四川省南充高级名校2023-2024学年高三下学期物理第十三次月考试卷

四川省南充高级名校2023-2024学年高三下学期物理第十三次月考试卷
一、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分。有选错的得0分。
1．（2024高三下·南充月考）关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象表明原子内部是有结构的
B．β 射线是原子核外电子形成的电子流
C．升高温度可以减小放射性元素的半衰期
D．β 射线比α射线的穿透能力强
2．（2024高三下·南充月考）如图，某同学为研究静电力大小的影响因素，用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上B点，细线长度远大于小球直径，在B点正下方固定一带电小球C，两球静止时，细线与竖直方向呈一定夹角。某时刻起，小球A缓慢漏电，开始在竖直平面内缓慢运动，在小球A运动过程中，静电力大小变化情况是（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
3．（2024高三下·南充月考）如图所示，水平放置的轻质绝缘弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一放置在光滑绝缘水平面上的带正电小球，水平面上方存在水平向右的匀强电场。初始时弹簧处于压缩状态，将小球由静止释放，小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，则在小球向右运动的过程中（　　）
A．弹簧恢复原长时，小球的速度最大
B．小球运动到最右端时，小球的加速度为零
C．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能最大
D．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能与初始时相等
4．（2024高三下·南充月考）天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计下一次飞近地球将在2061年左右，若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在远日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，由以上信息可知，下列说法正确的是（　　）
A．哈雷彗星从近日点运动到远日点的过程中，引力势能逐渐增大
B．线速度大小之比
C．哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为
D．哈雷彗星轨道的长轴约是地球公转半径的倍
5．（2024高三下·南充月考）如图所示，阳光垂直照射到斜面草坪上，在斜面顶端把一高尔夫球水平击出让其在与斜面垂直的面内运动，小球刚好落在斜面底端。B点是运动过程中距离斜面的最远处，A点是在阳光照射下小球经过B点的投影点，不计空气阻力，则（　　）
A．小球在斜面上的投影做匀速运动
B．OA与AC长度之比为1∶3
C．若斜面内D点在B点的正下方，则OD与DC长度不等
D．小球在B点的速度与整个段平均速度大小相等
6．（2024高三下·南充月考）南充高中学生排球比赛中，某二传运动员将球沿竖直方向垫起。已知排球在空中受到的空气阻力与速度大小成正比，以竖直向上为正方向，v表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、Ek表示排球的动能、E机表示排球的机械能、t表示排球自垫起开始计时的运动时间，下列表示排球上升和下落过程中各物理量关系的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2024高三下·南充月考）如图甲所示，真空中有一平行板电容器水平放置，两极板所加电压如图乙所示，板长，板间距为d。时，带电粒子靠近下极板，从左侧以的速度水平射入，粒子恰好不会打在上极板上。若质量和电量相同的粒子以的水平速度从相同位置射入，恰好从下极板的右侧边缘飞离极板，粒子可视为质点且不计重力。下列说法正确的是（　　）
A．粒子飞离极板时的竖直速度为零
B．粒子飞离极板时竖直偏移量为d
C．粒子进入极板的时刻可能为
D．粒子进入极板的时刻可能为
8．（2024高三下·南充月考）圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，横截面如图，O为圆心，筒壁上开有小孔P，若一带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞3次后刚好从小孔P射出，若此带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞4次后也刚好从小孔P射出，每次碰撞均为弹性碰撞且电荷量保持不变，不计粒子重力，则∶可能为（　　）
A．tan36°∶1 B．1∶tan36° C．1∶tan72° D．1∶tan18°
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分
9．（2024高三下·南充月考）某实验小组使用如图（a）所示装置利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”，使质量m的重物自由下落，打出纸带，某次实验得到的纸带如图（b）所示，其中O点为纸带上打出的第一个点，每2个计时点取一个计数点，分别标记为A、B、C、D、E、F、G，测量得到LEF和LFG。已知打点计时器的频率为f，当地重力加速度为g。
打出F点时，重物的动能Ek=　 　，若要验证机械能守恒定律，还需要从图（b）纸带上测量的物理量是　 　。重物的质量和体积大小对实验误差有影响。质量越大，体积越小，实验误差越　 　（选填“大”或“小”）。
10．（2024高三下·南充月考）用如图甲所示的电路研究压敏电阻应变片的压阻效应。电源的电动势为3V。
内阻忽略不计。除图甲中的器材外，实验室还提供了如下器材可供选择：
电压表V（量程为0~15V，内阻约为20kΩ，其读数用U表示）
电流表A1（量程为0~0.6A，内阻，其读数用表示）
电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为2Ω，其读数用表示）
（1）请在选好器材后完成图甲中虚线框内的部分电路　 　；
（2）在电阻上施加压力F，闭合开关S，记下电表读数，该电路测量电阻阻值的表达式为 　 　（用题目中给出的字母表示）。改变压力F，得到不同的值，记录数据并绘成图像如图乙所示；
（3）一同学想把电流表改成简易压力表，他仍然使用原来的表盘，只是把表盘上标示的数字改为相应的压力值，实验采用的电路如图丙所示。他在表盘上表示0.1A的刻度线处标上数字0，则电路中滑动变阻器的阻值应为　 　；此压力表表盘上0.12A的刻度线处标上的压力值为　 　N。
11．（2024高三下·南充月考）水平放置的两根光滑平行金属导轨和，相距，导轨两端、和、两点分别连接电阻和，组成矩形线框，如图所示，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，一根电阻值为的金属棒在水平向右的外力F作用下以的速度向右匀速运动，如果电阻，，导轨和的电阻不计，导体与导轨接触良好。求：
（1）流过导体棒的电流大小；
（2）3s内外力F做的功.
12．（2024高三下·南充月考）如图所示，水平地面上P点左侧粗糙、右侧光滑，物块A静止放置在木板B上。物块A、木板B的质量分别为、，A、B之间的动摩擦因数为，木板B与地面之间的动摩擦因数为。P点右侧足够远处有N个（）质量均为的光滑小球向右沿直线紧密排列，球的直径等于木板的厚度。现用手指带动物块A一起向右加速，已知手指对物块A所施加力的竖直向下的分量，恒定不变，经手指立即撤离，手指撤离后又经过，木板B右端刚好抵达P点，且A、B速度恰好相等。已知木板B完全通过P点的速度为其右端刚到P点时速度的。物块A始终未脱离木板B，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间忽略不计，重力加速度为。求：
（1）木板B完全通过P点的速度；
（2）木板B与小球第一、二次碰撞之间的时间内，A、B之间因摩擦产生的热量。
（3）从木板B与小球第一次碰撞开始到最终，A、B之间因摩擦产生的总热量。
13．（2024高三下·南充月考）
（1）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能　 　（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能　 　（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能　 　（填“大于”“等于”或“小于”）零。
（2）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（i）求弹簧的劲度系数；
（ii）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
14．（2024高三下·南充月考）（1）P、Q两波源分别位于x轴-10m和10m处，产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，振幅分别为15cm和30cm。t=0时刻两波源同时开始起振，t=3s时的波形图如图所示，此刻平衡位置在x轴-4m和4m处的两质点刚要开始振动。质点M、N的平衡位置分别为坐标原点和x=2m处，已知两波源P、Q都刚好振动12s就停在平衡位置，波在传播过程中能量不损失，则（　　）
A．两波源的起振方向均沿y轴正方向
B．两列简谐横波的波速均为
C．0～5s内质点N运动的路程为60cm
D．0～10s内质点M运动的路程为4.5m
E．质点N运动的总路程为10m
（2）如图，有一块厚度为h，半径为R的半圆柱形玻璃砖，折射率为，使截面ABCD水平放置，一束单色光与该面成角入射，恰好覆盖该截面。已知光在真空中传播速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光，求：
（i）从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间t；
（ii）弧面ABCD上有光线射出的面积s.
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；天然放射现象；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．射线的放射表明原子核内部存在着复杂的结构和相互作用。例如α衰变过程中，2个质子和2个中子结合在一起形成α粒子。所以天然放射现象表明原子核内部有一定结构，故A错误；
B．发生一次β衰变，实际是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，这个电子被抛射出来，故B错误；
C．原子核衰变的半衰期由自身结构决定，与物理条件和化学状态无关，故升高温度不能改变原子核衰变的半衰期，故C错误；
D．放射性元素衰变时放出的三种射线，γ射线穿透能力最强，β射线穿透能力居中，α射线穿透能力最弱，故D正确。
故答案为：D。
【分析】射线的放射表明原子核内部存在着复杂的结构，汤姆孙发现电子表明原子内部是有结构的。
2．【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】根据题意，对小球A受力分析，如图所示
由相似三角形有
小球A缓慢漏电，细线与竖直方向的夹角减小，在竖直平面内缓慢运动，小球处于平衡状态，由于和的长度不变，AC一直减小， 静电力大小一直减小。
故答案为：B。
【分析】根据库仑定律结合相似三角形进行分析。
3．【答案】C
【知识点】简谐运动；简谐运动的回复力和能量；电场强度
【解析】【解答】A．当小球受到电场力和弹簧弹力平衡时，加速度为零，小球速度有最大值，此时弹簧处于伸长状态，故A错误；
B．小球做简谐运动，电场力和弹簧弹力提供回复力，则小球速度为零时，小球的加速度最大，故B错误；
CD．在小球向右运动到最右端的过程，电场力做正功，根据动能定理
可知弹簧弹力做负功，小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能比初始时的大，而且是最大，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】电场力与弹簧弹力合力提供回复力，速度为零，加速度最大，加速度为零，速度最大。
4．【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．哈雷彗星从近日点运动到远日点的过程中，引力做负功，则引力势能逐渐增加，故A正确。
B．根据题意，由开普勒第二定律可知，哈雷彗星在近日点线速度大于在远日点的线速度，即
近大远小，故B错误；
C．根据题意，由牛顿第二定律有
解得
则哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为
故C错误；
D．根据题意可知，哈雷彗星的周期约为年，地球的公转周期为1年，由万有引力提供向心力有
解得
可得，哈雷彗星轨道的半长轴约是地球公转半径的倍，故D错误；
故答案为：A。
【分析】根据开普勒行星三定律结合万有引力定律进行分析。
5．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB．将小球的运动分解为沿斜面和垂直斜面两个分运动，可知小球沿斜面方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，则小球在斜面上的投影做匀加速直线运动；小球垂直斜面方向做初速度为，加速度为的匀减速直线运动，B点是运动过程中距离斜面的最远处，则此时小球垂直斜面方向的分速度刚好为0，根据对称性可知，O到B与B到C的时间相等，均为
则有
可得
则有
故AB错误；
C．将小球的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，则小球从O到B有
小球从O到C有
若D点在B点的正下方，则有
可知D点是OC的中点，则OD与DC长度相等，故C错误；
D．在B点只有平行平面的速度垂直斜面速度为零，整个过程在垂直斜面方向上位移为零，只有平行平面的位移，根据中间时刻速度等于全程平均速度可知小球在B点的速度与整个段平均速度大小相等，D正确 。
故答案为：D。
【分析】可以将物体运动分解为平行斜面运动以及垂直斜面运动进行分析，同时注意将重力也分解到这两个方向进行分析。
6．【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象；动能和势能的相互转化；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．以竖直向上为正方向，初速度应为正值，故A错误；
BC．速度先减小为0后反向增大，所以位移时间图像斜率先减小后变为负数增大，且机械能一直有损失，导致上升过程中任意位置的速率都比下降过程同一位置速度大，则上升、下降经过同一位置处的动能不可能相等，因此上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以上升过程的时间小于下降过程的时间，故B正确，C错误；
D．E机-x图像斜率表示空气阻力，空气阻力上升过程减小，下降过程增大，且上升过程机械能损失更多，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】分析各个物理量与时间或者位移的定量关系，根据某些特征或某个特殊时刻的特征进行排除。
7．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A．加电场后，竖直方向上的加速度大小为
变换电场方向时速度大小为
时变换电场方向，做减速运动，则经过速度减为0，后从反向加速速度大小为
由于
可知粒子飞离极板所需时间为
则由图可知粒子飞离极板时竖直方向的分速度为零，粒子飞离极板时的速度与进入时相同，故A正确；
B．由竖直方向的速度图像可得，从到竖直方向的位移
从到竖直方向的位移
a粒子飞离极板时竖直偏移量
故B错误；
CD．设极板长度为l，a粒子在水平方向的位移
设粒子在电场中运动时间为，其水平方向的位移
解得
设内的时刻，粒子从下极板左端下边缘进入电场，然后从下极板右端边缘飞离极板，则
解得
故C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动。
8．【答案】B,C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】设圆形磁场的半径为R，磁感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，粒子与容器壁碰撞n（n＞2）次后刚好从小孔P射出，此时对应的轨迹半径为rn，如图所示
n（n＞2）次后刚好从小孔P射出，此时对应的轨迹半径为rn，根 据 几 何 关 系 可 得
解得
rn=Rtan
根据洛伦兹力提供向心力可得
所 以 有
另外，碰撞4次的情况还有如图所示的情况：
故BC正确、AD错误。
故答案为：BC。
【分析】 推导出粒子与容器壁碰撞n（n＞2）次后刚好从小孔P射出时，粒子的轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力得到速度表达式进行解答。
9．【答案】；点O、F之间的距离LOF；小
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】打出F点时重物的速度为
则重物的动能为
若要验证机械能守恒定律，则要验证从O点到F点重物减少的重力势能与重物增加的动能是否相等，即
所以还需测量的物理量是点O、F之间的距离LOF；质量越大，体积越小，这样能减少摩擦阻力的影响，从而实验误差越小。
【分析】空气阻力的影响导致减小的重力势能比增加的动能略大，所以要选择质量大体积小的重锤。
10．【答案】（1）
（2）
（3）10.5；2.5
【知识点】伏安法测电阻；电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）电源的电动势为3V，实验所给电压表量程为0~15V，读数误差较大，不宜使用。由于电流表A1内阻已知，则可用电流表A1作电压表使用。
（2）根据并串联电路规律和欧姆定律可得，该电路测量电阻Rx阻值的表达式为
（3）根据闭合电路欧姆定律有
由题可知，当时，压力为零，结合图乙可知
带入解得
由图乙可知，Rx与所受压力F成一次函数关系，两者关系为
则根据闭合电路欧姆定律有
可知当取最大值时，可得此压力表能测量的最大压力值为
根据电流表示数I与Rx所受压力F的关系式
由上面式子可得此压力表表盘上0.12A的刻度线处标上的压力值为2.5N，
【分析】（1）根据电压电流大小选择合适的电压表以及电流表。
（2）根据并串联电路规律和欧姆定律可得电阻Rx阻值的表达式。
（3）根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数I与Rx所受压力F的关系式。
11．【答案】（1）解：导体棒运动产生的感应电动势为
回路的总电阻
则总电流，即PQ中的电流
（2）解：解法一：
因为匀速，所以
代入数据解得
解法二：
代入数据解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）求出导体棒运动产生的感应电动势，根据欧姆定律求解电流大小；（2）因为做匀速运动，克服安培力所做的功等于拉力做功，同时安培力做功也等于回路产生的焦耳热。
12．【答案】（1）解：在两个内，对B据动量定理得：
代入数据解得…
具题意得，解得
（2）解：B与球第一次碰撞，据动量守恒得：
据能量守恒得：
代入数据解得：
最左小球获得速度后碰撞相邻小球，依次碰撞，根据牛顿摆原理可知，最左小球静止，最右小球弹出
A、B相互作用，据动量守恒得：
代入数据解得
由能量守恒得：
解得：
（3）解：据以上分析得递推规律
据等比数列求和得
代入数据解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据动量定理求解木板B完全通过P点的速度；（2）碰撞过程动量守恒，动能也守恒，求出A、B相互作用最终共同速度，根据能量守恒求解产生的热量；（3）得到产生热量的递推规律，由数学方法求解A、B之间因摩擦产生的总热量。
13．【答案】（1）减小；减小；小于
（2）（i）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有，解得弹簧的劲度系数为
（ii）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知，解得
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，则分子势能减小；在间距由r2减小到r1的过程中，分子力仍表现为引力，分子力做正功，分子势能减小；因规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，则在间距等于r1处，势能小于零。
【分析】（1）分子力做正功，则分子势能减小，分子力做负功，则分子势能增大；
（2） （i） 由受力平衡列出方程求解弹簧劲度系数；
（ii） 封闭气体发生等压过程，求出初末状态的体积，根据盖吕萨克定律求解。
14．【答案】（1）A；C；D
（2）（i）在截面入射点在Q处射入玻璃柱体的光线在玻璃砖传播的距离最长
根据折射定律有
得
又，，
（ii）设折射光线在半圆界面刚好发生全反射
根据临界角公式
可得与水平方向的夹角为
与竖直方向的夹角为15°，有光透出的部分为圆弧对应圆心角为
则面上有光透出部分的面积为，可得
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的干涉现象；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】（1）A．根据波形平移法可知，时和两处的质点的起振方向均沿y轴正方向，则两波源的起振方向均沿y轴正方向，故A正确；
B．根据题意可知两列简谐横波的波速均为
故B错误；
C．由图像可知两波的波长均为，则周期为
时和两处的振动传到质点N所用的时间分别为
，
可知内质点N只由右边波源引起振动了，由于
则内质点N运动的路程为
故C正确；
D．时和两处的振动传到质点M所用时间均为
可知时质点M开始振动，且两波源的起振方向相同，周期相同，可知质点M为振动加强点，振幅为
由于
则内质点M运动的路程为
故D正确。
E.Q到N需要4s，P到N需要6s，N的振动加强， 两波源P、Q都刚好振动12s就停在平衡位置， 所以质点N运动的总路程为6x4x0.45m+2x4x0.3m=13.2m，E错误；
故答案为：ACD。
【分析】（1）根据波形平移法求出两波源的起振方向，根据波长波速频率关系结合图像方向；
（2） （i） 画出光传播路径，结合折射定律以及几何关系求解；
（ii） 求出折射光线在半圆界面刚好发生全反射的临界角，求出光透出的部分为圆弧对应圆心角，从而求出弧面ABCD上有光线射出的面积s。
1 / 1四川省南充高级名校2023-2024学年高三下学期物理第十三次月考试卷
一、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分。有选错的得0分。
1．（2024高三下·南充月考）关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象表明原子内部是有结构的
B．β 射线是原子核外电子形成的电子流
C．升高温度可以减小放射性元素的半衰期
D．β 射线比α射线的穿透能力强
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；天然放射现象；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．射线的放射表明原子核内部存在着复杂的结构和相互作用。例如α衰变过程中，2个质子和2个中子结合在一起形成α粒子。所以天然放射现象表明原子核内部有一定结构，故A错误；
B．发生一次β衰变，实际是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，这个电子被抛射出来，故B错误；
C．原子核衰变的半衰期由自身结构决定，与物理条件和化学状态无关，故升高温度不能改变原子核衰变的半衰期，故C错误；
D．放射性元素衰变时放出的三种射线，γ射线穿透能力最强，β射线穿透能力居中，α射线穿透能力最弱，故D正确。
故答案为：D。
【分析】射线的放射表明原子核内部存在着复杂的结构，汤姆孙发现电子表明原子内部是有结构的。
2．（2024高三下·南充月考）如图，某同学为研究静电力大小的影响因素，用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上B点，细线长度远大于小球直径，在B点正下方固定一带电小球C，两球静止时，细线与竖直方向呈一定夹角。某时刻起，小球A缓慢漏电，开始在竖直平面内缓慢运动，在小球A运动过程中，静电力大小变化情况是（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】根据题意，对小球A受力分析，如图所示
由相似三角形有
小球A缓慢漏电，细线与竖直方向的夹角减小，在竖直平面内缓慢运动，小球处于平衡状态，由于和的长度不变，AC一直减小， 静电力大小一直减小。
故答案为：B。
【分析】根据库仑定律结合相似三角形进行分析。
3．（2024高三下·南充月考）如图所示，水平放置的轻质绝缘弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一放置在光滑绝缘水平面上的带正电小球，水平面上方存在水平向右的匀强电场。初始时弹簧处于压缩状态，将小球由静止释放，小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，则在小球向右运动的过程中（　　）
A．弹簧恢复原长时，小球的速度最大
B．小球运动到最右端时，小球的加速度为零
C．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能最大
D．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能与初始时相等
【答案】C
【知识点】简谐运动；简谐运动的回复力和能量；电场强度
【解析】【解答】A．当小球受到电场力和弹簧弹力平衡时，加速度为零，小球速度有最大值，此时弹簧处于伸长状态，故A错误；
B．小球做简谐运动，电场力和弹簧弹力提供回复力，则小球速度为零时，小球的加速度最大，故B错误；
CD．在小球向右运动到最右端的过程，电场力做正功，根据动能定理
可知弹簧弹力做负功，小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能比初始时的大，而且是最大，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】电场力与弹簧弹力合力提供回复力，速度为零，加速度最大，加速度为零，速度最大。
4．（2024高三下·南充月考）天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计下一次飞近地球将在2061年左右，若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在远日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，由以上信息可知，下列说法正确的是（　　）
A．哈雷彗星从近日点运动到远日点的过程中，引力势能逐渐增大
B．线速度大小之比
C．哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为
D．哈雷彗星轨道的长轴约是地球公转半径的倍
【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．哈雷彗星从近日点运动到远日点的过程中，引力做负功，则引力势能逐渐增加，故A正确。
B．根据题意，由开普勒第二定律可知，哈雷彗星在近日点线速度大于在远日点的线速度，即
近大远小，故B错误；
C．根据题意，由牛顿第二定律有
解得
则哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为
故C错误；
D．根据题意可知，哈雷彗星的周期约为年，地球的公转周期为1年，由万有引力提供向心力有
解得
可得，哈雷彗星轨道的半长轴约是地球公转半径的倍，故D错误；
故答案为：A。
【分析】根据开普勒行星三定律结合万有引力定律进行分析。
5．（2024高三下·南充月考）如图所示，阳光垂直照射到斜面草坪上，在斜面顶端把一高尔夫球水平击出让其在与斜面垂直的面内运动，小球刚好落在斜面底端。B点是运动过程中距离斜面的最远处，A点是在阳光照射下小球经过B点的投影点，不计空气阻力，则（　　）
A．小球在斜面上的投影做匀速运动
B．OA与AC长度之比为1∶3
C．若斜面内D点在B点的正下方，则OD与DC长度不等
D．小球在B点的速度与整个段平均速度大小相等
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB．将小球的运动分解为沿斜面和垂直斜面两个分运动，可知小球沿斜面方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，则小球在斜面上的投影做匀加速直线运动；小球垂直斜面方向做初速度为，加速度为的匀减速直线运动，B点是运动过程中距离斜面的最远处，则此时小球垂直斜面方向的分速度刚好为0，根据对称性可知，O到B与B到C的时间相等，均为
则有
可得
则有
故AB错误；
C．将小球的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，则小球从O到B有
小球从O到C有
若D点在B点的正下方，则有
可知D点是OC的中点，则OD与DC长度相等，故C错误；
D．在B点只有平行平面的速度垂直斜面速度为零，整个过程在垂直斜面方向上位移为零，只有平行平面的位移，根据中间时刻速度等于全程平均速度可知小球在B点的速度与整个段平均速度大小相等，D正确 。
故答案为：D。
【分析】可以将物体运动分解为平行斜面运动以及垂直斜面运动进行分析，同时注意将重力也分解到这两个方向进行分析。
6．（2024高三下·南充月考）南充高中学生排球比赛中，某二传运动员将球沿竖直方向垫起。已知排球在空中受到的空气阻力与速度大小成正比，以竖直向上为正方向，v表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、Ek表示排球的动能、E机表示排球的机械能、t表示排球自垫起开始计时的运动时间，下列表示排球上升和下落过程中各物理量关系的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象；动能和势能的相互转化；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．以竖直向上为正方向，初速度应为正值，故A错误；
BC．速度先减小为0后反向增大，所以位移时间图像斜率先减小后变为负数增大，且机械能一直有损失，导致上升过程中任意位置的速率都比下降过程同一位置速度大，则上升、下降经过同一位置处的动能不可能相等，因此上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以上升过程的时间小于下降过程的时间，故B正确，C错误；
D．E机-x图像斜率表示空气阻力，空气阻力上升过程减小，下降过程增大，且上升过程机械能损失更多，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】分析各个物理量与时间或者位移的定量关系，根据某些特征或某个特殊时刻的特征进行排除。
7．（2024高三下·南充月考）如图甲所示，真空中有一平行板电容器水平放置，两极板所加电压如图乙所示，板长，板间距为d。时，带电粒子靠近下极板，从左侧以的速度水平射入，粒子恰好不会打在上极板上。若质量和电量相同的粒子以的水平速度从相同位置射入，恰好从下极板的右侧边缘飞离极板，粒子可视为质点且不计重力。下列说法正确的是（　　）
A．粒子飞离极板时的竖直速度为零
B．粒子飞离极板时竖直偏移量为d
C．粒子进入极板的时刻可能为
D．粒子进入极板的时刻可能为
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A．加电场后，竖直方向上的加速度大小为
变换电场方向时速度大小为
时变换电场方向，做减速运动，则经过速度减为0，后从反向加速速度大小为
由于
可知粒子飞离极板所需时间为
则由图可知粒子飞离极板时竖直方向的分速度为零，粒子飞离极板时的速度与进入时相同，故A正确；
B．由竖直方向的速度图像可得，从到竖直方向的位移
从到竖直方向的位移
a粒子飞离极板时竖直偏移量
故B错误；
CD．设极板长度为l，a粒子在水平方向的位移
设粒子在电场中运动时间为，其水平方向的位移
解得
设内的时刻，粒子从下极板左端下边缘进入电场，然后从下极板右端边缘飞离极板，则
解得
故C错误，D正确。
故答案为：AD。
【分析】在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动。
8．（2024高三下·南充月考）圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，横截面如图，O为圆心，筒壁上开有小孔P，若一带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞3次后刚好从小孔P射出，若此带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞4次后也刚好从小孔P射出，每次碰撞均为弹性碰撞且电荷量保持不变，不计粒子重力，则∶可能为（　　）
A．tan36°∶1 B．1∶tan36° C．1∶tan72° D．1∶tan18°
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】设圆形磁场的半径为R，磁感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，粒子与容器壁碰撞n（n＞2）次后刚好从小孔P射出，此时对应的轨迹半径为rn，如图所示
n（n＞2）次后刚好从小孔P射出，此时对应的轨迹半径为rn，根 据 几 何 关 系 可 得
解得
rn=Rtan
根据洛伦兹力提供向心力可得
所 以 有
另外，碰撞4次的情况还有如图所示的情况：
故BC正确、AD错误。
故答案为：BC。
【分析】 推导出粒子与容器壁碰撞n（n＞2）次后刚好从小孔P射出时，粒子的轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力得到速度表达式进行解答。
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分
9．（2024高三下·南充月考）某实验小组使用如图（a）所示装置利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”，使质量m的重物自由下落，打出纸带，某次实验得到的纸带如图（b）所示，其中O点为纸带上打出的第一个点，每2个计时点取一个计数点，分别标记为A、B、C、D、E、F、G，测量得到LEF和LFG。已知打点计时器的频率为f，当地重力加速度为g。
打出F点时，重物的动能Ek=　 　，若要验证机械能守恒定律，还需要从图（b）纸带上测量的物理量是　 　。重物的质量和体积大小对实验误差有影响。质量越大，体积越小，实验误差越　 　（选填“大”或“小”）。
【答案】；点O、F之间的距离LOF；小
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】打出F点时重物的速度为
则重物的动能为
若要验证机械能守恒定律，则要验证从O点到F点重物减少的重力势能与重物增加的动能是否相等，即
所以还需测量的物理量是点O、F之间的距离LOF；质量越大，体积越小，这样能减少摩擦阻力的影响，从而实验误差越小。
【分析】空气阻力的影响导致减小的重力势能比增加的动能略大，所以要选择质量大体积小的重锤。
10．（2024高三下·南充月考）用如图甲所示的电路研究压敏电阻应变片的压阻效应。电源的电动势为3V。
内阻忽略不计。除图甲中的器材外，实验室还提供了如下器材可供选择：
电压表V（量程为0~15V，内阻约为20kΩ，其读数用U表示）
电流表A1（量程为0~0.6A，内阻，其读数用表示）
电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为2Ω，其读数用表示）
（1）请在选好器材后完成图甲中虚线框内的部分电路　 　；
（2）在电阻上施加压力F，闭合开关S，记下电表读数，该电路测量电阻阻值的表达式为 　 　（用题目中给出的字母表示）。改变压力F，得到不同的值，记录数据并绘成图像如图乙所示；
（3）一同学想把电流表改成简易压力表，他仍然使用原来的表盘，只是把表盘上标示的数字改为相应的压力值，实验采用的电路如图丙所示。他在表盘上表示0.1A的刻度线处标上数字0，则电路中滑动变阻器的阻值应为　 　；此压力表表盘上0.12A的刻度线处标上的压力值为　 　N。
【答案】（1）
（2）
（3）10.5；2.5
【知识点】伏安法测电阻；电表的改装与应用
【解析】【解答】（1）电源的电动势为3V，实验所给电压表量程为0~15V，读数误差较大，不宜使用。由于电流表A1内阻已知，则可用电流表A1作电压表使用。
（2）根据并串联电路规律和欧姆定律可得，该电路测量电阻Rx阻值的表达式为
（3）根据闭合电路欧姆定律有
由题可知，当时，压力为零，结合图乙可知
带入解得
由图乙可知，Rx与所受压力F成一次函数关系，两者关系为
则根据闭合电路欧姆定律有
可知当取最大值时，可得此压力表能测量的最大压力值为
根据电流表示数I与Rx所受压力F的关系式
由上面式子可得此压力表表盘上0.12A的刻度线处标上的压力值为2.5N，
【分析】（1）根据电压电流大小选择合适的电压表以及电流表。
（2）根据并串联电路规律和欧姆定律可得电阻Rx阻值的表达式。
（3）根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数I与Rx所受压力F的关系式。
11．（2024高三下·南充月考）水平放置的两根光滑平行金属导轨和，相距，导轨两端、和、两点分别连接电阻和，组成矩形线框，如图所示，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，一根电阻值为的金属棒在水平向右的外力F作用下以的速度向右匀速运动，如果电阻，，导轨和的电阻不计，导体与导轨接触良好。求：
（1）流过导体棒的电流大小；
（2）3s内外力F做的功.
【答案】（1）解：导体棒运动产生的感应电动势为
回路的总电阻
则总电流，即PQ中的电流
（2）解：解法一：
因为匀速，所以
代入数据解得
解法二：
代入数据解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）求出导体棒运动产生的感应电动势，根据欧姆定律求解电流大小；（2）因为做匀速运动，克服安培力所做的功等于拉力做功，同时安培力做功也等于回路产生的焦耳热。
12．（2024高三下·南充月考）如图所示，水平地面上P点左侧粗糙、右侧光滑，物块A静止放置在木板B上。物块A、木板B的质量分别为、，A、B之间的动摩擦因数为，木板B与地面之间的动摩擦因数为。P点右侧足够远处有N个（）质量均为的光滑小球向右沿直线紧密排列，球的直径等于木板的厚度。现用手指带动物块A一起向右加速，已知手指对物块A所施加力的竖直向下的分量，恒定不变，经手指立即撤离，手指撤离后又经过，木板B右端刚好抵达P点，且A、B速度恰好相等。已知木板B完全通过P点的速度为其右端刚到P点时速度的。物块A始终未脱离木板B，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间忽略不计，重力加速度为。求：
（1）木板B完全通过P点的速度；
（2）木板B与小球第一、二次碰撞之间的时间内，A、B之间因摩擦产生的热量。
（3）从木板B与小球第一次碰撞开始到最终，A、B之间因摩擦产生的总热量。
【答案】（1）解：在两个内，对B据动量定理得：
代入数据解得…
具题意得，解得
（2）解：B与球第一次碰撞，据动量守恒得：
据能量守恒得：
代入数据解得：
最左小球获得速度后碰撞相邻小球，依次碰撞，根据牛顿摆原理可知，最左小球静止，最右小球弹出
A、B相互作用，据动量守恒得：
代入数据解得
由能量守恒得：
解得：
（3）解：据以上分析得递推规律
据等比数列求和得
代入数据解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据动量定理求解木板B完全通过P点的速度；（2）碰撞过程动量守恒，动能也守恒，求出A、B相互作用最终共同速度，根据能量守恒求解产生的热量；（3）得到产生热量的递推规律，由数学方法求解A、B之间因摩擦产生的总热量。
13．（2024高三下·南充月考）
（1）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能　 　（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能　 　（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能　 　（填“大于”“等于”或“小于”）零。
（2）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（i）求弹簧的劲度系数；
（ii）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
【答案】（1）减小；减小；小于
（2）（i）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有，解得弹簧的劲度系数为
（ii）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知，解得
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，则分子势能减小；在间距由r2减小到r1的过程中，分子力仍表现为引力，分子力做正功，分子势能减小；因规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，则在间距等于r1处，势能小于零。
【分析】（1）分子力做正功，则分子势能减小，分子力做负功，则分子势能增大；
（2） （i） 由受力平衡列出方程求解弹簧劲度系数；
（ii） 封闭气体发生等压过程，求出初末状态的体积，根据盖吕萨克定律求解。
14．（2024高三下·南充月考）（1）P、Q两波源分别位于x轴-10m和10m处，产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，振幅分别为15cm和30cm。t=0时刻两波源同时开始起振，t=3s时的波形图如图所示，此刻平衡位置在x轴-4m和4m处的两质点刚要开始振动。质点M、N的平衡位置分别为坐标原点和x=2m处，已知两波源P、Q都刚好振动12s就停在平衡位置，波在传播过程中能量不损失，则（　　）
A．两波源的起振方向均沿y轴正方向
B．两列简谐横波的波速均为
C．0～5s内质点N运动的路程为60cm
D．0～10s内质点M运动的路程为4.5m
E．质点N运动的总路程为10m
（2）如图，有一块厚度为h，半径为R的半圆柱形玻璃砖，折射率为，使截面ABCD水平放置，一束单色光与该面成角入射，恰好覆盖该截面。已知光在真空中传播速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光，求：
（i）从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间t；
（ii）弧面ABCD上有光线射出的面积s.
【答案】（1）A；C；D
（2）（i）在截面入射点在Q处射入玻璃柱体的光线在玻璃砖传播的距离最长
根据折射定律有
得
又，，
（ii）设折射光线在半圆界面刚好发生全反射
根据临界角公式
可得与水平方向的夹角为
与竖直方向的夹角为15°，有光透出的部分为圆弧对应圆心角为
则面上有光透出部分的面积为，可得
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的干涉现象；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】（1）A．根据波形平移法可知，时和两处的质点的起振方向均沿y轴正方向，则两波源的起振方向均沿y轴正方向，故A正确；
B．根据题意可知两列简谐横波的波速均为
故B错误；
C．由图像可知两波的波长均为，则周期为
时和两处的振动传到质点N所用的时间分别为
，
可知内质点N只由右边波源引起振动了，由于
则内质点N运动的路程为
故C正确；
D．时和两处的振动传到质点M所用时间均为
可知时质点M开始振动，且两波源的起振方向相同，周期相同，可知质点M为振动加强点，振幅为
由于
则内质点M运动的路程为
故D正确。
E.Q到N需要4s，P到N需要6s，N的振动加强， 两波源P、Q都刚好振动12s就停在平衡位置， 所以质点N运动的总路程为6x4x0.45m+2x4x0.3m=13.2m，E错误；
故答案为：ACD。
【分析】（1）根据波形平移法求出两波源的起振方向，根据波长波速频率关系结合图像方向；
（2） （i） 画出光传播路径，结合折射定律以及几何关系求解；
（ii） 求出折射光线在半圆界面刚好发生全反射的临界角，求出光透出的部分为圆弧对应圆心角，从而求出弧面ABCD上有光线射出的面积s。
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