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河北省石家庄市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-01选择题
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这是一份河北省石家庄市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-01选择题，共34页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
河北省石家庄市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-01选择题
一、单选题
1．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示为氢原子的能级图，已知巴尔末线系是氢原子从较高能级跃迁到n=2能级时发出的谱线，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其发生跃迁，发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为（ ）
A．2.55eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
2．（2021·河北石家庄·统考一模）一个各边电阻相同、边长均为L的正六边形金属框abcdef放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中。若从a、b两端点通以如图所示方向的电流，电流大小为I，则关于金属框abcdef受到的安培力的判断正确的是（ ）
A．大小为BIL，方向垂直ab边向左
B．大小为BIL，方向垂直ab边向右
C．大小为2BIL，方向垂直ab边向左
D．大小为2BIL，方向垂直ab边向右
3．（2021·河北石家庄·统考一模）高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。如图所示，某汽车以18km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知该ETC通道的长度为9m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1m，刹车加速度大小为5m/s2，由此可知司机的反应时间约为（ ）
A．0.6s B．0.8s C．1.0s D．1.2s
4．（2021·河北石家庄·统考一模）一辆汽车在平直公路上保持恒定功率P0以速度v0匀速行驶，t1时刻驾驶员立即将功率增大到2P0行驶一段时间，t2时刻遇到险情，驾驶员立即将功率减小到P0继续向前行驶。整个过程汽车所受阻力恒定，则该过程中汽车的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，两个质量均为m的相同货物A、B叠放在自卸货车的车厢底板上保持相对静止一起加速下滑，车厢底板与水平面的夹角为α，A、B间的动摩擦因数为μ1，B与车厢底板间的动摩擦因数为μ2，货车在水平地面上始终保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．货车受到地面的静摩擦力方向水平向左
B．货车对地面的压力大于货车与货物的总重力
C．货物A受到的摩擦力大小一定为
D．μ1与μ2的关系满足μ1≥μ2
6．（2021·河北石家庄·统考一模）图甲为交流发电机的示意图，磁场为水平方向的匀强磁场，匝数n=100匝、电阻r=1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴OO′逆时针匀速转动，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电阻R=4Ω，电流表为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．0.01s时刻穿过线圈的磁通量为0
B．电流表的示数为1.25A
C．0~0.01s通过回路的电荷量为
D．在一个周期内回路消耗的电能为0.625J
7．（2022·河北石家庄·统考一模）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚-238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。已知钚-238的半衰期为88年，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
B．的比结合能小于的比结合能
C．的核子平均质量小于的核子平均质量
D．钚-238在极高压下可加速衰变，其半衰期可小于88年
8．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，排球比赛中，某队员在距网水平距离为4.8m、距地面3.2m高处将排球沿垂直网的方向以16m/s的速度水平击出。已知网高2.24m，排球场地长18m，重力加速度g取，可将排球视为质点，下列判断正确的是（ ）
A．球不能过网 B．球落在对方场地内
C．球落在对方场地底线上 D．球落在对方场地底线之外
9．（2022·河北石家庄·统考一模）智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取，，下列说法正确的是（ ）
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．若增大转速，腰带受到的合力变大
C．当稳定在37°时， 配重的角速度为5rad/s
D．当由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
10．（2022·河北石家庄·统考一模）我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，经观测可知恒星B的运行周期为T。若恒星A的质量为m，恒星B的质量为，引力常量为G，则恒星A与O点间的距离为（ ）
A． B． C． D．
11．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．在2s内流过电阻的电量为
D．在2s内流过电阻的电量为
12．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，一个倾角为30°、底面粗糙、斜面光滑的斜面体放在粗糙的水平面上，斜面体的质量为。轻绳的一端固定在天花板上，另一端系住质量为m的小球，整个系统处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角也为30°。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则斜面体与水平面间的动摩擦因数至少为（ ）
A． B． C． D．
13．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面底部，另一端拴接一质量为m的小物块A，静止时物块位于P点。现将另一质量也为m的小物块B紧贴着物块A由静止释放，两物块一起运动到Q点时速度为v，若将小物块B从斜面上距P点为d的S点由静止释放，物块B运动到P点时与物块A粘在一起，两物块可视为质点，则两物块一起运动到Q点时的速度为（ ）
A． B．
C． D．
14．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子
B．从向能级跃迁，需吸收能量
C．处于能级的氦离子，吸收的能量能发生电离
D．用动能为的电子撞击处于能级的氦离子可能使氦离子跃迁到能级
15．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的（ ）
A．① B．② C．③ D．④
16．（2023·河北石家庄·统考一模）某新能源汽车在平直公路上进行性能测试，公路两侧有等间距的树木，由静止启动时车头与第棵树对齐，经过一段时间，车头刚好与第棵树对齐，此过程中其平均速度为。若将车的运动视为匀加速直线运动，则当车头与第棵树对齐时，车的速度为（ ）
A． B． C． D．
17．（2023·河北石家庄·统考一模）如图甲所示，饮水桶上装有压水器，可简化为图乙所示的模型。挤压气囊时，可把气囊中的气体全部挤入下方的水桶中，下方气体压强增大，桶中的水会从细管中流出。某次取水前，桶内液面距细管口高度差为h，细管内外液面相平，压水3次恰好有水从细管中溢出。已知在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，略去细管的体积，外部大气压强保持不变，水的密度为，重力加速度为g，关于此次取水过程下列说法正确的是（ ）
A．桶内气体的内能不变
B．桶内气体需从外界吸热
C．压水3次后桶内气体压强为
D．每次挤压气囊，桶内气体压强的增量相同
18．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，一个正方体，其上、下、左、右表面的中心分别为E、F、G、H，在E、H两点固定电荷量为的点电荷，在G、F两点固定电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．图中A、两点电势不相等
B．一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在C点的电势能
C．一带正电的试探电荷从D点沿直线移到点其电势能先增大后减小
D．移去G、H两点的点电荷，D点和点场强不同
19．（2023·河北石家庄·统考一模）航天员驾驶宇宙飞船进行太空探索时发现一颗星球，测得该星球的半径等于地球半径，登陆后测得该星球表面的重力加速度大小只有地球表面重力加速度大小的，不考虑该星球和地球的自转，下列说法正确的是（ ）
A．在该星球表面时，航天员的质量是在地球表面时的
B．该星球质量是地球质量的2倍
C．该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
D．在该星球表面附近做圆周运动的卫星周期与地球表面附近做圆周运动的卫星周期之比为
20．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，在倾角为30°的斜面上固定一个圆形细管轨道，细管的内壁光滑，轨道半径为R，最低点为A、最高点为C，AC是轨道的直径，B、D与圆心O等高。现让质量为m的小球从管内A点以一定的水平速度开始运动；圆管的内径略大于小球的直径，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．若，则小球通过B、D两点时对轨道的压力大小相等方向相反
B．若，则小球通过A、C两点时对轨道的压力大小不等方向相反
C．若，则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
D．若，则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
二、多选题
21．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，水平放置的网球发球机正对着竖直墙面发射网球，两次发射的网球分别在墙上留下A、B两点印迹。测得OA=AB，OP为水平线，若忽略网球在空中受到的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两球发射的初速度
B．两球发射的初速度
C．两球从P点发射到碰到墙面所用的时间
D．两球从P点发射到碰到墙面所用的时间
22．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨道就是一个近日点和远日点都与这两个行星轨道相切的椭圆轨道。当航天器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后航天器进入霍曼轨道，当航天器运动到火星轨道的Q点时，再次瞬时点火后航天器进入火星轨道。已知火星绕太阳公转轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的k倍，下列说法正确的是（ ）
A．航天器在霍曼轨道上经过Q点时，点火减速可进入火星轨道
B．航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度
C．航天器在地球轨道上运行的线速度小于在火星轨道上运行的线速度
D．若航天器在霍曼轨道上运行一周，其时间为年
23．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，△AOC为直角三角形，∠O=90°，∠A=60°，AO=L，D为AC的中点。△AOC中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在O点放置一粒子源，可以向各个方向发射质量为m、电荷量为-q，速度大小均为的粒子。不计粒子间的相互作用及重力作用，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为L
B．与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出
C．在AC边界上有粒子射出的区域长度为L
D．所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间相等
24．（2021·河北石家庄·统考一模）匀强电场的方向平行于xOy平面，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，a、b、c三点的电势分别为4V、8V、10V。现使一电荷量为q=-2×10-5C、质量的带电粒子从O点垂直ab斜向上运动，恰好通过b点。已知该粒子仅受电场力作用，则（ ）
A．坐标原点O的电势为8V
B．电场强度的大小为
C．该粒子从O点运动到b点的过程，电场力做的功为4×10-5J
D．该粒子在O点的速度大小为
25．（2022·河北石家庄·统考一模）哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速运动，之后释放冰壶，二者均做匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次投掷中，下列说法中正确的是（ ）
A．冰壶减速运动的加速度大小为
B．9s末，冰壶的速度大小为5.75m/s
C．7s末，冰壶、机器人二者间距为7m
D．机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
26．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入交变电源，当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大
B．电压表示数不变
C．定值电阻r消耗的电功率逐渐变大
D．变压器副线圈的输出功率逐渐变小
27．（2022·河北石家庄·统考一模）如图甲所示，在x轴上有O、A、B、C、D五点，坐标分别为0、、、、，静电场的电场强度方向与x轴平行，电势随x的分布如图乙所示。一质量为m、带电荷量为+q的粒子，以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．若粒子能运动到A处，至少为
B．若粒子能运动到A处，粒子一定能运动到D处
C．若粒子能运动到B处，粒子在A、B间做匀速直线运动
D．若粒子能运动到C处，粒子在C处的速度为
28．（2023·河北石家庄·统考一模）一半径为的金属圆环固定在螺线管内的正中央，圆环中心轴线与螺线管中心轴线重合，其示意图如图甲所示。现给螺线管通如图乙所示的正弦交流电，图甲所示电流方向为正方向。已知螺线管内部激发磁场的磁感应强度大小正比于所通电流大小，即，下列说法正确的是（ ）
A．时刻圆环有收缩的趋势
B．若时刻圆环中感应电流为，则该时刻圆环所受安培力大小为
C．时刻圆环中产生的电流从左往右看为顺时针方向且圆环受到向右的安培力
D．时间内圆环消耗的电功率不断减小
29．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知，，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上
B．轻杆OA对O点铰链的推力为
C．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大
D．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OA的弹力先减小后增大
30．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的N点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生弹性正碰，两小球在地面上的落点分别为M、P点。已知小球1的质量为，小球2的质量为，且，O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后小球1的落点为M点
B．碰撞后小球1的落点为P点
C．图中点间距离满足的关系为
D．图中点间距离满足的关系为
参考答案：
1．C
【详解】由题意可知，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子跃迁到n=4能级，此时发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为
故选C。
2．A
【详解】设通过ab支路的电流为I1，通过afedcb支路的电流为I2，其中afedcb支路在磁场中所受安培力的有效长度为a、b两端点间的长度L，所以金属框受到的安培力的合力大小为
F=BI1L+BI2L=BIL
根据左手定则可知安培力的方向垂直ab边向左，故A正确。
故选A。
3．B
【详解】汽车的速度
设司机的反应时间为t0，汽车前内做匀速直线运动，其位移为
随后汽车做匀减速直线运动，根据速度-位移公式，可得匀减速位移为
所以该ETC通道的长度为
联立解得
故选B。
4．B
【详解】原来以功率P0以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即
F=f
t1时刻，功率增大到2P0，由P=Fv可知，牵引力变为原来的2倍，即2F，由牛顿第二定律可得
汽车开始做加速运动，之后随着牵引力逐渐减小，加速度减小，当速度增大到2v0时，牵引力减小到与阻力相等；
t2时刻，功率减小到P0，牵引力变为原来的一半，即，由牛顿第二定律可得
汽车开始做减速运动，之后随着牵引力逐渐增大，加速度减小，当速度减小到v0时，牵引力增大到与阻力相等，之后维持匀速运动，B正确。
故选B。
5．D
【详解】A.由题意，货车受到货物A、B整体的压力大小为
F压=2mgcosα
根据牛顿第二定律可知，A、B整体所受合外力沿斜面向下，所以B所受滑动摩擦力的大小满足
Ff＜2mgsinα
根据牛顿第三定律可知，A、B整体对货车的摩擦力大小同样满足
Ff’＜2mgsinα
F压沿水平向左的分量为
F压x=2mgcosαsinα
Ff’沿水平向右的分量满足
Ffx’＜2mgsinαcosα= F压x
所以A、B整体对货车的作用力存在水平向左的分量，货车有向左运动的趋势，故货车受到地面的静摩擦力方向水平向右，故A错误；
B．由于A、B整体沿车厢底板加速下滑，故A、B以及货车组成的系统存在竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，故货车对地面的压力小于货车与货物的总重力，故B错误；
CD．设A、B整体加速下滑的加速度大小为a，对A、B整体根据牛顿第二定律有
2ma=2mgsinα-2μ2mgcosα
单独对A同理有
ma=mgsinα-f
且
f≤μ1mgcosα
联立上述三式可得
μ1≥μ2
由此可知，只有当μ1=μ2时，货物A受到的摩擦力大小才等于为μ1mgcosα，否则将小于μ1mgcosα。
故C错误，D正确。
故选D项。
6．D
【详解】A．由题图乙可知0.01s时刻线圈产生的感应电动势为零，此时线圈平面正位于中性面，穿过线圈的磁通量为最大值，A错误；
B．由题图乙可知发电机输出的电压有效值为U=10V，根据欧姆定律可得电流表的示数为
B错误；
C．由题图乙可知线圈转动的角速度为
而线圈产生感应电动势的峰值为
0~0.01s通过回路的电荷量为
C错误；
D．根据焦耳定律，在一个周期内回路消耗的电能为
W=I2（R+r）T=0.625J
D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可判断X是He，氦核流的贯穿能力很弱，电离能力很强，故A错误；
B．比更稳定，则比结合能更大，故B正确；
C．因为释放能量，存在质量亏损，所以的核子平均质量小于，故C错误；
D．原子核半衰期与外界环境无关，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】由题意可得，排球恰好到达网正上方的时间为
此时间内排球下降的高度为
因为
所以球越过了网，且落地时间为
则落地的水平位移为
因为击球点到对方底线的距离为
即球落在对方场地内。
故选B。
9．D
【详解】A．匀速转动时，配重做匀速圆周运动，合力大小不变，但方向在变化，故A错误；
B．运动过程中腰带可看作不动，所以腰带合力始终为零，故B错误；
C．对配重，由牛顿第二定律
即
当稳定在37°时，解得
故C错误；
D．由C中公式可知，当稳定在53°时，角速度大于稳定在37°时的角速度，配重圆周半径也增大，速度增大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，所以机械能增大；由功能关系，由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以功为正值，做正功，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】双星系统两个恒星的角速度相同，周期相同，设恒星A和恒星B的轨道半径分别为和，对A根据万有引力提供向心力得
对B根据万有引力提供向心力得
又
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．B
【详解】AB．电动势的最大值
所以可知无二极管时
有二极管
解得
所以
故A错误，B正确；
CD．因存在二极管，且周期为2s，所以只有第1s内有电流
CD错误。
故选B。
12．C
【详解】由题意对小球受力分析，沿斜面方向由平衡条件得
解得
对小球和斜面构成的整体受力分析，由平衡条件得，水平方向满足
竖直方向满足
当
时，斜面体与水平面间的动摩擦因数最小，解得最小为
故选C。
13．B
【详解】小物块B紧贴着物块A由静止释放，根据题意，设PQ的距离为，由能量守恒定律得
将小物块B从斜面上距P点为d的S点由静止释放，设小物块B到达P点时的速度为，根据动能定理有
设物块B运动到P点与物块A粘在一起时的速度为，根据动量守恒定律有
设两物块一起运动到Q点时的速度为，根据能量守恒定律有
联立解得
故ACD错误B正确。
故选B。
14．D
【详解】A．大量处于能级的氦离子向低能级跃迁时，辐射的光子种类数为，A错误；
B．由图可知从向能级跃迁，需向外辐射能量，B错误；
C．由图可知，处于能级的氦离子，至少吸收的能量才能发生电离，C错误；
D．由图可知处于能级的氦离子要跃迁到能级，需要吸收的能量至少为
故用动能为的电子撞击处于能级的氦离子可能使氦离子跃迁到能级，D正确。
故选D。
15．C
【详解】
根据折射定律
解得 ，所以折射光线向右偏折；根据折射定律
解得 ，所以出射光线与入射光线平行。
故选C。
16．A
【详解】根据题意，设相邻两棵树之间的距离为，加速度为，车头刚好与第5棵树对齐时有
当车头与第棵树对齐时有
解得
即当车头与第棵树对齐时是车头刚好与第5棵树对齐时的中间时刻，则有
故选A。
17．D
【详解】A．在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，而气体总的体积也不变，但在挤压的过程中，气体的质量增加了，因此在温度不变的情况下，气体的内能增加了，故A错误；
B．在挤压气囊过程中，气囊内的气体进入桶中，外界在对气囊内气体和原有气体做功，被压入的气体和原有的气体都被压缩，而桶中气体的温度不变，则原有气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要向外放热，故B错误；
C．压水3次后桶内气体压强应为大气压与之和，故C错误；
D．根据道尔顿分压原理可知，每次压进去的气体的质量一定，而在本次取水过程中水桶可容纳气体的体积不变，则可知每次压进去的气体对水桶内部提供相同的压强增量，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】B．因距离两个负电荷G、F较近，而C点距离两个正电荷E、H较近，可知点电势低于C点的电势，则一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在C点的电势能，选项B正确；
AC．因平面ADC′B′是平面EHFG的中垂面，则平面ADC′B′是等势面，图中A、两点电势相等，一带正电的试探电荷从D点沿直线移到点其电势能不变，选项AC错误；
D．移去G、H两点的点电荷，由对称性可知，D点和点场强相同，选项D错误。
故选B。
19．C
【详解】A．航天员的质量是不变的，与所在位置无关，选项A错误；
B．根据
可得
可知，该星球质量是地球质量的倍，选项B错误；
C．根据
可得
可知该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为，选项C正确；
D．根据
在该星球表面附近做圆周运动的卫星周期与地球表面附近做圆周运动的卫星周期之比为，选项D错误。
故选C。
20．D
【详解】小球恰好做完整圆周运动时，C点速度等于0，A点初速度
解得
A．若，小球可以做完整圆周运动，通过B、D两点时，由动能定理
由牛顿第圆心二定律，轨道对小球的指向方向的压力大小
由牛顿第三定律，对轨道沿着斜面方向的压力大小
小球通过B、D两点时对轨道的压力大小均为
方向均斜向下，方向不同，A错误；
B．若，则小球通过A点时对轨道沿着斜面方向的压力
则小球通过A点时对轨道的压力大小
小球通过C点时对轨道沿着斜面方向的压力
由动能定理
解得
则小球通过A点时对轨道的压力大小
根据力的合成可知，大小不等，方向也不同，B错误；
CD．若，则小球通过A点时对轨道沿着斜面方向的压力
则小球通过A点时对轨道的压力大小
小球通过C点时对轨道沿着斜面方向的压力
由动能定理
解得
则小球通过A点时对轨道的压力大小
则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
故D正确，C错误。
故选D。
21．BC
【详解】CD．设OA=AB=h，忽略空气阻力，则做平抛运动，竖直方向
整理可以得到
故C正确D错误；
AB．水平方向为匀速运动，而且水平位移大小相等，则
整理可以得到
故A错误B正确。
故选BC。
22．BD
【详解】A．当航天器运动到Q点时，由霍曼轨道进入火星轨道，是由低轨道进入高轨道，则需要做离心运动，需要在Q点时点火加速，A错误；
B．根据
解得
因为地球轨道的轨道半径小于火星轨道的半径，所以航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度，B正确；
C．根据
解得
因为地球轨道的轨道半径小于火星轨道的半径，航天器在地球轨道上运行的线速度大于在火星轨道上运行的线速度，C错误；
D．根据
因为
解得
D正确。
故选BD。
23．ABC
【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得粒子在磁场中运动的半径为
故A正确；
B．如图1所示，当粒子恰好从A点射出时，根据几何关系可得粒子与OC成60°角入射，所以与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出，故B正确；
图1
C．如图2所示，根据几何关系可知沿CO方向入射的粒子将恰好从D点射出，结合上面B项分析可知AD为AC边界上有粒子射出的区域，其长度为L，故C正确；
图2
D．所有粒子在磁场中运动的周期均相同，设为T，设粒子在磁场运动过程中转过的圆心角为α，则粒子运动时间为
由于所有粒子的运动轨迹为半径相同的圆，从OA射出的粒子，其轨迹所截AO的长度不同，对应转过的圆心角不同，所以所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间不等，故D错误。
故选ABC。
24．BC
【详解】A．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故
解得
故A错误；
B．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，ab中点e电势为
连接Oe则为等势面，如图所示
由几何关系可知，ab垂直Oe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，故电场强度大小为
故B正确；
C．该粒子从O点运动到b点过程中，电场力做功为
故C正确；
D．粒子从O到b做类平抛运动，则
，，
解得
故D错误。
故选BC。
25．AC
【详解】A．根据加速度的定义可知，冰壶减速运动的加速度大小为
故加速度大小为，A正确；
B．由速度时间公式可得，9s末，冰壶的速度大小为
B错误；
C．由图线可知，机器人的加速度为
故可得，7s末，冰壶的位移为
7s末，机器人的位移为
则7s末，冰壶、机器人二者间距为7m，C正确；
D．由于机器人停止运动时，其位移为18m，而此时冰壶的位移为
可知，机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息，D错误。
故选AC。
26．AC
【详解】A．设原线圈中电流为，交流电源的输出电压为，副线圈的电流为，则根据题意有
，
整理可得
当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，电阻减小，又有不变，原副线圈匝数比不变，则变大，故电流表示数变大，故A正确；
B．根据题意可知，原线圈两端的电压
有A分析可知，变大，则减小，设副线圈两端电压为，又有
则
则减小，即电压表示数变小，故B错误；
C．定值电阻r消耗的电功率为
由A分析可知，变大，则变大，故C正确；
D．根据题意可知，副线圈的输出功率为
可知，当
副线圈的输出功率最大，此时
，
则滑动变阻器的阻值为
又有
则可知
定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，则当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，变压器副线圈的输出功率先增大后减小，故D错误。
故选AC。
27．CD
【详解】A．从O到A根据动能定理
解得
故A错误；
B．粒子在从O到A做减速运动，若粒子运动到A点速度刚好为零，则该粒子不能运动到D处，故B错误；
C．若粒子能运动到B处，因为A、B为等势面，所以粒子在A、B间运动时电场力不做功，即粒子在A、B间做匀速直线运动，故C正确；
D．从O到C根据动能定理
解得
故D正确。
故选CD。
28．AD
【详解】A．根据题意，由图乙可知，时刻螺线管中电流增大，穿过圆环的磁通量增大，则圆环有收缩的趋势，阻碍穿过圆环的磁通量增大，故A正确；
BC．根据题意，由图结合安培定则和楞次定律可知，圆环中感应电流方向与磁场方向垂直，圆环为闭合曲线，所受安培力为零，故BC错误；
D．由图可知，时间内电流的变化率减小，则磁场的变化率减小，由法拉第电磁感应定律可知，感应电流减小，则圆环消耗的电功率不断减小，故D正确。
故选AD。
29．ACD
【详解】A．对轻杆OA、OB及重物所组成的系统进行受力分析可知，该系统受到三个外力，分别是竖直墙对A、B两点铰链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上，大小等于mg，A正确；
B．对O点受力分析如图
则有
B错误；
CD．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则O点受力情况如图
正交分解可得
故F缓慢增大时先减小后反向增大，一直增大，CD正确。
故选ACD。
30．BC
【详解】AB．设小球1碰撞前的速度为，取水平向右为正方向，因为球1质量较小，可知小球1与小球2碰撞后，球1反向，设碰撞后球1和球2速度大小分别为、，根据动量守恒和能量守恒有
解得
，
根据题意，可得，斜面光滑，小球1反向到达最高点回到抛出点时速度大小等于，两球在做平抛运动的时间相等，故可知小球1的水平位移较大，即碰撞后小球1的落点为P点，A错误，B正确；
CD．当小球1单独释放时有
小球1与小球2碰撞后有
，
可得
C正确，D错误。
故选BC。
河北省石家庄市高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-01选择题
一、单选题
1．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示为氢原子的能级图，已知巴尔末线系是氢原子从较高能级跃迁到n=2能级时发出的谱线，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其发生跃迁，发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为（ ）
A．2.55eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
2．（2021·河北石家庄·统考一模）一个各边电阻相同、边长均为L的正六边形金属框abcdef放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中。若从a、b两端点通以如图所示方向的电流，电流大小为I，则关于金属框abcdef受到的安培力的判断正确的是（ ）
A．大小为BIL，方向垂直ab边向左
B．大小为BIL，方向垂直ab边向右
C．大小为2BIL，方向垂直ab边向左
D．大小为2BIL，方向垂直ab边向右
3．（2021·河北石家庄·统考一模）高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。如图所示，某汽车以18km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知该ETC通道的长度为9m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1m，刹车加速度大小为5m/s2，由此可知司机的反应时间约为（ ）
A．0.6s B．0.8s C．1.0s D．1.2s
4．（2021·河北石家庄·统考一模）一辆汽车在平直公路上保持恒定功率P0以速度v0匀速行驶，t1时刻驾驶员立即将功率增大到2P0行驶一段时间，t2时刻遇到险情，驾驶员立即将功率减小到P0继续向前行驶。整个过程汽车所受阻力恒定，则该过程中汽车的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，两个质量均为m的相同货物A、B叠放在自卸货车的车厢底板上保持相对静止一起加速下滑，车厢底板与水平面的夹角为α，A、B间的动摩擦因数为μ1，B与车厢底板间的动摩擦因数为μ2，货车在水平地面上始终保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．货车受到地面的静摩擦力方向水平向左
B．货车对地面的压力大于货车与货物的总重力
C．货物A受到的摩擦力大小一定为
D．μ1与μ2的关系满足μ1≥μ2
6．（2021·河北石家庄·统考一模）图甲为交流发电机的示意图，磁场为水平方向的匀强磁场，匝数n=100匝、电阻r=1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴OO′逆时针匀速转动，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电阻R=4Ω，电流表为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．0.01s时刻穿过线圈的磁通量为0
B．电流表的示数为1.25A
C．0~0.01s通过回路的电荷量为
D．在一个周期内回路消耗的电能为0.625J
7．（2022·河北石家庄·统考一模）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚-238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。已知钚-238的半衰期为88年，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
B．的比结合能小于的比结合能
C．的核子平均质量小于的核子平均质量
D．钚-238在极高压下可加速衰变，其半衰期可小于88年
8．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，排球比赛中，某队员在距网水平距离为4.8m、距地面3.2m高处将排球沿垂直网的方向以16m/s的速度水平击出。已知网高2.24m，排球场地长18m，重力加速度g取，可将排球视为质点，下列判断正确的是（ ）
A．球不能过网 B．球落在对方场地内
C．球落在对方场地底线上 D．球落在对方场地底线之外
9．（2022·河北石家庄·统考一模）智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取，，下列说法正确的是（ ）
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．若增大转速，腰带受到的合力变大
C．当稳定在37°时， 配重的角速度为5rad/s
D．当由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
10．（2022·河北石家庄·统考一模）我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，经观测可知恒星B的运行周期为T。若恒星A的质量为m，恒星B的质量为，引力常量为G，则恒星A与O点间的距离为（ ）
A． B． C． D．
11．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．在2s内流过电阻的电量为
D．在2s内流过电阻的电量为
12．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，一个倾角为30°、底面粗糙、斜面光滑的斜面体放在粗糙的水平面上，斜面体的质量为。轻绳的一端固定在天花板上，另一端系住质量为m的小球，整个系统处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角也为30°。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则斜面体与水平面间的动摩擦因数至少为（ ）
A． B． C． D．
13．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面底部，另一端拴接一质量为m的小物块A，静止时物块位于P点。现将另一质量也为m的小物块B紧贴着物块A由静止释放，两物块一起运动到Q点时速度为v，若将小物块B从斜面上距P点为d的S点由静止释放，物块B运动到P点时与物块A粘在一起，两物块可视为质点，则两物块一起运动到Q点时的速度为（ ）
A． B．
C． D．
14．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子
B．从向能级跃迁，需吸收能量
C．处于能级的氦离子，吸收的能量能发生电离
D．用动能为的电子撞击处于能级的氦离子可能使氦离子跃迁到能级
15．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的（ ）
A．① B．② C．③ D．④
16．（2023·河北石家庄·统考一模）某新能源汽车在平直公路上进行性能测试，公路两侧有等间距的树木，由静止启动时车头与第棵树对齐，经过一段时间，车头刚好与第棵树对齐，此过程中其平均速度为。若将车的运动视为匀加速直线运动，则当车头与第棵树对齐时，车的速度为（ ）
A． B． C． D．
17．（2023·河北石家庄·统考一模）如图甲所示，饮水桶上装有压水器，可简化为图乙所示的模型。挤压气囊时，可把气囊中的气体全部挤入下方的水桶中，下方气体压强增大，桶中的水会从细管中流出。某次取水前，桶内液面距细管口高度差为h，细管内外液面相平，压水3次恰好有水从细管中溢出。已知在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，略去细管的体积，外部大气压强保持不变，水的密度为，重力加速度为g，关于此次取水过程下列说法正确的是（ ）
A．桶内气体的内能不变
B．桶内气体需从外界吸热
C．压水3次后桶内气体压强为
D．每次挤压气囊，桶内气体压强的增量相同
18．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，一个正方体，其上、下、左、右表面的中心分别为E、F、G、H，在E、H两点固定电荷量为的点电荷，在G、F两点固定电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．图中A、两点电势不相等
B．一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在C点的电势能
C．一带正电的试探电荷从D点沿直线移到点其电势能先增大后减小
D．移去G、H两点的点电荷，D点和点场强不同
19．（2023·河北石家庄·统考一模）航天员驾驶宇宙飞船进行太空探索时发现一颗星球，测得该星球的半径等于地球半径，登陆后测得该星球表面的重力加速度大小只有地球表面重力加速度大小的，不考虑该星球和地球的自转，下列说法正确的是（ ）
A．在该星球表面时，航天员的质量是在地球表面时的
B．该星球质量是地球质量的2倍
C．该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
D．在该星球表面附近做圆周运动的卫星周期与地球表面附近做圆周运动的卫星周期之比为
20．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，在倾角为30°的斜面上固定一个圆形细管轨道，细管的内壁光滑，轨道半径为R，最低点为A、最高点为C，AC是轨道的直径，B、D与圆心O等高。现让质量为m的小球从管内A点以一定的水平速度开始运动；圆管的内径略大于小球的直径，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．若，则小球通过B、D两点时对轨道的压力大小相等方向相反
B．若，则小球通过A、C两点时对轨道的压力大小不等方向相反
C．若，则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
D．若，则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
二、多选题
21．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，水平放置的网球发球机正对着竖直墙面发射网球，两次发射的网球分别在墙上留下A、B两点印迹。测得OA=AB，OP为水平线，若忽略网球在空中受到的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两球发射的初速度
B．两球发射的初速度
C．两球从P点发射到碰到墙面所用的时间
D．两球从P点发射到碰到墙面所用的时间
22．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨道就是一个近日点和远日点都与这两个行星轨道相切的椭圆轨道。当航天器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后航天器进入霍曼轨道，当航天器运动到火星轨道的Q点时，再次瞬时点火后航天器进入火星轨道。已知火星绕太阳公转轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的k倍，下列说法正确的是（ ）
A．航天器在霍曼轨道上经过Q点时，点火减速可进入火星轨道
B．航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度
C．航天器在地球轨道上运行的线速度小于在火星轨道上运行的线速度
D．若航天器在霍曼轨道上运行一周，其时间为年
23．（2021·河北石家庄·统考一模）如图所示，△AOC为直角三角形，∠O=90°，∠A=60°，AO=L，D为AC的中点。△AOC中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在O点放置一粒子源，可以向各个方向发射质量为m、电荷量为-q，速度大小均为的粒子。不计粒子间的相互作用及重力作用，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为L
B．与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出
C．在AC边界上有粒子射出的区域长度为L
D．所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间相等
24．（2021·河北石家庄·统考一模）匀强电场的方向平行于xOy平面，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，a、b、c三点的电势分别为4V、8V、10V。现使一电荷量为q=-2×10-5C、质量的带电粒子从O点垂直ab斜向上运动，恰好通过b点。已知该粒子仅受电场力作用，则（ ）
A．坐标原点O的电势为8V
B．电场强度的大小为
C．该粒子从O点运动到b点的过程，电场力做的功为4×10-5J
D．该粒子在O点的速度大小为
25．（2022·河北石家庄·统考一模）哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速运动，之后释放冰壶，二者均做匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次投掷中，下列说法中正确的是（ ）
A．冰壶减速运动的加速度大小为
B．9s末，冰壶的速度大小为5.75m/s
C．7s末，冰壶、机器人二者间距为7m
D．机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
26．（2022·河北石家庄·统考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。在a、b端接入交变电源，当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大
B．电压表示数不变
C．定值电阻r消耗的电功率逐渐变大
D．变压器副线圈的输出功率逐渐变小
27．（2022·河北石家庄·统考一模）如图甲所示，在x轴上有O、A、B、C、D五点，坐标分别为0、、、、，静电场的电场强度方向与x轴平行，电势随x的分布如图乙所示。一质量为m、带电荷量为+q的粒子，以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．若粒子能运动到A处，至少为
B．若粒子能运动到A处，粒子一定能运动到D处
C．若粒子能运动到B处，粒子在A、B间做匀速直线运动
D．若粒子能运动到C处，粒子在C处的速度为
28．（2023·河北石家庄·统考一模）一半径为的金属圆环固定在螺线管内的正中央，圆环中心轴线与螺线管中心轴线重合，其示意图如图甲所示。现给螺线管通如图乙所示的正弦交流电，图甲所示电流方向为正方向。已知螺线管内部激发磁场的磁感应强度大小正比于所通电流大小，即，下列说法正确的是（ ）
A．时刻圆环有收缩的趋势
B．若时刻圆环中感应电流为，则该时刻圆环所受安培力大小为
C．时刻圆环中产生的电流从左往右看为顺时针方向且圆环受到向右的安培力
D．时间内圆环消耗的电功率不断减小
29．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知，，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上
B．轻杆OA对O点铰链的推力为
C．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大
D．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OA的弹力先减小后增大
30．（2023·河北石家庄·统考一模）如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的N点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生弹性正碰，两小球在地面上的落点分别为M、P点。已知小球1的质量为，小球2的质量为，且，O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后小球1的落点为M点
B．碰撞后小球1的落点为P点
C．图中点间距离满足的关系为
D．图中点间距离满足的关系为
参考答案：
1．C
【详解】由题意可知，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子跃迁到n=4能级，此时发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为
故选C。
2．A
【详解】设通过ab支路的电流为I1，通过afedcb支路的电流为I2，其中afedcb支路在磁场中所受安培力的有效长度为a、b两端点间的长度L，所以金属框受到的安培力的合力大小为
F=BI1L+BI2L=BIL
根据左手定则可知安培力的方向垂直ab边向左，故A正确。
故选A。
3．B
【详解】汽车的速度
设司机的反应时间为t0，汽车前内做匀速直线运动，其位移为
随后汽车做匀减速直线运动，根据速度-位移公式，可得匀减速位移为
所以该ETC通道的长度为
联立解得
故选B。
4．B
【详解】原来以功率P0以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即
F=f
t1时刻，功率增大到2P0，由P=Fv可知，牵引力变为原来的2倍，即2F，由牛顿第二定律可得
汽车开始做加速运动，之后随着牵引力逐渐减小，加速度减小，当速度增大到2v0时，牵引力减小到与阻力相等；
t2时刻，功率减小到P0，牵引力变为原来的一半，即，由牛顿第二定律可得
汽车开始做减速运动，之后随着牵引力逐渐增大，加速度减小，当速度减小到v0时，牵引力增大到与阻力相等，之后维持匀速运动，B正确。
故选B。
5．D
【详解】A.由题意，货车受到货物A、B整体的压力大小为
F压=2mgcosα
根据牛顿第二定律可知，A、B整体所受合外力沿斜面向下，所以B所受滑动摩擦力的大小满足
Ff＜2mgsinα
根据牛顿第三定律可知，A、B整体对货车的摩擦力大小同样满足
Ff’＜2mgsinα
F压沿水平向左的分量为
F压x=2mgcosαsinα
Ff’沿水平向右的分量满足
Ffx’＜2mgsinαcosα= F压x
所以A、B整体对货车的作用力存在水平向左的分量，货车有向左运动的趋势，故货车受到地面的静摩擦力方向水平向右，故A错误；
B．由于A、B整体沿车厢底板加速下滑，故A、B以及货车组成的系统存在竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，故货车对地面的压力小于货车与货物的总重力，故B错误；
CD．设A、B整体加速下滑的加速度大小为a，对A、B整体根据牛顿第二定律有
2ma=2mgsinα-2μ2mgcosα
单独对A同理有
ma=mgsinα-f
且
f≤μ1mgcosα
联立上述三式可得
μ1≥μ2
由此可知，只有当μ1=μ2时，货物A受到的摩擦力大小才等于为μ1mgcosα，否则将小于μ1mgcosα。
故C错误，D正确。
故选D项。
6．D
【详解】A．由题图乙可知0.01s时刻线圈产生的感应电动势为零，此时线圈平面正位于中性面，穿过线圈的磁通量为最大值，A错误；
B．由题图乙可知发电机输出的电压有效值为U=10V，根据欧姆定律可得电流表的示数为
B错误；
C．由题图乙可知线圈转动的角速度为
而线圈产生感应电动势的峰值为
0~0.01s通过回路的电荷量为
C错误；
D．根据焦耳定律，在一个周期内回路消耗的电能为
W=I2（R+r）T=0.625J
D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可判断X是He，氦核流的贯穿能力很弱，电离能力很强，故A错误；
B．比更稳定，则比结合能更大，故B正确；
C．因为释放能量，存在质量亏损，所以的核子平均质量小于，故C错误；
D．原子核半衰期与外界环境无关，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】由题意可得，排球恰好到达网正上方的时间为
此时间内排球下降的高度为
因为
所以球越过了网，且落地时间为
则落地的水平位移为
因为击球点到对方底线的距离为
即球落在对方场地内。
故选B。
9．D
【详解】A．匀速转动时，配重做匀速圆周运动，合力大小不变，但方向在变化，故A错误；
B．运动过程中腰带可看作不动，所以腰带合力始终为零，故B错误；
C．对配重，由牛顿第二定律
即
当稳定在37°时，解得
故C错误；
D．由C中公式可知，当稳定在53°时，角速度大于稳定在37°时的角速度，配重圆周半径也增大，速度增大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，所以机械能增大；由功能关系，由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以功为正值，做正功，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】双星系统两个恒星的角速度相同，周期相同，设恒星A和恒星B的轨道半径分别为和，对A根据万有引力提供向心力得
对B根据万有引力提供向心力得
又
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．B
【详解】AB．电动势的最大值
所以可知无二极管时
有二极管
解得
所以
故A错误，B正确；
CD．因存在二极管，且周期为2s，所以只有第1s内有电流
CD错误。
故选B。
12．C
【详解】由题意对小球受力分析，沿斜面方向由平衡条件得
解得
对小球和斜面构成的整体受力分析，由平衡条件得，水平方向满足
竖直方向满足
当
时，斜面体与水平面间的动摩擦因数最小，解得最小为
故选C。
13．B
【详解】小物块B紧贴着物块A由静止释放，根据题意，设PQ的距离为，由能量守恒定律得
将小物块B从斜面上距P点为d的S点由静止释放，设小物块B到达P点时的速度为，根据动能定理有
设物块B运动到P点与物块A粘在一起时的速度为，根据动量守恒定律有
设两物块一起运动到Q点时的速度为，根据能量守恒定律有
联立解得
故ACD错误B正确。
故选B。
14．D
【详解】A．大量处于能级的氦离子向低能级跃迁时，辐射的光子种类数为，A错误；
B．由图可知从向能级跃迁，需向外辐射能量，B错误；
C．由图可知，处于能级的氦离子，至少吸收的能量才能发生电离，C错误；
D．由图可知处于能级的氦离子要跃迁到能级，需要吸收的能量至少为
故用动能为的电子撞击处于能级的氦离子可能使氦离子跃迁到能级，D正确。
故选D。
15．C
【详解】
根据折射定律
解得 ，所以折射光线向右偏折；根据折射定律
解得 ，所以出射光线与入射光线平行。
故选C。
16．A
【详解】根据题意，设相邻两棵树之间的距离为，加速度为，车头刚好与第5棵树对齐时有
当车头与第棵树对齐时有
解得
即当车头与第棵树对齐时是车头刚好与第5棵树对齐时的中间时刻，则有
故选A。
17．D
【详解】A．在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，而气体总的体积也不变，但在挤压的过程中，气体的质量增加了，因此在温度不变的情况下，气体的内能增加了，故A错误；
B．在挤压气囊过程中，气囊内的气体进入桶中，外界在对气囊内气体和原有气体做功，被压入的气体和原有的气体都被压缩，而桶中气体的温度不变，则原有气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要向外放热，故B错误；
C．压水3次后桶内气体压强应为大气压与之和，故C错误；
D．根据道尔顿分压原理可知，每次压进去的气体的质量一定，而在本次取水过程中水桶可容纳气体的体积不变，则可知每次压进去的气体对水桶内部提供相同的压强增量，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】B．因距离两个负电荷G、F较近，而C点距离两个正电荷E、H较近，可知点电势低于C点的电势，则一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在C点的电势能，选项B正确；
AC．因平面ADC′B′是平面EHFG的中垂面，则平面ADC′B′是等势面，图中A、两点电势相等，一带正电的试探电荷从D点沿直线移到点其电势能不变，选项AC错误；
D．移去G、H两点的点电荷，由对称性可知，D点和点场强相同，选项D错误。
故选B。
19．C
【详解】A．航天员的质量是不变的，与所在位置无关，选项A错误；
B．根据
可得
可知，该星球质量是地球质量的倍，选项B错误；
C．根据
可得
可知该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为，选项C正确；
D．根据
在该星球表面附近做圆周运动的卫星周期与地球表面附近做圆周运动的卫星周期之比为，选项D错误。
故选C。
20．D
【详解】小球恰好做完整圆周运动时，C点速度等于0，A点初速度
解得
A．若，小球可以做完整圆周运动，通过B、D两点时，由动能定理
由牛顿第圆心二定律，轨道对小球的指向方向的压力大小
由牛顿第三定律，对轨道沿着斜面方向的压力大小
小球通过B、D两点时对轨道的压力大小均为
方向均斜向下，方向不同，A错误；
B．若，则小球通过A点时对轨道沿着斜面方向的压力
则小球通过A点时对轨道的压力大小
小球通过C点时对轨道沿着斜面方向的压力
由动能定理
解得
则小球通过A点时对轨道的压力大小
根据力的合成可知，大小不等，方向也不同，B错误；
CD．若，则小球通过A点时对轨道沿着斜面方向的压力
则小球通过A点时对轨道的压力大小
小球通过C点时对轨道沿着斜面方向的压力
由动能定理
解得
则小球通过A点时对轨道的压力大小
则小球在A、C两点对轨道的压力大小之差为
故D正确，C错误。
故选D。
21．BC
【详解】CD．设OA=AB=h，忽略空气阻力，则做平抛运动，竖直方向
整理可以得到
故C正确D错误；
AB．水平方向为匀速运动，而且水平位移大小相等，则
整理可以得到
故A错误B正确。
故选BC。
22．BD
【详解】A．当航天器运动到Q点时，由霍曼轨道进入火星轨道，是由低轨道进入高轨道，则需要做离心运动，需要在Q点时点火加速，A错误；
B．根据
解得
因为地球轨道的轨道半径小于火星轨道的半径，所以航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度，B正确；
C．根据
解得
因为地球轨道的轨道半径小于火星轨道的半径，航天器在地球轨道上运行的线速度大于在火星轨道上运行的线速度，C错误；
D．根据
因为
解得
D正确。
故选BD。
23．ABC
【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得粒子在磁场中运动的半径为
故A正确；
B．如图1所示，当粒子恰好从A点射出时，根据几何关系可得粒子与OC成60°角入射，所以与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出，故B正确；
图1
C．如图2所示，根据几何关系可知沿CO方向入射的粒子将恰好从D点射出，结合上面B项分析可知AD为AC边界上有粒子射出的区域，其长度为L，故C正确；
图2
D．所有粒子在磁场中运动的周期均相同，设为T，设粒子在磁场运动过程中转过的圆心角为α，则粒子运动时间为
由于所有粒子的运动轨迹为半径相同的圆，从OA射出的粒子，其轨迹所截AO的长度不同，对应转过的圆心角不同，所以所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间不等，故D错误。
故选ABC。
24．BC
【详解】A．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故
解得
故A错误；
B．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，ab中点e电势为
连接Oe则为等势面，如图所示
由几何关系可知，ab垂直Oe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，故电场强度大小为
故B正确；
C．该粒子从O点运动到b点过程中，电场力做功为
故C正确；
D．粒子从O到b做类平抛运动，则
，，
解得
故D错误。
故选BC。
25．AC
【详解】A．根据加速度的定义可知，冰壶减速运动的加速度大小为
故加速度大小为，A正确；
B．由速度时间公式可得，9s末，冰壶的速度大小为
B错误；
C．由图线可知，机器人的加速度为
故可得，7s末，冰壶的位移为
7s末，机器人的位移为
则7s末，冰壶、机器人二者间距为7m，C正确；
D．由于机器人停止运动时，其位移为18m，而此时冰壶的位移为
可知，机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息，D错误。
故选AC。
26．AC
【详解】A．设原线圈中电流为，交流电源的输出电压为，副线圈的电流为，则根据题意有
，
整理可得
当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，电阻减小，又有不变，原副线圈匝数比不变，则变大，故电流表示数变大，故A正确；
B．根据题意可知，原线圈两端的电压
有A分析可知，变大，则减小，设副线圈两端电压为，又有
则
则减小，即电压表示数变小，故B错误；
C．定值电阻r消耗的电功率为
由A分析可知，变大，则变大，故C正确；
D．根据题意可知，副线圈的输出功率为
可知，当
副线圈的输出功率最大，此时
，
则滑动变阻器的阻值为
又有
则可知
定值电阻r与滑动变阻器R的最大阻值相等，则当滑动变阻器R滑片由Q向P端滑动时，变压器副线圈的输出功率先增大后减小，故D错误。
故选AC。
27．CD
【详解】A．从O到A根据动能定理
解得
故A错误；
B．粒子在从O到A做减速运动，若粒子运动到A点速度刚好为零，则该粒子不能运动到D处，故B错误；
C．若粒子能运动到B处，因为A、B为等势面，所以粒子在A、B间运动时电场力不做功，即粒子在A、B间做匀速直线运动，故C正确；
D．从O到C根据动能定理
解得
故D正确。
故选CD。
28．AD
【详解】A．根据题意，由图乙可知，时刻螺线管中电流增大，穿过圆环的磁通量增大，则圆环有收缩的趋势，阻碍穿过圆环的磁通量增大，故A正确；
BC．根据题意，由图结合安培定则和楞次定律可知，圆环中感应电流方向与磁场方向垂直，圆环为闭合曲线，所受安培力为零，故BC错误；
D．由图可知，时间内电流的变化率减小，则磁场的变化率减小，由法拉第电磁感应定律可知，感应电流减小，则圆环消耗的电功率不断减小，故D正确。
故选AD。
29．ACD
【详解】A．对轻杆OA、OB及重物所组成的系统进行受力分析可知，该系统受到三个外力，分别是竖直墙对A、B两点铰链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上，大小等于mg，A正确；
B．对O点受力分析如图
则有
B错误；
CD．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则O点受力情况如图
正交分解可得
故F缓慢增大时先减小后反向增大，一直增大，CD正确。
故选ACD。
30．BC
【详解】AB．设小球1碰撞前的速度为，取水平向右为正方向，因为球1质量较小，可知小球1与小球2碰撞后，球1反向，设碰撞后球1和球2速度大小分别为、，根据动量守恒和能量守恒有
解得
，
根据题意，可得，斜面光滑，小球1反向到达最高点回到抛出点时速度大小等于，两球在做平抛运动的时间相等，故可知小球1的水平位移较大，即碰撞后小球1的落点为P点，A错误，B正确；
CD．当小球1单独释放时有
小球1与小球2碰撞后有
，
可得
C正确，D错误。
故选BC。
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