2024屆湖南省長(zhǎng)沙市某中學(xué)高三年級(jí)下冊(cè)一模物理試題（含答案與解析）

絕密★啟用前

大聯(lián)考長(zhǎng)郡中學(xué)2024屆模擬試卷（一）

物理

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在本試卷和答題卡上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改

動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在

本試卷上無(wú)效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一項(xiàng)符合題目要求）

I.日本政府1月13日正式?jīng)Q定,東福島第一核電站核廢水將干今年春開始排入大海，此行為格對(duì)周i力國(guó)

家海洋環(huán)境和公眾健康造成極大影響。核廢水中包含的碘129的半衰期達(dá)到了1570萬(wàn)年，其核反應(yīng)方程為

129j_.129y.Y

Ae+A

531f54o下列說(shuō)法正碓的是（

A.大量的X粒子形成了夕射線，能夠輕松穿透幾厘米厚的鉛板

B.碘129原子核的質(zhì)最大于流129原子核和X粒子的總質(zhì)審

C.核廢水進(jìn)入海水后溫度降低，會(huì)延長(zhǎng)碘129的半衰期

D.半衰期不會(huì)隨溫度發(fā)生改變，1（X）個(gè)碘129原子在1570萬(wàn)年后有50個(gè)未發(fā)生衰變

2.如圖所示，小球懸掛在箱子頂端的拉力傳感器上，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L(zhǎng),當(dāng)箱子沿豎直方向做變速

運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的示數(shù)會(huì)變大或者變小，當(dāng)箱子的加速度向上為〃時(shí)，可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)?/p>

g'=g+〃，當(dāng)箱子的加速度向下為。時(shí)，可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)?小球好像處在一個(gè)重

力加速度為g'的環(huán)境里，可把這個(gè)短稱為等效重力加速度。下列說(shuō)法正確的是（）

找力傳感器

A.當(dāng)箱子向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，等效重力加速度g'大于重力加速度g

B.當(dāng)箱子向上的加速度等于取時(shí)，且小球做單擺運(yùn)動(dòng)（最大擺角小于5。），則小球的運(yùn)動(dòng)周期為

C.當(dāng)箱子向上的加速度等于3g時(shí)，同時(shí)小球在箱子中做單擺運(yùn)動(dòng)（最大擺角小于5。），則運(yùn)動(dòng)過(guò)程小球

的機(jī)械能守恒

D.拉力傳感器的示數(shù)/與小球的重力〃織的合力與小球的質(zhì)量冽之比等于等效重力加速度

3.降噪耳機(jī)的原理是在耳機(jī)內(nèi)設(shè)有麥克風(fēng)，用來(lái)采集周圍環(huán)境中的噪聲信號(hào)，在此基礎(chǔ).上耳機(jī)處理器能夠

預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的噪聲并產(chǎn)生相應(yīng)的抑噪信號(hào)再由耳機(jī)放出，可以有效降低噪音。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該降噪原理是聲波的多普勒效應(yīng)

B.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)頻率可能不同

C.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)振幅相同，降噪效果最好

D.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)在相遇點(diǎn)相位相同，降噪效果最好

4.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的雙星系統(tǒng)。雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的恒星組成，在相互之間的萬(wàn)有

引力作用下，繞連線上的一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某雙星系統(tǒng)由甲、乙兩顆恒星組成，甲、乙兩顆

恒星的質(zhì)量分別為犯、m2,且叫＞〃?2。它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，萬(wàn)有引力常量為G。關(guān)于雙星

系統(tǒng)的下列說(shuō)法正確的是（）

A.恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

B.恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度

C.雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的速率之和匕+匕=小（見(jiàn)丁2）

D.雙星之間的距離廠=』G叫+嗎）

V4%2

5.范德格拉夫起電機(jī)可為加速離子提供高電壓，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，大金屬球殼由絕緣五柱支持著，

球殼內(nèi)壁接電刷F左端，當(dāng)帶正電傳送帶（橡膠布做成）經(jīng)過(guò)電刷F的近旁時(shí)，電刷F便將電荷傳送給與

它相接的導(dǎo)體球殼上，使球殼電勢(shì)不斷升高。關(guān)于這個(gè)起電機(jī)，以下說(shuō)法正確的有（）

金屬球殼

A.電刷F與傳送帶之間是摩擦起電

B.把電刷F放于金屬球殼內(nèi)部，主要是出于安全考慮

C.工作中，電刷F的右端感應(yīng)出負(fù)電荷，但它的電勢(shì)不斷升高

D.傳送帶不運(yùn)動(dòng)，金屬球殼上的電荷量也能不斷增多

6.如圖為特殊材料薄板，電阻可視為零，質(zhì)量為0.99kg,厚度為k1mm,前后兩個(gè)側(cè)面是邊長(zhǎng)為/=lm的

正方形。當(dāng)在整個(gè)空間加上方向水平且平行于正方形側(cè)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為100T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，薄板

