精品解析：河南省信阳市信阳高级中学2024-2025学年高三下学期5月月考物理试题

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）、老校（文化街校区） 2024-2025学年高三下期05月测试（一） 物理试题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，每题只有一个正确选项。） 1. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的 图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 2. 据多家媒体报道，2023年12月1日晚有网友在北京多地拍摄到了极光现象。极光现象常见于高纬度地区，多为绿色，而此次发生在北京这样的中低纬度地区，极光为红色，非常罕见。极光主要是由于来自宇宙的高能粒子与地球大气层中的原子发生碰撞，使原子受到激发，因为不稳定而对外辐射电磁波。在高纬度地区，氧原子更容易受到激发辐射出绿光；而中低纬度的氧原子更容易受到激发辐射出红光。假设受到激发前，氧原子均处于相同的稳定状态，结合玻尔的原子理论，比较中低纬度和高纬度的氧原子，下列说法正确的是（　　） A. 高纬度地区的氧原子受到激发时能级更高 B. 中低纬度地区的氧原子吸收的能量更多 C. 每个氧原子辐射的能量大于吸收的能量 D. 玻尔原子理论完全可以解释氧原子的发光现象 3. 如图所示，两根长直导线竖直插入粗糙绝缘水平桌面上的A、B两小孔中，CD虚线为AB连线的中垂线，O为A、B连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线中通有大小相等、方向相反的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电的小滑块以初速度从a点出发在桌面上沿连线CD运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块做匀速直线运动 B. 小滑块做匀减速直线运动 C. 小滑块做加速度逐渐增大的减速直线运动 D. 小滑块做加速度先增大后减小的减速直线运动 4. 如图甲所示的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、洛伦兹力管（玻璃泡部分）和电源控制部分组成的。励磁线圈能够在两个线圈间产生方向与两个线圈中心连线平行的匀强磁场，玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，玻璃泡内充有稀薄的气体，能让电子束通过时显示出运动的径迹。洛伦兹力演示仪的结构示意图如图乙所示，已知 为装置中心点，电子枪处于位置，、点到 点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现电子束的径迹显示为以 为中心的一个圆，则下列说法正确的是（　　） A. 两励磁线圈内电流大小相等、方向相反 B. 电子束的径迹圆经过四点 C. 若只增大两励磁线圈的电流，可以使电子束的径迹圆半径增大 D. 电子束绕转方向与励磁线圈内电流绕转方向一致 5. 如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子（互不影响）。把两个小球拉到相同的位置，先释放A球，当A球第一次到达平衡位置时再释放B球，在接下来的运动过程中，两小球不可能在同一时刻具有（　　） A. 相同的速度与相同的动能 B. 相同速度与相同位移 C. 相同的位移与相同的加速度 D. 相同的位移与相同的动能 6. 如图1所示，半径为 且位置固定的细圆环上，均匀分布着总电荷量为的电荷， 点为圆环的圆心， 轴通过 点且垂直于环面， 点在 轴上，它与 点的距离为。 轴上电势 的分布图如图2所示，图线上三点的坐标已在图2中标出。静电力常量为 ，距离 点无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（　　） A. 圆心 点处的电势最高且电场强度最大 B. 圆心 点的电场强度大小为 C. 轴上 点的电场强度大小为 D. 电荷量为 、质量为 的点电荷从 点以初速度沿 轴射出，此点电荷运动位移为时，其速度减为零 7. 我国的风云系列气象卫星是由运行在地球同步轨道（风云二号、四号系列）和太阳同步轨道（风云一号、三号系列）的两种卫星配合工作的．太阳同步轨道的轨道平面绕地球自转轴旋转，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度。如图，状态①时太阳同步轨道卫星轨道平面与日地连线成角。以下说法正确的是（　　） A. 从状态①经状态②到状态③的过程中，角不断增大 B. 当时，太阳同步轨道卫星能连续不断地观测太阳动态 C. 当时，太阳同步轨道卫星总能不间断地沐浴太阳光 D. 太阳同步轨道卫星可以定点在赤道上空 二、多项选择题（每小题6分，共18分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全得3分，有选错的得0分。） 8. 一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的 图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A. 曲线a对应了P到Q的过程 B. 曲线c对应了P到Q的过程 C. P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D. 状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 9. 在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ，边界内有竖直向下的匀强磁场。紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd，如图所示（俯视图）。已知线框边长为L，磁场宽度为2L。从 时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速直线运动。则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中，以下关于线框中的磁通量、ab边电压U、外力F和电功率P随位移x变化的规律图像正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为 的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻之后，组成的系统动量守恒 B. 时刻速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 阶段，A的水平位移一定大于 三、实验题：（本题共2小题，共14分） 11. 某物理学习小组利用如图甲所示的向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为和，如图乙所示。 （1）下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 用单摆测量重力加速度 B. 探究一定质量气体的压强、体积、温度之间的关系 C. 探究加速度与力、质量的关系 D. 电池电动势和内阻的测量 （2）在某次实验中，为探究向心力与质量之间的关系，先把质量为m的钢球放在槽C位置，则应把另一质量为的钢球放在槽___________处（选填“A”或“B”），还需要将传动皮带调至第___________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）； （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球分别放在槽B、槽C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比约为（　　） A. B. C. D. 12. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。 （1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为________V，此时金属丝阻值的测量值R为________Ω（保留3位有效数字）； （2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值； （3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示； （4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的________侧（填“左”或“右”）； （5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 四.解答题（共3小题，共40分） 13. 图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面，ABCD构成正方形，M为正方形的中心，弧为过M点的半圆弧，圆心为O点。一束光从O点照射到弧上并射入透明材料，入射方向与OB成角，最终从弧射出。已知透明材料的折射率，圆弧的半径为R，光在真空中的速度为c。求 （1）光在透明材料中的传播速度v； （2）光在透明材料中传播的时间t； 14. 如图所示，一足够长的固定斜面与水平面的夹角，有一下端有挡板、上表面光滑的长木板正沿斜面匀速下滑，长木板质量为 、速度大小，现将另一质量为 的小物块轻轻地放在长木板的某一位置，当小物块即将运动到挡板位置时（与挡板碰撞前的瞬间），长木板的速度刚好减为零，随后小物块与挡板发生第1次碰撞，以后每隔一段时间，小物块与挡板碰撞一次，小物块始终没有脱离长木板，长木板始终在斜面上运动，已知小物块与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度， ，，求： （1）小物块在长木板上下滑过程中，长木板的加速度大小； （2）小物块放在木板上的瞬间，其与挡板间的距离； （3）小物块与挡板第5次碰撞后到第6次碰前，挡板的位移大小。 15. 如图甲所示，xoy平面内有两条平行直线MN、KL相距为d，在两平行直线之间分布着沿y轴的匀强电场（图中未画出） ，在MN、KL两侧分布着垂直xoy平面的匀强磁场（图中未画出） 。 时刻，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从O点以初速度垂直MN进入电场，随后在电场和磁场的作用下在xoy平面内运动，其速度可用图乙所示的直角坐标系内一点表示，、分别表示粒子速度在两个坐标轴上的分量。在图乙中，粒子初始时P点位于图乙中a点，随后粒子在电场作用下P点沿线段移动到b点，之后粒子离开电场进入磁场Ⅰ，P点沿以O为圆心的圆弧移动至c点，然后粒子再次回到电场中，P点沿线段移动到d点，之后粒子再次离开电场进入磁场Ⅱ，P点沿以O为圆心的圆弧回到a点。此后P点将沿图乙中的曲线 一直运动下去。已知任何相等的时间内P点沿图乙中闭合曲线通过的曲线长度都相等，不计重力。求： （1） 、KL间的电场强度E的大小和方向； （2）磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度和的大小和方向； （3）从O点出发后带电粒子由电场进入磁场Ⅱ时经过x轴的位置坐标和相应的时刻。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）、老校（文化街校区） 2024-2025学年高三下期05月测试（一） 物理试题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，每题只有一个正确选项。） 1. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的 图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．前4s内刹车的距离为，将刹车的过程逆向来看，根据 解得，故A错误； B．计时零点的速度大小为，故B错误； C．前4秒内平均速度大小为，故C正确； D．根据图像可知0~4s内和0~8s内位移相等，由于时间不等，故平均速度不等，故D错误。 故选C。 2. 据多家媒体报道，2023年12月1日晚有网友在北京多地拍摄到了极光现象。极光现象常见于高纬度地区，多为绿色，而此次发生在北京这样的中低纬度地区，极光为红色，非常罕见。极光主要是由于来自宇宙的高能粒子与地球大气层中的原子发生碰撞，使原子受到激发，因为不稳定而对外辐射电磁波。在高纬度地区，氧原子更容易受到激发辐射出绿光；而中低纬度的氧原子更容易受到激发辐射出红光。假设受到激发前，氧原子均处于相同的稳定状态，结合玻尔的原子理论，比较中低纬度和高纬度的氧原子，下列说法正确的是（　　） A. 高纬度地区的氧原子受到激发时能级更高 B. 中低纬度地区的氧原子吸收的能量更多 C. 每个氧原子辐射的能量大于吸收的能量 D. 玻尔原子理论完全可以解释氧原子的发光现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．绿光波长短能量高，红光波长长能量低，吸收或辐射的能量等于两能级之差，故高纬度地区的氧原子受激时能级更高，A正确； B．中低纬度的氧原子辐射的能量少，故吸收的能量也少，B错误； C．辐射和吸收的能量相等，C错误； D．玻尔原子理论只能解释氢原子光谱，D错误。 故选A。 3. 如图所示，两根长直导线竖直插入粗糙绝缘水平桌面上的A、B两小孔中，CD虚线为AB连线的中垂线，O为A、B连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线中通有大小相等、方向相反的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离。一带正电的小滑块以初速度从a点出发在桌面上沿连线CD运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块做匀速直线运动 B. 小滑块做匀减速直线运动 C. 小滑块做加速度逐渐增大的减速直线运动 D. 小滑块做加速度先增大后减小的减速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则，结合磁场的合成可知C、D之间的磁场方向沿CD向里，磁场感应强度大小先增大后减小，根据左手定则可知，带正电的小滑块以初速度从a点出发在桌面上沿连线CD运动到b点过程中，带正电的小球不受洛伦兹力，沿CD方向只受到滑动摩擦力作用，方向沿DC向外，滑动摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知小滑块的加速度不变，所以小滑块做匀减速直线运动。 故选B。 4. 如图甲所示的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、洛伦兹力管（玻璃泡部分）和电源控制部分组成的。励磁线圈能够在两个线圈间产生方向与两个线圈中心连线平行的匀强磁场，玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，玻璃泡内充有稀薄的气体，能让电子束通过时显示出运动的径迹。洛伦兹力演示仪的结构示意图如图乙所示，已知 为装置中心点，电子枪处于位置，、点到 点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现电子束的径迹显示为以 为中心的一个圆，则下列说法正确的是（　　） A. 两励磁线圈内电流大小相等、方向相反 B. 电子束的径迹圆经过四点 C. 若只增大两励磁线圈的电流，可以使电子束的径迹圆半径增大 D. 电子束绕转方向与励磁线圈内电流绕转方向一致 【答案】D 【解析】 【详解】A．励磁线圈间是匀强磁场，由安培定则可知两励磁线圈内电流大小相等、方向相同，故A错误； C．根据 解得 可知若只增大两励磁线圈的电流，则励磁线圈间的磁感应强度变大，可以使电子束的径迹圆半径减小，故C错误； BD．若从右侧看励磁线圈中电流方向沿顺时针，则产生的磁场方向向左，从a点发射的电子若是绕O点运动，则说明发射方向垂直纸面向外，电子束的径迹圆应该垂直于四点所在的平面，从右侧看，电子做顺时针运动，与励磁线圈中电流方向一致，故B错误；D正确。 故选D。 5. 如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子（互不影响）。把两个小球拉到相同的位置，先释放A球，当A球第一次到达平衡位置时再释放B球，在接下来的运动过程中，两小球不可能在同一时刻具有（　　） A. 相同的速度与相同的动能 B. 相同速度与相同位移 C. 相同的位移与相同的加速度 D. 相同的位移与相同的动能 【答案】B 【解析】 【详解】当A球第一次到达平衡位置时再释放B球，则两球振动的相位始终相差，振动图像如图，根据简谐振动的特点： A．在同一时刻，可能具有相同大小的速度，由可知，可能相同的动能，例如t1时刻，故A不合题意； B．在同一时刻，由于两球振动的相位始终相差，不可能同时具有相同速度与相同位移，例如t2时刻，位移相同，速度大小相同，但是方向不同，故B符合题意； C．在同一时刻，可能具有相同的位移，根据可知，可能相同的加速度，例如t2时刻，故C不合题意。 同一时刻，可能有相同的位移，此时速度大小一定相同，则有相同的动能，例如t2时刻，故D不符合题意。 故选B。 6. 如图1所示，半径为 且位置固定的细圆环上，均匀分布着总电荷量为的电荷， 点为圆环的圆心， 轴通过 点且垂直于环面， 点在 轴上，它与 点的距离为。 轴上电势 的分布图如图2所示，图线上三点的坐标已在图2中标出。静电力常量为 ，距离 点无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（　　） A. 圆心 点处的电势最高且电场强度最大 B. 圆心 点的电场强度大小为 C. 轴上 点的电场强度大小为 D. 电荷量为 、质量为 的点电荷从 点以初速度沿 轴射出，此点电荷运动位移为时，其速度减为零 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题图2可知，圆心 点的电势为，将圆环分成 个微元，每个微元均能视为点电荷，根据对称性可知，圆心 点的电场强度大小为0，故AB错误； C．根据上述，令每个微元的电荷量为，微元与 点的间距为 ，微元与 点连线和 轴的夹角为，则根据对称性可知， 点电场强度 又由于 ，， 解得 C正确； D．根据 其中 ， 解得 根据图2可知，此点电荷运动位移为时，其速度减为零，D错误。 故选C。 7. 我国的风云系列气象卫星是由运行在地球同步轨道（风云二号、四号系列）和太阳同步轨道（风云一号、三号系列）的两种卫星配合工作的．太阳同步轨道的轨道平面绕地球自转轴旋转，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度。如图，状态①时太阳同步轨道卫星轨道平面与日地连线成角。以下说法正确的是（　　） A. 从状态①经状态②到状态③的过程中，角不断增大 B. 当时，太阳同步轨道卫星能连续不断地观测太阳动态 C. 当时，太阳同步轨道卫星总能不间断地沐浴太阳光 D. 太阳同步轨道卫星可以定点在赤道上空 【答案】B 【解析】 【详解】A．状态①经状态②到状态③的过程中，角保持不变，故A错误； B．当时，太阳同步轨道卫星能连续不断地观测太阳动态，故B正确； C．当时，太阳同步轨道卫星运动过程中总有段时间处于地球的阴影之中，故C错误； D．地轴经过太阳同步轨道的轨道平面，故太阳同步轨道卫星不能定点在赤道上空，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（每小题6分，共18分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全得3分，有选错的得0分。） 8. 一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的 图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A. 曲线a对应了P到Q的过程 B. 曲线c对应了P到Q的过程 C. P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D. 状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．P到Q的过程压强减小，体积增大，根据理想气体状态方程可知，初末状态温度相同，在图乙中，，所以虚线b为等压线，从P到Q过程中，压强始终小于P点压强，即图像斜率小于P点对应斜率，所以曲线c对应了P到Q的过程，故A错误，B正确； C． 图像面积代表做功，所以 P到Q的过程内能不变，根据热力学第一定律， 理想气体吸收的热量为，故C正确； D．初末状态温度相同，分子平均动能相同，初态压强是末态的2倍，所以状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的2倍，故D错误。 故选BC。 9. 在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ，边界内有竖直向下的匀强磁场。紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd，如图所示（俯视图）。已知线框边长为L，磁场宽度为2L。从 时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速直线运动。则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中，以下关于线框中的磁通量、ab边电压U、外力F和电功率P随位移x变化的规律图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．线框中的磁通量，可知：，，随x均匀增大；，不变；，随x均匀减小，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律，， 完全进入磁场的瞬间 完全进入磁场后在磁场中加速运动，此时 线圈的ab边出磁场的瞬间 线圈完全出磁场后速度减速为零，此时 故B错误； C．，线圈的ab边开始进入磁场的安培力 F与x不是线性关系，故C错误； D．，电功率 ，线圈完全进入磁场，，电功率为0 ，ab离开磁场，电功率 故D正确。 故选AD。 10. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为 的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻之后，组成的系统动量守恒 B. 时刻速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 阶段，A的水平位移一定大于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图乙可知时刻后，B开始运动起来了，说明此时B已经离开挡板向左运动，B与挡板间没有了作用力，由于杆光滑，故AB构成的系统水平方向不受外力，即AB组成的系统水平动量守恒，但AB整体在竖直方向上合力不为0，则竖直方向动量不守恒，故时刻之后，组成的系统动量不守恒，故A错误； B．题意可知时刻A的水平最大为，对A，由动能定理得 时刻后，由AB系统水平方向动量守恒有 联立解得相同速度 故B正确； CD．图乙中阴影部分的面积为表示的AB水平方向位移差（），从阶段，设AB共速时A的下落高度为 ，由能量守恒有 联立以上可得 故从阶段，图乙中阴影部分的面积为 联立以上解得 整理可得 故C错误，D正确。 故选 BD。 三、实验题：（本题共2小题，共14分） 11. 某物理学习小组利用如图甲所示的向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为和，如图乙所示。 （1）下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 用单摆测量重力加速度 B. 探究一定质量气体的压强、体积、温度之间的关系 C. 探究加速度与力、质量的关系 D. 电池电动势和内阻的测量 （2）在某次实验中，为探究向心力与质量之间的关系，先把质量为m的钢球放在槽C位置，则应把另一质量为的钢球放在槽___________处（选填“A”或“B”），还需要将传动皮带调至第___________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）； （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球分别放在槽B、槽C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）BC （2） ①. B ②. 一 （3）C 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 故选BC。 【小问2详解】 [1][2] 要探究向心力与质量之间的关系，需要控制两小球做圆周运动的角速度和半径相等，故将另一钢球放在B处，将传动皮带调至第一层塔轮。 【小问3详解】 在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，可知两小球做圆周运动的半径相等，传动皮带位于第三层，根据 可知两小球做圆周运动的角速度之比为 根据 当匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比约为 故选C。 12. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。 （1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为________V，此时金属丝阻值的测量值R为________Ω（保留3位有效数字）； （2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值； （3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示； （4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的________侧（填“左”或“右”）； （5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. 1.23 ②. 12.3 ③. 右 ④. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]电压表量程为0—3V，分度值为0.1V，则电压表读数需估读一位，读数为1.23V，范围在1.23—1.26V均可。 [2]根据欧姆定律可知，金属丝的测量值 （4）[3]根据图（d）可知气压越小电阻越大，再根据 U = IR 可知压强p减小，则电阻R增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图（c）中指针位置的右侧。 （5）[4]电流表采用外接法会导致电压表分流，即 ， 即I测偏大，故R测 < R真。 四.解答题（共3小题，共40分） 13. 图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面，ABCD构成正方形，M为正方形的中心，弧为过M点的半圆弧，圆心为O点。一束光从O点照射到弧上并射入透明材料，入射方向与OB成角，最终从弧射出。已知透明材料的折射率，圆弧的半径为R，光在真空中的速度为c。求 （1）光在透明材料中的传播速度v； （2）光在透明材料中传播的时间t； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光在透明材料中的传播速度为 【小问2详解】 光在AB、AD、DC面能发生全反射的临界角相同，均为C，则 即 光以角沿半径方向入射到弧面BC，进入透明材料后光的传播方向不变。入射到界面AB时入射角为，恰好发生全反射，反射角为。同理在AD、DC面时也恰好发生全反射。光在透明材料内部的光路如图所示 由几何关系可得，光在材料中路径的长度为 光在透明材料中传播的时间为 求得 14. 如图所示，一足够长的固定斜面与水平面的夹角，有一下端有挡板、上表面光滑的长木板正沿斜面匀速下滑，长木板质量为 、速度大小，现将另一质量为 的小物块轻轻地放在长木板的某一位置，当小物块即将运动到挡板位置时（与挡板碰撞前的瞬间），长木板的速度刚好减为零，随后小物块与挡板发生第1次碰撞，以后每隔一段时间，小物块与挡板碰撞一次，小物块始终没有脱离长木板，长木板始终在斜面上运动，已知小物块与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度， ，，求： （1）小物块在长木板上下滑过程中，长木板的加速度大小； （2）小物块放在木板上的瞬间，其与挡板间的距离； （3）小物块与挡板第5次碰撞后到第6次碰前，挡板的位移大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 长木板开始匀速下滑，由平衡条件得 解得 把小物块放上长木板后，对长木板，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 长木板上表面光滑，碰撞前小物块做匀加速直线运动，小物块加速运动时间 设小物块与挡板第一次碰撞前小物块的速度为 ，则 小物块的位移为 木板的位移为 小物块放在木板上的瞬间，其与挡板的距离为 【小问3详解】 物块与挡板碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得， 碰撞后长木板速度再次减为零的时间 此时小物块的速度为 解得 长木板平均速度为 小物块平均速度为 长木板与小物块位移相等，接下来再次碰撞 以此类推可得，小物块与挡板第5次碰撞后的瞬间，挡板的速度大小为 小物块与挡板第5次碰撞后到第6次碰前，挡板的位移大小 15. 如图甲所示，xoy平面内有两条平行直线MN、KL相距为d，在两平行直线之间分布着沿y轴的匀强电场（图中未画出） ，在MN、KL两侧分布着垂直xoy平面的匀强磁场（图中未画出） 。 时刻，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从O点以初速度垂直MN进入电场，随后在电场和磁场的作用下在xoy平面内运动，其速度可用图乙所示的直角坐标系内一点表示，、分别表示粒子速度在两个坐标轴上的分量。在图乙中，粒子初始时P点位于图乙中a点，随后粒子在电场作用下P点沿线段移动到b点，之后粒子离开电场进入磁场Ⅰ，P点沿以O为圆心的圆弧移动至c点，然后粒子再次回到电场中，P点沿线段移动到d点，之后粒子再次离开电场进入磁场Ⅱ，P点沿以O为圆心的圆弧回到a点。此后P点将沿图乙中的曲线 一直运动下去。已知任何相等的时间内P点沿图乙中闭合曲线通过的曲线长度都相等，不计重力。求： （1） 、KL间的电场强度E的大小和方向； （2）磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度和的大小和方向； （3）从O点出发后带电粒子由电场进入磁场Ⅱ时经过x轴的位置坐标和相应的时刻。 【答案】（1），方向沿y轴负方向 （2），垂直纸面向里，，垂直纸面向里 （3）；或 【解析】 【小问1详解】 从M到N速度从加速度到，根据动能定理有 解得 方向沿y轴负方向。 【小问2详解】 根据图乙， P点从 表示粒子在磁场中速度方向逆时针变化，所以方向垂直xOy平面向里；同理P点从 表示粒子在磁场中速度方向逆时针变化，所以方向垂直xOy平面向里，任何相等的时间内P点沿图乙中闭合曲线通过的曲线长度都相等，即 大小不变，所以， 解得 垂直纸面向里 垂直纸面向里。 【小问3详解】 带电粒子在磁场中有 解得 同理带电粒子在磁场中有 解得 带电粒子轨迹如图 （图中两个直线的名称改为MN、 ） 根据几何关系，粒子由电场进入磁场经过 x轴的位置为 或 在电场中经历的时间， 解得 在磁场中转半圈所用时间 在磁场中转半圈所用时间 则粒子由电场进入磁场经过x轴，对应时刻 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $