精品解析：2024届湖南省长沙市长郡中学高三下学期高考适应考试（四）物理试题

长郡中学2024届高考适应性考试（四） 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 生物研究中曾用标记噬菌体的蛋白质来研究遗传物质，磷（）也是最早用于临床的放射性核素之一、已知的半衰期为14.3天，只发生β衰变，产生β射线的最大能量为1.711MeV，下列说法正确的是（　　） A. 10g的经过7天，剩余的质量一定大于5g B. 衰变方程为 C. 衰变过程的质量亏损可能为 D. 将含的噬菌体培养皿放到厚铅盒中，外界能检测到β射线 【答案】A 【解析】 【详解】A．的半衰期为14.3天，若经过14.3天，将有一半的磷发生衰变，而7天小于一个半衰期，则10g剩余的质量一定大于5g，故A正确； B．发生β衰变满足质量数守恒和电荷数守恒，则衰变方程为 故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程的质量亏损对应的核能转化为β射线的能量和新核的能量，则有 可知衰变过程的质量亏损大于，故C错误； D．β射线是电子流，穿透能力较弱，所以将含的噬菌体培养皿放到厚铅盒中，外界不能检测到β射线，故D错误。 故选A。 2. 长郡中学物理学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度。如图（a）所示，把轻质细线一端固定在天花板上，另一端连接一小钢球，自然悬垂时，测量球心到地面高度h，然后让钢球做小幅度摆动，测量n=50次全振动所用时间t。改变钢球高度，测量多组h与t的值。在坐标纸上描点连线作图，画出图如图（b）所示。取3.14。则（　　） A. 根据图像可求得当地重力加速度约为9.78m/s2 B. 根据图像可求得当地重力加速度约为9.80m/s2 C. 根据图像可求得天花板到地面的高度为4.0m D. 根据图像可求得天花板到地面的高度为3.5m 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据单摆周期公式 摆长为 单摆周期为 联立可得 图像的斜率为 解得当地重力加速度约为 故AB错误； CD．图像的纵截距为 解得天花板到地面的高度为 故C正确，D错误。 故选C。 3. 光刻机是生产芯片的核心设备。浸没式光刻技术是在传统的光刻技术中(其镜头与光刻胶之间的介质是空气)将空气介质换成液体，利用光通过液体介质波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，该曝光光波（ ） A. 在液体中的传播频率变为原来的1.44倍 B. 在液体中的传播速度变为原来的1.44倍 C. 在液体中的曝光波长约为134nm D. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.44倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故A错误； B．光在液体中的传播速度为，解得传播速度约为原来的0.7倍，故B错误； C．加上液体时光刻胶的曝光波长为，不加液体时，有，联立代入数据可得在液体中的曝光波长约为134nm，故C正确； D．由以上分析可知，在液体中曝光光波的传播速度变为原来的0.7，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的1.44倍，故D正确。 故选CD。 4. 某段输电线路中有如图所示的两根长直导线a、b，间距为L=5m，通过的电流约为1100A、方向相反，居民楼某层与输电导线在同一水平面内。长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小为，其中k=2×10-7T·m·A-1，d为该点到导线的距离。已知长时间处于磁感应强度在0.4μT及其以上的空间中对人体有一定危害，则居民楼到导线a的水平距离最小为（　　） A. 20m B. 35m C. 50m D. 65m 【答案】C 【解析】 【详解】设居民楼到导线a的水平距离最小为，两方向相反的直线电流在居民楼处产生的磁感应强度方向相反，合成后可得 其中，L=5m，k=2×10-7T·m·A-1，代入数据可得 故选C。 5. 一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定在地面上，另一端固定一质量为m的小球A，轻杆靠在高、质量为M=4m的物块B上，开始时轻杆处于竖直状态，受到轻微扰动，轻杆开始顺时针转动，推动物块沿地面向右滑至图示位置（杆与地面夹角为，若不计一切摩擦，重力加速度为g，则此时小球A的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小球A顺时针转动，物块B向右运动，如图所示 根据运动的分解有 小球A转动过程中，系统机械能守恒，则有 联立解得 故选B。 6. 某理想变压器由一原线圈和两副线圈组成，如图所示，M、N端接电压有效值恒为的正弦交变电流，定值电阻。