第1頁（共1頁）2024-2025學(xué)年上海市楊浦區(qū)控江中學(xué)高三（下）段考物理試卷（3月份）一、光的本性1．（18分）人類對光的本性的認識經(jīng)歷了曲折的、螺旋式上升的過程，推動了量子力學(xué)的發(fā)展。（1）在體現(xiàn)光具有波動性的雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是。某激光垂直照射一豎直雙縫片，在遠處的墻面上得到干涉圖樣如圖。已知雙縫間距為s，測得雙縫到墻面的距離為d，a、b兩標線間距為L，可知激光波長λ＝。（2）物理學(xué)家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除波長不變的射線外，還產(chǎn)生了部分波長（選填A(yù)：變長B：變短）的射線，這個現(xiàn)象揭示了光的（選填A(yù)：波動性B：“粒子性”）。（3）在體現(xiàn)光具有粒子性的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，用波長為λ的激光照射某金屬板時，測得該金屬板的遏止電壓為U，則可知則逸出光電子的最大初動能為，金屬板的截止頻率為（已知電子電量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c）。（4）玻爾將量子化的概念引入了自己的原子結(jié)構(gòu)模型，如圖為氫原子的能級圖，可見光光子的能量范圍約為1.62eV～3.11eV。則這些原子。A.最多可產(chǎn)生2種不同頻率的可見光B.從n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光是可見光C.從n＝1的基態(tài)被激發(fā)后可輻射出可見光光子，所需能量至少為12.09eVD.從n＝3的激發(fā)態(tài)電離，所需照射光的光子能量至少為13.60eV（5）法國物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，即所有實物粒子都具有波動性。質(zhì)量為9.1×10﹣31kg的靜止電子經(jīng)200V電壓加速后，則其物質(zhì)波的波長數(shù)量級為（已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s，電子電量e＝1.6×10﹣19C）。A.10﹣9mB.10﹣11mC.10﹣13mD.10﹣15m二、智能手機2．（26分）智能手機可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入，具有獨立的操作系統(tǒng)，大多數(shù)采用大容量電池、電容式觸摸屏，并可安裝第三方程序，功能強大實用性高。（1）5G（第五代移動通信技術(shù)）采用的通信頻率比4G更高，則相比4G信號，5G信號。A.真空中傳播速度更快B.更趨近于直線傳播C.光子動量更小D.可能與4G信號發(fā)生干涉（2）如圖甲是一種車載磁吸手機支架，圖乙是其側(cè)視圖，智能手機靜置在支架斜面上，磁吸力方向垂直于手機支架斜面，支架斜面的傾角為θ，則。A.手機對支架的作用力垂直支架向下B.磁吸力增大時，摩擦力大小恒定不變C.手機對支架的作用力和支架對手機的作用力是一對平衡力D.若緩慢增大到，手機始終靜止，摩擦力先減小后增大（3）某興趣小組對研究手機電池產(chǎn)生興趣：（Ⅰ）如表所示為某手機電池的銘牌數(shù)據(jù)，當(dāng)以1A電流充電時，此電池從電量為零到充滿至少需要h；充滿消耗的電能為J。（Ⅱ）小組利用手邊器材，先從測量電池組的電動勢和內(nèi)阻開始研究。如圖1所示為的實驗原理圖。改變電阻箱的阻值R，記錄對應(yīng)電壓表的讀數(shù)U，作出的圖像如圖2所示，圖線與橫、縱坐標軸的截距分別為﹣b、a，定值電阻的阻值用R0表示，則可得該電池組的電動勢E＝，內(nèi)阻r＝（用字母表示）。（4）（多選）如圖甲所示為某智能手機正在無線充電。無線充電的工作原理與理想變壓器相同，可簡化為如圖乙所示裝置，已知發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為4：1，發(fā)射線圈AB端的輸入電流i=24sin(1A.發(fā)射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同B.1s內(nèi)接受線圈中電流方向改變2×105次C.接收線圈CD端輸出電流的有效值為1AD.接收線圈的輸出功率與發(fā)射線圈的輸入功率之比為1：4（5）智能手機有許多的傳感器，如加速度傳感器。小劉用手平托著手機，迅速向下運動，然后停止。以豎直向上為正方向，手機記錄了手機豎直方向的加速度a隨時間t變化的圖像如圖所示。則下列判斷正確的是。A.t1時刻手受的壓力最小B.手機t2時刻t1比速度更小C.t3時刻手機處于失重狀態(tài)D.t4時刻手機速度最大（6）（多選）電容式觸摸屏其原理可簡化為如圖所示的電路。平行板電容器的上極板A為可動電極，下極板B為固定電極，P為兩板間一固定點。A、B分別接在一恒壓直流電源的兩端，當(dāng)用手指觸壓屏幕上某個部位時，可動電極的極板會發(fā)生形變，使A、B兩板間距離減小，形變過程中，電流表G中有從a到b的電流，則。A.直流電源的c端為電源正極B.直流電源對電容器充電C.極板間的電場強度減小D.B板和P點間的電勢差增大三、跳臺滑雪3．（15分）跳臺滑雪是冬奧會最具觀賞性的項目之一，如圖所示為簡化的跳臺滑雪的雪道示意圖，比賽運動員從圓弧助滑道的最高點A處由靜止滑下后，從滑道B處恰好沿水平方向飛出，在著陸坡BC上的P處著陸。將運動員和滑雪板整體看成質(zhì)點，不計空氣阻力，BC與水平方向的夾角為α＝37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2）。（1）關(guān)于運動員從B到P的運動過程中，隨時間保持不變的物理量是。A.位移的變化率B.路程的變化率C.動量的變化率D.重力勢能的變化率（2）則從C點飛出在空中運動過程中，下列能表示運動員的速率v、動能Ek、機械能E（以水平面BC為零勢能面），重力的瞬時功率PG隨時間t的變化圖像是。（3）（計算）若圓弧滑道AB所對的圓心角θ＝53°，圓心O位于B點正上方，AB間高度差h＝24m，著陸坡BC傾角。一位比賽運動員的質(zhì)量（包含所有裝備）m＝60kg，著陸點P到B的距離s＝75m，試求：（Ⅰ）運動員從B到P的運動時間及從B水平飛出的速度大小；（Ⅱ）運動員在飛離B點前瞬間對軌道的壓力；（Ⅲ）運動員落著陸坡上的P點前瞬間的重力功率。四、游泳池4．（13分）小劉經(jīng)常在游泳池游泳鍛煉身體，同時利用所學(xué)研究了一些物理問題。（1）小劉同學(xué)用一小泡沫板在泳池平靜水面上的O處上下拍打，形成的水波在Oxy水平面內(nèi)傳播（水波視為簡諧波），波面為圓。t＝0時，波面分布如圖（a）所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。B處質(zhì)點的振動圖像如圖（b）所示，z軸正方向。（Ⅰ）B處質(zhì)點振動的位移隨時間變化的關(guān)系是；（Ⅱ）水波的波速的大小為m/s；（Ⅲ）t＝8s時，D處質(zhì)點處于。A.波峰B.波谷C.平衡位置，且速度豎直向上D.平衡位置，且速度豎直向下（2）已知泳池中水的折射率為n。（Ⅰ）小劉同學(xué)用激光筆測泳池內(nèi)水的深度H。他將激光筆置于池邊A點正上方的S點，S點距水面高為h，激光由S射向水面上的O點，經(jīng)水的折射照射到泳池底部P點，如圖所示。若測得n=43，h＝1.5m，AO＝2m，BP＝3.8m，則泳池內(nèi)水的深度H＝（Ⅱ）小劉同學(xué)觀察到泳池底鋪設(shè)有直徑為d的圓形池底燈，燈面與池底相平。若泳池足夠大，且水面平靜，當(dāng)水深為H時，水面上形成的光斑半徑R＝。五、天宮空間站5．（14分）天宮空間站是我國建成的國家級太空實驗室，空間站在軌實施了110個空間科學(xué)研究與應(yīng)用項目，涉及空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)領(lǐng)域，展現(xiàn)了中國航天的強大實力。（1）天宮空間站距地面的高度為h，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。萬有引力常量為G，則空間站中質(zhì)量為m的航天員受到的萬有引力為，航天員對空間站的壓力為。（2）（多選）神舟載人飛船和空間站的變軌對接可簡化為如圖所示的過程，其中軌道1和軌道3為圓軌道，飛船變軌前穩(wěn)定運行在軌道1，空間站運行在軌道3，橢圓軌道2為飛船的轉(zhuǎn)移軌道。軌道1和2、2和3分別相切于P、Q兩點。關(guān)于變軌過程，下列說法正確的是。A.飛船在軌道1上經(jīng)過P點的速度小于在軌道2上經(jīng)過P點的速度B.飛船在軌道3上經(jīng)過Q點的加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度C.飛船在軌道3上的周期大于在軌道2上的周期D.為從軌道2進入軌道3，飛船需要在Q點減速E.飛船在軌道2上從P點到Q點運動過程中機械能減小F.飛船在軌道2上經(jīng)過P點引力勢能小于Q點引力勢能（3）我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進的霍爾推進器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感應(yīng)強度大小可近似認為處處相等；垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小相等。已知電子電量為e，質(zhì)量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動。（Ⅰ）垂直環(huán)平面的磁感應(yīng)強度方向與勻強電場方向分別為。A.垂直環(huán)平面向外，垂直環(huán)平面向外B.垂直環(huán)平面向外，垂直環(huán)平面向內(nèi)C.垂直環(huán)平面向內(nèi)，垂直環(huán)平面向外D.垂直環(huán)平面向內(nèi)，垂直環(huán)平面向內(nèi)（Ⅱ）磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小B＝，勻強電場的大小E＝。六、艦載機6．（14分）如圖為我國第一艘服役的航空母艦“遼寧號”，航母設(shè)置輕載短距起飛跑道（左側(cè)虛線）和重載長距起飛跑道（右側(cè)虛線），搭載“殲﹣15”艦載機，使用滑躍式起飛。（1）若新“殲﹣15”國產(chǎn)新發(fā)動機最大起飛推力為2.6×105N，起飛階段平均阻力為自重的0.01倍，最小起飛速度為50m/s，航母航行速度約15m/s，將艦載機起飛階段視為勻加速直線運動。為了在110m輕載短距跑道安全起飛，殲﹣15的最小起飛加速度為，最大起飛質(zhì)量為kg。（均保留2位有效數(shù)字，g＝10m/s2）（2）（計算）新一代航母阻攔系統(tǒng)的研制引入了電磁阻攔技術(shù)，基本原理如圖所示：在航母甲板上裝有兩相互平行間距為L的水平金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間接一阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、長度為L的金屬棒ab垂直擱置在兩導(dǎo)軌之間，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，電阻值也為R。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。著艦時，速度為v0、質(zhì)量為M的艦載機關(guān)閉動力系統(tǒng)，同時通過絕緣阻攔索拉住軌道上的金屬棒，金屬棒ab瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下，除安培力外艦載機系統(tǒng)所受的其它阻力均不計，且不考慮繩索的長度變化。（Ⅰ）艦載機剛勾住金屬棒瞬間一起滑行的速度大小；（Ⅱ）艦載機與金屬棒一起運動的加速度a的最大值；（Ⅲ）艦載機整個減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Q；（Ⅳ）艦載機開始減速滑行至停下過程通過的位移大小x。

2024-2025學(xué)年上海市楊浦區(qū)控江中學(xué)高三（下）段考物理試卷（3月份）參考答案與試題解析一、光的本性1．（18分）人類對光的本性的認識經(jīng)歷了曲折的、螺旋式上升的過程，推動了量子力學(xué)的發(fā)展。（1）在體現(xiàn)光具有波動性的雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是獲取相干光源。某激光垂直照射一豎直雙縫片，在遠處的墻面上得到干涉圖樣如圖。已知雙縫間距為s，測得雙縫到墻面的距離為d，a、b兩標線間距為L，可知激光波長λ＝Ls9d（2）物理學(xué)家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除波長不變的射線外，還產(chǎn)生了部分波長A（選填A(yù)：變長B：變短）的射線，這個現(xiàn)象揭示了光的B（選填A(yù)：波動性B：“粒子性”）。（3）在體現(xiàn)光具有粒子性的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，用波長為λ的激光照射某金屬板時，測得該金屬板的遏止電壓為U，則可知則逸出光電子的最大初動能為eU，金屬板的截止頻率為cλ-（4）玻爾將量子化的概念引入了自己的原子結(jié)構(gòu)模型，如圖為氫原子的能級圖，可見光光子的能量范圍約為1.62eV～3.11eV。則這些原子AC。A.最多可產(chǎn)生2種不同頻率的可見光B.從n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光是可見光C.從n＝1的基態(tài)被激發(fā)后可輻射出可見光光子，所需能量至少為12.09eVD.從n＝3的激發(fā)態(tài)電離，所需照射光的光子能量至少為13.60eV（5）法國物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，即所有實物粒子都具有波動性。質(zhì)量為9.1×10﹣31kg的靜止電子經(jīng)200V電壓加速后，則其物質(zhì)波的波長數(shù)量級為B（已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s，電子電量e＝1.6×10﹣19C）。A.10﹣9mB.10﹣11mC.10﹣13mD.10﹣15m【分析】（1）根據(jù)雙縫干涉實驗的原理及雙縫干涉的間距公式變形后求波長；（2）由康普頓效應(yīng)的實驗結(jié)論說明；（3）根據(jù)光子的波粒二象性以及愛因斯坦光電效應(yīng)方程、截止頻率、遏止電壓對應(yīng)公式聯(lián)立求解；（4）根據(jù)玻爾的躍遷假說分別計算求解；（5）由動能定理、動能公式、德布羅意關(guān)系式求波長的數(shù)量級。【解答】解：（1）雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是獲取相干光源；根據(jù)題圖，a、b之間有九組明暗相間的條紋，由雙縫干涉相鄰條紋間距：Δx=可知激光波長：λ=（2）康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)部分散射光的波長變長（即選A），這個現(xiàn)象揭示了光的粒子性（即選B）。故選：A、B。（3）根據(jù)動能定理，遏止電壓與電子電量的乘積等于光電子的最大初動能，即最大初動能為：Ekm＝eU；由光電效應(yīng)方程：E聯(lián)立解得金屬板的截止頻率：v（4）A、根據(jù)氫原子能級躍遷公式ΔE＝Em﹣En可知從n＝3躍遷到n＝2，釋放光子能量：ΔE1＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝1.89eV從n＝4躍遷到n＝2，釋放光子能量：ΔE2＝﹣0.85eV﹣（﹣3.40eV）＝2.55eV，根據(jù)以上計算可知，最多可產(chǎn)生2種不同頻率的可見光，故A正確；B、從n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，釋放光子能量：ΔE3＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6eV）＝10.20eV，由結(jié)果可知不在可見光范圍內(nèi)，故B錯誤；C、從n＝1的基態(tài)被激發(fā)后可輻射出可見光光子，則至少要躍遷到n＝3能級，即所需能量至少為：ΔE4＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV，故C正確；D、從n＝3的激發(fā)態(tài)電離，所需照射光的光子能量至少為ΔE4＝E∞﹣E3＝0﹣（﹣1.51eV）＝1.51eV故D錯誤。故選：AC。（5）由動能定理：Ek＝eU代入數(shù)據(jù)解得：E因為：E德布羅意波長公式：λ=聯(lián)立以上解得：λ＝8.7×10﹣11m則物質(zhì)波的波長數(shù)量級為10﹣11m，故選B。故答案為：（1）獲取相干光源、Ls9d；（2）A、B；（3）eU、c【點評】考查雙縫干涉實驗、X射線散實驗、波爾的躍遷假說、光電效應(yīng)方程以及波粒二象性等知識，要能理解相關(guān)知識點，并根據(jù)題意進行準確分析和解答。二、智能手機2．（26分）智能手機可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入，具有獨立的操作系統(tǒng)，大多數(shù)采用大容量電池、電容式觸摸屏，并可安裝第三方程序，功能強大實用性高。（1）5G（第五代移動通信技術(shù)）采用的通信頻率比4G更高，則相比4G信號，5G信號B。A.真空中傳播速度更快B.更趨近于直線傳播C.光子動量更小D.可能與4G信號發(fā)生干涉（2）如圖甲是一種車載磁吸手機支架，圖乙是其側(cè)視圖，智能手機靜置在支架斜面上，磁吸力方向垂直于手機支架斜面，支架斜面的傾角為θ，則B。A.手機對支架的作用力垂直支架向下B.磁吸力增大時，摩擦力大小恒定不變C.手機對支架的作用力和支架對手機的作用力是一對平衡力D.若緩慢增大到，手機始終靜止，摩擦力先減小后增大（3）某興趣小組對研究手機電池產(chǎn)生興趣：（Ⅰ）如表所示為某手機電池的銘牌數(shù)據(jù)，當(dāng)以1A電流充電時，此電池從電量為零到充滿至少需要3h；充滿消耗的電能為4.1×104J。（Ⅱ）小組利用手邊器材，先從測量電池組的電動勢和內(nèi)阻開始研究。如圖1所示為的實驗原理圖。改變電阻箱的阻值R，記錄對應(yīng)電壓表的讀數(shù)U，作出的圖像如圖2所示，圖線與橫、縱坐標軸的截距分別為﹣b、a，定值電阻的阻值用R0表示，則可得該電池組的電動勢E＝1a，內(nèi)阻r＝1b（4）（多選）如圖甲所示為某智能手機正在無線充電。無線充電的工作原理與理想變壓器相同，可簡化為如圖乙所示裝置，已知發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為4：1，發(fā)射線圈AB端的輸入電流i=24sin(1A.發(fā)射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同B.1s內(nèi)接受線圈中電流方向改變2×105次C.接收線圈CD端輸出電流的有效值為1AD.接收線圈的輸出功率與發(fā)射線圈的輸入功率之比為1：4（5）智能手機有許多的傳感器，如加速度傳感器。小劉用手平托著手機，迅速向下運動，然后停止。以豎直向上為正方向，手機記錄了手機豎直方向的加速度a隨時間t變化的圖像如圖所示。則下列判斷正確的是A。A.t1時刻手受的壓力最小B.手機t2時刻t1比速度更小C.t3時刻手機處于失重狀態(tài)D.t4時刻手機速度最大（6）（多選）電容式觸摸屏其原理可簡化為如圖所示的電路。平行板電容器的上極板A為可動電極，下極板B為固定電極，P為兩板間一固定點。A、B分別接在一恒壓直流電源的兩端，當(dāng)用手指觸壓屏幕上某個部位時，可動電極的極板會發(fā)生形變，使A、B兩板間距離減小，形變過程中，電流表G中有從a到b的電流，則BD。A.直流電源的c端為電源正極B.直流電源對電容器充電C.極板間的電場強度減小D.B板和P點間的電勢差增大【分析】（1）任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，根據(jù)c＝λf和λ=h（2）對手機進行受力分析，由牛頓第三定律、平衡條件等分析各選項的正確與否；（3）根據(jù)電容的充放電及定義式、歐姆定律等結(jié)合題圖寫出函數(shù)表達式，綜合求解E和r；（4）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、變壓器的規(guī)律、有效值的概念等分析；（5）根據(jù)加速度的定義，結(jié)合a﹣t圖像的特點分析判斷；根據(jù)電流和電能的計算公式解答；（6）根據(jù)電容的定義、電容的大小、電場強度與電勢差的關(guān)系分析電容式觸屏原理，從而分析各選項。【解答】解：（1）A、電磁波在真空中傳播速度都相同，均為c，故A錯誤；BD、5G信號的頻率比4G更高，根據(jù)c＝λf可知5G信號波長更短，則5G信號更趨近于直線傳播，由于5G信號與4G信號頻率不相司，則相遇時不會發(fā)生干涉，故B正確，D錯誤；C、根據(jù)p=h故選：B。（2）若有磁吸力，手機靜置在支架斜面上，設(shè)磁吸力為F，手機受力情況如圖所示：由共點力的平衡條件可得：f＝mgsinθ，N＝mgcosθ+F；A、由共點力的平衡條件可知，支架對手機的作用力應(yīng)與手機的重力等大、反向，即大小為mg，方向豎直向上，則手機對支架的作用力豎直向下，故A錯誤；B、磁吸力增大時，摩擦力f＝mgsinθ，恒定不變，故B正確；C、手機對支架的作用力和支架對手機的作用力是一對相互作用力，不是一對平衡力，故C錯誤；D、若θ緩慢增大到90°，手機始終靜止，由f＝mgsinθ可知，摩擦一直增大，故D錯誤。故選：B。（3）Ⅰ、當(dāng)以1A電流充電時，此電池從電量為零到充滿至少需要的時間為：t=充滿消耗的電能為：E＝UIt＝3.8×3W?h＝4.1×104JⅡ、由電路根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：E=U+變形解得：1結(jié)合圖像的斜率和縱截距可得：1E=a變形后解得：E=1a（4）A、無線充電的工作原理與理想變壓器相同，即穿過發(fā)射線圈的磁通量等于接收線圈的磁通量，可知發(fā)射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同，故A正確；B、根據(jù)周期與角頻率的關(guān)系可得周期為：T=每個周期內(nèi)電流方向改變2次，可知1s內(nèi)接受線圈中電流方向改變12×1C、接收線圈CD端輸出電流的最大值：I所以有效值為：I2D、因為理想變壓器，則接收線圈的輸出功率等于發(fā)射線圈的輸入功率，故D錯誤。故選：AC。（5）A、t1時刻向下的加速度最大，可知手機失重最大，即手受的壓力最小，故A正確；B．圖像與坐標軸圍成的面積等于速度的變化量，則手機t2時刻比t1時刻速度更大，故B錯誤；C．t3時刻手機加速度向上，處于超重狀態(tài)，故C錯誤；D．t4時刻手機加速度向上最大，正向下減速，速度不是最大，故D錯誤。故選：A。（6）AB、AB兩板間距離減小，根據(jù)電容大小公式C=?C、根據(jù)場強與電勢差關(guān)系E=UD、根據(jù)以上關(guān)系UPB＝EdPB，可知B板和P點間的電勢差增大，故D正確。故選：BD。故答案為：（1）B；（2）B；（3）3、4.1×104、1a、1【點評】本題考查電磁波、歐姆定律、牛頓第二定律、電容等相關(guān)知識點，解題關(guān)鍵掌握基本知識點的理解，難度較低。三、跳臺滑雪3．（15分）跳臺滑雪是冬奧會最具觀賞性的項目之一，如圖所示為簡化的跳臺滑雪的雪道示意圖，比賽運動員從圓弧助滑道的最高點A處由靜止滑下后，從滑道B處恰好沿水平方向飛出，在著陸坡BC上的P處著陸。將運動員和滑雪板整體看成質(zhì)點，不計空氣阻力，BC與水平方向的夾角為α＝37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2）。（1）關(guān)于運動員從B到P的運動過程中，隨時間保持不變的物理量是C。A.位移的變化率B.路程的變化率C.動量的變化率D.重力勢能的變化率（2）則從C點飛出在空中運動過程中，下列能表示運動員的速率v、動能Ek、機械能E（以水平面BC為零勢能面），重力的瞬時功率PG隨時間t的變化圖像是B。（3）（計算）若圓弧滑道AB所對的圓心角θ＝53°，圓心O位于B點正上方，AB間高度差h＝24m，著陸坡BC傾角。一位比賽運動員的質(zhì)量（包含所有裝備）m＝60kg，著陸點P到B的距離s＝75m，試求：（Ⅰ）運動員從B到P的運動時間及從B水平飛出的速度大小；（Ⅱ）運動員在飛離B點前瞬間對軌道的壓力；（Ⅲ）運動員落著陸坡上的P點前瞬間的重力功率。【分析】（1）從B到P點，對于平拋運動應(yīng)用速度—時間公式、位移—時間公式、動量定理和動能定理進行分析判斷；（2）根據(jù)平拋的規(guī)律寫出函數(shù)的表達式，從而分析速度、動能、重力的功率等隨時間的變化關(guān)系；（3）Ⅰ平拋運動水平勻速直線運動，豎直方向上自由落體運動，根據(jù)運動學(xué)的基本公式進行求解；Ⅱ?qū)ψ畹忘c使用圓周運動公式求解支持力，根據(jù)牛頓第三定律來求解壓力；Ⅲ根據(jù)功率的公式來進行求解重力功率。【解答】解：（1）A、運動員從B到P的運動過程中，僅受重力，運動員做平拋運動，運動員的速度隨時間發(fā)生變化，即位移的變化率發(fā)生變化，故A錯誤；B、運動員從B到P的運動過程中，僅受重力，運動員做平拋運動，運動員的速度大小隨時間發(fā)生變化，即路程的變化率發(fā)生變化，故B錯誤；C、運動員從B到P的運動過程中，僅受重力，運動員做平拋運動，根據(jù)動量定理有：mgΔt＝Δp解得：ΔpΔtD、以著陸地面處作為零勢能面，拋出點距離P高度為H，運動員下落高度為h，則有：E重力勢能與時間成二次函數(shù)關(guān)系，圖像為一條拋物線，可知，重力勢能的變化率發(fā)生變化，故D錯誤。故選：C。（2）A、運動員做平拋運動，令初速度為v0，則有：vy＝gt，v=解得：v=gB、運動員的動能：Ek=1C、運動員從B到P的運動過程中，僅受重力，運動員做平拋運動，運動員的機械能守恒，即E﹣t圖像為一條平行于時間軸的直線，故C錯誤；D、重力的功率：PG=mgv故選：B。（3）Ⅰ、運動員做平拋運動，由平拋規(guī)律有：ssinα=12gt2解得t＝3s，v0＝20m/sⅡ、在B點，對運動員進行分析，根據(jù)牛頓第二定律有：N其中：h＝R﹣Rcosθ根據(jù)牛頓第三定律有：N2＝N1解得：N2＝1000N，方向豎直向下Ⅲ、運動員落著陸坡上的P點前瞬間的重力功率：P故答案為：（1）C；（2）B；（3）答：（Ⅰ）運動員從B到P的運動時間為3s，從B水平飛出的速度大小為20m/s；（Ⅱ）運動員在飛離B點前瞬間對軌道的壓力為1000N，方向豎直向下；（Ⅲ）運動員落著陸坡上的P點前瞬間的重力功率為18kW。【點評】本題是一個基于平拋運動的綜合大題，涉及到了運動學(xué)，功與能等多個維度的考查，對學(xué)生的能力要求高，屬于好題。四、游泳池4．（13分）小劉經(jīng)常在游泳池游泳鍛煉身體，同時利用所學(xué)研究了一些物理問題。（1）小劉同學(xué)用一小泡沫板在泳池平靜水面上的O處上下拍打，形成的水波在Oxy水平面內(nèi)傳播（水波視為簡諧波），波面為圓。t＝0時，波面分布如圖（a）所示，其中實線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。B處質(zhì)點的振動圖像如圖（b）所示，z軸正方向。（Ⅰ）B處質(zhì)點振動的位移隨時間變化的關(guān)系是z＝2cos（5πt）（cm）；（Ⅱ）水波的波速的大小為5m/s；（Ⅲ）t＝8s時，D處質(zhì)點處于B。A.波峰B.波谷C.平衡位置，且速度豎直向上D.平衡位置，且速度豎直向下（2）已知泳池中水的折射率為n。（Ⅰ）小劉同學(xué)用激光筆測泳池內(nèi)水的深度H。他將激光筆置于池邊A點正上方的S點，S點距水面高為h，激光由S射向水面上的O點，經(jīng)水的折射照射到泳池底部P點，如圖所示。若測得n=43，h＝1.5m，AO＝2m，BP＝3.8m，則泳池內(nèi)水的深度H＝（Ⅱ）小劉同學(xué)觀察到泳池底鋪設(shè)有直徑為d的圓形池底燈，燈面與池底相平。若泳池足夠大，且水面平靜，當(dāng)水深為H時，水面上形成的光斑半徑R＝Hn2【分析】（1）Ⅰ根據(jù)數(shù)學(xué)方法解得振動方程；Ⅱ由圖讀出波長和周期，求得波速；Ⅲ由幾何關(guān)系求出OD兩點之間距離，根據(jù)該距離與波長的關(guān)系求解t＝8s時，D處質(zhì)點的運動情況。（2）根據(jù)光的折射定律結(jié)合幾何關(guān)系解答。【解答】解：（1）Ⅰ、由題圖知：T＝0.4s，所以：ω=2πT=B處質(zhì)點振動的位移隨時間變化的關(guān)系是：z＝2cos（5πt）（cm）Ⅱ、由圖可知，水波波長λ＝2m，則波速為：v=λⅢ、由題圖可知，D點距波源的距離：s則從t＝0，到t＝8s時，波向前傳播：x＝vt＝5×8m＝40m＝20λ此時O處質(zhì)點處于波峰，D處質(zhì)點處于波谷。故選：B。（2）由題意畫出光路圖如圖所示，Ⅰ、由幾何關(guān)系可得入射角：sini=折射角：sinr=由折射定律：n=解得泳池內(nèi)水的深度：H＝2.4mⅡ、由全反射可知：sin由幾何關(guān)系可得：sin解得：R=R′+故答案為：（1）（Ⅰ）z＝2cos（5πt）（cm）；（Ⅱ）5；（Ⅲ）B；（2）（Ⅰ）2.4；（Ⅱ）Hn【點評】解決本題的關(guān)鍵要掌握光的折射及波的相關(guān)計算，知道折射定律及波速的計算公式。五、天宮空間站5．（14分）天宮空間站是我國建成的國家級太空實驗室，空間站在軌實施了110個空間科學(xué)研究與應(yīng)用項目，涉及空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)領(lǐng)域，展現(xiàn)了中國航天的強大實力。（1）天宮空間站距地面的高度為h，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。萬有引力常量為G，則空間站中質(zhì)量為m的航天員受到的萬有引力為mgR2(R+h)（2）（多選）神舟載人飛船和空間站的變軌對接可簡化為如圖所示的過程，其中軌道1和軌道3為圓軌道，飛船變軌前穩(wěn)定運行在軌道1，空間站運行在軌道3，橢圓軌道2為飛船的轉(zhuǎn)移軌道。軌道1和2、2和3分別相切于P、Q兩點。關(guān)于變軌過程，下列說法正確的是ACF。A.飛船在軌道1上經(jīng)過P點的速度小于在軌道2上經(jīng)過P點的速度B.飛船在軌道3上經(jīng)過Q點的加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度C.飛船在軌道3上的周期大于在軌道2上的周期D.為從軌道2進入軌道3，飛船需要在Q點減速E.飛船在軌道2上從P點到Q點運動過程中機械能減小F.飛船在軌道2上經(jīng)過P點引力勢能小于Q點引力勢能（3）我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進的霍爾推進器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感應(yīng)強度大小可近似認為處處相等；垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小相等。已知電子電量為e，質(zhì)量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動。（Ⅰ）垂直環(huán)平面的磁感應(yīng)強度方向與勻強電場方向分別為D。A.垂直環(huán)平面向外，垂直環(huán)平面向外B.垂直環(huán)平面向外，垂直環(huán)平面向內(nèi)C.垂直環(huán)平面向內(nèi)，垂直環(huán)平面向外D.垂直環(huán)平面向內(nèi)，垂直環(huán)平面向內(nèi)（Ⅱ）磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小B＝mveR，勻強電場的大小E＝mv【分析】（1）根據(jù)萬有引力公式結(jié)合黃金代換式列式計算萬有引力，結(jié)合航天員的受力情況判斷所處的狀態(tài)；（2）根據(jù)航天員所處的狀態(tài)分析正確的睡覺方式并解釋原因；（3）AB.根據(jù)萬有引力提供向心力導(dǎo)出加速度的表達式，結(jié)合距離變化情況判斷加速度大小；CD.根據(jù)飛船變軌做離心運動判斷加減速情況。（4）根據(jù)小球的受力情況判斷速度變化情況，結(jié)合牛頓第二定律以及軌道半徑判斷壓力大小；電子在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動，電場力需要與磁場1產(chǎn)生的洛倫茲力平衡，磁場2的洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力，根據(jù)平衡條件判斷電場方向和大小，根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式可求磁感應(yīng)強度大小。【解答】解：（1）根據(jù)萬有引力提供重力得：G空間站中質(zhì)量為m的航天員受到的萬有引力為：F=G航天員處于完全失重狀態(tài)，則對空間站的壓力為0。（2）A、飛船在軌道1上經(jīng)過P點要加速做離心運動才能進入軌道2，可知飛船在軌道1上經(jīng)過P點的速度小于在軌道2上經(jīng)過P點的速度，故A正確；B、根據(jù)GMmr2C、根據(jù)開普勒第三定律r3D、為從軌道2進入軌道3，飛船需要在Q點加速做離心運動，故D錯誤；E、飛船在軌道2上從P點到Q點運動過程中只有地球引力做功，則機械能不變，故E錯誤；F、因Q點離地球較遠，可知飛船在軌道2上經(jīng)過P點引力勢能小于Q點引力勢能，故F正確。故選：ACF。（3）根據(jù)左手定則可知電子在圓環(huán)內(nèi)受到沿半徑向內(nèi)的洛倫茲力，磁場2的方向垂直環(huán)平面向內(nèi)；電場力需要與磁場1對電子的洛倫茲力平衡，磁場1對電子的洛倫茲力方向向里，則電場力方向應(yīng)垂直環(huán)平面向外，由于電子帶負電，故電場方向垂直環(huán)平面向內(nèi)，故ABC錯誤，D正確。故選：D。電子在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動，則evB=mv可得B=mv電子在垂直環(huán)平面方向受力平衡，則有eE＝evB，解得E=m故答案為：（1）mgR（2）ACF；（3）D，mveR，m【點評】考查萬有引力定律的應(yīng)用以及失重狀態(tài)下物體的運動問題和波的傳播等，會根據(jù)題意進行準確分析解答。本題考查帶電粒子在混合場中的圓周運動，知道磁場1洛倫茲力與電場力平衡，磁場2洛倫茲力提供向心力是解題關(guān)鍵。六、艦載機6．（14分）