内容正文:
2026年海南省普通高中学业水平选择性考试模拟卷四
物理
本试卷共100分 考试时间75分钟。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所某科研团队通过飞秒(1 fs=10-15 s)激光技术实现了金属表面超疏水稳定性能的提高,同时显著提升了金属表面防腐能力。已知真空中光的传播速度c=3.0×108 m/s,则真空中,激光在1 fs内传播的距离为
A.0.3 μm B.0.3 mm C.3 mm D.3 cm
2.两个力F1、F2的合力F大小为10 N,其中一个力F1的大小为6 N,那么另一个力F2的大小可能是
A.1 N B.2 N C.3 N D.6 N
3.如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,则在该过程中
A.气体内能逐渐增大
B.气体内能逐渐减小
C.气体对外界做正功
D.气体对外界做负功
4.一弹簧振子的示意图如图甲所示,小球在水平方向做简谐振动,O点为其平衡位置,其振动图像如图乙所示,则
甲 乙
A.t=1.5 s到t=2.0 s时间内,小球的速度、加速度都增大
B.t=1.0 s到t=2.0 s时间内,弹簧振子机械能不变
C.t=0.5 s和t=1.5 s时刻,弹簧的弹性势能不相等
D.t=0.5 s和t=1.5 s时刻,小球的加速度大小不相等
5.某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300 K、压强为1×105 Pa的气体。现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成360 K,整个过程可认为气体的体积不变,则气体此时的压强为
A.0.8×105 Pa B.1.0×105 Pa C.1.2×105 Pa D.1.5×105 Pa
6.如图所示,A、B为质量均为M的物体,物体C的质量为m,若滑轮质量和摩擦不计,轻绳不可伸长,m=0.5M,则物体B从静止开始下落一段距离所用时间约为其自由落体下落同样距离所用时间的
A. B.
C.倍 D.5倍
7.某卫星在地球静止轨道上运行。已知地球半径为R,地球自转周期为T,地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是
A.该卫星的轨道平面可能与通过地球南北极的平面重合
B.该卫星的发射速度可能小于7.9 km/s
C.该卫星绕地球运动的轨道半径的三次方为
D.该卫星绕地球运动时可能会经过海口上空
8.如图,真空中有一长方体区域abcd-a'b'c'd',现将电荷量均为+q的两个点电荷分别固定在棱cd、a'b'的中点e、f处。已知棱ad、aa'的长度均为L,棱ab的长度为2L,静电力常量为k。下列说法正确的是
A.a、c'两点处的电场强度相同
B.a、c'两点处的电势不相等
C.d'点处电场强度的方向平行于da',且由a'指向d
D.d'点电场强度的大小为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.中国磁约束可控核聚变实验研究装置HL-2M的等离子体离子温度可达太阳芯部温度的10倍左右,其可控热核反应的核反应方程是HHHen。海水中富含反应原料氘核H),而氚核H)可以用中子轰击锂核Li)得到,其核反应方程为nLiH+Y。关于题目中的核反应,下列说法正确的是
A.中子轰击锂核Li)的核反应方程中的原子核Y是He
B.题中的可控热核反应是核聚变
C.锂核Li)比氦核He)稳定
D.氚核H)的比结合能大于氦核He)的比结合能
10.卫星在距离地面高度为H的轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,伽马射线的波长为λ,真空中光速为c,普朗克常量为h,根据上述信息可以算出
A.该卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力大小
B.地球的平均密度
C.该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期
D.伽马射线光子的能量
11.如图,匀强电场内有一长为L、宽为L的矩形ABCD,电场强度的方向与矩形平面平行,把一带电荷量为+q(q>0)的粒子从A点分别移到B点和D点,静电力做的功分别为3W和W(W>0),下列说法正确的是
A.B、C间电势差UBC=
B.B、C间电势差UBC=
C.该粒子在电场中所受静电力大小F=
D.该粒子在电场中所受静电力大小F=
12.质量分别为m甲 =2 kg、m乙 =0.5 kg的甲、乙两个物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动,二者的动量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.甲的加速度大小为1 m/s2
B.甲的加速度大小为2 m/s2
C.乙的加速度大小为1 m/s2
D.乙的加速度大小为2 m/s2
13.如图所示,在半径为R的圆形区域内存在着匀强电场(未画出),O为圆心,AB为圆的直径,电场方向与纸面平行。若大量质量为m、电荷量大小为q的同种带电粒子从A点以相同速率沿纸面内各个方向射入电场,发现从C点和B点射出的带电粒子的动能增加量均为ΔEk=m。已知AC与AB的夹角θ=60°,D为圆周上一点,且OD平行于AC,不计粒子重力及粒子间的相互作用力,粒子均沿纸面运动。下列说法正确的是
A.带电粒子一定带正电
B.电场强度的大小为
C.从D点射出圆形区域的带电粒子的动能增加量最大,且最大值ΔEkmax=m
D.若粒子从A点以不同速率垂直电场方向射入,则从B点射出的带电粒子在电场中运动的时间最长
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
14.(8分)某中学物理兴趣小组设计了一个实验,利用汽车空挡(无动力)在斜面上滑行求汽车下滑时所受的阻力大小。老师驾驶车辆沿一个较长的平直斜坡空挡下滑,同学持摄像机拍摄,后期通过录像回放还原出实际的运动情况,再根据实际情况的数据在v2-x图像上描出一系列的点,连接这些点得到的图线如图所示。已知汽车(含老师)的总质量为1.6×103 kg,斜坡倾角约为10°,sin 10°≈0.17,重力加速度g=10 m/s2。
(1)汽车空挡下滑过程中所受的阻力有 (写出一个即可)。
(2)通过v2-x图像,可得汽车加速度大小约为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)根据以上数据,可得此实验中汽车所受的总阻力大小约为 N(结果保留两位有效数字)。
15.(6分)一同学要扩大一个量程为1.5 V的电压表的量程,设计了如图甲所示的实验原理图测量电压表的内阻,他选用的两个定值电阻R1、R2的阻值分别为1.5 Ω和2.5 Ω,根据图甲连接好实验电路,该同学闭合开关S后,调节电阻箱阻值,当电阻箱阻值如图乙所示时,灵敏电流表的示数恰好为0。
甲 乙 丙
(1)结合图乙可知,该电压表的内阻为 Ω。
(2)该同学将一个阻值为12 000 Ω的定值电阻R0与电压表串联,进行电压测量,当指针指到图丙所示的位置时,测得的电压为 V。
(3)若定值电阻R0的实际阻值略小于标称值,则用实验改装的电压表测量电压时的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
16.(10分)空间站工作人员在空间站中向水膜里注入某种液体,得到了一个晶莹剔透的液体球,如图所示,MN是通过球心O的一条直线,一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体,出射光线EF与MN的交点F到球心O的距离是球半径R的倍,且EF与MN所成的夹角θ=30°。已知真空中的光速为c,求:
(1)该液体对此单色光的折射率;
(2)该单色光在液体球中从B点传播到E点经过的时间。
17.(12分)如图所示,竖直平面内有一固定光滑的圆轨道ab,轨道半径为L;质量为m的长木板A静置于光滑水平面上,A紧靠b且其上表面与b等高。一质量为2m的小滑块(视为质点)从a端由静止释放后沿轨道下滑,通过b后恰好能运动到A的最右端。已知滑块与A上表面间的动摩擦因数μ1=0.5,重力加速度大小为g。
(1)求滑块刚到达b时圆轨道对滑块的支持力大小N;
(2)求A的长度L0以及滑块在A上时滑块与A组成的系统因摩擦产生的热量Q。
18.(16分)如图所示,质量为2m的物块A与质量为m的物块B用轻质弹簧相连,其组成的整体被一个垂直于斜面的挡板挡住,静止在一倾角θ=30°的光滑斜面上。另一质量为m的物块C从斜面上某点由静止释放,释放时B、C间的距离为L,物块C与B碰后粘在一起组成新物块D,D继续向下压缩弹簧,当弹簧被压缩到最短时开始计时,此后物块D在斜面上做简谐运动,t0时刻第一次运动到最高点,此时物块A恰要离开挡板。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧弹性势能与形变量的关系为Ep=k(Δx)2,重力加速度大小为g,求:
(1)物块B与C碰前弹簧的形变量;
(2)物块D在运动过程中速度的最大值;
(3)物块D运动到与其运动过程中的最低点距离为的时刻t。
【参考答案】
1. A
【解题分析】1 fs=10-15 s,在真空中,由x=ct=3×10-7 m=0.3 μm,A项正确。
2. D
【解题分析】两分力F1、F2的合力F的取值范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,由题意可知,4 N≤F2≤16 N,D项正确。
3. C
【解题分析】由=可知,TA=TB,即气体的内能EA=EB,A、B项错误;该过程气体体积变大,气体对外界做正功,C项正确、D项错误。
4. B
【解题分析】t=1.5 s到t=2.0 s时间内,小球的速度增大、加速度减小,A项错误;质点做简谐运动的过程中系统的机械能守恒,各时刻的机械能都是相等的,B项正确;由题图乙看出,t=0.5 s时小球位于正的最大位移处,t=1.5 s时小球位于负的最大位移处,两个时刻弹簧的弹性势能相等,C项错误;t=0.5 s和t=1.5 s时刻,小球的位移大小相等、方向相反,故小球的加速度大小相等、方向相反,D项错误。
5. C
【解题分析】由题知,整个过程可认为气体的体积不变,则有=,解得p2=1.2×105 Pa,C项正确。
6. C
【解题分析】对整体进行分析,由牛顿第二定律有0.5Mg=2.5Ma,解得a=0.2g,由匀加速运动公式有h=a,可知t1=,同理,物体自由落体下落同样距离所用时间t2=,解得t1=t2,C项正确。
7. C
【解题分析】地球静止卫星的周期和地球的自转周期相同,且轨道平面与赤道平面重合,A、D项错误;由于在地面发射绕地球运行卫星的最小发射速度为7.9 km/s,所以该卫星的发射速度一定大于或等于7.9 km/s,B项错误;根据卫星受到的万有引力提供向心力有=mr()2,其中GM=gR2,解得该卫星绕地球运动的轨道半径的三次方r3=,C项正确。
8. D
【解题分析】根据等量同种点电荷周围空间电场线分布的对称性可知,a、c'两点处的电场强度大小相等,方向不同,a、c'两点处的电势相等,A、B项错误;两个点电荷在d'点产生的电场强度大小均为E1==,两者夹角为60°,由平行四边形定则可知d'点的电场强度大小E=2E1cos 30°=,方向垂直于e、f连线指向左下方,C项错误、D项正确。
9. AB
【解题分析】由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知,中子轰击锂核Li)的核反应方程中的原子核Y是He,A项正确;可控热核反应是核聚变,B项正确;中子轰击锂核Li)得到氚核H),氘核H)与氚核H)聚变得到氦核He),故氦核He)比锂核Li)稳定,C项错误;氘核H)和氚核H)发生聚变反应生成氦核He),同时释放能量,生成的原子核更稳定,故氘核H)和氚核H)的比结合能都小于氦核He)的比结合能,D项错误。
10. BCD
【解题分析】由该卫星受到的万有引力提供做圆周运动的向心力,有F向=G,但由于卫星质量未知,故无法求出向心力大小,A项错误;在地球表面有G=m0g,又根据体积公式V=πR3和密度公式ρ=,解得ρ=,B项正确;由G=m(R+H)()2,解得T=2π,C项正确;伽马射线光子的能量E=hν=,D项正确。
11. BD
【解题分析】由匀强电场的特点可得UBC=UAD,带电荷量为+q的粒子从A点移到D点,静电力做功为W,故UBC=UAD=,B项正确。带电荷量为+q的粒子从A点移到D点,静电力在AD方向的分力F1=,从A点移到B点,静电力做功为3W,静电力在AB方向的分力F2==。F1、F2相互垂直,静电力大小F==,D项正确。
12. AD
【解题分析】因动量随时间变化的图像的斜率的绝对值表示物体所受合力的大小,故甲物体所受合力的大小F甲==2 N,F乙==1 N,根据F=ma可得,a甲=1 m/s2,a乙=2 m/s2,A、D项正确。
13. BC
【解题分析】由A点射入电场的粒子从C点与B点射出时的动能增加量均为m,静电力做正功,则A、C点和A、B点间的电势差相等,B、C两点电势相等,匀强电场的等势线是一组平行线,则BC是一条等势线,电场线与等势线垂直,则AC是一条电场线,但电场方向未知,故粒子电性未知,A项错误;由动能定理有ΔEk=m=Eq×2Rcos 60°,得E=,B项正确;粒子沿电场方向的位移越大,粒子离开电场时动能的增加量越大,由图可知,从D点射出的粒子沿电场方向的位移最大,粒子动能的增加量最大,由动能定理可知,粒子动能增加量的最大值ΔEkmax=qEymax=q××1.5R=m,C项正确;粒子垂直电场方向射入电场,做类平抛运动,由于粒子速率不同,沿电场方向有y=at2,由图可知,粒子从D点射出时,y最大,则运动时间最长,D项错误。
14. (1)汽车与斜坡间的摩擦力(或空气阻力) (2分)
(2)0.74 (3分)
(3)1.5×103 (3分)
15. (1)4 000 (2分)
(2)2.40 (2分)
(3)大于 (2分)
16.
光的折射和折射定律。
【解题分析】(1)连接OB、OE,如图所示,在△OEF中由正弦定理得= (1分)
解得∠OEN=135° (1分)
可知出射光线EF的出射角为45° (1分)
由对称性得入射光线AB的入射角为45°,进一步分析得∠BOE=120°,可知入射光线AB的折射角为30° (1分)
由折射定律有n= (1分)
解得n=。 (1分)
(2)光在液体球中的传播速度v= (1分)
光在液体球中的传播距离l=2Rcos 30° (1分)
光在液体球中的传播时间t= (1分)
解得t=。 (1分)
17.
【解题分析】(1)滑块从a运动到b的过程中,根据机械能守恒定律有
×2m=2mgL (2分)
滑块刚到达b端时有N-2mg=2m (1分)
解得N=6mg。 (2分)
(2)由(1)可得v0= (1分)
滑块恰好运动到A的最右端时与A达到共同速度,设共速时的速度大小为v1,根据动量守恒定律有2mv0=3mv1 (1分)
解得v1= (1分)
根据能量守恒定律有Q=×2m-×3m (1分)
又Q=2μ1mgL0 (1分)
解得L0=L,Q=mgL。 (2分)
18.
【解题分析】(1)刚开始物块B处于静止状态,由受力分析可知
mgsin θ=kΔx1 (2分)
解得Δx1=。 (1分)
(2)设碰前瞬间物块C速度为v0,由动能定理可知
mgLsin θ=m(1分)
物块B、C碰撞后粘在一起结合成物块D,设碰后瞬间D的速度大小为v1,由动量守恒定律可知
mv0=2mv1 (1分)
物块D做简谐运动,经过平衡位置时速度最大,设此时弹簧的形变量为Δx2,由受力分析可知kΔx2=2mgsin θ (1分)
由动能定理可知
2mgsin θ·(Δx2-Δx1)-W=×2m-×2m (1分)
弹力做的功W=k(Δx2)2-k(Δx1)2 (1分)
解得vmax=。 (1分)
(3)物块D运动到最高点时,物块A刚要离开挡板,此时弹簧的形变量
Δx3== (1分)
故物块D做简谐运动的振幅A=Δx2+Δx3= (1分)
以平衡位置为坐标原点,以沿斜面向下为x轴的正方向,则简谐运动的方程为
x=sin(t+) (1分)
当第一次x=时,t1= (1分)
当第二次x=时,t2= (1分)
考虑到简谐运动的周期性,则有
t=2nt0+或t=2nt0+(n=0,1,2,…)。 (2分)
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