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湖南省永州市第一中学2024-2025学年高三上学期8月月考物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份湖南省永州市第一中学2024-2025学年高三上学期8月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含湖南省永州市第一中学2024-2025学年高三上学期8月月考物理试题原卷版docx、湖南省永州市第一中学2024-2025学年高三上学期8月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
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1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并按规定贴好条形码。
一、单选题（共6个小题，每题4分，共24分。）
1. 结合课本和生活中出现的以下情景，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中木板对托盘的压力就是木块和木板的总重力
B. 图乙中伽利略利用该实验说明了“物体的运动不需要力来维持”
C. 图丙中A同学推动B同学时，A对B的作用力大于B对A的作用力
D. 图丁中，王亚平在太空授课时处于完全失重状态，重力消失了
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板对托盘的压力是弹力，与重力是不同性质的力，只能说木板对托盘的压力大小等于木块和木板的总重力大小，故A错误；
B．图乙是伽利略的理想斜面实验，说明运动不需要力维持，故B正确；
C．A同学推动B同学时，A对B的作用力与B对A的作用力是相互作用力，总是等大反向，故C错误；
D．在太空中完全失重，是人对支撑物的压力为0的现象，重力不会消失的，故D错误。
故选B。
2. 太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（ ）
A. 空间站变轨前、后在P点的加速度不相同B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的大
C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．不同轨道上的加速度均是由万有引力提供，即
对于题中的条件，变轨前后的同一点，与地球之间的距离相等，则加速度相同。故A错误；
B．根据开普勒第三定律可知
又因为
则空间站变轨后的运动周期比变轨前的大。故B正确；
C．变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，故C错误；
D．由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D错误。
故选B。
3. 杭州第19届亚运会跳水比赛于2023年9月30日至10月4日在杭州奥体中心游泳馆举行。我国跳水运动员包揽了全部的10枚金牌，真正做到了“十全十美”。如图甲所示为10米跳台冠军杨昊比赛时的精彩瞬间。图乙对跳水过程进行了模拟，假设将杨昊看作质点，0时刻杨昊到达最高点A，此后做自由落体运动，t时刻到达标记点B，3t时刻到达落水点C，已知BC的高度为9.6m，则AC的高度为（ ）
A. 10mB. 10.4mC. 10.8mD. 11.2m
【答案】C
【解析】
【详解】从最高点开始杨昊做自由落体运动，相同时间间隔位移之比为1∶3∶5，则AC的高度为
故选C
4. 如图所示，轻杆OA通过铰链固定在竖直墙面上的O点，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上的B点，另一端与轻杆A端连接。将一个小沙桶用轻质绳拴在轻杆的A端，装入一些沙子，平衡时，弹簧和轻杆的夹角θ为锐角。现让沙桶里的部分细沙缓慢漏出、直到弹簧和轻杆之间的夹角变为钝角，下列说法正确的是（ ）
A. 轻杆的弹力不变
B. 轻杆的弹力一直减小
C. 弹簧可能先处于伸长状态，后处于压缩状态
D. 弹簧中的弹力逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】CD．杆有铰链，力一定沿着杆的方向，根据分析，杆的力沿着OA方向，弹簧的弹力沿着AB方向才能受力平衡，故弹簧一直处于伸长状态。弹簧和轻杆的夹角θ为锐角变为钝角的过程中，弹簧的长度缩短，所以弹簧的弹力逐渐减小，故CD错误；
AB．根据力三角形和几何三角形相似
沙子逐渐漏出时，重力减小，OA、OB的长度均不变，故轻杆的弹力一直减小，故A错误，B正确。
故选B。
5. 信阳鸡公山位于河南省信阳市南38公里的豫鄂两省交界处，早在二十世纪初，鸡公山就与北戴河、庐山、莫干山齐名，是我国著名的四大避暑胜地之一。图甲是鸡公山索道，图乙是图甲的抽象物理模型，已知质量的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为，当载人轿相沿钢索斜向上做加速度大小的匀加速直线运动时，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 游客处于失重状态
B. 游客对轿厢的压力为其所受重力的1.2倍
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．游客随轿厢一起，有沿钢索斜向上的加速度，因此游客处于超重状态，故A错误；
BC．当载人轿厢沿钢索做匀加速直线运动时，以游客为研究对象，水平方向上有
竖直方向上有
解得
，
故B正确，C错误；
D．轿厢对游客的作用力大小
由牛顿第三定律可知，游客对轿厢的作用力大小
故D正确。
故选BD。
6. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆经过的速度为
B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有
E = BLv，
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于，则上面方程左右两边累计求和，可得
则
设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；
B．在整个过程中，根据能量守恒有
则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
故B错误；
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为
则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；
D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有
金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得
联立整理得
分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得
可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。
故选CD。
【点睛】
二、多选题（共4个小题，每题5分，共20分。答错不给分，选不全给3分。）
7. 位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于平衡位置
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为0.2s，振幅为0.2m，故A错误，B正确；
C．P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为
s
故可得波速为
故C正确；
D．波从P传到Q点需要的时间为
故可知质点P处于平衡位置，故D正确。
故选BCD。
8. 我国高铁技术处于世界领先水平，其中“复兴号”就是中国高铁的一张名牌。假设有一列“复兴号”列车，由10节相同质量的车厢组成，其中车头（1号车厢）和车尾（10号车厢）可以提供大小为F的动力。列车在东西向的平直轨道上行驶，不考虑阻力影响，则以下说法正确的是（ ）
A. 只有车头提供动力时，3号和4号车厢间作用力为
B. 只有车尾提供动力时，7号和8号车厢间作用力为
C. 车头和车尾共同提供动力时，5号和6号车厢间作用力为
D. 车头和车尾共同提供动力时，5号和6号车厢间没有作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】只有车头或车尾提供动力时，加速度为
A．3号和4号车厢间作用力为
故A正确；
B．只有车尾提供动力时，7号和8号车厢间作用力为
故B错误；
CD．车头和车尾共同提供动力时，加速度为
5号和6号车厢间作用力为
故C错误，D正确。
故选AD。
9. 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（ ）
A. “虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动
B. “鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动
C. “虾”在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功
D. “鱼”在传送带运动时，加速度方向先向下后向上
【答案】AC
【解析】
【详解】A．虾的收集箱在下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，故A正确；
B．鱼在掉落到传送带后，有一个沿传送带斜面向下的初速度，故不可能马上向上做加速直线运动。鱼先向下减速到速度为零后，变为向上的加速运动，最终可能变为匀速直线运动，故B错误；
C．虾向下运动与传送带运动方向相反，虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，摩擦力对虾做负功，故C正确；
D．鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，故D错误。
故选AC。
10. 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20m/s，与水平方向的夹角为30°，抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为30°，重力加速度大小取10m/s2，忽略空气阻力。重物在此运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动时间为
B. 落地速度与水平方向夹角为60°
C. 重物离PQ连线的最远距离为10m
D. 轨迹最高点与落点的高度差为45m
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．将初速度分解为沿方向分速度和垂直分速度，则有
，
将重力加速度分解为沿方向分速度和垂直分速度，则有
，
垂直方向根据对称性可得重物运动时间为
重物离PQ连线的最远距离为
故AC错误；
B．重物落地时竖直分速度大小为
则落地速度与水平方向夹角正切值为
可得
故B正确；
D．从抛出到最高点所用时间为
则从最高点到落地所用时间为
轨迹最高点与落点的高度差为
故D正确。
故选BD。
三、实验题（共两个小题，共6空，每空3分，共18分。）
11. 某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
（1）实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝_____。（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。
（2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势_____。
（3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为、，若，则待测电池的内阻____（用和表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于端。
【小问2详解】
对于电路图（a），根据闭合电路欧姆定律有
设金属丝的电阻率为，横截面积为，结合欧姆定律和电阻定律
联立可得
整理可得
对于电路图（b），根据闭合电路欧姆定律有
结合欧姆定律和电阻定律
联立后整理
可知图线的纵轴截距
解得
【小问3详解】
由题意可知
又
联立解得
12. 某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合外力关系。主要实验步骤如下：
（1）如图甲所示，装置中光电门1、2之间的距离为h。开始时，左右两侧挂有两个质量都等于50g的小桶，两小桶内都装有5个质量都等于10g的铁片；左侧小桶A上固定着一质量不计的挡光片，用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，挡光片宽度_________mm；
（2）从左侧小桶取出1个铁片放入右桶中，接着释放小桶，小桶A上的挡光片依次经过光电门1和2，记录挡光片遮光时间。重复上述过程，将左侧小桶放入右侧小桶中的铁片总数量记为n；
（3）某次实验时，测得挡光片遮光时间分别为、，则可求得小桶A的加速度__________（用d、、、h表示）；
（4）利用所得数据作出图像，如图丙所示。从图像可以得出：当物体质量一定时，物体加速度与其所受合外力成正比；
（5）利用图像可求得当地重力加速度__________m/s2（结果保留3位有效数字）。
【答案】 ①. 4.0 ②. ③. 9.65##9.64##9.66
【解析】
【详解】（1）[1]该游标卡尺的精确度为0.1mm，其读数为
（3）[2]通过光电门1时其速度
通过光电门2时的速度为
从光电门1到光电门2有
解得
（5）[3]设铁片质量为，小桶质量为M，绳子拉力为T，对右侧有
对左侧有
整理有
将题中数据代入，整理有
结合题图像可知，图像的斜率有
代入数据，解得
四、解答题（共3题，共38分。请写出必要的文字和公式，直接写答案不给分。）
13. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求
（1）再次平衡时容器内气体的温度。
（2）此过程中容器内气体吸收的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得
即
解得
（2）此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
14. 如图所示，在Oxy坐标系，区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，，挡板上有一小孔K位于MN中点。之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在的范围内可以产生质量为m，电荷量为的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。
（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压；
（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；
【答案】（1）
（2），方向沿x轴正方向
【解析】
【小问1详解】
根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在区域根据洛伦兹力提供向心力有
在匀强加速电场中由动能定理有
联立解得
【小问2详解】
根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在区域根据洛伦兹力提供向心力有
粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，又粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足
联立可得
15. 如图所示，在光滑平台上放置一长度，质量的薄板b，在薄板b最右端放有可视为质点的物块a，其质量，物块a与薄板b间动摩擦因数。开始时两者均静止，现对薄板b施加、水平向右的恒力，待a脱离b（b尚未露出平台）后，将b取走。a离开平台后由A点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道，圆弧轨道的圆心角为，其中过B点的切线水平，其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球c，c球质量且与地面及左侧墙面相距足够远，当c球被碰撞时电磁铁立即失去磁性，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）物块a在薄板b上运动的时间t；
（2）物块a经过B点的速度大小；
（3）若初始时一不可伸长轻绳一端系着小球c，另一端系于c球正下方的点，此时绳子刚好伸直无拉力，已知点与c球相距为L，当绳子拉力T达到时绳子断开。物块a从B点水平正碰c球瞬间无能量损失，为使细绳断开时c球开始做平抛运动，则L必须满足什么条件？
【答案】（1）；（2）；（3）或
【解析】
【详解】（1）由牛顿定律及运动学公式，对物块a有
对薄板b有
由题知
代入数据联立解得
（2）物块a离开薄板b的瞬间速度为
由运动的合成与分解可知
物块a从A到B过程由机械能守恒有
解得
（3）物块a与c球碰撞过程有
解得
①若绳子在最高点断开，对c球由牛顿第二定律可得
，
解得
②若绳子在最低点刚好断开，设此时c球在最低点速度为v，c球由最高点到最低点过程，机械能守恒
在最低点由牛顿第二定律
，
解得
c球做圆周运动恰好通过最高点时有
解得
因，故此时绳子在最低点刚好满足断开条件；即保证c球被碰后做平抛运动，L满足的条件为
或
温馨提示：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并按规定贴好条形码。
一、单选题（共6个小题，每题4分，共24分。）
1. 结合课本和生活中出现的以下情景，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中木板对托盘的压力就是木块和木板的总重力
B. 图乙中伽利略利用该实验说明了“物体的运动不需要力来维持”
C. 图丙中A同学推动B同学时，A对B的作用力大于B对A的作用力
D. 图丁中，王亚平在太空授课时处于完全失重状态，重力消失了
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板对托盘的压力是弹力，与重力是不同性质的力，只能说木板对托盘的压力大小等于木块和木板的总重力大小，故A错误；
B．图乙是伽利略的理想斜面实验，说明运动不需要力维持，故B正确；
C．A同学推动B同学时，A对B的作用力与B对A的作用力是相互作用力，总是等大反向，故C错误；
D．在太空中完全失重，是人对支撑物的压力为0的现象，重力不会消失的，故D错误。
故选B。
2. 太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（ ）
A. 空间站变轨前、后在P点的加速度不相同B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的大
C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．不同轨道上的加速度均是由万有引力提供，即
对于题中的条件，变轨前后的同一点，与地球之间的距离相等，则加速度相同。故A错误；
B．根据开普勒第三定律可知
又因为
则空间站变轨后的运动周期比变轨前的大。故B正确；
C．变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，故C错误；
D．由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D错误。
故选B。
3. 杭州第19届亚运会跳水比赛于2023年9月30日至10月4日在杭州奥体中心游泳馆举行。我国跳水运动员包揽了全部的10枚金牌，真正做到了“十全十美”。如图甲所示为10米跳台冠军杨昊比赛时的精彩瞬间。图乙对跳水过程进行了模拟，假设将杨昊看作质点，0时刻杨昊到达最高点A，此后做自由落体运动，t时刻到达标记点B，3t时刻到达落水点C，已知BC的高度为9.6m，则AC的高度为（ ）
A. 10mB. 10.4mC. 10.8mD. 11.2m
【答案】C
【解析】
【详解】从最高点开始杨昊做自由落体运动，相同时间间隔位移之比为1∶3∶5，则AC的高度为
故选C
4. 如图所示，轻杆OA通过铰链固定在竖直墙面上的O点，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上的B点，另一端与轻杆A端连接。将一个小沙桶用轻质绳拴在轻杆的A端，装入一些沙子，平衡时，弹簧和轻杆的夹角θ为锐角。现让沙桶里的部分细沙缓慢漏出、直到弹簧和轻杆之间的夹角变为钝角，下列说法正确的是（ ）
A. 轻杆的弹力不变
B. 轻杆的弹力一直减小
C. 弹簧可能先处于伸长状态，后处于压缩状态
D. 弹簧中的弹力逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】CD．杆有铰链，力一定沿着杆的方向，根据分析，杆的力沿着OA方向，弹簧的弹力沿着AB方向才能受力平衡，故弹簧一直处于伸长状态。弹簧和轻杆的夹角θ为锐角变为钝角的过程中，弹簧的长度缩短，所以弹簧的弹力逐渐减小，故CD错误；
AB．根据力三角形和几何三角形相似
沙子逐渐漏出时，重力减小，OA、OB的长度均不变，故轻杆的弹力一直减小，故A错误，B正确。
故选B。
5. 信阳鸡公山位于河南省信阳市南38公里的豫鄂两省交界处，早在二十世纪初，鸡公山就与北戴河、庐山、莫干山齐名，是我国著名的四大避暑胜地之一。图甲是鸡公山索道，图乙是图甲的抽象物理模型，已知质量的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为，当载人轿相沿钢索斜向上做加速度大小的匀加速直线运动时，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 游客处于失重状态
B. 游客对轿厢的压力为其所受重力的1.2倍
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．游客随轿厢一起，有沿钢索斜向上的加速度，因此游客处于超重状态，故A错误；
BC．当载人轿厢沿钢索做匀加速直线运动时，以游客为研究对象，水平方向上有
竖直方向上有
解得
，
故B正确，C错误；
D．轿厢对游客的作用力大小
由牛顿第三定律可知，游客对轿厢的作用力大小
故D正确。
故选BD。
6. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆经过的速度为
B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有
E = BLv，
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于，则上面方程左右两边累计求和，可得
则
设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；
B．在整个过程中，根据能量守恒有
则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
故B错误；
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为
则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；
D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有
金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得
联立整理得
分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得
可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。
故选CD。
【点睛】
二、多选题（共4个小题，每题5分，共20分。答错不给分，选不全给3分。）
7. 位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于平衡位置
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为0.2s，振幅为0.2m，故A错误，B正确；
C．P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为
s
故可得波速为
故C正确；
D．波从P传到Q点需要的时间为
故可知质点P处于平衡位置，故D正确。
故选BCD。
8. 我国高铁技术处于世界领先水平，其中“复兴号”就是中国高铁的一张名牌。假设有一列“复兴号”列车，由10节相同质量的车厢组成，其中车头（1号车厢）和车尾（10号车厢）可以提供大小为F的动力。列车在东西向的平直轨道上行驶，不考虑阻力影响，则以下说法正确的是（ ）
A. 只有车头提供动力时，3号和4号车厢间作用力为
B. 只有车尾提供动力时，7号和8号车厢间作用力为
C. 车头和车尾共同提供动力时，5号和6号车厢间作用力为
D. 车头和车尾共同提供动力时，5号和6号车厢间没有作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】只有车头或车尾提供动力时，加速度为
A．3号和4号车厢间作用力为
故A正确；
B．只有车尾提供动力时，7号和8号车厢间作用力为
故B错误；
CD．车头和车尾共同提供动力时，加速度为
5号和6号车厢间作用力为
故C错误，D正确。
故选AD。
9. 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（ ）
A. “虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动
B. “鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动
C. “虾”在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功
D. “鱼”在传送带运动时，加速度方向先向下后向上
【答案】AC
【解析】
【详解】A．虾的收集箱在下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，故A正确；
B．鱼在掉落到传送带后，有一个沿传送带斜面向下的初速度，故不可能马上向上做加速直线运动。鱼先向下减速到速度为零后，变为向上的加速运动，最终可能变为匀速直线运动，故B错误；
C．虾向下运动与传送带运动方向相反，虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，摩擦力对虾做负功，故C正确；
D．鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，故D错误。
故选AC。
10. 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20m/s，与水平方向的夹角为30°，抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为30°，重力加速度大小取10m/s2，忽略空气阻力。重物在此运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动时间为
B. 落地速度与水平方向夹角为60°
C. 重物离PQ连线的最远距离为10m
D. 轨迹最高点与落点的高度差为45m
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．将初速度分解为沿方向分速度和垂直分速度，则有
，
将重力加速度分解为沿方向分速度和垂直分速度，则有
，
垂直方向根据对称性可得重物运动时间为
重物离PQ连线的最远距离为
故AC错误；
B．重物落地时竖直分速度大小为
则落地速度与水平方向夹角正切值为
可得
故B正确；
D．从抛出到最高点所用时间为
则从最高点到落地所用时间为
轨迹最高点与落点的高度差为
故D正确。
故选BD。
三、实验题（共两个小题，共6空，每空3分，共18分。）
11. 某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
（1）实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝_____。（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。
（2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势_____。
（3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为、，若，则待测电池的内阻____（用和表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于端。
【小问2详解】
对于电路图（a），根据闭合电路欧姆定律有
设金属丝的电阻率为，横截面积为，结合欧姆定律和电阻定律
联立可得
整理可得
对于电路图（b），根据闭合电路欧姆定律有
结合欧姆定律和电阻定律
联立后整理
可知图线的纵轴截距
解得
【小问3详解】
由题意可知
又
联立解得
12. 某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合外力关系。主要实验步骤如下：
（1）如图甲所示，装置中光电门1、2之间的距离为h。开始时，左右两侧挂有两个质量都等于50g的小桶，两小桶内都装有5个质量都等于10g的铁片；左侧小桶A上固定着一质量不计的挡光片，用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，挡光片宽度_________mm；
（2）从左侧小桶取出1个铁片放入右桶中，接着释放小桶，小桶A上的挡光片依次经过光电门1和2，记录挡光片遮光时间。重复上述过程，将左侧小桶放入右侧小桶中的铁片总数量记为n；
（3）某次实验时，测得挡光片遮光时间分别为、，则可求得小桶A的加速度__________（用d、、、h表示）；
（4）利用所得数据作出图像，如图丙所示。从图像可以得出：当物体质量一定时，物体加速度与其所受合外力成正比；
（5）利用图像可求得当地重力加速度__________m/s2（结果保留3位有效数字）。
【答案】 ①. 4.0 ②. ③. 9.65##9.64##9.66
【解析】
【详解】（1）[1]该游标卡尺的精确度为0.1mm，其读数为
（3）[2]通过光电门1时其速度
通过光电门2时的速度为
从光电门1到光电门2有
解得
（5）[3]设铁片质量为，小桶质量为M，绳子拉力为T，对右侧有
对左侧有
整理有
将题中数据代入，整理有
结合题图像可知，图像的斜率有
代入数据，解得
四、解答题（共3题，共38分。请写出必要的文字和公式，直接写答案不给分。）
13. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求
（1）再次平衡时容器内气体的温度。
（2）此过程中容器内气体吸收的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得
即
解得
（2）此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
14. 如图所示，在Oxy坐标系，区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，，挡板上有一小孔K位于MN中点。之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在的范围内可以产生质量为m，电荷量为的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。
（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压；
（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；
【答案】（1）
（2），方向沿x轴正方向
【解析】
【小问1详解】
根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在区域根据洛伦兹力提供向心力有
在匀强加速电场中由动能定理有
联立解得
【小问2详解】
根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
在区域根据洛伦兹力提供向心力有
粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，又粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足
联立可得
15. 如图所示，在光滑平台上放置一长度，质量的薄板b，在薄板b最右端放有可视为质点的物块a，其质量，物块a与薄板b间动摩擦因数。开始时两者均静止，现对薄板b施加、水平向右的恒力，待a脱离b（b尚未露出平台）后，将b取走。a离开平台后由A点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道，圆弧轨道的圆心角为，其中过B点的切线水平，其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球c，c球质量且与地面及左侧墙面相距足够远，当c球被碰撞时电磁铁立即失去磁性，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）物块a在薄板b上运动的时间t；
（2）物块a经过B点的速度大小；
（3）若初始时一不可伸长轻绳一端系着小球c，另一端系于c球正下方的点，此时绳子刚好伸直无拉力，已知点与c球相距为L，当绳子拉力T达到时绳子断开。物块a从B点水平正碰c球瞬间无能量损失，为使细绳断开时c球开始做平抛运动，则L必须满足什么条件？
【答案】（1）；（2）；（3）或
【解析】
【详解】（1）由牛顿定律及运动学公式，对物块a有
对薄板b有
由题知
代入数据联立解得
（2）物块a离开薄板b的瞬间速度为
由运动的合成与分解可知
物块a从A到B过程由机械能守恒有
解得
（3）物块a与c球碰撞过程有
解得
①若绳子在最高点断开，对c球由牛顿第二定律可得
，
解得
②若绳子在最低点刚好断开，设此时c球在最低点速度为v，c球由最高点到最低点过程，机械能守恒
在最低点由牛顿第二定律
，
解得
c球做圆周运动恰好通过最高点时有
解得
因，故此时绳子在最低点刚好满足断开条件；即保证c球被碰后做平抛运动，L满足的条件为
或
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