右运动的距离为
向左运动的距离为
则有
故D正确。
故选BD。
13．(1)
(2)
【详解】（1）[1]根据题意可知，拆去O点右侧的木板，滑块从点飞出做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
[2]滑块由点到点，由动能定理有
解得
（2）滑块由点到点，由能量守恒定律可得，释放滑块时弹簧的弹性势能
14．(1)2
(2) 向上 100
【详解】（1）根据题意，由并联分流原理可得，当单刀双掷开关接b，接2时量程为，接1时量程为，则有
，
代入数据解得
，
（2）[1]当单刀双掷开关接a，再将开关接1时，与电流表串联再与并联，三者的总电阻为
将开关接2时，与串联再与电流表并联，三者的总电阻为
欧姆表的倍率大的挡位内阻大，所以将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为。
[2]结合上述分析可知，将挡位换成另一挡位，即将单刀双掷开关S与1接通换成与2接通，电流表满偏时，干路电流减小了，则调零时需增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑动变阻器R的滑片向上移动。
[3]结合上述分析可知，挡位换成另一挡位调零后，电流表满偏时，干路电流为，则欧姆表的内阻为
将电阻接在c、d间，电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处，干路电流为
则电阻
15．（1）；（2）
【详解】
（1）由玻意耳定律可得
解得
（2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体
可得
16．（1），方向水平向左；（2）
【详解】
（1）由动量定理得
其中
右侧磁场的磁感应强度为
解得
方向水平向左。
（2）第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，由动量定理得
其中
解得第一个线圈刚进入磁场时的速度为
线圈中产生的焦耳热
17．（1）；（2）；（3）①，②
【详解】（1）对A、B整体，根据牛顿第二定律，有
解得
所以力F作用的时间为
（2）撤去外力F后，对物块A，有
解得
对物块B，有
解得
由于物块A的加速度大于物块B的加速度，所以物块A先速度减为零，且保持静止，B沿斜面向上运动的速度减为零时A、B之间的距离为
（3）①物块B速度减为零时，继续反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有
所以
根据速度位移关系可得
解得A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小为
②A、B发生第一次弹性碰撞，则有
所以碰后两物体速度交换
，
碰后A做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，到第二次碰撞时，有
解得
A、B第二次碰撞时，速度分别为
碰后两物体速度再次交换，A以v4做匀速直线运动，B做初速度为v3、加速度为aBʹ的匀加速直线运动，所以
解得
A、B第三次碰撞时，速度分别为
碰后两物体速度交换，A以v5做匀速直线运动，B做初速度为v4、加速度为aBʹ的匀加速直线运动，所以
解得
根据以上分析，有
（n=1，2，3……）
所以A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能为
18．（1）；（2）；（3）；（4）见解析
【详解】
（1）设电子经过电场加速后速度为，进入匀强磁场磁汇聚从O点沿z轴负方向射出，有
联立解得
（2）磁场的最小面积为
（3）当角度为0时，磁感应强度方向沿x轴正方向，设离子恰好打到MQ边的半径为，恰好打到NP边的半径为，据几何知识得
可得
、
所以磁感应强度大小范围为
（4）当角度为时，设离子恰好打到MQ边圆周半径为，则有
可得
恰好达到NP边圆周半径为，则有
可得
由数学知识得时，有
有最小值
当时，有
此时，即为打到MQ边圆周半径的最大值，所以无论取什么值粒子都打不到收集板上，所以
①时，有
②时，有
③时，无论取何值，粒子均无法打到收集板上。
一、单选题
1．2024年2月份，济宁市天气变化无常，温差较大。某汽车长时间放置在室外，温度为10℃时，轮胎胎压为250kPa，经过一段时间温度降为。若轮胎体积保持不变且不漏气，轮胎内气体可视为理想气体，在降温过程中，下列说法正确的是（ ）
A．轮胎内每个气体分子的速率都减小B．轮胎内气体压强不变
C．轮胎内气体放热D．单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数不变
2．全球核电站日益增多，核电站产生的核污水对环境和人类健康构成了一定的威胁。核污水中含有大量的铯137等几十种放射性元素，其中的半衰期为30年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程中释放出电子说明原子核中存在电子
B．经过60年，1g的原子核中将有0.25g发生衰变
C．将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期变短
D．的比结合能小于的比结合能
3．目前我国空间实验已走在世界的前列，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在空间站内做了钢球相互碰撞的实验。桂海潮用较小钢球以0.6m/s水平向左的速度与静止的较大钢球正碰，碰后小钢球与大钢球速度大小分别为、，较小钢球的质量为较大钢球质量的一半，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞。下列说法正确的是（ ）
A．，方向水平向左B．，方向水平向右
C．，方向水平向左D．，方向水平向左
4．为了减轻学生的学习压力，某中学举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．沙包2在最高点的速度大于
B．从O到P两沙包的平均速度相同
C．从O到P两沙包的动量变化量相同
D．在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率
5．鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．10s时动车的速度大小为2m/s
B．动车匀加速直线运动的时间为138s
C．匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D．匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
6．如图所示，有一个半径的圆形LED光源，其表面可以朝各个方向发光，AB为圆形光源的直径。现将该光源封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。透明介质球的半径，LED光源发出的光恰好都能射出半球面，不考虑二次反射，光源的厚度忽略不计，则该透明介质的折射率为（ ）
A．B．C．D．
7．某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知的阻值均为的阻值为，电阻消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比B．电压表的示数为
C．电流表的示数为D．若断路，电流表示数将增大
8．司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星a、b环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相反，卫星c绕木星做椭圆运动，某时刻开始计时，卫星a、b间距离x随时间t变化的关系图像如图乙所示，其中R、T为已知量，下列说法正确的是（ ）
A．卫星c在N点的速度大于卫星a的速度B．卫星a、b的运动周期之比为1∶4
C．卫星a的运动周期为D．卫星a的加速度大小为
二、多选题
9．风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度大小为
B．用户获得的功率为
C．降压变压器原、副线圈匝数比
D．若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变小
10．如图为透明长方体的横截面efgh，其折射率，一细束单色光以角入射至ef面上的p点，，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在长方体内的二次及二次以上的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．当入射角为时，光在长方体中的传播时间为
B．当入射角为时，光在长方体中的传播时间为
C．当入射角时，折射到eh面上的光一定发生全反射
D．当入射角时，折射到eh面上的光不一定发生全反射
11．如图所示，将电荷量为的两个点电荷固定在直三棱柱底面的a、b两点，将电荷量为的点电荷固定在c点，已知三角形abc为等腰直角三角形，，，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．c点的电荷受力指向ab的中点
B．从b到点电势先增大后减小
C．将负试探电荷从点移到点，其电势能变大
D．点场强的大小为
12．如图所示，两根型平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为l和，处于竖直向下的磁场中，磁感应强度大小分别为和B。已知导体棒ab的电阻为R、长度为l，导体棒cd的电阻为、长度为，cd的质量是ab的3倍。两棒中点之间连接一原长为L轻质绝缘弹簧。现将弹簧拉伸至后，同时由静止释放两导体棒，两棒在各自磁场中往复运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中，回路中始终产生顺时针方向的电流
B．整个运动过程中，ab与cd的路程之比为3∶1
C．cd棒克服安培力做的功等于cd棒产生的热量
D．整个运动过程中，通过cd的电荷量为
三、实验题
13．某同学利用如图所示装置探究滑块与长木板间的动摩擦因数。
实验过程如下：
①长木板水平固定，将弹簧左端固定在挡板P上，弹簧右端与滑块不栓接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块中心位于O点，O点右侧放一相同的木板，与左侧木板上表面平齐水平对接，如图甲所示；
②用滑块压缩弹簧到A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；释放滑块，记录其在右侧木板上停止时的位置B，测出OB间的距离；
③如图乙所示，拆去O点右侧的木板，在O点下方挂上重锤，再次用滑块将弹簧压缩到A点无初速释放，记录其落到水平地面的位置C，测出O点到地面的竖直高度h，及落地点C到O点的水平距离；
④查得当地重力加速度为g。
请回答下列问题：
(1)滑块从O点滑离时的初速度大小为 ，滑块与长木板间的动摩擦因数 （用所测物理量符号表示）。
(2)若测得滑块质量为m，则释放滑块时弹簧的弹性势能 （用所测物理量的符号表示）。
14．某同学制作一个多量程的电流表和欧姆表，他设计的电表电路如图所示。所用器材分别为：
A．电流表G（满偏电流，内阻）；
B．定值电阻；
C．滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）；
D．电源（电动势为1.5V，内阻忽略不计）；
E．单刀双掷开关；
F．表笔及导线若干。
①将单刀双掷开关接b，分别接2、1时，c、d可串联在电路中作为电流表，量程分别为10mA和100mA；
②若单刀双掷开关接a，分别接1、2时，可作为双量程的欧姆表使用。
回答下列问题：
(1)电路中定值电阻的阻值为 Ω。
(2)当单刀双掷开关接a，再将开关接1时，欧姆表的挡位为 （填“”或“”）；欧姆调零后将待测电阻接在c、d间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器R的滑片 （填“向上”或“向下”）移动。调零后再次将电阻接在c、d间，电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处，则电阻 。
四、解答题
15．小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为。已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小100Pa，上升过程中大气温度不变。求：
（1）充气后每个气球的体积；
（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。
16．“途灵底盘”是华为公司新推出的一款智能化多场景的汽车减震系统。电磁减震器是该系统中重要组成部分。小明同学在实验室中模拟电磁减震器的工作原理。在绝缘滑动杆上固定4个完全相同且相互紧靠（忽略线圈间距离）的矩形线圈，使其进入右侧由电磁铁产生的磁场做减速运动。右侧磁场的磁感应强度与电流之间的关系为，其中k=50T/A且产生的磁场范围足够大。已知滑动杆及线圈的总质量为m=1.0kg，每个矩形线圈的匝数均为匝，阻值R=1.0Ω，长为L=20cm，宽为d=10cm，整个过程不考虑互感影响，不计一切摩擦。
（1）若电磁铁中的电流为20mA，求线圈1完全进入磁场时的速度变化量；
（2）若电磁铁中的电流为20mA且第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，求线圈中产生的焦耳热Q。
17．如图所示，足够长的固定斜面倾角为θ=37°，斜面上并排放置的两个小物块A、B在沿斜面向上的恒力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，A、B物块间接触但不粘连，F作用在物块A上，当物块A、B获得的速度大小为v0时撤去F。已知物块A、B的质量均为m，且物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为和，恒力F=2.4mg，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求恒力F的作用时间；
（2）撤去F后，求B沿斜面向上运动的速度减为零时A、B之间的距离；
（3）设A、B间每次碰撞时间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，求：
①撤去F后，A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小；
②撤去F后，A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能。
18．如图所示，且z>0的区域I内存在一沿x轴负方向的匀强电场，电场强度为E。且z>0的区域Ⅱ内存在一沿y轴负方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度为。在的区域Ⅲ内有一平行于面放置的长方形离子收集板MNPQ。收集板MNPQ与y轴交于点，其中MQ足够长，MN长为2L。区域Ⅲ内存在一方向与xOy平面平行且与x轴正方向的夹角为θ的匀强磁场。在区域I中有一平行于z轴放置的长为L的通电金属丝ab，能够源源不断地释放质量为m、电荷量为、初速度为零的电子。这些电子经电场加速后，沿x轴正方向进入匀强磁场，最终都汇聚到点O进入区域Ⅲ。其中a点释放的电子进入区域Ⅱ后恰好能从点O沿z轴负方向进入区域Ⅲ。调节磁感应强度大小，使从a点释放的电子能打到收集板上被吸收。不考虑电子重力和电子间的相互作用（已知）。
（1）求匀强磁场大小；
（2）求匀强磁场的最小面积；
（3）若角度θ=0，求磁感应强度的取值范围；
（4）若角度θ的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度的取值范围。
参考答案：
1．C
【详解】A．降温过程中，轮胎内气体分子得平均动能降低，气体分子的平均速率降低，但不是每个气体分子的速率都减小，故A错误；
B．根据题意可知，气体做等容变化，根据可知轮胎内气体压强减小，故B错误；
C．轮胎体积保持不变，可知外界对气体不做功，气体温度减小，内能减少，根据热力学第一定律可知轮胎内气体放热，故C正确；
D．气体分子的平均速率降低，轮胎体积保持不变，则单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞的次数变少，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的，并不是原子核中存在电子，故A错误；
B．其中的半衰期为30年，则经过60年，1g的原子核中将有0.75g发生衰变，故B错误；
C．半衰期只由原子核自身决定，将核污水稀释后，可以使原子核的半衰期不变，故C错误；
D．衰变过程释放能量，反应后的比反应前的更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】设较小钢球的质量为，较大钢球的质量为，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞，以水平向左为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得
代数数据解得
，
可知，方向水平向右；，方向水平向左。
故选B。
4．D
【详解】根据题意可知，沙包1做平抛运动，沙包2做斜抛运动，沙包1和沙包2运动到点的时间由高度决定，沙包2先上升再下降到点，运动时间大于沙包1的运动时间
A．沙包2在最高点的速度即为水平分速度，由于两沙包从O到P的水平分位移相同，但沙包2的运动时间更长，因此沙包2在最高点的水平速度小于沙包1的水平速度，故A错误；
B．从O到P两沙包的位移相同，但时间不同，则平均速度不同，故B错误；
C．从O到P的过程中，由动量定理有
由于两沙包质量相等，沙包2的运动时间更长，可知，两沙包的动量变化量不相同，故C错误；
D．根据题意，由公式可知，由于沙包2运动的最高点在沙包1的抛出点之上，则运动到点时，沙包2的竖直分速度大于沙包1的竖直分速度，由公式可知，由于两沙包质量相等，则在P点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为
A错误；
B．最大速度，在匀加速段
B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
支持力为，桌板对物体的作用力大小为
C错误；
D．匀加速直线运动过程中，物体移动位移为
桌板对物体做的功为
D错误。
故选B。
6．A
【详解】如图所示，过点B作垂线交圆弧于
几何关系可知，若此时线状光源B点发出的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，根据几何关系有
为使光线恰好能从P点射出，根据全反射应有
可得
故选A。
7．C
【详解】A．已知的阻值相等，消耗的功率相同，可知电流相同，设为I2，因的阻值为，则的电流为2I2，则降压变压器T2的次级电流为3I2，由匝数和电流关系可知
则
选项A错误；
B．变压器T1的初级电流
由能量关系可知
解得
即电压表示数，选项B错误；
C．电流表的示数等于I2，等于通过R1的电流，则为
选项C正确；
D．若断路，则T2次级电阻变大，相当于电网用电设备减少，总功率减少，电流减小，则初级电流减小，则电流表示数将减小，选项D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．根据万有引力提供向心力
可得
可知卫星的速度大于卫星的速度，卫星在点做近心运动，所以卫星在N点的速度小于卫星的速度，则卫星c在N点的速度小于卫星a的速度，故A错误；
B．根据图乙可知卫星、最远距离为5R，最近距离为，则
可得
根据万有引力提供向心力
可得
可知卫星a、b的运动周期之比为，故B错误；
C．设卫星的周期为，卫星的周期为，根据两卫星从相距最远到相距最近有
又
联立解得
故C正确；
D．卫星a的加速度大小
故D错误。
故选C。
9．BD
【详解】A．发电线圈产生的感应电动势表达式为
解得
A错误；
B．升压变压器副线圈的电压为
升压变压器副线圈的电流为
则
则用户获得的功率为
B正确；
C．降压变压器原、副线圈匝数比为
C错误；
D．若输出电压不变，则不变，输电线电流变大，则减小，则减小，D正确；
故选BD。
10．AC
【详解】AB．当入射角为时，根据折射定律有
可得，光经过ef面折射后的折射角为
则光在长方体中传播的光路如下图所示
根据光路的可逆性可知，光从eh的中点q射出长方体，则根据几何知识可得，光在长方体中的传播路程为
又光在长方体中的传播速度为
则光在长方体中的传播时间为
联立解得，光在长方体中的传播时间为
故A正确，B错误；
CD．根据全反射公式有
，
设光在eh面的入射角为i，根据折射定律有
由几何知识有
联立可得
即入射角，则折射到eh面上的光一定发生全反射，故C正确，D错误。
故选AC。
11．CD
【详解】A．根据题意，由几何关系可得
由库仑定律可得，间库仑力大小为
方向由，间库仑力大小为
方向由，如图所示
由几何关系有
，，
可知，与不重合，即c点的电荷受力不指向ab的中点，故A错误；
B．若去掉点电荷，可知，在等量异种电荷连线的中垂面上，则为等势线，点点电荷在上的电势，由到逐渐减小，则从b到点电势逐渐降低，故B错误；
C．若去掉点点电荷，点和点的点电荷为等量异种电荷，可知，的电势大于电势，由几何关系可知
则点点电荷周围的电势大于电势，综上所述，的电势大于电势，则负试探电荷在点的电势能大于在的电势能，故C正确；
D．根据题意，由点电荷场强公式可知，点点电荷在的电场强度大小为
同理可得
，
方向如图所示
则有
则点场强的大小为
故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】A．根据题意可，由静止释放，向右运动，向左运动，即弹簧收缩，由右手定则可知，回路中产生顺时针电流，设某时刻电流大小为，可知，所受安培力大小为
方向向左，所受安培力大小为
方向向右，可知，两棒系统受合外力为零，动量守恒，则当弹簧伸展过程中，一定有向左运动，向右运动，根据右手定则可知，回路中产生逆时针方向的电流，故A错误；
B．由A分析可知，两棒系统受合外力为零，动量守恒，由于开始运动时，系统动量为零，则任意时刻两棒的动量大小相等，方向相反，则有
设运动时间为，则有
即
则ab与cd的路程之比为
故B正确；
C．由上述分析可知，整个运动过程中，两棒所受安培力一直保持大小相等，且ab与cd的路程之比为，则ab与cd克服安培力做的功之比为，由公式可知，由于ab与cd的电阻之比为，则ab与cd产生的热之比为，可知，cd棒克服安培力做的功不等于cd棒产生的热量，故C错误；
D．由公式、和可得，整个运动过程中，通过cd的电荷量为
当两棒在各自磁场中往复运动直至停止，弹簧恢复原长，两棒间距离减小，则向右运动的距离为
向左运动的距离为
则有
故D正确。
故选BD。
13．(1)
(2)
【详解】（1）[1]根据题意可知，拆去O点右侧的木板，滑块从点飞出做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
[2]滑块由点到点，由动能定理有
解得
（2）滑块由点到点，由能量守恒定律可得，释放滑块时弹簧的弹性势能
14．(1)2
(2) 向上 100
【详解】（1）根据题意，由并联分流原理可得，当单刀双掷开关接b，接2时量程为，接1时量程为，则有
，
代入数据解得
，
（2）[1]当单刀双掷开关接a，再将开关接1时，与电流表串联再与并联，三者的总电阻为
将开关接2时，与串联再与电流表并联，三者的总电阻为
欧姆表的倍率大的挡位内阻大，所以将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为。
[2]结合上述分析可知，将挡位换成另一挡位，即将单刀双掷开关S与1接通换成与2接通，电流表满偏时，干路电流减小了，则调零时需增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑动变阻器R的滑片向上移动。
[3]结合上述分析可知，挡位换成另一挡位调零后，电流表满偏时，干路电流为，则欧姆表的内阻为
将电阻接在c、d间，电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处，干路电流为
则电阻
15．（1）；（2）
【详解】
（1）由玻意耳定律可得
解得
（2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体
可得
16．（1），方向水平向左；（2）
【详解】
（1）由动量定理得
其中
右侧磁场的磁感应强度为
解得
方向水平向左。
（2）第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零，由动量定理得
其中
解得第一个线圈刚进入磁场时的速度为
线圈中产生的焦耳热
17．（1）；（2）；（3）①，②
【详解】（1）对A、B整体，根据牛顿第二定律，有
解得
所以力F作用的时间为
（2）撤去外力F后，对物块A，有
解得
对物块B，有
解得
由于物块A的加速度大于物块B的加速度，所以物块A先速度减为零，且保持静止，B沿斜面向上运动的速度减为零时A、B之间的距离为
（3）①物块B速度减为零时，继续反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有
所以
根据速度位移关系可得
解得A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小为
②A、B发生第一次弹性碰撞，则有
所以碰后两物体速度交换
，
碰后A做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，到第二次碰撞时，有
解得
A、B第二次碰撞时，速度分别为
碰后两物体速度再次交换，A以v4做匀速直线运动，B做初速度为v3、加速度为aBʹ的匀加速直线运动，所以
解得
A、B第三次碰撞时，速度分别为
碰后两物体速度交换，A以v5做匀速直线运动，B做初速度为v4、加速度为aBʹ的匀加速直线运动，所以
解得
根据以上分析，有
（n=1，2，3……）
所以A、B物块从发生第一次碰撞到发生第n次碰撞时，系统损失的机械能为
18．（1）；（2）；（3）；（4）见解析
【详解】
（1）设电子经过电场加速后速度为，进入匀强磁场磁汇聚从O点沿z轴负方向射出，有
联立解得
（2）磁场的最小面积为
（3）当角度为0时，磁感应强度方向沿x轴正方向，设离子恰好打到MQ边的半径为，恰好打到NP边的半径为，据几何知识得
可得
、
所以磁感应强度大小范围为
（4）当角度为时，设离子恰好打到MQ边圆周半径为，则有
可得
恰好达到NP边圆周半径为，则有
可得
由数学知识得时，有
有最小值
当时，有
此时，即为打到MQ边圆周半径的最大值，所以无论取什么值粒子都打不到收集板上，所以
①时，有
②时，有
③时，无论取何值，粒子均无法打到收集板上。
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