1.如圖是一個小球沿豎直方向運動時的頻閃照片，由照片可知( )
A. 小球正在上升
B. 小球正在下降
C. 小球處于失重狀態(tài)
D. 小球處于超重狀態(tài)
2.如圖所示，負重的機器狗靜立在水平地面上，總重力為G。下列說法不正確的是( )
A. 機器狗所受的合力為零
B. 機器狗每條腿受到地面的支持力大小為G4
C. 貨物對機器狗的作用力小于機器狗對貨物的作用力
D. 貨物對機器狗的作用力等于機器狗對貨物的作用力
3.如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動。已知座艙的質(zhì)量為m，運動半徑為R，角速度大小為ω，重力加速度為g，則座艙( )
A. 運動的周期為2πRω
B. 線速度大小為ω2R
C. 運動至圓心等高處時，所受摩天輪的作用力大于mg
D. 運動至最低點時，所受摩天輪的作用力大小與最高點的相等
4.如圖所示，水平放置的瓶蓋中裝有肥皂液，用吸管向液體里吹氣，形成向上凸起的肥皂膜。在陽光下靜置一段時間后，從上往下看，膜上會出現(xiàn)( )
A. 彩色環(huán)狀條紋B. 彩色平行直條紋
C. 明暗相間的環(huán)狀條紋D. 明暗相間平行直條紋
5.“核鉆石”電池是利用 614C發(fā)生β衰變放能發(fā)電的新型電池，該電池具有使用壽命長、安全性高的優(yōu)點。下列說法正確的是( )
A. 衰變后生成新核為 714NB. 714N與 614C互稱同位素
C. 升高溫度會使 614C的半衰期變短D. β衰變放出的電子來自碳原子的核外電子
6.如圖所示，長方體玻璃磚ad邊與屏P平行放置，一細束單色激光從bc邊的O點以某角度入射，出射光線射在屏上S1處，移走玻璃磚，光點移到S2處。下列說法正確的是( )
A. 增大入射角，可以使S1、S2間的距離變小
B. 增大入射角，可以使光線不從ad邊射出
C. 換用寬ab更小的玻璃磚，S1、S2間的距離會變大
D. 換用形狀相同但折射率較大的玻璃磚，S1、S2間的距離會變大
7.如圖所示為氫原子的最低五個能級，一束光子能量為12.09eV的單色光入射到大量處于基態(tài)的氫原子上，產(chǎn)生的光譜線是( )
A.
B.
C.
D.
8.如圖所示，一列水波沿箭頭方向在深度不同的水域傳播時，在交界面處將發(fā)生折射，水域越深，波長越長。下列說法正確的是( )
A. 區(qū)域Ⅰ為深水區(qū)
B. 折射后波長變長
C. 折射后頻率變大
D. 折射后波速不變
9.如圖所示，足夠長水平導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜置。開關(guān)S閉合后，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌無摩擦運動，不計導(dǎo)軌電阻。關(guān)于該棒的速度v、加速度a、通過的電流i及穿過回路中的磁通量Φ隨時間t變化的圖像，可能正確的是( )
A. B.
C. D.
10.如圖所示，四個孤立的均勻帶電球體的電荷量相同，a、b、c、d點到各自的球心O距離相等，球體所帶電荷在a、b、c、d處產(chǎn)生電場強度最小的是( )
A. B. C. D.
11.如圖所示，兩根相同彈性輕繩一端分別固定在A、A′點，自然伸長時另一端恰好處于圖中光滑定滑輪上的B、B′，將輕繩自由端跨過定滑輪連接質(zhì)量為m的小球，A、B、C、B′、A′在同一水平線上，且CB=CB′?，F(xiàn)將小球從C點由靜止釋放，沿豎直方向運動到E點時速度恰好為零。已知C、E兩點間距離為h，D為CE的中點，重力加速度為g，輕繩形變遵循胡克定律且始終處于彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力。下列說法正確的是( )
A. 小球在E點的加速度為2g
B. 小球在CD段減少的機械能等于在DE段減少的機械能
C. 小球從C運動到D的時間小于從D運動到E的時間
D. 若僅將小球質(zhì)量變?yōu)?m，則小球到達E點時的速度為 gh
二、實驗題：本大題共1小題，共12分。
12.小明同學(xué)用圖示電路測量電源的電動勢E和待測電阻的阻值Rx。
(1)閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P置于圖中______端(選填“a”或“b”)；
(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)，在U?I坐標(biāo)系中描點作出圖像①；
(3)斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)，在同一U?I坐標(biāo)系中描點作出圖像②，下列選項中正確的是______；
A.
B.
C.
D.
(4)由第(3)問中選出的U?I圖像，可知電源電動勢E=______(選用b1、b2、b3表示)，待測電阻的阻值Rx=______(選用a1、a2、a3、b1、b2、b3表示)；
(5)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是______。
A.實驗測得的電動勢大于真實值
B.實驗還可以精確測量電源內(nèi)阻
C.實驗測得電阻阻值Rx小于真實值
D.電流表內(nèi)阻不會引起Rx的測量誤差
三、計算題：本大題共4小題，共44分。
13.2024年6月，嫦娥六號探測器在人類歷史上首次實現(xiàn)月球背面采樣。采樣的月壤質(zhì)量為m，測得其在月球表面的重力為F。已知月球半徑為r，引力常量為G。求：
(1)月球表面的重力加速度g；
(2)月球的質(zhì)量M。
14.如圖所示，將玉米粒裝入手搖爆米花機中，機內(nèi)氣體的初始溫度T0=300K、壓強p0=1.0×105Pa，對爆米花機密封加熱，當(dāng)氣體壓強達到p1=4.0×105Pa時，開蓋使玉米粒爆開。不計玉米粒在加熱過程中的體積變化，氣體視為理想氣體。
(1)求開蓋前瞬間氣體的溫度T1；
(2)若加熱過程中氣體吸熱3600J，求該氣體內(nèi)能的變化量ΔU。
15.如圖所示，質(zhì)量均為m的物塊A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系一長為L的細線，細線另一端系一質(zhì)量為m的球C，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給球C一個水平向右的初速度v0= 3gL，式中g(shù)為重力加速度，不計空氣阻力。求：
(1)此時細線對球C的拉力大小F；
(2)球C向右擺動過程中，上升的最大高度h；
(3)球C擺到桿左側(cè)，離桿最遠時的速度大小v。
16.如圖所示，空間直角坐標(biāo)系(z軸垂直紙面向外，圖中未畫出)中，xQ3>Q4
根據(jù)E=kQr2
可得Ea=Eb>Ec>Ed，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
根據(jù)球體產(chǎn)生的電場具有對稱性的特點分析，均勻帶電球殼在內(nèi)部任意位置產(chǎn)生的電場強度為0。
本題求電場強度的方法有等效替代的思想。
11.【答案】D
【解析】解：A、根據(jù)題意分析可知，小球在C、E兩點間做簡諧運動，根據(jù)對稱性可知，E點的加速度大小等于C點的加速度，C點小球所受合力等于重力，加速度大小為g，則小球在E點的加速度為g，故A錯誤；
B、根據(jù)功能關(guān)系，小球減少的機械能等于小球克服彈力做功。設(shè)小球在C點時伸長量為x，則小球在CD段克服彈力做功為
W1=2×12k[x2+(h2)2]?2×12kx2
在DE段克服彈力做功為
W2=2×12k(x2+h2)?2×12k[x2+(h2)2]
可知W1≠W2
故小球在CD段減少的機械能不等于在DE段減少的機械能，故B錯誤；
C、根據(jù)A項分析知，小球在C、E兩點間做簡諧運動，根據(jù)運動的對稱性可知，小球從C運動到D的時間等于從D運動到E的時間，故C錯誤；
D、小球從C、E過程，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有
2×12k(x2+h2)?2×12kx2=mgh
若僅將小球質(zhì)量變?yōu)?m，則根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有
2×12k(x2+h2)?2×12kx2+12×2mv2=2mgh
聯(lián)立解得小球到達E點時的速度為v= gh，故D正確。
故選：D。
小球在C、E兩點間做簡諧運動，根據(jù)對稱性分析小球在E點的加速度大??；根據(jù)對稱性分析小球從C運動到D的時間與從D運動到E的時間關(guān)系；分析小球在CD段克服彈力做功與在DE段克服彈力做功關(guān)系，根據(jù)功能關(guān)系分析小球在CD段減少的機械能與在DE段減少的機械能關(guān)系；若僅將小球質(zhì)量變?yōu)?m，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒求小球到達E點時的速度。
解答本題時，要明確小球的運動情況，抓住簡諧運動的對稱性分析小球在最高點與最低點加速度關(guān)系。要注意本題中系統(tǒng)機械能是守恒的，但小球的機械能并不守恒。
12.【答案】b B b1 b1a3?b1a1 D
【解析】解：(1)為了保護電路，閉合開關(guān)S1前，應(yīng)使回路總電阻最大，此時滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于圖中b位置。
(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，閉合開關(guān)S1和S2時，Rx被短路，此時
U=E?Ir
則U?I圖像的縱截距為E，斜率的絕對值為r，斷開開關(guān)S2時，Rx接入電路，此時
U=E?I(Rx+r)
則U?I圖像的縱截距為E，斜率的絕對值為Rx+r，可見圖像①和②的縱截距相同，但圖像②的斜率的絕對值更大，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
(4)由(3)結(jié)合圖知，電源電動勢
E=b1，r=|0?b1a1?0|，Rx+r=|0?b1a3?0|
聯(lián)立可得，待測電阻的阻值為
Rx=b1a3?b1a1
(5)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，考慮電流表內(nèi)阻時，結(jié)合(3)知，圖像①對應(yīng)的表達式應(yīng)為
U=E?I(r+rA)
圖像②對應(yīng)的表達式為
U=E?I(Rx+r+rA)
兩圖像的縱截距均為E，斜率的絕對值分別為
|k1|=r+rA，|k2|=Rx+r+rA
結(jié)合圖知，電源電動勢
E=b1，r+rA=|0?b1a1?0|，Rx+r+rA=|0?b1a3?0|
聯(lián)立可得
r=ba1?rA，Rx=b1a3?b1a1
可見實驗測得的電動勢等于真實值，測得的電源內(nèi)阻偏大，即實驗不可以精確測量電源內(nèi)阻，但實驗測得待測電阻的阻值Rx等于真實值，此時電流表內(nèi)阻不會引起待測電阻的阻值見的測量誤差，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
故答案為：(1)b；(3)B；(4)b1，b1a3?b1a1；(5)D。
(1)根據(jù)保護電路分析判斷；
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像判斷；
(4)根據(jù)圖像斜率和截距計算；
(5)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像判斷。
本題關(guān)鍵掌握測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理、利用圖像處理問題的方法。
13.【答案】解：(1)月壤質(zhì)量為m，測得其在月球表面的重力為F，則有F=mg
解得g=Fm
(2)在月球表面有GMmr2=mg
結(jié)合上述解得M=Fr2Gm
答：(1)月球表面的重力加速度g為Fm；
(2)月球的質(zhì)量M為Fr2Gm。
【解析】(1)根據(jù)重力公式求解；
(2)根據(jù)萬有引力等于重力求解。
本題考查的是萬有引力的運用，題型簡單，為基礎(chǔ)題。
14.【答案】解：(1)等容變化，設(shè)后來溫度為T2，根據(jù)查理定律有p1T1=p0T0
解得T1=1200K
(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q
加熱過程體積不變，即有W=0
解得ΔU=3600J
答：(1)求開蓋前瞬間氣體的溫度等于1200K；
(2)該氣體內(nèi)能的變化量等于3600J。
【解析】(1)等容變化，根據(jù)查理定律求解開蓋前瞬間氣體的溫度；
(2)加熱過程體積不變，即有W=0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解該氣體內(nèi)能的變化量。
應(yīng)用查理定律解題的一般步驟
(1)確定研究對象，即被封閉的氣體。
(2)分析氣體狀態(tài)變化時是否符合查理定律的適用條件：質(zhì)量一定，體積不變。
(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強。
(4)根據(jù)查理定律列式求解
15.【答案】解：(1)根據(jù)牛頓第二定律得
F?mg=mv02L
解得F=4mg
(2)球C向右上升到最大高度時，球C與木塊A、B三者具有共同速度，取水平向右為正方向，根據(jù)A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒與系統(tǒng)機械能守恒可得
mv0=3mv1
mgh=12mv02?12×3mv12
代入數(shù)據(jù)解得h=L
(3)球C再次回到最低點時，A、B具有共同速度v2，球C的速度為v3，取水平向右為正方向，根據(jù)A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒與系統(tǒng)機械能守恒可得
mv0=2mv2+mv3
12mv02=12×2mv22+12mv32
解得v2=23v0,v3=?13v0
球C擺到桿左側(cè)，離桿最遠時，球C與木塊A具有共同速度，取水平向右為正方向，根據(jù)水平方向動量守恒可得
mv2+mv3=2mv
代入數(shù)據(jù)可得v=16 3gL
答：(1)此時細線對球C的拉力大小F為4mg；
(2)球C向右擺動過程中，上升的最大高度h為L；
(3)球C擺到桿左側(cè)，離桿最遠時的速度大小v為16 3gL。
【解析】(1)此時由重力和細線拉力的合力提供球C所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律求細線對球C的拉力大小F；
(2)球C向右上升到最大高度時，球C與木塊A、B三者具有共同速度，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒與系統(tǒng)機械能求球C上升的最大高度h；
(3)根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒與系統(tǒng)機械能求出球C再次回到最低點時AB的共同速度和球C的速度。球C擺到桿左側(cè)后，B與A分離，對于A、C系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒求球C擺到桿左側(cè)離桿最遠時的速度大小v。
解答本題時，要明確研究對象，確定研究過程，分過程根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律解答。
16.【答案】解：(1)電子在電場中運動軌跡如圖1所示
x方向L=v0cs45°t1
y方向v0sin45°=at1，eE=ma
聯(lián)立解得E=mv022eL
(2)電子沿x軸正方向射入，其運動軌跡如圖2所示
電場中L=v0t2
解得t2=Lv0
豎直速度vy=eEmt2=12v0
電子在磁場中，x方向以v0勻速直線運動。垂直于xOy平面內(nèi)做勻速圓周運動，有
evyB=mvy2r
解得
r=mvyeB=mv02eB
最遠距離
d=2r=mv0eB
(3)在電場中：x方向
L=v0cs45°t3
y方向
2v0sin45°=at3
eE1=ma
解得
E1=mv02eL
電子在電場中運動軌跡如圖3所示
則y1=?v0sinθt+12eE1mt2
電子在電場中運動的總時間
t0=Lv0csθ= 2Lv0
代入數(shù)據(jù)得
y1=? 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)
磁場中t> 2Lv0，電子在x方向勻速直線運動，垂直于xOy平面做勻速圓周運動
v0y=v0sinθ= 2v02，ev0yB=mv0y2r2
則
r2=mv0yeB= 2mv02eB
因此
y2= 2mv02eBsinω(t?t0)
由于T=2πω且T=2πmeB
則
ω=eBm
故
y2= 2mv02eBsineBm(t? 2Lv0)(t> 2Lv0)
綜上，電場中
y=? 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)
磁場中
y= 2mv02eBsineBm(t? 2Lv0)(t> 2Lv0)
答：(1)電場強度的大小E為mv022eL；
(2)電子在磁場中運動時離xOy平面的最遠距離d為mv0eB；
(3)電子在電場中運動的位置縱坐標(biāo)y隨時間t變化的關(guān)系式為y=? 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)，電子在磁場中運動的位置縱坐標(biāo)y隨時間t變化的關(guān)系式為y= 2mv02eBsineBm(t? 2Lv0)(t> 2Lv0)。
【解析】(1)根據(jù)電子在電場中運動軌跡和運動學(xué)公式求電場強度的大小E；
(2)根據(jù)電子在電場中運動軌跡和運動學(xué)公式求電子在磁場中運動時離xOy平面的最遠距離d；
(3)根據(jù)電子在電場中運動軌跡和運動學(xué)公式 求電子在電場、磁場中運動的位置縱坐標(biāo)y隨時間t變化的關(guān)系式。
本題考查帶電粒子在電場和磁場的組合場中的運動，要求學(xué)生能正確分析帶電粒子的運動過程和運動性質(zhì)，熟練應(yīng)用對應(yīng)的規(guī)律解題。

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