2024年陕西省西安市物理高考自测试题与参考答案

2024年陕西省西安市物理高考自测试题与参考答案
一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）
1、某温度下，向容积为2L的密闭容器中充入1molA和3molB，发生反应：A(g)+ 3B(g)⇌2C(g)，反应过程中测得的数据如下表：
时间(min)n(A)(mol)n(B)(mol)n(C)(mol)
0 1.0 3.00
50.5 1.0
10 1.0
150.5 1.0 1.0
下列说法正确的是( )
A.5min内用B表示的平均反应速率为0.1mol⋅L−1⋅min−1
B.10min时改变的条件是升高温度，且正反应为吸热反应
C.15min时反应达到平衡状态，此时正反应速率等于逆反应速率
D.该温度下，此反应的平衡常数为16本题考查化学平衡的计算，把握表格中数据、速率及平衡三段法为解答的关键。

A．由表格中数据可知，5min内A减少0.5mol，则B减少1.5mol，则用B表示的平
均反应速率为1.5mol
2L
5min
=0.15mol⋅L−1⋅min−1，故A错误；
B．由表格中数据可知，10min时A、B的物质的量减少，C的物质的量增大，且10min、15min时各物质的物质的量不变，则10min时达到平衡，A、B、C的浓度均变化，则改变的条件为减小压强，该反应为气体体积减小、放热的反应，则正反应为放热反应，故
B错误；
C．由表格中数据可知，15min时各物质的物质的量不变，为平衡状态，此时正反应速率等于逆反应速率，故C正确；
D．平衡时c(A)=0.5mol
2L =0.25mol/L，c(B)=1.0mol
2L
=0.5mol/L，c(C)=1.0mol
2L
=
0.5mol/L，K=c2(C)
c(A)⋅c3(B)=0.52
0.25×0.53
=8，故D错误；
故选C。

2、下列说法正确的是 ( )
A. 1 mol 氯气含有 2 mol 氯原子
B. 1 mol 氯就是 1 mol 氯气
C. 3.01 × 10^23 个氯气分子的物质的量是 0.5 mol
D. 标准状况下，11.2 L 水所含的分子数为 0.5NA 本题主要考查了物质的量的相关计算以及气体摩尔体积的使用条件。

A选项，氯气是双原子分子，即一个氯气分子中含有两个氯原子。

因此，1mol氯气就含有2mol氯原子，A选项正确。

B选项，氯是元素名称，它表示的是一类具有相同核电荷数的原子的总称，而氯气是具体的物质，是氯元素形成的双原子分子。

所以，1mol氯并不是一个明确的量，而1mol 氯气则是明确的，表示氯气分子的物质的量为1mol。

因此，B选项错误。

C选项，根据物质的量的计算公式n=N
N A
（其中N是粒子数，N A是阿伏伽德罗常数），我们可以将给定的氯气分子数3.01×1023代入公式，得到氯气分子的物质的量为
3.01×1023
6.02×1023/mol
=0.5mol
3、关于核力与结合能，下列说法正确的是( )
A.核力是短程力，作用范围在1.5×10−15m之内
B.核力是短程力，但可以存在于任何两个核子之间
C.氘核的结合能大于原子核中所有核子的平均结合能
D.比结合能越大，原子核越不稳定
答案：A
解析：
A.核力是短程力，它的作用范围在原子核的尺度内，即1.5×10−15m之内，故A正确；
B.核力是短程力，但它只存在于相邻的核子之间，不是任何两个核子之间都有核力作用，故B错误；
C.氘核是轻核，其结合能较小，原子核中的核子数越多，其平均结合能越大，原子核越稳定，故氘核的结合能小于原子核中所有核子的平均结合能，故C错误；
D.比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。

4、关于能量守恒定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是( )
A.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
B.能量守恒定律既适用于物理过程，也适用于化学过程
C.热力学第二定律的实质就是能量不能凭空产生，也不能凭空消失
D.热力学第二定律的两种表述是等效的
答案：A；B；D
解析：
A.能量守恒定律：能量既不会被消灭，也不会创生,能量只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，故A正确；
B.能量守恒定律既适用于物理过程，也适用于化学过程，以及一切变化过程，故B 正确；
C.热力学第二定律的实质：一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的，而不是能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；
D.热力学第二定律的两种表述：一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，而是外界的影响下才能从低温物体传向高温物体；二是不可能从单一热源取热并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

这两种表述是等效的，故D正确。

5、关于对电磁感应的理解，下列说法中正确的是( )
A.穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中一定有感应电流
B.穿过闭合电路的磁通量不为零时，电路中一定产生感应电流
C.闭合线圈放在变化的磁场中，线圈中一定有感应电流
D.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动，线圈中一定有感应电流
答案：A
解析：
A. 穿过闭合电路的磁通量发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，电路中一定有感应电动势产生，由于电路是闭合的，所以电路中一定有感应电流，故A正确；
B. 穿过闭合电路的磁通量不为零时，如果磁通量不发生变化，则电路中不会产生感应电动势，也就没有感应电流，故B错误；
C. 闭合线圈放在变化的磁场中，如果线圈平面与磁场方向平行，且磁通量始终为零，那么线圈中就不会有感应电流，故C错误；
D. 闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动，但如果磁通量没有变化（例如线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动），则线圈中不会有感应电流，故D错
误。

6、关于电阻和电阻率的说法中，正确的是 ( )
A. 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B. 由R = ρ(l/S)可知导体的电阻与导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S 成反比
C. 金属材料的电阻率随温度的升高而增大（金属导体）
D. 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻
答案：B；C；D
解析：
A. 电阻是导体本身的性质，它反映了导体对电流的阻碍作用，这种性质与导体中是否有电流无关，故A错误；
C. 金属材料的电阻率随温度的升高而增大，这是因为金属材料的电阻率与温度有关，随温度的升高而增大，故C正确；
D. 某些合金（如锰铜合金和镍铜合金）的电阻率几乎不受温度变化的影响，这种特性使得它们非常适合用来制作标准电阻，因为标准电阻需要具有稳定的电阻值，不受外界温度变化的影响，故D正确。

7、下列说法正确的是 ( )
A. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动，它说明液体分子在永不停息地做无规则运动
C. 扩散现象说明分子间存在斥力
D. 当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子力表现为引力本题主要考查了气体压强的微观意义、布朗运动、扩散现象以及分子间作用力的性质，要注意准确掌握对应的热学规律，明确气体压强的微观意义，知道布朗运动是固体小颗粒的运动，但它反映了液体分子的无规则运动，同时明确分子间作用力随距离的变化关系。

A选项：气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数（即分子的密集程度）及气体分子的平均动能（决定分子的运动速率）都有关。

单位体积内的分子数越多，碰撞次数越多；分子的平均动能越大，分子的运动速率越大，碰撞次数也越多。

故A正确。

B选项：布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，它反映了液体或气体分子的无规则运动，但本身不是液体或气体分子的运动。

故B错误。

C选项：扩散现象是物质分子无规则运动的直接证明，它说明分子在永不停息地做无规则运动，但并不能说明分子间存在斥力。

故C错误。

D选项：当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快。

然而，这并不意味着分子力一定表现为引力。

实际上，当分子间的距离从平衡距离开始增大时，分子力先表现为斥力并逐渐减小，当分子间的距离增大到某一值时（通常称为分子力的合力为零的距离），分子力变为零；此后，随着分子间距离的继续增大，分子力将表现为引力并逐渐减小，但引力的减小速度比斥力要慢。

因此，D选项的表述不够准确，故D错误。

综上所述，正确答案是A。

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）
1、下列说法正确的是( )
A. 物体做受迫振动的频率等于物体的固有频率
B. 通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了多普勒效应
C. 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生衍射现象
D. 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作横波
答案：B
解析：
A选项，物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。

当驱动力的频率接近物体的固有频率时，物体会发生共振现象，但此时受迫振动的频率仍然等于驱动力的频率，故A错误。

B选项，多普勒效应是波源和观察者之间相对运动时，观察者感到波的频率发生变化的现象。

通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，正是利用了多普勒效应，故B正确。

C选项，衍射是波的一种特性，无论缝、孔的宽度或障碍物的尺寸如何，波都能发生衍射现象。

只是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，衍射现象才更明显，故C错误。

D选项，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波。

横波的质点振动方向与波的传播方向垂直，故D错误。

2、关于热现象和热学规律，下列说法正确的是 ( )
A. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
B. 悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显
C. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
D. 一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，内能一定增加
答案：A；B；D
解析：
A选项，根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即在没有外界影响的情况下，热量总是从高温物体传向低温物体，故A正确。

B选项，布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动，它反映的是液体或气体分子的无规则运动。

微粒越小，受到的来自液体或气体分子的撞击越不平衡，布朗运动越明显，故B正确。

C选项，晶体熔化时吸收热量，但温度保持不变，即分子的平均动能不变。

这是因为晶体熔化时吸收的热量主要用于改变分子的势能，而不是分子的动能，故C错误。

D选项，对于一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据盖吕萨克定律，温度一定升高。

而理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故D正确。

3、下列说法正确的是 ( )
A. 物体吸收热量，其内能一定增加，温度一定升高
B. 热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体
C. 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
D. 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间存在斥力的缘故
答案：C
解析：
A选项：物体吸收热量，其内能确实会增加，但温度不一定升高。

例如，在晶体熔化的过程中，物体吸收热量，内能增加，但温度却保持不变。

因此，A选项错误。

B选项：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响（如做功）的情况下，热量是可以从低温物体传到高温物体的。

例如，在电冰箱中，热量就是通过做功的方式从低温的冰箱内部传到高温的冰箱外部。

因此，B选项错误。

C选项：对于一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，其体积增大，根据理想气=C（C为常数），我们可以得出温度T一定升高。

而理想气体的内能只体状态方程PV
T
与温度有关，温度升高，内能一定增加。

因此，C选项正确。

D选项：气体如果失去了容器的约束就会散开，这并不是因为气体分子间存在斥力的缘故，而是因为气体分子间距离较大，分子力（包括引力和斥力）几乎为零，气体分子可以自由移动。

气体分子在不停地做无规则运动，当失去容器约束时，它们就会向各个方向扩散。

因此，D选项错误。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）
第一题
题目：在竖直向上的匀强电场中，一带电小球质量为m，带电量大小为q，以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，加速度大小为(g/2)（g为重力加速度），小球从A点运动到B点的过程中，电场力对小球做功为W，则下列说法中正确的是（）
A. 小球带正电，电势能减少W
B. 小球带负电，电势能增加W
C. 小球重力势能增加(mg + qE)h
D. 小球动能减少(mg + qE)h
答案：B；D
解析：
A. 小球受到竖直向下的重力mg和竖直向上的电场力qE。

由于小球做匀减速直线运动，且加速度方向竖直向下，因此合力方向竖直向下。

根据牛顿第二定律，有：mg−
qE=ma，其中a=g
2。

解这个方程得到qE=mg
2。

由于电场方向竖直向上，而电场力方
向与电场方向相反，因此小球带负电。

电场力做负功，电势能增加，增加量等于电场力做的功的绝对值，即W（但注意题目中电场力做功为W，是负功，所以电势能增加量为-W的绝对值，即W）。

故A错误。

B. 由A选项分析可知，小球带负电，且电场力做负功，电势能增加W。

故B正确。

C. 小球从A点到B点，高度增加，因此重力做负功，重力势能增加。

增加的重力势能为mgℎ（h为高度差）。

注意这里与电场力无关。

故C错误。

D. 小球做匀减速直线运动，速度减小，因此动能减少。

根据动能定理，动能减少量等于合外力做的功。

合外力为重力与电场力之和，即mg−qE。

因此，动能减少量为(mg−qE)ℎ。

但考虑到qE=mg
2
，所以动能减少量也可以表示为(mg+qE)ℎ−2qEℎ= (mg+qE)ℎ−mgℎ。

但由于题目中只问了动能减少量，并未涉及与其他能量的关系，因此直接写为(mg+qE)ℎ也是可以的（这里需要注意，严格来说这个表达式包含了重力势能的增加量，但在本题中由于只问动能减少量，且重力势能增加量已单独讨论，因此可以这样写以简化问题）。

不过，更严谨的表达应该是动能减少量等于除重力以外的力（即电场力）做的功与重力做功之和，即−W+(−mgℎ)=−(W+mgℎ)。

但由于W是电场力做的负功，其绝对值等于电势能增加量，且在本题中电势能增加量也恰好为mgℎ
（因为qEℎ=mgℎ
2
，所以电势能增加量为2qEℎ=mgℎ），所以动能减少量也可以简化为(mg+qE)ℎ。

但这里需要理解其背后的物理过程和能量转化关系。

故D正确（但需要
注意其表述的严谨性）。

第二题
题目：
在光滑的水平面上，有质量分别为m 和2m 的两个小球A 和B ，它们之间用一根长为L 的轻质细绳相连。

现给小球A 一个大小为v ₀、方向水平向右的初速度，使得两球开始绕它们连线上的某一点O 做匀速圆周运动。

求：
(1)两球做圆周运动的角速度ω；
(2)绳中张力T 的大小；
(3)O 点到小球A 的距离r 。

答案：
(1)ω=v 03L
(2)T =2mv 029L
(3)r =23L
解析：
(1) 设两球绕O 点做匀速圆周运动的角速度为ω，A 球的速度为v 0，B 球的速度为v B 。

由于两球共轴转动，它们的角速度必须相等，即ωA =ωB =ω。

考虑A 球，其速度v 0与半径r 和角速度ω的关系为v 0=ωr 。

再考虑B 球，其速度v B 与半径L −r （因为绳长为L ，A 球到O 点距离为r ，则B 球到O 点距离为L −r ）和角速度ω的关系为v B =ω(L −r )。

但由于系统动量守恒（水平方向无外力作用），A 、B 两球的速度矢量之和为零，即mv 0+2mv B =0。

由于速度方向在同一直线上且反向，可以简化为标量方程：mv 0−2mv B =0。

将v B=ω(L−r)代入上式，得：mv0−2mω(L−r)=0。

又因为v0=ωr，联立两式解得：ω=v0
3L。

(2)对于A球，其向心力由绳的张力T提供，即T=mω2r。

将ω=v0
3L 和r=2
3
L（此值将在第三小题中求得）代入上式，得：T=m(v0
3L
)
2
⋅2
3
L=
2mv02
9L。

(3)要求O点到小球A的距离r，可以利用角速度与速度的关系v0=ωr，并代入已
知的ω=v0
3L ，解得：r=v0
ω
=v0v
3L
=2
3
L。

这里我们实际上是在求解A球做圆周运
动的半径。

第三题
题目：
在光滑的水平面上，有一质量为M的木板，其右端放有一质量为m的小木块（可视为质点），木板与小木块间的动摩擦因数为μ。

现给木板一水平向右的初速度v₀，小木块与木板发生相对滑动，最后达到共同速度。

求：
(1)小木块与木板达到共同速度时，木板的速度大小；
(2)小木块在木板上滑行的距离。

答案：
(1)设小木块与木板达到共同速度时，木板的速度大小为v，以木板的初速度方向为
正方向，由动量守恒定律得：
Mv0=(M+m)v解得：
v=
Mv0 M+m
(2)设小木块在木板上滑行的距离为L，根据能量守恒定律，系统损失的动能转化为
内能，即：
1 2Mv02−1
2
(M+m)v2=μmgL将(1)中得到的v代入上式，得：
1 2Mv02−1
2
(M+m)(Mv0
M+m
)
2
=μmgL化简得：
L=
Mv02
2μg(M+m)
解析：
(1)在这个问题中，木板和小木块组成的系统在水平方向上不受外力作用，因此系统
动量守恒。

我们可以选择木板的初速度方向为正方向，然后应用动量守恒定律来求解它们达到共同速度时的速度。

动量守恒定律的表达式为系统初动量等于系统末动量，即(Mv0=(M+m)v)，解这个方程就可以得到共同速度v。

(2)接下来，我们需要求解小木块在木板上滑行的距离。

这个距离可以通过能量守恒
定律来求解。

在这个过程中，系统损失的动能转化为内能，即摩擦力做的功。

我们可以写出能量守恒的表达式，即系统初动能减去系统末动能等于摩擦力做的功，
即(1
2Mv02−1
2
(M+m)v2=μmgL)。

然后，我们将(1)中得到的v代入这个表达
式，解出L就可以得到小木块在木板上滑行的距离。

第四题
题目：
（14分）一光滑斜面体静置于水平地面上，其倾角为θ。

一物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动。

经过时间t，速度变为v，此过程中斜面体对地面的压力为N，则下列说法正确的是（）
A. 物体的加速度大小为v/t
B. 物体质量m可表示为(F - mgsinθ)/a
C. 斜面体对地面的压力N小于斜面的重力Mg
D. 地面对斜面体的静摩擦力方向水平向左
答案： ACD
解析：
A. 物体由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，根据加速度的定义式，我们有：
a=Δv
Δt =v−0
t
=v
t
所以选项A正确。

B. 对物体进行受力分析，物体受到重力mg、恒力F和斜面的支持力N’的作用。

沿斜面方向，根据牛顿第二定律，我们有：
F−mgsinθ=ma解这个方程，我们得到物体的质量为：
m=F−ma
gsinθ
注意这里的a是加速度，与选项B中的a位置不同，所以选项B错误。

C. 对斜面体进行受力分析，斜面体受到重力Mg、地面的支持力N’（与题目中的N 是作用力与反作用力的关系，大小相等）和物体对斜面的压力N’‘（与N’的方向不同）的作用。

由于物体对斜面的压力N’‘有一个沿水平方向向左的分量，所以地面对斜面体的支持力N’（即题目中的N）会小于斜面的重力Mg，以保持斜面体的平衡。

因此选项C正确。

D. 同样考虑斜面体的受力分析，由于物体对斜面的压力N’’有一个沿水平方向向左的分量，根据牛顿第三定律，地面对斜面体必须有一个沿水平方向向右的静摩擦力以保持斜面体的平衡。

但题目中问的是“地面对斜面体的静摩擦力方向”，那么我们应该从斜面体的角度看，即地面对斜面体的静摩擦力方向是水平向左的（因为地面对斜面体的力是斜面体受力的反作用力，方向与斜面体受力方向相反）。

所以选项D正确。

但需要注意的是，这里的表述与常规理解略有不同，通常我们会说“斜面体受到地面向右的静摩擦力”，而题目问的是“地面对斜面体的静摩擦力方向”，因此答案选D。

综上所述，正确答案是ACD。

第五题
题目：
在光滑的水平面上，有一静止的物体，受到两个水平方向力F₁和F₂的作用，其中
F₁是恒力，F₂的方向始终与物体的速度方向相同，但大小随时间均匀减小直至为零。

则关于物体的运动情况，下列说法正确的是（）
A. 物体的速度先增大后减小，加速度先增大后减小
B. 物体的速度先增大后减小，加速度先减小后增大
C. 物体的速度一直增大，加速度先增大后减小
D. 物体的速度一直增大，加速度先减小后增大
答案： D
解析：
本题主要考察牛顿第二定律的应用以及力与运动的关系。

首先，我们来分析物体的受力情况。

物体受到两个水平方向上的力F₁和F₂的作用，其中F₁是恒力，F₂的方向始终与物体的速度方向相同但大小随时间均匀减小直至为零。

由于水平面光滑，物体不受摩擦力作用，因此物体所受的合力即为F₁和F₂的合力。

接下来，我们分析物体的加速度。

根据牛顿第二定律F=ma，物体的加速度a与它所受的合力F成正比，与物体的质量m成反比。

在本题中，由于物体的质量m不变，因此加速度a的变化取决于合力F的变化。

由于F₂的方向始终与物体的速度方向相同，所以F₂对物体做正功，物体的速度会一直增大。

同时，F₂的大小随时间均匀减小，而F₁保持不变，因此合力F（即F₁和F₂的矢量和）的大小会先减小（因为F₂减小而F₁不变，且两者方向不同，合力减小）后增大（当
F₂减小到零时，合力变为F₁，此时合力最大）。

再根据牛顿第二定律，加速度a与合力F成正比，所以加速度a也会先减小后增大。

综上，物体的速度一直增大，加速度先减小后增大，选项D正确。