2024届山东省高三质量调研物理试卷（解析版）（一）

高级中学名校试卷PAGEPAGE72024届山东省高三物理质量调研卷（一）一、单选题1．据新华社报道，2023年4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是，的质量是，X的质量是，Y的质量是，光速是c，下列说法正确的是（）A．粒子Y是电子B．的比结合能大于的比结合能C．发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为D．核聚变反应可以用镉棒来控制反应速度2．炎热的夏天若室内打开空调，室内、外温度往往会相差很大。小明在室内用玩具泡泡机吹肥皂泡，某时刻窗户被打开，一个肥皂泡飞到室外，经过较长的一段时间后落地破裂。则肥皂泡在室外飞行的这段时间内（）A．泡内气体放出热量B．外界对泡内气体做功C．泡内气体速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．肥皂泡膜的分子间作用力表现为斥力3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，时的波形图如图所示，此时处的质点a恰好位于平衡位置。已知该列波的波速为，则质点a的振动方程为（）

A． B．C． D．4．一块橡皮从课桌上滑落后竖直向下掉落到地板上。已知橡皮的质量约为，与地板的碰撞时间约为，与地板碰撞后反弹高度不计。则该碰撞过程中，橡皮受到的平均作用力的大小约为（）A． B． C． D．5．如图甲所示，上板A为光滑、平整、透明的光学标准板，下板B为一光学待检测板，两板间有空气薄膜。某同学利用该装置来检测B板的平整度，让一束单色平行光竖直向下照射到A板上，得到如图乙所示的干涉图样，图乙左侧对应图甲左侧。由此推测B板上表面可能有一条（）

A．“匚”形凸起带 B．“匚”形凹槽 C．“（”形凸起带 D．“（”形凹槽6．制作木器家具时，工人师傅常在连接处打入木楔，如图所示，假设一个不计重力的木楔两面对称，顶角为，竖直地被打入木制家具缝隙中。已知接触面的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使木楔能自锁而不会自动滑动，与应满足（）

A． B． C． D．7．“黑洞”是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻“黑洞”的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，若将可见星A所受暗星B的引力等效为位于O点处质量为的星体对它的引力，设A和B的质量分别为、，则（）A． B．C． D．8．“超”可用于探测人体内脏的病变状况。图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中是入射角，是折射角，分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同，已知，入射点与出射点之间的距离是，入射角为，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度为（）A． B．C． D．二、多选题9．如图是某型号发电机给外电路供电的工作示意图，已知线圈a在均匀的辐向磁场中运动时会切割磁感线，产生足够大感应电动势，两灯泡、完全相同，变压器可视为理想变压器，匝数，不考虑线圈a的自感现象。下列说法正确的是（）

A．若线圈a做匀速运动，只有发光B．若线圈a做匀速运动，和均发光C．若线圈a做简谐运动，和均发光，且更亮D．若线圈a做简谐运动，和均发光，且更亮10．如图，水平直杆AB与光滑圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，一直径略大于杆的圆环穿在水平直杆上的A点。现让圆环以的初速度由A向B运动，同时在竖直面内对圆环施加一垂直于杆向上的恒力F，运动到B点时撤去恒力F，之后圆环沿圆弧杆BC上滑。已知AB长度，BC半径，圆环质量，圆环与直杆AB间动摩擦因数，恒力，重力加速度，，下列说法正确的是（）

A．圆环到达B点时的速度为2m/sB．圆环能够到达的最大高度为0.2mC．圆环在BC上运动的时间约为8sD．圆环能返回A点11．科幻电影中常用强度很高的碳纳米材料制作“太空天梯”的缆绳，如图是太空天梯的结构示意图，平衡锤、空间站、地面基站间均通过碳纳米缆绳垂直连接，且相对地面静止。运载舱可沿缆绳上下运动，将人和货物运送至空间站。下列说法正确的是（）

A．地面基站可以建设在青岛B．若空间站和平衡锤间的缆绳断开，平衡锤将做离心运动C．平衡锤的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度D．若运载舱停在距离地面高度等于地球半径处，缆绳给运载舱的拉力向上12．如图，间距为d、倾角为θ的两足够长光滑平行金属导轨，导轨间存在垂直导轨平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上端接一自感系数为L的电感线圈，当流过线圈的电流变化时，线圈中产生自感电动势。将一根质量为m、长度略大于d的金属棒垂直导轨放置，时刻由静止释放。已知电感线圈的直流电阻、金属棒及导轨电阻均为零，当金属棒下滑时切割磁感线产生的电动势与线圈的自感电动势大小相等；质量为m的质点做简谐运动的回复力满足，振动周期，重力加速度为g，电磁辐射忽略不计。关于金属棒的运动，下列说法正确的是（）

A．金属棒沿导轨先做变加速运动，最终匀速下滑B．金属棒沿导轨下滑的最大距离为C．金属棒释放后经时间速度再次减为0D．释放金属棒后，在时刻速度第一次达到最大三、实验题13．在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。

（1）请完善下列实验步骤：①调整轨道末端沿方向；②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点；③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点；（2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为，小球在轨道上损失的机械能为；（用题中所给的物理量表示）（3）实际操作中，木板与水平地面的夹角大于，实验者未察觉，那么根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。14．山东省有全国最大的温室智能化育苗蔬菜基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度等都很重要。其中光照强度简称照度，可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为勒克斯（1x）。蔬菜生长适宜的照度为4000~25000lx，为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路，当照度低于4000lx时，启动照明系统进行补光。

（1）智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学如图乙连接各元件，测量光敏电阻在不同照度时的电阻，则在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到（选填“1”或“2”）端；请根据图乙在虚线框内画出对应的电路图；

（2）通过测量得出了电阻随照度变化的规律如图丙所示，由图可判断光敏电阻的阻值与照度反比例函数关系（选填“满足”或“不满足”）；（3）该同学用上述光敏电阻连接成图甲所示的控制电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调节范围是0~999.9Ω，光敏电阻的电压U增加到2.0V时光照系统开始工作，为了使光敏电阻在照度降低到4000lx时，自动控制系统开始补光，电阻箱的阻值应该调节为Ω；（4）该光控装置使用较长时间后电源内阻变大，使得自动控制系统正常工作时的最小照度4000lx（选填“大于”“小于”或“等于”）。四、解答题15．2023年3月30日，我国“神舟十五号”飞行乘组圆满完成了第三次太空行走任务。航天员出舱活动前要在气闸舱内穿上特制的航天服，航天服内密封一定质量的气体（视为理想气体），开始时密封气体的体积为，压强为，温度为。为方便打开舱门，需将气闸舱内气压适当降低，当气闸舱内气压降低到目标值时，航天服内气体体积变为，温度变为。忽略航天员呼吸造成的影响，取。（1）求气闸舱内气压降低到目标值时航天服内气体的压强；（2）将气闸舱内气压降低到目标值后航天员感觉到航天服内气压偏高，于是他将航天服内一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到，此时航天服内气体体积变为，求放出的气体与航天服内部留存气体的质量比。（设放出气体过程中气体温度始终保持不变）16．翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小和方向改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力沿降落伞的中垂线且与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即；空气阻力与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即；其中、相互影响，可由运动员调节，并满足如图甲所示的关系。已知运动员和装备的总质量为，取，。

（1）若运动员使飞行器以速度在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。结合甲图，求飞行器受到的动力F的大小；（2）若运动员使飞行器在空中某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，调节，降落伞中垂线和竖直方向夹角为，求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度的大小。17．如图甲所示，区域I有宽度为d，方向竖直向上，电场强度大小为E0的匀强电场，区域Ⅱ有平行于x轴的交变电场（对其它区域不产生影响），交变电场的电场强度大小也为E0，方向随时间变化规律如图乙所示（向右为正方向），区域Ⅲ和区域Ⅳ有方向均垂直纸面向里的匀强磁场，且区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上固定着一块以O′为中点的水平绝缘弹性挡板，挡板厚度可忽略，长度很短。时，在O点由静止释放一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），粒子经电场加速后进入区域Ⅱ，再经电场偏转后，进入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时粒子速度与水平方向成45°角，接着恰好以O′为圆心做圆周运动，进入区域Ⅳ后在O′点与挡板发生弹性碰撞，且碰撞后电量不变，在（大小未知）时刻又恰好回到O点，之后继续做周期性运动。求：（1）粒子进入区域Ⅱ时速度v0的大小；（2）区域Ⅲ中磁感应强度B的大小；（3）区域Ⅳ的上边界与x轴间的最小距离s；（4）交变电场随时间变化的周期T。，

18．如图所示，倾角为的斜面体ABC固定在水平地面上，轻弹簧一端固定于斜面底部，另一端自由伸长到D点，将质量为的物块乙轻放在弹簧上端，不栓接。质量为的物块甲从A点以初速度沿斜面向下运动，到达D点后两物块相碰并粘连在一起，向下压缩弹簧至F点（未画出）后弹回，到E点时速度减为0。已知AD间的距离，DE间的距离，物块甲、乙均可视为质点，且与斜面间的动摩擦因数分别为，弹簧弹性势能表达式为（k为劲度系数，x为形变量），不计空气阻力，取，。（1）求两物块碰后瞬间速度v的大小（2）求弹簧劲度系数k的大小；（3）若两物块在D点相碰时共速且不粘连，求①两物块分离时弹簧的压缩量的大小；②从两物块分离到再次相碰经历的时间t。（可用根式表示）

——★参考答案★——1．B【详析】A．由核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，其中粒子Y的符号是，X粒子是，故A错误；B．该反应放出核能，则生成物的比结合能比更大，更稳定，故B正确；C．发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为，故C错误；D．核聚变一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，用镉棒不能控制反应速度，故D错误。故选B。2．C【详析】AB．肥皂泡飞到室外，温度升高，内能变大；压强不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故AB不符合题意；C．气体温度升高，气体分子平均动能变大，气体分子平均速率变大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故C正确；D．分子间斥力只在分子间距离小于分子的半径时才会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力，气体分子间距远大于分子半径，分子间几乎无作用力，故D错误。故选C。3．A【详析】由图可知A=8cm根据可得振动周期则时，质点a恰好位于平衡位置，再过质点a位于正向最大位移处，则质点a的振动方程为故选A。4．C【详析】课桌离教室地面约0.8m，橡皮从课桌边缘掉落到地面的过程可看做自由落体运动落地速度规定向上为正方向，对橡皮运用动量定理得解得故选C。5．D【详析】图乙中条纹若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上条纹向左弯曲，意味着后一级条纹提前出现，可见平面的上表面的所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见该处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样。故选D。6．A【详析】由于存在对称性，仅对尖劈的一个侧面分析，如图所示

当尖劈能自锁而不会自动滑出时，一定满足整理得解得故选A。7．D【详析】根据得根据得联立解得故选D。8．D【详析】画出波的传播示意图如图所示由题意得由几何知识有解得故D正确，ABC错误。故选D。9．AD【详析】AB．若线圈a做匀速运动，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生恒定电流，所以发光，但由于电流不变，所以变压器副线圈磁通量不变，副线圈中没有感应电流，所以不发光，故A正确，B错误；CD．若线圈a做简谐运动，线圈中产生交流电，所以副线圈中有感应电流，因为，所以副线圈中电流小于原线圈电流，所以更亮，故C错误，D正确。故选AD。10．ABC【详析】A．直杆对圆环的弹力大小为方向竖直向下，对圆环分析有解得根据速度与位移关系有解得A正确；B．圆环能够到达的最大高度的过程有解得B正确；C．根据上述可知则圆环在圆弧上的运动可以等效为单摆，则圆环在BC上运动的时间约为解得C正确；D．圆环返回B点至停止过程有解得可知，圆环不能返回A点，D错误。故选ABC。11．BD【详析】A．由题意可知，缆绳相对地面静止，则整个同步轨道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青岛，A错误；BC．根据题意可知，空间站做匀速圆周运动，平衡锤的轨道高度大于地球同步卫星的轨道高度，若缆绳断开，配重与地球之间的万有引力即万有引力小于配重做圆周运动的向心力，故配重会做离心运动，B正确，C错误；D．若运载舱停在距离地面高度等于地球半径处，地球的自转角速度为，其中，则故缆绳给运载舱的拉力向上，D正确。故选BD。12．BC【详析】A．依题意，当金属棒下滑时切割磁感线产生的电动势与线圈的自感电动势大小相等，有可得金属棒所受安培力为设金属棒下滑时受力平衡，有当金属棒再下滑x时，安培力为回复力大小为方向沿斜面向上，与位移方向相反，即满足做简谐运动的回复力的条件，金属棒做简谐运动。故A错误；B．金属棒沿导轨下滑的最大距离为两倍振幅，即故B正确；C．依题意，有又金属棒释放后经半个周期速度再次减为0，即联立，可得故C正确；D．释放金属棒后，经四分之一周期速度第一次达到最大，即故D错误。故选BC。13．水平大于【详析】（1）①[1]调整轨道末端沿水平方向；（2）[2][3]设从B点抛出的小球，经过时间t与板相切，可知此时小球的水平速度和竖直速度均为v0，由几何关系解得小球在轨道上损失的机械能为（3）[4]实际操作中，木板与水平地面的夹角为θ，且，则表达式变为可得当tanθ变大时∆E减小，即根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量大于真实值。14．2

不满足65.0小于【详析】（1）[1][2]为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到2端，从而使光敏电阻两端的电压为零；根据实物图可得电路图为

（2）[3]根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系；（3）[4]根据闭合电路欧姆定律根据图像可知在照度降低到4000lx时，对应的阻值为又有其中U=2V联立可得（4）[5]光控装置使用较长时间后电源内阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变小，R0两端的电压变小，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度小于4000lx。15．（1）；（2）【详析】（1）选航天服内气体为研究对象，初态，，，末态，，由理想气体状态方程得解得（2）气体缓慢放出的过程中温度不变，设放出的气体体积为，由玻意耳定律得解得故放出的气体与放气后内部留存气体的质量比为16．（1）1000N；（2）r＝40m，v2＝m/s【详析】（1）选飞行器和运动员为研究对象，由受力分析可知在竖直方向上mg＝C1得C1＝3N·s2/m2由C1，C2关系图像可得C2＝2.5N·s2/m2在水平方向上，动力和阻力平衡F＝F2＝C2解得F＝1000N(2)设此时飞行器飞行速率为v2，所做圆周运动的半径为r，F1与竖直方向夹角为θ，在竖直方向所受合力为零，水平方向合力提供向心力联立解得r＝40m，v2＝m/s17．（1）；（2）；（3）；（4）【详析】（1）粒子在区域Ⅰ中经电场加速，根据动能定理有解得粒子进入区域Ⅱ的速度为（2）粒子在区域Ⅱ中做类平抛运动，根据题意粒子进入区域Ⅲ时的速度与水平方向夹角为45°，可知粒子进入区域Ⅲ时的速度为粒子刚进入区域Ⅲ的水平坐标x为根据几何关系可得粒子在区域Ⅲ中的轨迹半径为再由洛伦兹力提供向心力，有联立解得（3）根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示

区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍，所以区域Ⅳ的上边界与x轴间的最小距离为粒子在区域Ⅳ中的轨道半径，则（4）粒子在0~0.5T内运动到O′点，轨迹关于y轴对称，粒子在第一个区域Ⅰ中运动的时间为在区域Ⅱ中运动的时间为粒子在区域Ⅲ中运动的时间为粒子在区域Ⅳ中运动的时间为故周期为18．（1）6m/s；（2）448N/m；（3）①；②【详析】（1）假设物块甲到D点的速度为，由动能定理得解得两物块碰撞后共速，根据动量守恒解得（2）物块乙轻放在弹簧上端，经计算得可知，弹簧仍处于自由伸长状态，弹力和弹性势能为零。碰后到返回E点，设最大压缩量为x，即F点与D点间的距离，对整体应用动能定理解得从D到F点，由功能关系解得弹簧压缩至F点时弹性势能为由弹簧弹性势能表达式为解得（3）①分离时，两者具有相同的加速度，此时对物块甲对物块乙解得，此时弹簧形变量为②分离时的位置距F点的距离为解得假设两者分离时的速度均为v3，从F点到分离，由功能关系分离后，假设物块甲继续向上运动距离时速度减为0，则有解得设这一段物块甲经历的时间为，则有解得分离后，假设物块乙继续向上走距离时速度减为0，由功能关系解得物块乙速度减为0后，会静止在斜面上，物块甲减速至时0，经计算可知此时物块甲的加速度为，则则物块甲再次回来与乙相撞，设物块甲速度减为0到再次与物块2相撞经历的时间为，则有解得所以两物块分离时到物块再次相撞经历的时间为2024届山东省高三物理质量调研卷（一）一、单选题1．据新华社报道，2023年4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是，的质量是，X的质量是，Y的质量是，光速是c，下列说法正确的是（）A．粒子Y是电子B．的比结合能大于的比结合能C．发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为D．核聚变反应可以用镉棒来控制反应速度2．炎热的夏天若室内打开空调，室内、外温度往往会相差很大。小明在室内用玩具泡泡机吹肥皂泡，某时刻窗户被打开，一个肥皂泡飞到室外，经过较长的一段时间后落地破裂。则肥皂泡在室外飞行的这段时间内（）A．泡内气体放出热量B．外界对泡内气体做功C．泡内气体速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．肥皂泡膜的分子间作用力表现为斥力3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，时的波形图如图所示，此时处的质点a恰好位于平衡位置。已知该列波的波速为，则质点a的振动方程为（）

A． B．C． D．4．一块橡皮从课桌上滑落后竖直向下掉落到地板上。已知橡皮的质量约为，与地板的碰撞时间约为，与地板碰撞后反弹高度不计。则该碰撞过程中，橡皮受到的平均作用力的大小约为（）A． B． C． D．5．如图甲所示，上板A为光滑、平整、透明的光学标准板，下板B为一光学待检测板，两板间有空气薄膜。某同学利用该装置来检测B板的平整度，让一束单色平行光竖直向下照射到A板上，得到如图乙所示的干涉图样，图乙左侧对应图甲左侧。由此推测B板上表面可能有一条（）

A．“匚”形凸起带 B．“匚”形凹槽 C．“（”形凸起带 D．“（”形凹槽6．制作木器家具时，工人师傅常在连接处打入木楔，如图所示，假设一个不计重力的木楔两面对称，顶角为，竖直地被打入木制家具缝隙中。已知接触面的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使木楔能自锁而不会自动滑动，与应满足（）

A． B． C． D．7．“黑洞”是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻“黑洞”的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，若将可见星A所受暗星B的引力等效为位于O点处质量为的星体对它的引力，设A和B的质量分别为、，则（）A． B．C． D．8．“超”可用于探测人体内脏的病变状况。图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中是入射角，是折射角，分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同，已知，入射点与出射点之间的距离是，入射角为，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度为（）A． B．C． D．二、多选题9．如图是某型号发电机给外电路供电的工作示意图，已知线圈a在均匀的辐向磁场中运动时会切割磁感线，产生足够大感应电动势，两灯泡、完全相同，变压器可视为理想变压器，匝数，不考虑线圈a的自感现象。下列说法正确的是（）

A．若线圈a做匀速运动，只有发光B．若线圈a做匀速运动，和均发光C．若线圈a做简谐运动，和均发光，且更亮D．若线圈a做简谐运动，和均发光，且更亮10．如图，水平直杆AB与光滑圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，一直径略大于杆的圆环穿在水平直杆上的A点。现让圆环以的初速度由A向B运动，同时在竖直面内对圆环施加一垂直于杆向上的恒力F，运动到B点时撤去恒力F，之后圆环沿圆弧杆BC上滑。已知AB长度，BC半径，圆环质量，圆环与直杆AB间动摩擦因数，恒力，重力加速度，，下列说法正确的是（）

A．圆环到达B点时的速度为2m/sB．圆环能够到达的最大高度为0.2mC．圆环在BC上运动的时间约为8sD．圆环能返回A点11．科幻电影中常用强度很高的碳纳米材料制作“太空天梯”的缆绳，如图是太空天梯的结构示意图，平衡锤、空间站、地面基站间均通过碳纳米缆绳垂直连接，且相对地面静止。运载舱可沿缆绳上下运动，将人和货物运送至空间站。下列说法正确的是（）

A．地面基站可以建设在青岛B．若空间站和平衡锤间的缆绳断开，平衡锤将做离心运动C．平衡锤的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度D．若运载舱停在距离地面高度等于地球半径处，缆绳给运载舱的拉力向上12．如图，间距为d、倾角为θ的两足够长光滑平行金属导轨，导轨间存在垂直导轨平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上端接一自感系数为L的电感线圈，当流过线圈的电流变化时，线圈中产生自感电动势。将一根质量为m、长度略大于d的金属棒垂直导轨放置，时刻由静止释放。已知电感线圈的直流电阻、金属棒及导轨电阻均为零，当金属棒下滑时切割磁感线产生的电动势与线圈的自感电动势大小相等；质量为m的质点做简谐运动的回复力满足，振动周期，重力加速度为g，电磁辐射忽略不计。关于金属棒的运动，下列说法正确的是（）

A．金属棒沿导轨先做变加速运动，最终匀速下滑B．金属棒沿导轨下滑的最大距离为C．金属棒释放后经时间速度再次减为0D．释放金属棒后，在时刻速度第一次达到最大三、实验题13．在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。

（1）请完善下列实验步骤：①调整轨道末端沿方向；②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点；③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点；（2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为，小球在轨道上损失的机械能为；（用题中所给的物理量表示）（3）实际操作中，木板与水平地面的夹角大于，实验者未察觉，那么根据（2）中的实验结论得到的机械能损失量真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。14．山东省有全国最大的温室智能化育苗蔬菜基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度等都很重要。其中光照强度简称照度，可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为勒克斯（1x）。蔬菜生长适宜的照度为4000~25000lx，为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路，当照度低于4000lx时，启动照明系统进行补光。

（1）智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学如图乙连接各元件，测量光敏电阻在不同照度时的电阻，则在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到（选填“1”或“2”）端；请根据图乙在虚线框内画出对应的电路图；

（2）通过测量得出了电阻随照度变化的规律如图丙所示，由图可判断光敏电阻的阻值与照度反比例函数关系（选填“满足”或“不满足”）；（3）该同学用上述光敏电阻连接成图甲所示的控制电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调节范围是0~999.9Ω，光敏电阻的电压U增加到2.0V时光照系统开始工作，为了使光敏电阻在照度降低到4000lx时，自动控制系统开始补光，电阻箱的阻值应该调节为Ω；（4）该光控装置使用较长时间后电源内阻变大，使得自动控制系统正常工作时的最小照度4000lx（选填“大于”“小于”或“等于”）。四、解答题15．2023年3月30日，我国“神舟十五号”飞行乘组圆满完成了第三次太空行走任务。航天员出舱活动前要在气闸舱内穿上特制的航天服，航天服内密封一定质量的气体（视为理想气体），开始时密封气体的体积为，压强为，温度为。为方便打开舱门，需将气闸舱内气压适当降低，当气闸舱内气压降低到目标值时，航天服内气体体积变为，温度变为。忽略航天员呼吸造成的影响，取。（1）求气闸舱内气压降低到目标值时航天服内气体的压强；（2）将气闸舱内气压降低到目标值后航天员感觉到航天服内气压偏高，于是他将航天服内一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到，此时航天服内气体体积变为，求放出的气体与航天服内部留存气体的质量比。（设放出气体过程中气体温度始终保持不变）16．翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小和方向改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力沿降落伞的中垂线且与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即；空气阻力与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即；其中、相互影响，可由运动员调节，并满足如图甲所示的关系。已知运动员和装备的总质量为，取，。

（1）若运动员使飞行器以速度在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。结合甲图，求飞行器受到的动力F的大小；（2）若运动员使飞行器在空中某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，调节，降落伞中垂线和竖直方向夹角为，求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度的大小。17．如图甲所示，区域I有宽度为d，方向竖直向上，电场强度大小为E0的匀强电场，区域Ⅱ有平行于x轴的交变电场（对其它区域不产生影响），交变电场的电场强度大小也为E0，方向随时间变化规律如图乙所示（向右为正方向），区域Ⅲ和区域Ⅳ有方向均垂直纸面向里的匀强磁场，且区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上固定着一块以O′为中点的水平绝缘弹性挡板，挡板厚度可忽略，长度很短。时，在O点由静止释放一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），粒子经电场加速后进入区域Ⅱ，再经电场偏转后，进入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时粒子速度与水平方向成45°角，接着恰好以O′为圆心做圆周运动，进入区域Ⅳ后在O′点与挡板发生弹性碰撞，且碰撞后电量不变，在（大小未知）时刻又恰好回到O点，之后继续做周期性运动。求：（1）粒子进入区域Ⅱ时速度v0的大小；（2）区域Ⅲ中磁感应强度B的大小；（3）区域Ⅳ的上边界与x轴间的最小距离s；（4）交变电场随时间变化的周期T。，

18．如图所示，倾角为的斜面体ABC固定在水平地面上，轻弹簧一端固定于斜面底部，另一端自由伸长到D点，将质量为的物块乙轻放在弹簧上端，不栓接。质量为的物块甲从A点以初速度沿斜面向下运动，到达D点后两物块相碰并粘连在一起，向下压缩弹簧至F点（未画出）后弹回，到E点时速度减为0。已知AD间的距离，DE间的距离，物块甲、乙均可视为质点，且与斜面间的动摩擦因数分别为，弹簧弹性势能表达式为（k为劲度系数，x为形变量），不计空气阻力，取，。（1）求两物块碰后瞬间速度v的大小（2）求弹簧劲度系数k的大小；（3）若两物块在D点相碰时共速且不粘连，求①两物块分离时弹簧的压缩量的大小；②从两物块分离到再次相碰经历的时间t。（可用根式表示）

——★参考答案★——1．B【详析】A．由核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，其中粒子Y的符号是，X粒子是，故A错误；B．该反应放出核能，则生成物的比结合能比更大，更稳定，故B正确；C．发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为，故C错误；D．核聚变一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，用镉棒不能控制反应速度，故D错误。故选B。2．C【详析】AB．肥皂泡飞到室外，温度升高，内能变大；压强不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故AB不符合题意；C．气体温度升高，气体分子平均动能变大，气体分子平均速率变大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故C正确；D．分子间斥力只在分子间距离小于分子的半径时才会明显增加，距离稍大则分子间引力大于斥力，气体分子间距远大于分子半径，分子间几乎无作用力，故D错误。故选C。3．A【详析】由图可知A=8cm根据可得振动周期则时，质点a恰好位于平衡位置，再过质点a位于正向最大位移处，则质点a的振动方程为故选A。4．C【详析】课桌离教室地面约0.8m，橡皮从课桌边缘掉落到地面的过程可看做自由落体运动落地速度规定向上为正方向，对橡皮运用动量定理得解得故选C。5．D【详析】图乙中条纹若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上条纹向左弯曲，意味着后一级条纹提前出现，可见平面的上表面的所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见该处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样。故选D。6．A【详析】由于存在对称性，仅对尖劈的一个侧面分析，如图所示

当尖劈能自锁而不会自动滑出时，一定满足整理得解得故选A。7．D【详析】根据得根据得联立解得故选D。8．D【详析】画出波的传播示意图如图所示由题意得由几何知识有解得故D正确，ABC错误。故选D。9．AD【详析】AB．若线圈a做匀速运动，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生恒定电流，所以发光，但由于电流不变，所以变压器副线圈磁通量不变，副线圈中没有感应电流，所以不发光，故A正确，B错误；CD．若线圈a做简谐运动，线圈中产生交流电，所以副线圈中有感应电流，因为，所以副线圈中电流小于原线圈电流，所以更亮，故C错误，D正确。故选AD。10．ABC【详析】A．直杆对圆环的弹力大小为方向竖直向下，对圆环分析有解得根据速度与位移关系有解得A正确；B．圆环能够到达的最大高度的过程有解得B正确；C．根据上述可知则圆环在圆弧上的运动可以等效为单摆，则圆环在BC上运动的时间约为解得C正确；D．圆环返回B点至停止过程有解得可知，圆环不能返回A点，D错误。故选ABC。11．BD【详析】A．由题意可知，缆绳相对地面静止，则整个同步轨道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青岛，A错误；BC．根据题意可知，空间站做匀速圆周运动，平衡锤的轨道高度大于地球同步卫星的轨道高度，若缆绳断开，配重与地球之间的万有引力即万有引力小于配重做圆周运动的向心力，故配重会做离心运动，B正确，C错误；D．若运载舱停在距离地面高度等于地球半径处，地球的自转角速度为，其中，则故缆绳给运载舱的拉力向上，D正确。故选BD。12．BC【详析】A．依题意，当金属棒下滑时切割磁感线产生的电动势与线圈的自感电动势大小相等，有可得金属棒所受安培力为设金属棒下滑时受力平衡，有当金属棒再下滑x时，安培力为回复力大小为方向沿斜面向上，与位移方向相反，即满足做简谐运动的回复力的条件，金属棒做简谐运动。故A错误；B．金属棒沿导轨下滑的最大距离为两倍振幅，即故B正确；C．依题意，有又金属棒释放后经半个周期速度再次减为0，即联立，可得故C正确；D．释放金属棒后，经四分之一周期速度第一次达到最大，即故D错误。故选BC。13．水平大于【详