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2024届重庆市渝北中学高三下学期2月月考物理试题 （解析版）
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这是一份2024届重庆市渝北中学高三下学期2月月考物理试题 （解析版），共20页。试卷主要包含了非选择题部分请按题号用0等内容，欢迎下载使用。
（全卷共三个大题15个小题，总分100分，考试时长75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。
2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。
4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。
一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. “质点”是实际物体忽略了大小和形状的一种理想模型，实际是不存在的
B. 千克（kg）、牛顿（N）、小时（h）均属于国际单位
C. 物体在恒力作用下一定做直线运动
D. 牛顿设计理想斜面实验驳斥了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点
【答案】A
【解析】
【详解】A．“质点”是实际物体忽略了大小和形状的一种理想模型，实际是不存在的，故A正确；
B．千克（）属于国际单位制中基本单位，牛顿（）属于国际单位制中导出单位，小时（）不属于国际单位制中单位，故B错误；
C．物体在恒力作用下，如果恒力与速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故C错误；
D．伽利略设计理想斜面实验驳斥了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点，故D错误。
故选A。
2. 关于交变电流下列说法正确的是（ ）
A. 交变电流的有效值即为一个周期内的平均值
B. 我国民用交变电流的照明电压为220V，220V是指有效值
C. 交流电流表和交流电压表测的都是最大值
D. 交变电流的峰值都为有效值的倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定电流的电流与电压就叫作这一交变电流的有效值，故A错误；
B．我国日常照明电路所使用的交变电流的电压为220V，220V指有效值，故B正确；
C．交流电流表和交流电压表测的都是有效值，故C错误；
D．正弦式交变电流的峰值才是其有效值的倍，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（ ）
A. 工人受到的重力和支持力是相互作用力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对平衡力
C. 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．工人受到的重力和支持力仅是反向的关系，大小不相等，A错误；
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对相互作用力，B错误；
CD．设绳与竖直方向夹角为，则
得
重物缓慢拉起过程，变大，变小，则绳拉力变大，C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带负电，C带正电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点电场强度相同
B. O点电场强度为零
C. 负电荷在N点电势能比在O点时要大
D. 负电荷在M点电势能比在O点时要小
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．A与B电荷在O点电场强度大小相等，方向相反，合场强为0，C在O点场强方向竖直向下，故B错误；
CD．因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从M指向O，则该力对负电荷做正功，C点的正电荷对该负电荷做正功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做正功，则该负电荷的电势能减小，即负电荷在M点的电势能比在O点大；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点大，故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，位于敦煌的“超级镜子电站”是全球最高、聚光面积最大的熔盐塔式光热电站。发电站输出正弦交流电的功率为，电压为，利用图乙所示电路进行远距离输电，均为理想变压器。已知输电线总电阻为，输电线上损失的功率为，次级发电站两端的电压为，则（ ）
A. 输电线上的电流
B. 变压器原线圈的电压为
C. 变压器原副线圈的匝数比为1︰50
D. 变压器原副线圈的匝数比为99︰1
【答案】D
【解析】
【详解】A．由
可得输电线上的电流
故A错误；
C．发电站输出正弦交流电电流为
由
可得
故C错误；
B．由
可得
变压器原线圈的电压为
故B错误；
D．变压器的输出功率
可得
所以变压器原副线圈的匝数比为
故D正确。
故选D。
6. 如下图所示，足够长的光滑水平面上静止一质量为3m的弧槽，弧槽和水平面平滑连接，质量为的滑块（可视为质点），从距离水平面高度为的A点由静止沿弧槽滑下，之后被轻质弹簧反向弹出，不计一切阻力及能量损失、重力加速的大小为g。以下的说法正确的是（ ）
A. 滑块沿弧槽下滑过程中，二者组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B. 滑块滑下弧槽时的速度大小为
C. 弹簧获得最大弹性势能为
D. 滑块沿弧槽上升的最大高度等于h
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑块沿弧槽下滑过程中，二者组成的系统水平方向合外力为零，水平方向系统动量守恒，二者组成的系统竖直方向合外力不为零，竖直方向系统动量不守恒，滑块沿弧槽下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
BC．以向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒，有
根据系统机械能守恒有
解得
，
弹簧获得最大弹性势能为
故B错误，C正确；
D．以向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒，有
根据系统机械能守恒有
解得滑块沿弧槽上升的最大高度等于
故D错误。
故选C。
7. 春节期间很多骑行人员未按要求佩戴头盔，交管部门针对这一现象，进行专项整治，未按要求佩戴头盔人员将受到如下惩罚：举如图所示广告牌，发朋友圈“集赞”。某同学在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从0.8m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.02m时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 物体落地瞬间的速度为8m/s
B. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为2050N
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为20kg·m/s，方向竖直向下
D. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30N·s
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体落地瞬间的速度为
A错误；
B．物体匀减速过程中
设竖直向下为正方向，根据动量定理
得头盔对物体的平均作用力大小为
B正确；
C．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为
方向竖直向上，C错误；
D．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
得
D错误。
故选B。
二、多项选择题：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. 下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距4m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 2s时P质点向下振动
B. 2s时Q质点向下振动
C. 该波的波速可能是2m/s
D. 该波的波速可能是3m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由图可知，2s时P质点向下振动，Q质点向上振动，A正确，B错误；
CD．由图可知，周期为4s。P、Q的振动方向相反，则P、Q的间距为
（n=1，2，3…）
又
得
（n=1，2，3…）
则该波的波速可能是2m/s，不可能是3m/s，C正确，D错误。
故选AC。
9. 新中国成立后发现的首颗彗星——“紫金山1号”彗星于2024年1月29日经过近地点，我国公众可以借助天文望远镜一睹其风采。“紫金山1号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，它的近日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的1.5倍，远日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的5.5倍，下列说法正确的是（ ）
A. 彗星在近日点的速率大于在远日点速率
B. 彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度
C. “紫金山1号”彗星的周期是7年
D. 若忽略质量损失，彗星从远日回归到近日点的过程中，机械能增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律知：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的，所以有
v近>v远
故A正确；
B．由牛顿第二定律可得
远日点到太阳中心的距离大于近日点到太阳中心的距离，彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度，故B正确；
C．由题意可知
根据开普勒第三定律
可得
故C错误；
D．彗星绕太阳运行的过程中，只有万有引力做功，其机械能是守恒的，即彗星在近日点处的机械能等于远日点处的机械能，故D错误。
故选AB。
10. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（ ）
A. 小球的角速度为时，小球刚离开锥面
B. 母线与轴线之间夹角
C. 小球质量
D. 绳长为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，当小球的角速度满足
小球恰好要离开锥面，此时角速度为
可知小球的角速度为时，小球刚离开锥面，故A正确；
BCD．当小球将要离开锥面时，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
当小球离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
则根据图乙，结合所得绳子拉力与的函数关系可知，当小球离开锥面后
当小球未离开锥面时，分析小球受力情况，水平方向，根据牛顿第二定律有
竖直方向根据平衡条件有
联立可得
根据图乙，结合所得函数关系可得
，
联立解得
，，
故D正确，BC错误。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。
（1）本实验___________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量。
（2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为___________（用已知量表示）；
（3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为___________（用已知量表示）。
【答案】（1）不需要 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
本实验用到了弹簧测力计，通过实验装置可知弹簧测力计的读数为绳子上拉力大小的2倍，由此可直接得到绳子上拉力的大小，因此不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量。
【小问2详解】
滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度为
，
根据匀变速直线运动速度与位移的关系有
联立可得
【小问3详解】
弹簧测力计的读数为，则连接小车的绳子上的拉力大小为，根据牛顿第二定律有
可得
结合图像可得
解得
12. 一粗细均匀的圆柱形导电材料样品，该样品的直径，如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率，实验步骤如下：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得该样品长度______mm。
（2）用多用电表测得该样品阻值约为110Ω，为精确的测量其电阻阻值，可供选择的器材如下：
待测导电样品
电流表（量程600，内阻约为1Ω）
电流表（量程150，内阻约为20Ω）
电流表（量程30，内阻为50Ω）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R（0-20Ω，额定电流2A）
直流电源E（电动势约为12V，内阻不计）
开关一只，导线若干
①根据实验器材，设计实验电路如图丙所示，图中电流表A应选择______，图中电流表应选择______，定值电阻应选择______。（选填所选器材的字母代号）
②实验中调节滑动变阻器，测得电流表A、对应的多组电流值I、，做出的图像如图丁所示，可得该导电样品的电阻阻值为______Ω。
（3）由以上数据，计算可得该样品电阻率为______。（π取3.14）
【答案】（1）31.4
（2） ①. A3 ②. A2 ③. R2 ④. 100
（3）0.01
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺测得该样品长度为
【小问2详解】
[1][2]为准确测量，由给出的图线结合电路图可知，电流表A应选择A3，电流表应选择A2。
[3]因为电源电动势为12V，且没有电压表，应该用电流表与定值电阻串联改装电压表，则
故R0应选择R2。
[4]由电路图可知
整理可得
则
解得
【小问3详解】
由
可得该样品电阻率为
13. 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着队从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间；
（2）求刹车过程所受阻力的大小；
（3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。
【答案】（1）；（2）7.5×103N；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平均速度
解得刹车时间
（2）刹车加速度
根据牛顿第二定律
解得
（3）根据
解得
14. 如图所示，间距为L的光滑导轨竖直固定在绝缘地面上，导轨顶端连接定值电阻R，质量为m、电阻忽略不计的金属杆垂直接触导轨，磁感应强度大小为B的匀强磁场与导轨所在的竖直面垂直。使金属杆从静止开始下落，同时受到竖直向下的大小为mg的恒定拉力F的作用，当下落高度为h时速度达到稳定。重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与垂直导轨垂直且接触良好，金属棒有足够大的下落空间，求：
（1）金属杆稳定时的速度大小；
（2）金属杆从开始运动到速度稳定的过程中电阻R上产生的热量；
（3）金属杆从开始运动到速度稳定的过程所需的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆从静止开始下落，设稳定时的速度为vm，则有
竖直方向由三力平衡可得
结合
综合解得
（2）若金属杆从开始下落直到稳定时下落的高度为h，根据功能关系可得R产生的热量为
综合计算可得
（3）在金属杆下降的高度为h的过程中
综合可得
15. 粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器，主要由加速电场，偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续的产生质量为m，电荷通为q正粒子，其比荷，初速度可忽略不计。带电粒子经电压的加速电场加速后，贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板间距为，板长为，板间加有图乙所示的周期性变化的电压，其最大电压也为U、最小电压为，周期远大于粒子在偏转电场中运动的时间（忽略粒子穿越偏转电场时电压的变化），下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。若带电粒子能由偏转电场飞出，则飞出后立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强场，最后经匀强场偏转后打在探测板上；若不能飞出偏转电场，则被金属板吸收并导走。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间t；
（2）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件；
（3）若将匀强磁场B调成大小为0.05T，方向水平向右，并且在极板右侧空间放置另一块与原探测板平行的足够大的光屏PQ，PQ可以在磁场中左右移动，求粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）加速电场中，根据动能定理
解得进入偏转电场的初速度为
粒子在偏转电场中的运动，如下图所示
穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，有
解得从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间为
（2）设粒子飞入磁场时速度为，在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为θ，则有
设粒子进入磁场后，y方向偏移的位移为，由几何关系可知
解得
与速度无关，设粒子在偏转电场中的最小偏移量为，则有
若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足
解得
即
因此从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件为
（3）由洛伦兹力提供向心力，有
解得
又有
联立解得
粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹如图所示
当，时，有
当，时，有
所以粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积为
（全卷共三个大题15个小题，总分100分，考试时长75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考号填写清楚。
2.请将所有答案写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
3.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂。
4.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写。
一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. “质点”是实际物体忽略了大小和形状的一种理想模型，实际是不存在的
B. 千克（kg）、牛顿（N）、小时（h）均属于国际单位
C. 物体在恒力作用下一定做直线运动
D. 牛顿设计理想斜面实验驳斥了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点
【答案】A
【解析】
【详解】A．“质点”是实际物体忽略了大小和形状的一种理想模型，实际是不存在的，故A正确；
B．千克（）属于国际单位制中基本单位，牛顿（）属于国际单位制中导出单位，小时（）不属于国际单位制中单位，故B错误；
C．物体在恒力作用下，如果恒力与速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故C错误；
D．伽利略设计理想斜面实验驳斥了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点，故D错误。
故选A。
2. 关于交变电流下列说法正确的是（ ）
A. 交变电流的有效值即为一个周期内的平均值
B. 我国民用交变电流的照明电压为220V，220V是指有效值
C. 交流电流表和交流电压表测的都是最大值
D. 交变电流的峰值都为有效值的倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定电流的电流与电压就叫作这一交变电流的有效值，故A错误；
B．我国日常照明电路所使用的交变电流的电压为220V，220V指有效值，故B正确；
C．交流电流表和交流电压表测的都是有效值，故C错误；
D．正弦式交变电流的峰值才是其有效值的倍，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（ ）
A. 工人受到的重力和支持力是相互作用力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对平衡力
C. 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．工人受到的重力和支持力仅是反向的关系，大小不相等，A错误；
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对相互作用力，B错误；
CD．设绳与竖直方向夹角为，则
得
重物缓慢拉起过程，变大，变小，则绳拉力变大，C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带负电，C带正电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点电场强度相同
B. O点电场强度为零
C. 负电荷在N点电势能比在O点时要大
D. 负电荷在M点电势能比在O点时要小
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．A与B电荷在O点电场强度大小相等，方向相反，合场强为0，C在O点场强方向竖直向下，故B错误；
CD．因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从M指向O，则该力对负电荷做正功，C点的正电荷对该负电荷做正功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做正功，则该负电荷的电势能减小，即负电荷在M点的电势能比在O点大；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点大，故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，位于敦煌的“超级镜子电站”是全球最高、聚光面积最大的熔盐塔式光热电站。发电站输出正弦交流电的功率为，电压为，利用图乙所示电路进行远距离输电，均为理想变压器。已知输电线总电阻为，输电线上损失的功率为，次级发电站两端的电压为，则（ ）
A. 输电线上的电流
B. 变压器原线圈的电压为
C. 变压器原副线圈的匝数比为1︰50
D. 变压器原副线圈的匝数比为99︰1
【答案】D
【解析】
【详解】A．由
可得输电线上的电流
故A错误；
C．发电站输出正弦交流电电流为
由
可得
故C错误；
B．由
可得
变压器原线圈的电压为
故B错误；
D．变压器的输出功率
可得
所以变压器原副线圈的匝数比为
故D正确。
故选D。
6. 如下图所示，足够长的光滑水平面上静止一质量为3m的弧槽，弧槽和水平面平滑连接，质量为的滑块（可视为质点），从距离水平面高度为的A点由静止沿弧槽滑下，之后被轻质弹簧反向弹出，不计一切阻力及能量损失、重力加速的大小为g。以下的说法正确的是（ ）
A. 滑块沿弧槽下滑过程中，二者组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B. 滑块滑下弧槽时的速度大小为
C. 弹簧获得最大弹性势能为
D. 滑块沿弧槽上升的最大高度等于h
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑块沿弧槽下滑过程中，二者组成的系统水平方向合外力为零，水平方向系统动量守恒，二者组成的系统竖直方向合外力不为零，竖直方向系统动量不守恒，滑块沿弧槽下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
BC．以向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒，有
根据系统机械能守恒有
解得
，
弹簧获得最大弹性势能为
故B错误，C正确；
D．以向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒，有
根据系统机械能守恒有
解得滑块沿弧槽上升的最大高度等于
故D错误。
故选C。
7. 春节期间很多骑行人员未按要求佩戴头盔，交管部门针对这一现象，进行专项整治，未按要求佩戴头盔人员将受到如下惩罚：举如图所示广告牌，发朋友圈“集赞”。某同学在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从0.8m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.02m时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 物体落地瞬间的速度为8m/s
B. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为2050N
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为20kg·m/s，方向竖直向下
D. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30N·s
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体落地瞬间的速度为
A错误；
B．物体匀减速过程中
设竖直向下为正方向，根据动量定理
得头盔对物体的平均作用力大小为
B正确；
C．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为
方向竖直向上，C错误；
D．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
得
D错误。
故选B。
二、多项选择题：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. 下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距4m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 2s时P质点向下振动
B. 2s时Q质点向下振动
C. 该波的波速可能是2m/s
D. 该波的波速可能是3m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由图可知，2s时P质点向下振动，Q质点向上振动，A正确，B错误；
CD．由图可知，周期为4s。P、Q的振动方向相反，则P、Q的间距为
（n=1，2，3…）
又
得
（n=1，2，3…）
则该波的波速可能是2m/s，不可能是3m/s，C正确，D错误。
故选AC。
9. 新中国成立后发现的首颗彗星——“紫金山1号”彗星于2024年1月29日经过近地点，我国公众可以借助天文望远镜一睹其风采。“紫金山1号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，它的近日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的1.5倍，远日点到太阳中心的距离约为地球公转半径的5.5倍，下列说法正确的是（ ）
A. 彗星在近日点的速率大于在远日点速率
B. 彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度
C. “紫金山1号”彗星的周期是7年
D. 若忽略质量损失，彗星从远日回归到近日点的过程中，机械能增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律知：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的，所以有
v近>v远
故A正确；
B．由牛顿第二定律可得
远日点到太阳中心的距离大于近日点到太阳中心的距离，彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度，故B正确；
C．由题意可知
根据开普勒第三定律
可得
故C错误；
D．彗星绕太阳运行的过程中，只有万有引力做功，其机械能是守恒的，即彗星在近日点处的机械能等于远日点处的机械能，故D错误。
故选AB。
10. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（ ）
A. 小球的角速度为时，小球刚离开锥面
B. 母线与轴线之间夹角
C. 小球质量
D. 绳长为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，当小球的角速度满足
小球恰好要离开锥面，此时角速度为
可知小球的角速度为时，小球刚离开锥面，故A正确；
BCD．当小球将要离开锥面时，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
当小球离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
则根据图乙，结合所得绳子拉力与的函数关系可知，当小球离开锥面后
当小球未离开锥面时，分析小球受力情况，水平方向，根据牛顿第二定律有
竖直方向根据平衡条件有
联立可得
根据图乙，结合所得函数关系可得
，
联立解得
，，
故D正确，BC错误。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。
（1）本实验___________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量。
（2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为___________（用已知量表示）；
（3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为___________（用已知量表示）。
【答案】（1）不需要 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
本实验用到了弹簧测力计，通过实验装置可知弹簧测力计的读数为绳子上拉力大小的2倍，由此可直接得到绳子上拉力的大小，因此不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量。
【小问2详解】
滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度为
，
根据匀变速直线运动速度与位移的关系有
联立可得
【小问3详解】
弹簧测力计的读数为，则连接小车的绳子上的拉力大小为，根据牛顿第二定律有
可得
结合图像可得
解得
12. 一粗细均匀的圆柱形导电材料样品，该样品的直径，如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率，实验步骤如下：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得该样品长度______mm。
（2）用多用电表测得该样品阻值约为110Ω，为精确的测量其电阻阻值，可供选择的器材如下：
待测导电样品
电流表（量程600，内阻约为1Ω）
电流表（量程150，内阻约为20Ω）
电流表（量程30，内阻为50Ω）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R（0-20Ω，额定电流2A）
直流电源E（电动势约为12V，内阻不计）
开关一只，导线若干
①根据实验器材，设计实验电路如图丙所示，图中电流表A应选择______，图中电流表应选择______，定值电阻应选择______。（选填所选器材的字母代号）
②实验中调节滑动变阻器，测得电流表A、对应的多组电流值I、，做出的图像如图丁所示，可得该导电样品的电阻阻值为______Ω。
（3）由以上数据，计算可得该样品电阻率为______。（π取3.14）
【答案】（1）31.4
（2） ①. A3 ②. A2 ③. R2 ④. 100
（3）0.01
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺测得该样品长度为
【小问2详解】
[1][2]为准确测量，由给出的图线结合电路图可知，电流表A应选择A3，电流表应选择A2。
[3]因为电源电动势为12V，且没有电压表，应该用电流表与定值电阻串联改装电压表，则
故R0应选择R2。
[4]由电路图可知
整理可得
则
解得
【小问3详解】
由
可得该样品电阻率为
13. 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着队从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间；
（2）求刹车过程所受阻力的大小；
（3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。
【答案】（1）；（2）7.5×103N；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平均速度
解得刹车时间
（2）刹车加速度
根据牛顿第二定律
解得
（3）根据
解得
14. 如图所示，间距为L的光滑导轨竖直固定在绝缘地面上，导轨顶端连接定值电阻R，质量为m、电阻忽略不计的金属杆垂直接触导轨，磁感应强度大小为B的匀强磁场与导轨所在的竖直面垂直。使金属杆从静止开始下落，同时受到竖直向下的大小为mg的恒定拉力F的作用，当下落高度为h时速度达到稳定。重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与垂直导轨垂直且接触良好，金属棒有足够大的下落空间，求：
（1）金属杆稳定时的速度大小；
（2）金属杆从开始运动到速度稳定的过程中电阻R上产生的热量；
（3）金属杆从开始运动到速度稳定的过程所需的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆从静止开始下落，设稳定时的速度为vm，则有
竖直方向由三力平衡可得
结合
综合解得
（2）若金属杆从开始下落直到稳定时下落的高度为h，根据功能关系可得R产生的热量为
综合计算可得
（3）在金属杆下降的高度为h的过程中
综合可得
15. 粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器，主要由加速电场，偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续的产生质量为m，电荷通为q正粒子，其比荷，初速度可忽略不计。带电粒子经电压的加速电场加速后，贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板间距为，板长为，板间加有图乙所示的周期性变化的电压，其最大电压也为U、最小电压为，周期远大于粒子在偏转电场中运动的时间（忽略粒子穿越偏转电场时电压的变化），下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。若带电粒子能由偏转电场飞出，则飞出后立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强场，最后经匀强场偏转后打在探测板上；若不能飞出偏转电场，则被金属板吸收并导走。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间t；
（2）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件；
（3）若将匀强磁场B调成大小为0.05T，方向水平向右，并且在极板右侧空间放置另一块与原探测板平行的足够大的光屏PQ，PQ可以在磁场中左右移动，求粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）加速电场中，根据动能定理
解得进入偏转电场的初速度为
粒子在偏转电场中的运动，如下图所示
穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，有
解得从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间为
（2）设粒子飞入磁场时速度为，在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为θ，则有
设粒子进入磁场后，y方向偏移的位移为，由几何关系可知
解得
与速度无关，设粒子在偏转电场中的最小偏移量为，则有
若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足
解得
即
因此从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件为
（3）由洛伦兹力提供向心力，有
解得
又有
联立解得
粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹如图所示
当，时，有
当，时，有
所以粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积为
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