精品解析：2027届湖南部分学校高三上学期9月开学检测物理试题

高三物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 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. 天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，通过对天然放射现象的研究，下列说法正确的是（ ） A. 发生衰变时，射线来源于原子核外电子逸出 B. 把放射性元素放入高温环境中，可使其半衰期变短 C. 放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性 D. 、、三种射线中，射线的电离能力最强 【答案】D 【解析】 【详解】A．发生衰变时，射线来源于原子核内部的中子转化为质子时释放出的电子，并非原子核外电子逸出，故A错误； B．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，仅由原子核内部结构决定，与温度、压强等外界环境无关，高温不会改变其半衰期，故B错误； C．放射性是原子核的固有性质，与元素的化学存在形式无关，即便形成化合物，放射性元素的原子核仍会发生衰变，保持放射性，故C错误； D．、、三种射线中，射线是高速氦核流，带电量大、质量大，电离能力最强，射线电离能力最弱，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，、、、、是等量异种点电荷周围的一些点，其中是点电荷连线的中点。、是电荷连线上关于对称的两点，、是连线中垂线上关于对称的两点，下列说法正确的是（ ） A. 、两点的电场强度方向相反 B. 、两点的电场强度方向相同 C. 、两点的电场强度大小相等，方向相反 D. 、、三点比较，点的电场强度最小 【答案】B 【解析】 【详解】如图为等量异种电荷的电场分布图： A．由图可知，A点的电场方向水平向右，B点的电场方向水平向右，则这两点的电场强度方向相同，故A错误； B．由图可知，C点的电场方向水平向右，D点的电场方向水平向右，则这两点的电场强度方向相同，故B正确； C．B、C是电荷连线上关于O对称的两点，由图可知，这两点电场强度大小相等，方向相同，故C错误； D．如图可知，A、O、D三点中O点的电场线最密，则O点的电场强度最大，故D错误。 故选B。 3. 卡车以速度v在平直公路匀速行驶（车轮不打滑），车轮半径为R，其边缘一质点P（图中未画出）的轨迹如图中虚线所示，B为轨迹的最高点，A为轨迹的最低点。质点从最高点B运动至最低点A的过程中，质点P所受重力的瞬时功率变化情况是（ ） A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直逐渐增大 D. 一直逐渐减小 【答案】A 【解析】 【详解】车轮不打滑匀速滚动时，边缘质点P的运动是随车轮平动和绕车轮匀速转动的合运动，也就是摆线运动。重力的瞬时功率公式为 其中是质点竖直分速度。在最高点B位置时，质点的合速度为平动速度与转动速度叠加，两个速度均为水平向左，合速度大小为2v，方向水平，因此竖直分速度为0，则重力的瞬时功率为零；在最低点A位置时，质点的速度为平动速度与转动速度叠加，合速度为零，竖直分速度为零，重力的瞬时功率也为零。由上述分析可知在最高点和最低点其重力的瞬时功率均为零，而在其他位置重力的瞬时功率不为零，所以从最高点到最低点重力的瞬时功率先增大后减小。 故选A。 4. 如图所示，两根完全相同的轻质橡皮条的一端分别拴接蜂鸣器和，另一端均穿过同一根竖直管并固定于管的底部。蜂鸣器和在同一水平面内做匀速圆周运动。已知橡皮条位于管内的长度恰好等于其原长，橡皮条的弹力遵循胡克定律，橡皮条始终处于弹性限度内。不计空气阻力与一切摩擦，则蜂鸣器的质量与蜂鸣器的质量大小关系为（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】设橡皮条伸出管外的长度为，橡皮条劲度系数为，由于管内长度等于原长，因此橡皮条的伸长量就是，根据胡克定律，橡皮条弹力大小为。 设橡皮条与竖直方向的夹角为，竖直方向合力为零 可得 由几何关系可知，就是蜂鸣器到竖直管口的竖直高度，也就是两个蜂鸣器共同的水平面到管口的竖直距离，本题中、在同一水平面，因此二者的完全相等。 整理可得​：由于两根橡皮条完全相同、同，两蜂鸣器的竖直高度相同，所以两蜂鸣器的质量相同，故选B。 【点睛】 5. 水平粗糙桌面上的O点固定一根原长为l0的轻质橡皮绳，绳的另一端连接质量m=0.1kg的小物块。小物块从以O为圆心、l0为半径的圆周上A点，以初速度v0=2m/s沿圆周切线方向开始运动，经过一段时间后恰好停在该圆周上的B点。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，橡皮绳始终在弹性限度内，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小物块可能做匀变速曲线运动从A运动至B B. 小物块可能沿一段圆弧轨迹从A运动至B C. 小物块的位移大小可能等于0.8m D. 小物块的运动路程为0.8m 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀变速曲线运动的条件是合外力恒定（加速度恒定），小物块运动过程中，橡皮绳弹力的大小、方向随伸长量变化，滑动摩擦力方向始终与速度方向共线且反向，也随速度方向变化，因此合外力是变力，加速度不恒定，不可能做匀变速曲线运动，故A错误； B．若小物块沿圆弧运动，切向滑动摩擦力会使速度大小持续减小，根据可知，小物块所需向心力持续减小；而圆弧运动半径不变时橡皮绳弹力大小恒定，无法匹配持续减小的向心力，因此不可能沿圆弧轨迹运动，故B错误； C．位移是A到B的直线距离（弦长），小物块轨迹为曲线，路程是轨迹长度，根据两点之间直线最短，位移大小一定小于路程，不可能等于0.8m，故C错误； D．初末位置小物块都在半径为l0的圆周上，橡皮绳均为原长，弹性势能变化为0，因此弹力总做功为0，根据动能定理可得 代入数据得，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，由同种光组成的两条平行光线、均以入射角从空气射入平静水面，入射点分别为、，过作光线的垂线，垂足为，过作光线折射光线的垂线，垂足为。关于光线从传到的时间与光线从传到的时间，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 条件不足，无法比较 【答案】C 【解析】 【详解】设光线入射角为时对应的折射角为，水的折射率为，光在空气中的速度为，在水中的速度为，入射点、间的距离为，则的距离，的距离 其中， 光线从传到的时间 光线从传到的时间 联立解得。 故选C。 7. 如图所示，定滑轮两侧通过不可伸长的轻绳悬挂两组小球（均可视为质点），系统保持静止。球和球质量均为，球和球的质量均为。球和球离地面高度均为，、间绳长和、间绳长也均为，、到定滑轮的绳长足够长。滑轮质量与摩擦忽略不计，若某时刻突然剪断、之间的轻绳，小球落地后立刻静止，则球能到达的最高点离地面的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】某时刻突然剪断、之间的轻绳，对A、B、C整体，由牛顿第二定律有 解得 从开始运动到B球落地，C球上升高度为 由公式可得，此时C球的速度为 B球落地后，对于A、C整体，所受合力为零，做匀速运动，到A球落地，C球上升高度为 A球落地后，对C球分析，只受重力，向上做减速运动，由可得，上升的高度为 则球能到达的最高点离地面的高度为 故选D。 二、多项选择题：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. 一次军事演习中，我方舰载机与舰艇预警雷达协同开展海空域搜索。该雷达先由图1所示的振荡电路生成初始高频信号，再经速调管放大为高稳定、高功率的探测电磁波，实现远距离敌机精准定位。图2为振荡电路的电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。下列说法正确的是 A. 图2中规定逆时针方向的电流为正 B. 在a~b段时间内，电容器在放电 C. 在c~d段时间内，回路的磁场能在减少且M板带负电 D. 若要提高初始信号的振荡频率，可适当减小电容器的电容 【答案】AD 【解析】 【详解】A． t=0时刻M板带正电，初始电容器电荷最多、电流为0，0时刻后电流向正方向增大，说明是电容器放电过程：正电荷从M板流出，电流方向为逆时针，因此图2是规定逆时针方向电流为正，故A正确； B．段电流从峰值减小到0，是给电容器反向充电的过程，磁场能不断转化为电场能，并非放电，故B错误； C．段反向的电流从峰值减小到0，属于充电过程：回路电流减小，磁场能随电流减小而减少；此过程是向M板充入正电荷，M板带正电而非负电，故C错误； D．LC振荡电路的固有频率公式为 ，适当减小电容C时，振荡频率f会升高，可以提高初始信号的振荡频率，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，倾角为，由均匀导线围成的正方形导体框放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场。时刻导体框由静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动（为重力加速度），经时间导体框的边刚好到达虚线处。为使导体框仍以恒定的加速度做匀加速直线运动，进磁场瞬间在导体框上施加一沿斜面向下的外力，时导体框的边刚好到达虚线处。导体框中的感应电流用表示，、两点间的电压大小用表示，外力用表示，导体框消耗的电功率用表示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当BD边进入磁场后，导体框将受到沿斜面向上的安培力，导体框中的感应电流为 当导体框全部进入磁场后，导体框中电流为零，故A错误； B．当BD边进入磁场后，BD两点间的电压为 当导体框全部进入磁场后，BD两点间的电压为，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 所以 当线框全部进入磁场后，安培力为0，外力为0，故C正确； D．导体框消耗的电功率为 当线框全部进入磁场后，电流为0，电功率为0，故D错误。 故选BC。 10. 将人造卫星从近地圆轨道（半径）变轨至高圆轨道（半径），有两种方案。方案1（霍曼转移）：如图1所示，在近地点点火加速进入椭圆轨道Ⅰ（半长轴为），在远地点再次点火加速进入高圆轨道；方案2：如图2所示，在近地点点火加速进入椭圆轨道Ⅱ（半长轴为），当卫星经过椭圆轨道Ⅱ与高圆轨道的交点（或）时，仅用矢量发动机改变速度方向（大小不变），使卫星切入高圆轨道。已知规定无穷远处引力势能为零，卫星的引力势能表达式为（为引力常量，为地球质量，为卫星质量，为卫星到地心的距离）。不考虑卫星质量的变化，下列说法正确的是（ ） A. 在点加速后的瞬间，方案1的瞬时速率大于方案2的瞬时速率 B. 方案1中，在点加速后瞬间的瞬时速率为 C. 方案1中，卫星从近地圆轨道变轨至高圆轨道，卫星的机械能增量为 D. 方案2中，椭圆轨道Ⅱ的半长轴等于高圆轨道的半径 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设卫星所在椭圆轨道的半长轴为，近地点到地心的距离为，卫星在近地点的速度为，远地点到地心的距离为，卫星在远地点的速度为。取极短时间，在近地点、远地点处，卫星与地心连线扫过的面积分别为， 由开普勒第二定律可得 卫星在近地点、远地点的机械能分别为， 卫星绕椭圆轨道运行，只有万有引力做功，机械能守恒，则卫星在椭圆轨道的机械能 椭圆的几何关系 联立解得 卫星在方案1和方案2椭圆轨道上的机械能分别为， 由图可得，则 卫星在方案2椭圆轨道上的机械能大于在方案1椭圆轨道上的机械能，而在A点的引力势能相等，则卫星在方案2的动能大于方案1的动能，故方案2的瞬时速率大于方案1的瞬时速率，故A错误； B．方案1中，卫星在点的引力势能为 加速后瞬间的动能 解得瞬时速率为，故B正确； C．方案1中，卫星在近地圆轨道上，由万有引力提供向心力，有 卫星在近地圆轨道上的动能 机械能为 同理可得，卫星在高圆轨道上的机械能为 卫星从近地圆轨道变轨至高圆轨道，卫星的机械能增量，故C错误； D．方案2中，椭圆轨道Ⅱ和高圆轨道在交点处仅改变速度方向，速度大小不变，动能不变，且交点处引力势能相同，因此两轨道机械能相等，即 可得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 随着数字化实验技术的普及，智能手机及传感器为物理实验提供了新的手段。某探究小组设计了一个测量弹簧劲度系数的实验方案，所用器材有：的砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、天平、刻度尺、智能手机1部（安装有Phyphox软件）等。 具体步骤如下： ①如图所示，将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上托盘，智能手机固定于托盘上； ②在托盘内每次增加一个砝码，并记录下静止时对应的弹簧长度变化量（均为相对于仅挂上托盘和手机时弹簧的长度变化量），直至托盘内放置5个砝码，记录数据如表所示； ③启动手机Phyphox软件，运行“加速度计”功能，将托盘拉离平衡位置后由静止释放，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动（周期公式为，为弹簧振子的总质量，代表弹簧劲度系数）； ④每次减少一个砝码，重复实验步骤③，进行多次简谐运动实验，直至托盘中无砝码；⑤实验结束，导出Phyphox采集的加速度—时间图像数据。 砝码个数 弹簧长度变化量 0 0.00 1 2.82 2 5.60 3 8.40 4 11.21 5 14.01 根据实验数据，回答下列问题： （1）根据上表中的数据，采用逐差法计算弹簧的劲度系数为_______（重力加速度取，保留3位有效数字）。 （2）由加速度—时间图像上相邻两个正向峰值的时间间隔得到振动周期。记录不同振子质量（包括砝码、托盘和手机的总质量）对应的周期平方，绘制图像，得到一条直线。若该直线的斜率为，则弹簧劲度系数_______（用表示）。 （3）若该小组在（2）中作图时，忘了将托盘和手机的质量计入（即横坐标仅表示砝码的总质量），其他操作都正确规范，则弹簧劲度系数的测量值_______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。 【答案】（1）70.0 （2） （3）等于 【解析】 【小问1详解】 根据逐差法原理结合胡克定律有 【小问2详解】 由简谐运动周期公式 变形可得 图像斜率为 解得 【小问3详解】 设托盘和手机的总质量为，振子真实总质量为 结合（2）可知 此时以砝码质量M为横坐标作图，得到的直线斜率依然是，仅图像截距变大，斜率不受影响，因此劲度系数的测量值等于真实值。 12. 某同学欲研究小灯泡（额定功率1.5W，额定电压3.8V）的伏安特性，实验室提供的器材如下： A.电源E（电动势约为4V，内阻可不计） B.电流表（量程，内阻等于） C.电流表（量程，内阻等于） D.电压表（量程，内阻未知） E.电压表（量程，内阻未知） F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为2A） G.开关、导线若干 请完成以下内容： （1）实验要求尽可能准确地描绘小灯泡的伏安特性曲线，则电流表应选用_______，电压表应选用_______。（均填器材前的字母序号） （2）测量时应采用电路图_______（填“1”或“2”）；图3是实物电路，请不要改动已连接的导线，把还需要连接的导线补上_______。 （3）该同学完成该实验后，将小灯泡换成一额定电压为3V的小电动机，电路其他部分保持不变，描绘出该电动机的伏安特性曲线如图4所示。图像表明：两曲线的临界电压为1.5V（电压增大到1.5V时，电动机开始转动），则电动机的内阻为_______（保留2位有效数字）。 （4）再将该电动机直接接在另一电源（电动势）两端，工作较长时间后，电源的电动势不变，但内阻增加，导致电动机停止转动，则电动机停止转动前瞬间，该电源的内阻_______（保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. C ②. E （2） ①. 2 ②. （3）3.0 （4）3.0 【解析】 【小问1详解】 [1]小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为 所以电流表量程选择，即选择C。 [2]电源的电动势约为4V，所以电压表量程选择，即选择E。 【小问2详解】 [1]小灯泡的伏安特性曲线，需要数据从零开始，所以控制电路应该选择分压式接法。内接法测量小灯泡的电阻其是由于电流表的电阻分压引起测量误差，由于电流表的内阻已知，所以为了减小实验误差应该选择内接法。即选择图2 [2]根据电路图，其实物连线如图所示 【小问3详解】 由题意可知，电动机在电压小于1.5V时未转动，所以属于纯电阻用电器，则根据题图可知，当电压为1.5V时，其电流为0.50A，所以此时电阻为 【小问4详解】 电动机停止转动前瞬间刚好处于纯电阻临界状态，此时电动机两端电压为1.5V、电流为0.50A，电源电动势 由闭合电路欧姆定律有 解得 13. 如图所示，某实验装置由理想变压器和绝热容器组成。变压器原线圈接电压有效值为的正弦交变电源，原、副线圈的匝数比，副线圈串联一个阻值为的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器中封闭着一定质量的理想气体，气体的初始温度，初始压强。已知该容器内的气体吸收的热量与其温度变化量成正比，即（其中为常量），设气体体积保持不变，电热丝产生的热量全部被气体吸收。求： （1）电热丝的电功率； （2）若电热丝通电时间后气体的压强变为，则电热丝通电时间后气体的压强为多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）由理想变压器的电压关系 得副线圈的输出电压 由 得电热丝的电功率 （2）容器绝热，吸收的热量全部转化为内能 通电时间内电热丝产生的热量 等容气体内能变化与温度变化成正比，即， 联立得 气体做等容变化，根据查理定律， 解得 其中， 联立得 14. 如图所示，某粒子分析装置由加速电场、速度选择器、偏转磁场等部件组成。加速电场的加速电压为；速度选择器由平行金属板构成，其极板间距与极板长度均可调，极板间存在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为；偏转磁场为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带电粒子从狭缝无初速度飘入加速电场，加速后从狭缝沿水平方向（垂直于电场和磁场）射入速度选择器，沿两板中线穿过速度选择器后从狭缝垂直进入偏转磁场，做半个圆周运动后打在位于偏转磁场边界的粒子收集装置上。已知带电粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力。 （1）求速度选择器极板间的电场强度大小及粒子打在收集装置上的位置到的距离； （2）若仅将加速电压调为，粒子在速度选择器中做摆线运动（可视为匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动）。要保证粒子仍能水平射出速度选择器并从进入偏转磁场，求： ①速度选择器的极板长度应满足的条件； ②速度选择器的极板间距至少多大。 【答案】（1）， （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 粒子在加速电场中运动，由动能定理有 得 粒子在速度选择器中匀速通过，静电力与洛伦兹力平衡，有 联立可得 粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 得轨道半径 粒子打在收集装置上的位置离狭缝的距离 【小问2详解】 ①由动能定理有 得 将分解为，其中 粒子在速度选择器中的摆线运动可视为以速度的匀速直线运动和以速度的匀速圆周运动的合运动，由 得 则 要使粒子能从狭缝垂直进入偏转磁场，则粒子在速度选择器中的运动时间要满足 粒子运动距离即速度选择器的极板长度 ②要使粒子不打在极板上，极板间距至少等于圆周运动直径的2倍，即 解得 15. 如图所示，一质量为的球壳放置在离地面足够高的水平木板上，球壳的直径，球壳的顶端锁定一质量为的小球（可视为质点），开始时三者均处于静止状态。现解除小球的锁定，小球自由下落，小球与球壳碰撞前瞬间撤去木板，小球与球壳发生第1次碰撞。所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度大小取。求： （1）与球壳第1次碰后瞬间小球的速度大小； （2）小球与球壳第2次碰撞过程中，球壳所受弹力冲量的大小； （3）从解除小球锁定后时间内，重力对小球做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取竖直向下为正方向。解除锁定后，球壳仍受木板支持而静止，小球做自由落体运动。设小球与球壳第1次碰撞前的速度为，由匀变速直线运动的速度—位移关系得 解得。设第1次碰撞后小球和球壳的速度分别为，。碰撞时间极短，碰撞过程中小球与球壳组成的系统动量守恒 碰撞为弹性碰撞，系统机械能守恒 联立解得，。 因此第1次碰撞后瞬间小球的速度大小为。 【小问2详解】 第1次碰撞后，小球与球壳均只受重力作用，加速度相同，故二者相对速度保持不变。小球从球壳底端运动至顶端，与球壳发生第2次碰撞，所用时间为 第2次碰撞前瞬间小球和球壳的速度分别为和。 设第2次碰撞后小球和球壳的速度分别为，。 由碰撞过程动量守恒 由弹性碰撞过程中机械能守恒 联立解得， 碰撞时间极短，重力冲量可忽略，球壳所受弹力冲量为 负号表示冲量方向竖直向上，所以球壳所受弹力冲量的大小为。 【小问3详解】 从解除锁定到第1次碰撞，小球竖直向下运动的位移为，重力对小球做功为 该过程经历的时间为 对任意一次碰撞，设碰撞前小球和球壳的速度分别为，，碰撞后分别为，。由动量守恒和机械能守恒分别得 以及 两式相除可得 所以每次弹性碰撞仅使相对速度反向，其大小保持为。两次相邻碰撞之间，小球相对球壳运动的距离均为，故相邻碰撞的时间间隔均为。从第1次碰撞到解除锁定后，共经过，即经过8个碰撞间隔，小球再次到达球壳底端；因此这段时间内小球与球壳的位移相同，设为。在第9次碰撞前瞬间，设小球和球壳的速度分别为，。对小球与球壳组成的系统应用动量定理，有 代入数据得 此时小球相对球壳竖直向下运动，故 联立解得，。 碰撞过程中系统机械能不变，从第1次碰撞后到第9次碰撞前，重力对系统所做的功等于系统动能的增加量 代入数据得。 因此在解除锁定后的内，小球竖直向下的总位移为 重力对小球所做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 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. 天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，通过对天然放射现象的研究，下列说法正确的是（ ） A. 发生衰变时，射线来源于原子核外电子逸出 B. 把放射性元素放入高温环境中，可使其半衰期变短 C. 放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性 D. 、、三种射线中，射线的电离能力最强 2. 如图所示，、、、、是等量异种点电荷周围的一些点，其中是点电荷连线的中点。、是电荷连线上关于对称的两点，、是连线中垂线上关于对称的两点，下列说法正确的是（ ） A. 、两点的电场强度方向相反 B. 、两点的电场强度方向相同 C. 、两点的电场强度大小相等，方向相反 D. 、、三点比较，点的电场强度最小 3. 卡车以速度v在平直公路匀速行驶（车轮不打滑），车轮半径为R，其边缘一质点P（图中未画出）的轨迹如图中虚线所示，B为轨迹的最高点，A为轨迹的最低点。质点从最高点B运动至最低点A的过程中，质点P所受重力的瞬时功率变化情况是（ ） A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直逐渐增大 D. 一直逐渐减小 4. 如图所示，两根完全相同的轻质橡皮条的一端分别拴接蜂鸣器和，另一端均穿过同一根竖直管并固定于管的底部。蜂鸣器和在同一水平面内做匀速圆周运动。已知橡皮条位于管内的长度恰好等于其原长，橡皮条的弹力遵循胡克定律，橡皮条始终处于弹性限度内。不计空气阻力与一切摩擦，则蜂鸣器的质量与蜂鸣器的质量大小关系为（ ） A. B. C. D. 无法确定 5. 水平粗糙桌面上的O点固定一根原长为l0的轻质橡皮绳，绳的另一端连接质量m=0.1kg的小物块。小物块从以O为圆心、l0为半径的圆周上A点，以初速度v0=2m/s沿圆周切线方向开始运动，经过一段时间后恰好停在该圆周上的B点。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，橡皮绳始终在弹性限度内，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小物块可能做匀变速曲线运动从A运动至B B. 小物块可能沿一段圆弧轨迹从A运动至B C. 小物块的位移大小可能等于0.8m D. 小物块的运动路程为0.8m 6. 如图所示，由同种光组成的两条平行光线、均以入射角从空气射入平静水面，入射点分别为、，过作光线的垂线，垂足为，过作光线折射光线的垂线，垂足为。关于光线从传到的时间与光线从传到的时间，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 条件不足，无法比较 7. 如图所示，定滑轮两侧通过不可伸长的轻绳悬挂两组小球（均可视为质点），系统保持静止。球和球质量均为，球和球的质量均为。球和球离地面高度均为，、间绳长和、间绳长也均为，、到定滑轮的绳长足够长。滑轮质量与摩擦忽略不计，若某时刻突然剪断、之间的轻绳，小球落地后立刻静止，则球能到达的最高点离地面的高度为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：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. 一次军事演习中，我方舰载机与舰艇预警雷达协同开展海空域搜索。该雷达先由图1所示的振荡电路生成初始高频信号，再经速调管放大为高稳定、高功率的探测电磁波，实现远距离敌机精准定位。图2为振荡电路的电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。下列说法正确的是 A. 图2中规定逆时针方向的电流为正 B. 在a~b段时间内，电容器在放电 C. 在c~d段时间内，回路的磁场能在减少且M板带负电 D. 若要提高初始信号的振荡频率，可适当减小电容器的电容 9. 如图所示的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，倾角为，由均匀导线围成的正方形导体框放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场。时刻导体框由静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动（为重力加速度），经时间导体框的边刚好到达虚线处。为使导体框仍以恒定的加速度做匀加速直线运动，进磁场瞬间在导体框上施加一沿斜面向下的外力，时导体框的边刚好到达虚线处。导体框中的感应电流用表示，、两点间的电压大小用表示，外力用表示，导体框消耗的电功率用表示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 将人造卫星从近地圆轨道（半径）变轨至高圆轨道（半径），有两种方案。方案1（霍曼转移）：如图1所示，在近地点点火加速进入椭圆轨道Ⅰ（半长轴为），在远地点再次点火加速进入高圆轨道；方案2：如图2所示，在近地点点火加速进入椭圆轨道Ⅱ（半长轴为），当卫星经过椭圆轨道Ⅱ与高圆轨道的交点（或）时，仅用矢量发动机改变速度方向（大小不变），使卫星切入高圆轨道。已知规定无穷远处引力势能为零，卫星的引力势能表达式为（为引力常量，为地球质量，为卫星质量，为卫星到地心的距离）。不考虑卫星质量的变化，下列说法正确的是（ ） A. 在点加速后的瞬间，方案1的瞬时速率大于方案2的瞬时速率 B. 方案1中，在点加速后瞬间的瞬时速率为 C. 方案1中，卫星从近地圆轨道变轨至高圆轨道，卫星的机械能增量为 D. 方案2中，椭圆轨道Ⅱ的半长轴等于高圆轨道的半径 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 随着数字化实验技术的普及，智能手机及传感器为物理实验提供了新的手段。某探究小组设计了一个测量弹簧劲度系数的实验方案，所用器材有：的砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、天平、刻度尺、智能手机1部（安装有Phyphox软件）等。 具体步骤如下： ①如图所示，将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上托盘，智能手机固定于托盘上； ②在托盘内每次增加一个砝码，并记录下静止时对应的弹簧长度变化量（均为相对于仅挂上托盘和手机时弹簧的长度变化量），直至托盘内放置5个砝码，记录数据如表所示； ③启动手机Phyphox软件，运行“加速度计”功能，将托盘拉离平衡位置后由静止释放，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动（周期公式为，为弹簧振子的总质量，代表弹簧劲度系数）； ④每次减少一个砝码，重复实验步骤③，进行多次简谐运动实验，直至托盘中无砝码；⑤实验结束，导出Phyphox采集的加速度—时间图像数据。 砝码个数 弹簧长度变化量 0 0.00 1 2.82 2 5.60 3 8.40 4 11.21 5 14.01 根据实验数据，回答下列问题： （1）根据上表中的数据，采用逐差法计算弹簧的劲度系数为_______（重力加速度取，保留3位有效数字）。 （2）由加速度—时间图像上相邻两个正向峰值的时间间隔得到振动周期。记录不同振子质量（包括砝码、托盘和手机的总质量）对应的周期平方，绘制图像，得到一条直线。若该直线的斜率为，则弹簧劲度系数_______（用表示）。 （3）若该小组在（2）中作图时，忘了将托盘和手机的质量计入（即横坐标仅表示砝码的总质量），其他操作都正确规范，则弹簧劲度系数的测量值_______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。 12. 某同学欲研究小灯泡（额定功率1.5W，额定电压3.8V）的伏安特性，实验室提供的器材如下： A.电源E（电动势约为4V，内阻可不计） B.电流表（量程，内阻等于） C.电流表（量程，内阻等于） D.电压表（量程，内阻未知） E.电压表（量程，内阻未知） F.滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为2A） G.开关、导线若干 请完成以下内容： （1）实验要求尽可能准确地描绘小灯泡的伏安特性曲线，则电流表应选用_______，电压表应选用_______。（均填器材前的字母序号） （2）测量时应采用电路图_______（填“1”或“2”）；图3是实物电路，请不要改动已连接的导线，把还需要连接的导线补上_______。 （3）该同学完成该实验后，将小灯泡换成一额定电压为3V的小电动机，电路其他部分保持不变，描绘出该电动机的伏安特性曲线如图4所示。图像表明：两曲线的临界电压为1.5V（电压增大到1.5V时，电动机开始转动），则电动机的内阻为_______（保留2位有效数字）。 （4）再将该电动机直接接在另一电源（电动势）两端，工作较长时间后，电源的电动势不变，但内阻增加，导致电动机停止转动，则电动机停止转动前瞬间，该电源的内阻_______（保留2位有效数字）。 13. 如图所示，某实验装置由理想变压器和绝热容器组成。变压器原线圈接电压有效值为的正弦交变电源，原、副线圈的匝数比，副线圈串联一个阻值为的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器中封闭着一定质量的理想气体，气体的初始温度，初始压强。已知该容器内的气体吸收的热量与其温度变化量成正比，即（其中为常量），设气体体积保持不变，电热丝产生的热量全部被气体吸收。求： （1）电热丝的电功率； （2）若电热丝通电时间后气体的压强变为，则电热丝通电时间后气体的压强为多少。 14. 如图所示，某粒子分析装置由加速电场、速度选择器、偏转磁场等部件组成。加速电场的加速电压为；速度选择器由平行金属板构成，其极板间距与极板长度均可调，极板间存在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为；偏转磁场为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带电粒子从狭缝无初速度飘入加速电场，加速后从狭缝沿水平方向（垂直于电场和磁场）射入速度选择器，沿两板中线穿过速度选择器后从狭缝垂直进入偏转磁场，做半个圆周运动后打在位于偏转磁场边界的粒子收集装置上。已知带电粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力。 （1）求速度选择器极板间的电场强度大小及粒子打在收集装置上的位置到的距离； （2）若仅将加速电压调为，粒子在速度选择器中做摆线运动（可视为匀速直线运动和匀速圆周运动的合运动）。要保证粒子仍能水平射出速度选择器并从进入偏转磁场，求： ①速度选择器的极板长度应满足的条件； ②速度选择器的极板间距至少多大。 15. 如图所示，一质量为的球壳放置在离地面足够高的水平木板上，球壳的直径，球壳的顶端锁定一质量为的小球（可视为质点），开始时三者均处于静止状态。现解除小球的锁定，小球自由下落，小球与球壳碰撞前瞬间撤去木板，小球与球壳发生第1次碰撞。所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度大小取。求： （1）与球壳第1次碰后瞬间小球的速度大小； （2）小球与球壳第2次碰撞过程中，球壳所受弹力冲量的大小； （3）从解除小球锁定后时间内，重力对小球做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $