精品解析：湖南株洲市第一中学2026-2027学年高三上学期第一次学情自测物理试卷

株洲市一中2026年下期高三第一次月考物理（试题） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示为氢原子能级示意图，铝的逸出功为4.2eV。现用某单色光照射大量处于能级的氢原子，这些氢原子释放出6种不同频率的光，用产生的光线照射铝板。下列说法中正确的是（ ） A. 氢原子被该单色光照射后跃迁到的激发态 B. 直接用该单色光照射铝板，能够发生光电效应 C. 氢原子释放出来的6种光中有4种可以使铝板发生光电效应 D. 从铝板逃逸出来的光电子的最大初动能为12.75eV 【答案】A 【解析】 【详解】A．该单色光照射氢原子后释放6种不同频率的光，故氢原子被照射后跃迁到的激发态，故A正确； B．由前面分析可知该单色光的光子能量 所以直接用该单色光照射铝板，不能发生光电效应，故B错误； C．当氢原子从不同激发态向基态跃迁时释放出的光都可以使铝板发生光电效应，所以应该有三种不同频率的光，故C错误； D．当用氢原子从跃迁到基态释放出来的光照射铝板时，从铝板逃逸出来的光电子的初动能最大，此时光子的能量 由爱因斯坦光电效应方程有 故D错误。 故选A。 2. 近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行，该装置采用电磁弹射系统，在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达4s的微重力环境，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 微重力环境是指实验舱受到的重力很小 B. 实验舱上抛阶段处于超重状态，下落阶段处于失重状态 C. 实验舱的释放点上方需要至少20m高的空间 D. 实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．微重力环境是指实验舱处于完全失重状态，A错误； B．实验舱上抛阶段和下落阶段都处于失重状态，B错误； C．实验舱的释放点上方需要至少的高度为 C正确； D．在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放，所以实验舱在弹射阶段的加速度大于重力加速度，D错误。 故选C。 3. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，以下正确的是（　　） A. 处电场强度最小，但不为零 B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C. 在O、、、处的电势、、、的关系为 D. 段的电场强度大小均匀增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电势能与电势的关系 电场强度与电势的关系 解得 可知图像切线的斜率等于 因为处切线斜率为零，则处电场强度为零，故A错误； BD．由图看出在段图像切线的斜率不断减小，则电场强度逐渐减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，段图像切线的斜率不断增大，则电场强度逐渐增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，段斜率不变，则电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故BD错误； C．根据电势能与电势的关系 正电荷在电势高处电势能大，所以有 由对称性可知 则，故C正确。 故选C。 4. 光滑水平面上平行放置两根完全相同的软绳，两人分别握住绳的一端，在水平面上沿垂直于绳的方向摆动，形成沿x轴正方向传播的两列简谐波。某时刻两列波的波动图像分别如图甲、乙所示，此时两列波分别传到离手12m和15m处。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的周期相等 B. 两列波的波源同时开始振动 C. 两列波的波源起振方向相同 D. 此时图乙所示的波中处质点的加速度方向沿y轴负方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知两列波的传播速度相同，由甲、乙图可知，两列波的波长不同，则两列波的周期不相等，故A错误； B．由于两列波的传播速度相同，由甲、乙图可知，两列波的传播距离不同，所以两列波的波源不是同时开始振动，故B错误； C．根据波形平移法可知，甲图中处的起振方向沿y轴负方向，乙图中处的起振方向沿y轴正方向，而波源的起振方向与质点的起振方向相同，所以两列波的波源起振方向不相同，故C错误； D．此时图乙所示的波中处质点位移方向为y轴正方向，则加速度方向沿y轴负方向，故D正确。 故选D。 5. 如图，质量为M，半径为R的圆弧槽，置于光滑水平面上．将一可视为质点的滑块从与圆心等高处无初速度地释放，滑块的质量为m，且，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 若圆弧面光滑，则圆弧槽与滑块组成的系统动量守恒 B. 若圆弧面光滑，则滑块运动至水平面时速度大小为 C. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则圆弧槽的位移大小为 D. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则滑块的位移大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．若圆弧面光滑，圆弧槽与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，故A错误； B．若圆弧面光滑，设滑块运动至水平面时速度大小为，圆弧糟速度大小为，由机械能守恒定律知 在水平方向上动量守恒有 ， 联立解得 ， 故B错误； C．若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，设滑块与圆弧槽相对于地面沿水平方向的位移分别为和，由水平方向动量守恒有 ， 解得 ， 故C正确； D．由于滑块还发生了竖直位移R，故滑块的位移大小为 故D错误。 就选C。 6. 如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。沿OC、OD、OA建立x、y、z轴。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷Q。将质量为m、电荷量为的小球（自身产生的电场可忽略）套在光滑绝缘直轨道AC上，已知静电力常量为k，重力加速度为g，，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球从A点沿轨道AC运动的过程中，所受静电力一直减小 B. 小球从A点沿轨道AC运动的过程中，电势能先增大后减小 C. 小球在A、C两点电势能相等，则从A点沿轨道AC运动的过程中小球机械能守恒 D. 小球刚到达C点时（未脱离轨道）的加速度大小为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A点沿轨道AC运动的过程中，小球到、的距离先减小后增大，即所受的静电力先增大后减小，A错误； B．小球从A点沿轨道AC运动的过程中，电势为正且先增大后减小，故负电荷电势能先减后增，B错误； C．两点机械能相等，但运动过程中机械能不守恒，故C错误； D．轨道上点的电场强度大小为 又 联立得 小球刚到达点时（未脱离轨道）由牛顿第二定律得 解得 D正确。 故选D。 7. 在垂直于纸面向里的匀强磁场中有一个粒子源，可以发射不同比荷，不同速度的带正电粒子。已知所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等。粒子源每发射一个粒子后，间隔逆时针旋转90度发射下一个粒子。发现发射的第一个粒子在回到初始位置之前和第四个粒子在回到初始位置之前在磁场中恰好相碰。若第一个粒子发射的初速度为，质量为，电荷量为，，则第四个粒子的速度为（　　） A. 2v B. 4v C. 6v D. 8v 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 设第一个粒子的运动时间为，第4个粒子的运动时间为，则有 由牛顿第二定律有 解得 又有 可得 同理可得 联立可得 则有 由于所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等，则有 解得 故选C。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道，在右端固定一轻弹簧，弹簧处于自由状态，自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下，而后滑入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 滑块到达B点时的速度大小为 B. 弹簧获得的最大弹性势能为mgR C. 滑块从A点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为 D. 滑块第一次从A点运动到B点时，小车对滑块的支持力大小为4mg 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．滑块从A滑到B时，满足水平方向动量守恒，机械能守恒，则有 ， 解得 ， 运动到B点时对滑块受力分析 解得 FN = 4mg 故A错误、D正确； B．滑块运动到小车最右端时根据水平方向动量守恒可知二者均静止，则减少的重力势能全部转化为弹性势能，故B正确； C．从A到B滑下过程由人船模型 ，x1＋x2 = R 解得小车的位移应当是 故C错误。 故选BD。 9. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球。如图所示，AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知下列说法正确的是（　　） A. 单色光在水中的折射率 B. 边界光线从进入水泡到射到气泡表面上的时间为 C. 入射光线有2R的宽度的光不能进入水球中的气泡 D. 入射光线有的宽度的光不能进入水球中的气泡 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设入射角为i，折射角为r，作出光路如图 几何关系可知 单色光在水中的折射率为 故A正确； B．由几何关系可知，边界光线从进入水泡到射到气泡表面上的距离为 边界光线从进入水泡到射到气泡表面上的时间为 故B错误； CD．当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时，再往上射入的光线就要发生全反射，不能进入气泡中，恰好在气泡位置发生全反射的光路如图所示 设发生全反射时的入射角为，折射角为，则 在气泡位置恰好发生全反射时，有 由几何关系知 可解得 故不能进入水球中的气泡的光线宽度为 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，直立的劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平地面，另一端与绝缘的木板Q拴接。带电量为+q的物块P放置在木板Q上，处于静止状态。现在系统所处空间施加一竖直向上的匀强电场，此后P、Q一起运动到最高点时恰好未分离。已知P的质量为2m，Q的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的场强大小为 B. 匀强电场刚施加的瞬间，P、Q间弹力大小为1.6mg C. 物块P的速度最大时，P、Q间弹力大小为0.6mg D. 施加电场后，弹簧、木板Q和物块P组成的系统机械能的最大增量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题可知，由于P、Q一起运动到最高点时恰好未分离，所以P、Q全程在做简谐运动，因此在最高点和最低点的加速度大小相同，方向相反，大小设为a，则对于最低点，弹簧弹力F弹1和P、Q重力相等，即 设施加电场后，P所受电场力大小为F，则 在最高点，由于P、Q刚要分离，设此时弹簧弹力为F弹2，分别对P和Q进行分析，可得 联立解得 又因为电场力 解得匀强电场的场强大小为 故A错误； B．电场刚施加时，设P、Q间弹力大小为N1，以P为研究对象，则 解得 故B正确； C．物块P的速度最大时，P、Q整体处于简谐运动平衡点，即加速度为0，设P、Q间弹力大小为N2，对P则有 解得 故C错误； D．从最低到最高系统向上运动位移为 系统机械能增加等于电场力对系统做功，即 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：共57分。 11. 某同学为测定电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0Ω，电源电动势E＝3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。 （1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm。 （2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示： x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 /A－1 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 根据表中的数据，在图丙的坐标纸上作出－x图像________，并由图线求出电阻丝的电阻率ρ＝________Ω·m（保留两位有效数字）。 （3）根据－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________Ω（保留两位有效数字）。 （4）若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率______（选填“有”或“无”）影响，根据－x关系图线纵轴截距的物理意义可求得的是______。 【答案】 ①. 0.400##0.399##0.401 ②. ③. 1.1×10－6 ④. 1.4 ⑤. 无 ⑥. 电源的内阻和电流表内阻之和 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 电阻丝的直径 （2）[2] －x图像如图所示 [3] 由电阻定律可得 由欧姆定律可得 则图像斜率 联立解得 代入数据得 联立解得电阻率为 代入数据得 （3）[4] 根据－x图中关系图线纵轴截距为1.8，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律得 即 解得 （4）[5] 由电阻定律可得 由欧姆定律可得 则图像斜率 联立解得 整理得 若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率无影响。 [6] 根据－x图中关系图线纵轴截距为y，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律得 即 解得 可求得的是电源的内阻和电流表内阻之和 12. 如图1为孙华和刘刚两位同学设计的一个实验装置，用来探究一定质量的小车其加速度与力的关系。其中电源为50Hz的交流电，一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。 （1）此实验中正确的操作是______ A．实验需要用天平测出砂和砂桶的质量m B．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力 C．小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车 D．为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M （2）该同学在实验中得到一条纸带如图2所示，相邻计数点间有4个点未画出，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，小车的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。 （3）孙华同学以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，画出的图线与横坐标轴的夹角为，且斜率为k，如图3所示，则小车的质量为______。 A． B． C． D． 【答案】 ①. BC##CB ②. 2.4 ③. C 【解析】 【详解】（1）[1] A．由题图可知，细绳上的拉力大小由传感器读出，不需要用砂和砂桶的重力代替细绳上的拉力，因此实验不需要用天平测出砂和砂桶的质量m，A错误； B．为了使小车受到的合力为力传感器示数的2倍，应平衡摩擦力，因此实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力，B正确； C．为了充分利用纸带，获取更多的数据，实验时小车应靠近打点计时器，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，C正确； D．细绳上的拉力大小由传感器读出，因此实验中不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，D错误。 故选BC。 （2）[2]纸带上相邻计数点间有4个点未画出，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，因此纸带上相邻两计数点间的时间间隔为 由匀变速直线运动的推论，可得小车的加速度大小为 （3）[3]对小车和滑轮，由牛顿第二定律可得 整理可得 可知图线的斜率为 解得 ABD错误，C正确。 故选C。 13. 如图所示，粗细均匀、上端齐平的U形玻璃管竖直放置，玻璃管的左侧上端封闭，右侧上端与大气相通，管中封闭有一定体积的水银，稳定时，玻璃管左侧封闭的空气柱的长度，右侧的水银液面比左侧的水银液面高。已知外界大气压强，环境温度为300K，U形管内部的横截面积。 （1）若用带导气管的橡皮塞（不计厚度）将玻璃管的右上端密封，并用气泵向其中缓慢充气，求玻璃管两侧液面相平时，从外界向玻璃管中充入的同温度下压强为的气体体积V； （2）若仅使玻璃管左侧空气柱的温度缓慢下降，求玻璃管两侧液面相平时玻璃管左侧空气柱的热力学温度T。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设玻璃管两侧的液面相平时，玻璃管右侧气体的压强为p，以玻璃管右侧原有气体和充入的气体为研究对象，充气前后，由玻意耳定律有 对玻璃管左侧封闭的气体，初态压强 变化前后，由玻意耳定律可得 联立解得 （2）设稳定后玻璃管左侧空气柱的热力学温度为T，对玻璃管左端的气体，由理想气体状态方程可得 代入数据解得 14. 中国航天科技集团自主研制的300瓦霍尔电推进系统已经顺利完成地轨卫星的机动变轨任务，整个卫星的运行轨道被抬升了300公里。我国现阶段霍尔推进器，在地面实验中，其推力达到了牛级，处于国际领先水平。小明同学受到启发设计了如图所示装置研究电荷运动及作用力，三束比荷为、速度为、相邻间距的平行带正电粒子a、b、c持续均匀射入一半径的圆形匀强磁场区域后汇聚于点（其中带电粒子束b的运动方向正对圆心磁场的圆心），随后进入右侧间距、边界为M、N的区域中。在边界N处放置一个足够大的荧光屏，圆形磁场圆心与点及荧光屏上坐标原点连线共轴且垂直荧光屏。 （1）求圆形磁场区域的磁感应强度的大小及方向； （2）若在的区域中加上水平向右、磁感应强度的匀强磁场，求a束粒子打在屏上的位置坐标；（可用表示） （3）若在的区域中加上（2）中磁场的同时再加上水平向右、电场强度的匀强电场。某次实验中，整个装置安装在一个飞船模型上，把荧光屏变为粒子喷射出口。已知粒子质量，单位时间内每束粒子有个喷出，求粒子持续从射入磁场到喷出过程对飞船模型的冲力大小。（冲力计算结果保留两位有效数字，可能用到的数据：，，） 【答案】（1）0.01T，方向垂直纸面向外 （2）(，) （3）1.6N 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，带正电粒子由洛伦兹力提供向心力得 解得 方向垂直纸面向外 【小问2详解】 由题意可知a束粒子的运动轨迹图，如图所示。 由几何关系可得 得 粒子运动周期 运动时间 运动半径 则束粒子打在屏上的位置坐标为(，)。 【小问3详解】 在向右的方向上，对ac束粒子 对b束粒子 解得 m/s 在水平方向由动量定理得 得 在y方向上 解得 则粒子持续从射入磁场到喷出过程对飞船模型的冲力大小 15. 如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为。质量为3m的B环套在轻杆上恰好不下滑，距离B环l的位置有一质量为m的光滑环A从静止释放。下滑过程中，A环与B环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）A环与B环第一次碰撞结束后的速度大小； （2）A环与B环第一次碰撞结束到第二次碰撞前相距最远的距离； （3）若将B环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为x轴正方向建立直线坐标系，求第n次碰撞时环B的位置坐标。 【答案】（1），；（2）；（3）（n=1，2，3…） 【解析】 【详解】（1）设与B碰前速度为，则有 由于与B的碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒，有 根据能量守恒，有 解得 A环碰撞后反弹。 （2）由于B环恰好不下滑静止于轻杆上，所以有 则碰后B环匀速下滑，环沿杆向上做匀减速直线运动，当二者速度相同时，两环相距最远，以B为参考系，相对B速度为零时，二者相距最远，相对B的初速度为 相对B的加速度为 两环相距最远的距离为 （3）设与B第二次碰前速度为，则有 ， 解得 与B第二次碰后速度分别为、，由动量守恒定律，有 根据机械能守恒定律，得 解得 设与B第三次碰前速度为，则有 解得 与B第三次碰前后，根据动量守恒定律，有 根据机械能守恒定律，得 联立解得 由于与B碰撞为弹性碰撞，所以二者的相对速度大小不变，始终为，根据以上分析得第一次碰前与B的速度分别为、0，碰后分别为、；第二次碰前与B的速度分别为、；碰后分别为，；第三次碰前与B的速度分别为、；碰后分别为、，…，可知从第一次碰撞后，每经历时间 两环就发生一次碰撞，则第一次碰后B环位移 第二次碰后B环位移 第三次碰后B环位移 所以第次碰后B环位移 （n=1，2，3…） 则第次碰撞时环B的位置坐标为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 株洲市一中2026年下期高三第一次月考物理（试题） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示为氢原子能级示意图，铝的逸出功为4.2eV。现用某单色光照射大量处于能级的氢原子，这些氢原子释放出6种不同频率的光，用产生的光线照射铝板。下列说法中正确的是（ ） A. 氢原子被该单色光照射后跃迁到的激发态 B. 直接用该单色光照射铝板，能够发生光电效应 C. 氢原子释放出来的6种光中有4种可以使铝板发生光电效应 D. 从铝板逃逸出来的光电子的最大初动能为12.75eV 2. 近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行，该装置采用电磁弹射系统，在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达4s的微重力环境，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 微重力环境是指实验舱受到的重力很小 B. 实验舱上抛阶段处于超重状态，下落阶段处于失重状态 C. 实验舱的释放点上方需要至少20m高的空间 D. 实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度 3. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，以下正确的是（　　） A. 处电场强度最小，但不为零 B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C. 在O、、、处的电势、、、的关系为 D. 段的电场强度大小均匀增大 4. 光滑水平面上平行放置两根完全相同的软绳，两人分别握住绳的一端，在水平面上沿垂直于绳的方向摆动，形成沿x轴正方向传播的两列简谐波。某时刻两列波的波动图像分别如图甲、乙所示，此时两列波分别传到离手12m和15m处。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的周期相等 B. 两列波的波源同时开始振动 C. 两列波的波源起振方向相同 D. 此时图乙所示的波中处质点的加速度方向沿y轴负方向 5. 如图，质量为M，半径为R的圆弧槽，置于光滑水平面上．将一可视为质点的滑块从与圆心等高处无初速度地释放，滑块的质量为m，且，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 若圆弧面光滑，则圆弧槽与滑块组成的系统动量守恒 B. 若圆弧面光滑，则滑块运动至水平面时速度大小为 C. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则圆弧槽的位移大小为 D. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则滑块的位移大小为 6. 如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。沿OC、OD、OA建立x、y、z轴。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷Q。将质量为m、电荷量为的小球（自身产生的电场可忽略）套在光滑绝缘直轨道AC上，已知静电力常量为k，重力加速度为g，，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球从A点沿轨道AC运动的过程中，所受静电力一直减小 B. 小球从A点沿轨道AC运动的过程中，电势能先增大后减小 C. 小球在A、C两点电势能相等，则从A点沿轨道AC运动的过程中小球机械能守恒 D. 小球刚到达C点时（未脱离轨道）的加速度大小为0 7. 在垂直于纸面向里的匀强磁场中有一个粒子源，可以发射不同比荷，不同速度的带正电粒子。已知所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等。粒子源每发射一个粒子后，间隔逆时针旋转90度发射下一个粒子。发现发射的第一个粒子在回到初始位置之前和第四个粒子在回到初始位置之前在磁场中恰好相碰。若第一个粒子发射的初速度为，质量为，电荷量为，，则第四个粒子的速度为（　　） A. 2v B. 4v C. 6v D. 8v 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道，在右端固定一轻弹簧，弹簧处于自由状态，自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下，而后滑入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 滑块到达B点时的速度大小为 B. 弹簧获得的最大弹性势能为mgR C. 滑块从A点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为 D. 滑块第一次从A点运动到B点时，小车对滑块的支持力大小为4mg 9. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球。如图所示，AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知下列说法正确的是（　　） A. 单色光在水中的折射率 B. 边界光线从进入水泡到射到气泡表面上的时间为 C. 入射光线有2R的宽度的光不能进入水球中的气泡 D. 入射光线有的宽度的光不能进入水球中的气泡 10. 如图所示，直立的劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平地面，另一端与绝缘的木板Q拴接。带电量为+q的物块P放置在木板Q上，处于静止状态。现在系统所处空间施加一竖直向上的匀强电场，此后P、Q一起运动到最高点时恰好未分离。已知P的质量为2m，Q的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的场强大小为 B. 匀强电场刚施加的瞬间，P、Q间弹力大小为1.6mg C. 物块P的速度最大时，P、Q间弹力大小为0.6mg D. 施加电场后，弹簧、木板Q和物块P组成的系统机械能的最大增量为 三、非选择题：共57分。 11. 某同学为测定电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0Ω，电源电动势E＝3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。 （1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm。 （2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示： x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 /A－1 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 根据表中的数据，在图丙的坐标纸上作出－x图像________，并由图线求出电阻丝的电阻率ρ＝________Ω·m（保留两位有效数字）。 （3）根据－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________Ω（保留两位有效数字）。 （4）若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率______（选填“有”或“无”）影响，根据－x关系图线纵轴截距的物理意义可求得的是______。 12. 如图1为孙华和刘刚两位同学设计的一个实验装置，用来探究一定质量的小车其加速度与力的关系。其中电源为50Hz的交流电，一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。 （1）此实验中正确的操作是______ A．实验需要用天平测出砂和砂桶的质量m B．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力 C．小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车 D．为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M （2）该同学在实验中得到一条纸带如图2所示，相邻计数点间有4个点未画出，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，小车的加速度大小为______（结果保留两位有效数字）。 （3）孙华同学以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，画出的图线与横坐标轴的夹角为，且斜率为k，如图3所示，则小车的质量为______。 A． B． C． D． 13. 如图所示，粗细均匀、上端齐平的U形玻璃管竖直放置，玻璃管的左侧上端封闭，右侧上端与大气相通，管中封闭有一定体积的水银，稳定时，玻璃管左侧封闭的空气柱的长度，右侧的水银液面比左侧的水银液面高。已知外界大气压强，环境温度为300K，U形管内部的横截面积。 （1）若用带导气管的橡皮塞（不计厚度）将玻璃管的右上端密封，并用气泵向其中缓慢充气，求玻璃管两侧液面相平时，从外界向玻璃管中充入的同温度下压强为的气体体积V； （2）若仅使玻璃管左侧空气柱的温度缓慢下降，求玻璃管两侧液面相平时玻璃管左侧空气柱的热力学温度T。 14. 中国航天科技集团自主研制的300瓦霍尔电推进系统已经顺利完成地轨卫星的机动变轨任务，整个卫星的运行轨道被抬升了300公里。我国现阶段霍尔推进器，在地面实验中，其推力达到了牛级，处于国际领先水平。小明同学受到启发设计了如图所示装置研究电荷运动及作用力，三束比荷为、速度为、相邻间距的平行带正电粒子a、b、c持续均匀射入一半径的圆形匀强磁场区域后汇聚于点（其中带电粒子束b的运动方向正对圆心磁场的圆心），随后进入右侧间距、边界为M、N的区域中。在边界N处放置一个足够大的荧光屏，圆形磁场圆心与点及荧光屏上坐标原点连线共轴且垂直荧光屏。 （1）求圆形磁场区域的磁感应强度的大小及方向； （2）若在的区域中加上水平向右、磁感应强度的匀强磁场，求a束粒子打在屏上的位置坐标；（可用表示） （3）若在的区域中加上（2）中磁场的同时再加上水平向右、电场强度的匀强电场。某次实验中，整个装置安装在一个飞船模型上，把荧光屏变为粒子喷射出口。已知粒子质量，单位时间内每束粒子有个喷出，求粒子持续从射入磁场到喷出过程对飞船模型的冲力大小。（冲力计算结果保留两位有效数字，可能用到的数据：，，） 15. 如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为。质量为3m的B环套在轻杆上恰好不下滑，距离B环l的位置有一质量为m的光滑环A从静止释放。下滑过程中，A环与B环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）A环与B环第一次碰撞结束后的速度大小； （2）A环与B环第一次碰撞结束到第二次碰撞前相距最远的距离； （3）若将B环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为x轴正方向建立直线坐标系，求第n次碰撞时环B的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $