精品解析：山东省济宁市第一中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题

济宁市第一中学2024届高三4月份定时检测 物 理 试 题 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2. 选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3. 请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 原子核有40%的可能发生衰变，方程为，衰变过程释放的核能是；有19%的可能发生衰变，方程为，衰变过程释放的核能是，。已知的比结合能为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，正、负电子质量相等。下列说法正确的是（　　） A. 由于释放核能，所以衰变过程质量数不守恒 B. 的结合能比的结合能大 C. 的比结合能为 D. 的比结合能为 2. 某兴趣小组做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上P1处出现第2级亮纹。仅改变双缝间距后，P1处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 3. 一同学正在擦一块竖直放置的黑板，可吸附在黑板上的黑板擦质量，小明施加给黑板擦的黑板平面内的推力大小为，方向水平向右，黑板擦做匀速直线运动重力加速度g取，则关于黑板擦所受摩擦力的说法正确的是（　　） A. 摩擦力大小为5N B. 摩擦力沿水平方向 C. 黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比 D. 黑板擦吸附在黑板上静止时不受摩擦力 4. 我国劳动人民就发明了汉石磨盘，人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉。如图所示，若驴对磨杆的拉力F沿圆周切线方向作用在磨杆末端，大小为400N，磨盘半径r为0.5m，磨杆长L为0.5m，驴以恒定的速率拉动磨盘转动，在1分钟的时间内转动了6圈。圆周率π近似取3，下列说法正确的是（ ） A. 磨盘边缘的线速度大小为3m/s B. 磨杆末端的向心加速度大小为3.6m/s2 C. 驴拉磨转动一周拉力所做的功为1200J D. 驴拉磨转动一周拉力的平均功率为240W 5. 2023年11月27日20时02分，摄影爱好者成功拍摄到中国空间站“凌月”（空间站从图中a点沿虚线到b点）的绝美画面，整个“凌月”过程持续时间为t=0.5s。将空间站绕地球的运动看作半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g。在整个“凌月”过程中空间站运动的路程为（ ） A. B. C. D. 6. 某同学给自行车打气，车胎内原来气体压强等于大气压强p0＝1×105Pa，温度为300K，体积为1.5L，打气过程中可认为车胎容积不变。打气筒每次将100cm3的压强同样为p0＝1×105Pa的气体打入车胎中，共打气30次。气体均可视作理想气体，打气过程视为绝热过程。已知打入气体质量与车胎内原气体质量之比为60∶31。则打气筒中打入气体的温度为（　　） A. 310K B. 308K C. 305K D. 295K 7. 自耦变压器其输出和输入共用同一组线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数200的线圈，通过滑动触头P可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端a与线圈触点M间的线圈匝数为150匝，定值电阻，，滑动变阻器的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当a、b端输入如图乙所示的交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 通过定值电阻的电流方向每秒改变50次 B. 当P滑至M、K旋至c时，电压表的示数为 C. 当P滑至M、K旋至c时，定值电阻消耗的功率为 D. 若P滑至M、K旋至d，当滑动变阻器消耗的功率最大时，接入的阻值为 8. 一辆质量为m的汽车通过一段水平路面的图像如图所示。已知这段道路中有一段是泥沙路面，泥沙路段的阻力恒定，内汽车所受的阻力恒定为f，整个行驶过程中，汽车牵引力的功率恒定。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在泥沙路面所受的阻力为2f B. 泥沙路面的长度为 C. 设在时刻汽车正好行驶到泥沙路面的一半，则 D. 内，汽车的速度为时，汽车的加速度为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知a→d是等温膨胀过程，对于图中所示的4个过程中，下列说法正确的是（ ） A. a→c过程气体内能的增加量大于气体对外界做的功 B. a→b过程气体对外做功最多，内能增加也最多 C. b、c、d、e各状态下，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数相同 D. a→e过程气体的内能一直减小 10. 风洞是测试飞机性能、研究流体力学的一种必不可少的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。某次风洞实验中，使风力大小恒定，方向水平。如图所示，一质量为m的小球先后经过a、b两点，在这两点的速度大小相等，均为，其中在a点的速度水平向右，在b点的速度竖直向下。已知a、b连线长为d，与水平方向成45°角。小球从a点运动到b点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 所用的时间为 B. 最小动能 C. 损失的机械能为 D. 若改用质量为2m小球，从a点以相同速度抛出，其仍能经过b点 11. 如图所示，一绝缘正四面体的顶点a、b、c、d分别固定电荷量为+q、、、+q的四个点电荷。O、P、M、Q为四面体棱上的点，且满足。规定无穷远处电势为0，下列说法正确的是（ ） A. 将同一带负电的试探电荷从M点移到P点，与从O点移到Q点做的功相同 B. 在四面体的棱上（除cd外），另有3个点的电势与M点相同 C. P点的电势>0 D. M点和O点的场强相同 12. 如图所示，相距L=0.1m的平行轨道由两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。水平轨道MNPQ区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。光滑导体棒ab的质量m1=0.2kg，电阻R1=0.1Ω，另一导体棒cd的质量m2=0.3kg，电阻R2=0.2Ω，放置在足够长的水平轨道上，导体棒cd与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，光滑足够长斜面的倾角θ=30°，斜面顶端固定一轻质光滑小定滑轮，滑轮与水平轨道等高。一绝缘轻绳绕过滑轮一端与导体棒cd相连，另一端与处于斜面上的物块相连，且cd与物块恰好均保持静止（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现让ab棒从距水平轨道高为H=0.8m处由静止释放，在之后的运动过程中，ab棒恰好能与水平轨道上的cd棒相遇，全程两棒均未出磁场区域。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 小物块的质量为0.2kg B. 导体棒cd的初始位置与水平轨道最左端MN间的距离为18m C. 整个过程中，经过导体棒ab某一截面的电荷量为5C D. 整个过程中，导体棒cd产生的焦耳热为0.8J 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 13. 某实验小组要测量某透明介质的折射率，他们找到一个截面的底边CF长为d、高DF为的长方形介质，O为介质的上边DE的中点，光屏紧贴介质的右侧面竖直放置，光在真空中的传播速度为c。 （1）开始时，用一红色激光笔从介质底边的A点沿AO方向射入一细光束，光束与介质上边DE呈53°角，恰好在光屏上的B点接收到光束，用刻度尺测出B点到介质上边缘D点的距离为，则该种介质对红光的折射率n=_____。 （2）上述过程中，求红光从A点射入到达光屏上B点的时间_________（用题中所给的物理量d、c表示）。 （3）如果将红色激光笔移动到介质下边缘C点，光束仍对准O点射出，之后______（选填“能”或“不能”）在介质上方接收到光束。 14. 某实验小组用下列器材设计了如图甲所示欧姆表电路，通过调控开关S，可使欧姆表有“×100”、“×1k”两种不同的倍率。已知毫安表的量程Ig=10mA，内阻Rg=360Ω。干电池组E：电动势待测、内阻未知； （1）图甲中，b表笔的颜色是______色（选填“黑”或“红”）； （2）已知单刀双掷开关接不同的接线柱时，线路中的最大电流分别为100mA、1000mA，则甲图中的R2=_______Ω； （3）单刀双掷开关S接2时，欧姆表的倍率是_______（选填“×100”或“×1k”）； （4）单刀双掷开关S接1时，先进行欧姆调零，再在红、黑表笔间接入电阻箱，改变电阻箱的阻值R，测出电流表G的示数I，画出如图乙所示的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则干电池组的电动势E=_______（用k或b表示）。 15. 随着高层建筑的发展，乘电梯上下楼已成为日常。如图所示为某种电梯结构的简化示意图。已知电动机的额定电压为380V，额定电流为11A，轿厢质量为1000kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作。测得轿厢A上升25m用时5s，求此时电梯配重B的质量； （2）电梯承载800kg的乘客，以1.2m/s的速度匀速上升时，求电动机内阻消耗的功率。 16. 如图甲所示，质量为2m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，求： （1） 时间t1的大小（保留三位有效数字）； （2） 物体B对地面的最大压力大小。 17. 在如图所示的坐标中，第二、三象限内有一电场强度为E、方向竖直向下的有界匀强电场，电场宽度为，O1O2为电场左边边界。在第四象限的某一区域内有一个矩形有界匀强磁场（图中未标出，磁感应强度大小未知）。现有一个带正电、电荷量为q、质量为m的电荷从电场左边边界上Q点以某一速度垂直电场方向进入电场，然后再从O点进入了第四象限，粒子随后进入了磁场，运动一段时间后粒子到达x轴上并沿x轴反方向向O点运动并返回了电场中，忽略粒子的重力，点Q距x轴的距离为1.5d。 （1） 求粒子从O点刚进入第四象限时的速度大小和方向； （2） 若粒子在磁场中做匀速圆周运动时的向心加速度大小与其在电场中的加速度大小相同，从粒子第一次经过O点开始计时，经多长时间粒子再次回到O点？ （3） 在满足（2）问和题干中条件下，求第四象限中的磁场的最小面积。 18. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定在光滑水平面上，圆心在O点，半径R=1.8m，厚度相同、材质相同的木板P、Q静止在光滑水平面上，木板P的质量为2kg，木板Q的质量为1kg，两者相互接触但没有粘接，木板Q的右端固定有轻质挡板D，圆弧轨道的末端与木板P的上表面相切于木板P的左端，滑块B、C分别放置在木板P、Q的左端，将滑块A从圆弧轨道的顶端由静止释放，滑块滑至底端时与滑块B发生碰撞。已知木板P、Q的长度分别为L1=4.86m、L2=1.2m，滑块A的质量为m1=3kg，滑块B的质量为m2=1kg，滑块C的质量为m3=2kg，滑块A、B、C与木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.3、μ2=0.1和μ3=0.3，所有碰撞均为弹性碰撞且时间很短，滑块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1） 求滑块A、B碰撞后瞬间，各自的速度大小； （2） 求滑块A、B和木板P组成的系统因摩擦而产生的热量； （3） 滑块C是否会从木板Q上滑落？如果不会从木板Q上滑落，最终会与木板Q相对静止在距离挡板D多远的地方？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 济宁市第一中学2024届高三4月份定时检测 物 理 试 题 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2. 选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3. 请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 原子核有40%的可能发生衰变，方程为，衰变过程释放的核能是；有19%的可能发生衰变，方程为，衰变过程释放的核能是，。已知的比结合能为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，正、负电子质量相等。下列说法正确的是（　　） A. 由于释放核能，所以衰变过程质量数不守恒 B. 的结合能比的结合能大 C. 的比结合能为 D. 的比结合能为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由原子核的衰变规律可知，衰变过程质量数和电荷数守恒，A错误； BCD．设的比结合能为，的比结合能为，已知的比结合能为E，由能量守恒定律则有 可得的比结合能为 的比结合能为 因 则有 即的结合能比的结合能大，B正确，CD错误。 故选B。 2. 某兴趣小组做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上P1处出现第2级亮纹。仅改变双缝间距后，P1处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 【答案】A 【解析】 【详解】设P、P1间的距离为x，根据双缝干涉条纹公式 P1处出现第2级暗纹 则改变后双缝间距 故选A。 3. 一同学正在擦一块竖直放置的黑板，可吸附在黑板上的黑板擦质量，小明施加给黑板擦的黑板平面内的推力大小为，方向水平向右，黑板擦做匀速直线运动重力加速度g取，则关于黑板擦所受摩擦力的说法正确的是（　　） A. 摩擦力大小为5N B. 摩擦力沿水平方向 C. 黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比 D. 黑板擦吸附在黑板上静止时不受摩擦力 【答案】A 【解析】 【详解】ABC.摩擦力应该为推力和重力的合力，即 N 方向斜向左上方，为定值，但不与推力成正比，故A正确，BC错误； D.吸附静止时摩擦力向上，与重力平衡，故D错误。 故选A。 4. 我国劳动人民就发明了汉石磨盘，人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉。如图所示，若驴对磨杆的拉力F沿圆周切线方向作用在磨杆末端，大小为400N，磨盘半径r为0.5m，磨杆长L为0.5m，驴以恒定的速率拉动磨盘转动，在1分钟的时间内转动了6圈。圆周率π近似取3，下列说法正确的是（ ） A. 磨盘边缘的线速度大小为3m/s B. 磨杆末端的向心加速度大小为3.6m/s2 C. 驴拉磨转动一周拉力所做的功为1200J D. 驴拉磨转动一周拉力的平均功率为240W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题意可知周期为 则角速度为 磨盘边缘的线速度大小为 磨杆末端的向心加速度大小为 故AB错误； CD．驴拉磨转动一周拉力所做的功为 驴拉磨转动一周拉力的平均功率为 故C错误，D正确。 故选D。 5. 2023年11月27日20时02分，摄影爱好者成功拍摄到中国空间站“凌月”（空间站从图中a点沿虚线到b点）的绝美画面，整个“凌月”过程持续时间为t=0.5s。将空间站绕地球的运动看作半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g。在整个“凌月”过程中空间站运动的路程为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 又 联立解得空间站运行速度 因此这段时间空间站运动的路程为 故选A。 6. 某同学给自行车打气，车胎内原来气体压强等于大气压强p0＝1×105Pa，温度为300K，体积为1.5L，打气过程中可认为车胎容积不变。打气筒每次将100cm3的压强同样为p0＝1×105Pa的气体打入车胎中，共打气30次。气体均可视作理想气体，打气过程视为绝热过程。已知打入气体质量与车胎内原气体质量之比为60∶31。则打气筒中打入气体的温度为（　　） A. 310K B. 308K C. 305K D. 295K 【答案】A 【解析】 【详解】打入气体的质量与车胎内原来气体的质量之比为60:31，即打入气体的体积与车胎内原来气体的体积之比 车胎内原来气体的体积为1.5L，即V0＝1.5L，代入上式可得 打入车胎内的气体等效于向车胎内打入300K、压强为p0＝1×105Pa的∆V的气体，根据盖-吕萨克定律可得 其中＝100cm3，T0＝300K，解得 T1＝310K 故选A。 7. 自耦变压器其输出和输入共用同一组线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数200的线圈，通过滑动触头P可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端a与线圈触点M间的线圈匝数为150匝，定值电阻，，滑动变阻器的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当a、b端输入如图乙所示的交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 通过定值电阻的电流方向每秒改变50次 B. 当P滑至M、K旋至c时，电压表的示数为 C. 当P滑至M、K旋至c时，定值电阻消耗的功率为 D. 若P滑至M、K旋至d，当滑动变阻器消耗的功率最大时，接入的阻值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图知，交流电频率 通过定值电阻的电流方向每秒改变100次，A错误； B．当P滑至M、K旋至c时 设a、b端电压为，原线圈端电压为、电流为，副线圈端电压为、电流为，根据变流关系知 根据变压关系知 由电路知 已知 代入得 则 B错误； C．定值电阻消耗的功率为 C正确； D．若P滑至M、K旋至d，等效电路如图 由等效电路知，当时，设电流为，电流为，则 由等效电路图知，当滑动变阻器消耗的功率最大时 代入得 D错误。 故选C。 8. 一辆质量为m的汽车通过一段水平路面的图像如图所示。已知这段道路中有一段是泥沙路面，泥沙路段的阻力恒定，内汽车所受的阻力恒定为f，整个行驶过程中，汽车牵引力的功率恒定。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在泥沙路面所受的阻力为2f B. 泥沙路面的长度为 C. 设在时刻汽车正好行驶到泥沙路面的一半，则 D. 内，汽车的速度为时，汽车的加速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．内汽车匀速运动，所受的牵引力等于阻力为 则有 汽车在泥沙路面匀速行驶时，速度为，则阻力 故A错误； B．泥沙路段行驶时，由动能定理可得 解得泥沙路面的长度为 故B正确； C．在时刻汽车正好行驶到泥沙路面的一半，则根据图像的“面积”关系可知 可得 故C错误； D．内，汽车的速度为时，汽车的加速度为 故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知a→d是等温膨胀过程，对于图中所示的4个过程中，下列说法正确的是（ ） A. a→c过程气体内能的增加量大于气体对外界做的功 B. a→b过程气体对外做功最多，内能增加也最多 C. b、c、d、e各状态下，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数相同 D. a→e过程气体的内能一直减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a→c过程气体体积增大，气体对外做功，因a→d是等温，则a→c过程气体温度升高，内能增加，由热力学第一定律可知，，即吸收的热量大于气体对外做的功，但无法判断气体内能的增加量与气体对外界做的功的大小关系，故A错误； B．由图像可知，b、c、d、e点的体积V相等，，由查理定律，可知，a→b是等温膨胀过程，则，从a到b、c、d、e过程体积变化量相同，气态对外做功，a→b过程气体压强不变，a→c、a→d、a→e过程压强减小，则a→b过程气体对外做功最多，a→b过程气体温度升高最大，气体内能增加最多，故B正确； C．b、c、d、e各状态下气体体积相等，分子数密度相等，即单位体积内的气体分子个数相等，但，即分子的平均运动速率不等，则气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数不相同，故C错误； D．由可知，图像上的点所围成的矩形面积反映温度的高低，则a→e过程气体温度一直降低，则内能一直减少，D错误。 故选BD。 10. 风洞是测试飞机性能、研究流体力学的一种必不可少的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。某次风洞实验中，使风力大小恒定，方向水平。如图所示，一质量为m的小球先后经过a、b两点，在这两点的速度大小相等，均为，其中在a点的速度水平向右，在b点的速度竖直向下。已知a、b连线长为d，与水平方向成45°角。小球从a点运动到b点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 所用的时间为 B. 最小动能为 C. 损失的机械能为 D. 若改用质量为2m的小球，从a点以相同速度抛出，其仍能经过b点 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题意可知，小球在a点和在b点的速度大小相等，与a、b连线的夹角相等，由此特点，小球的运动可看做斜向上抛运动，如图所示，由题意和图可知，小球受合力方向应垂直a、b连线，则有 则小球从a点运动到b点是匀速直线运动，所用时间为 A正确； B．小球从a点到距离a、b连线最远的点做减速运动，后到b点做加速运动，因此距离a、b连线最远的点时，速度最小，最小速度是 则小球最小动能为 B正确； C．由题意可知，风力大小恒定，方向水平，在a点的速度水平向右，在b点的速度竖直向下。由此可认为，小球在水平向右方向做匀减速直线运动，到达b点时水平速度减到零，竖直方向做自由落体运动，到b点时速度大小为，设b点所在的水平面是零势能面，则小球在a点的机械能为 运动到b点时的机械能 小球在竖直方向做自由落体运动，则机械能守恒，可得 因此小球损失的机械能是，C正确； D．由以上解析可知，小球在运动中，受到的风力与重力大小相等，相互垂直，若风力不变，改用质量为2m的小球，则重力变为原来的2倍，因此合力的大小和方向都产生变化，所以从a点以相同速度抛出，不能经过b点，D错误。 故选ABC。 11. 如图所示，一绝缘正四面体的顶点a、b、c、d分别固定电荷量为+q、、、+q的四个点电荷。O、P、M、Q为四面体棱上的点，且满足。规定无穷远处电势为0，下列说法正确的是（ ） A. 将同一带负电的试探电荷从M点移到P点，与从O点移到Q点做的功相同 B. 在四面体的棱上（除cd外），另有3个点的电势与M点相同 C. P点的电势>0 D. M点和O点的场强相同 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．P、Q距离a、c均为处 ， a、c分别为+q、-q的电荷，则分别在P、Q处的电势绝对值相等，同理，P、Q距离b、d均为处，b、d分别为-q、+q的电荷，b、d分别在P、Q处的电势绝对值相等，P与d、c距离与Q与b、a距离相等，则合电势刚好相反，即 M点是cd的中点，同时也在ab的中垂线上，故其电势为0， 同理O点的电势也为零，则有 则 将同一带负电的试探电荷从M点移到P点，与从O点移到Q点做的功互为相反数，同时可知，在四面体的棱上（除cd外），另有ab、ac、db中点的的电势与M点相同，故A错误，B正确； C．因为P点离+q较近，则其电势大于M点电势，即P点电势大于0，故C正确； D．根据电场的叠加可知M点和O点的场强方向不同，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，相距L=0.1m的平行轨道由两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。水平轨道MNPQ区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。光滑导体棒ab的质量m1=0.2kg，电阻R1=0.1Ω，另一导体棒cd的质量m2=0.3kg，电阻R2=0.2Ω，放置在足够长的水平轨道上，导体棒cd与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，光滑足够长斜面的倾角θ=30°，斜面顶端固定一轻质光滑小定滑轮，滑轮与水平轨道等高。一绝缘轻绳绕过滑轮一端与导体棒cd相连，另一端与处于斜面上的物块相连，且cd与物块恰好均保持静止（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现让ab棒从距水平轨道高为H=0.8m处由静止释放，在之后的运动过程中，ab棒恰好能与水平轨道上的cd棒相遇，全程两棒均未出磁场区域。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 小物块的质量为0.2kg B. 导体棒cd的初始位置与水平轨道最左端MN间的距离为18m C. 整个过程中，经过导体棒ab某一截面的电荷量为5C D. 整个过程中，导体棒cd产生的焦耳热为0.8J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块恰好静止不动，则有 解得 故A错误； BC．当ab棒进入磁场时，由动能定理可得 ab棒恰好能与cd棒相遇，设速度为，系统动量守恒，可得 对于ab棒，由动量定理可得 且 联立解得 代入解得 故B正确、C错误； D．相遇前，对系统由能量守恒可得 且 联立解得 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 13. 某实验小组要测量某透明介质的折射率，他们找到一个截面的底边CF长为d、高DF为的长方形介质，O为介质的上边DE的中点，光屏紧贴介质的右侧面竖直放置，光在真空中的传播速度为c。 （1）开始时，用一红色激光笔从介质底边的A点沿AO方向射入一细光束，光束与介质上边DE呈53°角，恰好在光屏上的B点接收到光束，用刻度尺测出B点到介质上边缘D点的距离为，则该种介质对红光的折射率n=_____。 （2）上述过程中，求红光从A点射入到达光屏上B点的时间_________（用题中所给的物理量d、c表示）。 （3）如果将红色激光笔移动到介质下边缘C点，光束仍对准O点射出，之后______（选填“能”或“不能”）在介质上方接收到光束。 【答案】（1） （2） （3）能 【解析】 【小问1详解】 由图可知 入射角 由几何关系 则 根据光的折射定律可知，这种介质对红光的折射率为 【小问2详解】 根据光折射定律可得，红光在这种介质中的传播速度为 所以红光从A点射入到达光屏上B点的时间为 【小问3详解】 如果将红色激光笔移动到介质下边缘C点，光束仍对准O点射出，根据几何关系，入射角满足 红光在这种介质中全反射的临界角满足 因为 所以红光没有发生全反射，故仍能介质上方接收到光束。 14. 某实验小组用下列器材设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过调控开关S，可使欧姆表有“×100”、“×1k”两种不同的倍率。已知毫安表的量程Ig=10mA，内阻Rg=360Ω。干电池组E：电动势待测、内阻未知； （1）图甲中，b表笔的颜色是______色（选填“黑”或“红”）； （2）已知单刀双掷开关接不同的接线柱时，线路中的最大电流分别为100mA、1000mA，则甲图中的R2=_______Ω； （3）单刀双掷开关S接2时，欧姆表的倍率是_______（选填“×100”或“×1k”）； （4）单刀双掷开关S接1时，先进行欧姆调零，再在红、黑表笔间接入电阻箱，改变电阻箱的阻值R，测出电流表G的示数I，画出如图乙所示的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则干电池组的电动势E=_______（用k或b表示）。 【答案】（1）红 （2）36 （3）×1k （4） 【解析】 【小问1详解】 根据图甲电路可知，电流从a表笔流出，从b表笔流进，根据“红进黑出向右偏”的规律可知，a为黑色，b为红色； 【小问2详解】 根据电流表的改装原理有 解得 ， 【小问3详解】 根据 可知，欧姆表共用一个表盘，倍率大，电流量程就小，故单刀双掷开关接2时，欧姆表的量程是“”的倍率。 【小问4详解】 相当于“安阻法”测电源的电动势和内阻，根据闭合电路的欧姆定律有 化简可得 变形有 结合图像的斜率和纵截距可知 ， 解得 ， 15. 随着高层建筑的发展，乘电梯上下楼已成为日常。如图所示为某种电梯结构的简化示意图。已知电动机的额定电压为380V，额定电流为11A，轿厢质量为1000kg，重力加速度g=10m/s2。 （1）某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作。测得轿厢A上升25m用时5s，求此时电梯的配重B的质量； （2）电梯承载800kg的乘客，以1.2m/s的速度匀速上升时，求电动机内阻消耗的功率。 【答案】（1）1500kg；（2）580W 【解析】 【详解】（1）设轿厢和配重的加速度大小为a，有 解得 以轿厢和配重为研究对象，根据牛顿第二定律 解得配重B的质量 （2）对配重B，根据平衡条件可得 解得 电动机输出功率 电动机内阻消耗的功率 解得 =580W 16. 如图甲所示，质量为2m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，求： （1） 时间t1的大小（保留三位有效数字）； （2） 物体B对地面的最大压力大小。 【答案】（1）0.417s；（2）6mg 【解析】 【详解】（1）由图乙可知半个周期为0.5s，则一个周期为T=1.0s，又有 可得初相为 质点由平衡位置运动到5cm位移所用的时间为Δt，则有 解得 时间 解得 =0.417s （2）物体A在最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好是零，对B分析，此时弹簧的拉力为 F1=2mg 对A分析 解得A在最高点加速度 a=3g 当物体A运动到最低点时，物体B对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于3g，对A有 解得 由物体B的受力可知，物体B受水平面的最大支持力 由牛顿第三定律得B对地面的最大压力大小为 17. 在如图所示的坐标中，第二、三象限内有一电场强度为E、方向竖直向下的有界匀强电场，电场宽度为，O1O2为电场左边边界。在第四象限的某一区域内有一个矩形有界匀强磁场（图中未标出，磁感应强度大小未知）。现有一个带正电、电荷量为q、质量为m的电荷从电场左边边界上Q点以某一速度垂直电场方向进入电场，然后再从O点进入了第四象限，粒子随后进入了磁场，运动一段时间后粒子到达x轴上并沿x轴反方向向O点运动并返回了电场中，忽略粒子的重力，点Q距x轴的距离为1.5d。 （1） 求粒子从O点刚进入第四象限时的速度大小和方向； （2） 若粒子在磁场中做匀速圆周运动时的向心加速度大小与其在电场中的加速度大小相同，从粒子第一次经过O点开始计时，经多长时间粒子再次回到O点？ （3） 在满足（2）问和题干中的条件下，求第四象限中的磁场的最小面积。 【答案】（1），与x轴正向夹角60°；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子第一次通过坐标原点O时速度大小为，方向与x轴正向夹角为θ，粒子从Q到O时间为t0，由类平抛运动规律，水平方向有 竖直方向有 根据牛顿第二定律有 联立解得 θ=60° （2）设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r，则 又 解得 根据粒子进入磁场和粒子飞出磁场的速度方向可确定磁场的位置，如图所示 假设OP间的距离为s，由几何关系得 粒子从O点到刚进入磁场所用的时间 粒子的匀强磁场中运动时间 从粒子第一次经过O点开始计时，到粒子再次回到O点的时间 将代入上式，解得 （3）满足条件的磁场为图中的矩形abcd，最小面积为 代入，解得 18. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定在光滑水平面上，圆心在O点，半径R=1.8m，厚度相同、材质相同的木板P、Q静止在光滑水平面上，木板P的质量为2kg，木板Q的质量为1kg，两者相互接触但没有粘接，木板Q的右端固定有轻质挡板D，圆弧轨道的末端与木板P的上表面相切于木板P的左端，滑块B、C分别放置在木板P、Q的左端，将滑块A从圆弧轨道的顶端由静止释放，滑块滑至底端时与滑块B发生碰撞。已知木板P、Q的长度分别为L1=4.86m、L2=1.2m，滑块A的质量为m1=3kg，滑块B的质量为m2=1kg，滑块C的质量为m3=2kg，滑块A、B、C与木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.3、μ2=0.1和μ3=0.3，所有碰撞均为弹性碰撞且时间很短，滑块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。 （1） 求滑块A、B碰撞后瞬间，各自的速度大小； （2） 求滑块A、B和木板P组成的系统因摩擦而产生的热量； （3） 滑块C是否会从木板Q上滑落？如果不会从木板Q上滑落，最终会与木板Q相对静止在距离挡板D多远的地方？ 【答案】（1），；（2）；（3）不会，相对静止在距离挡板D左侧处 【解析】 【详解】（1）设滑块A与滑块B碰撞前瞬间的速度大小为，对滑块A从圆弧轨道的顶端滑至底端的过程由机械能守恒定律得 解得 设滑块A、B碰撞后瞬间的速度大小分别为、，A、B发生弹性碰撞，以向右为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律分别得 联立解得 （2）滑块A、B碰撞后在木板P上分别做匀减速直线运动，设滑块A、B的加速度分别为 ，由牛顿第二定律可得 解得 解得 假设滑块C相对木板P、Q静止，设三者整体的加速度为，由牛顿第二定律得 解得 因滑块C最大加速度为 故假设成立，可得滑块C与木板P、Q相对静止一起以加速度aP做匀加速直线运动，设A与P达到共速的时间为t1，共速时的速度为，由速度-时间关系得 解得 A与P达到共速时，B的速度为 A与P达到共速的过程，A、B、P三者的位移大小分别为 解得 此过程A相对P的位移大小为 解得 此过程B相对P的位移大小为 解得 因 故A与P达到共速时B恰好运动到P的右端与C发生弹性碰撞，碰撞前B的速度为 根据动量守恒定律与机械能守恒定律分别得 解得 B物块向左减速到零，然后再反向加速，最终A、B、P三者达到共同速度，则 则有 解得 （3）假设滑块C不会从木板Q上滑落，最终C与Q相对静止一起匀速直线运动的速度为，C相对Q的运动路程为s，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 因，故滑块C是不会从木板Q上滑落，最终与木板Q相对静止时与挡板D的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$