2023年高考湖南卷物理真題（解析版）

湖南省2023年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試

物理

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在本試卷和答題卡上.

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑.如需

改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào).回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上.寫

在本試卷上無(wú)效.

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)

符合題目要求.

1.2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)

長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)

法正確的是（）

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.氣瓶核聚變的核反應(yīng)方程為；H+:H-；He+_；e

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒有質(zhì)量虧損

【答案】A

【解析】

【詳解】A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，氣瓶核聚變的核反應(yīng)方程為

；H+：HHe+^n

B錯(cuò)誤；

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是笊核和定核，C錯(cuò)誤；

D.核聚變反應(yīng)過(guò)程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.如圖（a）,我國(guó)某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如

圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O,且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初

速度分別為匕和力，其中匕方向水平，彩方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列

說(shuō)法正確的是（）

A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于用

C.兩谷粒從。到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.兩谷粒從。到P的平均速度相等

【答案】B

【解析】

【詳解】A.拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2

的加速度，A錯(cuò)誤；

C.谷粒2做斜向上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng)，均從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到尸點(diǎn)，故位移相同。在豎直方向上谷粒2

做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上位移相同故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；

B.谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度。與

谷粒1比較水平位移相同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，故谷粒2水平方向上的速度較小即最高點(diǎn)的速度小于匕，B正

確；

D.兩谷粒從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，故平均速度不相等，谷粒I的平均速度大于谷粒

2的平均速度，D錯(cuò)誤。

故選B。

3.如圖(a),在均勻介質(zhì)中有A、B、C和O四點(diǎn)，其中A、B、。三點(diǎn)位于同一直線上，

AC=8C=4m,OC=3m,。。垂直A3.f=0時(shí)，位于A、B、C處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)開

始振動(dòng)，振動(dòng)圖像均如圖(b)所示，振動(dòng)方向與平面4眇垂直，已知波長(zhǎng)為4m.下列說(shuō)法正確的是

()

B.r=2s時(shí)，。處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)

c.，=4.5s時(shí)，。處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D.r=6s時(shí)，。處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是6cm

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖（b）的振動(dòng)圖像可知，振動(dòng)的周期為4s,故三列波的波速為

A4m1.

v=—=—=lm/s

T4s

A錯(cuò)誤;

B.由圖(a)可知，。處距離波源最近的距離為3m,故開始振動(dòng)后波源C處的橫波傳播到D處所需的時(shí)間

為

DC9=3s

'cvlm/s

故f=2s時(shí),。處的質(zhì)點(diǎn)還未開始振動(dòng)，B錯(cuò)誤;

C.由幾何關(guān)系可知=80=5m,波源A、B產(chǎn)生的橫波傳播到。處所需的時(shí)間為

AD5m_

t=——=---=5s

A/ivlm/s

故1=4.5s時(shí)，僅波源C處的橫波傳播到。處，此時(shí)。處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為

Zj=f—c=L5s

由振動(dòng)圖像可知此時(shí)。處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C正確；

D.1=6s時(shí)，波源。處的橫波傳播到。處后振動(dòng)時(shí)間為

3=t—tc=3s

由振動(dòng)圖像可知此時(shí)。處為波源C處傳播橫波的波谷；f=6s時(shí)，波源A、8處的橫波傳播到。處后振動(dòng)

時(shí)間為

A=TAB=卜

由振動(dòng)圖像可知此時(shí)。處為波源4、8處傳播橫波的波峰。根據(jù)波的疊加原理可知此時(shí)。處質(zhì)點(diǎn)的位移為

y-2A-A-2cm

故f=6s時(shí)，。處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是2cm。D錯(cuò)誤。

故選C。

4.根據(jù)宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬(wàn)有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸

宿與其質(zhì)量有關(guān)，如果質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的1~8倍將坍縮成白矮星，質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的10~20倍將坍縮成

中子星，質(zhì)量更大的恒星將坍縮成黑洞。設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮

小，自轉(zhuǎn)變快.不考慮恒星與其它物體的相互作用.已知逃逸速度為第一宇宙速度的血倍，中子星密度

大于白矮星。根據(jù)萬(wàn)有引力理論，下列說(shuō)法正確的是（）

A.同一恒星表面任意位置的重力加速度相同

B.恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大

C.恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變

D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度

【答案】B

【解析】

【詳解】A.恒星可看成質(zhì)量均勻分布的球體，同一恒星表面任意位置物體受到的萬(wàn)有引力提供重力加速度

和繞恒星自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度，不同位置向心加速度可能不同，故不同位置重力加速度的大小和方向

可能不同，A錯(cuò)誤；

B.恒星兩極處自轉(zhuǎn)的向心加速度為零，萬(wàn)有引力全部提供重力加速度。恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布

的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，由萬(wàn)有引力表達(dá)式當(dāng)=色券可知，恒星表面物體受到的萬(wàn)有引力變大,

根據(jù)牛頓第二定律可知恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大。B正確；

C.由第一宇宙速度物理意義可得

GMmv2

———=m—

R2R

整理得

恒星坍縮前后質(zhì)量不變，體積縮小，故第一宇宙速度變大，c錯(cuò)誤;

AJT

D.由質(zhì)量分布均勻球體的質(zhì)量表達(dá)式M=曰-R3/得

3M

471P

已知逃逸速度為第一宇宙速度的0倍，則

聯(lián)立整理得

由題意可知中子星的質(zhì)量和密度均大于白矮星，結(jié)合上式表達(dá)式可知中子星的逃逸速度大于白矮星的逃逸

速度，D錯(cuò)誤。

故選B。

5.如圖，真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷固定在同一直線上，電荷量分別為Q、Q2和Q,P點(diǎn)和三個(gè)點(diǎn)電荷的連線

與點(diǎn)電荷所在直線的夾角分別為90。、60。、和30。。若尸點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，q>0,則三個(gè)點(diǎn)電荷的電

荷量可能為（）

。

A.Q\=q,Q2=y/lq,3=q

。

C.Q\=~q,Q2-y/2q,3=-qD.Qi=q,02=------------q，。3=4q

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.選項(xiàng)AB的電荷均為正和均為負(fù)，則根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加法則可知，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不可能為

零，AB錯(cuò)誤；

C.設(shè)P、Q間的距離為r,則Qi、Q在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小有

cos120=」--------%--------

k-q-

29”

解得

E=&

4r2

而Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為

口3包

匕=----;—

4廠

則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不可能為零，C錯(cuò)誤;

D.設(shè)P、0間的距離為廣，則。|、。3在尸點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小有

cos120

4k

2-

4r4

解得

\[^kq

匕二—-

Y

而Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為

P幣）kq

則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)可能為零，D正確。

故選D。

6.如圖，真空中有區(qū)域I和H,區(qū)域I中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下（與紙面平行），

磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，等腰直角三角形CG尸區(qū)域（區(qū)域II）內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向

外。圖中A、C、O三點(diǎn)在同一直線上，A0與GF垂直，且與電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向均垂直。A點(diǎn)處的粒子源持

續(xù)將比荷一定但速率不同的粒子射入?yún)^(qū)域I中，只有沿直線AC運(yùn)動(dòng)的粒子才能進(jìn)入?yún)^(qū)域H。若區(qū)域I中

電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為囪，區(qū)域H中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為則粒子從CF的中點(diǎn)射出，它

們?cè)趨^(qū)域H中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為to,若改變電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)弱，能進(jìn)入?yún)^(qū)域II中的粒子在區(qū)域U中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t,不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若僅將區(qū)域I中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?3,則f>ft）

B.若僅將區(qū)域I中電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)?E,貝卜>加

C.若僅將區(qū)域H中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)槭謱?，則》=卷

D.若僅將區(qū)域II中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)楫?dāng)與，則「=/9。

【答案】D

【解析】

【詳解】由題知粒子在4c做直線運(yùn)動(dòng)，則有

qv（）B\-qE

4乃2

區(qū)域H中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為則粒子從CT的中點(diǎn)射出，則粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為90°,根據(jù)qvB=

有

7cm

%=-----

°2qB?

A.若僅將區(qū)域I中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?8,則粒子在AC做直線運(yùn)動(dòng)的速度，有

QVA'2B\=qE

則

V=—

A2

2

再根據(jù)4話=機(jī)1,可知粒子半徑減小，則粒子仍然從CF邊射出，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角仍為90。，則r=”,

A錯(cuò)誤;

B.若僅將區(qū)域I中電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)?E,則粒子在4c做直線運(yùn)動(dòng)的速度，有

QVBB\-c/2E

則

VB-2vo

2

再根據(jù)4出=根匕，可知粒子半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則粒子尸點(diǎn)射出，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角仍為90。，貝心=

r

io,B錯(cuò)誤；

p:2

C.若僅將區(qū)域1J中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)槠rB2，則粒子在AC做直線運(yùn)動(dòng)的速度仍為V0,再根據(jù)qvB=m—,

4

可知粒子半徑變?yōu)樵瓉?lái)的方＞2,則粒子從OF邊射出，則畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖

根據(jù)

.八2r

sin0-——

4

不'

可知轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角。=60°,根據(jù)4^8=加亍-〃，有

_冗m

9旭

則

8a

I------

9

C錯(cuò)誤；

D.若僅將區(qū)域II中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)閅28,則粒子在AC做直線運(yùn)動(dòng)的速度仍為w,再根據(jù)"8="2丫

4~r

4

可知粒子半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2,則粒子OF邊射出，則畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖

根據(jù)

2r

sina-——

4

五

47r2

可知轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為Q=45。，根據(jù)=/幾萬(wàn)7r,有

2qB?

則

t=50

D正確。

故選D。

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符

合題目要求.全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分.

7.一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為

a,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說(shuō)法正確的是

()

岸上救援人員

水面

潛水愛好者激光器

A.水的折射率為------

sin41°

B.水的折射率為一^

sin49°

C.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°

D.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60。

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說(shuō)明a=41。時(shí)激

光恰好發(fā)生全反射，則

sin(90-41)=-

n

則

1

n=--------

sin49°

A錯(cuò)誤、B正確；

CD.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角八=30。，則根據(jù)折射定律有

nsin/i=sin/2

折射角『2大于30。，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60。，C正確、D錯(cuò)誤。

故選BC。

8.如圖，固定在豎直面內(nèi)的光滑軌道ABC由直線段A8和圓弧段8c組成，兩段相切于B點(diǎn)，A8段與水

平面夾角為a8c段圓心為O,最高點(diǎn)為C、A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。小球從A點(diǎn)以初

速度W沖上軌道，能沿軌道運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()

A

A.小球從B到C的過(guò)程中，對(duì)軌道的壓力逐漸增大

B.小球從4到C的過(guò)程中，重力的功率始終保持不變

C.小球的初速度%=/麗

D.若小球初速度w增大，小球有可能從B點(diǎn)脫離軌道

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.由題知，小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)，則小球在C點(diǎn)的速度為

vc=0

則小球從C到8的過(guò)程中，有

12

mgR(y-cosa)=—mv

v2

r=mgcosa-m—

聯(lián)立有

FN=3mgeosa-2mg

則從C到B的過(guò)程中a由0增大到仇則cosa逐漸減小，故心逐漸減小，而小球從B到C的過(guò)程中，對(duì)軌

道的壓力逐漸增大，A正確；

B.由于A到B的過(guò)程中小球的速度逐漸減小，則A到8的過(guò)程中重力的功率為

P--mgvsind

則A到B的過(guò)程中小球重力的功率始終減小，則B錯(cuò)誤；

C.從A到C的過(guò)程中有

1212

-mg-2R=—mvc——mv0

解得

C錯(cuò)誤；

D.小球在B點(diǎn)恰好脫離軌道有

2

八%

mgcosfJ=

則

VB=JgRcos。

則若小球初速度W增大，小球在8點(diǎn)的速度有可能為JgRcos8，故小球有可能從B點(diǎn)脫離軌道，D正確。

故選AD,

9.某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大輪與小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑)，半徑之比為

4:1,小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，共〃匝，總阻值為

R.磁體間磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。大輪以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞

轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直。線圈通過(guò)導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為/?的燈泡。假設(shè)發(fā)電時(shí)燈

泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4。

B.燈泡兩端電壓有效值為

C.若用總長(zhǎng)為原來(lái)兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值

..4\[2nBI?（o

73----------------

3

D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則燈泡變得更亮

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.大輪和小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，線速度相等，小輪和線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)

v=a）r

根據(jù)題意可知大輪與小輪半徑之比為4:1,則小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4勿，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4勿，A正

確；

B.線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

Emax=nBS-43

又

S=Z?

聯(lián)立可得

Emax=4〃B^3

則線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值

E=軍=2&nBl3a）

V2

根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值為

U=-^=OnBEe

R+R

B錯(cuò)誤；

C.若用總長(zhǎng)為原來(lái)兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的多匝正方形線圈，則線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)

的2倍，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

瓦。，=8nB匕①

此時(shí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值

E'=與叁=4及nB產(chǎn)①

V2

根據(jù)電阻定律

可知線圈電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即為2R，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有效值

RE4>j2nBl3co

R+2R

C正確;

D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，根據(jù)丫=0「可知小輪和線圈的角速度變小，根據(jù)

nBSa)

可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值變小，則燈泡變暗，D錯(cuò)誤。

故選AC。

10.如圖，光滑水平地面上有一質(zhì)量為2m的小車在水平推力產(chǎn)的作用下加速運(yùn)動(dòng)。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為加

的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車廂水平底面上，且與底面的動(dòng)摩擦

因數(shù)為〃，桿與豎直方向的夾角為8,桿與車廂始終保持相對(duì)靜止假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下

列說(shuō)法正確的是（）

A.若B球受到的摩擦力為零，則F=2mgtan0

B.若推力F向左，且tan94〃，則F的最大值為2〃?gtan(9

C.若推力F向左，且〃<tan(9W2〃，則產(chǎn)的最大值為4mg(2〃-tan，)

D.若推力尸向右，且tan6>2〃，則尸的范圍為4mg(tan。-2〃)《尸V4/wg(tan8+2〃)

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.設(shè)桿的彈力為N,對(duì)小球A：豎直方向受力平衡，則桿水平方向的分力與豎直方向的分力滿

足

N,八

--=tan0

豎直方向

N'=mg

則

Nx=mgtan0

若B球受到的摩擦力為零，對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律可得

N<=ma

可得

a=gtan。

對(duì)小球A、B和小車整體根據(jù)牛頓第二定律

F=4〃m=4mgtan0

A錯(cuò)誤；

B.若推力尸向左，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左，小球A所受向左的合力的最大值為

N、=mgtan0

對(duì)小球B,由于tandM〃，小球B受到向左的合力

F=+mg)-N、>mgtan0

則對(duì)小球A,根據(jù)牛頓第二定律可得

N、=manm

對(duì)系統(tǒng)整體根據(jù)牛頓第二定律

/=4/陷皿

解得

F=4"2gtan0

B錯(cuò)誤；

C.若推力尸向左，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左，小球A向左方向的加速度由桿對(duì)小球A的水平分

力提供，小球A所受向左的合力的最大值為

N<=mgtan0

小球B所受向左的合力的最大值

￡皿=（N,+〃吆）?〃-N,=2/umg-mgtan0

由于〃<tan。<2〃可知

心<叫tan。

則對(duì)小球B,根據(jù)牛頓第二定律

1皿=~mgtan6=rnamm

對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律

/=4機(jī)"max

聯(lián)立可得口的最大值為

F-4nig（2〃-tan0）

C正確；

D.若推力R向右，根據(jù)牛頓第二定律可知系統(tǒng)整體加速度向右，由于小球A可以受到左壁向右的支持

力，理論上向右的合力可以無(wú)限大，因此只需要討論小球B即可，當(dāng)小球B所受的摩擦力向左時(shí)，小球B

向右的合力最小，此時(shí)

/^in=N、一（N,+mg）/j-mgVax\0-2pmgtang

當(dāng)小球所受摩擦力向右時(shí)，小球B向右的合力最大，此時(shí)

Enax=N*+（N,,+=mgtan0+2/jmgtan0

對(duì)小球B根據(jù)牛頓第二定律

工，in

心=叫ax

對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律

F=4〃也

代入小球B所受合力分范圍可得F的范圍為

4mg（tan^-2//）<F<4mg（tan8+2〃）

D正確。

故選CDo

三、非選擇題：本題共5小題，共56分.

11.

某同學(xué)探究彈簧振子振動(dòng)周期與質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端懸掛在鐵架臺(tái)上，

下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個(gè)小磁鐵，其正下方放置智能手機(jī)，手機(jī)中的磁傳感器可以采集磁感應(yīng)

強(qiáng)度實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）測(cè)出鉤碼和小磁鐵的總質(zhì)量m-

（2）在彈簧下端掛上該鉤碼和小磁鐵，使彈簧振子在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，打開手機(jī)的磁傳感器軟件，

此時(shí)磁傳感器記錄的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化周期等于彈簧振子振動(dòng)周期；

（3）某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度8的大小隨時(shí)間。變化的圖像如圖（b）所示，從圖中可以算出彈簧振子振

動(dòng)周期7=（用“務(wù)”表示）；

圖（b）

（4）改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述步驟；

（5）實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示，分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的關(guān)系是（填

“線性的”或“非線性的”）；

m/kg10T/sT/sT2/S2

0.0152.430.2430.059

0.0253.140.3140.099

0.0353.720.3720.138

0.0454.220.4220.178

0.0554.660.4660217

（6）設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為左，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合物理量的單位關(guān)系，彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)式可能

是（填正確答案標(biāo)號(hào)）;

42嚷

B.C.2兀JmkD.27ik\[m

（7）除偶然誤差外，寫出一條本實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的原因：.

【答案】①.②.線性的③.A④.空氣阻力

【解析】

【詳解】（3）[1]從圖中可以算出彈簧振子振動(dòng)周期

10

（5）[2]分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的比值接近于常量3.95,則彈簧振子振動(dòng)周期的

平方與質(zhì)量的關(guān)系是線性的；

（6）⑶因2萬(wàn)日的單位為

Ikgm

N/m一i/s2

因?yàn)閟（秒）為周期的單位，則其它各項(xiàng)單位都不是周期的單位，故選A。

（7）[4]除偶然誤差外，鉤碼振動(dòng)過(guò)程中受空氣阻力的影響可能會(huì)使本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差。

12

某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置，其電路如圖（a）所示,

N、&、鳥為電阻箱，％為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、。間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無(wú)窮大）.

AB

D

—(<.

圖(a)圖(b)

（1）先用歐姆表“x100”擋粗測(cè)七的阻值，示數(shù)如圖（b）所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是一Q;

（2）適當(dāng)調(diào)節(jié)與、R2、4，使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí)，%的阻值為（用4、4、%表示）;

（3）依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)祛碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于祛碼重力大小），讀出

電壓傳感器示數(shù)U,所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示:

次數(shù)123456

祛碼質(zhì)量機(jī)/g0.00.51.01.52.02.5

電壓U/mV057115168220280

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（c）上描點(diǎn)，繪制關(guān)系圖線

U/mV

300

250

200

150

100

50

00.51.0L510253.0m7g

圖(c)

（4）完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后，該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用.在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施

加微小壓力耳，電壓傳感器示數(shù)為200mV,則《大小是N（重力加速度取9.8m/s2,保留2位有

效數(shù)字）;

（5）若在步驟（4）中換用非理想毫伏表測(cè)量C、。間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力

耳，此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV,則6為（填或）.

RR

【答案】①.1000#1000.0②.一片④.1.7x10-2

⑤.>

【解析】

【詳解】（1）[1]歐姆表讀數(shù)為10x1000=1000。

（2）[2]當(dāng)電壓傳感器讀數(shù)為零時(shí)，兩點(diǎn)電勢(shì)相等，即

UCB=U"B

即

UAB

RF叫

R}+RFR-,+R、

解得

耶3

Rp=

R2

(3)[3]繪出Sm圖像如圖

(4)[4]由圖像可知，當(dāng)電壓傳感器的讀數(shù)為200mV時(shí)，所放物體質(zhì)量為1.75g,則

耳=mg=1.75x10-3*9.8N=1.7x10々N

(5)[5]可將CD以外電路等效為新的電源，CD兩點(diǎn)電壓看做路端電壓，因?yàn)閾Q用非理想電壓傳感器當(dāng)

讀數(shù)為200mV時(shí)，實(shí)際CQ間斷路(接理想電壓傳感器時(shí))時(shí)的電壓大于200mV,則此時(shí)壓力傳感器的讀

數(shù)Fi>Fo?

13.汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力.如圖，剎車助力裝置可簡(jiǎn)化為助力氣室和抽氣氣室等

部分構(gòu)成，連桿A8與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)

剎車.助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過(guò)抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)

現(xiàn)剎車助力.每次抽氣時(shí)，&打開，(閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力

氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，町閉合，(打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣

氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過(guò)程.已知助力氣室容積為％，初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)

P。，助力活塞橫截面積為S,抽氣氣室的容積為匕。假設(shè)抽氣過(guò)程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為

理想氣體，溫度保持不變。

(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)Pi；

(2)第〃次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小

助力活塞

Po

AQ—

水平y(tǒng)/s

n

【答案】(1)Pl=7^7；(2)AF=[l-(—)]/?0S

%+匕%+匕

【解析】

【詳解】(1)以助力氣室內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，則初態(tài)壓強(qiáng)P0,體積％,第一次抽氣后，氣體體積

根據(jù)玻意耳定律

p（M）=py

解得

Po%

Pi

匕+乂

(2)同理第二次抽氣

PM=py

解得

p。

2…W+切

以此類推

則當(dāng)"次抽氣后助力氣室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

PnIK+VJp。

則剎車助力系統(tǒng)為駕駛員省力大小為

(匕

1Pos

W+VJ

14.如圖，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面

成。角，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5.現(xiàn)將質(zhì)量均為，"的金

屬棒么人垂直導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且

接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。

（1）先保持棒力靜止，將棒。由靜止釋放，求棒。勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小Z;

（2）在（1）問中，當(dāng)棒。勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，再將棒》由靜止釋放，求釋放瞬間棒的加速度大小旬；

（3）在（2）問中，從棒人釋放瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間小,兩棒恰好達(dá)到相同的速度也求速度U的大

小，以及時(shí)間名內(nèi)棒〃相對(duì)于棒力運(yùn)動(dòng)的距離效。

2機(jī)gRsin。八vmvR

【答案】⑴％=⑵Tgsi?⑶y=gsin%+十A小左n

【解析】

【詳解】（1）。導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力沿斜面的分力和。棒的安培力相等時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，由法拉第電磁感

應(yīng)定律可得

E=BLvn

有閉合電路歐姆定律及安培力公式可得

,E

/=—，F(xiàn)=B1L

2R

。棒受力平衡可得

mgsin0=BIL

聯(lián)立記得

_2mgRsin0

%=04

（2）由右手定則可知導(dǎo)體棒人中電流向里，b棒沿斜面向下的安培力，此時(shí)電路中電流不變，則6棒牛頓

第二定律可得

mgsin0+BIL=ma

解得

a=2gsind

（3）釋放〃棒后〃棒受到沿斜面向上的安培力，在