精品解析：湖南省长沙市第一中学2022-2023学年高三上学期月考卷物理试题（四）

长沙市一中2023届高三月考试卷（四） 物理 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。 一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 甲、乙两个遥控小汽车沿同一方向做匀加速直线运动，当同时通过某一位置M点时开始计时，得到它们的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲遥控小汽车的加速度大小为4 B. 乙遥控小汽车通过Ｍ点时速度大小为2 C. 甲、乙遥控小汽车此后还能相遇两次 D. 相遇前两车间最大距离为4m 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据速度公式，整理得 根据图像，两个汽车的加速度和初速度分别为 ， ， 甲遥控小汽车加速度大小为1，乙遥控小汽车通过M 点时速度大小为2，A错误，B正确； C．相遇时两车的位移相等 解得 ， 甲、乙遥控小汽车此后还能相遇一次，C错误； D．速度相等时距离最大 解得 此时两车之间的距离为 D错误。 故选B。 2. 如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上方的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为（重力加速度为g）（ ） A. g 2.5g 0 B. 2g 2g 0 C. g g 0 D. g 2g 0 【答案】B 【解析】 【详解】在剪断细线的瞬间，弹簧上的力没有来得及发生变化，故C球受到的重力和弹簧弹力不变，C球所受合力为零，加速度为零，弹簧弹力大小为3mg；假设剪断细线的瞬间A、B球之间的绳子张力为F，取A、B整体为研究对象，整体受总重力和弹簧向下的弹力3mg，则由牛顿第二定律可得 对A球, 由牛顿第二定律可得 联立解得 则A、B的加速度大小均为2g。 故选B。 3. 如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量均分布均匀的光滑球A和光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，已知容器、A、B半径之比为6:2:1。一水平恒力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，缓慢推动A直到B的球心与容器的球心O等高，则下列判断正确的是（ ） A. B球受到A球的弹力逐渐减小 B. B球受到A球的弹力先增大后减小 C. 容器对B球的支持力逐渐增大 D. 容器对B球的支持力先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】对B球受力分析如图1所示 缓慢推动A球直到B的球心与容器的圆心O等高的过程中，三角形边长恒定，和的夹角不变，根据三力平衡作出矢量三角形如图2所示 从图2可以看出B球受到A球的弹力逐渐增大，容器对B球的支持力先增大后变小，故ABC错误，D正确。 故选D。 4. 2018年12月8日凌晨，我国成功发射一枚火箭，将“嫦娥四号”探测器送上了天空，历经110个小时的飞行后，在离月球仅100公里的距离完美“刹车”，进入近月轨道运行；12月30日8时55分，“嫦娥四号”在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入月球背面的预定着陆准备轨道；2019年1月3日10时15分北京航天飞行控制中心向“嫦娥四号”探测器发出着陆指令：开启变推力发动机，逐步将探测器的速度降到零，并不断调整姿态，在距月面100米处悬停，选定相对平坦区域后缓慢垂直下降，实现了世界上首次在月球背面软着陆。探测器在着陆过程中沿竖直方向运动，设悬停前减速阶段变推力发动机的平均作用力为F，经过时间t将探测器的速度由v减小到0。已知探测器质量为m，在近月轨道做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G，月球可视为质量分布均匀的球体，着陆过程中“嫦娥四号”探测器质量不变。则通过以上数据可求得（ ） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的半径 C. 月球的质量 D. 月球的平均密度 【答案】A 【解析】 【详解】A.悬停前减速阶段由牛顿第二定律可知 解得 故A正确； BC.根据万有引力提供向心力和万有引力与重力的关系可得 解得 故BC错误； D.月球的平均密度 故D错误。 故选A。 5. 如图所示电路可研究光电效应规律。用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零。则下列说法正确的是（ ） A. 光电子的最大初动能始终为1.05 B. 光电管阴极的逸出功为1.7 C. 当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大 D. 改用能量为2.5的光子照射，移动变阻器的触点c，电流表G中可能有电流 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零可知，光电子的最大初动能 同种金属的逸出功相同，所以光电子的最大初动能始终为，由爱因斯坦光电效应方程 可得光电管阴极的逸出功为 故AB错误； C．当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流变小，故C错误； D．改用能量为的光子照射时，光电子的最大初动能 这时遏止电压为 所以移动滑动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流，故D正确。 故选D。 6. 在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（ ） A. 图线a表示电压表的V2示数变化的情况 B. 图线c表示电压表的V3示数变化的情况 C. 滑片P下滑过程中，的值变大 D. 滑片P下滑过程中，的值不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律可得 由此可知，图线a表示电压表的V3示数变化的情况，图线b表示电压表的V1示数变化的情况，图线c表示电压表的V2示数变化的情况，故AB错误； CD．根据以上分析可知 所以在滑片P下滑过程中，电压变化量与电流变化量的比值保持不变，故C错误，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，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为时刻的波形图线，虚线b为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为，虚线b与x轴交点P的横坐标，下列说法中正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小一定为20 B. 这列波一定沿x轴负向传播 C. 可能有 D. 可能有 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由波的图像可知，则这列波的传播速度为 A正确； B．由已知条件无法判断波的传播方向，B错误； CD．若波沿x轴正向传播，传播距离为 ，（，1，2，3…） 即 当时，；当时，；若波沿x轴负方向传播，则传播距离为 ，（，1，2，3…） 即 取值为0.35s、0.75s、1.15s、1.55s…，CD正确。 故选ACD。 8. 如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，直杆与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法不正确的是（ ） A. 小物块刚释放时，轻绳对小球的拉力大于 B. 小球下降最大距离为 C. 小物块在D处的速度与小球速度大小之比为2∶1 D. 小物块在D处的速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物块从C点由静止释放时，小球将向下运动，瞬时加速度竖直向下，故轻绳对小球的拉力一定小于小球的重力mg，故A错误； B．当连接物块的绳子与杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何知识得 故B正确； CD．小物块沿杆下滑距离L时，由几何知识，可知三角形为等边三角形，将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向， 如图所示 物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度，则有 可得 对物块和小球组成的系统，由机械能守恒定律可得 解得 ， 故C正确，D错误。 本题选择错误的，故选AC。 9. 若规定无限远处的电势为零，真空中点电荷周围某点的电势可表示为，其中k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。如图所示，M、N、C是真空中三个电荷量均为的固定点电荷，M、N、C连线构成一等边三角形且边长为L，D是三条边中垂线的交点。已知静电力常量为k，规定无限远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ） A. O、A、B三点电势不相等 B. 场强 C. 电势 D. 在D处放置一负电荷q，其电势能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．O、A、B三点周围的电荷分布完全相同，根据点电荷电势叠加原理可知，三点的电势相等，故A错误； B．M、C在A处的合场强为0，三角形边长为L，则 代入可得 故B正确； C．A点的电势为 D点的电势 所以 故C错误； D．由于 所以在D处放置一负电荷q，其电势能为 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，边界以上，圆形边界以外的Ⅰ区域中存在匀强磁场，磁感应强度为，圆形边界以内Ⅱ区域中匀强磁场的磁感应强度为，圆形边界半径为R，边界上c点距圆形边界圆心O的距离为2R；一束质量为m、电荷量为q的负电粒子，在纸面内从c点沿垂直边界方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短。只考虑一次进出Ⅰ、Ⅱ区域，则（　　） A. 可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为 B. 可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为 C. 速率为v的粒子在Ⅰ区域的运动时间为 D. 速率为v的粒子在Ⅱ区域的运动时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力有 可得 则粒子速度越大，轨迹半径越大，如图甲所示，当粒子从Ⅱ区域右侧经过圆形磁场边界时，半径最大，此情况下粒子的速度最大，由几何关系得 代入数据可得最大速度为 当从Ⅱ区域左侧经过圆形磁场边界时，粒子轨迹对应的半径最小，此情况下粒子速度最小，由几何关系得 代入数据得最小速度为 故A错误，B正确； C．粒子在磁场Ⅰ中运动周期 设粒子经过圆形磁场边界时，在磁场Ⅰ中偏转的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间 则粒子偏转的圆心角越小，到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间越短，由几何关系可得，速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短的运动轨迹如图乙所示 由几何知识可知，时间最短时 对应的圆心角 可得在Ⅰ区域的时间 故C错误； D．如图乙所示，当进入Ⅱ区域磁场后，做圆周运动的半径 由与对称性可知，粒子能在Ⅱ区域做半个圆周运动，运动时间为 故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题8分，共14分） 11. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究动量定理，用天平测量重物的质量，把打点计时器固定在铁架台上，纸带下端连接重物，上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。 （1）该同学接通打点计时器的电源，释放重物，重复实验，从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图乙所示。每相邻两计数点间还有1个点未标出，打点频率为50，取。在打计数点1和5的过程中重物重力的冲量的大小__________，重物动量改变量的大小__________。 （2）定义，则本次实验__________%。 【答案】 ①. 0.48 ②. 0.468 ③. 2.5 【解析】 【详解】（1）[1]依题意，可知打点间隔为 相邻计数点间的时间间隔为 在打计数点1和5的过程中重力的冲量的大小为 [2]打计数点1时重物的速度大小为 打计数点5时重物的速度大小为 在打计数点1和5的过程中重物动量改变量的大小为 （2）[3]本次实验 12. 某学校高二年级刚刚学习完测量电阻率的实验，同学们特别感兴趣。某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3V，L”的字样，主要步骤如下，完成下列问题。 （1）首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径_________。 （2）然后用欧姆表“×100”挡粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻璃的电阻约为_________Ω。 （3）为精确测量在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于其量程的，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在虚线框中画出电路图，标出所选器材对应的电学符号_____。 A.电流表（量程为60，内阻约为2Ω） B.电流表（量程为2，内阻） C.定值电阻 D.定值电阻 E.滑动变阻器R（0~20Ω）一只 F.电压表V（量程为10V，内阻） G.蓄电池E（电动势为12V，内阻很小） H.开关S一只，导线若干 （4）由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值____________（用字母表示，可能用到的字母有长度L、直径d、电流表、的读数、，电压表读数U，电阻值、、、、）。 【答案】 ①. 0.1990 ②. 500 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5，可动刻度为 所以最终读数为 （2）[2]表盘的读数为5，所以导电玻璃的电阻约为 （3）[3]电源的电动势为12V，电压表的量程为10V，滑动变阻器的电阻为20Ω，若滑动变阻器串联使用调节的范围太小，所以滑动变阻器选择分压式接法；流过待测电阻的电流约为 两电流表量程均不合适；同时由于电压表量程为10V，远大于待测电阻的额定电压3V，故常规方法不能正常测量；所以考虑用电流表改装成电压表使用，同时电压表量程为10V，内阻，故满偏电流为10，符合要求，故将电压表充当电流表使用，电流表与串联充当电压表使用，改装后量程为4V，可以使用，由于改装后电表已知，故电路图如图所示： （4）[4]根据串并联电路的规律可知，待测电阻中的电流为 电压为 由欧姆定律可知电阻 根据电阻定律可知 而截面积 联立解得 四、计算题（本题包含3小题，共42分。其中13题12分，14题13分，15题17分） 13. 如图所示，一个体积为V的导热汽缸竖直放置，一可自由移动的活塞将汽缸分隔为A、B两部分（不漏气），A、B两部分的空气体积之比为1:3，汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与打气筒相连。开始时汽缸内A部分空气的压强为。现用打气筒向容器内打气，已知打气筒每次能打入压强为、体积为0.05V的空气，当打气n次活塞稳定后，汽缸A、B两部分的空气体积之比为3:1，活塞因自重对下方气体产生的附加压强为，空气视为理想气体，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求： （1）当打气n次活塞稳定后，B部分空气的压强； （2）打气筒向容器内打气次数n。 【答案】（1）；（2）次 【解析】 【详解】（1）对汽缸下部分气体，设初状态压强为，末状态压强为，由玻意耳定律有 可知 初状态时对活塞有 联立解得 （2）把上部分气体和n次打进气体作为整体，此时上部分汽缸中压强为p，末状态时对活塞有 由玻意耳定律有 联立解得 次 14. 如图所示，质量为的小球A用长为R的不可伸长的轻绳悬挂于O点，在光滑的水平地面上，质量为m的小物块B（可视为质点）置于长木板C（其右端有一不计厚度的轻质挡板）的左端静止，B处于O点正下方，OB两点距离为R，将小球A拉起，使轻绳被水平拉直，将A球由静止释放，A与B发生弹性正碰（碰撞时间极短），重力加速度为g。 （1）求碰后轻绳与竖直方向的最大夹角θ的余弦； （2）若长木板Ｃ的质量为3m，B与C间的动摩擦因数为μ，B刚好能运动到木板C右端的挡板处，求木板Ｃ的长度L； （3）若只将（2）问中B与C间的动摩擦因数改为（木板C的长度不变），则小物块B与挡板相撞后，恰好能回到C左端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能ΔE。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小球A与B碰前瞬间速度为v0，则有 设碰后A和B的速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律和能量守恒定律可得 设碰后A球能上升的最大高度为H，有 联立解得 （2）由（1）可求得碰后B的速度为 B与C相互作用达到的共同速度为v，有 由以上各式解得 （3）因B恰好能回到C左端，由B与C系统动量守恒可知，B与C最后的速度也为v，有 由以上各式解得 15. 如图所示，有形状为“”的光滑平行导轨和水平放置，其中宽轨间距为2d，窄轨间距为d，轨道足够长。右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，。间接有一电阻阻值为r。金属棒质量为m、长度为2d、电阻阻值为2r，在水平向右、大小为F的恒力作用下，从静止开始加速，离开宽轨前，速度已达最大值。金属棒滑上窄轨瞬间，迅速撤去力F。是质量为m、电阻阻值为r、三边长度均为d的“U”形金属框，如图平放在绝缘导轨上。以f点所在处为坐标原点O，沿方向建立坐标轴。整个空间存在竖直向上的磁场，左侧为磁感应强度为B0的匀强磁场，右侧磁感应强度分布规律（），其中，金属导轨电阻不计，棒、金属框与导轨始终接触良好。 （1）求棒在宽轨上运动的最大速度及刚滑上窄轨时两端电压； （2）求棒运动至与金属框碰撞前瞬间的速度大小； （3）若棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框静止时f端的位置坐标x。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当棒匀速运动时，加速度为零，此时速度最大，棒受力平衡 其中 联立解得 当刚滑上窄轨时，等效电路如图所示 棒只有中间宽度为d的部分有电流流过，间电压 其中 代入数值得 （2）棒在窄轨上的导体部分做减速运动，由动量定理得 又 联立上述方程可解得棒滑出导体区域瞬间速度为 之后匀速运动至与金属框相碰。 （3）棒与金属框相碰，据动量守恒定律可得 进入窄轨的绝缘部分后，棒部分和金属框构成回路，边处的磁场总是比边的磁场大 回路中的电流 全框架受到的安培力合力 由动量定理可得 金属框前进的位移 联立以上方程得金属框静止时f端的位置坐标 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市一中2023届高三月考试卷（四） 物理 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。 一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 甲、乙两个遥控小汽车沿同一方向做匀加速直线运动，当同时通过某一位置M点时开始计时，得到它们的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲遥控小汽车的加速度大小为4 B. 乙遥控小汽车通过Ｍ点时速度大小为2 C. 甲、乙遥控小汽车此后还能相遇两次 D. 相遇前两车间最大距离为4m 2. 如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上方的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为（重力加速度为g）（ ） A. g 2.5g 0 B. 2g 2g 0 C. g g 0 D. g 2g 0 3. 如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量均分布均匀的光滑球A和光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，已知容器、A、B半径之比为6:2:1。一水平恒力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，缓慢推动A直到B的球心与容器的球心O等高，则下列判断正确的是（ ） A. B球受到A球的弹力逐渐减小 B. B球受到A球的弹力先增大后减小 C. 容器对B球的支持力逐渐增大 D. 容器对B球的支持力先增大后减小 4. 2018年12月8日凌晨，我国成功发射一枚火箭，将“嫦娥四号”探测器送上了天空，历经110个小时的飞行后，在离月球仅100公里的距离完美“刹车”，进入近月轨道运行；12月30日8时55分，“嫦娥四号”在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入月球背面的预定着陆准备轨道；2019年1月3日10时15分北京航天飞行控制中心向“嫦娥四号”探测器发出着陆指令：开启变推力发动机，逐步将探测器的速度降到零，并不断调整姿态，在距月面100米处悬停，选定相对平坦区域后缓慢垂直下降，实现了世界上首次在月球背面软着陆。探测器在着陆过程中沿竖直方向运动，设悬停前减速阶段变推力发动机的平均作用力为F，经过时间t将探测器的速度由v减小到0。已知探测器质量为m，在近月轨道做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G，月球可视为质量分布均匀的球体，着陆过程中“嫦娥四号”探测器质量不变。则通过以上数据可求得（ ） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的半径 C. 月球的质量 D. 月球的平均密度 5. 如图所示电路可研究光电效应规律。用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零。则下列说法正确的是（ ） A. 光电子的最大初动能始终为1.05 B. 光电管阴极的逸出功为1.7 C. 当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大 D. 改用能量为2.5的光子照射，移动变阻器的触点c，电流表G中可能有电流 6. 在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（ ） A. 图线a表示电压表的V2示数变化的情况 B. 图线c表示电压表的V3示数变化的情况 C. 滑片P下滑过程中，的值变大 D. 滑片P下滑过程中，的值不变 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，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为时刻的波形图线，虚线b为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为，虚线b与x轴交点P的横坐标，下列说法中正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小一定为20 B. 这列波一定沿x轴负向传播 C. 可能有 D. 可能有 8. 如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，直杆与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法不正确的是（ ） A. 小物块刚释放时，轻绳对小球的拉力大于 B. 小球下降最大距离为 C. 小物块在D处的速度与小球速度大小之比为2∶1 D. 小物块在D处的速度 9. 若规定无限远处的电势为零，真空中点电荷周围某点的电势可表示为，其中k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。如图所示，M、N、C是真空中三个电荷量均为的固定点电荷，M、N、C连线构成一等边三角形且边长为L，D是三条边中垂线的交点。已知静电力常量为k，规定无限远处的电势为零。则下列说法正确的是（ ） A. O、A、B三点电势不相等 B. 场强 C. 电势 D. 在D处放置一负电荷q，其电势能 10. 如图所示，边界以上，圆形边界以外的Ⅰ区域中存在匀强磁场，磁感应强度为，圆形边界以内Ⅱ区域中匀强磁场的磁感应强度为，圆形边界半径为R，边界上c点距圆形边界圆心O的距离为2R；一束质量为m、电荷量为q的负电粒子，在纸面内从c点沿垂直边界方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短。只考虑一次进出Ⅰ、Ⅱ区域，则（　　） A. 可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为 B. 可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为 C. 速率为v的粒子在Ⅰ区域的运动时间为 D. 速率为v的粒子在Ⅱ区域的运动时间为 三、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题8分，共14分） 11. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究动量定理，用天平测量重物的质量，把打点计时器固定在铁架台上，纸带下端连接重物，上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。 （1）该同学接通打点计时器的电源，释放重物，重复实验，从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图乙所示。每相邻两计数点间还有1个点未标出，打点频率为50，取。在打计数点1和5的过程中重物重力的冲量的大小__________，重物动量改变量的大小__________。 （2）定义，则本次实验__________%。 12. 某学校高二年级刚刚学习完测量电阻率的实验，同学们特别感兴趣。某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3V，L”的字样，主要步骤如下，完成下列问题。 （1）首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径_________。 （2）然后用欧姆表“×100”挡粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻璃的电阻约为_________Ω。 （3）为精确测量在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于其量程的，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在虚线框中画出电路图，标出所选器材对应的电学符号_____。 A.电流表（量程为60，内阻约为2Ω） B.电流表（量程为2，内阻） C.定值电阻 D.定值电阻 E.滑动变阻器R（0~20Ω）一只 F.电压表V（量程为10V，内阻） G.蓄电池E（电动势为12V，内阻很小） H.开关S一只，导线若干 （4）由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值____________（用字母表示，可能用到的字母有长度L、直径d、电流表、的读数、，电压表读数U，电阻值、、、、）。 四、计算题（本题包含3小题，共42分。其中13题12分，14题13分，15题17分） 13. 如图所示，一个体积为V的导热汽缸竖直放置，一可自由移动的活塞将汽缸分隔为A、B两部分（不漏气），A、B两部分的空气体积之比为1:3，汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与打气筒相连。开始时汽缸内A部分空气的压强为。现用打气筒向容器内打气，已知打气筒每次能打入压强为、体积为0.05V的空气，当打气n次活塞稳定后，汽缸A、B两部分的空气体积之比为3:1，活塞因自重对下方气体产生的附加压强为，空气视为理想气体，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求： （1）当打气n次活塞稳定后，B部分空气的压强； （2）打气筒向容器内打气次数n。 14. 如图所示，质量为的小球A用长为R的不可伸长的轻绳悬挂于O点，在光滑的水平地面上，质量为m的小物块B（可视为质点）置于长木板C（其右端有一不计厚度的轻质挡板）的左端静止，B处于O点正下方，OB两点距离为R，将小球A拉起，使轻绳被水平拉直，将A球由静止释放，A与B发生弹性正碰（碰撞时间极短），重力加速度为g。 （1）求碰后轻绳与竖直方向的最大夹角θ的余弦； （2）若长木板Ｃ的质量为3m，B与C间的动摩擦因数为μ，B刚好能运动到木板C右端的挡板处，求木板Ｃ的长度L； （3）若只将（2）问中B与C间的动摩擦因数改为（木板C的长度不变），则小物块B与挡板相撞后，恰好能回到C左端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能ΔE。 15. 如图所示，有形状为“”的光滑平行导轨和水平放置，其中宽轨间距为2d，窄轨间距为d，轨道足够长。右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，。间接有一电阻阻值为r。金属棒质量为m、长度为2d、电阻阻值为2r，在水平向右、大小为F的恒力作用下，从静止开始加速，离开宽轨前，速度已达最大值。金属棒滑上窄轨瞬间，迅速撤去力F。是质量为m、电阻阻值为r、三边长度均为d的“U”形金属框，如图平放在绝缘导轨上。以f点所在处为坐标原点O，沿方向建立坐标轴。整个空间存在竖直向上的磁场，左侧为磁感应强度为B0的匀强磁场，右侧磁感应强度分布规律（），其中，金属导轨电阻不计，棒、金属框与导轨始终接触良好。 （1）求棒在宽轨上运动的最大速度及刚滑上窄轨时两端电压； （2）求棒运动至与金属框碰撞前瞬间的速度大小； （3）若棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框静止时f端的位置坐标x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $