精品解析：北京市第十一中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试卷

2024-2025学年高三3月月考物理学科试题 一、单选题（每题只有一个选项正确，每题3分，共42分） 1. 下列关于光的现象说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是光的圆孔衍射现象 B. 光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象 C. 鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的干涉现象 D. 用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了增强干涉 【答案】B 【解析】 【详解】A．泊松亮斑是一种由于光的衍射而产生的一种光学现象，是指当单色光照射在宽度小于或等于光源波长的不透光的小圆板时，就会在小圆板之后的光屏上出现环状的互为同心圆的明暗相间的衍射条纹，并且在同心圆的圆心处会出现一个较小的亮斑，这就是泊松亮斑，故A错误； B．光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象，故B正确； C．鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的全反射现象，故C错误； D．用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了使入射光变成单色光，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，在斯特林循环P-V图象中，一定质量理想气体从状态a依次经过状态b．c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体得温度一直升高 B. 从b到c，气体与外界无热量交换 C. 从c到d，气体对外放热 D. 从d到a，单位体积中的气体分子数目增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图线可知，从d到a，从b到c为等温变化，且从b到c对应的温度较高，即从a到b，气体得温度一直升高，选项A正确； B．从b到c，温度不变，内能不变，体积变大，对外做功，根据，则气体吸热，气体与外界有热量交换，选项B错误； C． 从c到d，气体温度降低，内能减小，体积不变，W=0，则根据，则气体对外放热，选项C正确； D．从d到a，气体体积减小，则单位体积中的气体分子数目增大，选项D正确； 故选ACD。 3. 位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A. 波源起振时，向y轴负方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 时，处的质点开始沿y轴正方向运动 D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．由“同侧法”可知，波源起振时，向y轴正方向运动，A错误； B．由图像可知 故时，处的质点振动了个周期，位于波峰，B错误； C．由上述分析可知波速为 故波传到处需要的时间为 所以时，处的质点开始沿y轴正方向运动，C正确； D．介质不变波速不变，由 可知若波源的振动频率增加，则波长减小，D错误。 故选C。 4. 中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 双臂夹角越大受力越小 B. 杠铃对每只手臂作用力大小为 C. 杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D. 在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．杠铃的重力为 手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为，根据平衡条件可知 可知，双臂夹角越大，F越大；结合，解得杠铃对手臂的弹力，而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力，可知杠铃对每只手臂作用力大小大于，AB错误； C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误； D．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。 故选D。 5. 有一离地面高度、质量为稳定竖直降落的沙尘颗粒，在其降落过程中受到的阻力与速率v成正比，比例系数，重力加速度，则它降落到地面的时间约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】沙尘颗粒开始时速度较小，则阻力较小，可知 沙尘颗粒速率增大，阻力增大，加速度减小，当时，沙尘颗粒速度达到最大且稳定，此时速度满足 解得 由最大速度可知，沙尘颗粒做加速运动的时间很小，则下落的高度也很小，因此沙尘颗粒在整个运动中的时间基本上都在匀速运动阶段，可得沙尘颗粒降落到地面的时间约为 故选B。 6. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 B. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 C. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比 D. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由开普勒第三定律可得，卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．由万有引力提供向心力，卫星在轨道Ⅰ上可得 在轨道Ⅲ上可得 则有卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比为 C正确，不符合题意； D．设卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点的速度为，在B点的速度为，由开普勒第二定律可得 解得经过A点和B点的速度之比为 D正确，不符合题意。 故选A。 7. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，增大电容C，调谐频率增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．理想变压器原副线圈与匝数的关系为，A错误； B．从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，C正确； D．电容C增大，根据电磁振荡的频率可知调谐频率减小，D错误。 故选C。 8. 如图所示，光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B，滑块C（可视为质点）置于B的右端，三者质量均为。A以的速度向右运动，B和C一起以的速度向左运动，A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75m，C与A、B间动摩擦因数均为0.5，则（　　） A. 碰撞瞬间C相对地面静止 B. 碰撞后到三者相对静止，经历的时间为0.2s C. 碰撞后到三者相对静止，摩擦产生的热量为 D. 碰撞后到三者相对静止，C相对长板滑动的距离为0.6m 【答案】D 【解析】 【详解】A．碰撞瞬间C相对地面向左运动，选项A错误； B．向右为正方向，则AB碰撞过程由动量守恒 解得 v1=1m/s 方向向右；当三者共速时 可知 v=0 即最终三者一起静止，可知经历的时间 选项B错误； C．碰撞到三者相对静止摩擦产生的热量 选项C错误； D．碰撞到三者相对静止由能量关系可知 可得 选项D正确。 故选D。 9. A、B两小球质量相等，A球不带电，B球带正电，光滑的绝缘斜面倾角为，图甲中，A、B两球用轻质绝缘弹簧相连，图乙中，A、B两球用轻质绝缘杆相连，两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中，此时A、B两球组成的系统均处于静止状态，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度大小为g，当撤去匀强电场E的瞬间，则下列说法正确的是（　　） A. 两图中A、B两球的加速度大小均为 B. 两图中A球的加速度大小均为零 C. 图乙中轻杆的作用力一定不为零 D. 图甲、乙中B球的加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【分析】本题考查牛顿第二定律的瞬时性，意在考查考生的理解能力。 【详解】AB．题图甲、乙中两球组成的系统静止时，对两球组成的系统受力分析，可得B球受到的电场力均为，轻弹簧和轻杆的弹力均为，突然撤去匀强电场时，轻弹簧中弹力不变，题图甲中A球加速度为零，B球加速度大小为，轻杆中弹力发生突变，题图乙中A、B两球的加速度大小均为，轻杆的弹力突变为零，故ABC错误； D．在撤去匀强电场的瞬间，题图甲中B球的加速度大小为，题图乙中B球加速度大小为，故D正确。 10. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q（q>0）的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，b点为滑块运动中距Q最近的点。已知a、b间距离为d，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　） A. 滑块在b点的加速度一定为0 B. 滑块在运动过程的中间位置，速度的大小等于 C. 滑块在运动过程中间时刻，速度的大小等于 D. Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，由于b点为滑块运动中距Q最近的点，则滑块在b点速度为零，则滑块在运动过程中库仑力小于滑动摩擦力，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，所以到达b点时加速度不为零，故A错误； BC．若滑块在滑动过程中做匀减速直线运动，则在运动过程的中间位置，速度的大小为 在运动过程的中间时刻，速度的大小为 而实际上，随着间距减小，库仑力增大，但一直小于滑动摩擦力，所以导致加速度减小，故中间位置的速度的大小不等于，中间时刻的速度不等于，故BC错误； D．根据动能定理可得 所以 故D正确。 故选D。 11. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角。质量为m、电荷量为的带电小球套在细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。磁场方向垂直细杆所在的竖直面，不计空气阻力。小球以初速度沿细杆向上运动至最高点，则该过程（　　） A. 合力冲量大小为 B. 重力冲量大小为 C. 洛伦兹力冲量大小为 D. 若，弹力冲量为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据动量定理 故合力冲量大小为，故A错误； B．小球上滑的时间为 重力的冲量大小为 故B错误； C．小球所受洛伦兹力为， 随时间线性变化，故洛伦兹力冲量大小为 故C错误； D．若，0时刻小球所受洛伦兹力为 小球在垂直细杆方向所受合力为零，可得 即 则小球在整个减速过程的图像如图 图线与横轴围成的面积表示冲量可得弹力的冲量为零，故D正确。 故选D。 12. 如图甲所示，一倾角为θ、上端接有阻值为R的定值电阻的光滑导轨，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量为m的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。金属棒在导轨间连接的阻值为R，且重力加速度为g，则金属棒从起点b沿导轨向上运动x0的过程中（　　） A. 金属杆所受安培力的大小与速率成正比 B. 金属棒做匀加速直线运动 C. 定值电阻产生的焦耳热为 D. 拉力F做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】B．根据图乙可知v − x图像为一条倾斜的直线，若金属棒做匀加速直线运动，金属棒运动的速度位移之间的关系为 此时v − x图像应该为曲线，所以金属棒做变加速直线运动，故B错误； A．金属杆所受安培力的大小为 故金属杆所受安培力的大小与速率成正比，故A正确； CD．金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动x0的过程中，根据动能定理得 这段时间v − x图像与横轴围成图形的面积为，所以 解得 电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以定值电阻产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选AD。 13. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B. P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P小于Q C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D. 对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B错误； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选C。 14. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法不正确的是（　　） A. 两极板间电压为时，尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 B. 两极板间电压为时，除尘率可达25% C. 若极板间电压小于，需要减小尘埃的速率v，保持除尘率 D. 仅减少尘埃比荷，除尘率将减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由动量定理得尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 A错误； B．两极板间电压为时，尘埃的加速度变为原来的，尘埃在板间运动的时间不变，那么尘埃在板间竖直方向的最大位移为板间距的，所以有的尘埃被收集，则除尘率为 B正确； C．若极板间电压小于，则尘埃在板间的加速度减小，保持除尘率，则尘埃竖直方向的最大位移不变，所以需要延长尘埃在板间的飞行时间，因此需要减小尘埃进入板间的速度，C正确； D．除尘率为 仅减少尘埃的比荷，那么除尘率减小，D正确。 本题选不正确的，故选A。 二、实验题（本大题共2小题，共20分） 15. （1）某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A. 爽身粉撒的过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D. 求每滴体积时，1的溶液的滴数误多记了10滴 （2）某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A. B. C. D. （3）如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A. 插上大头针，使挡住的像 B. 插上大头针，使挡住、的像 C. 插上大头针，使挡住的像 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （4）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为_________mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为_________。 【答案】（1）CD （2）C （3）BD （4） ①. 11.4 ②. 【解析】 【小问1详解】 根据进行分析 A．爽身粉撒的过多，使得油酸没有完全展开，则油膜面积偏小，则导致测量结果偏大，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏大，故B错误； C．油酸酒精溶液是久置的，由于酒精发生挥发使得浓度变大，则计算时的浓度偏小，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故C正确； D．测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，则1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 根据 可得 温度升高，可知图像斜率变大。 故选C。 【小问3详解】 根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。 【小问4详解】 [1]游标卡尺的读数为 [2]根据题意可知相邻条纹间距为 根据 可得 16. 某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量一金属丝的电阻率。其中电流表（量程，内阻）、电流表（量程，内阻）、电阻箱R（阻值范围）、定值电阻。 （1）图甲中虚线框中可视为一个量程为的电压表，则定值电阻______（结果均保留2位有效数字）。 （2）实验操作步骤如下： a.如图乙所示，用螺旋测微器测量金属丝直径______mm b.将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度 c.合上开关，调节电阻器，记录下电阻箱的阻值R和对应的电流表的示数、电流表的示数，并根据多组测量数据，作出如图所丙所求的图像。 （3）根据图丙图像，该金属丝的电阻为______，电阻率为______（结果均保留2位有效数字） （4）根据实验记录的电阻箱阻值R和对应该的电流表、的示数，能否测得电源电动势和内阻的数值？______（选填“能”或“不能”） 【答案】 ①. 26 ②. 0.680##0.681##0.679 ③. 2.0 ④. ⑤. 能 【解析】 【详解】（1）[1]改装量程为的电压表，应该串联一个电阻 （2）[2]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 （3）[3]根据欧姆定律有 则有 根据图像可知 解得 [4]根据 解得 代入相应数据，解得 （4）[5]根据闭合回路欧姆定律有 可知分别取两组电阻箱阻值R和对应该的电流表、的示数，通过解二元一次方程，能够测得电源电动势和内阻的数值。 三、计算题（本大题共4小题，共38分） 17. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚好通过A点，绳子拉力为零，仅重力提供向心力 解得 （2）从A点到B点，由动能定理 解得 在B点，由绳子拉力和小球重力共同提供向心力 解得 再由牛顿第三定律可得 （3）小球从B点到落地的过程中，只有重力做功，由动能定理 解得 18. 抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动，现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)： （1）若球在球台边缘O点正上方高度为处以速度水平发出，落在球台的 (如图实线所示)，求点距O点的距离； （2）若球在O点正上方以速度水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的点(如图虚线所示)，求的大小； （3）若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘处，求发球点距O点的高度。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 【详解】（1）如图所示： 设发球时飞行时间为，根据平抛运动： 解得： （2）如上图所示，设发球高度为，飞行时间为，同理根据平抛运动： 且， 解得： （3）如图乙所示: 设发射高度为，飞行时间为，同理根据平抛运动得： 且 设球从恰好越过球网到最高点的时间为，水平距离为，有： 由几何关系知 解得： 【名师点睛】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，一般利用竖直运动求时间，水平运动求位移；水平方向和竖直方向运动的等时性，结合运动学公式和位置关系求解． 19. 研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法．掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要． （1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径．一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ=37°．不计空气阻力．已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8． a．求电场强度E的大小； b．若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件． （2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ．现使圆环以初速度v0向上运动，经时间t圆环回到出发位置．不计空气阻力．已知重力加速度为g．求当圆环回到出发位置时速度v的大小． 【答案】（1）a. b.（2） 【解析】 【详解】（1）a．当小球静止在P点时，小球受力情况如图所示，则有 根据平衡条件可以得到：，则：； b．当小球做圆周运动时，可以等效为在一个“重力加速度”为的“重力场”中运动．若要使小球能做完整的圆周运动，则小球必须能通过图中的Q点．设当小球从P点出发的速度为vmin时，小球到达Q点时速度为零．在小球从P运动到Q的过程中，根据动能定理有： 则：，即小球的初速度应大于； （2）在圆环运动的过程中，圆环受向下的重力、水平方向的洛伦兹力、细杆的弹力N和摩擦力，其中一直与运动方向相反，且摩擦力的大小： 圆环向上运动的过程中做减速运动，加速度；则可右加速度越来越小； 圆环向下运动的过程中做加速运动，加速度，同样越来越小； 圆环从开始向上运动到回到出发位置的过程中，其速度v随时间t的变化关系如图甲所示（取竖直向上为正方向），图中图线与t轴所围面积表示圆环在对应时间内通过的路程，而圆环向上运动和向下运动所经位移大小相同，所以图中区域A与区域B面积相等． 在运动过程中，圆环所受摩擦力，与成正比，所以其所受摩擦力随时间t的变化关系应与图甲相似，但方向相反，如图乙所示，图中区域与区域的面积也相等．而在图中，图线与t轴所围面积表示对应时间内阻力的冲量，所以整个过程中f的总冲量． 在整个过程中，根据动量定理有，所以． 点睛：本题考查带电粒子在复合场中的运动，对于第二问要注意其中图象法的应用，明确应用图象可以把复杂的分析过程简单直观化． 20. 激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点，在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。根据光的波粒二象性可知，当光与其他物体发生相互作用时，光子表现出有能量和动量，对于波长为λ的光子，其动量p=。已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。 （1）科研人员曾用强激光做过一个有趣的实验：一个水平放置的小玻璃片被一束强激光托在空中。已知激光竖直向上照射到质量为m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度为g。求激光照射到小玻璃片上的功率P； （2）激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大，特别是对生物科学将产生重大影响。所谓激光冷却就是在激光的作用下使得做热运动的原子减速，其具体过程如下：一质量为m的原子沿着x轴负方向运动，频率为的激光束迎面射向该原子。运动着的原子就会吸收迎面而来的光子从基态跃迁，而处于激发态的原子会立即自发地辐射光子回到基态。原子自发辐射的光子方向是随机的，在上述过程中原子的速率已经很小，因而光子向各方向辐射光子的可能性可认为是均等的，因而辐射不再对原子产生合外力的作用效果，并且原子的质量没有变化。 ①设原子单位时间内与n个光子发生相互作用，求运动原子做减速运动的加速度a的大小； ②假设某原子以速度v0沿着x轴负方向运动，当该原子发生共振吸收后跃迁到了第一激发态，吸收一个光子后原子的速度大小发生变化，方向未变。求该原子的第一激发态和基态的能级差ΔE？ 【答案】（1）；（2）①；② 【解析】 【详解】（1）设在∆t时间内照射到玻璃表面的光子数为n，则由动量定理  F△t=np 对玻璃板由平衡知识 F=mg 每个光子的能量 激光照射到小玻璃片上的功率 解得 （2）①原子单位时间内与n个光子发生相互作用，由动量守恒定律 原子的加速度 其中∆t=1s解得 ②以原子开始运动的方向为正方向，原子吸收一个光子的过程，由动量守恒定律 该原子第一激发态和基态的能级差 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高三3月月考物理学科试题 一、单选题（每题只有一个选项正确，每题3分，共42分） 1. 下列关于光的现象说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是光的圆孔衍射现象 B. 光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象 C. 鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的干涉现象 D. 用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了增强干涉 2. 如图所示，在斯特林循环的P-V图象中，一定质量理想气体从状态a依次经过状态b．c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体得温度一直升高 B. 从b到c，气体与外界无热量交换 C. 从c到d，气体对外放热 D. 从d到a，单位体积中的气体分子数目增大 3. 位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A. 波源起振时，向y轴负方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 时，处的质点开始沿y轴正方向运动 D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 4. 中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 双臂夹角越大受力越小 B. 杠铃对每只手臂作用力大小为 C. 杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D. 在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 5. 有一离地面高度、质量为稳定竖直降落的沙尘颗粒，在其降落过程中受到的阻力与速率v成正比，比例系数，重力加速度，则它降落到地面的时间约为（　　） A. B. C. D. 6. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，静止卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为 B. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为 C. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比 D. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为 7. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，增大电容C，调谐频率增大 8. 如图所示，光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B，滑块C（可视为质点）置于B的右端，三者质量均为。A以的速度向右运动，B和C一起以的速度向左运动，A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75m，C与A、B间动摩擦因数均为0.5，则（　　） A. 碰撞瞬间C相对地面静止 B. 碰撞后到三者相对静止，经历的时间为0.2s C. 碰撞后到三者相对静止，摩擦产生的热量为 D. 碰撞后到三者相对静止，C相对长板滑动距离为0.6m 9. A、B两小球质量相等，A球不带电，B球带正电，光滑的绝缘斜面倾角为，图甲中，A、B两球用轻质绝缘弹簧相连，图乙中，A、B两球用轻质绝缘杆相连，两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中，此时A、B两球组成的系统均处于静止状态，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度大小为g，当撤去匀强电场E的瞬间，则下列说法正确的是（　　） A. 两图中A、B两球的加速度大小均为 B. 两图中A球的加速度大小均为零 C. 图乙中轻杆的作用力一定不为零 D. 图甲、乙中B球的加速度大小之比为 10. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q（q>0）的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，b点为滑块运动中距Q最近的点。已知a、b间距离为d，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　） A. 滑块在b点加速度一定为0 B. 滑块在运动过程的中间位置，速度的大小等于 C. 滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于 D. Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为 11. 如图所示，一根固定足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角。质量为m、电荷量为的带电小球套在细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中。磁场方向垂直细杆所在的竖直面，不计空气阻力。小球以初速度沿细杆向上运动至最高点，则该过程（　　） A. 合力冲量大小为 B. 重力冲量大小为 C. 洛伦兹力冲量大小为 D. 若，弹力冲量为零 12. 如图甲所示，一倾角为θ、上端接有阻值为R的定值电阻的光滑导轨，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量为m的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。金属棒在导轨间连接的阻值为R，且重力加速度为g，则金属棒从起点b沿导轨向上运动x0的过程中（　　） A. 金属杆所受安培力的大小与速率成正比 B. 金属棒做匀加速直线运动 C. 定值电阻产生的焦耳热为 D. 拉力F做的功为 13. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q中央亮纹比R宽 B. P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P小于Q C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D. 对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 14. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法不正确的是（　　） A. 两极板间电压为时，尘埃在静电除尘装置中运动的最大动量变化量为 B. 两极板间电压为时，除尘率可达25% C. 若极板间电压小于，需要减小尘埃的速率v，保持除尘率 D. 仅减少尘埃的比荷，除尘率将减小 二、实验题（本大题共2小题，共20分） 15. （1）某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A. 爽身粉撒的过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D. 求每滴体积时，1溶液的滴数误多记了10滴 （2）某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A. B. C. D. （3）如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A. 插上大头针，使挡住的像 B. 插上大头针，使挡住、的像 C. 插上大头针，使挡住的像 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （4）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为_________mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为_________。 16. 某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量一金属丝的电阻率。其中电流表（量程，内阻）、电流表（量程，内阻）、电阻箱R（阻值范围）、定值电阻。 （1）图甲中虚线框中可视为一个量程为的电压表，则定值电阻______（结果均保留2位有效数字）。 （2）实验操作步骤如下： a.如图乙所示，用螺旋测微器测量金属丝直径______mm b.将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度 c.合上开关，调节电阻器，记录下电阻箱的阻值R和对应的电流表的示数、电流表的示数，并根据多组测量数据，作出如图所丙所求的图像。 （3）根据图丙图像，该金属丝的电阻为______，电阻率为______（结果均保留2位有效数字） （4）根据实验记录的电阻箱阻值R和对应该的电流表、的示数，能否测得电源电动势和内阻的数值？______（选填“能”或“不能”） 三、计算题（本大题共4小题，共38分） 17. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 18. 抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动，现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)： （1）若球在球台边缘O点正上方高度为处以速度水平发出，落在球台的 (如图实线所示)，求点距O点的距离； （2）若球在O点正上方以速度水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的点(如图虚线所示)，求的大小； （3）若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘处，求发球点距O点的高度。 19. 研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法．掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要． （1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径．一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角θ=37°．不计空气阻力．已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8． a．求电场强度E的大小； b．若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件． （2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ．现使圆环以初速度v0向上运动，经时间t圆环回到出发位置．不计空气阻力．已知重力加速度为g．求当圆环回到出发位置时速度v的大小． 20. 激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点，在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。根据光的波粒二象性可知，当光与其他物体发生相互作用时，光子表现出有能量和动量，对于波长为λ的光子，其动量p=。已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。 （1）科研人员曾用强激光做过一个有趣的实验：一个水平放置的小玻璃片被一束强激光托在空中。已知激光竖直向上照射到质量为m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度为g。求激光照射到小玻璃片上的功率P； （2）激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大，特别是对生物科学将产生重大影响。所谓激光冷却就是在激光的作用下使得做热运动的原子减速，其具体过程如下：一质量为m的原子沿着x轴负方向运动，频率为的激光束迎面射向该原子。运动着的原子就会吸收迎面而来的光子从基态跃迁，而处于激发态的原子会立即自发地辐射光子回到基态。原子自发辐射的光子方向是随机的，在上述过程中原子的速率已经很小，因而光子向各方向辐射光子的可能性可认为是均等的，因而辐射不再对原子产生合外力的作用效果，并且原子的质量没有变化。 ①设原子单位时间内与n个光子发生相互作用，求运动原子做减速运动的加速度a的大小； ②假设某原子以速度v0沿着x轴负方向运动，当该原子发生共振吸收后跃迁到了第一激发态，吸收一个光子后原子的速度大小发生变化，方向未变。求该原子的第一激发态和基态的能级差ΔE？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $