精品解析：湖南省长沙市雅礼中学2024-2025学年高三下学期开学物理试题

雅礼中学2025届高三月考试卷（六） 物理 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 生产芯片的工具是紫外光刻机，目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm，EUV光刻机使用的是极紫外线，其波长是13.5nm。下列说法正确的是（　　） A. 在真空中传播时，深紫外线比极紫外线频率低 B. 在真空中传播时，深紫外线比极紫外线波速小 C. 深紫外线光子的能量比极紫外线光子的能量大 D. 深紫外线光子的动量比极紫外线光子的动量大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由可知，在真空中传播时，深紫外线比极紫外线频率低，故A正确； B．在真空中传播时，深紫外线和极紫外线波速相同，故B错误； C．光子的能量为 则深紫外线光子的能量比极紫外线光子的能量小，故C错误； D．光子的动量为 则深紫外线光子的动量比极紫外线光子的动量小，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，绕过定滑轮1、2的轻质细线一端吊者小球A，另一端连接可视为质点的物块B，物块B放在光滑水平面上，此时细线处于伸直状态。现将小球A由静止释放，至物块B沿水平面运动到定滑轮2正下方的过程中（不计滑轮的大小、质量和摩擦，物块B运动到滑轮2正下方时，小球A还未落地），下列说法正确的是（　　） A. 小球A和物块B的速率始终相等 B. 小球A先超重后失重 C. 小球A的合力先做正功后做负功 D. 小球A的机械能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块B沿细线方向的分速度大小与小球A的速度大小始终相等，故A错误； B．当物块B运动到滑轮2的正下方时，小球的速度为零，因此小球A向下先加速后减速到速度为零，先失重后超重，故B错误； C．小球A的动能先增大后减小，根据动能定理可知，小球A的合力先做正功后做负功，故C正确； D．细线对小球A的拉力一直做负功，因此小球A的机械能一直减少，故D错误。 故选C。 3. 一赛车场的圆环形车道修建在水平地面上，中心为赛道倾斜，虚线部分的竖直截面如图所示，AB是半径为R的四分之一圆弧为圆心，OA水平，OB竖直，BP距离为。赛车都在水平面内做匀速圆周运动，某一瞬时，甲、乙两辆赛车恰好在同一竖直面内不同高度处，不考虑赛车受到的侧向摩擦力作用。下列说法正确的是（　　） A. 乙车行驶速度较大 B. 此瞬间乙车向心加速度较大 C. 若乙车提高行驶速度，则其距离地面的高度将会加大 D. 若甲车改变行驶速度，有可能在离地面高度为R的圆周上运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．对车进行受力分析知 其中为支持力与竖直方向夹角 代入解得 乙的角小，故行驶速度较小，故A错误； C．若乙车提高行驶速度，v增大，则大，距离地面的高度大，故C正确； B．由 可得向心加速度 故甲车向心加速度大，故B错误； D．若甲车改变行驶速度，在离地面高度为R的圆周上运动，则 由，则v也趋向无穷大，所以若甲车改变行驶速度，不能在离地面高度为R的圆周上运动，故D错误。 故选C。 4. 2024年6月25日“嫦娥六号”实现世界首次月球背面采样返回，先期进入环月大椭圆使命轨道的“鹊桥二号”中继星功不可没。而2018年发射的“鹊桥一号”运行在地月延长线上的拉格朗日L2点附近并以该点为圆心做圆周运动，同时与月球保持相对静止一起绕地球运动，目前正在超期服役中。“鹊桥一号”和“鹊桥二号”轨道位置示意图如图所示。已知地球球心与月球球心间距离为L，L2点到月球球心距离为d（远大于“鹊桥一号”到L2点的距离），“鹊桥一号”绕地球运动的周期为“鹊桥二号”在使命轨道周期的n倍，若忽略地球和月球外其他天体对“鹊桥一号”的影响、忽略月球外其他天体对“鹊桥二号”的影响、忽略地球外其他天体对月球的影响，则“鹊桥二号”环月大椭圆使命轨道的半长轴为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设地球质量为M，月球质量为m，“鹊桥一号”质量为m1，“鹊桥二号”质量为m2，“鹊桥一号”绕地周期为T1，“鹊桥二号”在使命轨道的运行周期为T2，“鹊桥二号”环月大椭圆使命轨道的半长轴为a。依题意L2点到月球球心的距离远大于“鹊桥一号”到L2点的距离，则“鹊桥一号”可近似为于L2位置绕地球运动，对“鹊桥一号”有 对月球有 解得 对“鹊桥二号”有 又 联立解得 故选D。 5. 带发电机的自行车，能利用车轮带动发电机转动发电对车灯提供电源。图甲是其发电机与车轮接触部分的照片，发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生（如图乙所示）。已知发电机转轮（转速与发电机线圈一样）的半径为r，发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0，磁场的磁感应强度为B，车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff，车灯消耗的电功率为P。则 A. 自行车的行驶速度 B. 流经车灯的电流方向变化的频率为 C. 线圈转动一圈克服安培力做的功 D. 骑车人做功的功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．设线圈角速度为ω，则发电机产生的电动势有效值 有效电流 功率 联立解得 故自行车的行驶速度 故A错误； B．根据交流电频率 联立以上解得 转动一周电流方向改变两次，故流经车灯的电流方向变化的频率为 故B错误； C．由能量守恒可知，线圈转动一圈克服安培力做的功 又因为，， 联立解得 故C正确； D．由能量守恒可知，骑车人做功的功率 联立以上解得 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，滑索是一种常见的儿童游乐设施，轻绳与轻质滑环连接，玩耍时儿童手握轻绳由静止沿钢索滑下。若钢索与水平方向的夹角为α，下滑过程中轻绳与竖直方向的夹角β保持不变，忽略空气阻力影响，下列说法正确的是（　　） A. β有可能大于α B. β等于时，滑环与钢索间的动摩擦因数 C. β等于α时，滑环与钢索间的动摩擦因数 D. 若，则儿童下滑过程中动能的增量与克服摩擦力做的功大小不相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．设滑环与钢索间的动摩擦因数为µ，对人受力分析可知， 解得加速度 对人和滑环构成整体受力分析可知加速度 联立以上解得 故不可能有 故A错误； B．结合以上分析，当时，，故B正确； C．结合以上分析，当时，，故C错误； D．若，则滑环受到的摩擦力 位移为时，动能增量 克服摩擦力做功 故D错误。 故选B。 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的不得分） 7. 如图，实验室研究一台四冲程内燃机的工作情况．封闭喷油嘴，使活塞和汽缸封闭一定质量的气体（可视为理想气体），连杆缓慢推动活塞向上运动，运动到图示位置时活塞对封闭气体的推力为F。活塞由图示位置缓慢向上运动的最大距离为L，环境温度保持不变，汽缸壁的导热性能良好，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 活塞向上运动到最大距离过程中对气体做功为 B. 气体放出的热量等于活塞对气体做的功 C. 单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的气体分子数增加 D. 速率大的分子数占总分子数的比例增加 【答案】BC 【解析】 【详解】A．活塞向上运动的过程中理想气体体积减小，活塞缓慢运动，理想气体温度与周围温度一致，保持不变，根据，可知压强增大，活塞缓慢向上运动，活塞对封闭气体的作用力逐渐增大，所以活塞对气体做功大于，故A错误； B．气体温度不变，所以气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体向外界放出的热量等于活塞对气体做的功，故B正确； C．气体压强增大，温度不变，根据气体压强的微观解释，单位时间撞击汽缸壁单位面积的气体分子数增加，故C正确； D．温度不变，速率大的分子数占总分子数的比例不变，故D错误。 故选BC。 8. 在如图所示的直角坐标系中，y轴为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面，机械波在介质Ⅰ和Ⅱ传播的速度比为1：2。振幅为的波源在处，振幅为波源在处，振动频率相同。时刻两波源同时开始沿 y 轴方向振动，在与原点O之间存在点P，点P处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴正方向 B. 波在介质Ⅱ的传播速度为 C. 点P所在的位置坐标是 D. 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知P点在2s末开始振动的振幅是2cm，可知波源S2的振动形式2s末传播到P点，P点的起振方向是y轴正方向，所以波源的起振方向沿y轴正方向，故A正确； B．设机械波在介质I和II传播速度大小分别为、，由图可知5s末，波源S1的振动形式传播到P点，则 ，， 解得 波在介质Ⅱ传播速度为 故B错误； C．点P所在的位置坐标是 故C错误； D．波源的振动传播到O点的时间 波源的振动传播到O点的时间 由图可知两波的周期均为 波源的振动传播到O点，开始沿y轴正方向振动，由 可知波源的振动传播到O点时，O点已经振动了，正好通过平衡位置向y轴负方向振动，振动的路程为 由图可知波源的起振方向是y轴负方向，所以波源的振动传播到O点后两列波在O点的振动加强，振幅为 从到6s过程中原点O处质点在波源的振动传播到O点后振动的时间 振动的路程为 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 故D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示，水平传送带、两轮间的距离，质量的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率向左匀速运动。当物块运动到最左端时，质量的子弹以的水平速度向右射中物块并穿出。且从第一颗子弹击穿物块开始，每隔就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带（如果物块到右端时速度恰好为0，不会向左返回）。在传送带的右侧有一速度传感器，画出物块被第一颗子弹击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为时刻）。设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，子弹击穿物块的时间极短，且不会击中传感器而发生危险。物块的质量保持不变，不计空气阻力及、轮的大小，取重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.40 B. 子弹击穿物块后的速度为 C. 整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量为 D. 整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据速度图象可知，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动，在内物块的速度由减为，此过程物块的加速度大小为 由牛二定律有 解得 B．物块被击中前的速度大小为，由速度图像可知物块被击穿后瞬间物块的速度大小，，方向向右；设子弹击穿物块后的速度为，以向右为正方向．根据动量守恒定律有 解得 选项B错误； CD．第1颗子弹击穿物块后，物块向右运动的时间为 设向右运动最大距离为，则 时物块改为向左运动，运动时间为位移大小为 所以在时间内，物块向右运动的距离为 第二颗子弹射入时物块的速度和第一颗刚射入相同，且物块再运动1s物块向右运动2m，刚好从传送带滑出，即运动的总时间为2.5s，第一颗子弹的相对路程由图像可得 第二颗子弹的相对路程由图像可得 所以 故D正确，C错误。 故选AD。 10. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为L，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为B、。、是垂直于导轨，间距为d的磁场边界。将质量分别为m、2m的金属棒a、b垂直导轨放置，a棒与的间距也为d，两棒接入导轨之间的电阻均为R，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，时刻b棒经过。a棒运动的v-t图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. a棒刚进入磁场时的速度大小 C. 时间内，a棒上产生的焦耳热为 D. 时刻后，a、b两棒最终会相遇 【答案】ABD 【解析】 【详解】BC．对a棒从开始到刚进入磁场过程根据机械能守恒 解得 时间内，根据能量守恒 由于两棒接入导轨之间的电阻相等，故a棒上产生的焦耳热 联立解得 故B正确，C错误； A．设初始时两棒间的距离为，根据题意时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，该段过程a棒开始做匀加速运动，进入磁场后做匀速运动，b棒一直做加速度大小为的匀加速运动，对a棒 对b棒 联立解得 设b棒刚好经过进入磁场时的速度为，得 解得 根据图像可知a棒在时间内做匀速运动，受力分析可知a棒在两区域磁场中时受到的安培力相等，由于a棒经过后的一段时间后仍做匀速运动，故可知此时电路中的电流不变，故该段时间内两棒均做匀速运动，根据题意可知两棒切割磁感线产生的感应电动势相互叠加，为 此时a棒受到的安培力为 时间内对a棒受到的安培力为 根据，联立解得 故A正确； D．b棒在磁感应强度为B的磁场中运动的时间为 该段时间a棒运动的位移为 故时刻两棒间距离为，该时刻后两棒均做加速运动，假设可以到达共速，沿斜面向下为正方向，对两棒分别由动量定理得 同时有 为两棒相对位移，根据前面分析对a棒在磁感应强度为B的磁场中运动时有 联立解得 故时刻后，a、b两棒最终会相遇，故D正确。 故选ABD。 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分） 11. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间 （1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，作出图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是______。 A. B. （2）在（1）中的条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用表示）。 （3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为______（表示）。 【答案】（1）B （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球经过光电门的速度为 若系统机械能守恒，则有 整理得 故选B。 【小问2详解】 当和时，物块通过光电门的时间相等，即物块经过光电门的速度相等，故动能也相等，根据机械能守恒定律分别有 整理可得 【小问3详解】 小物块经过光电门的速度越大，则小物块经过光电门所用时间越短，故由（1）可知，当时，小物块通过光电t时的速度最大时，且此时小物块的加速度为零。对其进行受力分析有 解得 代入（1）中可得最大速度为 12. 某实验小组利用压敏电阻的阻值随外力变化而变化的特性，尝试制作一种简易的压力传感器。器材有：电源E（电动势6V，内阻不计）、电压表V1和V2（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）、滑动变阻器R、电阻箱R0和压敏电阻RF、开关、导线若干。实验如下： （1）该实验小组设计了如图甲所示的电路，来检测压敏电阻的特性，其中压敏电阻RF和电阻箱R0串联在电路中。 （2）压敏电阻RF的阻值与压力关系定性测试： ①开关S闭合前，滑动变阻器R的滑动触头应置于最左端： ②闭合开关S，调节电阻箱R0接入电路的阻值，直到两电压表示数相等，并调节滑动变阻器R，使得此时两电压表指针偏转角度均较大； ③对压敏电阻RF施加一定的压力，此时电压表V1示数为2.20V，电压表V2的示数如图乙所示为______V，且压力越大时，V2示数越小，V1示数越大。这表明压敏电阻RF受到的压力越大时，其阻值______（选填“越大”或“越小”）； ④断开开关S0。 （3）压敏电阻RF的阻值与压力关系定量测试： ①保持电阻箱R0阻值不变，对压敏电阻RF施加不同的压力，调节滑动变阻器R，使电压表指针均有较大的偏转，读出两电压表的示数U1、U2，并根据电阻箱R0阻值推算不同压力时压敏电阻RF对应的阻值，根据串联电路知识，可以知道电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比等于______（用U1、U2表示）； ②在电阻箱R0的阻值为1.2kΩ的某次实验中，对压敏电阻RF施加压力为60N时，电压表V1、V2的示数分别为2.80V、0.70V，则此时压敏电阻RF的阻值为______kΩ； ③保持电阻箱R0的阻值为1.2kΩ不变，通过多次实验，作出电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比随压力F变化的图像如图丙所示，由图像可得压力F与压敏电阻RF阻值之间的关系式为F=______。 【答案】 ①. 1.50 ②. 越小 ③. ④. 0.3 ⑤. 【解析】 【详解】[1]电压表的示数为1.50V； [2]压力越大时，V2示数越小，V1示数越大，根据串联电路分压原理，可知压敏电阻RF受到的压力越大时、其阻值越小； [3][4]根据串联电路分压原理 所以 所以 解得 [5]由图丙可知 解得 四、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。求： （1）增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的时间； （2）为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，绿光在空气中的波长，求增透膜的最小厚度。 【答案】（1） （2）100nm 【解析】 【小问1详解】 单色光在增透膜中的传播速度满足 单色光在光学元件中的传播速度满足 解得 【小问2详解】 增透膜上下两个表面的反射光因发生干涉而相互抵消，则光程差要等于半波长的奇数倍，设绿光在土透膜中的波长为，则 又 解得 当时增透膜厚度最小 代入数据解得 14. 某同学设计了一个利用电场控制电子运动的装置，如图所示，一个以O点为圆心的四分之一圆形电子加速器MN其两板间电压为U（未知但可调节大小），M板可以产生初速度为零、质量为m、电荷量为e的电子，加速通过N板后速度方向指向O点（如图）。OABC矩形区域设置电磁场，OA长度为d，AB长度为，不考虑电子间的相互作用，也不考虑重力以及边界效应。 （1）如图甲所示，若在OABC矩形区域内设置有4层紧邻的间距相等的匀强电场，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化。求： ①若时，与OC方向夹角为α的电子可以从BC边界穿出，求其在电场中运动的时间。 ②若时，若M板处电子数均匀分布，求从AB边界射出与BC射出的电子数比例。 （2）如图乙所示，若在OABC矩形区域内（含边界）设置垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场。矩形区域内沿水平设置一个与AB等长的电子反射层（电子与其发生作用后水平速度不变，竖直速度等大反向），反射层与OC距离为y，y在范围内可调，U=U0。若只考虑沿OC方向入射的电子，且该方向上单位时间发射的电子数为N0（假设电子间未发生碰撞）。若电子能从BC边界射出，求y的取值范围。 【答案】（1）①；②1:1 （2） 【解析】 【小问1详解】 ①由动能定理可得， 结合抛体运动规律则有 联立解得 ②设电子的入射角为θ′时，电子恰好从B点射出，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上反复做加速度相同的减速运动、加速运动，电子的速度， 竖直方向上，，， 则有， 电子在分层电场中运动时间相等，设其运动时间为t0，则有， 整理可得 解得 从AB边界射出与BC射出的电子数比例 【小问2详解】 电子磁场中做圆周运动，根据牛顿第二定律可得 解得 电子在反射层反射后，恰与左边界相切，则有 故当时，电子从边界射出。 15. 如图所示，物块A、B质量分别为，，用轻绳相连并用劲度系数的轻质弹簧系住挂在天花板上静止不动。B正下方有一个半径为的四分之一光滑固定圆弧轨道，其顶点a距离物块B的高度差。某时刻A、B间的绳子被剪断，然后A做周期的简谐运动，B下落并从a点平滑的进入光滑固定圆弧轨道。当A第1次到达最高点时，B恰好运动到圆弧末端，然后在圆弧末端与质量为的滑块C相碰，碰后B、C结合为滑块D。D平滑的滑上与圆弧末端等高的传送带，传送带的水平长度为，以的速度顺时针转动，D与传送带间的动摩擦因数为。传送带右端有一等高的固定水平平台，平台上表面光滑，平台上静止着2024个相距较近的质量为的小球，D能够平滑地滑上平台，且D与小球、相邻小球之间的碰撞均为弹性正碰（A、B、D小球均可以看作质点，重力加速度，忽略空气阻力）。（答案可以用根号表示） （1）求物块A做简谐运动的振幅A； （2）求光滑固定圆轨道对物块B的冲量大小I； （3）求整个运动过程中D与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）初始状态下，弹簧伸长量为 细绳剪断后，A处于平衡位置时，弹簧伸长量为 振幅 （2）物块B做自由落体运动的时间 B落入a的速度 根据动能定理 得B在圆弧末端的速度 B在圆弧上的运动时间 向下为正方向，竖直方向的冲量 解出 水平方向冲量 故冲量 （3）根据动量守恒 分析D第一次滑过传送带有 得 ， 物体D滑上平台后与第一个小球发生弹性正碰，撞前速度，规定向右为正方向，有 ； 解得 ， 之后小球依次与下一个小球发生弹性正碰，由于质量相等，速度交换，而物体D返回进入传送带，假设匀减速到速度为0 不会滑出传送带，因此D在传送带上反向加速，以 再次滑上平台，与第一个小球发生弹性正碰，之后的运动具有可类比性，物体D在与小球第一次碰后在传送带上运动过程中，运动时间 位移 在此过程中产生的热量为 同理可知，当物体D与小球发生第k次碰撞，设碰前D的速度大小为，碰后D的速度大小为，则有 ， 得 在传送带上 ， 又 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 雅礼中学2025届高三月考试卷（六） 物理 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 生产芯片工具是紫外光刻机，目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm，EUV光刻机使用的是极紫外线，其波长是13.5nm。下列说法正确的是（　　） A. 在真空中传播时，深紫外线比极紫外线频率低 B. 在真空中传播时，深紫外线比极紫外线波速小 C. 深紫外线光子的能量比极紫外线光子的能量大 D. 深紫外线光子的动量比极紫外线光子的动量大 2. 如图所示，绕过定滑轮1、2的轻质细线一端吊者小球A，另一端连接可视为质点的物块B，物块B放在光滑水平面上，此时细线处于伸直状态。现将小球A由静止释放，至物块B沿水平面运动到定滑轮2正下方的过程中（不计滑轮的大小、质量和摩擦，物块B运动到滑轮2正下方时，小球A还未落地），下列说法正确的是（　　） A. 小球A和物块B的速率始终相等 B. 小球A先超重后失重 C. 小球A的合力先做正功后做负功 D. 小球A的机械能先增大后减小 3. 一赛车场的圆环形车道修建在水平地面上，中心为赛道倾斜，虚线部分的竖直截面如图所示，AB是半径为R的四分之一圆弧为圆心，OA水平，OB竖直，BP距离为。赛车都在水平面内做匀速圆周运动，某一瞬时，甲、乙两辆赛车恰好在同一竖直面内不同高度处，不考虑赛车受到的侧向摩擦力作用。下列说法正确的是（　　） A. 乙车行驶速度较大 B. 此瞬间乙车向心加速度较大 C. 若乙车提高行驶速度，则其距离地面的高度将会加大 D. 若甲车改变行驶速度，有可能在离地面高度为R的圆周上运动 4. 2024年6月25日“嫦娥六号”实现世界首次月球背面采样返回，先期进入环月大椭圆使命轨道的“鹊桥二号”中继星功不可没。而2018年发射的“鹊桥一号”运行在地月延长线上的拉格朗日L2点附近并以该点为圆心做圆周运动，同时与月球保持相对静止一起绕地球运动，目前正在超期服役中。“鹊桥一号”和“鹊桥二号”轨道位置示意图如图所示。已知地球球心与月球球心间距离为L，L2点到月球球心距离为d（远大于“鹊桥一号”到L2点的距离），“鹊桥一号”绕地球运动的周期为“鹊桥二号”在使命轨道周期的n倍，若忽略地球和月球外其他天体对“鹊桥一号”的影响、忽略月球外其他天体对“鹊桥二号”的影响、忽略地球外其他天体对月球的影响，则“鹊桥二号”环月大椭圆使命轨道的半长轴为（　　） A. B. C. D. 5. 带发电机的自行车，能利用车轮带动发电机转动发电对车灯提供电源。图甲是其发电机与车轮接触部分的照片，发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生（如图乙所示）。已知发电机转轮（转速与发电机线圈一样）的半径为r，发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0，磁场的磁感应强度为B，车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff，车灯消耗的电功率为P。则 A. 自行车的行驶速度 B. 流经车灯的电流方向变化的频率为 C. 线圈转动一圈克服安培力做的功 D. 骑车人做功的功率 6. 如图所示，滑索是一种常见的儿童游乐设施，轻绳与轻质滑环连接，玩耍时儿童手握轻绳由静止沿钢索滑下。若钢索与水平方向的夹角为α，下滑过程中轻绳与竖直方向的夹角β保持不变，忽略空气阻力影响，下列说法正确的是（　　） A. β有可能大于α B. β等于时，滑环与钢索间的动摩擦因数 C. β等于α时，滑环与钢索间的动摩擦因数 D. 若，则儿童下滑过程中动能的增量与克服摩擦力做的功大小不相等 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的不得分） 7. 如图，实验室研究一台四冲程内燃机的工作情况．封闭喷油嘴，使活塞和汽缸封闭一定质量的气体（可视为理想气体），连杆缓慢推动活塞向上运动，运动到图示位置时活塞对封闭气体的推力为F。活塞由图示位置缓慢向上运动的最大距离为L，环境温度保持不变，汽缸壁的导热性能良好，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 活塞向上运动到最大距离过程中对气体做功为 B. 气体放出的热量等于活塞对气体做的功 C. 单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的气体分子数增加 D. 速率大的分子数占总分子数的比例增加 8. 在如图所示直角坐标系中，y轴为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面，机械波在介质Ⅰ和Ⅱ传播的速度比为1：2。振幅为的波源在处，振幅为波源在处，振动频率相同。时刻两波源同时开始沿 y 轴方向振动，在与原点O之间存在点P，点P处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波源起振方向沿y轴正方向 B. 波在介质Ⅱ的传播速度为 C. 点P所在的位置坐标是 D. 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 9. 如图甲所示，水平传送带、两轮间的距离，质量的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率向左匀速运动。当物块运动到最左端时，质量的子弹以的水平速度向右射中物块并穿出。且从第一颗子弹击穿物块开始，每隔就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带（如果物块到右端时速度恰好为0，不会向左返回）。在传送带的右侧有一速度传感器，画出物块被第一颗子弹击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为时刻）。设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，子弹击穿物块的时间极短，且不会击中传感器而发生危险。物块的质量保持不变，不计空气阻力及、轮的大小，取重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.40 B. 子弹击穿物块后的速度为 C. 整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量为 D. 整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生热量为 10. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为L，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为B、。、是垂直于导轨，间距为d的磁场边界。将质量分别为m、2m的金属棒a、b垂直导轨放置，a棒与的间距也为d，两棒接入导轨之间的电阻均为R，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，时刻b棒经过。a棒运动的v-t图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. a棒刚进入磁场时的速度大小 C. 时间内，a棒上产生的焦耳热为 D. 时刻后，a、b两棒最终会相遇 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分） 11. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间 （1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，作出图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是______。 A. B. （2）在（1）中的条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用表示）。 （3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为______（表示）。 12. 某实验小组利用压敏电阻的阻值随外力变化而变化的特性，尝试制作一种简易的压力传感器。器材有：电源E（电动势6V，内阻不计）、电压表V1和V2（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）、滑动变阻器R、电阻箱R0和压敏电阻RF、开关、导线若干。实验如下： （1）该实验小组设计了如图甲所示的电路，来检测压敏电阻的特性，其中压敏电阻RF和电阻箱R0串联在电路中。 （2）压敏电阻RF的阻值与压力关系定性测试： ①开关S闭合前，滑动变阻器R的滑动触头应置于最左端： ②闭合开关S，调节电阻箱R0接入电路的阻值，直到两电压表示数相等，并调节滑动变阻器R，使得此时两电压表指针偏转角度均较大； ③对压敏电阻RF施加一定的压力，此时电压表V1示数为2.20V，电压表V2的示数如图乙所示为______V，且压力越大时，V2示数越小，V1示数越大。这表明压敏电阻RF受到的压力越大时，其阻值______（选填“越大”或“越小”）； ④断开开关S0。 （3）压敏电阻RF的阻值与压力关系定量测试： ①保持电阻箱R0阻值不变，对压敏电阻RF施加不同的压力，调节滑动变阻器R，使电压表指针均有较大的偏转，读出两电压表的示数U1、U2，并根据电阻箱R0阻值推算不同压力时压敏电阻RF对应的阻值，根据串联电路知识，可以知道电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比等于______（用U1、U2表示）； ②在电阻箱R0阻值为1.2kΩ的某次实验中，对压敏电阻RF施加压力为60N时，电压表V1、V2的示数分别为2.80V、0.70V，则此时压敏电阻RF的阻值为______kΩ； ③保持电阻箱R0的阻值为1.2kΩ不变，通过多次实验，作出电阻箱R0的阻值与压敏电阻RF的阻值之比随压力F变化的图像如图丙所示，由图像可得压力F与压敏电阻RF阻值之间的关系式为F=______。 四、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。求： （1）增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的时间； （2）为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，绿光在空气中的波长，求增透膜的最小厚度。 14. 某同学设计了一个利用电场控制电子运动的装置，如图所示，一个以O点为圆心的四分之一圆形电子加速器MN其两板间电压为U（未知但可调节大小），M板可以产生初速度为零、质量为m、电荷量为e的电子，加速通过N板后速度方向指向O点（如图）。OABC矩形区域设置电磁场，OA长度为d，AB长度为，不考虑电子间的相互作用，也不考虑重力以及边界效应。 （1）如图甲所示，若在OABC矩形区域内设置有4层紧邻的间距相等的匀强电场，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化。求： ①若时，与OC方向夹角为α的电子可以从BC边界穿出，求其在电场中运动的时间。 ②若时，若M板处电子数均匀分布，求从AB边界射出与BC射出的电子数比例。 （2）如图乙所示，若在OABC矩形区域内（含边界）设置垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场。矩形区域内沿水平设置一个与AB等长的电子反射层（电子与其发生作用后水平速度不变，竖直速度等大反向），反射层与OC距离为y，y在范围内可调，U=U0。若只考虑沿OC方向入射的电子，且该方向上单位时间发射的电子数为N0（假设电子间未发生碰撞）。若电子能从BC边界射出，求y的取值范围。 15. 如图所示，物块A、B质量分别为，，用轻绳相连并用劲度系数的轻质弹簧系住挂在天花板上静止不动。B正下方有一个半径为的四分之一光滑固定圆弧轨道，其顶点a距离物块B的高度差。某时刻A、B间的绳子被剪断，然后A做周期的简谐运动，B下落并从a点平滑的进入光滑固定圆弧轨道。当A第1次到达最高点时，B恰好运动到圆弧末端，然后在圆弧末端与质量为的滑块C相碰，碰后B、C结合为滑块D。D平滑的滑上与圆弧末端等高的传送带，传送带的水平长度为，以的速度顺时针转动，D与传送带间的动摩擦因数为。传送带右端有一等高的固定水平平台，平台上表面光滑，平台上静止着2024个相距较近的质量为的小球，D能够平滑地滑上平台，且D与小球、相邻小球之间的碰撞均为弹性正碰（A、B、D小球均可以看作质点，重力加速度，忽略空气阻力）。（答案可以用根号表示） （1）求物块A做简谐运动的振幅A； （2）求光滑固定圆轨道对物块B的冲量大小I； （3）求整个运动过程中D与传送带之间因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$