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四川省成都外国语学校2023-2024学年高三上学期期中理综物理试题（Word版附解析）
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这是一份四川省成都外国语学校2023-2024学年高三上学期期中理综物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分，答题前，考生务必先将自己的姓名，考试结束后，将答题卡交回，cs37°=0.8）等内容，欢迎下载使用。
命题人： 审题人：
注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分
2、本堂考试150分钟，满分110分
3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂
4、考试结束后，将答题卡交回
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是（ ）
A. 竖直向下的运动一定是自由落体运动
B. 同一地点，轻重物体的值可能不一样大
C. 熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
D. 值在两极处小于在赤道处
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动的定义：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。可知竖直向下的运动不一定是自由落体运动，故A错误；
B．同一地点，轻重物体的值一样大，与物体质量无关，故B错误；
C．熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动，空气阻力可以忽略不计，只受重力，可被视为自由落体运动，故C正确；
D．重力加速度随着纬度的增加而增加，故两极重力加速度大于赤道上的重力加速度，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（ ）
A. b对c的压力可能减小B. b对c的摩擦力可能增大
C. 地面对c的摩擦力可能增大D. 地面对c的支持力可能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．对a与沙子受力分析，受重力、绳的拉力两个力的作用，两个的合力一直为零，沙子缓慢流出的过程中，a与沙子的总重力减小，可知绳的拉力T减小，对b进行受力分析，c对b的支持力为
由牛顿第三定律可知b对c的压力保持不变，故A错误；
B．若开始时绳子拉力小于物块b重力沿斜面向下的分力，则c对b的摩擦力方向平行斜面向上，根据受力平衡可得
当拉力T减小时，c对b的摩擦力增大，根据牛顿第三定律可知b对c的摩擦力也增大，故B正确；
CD．以b、c为整体作为研究对象，受力分析如下图所示
根据受力平衡可得
在a中的沙子缓慢流出的过程中，绳子拉力T减小，所以地面对c的摩擦力减小，地面对c的支持力增大，故CD错误。
故选B。
3. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大于桥对车的支持力
B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度减小
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等
D 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车对桥的压力与桥对车的支持力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，即汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大小等于桥对车的支持力大小，故A错误；
B．对小球进行受力分析，则有
解得
可知，增大θ，但保持圆锥的高不变，圆锥摆的角速度不变，故B错误；
C．圆锥筒内的小球做匀速圆周运动，令筒壁与水平方向夹角为，对小球进行分析，由重力与筒壁的支持力的合力提供向心力，则有
可知，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等，故C正确；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，火车所受的重力与轨道对火车垂直于斜面的支持力的合力已经不足以提供圆周运动的向心力，重力与轨道对火车垂直于斜面的支持力的合力小于圆周运动所需要的向心力，则火车有向外侧运动的趋势，可知外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示，则（ ）
A. t1时刻小球速度最大
B. t2至t3时间内，小球速度一直增大
C. t2至t3时间内，小球速度先增大后减小
D. t3时刻小球返回出发点
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下，当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故t1时刻小球速度没有达到最大，故A错误；
BC．t2至t3这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始弹力大于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，故C正确，B错误；
D．t3时刻弹力为0，则此时小球刚脱离弹簧，故D错误。
故选C。
5. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球先后打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示。若足球两次击中横梁时的速度方向均沿水平方向，不计空气的作用（ ）
A. 若足球从O点运动到a、b的时间分别为t1和t2，则t1B. 若足球击中a、b点的速度分别为v1和v2，则v1=v2
C. 若先后两次足球被踢出时的速度分别为v01和v02，则v01D. 两次足球被踢出时的速度方向可能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据几何关系可知，到达b点的足球水平位移较大，二者竖直位移相等；由于击中a、b两点速度方向均沿水平方向证明此过程为平抛运动的逆过程
根据竖直方向位移表达式
可知二者竖直位移相等，O点运动到a、b的时间也相等，故A错误；
BC．设足球击中a、b点的速度分别为v1和v2，先后两次足球被踢出时的速度分别为v01和v02，由于到达b点的足球水平位移较大，根据
所以到达b点的足球水平分速度大于到达a点足球的水平分速度，；竖直方向速度根据
可知二者竖直方向速度相同；
根据速度的合成与分解，合速度为
可知，故B错误，C正确；
D．若两次足球被踢出时的速度方向相同，水平位移竖直位移相同，则会击中同一点，故D错误。
故选C。
【点睛】本题解题的关键在于运动的合成与分解规律。水平方向匀速直线运动，竖直方向竖直上抛运动。
6. 中国志愿者王跃参与了人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度
B. 飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度
C. 飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近点P点的速度大于在远点Q点的速度，选项A正确；
B．飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在P点加速，则飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度，选项B错误；
C．根据
可知，飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度，选项C错误；
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，根据
解得火星的密度
选项D正确。
故选AD。
7. 一汽车在平直公路是以恒定功率加速行驶，初速度为，经过一段时间后速度增大到v，这一过程的平均速度为，中间时刻的速度为，以下关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】C．汽车在平直公路以恒定的功率加速行驶，则根据
可知随着速度增大，牵引力不断减小，汽车做加速度减小的加速运动，则根据题意做出图像如下图。内位移满足
故C正确。
ABD．与图中梯形面积相等，故
故A正确，B、D错误。
故选AC。
8. 由高压水枪竖直向上喷出的水柱，将一个质量为的小铁盒开口向下倒顶在空中，铁盒悬停在距离水枪口的距离为。已知水以恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击铁盒后，水流以不变的速率竖直返回；忽略水在与盒作用时水的重力的影响，水的密度为，，则下列说法正确的是（ ）
A. 水冲击铁盒后以的速度返回B. 水枪的输出功率为0.5kW
C. 水从水枪口喷出的速度为D. 以上结果均不对
【答案】BC
【解析】
【详解】ACD．设水从水枪口喷出的速度为，水冲击铁盒后返回的速度为，极短时间内水与小铁盒作用过程中，对水由动量定理可得
喷出的水质量为
水从枪口到铁盒处，根据动力学公式有
铁盒悬停有
解得
，
故水冲击铁盒后以的速度返回，水从水枪口喷出的速度为，故AD错误，C正确；
B．水枪的输出功率为
故B正确。
故选BC。
第Ⅱ卷
二．非选择题（本卷包括必考题和选考题两部分。第9—12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13-14题为选考题，考生根据要求作答）
（一）必考题（共62分）
9. 某同学用如图所示的装置，通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）在以下测量工具中，本实验必须使用的是_______。
A.刻度尺 B.游标卡尺 C.秒表
（2）实验中不需要满足的条件是_______。
A.斜槽轨道的末端切线必须水平
B入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放
C.两球材质必须相同
D.两球质量应满足
E两球半径应满足
（3）若小球的落点是N点，要验证小球与小球碰撞过程动量守恒应满足的关系是________________。用、、OM、OP、ON表示
【答案】 ①. A ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验中需要测量小球平抛后的水平距离，故需要用刻度尺，故A正确；
BC．本实验中两球下落时间相同，不需要测量运动时间，不需要秒表，同时只需要保证小球的直径相同，故不需要游标卡尺，故BC错误。
故选A。
（2）[2]A．为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道的末端切线必须水平，故A正确；
B．为了保证入射球的碰前速度相同，入射球A必须从同一位置静止释放，故B正确；
CDE．为了让两球发生对心碰撞，小球半径必须相等，即，为了防止入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即，则两球的材质定不相同，故C错误，DE正确。
本题选不需要满足的条件，故选C。
（3）[3]小球离开轨道后做平抛运动，设碰撞前入射球的速度大小为，碰撞后瞬间入射球的速度大小为，被碰球的速度大小为，小球做平抛运动抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
两边同时乘以，则
即
10. 某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下：
待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）；
电压表一个（量程0~2V， 内阻为2kΩ） ；
电流表一个（量程0~0.4A， 内阻约为3Ω）；
定值电阻R1（阻值为1kΩ）；
定值电阻R2（阻值为2kΩ）；
滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
电源（电动势5.0V，内阻很小）；
开关一个， 导线若千。
（1）为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻______（填“R1”或“R2”） ______（填“串”或“并”）联。
（2）根据实验目的和提供的器材，在图甲方框中将电路图补充完整______。
（3）完善图甲中电路图后，进行实验。关于该实验下列说法正确的是（ ）
A. 实验前应将滑动变阻器滑片滑到b端
B. 通过调节滑动变阻器滑片位置可使电流表的示数为零
C. 当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡两端电压为2.5V
（4）实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”）。把实验中的待测小灯泡接入另一电路如图丙所示， 已知该电源电动势E=6V，内阻r=20Ω，定值电阻R=20Ω，可得小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. R2 ②. 串 ③. ④. B ⑤. 增大 ⑥. 0.21##0.20##0.22##0.23
【解析】
【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表需要与定值电阻R2串联。串联后量程为4V。
（2）[3]待测灯泡电阻
由于
因此选择电流表外接法。电路图如图
（3）[4]A．实验前灯泡电压应该最小，滑动变阻器滑片应该在a端，A错误；
B．当滑动变阻器滑片在a端时，灯泡两端电压为0，则电流表的示数为零，B正确；
C．当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡与左侧电阻并联，并联后总阻值比右侧电阻小，因此两端电压小于2.5V，C错误
故选B。
（4）[5]由图可知，图象与原点连线斜率为电阻的倒数，因此随着小灯泡两端电压增大灯丝的电阻增大。
[6]此电路中，灯泡两端电压满足
得
代入数据
做出图象，图象与电阻的伏安特性曲线交点表示此时电压和电流。由图像可知
交点电压1.18V，电流180mA。此时灯泡功率
11. 若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，在时间内加速行驶后速度达到。再匀速行驶一段时间，然后匀减速行驶到达乙站停止。已知列车行驶时所受的阻力大小恒为，列车在匀减速行驶过程中发动机停止工作，求：
（1）列车在匀减速行驶阶段克服阻力所做的功；
（2）列车的质量；
（3）列车在加速行驶阶段所受牵引力做功的平均功率。
【答案】（1） W=1×108J；（2） m=5×105kg ；（3）=2.2×107W
【解析】
【详解】（1）列车在匀减速行驶行驶阶段的加速度为
列车在匀减速行驶行驶阶段的位移为
列车在匀减速行驶行驶阶段克服阻力所做的功
（2）列车的质量为
（3）根据动能定理，列车在加速行驶阶段有
列车在加速行驶阶段所受牵引力做功的平均功率为
12. 一游戏装置如图所示，该装置由小平台、传送带和小车三部分组成。倾角为α=37°的传送带以恒定的速率 v0=6m/s 顺时针方向运行，质量 m=1kg 的物体（可视为质点）从平台以v1=4.0m/s水平抛出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）进入传送带。物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度 物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.75.质量M=2.6kg的无动力小车静止于光滑水平面上，小车上表面光滑且由水平轨道与圆轨道平滑连接组成，圆轨道半径R=0.5m。物体离开传送带后沿水平方向冲上小车（物体从离开传送带到冲上小车过程无动能损耗），并在小车右侧的最高点离开小车，过一段时间后重新回到小车，不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2。（sin37°=0.6、cs37°=0.8）
（1）求平台距离传送带最上端的高度h；
（2）求物体在传送带上运动的时间t；
（3）从物体离开小车开始计时，求当物体再次回到小车过程中小车发生的位移d。
【答案】（1）0.45m；（2）0.5s；（3）
【解析】
【详解】（1）物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端进入传送带，则有
得
又
联立解得
h= 0.45m
（2）物体刚滑上传送带时的速度为
可知物体刚滑上传送带受到向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为
物体刚滑上传送带到与传送带共速所用时间为
下滑的位移为
物体与传送带共速后，由于
μ=0.75=tanα
物体与传送带一起向下匀速运动
所以
（3）物体刚滑上小车的速度为v2=6m/s，物体刚离开小车时，以物体和小车为系统，根据系统水平方向动量守恒可得
解得
设物体刚离开小车时的速度为v3，竖直分速度为vy，根据系统机械能守恒可得
又
解得
物体刚离开小车后在竖直方向做竖直上抛运动，则从物体离开小车开始计时，物体重新回到小车所用的时间为
由此可得
[物理—选修3-4]
13. 下列说法中正确的是（ ）
A. 单摆的振动周期与小球的质量有关
B. 让红光和绿光通过同一双缝干涉装置，红光形成的干涉条纹间距较大
C. 鸣笛的火车经过人的附近时，人听到的鸣笛声的频率先增大后减小
D. 紫外线照射金属锌的表面，有电子逸出，这就是光电效应现象。光电效应说明光具有波动性。
E. 很多照相机镜头的镜片呈现淡紫色，是由于镜片上有一层增透膜使光发生干涉现象
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据单摆周期的表达式
知，单摆的周期与小球质量无关，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距的表达式
得红光形成的干涉条纹间距较大，故B正确；
C．根据多普勒效应可知鸣笛的火车经过人的附近时人听到的鸣笛声的频率先增大后减小，故C正确；
D．光电效应说明光具有粒子性，故D错误；
E．照相机镜头的镜片呈现淡紫色是由于镜头上有一层增透膜使光发生干涉，使绿光透射能力增强，从而看起来呈淡紫色，故E正确。
故选BCE。
14. 某种柱状透明工艺品的截面形状如图所示，AO、BO为夹角60°的平面，底部AMB为半径为R的一段圆弧，其对应的圆心角也为60°，圆心在∠AOB的角平分线OM延长线上。一束单色平行光沿与OA面成45°角的方向斜向下射向OA面，经OA折射进入该柱状介质内，已知介质折射率为。
（ⅰ）通过计算说明在介质OA面的折射光线的方向；
（ⅱ）求底部弧面AMB有光线射出的部分对应的弧长（不考虑二次反射）。
【答案】（i）平行于OB；（ii）
【解析】
【详解】（i）所有光线在OA面上入射角都相同，如图所示
由折射定律知
其中，解得折射角
所以，折射光线均平行于OB；
（ii）如图所示，进入介质内的光线，在AMB弧面上到达位置越向左入射角越大
在此面上恰发生全反射时临界角C，满足
设恰好射到P点的光线为对应临界角时的光线，设此时入射角为，则，由几何关系得
故射出光线的圆弧部分对应圆心角为
对应的弧长为
命题人： 审题人：
注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分
2、本堂考试150分钟，满分110分
3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂
4、考试结束后，将答题卡交回
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是（ ）
A. 竖直向下的运动一定是自由落体运动
B. 同一地点，轻重物体的值可能不一样大
C. 熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
D. 值在两极处小于在赤道处
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动的定义：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。可知竖直向下的运动不一定是自由落体运动，故A错误；
B．同一地点，轻重物体的值一样大，与物体质量无关，故B错误；
C．熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动，空气阻力可以忽略不计，只受重力，可被视为自由落体运动，故C正确；
D．重力加速度随着纬度的增加而增加，故两极重力加速度大于赤道上的重力加速度，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（ ）
A. b对c的压力可能减小B. b对c的摩擦力可能增大
C. 地面对c的摩擦力可能增大D. 地面对c的支持力可能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．对a与沙子受力分析，受重力、绳的拉力两个力的作用，两个的合力一直为零，沙子缓慢流出的过程中，a与沙子的总重力减小，可知绳的拉力T减小，对b进行受力分析，c对b的支持力为
由牛顿第三定律可知b对c的压力保持不变，故A错误；
B．若开始时绳子拉力小于物块b重力沿斜面向下的分力，则c对b的摩擦力方向平行斜面向上，根据受力平衡可得
当拉力T减小时，c对b的摩擦力增大，根据牛顿第三定律可知b对c的摩擦力也增大，故B正确；
CD．以b、c为整体作为研究对象，受力分析如下图所示
根据受力平衡可得
在a中的沙子缓慢流出的过程中，绳子拉力T减小，所以地面对c的摩擦力减小，地面对c的支持力增大，故CD错误。
故选B。
3. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大于桥对车的支持力
B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度减小
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等
D 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车对桥的压力与桥对车的支持力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，即汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大小等于桥对车的支持力大小，故A错误；
B．对小球进行受力分析，则有
解得
可知，增大θ，但保持圆锥的高不变，圆锥摆的角速度不变，故B错误；
C．圆锥筒内的小球做匀速圆周运动，令筒壁与水平方向夹角为，对小球进行分析，由重力与筒壁的支持力的合力提供向心力，则有
可知，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等，故C正确；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，火车所受的重力与轨道对火车垂直于斜面的支持力的合力已经不足以提供圆周运动的向心力，重力与轨道对火车垂直于斜面的支持力的合力小于圆周运动所需要的向心力，则火车有向外侧运动的趋势，可知外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示，则（ ）
A. t1时刻小球速度最大
B. t2至t3时间内，小球速度一直增大
C. t2至t3时间内，小球速度先增大后减小
D. t3时刻小球返回出发点
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下，当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故t1时刻小球速度没有达到最大，故A错误；
BC．t2至t3这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始弹力大于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，故C正确，B错误；
D．t3时刻弹力为0，则此时小球刚脱离弹簧，故D错误。
故选C。
5. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球先后打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示。若足球两次击中横梁时的速度方向均沿水平方向，不计空气的作用（ ）
A. 若足球从O点运动到a、b的时间分别为t1和t2，则t1
C. 若先后两次足球被踢出时的速度分别为v01和v02，则v01
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据几何关系可知，到达b点的足球水平位移较大，二者竖直位移相等；由于击中a、b两点速度方向均沿水平方向证明此过程为平抛运动的逆过程
根据竖直方向位移表达式
可知二者竖直位移相等，O点运动到a、b的时间也相等，故A错误；
BC．设足球击中a、b点的速度分别为v1和v2，先后两次足球被踢出时的速度分别为v01和v02，由于到达b点的足球水平位移较大，根据
所以到达b点的足球水平分速度大于到达a点足球的水平分速度，；竖直方向速度根据
可知二者竖直方向速度相同；
根据速度的合成与分解，合速度为
可知，故B错误，C正确；
D．若两次足球被踢出时的速度方向相同，水平位移竖直位移相同，则会击中同一点，故D错误。
故选C。
【点睛】本题解题的关键在于运动的合成与分解规律。水平方向匀速直线运动，竖直方向竖直上抛运动。
6. 中国志愿者王跃参与了人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度
B. 飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度
C. 飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近点P点的速度大于在远点Q点的速度，选项A正确；
B．飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在P点加速，则飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度，选项B错误；
C．根据
可知，飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度，选项C错误；
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，根据
解得火星的密度
选项D正确。
故选AD。
7. 一汽车在平直公路是以恒定功率加速行驶，初速度为，经过一段时间后速度增大到v，这一过程的平均速度为，中间时刻的速度为，以下关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】C．汽车在平直公路以恒定的功率加速行驶，则根据
可知随着速度增大，牵引力不断减小，汽车做加速度减小的加速运动，则根据题意做出图像如下图。内位移满足
故C正确。
ABD．与图中梯形面积相等，故
故A正确，B、D错误。
故选AC。
8. 由高压水枪竖直向上喷出的水柱，将一个质量为的小铁盒开口向下倒顶在空中，铁盒悬停在距离水枪口的距离为。已知水以恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击铁盒后，水流以不变的速率竖直返回；忽略水在与盒作用时水的重力的影响，水的密度为，，则下列说法正确的是（ ）
A. 水冲击铁盒后以的速度返回B. 水枪的输出功率为0.5kW
C. 水从水枪口喷出的速度为D. 以上结果均不对
【答案】BC
【解析】
【详解】ACD．设水从水枪口喷出的速度为，水冲击铁盒后返回的速度为，极短时间内水与小铁盒作用过程中，对水由动量定理可得
喷出的水质量为
水从枪口到铁盒处，根据动力学公式有
铁盒悬停有
解得
，
故水冲击铁盒后以的速度返回，水从水枪口喷出的速度为，故AD错误，C正确；
B．水枪的输出功率为
故B正确。
故选BC。
第Ⅱ卷
二．非选择题（本卷包括必考题和选考题两部分。第9—12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13-14题为选考题，考生根据要求作答）
（一）必考题（共62分）
9. 某同学用如图所示的装置，通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）在以下测量工具中，本实验必须使用的是_______。
A.刻度尺 B.游标卡尺 C.秒表
（2）实验中不需要满足的条件是_______。
A.斜槽轨道的末端切线必须水平
B入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放
C.两球材质必须相同
D.两球质量应满足
E两球半径应满足
（3）若小球的落点是N点，要验证小球与小球碰撞过程动量守恒应满足的关系是________________。用、、OM、OP、ON表示
【答案】 ①. A ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验中需要测量小球平抛后的水平距离，故需要用刻度尺，故A正确；
BC．本实验中两球下落时间相同，不需要测量运动时间，不需要秒表，同时只需要保证小球的直径相同，故不需要游标卡尺，故BC错误。
故选A。
（2）[2]A．为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道的末端切线必须水平，故A正确；
B．为了保证入射球的碰前速度相同，入射球A必须从同一位置静止释放，故B正确；
CDE．为了让两球发生对心碰撞，小球半径必须相等，即，为了防止入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即，则两球的材质定不相同，故C错误，DE正确。
本题选不需要满足的条件，故选C。
（3）[3]小球离开轨道后做平抛运动，设碰撞前入射球的速度大小为，碰撞后瞬间入射球的速度大小为，被碰球的速度大小为，小球做平抛运动抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
两边同时乘以，则
即
10. 某同学想通过测绘小灯泡完整的伏安特性曲线来研究小灯泡的特性。所用器材如下：
待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）；
电压表一个（量程0~2V， 内阻为2kΩ） ；
电流表一个（量程0~0.4A， 内阻约为3Ω）；
定值电阻R1（阻值为1kΩ）；
定值电阻R2（阻值为2kΩ）；
滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
电源（电动势5.0V，内阻很小）；
开关一个， 导线若千。
（1）为测量小灯泡两端的电压，需要将电压表与定值电阻______（填“R1”或“R2”） ______（填“串”或“并”）联。
（2）根据实验目的和提供的器材，在图甲方框中将电路图补充完整______。
（3）完善图甲中电路图后，进行实验。关于该实验下列说法正确的是（ ）
A. 实验前应将滑动变阻器滑片滑到b端
B. 通过调节滑动变阻器滑片位置可使电流表的示数为零
C. 当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡两端电压为2.5V
（4）实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压增大，灯丝的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”）。把实验中的待测小灯泡接入另一电路如图丙所示， 已知该电源电动势E=6V，内阻r=20Ω，定值电阻R=20Ω，可得小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. R2 ②. 串 ③. ④. B ⑤. 增大 ⑥. 0.21##0.20##0.22##0.23
【解析】
【详解】（1）[1][2]小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表需要与定值电阻R2串联。串联后量程为4V。
（2）[3]待测灯泡电阻
由于
因此选择电流表外接法。电路图如图
（3）[4]A．实验前灯泡电压应该最小，滑动变阻器滑片应该在a端，A错误；
B．当滑动变阻器滑片在a端时，灯泡两端电压为0，则电流表的示数为零，B正确；
C．当滑动变阻器滑片位于 ab中间位置时，小灯泡与左侧电阻并联，并联后总阻值比右侧电阻小，因此两端电压小于2.5V，C错误
故选B。
（4）[5]由图可知，图象与原点连线斜率为电阻的倒数，因此随着小灯泡两端电压增大灯丝的电阻增大。
[6]此电路中，灯泡两端电压满足
得
代入数据
做出图象，图象与电阻的伏安特性曲线交点表示此时电压和电流。由图像可知
交点电压1.18V，电流180mA。此时灯泡功率
11. 若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，在时间内加速行驶后速度达到。再匀速行驶一段时间，然后匀减速行驶到达乙站停止。已知列车行驶时所受的阻力大小恒为，列车在匀减速行驶过程中发动机停止工作，求：
（1）列车在匀减速行驶阶段克服阻力所做的功；
（2）列车的质量；
（3）列车在加速行驶阶段所受牵引力做功的平均功率。
【答案】（1） W=1×108J；（2） m=5×105kg ；（3）=2.2×107W
【解析】
【详解】（1）列车在匀减速行驶行驶阶段的加速度为
列车在匀减速行驶行驶阶段的位移为
列车在匀减速行驶行驶阶段克服阻力所做的功
（2）列车的质量为
（3）根据动能定理，列车在加速行驶阶段有
列车在加速行驶阶段所受牵引力做功的平均功率为
12. 一游戏装置如图所示，该装置由小平台、传送带和小车三部分组成。倾角为α=37°的传送带以恒定的速率 v0=6m/s 顺时针方向运行，质量 m=1kg 的物体（可视为质点）从平台以v1=4.0m/s水平抛出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）进入传送带。物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度 物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.75.质量M=2.6kg的无动力小车静止于光滑水平面上，小车上表面光滑且由水平轨道与圆轨道平滑连接组成，圆轨道半径R=0.5m。物体离开传送带后沿水平方向冲上小车（物体从离开传送带到冲上小车过程无动能损耗），并在小车右侧的最高点离开小车，过一段时间后重新回到小车，不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2。（sin37°=0.6、cs37°=0.8）
（1）求平台距离传送带最上端的高度h；
（2）求物体在传送带上运动的时间t；
（3）从物体离开小车开始计时，求当物体再次回到小车过程中小车发生的位移d。
【答案】（1）0.45m；（2）0.5s；（3）
【解析】
【详解】（1）物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端进入传送带，则有
得
又
联立解得
h= 0.45m
（2）物体刚滑上传送带时的速度为
可知物体刚滑上传送带受到向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为
物体刚滑上传送带到与传送带共速所用时间为
下滑的位移为
物体与传送带共速后，由于
μ=0.75=tanα
物体与传送带一起向下匀速运动
所以
（3）物体刚滑上小车的速度为v2=6m/s，物体刚离开小车时，以物体和小车为系统，根据系统水平方向动量守恒可得
解得
设物体刚离开小车时的速度为v3，竖直分速度为vy，根据系统机械能守恒可得
又
解得
物体刚离开小车后在竖直方向做竖直上抛运动，则从物体离开小车开始计时，物体重新回到小车所用的时间为
由此可得
[物理—选修3-4]
13. 下列说法中正确的是（ ）
A. 单摆的振动周期与小球的质量有关
B. 让红光和绿光通过同一双缝干涉装置，红光形成的干涉条纹间距较大
C. 鸣笛的火车经过人的附近时，人听到的鸣笛声的频率先增大后减小
D. 紫外线照射金属锌的表面，有电子逸出，这就是光电效应现象。光电效应说明光具有波动性。
E. 很多照相机镜头的镜片呈现淡紫色，是由于镜片上有一层增透膜使光发生干涉现象
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．根据单摆周期的表达式
知，单摆的周期与小球质量无关，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距的表达式
得红光形成的干涉条纹间距较大，故B正确；
C．根据多普勒效应可知鸣笛的火车经过人的附近时人听到的鸣笛声的频率先增大后减小，故C正确；
D．光电效应说明光具有粒子性，故D错误；
E．照相机镜头的镜片呈现淡紫色是由于镜头上有一层增透膜使光发生干涉，使绿光透射能力增强，从而看起来呈淡紫色，故E正确。
故选BCE。
14. 某种柱状透明工艺品的截面形状如图所示，AO、BO为夹角60°的平面，底部AMB为半径为R的一段圆弧，其对应的圆心角也为60°，圆心在∠AOB的角平分线OM延长线上。一束单色平行光沿与OA面成45°角的方向斜向下射向OA面，经OA折射进入该柱状介质内，已知介质折射率为。
（ⅰ）通过计算说明在介质OA面的折射光线的方向；
（ⅱ）求底部弧面AMB有光线射出的部分对应的弧长（不考虑二次反射）。
【答案】（i）平行于OB；（ii）
【解析】
【详解】（i）所有光线在OA面上入射角都相同，如图所示
由折射定律知
其中，解得折射角
所以，折射光线均平行于OB；
（ii）如图所示，进入介质内的光线，在AMB弧面上到达位置越向左入射角越大
在此面上恰发生全反射时临界角C，满足
设恰好射到P点的光线为对应临界角时的光线，设此时入射角为，则，由几何关系得
故射出光线的圆弧部分对应圆心角为
对应的弧长为
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