河北省普通高中2021年高中物理1月學(xué)業(yè)水平選擇性考試模擬演練試題（含解析）注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。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，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)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)是符合題目要求的。1. 如圖，兩根相互絕緣的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線分別沿x軸和y軸放置，沿x軸方向的電流為I0。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在其周?chē)ぐl(fā)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其中k為常量，I為導(dǎo)線中的電流，r為場(chǎng)中某點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離。圖中A點(diǎn)的坐標(biāo)為（a，b），若A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則沿y軸放置的導(dǎo)線中電流的大小和方向分別為（）A. ，沿y軸正向B. ，沿y軸負(fù)向C. ，沿y軸正向D. ，沿y軸負(fù)向【答案】A【解析】【分析】【詳解】x方向?qū)Ь€電流在A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為由安培定則，可知方向垂直紙面向外，由題知若A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則y方向?qū)Ь€電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，由安培定則知，y軸放置的導(dǎo)線中電流方向沿y軸正向，其大小滿足y軸放置導(dǎo)線中電流的大小故選A。2. 如圖，一小船以1.0m/s的速度勻速前行，站在船上的人豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為0.45m。當(dāng)小球再次落入手中時(shí)，小船前進(jìn)的距離為（假定拋接小球時(shí)人手的高度不變，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2）（）A. 0.3mB. 0.6mC. 0.9mD. 1.2【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，小球在豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小船以1.0m/s的速度勻速前行，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)小球上升的時(shí)間小球上拋到再次落入手中的時(shí)間為2t，則小船前進(jìn)的距離為故選B。3. 假定“嫦娥五號(hào)”軌道艙繞月飛行時(shí)，軌道是貼近月球表面圓形軌道。已知地球密度為月球密度的k倍，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的n倍，則軌道艙繞月飛行的周期與地球同步衛(wèi)星周期的比值為（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】【詳解】根據(jù)萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，設(shè)地球的半徑為R，月球的半徑為r，對(duì)地球同步衛(wèi)星對(duì)月球軌道艙地球質(zhì)量M1和月球質(zhì)量M2分別為聯(lián)立可得軌道艙飛行的周期T2與地球同步衛(wèi)星的周期T1的比值故選A。4. 如圖，理想變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，接有一阻值為R的電阻，電壓表V1示數(shù)為110.0V。副線圈接有一個(gè)阻值恒為RL的燈泡，繞過(guò)鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V2，示數(shù)為0.10V。已知RL：R=4：1，則副線圈的匝數(shù)為（）A. 225B. 550C. 2200D. 4400【答案】C【解析】【分析】【詳解】假設(shè)理想變壓器原線圈的輸入電壓為，根據(jù)理想變壓器線圈兩端電壓之比為線圈匝數(shù)之比可知，原線圈兩端電壓和滿足解得原線圈輸入電壓為理想變壓器原副線圈電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，原線圈電流和通過(guò)燈泡的電流滿足定值電阻滿足歐姆定律，則通過(guò)燈泡的電流為結(jié)合可知副線圈電壓為原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比代入得變形得解得副線圈得匝數(shù)為故選C。5. 如圖，x軸正半軸與虛線所圍區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。甲、乙兩粒子分別從距x軸h與2h的高度以速率v0平行于x軸正向進(jìn)入磁場(chǎng)，并都從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，OP=h。則甲、乙兩粒子比荷的比值為（不計(jì)重力，sin37=0.6，cos37=0.8）（）A. 32：41B. 56：41C. 64：41D. 41：28【答案】C【解析】【分析】【詳解】甲粒子從高的位置水平水平飛入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示甲粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，在中根據(jù)勾股定理可知?jiǎng)t在中，根據(jù)幾何關(guān)系可知解得乙粒子從高的高度水平飛入磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)過(guò)圓周從點(diǎn)飛出則乙粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為洛倫茲力提供向心力解得可知粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與粒子的比荷成反比，所以甲、乙兩粒子比荷的比值為故選C。6. 螺旋千斤頂由帶手柄的螺桿和底座組成，螺紋與水平面夾角為，如圖所示。水平轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使螺桿沿底座的螺紋槽（相當(dāng)于螺母）緩慢旋進(jìn)而頂起質(zhì)量為m的重物，如果重物和螺桿可在任意位置保持平衡，稱為摩擦自鎖。能實(shí)現(xiàn)自鎖的千斤頂，的最大值為?，F(xiàn)用一個(gè)傾角為的千斤頂將重物緩慢頂起高度h后，向螺紋槽滴入潤(rùn)滑油使其動(dòng)摩擦因數(shù)減小，重物回落到起點(diǎn)。假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)螺桿和手柄的質(zhì)量及螺桿與重物間的摩擦力，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄不改變螺紋槽和螺桿之間的壓力。下列說(shuō)法正確的是（）A. 實(shí)現(xiàn)摩擦自鎖的條件為B. 下落過(guò)程中重物對(duì)螺桿的壓力等于mgC. 從重物開(kāi)始升起到最高點(diǎn)摩擦力做功為mghD. 從重物開(kāi)始升起到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄做功為2mgh【答案】D【解析】【分析】【詳解】A實(shí)現(xiàn)自鎖的條件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大靜摩擦力，即解得A錯(cuò)誤；B重物從靜止開(kāi)始下落，落回到起點(diǎn)位置重物速度又減為0，所以重物在下落過(guò)程中先失重后超重，所以螺桿對(duì)重物的支持力先小于，后大于，根據(jù)牛頓第三定律可知重物對(duì)螺桿的作用力小于，后大于，B錯(cuò)誤；C重物緩慢上升的過(guò)程中，對(duì)螺桿和重物為整體受力分析如圖則摩擦力做功為C錯(cuò)誤；D從重物開(kāi)始升起到最高點(diǎn)，即用于克服摩擦力做功，也轉(zhuǎn)化為重物上升增加的重力勢(shì)能，所以根據(jù)動(dòng)能定理得解得D正確。故選D。二、選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，每題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7. 游樂(lè)場(chǎng)滑索項(xiàng)目的簡(jiǎn)化模型如圖所示，索道AB段光滑，A點(diǎn)比B點(diǎn)高1.25m，與AB段平滑連接的BC段粗糙，長(zhǎng)4m。質(zhì)量為50kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止下滑，到B點(diǎn)進(jìn)入水平減速區(qū)，在C點(diǎn)與緩沖墻發(fā)生碰撞，反彈后在距墻1m的D點(diǎn)停下。設(shè)滑塊與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，規(guī)定向右為正方向。g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）A. 緩沖墻對(duì)滑塊的沖量為-50NsB. 緩沖墻對(duì)滑塊的沖量為-250NsC. 緩沖墻對(duì)滑塊做的功為-125JD. 緩沖墻對(duì)滑塊做的功為-250J【答案】BC【解析】【分析】【詳解】由動(dòng)能定理可知由B到C的過(guò)程中，加速度大小為由位移公式可得可得由C到D可知解得被緩沖器反彈，滑塊的速度大?。ǚ较蚺c初速度反向，取負(fù)）由動(dòng)量定理可知緩沖墻對(duì)滑塊的沖量由動(dòng)能定理可得緩沖墻對(duì)滑塊做功綜上分析可知BC正確。故選BC。8. 如圖，內(nèi)壁光滑的玻璃管內(nèi)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛一個(gè)小球。當(dāng)玻璃管繞豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球與玻璃管間恰無(wú)壓力。下列說(shuō)法正確的是（）A. 僅增加繩長(zhǎng)后，小球?qū)⑹艿讲ＡЧ苄毕蛏戏降膲毫. 僅增加繩長(zhǎng)后，若仍保持小球與玻璃管間無(wú)壓力，需減小C. 僅增加小球質(zhì)量后，小球?qū)⑹艿讲ＡЧ苄毕蛏戏降膲毫. 僅增加角速度至后，小球?qū)⑹艿讲ＡЧ苄毕蛳路降膲毫Α敬鸢浮緽D【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意可知，A僅增加繩長(zhǎng)后，小球需要向心力變大，則有離心趨勢(shì)會(huì)擠壓管壁右側(cè)，小球受到玻璃管給的斜向下方的壓力，故A錯(cuò)誤；B僅增加繩長(zhǎng)后，若仍保持小球與玻璃管間無(wú)壓力，根據(jù)以上分析可知，需減小，故B正確；C小球質(zhì)量可以被約去，所以，增加小球質(zhì)量，小球仍與管壁間無(wú)壓力，故C錯(cuò)誤；D僅增加角速度至后，小球需要向心力變大，則有離心趨勢(shì)會(huì)擠壓管壁右側(cè)，小球受到斜向下方的壓力，故D正確。故選BD。9. 如圖，某電容器由兩水平放置的半圓形金屬板組成，板間為真空。兩金屬板分別與電源兩極相連，下極板固定，上極板可以繞過(guò)圓心且垂直于半圓面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。起初兩極板邊緣對(duì)齊，然后上極板轉(zhuǎn)過(guò)10，并使兩極板間距減小到原來(lái)的一半。假設(shè)變化前后均有一電子由靜止從上極板運(yùn)動(dòng)到下極板。忽略邊緣效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A. 變化前后電容器電容之比為9：17B. 變化前后電容器所帶電荷量之比為16：9C. 變化前后電子到達(dá)下極板的速度之比為：1D. 變化前后電子運(yùn)動(dòng)到下極板所用時(shí)間之比為2：1【答案】AD【解析】【分析】【詳解】AB由平行板電容器電容公式可知，變化前后電容器電容之比為電容器兩端電壓不變，變化前后電容器所帶電荷量之比為故A正確，B錯(cuò)誤；C電子由靜止從上極板運(yùn)動(dòng)到下極板過(guò)程，由動(dòng)能定理有解得，電子到達(dá)下極板的速度電容器兩端電壓不變，變化前后電子到達(dá)下極板的速度之比為1：1，故C錯(cuò)誤；D電子由靜止從上極板運(yùn)動(dòng)到下極板過(guò)程，電子的加速度電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變化前后電子運(yùn)動(dòng)到下極板所用時(shí)間之比為故D正確。故選AD。10. 如圖，一頂角為直角的“”形光滑細(xì)桿豎直放置。質(zhì)量均為m的兩金屬環(huán)套在細(xì)桿上，高度相同，用一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧處于原長(zhǎng)。兩金屬環(huán)同時(shí)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi)。對(duì)其中一個(gè)金屬環(huán)，下列說(shuō)法正確的是（彈簧的長(zhǎng)度為時(shí)彈性勢(shì)能為）（）A. 金屬環(huán)的最大加速度為gB. 金屬環(huán)的最大速度為C. 金屬環(huán)與細(xì)桿之間的最大壓力為D. 金屬環(huán)達(dá)到最大速度時(shí)重力的功率為【答案】BC【解析】【分析】【詳解】根據(jù)對(duì)稱性可知，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧始終水平，金屬環(huán)剛釋放時(shí)加速度度最大；平衡位置也就是彈簧的彈力沿桿方向的分力與重力沿桿方向的分力相等時(shí)，速度最大；只有彈簧的彈力和重力做功，機(jī)械能守恒；由幾何關(guān)系可知，金屬環(huán)下落的高度是彈彈簧形變量的一半。A剛釋放時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，彈力為0，所以金屬環(huán)的最大加速度為故A錯(cuò)誤；BD在平衡位置彈簧的伸長(zhǎng)量為x1，根據(jù)平衡條件有，沿桿方向有由機(jī)械能守恒定律得解得，金屬環(huán)的最大速度為金屬環(huán)達(dá)到最大速度時(shí)重力的功率為故B正確，D錯(cuò)誤；C當(dāng)金屬環(huán)下落到到最低點(diǎn)，金屬環(huán)速度為0，金屬環(huán)與細(xì)桿之間的壓力最大。設(shè)此時(shí)彈簧的形變量為x2，由機(jī)械能守恒定律得對(duì)金屬環(huán)進(jìn)行受力分析，垂直于桿方向有綜合上述可以解得，金屬環(huán)與細(xì)桿之間的最大壓力為故C正確。故選BC。三、非選擇題：共52分。第1114題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第1516題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共43分。11. 為驗(yàn)證力的平行四邊形定則，某同學(xué)準(zhǔn)備了以下器材：支架，彈簧，直尺，量角器坐標(biāo)紙，細(xì)線，定滑輪（位置可調(diào)）兩個(gè)，鉤碼若干。支架帶有游標(biāo)尺和主尺，游標(biāo)尺（帶可滑動(dòng)的指針）固定在底座上，主尺可升降，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)儀器調(diào)零。如圖1，將已測(cè)量好的勁度系數(shù)k為5.00N/m的彈簧懸掛在支架上，在彈簀掛鉤上用細(xì)線懸掛小鉤碼做為鉛垂線，調(diào)節(jié)支架豎直。調(diào)整主尺高度，使主尺與游標(biāo)尺的零刻度對(duì)齊。滑動(dòng)指針，對(duì)齊掛鉤上的O點(diǎn)，固定指針。(2)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2.鉤碼組mA=40g，鉤碼組mB=30g，調(diào)整定滑輪位置和支架的主尺高度，使彈簧豎直且讓掛鉤上O點(diǎn)重新對(duì)準(zhǔn)指針。實(shí)驗(yàn)中保持定滑輪、彈簧和鉛垂線共面。此時(shí)測(cè)得=36.9，=53.1，由圖3可讀出游標(biāo)卡尺示數(shù)為_(kāi)cm，由此計(jì)算出彈簧拉力的增加量F=_N。當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2。(3)請(qǐng)將第(2)步中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用力的圖示的方法在圖框中做出，用平行四邊形定則做出合力F_。(4)依次改變兩鉤碼質(zhì)量，重復(fù)以上步驟，比較F和F的大小和方向，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中鉛垂線上小鉤碼的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果_（填寫(xiě)“有”或“無(wú)”）影響?！敬鸢浮?(1). (2). (3). (4). 無(wú)【解析】【分析】【詳解】(2)1游標(biāo)卡尺精度為，讀數(shù)為2則彈簧拉力的增量為。(3)3根據(jù)題意可知繩產(chǎn)生的拉力為，繩產(chǎn)生的拉力為，力的合成如圖(4)4在求解合力的過(guò)程中，求解的是彈簧彈力的變化量，所以小鉤碼的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響。12. 在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材和參考電路：電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約6）電壓表V2（量程1V，內(nèi)阻約6）電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1）電流表A2（量程2mA，內(nèi)阻約1）滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值3）滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10）定值電阻R3（阻值1）開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干A BC D(1)甲同學(xué)想要測(cè)量馬鈴薯電池電動(dòng)勢(shì)（約1.0V）和內(nèi)阻（約500）。選用合適器材后，應(yīng)選擇最優(yōu)電路_（填寫(xiě)參考電路對(duì)應(yīng)的字母）進(jìn)行測(cè)量。(2)乙同學(xué)想要測(cè)量一節(jié)新干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。選用合適器材后，應(yīng)選擇最優(yōu)電路_（填寫(xiě)參考電路對(duì)應(yīng)的字母）進(jìn)行測(cè)量。(3)乙同學(xué)將測(cè)得數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)如圖。請(qǐng)畫(huà)出U-I圖象_，并求出電動(dòng)勢(shì)E為_(kāi)V，內(nèi)阻r為_(kāi)（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）。【答案】 (1). A (2). C (3). (4). (5). 【解析】【分析】【詳解】(1)1馬鈴薯電池的電動(dòng)勢(shì)較小，B圖中電壓表分流，所以電流表測(cè)量的干路電流偏小，則電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值偏小，所以不宜選用；選擇A圖測(cè)量的干路電流準(zhǔn)確，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知可知當(dāng)時(shí)，斷路電壓即為電動(dòng)勢(shì)，所以A圖能準(zhǔn)確測(cè)量馬鈴薯的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻測(cè)量偏大，為電流表和馬鈴薯內(nèi)阻之和，但因?yàn)轳R鈴薯內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，所以誤差較小，故選A圖。(2)2新的干電池內(nèi)阻較小，所以需要給電池串聯(lián)一個(gè)定值電阻，方便測(cè)量，而D圖中測(cè)量的內(nèi)阻為電流表內(nèi)阻、電源內(nèi)阻和定值電阻之和，因?yàn)楦呻姵貎?nèi)阻較小，所以內(nèi)阻的測(cè)量會(huì)引起較大誤差，所以選擇C圖。(3)3做出圖象如圖4根據(jù)閉合電路歐姆定律變形得則圖線縱截距即為電源電動(dòng)勢(shì)5根據(jù)圖象斜率可知?jiǎng)t電源內(nèi)阻為13. 如圖1所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間距為0.5m，固定在傾角為37的斜面上。導(dǎo)軌頂端連接一個(gè)阻值為1的電阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為0.5kg的金屬棒從AB處由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v-t圖象如圖2所示。金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。(1)求金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)求金屬棒在磁場(chǎng)中能夠達(dá)到的最大速率；(3)已知金屬棒從進(jìn)入磁場(chǎng)到速度達(dá)到5m/s時(shí)通過(guò)電阻的電荷量為1.3C，求此過(guò)程中電阻產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J【解析】【分析】【詳解】（1）由圖2可知，金屬棒在0-1s內(nèi)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，1s后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，可知金屬棒第1s末進(jìn)入磁場(chǎng)。在0-1s過(guò)程中，由圖2可知，金屬棒的加速度 在這個(gè)過(guò)程中，沿斜面只有重力的分力和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律有 由式解得，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) （2）金屬棒在磁場(chǎng)中能夠達(dá)到的最大速率時(shí)，金屬棒處于平衡狀態(tài)，設(shè)金屬棒的最大速度為金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 根據(jù)閉合回路歐姆定律有 根據(jù)安培力公式有 根據(jù)平衡條件有 由式解得 （3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律，可得金屬棒從進(jìn)入磁場(chǎng)通過(guò)電阻的電荷量為 解得，金屬棒在磁場(chǎng)下滑的位移 由動(dòng)能定理有 此過(guò)程中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功由式解得，此過(guò)程中電阻產(chǎn)生的焦耳熱14. 在弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)中，電子碰撞原子，原子吸收電子的動(dòng)能從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)。假設(shè)改用質(zhì)子碰撞氫原子來(lái)實(shí)現(xiàn)氫原子的能級(jí)躍遷，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。緊靠電極A的O點(diǎn)處的質(zhì)子經(jīng)電壓為U1的電極AB加速后，進(jìn)入兩金屬網(wǎng)電極B和C之間的等勢(shì)區(qū)。在BC區(qū)質(zhì)子與靜止的氫原子發(fā)生碰撞，氫原子吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。質(zhì)子在碰撞后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入CD減速區(qū)，若質(zhì)子能夠到達(dá)電極D，則在電流表上可以觀測(cè)到電流脈沖。已知質(zhì)子質(zhì)量mp與氫原子質(zhì)量mH均為m，質(zhì)子的電荷量為e，氫原子能級(jí)圖如圖2所示，忽略質(zhì)子在O點(diǎn)時(shí)的初速度，質(zhì)子和氫原子只發(fā)生一次正碰。(1)求質(zhì)子到達(dá)電極B時(shí)的速度v0；(2)假定質(zhì)子和氫原子碰撞時(shí)，質(zhì)子初動(dòng)能的被氫原子吸收用于能級(jí)躍遷。要出現(xiàn)電流脈沖，求CD間電壓U2與U1應(yīng)滿足的關(guān)系式；(3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，求U1的最小值?！敬鸢浮?1) ；(2) ；(3) 【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)動(dòng)能定理解得質(zhì)子到達(dá)電極B時(shí)的速度(2)質(zhì)子和氫原子碰撞，設(shè)碰后質(zhì)子速度為 ，氫原子速度為 ，動(dòng)量守恒能量守恒解得 ，在減速區(qū)聯(lián)立解得：(3) 要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，則需要能量最小為碰撞過(guò)程，分析可知，當(dāng) 時(shí)，損失機(jī)械能最大，被吸收的最大，此時(shí)解得（二）選考題：共9分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答，按所涂的首題進(jìn)行評(píng)分；不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評(píng)分。選修3-315. “天問(wèn)1號(hào)”的發(fā)射開(kāi)啟了我國(guó)探測(cè)火星的征程。設(shè)想將圖中所示的粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、右端封閉有一定質(zhì)量理想氣體的“U”型管帶往火星表面?！癠”型管分別在地球和火星表面某時(shí)某地豎直放置時(shí)的相關(guān)參數(shù)如表所示。地球火星重力加速度g0.38g環(huán)境溫度T地=300KT火=280K大氣壓強(qiáng)p地=76.0cmHgp火封閉氣柱長(zhǎng)度l地=19.0cml火=56.0cm水銀柱高度差h地=73.0cmh火求：（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）(1)火星表面高1m的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于地球表面多高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。已知水銀=13.6103kg/m3，水=1.0103kg/m3；(2)火星表面的大氣壓強(qiáng)p火?！敬鸢浮?1)5.2m；(2) 【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式 得代入數(shù)據(jù)解得(2)封閉氣體在地表，在火星表面，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程聯(lián)立解得即火星表面的大氣壓強(qiáng)選修3-416. 如圖，一潛水員在距海岸A點(diǎn)45m的B點(diǎn)豎直下潛，B點(diǎn)和燈塔之間停著一條長(zhǎng)4m的皮劃艇。皮劃艇右端距B點(diǎn)4m，燈塔頂端的指示燈與皮劃艇兩端的連線與豎直方向的夾角分別為和（，），水的折射率為，皮劃艇高度可忽略。(1)潛水員在水下看到水面上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里。若海岸上A點(diǎn)恰好處在倒立圓錐的邊緣上，求潛水員下潛的深度；(2)求潛水員豎直下潛過(guò)程中看不到燈塔指示燈的深度范圍。【答案】(1) ；(2) 【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)潛水員下潛深度為h，水的折射率為，海岸上A點(diǎn)恰好處在倒立圓錐的邊緣上，得臨界角正弦為解得：(2)設(shè)入射角為 的光線的折射角為 ，入射角為的折射角為 ，則 ，根據(jù)幾何關(guān)系可知 ，解得： ，故潛水員豎直下潛過(guò)程中看不到燈塔指示燈的深度范圍 。