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2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月月考 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月月考 物理试题（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示为两个半径均为R的四分之一圆弧构成的轨道，一物体由A点沿轨道运动到C点。已知物体由A点到B点的时间为2t，平均速度和平均速率分别用、表示；由B点到C点的时间为t，平均速度和平均速率分别用、表示；整个过程的平均速度和平均速率分别用v、表示。则下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．位于贵州省安顺市的黄果树坝陵河大桥蹦极，经吉尼斯世界纪录认证，为世界最高的商业蹦极（370米），它也成为众多蹦极爱好者争相挑战的对象。一质量80kg的蹦极爱好者在一次蹦极中，离开踏板后运动过程中的部分x－t图像如图所示，其中OA为抛物线，AC为一般曲线，B点斜率为零，则从绳伸直后到运动到最低点的过程中，绳对他的平均作用力大小为（不计空气阻力，）
A．1500NB．2000NC．2400ND．3000N
3．挖掘机是一种以液压原理为基础的工程机械，它主要由发动机、行走系统、铲斗和臂架等部件组成。挖掘机凭借其高效、稳定和灵活的工作方式，使得各种土方工程、道路施工、矿山开采、建筑施工等工作变得更加容易和高效。挖掘机的铲斗主要用于挖掘、移动和装载物料，铲斗两侧各有一个油缸，驱动铲斗进行上下摆动，可以实现铲斗的升降和倾斜。铲斗内的沙土简化为一个球形物体，其初始状态如图甲所示，铲斗沿顺时针方向缓慢转动到图乙所示的位置，忽略铲斗两侧壁给球形物体的摩擦，则在铲斗顺时针转动过程中，关于两侧壁ab和cd对球形物体的弹力和的大小变化，以下说法正确的是（ ）
A．先增大后减小，逐渐增大
B．逐渐减小，先增大后减小
C．逐渐增大，先减小后增大
D．逐渐减小，逐渐增大
4．磁控溅射是一种新型溅射技术，如图甲所示，电子在跑道上的运动原理可以近似认为：从水平靶面电离出初速度为零的电子，在阴极暗区只受竖直方向的电场力作用，加速飞向负辉区，阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变；电子进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，磁感应强度大小处处相等，电子绕行半个圆周之后，重新进入阴极暗区，回到靶面时，速度恰好为零。电子就实现跳跃式地朝右漂移，如图乙所示，简称漂移。则下列说法正确的是（ ）
A．负辉区中的整个磁场为匀强磁场
B．电子每次飞离靶面时，电场和磁场的方向均要与原先反向才能实现漂移
C．其他条件不变的情况下，阴极暗区厚度越大，电子到达负辉区的速度越大
D．在直道区，电子每次跳跃的水平距离相同
5．某游乐场有一打金蛋游戏，游戏示意图如下。弹珠的发射速度方向与斜面垂直、大小可以通过按压的力度来调整，若弹珠弹出后直接击中B点的金蛋为三等奖；若与斜面碰撞一次再击中金蛋为二等奖；若与斜面碰撞两次再击中金蛋为一等奖，已知斜面与水平方向夹角为45°，斜面AB长，弹珠与斜面碰撞瞬间弹珠在垂直于斜面方向上的速度反向、大小不变，沿斜面方向上的速度不变，取重力加速度，忽略空气阻力影响，以下说法正确的是（ ）
A．若最终得到三等奖，则弹珠发射的初速度大小为5m/s
B．最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为1：1：1
C．最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为2：3：4
D．最终得到一、二、三等奖的弹珠的初速度之比为4：3：2
6．如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带正电的小球．现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，沿中垂线向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能Ep1、机械能E、电势能Ep2随位置x变化的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（5x4=20分）
7．如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。如图乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和轻水袖连接而成。如图丙，某同学为研究重水袖和轻水袖传播机械波的情况，将水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向和垂直水袖方向的水平面内建立坐标系，交界点O为坐标原点，P为轻水袖上0.70m处的一个点。某时刻对交界点施加一个外力，使此交界点沿y方向振动，并在两边水袖上形成两列沿x轴传播的简谐波。时，交界点O从平衡位置开始向y轴正方向运动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波的传播周期相同
B．波在重水袖上传播的波速等于在轻水袖上传播的波速
C．在轻水袖上传播的波速为0.4m/s
D．在重水袖上各质点的振幅低于在轻水袖上各质点的振幅
8．最近，华为推出全球首款支持卫星通信的智能手机Mate 60，该手机的卫星通信功能，可以让我们在无信号环境下，通过天通一号卫星与外界进行联系。目前我国已发射有天通一号01、02、03三颗静止轨道卫星，天通一号卫星的运行轨道距地球表面的高度约为地球半径的5.6倍，关于该系列卫星，下列说法正确的是（ ）
A．不同质量的天通一号卫星的速率不相等
B．运行速度都小于7.9km/s
C．可以在北京的上空保持相对静止
D．向心加速度约为地球表面重力加速度的
9．某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力，推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为．关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有（ ）
A．该过程动量守恒
B．滑块1受到合外力的冲量大小为
C．滑块2受到合外力的冲量大小为
D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为
10．正三角形滑块ABC放置于水平面上，轻杆一端与固定在水平面上的铰链连接，另一端固定一小球，已知铰链连接处到小球球心的距离为，小球和滑块的质量都为。如图所示，将小球与滑块的斜面接触，在水平面上反复移动滑块，直到轻杆与斜面平行，然后由静止释放滑块，重力加速度为，不计一切摩擦。则在小球和滑块的相互作用过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑块的速度先增大后减小 B．小球的速度一直增大
C．当轻杆与水平面的夹角为时，小球的动能为
D．从释放小球到轻杆与水平面的夹角为的过程中，小球对滑块做功为
三、实验题（16分）
11．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为和()。将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为、、。
（1）在本实验中，甲选用的是 （填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则 （用和表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因 。
12．电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。
（1）为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图所示，螺旋测微器的读数是 mm。
（2）小刚测出这种热敏电阻的I—U图像如上图所示，他选用的电路应该是图 电路（填“甲”或“乙”）；选用的电流表量程是 量程（填“0.06A”或“0.6A”）。
（3）小敏同学将上述测量的两个相同的热敏电阻和定值电阻、恒压电源组成如图所示的电路，电源电动势为10V，内阻不计，定值电阻，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为 mW（结果保留3位有效数字）。
四、解答题
13．（12分）如图所示，杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员A、B、C、D体型相同。表演时，B竖直站立在A的肩上，双手拉着C和D，且双臂与竖直方向夹角均为；撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为，。求：
（1）每位演员的重力；
（2）演员B右手臂受到的拉力；
（3）演员A右手臂受到的压力。
14．（12分）负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（）的空气，沿水平方向进入电压为的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为，极板间距为，长度也为。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求：
（1）氧离子进入偏转电场的速度大小；
（2）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。
15．（16分）一游乐场中的一项娱乐运动可简化为如图所示的物理模型，一水平轨道与圆弧轨道在C处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量M=7kg的物块B；圆弧轨道半径。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量m=1kg的物体A，在A运动过程中，其每通过MN区域时均受到方向水平向左，大小为2N的恒力F作用。已知MN间距L=9.75m，物块A、B之间的碰撞为弹性正碰、且第一次碰撞前物块B是静止的。，求：
（1）物块A滑到圆弧的最低点时对轨道的压力。
（2）物块A和物块B第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；
（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块A、B第一次碰撞后，A在MN区域内运动的总时间。
参考答案：
1．B【详解】由平均速度的公式可知，小球由A到B的过程平均速度为
B到C的平均速度为则 整个过程的平均速度为
由平均速率的公式可知，小球由A到B的过程平均速率为
B到C的平均速率为整个过程的平均速率为显然，则
其中故选B。
2．B【详解】由题意可知OA过程蹦极爱好者做自由落体运动，则有解得
B点斜率为零，可知B点对应速度为零，B点为最低点；从O到B的过程，根据动量定理可得解得故选B。
3．B【详解】对球形物体受力分析如图所示 将力、、矢量平移到三角形中，在铲斗顺时针转动的过程中和的对角θ恒定，所以力和的交点在圆上移动，矢量图如图所示 由图可知在铲斗由图甲顺时针缓慢转到图乙的过程中力逐渐减小，力先增大后减小。故选B。
4．D【详解】A．电子从阴极暗区进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，电子的速度方向时刻改变，所以磁场方向变化，则负辉区中的整个磁场不是匀强磁场，故A错误；B．电子每次飞离靶面时，电子都要加速运动电场方向不变，电子从阴极暗区进入负辉区所受洛伦兹力都是向右，磁场方向不变，故B错误；
C．由动能定理可知电子到达负辉区的速度由阴极暗区的电压决定，与阴极暗区厚度无关，故C错误；D．阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变，由，可知电子从阴极暗区进入负辉区的运动速度大小不变，磁感应强度大小处处相等，由，可知电子在负辉区做圆周运动的半径相同，所以电子绕行半个圆周之后，电子每次跳跃的水平距离相同，故D正确。故选D。
5．B【详解】A．将重力加速度g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解
弹珠沿斜面方向做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，在垂直于斜面方向上弹珠做类竖直上抛运动，若最终得到三等奖则有
解得 A错误；BC．从发射出弹珠到击中金蛋，沿斜面方向弹珠一直在做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，三种情况的位移一样，所以三种情况运动的时间也相等，即 B正确，C错误；D．因 得D错误。故选B。
6．A【详解】A．小球在O点以上向下运动时
因从开始下滑到O点的过程中电场强度可能先增加后减小，则加速度先减小后增加；在O点时加速度为 在O点以下运动时 随场强先增加后减小，则加速度先增加后减小，选项A正确；B．因O点为零重力势能点，则重力势能
因O点上方重力势能为正，O点下方重力势能为负，则选项B错误；C．因从开始到O点，电场力做负功，则机械能减小；在O点以下向下运动时，电场力做正功，机械能增加，可知O点的机械能最小，选项C错误；D．因O点电势最高，则小球在O点的电势能最大，根据 可知图像的斜率反映场强的大小，在O点的场强为零，则切线的斜率为零，选项D错误。故选A。
7．AC【详解】A．两列波由同一个波源产生，则传播周期相同，选项A正确；
B．波在重水袖上传播与在轻水袖上传播时的介质不同，则波在重水袖上传播的波速不等于在轻水袖上传播的波速，选项B错误；C．波传到P点时从平衡位置向上振动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，可知
则T=1s 可知在轻水袖上传播的波速为选项C正确；
D．在重水袖上各质点的振幅等于在轻水袖上各质点的振幅，都等于振源的振幅，选项D错误。故选AC。
8．BD【详解】A．根据万有引力提供向心力有可得地球卫星的环绕速度大小 天通一号三颗卫星的轨道半径相等，则速率相等，与卫星的质量无关，故A错误；B．第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，而天通一号卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，故天通一号卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B正确；C．天通一号卫星在地球静止轨道上运行，不可能在北京的正上空保持相对静止，故C错误；D．根据万有引力提供向心力可得 据地球表面万有引力等于重力可得联立可得
故该系列卫星的向心加速度约为地球表面重力加速度的，D正确。故选BD。
9．BD【详解】A．取向右为正方向，滑块1和滑块2组成的系统的初动量为 碰撞后的动量为则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A错误；
B．对滑块1，取向右为正方向，则有负号表示方向水平向左，故B正确；C．对滑块2，取向右为正方向，则有故C错误；
D．对滑块2根据动量定理有解得则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为，故D正确。故选BD。
10．BD【详解】A．小球在与滑块相互作用的过程中，始终对斜面体的BC面存在压力，斜面体受到的合力作用水平向左，对滑块一直做正功，所以滑块的速度一直增加，故A错误；B．设某时刻轻杆与水平面的夹角为，对小球的速度沿这两个方向进行分解如图所示 小球参与了沿水平面向左的运动和沿滑块斜面向下的运动，三角形滑块的速度与小球在水平方向的分速度相等，在小球与滑块相互作用的过程中，轻杆与水平面的夹角减小，而对应的小球水平方向的分速度一直增大，由于小球的合速度对应的角度始终为不变，可知小球的速度一直增大，故B正确；
C．轻杆与水平面的夹角为时，设小球速度为v，滑块速度为，由系统机械能守恒可得
根据速度合成与分解，可得
可得小球动能为故C错误；
D．根据动能定理可得，小球对滑块做功等于滑块增加的动能，可求得小球对滑块做功为
故D正确。故选BD。
11． 一元 见解析
【详解】（1）[1]根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可知甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币；（2）[2]甲从点到点，根据动能定理
解得碰撞前，甲到O点时速度的大小
（3）[3]同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分别为
若动量守恒，则满足 整理可得
（4）[4]由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因有：1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为零。
12． 2.150 乙 0.06A 50.4
【详解】（1）[1]由图可知，螺旋测微器固定刻度示数为2.0mm，铅笔芯的直径为2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm；（2）[2] [3]由热敏电阻的I—U图像可知电压从0变化起，他选用的电路应该是图乙电路；根据对应电流值可知选用的电流表量程是0.06A量程；
（3）[4]设热敏电阻的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律有 解得 作出该I-U图象，如图： 两图像的交点代表此时热敏电阻的电流和电压，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，四个人的质量均为，则每位演员的重力为
（2）对演员C进行受力分析，受重力、A对其水平向左的支持力、B对C斜向上的拉力，如图所示 由平衡条件有，
解得 由牛顿第三定律可得，演员B右手臂受到的拉力 （3）由（2）分析可知，A对的支持力由牛顿第三定律可得，演员A手臂受到的压力
14．（1）；（2）
【详解】（1）氧离子进入加速电场，根据动能定理有
解得 （2）氧离子在偏转电场中做类平抛运动，偏转电场场强为 根据牛顿第二定律有解得 若氧离子能够射出偏转电场，根据运动学公式得 联立解得 因此，距上板的氧离子恰好能够离开偏转电场，能够离开偏转电场的氧离子占能够进入偏转电场氧离子的比例为
15．（1）30N，方向竖直向下；（2）14J；（3）24s
【详解】（1）物块A沿光滑圆弧轨道下滑到最低点C时的速度大小为vC，由机械能守恒定律得 在圆弧最低点C，由牛顿第二定律得
代入数据解得FN=30N 由牛顿第三定律可知，物块A对轨道的压力大小FN′=FN=30N
方向竖直向下。（2）设A与B碰撞前的速度为v0，A从初位置到碰撞前的过程，由动能定理得解得v0=8m/s A、B第一次碰撞过程，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得 联立解得 物块B的速度为零时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为 （3）A、B第一次碰撞后，A向右运动，由于 故A不能通过MN区域就返回，以向左为正方向，对物块A，由动量定理得 解得 A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，A与B第二次碰撞的过程，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 物块A在MN区域运动过程，由动量定理得解得同理物块A第n次通过MN区域的时间则
1．如图所示为两个半径均为R的四分之一圆弧构成的轨道，一物体由A点沿轨道运动到C点。已知物体由A点到B点的时间为2t，平均速度和平均速率分别用、表示；由B点到C点的时间为t，平均速度和平均速率分别用、表示；整个过程的平均速度和平均速率分别用v、表示。则下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．位于贵州省安顺市的黄果树坝陵河大桥蹦极，经吉尼斯世界纪录认证，为世界最高的商业蹦极（370米），它也成为众多蹦极爱好者争相挑战的对象。一质量80kg的蹦极爱好者在一次蹦极中，离开踏板后运动过程中的部分x－t图像如图所示，其中OA为抛物线，AC为一般曲线，B点斜率为零，则从绳伸直后到运动到最低点的过程中，绳对他的平均作用力大小为（不计空气阻力，）
A．1500NB．2000NC．2400ND．3000N
3．挖掘机是一种以液压原理为基础的工程机械，它主要由发动机、行走系统、铲斗和臂架等部件组成。挖掘机凭借其高效、稳定和灵活的工作方式，使得各种土方工程、道路施工、矿山开采、建筑施工等工作变得更加容易和高效。挖掘机的铲斗主要用于挖掘、移动和装载物料，铲斗两侧各有一个油缸，驱动铲斗进行上下摆动，可以实现铲斗的升降和倾斜。铲斗内的沙土简化为一个球形物体，其初始状态如图甲所示，铲斗沿顺时针方向缓慢转动到图乙所示的位置，忽略铲斗两侧壁给球形物体的摩擦，则在铲斗顺时针转动过程中，关于两侧壁ab和cd对球形物体的弹力和的大小变化，以下说法正确的是（ ）
A．先增大后减小，逐渐增大
B．逐渐减小，先增大后减小
C．逐渐增大，先减小后增大
D．逐渐减小，逐渐增大
4．磁控溅射是一种新型溅射技术，如图甲所示，电子在跑道上的运动原理可以近似认为：从水平靶面电离出初速度为零的电子，在阴极暗区只受竖直方向的电场力作用，加速飞向负辉区，阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变；电子进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，磁感应强度大小处处相等，电子绕行半个圆周之后，重新进入阴极暗区，回到靶面时，速度恰好为零。电子就实现跳跃式地朝右漂移，如图乙所示，简称漂移。则下列说法正确的是（ ）
A．负辉区中的整个磁场为匀强磁场
B．电子每次飞离靶面时，电场和磁场的方向均要与原先反向才能实现漂移
C．其他条件不变的情况下，阴极暗区厚度越大，电子到达负辉区的速度越大
D．在直道区，电子每次跳跃的水平距离相同
5．某游乐场有一打金蛋游戏，游戏示意图如下。弹珠的发射速度方向与斜面垂直、大小可以通过按压的力度来调整，若弹珠弹出后直接击中B点的金蛋为三等奖；若与斜面碰撞一次再击中金蛋为二等奖；若与斜面碰撞两次再击中金蛋为一等奖，已知斜面与水平方向夹角为45°，斜面AB长，弹珠与斜面碰撞瞬间弹珠在垂直于斜面方向上的速度反向、大小不变，沿斜面方向上的速度不变，取重力加速度，忽略空气阻力影响，以下说法正确的是（ ）
A．若最终得到三等奖，则弹珠发射的初速度大小为5m/s
B．最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为1：1：1
C．最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为2：3：4
D．最终得到一、二、三等奖的弹珠的初速度之比为4：3：2
6．如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带正电的小球．现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，沿中垂线向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能Ep1、机械能E、电势能Ep2随位置x变化的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（5x4=20分）
7．如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。如图乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和轻水袖连接而成。如图丙，某同学为研究重水袖和轻水袖传播机械波的情况，将水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向和垂直水袖方向的水平面内建立坐标系，交界点O为坐标原点，P为轻水袖上0.70m处的一个点。某时刻对交界点施加一个外力，使此交界点沿y方向振动，并在两边水袖上形成两列沿x轴传播的简谐波。时，交界点O从平衡位置开始向y轴正方向运动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，则下列说法正确的是（ ）
A．两列波的传播周期相同
B．波在重水袖上传播的波速等于在轻水袖上传播的波速
C．在轻水袖上传播的波速为0.4m/s
D．在重水袖上各质点的振幅低于在轻水袖上各质点的振幅
8．最近，华为推出全球首款支持卫星通信的智能手机Mate 60，该手机的卫星通信功能，可以让我们在无信号环境下，通过天通一号卫星与外界进行联系。目前我国已发射有天通一号01、02、03三颗静止轨道卫星，天通一号卫星的运行轨道距地球表面的高度约为地球半径的5.6倍，关于该系列卫星，下列说法正确的是（ ）
A．不同质量的天通一号卫星的速率不相等
B．运行速度都小于7.9km/s
C．可以在北京的上空保持相对静止
D．向心加速度约为地球表面重力加速度的
9．某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力，推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为．关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有（ ）
A．该过程动量守恒
B．滑块1受到合外力的冲量大小为
C．滑块2受到合外力的冲量大小为
D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为
10．正三角形滑块ABC放置于水平面上，轻杆一端与固定在水平面上的铰链连接，另一端固定一小球，已知铰链连接处到小球球心的距离为，小球和滑块的质量都为。如图所示，将小球与滑块的斜面接触，在水平面上反复移动滑块，直到轻杆与斜面平行，然后由静止释放滑块，重力加速度为，不计一切摩擦。则在小球和滑块的相互作用过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑块的速度先增大后减小 B．小球的速度一直增大
C．当轻杆与水平面的夹角为时，小球的动能为
D．从释放小球到轻杆与水平面的夹角为的过程中，小球对滑块做功为
三、实验题（16分）
11．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为和()。将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为、、。
（1）在本实验中，甲选用的是 （填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为 （设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）；
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则 （用和表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒；
（4）由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因 。
12．电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。
（1）为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图所示，螺旋测微器的读数是 mm。
（2）小刚测出这种热敏电阻的I—U图像如上图所示，他选用的电路应该是图 电路（填“甲”或“乙”）；选用的电流表量程是 量程（填“0.06A”或“0.6A”）。
（3）小敏同学将上述测量的两个相同的热敏电阻和定值电阻、恒压电源组成如图所示的电路，电源电动势为10V，内阻不计，定值电阻，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为 mW（结果保留3位有效数字）。
四、解答题
13．（12分）如图所示，杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员A、B、C、D体型相同。表演时，B竖直站立在A的肩上，双手拉着C和D，且双臂与竖直方向夹角均为；撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为，。求：
（1）每位演员的重力；
（2）演员B右手臂受到的拉力；
（3）演员A右手臂受到的压力。
14．（12分）负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（）的空气，沿水平方向进入电压为的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为，极板间距为，长度也为。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求：
（1）氧离子进入偏转电场的速度大小；
（2）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。
15．（16分）一游乐场中的一项娱乐运动可简化为如图所示的物理模型，一水平轨道与圆弧轨道在C处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量M=7kg的物块B；圆弧轨道半径。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量m=1kg的物体A，在A运动过程中，其每通过MN区域时均受到方向水平向左，大小为2N的恒力F作用。已知MN间距L=9.75m，物块A、B之间的碰撞为弹性正碰、且第一次碰撞前物块B是静止的。，求：
（1）物块A滑到圆弧的最低点时对轨道的压力。
（2）物块A和物块B第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；
（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块A、B第一次碰撞后，A在MN区域内运动的总时间。
参考答案：
1．B【详解】由平均速度的公式可知，小球由A到B的过程平均速度为
B到C的平均速度为则 整个过程的平均速度为
由平均速率的公式可知，小球由A到B的过程平均速率为
B到C的平均速率为整个过程的平均速率为显然，则
其中故选B。
2．B【详解】由题意可知OA过程蹦极爱好者做自由落体运动，则有解得
B点斜率为零，可知B点对应速度为零，B点为最低点；从O到B的过程，根据动量定理可得解得故选B。
3．B【详解】对球形物体受力分析如图所示 将力、、矢量平移到三角形中，在铲斗顺时针转动的过程中和的对角θ恒定，所以力和的交点在圆上移动，矢量图如图所示 由图可知在铲斗由图甲顺时针缓慢转到图乙的过程中力逐渐减小，力先增大后减小。故选B。
4．D【详解】A．电子从阴极暗区进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，电子的速度方向时刻改变，所以磁场方向变化，则负辉区中的整个磁场不是匀强磁场，故A错误；B．电子每次飞离靶面时，电子都要加速运动电场方向不变，电子从阴极暗区进入负辉区所受洛伦兹力都是向右，磁场方向不变，故B错误；
C．由动能定理可知电子到达负辉区的速度由阴极暗区的电压决定，与阴极暗区厚度无关，故C错误；D．阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变，由，可知电子从阴极暗区进入负辉区的运动速度大小不变，磁感应强度大小处处相等，由，可知电子在负辉区做圆周运动的半径相同，所以电子绕行半个圆周之后，电子每次跳跃的水平距离相同，故D正确。故选D。
5．B【详解】A．将重力加速度g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解
弹珠沿斜面方向做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，在垂直于斜面方向上弹珠做类竖直上抛运动，若最终得到三等奖则有
解得 A错误；BC．从发射出弹珠到击中金蛋，沿斜面方向弹珠一直在做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，三种情况的位移一样，所以三种情况运动的时间也相等，即 B正确，C错误；D．因 得D错误。故选B。
6．A【详解】A．小球在O点以上向下运动时
因从开始下滑到O点的过程中电场强度可能先增加后减小，则加速度先减小后增加；在O点时加速度为 在O点以下运动时 随场强先增加后减小，则加速度先增加后减小，选项A正确；B．因O点为零重力势能点，则重力势能
因O点上方重力势能为正，O点下方重力势能为负，则选项B错误；C．因从开始到O点，电场力做负功，则机械能减小；在O点以下向下运动时，电场力做正功，机械能增加，可知O点的机械能最小，选项C错误；D．因O点电势最高，则小球在O点的电势能最大，根据 可知图像的斜率反映场强的大小，在O点的场强为零，则切线的斜率为零，选项D错误。故选A。
7．AC【详解】A．两列波由同一个波源产生，则传播周期相同，选项A正确；
B．波在重水袖上传播与在轻水袖上传播时的介质不同，则波在重水袖上传播的波速不等于在轻水袖上传播的波速，选项B错误；C．波传到P点时从平衡位置向上振动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，可知
则T=1s 可知在轻水袖上传播的波速为选项C正确；
D．在重水袖上各质点的振幅等于在轻水袖上各质点的振幅，都等于振源的振幅，选项D错误。故选AC。
8．BD【详解】A．根据万有引力提供向心力有可得地球卫星的环绕速度大小 天通一号三颗卫星的轨道半径相等，则速率相等，与卫星的质量无关，故A错误；B．第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，而天通一号卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，故天通一号卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B正确；C．天通一号卫星在地球静止轨道上运行，不可能在北京的正上空保持相对静止，故C错误；D．根据万有引力提供向心力可得 据地球表面万有引力等于重力可得联立可得
故该系列卫星的向心加速度约为地球表面重力加速度的，D正确。故选BD。
9．BD【详解】A．取向右为正方向，滑块1和滑块2组成的系统的初动量为 碰撞后的动量为则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A错误；
B．对滑块1，取向右为正方向，则有负号表示方向水平向左，故B正确；C．对滑块2，取向右为正方向，则有故C错误；
D．对滑块2根据动量定理有解得则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为，故D正确。故选BD。
10．BD【详解】A．小球在与滑块相互作用的过程中，始终对斜面体的BC面存在压力，斜面体受到的合力作用水平向左，对滑块一直做正功，所以滑块的速度一直增加，故A错误；B．设某时刻轻杆与水平面的夹角为，对小球的速度沿这两个方向进行分解如图所示 小球参与了沿水平面向左的运动和沿滑块斜面向下的运动，三角形滑块的速度与小球在水平方向的分速度相等，在小球与滑块相互作用的过程中，轻杆与水平面的夹角减小，而对应的小球水平方向的分速度一直增大，由于小球的合速度对应的角度始终为不变，可知小球的速度一直增大，故B正确；
C．轻杆与水平面的夹角为时，设小球速度为v，滑块速度为，由系统机械能守恒可得
根据速度合成与分解，可得
可得小球动能为故C错误；
D．根据动能定理可得，小球对滑块做功等于滑块增加的动能，可求得小球对滑块做功为
故D正确。故选BD。
11． 一元 见解析
【详解】（1）[1]根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可知甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币；（2）[2]甲从点到点，根据动能定理
解得碰撞前，甲到O点时速度的大小
（3）[3]同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分别为
若动量守恒，则满足 整理可得
（4）[4]由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因有：1.测量误差，因为无论是再精良的仪器总是会有误差的，不可能做到绝对准确；2.碰撞过程中，我们认为内力远大于外力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系统合外力不为零。
12． 2.150 乙 0.06A 50.4
【详解】（1）[1]由图可知，螺旋测微器固定刻度示数为2.0mm，铅笔芯的直径为2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm；（2）[2] [3]由热敏电阻的I—U图像可知电压从0变化起，他选用的电路应该是图乙电路；根据对应电流值可知选用的电流表量程是0.06A量程；
（3）[4]设热敏电阻的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律有 解得 作出该I-U图象，如图： 两图像的交点代表此时热敏电阻的电流和电压，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，四个人的质量均为，则每位演员的重力为
（2）对演员C进行受力分析，受重力、A对其水平向左的支持力、B对C斜向上的拉力，如图所示 由平衡条件有，
解得 由牛顿第三定律可得，演员B右手臂受到的拉力 （3）由（2）分析可知，A对的支持力由牛顿第三定律可得，演员A手臂受到的压力
14．（1）；（2）
【详解】（1）氧离子进入加速电场，根据动能定理有
解得 （2）氧离子在偏转电场中做类平抛运动，偏转电场场强为 根据牛顿第二定律有解得 若氧离子能够射出偏转电场，根据运动学公式得 联立解得 因此，距上板的氧离子恰好能够离开偏转电场，能够离开偏转电场的氧离子占能够进入偏转电场氧离子的比例为
15．（1）30N，方向竖直向下；（2）14J；（3）24s
【详解】（1）物块A沿光滑圆弧轨道下滑到最低点C时的速度大小为vC，由机械能守恒定律得 在圆弧最低点C，由牛顿第二定律得
代入数据解得FN=30N 由牛顿第三定律可知，物块A对轨道的压力大小FN′=FN=30N
方向竖直向下。（2）设A与B碰撞前的速度为v0，A从初位置到碰撞前的过程，由动能定理得解得v0=8m/s A、B第一次碰撞过程，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得 联立解得 物块B的速度为零时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为 （3）A、B第一次碰撞后，A向右运动，由于 故A不能通过MN区域就返回，以向左为正方向，对物块A，由动量定理得 解得 A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，A与B第二次碰撞的过程，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 物块A在MN区域运动过程，由动量定理得解得同理物块A第n次通过MN区域的时间则
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