2023届湖南省常德市高三下学期模拟考试物理试题含解析.pdf

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1、2023 年常德市高三年级模拟考试年常德市高三年级模拟考试物理物理一、选择题：本题共一、选择题：本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。一项是符合题目要求的。1.在流浪地球电影中，人类驱动地球逃离太阳系的原因，是为了躲避太阳即将发生的“氦闪”。现实中太阳的氦闪大概要等到 50 亿年之后，到时候太阳内部的氢被消耗完，氦被点燃而发生剧烈失控的恒星爆炸，这就是“氦闪”。“氦闪”产生的能量能够瞬间毁灭整个地球的生命和生态环境。下列关于太阳的说法正确的是（）A.目前太阳的能量来自于由氢聚变成为

2、氦的核聚变反应B.在太阳内部发生核反应生成物氦原子核的比结合能比氢更小C.太阳辐射的电磁波中红外线主要用来杀菌D.若太阳光中通过色散分出来的黄光不能使某种金属发生光电效应，应该换频率更小的红光才有可能发生光电效应2.“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，阳春三月正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中，下列说法正确的是（）A.人受到地面的作用力方向竖直向上B.气流对风筝的作用力的方向沿左上方C.气流对风筝的作用力与风筝受到的重力大小相等D.若气流对风筝的作用力大小不变，细线由实线位置变为虚线位置，则细线对人的拉力也不变3.在 2022 年 3 月 23 日天宫课堂中，

3、叶光富老师利用手摇离心机将水油分离。手摇离心机可简化为在空间站中手摇小瓶的模型，如图乙所示，假设小瓶（包括小瓶中的油和水）的质量为 m，P 为小瓶的质心，OP 长度为 L，小瓶在 t 时间内匀速转动了 n 圈，以空间站为参考系，下列说法正确的是（）A.图乙中细线的拉力在竖直圆周运动的最低点时最大，最高点时最小B.水、油能分离的原因是小瓶里的水和油做圆周运动产生了离心现象，密度较小的油集中于小瓶的底部C.水和油成功分层后，水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供D.细线的拉力大小为2224n mLt4.如图甲，O、P 为光滑水平面上相距 0.3m 的两点，O、P 连线上存在与 OP 连线平行

4、的电场，其上各点的电势随距 O 点的距离 x 变化的关系如图乙所示，图中斜虚线为图线在点 P（0.3m，200V）的切线，切线与 x 轴交于 0.5m 处。现将一质量31 10 kgm、电荷量52 10 Cq 的小物块从 O 点静止释放，下列说法正确的是（）A.该电场线的方向为由 P 指向 OB.该物块在 P 点的电势能比 O 点的电势能大C.该物块运动到 P 点时，加速度大小为220m/sD.该物块运动到 P 点时，速度大小为 10m/s5.2023 年 2 月，土耳其、叙利亚两国发生了大地震，造成了重大破坏与人员伤亡，我国及时派遣了多支专业搜救队并援助了大量急需物资。地震波既有横波，也有纵

5、波，若一列沿 x 轴正方向传播的地震横波，在 t（图中实线）与（t+0.5）s（图中虚线）两个时刻 x 轴上33km 区间内的波形图如图所示，则下列说法正确的是（）A.该地震波的波长为 3kmB.质点振动的周期一定为 1sC.该地震波最小波速为 4km/sD.从 t 时刻开始计时，x=0.5km 处的质点比 x=1.5km 处的质点先回到平衡位置6.如图所示，以棱长为 L的正方体顶点 O 为原点建立三维坐标系Oxyz，其中正方体的顶点 P 落在 x轴上，顶点 Q 落在 y 轴上。一质量为 m、电荷量为q 的带电粒子（重力不计）由 Q 点沿 x 轴正方向以初速度0v射入正方体，第一次只加沿 z

6、轴负方向磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，该粒子恰好能通过 OQ 的中点；第二次只加沿 y 轴负方向电场强度大小为 E 的匀强电场，该粒子恰好能通过 OP 的中点；第三次同时加上与前两次等大的磁场和电场，其中磁场方向不变，将电场方向调整为与 yOz 平面平行，与 z 轴正方向成 30角、与 y 轴正方向成 60角。则（）A.第一次和第二次该粒子在正方体内运动的时间相等B.电场强度和磁感应强度的大小满足0Ev BC.第三次该粒子的运动为匀变速曲线运动D.第三次该粒子离开正方体时的位置坐标为（L，L，L）二、选择题：本题共二、选择题：本题共 5 小题，每小题小题，每小题 5 分。共分。共 25 分

7、。在每小题给出的四个选项中，有多分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得项是符合题目要求的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。7.近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达 1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约 236 个 1TB 硬盘的数据。目前正常的网速想要传输 1TB 硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点 O 以60的入射角射入一直线光导纤维内，恰

8、好在光导纤维的侧面（侧面与过 O 的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A.光纤内芯的折射率比外套的小B.光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变C.频率越大的光在光纤中传播的速度越大D.内芯对这种激光的折射率72n 8.在科幻题材的电影或动画中，经常提到太空电梯，建造太空电梯需要高强度的材料，目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出 100 倍，使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时，图乙中 r 为航天员到地心的距离，R 为地球半径，a

9、r 图像中的图线 A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与 r 的关系，图线 B 表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与 r 的关系，下列说法正确的是（）A.太空电梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成反比B.航天员在 rR 处的线速度大小等于第一宇宙速度C.图中0r为地球同步卫星的轨道半径D.电梯舱在0rr处的站点时，航天员处于完全失重状态9.图甲是小明学习完电磁感应知识后设计的电动公交车无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中供电线圈埋在地下，受电线圈和电池系统置于车内，供电线路中接电阻 R2。小明查询资料得知电动公交车常规充电时输入电压范围一般是 220V400V，

10、流过电池系统电流范围一般是 10A30A。当输入端 ab接上 380V 正弦交流电后，这时电池系统 cd 两端的电压为 600V，电池系统的电流为 20A。若不计线圈及导线电阻，忽略线圈中的磁场损失，则下列说法正确的是（）A.无线充电技术与变压器的工作原理相同B.若输入端 ab 接上 380V 直流电压，也能进行充电C.供电线圈和受电线圈匝数比可能为 1：2D.ab 端的输入功率等于 12kW10.如图甲所示，倾角30的光滑斜面体固定在水平面上，一质量为 m2kg 的滑块放在斜面上。t0 时刻在滑块上施加一平行斜面体的拉力使其由静止开始运动，滑块的加速度随时间的变化规律如图乙所示，取沿斜面向上

11、的方向为正，已知重力加速度 g 取210m/s，则下列说法正确的是（）A.01s 内拉力与 34s 内拉力大小之比为 4：1B.01s 内拉力做的功为 9JC.2s 时拉力做功的功率为 30WD.04s 内合力的冲量为 011.如图，水平平面内固定有两根足够长的平行导槽，质量为 2m 的 U 型管恰好能在两导槽之间自由滑动，其弯曲部分是半圆形，B 点为圆弧部分中点，轻弹簧右端固定于 U 型管 C 点处，图为该装置的俯视图。开始 U 型管静止，一半径略小于管半径、质量为 m 的小球以初速度0v从 U 型管 A 点向左射入，最终又从 A点离开 U 型管，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）A.小球运

12、动到 B 点时 U 型管的速度大小为03vB.小球运动到 B 点时小球的速度大小为073vC.U 型管获得的最大速度为03vD.弹簧获得的最大弹性势能为2013mv三三、实验题实验题：本题共本题共 2 小题小题，第第 12 小题每空小题每空 2 分分，第第 13 小题最后小题最后 1 空空 3 分分，其余每空其余每空 2分，共分，共 15 分。分。12.如图甲所示，某同学想利用滑块在倾斜气垫导轨上的运动来验证机械能守恒定律，实验步骤如下：将长为 L、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高 H，在导轨上靠右侧 P 点处安装一个光电门；用 20 分度的游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d；接通气源及光电

13、计时器，将滑块从靠近导轨左端某处自由释放，测得滑块通过光电门时遮光时间为t。根据上面的实验步骤回答下列问题：（1）该同学用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d，示数如图乙所示，则 d_cm。（2）实验中已知当地重力加速度为 g，除上述步骤中测量的物理量之外，还需测量的物理量是_。A滑块的质量 MB气垫导轨的倾斜角度C滑块释放处遮光片到光电门的距离 xD滑块从开始运动至到达光电门所用的时间 t（3）用题中所给的物理量及第（2）问中所选的物理量，如果满足等式 gH=_（不用代入数据），则验证了机械能守恒定律。13.传感器在现代生活中有着广泛的应用，某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路

14、。压敏电阻的阻值 R 与所受压力大小 F 的对应关系如图甲所示，压力 F 在 0200N 范围内的图线为直线。先利用如图乙所示的电路，测量 F0 时压敏电阻的阻值0R，再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。主要器材如下。压敏电阻 R（F0 时阻值0R在 90110之间）电源（电动势 E12V，内阻不计）电流表1G（量程 10mA，内阻g1200R）电流表2G（量程 50mA，内阻g2R约为 100）定值电阻1200R 滑动变阻器2R开关1S、2S及导线若干请完成下列问题：（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线 c 端应与_（填“a”或“b”）点连接。（2）闭合开关1S、2S，调节滑动变阻

15、器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表2G读数为40mA 时电流表1G读数为 8.0mA，可知0R _。（3）断开开关2S，不施加压力，继续调节滑动变阻器2R，使电流表2G达到半偏，半偏电流刻度处标记 F0，此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和电流表2G内阻之和为_。保持滑动变阻器阻值不变，施加压力，当电流表2G示数为 30mA 时，压力 F_N。四、计算题：本题共四、计算题：本题共 3 小题，共小题，共 36 分。分。14.某同学利用实验室闲置的 1m 长的玻璃管和一个标称 4.5L 的导热金属容器做了一个简易温度计。如图所示，将 1m 长的直尺和玻璃管固定在木板上，直尺与玻璃管两端对

16、齐，玻璃管左端 A 开口，玻璃管右端B 处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强始终为0p，软管内部体积可忽略，玻璃管内横截面积为210cm。当温度为27 C时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。取绝对零度为273C。（1）计算这个温度计测量温度的最大值。（2）若用一个光滑密封的活塞从左端 A 缓慢向右推进，直到把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B 点，求此时金属容器中气体的压强。（由于导热，气体的温度保持不变）15.如图甲所示为一款磁性轨道车玩具，如图乙所示为轨道的简化示意图，它由水平直轨道 A

17、B、光滑竖直圆轨道 BCD 等几段轨道平滑连接而组成。已知小车的质量50gm，小车在整个轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直轨道面，磁力大小恒为其重力的 0.5 倍，小车在轨道 AB 段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的 0.2 倍。现将小车从 A 点由静止释放，第一次小车的动力装置提供恒定的牵引力0.6NF，运动到 B 点时失去动力；第二次小车的动力装置提供恒定的功率0.5WP，运动到 B 点之前失去动力。两次小车都是恰好能通过竖直圆轨道 BCD，且在圆轨道内的最小速度为1m/s。假设小车可视为质点，不计空气阻力，重力加速度210m/sg。（1）求圆轨道 BCD 的半径；（2）求第二次小

18、车在轨道 AB 段动力装置提供动力的时间；16.如图所示，间距2.0mL 的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接恒流源，能确保电路中的电流 I 恒为0.5A。空间分布两个宽度分别为12.0md 和20.4md、间距2.0mD 的匀强磁场区域和，两磁场磁感应强度大小均为0.5TB，方向均竖直向下。质量0.5kgm、电阻为1R的导体棒静止于区域左边界，质量0.5kgm、边长为0.5D、电阻22.0R 的正方形单匝线框的右边紧靠区域左边界，一竖直固定挡板与区域的右边界距离为0.5D。某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触

19、并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。求：（1）导体棒第一次离开区域时的速度大小1v；（2）线框与导体棒从第 1 次碰撞至它们第 2 次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q；（3）导体棒在磁场区域中运动的总时间t总。2023 年常德市高三年级模拟考试年常德市高三年级模拟考试物理物理一一、选择题选择题：本题共本题共 6 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 24 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，只有一项只有一项是符合题目要求的。是符合题目要求的。1.在流浪地球电影中，人类驱动地球逃离太阳系的原因，是为了躲避太阳即将发生的“氦闪”。现实中太阳的氦闪大概要等到 50 亿年之后，到

20、时候太阳内部的氢被消耗完，氦被点燃而发生剧烈失控的恒星爆炸，这就是“氦闪”。“氦闪”产生的能量能够瞬间毁灭整个地球的生命和生态环境。下列关于太阳的说法正确的是（）A.目前太阳的能量来自于由氢聚变成为氦的核聚变反应B.在太阳内部发生核反应生成物氦原子核的比结合能比氢更小C.太阳辐射的电磁波中红外线主要用来杀菌D.若太阳光中通过色散分出来的黄光不能使某种金属发生光电效应，应该换频率更小的红光才有可能发生光电效应【答案】A【解析】【详解】A目前太阳的能量来自于由氢聚变成为氦的核聚变反应，A 正确；B在太阳内部发生核反应是核聚变反应，放出能量，生成物氦原子核比氢核稳定，比结合能比氢更大，故B 错误；C

21、太阳辐射的电磁波中紫外线可以用来杀菌，红外线具有热效应，C 错误；D红光的频率比黄光小，黄光不能使某种金属发生光电效应说明黄光的频率小于该金属的极限频率，则红光更加不能使该金属发生光电效应，D 错误。故选 A。2.“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，阳春三月正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中，下列说法正确的是（）A.人受到地面的作用力方向竖直向上B.气流对风筝的作用力的方向沿左上方C.气流对风筝的作用力与风筝受到的重力大小相等D.若气流对风筝的作用力大小不变，细线由实线位置变为虚线位置，则细线对人的拉力也不变【答案】B【解析】【详解】A人在地面上受竖直向下的重

22、力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的细线拉力，所以人受到地面的作用力，即支持力和摩擦力的合力的方向应斜向右上方，故 A 错误；BC风筝受重力 G，细线的拉力 T 和气流的作用力 F 处于平衡状态，如图所示重力 G 方向竖直向下，细线的拉力 T 方向斜向右下方，气流对风筝的力 F 的方向一定斜向左上方，且大小等于重力 G 和细线拉力 T 的合力大小，故 B 正确，C 错误；D当细线由实线位置变为虚线位置，即 T 与 G的夹角减小，若气流对风筝的作用力大小不变，作出力的三角形，如图所示由此可知，细线的拉力减小，故 D 错误。故选 B。3.在 2022 年 3 月 23 日天宫课堂中，叶光富

23、老师利用手摇离心机将水油分离。手摇离心机可简化为在空间站中手摇小瓶的模型，如图乙所示，假设小瓶（包括小瓶中的油和水）的质量为 m，P 为小瓶的质心，OP长度为 L，小瓶在 t 时间内匀速转动了 n 圈，以空间站为参考系，下列说法正确的是（）A.图乙中细线的拉力在竖直圆周运动的最低点时最大，最高点时最小B.水、油能分离的原因是小瓶里的水和油做圆周运动产生了离心现象，密度较小的油集中于小瓶的底部C.水和油成功分层后，水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供D.细线的拉力大小为2224n mLt【答案】D【解析】【详解】A瓶子受到的地球引力全部用来提供其随空间站绕地球做圆周运动的向心力，瓶子完全

24、失重，所以瓶子在细线拉力的作用下做匀速圆周运动，细线拉力在任意位置大小都相等，故 A 错误；B水油能分离的原因是混合物做圆周运动时，需要的向心力不一样，由于水和油的密度不同产生了离心现象，密度较大的水集中于小瓶的底部，B 错误；C水对油有指向圆心的作用力，水做圆周运动的向心力由瓶底对水的弹力和油对水的作用力的合力提供，C 错误。D小瓶转动的周期为tTn细线的拉力大小为2222244 n mLFmLTt故 D 正确；故选 D。4.如图甲，O、P 为光滑水平面上相距 0.3m 的两点，O、P 连线上存在与 OP 连线平行的电场，其上各点的电势随距 O 点的距离 x 变化的关系如图乙所示，图中斜虚线

25、为图线在点 P（0.3m，200V）的切线，切线与 x 轴交于 0.5m 处。现将一质量31 10 kgm、电荷量52 10 Cq 的小物块从 O 点静止释放，下列说法正确的是（）A.该电场线的方向为由 P 指向 OB.该物块在 P 点的电势能比 O 点的电势能大C.该物块运动到 P 点时，加速度大小为220m/sD.该物块运动到 P 点时，速度大小为 10m/s【答案】C【解析】【详解】A由图知，O 点电势大于 P 点电势，该电场线的方向由 O 指向 P，故 A 错误；B该物块带正电，在 P 点的电势能比 O 点的电势能小，故 B 错误；C-x 图像斜率大小代表电场强度大小，则 P 点场强E

26、=1000N/C物块运动到 P 点时，加速度大小为220m/sqEam故 C 正确；D根据动能定理21()2OPqUqmv代入数据得10m/sv 故 D 错误。故选 C。5.2023 年 2 月，土耳其、叙利亚两国发生了大地震，造成了重大破坏与人员伤亡，我国及时派遣了多支专业搜救队并援助了大量急需物资。地震波既有横波，也有纵波，若一列沿 x 轴正方向传播的地震横波，在 t（图中实线）与（t+0.5）s（图中虚线）两个时刻 x 轴上33km 区间内的波形图如图所示，则下列说法正确的是（）A.该地震波的波长为 3kmB.质点振动的周期一定为 1sC.该地震波最小波速为 4km/sD.从 t 时刻开

27、始计时，x=0.5km 处的质点比 x=1.5km 处的质点先回到平衡位置【答案】C【解析】【详解】A相邻两波峰之间的距离是一个波长，所以波长为4km故 A 错误；B由图可知，图中由实线变成虚线的时间为10.5s()0 1 2 32tnT n（、）故10 1 2 321Tnn（、）故 B 错误；C由840 1 2 3vnnT（、）该地震波最小波速为min4km/sv故 C 正确；D在 t 时刻，x=0.5km 处的质点和 x=1.5km 处的质点都在向负方向振动，所以 x=1.5km 处的质点先回到平衡位置，故 D 错误。故选 C。6.如图所示，以棱长为 L 的正方体顶点 O 为原点建立三维坐

28、标系Oxyz，其中正方体的顶点 P 落在 x 轴上，顶点 Q 落在 y 轴上。一质量为 m、电荷量为q 的带电粒子（重力不计）由 Q 点沿 x 轴正方向以初速度0v射入正方体，第一次只加沿 z 轴负方向磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，该粒子恰好能通过 OQ 的中点；第二次只加沿 y 轴负方向电场强度大小为 E 的匀强电场，该粒子恰好能通过 OP 的中点；第三次同时加上与前两次等大的磁场和电场，其中磁场方向不变，将电场方向调整为与 yOz 平面平行，与 z 轴正方向成 30角、与 y 轴正方向成 60角。则（）A.第一次和第二次该粒子在正方体内运动的时间相等B.电场强度和磁感应强度的大小满足0

29、Ev BC.第三次该粒子的运动为匀变速曲线运动D.第三次该粒子离开正方体时的位置坐标为（L，L，L）【答案】C【解析】【详解】A第一次粒子在磁场中运动，半径为014mvrLBq可知04mvBqL运动时间1004rLtvv第二次粒子在电场中运动，运动时间202Ltv故12ttA 错误；B第二次运动中，粒子在y方向上匀变速直线运动20122qEmLLv解得208mvEqL故有02Ev BB 错误；C第三次运动过程中，带电粒子所受电场力208mvEqL洛伦兹力2004mvqv BL在yOz平面内，如图所示，沿y轴方向有0sinsin30=EqEqqv B电场力沿z轴的分量cosEq让粒子在z轴正向加

30、速，故粒子的运动为从B点以速度0v沿x轴正向做匀速直线运动以及沿z轴正向做匀加速直线运动的合运动，即匀变速曲线运动，C 正确；D粒子在z方向上21cos2EqLtm解得036Ltvx方向上036xv tLy方向上的坐标为L，故出射点坐标为3,6L L L，D 错误。故选 C。二二、选择题选择题：本题共本题共 5 小题小题，每小题每小题 5 分分。共共 25 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，有多项是有多项是符合题目要求的。全部选对的得符合题目要求的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。7.近日根据国际报道，

31、光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达 1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236 个 1TB 硬盘的数据。目前正常的网速想要传输 1TB 硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点 O 以60的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过 O 的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A.光纤内芯的折射率比外套的小B.光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变C.频率越大的光在光纤中传播的速度越大D.内芯对这种激光的折射率72n【答案】B

32、D【解析】公众号：高中试卷君【详解】A激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故 A 错误；B光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故 B 正确；C频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据cvn光在光纤中传播的速度越小，故 C 错误；D根据折射定律sinsin 90n根据全反射公式1sinn联立解得72n 故 D 正确。故选 BD。8.在科幻题材的电影或动画中，经常提到太空电梯，建造太空电梯需要高强度的材料，目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出 100 倍，使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从

33、同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时，图乙中 r 为航天员到地心的距离，R 为地球半径，ar 图像中的图线 A 表示地球引力对航天员产生的加速度大小与 r 的关系，图线 B 表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与 r 的关系，下列说法正确的是（）A.太空电梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成反比B.航天员在 rR 处的线速度大小等于第一宇宙速度C.图中0r为地球同步卫星的轨道半径D.电梯舱在0rr处的站点时，航天员处于完全失重状态【答案】CD【解析】【详解】A太空电梯随地

34、球一起旋转，角速度恒定，根据vr可知太空电梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成正比，故 A 错误；B地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，所以航天员在 rR 处的线速度小于第一宇宙速度，故 B 错误；C图像中的图线 A 表示地球引力对航天员产生的加速度大小与 r 的关系，该加速度Aa等于地球卫星做匀速圆周运动的加速度，图线 B 表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与 r 的关系，该加速度Ba等于地球同步卫星的加速度，因为ABaa，所以图中0r为地球同步卫星的轨道半径，故 C 正确；D电梯舱在0rr处的站点时，航天员的加速度等于地球同步卫星的加速度，处于完全失重状态，电梯舱对航天员的弹

35、力等于零，航天员只受到万有引力，因此航天员处于完全失重状态，故 D 正确。故选 CD。9.图甲是小明学习完电磁感应知识后设计的电动公交车无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中供电线圈埋在地下，受电线圈和电池系统置于车内，供电线路中接电阻 R2。小明查询资料得知电动公交车常规充电时输入电压范围一般是 220V400V，流过电池系统电流范围一般是 10A30A。当输入端 ab 接上380V 正弦交流电后，这时电池系统 cd 两端的电压为 600V，电池系统的电流为 20A。若不计线圈及导线电阻，忽略线圈中的磁场损失，则下列说法正确的是（）A.无线充电技术与变压器的工作原理相同B.若输入端 ab

36、接上 380V 直流电压，也能进行充电C.供电线圈和受电线圈匝数比可能为 1：2D.ab 端的输入功率等于 12kW【答案】AC【解析】【详解】A无线充电技术与变压器的工作原理相同，都是电磁感应原理，故 A 正确；B若输入端 ab 接上 380V 直流电压，则供电线圈中电流不变，则在受电线圈中不会产生感应电流，则不能进行充电，故 B 错误；C由于供电线圈中有电阻 R，则供电线圈初级电压小于 380V，根据1122nUnU则供电线圈和受电线圈匝数比123801960030nn可能为 1：2，故 C 正确；D因次级消耗功率为P=I2U2=20600W=12000W=12kW供电线圈中由电阻 R 也

37、消耗功率，则 ab 端的输入功率一定大于 12kW，故 D 错误。故选 AC。10.如图甲所示，倾角30的光滑斜面体固定在水平面上，一质量为 m2kg 的滑块放在斜面上。t0时刻在滑块上施加一平行斜面体的拉力使其由静止开始运动，滑块的加速度随时间的变化规律如图乙所示，取沿斜面向上的方向为正，已知重力加速度 g 取210m/s，则下列说法正确的是（）A.01s 内拉力与 34s 内拉力大小之比为 4：1B.01s 内拉力做的功为 9JC.2s 时拉力做功的功率为 30WD.04s 内合力的冲量为 0【答案】AD【解析】【详解】A01s 内加速度大小为 3m/s2，方向沿斜面向上根据牛顿第二定律，

38、可得11sinFmgma34s 内加速度大小为 3m/s2，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律，可得22sinmgFma联立，解得1241FF：故 A 正确；B由图可知，01s 内滑块做初速度为零的匀加速直线运动，有211.5m2xat拉力做的功为1W24JFx故 B 错误；C根据图线与横轴所围面积表示速度变化，可知 2s 时滑块速度为123m/s4.5m/s2v由图可知，2s 时滑块加速度为零，即sin10NFmg所以 2s 时拉力做功的功率为45WPFv故 C 错误；D根据动量定理可知Ipm v 合由图可知，04s 内滑块速度变化为 0，所以该段时间内合力的冲量为 0。故 D 正确。故选 A

39、D。11.如图，水平平面内固定有两根足够长的平行导槽，质量为 2m 的 U 型管恰好能在两导槽之间自由滑动，其弯曲部分是半圆形，B 点为圆弧部分中点，轻弹簧右端固定于 U 型管 C 点处，图为该装置的俯视图。开始 U 型管静止，一半径略小于管半径、质量为 m 的小球以初速度0v从 U 型管 A 点向左射入，最终又从 A点离开 U 型管，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）A.小球运动到 B 点时 U 型管的速度大小为03vB.小球运动到 B 点时小球的速度大小为073vC.U 型管获得的最大速度为03vD.弹簧获得的最大弹性势能为2013mv【答案】ABD【解析】【详解】AB小球运动到 B 点时

40、，小球与 U 型管在平行导槽方向具有的共同速度1v，小球与 U 型管在平行导槽方向满足动量守恒，则有01(2)mvmm v解得013vv 设球运动到 B 点时小球的速度大小为2v，根据机械能守恒可得2220211112222mvmvmv解得0273vv故 AB 正确；C当小球从 A 点离开 U 型管，U 型管的速度最大，设此时小球的速度为3v，U 型管的速度为4v，则有0342mvmvmv2220341112222mvmvmv解得3013vv，4023vv可知 U 型管获得的最大速度为023v，故 C 错误；D当小球与 U 型管具有共同速度v共时，弹簧获得的最大弹性势能pmE，根据动量守恒可得

41、0(2)mvmm v共解得03vv共根据能量守恒可得220pm11(2)22mvmm vE共解得2pm013Emv选项 D 正确；故选 ABD。三三、实验题实验题：本题共本题共 2 小题小题，第第 12 小题每空小题每空 2 分分，第第 13 小题最后小题最后 1 空空 3 分分，其余每空其余每空 2 分分，共共 15 分。分。12.如图甲所示，某同学想利用滑块在倾斜气垫导轨上的运动来验证机械能守恒定律，实验步骤如下：将长为 L、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高 H，在导轨上靠右侧 P 点处安装一个光电门；用 20 分度的游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d；接通气源及光电计时器，将滑块从靠近

42、导轨左端某处自由释放，测得滑块通过光电门时遮光时间为t。根据上面的实验步骤回答下列问题：（1）该同学用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d，示数如图乙所示，则 d_cm。（2）实验中已知当地重力加速度为 g，除上述步骤中测量的物理量之外，还需测量的物理量是_。A滑块的质量 MB气垫导轨的倾斜角度C滑块释放处遮光片到光电门的距离 xD滑块从开始运动至到达光电门所用的时间 t（3）用题中所给的物理量及第（2）问中所选的物理量，如果满足等式 gH=_（不用代入数据），则验证了机械能守恒定律。【答案】.1.050.C.222Ldx t【解析】【详解】（1）1遮光片的宽度1cm10 0.05mm1.050

43、cmd（2）2AB验证机械能守恒定律，依据实验操作可知，通过光电门来测量瞬时速度，从而求得滑块到达光电门位置的动能，再依据导轨长与高的关系，结合下滑的距离可知，滑块下滑过程中的高度差，进而求得减少的重力势能，由212mghmv可以看出只需验证式子212ghv是否成立即可，故质量不需要测量；导轨的倾斜角度可以由已测量的导轨的长与高来确定，故 AB 错误；C计算滑块减少的重力势能时需测量出滑块下滑过程中从释放处遮光片到光电门的距离 x，进而得到下降的高度，故 C 正确；D瞬时速度是由光电门测出的遮光时间及遮光片宽度来计算的，不需要测量滑块在整个过程的运动时间，故 D 错误。故选 C。（3）3由（1

44、）的分析可知，滑块到达光电门位置的动能2k1()2dEmt而下滑的位移为 x 时，减少的重力势能pHEmgxL因此当21()2HdmgxmLt即222LdgHx t时，可以验证机械能守恒。13.传感器在现代生活中有着广泛的应用，某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值 R 与所受压力大小 F 的对应关系如图甲所示，压力 F 在 0200N 范围内的图线为直线。先利用如图乙所示的电路，测量 F0 时压敏电阻的阻值0R，再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。主要器材如下。压敏电阻 R（F0 时阻值0R在 90110之间）电源（电动势 E12V，内阻不计）电流表1G（量程

45、 10mA，内阻g1200R）电流表2G（量程 50mA，内阻g2R约为 100）定值电阻1200R 滑动变阻器2R开关1S、2S及导线若干请完成下列问题：（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线 c 端应与_（填“a”或“b”）点连接。（2）闭合开关1S、2S，调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表2G读数为 40mA时电流表1G读数为 8.0mA，可知0R _。（3）断开开关2S，不施加压力，继续调节滑动变阻器2R，使电流表2G达到半偏，半偏电流刻度处标记 F0，此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和电流表2G内阻之和为_。保持滑动变阻器阻值不变，施加压力，当电流表2G

46、示数为 30mA 时，压力 F_N。【答案】.a.100.380.160【解析】公众号：高中试卷君【详解】（1）1导线应接在a端，1G与定值电阻1R串联可作为改装后的电压表，2G与1G的电流差值是通过压敏电阻R的电流，若接b，因2G的内阻未知，则无法准确测量R两端的电压。（2）2根据该电路的原理，结合部分电路的欧姆定律可得3111321()8 10(200200)100(408)10gI RRRII（3）3由题意根据闭合电路的欧姆定律可得222()2ggIERRR解得22380gRR4由图甲可得电阻R与压力F之间的关系式为11002RF 保持滑动变阻器阻值不变，施加压力，当电流表2G示数为 3

47、0mA 时，设此时压敏电阻的阻值为xR，电流表的示数为2gI，由闭合电路的欧姆定律可得222()ggxEIRRR代入数据解得20 xR 代入与压力的关系式中可得160NF 四、计算题：本题共四、计算题：本题共 3 小题，共小题，共 36 分。分。14.某同学利用实验室闲置的 1m 长的玻璃管和一个标称 4.5L 的导热金属容器做了一个简易温度计。如图所示，将 1m 长的直尺和玻璃管固定在木板上，直尺与玻璃管两端对齐，玻璃管左端 A 开口，玻璃管右端 B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强

48、始终为0p，软管内部体积可忽略，玻璃管内横截面积为210cm。当温度为27 C时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。取绝对零度为273C。（1）计算这个温度计测量温度的最大值。（2）若用一个光滑密封的活塞从左端 A 缓慢向右推进，直到把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端 B 点，求此时金属容器中气体的压强。（由于导热，气体的温度保持不变）【答案】（1）330K；（2）0109pp【解析】【详解】（1）因被封的气体进行等压变化，设金属容器的体积为 V，由题意可知2122VVTT其中315000cmV 325500cmV 1300KT 解得2330KT（2）蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端 B 点，此时

49、容器内气体的压强为 p，则012pVLSpV解得0109pp15.如图甲所示为一款磁性轨道车玩具，如图乙所示为轨道的简化示意图，它由水平直轨道 AB、光滑竖直圆轨道 BCD 等几段轨道平滑连接而组成。已知小车的质量50gm，小车在整个轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直轨道面，磁力大小恒为其重力的 0.5 倍，小车在轨道 AB 段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的 0.2 倍。现将小车从 A 点由静止释放，第一次小车的动力装置提供恒定的牵引力0.6NF，运动到 B 点时失去动力；第二次小车的动力装置提供恒定的功率0.5WP，运动到 B 点之前失去动力。两次小车都是恰好能通过竖直圆轨道 BC

50、D，且在圆轨道内的最小速度为1m/s。假设小车可视为质点，不计空气阻力，重力加速度210m/sg。（1）求圆轨道 BCD 的半径；（2）求第二次小车在轨道 AB 段动力装置提供动力的时间；【答案】（1）0.2m；（2）0.6s【解析】【详解】（1）设小车在 C 点的速度为Cv，恰好通过最高点，由机械能守恒知此时速度是在圆弧轨道 BCD（半径设为 R）上运动过程中的最小值，即1m/sCv，小车经过 C 点，由牛顿第二定律20.5CvmgmgmR解得0.2mR（2）小车从 B 到 C，由动能定理得2211222CBmg Rmvmv解得3m sBv 小车第一次从 A 到 B，由牛顿第二定律FmgFm