精品解析：河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

新蔡县第一高级中学高三2024年12月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，每小题4分；第8-10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设第 1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1，P2，P3，则下列说法中错误的是（　　） A. B. C. 0~3 s内力 F对滑块做功为8 J D. 第2 s 内滑块克服摩擦力做功的平均功率为2 W 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据匀变速直线运动的平均速度公式有 可知物体在第内的平均速度为 第内的平均速度为 第内物体做匀速直线运动，速度为 根据平均功率公式可知，在第内、第内、第内力对滑块做功的平均功率分别为 所以，故A错误，B正确； C．由速度时间图像的面积代表物体的位移可知，滑块在第内、第内、第内的位移分别为 由图像及功的公式可知，第内拉力做的功为 第内拉力做的功为 第内拉力做的功为 故内拉力所做的功为 故正确； D．在内拉力做的总功为 动能变化为，由动能定理可知 解得 则在第内滑块克服摩擦力做功的功率为 故D正确。 本题选择错误的，故选A。 2. 2024年8月6日，在巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛中，中国选手全红婵以总分425.6分获得冠军。从她离开跳台开始计时，全红婵重心的v-t图像可简化为右图所示，其中时间段的图像为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻全红婵离水面最远 B. 时刻全红婵开始入水 C. 时间内全红婵的加速度逐渐增大 D. 时间内全红婵一直处于超重状态 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图可知，初始时刻全红婵具有向上的初速度，先做竖直上抛运动，时刻全红婵到达最高点，离水面最远，然后做自由落体运动，时刻全红婵入水，A项正确，B项错误； C．图像的斜率表示加速度，则时间内全红婵的加速度先增大后减小，故C项错误； D．时间内全红婵的加速度向下，一直处于失重状态，D项错误。 故选A。 3. 如图所示，质量相同的物体A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，其中B靠在墙壁上。现用力推动A压缩弹簧至P点后再释放A，当弹簧的长度最大时，弹性势能为Ep。则（　　） A. 释放A后，A、B组成的系统机械能守恒 B. 释放A后，A、B组成的系统动量守恒 C. 弹簧被压缩至P点时的弹性势能为Ep D. 释放A后，B的动能最大值为2Ep 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，A、B组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．由于B受到墙壁的弹力作用，这个弹力是系统外的力，会对系统产生冲量，因此A、B组成的系统动量不守恒，故B错误； C．当用力推动A压缩弹簧至P点，弹簧的弹性势能为E，释放后弹簧恢复原长弹簧的弹性势能转为A的动能，设此时A的速度为v0，则有 当B离开墙壁后，A、B组成的系统动量守恒及能量守恒，A、B共速时弹簧的长度最大，此时弹簧的弹性势能为Ep，共速速度为v，则有 ， 以上方程联立得 故C错误； D．当弹簧第一次恢复原长时，A的速度为v0，B的速度为0；对于A、B组成的系统根据动量守恒及能量守恒可知，当弹簧第二次恢复原长时，A的速度为0，B的速度为v0，此时B的动能最大，根据能量守恒定律，弹簧在P点的弹性势能2Ep全部转化为B的动能，B的动能最大值为2Ep，故D正确。 故选D。 4. 某趣味运动会中，有一项比赛，规则如下：如图所示，运动员站在一个固定的大圆筒内，用合适的力度踢一下静止在圆筒最底端的小足球，使小足球在竖直面内先由最低点沿圆筒向上滚动，然后从某一位置脱离圆筒，如果小足球在下落过程中，恰好落入运动员背后的小背篓中，即为得分。若圆筒半径为R，小足球质量为m，小足球飞离圆筒位置与圆筒圆心连线和竖直方向之间的夹角为θ，圆筒内壁不计摩擦，小足球可视为质点，忽略空气阻力，不考虑人对小足球的阻挡，重力加速度为g，则（　　） A. 若足球在最低点的初速度，则足球不会飞离圆筒 B. 若足球能飞离圆筒，则足球在最低点的初速度的范围应为 C. 若θ=45°，则运动员将背篓置于圆心正上方处，可以接到球 D. 若希望足球飞离点θ=37°，则足球在最低点的初速度为 【答案】C 【解析】 【详解】B．足球自圆筒最低点向上滚动，根据机械能守恒定律，不脱离轨道，若恰好运动到圆心等高处，设此时初速度为，则有 得 若恰好上到圆筒最高点，设此时初速度为，球到最高点速度为有 且在最高点有 得 故足球可以飞离轨道的初速度应该 B错误； A．由上述分析可知，若足球在最低点的初速度，则足球会飞离圆筒，A错误； D．若足球飞离时，θ=37°，设此时最低点初速度为，分离时的速度为，由机械能守恒有 且在分离时刻有 联立可得 D错误； C．若足球飞离的位置θ=45°，设此时飞离的速度为，则有 之后足球做斜上抛运动，其中竖直分速度大小为，回到飞离等高位置所用的时间为 此过程中水平位移为 解得 此时足球恰好在圆心正上方处，C正确。 故选C。 5. 如图所示，在平面直角坐标系内有半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，圆心与坐标原点重合。在坐标为的M点放置一个粒子源，该粒子源能在纸面内以速率v（未知量）向各个方向发射大量的同种粒子，且进入磁场的粒子射出时只能从第三象限的磁场区域中射出，已知粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电荷 B. 粒子射入磁场时的最大速率为 C. 直接射入第三象限的粒子，在磁场中运动的时间小于 D. 直接射入第四象限的粒子，在磁场中运动的时间不可能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为粒子从第三象限射出，粒子必须逆时针旋转，故粒子带正电，故A错误； B．由洛伦兹力提供向心力 当粒子恰好从x轴负半轴出磁场时，半径最大，为，故最大速度为 故B错误； C．粒子在磁场中运动周期为 直接射入第三象限的粒子，从第三象限的磁场区域中射出，则圆心角一定小于，所以运动时间 故C正确； D．直接射入第四象限的粒子，从第三象限的磁场区域中射出，则圆心角，所以运动时间 时间在以上运动时间范围内，故可能为，故D错误。 故选C。 6. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。开关闭合后（　　） A. 电压表的示数为 B. 放电针每隔时间T点火一次 C. 穿过原、副线圈的磁通量之比为 D. 将钢针替换为钢球，更容易引发电火花 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压表的示数为交流电电压的有效值，为 故A错误； B．由图可知半个周期内，副线圈电压的瞬时值能够大于5000V，所以放电针每隔时间点火一次，一个周期内点火两次，故B错误； C．理想变压器无漏磁现象，穿过原、副线圈的磁通量是相同的，所以穿过原副线圈的磁通量之比为，故C正确； D．若将钢针替换为钢球，不容易发生尖端放电现象，不容易引发电火花进而点燃气体，故D错误。 故选C。 7. 一个质量为m的空心环形薄板（其厚度一定、质量均匀分布），内径为r，内径和外径之比为。当薄板在水平冰面上以角速度ω匀速转动时，其因转动而具有的动能大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将空心环形薄板视为由无数个半径不同的细圆环组成。设空心环形薄板内径r1 = r，外径，其面密度 取半径为r，宽度为dx的细圆环，其质量 细圆环转动惯量 则空心环形薄板转动惯量为 则根据转动动能公式 带入空心环形薄板转动惯量得 故选A。 8. 如图所示，有甲、乙两个完全相同、带轻质活塞、内壁光滑的绝热汽缸。内部封闭相同质量的同种理想气体，初始状态下气体的温度均为27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。现用电热丝分别对汽缸缓慢加热，使得甲、乙汽缸中气体的温度都上升到77℃，发现汽缸甲内气体吸收了600J热量，汽缸乙的活塞向上移动了3cm。已知大气压，活塞的截面积为。下面说法正确的是（ ） A. 对于温度升高到77℃过程，乙中气体对外做功30J B. 对于温度升高到77℃过程，乙中内能增加570J C. 甲汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加 D. 乙汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．乙中气体对外所做的功 代入数据解得 A正确； B．由于甲内的气体吸收了600J的热量，气体对外做功为零，故甲中气体内能的增加了600J，而甲、乙两个汽缸内的气体完全相同，初温和末温也相同，故甲乙汽缸内气体的内能变化量也相同，故乙中气体的内能增加了600J，B错误； CD．汽缸甲的活塞固定，体积不变，温度升高时，根据理想气体状态方程 甲汽缸中的气体的压强增大，同理，对于乙汽缸中的气体，可以看成等压变化，故甲汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加，乙汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数减少，C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示为圆柱形透明介质的截面，圆的半径为R，S为过圆心的水平线上的一个点光源，到的距离为。从点射出一束单色光，照射到圆面上的点，折射光线从圆面上的点射出，出射光线恰好与平行，光束与的夹角。已知光在空气中的传播速度为，不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 介质对该光的折射率为 B. 介质对该光的折射率为 C. 与在空气中相比，该光在介质中光子的动量更小 D. 改变光线在点的入射角，折射光线一定能从界面上射出 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．过点和点分别作法线，如图所示 在中，由正弦定理可得 解得 则入射角 几何关系可知 根据几何关系可知 由折射定律有 可得 而 则可得 因此 故折射率 故A正确，B错误； C．光线在空气中和在介质中频率相同，在介质中传播速度小，可知在介质中波长更短，由 可知光线在介质中光子动量更大，故C错误； D．光线在点的折射角与其再次射到界面上的入射角相等，则折射光线必定能从界面上射出，故D正确。 故选AD 。 10. 如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，下列有关说法正确的是（ ） A. 若θ一定，速度v越大，粒子在磁场中运动时间越长 B. 粒子在磁场中的运动时间与速度v有关，与角度θ大小无关 C. 若速度v一定，θ越小，粒子在磁场中运动时间越长 D. 粒子在磁场中运动时间与角度θ有关，与速度v无关 【答案】CD 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动轨迹如图所示。 由洛伦兹力提供向心力可得 又 可得粒子在磁场中运动的周期为 由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角为，则运动时间为 可知t与v无关；t与θ有关，且θ越小，t越大。 故选CD。 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填写在答题卡上） 11. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止开始滑下，又经过O点水平抛出落在斜面上。再把质量为的小球放在水平面O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球直接落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹。其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为凹形槽顶端距离桌面高度为h，桌面距地面高度为H，斜面总长度为L。 （1）为了减小实验误差，可行的操作是：______。 A. 减小凹形槽摩擦 B. 使用大小相同的两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用题目中的物理量表示） （3）为了进一步验证两小球发生的是否是弹性碰撞，必须测量的物理量是______。 A. 两小球质量 B. OM、OP、ON的长度 C. 凹槽距桌面的高度h D. 桌面高度H和斜面总长度L （4）现测量出两个小球质量比，保持两个小球质量不变，不断改变两个小球的材质，小球落点距O点长度的取值范围是______（用k、表示）。 【答案】（1）BC （2） （3）B （4） 【解析】 【小问1详解】 A．每次只要保证小球到达点的速度保持相同即可，无须减小摩擦，故A错误； B．小球大小相同是为了保证对心碰撞，减小实验误差，故B正确； C．多次测量可以减小偶然误差，故C正确； 故选BC。 【小问2详解】 设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为，由平抛运动的知识可知 可得 由碰撞规律可知，点为小球第一次的落点，和分别是第二次操作时和的落点。满足动量守恒的关系式应该是 【小问3详解】 弹性碰撞的规律是两者相对靠近速度等于碰后两者相对远离速度，有 所以验证是否为弹性碰撞，需要满足关系式 仅测量的长度即可。 故选B。 【小问4详解】 因为两小球的质量不变，材质一直在改变，所以两个小球可能会发生弹性碰撞，也可能发生完全非弹性碰撞，小球的碰后的速度取值范围是 代入 得 12. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，在竖直方向上放一个划有均匀刻度的木板，把弹簧通过一轻质细杆悬吊一个0.9N重物时，弹簧下端的指针指在竖直木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N 重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。重力加速度 （1）若木板上相邻最小刻度间距为1.0mm，则弹簧的劲度系数 k= _______N/m。 （2）规定竖直向上为正方向，图中长刻度线A旁的加速度标为______m/s²。 （3）加速度测量仪制作完成后，将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中，该同学观察到指针由读数较小的位置逐渐变大。则在这段时间内该运动可能为 。 A. 加速度增大的加速运动 B. 匀速直线运动 C. 匀加速直线运动 （4）该同学想要改变加速度测量仪的量程，请写出一种合理的方案：______。 【答案】（1）10 （2）0.98 （3）A （4）①改变小球的质量。②改变弹簧的劲度系数。③加长竖直木板长度 【解析】 【小问1详解】 从图中不难得到，从刻度位置C到刻度位置0，弹簧弹力增加了 弹簧形变量增加了 根据胡可定律推论 联立解得 【小问2详解】 图中长刻度线A旁时，设弹簧弹力为F，从刻度位置C到刻度位置A，弹簧弹力增加了 弹簧形变量增加了 根据胡可定律推论 联立解得 题中可知重物重力为，故重物质量为，设重物加速度为a，由牛顿第二定律得 联立解得 【小问3详解】 若观察到指针由读数较小的位置逐渐变大，说明弹力在增大，加速度在增大，故做加速度增大的加速运动，故选A； 【小问4详解】 同学想要改变加速度测量仪的量程，即是获得加速度更大的测量范围，故在保持重物重力不变时，可加长竖直木板长度(即改变弹簧伸长量)，增大弹簧弹力以获得更大的合力，即获得更大的加速度；也保持刻度位置不变时，改变小球的质量或改变弹簧的劲度系数以获得更大的合力，获得更大的加速度。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答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给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 设想在未来的某一天，有一位航天员到达了宇宙中的某一行星表面，航天员利用携带的实验仪器做如下的实验：把一个光滑的“过山车”轨道固定在一个台式电子测力计上，调节测力计示数为零，然后将一个质量为m的小球从倾斜轨道上释放，如图所示。实验过程中发现当把小球从与圆周最高点等高处静止释放时，小球运动到轨道最低点，电子测力计的读数为F，已知行星半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，求： （1）该行星表面附近的重力加速度大小g； （2）该行星的平均密度ρ。 （3）在该星球上发射卫星的最小发射速度v。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设圆周轨道的半径为r，小球下滑过程中，只有重力做功机械能守恒，可知 小球运动到轨道最低点时，由牛顿第二定律 联立，解得 【小问2详解】 根据黄金代换，可知 该行星的平均密度 联立，解得 【小问3详解】 设在该星球上发射卫星的最小发射速度是v，则有 联立，解得 14. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有 由题意和几何关系可知 解得 粒子的比荷为 【小问2详解】 粒子运动轨迹如图所示 粒子在电场中可逆向看成类平抛运动，则有 联立解得 由几何关系可得 解得 故有 【小问3详解】 设竖直方向的速度为，水平方向的速度为，极短时间，则有 结合题意可得 故有 即 解得 即 15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内，一长方形木板M静止在水平光滑地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质弹性挡板，一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放，经B点滑上木板，最终物块停在长木板上。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为，长木板的质量为，重力加速度为，求： （1）物块滑到B点时对圆弧轨道的压力； （2）物块不和挡板碰撞，长木板的最小长度； （3）若长木板长度为，碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，求碰撞后物块停在木板上时距挡板距离及碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热。 【答案】（1）；竖直向下 （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 物块由A到B的运动过程，只有重力做功，机械能守恒，设物块滑到B点的速度大小为，有 根据牛顿第二定律 联立，解得 ， 由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为 方向为竖直向下。 【小问2详解】 设长木板的最小长度为L时，物块和挡板碰撞前恰好与长木板共速，其速度大小为，可得 解得 由能量守恒，可得 解得 【小问3详解】 小物块与挡板碰撞后，与长木板达到共同速度后保持相对静止一起匀速直线运动，设距离挡板距离x，则有 ， 解得 碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新蔡县第一高级中学高三2024年12月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，每小题4分；第8-10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设第 1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1，P2，P3，则下列说法中错误的是（　　） A. B. C. 0~3 s内力 F对滑块做功为8 J D. 第2 s 内滑块克服摩擦力做功的平均功率为2 W 2. 2024年8月6日，在巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛中，中国选手全红婵以总分425.6分获得冠军。从她离开跳台开始计时，全红婵重心的v-t图像可简化为右图所示，其中时间段的图像为直线，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻全红婵离水面最远 B. 时刻全红婵开始入水 C. 时间内全红婵的加速度逐渐增大 D. 时间内全红婵一直处于超重状态 3. 如图所示，质量相同的物体A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，其中B靠在墙壁上。现用力推动A压缩弹簧至P点后再释放A，当弹簧的长度最大时，弹性势能为Ep。则（　　） A. 释放A后，A、B组成的系统机械能守恒 B. 释放A后，A、B组成的系统动量守恒 C. 弹簧被压缩至P点时的弹性势能为Ep D. 释放A后，B的动能最大值为2Ep 4. 某趣味运动会中，有一项比赛，规则如下：如图所示，运动员站在一个固定的大圆筒内，用合适的力度踢一下静止在圆筒最底端的小足球，使小足球在竖直面内先由最低点沿圆筒向上滚动，然后从某一位置脱离圆筒，如果小足球在下落过程中，恰好落入运动员背后的小背篓中，即为得分。若圆筒半径为R，小足球质量为m，小足球飞离圆筒位置与圆筒圆心连线和竖直方向之间的夹角为θ，圆筒内壁不计摩擦，小足球可视为质点，忽略空气阻力，不考虑人对小足球的阻挡，重力加速度为g，则（　　） A. 若足球在最低点的初速度，则足球不会飞离圆筒 B. 若足球能飞离圆筒，则足球在最低点的初速度的范围应为 C. 若θ=45°，则运动员将背篓置于圆心正上方处，可以接到球 D. 若希望足球飞离点θ=37°，则足球在最低点的初速度为 5. 如图所示，在平面直角坐标系内有半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，圆心与坐标原点重合。在坐标为的M点放置一个粒子源，该粒子源能在纸面内以速率v（未知量）向各个方向发射大量的同种粒子，且进入磁场的粒子射出时只能从第三象限的磁场区域中射出，已知粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电荷 B. 粒子射入磁场时的最大速率为 C. 直接射入第三象限的粒子，在磁场中运动的时间小于 D. 直接射入第四象限的粒子，在磁场中运动的时间不可能为 6. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。开关闭合后（　　） A. 电压表的示数为 B. 放电针每隔时间T点火一次 C. 穿过原、副线圈的磁通量之比为 D. 将钢针替换为钢球，更容易引发电火花 7. 一个质量为m的空心环形薄板（其厚度一定、质量均匀分布），内径为r，内径和外径之比为。当薄板在水平冰面上以角速度ω匀速转动时，其因转动而具有的动能大小为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，有甲、乙两个完全相同、带轻质活塞、内壁光滑的绝热汽缸。内部封闭相同质量的同种理想气体，初始状态下气体的温度均为27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。现用电热丝分别对汽缸缓慢加热，使得甲、乙汽缸中气体的温度都上升到77℃，发现汽缸甲内气体吸收了600J热量，汽缸乙的活塞向上移动了3cm。已知大气压，活塞的截面积为。下面说法正确的是（ ） A. 对于温度升高到77℃过程，乙中气体对外做功30J B. 对于温度升高到77℃过程，乙中内能增加570J C. 甲汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加 D. 乙汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加 9. 如图所示为圆柱形透明介质的截面，圆的半径为R，S为过圆心的水平线上的一个点光源，到的距离为。从点射出一束单色光，照射到圆面上的点，折射光线从圆面上的点射出，出射光线恰好与平行，光束与的夹角。已知光在空气中的传播速度为，不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 介质对该光的折射率为 B. 介质对该光的折射率为 C. 与在空气中相比，该光在介质中光子的动量更小 D. 改变光线在点的入射角，折射光线一定能从界面上射出 10. 如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，下列有关说法正确的是（ ） A. 若θ一定，速度v越大，粒子在磁场中运动时间越长 B. 粒子在磁场中的运动时间与速度v有关，与角度θ大小无关 C. 若速度v一定，θ越小，粒子在磁场中运动时间越长 D. 粒子在磁场中运动时间与角度θ有关，与速度v无关 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填写在答题卡上） 11. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止开始滑下，又经过O点水平抛出落在斜面上。再把质量为的小球放在水平面O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球直接落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹。其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为凹形槽顶端距离桌面高度为h，桌面距地面高度为H，斜面总长度为L。 （1）为了减小实验误差，可行的操作是：______。 A. 减小凹形槽摩擦 B. 使用大小相同的两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用题目中的物理量表示） （3）为了进一步验证两小球发生的是否是弹性碰撞，必须测量的物理量是______。 A. 两小球质量 B. OM、OP、ON的长度 C. 凹槽距桌面的高度h D. 桌面高度H和斜面总长度L （4）现测量出两个小球质量比，保持两个小球质量不变，不断改变两个小球的材质，小球落点距O点长度的取值范围是______（用k、表示）。 12. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，在竖直方向上放一个划有均匀刻度的木板，把弹簧通过一轻质细杆悬吊一个0.9N重物时，弹簧下端的指针指在竖直木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N 重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。重力加速度 （1）若木板上相邻最小刻度间距为1.0mm，则弹簧的劲度系数 k= _______N/m。 （2）规定竖直向上为正方向，图中长刻度线A旁的加速度标为______m/s²。 （3）加速度测量仪制作完成后，将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中，该同学观察到指针由读数较小的位置逐渐变大。则在这段时间内该运动可能为 。 A. 加速度增大的加速运动 B. 匀速直线运动 C. 匀加速直线运动 （4）该同学想要改变加速度测量仪的量程，请写出一种合理的方案：______。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答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给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 设想在未来的某一天，有一位航天员到达了宇宙中的某一行星表面，航天员利用携带的实验仪器做如下的实验：把一个光滑的“过山车”轨道固定在一个台式电子测力计上，调节测力计示数为零，然后将一个质量为m的小球从倾斜轨道上释放，如图所示。实验过程中发现当把小球从与圆周最高点等高处静止释放时，小球运动到轨道最低点，电子测力计的读数为F，已知行星半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，求： （1）该行星表面附近的重力加速度大小g； （2）该行星的平均密度ρ。 （3）在该星球上发射卫星的最小发射速度v。 14. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内，一长方形木板M静止在水平光滑地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质弹性挡板，一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放，经B点滑上木板，最终物块停在长木板上。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为，长木板的质量为，重力加速度为，求： （1）物块滑到B点时对圆弧轨道的压力； （2）物块不和挡板碰撞，长木板的最小长度； （3）若长木板长度为，碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，求碰撞后物块停在木板上时距挡板距离及碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $