南京市第二十九中学高三二月摸底考试 物 理 试 卷
一、单项选择题：共 11 题，每题 4 分，共 44 分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 下列说法正确的是（ C ）
A. 甲图为光电效应实验， 验电器和锌板带异种电荷
B. 乙图为岩盐的分子结构，敲碎的岩盐总是呈立方形状， 是因为容易在虚线处断开
C. 丙图中，轻核能发生聚变的条件是克服库仑斥力，而不是克服核力
D. 戳破丁图中棉线右侧的肥皂泡，棉线会受到垂直于肥皂泡平面且垂直于棉线的力使之向左弯曲
【详解】A ．甲图中， 光电效应实验中， 验电器和锌板带同种电荷，故 A 错误；
B．敲碎的岩盐总是呈立方形状，根据异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥， 结合库仑定律与矢量的合成法则，
是因为容易沿边长的方向分开， 不是在虚线处断开，故 B 错误；
C．要使轻核发生聚变，原子核必须克服巨大的库仑斥力， 使原子核的距离达到 10- 15m 以内，从而使核力起作用，
故 C 正确；
D ．戳破丁图中棉线右侧的肥皂泡， 棉线会受到液体表面张力的作用， 平行于肥皂泡平面且垂直于棉线的力使之
向左弯曲， 故 D 错误。
2. 如图所示， 甲、乙、丙为三个不同的电路结构， 其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是（ B ）
A. ①②③ B. ③②① C. ③①② D. ②③①
【详解】电动势的跃升集中在两极，电流通过电阻，电势下降；甲图中外电阻为零， 与③对应；乙图中电路断路，
与②对应； 丙图中电流通过外电阻， 电势下降，与①对应。故选 B。
3. 如图， 虚线Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道， 其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度7.9km / s 对应的近地 环绕圆 轨道， 轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2km / s 对应的脱离轨道，a、b、c 三点分别位于三条轨道
上， b 点为轨道Ⅱ的远地点，b、c点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的 2 倍，则（ D ）
1
A. 卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的 2 倍
B. 卫星经过a 点的速率为经过b 点的 倍
C. 卫星在a 点的加速度大小为在c 点的 3 倍
(
R
2
) (
1
=
)D. 质量相同的卫星在b 点的机械能小于在c 点的机械能
【详解】A ．由题可知轨道 I 的半径与轨道Ⅱ的半长轴之比为
(
2
)R 3
2
(
T
3
)R3 R3
(
2
=
T
2
) (
解得
) (
T
2
T
2
)根据开普勒第三定律 1 = 2
(
1
)1 2
(
3
2
)
3 3
卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的 倍。故 A 错误；
2 2
B ．根据 = mv2 如果 b 点在过该点的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，
r r
如图所示卫星经过 a 点的速率为经过 b 点的
倍，而轨道Ⅱ是椭圆，因此在轨 道Ⅱ上 b 点的速度不等于圆轨道的速度， 故 B 错误；
(
GM
r
2
)C．根据公式a =
故 C 错误；
c 点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的 2 倍。可知，卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点的 4 倍，
D．卫星从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ需要点火加速，因此在同一点加速动能增大也就是机械能增大，而同一轨道机械能守
恒，因此 b 点的机械能小于在 c 点的机械能， 故 D 正确。
4. 洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如图（a）、图（b）所示。电子束从电子枪向右水平射出， 使玻璃泡中的 稀薄气体发光， 从而显示电子的运动轨迹。调节加速极电压可改变电子速度大小， 调节励磁线圈电流可改变磁感
应强度，某次实验， 观察到电子束打在图（b）中的 P 点。下列说法正确的是（ C ）
A. 两个励磁线圈中的电流均为顺时针方向
B. 当减小励磁线圈电流时，电子可能出现完整 的圆形轨迹
C. 当减小加速极电压时，电子可能出现完整的圆形轨迹
D. 在出现完整轨迹后，增大加速极电压， 电子在磁场中圆周
运动的周期变大
【详解】A ．磁场方向向外，由右手螺旋定则可知两个励磁线圈中的电流均为逆时针方向， 故 A 错误；
B ．由电子轨迹半径r = 知 B 增大， r 减小， 所以当加大励磁线圈电流时，电子可能出现完整的圆形轨迹励磁
线圈， 故 B 错误；
(
1
2
mv
)CD ．由动能定理qU = 2 mv ，r = qB 知 U 减小， v 减小， r 减小， 所以当减小加速极电压时， 电子可能出现完 整的圆形轨迹；在出现完整轨迹后，增大加速极电压， 电子仍做完整的圆周运动，由T = 知电子在磁场中圆
周运动的周期恒定， 故 C 正确； D 错误。
5 ．如图， 一列玩具火车一共有 6 节车厢， 每节车厢长度 15cm，车头与第一节车厢连接处的正上方高度h = 5cm
处有一个滴管， 每隔时间t = 0.1s 落下一滴墨水， 火车从静止开始做匀加速直线运动，同时， 第一滴墨水开始离开 滴管， 做自由落体运动， 墨水滴视为质点，不计空气阻力，g = 10m/s2 ，第一滴墨水滴在第一节车厢顶部， 落
点距离车厢前端 1cm，整列火车全部经过滴管后， 下列计算正确的是（ D ）
A ．火车的加速度大小为 4m/s2
B ．第一节车厢顶部留下 2 滴墨水
C ．第 7 滴墨水落在第 3 节车厢顶部
D ．每节车厢都至少留下一滴墨水
【解析】根据题意，在t = 0.1s 的时间内，玩具火车从静止开始做匀加速直线运动的位移x = 1cm = 0.01m ,根据位移与
时间的关系有x = 2 (1)at2 ,可得玩具火车的加速度大小为a = t (2) = 0 (0). (.)01 (02)m/s2 = 2m/s2 ,故 A 错误； 设每节车厢的长度为
L，火车运动的位移为一节车厢长度所需要的时间为t1 ，则根据位移与时间的关系有L = at1 (2)
解得t1 = 0.15s ，则可知0.3s < t1 < 0.4s ，因此，第一节车厢顶部留下了 3 滴墨水， 故 B 错误； 落下 7 滴墨水的时
间为t7 = 0.7s ，该时间内玩具火车的位移大小为x7 = at2 (2) = 0.49m = 49cm ，而3L = 45cm < x7 = 49cm ，
则可知，第 7 滴墨水落在第 4 节车厢顶部，故 C 错误； 根据以上分析可知， 第 3 滴墨水落在第一节车厢顶部，则
3
第 4 滴墨水落下时玩具火车的位移为x4 = at4 (2) =
2 0.16m = 16cm
, 第 5 滴墨水落下时玩具火车的位移为
1 2
x5 = 2 at5 =
2 0.25m = 25cm
(
1
2
), 第 6 滴墨水落下时玩具火车的位移x6 = 2 at6 =
2 0.36m = 36cm
,
第 7 滴墨水落下时玩具火车的位移x7 = at7 (2) =
2 0.49m = 49cm
, 第 8 滴墨水落下时玩具火车的位移
1 2
x8 = 2 at8 =
2 0.64m = 64cm
(
1
2
), 第 9 滴墨水落下时玩具火车的位移x9 = 2 at9 =
2 0.81m = 81cm
, 则可知，
第 4 、5 滴墨水落在第 2 节车厢顶部， 第 6 滴墨水落在滴 3 节车厢顶部， 第 7 滴墨水落在第 4 节车厢顶部， 第 8
滴墨水落在第 5 节车厢顶部，第 9 滴墨水落在第 6 节车厢顶部，则可知每节车厢都至少留下一滴墨水，故 D 正确。
6. 如图所示， 轻质弹簧和物块组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当 弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率 v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函 数曲线形状的印迹，图中y1 、y2 、x0 、2 x0 、3 x0 为记录纸上印迹的位置坐标值，P 、Q 分别是印迹上纵坐标为y1
和y2 的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则可判断（ D ）
(
x
0
v
)A. 该弹簧振子的振动周期为
B. 该弹簧振子的振幅为y1 -y2
C. 在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，物块所受弹力的冲量为零
D. 在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，弹力对物块所做的总功为负功
【详解】AB ．记录纸匀速运动， 振子振动的周期等于记录纸运动位移 2x0 所用的时间，则周期T = 2x0
v
振幅为A = 故 AB 错误；
C ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中， 弹簧振子从上方最大位移处运动到下方最大位移处，初末速度为零，根
据动量定理可知，物块受到的合力的冲量为零，弹力和重力的合力冲量为零，故 C 错误；
D ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中， 根据动能定理可知， 合外力做功为零，但重力做正功， 故弹力对物块做
负功， 故 D 正确。
7. C 粒子( 2 (4)He) 以一定的初速度与静止的氧原子核( 8 (1)6 O )发生正碰。此过程中，C 粒子的动量p 随时间t
变化的部分图像如图所示，t1 时刻图线的切线斜率最大。则（ A ）
A. t1 时刻 8 (1)6 O 的动量为p0 p1
B. t2 时刻C 粒子的加速度达到最大
C. t2 时刻 8 (1)6 O 的动能达到最大
D. t2 时刻系统的电势能最大
【详解】A ．C 粒子与氧原子核组成的系统动量守恒，t1 时刻 8 (1)6 O 的动量为p2 = p0 p1 故 A 正确；
B ．t1 时刻图线的切线斜率最大，则C 粒子的动量变化率最大，根据p = mv 可知C 粒子的速度变化率最大，即
加速度最大，即 C 粒子受到的电场力最大， 则氧原子核受到的电场力也最大， 8 (1)6 O 的加速度达到最大，故 B 错误；
C ．t2 时刻， C 粒子速度为零，由图可知t2 时刻后，C 粒子反向运动，系统动量守恒， 可知在t2 时刻之后， 8 (1)6 O
的动量达到最大， 8 (1)6 O 的速度达到最大， 8 (1)6 O 的动能达到最大， 故 C 错误；
D ．t1 时刻，氧原子核受到的电场力最大， C 粒子与氧原子核的距离最近， 系统的电势能最大， 故 D 错误。
8. 一种可“称量”安培力大小的实验装置如图甲。U 形磁铁置于水平电子测力计上，两磁极之间的磁场可视为水平匀 强磁场，不计两极间以外区域磁场。 一水平导体棒垂直磁场方向放入U 形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体 棒由绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时， 测力计示数为G0 ；导体棒通以图示方向电流时， 测力计示数为 G1 ；将导体棒在水平面内转过θ 角时（如图乙），测力计示数为G2 ；将导体棒在竖直面内转过θ 角时（如图丙）， 测力计示数为G3 。整个过程保持电流大小不变， 磁铁始终静止， 不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法
正确的是（ A ）
A ．G1 = G3 B ．G1 > G2 C ．G0 > G1 D ．G2 < G3
4
【详解】导体棒没有通电时测力计的示数即为磁铁的重量为G0 ，通向外的电流后， 由左手定则可知导体棒受向上 的安培力， 根据牛顿第三定律可知导体棒对磁铁的磁力向下， 对磁铁由平衡条件G0 +F 安=G1
三种情况下，根据F安 = BIL sinθ 导体棒所受安培力相同，所以G1 = G2 = G3
9 ．餐厅桌面中间常会放置一块亚克力板，以防止用餐时飞沫的传播。如图所示， 厚度为d的透明平板垂直安装在
贴有方格纸图案的桌面上，且板面与水平格线平行，某同学贴近桌面且垂直板面正视， 观察发现板后水平格线的
位置都向前平移。已知平板的折射率为n ，则下列说法正确的是（ C ）
A ．板后水平格线平移距离随其离板面的远近而改变
B ．板后水平格线平移距离不随平板厚度的改变而改变
C ．板后水平格线平移距离约为 d
D ．板后水平格线平移距离约为 d
【详解】由题意可得， 光线经亚克力板后的光路图，如图所示， 由
折射定律可得 n = s (s)in (in)r (i) 可得sin r = sn (in)i
5
由几何知识可得
则有
联立可得
AD = d = d (
1
sin
2
r
)
cosr
AB = ADsin (i r)
(
(
cos
i
)
（
n
2
sin
2
i
)
)AB = dsin i |1 |
(
AB
(
cos
i
)
sin
i
（
)
)则有 Δx = PP, = = d |1 |
(
(
1
)
由于某同学贴近桌面且垂直板面正视，因此
i
很小，则有
co
s
i
≈1
，
sin
i
≈0
，上式变为
Δ
x
~
d
|（
1
n
)
|
=
d
)
由此可知， 板后水平格线平移距离 x 不随其离板面的远近而改变， 且随平板厚度 d 的改变而改变，因此 C 正 确， ABD 错误。
10. 如图（甲） 所示，5 颗相同的棋子整齐叠放在粗糙水平桌面上， 第 5 颗棋子的最左端与水平面上的P 点重合， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力作用在第 3 颗棋子上， 经一小段时间后，关于图（乙） 显示的
五颗棋子的位置关系，不可能出现的是（ B ）
A. 图 a B. 图 b C. 图 c D. 图 d
【详解】设两棋子间的动摩擦因数为μ ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 根据牛顿第二定律可知， 最上面 两个棋
子与第三个棋子保持相对静止时，最大加速度，有 am = = μg
对最上面三个棋子研究， 根据牛顿第二定律得F μ. 3mg = 3mam
最上面三个棋子不发生相对滑动时， 最大拉力F = 6μmg
（1）当 F < 3μmg 时，所有棋子均静止不动，选项 A 不符合题意；
（2）当3μmg < F < 6μmg 时，最上面三个棋子保持相对静止一起向右匀加速直线运动，由于水平面对棋子 5 的
最大静摩擦力为5μmg ，棋子 3 对棋子 4 的上表面的最大静摩擦力为3μmg ，棋子 4 下表面受到的最大静摩擦
力为4μmg ，可知最下面两个棋子保持不动，如图（d）所示，选项 D 不符合题意；
（3）当F > 6μmg 时，最上面两个棋子与棋子 3 发生相对滑动，上面两个棋子以加am = μg 向右做加速，第三个 棋子以大于μg 的加速度向右加速，两者发生相对位移，但均向右运动，最下面两个棋子也将保持不动，如图
（c）所示，选项 C 不符合题意。
11. 如图所示，在与水平地面成θ = 30。的足够大的光滑坡面内建立坐标系xOy ，坡面内沿x 方向等间距分
布足够多垂直坡面向里的匀强磁场， 沿y 方向磁场区域足够长， 磁感应强度大小为B = 1T ，每个磁场区域宽度 及相邻磁场区域间距均为d = 0.6m 。现有一个边长l = 0.2m ，质量m = 0.04kg 、电阻R = 1Ω 的单匝正方形线框， 以v0 = 5m / s 的初速度从磁场边缘沿x 方向进入磁场， 重力加速度g 取10m / s2 ，运动中线框平面无旋转， 下列说
法正确的是（ D ）
A ．线框在斜面上做类平抛运动
B ．线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为5m / s2
C ．线框穿过第一个磁场区域过程中， 通过线框的电荷量为0.4C
D ．线框从开始进入磁场到沿y 方向运动的过程中产生的焦耳热为0.5J
(
【详解】
AB
．根据题意可知，线框刚进入磁场后，
线框受安培力，
初速度方向上做减速运动，则线框在斜面上不
做类平抛运动，
线框刚进入第一个磁场区域时，感应电动势为
E
=
Blv
0
=
1V
感应电流为
I
=
=
1A
)
线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力大小为F = BIl = 0.2N
线框的加速度大小为a = = 5 ms2 故 AB 错误；
C ．线框穿过第一个磁场区域过程中， 通过线框的电荷量为q = It = E t = ΔΦ = Bl2 = 0.04C 故 C 错误；
R R R
D ．线框从开始进入磁场到沿y 方向运动的过程中， 即线框沿x 方向速度减到零，设此时， 线框沿y 方向运动的
6
位移为y0 ，根据能量守恒定律有mgy0 sinθ+ 1 mv0 (2) 1 mv2
2 2
= Q
在沿y 方向， 根据运动学规律得v2 = 2gsinθ . y0
联立解得Q = 0.5J 故 D 正确。
二、非选择题： 共 5 题，共 56 分.其中第 12 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，
只写出最后答案的不能得分；有数值计算时， 答案中必须明确写出数值和单位.
12. 某同学设计了如下实验来测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下：
（i）如图甲所示， 用垫块把一端带有定滑轮的长木板垫高，在其上表面固定一与物块下滑路径平行的刻度尺（图中
未画出）。物块用细线通过定滑轮与一质量为 m=100g 的钩码相连。
（ii）实验发现当木板的倾角调整为 53°时，给物块一个沿斜面向下的初速度， 物块恰能拖着钩码匀速运动。
（iii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。当物块运动到某一位置时突然烧断细线，用手机记
录下物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择烧断细线时物块的位置作为测量参
考点， 得到物块相对于该点的运动距离 L 与运动时间 t 的数据。
（iV）该同学选取部分实验数据，画出了 t 图像如图乙所示。
回答以下问题：（重力加速度 g 取 10m/s2 ，sin53°=0.8 ，cos53°=0.6）
（1）根据图像可得， 烧断细线瞬间物块速度的大小为 m/s，物块下滑的加速度大小为 m/s2。（结果均
保留 2 位有效数字）
（2）根据上述数据，可得物块的质量为 kg，物块与木板间的动摩擦因数为 。（结果均保留 2 位
有效数字）
（3）改变物块质量和木板的倾角，能否使用该装置探究合外力一定时， 物块的加速度与物块质量之间的关系？
（填“能”或“不能”）。
(
【答案】
0.20
（
0.18~0.22
）
4.1 0.24 0.65
（
0.64~0.66
） 能
【详解】（
1
）
[1][2]
小车烧断细线时， 以初速度
v
0
做匀加速直线运动，
有
L
=
v
0
t
+
at
2
可得
=
v
0
+
t
)
7
(
=
) (
a
2
)故 t 图像的总截距表示初速度，有v0 t 图像的斜率表示加速度的一半， 有
0.20m/s （0.18m/s~0.22m/s）
= k = m/s2 = 2.05m/s2 则加速度为a = 2k = 4.1m/s2
(
（
2
）
[3][4]
设物块的质量为
M
，斜面倾角为
c
=
53
。
，连接体开始匀速运动，有
Mg
sin
c
=
μ
Mg
cos
c
+
mg
)
剪断细绳后，对物块由牛顿第二定律有Mgsinc μMgcosc= Ma 联立各式可得mg = Ma 代入数据解得
(
M
=
mg
a
=
0.
1
4
x
1
10
kg
心
0.24kg
，
μ
=
g
si
g
n
c
cos
a
=
0.65
（
0.64~0.66
）
)
13. 如图， 真空中足够大的铝板 M 与金属板 N 平行放置， 通过电流表与电压可调的电源相连。一束波长λ= 200nm
的紫外光持续照射到 M 上，光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功W0 = 6.73 x10 19J ，光速c = 3.0x108 m / s ，
普朗克常量h = 6.63x10 34J . s 。
（1）求光电子的最大初动能Ek （计算结果保留一位有效数字）；
（2）调节电压使电流表的示数减小到 0 时， M、N 间的电压为U0 ；当电压为 U0 时，求
能到达 N 的光电子中，初速度与 M 之间夹角的最小值θ。
(
【答案】（
1
）
3.2
x
10
19
J
；（
2
）
60
。
【详解】（
1
）根据光电效应方程可得
E
k
=
hc
λ
W
0
=
6.63
x
1
2
0
0
0
3
4
x
x
1
0
9
x
10
8
J
6.73
x
10
19
J=3
x
10
19
J
（
2
）因调节电压使电流表的示数减小到
0
时，
M
、
N
间的电压为
U
0
，则
E
k
=
U
0
e
)
8
当电压为 U0 时恰能到达 N 的光子满足U0e = m(v0 sinθ)2 = Ek (sinθ)2 解得sinθ =
则θ=60o
14.（13 分） 山地车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成。某研究小组将其气缸和活塞取出进行研究。如图所示，
在倾角为θ = 30o 的光滑斜面上放置一个带有活塞A 的导热气缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m 的轻弹簧拉住， 弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到气缸底部的距离为L1 = 27cm ，
气缸底部到斜面底端的挡板距离为L2 = 1cm ，气缸内气体的初始温度为T1 = 270K 。已知气缸质量为 M=0.4kg，
活塞的质量为 m=0.2kg，气缸容积的横截面积为 S=1cm2 ，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无
摩擦滑动， 重力加速度为g = 10m/s2 ，大气压为p0 = 1.0 x105 Pa 。
（1）对气缸进行加热， 气缸内气体的温度从T1 上升到T2 ，此时气缸底部恰好接触到斜面
底端的挡板，已知该封闭气体的内能 U 与温度 T 之间存在关系U = CT ，
C = 2x10 3J/K，求该过程中气体吸收的热量 Q；
（2）若在第（1）题的基础上继续对气缸进行加热，当温度达到 T3 时使得弹簧恰好恢复原长，求 T3。
(
1595
【答案】（
1
）
10
x
10
2
J
；（
2
）
4
K
【详解】（
1
）对气缸和活塞整体分析有
F
=
(
M
+
m
)
g
s
in
θ
)
对活塞受力分析有F + p0 S = mgsinθ + p1S 代入数据解得p1 = 8x104 Pa
气缸内气体的温度从T1 上升到T2 ，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有
(
1
2
=
T
T
)V V
该过程中内能增大ΔU = kT2 kT1 气体对外做功W = p1 (V2 V1 )
1 2
根据热力学第一定律有ΔU = W +Q 解得Q = 10x10 2J
（2）当温度达到T3 时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有P0S + mgsinθ = p3S
该由理想气态方程得有 = 而kΔx = (M + m)gsinθ
代入数据解得T3 = K
15 ．（13 分） 第 25 届哈尔滨冰雪大世界于 2023 年 12 月 18 日开园迎宾， 2024 年 2 月 15 日闭园， 它用冰雪展现了 哈尔滨沉淀 60 年的冰雪文化与魅力。 一冰雕师把位于水平草垫上的正方体冰块沿如图所示虚线切割， 切割后分
为A、B 两部分，切割面与水平面的夹角为37°。已知正方体冰块质量为m、边长为L，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，
假设 A 、B 的总质量等于正方体冰块的质量， A 、B 间动摩擦因数为
μ=0.05，不计草垫厚度，下滑过程中 A 不会翻转。。
（1）若将 A 从图示位置由静止释放，在 A 下滑的过程中 B一直保持静止，求释放 A 的瞬间，草垫对 B 的摩擦力
大小；
（2）若将正方体冰块置于光滑水平面上，A 从图示位置由静止释放，沿着切割面滑下，
直至刚与水平面接触，求整个过程中 B 移动的距离；
（3）在第（2）问情境中，若不计冰与冰之间的摩擦， 求该过程中 A 对 B 做的功 W。
9
(
L
) (
;（
3
）
)【答案】（1）0.168mg ；（2）
8
(
9
gL
152
)
(
【详解】（
1
）由几何知识和密度公式可知
A
、
B
的质量分别为
)
(
m
A
=
)m
(
m
B
=
)m
画出冰块 A 的受力分析
B 对 A 的支持力
B 对 A 的摩擦力
FN = mAgcos 37
(
fA
N
)F = μF
画出冰块 B 的受力分析，其中FN ( ')和FfA (')分别是FN 和FfA 的反作用力
冰块 B 水平方向受力平衡，可得草垫对 B 的摩擦力
FfB = FN sin 37 FfA cos 37 联立解得FfB = 0.168mg
(
（
2
）设整个过程中
A
、
B
的水平位移大小分别为
x
A
、
x
B
，画出位移示意图
根据几何关系，
有
x
A
+
x
B
=
L
tan
53
L
)
(
A
、
B
系统在水平方向上动量守恒，有
m
A
v
Ax
=
m
B
v
B
x
A
=
v
Ax
x
B
v
B
L
联立解得
x
B
=
8
（
3
）设
A
刚与水平面接触时速度大小为
v
A
，方向与
水平方向的夹角为
α
,
B
的速度大小为
v
B
，画出示意图
A
、
B
系统在水平方向上动量守恒，有
m
A
v
A
cos
C
=
m
B
v
B
)
L
(
A
、
B
系统机械能守恒，有
m
A
g
) =
4
1 2
2 mAvA +
1 2
2 mBvB
A 、B 在垂直于切割面方向上的速度相同， 有vA sin(c 37。) = vB sin 37。联立解得vB =
A 下滑过程中，B 向左运动，运动过程中，A 、B 系统水平方向动量守恒 mAvAx=mBvB
A 刚直至刚与水平面接触过程中，对 A 、B 系统由能量守恒得mAgh = mA (vA (2)x + vA (2)y )+ mB vB (2) （2 分） 又由几何关系得tan 37。= （1 分） 联立解得vB = gL （1 分）
该过程对 B 由动能定理得 W=2 (1)mBvB (2) （1 分） 解得 W= 243 (45)2 mgL （1 分）
16. （14 分） 如图所示， 有一半圆形区域的半径为 R，内部及边界上均存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度大小为 B，直径 MN 和 NP 处放有一个很薄的接收屏， NP 长为 R。有一个位置可以移动的粒子源 A 可以向纸面 内各个方向持续均匀发射速度为 v（速度大小可调）的同种带电粒子， 每秒发射粒子数为 N，已知粒子质量为 m，
电量为+q 。粒子打在接收屏上被吸收不反弹，粒子重力及粒子间的相互作用力不计。
10
(
qBR
m
)（1）若 v =
, 粒子源 A 位于圆弧 MN 的中点，求从粒子源 A 发出的粒子射到接收屏 O 点所需要的时间以及接收
屏 NP 受到带电粒子的作用力大小；
(
qBR
3
m
)（2）若 v, =
,把粒子源 A 从 N 点沿圆弧逐渐移到 M 点的过程中， 接收屏 MN 能接收到粒子的总长度；
（3）若粒子源 A 位于圆弧 MN 中点， 记从 A 点向左侧出射方向与 AO 方向夹角为 θ,求能被 MN 板吸收的粒子打中板
时速度方向与 MN 的夹角 α 的余弦值（用 θ、粒子速度 v 以及题目中的已知量表示）。
(
「
) (
qBR
]
) (
|
v
>
|L
) (
|
) (
m
(
1
+
sin
θ
)
」|
)【答案】（1） 3qB (πm) ， 4 (1) NqBR ；（2） 5 3 R；（3） mv (qBR) sinθ
(
v
2
r
)【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力qvB = m
解得r = R
粒子运动的周期为T = = 由几何关系可知θ = 60o
粒子源 A 发出的粒子射到接收屏 O 点所需要的时间为
(
T
π
m
)t = =
6 3qB
根据几何关系可知， 有 的粒子数能被 NP 接收，根据动量定理
Ft = 0 Nmv
解得接收屏 NP 受到带电粒子的作用力大小为F =
NqBR
(
v
2
r
)（2）根据洛伦兹力提供向心力qvB = m
解得r =
1
R
3
接收屏 MN 能接收到粒子右边界，直径HN = 2r =
左边界与屏相切，设 LO = x，有
2
R
3
(R r )2 = x2 + r2
则ML = R x
接收屏 MN 能接收到粒子的总长度为
解得x = R
(
=
R
)3
3
11
(
2
3
5
)s = HN + ML = R+ R = R
3 3 3
（3）水平方向根据动量定理有qvyBΔt = mvx m( vsinθ)
根据几何关系有vy Δt = R
则qBR = mvx + mvsinθ可得vx = vsinθ
能被 MN 板吸收的粒子打中板时速度方向与 MN 的夹角 α 的余弦值
cosa=
(
「
) (
|
v
>
|L
)vx = qBR sinθ
v mv
(
qBR
]
) (
|
)m (1+ sinθ)」|南京市第二十九中学高三二月摸底考试 物 理 试 卷
一、单项选择题：共 11 题，每题 4 分，共 44 分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 下列说法正确的是( )
A. 甲图为光电效应实验，验电器和锌板带异种电荷
B. 乙图为岩盐的分子结构，敲碎的岩盐总是呈立方形状，是因为容易在虚线处断开
C. 丙图中，轻核能发生聚变的条件是克服库仑斥力，而不是克服核力
D. 戳破丁图中棉线右侧的肥皂泡，棉线会受到垂直于肥皂泡平面且垂直于棉线的力使之向左弯曲
2. 如图所示，甲、乙、丙为三个不同的电路结构，其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是( )
A. ①②③ B. ③②① C. ③①② D. ②③①
3. 如图，虚线Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度 7.9km / s 对应的近地 环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2km / s 对应的脱离轨道，a、b、c 三点分 别位于三条轨道上， b 点为轨道Ⅱ的远地点， b、c 点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的 2 倍，则( )
A. 卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的 2 倍
B. 卫星经过 a 点的速率为经过b 点的√2 倍
C. 卫星在a 点的加速度大小为在 c 点的 3 倍
D. 质量相同的卫星在b 点的机械能小于在 c 点的机械能
4. 洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如图（ a）
图（b）所示。 电子束 从电子枪向右水平射出，
使玻璃泡中的稀薄气体发光，从而显示电子的运
动轨迹。调节加速极电压可改变电子速度大小，
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调节励磁线圈电流可改变磁感应强度，某次实验，观察到电子束打在图（b） 中的 P 点。下列说法正确
的是( )
A. 两个励磁线圈中的电流均为顺时针方向
B. 当减小励磁线圈电流时，电子可能出现完整 的圆形轨迹
C. 当减小加速极电压时， 电子可能出现完整的圆形轨迹
D. 在出现完整轨迹后，增大加速极电压，电子在磁场中圆周运动的周期变大
5．如图，一列玩具火车一共有 6 节车厢，每节车厢长度 15cm，车头与第一节车厢连接处的正上方高度h = 5cm
处有一个滴管，每隔时间t = 0. 1s落下一滴墨水，火车从静止开始做匀加速直线运动，同时，第一滴墨水 开始离开滴管，做自由落体运动，墨水滴视为质点，不计空气阻力，g = 10m/s2 ，第一滴墨水滴在第一
节车厢顶部，落点距离车厢前端 1cm ，整列火车全部经过滴管后，下列计算正确的是( )
A ．火车的加速度大小为 4m/s2
B ．第一节车厢顶部留下 2 滴墨水
C ．第 7 滴墨水落在第 3 节车厢顶部
D ．每节车厢都至少留下一滴墨水
6. 如图所示，轻质弹簧和物块组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记 录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率 v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下 如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中 y1 、 y2 、x0 、2 x0 、3 x0 为记录纸上印迹的位置坐标值，P、
Q 分别是印迹上纵坐标为 y1 和 y2 的两个点。若空气阻力、记录笔的
质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则可判断( )
A. 该弹簧振子的振动周期为
B. 该弹簧振子的振幅为y1 - y2
C. 在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，物块所受弹力的冲量为零
D. 在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，弹力对物块所做的总功为负功
7. a 粒子( 2 (4)He) 以一定的初速度与静止的氧原子核( 8 (1)6 O) 发生正碰。
此过程中，a 粒子的动量p 随时间t 变化的部分图像如图所示，t1 时
刻图线的切线斜率最大。则( )
A. t1 时刻8 (1)6 O 的动量为p0 - p1
B. t2 时刻a 粒子的加速度达到最大
C. t2 时刻8 (1)6 O 的动能达到最大
D. t2 时刻系统的电势能最大
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8. 一种可“称量”安培力大小的实验装置如图甲。U 形磁铁置于水平电子测力计上，两磁极之间的磁场可视 为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U 形磁铁两极之间（未与 磁铁接触），导体棒由绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计示数为G0 ；导体棒通以图示 方向电流时，测力计示数为G1 ；将导体棒在水平面内转过θ角时（如图乙），测力计示数为G2 ；将导体 棒在竖直面内转过θ角时（如图丙），测力计示数为G3 。整个过程保持电流大小不变，磁铁始终静止，
不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是( )
A ． G1 = G3 B ． G1 > G2 C ． G0 > G1 D ． G2 < G3
9 ．餐厅桌面中间常会放置一块亚克力板， 以防止用餐时飞沫的传播。如图所示，厚度为d 的透明平板垂
直安装在贴有方格纸图案的桌面上，且板面与水平格线平行，某同学贴近桌面且垂直板面正视，观察发
现板后水平格线的位置都向前平移。已知平板的折射率为n ，则下列说法正确的是( )
A ．板后水平格线平移距离随其离板面的远近而改变
B ．板后水平格线平移距离不随平板厚度的改变而改变
C ．板后水平格线平移距离约为 n n (一)1 d
D ．板后水平格线平移距离约为d
10. 如图（甲）所示，5 颗相同的棋子整齐叠放在粗糙水平桌面上，第 5 颗棋子
的最左端与水平面上的 P 点重合，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平
向右的恒力作用在第 3 颗棋子上，经一小段时间后，关于图（乙）显示的五颗
棋子的位置关系，不可能出现的是( )
A. 图 a B. 图 b C. 图 c D. 图 d
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11. 如图所示，在与水平地面成θ= 30。的足够大的光滑坡面内建立坐标系xOy ，坡面内沿x 方向等间距分 布足够多垂直坡面向里的匀强磁场，沿y 方向磁场区域足够长，磁感应强度大小为B = 1T ，每个磁场区 域宽度及相邻磁场区域间距均为d = 0.6m 。现有一个边长l = 0.2m ，质量m = 0.04kg 、电阻R = 1Ω 的单
匝正方形线框，以v0 = 5m / s 的初速度从磁场边缘沿x 方向进入磁场，重力加速度g 取10m / s2 ，运动中线
框平面无旋转，下列说法正确的是( )
A ．线框在斜面上做类平抛运动
B ．线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为5m / s2
C ．线框穿过第一个磁场区域过程中，通过线框的电荷量为0.4C
D ．线框从开始进入磁场到沿y 方向运动的过程中产生的焦耳热为 0.5J
二、非选择题：共 5 题，共 56 分.其中第 12 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12.（15 分）某同学设计了如下实验来测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下：
（i）如图甲所示，用垫块把一端带有定滑轮的长木板垫高，在其上表面固定一与物块下滑路径平行的刻度
尺（图中未画出）。物块用细线通过定滑轮与一质量为 m= 100g 的钩码相连。
（ii） 实验发现当木板的倾角调整为 53° 时，给物块一个沿斜面向下的初速度，物块恰能拖着钩码匀速运动。 （iii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。当物块运动到某一位置时突然烧断细线，用
手机记录下物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择烧断细线时物块的位
置作为测量参考点，得到物块相对于该点的运动距离 L 与运动时间 t 的数据。
（iV）该同学选取部分实验数据，画出了 一 t 图像如图乙所示。回答以下问题：（重力加速度 g 取 10m/s2，
sin53°=0.8 ，cos53°=0.6）
4 / 8
（1）根据图像可得，烧断细线瞬间物块速度的大小为 m/s，物块下滑的加速度大小为 m/s2。
（结果均保留 2 位有效数字）
（2）根据上述数据，可得物块的质量为 kg ，物块与木板间的动摩擦因数为 。（结果均
保留 2 位有效数字）
（3）改变物块质量和木板的倾角，能否使用该装置探究“合外力一定时，物块的加速度与物块质量之间的
关系 ”？ （填“能 ”或“不能 ”）。
13.（6 分）如图，真空中足够大的铝板 M 与金属板 N 平行放置，通过电流表与电压可调的电源相连。一
束波长λ= 200nm 的紫外光持续照射到 M 上，光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功 W0 = 6.73x 10一19J ，光速c = 3.0 x 108 m / s ，普朗克常量h = 6.63x 10一34 J . s 。
（1）求光电子的最大初动能Ek （计算结果保留 1 位有效数字）；
（2）调节电压使电流表的示数减小到 0 时，M、N 间的电压为U0 ；当电压为U0 时，求能到达 N 的光电子
中，初速度与 M 之间夹角的最小值θ。
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14.（8 分）山地车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成。某研究小组将其气缸和活塞取出进行研究。如 图所示，在倾角为θ= 30。的光滑斜面上放置一个带有活塞 A 的导热气缸 B ，活塞用劲度系数为
k=300N/m 的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状 态活塞到气缸底部的距离为L1 = 27cm ，气缸底部到斜面底端的挡板距离为L2 = 1cm ，气缸内气体的初 始温度为T1 = 270K 。已知气缸质量为 M=0.4kg，活塞的质量为 m=0.2kg，气缸容积的横截面积为 S= 1cm2， 活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为g = 10m/s2 ，大气压为
p0 = 1.0 x 105 Pa 。
（1）对气缸进行加热，气缸内气体的温度从T1 上升到T2 ，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已 知该封闭气体的内能 U 与温度 T 之间存在关系U = CT ，C = 2 x 10一3 J/K ，求该过程中气体吸收的热
量 Q；
（2）若在第（1）题的基础上继续对气缸进行加热，当温度达到 T3 时使得弹簧恰好恢复原长，求 T3。
6 / 8
15 ．（13 分）第 25 届哈尔滨冰雪大世界于 2023 年 12 月 18 日开园迎宾，2024 年 2 月 15 日闭园，它用冰 雪展现了哈尔滨沉淀 60 年的冰雪文化与魅力。一冰雕师把位于水平草垫上的正方体冰块沿如图所示 虚线切割，切割后分为 A 、B 两部分，切割面与水平面的夹角为 37° 。已知正方体冰块质量为 m 、边 长为 L ，重力加速度大小为 g ，sin37°=0.6 ，假设 A 、B 的总质量等于正方体冰块的质量，A 、B 间动
摩擦因数为μ=0.05 ，不计草垫厚度，下滑过程中 A 不会翻转。
（1）若将 A 从图示位置由静止释放，在 A 下滑的过程中 B 一直保持静止，求释放 A 的瞬间，草垫对 B 的
摩擦力大小；
（2）若将正方体冰块置于光滑水平面上，A 从图示位置由静止释放，沿着切割面滑下，直至刚与水平面接
触，求整个过程中 B 移动的距离；
（3）在第（2） 问情境中，若不计冰与冰之间的摩擦，求该过程中 A 对 B 做的功 W。
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16.（14 分）如图所示，有一半圆形区域的半径为 R ，内部及边界上均存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁 感应强度大小为 B ，直径 MN 和 NP 处放有一个很薄的接收屏，NP 长为 R 。有一个位置可以移动的粒 子源 A 可以向纸面内各个方向持续均匀发射速度为 v（速度大小可调）的同种带电粒子，每秒发射粒
子数为 N，已知粒子质量为 m ， 电量为+q 。粒子打在接收屏上被吸收不反弹，粒子重力及粒子间的
相互作用力不计。
（1）若v = qBR ，粒子源 A 位于圆弧 MN 的中点，求从粒子源 A 发出的粒子射到接收屏 O 点所需要的时
m
间以及接收屏 NP 受到带电粒子的作用力大小；
（2） 若 v, = ，把粒子源 A 从 N 点沿圆弧逐渐移到 M 点的过程中，接收屏 MN 能接收到粒子的总长度；
（3）若粒子源 A 位于圆弧 MN 中点，记从 A 点向左侧出射方向与 AO 方向夹角为θ , 求能被 MN 板吸收的
粒子打中板时速度方向与 MN 的夹角α 的余弦值（用θ 、粒子速度 v 以及题目中的已知量表示）。
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