2025届湖南省普通高中学业水平选择性物理考试模拟二物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12025年湖南省普通高中学业水平选择性考试模拟二物理一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．一新能源汽车以某一初速度在平直公路上行驶,驾驶员突然发现其前方30m处有障碍物,立即刹车,刹车过程中汽车的xt-t图像如图所示,A.汽车的初速度大小为30m/sB.汽车刹车时的加速度大小为10m/s2C.汽车不会撞上障碍物D.汽车刹车后经6s停止运动2．纳米材料在生活中被广泛应用。某款手机支架如图所示,其与手机接触的斜面采用了纳米材料,将手机放置于支架斜面上,支架斜面就会吸附手机,手机所在斜面与竖直方向的夹角θ=30°时,手机恰好能够静止于斜面上,已知手机所受重力大小为G,手机与支架斜面之间的动摩擦因数μ=33,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A.G2B.G C.3G2D.2G3．由于大气层的存在,太阳光线在大气中折射,使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象,建立了一个简化模型:将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为2的均匀大气,并将大气层的厚度等效为地球的半径R。根据此模型,在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是(已知地球自转周期为24小时,地球上看到的太阳光可以看成平行光)A.1小时B.1.5小时C.2小时D.3小时4．如图甲所示,一弹性轻绳水平放置,a、b、c是弹性绳上的三个质点,现让质点a从t=0时刻开始在竖直面内做简谐运动,其振动图像如图乙,形成的简谐波同时沿该直线向ab和ac两个方向传播,在t1=1.7s时,质点b第二次到达正向最大位移处。a、b两质点平衡位置的间距为2.1m,a、c两质点平衡位置的间距为1.4m,则下列说法正确的是A.该波的传播速度大小为2.1m/sB.t=0.9s时,c的位移为-8cmC.0~2s内,b通过的路程为64cmD.b、c都开始振动后它们的振动方向始终相反5．计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行、间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。平行板电容器电路如图丙所示,只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时,传感器才有感应,则下列说法正确的是A.按键的过程中,电容器的电容减小B.按键的过程中,图丙中通过灵敏电流表的电流从a流向bC.欲使传感器有感应,按键需至少按下d2D.欲使传感器有感应,按键需至少按下13d6．2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。如图所示,神舟十七号载人飞船运行在半径为r1的圆轨道Ⅰ上,“天宫”空间站组合体运行在半径为r3的圆轨道Ⅲ上。神舟十七号载人飞船通过变轨操作,变轨到椭圆轨道Ⅱ上运行数圈后从近地点A沿轨道运动到远地点B,并在B点与空间站组合体对接成功。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,则A.神舟十七号载人飞船在圆轨道Ⅰ上A点的加速度小于其在椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度B.“天宫”空间站组合体在轨道Ⅲ上运动的周期为2πrC.神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上由A点运动至B点所需的时间为π(D.神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点的线速度大小之比为r1:r3二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点,两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c、e是水面上的两点,a、b、c间的距离均为l,ce=l,已知在ae连线上有若干振幅极大的点,其中ac上距c点最近的振幅极大的点d到c点的距离为38l,两振动片均以频率f做简谐振动,A.两波源发出的波的波长为lB.波的传播速度为flC.在a、e间振幅极大的点有5个(a点除外)D.在e、c间振幅极大的点有1个(c点除外)8．两块水平正对放置的导体板如图甲所示,大量电子由静止开始,经电压为U0的电场加速后,连续不断地沿水平方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时,这些电子通过两板之间的时间为3t0;当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过。则A.板长和板间距之比为2∶1B.板长和板间距之比为3∶1C.电子穿过两板后获得的最大动能和最小动能之比为16∶13D.电子穿过两板后获得的最大动能和最小动能之比为6∶59．湖南一微小型发电厂为某附属中学提供照明用电,如图。已知发电机的内阻为1Ω,可视为理想变压器的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数之比分别为1∶6和6∶1,输电线的总电阻为6Ω,该附属中学共有88个班,每个班有6盏标有“220V40W”的照明灯。晚自习时该附属中学所有班级的电灯都正常发光,下列说法正确的是A.发电机产生的感应电动势为326VB.升压变压器输出端的电压为1416VC.整个装置的用户端的效率约为76%D.若学校白天上课时只有一半的灯工作,则每盏灯的实际功率大于40W10．如图所示,在倾角θ=30°的绝缘斜面上固定两光滑平行金属导轨,导轨电阻不计,间距为L,其底端接一电容为C的电容器,整个装置处在方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的金属棒ab垂直置于导轨上,金属棒接入电路的电阻为r。金属棒在平行于斜面向上且垂直于金属棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动,经过时间t恰好达到最大速度vm。外力F与金属棒速度v的关系式为F=mg-kv(k>0,且为常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好,导轨足够长,重力加速度为g,则A.金属棒从静止开始运动到速度最大的过程中,合力对它所做的功为mB.金属棒的速度最大时,电容器所带的电荷量为CBLmgC.金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,金属棒的位移大小s=mgD.金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,金属棒的位移大小s=mgr三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．(7分)某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括:装有声音分析软件的智能手机、小铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下:(1)一钢尺伸出水平桌面少许,将质量为m的小铁球放在钢尺末端,用刻度尺测出钢尺上表面与水平地板间的高度差h=78.10cm。(2)启动智能手机上的声音分析软件,并开启声音传感器。(3)迅速敲击钢尺侧面,小铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应小铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔t=s。

(4)小铁球落地的速度大小v=(请用物理量h、t表示)。若小铁球下落过程中机械能守恒,则应满足等式(请用物理量符号g、h、t表示,其中g为重力加速度)。

(5)若小铁球质量为80g,重力加速度g=9.80m/s2,则下落过程中小铁球增加的动能ΔEk=J,减少的重力势能mgh=J。(结果均保留三位小数)

12．(9分)多用电表又叫万用表,它是一种可以测量电压、电流和电阻的电表。(1)在“探究晶体二极管的性能”实验中,测得电阻较小的一次电路图如图甲所示,电路中二极管的A端应与多用电表(选填“红表笔”或“黑表笔”)连接。

(2)多用电表长时间使用后,欧姆挡内部电源的电动势几乎不变但内阻发生变化,为了测量该电源的电动势与欧姆“×1”挡内部电路的电阻r,小组成员设计了如图乙所示的电路。实验操作步骤如下:①将多用电表选择开关旋至欧姆“×1”挡,进行欧姆调零;②按图乙安装好实验器材;③闭合开关K,调节电阻箱R0,读取电流表示数I、电阻箱示数R0与多用电表的示数R;④重复步骤③,得到多组I、R0、R的数据。Ⅰ.小组成员分析所获得的数据后,以1I为纵坐标,分别以R0、R为横坐标,在同一坐标系中作出1I-R0(R)图像如下所示,则其中可能正确的是Ⅱ.小组成员正确描绘出1I-R0(R)图像后,得到1I-R图线的斜率为k,图线与纵轴的截距为a,1I-R0图线与纵轴的截距为b,则多用电表欧姆“×1”挡内部电源的电动势E=,欧姆“×1”挡内部电路的电阻r=,图乙中电流表的内阻rA=13．(10分)竖直放置的绝热薄壁汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,如图,上部分汽缸的横截面积为S,下部分汽缸的横截面积为2S。上部分汽缸下部有小卡环,汽缸中绝热活塞Ⅰ和绝热活塞Ⅱ之间封闭有一定质量的理想气体,两活塞之间用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为m、2m,当系统处于平衡状态时,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离均为h。忽略活塞与汽缸壁间的摩擦且汽缸无漏气,不计轻杆的体积,下部分汽缸足够长,已知外界大气压强p0=15mgS,重力加速度为g,被封闭气体的初始温度为(1)现汽缸内加热装置(体积忽略不计)对被封闭气体缓慢加热,使活塞缓慢移动,求活塞Ⅰ刚要到达卡环时,被封闭气体的压强及此时的温度。(2)继续对被封闭气体加热,当温度升至多少时,卡环对活塞Ⅰ的弹力为2mg?14．(14分)如图所示,在Oxyz空间直角坐标系中,在x轴负半轴区域内有沿z轴负方向的匀强电场;在x轴正半轴0≤x≤3.5d范围内,以x轴为中心轴、半径为d的圆柱区域内有沿x轴正方向、磁感应强度大小B1=πmv0qd的匀强磁场Ⅰ,x>3.5d区域内有沿z轴负方向、磁感应强度大小B2=mv0qd的匀强磁场Ⅱ。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从点A(-2d,0,d)以速度v0沿x轴正方向开始运动,恰好从(1)匀强电场的电场强度大小E。(2)粒子在圆柱区域内的运动时间t。(3)粒子离开圆柱区域右侧磁场Ⅱ时的位置坐标。15．(16分)如图所示,半径R=0.343m、质量M=6kg的四分之一光滑圆弧曲面紧靠挡板P静止在足够长的光滑水平地面上,圆弧曲面与水平地面相切于最低点B,轻质弹簧右端固定在竖直墙面上。将一质量m=1kg的小球从圆弧最高点A的正上方C点由静止释放,A、C间的高度差h=52R。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,小球可看成质点,24.01=4.9(1)若小球从C点释放的同时撤去挡板P,当小球运动至圆弧曲面最低点B时,求圆弧曲面的位移大小。(2)在情景(1)中,求弹簧弹性势能的最大值。(3)若小球从C点由静止释放,当小球运动至圆弧曲面最低点B时撤去挡板P,小球经弹簧反弹后,小球能越过A点,求小球越过A点后离水平地面的最大高度。(4)在情景(3)中,求光滑圆弧曲面速度的最大值。——★参考答案★——1．C【命题意图】本题考查运动的图像问题。【解题分析】由新能源汽车的xt-t图像结合其图像的函数式xt=v0-12at,可知汽车的初速度大小为15m/s,其刹车的加速度的大小a=5m/s2,故A、B项错误;刹车后汽车做匀减速运动的时间t=15a=3s,做匀减速运动的距离x=v02t=22.5m<2．B【命题意图】本题考查受力分析。【解题分析】设支架斜面对手机的吸附力大小为F,对手机支架斜面上的手机受力分析,建立直角坐标系如图所示,根据受力平衡可得f=Gcosθ,FN=F+Gsinθ,f=μFN,把θ=30°代入可得F=G,B项正确。3．A【命题意图】本题考查光的折射。【解题分析】太阳光是平行光,临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角的正弦值sinr=R2R=12,可知临界光线的折射角为30°;根据折射定律n=sinisinr=2,可得i=45°,由几何关系可知,地球自转α角度前太阳刚好“落山”,有α=60°-45°=15°,则所求的时间t=15°360°4．C【命题意图】本题考查机械波。【解题分析】因质点a的起振方向向上,故由题意可得xabv+54T=1.7s,从题图可知T=0.4s,解得v=1.75m/s,A项错误;波从a传播到c所用时间tac=xacv=0.8s,因质点c的起振方向向上,再经0.1s其位移为8cm,故B项错误;0~2s内,b振动的时间t=2s-xabv=0.8s,故b振动了两个周期,运动的路程s=4A×2=64cm,C项正确;波从a传播到b和c所用时间分别为1.2s和0.8s,相差一个周期,5．D【命题意图】本题考查电容器的电容。【解题分析】根据电容计算公式C=εrS4πkd得,按键过程中,d减小,C增大,故A项错误;因按键时C增大,U不变,根据Q=CU,得Q增大,电容器充电,通过灵敏电流表的电流从b流向a,故B项错误;按键过程中,d减小,电容C增大,当电容至少增大为原来的32倍时,传感器才有感应,根据C=εrS4πkd得,板间距离至少减至23d,6．C【命题意图】本题考查万有引力定律。【解题分析】由GMmr12=maA,可得aA=GMr12,可知神舟十七号载人飞船在圆轨道Ⅰ上A点的加速度与其在椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度大小相等,A项错误;“天宫”空间站组合体在轨道Ⅲ上运动,由万有引力提供向心力,有GMm1r32=m14π2T32r3,在地球表面,有GMm2R2=m2g,解得T3=2πRr33g,B项错误;飞船从A点沿椭圆轨道Ⅱ运动,其轨道半长轴a=r1+r32,根据开普勒第三定律可得a3T22=r33T32,解得T2=π2(r1+r3)32gR2,飞船由轨道Ⅱ的7．BCD【命题意图】本题考查机械波。【解题分析】由题意可知,与c点相距最近的振幅极大点为d点,则ad=58l,可得bd=cd2+bc2-2(cd)(bc)cos60°=78l,因此波长λ=bd-ad=l4,波速v=λf=λl4,故A项错误、B项正确。又由ae=2l,be=ae2+ab2-2(ae)(ab)cos60°=3l,可知ae-be=2l-3l=0.268l,设ae上的点到a、b两点的波程差为Δx,-l<Δx≤0.268l,a、e间振幅极大的点的波程差Δx=l4,0,-l4,-12l,-34l8．BC【命题意图】本题考查带电粒子在平行板电容器中的运动。【解题分析】在加速电场中,根据动能定理有eU0=12mv02,解得v0=2eU0m,电子水平匀速通过两平行板,可得L=v0·3t0=3t02eU0m,t=0时刻进入两极板间的电子在竖直方向的位移最大,在竖直方向有d2=12at02+at0·t0+(at0·t0+12at02)=3at02,其中a=eU0md,即d2=3eU0mdt02,解得d=6eU0m·t0,故Ld=31,A项错误、B项正确;t=t0时刻进入两极板间的电子在竖直方向的位移最小,在竖直方向有y=0+12at02+at0·t0=1.5at02=d4,故竖直方向的最大位移和最小位移之比为2∶1,可获得的最大动能Ekmax=eU0+eU0d12at02+at0t0+12at02=eU0+e9．BD【命题意图】本题考查远距离输电。【解题分析】如图所示,该附属中学所有班级的电灯都正常发光,故降压变压器副线圈(学校用户端)上的总电流I4=PU×N盏=96A,根据理想变压器原理有I3I4=n4n3,解得I3=16A,又由U3U4=n3n4,解得U3=1320V,可得升压变压器输出端电压U2=U3+I3·R线=1416V,又由U1U2=n1n2,可得U1=236V,又由I1I2=n2n1,解得I1=96A,故发电机产生的感应电动势E=U1+I1r=332V,A项错误、B项正确;整个装置的用户端的效率η=P有用P总≈66%,C项错误;因学校白天只有一半的灯工作,可知学校用户端电流10．ABC【命题意图】本题考查电磁感应定律的应用。【解题分析】金属棒达到稳定状态时受力平衡,电容器两端电压恒定,回路中没有感应电流,即F=mgsin30°,则mg-kvm=mgsin30°,解得vm=mg2k,根据动能定理有W合=12mvm2=m3g28k2,故A项正确;金属棒的速度最大时,电容器所带的电荷量Q=CBLvm=CBLmg2k,故B项正确;金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,根据动量定理有F-t-BI-Lt-mgtsin30°=mvm-0,其中F-t=mgt-k11．(3)0.40(1分)(4)2ht(1分)gh=2(ht)2(2h=gt2也可)(5)0.610(2分)0.612(2分)【命题意图】本题考查验证机械能守恒定律实验。【解题分析】(3)如题图所示,可以读出两个尖峰的时间间隔t=1.95s-1.55s=0.40s。(4)根据平均速度公式有v-=ht,由于小铁球做初速度为0的匀变速直线运动,故小铁球落地时的速度大小v=2v-=2ht。根据机械能守恒定律,有mgh=12mv2,化简可得(5)小铁球下落过程增加的动能ΔEk=12mv2=0.610J,减少的重力势能mgh=0.612J12．(1)红表笔(1分)(2)Ⅰ.B(2分)Ⅱ.1k(2分)ak(2分)b-a【命题意图】本题考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律。【解题分析】(1)根据多用电表电流“红进黑出”的规律,电路中二极管的A端应与多用电表的红表笔连接。(2)Ⅰ.根据闭合电路欧姆定律有IR=E-Ir,I(RA+R0)=E-Ir,则有1I=RE+rE,1I=R0E+RA+rE,可知,两图线的斜率均为正值且大小相等Ⅱ.根据上述有1E=k,rE=a,RA+rE=b,解得E=1k,r=13．【命题意图】本题考查理想气体的等压变化和等容变化。【解题分析】(1)对两活塞与轻杆构成的整体进行受力分析,如图所示,设加热前汽缸内气体的压强为p1,有p0S+3mg+p1·2S=p0·2S+p1S(2分)解得p1=12mgS(1可知在加热过程中气体发生的是等压变化,有V1T1=V2T2(其中V1=3hS,V2=4hS,T1解得T2=400K。(1分)(2)设被封闭气体的压强为p2,由受力分析可得p0S+3mg+2p2S=2p0S+p2S+2mg(1分)解得p2=14mgS(1气体发生等容变化,可得p1T2=p2代入数据,有12mg400·S=14mg解得T3≈467K。(1分)14．【命题意图】本题以分区域电场、磁场为情景,考查带电粒子在电场、磁场中的运动,一是考查带电粒子在电场中的类平抛运动的处理方法,二是考查在速度方向和磁场方向不垂直情况下的螺旋运动,三是考查粒子在磁场中的匀速圆周运动,四是匀速直线运动的分解。本题较全面地考查了直线运动和曲线运动的处理方法,较好地考查了物理观念和处理问题的科学思维方式,也很好地考查了学生的空间想象能力和应用数学知识处理物理问题的能力。【解题分析】(1)粒子从A点到O点,在电场中做类平抛运动,设运动时间为t1沿x轴方向有2d=v0t1(1分)沿z轴方向有d=12at12由牛顿第二定律得Eq=ma(1分)解得E=mv022qd(2)粒子进入圆柱区域后在垂直于磁场Ⅰ方向的分速度vz=at1=v0(1分)由牛顿第二定律,得qB1vz=mvz2r1,解得r1=dπ又粒子沿x轴方向以速度v0做匀速直线运动,故粒子在圆柱区域内螺旋前进则有3.5d=v0t(1分)解得t=7d2v0。(3)粒子在圆柱区域内做匀速圆周运动的周期T=2πmqB1=2所以,有t=74T(1分故粒子在离开圆柱区域时,到xOy平面的距离为r1,到xOz平面的距离为r1,到yOz平面的距离为3.5d,即粒子离开圆柱区域时的坐标为(3.5d,-dπ,dπ)(1粒子离开圆柱区域后,沿z轴负方向看,其轨迹如图所示设粒子在磁场Ⅱ中的运动半径为r2,则粒子进入磁场Ⅱ时速度大小v=v02+vz2=2v0,方向与x轴正方向成由牛顿第二定律,得qB2v=mv2r2,解得r2=2d故粒子离开磁场区域Ⅱ时的坐标是(3.5d,2d-dπ,dπ)。(115．【命题意图】本题以圆弧曲面为背景,考查动量守恒定律及机械能守恒定律。【解题分析】(1)小球运动至圆弧曲面最低点B过程,小球与曲面在水平方向动量守恒根据动量守恒定律及位移表达式有0=mx1-Mx2(1分)其中x1+x2=R(1分)解得x2=0.049m。(1分)(2)小球运动至圆弧曲面最低点B过程,水平方向动量守恒有0=mv1-Mv2(1分)根据能量守恒定律有mg(h+R)=12mv12+12Mv弹簧弹性势能的最大值Epmax=12mv12=10.29J。(3)小球从C点由静止释放,当小球运动至圆弧曲面最低点B时撤去挡板P根据机械能守恒定律有mg(h+R)=12mv32解得v3=4.9m/s小球经弹簧反弹后,速度大小仍为v3,方向向左,规定向左为正方向,设小球越过A点时,水平方向的速度大小为v4,竖直方向的速度大小为vy水平方向动量守恒有mv3=(m+M)v4(1分)根据机械能守恒定律有12mv32=mgR+12(m+M)v42+1小球越过A点后做斜抛运动,上升到最高点过程有12mvy2=mgH解得H=0.686m则小球越过A点后离水平地面的最大高度hmax=R+H=1.029m。(1分)(4)小球做斜抛运动后仍然进入圆弧曲面,设小球再次到达B点时,小球的速度为v5,圆弧曲面的速度为v6根据动量守恒定律有mv3=mv5+Mv6(1分)根据机械能守恒定律有12mv32=12mv52+1解得v5=-3.5m/s,v6=1.4m/s由于小球速度v5的大小大于圆弧曲面的速度v6,经弹簧反弹后,小球将再次冲上圆弧曲面,且最终再次运动至曲面最低点B,对此过程根据动量守恒定律有m(-v5)+Mv6=mv7+Mv8(1分)根据机械能守恒定律有12m(-v5)2+12Mv62=12mv72+解得v7=-0.1m/s,v8=2m/s由于小球速度v7的大小小于圆弧曲面的速度v8,则圆弧曲面速度的最大值为v8=2m/s。(1分)2025年湖南省普通高中学业水平选择性考试模拟二物理一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．一新能源汽车以某一初速度在平直公路上行驶,驾驶员突然发现其前方30m处有障碍物,立即刹车,刹车过程中汽车的xt-t图像如图所示,A.汽车的初速度大小为30m/sB.汽车刹车时的加速度大小为10m/s2C.汽车不会撞上障碍物D.汽车刹车后经6s停止运动2．纳米材料在生活中被广泛应用。某款手机支架如图所示,其与手机接触的斜面采用了纳米材料,将手机放置于支架斜面上,支架斜面就会吸附手机,手机所在斜面与竖直方向的夹角θ=30°时,手机恰好能够静止于斜面上,已知手机所受重力大小为G,手机与支架斜面之间的动摩擦因数μ=33,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A.G2B.G C.3G2D.2G3．由于大气层的存在,太阳光线在大气中折射,使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象,建立了一个简化模型:将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为2的均匀大气,并将大气层的厚度等效为地球的半径R。根据此模型,在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是(已知地球自转周期为24小时,地球上看到的太阳光可以看成平行光)A.1小时B.1.5小时C.2小时D.3小时4．如图甲所示,一弹性轻绳水平放置,a、b、c是弹性绳上的三个质点,现让质点a从t=0时刻开始在竖直面内做简谐运动,其振动图像如图乙,形成的简谐波同时沿该直线向ab和ac两个方向传播,在t1=1.7s时,质点b第二次到达正向最大位移处。a、b两质点平衡位置的间距为2.1m,a、c两质点平衡位置的间距为1.4m,则下列说法正确的是A.该波的传播速度大小为2.1m/sB.t=0.9s时,c的位移为-8cmC.0~2s内,b通过的路程为64cmD.b、c都开始振动后它们的振动方向始终相反5．计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行、间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。平行板电容器电路如图丙所示,只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时,传感器才有感应,则下列说法正确的是A.按键的过程中,电容器的电容减小B.按键的过程中,图丙中通过灵敏电流表的电流从a流向bC.欲使传感器有感应,按键需至少按下d2D.欲使传感器有感应,按键需至少按下13d6．2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。如图所示,神舟十七号载人飞船运行在半径为r1的圆轨道Ⅰ上,“天宫”空间站组合体运行在半径为r3的圆轨道Ⅲ上。神舟十七号载人飞船通过变轨操作,变轨到椭圆轨道Ⅱ上运行数圈后从近地点A沿轨道运动到远地点B,并在B点与空间站组合体对接成功。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,则A.神舟十七号载人飞船在圆轨道Ⅰ上A点的加速度小于其在椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度B.“天宫”空间站组合体在轨道Ⅲ上运动的周期为2πrC.神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上由A点运动至B点所需的时间为π(D.神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点的线速度大小之比为r1:r3二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点,两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c、e是水面上的两点,a、b、c间的距离均为l,ce=l,已知在ae连线上有若干振幅极大的点,其中ac上距c点最近的振幅极大的点d到c点的距离为38l,两振动片均以频率f做简谐振动,A.两波源发出的波的波长为lB.波的传播速度为flC.在a、e间振幅极大的点有5个(a点除外)D.在e、c间振幅极大的点有1个(c点除外)8．两块水平正对放置的导体板如图甲所示,大量电子由静止开始,经电压为U0的电场加速后,连续不断地沿水平方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时,这些电子通过两板之间的时间为3t0;当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过。则A.板长和板间距之比为2∶1B.板长和板间距之比为3∶1C.电子穿过两板后获得的最大动能和最小动能之比为16∶13D.电子穿过两板后获得的最大动能和最小动能之比为6∶59．湖南一微小型发电厂为某附属中学提供照明用电,如图。已知发电机的内阻为1Ω,可视为理想变压器的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数之比分别为1∶6和6∶1,输电线的总电阻为6Ω,该附属中学共有88个班,每个班有6盏标有“220V40W”的照明灯。晚自习时该附属中学所有班级的电灯都正常发光,下列说法正确的是A.发电机产生的感应电动势为326VB.升压变压器输出端的电压为1416VC.整个装置的用户端的效率约为76%D.若学校白天上课时只有一半的灯工作,则每盏灯的实际功率大于40W10．如图所示,在倾角θ=30°的绝缘斜面上固定两光滑平行金属导轨,导轨电阻不计,间距为L,其底端接一电容为C的电容器,整个装置处在方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的金属棒ab垂直置于导轨上,金属棒接入电路的电阻为r。金属棒在平行于斜面向上且垂直于金属棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动,经过时间t恰好达到最大速度vm。外力F与金属棒速度v的关系式为F=mg-kv(k>0,且为常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好,导轨足够长,重力加速度为g,则A.金属棒从静止开始运动到速度最大的过程中,合力对它所做的功为mB.金属棒的速度最大时,电容器所带的电荷量为CBLmgC.金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,金属棒的位移大小s=mgD.金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,金属棒的位移大小s=mgr三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．(7分)某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括:装有声音分析软件的智能手机、小铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下:(1)一钢尺伸出水平桌面少许,将质量为m的小铁球放在钢尺末端,用刻度尺测出钢尺上表面与水平地板间的高度差h=78.10cm。(2)启动智能手机上的声音分析软件,并开启声音传感器。(3)迅速敲击钢尺侧面,小铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应小铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔t=s。

(4)小铁球落地的速度大小v=(请用物理量h、t表示)。若小铁球下落过程中机械能守恒,则应满足等式(请用物理量符号g、h、t表示,其中g为重力加速度)。

(5)若小铁球质量为80g,重力加速度g=9.80m/s2,则下落过程中小铁球增加的动能ΔEk=J,减少的重力势能mgh=J。(结果均保留三位小数)

12．(9分)多用电表又叫万用表,它是一种可以测量电压、电流和电阻的电表。(1)在“探究晶体二极管的性能”实验中,测得电阻较小的一次电路图如图甲所示,电路中二极管的A端应与多用电表(选填“红表笔”或“黑表笔”)连接。

(2)多用电表长时间使用后,欧姆挡内部电源的电动势几乎不变但内阻发生变化,为了测量该电源的电动势与欧姆“×1”挡内部电路的电阻r,小组成员设计了如图乙所示的电路。实验操作步骤如下:①将多用电表选择开关旋至欧姆“×1”挡,进行欧姆调零;②按图乙安装好实验器材;③闭合开关K,调节电阻箱R0,读取电流表示数I、电阻箱示数R0与多用电表的示数R;④重复步骤③,得到多组I、R0、R的数据。Ⅰ.小组成员分析所获得的数据后,以1I为纵坐标,分别以R0、R为横坐标,在同一坐标系中作出1I-R0(R)图像如下所示,则其中可能正确的是Ⅱ.小组成员正确描绘出1I-R0(R)图像后,得到1I-R图线的斜率为k,图线与纵轴的截距为a,1I-R0图线与纵轴的截距为b,则多用电表欧姆“×1”挡内部电源的电动势E=,欧姆“×1”挡内部电路的电阻r=,图乙中电流表的内阻rA=13．(10分)竖直放置的绝热薄壁汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,如图,上部分汽缸的横截面积为S,下部分汽缸的横截面积为2S。上部分汽缸下部有小卡环,汽缸中绝热活塞Ⅰ和绝热活塞Ⅱ之间封闭有一定质量的理想气体,两活塞之间用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为m、2m,当系统处于平衡状态时,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离均为h。忽略活塞与汽缸壁间的摩擦且汽缸无漏气,不计轻杆的体积,下部分汽缸足够长,已知外界大气压强p0=15mgS,重力加速度为g,被封闭气体的初始温度为(1)现汽缸内加热装置(体积忽略不计)对被封闭气体缓慢加热,使活塞缓慢移动,求活塞Ⅰ刚要到达卡环时,被封闭气体的压强及此时的温度。(2)继续对被封闭气体加热,当温度升至多少时,卡环对活塞Ⅰ的弹力为2mg?14．(14分)如图所示,在Oxyz空间直角坐标系中,在x轴负半轴区域内有沿z轴负方向的匀强电场;在x轴正半轴0≤x≤3.5d范围内,以x轴为中心轴、半径为d的圆柱区域内有沿x轴正方向、磁感应强度大小B1=πmv0qd的匀强磁场Ⅰ,x>3.5d区域内有沿z轴负方向、磁感应强度大小B2=mv0qd的匀强磁场Ⅱ。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从点A(-2d,0,d)以速度v0沿x轴正方向开始运动,恰好从(1)匀强电场的电场强度大小E。(2)粒子在圆柱区域内的运动时间t。(3)粒子离开圆柱区域右侧磁场Ⅱ时的位置坐标。15．(16分)如图所示,半径R=0.343m、质量M=6kg的四分之一光滑圆弧曲面紧靠挡板P静止在足够长的光滑水平地面上,圆弧曲面与水平地面相切于最低点B,轻质弹簧右端固定在竖直墙面上。将一质量m=1kg的小球从圆弧最高点A的正上方C点由静止释放,A、C间的高度差h=52R。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,小球可看成质点,24.01=4.9(1)若小球从C点释放的同时撤去挡板P,当小球运动至圆弧曲面最低点B时,求圆弧曲面的位移大小。(2)在情景(1)中,求弹簧弹性势能的最大值。(3)若小球从C点由静止释放,当小球运动至圆弧曲面最低点B时撤去挡板P,小球经弹簧反弹后,小球能越过A点,求小球越过A点后离水平地面的最大高度。(4)在情景(3)中,求光滑圆弧曲面速度的最大值。——★参考答案★——1．C【命题意图】本题考查运动的图像问题。【解题分析】由新能源汽车的xt-t图像结合其图像的函数式xt=v0-12at,可知汽车的初速度大小为15m/s,其刹车的加速度的大小a=5m/s2,故A、B项错误;刹车后汽车做匀减速运动的时间t=15a=3s,做匀减速运动的距离x=v02t=22.5m<2．B【命题意图】本题考查受力分析。【解题分析】设支架斜面对手机的吸附力大小为F,对手机支架斜面上的手机受力分析,建立直角坐标系如图所示,根据受力平衡可得f=Gcosθ,FN=F+Gsinθ,f=μFN,把θ=30°代入可得F=G,B项正确。3．A【命题意图】本题考查光的折射。【解题分析】太阳光是平行光,临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角的正弦值sinr=R2R=12,可知临界光线的折射角为30°;根据折射定律n=sinisinr=2,可得i=45°,由几何关系可知,地球自转α角度前太阳刚好“落山”,有α=60°-45°=15°,则所求的时间t=15°360°4．C【命题意图】本题考查机械波。【解题分析】因质点a的起振方向向上,故由题意可得xabv+54T=1.7s,从题图可知T=0.4s,解得v=1.75m/s,A项错误;波从a传播到c所用时间tac=xacv=0.8s,因质点c的起振方向向上,再经0.1s其位移为8cm,故B项错误;0~2s内,b振动的时间t=2s-xabv=0.8s,故b振动了两个周期,运动的路程s=4A×2=64cm,C项正确;波从a传播到b和c所用时间分别为1.2s和0.8s,相差一个周期,5．D【命题意图】本题考查电容器的电容。【解题分析】根据电容计算公式C=εrS4πkd得,按键过程中,d减小,C增大,故A项错误;因按键时C增大,U不变,根据Q=CU,得Q增大,电容器充电,通过灵敏电流表的电流从b流向a,故B项错误;按键过程中,d减小,电容C增大,当电容至少增大为原来的32倍时,传感器才有感应,根据C=εrS4πkd得,板间距离至少减至23d,6．C【命题意图】本题考查万有引力定律。【解题分析】由GMmr12=maA,可得aA=GMr12,可知神舟十七号载人飞船在圆轨道Ⅰ上A点的加速度与其在椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度大小相等,A项错误;“天宫”空间站组合体在轨道Ⅲ上运动,由万有引力提供向心力,有GMm1r32=m14π2T32r3,在地球表面,有GMm2R2=m2g,解得T3=2πRr33g,B项错误;飞船从A点沿椭圆轨道Ⅱ运动,其轨道半长轴a=r1+r32,根据开普勒第三定律可得a3T22=r33T32,解得T2=π2(r1+r3)32gR2,飞船由轨道Ⅱ的7．BCD【命题意图】本题考查机械波。【解题分析】由题意可知,与c点相距最近的振幅极大点为d点,则ad=58l,可得bd=cd2+bc2-2(cd)(bc)cos60°=78l,因此波长λ=bd-ad=l4,波速v=λf=λl4,故A项错误、B项正确。又由ae=2l,be=ae2+ab2-2(ae)(ab)cos60°=3l,可知ae-be=2l-3l=0.268l,设ae上的点到a、b两点的波程差为Δx,-l<Δx≤0.268l,a、e间振幅极大的点的波程差Δx=l4,0,-l4,-12l,-34l8．BC【命题意图】本题考查带电粒子在平行板电容器中的运动。【解题分析】在加速电场中,根据动能定理有eU0=12mv02,解得v0=2eU0m,电子水平匀速通过两平行板,可得L=v0·3t0=3t02eU0m,t=0时刻进入两极板间的电子在竖直方向的位移最大,在竖直方向有d2=12at02+at0·t0+(at0·t0+12at02)=3at02,其中a=eU0md,即d2=3eU0mdt02,解得d=6eU0m·t0,故Ld=31,A项错误、B项正确;t=t0时刻进入两极板间的电子在竖直方向的位移最小,在竖直方向有y=0+12at02+at0·t0=1.5at02=d4,故竖直方向的最大位移和最小位移之比为2∶1,可获得的最大动能Ekmax=eU0+eU0d12at02+at0t0+12at02=eU0+e9．BD【命题意图】本题考查远距离输电。【解题分析】如图所示,该附属中学所有班级的电灯都正常发光,故降压变压器副线圈(学校用户端)上的总电流I4=PU×N盏=96A,根据理想变压器原理有I3I4=n4n3,解得I3=16A,又由U3U4=n3n4,解得U3=1320V,可得升压变压器输出端电压U2=U3+I3·R线=1416V,又由U1U2=n1n2,可得U1=236V,又由I1I2=n2n1,解得I1=96A,故发电机产生的感应电动势E=U1+I1r=332V,A项错误、B项正确;整个装置的用户端的效率η=P有用P总≈66%,C项错误;因学校白天只有一半的灯工作,可知学校用户端电流10．ABC【命题意图】本题考查电磁感应定律的应用。【解题分析】金属棒达到稳定状态时受力平衡,电容器两端电压恒定,回路中没有感应电流,即F=mgsin30°,则mg-kvm=mgsin30°,解得vm=mg2k,根据动能定理有W合=12mvm2=m3g28k2,故A项正确;金属棒的速度最大时,电容器所带的电荷量Q=CBLvm=CBLmg2k,故B项正确;金属棒从静止开始运动到速度恰好最大的过程中,根据动量定理有F-t-BI-Lt-mgtsin30°=mvm-0,其中F-t=mgt-k11．(3)0.40(1分)(4)2ht(1分)gh=2(ht)2(2h=gt2也可)(5)0.610(2分)0.612(2分)【命题意图】本题考查验证机械能守恒定律实验。【解题分析】(3)如题图所示,可以读出两个尖峰的时间间隔t=1.95s-1.55s=0.40s。(4)根据平均速度公式有v-=ht,由于小铁球做初速度为0的匀变速直线运动,故小铁球落地时的速度大小v=2v-=2ht。根据机械能守恒定律,有mgh=12mv2,化简可得(5)小铁球下落过程增加的动能ΔEk=12mv2=0.610J,减少的重力势能mgh=0.612J12．(1)红表笔(1分)(2)Ⅰ.B(2分)Ⅱ.1k(2分)ak(2分)b-a【命题意图】本题考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律。【解题分析】(1)根据多用电表电流“红进黑出”的规律,电路中二极管的A端应与多用电表的红表笔连接。(2)Ⅰ.根据闭合电路欧姆定律有IR=E-Ir,I(RA+R0)=E-Ir,则有1I=RE+rE,1I=R0E+RA+rE,可知,两图线的斜率均为正值且大小相等Ⅱ.根据上述有1E=k,rE=a,RA+rE=b,解得E=1k,r=13．