精品解析：山东省菏泽市鄄城县第一中学2025-2026学年高三上学期1月月考物理试题

2023级高三上学期 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 2024年9月，世界第一台能够实时动态监测药物在人体全身代谢分布的医疗设备—“探索者”全身PET-CT在我国诞生。PET成像的原理是将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，发生衰变，放出正电子并生成新原子核（这样的衰变称为衰变），正电子与人体内负电子相遇而湮灭转化为光子被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。结合衰变的实质为核内的中子转化成了一个质子和一个电子，下列说法正确的是（　　） A. 注入人体后半衰期增大 B. 发生衰变时原子核内的质量数减少1 C. 衰变放出的正电子是原子核内的一个质子转化成一个中子的过程中产生的 D. 若正负电子的质量均为m，则正负电子湮灭过程中释放出的核能为 2. 如图所示，质量为m的国产人形机器人“天工”站立在倾角为θ的斜面上，机器人与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 机器人对斜面的压力与斜面对机器人的支持力是一对平衡力 B. 机器人对斜面的压力是由于斜面发生了形变要恢复原状而产生的 C. 机器人相对于斜面的运动趋势方向沿斜面向下 D. 斜面对机器人的摩擦力大小为 3. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 4. 太阳和地球所在的连线上有如图所示的两个拉格朗日点、，在地球轨道内侧，在地球轨道外侧。有一颗人造卫星处在点，嫦娥五号轨道器在地面飞控人员精确控制下成功被日地拉格朗日点捕获，处人造卫星和处嫦娥五号会在太阳与地球引力的共同作用下，保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥五号的线速度大于人造卫星的线速度 B. 嫦娥五号的角速度大于地球公转的角速度 C. 嫦娥五号绕太阳运动的向心加速度一定小于人造卫星的向心加速度 D. 嫦娥五号绕太阳运动的向心力一定大于人造卫星的向心力 5. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，半圆弧的直径为d，间距为L，两半圆弧面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点O、O′的连线与导轨所在竖直面垂直，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨左端连接一阻值为R的电阻。现使一电阻为r的金属棒MN从导轨左端最高点，以恒定的速率v0沿导轨运动到右端最高点，运动过程中金属棒始终与OO′平行且与两导轨接触良好，则在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒MN中电流方向始终由M到N B. 金属棒MN中电流大小始终不变 C. 金属棒MN所受安培力先做负功后做正功 D. 回路中产生的焦耳热为 6. 如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D。t=0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律为v＝vmsint，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图象可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　） A. 环境温度升高时，管中液面上升 B. 该温度计的刻度是不均匀的 C. 若外界大气压变大，温度计测量值偏小 D. 若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小 8. 如图甲所示，在三维直角坐标系O—xyz的xOy平面内，两波源S1、S2分别位于x1=0.2m、x2=1.2m处。两波源垂直xOy平面振动，振动图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点且。空间有均匀分布的介质且介质中波速为v=2m/s，则（　　） A. x=0.2m处质点开始振动方向沿z轴负方向 B. 两列波叠加区域内x=0.6m处质点振动减弱 C. 两列波叠加区域内x=0.5m处质点振动加强 D. 两波相遇后M点振动方程为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 9. 物块a、b中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块a的质量为1kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长。t=0时对物块a施加水平向右的恒力F，t=ls时撤去F，在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示，弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程下列分析正确的是（　　） A. b物块的质量为3kg B. 恒力F的冲量为1N·s C. t=ls时b的速度小于0.15m/s D. 弹簧伸长量最大时，b的速度大小为 10. 如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平。汽车加速行驶，当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为时，汽车的加速度大小为a，牵引力的功率为P，受到的阻力大小为f，轮船的速度大小为v，则（　　） A. 轮船在靠岸过程中可能做匀速运动 B. 此时汽车的速度为 C. 此时绳的拉力 D. 此时绳的拉力对船做功的功率 11. 有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为：4V、6V、8V，一电荷量为C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（　　） A. d点的电势为10V B. 电场强度的大小为100V/m C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为 12. 如图所示，倾角固定斜面顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数，过程Ⅰ：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。（弹簧的弹性势能可以表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）（ ） A. P、M两点之间的距离为 B. Q在从P点单向运动到O点过程中，系统损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在M点 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂着质量分别为和的重锤A和B。在重锤A上固定有宽度为的遮光条，铁架台上固定有两个光电门1和2，可测量遮光条通过两光电门的时间。测得两光电门中心间的竖直距离为，当地重力加速度为。 （1）实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度________cm。 （2）是否需要满足，________（选填“需要”或“不需要”）。 （3）实验操作顺序如下： a.调节滑轮高度，使牵引物块的重锤处于竖直状态 b.接通光电计时器的电源 c.将重锤A移至合适位置，使遮光条靠近光电门1，静止释放重锤A d.记录遮光条通过光电门1的时间和通过光电门2的时间 若系统机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中所给物理量、、、、、、表示）。 14. 某小组设计电路如图所示，先利用“分压半偏法”将电压表内阻测出，然后再利用“伏阻法”进行电源电动势和内阻的测量。操作步骤如下： （1）测量前将滑动变阻器的滑片P滑至______（填“最左端”或“最右端”），将单刀双掷开关接a，分别依次闭合开关和，调节使电压表满偏； （2）将接b，同时调节电阻箱R与，使电阻箱R的示数等于2倍的示数，并使电压表保持半偏，记录此时的示数为，则电压表内阻为______； （3）再将和断开，滑动变阻器的滑片调至最右端，通过调节电阻箱获得多组U和的数据，描点作出图像，图像斜率为测得为k，纵轴截距为b，通过计算即可得到电源电动势______和内阻______（用字母k、b、表示）： 四、解答题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为9×105km，折射率为，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。 （1）为使光线能在玻璃丝内发生全反射，光线在端面AB上的入射角的正弦值应满足什么条件； （2）求光线从玻璃丝AB端面传播到另一端面所需的最长时间。 16. 如图，足够长的两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距分别为和L，导轨间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、。时，导体棒、在导轨上分别以大小为、的速度相向运动；时，向左的速度减小为零；最终两导体棒达到稳定运动状态。已知、的质量分别为、m，两导体棒接入回路中的电阻都为R。整个过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且只在各自的一侧导轨上运动，其他电阻不计。求： （1）整个运动过程，回路中产生焦耳热； （2）0~时间内，通过导体棒的电荷量。 17. 如图，倾角θ=37°的粗糙斜面AB与光滑水平面BD在B点平滑连接，倾角α=30°的足够长的传送带在电动机的带动下以v=4m/s的速度沿逆时针方向匀速转动，传送带的下端与水平面的右端D点通过一小段圆弧连接，质量mb=3kg的小物块b放在水平面上的C点，质量ma=1kg的小滑块a从A点由静止释放，滑块a与斜面间的动摩擦因数μ1=0.25，A、B间距离L=12.5m，a滑到水平面上后与b发生弹性正碰，以后a与b的碰撞都发生在水平面上，b与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）a第一次与b碰撞前瞬间的速度大小； （2）第一次碰撞后瞬间a与b的速度大小； （3）b从第一次经过D点到第二次经过D点的过程中摩擦产生的热。 18. 如图所示，在第一象限，区域中，存在沿轴正方向、场强大小为的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的匀强磁场；第二象限区域I、II、III、IV其边界均与轴平行且宽度均为，其中区域II和IV存在垂直于纸面向里、与第一象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。一个质量为、电量为的带正电粒子从点由静止释放，粒子从上边界离开电场后，垂直于再次进入该电场。不计粒子重力，求： （1）磁场的磁感应强度的大小； （2）该粒子第二次离开电场时与点的距离； （3）该粒子经过I、II、III、IV四个区域的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三上学期 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 2024年9月，世界第一台能够实时动态监测药物在人体全身代谢分布的医疗设备—“探索者”全身PET-CT在我国诞生。PET成像的原理是将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，发生衰变，放出正电子并生成新原子核（这样的衰变称为衰变），正电子与人体内负电子相遇而湮灭转化为光子被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。结合衰变的实质为核内的中子转化成了一个质子和一个电子，下列说法正确的是（　　） A. 注入人体后半衰期增大 B. 发生衰变时原子核内的质量数减少1 C. 衰变放出的正电子是原子核内的一个质子转化成一个中子的过程中产生的 D. 若正负电子的质量均为m，则正负电子湮灭过程中释放出的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件没有关系，故A错误。 BC．根据质量数守恒和电荷数守恒可得衰变的方程式为 可知新核的质子数为7，原子核内的质子数减小1，中子数增加1，质量数不变，故C正确，B错误。 D．根据质能方程，正负电子湮灭过程中释放出的核能应为，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，质量为m的国产人形机器人“天工”站立在倾角为θ的斜面上，机器人与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 机器人对斜面的压力与斜面对机器人的支持力是一对平衡力 B. 机器人对斜面的压力是由于斜面发生了形变要恢复原状而产生的 C. 机器人相对于斜面的运动趋势方向沿斜面向下 D. 斜面对机器人的摩擦力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．机器人对斜面的压力和斜面对机器人的支持力是物体和斜面间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，故A错误； B．弹力是由于施力物体发生形变要恢复原状而对受力物体产生的力。机器人对斜面的压力，施力物体是机器人，所以是由于机器人发生形变要恢复原状而产生的，故B错误； C．假设斜面光滑，机器人会沿斜面向下滑动，所以机器人相对于斜面的运动趋势方向沿斜面向下，故C正确； D．机器人静止在斜面上，受到的摩擦力为静摩擦力。根据平衡条件，静摩擦力的大小为，故D错误。 故选C。 3. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对人和车受力分析，如图所示 根据几何关系 根据牛顿第三定律，车对弯道的压力大小为 故A错误； BC．根据牛顿第二定律可得 解得 ， 故B正确，C错误； D．若人滑行的位置更加靠近轨道内侧，则圆周运动的半径减小，根据 可知，当圆周运动的半径减小，则其速率比原来小，故D错误。 故选B。 4. 太阳和地球所在的连线上有如图所示的两个拉格朗日点、，在地球轨道内侧，在地球轨道外侧。有一颗人造卫星处在点，嫦娥五号轨道器在地面飞控人员精确控制下成功被日地拉格朗日点捕获，处人造卫星和处嫦娥五号会在太阳与地球引力的共同作用下，保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥五号的线速度大于人造卫星的线速度 B. 嫦娥五号的角速度大于地球公转的角速度 C. 嫦娥五号绕太阳运动的向心加速度一定小于人造卫星的向心加速度 D. 嫦娥五号绕太阳运动的向心力一定大于人造卫星的向心力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在拉格朗日点，人造卫星围绕太阳运行的周期与地球围绕太阳运行的周期相同，则角速度相同，根据可知，嫦娥五号在处绕太阳运动的线速度小于人造卫星在处绕太阳运动的线速度，故AB错误； C．根据可知，嫦娥五号在处绕太阳运动的向心加速度小于人造卫星在处绕太阳运动的向心加速度，故C正确； D．根据可知，由于嫦娥五号与人造卫星质量关系未知，无法判断两者向心力大小关系，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，半圆弧的直径为d，间距为L，两半圆弧面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点O、O′的连线与导轨所在竖直面垂直，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨左端连接一阻值为R的电阻。现使一电阻为r的金属棒MN从导轨左端最高点，以恒定的速率v0沿导轨运动到右端最高点，运动过程中金属棒始终与OO′平行且与两导轨接触良好，则在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒MN中电流方向始终由M到N B. 金属棒MN中电流大小始终不变 C. 金属棒MN所受安培力先做负功后做正功 D. 回路中产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】AC．在金属棒MN从左端最高点运动到右端最高点的过程中，根据右手定则可知，金属棒中电流方向始终由N到M，金属棒所受安培力一直水平向左，金属棒所受安培力始终做负功，故AC错误； BD．经过t时间，金属棒在圆弧上转过的角度为 此时金属棒产生的电动势为 回路中电流为 由此可知，可知金属棒中电流按照正弦式交变电流变化，电流的有效值为 则在金属棒从左端最高点运动到右端最高点的过程中，回路中产生的焦耳热为 故B错误，D正确 故选D。 6. 如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D。t=0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律为v＝vmsint，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图象可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当导体棒向右运动时，根据楞次定律和安培定则可知，电流沿逆时针方向，二极管导通，则金属棒两端电压 Uab=E=BLv=BLvmsint 当导体棒向左运动时，二极管断路，则金属棒两端电压 Uab=BLv=BLvmsint 故选A。 7. 图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　） A. 环境温度升高时，管中液面上升 B. 该温度计的刻度是不均匀的 C. 若外界大气压变大，温度计测量值偏小 D. 若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，中气体做等容变化，根据，当环境温度升高，则中气体压强增大，又 可知b管中液面降低，故A错误； B．根据， 联立可得 可知该温度计的刻度是均匀的，故B错误； C．根据 可知外界大气压变大，温度实际值偏大，则温度计测量值偏小，故C正确； D．由A选项分析可知，管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度，中压强不变， 管中液面与液槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则管内液面降低，则温度测量值偏大，故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，在三维直角坐标系O—xyz的xOy平面内，两波源S1、S2分别位于x1=0.2m、x2=1.2m处。两波源垂直xOy平面振动，振动图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点且。空间有均匀分布的介质且介质中波速为v=2m/s，则（　　） A. x=0.2m处质点开始振动方向沿z轴负方向 B. 两列波叠加区域内x=0.6m处质点振动减弱 C. 两列波叠加区域内x=0.5m处质点振动加强 D. 两波相遇后M点振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．x=0.2m处的质点，离波源S1更近，故该质点先按波源的振动形式振动，波源开始沿z轴正方向振动，故该质点开始振动时也是先沿z轴正方向振动，A错误； B．两列波的振动周期，波速均相等，故波长也相等，为 由于两列波的起振方向相反，故质点离两波源距离差为半波长的偶数倍为振动减弱点，奇数倍为振动加强点，x=0.6m处的质点，离两波源的距离差为0.2m，为半波长的奇数倍，故为振动加强点，B错误； C．x=0.5m处的质点，离两波源的距离差为零，为半波长的偶数倍，故为振动减弱点，C错误； D． 为半波长的奇数倍，为振动加强点，振幅为 故其振动方程为 D正确； 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 9. 物块a、b中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块a的质量为1kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长。t=0时对物块a施加水平向右的恒力F，t=ls时撤去F，在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示，弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程下列分析正确的是（　　） A. b物块的质量为3kg B. 恒力F的冲量为1N·s C. t=ls时b的速度小于0.15m/s D. 弹簧伸长量最大时，b的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．t=0时，对物块a根据牛顿第二定律有 t=1s时，设弹簧弹力大小为T，对a、b根据牛顿第二定律有 联立以上三式解得 故A错误； B．恒力F的冲量为 故B正确； C．a-t图像与坐标所围的面积表示速度的变化量，所以t=ls时b的速度 故C错误； D．根据动量定理可知撤去拉力时，a、b组成的系统动量为 撤去拉力后，根据图像可知a的速度大于b的速度，则a、b之间距离还将继续增大，此时a、b组成的系统动量守恒，弹簧伸长量最大时，a、b的速度相同，设为v，则 解得 故D正确 故选BD。 10. 如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平。汽车加速行驶，当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为时，汽车的加速度大小为a，牵引力的功率为P，受到的阻力大小为f，轮船的速度大小为v，则（　　） A. 轮船在靠岸过程中可能做匀速运动 B. 此时汽车的速度为 C. 此时绳的拉力 D. 此时绳的拉力对船做功的功率 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．轮船的速度进行分解如图： 此时汽车的速度为 船靠岸的过程中，增大，减小，汽车的速度增大，则船速v增大，所以船做加速运动，故A、B错误； C．对汽车，根据牛顿第二定律得 解得此时拉力 故C正确； D．此时绳子拉力对船做功的功率 故D正确。 故选CD。 11. 有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为：4V、6V、8V，一电荷量为C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（　　） A. d点的电势为10V B. 电场强度的大小为100V/m C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于是匀强电场，故沿着一个方向前进相同距离电势的降低相等，故 代入数据解得 故A错误； B．y方向上的电场强度为 x轴方向上的电场强度为 实际场强为 故B正确； C．由 解得 点电荷在c点的电势能为 故C正确； D．该点电荷从a点移到d点电场中做功为 故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，倾角的固定斜面顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数，过程Ⅰ：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。（弹簧的弹性势能可以表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）（ ） A. P、M两点之间的距离为 B. Q在从P点单向运动到O点的过程中，系统损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在M点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．过程Ⅰ：从P点至O点，设P点至O的距离为，根据动能定理有 解得 设M点至O的距离为，在M点（图中未画出）时速度最大，加速度为0，有 P、M两点之间的距离为 联立解得P、M两点之间的距离为，故A错误； B．Q在从P点单向运动到O点的过程中，系统损失的机械能为，故B正确； C．设过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为，根据能量关系可得 解得，故C正确； D．因为，可得，所以物块Q在O点的加速度不为0，在M点，有 故滑块Q可以静止在M点上方一点，此时有 静摩擦力小于最大静摩擦力，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂着质量分别为和的重锤A和B。在重锤A上固定有宽度为的遮光条，铁架台上固定有两个光电门1和2，可测量遮光条通过两光电门的时间。测得两光电门中心间的竖直距离为，当地重力加速度为。 （1）实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度________cm。 （2）是否需要满足，________（选填“需要”或“不需要”）。 （3）实验操作顺序如下： a.调节滑轮高度，使牵引物块的重锤处于竖直状态 b.接通光电计时器的电源 c.将重锤A移至合适位置，使遮光条靠近光电门1，静止释放重锤A d.记录遮光条通过光电门1的时间和通过光电门2的时间 若系统机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中所给物理量、、、、、、表示）。 【答案】（1）0.42 （2）不需要 （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的精确度为0.1mm，遮光条宽度测量 【小问2详解】 系统机械能守恒定律适用于整个系统（重锤A和B），不需要满足条件 【小问3详解】 根据系统机械能守恒，系统减少的重力势能等于系统增加的动能即 14. 某小组设计电路如图所示，先利用“分压半偏法”将电压表内阻测出，然后再利用“伏阻法”进行电源电动势和内阻的测量。操作步骤如下： （1）测量前将滑动变阻器的滑片P滑至______（填“最左端”或“最右端”），将单刀双掷开关接a，分别依次闭合开关和，调节使电压表满偏； （2）将接b，同时调节电阻箱R与，使电阻箱R的示数等于2倍的示数，并使电压表保持半偏，记录此时的示数为，则电压表内阻为______； （3）再将和断开，滑动变阻器的滑片调至最右端，通过调节电阻箱获得多组U和的数据，描点作出图像，图像斜率为测得为k，纵轴截距为b，通过计算即可得到电源电动势______和内阻______（用字母k、b、表示）： 【答案】（1）最左端 （2）R0 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 为了保护测量仪器，测量前应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。 【小问2详解】 单刀双掷开关接a时 单刀双掷开关接b时，电阻箱R的示数等于2倍的示数，电压表保持半偏，此时流过电压表的电流为原来的一半 电压表和整体的总电阻为 电压表内阻 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 由图乙得 联立解得， 四、解答题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为9×105km，折射率为，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。 （1）为使光线能在玻璃丝内发生全反射，光线在端面AB上的入射角的正弦值应满足什么条件； （2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。 【答案】（1）；（2）4s 【解析】 【详解】（1）设入射角为，折射角，光线到达上界面的入射角为，全反射临界角为C，由折射定律 由几何关系 即 当时发生全反射，又因为 联立得 代入折射率可得 （2）当折射光线发生全反射后，光在介质中传播的速度 在介质中传播的距离为 越小sin也越小， 最小等于临界角C时光在介质中传播最长的距离 所以最长时间 16. 如图，足够长的两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距分别为和L，导轨间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、。时，导体棒、在导轨上分别以大小为、的速度相向运动；时，向左的速度减小为零；最终两导体棒达到稳定运动状态。已知、的质量分别为、m，两导体棒接入回路中的电阻都为R。整个过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且只在各自的一侧导轨上运动，其他电阻不计。求： （1）整个运动过程，回路中产生的焦耳热； （2）0~时间内，通过导体棒的电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 稳定时，两导体产生的感应电动势相等，有 所以 根据安培力公式可得PQ导体棒和MN导体棒受安培力大小相等，方向相反，可知系统动量守恒，系统的初动量为，方向向右，可知稳定时，两棒均向右运动，以向右为正方向，根据动量守恒有 解得 根据能量守恒定律有 解得 【小问2详解】 时，向左的速度减小为零，有 可得此时PQ导体棒的速度为 0~时间，以向右为正方向，对PQ导体棒，根据动量定理有 可得 17. 如图，倾角θ=37°的粗糙斜面AB与光滑水平面BD在B点平滑连接，倾角α=30°的足够长的传送带在电动机的带动下以v=4m/s的速度沿逆时针方向匀速转动，传送带的下端与水平面的右端D点通过一小段圆弧连接，质量mb=3kg的小物块b放在水平面上的C点，质量ma=1kg的小滑块a从A点由静止释放，滑块a与斜面间的动摩擦因数μ1=0.25，A、B间距离L=12.5m，a滑到水平面上后与b发生弹性正碰，以后a与b的碰撞都发生在水平面上，b与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）a第一次与b碰撞前瞬间的速度大小； （2）第一次碰撞后瞬间a与b的速度大小； （3）b从第一次经过D点到第二次经过D点的过程中摩擦产生的热。 【答案】（1）10m/s；（2）-5m/s，5m/s；（3）60.75J 【解析】 【详解】（1）a在斜面间下滑过程，根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式可得 解得a第一次与b碰撞前瞬间的速度大小为 （2）设a、b碰撞后的速度大小分别为、，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得 ， （3）物块b在传送带上先向上做匀减速运动到速度为零，根据牛顿第二定律可知，加速度大小为 物块b在传送带上向上运动的位移大小和所用时间分别为 ， 此过程传送带的位移大小为 发生的相对位移大小为 物块b速度减为零后，向下做匀加速直线运动到与传送带共速，此过程在传送带上向下运动的位移大小和所用时间分别为 ， 此过程传送带的位移大小为 发生的相对位移大小为 物块b与传送带共速后，和传送带相对静止一起匀速运动回到D点，b从第一次经过D点到第二次经过D点的过程中，因摩擦产生的热量为 18. 如图所示，在第一象限，区域中，存在沿轴正方向、场强大小为的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的匀强磁场；第二象限区域I、II、III、IV其边界均与轴平行且宽度均为，其中区域II和IV存在垂直于纸面向里、与第一象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。一个质量为、电量为的带正电粒子从点由静止释放，粒子从上边界离开电场后，垂直于再次进入该电场。不计粒子重力，求： （1）磁场的磁感应强度的大小； （2）该粒子第二次离开电场时与点的距离； （3）该粒子经过I、II、III、IV四个区域总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 令带电粒子第一次离开电场时的速度为，由点运动到时，根据动能定理可知 带电粒子在第一象限磁场中做匀速圆周运动，如图所示 轨迹圆心为，轨道半径 洛伦兹力提供圆周运动的向心力 方程联立可得 【小问2详解】 带电粒子第二次进入电场后，做类平抛运动，根据运动规律得， 根据牛顿第二定律 方程联立可得 分析可得，粒子第二次离开电场的位置恰好是点，此时到点的距离为。 【小问3详解】 令带电粒子在点的速度大小为，方向与水平方向的夹角为，根据运动的合成与分解可得， 可得， 根据分析，带电粒子在区域I做匀速直线运动 带电粒子在区域II做匀速圆周运动， 带电粒子在区域III做匀速直线运动 带电粒子在区域IV做匀速圆周运动 方程联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $