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1、普通高中学业水平选择性物理考试题一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.科学家们发现银河系中存在大量的放射性同位素铝2 6,铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为,3 A 1至 M g+Y,下列说法正确的是（）A.Y是氢核B.Y是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变【答案】C【详解】A B.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，该核反应是；M g+；e即Y是正电子，选项A B错误；C D.因72万年是一个半衰期，可知再过72万年，现有的铝26衰变一半；再 过144万年，即两个半衰
2、期,现有的铝26衰变四分之三，选项C正确，D错误；故选Co2.2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径【答案】D【详解】根据核心舱做圆周运动向心力由地球的万有引力提供，可得_ Mm v2 2 4/G =/一 =m oir-m rr2 r T2可得加 上 比=泛G G G T2可知已知核心舱的质量和绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱的角速度和绕地周
3、期,都不能求解地球的质量；若已知核心舱的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量。故选Do3.唐 代 来耙经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力尸通过耕索分别拉两种犁，尸与竖直方向的夹角分别为a 和a /3,如图示意，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B详解】A.将拉力厂正交分解如下图所示则在x 方向可得出 曲=FsinaE 百二Fsin在 y 方向可得出尸
4、丫 曲=FcosaFy A =77cos4由题知a 4 则sina cos或则可得到Fx t Ev 直A错误、B 正确；C D.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，贝 IJ CD错误。故选B。4-由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆0 尸与横杆P Q 链接而成，P、。为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆 P Q 始终保持水平。杆 0 P 绕。点从与水平方向成30。匀速转动到 60。的过程中，下列说法正确的是（）A.P 点的线速度大小不变B.P 点的加速度方向不变C.。点在竖直方向做匀速运动D.Q 点在水平方向做匀速
5、运动【答案】A【详解】A.由题知杆OP绕。点从与水平方向成30。匀速转动到60。，则 P 点绕0 点做匀速圆周运动，则P 点的线速度大小不变，A正确；B.由题知杆0 P 绕。点从与水平方向成30。匀速转动到60。，则 P 点绕O 点做匀速圆周运动，P 点的加速度方向时刻指向。点，B 错误；C.。点在竖直方向的运动与尸点相同，位移y 关于时间 的关系为,./兀 、y=/OP-sin（+（ot）6则可看出。点在竖直方向不是匀速运动，C 错误；D.。点在水平方向的位移x 关于时间/的关系为兀X=fop-COS（+cot）+IpQ6则可看出。点在水平方向也不是匀速运动，D 错误。故选A o5.截面为正
6、方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流人，四根平行直导线均通入电流（，A A 电流方向如图示意，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（）r-AB.(g 0 8J JC.8 0 8)rD.(g 0 3V0 J【答案】c【详解】因/1，2,则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满 足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线右要受到L 吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线4 要受到L 排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C。故选C。6.图是某种静电推进
7、装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面,在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，、6 是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）-高压电源II 发射极 ，/带 电 液 滴/卜吸板等势面A.a 点的电势比b 点的低B.。点的电场强度比b 点的小C.液滴在a 点的加速度比在b 点的小D.液滴在a点的电势能比在b点的大【答案】D【详解】A.高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知%故 A错误;B.等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知“处的等势线较密，则EaEb故 B错误;C.液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知
8、，液滴的加速度为m因 “5,可得aa ab故 C错误；D.液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即Epo Epb故 D正确;故选D o7 .某同学设计了一个充电装置，如图示意，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s,电压最大值为0.0 5 V,理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1 ：6 0,下列说法正确的是（）永磁铁螺线管充电电路A.交流电的频率为1 0 H zB .副线圈两端电压最大值为3 VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【答案】B【详解】A.周期是T=0.
9、2s,频率是/=_ =5Hz故A错误;B.由理想变压器原理可知必_=刍U2 n2解得，副线两端的最大电压为u,=q=3 V故B正确;C.根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；D.由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.赛龙舟是端午节的传统活动。下列V-/和s-f图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动
10、全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（），丙0【答案】BD【详解】A.此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故 A 错误;B.此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故 B 正确;C.此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故 C 错误;D.此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故 D 正确。故选BD9.长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高
11、临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为?的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为/?,在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图示意，重力加速度为g,下列说法正确的有（）A.甲在空中的运动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mg/?D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为，跖【答案】BC【详解】A.由平抛运动规律可知，做平抛运动的时间因为两手榴弹运动的高度差相同，所以在空中运动时间相等，故A错误；B.做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率P=mg v cos 0=mgvx=mg J2gh因为两手榴弹运动的
12、高度差相同，质量相同，所以落地前瞬间，两手榴弹重力功率相同，故B正确;C.从投出到落地，手榴弹下降的高度为儿 所以手榴弹重力势能减小量A Ep=mgh故C正确；D.从投出到落地，手榴弹做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。故选BC。1 0.如图示意，水平放置足够长光滑金属导轨欣和d e,他 与de平 行,儿是以。为圆心的圆弧导轨，圆弧於左侧和扇形0命 内有方向如图的匀强磁场，金属杆。尸的。端与e点用导线相接，P端与圆弧A接触良好，初始时，可 滑 动 的 金 属 杆 静 止 在 平 行 导 轨 上，若杆。尸绕。点在匀强磁场区内从6到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正
13、确的有（）A.杆0 P产生的感应电动势恒定B.杆O P受到的安培力不变C.杆 做 匀 加 速 直 线 运 动D.杆 中 的 电 流 逐 渐 减 小【答案】A D【详解】A.O P转动切割磁感线产生的感应电动势为E =Brco2因为OP匀速转动，所以杆。尸产生的感应电动势恒定，故 A正确；B C D.杆。P 匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M 到 N 通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故 D 正确，BC错误。故选A D。三、非选择题：共 54分，第
14、 1114题为必考题，考生都必须作答。第 1516题为选考题，考生根据要求作答。（-）必考题：共 42分。1 1.某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图示意，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30。，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的 钢 球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数和弹簧上端对应的刻度尺示数4，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。於n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0
15、716.1118.09 利 用 M =4+3-4 (i=1,2,3)计算弹簧的压缩量：M =6.03cm,A L2=6.08cm,A L,=cm,压 缩 量 的 平 均 值=彳+/=_cm；（2）上述互是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量;（3）忽略摩擦，重力加速度g 取9.8 0 m/s 2,该弹簧的劲度系数为N/m。（结果保留3 位有效数字）【答案】.6.04(2).6.05(3).3(4).48.6【详解】(1)1根据压缩量的变化量为A L3=L6-L,=(18.09-12.05)cm=6.04cm压缩量的平均值为 A L+A L,+A L,6.03+6.08+6.04 A L=!-
16、=-cm 6.05cm3 3(2)3因三个A L是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)4根据钢球的平衡条件有3mg sin 6=女解得,k=3-m=gsin0=3-x-0-.-2-x-9-.-8-x-s-i-n-3-0-NK/rm,4.o8.6.N./mAI 6.05 xlO212.某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔,调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0Q”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右
17、偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而 o(2)再按图连接好电路进行测量。闭合开关s前，将滑动变阻器8的滑片滑到 端(选 填“优 或 b)。将温控室的温度设置为r,电阻箱R 调为某一阻值一 闭合开关s,调 节 滑 动 变 阻 器 使 电 压 表 和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和飞|。断开开关s。再将电压表与热敏电阻c端间的导线改接到D端，闭合开关s。反复调节凡和用，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值4 2。断开开关s。实验中记录的阻值K”42 （选 填“大于”、“小于”或“等于”此时热敏电阻阻值&=【答案】（1）.短接（
18、2）.减小 大于.治 一 42【详解】（1）口 2 选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小,可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器凡 的阻值调到最大，即将滑片滑到端;5 因两次电压表和电流表的示数相同，因为=R(O +&即H y =K)|-R2可知可 大于R02。1 3.算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零,如图示意，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框人,甲、乙相隔4=3.5 x 1 0-2 m,乙与边框a相隔S 2=2.0 x l0-2 m,算珠与导杆
19、间的动摩擦因数=0.1。现用手指将甲以0.4m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为O.lm/s,方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g 取 l（）m/s2。（1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。算珠归零状态.L.边框边框b，fffffffntmn n n M甲b.乙a【答案】(I)能：(2)0.2s【详解】(1)甲乙滑动时的加速度大小均为a=lm/s2甲与乙碰前的速度叨，则v；=说 一 2asl解得vi=0.3m/s甲乙碰撞时由动量守恒定律mvx=mv2+mv3解得碰后乙的速度V3=0.2m/s然后乙做减速运动，当速度减为零时则片 0-2
20、2 A nox=-m=().02m=s,2a 2x1 2可知乙恰好能滑到边框a；(2)甲与乙碰前运动的时间t.=L=-0-.-4-0-.-3-s=0n.1,sa 1碰后甲运动的时间=v2 =0.1 s_-0c.1,s2 a 1则甲运动的总时间为f=4+2=0 2s14.图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆服。、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆6与圆c之间有三个圆心角均略小于90。的扇环形匀强磁场区I、II和HI。各区感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能用 从圆6上尸点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速
21、，已知圆“与圆6之间电势差为U,圆6半径为R,圆c半径为由/?，电子质量为机，电荷量为e,忽略相对论效应，取tan22.5=0.4。(1)当4 0=0时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角。均为4 5。,最终从。点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求I区的磁感应强度大小、电子在I区磁场中的运动时间及在。点出射时的动能；(2)已知电子只要不与I区磁场外边界相碰区域出射，求&的最大值。n区【答案】5万兀 口 中,皿【详解】(1)电子在电场中加速有在磁场I中，由几何关系可得r =联立解得在磁场I中的运动周期为就能从出射区域出射。当凡0=履。时，要保证电子从出射r1 匚
22、J IH R Hh-6 R-；里62eU=mv22R t a n 2 2 5 =0.4/?v2Bev=m一r5 J e Um4 =-1 eRT V由几何关系可得，电子在磁场I 中运动的圆心角为5（P=H4在磁场I 中的运动时间为联立解得7iR/meU 4eU-从 Q点出来的动能为Ek=8 e U（2）在磁场I 中的做匀速圆周运动的最大半径为之 ,此时圆周的轨迹与I 边界相切，由几何关系可得（辰打+解得_ V 3%=R由于V 24%=加441 ,2eU-mv-keU2联立解得,13K =6（-）选考题：共12分，请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。1 5.在高空飞行的客
23、机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高 空 客 舱 内 的 气 体 压 强 （选 填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿 泉 水 瓶 内 气 体 的 分 子 平 均 动 能（选 填“变大“、“变小”或“不变”）。【答案】（1）.小于（2）.不变【详解】1 机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程T故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度
24、相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。16.为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图示意，某种药瓶的容积为0.9 m L,内装有0.5m L的药液，瓶内气体压强为1.0 x 10,P a，护士把注射器内横截面积为0.3 c m 2、长度为0.4 c m、压强为1.0 x l()5p a 的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。Vp A-.【答案】1.3 x l 05P a【详解】以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为血 有K =0.9 m L-0
25、.5m L=0.4 m L=0.4 c m 注射器内气体体积为匕，有V2=0.3 x 0.4 c m3=0.12 c m 根据理想气体状态方程有为(吊+%)=喇代入数据解得Pi=1.3 x l 05P a17.如图示意，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始T A计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为兀 经X时间，小球从最低点向上运动的距离 一（选填“大于”、“小于”或“等 于 ）；在工时刻，小球的动能_ _ _ _ _ _ （选 填“最大”或“最小”）。416【答案】.小于（2）.最大【详解】U根据简谐振动的位移公式所以小球从最低点向上运动的距离为V2 2-J2 1A y=A-A =-A -A-2 2 2A则小球从最低点向上运动的距离小于一。2在，=工时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。418.如图，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为a,折射角为 小；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角。的正弦值表达式。sin a【答案】丁 sm p【详解】根据光的折射定律有sin Bn=sin a根据光的全反射规律有 八1sind=一n联立解得.八 sin asm 0=-sin 0