自由下落在垂直于側(cè)面方向形成電流L使得薄板的加速度相比自由落體時(shí)減小了百分之一，兩側(cè)面積聚

電荷可以看成電容器，其電容值為C,薄板下落過(guò)程中始終保持豎直，且不計(jì)空氣阻力，重力加速度取

10m/s2o則下列選項(xiàng)正確的是（）

A.薄板下落過(guò)程中形成后側(cè)面流向前側(cè)面的電流

B.薄板下落過(guò)程前后兩個(gè)側(cè)面的電荷不斷增加直到達(dá)到某個(gè)最大值

C.薄板減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為薄板的動(dòng)能

D.電流/等于0.99A,電容器的電容為1F

二、選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部

選對(duì)得5分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)或不選得。分）

7.中醫(yī)拔火罐的物理原理是利用火罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體上、如圖所示是治療時(shí)常用的一種火

罐，使用時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速將罐口按到皮膚上，降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部，從而吸附在

皮膚上、某次使用時(shí)，先將氣體由300K加熱到400K,然后將罐口按在皮膚上，當(dāng)罐內(nèi)氣體的溫度降至

300K時(shí)，由于皮膚凸起，罐內(nèi)氣體體積變?yōu)楣奕莘e的丁，以下說(shuō)法正確的是（）

火罐

3

A.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的一

4

B.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的;2

3

C.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一

4

4

D.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一

5

8.如圖所示，傾角為。=30。的足夠長(zhǎng)的光滑斜面體固定在水平地面上，底端附近垂直斜面固定一擋板，

小物塊甲、乙用輕彈簧拴接后置于斜面上，甲的質(zhì)量為〃人初始靜止時(shí)，彈簧壓縮量為乩某時(shí)刻在甲上

施加?沿斜面向上的恒力產(chǎn)二〃取,當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)將恒力撤去，甲到最高點(diǎn)時(shí)乙剛要離開擋

板。已知彈簧的彈性勢(shì)能為4左為勁度系數(shù)，X為形變量，重力加速度為g,彈簧始終在彈性

限度以內(nèi)。則（）

B.甲運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速大小為g

C.小物塊乙的質(zhì)量為

9

D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為一mgd

4

9.在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:4,R=2Q,4的阻值變化范圍為

0~24。，小b兩端接電壓有效值恒為6V的正弦交流電源。下列說(shuō)法正確的是（)

A.若與接入電路的阻值為16C,則通過(guò)R1的電流為2A

B.若R2接入電路的阻值為16C,則R?的熱功率為2W

C.若向上移動(dòng)滑片P,則理想交流電壓表V的示數(shù)變大

D.若向下移動(dòng)滑片P,則&的熱功率變大

10.如圖所示，裝置由平行板電容器1和平行板電容器2及一勻速轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒組成，圓筒軸線與平行板電

容器2中心軸線OO'垂直，。'為圓筒豎直線A3的中點(diǎn)。平行板電容器1有加速電壓a=200V,平行

板電容器2兩板間距4=8cm,板長(zhǎng)/=20cm,其兩板間電壓為正弦交流電=40sinl0f（V）,圓筒距平行

板電容器2的最右端10cm,圓筒半徑l5cm,高度4=2（）cm,以角速度3=10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，粒子源從

靠近加速電場(chǎng)的A板附近源源不斷地?zé)o初速度放出帶正電粒子〔重力不計(jì)），從平行板2的中心軸進(jìn)入，

粒子打到圓筒上會(huì)留下痕跡，把圓筒展開后痕跡的圖像可能是（）

三、填空題（本題共2小題，共16分）

11.探究物體加速度與所受合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（1）調(diào)整長(zhǎng)木板傾角進(jìn)行阻力補(bǔ)償，使小車恰好沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)。

（2）保持長(zhǎng)木板的傾角不變，繩子下端只掛一個(gè)鉤碼，將小車移近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源然后釋放小

車，小車沿長(zhǎng)木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到一條紙帶如圖所示，A、B、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn),

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。利用刻度尺測(cè)量得到玉=2.19cm,

x2=2.76cm,=3.35cm,玉=3.93cm,毛=4.58cm,冗=5.20cm。通過(guò)紙帶求得小車加速度

大小為m/s2.（保留2位有效數(shù)字）

（3）某同學(xué)在研究加速度與物體受力之間的關(guān)系時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，他用無(wú)線力傳感器來(lái)測(cè)量小車受到

的拉力。如圖所示，他將無(wú)線力傳感器和小車固定在一起，將系著小桶的細(xì)繩系在傳感器的掛鉤上，調(diào)整

細(xì)繩方向與木板平行。

請(qǐng)判斷在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中以下步驟是否還有必要（選填“有必要”或“沒(méi)必要”）。

是否有必

步驟

要

調(diào)整木板傾角平衡摩擦力和其他阻力—

控制砂和桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于/.、車和車內(nèi)跌碼的總質(zhì)

—

量

12.某些固體材料受到外力作用后，除了產(chǎn)生形變，其電阻率也會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“壓阻效

應(yīng)”。已知某壓敏電阻凡的阻值變化范圍約為60?400Q,某實(shí)驗(yàn)小組在室溫下用伏安法探究該電阻阻

值人隨壓力/變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材可供選擇：

A.壓敏電阻，無(wú)壓力時(shí)阻值為400C；

B.直流電源，電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)；

C.電壓表V],量程0~3V,內(nèi)阻為3kQ；

D.電流表A1，量程為0~0.6A,內(nèi)阻忽略不計(jì)；

E.電流表A?,量程為0?100mA,內(nèi)阻忽略不計(jì);

F.定值電阻A=3kQ；

G.定值電阻R2=12kQ；

H.滑動(dòng)變阻/R,最大電阻值約為50Q；

I.開關(guān)與導(dǎo)線若干。

（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,其中電流表應(yīng)選擇,定值電阻應(yīng)選擇

（選填實(shí)驗(yàn)器材前序號(hào)）。

（2）請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整。

（3）某次壓力測(cè)試，在電阻R*上施加力凡閉合開關(guān)S,測(cè)得兩個(gè)電表的讀數(shù)分別為U=2.IOV和

/=42.0mA,則壓敏電阻阻值凡二_____C。（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（4）改變尸的大小，測(cè)得不同的R?值，繪成圖像如圖丙所示。按圖甲實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻

器使電壓表保持滿偏，在電阻凡?上施加力F,當(dāng)電流表滿偏時(shí)，壓力廣為No（計(jì)算結(jié)果保留3位

有效數(shù)字）

四、計(jì)算題（本題共3小題，其中第13題10分，第14題14分，第15題16分，共40分。

寫出必要的推理過(guò)程，僅有結(jié)果不得分）

13.隨著5G、智能車以及算力需求等爆發(fā)，有著“電子產(chǎn)品之母”之稱的電子級(jí)特種樹脂高速化發(fā)展。如

圖所示為一電子產(chǎn)品取下的半徑為R的半球形電子級(jí)特種樹脂，球心為。點(diǎn)，A點(diǎn)為R半球面的頂點(diǎn)，且

滿足A0與底面垂直。一束單色光平行于A。射向半球面的8點(diǎn)，折射后在底面。點(diǎn)（圖中未畫出）處恰好

發(fā)生全反射，已知透明樹脂的折射率為〃=g,求：

（1）6點(diǎn)處入射角正切值；

（2）該束光在樹脂中從B點(diǎn)傳播到。點(diǎn)所用的時(shí)間。

14.微觀粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以通過(guò)磁場(chǎng)、電場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖所示，寬度為L(zhǎng)的豎直條形區(qū)域I內(nèi)存在方向

垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為笈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為L(zhǎng)的豎直條形區(qū)域H內(nèi)存在方向豎直向下的勻強(qiáng)

電場(chǎng)。一質(zhì)量為〃?、電荷量為+9的帶電粒子，以初速度％=久外從區(qū)域I左邊界上。點(diǎn)水平向右垂直射

m

入磁場(chǎng)，從區(qū)域I右邊界上的。點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入?yún)^(qū)域II,最終從區(qū)域H右邊界水平向右射出。不計(jì)粒

子的重力。

（1）求區(qū)域II勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度石的大??；

（2）若僅調(diào)整區(qū)域n的寬度，使粒子從與尸點(diǎn)等高的。點(diǎn)（圖中未畫出）離開區(qū)域n,求粒子在區(qū)域I、

II中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；

（3）若在區(qū)域【I再加一個(gè)垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)整區(qū)域I【的寬度，使粒子

仍能從區(qū)域II右邊界水平射出，求該情況下區(qū)域II的寬度。

15.質(zhì)量為M,半徑為”的半球靜止地放置在光滑水平地面上，具表面也是光滑的。半球頂端放的?質(zhì)量

為用的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），開始時(shí)兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。小滑塊在外界的微小擾動(dòng)下從靜止開始自

由下滑，小滑塊的位置用其和球心連線與豎直方向夾角e表示。已知重力加速度為以

（1）若半球在外力作用下始終保持靜止，求當(dāng)半球?qū)π』瑝K支痔力等于滑塊重力一半時(shí)對(duì)應(yīng)角度的余弦

值cos0；

（2）若半球可在水平面內(nèi)自由滑動(dòng)，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小物塊脫離半球時(shí)對(duì)應(yīng)角度為。=37。，已知cos37*0.8,

sin37°=0.6,試求：

M

①半球與小滑塊質(zhì)量之比一；

m

②如下圖所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間無(wú)限小時(shí)，曲線運(yùn)動(dòng)可以看成圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)圓稱為曲率圓，其半徑稱為曲率

半徑夕，即把整條曲線用一系列不同曲率半徑的小圓弧替代。求小滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線在其脫離半球時(shí)對(duì)

應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑（答案可用分?jǐn)?shù)表示）。

參考答案

一、選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一項(xiàng)符合題目要求）

1.日本政府1月13日正式?jīng)Q定，東福島第一核電站核廢水將于今年春開始排入大海，此行為將對(duì)周邊國(guó)

家海洋環(huán)境和公眾健康造成極大影響。核廢水中包含的碘129的半衰期達(dá)到了1570萬(wàn)年，其核反應(yīng)方程為

?叫一129Y,Y

Ae+A

531f540下列說(shuō)法正確的是（）

A.大量的X粒子形成了夕射線，能夠輕松穿透幾厘米厚的鉛板

B.碘129原子核的質(zhì)量大于敬129原子核和X粒子的總質(zhì)量

C.核廢水進(jìn)入海水后溫度降低，會(huì)延長(zhǎng)碘129的半衰期

D.半衰期不會(huì)隨溫度發(fā)生改變，100個(gè)碘129原子在1570萬(wàn)年后有50個(gè)未發(fā)生衰變

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X為尸粒子，穿透性較強(qiáng)，但不能輕松穿透幾厘米厚的鉛板，

故A錯(cuò)誤；

B.由于衰變過(guò)程中有質(zhì)量虧損，所以碘129原子核的質(zhì)量大于值129原子核和X粒子的總質(zhì)量，故B正

確；

C.半衰期不會(huì)受外界環(huán)境的影響而改變，故c錯(cuò)誤；

D.半衰期是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，100個(gè)碘129原子在1570萬(wàn)年后不一定還有50個(gè)未發(fā)生衰變，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.如圖所示，小球懸掛在箱子頂端的拉力傳感器上，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L(zhǎng),當(dāng)箱子沿豎直方向做變速

運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的示數(shù)會(huì)變大或者變小，當(dāng)箱子的加速度向上為。時(shí)，可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)?/p>

當(dāng)箱子的加速度向下為，時(shí)，可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)?=小球好像處在一個(gè)重

力加速度為夕的環(huán)境里，可把這個(gè)景稱為等效重力加速度。下列說(shuō)法正確的是（)

拉力傳感器

A.當(dāng)箱子向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，等效重力加速度g'大十重力加速度g

B.當(dāng)箱子向上的加速度等于％時(shí)，且小球做單擺運(yùn)動(dòng)（最大擺角小于5。），則小球的運(yùn)動(dòng)周期為

C.當(dāng)箱子向上的加速度等于3g時(shí)，同時(shí)小球在箱子中做單擺運(yùn)動(dòng)（最大擺角小于5。），則運(yùn)動(dòng)過(guò)程小球

的機(jī)械能守恒

D.拉力傳感器的示數(shù)尸與小球的重力的合力與小球的質(zhì)量冽之比等于等效重力加速度

【答案】B

【解析】

【詳解】A.當(dāng)小球向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度向下，等效重力加速度g'小于重力加速度g,故A錯(cuò)誤;

B.當(dāng)小球向上的加速度等于3身時(shí)，由

g'=g+a

可得

單擺的周期公式

故B正確;

C.由于小球一直向上加速，則機(jī)械能一直在增加，故C錯(cuò)誤;

D.由牛頓第二定律可知

mg-F=ma或尸一mg=ma

即

PF

一二g—4"或一=g+〃=g'

m

則拉力傳感器的示數(shù)/與小球的質(zhì)量〃?之比等于等效重力加速度，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.降噪耳機(jī)的原理是在耳機(jī)內(nèi)設(shè)有麥克風(fēng)，用來(lái)采集周圍環(huán)境中的噪聲信號(hào)，在此基礎(chǔ)上耳機(jī)處理器能夠

預(yù)測(cè)下??時(shí)刻的噪聲并產(chǎn)生相應(yīng)的抑噪信號(hào)再由耳機(jī)放出，可以有效降低噪音。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該降噪原理是聲波的多普勒效應(yīng)

B.抑噪信號(hào)與噪?&信號(hào)頻率可能不同

C.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)振幅相同，降噪效果最好

D.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)在相遇點(diǎn)相位相同，降噪效果最好

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.主動(dòng)降噪耳機(jī)是根據(jù)波的干涉條件，抵消聲波與噪聲的振幅、頻率相同，相位相反，疊加后

才能相互抵消來(lái)實(shí)現(xiàn)降噪的，故AB錯(cuò)誤；

C.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)振幅相同，相互抵消，降噪效果最好，故C正確；

D.抑噪信號(hào)與噪音信號(hào)在相遇點(diǎn)相位相反，降噪效果最好，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的雙星系統(tǒng)。雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的恒星組成，在相互之間的萬(wàn)有

引力作用下，繞連線上的一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某雙星系統(tǒng)由甲、乙兩顆恒星組成，甲、乙兩顆

恒星的質(zhì)量分別為〃?1、加2,且町＞〃4。它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為。萬(wàn)有引力常量為G。關(guān)于雙星

系統(tǒng)的下列說(shuō)法正確的是（)

A.恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

B.恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度

C.雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的速率之和V1+v2=（班;色）

D.雙星之間的距離廠=?GL（碼+色）

V4%2

【答案】D

【解析】

【詳解】A.兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)

G,"=仍6r4=in2Grr?

可得

m2弓

因叫>m2,則

r\<r2

則恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)口=4"可知恒星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于恒星乙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

CD.根據(jù)

「m,2

G—^=a）4

G詈=。為

相加得

JG（S+嗎）_JGT2（/+,荷

~V-"V4P

雙星.做圓周運(yùn)動(dòng)的速率之和

匕+匕=@一='J2>I^G/（州+嗎?）

選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。

故選D。

5.范德格拉夫起電機(jī)可為加速離子提供高電壓，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，大金屬球殼由絕緣支柱支持著，

球殼內(nèi)壁接電刷F的左端，當(dāng)帶正電傳送帶（橡膠布做成）經(jīng)過(guò)電刷F的近旁時(shí)，電刷F便籽電荷傳送給

與它相接的導(dǎo)體球殼上，使球殼電勢(shì)不斷升高。關(guān)于這個(gè)起電機(jī)，以下說(shuō)法正確的有（）

A.電刷F與傳送帶之間是摩擦起電

B.把電刷F放十金屬球殼內(nèi)部，主要是出十安全考慮

C.工作中，電刷F的右端感應(yīng)出負(fù)電荷，但它的電勢(shì)不斷升高

D.傳送帶不運(yùn)動(dòng)，金屬球殼上的電荷量也能不斷增多

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由于帶正電傳送帶（橡膠布做成）經(jīng)過(guò)電刷F的近旁時(shí)，電刷F便將電荷傳送給與它相接的

導(dǎo)體球殼上，兩者沒(méi)有接觸，可知電刷F與傳送帶之間是感應(yīng)起電，A錯(cuò)誤；

B.把電刷F放于金屬球殼內(nèi)部，主要考慮到當(dāng)帶電的物體接觸金屬容器內(nèi)側(cè)時(shí)，由于靜電平衡，容器將獲

得所有電荷，并且使物體成為電中性，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)靜電感應(yīng)的“近異遠(yuǎn)同”規(guī)律可知，工作中，帶正電傳送帶（橡膠布做成）經(jīng)過(guò)電刷F的近旁時(shí),

電刷F的右端（近端）感應(yīng)出負(fù)電荷，電刷F的左端（遠(yuǎn)端）感應(yīng)出正電荷，由于球殼內(nèi)壁接電刷F的左

端，即球殼內(nèi)壁接電刷F電勢(shì)相等，在電刷F便將正電荷不斷傳送給與它相接的導(dǎo)體球殼上，球殼電勢(shì)不

斷升高，即電刷的電勢(shì)也不斷升高，C正確；

D.電刷F的右端與傳送帶之間會(huì)發(fā)生尖端放電，若傳送帶不運(yùn)匆，尖端放電結(jié)束后，不會(huì)再發(fā)生感應(yīng)起電，

只有傳送帶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷地通過(guò)尖端放電，才能夠金屬球克上的電荷量不斷增多，即傳送帶不運(yùn)動(dòng)，

金屬球殼上的電荷量不能不斷增多，D錯(cuò)誤。

故選C。

6.如圖為特殊材料薄板，電阻可視為零，質(zhì)量為0.99kg,厚度為前后兩個(gè)側(cè)面是邊長(zhǎng)為的

正方形。當(dāng)在整個(gè)空間加上方向水平且平行于正方形側(cè)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為100T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，薄板

自由下落在垂直于側(cè)面方向形成電流/，使得薄板的加速度相比自由落體時(shí)減小了百分之一，兩側(cè)面積聚

電荷可以看成電容器，其電容值為C,薄板F落過(guò)程中始終保持豎直，且不計(jì)空氣阻力，重力加速度取

10m/s20則下列選項(xiàng)正確的是（）

A.薄板下落過(guò)程中形成后側(cè)面流向前側(cè)面的電流

B.薄板下落過(guò)程前后兩個(gè)側(cè)面的電荷不斷增加直到達(dá)到某個(gè)最大值

C.薄板減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為薄板的動(dòng)能

D.電流/等于0.99A,電容器的電容為1F

【答案】D

【解析】

【詳解】A.安培力豎直向上，由左手定則可知，電流方向是由前向后流的，故A錯(cuò)誤;

B.薄板的加速度恒定，所以安培力恒定，形成的電流是個(gè)恒定值，前后兩個(gè)側(cè)面的電荷量會(huì)不斷的隨著

時(shí)間均勻增加，故B錯(cuò)誤:

C.減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為薄板的動(dòng)能及電容器的電勢(shì)能，以及電容器向外輻射的電磁波的能量，故C錯(cuò)

誤;

D,薄板的加速度相比自由落體時(shí)減小了百分之一，根據(jù)牛頓第二定律可得

BId=mg

100

解得

/=0.99A

根據(jù)

——=1F

BdvBda

故D正確。

故選D。

二、選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部

選對(duì)得5分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)或不選得0分）

7.中醫(yī)拔火罐的物理原理是利用火罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體上、如圖所示是治療時(shí)常用的一種火

罐，使用時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速將罐口按到皮膚上，降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部，從而吸附在

皮膚上、某次使用時(shí)，先將氣體由300K加熱到400K,然后將罐口按在皮膚上，當(dāng)罐內(nèi)氣體的溫度降至

30。1＜時(shí)?，由于皮膚凸起，罐內(nèi)氣體體積變?yōu)楣奕莘e的與，以下說(shuō)法正確的是（）

火罐

A.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的二3

4

B.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前妁;

3

C.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一

4

4

D.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的不

【答案】AD

【解析】

【分析】應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路

（1）確定研究對(duì)象：某一部分氣體或多部分氣體組成的整體。

（2）根據(jù)力學(xué)狀態(tài)求壓強(qiáng)，根據(jù)幾何關(guān)系求體積，確定熱力學(xué)溫度，并注意單位的統(tǒng)一。

（3）確定氣體的初、末狀態(tài)的狀態(tài)參量后，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題。

（4）分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。

詳解】AB.加熱罐中氣體時(shí)，氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律有

乜匕

T「T2

解得

400〃4

30013

氣體總體積變?yōu)樵瓉?lái)的三分之四，則火罐內(nèi)氣體的密度變?yōu)樵瓉?lái)的四分之三，所以加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是

3

加熱前的一，故A正確，B錯(cuò)誤；

4

CD.罐內(nèi)氣體溫度由400K降至300K,由理想氣體狀態(tài)方程有

-3匕_匕

即

P,15P，lz

300K16°400K

解得

4

〃.產(chǎn)不〃2

4

則罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一，故C錯(cuò)誤，D正確。

5

故選ADo

8.如圖所小，傾角為。=30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面體固定在水平地面上，底端附近垂直斜面固定一擋板，

小物塊甲、乙用輕彈簧拴接后置于斜面上，甲的質(zhì)量為〃?。初始靜止時(shí)，彈簧壓縮量為應(yīng)某時(shí)刻在甲上

施加一沿斜面向上的恒力b=〃吆，當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)將恒力撤去，甲到最高點(diǎn)時(shí)乙剛要離開擋

板。已知彈簧的彈性勢(shì)能為綜=；62,k為勁度系數(shù),x為形變量，重力加速度為g,彈簧始終在彈性

限度以內(nèi)。則（）

A.甲的最大速度為,萬(wàn)8]

B.甲運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速大小為g

C.小物塊乙的質(zhì)量為2〃？

9

D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為二“gd

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.施加恒力前由平衡條件

，〃gsina=kd

解得

k4

2d

甲回到彈簧原長(zhǎng)撤去恒力時(shí)速度最大，由動(dòng)能定理得

Fd-mgdsina+=-mv2

2

其中

%=；必

解得

v=

故A錯(cuò)誤:

C.設(shè)乙剛要離開擋板時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為當(dāng)，從撤走恒力到乙剛要離開擋板的過(guò)程，對(duì)甲和彈簧由能量守

恒有

mgX[Sina+；=Fd-mgdsina+；kd2

解得

玉=d

此時(shí)乙剛好不離開擋板，則有

kx、=rngsina

得乙的質(zhì)量

m=m

故C錯(cuò)誤；

B.到達(dá)最面點(diǎn)后小物塊中沿斜面向下滑動(dòng)，設(shè)甲到最低點(diǎn)時(shí)彈簧的壓縮量為々，由能量守恒得

tng（%十%）sina+—kx^=—kx；

解得

%=3d（另一解不合題意，舍去）

對(duì)甲由牛頓第二定律有

kx2一〃7gsina=ma

解得

a=g

故B正確;

D.因?yàn)橥酰肌?，故最大彈性?shì)能

故D正確。

故選BDo

9.在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:4,6=2。,6的阻值變化范圍為

0~24C,a,〃兩端接電壓有效值恒為6V的正弦交流電源。下列說(shuō)法正確的是（）

b1（||

A.若凡接入電路的阻值為16C,則通過(guò)飛的電流為2A

B.若與接入電路的限值為16C,則&的熱功率為2W

C.若向上移動(dòng)滑片P,則理想交流電壓表V的示數(shù)變大

D.若向下移動(dòng)滑片P,則與熱功率變大

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.將變壓器與負(fù)載等效為一個(gè)定值，則等效電阻為

若R?接入電路的阻值為16C,則有

xl6Q=lQ

通過(guò)"的電流

/,=-----------=--------A=ZA

R}+R(}2+1

A正確；

B.根據(jù)電流匝數(shù)關(guān)系，通過(guò)&的電流

/,=A/(=0.5A

n2

%的熱功率

P2=CR2=4W

B錯(cuò)誤；

C,若向上移動(dòng)滑片P,&變小，通過(guò)原線圈的電流

R+R。

原線圈兩端的電壓

5/內(nèi)

副線圈兩端的電壓

/\

〃=24=241-一V

-/2+%

I16；

由干&變小，則%變小，可知1變小，即電壓表的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤;

D.理想變壓器不消耗功率，則有

(U\U2

+KP2=----0-+%/?+o2=R-........

可知若此的熱功率最大，則有

R。=凡

即有

%

R?=R

n2

解得

R,=32Q

即當(dāng)&=32Q時(shí)&的熱功率最大，由于

R2<32c

若向下移動(dòng)滑片P,R2變大，R2的熱功率變大，D正確。

故選ADo

10.如圖所示，裝置由平行板電容器I和平行板電容器2及一勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒組成，圓筒軸線與平行板電

容器2中心軸線OO'垂直，0'為圓筒豎直線的中點(diǎn)。平行板電容器1有加速電壓■=200V,平行

板電容器2兩板間距占8cm,板長(zhǎng)/=20cm,其兩板間電壓為正弦交流電&=40sinl0/（V）,圓筒距平行

板電容器2的最右端10cm,圓筒半徑x5cni,高度〃=20cm,以角速度10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，粒子源從

靠近加速電場(chǎng)的A板附近源源不斷地?zé)o初速度放出帶正電粒子〔重力不計(jì)），從平行板2的中心軸進(jìn)入，

粒子打到圓筒上會(huì)留下痕跡，把圓筒展開后痕跡的圖像可能是（）

【答案】CD

【解析】

【詳解】帶電粒子在電容器中1中由動(dòng)能定理得

由干粒子運(yùn)動(dòng)在電容器2中運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電容器兩極板電壓變化的周期，故粒子在電容器2中運(yùn)

動(dòng)過(guò)程中可認(rèn)為極板間的電壓不變，粒子在電容器2中的偏轉(zhuǎn)量

,二1U?q-

）2dmVg

代入數(shù)據(jù)

%=2.5cm

由速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)中點(diǎn)及相似三角形得，打在圓筒上偏離中心線的最遠(yuǎn)距離

故選CDo

三、填空題（本題共2小題，共16分）

11.探究物體加速度與所受合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（1）調(diào)整長(zhǎng)木板傾角進(jìn)行阻力補(bǔ)償，使小車恰好沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)。

（2）保持長(zhǎng)木板的傾角不變，繩子下端只掛一個(gè)鉤碼，將小車移近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源然后釋放小

車，小車沿長(zhǎng)木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得到一條紙帶如圖所示，4、B、C、D.E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn),

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,利用刻度尺測(cè)量得到內(nèi)=2.19cm,

x2=2.76cm,=3.35cm,玉=3.93cm,x5=4.58cm,x6=5.20cmo通過(guò)紙帶求得小車加速度

2

大小為m/so（保留2位有效數(shù)字）

（3）某同學(xué)在研究加速度與物體受力之間的關(guān)系時(shí)改進(jìn)「實(shí)驗(yàn)方案，他用無(wú)線力傳感器來(lái)測(cè)量小車受到

的拉力。如圖所示，他將無(wú)線力傳感器和小車固定在一起，將系著小桶的細(xì)繩系在傳感器的掛鉤上，調(diào)整

細(xì)繩方向與木板平行。

請(qǐng)判斷在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中以下步驟是否還有必要（選填“有必要”或“沒(méi)必要”）o

是否有必

步驟

要

調(diào)整木板傾角平衡摩擦力和其他阻力—

控制砂和桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)祛碼的總質(zhì)

—

量

【答案】0.0.60②.有必要③.沒(méi)必要

【解析】

【詳解】（2）[1]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為

T=5x0.02s=0.Is

根據(jù)逐差法可得，小車加速度大小為

XDG一/。_(3.93+4.58+5.20-2.19-2.76-3.35)x10-2

m/s2?0.60m/s2

9T29x0/2

（3）[2]要使拉力等于小車受到的合力，必須平衡摩擦力，即改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后有必要調(diào)整木板傾角平衡摩擦力和

其他阻力。

⑶用無(wú)線力傳感器來(lái)測(cè)量小車受到的拉力時(shí),力傳感器可以讀出繩的拉力，則沒(méi)必要控制砂和桶的總質(zhì)量應(yīng)

遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)祛碼的總質(zhì)量。

12.某些固體材料受到外力作用后，除了產(chǎn)生形變，其電阻率也會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“壓阻效

應(yīng)”。已知某壓敏電阻凡的阻值變化范圍約為60?400C,某實(shí)驗(yàn)小組在室溫下用伏安法探究該電阻阻

值段隨壓力產(chǎn)變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材可供選擇:

A.壓敏電阻，無(wú)壓力時(shí)阻值為400C：

B.直流電源，電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì);

C.電壓表V「量程為0?3V,內(nèi)住為3kC；

D.電流表A1，量程為0~0.6A,內(nèi)阻忽略不計(jì);

E.電流表A?,量程為0~100mA,內(nèi)阻忽略不計(jì):

F.定值電阻6=3kQ：

G.定值電阻R?=12kQ；

H.滑動(dòng)變阻器R,最大電阻值約為50Q；

L開關(guān)與導(dǎo)線若干。

(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路原理圖，其中電流表應(yīng)選擇,定值電阻應(yīng)選擇

(選填實(shí)驗(yàn)器材前序號(hào))。

(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整

(3)某次壓力測(cè)試，在電阻凡上施加力凡閉合開關(guān)S,測(cè)得兩個(gè)電表的讀數(shù)分別為U=2.IOV和

/=42.0mA,則壓敏電阻阻值凡=Qo(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(4)改變尸的大小，測(cè)得不同的R?值，繪成圖像如圖丙所示。按圖甲實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻

器使電壓表保持滿偏.在電阻R,上施加力立當(dāng)電流表滿偏時(shí)，壓力廣為N。(計(jì)算結(jié)果保留3位

有效數(shù)字)

【答案】⑴①.E②.F

(3)100

(4)189

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

⑴(阻值變化范圍從6()。到400Q,流經(jīng)電流表的電流大概在幾十亳安，故電流表選E

⑵串聯(lián)定值電阻，相當(dāng)于擴(kuò)大電壓表量程，擴(kuò)大到6V即可，電壓表內(nèi)阻為3kQ,定值電阻選F

【小問(wèn)2詳解】

如圖所示

小問(wèn)3詳解】

根據(jù)歐姆定律可得

/?=—=10()Q

xI

【小問(wèn)4詳解】

由圖丙可得，圖線斜率絕對(duì)值為

400-0

k=Q/N=1.8C/N

220-0

電壓表滿偏時(shí)，有

R=2U=2x3

Q=60。

「一丁―100x10-3

則

尸二處、89N

四、計(jì)算題（本題共3小題，其中第13題10分，第14題14分，第15題16分，共40分。

寫出必要的推理過(guò)程，僅有結(jié)果不得分）

13.隨著5G、智能車以及算力需求等爆發(fā)，有著“電子產(chǎn)品之母”之稱電子級(jí)特種樹脂高速化發(fā)展。如

圖所示為一電子產(chǎn)品取下的半徑為R的半球形電子級(jí)特種樹脂，球心為O點(diǎn)，A點(diǎn)為K半球面的頂點(diǎn)，且

滿足AO與底面垂直。一束單色光平行于AO射向半球面的5點(diǎn)，折射后在底面。點(diǎn)（圖中未畫出〉處恰好

發(fā)生全反射，已知透明樹脂的折射率為〃,求:

（1）8點(diǎn)處入射角的正切值;

（2）該束光在樹脂中從B點(diǎn)傳播到D點(diǎn)所用的時(shí)間。

【答案】（1）3；（2）,MR

24c

【解析】

【詳解】（1）作出該束光的光路圖如圖所示

sin。

n=---：-------T

sin(<9-C)

其中C為臨界角，則有

n

解得

tan8=3

（2）該束光在樹脂中的光速大小為

n

由幾何關(guān)系有

扭cos8=scosC

故該束光在樹脂中從6點(diǎn)射向。點(diǎn)所用的時(shí)間是

1_S

V

解得

5MR

t=--------

24c

14.微觀粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以通過(guò)磁場(chǎng)、電場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖所示，寬度為L(zhǎng)的豎直條形區(qū)域I內(nèi)存在方向

垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為L(zhǎng)的豎直條形區(qū)域II內(nèi)存在方向豎直向下的勻強(qiáng)

電場(chǎng)。一質(zhì)量為〃八電荷量為+夕的帶電粒子，以初速度%二型4從區(qū)域I左邊界上。點(diǎn)水平向右垂直射

m

入磁場(chǎng)，從區(qū)域I右邊界上的夕點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入?yún)^(qū)域H,最終從區(qū)域H右邊界水平向右射出。不計(jì)粒

子的重力。

（1）求區(qū)域II勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；

（2）若僅調(diào)整區(qū)域n的寬度，使粒子從與。點(diǎn)等高的Q點(diǎn)（圖中未畫出）離開區(qū)域H,求粒子在區(qū)域I、

II中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；

（3）若在區(qū)域II再加一個(gè)垂直紙面向里.、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)整區(qū)域II的寬度，使粒子

仍能從區(qū)域II右邊界水平射出，求該情況下區(qū)域II的寬度。

【答案】（1）CqB?L；（2）（4、+］叫（3）見(jiàn)解析

m6qB

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)洛倫茲力提供向心力

q%B=in—

r

可得

r=2L

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中速度的偏轉(zhuǎn)角為。，根據(jù)幾何關(guān)系有

從區(qū)域II右邊界水平向右射出，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有

L=v0Z0cos0

v0sin。

fo=

a

a=^