精品解析：四川省成都市树德中学2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题

树德中学高2022级高三下学期物理开学考试 一、单项选择题（每小题4分，共28分，每个小题只有一个选项符合题目要求） 1. 北京时间2023年10月3日傍晚，诺贝尔物理学奖揭晓。皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒脉冲光方面所做出的贡献获奖。电子需要150阿秒才能绕氢原子核运行一周，微观世界的时间尺度如图所示。若光周期由飞秒到阿秒量级，下列说法正确的是（　　） A. 波长变短 B. 波长不变 C. 周期变长 D. 光子能量不变 【答案】A 【解析】 【详解】C．由图可知光脉冲由飞秒到阿秒量级，周期变短， 故C错误； AB．由 光在真空中速度不变，周期减小，波长变短，故A正确，故B错误； D．周期变短，频率变大，由 光子能量变大，故D错误。 故选A。 2. 某同学通过Tracker软件（视频分析和建模工具）研究羽毛球运动轨迹与初速度的关系。如图所示为羽毛球的一条运动轨迹，击球点在坐标原点O，a点为运动轨迹的最高点，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球水平方向的运动为匀速直线运动 B. a点羽毛球只受重力 C. 羽毛球下降过程处于超重状态 D. 羽毛球在空中运动过程中，机械能不断减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．若羽毛球整个运动过程只受重力作用，则最高点a应在运动轨迹的正中间；而现在a点在运动轨迹偏右则，说明上升和下降的时间不相等，故上升和下降的加速度不相同，所以羽毛球在空中运动过程中除受到重力外还始终受到空气阻力，故水平方向的运动不是匀速直线运动，故AB错误； C．下降过程中羽毛球具有竖直向下的加速度，处于失重状态，故C错误。 D．羽毛球在空中运动过程中空气阻力做负功，机械能不断减小，故D正确； 故选D。 3. “冷光灯 ”照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在灯泡后面放 置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在真空中的波长，n 为薄膜对该光的折射率，不计半波损失，则所镀薄膜的厚度最小应为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当薄膜前后表面反射光线的光程差为半波长的奇数倍时，薄膜两个界面上的反射光相干涉后互相削弱，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，则 （n=0，1，2，3…） 解得 （n=0，1，2，3…） 故厚度d的最小值为，其中为红外线在薄膜中的波长，由题意可知 则 故选A。 4. 如图为一位练武者表演武功中的平衡术。将一根刚性杆斜立在水平地面上，他迅速将一只脚踩在杆上，用另一只脚的脚背在杆上部的某处勾住，整个身体能在杆上处于静止状态。不计杆的质量，以下说法正确的是（　　） A. 地面对杆的摩擦力方向水平向左 B. 人的重心一定在杆下端的正上方 C. 人的两脚对杆的摩擦力的合力方向沿杆向上 D. 杆对人的两脚的作用力方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．将杆与人视为整体，根据平衡条件可知，整体只受到重力与水平地面提供的竖直向上的支持力作用，地面对杆的摩擦力为零，A错误； B．因不计杆的质量，且水平地面提供的支持力的作用点在杆的下端，故人的重心一定在杆下端的正上方，B正确； C．人整体相对杆有向下滑的趋势，故人的两脚受到的摩擦力的合力方向沿杆向上，根据牛顿第三定律可知人的两脚对杆的摩擦力的合力方向沿杆向下，C错误； D．人受到竖直向下的重力、杆对人两脚的作用力，根据平衡的三力汇交原理可知，杆对人的两脚的作用力方向不同，D错误。 故选B。 【点睛】杆对某脚的作用力即为杆对该脚所施加的各个力的合力。杆对下脚的摩擦力方向是沿杆向上的，但杆对上脚的摩擦力可能沿杆向上，也可能沿杆向下，还可能恰好没有摩擦力，研究人的受力，根据平衡的三力汇交原理，可能有如下三种情况。 5. 某国产手机新品上市，持有该手机者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话。为用户提供语音、数据等卫星通信服务的“幕后功臣”正是中国自主研制的“天通一号”卫星系统，该系统由“天通一号”01星、02星、03星三颗地球静止卫星组成。已知地球的自转周期为T，地球的半径为R，该系统中的卫星距离地面的高度为h，电磁波在真空中的传播速度为c，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 可求出地球的质量为 B. “天通一号”01星的向心加速度小于静止在赤道上的物体的向心加速度 C. “天通一号”01星若受到稀薄空气阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，运行速度会逐渐变小 D. 