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重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期11月阶段性检测物理试卷
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这是一份重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期11月阶段性检测物理试卷，文件包含物理高三定稿解析docx、物理高三定稿pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共14页， 欢迎下载使用。
1．如图是做直线运动物体的位移—时间图像，下列说法正确的是 ( )
2．开开家有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度．经查阅资料后，开开猜想台灯内部的电路结构可能如图，已知光敏电阻在光照强度增大时，电阻会减小．则闭合开关后，下列分析正确的是 ( )
3．我国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料，PuO2中的Pu元素是 ，已知 发生衰变的核反应方程为 ，下列说法正确的是 ( )
4．一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中p1 = 3p2，V2 = 4V1，由状态1→2→3→1（气体外界非真空）的过程中，下列说法正确的是 ( )
5．如图，在某星球表面发射一艘人造飞船，设该星球半径为R，星球表面的重力加速度为g0．飞船在星球表面附近沿轨道Ⅲ绕星球做圆周运动，到达轨道的B点时点火进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的A点时再次点火变轨进入半径为3R的圆型轨道Ⅰ上运动，则 ( )
6．如图，质量为m的人被悬在空中的氦气球拉着体验人类在月球上行走的感觉. 当他在曲面上缓慢移动时（未在底部），氦气球对其有大小为 、方向竖直向上的拉力作用．若将人视为质点，下列对人的受力分析正确的是 ( )
7．在某个电场中，x轴上各点电势 随x坐标变化如图，图像关于 轴左右对称，一质量m、电荷量-q的粒子仅在电场力作用下由静止释放能沿x轴做直线运动，下列说法中正确的是 ( )
二、多选题
8．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是10 kg· m/s，B球的动量是8 kg· m/s，当A球追上B球发生碰撞，碰撞后A、B两球的动量可能值是 ( )
9．如图，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上未粘连，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为2m的球C．现将C球拉起使细线恰好水平伸直，并由静止释放C球．不计摩擦．下列说法正确的是 ( )
10．如题图所示，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为L，顶端塞有一质量为m的小球．圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短．在运动过程中，管始终保持竖直，小球未从管内掉出．已知M = 5m，球和管之间的滑动摩擦力大小为5mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力．则 ( )
三、主观题
11．育才中学某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律．重力加速度为g．
(1) 选择两个半径相等的小球，其中一个小球有经过球心的孔；
(2) 用天平测出小球的质量，有孔的小球质量记为 ，另一个小球质量记为 ；
(3) 将铁架台放置在水平桌面上，上端固定力传感器，通过数据采集器和计算机相连；将长约1米的细线穿过小球 的小孔并挂在力传感器上，测出悬点到小球球心的距离 ；
(4) 将小球 放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生正碰；在地面上铺上复写纸和白纸，以显示小球 落地点；
(5) 拉起小球 由某一特定位置静止释放，两个小球发生正碰，通过与拉力传感器连接的计算机读出碰撞前后瞬间拉力大小分别为F1、F2，可以得到小球 碰撞前瞬间速度大小 _____________（用题中所给字母表示）；同样方式可以得到小球 碰撞后瞬间速度大小 ；
(6) 测出小球 做平抛的水平位移x和竖直位移y，则小球 碰后瞬间速度 _____________；（用x、y、g表示）
(7) 若本次实验中 ，速度用 表示，数据处理后若满足表达式：_____________，则说明 与 碰撞过程中动量守恒．
12．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω）、灵敏电流计G（满偏电流 ，内阻 ，定值电阻 （ ），定值电阻 （ 阻值可求），变阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干．同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整．
(1) 若想将灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要_____________一个定值电阻R2（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值_____________Ω．
(2) 为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整．
(3) 采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，则所测得电池组的内阻r =_____________．（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）
(4) 组长小宋还组织大家进一步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与 的定值电阻串联起来接在上述电池组上，测得电池组的电动势E = 6.0V，内阻 ，如图丁．则每只灯泡消耗的实际功率为_____________W（保留2位有效数字）．
13．有一平行正对极板A、B，板间电压为 ，两极板中心处均开有小孔．平行板电容器的极板C、D与A、B垂直放置，B板中心小孔到C、D两极板距离相等．现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子从A板中心小孔处无初速飘入A、B板间，其运动轨迹如图中虚线所示，恰好从D板的右边沿飞出．已知平行板电容器带电量为Q，电容为C，不计粒子重力，板间电场视为匀强电场．求：
(1) 带电粒子射出B极板时的速度；
(2) 平行板电容器C、D极板间的电压；
(3) 平行板电容器C、D两极板间距d与极板长L的比值．
14．如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且 ，CDF为竖直平面内半径为 的光滑半圆轨道，圆轨道最高点为F点，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度 的匀强电场，方向水平向右．一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电滑块P接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点．现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P运动到F点瞬间对轨道压力为6N．已知滑块P的质量为 ，电荷量大小为 ，与轨道BC间的动摩擦因数为 ，忽略滑块P与轨道间电荷转移，重力加速度g取10m/s2． ．
求：(1) 求滑块在F点时的动能；
(2) 求滑块在与圆心O点等高的D点时对轨道的压力大小；
(3) 若滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动过程中时，对圆弧轨道的最小压力为10N，求弹簧释放瞬间弹性势能．
15．如图所示，长为L、质量为 的木板A静止放在光滑的水平面上，距离A足够远处有一与A等高的平台，平台上MN之间是一个宽度为 的特殊区域，只要物体进入MN之间就会受到一个方向向右、大小为F = mg的作用力，平台除MN之间粗糙外，其余部分光滑，MN的右侧某处安装有一特殊的弹射装置。现有一个质量为m的小滑块B以一定的速度v0（v0未知）从左侧滑上木板A，且恰好不从A滑下，当B到达弹射装置的速度大于 时可通过，速度不大于 时被反弹，反弹后的动能为反弹前的k倍(0＜k＜1)．已知A、B之间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g．
(1) 求B滑上A时的速度v0；
(2) 若B与MN之间的动摩擦因数μ1 = 0.2，求B滑上平台后在MN间通过的路程；
(3) 若B与MN之间的动摩擦因数μ2 = 0.25，试讨论B滑上平台后在MN间通过的路程．
A. 0～4 s内物体的平均速度是5m/s
B. BC段物体在做匀速直线运动
C. 物体在AB段的速度小于在CD段的速度
D. 物体在CD段的加速度大于在AB段的加速度
知识点： 位移和路程;速度和速率
正确答案：C
试题解析：
A.0～4s内物体的平均速度==m/s=1.25m/s，故A错误；
B.根据x-t图像，图线的斜率表示速度，所以BC段物体是静止的，故B错误；
C.根据x-t图像，图线的斜率表示速度，由图可知，AB段斜率小于CD段斜率，所以AB段速度小于CD段的速度，故C正确；
D.物体在AB段和CD段均做匀速直线运动，加速度都为0，故D错误。
A. 滑动变阻器滑片不动，光照强度减弱时，小灯泡变亮
B. 滑动变阻器滑片不动，光照强度增大时，光敏电阻两端的电压变大
C. 在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，小灯泡变亮
D. 在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向右滑，电源输出功率增大
知识点： 闭合电路欧姆定律
正确答案：A
试题解析：
A、滑动变阻器滑片不动，光照强度减弱时，光敏电阻阻值增大，并联部分的电阻增大，电路中的干路电流减小，电源内阻和滑动变阻器分得的电压减小，并联部分的电压增大，即光敏电阻两端的电压、小灯泡两端的电压都变大，所以小灯泡变亮；故A正确；
B、滑动变阻器滑片不动，光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，并联部分的电阻减小，电路中的干路电流增大，电源内阻和滑动变阻器分得的电压增大，并联部分的电压减小，即光敏电阻两端的电压、小灯泡两端的电压都变小，所以小灯泡变暗；故B错误；
C、在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的干路电流减小，并联部分的电压减小，所以灯泡变暗，故C错误；
D、当外电阻与电源内阻等大时，电源的输出功率最大，不确定滑片向右滑时，外电阻与电源内阻的关系，所以不能确定电源输出功率的变化，故D错误。
故选：A。
A. X核的质子数是90
B. 该衰变过程会释放能量
C. 升高温度，可以改变的半衰期
D. 衰变后新核的比结合能小于的比结合能
知识点： 半衰期;核反应方程;结合能和比结合能
正确答案：B
试题解析：
A.根据电荷数守恒可知X的电荷数：z=94-2=92，可知X核的质子数是92，故A错误；
BD.衰变是自发进行的，存在质量亏损，所以衰变过程一定释放能量，衰变后的新核比原核更稳定，所以比结合能更大，因此衰变后新核的比结合能大于的比结合能，故B正确，D错误；
C.半衰期由原子核的本身决定，与外界因素无关，升高温度，不能改变的半衰期，故C错误。
故选B。
A. 由状态1→2的过程，气体对外做功，温度降低
B. 由状态2→3的过程，气体分子热运动的平均动能不变
C. 由状态3→1的过程，气体内能增加，向外界放出热量
D. 由状态1→2→3→1的过程，气体从外界吸收热量
知识点： 理想气体状态方程;热力学第一定律的内容及应用
正确答案：D
试题解析：
A.状态1到状态2气体体积变大，说明气体对外做功。状态1到状态2根据理想气体状态方程，可得：T1＜T2，说明从状态1变化到状态2，气体温度升高。故A错误；
B.状态2到状态3根据理想气体状态方程，可得：T3＜T2，即温度降低，则分子热运动的平均动能减小，故B错误；
C.气状态3到状态1根据理想气体状态方程，可得：T1 >T3，即温度升高，则气体内能增加。由于该过程体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q ,，由于内能增加，说明气体从外界吸收热量，故C错误；
D.由于初末都是状态1，即温度不变，则ΔU=0。由图知状态1→2→3→1气体对外做功，则W<0。对状态1→2→3→1由热力学第一定律ΔU=W+Q ,知Q>0，即气体从外界吸收热量，故D正确。
A. 飞船在轨道Ⅲ的运行速率小于
B. 飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TⅠ:TⅢ= 9:1
C. 飞船在轨道Ⅰ上A处的机械能等于在轨道Ⅱ上B处的机械能
D. 飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率
知识点： 卫星运行规律及应用
正确答案：D
试题解析：
解：A、飞船在星球表面附近沿轨道Ⅲ绕星球做圆周运动，根据重力提供向心力有：mg0=，
解得：v=，即飞船在轨道Ⅲ的运行速率等于，故A错误。
B、根据万有引力提供向心力有：=mr得，T=，飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的轨道半径之比为3：1，则周期之比为：1，故B错误。
C、飞船在轨道Ⅱ上的A点进入轨道Ⅰ，需加速，所以机械能增加，且飞船在轨道Ⅱ上运行时机械能守恒，因此飞船在轨道Ⅰ上A处的机械能大于在轨道Ⅱ上B处的机械能，C错误。
D、飞船在B点，由轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需要加速，故飞船在轨道Ⅱ上经过B处的运行速率大于飞船在轨道Ⅲ上经过B处的运行速率，根据万有引力提供向心力有：=m得，v=，可知在轨道Ⅲ上经过B处的运行速率大于飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率，因此飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率，故D正确。
故选：D。
A. 受到的重力大小为
B. 受到的合力大小为
C. 对曲面的压力小于
D. 对曲面的作用力大小为
知识点： 平衡状态及平衡条件;牛顿第三定律
正确答案：C
试题解析：
A、人的质量为m,则人受到的重力为：G=mg,故A错误；
B、人在曲面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，故B错误；
CD、曲面对人的作用力为F，由平衡条件得：mg+F=mg,解得：F=mg
根据牛顿第三定律可得，人对曲面的作用力大小为F′=F=mg,由于曲面不水平,故对曲面压力小于,C正确,故D错误。
A.点的电场强度大小大于点电场强度大小
B. x轴上和两点电场强度和电势都相同
C. 该粒子位于x轴上点的电势能大于点的电势能
D. 若粒子在点由静止释放，则粒子到达O点时刻加速度为零，速度达到最大
知识点： 电势能;电势
正确答案：C
试题解析：略
A. PA=8 kg· m/s，PB=10 kg· m/s
B. PA=6 kg· m/s，PB=12 kg· m/s
C. PA=9 kg· m/s，PB=9 kg· m/s
D. PA=kg· m/s，PB=16 kg· m/s
知识点： 动量守恒定律的应用
正确答案：AC
试题解析：
根据题意可知pA'=10 kg•m/s，pB'=8kg•m/s，
则碰撞前总动量为p=pA'+pB'=10kg•m/s+8kg•m/s=18kg•m/s
碰撞前总动能为+==
C、两个物体碰撞后同向运动，若pA=9kg•m/s，pB=9kg•m/s，则A球的速度等于B球的速度，A球的速度减小，B的速度增大，且总动能不增加，故是可能的，故C正确。
A、若PA=8 kg· m/s，PB=10 kg· m/s，碰撞前后总动量守恒，且碰撞后A的速度小于B的速度，
碰撞前总动能为+==，
碰撞后总动能为+==，故碰撞后动能不变，是可能发生的，故A正确。
B、若PA=6 kg· m/s，PB=12 kg· m/s，碰撞前后总动量守恒。
碰撞后总动能为+=+=，可知碰撞后总动能增加，违反了能量守恒守恒，这是不可能发生的，故B错误。
D、若PA= kg· m/s，PB=16 kg· m/s，碰撞前后总动量不守恒，违反了动量守恒守恒，这是不可能发生的，故D错误。
故选：AC。
A. 运动过程中，A、C组成的系统水平方向动量守恒
B. C由初始位置第一次向左运动到达最低点的过程中，AB的位移大小为
C. C运动到最低点时速度为
D. C向左运动能达到的最大高度比初始位置低
知识点： 动量守恒定律的应用;能量守恒定律
正确答案：BC
试题解析：
A、木块A、B和小球C组成的系统竖直方向动量不守恒，水平方向动量守恒，所以A、C组成的系统水平方向动量不守恒，故A错误；
B、C球由静止释放到最低点的过程中,系统水平方向动量守恒,设C对地向左水平位移大小为 ,AB对地水平位移大小为 ,则有= ， + =l，解得 = ，故B正确；
C、小球C摆至最低点时, 设此时C球速度大小为 , A、B速度大小为 , 对ABC系统, 水平方向动量守恒得 = ，
由系统能量守恒得2mgl= × + ，解得 = ， = ，故C正确；
D、小球C摆至最低点后木块A、B分离，C球向左摆至最高点时, A、C共速,
由水平方向动量守恒得- =(2m+m) ，
由AC系统能量守恒得 × + = (2m+m) +2mgh，解得h= ，所以C向左运动能达到的最大高度比初始位置低,故D错误。
故选：BC。
A. 圆管第一次弹起后上升的过程中一直减速运动
B. 圆管第一次弹起后上升的过程中小球的加速度始终等于4g
C. 圆管的长度可能为
D. 圆管第一次与地面碰撞反弹后，离开地面的最大高度为
知识点： 牛顿运动定律的应用;功能关系
正确答案：ACD
试题解析：
ABD、管第一次与地面碰撞前，管与小球一起做自由落体运动，管与地面碰撞时，管与小球速度均为 v 1= ，弹起后管的速度等大反向，而小球的速度不变，管上升，小球继续下降。
对小球有a 1= ，方向向上，
对管有a 2= ，方向向下，
以竖直向上为正方向，设经过时间 t共速，则 ，
解得 t= ，
设此时管下端距地面的高度为h 1，由运动学公式可得 h 1= ，
此后管与小球将以加速度 g减速上升 h 2到达最高点，由运动学公式有： h 2= ，
管第一次落地弹起后上升的最大高度 H 1= h 1+ h 2= ，
故圆管第一次弹起后上升的过程中一直减速运动;小球先做匀减速运动，减速为零后再向上做匀加速运动，当与管共速后，整体一起向上做匀减速运动，故AD正确，B错误；
C、系统运动过程中的机械能损失来源于小球与管之间的摩擦生热，当最终小球恰好不从管内掉出时，有 5mgH= MgL+ mg（ H+ L），
解得 H= ，所以管的长度范围是 H≥ ，故C正确。
故选ACD。
知识点： 验证动量守恒定律
正确答案：
（5） ； （6） ； （7）
试题解析：
（5）碰撞前小球 做圆周运动，力传感器的示数为F1，则有，解得
（6）小球 做平抛运动，则有 ， ，解得
（7）实验中 ，则碰撞后小球 不反弹，根据动量守恒定律有
知识点： 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线;测量电源的电动势和内阻
正确答案：
（1）串联 ；59900 ；（2） ；（3）-R1；（4）0.29（0.27~0.31）。
试题解析：
（1）若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要串联一个定值电阻R2，该定值电阻的阻值
（2）根据题意可知，本实验中采用电阻箱与改装后的电压表并联进行分析，并且采用R1与电源串联充当保护电阻使用，故电路图如图所示 ；
（3）由电路图可得
因已知电源中的电流远大于电流计G中的电流，则可写成
即，则，，解得。
（4）由电路可知，即U=6-20I
将此关系图像画在灯泡的U-I图像中，如图；
则交点为电路的工作点，则I=0.24A，U=1.2V，则每只灯泡消耗的功率P=IU=0.29W
知识点： 带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转
正确答案：
解：（1）粒子在A、B板间的加速过程由动能定理有，解得
（2）根据公式，得
（3）根据牛顿第二定律可得粒子在C、D间做类平抛运动时竖直方向的加速度大小为，
根据运动学规律有，得=
知识点： 牛顿第三定律;圆周运动规律及其应用;动能定理;带电粒子在电场中的偏转
正确答案：
解：（1）F点时，对滑块，由牛顿第二定律N+mg=m，根据牛顿第三定律知轨道对滑块的压力大小为N=6N，m=0.3kg，联立解得滑块到F点时的动能=0.9J；
（2）滑块从D到F的过程中，根据动能定理有qER-mgR=-，
在D点时，根据牛顿第二定律有+qE=m，联立解得=3N，根据牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为3N；
（3）重力和电场力可看作等效重力(斜向左下方)，此时mg'==，
设等效重力的方向与竖直方向夹角为，则有=，可得=，
设等效最高点为M点，M点处，对圆弧轨道压力最小，为10N据牛顿第二定律N'+mg'=m，圆弧轨道对滑块的压力大小N'=10N，
滑块P从压缩时到M点的过程中，由动能定理得'--mg'R(1+)=，
联立可得'=3.7J。
知识点： 动能定理;动量守恒定律的应用
正确答案：
解：(1) 设B和A的共同速度为v, B在A上滑动时, 由动量守恒定律有:=(m+m)v
由功能关系有:-(m+)=mgL，联立解得:=
(2) 设B第一次到达N时速度为vN, 由动能定理有:(F-mg)=-，解得:=
因为>,B到达弹射装置后会从右侧离开,所以B在MN间的路程为:x=
(3)设B第一次到达N时速度为vN, 由动能定理有:(F-mg)=-，解得:==
B在弹射装置处反弹。反弹后, 设k=时, B 恰好回到M点。B在从N到M过程中, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，解得:=0.6
当0.6当0-(F+mg)=0-，解得:=kL
由F>mg可知, B不能在MN之间静止, 设B第1次反弹后从N离开的速度为, 则:(F-mg)=，
设第2次反弹后在MN区域向左运动的最大位移为, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，
解得:=L=
设第2次反弹后从N离开的速度为'则:(F-mg)=
设第3次反弹后在MN区域向左运动的最大位移为, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，
解得:=L=，
由上可知:B第n次反弹后在MN中向左运动的最大位移为:=
B在MN间通过的路程为:=+2(+++)=+[1+++]=+
1．如图是做直线运动物体的位移—时间图像，下列说法正确的是 ( )
2．开开家有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度．经查阅资料后，开开猜想台灯内部的电路结构可能如图，已知光敏电阻在光照强度增大时，电阻会减小．则闭合开关后，下列分析正确的是 ( )
3．我国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料，PuO2中的Pu元素是 ，已知 发生衰变的核反应方程为 ，下列说法正确的是 ( )
4．一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中p1 = 3p2，V2 = 4V1，由状态1→2→3→1（气体外界非真空）的过程中，下列说法正确的是 ( )
5．如图，在某星球表面发射一艘人造飞船，设该星球半径为R，星球表面的重力加速度为g0．飞船在星球表面附近沿轨道Ⅲ绕星球做圆周运动，到达轨道的B点时点火进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的A点时再次点火变轨进入半径为3R的圆型轨道Ⅰ上运动，则 ( )
6．如图，质量为m的人被悬在空中的氦气球拉着体验人类在月球上行走的感觉. 当他在曲面上缓慢移动时（未在底部），氦气球对其有大小为 、方向竖直向上的拉力作用．若将人视为质点，下列对人的受力分析正确的是 ( )
7．在某个电场中，x轴上各点电势 随x坐标变化如图，图像关于 轴左右对称，一质量m、电荷量-q的粒子仅在电场力作用下由静止释放能沿x轴做直线运动，下列说法中正确的是 ( )
二、多选题
8．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是10 kg· m/s，B球的动量是8 kg· m/s，当A球追上B球发生碰撞，碰撞后A、B两球的动量可能值是 ( )
9．如图，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上未粘连，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为2m的球C．现将C球拉起使细线恰好水平伸直，并由静止释放C球．不计摩擦．下列说法正确的是 ( )
10．如题图所示，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为L，顶端塞有一质量为m的小球．圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短．在运动过程中，管始终保持竖直，小球未从管内掉出．已知M = 5m，球和管之间的滑动摩擦力大小为5mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力．则 ( )
三、主观题
11．育才中学某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律．重力加速度为g．
(1) 选择两个半径相等的小球，其中一个小球有经过球心的孔；
(2) 用天平测出小球的质量，有孔的小球质量记为 ，另一个小球质量记为 ；
(3) 将铁架台放置在水平桌面上，上端固定力传感器，通过数据采集器和计算机相连；将长约1米的细线穿过小球 的小孔并挂在力传感器上，测出悬点到小球球心的距离 ；
(4) 将小球 放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生正碰；在地面上铺上复写纸和白纸，以显示小球 落地点；
(5) 拉起小球 由某一特定位置静止释放，两个小球发生正碰，通过与拉力传感器连接的计算机读出碰撞前后瞬间拉力大小分别为F1、F2，可以得到小球 碰撞前瞬间速度大小 _____________（用题中所给字母表示）；同样方式可以得到小球 碰撞后瞬间速度大小 ；
(6) 测出小球 做平抛的水平位移x和竖直位移y，则小球 碰后瞬间速度 _____________；（用x、y、g表示）
(7) 若本次实验中 ，速度用 表示，数据处理后若满足表达式：_____________，则说明 与 碰撞过程中动量守恒．
12．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω）、灵敏电流计G（满偏电流 ，内阻 ，定值电阻 （ ），定值电阻 （ 阻值可求），变阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干．同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整．
(1) 若想将灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要_____________一个定值电阻R2（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值_____________Ω．
(2) 为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整．
(3) 采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，则所测得电池组的内阻r =_____________．（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）
(4) 组长小宋还组织大家进一步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与 的定值电阻串联起来接在上述电池组上，测得电池组的电动势E = 6.0V，内阻 ，如图丁．则每只灯泡消耗的实际功率为_____________W（保留2位有效数字）．
13．有一平行正对极板A、B，板间电压为 ，两极板中心处均开有小孔．平行板电容器的极板C、D与A、B垂直放置，B板中心小孔到C、D两极板距离相等．现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子从A板中心小孔处无初速飘入A、B板间，其运动轨迹如图中虚线所示，恰好从D板的右边沿飞出．已知平行板电容器带电量为Q，电容为C，不计粒子重力，板间电场视为匀强电场．求：
(1) 带电粒子射出B极板时的速度；
(2) 平行板电容器C、D极板间的电压；
(3) 平行板电容器C、D两极板间距d与极板长L的比值．
14．如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且 ，CDF为竖直平面内半径为 的光滑半圆轨道，圆轨道最高点为F点，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度 的匀强电场，方向水平向右．一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电滑块P接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点．现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P运动到F点瞬间对轨道压力为6N．已知滑块P的质量为 ，电荷量大小为 ，与轨道BC间的动摩擦因数为 ，忽略滑块P与轨道间电荷转移，重力加速度g取10m/s2． ．
求：(1) 求滑块在F点时的动能；
(2) 求滑块在与圆心O点等高的D点时对轨道的压力大小；
(3) 若滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动过程中时，对圆弧轨道的最小压力为10N，求弹簧释放瞬间弹性势能．
15．如图所示，长为L、质量为 的木板A静止放在光滑的水平面上，距离A足够远处有一与A等高的平台，平台上MN之间是一个宽度为 的特殊区域，只要物体进入MN之间就会受到一个方向向右、大小为F = mg的作用力，平台除MN之间粗糙外，其余部分光滑，MN的右侧某处安装有一特殊的弹射装置。现有一个质量为m的小滑块B以一定的速度v0（v0未知）从左侧滑上木板A，且恰好不从A滑下，当B到达弹射装置的速度大于 时可通过，速度不大于 时被反弹，反弹后的动能为反弹前的k倍(0＜k＜1)．已知A、B之间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g．
(1) 求B滑上A时的速度v0；
(2) 若B与MN之间的动摩擦因数μ1 = 0.2，求B滑上平台后在MN间通过的路程；
(3) 若B与MN之间的动摩擦因数μ2 = 0.25，试讨论B滑上平台后在MN间通过的路程．
A. 0～4 s内物体的平均速度是5m/s
B. BC段物体在做匀速直线运动
C. 物体在AB段的速度小于在CD段的速度
D. 物体在CD段的加速度大于在AB段的加速度
知识点： 位移和路程;速度和速率
正确答案：C
试题解析：
A.0～4s内物体的平均速度==m/s=1.25m/s，故A错误；
B.根据x-t图像，图线的斜率表示速度，所以BC段物体是静止的，故B错误；
C.根据x-t图像，图线的斜率表示速度，由图可知，AB段斜率小于CD段斜率，所以AB段速度小于CD段的速度，故C正确；
D.物体在AB段和CD段均做匀速直线运动，加速度都为0，故D错误。
A. 滑动变阻器滑片不动，光照强度减弱时，小灯泡变亮
B. 滑动变阻器滑片不动，光照强度增大时，光敏电阻两端的电压变大
C. 在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，小灯泡变亮
D. 在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向右滑，电源输出功率增大
知识点： 闭合电路欧姆定律
正确答案：A
试题解析：
A、滑动变阻器滑片不动，光照强度减弱时，光敏电阻阻值增大，并联部分的电阻增大，电路中的干路电流减小，电源内阻和滑动变阻器分得的电压减小，并联部分的电压增大，即光敏电阻两端的电压、小灯泡两端的电压都变大，所以小灯泡变亮；故A正确；
B、滑动变阻器滑片不动，光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，并联部分的电阻减小，电路中的干路电流增大，电源内阻和滑动变阻器分得的电压增大，并联部分的电压减小，即光敏电阻两端的电压、小灯泡两端的电压都变小，所以小灯泡变暗；故B错误；
C、在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的干路电流减小，并联部分的电压减小，所以灯泡变暗，故C错误；
D、当外电阻与电源内阻等大时，电源的输出功率最大，不确定滑片向右滑时，外电阻与电源内阻的关系，所以不能确定电源输出功率的变化，故D错误。
故选：A。
A. X核的质子数是90
B. 该衰变过程会释放能量
C. 升高温度，可以改变的半衰期
D. 衰变后新核的比结合能小于的比结合能
知识点： 半衰期;核反应方程;结合能和比结合能
正确答案：B
试题解析：
A.根据电荷数守恒可知X的电荷数：z=94-2=92，可知X核的质子数是92，故A错误；
BD.衰变是自发进行的，存在质量亏损，所以衰变过程一定释放能量，衰变后的新核比原核更稳定，所以比结合能更大，因此衰变后新核的比结合能大于的比结合能，故B正确，D错误；
C.半衰期由原子核的本身决定，与外界因素无关，升高温度，不能改变的半衰期，故C错误。
故选B。
A. 由状态1→2的过程，气体对外做功，温度降低
B. 由状态2→3的过程，气体分子热运动的平均动能不变
C. 由状态3→1的过程，气体内能增加，向外界放出热量
D. 由状态1→2→3→1的过程，气体从外界吸收热量
知识点： 理想气体状态方程;热力学第一定律的内容及应用
正确答案：D
试题解析：
A.状态1到状态2气体体积变大，说明气体对外做功。状态1到状态2根据理想气体状态方程，可得：T1＜T2，说明从状态1变化到状态2，气体温度升高。故A错误；
B.状态2到状态3根据理想气体状态方程，可得：T3＜T2，即温度降低，则分子热运动的平均动能减小，故B错误；
C.气状态3到状态1根据理想气体状态方程，可得：T1 >T3，即温度升高，则气体内能增加。由于该过程体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q ,，由于内能增加，说明气体从外界吸收热量，故C错误；
D.由于初末都是状态1，即温度不变，则ΔU=0。由图知状态1→2→3→1气体对外做功，则W<0。对状态1→2→3→1由热力学第一定律ΔU=W+Q ,知Q>0，即气体从外界吸收热量，故D正确。
A. 飞船在轨道Ⅲ的运行速率小于
B. 飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TⅠ:TⅢ= 9:1
C. 飞船在轨道Ⅰ上A处的机械能等于在轨道Ⅱ上B处的机械能
D. 飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率
知识点： 卫星运行规律及应用
正确答案：D
试题解析：
解：A、飞船在星球表面附近沿轨道Ⅲ绕星球做圆周运动，根据重力提供向心力有：mg0=，
解得：v=，即飞船在轨道Ⅲ的运行速率等于，故A错误。
B、根据万有引力提供向心力有：=mr得，T=，飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的轨道半径之比为3：1，则周期之比为：1，故B错误。
C、飞船在轨道Ⅱ上的A点进入轨道Ⅰ，需加速，所以机械能增加，且飞船在轨道Ⅱ上运行时机械能守恒，因此飞船在轨道Ⅰ上A处的机械能大于在轨道Ⅱ上B处的机械能，C错误。
D、飞船在B点，由轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需要加速，故飞船在轨道Ⅱ上经过B处的运行速率大于飞船在轨道Ⅲ上经过B处的运行速率，根据万有引力提供向心力有：=m得，v=，可知在轨道Ⅲ上经过B处的运行速率大于飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率，因此飞船在轨道Ⅰ上A处的运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率，故D正确。
故选：D。
A. 受到的重力大小为
B. 受到的合力大小为
C. 对曲面的压力小于
D. 对曲面的作用力大小为
知识点： 平衡状态及平衡条件;牛顿第三定律
正确答案：C
试题解析：
A、人的质量为m,则人受到的重力为：G=mg,故A错误；
B、人在曲面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，故B错误；
CD、曲面对人的作用力为F，由平衡条件得：mg+F=mg,解得：F=mg
根据牛顿第三定律可得，人对曲面的作用力大小为F′=F=mg,由于曲面不水平,故对曲面压力小于,C正确,故D错误。
A.点的电场强度大小大于点电场强度大小
B. x轴上和两点电场强度和电势都相同
C. 该粒子位于x轴上点的电势能大于点的电势能
D. 若粒子在点由静止释放，则粒子到达O点时刻加速度为零，速度达到最大
知识点： 电势能;电势
正确答案：C
试题解析：略
A. PA=8 kg· m/s，PB=10 kg· m/s
B. PA=6 kg· m/s，PB=12 kg· m/s
C. PA=9 kg· m/s，PB=9 kg· m/s
D. PA=kg· m/s，PB=16 kg· m/s
知识点： 动量守恒定律的应用
正确答案：AC
试题解析：
根据题意可知pA'=10 kg•m/s，pB'=8kg•m/s，
则碰撞前总动量为p=pA'+pB'=10kg•m/s+8kg•m/s=18kg•m/s
碰撞前总动能为+==
C、两个物体碰撞后同向运动，若pA=9kg•m/s，pB=9kg•m/s，则A球的速度等于B球的速度，A球的速度减小，B的速度增大，且总动能不增加，故是可能的，故C正确。
A、若PA=8 kg· m/s，PB=10 kg· m/s，碰撞前后总动量守恒，且碰撞后A的速度小于B的速度，
碰撞前总动能为+==，
碰撞后总动能为+==，故碰撞后动能不变，是可能发生的，故A正确。
B、若PA=6 kg· m/s，PB=12 kg· m/s，碰撞前后总动量守恒。
碰撞后总动能为+=+=，可知碰撞后总动能增加，违反了能量守恒守恒，这是不可能发生的，故B错误。
D、若PA= kg· m/s，PB=16 kg· m/s，碰撞前后总动量不守恒，违反了动量守恒守恒，这是不可能发生的，故D错误。
故选：AC。
A. 运动过程中，A、C组成的系统水平方向动量守恒
B. C由初始位置第一次向左运动到达最低点的过程中，AB的位移大小为
C. C运动到最低点时速度为
D. C向左运动能达到的最大高度比初始位置低
知识点： 动量守恒定律的应用;能量守恒定律
正确答案：BC
试题解析：
A、木块A、B和小球C组成的系统竖直方向动量不守恒，水平方向动量守恒，所以A、C组成的系统水平方向动量不守恒，故A错误；
B、C球由静止释放到最低点的过程中,系统水平方向动量守恒,设C对地向左水平位移大小为 ,AB对地水平位移大小为 ,则有= ， + =l，解得 = ，故B正确；
C、小球C摆至最低点时, 设此时C球速度大小为 , A、B速度大小为 , 对ABC系统, 水平方向动量守恒得 = ，
由系统能量守恒得2mgl= × + ，解得 = ， = ，故C正确；
D、小球C摆至最低点后木块A、B分离，C球向左摆至最高点时, A、C共速,
由水平方向动量守恒得- =(2m+m) ，
由AC系统能量守恒得 × + = (2m+m) +2mgh，解得h= ，所以C向左运动能达到的最大高度比初始位置低,故D错误。
故选：BC。
A. 圆管第一次弹起后上升的过程中一直减速运动
B. 圆管第一次弹起后上升的过程中小球的加速度始终等于4g
C. 圆管的长度可能为
D. 圆管第一次与地面碰撞反弹后，离开地面的最大高度为
知识点： 牛顿运动定律的应用;功能关系
正确答案：ACD
试题解析：
ABD、管第一次与地面碰撞前，管与小球一起做自由落体运动，管与地面碰撞时，管与小球速度均为 v 1= ，弹起后管的速度等大反向，而小球的速度不变，管上升，小球继续下降。
对小球有a 1= ，方向向上，
对管有a 2= ，方向向下，
以竖直向上为正方向，设经过时间 t共速，则 ，
解得 t= ，
设此时管下端距地面的高度为h 1，由运动学公式可得 h 1= ，
此后管与小球将以加速度 g减速上升 h 2到达最高点，由运动学公式有： h 2= ，
管第一次落地弹起后上升的最大高度 H 1= h 1+ h 2= ，
故圆管第一次弹起后上升的过程中一直减速运动;小球先做匀减速运动，减速为零后再向上做匀加速运动，当与管共速后，整体一起向上做匀减速运动，故AD正确，B错误；
C、系统运动过程中的机械能损失来源于小球与管之间的摩擦生热，当最终小球恰好不从管内掉出时，有 5mgH= MgL+ mg（ H+ L），
解得 H= ，所以管的长度范围是 H≥ ，故C正确。
故选ACD。
知识点： 验证动量守恒定律
正确答案：
（5） ； （6） ； （7）
试题解析：
（5）碰撞前小球 做圆周运动，力传感器的示数为F1，则有，解得
（6）小球 做平抛运动，则有 ， ，解得
（7）实验中 ，则碰撞后小球 不反弹，根据动量守恒定律有
知识点： 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线;测量电源的电动势和内阻
正确答案：
（1）串联 ；59900 ；（2） ；（3）-R1；（4）0.29（0.27~0.31）。
试题解析：
（1）若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要串联一个定值电阻R2，该定值电阻的阻值
（2）根据题意可知，本实验中采用电阻箱与改装后的电压表并联进行分析，并且采用R1与电源串联充当保护电阻使用，故电路图如图所示 ；
（3）由电路图可得
因已知电源中的电流远大于电流计G中的电流，则可写成
即，则，，解得。
（4）由电路可知，即U=6-20I
将此关系图像画在灯泡的U-I图像中，如图；
则交点为电路的工作点，则I=0.24A，U=1.2V，则每只灯泡消耗的功率P=IU=0.29W
知识点： 带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转
正确答案：
解：（1）粒子在A、B板间的加速过程由动能定理有，解得
（2）根据公式，得
（3）根据牛顿第二定律可得粒子在C、D间做类平抛运动时竖直方向的加速度大小为，
根据运动学规律有，得=
知识点： 牛顿第三定律;圆周运动规律及其应用;动能定理;带电粒子在电场中的偏转
正确答案：
解：（1）F点时，对滑块，由牛顿第二定律N+mg=m，根据牛顿第三定律知轨道对滑块的压力大小为N=6N，m=0.3kg，联立解得滑块到F点时的动能=0.9J；
（2）滑块从D到F的过程中，根据动能定理有qER-mgR=-，
在D点时，根据牛顿第二定律有+qE=m，联立解得=3N，根据牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为3N；
（3）重力和电场力可看作等效重力(斜向左下方)，此时mg'==，
设等效重力的方向与竖直方向夹角为，则有=，可得=，
设等效最高点为M点，M点处，对圆弧轨道压力最小，为10N据牛顿第二定律N'+mg'=m，圆弧轨道对滑块的压力大小N'=10N，
滑块P从压缩时到M点的过程中，由动能定理得'--mg'R(1+)=，
联立可得'=3.7J。
知识点： 动能定理;动量守恒定律的应用
正确答案：
解：(1) 设B和A的共同速度为v, B在A上滑动时, 由动量守恒定律有:=(m+m)v
由功能关系有:-(m+)=mgL，联立解得:=
(2) 设B第一次到达N时速度为vN, 由动能定理有:(F-mg)=-，解得:=
因为>,B到达弹射装置后会从右侧离开,所以B在MN间的路程为:x=
(3)设B第一次到达N时速度为vN, 由动能定理有:(F-mg)=-，解得:==
B在弹射装置处反弹。反弹后, 设k=时, B 恰好回到M点。B在从N到M过程中, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，解得:=0.6
当0.6
由F>mg可知, B不能在MN之间静止, 设B第1次反弹后从N离开的速度为, 则:(F-mg)=，
设第2次反弹后在MN区域向左运动的最大位移为, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，
解得:=L=
设第2次反弹后从N离开的速度为'则:(F-mg)=
设第3次反弹后在MN区域向左运动的最大位移为, 由动能定理有:-(F+mg)=0-，
解得:=L=，
由上可知:B第n次反弹后在MN中向左运动的最大位移为:=
B在MN间通过的路程为:=+2(+++)=+[1+++]=+
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