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金陵中学月考物理试题
一、单选题
1．2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列．嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（　　）
A．m/s B． C． D．
2．太阳的能量主要通过质子-质子链反应（简称PP链）产生，太阳产生的能量约99%来自该链反应。该链反应中的一个核反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，下列说法正确的是（　　）
A．X是质子
B．反应物的总结合能大于生成物的总结合能
C．的比结合能大于的比结合能
D．该核反应释放的核能为
3．如图所示，汽车转弯时，四个车轮的轮轴延长线交于同一点。已知四个车轮的规格完全相同，且转弯时车轮不打滑，则汽车转弯时，四个车轮的（　　）
A．轮轴绕点运动的线速度大小相等 B．轮轴绕点运动的角速度大小相等
C．边缘绕轮轴转动的线速度大小相等 D．边缘绕轮轴转动的角速度大小相等
4．如图所示，相同的长直导线、、、、的中点分别固定在圆周的五等分点处，导线与圆周所在平面垂直，且通有同样的电流。关于圆心点处的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．的大小不为，方向平行于圆周所在平面
B．的大小不为，方向垂直于圆周所在平面
C．若导线中的电流反向，则的方向平行
D．若导线中的电流反向，则的方向垂直
5．在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　）
A．密封气体压强高于外界气体压强
B．图中液体与吸管内壁之间是不浸润的
C．密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度
D．密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能
6．如图1所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，两斜面光滑且倾角分别为53°和37°，两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接，分别置于两个斜面上，OP∥AB，OQ∥AC，已知P、Q和斜面体均静止不动。若交换两滑块位置如图2所示，再由静止释放，斜面体仍然静止不动，Q的质量为m，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度大小为g，不计滑轮的质量和摩擦，则下列判断正确的是（　　）
A．P的质量为m
B．在图1中，斜面体与地面间无静摩擦力
C．在图2中，两滑块落地前的重力功率大小相等
D．在图2中，滑轮受到轻绳的作用力大小为mg
7．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光能量范围约为1.64eV到3.11eV之间，a光的光子能量为2.86 eV。则（　　）
A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大
C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有
8．水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历的时间为t1，子弹损失的动能为△Ek1，系统机械能的损失为E1，同样的子弹以同样的速度打穿放在光滑水平面上的同样的木块，经历的时间为t2，子弹损失的动能为△Ek2，系统机械能的损失为E2．设两种情况下子弹在木块中所受的阻力相同，则下列选项正确的是（　　）
A．t1＞t2 B．△Ek1＜△Ek2 C．△Ek1＞△Ek2 D．E1＞E2
9．如图所示，游乐场的玻璃滑梯可简化为倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分。时某游客（视为质点）从A点由静止开始匀加速下滑，经过B点前后速度大小不变，之后在BC上做匀减速直线运动，最后停在C点。若第6s末和第12s末速度大小均为6m/s，第11s末速度大小为8m/s，则（　　）
A．游客在第11s末时处于减速阶段 B．游客在运动过程中的最大速度为9m/s
C．游客在运动全过程的路程为75m D．游客在第16s末运动到C点
10．如图1所示，一质量为1kg的长木板置于水平桌面上，木板左端放置一可看成质点的滑块。现对滑块施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下滑块和木板发生相对滑动，在s时撤去F，滑块运动的图像如图2所示。整个运动过程中，滑块始终不脱离木板，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．木板与滑块间的动摩擦因数为0.4 B．滑块的质量为3kg
C．拉力N D．木板至少长1.5m
三、实验题
11．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是 （选填选项前的字母）
A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行
B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带
C．把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力
D．为减小误差，实验中要保证槽码的质量m远小于小车的质量M
(2)在图甲所示装置中，打点计时器的打点频率为50Hz，实验中得到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图乙所示，相邻两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为 。
(3)当保持槽码的重力不变，研究加速度随质量变化的关系时，得到的数据如下表所示。下方有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系，请选择可以更好地处理数据的那组坐标系，在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点，并画出图线 。
实验序号 加速度 小车与车上钩码总质量M/kg 小车与车上钩码总质量的倒数
1 0.31 0.20 5.0
2 0.26 0.25 4.0
3 0.21 0.30 3.3
4 0.18 0.35 2.9
5 0.16 0.40 2.5
6 0.14 0.45 2.2
(4)在探究加速度与力的关系时，某同学根据实验数据作出的a-F图像如图所示。发现该图线不通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法中正确的是_______
A．图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
B．图线不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
C．图线BC段弯曲是因为未保证砝码和盘的总质量远小于小车质量
D．根据BC段弯曲曲线可知，若逐渐增加盘和砝码总质量，小车的加速度将逐渐增大到无穷大
(5)另一位同学在实验中得到了图中的曲线OQ，于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线OP，如图所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N。此时，小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，他猜想：，该同学的猜想是否正确 ，理由是：
四、解答题
12．一个半圆柱形特殊玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为n=2。
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
(2)细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置以及光线从射入玻璃到射出所用的时间。（设光在真空中的速度为c，垂直界面入射的光线忽略光的反射）
13．如图所示，绝缘水平桌面上放有一长度为的竖直绝缘挡板，整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电小球紧贴挡板端放置。现给小球一垂直挡板向右的速度，经过一段时间，小球击中挡板右侧面上的某点图中未标出并以速度反弹，与此同时，挡板也以速度向右匀速平移，不计一切阻力。试求：
(1)P、N之间的距离d；
(2)小球从运动到的时间t；
(3)小球从运动到的过程中，挡板对小球所做的功。
14．如图甲所示，打印机的送纸系统由搓纸轮A、送纸轮B和分纸轮C构成，当按下打印按钮后，A迅速下降到与纸盒中最上面一张纸相接触，通过摩擦将纸张送到B、C之间，然后迅速提升高度离开纸堆，B又通过摩擦将纸张输送到下一送纸单元。已知A、B、C半径均为，它们与纸张之间的动摩擦因数均为，纸张之间的动摩擦因数均为，A、B、C与纸张接触时对纸张的压力大小均为，每张纸的质量均为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小为。
(1)试证明A每次能且只能搓动最上面的一张纸；
(2)如图乙所示，当只有一张纸送到B、C之间时，B、C立即以相同大小的角速度分别逆时针、顺时针转动。已知纸张送到B、C之间时的速度为，不计纸张的重力和其他阻力，试求此后经过多大的位移，纸张在B和C之间达到最大速度；
(3)如图丙所示，若因纸张之间的接触面粗糙程度异常，导致某次有两张纸1、2同时被送到B和C之间，此时B、C立即以相同的角速度逆时针转动。已知1、2之间的动摩擦因数变为了，纸张1、2被送到B、C之间时的速度仍为，不计纸张的重力和其他阻力，试求此后纸张1经过多长时间达到最大速度，纸张2经过多长时间退出B、C之间。
15．如图甲所示，两水平放置的平行金属板A、B间距d=40cm，板长L=30cm，在两板间加一大小和方向随之间周期性变化的匀强电场，如图乙所示，规定竖直向上为电场强度的正方向.在距金属板右侧D=40cm的空间内有方向竖直向上、电场强度大小为E=100V/m的匀强磁场，并在该电场的右侧边界竖直放置一足够长的挡板.现有一电量q=1×10-2C、质量m=0.1kg的正电小球在t=0时刻以水平初速度v0=2m/s从距B板h=5cm处射入A、B两板间，重力加速度g=10m/s2,求：
(1)小球飞出A、B两板间时竖直方向的速度的大小;
(2)小球在A、B极板间运动过程中受到电场力的平均值；
(3)若有大量电量为q=10-2C、质量m=0.1kg的正电小球持续不断地从极板左侧各个位置以相同水平初速度v0水平进入A、B板间，忽略小球间的相互作用，求这些小球最终打在挡板上的长度范围.
金陵中学月考物理试题
1．A
2．C
3．B
4．D
5．D
6．B
7．D
8．B
9．C
10．D
11．(1)AD
(2)0.2
(3)
(4)AC
(5) 不正确 见解析
12．(1)R；(2)，
【详解】(1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图：
由全反射条件有
①
由几何关系有
OE=Rsinθ ②
由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为
l=2OE ③
联立①②③式，代入已知数据得
l=R ④
(2)设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为
sinα=
由几何关系及①式和已知条件得
光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图：
由反射定律和几何关系得
又
解得
13．(1)
(2)
(3)
14．(1)见解析
(2)0.75mm
(3)
【详解】（1）搓纸轮对最上面一张纸的摩擦力为
最上面两张纸之间的最大静摩擦力为
第三张纸对第二张纸的最大静摩擦力为
由、可知，第一张纸被搓动，第二张纸无法运动，即证。
（2）设单张纸到达送纸轮和分纸轮之间时，其加速度为，由牛顿第二定律，有
解得，方向向右。
纸张的最大速度就是送纸轮和分纸轮边缘的线速度，即
设纸张由加速到运动的位移为，由运动学规律有
联立解得
（3）①对纸张1由牛顿第二定律，有
解得，方向向右；
由运动学规律，有
联立解得
②对纸张2由牛顿第二定律，有
解得，方向向左
由运动学规律，有
联立解得
15．(1) (2) (3)
【详解】(1) 在内，电场力为：
根据牛顿第二定律：，则
在内，电场力为：
根据牛顿第二定律：，所以
由此可画出a-t图如下图所示：
小球在A、B板间水平方向运动为匀速运动，则时间
所以竖直方向：，方向竖直向上；
(2)小球在板间运动的过程中，由动量定理：
所以；
(3)由a-t图，当小球从0秒时射入，离开A、B板的竖直速度正向最大，为
当小球从0.1s时射入，离开A、B板的竖直速度负向最大，为
所以小球可以在任意时刻、从A、B板左侧任意位置进入板间，
所以可以找到合适位置、合适时刻，使小球恰好从A板最右侧飞出时，竖直速度正向最大，为；使小球恰好从B板最右侧飞出时，竖直速度负向最大，为
又因为小球飞出A、B板间后做匀速直线运动，经历时间
所以小球打在挡板上的长度范围：

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