2025届湖南省普通高中学业水平选择性物理考试模拟三物理试题（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三物理一、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．已知钚239某次裂变的核反应方程为

994239Pu+01n→abX+340103Zr+301n,其中

994239Pu核的质量为m1,01nA.X核的中子数为82B.994239Pu核的比结合能大于

C.X核的质量为(m1-m3-2m2)-ED.该核反应过程质量守恒2．如图所示,质量为m的小球P(可视为质点)与两根轻绳OP和O'P拴接后再分别系于竖直墙上相距3m的O、O'两点上,绳OP长23m,绳O'P长3m。今在小球上施加一与水平方向成θ=30°角的拉力F,将小球缓慢拉起,绳O'P刚拉直时,OP绳拉力为T1,OP绳刚松弛时,O'P绳拉力为T2,则T1A.1∶2 B.2∶1C.2∶3 D.3∶23．某小型交流发电机对某电子元件(可视为纯电阻)进行供电,通过过滤和整流,最后得到该电子元件的电流随时间的变化关系,如图。其中0~T4和T~54T的曲线为完整的正弦曲线的1A.42AB.17AC.52AD.5A4．武仙座球状星团中有一个脉冲双星系统,科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示,质量分布均匀的恒星A、B组成的双星系统绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动,运动周期为T1,两者间的距离为L,C为B的卫星,绕B沿逆时针方向做匀速圆周运动,周期为T2,且T2<T1,A与B之间的引力远大于C与B之间的引力,引力常量为G,不考虑相对论效应,下列说法正确的是A.若恒星A、B的质量之比为3∶1,则A、B的线速度大小之比也为3∶1B.恒星A、B的质量之和为4C.A、B、C三星相邻两次共线的时间间隔为TD.恒星B的密度为3π5．肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标,是指人能够呼出的气体在标准大气压p0下的最大体积。一同学设计了如图所示的装置测量自己的肺活量,竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞,活塞上方放有重物,活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动,插销K处于打开状态,汽缸中活塞下方空间的体积为V0,该同学用尽全力向细吹嘴吹气后,关闭插销K,最终活塞下方空间的体积变为32V0,已知外界大气压强为p0,活塞的面积为S,活塞及上方重物的总重力G=12p0S,汽缸的导热性能良好A.34V0 B.V0 C.54V0 D.36．某“复兴号”高速列车在水平长直轨道上运行的简化图如图所示,列车由8节质量均为m的车厢组成,其中只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行,经过一段时间达到最大速度,列车向右运动的过程中,1号车厢受到前方空气的阻力,假设1号车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立即与列车速度相同。已知空气密度为ρ,1号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为S,不计其他阻力,忽略其他车厢受到的空气阻力,则当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时A.列车的加速度大小为7B.列车的加速度大小为7C.5号车厢对6号车厢的拉力大小为21D.5号车厢对6号车厢的拉力大小为21二、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．每种原子都有自己的特征谱线,锂离子(Li+)光谱中某个谱线系的波长满足公式1λ=E1'hc(1m2-1n2),n=6,m=9,12,15,…。其中锂离子(Li+)的基态能量为E1'(E1'<0),h为普朗克常量,c为真空中的光速。若锂离子(Li+A.锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出的光子也能使该金属发生光电效应B.若用频率来表示该谱线系,则公式为ν=E1'h(1C.锂离子(Li+)从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量为-3144E1D.锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出的光子的波长比从m=15能级向n=6能级跃迁时放出的光子的波长短9．理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的,但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。如图,以状态a为起点的一定质量的理想气体的逆卡诺循环过程,其中ab、cd为等温过程,两过程对应的温度分别为T1、T2,bc、da为绝热过程,a、b、c、d四个状态对应的气体体积分别为Va、Vb、Vc、Vd,下列说法正确的是A.a→b过程中,气体压强增大是因为分子的平均撞击力增大B.b→c过程和d→a过程图线与横轴围成的面积相等C.经历图示的一个逆卡诺循环,封闭气体对外界做的功为abcd图线围成的面积D.气体在a→b过程放出的热量大于在c→d过程吸收的热量10．如图,光滑平行金属导轨由左侧弧形导轨和右侧水平导轨平滑连接而成,左侧弧形导轨上端连接一阻值为R的电阻,右侧水平导轨的最右端也连接一阻值为R的电阻,导轨间距为L,水平导轨间有相邻连接且宽度均为d的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,区域边界与水平导轨垂直,Ⅰ、Ⅲ区域存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,Ⅱ区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。一质量为m、长度也为L、电阻为R的金属棒从左侧弧形导轨上h高处由静止释放,金属棒最终停在Ⅲ区域右边界上,不计金属导轨电阻,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,重力加速度大小为g,则A.金属棒穿过Ⅰ和Ⅲ区域的过程中,通过金属棒的电荷量相等B.金属棒在刚进入Ⅱ区域时,其加速度大小为20C.金属棒穿过Ⅰ区域的过程中,金属棒产生的焦耳热为1136D.金属棒穿过Ⅰ和Ⅲ区域的过程中,克服安培力所做的功之比为11∶1三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．(7分)为了探究碰撞过程的动量守恒,某人设计了如图所示的装置,AB、CD为两个完全相同的四分之一圆弧轨道,O为轨道AB的圆心,B为轨道CD的圆心,O、B、C恰好位于同一竖直线上。实验操作步骤如下:①按图示安装好实验器材;②将可视为质点、质量为m1、半径为r1的小球a从轨道AB的最高点A由静止释放,记下小球a在轨道CD上的撞击点;③将可视为质点、质量为m2、半径为r2的小球b静置于B点,将小球a仍然从A由静止释放,两小球碰撞后共同飞出,分别记下小球a、b在轨道CD上的撞击点;④用量角器测量出三个撞击点M、P、N与C点之间圆弧对应的圆心角分别为θ、α、β,发现θ<α<β。(1)下列说法正确的是。

A.实验所用小球应满足m1>m2,r1=r2B.实验中轨道AB必须光滑C.实验中,小球a先后两次释放点的位置可以不相同D.轨道AB的末端切线必须调至水平(2)若小球a、b碰撞过程动量守恒,则必须满足(用θ、α、β、m1、m2表示)。

(3)若小球a、b碰撞过程为弹性碰撞,则必须满足(用θ、α、β表示)。

12．(9分)图甲为一同学在不同照度(光照强度的简称)的光下测光敏电阻R0的阻值的实验原理图,其中电阻R1=10.0Ω,R2=4.0Ω。该同学闭合开关,将光敏电阻R0放置于某一照度的光下,调节电阻箱RP接入电路的阻值,当灵敏电流表的示数为零时,读出电阻箱的示数。将光敏电阻R0置于不同照度的光下,重复上述操作。(1)在某次调节中,电阻箱RP的示数如图乙所示,则电阻箱RP的阻值为Ω,光敏电阻R0的阻值为Ω。

(2)此同学根据实验数据作出了光敏电阻的阻值随光的照度变化的关系图像如图丙所示,当电阻箱RP的示数如图乙所示时,对应的光照度为lx。

(3)此同学利用光敏电阻设计了图丁所示的控制电路,要求当光照度大于某一值时,能够断开灯泡所在电路,小于某一值时,能够接通灯泡所在电路,请将图丁电路补充完整。13．(10分)有一高度为h(未知)、上端开口的圆筒绝热汽缸,用一截面积为S、厚度和质量均不计的绝热活塞盖到汽缸顶部,汽缸内封闭有一定质量的理想气体。现在活塞上缓慢放一质量M=6p0S5g的重物后,活塞下落到距离汽缸底h2处静止。已知大气压强为p0,汽缸内气体初状态的温度为T0(1)求汽缸内气体末状态的温度。(2)若气体的内能U=kT,k为已知常数,则汽缸的高度h为多少?14．(14分)以竖直向下为z轴正方向、水平向右为x轴正方向建立xOz坐标系,如图甲。xOz坐标系平面内存在垂直坐标系平面向里的磁场,该磁场沿x轴方向均匀分布(磁感应强度不变),沿z轴方向的磁感应强度按照图乙所示规律变化,图乙中图线斜率为k。在xOz平面内将一质量为m的正方形导线框从坐标原点处以大小为v0=mgR4k2L4(L为线框边长、R为线框电阻)的初速度沿x轴正方向水平抛出,导线框上、下两边始终水平,已知重力加速度为g,空气阻力不计。(其中m、g(1)求导线框竖直方向的分速度增大到vz=12v0时,(2)求导线框在磁场中运动过程中的最大电功率P的表达式。(3)已知导线框从开始抛出到瞬时速度大小为2v0时在竖直方向的位移大小为z,求该过程导线框沿x轴方向运动的位移x与z之间的关系式。15．(16分)在光滑水平面上放置一质量M=0.2kg的滑块Q,以滑块所在位置为坐标原点,以水平向右为正方向建立x轴,如图。放置在x0=-0.45m处的质量m=0.1kg的滑块P,受到水平向右的恒力F作用后由静止开始运动,以速度v0=3m/s与滑块Q发生弹性正碰,碰撞时间极短,P、Q均可视为质点。求:(1)恒力F的大小及在P、Q第一次碰撞到第二次碰撞之间,滑块P与滑块Q间的最大距离。(2)在第二次碰撞后瞬间滑块P与滑块Q的速度大小。(3)第二次碰撞后滑块P的速度增加到与滑块Q速度相同时P的位置坐标及这个过程中恒力F对滑块P所做的功。——★参考答案★——1．C【命题意图】本题考查质量数守恒和电荷数守恒、比结合能与质能方程。【解题分析】根据质量数守恒与电荷数守恒有b=239+1-103-3=134,a=94-40=54,则X核的中子数为134-54=80,故A项错误;反应过程释放能量,表明

340103Zr核比

994239Pu核更稳定,则

994239Pu核的比结合能小于

340103Zr核的比结合能,故B项错误;根据质能方程有E=(m1-m3-2m2-mX)c2,解得mX=(m1-m3-2m2)-Ec2,故2．A【命题意图】本题考查力的平衡。【解题分析】O'P绳刚拉直时,OP绳的拉力为T1,此时O'P绳的拉力为零,小球的受力情况如图乙所示。根据几何关系可得sinα=OO'OP=32,可得α=60°,则α+θ=90°,根据共点力的平衡条件可得T1=mgsinα;OP绳刚松弛时,O'P绳的拉力为T2,此时OP绳拉力为零,小球受力如图丙所示,根据共点力的平衡条件可得T2=mgtanα,由此可得T1T2=sin60°3．B【命题意图】本题考查交流电。【解题分析】由Q=I2Rt可得,在一个周期内电子元件产生的热量Q=I12R·T4+I22R·T2=(82)2·R·T4+(32)2R·T2=174．B【命题意图】本题考查万有引力。【解题分析】设恒星A、B的质量分别为MA、MB,轨道半径分别为rA、rB,由万有引力提供向心力,有GMAMBL2=MAω2rA=MBω2rB,由题意可知rA+rB=L,故rA=MBMA+MBL,rB=MAMA+MBL,可得vAvB=ω·rAω·rB=MBMA=13,恒星A、B的质量之和MA+MB=ω2L3G=4π2L3GT12,A项错误、B项正确。因为恒星A、B始终共线,如图所示,有θ=(5．C【命题意图】本题考查气体的等温变化。【解题分析】设该同学呼出的气体在标准大气压p0下的体积为V,把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象,有p0V0+p0V=p·32V0,其中p=p0+GS=32p0,解得V=546．D【命题意图】本题考查额定功率下的运动情况。【解题分析】设列车的速度为vm时,列车对空气的作用力大小为F,对极短时间t内碰到1号车厢的空气,根据动量定理有Ft=ρvmtSvm-0,解得F=ρSvm2,当牵引力大小等于阻力时,列车的速度最大,则P=Fvm,解得vm=3PρS,当v=vm2时,列车受到的牵引力大小F牵=Pv=2ρSvm2=23P2ρS,此时列车受到的阻力大小f=ρS(vm2)2=143P2ρS,根据牛顿第二定律有F牵-f=8ma,解得a=732m3P2ρS,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】本题考查离子的跃迁和光电效应。【解题分析】根据光电效应规律可知,锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量低于从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量,故放出的光子不能使该金属发生光电效应,A项错误;根据c=λν可得,用频率来表示该谱线系,公式为ν=E1'h(1m2-1n2)(n=6,m=9,12,15,…),B项正确;锂离子从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量E=hν=E1'·(1122-162)=-3144E1',故C项正确;锂离子(Li+)从m=9．BD【命题意图】本题考查热力学定律、逆卡诺循环。【解题分析】a→b过程,气体温度不变,分子平均动能不变,分子的平均撞击力不变,压强增大是因为分子数密度增大,A项错误;理想气体的内能完全由温度决定,b→c过程和d→a过程气体内能变化量的绝对值相同,而绝热过程与外界没有热量交换,所以封闭气体在b→c过程对外界做功和在d→a过程对外界做功的绝对值相等,在p-V图像中,图线与横轴所围面积代表做功的绝对值,因此b→c过程和d→a过程图线与横轴围成的面积相等,B项正确;经历图示的一个逆卡诺循环,外界对封闭气体做的功为abcd图线围成的面积,C项错误;由图像可知,a→b过程外界对封闭气体做的功大于c→d过程封闭气体对外界做功的绝对值,而ab、cd为等温过程,由热力学第一定律可知,a→b过程放出的热量大于c→d过程吸收的热量,D项正确。10．ABD【命题意图】本题考查电磁感应和电路的综合。【解题分析】金属棒穿过Ⅰ区域的过程中,根据法拉第电磁感应定律有E1=ΔΦΔt=BLdΔt,根据电流的定义有I1=q1Δt1=E1R总,联立解得q1=BLdR总(其中R总=32R);同理可得金属棒穿过Ⅲ区域的过程中,有q3=BLdR总,A项正确。金属棒刚进入Ⅰ区域时,v0=2gh,在Ⅰ区域内,由动量定理有-BILΔt=mv1-mv0(v1为金属棒刚滑出Ⅰ区域时的速度),即-B2L2R总vΔt=mv1-mv0,解得v1=v0-B2L2dmR总,同理在Ⅱ区域内有-4B2L2vΔtR总=mv2-mv1(v2为金属棒刚滑出Ⅱ区域时的速度),可得v2=v1-4B2L2dmR总=v0-5B2L2dmR总,同理,在Ⅲ区域内有-B2L2vΔtR总=0-mv2,可得v2=B2L2dmR总,联立解得v1=56v0,v2=16v0,金属棒刚进入Ⅱ区域时,有-2BIL=ma,其中I=2BLv1R总=4BLv13R,故a=-8B2L2311．(1)AD(2分)(2)m1sinαcosα=m1(3)sinθcosθ+sinαcosα【命题意图】本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律。【解题分析】(1)为了避免碰撞发生反弹,同时,使得两小球发生对心正碰,需要m1>m2,r1=r2,故A项正确;小球a每次均从轨道AB同一高度由静止释放,小球a克服摩擦阻力做的功相同,可知小球a在轨道AB上受到的摩擦力对实验没有影响,故B项错误;为了使得小球a到达轨道AB末端时的速度大小相同,实验中,小球a先后两次释放点的位置需要相同,故C项错误;为了使得小球飞出后做平抛运动,轨道AB的末端切线必须调至水平,故D项正确。(2)由于θ<α<β,可知,P为小球a单独释放时的撞击点,M为小球a碰撞后的撞击点,N为碰撞后小球b的撞击点,则有Rcosθ=12gt12,Rsinθ=v1t1,Rcosα=12gt02,Rsinα=v0t0,Rcosβ=12gt22,Rsinβ=v2t2,根据动量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v(3)若小球a、b的碰撞为弹性碰撞,则有12m1v02=12m1v12+12m2v22,12．(1)1040(2分)2600(2分)(2)0.6(2分)(3)见解析(3分)【命题意图】本题考查在不同照度的光下测光敏电阻R0的阻值实验。【解题分析】(1)由电阻箱的读数规则可知RP=1040Ω,由R1R0=R2RP,可得R0=R(2)当电阻箱的电阻RP=1040Ω时,R0=2600Ω,对应的光照度为0.6lx。(3)光照度变大,通过线圈的电流减小;光照度变小,通过线圈的电流变大,电路连接如图所示。13．【命题意图】本题考查理想气体状态方程的计算和热力学第一定律。【解题分析】(1)初状态,气体的压强为p0,体积为Sh,温度为T0;末状态,气体的压强p=p0+MgS=2.2p0,体积V=Sh2,由理想气体状态方程,有p0ShT0解得T=1.1T0。(2分)(2)初状态,气体的内能U0=kT0,末状态,气体的内能U=kT=1.1kT0气体内能的变化量ΔU=U-U0=0.1kT0(1分)又由W=W重物+W空气=(Mg+p0S)·h2(2分根据热力学第一定律,可得重物M对汽缸内气体做的功W=ΔU=0.1kT0(1分)联立解得h=kT05(Mg+p14．【命题意图】本题考查电磁感应的计算。【解题分析】(1)由题图乙可知,磁场沿z轴方向变化的规律可以表示为B=B0+kz(1分)导线框竖直方向的分速度增大到12v0时,由于线框左、右两边处的磁场相同,所以线框左、右两边切割磁感线产生的感应电动势相互抵消,线框上、下两边切割磁感线产生感应电动势,E=B2L·12v0-B1L·12v0=(B2-B1)L·12v0=kL线框中的瞬时电流I=ER=kL2v线框左、右两边所受安培力大小相等,方向相反,相互抵消;线框上、下两边所受安培力的合力F安=B2IL-B1IL=(B2-B1)IL=k2L4v由牛顿第二定律有mg-F安=ma(1分)解得a=g-k2L4故ag=78。(1(2)当导线框的功率最大时,导线框中的电流最大,即导线框在竖直方向的速度最大,在竖直方向做匀速直线运动,由平衡条件有mg=F安'(1分)由(1)同理可知F安'=k2L4v解得vm=mgRk2L4=4v0由能量守恒定律可知,导线框在磁场中运动过程中的最大电功率P,等于导线框以竖直向下的最大速度vm运动时的重力功率,有P=mgvm=4mgv0。(1分)(3)当导线框的瞬时速度大小为2v0时,导线框竖直向下的分速度vz=(2v0)2(1分)取导线框运动过程中的微小时间Δt,在竖直方向,由动量定理有mgΔt-k2L4vRΔt=mΔ对方程两边求和,有ΣmgΔt-Σk2L4vRΔ又由ΣΔt=t,ΣvΔt=z,ΣΔv=3v0解得t=3v0g+k2L4zmgR导线框在水平方向受力平衡,故导线框沿x轴正方向做匀速直线运动,有x=v0t故x=3v02g+z415．【命题意图】本题考查动量与能量的综合计算。【解题分析】(1)第一次碰撞前瞬间,对滑块P,根据动能定理有F(-x0)=12mv02解得F=1N(1分)滑块P与滑块Q第一次碰撞时,由于是弹性碰撞,则有mv0=mv1+Mv212mv02=12mv12+1解得v1=-1m/s,v2=2m/s(1分)即碰后滑块P速度大小为1m/s,方向水平向左,滑块Q速度大小为2m/s,方向水平向右碰后滑块Q向右匀速运动,滑块P以加速度大小a先向左做匀减速运动,后向右做匀加速运动,由F=ma解得a=10m/s2(1分)当滑块P与滑块Q两者共速时距离最大,则有v2=v1+at1解得P、Q共速所用时间t1=0.3s(1分)滑块P和滑块Q之间的最大距离Δx=v2t1-v1t1+12at12(1分解得Δx=0.45m。(1分)(2)第一次碰后到第二次碰前瞬间滑块P与滑块Q的位移相等,则有v2t2=v1t2+12a解得t2=0.6s(1分)则第二次碰前瞬间滑块Q与滑块P的速度分别为vQ=v2=2m/s、vP=v1+at2=5m/s(1分)第二次碰撞仍然为弹性碰撞,则有mvP+MvQ=mv3+Mv412mvP2+12MvQ2=12mv3解得v3=1m/s,v4=4m/s。(1分)(3)第二次碰撞时滑块Q的位置坐标x1=v2t2=1.2m(1分)在第二次碰撞后滑块P的速度v3=1m/s,以加速度大小a向右做匀加速运动,有v4=v3+at3速度增加到与滑块Q速度相同时经历的时间t3=0.3s(1分)滑块P的速度增加到与滑块Q速度相同时沿x轴正方向的位移Δx'=(v3+v第二次碰撞后滑块P的速度增加到与滑块Q速度相同时滑块P的位置坐标x=x1+Δx'=1.95m(1分)该过程中,由动能定理,可知恒力F对滑块P所做的功W=12mv42-12mv32=0.2025年湖南省普通高中学业水平选择性考试模拟三物理一、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．已知钚239某次裂变的核反应方程为

994239Pu+01n→abX+340103Zr+301n,其中

994239Pu核的质量为m1,01nA.X核的中子数为82B.994239Pu核的比结合能大于

C.X核的质量为(m1-m3-2m2)-ED.该核反应过程质量守恒2．如图所示,质量为m的小球P(可视为质点)与两根轻绳OP和O'P拴接后再分别系于竖直墙上相距3m的O、O'两点上,绳OP长23m,绳O'P长3m。今在小球上施加一与水平方向成θ=30°角的拉力F,将小球缓慢拉起,绳O'P刚拉直时,OP绳拉力为T1,OP绳刚松弛时,O'P绳拉力为T2,则T1A.1∶2 B.2∶1C.2∶3 D.3∶23．某小型交流发电机对某电子元件(可视为纯电阻)进行供电,通过过滤和整流,最后得到该电子元件的电流随时间的变化关系,如图。其中0~T4和T~54T的曲线为完整的正弦曲线的1A.42AB.17AC.52AD.5A4．武仙座球状星团中有一个脉冲双星系统,科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示,质量分布均匀的恒星A、B组成的双星系统绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动,运动周期为T1,两者间的距离为L,C为B的卫星,绕B沿逆时针方向做匀速圆周运动,周期为T2,且T2<T1,A与B之间的引力远大于C与B之间的引力,引力常量为G,不考虑相对论效应,下列说法正确的是A.若恒星A、B的质量之比为3∶1,则A、B的线速度大小之比也为3∶1B.恒星A、B的质量之和为4C.A、B、C三星相邻两次共线的时间间隔为TD.恒星B的密度为3π5．肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标,是指人能够呼出的气体在标准大气压p0下的最大体积。一同学设计了如图所示的装置测量自己的肺活量,竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞,活塞上方放有重物,活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动,插销K处于打开状态,汽缸中活塞下方空间的体积为V0,该同学用尽全力向细吹嘴吹气后,关闭插销K,最终活塞下方空间的体积变为32V0,已知外界大气压强为p0,活塞的面积为S,活塞及上方重物的总重力G=12p0S,汽缸的导热性能良好A.34V0 B.V0 C.54V0 D.36．某“复兴号”高速列车在水平长直轨道上运行的简化图如图所示,列车由8节质量均为m的车厢组成,其中只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行,经过一段时间达到最大速度,列车向右运动的过程中,1号车厢受到前方空气的阻力,假设1号车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立即与列车速度相同。已知空气密度为ρ,1号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为S,不计其他阻力,忽略其他车厢受到的空气阻力,则当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时A.列车的加速度大小为7B.列车的加速度大小为7C.5号车厢对6号车厢的拉力大小为21D.5号车厢对6号车厢的拉力大小为21二、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．每种原子都有自己的特征谱线,锂离子(Li+)光谱中某个谱线系的波长满足公式1λ=E1'hc(1m2-1n2),n=6,m=9,12,15,…。其中锂离子(Li+)的基态能量为E1'(E1'<0),h为普朗克常量,c为真空中的光速。若锂离子(Li+A.锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出的光子也能使该金属发生光电效应B.若用频率来表示该谱线系,则公式为ν=E1'h(1C.锂离子(Li+)从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量为-3144E1D.锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出的光子的波长比从m=15能级向n=6能级跃迁时放出的光子的波长短9．理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的,但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。如图,以状态a为起点的一定质量的理想气体的逆卡诺循环过程,其中ab、cd为等温过程,两过程对应的温度分别为T1、T2,bc、da为绝热过程,a、b、c、d四个状态对应的气体体积分别为Va、Vb、Vc、Vd,下列说法正确的是A.a→b过程中,气体压强增大是因为分子的平均撞击力增大B.b→c过程和d→a过程图线与横轴围成的面积相等C.经历图示的一个逆卡诺循环,封闭气体对外界做的功为abcd图线围成的面积D.气体在a→b过程放出的热量大于在c→d过程吸收的热量10．如图,光滑平行金属导轨由左侧弧形导轨和右侧水平导轨平滑连接而成,左侧弧形导轨上端连接一阻值为R的电阻,右侧水平导轨的最右端也连接一阻值为R的电阻,导轨间距为L,水平导轨间有相邻连接且宽度均为d的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,区域边界与水平导轨垂直,Ⅰ、Ⅲ区域存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,Ⅱ区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。一质量为m、长度也为L、电阻为R的金属棒从左侧弧形导轨上h高处由静止释放,金属棒最终停在Ⅲ区域右边界上,不计金属导轨电阻,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,重力加速度大小为g,则A.金属棒穿过Ⅰ和Ⅲ区域的过程中,通过金属棒的电荷量相等B.金属棒在刚进入Ⅱ区域时,其加速度大小为20C.金属棒穿过Ⅰ区域的过程中,金属棒产生的焦耳热为1136D.金属棒穿过Ⅰ和Ⅲ区域的过程中,克服安培力所做的功之比为11∶1三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．(7分)为了探究碰撞过程的动量守恒,某人设计了如图所示的装置,AB、CD为两个完全相同的四分之一圆弧轨道,O为轨道AB的圆心,B为轨道CD的圆心,O、B、C恰好位于同一竖直线上。实验操作步骤如下:①按图示安装好实验器材;②将可视为质点、质量为m1、半径为r1的小球a从轨道AB的最高点A由静止释放,记下小球a在轨道CD上的撞击点;③将可视为质点、质量为m2、半径为r2的小球b静置于B点,将小球a仍然从A由静止释放,两小球碰撞后共同飞出,分别记下小球a、b在轨道CD上的撞击点;④用量角器测量出三个撞击点M、P、N与C点之间圆弧对应的圆心角分别为θ、α、β,发现θ<α<β。(1)下列说法正确的是。

A.实验所用小球应满足m1>m2,r1=r2B.实验中轨道AB必须光滑C.实验中,小球a先后两次释放点的位置可以不相同D.轨道AB的末端切线必须调至水平(2)若小球a、b碰撞过程动量守恒,则必须满足(用θ、α、β、m1、m2表示)。

(3)若小球a、b碰撞过程为弹性碰撞,则必须满足(用θ、α、β表示)。

12．(9分)图甲为一同学在不同照度(光照强度的简称)的光下测光敏电阻R0的阻值的实验原理图,其中电阻R1=10.0Ω,R2=4.0Ω。该同学闭合开关,将光敏电阻R0放置于某一照度的光下,调节电阻箱RP接入电路的阻值,当灵敏电流表的示数为零时,读出电阻箱的示数。将光敏电阻R0置于不同照度的光下,重复上述操作。(1)在某次调节中,电阻箱RP的示数如图乙所示,则电阻箱RP的阻值为Ω,光敏电阻R0的阻值为Ω。

(2)此同学根据实验数据作出了光敏电阻的阻值随光的照度变化的关系图像如图丙所示,当电阻箱RP的示数如图乙所示时,对应的光照度为lx。

(3)此同学利用光敏电阻设计了图丁所示的控制电路,要求当光照度大于某一值时,能够断开灯泡所在电路,小于某一值时,能够接通灯泡所在电路,请将图丁电路补充完整。13．(10分)有一高度为h(未知)、上端开口的圆筒绝热汽缸,用一截面积为S、厚度和质量均不计的绝热活塞盖到汽缸顶部,汽缸内封闭有一定质量的理想气体。现在活塞上缓慢放一质量M=6p0S5g的重物后,活塞下落到距离汽缸底h2处静止。已知大气压强为p0,汽缸内气体初状态的温度为T0(1)求汽缸内气体末状态的温度。(2)若气体的内能U=kT,k为已知常数,则汽缸的高度h为多少?14．(14分)以竖直向下为z轴正方向、水平向右为x轴正方向建立xOz坐标系,如图甲。xOz坐标系平面内存在垂直坐标系平面向里的磁场,该磁场沿x轴方向均匀分布(磁感应强度不变),沿z轴方向的磁感应强度按照图乙所示规律变化,图乙中图线斜率为k。在xOz平面内将一质量为m的正方形导线框从坐标原点处以大小为v0=mgR4k2L4(L为线框边长、R为线框电阻)的初速度沿x轴正方向水平抛出,导线框上、下两边始终水平,已知重力加速度为g,空气阻力不计。(其中m、g(1)求导线框竖直方向的分速度增大到vz=12v0时,(2)求导线框在磁场中运动过程中的最大电功率P的表达式。(3)已知导线框从开始抛出到瞬时速度大小为2v0时在竖直方向的位移大小为z,求该过程导线框沿x轴方向运动的位移x与z之间的关系式。15．(16分)在光滑水平面上放置一质量M=0.2kg的滑块Q,以滑块所在位置为坐标原点,以水平向右为正方向建立x轴,如图。放置在x0=-0.45m处的质量m=0.1kg的滑块P,受到水平向右的恒力F作用后由静止开始运动,以速度v0=3m/s与滑块Q发生弹性正碰,碰撞时间极短,P、Q均可视为质点。求:(1)恒力F的大小及在P、Q第一次碰撞到第二次碰撞之间,滑块P与滑块Q间的最大距离。(2)在第二次碰撞后瞬间滑块P与滑块Q的速度大小。(3)第二次碰撞后滑块P的速度增加到与滑块Q速度相同时P的位置坐标及这个过程中恒力F对滑块P所做的功。——★参考答案★——1．C【命题意图】本题考查质量数守恒和电荷数守恒、比结合能与质能方程。【解题分析】根据质量数守恒与电荷数守恒有b=239+1-103-3=134,a=94-40=54,则X核的中子数为134-54=80,故A项错误;反应过程释放能量,表明

340103Zr核比

994239Pu核更稳定,则

994239Pu核的比结合能小于

340103Zr核的比结合能,故B项错误;根据质能方程有E=(m1-m3-2m2-mX)c2,解得mX=(m1-m3-2m2)-Ec2,故2．A【命题意图】本题考查力的平衡。【解题分析】O'P绳刚拉直时,OP绳的拉力为T1,此时O'P绳的拉力为零,小球的受力情况如图乙所示。根据几何关系可得sinα=OO'OP=32,可得α=60°,则α+θ=90°,根据共点力的平衡条件可得T1=mgsinα;OP绳刚松弛时,O'P绳的拉力为T2,此时OP绳拉力为零,小球受力如图丙所示,根据共点力的平衡条件可得T2=mgtanα,由此可得T1T2=sin60°3．B【命题意图】本题考查交流电。【解题分析】由Q=I2Rt可得,在一个周期内电子元件产生的热量Q=I12R·T4+I22R·T2=(82)2·R·T4+(32)2R·T2=174．B【命题意图】本题考查万有引力。【解题分析】设恒星A、B的质量分别为MA、MB,轨道半径分别为rA、rB,由万有引力提供向心力,有GMAMBL2=MAω2rA=MBω2rB,由题意可知rA+rB=L,故rA=MBMA+MBL,rB=MAMA+MBL,可得vAvB=ω·rAω·rB=MBMA=13,恒星A、B的质量之和MA+MB=ω2L3G=4π2L3GT12,A项错误、B项正确。因为恒星A、B始终共线,如图所示,有θ=(5．C【命题意图】本题考查气体的等温变化。【解题分析】设该同学呼出的气体在标准大气压p0下的体积为V,把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象,有p0V0+p0V=p·32V0,其中p=p0+GS=32p0,解得V=546．D【命题意图】本题考查额定功率下的运动情况。【解题分析】设列车的速度为vm时,列车对空气的作用力大小为F,对极短时间t内碰到1号车厢的空气,根据动量定理有Ft=ρvmtSvm-0,解得F=ρSvm2,当牵引力大小等于阻力时,列车的速度最大,则P=Fvm,解得vm=3PρS,当v=vm2时,列车受到的牵引力大小F牵=Pv=2ρSvm2=23P2ρS,此时列车受到的阻力大小f=ρS(vm2)2=143P2ρS,根据牛顿第二定律有F牵-f=8ma,解得a=732m3P2ρS,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】本题考查离子的跃迁和光电效应。【解题分析】根据光电效应规律可知,锂离子(Li+)从m=9能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量低于从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量,故放出的光子不能使该金属发生光电效应,A项错误;根据c=λν可得,用频率来表示该谱线系,公式为ν=E1'h(1m2-1n2)(n=6,m=9,12,15,…),B项正确;锂离子从m=12能级向n=6能级跃迁时放出光子的能量E=hν=E1'·(1122-162)=-3144E1',故C项正确;锂离子(Li+)从m=9．BD【命题意图】本题考查热力学定律、逆卡诺循环。【解题分析】a→b过程,气体温度不变,分子平均动能不变,分子的平均撞击力不变,压强增大是因为分子数密度增大,A项错误;理想气体的内能完全由温度决定,b→c过程和d→a过程气体内能变化量的绝对值相同,而绝热过程与外界没有热量交换,所以封闭气体在b→c过程对外界做功和在d→a过程对外界做功的绝对值相等,在p-V图像中,图线与横轴所围面积代表做功的绝对值,因此b→c过程和d→a过程图线与横轴围成的面积相等,B项正确;经历图示的一个逆卡诺循环,外界对封闭气体做的功为abcd图线围成的面积,C项错误;由图像可知,a→b过程外界对封闭气体做的功大于c→d过程封闭气体对外界做功的绝对值,而ab、cd为等温过程,由热力学第一定律可知,a→b过程放出的热量大于c→d过程吸收的热量,D项正确。10．ABD【命题意图】本题考查电磁感应和电路的综合。【解题分析】金属棒穿过Ⅰ区域的过程中,根据法拉第电磁感应定律有E1=ΔΦΔt=BLdΔt,根据电流的定义有I1=q1Δt1=E1R总,联立解得q1=BLdR总(其中R总=32R);同理可得金属棒穿过Ⅲ区域的过程中,有q3=BLdR总,A项正确。金属棒刚进入Ⅰ区域时,v0=2gh,在Ⅰ区域内,由动量定理有-BILΔt=mv1-mv0(v1为金属棒刚滑出Ⅰ区域时的速度),即-B2L2R总vΔt=mv1-mv0,解得v1=v0-B2L2dmR总,同理在Ⅱ区域内有-4B2L2vΔtR总=mv2-mv1(v2为金属棒刚滑出Ⅱ区域时的速度),可得v2=v1-4B2L2dmR总=v0-5B2L2dmR总,同理,在Ⅲ区域内有-B2L2vΔtR总=0-mv2,可得v2=B2L2dmR总,联立解得v1=56v0,v2=16v0,金属棒刚进入Ⅱ区域时,有-2BIL=ma,其中I=2BLv1R总=4BLv13R,故a=-8B2L2311．(1)AD(2分)(2)m1sinαcosα=m1(3)sinθcosθ+sinαcosα【命题意图】本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律。【解题分析】(1)为了避免碰撞发生反弹,同时,使得两小球发生对心正碰,需要m1>m2,r1=r2,故A项正确;小球a每次均从轨道AB同一高度由静止释放,小球a克服摩擦阻力做的功相同,可知小球a在轨道AB上受到的摩擦力对实验没有影响,故B项错误;为了使得小球a到达轨道AB末端时的速度大小相同,实验中,小球a先后两次释放点的位置需要相同,故C项错误;为了使得小球飞出后做平抛运动,轨道AB的末端切线必须调至水平,故D项正确。(2)由于θ<α<β,可知,P为小球a单独释放时的撞击点,M为小球a碰撞后的撞击点,N为碰撞后小球b的撞击点,则有Rcosθ=12gt12,Rsinθ=v1t1,Rcosα=12gt02,Rsinα=v0t0,Rcosβ=12gt22,Rsinβ=v2t2,根据动量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v(3)若小球a、b的碰撞为弹性碰撞,则有12m1v02=12m1v12+12m2v22,12．(1)1040(2分)2600(2分)(2)0.6(2分)(3)见解析(3分)【命题意图】本题考查在不同照度的光下测光敏电阻R0的阻值实验。【解题分析】(1)由电阻箱的读数规则可知RP=1040Ω,由R1R0=R2RP,可得R0=R(2)当电阻箱的电阻RP=1040Ω时,R0=