精品解析：2025届湖南省长沙市周南中学高三下学期模拟考试（三）物理试卷

长沙市周南中学2025届高三物理模拟试卷（三） 时间75分钟分值100分 一、单选题：（本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 元素（钋）发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天。下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了α衰变 B. 该核反应中发生了β衰变 C. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D. 该核反应过程中的质量亏损为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子，则该核反应中发生了α衰变，选项A正确，B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误； D．根据E=∆mc2 可知该核反应过程中的质量亏损为 选项D错误。 故选A。 2. 标有“6V、3W” 的灯泡接在正弦式交流电源上，正常发光，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 通过灯泡的电流表达式 B. 交变电流每秒电流方向改变50次 C. 灯泡一分钟内消耗的电能为3J D. 灯泡两端电压的峰值为6V 【答案】A 【解析】 【详解】A．流过灯泡的电流 电流最大值 周期T=0.02s，则 可知通过灯泡的电流表达式 选项A正确； B．一个周期内电流方向改变2次，则交变电流每秒电流方向改变100次，选项B错误； C．灯泡一分钟内消耗的电能为E=Pt=3×60J=180J 选项C错误； D．灯泡两端电压的峰值为6V，选项D错误。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的足球在地面的1位置由静止被踢出后落到水平地面的3位置，运动轨迹为虚线所示。足球在空中达到的最高点2的高度为h，速度为v。已知1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离。足球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程机械能守恒 B. 人对足球做的功大于 C. 足球在位置2时的加速度等于g D. 足球从位置2到位置3，动能的增加量等于mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．若足球运动过程中不受空气阻力作用，则物体运动轨迹应关于过最高点与水平面的垂线对称，根据题意1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离可知足球受到空气阻力作用，则空气阻力对足球做负功，足球在空中运动过程机械能减少，故A错误； B．设地面为零势能面，人对足球做的功等于球在最高点的机械能（）加上足球克服空气阻力做的功，即人对足球做的功大于，故B正确； C．足球在位置2时竖直方向的加速度为g，水平方向速度不为零，即水平方向受到空气阻力，水平方向加速度不为零，根据矢量的合成可知足球在位置2时的加速度大于，故C错误； D．足球从位置2到位置3，根据动能定理可知动能的增加量等于重力做的功（）减去克服空气阻力做的功，即足球从位置2到位置3，动能的增加量小于mgh，故D错误。 故选B。 4. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 【答案】C 【解析】 【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示 由几何关系可知 解得 根据折射定律有 故C正确； A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为 故A错误； B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足 又 sinθ<sinC 则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误； D．根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距 则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。 故选C。 5. 太极图形象地表达了阴阳相互转化、相互统一的形式美与和谐美。图为由绝缘框架构成的太极图形，O为大圆圆心，O1为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O1、O2在同一竖直线上，A、B为大圆水平直径的两个顶点，C、D为大圆竖直直径的两个顶点，P、Q分别是AO和BO的中点。整个框架单位长度所带电荷量均相等，其中圆弧O—D—B—C带正电，圆弧O—C—A—D带负电，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. O点的电场强度为0 B. O1、O2两点的电场强度相等 C. O1、O2两点的电势相等 D. P、Q两点的电势相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．把太极图沿竖直直径分成左右两部分，根据对称性，左右两部分在O点产生的场强大小相等，但方向并非相反（因为左右部分电荷分布关于竖直直径不对称） ，故O点合场强不为0，故A错误； B．电场线从正电荷出发终止于负电荷，画出该图电场线，由对称性可知，O1、O2两点的电场强度大小相等，方向相同，即O1、O2两点的电场强度相等，故B正确； C．靠近负电荷电势低，靠近正电荷电势高。点靠近负电荷，点靠近正电荷，所以点电势低于点电势，故C错误； D．P靠近负电荷，Q靠近正电荷，故Q点电势高于P点电势，故D错误。 故选B。 6. 翡翠湖公园有一水流造景设施的截面如图所示，水平喷水口P横截面积为S、喷水的流速恒定为v，从P喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面AC上的B处，速度瞬间变为零，之后沿斜面流下。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　） A. 水流单位时间撞到B处的体积 B. 水流在B处的速度 C. 水流对B处的冲击力 D. 空中水的质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．水流单位时间撞到B处的体积等于水流单位时间撞通过水平喷水口的体积，即体积为 故A错误； B．水流从P到B做平抛运动，平抛初速度为，由于水柱恰好能垂直撞到斜面，几何关系可知在B的速度方向与水平方向成，则有 故B错误； C．设时间内有质量为的水撞击斜面，设该过程斜面给水的支持力为N，规定方向为正方向，由动量定理有 因为 联立解得 根据牛顿第三定律可得，水流对B处的冲击力 故C错误； D．结合B选项分析，由平抛规律可得水流在B的竖直方向速度 故平抛时间为 所以空中水的质量 故D正确。 故选D。 二、多选题（每小题有多个选项符合题意。全部选对得5分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。） 7. 频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1、S2同时垂直平面开始振动，其中M点的振动图像如图所示，则（　　） A. 两列波的波长为2m B. 两列波的起振方向均沿x正方向 C. S1和S2，在平面内不能产生干涉现象 D. 两列波的振幅分别为3cm和2cm 【答案】BD 【解析】 【详解】根据图像可知时M点开始向上振动，故此时一列波传播到M点，起振方向向上，时波形开始改变，说明另一列波传播到M点，此时两列波平衡位置都传到M点，第一列波使M点向下振动，之后振幅减小，则此时M点振动减弱，可知第二列波使M点向上振动。 A．S1、S2到M的距离之差为6m，由图可知两列波传到M点的时间差为3s，则波速为 故波长为，故A错误； B．根据前面分析可知两列波刚传到M点时均使M点向上振动，故两列波的起振方向均沿x正方向，故B正确； C．两列波频率相等，在平面内能产生干涉现象，故C错误； D．由和时的位移知第一列的振幅为3cm，第二列波的振幅为，故D正确。 故选BD。 8. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星（MEO）、3颗地球静止同步轨道卫星（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）共30颗卫星组成（都绕地球做圆周运动）。已知地球半径为R，地球同步卫星到地心的距离为kR，中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期T的一半，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 地球静止同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度大小都相等 B. 某时刻B、C两卫星相距最近，则再经，两卫星间距离为 C. 中圆地球轨道卫星C的速度小于地球静止同步轨道卫星A的速度 D. 中圆地球轨道卫星C的势能小于倾斜地球同步轨道卫星B的势能 【答案】AB 【解析】 【详解】A．地球静止同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的周期相等，轨道半径相等，则向心加速度大小都相等，A正确； B．某时刻B、C两卫星相距最近，则再经，B卫星运动半周，C卫星运动一周，此时两卫星相距最远，距离为两者轨道半径之和。对于B、C卫星，由开普勒第三定律得 解得，故B正确； C．根据 可得，可知A卫星的速度大于B卫星，故C错误； D．由于不知道卫星B、C的质量，所以无法比较两者的势能，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小和磁场中的运动时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定过圆心，由于粒子能经过c点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图所示，设粒子做圆周运动的半径为r，由几何关系可知 解得 根据牛顿第二定律得 联立解得 磁场中的运动时间为，故AD正确，BC错误。 故选AD。 10. 如图甲所示，质量均为m的物块P与物块Q之间拴接一轻质弹簧，静止在光滑的水平地面上，物块P与竖直墙面接触，初始时弹簧处于压缩状态并被锁定，弹簧的弹性势能大小为，时刻解除锁定，规定向右为正方向，图乙是物块Q在时间内运动的图。下列判断正确的是（　　） A. 0~时间内，物块P、Q以及弹簧组成的系统机械能、动量都守恒 B. 0~时间内，墙对P的冲量大小为 C. 0~时间内，合外力对物体Q做功为 D. ~时间内，图线与t轴所围的面积大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．由图知，时刻物块Q的加速度为0，此时弹簧恰好恢复原长，物块P刚要运动，时刻物块Q运动的加速度最大，且为负值，此时弹簧被拉得最长，物块P、Q的速度相同。弹簧恢复原长过程，由机械能守恒定律 解得时刻物块Q的速度大小 则时间内，墙对系统的冲量 故此阶段物块P、Q以及弹簧组成的系统动量不守恒，机械能不守恒，在时间内，对物块P、Q以及弹簧组成的系统，由动量守恒定律 解得时刻物块P和Q的速度大小均为 由动能定理知，内合外力对物块Q做功，故A错误，BC正确； D．由图知，时刻物块Q的加速度为0，此时弹簧恰好恢复原长，在时间内，对物块P、Q以及弹簧组成的系统，由动量守恒定律 由机械能守恒定律 联立知，时刻物块Q的速度 则内物块Q速度变化量 可见内图线与t轴所围的面积大小为，故D错误。 故选BC。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学设计了如图1所示实验装置，来验证“机械能守恒定律”。所用实验器材有：铁架台、小圆柱体、光电门计时器、带量角器的参考背景板等。主要实验步骤如下： ①用直尺测量摆线长L（作为摆长）；用游标卡尺测量小圆柱体的直径d，结果如图2所示。 ②按图1安装好实验器材，使小圆柱体下摆时，其中心经过固定在O点正下方的光电门。 ③用手拉住小圆柱体，使细线稍稍绷紧，记录下摆夹角，然后打开光电门计时器，将小圆柱体由静止释放，记录小圆柱体第一次经过光电门的遮光时间。 ④改变小圆柱体的下摆夹角，多次重复步骤③。 ⑤记录多组、数据，并绘制出图像，如图3所示。 已知小圆柱体的质量为m，当地重力加速度大小为g。回答下列问题： （1）小圆柱体的直径______cm。 （2）小圆柱体从静止释放到经过光电门的过程中，其动能的增加量为______（用m、d、表示）。 （3）若图3中图线斜率与理论值______（用g、L表示）近似相等，则成功验证了机械能守恒定律。 【答案】（1）1.040 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为，由图可知小圆柱体的直径为 【小问2详解】 小圆柱体经过光电门时的速度 由静外释放到经过光电门，其动能增加量 【小问3详解】 小圆柱体由静止释放到经过光电门过程中，重力势能减少量 若机械能守恒，则有 可得 即对应的图像斜率的理论值为 12. 某小区安装了智能座椅如图甲所示，该款座椅能通过太阳能电池板将太阳能转化成电能，给市民手机“补电”带来了便利。在无光照时该太阳能电池可视为一个电阻。 （1）某同学用欧姆表粗测太阳能电池无光照时的电阻，先用欧姆表“×10”挡粗测被黑布包裹的太阳能电池的电阻，发现指针从左端开始只偏转很小角度，为使测量结果更准确，需改用__________（选填“×100”或“×1”）挡位，并重新进行欧姆调零。 （2）另一同学利用如图乙所示的电路测量某光电池有光照的电动势和内阻，假设相同光照强度下该光电池的电动势不变。 实验器材规格如下： 电流表（量程为0~3mA、内阻）； 电流表（内阻忽略不计）； 电阻箱（最大阻值）； 滑动变阻器； 定值电阻。 a.该同学把电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表，则电阻箱应调至阻值______。 b.该同学用一稳定强度的光照射该电池，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值，读出电流表和电流表读数分别为、，得到曲线如图丙所示。用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为____________________（用、、表示）。 c.当时，随着减小，电池的电阻______（增大、减小、不变）；当示数为时，电池内阻消耗的功率为______（保留两位有效数字）。 【答案】（1）×100 （2） ①. 950.0 ②. ③. 增大 ④. 0.049 【解析】 【小问1详解】 [1]用欧姆表“×10”挡粗测太阳能电池的电阻，发现指针从左端开始只偏转很小角度，说明该太阳能电池的电阻较大，选取的倍率较小，所以要换用更大的倍率进行测量，为使测量结果更准确，需改用“×100”挡位。 【小问2详解】 [1]根据欧姆定律有 解得 [2]根据闭合回路欧姆定律有 变形可得 根据图像可得截距 当时，由图像可知 将数据代入上式解得 将内阻代入截距表达式得 [3][4]根据 可知斜率 当时，随着减小，斜率变大，则增大， 当示数为时， 电池内阻消耗的功率为 代入数据得 四、计算题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 如图所示，一定质量的气体放在体积为V0的导热容器中，室温T0=300K，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两空，B室的体积是A室体积的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长U形管，两侧水银柱高度差为76 cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，左室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压P = 76 cmHg。 （i）若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少? . （ii）若打开阀门K稳定后，给A空内的电阻丝通电，将A空内气体温度加热到750K，求此时A室内气体压强。 【答案】（i）； （ii） 【解析】 【分析】 【详解】（ⅰ）开始时，设A室内气体压强为，则 A室的体积为，阀门K打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则，体积设为，由玻意耳定律： 解得： B室内气体等温变化， ，， 由玻意耳定律： 解得： 则： 解得： （ⅱ）假设打开阀门后，气体从 =300K升到时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为，压强始终为，即为等压变化过程，则根据盖—吕萨克定律，有 解得： 因为=750K > 600K，所以温度从继续升高到=750K的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为，根据查理定律： 解得 14. 如图所示，一“U”形金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为的金属棒垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为的正方形区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系均为（SI），为常数（）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为，下方导轨的总电阻为。时，对施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为的匀加速直线运动，整个运动过程中与两边导轨接触良好。已知与导轨间动摩擦因数为，重力加速度大小为。不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）求闭合回路中感应电动势的大小，并写出中电流的方向； （2）求所受安培力的大小随时间变化的关系式； （3）求经过多长时间，对所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 【答案】（1），从流向 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律可得感应电动势的大小为 由楞次定律可知中电流的方向由指向。 【小问2详解】 金属棒在时间内的位移为 回路中的总电阻为 电流为 所受安培力的大小为 【小问3详解】 对金属棒ab由牛顿第二定律可得 当安培力取最大值时，拉力达到最大值，其中 由基本不等式可知 所以 当且仅当，即时，拉力的最大值为 15. 如图所示，质量为、长为的均匀长木板，其上表面光滑，下表面粗糙，静止平放在粗糙的水平桌面上，左端安有一竖直挡板。一质量为的小滑块静置在长木板的右端。现给小滑块一个水平向左的瞬时速度，小滑块与长木板发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小滑块恰好不会从长木板掉下。假设小滑块与竖直挡板的碰撞为弹性正碰，碰撞时间极短，桌面粗糙程度各处相同，桌面足够长，重力加速度大小为。求 （1）第一次碰撞后瞬间小滑块和长木板的速度大小； （2）长木板与桌面间的动摩擦因数； （3）长木板运动的总时间。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小滑块的初速度方向为正方向，第一次碰撞后瞬间小滑块和长木板的速度分别为和，碰撞瞬间根据系统动量守恒和机械能守恒可得， 联立解得， 【小问2详解】 发生第一次碰撞后，长木板做匀减速直线运动，小滑块做匀速直线运动，因为小滑块与长木板发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小滑块恰好不会从长木板掉下，所以长木板匀减速到与小滑块速度相等时二者相对位移恰好等于，设第一次碰撞后到二者速度相等所用时间为，长木板匀减速的加速度大小为，则有， 解得， 对长木板根据牛顿第二定律可得 解得 【小问3详解】 二者速度相等后，长木板继续匀减速至停止通过的位移和所用时间分别为， 这段时间内小滑块的位移为 因为 所以小滑块与长木板发生第二次碰撞时长木板已停止运动，小滑块与长木板第二次碰撞瞬间，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有， 联立解得， 同理，小滑块与长木板第次碰撞后瞬间长木板的速度大小 小滑块与长木板发生每次碰撞前长木板均静止，碰后均做加速度相同的匀减速运动，故 长木板运动的总时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市周南中学2025届高三物理模拟试卷（三） 时间75分钟分值100分 一、单选题：（本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 元素（钋）发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天。下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了α衰变 B. 该核反应中发生了β衰变 C. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D. 该核反应过程中的质量亏损为 2. 标有“6V、3W” 的灯泡接在正弦式交流电源上，正常发光，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 通过灯泡的电流表达式 B. 交变电流每秒电流方向改变50次 C. 灯泡一分钟内消耗的电能为3J D. 灯泡两端电压的峰值为6V 3. 如图所示，质量为m的足球在地面的1位置由静止被踢出后落到水平地面的3位置，运动轨迹为虚线所示。足球在空中达到的最高点2的高度为h，速度为v。已知1、2位置间的水平距离大于2、3位置间的水平距离。足球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程机械能守恒 B. 人对足球做的功大于 C. 足球在位置2时的加速度等于g D. 足球从位置2到位置3，动能的增加量等于mgh 4. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. 该单色光的彩虹角 B. 该单色光在水滴内部B点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 5. 太极图形象地表达了阴阳相互转化、相互统一的形式美与和谐美。图为由绝缘框架构成的太极图形，O为大圆圆心，O1为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O1、O2在同一竖直线上，A、B为大圆水平直径的两个顶点，C、D为大圆竖直直径的两个顶点，P、Q分别是AO和BO的中点。整个框架单位长度所带电荷量均相等，其中圆弧O—D—B—C带正电，圆弧O—C—A—D带负电，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. O点的电场强度为0 B. O1、O2两点的电场强度相等 C. O1、O2两点的电势相等 D. P、Q两点的电势相等 6. 翡翠湖公园有一水流造景设施的截面如图所示，水平喷水口P横截面积为S、喷水的流速恒定为v，从P喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面AC上的B处，速度瞬间变为零，之后沿斜面流下。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　） A. 水流单位时间撞到B处的体积 B. 水流在B处的速度 C. 水流对B处的冲击力 D. 空中水的质量 二、多选题（每小题有多个选项符合题意。全部选对得5分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。） 7. 频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1、S2同时垂直平面开始振动，其中M点的振动图像如图所示，则（　　） A. 两列波的波长为2m B. 两列波的起振方向均沿x正方向 C. S1和S2，在平面内不能产生干涉现象 D. 两列波的振幅分别为3cm和2cm 8. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星（MEO）、3颗地球静止同步轨道卫星（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）共30颗卫星组成（都绕地球做圆周运动）。已知地球半径为R，地球同步卫星到地心的距离为kR，中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期T的一半，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 地球静止同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度大小都相等 B. 某时刻B、C两卫星相距最近，则再经，两卫星间距离为 C. 中圆地球轨道卫星C的速度小于地球静止同步轨道卫星A的速度 D. 中圆地球轨道卫星C的势能小于倾斜地球同步轨道卫星B的势能 9. 如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小和磁场中的运动时间为（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，质量均为m的物块P与物块Q之间拴接一轻质弹簧，静止在光滑的水平地面上，物块P与竖直墙面接触，初始时弹簧处于压缩状态并被锁定，弹簧的弹性势能大小为，时刻解除锁定，规定向右为正方向，图乙是物块Q在时间内运动的图。下列判断正确的是（　　） A. 0~时间内，物块P、Q以及弹簧组成的系统机械能、动量都守恒 B. 0~时间内，墙对P的冲量大小为 C. 0~时间内，合外力对物体Q做功为 D. ~时间内，图线与t轴所围的面积大小为 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学设计了如图1所示实验装置，来验证“机械能守恒定律”。所用实验器材有：铁架台、小圆柱体、光电门计时器、带量角器的参考背景板等。主要实验步骤如下： ①用直尺测量摆线长L（作为摆长）；用游标卡尺测量小圆柱体的直径d，结果如图2所示。 ②按图1安装好实验器材，使小圆柱体下摆时，其中心经过固定在O点正下方的光电门。 ③用手拉住小圆柱体，使细线稍稍绷紧，记录下摆夹角，然后打开光电门计时器，将小圆柱体由静止释放，记录小圆柱体第一次经过光电门的遮光时间。 ④改变小圆柱体的下摆夹角，多次重复步骤③。 ⑤记录多组、数据，并绘制出图像，如图3所示。 已知小圆柱体的质量为m，当地重力加速度大小为g。回答下列问题： （1）小圆柱体的直径______cm。 （2）小圆柱体从静止释放到经过光电门的过程中，其动能的增加量为______（用m、d、表示）。 （3）若图3中图线斜率与理论值______（用g、L表示）近似相等，则成功验证了机械能守恒定律。 12. 某小区安装了智能座椅如图甲所示，该款座椅能通过太阳能电池板将太阳能转化成电能，给市民手机“补电”带来了便利。在无光照时该太阳能电池可视为一个电阻。 （1）某同学用欧姆表粗测太阳能电池无光照时的电阻，先用欧姆表“×10”挡粗测被黑布包裹的太阳能电池的电阻，发现指针从左端开始只偏转很小角度，为使测量结果更准确，需改用__________（选填“×100”或“×1”）挡位，并重新进行欧姆调零。 （2）另一同学利用如图乙所示的电路测量某光电池有光照的电动势和内阻，假设相同光照强度下该光电池的电动势不变。 实验器材规格如下： 电流表（量程为0~3mA、内阻）； 电流表（内阻忽略不计）； 电阻箱（最大阻值）； 滑动变阻器； 定值电阻。 a.该同学把电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表，则电阻箱应调至阻值______。 b.该同学用一稳定强度的光照射该电池，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值，读出电流表和电流表读数分别为、，得到曲线如图丙所示。用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为____________________（用、、表示）。 c.当时，随着减小，电池的电阻______（增大、减小、不变）；当示数为时，电池内阻消耗的功率为______（保留两位有效数字）。 四、计算题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 如图所示，一定质量的气体放在体积为V0的导热容器中，室温T0=300K，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两空，B室的体积是A室体积的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长U形管，两侧水银柱高度差为76 cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，左室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压P = 76 cmHg。 （i）若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少? . （ii）若打开阀门K稳定后，给A空内的电阻丝通电，将A空内气体温度加热到750K，求此时A室内气体压强。 14. 如图所示，一“U”形金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为的金属棒垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为的正方形区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系均为（SI），为常数（）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为，下方导轨的总电阻为。时，对施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为的匀加速直线运动，整个运动过程中与两边导轨接触良好。已知与导轨间动摩擦因数为，重力加速度大小为。不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）求闭合回路中感应电动势的大小，并写出中电流的方向； （2）求所受安培力的大小随时间变化的关系式； （3）求经过多长时间，对所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 15. 如图所示，质量为、长为的均匀长木板，其上表面光滑，下表面粗糙，静止平放在粗糙的水平桌面上，左端安有一竖直挡板。一质量为的小滑块静置在长木板的右端。现给小滑块一个水平向左的瞬时速度，小滑块与长木板发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小滑块恰好不会从长木板掉下。假设小滑块与竖直挡板的碰撞为弹性正碰，碰撞时间极短，桌面粗糙程度各处相同，桌面足够长，重力加速度大小为。求 （1）第一次碰撞后瞬间小滑块和长木板的速度大小； （2）长木板与桌面间的动摩擦因数； （3）长木板运动的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $