精品解析：2025年河南省普通高中学业水平选择性考试物理模拟试题（四）

2025年河南省普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题（四） 本试卷共100分　考试时间75分钟 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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 1. 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。海水中富含反应原料氘核（），而氚核（）可以用中子轰击锂核（）得到，其核反应方程为。关于题目中的核反应，下列说法正确的是（ ） A. 中子轰击锂核（）的核反应方程中的原子核Y是 B. 题中的可控热核反应是α衰变 C. 锂核（）比氦核（）稳定 D. 氚核（）的比结合能大于氦核（）的比结合能 2. 如图所示，某工地上的工人在水平地面上挪动一块质量为m的正方体大理石，工作人员将两根轻绳的一端均固定于大理石上表面ABCD的中心O点，拉动轻绳时使两绳分别始终在OA、OB正上方，与OA、OB的夹角均为θ，两绳上拉力的大小均为F。若大理石与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，正方体大理石不会发生翻转，则拉动大理石时F的最小值为（ ） A. B. C. D. 3. 某新能源汽车在平直公路上做刹车性能检测。司机接到指令关闭发动机，开始刹车，此时汽车的速度大小为，车头恰好经过A处，车头经过C处时速度检测仪显示的速度大小为。已知A、B两处间的距离为，B、C两处间的距离为，汽车刹车后的运动可看成匀变速直线运动，则车头经过B处时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 4. 某实验小组用透明圆锥和下方的平板玻璃，通过圆锥底面观察干涉图样。已知圆锥侧面与平板玻璃的夹角为θ，设中心处的亮点为0级亮纹，某次实验时，测得第n级亮纹的半径为R，则利用实验中的观测数据得到入射光的波长表达式为（ ） A. B. C. D. 5. “天问一号”探测器在飞往火星过程中，先在低轨道绕地球做匀速圆周运动，调整后再加速进入地火转移轨道，在火星附近经过一系列调整后再绕火星做匀速圆周运动。若地球与火星的质量比值是p，“天问一号”绕地球和火星做匀速圆周运动的轨道半径的比值是q，则“天问一号”绕地球和火星做匀速圆周运动的周期的比值是（ ） A. B. q C. D. q 6. 一定质量的理想气体经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中ab的延长线与t轴交点的坐标为（-273.15 ℃，0），dc延长线过原点O，bc垂直于ad且与t轴平行，ab与cd平行，则下列说法正确的是（ ） A. a→b过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 B. b→c过程中，气体从外界吸收的热量大于气体内能的增加量 C. c→d过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 D. d→a过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 7. 风能发电绿色环保，是我国大力发展的新能源之一、某家庭风力发电、供电的示意图如图所示。风轮机叶片受力匀速转动，通过转速比为1:5的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动。原线圈安装的保险丝的额定电流为100A，副线圈接三种用电器：一台规格为“1.5kW,220V”的挂式空调（图中未画出），一台规格为“2A,220V”的电动机（图中未画出），若干规格为“60W,220V”的照明灯L。忽略输电线路的电压损失，变压器视为理想变压器，t=0时刻发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，一定风速下，发电机产生的交变电流的频率是50Hz，经过原、副线圈匝数比n1:n2=1:10的理想变压器升压后可给各家用电器供电，则下列说法正确的是（ ） A. 根据欧姆定律可知，电动机的内阻是110Ω B. 若只允许空调和灯泡正常工作，最多可接11盏灯泡；若三种用电器都正常工作，最多可接4盏灯泡 C. 从t=0时刻开始，发电机产生的交变电流的电压表达式为e=22sin100πt（V） D. 低速转轴的转动周期为1s 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，在O点固定一带电小球，在距O点水平距离为d处竖直放置一光滑绝缘细杆，C点为细杆上距O点最近的点。在细杆上套一个质量为m的带电小球，两带电小球均可看成质点，且带等量的正电荷。将细杆上的小球从A点由静止释放，经过B点时恰好受力平衡，速度大小为，B、D两点到C点的距离相等。已知OA、OB连线与OC连线的夹角分别为53°和37°，静电力常量为k，重力加速度为g，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则下列说法正确的是（ ） A. 两小球的带电荷量均为 B. 小球从A点运动到B点过程中，电势能增加mgd C. 小球在D点的加速度大小为在C点的3倍 D. 小球在D点的速度大小为 9. 如图所示，边长为L的线圈ABCD的匝数为n，总质量为m，总电阻为R。光滑绝缘水平地面上边长为L的正方形区域EFHG、GHKJ、JKNM内分别分布着方向如图所示的磁场，磁感应强度大小均为B0。线圈ABCD沿光滑水平面以速率v0进入磁场区域，进入时AB边与EF重合，最终线圈恰好完全通过磁场区域，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈刚进入磁场时的加速度大小为 B. 线圈在磁场中前进2.5L时，穿过线圈的磁通量为0，加速度恰好为0 C. AB边从EF运动到GH和从GH运动到JK过程中，线圈动量变化量大小之比是1∶4 D. AB边在磁场中从GH运动到MN过程中，线圈产生的焦耳热是 10. 某队球员正对篮筐进行投篮练习，篮球出手后打到篮筐前沿没有入筐，如图所示。球场边录像机拍摄到球出手时手与篮筐前沿连线与水平方向夹角为11°，篮球出手速度方向与水平方向夹角为37°（图中未画出）。录像机记录的篮球从出手到打到篮筐前沿的时间是0.88s。若篮筐离水平地面的高度是3.05m，，sin37°=0.6，重力加速度g=10 m/s2，篮球可视为质点，忽略空气阻力，不考虑篮球碰撞篮筐后的运动，则下列说法正确的是（ ） A. 篮球的出手速度大小是10 m/s B. 出手点到篮筐前沿的水平距离是5.28 m C. 篮球打到篮筐时的速度大小为2.8m/s D. 篮球在运动过程中离地的最大高度为3.442m 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 图甲为探究向心力与物体的质量、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台边缘的凹槽中，电动机带动转台做圆周运动，电动机的转速随电压的变化而变化。光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，转动中不能沿半径方向移动，凹槽内侧安装有力传感器，通过力传感器可测量金属块对凹槽侧壁的作用力。 （1）实验转台凹槽中心到中心转轴的距离为r，是固定值。 （2）电动机接通电源后，若转台转动n周所用的时间是t，则转台转动的角速度ω=___________。  （3）可以通过改变凹槽中金属块的质量m，探究向心力跟质量的关系。实验中，该同学换用不同金属块后，记录几组力与对应的金属块质量的数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，图线的斜率k=___________（用题目中给出的物理量表示）。  （4）利用本实验器材，若保证___________不变，改变___________，可以探究向心力和角速度的关系。 12. 实验室有一卷细铜导线，长约200m。某兴趣小组采取下列措施，对该细铜导线的长度进行粗略测量。 （1）用螺旋测微器测量该细铜导线的直径，螺旋测微器的示数如图甲所示，该细铜导线的直径D为___________mm。 （2）用伏安法测铜导线的电阻Rx，实验所用器材为：电池组（电动势为3V，内阻约为1Ω）、电流表（内阻约为0.1Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流为2A）、开关S、导线若干。为测量方便，要求铜导线两端的电压有较大的调节范围，请利用以上器材连接电路，并在下面方框中画出对应的电路图。 （3）这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，根据所测数据在坐标系内描点，如图乙所示，图乙中已标出了与测量数据对应的几个坐标点，请在图中描绘出U-I图线___________。由图线得到铜导线的阻值Rx=___________Ω（结果保留两位有效数字）。 （4）实验小组的同学通过查阅资料，得知铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m，则这卷细铜导线的长度大约是___________m（结果保留整数）。 　 13. 横截面为四分之一圆形的透明玻璃砖置于空气中，圆的半径为R，玻璃的折射率n=。在玻璃砖横截面OAB所在平面内，一束平行光照在OA上，光线与OA的夹角为45°，光在真空中的传播速度为c，不考虑光在玻璃砖内反射再出射的情形。求： （1）能从弧AB上直接射出的光线在OA上入射时的宽度； （2）从弧AB上射出的光线中，在玻璃砖内传播的最长时间。 14. 如图甲所示，水平轨道ABCD与竖直的光滑半圆轨道DE的底端D相切。水平轨道上A、C两处分别有一物块P、Q，物块P的质量记为m1，物块Q的质量m2=3.0 kg，AB=BC=4.0 m，CD=3.0 m，半圆轨道的半径R=0.4 m。水平力F作用于静止在A点的物块P上，P的加速度a随F变化的规律如图乙所示。在物块P经过B点后与Q碰撞前的某位置撤去F，P与静止在C处的物块Q发生弹性碰撞，碰撞后Q经D点进入竖直半圆轨道。P、Q与水平轨道间的动摩擦因数相同，空气阻力不计，重力加速度g=10 m/s2，两物块均可视为质点。 （1）求物块与地面间的动摩擦因数μ及m1的值； （2）水平力F为大小不同的恒力时，可在BC间不同位置撤去，使物块Q恰好能通过半圆轨道的最高点，求水平力F大小的范围。 15. 如图所示，在xOy直角坐标系中，在x轴负半轴区域内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E1（未知）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从A点（到x轴的距离是d）以一定的初速度沿x轴正方向开始运动，粒子恰好以速度v0经过原点进入y轴右侧区域，v0的方向与x轴正方向的夹角θ=30°。在第一、四象限内，距y轴为L的MN左侧区域内存在磁感应强度大小均为B（未知）的匀强磁场，第一象限的匀强磁场方向垂直纸面向外，第四象限的匀强磁场方向垂直纸面向里。MN右侧区域内存在正交分布的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度方向垂直纸面向里，大小也为B，电场强度沿x轴正方向，大小为E2。若带电粒子恰好从MN与x轴的交点P进入MN右侧区域。不计粒子的重力，不计空气阻力。 （1）求A点到y轴的距离x和E1的大小； （2）求B的大小； （3）若，，求粒子在MN右侧区域运动时，距y轴最远时的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年河南省普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题（四） 本试卷共100分　考试时间75分钟 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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 1. 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。海水中富含反应原料氘核（），而氚核（）可以用中子轰击锂核（）得到，其核反应方程为。关于题目中的核反应，下列说法正确的是（ ） A. 中子轰击锂核（）的核反应方程中的原子核Y是 B. 题中的可控热核反应是α衰变 C. 锂核（）比氦核（）稳定 D. 氚核（）的比结合能大于氦核（）的比结合能 【答案】A 【解析】 【详解】A．由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，中子轰击锂核（）的核反应方程中的原子核Y是，故A正确； B．α衰变是原子核自发地放出氦核（）的反应，可控热核反应是原子核在聚变过程中产生氦核（）的反应，故B错误； C．中子轰击锂核（）得到氚核（），氘核（）与氚核（）聚变得到氦核（），故氦核（）比锂核（）稳定，故C错误； D．氘核（）和氚核（）发生聚变反应生成氦核（），同时释放能量，生成的原子核更稳定，故氘核（）和氚核（）的比结合能都小于氦核（）的比结合能，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，某工地上的工人在水平地面上挪动一块质量为m的正方体大理石，工作人员将两根轻绳的一端均固定于大理石上表面ABCD的中心O点，拉动轻绳时使两绳分别始终在OA、OB正上方，与OA、OB的夹角均为θ，两绳上拉力的大小均为F。若大理石与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，正方体大理石不会发生翻转，则拉动大理石时F的最小值为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】把F沿竖直方向和水平方向分解后，对大理石，竖直方向有 OA、OB的夹角为，可知水平方向有 刚好拉动有 联立解得拉动大理石时F的最小值 故选C。 3. 某新能源汽车在平直公路上做刹车性能检测。司机接到指令关闭发动机，开始刹车，此时汽车的速度大小为，车头恰好经过A处，车头经过C处时速度检测仪显示的速度大小为。已知A、B两处间的距离为，B、C两处间的距离为，汽车刹车后的运动可看成匀变速直线运动，则车头经过B处时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对汽车从A处到C处的过程，由运动学公式有 对汽车从A处到B处的过程，由运动学公式有 联立解得 故选C。 4. 某实验小组用透明圆锥和下方的平板玻璃，通过圆锥底面观察干涉图样。已知圆锥侧面与平板玻璃的夹角为θ，设中心处的亮点为0级亮纹，某次实验时，测得第n级亮纹的半径为R，则利用实验中的观测数据得到入射光的波长表达式为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于第n级亮纹的半径为R，由几何知识可知，第n级亮纹处平板玻璃上表面与透明圆锥下表面的距离应为 光在上下表面的光程差 亮条纹说明光在该处相互加强，光程差应为波长的整数倍，即 联立解得 故选B。 5. “天问一号”探测器在飞往火星过程中，先在低轨道绕地球做匀速圆周运动，调整后再加速进入地火转移轨道，在火星附近经过一系列调整后再绕火星做匀速圆周运动。若地球与火星的质量比值是p，“天问一号”绕地球和火星做匀速圆周运动的轨道半径的比值是q，则“天问一号”绕地球和火星做匀速圆周运动的周期的比值是（ ） A. B. q C. D. q 【答案】D 【解析】 【详解】“天问一号”做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，由牛顿第二定律得 解得 可得 故选D。 6. 一定质量的理想气体经历了如图所示的a→b、b→c、c→d、d→a四个过程，其中ab的延长线与t轴交点的坐标为（-273.15 ℃，0），dc延长线过原点O，bc垂直于ad且与t轴平行，ab与cd平行，则下列说法正确的是（ ） A. a→b过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 B. b→c过程中，气体从外界吸收的热量大于气体内能的增加量 C. c→d过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 D. d→a过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图知，a→b过程气体等压降温，气体体积减小，内能减少，外界对气体做功，即ΔU 0，W0，由热力学第一定律W+QΔU知QΔU-W 故气体向外界放出的热量大于气体内能的减少量，故A错误； B．b→c过程气体等容升温，气体不做功，内能增加，即W0，ΔU0 由热力学第一定律知QΔU 气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故B错误； C．c→d过程气体升温膨胀，气体内能增加，对外界做功，ΔU0，W 0，由热力学第一定律知QΔU-W，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故C正确； D．d→a过程气体等温膨胀，气体内能不变，对外界做功，由热力学第一定律知Q-W，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故D错误。 故选C。 7. 风能发电绿色环保，是我国大力发展的新能源之一、某家庭风力发电、供电的示意图如图所示。风轮机叶片受力匀速转动，通过转速比为1:5的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动。原线圈安装的保险丝的额定电流为100A，副线圈接三种用电器：一台规格为“1.5kW,220V”的挂式空调（图中未画出），一台规格为“2A,220V”的电动机（图中未画出），若干规格为“60W,220V”的照明灯L。忽略输电线路的电压损失，变压器视为理想变压器，t=0时刻发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，一定风速下，发电机产生的交变电流的频率是50Hz，经过原、副线圈匝数比n1:n2=1:10的理想变压器升压后可给各家用电器供电，则下列说法正确的是（ ） A. 根据欧姆定律可知，电动机的内阻是110Ω B. 若只允许空调和灯泡正常工作，最多可接11盏灯泡；若三种用电器都正常工作，最多可接4盏灯泡 C. 从t=0时刻开始，发电机产生的交变电流的电压表达式为e=22sin100πt（V） D. 低速转轴的转动周期为1s 【答案】B 【解析】 【详解】A．电动机是非纯电阻电器，不能用额定电压与额定电流计算内阻，故A错误； B．原线圈安装的保险丝的额定电流可设为 根据理想变压器原理 可解得副线圈的最大电流为 各用电器能够正常工作，则U2=220V 副线圈的最大功率 当只有空调、灯泡正常工作时， 解得 即最多接11盏灯。 若三种用电器都正常工作，即 其中 解得 即最多可接入4盏灯，故B正确； C．由交变电流的频率为50Hz，可知周期为 产生交变电流的装置角速度为 根据公式= 解得U1=22V 所以原线圈的电压最大值为 题中图示位置为中性面，从此刻开始交变电流按正弦规律变化，故发电机产生的交变电流的电压表达式为，故C错误； D．由于低速转轴与高速转轴的转速（即频率）之比是1:5，根据公式 可知 所以，故D错误。 故选B。 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，在O点固定一带电小球，在距O点水平距离为d处竖直放置一光滑绝缘细杆，C点为细杆上距O点最近的点。在细杆上套一个质量为m的带电小球，两带电小球均可看成质点，且带等量的正电荷。将细杆上的小球从A点由静止释放，经过B点时恰好受力平衡，速度大小为，B、D两点到C点的距离相等。已知OA、OB连线与OC连线的夹角分别为53°和37°，静电力常量为k，重力加速度为g，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则下列说法正确的是（ ） A. 两小球的带电荷量均为 B. 小球从A点运动到B点过程中，电势能增加mgd C. 小球在D点的加速度大小为在C点的3倍 D. 小球在D点的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球在B点恰好受力平衡，则有 其中 解得，故A错误； B．小球从A点运动到B点，由动能定理得 其中 解得 即小球的电势能增加，故B正确； C．小球在C点受到的合力 解得 由于B、D两点到C点的距离相等，小球在D点受到的合力 解得 故小球在D点的加速度大小为在C点的2倍，故C错误； D．由题意知B、D两点的电势相等，小球从B点运动到D点，由动能定理得 其中 解得，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，边长为L的线圈ABCD的匝数为n，总质量为m，总电阻为R。光滑绝缘水平地面上边长为L的正方形区域EFHG、GHKJ、JKNM内分别分布着方向如图所示的磁场，磁感应强度大小均为B0。线圈ABCD沿光滑水平面以速率v0进入磁场区域，进入时AB边与EF重合，最终线圈恰好完全通过磁场区域，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈刚进入磁场时的加速度大小为 B. 线圈在磁场中前进2.5L时，穿过线圈的磁通量为0，加速度恰好为0 C. AB边从EF运动到GH和从GH运动到JK过程中，线圈动量变化量大小之比是1∶4 D. AB边在磁场中从GH运动到MN过程中，线圈产生的焦耳热是 【答案】CD 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场时AB边切割磁感线，感应电动势 感应电流 所受安培力 加速度大小，故A错误； B．AB边在磁场中前进2.5L时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，感应电流不为0，线圈所受安培力不为0，线圈的加速度不为0，故B错误； C．AB边进入磁场后，设某时刻线圈的速度大小为v，在线圈继续运动Δt时间内，当Δt间隔时间极短，线圈在这段时间的运动可看作匀减速直线运动，此时加速度 则有 对AB边从EF到GH的过程，根据微元法可得，整个过程的 所以有 AB边从GH运动到JK，设某时刻线圈的速度大小为v，在线圈继续运动Δt时间内，线圈的左右两边AB、CD都切割磁感应线，且各自产生的感应电流互相叠加，感应电流 当Δt间隔时间极短，线圈在这段时间的运动可看作匀减速直线运动，线圈的AB、CD边受到的安培力大小相等，方向相同，此时加速度 则有 AB边从GH运动到JK，根据微元法可得，整个过程的 所以有 动量变化量大小之比，故C正确； D．线圈恰好通过磁场区域，即CD边与MN重合时，速度恰为0，动量总变化量 根据C选项的分析方法,可得AB边从JK到运动MN过程中动量变化量 CD边从JK到运动MN过程中动量变化量 由于 解得， 所以， 由能量守恒定律得AB边从GH运动到MN过程中，线圈产生的焦耳热，故D正确。 故选CD。 10. 某队球员正对篮筐进行投篮练习，篮球出手后打到篮筐前沿没有入筐，如图所示。球场边录像机拍摄到球出手时手与篮筐前沿连线与水平方向夹角为11°，篮球出手速度方向与水平方向夹角为37°（图中未画出）。录像机记录的篮球从出手到打到篮筐前沿的时间是0.88s。若篮筐离水平地面的高度是3.05m，，sin37°=0.6，重力加速度g=10 m/s2，篮球可视为质点，忽略空气阻力，不考虑篮球碰撞篮筐后的运动，则下列说法正确的是（ ） A. 篮球的出手速度大小是10 m/s B. 出手点到篮筐前沿的水平距离是5.28 m C. 篮球打到篮筐时的速度大小为2.8m/s D. 篮球在运动过程中离地的最大高度为3.442m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．篮球做斜抛运动，设篮球出手时速度大小为v0，则篮球从出手到打到篮筐前沿，水平位移x=v0cos 37°·t 竖直位移 由题意知 解得v0=10m/s，故A正确； B．出手点到篮筐前沿的水平距离为v0cos 37°·t=7.04m，故B错误； C．篮球打到篮筐前沿时的水平分速度v1=v0cos 37°=8m/s 竖直分速度 则篮球打到篮筐前沿时的速度大小，故C错误； D．篮球运动过程中的最高点到篮筐前沿的竖直高度差 又篮筐离水平地面的高度h2=3.05m 故篮球在运动过程中离地的最大高度H=h1+h2=3.442m，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 图甲为探究向心力与物体的质量、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台边缘的凹槽中，电动机带动转台做圆周运动，电动机的转速随电压的变化而变化。光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，转动中不能沿半径方向移动，凹槽内侧安装有力传感器，通过力传感器可测量金属块对凹槽侧壁的作用力。 （1）实验转台凹槽中心到中心转轴的距离为r，是固定值。 （2）电动机接通电源后，若转台转动n周所用的时间是t，则转台转动的角速度ω=___________。  （3）可以通过改变凹槽中金属块的质量m，探究向心力跟质量的关系。实验中，该同学换用不同金属块后，记录几组力与对应的金属块质量的数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，图线的斜率k=___________（用题目中给出的物理量表示）。  （4）利用本实验器材，若保证___________不变，改变___________，可以探究向心力和角速度的关系。 【答案】 ①. ②. ③. 金属块的质量 ④. 电动机的电压 【解析】 【详解】[1]转动的周期，又 故 [2]由向心力公式 可得 故图线的斜率 [3][4]凹槽中心到中心转轴的距离为r，是固定值，由向心力公式可知，保证金属块质量不变，通过改变电动机两端的电压，改变转速，通过测量周期，计算角速度，可探究向心力和角速度的关系。 12. 实验室有一卷细铜导线，长约200m。某兴趣小组采取下列措施，对该细铜导线的长度进行粗略测量。 （1）用螺旋测微器测量该细铜导线的直径，螺旋测微器的示数如图甲所示，该细铜导线的直径D为___________mm。 （2）用伏安法测铜导线的电阻Rx，实验所用器材为：电池组（电动势为3V，内阻约为1Ω）、电流表（内阻约为0.1Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流为2A）、开关S、导线若干。为测量方便，要求铜导线两端的电压有较大的调节范围，请利用以上器材连接电路，并在下面方框中画出对应的电路图。 （3）这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系，根据所测数据在坐标系内描点，如图乙所示，图乙中已标出了与测量数据对应的几个坐标点，请在图中描绘出U-I图线___________。由图线得到铜导线的阻值Rx=___________Ω（结果保留两位有效数字）。 （4）实验小组的同学通过查阅资料，得知铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m，则这卷细铜导线的长度大约是___________m（结果保留整数）。 【答案】（1）1.000 （2） （3） ①. ②. 4.5##4.4##4.6 （4）202 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的测量原理，读数为 【小问2详解】 若需要铜导线两端的电压有较大的调节范围，那么滑动变阻器要选择分压接法。由于铜的电阻率较小，一般铜制导线的电阻不会很大，题目中给定的电流表内阻较小，一般会满足。为了使测量误差小，应选择电流表外接法（电压表分流较小）。综上所述，电路图如下 【小问3详解】 [1]根据所描的点，利用平滑的曲线使点均匀分布在线的两侧，同时要注意个别明显偏离图线的点应排除在外，画出如下图像 [2]根据欧姆定律，可推出 即图像中的斜率大小为电阻的阻值，所以 【小问4详解】 根据电阻率公式 解得铜线长度为 代入数据后 　 13. 横截面为四分之一圆形的透明玻璃砖置于空气中，圆的半径为R，玻璃的折射率n=。在玻璃砖横截面OAB所在平面内，一束平行光照在OA上，光线与OA的夹角为45°，光在真空中的传播速度为c，不考虑光在玻璃砖内反射再出射的情形。求： （1）能从弧AB上直接射出的光线在OA上入射时的宽度； （2）从弧AB上射出的光线中，在玻璃砖内传播的最长时间。 【答案】（1）R （2） 【解析】 【小问1详解】 光线在OA上入射，经折射后进入玻璃砖，设光线ED在弧AB上恰好发生全反射，则OE长度即为所求宽度。光路如图所示 由题意知，入射光线在OA上的入射角i=45°，设折射角为r，则由折射定律得 光线在弧AB上恰好全反射，设临界角为C，有 在中，OD=R，根据正弦定理，有 联立解得 【小问2详解】 由图知，在能从弧AB射出玻璃砖的光线中，OF是在玻璃砖中传播时间最长的，设其在玻璃砖中传播的时间为t，则有 在玻璃砖内传播速度 解得 14. 如图甲所示，水平轨道ABCD与竖直的光滑半圆轨道DE的底端D相切。水平轨道上A、C两处分别有一物块P、Q，物块P的质量记为m1，物块Q的质量m2=3.0 kg，AB=BC=4.0 m，CD=3.0 m，半圆轨道的半径R=0.4 m。水平力F作用于静止在A点的物块P上，P的加速度a随F变化的规律如图乙所示。在物块P经过B点后与Q碰撞前的某位置撤去F，P与静止在C处的物块Q发生弹性碰撞，碰撞后Q经D点进入竖直半圆轨道。P、Q与水平轨道间的动摩擦因数相同，空气阻力不计，重力加速度g=10 m/s2，两物块均可视为质点。 （1）求物块与地面间的动摩擦因数μ及m1的值； （2）水平力F为大小不同的恒力时，可在BC间不同位置撤去，使物块Q恰好能通过半圆轨道的最高点，求水平力F大小的范围。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据物块P的受力情况，由牛顿第二定律得 得 由题图乙知， 解得， 【小问2详解】 P、Q在C点碰撞过程中，设碰前P的速度为v，碰后P的速度为v1，Q的速度为v2，由动量守恒定律及机械能守恒定律得 ， 物块Q恰好能通过半圆轨道的最高点，设过最高点时的速度大小为v0，则在E点有重力提供向心力 对物块Q从C经D到E，由动能定理得 设F从开始作用到撤去作用的距离为x，对物块P从A到C的过程，由动能定理得  整理得，即 结合，得的范围 15. 如图所示，在xOy直角坐标系中，在x轴负半轴区域内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E1（未知）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从A点（到x轴的距离是d）以一定的初速度沿x轴正方向开始运动，粒子恰好以速度v0经过原点进入y轴右侧区域，v0的方向与x轴正方向的夹角θ=30°。在第一、四象限内，距y轴为L的MN左侧区域内存在磁感应强度大小均为B（未知）的匀强磁场，第一象限的匀强磁场方向垂直纸面向外，第四象限的匀强磁场方向垂直纸面向里。MN右侧区域内存在正交分布的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度方向垂直纸面向里，大小也为B，电场强度沿x轴正方向，大小为E2。若带电粒子恰好从MN与x轴的交点P进入MN右侧区域。不计粒子的重力，不计空气阻力。 （1）求A点到y轴的距离x和E1的大小； （2）求B的大小； （3）若，，求粒子在MN右侧区域运动时，距y轴最远时的位置坐标。 【答案】（1）， （2）（n=1，2，3…） （3）[，]（k=0，1，2，3…） 【解析】 【小问1详解】 粒子在第二象限做类平抛运动，水平方向上有 竖直方向上有， 解得， 【小问2详解】 带电粒子恰好从MN与x轴的交点P进入MN右侧区域，作出最简单的运动轨迹，如图所示 由于粒子可以多次经过x轴最后恰好从交点P进入MN右侧区域，根据几何关系有 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得（n=1，2，3…） 【小问3详解】 当时，结合上述，粒子在中间磁场中运动轨迹如图所示 进入右边复合场中的速度大小仍为v0，方向如图所示与x轴正方向的夹角也为θ。将粒子在右边复合场的速度沿x轴方向和垂直于x轴方向正交分解，x轴方向有 x轴垂直方向有 分速度v2使粒子受到的洛伦兹力 方向沿x轴负方向。粒子受到的电场力 方向沿x轴正方向，F洛2与F电平衡，则粒子沿v2方向做匀速直线运动。分速度v1使粒子做匀速圆周运动，轨道半径设为r1，则有， 解得， 粒子在MN右侧运动过程中，每一次离y轴最远时，x坐标为 y坐标分MN左右两边来分析，作出粒子运动轨迹如图所示 粒子在MN右边离y轴最远时，由于存在分速度v1，每一次都做匀速圆周运动，轨道半径均为 又由于存在分速度v2，沿NM方向做匀速直线运动，每转圈的时间内，y方向位移 在MN左边运动过程中，粒子从右向左穿过MN时速度大小仍为v0，方向与x轴负方向所成夹角仍为θ=30° 在MN左边磁场中运动的轨道半径 r2在MN上的分量 综合上述可知，粒子在MN右侧离y轴最远时的y坐标（k=0，1，2，3…） 解得 即在MN右侧粒子离y轴最远时坐标为[，]（k=0，1，2，3…） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $