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河北省示范性高中2022-2023学年高三上学期第一次调研考试物理试题（含答案）
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这是一份河北省示范性高中2022-2023学年高三上学期第一次调研考试物理试题（含答案），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选题等内容，欢迎下载使用。
河北省示范性高中高三年级调研考试
物理
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．
1．1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第44号反应堆发生了爆炸。前苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染，建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的第4号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到2022年就会达到寿命极限，目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作，据乌克兰政府表示，“新棺”的用期计划达到100年。核事故中辐射防护的主要对象是碘－131，放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害，短期引起甲状腺功能减退，长期可引起癌变。碘的半衰期为8天，其衰变方程为，以下说法正确的是（ ）
A．通过加压或者是降温的方法，可以改变放射性物质的半衰期
B．8个碘核8个经过8天后还剩下4个
C．衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强
D．衰变过程中质量数不变
2．在2021年东京奥运会上，我国选手朱雪莹发挥出色，获得了女子单人蹦床项目的冠军。为了研究朱雪莹的运动过程，如图所示，我们将朱雪莹的运动过程简化为一个小球从A点自由下落的过程，已知A点在O点的正上方15m处，O为弹性床MN的中心，B点为小球运动过程中的最低点且距离O点5m。不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在O点速度大小等于15m/s
B．小球第2s内平均速度等于15m/s
C．小球从O到B的过程为匀减速直线运动
D．小球下落的过程中，小球速度最大的位置位于O、B之间
3．如图所示，是一种典型的光电管示意图，抽成真空的玻璃管内部密闭有阴极和阳极，当受到光照时，就会发生光电效应，将其与灵敏电流计相连，关于此光电管以下说法正确的是（ ）
A．图中A为阳极，B为阴极
B．当光照射在A极，会从其表面溢出光子打在B极上
C．只提高照射光频率时，会使得电路中光电流变大
D．只提高光照强度时，会使得电路中光电流变大
4．反卫星技术（ASAT）是目前在军事航天领域一项非常敏感且先进的技术，其中一项技术是从正在正常运行的某卫星发射激光束，直接击毁敌方的人造天体或航天系统。现假设有一个质量为M处于半径为R的地球卫星轨道上，某时刻沿其运动方向，对一个半径为2R的卫星m实施“激光打击”，假设从激光系统启动、调试到击中m经时间，如图所示，则在此过程中，说法正确的是（ ）
A．M的线速度是m的线速度的2倍
B．M的周期是m的倍
C．激光系统启动时，m与M不能与中心天体“三点一线”
D．从启动激光系统到击中，m转过了的弧度
5．如图所示，空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一粒子发射源P位于足够大绝缘平板MN的上方距离为d处，在纸面内向各个方向均匀发射速率均为v的同种带负电粒子，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力，已知粒子做圆周运动的半径大小为2d，则粒子（ ）
A．能打在板上的区域长度为
B．若改变粒子电性，则到达板上的粒子位置不变
C．到达板上的最长时间为
D．能到达板上的粒子数占总粒子数的
6．如图所示，在竖直平面内固定着一个倾斜光滑杆，杆上套着一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳绕过一定滑轮（无摩擦）与一个竖直放置的轻弹簧相连接（弹簧下端固定在地面上），在外力作用下物块静止在A点，细线刚好拉直并且垂直于长杆，弹簧处于原长状态，现将物块从A点静止释放，物块运动到C点速度为零，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度以内，不计滑轮质量。则下列说法正确的是（ ）
A．在下滑过程中，圆环、弹簧与地球组成的系统机械能不守恒
B．由于斜面光滑，圆环从A到B过程弹簧弹性势能的增加量等于B到C过程中弹簧弹性势能的增加量C．圆环在最低点加速度为零
D．合外力从A到B过程中对圆环所做的功不等于从B到C过程中所做的功
7．如图甲所示，间距为L＝1m的长直平行金属导轨PQ、MN水平放置，其右端接有阻值为R＝1.5Ω的电阻，一阻值为r＝0.5Ω、质量为m＝0.2kg、长度为L的金属棒ab垂直导轨放置于距导轨右端d＝2m处，与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小随时间变化的情况如图乙所示。在0~1.0s内金属棒ab保持静止，1.0s后金属棒在水平外力的作用下运动，使回路的电流为零。导轨电阻不计，重力加速度，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．动摩擦因数需等于0.5 B．前2s内通过电阻R的电荷量为2C
C．1s后金属棒做匀加速直线运动 D．第2s内金属棒的位移为1m
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．如图所示，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，有一个10匝矩形金属线框，绕垂直磁场的轴以角速度匀速转动，线框电阻为200Ω，面积为，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只额定电压为2V的灯泡和，开关S断开时灯泡正常发光，理想电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为
B．灯泡的额定功率为0.98W
C．若开关S闭合，灯泡将更亮
D．原副线圈的匝数比为
9．车库出入口采用如图甲所示的曲杆道闸，现将道闸简化为图乙所示的模型。该模型由完全相同、材质均匀的转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平．已知杆OP和PQ的质量均为m，则杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，忽略空气阻力和摩擦力各轴间的，下列说法正确的是（ ）
A．P点的加速度大小不变
B．Q点的运动为匀速圆周运动
C．杆PQ重力的功率始终不变
D．电动机对OP做的功与杆PQ对杆OP做的功之和为零
10．如图所示，水平面内有一正方形区域ABCD，所在的平面与某一匀强电场平行，在A点有一个粒子源沿各个方向发射带负电的粒子，若与AB成45°的方向以的速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点是BC的中点，已知正方形的边长为1m，粒子的比荷为0.1C/kg，C点电势为0，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的方向可能水平向右
B．打到E点的粒子在运动过程中动能逐渐减少，电势能逐渐增加
C．C点电势低于B点电势，
D．从AD方向射入的粒子可能到达C点
三、非选题：共54分．第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分。
11．（7分）某同学用如图所示的装置探究物体的加速度和受力、质量的关系。已知滑块的质量为M、钩码的质量为m，遮光条的宽度为d。调整导轨水平、轻细绳与导轨平行后给气垫导轨充气，待稳定后释放滑块。测得遮光条通过光电门的时间为t，用mg作为M的合外力获得与a的关系．已知当地重力加速度的大小为g，回答下列问题：
（1）使用该装置探究以上实验，______（选填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力，______满足（选填“需要”或者“不需要”），滑块通过光电门时速度的大小为______（用测量的物理量来表示）；
（2）实验中，为了处理数据描述a与M的关系，需要描绘图像而不是描绘图像，原因是______。
（3）在描绘图像的过程中随着a的增加，图像的斜率发生了弯曲，你认为可能的原因是______。
12．（8分）某同学欲用多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关等器材测多用电表的内阻和表内电池的电动势，主要操作步骤如下：
（1）将多用电表的选择开关调到欧姆挡的“×1k”挡，然后将红、黑表笔短接，进行______。（填“机械调零”或“欧姆调零”）。
（2）如图所示，将多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关进行正确连接。单刀双掷开关S接2位置时，调节电阻箱的阻值为时，多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的位置，则多用电表的内阻r＝______Ω。
（3）将单刀双掷开关S接1位置时，电压表的读数为2.0V。多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的位置，则电压表的内阻______Ω。电池电动势E＝______V。
13．（11分）翼装飞行被称为世界上最危险的极限运动，挑战者腾空后，张开手脚便能展开翼膜，当空气进入一个鳍状的气囊时，就会充气使服装成翼状，从而产生浮力，然后通过肢体动作来控制飞行的高度和方向，某翼装挑战者在距海平面3000米的直升机上由静止下落，飞行了一段时间后，打开气囊，减速下降一段时间后，悬停在海拔1500米的天门山附近，准备穿越天门洞，已知挑战者和装备总质量为80kg，其所受的空气阻力始终为其重力的0.1倍，展开翼装后所受浮力是其重力的1.8倍，在挑战者到达天门山之前的运动近似地看成竖直方向的运动，取求：
（1）挑战者在运动过程中的最大速度；
（2）挑战者到达天门山的时间。
14．（16分）质谱仪被广泛应用于分离同位素，图甲是其简化模型。大量质量为、电荷量为的质子（即核），从粒子源A下方以近似速度为0飘入电势差为的加速电场中，并从中间位置进入偏转电场，偏转电场两板间宽度d＝2cm，已知粒子出射后马上进入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，经磁场偏转后打在水平放置的屏上。给偏转电场两极间加上如图乙所示的电压，其周期T远大于粒子在电场中的偏转时间。两极板间视为匀强电场，板外电场忽略不计，屏足够长。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）质子射出加速电场时速度的大小；
（2）为使质子经偏转电场后能全部进入磁场，求偏转电场极板长度范围；
（3）当偏转电场极板长度L＝4cm时，若粒子源打出的粒子掺杂另一种粒子氚核（），为使两种粒子均能击中屏且没有重叠，求磁感应强度的最大值。
（二）选考题：共12分．请考生从2组题中任选一组题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分．
15．（1）（4分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P－V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则该气体在状态B时的温度为______K。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做______功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体______（填“吸热”或者“放热”）。
（2）（8分）趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为，压强为。碰撞时气体最大压缩量是，不考虑压缩时气体的温度变化。
①求压缩量最大时，球内气体的压强；
②为保障游戏安全，球内气体压强不能超过，那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
16．（1）（4分）在x＝－0.2m处有一简谐横波的波源，形成的简谐波沿x轴传播，如图所示是t＝0时的波形图，t＝0.02s时，位于x＝－0.3m处的质点A第一次到达波峰处，由此可知，该简谐波的传播速度大小为______m/s；质点B的平衡位置位于x＝0.1m处，则质点B的振动方程为______。
（2）（8分）内圆半径为r，外圆半径为的透明介质半球壳的截面图如图所示。现将点光源放在P处，P在圆心O点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳，出射点距OP连线的最大距离为。（不考虑光的反射，已知光在真空的传播速度为c）。求：
①此透明介质的折射率；
②光线从P点第一次到外球壳传播的最长时间。
物理
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
C
D
D
D
BD
AB
BC
1．D 解析：“新棺”虽然阻挡了一部分的放射性物质，但不能完全阻挡住。A选项错误。
碘131的半衰期是8天，但是半衰期指的是大量原子，几个原子没有统计学意义，其衰变时间不确定，B错误。
射线的电离本领很弱，C选项错误。
衰变过程质量数守恒，电荷数守恒，D正确。
2．D 解析：小球从A到O的过程为自由落体运动，，A错误。
第2s末小球已经落到弹性床上，小球第2s内的平均速度无法求解，B错误。
小球从O到B的过程中，由于弹性床给小球的弹力一直增大，小球的所受的合力先减小后反向增大，所以速度先增大后减小，C错误，D正确。
3．D 解析：该题考察光电效应的基本知识。图中A为阴极，B为阳极（对阴极），A选项错误；
光照射在A上会从其表面溢出光电子，而非光子，B选项错误；
提高可见光频率并不会使得溢出的光电子数目增加，C选项错误；
提高光照强度可以增加单位时间溢出的光电子，会使得电路中的光电流变大，D选项正确。
4．C 解析：本题主要考察万有引力的相关知识，根据推得，则M与m的线速度之比为，故A选项错误；
同理根据，推得，则M与m的角速度之比为，周期之比为，故B选项错误；
由题意知发射“寄生卫星”后M运动方向没有改变，由动量定理知M的速度减小，引力大于向心力，M轨道会降低，在较低轨道达到新的平衡，C选项正确；
根据勾股定理，M到m的距离为，则运动过程的时间为，m运动的角速度为，则m运行的弧度为，选项中M并不是中心天体质量，故D选项错误。本题选C。
5．D 解析：如图所示，圆与平板MN相切于A点，圆于平板MN相交于B点，PB为直径，圆与平板MN相切于C点，A、C两点为粒子恰好能打到平板上的临界点，B为粒子能打到的距离P点最远的点，BC为粒子能打到平板的范围。由几何关系可得，故A错误。
改变粒子电性，粒子能打到的范围长度不变，但位置发生变化，故B错误。
粒子打到平板所用时间最长的粒子其初速度为，由几何关系可得，与竖直方向夹角为30°，所以打到A点的粒子速度偏转角为300°，所以最长时间为，故C错误。
初速度方向在和范围内的均能到达平板，能到达板上的粒子数占总粒子数的，故D正确。
6．D 解析：圆环下滑过程中，圆环，弹簧与地球组成的系统满足系统机械能守恒的条件，只有重力和系统内的弹力做功，故系统机械能守恒，A选项错误。
圆环从A到B过程中，圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，而圆环从B到C过程中，圆环的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能，故B选项错误。
圆环在最低点速度为零，但是加速度沿斜面向上，C选项错误。
圆环从A到B过程合外力所做的功等于从B到C过程克服合外力所做的功，D选项正确。
7．D 解析：在0~1.0s内，由法拉第电磁感应定律可得电动势为
由闭合电路的欧姆定律得电流的大小为
由金属棒静止可知最大静摩擦力大于等于安培力
解得，A选项错误。
0~1s内电流恒定为1A，1~2s内电流为零，故前两秒内通过的电荷量q＝It＝1C。B选项错误。
由法拉第电磁感应定律知，1s后回路磁通量不变。
t＝1s时，
t时刻（）导体棒的位移设为x，由图像知t时刻磁感应强度B＝t
t时刻（）回路磁通量
解得，金属棒不是做匀加速直线运动。C选项错误。
t＝2s时，金属棒第2s内的位移为x＝1m。D选项正确。
8．BD 解析：A变压器的输入电压的最大值为
从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为
故A错误；
B线框旋转感应电动势的有效值为
开关断开时正常发光，且电流表示数为，线圈电阻r＝200Ω，此时变压器原线圈端电压为
根据
灯泡的额定功率等于此时变压器的输入功率，为
故B正确；
C若开关S闭合，并联电阻变小，回路电流变大，线圈内阻分压变大，变压器匝数不变，则灯泡两端电压变小，故灯泡亮度变暗，故C错误；
D开关断开时，变压器输入端，输出端，由
解得，故D正确。
9．AB 解析：P点的运动为匀速圆周运动，所以其加速度为向心加速度，大小不变，A正确。
由于P和Q点始终相对静止，所以Q点的运动也是匀速圆周运动，B正确。
，杆PQ的速度大小不变，与PQ重力的夹角在改变，所以PQ重力的瞬时功率在变化，C错误。
根据动能定理，杆OP的动能一直不变，所以应该是电动机对OP做的功、杆PQ对杆OP做的功和杆OP重力做功之和为零，D错误。
10．BC 解析：与AB成45°的方向以速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点恰好是BC的中点，所以粒子可以看成从E到A的类平抛，所以该匀强电场方向由B指向C，A选项错误。
在该粒子的运动过程中电场力做负功，动能逐渐减少，电势能逐渐增加，B选项正确。
根据类平抛的原理，粒子在水平方向做匀速，，代入可得，，C选项正确。
从AD方向射入的粒子做直线运动，D选项错误。
11．答案：（1）不需要（1分） 需要（1分） （1分）
（2）化曲为直（意思对即可）（2分） （3）见解析（2分）
解析：（1）由于气垫导轨的摩擦力非常的小，故本实验不需要补偿摩擦力；但本题用mg作为M的合外力，需要满足；
（2）曲线在实验中不容易确定物理量之间的关系，故“化曲为直”容易确定a与M之间的关系；
（3）在描绘图像的过程中随着a的增加，图像的斜率会变得弯曲，斜率减小，原因是当F一定，，为一条过原点的直线；实际上随着m的逐渐增加，，对比理论，斜率比原来减小，向下弯曲。（注：只要体现即可给分）。
12．答案：（1）欧姆调零（2分） （2）10000（2分） （3）2500（2分） 10（2分）
解析：（1）使用多用电表的欧姆挡时，每一次选好倍率档后，都要将红、黑表笔短接，进行“欧姆调零”。
（2）单刀双掷开关S接2位置时，由闭合电路欧姆定律可知
则有，解得r＝10000Ω
（3）同理，将单刀双掷开关S接1位置时，则有，解得
由闭合电路欧姆定律可得
13．答案：（1） （2）
解析：（1）挑战者刚开始下落过程中受力分析如图所示：
，（2分），（1分）
打开气囊后受力分析如图所示：
，（2分），（1分）
联立可得：（1分）
（2）挑战者刚开始下落过程中：（1分）
打开气囊后（1分）
（2分）
14．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）根据动能定理，质子在加速电场内（1分）
求得（1分）
（2）质子若刚好全部出偏转电场，则粒子的偏移量（1分）
在偏移电场中的时间（1分）
牛顿第二定律（1分）
（1分）
联立得
偏转电场极板越长，粒子越容易击中侧板
故极板长度的取值为（1分）
（3）根据
（2分）
故在偏转电场中的偏转距离与粒子比荷无关
随偏转电压的增大而增大，最大偏转位移为。（1分）如图，假设粒子速度偏转角是
，（1分）
联立可得（1分）
由以上公式可知，由于偏转电场只改变粒子射入磁场时平行屏方向的速度，对于粒子在磁场中的偏转距离没有影响，
根据公式，（1分）
故氚核在磁场中的偏转距离大因为要求不重叠，则有（1分）
求得（2分）
15．答案：（1）100K（1分） 负（1分） 放热（2分） （2）答案见解析
解析：（1）气体从状态A到状态B的过程为等容变化，根据查理定律，解得。
气体从状态B到状态C的过程为等压变化，体积增大，外界对气体做负功。
气体从状态B到状态C的过程为等压变化，根据盖－吕萨克定律，解得，与相等，
气体在状态C和状态A的内能相等。而气体从状态C到状态A的过程中外界对气体做正功，
所以根据热力学第一定律，该过程气体放热。
（2）①碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，经历等温变化，由玻意耳定律
（1分）
其中，，（1分）
代入数据解得。（1分）
②从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体经历等容变化，由查理定律有（1分）
其中，（1分）
解得
中午碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，气体经历等温变化，由玻意耳定律有
（1分）
联立并代入数据解得（2分）
所以能安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
16．答案：（1）15 （2）①2 ②
解析：（1）由题图可看出该波的波长
由于x＝－0.2m处为波源，则在x轴负方向的波往左传播，
则质点A第一次到达波峰处有，，
由于该波在波源右侧的波往右传播，则在t＝0时质点B往上振，质点B的振动方程为
，，
代入数据有
（2）①点光源放于P点处，假设其射出的光线在Q点恰好发生全反射，如图所示。
（2分）
Q点到OP连线的距离为，由几何关系可知，∠POQ＝30°＝∠OQP（1分），
角PQO即为临界角。则折射率（2分）
②在三角形OPQ中，∠POQ＝∠PQO，得（1分）
又，（1分）
光线在球壳内传播的最长时间为（1分）
河北省示范性高中高三年级调研考试
物理
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．
1．1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第44号反应堆发生了爆炸。前苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染，建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的第4号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到2022年就会达到寿命极限，目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作，据乌克兰政府表示，“新棺”的用期计划达到100年。核事故中辐射防护的主要对象是碘－131，放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害，短期引起甲状腺功能减退，长期可引起癌变。碘的半衰期为8天，其衰变方程为，以下说法正确的是（ ）
A．通过加压或者是降温的方法，可以改变放射性物质的半衰期
B．8个碘核8个经过8天后还剩下4个
C．衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强
D．衰变过程中质量数不变
2．在2021年东京奥运会上，我国选手朱雪莹发挥出色，获得了女子单人蹦床项目的冠军。为了研究朱雪莹的运动过程，如图所示，我们将朱雪莹的运动过程简化为一个小球从A点自由下落的过程，已知A点在O点的正上方15m处，O为弹性床MN的中心，B点为小球运动过程中的最低点且距离O点5m。不计空气阻力，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在O点速度大小等于15m/s
B．小球第2s内平均速度等于15m/s
C．小球从O到B的过程为匀减速直线运动
D．小球下落的过程中，小球速度最大的位置位于O、B之间
3．如图所示，是一种典型的光电管示意图，抽成真空的玻璃管内部密闭有阴极和阳极，当受到光照时，就会发生光电效应，将其与灵敏电流计相连，关于此光电管以下说法正确的是（ ）
A．图中A为阳极，B为阴极
B．当光照射在A极，会从其表面溢出光子打在B极上
C．只提高照射光频率时，会使得电路中光电流变大
D．只提高光照强度时，会使得电路中光电流变大
4．反卫星技术（ASAT）是目前在军事航天领域一项非常敏感且先进的技术，其中一项技术是从正在正常运行的某卫星发射激光束，直接击毁敌方的人造天体或航天系统。现假设有一个质量为M处于半径为R的地球卫星轨道上，某时刻沿其运动方向，对一个半径为2R的卫星m实施“激光打击”，假设从激光系统启动、调试到击中m经时间，如图所示，则在此过程中，说法正确的是（ ）
A．M的线速度是m的线速度的2倍
B．M的周期是m的倍
C．激光系统启动时，m与M不能与中心天体“三点一线”
D．从启动激光系统到击中，m转过了的弧度
5．如图所示，空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一粒子发射源P位于足够大绝缘平板MN的上方距离为d处，在纸面内向各个方向均匀发射速率均为v的同种带负电粒子，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力，已知粒子做圆周运动的半径大小为2d，则粒子（ ）
A．能打在板上的区域长度为
B．若改变粒子电性，则到达板上的粒子位置不变
C．到达板上的最长时间为
D．能到达板上的粒子数占总粒子数的
6．如图所示，在竖直平面内固定着一个倾斜光滑杆，杆上套着一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳绕过一定滑轮（无摩擦）与一个竖直放置的轻弹簧相连接（弹簧下端固定在地面上），在外力作用下物块静止在A点，细线刚好拉直并且垂直于长杆，弹簧处于原长状态，现将物块从A点静止释放，物块运动到C点速度为零，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度以内，不计滑轮质量。则下列说法正确的是（ ）
A．在下滑过程中，圆环、弹簧与地球组成的系统机械能不守恒
B．由于斜面光滑，圆环从A到B过程弹簧弹性势能的增加量等于B到C过程中弹簧弹性势能的增加量C．圆环在最低点加速度为零
D．合外力从A到B过程中对圆环所做的功不等于从B到C过程中所做的功
7．如图甲所示，间距为L＝1m的长直平行金属导轨PQ、MN水平放置，其右端接有阻值为R＝1.5Ω的电阻，一阻值为r＝0.5Ω、质量为m＝0.2kg、长度为L的金属棒ab垂直导轨放置于距导轨右端d＝2m处，与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小随时间变化的情况如图乙所示。在0~1.0s内金属棒ab保持静止，1.0s后金属棒在水平外力的作用下运动，使回路的电流为零。导轨电阻不计，重力加速度，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．动摩擦因数需等于0.5 B．前2s内通过电阻R的电荷量为2C
C．1s后金属棒做匀加速直线运动 D．第2s内金属棒的位移为1m
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．如图所示，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，有一个10匝矩形金属线框，绕垂直磁场的轴以角速度匀速转动，线框电阻为200Ω，面积为，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只额定电压为2V的灯泡和，开关S断开时灯泡正常发光，理想电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为
B．灯泡的额定功率为0.98W
C．若开关S闭合，灯泡将更亮
D．原副线圈的匝数比为
9．车库出入口采用如图甲所示的曲杆道闸，现将道闸简化为图乙所示的模型。该模型由完全相同、材质均匀的转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平．已知杆OP和PQ的质量均为m，则杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，忽略空气阻力和摩擦力各轴间的，下列说法正确的是（ ）
A．P点的加速度大小不变
B．Q点的运动为匀速圆周运动
C．杆PQ重力的功率始终不变
D．电动机对OP做的功与杆PQ对杆OP做的功之和为零
10．如图所示，水平面内有一正方形区域ABCD，所在的平面与某一匀强电场平行，在A点有一个粒子源沿各个方向发射带负电的粒子，若与AB成45°的方向以的速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点是BC的中点，已知正方形的边长为1m，粒子的比荷为0.1C/kg，C点电势为0，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的方向可能水平向右
B．打到E点的粒子在运动过程中动能逐渐减少，电势能逐渐增加
C．C点电势低于B点电势，
D．从AD方向射入的粒子可能到达C点
三、非选题：共54分．第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分。
11．（7分）某同学用如图所示的装置探究物体的加速度和受力、质量的关系。已知滑块的质量为M、钩码的质量为m，遮光条的宽度为d。调整导轨水平、轻细绳与导轨平行后给气垫导轨充气，待稳定后释放滑块。测得遮光条通过光电门的时间为t，用mg作为M的合外力获得与a的关系．已知当地重力加速度的大小为g，回答下列问题：
（1）使用该装置探究以上实验，______（选填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力，______满足（选填“需要”或者“不需要”），滑块通过光电门时速度的大小为______（用测量的物理量来表示）；
（2）实验中，为了处理数据描述a与M的关系，需要描绘图像而不是描绘图像，原因是______。
（3）在描绘图像的过程中随着a的增加，图像的斜率发生了弯曲，你认为可能的原因是______。
12．（8分）某同学欲用多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关等器材测多用电表的内阻和表内电池的电动势，主要操作步骤如下：
（1）将多用电表的选择开关调到欧姆挡的“×1k”挡，然后将红、黑表笔短接，进行______。（填“机械调零”或“欧姆调零”）。
（2）如图所示，将多用电表、电压表、电阻箱及单刀双掷开关进行正确连接。单刀双掷开关S接2位置时，调节电阻箱的阻值为时，多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的位置，则多用电表的内阻r＝______Ω。
（3）将单刀双掷开关S接1位置时，电压表的读数为2.0V。多用电表的指针指到直流电流刻度盘满偏值的位置，则电压表的内阻______Ω。电池电动势E＝______V。
13．（11分）翼装飞行被称为世界上最危险的极限运动，挑战者腾空后，张开手脚便能展开翼膜，当空气进入一个鳍状的气囊时，就会充气使服装成翼状，从而产生浮力，然后通过肢体动作来控制飞行的高度和方向，某翼装挑战者在距海平面3000米的直升机上由静止下落，飞行了一段时间后，打开气囊，减速下降一段时间后，悬停在海拔1500米的天门山附近，准备穿越天门洞，已知挑战者和装备总质量为80kg，其所受的空气阻力始终为其重力的0.1倍，展开翼装后所受浮力是其重力的1.8倍，在挑战者到达天门山之前的运动近似地看成竖直方向的运动，取求：
（1）挑战者在运动过程中的最大速度；
（2）挑战者到达天门山的时间。
14．（16分）质谱仪被广泛应用于分离同位素，图甲是其简化模型。大量质量为、电荷量为的质子（即核），从粒子源A下方以近似速度为0飘入电势差为的加速电场中，并从中间位置进入偏转电场，偏转电场两板间宽度d＝2cm，已知粒子出射后马上进入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，经磁场偏转后打在水平放置的屏上。给偏转电场两极间加上如图乙所示的电压，其周期T远大于粒子在电场中的偏转时间。两极板间视为匀强电场，板外电场忽略不计，屏足够长。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）质子射出加速电场时速度的大小；
（2）为使质子经偏转电场后能全部进入磁场，求偏转电场极板长度范围；
（3）当偏转电场极板长度L＝4cm时，若粒子源打出的粒子掺杂另一种粒子氚核（），为使两种粒子均能击中屏且没有重叠，求磁感应强度的最大值。
（二）选考题：共12分．请考生从2组题中任选一组题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分．
15．（1）（4分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P－V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则该气体在状态B时的温度为______K。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做______功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体______（填“吸热”或者“放热”）。
（2）（8分）趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为，压强为。碰撞时气体最大压缩量是，不考虑压缩时气体的温度变化。
①求压缩量最大时，球内气体的压强；
②为保障游戏安全，球内气体压强不能超过，那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
16．（1）（4分）在x＝－0.2m处有一简谐横波的波源，形成的简谐波沿x轴传播，如图所示是t＝0时的波形图，t＝0.02s时，位于x＝－0.3m处的质点A第一次到达波峰处，由此可知，该简谐波的传播速度大小为______m/s；质点B的平衡位置位于x＝0.1m处，则质点B的振动方程为______。
（2）（8分）内圆半径为r，外圆半径为的透明介质半球壳的截面图如图所示。现将点光源放在P处，P在圆心O点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳，出射点距OP连线的最大距离为。（不考虑光的反射，已知光在真空的传播速度为c）。求：
①此透明介质的折射率；
②光线从P点第一次到外球壳传播的最长时间。
物理
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
C
D
D
D
BD
AB
BC
1．D 解析：“新棺”虽然阻挡了一部分的放射性物质，但不能完全阻挡住。A选项错误。
碘131的半衰期是8天，但是半衰期指的是大量原子，几个原子没有统计学意义，其衰变时间不确定，B错误。
射线的电离本领很弱，C选项错误。
衰变过程质量数守恒，电荷数守恒，D正确。
2．D 解析：小球从A到O的过程为自由落体运动，，A错误。
第2s末小球已经落到弹性床上，小球第2s内的平均速度无法求解，B错误。
小球从O到B的过程中，由于弹性床给小球的弹力一直增大，小球的所受的合力先减小后反向增大，所以速度先增大后减小，C错误，D正确。
3．D 解析：该题考察光电效应的基本知识。图中A为阴极，B为阳极（对阴极），A选项错误；
光照射在A上会从其表面溢出光电子，而非光子，B选项错误；
提高可见光频率并不会使得溢出的光电子数目增加，C选项错误；
提高光照强度可以增加单位时间溢出的光电子，会使得电路中的光电流变大，D选项正确。
4．C 解析：本题主要考察万有引力的相关知识，根据推得，则M与m的线速度之比为，故A选项错误；
同理根据，推得，则M与m的角速度之比为，周期之比为，故B选项错误；
由题意知发射“寄生卫星”后M运动方向没有改变，由动量定理知M的速度减小，引力大于向心力，M轨道会降低，在较低轨道达到新的平衡，C选项正确；
根据勾股定理，M到m的距离为，则运动过程的时间为，m运动的角速度为，则m运行的弧度为，选项中M并不是中心天体质量，故D选项错误。本题选C。
5．D 解析：如图所示，圆与平板MN相切于A点，圆于平板MN相交于B点，PB为直径，圆与平板MN相切于C点，A、C两点为粒子恰好能打到平板上的临界点，B为粒子能打到的距离P点最远的点，BC为粒子能打到平板的范围。由几何关系可得，故A错误。
改变粒子电性，粒子能打到的范围长度不变，但位置发生变化，故B错误。
粒子打到平板所用时间最长的粒子其初速度为，由几何关系可得，与竖直方向夹角为30°，所以打到A点的粒子速度偏转角为300°，所以最长时间为，故C错误。
初速度方向在和范围内的均能到达平板，能到达板上的粒子数占总粒子数的，故D正确。
6．D 解析：圆环下滑过程中，圆环，弹簧与地球组成的系统满足系统机械能守恒的条件，只有重力和系统内的弹力做功，故系统机械能守恒，A选项错误。
圆环从A到B过程中，圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，而圆环从B到C过程中，圆环的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能，故B选项错误。
圆环在最低点速度为零，但是加速度沿斜面向上，C选项错误。
圆环从A到B过程合外力所做的功等于从B到C过程克服合外力所做的功，D选项正确。
7．D 解析：在0~1.0s内，由法拉第电磁感应定律可得电动势为
由闭合电路的欧姆定律得电流的大小为
由金属棒静止可知最大静摩擦力大于等于安培力
解得，A选项错误。
0~1s内电流恒定为1A，1~2s内电流为零，故前两秒内通过的电荷量q＝It＝1C。B选项错误。
由法拉第电磁感应定律知，1s后回路磁通量不变。
t＝1s时，
t时刻（）导体棒的位移设为x，由图像知t时刻磁感应强度B＝t
t时刻（）回路磁通量
解得，金属棒不是做匀加速直线运动。C选项错误。
t＝2s时，金属棒第2s内的位移为x＝1m。D选项正确。
8．BD 解析：A变压器的输入电压的最大值为
从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为
故A错误；
B线框旋转感应电动势的有效值为
开关断开时正常发光，且电流表示数为，线圈电阻r＝200Ω，此时变压器原线圈端电压为
根据
灯泡的额定功率等于此时变压器的输入功率，为
故B正确；
C若开关S闭合，并联电阻变小，回路电流变大，线圈内阻分压变大，变压器匝数不变，则灯泡两端电压变小，故灯泡亮度变暗，故C错误；
D开关断开时，变压器输入端，输出端，由
解得，故D正确。
9．AB 解析：P点的运动为匀速圆周运动，所以其加速度为向心加速度，大小不变，A正确。
由于P和Q点始终相对静止，所以Q点的运动也是匀速圆周运动，B正确。
，杆PQ的速度大小不变，与PQ重力的夹角在改变，所以PQ重力的瞬时功率在变化，C错误。
根据动能定理，杆OP的动能一直不变，所以应该是电动机对OP做的功、杆PQ对杆OP做的功和杆OP重力做功之和为零，D错误。
10．BC 解析：与AB成45°的方向以速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点恰好是BC的中点，所以粒子可以看成从E到A的类平抛，所以该匀强电场方向由B指向C，A选项错误。
在该粒子的运动过程中电场力做负功，动能逐渐减少，电势能逐渐增加，B选项正确。
根据类平抛的原理，粒子在水平方向做匀速，，代入可得，，C选项正确。
从AD方向射入的粒子做直线运动，D选项错误。
11．答案：（1）不需要（1分） 需要（1分） （1分）
（2）化曲为直（意思对即可）（2分） （3）见解析（2分）
解析：（1）由于气垫导轨的摩擦力非常的小，故本实验不需要补偿摩擦力；但本题用mg作为M的合外力，需要满足；
（2）曲线在实验中不容易确定物理量之间的关系，故“化曲为直”容易确定a与M之间的关系；
（3）在描绘图像的过程中随着a的增加，图像的斜率会变得弯曲，斜率减小，原因是当F一定，，为一条过原点的直线；实际上随着m的逐渐增加，，对比理论，斜率比原来减小，向下弯曲。（注：只要体现即可给分）。
12．答案：（1）欧姆调零（2分） （2）10000（2分） （3）2500（2分） 10（2分）
解析：（1）使用多用电表的欧姆挡时，每一次选好倍率档后，都要将红、黑表笔短接，进行“欧姆调零”。
（2）单刀双掷开关S接2位置时，由闭合电路欧姆定律可知
则有，解得r＝10000Ω
（3）同理，将单刀双掷开关S接1位置时，则有，解得
由闭合电路欧姆定律可得
13．答案：（1） （2）
解析：（1）挑战者刚开始下落过程中受力分析如图所示：
，（2分），（1分）
打开气囊后受力分析如图所示：
，（2分），（1分）
联立可得：（1分）
（2）挑战者刚开始下落过程中：（1分）
打开气囊后（1分）
（2分）
14．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）根据动能定理，质子在加速电场内（1分）
求得（1分）
（2）质子若刚好全部出偏转电场，则粒子的偏移量（1分）
在偏移电场中的时间（1分）
牛顿第二定律（1分）
（1分）
联立得
偏转电场极板越长，粒子越容易击中侧板
故极板长度的取值为（1分）
（3）根据
（2分）
故在偏转电场中的偏转距离与粒子比荷无关
随偏转电压的增大而增大，最大偏转位移为。（1分）如图，假设粒子速度偏转角是
，（1分）
联立可得（1分）
由以上公式可知，由于偏转电场只改变粒子射入磁场时平行屏方向的速度，对于粒子在磁场中的偏转距离没有影响，
根据公式，（1分）
故氚核在磁场中的偏转距离大因为要求不重叠，则有（1分）
求得（2分）
15．答案：（1）100K（1分） 负（1分） 放热（2分） （2）答案见解析
解析：（1）气体从状态A到状态B的过程为等容变化，根据查理定律，解得。
气体从状态B到状态C的过程为等压变化，体积增大，外界对气体做负功。
气体从状态B到状态C的过程为等压变化，根据盖－吕萨克定律，解得，与相等，
气体在状态C和状态A的内能相等。而气体从状态C到状态A的过程中外界对气体做正功，
所以根据热力学第一定律，该过程气体放热。
（2）①碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，经历等温变化，由玻意耳定律
（1分）
其中，，（1分）
代入数据解得。（1分）
②从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体经历等容变化，由查理定律有（1分）
其中，（1分）
解得
中午碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，气体经历等温变化，由玻意耳定律有
（1分）
联立并代入数据解得（2分）
所以能安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
16．答案：（1）15 （2）①2 ②
解析：（1）由题图可看出该波的波长
由于x＝－0.2m处为波源，则在x轴负方向的波往左传播，
则质点A第一次到达波峰处有，，
由于该波在波源右侧的波往右传播，则在t＝0时质点B往上振，质点B的振动方程为
，，
代入数据有
（2）①点光源放于P点处，假设其射出的光线在Q点恰好发生全反射，如图所示。
（2分）
Q点到OP连线的距离为，由几何关系可知，∠POQ＝30°＝∠OQP（1分），
角PQO即为临界角。则折射率（2分）
②在三角形OPQ中，∠POQ＝∠PQO，得（1分）
又，（1分）
光线在球壳内传播的最长时间为（1分）
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