精品解析：2027届北京大学附属中学高三上学期调研模拟（分班考）物理试卷

北大附中2027届高三调研模拟测试 物理 本试卷共4页，共100分。考试时长60分钟。考生务必将答案作答在答题纸上。 一、不定项选择。本部分共10小题，每小题4分，共40分。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域，下列说法正确的是（　　） A. 粒子散射现象说明原子核具有复杂的结构 B. 由可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和，几天后将有生成 C. 碘的半衰期为天，则个碘原子核经天后一定剩下一个原子核 D. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性 【答案】D 【解析】 【详解】A．α粒子散射现象说明原子的核式结构模型，不能得出原子核内部具有复杂结构，故A错误； B．方程是人工核反应方程，不能自然发生，故B错误； C．半衰期是统计规律，对极少数的原子核不起作用，故C错误； D．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故D正确。 故选D。 2. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A．其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外做功与从外界吸收的热量相等 B. B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小 C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能 D. 气体状态变化的全过程中，气体对外做的功大于该图像围成的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．A→B过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，气体从外界吸收的热量大于对外做功，选项A错误； B．B→C过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，气体的平均速率减小，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小，选项B正确； C．状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项C错误； D．根据 可知，A→B气体对外做的功 B→C气体体积不变，则 C→A气体体积减小，外界对气体做的功 其值等于曲线与横轴围成的面积，则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积，选项D错误。 故选B。 3. 如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（ 　） A. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度； B. 增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射； C. 用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小； D. 用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应。 【答案】C 【解析】 【详解】A．在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误； B．因为光线是从玻璃砖上表面经过一次折射到下表面的，所以增大入射角，a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角，因此不可能发生全反射，故B错误； C．两束光的入射角相同，a光的折射角较小，所以a光的折射率较大，则频率较大，波长短，根据 可知，a光条纹间距小，故C正确； D．a光频率大，可以发生光电效应，b光频率小，可能小于极限频率，所以可能不发生光电效应，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1=3kg，m2=2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平外力F向左拉m1，为保持细线不断，则F的最大值为（　　） A. 10N B. 12N C. 15N D. 6N 【答案】C 【解析】 【详解】当细线承受最大拉力时，F最大。以m2为研究对象，牛顿第二定律得 以整体为研究对象，由牛顿第二定律得 联立解得 故选C。 5. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡A1和A2是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L的左端电势低于右端 【答案】CD 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，A1逐渐变亮，A2立即变亮，故A错误； B．闭合稳定后，L电阻不计，A1支路电阻较小，所以A1支路电流更大，A1更亮，故B错误； CD．开关由闭合再突然断开时，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭，线圈右端电势更高，故CD正确。 故选CD。 6. 如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次速度v1=v，第二次速度v2=2v，在先、后两次过程中，错误的是（　　） A. 线框中感应电流之比为1：2 B. 线框中产生热量之比为1：2 C. 沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1：2 D. 流过任一截面积电荷量之比为1：1 【答案】C 【解析】 【详解】A．设线圈的长为a，宽为L；线圈中感应电流 可知I∝v，故感应电流之比是1：2，故A正确； B．线圈中产生的热量 可知Q∝v，故热量之比是1：2，故B正确； C．由于线圈匀速运动，外力与安培力大小相等，为 外力的功率为 可知P∝v2 ，所以外力的功率之比为1：4，故C错误； D．流过任一横截面感应电荷量 可知q与v无关，所以感应电荷量之比为1：1，故D正确。 由于本题题选择错误的，故选C。 【点睛】要对两种情况下物理量进行比较，我们应该先把要比较的物理量表示出来再求解，关键要掌握安培力的表达式和感应电荷量的表达式。 7. 某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为m，设变阻器总电阻R，电源电动势为E，电源内阻r可忽略不计，限流电阻阻值为R0，且R=R0，不计一切摩擦和其他阻力（　　） A. 当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m B. 当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m C. 该电子秤可称量物体的最大质量为4m D. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当电压示数为时，则 解得 变阻器总电阻R=R0，设滑动变阻器R总长为L，则弹簧被压缩 则 当电压示数为时，则 解得 则弹簧被压缩L，则 则 m′=3m 选项A错误，B正确； C．由以上分析可知，该电子秤可称量物体的最大质量为3m，选项C错误； D．因电压表读数 而 （x为滑动片以上部分的长度）且 即 可知m与U并非线性关系，则该电子秤电压表各刻度对应的质量不是均匀的，选项D错误。故选B。 8. 一根劲度系数为的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为的物块。用一水平木板将物块托住，使弹簧处于原长状态，如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动，加速度大小，忽略一切阻力。下列说法正确的是（　　） A. 物块下落的整个过程中，物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒 B. 当弹簧的伸长量时，物块与木板分离 C. 物块下落到最低点时的加速度大小为g D. 下落过程中物块的最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块下落的整个过程中，受到木板的支持力作用，且支持力对物块做负功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减小，故A错误； B．当物块与木板之间的弹力为零，加速度为时，恰好与木板分离，则对物块受力分析有 解得 故B错误； C．若没有木板的作用，则物块由初态（弹簧处于自然长度）开始下落，到最低点为简谐运动，由对称性可知最低点时的加速度大小为g，但实际过程中，有木板的作用力，则物块全程不是简谐运动， 则最低点加速度不为g，故C错误。 D．当物块加速度为零时，速度达到最大，即满足 因为木板与物块分离时，向下运动的位移为x，则此时的速度为 解得 则从脱离到达到最大速度，对物块与弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得 联立解得 故D正确。 故选D。 9. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有 可得 故A错误，B正确； CD．对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得 可得 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 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，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、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a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A. 若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B. 若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C. 若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D. 若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 【答案】BC 【解析】 【详解】A．顺时针而，则线圈受到向右的安培力，故手机的加速度是向左，使镜头处于零加速度状态，A错误； B．顺时针而，则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，B正确； C．若的方向左偏上，说明手机框架给镜头向上以及向左的作用力，要使得镜头处于零加速度状态，线圈需要受到向右的安培力、线圈需要受到向下的安培力，且，故可知顺时针逆时针，由可知，C正确； D．若的方向右偏上，说明手机框架给镜头向上以及向右的作用力，且向右的分力大于向上的分力要使得镜头处于零加速度状态，线圈需要受到向左的安培力、线圈需要受到向下的安培力，且，可知逆时针逆时针，且，D错误。 故选BC。 二、本部分共5小题，共60分。请用黑色签字笔将答案写在答题卡相应的位置上。 11. 在“验证机械能守恒定律”实验中，可利用图1所示装置通过研究重物的落体运动来验证机械能守恒定律。 （1）实验中，下列哪些操作是正确的______（填各实验步骤前的字母）。 A．要用秒表测量时间 B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好 C．先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （2）若实验中所用重物质量，打出的纸带如图2所示，O点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能______J，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是______J（结果均保留3位有效数字）。 （3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图像是图3中的哪个______（选填图像对应的字母）。 【答案】 ①. BC##CB ②. 0.342 ③. 0.365 ④. A 【解析】 【详解】（1）[1]A．打点计时器打的点能计算出间隔时间，不需要要用秒表测量时间，A错误； B．选用重物时，同样大小，形状的重物应选重一点的空气阻力的影响较小，B正确； C．使用打点计时器，应该先接通电源，后释放纸带，C正确； D．根据实验打出的纸带，应由匀变速直线运动的推论求出打点计时器打下某点时重锤的速度v，不可测量该点到O点的距离h，在根据公式计算，否则就默认了机械能守恒，失去了验证的意义，D错误。 （2）[2]打点计时器打下B点时的速度为 所以 [3]重力势能的减少量为 （3）[4]下落时所受阻力为f，由动能定理得 整理得 阻力f不变，m、g不变，则。 故选A。 12. 如图所示，把一个质量m1=0.2kg的小球放在高度为h=5.0m的直杆的顶端。一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为s=20m。g取10m/s2，求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度； （2）子弹落地处离杆的距离sʹ； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹与小球系统损失的机械能。 【答案】（1）20m/s；（2）100m；（3）1160J 【解析】 【分析】 【详解】（1）子弹穿过小球后，小球平抛运动 t=1s s=v1t 解得 v1=20m/s （2）子弹穿过小球过程系统动量守恒 m′v0=m1v1+m′v2 v2=100m/s s’=v2t 解得 s’=100m （3）系统损失机械能： E损==1160J 13. 如图所示，一边长为L、质量为m的正方形单匝线圈abcd，自某高处沿竖直面下落，匀速穿过磁感应强度大小为B的水平匀强磁场区域，速度大小为v ,重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）刚进入磁场时线圈中的电流大小I； （2）线圈的电阻R； （3）线圈穿过磁场区域过程中产生的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由二力平衡 可得 【小问2详解】 感应电动势 由欧姆定律 可得 【小问3详解】 根据题意线圈匀速穿过磁场，可知磁场宽度为L，由能量守恒 可得 14. 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。 （1）如图1，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为______T。 （2）某小组同学利用智能手机中的磁传感器测量某地地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在______（选填A.南半球B.北半球）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度的大小为______（结果保留2位有效数字）。 （3）地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图3所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，带负电且电荷量为q，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，则地磁场厚度d应满足的条件为______。 【答案】（1） （2） ①. B ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 由电磁感应知 代入得 该处地磁场磁感应强度B大小的数量级。 【小问2详解】 [1][2]如图所示 地球可视为一个大磁场，磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则该同学是在北半球进行此实验。 磁感应强度为矢量，由图表数据可得处当地的地磁场大小约为 【小问3详解】 设粒子运动的半径为r，粒子运动过程中洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力，如图 则 代入得 即所有粒子的r都相同，如图所示，可推知当粒子沿磁场边界的切线方向射入时，其到达的位置离地面最近，当其轨迹与地面相切时磁场的厚度为2r，因此d应满足的条件是 15. 天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，弄清楚了恒星演化的整个过程，发现恒星在生命的尽头，在一定条件下通过引力坍缩可以形成中子星。 （1）太阳的质量为，半径为，已知某中子星的质量与太阳的质量几乎相同，但半径只有10km，求该中子星表面和太阳表面的自由落体加速度之比。 （2）2017年，科学家首次直接探测到来自双中子星合并的引力波。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，在它们合并前的一段时间内，它们球心之间的距离为L，两中子星在相互引力的作用下，围绕二者连线上的某点O做匀速圆周运动。已知两中子星每秒内绕O点转动n圈，引力常量为G，求两颗中子星的质量之和M。 （3）磁陀星是中子星的一种，拥有极强的磁场，两极的磁感应强度可达到。由于磁陀星本身还会高频自转，故可以形成并持续释放出和磁陀星一起自转的、极细的高能电磁辐射束，如图所示，其效果与海上的灯塔相似，发出的光周期性地掠过地球。当辐射束扫过地球的时候，地球就能接收到信号。此时地球近似作为质点处理。 中国天眼FAST凭借全球最高的灵敏度，成为深度监测宇宙辐射的主力。FAST监测到某次高能辐射（一种解释是此辐射源自于磁陀星）持续时间为，相当于接收太阳一个月（实际接收时间为）释放出的总能量。已知FAST每经过时间T能接收到一次信号，太阳的辐射总功率为，日地距离为r，该磁陀星到地球的距离为L，假设在辐射束内到磁陀星距离相等的面上能量均匀分布，求磁陀星的辐射总功率P。 （注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设物体的质量为，物体在星球表面有 所以该中子星表面和太阳表面的自由落体加速度之比。 【小问2详解】 设两颗中子星的质量分别为、，由万有引力提供向心力可得， 角速度 解得。 【小问3详解】 根据题意可知，磁陀星两极各发射一个辐射束，因此自转周期为，总辐射功率平均分配到两个辐射束中，根据圆周运动可得辐射圆斑扫过地球的线速度为 因此辐射圆斑的直径与底面积为， 设的接收面积为，在时间内接收到的太阳辐射总能量为，在时间内接收到的磁陀星辐射总能量为，则， 根据题意可知 联立方程可得。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北大附中2027届高三调研模拟测试 物理 本试卷共4页，共100分。考试时长60分钟。考生务必将答案作答在答题纸上。 一、不定项选择。本部分共10小题，每小题4分，共40分。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域，下列说法正确的是（　　） A. 粒子散射现象说明原子核具有复杂的结构 B. 由可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和，几天后将有生成 C. 碘的半衰期为天，则个碘原子核经天后一定剩下一个原子核 D. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性 2. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A．其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外做功与从外界吸收的热量相等 B. B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小 C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能 D. 气体状态变化的全过程中，气体对外做的功大于该图像围成的面积 3. 如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（ 　） A. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度； B. 增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射； C. 用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小； D. 用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应。 4. 如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1=3kg，m2=2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平外力F向左拉m1，为保持细线不断，则F的最大值为（　　） A. 10N B. 12N C. 15N D. 6N 5. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡A1和A2是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L的左端电势低于右端 6. 如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次速度v1=v，第二次速度v2=2v，在先、后两次过程中，错误的是（　　） A. 线框中感应电流之比为1：2 B. 线框中产生热量之比为1：2 C. 沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1：2 D. 流过任一截面积电荷量之比为1：1 7. 某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为m，设变阻器总电阻R，电源电动势为E，电源内阻r可忽略不计，限流电阻阻值为R0，且R=R0，不计一切摩擦和其他阻力（　　） A. 当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m B. 当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m C. 该电子秤可称量物体的最大质量为4m D. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 8. 一根劲度系数为的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为的物块。用一水平木板将物块托住，使弹簧处于原长状态，如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动，加速度大小，忽略一切阻力。下列说法正确的是（　　） A. 物块下落的整个过程中，物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒 B. 当弹簧的伸长量时，物块与木板分离 C. 物块下落到最低点时的加速度大小为g D. 下落过程中物块的最大速度 9. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A. B. C. D. 10. 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，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、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a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向（无抖动时和均为零），使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是（　　） A. 若沿顺时针方向，，则表明a的方向向右 B. 若沿顺时针方向，，则表明a的方向向下 C. 若a的方向沿左偏上，则沿顺时针方向，沿逆时针方向且 D. 若a的方向沿右偏上，则沿顺时针方向，沿顺时针方向且 二、本部分共5小题，共60分。请用黑色签字笔将答案写在答题卡相应的位置上。 11. 在“验证机械能守恒定律”实验中，可利用图1所示装置通过研究重物的落体运动来验证机械能守恒定律。 （1）实验中，下列哪些操作是正确的______（填各实验步骤前的字母）。 A．要用秒表测量时间 B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好 C．先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （2）若实验中所用重物质量，打出的纸带如图2所示，O点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能______J，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是______J（结果均保留3位有效数字）。 （3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图像是图3中的哪个______（选填图像对应的字母）。 12. 如图所示，把一个质量m1=0.2kg的小球放在高度为h=5.0m的直杆的顶端。一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为s=20m。g取10m/s2，求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度； （2）子弹落地处离杆的距离sʹ； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹与小球系统损失的机械能。 13. 如图所示，一边长为L、质量为m的正方形单匝线圈abcd，自某高处沿竖直面下落，匀速穿过磁感应强度大小为B的水平匀强磁场区域，速度大小为v ,重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）刚进入磁场时线圈中的电流大小I； （2）线圈的电阻R； （3）线圈穿过磁场区域过程中产生的热量Q。 14. 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。 （1）如图1，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为______T。 （2）某小组同学利用智能手机中的磁传感器测量某地地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在______（选填A.南半球B.北半球）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度的大小为______（结果保留2位有效数字）。 （3）地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图3所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，带负电且电荷量为q，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，则地磁场厚度d应满足的条件为______。 15. 天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，弄清楚了恒星演化的整个过程，发现恒星在生命的尽头，在一定条件下通过引力坍缩可以形成中子星。 （1）太阳的质量为，半径为，已知某中子星的质量与太阳的质量几乎相同，但半径只有10km，求该中子星表面和太阳表面的自由落体加速度之比。 （2）2017年，科学家首次直接探测到来自双中子星合并的引力波。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，在它们合并前的一段时间内，它们球心之间的距离为L，两中子星在相互引力的作用下，围绕二者连线上的某点O做匀速圆周运动。已知两中子星每秒内绕O点转动n圈，引力常量为G，求两颗中子星的质量之和M。 （3）磁陀星是中子星的一种，拥有极强的磁场，两极的磁感应强度可达到。由于磁陀星本身还会高频自转，故可以形成并持续释放出和磁陀星一起自转的、极细的高能电磁辐射束，如图所示，其效果与海上的灯塔相似，发出的光周期性地掠过地球。当辐射束扫过地球的时候，地球就能接收到信号。此时地球近似作为质点处理。 中国天眼FAST凭借全球最高的灵敏度，成为深度监测宇宙辐射的主力。FAST监测到某次高能辐射（一种解释是此辐射源自于磁陀星）持续时间为，相当于接收太阳一个月（实际接收时间为）释放出的总能量。已知FAST每经过时间T能接收到一次信号，太阳的辐射总功率为，日地距离为r，该磁陀星到地球的距离为L，假设在辐射束内到磁陀星距离相等的面上能量均匀分布，求磁陀星的辐射总功率P。 （注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $