精品解析：浙江省杭州第二中学2024-2025学年高三下学期5月月考物理试题

杭州第二中学5月月考物理试卷 注：本卷如无特殊说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（　　） A. J/s B. m C. J•s D. m/s 【答案】B 【解析】 【详解】的单位为 而 代入后得，故选B。 2. 如图甲所示，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹一个光滑球完成各种动作，其过程可以简化为图乙。假设两运动员背部给光滑球压力均在同一竖直面内，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而光滑球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A. A运动员对光滑球的压力可能大于光滑球对A的压力 B. A、B运动员对光滑球合力可能减小 C. B运动员对光滑球的压力一定增大 D. A运动员对光滑球的压力一定小于B运动员对光滑球的压力 【答案】D 【解析】 【详解】A．由牛顿第三定律，A运动员对光滑球的压力始终等于光滑球对A的压力，A错误； B．如图所示，A、B运动员对光滑球的合力始终等于光滑球的重力，B错误； C．如图所示，随夹角α缓慢增大，B运动员对光滑球压力逐渐减小，C错误； D．由前面图可知D正确。 故选D。 3. 泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”，从山脚的红门到山顶的路程约为10公里，机器狗仅用了两个小时，比普通人登山所用时间缩短了一半，如图所示在搬运重物过程中（　　） A. 游客在研究机器狗的爬山路线时，可以将它视为质点 B. 以机器狗为参考系，重物是运动的 C. 机器狗的平均速度大小约为5km/h D. 机器狗消耗的电能全部转化为机器狗和货物的机械能 【答案】A 【解析】 【详解】A．游客在研究机器狗的爬山路线时，不需要考虑机器狗的姿势和动作，可以将它视为质点，A正确； B．以机器狗为参考系，重物是静止的，B错误； C．由 得，即机器狗的平均速率为，C错误； D．机器狗消耗的电能一部分转化为机器狗和货物的机械能，还有电路产生的焦耳热，克服阻力做功等，D错误。 故选A。 4. 关于下列四幅插图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，可以利用悬挂法确定薄板重心，是由于作用力与反作用力总是等大反向共线 B. 图乙中，通过平面镜观察桌面的微小形变，主要用了控制变量的物理方法 C. 图丙中，人用力推沙发，沙发静止不动，是由于人对沙发的力和沙发对人的力效果相互抵消 D. 图丁中，探究作用力与反作用力关系实验时，弹簧秤的运动状态对实验结果没有影响 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，可以利用悬挂法确定薄板重心，是由于悬线的拉力跟薄板的重力平衡，故A错误； B．图乙中，通过平面镜观察桌面的微小形变，利用了放大法，故B错误； C．图丙中，人用力推沙发，沙发静止不动，是由于推力与地面的静摩擦力平衡，人对沙发的力和沙发对人的力作用在不同物体上，它们的效果不能叠加抵消，故C错误; D．图丁中，探究作用力与反作用力关系实验时，传感器处于任何状态，作用力与反作用力都是大小相等、方向相反的，故没有影响，故D正确。 故选D。 5. 1834年，洛埃利用平面镜得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）：S为单色点光源，平面镜沿OA方向水平放置，靠近并垂直于光屏。如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 向上略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 B. 向上略微平移平面镜，干涉条纹间距增大 C. 沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距变大 D. 在光屏上形成的干涉条纹形状为双曲线 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．设光源S到平面镜的垂直距离为d，则相当于双缝干涉中的双缝间距为2d，则条纹间距表达式为，若向上略微平移平面镜，则d减小，则干涉条纹间距变大；沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变，选项B正确，AC错误； D．在光屏上形成的干涉条纹形状与双缝干涉条纹一样，是平行等距明暗相间的干涉条纹，选项D错误。 故选B。 6. 2024年6月，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示：探测器在椭圆轨道1运行经过P点时变轨进入椭圆轨道2、在轨道2上经过P点时再次变轨进入圆轨道3。三个轨道相切于P点，Q点是轨道2上离月球最远的点。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 探测器在轨道2上从P点运行到Q点的过程中，机械能越来越大 C. 探测器分别沿着轨道2和轨道3运行，经过P点时的加速度相同 D. 探测器在轨道3上运行的周期大于其在轨道1上运行的周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．由轨道1变到轨道2，半径减小，做近心运动，因此需要在P点减速，故A错误； B．探测器在轨道2上从P点运行到Q点的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误； C．根据牛顿第二定律，有 由于探测器分别沿着轨道2和轨道3运行，经过P点的距离r相同，所以经过P点时的加速度相同，故C正确； D．根据开普勒第三定律 可知，轨道1的半长轴大于轨道3的半长轴，所以在轨道1上运行的周期比在轨道3上运行的周期大，故D错误。 故选C。 7. 2025年2月10日，中国选手杨文龙在哈尔滨第九届亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛中勇夺冠军，杨文龙的重心运动过程简化后如图所示，若其起跳瞬间速度大小v1，方向与水平方向的夹角为α，着陆瞬间速度大小为v2，方向与水平方向的夹角为β，最高点B到A、C两点的水平距离之比为1:2，其所受空气阻力的大小与速度大小成正比，方向与速度方向相反，比例系数为k，重力加速度为g，杨文龙与雪板的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. 杨文龙运动到最高点时速度恰好水平且最小 B. A点到C点的水平距离为 C. 从起跳到着陆杨文龙的重力势能减少 D. 杨文龙的最小速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．当运动员所受合力与速度恰好垂直时，运动员速度最小，而运动员到达最高点时竖直速度为零，只有水平速度，所以速度水平，但合外力与速度方向夹角为钝角，故A错误； B．规定水平向右的方向为正方向，设杨文龙从A到C所受的空气阻力大小的平均值为，则 设从A到C的时间为t，则在水平方向上，根据动量定理有 水平位移为 联立解得，故B正确； C．从起跳点到着陆点，运动员受到空气阻力和重力做功，根据动能定理有 重力势能的减少量等于重力做功，所以从起跳点到着陆点杨文龙重力势能的减少量大于动能的变化量，即，故C错误； D．运动员从A运动到B，水平方向根据动量定理有，， 联立可得 由于运动员经过B点的速度不是最小速度，所以最小速度不等于，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，匝数为N、面积为S的矩形线框处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过电刷与外电路连接，图中的理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表（理想）的示数为I，定值电阻、的阻值均为R，线框以及导线的电阻均可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 线框经过图示位置时，电流表示数为零 B. 线框转动过程中产生的最大感应电动势为 C. 线框转动的角速度为 D. 若增大，变压器铁芯中磁感应强度的最大值减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流表的示数为电流的有效值，电流的有效值不为零，故A错误； B．理想变压器原、副线圈的匝数比为，设原线圈电流为，则副线圈电流为，原线圈的电压即两端的电压为 副线圈的电压即两端的电压为 又有， 联立解得， 由于线框以及导线的电阻均可忽略，则原线圈的电压即为电源电压，其有效值 解得线框转动过程中产生的最大感应电动势 故B错误； C．矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值 联立可得 故C正确； D．由电磁感应定律可知，变压器中感应电动势 因为是交流电，设铁芯中磁通量变化为正弦式变化，可知变压器铁芯中的磁通量为 又， 联立可得 则 可知 由于线框以及导线的电阻均可忽略，原、副线圈电压不变，故变压器铁芯中磁感应强度的最大值也不变，故D错误。 故选C。 9. 太极图形象地表达了阴阳相互转化、相互统一的形式美与和谐美。图为由绝缘框架构成的太极图形，为大圆圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，、、在同一竖直线上，、为大圆水平直径的两个顶点，、为大圆竖直直径的两个顶点，、分别是和的中点。整个框架单位长度所带电荷量均相等，其中圆弧O—D—B—C带正电，圆弧O—C—A—D带负电，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度为0 B. 、两点的电场强度相等 C. 、两点的电势相等 D. 、两点的电势相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．将太极图的电荷分布看作是由若干带电圆弧组成，对于点，正电圆弧和负电圆弧在点产生的电场强度不能相互抵消。正电圆弧O—D—B—C和负电圆弧O—C—A—D在点的电场强度矢量叠加后不为零。因为正、负电荷分布不对称，正电部分和负电部分在点的电场无法完全抵消，所以点的电场强度不为，A错误； B．根据电场强度的叠加原理，电场强度是矢量，既有大小又有方向。点和点的电场是由正、负带电圆弧共同产生的。由于正、负电荷分布的对称性，、两点处，正电圆弧和负电圆弧产生的电场强度大小相等、方向相同，所以、两点的电场强度相等，B正确； C．电势是标量，其大小与电荷的正负以及位置有关。大圆上电荷对称性分布，所以在、两点产生的电势都为零，上侧阳半圆和下侧阴半圆的电荷分布不同，靠近负电区域，靠近正电区域。正电区域电势为正，负电区域电势为负，规定无穷远处电势为零，所以点电势低于点电势，C错误； D．判断、两点电势，需看两点到正、负电荷的“距离”及电荷的大小。点靠近正电圆弧，电势为正；点靠近负电圆弧，电势为负。所以、两点的电势不相等，D错误。 故选B。 10. 如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R的圆形线圈，在时刻线圈由静止释放，经时间t速度变为v，假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为B，线圈导线单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 在t时刻线圈的加速度大小为 B. 0~t时间内通过线圈的磁通量减少 C. 0~t时间内线圈下落高度为 D. 若增大线圈的半径，线圈下落的最大速度不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．在t时刻，线圈切割辐向磁场产生感应电动势 感应电流 线圈所受安培力 由牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．形成的稳定辐向磁场，磁感线和线圈平面平行，则通过线圈的磁通量始终为零，故B错误； C．从开始下落到t时刻，下落高度为，由， 由动量定理得 联立可得 联立解得，故C错误； D．当重力等于安培力时，线圈达到最大速度，有 解得最大速度为 若增大线圈的半径，因线圈所在处磁感应强度大小恒为B，可知线圈下落的最大速度不变，故D正确。 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为8MeV，的核子平均结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 是铀235核裂变的核反应方程式 B. 由图可知两个核结合成核会释放出能量 C. 组成核的核子的平均质量比组成核的核子平均质量大 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约112MeV能量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．铀235核裂变的核反应方程式应为，故A错误； B．由图可知核的平均结合能大于核的平均结合能，所以两个核结合成核会释放能量，故B正确； C．核的核子平均结合能约为，故其核子的平均质量为 同理核的核子平均结合能约为，其核子的平均质量为 故组成核的核子的平均质量比组成核的核子平均质量大，C错误； D．把分成8个质子和8个中子需要的能量为 把分成4个需要的能量为 所以把分成8个质子和8个中子比把分成4个需要多提供的能量约为，故D正确。 故选BD。 12. 现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，h为普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B. 电子能级越高，运动的周期越小 C. 第n能级的轨道半径 D. 电子在第n个能级时体系的总能量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据玻尔的原子模型可知，电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波，故A错误； B．电子绕着原子核做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，有 可得 所以电子具有“高轨、低速、大周期”的特点。即在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期大，故B错误； C．对于氢原子，库仑力提供电子绕核运动的向心力，根据牛顿运动定律得 根据玻尔的量子化条件 联立以上两式解得，故C正确； D．电子运行在半径为rn的轨道上，电子的动能 电子在轨道为rn时氢原子系统电势能 则电子轨道为rn时氢原子系统的总能量，故D正确。 故选CD。 13. 如图1所示，弹性绳长8m，A端作为波源，B端套在光滑的竖直杆上可自由滑动。A端做一次完整的振动，其图像如图2所示，波在绳上传播的速度为2m/s，下列4个时刻的波形图，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图2知，波源振动周期 波速 则波长 当t=3s时，波传播距离 弹性绳长8m，波未到B点。结合波源振动（0−2s起振上升，2−3s下降），t=3s时，传播6m，波形符合，故A正确； B．当t=5s时，波传播距离 超绳长8m，B点振动，B为自由端（反射无半波损失），但波形形态错误，故B错误； C．当t=6s时，波传播距离 往返后，结合振动与反射，波形符合，故C正确； D．当t=7s时，波传播距离 往返后，波形形态错误，故D错误。 故选AC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分） 14. 在某次研究平抛运动的实验中： 如图甲所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是________（多选）。 A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平 C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于O点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为原点。 （3）某同学做实验时记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系，根据图中数据判断，小球平抛的初速度为________m/s。 （4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他以某点迹为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个点迹的坐标值、，且，如图丁所示，假设各个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________（用、、、坐标表示）。 【答案】（1）BC （2）球心 （3）1.5 （4） 【解析】 【小问1详解】 为了保证钢球从O点水平飞出, 斜槽轨道末端必须水平，要保证初速度是一定的，钢球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放，斜槽轨道是否光滑，对钢球做平抛运动没有影响，故A错误，BC正确； 【小问2详解】 将钢球静置于O点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点； 【小问3详解】 钢球做平抛，由图可知A、B、C三点间的时间间隔相等，设为 竖直方向由 有 水平方向由 有 解得； 【小问4详解】 依题意，且各个点迹之间的时间间隔相等，说明在沿着轴方向钢球做匀减速直线运动，则轴应偏离水平方向向右上方，设重垂线方向与y轴间夹角为，时间间隔为，如图所示 把分别沿轴和轴方向分解 有 轴方向 轴方向 解得。 15. 某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤：已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随压力F变化的图像如图（a）所示，其中，图像斜率。小组同学按图（b）所示电路制作了，一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势，内阻未知，电流表量程为10mA，内阻。实验步骤如下： ①秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏； ②秤盘上放置已知质量的重物m，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数I； ③换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值； ④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。 （1）实验时发现电流表量程偏小，若根据需要将其量程扩大为100mA，则应该给该电流表并联一个阻值为________Ω的电阻。 （2）并联上述电阻后，若某次测重物质量时，原电流表的示数为2mA，则待测重物质量________kg。（结果保留2位有效数字） （3）电流表表盘改动后，正确的刻线及0刻度位置最合理的是________。 A. B. C. D. （4）若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤①的操作，则②中的测量结果将会________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）2 （2）10 （3）A （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据电流表的改装原理，若根据需要将其量程扩大为100mA，则应该给该电流表并联一个阻值为 【小问2详解】 并联上述电阻后，设电表内阻为。根据闭合电路欧姆定律可得，当秤盘上不放重物时，调节滑动变阻器使得电流表满偏，有 当秤盘上放上重物，原电流表示数为2mA，则此时改装表示数为20mA，有， 联立可得 【小问3详解】 由于压敏电阻阻值R随压力增大而增大，则电流表示数随压力增大而减小，所以改装后的刻度盘，其零刻度线在电流表的满刻度处。 故选A。 【小问4详解】 若电源电动势变小，调零时电表的总内阻也相应减小，压敏电阻一定时，电流表的指针偏角变小，而表盘的刻度不变，因此测量值偏大。 16. 下列说法正确的是（　　） A. 双缝干涉实验可以用光强弱一些，不会损坏眼睛的激光进行实验，这时不需要单缝 B. 用油膜法估测油酸分子大小的实验中，若在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，会导致油酸分子直径的测量值偏小 C. 在用单摆测量重力加速度实验中，计算摆长L时忘记加上小球半径，可以作出图像，利用其斜率计算重力加速度，这样不影响得到的结果 D. 要研究气体等温变化的规律，为了避免漏气，应在活塞与注射器壁间涂有润滑油，压缩气体时操作越快越好 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于激光是单色性好，是很好的相干光源，故双缝干涉实验可以用光强弱一些，不会损坏眼睛的激光进行实验，这时不需要单缝，故A正确； B．用油膜法估测油酸分子大小的实验中，若在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，则代入计算的浓度偏大，使得一滴制油酸酒精溶液中纯油酸体积的测量值偏大，根据可知会导致油酸分子直径的测量值偏大，故B错误； C．在用单摆测量重力加速度实验中，计算摆长L时忘记加上小球半径，根据单摆周期公式可得 可得 可知图像的斜率与小球半径无关，则作出图像，利用其斜率计算重力加速度，这样不影响得到的结果，故C正确； D．要研究气体等温变化的规律，为了避免漏气，应在活塞与注射器壁间涂有润滑油，压缩气体时，为了保证气体温度不变，操作应慢一些，故D错误。 故选AC。 17. 如图（a）所示，两个活塞将A、B两部分种类、质量都相同的理想气体密封在导热气缸内，初始时气缸水平放置且两部分气体体积均为。现将气缸缓慢转动到与水平方向成30°角的位置，达到末状态，如图（b）所示。已知大气压强为，重力加速度为g，两活塞横截面积均为S，质量均为，不计活塞与气缸间的摩擦，环境温度保持不变。 （1）活塞旋转过程中，A部分气体分子单位时间内与单位面积气缸壁的碰撞次数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）；在末状态时，若抽去A、B气体之间的活塞，将导致两部分气体的混合，该过程是________（选填“可逆”或“不可逆”）的。 （2）求末状态时，A、B两部分气体的密度之比； （3）查阅资料知：如图（c），反比例函数图像上a、b间的曲线与x轴所围成的面积为，其中ln为自然对数。求气缸旋转的过程中，A部分气体向外界放出的热量。 【答案】（1） ①. 增加 ②. 不可逆 （2）10∶9 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]活塞旋转过程中，A部分气体温度不变，压强增大，根据压强微观意义可知，A部分气体分子单位时间内与单位面积气缸壁的碰撞次数增加； [2]在末状态时，若抽去A、B气体之间的活塞，将导致两部分气体的混合，该过程是不可逆的。 【小问2详解】 A、B两部分气体的初态压强满足 A、B两部分气体的末态压强分别为， 由玻意耳定律得， 联立解得， 因为两部分气体的质量相等，所以末状态时A、B两部分气体的密度之比为 【小问3详解】 A、B两部分气体的状态变化在同一条等温线上，由图线与横轴所围成的面积表示气体做的功可知，外界对A气体做的功为 A气体的温度保持不变，有 由热力学第一定律 解得A气体向外界放出的热量 18. 如图所示，半径的光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心的连线与竖直方向夹角的余弦值，右侧端点P和圆心、在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量的小橡胶环A以的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量的小橡胶环B。在右侧端点P的正下方处，有一质量、长度的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力。求： （1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受滑杆弹力大小； （2）小橡胶环B刚套入长直木杆C时的速度大小； （3）小橡胶环B相对长直木杆C第一次上滑的距离； （4）小橡胶环B相对长直木杆C滑动的总路程。 【答案】（1） （2） （3）2.4m （4） 【解析】 【小问1详解】 小橡胶环A恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，设小橡胶环A在M点时的速度为，则 解得 小橡胶环A从M点到Q点，根据动能定理 解得 小橡胶环A在Q点时，支持力和重力的合力提供向心力 解得 【小问2详解】 设小橡胶环A从Q点运动到最高点与小橡胶环B碰撞前的速度为，根据动能定理 设小橡胶环A和小橡胶环B碰后的速度分别为和，根据动量守恒和动能守恒， 小橡胶环B，从碰撞后到与长直木杆接触前瞬间，设接触前速度为v，根据动能定理 解得 【小问3详解】 小橡胶环B沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析 可得小橡胶环B在长直木杆C上受力平衡做匀速直线运动，小橡胶环B做匀速直线运动；小橡胶环B沿长直木杆上滑时，小橡胶环B做匀减速直线运动，长直木杆C做匀加速直线运动，设共速时速度大小为，对小橡胶环B有， 对长直木杆有，， 此时小橡胶环B上滑的距离最大 【小问4详解】 长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有，， 联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为 所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为 小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的路程为L，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为 长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为 长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为……以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程 19. 如图甲所示，在竖直平面内有一宽度为L的匀强磁场区域，其上下边界水平，磁场的方向垂直竖直平面向里，磁感应强度大小为B。从t=0时开始，一质量为m的单匝正方形闭合金属框abcd在竖直向上的恒力作用下，从静止开始向上运动，ab边刚进入磁场时，速度大小为v1；当线框的cd边离开磁场时马上撤去恒力，此时线框恰与挡板碰撞，速度立刻减为0，碰撞时间忽略不计。线框上升和下落的过程中速度大小与时间的关系如图乙所示，图中v1和v2均为已知。已知线框的边长为L、总电阻为R，在整个运动过程中线框平面始终在该竖直平面内，且ab边保持水平，重力加速度为g，求： （1）上升过程中，线框ab边刚进入磁场时的电流大小I1； （2）上升过程中，线框所受恒力的大小F； （3）整个运动过程中，线框产生的焦耳热Q； （4）从t=0时开始到线框向下运动至完全离开磁场的时间t总。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）ab边进入磁场瞬间，产生的电动势为 由闭合电路欧姆定律有 联立解得 （2）由图乙可知，ab边进入磁场瞬间，线框开始做匀速直线运动，则有 且 联立解得 （3）上升通过磁场过程中，有 联立可得 下落通过磁场的过程中，有 解得 则整个运动过程中，线框产生的焦耳热为 （4）从静止到ab边进入磁场的过程中，有 联立解得 上升通过磁场过程中，有 解得 下落通过磁场的过程中，对其中任一阶段有 可得 解得 则有 20. 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径为，OO′为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为R的圆为边界分成两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小也为B。在D点设置一原子核发射装置，可发射电荷量为q、质量为m的氘核与电荷量为q、质量为的氚核，核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外，除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。 （1）若从D点发射的氘核的速度大小为v，且其动能由静止的氘核经过电场加速而获得，求其加速电压U； （2）氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核在D点发射的速度大小； （3）若氚核在D点发射的速度大小，求发射后经过多长时间，氚核第一次到达与D点在同一条轴线上的点（图中标为D′）； （4）假设D点的原子核发射装置只持续稳定地发射速度大小的氚核粒子。粒子分布稳定后，沿中心轴线方向单位长度内平均有n个氚核，求圆柱形容器内沿中心轴线方向的等效电流。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【详解】（1）由动能定理 解得加速电压为 （2）当氚核的轨迹恰好与容器相切时，氚核恰好不与容器相碰，设氚核做圆周运动的半径为r，由几何关系得， 联立解得， 解得 （3）氚核做圆周运动的半径为r′，则， 解得 根据几何关系可知氚核再次回到内圆边界时，粒子的出射点与入射点对应内圆的圆心角为60°，氚核沿径向进入内圆，在内圆磁场作用下沿轴向运动半个周期后再次回到半圆边界沿径向飞出，进入环形磁场B，然后做周期性的运动，粒子的轨迹在环形磁场中运动如图1所示 粒子沿轴向运动轨迹如图2所示 所以氚核第一次回到D点同一条轴线上的D′点所需要的时间为 （4）根据电流的定义式得 氚核沿轴向的平均速度为，，， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州第二中学5月月考物理试卷 注：本卷如无特殊说明，重力加速度取。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（　　） A. J/s B. m C. J•s D. m/s 2. 如图甲所示，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹一个光滑球完成各种动作，其过程可以简化为图乙。假设两运动员背部给光滑球压力均在同一竖直面内，现保持A运动员背部竖直，B运动员背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而光滑球保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A. A运动员对光滑球的压力可能大于光滑球对A的压力 B. A、B运动员对光滑球的合力可能减小 C. B运动员对光滑球的压力一定增大 D. A运动员对光滑球的压力一定小于B运动员对光滑球的压力 3. 泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”，从山脚的红门到山顶的路程约为10公里，机器狗仅用了两个小时，比普通人登山所用时间缩短了一半，如图所示在搬运重物过程中（　　） A. 游客在研究机器狗的爬山路线时，可以将它视为质点 B. 以机器狗为参考系，重物是运动的 C. 机器狗的平均速度大小约为5km/h D. 机器狗消耗的电能全部转化为机器狗和货物的机械能 4. 关于下列四幅插图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，可以利用悬挂法确定薄板重心，是由于作用力与反作用力总是等大反向共线 B. 图乙中，通过平面镜观察桌面的微小形变，主要用了控制变量的物理方法 C. 图丙中，人用力推沙发，沙发静止不动，是由于人对沙发的力和沙发对人的力效果相互抵消 D. 图丁中，探究作用力与反作用力关系实验时，弹簧秤的运动状态对实验结果没有影响 5. 1834年，洛埃利用平面镜得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）：S为单色点光源，平面镜沿OA方向水平放置，靠近并垂直于光屏。如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 向上略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 B. 向上略微平移平面镜，干涉条纹间距增大 C. 沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距变大 D. 在光屏上形成的干涉条纹形状为双曲线 6. 2024年6月，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示：探测器在椭圆轨道1运行经过P点时变轨进入椭圆轨道2、在轨道2上经过P点时再次变轨进入圆轨道3。三个轨道相切于P点，Q点是轨道2上离月球最远的点。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 探测器在轨道2上从P点运行到Q点的过程中，机械能越来越大 C. 探测器分别沿着轨道2和轨道3运行，经过P点时的加速度相同 D. 探测器在轨道3上运行的周期大于其在轨道1上运行的周期 7. 2025年2月10日，中国选手杨文龙在哈尔滨第九届亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛中勇夺冠军，杨文龙的重心运动过程简化后如图所示，若其起跳瞬间速度大小v1，方向与水平方向的夹角为α，着陆瞬间速度大小为v2，方向与水平方向的夹角为β，最高点B到A、C两点的水平距离之比为1:2，其所受空气阻力的大小与速度大小成正比，方向与速度方向相反，比例系数为k，重力加速度为g，杨文龙与雪板的质量为m。下列说法正确的是（　　） A. 杨文龙运动到最高点时速度恰好水平且最小 B. A点到C点的水平距离为 C. 从起跳到着陆杨文龙的重力势能减少 D. 杨文龙的最小速度为 8. 如图所示，匝数为N、面积为S的矩形线框处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过电刷与外电路连接，图中的理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表（理想）的示数为I，定值电阻、的阻值均为R，线框以及导线的电阻均可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 线框经过图示位置时，电流表示数为零 B. 线框转动过程中产生的最大感应电动势为 C. 线框转动的角速度为 D. 若增大，变压器铁芯中磁感应强度最大值减小 9. 太极图形象地表达了阴阳相互转化、相互统一的形式美与和谐美。图为由绝缘框架构成的太极图形，为大圆圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，、、在同一竖直线上，、为大圆水平直径的两个顶点，、为大圆竖直直径的两个顶点，、分别是和的中点。整个框架单位长度所带电荷量均相等，其中圆弧O—D—B—C带正电，圆弧O—C—A—D带负电，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度为0 B. 、两点的电场强度相等 C. 、两点的电势相等 D. 、两点的电势相等 10. 如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R的圆形线圈，在时刻线圈由静止释放，经时间t速度变为v，假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为B，线圈导线单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 在t时刻线圈的加速度大小为 B. 0~t时间内通过线圈的磁通量减少 C. 0~t时间内线圈下落高度为 D. 若增大线圈的半径，线圈下落的最大速度不变 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图所示是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为8MeV，的核子平均结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 是铀235核裂变的核反应方程式 B. 由图可知两个核结合成核会释放出能量 C. 组成核的核子的平均质量比组成核的核子平均质量大 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约112MeV能量 12. 现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，h为普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B. 电子能级越高，运动的周期越小 C. 第n能级的轨道半径 D. 电子在第n个能级时体系的总能量 13. 如图1所示，弹性绳长8m，A端作为波源，B端套在光滑的竖直杆上可自由滑动。A端做一次完整的振动，其图像如图2所示，波在绳上传播的速度为2m/s，下列4个时刻的波形图，正确的是（　　） A B. C. D. 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分） 14. 在某次研究平抛运动的实验中： 如图甲所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是________（多选）。 A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平 C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于O点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为原点。 （3）某同学做实验时记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系，根据图中数据判断，小球平抛的初速度为________m/s。 （4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他以某点迹为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个点迹的坐标值、，且，如图丁所示，假设各个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________（用、、、坐标表示）。 15. 某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤：已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随压力F变化的图像如图（a）所示，其中，图像斜率。小组同学按图（b）所示电路制作了，一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势，内阻未知，电流表量程为10mA，内阻。实验步骤如下： ①秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏； ②秤盘上放置已知质量的重物m，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数I； ③换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值； ④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。 （1）实验时发现电流表量程偏小，若根据需要将其量程扩大为100mA，则应该给该电流表并联一个阻值为________Ω的电阻。 （2）并联上述电阻后，若某次测重物质量时，原电流表的示数为2mA，则待测重物质量________kg。（结果保留2位有效数字） （3）电流表表盘改动后，正确的刻线及0刻度位置最合理的是________。 A. B. C. D. （4）若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤①的操作，则②中的测量结果将会________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 16. 下列说法正确的是（　　） A. 双缝干涉实验可以用光强弱一些，不会损坏眼睛的激光进行实验，这时不需要单缝 B. 用油膜法估测油酸分子大小的实验中，若在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，会导致油酸分子直径的测量值偏小 C. 在用单摆测量重力加速度实验中，计算摆长L时忘记加上小球半径，可以作出图像，利用其斜率计算重力加速度，这样不影响得到的结果 D. 要研究气体等温变化的规律，为了避免漏气，应在活塞与注射器壁间涂有润滑油，压缩气体时操作越快越好 17. 如图（a）所示，两个活塞将A、B两部分种类、质量都相同的理想气体密封在导热气缸内，初始时气缸水平放置且两部分气体体积均为。现将气缸缓慢转动到与水平方向成30°角的位置，达到末状态，如图（b）所示。已知大气压强为，重力加速度为g，两活塞横截面积均为S，质量均为，不计活塞与气缸间的摩擦，环境温度保持不变。 （1）活塞旋转过程中，A部分气体分子单位时间内与单位面积气缸壁的碰撞次数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）；在末状态时，若抽去A、B气体之间的活塞，将导致两部分气体的混合，该过程是________（选填“可逆”或“不可逆”）的。 （2）求末状态时，A、B两部分气体的密度之比； （3）查阅资料知：如图（c），反比例函数图像上a、b间的曲线与x轴所围成的面积为，其中ln为自然对数。求气缸旋转的过程中，A部分气体向外界放出的热量。 18. 如图所示，半径光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心的连线与竖直方向夹角的余弦值，右侧端点P和圆心、在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量的小橡胶环A以的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量的小橡胶环B。在右侧端点P的正下方处，有一质量、长度的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力。求： （1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受滑杆弹力大小； （2）小橡胶环B刚套入长直木杆C时的速度大小； （3）小橡胶环B相对长直木杆C第一次上滑的距离； （4）小橡胶环B相对长直木杆C滑动总路程。 19. 如图甲所示，在竖直平面内有一宽度为L的匀强磁场区域，其上下边界水平，磁场的方向垂直竖直平面向里，磁感应强度大小为B。从t=0时开始，一质量为m的单匝正方形闭合金属框abcd在竖直向上的恒力作用下，从静止开始向上运动，ab边刚进入磁场时，速度大小为v1；当线框的cd边离开磁场时马上撤去恒力，此时线框恰与挡板碰撞，速度立刻减为0，碰撞时间忽略不计。线框上升和下落的过程中速度大小与时间的关系如图乙所示，图中v1和v2均为已知。已知线框的边长为L、总电阻为R，在整个运动过程中线框平面始终在该竖直平面内，且ab边保持水平，重力加速度为g，求： （1）上升过程中，线框ab边刚进入磁场时的电流大小I1； （2）上升过程中，线框所受恒力的大小F； （3）整个运动过程中，线框产生的焦耳热Q； （4）从t=0时开始到线框向下运动至完全离开磁场的时间t总。 20. 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径为，OO′为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为R的圆为边界分成两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小也为B。在D点设置一原子核发射装置，可发射电荷量为q、质量为m的氘核与电荷量为q、质量为的氚核，核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外，除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。 （1）若从D点发射的氘核的速度大小为v，且其动能由静止的氘核经过电场加速而获得，求其加速电压U； （2）氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核在D点发射的速度大小； （3）若氚核在D点发射的速度大小，求发射后经过多长时间，氚核第一次到达与D点在同一条轴线上的点（图中标为D′）； （4）假设D点的原子核发射装置只持续稳定地发射速度大小的氚核粒子。粒子分布稳定后，沿中心轴线方向单位长度内平均有n个氚核，求圆柱形容器内沿中心轴线方向的等效电流。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $