一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.(2024·河北卷·1)鋰是新能源汽車、儲(chǔ)能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料。研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為 612C+11H→37Li+211H+X，式中的X為( )
A.01nB.-1 0eC.10eD.24He
2.(2024·湖北省三模)如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管(上端開口，下端封閉)豎直放置，管內(nèi)用長為h=15 cm的水銀柱封閉一段長l=30 cm的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至水平放置(水銀未溢出)。已知大氣壓強(qiáng)p0=75 cmHg，玻璃管導(dǎo)熱性能良好且環(huán)境溫度保持不變。下列說法正確的是( )
A.玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體放出熱量
B.玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，外界對氣體做功
C.玻璃管豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為60 cmHg
D.玻璃管水平放置時(shí)，封閉氣體的長度為36 cm
3.(2024·浙江省金華十校二模)在2023年9月21日的“天宮課堂”上，航天員給同學(xué)們解答了與太空垃圾相關(guān)的問題。假設(shè)在空間站觀察到如圖所示的太空垃圾P、Q、M、N(P、Q、M、N均無動(dòng)力運(yùn)行，軌道所在空間存在稀薄氣體)，假設(shè)空間站和太空垃圾均繞地球做順時(shí)針方向的運(yùn)動(dòng)，空間站的軌道高度不變。則最可能對空間站造成損害的是( )
A.PB.QC.MD.N
4.(2024·河北保定市九校二模)花樣游泳被譽(yù)為水中芭蕾。運(yùn)動(dòng)員在花樣游泳表演賽中，用手拍皮球，水波向四周散開，可簡化為如圖所示的模型，t=0時(shí)，波源O開始振動(dòng)(起振方向向下)，激發(fā)的簡諧橫波沿水面向四周傳播，水面上的各點(diǎn)均在豎直方向做振幅為4 cm的簡諧運(yùn)動(dòng)。已知t=3 s時(shí)，離O點(diǎn)10 m的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷，t=7 s時(shí)，離O點(diǎn)20 m的質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，下列說法正確的是( )
A.簡諧橫波的波長為10 m
B.簡諧橫波的波速大小為4 m/s
C.0~10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為12 cm
D.0~10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為24 cm
5.(2024·山東聊城市一模)春秋末年，齊國著作《考工記》中記載“馬力既竭，輈(zhōu，指車轅)猶能一取焉”，揭示了一些初步的力學(xué)原理。如圖甲所示，車轅是馬車車身上伸出的兩根直木，它是駕在馬上拉車的把手。如圖乙為馬拉車時(shí)的簡化模型，車轅前端距車軸的高度H約為1 m，馬拉車的力可視為沿車轅方向，馬車的車輪與地面間的摩擦力大小是其對地面壓力的33，若想讓馬拉車在水平面上勻速前進(jìn)且盡可能省力，則車轅的長度約為( )
A.2 mB.3 mC.3 mD.2 m
6.(2024·北京卷·12)如圖所示為一個(gè)加速度計(jì)的原理圖?；瑝K可沿光滑桿移動(dòng)，滑塊兩側(cè)與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動(dòng)片M下端與滑動(dòng)變阻器R接觸良好，且不計(jì)摩擦；兩個(gè)電源的電動(dòng)勢E相同，內(nèi)阻不計(jì)。兩彈簧處于原長時(shí)，M位于R的中點(diǎn)，理想電壓表的指針位于表盤中央。當(dāng)P端電勢高于Q端時(shí)，指針位于表盤右側(cè)。將加速度計(jì)固定在水平運(yùn)動(dòng)的被測物體上，則下列說法正確的是( )
A.若M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢低于Q端
B.電壓表的示數(shù)隨物體加速度的增大而增大，但不成正比
C.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體速度方向向右
D.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體加速度方向向右
7.(2024·廣東湛江市二模)某種負(fù)離子空氣凈化器的原理如圖所示，由空氣和帶一價(jià)負(fù)電的灰塵顆粒組成的混合氣流進(jìn)入由一對平行金屬板構(gòu)成的收集器。在收集器中，帶電顆粒入射時(shí)的最大動(dòng)能為4×106 eV，金屬板的長度為L，金屬板的間距為d，且L=100d。在勻強(qiáng)電場作用下，帶電顆粒打到金屬板上被收集，不考慮重力影響和顆粒間的相互作用。要使得全部顆粒被收集，兩極板間的電勢差至少為( )
A.1 600 VB.800 VC.400 VD.200 V
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8.(2024·浙江臺州市二模)下列說法正確的是( )
A.在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的
B.在LC振蕩電路中，當(dāng)電流最大時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電場能最小
C.電磁波的波長越長，衍射越明顯，有利于電磁波的發(fā)射和接收
D.降噪耳機(jī)通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來減噪
9.(2024·陜西銅川市三模)在圖甲所示的交流電路中，電源電壓的有效值為20 V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，電阻R1、R2、R3阻值相同。通過理想電流表的電流隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A.交流電的方向每秒改變50次
B.理想電壓表的示數(shù)為4 V
C.R1的阻值為4.5 Ω
D.副線圈的輸出功率為1009 W
10.(2024·湖南益陽市三模)如圖，光滑的水平面左端為O，右端足夠長，在O的左下方有一傾角為37°的傳送帶，傳送帶始終以v=10 m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=316，物塊的質(zhì)量m=2 kg，傳送帶上、下兩端相距5 m，物塊在O處在水平恒力F1的作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，后將F1反向，大小變?yōu)镕2，經(jīng)過相同的時(shí)間它剛好回到O，F(xiàn)1所做的功為4 J，然后物塊從O處向左水平拋出，恰好沿傳送帶方向進(jìn)入傳送帶。sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，g=10 m/s2，下列說法正確的是( )
A.物塊從O處以4 m/s的水平速度做平拋運(yùn)動(dòng)
B.物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為23 s
C.物塊在傳送帶上留下痕跡的長度為103 m
D.整個(gè)過程中F1、F2所做的總功為12 J
答案精析
1.D [根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X的質(zhì)量數(shù)A=12+1-7-2×1=4，X的電荷數(shù)Z=6+1-3-2×1=2，則式中的X為 24He，故選D。]
2.D [玻璃管豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p=p0+ρgh=(75+15) cmHg=90 cmHg，
玻璃管水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p'=p0=75 cmHg，由玻意耳定律可得plS=p'l'S，
解得玻璃管水平放置時(shí)，封閉氣體的長度為l'=plp'=90×3075 cm=36 cm，玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，氣體的體積增大，則氣體對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知?dú)怏w吸收熱量。]
3.A [太空垃圾無動(dòng)力運(yùn)行，由于軌道空間存在稀薄氣體，所以太空垃圾的軌道會(huì)逐漸降低，根據(jù)GMmr2=m4π2T2r，可得T=4π2r3GM，所以太空垃圾P、N的周期大于空間站，在軌道降低過程中，P最有可能對空間站造成損害，N會(huì)在空間站的后方，故選A。]
4.D [t=3 s時(shí)，離O點(diǎn)10 m的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷，則t1=xOPv+14T=3 s，t=7 s時(shí)，離O點(diǎn)20 m的質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，則t2=xOQv+34T=7 s
解得v=5 m/s，T=4 s
簡諧橫波的波長為λ=vT=20 m，故A、B錯(cuò)誤；
波源O傳播至質(zhì)點(diǎn)P的時(shí)間為
t3=xOPv=2 s
0~10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)時(shí)間為8 s，即兩個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為
s1=2×4A=8A=32 cm，故C錯(cuò)誤；
波源O傳播至質(zhì)點(diǎn)Q的時(shí)間為
t4=xOQv=4 s
0~10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)時(shí)間為6 s，即32T，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為s2=32×4A=6A=24 cm，故D正確。]
5.D [設(shè)車轅與水平方向夾角為θ，
則當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí)
Fcs θ=k(mg-Fsin θ)，
解得F=kmgcsθ+ksinθ，而cs θ+ksin θ=23sin (60°+θ)，則當(dāng)θ=30°時(shí)F最小，即此時(shí)車轅的長度約為l=Hsin30°=2H=2 m，故選D。]
6.D [由題意可知，M位于R中點(diǎn)位置時(shí)與兩電源間的電勢相等，設(shè)R的中點(diǎn)電勢為零，則M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢高于Q端電勢，A錯(cuò)誤；由歐姆定律及電阻定律可知，P端與Q端電勢差與M偏離R中點(diǎn)的距離x成正比，由牛頓第二定律可知2kx=ma，k為彈簧的勁度系數(shù)，m為滑塊的質(zhì)量，則a與x成正比，故電壓表的示數(shù)與物體的加速度成正比，B錯(cuò)誤；若電壓表指針位于表盤左側(cè)，只能確定加速度的方向，不能確定速度的方向，C錯(cuò)誤；若電壓表指針位于表盤左側(cè)，滑塊左側(cè)彈簧壓縮、右側(cè)彈簧伸長，滑塊所受合力向右，故物體加速度方向向右，D正確。]
7.A [只要緊靠上極板的顆粒能夠落到收集板右側(cè)，顆粒就能夠全部收集，水平方向有L=v0t，豎直方向有d=12at2，qE=ma，又E=Ud，聯(lián)立解得兩金屬板間的電壓為U=2d2mv02qL2=4d2EkmqL2=1 600 V，故選A。]
8.BD [根據(jù)相對論的兩個(gè)基本假設(shè)可知，在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是相同的，故A錯(cuò)誤；在LC振蕩電路中，當(dāng)電流最大時(shí)，磁場能最大，電容器儲(chǔ)存的電場能最小，故B正確；電磁波的波長越長，衍射越明顯，不利于電磁波的發(fā)射和接收，故C錯(cuò)誤；降噪耳機(jī)通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同，相位相反的聲波來減噪，故D正確。]
9.CD [交流電的方向每經(jīng)過中性面一次，方向改變一次，即一個(gè)周期方向改變兩次，則交流電的方向每秒改變次數(shù)為2×10.02=100，故A錯(cuò)誤；電源電壓的有效值為20 V，即原線圈兩端電壓為20 V，根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系有U1U2=n1n2，解得U2=10 V，由于三個(gè)定值電阻的阻值相等，則理想電壓表的示數(shù)為U22=5 V，故B錯(cuò)誤；結(jié)合上述可知，副線圈中的電流I2=U2R2+R3，根據(jù)題圖乙可知理想電流表的示數(shù)I0=522 A=5 A，在變壓器原線圈電路中有I0=I1+U1R1，根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系有I1I2=n2n1，解得R1=R2=R3=4.5 Ω，故C正確；副線圈的輸出功率為P=U22R2+R3=1009 W，故D正確。]
10.AB [物塊在O處在水平恒力F1的作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，設(shè)末速度為v1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則a1=F1m，W1=ΔEk1=F1x=12mv12，x=12a1t2，大小變?yōu)镕2后a2=F2m，W2=ΔEk2=F2x=12mv22-12mv12，x=12a2t2-a1t2，聯(lián)立解得v2=4 m/s，故A正確；物塊從O處向左水平拋出，恰好沿傳送帶方向進(jìn)入傳送帶，即末速度與水平方向夾角為37°，則物塊進(jìn)入傳送帶的速度為v0=v2cs37°=5 m/s，物塊在傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律mgsin 37°+μmgcs 37°=ma1，解得a1=7.5 m/s2，物塊加速到與傳送帶速度相同時(shí)，設(shè)所用時(shí)間為t'，則t'=v-v0a1=10-57.5 s=23 s，物塊加速階段，物塊的位移為x1=v+v02t'=5 m=L，即物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶下端時(shí)剛好和傳送帶共速，故B正確；傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為x2=vt'=203 m，物塊在傳送帶上留下痕跡的長度為Δx=x2-x1=53 m，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，整個(gè)過程中F1、F2所做的總功為W總=Ek2=12mv22=16 J，故D錯(cuò)誤。]

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