精品解析：安徽六安第一中学2026-2027学年高三上学期第一次学情自测物理试题

高三上学期物理第一次月考 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 的得0分。 1. 在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（　　） A. 甲图中，观察AB割线的变化得到A点的瞬时速度方向的过程，运用了极限思想 B. 乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了等效替代的思想 C. 丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D. 丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了理想化模型的思想 2. 中国自主研发制造的万米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了10909米的中国载人深潜新纪录。某次深潜探测中，“奋斗者”号的速度-时间图像如图所示，忽略下潜过程重力加速度的变化。则（　　） A. 0 ~ t1时间内“奋斗者”号做匀加速运动 B. 0 ~ t1时间内潜水器内的科考人员处于超重状态 C. t2 ~ t3时间内潜水器内的科考人员处于失重状态 D. 0 ~ t1时间内的平均速度大于t2 ~ t3时间内的平均速度 3. 郑钦文在2024年巴黎奥运会为我国赢得首枚奥运网球单打金牌。比赛中在网球距地面高度为h时，她以斜向上方速度将网球击出，方向与水平方向夹角为θ。忽略空气阻力，网球从被击出到第一次落地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 网球在空中的运动时间与h有关，与无关 B. 网球落地前速度的反向延长线过水平位移的中点 C. 保持h和的大小不变，当时，网球水平位移最大 D. 保持的大小不变，h越小，最大水平位移对应的θ越接近 4. 我校在2024年秋季运动会中开设了“趣味毛毛虫”的集体运动项目强化团队协作能力，如图所示，每支队伍由8名老师组成，将毛毛虫悬空抓住前进，到达终点用时少者获胜。为了能顺利前进，8名老师需要同时迈出左脚或右脚。已知老师们手中抓住的“毛毛虫”的质量为，在开始运动阶段“毛毛虫”以加速度向前做匀加速直线运动（竖直方向保持同一高度），重力加速度为，老师们运动过程中脚不打滑。从开始出发计时，则对此匀加速运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 地面对老师的摩擦力对老师做正功 B. 这8名老师对“毛毛虫”的作用力大小为 C. 这8名老师对“毛毛虫”的作用力水平向前 D. 时刻8名老师对“毛毛虫”作用力的合力瞬时功率为 5. 如图所示，人造卫星P（可视为质点）绕地球做匀速圆周运动。在卫星运动轨道平面内，过卫星P作地球的两条切线，两条切线的夹角为，若卫星P绕地球运动的周期为T，引力常量为G。则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（ ） A. N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相反 B. 线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C. 线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D. 线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 7. 如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E＝，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ；现使圆环以初速度v0向下运动，经时间t0，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 环经过时间刚好到达最低点 B. 环的最大加速度为am＝g＋ C. 环在t0时间内损失的机械能为m（－） D. 环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等 8. 如图所示的正六边形是一个绝缘筒的截面，筒内无磁场，在每边中点处开有一小孔。现有质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从其中一个小孔以垂直边长方向、适当大小的速度，射入外部磁感应强度为的足够大匀强磁场，恰好能垂直小孔进入筒内。磁场方向垂直截面，粒子恰好不与筒相碰，并以相同速度回到起点，那么该粒子从出发到第一次回到出发点所用时间是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，小型交流发电机两磁极N、S间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。矩形金属线圈ABCD的匝数，面积，线圈内阻和导线电阻不计，线圈绕垂直于磁场的水平轴逆时针匀速转动，角速度。变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表，、均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表的示数减小了0.2 A，电流表的示数减小了0.8 A，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为200 V B. 变压器原、副线圈匝数之比为 C. 电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值不变 D. 若再将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电压表示数变大 10. 如图甲，湖泊水面上有一列浮球，用来警示过往船只注意安全。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长的水波。当所有浮球全部振动后开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知，，。则（ ） A. 时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B. 时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴负向运动 C. 时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D. 时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 二、非选择题：本题共5小题，共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。 （1）小明同学测得小球A的质量为m1，被碰撞小球B的质量为m2，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先不放小球B，使小球A从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。再把小球B静置于斜槽轨道末端，让小球A仍从S处由静止释放，与小球B碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有 。（选填选项前的字母） A. 测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球A的释放点S距桌面的高度h C. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H D. 分别找到小球A与小球B相碰后平均落地点的位置M、N E. 测量平抛射程OM、ON （2）要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式___________是否成立（请使用（1）测量的物理量）。 （3）小亮同学也用上述两球进行实验，如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球A、小球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触，让小球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B'；然后将木条平移到图乙中所示位置，入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P'；再将入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，确定小球A和小球B相撞后的撞击点分别为M'和N'。测得B'与N'、P'、M'各点的高度差别为h1、h2、h3。若满足___________，则小球A和小球B碰撞过程动量守恒。 12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 （1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线__________。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为__________V（保留3位有效数字）、内阻为__________（保留2位有效数字）。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为__________（保留2位有效数字）。 （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值__________（填“偏大”或“偏小”）。 13. 某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。 （1）求sinθ； （2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。 14. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L1＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R1＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L2＝1.5m的水平面GH和半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与粗糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为，不计其它阻力，取。求 （1）滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力； （2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度； （3）若释放的高度，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。 15. 如图所示，一长木板B质量m=1.0kg，长L=9.2m，静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=5.5m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为53°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=6.0m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一水平光滑固定滑轨，其上穿有一质量M=2.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向。一质量m=1.0kg的滑块A被无初速地轻放在沿顺时针转动的水平传送带左端。一段时间后A从传送带右侧水平飞出，恰好能沿切线方向从P点滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体随后运动过程中一直没有离开水平面，且C没有滑离滑轨。若传送带长s=6.0m，转动速度大小恒为v0=6.0m/s，A与传送带和木板B间动摩擦因数均为μ=0.5。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度g=10m/s2 （1）求滑块A到达P点的速度大小vP （2）求滑块A与滑块D碰撞前的速度大小v （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为1.0m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三上学期物理第一次月考 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 的得0分。 1. 在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（　　） A. 甲图中，观察AB割线的变化得到A点的瞬时速度方向的过程，运用了极限思想 B. 乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了等效替代的思想 C. 丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D. 丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了理想化模型的思想 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，观察AB割线的变化得到A点的瞬时速度方向的过程，B逐渐靠近A，运用了极限思想，故A正确，不符合题意； B．乙图中，研究红蜡块的运动时，将蜡块的运动分解为两个方向的分运动，两个分运动的实际效果与合运动相同，主要运用了等效替代的思想，故B正确，不符合题意； C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，在研究两个物理量的关系时，需要确保其它物理量不变，可知，运用了控制变量法，故C正确，不符合题意； D．丁图中，卡文迪什测定引力常量的实验中，利用扭秤实验，运用了放大法测微小量，故D错误，符合题意。 故选D。 2. 中国自主研发制造的万米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了10909米的中国载人深潜新纪录。某次深潜探测中，“奋斗者”号的速度-时间图像如图所示，忽略下潜过程重力加速度的变化。则（　　） A. 0 ~ t1时间内“奋斗者”号做匀加速运动 B. 0 ~ t1时间内潜水器内的科考人员处于超重状态 C. t2 ~ t3时间内潜水器内的科考人员处于失重状态 D. 0 ~ t1时间内的平均速度大于t2 ~ t3时间内的平均速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．速度-时间图像的斜率表示加速度，则0 ~ t1时间内加速度逐渐减小，是变加速直线运动，故A错误； B．潜水器下潜，则运动方向向下，而0 ~ t1时间内加速，加速度向下，内部的科考人员处于失重状态，故B错误； C．在t2 ~ t3时间科考人员随潜水器向下做减速运动，加速度向上，则内部的科考人员处于超重状态，故C错误； D．构造相同时间内的匀变速直线运动，比较图像围成的面积 从而可知0 ~ t1时间内的平均速度；t2 ~ t3时间内的平均速度有，则可知0 ~ t1时间内的平均速度大于t2 ~ t3时间内的平均速度，故D正确。 故选D。 3. 郑钦文在2024年巴黎奥运会为我国赢得首枚奥运网球单打金牌。比赛中在网球距地面高度为h时，她以斜向上方速度将网球击出，方向与水平方向夹角为θ。忽略空气阻力，网球从被击出到第一次落地过程中，下列说法正确的是（　　） A. 网球在空中的运动时间与h有关，与无关 B. 网球落地前速度的反向延长线过水平位移的中点 C. 保持h和的大小不变，当时，网球水平位移最大 D. 保持的大小不变，h越小，最大水平位移对应的θ越接近 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据位移时间公式有 可知，网球在空中的运动时间与h和有关，故A错误； B．由平抛运动推论可知网球落地前速度的反向延长线过网球平抛阶段的水平位移的中点，如图 故B错误； CD．依题意，网球做斜抛运动，分解为初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，如图 可知 当 时，有极值 可得 解得 可知网球水平射程最远的抛射角与h和v0有关。当h=0时 即h越小，最远射程对应的抛射角越接近45°，故C错误；D正确； 故选D。 4. 我校在2024年秋季运动会中开设了“趣味毛毛虫”的集体运动项目强化团队协作能力，如图所示，每支队伍由8名老师组成，将毛毛虫悬空抓住前进，到达终点用时少者获胜。为了能顺利前进，8名老师需要同时迈出左脚或右脚。已知老师们手中抓住的“毛毛虫”的质量为，在开始运动阶段“毛毛虫”以加速度向前做匀加速直线运动（竖直方向保持同一高度），重力加速度为，老师们运动过程中脚不打滑。从开始出发计时，则对此匀加速运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 地面对老师的摩擦力对老师做正功 B. 这8名老师对“毛毛虫”的作用力大小为 C. 这8名老师对“毛毛虫”的作用力水平向前 D. 时刻8名老师对“毛毛虫”作用力的合力瞬时功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于老师运动过程中脚不打滑，所以老师与地面之间是静摩擦力，在老师受摩擦力时，二者没有相对位移，故地面对老师的摩擦力对老师不做功，故A错误； BC．“毛毛虫”受的合外力为ma，可知老师对“毛毛虫”的作用力大小为 方向向前上方，故BC错误； D．设老师对“毛毛虫”作用力与水平方向的夹角为，则时刻老师对“毛毛虫”作用力的瞬时功率为 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，人造卫星P（可视为质点）绕地球做匀速圆周运动。在卫星运动轨道平面内，过卫星P作地球的两条切线，两条切线的夹角为，若卫星P绕地球运动的周期为T，引力常量为G。则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设卫星P绕地球运动的半径为，地球半径为，根据万有引力提供向心力 根据几何关系有 地球的体积为 地球的密度为 联立解得 故选B。 6. 如图所示，水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（ ） A. N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相反 B. 线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变 C. 线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流 D. 线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．因M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A错误； B．根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误； C．根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确； D．线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E＝，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ；现使圆环以初速度v0向下运动，经时间t0，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 环经过时间刚好到达最低点 B. 环的最大加速度为am＝g＋ C. 环在t0时间内损失的机械能为m（－） D. 环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．环向下运动时在竖直方向上受到重力、向上的静电力、向上的摩擦力，以竖直向上为正方向，设加速度大小为a1，则 因为速度的减小，导致洛伦兹力减小，则摩擦力会减小，因此环做加速度减小的减速运动，当环向上运动时，环的加速度大小 随着速度增大，开始做加速度减小的加速运动，之后做匀速直线运动，因此在 t＝ 时，圆环不可能刚好到达最低点，故A错误； B．圆环在运动过程中，向下运动时的加速度大于向上运动的加速度，而向下运动所受摩擦力越大，则加速度越大，因此环刚开始运动时加速度最大，最大加速度 故B正确； C．圆环从出发点到回到出发点的过程中，重力势能变化为零，那么机械能的损失即为动能的减小，则有 ΔEk＝mv02－mv2 而 v＝ 因此损失的机械能为 m（v02－） 故C错误； D．根据功能关系，除重力以外的力做功，才导致机械能变化，而环在下落与上升过程中，因摩擦力做功值不同，因此环在下落过程中损失的机械能不会等于上升回到出发点过程中损失的机械能，故D错误。 故选B。 8. 如图所示的正六边形是一个绝缘筒的截面，筒内无磁场，在每边中点处开有一小孔。现有质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从其中一个小孔以垂直边长方向、适当大小的速度，射入外部磁感应强度为的足够大匀强磁场，恰好能垂直小孔进入筒内。磁场方向垂直截面，粒子恰好不与筒相碰，并以相同速度回到起点，那么该粒子从出发到第一次回到出发点所用时间是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】粒子运动一周的轨迹如图所示 设六边形边长为，粒子初速度大小为，由几何关系知，粒子每次在磁场中运动的轨迹半径为 圆心角大小为 由洛伦兹力提供向心力有 带电粒子每次在磁场中的时间为 得 每次在圆筒匀速直线运动的距离为，得每次在圆筒内运动的时间为 因此回到出发点所用时间 A正确。 故选A。 9. 如图所示，小型交流发电机两磁极N、S间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。矩形金属线圈ABCD的匝数，面积，线圈内阻和导线电阻不计，线圈绕垂直于磁场的水平轴逆时针匀速转动，角速度。变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表，、均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表的示数减小了0.2 A，电流表的示数减小了0.8 A，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为200 V B. 变压器原、副线圈匝数之比为 C. 电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值不变 D. 若再将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电压表示数变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．线圈中产生的感应电动势的最大值为 电压表的示数为 A正确； B．根据理想变压器电流与匝数关系 可得 B错误； C．根据理想变压器电压与匝数关系 可知保持不变，电压表的示数为 则 则有 可知电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值保持不变，C正确； D．将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的有效阻值减小，电流表的示数变大，根据 可知电压表的示数变小，D错误。 故选AC。 10. 如图甲，湖泊水面上有一列浮球，用来警示过往船只注意安全。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长的水波。当所有浮球全部振动后开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知，，。则（ ） A. 时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动 B. 时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴负向运动 C. 时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 D. 时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于，，由图可知A球的振动比B球振动落后，则 又 所以 ， 设两浮球之间的距离为，则 相邻两浮球与O点距离差小于，1号浮球比A浮球振动滞后，由于时，A浮球位于平衡位置且沿z轴正向运动，则时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动；故A正确； B．6号浮球比B浮球振动滞后，由于时，B浮球位于波峰，时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动，故B错误； C．时，A浮球位于波峰位置，2号浮球比A浮球振动超前，时，1号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴正向运动，2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反沿z轴负向运动，故C正确； D．时，B浮球位于平衡位置且沿z轴负向运动，5号浮球比B浮球振动超前，5号浮球位于平衡位置下方且沿z轴负向运动，6号浮球都位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，故D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 小明、小亮两位同学分别用如图甲、乙所示的装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。 （1）小明同学测得小球A的质量为m1，被碰撞小球B的质量为m2，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先不放小球B，使小球A从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。再把小球B静置于斜槽轨道末端，让小球A仍从S处由静止释放，与小球B碰撞，并多次重复。该实验需要完成的必要步骤还有 。（选填选项前的字母） A. 测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球A的释放点S距桌面的高度h C. 测量斜槽轨道末端距地面的高度H D. 分别找到小球A与小球B相碰后平均落地点的位置M、N E. 测量平抛射程OM、ON （2）要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式___________是否成立（请使用（1）测量的物理量）。 （3）小亮同学也用上述两球进行实验，如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球A、小球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端并与轨道接触，让小球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B'；然后将木条平移到图乙中所示位置，入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P'；再将入射小球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，确定小球A和小球B相撞后的撞击点分别为M'和N'。测得B'与N'、P'、M'各点的高度差别为h1、h2、h3。若满足___________，则小球A和小球B碰撞过程动量守恒。 【答案】（1）ADE （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．本实验要“验证动量守恒定律”，故需测量两个小球的质量m1、m2。故A正确； B．小球A碰撞前的速度大小可以通过平抛运动规律求得 ， 联立，解得 实验中小球A每次都从同一位置S释放即可，无需测量释放点S距桌面的高度h。故B错误； CDE．由于两小球做平抛运动的竖直高度相同，所以下落时间相同，由 可得它们飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比，所以在验证动量守恒定律时，由 可得 整理，可得 所以，无需测量斜槽轨道末端距地面的高度H，需要测量各球平均落点的水平射程。故C错误；DE正确。 故选ADE。 【小问2详解】 根据第一问分析可知，要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式 是否成立。 【小问3详解】 依题意，小球在空中做平抛运动，有 ， 联立，解得 由乙图可知，两小球做平抛运动的水平位移相同，则 若小球A和小球B碰撞过程动量守恒，则有 联立，解得 12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 （1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线__________。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为__________V（保留3位有效数字）、内阻为__________（保留2位有效数字）。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为__________（保留2位有效数字）。 （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值__________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 ①. ②. 1.58 ③. 0.64 ④. 2.5 ⑤. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]实物连线如图： （2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得 由图像可知 E=1.58V 内阻 （3）[4]根据 可得 由图像可知 解得 （4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。 13. 某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。 （1）求sinθ； （2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有 由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知 代入数据解得 （2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图 则根据几何关系可知FE上从P点到E点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有 设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有 又因为 联立解得 所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为 14. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L1＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R1＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L2＝1.5m的水平面GH和半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与粗糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为，不计其它阻力，取。求 （1）滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力； （2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度； （3）若释放的高度，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。 【答案】（1）6N，方向向下；（2）0.3m；（3）当时，；当时；当时； 【解析】 【详解】（1）根据动能定理 代入数据得 根据牛顿第二定律 得细圆管道对滑块的作用力 根据牛顿第三定律，细圆管道受到滑块的作用力 方向向下。 （2）根据动量定理 得 根据能量守恒 滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度 （3）经过计算可知，当释放的高度时，滑块刚好能到达半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧的最高点，若释放的高度，根据动能定理 根据动量定理 根据能量守恒 得 当时， 当时， 当时，滑块从小车左侧滑落， 15. 如图所示，一长木板B质量m=1.0kg，长L=9.2m，静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=5.5m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为53°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=6.0m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一水平光滑固定滑轨，其上穿有一质量M=2.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向。一质量m=1.0kg的滑块A被无初速地轻放在沿顺时针转动的水平传送带左端。一段时间后A从传送带右侧水平飞出，恰好能沿切线方向从P点滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体随后运动过程中一直没有离开水平面，且C没有滑离滑轨。若传送带长s=6.0m，转动速度大小恒为v0=6.0m/s，A与传送带和木板B间动摩擦因数均为μ=0.5。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度g=10m/s2 （1）求滑块A到达P点的速度大小vP （2）求滑块A与滑块D碰撞前的速度大小v （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为1.0m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？ 【答案】（1）vP=10m/s （2）v=4m/s （3）Epm=8J 【解析】 【小问1详解】 滑块A在传送带上先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律 其中 则匀加速阶段的位移为 滑块A离开传送带的速度为6m/s，平抛运动在水平方向的初速度 又滑块A沿切线滑入圆轨道，满足 解得 【小问2详解】 滑块A沿圆弧轨道滑下，设在最低点速度为v1，机械能守恒 解得 假设滑块A在木板B上运动过程中，与木板B共速后木板B才到达右侧平台，设共速时速度为v共，相对运动的距离为s相，由A、B系统动量守恒 系统能量守恒 解得 设木板B开始滑动到AB共速滑过距离sB，由动能定理有 解得 即假设成立；木板B撞平台后静止，滑块A继续向右运动，设滑块A与滑块D碰撞前速度为v2，由动能定理有 解得 【小问3详解】 随后滑块A将以v2的速度滑上平台，与滑块D发生完全非弹性碰撞，在水平方向动量守恒，设碰后共同速度为v3， 接下来，滑块AD组合体与滑块C组成的系统水平方向动量守恒； ①假设弹簧开始处于原长状态，则第一次恢复原长时，滑块C速度向右，设弹簧原长时AD组体速度大小为v4，由动量守恒定律 解得 代入数据后，发现 不符合能量守恒定律，所以假设错误。 ②由以上推理可知，弹簧开始只能处于压缩状态，第一次恢复原长时，滑块C速度向左，设弹簧原长时AD组合体速度大小为v5，由动量守恒和能量守恒有 第一次原长到弹簧伸长到最短过程中，动量守恒和能量守恒。设C与AD组合体达到共同速度v6，弹簧的最大弹性势能为Epm，由动量守恒和能量守恒有， 解得共速时弹簧最大弹性势能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $