年陜西省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試(陜西、山西、青海、寧夏考卷)(物理)一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1．某同學(xué)繪制了四幅靜電場的電場線分布圖，其中可能正確的是()ABCDB[靜電場的電場線靜電場是由靜止電荷產(chǎn)生的電場，電場線不交叉不閉合，勻強(qiáng)電場的電場線是等間距平行直線，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]2．我國計(jì)劃于2028年前后發(fā)射“天問三號”火星探測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火星取樣返回。其軌道器將環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約3750km，軌道周期約2h，引力常量G取6.67×10-11N·m2/kg2。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推算出火星的()A．質(zhì)量 B．體積C．逃逸速度 D．自轉(zhuǎn)周期A[萬有引力定律的應(yīng)用軌道器環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力提供向心力有GMmr2＝m4π2T2r，解得M＝4π2r3GT2，由題中條件可知火星的質(zhì)量M可推算出，A正確；火星的半徑未知，由球的體積公式V＝43πR3可知火星的體積無法推算出，B錯(cuò)誤；對于在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，由萬有引力提供向心力有GMm'R2＝m′v2R，解得火星的第一宇宙速度為v＝3．某智能物流系統(tǒng)中，質(zhì)量為20kg的分揀機(jī)器人沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)，受到的合力沿軌道方向，合力F隨時(shí)間t的變化如圖所示，則下列圖像可能正確的是()ABCDA[牛頓第二定律＋(v-t圖像)由牛頓第二定律結(jié)合題圖可知，0～1s時(shí)間內(nèi)和2～3s時(shí)間內(nèi)機(jī)器人的加速度大小相等、方向相反，又v-t圖像的斜率表示加速度可知，0～1s時(shí)間內(nèi)和2～3s時(shí)間內(nèi)機(jī)器人v-t圖像斜率互為相反數(shù)，A可能正確。]4．如圖，質(zhì)量為m的均勻鋼管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被豎直繩懸掛，處于靜止?fàn)顟B(tài)。鋼管與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ、夾角為θ，重力加速度大小為g。則地面對鋼管左端的摩擦力大小為()A．μmgcosθ B．12C．μmg D．0D[整體法＋受力分析對鋼管受力分析，其受到重力、地面的作用力和繩子拉力，又重力和繩子拉力均沿豎直方向，鋼管處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，所以地面的作用力也沿豎直方向，地面對鋼管的支持力豎直向上，所以地面對鋼管左端的摩擦力大小為0，D正確。]5．我國首臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的場發(fā)射透射電鏡TH-F120實(shí)現(xiàn)了超高分辨率成像，其分辨率提高是利用了高速電子束波長遠(yuǎn)小于可見光波長的物理性質(zhì)。一個(gè)靜止的電子經(jīng)100V電壓加速后，其德布羅意波長為λ，若加速電壓為10kV，不考慮相對論效應(yīng)，則其德布羅意波長為()A．100λ B．10λC．110λ D．1C[動(dòng)能定理＋德布羅意波由動(dòng)能定理可得eU＝12mv2，由德布羅意關(guān)系可得p＝mv，λ＝hp，聯(lián)立解得λ＝h2eUm，則當(dāng)加速電壓為10kV時(shí)，λ′＝1106．(答案不統(tǒng)一，此題不用)電磁壓縮法是當(dāng)前產(chǎn)生超強(qiáng)磁場的主要方法之一。其原理如圖所示，在鋼制線圈內(nèi)同軸放置可壓縮的銅環(huán)，其內(nèi)已“注入”一個(gè)初級磁場，當(dāng)鋼制線圈與電容器組接通時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)鋼制線圈中的電流從零增加到幾兆安培，銅環(huán)迅速向內(nèi)壓縮，使初級磁場的磁感線被“濃縮”，在直徑為幾毫米的銅環(huán)區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)幾百特斯拉。此過程，銅環(huán)中的感應(yīng)電流()A．與鋼制線圈中的電流大小幾乎相等且方向相同B．與鋼制線圈中的電流大小幾乎相等且方向相反C．遠(yuǎn)小于鋼制線圈中的電流大小且方向相同D．遠(yuǎn)小于鋼制線圈中的電流大小且方向相反B[電磁感應(yīng)＋楞次定律當(dāng)線圈中電流從零增加時(shí)，其產(chǎn)生變化的磁場，由楞次定律可知，銅環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與鋼制線圈產(chǎn)生的磁場方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小幾乎相等，由法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定則可知，銅環(huán)中的感應(yīng)電流與鋼制線圈中的電流大小幾乎相等，且方向相反，B正確。]7．如圖，光滑水平面上存在豎直向上、寬度d大于2L的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，甲、乙兩個(gè)合金導(dǎo)線框的質(zhì)量均為m，長均為2L，寬均為L，電阻分別為R和2R。兩線框在光滑水平面上以相同初速度v0＝4B2L3A．甲線框進(jìn)磁場和出磁場的過程中電流方向相同B．甲、乙線框剛進(jìn)磁場區(qū)域時(shí)，所受合力大小之比為1∶1C．乙線框恰好完全出磁場區(qū)域時(shí)，速度大小為0D．甲、乙線框從剛進(jìn)磁場區(qū)域到完全出磁場區(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱之比為4∶3D[法拉第電磁感應(yīng)定律＋右手定則＋動(dòng)量定理進(jìn)磁場的過程中，甲線框右邊框切割磁感線，由右手定則可知，線框中的電流沿順時(shí)針方向，出磁場的過程中，甲線框左邊框切割磁感線，由右手定則可知，線框中的電流沿逆時(shí)針方向，A錯(cuò)誤；剛進(jìn)磁場區(qū)域時(shí)，甲線框切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢E＝BLv0，線框中的電流I＝ER，所受合力等于所受安培力F安甲＝BIL，聯(lián)立解得剛進(jìn)磁場區(qū)域時(shí)甲線框所受合力大小F安甲＝B2L2v0R，同理可得剛進(jìn)磁場區(qū)域時(shí)乙線框所受合力大小F安乙＝B2L2v02R，有F安甲∶F安乙＝2∶1，B錯(cuò)誤；結(jié)合A項(xiàng)分析，對乙線框進(jìn)出磁場的兩過程，由動(dòng)量定理分別有－B2L2v進(jìn)2Rt進(jìn)＝mΔv進(jìn)，－B2L2v出2Rt出＝mΔv出，其中v進(jìn)t進(jìn)＝2L，v出t出＝2L，又乙線框完全出磁場區(qū)域時(shí)的速度大小v乙＝v0＋Δv進(jìn)＋Δv出，聯(lián)立解得v乙＝2B2L二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8．一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿直線傳播，其波長大于1m，a、b為介質(zhì)中平衡位置相距2m的兩質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖像如圖所示。則t＝0時(shí)的波形圖可能為()ABCDCD[機(jī)械波的傳播A選項(xiàng)中波長小于1m，A錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，b應(yīng)位于負(fù)向最大位移處，B錯(cuò)誤；C、D選項(xiàng)圖滿足波長λ＞1m，以及t＝0時(shí)刻a在平衡位置、b在負(fù)向最大位移處，C、D正確。]9．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用波長為440nm的藍(lán)色激光和波長為660nm的紅色激光組成的復(fù)合光垂直照射雙縫，雙縫間距為0.5mm，雙縫到屏的距離為500mm，則屏上()A．藍(lán)光與紅光之間能發(fā)生干涉形成條紋B．藍(lán)光相鄰條紋間距比紅光相鄰條紋間距小C．距中央亮條紋中心1.32mm處藍(lán)光和紅光亮條紋中心重疊D．距中央亮條紋中心1.98mm處藍(lán)光和紅光亮條紋中心重疊BC[雙縫干涉發(fā)生干涉的條件是頻率相同，藍(lán)光與紅光的波長不同，由ν＝cλ可知藍(lán)光與紅光的頻率不同，所以藍(lán)光與紅光之間不能發(fā)生干涉，A錯(cuò)誤；由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝ldλ，解得藍(lán)光的條紋間距為Δx藍(lán)＝0.44mm，紅光的條紋間距為Δx紅＝0.66mm，Δx紅＞Δx藍(lán)，B正確；結(jié)合B項(xiàng)分析，由于1.32mmΔx藍(lán)＝3，1.32mmΔx紅＝2，距中央亮條紋中心1.32mm處藍(lán)光和紅光亮條紋中心重疊，C正確；與C項(xiàng)分析同理，由于1.98mmΔx藍(lán)＝10．如圖，與水平面成53°夾角且固定于O、M兩點(diǎn)的硬直桿上套著一質(zhì)量為1kg的滑塊，彈性輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端跨過固定在Q處的光滑定滑輪與位于直桿上P點(diǎn)的滑塊拴接，彈性輕繩原長為OQ，PQ為1.6m且垂直于OM。現(xiàn)將滑塊無初速釋放，假設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等?；瑝K與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.16，彈性輕繩上彈力F的大小與其伸長量x滿足F＝kx，k＝10N/m，g取10m/s2，sin53°＝0.8。則滑塊()A．與桿之間的滑動(dòng)摩擦力大小始終為1.6NB．下滑與上滑過程中所受滑動(dòng)摩擦力的沖量相同C．從釋放到靜止的位移大小為0.64mD．從釋放到靜止克服滑動(dòng)摩擦力做功為2.56JAC[受力分析＋沖量＋簡諧運(yùn)動(dòng)設(shè)PQ與桿之間的夾角為α，滑塊沿桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于桿方向合力為零，可得Fsinα＝mgcos53°＋FN，其中F＝k·PQsinα，所以滑塊與桿之間的彈力大小FN＝10N，滑塊與桿之間的滑動(dòng)摩擦力大小fN＝μFN＝1.6N，大小始終不變，A正確；下滑和上滑過程中，滑塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向相反，沖量為矢量，故滑動(dòng)摩擦力的沖量一定不相同，B錯(cuò)誤；滑塊下滑過程，可看成簡諧運(yùn)動(dòng)在半個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，設(shè)P′為簡諧運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，平衡位置為O1，在O1有mgsin53°＝k·PO1＋μFN，解得PO1＝0.64m，此簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅A1＝0.64m，則PP′＝2A1＝1.28m；滑塊上滑過程，可看成另一個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)在半個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，設(shè)平衡位置為O2，QO2與桿之間的夾角為γ，可得mgsin53°＋μFN＝k·PQsinγ·cosγ，其中PQsinγ·cosγ＝PO2，聯(lián)立解得PO2＝0.96m，此簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅A2＝PP′－PO2＝0.32m；由簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性可得滑塊上滑剛好可回到O1處且無法下滑，故滑塊從釋放到靜止的位移大小等于PO1＝0.64m，C正確；滑塊從釋放到靜止，克服滑動(dòng)摩擦力做功Wf＝μFN(2A1＋三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．(6分)圖(a)為探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的部分實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將木板________(選填“保持水平”或“一端墊高”)。(2)為探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，某小組依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的a-m圖像如圖(b)所示，很難直觀看出圖線是否為雙曲線。如果采用作圖法判斷a與m是否成反比關(guān)系，以下選項(xiàng)可以直觀判斷的有________。(多選，填正確答案標(biāo)號)A．a(chǎn)-1m圖像 B．a(chǎn)-m2C．a(chǎn)m-m圖像 D．a(chǎn)2-m圖像(3)為探究加速度與力的關(guān)系，在改變作用力時(shí)，甲同學(xué)將放置在實(shí)驗(yàn)桌上的槽碼依次放在槽碼盤上；乙同學(xué)將事先放置在小車上的槽碼依次移到槽碼盤上。在其他實(shí)驗(yàn)操作相同的情況下，________(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法可以更好地減小誤差。[解析]探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系＋實(shí)驗(yàn)操作＋數(shù)據(jù)處理＋誤差分析(1)探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將槽碼與槽碼盤的重力近似為繩子拉力，則需平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將木板一端墊高。(2)該實(shí)驗(yàn)采取控制變量法，探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，小車受到的力F保持不變，利用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，需使圖線擬合為直線更直觀，即圖像斜率為定值，由牛頓第二定律F＝ma可知a-1m圖像的斜率不變，A正確；無論m怎么變化，am為定值，也可判斷a、m成反比關(guān)系，C正確。(3)采用甲同學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)小車的質(zhì)量為m，單個(gè)槽碼的質(zhì)量為M，槽碼個(gè)數(shù)為n，忽略槽碼盤的質(zhì)量，對小車和槽碼根據(jù)牛頓第二定律分別有T＝ma、nMg－T＝nMa，聯(lián)立解得T＝nMg1+nMm；采用乙同學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)槽碼個(gè)數(shù)總共為n個(gè)，小車上放有k個(gè)槽碼，根據(jù)牛頓第二定律有T＝(m＋kM)a、(n－k)Mg－T＝(n－k)Ma，聯(lián)立解得T＝kM+mnM+m(n－[答案](1)一端墊高(2)AC(3)乙12．(9分)常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表(表頭)改裝而成的，與電源及相關(guān)元器件組裝后可構(gòu)成多功能、多量程的多用電表。(1)某同學(xué)使用多用電表正確測量了一個(gè)15.0Ω的電阻后，需要繼續(xù)測量一個(gè)阻值大約是15kΩ的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個(gè)電阻兩端之前，請選出以下必要的操作步驟并排序；①把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置。②把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置。③將紅表筆和黑表筆接觸。④調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)。下列選項(xiàng)中正確的是________。(單選，填正確答案標(biāo)號)A．①③④ B．②③④C．②④③ D．①④③(2)若將一個(gè)內(nèi)阻為20Ω、滿偏電流為1mA的表頭改裝為量程0～2V的電壓表，需要________(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個(gè)________Ω的電阻。(3)如圖，某同學(xué)為探究由一個(gè)直流電源E、一個(gè)電容器C、一個(gè)電阻RA及一個(gè)電阻RB(RA>RB)組成的串聯(lián)電路中各元器件的位置，利用改裝好的電壓表分別測量各接線柱之間的電壓，測得數(shù)據(jù)如下表：接線柱1和22和33和41和42和41和3U/V01.5300.561.050.66根據(jù)以上數(shù)據(jù)可判斷，直流電源E處于________之間，電容器C處于________之間，電阻RA處于________之間。(選填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)[解析]多用電表歐姆擋的使用＋電表改裝＋含容電路分析(1)由于繼續(xù)測量電阻的阻值約為上次測量電阻的1000倍，則測量阻值約為15kΩ的電阻時(shí)應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置，A、D錯(cuò)誤；使用多用電表歐姆擋時(shí)應(yīng)先紅黑表筆短接，再歐姆調(diào)零，B正確，C錯(cuò)誤。(2)將量程較小的表頭改裝成電壓表需串聯(lián)一個(gè)電阻，由歐姆定律可知Ig(rg＋R)＝Ug，解得串聯(lián)電阻的阻值為R＝1980Ω。(3)當(dāng)電壓表直接連在電源兩端時(shí)示數(shù)最大，而題表中2和3之間電壓最大，則直流電源E處于2和3之間；當(dāng)電壓表分別連在RA、RB兩端時(shí)，無法構(gòu)成回路，電壓表示數(shù)為0，題表中1和2之間、3和4之間為電阻，則電容器C處于1和4之間；由于電容器相當(dāng)于斷路，由題表可知電壓表接接線柱2和4時(shí)電壓表兩端電壓大于接1和3時(shí)的電壓，則1和2之間為大電阻，即電阻RA處于1和2之間。[答案](1)B(2)串聯(lián)1980(3)2和31和41和213．(9分)某種卡車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)胎壓范圍為2.8×105Pa～3.5×105Pa?？ㄜ囆旭傔^程中，一般胎內(nèi)氣體的溫度會升高，體積及壓強(qiáng)也會增大。若某一行駛過程中胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)p隨體積V線性變化如圖所示，溫度T1為300K時(shí)，體積V1和壓強(qiáng)p1分別為0.528m3、3.0×105Pa；當(dāng)胎內(nèi)氣體溫度升高到T2為350K時(shí)，體積增大到V2為0.560m3，氣體可視為理想氣體。(1)求此時(shí)胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p2；(2)若該過程中胎內(nèi)氣體吸收的熱量Q為7.608×104J，求胎內(nèi)氣體的內(nèi)能增加量ΔU。[解析]理想氣體狀態(tài)方程＋熱力學(xué)第一定律(1)對胎內(nèi)氣體，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p1V代入數(shù)據(jù)解得p2＝3.3×105Pa。(2)根據(jù)p-V圖像與橫軸所圍圖形面積表示氣體做功可知，此過程外界對氣體做的功W＝－3.0+3.32×105×(0.560－0.528)J＝－1.008×104根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝Q＋W又Q＝7.608×104J解得ΔU＝6.6×104J。[答案](1)3.3×105Pa(2)6.6×104J14．(14分)電子比荷是描述電子性質(zhì)的重要物理量。在標(biāo)準(zhǔn)理想二極管中利用磁控法可測得比荷，一般其電極結(jié)構(gòu)為圓筒面與中心軸線構(gòu)成的圓柱體系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡化如圖(a)所示，足夠長圓柱形筒半徑為R，正中央有一電子發(fā)射源O持續(xù)向空間各方向發(fā)射大量速度大小均為v0的電子。某時(shí)刻起筒內(nèi)加大小可調(diào)節(jié)且方向沿軸向下的勻強(qiáng)磁場，筒的橫截面及軸截面示意圖如圖(b)所示，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小從0緩慢調(diào)至B0時(shí)，恰好沒有電子落到筒壁上，不計(jì)電子間相互作用及其重力的影響。求：(R、v0、B0均為已知量)(1)電子的比荷em(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)至12B0時(shí)，筒壁上落有電子的區(qū)域面積S[解析]電子在空間磁場中的運(yùn)動(dòng)＋臨界問題分析(1)由題意可知，當(dāng)垂直于軸線射出的電子恰不打到筒壁上時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0根據(jù)幾何關(guān)系可知，此種情況下電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r＝R根據(jù)洛倫茲力提供向心力有ev0B0＝m解得em＝2(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)至B02時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑r′＝2r0＝取軸截面分析，根據(jù)對稱性，可分析單邊側(cè)壁，如圖乙所示，當(dāng)電子速度與磁場不垂直時(shí)，將速度分解為vx和vy，電子做螺旋線運(yùn)動(dòng)方向平行于橫截面的分運(yùn)動(dòng)是速率為vx的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿軸向的分運(yùn)動(dòng)是速率為vy的勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖丙；當(dāng)平行于橫截面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡直徑為R時(shí)，電子恰好不落到筒壁上，即運(yùn)動(dòng)半徑r0＝R2，根據(jù)evxB＝mvx2r0，代入r0＝R2、B聯(lián)立解得vx＝v則vy＝v02-vx周期T＝2πmeB或T＝2π所以筒壁上沿軸向下半部分