精品解析：湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高三下学期4月月考物理试题（八）

长沙市一中2025届高三月考试卷（八） 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：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. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。如图所示，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，则（　　） A. 同一介质对的折射率比对的折射率大 B. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 2. 如图所示，位于竖直平面内的一面墙上有A、B、C三个完全相同的窗户。将一个小球斜向上抛出，小球在空中依次飞过A、B、C三个窗户，图中曲线为小球在空中运动的轨迹，轨迹所在的平面靠近竖直墙面，且与墙面平行。不计空气阻力的影响，以下说法中正确的是（　　） A. 小球通过窗户A所用的时间最长 B. 小球通过窗户C克服重力做功的平均功率最大 C. 小球通过窗户C动量变化量最大 D. 小球通过窗户A克服重力做的功最多 3. 在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为的物件缓慢上升，吊车保持静止。不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为。则下列说法中正确的是（　　） A. 钢丝绳索对定滑轮的作用力大小一定小于 B. 钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定竖直向下 C. 钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着方向 D. 地面对吊车的静摩擦力一定水平向左 4. 如图所示，将一个磁流体发电机与电容器用导线连接起来，持续向板间喷入垂直于磁场方向且速度大小为的等离子体（等离子体中含有大量正、负离子，且不计重力），板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为；有一带电油滴从电容器的中轴线上匀速通过电容器。两个仪器两极板间距相同，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 带电油滴带正电 B. 油滴的比荷为 C. 若只增大等离子体的速度，油滴将向上偏转 D. 若只减小单个等离子体所带的电量，油滴将向下偏转 5. 2024年夏天由于炎热天气影响，全国用电量激增。通过调查发现，在我国电源供给中风电、光伏等清洁能源占到近三成，成为电力可靠供应的重要保障。某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的总电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为升压变压器输出功率的6%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为55匝，则下列说法正确的是（　　） A. 风力发电机的输出功率为 B. 通过输电线的电流为 C. 升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的3倍 D. 降压变压器原线圈的匝数为3525匝 6. 斯托克斯公式在流体力学中有广泛的应用，该公式指出物体在粘滞流体中运动时会受到阻力，称为粘滞阻力，球形物体受到的粘滞阻力表达式为，式中为液体的粘滞系数，为小球的半径，为小球运动的速率。如图所示，小球在蓖麻油中图示位置处由静止沿竖直方向下落，经时间恰好达到最大速度，且此过程小球下降的高度为。已知盛有蓖麻油的容器足够深，小球的密度为，蓖麻油的密度为，粘滞系数恒为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 时间内小球下落的高度小于 B. 若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为 C. 小球的最大速度与其半径的关系可表示为 D. 小球的质量与其半径的比值可表示为 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接。假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，已知天宫二号的轨道半径为r，天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T，A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点，地球半径为R，引力常量为G。则 （ ） A. 天宫二号的运行速度小于7.9km/s B. 天舟一号的发射速度大于11.2km/s C. 根据题中信息可以求出地球的质量 D. 天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 8. 一定质量的理想气体由状态开始，经历过程，其图像如图，的延长线过坐标原点，与纵轴平行。已知，两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在状态下的冲量 B. 过程中气体内能变化量的绝对值大于 C. 整个过程中，外界对气体做功大于0 D. 过程中气体从外界吸收的热量为 9. 在竖直平面内有水平向右、电场强度为的匀强电场，在电场中有一个半径为的光滑圆环，环内有两根光滑的弦和，点所在的半径与竖直直径成角，质量为的带电小球由静止从点释放，沿弦和到达圆周的时间相同。现去掉弦和，给小球一个初速度让小球恰能在竖直平面沿环内逆时针做圆周运动，，。下列说法正确的是（　　） A. 小球所带电量为 B. 小球做圆周运动的过程中对环的最大压力是 C. 小球做圆周运动过程中点的动能为 D. 小球做圆周运动从到的过程中动能逐渐增大 10. 如图所示，相距L=0.1m的平行轨道由两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。水平轨道MNPQ区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。光滑导体棒ab的质量m1=0.2kg，电阻R1=0.1Ω，另一导体棒cd的质量m2=0.3kg，电阻R2=0.2Ω，放置在足够长的水平轨道上，导体棒cd与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，光滑足够长斜面的倾角θ=30°，斜面顶端固定一轻质光滑小定滑轮，滑轮与水平轨道等高。一绝缘轻绳绕过滑轮一端与导体棒cd相连，另一端与处于斜面上的物块相连，且cd与物块恰好均保持静止（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现让ab棒从距水平轨道高为H=0.8m处由静止释放，在之后的运动过程中，ab棒恰好能与水平轨道上的cd棒相遇，全程两棒均未出磁场区域。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 小物块的质量为0.2kg B. 导体棒cd初始位置与水平轨道最左端MN间的距离为18m C. 整个过程中，经过导体棒ab某一截面的电荷量为5C D. 整个过程中，导体棒cd产生的焦耳热为0.8J 三、实验题：本题共2小题，11题8分、12题8分，共16分。 11. 某实验小组的甲、乙两同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。 他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线表示），然后放好三棱镜，在垂直于的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，______。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。 （1）题中横线处缺少的实验要求为：______； （2）如图所示，甲同学通过量角器测出及与边的夹角为，由以上数据可得该玻璃的折射率_______； （3）根据前面的结论，在一侧_______（填“能”或“不能”）看到大头针和的像； （4）乙同学认为甲同学通过测量计算折射率会引入间接测量误差，于是他想利用棱镜内部光路直接测量面的入射角及折射角，从而测定玻璃折射率。但是实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值______真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 12. 光敏电阻广泛的应用于光控制电路中，物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度（光照强度）下的光敏电阻的阻值，照度单位为勒克斯（1x）。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度，将电阻箱阻值调到最大，先闭合开关，再将开关与1连接，调节电阻箱的阻值如图乙所示时，此时通过电流表的电流为，然后将开关与2连接，当调节电阻箱的阻值如图丙所示时，电流表的示数恰好也为。 （1）图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像，由图可知照度降低时，光敏电阻的阻值随照度变化得越来越_______（选填“快”或“慢”）； （2）由题中信息可知，此时光的照度为________lx（保留两位有效数字）； （3）小组设计了如图戊所示的电路控制路灯，图戊中为此实验的光敏电阻，为滑动变阻器，电磁继电器的衔铁由软铁（容易磁化和消磁）制成，为电磁铁的线圈电阻，开关与连接。当光照强度减小到时，衔铁就会被吸下，交流电路接通，当光照强度增大到时，衔铁就会被弹簧拉起，交流电路就会断开，路灯熄灭。请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能________。 （4）为节约能源，要求当光照强度减小到比更小时才点亮路灯，则只需根据（3）中电路适当操作即可，操作方法为________。 四、解答题：本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻0~25m部分的波形图如图中实线所示，经过=0.6s该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为12.5m，质点A平衡位置的横坐标为xA= 7.5m。 （1）求该简谐横波的波速。 （2）当波速取最小值时，求质点A的振动方程。 14. 如图所示，水平面内有间距为的光滑金属导轨，导轨间存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，垂直导轨放置的导体棒在外力作用下向左做匀速直线运动，导体棒接入导轨间的电阻为，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，金属导轨的电阻忽略不计，当的滑片位于最左端时，理想电压表的示数为。带正电的粒子从平行金属板中紧靠板的点由静止开始运动，经板的小孔后，垂直边射入第二个匀强磁场区，该磁场的磁感应强度也为，方向垂直纸面向外，其下边界距连线的距离为。已知带电粒子的比荷，不计粒子重力。 （1）求棒做匀速直线运动的速度大小； （2）当的滑片位于最右端时，求带电粒子进入磁场的速度大小； （3）调节滑动变阻器的滑片，求带电粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的差值（打在边界上的带电粒子被吸收）。 15. 某激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。图甲中轻弹簧下端固定在倾角为的是够长光滑斜面底端，上端与质量为的物块B相连，B处于静止状态，此时弹簧压缩量为d；现将质量为m下表面光滑的足够长的木板A置于B的上方，A的下端与B相距25d；质量为2m物块C置于A的上端，C与A之间动摩擦因数为，B、C均视为质点。B与斜面之间有智能涂层材料，仅可对B施加大小可调的阻力，当B的速度为零时涂层对其不施加作用力。现将A和C由静止释放，之后A与B发生正碰，碰撞时间极短，碰后B向下运动2d时速度减为零，此过程中B受到涂层的阻力大小f与下移距离x之间的关系如图乙所示。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内。 （1）求A、B第一碰前瞬间A速度大小； （2）求A、B在第一次碰撞过程中损失的机械能； （3）在B第一次向下运动过程中，求B与A下端相距最远距离； （4）若撤除弹簧，将B锁定在原位置，更换B与斜面间的智能涂层，仅B受到涂层的阻力，其大小与下移距离x之间的关系为。在A下端侧面粘有一质量不计的橡皮泥，A、C仍从原位置静止释放，A、B碰撞前瞬间B自动解除锁定，A、B碰后一起运动，经时间（已知）A、B速度减为零立即被锁定，且C与A、B始终未达共速。求从A、B碰后开始计时，在时间内A、C之间因摩摩擦产生的热量是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市一中2025届高三月考试卷（八） 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：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. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。如图所示，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，则（　　） A. 同一介质对的折射率比对的折射率大 B. 分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C. 若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知辐射光能量（能级差）越大，光的频率越大，波长越小；氢原子与的能级差小于与的能级差，则频率小于频率，故同一介质对的折射率更小，故A错误； B．以上分析可知的频率较小，故其波长大，分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显，故B正确； C．以上分析可知的频率较大，所以照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误； D．因为的波长大，根据双缝干涉条纹间距公式 可知分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大，故D错误。 故选B 2. 如图所示，位于竖直平面内的一面墙上有A、B、C三个完全相同的窗户。将一个小球斜向上抛出，小球在空中依次飞过A、B、C三个窗户，图中曲线为小球在空中运动的轨迹，轨迹所在的平面靠近竖直墙面，且与墙面平行。不计空气阻力的影响，以下说法中正确的是（　　） A. 小球通过窗户A所用的时间最长 B. 小球通过窗户C克服重力做功的平均功率最大 C. 小球通过窗户C动量变化量最大 D. 小球通过窗户A克服重力做的功最多 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做斜上抛运动，小球竖直方向速度逐渐减小，而A、B、C三个窗户的竖直高度相等，所以通过A所用时间最小，通过C所用时间最大，故A错误； D．小球通过A、B、C三个窗户重力做功相等，故D错误； B．通过所用时间最大，则平均功率最小，故错误； C．根据动量定理，经过窗户的时间最长，则动量变化量最大，故C正确。 故选C。 3. 在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为的物件缓慢上升，吊车保持静止。不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为。则下列说法中正确的是（　　） A. 钢丝绳索对定滑轮的作用力大小一定小于 B. 钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定竖直向下 C. 钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着方向 D. 地面对吊车的静摩擦力一定水平向左 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图中所示 即为的方向，质量为的物件缓慢上升，则 可得，故BC错误，A正确； D．利用整体法，可知地面对吊车无摩擦力，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，将一个磁流体发电机与电容器用导线连接起来，持续向板间喷入垂直于磁场方向且速度大小为的等离子体（等离子体中含有大量正、负离子，且不计重力），板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为；有一带电油滴从电容器的中轴线上匀速通过电容器。两个仪器两极板间距相同，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 带电油滴带正电 B. 油滴的比荷为 C. 若只增大等离子体的速度，油滴将向上偏转 D. 若只减小单个等离子体所带的电量，油滴将向下偏转 【答案】C 【解析】 【详解】A．对油滴受力分析可知，油滴受到向上的电场力，对磁流体发电机分析，根据左手定则可知，带正电的离子向上偏转，所以上极板带正电，下极板带负电，在电容器中形成向下的电场，故油滴带负电，故A错误； B．对于磁流体发电机有 可得两板间的电势差为 在电容器中，对油滴有 可得油滴的比荷为，故B错误； C．增大等离子体的速度，根据 可知油滴受到的静电力变大，则，油滴将向上偏转，故C正确； D．磁流体发电机的电动势为，与等离子体的电荷量无关，油滴仍能匀速通过，故D错误。 故选C。 5. 2024年夏天由于炎热天气影响，全国用电量激增。通过调查发现，在我国电源供给中风电、光伏等清洁能源占到近三成，成为电力可靠供应的重要保障。某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的总电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为升压变压器输出功率的6%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为55匝，则下列说法正确的是（　　） A. 风力发电机的输出功率为 B. 通过输电线的电流为 C. 升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的3倍 D. 降压变压器原线圈的匝数为3525匝 【答案】D 【解析】 【详解】A．用户得到的电功率 解得风力发电机的输出功率为 故错误； B．输电线损失的功率 通过输电线的电流 故错误； C．升压变压器的输出电压 可得升压变压器原、副线圈的匝数之比 故错误； D．输电线上的电压损失 降压变压器原线圈两端的电压 可得降压变压器原、副线圈的匝数之比 降压变压器原线圈的匝数为 故D正确。 故选D。 6. 斯托克斯公式在流体力学中有广泛的应用，该公式指出物体在粘滞流体中运动时会受到阻力，称为粘滞阻力，球形物体受到的粘滞阻力表达式为，式中为液体的粘滞系数，为小球的半径，为小球运动的速率。如图所示，小球在蓖麻油中图示位置处由静止沿竖直方向下落，经时间恰好达到最大速度，且此过程小球下降的高度为。已知盛有蓖麻油的容器足够深，小球的密度为，蓖麻油的密度为，粘滞系数恒为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 时间内小球下落的高度小于 B. 若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为 C. 小球的最大速度与其半径的关系可表示为 D. 小球的质量与其半径的比值可表示为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球受力分析有 即 可得 随着速度的增大，加速度减小，直到加速度减小到0，速度达到最大值，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，所以时间内小球下落的距离一定大于，A错误； B．根据 解得 单位为，错误； C．当加速度等于0时，速度最大，有 其中 解得，错误； D．由动量定理有： 解得，D正确。 故选D。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接。假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，已知天宫二号的轨道半径为r，天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T，A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点，地球半径为R，引力常量为G。则 （ ） A. 天宫二号的运行速度小于7.9km/s B. 天舟一号的发射速度大于11.2km/s C. 根据题中信息可以求出地球的质量 D. 天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．7.9km/s是近地卫星的环绕速度，卫星越高，线速度越小，则天宫二号的运行速度小于7.9km/s，选项A正确； B．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力逃到其它星球上去的最小速度，则天舟一号的发射速度小于11.2km/s，选项B错误； C．根据开普勒第三定律=常数，已知天宫二号的轨道半径r，天舟一号的周期T以及半长轴(r+R)，可求得天宫二号的周期T1，再根据 可求解地球的质量，选项C正确； D．天舟一号在A点加速才能进入天宫二号所在的轨道，则天舟一号在A点的速度小于天宫二号的运行速度，选项D错误； 故选AC。 8. 一定质量的理想气体由状态开始，经历过程，其图像如图，的延长线过坐标原点，与纵轴平行。已知，两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在状态下的冲量 B. 过程中气体内能变化量的绝对值大于 C. 整个过程中，外界对气体做的功大于0 D. 过程中气体从外界吸收的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．气体在单位时间内对单位面积器壁的冲量是 即为气体压强，由题图可知，气体在状态下的压强小于在状态下的压强，故气体在状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在状态下的冲量，A正确； B．过程中，气体压强减小，体积减小，根据理想气体状态方程 可知气体的温度减小，则气体的内能减小，即 气体体积减小，则外界对气体做功，有 又由题知，气体向外界放出热量，根据热力学第一定律有 故，B错误； C．整个过程中气体对外界做功等于的面积，故外界对气体做的功小于0，错误； D．过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，气体压强增大，根据 可知气体温度升高，则气体内能增大，根据热力学第一定律（气体向外界放出热量） 可知气体从外界吸收热量，且气体吸收的热量等于气体内能的增加量，由于状态与状态气体温度相同，则内能相等，则过程中气体从外界吸收的热量 由图可知，状态的气体压强为，过程外界对气体做功为 联立得，故D正确。 故选AD。 9. 在竖直平面内有水平向右、电场强度为的匀强电场，在电场中有一个半径为的光滑圆环，环内有两根光滑的弦和，点所在的半径与竖直直径成角，质量为的带电小球由静止从点释放，沿弦和到达圆周的时间相同。现去掉弦和，给小球一个初速度让小球恰能在竖直平面沿环内逆时针做圆周运动，，。下列说法正确的是（　　） A. 小球所带电量为 B. 小球做圆周运动的过程中对环的最大压力是 C. 小球做圆周运动的过程中点的动能为 D. 小球做圆周运动从到的过程中动能逐渐增大 【答案】AB 【解析】 【详解】AD．由题知，小球在复合场中运动，由静止从点释放，沿弦和到达圆周的时间相同，则点可以认为是等效圆周的最高点，此处动能最小，沿直径与之对应圆周上的点可以认为是等效圆周的最低点，对小球进行受力分析，小球应带正电，如图所示 可得 解得小球的带电量为，故正确，错误； C．小球做圆周运动过程中由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，小球的动能、重力势能和电势能之和保持不变，在圆上各点中，小球在等效最高点的势能（重力势能和电势能之和）最大，则其动能最小，由于小球恰能在竖直平面沿环内做圆周运动，根据牛顿第二定律，在点其合力作为小球做圆周运动的向心力 小球做圆周运动过程中点动能为动能最小，且，故错误； B．将重力与电场力等效成新的“重力场”，新“重力场”方向与竖直方向成，等效重力 等效重力加速度为 小球恰好能做圆周运动，在等效最高点点速度为 在等效最低点小球对环的压力最大，设小球在等效最低点的速度为，由动能定理得 在等效最低点，由牛顿第二定律 联立解得小球在等效最低点受到的支持力 根据牛顿第三定律知，小球做圆周运动的过程中对环的最大压力大小也为，故正确。 故选AB。 10. 如图所示，相距L=0.1m的平行轨道由两部分组成，其中圆弧轨道光滑，水平轨道粗糙。水平轨道MNPQ区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。光滑导体棒ab的质量m1=0.2kg，电阻R1=0.1Ω，另一导体棒cd的质量m2=0.3kg，电阻R2=0.2Ω，放置在足够长的水平轨道上，导体棒cd与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，光滑足够长斜面的倾角θ=30°，斜面顶端固定一轻质光滑小定滑轮，滑轮与水平轨道等高。一绝缘轻绳绕过滑轮一端与导体棒cd相连，另一端与处于斜面上的物块相连，且cd与物块恰好均保持静止（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现让ab棒从距水平轨道高为H=0.8m处由静止释放，在之后的运动过程中，ab棒恰好能与水平轨道上的cd棒相遇，全程两棒均未出磁场区域。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 小物块的质量为0.2kg B. 导体棒cd的初始位置与水平轨道最左端MN间的距离为18m C. 整个过程中，经过导体棒ab某一截面的电荷量为5C D. 整个过程中，导体棒cd产生的焦耳热为0.8J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块恰好静止不动，则有 解得 故A错误； BC．当ab棒进入磁场时，由动能定理可得 ab棒恰好能与cd棒相遇，设速度为，系统动量守恒，可得 对于ab棒，由动量定理可得 且 联立解得 代入解得 故B正确、C错误； D．相遇前，对系统由能量守恒可得 且 联立解得 故D正确。 故选BD。 三、实验题：本题共2小题，11题8分、12题8分，共16分。 11. 某实验小组的甲、乙两同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。 他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线表示），然后放好三棱镜，在垂直于的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，______。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。 （1）题中横线处缺少的实验要求为：______； （2）如图所示，甲同学通过量角器测出及与边的夹角为，由以上数据可得该玻璃的折射率_______； （3）根据前面的结论，在一侧_______（填“能”或“不能”）看到大头针和的像； （4）乙同学认为甲同学通过测量计算折射率会引入间接测量误差，于是他想利用棱镜内部光路直接测量面的入射角及折射角，从而测定玻璃折射率。但是实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值______真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）使挡住和、的像 （2） （3）不能 （4）小于 【解析】 【小问1详解】 题中横线处缺少的实验要求为使挡住和、的像。 【小问2详解】 根据几何关系可知光线在面的入射角为，根据折射定律得 【小问3详解】 根据几何关系可知光线在面的入射角为，因为，则光线在面发生全反射，在一侧不能看到大头针和的像。 【小问4详解】 若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，可知出射点相对于玻璃砖不动时向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，由此造成所测光线在面的入射角比实际值偏大，所以该玻璃折射率的测量值小于真实值。 12. 光敏电阻广泛的应用于光控制电路中，物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度（光照强度）下的光敏电阻的阻值，照度单位为勒克斯（1x）。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度，将电阻箱阻值调到最大，先闭合开关，再将开关与1连接，调节电阻箱的阻值如图乙所示时，此时通过电流表的电流为，然后将开关与2连接，当调节电阻箱的阻值如图丙所示时，电流表的示数恰好也为。 （1）图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像，由图可知照度降低时，光敏电阻的阻值随照度变化得越来越_______（选填“快”或“慢”）； （2）由题中信息可知，此时光的照度为________lx（保留两位有效数字）； （3）小组设计了如图戊所示的电路控制路灯，图戊中为此实验的光敏电阻，为滑动变阻器，电磁继电器的衔铁由软铁（容易磁化和消磁）制成，为电磁铁的线圈电阻，开关与连接。当光照强度减小到时，衔铁就会被吸下，交流电路接通，当光照强度增大到时，衔铁就会被弹簧拉起，交流电路就会断开，路灯熄灭。请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能________。 （4）为节约能源，要求当光照强度减小到比更小时才点亮路灯，则只需根据（3）中电路适当操作即可，操作方法为________。 【答案】（1）快 （2）1.0 （3） （4）将R1的滑片向右移 【解析】 【小问1详解】 由图可知照度降低时，光敏电阻的阻值随照度变化得越来越快； 【小问2详解】 根据电阻箱各旋钮的示数，可知，；根据题意可知，开关与1连接和与2连接时电流表的示数都为，根据闭合电路欧姆定律可知两种情况下电路中电阻大小相等，所以 根据的阻值，结合图像可知此时光照度为； 【小问3详解】 将线圈与光敏电阻并联，然后与滑动变阻器以及电源串联，这样当光照强度减小时，光敏电阻的阻值增大，并联部分的分压变大，线圈中的电流增大，螺线管的磁性变强，将衔铁吸下，路灯接通。 【小问4详解】 由图可知电路中的电流为 光敏电阻的电压为，当电压U达到一定值时衔铁被吸下，电路接通，要求当光照强度减小到比E1更小时才点亮路灯，因为光照强度减小，R0的阻值增大，所以应增大R1的值，才能使R0很大时路灯被点亮，所以将R1的滑片向右移。 