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2024-2025学年重庆市开州区临江中学高三（上）月考物理试卷（9月）（含解析）
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这是一份2024-2025学年重庆市开州区临江中学高三（上）月考物理试卷（9月）（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于物理学史和物理学研究方法，下列说法错误的是( )
A. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B. 伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理，对实验进行了理想化处理，得出了力不是维持物体运动的原因，这里采用了理想实验法
C. 亚里士多德在研究物体下落过程的运动规律时，把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法
D. 根据速度定义式v=ΔxΔt，当△t非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
2.2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+1225Mg→1326Al，己知X、 1225Mg、 1326Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是( )
A. X为氘核 12HB. X为氚核 13H
C. E=m1+m2+m3c2D. E=m1+m2−m3c2
3.“工欲善其事，必先利其器”，中国古代已经掌握了高超的兵器研磨技巧。如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中，磨石始终静止在水平桌面上，当宝剑在外力作用下水平向右运动时，下列说法正确的是( )
A. 宝剑与磨石之间存在静摩擦力
B. 磨石与桌面之间不存在摩擦力
C. 宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右
D. 桌面对磨石的摩擦力方向水平向右
4.2024年4月，杭州某中学举办春季运动会，图中师生正在进行“60米毛毛虫竞速赛”。下列说法正确的是( )
A. 正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60米
B. “毛毛虫”向前加速过程中，王老师对“毛毛虫”的力大于“毛毛虫”对王老师的力
C. 比赛中，可以把“毛毛虫”看作质点
D. 比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所有人对“毛毛虫”的作用力倾斜向前方
5.晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A、B两点等高，无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长为53d，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，sin37∘=0.6。则( )
A. 相比无风时，在有风的情况下∠AOB更小
B. 无风时，轻绳的拉力大小为56mg
C. 衣服在新的平衡位置时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
D. 相比于无风时，绳子拉力在有风的情况下不变
6.如图所示，水平桌面上平铺一张宣纸，宣纸的左侧压有一镇纸，写字过程中宣纸保持静止不动，下列说法正确的是( )
A. 镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对平衡力
B. 自左向右行笔写一横过程中，镇纸不受摩擦力作用
C. 自左向右行笔写一横过程中，桌面给宣纸的摩擦力向右
D. 竖直提起毛笔悬空时，增大握笔的力度可以增大手和笔之间的摩擦力
7.A.B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方v2随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为8m/sB. 汽车B的加速度大小为2m/s2
C. 汽车A先到达x=9m处D. 汽车A、B在x=6m处相遇
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为50m，则下列说法正确的是( )
A. 0∼10s动车做减速运动B. 0∼16s内动车做匀加速运动
C. 0∼10s内动车平均速率为25m/sD. 14s时动车速率为50m/s
9.甲、乙两辆汽车在同一水平直道上运动，其运动的位移—时间图像(x−t图像)如图所示，则下列关于两车运动情况的说法中正确的是( )
A. 甲车在0∼10s内的平均速度大小为1m/s
B. 10s内，甲车发生的位移大小为8m，乙车发生的位移大小为8m
C. 在0∼10s内，甲车追上乙车两次
D. 若乙车做匀加速直线运动，则图线上P点所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s
10.氢原子的能级图如图(a)所示，一群处于n= 4能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图(b)电路中的阴极K，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图(c)所示。电子电荷量为1.6 × 10−19C，则下列说法正确的是( )
A. 题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为11.15 eV
C. 题述光电子能使处于n= 3能级的氢原子电离
D. 若图(c)中饱和光电流为I= 3.2 μA，则1 s内最少有2 × 103个氢原子发生跃迁
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难于测量的问题。为了测量木块与木板间动摩擦因数μ，某小组设计了如图甲所示的实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。连接计算机，描绘出木块相对传感器的位移s随时间t变化规律，如图乙所示。已知当地的重力加速度g。
(1)由图乙，知0.6 s时木块的速度v=________m/s，木块加速度a=________m/s2；
(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的一个物理量可以是________________。
12.某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让装有钩码的木块左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和3个钩码相连。在水平长木板左端由静止释放木块，钩码下落，带动木块运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点。某次实验中得到的纸带如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为T，以打下A点时木块的位置为初始位置，则从打下A点到D点的过程中，木块的平均速度vAD=_____(用题中字母表示)。
(2)根据图(b)中的数据，得到小车平均速度v随时间t的变化关系，如图(c)所示。从实验结果可知，小车运动的v—Δt图线可视为一条直线，纵截距为b，斜率为k。木块的加速度大小a=_____。(结果用字母k、b表示)
(3)已知装有钩码的木块总质量为M，3个相连钩码的总质量为m，若m≪M，则木块与长木板之间的动摩擦因数μ=_____。(结果用字母k、m、M、g表示)
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.如图甲所示，银行取款机房装有单边自动感应门，其中有一扇玻璃门与墙体固定，另一扇是可动玻璃门。当人进入了感应区时，可动玻璃门将自动开启，反之将自动关闭，图乙为感应门的俯视图。当某人一直在感应区内时，可动玻璃门先匀加速运动了0.3m，用时0.5s，而后立即匀减速运动了0.6m恰好停下。求可动玻璃门：
(1)匀加速运动的加速度大小；
(2)运动过程中的最大速度大小；
(3)开启全程运动的总时间。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.如图所示，重力为G1=10N、G2=30N的木块悬挂在绳PC和PB的结点上，PB水平，G2在倾角为30°的斜面上，PA偏离竖直方向30°，系统处于静止。求：
(1)PA、PB绳中的拉力大小；
(2)木块与斜面间的动摩擦因数至少为多大？
15.如图所示，一个质量为M的长圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M=2m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为f=2mg，管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)求管第一次落地时球的速度v0；
(2)求管第一次落地弹起时管的加速度a1和球的加速度a2；
(3)管第一次落地弹起后至第二次落地前，若球恰好没有从管口滑出，求此时管的下端距地面的高度ℎ。
答案解析
1.C
【解析】解：A.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A正确；
B.伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法，即理想实验法，故B正确；
C.伽利略在研究下落物体的运动时，把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法，故C错误；
D.根据速度定义式 v=ΔxΔt ，当 Δt 非常小时， ΔxΔt 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故D正确。
本题选错误的，故选C。
2.D
【解析】解：AB、根据电荷量守恒可知，X的电荷量为1，根据质量数守恒可知，X的质量数为1，则X表示质子 11H，故AB错误；
CD、这个核反应中释放的核能为：E=(m1+m2−m3)c2，故C错误，D正确；
故选：D。
根据质量数守恒和电荷数守恒得出X的类型；根据质量亏损的定义和质能方程完成分析。
本题主要考查了爱因斯坦质能方程，熟悉电荷量守恒和质量数守恒，结合质能方程即可完成分析。
3.C
【解析】解：A、由于宝剑与磨石之间相互挤压，并且接触面不光滑，宝剑相对磨石在运动，所以宝剑和磨石之间存在滑动摩擦力，故A错误；
B、由于在打磨时，磨石相对桌子有相对运动的趋势，所以磨石与桌面之间存在静摩擦力，故B错误；
C、由于磨石相对宝剑有向左的运动，所以宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右，故C正确；
D、由于磨石受宝剑向右的摩擦力，根据二力平衡可知，桌面对磨石的摩擦力方向水平向左，故D错误。
故选：C。
明确滑动摩擦力的性质和产生条件，知道滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反。
本题涉及摩擦力的方向、二力平衡以及作用力和反作用力的应用等，要注意明确滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件，同时掌握摩擦力方向的判断。
4.A
【解析】A.路程为运动物体实际运动轨迹的长度，所以正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60米，故A正确；
B.“毛毛虫”向前加速过程中，根据牛顿第三定律可得，王老师对“毛毛虫”的力等于“毛毛虫”对王老师的力，故B错误；
C.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可以将物体看成质点，所以比赛中，不能把“毛毛虫”看作质点，故C错误；
D.比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所受重力与所有人对“毛毛虫”的作用力等大反向，所以所有人对“毛毛虫”的作用力竖直向上，故D错误。
故选A。
5.A
【解析】A.C.设无风时绳子夹角的一半为θ1，绳长为L，有风时绳子夹角的一半为θ2，有风时如图有L1+L2=Lsinθ2，d=Lsinθ1。又因为d>L1+L2，所以θ1>θ2，故A正确;
B.无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得sinθ1=d53d=35，解得θ1=37∘，根据平衡条件可得mg=2Fcsθ1，解得F=mg2cs θ1=58mg，故B错误；
C.由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力总是相等，故 C错误;
D.在有风的情况下，两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则拉力F变小，故D错误;
6.B
【解析】A.镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对相互作用力，故A错误；
B.自左向右行笔写一横过程中，镇纸受力平衡，水平方向不受摩擦力作用，故B正确；
C.自左向右行笔写一横过程中，笔对宣纸的摩擦力向右，宣纸静止，则桌面给宣纸的摩擦力向左，故C错误；
D.竖直提起毛笔悬空时，手对笔的静摩擦力与重力等大反向，故增大握笔的力度，手和笔间的摩擦力不变，手和笔之间的最大摩擦力增大，故D错误。
故选B。
7.C
【解析】A B.由于 v2−x 图像均为倾斜直线，则满足
v2−v02=2ax
根据 v2−x 图像可知，对汽车 A 有
aA=−2m/s2 ， vA=6m/s
对汽车 B 有
aB=1m/s2 ， vB=0m/s
故AB错误；
C.对于A车，根据公式
x=vAtA+12aAtA2
当 x=9m 时，代入数据得
tA=3s
对于汽车B，根据公式
x=12aBtB2
当 x=9m 时，代入数据得
tB=3 2s
则
tB>tA
故汽车A先到达 x=9m 处，故C正确；
D.当 x=6m 时，对于A车，根据公式
x=vAt′A+12aAt′A2
解得
t′A=(3− 3)s
当 x=6m 时，对于B车，根据公式
x=12aBt′B2
解得
t′B=2 3s
故汽车A、B在 x=6m 处不能相遇，故D错误。
故选C。
8.CD
【解析】AB.由图像可知， 0∼10s 动车做加速运动， 10∼16s 内动车做匀速运动。故AB错误；
CD. 0∼10s 内动车平均速率为
v=xt=5×5010m/s=25m/s 14s 时动车速率为
v=xt=6×506m/s=50m/s
故CD正确。
故选CD。
9.BD
【解析】A.由图可知，甲车在0∼10s内的的平均速度为
v=st=10−210m/s=0.8m/s
故A错误；
B.由图可知，10s内，甲车发生的位移大小为8m，乙车发生的位移大小也为8m。故B正确；
C.图象的交点表示相遇。由图可知，甲乙均向原点运动。初始时，乙在前面，甲随后追上乙，随后甲在前面，最后甲在2m处静止不动，乙随后追上甲。故在0∼10s内，甲车追上乙车1次，乙车追上甲车1次。故C错误；
D.若乙车做匀加速直线运动，由图及平均速度的定义可知，乙车的平均速度为0.8m/s，乙车运动 P 点4m处的速度为位移中点的瞬时速度
vx2= v02+vt22>v0+vt2=0.8m/s
故D正确。
故选BD。
10.BCD
【解析】A.氢原子跃迁一共能发出不同频率的光子数为
C42=4×32=6
即6种不同频率的光子，故A错误；
B.依题意，使阴极K发生光电效应的光子能量为
ΔE=ℎν=E4−E1=−0.85eV−(−13.6eV)=12.75eV
由图(c)可知
UC=1.6V
根据
eUC=ℎν−W0
联立，解得
W0=11.15eV
故B正确；
C.题述光电子的最大初动能为
Ekm=eUC=1.6eV>E∞−E3=1.51eV
可知能使处于n = 3能级的氢原子电离，故C正确；
D.若图(c)中饱和光电流为I = 3.2 μA，根据
I=net
则1 s内阴极K产生光电子数目为
n=2×1013个
故D正确。
故选BCD。
11.(1)0.40；0.67；(2)斜面倾角θ。
【解析】(1)由于木块在斜面上做匀加速直线运动，所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；
(2)为了测定动摩擦力因数μ，写出木块的加速度表达式即可知道还需要测量的物理量；【解答】(1)根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，
得0.6s末的速度为：v=
m/s=0.40m/s，
0.3s末的速度为：v′=
m/s=0.20m/s，
则木块的加速度为：a=
=
m/s2= 23m/s2=0.67m/s2,
(2)选取木块为研究的对象，由牛顿第二定律得：mgsinθ−μmgcsθ=ma，
得：μ=
，
a已求出，g为已知，所以要测定摩擦因数，还需要测出斜面的倾角θ；
故答案为：(1)0.40；0.67；(2)斜面倾角θ。
12.(1) x1+x2+x33T
(2) 2k
(3) mg−2km+MMg
【解析】(1)从打下A点到D点的过程中，木块的平均速度为
vAD=x1+x2+x33T
(2)根据匀变速直线运动位移与时间关系知
x=vAΔt+12aΔt2
由平均速度表达式知
v=xΔt=vA+12aΔt
由图像可知打下A点时的速度为
vA=b
12a=k
解得
a=2k
(3)
mg−μMg=m+Ma
解得
μ=mg−2km+MMg
13.解：(1)依题意，可动玻璃门加速过程中
s1=12at12
解得a=2.4m/s2
(2)依题意，可动玻璃门加速过程中，最大速度大小为
v=at1
解得v=1.2m/s
(3)依题意，可动玻璃门减速过程中的时间为
t2=s2v2
全程的总时间为
t=t1+t2
解得t=1.5s
答：(1)匀加速运动的加速度大小为2.4m/s2；
(2)运动过程中的最大速度大小为1.2m/s；
(3)开启全程运动的总时间为1.5s。
【解析】(1)根据位移—时间公式求出门加速阶段的加速度大小；
(2)根据速度—时间关系求出最大速度；
(3)根据位移—时间公式解得时间。
本题考查了匀变速直线运动的综合应用，解决本题的关键是根据情景分析出各阶段门的位移以及运动时间。
14.解：(1)以结点P为研究对象受力分析，如图所示
由共点力平衡可知 T1=G1tan30 ， T2cs30=G1
可得PA绳中的张力为 T2=20 33N PB绳中的张力为 T1=10 33N。
(2)以木块G2为研究对象受力分析，可知沿斜面方向有 T1cs30+G2sin30=f
垂直斜面方向有 N+T1sin30=G2cs30∘
解得f=20 N，N= 40 33 N 根据f=μN，得动摩擦因数至少为μ= 32。
【解析】 本题考查了物体的平衡，正确选取研究对象，根据平衡条件列方程求解。
先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出BP绳的拉力大小，再以G2为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力，由摩擦力计算公式求出动摩擦因数。
15.(1)取竖直向下为正方向。由自由落体的运动规律
2gH=v02
则球与管第一次碰地时速度
v0= 2gH
方向竖直向下。
(2)管第一次落地弹起时，管的加速度
a1=f+MgM=2g
方向竖直向下，球的加速度
a2=f−mgm=g
方向竖直向上。
(3)管第一次落地弹起时的速度
v1= 2gH
方向竖直向上，球的速度
v2= 2gH
方向竖直向下，若球刚好没有从管中滑出，设经过时间 t1 ，球和管速度相同，则有
−v1+a1t1=v2−a2t1 ， t1=2v0a1+a2
故管从弹起经 t1 这段时间上升的高度为所求，得
ℎ=v1t1−12a1t 12=49H
【解析】详细解答和解析过程见【答案】0.48−0.24
0.6
0.51−0.39
0.6
v−v′
t
0.4−0.2
0.3
gsinθ−a
gcsθ
1.关于物理学史和物理学研究方法，下列说法错误的是( )
A. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B. 伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理，对实验进行了理想化处理，得出了力不是维持物体运动的原因，这里采用了理想实验法
C. 亚里士多德在研究物体下落过程的运动规律时，把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法
D. 根据速度定义式v=ΔxΔt，当△t非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
2.2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+1225Mg→1326Al，己知X、 1225Mg、 1326Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是( )
A. X为氘核 12HB. X为氚核 13H
C. E=m1+m2+m3c2D. E=m1+m2−m3c2
3.“工欲善其事，必先利其器”，中国古代已经掌握了高超的兵器研磨技巧。如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中，磨石始终静止在水平桌面上，当宝剑在外力作用下水平向右运动时，下列说法正确的是( )
A. 宝剑与磨石之间存在静摩擦力
B. 磨石与桌面之间不存在摩擦力
C. 宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右
D. 桌面对磨石的摩擦力方向水平向右
4.2024年4月，杭州某中学举办春季运动会，图中师生正在进行“60米毛毛虫竞速赛”。下列说法正确的是( )
A. 正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60米
B. “毛毛虫”向前加速过程中，王老师对“毛毛虫”的力大于“毛毛虫”对王老师的力
C. 比赛中，可以把“毛毛虫”看作质点
D. 比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所有人对“毛毛虫”的作用力倾斜向前方
5.晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A、B两点等高，无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长为53d，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，sin37∘=0.6。则( )
A. 相比无风时，在有风的情况下∠AOB更小
B. 无风时，轻绳的拉力大小为56mg
C. 衣服在新的平衡位置时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
D. 相比于无风时，绳子拉力在有风的情况下不变
6.如图所示，水平桌面上平铺一张宣纸，宣纸的左侧压有一镇纸，写字过程中宣纸保持静止不动，下列说法正确的是( )
A. 镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对平衡力
B. 自左向右行笔写一横过程中，镇纸不受摩擦力作用
C. 自左向右行笔写一横过程中，桌面给宣纸的摩擦力向右
D. 竖直提起毛笔悬空时，增大握笔的力度可以增大手和笔之间的摩擦力
7.A.B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方v2随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为8m/sB. 汽车B的加速度大小为2m/s2
C. 汽车A先到达x=9m处D. 汽车A、B在x=6m处相遇
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为50m，则下列说法正确的是( )
A. 0∼10s动车做减速运动B. 0∼16s内动车做匀加速运动
C. 0∼10s内动车平均速率为25m/sD. 14s时动车速率为50m/s
9.甲、乙两辆汽车在同一水平直道上运动，其运动的位移—时间图像(x−t图像)如图所示，则下列关于两车运动情况的说法中正确的是( )
A. 甲车在0∼10s内的平均速度大小为1m/s
B. 10s内，甲车发生的位移大小为8m，乙车发生的位移大小为8m
C. 在0∼10s内，甲车追上乙车两次
D. 若乙车做匀加速直线运动，则图线上P点所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s
10.氢原子的能级图如图(a)所示，一群处于n= 4能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图(b)电路中的阴极K，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图(c)所示。电子电荷量为1.6 × 10−19C，则下列说法正确的是( )
A. 题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为11.15 eV
C. 题述光电子能使处于n= 3能级的氢原子电离
D. 若图(c)中饱和光电流为I= 3.2 μA，则1 s内最少有2 × 103个氢原子发生跃迁
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.位移传感器经常用在力学实验中，并且可以很好地与计算机结合，快速解决普通方法难于测量的问题。为了测量木块与木板间动摩擦因数μ，某小组设计了如图甲所示的实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。连接计算机，描绘出木块相对传感器的位移s随时间t变化规律，如图乙所示。已知当地的重力加速度g。
(1)由图乙，知0.6 s时木块的速度v=________m/s，木块加速度a=________m/s2；
(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的一个物理量可以是________________。
12.某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让装有钩码的木块左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和3个钩码相连。在水平长木板左端由静止释放木块，钩码下落，带动木块运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点。某次实验中得到的纸带如图(b)所示。
(1)已知图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为T，以打下A点时木块的位置为初始位置，则从打下A点到D点的过程中，木块的平均速度vAD=_____(用题中字母表示)。
(2)根据图(b)中的数据，得到小车平均速度v随时间t的变化关系，如图(c)所示。从实验结果可知，小车运动的v—Δt图线可视为一条直线，纵截距为b，斜率为k。木块的加速度大小a=_____。(结果用字母k、b表示)
(3)已知装有钩码的木块总质量为M，3个相连钩码的总质量为m，若m≪M，则木块与长木板之间的动摩擦因数μ=_____。(结果用字母k、m、M、g表示)
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.如图甲所示，银行取款机房装有单边自动感应门，其中有一扇玻璃门与墙体固定，另一扇是可动玻璃门。当人进入了感应区时，可动玻璃门将自动开启，反之将自动关闭，图乙为感应门的俯视图。当某人一直在感应区内时，可动玻璃门先匀加速运动了0.3m，用时0.5s，而后立即匀减速运动了0.6m恰好停下。求可动玻璃门：
(1)匀加速运动的加速度大小；
(2)运动过程中的最大速度大小；
(3)开启全程运动的总时间。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.如图所示，重力为G1=10N、G2=30N的木块悬挂在绳PC和PB的结点上，PB水平，G2在倾角为30°的斜面上，PA偏离竖直方向30°，系统处于静止。求：
(1)PA、PB绳中的拉力大小；
(2)木块与斜面间的动摩擦因数至少为多大？
15.如图所示，一个质量为M的长圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M=2m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为f=2mg，管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)求管第一次落地时球的速度v0；
(2)求管第一次落地弹起时管的加速度a1和球的加速度a2；
(3)管第一次落地弹起后至第二次落地前，若球恰好没有从管口滑出，求此时管的下端距地面的高度ℎ。
答案解析
1.C
【解析】解：A.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A正确；
B.伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法，即理想实验法，故B正确；
C.伽利略在研究下落物体的运动时，把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法，故C错误；
D.根据速度定义式 v=ΔxΔt ，当 Δt 非常小时， ΔxΔt 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故D正确。
本题选错误的，故选C。
2.D
【解析】解：AB、根据电荷量守恒可知，X的电荷量为1，根据质量数守恒可知，X的质量数为1，则X表示质子 11H，故AB错误；
CD、这个核反应中释放的核能为：E=(m1+m2−m3)c2，故C错误，D正确；
故选：D。
根据质量数守恒和电荷数守恒得出X的类型；根据质量亏损的定义和质能方程完成分析。
本题主要考查了爱因斯坦质能方程，熟悉电荷量守恒和质量数守恒，结合质能方程即可完成分析。
3.C
【解析】解：A、由于宝剑与磨石之间相互挤压，并且接触面不光滑，宝剑相对磨石在运动，所以宝剑和磨石之间存在滑动摩擦力，故A错误；
B、由于在打磨时，磨石相对桌子有相对运动的趋势，所以磨石与桌面之间存在静摩擦力，故B错误；
C、由于磨石相对宝剑有向左的运动，所以宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右，故C正确；
D、由于磨石受宝剑向右的摩擦力，根据二力平衡可知，桌面对磨石的摩擦力方向水平向左，故D错误。
故选：C。
明确滑动摩擦力的性质和产生条件，知道滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反。
本题涉及摩擦力的方向、二力平衡以及作用力和反作用力的应用等，要注意明确滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件，同时掌握摩擦力方向的判断。
4.A
【解析】A.路程为运动物体实际运动轨迹的长度，所以正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60米，故A正确；
B.“毛毛虫”向前加速过程中，根据牛顿第三定律可得，王老师对“毛毛虫”的力等于“毛毛虫”对王老师的力，故B错误；
C.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可以将物体看成质点，所以比赛中，不能把“毛毛虫”看作质点，故C错误；
D.比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所受重力与所有人对“毛毛虫”的作用力等大反向，所以所有人对“毛毛虫”的作用力竖直向上，故D错误。
故选A。
5.A
【解析】A.C.设无风时绳子夹角的一半为θ1，绳长为L，有风时绳子夹角的一半为θ2，有风时如图有L1+L2=Lsinθ2，d=Lsinθ1。又因为d>L1+L2，所以θ1>θ2，故A正确;
B.无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得sinθ1=d53d=35，解得θ1=37∘，根据平衡条件可得mg=2Fcsθ1，解得F=mg2cs θ1=58mg，故B错误；
C.由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力总是相等，故 C错误;
D.在有风的情况下，两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则拉力F变小，故D错误;
6.B
【解析】A.镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对相互作用力，故A错误；
B.自左向右行笔写一横过程中，镇纸受力平衡，水平方向不受摩擦力作用，故B正确；
C.自左向右行笔写一横过程中，笔对宣纸的摩擦力向右，宣纸静止，则桌面给宣纸的摩擦力向左，故C错误；
D.竖直提起毛笔悬空时，手对笔的静摩擦力与重力等大反向，故增大握笔的力度，手和笔间的摩擦力不变，手和笔之间的最大摩擦力增大，故D错误。
故选B。
7.C
【解析】A B.由于 v2−x 图像均为倾斜直线，则满足
v2−v02=2ax
根据 v2−x 图像可知，对汽车 A 有
aA=−2m/s2 ， vA=6m/s
对汽车 B 有
aB=1m/s2 ， vB=0m/s
故AB错误；
C.对于A车，根据公式
x=vAtA+12aAtA2
当 x=9m 时，代入数据得
tA=3s
对于汽车B，根据公式
x=12aBtB2
当 x=9m 时，代入数据得
tB=3 2s
则
tB>tA
故汽车A先到达 x=9m 处，故C正确；
D.当 x=6m 时，对于A车，根据公式
x=vAt′A+12aAt′A2
解得
t′A=(3− 3)s
当 x=6m 时，对于B车，根据公式
x=12aBt′B2
解得
t′B=2 3s
故汽车A、B在 x=6m 处不能相遇，故D错误。
故选C。
8.CD
【解析】AB.由图像可知， 0∼10s 动车做加速运动， 10∼16s 内动车做匀速运动。故AB错误；
CD. 0∼10s 内动车平均速率为
v=xt=5×5010m/s=25m/s 14s 时动车速率为
v=xt=6×506m/s=50m/s
故CD正确。
故选CD。
9.BD
【解析】A.由图可知，甲车在0∼10s内的的平均速度为
v=st=10−210m/s=0.8m/s
故A错误；
B.由图可知，10s内，甲车发生的位移大小为8m，乙车发生的位移大小也为8m。故B正确；
C.图象的交点表示相遇。由图可知，甲乙均向原点运动。初始时，乙在前面，甲随后追上乙，随后甲在前面，最后甲在2m处静止不动，乙随后追上甲。故在0∼10s内，甲车追上乙车1次，乙车追上甲车1次。故C错误；
D.若乙车做匀加速直线运动，由图及平均速度的定义可知，乙车的平均速度为0.8m/s，乙车运动 P 点4m处的速度为位移中点的瞬时速度
vx2= v02+vt22>v0+vt2=0.8m/s
故D正确。
故选BD。
10.BCD
【解析】A.氢原子跃迁一共能发出不同频率的光子数为
C42=4×32=6
即6种不同频率的光子，故A错误；
B.依题意，使阴极K发生光电效应的光子能量为
ΔE=ℎν=E4−E1=−0.85eV−(−13.6eV)=12.75eV
由图(c)可知
UC=1.6V
根据
eUC=ℎν−W0
联立，解得
W0=11.15eV
故B正确；
C.题述光电子的最大初动能为
Ekm=eUC=1.6eV>E∞−E3=1.51eV
可知能使处于n = 3能级的氢原子电离，故C正确；
D.若图(c)中饱和光电流为I = 3.2 μA，根据
I=net
则1 s内阴极K产生光电子数目为
n=2×1013个
故D正确。
故选BCD。
11.(1)0.40；0.67；(2)斜面倾角θ。
【解析】(1)由于木块在斜面上做匀加速直线运动，所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；
(2)为了测定动摩擦力因数μ，写出木块的加速度表达式即可知道还需要测量的物理量；【解答】(1)根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，
得0.6s末的速度为：v=
m/s=0.40m/s，
0.3s末的速度为：v′=
m/s=0.20m/s，
则木块的加速度为：a=
=
m/s2= 23m/s2=0.67m/s2,
(2)选取木块为研究的对象，由牛顿第二定律得：mgsinθ−μmgcsθ=ma，
得：μ=
，
a已求出，g为已知，所以要测定摩擦因数，还需要测出斜面的倾角θ；
故答案为：(1)0.40；0.67；(2)斜面倾角θ。
12.(1) x1+x2+x33T
(2) 2k
(3) mg−2km+MMg
【解析】(1)从打下A点到D点的过程中，木块的平均速度为
vAD=x1+x2+x33T
(2)根据匀变速直线运动位移与时间关系知
x=vAΔt+12aΔt2
由平均速度表达式知
v=xΔt=vA+12aΔt
由图像可知打下A点时的速度为
vA=b
12a=k
解得
a=2k
(3)
mg−μMg=m+Ma
解得
μ=mg−2km+MMg
13.解：(1)依题意，可动玻璃门加速过程中
s1=12at12
解得a=2.4m/s2
(2)依题意，可动玻璃门加速过程中，最大速度大小为
v=at1
解得v=1.2m/s
(3)依题意，可动玻璃门减速过程中的时间为
t2=s2v2
全程的总时间为
t=t1+t2
解得t=1.5s
答：(1)匀加速运动的加速度大小为2.4m/s2；
(2)运动过程中的最大速度大小为1.2m/s；
(3)开启全程运动的总时间为1.5s。
【解析】(1)根据位移—时间公式求出门加速阶段的加速度大小；
(2)根据速度—时间关系求出最大速度；
(3)根据位移—时间公式解得时间。
本题考查了匀变速直线运动的综合应用，解决本题的关键是根据情景分析出各阶段门的位移以及运动时间。
14.解：(1)以结点P为研究对象受力分析，如图所示
由共点力平衡可知 T1=G1tan30 ， T2cs30=G1
可得PA绳中的张力为 T2=20 33N PB绳中的张力为 T1=10 33N。
(2)以木块G2为研究对象受力分析，可知沿斜面方向有 T1cs30+G2sin30=f
垂直斜面方向有 N+T1sin30=G2cs30∘
解得f=20 N，N= 40 33 N 根据f=μN，得动摩擦因数至少为μ= 32。
【解析】 本题考查了物体的平衡，正确选取研究对象，根据平衡条件列方程求解。
先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出BP绳的拉力大小，再以G2为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力，由摩擦力计算公式求出动摩擦因数。
15.(1)取竖直向下为正方向。由自由落体的运动规律
2gH=v02
则球与管第一次碰地时速度
v0= 2gH
方向竖直向下。
(2)管第一次落地弹起时，管的加速度
a1=f+MgM=2g
方向竖直向下，球的加速度
a2=f−mgm=g
方向竖直向上。
(3)管第一次落地弹起时的速度
v1= 2gH
方向竖直向上，球的速度
v2= 2gH
方向竖直向下，若球刚好没有从管中滑出，设经过时间 t1 ，球和管速度相同，则有
−v1+a1t1=v2−a2t1 ， t1=2v0a1+a2
故管从弹起经 t1 这段时间上升的高度为所求，得
ℎ=v1t1−12a1t 12=49H
【解析】详细解答和解析过程见【答案】0.48−0.24
0.6
0.51−0.39
0.6
v−v′
t
0.4−0.2
0.3
gsinθ−a
gcsθ
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