精品解析：山东省济宁孔子高级中学2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

济宁孔子高级中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题 （总分100分 时间90分钟） 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. 某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间，由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A. 1s时人在下蹲的最低点 B. 2s时人已处于起立静止状态 C. 该同学做了2次下蹲—起立的动作 D. 起立过程中人先超重后失重 2. 一无人机在竖直方向上做直线运动的图像如图所示，且时间内图线为直线，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，无人机受到的合力越来越小 B. 时间内，无人机的位移小于 C. 时间内无人机的平均速度小于时间内无人机的平均速度 D. 时间内，无人机加速度可能等于重力加速度 3. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。变轨时轨道器和返回器组合体（以下简称组合体）绕月球做半径为3R的匀速圆周运动，嫦娥六号在半径为R的近月轨道上运动，嫦娥六号运动到A点时变轨到椭圆轨道，在B点与组合体实现对接。已知月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，则下列说法正确的是（ ） A. 组合体的运行周期为 B. 嫦娥六号在椭圆轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度 C. 嫦娥六号在椭圆轨道上A点的加速度大于在近月轨道上A点的加速度 D. 嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 4. 如图所示，真空中有两个固定的正点电荷A、B，一个带正电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态，过O点作两正点电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，则（　　） A. 点电荷A的电荷量小于B的电荷量 B. a、b、c、d四点电势相同 C. 该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 把该试探电荷从b沿直线移动到d，电场力先做正功再做负功 5. 如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1 = 0.5r，定值电阻R2 = 2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A. U1减小，U2增大，U3增大 B. 、、均改变 C. 电源的输出功率变大，电源效率变大 D. 带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从a流向b的瞬间电流 6. 如图所示，在直角坐标系的一、四象限内有大小为、方向沿y轴正方向的匀强电场，虚线与x轴夹角。一带电荷量为、质量为m的粒子由静止释放，经过加速电压为的电压加速后从y轴上的Q点以初速度沿x轴正方向射出，粒子做曲线运动垂直打在上的P点。已知Q、P间沿y轴方向上的距离为。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在P处沿y轴方向的速度大小等于 B. C. 加速电压为 D. 加速电压为 7. 图甲为某电源的图线，图乙为某元件的图线，下列说法中正确的是（　　） A. 该电源的内阻为 B. 该元件的电阻随着其两端电压的增大而减小 C. 当该元件两端的电压为0.75V时，它的电阻约为 D. 把电源和该元件组成闭合回路，它的功率约为0.3W 8. 如图所示，质量为的物块A放在一个静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数。A的右边被一根轻弹簧水平向右拉着并保持静止，且弹簧的拉力为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。则下列说法正确的是（ ） A. 当木箱由静止以的加速度水平向左加速瞬间，A所受的摩擦力为 B. 当木箱由静止以的加速度水平向右加速瞬间，A与木箱发生相对滑动 C. 当木箱由静止以的加速度竖直向下加速瞬间，A的加速度大小为 D. 当木箱由静止以的加速度竖直向上加速瞬间，木箱对A的作用力大小为 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，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接，劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接，弹簧处于自然长度时其右端在B点左侧，底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置，滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力，滑块在从A运动到D的过程中，传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系，如图乙所示，、、均为已知量。弹性势能表达式为，重力加速度大小为g。下列表述正确的是（　　） A. B. 释放滑块后，弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，弹簧弹力的功率为 C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，圆轨道对滑块的冲量方向水平向左 D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了 10. 如图轴上两质点相距3m，一振幅为5cm的机械波在轴上传播，取波传播到A点时，当A位于平衡位置时，位于波峰，波的传播速度为。下列说法错误的有（　　） A. 该机械波的波长可能为 B. 机械波的周期最长为2s C. 当周期最长时，时，的路程可能为52cm D. 当周期最长时，时，的路程可能为42cm 11. 某电场的三条等势线为关于x轴对称的椭圆，如图所示，a、c、d为等势线上的3个点，其电势分别为，，，b为ac的中点。一质子仅受电场力作用从a点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 沿x轴正方向电势一直降低 B. 质子从a到d的过程中加速度减小，速度增大 C. b点的电势大于13V D. 质子运动到d点时的动能为12eV 12. 如图所示，多边形区域内有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场），粒子源P可以沿底边向右发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子速率各不相同；右侧边界中点处有一粒子源Q可以在纸面内沿各个方向向磁场内部发射质量为m、电荷量为、速率为的粒子。下列说法正确的是（ ） A. 由粒子源P发射的粒子，能够到达的边界长度为3a B. 由粒子源P发射的粒子，能够到达的边界长度为4a C. 由粒子源Q发射的粒子，首次到达边界（除Q所在的边界）的最短时间为 D. 由粒子源Q发射的粒子，首次到达边界的最长时间为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用图甲装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直 B. 应在小钢球自然下垂时测量摆线长度 C. 把小钢球换成较轻的橡胶球有利于提高实验精度 D. 应无初速度、小摆角释放小钢球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径d，多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出l-T2图像如图乙所示。根据图线斜率可计算出重力加速度g=____________m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 14. 某同学测量一段长为的圆柱形金属丝的电阻率，实验操作如下： （1）在测量金属丝直径时，测量的结果如图甲所示，则金属丝的直径____________。 （2）该同学先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关调节到“”，调节好欧姆表，测得金属丝的电阻示数如图乙所示，则金属丝的电阻____________。 （3）为了精确测量金属丝的电阻值，实验室提供的器材如下： A．电流计G，满偏电流，内阻； B．电流表A，内阻约为，量程为； C．电阻箱 D．滑动变阻器（最大阻值）； E．滑动变阻器（最大阻值）； F．电源E（电动势，内阻很小）； G．开关S和若干导线。 把电流计G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为，则电阻箱的阻值应调为____________，请在图示方框内画出测量电阻的实验电路图（要求待测电阻两端电压能从零开始，并在图中标出所用器材的符号）_____。 （4）调节滑动变阻器，测得多组电流计G和电流表A的示数，做出图像（的单位均为安培），测得图像的斜率为0.0052，则被测电阻的阻值____________，由此测得金属丝的电阻率____________。（结果均保留三位有效数字） 15. 如图所示，一个质量为 M、长为 L 的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m 的弹性小球，M=2m，小球和圆管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为 2mg。圆管从下端距离地面为 H 处自由落下，运动过程中，圆管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为 g。求： （1）圆管第一次落地弹起时圆管和小球的加速度； （2）圆管第一次落地弹起后至第二次落地前，若小球没有从圆管中滑出，则 L 应满足什么条件？ 16. 如图所示，工程队向峡谷对岸平台抛射重物，初速度v0大小为25m/s，与水平方向的夹角为16°，抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为37°，重力加速度大小取10m/s2，忽略空气阻力。重物从P点到Q点运动过程中 （1）运动时间t是多少？ （2）PQ连线的距离是多少 17. 如图所示，在xOy平面内，在（未知）的区域内存在匀强电场，方向沿y轴正方向，电场强度的大小可以调节；在和区间内分别存在垂直xOy平面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两区域内磁感应强度的大小也相同，平面内y轴正半轴上距离坐标原点L处有一粒子源，可向xOy平面内第一象限沿不同方向射入速度大小均为的粒子，粒子质量为m，带正电且电荷量为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，当粒子源发射与y轴正方向夹角为的粒子时，该粒子恰好从匀强电场的左边界上处进入电场，然后从匀强电场的右边界上处射出电场，并且首次在磁场区域Ⅱ运动过程中刚好不从下边界射出磁场。（） （1）求匀强磁场区域磁感应强度的大小； （2）求的大小（用L表示，E未知）； （3）调节电场强度的大小，使得当粒子源发射的粒子沿方向射出时（速度仍为，恰好击中沿x轴放置的粗细不计的金属条的右端，该金属条长度为，左端所离坐标原点。粒子击中金属条立即被吸收，求所有满足条件的匀强电场的大小。 18. 如图所示，倾角为的斜面A点以上的部分表面光滑，A以下的表面粗糙。A点以上区域有个相同的小方块，每个小方块质量均为m，与斜面粗糙区域的动摩擦因数都相等，沿平行斜面的倾斜方向整齐地排成一条直线；小方块按从下到上的顺序编号命名；1号小方块用手托着静止在O点，O、A两点之间相距；小方块队列的总长为L，小方块相互间不粘连．现放手让它们由静止开始下滑，已知下滑过程方块队列保持平行于斜面倾斜方向的直线队形，且当第n号小方块全部进入A点时小方块运动的速度达到最大，最终1号小方块停在B处，设斜面足够长。求：（重力加速度为g） （1）1号小方块刚运动到A点位置的速度大小和小方块与粗糙斜面的动摩擦因数； （2）B与A点间的距离； （3）若将B以下的区域表面处理成光滑的，然后让小方块队列重新从A点之上由静止释放，要使所有小方块都能滑过B点，释放时1号方块距离A点最小距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 济宁孔子高级中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题 （总分100分 时间90分钟） 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. 某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间，由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A. 1s时人在下蹲的最低点 B. 2s时人已处于起立静止状态 C. 该同学做了2次下蹲—起立的动作 D. 起立过程中人先超重后失重 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，时人有向下的最大加速度，之后继续向下运动，所以1s时人不是在下蹲的最低点，故A错误； B．时传感器示数等于人的重力，故此时处于下蹲静止状态，故B错误； CD．人在下蹲的过程中，人先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，人先失重后超重；同理可知，起立过程中，人先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，人先超重后失重；所以该同学做了1次下蹲—起立的动作，故C错误，D正确。 故选D。 2. 一无人机在竖直方向上做直线运动的图像如图所示，且时间内图线为直线，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，无人机受到的合力越来越小 B. 时间内，无人机的位移小于 C. 时间内无人机的平均速度小于时间内无人机的平均速度 D. 时间内，无人机加速度可能等于重力加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像斜率等于加速度，时间内，斜率增大，则加速度增大，无人机受到的合力越来越大。故A错误； B．图像面积等于位移，时间内，图像面积大于，则无人机的位移大于。故B错误； C．由图可知，时间内无人机的平均速度大于，时间内无人机的平均速度大小等于，则时间内无人机的平均速度大于时间内无人机的平均速度。故C错误； D．时间内，无人机斜率最大且不变，即加速度最大且保持不变，向下做匀加速直线运动，加速度可能等于重力加速度。故D正确。 故选D。 3. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。变轨时轨道器和返回器组合体（以下简称组合体）绕月球做半径为3R的匀速圆周运动，嫦娥六号在半径为R的近月轨道上运动，嫦娥六号运动到A点时变轨到椭圆轨道，在B点与组合体实现对接。已知月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，则下列说法正确的是（ ） A. 组合体的运行周期为 B. 嫦娥六号在椭圆轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度 C. 嫦娥六号在椭圆轨道上A点的加速度大于在近月轨道上A点的加速度 D. 嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．在月球表面有 对组合体有 解得 A错误； B．嫦娥六号在转移轨道上B点的速度小于嫦娥六号上升到组合体轨道的速度，根据 解得 嫦娥六号在组合体轨道的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度，故嫦娥六号在转移轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度，B正确； C．在同一位置，万有引力相等，加速度相等，C错误； D．根据开普勒第三定律 其中 可得嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为，D错误。 故选B。 4. 如图所示，真空中有两个固定的正点电荷A、B，一个带正电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态，过O点作两正点电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，则（　　） A. 点电荷A的电荷量小于B的电荷量 B. a、b、c、d四点电势相同 C. 该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 把该试探电荷从b沿直线移动到d，电场力先做正功再做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．由试探电荷在O点恰好静止可知，O点电场强度为零，则 又因为rA > rB，所以qA > qB，故A错误； B．因O点场强为零，则aO间场强方向由a到O，根据沿电场线方向电势降低可知，φa > φO，根据点电荷的电势分布规律可知，在A点电荷的电场中，O、b、d三点的电势关系为φOA > φbA = φdA，在B点电荷的电场中，O、b、d三点的电势关系为φOB > φbB = φdB，由电势的叠加可知，φO > φb = φd，则φa > φb = φd，故B错误； C．由Ep = qφ和φa > φb可知，该正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确； D．由B项分析同理可知，从b沿直线到d，电势先升高再降低，故把该正试探电荷从b沿直线移动到d，电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1 = 0.5r，定值电阻R2 = 2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A. U1减小，U2增大，U3增大 B. 、、均改变 C. 电源的输出功率变大，电源效率变大 D. 带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从a流向b的瞬间电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路阻值增大，则电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；通过R1的电流减小，R1两端电压减小，则U1减小；U2为路端电压，所以U2增大；根据 可知U3增大，故A正确； B．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得 理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得 理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得 则有 ，， 可知、、均不变，故B错误； C．电源的输出功率为 R 可知当外电阻（即R1与滑动变阻器接入电路的阻值之和）等于r时，电源的输出功率最大，由于R1 < r，则滑动变阻器滑片上移，接入电路的阻值变大，外电阻变大。若滑片移动前，外电阻小于内阻，则滑片上移，电源的输出功率可能增大，可能先增大后减小；若滑片移动前，外电阻大于内阻，则滑片上移，电源的输出功率减小；电源效率为 由于外电阻增大，则电源效率增大，故C错误； D．由A选项分析可知，U3增大，则电容器极板间电压增大，根据，可知板间场强增大，带电液滴受到的电场力增大，带电液滴将向上运动；根据，可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，在直角坐标系的一、四象限内有大小为、方向沿y轴正方向的匀强电场，虚线与x轴夹角。一带电荷量为、质量为m的粒子由静止释放，经过加速电压为的电压加速后从y轴上的Q点以初速度沿x轴正方向射出，粒子做曲线运动垂直打在上的P点。已知Q、P间沿y轴方向上的距离为。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在P处沿y轴方向的速度大小等于 B. C. 加速电压为 D. 加速电压为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据速度分解可知，粒子在P处沿y轴方向的速度大小 故A错误； B．Q、P间沿y轴方向上的距离为，则有 结合上述有 解得 故B错误； CD．加速过程，根据动能定理有 结合上述解得 故C正确，D错误。 故选C。 7. 图甲为某电源的图线，图乙为某元件的图线，下列说法中正确的是（　　） A. 该电源的内阻为 B. 该元件的电阻随着其两端电压的增大而减小 C. 当该元件两端的电压为0.75V时，它的电阻约为 D. 把电源和该元件组成闭合回路，它的功率约为0.3W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲根据 可知图线与纵轴的截距就是电源电动势，所以电源电动势为 根据图像可知，内阻为图像斜率的绝对值，则取正值为 故A错误； B．根据欧姆定律可知，图乙中图线上的点与坐标原点连线的斜率就代表元件的电阻，则从图乙中可知，随着元件两端电压的增大，图线上的点与坐标原点连线的斜率就越大，电阻也就越大，故B错误； C．由图乙可得，当元件两端的电压0.75V时，电流为0.7A，则根据欧姆定律可得，元件电阻为 故C错误； D．把电源和该元件组成闭合回路，将甲、乙两图线表示在同一图像中，如下图所示 两U-I图线的交点即该元件的工作电压和电流，故从图中可以看出工作电压和电流为 所以该元件的功率约为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，质量为的物块A放在一个静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数。A的右边被一根轻弹簧水平向右拉着并保持静止，且弹簧的拉力为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。则下列说法正确的是（ ） A. 当木箱由静止以的加速度水平向左加速瞬间，A所受的摩擦力为 B. 当木箱由静止以的加速度水平向右加速瞬间，A与木箱发生相对滑动 C. 当木箱由静止以的加速度竖直向下加速瞬间，A的加速度大小为 D. 当木箱由静止以的加速度竖直向上加速瞬间，木箱对A的作用力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．木箱受到的最大静摩擦力为 木箱以向左加速时，物块的合力大小为 方向向左，若此时仍相对静止，则所需的摩擦力为 则两者发生相对滑动，此时所受摩擦力为，方向向左，故A错误； B．木箱以向右加速时，合力大小为 方向向右，又 解得 则物块A与木箱底面相对静止，故B错误； C．木箱以竖直向下加速时，由牛顿第二定律 解得支持力 由于 水平方向，根据牛顿第二定律可得 A的加速度大小为 故C正确； D．木箱以竖直向上加速时，由牛顿第二定律 解得支持力 木箱对A的作用力大小为 故D错误。 故选C。 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，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接，劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接，弹簧处于自然长度时其右端在B点左侧，底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置，滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力，滑块在从A运动到D的过程中，传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系，如图乙所示，、、均为已知量。弹性势能表达式为，重力加速度大小为g。下列表述正确的是（　　） A. B. 释放滑块后，弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，弹簧弹力的功率为 C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，圆轨道对滑块的冲量方向水平向左 D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，时间内滑块底面的弹力大小不变，即滑块的重力大小为 滑块经过圆弧上的B点时，有 滑块经过圆弧上的D点时，有 滑块由B到D的过程中，由动能定理有 解得 A错误； B．释放滑块时弹簧的弹性势能为 当弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，由能量守恒有 ， 弹簧弹力的瞬时功率为 P＝kxv 解得 B正确； C．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，由动量定理得 重力的冲量竖直向下，动量的变化量水平向左，根据矢量三角形易知圆轨道对滑块的作用力的冲量斜向左上方，如图所示 C错误； D．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了 D正确。 故选BD。 10. 如图轴上两质点相距3m，一振幅为5cm的机械波在轴上传播，取波传播到A点时，当A位于平衡位置时，位于波峰，波的传播速度为。下列说法错误的有（　　） A. 该机械波的波长可能为 B. 机械波的周期最长为2s C. 当周期最长时，时，的路程可能为52cm D. 当周期最长时，时，的路程可能为42cm 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于A位于平衡位置时，位于波峰，则有 或 其中n=0，1，2，3…，m=0，1，2，3… 若波长为，可以解得 故A正确，不符合题意； B．根据 结合上述解得 或 可知，当n=0时，周期取最大值2s，故B正确，不符合题意； C．结合上述，周期最长为2s时，AB间距为四分之一个波长，即波传播到B需要时间四分之一周期，时，由于 则的路程为 故C错误，符合题意； D．周期最长为2s时，结合上述，时，由于 则的路程为 故D错误，符合题意。 故选CD。 11. 某电场的三条等势线为关于x轴对称的椭圆，如图所示，a、c、d为等势线上的3个点，其电势分别为，，，b为ac的中点。一质子仅受电场力作用从a点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 沿x轴正方向电势一直降低 B. 质子从a到d的过程中加速度减小，速度增大 C. b点的电势大于13V D. 质子运动到d点时的动能为12eV 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于a、c、d为三条等势线，轴横穿等势线，在左侧质子从a到d的过程中电势降低，因此等势线右侧电势升高，故A错误； B．由图可知 根据题意，电势差 又根据电场强度与电势差的关系可知 因此质子从a到d的过程中电场强度增大，加速度增大，速度也增大，故B错误； C．质子从a到c的过程中电场强度增大，根据可知电势差 解得 因此，b点的电势大于13V，故C正确； D．质子从a到d的过程，由动能定理得 解得 因此质子运动到d点时的动能为12eV，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，多边形区域内有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场），粒子源P可以沿底边向右发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子速率各不相同；右侧边界中点处有一粒子源Q可以在纸面内沿各个方向向磁场内部发射质量为m、电荷量为、速率为的粒子。下列说法正确的是（ ） A. 由粒子源P发射的粒子，能够到达的边界长度为3a B. 由粒子源P发射的粒子，能够到达的边界长度为4a C. 由粒子源Q发射的粒子，首次到达边界（除Q所在的边界）的最短时间为 D. 由粒子源Q发射的粒子，首次到达边界的最长时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由粒子源P发射的粒子轨迹的圆心在图（a）中虚线上，如图 由可知 轨迹半径r随速度增大而增大。当时，粒子能够到达之间；当时，粒子能够到达之间；当时，粒子能够到达Q点正下方的边界上，A正确，B错误； CD．由粒子源Q发射的粒子，速率相同，将代入 可得 如图（b）所示 粒子首次到达M点的时间最短，由几何关系 则 粒子恰好没有落在M点时，落点为N，此时是首次到达边界的最长时间，由几何关系 所以 故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用图甲装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直 B. 应在小钢球自然下垂时测量摆线长度 C. 把小钢球换成较轻的橡胶球有利于提高实验精度 D. 应无初速度、小摆角释放小钢球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径d，多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出l-T2图像如图乙所示。根据图线斜率可计算出重力加速度g=____________m/s2（保留3位有效数字，π2取9.87）。 【答案】（1）ABD （2）9.87±0.04 【解析】 【小问1详解】 A．使用光电门测量时，光电门U形平面与被测物体的运动方向垂直，故A正确； B．测量摆线长度时，应在小钢球自然下垂时测量摆线长度，故B正确； C．单摆是一个理想化模型，若采用质量较轻的橡胶球，空气阻力对摆球运动的影响较大，故C错误； D．无初速度、小摆角释放的目的是保持摆球在竖直平面内运动，不形成圆锥摆，且单摆只有在摆角很小的情况下才可视为简谐运动，所以应无初速度、小摆角释放小钢球，故D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 根据单摆的周期公式 所以 结合图像可得 所以 14. 某同学测量一段长为的圆柱形金属丝的电阻率，实验操作如下： （1）在测量金属丝直径时，测量的结果如图甲所示，则金属丝的直径____________。 （2）该同学先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关调节到“”，调节好欧姆表，测得金属丝的电阻示数如图乙所示，则金属丝的电阻____________。 （3）为了精确测量金属丝的电阻值，实验室提供的器材如下： A．电流计G，满偏电流，内阻； B．电流表A，内阻约为，量程为； C．电阻箱 D．滑动变阻器（最大阻值）； E．滑动变阻器（最大阻值）； F．电源E（电动势，内阻很小）； G．开关S和若干导线。 把电流计G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为，则电阻箱的阻值应调为____________，请在图示方框内画出测量电阻的实验电路图（要求待测电阻两端电压能从零开始，并在图中标出所用器材的符号）_____。 （4）调节滑动变阻器，测得多组电流计G和电流表A的示数，做出图像（的单位均为安培），测得图像的斜率为0.0052，则被测电阻的阻值____________，由此测得金属丝的电阻率____________。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）1.811##1.812##1.813 （2）8##8.0 （3） ①. 1350 ②. （4） ①. 7.94 ②. ## 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器不动尺精度为0.5mm，可动尺精度为0.01mm，需要估读一位，根据图甲可读得金属丝的直径 【小问2详解】 根据图乙可读得待测电阻的阻值为 【小问3详解】 [1]根据电压表的改装原理，即串联分压原理，有 可得 [2]要使待测电阻两端的电压从零开始，则必须使用分压式接法，而为了满足实验操作的方便性以及实验过程中减小实验误差，所选滑动变阻器的最大量程应较小，因此滑动变阻器应选择D，而改装后的电压表所在支路电流可以通过表头读得，因此为了减小实验误差，未知内阻的电流表应选择外接法，实验电路图如图所示 【小问4详解】 [1]根据实验电路图可得 变式可得 其中 ， 解得 [2]根据电阻定律有 可得电阻率 代入数据解得 15. 如图所示，一个质量为 M、长为 L 的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m 的弹性小球，M=2m，小球和圆管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为 2mg。圆管从下端距离地面为 H 处自由落下，运动过程中，圆管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为 g。求： （1）圆管第一次落地弹起时圆管和小球的加速度； （2）圆管第一次落地弹起后至第二次落地前，若小球没有从圆管中滑出，则 L 应满足什么条件？ 【答案】（1）a1=2g，方向竖直向下，a2=g，方向竖直向上；（2） 【解析】 【详解】（1）圆管第一次落地弹起时，设圆管的加速度为a1，根据牛顿第二定律有 2mg+Mg=Ma1 解得 a1=2 方向竖直向下；设小球的加速度为a2，则有 2mg-mg=ma2 解得 a2=g 方向竖直向上。 （2）设圆管第一次落地时的速度大小为 v0，此时小球的速度大小也为 v0，则有 解得 方向竖直向下；碰地后，圆管的速度 方向竖直向上。取竖直向下为正方向，设经过时间t1，小球、圆管的速度相同，则 解得 设t1时间内圆管的位移大小为x1，小球的位移大小为x2，则有 若小球刚好没有从圆管中滑出，小球与圆管的相对位移大小 之后圆管与小球一起运动，加速度为 g，方向竖直向下，则 L 应满足条件。 16. 如图所示，工程队向峡谷对岸平台抛射重物，初速度v0大小为25m/s，与水平方向的夹角为16°，抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为37°，重力加速度大小取10m/s2，忽略空气阻力。重物从P点到Q点运动过程中 （1）运动时间t是多少？ （2）PQ连线的距离是多少 【答案】（1） （2）150m 【解析】 【小问1详解】 沿PQ方向和垂直于PQ方向分解速度和加速度，则 ， 运动时间 【小问2详解】 同理，可得 ， PQ连线的距离 解得 x=150m 17. 如图所示，在xOy平面内，在（未知）的区域内存在匀强电场，方向沿y轴正方向，电场强度的大小可以调节；在和区间内分别存在垂直xOy平面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两区域内磁感应强度的大小也相同，平面内y轴正半轴上距离坐标原点L处有一粒子源，可向xOy平面内第一象限沿不同方向射入速度大小均为的粒子，粒子质量为m，带正电且电荷量为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，当粒子源发射与y轴正方向夹角为的粒子时，该粒子恰好从匀强电场的左边界上处进入电场，然后从匀强电场的右边界上处射出电场，并且首次在磁场区域Ⅱ运动过程中刚好不从下边界射出磁场。（） （1）求匀强磁场区域磁感应强度的大小； （2）求的大小（用L表示，E未知）； （3）调节电场强度的大小，使得当粒子源发射的粒子沿方向射出时（速度仍为，恰好击中沿x轴放置的粗细不计的金属条的右端，该金属条长度为，左端所离坐标原点。粒子击中金属条立即被吸收，求所有满足条件的匀强电场的大小。 【答案】（1） （2） （3），，， 【解析】 【小问1详解】 由题意知 得 粒子在磁场Ⅰ中做匀速圆周运动，有 计算得 【小问2详解】 设粒子射出电场时的速度为，与方向夹角为，在电场中运动时间为，粒子在电场中运动分解后轴方向为匀速直线运动，有 y轴方向为匀变速直线运动，有 粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动，有 由题意知 且 整理计算得 则 【小问3详解】 假设粒子在电场中减速了n次后速度为，在磁场Ⅱ中圆周运动半径为，由动能定理 又 得 得 又 得 得 计算得 n取整数1、2、3、4，则电场强度可以为，，，。 18. 如图所示，倾角为的斜面A点以上的部分表面光滑，A以下的表面粗糙。A点以上区域有个相同的小方块，每个小方块质量均为m，与斜面粗糙区域的动摩擦因数都相等，沿平行斜面的倾斜方向整齐地排成一条直线；小方块按从下到上的顺序编号命名；1号小方块用手托着静止在O点，O、A两点之间相距；小方块队列的总长为L，小方块相互间不粘连．现放手让它们由静止开始下滑，已知下滑过程方块队列保持平行于斜面倾斜方向的直线队形，且当第n号小方块全部进入A点时小方块运动的速度达到最大，最终1号小方块停在B处，设斜面足够长。求：（重力加速度为g） （1）1号小方块刚运动到A点位置的速度大小和小方块与粗糙斜面的动摩擦因数； （2）B与A点间的距离； （3）若将B以下的区域表面处理成光滑的，然后让小方块队列重新从A点之上由静止释放，要使所有小方块都能滑过B点，释放时1号方块距离A点最小距离s。 【答案】（1）；；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A点上部分光滑，对所有小方块从O点运动到A点过程，运动性质相同看作一个整体，机械能守恒，有 解得 通过A点后的小方块因受摩擦力加速度比没过A点的小，因此A点上边的小方块会挤压下方的小方块，所有小方块无相对运动，仍可以看作一个整体。当小方块运动的速度达到最大时，其整体加速度为零，有 解得 （2）设当小方块下端运动到B点时，所有小方块已进入段。则从1号小方块进入A点开始，整体小方块系统所受到的摩擦力与进入的长度成正比直到全部进入，此后摩擦力不变，如图所示。由动能定理 解得 （3）小方块出B点后，加速下滑，而剩下的k个小方块仍一起减速向下运动。设剩下小方块的加速度大小为a，由牛顿第二定律 说明剩下的小方块无论几个，则这几个运动的加速度都保持不变，要使所有小方块都能滑过B点，则第2n号小方块过B点的最小速度是零。如图，所有小方块队列从C点静止释放运动到B点的速度设为v，应用动能定理，有 第2n号小方块从D点运动到B点做加速度为a的匀减速到最小速度0，满足 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $