2023年湖南省炎德英才大聯(lián)考高考物理模擬試卷（一）

2023年湖南省炎德、英才大聯(lián)考高考物理模擬試卷（一）

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共計28分。每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求的。

1.（4分）下列說法正確的是（）

A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.一個處于第4能級的氫原子，最多可放出3種不同頻率的光子

C.在光電效應(yīng)實驗中，若僅增大入射光的強度，則光電子的最大初動能變大

D.原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量

2.（4分）拔河比賽是長郡中學“教師趣味運動會”必備項目，如圖甲所示為拔河比賽時一

位老師的拔河示意圖，可以認為此時處于平衡狀態(tài)。該情形下可簡化成如圖乙所示的一

質(zhì)量分布均勻的鋼管模型。在拔河時身體緩慢向后傾倒，可以認為鋼管與地面的夾角9

逐漸變小，在此期間，腳與水平地面之間沒有滑動，繩子的方向始終保持水平。已知當

鋼管受到同一平面內(nèi)不平行的三個力而平衡時，三個力的作用線必交于一點。根據(jù)上述

信息，當鋼管與地面的夾角0逐漸變小時，下列說法正確的有（）

A.地面對鋼管支持力變小

B.地面對鋼管的摩擦力變大

C.地面對鋼管的作用力不變

D.手對繩子的摩擦力方向向左

3.（4分）汽車極大方便了人們的出行，小芳同學乘車時觀察到了許多物理現(xiàn)象及其應(yīng)用。

對于這些現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.部分汽車的側(cè)邊安裝有高清攝像頭，部分鏡頭為了兼顧隱蔽性和清晰度，在其表面貼

了增透膜。這是利用了光的干涉現(xiàn)象，增透膜的厚度可以為入射光在膜中波長的一半

B.在高溫晴朗的夏天，可能會看到道路遠處地面上仿佛是“濕漉漉”的這是因為光在傳

播過程中發(fā)生了全反射，比起高空，地面附近的空氣為光密介質(zhì)

C.在高速公路的側(cè)邊會安裝一些反光板，其結(jié)構(gòu)為很多的小玻璃球，可以使光線沿平行

于原來的方向反射回.這是因為光在折射入小玻璃球后發(fā)生了全反射，沿對稱光路折射回空

氣

D.部分汽車前窗玻璃和前燈玻璃可能采用的是偏振玻璃，其透振方向正好與燈光的振動

方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈

玻璃均按同一要求設(shè)置，前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向可以都是斜向右上45°

4.（4分）如圖所示，交流發(fā)電機中的矩形線框的匝數(shù)為N,面積為S,線框所處磁場可視

為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,線框從圖示位置開始繞軸00'以恒定的角速度3

沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，線框通過電刷和外電路連接。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：

1,定值電阻Ri、R2的阻值均為R,忽略線框以及導線的電阻。下列說法正確的是（）

A.圖示位置時，電流表的示數(shù)為0

B.矩形線框的輸出功率為顯逢里貯

9R

C.從圖示位置開始到線框轉(zhuǎn)90°的過程中，通過線圈導線截面的電量為a?

qR

D.1秒鐘內(nèi)流過電阻Ri的電流方向改變2色

71

5.（4分）如圖所示，粗細均勻的圓形絕緣環(huán)位于空間直角坐標系中的xOy平面內(nèi)，其幾何

中心與坐標原點0重合。處于每個象限的圓環(huán)都均勻帶有相同電量的電荷，電性如圖所

示。點1、2、3、4、5、6分別位于z、x、y軸上，它們與原點間距相同，以下說法正確

的是（）

A.點1、點2處的場強大小相等，方向相反

B.一質(zhì)子沿x軸從點4運動到點3的過程中電場力先做負功，再做正功

C.點3、點4處的電勢一定相等

D.在點2處由靜止釋放一質(zhì)子，質(zhì)子將在點1、點2之間做往復(fù)運動

6.（4分）如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個物塊置于粗糙固定的足夠長的斜面

上，且固定在一輕質(zhì)彈簧兩端，已知彈簧的勁度系數(shù)為k,兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

均為山斜面的傾角為。，現(xiàn)沿斜面向上在物塊B上施加一拉力F,使兩物塊一起沿斜面

向上做勻加速直線運動，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g,下列說法正確的是

（）

A.減小動摩擦因數(shù)，其他條件不變，則彈簧的總長將變大

B.改變斜面的傾角，保持拉力F方向仍然沿斜面向上，大小不變，則彈簧的總長將隨傾

角的變化而變化

C.如果兩物塊運動過程中突然撤去拉力F,撤去F瞬間物塊A的加速度大小為

F

——g（sin8-11cos0）

3m

D.如果兩物塊運動過程中突然撤去拉力F,撤去F瞬間物塊B的加速度大小為

F

g（sin8+cos9）+T-

bm

7.（4分）從地面上以一定初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，其動能隨時間的變化如

圖。已知小球受到的空氣阻力與速率成正比。小球落地時的動能為Eo,且落地前小球已

經(jīng)做勻速運動。重力加速度為g,則小球在整個運動過程中（）

A.球上升階段阻力的沖量大于下落階段阻力的沖量

B.從最高點下降落回到地面所用時間小于ti

C.最大的加速度為4g

D.小球上升的最大高度為￡包_立回包

mgm

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

（多選）8.（5分）2023年2月24日下午，''逐夢寰宇問蒼穹一一中國載人航天工程三十年

成就展”開幕式在中國國家博物館西大廳舉行，本次展覽為期3個月，全面系統(tǒng)回顧工

程全線三十年來自信自強、奮斗圓夢的輝煌歷程。載人航天進行宇宙探索過程中，經(jīng)常

要對航天器進行變軌。某次發(fā)射Z衛(wèi)星時，先將Z衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道I,Z衛(wèi)星到

達軌道I的A點時實施變軌進入橢圓軌道II,到達軌道II的遠地點B時，再次實施變軌

進入軌道半徑為4R（R為地球半徑）的圓形軌道m(xù)繞地球做圓周運動。下列判斷正確的

是（）

A.Z衛(wèi)星可能是一顆地球同步衛(wèi)星

B.z衛(wèi)星在軌道n上運動的周期大于在軌道m(xù)上運動的周期

c.z衛(wèi)星在軌道ni上經(jīng)過B點時的速度大于在軌道II上經(jīng)過B點時的速度

D.Z衛(wèi)星在圓形軌道HI上運行時的加速度小于它在圓軌道I上運行時的加速度

（多選）9.（5分）如圖所示，傾角9=53°的斜面ABC固定在可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平

轉(zhuǎn)臺上，斜面最低點A在轉(zhuǎn)軸001上。轉(zhuǎn)臺以角速度3勻速轉(zhuǎn)動時，將質(zhì)量為m的小

物塊（可視為質(zhì)點）放置于斜面上，經(jīng)過一段時間后小物塊與斜面一起轉(zhuǎn)動且相對斜面

靜止在AB線上，此時小物塊到A點的距離為Lo已知小物塊與斜面之間動摩擦因數(shù)為

0.5,重力加速度為g,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin53°=0.8,cos53°=0.6。

則物塊相對斜面靜止時（）

A.小物塊對斜面的壓力大小不小于mg

B.小物塊對斜面的壓力大小不大于4mg

C.水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度3應(yīng)不小于、匡

V6L

D.水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度3應(yīng)不大于、國應(yīng)

V2L

（多選）10.（5分）如圖所示，水平面內(nèi)兩個沿豎直方向振動的相干波源Si、S2發(fā)出的簡

諧橫波在同一均勻介質(zhì)中相遇，波長均為5cm,波源Si的振幅為2cm,S2的振幅為4cm。

圖中實線表示某時刻波峰，虛線表示該時刻波谷，a、c、e三點均位于Si、S2連線的中

垂線上，其中e點是a、c連線的中點，b、d、f三點為所在兩個圓弧的交點。下列說法

中正確的有（）

A.圖示時刻ac兩點連線上的任意一點（不含a、c）均向下振動

B.b點的振幅為2cm

C.圖中b、d、f三點位于同一條雙曲線上

D.圖中e點的振幅為0,但是它是振動加強點

（多選）11.（5分）如圖所示，在y軸右側(cè)平面內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁

感應(yīng)強度大小B=0.5T,坐標原點O有一放射源，可以向y軸右側(cè)平面沿各個方向放射

比荷為&=4X106C/kg的正離子，這些離子的速率在0到最大值vm=2X106m/s的范圍

m

內(nèi)，不計離子之間的相互作用，則下列說法正確的是（）

A.離子打到y(tǒng)軸上的范圍為0?1m

B.某時刻沿+x方向放射的各種速率離子，經(jīng)過且Lxi（r7s時都位于=，lx的直線

33

上

C.在更X10-7s時間內(nèi)向y軸右側(cè)各個方向放射各種速率的離子，可能出現(xiàn)的區(qū)域面

3

積為s=（衛(wèi)1-1）m2

124

D.沿同一方向同時放射的不同速率的粒子同一時刻在磁場中總處于過原點的同一直線

上；沿不同方向同時放射的相同速率的粒子同一時刻在磁場中總是處于同一圓周上

三、填空題：本題共2小題，共15分。

12.（6分）某興趣小組的同學利用身邊的實驗器材，完成驗證動量守恒定律實驗.身邊的

實驗器材有：刻度尺、天平、打點計時器（一套）、裝有厚厚一層松軟細沙的小車（以下

簡稱“小車”）、鐵塊、一端帶有豎直擋板的長木板、木塊、紙帶。實驗步驟如下：

第1步：把長木板帶有豎直擋板的一端固定在水平桌面上，把木塊墊在木板左端下方，

制成一個斜面，并將實驗器材按如圖所示方式安裝好；把小車放到木板上，將穿過打點

計時器的紙帶與小車連接。通過左右調(diào)整木塊位置，直至給小車一個沿木板向下的初速

度，小車所連紙帶上打出的點間隔均勻為止。

第2步：把小車放到木板上靠近打點計時器的一端，給小車一個沿木板向下的初速度，

經(jīng)過一段時間后把鐵塊輕輕放到小車里的細沙上。

第3步：取下紙帶，測量紙帶上點跡均勻的兩部分連續(xù)5個點的距離xi和X2,且xi>x2。

第4步：重復(fù)第2步和第3步，記錄xi和X2。

請回答下列問題。

（1）鐵塊輕輕放到小車里的細沙上發(fā)生在相鄰的兩個點之間。（填紙帶上計

數(shù)點字母符號）

（2）在坐標紙上，以XI和X2分別為縱、橫軸，把記錄的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點連線，得

到一條斜率為k的過原點的直線。只需滿足鐵塊與小車（含細沙）的質(zhì)量的比值

為，就能驗證小車和鐵塊沿水平方向的動量守恒。

（3）若鐵塊從一定高度處做自由落體運動落到小車上的細沙里，小車勻速運動時的動量

（選填“大于”“小于”或“等于"）鐵塊落到細沙里后鐵塊和小車的總動量。

13.（9分）新能源汽車已經(jīng)普遍走進了我們的生活，某校學生實驗小組通過網(wǎng)絡(luò)找到了比

亞迪“秦”電池銘牌如圖所示，電池采用的是比亞迪刀片電池技術(shù)。已知該車內(nèi)的整塊

電池是由10塊刀片電池串聯(lián)而成，其中一塊刀片電池又由10塊電芯串聯(lián)而成?，F(xiàn)將一

塊電芯拆解出來，測量其電動勢E和內(nèi)阻r。

（1）實驗前利用IA恒流電源對一塊電芯進行充電，充滿的時間要ho

（2）為了能較準確的測量一塊電芯的電動勢E和內(nèi)阻r,該同學設(shè)計了一個可以排除電

流表A和電壓表V內(nèi)阻影響的實驗方案，如圖1所示，記錄了單刀雙擲開關(guān)S2分別接1,

2對應(yīng)的多組電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2中所示

的A、B兩條U-1圖線，可以判斷圖線A是利用單刀雙擲開關(guān)S2接（選填“1”

或“2”）中的實驗數(shù)據(jù)描出的，由圖線A得出的內(nèi)阻測量值比真實值偏（選填

“大”或“小”）。綜合A、B兩條圖線，此電芯的電動勢為E=,內(nèi)阻r=

（用圖中EA、EB、IA、IB表示）。

圖1圖2圖3

（3）考慮到刀片電池電芯的內(nèi)阻較小，為了防止調(diào)節(jié)滑動變阻器電阻過小時由于電流過

大而損壞器材，該同學在電路中用了一個保護電阻Ro,如圖3所示，除電芯、開關(guān)、導

線外，可供選擇使用的實驗器材還有：

A.電流表（量程0.6A）

B.電流表（量程3A）

C.電壓表（量程3V）

D.電壓表（量程15V）

E.定值電阻（阻值2。，額定功率2W）

F.定值電阻（阻值20。，額定功率20W）

G.滑動變阻器（阻值10H）

H.滑動變阻器（阻值100Q）

為了器材的安全、測量的準確和操作的方便，電流表應(yīng)選；電壓表應(yīng)選；

定值電阻Ro選；滑動變阻器R應(yīng)選（填儀器前的字母）。

四、計算題：本題共3小題，其中第14題10分，第15題12分，第16題15分，共37分。

寫出必要的推理過程，僅有結(jié)果不得分。

14.（10分）長郡中學某實驗小組受酒店煙霧報警器原理啟發(fā)，探究設(shè)計了氣體報警裝置，

其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S=20cm\質(zhì)量m=0.5kg的活塞

密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，整個裝置倒貼在水平天花板上，開始時

房間的溫度為To=3OOK,活塞與容器頂部的距離loX105Pa,重力加速度g取10m/s2o

計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字。

（1）觸發(fā)報警裝置的室溫為多少？此過程中氣體對外做功為多少？

（2）室內(nèi)溫度升高到剛觸發(fā)報警裝置的過程，氣體吸收了3J的熱量，則此過程氣體的

內(nèi)能改變了多少？

15.（12分）如圖所示，水平地面上靜止放置帶擋板的木板B,長度為L=2.25m。，物體A

靜置于木板左側(cè)，質(zhì)量mA=2kg,mB=lkg,B與A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為

閨=0.1、（12=0.2,現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F=6N,直到A與B右側(cè)擋板發(fā)生

彈性正碰,此時撤去拉力F,已知g=10m/s2。求:

（1）A開始運動時加速度ao的大小；

（2）A、B碰撞后瞬間各自速度的大小；

（3）從AB碰后至B第一次停下的過程中，A物體的位移大小。

16.（15分）某研發(fā)小組設(shè)計了一個臂力測試儀。裝置的簡化原理圖如圖甲所示，兩平行金

屬導軌MM'、NN'豎直放置，兩者間距為L=lm,在M、N間和M'、N'。的電阻，

在兩導軌間EFGH矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面向里、寬為d=0.5m的磁場，磁場變化如

圖丙所示，已知Bo=O.75T,to=O.25s,-質(zhì)量為m=0.5kg、長為L=lm、電阻也為R

的導體棒垂直放置在導軌上，導體棒與彈簧相連，彈簧下端固定，彈簧伸至原長后其頂

端恰好與EF在同一條直線上。測試者利用臂力將導體棒向下壓至某位置后釋放，導體棒

向上運動經(jīng)過HG時，會與HG處的壓力傳感器發(fā)生撞擊（圖乙為裝置的側(cè)視圖），壓力

傳感器可以顯示撞擊力的大小，以此來反映臂力的大小。

（1）為測試其電特性，進行如下實驗：磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度如圖丙所示，求0?to

時間內(nèi)流過MN的電流I的大小和方向；

（2）為測試其力特性，在t>to這段時間內(nèi)進行如下實驗：設(shè)某次測試中，將彈簧壓縮

至AB位置后釋放，AB與EF間的豎直距離為2d,當導體棒進入磁場的瞬間，加速度為

2g,導體棒運動到HG時壓力傳感器示數(shù)恰好為0。已知彈簧的彈性勢能與彈簧形變量的

平方成正比，導體棒運動中與導軌始終保持接觸良好且導軌電阻不計，重力加速度g=

10m/s2,求：

①導體棒出磁場時彈簧的彈性勢能；

②導體棒向上運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

2023年湖南省炎德、英才大聯(lián)考高考物理模擬試卷（一）

參考答案與試題解析

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共計28分。每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求的。

1.（4分）下列說法正確的是（）

A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.一個處于第4能級的氫原子，最多可放出3種不同頻率的光子

C.在光電效應(yīng)實驗中，若僅增大入射光的強度，則光電子的最大初動能變大

D.原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量

【分析】半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，根據(jù)半衰期與剩余

質(zhì)量的關(guān)系判斷；根據(jù)玻爾理論判斷；根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷；核子結(jié)合成原子核時有

質(zhì)量虧損。

【解答】解：A.經(jīng)過兩個完整的半衰期后，還剩四分之一的原子核沒有衰變，故A錯

誤；

B.一個處于第4能級的氫原子會自發(fā)地向低能級躍遷，躍遷時最多能發(fā)出3種不同頻率

的光子，即n=4-n=3-n=2-n=1,故B正確；

C.在光電效應(yīng)中，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv-Wo,可知入射光頻率越高，光電子的

最大初動能越大，與入射光的強度沒有關(guān)系，故C錯誤；

D.原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，因為核子結(jié)合成原子核時

有質(zhì)量虧損，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】該題考查半衰期的應(yīng)用以及對玻爾理論、光電效應(yīng)、原子核的組成的理解，解

答時要注意一個氫原子與一群氫原子的區(qū)別。

2.（4分）拔河比賽是長郡中學“教師趣味運動會”必備項目，如圖中所示為拔河比賽時一

位老師的拔河示意圖，可以認為此時處于平衡狀態(tài)。該情形下可簡化成如圖乙所示的一

質(zhì)量分布均勻的鋼管模型。在拔河時身體緩慢向后傾倒，可以認為鋼管與地面的夾角0

逐漸變小，在此期間，腳與水平地面之間沒有滑動，繩子的方向始終保持水平。己知當

鋼管受到同一平面內(nèi)不平行的三個力而平衡時、三個力的作用線必交于一點。根據(jù)上述

信息，當鋼管與地面的夾角。逐漸變小時，下列說法正確的有（）

A.地面對鋼管支持力變小

B.地面對鋼管的摩擦力變大

C.地面對鋼管的作用力不變

D.手對繩子的摩擦力方向向左

【分析】對鋼管進行受力分析，結(jié)合共點力平衡的條件和幾何關(guān)系列式解答即可。

【解答】解：ABC.對鋼管受力分析，鋼管受重力G、繩子的拉力T、地面對鋼管豎直

向上的支持力FN、水平向右的摩擦力Ff

在豎直方向上：FN=mg

在水平方向上：Ff=T

可認為鋼管受到重力G、繩子的拉力T和地面對鋼管作用力F三個力，鋼管平衡，三個

力的作用線必交于一點，由此可知F方向斜向上，與水平面夾角為0,根據(jù)共點力平衡

條件可知

由上式可知隨著鋼管與地面夾角的逐漸變小，地面對鋼管支持力的大小不變，地面對鋼

管的作用力變大，地面對鋼管的摩擦力變大，故AC錯誤，B正確；

D.根據(jù)相互作用力，手對繩子的摩擦力方向向右，故D錯誤。

故選：B.

【點評】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，通過共點力平衡進行分析求解，同時本

題還要根據(jù)彈力和摩擦力的產(chǎn)生條件分析。

3.（4分）汽車極大方便了人們的出行，小芳同學乘車時觀察到了許多物理現(xiàn)象及其應(yīng)用。

對于這些現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.部分汽車的側(cè)邊安裝有高清攝像頭，部分鏡頭為了兼顧隱蔽性和清晰度，在其表面貼

了增透膜。這是利用了光的干涉現(xiàn)象，增透膜的厚度可以為入射光在膜中波長的一半

B.在高溫晴朗的夏天，可能會看到道路遠處地面上仿佛是“濕漉漉”的這是因為光在傳

播過程中發(fā)生了全反射，比起高空，地面附近的空氣為光密介質(zhì)

C.在高速公路的側(cè)邊會安裝一些反光板，其結(jié)構(gòu)為很多的小玻璃球，可以使光線沿平行

于原來的方向反射回.這是因為光在折射入小玻璃球后發(fā)生了全反射，沿對稱光路折射回空

氣

D.部分汽車前窗玻璃和前燈玻璃可能采用的是偏振玻璃，其透振方向正好與燈光的振動

方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈

玻璃均按同一要求設(shè)置，前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向可以都是斜向右上45°

【分析】當光程差為在膜中波長的一半時，出現(xiàn)光的減弱，增加光的透射；

地面附近溫度高，為光疏介質(zhì)；

由光路圖的可逆性，分析是否發(fā)生全反射；

根據(jù)前窗玻璃透振方向、車燈玻璃的透振方向，分析發(fā)生反射還是透射。

【解答】解：A.增透膜原理是當光程差為在膜中波長的一半時，出現(xiàn)光的減弱，增加光

的透射，膜厚度為光程差的一半，故膜的厚度應(yīng)為入射光在增透膜中波長的工，故A錯

4

、口

灰；

B.地面附近溫度高，應(yīng)為光疏介質(zhì)，故B錯誤；

C.光線射到玻璃球內(nèi)表面的入射角等于射入時的折射角，根據(jù)光路的可逆性可知該光線

在玻璃珠內(nèi)不可能發(fā)生全反射，故C錯誤；

D.若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°,車燈玻璃的透振方向斜向左上45°,則車燈

發(fā)出的光可以透振進對面車窗內(nèi).若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°,車燈玻璃的透

振方向斜向右上45°,則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后能進入本車的車窗內(nèi)，故D正確。

故選：D。

【點評】本題考查學生對增透膜、光密光疏介質(zhì)、光路對稱性的掌握，比較基礎(chǔ)。

4.（4分）如圖所示，交流發(fā)電機中的矩形線框的匝數(shù)為N,面積為S,線框所處磁場可視

為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,線框從圖示位置開始繞軸00'以恒定的角速度3

沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，線框通過電刷和外電路連接。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：

1,定值電阻Ri、R2的阻值均為R,忽略線框以及導線的電阻。下列說法正確的是（）

A.圖示位置時，電流表的示數(shù)為0

B.矩形線框的輸出功率為51B2s232

9R

C.從圖示位置開始到線框轉(zhuǎn)90°的過程中，通過線圈導線截面的電量為a型

qR

D.1秒鐘內(nèi)流過電阻Ri的電流方向改變2巴

兀

【分析】根據(jù)電流表顯示的為電流有效值判斷；推導最大電動勢、Ri兩端的電壓及消耗

的功率，再電壓與匝數(shù)關(guān)系式推導副線圈電壓，推導阻R2消耗的功率，相加即為矩形線

框的輸出功率；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導計算；根據(jù)交流電在一個周期內(nèi)方向改變

兩次分析判斷。

【解答】解：A.電流表的示數(shù)為電流的有效值，電流的有效值不為零，故A錯誤；

B.矩形線框轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為

定值電阻Ri兩端的電壓等于理想變壓器的輸入電壓，即

消耗的功率為

由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系式

可知

定值電阻R2消耗的功率為

矩形線框的輸出功率為

故B正確；

C.等效電路如圖

等效電阻阻值為

從圖示位置開始轉(zhuǎn)線框轉(zhuǎn)90°的過程中，通過線圈的電荷量的電量為

故C錯誤；

D.交流電在一個周期內(nèi)方向改變兩次，所以1秒鐘內(nèi)流過電阻Ri的電流方向改變幺次,

71

故D錯誤。

故選：Bo

【點評】本題關(guān)鍵掌握交流電的產(chǎn)生過程和各描述物理量的特點，掌握變壓器的規(guī)律。

5.（4分）如圖所示，粗細均勻的圓形絕緣環(huán)位于空間直角坐標系中的xOy平面內(nèi)，其幾何

中心與坐標原點O重合。處于每個象限的圓環(huán)都均勻帶有相同電量的電荷，電性如圖所

示。點1、2、3、4、5、6分別位于z、x、y軸上，它們與原點間距相同，以下說法正確

的是（）

A.點1、點2處的場強大小相等，方向相反

B.一質(zhì)子沿x軸從點4運動到點3的過程中電場力先做負功，再做正功

C.點3、點4處的電勢一定相等

D.在點2處由靜止釋放一質(zhì)子，質(zhì)子將在點1、點2之間做往復(fù)運動

【分析】根據(jù)電場強度的疊加原理分析點1、點2處場強關(guān)系；點3和點4可看作等量異

種電荷中垂線上的點，x軸是一條等勢線，在x軸移動質(zhì)子時電場力不做功；在點2處由

靜止釋放一質(zhì)子，分析質(zhì)子的受力情況，判斷其運動情況。

【解答】解：A、根據(jù)對稱性及電場強度疊加原理，所有正電荷和所有負電荷在點1和點

2處的場強大小相等，方向相反，所以點1、點2處的場強都為零，場強相同，故A錯誤;

C、根據(jù)微元法和等效法，點3和點4可看作無數(shù)對關(guān)于x軸對稱的等量異種點電荷連線

中垂線上的點，電勢相等，且電勢跟無窮遠處電勢相同，故C正確；

B、由C項分析可知，x軸是一條等勢線，粒子沿x軸從4運動到3的過程中電場力不做

功，故B錯誤；

D、點2處的場強為零，在點2處由靜止釋放一質(zhì)子，質(zhì)子不受電場力作用，將在2處保

持靜止，故D錯誤。

故選：C。

【點評】本題考查帶電均勻的圓環(huán)的電場分布及電勢大小，解題的關(guān)鍵是熟練應(yīng)用場強

的疊加原理，會根據(jù)微元法和等效法來分析場強關(guān)系和電勢關(guān)系。

6.(4分)如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個物塊置于粗糙固定的足夠長的斜面

上，且固定在一輕質(zhì)彈簧兩端，已知彈簧的勁度系數(shù)為k,兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

均為4斜面的傾角為0,現(xiàn)沿斜面向上在物塊B上施加一拉力F,使兩物塊一起沿斜面

向上做勻加速直線運動，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g,下列說法正確的是

()

A.減小動摩擦因數(shù)，其他條件不變，則彈簧的總長將變大

B.改變斜面的傾角，保持拉力F方向仍然沿斜面向上，大小不變，則彈簧的總長將隨傾

角的變化而變化

C.如果兩物塊運動過程中突然撤去拉力F,撤去F瞬間物塊A的加速度大小為

-g(sin6-乩cos8)

3m

D.如果兩物塊運動過程中突然撤去拉力F,撤去F瞬間物塊B的加速度大小為

F

g(sin8+乩cos0)+T-

bm

【分析】先對AB整體，利用牛頓第二定律列式，再對物塊A,由牛頓第二定律列式，

聯(lián)立得到彈簧彈力表達式，結(jié)合胡克定律得到彈簧的總長表達式，再分析彈簧的總長與

斜面的傾角和動摩擦因數(shù)的關(guān)系；突然撤去拉力F,彈簧的彈力來不及變化，利用牛頓

第二定律求撤去F瞬間物塊A和B的加速度大小。

【解答】解：AB＞對AB整體，由牛頓第二定律得：F-3mgsin0-n,3mgcos0=3ma

對物塊A,由牛頓第二定律有：F彈-mgsin。-|imgcos0=ma

聯(lián)立解得彈簧的彈力大小為：尸彈=!卜

根據(jù)胡克定律有：尸彈=1?

解得彈簧形變量：xJ

3k

彈簧的總長為：、+L=2一+L，可知彈簧的總長與斜面的傾角和動摩擦因數(shù)均無關(guān)，故AB

3kL

錯誤；

C、撤去拉力F瞬間，彈簧來不及形變，物塊A的加速度不變，對A,由牛頓第二定律

得：

F-3曄in8-3U嗯皿84_gs+叱。$6），方向沿斜面向上，故c

H3m3m

錯誤：

D、對B,由牛頓第二定律得撤去F瞬間物塊B加速度為：

2mgsin6+M-*2mgcos0-?Fw，八一，,

aB=-----------------------------------------=g（sin0+ncos0）,方向沿斜面向下，故D

2m6m

正確。

故選：D。

【點評】本題是連接體問題，要靈活選擇研究對象，采用整體法和隔離法相結(jié)合進行處

理。要知道彈簧的彈力不能突變。

7.（4分）從地面上以一定初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，其動能隨時間的變化如

圖。已知小球受到的空氣阻力與速率成正比。小球落地時的動能為Eo,且落地前小球已

經(jīng)做勻速運動。重力加速度為g,則小球在整個運動過程中（）

A.球上升階段阻力的沖量大于下落階段阻力的沖量

B.從最高點下降落回到地面所用時間小于ti

C.最大的加速度為4g

D.小球上升的最大高度為F包-衛(wèi)K四

mgm

【分析】根據(jù)沖量的定義I=Ft,結(jié)合積分法分析阻力的沖量大小與位移大小的關(guān)系，再

分析上升階段與下落階段阻力沖量的關(guān)系；分析上升過程與下落過程平均速度關(guān)系，判

斷運動時間關(guān)系；小球剛拋出時阻力最大，其合力最大，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定

律求最大加速度；根據(jù)牛頓第二定律、速度變化量與加速度的關(guān)系，利用積分法求小球

上升的最大高度。

【解答】解：A、由題意知，小球受到的空氣阻力與速率的關(guān)系為f=kv,k是比例系數(shù)，

則阻力的沖量大小為If=Xft=￡kvt=kx

因為上升過程和下降過程位移大小相同，所以上升和下降過程阻力的沖量大小相等，故

A錯誤；

B、由于機械能損失，上升和下降經(jīng)過同一位置時，上升的速度大于下降的速度，所以上

升過程的平均速度大于下降過程的平均速度，而上升過程與下降過程的位移大小相等，

所以小球上升的時間小于下降的時間，則從最高點下降落回到地面所用時間大于ti,故B

錯誤；

C、設(shè)小球的初速度為VO,滿足

而小球的末速度為VI,有

小球剛拋出時阻力最大，其加速度最大，有

mg+kvo=mamax

當小球向下勻速時，有

mg=kvi

聯(lián)立解得：amax=5g,故C錯誤；

D、上升時加速度為a,由牛頓第二定律得

-（mg+kv）=ma

解得：a=-g—―y

m

取極短At時間，速度變化為Av,有

又vAt=Ah

上升全程，有

則V。=g11+^H

u1m

設(shè)小球的初速度為vo,滿足

而小球的末速度為VI,有

t2iriE

聯(lián)立可得：H=j￡p_l\'0；故D正確。

mgm

故選：D。

【點評】本題中小球做的是非勻變速直線運動，不能根據(jù)運動學公式求運動時間，可采

用積分法求運動時間，也可以根據(jù)動量定理求解時間。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

（多選）8.（5分）2023年2月24日下午，“逐夢寰宇問蒼穹一一中國載人航天工程三十年

成就展”開幕式在中國國家博物館西大廳舉行，本次展覽為期3個月，全面系統(tǒng)回顧工

程全線三十年來自信自強、奮斗圓夢的輝煌歷程。載人航天進行宇宙探索過程中，經(jīng)常

要對航天器進行變軌。某次發(fā)射Z衛(wèi)星時，先將Z衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道I,Z衛(wèi)星到

達軌道I的A點時實施變軌進入橢圓軌道II,到達軌道II的遠地點B時，再次實施變軌

進入軌道半徑為4R（R為地球半徑）的圓形軌道HI繞地球做圓周運動。下列判斷正確的

是（）

A.Z衛(wèi)星可能是一顆地球同步衛(wèi)星

B.Z衛(wèi)星在軌道n上運動的周期大于在軌道HI上運動的周期

C.Z衛(wèi)星在軌道山上經(jīng)過B點時的速度大于在軌道II上經(jīng)過B點時的速度

D.z衛(wèi)星在圓形軌道in上運行時的加速度小于它在圓軌道I上運行時的加速度

【分析】根據(jù)Z衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星離地高度關(guān)系，分析z衛(wèi)星是否是一顆地球同步衛(wèi)

星；根據(jù)開普勒第三定律分析周期關(guān)系；根據(jù)變軌原理分析z衛(wèi)星在軌道ni上經(jīng)過B點

時的速度大于在軌道H上經(jīng)過B點時的速度關(guān)系；利用牛頓第二定律分析加速度關(guān)系。

【解答】解：A、地球半徑為R=6400km,該衛(wèi)星的離地高度為h=3R=3X6400km=

19200km,而地球同步衛(wèi)星的離地高度約為36000km,故Z衛(wèi)星不是地球同步衛(wèi)星，故

A錯誤；

3

B、根據(jù)開普勒第三定律J=k知，軌道n半長軸小于軌道HI的半徑，所以Z衛(wèi)星在軌道

T/

II上運動的周期小于在軌道山上運動的周期，故B錯誤：

C、衛(wèi)星從軌道H上B點進入圓軌道HI,需加速，所以Z衛(wèi)星在軌道HI上經(jīng)過B點時的

速度大于在軌道n上經(jīng)過B點時的速度，故c正確；

D、衛(wèi)星繞地球運動時，合力為萬有引力，根據(jù)F丹^=皿，得&丹-可見離地越遠

（r越大），加速度越小，故Z衛(wèi)星在圓形軌道in上運行時的加速度小于它在圓軌道I上

運行時的加速度，故D正確。

故選：CD。

【點評】解答本題的關(guān)鍵要掌握開普勒定律和萬有引力定律，能根據(jù)橢圓半長軸與圓的

半徑關(guān)系，分析衛(wèi)星做橢圓運動和圓周運動的周期關(guān)系。

（多選）9.（5分）如圖所示，傾角9=53°的斜面ABC固定在可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平

轉(zhuǎn)臺上，斜面最低點A在轉(zhuǎn)軸001上。轉(zhuǎn)臺以角速度3勻速轉(zhuǎn)動時，將質(zhì)量為m的小

物塊（可視為質(zhì)點）放置于斜面上，經(jīng)過一段時間后小物塊與斜面一起轉(zhuǎn)動且相對斜面

靜止在AB線上，此時小物塊到A點的距離為Lo已知小物塊與斜面之間動摩擦因數(shù)為

0.5,重力加速度為g,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin53°=0.8,cos53°=0.6。

則物塊相對斜面靜止時（）

A.小物塊對斜面的壓力大小不小于mg

B.小物塊對斜面的壓力大小不大于4mg

水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度3應(yīng)不小于、匡

C.

V6L

水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度3應(yīng)不大于\（逗

D.

V2L

【分析】根據(jù)受力分析，對物體進行分析，依據(jù)受力分析根據(jù)牛頓第二定律，分別沿著X

軸和y軸列方程求解即可。

【解答】解：當角速度最小時，物塊恰好不下滑，受力分析如圖1所示

y軸方向根據(jù)平衡條件得

N1cos0+fisin0=mg

fi=|iNi

X軸方向根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

時息

Ni=mg

當角速度最大時，物塊恰好不上滑，受力分析如圖2所示

y軸方向根據(jù)平衡條件得

N2cos0=f2sin0+mg

f2=uN2

X軸方向根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

N2=5mg

由上分析可知，角速度取值范圍為

小物塊對斜面的壓力大小

N，=N

取值范圍為

mgWN'W5mg

故AC正確，BD錯誤。

故選：ACo

【點評】該題考查受力分析以及牛頓第二定律的應(yīng)用，需要學生熟練掌握正交分解進行

受力分析。

（多選）10.（5分）如圖所示，水平面內(nèi)兩個沿豎直方向振動的相干波源Si、S2發(fā)出的簡

諧橫波在同一均勻介質(zhì)中相遇，波長均為5cm,波源Si的振幅為2cm,S2的振幅為4cm。

圖中實線表示某時刻波峰，虛線表示該時刻波谷，a、c、e三點均位于Si、S2連線的中

垂線上，其中e點是a、c連線的中點，b、d、f三點為所在兩個圓弧的交點。下列說法

中正確的有（）

A.圖示時刻ac兩點連線上的任意一點（不含a、c）均向下振動

B.b點的振幅為2cm

C.圖中b、d、f三點位于同一條雙曲線上

D.圖中e點的振幅為0,但是它是振動加強點

【分析】由質(zhì)點帶動法可知，判斷ac兩點連線上的任意一點的振動方向；根據(jù)波的疊加

原理求出b點的振幅；根據(jù)b、d、f三點到兩個波源的距離之差的關(guān)系分析判斷；根據(jù)

振幅的定義分析。

【解答】解：A.由圖可知，a點是波谷與波谷相遇的點，c點是波峰與波峰相遇的點，e

是ac連線的中點，而該相干波源波長相同，能夠形成穩(wěn)定的干涉圖樣，當兩列波發(fā)生干

涉，由質(zhì)點帶動法可知，該處的點（不含a、c）圖示時刻都是向著水平面下方運動的，

故A正確；

B.由圖可知，b點是波源Si的波峰與波源S2波谷相遇的點，設(shè)波源Si的振幅為Ai,

波源S2的振幅為A2,由波的疊加原理知b點的振幅為：

A=A2-Ai

代入數(shù)據(jù)得：A=2cm,故B正確；

C.由圖可知b、d、f三點到兩個波源的距離之差均為半波長，根據(jù)幾何知識可得，滿足

該條件的曲線為雙曲線，故C正確；

D.雖然圖示時刻e點既不是波峰與波峰相遇處，也不是波谷與波谷相遇處，圖示時刻其

位移為0,e點處在振動加強區(qū)，所以e點的振動加強，振幅為6cm,故D錯誤。

故選：ABC,

【點評】本題考查波的疊加，涉及到某振動點的路程問題、振動加強點與減弱點的判斷

等知識點，對學生要求較低，是一道基礎(chǔ)題目。

（多選）11.（5分）如圖所示，在y軸右側(cè)平面內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁

感應(yīng)強度大小B=0.5T,坐標原點O有一放射源，可以向y軸右側(cè)平面沿各個方向放射

66

比荷為&=4X10C/kg的正離子，這些離子的速率在0到最大值vm=2X10m/s的范圍

m

內(nèi)，不計離子之間的相互作用，則下列說法正確的是（）

A.離子打到y(tǒng)軸上的范圍為0?1m

B.某時刻沿+x方向放射的各種速率離子，經(jīng)過且Lx10一7s時都位于丫=?*的直線

33

上

C.在且LXKT7s時間內(nèi)向y軸右側(cè)各個方向放射各種速率的離子，可能出現(xiàn)的區(qū)域面

3

積為s=（工TT-近）m2

124

D.沿同一方向同時放射的不同速率的粒子同一時刻在磁場中總處于過原點的同一直線

上；沿不同方向同時放射的相同速率的粒子同一時刻在磁場中總是處于同一圓周上

【分析】由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律即可求解；根據(jù)運動的周期與運動

的時間，即可求出圓心角，從而由幾何關(guān)系可確定位置坐標，由數(shù)學推導確定構(gòu)成的曲

線方程；根據(jù)題干條件，結(jié)合圓的面積公式可求出進入磁場的離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積;

根據(jù)粒子運動情況進行分析。

【解答】解：A、設(shè)速度大小為vn】=2X106m/S的離子的運動半徑為R,根據(jù)洛倫茲力提

供向心力，則有：

V

Bqvm=m管，解得：R=lm,如圖甲所示：

則離子打到y(tǒng)軸上的范圍為0?2m,故A錯誤；

B、由周期公式可得：T=2工3，解得：T=nXI（）Ps

qB

設(shè)這些離子經(jīng)過t=52Lxio7s時，其軌跡所對應(yīng)的圓心角為心則：。=空工，解得:

3T

心

3

令t時刻離子所在位置坐標為（x,y）,貝ljx=rsinB,y=r（1-cos0）

解得：y=<（OWxwl）,故B正確；

32

C、如圖乙所不：

將圖中的OA線段（即選項B中所確定的線段，即OA=R=1m）從沿y軸正方向順時針

旋轉(zhuǎn)，交于x軸上的C點，以C為圓心、R為半徑作圓弧，兩圓弧相交于B,則兩圓弧

及y軸所圍成的面積即為在二XlO,s時間內(nèi)向y軸右側(cè)各個方向放射各種速率的離

3

子，可能出現(xiàn)的區(qū)域面積，由幾何關(guān)系可求得：

DACB弧對應(yīng)的面積為：Si=1500兀區(qū)2=巨成2

360°12_

所以總面積為：S=-LTTR2+（」TrR2」RX?R）=（工n-近）m2,故C正確；

12622124

D,將選項B推廣，可知選項D前半句正確；因相同速率的粒子在磁場中運動軌跡半徑

相同，經(jīng)過相等時間轉(zhuǎn)過的圓心角相同，則通過的弧長相同，弦長即始末位置連線長度

相同，故都位于以入射點為圓心的同一圓周上，故D正確。

故選：BCDo

【點評】對于帶電粒子在磁場中的運動情況分析，一般是確定圓心位置，根據(jù)幾何關(guān)系

求半徑，結(jié)合洛倫茲力提供向心力求解未知量；根據(jù)周期公式結(jié)合軌跡對應(yīng)的圓心角求

時間。

三、填空題：本題共2小題，共15分。

12.（6分）某興趣小組的同學利用身邊的實驗器材，完成驗證動量守恒定律實驗.身邊的

實驗器材有：刻度尺、天平、打點計時器（一套）、裝有厚厚一層松軟細沙的小車（以下

簡稱“小車”）、鐵塊、一端帶有豎直擋板的長木板、木塊、紙帶。實驗步驟如下：

第1步：把長木板帶有豎直擋板的一端固定在水平桌面上，把木塊墊在木板左端下方，

制成一個斜面，并將實驗器材按如圖所示方式安裝好；把小車放到木板上，將穿過打點

計時器的紙帶與小車連接。通過左右調(diào)整木塊位置，直至給小車一個沿木板向下的初速

度，小車所連紙帶上打出的點間隔均勻為止。

第2步：把小車放到木板上靠近打點計時器的一端，給小車一個沿木板向下的初速度，

經(jīng)過一段時間后把鐵塊輕輕放到小車里的細沙上。

第3步：取下紙帶，測量紙帶上點跡均勻的兩部分連續(xù)5個點的距離XI和X2,且xi>x2。

第4步：重復(fù)第2步和第3步，記錄xi和X2。

請回答下列問題。

（1）鐵塊輕輕放到小車里的細沙上發(fā)生在相鄰的兩個點HI之間。（填紙帶上計數(shù)點

字母符號）

（2）在坐標紙上，以XI和X2分別為縱、橫軸，把記錄的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點連線，得

到一條斜率為k的過原點的直線。只需滿足鐵塊與小車（含細沙）的質(zhì)量的比值為二

-1,就能驗證小車和鐵塊沿水平方向的動量守恒。

(3)若鐵塊從一定高度處做自由落體運動落到小車上的細沙里，小車勻速運動時的動量

小于(選填“大于”“小于”或“等于")鐵塊落到細沙里后鐵塊和小車的總動量。

【分析】(1)根據(jù)紙帶點跡之間的距離變化得出小車的位置；

(2)根據(jù)動量守恒定律列式得出質(zhì)量的比值關(guān)系；

(3)根據(jù)動量守恒和條件分析在沿斜面方向上動量是守恒的及各個動量的大小關(guān)系。

【解答】解：(1)鐵塊輕輕放到小車里前小車做勻速運動，鐵塊輕輕放后也是勻速運動,

但速度會發(fā)生變化，對應(yīng)紙帶上的點，可以知道放上鐵塊的位置在HI之間。

(2)設(shè)小車(含細沙)和鐵塊的質(zhì)量分別為M和m,長木板傾角為。，小車沿木板做勻

速運動時，根據(jù)其平衡狀態(tài)可得：

MgsinQ=|iMgcos6

把鐵塊放到小車內(nèi)，穩(wěn)定后對鐵塊和小車有

(M+m)gsin9=n(M+m)gcos0

即在小車內(nèi)放鐵塊前后沿木板方向的合外力都為0,則沿木板方向動量守恒，根據(jù)動量守

恒定律有

Mvi=(M+m)V2

設(shè)紙帶上打下連續(xù)5點的時間為3有

聯(lián)立解得：x,上dX.

X1況x2

因此小車和鐵塊組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，由

可知，