本卷滿分：100分 考試時間：75分鐘
注意事項：
1.本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分。答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.回答第Ⅰ卷時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號，寫在本試卷上無效?；卮鸬冖蚓頃r，用直徑0.5mm黑色簽字筆將答案寫在答題卡上對應的答題區(qū)域內，寫在本試卷上無效。
3.考試結束后，將答題卡交回。
第Ⅰ卷
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）
1. 下列說法不正確的是（ ）
A. 太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應
B. 在核反應中，反應前后質量數相同，電荷數相同
C. 放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D. 在衰變方程中，X表示電子
【答案】C
【解析】
【詳解】A．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應，故A正確，不符合題意；
B．在核反應中遵循質量數與電荷數守恒，即反應前后質量數相同，電荷數相同，故B正確，不符合題意；
C．原子核衰變的半衰期由自身結構決定，與物理條件和化學狀態(tài)無關，故升高溫度不能改變原子核衰變的半衰期，故C錯誤，符合題意；
D．根據質量數守恒和電荷數守恒可得X電荷數
質量數
即X為，故D正確，不符合題意。
故選C。
2. 北京時間2024年11月4日01時24分，神舟十八號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，不僅刷新了中國航天員單次出艙活動時間紀錄更為空間站長期穩(wěn)定在軌運行進一步積累了寶貴的數據和經驗。現某飛船繞地球做橢圓運動的軌跡如圖所示，是橢圓的長軸，是橢圓的短軸，、兩點關于橢圓中心對稱。以下說法正確的是（ ）
A. 飛船運動到點時的速度最大
B. 從運動到和從運動到的兩個過程運動時間相等
C. 飛船在點所受萬有引力小于在點所受萬有引力
D. 飛船從點到點的運動過程中萬有引力做正功
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由開普勒第二定律可知，飛船運動到近地點A點時的速度最大，故A錯誤；
B．由圖可知，從C運動到E和從D運動到F的兩個過程的路程相等，從C運動到E飛船的速率減小，從D運動到F速率增大，根據平均速率等于路程與時間之比可知，從D到F過程平均速率大，則從C運動到E的時間比從D運動到F的時間長，故B錯誤；
C．由于C點到地心的距離比F點到地心的距離遠，根據
可知，飛船在C點所受萬有引力小于在F點所受萬有引力，故C正確；
D．飛船從A點向B點運動過程中，萬有引力的方向與運動方向夾角為鈍角，故對飛船做負功，故D錯誤。
故選C。
3. 短跑運動員進行訓練時，常常會將阻力傘綁在腰間來對抗阻力以提高核心力量。該項訓練具有易操作，不易受傷，阻力大小易控制的特點。如圖2所示，當阻力傘全部打開時，阻力傘的中心軸線保持水平，共6根傘繩，每根傘繩均與中心軸線的夾角為30°，阻力傘所受的空氣阻力為90N，該運動員做勻速直線運動，那么每根傘繩承受的拉力約為（ ）
A. 15NB. 90NC. ND. N
【答案】D
【解析】
【詳解】阻力傘受到空氣阻力和6根傘繩的作用保持平衡，根據力的分解可得
代入數據解得每根傘繩的拉力大小約為
故選D。
4. 下圖是工廠利用交流電給36V照明燈供電的電路，變壓器原線圈匝數為2200匝，下列說法正確的是（ ）
A. 電源電壓有效值為B. 交變電流的周期為0.01s
C. 副線圈匝數為360匝D. 副線圈匝數為240匝
【答案】C
【解析】
【詳解】A．電源電壓的有效值
故A錯誤；
B．交流電的周期
故B錯誤；
CD．根據
可得副線圈匝數
故C正確，D錯誤。
故選C。
5. 一列簡諧橫波在介質中沿x軸負方向傳播，波速為，時的波形圖如圖所示，在波的傳播方向上有一質點P。則（ ）
A. 0~1.5s內質點P運動的路程小于0.1mB. 時質點P的加速度方向沿y軸負方向
C. 該波的波長為14mD. 該波的周期為7s
【答案】A
【解析】
【詳解】C．由圖可知，該波的波長為
故C錯誤；
D．該波的周期為
故D錯誤；
B．因為簡諧橫波沿x軸負方向傳播，由上下坡法可知，質點P沿y軸負方向振動，回復力方向沿y軸正方向，故加速度方向沿y軸正方向，故B錯誤；
A．0~1.5s內即，由于質點P向y軸負方向振動，速度越來越小，故運動的路程小于0.1m，故A正確。
故選A。
6. 如圖所示，豎直平面內半徑為R的圓形區(qū)域內有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B，P、Q為圓形區(qū)域豎直直徑的兩個端點，M、N為圓形區(qū)域水平直徑的兩個端點。大量質量均為m、電荷量為q的帶正電粒子，以相同的速率從P點向紙面內的各個方向射入磁場區(qū)域。已知粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑，粒子的重力、空氣阻力和粒子間的相互作用均不計，則下列說法正確的是（ ）
A. 帶電粒子可以沿豎直方向射出磁場B. 粒子在磁場中運動的最長時間小于
C. 不可能有粒子從M點射出磁場D. 不可能有粒子從N點射出磁場
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．如圖所示，由左手定則可知，粒子在磁場中做逆時針的圓周運動（藍色實線所示），可以沿豎直方向射出磁場，A正確。
B．要使帶電粒子在圓形磁場中的運動時間最長，則粒子圓周運動的軌跡應以磁場圓直徑為弦，則粒子的運動軌跡如圖甲

由幾何關系知，此軌跡在磁場中的偏轉角為，根據幾何關系
所以
粒子在磁場中運動的最長時間
故B正確；
D．當入射速度的方向合適時，是可以確定從N點射出的粒子圓周運動的圓心的，如圖所示
作PN的中垂線，以P或N點為圓心以3R為半徑畫圓弧交PN中垂線于O，O點即為能通過N點軌跡的圓心，故D錯誤；
C．同理可知，當入射速度的方向合適時，是可以確定從N點射出的粒子圓周運動的圓心的，圖略，作PM的中垂線，以P或M點為圓心以3R為半徑畫圓弧交PM中垂線于，點即為能通過M點軌跡的圓心，故C錯誤。
故選B。
7. 如圖所示，邊長為的正三角形的中心為，交于點，三個頂點都固定有相同的正點電荷，取無窮遠為電勢零點，則下列說法正確的是（ ）
A. 點處的電場強度為零，電勢也等于零
B. 若是把A點處的電荷釋放，它的加速度先變大后變小
C. 若把一帶正電的檢驗電荷從點移動到點，電場力做了負功
D. 若把一帶正電的檢驗電荷沿線上稍稍偏離點由靜止釋放，則該檢驗電荷將做簡諧振動
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據電場強度的疊加可知，點處的電場強度為0，由于取無窮遠為電勢零點，正點電荷空間電勢大于0，即點處的電勢大于0，故A錯誤；
B．由BC兩個等量同種正電荷產生的電場分布規(guī)律可知，BC連線中點的電場強度為0，中垂線無窮遠處電場強度為0，則在中垂線上由無窮遠到垂足的電場強度先增大后減小，由于A點與電場強度最大值位置關系不確定，則把A點處的電荷釋放，電荷在電場力作用下沿中垂線向無窮遠運動，則電場力可能一直減小，也可能先增大后減小，即加速度可能一直減小，也可能先增大后減小，故B錯誤；
C．根據點電荷電勢表達式有
點電荷空間某位置的電勢等于各個點電荷在該點電勢的代數和，解得電勢
所以
根據
解得
即若把一帶正電的檢驗電荷從點移動到點，電場力做了正功，故C錯誤；
D．設把檢驗電荷放置在點上方處，根據受力分析可得它受到的合力為
方向指向，則合力與偏離平衡位置的位移成正比，方向指向平衡位置，所以檢驗電荷做簡諧振動，故D正確。
故選D。
8. 如圖所示，水平傳送帶長度L=5m，左端A與一光滑曲面平滑連接，傳送帶靜止時，一質量為m=1kg的視為質點的工件P從曲面上的O點靜止釋放，能落在地面上的M點，已知工件與傳送帶的動摩擦因數μ=0.2，則下列說法正確的是（ ）
A. 若傳送帶逆時針轉動，工件還是從O點靜止釋放，則工件落地時在M點左側
B. 若傳送帶順時針轉動，速度為v=2m/s，把工件從傳送帶左端的A點由靜止釋放，則它到達右端的過程中一直受摩擦力的作用
C. 若傳送帶順時針轉動，速度為v=2m/s，把工件從傳送帶左端的A點由靜止釋放，則它到達右端的時間為t=3s
D. 若傳送帶順時針轉動的速度為v=2m/s，把工件從傳送帶左端的A點由靜止釋放，則它到達右端的過程中與傳送帶產生的摩擦熱為2J
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．傳送帶靜止或逆時針轉動時，工件滑上傳送帶后，都是受同樣的滑動摩擦力，所以落地時還是在M點，故A錯誤；
B．工件放在A端時后，先加速，后勻速，所以工件先受向右的滑動摩擦力，然后不受摩擦力，故B錯誤；
C．工件放在A端時后，根據牛頓第二定律
解得
則加速的時間為
位移為
則勻速的時間為
則總時間為
故C正確；
D．工件加速過程，傳送帶的位移為
則摩擦熱為
故D正確。
故選CD。
9 如圖所示，一復合光經三棱鏡折射后，射出兩束單色光a和b，則這兩束光（ ）
A. 進入三棱鏡前后各自的波長都保持不變
B. 射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距
C. 在三棱鏡中的傳播速度
D. 發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．根據
可知三棱鏡中光速小于真空中光速，光進入三棱鏡后頻率不變，光進入三棱鏡后各自的波長都有所減小，故A錯誤；
B．由圖看出，該三棱鏡對a光的偏折程度小，則三棱鏡對a光的折射率小于對b光的折射率，所以a光的頻率小于b光的頻率，a光的波長大于b光的波長，根據
可知，雙縫干涉條紋間距與波長成正比，所以射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距為
故B錯誤；
C．a光的折射率小，由
可知，在三棱鏡中的傳播速度
故C正確；
D．根據
可知a光的臨界角大于b光臨界角，故D正確。
故選CD。
10. 如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定于同一水平面內，導軌間的距離為L，導軌上平行放置兩根導體棒ab和cd，構成矩形回路，已知ab棒質量為m，cd棒質量為2m，兩根導體棒電阻值均為r，其它電阻忽略不計，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B，導體棒均可沿導軌無摩擦的滑行。開始時兩導體棒均靜止，現給cd一向右的初速度v0，對它們之后的整個運動過程說法正確的是（ ）
A. cd加速度為其最大加速度的一半時其速度大小為
B. cd的克服安培力所做的總功為
C. 通過ab的電荷量為
D. 兩導體棒間的距離最終變?yōu)?br>【答案】AC
【解析】
【詳解】A．給cd棒一向右的初速度v0時的加速度最大設為am，設開始運動后某時刻，cd棒的速度為vcd，ab棒的速度為vab，則矩形回路中的感應電動勢為
由閉合電路歐姆定律得
由安培力公式得
聯立以上式子可得任意時間的加速度為
而最大加速度
由題意可知，當cd棒加速度為最大值的一半時有
兩棒組成的系統合外力為零，系統動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律可得
聯立解得
故A正確；
B．cd棒受到向左的安培力而減速，ab棒受到向右的安培力而加速，當兩者共速時回路的磁通量不變，不再產生感應電流，兩棒不受安培力，而以相同的速度一起做勻速直線運動，設兩棒的共同速度為v，取向右為正方向，根據動量守恒定律得
解得
對cd棒，根據動能定理得
解得cd克服安培力所做的總功為
故B錯誤；
C．對ab棒，取向右為正，由動量定理
通過ab的電荷量為
解得
故C正確；
D．設兩導體棒間的距離最終變?yōu)閟，則兩棒相對運動的距離為s-L，通過兩棒的電荷量為
解得
故D錯誤。
故選AC。
第Ⅱ卷
二、非選擇題（本題共5小題，共54分。其中，第11題6分，第12題10分，第13題10分，第14題12分，第15題16分。第13~15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須明確寫出數值和單位。）
11. phyphx app是一款用途廣泛的傳感器手機軟件。某同學使用手機下載phyphx app后設計了一套實驗裝置用來驗證機械能守恒定律。實驗過程如下：
（1）一鋼尺伸出水平桌面少許，將質量為的小鋼球放在鋼尺末端；
（2）用刻度尺測量鋼尺上表面與水平地板間的高度；
（3）打開手機中的聲音“振幅”（聲音傳感器）app；
（4）迅速敲擊鋼尺側面，讓小鋼球自由下落。手機中的傳感器記錄下聲音振幅隨時間變的曲線，如圖所示，第一、第二個尖峰的橫坐標分別對應小鋼球離開鋼尺時刻和落地時刻。測得這兩個尖峰的時間間隔為。
（5）當地重力加速度g取，則下落過程中，重力勢能減小量______J，動能增加量______J（結果均保留3位有效數字），據此可以得到實驗結論：______。
【答案】 ①. 0.784 ②. 0.756 ③. 在實驗誤差運行范圍內，小鋼球的機械能守恒
【解析】
【詳解】[1]下落過程中，重力勢能減小量
J=0.784J
[2]小鋼球落地的平均速度為
根據
，
解得
J
[3]在實驗誤差運行范圍內，小鋼球的機械能守恒。
12. 新能源汽車已經普遍走進了我們的生活，某校學生實驗小組通過網絡查找了某種知名的電池銘牌，電池釆用的是“刀片電池”技術?，F將一塊電芯拆解出來，測得長為960mm，寬為90mm，用游標卡尺準確測量其厚度，結果如圖1所示，然后測量其電動勢E和內阻r。由此可知：
（1）一塊刀片電芯厚度為___________mm。
（2）為了能較準確的測量該款車輛電池的電動勢E和內阻r，該同學設計了一個可以排除電流表和電壓表內阻影響的實驗方案，如圖2所示，記錄了單刀雙擲開關S2分別接1、2對應的多組電壓表的示數U和電流表的示數I，根據實驗記錄的數據繪制如圖3中所示的A、B兩條U-I圖線，可以判斷圖線A是利用單刀雙擲開關S2接___________（選填“1”或“2”）中的實驗數據描出的，由圖線A得出的內阻測量值比真實值偏___________（選填“大”或“小”）。綜合A、B兩條圖線，此電芯的電動勢為E=___________，內阻r=___________（用圖中EA、EB、IA、IB表示）。
【答案】（1）13.45
（2） ①. 1 ②. 大 ③. EA ④.
【解析】
【小問1詳解】
游標尺為20分度，故精度為0.05mm，主尺讀數為13mm，游標尺上第9條刻度線與主尺對齊，讀數為
故一塊刀片電芯厚度為
【小問2詳解】
[1]當S2接1時，誤差在于電流表的分壓，所測內阻等于電源內阻與電流表內阻之和，所以內阻測量值比真實值偏大，當S2接2時，誤差在于電壓表的分流，所測內阻等于電源與電壓表并聯的總電阻，所以內阻測量值比真實值偏?。?br>[2][3]當S2接1時，所測電動勢為電流表與電源串聯后整體的等效電源的電動勢，即S2接1時的電動勢的測量值等于真實值，即有
由于S2接2時，當電路短路時，電壓表沒有分壓，即此時的電流的測量值與真實值相等，結合上述可知，電源的真實的U-I圖線是A圖線縱軸交點與B圖線橫軸交點的連線，可知
13. 圖甲中空氣炸鍋是一種新型的烹飪工具，圖乙為某型號空氣炸鍋的簡化模型圖，空氣炸鍋中有一氣密性良好的內膽，內膽內的氣體可視為質量不變的理想氣體，已知膽內初始氣體壓強為p0=1.0×105Pa，溫度為t0=17℃，現啟動加熱模式使氣體溫度升高到t=191℃，此過程中氣體吸收的熱量為Q=9.5×103J，內膽中氣體的體積不變，求：
（1）此時內膽中氣體的壓強p；
（2）此過程內膽中氣體的內能增加量?U。
【答案】（1）1.6×105Pa
（2）9.5×103J
【解析】
【小問1詳解】
封閉氣體等容變化，根據查理定律
其中
，
代入數據解得
【小問2詳解】
根據熱力學第一定律有
由于氣體的體積不變，氣體做功
氣體吸收的熱量
解得
14. 如圖，質量為mA = 0.4 kg的小球A（可視為質點）用一長L = 0.5 m、不伸長的輕繩懸掛在O點，在O點正下方有一質量為mB = 0.6 kg小滑塊，小滑塊在質量為M = 0.4 kg的小車左端，小車的右端是四分之一圓弧軌道，圓弧底部與水平面相切，滑塊與小車靜止在水平地面上，將小球拉至細線與水平方向夾37°處無初速釋放，其擺至最低點時與滑塊發(fā)生彈性正撞，滑塊在小車上滑動，在C端離開小車，忽略一切摩擦，重力加速度g = 10 m/s2，在此過程中求：
（1）繩的最大張力；
（2）碰撞后滑塊B的速度；
（3）滑塊B能上升的最大高度。
【答案】（1）7.2 N
（2）1.6 m/s，方向水平向右
（3）00512 m
【解析】
【小問1詳解】
小球下擺過程中，根據機械能守恒定律可得
小球在最低點處受到的拉力
根據牛頓第三定律，繩的張力
【小問2詳解】
取向右為正方向，小球與滑塊碰撞過程動量守恒
由能量守恒
解得
方向水平向右。
【小問3詳解】
滑塊運動到C端時，水平方向與小車的速度v3同速，取向右為正方向，水平方向動量守恒
根據機械能守恒定律可得
聯立解得
15. 如圖所示，空間有一棱長為的正方體區(qū)域，帶電粒子從平行于棱且與共面的線狀粒子源連續(xù)不斷地逸出，逸出粒子的初速度為，粒子質量為，電荷量為，經垂直于棱的水平電場加速后，粒子以一定的水平初速度從段（S為的中點）垂直進入正方體區(qū)域內，該區(qū)域內有垂直平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為，從點射入的粒子恰好從點射出。忽略粒子間的相互作用，不計粒子重力。
（1）求線狀粒子源處與正方體段之間的電勢差；
（2）若該區(qū)域內只有垂直平面向外的勻強電場，電場強度大小為，已知從S點射入的粒子從邊上的某點射出，求該點距點的距離；
（3）以為坐標原點建立空間直角坐標系，，，分別為，，軸的正方向，若該區(qū)域內同時存在上述磁場與電場，通過計算判斷從點進入的粒子，離開該區(qū)域時的坐標和速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3），
【解析】
【小問1詳解】
從點射入的粒子恰好從點射出的軌跡為圓周，設運動半徑為，則
進入正方體之前被電場加速的過程
解得
【小問2詳解】
粒子在該區(qū)域內電場中做類平拋運動，將運動分解為垂直于方向的勻速直線運動和平行于方向的勻加速直線運動，可得
垂直于方向
平行于方向
解得
【小問3詳解】
該區(qū)域內同時存在上述磁場與電場時，從S點進入的粒子在正方體區(qū)域內做不等距螺旋線運動，可將其運動分解為沿方向的初速度為零的勻加速直線運動，和平行于平面的線速度為，半徑為的勻速圓周運動。
分運動為勻速圓周運動的周期
假設粒子可完成個圓周運動，則
粒子在方向的位移為
解得
假設成立，且該粒子在邊射出，射出坐標為
離開該區(qū)域時沿方向的速度為
解得

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