线圈匝数比为，定值电阻。滑动变阻器的阻值在0.5Ω到3Ω间可调。则（　　） A. 时，的功率为36W B. 的阻值从0.5Ω增到3Ω，的功率逐渐减小 C. 的阻值从0.5Ω增到3Ω，变压器输出功率先增大后减小 D. 时，的功率达到最大值 【答案】C 【解析】 【详解】A．设变压器初级电压U1，电流I1，则 根据 可得 由题意可知 解得 则R3的功率为 选项A错误； B． 由于 根据 可得 由 根据均值不等式可知当R3 = 0.4Ω时U2最小，则R3的阻值从0.5Ω增到3Ω时，U2增大，则R2的功率逐渐增加，选项B错误； CD．将电阻R1等效为电源内阻，电源等效外电阻为 则当时变压器输出功率最大，此时 即R3的阻值从0.5Ω增到3Ω，变压器输出功率先增大后减小，此过程中由于的功率逐渐变大，可知时，的功率不是最大值，选项C正确，D错误。 故选C。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 冰雕展上，厚厚的冰墙内安装有LED光源，冰墙表面平整而光滑，光源可视为点光源。小明想测量光源到墙面的距离h及冰的折射率n，设计了如下实验：如图（a）所示，将半径为r的圆形纸片贴在墙面上，圆心正对光源。用白纸板做屏，平行墙面从纸片处向后移动，当屏上黑影的半径等于2r时，测出屏到墙面的距离d，换用不同半径的纸片重复上述实验，得到多组数据，在坐标纸上画出图如图（b）所示，直线横截距为a，纵截距为b，则（　　） A. 光源到墙面的距离为 B. 光源到墙面的距离为 C. 冰的折射率为 D. 冰的折射率为 【答案】AD 【解析】 【详解】如图所示 根据折射定律可得 联立可得 结合（b）图可得 所以 ， 故选AD。 8. 地球、火星运行至太阳的两侧且三者近乎处于一条直线上时，太阳电磁辐射干扰增强，器地通信受到干扰，出现不稳定甚至中断，这种现象称为日凌。若火星、地球的大小相对太阳可忽略，地球到太阳的距离约为太阳半径的200倍，火星到太阳的距离约为太阳半径的300倍，地球绕太阳的公转周期约为365天，地球、火星绕太阳转动方向相同。根据以上信息可以得出（　　） A. 日凌发生的大约时长 B. 地球受到太阳的万有引力大小 C. 连续两次开始日凌的时间间隔 D. 火星公转的向心加速度大小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据开普勒定律可知 求出火星绕太阳的公转周期大于地球绕太阳的公转周期，再根据 分别求出角速度大小，可知地球的角速度大于火星的角速度；根据题意有 可以求出日凌发生的大约时长，故A正确； B．地球受到太阳的万有引力大小为 由于太阳雨地球的质量未知，无法求出，故B错误； C．若连续两次开始日凌，则 可以求出连续两次开始日凌的时间间隔，故C正确； D．根据 由于太阳的质量未知，故无法求出火星公转的向心加速度，故D错误。 故AC。 9. 如图所示，O点为竖直圆周的圆心，MN和PQ是两根光滑细杆，两细杆的两端均在圆周上，M为圆周上的最高点，Q为圆周上的最低点，N、P两点等高。两个可视为质点的圆环1、2（图中均未画出）分别套在细杆MN、PQ上，并从M、P两点由静止释放，两圆环滑到N、Q两点时的速度大小分别为、，所用时间分别为、，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】连接NQ、MP，如图所示 小环1从M点静止释放，根据牛顿第二定律可得 所以 ， 同理可得 ， 故选BD。 10. 水平桌面上放置一个形状如图所示的均匀导体框，匝数为1匝，其各短边长度相等，均为l，长边长度是短边的3倍，总电阻为R。桌面上有两个方向垂直于桌面并列的匀强磁场区域，边界平行、宽度均为l，磁感应强度大小均为B，左边磁场方向垂直于纸面向里，右边磁场方向垂直于纸面向外，其俯视图如图所示。规定电流顺时针为正方向，安培力水平向左为正方向，导体框刚进入磁场区域开始计时。当导体框以速度v匀速通过磁场区域时，感应电流i与时间t的关系及导体框所受的安培力F与时间t的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．导体框各边标注字母，磁场依次记为Ⅰ、Ⅱ，如图所示 当ab边在磁场Ⅰ中时，根据法拉第电磁感应定律，有 电流为 根据右手定则可判断电流方向为逆时针。当ab边在磁场Ⅱ中，cd边和gh边在磁场Ⅰ中时，有 电流为 根据右手定则可判断电流方向为顺时针。当ef边在磁场Ⅰ中，cd边和gh边在磁场Ⅱ中时，有 电流为 根据右手定则可判断电流方向为逆时针。当ef边在磁场Ⅱ中，有 电流为 根据右手定则可判断电流方向为逆时针。综上所述，可得 电流方向，先逆时针再顺时针然后再逆时针。故A正确；B错误； CD．当ab边在磁场Ⅰ中时，安培力大小为 方向水平向左。当ab边在磁场Ⅱ中，cd边和gh边在磁场Ⅰ中时，有 方向水平向左。当ef边在磁场Ⅰ中，cd边和gh边在磁场Ⅱ中时，有 方向水平向左。当ef边在磁场Ⅱ中，有 方向水平向左。综上所述，可得 安培力方向均为水平向左。故C正确；D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 三、填空题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组用橡皮筋验证力的平行四边形定则，实验步骤如下： ①取三条规格相同的橡皮筋，用刻度尺测量并记录它们的自然长度； ②用弹簧测力计分别将三条橡皮筋拉至相同的长度，若弹簧测力计的示数相同，则继续进行后续实验； ③将三条橡皮筋的一端系在一起，再将其中两条的另一端分别固定在贴有白纸的水平木板上的M、N两点，如图所示； ④将第三条橡皮筋的另一端P系一细绳，用力拉细绳，使三条橡皮筋的结点静止在某位置，在白纸上将该位置记作O，同时记录三条橡皮筋的方向和长度； ⑤以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的 成正比。 ⑥以线段OM′、ON′为邻边作平行四边形，若对角线同线段OP′重合，则说明两个力和它们的合力符合平行四边形定则。 ⑦重复以上实验步骤中的④⑤⑥，多做几次实验。 请完成以下问题： （1）以下说法正确的是（　　） A. 该实验所选用三条橡皮筋的自然长度要相等 B. 步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同 C. 步骤④中拉细绳的力可以不与木板平行 D. 步骤⑦中多次实验结点静止时的位置O必须在同一位置 （2）以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的______成正比； （3）若第二次实验同第一次相比较，OM、ON夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP长度不变，则橡皮筋OM长度______；则橡皮筋ON长度______。（选填“变大”或“变小”或“不变”） 【答案】（1）AB （2）伸长量 （3） ①. 变小 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 AB．三条橡皮筋的规格相同，自然长度相等，且劲度系数相同，步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同，故AB正确； C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C错误； D．改变拉力，进行多次实验，每次没必要使O点在同一位置，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 根据胡克定律可得 由于力的三角形与几何三角形相似，则 由此可知，线段OM′、ON′、OP′的长度均与各自对应的橡皮筋的伸长量∆xOM、∆xON、∆xOP成正比。 【小问3详解】 [1][2]若第二次实验同第一次相比较，OM、ON夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP长度不变，由平行四边形定则可知，橡皮筋OM长度变小，则橡皮筋ON长度变大。 12. 掺氟氧化锡（FTO）玻璃在太阳能电池研发、生物实验、电化学实验等领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d，某兴趣小组开展了如下实验： （1）选取如图（a）所示的一块长条型FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为b。 （2）用欧姆表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻约为。为了获得多组数据，进一步精确测量的阻值，有如下器材可供选用： A．电源E（电动势为，内阻约为） B．电压表V（量程，已测得内阻） C．电流表A1（量程，内阻约为） D．电流表A2（量程，内阻约为） E．滑动变阻器R（最大阻值为） F．定值电阻 G．定值电阻 H．开关一个，导线若干 （3）其中，电流表应选_______（选填“A1”或“A2”），定值电阻应选_______（选填“”或“”）。 （4）根据以上要求，将图（b）所示的器材符号连线，组成测量电路图________。 （5）已知该薄膜的电阻率为，根据以上实验，测得其电阻值为，则该薄膜的厚度______（用、L、b和表示）。 （6）实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，其原因可能是_______（填正确答案前的序号）。 ①电压表内阻测量值比实际值偏大 ②电压表内阻测量值比实际值偏小 ③选用的定值电阻标定值比实际值偏大 ④选用的定值电阻标定值比实际值偏小 【答案】 ①. A2 ②. ③. ④. ⑤. ①④##④① 【解析】 【详解】（3）[1]由欧姆定律可得 故电流表应选A2； [2]由于电压表量程较小，需串联一个电阻，即该串联的电阻为 则定值电阻应选； （4）[3]由题意可知，滑动变阻器应采用分压式接法，因为电压表内阻已知，所以用电流表外接法，故电路图如图所示 （5）[4]由欧姆定律 可得该薄膜的厚度 （6）[5]实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，则所测电阻偏小，可能原因为电压表内阻测量值比实际值偏大，则串联的电阻偏大，电压表内阻偏大，则测量电压时读数偏小，电阻测量值偏小；或选用的定值电阻标定值比实际值偏小，则电压的测量值偏小。 故选①④。 四、计算题：本题共3小题，其中第13题8分，第14题14分，第15题18分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 肺活量是常用来衡量人体心肺功能的重要指标。肺活量是指在标准大气压下人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体体积总量。某同学在学习气体实验定律后，设计了一个吹气球实验来粗测自己肺活量。首先他测量了自己的体温为37℃。环境温度为27℃，然后该同学尽最大努力吸气，通过气球口尽力向气球内吹气，吹气后的气球可近似看成球形，过一段时间稳定后测得气球的直径，气球稳定的过程中，气球向外界散失了2.8J的热量。已知气球橡胶薄膜产生的附加压强，其中为薄膜的等效表面张力系数，R为气球充气后的半径。如下图为该气球的等效表面张力系数随气球半径R的变化曲线。吹气前气球内部的空气可忽略不计，空气可看作理想气体，大气压强，。求： （1）该同学通过查阅资料得知理想气体内能大致可以用公式来计算，气球稳定的过程中外界对气球做了多少功？ （2）该同学的肺活量为多少毫升？ 【答案】（1）-2.2J；（2） 【解析】 【详解】（1）由 得 （2）由图像可知气球半径时，气球橡胶薄膜的等效表面张力系数 吹气后稳定时气球内气体的压强 解得 设该同学的肺活量为，气球体积为由理想气体状态方程 解得 14. 如图甲所示，在绝缘水平桌面上固定有间距为的光滑平行金属导轨，虚线MN左侧、PQ右侧（不包含边界）存在相同的匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度，两个阻值均为的电阻接在导轨的左右两端。导轨上放置两个完全相同的导体棒ab与cd，导体棒的质量，长度，电阻，ab位于MN左侧，cd放在磁场边界PQ上，对ab施加向右的恒力后，ab的速度-时间图像如图乙所示（段为直线，其余段为曲线），时刻撤去外力F，时刻ab静止，已知时刻的速度大小为，过程图像围成的面积为2m。两个导体棒之间的碰撞为完全非弹性碰撞，导体棒与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，求： （1）两磁场边界MN、PQ之间的距离L； （2）若时刻之后系统受到向左的变力作用，且，国际单位制下比例系数k大小为，已知施加后的内，导体棒运动位移为，此过程中导轨左侧接入的电阻R产生的焦耳热为，求施加后的内做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图像可知：时刻ab到达MN，时刻ab与cd在PQ位置发生碰撞，对于两根导体棒碰后的过程，列动量定理，则有 任一导体棒接入电路的有效电阻 根据电路规律有 由 解得 联立可得 设两导体棒发生碰撞前瞬间ab棒的速度为，根据动量守恒定律可知 代入数据得 在MN到PQ的过程中，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式 （2）设施加后的时两导体棒的速度为，对两根导体棒整体研究，根据动量定理有 根据满足的函数关系可知 结合 联立解得 根据电路规律可知，此过程中整个电路生成的热量为 根据能量守恒定律有 代入数据得 15. 北京成为世界上第一个既举办过夏季奥运会，又举办冬季奥运会的城市。如图（a）为某滑雪跳台的一种场地简化模型，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径为R=1.8m，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量M=4kg的薄木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道AB的B端。薄木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量m=2kg的小滑块Р（视为质点）从圆弧轨道B最高点由静止滑下，经B点后滑上薄木板，重力加速度大小为g=10m/s2，滑块与薄木板之间的动摩擦因数为μ=0.4。 （1）求小滑块Р滑到B点时对轨道的压力大小； （2）若木板只与C端发生1次碰撞，薄木板与轨道碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，运动过程滑块所受摩擦力不变，滑块未与木板分离，求薄木板的运动时间t和最小长度L； （3）如图（b）撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定。忽略轨道上B、C距地的高度，D点与地面高度差h=1.2m，小滑块Р仍从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，滑块从D点飞出时速率为多少？从D点飞出时速度与水平方向夹角θ可调，要使得滑块从D点飞出后落到地面水平射程最大，求最大水平射程sm及对应的夹角θ。 【答案】（1）60N；（2）1.5s，4.5m；（3），m，30° 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，小滑块由A到B的过程中，根据机械能守恒定律有 在B点，由牛顿第二定律有 解得 ， 由牛顿第三定律可知，小滑块Р滑到B点时对轨道的压力大小为60N； （2）设木板与挡板第一次碰撞时，滑块速度为，木板速度为，在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中，由动量守恒定律有 由于只发生一次碰撞，则有 解得 ， 整个过程木板所受摩擦力不变，滑块滑上木板后，小滑块做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有 解得 设从滑上木板到第一次碰撞的运动时间为，则有 解得 由于无能量损失，则木板原速率返回，做匀减速运动，由对称性可知，木板运动到B端时，速度恰好为零，小滑块的速度为零，运动时间为 则薄木板的运动时间为 由上述分析可知，当薄木板返回B端时，小滑块停在薄木板左端，小滑块的位移即薄木板的最小长度，由于小滑块一直做匀减速运动，则有 （3）根据题意可知，图（b）中，小滑块由A点到D点的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律有 解得 设从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为θ，小滑块落地的速度大小为v，落地速度方向与水平方向夹角为α，从D点飞出到落到所用时间为t，根据动能定理有 解得 画出速度矢量关系图，如图所示 由几何关系可知，图像的面积为 则 可知，面积最大时，水平位移最大，由上述分析可知，、固定不变，所以 水平位移最大，又有 可得 解得 即从D点飞出时速度与水平方向夹角为30°时，水平射程最大，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长郡中学2024届高考适应性考试（四） 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 生物研究中曾用标记噬菌体的蛋白质来研究遗传物质，磷（）也是最早用于临床的放射性核素之一、已知的半衰期为14.3天，只发生β衰变，产生β射线的最大能量为1.711MeV，下列说法正确的是（　　） A. 10g的经过7天，剩余的质量一定大于5g B. 衰变方程为 C. 衰变过程的质量亏损可能为 D. 将含的噬菌体培养皿放到厚铅盒中，外界能检测到β射线 2. 长郡中学物理学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度。如图（a）所示，把轻质细线一端固定在天花板上，另一端连接一小钢球，自然悬垂时，测量球心到地面高度h，然后让钢球做小幅度摆动，测量n=50次全振动所用时间t。改变钢球高度，测量多组h与t的值。在坐标纸上描点连线作图，画出图如图（b）所示。取3.14。则（　　） A. 根据图像可求得当地重力加速度约为9.78m/s2 B. 根据图像可求得当地重力加速度约为9.80m/s2 C. 根据图像可求得天花板到地面的高度为4.0m D. 根据图像可求得天花板到地面的高度为3.5m 3. 光刻机是生产芯片的核心设备。浸没式光刻技术是在传统的光刻技术中(其镜头与光刻胶之间的介质是空气)将空气介质换成液体，利用光通过液体介质波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，该曝光光波（ ） A. 在液体中的传播频率变为原来的1.44倍 B. 在液体中的传播速度变为原来的1.44倍 C. 在液体中的曝光波长约为134nm D. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.44倍 4. 某段输电线路中有如图所示的两根长直导线a、b，间距为L=5m，通过的电流约为1100A、方向相反，居民楼某层与输电导线在同一水平面内。长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小为，其中k=2×10-7T·m·A-1，d为该点到导线的距离。已知长时间处于磁感应强度在0.4μT及其以上的空间中对人体有一定危害，则居民楼到导线a的水平距离最小为（　　） A. 20m B. 35m C. 50m D. 65m 5. 一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定在地面上，另一端固定一质量为m的小球A，轻杆靠在高、质量为M=4m的物块B上，开始时轻杆处于竖直状态，受到轻微扰动，轻杆开始顺时针转动，推动物块沿地面向右滑至图示位置（杆与地面夹角为，若不计一切摩擦，重力加速度为g，则此时小球A的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 某理想变压器由一原线圈和两副线圈组成，如图所示，M、N端接电压有效值恒为的正弦交变电流，定值电阻。线圈匝数比为，定值电阻。滑动变阻器的阻值在0.5Ω到3Ω间可调。则（　　） A. 时，的功率为36W B. 的阻值从0.5Ω增到3Ω，的功率逐渐减小 C. 的阻值从0.5Ω增到3Ω，变压器输出功率先增大后减小 D. 时，的功率达到最大值 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 冰雕展上，厚厚的冰墙内安装有LED光源，冰墙表面平整而光滑，光源可视为点光源。小明想测量光源到墙面的距离h及冰的折射率n，设计了如下实验：如图（a）所示，将半径为r的圆形纸片贴在墙面上，圆心正对光源。用白纸板做屏，平行墙面从纸片处向后移动，当屏上黑影的半径等于2r时，测出屏到墙面的距离d，换用不同半径的纸片重复上述实验，得到多组数据，在坐标纸上画出图如图（b）所示，直线横截距为a，纵截距为b，则（　　） A. 光源到墙面的距离为 B. 光源到墙面的距离为 C. 冰的折射率为 D. 冰的折射率为 8. 地球、火星运行至太阳的两侧且三者近乎处于一条直线上时，太阳电磁辐射干扰增强，器地通信受到干扰，出现不稳定甚至中断，这种现象称为日凌。若火星、地球的大小相对太阳可忽略，地球到太阳的距离约为太阳半径的200倍，火星到太阳的距离约为太阳半径的300倍，地球绕太阳的公转周期约为365天，地球、火星绕太阳转动方向相同。根据以上信息可以得出（　　） A. 日凌发生的大约时长 B. 地球受到太阳的万有引力大小 C. 连续两次开始日凌的时间间隔 D. 火星公转的向心加速度大小 9. 如图所示，O点为竖直圆周的圆心，MN和PQ是两根光滑细杆，两细杆的两端均在圆周上，M为圆周上的最高点，Q为圆周上的最低点，N、P两点等高。两个可视为质点的圆环1、2（图中均未画出）分别套在细杆MN、PQ上，并从M、P两点由静止释放，两圆环滑到N、Q两点时的速度大小分别为、，所用时间分别为、，则（　　） A. B. C. D. 10. 水平桌面上放置一个形状如图所示的均匀导体框，匝数为1匝，其各短边长度相等，均为l，长边长度是短边的3倍，总电阻为R。桌面上有两个方向垂直于桌面并列的匀强磁场区域，边界平行、宽度均为l，磁感应强度大小均为B，左边磁场方向垂直于纸面向里，右边磁场方向垂直于纸面向外，其俯视图如图所示。规定电流顺时针为正方向，安培力水平向左为正方向，导体框刚进入磁场区域开始计时。当导体框以速度v匀速通过磁场区域时，感应电流i与时间t的关系及导体框所受的安培力F与时间t的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷 三、填空题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组用橡皮筋验证力的平行四边形定则，实验步骤如下： ①取三条规格相同的橡皮筋，用刻度尺测量并记录它们的自然长度； ②用弹簧测力计分别将三条橡皮筋拉至相同的长度，若弹簧测力计的示数相同，则继续进行后续实验； ③将三条橡皮筋的一端系在一起，再将其中两条的另一端分别固定在贴有白纸的水平木板上的M、N两点，如图所示； ④将第三条橡皮筋的另一端P系一细绳，用力拉细绳，使三条橡皮筋的结点静止在某位置，在白纸上将该位置记作O，同时记录三条橡皮筋的方向和长度； ⑤以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的 成正比。 ⑥以线段OM′、ON′为邻边作平行四边形，若对角线同线段OP′重合，则说明两个力和它们的合力符合平行四边形定则。 ⑦重复以上实验步骤中的④⑤⑥，多做几次实验。 请完成以下问题： （1）以下说法正确的是（　　） A. 该实验所选用三条橡皮筋的自然长度要相等 B. 步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同 C. 步骤④中拉细绳的力可以不与木板平行 D. 步骤⑦中多次实验结点静止时的位置O必须在同一位置 （2）以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的______成正比； （3）若第二次实验同第一次相比较，OM、ON夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP长度不变，则橡皮筋OM长度______；则橡皮筋ON长度______。（选填“变大”或“变小”或“不变”） 12. 掺氟氧化锡（FTO）玻璃在太阳能电池研发、生物实验、电化学实验等领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d，某兴趣小组开展了如下实验： （1）选取如图（a）所示的一块长条型FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为b。 （2）用欧姆表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻约为。为了获得多组数据，进一步精确测量的阻值，有如下器材可供选用： A．电源E（电动势为，内阻约为） B．电压表V（量程，已测得内阻） C．电流表A1（量程，内阻约为） D．电流表A2（量程，内阻约为） E．滑动变阻器R（最大阻值为） F．定值电阻 G．定值电阻 H．开关一个，导线若干 （3）其中，电流表应选_______（选填“A1”或“A2”），定值电阻应选_______（选填“”或“”）。 （4）根据以上要求，将图（b）所示的器材符号连线，组成测量电路图________。 （5）已知该薄膜的电阻率为，根据以上实验，测得其电阻值为，则该薄膜的厚度______（用、L、b和表示）。 （6）实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，其原因可能是_______（填正确答案前的序号）。 ①电压表内阻测量值比实际值偏大 ②电压表内阻测量值比实际值偏小 ③选用的定值电阻标定值比实际值偏大 ④选用的定值电阻标定值比实际值偏小 四、计算题：本题共3小题，其中第13题8分，第14题14分，第15题18分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 肺活量是常用来衡量人体心肺功能的重要指标。肺活量是指在标准大气压下人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体体积总量。某同学在学习气体实验定律后，设计了一个吹气球实验来粗测自己肺活量。首先他测量了自己的体温为37℃。环境温度为27℃，然后该同学尽最大努力吸气，通过气球口尽力向气球内吹气，吹气后的气球可近似看成球形，过一段时间稳定后测得气球的直径，气球稳定的过程中，气球向外界散失了2.8J的热量。已知气球橡胶薄膜产生的附加压强，其中为薄膜的等效表面张力系数，R为气球充气后的半径。如下图为该气球的等效表面张力系数随气球半径R的变化曲线。吹气前气球内部的空气可忽略不计，空气可看作理想气体，大气压强，。求： （1）该同学通过查阅资料得知理想气体内能大致可以用公式来计算，气球稳定的过程中外界对气球做了多少功？ （2）该同学的肺活量为多少毫升？ 14. 如图甲所示，在绝缘水平桌面上固定有间距为的光滑平行金属导轨，虚线MN左侧、PQ右侧（不包含边界）存在相同的匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度，两个阻值均为的电阻接在导轨的左右两端。导轨上放置两个完全相同的导体棒ab与cd，导体棒的质量，长度，电阻，ab位于MN左侧，cd放在磁场边界PQ上，对ab施加向右的恒力后，ab的速度-时间图像如图乙所示（段为直线，其余段为曲线），时刻撤去外力F，时刻ab静止，已知时刻的速度大小为，过程图像围成的面积为2m。两个导体棒之间的碰撞为完全非弹性碰撞，导体棒与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，求： （1）两磁场边界MN、PQ之间的距离L； （2）若时刻之后系统受到向左的变力作用，且，国际单位制下比例系数k大小为，已知施加后的内，导体棒运动位移为，此过程中导轨左侧接入的电阻R产生的焦耳热为，求施加后的内做的功。 15. 北京成为世界上第一个既举办过夏季奥运会，又举办冬季奥运会的城市。如图（a）为某滑雪跳台的一种场地简化模型，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径为R=1.8m，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量M=4kg的薄木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道AB的B端。薄木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量m=2kg的小滑块Р（视为质点）从圆弧轨道B最高点由静止滑下，经B点后滑上薄木板，重力加速度大小为g=10m/s2，滑块与薄木板之间的动摩擦因数为μ=0.4。 （1）求小滑块Р滑到B点时对轨道的压力大小； （2）若木板只与C端发生1次碰撞，薄木板与轨道碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，运动过程滑块所受摩擦力不变，滑块未与木板分离，求薄木板的运动时间t和最小长度L； （3）如图（b）撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定。忽略轨道上B、C距地的高度，D点与地面高度差h=1.2m，小滑块Р仍从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，滑块从D点飞出时速率为多少？从D点飞出时速度与水平方向夹角θ可调，要使得滑块从D点飞出后落到地面水平射程最大，求最大水平射程sm及对应的夹角θ。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $