湖北省襄樊市2024高三冲刺(高考物理)人教版能力评测(拓展卷)完整试卷

湖北省襄樊市2024高三冲刺（高考物理）人教版能力评测(拓展卷)完整试卷
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)
第(1)题
航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体（ ）
A．不受地球的吸引力B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态
C．对支持它的物体的压力为零D．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态
第(2)题
2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通！我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。

如图所示，两颗导航卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知R A>R B，用v、ω、F、S分别表示卫星的线速度、角速度、向心力、与地心连线在单位时间内扫过的面积。

下列关系式正确的有（ ）
A．v A>v B B．ωA>ωB C．F A<F B D．S A>S B
第(3)题
近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管，开创了国际上第三条技术路线。

某氮化镓基材料的简化能级如图所示，若能级差为（约）,普朗克常量，则发光频率约为（）
A．B．C．D．
第(4)题
如图所示为一理想自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，且原线圈电路中接入电阻恒定的灯泡L，通过滑动触头取该线圈的一部分接在c、d间作为副线圈，副线圈两端连有一电阻R，在a、b两端接入有效值为U1恒定的正弦交流电压，c、d间的电压有效值为U2，在将滑动变阻器触头从图中M点逆时针向N点旋转的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U2可能大于U1
B．原线圈两端电压不变
C．灯泡L亮度变亮
D．电阻R的电功率一定变大
第(5)题
在同一条平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图像分别为图中直线a和曲线b，则（ ）
A．t1时刻a车在b车前方
B．t1时刻两速度相等
C．0~t2时间内两车平均速度相等
D．0~t1时间内b车平均速度较大
第(6)题
在2022年北京冬奥会短道速滑项目男子1000米决赛中，中国选手任子威夺得冠军。

如图所示，A、B、、在同一直线上，
为中点，运动员由直线经弯道到达直线，若有如图所示的①②两条路线可选择，其中路线①中的半圆以O为圆心，半
径为，路线②是以为圆心，半径为的半圆．若运动员在沿两圆弧路线运动的过程中，冰面与冰刀之间的径向作用力的
最大值相等，运动员均以不打滑的最大速率通过两条路线中的弯道（所选路线内运动员的速率不变），则下列说法正确的是（ ）
A．在①②两条路线上，运动员的向心加速度大小不相等
B．沿①②两条路线运动时，运动员的速度大小相等
C．选择路线①，路程最短，运动员所用时间较短
D．选择路线②，路程不是最短，但运动员所用时间较短
第(7)题
如图所示，质量为m的小球放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动。

在使BP板逆时针缓慢转动60°的过程中，忽略“V”型挡板对小球的摩擦力，下列正确的是（ ）
A．如图BP板水平时，小球受到三个力的作用
B．小球对BP板的压力先增大后减小
C．小球对AP板的压力一直增大
D．当BP板转过30°时，小球对AP板和BP板的作用力大小不相等
第(8)题
如图所示是某物体的运动轨迹。

已知它运动速率保持不变，则在此过程中它运动的（ ）
A．角速度变大，向心加速度变大B．角速度变小，向心加速度变大
C．角速度变大，向心加速度变小D．角速度变小，向心加速度变小
二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） (共4题)
第(1)题
如图甲所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。

t=0时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的v-t图像如图乙所示，其中Ob段为曲线，bc段为直线，取g=10
，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（ ）
A．速度最大时，滑块与弹簧脱离
B．滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5
C．滑块在0.1s～0.2s时间内沿斜面向下运动
D．滑块与弹簧脱离前，滑块的机械能先增大后减小
第(2)题
如图所示，重力为 G 的光滑木块置放在倾角为q的固定斜面上，现对木块施加一水平推力F ，使木块相对于斜面体静止，已知木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力大小，则关于压力大小的结论正确的是（）
A．G2+F2B．G cosθC．D．G cosθ+F sinθ
第(3)题
我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

空间段由若干地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）和中圆地球轨道卫星（MEO）组成，如图所示，地球静止轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B和中圆地球轨道卫星C都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径分别为、和且，卫星B、C轨道共面，C离地面高度为H，地球自
转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星C的向心力一定大于卫星A的向心力
B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度
C．卫星B离地面的高度为
D．卫星C的周期为
第(4)题
日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素131被更多的人所了解．利用质谱仪可分析碘的各种同位素．如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)．经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．下列说法正确的是
A．磁场的方向垂直于纸面向里
B．碘131进入磁场时的速率为
C．碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为
D．打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。

请按题目要求作答，并将答案填写在答题纸上对应位置） (共2题)第(1)题
实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1（阻值变化范围0～20Ω）、滑动变阻器R2（阻值变化范围0～1000Ω）、电动势适当的电源、小灯泡（4V，2W）、开关、导线若干。

（1）要完整地描绘小灯泡的U I曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号。

( )
（2）实验中描绘出的小灯泡U I曲线如图甲所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而________（选填“增大”“减
小”或“不变”）。

（3）如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示，图中R0是阻值为9.0Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的U I图象_______，由图象可求出电源自身内阻约
为___________Ω。

序号123456
U/V 4.00 3.40 2.80 2.00 1.500.80
I/A0.200.260.330.400.460.52
（4）若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图丙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为___________W（保留两位有效数字）。

第(2)题
用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50 Hz。

平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

(1)在验证“质量一定，加速度与合外力的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有___________。

A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）
B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即）
D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量
(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度=___________。

（结果保留2位有效数字）
(3)某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作：
①将长木板重新平放于桌面上
②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为m，铝块的质量为M（m不再远小于M）。

③多次实验测得铝块的加速度大小为a
请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ=___________。

四、计算题（本题包含3小题，共36分。

解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

请将解答过程书写在答题纸相应位置） (共3题)
第(1)题
一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。

问：
（ⅰ）已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300 J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少？
（ⅱ）试判断气体在状态B、C的温度是否相同；如果知道气体在状态C时的温度T C＝300 K，则气体在状态A时的温度为多少？
第(2)题
麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场产生感生电场，该感生电场是涡旋电场；变化的电场也可以产生感生磁场，该感生磁场是涡旋磁场．
（1）如图所示，在半径为r的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt（k>0且为常量）．将一半径也为r的细金属圆环（图中未画出）与虚线边界同心放置．
①求金属圆环内产生的感生电动势的大小．
②变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，在与磁场垂直的平面内其电场线是一系列同心圆，如图中的实线所示，圆心与磁场区域的中心重合．在同一圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等．使得金属圆环内产生感生电动势的非静电力是涡旋电场对自由电荷的作用力，这个力称为涡旋电场力，其与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同．请推导金属圆环位置的涡旋电场的场强大小E感．
（2）如图所示，在半径为r的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强电场，电场强度大小随时间的变化关系为E=ρt（ρ>0且为常量）．
①我们把穿过某个面的磁感线条数称为穿过此面的磁通量，同样地，我们可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过此面的电通量．电场强度发生变化时，对应面积内的电通量也会发生变化，该变化的电场必然会产生磁场．小明同学猜想求解该磁场的磁感应强度B感的方法可以类比（1）中求解E感的方法．若小明同学的猜想成立，请推导B感在距离电场中心为a（a<r）处的表达
B感2．
式，并求出在距离电场中心和2r处的磁感应强度的比值B
②小红同学对上问通过类比得到的B感的表达式提出质疑，请你用学过的知识判断B感的表达式是否正确，并给出合理的理由．
第(3)题
如图所示，在正方形OPMN区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，正方形的边长为L，磁场的磁感应强度的大小为B。

现有一比荷（电荷量与质量之比）为k的带电粒子从O点垂直磁场射入该区域，经磁场偏转从Р点离开磁场，不计粒子重力。

（1）求该粒子的带电性质和满足条件的最小速度。

（2）若将区域内的磁场撤换为方向平行纸面的匀强电场，电场强度的大小为，该粒子仍以（1）中的速度从О点射入该区域，经电场偏转也恰好从Р点离开，试求匀强电场的方向。