湖南省长沙市长郡中学2025-2026学年高三下学期周测模拟物理试卷（4.28）

高三物理模拟卷(4.28) 命题人：瞿成建审题人：张伟锋 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目要求， 1.2026年武威钍基熔盐核电项目取得新的进展。已知3Th核发生衰变的核反应式为 Th→P+X,衰变过程中伴随有7射线射出。该Y射线照射到逸出功为m的金属表 面，逸出的光电子最大初动能为Es,普朗克常量为。则() A.温度升高，Th核半衰期减小 B.该衰变是α衰变，C射线的实质是高速电子流 C.若该Y射线照射到逸出功为2W。的金属表面，也一定有光电子逸出 D.该衰变过程中产生y光子的频率为(E+m) 2.振动和波存在于我们生活的方方面面，图（ā）是救护车在向右行驶，A、B两人都听 到了救护车发出的警笛声：图(b)是宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录的“古琴正声， 实验：剪小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦， 同样地拨动力度下，小纸人晃动越明显代表音调越准确。下列说法正确的是( ) 小纸人 AMBULANCE 图(a) 图(b) A.图(a)中，A、B两人听到警笛声的频率相同 B.图(a)中，B听到的警笛声比A听到的更尖锐 C.图(b)“古琴正声”实验的原理是共振 D.图(b)“古琴正声”实验的原理是波的干涉 3.2025年4月27日23时54分，我国成功发射第二代地球同步轨道数据中继卫星。该卫 星主要用于为飞船、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，也为中、低轨道资源 卫星提供数据中继和测控支持。假设该地球同步卫星的离地高度是地球半径的倍，下列 说法正确的是() A.该同步卫星可以静止在北京上空 B.该同步卫星运行速度是第一宇宙速度的√n+1倍 C.该同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的什1倍 D.若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的(+) 倍 4.如图所示，水平面内有一边长为L、通有恒定电流的正六边形线圈，O点为正六边形的 中心，M点为中心轴线上的一点，且MO=1.5L,若AB段电流在M点产生的磁感应强 度大小为B。,则M点的磁感应强度大小为() A.6B。 B.3B。 C.2B。 D.B。 5.利用相机的连拍功能，结合拍摄过程的曝光时间，可以获得运动残影来研究物体的运 动。现定义：“曝光时间”△t为每次快门开启进行拍摄的时间，“曝光间隔时间to为相邻两 次快门执行“开启”操作的时间间隔，如图甲所示，=0.02s,t=0.1s。某同学打开相机连拍 小球自由下落的影像，选取几段连续的残影，如图乙所示，若x=2cm,g=10/s2。通过理 论计算，x3的长度为( 8钙 快门 快门 开启 开启 (拍照) (拍照) 曝光间隔 曝光 时间 时间 甲 乙 A.4cm B.6cm C.22cm D.42cm 6.手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种 影响。如图，镜头仅通过右、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固 定在镜头左、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。 拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度α的大小和方 上 向，依此自动调节c、d中通入的电流I和I.的大小和方向（无 镜 抖动时I。和I:均为零)，使镜头处于零加速度状态。下列说法正 头 确的是() A.若I。沿顺时针方向，I。=0,则表明α的方向向左 左 B.若I,沿顺时针方向，I。=0,则表明a的方向向上 C.若a的方向沿右偏上60°，则I沿逆时针方向，I,沿顺 时针方向且I。<I D.若α的方向沿右偏上60°，则I沿顺时针方向，I,沿逆 手机框架 时针方向且I。<I。 7.如图所示，在空间直角坐标系Oxyz中存在磁感应强度大 小为B的匀强磁场，磁场沿x轴正方向。原点O处有一粒子 源，在xOy平面内发射质量为、电荷量为q的带正电粒子， B 速度大小为BZ,方向与x轴正方向成6，且0≤0≤90 不计粒子重力，该粒子运动轨迹在不同坐标平面的投影中， 可能正确的是( 二、多选题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8,水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入 气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门打开，水即从枪口喷出。己知王同 学的水枪储水罐总容积为'。=1.6L,初始时罐内气体体积为V?=0.4L,气体压强为 2,=2.5×10P,他喷出了0.4L的水，不计水的蒸发和泄漏，也不计罐内气体的泄漏，罐 内气体可视为理想气体且温度始终保持不变。则() 充气口 A,在水不断喷出的过程中罐内气体内能不变 气体 B,在水不断喷出的过程中罐内气体向外界放热 C.王同学喷出0.4L的水时，罐内气体的压强为1.25×10Pa D.在水不断喷出的过程中每个气体分子的速率都不变 9.东营向海借浪发电，发展绿色新能源。如图甲为浮桶式波浪发 电灯塔，桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运 动，且始终处于均匀辐射磁场中，浮桶随波浪上下运动的-t图像如图乙。匝数N=200的 线圈所在处辐射状磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m 一m,电阻r=12。理想变 压器原副线圈匝数比仁2。下列说法正确的是( ) 4v/(m·s) 磁场 12 线圈 0.10.2 0.36.4ts 浮筒截面 甲 乙 A.=0.1s线圈速度最大，电流表示数最大 B.滑片P向下滑动时，电流表示数变大 C.当R=0.252时，浮筒输出的电功率最大 D 穿过线圈的磁通量变化率最大值为162Wb/s 10.如图所示，轻质弹簧（未与水平面接触）的左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为1kg 的小物块连接。已知弹簧的劲度系数为20N/,且弹簧处于原长时，其右端位于O点，物 块与水平面之间的动摩擦因数为0.3。现将物块水平向右拉至距O点0.9m处的C点后， 由静止释放。已知弹簧弹性势能E。=。x2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)， 重力加速度大小为10m/s2。下列说法正确的是() 00000000000000000000 A.弹簧的最大压缩量为0.9m B.物块释放瞬间的加速度大小为l8m/s2 C.物块的最大动能为5.625J D.物块最终静止在O点 三、实验题：每空2分，共16分 11.某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放 置质量为的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即 圆周运动半径r可改变)。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的 另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场 变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉 冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 力传感器 尔传感器 “水磁铁 州盘 电机一 底座 图甲 图乙 (1)若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续5次脉冲的 时间为t,则滑块转动的角速度表达式ω= (用t表示) (2)实验小组保持滑块质量m=0.2kg、半径r=0.3m不变，通过调节电动机转速得到多组数 据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲）△t/s 力传感器的示数FN 1 3.03 4.15 2 2.76 4.98 3 2.63 5.49 请根据表格数据，计算第1组实验中的角速度2= ad/s;并根据所学向心力表 达式可算出向心力F= N,与表格中力的传感器示数F相比，可验证向心力表 达式。（π=3.14，结果均保留3位有效数字） (3)在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径， 产生系统误差，则导致F1」 耳（选填<”，=或>”)。 12.在“金属丝电阻率的测量的实验中： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，金 属丝直径d= mm。 50 (2)按图2所示的电路测量金属丝的电阻R,。李华同学将单刀双掷开 关分别打到α处和b处，发现电流表示数变化更明显，由此判断开关 45 打到 （填“d”或“b')处时进行实验系统误差较小。 图1 (3)李华同学为了消除系统误差，他设计用电流计G和电阻箱替 Q U 1 代图2中的电流表，电路如图3所示。实验所绘立R图像如 R 图4所示，斜率k=2522,纵截距b=102。R'为电阻箱阻值， P U为电压表V的示数，I。为电流表G的示数。则待测电阻 R,= Q,电流计内阻R。= 2。 E R 图2 U P b R' 图3 图4 四、解答题：（共41分） 13.(11分)如图所示，质量m=400g的激光发射器悬挂在劲度系数k=40N/m的轻质弹 簧下端，发射器右侧竖直放置一块直径D=60cm的半圆柱形玻璃砖。发射器静止时，激光 恰好从圆心O点射入玻璃砖。已知玻璃砖对该激光的折射率=√3，激光与水平方向的夹 角始终为日=60°，光在真空中的传播速度c=3×10m/s,激光与玻璃砖在同一竖直面内， 取重力加速度g=10m/s2,结果可用根号表示。 (1)求从圆心O点射入的激光在玻璃砖中的折射角大小： (2)求从圆心O点射入的激光在玻璃砖中的传播时间： (3)向下拉动发射器一段距离后释放，发射器做简谐运动，照射到半 圆柱形玻璃砖的激光恰好都能从圆弧面射出。已知弹簧振子的周期 公式为T=2r不 (其中为振子的质量，k为弹簧的劲度系数)， me 以向下为正方向，以最低点释放为零时刻，求发射器做简谐运动的振动方程（即位移与时 间的关系)。 14.(14分)如图甲所示。其原理是质子从静止开始经电场加速后垂直进入匀强磁场后分 成不同方向的质子束去轰击不同的金属靶产生高能中子射线，加速及偏转系统原理简化示 意图如图乙所示，右侧加速电场由两块平行金属板构成，板间电压U=8.35x10V;右侧 偏转区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=05T,磁场边界为圆形。质子的 质量m=1.67×10-2kg,电荷量e=1.60×10-9C。从加速电场左板由静止释放，经加速后 正对磁场中心进入偏转磁场，最终偏转日=90°角从磁场边界射出沿直线打到1号靶上。 1号靶 质子 号 0 & 乙 丙 (1)求打在1号靶上的质子的速度大小： (2)求打在1号靶上的质子在偏转磁场中运动的轨迹半径及运动时间（结果均保留2位有效 数字)： (3)若在偏转磁场区域叠加垂直磁场方向的脉冲式电场（如图丙），质子周期性地交替进入 圆形磁场区域。0时刻进入的第1个质子偏转90°角出磁场后最终打在1号靶上；第1个 质子出磁场后立即进入第2个质子沿直线通过圆形磁场区域后最终打在2号靶上，第2个 质子出磁场后立即进入第3个质子偏转90°角出磁场后最终打在1号靶上，第3个质子出 磁场后立即进入第4个质子沿直线出磁场后最终打在2号靶上..…如此持续交替进入，两 部分质子恰好互不影响。求垂直磁场的电场强度大小卫。、变化周期T及足够长时间后打在 两个靶上的质子数个数之比h:n2。 15.(16分)如图所示，由圆心分别为Q、0,半径均为R=0.2m的两个4光滑圆弧轨道 平滑连接成轨道c,放置在光滑水平地面上并锁定，P点为轨道的最高点，Q点为轨道的 最低点且与水平地面相切。质量均为m=1kg的不同材质小球α、b静置在轨道c左侧的水 平地面上，小球α、b碰撞时碰后的相对速度与碰前的相对速度之比为一定值。给小球α 一初速度，使之与小球b发生碰撞，碰撞后小球b沿轨道c运动到P点抛出，地面上的落 点与点间的水平为向位移为x一二m:小球口沿载道能运对到与Q点等高的位置。不 空气阻力，重力加速度g=10m/s2,求 02 一R b 轨道c &&ai (1)小球b经过P点时受到的支持力大小： (2)小球α、b发生碰撞过程中损失的动能： (3)解除轨道c的锁定，小球α以大小未知的初速度ⅴ与小球b发生碰撞，碰后小球b经过 轨道上的Q点滑上轨道c,又从轨道c上滑下再次经过Q点（未脱离轨道），上述过程中小 球a一直在水平地面上运动，小球b第一次经过9点时与小球α间的距离等于小球b第二 次经过Q点时与小球α间的距离。求满足条件的初速度v的大小。高三物理模拟卷(4.28) 命题人：瞿成建审题人：张伟锋 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目要求. 1.2026年武威钍基熔盐核电项目取得新的进展。已知3Th核发生衰变的核反应式为 Th→P+X,衰变过程中伴随有7射线射出。该Y射线照射到逸出功为m的金属表 面，逸出的光电子最大初动能为Es,普朗克常量为。则() A.温度升高，Th核半衰期减小 B.该衰变是α衰变，C射线的实质是高速电子流 C.若该Y射线照射到逸出功为2W。的金属表面，也一定有光电子逸出 D.该衰变过程中产生y光子的频率为(B+m。) 1【答案】D【详解】A.半衰期是原子核的固有属性，与外界温度、压强等环境因素无关， 温度升高Th的半衰期不变，故A错误： B.根据核反应电荷数、质量数守恒，X的电荷数为90-91=-1，质量数为233-233=0， 可知X为电子，该衰变为β衰变；且α射线的实质是高速氦核流，不是电子流，故B错误： C.由光电效应方程得该y光子能量为w=Ex+W。 若照射逸出功为2W。的金属，只有满足w≥2W。(即Ex≥W。)时才会有光电子逸出，因此 不一定逸出，故C错误； D.根据光电效应方程E:=m-W变形得/光了频率v=E+形故D正确。故选D。 h 2.振动和波存在于我们生活的方方面面，图（ā）是救护车在向右行驶，A、B两人都听 到了救护车发出的警笛声；图(b)是宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录的“古琴正声 实验：剪小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦， 同样地拨动力度下，小纸人晃动越明显代表音调越准确。下列说法正确的是( 小纸人 AMBULANCE 图(a) 图b) A.图(a)中，A、B两人听到警笛声的频率相同 B.图(a)中，B听到的警笛声比A听到的更尖锐 C.图(b)“古琴正声实验的原理是共振 D.图(b)“古琴正声”实验的原理是波的干涉 2【答案】C【详解】AB.根据多普勒效应，图(a)救护车向右运动的过程中，A听到警 笛声的频率大于车发出的频率，B听到警笛声的频率小于车发出的频率，因此∫> 则A、B两人听到警笛声的频率不同，音调尖锐”对应频率更高，A听到的频率更高更尖 锐，AB错误； CD.同样地拨动力度下，小纸人晃动越明显代表音调越准确，小纸人所在的琴弦发生了 共振，C正确，D错误。故选C。 3.2025年4月27日23时54分，我国成功发射第二代地球同步轨道数据中继卫星。该卫 星主要用于为飞船、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，也为中、低轨道资源 卫星提供数据中继和测控支持。假设该地球同步卫星的离地高度是地球半径的倍，下列 说法正确的是() A.该同步卫星可以静止在北京上空 B.该同步卫星运行速度是第一宇宙速度的√n+l倍 C.该同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的什1倍 D.若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的(+) 倍 3【答案】C【详解】A.同步卫星必须位于赤道平面内才能相对于地面静止，北京不在赤 道上（位于北纬约40°），故该卫星不能静止在北京上空，故A错误。 B.根据Gm,2 =m- 第一字宙速度y=R M GM 同步卫星速度v= V+l)R√+'故不是y的n+i倍，故B错误。 GM C.地球赤道上物体随地球自转速度y=2πR (T为地球自转周期)，同步卫星速度 2m_2n+1)R,故是=n+1,故c正确。 7 D.忽略地球自转效应，地球表面重力加速度g= GM R2 同步卫星向心加速度a= GMGM 8 r2 (n+1Rm+1旷，故不是8的(0+1倍，故D错误。 故选C。 4.如图所示，水平面内有一边长为工、通有恒定电流的正六边形线圈， O点为正六边形的中心，M点为中心轴线上的一点，且MO=1.5L, D 若AB段电流在M点产生的磁感应强度大小为B。,则M点的磁感应 B 强度大小为() A.6B0 B.3B。 C.2B。 D.B。 【答案】B【解析】【详解】连接M与AB边的中点，交AB边于N点，则 tan∠W0Mo= ON_Lsim60'=V5解得∠M0=30 M01.5L 3 根据磁感应的叠加可得M点的磁感应强度大小为B=6B。cOS60°=3B。。故选B。 5.利用相机的连拍功能，结合拍摄过程的曝光时间，可以获得运动残影来研究物体的运 动。现定义：“曝光时间”△t为每次快门开启进行拍摄的时间，曝光间隔时间to为相邻两 次快门执行“开启操作的时间间隔，如图甲所示，=0.02s,t0.1s。某同学打开相机连拍 小球自由下落的影像，选取几段连续的残影，如图乙所示，若x=2cm,g=10ms2。通过理 论计算，x的长度为() 8西 快门 快门 开启 开启 8 (拍照) (拍照) →t/s 曝光间隔 曝光 时间 时间 甲 乙 A.4cm B.6cm C.22cm D.42cm 【答案】B【详解】设第一个曝光时间△t内的初速度为y。；根据运动学公式，第一个曝光 时间△t内的位移x=v,△t+g△t 第三次曝光的初速度v=。+g×2t。=V。+2go 1 北时间过内的位移x,=At+8A1三心+2g)A1+ 另解：因为曝光时间非常短，可近似认为在曝光时间内匀速，故x,内的速度”1-是=1/s x3内的速度v3=v1+2gto=3m/S,可得x3=v34t=6cm 故选B。 6.手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种 影响。如图，镜头仅通过右、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固 定在镜头左、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。 拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度α的大小和方 上 向，依此自动调节c、d中通入的电流I和I,的大小和方向（无 抖动时I。和I:均为零)，使镜头处于零加速度状态。下列说法正 头 确的是() A.若I沿顺时针方向，I.=0,则表明α的方向向左 左 B.若I沿顺时针方向，I。=0,则表明α的方向向上 C.若a的方向沿右偏上60°，则I沿逆时针方向，I.沿顺 时针方向且I。<I D.若α的方向沿右偏上60°，则I沿顺时针方向，I沿逆 手机框架 时针方向且I。<I 6【答案】D【详解】A.若I沿顺时针方向，I=0,则C线圈受到向左的安培力，故手 机的加速度是向右，使镜头处于零加速度状态，故A错误； B.若I,沿顺时针方向，I。=0,则d线圈受到向上的安培力，镜头处于零加速度状态，则 手机加速度方向向下，故B错误； CD.若a的方向沿右偏上60°，说明手机框架给镜头向上以及向右的作用力，且向右的分 力小于向上的分力；要使得镜头处于零加速度状态，线圈c需要受到向左的安培力F。、线 圈d需要受到向下的安培力F,,且F<F。,可知I顺时针，I,逆时针，且I。<I:,故C 错误，D正确。故选D。 7.如图所示，在空间直角坐标系Oxz中存在磁感应强度大 小为B的匀强磁场，磁场沿x轴正方向。原点O处有一粒子 源，在Oy平面内发射质量为、电荷量为q的带正电粒子， 声B 速度大小为B ,方向与x轴正方向成0，且0≤0≤90°。 不计粒子重力，该粒子运动轨迹在不同坐标平面的投影中， 可能正确的是() 7【答案】A【详解】粒子的速度与磁场夹角为日，其运动轨迹为螺旋线，根据洛伦兹力提 供向心力有g8rsin0=msn)解得r=Lsim9粒子运动的周期为T=2 in 、圆周运动的角速度为。天解得73，)必 A.在y0z平面内，有y=rsin at,二=-r1-cosat))联立解得y2+(c+r)=r2 可见轨迹的投影是圆，其圆心坐标为(0，r),若日=90°，则半径为L,圆心坐标为(0， L),故A正确； BD.在xOy平面内，根据运动的分解可知x=v cosOt,y=rsin at联立解得 5sin(c。s则V-x图像为正弦曲线，振辐为Lsm6,若振幅为L时， 轴无投影，故BD错误； C.综上分析可知，在xOz平面内，函数关系式满足：=-Lsin8L-cos(,七 Icos 图像为余弦函数，故C错误；故选A。 二、多选题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8,水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入 气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门打开，水即从枪口喷出。己知王同 学的水枪储水罐总容积为'。=1.6L,初始时罐内气体体积为'，=0.4L,气体压强为 p,=2.5×10P,他喷出了0.4L的水，不计水的蒸发和泄漏，也不计罐内气体的泄漏，罐 内气体可视为理想气体且温度始终保持不变。则() 充气口 A,在水不断喷出的过程中罐内气体内能不变 气体 B.在水不断喷出的过程中罐内气体向外界放热 C.王同学喷出0.4L的水时，罐内气体的压强为1.25×10Pa D.在水不断喷出的过程中每个气体分子的速率都不变 8【答案】AC 【详解】A.理想气体的内能只与温度有关，题目己知温度始终保持不变，故罐内气体内 能不变，故A正确： B.在水不断喷出的过程中，气体体积增大，气体对外界做功，即W<0,而内能不变，即 △U=0,根据热力学第一定律△U=W+Q 可知Q>0,即气体从外界吸热，故B错误； C.初状态气体压强2=2.5×10'Pa,体积=0.4L,喷出0.4L水后，气体体积变为 V,=0.4L+0.4L=0.8L根据玻意耳定律p=P2'2解得p2=1.25×10Pa,故C正确： D.温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，但并 不是每个气体分子的速率都不变，故D错误。故选AC。 9.东营向海借浪发电，发展绿色新能源。如图甲为浮桶式波浪发电灯塔，桶内的磁体通过 支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于均匀辐射 磁场中，浮桶随波浪上下运动的-t图像如图乙。匝数=200的线圈所在处辐射状磁场的 磁感应强度B-0.2T,线圈直径D=04m -m,电阻r=1S2。理想变压器原副线圈匝数比=2。 下列说法正确的是() v/(m·s) 磁场 12 线圈 0 0.10.2 0.30.4t/s 2 浮筒截面 乙 A.=0.1s线圈速度最大，电流表示数最大 B.滑片P向下滑动时，电流表示数变大 C. 当R=0.252时，浮筒输出的电功率最大 D.穿过线圈的磁通量变化率最大值为16√2Wb/s 9【答案】BC【详解】A.=0.1s时速度最大，感应电动势瞬时值最大，但电流表测量的是 有效值，与瞬时值无关，示数恒定，故A错误： B.理想变压器副线圈电压U由原线圈电压和匝数比决定，由于原线圈电压和匝数比固定， 故飞，不变，滑片卫向下滑动，负载电阻R减小，则副线图电流：-是增大，根据1子 可知I也增大，故B正确； C.将原线圈等效为电阻R,则有R=R因为k=I2联立解得R=4R故当R=r时， 浮桶输出的电功率最大，可知此时R=0.252,故C正确； D.线圈产生的电动势最大值为E=NBπDnm=200×0.2×π× 04x2v=16N2v因为 E。=NAΦ联立解得磁通量变化率最大值为Ad=0.08√Vb/s,故D错误。故选BC △t 10.如图所示，轻质弹簧（未与水平面接触）的左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为1kg 的小物块连接。己知弹簧的劲度系数为20N/m,且弹簧处于原长时，其右端位于O点，物 块与水平面之间的动摩擦因数为0.3。现将物块水平向右拉至距O点0.9处的C点后， 由静止释放。已知弹簧弹性势能，=(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)， 重力加速度大小为10ms2。下列说法正确的是() 00000000000000000000 277777777777777117777777777777 C A.弹簧的最大压缩量为0.9m B.物块释放瞬间的加速度大小为18m/s2 C.物块的最大动能为5.625J D.物块最终静止在O点 10【答案】CD【详解】A.物块受滑动摩擦力，因此弹簧最大压缩量小于0.9m,A错误： B.释放瞬间，弹簧弹力F=x=20x0.9N=18N(向左) 摩擦力向右、大小∫=g=3N,根据牛顿第二定律F-f=ma 解得a=15m/s2,B错误； C.当物块所受合力为零时，动能最大，设此时弹簧的形变量为x。，则。=g 解得x="g=0.3x1x10 1m=0.151m 20 从释放点(x=0.9m)到最大动能处(x。=0.15m),根据能量关系 B=号-f(5-x) 解得Em=5.625J，C正确： D.第一次运动：从C点(0.9)向左运动，设第一次静止时，弹簧形变量为x, 根据能量关系E1=E2+∫·（x+x) 解得x2=0.6m,即第一次静止在0点左侧0.6m处。 第二次运动：从左侧0.6m处向右运动，设第二次静止时，弹簧形变量为x? 根据能量关系E2=E十f(x2+) 解得x3=0.3m,即第二次静止在0点右侧0.3m处。 第三次运动：从右侧0.3m处向左运动，设第三次静止时，弹簧形变量为x4 根据能量关系E,=E,4+f·(x十x4) 解得x4=0,即物块最终静止在O点，D正确。故选CD。 三、实验题：每空2分，共16分. 11.某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放 置质量为的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即 圆周运动半径r可改变)。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的 另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场 变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉 冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 传感器 尔传感器 水磁铁 支 门底座 图甲 图乙 (1)若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续5次脉冲的 时间为t,则滑块转动的角速度表达式⊙三 (用t表示) (2)实验小组保持滑块质量m=0.2kg、半径r=0.3m不变，通过调节电动机转速得到多组数 据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲）△t/s 力传感器的示数F/N 3.03 4.15 2 2.76 4.98 3 2.63 5.49 请根据表格数据，计算第1组实验中的角速度②= ad/s;并根据所学向心力表 达式可算出向心力F,= N,与表格中力的传感器示数F相比，可验证向心力表 达式。（π=3.14，结果均保留3位有效数字) (3)在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径， 产生系统误差，则导致F 耳（选填<”，=”或>”)。 【答案】（山 (2) 8.29 4.12 (3) 【详解】(1)由题中连续记录5次脉冲，可知t=(n-1)T=4T 2元8π 则角速度为ω= Tt (2)[1]由0= 可得0=F=8.29rad/s [2]根据向心力公式F=mo2r=0.2×8.292×0.3N=4.12N (3)由于细线存在微小形变，使实际转动的半径变大，实际向心力的数值变大，因此力 的传感器测量的数值大于计算值，则填<”。 12.在“金属丝电阻率的测量”的实验中： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，金 属丝直径d= 1mm。 50 (2)按图2所示的电路测量金属丝的电阻R,。李华同学将单刀双掷开 关分别打到α处和b处，发现电流表示数变化更明显，由此判断开关 15 打到 (填“”或“b”)处时进行实验系统误差较小。 图1 (3)李华同学为了消除系统误差，他设计用电流计G和电阻箱替 b 代图2中的电流表，电路如图3所示。实验所绘， R图像如 图4所示，斜率k=2522,纵截距b=102。R'为电阻箱阻值， U为电压表V的示数，I为电流表G的示数。则待测电阻 R,= 2,电流计内阻R。= 2。 图2 U b R R' 图3 图4 【答案】(1)0.500(0.498-0.502) (2)b (3) 5 5 【详解】(1)螺旋测微器的精度为0.01m,转动刻度估读到0.1格，金属丝直径 d=0mm+50.0×0.01mm=0.500mm(0.498-0.502) (2)电路采用试触法判断待测电阻的阻值大小，因电流表示数变化更明显，即电压表的 分流较明显，则应回避电压表分流，故采用电流表的内接法减小系统误差，由此判断开关 打到b处时进行实验系统误差较小。 (3)[1][2]根据串并联电路的特点有U=IR。+I。+ :)R. R U 变形可得 =R+R.+RR.R 可得R。+R=b=102 RR=k=2522 联立解得R=52,R。=52 四、解答题：（共41分） 13.(11分)如图所示，质量m=400g的激光发射器悬挂在劲度系数k=40N/m的轻质弹 簧下端，发射器右侧竖直放置一块直径D=60c的半圆柱形玻璃砖。发射器静止时，激光 恰好从圆心O点射入玻璃砖。已知玻璃砖对该激光的折射率=√3，激光与水平方向的夹 角始终为日=60°，光在真空中的传播速度c=3×10m/s,激光与玻璃砖在同一竖直面内， 取重力加速度g=10m/s2,结果可用根号表示。 y (1)求从圆心O点射入的激光在玻璃砖中的折射角大小； (2)求从圆心O点射入的激光在玻璃砖中的传播时间： (3)向下拉动发射器一段距离后释放，发射器做简谐运动，照射到半 圆柱形玻璃砖的激光恰好都能从圆弧面射出。已知弹簧振子的周期 W 公式为T=2rK (其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数)， e 以向下为正方向，以最低点释放为零时刻，求发射器做简谐运动的振动方程（即位移与时 间的关系)。 【答案】(1)a=30°(2)t=√3×10s(3)y=0.2cos10t)m SSAASSSSSAAS55S 【详解】(1)如下图所示，由圆心射入的激光，在玻璃砖中的折射角∝ 根据折射定律n=sim60 解得=30°。。。。2分 sin a 0d. (2)激光在玻璃砖中的传播速度v=C 。0.0。1分 射入的激光在玻璃砖中的传播时间1= 218 0。。1分 21v 解得t=√3×10°g。。。。1分 (3)如图所示，激光恰好都能从圆弧面射出，玻璃砖恰好发生全反射的光路如图所示 由几何关系可得∠OAB=120°，∠OED=60° 根据snC= 。000。1分 n A0 R 在△ABO中，根据正弦定理 sinc sinl20° 0.000。1分 在BDO中，根据正弦定理BO R sinc sin60° 0000.0.1分 得40=B0-2故弹簧振子的振幅为4： 2R 3 3 =0.2m。。0..1分 根据T=2π\K 可得T=0.2x(S)。。。1分 弹簧振子的振动方程y=Asim 2 t+90 0.2sin10t+元m=0.2cos(10)m。0.1分 14.(14分)如图甲所示。其原理是质子从静止开始经电场加速后垂直进入匀强磁场后分 成不同方向的质子束去轰击不同的金属靶产生高能中子射线，加速及偏转系统原理简化示 意图如图乙所示，右侧加速电场由两块平行金属板构成，板间电压U=835x10V;右侧 偏转区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T,磁场边界为圆形。质子的 质量m=1.67×102”kg,电荷量e=1.60×1019C。从加速电场左板由静止释放，经加速后 正对磁场中心进入偏转磁场，最终偏转日=90°角从磁场边界射出沿直线打到1号靶上。 1号靶 本E 质 靶 27 甲 丙 (1)求打在1号靶上的质子的速度大小： (2)求打在1号靶上的质子在偏转磁场中运动的轨迹半径及运动时间（结果均保留2位有效 数字) (3)若在偏转磁场区域叠加垂直磁场方向的脉冲式电场（如图丙），质子周期性地交替进入 圆形磁场区域。0时刻进入的第1个质子偏转90°角出磁场后最终打在1号靶上；第1个 质子出磁场后立即进入第2个质子沿直线通过圆形磁场区域后最终打在2号靶上，第2个 质子出磁场后立即进入第3个质子偏转90°角出磁场后最终打在1号靶上，第3个质子出 磁场后立即进入第4个质子沿直线出磁场后最终打在2号靶上...如此持续交替进入，两 部分质子恰好互不影响。求垂直磁场的电场强度大小E。、变化周期T及足够长时间后打在 两个靶上的质子数个数之比h:n2。 【答案】(1)v=4x10m/s (2)r≈8.4x102m,1≈3.3×108s (3)E=2×10Vm,T≈7.5x108s,h:n2=1:1 【详解】(1)根据动能定理得eU=m2-0。。2分 2 代入数据解得v=4×10ms。。。。2分 (2)质子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有=m 。00。。1分 代入数据解得，质子的轨迹半径为r≈8.4x102m。。o。1分 打在1号靶上的质子在磁场中运动的时间为5=印。。 06080.1分 代入数据解得t≈3.3×108s。o。。1分 (3)加上脉冲电场后，同时受磁场力和电场力的质子做匀速直线运动打在2号靶上，由 共点力平衡得eB=eE,。。。1分 代入数据解得，电场强度大小为E。=2×10Vm。。。1分 由几何关系知，磁场的半径为R=r≈8.4×10-2m。。。。1分 2R 打在2号靶上的质子在复合场中运动的时间为t2= 60000.1分 代入数据解得t,=42×108s 恰好互不影响时，脉冲电场的变化周期为T=t+t2。。1分 代入数据得，脉冲电场的变化周期为T≈7.5x108s 每个周期各有一个质子分别打在1号和2号靶上，足够长时间后打在两个靶上的质子数个 数之比h:h2=1:1。。。1分 15.(16分)如图所示，由圆心分别为Q、O,半径均为R=0,2m的两个光滑圆弧轨道 平滑连接成轨道c,放置在光滑水平地面上并锁定，P点为轨道的最高点，Q点为轨道的 最低点且与水平地面相切。质量均为m=1kg的不同材质小球α、b静置在轨道c左侧的水 平地面上，小球α、b碰撞时碰后的相对速度与碰前的相对速度之比为一定值。给小球α 一初速度，使之与小球b发生碰撞，碰撞后小球b沿轨道c运动到P点抛出，地面上的落 点与P点间的水平方向位移为x=2m 二m;小球a沿轨道能运动到与O点等高的位置。不计 空气阻力，重力加速度g=10m/s2,求 OR- 0 R 6 轨道c 227717 (1)小球b经过P点时受到的支持力大小： (2)小球α、b发生碰撞过程中损失的动能： (3)解除轨道c的锁定，小球α以大小未知的初速度v与小球b发生碰撞，碰后小球b经过 轨道上的2点滑上轨道c,又从轨道c上滑下再次经过2点（未脱离轨道），上述过程中小 球a一直在水平地面上运动，小球b第一次经过Q点时与小球α间的距离等于小球b第二 次经过Q点时与小球α间的距离。求满足条件的初速度v的大小。 【详解】(1)小球b从P点抛出后做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动，则有 28o0000.1分 解得小球b下落的时间为1=臣§ 同理由水平方向为匀速直线运动有x=Vb1。。。。1分 解得小球b到达P点时的速度大小为'p=ls 在P点对小球b进行受力分析，根据牛顿第二定律方程有g-N= 000000.1分 R 解得小球b经过P点时受到的支持力大小为N=5N。。。。2分 (2)设小球a、b碰撞后的速度分别为v。、,则对小球b根据机械能守恒定律有 n-号m+g2R。1分 1， 2 解得'=3m/s 同理对小球a根据机械能守恒定律有}m=mgR。。。1分 联立解得v。=2m/s 设小球a的初速度为y。,则小球ab碰撞过程根据动量守恒定律有w。=。+m,。1分 解得v。=5m/s 所以小球ab发生描过程中损失的动能为a识-m-m-m=6…2分 (3)解除轨道c锁定后，设小球a的初速度为v,小球a、b碰撞后的速度分别为va1、'1, 则小球a、b碰撞过程根据动量守恒定律有w=Ya1+W1。。。1分 由于碰后的相对速度与碰前的相对速度之比为一定值，则有业-=号。1分 解得=3 613 设小球b两次经过Q点的时间间隔为t,则根据题意可得x。=x。=x。=V。1。。。。1分 小球b和轨道c作用的过程中，根据水平方向动量守恒有1=b2+m。 时间t内对上式积分有t=x。+mx。。。。1分 联立解得轨道c的质量为l。=0.5l=0.5kg 由分析可知，小球ā的初速度v有最大值时的临界条件为当小球b与轨道c共速时，小球b 恰好运动到与O点等高的位置，则根据水平方向动量守恒有'1=(m+m。)'共 由机械能守恒有m听=(m+m)p#+mg·R。。。1分 联立解得vb1=2V3m/s 则此时小球a的初速度大小为p=a1+1二w1=√3m/s 所以满足条件的初速度v的取值范围为v≤碧V3m/s。。1分