四、解答题：本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻0~25m部分的波形图如图中实线所示，经过=0.6s该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为12.5m，质点A平衡位置的横坐标为xA= 7.5m。 （1）求该简谐横波的波速。 （2）当波速取最小值时，求质点A振动方程。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由波形图可知，波长 波沿x轴正方向传播，则 波速 （2） 时，波速最小，此时 则 质点A的振动方程 质点A在零时刻向上振动，可知 故质点A的振动方程 14. 如图所示，水平面内有间距为的光滑金属导轨，导轨间存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，垂直导轨放置的导体棒在外力作用下向左做匀速直线运动，导体棒接入导轨间的电阻为，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，金属导轨的电阻忽略不计，当的滑片位于最左端时，理想电压表的示数为。带正电的粒子从平行金属板中紧靠板的点由静止开始运动，经板的小孔后，垂直边射入第二个匀强磁场区，该磁场的磁感应强度也为，方向垂直纸面向外，其下边界距连线的距离为。已知带电粒子的比荷，不计粒子重力。 （1）求棒做匀速直线运动的速度大小； （2）当的滑片位于最右端时，求带电粒子进入磁场的速度大小； （3）调节滑动变阻器的滑片，求带电粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的差值（打在边界上的带电粒子被吸收）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒运动产生的电动势为 可得 【小问2详解】 电路中电流为 定值电阻两端电压 由以上各式求得 【小问3详解】 滑片在最左端时，两极板间的电势差最大，即 滑片在最右端时，极板间的电势差最小，即 粒子在电场中加速，由动能定理得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 由以上各式可求得带电粒子在磁场中运动的轨道半径的最大值和最小值分别为和 根据粒子运动轨迹可知，当时，对应轨迹的圆心角最小为 当时，对应轨迹圆心角最大为， 故 所求时间差值为 由以上各式得 15. 某激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。图甲中轻弹簧下端固定在倾角为的是够长光滑斜面底端，上端与质量为的物块B相连，B处于静止状态，此时弹簧压缩量为d；现将质量为m下表面光滑的足够长的木板A置于B的上方，A的下端与B相距25d；质量为2m物块C置于A的上端，C与A之间动摩擦因数为，B、C均视为质点。B与斜面之间有智能涂层材料，仅可对B施加大小可调的阻力，当B的速度为零时涂层对其不施加作用力。现将A和C由静止释放，之后A与B发生正碰，碰撞时间极短，碰后B向下运动2d时速度减为零，此过程中B受到涂层的阻力大小f与下移距离x之间的关系如图乙所示。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内。 （1）求A、B第一碰前瞬间A的速度大小； （2）求A、B在第一次碰撞过程中损失的机械能； （3）在B第一次向下运动过程中，求B与A下端相距最远的距离； （4）若撤除弹簧，将B锁定在原位置，更换B与斜面间的智能涂层，仅B受到涂层的阻力，其大小与下移距离x之间的关系为。在A下端侧面粘有一质量不计的橡皮泥，A、C仍从原位置静止释放，A、B碰撞前瞬间B自动解除锁定，A、B碰后一起运动，经时间（已知）A、B速度减为零立即被锁定，且C与A、B始终未达共速。求从A、B碰后开始计时，在时间内A、C之间因摩摩擦产生的热量是多少。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）木板A下表面光滑，A与B第一次碰撞前，若A、C一起向下加速，则 则此时C与A之间的摩擦力大小为 假设合理。对A和C，由位移速度关系 解得A、B第一碰撞前瞬间A的速度大小为 （2）A、B发生碰撞时，动量守恒 能量守恒 开始时，B处于静止状态 B与A碰撞后，到速度减为零，由动能定理 解得 解得A、B第一次碰撞过程中损失的机械能 （3）由（2），A、B第一次碰撞后，A沿斜面向上运动，B沿斜面向下运动，对A A减速到速度为零的时间 对B 由图可知 解得B的加速度 沿斜面向上。B减速到速度为零的时间 所以A沿斜面向上减速到速度为零后再沿斜面向下加速，直到A、B速度相等时，B与A下端相距最远，此时 解得 （4）A、B碰撞后一起运动 对AB整体 解得A、B碰撞后到速度减为零的位移 对AB受力分析可得 则A、B从碰撞开始到速度减为零过程是以碰撞时的位置作为平衡位置作简谐运动，类比弹簧振子 由题意可知，周期 在时刻，A、B的位移 此时对A、B 解得 对C 在时刻，C的速度大小 A、C之间因摩擦产生热量是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $