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河南省安阳市林州市第一中学2024-2025学年高二上学期8月月考物理试题（解析版）
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这是一份河南省安阳市林州市第一中学2024-2025学年高二上学期8月月考物理试题（解析版），共20页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一．单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1. 如图为我国周代“抛车”的复原图。据《范蠡兵法》记载：“飞石重十二斤，为机发，行三百步”。抛车用木料制成，“炮架”上方横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆称为梢。在平原地区，石块被梢水平抛出，抛出点距离地面的高度为h，抛出速度大小为v，重力加速度为g。该石块被抛出的水平距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】石块做平抛运动，飞行时间
水平位移
故选A。
2. 如图所示，、两点相距，，与电场线方向的夹角，求、两点间的电势差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图示可知，BA方向与电场线方向间的夹角为60°，BA两点沿电场方向的距离：
d=Lcs60°
BA两点间的电势差：
UBA=Ed=ELcs60°=100×0.1×cs60°V =5V
AB间的电势差：
UAB=-UBA=-5V；
A. ，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. ，与结论相符，选项B符合题意；
C. ，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. ，与结论不相符，选项D不符合题意．
3. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功。如图所示为嫦娥六号探测器的飞行轨道示意图，环月轨道1为圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道。则（ ）
A. 探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度最大
B. 探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度大
C. 探测器在环月轨道1上经过P点的加速度大于在环月轨道2上经过P点的加速度
D. 探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度
【答案】D
【解析】
【详解】AD．环月轨道1相对于环月轨道2是高轨道，由高轨道变轨到低轨道，需要在切点P位置减速，即环月轨道2在P点的速度小于环月轨道1的线速度，探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度不是最大，探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度故A错误，D正确；
B．月球上的第一宇宙等于近月轨道的环绕速度，根据
解得
环月轨道2的轨道半径大于月球半径，则探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度小，故B错误；
C．根据牛顿第二定律有
解得
可知，探测器在环月轨道1上经过P点的加速度等于在环月轨道2上经过P点的加速度，故C错误。
故选D。
4. 如图所示为某种太阳能无人驾驶试验汽车，汽车上安装有太阳能电池板、蓄能电池和电动机。在某次启动中，汽车以恒定的功率P起动，所受阻力与速度成正比，比例系数为k，经时间t汽车的速度达到最大值，这个过程下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的合外力不变B. 汽车的牵引力增大
C. 汽车达到的最大速度为D. 汽车合外力的功等于Pt
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．由
可知随着速度增大，牵引力减小，阻力增大，合外力变小，故AB错误；
C．当汽车达到最大速度时，有
解得
故C正确；
D．合外力做的功等于电动机做的功Pt减阻力做的功，所以小于Pt，故D错误。
故选C。
5. 算盘是中国古老的计算工具，承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成，中心带孔的相同算珠可在档上滑动，使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置，上珠靠梁，顶珠与框相隔，上珠与顶珠相隔，如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出，一段时间后，上珠与顶珠发生正碰（碰撞时间极短），整个过程，上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 算珠与档之间的动摩擦因数为0.1
B. 上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C. 上珠与顶珠发生的碰撞顶珠的速度0.1m/s
D. 顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据上珠运动的图像可知，上珠碰前匀减速运动的初末速度分别为
，
根据牛顿第二定律有
利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
故A错误；
B．图像斜率的绝对值表示加速度的大小，结合图乙有
，
解得
故B错误；
C．根据图乙可知，碰撞后上珠的速度
根据动量守恒定律有
解得
故C错误；
D．顶珠做匀减速运动至速度减为0过程，利用逆向思维有
解得
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的方向平行于PQ向右
B. P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为
C. 将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上
D. 将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对 a 点的磁场分析如图甲所示
设P 和Q在a点产生的磁场的磁感应强度大小均为B，当P和Q中的电流都垂直于纸面向里时，根据安培定则可知，P在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏上30°，由矢量的平行四边形法则可知两者在a点产生的合磁场的磁感应强度大小为
方向水平向右，所以匀强磁场的方向为水平向左；因a点的磁感应强度大小为零，故
解得
故AB错误；
C．将P中的电流方向反向，P、Q在PQ连线中点产生的磁场大小相等，方向垂直PQ向上，匀强磁场水平向左，所以PQ连线中点磁场方向为斜左上方，故C错误；
D．将Q中的电流方向反向时，P在b点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向左偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°，如下图所示。
根据平行四边形定则得b点的磁感应强度为
故D正确。
故选D。
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（ ）
A. M点的电势比N点的低
B. N点的电场强度比P点的大
C. 污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】AC
【解析】
【详解】AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故AC正确；
B．根据电场线疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误；
D． M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。
故选AC。
8. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等且均为m，运动过程的摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移大小为h时。则（ ）
A. B的速率是A的2倍
B. 悬挂重物B的轻绳上的拉力大小为
C. A的速度大小为
D. 轻绳对B做功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，当A的位移大小为h时，B的位移大小为2h，由公式可知，B的加速度大小是A的加速度大小的2倍，由可得，B的速率是A的2倍，故A正确；
B．设悬挂重物B的轻绳上的拉力大小为，A的加速度大小为，则B的加速度大小为，由牛顿第二定律，对A有
对B有
联立解得
故B错误；
CD．根据题意可知，运动过程中系统的机械能守恒，则有
又有
解得
，
设轻绳对B做功为，由动能定律有
解得
故C错误，D正确
故选AD。
9. 躺着看手机时，有时手机会砸到脸部。若手机质量为120g，离脸部高约20cm处无初速度滑落，砸到脸部后未反弹，冲击脸部的时间约为0.1s，不计空气阻力，g取10 m/s2。下列分析正确的是（ ）
A. 手机下落的时间约为0.4s
B. 手机接触脸部前瞬间的速度大小约为2m/s
C. 手机冲击脸部的过程中，动量变化量大小约为0.24
D. 手机冲击脸部的作用力大小约为2.4N
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据
解得
A错误；
B．根据
解得
B正确；
C．动量变化量大小约为
C正确；
D．根据
解得
F=3.6N
根据牛顿第三定律可知，手机冲击脸部的作用力大小约为3.6N ，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与套在圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，与夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小圆环到达B点时的加速度为g
B. 小圆环到达B点后还能再次回到A点
C. 小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为
D. 小圆环和物块的质量之比满足
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．小圆环运动到B点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右的拉力和圆环对小环向左的支持力，因为运动到B点时速度恰好为零，小球的合力为竖直方向的重力，根据牛顿第二定律可知
解得
A正确；
B．小环和物块组成的系统，在运动过程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，机械能守恒，当小环到达B点时，速度都为零，此后小环沿圆轨道向下运动，机械能还是守恒，组最终小环和物块速度都减到零，故圆环到达B点后还能再次滑回A点，B正确；
C．小环在P点时，小环的速度方向沿绳的方向，根据速度的合成与分解可知，此时小圆环和物块的速度之比为1：1，C错误；
D．设轻滑轮的位置为C，由几何关系可知 ，在运动过程中，对环和物块组成的系统，根据动能定理可知
解得
D错误。
故选AB。
三．填空题（共2小题，共16分）
11. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为、，当___________（选填“>”“=”或“<”）， 则说明气垫导轨水平。
（2）分别测出滑块A、B的总质量和，滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置，给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后A通过光电门1的时间为，B通过光电门2的时间为，为完成该实验，下列说法正确的有（ ）
A. 滑块A的总质量应大于滑块B的总质量
B. 不需要测量遮光片的宽度d
C. 需要测量光电门1到光电门2的间距L
（3）若测量的物理量能够满足方程______________________（用测量物理量表示），则可验证碰撞过程中系统动量守恒。
（4）若在（1）步骤中，调节气垫导轨水平时，比略大，AB系统碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相比，有___________（填“>”“=”或“<”）
【答案】（1）
（2）B （3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
当气垫导轨水平时，滑块A在导轨上做匀速直线运动，所以滑块A经过两光电门时用时相等，即
【小问2详解】
A．根据题意可知，滑块A碰后反弹，则滑块A的总质量应小于滑块B的总质量，故A错误；
BC．本实验需要验证动量守恒定律，所以在实验中必须要测量滑块A、B的总质量和碰撞前后的速度，速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解，挡光片的宽度可以在数据处理的过程中消去，所以不需要测量挡光片的宽度，不需要测量光电门1到光电门2的间距L，故B正确，C错误。
故选B。
【小问3详解】
若碰撞过程中系统动量守恒，则有
又有
，，
整理可得
【小问4详解】
调节气垫导轨水平时，比略大，说明滑块A做加速运动，则滑块A碰撞前的速度大于通过光电门1的速度，即
12. 某学习小组利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）在本实验中，还需要用到的实验器材有______。
A．刻度尺 B．低压交流电源 C．低压直流电源 D．天平
（2）实验中，先接通电源，再释放重锤，得到下图所示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量_________，重锤动能的增加量是_______，若在误差允许的范围内，重锤的重力势能减少量与动能增加量近似相等，则可验证机械能守恒。（用上述测量量和已知量的符号表示）
（3）有同学在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O距离为h，并计算出各计数点对应的速度v，画出图像。若阻力作用不可忽略且大小不变，已知当地重力加速度为g，则画出的图像应为图中的图线________（选填“1”“2”或“3”），其斜率______2g（选填“小于”“大于”或“等于”）。
【答案】 ①. AB##BA ②. ③. ④. 2 ⑤. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中用到了电磁打点计时器，而电磁打点计时器需要低压交流电源，除此之外，本实验还需要用到刻度尺来测量纸带上点迹之间的距离，而天平本实验不需要，因为在验证机械能守恒的过程中，等式两边都会出现质量，可以约掉，因此不需要测量物体的质量。
故选AB。
（2）[2]重力做正功重力势能减少，重力势能的减少量在数值上等于重力所做的功，因此可知，从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量为
[3]由于重锤下落过程中做匀变速直线运动，根据中间时刻的瞬时速度可得B点的瞬时速度为
则重锤下落到B点时增加的动能为
（3）[4][5]设阻力为，则重锤下落过程中根据动能定理有
与函数图像对应的函数关系为
v2=2(g-fm)h
可知其为过原点的一条倾斜的直线，因此可知图线2与之对应，而图像的斜率为
四．计算题（共3小题，共40分）
13. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了弹性势能。打开锁扣后物块被弹出，以4m/s的速度离开平台B点后水平抛出，恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°，半径，圆轨道右侧DE是长的粗糙水平轨道，EF为一半径R=1.2m的光滑竖直圆轨道，各轨道间平滑连接，g取10m/s2，，，求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）物块在D点对轨道的压力；
（3）要使物块在运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数μ应满足什么要求？
【答案】（1）；（2）16.5N；（3）或
【解析】
【详解】（1）物块被弹开的过程，由动能定理得
（2）物块离开平台后做平抛运动，恰好沿C点切线进入圆弧形轨道
由几何关系知
解得
由C到D根据动能定理得
由几何关系得
解得
物块在D点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知，物块在D点对轨道的压力为16.5N。
（3）要使物块在运动过程中不与轨道脱离，物块恰能运动到圆周处时，由动能定理得
解得
物体恰能做完整的圆周运动时，在最高点由重力提供向心力得
解得
由动能定理得
解得
要使物块运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数满足
或
14. 如图，静止的“玉兔”月球车在高度的位置，将一质量的小物体以的速度沿水平方向弹射出去，测出小物体的水平射程，已知万有引力常量，月球第一宇宙速度为。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）小物体落地时的动能；
（3）月球的质量。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动规律有
联立解得
（2）由机械能守恒定律得
（3）由
和
解得
15. 如图所示，在一光滑绝缘平台上放置一可视为质点的带正电小球，电量为q，质量为，平台右侧空间存在沿水平方向的匀强电场，场强大小，方向可以调控，电场中某位置有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径，通过调节电场方向和轨道位置，可以使带电小球从B点沿圆弧切线无能量损失地进入轨道，并且在到达最高点C前不脱离轨道。某时刻用一质量为的绝缘小球以速度向右与带电小球发生弹性正碰。小球刚到平台边缘A点时电场方向水平向左，经过时间t（未知），电场方向变为水平向右，小球刚好能沿直线运动，经过一段距离运动到B后进入圆弧轨道。重力加速度，小球带电量不变，不考虑电场边界效应，电场变化带来的电磁效应，结果中可保留根式和分数。求：
（1）带电小球刚进入电场时的速度大小；
（2）从小球进入电场开始计时，电场方向水平向左持续的时间t；
（3）若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C，求小球在轨道上的最大动能是多少？这种情况下，带电小球在进入圆弧轨道前沿直线运动的距离s为多大？
【答案】（1）2m/s；（2）0.1s；（3），
【解析】
【详解】（1）两球发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得带电小球刚进入电场时的速度大小为
（2）带电小球刚进入电场时，受到的合力大小为
方向与竖直方向成偏左下；当电场反向时，合力大小为
方向与竖直方向成偏右下；由于电场方向变为水平向右，小球刚好能沿直线运动，则电场反向前的过程，小球速度方向偏转，则有
电场方向水平向左持续的时间为
解得
（3）若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C，则有
解得
根据电场力和重力的合力方向，可知小球在圆弧轨道的最低点和圆心连线与竖直方向的夹角为，根据动能定理可得
解得小球在轨道上的最大动能为
电场方向改变时时小球的速度大小为
根据动能定理可得
解得
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一．单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1. 如图为我国周代“抛车”的复原图。据《范蠡兵法》记载：“飞石重十二斤，为机发，行三百步”。抛车用木料制成，“炮架”上方横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆称为梢。在平原地区，石块被梢水平抛出，抛出点距离地面的高度为h，抛出速度大小为v，重力加速度为g。该石块被抛出的水平距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】石块做平抛运动，飞行时间
水平位移
故选A。
2. 如图所示，、两点相距，，与电场线方向的夹角，求、两点间的电势差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图示可知，BA方向与电场线方向间的夹角为60°，BA两点沿电场方向的距离：
d=Lcs60°
BA两点间的电势差：
UBA=Ed=ELcs60°=100×0.1×cs60°V =5V
AB间的电势差：
UAB=-UBA=-5V；
A. ，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. ，与结论相符，选项B符合题意；
C. ，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. ，与结论不相符，选项D不符合题意．
3. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功。如图所示为嫦娥六号探测器的飞行轨道示意图，环月轨道1为圆轨道，环月轨道2为椭圆轨道。则（ ）
A. 探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度最大
B. 探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度大
C. 探测器在环月轨道1上经过P点的加速度大于在环月轨道2上经过P点的加速度
D. 探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度
【答案】D
【解析】
【详解】AD．环月轨道1相对于环月轨道2是高轨道，由高轨道变轨到低轨道，需要在切点P位置减速，即环月轨道2在P点的速度小于环月轨道1的线速度，探测器在环月轨道2上绕行时P点处速度不是最大，探测器在环月轨道1上经过P点的速度大于在环月轨道2上经过P点的速度故A错误，D正确；
B．月球上的第一宇宙等于近月轨道的环绕速度，根据
解得
环月轨道2的轨道半径大于月球半径，则探测器在环月轨道1的速度比月球上的第一宇宙速度小，故B错误；
C．根据牛顿第二定律有
解得
可知，探测器在环月轨道1上经过P点的加速度等于在环月轨道2上经过P点的加速度，故C错误。
故选D。
4. 如图所示为某种太阳能无人驾驶试验汽车，汽车上安装有太阳能电池板、蓄能电池和电动机。在某次启动中，汽车以恒定的功率P起动，所受阻力与速度成正比，比例系数为k，经时间t汽车的速度达到最大值，这个过程下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的合外力不变B. 汽车的牵引力增大
C. 汽车达到的最大速度为D. 汽车合外力的功等于Pt
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．由
可知随着速度增大，牵引力减小，阻力增大，合外力变小，故AB错误；
C．当汽车达到最大速度时，有
解得
故C正确；
D．合外力做的功等于电动机做的功Pt减阻力做的功，所以小于Pt，故D错误。
故选C。
5. 算盘是中国古老的计算工具，承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成，中心带孔的相同算珠可在档上滑动，使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置，上珠靠梁，顶珠与框相隔，上珠与顶珠相隔，如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出，一段时间后，上珠与顶珠发生正碰（碰撞时间极短），整个过程，上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 算珠与档之间的动摩擦因数为0.1
B. 上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C. 上珠与顶珠发生的碰撞顶珠的速度0.1m/s
D. 顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据上珠运动的图像可知，上珠碰前匀减速运动的初末速度分别为
，
根据牛顿第二定律有
利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
解得
故A错误；
B．图像斜率的绝对值表示加速度的大小，结合图乙有
，
解得
故B错误；
C．根据图乙可知，碰撞后上珠的速度
根据动量守恒定律有
解得
故C错误；
D．顶珠做匀减速运动至速度减为0过程，利用逆向思维有
解得
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的方向平行于PQ向右
B. P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为
C. 将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上
D. 将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对 a 点的磁场分析如图甲所示
设P 和Q在a点产生的磁场的磁感应强度大小均为B，当P和Q中的电流都垂直于纸面向里时，根据安培定则可知，P在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏上30°，由矢量的平行四边形法则可知两者在a点产生的合磁场的磁感应强度大小为
方向水平向右，所以匀强磁场的方向为水平向左；因a点的磁感应强度大小为零，故
解得
故AB错误；
C．将P中的电流方向反向，P、Q在PQ连线中点产生的磁场大小相等，方向垂直PQ向上，匀强磁场水平向左，所以PQ连线中点磁场方向为斜左上方，故C错误；
D．将Q中的电流方向反向时，P在b点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向左偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°，如下图所示。
根据平行四边形定则得b点的磁感应强度为
故D正确。
故选D。
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（ ）
A. M点的电势比N点的低
B. N点的电场强度比P点的大
C. 污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】AC
【解析】
【详解】AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故AC正确；
B．根据电场线疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误；
D． M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。
故选AC。
8. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等且均为m，运动过程的摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移大小为h时。则（ ）
A. B的速率是A的2倍
B. 悬挂重物B的轻绳上的拉力大小为
C. A的速度大小为
D. 轻绳对B做功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，当A的位移大小为h时，B的位移大小为2h，由公式可知，B的加速度大小是A的加速度大小的2倍，由可得，B的速率是A的2倍，故A正确；
B．设悬挂重物B的轻绳上的拉力大小为，A的加速度大小为，则B的加速度大小为，由牛顿第二定律，对A有
对B有
联立解得
故B错误；
CD．根据题意可知，运动过程中系统的机械能守恒，则有
又有
解得
，
设轻绳对B做功为，由动能定律有
解得
故C错误，D正确
故选AD。
9. 躺着看手机时，有时手机会砸到脸部。若手机质量为120g，离脸部高约20cm处无初速度滑落，砸到脸部后未反弹，冲击脸部的时间约为0.1s，不计空气阻力，g取10 m/s2。下列分析正确的是（ ）
A. 手机下落的时间约为0.4s
B. 手机接触脸部前瞬间的速度大小约为2m/s
C. 手机冲击脸部的过程中，动量变化量大小约为0.24
D. 手机冲击脸部的作用力大小约为2.4N
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据
解得
A错误；
B．根据
解得
B正确；
C．动量变化量大小约为
C正确；
D．根据
解得
F=3.6N
根据牛顿第三定律可知，手机冲击脸部的作用力大小约为3.6N ，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与套在圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，与夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小圆环到达B点时的加速度为g
B. 小圆环到达B点后还能再次回到A点
C. 小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为
D. 小圆环和物块的质量之比满足
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．小圆环运动到B点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右的拉力和圆环对小环向左的支持力，因为运动到B点时速度恰好为零，小球的合力为竖直方向的重力，根据牛顿第二定律可知
解得
A正确；
B．小环和物块组成的系统，在运动过程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，机械能守恒，当小环到达B点时，速度都为零，此后小环沿圆轨道向下运动，机械能还是守恒，组最终小环和物块速度都减到零，故圆环到达B点后还能再次滑回A点，B正确；
C．小环在P点时，小环的速度方向沿绳的方向，根据速度的合成与分解可知，此时小圆环和物块的速度之比为1：1，C错误；
D．设轻滑轮的位置为C，由几何关系可知 ，在运动过程中，对环和物块组成的系统，根据动能定理可知
解得
D错误。
故选AB。
三．填空题（共2小题，共16分）
11. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为、，当___________（选填“>”“=”或“<”）， 则说明气垫导轨水平。
（2）分别测出滑块A、B的总质量和，滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置，给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后A通过光电门1的时间为，B通过光电门2的时间为，为完成该实验，下列说法正确的有（ ）
A. 滑块A的总质量应大于滑块B的总质量
B. 不需要测量遮光片的宽度d
C. 需要测量光电门1到光电门2的间距L
（3）若测量的物理量能够满足方程______________________（用测量物理量表示），则可验证碰撞过程中系统动量守恒。
（4）若在（1）步骤中，调节气垫导轨水平时，比略大，AB系统碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相比，有___________（填“>”“=”或“<”）
【答案】（1）
（2）B （3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
当气垫导轨水平时，滑块A在导轨上做匀速直线运动，所以滑块A经过两光电门时用时相等，即
【小问2详解】
A．根据题意可知，滑块A碰后反弹，则滑块A的总质量应小于滑块B的总质量，故A错误；
BC．本实验需要验证动量守恒定律，所以在实验中必须要测量滑块A、B的总质量和碰撞前后的速度，速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解，挡光片的宽度可以在数据处理的过程中消去，所以不需要测量挡光片的宽度，不需要测量光电门1到光电门2的间距L，故B正确，C错误。
故选B。
【小问3详解】
若碰撞过程中系统动量守恒，则有
又有
，，
整理可得
【小问4详解】
调节气垫导轨水平时，比略大，说明滑块A做加速运动，则滑块A碰撞前的速度大于通过光电门1的速度，即
12. 某学习小组利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）在本实验中，还需要用到的实验器材有______。
A．刻度尺 B．低压交流电源 C．低压直流电源 D．天平
（2）实验中，先接通电源，再释放重锤，得到下图所示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量_________，重锤动能的增加量是_______，若在误差允许的范围内，重锤的重力势能减少量与动能增加量近似相等，则可验证机械能守恒。（用上述测量量和已知量的符号表示）
（3）有同学在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O距离为h，并计算出各计数点对应的速度v，画出图像。若阻力作用不可忽略且大小不变，已知当地重力加速度为g，则画出的图像应为图中的图线________（选填“1”“2”或“3”），其斜率______2g（选填“小于”“大于”或“等于”）。
【答案】 ①. AB##BA ②. ③. ④. 2 ⑤. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中用到了电磁打点计时器，而电磁打点计时器需要低压交流电源，除此之外，本实验还需要用到刻度尺来测量纸带上点迹之间的距离，而天平本实验不需要，因为在验证机械能守恒的过程中，等式两边都会出现质量，可以约掉，因此不需要测量物体的质量。
故选AB。
（2）[2]重力做正功重力势能减少，重力势能的减少量在数值上等于重力所做的功，因此可知，从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量为
[3]由于重锤下落过程中做匀变速直线运动，根据中间时刻的瞬时速度可得B点的瞬时速度为
则重锤下落到B点时增加的动能为
（3）[4][5]设阻力为，则重锤下落过程中根据动能定理有
与函数图像对应的函数关系为
v2=2(g-fm)h
可知其为过原点的一条倾斜的直线，因此可知图线2与之对应，而图像的斜率为
四．计算题（共3小题，共40分）
13. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了弹性势能。打开锁扣后物块被弹出，以4m/s的速度离开平台B点后水平抛出，恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°，半径，圆轨道右侧DE是长的粗糙水平轨道，EF为一半径R=1.2m的光滑竖直圆轨道，各轨道间平滑连接，g取10m/s2，，，求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）物块在D点对轨道的压力；
（3）要使物块在运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数μ应满足什么要求？
【答案】（1）；（2）16.5N；（3）或
【解析】
【详解】（1）物块被弹开的过程，由动能定理得
（2）物块离开平台后做平抛运动，恰好沿C点切线进入圆弧形轨道
由几何关系知
解得
由C到D根据动能定理得
由几何关系得
解得
物块在D点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知，物块在D点对轨道的压力为16.5N。
（3）要使物块在运动过程中不与轨道脱离，物块恰能运动到圆周处时，由动能定理得
解得
物体恰能做完整的圆周运动时，在最高点由重力提供向心力得
解得
由动能定理得
解得
要使物块运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数满足
或
14. 如图，静止的“玉兔”月球车在高度的位置，将一质量的小物体以的速度沿水平方向弹射出去，测出小物体的水平射程，已知万有引力常量，月球第一宇宙速度为。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）小物体落地时的动能；
（3）月球的质量。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动规律有
联立解得
（2）由机械能守恒定律得
（3）由
和
解得
15. 如图所示，在一光滑绝缘平台上放置一可视为质点的带正电小球，电量为q，质量为，平台右侧空间存在沿水平方向的匀强电场，场强大小，方向可以调控，电场中某位置有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径，通过调节电场方向和轨道位置，可以使带电小球从B点沿圆弧切线无能量损失地进入轨道，并且在到达最高点C前不脱离轨道。某时刻用一质量为的绝缘小球以速度向右与带电小球发生弹性正碰。小球刚到平台边缘A点时电场方向水平向左，经过时间t（未知），电场方向变为水平向右，小球刚好能沿直线运动，经过一段距离运动到B后进入圆弧轨道。重力加速度，小球带电量不变，不考虑电场边界效应，电场变化带来的电磁效应，结果中可保留根式和分数。求：
（1）带电小球刚进入电场时的速度大小；
（2）从小球进入电场开始计时，电场方向水平向左持续的时间t；
（3）若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C，求小球在轨道上的最大动能是多少？这种情况下，带电小球在进入圆弧轨道前沿直线运动的距离s为多大？
【答案】（1）2m/s；（2）0.1s；（3），
【解析】
【详解】（1）两球发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得带电小球刚进入电场时的速度大小为
（2）带电小球刚进入电场时，受到的合力大小为
方向与竖直方向成偏左下；当电场反向时，合力大小为
方向与竖直方向成偏右下；由于电场方向变为水平向右，小球刚好能沿直线运动，则电场反向前的过程，小球速度方向偏转，则有
电场方向水平向左持续的时间为
解得
（3）若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C，则有
解得
根据电场力和重力的合力方向，可知小球在圆弧轨道的最低点和圆心连线与竖直方向的夹角为，根据动能定理可得
解得小球在轨道上的最大动能为
电场方向改变时时小球的速度大小为
根据动能定理可得
解得
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