湖南省2026屆高三上學(xué)期一??荚囄锢砟M試卷(原卷及解析)_第1頁
湖南省2026屆高三上學(xué)期一??荚囄锢砟M試卷(原卷及解析)_第2頁
湖南省2026屆高三上學(xué)期一??荚囄锢砟M試卷(原卷及解析)_第3頁
湖南省2026屆高三上學(xué)期一模考試物理模擬試卷(原卷及解析)_第4頁
湖南省2026屆高三上學(xué)期一模考試物理模擬試卷(原卷及解析)_第5頁
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湖南省2026屆高三上學(xué)期一??荚囄锢砟M試卷時量:75分鐘滿分:100分第Ⅰ卷一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)1.下列說法正確的是()A.圖甲為康普頓效應(yīng)的示意圖,入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞,碰后散射光的波長變長B.在兩種固體薄片上涂上蠟,用燒熱的針接觸固體背面上一點,蠟熔化的范圍如圖乙所示,則a一定是非晶體,b一定是晶體C.圖丙中隨著溫度的升高,黑體輻射強度的極大值向頻率較低的方向移動D.圖丁光電效應(yīng)實驗中滑動變阻器的觸頭向右移動,電流表的示數(shù)一定增大2.某校物理學(xué)科后活動中,出現(xiàn)了不少新穎靈巧的作品。如圖所示為高二某班同學(xué)制作的《液壓工程類作業(yè)升降機模型》,通過針筒管活塞的伸縮推動針筒內(nèi)的水,進而推動支撐架的展開與折疊,完成貨物平臺的升降。在某次實驗中,針筒連接管的水中封閉了一段空氣柱(空氣可視為理想氣體),該同學(xué)先緩慢推動注射器活塞將針筒內(nèi)氣體進行壓縮,若壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,裝置不漏氣,則下列說法中正確的是()A.針筒內(nèi)氣體壓強減小B.針筒內(nèi)氣體吸熱C.單位時間、單位面積撞擊針筒內(nèi)壁的氣體分子數(shù)減少D.用國際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p-eq\f(1,V)圖中圖線可能如圖中a→b3.靜電紡紗利用了高壓靜電場,使單纖維兩端帶上異種電荷,如圖所示為高壓靜電場的分布圖,下列說法正確的是()A.圖中b、d兩點的電場強度大小關(guān)系為Eb>EdB.圖中a、c兩點電勢關(guān)系為φa>φcC.電子在a、d兩點的電勢能關(guān)系為Epa<EpdD.將質(zhì)子從b點移動到c點,電場力做負(fù)功4.如圖所示三個裝置,(a)中桌面光滑,(b)、(c)中桌面粗糙程度相同,(c)用大小為F=Mg(g為重力加速度)的力替代重物M進行牽引,其余均相同。不計繩和滑輪質(zhì)量及繩與滑輪摩擦,都由靜止釋放,在m移動相同距離的過程中,下列關(guān)于三個實驗裝置的分析中正確的是()A.裝置(b)中繩上的張力Tb等于裝置(c)中繩上的張力TcB.裝置(a)中物塊m的加速度為eq\f(Mg,m)C.裝置(b)、(c)中物塊m的動量增加量相同D.裝置(a)中m的動能增加量大于(b)中m的動能增加量5.如圖所示為一簡易手動發(fā)電式手電筒。裝置左側(cè)是一個繞軸心O勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤。固定在圓盤邊緣處的小圓柱隨圓盤轉(zhuǎn)動時,可在T形絕緣支架左側(cè)橫槽中往復(fù)運動,同時驅(qū)動導(dǎo)體棒在光滑的水平導(dǎo)軌上運動。導(dǎo)體棒運動的速度隨時間變化的關(guān)系為v=eq\f(\r(2),2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)t))m/s。導(dǎo)軌間距d=1m,導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T。導(dǎo)軌右端為一理想變壓器,額定電壓為2V的燈泡剛好正常發(fā)光。導(dǎo)體棒、導(dǎo)線及導(dǎo)軌電阻均不計,電壓表為理想電表。下列說法正確的是()A.當(dāng)T形支架運動到圓盤最左端時,電壓表的示數(shù)為0B.理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2C.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為2rad/sD.當(dāng)滑動變阻器滑片由b向a移動時,燈泡變暗6.如圖所示,在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場,第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里,第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外,P(-eq\r(2)L,0),Q(0,-eq\r(2)L)為坐標(biāo)軸上的兩點?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從P點沿PQ方向射出,不計電子的重力,則下列說法中正確的是()A.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O點,運動時間一定為eq\f(πm,2eB)B.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O點,運動路程可能為πLC.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O到達(dá)Q點,運動路程可能為πL或2πLD.若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達(dá)Q點,運動時間可能為eq\f(3πm,eB)二、多項選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)7.下列說法正確的是()A.如圖甲所示,ABC構(gòu)成等邊三角形,若兩通電長直導(dǎo)線A、B在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B0,則C處磁場的合磁感應(yīng)強度大小是eq\r(3)B0B.圖乙中地磁場的垂直于地面磁感應(yīng)強度分量在南半球豎直向上,北半球豎直向下C.圖丙中穿過兩金屬圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為Φ1<Φ2D.圖丁中與通電長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)的金屬線框沿平行于直導(dǎo)線方向運動,線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流8.為模擬光在光導(dǎo)纖維中的傳播原理,取一圓柱形長直玻璃絲進行實驗。如圖所示,紙面內(nèi)有一束激光由空氣中以α=45°的入射角射向玻璃絲的AB端面圓心O,恰好在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面發(fā)生全反射,此時內(nèi)側(cè)面入射角為θ。下列說法正確的是()A.sinθ=eq\f(\r(6),4)B.玻璃絲只能傳播該頻率的光C.激光由空氣中進入玻璃絲后,其波長變短D.減小入射角α,激光在玻璃絲中仍能發(fā)生全反射9.如圖,某同學(xué)在水平地面上先后兩次從H點拋出沙包,分別落在正前方地面Q1和Q2處。沙包的兩次運動軌跡處于同一豎直平面,且交于P點,H點正下方地面處設(shè)為O點。已知兩次運動軌跡的最高點離地高度均為3.2m,OH=1.4m,OQ1=8.4m,OQ2=9.8m,沙包質(zhì)量為0.2kg,忽略空氣阻力,重力加速度大小取10m/s2,則沙包()A.第一次運動過程中上升與下降時間之比為eq\r(7)∶4B.第一次經(jīng)P點時的機械能比第二次的小1.3JC.第一次和第二次落地前瞬間的動能之比為72∶85D.第一次拋出時速度方向與落地前瞬間速度方向的夾角比第二次的大10.在相互平行且足夠長的兩根水平光滑的硬桿上,穿著三個半徑相同的剛性球A、B、C,如圖所示。三球的質(zhì)量分別為mA=1kg、mB=2kg、mC=6kg,初狀態(tài)B、C球之間連著一根輕質(zhì)彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài),B、C連線與桿垂直并且彈簧剛好處于原長狀態(tài),A球以v0=18m/s的速度向左運動,與同一桿上的B球碰撞后粘在一起(作用時間極短),則下列判斷正確的是()A.A球與B球碰撞中損耗的機械能為108JB.在以后的運動過程中,彈簧形變量最大時C球的速度最大C.在以后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能為36JD.在以后的運動過程中,B球的最小速度為2m/s第Ⅱ卷三、非選擇題(本題共5個小題,共56分)11.(6分,每空2分)利用圖甲裝置驗證動量守恒定律,將鋼球a用細(xì)線懸掛于O點,鋼球b放在離地面高度為H=0.80m的支柱上,O點到a球球心的距離為L=0.20m。將a球拉至懸線與豎直線夾角為α,由靜止釋放后擺到最低點時恰與b球正碰,碰撞后a球運動到豎直線夾角β處,b球落到地面上,測出b球的水平位移s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(1)改變α角的大小,多次實驗,發(fā)現(xiàn)鋼球a、b碰撞過程不僅動量守恒,機械能也守恒,得到s2-cosα的關(guān)系圖線如圖乙,則鋼球a、b的質(zhì)量之比eq\f(ma,mb)=_____。(保留2位有效數(shù)字)(2)若在鋼球b的被碰位置貼一小塊棉布,依然將a球拉至懸線與豎直線夾角為α由靜止釋放,增大的物理量是_____。A.碰后b球的水平位移sB.碰后a再次到達(dá)最高點的夾角βC.碰撞過程中系統(tǒng)的總動量D.碰撞過程中系統(tǒng)動能的損失(3)某同學(xué)觀察到,在臺球桌面上,臺球m以初速度v0和靜止的球M發(fā)生斜碰時,碰后兩球的速度方向?qū)⒉辉谕恢本€上,如圖乙所示。已知兩球大小相同,質(zhì)量相等,若兩球碰撞過程無能量損失,碰后兩球速度方向與初速度的夾角分別為α和β,則α和β滿足的關(guān)系為____。12.(8分,每空2分)為測定某種材料的電阻率,設(shè)計如下實驗:圖(乙)為測量原理電路圖,R1、R2是由長度相同、表面涂有絕緣膜(厚度不計)的電阻絲并排緊密繞制在同一根圓柱形絕緣陶瓷棒上的螺旋電阻(圖甲),R1材料電阻率為ρ,R2由待測材料制成,R0為滑動變阻器,V1、V2為已知量程的電壓表。請回答下列問題:(1)在閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應(yīng)滑到______(選填“左端”或“右端”)。(2)測得R1的螺旋長度為l1,R2的螺旋長度為l2,兩電阻的匝數(shù)相同,則制成電阻R1與R2的電阻絲的橫截面積之比為______。(3)某次測量中V1、V2表的示數(shù)分別為U1、U2,則待測電阻絲的電阻率ρ′=____(用U1、U2、l1、l2、ρ表示)。(4)考慮V1、V2表的內(nèi)阻對實驗誤差的影響,在電路中加了一個靈敏電流計G(圖丙)來判斷。閉合開關(guān),靈敏電流計中有從a向b的微小電流,則(3)中測量結(jié)果相對于真實值_____(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。13.(10分)在平面直角坐標(biāo)系中x軸上有一振源,產(chǎn)生的簡諧波沿x軸傳播,A、B是x軸上的兩個質(zhì)點,從質(zhì)點A第一次達(dá)到波峰開始計時,A、B兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖甲、乙所示,已知A、B平衡位置間距離為2m,且滿足B點在A點的右側(cè),已知A點的橫坐標(biāo)為x=1m,該簡諧波的波長λ大于AB間距,t=0時波源位于平衡位置,波源起振方向豎直向上。(1)求該簡諧波的波速;(2)若波源在原點,求坐標(biāo)軸上x>0的各點的波動方程。(波動方程:寫出x軸上各質(zhì)點偏離平衡位置的位移y與x、t的關(guān)系)14.(16分)如圖,固定在地面上的木板AB和半徑為R的eq\f(1,4)圓弧槽剛好接觸,圓弧槽凹側(cè)和底面光滑,各物塊與木板上表面間動摩擦因數(shù)均為μ。圓弧槽右側(cè)通過不計質(zhì)量的細(xì)桿與一壓力傳感器相連。從A點向左,每隔l=eq\f(4R,15μ)放置一小物塊,編號依次為1、2、3、4,質(zhì)量均為m,物塊4與一勁度系數(shù)為k=eq\f(15μ2mg,4R)的彈簧(處于原長)相連,物塊4左側(cè)木板表面光滑,彈簧左端連在木板左端。圓弧槽左側(cè)空間有方向向左的勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的外表絕緣小物塊從圓弧槽頂點處無初速度釋放。已知當(dāng)彈簧形變量為x時,彈性勢能為eq\f(1,2)kx2,重力加速度為g。求:(1)帶電小物塊下滑過程壓力傳感器的最大示數(shù)Fmax;(2)若所有碰撞均為彈性碰撞,在μ>eq\f(qE,mg)的前提下,施加電場的強度E多大時才能使彈簧的最大壓縮量也為l?(3)先將1、2、3號物塊拿掉,若帶電物塊與4為完全非彈性碰撞,施加電場的強度E多大才能使彈簧的最大壓縮量也為l?15.(16分)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌abcd與a′b′c′d′,兩導(dǎo)軌間距L=2m,ab與a′b′段是豎直四分之一光滑圓弧,半徑R=20m,bc與b′c′是光滑水平直導(dǎo)軌,cd與c′d′是與水平成θ=37°的足夠長的粗糙直導(dǎo)軌,有垂直斜面向下的勻強磁場(磁場只存在斜面軌道部分),磁感應(yīng)強度B=5T,電容器的電容C=200μF,將一質(zhì)量m=20g的金屬棒MN由圓弧最高點靜止釋放,金屬棒MN與cd、c′d′的動摩擦因數(shù)μ=0.25,重力加速度g=10m/s2,cc′處有一小段光滑圓弧(長度可忽略不計),不計一切電阻,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)金屬棒MN第一次經(jīng)過bb′時的速度大小v1;(2)金屬棒MN在斜面cdc′d′上滑的最大距離d;(3)最終金屬棒MN與斜面cdc′d′摩擦生的熱Q。

湖南省2026屆高三上學(xué)期一模考試物理模擬試卷時量:75分鐘滿分:100分第Ⅰ卷一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)1.下列說法正確的是(A)A.圖甲為康普頓效應(yīng)的示意圖,入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞,碰后散射光的波長變長B.在兩種固體薄片上涂上蠟,用燒熱的針接觸固體背面上一點,蠟熔化的范圍如圖乙所示,則a一定是非晶體,b一定是晶體C.圖丙中隨著溫度的升高,黑體輻射強度的極大值向頻率較低的方向移動D.圖丁光電效應(yīng)實驗中滑動變阻器的觸頭向右移動,電流表的示數(shù)一定增大【解析】圖甲為康普頓效應(yīng)的示意圖,入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞,碰后,入射光的動量減小,根據(jù)λ=eq\f(h,p)??芍?,碰后散射光的波長變長,故A正確;在兩種固體薄片上涂上蠟,用燒熱的針接觸固體背面上一點,蠟熔化的范圍如圖乙所示,則a表現(xiàn)出各向同性,a可能是多晶體,也可能是非晶體,b表現(xiàn)出各向異性,b一定是單晶體,故B錯誤;根據(jù)黑體輻射的規(guī)律,圖丙中隨著溫度的升高,黑體輻射強度的極大值向頻率較高的方向移動,故C錯誤;圖丁中光電效應(yīng)實驗中電源所加電壓為加速電壓,逸出的光電子加速到達(dá)A極,當(dāng)滑動變阻器的觸頭向右移動時,加速電壓增大,若電流沒有達(dá)到飽和電流,電流表的示數(shù)先增大,達(dá)到飽和電流后,電流表的示數(shù)不變,故D錯誤。故選A。2.某校物理學(xué)科后活動中,出現(xiàn)了不少新穎靈巧的作品。如圖所示為高二某班同學(xué)制作的《液壓工程類作業(yè)升降機模型》,通過針筒管活塞的伸縮推動針筒內(nèi)的水,進而推動支撐架的展開與折疊,完成貨物平臺的升降。在某次實驗中,針筒連接管的水中封閉了一段空氣柱(空氣可視為理想氣體),該同學(xué)先緩慢推動注射器活塞將針筒內(nèi)氣體進行壓縮,若壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,裝置不漏氣,則下列說法中正確的是(D)A.針筒內(nèi)氣體壓強減小B.針筒內(nèi)氣體吸熱C.單位時間、單位面積撞擊針筒內(nèi)壁的氣體分子數(shù)減少D.用國際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p-eq\f(1,V)圖中圖線可能如圖中a→b【解析】壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,空氣柱體積變小,則壓強變大,故A錯誤;壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,則氣體內(nèi)能不變,即有ΔU=0。壓縮過程中,氣體體積變小,外界對氣體做功,即有W>0,則根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q??芍猀<0,即針筒內(nèi)氣體放熱,故B錯誤;由于壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,空氣柱體積變小,壓強變大,則單位時間、單位面積撞擊針筒內(nèi)壁的氣體分子數(shù)增大,故C錯誤;由于壓縮氣體過程中針筒內(nèi)氣體溫度不變,空氣柱體積變小,壓強變大。則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)=C。整理可得p=TC·eq\f(1,V),可知用國際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p-eq\f(1,V)圖中圖線可能如圖中a→b,故D正確。故選D。3.靜電紡紗利用了高壓靜電場,使單纖維兩端帶上異種電荷,如圖所示為高壓靜電場的分布圖,下列說法正確的是(B)A.圖中b、d兩點的電場強度大小關(guān)系為Eb>EdB.圖中a、c兩點電勢關(guān)系為φa>φcC.電子在a、d兩點的電勢能關(guān)系為Epa<EpdD.將質(zhì)子從b點移動到c點,電場力做負(fù)功【解析】根據(jù)電場線的疏密代表電場強度的大小,可知圖中b、d兩點的電場強度大小關(guān)系為Eb<Ed,故A錯誤;由圖可知,右邊電極電勢高于左邊電極的電勢,電場線從右邊電極發(fā)出,終止于左邊電極,根據(jù)沿著電場線方向電勢降低,可知圖中a、c兩點電勢關(guān)系為φa>φc,故B正確;圖中a、d兩點電勢關(guān)系為φa<φd,根據(jù)Ep=qφ,且電子帶負(fù)電,可知電子在a、d兩點的電勢能關(guān)系為Epa>Epd,故C錯誤;圖中b、c兩點電勢關(guān)系為φb>φc,且質(zhì)子帶正電,故將質(zhì)子從b點移動到c點,其電勢能減小,電場力做正功,故D錯誤。故選B。4.如圖所示三個裝置,(a)中桌面光滑,(b)、(c)中桌面粗糙程度相同,(c)用大小為F=Mg(g為重力加速度)的力替代重物M進行牽引,其余均相同。不計繩和滑輪質(zhì)量及繩與滑輪摩擦,都由靜止釋放,在m移動相同距離的過程中,下列關(guān)于三個實驗裝置的分析中正確的是(D)A.裝置(b)中繩上的張力Tb等于裝置(c)中繩上的張力TcB.裝置(a)中物塊m的加速度為eq\f(Mg,m)C.裝置(b)、(c)中物塊m的動量增加量相同D.裝置(a)中m的動能增加量大于(b)中m的動能增加量【解析】裝置(b)中對物塊m根據(jù)牛頓第二定律Tb-f=ma2,對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律Mg-f=(M+m)a2。解得Tb=eq\f(mMg-mf,M+m)+f。裝置(c)中繩子張力為Tc=F=Mg,所以,裝置(b)中繩上的張力Tb不等于裝置(c)中繩上的張力Tc,故A錯誤;裝置(a)中對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律Mg=(M+m)a1。解得物塊m的加速度為a1=eq\f(Mg,M+m),故B錯誤;裝置(b)中物塊中m的加速度為a2=eq\f(Mg-f,M+m)。裝置(c)中對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma3。解得物塊m的加速度為a3=eq\f(F-f,m)=eq\f(Mg-f,m)??芍b置(c)中物塊m的加速度較大,在m移動相同距離的過程中得到的速度較大,則裝置(c)m的動量增加量大于(b)中m的動量增加量,故C錯誤;由于裝置(b)有摩擦力,可知裝置(a)中物塊m的合外力較大,根據(jù)F合=ma,可知裝置(a)中物塊的加速度較大,在m移動相同距離的過程中得到的速度較大,則裝置(a)中m的動能增加量大于(b)中m的動能增加量,故D正確;故選D。5.如圖所示為一簡易手動發(fā)電式手電筒。裝置左側(cè)是一個繞軸心O勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤。固定在圓盤邊緣處的小圓柱隨圓盤轉(zhuǎn)動時,可在T形絕緣支架左側(cè)橫槽中往復(fù)運動,同時驅(qū)動導(dǎo)體棒在光滑的水平導(dǎo)軌上運動。導(dǎo)體棒運動的速度隨時間變化的關(guān)系為v=eq\f(\r(2),2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)t))m/s。導(dǎo)軌間距d=1m,導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T。導(dǎo)軌右端為一理想變壓器,額定電壓為2V的燈泡剛好正常發(fā)光。導(dǎo)體棒、導(dǎo)線及導(dǎo)軌電阻均不計,電壓表為理想電表。下列說法正確的是(B)A.當(dāng)T形支架運動到圓盤最左端時,電壓表的示數(shù)為0B.理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2C.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為2rad/sD.當(dāng)滑動變阻器滑片由b向a移動時,燈泡變暗【解析】導(dǎo)體棒在磁場中運動時,產(chǎn)生電動勢的峰值為Em=Bdvm=2×1×eq\f(\r(2),2)V=eq\r(2)V。電動勢的有效值為E=eq\f(Em,\r(2))=eq\f(\r(2),\r(2))V=1V。電壓表的示數(shù)為電動勢的有效值,其示數(shù)為U1=1V,A錯誤;由題意可知,額定電壓為2V的燈泡剛好正常發(fā)光,可知變壓器副線圈的輸出電壓為U2=2V,則理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2)=eq\f(1,2),B正確;由導(dǎo)體棒運動的速度隨時間變化的關(guān)系為v=eq\f(\r(2),2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)t))m/s??芍瑘A盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω=eq\r(2)rad/s,C錯誤;當(dāng)滑動變阻器滑片由b向a移動時,變阻器接入電路的電阻值增大,副線圈電路中的電流減小,由于變壓器是理想變壓器,可知副線圈輸出電壓不變,則燈泡的亮度不變,D錯誤。故選B。6.如圖所示,在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場,第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里,第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外,P(-eq\r(2)L,0),Q(0,-eq\r(2)L)為坐標(biāo)軸上的兩點。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從P點沿PQ方向射出,不計電子的重力,則下列說法中正確的是(C)A.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O點,運動時間一定為eq\f(πm,2eB)B.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O點,運動路程可能為πLC.若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O到達(dá)Q點,運動路程可能為πL或2πLD.若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達(dá)Q點,運動時間可能為eq\f(3πm,eB)【解析】電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O點,有兩類情況,一類是第奇數(shù)次回到x軸經(jīng)過原點O,另一類是第偶數(shù)次回到x軸經(jīng)過原點O。其中第一次和第二次回到x軸的軌跡如圖。t=eq\f(T,4)×neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,2,3,…)),T=eq\f(2πm,eB)。解得t=eq\f(πnm,2eB)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,2,3,…))。當(dāng)n=1時,運動時間為t=eq\f(πm,2eB)。由軌跡圖結(jié)合幾何關(guān)系,軌跡圓的半徑為r=eq\f(\r(2)L,n)×sin45°=eq\f(L,n)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,2,3,…))。可得運動路程為s=eq\f(1,4)×2πrn×n=eq\f(πL,2),故A錯誤;B錯誤;同理,若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O到達(dá)Q點,軌跡也為兩類,如圖。由軌跡圖結(jié)合幾何關(guān)系,可得運動時間為t=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,4)+\f(3T,4)))×n=nTeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,3,5,…)),T=eq\f(2πm,eB)。或t=eq\f(T,4)×n×2=eq\f(nT,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=2,4,6,…)),T=eq\f(2πm,eB)。解得t=eq\f(2πnm,eB)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,3,5,…)),t=eq\f(πnm,eB)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=2,4,6,…))。若電子從P點出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點O到達(dá)Q點,運動路程為s=n×2πreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,3,5,…)),s=eq\f(n,2)×2πreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=2,4,6,…))。解得s=2πLeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=1,3,5,…)),s=πLeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n=2,4,6,…)),故C正確;D錯誤。故選C。二、多項選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)7.下列說法正確的是(AB)A.如圖甲所示,ABC構(gòu)成等邊三角形,若兩通電長直導(dǎo)線A、B在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B0,則C處磁場的合磁感應(yīng)強度大小是eq\r(3)B0B.圖乙中地磁場的垂直于地面磁感應(yīng)強度分量在南半球豎直向上,北半球豎直向下C.圖丙中穿過兩金屬圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為Φ1<Φ2D.圖丁中與通電長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)的金屬線框沿平行于直導(dǎo)線方向運動,線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】根據(jù)安培定則可知,A、B在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向之間的夾角為60°,根據(jù)矢量疊加可知,C處磁場的合磁感應(yīng)強度大小B=2B0coseq\f(60°,2)=eq\r(3)B0,故A正確;根據(jù)地磁場的分布規(guī)律可知,地磁場的垂直于地面磁感應(yīng)強度分量在南半球豎直向上,北半球豎直向下,故B正確;圖中條形磁體內(nèi)部磁場方向向上,外部線圈所在位置磁場方向向下,通過線圈整體的磁場方向向上,可知,圖丙中穿過兩金屬圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為Φ1>Φ2,故C錯誤;根據(jù)通電直導(dǎo)線磁場的分布特征可知,當(dāng)金屬線框沿平行于直導(dǎo)線方向運動時,穿過線框的磁通量沒有發(fā)生變化,線框中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯誤。故選AB。8.為模擬光在光導(dǎo)纖維中的傳播原理,取一圓柱形長直玻璃絲進行實驗。如圖所示,紙面內(nèi)有一束激光由空氣中以α=45°的入射角射向玻璃絲的AB端面圓心O,恰好在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面發(fā)生全反射,此時內(nèi)側(cè)面入射角為θ。下列說法正確的是(CD)A.sinθ=eq\f(\r(6),4)B.玻璃絲只能傳播該頻率的光C.激光由空氣中進入玻璃絲后,其波長變短D.減小入射角α,激光在玻璃絲中仍能發(fā)生全反射【解析】根據(jù)折射定律有n=eq\f(sinα,sin(90°-θ))=eq\f(sinα,cosθ),n=eq\f(1,sinθ)。解得sinθ=eq\f(\r(6),3),故A錯誤;玻璃絲可以傳播不同頻率的光,故B錯誤;激光由空氣中進入玻璃絲后,傳播速度變小,則波長變短,故C正確;減小入射角α,則折射角減小,光在玻璃絲的內(nèi)側(cè)面入射角增大,大于臨界角,發(fā)生全反射,故D正確。故選CD。9.如圖,某同學(xué)在水平地面上先后兩次從H點拋出沙包,分別落在正前方地面Q1和Q2處。沙包的兩次運動軌跡處于同一豎直平面,且交于P點,H點正下方地面處設(shè)為O點。已知兩次運動軌跡的最高點離地高度均為3.2m,OH=1.4m,OQ1=8.4m,OQ2=9.8m,沙包質(zhì)量為0.2kg,忽略空氣阻力,重力加速度大小取10m/s2,則沙包(BD)A.第一次運動過程中上升與下降時間之比為eq\r(7)∶4B.第一次經(jīng)P點時的機械能比第二次的小1.3JC.第一次和第二次落地前瞬間的動能之比為72∶85D.第一次拋出時速度方向與落地前瞬間速度方向的夾角比第二次的大【解析】沙包從拋出到最高點的運動可視為平拋運動的“逆運動”,則可得第一次拋出上升的高度為h1=3.2m-1.4m=1.8m。上升時間為t上1=eq\r(\f(2h1,g))=0.6s。最高點距水平地面高為h0=3.2m,故下降的時間為t下1=eq\r(\f(2h0,g))=0.8s,故一次拋出上升時間,下降時間比值為3∶4,故A錯誤;兩條軌跡最高點等高、沙包拋出的位置相同,故可知兩次從拋出到落地的時間相等為t=t上1+t下1=1.4s。故可得第一次,第二次拋出時水平方向的分速度分別為vx1=eq\f(OQ1,t)=6m/s,vx2=eq\f(OQ2,t)=7m/s。由于兩條軌跡最高點等高,故拋出時豎直方向的分速度也相等,為vy=gt上1=6m/s。由于沙包在空中運動過程中只受重力,機械能守恒,故第一次過P點比第二次機械能少ΔE=eq\f(1,2)m(eq\r(veq\o\al(2,x2)+veq\o\al(2,y)))2-eq\f(1,2)m(eq\r(veq\o\al(2,x1)+veq\o\al(2,y)))2=1.3J。從拋出到落地瞬間根據(jù)動能定理可得Ek1=Ek01+mghOH=eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(veq\o\al(2,x1)+veq\o\al(2,y)))+mghOH=10J,Ek2=Ek02+mghOH=eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(veq\o\al(2,x2)+veq\o\al(2,y)))+mghOH=11.3J,則故落地瞬間,第一次,第二次動能之比為100∶113,故B正確,C錯誤;根據(jù)前面分析可知兩次拋出時豎直方向的分速度相同,兩次落地時物體在豎直方向的分速度也相同,由于第一次的水平分速度較小,物體在水平方向速度不變,故可知第一次拋出時速度與水平方向的夾角較大,第一次落地時速度與水平方向的夾角也較大,故可知第一次拋出時速度方向與落地瞬間速度方向夾角比第二次大,故D正確。故選BD。10.在相互平行且足夠長的兩根水平光滑的硬桿上,穿著三個半徑相同的剛性球A、B、C,如圖所示。三球的質(zhì)量分別為mA=1kg、mB=2kg、mC=6kg,初狀態(tài)B、C球之間連著一根輕質(zhì)彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài),B、C連線與桿垂直并且彈簧剛好處于原長狀態(tài),A球以v0=18m/s的速度向左運動,與同一桿上的B球碰撞后粘在一起(作用時間極短),則下列判斷正確的是(AC)A.A球與B球碰撞中損耗的機械能為108JB.在以后的運動過程中,彈簧形變量最大時C球的速度最大C.在以后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能為36JD.在以后的運動過程中,B球的最小速度為2m/s【解析】A、B碰撞的過程中,滿足動量守恒mAv0=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))v1。解得v1=6m/s,A球與B球碰撞中損耗的機械能ΔE=eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,0)-eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))veq\o\al(2,1)=108J,A正確;彈簧再次恢復(fù)原長時C球速度最大,B錯誤;在以后的運動過程中,AB的組合體與C的速度相等時,彈性勢能最大,根據(jù)動量守恒eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))v1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB+mC))v2。解得v2=2m/s,最大彈性勢能Ep=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))veq\o\al(2,1)-eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB+mC))veq\o\al(2,2),解得Ep=36J,C正確;當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長時,根據(jù)動量守恒和能量守恒可知eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB+mC))v2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))v3+mCv4,eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB+mC))veq\o\al(2,2)+Ep=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mA+mB))veq\o\al(2,3)+eq\f(1,2)mCveq\o\al(2,4)。解得v3=-2m/s,v4=4m/s。此時B反向速度最大,而B由于速度由正向到反向,因此最小速度為零,D錯誤。故選AC。第Ⅰ卷答題卡題號12345678910答案ADBDBCABCDBDAC第Ⅱ卷三、非選擇題(本題共5個小題,共56分)11.(6分,每空2分)利用圖甲裝置驗證動量守恒定律,將鋼球a用細(xì)線懸掛于O點,鋼球b放在離地面高度為H=0.80m的支柱上,O點到a球球心的距離為L=0.20m。將a球拉至懸線與豎直線夾角為α,由靜止釋放后擺到最低點時恰與b球正碰,碰撞后a球運動到豎直線夾角β處,b球落到地面上,測出b球的水平位移s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(1)改變α角的大小,多次實驗,發(fā)現(xiàn)鋼球a、b碰撞過程不僅動量守恒,機械能也守恒,得到s2-cosα的關(guān)系圖線如圖乙,則鋼球a、b的質(zhì)量之比eq\f(ma,mb)=__3.0__。(保留2位有效數(shù)字)(2)若在鋼球b的被碰位置貼一小塊棉布,依然將a球拉至懸線與豎直線夾角為α由靜止釋放,增大的物理量是__BD__。A.碰后b球的水平位移sB.碰后a再次到達(dá)最高點的夾角βC.碰撞過程中系統(tǒng)的總動量D.碰撞過程中系統(tǒng)動能的損失(3)某同學(xué)觀察到,在臺球桌面上,臺球m以初速度v0和靜止的球M發(fā)生斜碰時,碰后兩球的速度方向?qū)⒉辉谕恢本€上,如圖乙所示。已知兩球大小相同,質(zhì)量相等,若兩球碰撞過程無能量損失,碰后兩球速度方向與初速度的夾角分別為α和β,則α和β滿足的關(guān)系為__α+β=90°__。【解析】(1)選取向左為正方向,碰撞過程中動量守恒和機械能守恒,則有mav0=mava+mbvb①eq\f(1,2)maveq\o\al(2,0)=eq\f(1,2)maveq\o\al(2,a)+eq\f(1,2)mbveq\o\al(2,b)聯(lián)立解得vb=eq\f(2ma,ma+mb)·v0②當(dāng)α=90°時,cosα=0,則v0=eq\r(2gL)=2m/s③由乙圖可知,cosα=0時有s2=1.44m2④b做平拋運動,則vb=seq\r(\f(g,2H))⑤代入數(shù)據(jù)得vb=3m/s⑥將③⑥代入②可得eq\f(ma,mb)=3.0(2)碰撞過程中,動量守恒,兩球作用的時間變長,b球獲得的速度變小,則碰撞后b球水平位移減小,a球碰后速度較之前變大,則碰后夾角β變大,A錯誤,B正確;若在鋼球b的被碰位置貼一小塊棉布,依然將a球拉至懸線與豎直線夾角為α由靜止釋放,碰撞過程中,動量守恒,碰撞過程中系統(tǒng)總動量不變,C錯誤;貼一小塊棉布后,碰撞過程中,動量守恒,碰撞過程中系統(tǒng)總動量不變,系統(tǒng)動能損失變大,D正確。故選BD。(3)設(shè)兩球的質(zhì)量均為m,在v0方向與垂直v0方向上由動量守恒定律可得mv0=mv′cosα+mvcosβ,mv′sinα=mvsinβ又由能量守恒得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)=eq\f(1,2)mv′2+eq\f(1,2)mv2結(jié)合以上三式可得coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+β))=0即α+β=90°12.(8分,每空2分)為測定某種材料的電阻率,設(shè)計如下實驗:圖(乙)為測量原理電路圖,R1、R2是由長度相同、表面涂有絕緣膜(厚度不計)的電阻絲并排緊密繞制在同一根圓柱形絕緣陶瓷棒上的螺旋電阻(圖甲),R1材料電阻率為ρ,R2由待測材料制成,R0為滑動變阻器,V1、V2為已知量程的電壓表。請回答下列問題:(1)在閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應(yīng)滑到__左端__(選填“左端”或“右端”)。(2)測得R1的螺旋長度為l1,R2的螺旋長度為l2,兩電阻的匝數(shù)相同,則制成電阻R1與R2的電阻絲的橫截面積之比為__leq\o\al(2,1)∶leq\o\al(2,2)__。(3)某次測量中V1、V2表的示數(shù)分別為U1、U2,則待測電阻絲的電阻率ρ′=__eq\f(U2leq\o\al(2,2)ρ,U1leq\o\al(2,1))__(用U1、U2、l1、l2、ρ表示)。(4)考慮V1、V2表的內(nèi)阻對實驗誤差的影響,在電路中加了一個靈敏電流計G(圖丙)來判斷。閉合開關(guān),靈敏電流計中有從a向b的微小電流,則(3)中測量結(jié)果相對于真實值__偏小__(選填“偏大”“不變”或“偏小”)?!窘馕觥?1)在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器全部接入電路,保證電路接通時電路電流最小,電路安全,故滑到左端。(2)根據(jù)題意可得l1=ND1,l2=ND2,而S與直徑的平方成正比,故橫截面積之比為leq\o\al(2,1)∶leq\o\al(2,2)。(3)根據(jù)歐姆定律R=eq\f(U,I)可知,eq\f(R1,R2)=eq\f(U1,U2),根據(jù)電阻定律R=ρeq\f(L,S)聯(lián)立可得待測材料電阻率為ρ′=eq\f(U2·leq\o\al(2,2)ρ,U1·leq\o\al(2,1))(4)由a向b的微小電流可得eq\f(R1,R2)<eq\f(U1,U2)由此可知,測量結(jié)果相對于真實值偏小。13.(10分)在平面直角坐標(biāo)系中x軸上有一振源,產(chǎn)生的簡諧波沿x軸傳播,A、B是x軸上的兩個質(zhì)點,從質(zhì)點A第一次達(dá)到波峰開始計時,A、B兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖甲、乙所示,已知A、B平衡位置間距離為2m,且滿足B點在A點的右側(cè),已知A點的橫坐標(biāo)為x=1m,該簡諧波的波長λ大于AB間距,t=0時波源位于平衡位置,波源起振方向豎直向上。(1)求該簡諧波的波速;(2)若波源在原點,求坐標(biāo)軸上x>0的各點的波動方程。(波動方程:寫出x軸上各質(zhì)點偏離平衡位置的位移y與x、t的關(guān)系)【解析】(1)由振動圖像可知,該簡諧波的周期為T=4s;由于A、B兩質(zhì)點間的距離小于波長。①當(dāng)波源在A的左側(cè)時,t=0時刻A、B間的波動圖像如圖1所示。由此可知ΔxAB=eq\f(1,4)λ1=2m,求得λ1=8m,即波速為v1=eq\f(λ1,T)=2m/s(3分)②當(dāng)波源在B的右側(cè)時,t=0時刻A、B間的波動圖像如圖2所示由此可知ΔxAB=eq\f(3,4)λ2=2m,求得λ2=eq\f(8,3)m,即波速為v2=eq\f(λ2,T)=eq\f(2,3)m/s(2分)③當(dāng)波源在A、B之間時,t=0時刻A、B間的波動圖像如圖3所示由此可知ΔxAB=eq\f(3,4)λ3=2m,求得λ3=eq\f(8,3)m,即波速為v3=eq\f(λ3,T)=eq\f(2,3)m/s(2分)(2)當(dāng)波源在原點時,已知A點振動方程yA=Acoseq\f(2π,T)t=2coseq\f(π,2)t(cm),坐標(biāo)軸上x>0的各點的波動方程為y=Acoseq\f(2π,T)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(x-xAO,v)))=2coseq\f(π,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(x-1,2)))(cm)(3分)14.(16分)如圖,固定在地面上的木板AB和半徑為R的eq\f(1,4)圓弧槽剛好接觸,圓弧槽凹側(cè)和底面光滑,各物塊與木板上表面間動摩擦因數(shù)均為μ。圓弧槽右側(cè)通過不計質(zhì)量的細(xì)桿與一壓力傳感器相連。從A點向左,每隔l=eq\f(4R,15μ)放置一小物塊,編號依次為1、2、3、4,質(zhì)量均為m,物塊4與一勁度系數(shù)為k=eq\f(15μ2mg,4R)的彈簧(處于原長)相連,物塊4左側(cè)木板表面光滑,彈簧左端連在木板左端。圓弧槽左側(cè)空間有方向向左的勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的外表絕緣小物塊從圓弧槽頂點處無初速度釋放。已知當(dāng)彈簧形變量為x時,彈性勢能為eq\f(1,2)kx2,重力加速度為g。求:(1)帶電小物塊下滑過程壓力傳感器的最大示數(shù)Fmax;(2)若所有碰撞均為彈性碰撞,在μ>eq\f(qE,mg)的前提下,施加電場的強度E多大時才能使彈簧的最大壓縮量也為l?(3)先將1、2、3號物塊拿掉,若帶電物塊與4為完全非彈性碰撞,施加電場的強度E多大才能使彈簧的最大壓縮量也為l?【解析】(1)設(shè)滑塊與圓心連線從開始運動θ時,速度為v,則:mgRsinθ=eq\f(1,2)mv2①(1分)對滑塊受力分析,設(shè)受到支持力為FN,則FN-mgsinθ=meq\f(v2,R)②(1分)由牛頓第三定律圓弧槽受到壓力大小為FN,對圓弧槽受力分析,設(shè)壓力傳感器讀數(shù)為F,則F=FNcosθ③(1分)由①②③得:F=3mgsinθcosθ=eq\f(3,2)mgsin2θ當(dāng)θ=eq\f(π,4)時F取最大值:Fmax=eq\f(3,2)mg(1分)(2)設(shè)帶電滑塊從A端滑上木板時速度為v0,則mgR=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)④(1分)設(shè)帶電滑塊與1號物塊碰撞前速度為v1,有:-(μmg-qE)l=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)⑤(1分)由于μ>eq\f(qE,mg)則qE<μm

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