精品解析：2024届湖北省高三下学期物理考前保温卷

2024届湖北省高三物理考前保温卷 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、、准考证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.6.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、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（　　） A. m/s B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意比冲表示的是单位质量的推进剂产生的冲量，故可得 结合动量定理，可得比冲这个物理量的单位为 故选A。 2. 是元素碘的一种人工放射性同位素，在核医学中，以NaI溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病治疗。的衰变方程为→Xe+Y，测得其半衰期为8天。下列说法正确的是（　　） A. Y是α粒子 B. 将在16天后全部衰变为Xe C. 核的中子数小于Xe核的中子数 D. 方程中的Y来自于核内中子向质子的转化 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒、电荷数守恒可知，Y是电子，故A错误； B．测得其半衰期为8天。在16天后还有 没有衰变，故B错误； C．核的中子数为78个，Xe核的中子数为77个，故C错误； D．衰变产生的电子是核内中子向质子的转化时产生的，故D正确。 故选D。 3. 用折射率的透明材料制成如图所示的“阴影”薄工件，长方形ABCD长为2a、宽为a；空白区域是以O为圆心，半径为a的半圆。圆心O处有一点光源，只考虑直接射向工件DABC的光线，不考虑光在工件内反射，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光线从工件DABC边射出的区域总长度为 B. 光线从工件DABC边射出的区域总长度为 C. 从工件DABC边射出的光线中，光在工件中传播所用的最长时间为 D. 从工件DABC边射出的光线中，光在工件中传播所用的最长时间为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设AB中点M，如图所示 若沿OE方向射到MB面上的光线刚好发生全反射，因为临界角满足 即 则 ∠MOF=30° 同理沿OG方向射到BC上的光线刚好发生全反射，则 ∠COH=30° 根据几何关系可得 根据对称性，从AB、BC面有光射出的区域总长度为 同理，从AD面有光射出的区域总长度为 故从长方形 ABCD 四边射出的光线区域的总长度为 故A错误，B正确； CD．由题意可知，沿OE方向到达AB面上的光在工件中的传播距离最大，时间最长，由几何关系可知光从光源到MC面的传播距离为，材料中的传播距离为 在材料中的传播时间为 又 解得 故CD错误。 故选B。 4. 智能手机中的电子指南针利用了重力传感器和霍尔元件来确定地磁场的方向。某个智能手机中固定着一个矩形薄片霍尔元件。四个电极分别为、、、，薄片厚度为，在、间通入恒定电流同时外加与薄片垂直的匀强磁场，、间的电压为，已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示。单位体积内正电荷的个数为，若仅某一物理变化时，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设左右两个表面相距为d，稳定后正电荷所受的电场力等于洛伦兹力，即 而 ， 解得 可知与成正比，与成正比，与成反比，与成反比。 故选B。 5. 2021年5月15日7时18分，我国首个火星探测器“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。已知探测器着陆过程中，取竖直向下为正方向，从某处开始计时至落地时的图像如图所示，实线为抛物线，倾斜虚线a为原点处实线的切线，水平虚线b为最高点处实线的切线，虚线b的纵坐标为，虚线a、b交点的横坐标为，则关于过程中的以下判断正确的是（　　） A. 加速度逐渐减小 B. 速度逐渐增大 C. 平均速度为 D. 用量角器量出虚线a与t轴夹角的正切值即为0时刻速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．因x-t图像为抛物线，可知物体做匀变速直线运动，加速度不变，选项A错误； B．图像的斜率等于速度，可知时间内速度减小，选项B错误； C．在t=0时刻的瞬时速度 在t=t1时刻的速度为零，则内的平均速度 选项C正确； D． 因横轴坐标的标度不一致，则用量角器量出虚线a与t轴夹角的正切值不是0时刻速度大小，选项D错误。 故选C。 6. 中国汽车拉力锦标赛是我国级别最高，规模最大的汽车赛事之一，其赛道有很多弯道。某辆赛车在一段赛道内速度大小由2v变为4v，随后一段赛道内速度大小由5v变为7v，前后两段赛道内，合外力对赛车做的功分别为W1和W2，赛车的动量变化的大小分别为和，下列关系式可能成立的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据动能定理有 可得 由于速度和动量是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，可知动量变化的大小范围是 可得 故选B。 7. 一轻质弹簧一端固定在地面上，质量为的钢球从弹簧正上方处自由下落，弹簧的最大压缩量为，弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子做简谐运动的周期，为弹簧劲度系数，重力加速度为（可能用到的数学知识：若，则），则小球从开始接触弹簧到第一次脱离弹簧所经历的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球弹簧组成的弹簧振子的周期 小球从加速度为零即速度最大的位置到最低点，到返回加速度为零即速度最大的位置，为，时间 振子的振幅 把小球接触到弹簧到小球到加速度为零的位置当成弹簧振子的一部分，从接触弹簧到小球到达加速度为零即速度最大的位移为 解得 根据对称性可知小球回到加速度为零的位置到第一次脱离弹簧的时间 则小球从开始接触弹簧到第一次脱离弹簧所经历的时间为 故C正确，ABD错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术。其原理如图，忽略雾化微粒的重力、相互间的作用力及空气阻力。则雾化微粒运动过程中（　　） A. 动能减少 B. 电势能减少 C. 轨迹与电场线重合 D. 从电势低位置到电势高位置 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．雾化微粒运动过程中，电场力做正功，则动能增加，电势能减少，故B正确，A错误； C．只有带电粒子的初速度为零，且电场线为直线的情况下轨迹与电场线重合，工件的电场线并非直线，故C错误； D．雾化微粒带负电，电势低的位置电势能高，所以雾化微粒从电势低位置运动到电势高位置，故D正确。 故选BD。 9. 半导体芯片制造中，常通过离子注入进行掺杂来改变材料的导电性能。如图是离子注入的工作原理示意图，离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，通过速度选择器的离子经过磁分析器和偏转系统，注入水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器中的电场强度的大小为E、方向竖直向上。速度选择器、磁分析器中的磁感应强度方向均垂直纸面向外，大小分别为B1、B2。偏转系统根据需要加合适的电场或者磁场。磁分析器截面的内外半径分别为R1和R2，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统下边缘与晶圆所在水平面平行，当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点）。整个系统置于真空中，不计离子重力及其进入加速电场的初速度。下列说法正确的是（　　） A. 可以利用此系统给晶圆同时注入带正电离子和带负电的离子 B. 从磁分析器下端孔N离开的离子，其比荷为 C. 如果偏转系统只加沿x轴正方向的磁场，则离子会注入到x轴正方向的晶圆上 D. 只增大加速电场的电压，可使同种离子注入到晶圆更深处 【答案】B 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，只有正离子才能通过磁分析器，负离子不能通过磁分析器，故A错误； B．离子通过速度选择器时，有 解得速度 离子在磁分析器中，有 由几何关系得 联立可得 故B正确； C．如果偏转系统只加沿x轴正方向的磁场，由左手定则可知离子向轴正方向偏转，故C错误； D．只增大加速电场的电压，则粒子速度不满足 无法做匀速直线运动通过速度选择器，所以不一定能到达圆晶处，故D错误。 故选B。 10. 1965年3月18日，前苏联宇航员列昂诺夫搭乘“上升2号”飞船，进行了人类的首次太空行走，期间由于宇航服故障，导致列昂诺夫无法回到飞船，悬停在了距离飞船5m的位置，如图所示（图中角度已知为37°）。此时，列昂诺夫携带着两个便携式氮气罐，可朝各个方向喷气，每个氮气罐喷气能够为他带来100N的反作用力。他依次实施了如下步骤： ①打开一个氮气罐，朝y轴正方向喷气1s后，关闭喷气； ②打开一个氮气罐，朝y轴负方向喷气1s后关闭，同时打开另一个氮气罐，朝x轴正方向喷气2s后，关闭喷气； ③打开一个氮气罐，朝x轴负方向喷气t时间，关闭喷气； 最终列昂诺夫恰好到达飞船，成功获救。假设列昂诺夫、宇航服和便携式氮气罐的总质量为100kg，不考虑喷出的气体质量，则下列说法正确的是（　　） A. 从开始喷气到获救，总用时为8s B. 步骤①完成后，距离下一次喷气的时间为 C. 整个过程中，未喷气的时间为3s D. 步骤③中， 【答案】AD 【解析】 【详解】B．根据几何关系可知列昂诺夫要想回到飞船，需要在方向和方向分别前进 由于喷气的反作用力为100N，则打开喷气时的加速度大小为 对列昂诺夫的每个步骤进行分析，①朝y轴正方向喷气1s，此过程中，他受到方向的力，其位移为 方向为方向，其末速度为 方向为方向。②朝y轴负方向喷气1s，x轴正方向喷气2s，此过程中，在y方向上，他受到方向的力，作用时间为1s，其位移为 方向为方向，其末速度为 此后不再有y方向的位移和速度，根据题意，列昂诺夫已经在y方向上前进了3m，说明在步骤①之后，他还有一段距离未喷气，而是以的速度匀速前进，此过程用时为 可知步骤①完成后，距离下一次喷气的时间为，B错误； D．在x方向上，他受到方向的力，作用时间为2s，其位移为 方向为方向，其速度为 方向为方向。③朝x轴负方向喷气t时间，此次喷气后，列昂诺夫的末速度要减小到0，则有 解得 D正确； AC．③朝x轴负方向喷气t时间，即2s内其位移为 方向为方向由于在步骤②中，列昂诺夫已经在方向前进了2m，步骤③中再次前进2m，则总共前进了4m，恰好到达飞船，综上所述，其运动总用时为8s，整个过程中未喷气的时间为2s，A正确，C错误。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度大小”的实验。 （1）用螺旋测微器测量摆球的直径，如图所示，摆球的直径为___________mm。 （2）保持摆长不变，使小球做简谐运动，则下列最合理的装置是___________。 A. B. C. D. （3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。如图甲所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出 OM间细线的长度l，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同细线长度 l对应的周期T的数值后，他作出如图乙所示的1T²-l图像，并利用图像求重力加速度。若该图像的斜率为k，则重力加速度 g为___________。 A. k B. C. D. 【答案】（1）20.0.5 （2）D （3）C 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度的读数为20mm，可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为 摆球的直径为 【小问2详解】 实验中保持摆长不变，使小球做简谐运动，则摆绳不能使用弹性绳，在摆动过程中摆长会发生变化，小球要使用体积小质量大的小球，以减小空气阻力。 故选D。 【小问3详解】 根据单摆周期公式 可得 则 解得 故选C。 12. 很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。 （1）某兴趣小组找到一块电阻式触摸屏单元，将其接入电路中，简化电路如图（b）。先将开关闭合到1让电容器充满电，再将开关切换到2，通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图（c）中画出了按压和不按压两种情况下电容器两端的电压U随时间变化的图像，则按压状态对应的图像应为图（c）中的___________（填“虚线”或“实线”）所示。 （2）粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有： A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）； B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）； C．电流表（量程为3mA，内阻为5Ω）； D．电流表（量程为60mA，内阻约为2Ω）； E．滑动变阻器（总阻值约为10Ω）； F．电阻箱，最大阻值为9999.9Ω。 G．开关S，导线若干。 ①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：___________。（写出一条即可） ②乙同学将电流表A1和电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的限值应调为_________Ω。 ③乙同学设计了图（e）所示的测量电路，为了尽量减小实验的系统误差，图中电阻箱右边的导线应该接_________（填“a”或“b”）；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表A1的示数和对应的电流表A2的示数，得到了图（f）所示的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为_________Ω（结果保留2位有效数字）。该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果________（填“有”或“没有”）影响。 【答案】（1）实线 （2） ①. 因为电源电动势刚3V，而电压表的量程为15V，所以该电路设计中的不合理之处为电压表量程过大 ②. 995.0 ③. a ④. 53 ⑤. 没有 【解析】 【小问1详解】 按压状态时两层导电层就在按压点位置有了接触，并联进去电阻，总电阻减小，放电速度变快，根据图像可知，按压状态对应的图像应为实线。 【小问2详解】 ①[1]略； ②[2]串联电阻分担电压为 根据欧姆定律有 ③[3]由于已知电流表A1的阻值，可以计算出待测电阻两端的电压，再用差值法计算流过待测电阻的电流，故应接a； [4]根据 整理得 由图（f）可知，斜率 解得 [5]由上述可知，该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果没有影响。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定，然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶（如图a）。实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的封闭气体体积为V0，压强为p0，吸管内封闭气体的体积为V，“吸管潜水艇”的总质量为m，水的密度恒为ρ，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。 （1）缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体的内能如何变化？吸热还是放热？ （2）挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时（如图b），水面上方的气体体积减小了多少？（不考虑吸管厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等） 【答案】（1）不变，放热；（2） 【解析】 【详解】（1）环境温度不变，则瓶内封闭气体发生等温变化，故内能保持不变，即 挤压瓶身时，水面上方气体体积减小，外界对气体做功，即 根据热力学第一定律 则 即气体对外放热。 （2）设“潜水艇”悬浮时，吸管内部封闭气体的压强为p1，体积为V1，根据平衡条件得 解得 对吸管内的气体，根据玻意耳定律 解得 设水面上方的气体体积减小ΔV，对水面上方的气体，根据玻意耳定律 解得 14. 如图甲所示，电阻不计的“U”形金属导轨固定在水平面上，两导轨间距。一质量的导体棒ab垂直放在导轨上，与导轨接触良好，接入电路中电阻，在垂直导轨平面的区域I和区域II中存在磁感应强度相同的匀强磁场。现用—根与轨道平面平行的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮将导体棒和质量的小球相连。导体棒从磁场外由静止释放后始终在导轨上运动，其运动v—t图像如图乙所示，重力加速度g取10。求： （1）导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数μ； （2）磁场区域的磁感应强度； （3）导体棒在穿过磁场区域II的过程中产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）前0.2s内，设绳上的拉力为T，设导体棒加速度大小为a，对导体棒根据牛顿第二定律 对小球根据牛顿第二定律 由以上两式可得 由乙图可知，前0.2s内 代入数值得 （2）由乙图可知导体棒在区域I做匀速直线运动 对导体棒受力分析可知 对小球受力分析可知 又 代入数值得 （3）导体棒穿过磁场区域II过程 对导体棒，由动量定理 对小球，由动量定理 又 对系统 代入数值得 15. 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求 （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离； （3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。 【答案】（1）小球速度大小，圆盘速度大小；（2）l；（3）4 【解析】 【详解】（1）过程1：小球释放后自由下落，下降，根据机械能守恒定律 解得 过程2：小球以与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有 解得 即小球碰后速度大小，方向竖直向上，圆盘速度大小为，方向竖直向下； （2）第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时，间距最大，即 解得 根据运动学公式得最大距离为 （3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有 即 解得 此时小球的速度 圆盘的速度仍为，这段时间内圆盘下降的位移 之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒 根据能量守恒 联立解得 同理可得当位移相等时 解得 圆盘向下运动 此时圆盘距下端管口13l，之后二者第三次发生碰撞，碰前小球的速度 有动量守恒 机械能守恒 得碰后小球速度为 圆盘速度 当二者即将四次碰撞时 x盘3= x球3 即 得 在这段时间内，圆盘向下移动 此时圆盘距离下端管口长度为 20l－1l－2l－4l－6l = 7l 此时可得出圆盘每次碰后到下一次碰前，下降距离逐次增加2l，故若发生下一次碰撞，圆盘将向下移动 x盘4= 8l 则第四次碰撞后落出管口外，因此圆盘在管内运动的过程中，小球与圆盘的碰撞次数为4次。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届湖北省高三物理考前保温卷 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、、准考证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.6.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、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（　　） A. m/s B. C. D. 2. 是元素碘的一种人工放射性同位素，在核医学中，以NaI溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病治疗。的衰变方程为→Xe+Y，测得其半衰期为8天。下列说法正确的是（　　） A. Y是α粒子 B. 将在16天后全部衰变为Xe C. 核的中子数小于Xe核的中子数 D. 方程中的Y来自于核内中子向质子的转化 3. 用折射率的透明材料制成如图所示的“阴影”薄工件，长方形ABCD长为2a、宽为a；空白区域是以O为圆心，半径为a的半圆。圆心O处有一点光源，只考虑直接射向工件DABC的光线，不考虑光在工件内反射，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光线从工件DABC边射出的区域总长度为 B. 光线从工件DABC边射出的区域总长度为 C. 从工件DABC边射出的光线中，光在工件中传播所用的最长时间为 D. 从工件DABC边射出的光线中，光在工件中传播所用的最长时间为 4. 智能手机中的电子指南针利用了重力传感器和霍尔元件来确定地磁场的方向。某个智能手机中固定着一个矩形薄片霍尔元件。四个电极分别为、、、，薄片厚度为，在、间通入恒定电流同时外加与薄片垂直的匀强磁场，、间的电压为，已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示。单位体积内正电荷的个数为，若仅某一物理变化时，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 2021年5月15日7时18分，我国首个火星探测器“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。已知探测器着陆过程中，取竖直向下为正方向，从某处开始计时至落地时的图像如图所示，实线为抛物线，倾斜虚线a为原点处实线的切线，水平虚线b为最高点处实线的切线，虚线b的纵坐标为，虚线a、b交点的横坐标为，则关于过程中的以下判断正确的是（　　） A. 加速度逐渐减小 B. 速度逐渐增大 C. 平均速度为 D. 用量角器量出虚线a与t轴夹角的正切值即为0时刻速度大小 6. 中国汽车拉力锦标赛是我国级别最高，规模最大的汽车赛事之一，其赛道有很多弯道。某辆赛车在一段赛道内速度大小由2v变为4v，随后一段赛道内速度大小由5v变为7v，前后两段赛道内，合外力对赛车做的功分别为W1和W2，赛车的动量变化的大小分别为和，下列关系式可能成立的是（　　） A. B. C. D. 7. 一轻质弹簧一端固定在地面上，质量为的钢球从弹簧正上方处自由下落，弹簧的最大压缩量为，弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子做简谐运动的周期，为弹簧劲度系数，重力加速度为（可能用到的数学知识：若，则），则小球从开始接触弹簧到第一次脱离弹簧所经历的时间为（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术。其原理如图，忽略雾化微粒的重力、相互间的作用力及空气阻力。则雾化微粒运动过程中（　　） A. 动能减少 B. 电势能减少 C. 轨迹与电场线重合 D. 从电势低位置到电势高位置 9. 半导体芯片制造中，常通过离子注入进行掺杂来改变材料的导电性能。如图是离子注入的工作原理示意图，离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，通过速度选择器的离子经过磁分析器和偏转系统，注入水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器中的电场强度的大小为E、方向竖直向上。速度选择器、磁分析器中的磁感应强度方向均垂直纸面向外，大小分别为B1、B2。偏转系统根据需要加合适的电场或者磁场。磁分析器截面的内外半径分别为R1和R2，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统下边缘与晶圆所在水平面平行，当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点）。整个系统置于真空中，不计离子重力及其进入加速电场的初速度。下列说法正确的是（　　） A. 可以利用此系统给晶圆同时注入带正电离子和带负电的离子 B. 从磁分析器下端孔N离开的离子，其比荷为 C. 如果偏转系统只加沿x轴正方向的磁场，则离子会注入到x轴正方向的晶圆上 D. 只增大加速电场的电压，可使同种离子注入到晶圆更深处 10. 1965年3月18日，前苏联宇航员列昂诺夫搭乘“上升2号”飞船，进行了人类的首次太空行走，期间由于宇航服故障，导致列昂诺夫无法回到飞船，悬停在了距离飞船5m的位置，如图所示（图中角度已知为37°）。此时，列昂诺夫携带着两个便携式氮气罐，可朝各个方向喷气，每个氮气罐喷气能够为他带来100N的反作用力。他依次实施了如下步骤： ①打开一个氮气罐，朝y轴正方向喷气1s后，关闭喷气； ②打开一个氮气罐，朝y轴负方向喷气1s后关闭，同时打开另一个氮气罐，朝x轴正方向喷气2s后，关闭喷气； ③打开一个氮气罐，朝x轴负方向喷气t时间，关闭喷气； 最终列昂诺夫恰好到达飞船，成功获救。假设列昂诺夫、宇航服和便携式氮气罐的总质量为100kg，不考虑喷出的气体质量，则下列说法正确的是（　　） A. 从开始喷气到获救，总用时为8s B. 步骤①完成后，距离下一次喷气的时间为 C. 整个过程中，未喷气的时间为3s D. 步骤③中， 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度大小”的实验。 （1）用螺旋测微器测量摆球的直径，如图所示，摆球的直径为___________mm。 （2）保持摆长不变，使小球做简谐运动，则下列最合理的装置是___________。 A. B. C. D. （3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。如图甲所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出 OM间细线的长度l，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同细线长度 l对应的周期T的数值后，他作出如图乙所示的1T²-l图像，并利用图像求重力加速度。若该图像的斜率为k，则重力加速度 g为___________。 A. k B. C. D. 12. 很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。 （1）某兴趣小组找到一块电阻式触摸屏单元，将其接入电路中，简化电路如图（b）。先将开关闭合到1让电容器充满电，再将开关切换到2，通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图（c）中画出了按压和不按压两种情况下电容器两端的电压U随时间变化的图像，则按压状态对应的图像应为图（c）中的___________（填“虚线”或“实线”）所示。 （2）粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有： A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）； B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）； C．电流表（量程为3mA，内阻为5Ω）； D．电流表（量程为60mA，内阻约为2Ω）； E．滑动变阻器（总阻值约为10Ω）； F．电阻箱，最大阻值为9999.9Ω。 G．开关S，导线若干。 ①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：___________。（写出一条即可） ②乙同学将电流表A1和电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的限值应调为_________Ω。 ③乙同学设计了图（e）所示的测量电路，为了尽量减小实验的系统误差，图中电阻箱右边的导线应该接_________（填“a”或“b”）；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表A1的示数和对应的电流表A2的示数，得到了图（f）所示的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为_________Ω（结果保留2位有效数字）。该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果________（填“有”或“没有”）影响。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定，然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶（如图a）。实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的封闭气体体积为V0，压强为p0，吸管内封闭气体的体积为V，“吸管潜水艇”的总质量为m，水的密度恒为ρ，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。 （1）缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体的内能如何变化？吸热还是放热？ （2）挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时（如图b），水面上方的气体体积减小了多少？（不考虑吸管厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等） 14. 如图甲所示，电阻不计的“U”形金属导轨固定在水平面上，两导轨间距。一质量的导体棒ab垂直放在导轨上，与导轨接触良好，接入电路中电阻，在垂直导轨平面的区域I和区域II中存在磁感应强度相同的匀强磁场。现用—根与轨道平面平行的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮将导体棒和质量的小球相连。导体棒从磁场外由静止释放后始终在导轨上运动，其运动v—t图像如图乙所示，重力加速度g取10。求： （1）导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数μ； （2）磁场区域的磁感应强度； （3）导体棒在穿过磁场区域II的过程中产生的焦耳热Q。 15. 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求 （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离； （3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $