精品解析：2024届河北省衡水中学高考冲刺物理试卷（一）

2023~2024学年度河北衡水中学冲刺高考 物理密卷（一） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 采用图甲所示的装置研究光电效应现象，电流表和电压表不测量时指针均指在表盘在正中间。分别用a、b、c三束横截面积相同的单色光照光电管的阴极K，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 测量遏止电压时开关S应扳向1 B. a光的光子能量比b光的小 C. a光照射时光电子的最大初动能比c光照射的大 D. c光的强度比a光的大 【答案】B 【解析】 【详解】A．当光电流减小到零时，光电管两端所加的电压即为遏止电压，测量遏止电压时光电子在阴、阳两极之间做减速运动， A电势较低，开关S应扳向2，故A错误； BC．根据动能定理有 -eUc=0-Ek 结合爱因斯坦光电效应方程 Ek=-W0 得 则知遏止电压Uc越大，入射光的频率越高，由题图乙知，a、c光的频率相等，对应光电子的最大初动能相等，而b光的频率最高，故b光光子的能量最大，故B正确，C错误； D．入射光a的饱和电流比入射光c的大，所以a光的强度比c光的大，故D错误。 故选B。 2. 两辆汽车A、B在相邻车道以不同的速度匀速行驶，前方十字路口红灯，两车刹车过程中并排行驶时，如图甲所示，车头到前方停车线的距离均为20m，最终两车头均恰好到达停车线前。以两车并排行驶时车头所在处为位移0点并开始计时，以汽车运动方向为正方向建立 x轴，汽车A整个过程的x-t图像如图乙所示，是开口向下的抛物线的一部分，汽车B整个过程的y-t图像为如图丙所示的直线，下列说法正确的是（　　） A. 两汽车同时到达停车线前 B. 汽车A的初速度大小为6m/s C. 汽车B的加速度大小为1m/s2 D. 两车头沿运动方向的最大距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．B车做的是匀减速运动，则 解得t=8s，而A车到达停止线只花了5s，故A错误； B．因为汽车A的x-t图像如图乙所示，是开口向下的抛物线的一部分，则汽车A做匀减速直线运动，则汽车A的初速度大小和加速度为 ， 故B错误； C．汽车B 的加速度大小为 故C错误； D．两车速度相等时，两车头沿运动方向的距离最大，则 8-1.6t=5-0.625t 解得 两车头沿运动方向的最大距离为 故D正确。 故选D。 3. 半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将带电荷的半径为的半圆弧金属丝等分成两部分来看，两部分在圆心处产生的电场大小相同为，则 即带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度 因此带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度为 ， 故选C。 4. 今年冬天，南海公园、赛罕塔拉、包头乐园为吸引游客，兴建了滑雪游乐场，某公园的滑雪场设置了如图所示滑道跳雪游戏项目：滑道由高为H的斜面滑道AB、水平滑道BC和高为h的斜面滑道CD 三部分组成，AC水平距离为L，CD 滑道的倾角固定，为45°，游客脚上的滑雪板与三段滑道之间的动摩擦因数均为μ=0.25，游客从A点由静止开始下滑，经过水平滑道BC过渡后由C点水平飞出，若不计在B点的机械能损失，下列说法正确的是（　　） A. 只要H和L一定，不管滑道AB的倾角有多大，游客从C点飞出的速度一定 B. 若游客落在滑道CD的不同点上，则落在滑道的各点速度方向不相同 C. 其他条件不变，为保证游客落在滑道CD上，L可以设计适当短一些 D. 当3H=L+h时，游客恰好落在D点 【答案】A 【解析】 【详解】A．从A到C由动能定理 即 则只要H和L一定，不管滑道AB的倾角有多大，游客从C点飞出的速度一定，故A正确； B．若游客落在滑道CD的不同点上，则位移的偏向角相同，根据平抛运动的速度的偏向角的正切等于位移偏向角的2倍可知，落在滑道的各点的速度偏向角相等，即落在斜面上的速度方向相同，故B错误； C．由A的分析可知，L越大，则到达C点时速度越小，则游客在斜面上的位移越短，越有可能落在滑道CD上，故C错误； D．若恰能落在 D点，则 联立解得 4H=L+h 故D错误。 故选A。 5. 2023年11月16日，中国北斗系统正式加入国际民航组织标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。将地球看成质量均匀的球体，若地球半径与静止卫星的轨道半径之比为，下列说法正确的是（　　） A. 倾斜地球同步轨道卫星有可能保持在长沙的正上方 B. 地球静止轨道卫星与地面上的点线速度大小相等所以看起来是静止的 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．倾斜地球同步轨道卫星周期仍然是24小时，但轨道与赤道平面有夹角，如果某时刻在长沙正上方，则24小时后就又在长沙正上方，但不能保持在长沙正上方，故A错误； B．地球静止轨道卫星与地面上的点角速度相等，由可知，地球静止轨道卫星的轨道半径大于地面上的点的轨道半径，因此静止轨道卫星的线速度大小大于地面上的点线速度大小，B错误； CD．根据题意，对静止卫星，由万有引力提供向心力有 在地球北极有 在赤道上有 联立可得 则地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为，C错误，D正确。 故选D。 6. 某游乐场有一项游戏。游戏规则是几个人轮流用同一个弹簧弹出一颗“炮弹”，“炮弹”水平击打静止在水平桌面上的同一辆小车，使小车运动距离最远者获胜。已知某次比赛使用小车的质量为0.5kg，游戏中每次弹射前弹簧的压缩量相同，有多种质量的“炮弹”可供选择。“炮弹”击中小车后留在小车上（作用时间忽略不计），小车运动时所受阻力与车对地面的压力成正比。请你给予指导，要想获胜，理论上应选取“炮弹”的质量为（　　） A. 0.25kg B. 0.5kg C. 1kg D. 2kg 【答案】B 【解析】 【详解】游戏中每次弹射前弹簧的压缩量相同，设弹性势能为，“炮弹”质量为，则 “炮弹”击中小车后留在小车上，由动量守恒 小车运动时所受阻力与车对地面的压力成正比，则对小车和“炮弹”整体 小车运动距离 故当 小车运动距离最远。 故选B。 7. 如图，一竖直轻弹簧静止放在水平面上，将质量分别为2m和m的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉a，将a、b视为质点，重力加速度为g，弹簧劲度系数为k且弹簧始终未超过弹性限度，不计空气阻力，则下列说法中错误的是（　　） A. 若，则a、b始终不会分离 B. 若，则b的最大速度为 C. 若，则a、b分离时弹簧恰好恢复原长 D. 若，则a、b在初始位置分离 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若F很小，则a、b可能做简谐振动不分离，假设a、b不分离，则振幅 最大位移为 若F很大，则a、b会分离，设位移x时分离，则此时 解得 当F取临界值F0时，a、b恰好可以分离，即 所以 即a、b能否分离的临界拉力为 若 则a、b一起做简谐振动不会分离，且在平衡位置处速度最大，由动能定理有 解得 故AB正确，不符合题意； C．若 故a、b会分离，分离时a不受b的作用力，故a合力为0，加速度为0，b加速度也为0，弹簧处于压缩状态，故C错误，符合题意； D．令 解得 即时，a、b在初始位置分离，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图，空间存在着垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），M是垂直于 x 轴的荧光屏，O点到屏M的距离为R。Q点为一粒子源，从O点沿Oy方向发射出一束速度不同、比荷相同的带正电粒子，经磁场偏转后均能水平向右垂直打在屏M上，已知粒子以最大速度v0在磁场中运动轨迹如图中所示，则（　　） A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 带电粒子的比荷为 C. 磁场区域最小面积为 D. 磁场区域最小面积为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向外，故A错误； B．根据 可知比荷为 故B正确； CD．速度小于v0的粒子也能水平向右垂直打在屏M上，所以磁场边界是45°斜线，如图 则磁场区域最小面积为阴影部分面积为 故C错误，D正确； 故选BD。 9. 某主题公园的湖里安装了一批圆形线状光源的彩灯，半径为R，如图甲所示。某圆形线状光源水平放置到湖水下方，光源圆面与液面平行。当彩灯发出红光时，可在水面正上方观察到如图乙所示的红色亮环，亮环与中间暗圆的面积之比为3：1，已知水对红光的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 此彩灯离水面的垂直距离为 B. 彩灯变换发光颜色时，中间暗圆面积保持不变 C. 若将彩灯上移，则亮环面积与中间暗圆面积之比减小 D. 将光源再向湖底竖直向下移动，会使中间暗圆消失 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设亮环最外圈的半径为r1，暗圆的半径为r2，由题意有 其光路图如图所示 圆环边缘的光线发生全反射 有几何关系有 结合几何关系可知，有 解得 故A正确； B．当彩灯变换发光颜色时，则水对该光的折射率发生变化，由上述分析可知，当折射率发生改变时，则暗圆的半径发生变化所以中间暗圆的面积发生变化，故B错误； C．由几何关系可知，有 整理有 若将彩灯上移，即彩灯到水面的高度减小，即h变小，有上述分析可知，即r2增加，又因为 所以r1减小，即两者的半径之比变小，则亮环面积与中间暗圆面积之比变小，故C正确； D．若使中间暗圆消失，有 解得 所以将发彩光灯项下平移的距离为 故D错误。 故选AC。 10. 如图，一足够长的金属导轨质量，放在光滑的绝缘水平面上，导体棒质量（电阻不计）放置在导轨上且接触良好，已知导体棒与导轨动摩擦因数构成矩形，导体棒右侧有两个固定于水平面的立柱。导轨段长，开始时右侧导轨的总电阻，导轨单位长度的电阻。以ef为界，其右侧匀强磁场方向竖直向上，左侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为。在时，一水平向右的拉力垂直作用在导轨的边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流随时间变化的表达式 B. 导轨由静止开始做匀加速直线运动，拉力达到最大值 C. 导轨由静止开始做匀加速直线运动的过程中拉力的最大值为 D. 某过程中回路产生的焦耳热为，导轨克服摩擦力做功为，则导轨动能的增加量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知回路中的感应电动势为，导体做匀加速直线运动，有 时间t内运动的位移为 回路中的总电阻 方程联立，可得回路中感应电流随时间变化的表达式 代入题中所给数据，解得 故A错误； BC．导轨受到外力F，安培力以及导体棒PQ的摩擦力的作用，其中安培力 根据电路中电流大小处处相等，两侧磁场的磁感应强度大小相等，则导体棒PQ所受安培力的大小也是，方向竖直向下。导轨受到的摩擦力为 根据牛顿第二定律可知 化简可得 上式中当 即 时外力取最大值。代入 则外力最大值为 B正确，C错误； D．设此过程中导轨运动距离为，克服摩擦力做功 又 得 对导轨由动能定理 故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题 11. 1.如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力： （1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上； （2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合； （3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数__________N； （4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力______________； ②由作图结果可得重物的重力为___________N（结果保留一位小数）。 【答案】 ①. 3.00##2.99##3.01 ②. ③. 7.0##6.8##6.9##7.1##7.2 【解析】 【详解】（3）[1]弹簧测力计的最小分度为0.1N，读数时需要估读到0.01N，所以其读数为3.00N。 （4）①[2]做出力的图示，如图所示 ②[3]由作图结果可得重物的重力为7.0N。 12. 根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最______端（选填“左”或“右”）。 （2）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势______V，内电阻______。（结果均保留2位有效数字） （3）由于电表并非理想电表，导致______（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。（ ） （4）乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，______，______（均选填“<”“=”或“>”）。可知______（用电源和电表内阻表示）。 【答案】（1）左 （2） ①. 4.4 ②. 4.1##4.0##4.2 （3） ①. 电流 ②. （4） ①. = ②. = ③. 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器电路中采用限流接法，为了确保安全，闭合开关前，应使其接入电阻最大，即闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最左端。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图像有 ， 【小问3详解】 [1]图1中电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过滑动变阻器的电流，系统误差在于电压表的分流，即由于电压表并非理想电表，导致电流的测量存在系统误差； [2]根据上述，系统误差在于电压表的分流，电压表分的电流为 当路端电压为0时，即发生短路时，电压表分流为0，此时电流的测量值与真实值相等，即实验图像与理论图像在横坐标上交于同一点，而在相同的电压之下，理论的干路电流大于实验的干路电流，作出理论图像如图所示 【小问4详解】 [1][2][3]图1中将电源与电压表等效为一个新电源，则此时的测量值为等效电源的电动势与内阻，则有 ， 若拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为，则有 可知 结合上述有 四、计算题（共40分，要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分） 13. 如图所示，足够深的大水池中，一圆柱形玻璃容器（壁厚度不计），高H=10m。往容器中注入水，当容器中水的高度达5m时，圆柱形玻璃容器可浮于水中，且容器口的上边缘与容器外的水面相平。将容器中水倒掉，并把容器内的空气加热到87℃后，将其底朝上、口朝下，竖直扣向水面，缓慢下压到合适位置，撤去外力后，此容器恰好既不上浮也不下沉。若水温和室温均为27°C，大气压p0=105Pa，水的密度为ρ=103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。热力学温度T=(t+273）K。问此时容器口浸入水面多深？ 【答案】 【解析】 【详解】根据题意，设S为圆柱形玻璃容器横截面积，h为容器内水深，圆柱形玻璃容器重为G，当圆柱形玻璃容器开口向上时，平衡条件得 解得 ，即派开水的体积对应的高度为5m 当圆柱形玻璃容器开口向下，容器恰好既不上浮也不下沉时，设容器内封闭气体压强为p，取容器为研究对象，有 解得 设封闭气体柱长度为L，取封闭气体为研究对象时，温度 根据理想气体状态方程 解得 圆柱形玻璃容器里水深为 设容器口浸入水面的深度为 第二种情况为容器在全部在水下，此时由浮力关系可知排开水的体积对应的高度为，即气体的体积对应高度为5m，由理想气体状态方程可得 解得，对容器单独受力分析可得 联立解得，此时容器口的深度为 14. 如图所示，质量为m的小球A与质量为7m的小球B通过长为L的轻质柔软细绳连接，现用手提着小球A，使小球B距地面的高度也为L。松手后两球由静止开始自由下落，小球B与地面碰后速度大小不变、方向相反，两小球的碰撞为弹性正碰。细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，碰撞时间均极短，重力加速度大小为g。求： （1）从松手到两小球第一次碰撞的时间t； （2）细绳绷直后小球A距地面的最大距离d。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）B球落地所需时间为 此时AB两球的速度为 设还需时间相遇，则有 解得 从松手到两小球第一次碰撞的时间为 （2）根据速度—时间公式可知两球碰前的速度分别为 ， 两小球的碰撞为弹性正碰，规定向下为正方向，根据动量守恒定律及能量守恒定律有 解得 ，（舍去） ， 设经绳子绷直，则有 此时A、B两球的速度分别为 细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，根据动量守恒定律有 得 从松手到两小球第一次碰撞A球的位移 第一次碰撞后到细绳绷直A球的位移为 细绳绷直后到A球速度减到零的位移为 三个过程A球的总位移为 方向竖直向下。 细绳绷直后小球A距地面的最大距离为 15. 2023年4月，世界首个全超导托卡马克“东方超环”（EAST）成功实现了403秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。“人造太阳”研究的突破，代表着我国科技实力的系统性提升，中国站在了世界核聚变能源研究的前沿。某物理实验室对“人造太阳”磁约束模型进行模拟，立体图如图乙所示，半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B；圆柱形磁场区域Ⅰ外侧分布有方向与磁场Ⅰ垂直的环形磁场Ⅱ，其磁感应强度大小处处相同也为B，其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为的氘原子核（已知氘原子核质量为m，电荷量为q）从水平磁场Ⅰ最低点竖直向下射入磁场Ⅱ，忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。求： （1）要想氘核不射出Ⅱ区磁场边界，Ⅱ区磁场的最小厚度L。 （2）该氘原子核从出发后到第三次从Ⅱ区磁场返回Ⅰ区磁场边界的过程氘核运动的时间和位移大小，以及该过程中洛伦兹力的冲量； （3）在如图丁所示平面内磁场Ⅰ的下方，加上竖直向下的匀强电场 E=2Bv（图中未画出），若使氘核在此平面内从磁场Ⅰ的下边界以速度水平射出，要保证氘核运动过程中不会从磁场Ⅱ的下边界射出，则磁场Ⅱ的厚度L需要满足什么范围，氘核在运动过程中的最小速度和最大速度分别是多少。 【答案】（1）；（2），，；（3）水平向左射出时，，向右和向左，水平向右射出时，，向右和向右。 【解析】 【详解】（1）洛伦兹力提供向心力 将代入，解得 （2）氘在Ⅱ区域运动三个半圆，在Ⅰ区域运动2个圆，（磁聚焦模型）根据圆周运动周期公式 解得 所以从出发后到第三次从Ⅱ区磁场返回Ⅰ区磁场边界的过程氘核运动的时间 氘在Ⅱ区域的位移为 Ⅰ区域位移为 粒子从圆形磁场的最上方竖直向下返回，整个过程位移 洛伦兹力冲量 （3）（配速法1）为了将电场力抵消掉，需要假定一个水平向右的速度，此时满足洛伦兹力与电场力平衡 所以假定的速度为 若要满足水平向左的速度为，还需要一个速度水平向左 所以原来复杂的运动可以看作是水平向右的的匀速直线，与的一个匀速圆周运动的叠加，根据圆周运动 所以磁场Ⅱ的厚度L为 向右最大速度与向左最小速度分别为 （配速法2）为了将电场力抵消掉，需要假定一个水平向右的速度，此时满足洛伦兹力与电场力平衡 所以假定的速度为 若要满足水平向右的速度为，还需要一个速度水平向左 所以原来复杂的运动可以看作是水平向右的的匀速直线，与的一个匀速圆周运动的叠加，根据圆周运动 所以磁场Ⅱ的厚度L为 向右最大速度与向右最小速度分别为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023~2024学年度河北衡水中学冲刺高考 物理密卷（一） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 采用图甲所示的装置研究光电效应现象，电流表和电压表不测量时指针均指在表盘在正中间。分别用a、b、c三束横截面积相同的单色光照光电管的阴极K，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 测量遏止电压时开关S应扳向1 B. a光的光子能量比b光的小 C. a光照射时光电子的最大初动能比c光照射的大 D. c光的强度比a光的大 2. 两辆汽车A、B在相邻车道以不同的速度匀速行驶，前方十字路口红灯，两车刹车过程中并排行驶时，如图甲所示，车头到前方停车线的距离均为20m，最终两车头均恰好到达停车线前。以两车并排行驶时车头所在处为位移0点并开始计时，以汽车运动方向为正方向建立 x轴，汽车A整个过程的x-t图像如图乙所示，是开口向下的抛物线的一部分，汽车B整个过程的y-t图像为如图丙所示的直线，下列说法正确的是（　　） A. 两汽车同时到达停车线前 B. 汽车A的初速度大小为6m/s C. 汽车B的加速度大小为1m/s2 D. 两车头沿运动方向的最大距离为 3. 半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量。若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 今年冬天，南海公园、赛罕塔拉、包头乐园为吸引游客，兴建了滑雪游乐场，某公园的滑雪场设置了如图所示滑道跳雪游戏项目：滑道由高为H的斜面滑道AB、水平滑道BC和高为h的斜面滑道CD 三部分组成，AC水平距离为L，CD 滑道的倾角固定，为45°，游客脚上的滑雪板与三段滑道之间的动摩擦因数均为μ=0.25，游客从A点由静止开始下滑，经过水平滑道BC过渡后由C点水平飞出，若不计在B点的机械能损失，下列说法正确的是（　　） A. 只要H和L一定，不管滑道AB的倾角有多大，游客从C点飞出的速度一定 B. 若游客落在滑道CD的不同点上，则落在滑道的各点速度方向不相同 C. 其他条件不变，为保证游客落在滑道CD上，L可以设计适当短一些 D. 当3H=L+h时，游客恰好落在D点 5. 2023年11月16日，中国北斗系统正式加入国际民航组织标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。将地球看成质量均匀的球体，若地球半径与静止卫星的轨道半径之比为，下列说法正确的是（　　） A. 倾斜地球同步轨道卫星有可能保持在长沙的正上方 B. 地球静止轨道卫星与地面上的点线速度大小相等所以看起来是静止的 C. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D. 地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 6. 某游乐场有一项游戏。游戏规则是几个人轮流用同一个弹簧弹出一颗“炮弹”，“炮弹”水平击打静止在水平桌面上的同一辆小车，使小车运动距离最远者获胜。已知某次比赛使用小车的质量为0.5kg，游戏中每次弹射前弹簧的压缩量相同，有多种质量的“炮弹”可供选择。“炮弹”击中小车后留在小车上（作用时间忽略不计），小车运动时所受阻力与车对地面的压力成正比。请你给予指导，要想获胜，理论上应选取“炮弹”的质量为（　　） A. 0.25kg B. 0.5kg C. 1kg D. 2kg 7. 如图，一竖直轻弹簧静止放在水平面上，将质量分别为2m和m的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉a，将a、b视为质点，重力加速度为g，弹簧劲度系数为k且弹簧始终未超过弹性限度，不计空气阻力，则下列说法中错误的是（　　） A. 若，则a、b始终不会分离 B. 若，则b的最大速度为 C. 若，则a、b分离时弹簧恰好恢复原长 D. 若，则a、b在初始位置分离 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图，空间存在着垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），M是垂直于 x 轴的荧光屏，O点到屏M的距离为R。Q点为一粒子源，从O点沿Oy方向发射出一束速度不同、比荷相同的带正电粒子，经磁场偏转后均能水平向右垂直打在屏M上，已知粒子以最大速度v0在磁场中运动轨迹如图中所示，则（　　） A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 带电粒子的比荷为 C. 磁场区域最小面积为 D. 磁场区域最小面积为 9. 某主题公园的湖里安装了一批圆形线状光源的彩灯，半径为R，如图甲所示。某圆形线状光源水平放置到湖水下方，光源圆面与液面平行。当彩灯发出红光时，可在水面正上方观察到如图乙所示的红色亮环，亮环与中间暗圆的面积之比为3：1，已知水对红光的折射率为。下列说法正确的是（　　） A. 此彩灯离水面的垂直距离为 B. 彩灯变换发光颜色时，中间暗圆面积保持不变 C. 若将彩灯上移，则亮环面积与中间暗圆面积之比减小 D. 将光源再向湖底竖直向下移动，会使中间暗圆消失 10. 如图，一足够长的金属导轨质量，放在光滑的绝缘水平面上，导体棒质量（电阻不计）放置在导轨上且接触良好，已知导体棒与导轨动摩擦因数构成矩形，导体棒右侧有两个固定于水平面的立柱。导轨段长，开始时右侧导轨的总电阻，导轨单位长度的电阻。以ef为界，其右侧匀强磁场方向竖直向上，左侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为。在时，一水平向右的拉力垂直作用在导轨的边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流随时间变化的表达式 B. 导轨由静止开始做匀加速直线运动，拉力达到最大值 C. 导轨由静止开始做匀加速直线运动的过程中拉力的最大值为 D. 某过程中回路产生的焦耳热为，导轨克服摩擦力做功为，则导轨动能的增加量为 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题 11. 1.如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力： （1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上； （2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合； （3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数__________N； （4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力______________； ②由作图结果可得重物的重力为___________N（结果保留一位小数）。 12. 根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最______端（选填“左”或“右”）。 （2）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势______V，内电阻______。（结果均保留2位有效数字） （3）由于电表并非理想电表，导致______（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。（ ） （4）乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，______，______（均选填“<”“=”或“>”）。可知______（用电源和电表内阻表示）。 四、计算题（共40分，要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分） 13. 如图所示，足够深的大水池中，一圆柱形玻璃容器（壁厚度不计），高H=10m。往容器中注入水，当容器中水的高度达5m时，圆柱形玻璃容器可浮于水中，且容器口的上边缘与容器外的水面相平。将容器中水倒掉，并把容器内的空气加热到87℃后，将其底朝上、口朝下，竖直扣向水面，缓慢下压到合适位置，撤去外力后，此容器恰好既不上浮也不下沉。若水温和室温均为27°C，大气压p0=105Pa，水的密度为ρ=103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。热力学温度T=(t+273）K。问此时容器口浸入水面多深？ 14. 如图所示，质量为m的小球A与质量为7m的小球B通过长为L的轻质柔软细绳连接，现用手提着小球A，使小球B距地面的高度也为L。松手后两球由静止开始自由下落，小球B与地面碰后速度大小不变、方向相反，两小球的碰撞为弹性正碰。细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，碰撞时间均极短，重力加速度大小为g。求： （1）从松手到两小球第一次碰撞的时间t； （2）细绳绷直后小球A距地面的最大距离d。 15. 2023年4月，世界首个全超导托卡马克“东方超环”（EAST）成功实现了403秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。“人造太阳”研究的突破，代表着我国科技实力的系统性提升，中国站在了世界核聚变能源研究的前沿。某物理实验室对“人造太阳”磁约束模型进行模拟，立体图如图乙所示，半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B；圆柱形磁场区域Ⅰ外侧分布有方向与磁场Ⅰ垂直的环形磁场Ⅱ，其磁感应强度大小处处相同也为B，其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为的氘原子核（已知氘原子核质量为m，电荷量为q）从水平磁场Ⅰ最低点竖直向下射入磁场Ⅱ，忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。求： （1）要想氘核不射出Ⅱ区磁场边界，Ⅱ区磁场的最小厚度L。 （2）该氘原子核从出发后到第三次从Ⅱ区磁场返回Ⅰ区磁场边界的过程氘核运动的时间和位移大小，以及该过程中洛伦兹力的冲量； （3）在如图丁所示平面内磁场Ⅰ的下方，加上竖直向下的匀强电场 E=2Bv（图中未画出），若使氘核在此平面内从磁场Ⅰ的下边界以速度水平射出，要保证氘核运动过程中不会从磁场Ⅱ的下边界射出，则磁场Ⅱ的厚度L需要满足什么范围，氘核在运动过程中的最小速度和最大速度分别是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $