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山东新2022-2023学年高考物理试题命题比赛模拟试卷（11）
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这是一份山东新2022-2023学年高考物理试题命题比赛模拟试卷（11），共16页。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、质量为m的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为l，另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=的速度开始运动（g为当地重力加速度），如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是（ ）
A．B．
C．D．
2、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（ ）
A．B．C．D．
3、2018年2月7日凌晨，太空技术探索公司 SpaceX成功通过“猎鹰重型”火箭将一辆红色的特斯拉跑车送上通往火星的轨道，如图所示，已知地球到太阳中心的距离为，火星到太阳中心的距离为，地球和火星绕太阳运动的轨迹均可看成圆，且，若特斯拉跑车按如图所示的椭圆轨道转移，则其在此轨道上的环绕周期约为（ ）
A．1.69年B．1.3年C．1.4年D．2年
4、下列说法中错误的是（ ）
A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
C．原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子
D．质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是
5、 “月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（ ）
A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小
B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大
C．地球同步定点卫星的高度增大
D．地球同步定点卫星的角速度增大
6、如图所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是
A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向
C．若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势
D．若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其图象如图所示已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则以下说法正确的是
A．汽车在前5s内的牵引力为
B．汽车速度为时的加速度为
C．汽车的额定功率为100 kW
D．汽车的最大速度为80
8、如图所示为在“测电源电动势和内电阻”的实验中得到的图线。图中为路端电压，为干路电流，、为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、，电源的输出功率分别为、，对应的外电阻为、。已知该电源输出功率的最大值为，电源内电阻为，由图可知
A．B．C．D．
9、下列说法正确的是（ ）
A．液晶与多晶体一样具有各向同性
B．水杯装满水水面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致
C．相对湿度是空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比
D．饱和汽压一定随温度的升高而增大
E.脱脂棉脱脂的目的，在于使它从能被水浸润变为不能被水浸润，以便吸取药液
10、如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是( )
A．物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒
B．弹簧的劲度系数为
C．物体A着地时的加速度大小为
D．物体A着地时弹簧的弹性势能为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：
①用天平测出两球质量分别为m1、m2；
②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；
③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．
回答下列问题：
（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）
A．弹簧的压缩量Δx
B．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2
C．小球直径d
D．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2
（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．
（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．
12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．
该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.
（2）已测得=8.89cm，=，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________ Hz．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，带电量为q（q为正电荷）的粒子质量为m，O、A两点长度为d且连线与x轴正方向为30°，不计粒子重力。
（1）若在y轴右侧加上平行于y轴的匀强电场E时，粒子以初速度v0沿x轴正方向从O点射出且恰好经过A点，求：电场强度E的大小和方向；
（2）若去掉电场，在坐标系空间内加上垂直纸面的匀强磁场B，粒子仍以初速度v0沿x轴负方向从O点射出且也恰好经过A点，求：磁感应强度B的大小和方向以及粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间。
14．（16分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；
（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；
（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。
15．（12分）如图所示，光滑斜面倾角=30°，一个质量m=3kg的物块在大小为F的恒力作用下，在t=0时刻从斜面底端由静止开始上滑。在t1=3s时撤去力F，物块在t2=6s时恰好回到斜面的底端。已知重力加速度g=10m/s2。求：
(1)恒力的大小F；
(2)物块沿斜面上升的最大距离。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
小物块与箱子组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
对小物块和箱子组成的系统，由能量守恒定律得
解得
由题意可知，小物块与箱子发生5次碰撞，则物体相对于木箱运动的总路程
，
小物块受到摩擦力为
对系统，利用产热等于摩擦力乘以相对路程，得
故
，
即，故C正确，ABD错误。
故选C。
2、D
【解析】
由动量守恒定律得
解得
代入数据得
故选D。
3、B
【解析】
根据开普勒第三定律可得：
解得
故选B。
4、C
【解析】
A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；
B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；
C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；
D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为
根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；
本题选择错误的，故选C。
5、C
【解析】
A．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
解得：
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；
B．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
解得：
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B错误；
CD．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据
可知轨道半径变大，故高度增大，故C正确，D错误；
故选C。
6、A
【解析】
若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B错误；若圆环以ab为轴转动，在0～90°内，由右手定则知b点的电势高于a点的电势，在90°～180°内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，CD错误．故选A.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AC
【解析】
由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a=m/s2＝4m/s2，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，解得牵引力F=f+ma=1000+4000N=5000N，故A正确．汽车的额定功率P=Fv=5000×20W=100000W=100kW，汽车在25m/s时的牵引力F′＝N＝4000N，根据牛顿第二定律得，加速度，故B错误，C正确．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度，故D错误．故选AC．
点睛：本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．
8、ACD
【解析】
AC．设电流的最小分度为I，电压的最小分度为U，则可知，电源的电动势E=6U；Ua=4U，Ub=2U；电流Ia=4I，Ib=8I；则由P=UI可知，故电源的输出功率相等；
则闭合电路欧姆定律可知，
E=I（r+R）
代入解得：
Ra：r=2：1；
故AC正确；
B．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。
；
E为电源的总电压（即电动势），在U-I图象中，纵轴截距表示电动势，根据图象可知则
则
ηa：ηb=2：1
故B错误；
D．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电压为3U，电流为6I；故：
Pa：Pmax=8：9
故D正确；
故选ACD。
9、BCD
【解析】
A.液晶在光学性质上表现为各向异性，多晶体具有各向同性，故A错误；
B. 装满水的水面是“上凸”的，这是表面张力产生的不浸润现象所致，故B正确；
C.空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值，故C正确；
D.温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；
E.脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故E错误。
故选：BCD。
10、AC
【解析】
A项：由题知道，物体A下落过程中，B一直静止不动．对于物体A和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，则物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确；
B项：物体B对地面的压力恰好为零，故弹簧的拉力为 T=mg，开始时弹簧处于原长，由胡克定律知：T=kh，得弹簧的劲度系数为，故B错误；
C项：物体A着地时，细绳对A的拉力也等于mg，对A，根据牛顿第二定律得 2mg-mg=2ma，得，故C正确；
D项：物体A与弹簧系统机械能守恒，有：，所以，故D错误．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、（1）B （2） （3）m1x1=m2x2
【解析】
（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP=mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；
（2）由（1）可知，EP=m1v12+m2v22
由h=gt2可得：平抛运动的时间t=；
根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：
v1=；v2=
即EP=m1v12+m2v22=
（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：
0=m1v1-m2v2
再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2；
12、 40
【解析】
（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以
；
[2]同理打出C点时，重物下落的速度
；
[3]由加速度的定义式得
（2）[4]由牛顿第二定律得：
，
解得：
，
代入数值解得：
f=40Hz．
【点睛】
本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1），方向竖直向上；（2），方向垂直纸面向外；
【解析】
（1）加电场时，粒子沿x轴正方向射出，粒子作类平抛运动，经过A点，则电场方向竖直向上。根据平抛运动规律有
水平方向
竖直方向
由牛顿第二定律有
qE=ma
解得电场强度
（2）在磁场中，粒子沿x轴负方向射出，粒子作匀速圆周运动，经过A点，则磁场方向垂直纸面向外。
根据洛伦兹力提供向心力，有
由几何关系有
d=R
联立解得磁感应强度
匀速圆周运动周期
粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间
联立解得
14、（1）；（2）；（3），负号代表冲量沿斜面向上。
【解析】
（1）金属棒ab释放瞬间加速度最大，根据牛顿第二定律有
得
（2）金属棒ab释放之后，合外力为零时速度最大，则有
其中
得
（3）金属棒ab释放之后，根据牛顿第二定律，可得任意时刻的加速度
得：，其图象如图所示
图像面积代表速度增量，由运动的对称性可知，从金属棒ab释放起，经过时间速度减为零，此后保持静止，在此过程中，金属ef一直匀加速直线运动，则有
对金属棒ef，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理可得
其中
得：，负号代表冲量沿斜面向上
说明：其它方法求解也可以，如写出外力的表达式，用其平均值计算冲量大小
得
则可知释放瞬间，
时刻，
图象所围成的面积代表其冲量，则有
得：，负号代表冲量沿斜面向上
15、 (1)20N；(2)10m
【解析】
(1)设物块前3s的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
物块3s末的速度
物块前3s内通过的位移
设物块后3s的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
物块后3s内通过的位移
据题意可知
联立解得
F=20N
(2)物块3s末的速度
设再经过时间物块上升到最大高度，根据运动学公式有
物块沿斜面上升的最大距离
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、质量为m的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为l，另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=的速度开始运动（g为当地重力加速度），如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是（ ）
A．B．
C．D．
2、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（ ）
A．B．C．D．
3、2018年2月7日凌晨，太空技术探索公司 SpaceX成功通过“猎鹰重型”火箭将一辆红色的特斯拉跑车送上通往火星的轨道，如图所示，已知地球到太阳中心的距离为，火星到太阳中心的距离为，地球和火星绕太阳运动的轨迹均可看成圆，且，若特斯拉跑车按如图所示的椭圆轨道转移，则其在此轨道上的环绕周期约为（ ）
A．1.69年B．1.3年C．1.4年D．2年
4、下列说法中错误的是（ ）
A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
C．原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子
D．质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是
5、 “月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（ ）
A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小
B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大
C．地球同步定点卫星的高度增大
D．地球同步定点卫星的角速度增大
6、如图所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是
A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向
C．若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势
D．若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其图象如图所示已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则以下说法正确的是
A．汽车在前5s内的牵引力为
B．汽车速度为时的加速度为
C．汽车的额定功率为100 kW
D．汽车的最大速度为80
8、如图所示为在“测电源电动势和内电阻”的实验中得到的图线。图中为路端电压，为干路电流，、为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、，电源的输出功率分别为、，对应的外电阻为、。已知该电源输出功率的最大值为，电源内电阻为，由图可知
A．B．C．D．
9、下列说法正确的是（ ）
A．液晶与多晶体一样具有各向同性
B．水杯装满水水面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致
C．相对湿度是空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比
D．饱和汽压一定随温度的升高而增大
E.脱脂棉脱脂的目的，在于使它从能被水浸润变为不能被水浸润，以便吸取药液
10、如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是( )
A．物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒
B．弹簧的劲度系数为
C．物体A着地时的加速度大小为
D．物体A着地时弹簧的弹性势能为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：
①用天平测出两球质量分别为m1、m2；
②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；
③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．
回答下列问题：
（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）
A．弹簧的压缩量Δx
B．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2
C．小球直径d
D．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2
（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．
（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．
12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．
该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.
（2）已测得=8.89cm，=，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________ Hz．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，带电量为q（q为正电荷）的粒子质量为m，O、A两点长度为d且连线与x轴正方向为30°，不计粒子重力。
（1）若在y轴右侧加上平行于y轴的匀强电场E时，粒子以初速度v0沿x轴正方向从O点射出且恰好经过A点，求：电场强度E的大小和方向；
（2）若去掉电场，在坐标系空间内加上垂直纸面的匀强磁场B，粒子仍以初速度v0沿x轴负方向从O点射出且也恰好经过A点，求：磁感应强度B的大小和方向以及粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间。
14．（16分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；
（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；
（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。
15．（12分）如图所示，光滑斜面倾角=30°，一个质量m=3kg的物块在大小为F的恒力作用下，在t=0时刻从斜面底端由静止开始上滑。在t1=3s时撤去力F，物块在t2=6s时恰好回到斜面的底端。已知重力加速度g=10m/s2。求：
(1)恒力的大小F；
(2)物块沿斜面上升的最大距离。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
小物块与箱子组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
对小物块和箱子组成的系统，由能量守恒定律得
解得
由题意可知，小物块与箱子发生5次碰撞，则物体相对于木箱运动的总路程
，
小物块受到摩擦力为
对系统，利用产热等于摩擦力乘以相对路程，得
故
，
即，故C正确，ABD错误。
故选C。
2、D
【解析】
由动量守恒定律得
解得
代入数据得
故选D。
3、B
【解析】
根据开普勒第三定律可得：
解得
故选B。
4、C
【解析】
A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；
B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；
C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；
D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为
根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；
本题选择错误的，故选C。
5、C
【解析】
A．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
解得：
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；
B．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
解得：
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B错误；
CD．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据
可知轨道半径变大，故高度增大，故C正确，D错误；
故选C。
6、A
【解析】
若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B错误；若圆环以ab为轴转动，在0～90°内，由右手定则知b点的电势高于a点的电势，在90°～180°内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，CD错误．故选A.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AC
【解析】
由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a=m/s2＝4m/s2，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，解得牵引力F=f+ma=1000+4000N=5000N，故A正确．汽车的额定功率P=Fv=5000×20W=100000W=100kW，汽车在25m/s时的牵引力F′＝N＝4000N，根据牛顿第二定律得，加速度，故B错误，C正确．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度，故D错误．故选AC．
点睛：本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．
8、ACD
【解析】
AC．设电流的最小分度为I，电压的最小分度为U，则可知，电源的电动势E=6U；Ua=4U，Ub=2U；电流Ia=4I，Ib=8I；则由P=UI可知，故电源的输出功率相等；
则闭合电路欧姆定律可知，
E=I（r+R）
代入解得：
Ra：r=2：1；
故AC正确；
B．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。
；
E为电源的总电压（即电动势），在U-I图象中，纵轴截距表示电动势，根据图象可知则
则
ηa：ηb=2：1
故B错误；
D．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电压为3U，电流为6I；故：
Pa：Pmax=8：9
故D正确；
故选ACD。
9、BCD
【解析】
A.液晶在光学性质上表现为各向异性，多晶体具有各向同性，故A错误；
B. 装满水的水面是“上凸”的，这是表面张力产生的不浸润现象所致，故B正确；
C.空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值，故C正确；
D.温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；
E.脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故E错误。
故选：BCD。
10、AC
【解析】
A项：由题知道，物体A下落过程中，B一直静止不动．对于物体A和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，则物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确；
B项：物体B对地面的压力恰好为零，故弹簧的拉力为 T=mg，开始时弹簧处于原长，由胡克定律知：T=kh，得弹簧的劲度系数为，故B错误；
C项：物体A着地时，细绳对A的拉力也等于mg，对A，根据牛顿第二定律得 2mg-mg=2ma，得，故C正确；
D项：物体A与弹簧系统机械能守恒，有：，所以，故D错误．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、（1）B （2） （3）m1x1=m2x2
【解析】
（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP=mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；
（2）由（1）可知，EP=m1v12+m2v22
由h=gt2可得：平抛运动的时间t=；
根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：
v1=；v2=
即EP=m1v12+m2v22=
（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：
0=m1v1-m2v2
再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2；
12、 40
【解析】
（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以
；
[2]同理打出C点时，重物下落的速度
；
[3]由加速度的定义式得
（2）[4]由牛顿第二定律得：
，
解得：
，
代入数值解得：
f=40Hz．
【点睛】
本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1），方向竖直向上；（2），方向垂直纸面向外；
【解析】
（1）加电场时，粒子沿x轴正方向射出，粒子作类平抛运动，经过A点，则电场方向竖直向上。根据平抛运动规律有
水平方向
竖直方向
由牛顿第二定律有
qE=ma
解得电场强度
（2）在磁场中，粒子沿x轴负方向射出，粒子作匀速圆周运动，经过A点，则磁场方向垂直纸面向外。
根据洛伦兹力提供向心力，有
由几何关系有
d=R
联立解得磁感应强度
匀速圆周运动周期
粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间
联立解得
14、（1）；（2）；（3），负号代表冲量沿斜面向上。
【解析】
（1）金属棒ab释放瞬间加速度最大，根据牛顿第二定律有
得
（2）金属棒ab释放之后，合外力为零时速度最大，则有
其中
得
（3）金属棒ab释放之后，根据牛顿第二定律，可得任意时刻的加速度
得：，其图象如图所示
图像面积代表速度增量，由运动的对称性可知，从金属棒ab释放起，经过时间速度减为零，此后保持静止，在此过程中，金属ef一直匀加速直线运动，则有
对金属棒ef，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理可得
其中
得：，负号代表冲量沿斜面向上
说明：其它方法求解也可以，如写出外力的表达式，用其平均值计算冲量大小
得
则可知释放瞬间，
时刻，
图象所围成的面积代表其冲量，则有
得：，负号代表冲量沿斜面向上
15、 (1)20N；(2)10m
【解析】
(1)设物块前3s的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
物块3s末的速度
物块前3s内通过的位移
设物块后3s的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
物块后3s内通过的位移
据题意可知
联立解得
F=20N
(2)物块3s末的速度
设再经过时间物块上升到最大高度，根据运动学公式有
物块沿斜面上升的最大距离
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