精品解析：湖南省衡阳市衡阳县第一中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题

衡阳县第一中学2024届高三4月月考 物理科试题卷 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2023年8月24日，日本启动核污染水排海，排放核污染水里含64种核放射性元素，将对全人类和海洋生命产生长久的重大威胁，核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为Q，设的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了β衰变 B. 该核反应过程中放出的能量 C. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D. 该核反应过程中的质量亏损为 2. 中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（　　） A. B. C. D. 3. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图1所示，测得两卫星之间的距离 随时间变化的关系如图2所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（ ） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运转周期为T D. b卫星的运转周期为7T 4. 如图所示，等腰直角三角形 为一棱镜的横截面，。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（ ） A. 甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角 B. 甲、乙两光的折射率之比为 C. 用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽 D. 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大 5. 某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。闭合开关S，若材料热胀冷缩，则（　　） A. 材料温度降低，极板间电场强度变大 B. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低电容器的工作电压 C. 检测到灵敏电流计的电流方向为从 到 ，说明电容器在充电 D. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从 到 的短暂电流 6. 如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O做速率为的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率做匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为的匀强磁场，已知一质量为、电量大小为的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线AC运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计重力，则下列说法错误的是（　　） A. 该离子带正电 B. A、B两点位于同一高度 C. 该离子电势能先增大后减小 D. 到达C点时离子速度最大 7. 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间视为电源周期的，质子的荷质比取。则（　　） A. 漂移管需要用绝缘材料制成 B. 各漂移管的长度应相等 C. 漂移管B的长度为0.6m D. 相邻漂移管间的加速电压 8. 如图，竖直平面内固定一个半圆弧MBN，M、N连线水平，B为圆弧最低点，现从圆心O点以速率分别沿水平和竖直方向抛出两个相同的小球，小球分别落在圆弧上的A、B两点，设两小球从O点到弧面上所用时间分别为、，落在弧面时的动能分别为、，则有（ ） A. B. C. D. 9. 如图，一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端距斜面顶端距离为。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，经时间t弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能表达式为，其中是是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，则下列说法正确的是（ ） A. 物块速度最大时的压缩量为 B. 物块的最大动能为 C. 物块运动过程中的最大加速度为 D. 物块从与弹簧接触到速度为零的时间为 10. 如图，足够长的两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距分别为2L和L，导轨间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、2B。时，导体棒PQ、MN在导轨上分别以大小为、的速度相向运动；时，MN向左的速度减小为零；最终两导体棒达到稳定运动状态。已知PQ、MN的质量分别为2m、m，两导体棒接入回路中的总电阻为R。整个过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且只在各自的一侧导轨上运动，其他电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 时，导体棒PQ的加速度大小为 B. 时间内，通过导体棒PQ的电荷量为 C. 时间内，两导体棒运动路程之和为 D. 整个运动过程，回路中产生的焦耳热为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 （1）如图甲所示，先把两根橡皮筋 和细绳的一端连接，结点记为。 （2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。 （3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。 （4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和______。 （5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使______，记录______。 （6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 12. 为了测定电流表的内阻和电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R1、R2两个、待测电流表A（内阻未知）、标准电流表A1、开关若干、待测电源、导线若干。 （1）现实验小组成员先测量电流表内阻，实验电路如图甲所示，有关实验操作如下： ①将电阻箱R1的电阻适当调大，单刀双掷开关S接2，闭合开关S1。 ②调节电阻箱R1使电流表A满偏；记下电流表A1的示数I0。 ③闭合开关S2，调节电阻箱______（选填“R1”“R2”或“R1和R2”），使电流表A1的示数为I0，且电流表A的读数为满刻度的三分之一，读出此时R2=2.0Ω，由此可得电流表的内阻RA的测量值为______Ω。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电流表的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） （2）测定电流表内阻后，将单刀双掷开关S接1，保持电阻箱R2的电阻不变，调节电阻箱R1，并记录电阻箱R1的阻值和电流表的示数I。作出图像如图乙所示，则电源的电动势为______V，内阻为______Ω（结果均保留两位有效数字）。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电源电动势的测量值与真实值相比______，电源内阻的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） 13. 如图所示，两个横截面积均为S的绝热汽缸水平放置并固定在水平面上，两个汽缸通过底部的细管连通，细管上装有阀门。左侧汽缸长度为L，内部有压强为、温度为的理想气体；右侧汽缸足够长，绝热活塞（厚度不计）与汽缸底部隔开长度为L的真空，并用销钉固定活塞，右端开口与大气相通。活塞与汽缸内壁间无摩擦且不漏气，不计细管的容积和电热丝的体积，大气压强为p0。 （1）仅打开阀门，判断理想气体内能的变化情况并说明理由； （2）打开阀门，并拔去销钉，给电热丝通电使汽缸内温度缓慢升高到，求稳定后活塞移动的距离。 14. 类似光学中的反射和折射现象，用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射”和“折射”。如图所示，在竖直平面内有两个宽度均为d的平行区域Ⅰ和Ⅱ；Ⅰ区存在磁感应强度大小为B、方向垂直竖直平面向外的匀强磁场，Ⅱ区存在竖直方向的匀强电场。一束质量为m、电荷量为e的质子从O点以入射角射入Ⅰ区，在P点以出射角射出，实现“反射”；质子束从P点以入射角射入Ⅱ区，在Ⅱ区中发生“折射”，其出射方向与法线夹角为“折射”角。已知质子仅在平面内运动，初速度大小为，不计质子重力，不考虑质子间相互作用以及质子对磁场和电场分布的影响。 （1）若以任意角度射向磁场的质子都能实现“反射”，求的最大值； （2）若匀强电场方向竖直向下，场强大小，求“折射率”n（入射角正弦与折射角正弦的比值）； （3）计算说明如何调控电场，实现质子束从P点进入Ⅱ区发生“全反射”（即质子束全部返回Ⅰ区）。 15. 如图所示，两个质量均为、长度均为 的相同木板A、B静止在粗糙的水平地面上，与水平面间的动摩擦因数均为，C为一半径的光滑四分之一固定圆弧轨道，底端切线水平且与木板A、B的上表面等高。现将质量也为的小物块P由圆弧顶端无初速度释放，沿圆弧下滑刚滑过圆弧最底端时与静止在A上表面最左端的质量的小物块Q发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰撞后P滑回圆弧轨道后锁定，Q与木板间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两小物块均可看成质点，重力加速度g取。求： （1）小物块P第一次刚滑到圆弧最底端时对轨道的压力； （2）小物块Q与木板B之间因摩擦而产生的热量； （3）最终两木板间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳县第一中学2024届高三4月月考 物理科试题卷 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2023年8月24日，日本启动核污染水排海，排放核污染水里含64种核放射性元素，将对全人类和海洋生命产生长久的重大威胁，核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为Q，设的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了β衰变 B. 该核反应过程中放出的能量 C. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D. 该核反应过程中的质量亏损为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得，X的质量数为4，电荷数为2，即X为，该反应为α衰变，故A错误； B．核反应过程中放出的核能为反应后生成的所有新核的总结合能与反应前所有原子核的总结合能之差，即 故B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，故C错误； D．该核反应过程中的质量亏损为 故D正确。 故选D。 2. 中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对A、B受力分析如图 门闩刚好启动时，对A在水平方向上有 对B在竖直方向上有 解得 故选D。 3. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图1所示，测得两卫星之间的距离 随时间变化的关系如图2所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（ ） A. a、b两卫星的线速度大小之比 B. a、b两卫星的加速度大小之比 C. a卫星的运转周期为T D. b卫星的运转周期为7T 【答案】D 【解析】 【详解】A．设a星与月球的距离为，b星与月球的距离为，根据图像有 ， 联立解得 ， 两卫星均绕月球运动，设a星与b星的速度分别为、，根据牛顿第二定律有 解得 可知a、b两卫星的线速度大小之比 故A错误； B．根据 解得 可知a、b两卫星的加速度大小之比 故B错误； CD．根据开普勒第三定律可得 可得 根据图像可知，经过时间 两卫星再次相距最近，有 联立解得 ， 故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，等腰直角三角形 为一棱镜的横截面，。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（ ） A. 甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角 B. 甲、乙两光的折射率之比为 C. 用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽 D. 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大 【答案】C 【解析】 【详解】B．根据折射定律，甲、乙两种单色光的折射率分别为 甲、乙两光的折射率之比 故B错误； A．全反射临界角 甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故A错误； C．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，单色光在真空中的波长为 则甲单色光的波长大于乙单色光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式 则单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽，故C正确； D．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，根据光电效应方程 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更小，故D错误。 故选C。 5. 某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。闭合开关S，若材料热胀冷缩，则（　　） A. 材料温度降低，极板间电场强度变大 B. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低电容器的工作电压 C. 检测到灵敏电流计的电流方向为从 到 ，说明电容器在充电 D. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从 到 的短暂电流 【答案】C 【解析】 【详解】A.材料温度降低，极板间距离增大，由于电容器两板电势差不变，极板间电场强度 可知极板间电场强度减小，故A错误； B.滑动变阻器滑片向上滑动少许，滑动变阻器接入电路中的电阻R增大，电容器工作电压 电容器的工作电压增大，故B错误； C.由图可知，电容器上级板带正电，下极板带负电，检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b；说明电容器在充电，故C正确； D.断开开关，电容器放电，则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O做速率为的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率做匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为的匀强磁场，已知一质量为、电量大小为的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线AC运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计重力，则下列说法错误的是（　　） A. 该离子带正电 B. A、B两点位于同一高度 C. 该离子电势能先增大后减小 D. 到达C点时离子速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知该离子带正电，故A正确，不符合题意； B．从A到B，动能变化为零，根据动能定理知，洛伦兹力不做功，则电场力做功为零。所以A、B两点电势相等，因为该电场是匀强电场，电场力方向竖直向下，所以A、B两点位于同一高度，故B正确，不符合题意； C．因为该离子带正电，所以所受电场力竖直向下，由静止开始从A到B运动过程中，电场力先做正功后做负功，故该离子电势能先减小后增大，故C错误，符合题意； D．因为在运动过程中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，A→C电场力做正功，动能增大，C→B电场力做负功，动能减小。所以C点时离子的动能最大，即速度最大，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选C。 7. 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速、加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为，进入漂移管E时速度为，电源频率为，漂移管间缝隙很小。质子在每个管内运动时间视为电源周期的，质子的荷质比取。则（　　） A. 漂移管需要用绝缘材料制成 B. 各漂移管的长度应相等 C. 漂移管B的长度为0.6m D. 相邻漂移管间的加速电压 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子在漂移管内做匀速直线运动，漂移管内电场强度为零，根据静电屏蔽，漂移管需要用金属材料制成，故A错误； B．质子在漂移管间被电场加速，在漂移管内做匀速直线运动，质子在每个管内运动时间视为电源周期的，各漂移管的长度应逐渐增大，故B错误； C．电源周期为 漂移管B的长度为 故C错误； D．从到，根据动能定理 解得相邻漂移管间的加速电压 故D正确。 故选D。 8. 如图，竖直平面内固定一个半圆弧MBN，M、N连线水平，B为圆弧最低点，现从圆心O点以速率分别沿水平和竖直方向抛出两个相同的小球，小球分别落在圆弧上的A、B两点，设两小球从O点到弧面上所用时间分别为、，落在弧面时的动能分别为、，则有（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据动能定理 因为 可得 故A错误，B正确； CD．小球到A点做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体，则 ， 根据勾股定理 小球到B点做匀加速直线运动 两边平方可得 所以 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图，一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端距斜面顶端距离为。将质量为m的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，经时间t弹簧的最大压缩量为。已知弹簧弹性势能表达式为，其中是是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，则下列说法正确的是（ ） A. 物块速度最大时的压缩量为 B. 物块的最大动能为 C. 物块运动过程中的最大加速度为 D. 物块从与弹簧接触到速度为零的时间为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．物块速度最大时合力为零，则有 解得压缩量为 A正确； B．从静止释放到物块的动能最大过程，根据系统机械能守恒可得 解得物块的最大动能为 B正确； C．弹簧压缩量最大时，根据牛顿第二定律可得 解得物块的最大加速度为 C错误； D．物块从开始运动到弹簧压缩到最大量的过程中，设从接触弹簧到压缩到最大量所用时间为，由动量定理可得 其中，弹簧的最大压缩量 解得 D错误。 故选AB。 10. 如图，足够长的两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距分别为2L和L，导轨间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、2B。时，导体棒PQ、MN在导轨上分别以大小为、的速度相向运动；时，MN向左的速度减小为零；最终两导体棒达到稳定运动状态。已知PQ、MN的质量分别为2m、m，两导体棒接入回路中的总电阻为R。整个过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且只在各自的一侧导轨上运动，其他电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 时，导体棒PQ的加速度大小为 B. 时间内，通过导体棒PQ的电荷量为 C. 时间内，两导体棒运动路程之和为 D. 整个运动过程，回路中产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时，两导体棒切割磁感线回路产生总感应电动势 电流 对导体棒PQ有 则PQ的加速度大小为 故A正确； B．时间内，MN棒向左的速度为零时，由动量定理 求得 故B错误； C．时间内 其中 所以 故C错误； D．经过足够长时间，回路中最终态总感应电动势为零，有 得 根据动量守恒定律 对系统由能量守恒定律 得 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 （1）如图甲所示，先把两根橡皮筋 和细绳的一端连接，结点记为。 （2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。 （3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。 （4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和______。 （5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使______，记录______。 （6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 【答案】 ①. 与的方向 ②. 点位置再次重合且拉动方向均不变 ③. 橡皮筋的长度 【解析】 【详解】（4）[1]实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋的长度和 与的方向。 （5）[2][3]把橡皮筋和细线互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使点位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋的长度。 12. 为了测定电流表的内阻和电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R1、R2两个、待测电流表A（内阻未知）、标准电流表A1、开关若干、待测电源、导线若干。 （1）现实验小组成员先测量电流表内阻，实验电路如图甲所示，有关实验操作如下： ①将电阻箱R1的电阻适当调大，单刀双掷开关S接2，闭合开关S1。 ②调节电阻箱R1使电流表A满偏；记下电流表A1的示数I0。 ③闭合开关S2，调节电阻箱______（选填“R1”“R2”或“R1和R2”），使电流表A1的示数为I0，且电流表A的读数为满刻度的三分之一，读出此时R2=2.0Ω，由此可得电流表的内阻RA的测量值为______Ω。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电流表的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） （2）测定电流表内阻后，将单刀双掷开关S接1，保持电阻箱R2的电阻不变，调节电阻箱R1，并记录电阻箱R1的阻值和电流表的示数I。作出图像如图乙所示，则电源的电动势为______V，内阻为______Ω（结果均保留两位有效数字）。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电源电动势的测量值与真实值相比______，电源内阻的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） 【答案】（1） ①. R1和R2 ②. 4.0 ③. 相等 （2） ①. 6.0 ②. 2.7 ③. 相等 ④. 相等 【解析】 【小问1详解】 [1]本闭合开关S2，要使电流表A1的示数为I0，且电流表A的读数为满刻度的三分之一，则必须同时调节R1和R2； [2]根据题意，电流表A的读数为满刻度的三分之一，则流过电阻箱R2的电流为满刻度的三分之二，而电流表A与R2并联，电压相等，根据 所以 [3]由于干路中电流没有发生变化，上述测量中，电流表的测量值与真实值相等。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据并化简可得 结合图像可得 解得 ， [3][4]由于上述测量方案不存在系统误差，所以电动势和内阻的测量值均与真实值相等。 13. 如图所示，两个横截面积均为S的绝热汽缸水平放置并固定在水平面上，两个汽缸通过底部的细管连通，细管上装有阀门。左侧汽缸长度为L，内部有压强为、温度为的理想气体；右侧汽缸足够长，绝热活塞（厚度不计）与汽缸底部隔开长度为L的真空，并用销钉固定活塞，右端开口与大气相通。活塞与汽缸内壁间无摩擦且不漏气，不计细管的容积和电热丝的体积，大气压强为p0。 （1）仅打开阀门，判断理想气体内能的变化情况并说明理由； （2）打开阀门，并拔去销钉，给电热丝通电使汽缸内温度缓慢升高到，求稳定后活塞移动的距离。 【答案】（1）见解根据题意，仅打开阀门K1，汽缸内气体体积自由膨胀，对外不做功，同时由于汽缸绝热，气体既不吸热也不放热，所以根据热力学第一定律可知，气体内能不变；（2）L 【解析】 【详解】（1）略； （2）根据理想气体状态方程 即 解得 14. 类似光学中的反射和折射现象，用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射”和“折射”。如图所示，在竖直平面内有两个宽度均为d的平行区域Ⅰ和Ⅱ；Ⅰ区存在磁感应强度大小为B、方向垂直竖直平面向外的匀强磁场，Ⅱ区存在竖直方向的匀强电场。一束质量为m、电荷量为e的质子从O点以入射角 射入Ⅰ区，在P点以出射角 射出，实现“反射”；质子束从P点以入射角 射入Ⅱ区，在Ⅱ区中发生“折射”，其出射方向与法线夹角为“折射”角。已知质子仅在平面内运动，初速度大小为，不计质子重力，不考虑质子间相互作用以及质子对磁场和电场分布的影响。 （1）若以任意角度射向磁场的质子都能实现“反射”，求的最大值； （2）若匀强电场方向竖直向下，场强大小，求“折射率”n（入射角正弦与折射角正弦的比值）； （3）计算说明如何调控电场，实现质子束从P点进入Ⅱ区发生“全反射”（即质子束全部返回Ⅰ区）。 【答案】（1）；（2）；（3），方向向上 【解析】 【详解】（1）根据题意可知粒子从右侧射出，临界情况为 根据牛顿第二定律有 解得 （2）根据动能定理有 解得 设折射角为，水平方向为x方向，竖直方向为y方向，x方向速度不变，有 解得 （3）全反射的临界情况：到达Ⅲ区的时候y方向速度为零，即 可得 即应满足 ，方向向上 15. 如图所示，两个质量均为、长度均为 的相同木板A、B静止在粗糙的水平地面上，与水平面间的动摩擦因数均为，C为一半径的光滑四分之一固定圆弧轨道，底端切线水平且与木板A、B的上表面等高。现将质量也为的小物块P由圆弧顶端无初速度释放，沿圆弧下滑刚滑过圆弧最底端时与静止在A上表面最左端的质量的小物块Q发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰撞后P滑回圆弧轨道后锁定，Q与木板间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两小物块均可看成质点，重力加速度g取。求： （1）小物块P第一次刚滑到圆弧最底端时对轨道的压力； （2）小物块Q与木板B之间因摩擦而产生的热量； （3）最终两木板间的距离。 【答案】（1）30N，方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块P从释放到第一次刚滑到圆弧最底端时，由动能定理可得 解得 在圆弧最底端，由牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知，小物块P运动到圆弧最底端时对轨道的压力大小为30N，方向竖直向下； （2）小物块P刚要滑上木板A时与小物块Q发生弹性碰撞，由动量守恒 由机械能守恒 联立解得 碰后小物块P向左滑离木板，小物块Q在木板A上向右做匀减速直线运动 解得 设经时间，小物块Q滑过木板A，其位移 这段时间，木板A、B一起向右做匀加速直线运动，由 解得 其位移 又由 解得 （不符合题意，舍去） 此时，小物块Q的速度 两木板速度为 之后小物块Q在木板B上向右做匀减速直线运动，木板B做匀加速直线运动，对木板B有 解得 设经时间共速 解得 这段时间内，小物块Q的位移为 木板B的位移为 小物块Q与木板B之间因摩擦而产生的热量 （3）小物块Q与木板B共速时，速度为 一起匀减速直线运动，由 解得 设该过程运动的位移为，由 解得 小物块Q离开木板A后，A向右做匀减速运动，设加速度为，由 解得 设该过程木板A运动的位移为，由 解得 综上所述，最终两木板间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $