河北衡水市2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
2026-05-29
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3份
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30页
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摘要:
**基本信息**
以玉兔二号核电池、无人机配送等科技情境为载体,通过力学平衡、电磁感应等核心知识,考查物理观念与科学思维,适配高考模拟预测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择题|7题/28分|近代物理(衰变)、运动学(v-t图像)|结合天问一号探测器情境考查开普勒定律,体现科学推理|
|多项选择题|3题/18分|机械波(双波源干涉)、电磁综合|以电磁健身器为模型,考查模型建构与能量分析|
|非选择题|5题/54分|实验(加速度测量)、热力学、电磁场综合|15题电磁场组合问题,融合运动与相互作用观念,突出科学探究能力|
内容正文:
衡水市2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
双向细目表
题号
考点
分值
难度
1
原子核物理(衰变、半衰期、质能方程)
4
易
2
运动学(v-t 图像、牛顿第二定律)
4
中
3
天体运动(开普勒定律、变轨)
4
中
4
共点力平衡(动态平衡)
4
中
5
交变电流 + 变压器
4
中
6
电场(电势叠加、场强、等势线)
4
难
7
光学(折射、折射率、光速、衍射、全反射)
4
易
8
机械波(波速、起振方向、振动路程、叠加)
6
中
9
电磁感应(导轨、安培力、动量定理、电容)
6
难
10
力学综合(简谐运动、能量、摩擦力、冲量)
6
难
11
力学实验(探究 a 与 M 关系、打点计时器、逐差法)
10
中
12
电学实验(测电源电动势与内阻、系统误差、补偿电路)
10
中
13
热学(理想气体状态方程、受力平衡)
10
中
14
力学综合(机械能守恒、弹性碰撞、圆周运动)
12
中难
15
电磁综合(电场类平抛、磁场圆周、几何关系)
12
难
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衡水市2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
物理
本试卷共8页,15小题,满分100分,考试时长75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1.玉兔二号月球车采用核电池来提供能量,其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是,其衰变方程为,的半衰期为88年。已知、α粒子、X的质量分别为、、,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A.X的质子数为92
B.温度升高,的半衰期缩短
C.一个核衰变成X,释放的核能为
D.经过176年后,核电池内核的质量减少
2.2024年8月16日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通,为游客配送防暑降温、应急救援等物资(如左图)。右图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为1.5kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A.无人机在1~2s内加速度方向竖直向下
B.无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
C.在此过程中无人机上升的最大高度为4m
D.在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为18N
3.我国发射的天问一号探测器经过一系列变轨后逐渐靠近火星,如图所示,Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积。已知探测器在Ⅱ轨道上运动周期为,、为Ⅱ轨道长轴的两个端点,、为Ⅱ轨道短轴的两个端点。下列说法正确的是( )
A.两阴影部分的面积相等
B.探测器在Ⅱ轨道上从到的过程中机械能一直减小
C.探测器在Ⅱ轨道上通过点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过点时的速度
D.探测器在Ⅱ轨道上从经到的运动时间为
4.如图,光滑斜面上有一个小球被轻绳拴住,悬挂在天花板上,已知轻绳与竖直方向的夹角为,斜面倾角,整个装置处于静止状态。现保持悬点不变,将斜面向左缓慢推动平移一小段距离后,下列说法正确的是( )
A.小球对斜面的压力变小 B.斜面对小球支持力变大
C.轻绳拉小球的拉力变小 D.斜面受到地面的摩擦力变大
5.如图甲所示,匝数为匝的矩形闭合导线框,电阻不计,处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中,导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器原、副线圈匝数比为,副线圈接有一滑动变阻器,副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.导线框线圈的匝数
B.从甲图所示位置开始计时,导线框线圈中产生的交变电压表达式为
C.若滑动变阻器的滑片向上移动,图像的峰值变大
D.若导线框的转速加倍,变压器的输出功率将加倍
6.多个点电荷产生的电场中,某点的电势等于各个点电荷单独在该点产生的电势的代数和。已知在电荷量为Q的点电荷产生的电场中,将无限远处的电势规定为零时,距离该点电荷r处的电势,其中k为静电力常量。若真空中有两个点电荷Q1和Q2,分别固定在x轴的坐标为-4cm和1cm的位置上。两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示。下列说法正确的是( )
A.Q1为正电荷,Q2为负电荷,且
B.x轴上x=6cm处的电场强度为0
C.若仅将Q2的电荷量变为原来的2倍,x轴上x=-1.5cm处的电势将变为0
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,M、N两点间的电势差仍为0.4V
7.如图所示,一束复色光a自空气射向上下表面平行的足够长的玻璃砖,经过玻璃砖后分成b、c两束光,以下说法正确的是( )
A.b、c两束光一定相互平行
B.b光在玻璃砖中的传播速度大于c光
C.b光比c光更容易发生衍射现象
D.从该透明材料射入空气发生全反射时,b光的临界角较大
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.两个振动情况完全相同的波源S1、S2,分别位于x轴上原点O和0.9m,振幅为10cm。t=0时刻波源S1开始沿y轴方向做简谐运动,形成的简谐波沿x轴正、负方向传播,当波传到0.9m处,触发波源S2开始振动,此时x正半轴波形如图所示,两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是( )
A.两列波的传播速度为4m/s
B.波源的起振方向沿y轴负方向
C.在0~6s内,平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D.从图示时刻开始,再过0.75s,平衡位置在x=0.7m处的质点位移为20cm
9.某电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距为,倾角为,导轨上端串接一个阻值为的电阻,下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为,质量为的金属棒水平置于导轨上,用绝缘绳索(平行导轨)通过定滑轮与拉杆相连,金属棒向上运动时,闭合,断开,向下运动时,断开,闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处,一位健身者用大小为的恒力竖直向下拉动杆,棒运动过程中始终保持与导轨垂直,进入磁场时恰好匀速上升,棒到达磁场处时,撤去拉力,恰好能减速运动到磁场上边界,紧接着棒a从磁场上边界由静止开始下滑,此时电容器电量为零,下滑过程中,拉力始终为零。不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量,金属棒与导轨接触良好,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.棒a向上进入磁场时的速度大小为
B.棒a减速向上运动的时间为
C.棒a在磁场中下滑时做加速度减小的加速运动
D.棒a向下离开磁场时的速度大小为
10.如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点,自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性绳ABC在一条水平线上,小球从C点由静止释放,当滑到E点时速度恰好为零,已知C、E两点间距离为h,D为CE的中点,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.4,弹性绳始终处在弹性限度内,重力加速度为g。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),下列说法正确的是( )
A.对于由弹性绳和小球组成的系统,在CD阶段损失的机械能等于在DE阶段损失的机械能
B.小球从C到E克服弹性绳弹力做功
C.在E点给小球一个竖直向上的速度小球恰好能回到C点
D.从C到E的过程中,弹性轻绳对小球的冲量为
三、非选择题:共54分。
11.(8分)为了探究物体受力一定时加速度与质量的关系,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。其中为小车的质量,为砂和砂桶的总质量,为小车上的滑轮的质量,力传感器可以测出轻绳中的拉力大小。
(1)已知打点计时器采用的是频率为的交流电,图乙所示为实验获得纸带的其中一条,纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,计数点到点的距离分别为,打下点时小车的速度为_____,小车运动的加速度大小为_____。(结果均保留两位有效数字)
(2)改变小车内砝码的质量从而改变小车和砝码的总质量,同时改变砂桶内砂的质量重复实验,保证每次实验中力传感器的示数均为,记录每次小车和砝码的总质量,根据纸带求出每次小车运动的加速度,作出图像,如果图像是一条倾斜直线,图线与纵轴的截距等于_____,图像的斜率等于_____,则说明在合外力一定时,物体的加速度与质量成反比。
12.(10分)某同学利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻,实验电路图如图1所示。连接电路后闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录电压表的读数U和电流表的读数I,作出U-I图线如图2所示。
(1)根据U-I图线得该电池的电动势E=_____V,内阻r=____Ω。(结果保留2位有效数字)
(2)若忽略偶然误差,利用该电路测得电动势的测量值_____真实值,内阻的测量值______真实值。(填“小于”“大于”或“等于”)
(3)某同学设计了如图3所示的电路测量电源的电动势E,其中E1是辅助电源。闭合开关S1、S2,调节R1至适当位置,再调节R2使灵敏电流计G的示数为0,记录电流表和电压表的示数I和U,改变R1的阻值,多次重复步骤,根据记录的数据作出U-I图线。若图线的斜率为k,纵轴(U轴)截距为b,则该电源的电动势为_____;从理论上分析,利用该电路测得电动势的测量值______真实值(填“小于”“大于”或“等于”)。
13.(8分)如图所示是一种由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置,该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计,汽缸导热性和气密性良好,环境温度不变,汽缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时,弹簧处于原长,缸内气柱和活塞柱长度均为,缸内气体压强等于大气压强。活塞柱横截面积S,弹簧的劲度系数。将四台减震装置安装在汽车上,稳定时汽车重量由四台减震装置支撑,此时缸内气柱长为0.4h。求:
(1)压缩后,汽缸内氮气的压强;
(2)汽车的质量。
14.(12分)在竖直平面内,质量为m1=0.1kg的小球A用长为L=0.5m的不可伸长的细线悬挂于O点,光滑水平地面到O点的距离为h=0.5m,在O点正下方放置一质量为m2=0.1kg的小球B,C为一固定的半径为R=0.1m的光滑半圆弧槽,把小球A拉到如图所示位置,细线恰好伸直,且细线与竖直方向的夹角α=37°,由静止释放小球A,当细线再次伸直时,小球沿细线方向的速度瞬间变为0。两小球的碰撞为弹性碰撞,且两球都可视为质点,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球A由静止释放后,细线再次伸直前瞬间,小球A的速度大小;
(2)判断小球B能否到达半圆弧槽最高点D,如果不能,请说明理由;如果能,求出小球B对半圆弧槽D点的压力大小。
15.(16分)在xOy平面内,的区域内有竖直向上的匀强电场,电场强度大小为,在区域内,处于第一象限的匀强磁场,磁感应强度为(未知);处于第四象限的匀强磁场,磁感应强度为(未知),大小关系为,均垂直于纸面向外,如图所示。一质量为m、带电荷量为的粒子,在时刻,从P点(P点的横坐标为)以速度沿x轴正向水平射出,恰好从坐标原点进入第一象限,不计粒子的重力。
(1)求P点坐标;
(2)若粒子最终垂直磁场右边界射出磁场:
①求磁感应强度的最小值;
②若粒子两次进入第四象限,求粒子在磁场中运动的时间t。
参考答案
1.A
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒可知,X的质子数为94-2=92,选项A正确;
B.半衰期与外部因素无关,则温度升高,的半衰期不变,选项B错误;
C.一个核衰变成X,释放的核能为
选项C错误;
D.经过176年后即经过两个半衰期,核电池内核的质量还剩原来的,选项D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.根据题图可知无人机在1~2s内向上加速运动,所以加速度方向竖直向上,故A错误;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知无人机在第1s内的加速度小于第4s内的加速度,故B错误;
C.根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,在此过程中无人机上升的最大高度为
故C错误;
D.根据图像的斜率表示加速度,可知在内的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得在内配送物资所受无人机的拉力大小为
故D正确。
故选D。
3.C
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,卫星绕同一中心天体运动时,在同一轨道上相等时间内,卫星与中心天体连线扫过的面积相等,图中两个阴影部分是不同轨道上连线扫过的面积,则两阴影部分的面积不相等,故A错误;
B.从P到N只有万有引力做功,可知机械能守恒,故B错误;
C.Ⅱ轨道相对于Ⅰ轨道是低轨道,由低轨道变轨到高轨道需要在切点位置加速,可知探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度,故C正确;
D.根据开普勒第二定律,靠近中心天体时运行速度变快,远离中心天体时运行速度变慢,故从M经N到Q的运动过程中,运行时间大于,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】ABC.斜面向左移动时绳子的拉力与竖直方向之间的夹角逐渐减小,绳子的拉力以及斜面的支持力变化如图:
可知绳子的拉力增大,斜面的支持力逐渐减小,根据牛顿第三定律可知小球对斜面的压力减小,故A正确,BC错误。
D.对斜面分析可知,地面对斜面的摩擦力为
因FN减小,则斜面受到地面的摩擦力变小,选项D错误。
故选A。
5.B
【详解】A.次级电压最大值为U2m=20V,则初级电压最大值
对线圈根据
其中
解得导线框线圈的匝数,A错误;
B.甲图示位置感应电动势最大,则从甲图所示位置开始计时,导线框线圈中产生的交变电压表达式为,B正确;
C.图像的峰值由线圈产生的感应电动势最大值与变压器的匝数比决定,与滑动变阻器的阻值无关,若滑动变阻器的滑片向上移动,则图像的峰值不变,C错误;
D.若导线框的转速加倍,则角速度加倍,感应电动势最大值加倍,变压器的次级电压加倍,根据可知,变压器的输出功率将变为原来的4倍,选项D错误。
故选B。
6.B
【详解】A.根据两点电荷周围的电势分布可知,Q1带正电,Q2带负电,坐标原点处的电势为零,则
所以,故A错误;
B.x轴上x=6cm处的电场强度为,故B正确;
C.若仅将Q2的电荷量变为原来的2倍,则
解得,故C错误;
D.根据电势的计算可知,若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则M、N两点间的电势差变为原来的2倍,即为0.8V,故D错误。
故选B。
7.A 【解析】A.因为光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角,光的上表面入射角一样,由光路的可逆性原理可知光经过玻璃砖后分成b、c两束光一定相互平行,故A正确;
B.根据偏移情况可知玻璃对b光的折射率大于c光的折射率,根据公式
可知b光在玻璃砖中的传播速度小于c光,故B错误;
C.玻璃对b光的折射率大于c光的折射率,可知b光的波长小于c光,c光比b光更容易发生衍射现象,故C错误;
D.根据
可知,c光的临界角较大,故D错误。
故选A。
8.BCD
【详解】A.由图可知波长为
根据题意可得
可得
两列波的传播速度为
故A错误;
B.根据题意可知图中时刻波形图处质点刚开始振动,与波源振动方向相同,根据波形平移法可知波源的起振方向沿y轴负方向,故B正确;
C.波源振动的情况下,平衡位置处在的质点振动的时间为
路程为
波源开始振动的时间为
波源的振动传到质点的时间为
因的振动质点振动的时间为
路程为
在0~6s内,平衡位置处在的质点运动总路程为
故C正确;
D.从图示时刻开始,再过0.75s即,因振动处的质点位移为
振动传到处的质点的时间为
则因振动处的质点振动的时间为
因振动处的质点起振方向向下,所以位移为
从图示时刻开始,再过0.75s,平衡位置在处的质点位移为
故D正确。
故选BCD。
9.ABD
【详解】A.棒进入磁场时有
又
联立解得
A选项正确;
B.减速过程,由动量定理得
又
联立解得
B选项正确
C.导体棒向下运动的过程中,时间内电容器电荷量的变化量
按定义有:
对棒有
联立可得
可知棒做初速度为零的匀加速运动,选项错误;
D.导体棒向下出磁场时的速度为,由运动学公式
解得
选项正确。
故选ABD。
10.AD
【详解】A.当小球运动到某点P点,弹性绳的伸长量是,小球受到如图所示的四个力作用
其中
将正交分解,则的水平分量为
小球水平方向平衡,则
又
的竖直分量为
从C到E的过程中,根据能量守恒可知
解得
由可知小球受到的摩擦力为恒力,则CD段与DE段摩擦力所做的功相同,则在DE段弹性绳和小球组成的系统机械能的减小量等于CD段弹性绳和小球组成的系统机械能的减小量,故A正确;
B.小球从C到E,根据动能定理有
解得克服弹性绳弹力做功为
故B错误;
C.对小球从C运动到E过程,应用动能定理得
若小球恰能从E点回到C点,应用动能定理得
联立求解得
故C错误;
D.从C到E的运动过程中,所受合力
可知恰好以D点为平衡位置的简谐运动,从C运动到E恰好为半个周期
弹性轻绳对小球水平冲量
竖直冲量与重力和摩擦力合力的冲量大小相等,为
又
弹性轻绳对小球冲量
故D正确。
故选AD。
11.(1) 0.88 (2分) 1.7(2分)
(2) (2分) (2分)
【详解】(1)[1]由于相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为,匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则打下点时小车的速度为
[2]根据逐差法可知,小车的加速度
(2)[1]根据牛顿第二定律有
变形得
当图线与纵轴的截距为
[2]图像的斜率为
则说明加速度与质量成反比。
12.(1) (2分) 0.83/0.82/0.84(2分)
(2) 小于 (2分) 小于(2分)
(3) b(1分) 等于(1分)
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律得
则 图线的纵截距等于电动势,图线纵截距为,故
图线斜率的绝对值等于内阻,由图得
(2)[1][2]本电路中,电压表存在分流作用,电流表读数小于电源实际的总电流,则
推导得测量关系
因此,电动势测量值
内阻测量值,故两者测量值都小于真实值。
(3)[1]当灵敏电流计示数为时,说明两端电势相等,电压表读数等于待测电源的路端电压,电流表读数等于待测电源的输出电流,因此仍满足
图线纵截距等于电动势,故
[2]该电路消除了电压表分流带来的系统误差,理论上测量值没有误差,因此电动势测量值等于真实值。
13.(1)
(2)
【详解】(1)根据玻意耳定律可知(3分)
解得(1分)
(2)对汽车由平衡可知(3分)
解得(1分)
14.(1);(2)
【详解】(1)球A开始时做自由落体运动,设下落高度为,则有
(2分)
由几何关系得
(1分)
解得
(1分)
(2)把竖直方向速度分解为沿细线方向的速度和垂直细线方向的速度,则有
(1分)
设小球A、B碰撞前瞬间,球A的速度为,由动能定理可得
(1分)
两球为弹性碰撞,设碰后瞬间B球的速度为,球A的速度为,由动量守恒定律和能量守恒定律可得
(1分)
(1分)
假设球B能够到达最高点D,设球B在最高点的速度为,由动能定理可得
(1分)
解得
(1分)
所以球B能过最高点,在D点由牛顿第二定律可得
(1分)
解得
由牛顿第三定律,可得球B在半圆弧槽D点时对弧槽的压力大小为2.76N。(1分)
15.(1)
(2)①;②
【详解】(1)电场中水平方向匀速运动有
(1分)
竖直方向做匀变速运动,有
(1分)
(1分)
代入数据得
(1分)
故P点坐标为。(1分)
(2)①在O点,有
(1分)
(1分)
所以
粒子进入磁场后,第一次恰好垂直磁场右边界射出,此时B最小,如图所示
由几何关系知
(1分)
又有
(1分)
解得的最小值
(1分)
②要求粒子两次进入第四象限,则运动轨迹如图
由洛伦兹力提供向心力有
(1分)
(1分)
则有
且满足关系
(1分)
由洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子在磁场中的运动时间(1分)
粒子在磁场中的运动时间(1分)
所以粒子在磁场中运动时间(1分)
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衡水市2026年普通高中学业水平选择性考试模拟试题
物理
本试卷共8页,15小题,满分100分,考试时长75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1.玉兔二号月球车采用核电池来提供能量,其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是,其衰变方程为,的半衰期为88年。已知、α粒子、X的质量分别为、、,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A.X的质子数为92
B.温度升高,的半衰期缩短
C.一个核衰变成X,释放的核能为
D.经过176年后,核电池内核的质量减少
2.2024年8月16日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通,为游客配送防暑降温、应急救援等物资(如左图)。右图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为1.5kg,以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A.无人机在1~2s内加速度方向竖直向下
B.无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等
C.在此过程中无人机上升的最大高度为4m
D.在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为18N
3.我国发射的天问一号探测器经过一系列变轨后逐渐靠近火星,如图所示,Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积。已知探测器在Ⅱ轨道上运动周期为,、为Ⅱ轨道长轴的两个端点,、为Ⅱ轨道短轴的两个端点。下列说法正确的是( )
A.两阴影部分的面积相等
B.探测器在Ⅱ轨道上从到的过程中机械能一直减小
C.探测器在Ⅱ轨道上通过点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过点时的速度
D.探测器在Ⅱ轨道上从经到的运动时间为
4.如图,光滑斜面上有一个小球被轻绳拴住,悬挂在天花板上,已知轻绳与竖直方向的夹角为,斜面倾角,整个装置处于静止状态。现保持悬点不变,将斜面向左缓慢推动平移一小段距离后,下列说法正确的是( )
A.小球对斜面的压力变小 B.斜面对小球支持力变大
C.轻绳拉小球的拉力变小 D.斜面受到地面的摩擦力变大
5.如图甲所示,匝数为匝的矩形闭合导线框,电阻不计,处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中,导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器原、副线圈匝数比为,副线圈接有一滑动变阻器,副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.导线框线圈的匝数
B.从甲图所示位置开始计时,导线框线圈中产生的交变电压表达式为
C.若滑动变阻器的滑片向上移动,图像的峰值变大
D.若导线框的转速加倍,变压器的输出功率将加倍
6.多个点电荷产生的电场中,某点的电势等于各个点电荷单独在该点产生的电势的代数和。已知在电荷量为Q的点电荷产生的电场中,将无限远处的电势规定为零时,距离该点电荷r处的电势,其中k为静电力常量。若真空中有两个点电荷Q1和Q2,分别固定在x轴的坐标为-4cm和1cm的位置上。两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示。下列说法正确的是( )
A.Q1为正电荷,Q2为负电荷,且
B.x轴上x=6cm处的电场强度为0
C.若仅将Q2的电荷量变为原来的2倍,x轴上x=-1.5cm处的电势将变为0
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,M、N两点间的电势差仍为0.4V
7.如图所示,一束复色光a自空气射向上下表面平行的足够长的玻璃砖,经过玻璃砖后分成b、c两束光,以下说法正确的是( )
A.b、c两束光一定相互平行
B.b光在玻璃砖中的传播速度大于c光
C.b光比c光更容易发生衍射现象
D.从该透明材料射入空气发生全反射时,b光的临界角较大
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.两个振动情况完全相同的波源S1、S2,分别位于x轴上原点O和0.9m,振幅为10cm。t=0时刻波源S1开始沿y轴方向做简谐运动,形成的简谐波沿x轴正、负方向传播,当波传到0.9m处,触发波源S2开始振动,此时x正半轴波形如图所示,两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是( )
A.两列波的传播速度为4m/s
B.波源的起振方向沿y轴负方向
C.在0~6s内,平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D.从图示时刻开始,再过0.75s,平衡位置在x=0.7m处的质点位移为20cm
9.某电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距为,倾角为,导轨上端串接一个阻值为的电阻,下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为,质量为的金属棒水平置于导轨上,用绝缘绳索(平行导轨)通过定滑轮与拉杆相连,金属棒向上运动时,闭合,断开,向下运动时,断开,闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处,一位健身者用大小为的恒力竖直向下拉动杆,棒运动过程中始终保持与导轨垂直,进入磁场时恰好匀速上升,棒到达磁场处时,撤去拉力,恰好能减速运动到磁场上边界,紧接着棒a从磁场上边界由静止开始下滑,此时电容器电量为零,下滑过程中,拉力始终为零。不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量,金属棒与导轨接触良好,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.棒a向上进入磁场时的速度大小为
B.棒a减速向上运动的时间为
C.棒a在磁场中下滑时做加速度减小的加速运动
D.棒a向下离开磁场时的速度大小为
10.如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点,自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性绳ABC在一条水平线上,小球从C点由静止释放,当滑到E点时速度恰好为零,已知C、E两点间距离为h,D为CE的中点,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.4,弹性绳始终处在弹性限度内,重力加速度为g。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),下列说法正确的是( )
A.对于由弹性绳和小球组成的系统,在CD阶段损失的机械能等于在DE阶段损失的机械能
B.小球从C到E克服弹性绳弹力做功
C.在E点给小球一个竖直向上的速度小球恰好能回到C点
D.从C到E的过程中,弹性轻绳对小球的冲量为
三、非选择题:共54分。
11.(8分)为了探究物体受力一定时加速度与质量的关系,某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。其中为小车的质量,为砂和砂桶的总质量,为小车上的滑轮的质量,力传感器可以测出轻绳中的拉力大小。
(1)已知打点计时器采用的是频率为的交流电,图乙所示为实验获得纸带的其中一条,纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,计数点到点的距离分别为,打下点时小车的速度为_____,小车运动的加速度大小为_____。(结果均保留两位有效数字)
(2)改变小车内砝码的质量从而改变小车和砝码的总质量,同时改变砂桶内砂的质量重复实验,保证每次实验中力传感器的示数均为,记录每次小车和砝码的总质量,根据纸带求出每次小车运动的加速度,作出图像,如果图像是一条倾斜直线,图线与纵轴的截距等于_____,图像的斜率等于_____,则说明在合外力一定时,物体的加速度与质量成反比。
12.(10分)某同学利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻,实验电路图如图1所示。连接电路后闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录电压表的读数U和电流表的读数I,作出U-I图线如图2所示。
(1)根据U-I图线得该电池的电动势E=_____V,内阻r=____Ω。(结果保留2位有效数字)
(2)若忽略偶然误差,利用该电路测得电动势的测量值_____真实值,内阻的测量值______真实值。(填“小于”“大于”或“等于”)
(3)某同学设计了如图3所示的电路测量电源的电动势E,其中E1是辅助电源。闭合开关S1、S2,调节R1至适当位置,再调节R2使灵敏电流计G的示数为0,记录电流表和电压表的示数I和U,改变R1的阻值,多次重复步骤,根据记录的数据作出U-I图线。若图线的斜率为k,纵轴(U轴)截距为b,则该电源的电动势为_____;从理论上分析,利用该电路测得电动势的测量值______真实值(填“小于”“大于”或“等于”)。
13.(8分)如图所示是一种由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置,该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计,汽缸导热性和气密性良好,环境温度不变,汽缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时,弹簧处于原长,缸内气柱和活塞柱长度均为,缸内气体压强等于大气压强。活塞柱横截面积S,弹簧的劲度系数。将四台减震装置安装在汽车上,稳定时汽车重量由四台减震装置支撑,此时缸内气柱长为0.4h。求:
(1)压缩后,汽缸内氮气的压强;
(2)汽车的质量。
14.(12分)在竖直平面内,质量为m1=0.1kg的小球A用长为L=0.5m的不可伸长的细线悬挂于O点,光滑水平地面到O点的距离为h=0.5m,在O点正下方放置一质量为m2=0.1kg的小球B,C为一固定的半径为R=0.1m的光滑半圆弧槽,把小球A拉到如图所示位置,细线恰好伸直,且细线与竖直方向的夹角α=37°,由静止释放小球A,当细线再次伸直时,小球沿细线方向的速度瞬间变为0。两小球的碰撞为弹性碰撞,且两球都可视为质点,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球A由静止释放后,细线再次伸直前瞬间,小球A的速度大小;
(2)判断小球B能否到达半圆弧槽最高点D,如果不能,请说明理由;如果能,求出小球B对半圆弧槽D点的压力大小。
15.(16分)在xOy平面内,的区域内有竖直向上的匀强电场,电场强度大小为,在区域内,处于第一象限的匀强磁场,磁感应强度为(未知);处于第四象限的匀强磁场,磁感应强度为(未知),大小关系为,均垂直于纸面向外,如图所示。一质量为m、带电荷量为的粒子,在时刻,从P点(P点的横坐标为)以速度沿x轴正向水平射出,恰好从坐标原点进入第一象限,不计粒子的重力。
(1)求P点坐标;
(2)若粒子最终垂直磁场右边界射出磁场:
①求磁感应强度的最小值;
②若粒子两次进入第四象限,求粒子在磁场中运动的时间t。
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