物 理
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共13小题，每小题4分，共52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，第9～13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是( ) A．牛顿发现了万有引力定律
B．相对论的创立表明经典力学已不再适用
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域 2．在轻绳的两端各拴一个小球，一人用手拿着上端的小球站在3楼的阳台上，放手后让小球自由下落，两小球相继落地的时间差为T.如果站在4楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，两小球相继落地的时间差将( )
A．减小 B．不变 C．增大 D．无法判断
3．如图，某同学用力沿拖把柄方向，斜向下推动拖把．若保持推力的大小不变，柄与地面间的夹角变小，拖把始终保持匀速运动，地面对拖把的作用力( )
A．变大 B．变小C．不变 D．先变大后变小
4．如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，木板与实验台之间
的摩擦可以忽略．物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示．重力加速度取g＝10 m/s2.由题给数据可以得出( )
A．木板的质量为10 kg B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N C．0～2 s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 5．足够长的倾斜长杆(与水平面成α角)上套有一个质量为M的环，环通过细线吊一个质量为m的小球．当环在某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是( ) A．环一定沿长杆向下加速运动 B．环可能沿长杆向上减速运动 C．环的加速度一定大于gsin α D．环的加速度一定沿杆向上
6．国产科幻大片《流浪地球》中，人类借助木星的“引力弹弓”，令地球零消耗改变方向、提升速度，但是当地球靠近木星时，突然遭遇了巨大危机：数千台行星发动机熄火了，全球地震，火山爆发……而灾难的根源是由于地球和木星的距离小于“流体洛希极限”，此时地面流体就倾向于逃逸．查阅资料可知，地球与木星间的“流体洛希极限”等于10.3万公里，计算公式为d＝2.44R木
3ρ木
，其中R木、ρ木、ρ地分别为木星的半径、木星的密度和地球的密度．已知比邻星ρ地
的质量约为木星的150倍，其余信息未知，那么当地球流浪到比邻星附近时，与比邻星间的“流体洛希极限”约为( )
A．30万公里 B．50万公里 C．75万公里 D．150万公里
7．武广高铁线上运行的动车，是一种新型高速列车，其正常运行速度为360 km/h，每节车厢长为L＝25 m．现为探究动车进站时的运动情况，如果相邻车厢交接处各安装一个激光灯，在站台边的某位置安装一个光电计时器，若动车进站时是做匀减速运动，第5次激光灯到达计时器时速度刚好为零，且连续5次灯通过计时器记录总时间为4 s，则( ) A．动车上的第一个激光灯通过光电计时器时的速度约为50 m/s B．动车停止运动前两灯计时的时间间隔约为5 s C．动车匀减速进站的加速度大小为10.0 m/s2
D．动车从正常运行速度减速到静止所需的时间约为20 s 8．将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示．一
个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止．小铅块运动过程中所受的摩擦力始终不变，现将木板分成A和B两段，使
B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着A放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木块A的左端开始向右滑动，如图乙所示，下列有关说法正确的是( ) A．小铅块恰能滑到木板B的右端，并与木板B保持相对静止 B．小铅块将从木板B的右端飞离木板 C．小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止 D．木板B达到的最终速度与第一种情景中木板达到的最终速度大小相同 9．如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场
和匀强磁场中．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端
最高点由静止释放．M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是( )
A．在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处 B．两个小球到达轨道最低点的速度vM＜vN
C．两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM＞FN
D．小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间 10．如图所示，在水平地面上的A点以速度v1跟地面成θ角射出一钢球，钢球恰好以v2的水平速度与在桌面边缘B点的另一钢球发生正碰，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．若在B点以跟v2大小相等、方向相反的速度射出钢球，则它必落在地面上的A点 B．若在B点以跟v1大小相等、方向相反的速度射出钢球，则它必落在地面上的A点
C．若在B点以跟v1大小相等、方向相反的速度射出钢球，则它必定落在地面上A点的左侧 D．若在B点以跟v1大小相等、方向相反的速度射出钢球，则它必定落在地面上A点的右侧 11．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则( )
A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能
D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
12．如图所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面顶角为θ，套筒P套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q相连接，此段绳与斜面平行，Q放在斜面上，P与Q质量均为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h.手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速释放P，不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A．释放P前绳子拉力大小为mgcos θ B．释放后P做匀加速运动
C．P达O点时速率为2gh（1－cos θ）
D．P从释放到第一次过O点，绳子拉力对P做功的功率一直增大 13．下列说法正确的是( )
A．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
B．晶体的各向异性是指晶体沿不同方向的导热性能、导电性能和光学性质等各个性质都不一样
C．缝衣针放在棉纸上，用手托着棉纸，放入水中．棉纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面．这是由于水的表面张力使针没有下沉
D．潮湿的天气里，洗了衣服不容易晾干，是因为空气的相对湿度大
第Ⅱ卷
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分，将答案填写在答题卡中) 14．(6分)如图所示，利用DIS实验系统探究加速度与力的关系．一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器(发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物．将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动．不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴
间的摩擦．
(1)(单选题)实验中力传感器的示数F与小重物的重力mg的关系为__ _. A．F＝
mgmgmg
B．F＞ C．F＜ D．无法确定 222
(2)(多选题)保持小车(含发射器)的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验．记下每次力传感器的示数F，利用DIS测出每次实验中小车的加速度a.将得到的a、F数据绘制成a－F图象．以下图象不可能的是__ __．
(3)在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：__ __．
15．(8分)为了测定一组干电池的电动势和内阻，提供了下列器材： A．待测的干电池E B．电流表A1
C．电流表A2 D．滑动变阻器R(0～20 Ω，2 A) E．定值电阻R0(2 kΩ) F．开关和导线若干
某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验．
(1)在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流表A1的示数将__ __(选填“变大”“不变”或“变小”)．
(2)图乙为该同学依据测出的实验数据绘出的IA—IB图线，其中IA、IB分别代表两电流表的示数，但不清楚分别代表哪个电流表的示数．请你由图线计算被测电池的电动势E＝__ __V，内阻r＝_ __Ω.
(3)用上述方法测出的电池电动势E和内阻r与真实值相比__ _． A．E偏大，r偏小 B．E偏小，r偏大 C．E偏大，r偏大 D．E偏小，r偏小
三、计算题(本题包括4小题，其中第16题10分，第17题10分，第18题14分，第19题10分，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案不得分) 16．(10分)某同学骑自行车沿一倾角为θ的斜坡匀速向下行驶时，恰好可以不踩踏板；现在他从斜坡坡底匀速向上行驶，在其蹬踩踏板N圈时回到坡顶(设不间断地匀速蹬)，所用的时间为t.已知自行车和人的总质量为m，轮盘的半径为R1，飞轮的半径为R2，车后轮的半径为R3，重力加速度为g，在上坡、下坡过程中，斜坡及空气作用于自行车与人的总阻力大小相等，车轮与坡面接触处都无滑动，不计自行车各部件的热损耗等．求： (1)斜坡及空气作用于自行车与人的总阻力大小f； (2)斜坡的长度L；
(3)该同学沿斜坡向上匀速行驶过程中消耗的功率P.
17．(10分)如图所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m乙的小球乙静止在水平轨道上，质量为m甲的小球甲以速度v0与小球乙发生弹性正碰．若m甲∶m乙＝2∶3，且轨道足够长．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)两球第一次碰后甲球的速度；
(2)要使两球能发生第二次碰撞，小球乙与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围．
18．(14分)如图所示，在竖直平面内有足够宽广的2n个水平区域(其中第2n个区域的底端有足够大的硬质板)，从上而下，第一个区域的高度为d1，第二个区域的高度为d2，……第2n个区域的高度为d2n，且d1∶d2∶d3∶…＝1∶3∶5∶7∶…，其中d1＝d.每个区域都有场强为E的匀强电场，第一个区域水平向右，第二个水平向左，以此类推．今有一个质量为m、电荷量为＋q的小球(qE＝mg)从最上端O点由静止开始下落，不计空气阻力，试求：
(1)小球刚进入第三个区域时的速度大小和方向；
(2)小球第一次即将碰到底端硬质板时的速度大小和方向及偏离竖直线OP的水平距离；
(3)如果小球与硬质板碰撞时原速反弹，但每次碰撞电荷均损失一半，且小球达到最低点和最高点时电场均反向一次，那么最后小球的碰撞点与竖直线OP的水平距离多大？
19．(10分)如图所示，右端开口的光滑圆形汽缸水平放置，截面积为20 cm2的活塞将一定质量气体封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底50 cm处设有卡环AB使活塞只能向右滑动．开始时活塞靠在AB右侧，缸内气体的压强p1＝0.8×105 Pa，温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度缓缓升高，活塞恰好离开AB.(大气压强p0＝1.0×105 Pa) (1)求活塞恰好离开时气体的温度；
(2)继续缓慢加热缸内气体，使活塞缓慢向右移动30 cm，求气体对外做功．
湖南省师范大学附属中学2024届高三上学期第三次月考物理试卷