该手机向此卫星系统发射信号后，至少需要经过时间，手机才能接收到信号 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，有 可知地球的质量为 故A错误； B．根据 可知“天通一号”01星的向心加速度 静止在赤道上的物体的向心加速度 则，故B错误； C. “天通一号”01星若受到阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，即轨道半径会逐渐减小，根据 有 可知r变小，v变大，故C错误； D. 该手机信号从发射到返回至该手机，路程至少为2h，所需时间至少为 故D正确。 故选D。 6. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为，匝数为，边长为，单位长度电阻值为，且磁场宽度大于。下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑 D. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场的过程，磁通量增加，根据楞次定律，可判断出，感应电流的方向为，故A错误； B．在线圈进入磁场过程中，受到沿方向的安培力作用；由于线圈匀速运动，由二力平衡可知，线圈受到的摩擦力方向为方向，且与安培力大小相等。 根据牛顿第三定律可知，线圈对传送带的摩擦力始终沿方向，最大值为 又有， 解得 故B错误； C．线圈质量不变，材料不变，边长不变，匝数变成2倍，则导线长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据可知，电阻变为原来的4倍，又因为此时安培力的最大值为 又有 解得 可知，线框受到的安培力的最大值不变，而最大静摩擦力为不变，所以在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为2N的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑，故C正确； D．线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 故D错误。 故选C。 7. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，振荡原理可以理解为：如图所示，以O为原点建立x轴，区域有匀强电场沿x轴负方向，其电场强度，区域有非匀强电场沿x轴正方向，其电场强度，一带负电粒子质量为，电荷量大小为，从处P点由静止释放，粒子仅在静电力作用下在x轴上往返运动。已知质点做简谐振动周期公式（m为质点质量，k为振动系数），设原点O处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的最大速度为 B. 粒子运动到原点O右侧最低电势为 C. 粒子运动的周期为 D. 粒子向右运动距O点的最远距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子运动到点时速度最大，由动能定理有 解得 故A错误； B．根据题意可知，粒子运动到原点右侧最远点时电势最低为，运动过程中只有电场力做功，由能量守恒定律有 解得 故B错误； C．粒子在电场中单程运动的时间为 粒子在电场中受电场力 则 粒子在电场中做简谐振动，根据简谐振动周期公式 粒子运动周期为 故C正确； D．从点向右最远运动距离，由动能定理有 解得 故D错误。 故选C。 二、多项选择题（每小题6分，共18分，每个小题有多个选项符合题目要求，选不全得3分。） 8. 如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，气缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，气缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体（　　） A. 对外做正功 B. 内能减小 C. 温度升高，分子平均动能增加 D. 分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加 【答案】CD 【解析】 【详解】A．活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体被压缩，外界对气体做正功。故A错误； B．外界对气体做正功，活塞迅速下压，可近似看成是绝热过程，则由热力学第一定律 可知，气体内能增加。故B错误； C．理想气体内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增加。故C正确； D．根据理想气体的状态方程 气体体积减小，温度升高，则气体压强增大，即分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加。故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想变压器原线圈上。标有“”的灯泡正常发光，交流散热风扇正常工作，风扇的内阻为，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为，导线电阻不计，不计灯泡电阻的变化，且。以下判断正确的是（ ） A. 从图示位置开始，当矩形线圈转过时，线圈中的电流方向为 B. 风扇输出的机械功率是 C. 原副线圈的匝数比 D. 若风扇所在支路发生断路故障，灯泡的功率变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从图示位置开始，当矩形线圈转过时穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知线圈中的电流方向为，故A正确； B．当灯泡L正常发光时，灯泡和电风扇两端的电压为220V，通过灯泡的电流为 通过风扇的电流为 电风扇的输入功率为 电风扇的热功率为 所以风扇输出的机械功率是 故B错误； C．矩形线圈切割磁感线产生的电压有效值为，根据理想变压器原副线圈的匝数比和电流，电压的关系得 又 解得 故C错误； D．由原，副线圈电压之比，电流之比与线圈匝数之比的关系有， 可得 可将发电机和变压器看作等效电源，等效电动势 等效内阻 若风扇所在支路发生断路故障，则副线圈负载电阻变大，则电流减小，电压变大，由 可知灯泡L的功率变大，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，两根间距为1m足够长平行金属导轨由两部分构成，倾斜导轨与水平面的夹角为30°且平滑连接，质量为2.0kg的导体棒乙放在水平导轨上，倾斜导轨的底端虚线1与水平导轨虚线2之间存在匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为2T，质量为0.5kg的导体棒甲由倾斜导轨上静止释放，导体棒甲的释放点到虚线1的距离为x，两虚线之间的距离为s，假设所有的碰撞均无机械能损失，忽略一切摩擦以及导体棒经过虚线1时的机械能损失，整个过程两导体棒始终保持与导轨垂直且有良好的接触。已知两导体棒的电阻均为3Ω，两导体棒的长度均为1m，不计导轨电阻，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则导体棒甲刚越过虚线1时加速度大小为 B. 导体棒甲从虚线1开始在磁场中运动0.5m的过程中通过横截面的电荷量为 C. 若导体棒甲能越过虚线2，则甲从1到2的过程速度的变化量大小与s成正比 D. 若、，则两导体棒能发生第二次碰撞 【答案】BC 【解析】 【详解】A．导体棒甲沿导轨下滑时只有重力做功，则导体棒的机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得 导体棒甲滑到倾斜导轨底端后开始做切割磁感线运动，导体棒甲中产生的感应电动势为 回路中感应电流为 导体棒甲所受的安培力大小为 由牛顿第二定律得 故A错误； B．导体棒甲在两虚线间运动时产生的平均感应电动势为 回路中的平均感应电流为 又由于 ， 整理得 代入数据解得 故B正确； C．两虚线之间的距离为s，结合B选项的解析规律可知 导体棒甲从1到2的过程，由动量定理得 所以有 由以上联立得 显然该过程中导体棒甲速度的变化量大小与s成正比，故C正确； D．结合上述有 可知，当时，导体棒甲由1到2速度减小 设导体棒甲的释放点到虚线1的距离为刚好发生第二次碰撞，导体棒甲释放到虚线1有 则有 导体棒甲第一次越过虚线2速度为 两导体棒发生碰撞的过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 ， 解得 、 导体棒甲再次向右回到虚线2时的速度为 欲使两导体棒发生第二次碰撞，应有 解得 D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共16分。 11. 某小组探究小球做平抛运动的规律。 步骤一：探究平抛运动竖直分运动的特点 在如图甲所示实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落。 （1）请预测可能观察到的实验现象是：_____。 （2）分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现实验现象类似。上述实验表明，平抛运动在竖直方向分运动为：_____。 步骤二：探究平抛运动水平分运动的特点 让小球从如图乙装置上由静止释放，用手机录像功能拍摄小球做平抛运动的过程。录像每秒30帧，即每相邻两帧的时间间隔为。现采用逐帧分析的办法，拼叠各帧画面，还原小球平抛运动轨迹如图丙。标记1、2、3分别为小球运动轨迹上相邻三帧的位置，坐标分别用、表示，以下角标作为区分。 （1）标记1、3两处的时间间隔为：_____。 （2）O为抛出点，且。若要证明水平分运动为匀速直线运动，则需证明比例式：_____成立。 【答案】 ①. 在误差允许的范围内两球同时落地或听到同时落地的撞击声 ②. 自由落体运动 ③. ④. 【解析】 【详解】步骤一（1）[1]根据平抛运动规律可知，可观察到的现象是：在误差允许的范围内两球同时落地或者听到同时落地的撞击声； （2）[2]实验表明平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动； 步骤二（1）[3]由于每相邻两帧的时间间隔为，则标记1、3两处的时间间隔为 （2）[4]O为抛出点，且，根据匀变速直线运动规律可知时间之比为，若水平方向为匀速直线运动，则根据水平方向匀速直线运动规律 可知 12. 某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材研究两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线。 （1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 （2）若定值电阻，令，，由图乙中实验图线的拟合方程可得，电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （3）根据实验测得的电池的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为x=________Ω，y=________W（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1）12.0 （2） ①. ②. 2.0 （3） ①. 2.0 ②. 0.22 【解析】 【小问1详解】 由电阻箱的读数规则可知，此时电阻箱的读数为 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律有 整理则有 结合题中图线的解析式，有 解得 [2]由 解得 【小问3详解】 [1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有 结合题图有 由之前的分析可知 题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当x=r时，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以 四、解答题 13. 春秋末年，齐国著作《考工记：轮人》篇中记载：“轮人为盖”，“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而溜远。”意思是车盖中央高而四周低，形成一个斜面，泄水很快，而且水流的更远。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，伞底圆面水平。过支撑轴的截面图简化为如图乙所示的等腰三角形，底面半径恒定为r，底角为。取不同的值时，自车盖顶端A由静止下滑的水滴（可视为质点）沿斜面运动的时间不同。已知重力加速度为g，不计水滴与伞面间的摩擦力和空气阻力。 （1）倾角为多大时，水滴下滑时间最短，并求出最短时间； （2）满足（1）问条件，在车盖底面下方的水平面内有一长为L＝r的水平横梁（可看成细杆），横梁位于支撑轴正前方，其俯视图如图丙所示，横梁的垂直平分线过支撑轴。现保持车辆静止，大量水滴沿车盖顶端由静止向各方向滑下，整个横梁恰好“被保护”不被淋湿。求水平面内横梁中点到支撑轴的距离d。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）水滴沿伞面下滑过程中有 ① ② 由①②得 又，则当时水滴滑落伞面时间最短，解得 （2）水滴沿伞面下落过程有 ③ 水滴离开伞后做斜下抛运动，且有：水平和竖直两个分速度 ④ 竖直方向 ⑤ 水平方向 ⑥ 由题意几何关系可知 ⑦ 由③~⑦式得 14. 真空中有如图甲所示的太阳风（设为质子）模拟实验装置。实验中模拟太阳风在的范围内，以的速度沿x轴负方向运动，图甲中虚拟曲面EFGH与xOz平面相切于Oz轴，该曲面与xOy平面的交线是一条抛物线OM，曲面与yOz平面内存在沿y轴负方向的匀强电场，其场强。在xOy平面内通过曲线OM进入电场区域的质子均经过原点O。在yOz平面左侧空间某区域有沿z轴负方向的匀强磁场B1。其场强，质子通过磁场后，从yOz平面进入左端开口的固定容器D，容器D的长度，整个装置在xOy平面内的截面图如图乙所示。已知质子的质量和电荷量为，。不计质子间的相互作用。 （1）请写出满足条件的OM曲线的函数方程（请写出的形式）； （2）求质子在第三象限中可能经历的所有轨迹对应的面积（在xoy平面内）； （3）若单位时间内通过曲面EFGH的质子数个，容器内同时存在沿x轴正方向的匀强电场（）和匀强磁场（未知），设所有质子均装进容器，且与容器光滑侧壁发生弹性碰撞，最终均被右侧面PQ吸收。求质子对容器产生的x方向压力F。 【答案】（1） （2） （3）1.336N 【解析】 小问1详解】 设从处射入电场 由类平抛运动知识得 解得满足条件的OM曲线的函数方程为 【小问2详解】 由洛伦兹力提供向心力 可得 由几何关系可得 代入数据解得 因为从入射的质子轨道为最左边界（半圆），从入射的质子轨迹如图 所以所求面积为 【小问3详解】 因为粒子进入D的 之后水平方向匀加速，垂直x方向运动不用考虑 所以到达PQ时 对质子流由动量定理 所以质子对容器产生的x方向压力为 15. 如图甲，固定点O处悬挂长为L轻质细绳，末端拴接一个质量为m的小球，在O点正下方处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置，由静止释放小球，当细绳摆至竖直位置时，被细钉挡住，此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙，O点下方的光滑水平面上有一凹槽，凹槽左右挡板内侧间的距离也为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量为m的小物块，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ＝0.1。物块与凹槽一起以速度向左运动，小球从图乙所示位置由静止释放，释放时细线与水平方向间的夹角为α且sinα＝0.3。当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞，小球被弹回，同时凹槽被原速率弹回。此后小球摆到右侧后无法做完整的圆周运动，而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动，小球做抛体运动的轨迹与所在直线交于E点（图中未画出）。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求 （1）点到O点的距离； （2）凹槽的质量M； （3）E点到圆轨道最低点的距离； （4）若，小球和凹槽在轨道最低点相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离x及从碰撞后到共速所经历的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3）0；（4）， 【解析】 【详解】（1）设圆周的最高点C的速度为，圆周的半径为R，满足重力刚好提供向心力 从开始摆下的位置到圆周最高点过程，根据机械能守恒 联立解得 ， （2）没从位置摆下后碰前的速度为，根据机械能守恒 解得 因为碰后凹槽原速率反弹，根据弹性碰撞的特点，说明小球也是原速率反弹且小球和小车组成系统动量守恒，即总动量为零。 解得 （3）设与水平方向夹角为时脱离圆轨道的速度为，在此位置的牛顿第二定律 因为小球原速率反弹，可以从a位置由静止摆下到脱离圆轨道过程中 解得 ， 脱离轨道后，根据抛体运动的特点，水平竖直正交分解 ， 可得 ， 因为 所以到轨道最低点的距离为零。 （4）根据动量守恒 根据功能关系 联立解得 所以共速时到右端的距离为 设开始相对运动二者的速度为 方向向右 方向向左；凹槽的位移 物块的位移 且有 联立可得 整理得 解得 凹槽与小物块第一次碰后，由 可得 所以 以此类推 令 得 所以碰撞了4次后又相对运动了后，凹槽和小物块相对静止向右匀速运动。所以总时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 树德中学高2022级高三下学期物理开学考试 一、单项选择题（每小题4分，共28分，每个小题只有一个选项符合题目要求） 1. 北京时间2023年10月3日傍晚，诺贝尔物理学奖揭晓。皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒脉冲光方面所做出的贡献获奖。电子需要150阿秒才能绕氢原子核运行一周，微观世界的时间尺度如图所示。若光周期由飞秒到阿秒量级，下列说法正确的是（　　） A. 波长变短 B. 波长不变 C. 周期变长 D. 光子能量不变 2. 某同学通过Tracker软件（视频分析和建模工具）研究羽毛球运动轨迹与初速度的关系。如图所示为羽毛球的一条运动轨迹，击球点在坐标原点O，a点为运动轨迹的最高点，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球水平方向的运动为匀速直线运动 B. a点羽毛球只受重力 C. 羽毛球下降过程处于超重状态 D. 羽毛球在空中运动过程中，机械能不断减小 3. “冷光灯 ”照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在灯泡后面放 置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在真空中的波长，n 为薄膜对该光的折射率，不计半波损失，则所镀薄膜的厚度最小应为（　　） A. B. C. D. 4. 如图为一位练武者表演武功中的平衡术。将一根刚性杆斜立在水平地面上，他迅速将一只脚踩在杆上，用另一只脚的脚背在杆上部的某处勾住，整个身体能在杆上处于静止状态。不计杆的质量，以下说法正确的是（　　） A. 地面对杆的摩擦力方向水平向左 B. 人的重心一定在杆下端的正上方 C. 人的两脚对杆的摩擦力的合力方向沿杆向上 D. 杆对人的两脚的作用力方向相同 5. 某国产手机新品上市，持有该手机者即使在没有地面信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话。为用户提供语音、数据等卫星通信服务的“幕后功臣”正是中国自主研制的“天通一号”卫星系统，该系统由“天通一号”01星、02星、03星三颗地球静止卫星组成。已知地球的自转周期为T，地球的半径为R，该系统中的卫星距离地面的高度为h，电磁波在真空中的传播速度为c，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 可求出地球质量为 B. “天通一号”01星的向心加速度小于静止在赤道上的物体的向心加速度 C. “天通一号”01星若受到稀薄空气阻力的影响，运行轨道会逐渐降低，运行速度会逐渐变小 D. 该手机向此卫星系统发射信号后，至少需要经过时间，手机才能接收到信号 6. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为，匝数为，边长为，单位长度电阻值为，且磁场宽度大于。下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑 D. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 7. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，振荡原理可以理解为：如图所示，以O为原点建立x轴，区域有匀强电场沿x轴负方向，其电场强度，区域有非匀强电场沿x轴正方向，其电场强度，一带负电粒子质量为，电荷量大小为，从处P点由静止释放，粒子仅在静电力作用下在x轴上往返运动。已知质点做简谐振动周期公式（m为质点质量，k为振动系数），设原点O处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的最大速度为 B. 粒子运动到原点O右侧最低电势为 C. 粒子运动的周期为 D. 粒子向右运动距O点的最远距离为 二、多项选择题（每小题6分，共18分，每个小题有多个选项符合题目要求，选不全得3分。） 8. 如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，气缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，气缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体（　　） A. 对外做正功 B. 内能减小 C. 温度升高，分子平均动能增加 D. 分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加 9. 如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想变压器原线圈上。标有“”的灯泡正常发光，交流散热风扇正常工作，风扇的内阻为，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为，导线电阻不计，不计灯泡电阻的变化，且。以下判断正确的是（ ） A. 从图示位置开始，当矩形线圈转过时，线圈中电流方向为 B. 风扇输出的机械功率是 C. 原副线圈的匝数比 D. 若风扇所在支路发生断路故障，灯泡的功率变大 10. 如图所示，两根间距为1m足够长平行金属导轨由两部分构成，倾斜导轨与水平面的夹角为30°且平滑连接，质量为2.0kg的导体棒乙放在水平导轨上，倾斜导轨的底端虚线1与水平导轨虚线2之间存在匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为2T，质量为0.5kg的导体棒甲由倾斜导轨上静止释放，导体棒甲的释放点到虚线1的距离为x，两虚线之间的距离为s，假设所有的碰撞均无机械能损失，忽略一切摩擦以及导体棒经过虚线1时的机械能损失，整个过程两导体棒始终保持与导轨垂直且有良好的接触。已知两导体棒的电阻均为3Ω，两导体棒的长度均为1m，不计导轨电阻，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则导体棒甲刚越过虚线1时加速度大小为 B. 导体棒甲从虚线1开始在磁场中运动0.5m的过程中通过横截面的电荷量为 C. 若导体棒甲能越过虚线2，则甲从1到2的过程速度的变化量大小与s成正比 D. 若、，则两导体棒能发生第二次碰撞 三、实验题：本题共16分。 11. 某小组探究小球做平抛运动的规律。 步骤一：探究平抛运动竖直分运动的特点 在如图甲所示实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落。 （1）请预测可能观察到实验现象是：_____。 （2）分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现实验现象类似。上述实验表明，平抛运动在竖直方向分运动为：_____。 步骤二：探究平抛运动水平分运动的特点 让小球从如图乙装置上由静止释放，用手机录像功能拍摄小球做平抛运动的过程。录像每秒30帧，即每相邻两帧的时间间隔为。现采用逐帧分析的办法，拼叠各帧画面，还原小球平抛运动轨迹如图丙。标记1、2、3分别为小球运动轨迹上相邻三帧的位置，坐标分别用、表示，以下角标作为区分。 （1）标记1、3两处的时间间隔为：_____。 （2）O为抛出点，且。若要证明水平分运动为匀速直线运动，则需证明比例式：_____成立。 12. 某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材研究两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线。 （1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 （2）若定值电阻，令，，由图乙中实验图线的拟合方程可得，电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （3）根据实验测得的电池的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为x=________Ω，y=________W（结果均保留2位有效数字）。 四、解答题 13. 春秋末年，齐国著作《考工记：轮人》篇中记载：“轮人为盖”，“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而溜远。”意思是车盖中央高而四周低，形成一个斜面，泄水很快，而且水流的更远。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，伞底圆面水平。过支撑轴的截面图简化为如图乙所示的等腰三角形，底面半径恒定为r，底角为。取不同的值时，自车盖顶端A由静止下滑的水滴（可视为质点）沿斜面运动的时间不同。已知重力加速度为g，不计水滴与伞面间的摩擦力和空气阻力。 （1）倾角为多大时，水滴下滑时间最短，并求出最短时间； （2）满足（1）问条件，在车盖底面下方的水平面内有一长为L＝r的水平横梁（可看成细杆），横梁位于支撑轴正前方，其俯视图如图丙所示，横梁的垂直平分线过支撑轴。现保持车辆静止，大量水滴沿车盖顶端由静止向各方向滑下，整个横梁恰好“被保护”不被淋湿。求水平面内横梁中点到支撑轴的距离d。 14. 真空中有如图甲所示太阳风（设为质子）模拟实验装置。实验中模拟太阳风在的范围内，以的速度沿x轴负方向运动，图甲中虚拟曲面EFGH与xOz平面相切于Oz轴，该曲面与xOy平面的交线是一条抛物线OM，曲面与yOz平面内存在沿y轴负方向的匀强电场，其场强。在xOy平面内通过曲线OM进入电场区域的质子均经过原点O。在yOz平面左侧空间某区域有沿z轴负方向的匀强磁场B1。其场强，质子通过磁场后，从yOz平面进入左端开口的固定容器D，容器D的长度，整个装置在xOy平面内的截面图如图乙所示。已知质子的质量和电荷量为，。不计质子间的相互作用。 （1）请写出满足条件的OM曲线的函数方程（请写出的形式）； （2）求质子在第三象限中可能经历的所有轨迹对应的面积（在xoy平面内）； （3）若单位时间内通过曲面EFGH的质子数个，容器内同时存在沿x轴正方向的匀强电场（）和匀强磁场（未知），设所有质子均装进容器，且与容器光滑侧壁发生弹性碰撞，最终均被右侧面PQ吸收。求质子对容器产生的x方向压力F。 15. 如图甲，固定点O处悬挂长为L的轻质细绳，末端拴接一个质量为m的小球，在O点正下方处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置，由静止释放小球，当细绳摆至竖直位置时，被细钉挡住，此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙，O点下方的光滑水平面上有一凹槽，凹槽左右挡板内侧间的距离也为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量为m的小物块，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ＝0.1。物块与凹槽一起以速度向左运动，小球从图乙所示位置由静止释放，释放时细线与水平方向间的夹角为α且sinα＝0.3。当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞，小球被弹回，同时凹槽被原速率弹回。此后小球摆到右侧后无法做完整的圆周运动，而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动，小球做抛体运动的轨迹与所在直线交于E点（图中未画出）。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求 （1）点到O点的距离； （2）凹槽的质量M； （3）E点到圆轨道最低点的距离； （4）若，小球和凹槽在轨道最低点相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离x及从碰撞后到共速所经历的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$