精品解析：2024年湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟物理试卷（一）

2024年湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟卷（一） 物 理 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。1~7只有一项是符合题目要求，8~10有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射6种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．一群氢原子处于量子数的激发态跃迁至基态辐射的光子的能量最大 -0.28eV-（-13.60eV）=13.32eV 根据光电效应方程有 解得 故A正确； B．这些氢原子最多向外辐射光的频率数目为 故B错误； C．向右移动滑片P时，电流达到饱和电流之前，电流增大，达到饱和电流之后，电流保持不变，故C错误； D．波长最短的光频率最大，光子能量最大，结合上述可知，波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，质量为m的小球P用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，当小车水平向右做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，则下列说法中正确的是（ ） A. 细线张力不可能为0 B. 若小车向右做匀速直线运动，弹簧伸长量 C. 弹簧的弹力不可能为0，也不可能处于压缩状态 D. 若小车水平向右的加速度，弹簧伸长量为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若小车向右做匀速直线运动，因轻弹簧处于竖直方向，可知细线拉力为0，此时弹簧弹力等于重力，即 解得 故A错误；B正确； CD．若，则 ， 解得 即弹簧弹力为0。 若，则 弹簧压缩量为 故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，带孔物块A穿在光滑固定的竖直细杆上与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻质光滑定滑轮连接物块B，A位于与定滑轮等高处。已知物块A的质量为m、物块B的质量为，定滑轮到细杆的距离为L，细绳的长度为2L。现由静止释放物块A，不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小，重力加速度大小为g，两物块均可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的机械能一直增大 B. 物块A的速度始终小于物块B的速度 C. 物块A、B等高时物块B的速度大小为0 D. 物块A下落到最低点时物块B的速度为0，A下落的最大距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由静止释放物块A，物块A向下加速运动过程中，重力做正功，绳子的拉力做负功，物块A的机械能减小。故A错误； B．设物块A下滑过程中绳与竖直方向的夹角为，则 由此可知，物块A的速度大于物块B的速度，当物块A的速度为零时，物块B的速度也为零。故B错误； C．设物块A、B处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为，有 又 解得 所以等高时的总动能为 解得 故C错误； D．当物块A的速度为零时，下落的高度最大，此时物块B的速度也为0，则 解得 故D正确； 故选D。 4. 我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射。量子卫星成功运行后，我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。1轨道为量子卫星静止在赤道上随地球自转，2为近地轨道，3为地球的同步轨道，如图所示。已知该卫星在1轨道随地球自转的周期约为近地轨道2运动周期的17倍，关于该卫星在1、2、3轨道绕地球做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ） A. 卫星在轨道1的加速度最大，线速度最小 B. 卫星在轨道2的加速度最大，线速度最大 C. 卫星在轨道3运动的周期最大，线速度最小 D. 若将该卫星放在南极极点上，与轨道1处相比，其重力将变为原来的2.89倍 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．对于1轨道和3轨道，周期相等，角速度相等，根据 可知卫星在1轨道的加速度和线速度都小于卫星在3轨道的加速度和线速度，对于2轨道和3轨道，根据万有引力提供向心力 可得 可知卫星在2轨道的线速度大于卫星在3轨道的线速度，卫星在2轨道的加速度大于卫星在3轨道的加速度，卫星在2轨道的周期小于卫星在3轨道的周期，综上所述可得卫星在轨道2的加速度最大，线速度最大，故B正确，AC错误； D．设卫星在2轨道上运行的周期为，地球半径为，根据题意可知在南极极点上，卫星的重力 在赤道上，卫星的重力 可得 故D错误。 故选B。 5. 如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为．一直角三角形导线框ABC（BC边的长度为）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压uBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】导体棒切割磁感线产生感应电动势 E=BLv，感应电流，方向沿逆时针，为正．在0-a内，有效长度L均匀变大，感应电流I均匀变大，在a-2a内，有效长度L均匀变大，感应电流均匀变大，方向沿顺时针，为负，故A、B不正确；BC两端的电压uBC=iR，在0-a内，i均匀增大，uBC均匀增大，且B的电势高于C点的电势，uBC＞0．在a-2a内，i均匀增大，uBC均匀增大，且B的电势低于C点的电势，uBC＜0．故C不正确，D正确，故选D． 6. 如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为，，现用水平力拉A，用水平力推B，和随时间t变化关系如图乙所示，则（ ） A. 0~2s内，物体A所受的合外力一直增加 B. 0~4s内，物体A做加速运动，B做减速运动 C. 时，力对物体A做功的功率为78W D. 时，物体B做匀速直线运动，速度大小为4m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知 在未脱离的过程中，整体受力向左，且大小总是不变，恒定为 A、B一起做匀加速运动的加速度为 脱离时满足A、B加速度相同，且弹力为零，则 解得 可知0~s内，物体A所受的合外力不变，故A错误； B．0~4s内，水平力、均大于零，方向向左，则0~4s内，物体A、B均做加速运动，故B错误； C．末，A、B脱离时的速度为 ，力的冲量为 ，根据动量定理 时，力对物体A做功的功率为 故C正确； D．，力的冲量为 ，根据动量定理 解得 后物体B做匀速直线运动，速度大小为3m/s，故D错误。 故选C。 7. 临近盛夏，池中的荷叶已经宽大而厚实，像一把巨大的绿色伞盖，为小生命们提供了遮阳避雨的场所。若在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得时间t内杯中水面上升的高度为h。为估算池中荷叶叶面承受雨滴撞击产生的平均压强p，建立以下模型：假设荷叶叶面呈水平状，雨滴竖直下落的速度为v，所有落到叶上的雨滴，约有向四周溅散开，溅起时竖直向上的速度大小为，另约的雨滴撞击叶面后无反弹留在叶面上；忽略叶上的积水以及雨滴落在叶面上时重力的影响；忽略风力以及溅起的水珠对下落雨滴的影响。已知水的密度为，则p约为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设芭蕉叶的面积为S，则t时间内落到芭蕉叶上面雨滴的质量为 根据题意，有的雨滴向四周散开，取竖直向上为正方向；根据动量定理有 另留在叶面上，根据动量定理有 根据压强的定义式，可得 联立解得 故选C 8. 两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，在同一均匀介质中在x轴上产生两列传播速度大小相等、方向相反的机械波。时刻第一次形成如图所示的波形，则下列说法正确的是（ ） A. 振源Q起振方向沿y轴负方向 B. 两列波的传播速度大小为2cm/s C. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 【答案】AD 【解析】 【详解】A．振源Q形成的波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知x=6cm处质点起振方向沿y轴负方向，则振源Q起振方向沿y轴负方向。同理可知，振源P起振方向沿y轴正方向。两振源的起振方向相反。故A正确； B．两列波的传播速度大小为 故B错误； C．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x=1cm处相遇后，振动情况完全相反，该质点的振动始终减弱。故C错误； D．同理，两列波在处相遇后，振动情况完全相同，该质点的振动始终加强。故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知a状态气体温度为27℃。则下列说法正确的是（绝度零度取－273℃）（ ） A. 气体在c状态时的温度为400K B. 气体在a→b→c→a过程中放出热量100J C. 从状态a→b→c的过程中，气体对外界做功200J D. 气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多 【答案】AB 【解析】 【详解】A．气体在a状态气体温度为 根据理想气体状态方程，对a、c两状态有 结合图像，求得气体在c状态时的温度为 故A正确； C．理想气体在a→b→c过程中，气体体积增大，气体对外界做功，根据图像围成的面积，可得气体对外界做功为 故C错误； B．气体在a→b→c→a过程中，根据图像围成的面积，可得外界对气体所做的功为 根据热力学第一定律，可得 得 所以气体在a→b→c→a过程中放出热量为100J，故B正确； D．气体在b→c过程中，气体压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数变少，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场的方向与x轴负方向成60°角。A、B为以坐标原点O为圆心的竖直圆周上的两点，O、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为m、电荷量为q的带电小球从A点沿平行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的B点，到达B点时小球的速度大小与在A点射出时相同。已知重力加速度大小为g。则（ ） A. 小球一定带正电，场强 B. 小球从A点运动到B点过程中增加的电势能为 C. 小球从A点运动到B点过程中运动速度的最小值为初速度的倍 D. 小球运动到B点时的速度大小为，方向与场强方向相反 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球从A点运动到B点动能不变，其中重力做正功，电场力做负功，可知带正电。设A、B两点距离坐标原点O的距离为L，由动能定理知 解得 故A错误； B．小球沿y轴方向，由牛顿第二定律知 又 解得 小球沿电场线方向上的位移大小为 则电势能的增加量 故B正确； CD．对小球受力分析，如图 由图可知 ， 联立，解得 又 可知小球所受合力与竖直方向夹角为 小球做类平抛运动，沿合力方向与垂直合力方向分解速度，如图 根据类平抛运动的对称性，小球从A点运动到B点过程中当速度方向与合力垂直时，所用时间为，运动速度具有最小值为 又 ， 解得 根据类平抛运动的对称性，可知小球运动到B点时沿合力方向速度大小为，垂直合力方向速度大小为，设合速度与夹角为，则有 解得 由几何关系可知，小球运动到B点时速度方向与x轴正方向夹角为 即与场强方向相反。故CD正确。 故选BCD。 二、非选择题（本题共5小题，共60分） 11. 用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。小球a用不可伸长的细线悬挂起来，直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上。细线自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下： （1）测量出悬点到小球a球心的距离L，小球a、b的质量分别为、； （2）将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与小球b发生对心碰撞后球a反弹，球b做平抛运动，测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。则：小球a、b的质量大小需满足______（选填“＞”、“＜”或“＝”）； （3）测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x，竖直下落高度h，可知碰撞后小球b的速度大小______； （4）若该碰撞中的总动量守恒，则需满足的表达式为______（用题中所给和测量的物理量表示）； （5）碰撞中的恢复系数定义为，其中、分别是碰撞前两物体的速度，、分别是碰撞后两物体的速度，则本次实验中碰撞恢复系数的表达式为______（用题中所给和测量的物理量表示）。 【答案】 ①. < ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（2）[1]实验中需要碰撞后小球a反弹，所以小球a、b的质量大小需满足<。 （3）[2]小球b平抛运动，则有 ， 联立，解得 （4）[3]碰撞前小球a摆动过程中，由机械能守恒可得 解得 同理，碰撞后小球a摆动过程中，由机械能守恒可得 解得 若该碰撞中的总动量守恒，则有 联立，解得 （5）[4]本次实验中碰撞恢复系数的表达式为 12. 某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表—欧姆表。 （1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为______V，由以上数据可得电压表的内阻RV=______kΩ； （2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为______（选填“0”或“∞”）。再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，并找出对应的电压刻度，则如图b所示位置处对应的电阻刻度为______kΩ； （3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 1.50 ②. 6 （2） ①. ∞ ②. 2 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 [1]电压表的读数为1.50V； [2]根据闭合电路欧姆定律得 解得 【小问2详解】 [1] 使指针指在3.0V处，两个表笔之间的电阻无穷大，此处刻度应标阻值为∞； [2]电压表内阻，根据第（1）问，电压表指针指在3.0V时，电阻箱阻值为 ，再保持电阻箱阻值不变，当电压表的示数为1.50V时有 解得 【小问3详解】 根据，只要电动势不变，且电池内阻与电阻箱阻值之和能调整到3kΩ，测量结果就不会改变。因为将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，表明电池内阻与电阻箱阻值之和能调整到3kΩ，所以电池内阻增大，测量结果不变。 13. 1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递；引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： （1）圆环内径R的最小值； （2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得 设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 根据临界角公式有 因此有 即 解得 所以R的最小值为； （2）在（1）问的情况下 代入可得 如图所示 光在光纤内传播的总路程为 光在光纤内传播速度为 所以所求时间为 14. 如图，粒子源发射质量为m，电荷量为的离子，经加速后以速度v沿水平方向进入速度选择器、磁分析器和电场偏转系统最后打在xOy平面上。速度选择器为四分之一圆环的辐向电场，方向指向，沿中轴线上的两端M和N中心位置处各有一个小孔，圆环内外半径分别为L和3L。离子从M孔穿出后进入磁分析器，磁分析器也是一样的四分之一圆环，其圆心和电场圆心重叠，内部分布垂直纸面向内的匀强磁场，离子经磁场偏转后从PQ出口（包含P、Q两点）离开。之后进入电场偏转区，此处分布有垂直纸面向外的匀强电场，电场强度与速度选择器中心轴线处大小相等，离子经匀强电场偏转后打在xOy平面上，xOy平面距PQ距离为2L，其中圆环中轴线刚好正对O点。求： （1）电场偏转区场强E的大小； （2）要保证离子能顺利通过磁分析器，磁感应强度B取值范围； （3）若磁分析器中的磁场强度为时，离子落在xOy平面上的坐标，用（x，y）表示，并写出计算过程。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电场偏转区的场强E与速度选择器中心轴线处的电场强度大小相等，在速度选择器中，根据牛顿第二定律有 解得 （2）当离子从P点飞出时，设离子的运动半径为R1，根据几何关系有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 当离子从Q点飞出时，设离子的运动半径为R2，据几何关系有 解得 又因为 解得 故磁感应强度B的取值范围是 （3）离子从Q点飞出时速度方向与水平方向的夹角θ的余弦值为 离子在电场力的作用下沿x方向做匀加速直线运动，加速度大小为 离子从Q点到xOy平面的运动的时间为 根据运动学规律可得 根据几何关系可得 所以离子落在xOy平面上的坐标为 15. 如图甲所示，线圈A匝数匝，所围面积，电阻。A中有面积的匀强磁场区域D，其磁感应强度B的变化如图乙所示。时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里。电阻不计的宽度的足够长的水平光滑金属轨道MN、PO通过开关S与A相连，两轨间存在的垂直平面的匀强磁场（图中未画出）。另有相同的金属轨道NH、OC通过位于O、N左侧一小段光滑的绝缘件与MN、PO相连（如图），两轨间存在的磁场方向垂直平面向外。以O为原点，沿OC直线为x轴，ON连线为y轴建立平面直角坐标系xOy后，磁感应强度沿x轴按照（单位为T）分布，沿y轴均匀分布。现将长度为L、质量为、电阻为的导体棒ab垂直放于MN、PO上，将边长为L、质量为、每边电阻均为的正方形金属框cdfe放于NH、OC上，cd边与y轴重合。闭合开关S，棒ab向右加速达最大速度后，在越过绝缘件的同时给金属框一个的向左的水平速度，使之与棒发生弹性正碰。碰后立即拿走导体棒ab，框运动中与轨道处处接触良好。求： （1）刚闭合开关S时导体棒ab的加速度大小及导体棒ab的最大速度大小； （2）求碰后瞬间金属框克服安培力的功率； （3）金属框运动的位移大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，线圈A中的感应电动势为 刚闭合开关S时，由闭合电路欧姆定律得 导体棒ab所受的安培力 由牛顿第二定律得，导体棒ab的加速度大小为 当导体棒ab到达最大速度时，ab切割磁感线产生的电动势与相等，则有 解得 （2）ab棒与线框发生弹性碰撞，设向右为正方向，设碰撞后的瞬间ab棒与线框速度分别为、，由动量守恒和机械能守恒得 解得 ， 根据，可知边与所处位置的磁感应强度差值为 则碰后瞬间金属框总电动势为 由于金属框与导轨重合的两条边被导轨短路，则金属框中的电流为 线框受到安培力的合力为 则碰后瞬间金属框克服安培力的功率为 （3）设金属框运动时的速度大小为，则金属框中总电动势为 金属框中的电流为 线框受到安培力的合力为 根据动量定理可得 其中 联立解得金属框运动的位移大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟卷（一） 物 理 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。1~7只有一项是符合题目要求，8~10有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射6种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 2. 如图所示，质量为m的小球P用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，当小车水平向右做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，则下列说法中正确的是（ ） A. 细线的张力不可能为0 B. 若小车向右做匀速直线运动，弹簧伸长量为 C. 弹簧的弹力不可能为0，也不可能处于压缩状态 D. 若小车水平向右的加速度，弹簧伸长量为 3. 如图所示，带孔物块A穿在光滑固定的竖直细杆上与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻质光滑定滑轮连接物块B，A位于与定滑轮等高处。已知物块A的质量为m、物块B的质量为，定滑轮到细杆的距离为L，细绳的长度为2L。现由静止释放物块A，不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小，重力加速度大小为g，两物块均可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的机械能一直增大 B. 物块A的速度始终小于物块B的速度 C. 物块A、B等高时物块B的速度大小为0 D. 物块A下落到最低点时物块B的速度为0，A下落的最大距离为 4. 我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射。量子卫星成功运行后，我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。1轨道为量子卫星静止在赤道上随地球自转，2为近地轨道，3为地球的同步轨道，如图所示。已知该卫星在1轨道随地球自转的周期约为近地轨道2运动周期的17倍，关于该卫星在1、2、3轨道绕地球做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ） A. 卫星在轨道1的加速度最大，线速度最小 B. 卫星在轨道2的加速度最大，线速度最大 C. 卫星在轨道3运动的周期最大，线速度最小 D. 若将该卫星放在南极极点上，与轨道1处相比，其重力将变为原来的2.89倍 5. 如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为．一直角三角形导线框ABC（BC边的长度为）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压uBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是 A. B. C. D. 6. 如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为，，现用水平力拉A，用水平力推B，和随时间t变化关系如图乙所示，则（ ） A. 0~2s内，物体A所受的合外力一直增加 B. 0~4s内，物体A做加速运动，B做减速运动 C. 时，力对物体A做功的功率为78W D. 时，物体B做匀速直线运动，速度大小为4m/s 7. 临近盛夏，池中荷叶已经宽大而厚实，像一把巨大的绿色伞盖，为小生命们提供了遮阳避雨的场所。若在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得时间t内杯中水面上升的高度为h。为估算池中荷叶叶面承受雨滴撞击产生的平均压强p，建立以下模型：假设荷叶叶面呈水平状，雨滴竖直下落的速度为v，所有落到叶上的雨滴，约有向四周溅散开，溅起时竖直向上的速度大小为，另约的雨滴撞击叶面后无反弹留在叶面上；忽略叶上的积水以及雨滴落在叶面上时重力的影响；忽略风力以及溅起的水珠对下落雨滴的影响。已知水的密度为，则p约为（ ） A. B. C. D. 8. 两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，在同一均匀介质中在x轴上产生两列传播速度大小相等、方向相反的机械波。时刻第一次形成如图所示的波形，则下列说法正确的是（ ） A. 振源Q起振方向沿y轴负方向 B. 两列波的传播速度大小为2cm/s C. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终加强 9. 如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知a状态气体温度为27℃。则下列说法正确的是（绝度零度取－273℃）（ ） A. 气体在c状态时的温度为400K B. 气体在a→b→c→a过程中放出热量100J C. 从状态a→b→c的过程中，气体对外界做功200J D. 气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多 10. 如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场方向与x轴负方向成60°角。A、B为以坐标原点O为圆心的竖直圆周上的两点，O、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为m、电荷量为q的带电小球从A点沿平行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的B点，到达B点时小球的速度大小与在A点射出时相同。已知重力加速度大小为g。则（ ） A. 小球一定带正电，场强 B. 小球从A点运动到B点过程中增加的电势能为 C. 小球从A点运动到B点过程中运动速度的最小值为初速度的倍 D. 小球运动到B点时的速度大小为，方向与场强方向相反 二、非选择题（本题共5小题，共60分） 11. 用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。小球a用不可伸长的细线悬挂起来，直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上。细线自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下： （1）测量出悬点到小球a球心的距离L，小球a、b的质量分别为、； （2）将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向夹角为时由静止释放，与小球b发生对心碰撞后球a反弹，球b做平抛运动，测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。则：小球a、b的质量大小需满足______（选填“＞”、“＜”或“＝”）； （3）测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x，竖直下落高度h，可知碰撞后小球b的速度大小______； （4）若该碰撞中的总动量守恒，则需满足的表达式为______（用题中所给和测量的物理量表示）； （5）碰撞中的恢复系数定义为，其中、分别是碰撞前两物体的速度，、分别是碰撞后两物体的速度，则本次实验中碰撞恢复系数的表达式为______（用题中所给和测量的物理量表示）。 12. 某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表—欧姆表。 （1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为______V，由以上数据可得电压表的内阻RV=______kΩ； （2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为______（选填“0”或“∞”）。再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，并找出对应的电压刻度，则如图b所示位置处对应的电阻刻度为______kΩ； （3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 13. 1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递；引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： （1）圆环内径R的最小值； （2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 14. 如图，粒子源发射质量为m，电荷量为的离子，经加速后以速度v沿水平方向进入速度选择器、磁分析器和电场偏转系统最后打在xOy平面上。速度选择器为四分之一圆环的辐向电场，方向指向，沿中轴线上的两端M和N中心位置处各有一个小孔，圆环内外半径分别为L和3L。离子从M孔穿出后进入磁分析器，磁分析器也是一样的四分之一圆环，其圆心和电场圆心重叠，内部分布垂直纸面向内的匀强磁场，离子经磁场偏转后从PQ出口（包含P、Q两点）离开。之后进入电场偏转区，此处分布有垂直纸面向外的匀强电场，电场强度与速度选择器中心轴线处大小相等，离子经匀强电场偏转后打在xOy平面上，xOy平面距PQ距离为2L，其中圆环中轴线刚好正对O点。求： （1）电场偏转区场强E的大小； （2）要保证离子能顺利通过磁分析器，磁感应强度B的取值范围； （3）若磁分析器中的磁场强度为时，离子落在xOy平面上的坐标，用（x，y）表示，并写出计算过程。 15. 如图甲所示，线圈A匝数匝，所围面积，电阻。A中有面积的匀强磁场区域D，其磁感应强度B的变化如图乙所示。时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里。电阻不计的宽度的足够长的水平光滑金属轨道MN、PO通过开关S与A相连，两轨间存在的垂直平面的匀强磁场（图中未画出）。另有相同的金属轨道NH、OC通过位于O、N左侧一小段光滑的绝缘件与MN、PO相连（如图），两轨间存在的磁场方向垂直平面向外。以O为原点，沿OC直线为x轴，ON连线为y轴建立平面直角坐标系xOy后，磁感应强度沿x轴按照（单位为T）分布，沿y轴均匀分布。现将长度为L、质量为、电阻为的导体棒ab垂直放于MN、PO上，将边长为L、质量为、每边电阻均为的正方形金属框cdfe放于NH、OC上，cd边与y轴重合。闭合开关S，棒ab向右加速达最大速度后，在越过绝缘件的同时给金属框一个的向左的水平速度，使之与棒发生弹性正碰。碰后立即拿走导体棒ab，框运动中与轨道处处接触良好。求： （1）刚闭合开关S时导体棒ab的加速度大小及导体棒ab的最大速度大小； （2）求碰后瞬间金属框克服安培力的功率； （3）金属框运动位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$