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2026届河北省沧州市多校高三下学期高考模拟物理试卷
1．如图所示的交变电流的图像，由正弦图像和直线图像组成，此电流通过一个的电阻，则与该电阻并联的交流电压表显示的数值为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据有效值的概念有
解得交变电流的有效值
则与该电阻并联的交流电压表显示的数值
故答案为：B。
【分析】本题考查交变电流有效值的计算，核心是利用有效值的定义（相同电阻、相同时间内产生相同热量），结合分段电流的热效应求解有效值，再计算电压表示数。
2．在已知37种碘的同位素中，只有碘127是稳定的，其他都具有放射性，例如碘138原子核可衰变成为氙原子核，并放出一未知粒子X及反微中子，其核反应式为∶。已知的质量数为138，所带基本电荷数为53，则m＋p＋q等于（　　）
A．136 B．137 C．138 D．139
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；电荷守恒定律
【解析】【解答】（该衰变是β-衰变，X为电子，电子质量数）：
质量数守恒：
电荷数守恒：
求和：
故答案为：B。
【分析】本题考查β-衰变的核反应守恒规律，核心是质量数守恒、电荷数守恒，反中微子质量数、电荷数均为0。
3．下列对各图的叙述，正确的是（　　）
A．图甲为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线，此单摆的固有频率约为
B．图乙为多普勒效应，静止在处的观察者比静止在处的观察者接收到的波的频率大
C．图丙为水波衍射图样，增大挡板间的间隙，衍射现象将更明显
D．图丁为振荡电路工作中的某一状态，此刻电容器正在放电
【答案】A
【知识点】受迫振动和共振；多普勒效应；波的衍射现象；电磁振荡
【解析】【解答】A．当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象图甲为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线，当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大，由图可知此单摆的固有频率约为，故A正确；
B．当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象图乙为多普勒效应，波源在远离处的观察者，靠近处的观察者，则静止在处的观察者比静止在处的观察者接收到的波的频率小，故B错误；
C．图丙为水波衍射图样，当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象，则减小挡板间的间隙，衍射现象将更明显，故C错误；
D．图丁根据线圈中的磁场方向结合右手螺旋定则可知，电流方向由下极板流向上极板，由板间场强方向可知，上极板带正电，下极板带负电，则此时电容器所带的电荷量正在增加，电容器正在充电，故D错误。
故答案为：A。
【分析】 逐一验证各图对应的物理原理：单摆受迫振动的共振条件、多普勒效应的频率变化规律、波发生明显衍射的条件、LC 振荡电路的充放电判断。
4．如图，光滑水平面上，一小球在弹簧弹力作用下做简谐运动，振幅为A。若仅将小球做简谐运动的振幅改为2A，与原来的简谐运动相比，下列说法正确的是（　　）
A．小球的最大动能变为原来的2倍
B．弹簧的最大弹性势能变为原来的2倍
C．简谐运动的周期变为原来的2倍
D．小球经过平衡位置的速度大小变为原来的2倍
【答案】D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】ABD．小球由最大位移处运动到平衡位置时，对小球，弹簧弹力做功等于其在平衡位置的动能
若振幅改为原来2倍，最大弹性势能和最大动能均为原来4倍，最大速度为原来2倍，故AB错误，D正确；
C．周期与振幅无关，与小球质量和弹簧劲度系数有关，故周期不变，故C错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查弹簧振子简谐运动的能量与周期规律，核心是利用简谐运动的能量守恒（弹性势能与动能相互转化）和周期公式分析振幅变化的影响。
5．某时刻一颗赤道卫星和一颗极地卫星恰好处在地球赤道表面点的正上方点和点，赤道卫星和极地卫星周期分别为和，它们均可视为做匀速圆周运动，不考虑地球自转，地球表面重力加速度为。根据以上信息。则（　　）
A．已知图示时刻高度差，可求出地球半径
B．可求出图示时刻高度差
C．经过两星第一次同时到点正上方
D．可以求出两星离地球表面的高度之比
【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；卫星问题
【解析】【解答】ABD．设赤道卫星和极地卫星距离地球表面的距离分别为h1和h2，则根据万有引力提供向心力可得，，
可得，
若已知，三个方程有三个未知量h1、h2和R，则可求解地球半径R；但通过前两个方程不能求解，也不能求解，A正确，BD错误；
C．经过两星都第一次同时回到原来的位置，但是由于地球自转的周期未知，则不能确定是否都同时到点正上方，C错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查卫星的万有引力定律应用，核心是利用卫星的向心力由万有引力提供，结合周期公式、黄金代换式分析高度差、地球半径及相遇时间。
6．右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】若挂件材质对该光的折射率为，则光在介质中发生全反射的临界角满足
所以临界角为，当光从介质射入空气中时，入射角大于或等于临界角时，光线发生全反射，则没有光线射出。如下图所示
当光射向A点，则
解得
此角等于临界角，当光线由A点顺时针转动到B点，该段入射角均大于临界角发生全反射，其中
此时
将光线从A点沿逆时针方向转动到A点关于圆心的对称点，入射角均小于临界角，此处不发生全反射，所以只有弧长段，以及其以OS所在直线为对称轴的对称圆弧发生全反射，无光线射出。
故答案为：A。
【分析】本题考查光的全反射现象，核心是利用全反射临界角公式，结合几何关系分析光线从玻璃射向空气时的出射情况，确定无光射出的黑暗圆弧位置和长度。
7．如图所示，折成的光滑细杆ABC固定在竖直面内，AB段水平，用轻杆通过光滑铰链连接的P、Q两个小球分别套在杆的AB段和BC段，开始时小球Q在B点，不计小球的大小，由静止释放两小球，在小球P向左运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球Q重力的功率越来越大
B．轻杆对小球Q先做正功后做负功
C．轻杆对小球P作用力的功率越来越大
D．小球P动能的增量等于小球Q机械能的减少量
【答案】D
【知识点】功率及其计算；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．当P、Q在图示的位置时，设轻杆与竖直方向的夹角为，与水平方向的夹角为
根据沿杆方向速度大小相等，可得
当P运动到B点时，可得
可知Q从静止开始运动到最后速度又为零，说明Q的速度先增大后减小，
根据
可知小球Q重力的功率先增大后减小，故A错误；
B．由A项知，Q从静止开始运动到最后速度又为零，则在此过程Q的动能变化量为零，而Q的重力势能减小，故轻杆对小球Q做负功，故B错误；
C．当P运动到B点时，根据，可知，故C错误；
D．因为整个系统只有重力和轻杆的弹力做功，系统机械能守恒，即小球P和小球Q的机械能之和保持不变，所以小球P动能的增量等于小球Q机械能的减少量，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查系统机械能守恒、速度关联与功率分析，核心是利用轻杆连接体的速度分解，结合系统机械能守恒定律分析小球的运动过程。
8．如图是一半径为R的带正电的空心金属球壳，正电荷均匀分布在球壳上，球壳厚度不计。以球心为原点建立O-xyz空间直角坐标系，A、B、C三点的坐标分别为、、。已知均匀带电的球壳在球壳内部产生的电场强度处处为零，在球壳外部产生的电场与一个位于其球心的电荷量相同的点电荷产生的电场相同。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势大于B点的电势
B．A点的电势等于C点的电势
C．电子在O点的电势能比在其他点的电势能都低
D．A、B、C三点的场强大小关系为
【答案】A,B
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；电势能；电势
【解析】【解答】A．球壳带正电，由分析知，A点的电势大于B点的电势，故A正确；
BC．球壳内部产生的电场强度处处为零，整个球是一个等势体，A点的电势等于C点的电势，电子在O点的电势能不一定比在其他点的电势能都低，故B正确，C错误；
D．C点场强为零，根据可知，A、B、C三点的场强大小关系为，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】本题考查均匀带电空心金属球壳的电场与电势分布，核心是利用 “内部场强为零、外部等效为点电荷” 的规律，分析不同位置的电势、场强及电势能。
9．如图所示，小球由地面竖直向上做匀减速直线运动，加速度大小为10m/s2，向上运动过程中依次通过A、B、C三点，三点距地面的高度分别为2.0m、3.4m、4.4m，若A到B和B到C的时间均为t，小球能达到的最高点距地面的高度为h。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.1s B．t=0.2s C．h=5.2m D．h=5.8m
【答案】B,C
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB．由匀变速直线运动的推论
AB间位移
BC间位移
则
加速度
则，A错误，B正确；
CD．据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，AC段的平均速度等于B点的瞬时速度
则B点的速度
从B点到最高点，根据
可得B点到最高点的距离
所以最高点距地面高度，C正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查竖直上抛运动（匀减速直线运动）的规律，核心是利用匀变速直线运动的推论 和平均速度等于中间时刻瞬时速度，求解时间间隔 和最高点高度 。
10．如图所示，质量为m粗细均匀的矩形线框abcd静止在光滑绝缘的水平面上，线框由两种金属材料组成，ad、bc长为L、电阻均为2R，ab、cd长为、电阻不计，线框处在方向竖直向下的足够大的匀强磁场B中。一质量也为m的导体棒PQ紧挨ad放置（不接触ad），PQ接入电路电阻为R，时刻，导体棒PQ在垂直于PQ的水平恒力F作用下从静止开始运动，经时间恰好运动到矩形线框的中心处，此时撤去力F，最终棒PQ恰好不从线框掉下。已知运动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，棒PQ与矩形线框间的摩擦因数为。则下列说法正确的是（　　）
A．力F可能为
B．撤去力F前，通过ad边的电荷量为
C．撤去力F时，线框的速度为
D．若力F对棒PQ做功为W，则整个过程中棒PQ上产生的电热为
【答案】B,D
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．设矩形框在外力作用下发生相对滑动的临界值为F，则，可得，A错误；
B．由电量，其中，S为棒PQ相对矩形框扫过的面积，大小为，
通过ad边电量为总电量的一半，可得，B正确；
C．由动量定理，其中，得到
再由系统动量定理可知线框的速度为，C错误；
D．由全过程动量定理，再由全过程能量守恒，解得，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查电磁感应、动量定理、电量计算与能量守恒的综合应用，核心是分析导体棒与线框的受力、运动过程，结合动量定理、电量公式和能量守恒定律求解。
11．某同学用双线摆测当地的重力加速度，装置如图所示．用长为L的不可伸长的细线穿过球上过球心的V型小孔，细线两端固定在水平杆上的A、B两点．球的直径远小于细线长．
（1）使小球在垂直于的竖直平面内做小幅度摆动，小球经过最低点时开始计时并记为1，第n次经过最低点时停止计时，总时长为t，则该双线摆的周期　 　；
（2）改变细线的长度，细线的两端分别固定在A、B两点不变，多次重复实验，记录每次细线的长L及相应的周期T，若A、B间距离为d，则等效摆长为　 　，为了能直观地看出物理量之间的关系，根据测得的多组L、T，应作出　 　图像；
A． B． C． D．
（3）若作出的图像为直线且斜率为k，则可求得当地的重力加速度　 　．
【答案】（1）
（2）；D
（3）
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1） 小球经过最低点时开始计时并记为1，第n次经过最低点时停止计时，总时长为t，则，解得
（2）根据几何关系，可得等效摆长
根据
解得
可见，和是线性关系，因此为了能直观地看出物理量之间关系，根据测得的多组L、T数据，应作出的图像。
故选D。
（3）若图像的斜率为k，根据函数关系则有
解得
【分析】（1）根据单摆周期的概念计算；
（2）根据几何知识计算等效摆长，根据单摆周期公式推导表达式判断；
（3）根据图像斜率计算当地的重力加速度 。
（1）根据题意有
解得
（2）[1]根据几何关系，可得等效摆长
[2]根据
解得
可见，和是线性关系，因此为了能直观地看出物理量之间关系，根据测得的多组L、T数据，应作出的图像。
故选D。
（3）若图像的斜率为k，则有
解得
12．某实验小组用电桥法测量热敏电阻RT在不同温度时的阻值，设计电路如图甲所示，其中R0是阻值为45Ω的定值电阻；S是用同一材料制成且粗细均匀的半圆形电阻丝，其半径为L，圆心为O；ON是一可绕O点自由转动的金属滑杆（电阻不计）；电源的电动势为E=3V，内阻不计，滑杆N端与S接触良好。
（1）实验室提供了以下电表可供选择：
A．电流表A1（内阻约为0.2Ω，量程为3A）
B．电流表A2（内阻约为1.0Ω，量程为0.6A）
C．灵敏电流表G（内阻约为120Ω，量程为0.1mA）
图中的电表应选择　 　（填选项前面的符号“A”“B”或“C”）。
（2）在测量之前滑动变阻器滑片P应置于　 　端（填“a”或“b”）。闭合开关S1，将滑动变阻器调到合适位置后，再反复调节滑杆角度位置，使闭合开关时“○”中电表的示数为　 　，则电桥达成平衡，测得此时滑杆角度为θ（单位为弧度），则RT的阻值为　 　（用R0、θ和π表示）。
（3）通过在不同温度下测量该热敏电阻的阻值，得到热敏电阻随温度变化的图像如图乙所示，可知该热敏电阻随温度的变化是　 　（填“线性”或“非线性”）的；在某一环境温度下用该实验装置测出电桥平衡时滑杆角度θ=60°，则此时环境温度为　 　℃（结果取整数）。
【答案】（1）C
（2）b；零；
（3）非线性；40
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）电桥衡时，桥中电流很小，量程大的电流表几乎不偏转测不出来，灵敏电流表可以测出。
故答案为：C。
（2）为保护电路，滑片P应放在b端。“○”中电表的示数为0时电桥达到平衡。设圆环电阻单位长度电阻为r，由电桥平衡公式可知
可得
故答案为：b；零；
（3）由图可知，该热敏电阻是非线性电阻。由（2）中的结果，当θ=60°时，RT=2R0=90Ω
由图可知，室内温度为40℃。
故答案为：非线性；40
【分析】(1) 电桥平衡时，开关支路电流为零，需用灵敏度高的电表检测，故选择灵敏电流表G；
(2) 滑动变阻器采用分压式接法，闭合开关前滑片应置于使支路电压为零的一端；电桥平衡时，桥路电流为零，根据电阻丝长度与电阻的关系推导；
(3) 由图像的曲线特征判断变化规律，结合电桥平衡条件计算，再由图像读取对应温度。
（1）电桥衡时，桥中电流很小，量程大的电流表几乎不偏转测不出来，灵敏电流表可以测出。
故选C。
（2）[1][2][3]为保护电路，滑片P应放在b端。“○”中电表的示数为0时电桥达到平衡。设圆环电阻单位长度电阻为r，由电桥平衡公式可知
可得
（3）[1][2]图可知，该热敏电阻是非线性电阻。由（2）中的结果，当θ=60°时，RT=2R0=90Ω
由图可知，室内温度为40℃。
13．负压病房（如图）是一种用于隔离和控制传染病传播的特殊医疗环境，其目的是通过维持室内空气压强低于外界空气压强，防止病原体从病房扩散到其他区域。一个体积为的负压隔离病房初态处于封闭状态，温度为，压强为。启用时，需先启动加热设备将病房内的温度升高到较为适宜的，空气可视为理想气体，病房密封性良好，不考虑病房的漏气。（结果均保留3位有效数字）
（1）求温度为时负压病房内的气压；
（2）病房内的温度升高到较为适宜的后，保持此温度不变，打开排气装置向外排出部分气体，使病房内的气压降为，求排出的气体质量与原来病房内气体总质量的百分比。
【答案】（1）解：病房内气体发生等容变化，由查理定律可得
解得
（2）解：抽气过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】(1) 密闭病房内气体升温过程中体积不变，属于等容变化，用查理定律求解末态压强；
(2) 温度不变，排出气体的过程可等效为等温膨胀，用玻意耳定律求出气体在初始压强下的总体积，再计算排出气体的质量占比。
（1）病房内气体发生等容变化，由查理定律可得
解得
（2）抽气过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
14．如图所示，粗糙水平面上放置一半径为的四分之一圆柱体，圆柱体只有圆弧表面光滑，其他部分粗糙。光滑轻滑轮（可视为质点）用轻杆固定在圆心的正上方，轻质细线一端固定在点，另一端跨过滑轮连接质量为的小球（可视为质点），小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上点，，且与竖直方向成30°角，物块通过光滑轻质圆环悬挂在细线上静止于点，与竖直方向成角，此时圆柱体恰处于平衡状态。已知在同一竖直面内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。
（1）求物块的质量；
（2）若四分之一圆柱体的质量为，求圆柱体与地面之间的动摩擦因数；
（3）若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5，调整细线长度使小球从处移至处（与圆柱表面相切），整个系统仍然保持静止，求四分之一圆柱体的质量的最小值（结果可保留根式）。
【答案】（1）解：对小球进行受力分析，如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析，如图所示
竖直方向
依题意物块静止，有
解得物块质量
（2）解：对小球和四分之一圆柱体整体分析，如图所示
水平方向
竖直方向
依题意可知，四分之一圆柱体恰处于平衡状态，即
解得
（3）解：对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为，圆柱体对小球的弹力为，设，由，可得
由于与圆弧面相切，可得，
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力，对整体的支持力，水平方向
竖直方向
整体静止，需满足
解得
则最小质量为
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【分析】(1) 对小球受力分析，求出细线拉力，再对结点P受力平衡求物块B的质量；
(2) 对圆柱体受力分析，结合摩擦力和支持力的平衡求动摩擦因数；
(3) 小球移至E点时，对圆柱体受力分析，结合最大静摩擦力的条件求圆柱体质量的最小值。
（1）对小球进行受力分析，如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析，如图所示
竖直方向
依题意物块静止，有
解得物块质量
（2）对小球和四分之一圆柱体整体分析，如图所示
水平方向
竖直方向
依题意可知，四分之一圆柱体恰处于平衡状态，即
解得
（3）对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为，圆柱体对小球的弹力为，设，由，可得
由于与圆弧面相切，可得，
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力，对整体的支持力，水平方向
竖直方向
整体静止，需满足
解得
则最小质量为
15．如题图所示，空间分布着水平方向的条形匀强磁场，磁场区域在竖直方向足够长，相邻两磁场区域内磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反，各竖直边界上的磁场与其左侧相邻的磁场相同。从左至右，各个磁场区域的宽度依次为，，，，…，，其大小关系满足：（其中n=0，1，2，3，…）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为的速度从整个磁场区域的左侧边界水平向右进入磁场，不计粒子重力，忽略边缘效应。求：
（1）该粒子第一次在宽度为的第1个磁场区域中运动的时间；
（2）该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度；
（3）该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场的位置与刚开始进入磁场的位置的距离。
【答案】（1）解：设该粒子在磁场中运动的半径为R，根据
其中
解得
由分析知，该粒子第1次在第1个磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系可得
解得θ=30°
因此运动时间
（2）解：由分析知，该粒子在整个磁场区域中运动的轨迹如图所示
由圆周运动的对称性可知，该粒子在各磁场区域中运动的水平距离，在中
在中
在中
在中
在中
在中
在中
由此可知，该粒子最远会到达磁场右边界，之后向左运动，因此，该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度
（3）解：由（2）和分析可知，该粒子在各磁场区域中沿竖直方向运动的距离（以竖直向上为正方向），在中
在中
在中
在中
以此类推…可知，当该粒子最远运动到磁场右边界时，在竖直方向运动的总距离为
即有
解得
由对称性可知，该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场时，与刚开始进入磁场的位置之间的距离
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，先求轨道半径和圆心角，再求运动时间；
(2) 粒子在不同磁场区域中运动，结合几何关系和磁场宽度的递推规律，求出能到达的最大宽度；
(3) 粒子离开磁场时，计算各段运动的竖直位移，求和得到与入射位置的距离。
（1）设该粒子在磁场中运动的半径为R，根据
其中
解得
由分析知，该粒子第1次在第1个磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系可得
解得θ=30°
因此运动时间
（2）由分析知，该粒子在整个磁场区域中运动的轨迹如图所示
由圆周运动的对称性可知，该粒子在各磁场区域中运动的水平距离，在中
在中
在中
在中
在中
在中
在中
由此可知，该粒子最远会到达磁场右边界，之后向左运动，因此，该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度
（3）由（2）和分析可知，该粒子在各磁场区域中沿竖直方向运动的距离（以竖直向上为正方向），在中
在中
在中
在中
以此类推…可知，当该粒子最远运动到磁场右边界时，在竖直方向运动的总距离为
即有
解得
由对称性可知，该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场时，与刚开始进入磁场的位置之间的距离
1 / 12026届河北省沧州市多校高三下学期高考模拟物理试卷
1．如图所示的交变电流的图像，由正弦图像和直线图像组成，此电流通过一个的电阻，则与该电阻并联的交流电压表显示的数值为（　　）
A． B． C． D．
2．在已知37种碘的同位素中，只有碘127是稳定的，其他都具有放射性，例如碘138原子核可衰变成为氙原子核，并放出一未知粒子X及反微中子，其核反应式为∶。已知的质量数为138，所带基本电荷数为53，则m＋p＋q等于（　　）
A．136 B．137 C．138 D．139
3．下列对各图的叙述，正确的是（　　）
A．图甲为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线，此单摆的固有频率约为
B．图乙为多普勒效应，静止在处的观察者比静止在处的观察者接收到的波的频率大
C．图丙为水波衍射图样，增大挡板间的间隙，衍射现象将更明显
D．图丁为振荡电路工作中的某一状态，此刻电容器正在放电
4．如图，光滑水平面上，一小球在弹簧弹力作用下做简谐运动，振幅为A。若仅将小球做简谐运动的振幅改为2A，与原来的简谐运动相比，下列说法正确的是（　　）
A．小球的最大动能变为原来的2倍
B．弹簧的最大弹性势能变为原来的2倍
C．简谐运动的周期变为原来的2倍
D．小球经过平衡位置的速度大小变为原来的2倍
5．某时刻一颗赤道卫星和一颗极地卫星恰好处在地球赤道表面点的正上方点和点，赤道卫星和极地卫星周期分别为和，它们均可视为做匀速圆周运动，不考虑地球自转，地球表面重力加速度为。根据以上信息。则（　　）
A．已知图示时刻高度差，可求出地球半径
B．可求出图示时刻高度差
C．经过两星第一次同时到点正上方
D．可以求出两星离地球表面的高度之比
6．右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，折成的光滑细杆ABC固定在竖直面内，AB段水平，用轻杆通过光滑铰链连接的P、Q两个小球分别套在杆的AB段和BC段，开始时小球Q在B点，不计小球的大小，由静止释放两小球，在小球P向左运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球Q重力的功率越来越大
B．轻杆对小球Q先做正功后做负功
C．轻杆对小球P作用力的功率越来越大
D．小球P动能的增量等于小球Q机械能的减少量
8．如图是一半径为R的带正电的空心金属球壳，正电荷均匀分布在球壳上，球壳厚度不计。以球心为原点建立O-xyz空间直角坐标系，A、B、C三点的坐标分别为、、。已知均匀带电的球壳在球壳内部产生的电场强度处处为零，在球壳外部产生的电场与一个位于其球心的电荷量相同的点电荷产生的电场相同。下列说法正确的是（　　）
A．A点的电势大于B点的电势
B．A点的电势等于C点的电势
C．电子在O点的电势能比在其他点的电势能都低
D．A、B、C三点的场强大小关系为
9．如图所示，小球由地面竖直向上做匀减速直线运动，加速度大小为10m/s2，向上运动过程中依次通过A、B、C三点，三点距地面的高度分别为2.0m、3.4m、4.4m，若A到B和B到C的时间均为t，小球能达到的最高点距地面的高度为h。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.1s B．t=0.2s C．h=5.2m D．h=5.8m
10．如图所示，质量为m粗细均匀的矩形线框abcd静止在光滑绝缘的水平面上，线框由两种金属材料组成，ad、bc长为L、电阻均为2R，ab、cd长为、电阻不计，线框处在方向竖直向下的足够大的匀强磁场B中。一质量也为m的导体棒PQ紧挨ad放置（不接触ad），PQ接入电路电阻为R，时刻，导体棒PQ在垂直于PQ的水平恒力F作用下从静止开始运动，经时间恰好运动到矩形线框的中心处，此时撤去力F，最终棒PQ恰好不从线框掉下。已知运动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，棒PQ与矩形线框间的摩擦因数为。则下列说法正确的是（　　）
A．力F可能为
B．撤去力F前，通过ad边的电荷量为
C．撤去力F时，线框的速度为
D．若力F对棒PQ做功为W，则整个过程中棒PQ上产生的电热为
11．某同学用双线摆测当地的重力加速度，装置如图所示．用长为L的不可伸长的细线穿过球上过球心的V型小孔，细线两端固定在水平杆上的A、B两点．球的直径远小于细线长．
（1）使小球在垂直于的竖直平面内做小幅度摆动，小球经过最低点时开始计时并记为1，第n次经过最低点时停止计时，总时长为t，则该双线摆的周期　 　；
（2）改变细线的长度，细线的两端分别固定在A、B两点不变，多次重复实验，记录每次细线的长L及相应的周期T，若A、B间距离为d，则等效摆长为　 　，为了能直观地看出物理量之间的关系，根据测得的多组L、T，应作出　 　图像；
A． B． C． D．
（3）若作出的图像为直线且斜率为k，则可求得当地的重力加速度　 　．
12．某实验小组用电桥法测量热敏电阻RT在不同温度时的阻值，设计电路如图甲所示，其中R0是阻值为45Ω的定值电阻；S是用同一材料制成且粗细均匀的半圆形电阻丝，其半径为L，圆心为O；ON是一可绕O点自由转动的金属滑杆（电阻不计）；电源的电动势为E=3V，内阻不计，滑杆N端与S接触良好。
（1）实验室提供了以下电表可供选择：
A．电流表A1（内阻约为0.2Ω，量程为3A）
B．电流表A2（内阻约为1.0Ω，量程为0.6A）
C．灵敏电流表G（内阻约为120Ω，量程为0.1mA）
图中的电表应选择　 　（填选项前面的符号“A”“B”或“C”）。
（2）在测量之前滑动变阻器滑片P应置于　 　端（填“a”或“b”）。闭合开关S1，将滑动变阻器调到合适位置后，再反复调节滑杆角度位置，使闭合开关时“○”中电表的示数为　 　，则电桥达成平衡，测得此时滑杆角度为θ（单位为弧度），则RT的阻值为　 　（用R0、θ和π表示）。
（3）通过在不同温度下测量该热敏电阻的阻值，得到热敏电阻随温度变化的图像如图乙所示，可知该热敏电阻随温度的变化是　 　（填“线性”或“非线性”）的；在某一环境温度下用该实验装置测出电桥平衡时滑杆角度θ=60°，则此时环境温度为　 　℃（结果取整数）。
13．负压病房（如图）是一种用于隔离和控制传染病传播的特殊医疗环境，其目的是通过维持室内空气压强低于外界空气压强，防止病原体从病房扩散到其他区域。一个体积为的负压隔离病房初态处于封闭状态，温度为，压强为。启用时，需先启动加热设备将病房内的温度升高到较为适宜的，空气可视为理想气体，病房密封性良好，不考虑病房的漏气。（结果均保留3位有效数字）
（1）求温度为时负压病房内的气压；
（2）病房内的温度升高到较为适宜的后，保持此温度不变，打开排气装置向外排出部分气体，使病房内的气压降为，求排出的气体质量与原来病房内气体总质量的百分比。
14．如图所示，粗糙水平面上放置一半径为的四分之一圆柱体，圆柱体只有圆弧表面光滑，其他部分粗糙。光滑轻滑轮（可视为质点）用轻杆固定在圆心的正上方，轻质细线一端固定在点，另一端跨过滑轮连接质量为的小球（可视为质点），小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上点，，且与竖直方向成30°角，物块通过光滑轻质圆环悬挂在细线上静止于点，与竖直方向成角，此时圆柱体恰处于平衡状态。已知在同一竖直面内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。
（1）求物块的质量；
（2）若四分之一圆柱体的质量为，求圆柱体与地面之间的动摩擦因数；
（3）若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5，调整细线长度使小球从处移至处（与圆柱表面相切），整个系统仍然保持静止，求四分之一圆柱体的质量的最小值（结果可保留根式）。
15．如题图所示，空间分布着水平方向的条形匀强磁场，磁场区域在竖直方向足够长，相邻两磁场区域内磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反，各竖直边界上的磁场与其左侧相邻的磁场相同。从左至右，各个磁场区域的宽度依次为，，，，…，，其大小关系满足：（其中n=0，1，2，3，…）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为的速度从整个磁场区域的左侧边界水平向右进入磁场，不计粒子重力，忽略边缘效应。求：
（1）该粒子第一次在宽度为的第1个磁场区域中运动的时间；
（2）该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度；
（3）该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场的位置与刚开始进入磁场的位置的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据有效值的概念有
解得交变电流的有效值
则与该电阻并联的交流电压表显示的数值
故答案为：B。
【分析】本题考查交变电流有效值的计算，核心是利用有效值的定义（相同电阻、相同时间内产生相同热量），结合分段电流的热效应求解有效值，再计算电压表示数。
2．【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；电荷守恒定律
【解析】【解答】（该衰变是β-衰变，X为电子，电子质量数）：
质量数守恒：
电荷数守恒：
求和：
故答案为：B。
【分析】本题考查β-衰变的核反应守恒规律，核心是质量数守恒、电荷数守恒，反中微子质量数、电荷数均为0。
3．【答案】A
【知识点】受迫振动和共振；多普勒效应；波的衍射现象；电磁振荡
【解析】【解答】A．当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象图甲为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的关系曲线，当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大，由图可知此单摆的固有频率约为，故A正确；
B．当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象图乙为多普勒效应，波源在远离处的观察者，靠近处的观察者，则静止在处的观察者比静止在处的观察者接收到的波的频率小，故B错误；
C．图丙为水波衍射图样，当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象，则减小挡板间的间隙，衍射现象将更明显，故C错误；
D．图丁根据线圈中的磁场方向结合右手螺旋定则可知，电流方向由下极板流向上极板，由板间场强方向可知，上极板带正电，下极板带负电，则此时电容器所带的电荷量正在增加，电容器正在充电，故D错误。
故答案为：A。
【分析】 逐一验证各图对应的物理原理：单摆受迫振动的共振条件、多普勒效应的频率变化规律、波发生明显衍射的条件、LC 振荡电路的充放电判断。
4．【答案】D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】ABD．小球由最大位移处运动到平衡位置时，对小球，弹簧弹力做功等于其在平衡位置的动能
若振幅改为原来2倍，最大弹性势能和最大动能均为原来4倍，最大速度为原来2倍，故AB错误，D正确；
C．周期与振幅无关，与小球质量和弹簧劲度系数有关，故周期不变，故C错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查弹簧振子简谐运动的能量与周期规律，核心是利用简谐运动的能量守恒（弹性势能与动能相互转化）和周期公式分析振幅变化的影响。
5．【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；卫星问题
【解析】【解答】ABD．设赤道卫星和极地卫星距离地球表面的距离分别为h1和h2，则根据万有引力提供向心力可得，，
可得，
若已知，三个方程有三个未知量h1、h2和R，则可求解地球半径R；但通过前两个方程不能求解，也不能求解，A正确，BD错误；
C．经过两星都第一次同时回到原来的位置，但是由于地球自转的周期未知，则不能确定是否都同时到点正上方，C错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查卫星的万有引力定律应用，核心是利用卫星的向心力由万有引力提供，结合周期公式、黄金代换式分析高度差、地球半径及相遇时间。
6．【答案】A
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】若挂件材质对该光的折射率为，则光在介质中发生全反射的临界角满足
所以临界角为，当光从介质射入空气中时，入射角大于或等于临界角时，光线发生全反射，则没有光线射出。如下图所示
当光射向A点，则
解得
此角等于临界角，当光线由A点顺时针转动到B点，该段入射角均大于临界角发生全反射，其中
此时
将光线从A点沿逆时针方向转动到A点关于圆心的对称点，入射角均小于临界角，此处不发生全反射，所以只有弧长段，以及其以OS所在直线为对称轴的对称圆弧发生全反射，无光线射出。
故答案为：A。
【分析】本题考查光的全反射现象，核心是利用全反射临界角公式，结合几何关系分析光线从玻璃射向空气时的出射情况，确定无光射出的黑暗圆弧位置和长度。
7．【答案】D
【知识点】功率及其计算；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．当P、Q在图示的位置时，设轻杆与竖直方向的夹角为，与水平方向的夹角为
根据沿杆方向速度大小相等，可得
当P运动到B点时，可得
可知Q从静止开始运动到最后速度又为零，说明Q的速度先增大后减小，
根据
可知小球Q重力的功率先增大后减小，故A错误；
B．由A项知，Q从静止开始运动到最后速度又为零，则在此过程Q的动能变化量为零，而Q的重力势能减小，故轻杆对小球Q做负功，故B错误；
C．当P运动到B点时，根据，可知，故C错误；
D．因为整个系统只有重力和轻杆的弹力做功，系统机械能守恒，即小球P和小球Q的机械能之和保持不变，所以小球P动能的增量等于小球Q机械能的减少量，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查系统机械能守恒、速度关联与功率分析，核心是利用轻杆连接体的速度分解，结合系统机械能守恒定律分析小球的运动过程。
8．【答案】A,B
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；电势能；电势
【解析】【解答】A．球壳带正电，由分析知，A点的电势大于B点的电势，故A正确；
BC．球壳内部产生的电场强度处处为零，整个球是一个等势体，A点的电势等于C点的电势，电子在O点的电势能不一定比在其他点的电势能都低，故B正确，C错误；
D．C点场强为零，根据可知，A、B、C三点的场强大小关系为，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】本题考查均匀带电空心金属球壳的电场与电势分布，核心是利用 “内部场强为零、外部等效为点电荷” 的规律，分析不同位置的电势、场强及电势能。
9．【答案】B,C
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB．由匀变速直线运动的推论
AB间位移
BC间位移
则
加速度
则，A错误，B正确；
CD．据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，AC段的平均速度等于B点的瞬时速度
则B点的速度
从B点到最高点，根据
可得B点到最高点的距离
所以最高点距地面高度，C正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查竖直上抛运动（匀减速直线运动）的规律，核心是利用匀变速直线运动的推论 和平均速度等于中间时刻瞬时速度，求解时间间隔 和最高点高度 。
10．【答案】B,D
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A．设矩形框在外力作用下发生相对滑动的临界值为F，则，可得，A错误；
B．由电量，其中，S为棒PQ相对矩形框扫过的面积，大小为，
通过ad边电量为总电量的一半，可得，B正确；
C．由动量定理，其中，得到
再由系统动量定理可知线框的速度为，C错误；
D．由全过程动量定理，再由全过程能量守恒，解得，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查电磁感应、动量定理、电量计算与能量守恒的综合应用，核心是分析导体棒与线框的受力、运动过程，结合动量定理、电量公式和能量守恒定律求解。
11．【答案】（1）
（2）；D
（3）
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1） 小球经过最低点时开始计时并记为1，第n次经过最低点时停止计时，总时长为t，则，解得
（2）根据几何关系，可得等效摆长
根据
解得
可见，和是线性关系，因此为了能直观地看出物理量之间关系，根据测得的多组L、T数据，应作出的图像。
故选D。
（3）若图像的斜率为k，根据函数关系则有
解得
【分析】（1）根据单摆周期的概念计算；
（2）根据几何知识计算等效摆长，根据单摆周期公式推导表达式判断；
（3）根据图像斜率计算当地的重力加速度 。
（1）根据题意有
解得
（2）[1]根据几何关系，可得等效摆长
[2]根据
解得
可见，和是线性关系，因此为了能直观地看出物理量之间关系，根据测得的多组L、T数据，应作出的图像。
故选D。
（3）若图像的斜率为k，则有
解得
12．【答案】（1）C
（2）b；零；
（3）非线性；40
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）电桥衡时，桥中电流很小，量程大的电流表几乎不偏转测不出来，灵敏电流表可以测出。
故答案为：C。
（2）为保护电路，滑片P应放在b端。“○”中电表的示数为0时电桥达到平衡。设圆环电阻单位长度电阻为r，由电桥平衡公式可知
可得
故答案为：b；零；
（3）由图可知，该热敏电阻是非线性电阻。由（2）中的结果，当θ=60°时，RT=2R0=90Ω
由图可知，室内温度为40℃。
故答案为：非线性；40
【分析】(1) 电桥平衡时，开关支路电流为零，需用灵敏度高的电表检测，故选择灵敏电流表G；
(2) 滑动变阻器采用分压式接法，闭合开关前滑片应置于使支路电压为零的一端；电桥平衡时，桥路电流为零，根据电阻丝长度与电阻的关系推导；
(3) 由图像的曲线特征判断变化规律，结合电桥平衡条件计算，再由图像读取对应温度。
（1）电桥衡时，桥中电流很小，量程大的电流表几乎不偏转测不出来，灵敏电流表可以测出。
故选C。
（2）[1][2][3]为保护电路，滑片P应放在b端。“○”中电表的示数为0时电桥达到平衡。设圆环电阻单位长度电阻为r，由电桥平衡公式可知
可得
（3）[1][2]图可知，该热敏电阻是非线性电阻。由（2）中的结果，当θ=60°时，RT=2R0=90Ω
由图可知，室内温度为40℃。
13．【答案】（1）解：病房内气体发生等容变化，由查理定律可得
解得
（2）解：抽气过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】(1) 密闭病房内气体升温过程中体积不变，属于等容变化，用查理定律求解末态压强；
(2) 温度不变，排出气体的过程可等效为等温膨胀，用玻意耳定律求出气体在初始压强下的总体积，再计算排出气体的质量占比。
（1）病房内气体发生等容变化，由查理定律可得
解得
（2）抽气过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
14．【答案】（1）解：对小球进行受力分析，如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析，如图所示
竖直方向
依题意物块静止，有
解得物块质量
（2）解：对小球和四分之一圆柱体整体分析，如图所示
水平方向
竖直方向
依题意可知，四分之一圆柱体恰处于平衡状态，即
解得
（3）解：对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为，圆柱体对小球的弹力为，设，由，可得
由于与圆弧面相切，可得，
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力，对整体的支持力，水平方向
竖直方向
整体静止，需满足
解得
则最小质量为
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【分析】(1) 对小球受力分析，求出细线拉力，再对结点P受力平衡求物块B的质量；
(2) 对圆柱体受力分析，结合摩擦力和支持力的平衡求动摩擦因数；
(3) 小球移至E点时，对圆柱体受力分析，结合最大静摩擦力的条件求圆柱体质量的最小值。
（1）对小球进行受力分析，如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析，如图所示
竖直方向
依题意物块静止，有
解得物块质量
（2）对小球和四分之一圆柱体整体分析，如图所示
水平方向
竖直方向
依题意可知，四分之一圆柱体恰处于平衡状态，即
解得
（3）对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为，圆柱体对小球的弹力为，设，由，可得
由于与圆弧面相切，可得，
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力，对整体的支持力，水平方向
竖直方向
整体静止，需满足
解得
则最小质量为
15．【答案】（1）解：设该粒子在磁场中运动的半径为R，根据
其中
解得
由分析知，该粒子第1次在第1个磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系可得
解得θ=30°
因此运动时间
（2）解：由分析知，该粒子在整个磁场区域中运动的轨迹如图所示
由圆周运动的对称性可知，该粒子在各磁场区域中运动的水平距离，在中
在中
在中
在中
在中
在中
在中
由此可知，该粒子最远会到达磁场右边界，之后向左运动，因此，该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度
（3）解：由（2）和分析可知，该粒子在各磁场区域中沿竖直方向运动的距离（以竖直向上为正方向），在中
在中
在中
在中
以此类推…可知，当该粒子最远运动到磁场右边界时，在竖直方向运动的总距离为
即有
解得
由对称性可知，该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场时，与刚开始进入磁场的位置之间的距离
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，先求轨道半径和圆心角，再求运动时间；
(2) 粒子在不同磁场区域中运动，结合几何关系和磁场宽度的递推规律，求出能到达的最大宽度；
(3) 粒子离开磁场时，计算各段运动的竖直位移，求和得到与入射位置的距离。
（1）设该粒子在磁场中运动的半径为R，根据
其中
解得
由分析知，该粒子第1次在第1个磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系可得
解得θ=30°
因此运动时间
（2）由分析知，该粒子在整个磁场区域中运动的轨迹如图所示
由圆周运动的对称性可知，该粒子在各磁场区域中运动的水平距离，在中
在中
在中
在中
在中
在中
在中
由此可知，该粒子最远会到达磁场右边界，之后向左运动，因此，该粒子能够到达的整个磁场区域的最大宽度
（3）由（2）和分析可知，该粒子在各磁场区域中沿竖直方向运动的距离（以竖直向上为正方向），在中
在中
在中
在中
以此类推…可知，当该粒子最远运动到磁场右边界时，在竖直方向运动的总距离为
即有
解得
由对称性可知，该粒子从整个磁场区域左侧边界离开磁场时，与刚开始进入磁场的位置之间的距离
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