2024届山东省济宁市第一中学高三上学期12月月考试题 物理 解析版

这是一份2024届山东省济宁市第一中学高三上学期12月月考试题 物理 解析版试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2023年8月29日，全球瞩目智能手机华为Mate 60 Pr上市。已知其锂离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“20V/4.4A”，兼容“11V/6A”或“10V/4A”超级快充，电池电动势为3.6V，正常通话额定功率为2W，则（ ）
A. 题中“”是能量的单位B. 最大超级快充对应的功率是66W
C. 充满电后可以正常通话的时间为9hD. 充满电后可以正常通话的时间为18h
2. 2023 年8月 28 日株洲清水塘大桥正式通车。如图甲所示，大桥全长2.85 千米，主跨为408米双层钢桁架拱桥结构，位列同类桥梁中湖南第一、桥梁上层为机动车道，下层为行人和非机动车通行的景观通道。大桥一经开通就成为了株洲市民观光散步、娱乐休闲的“网红桥”。图乙中A、B、C、D、E、F为大桥上的六根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间距离均相等，若一汽车在桥梁上层从吊索A 处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索 E、F的中点 N 点停下，汽车通过吊索 E 时的瞬时速度为vE，从 E 点到N 点的时间为t，则（ ）
A. 汽车通过吊索 A 时的速度为 9vE
B. 汽车通过 AE 段的时间等于 3t
C. 汽车通过 AE段的平均速度是EN 段平均速度的4倍
D. 汽车通过全程AN平均速度小于vE
3. 某一赛车在倾角的斜面上以恒定功率加速启动并沿斜面向上运动，其加速度a与速度的倒数的关系图像如图所示，已知运动过程中赛车与路面间的摩擦阻力恒定不变（不计其它阻力），汽车的质量为，。则赛车的输出功率为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，竖直轻弹簧一端与地面相连，另一端与物块相连，物块处于静止状态。现对物块施加一个竖直向上的拉力，使物块向上做初速度为零的匀加速直线运动，此过程中弹簧的形变始终在弹性限度内，则拉力随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒定的小灯泡，R1为定值电阻，R3为半导体材料制成的光敏电阻（光照越强，电阻越小），电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态，电源负极接地。则下列说法正确的是（ ）
A. 若将R2的滑片下移，电压表的示数增大
B. 若光照变强，则油滴会向下运动
C. 若光照变强，则灯泡变暗
D. 若将电容器上极板上移，则P点电势升高
6. 如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻（ ）
A. O点的磁感应强度方向垂直于cf向上
B. c导线所受安培力方向沿Oc指向c
C. d导线中电流对a导线中电流的安培力为
D. a导线所受安培力为
7. 如图，真空中的正三棱柱，在A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，已知，静电力常量为k，选取无穷远处电势为0。则正确的是（ ）
A. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能先增加后减小
B. 、两点的电势差大于、两点的电势差
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功
D. 点的电场强度大小为
8. 1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负两极相接，从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦带上一定的电荷量。两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，r为油滴的半径，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴P带正电
B. 油滴P所带电荷量的值为
C. 从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小
D. 油滴先后两次经过M点经历的时间为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2023年10月26日，我国自主研发神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。神舟十七号载人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示，因中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知神舟十七号载人飞船的引力势能大小的表达式为，式中为地心到飞船的距离，为地球的质量，为神舟十七号载人飞船的质量，为万有引力常量，地球表面的重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A. 神舟十七号在②轨道上经过点的速度小于在③轨道上经过点的速度
B. 神舟十七号先到③轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接
C. 神舟十七号从①轨道转移到③轨道，飞船增加的机械能为
D. 神舟十七号在②轨道上从点运动到点的最短时间为
10. 用带有弹簧的晾衣夹自制的汤匙投球器，将一小球掷出去，同时用高频摄像机记录投射与飞行过程，如图1所示。逐帧分析小球的运动轨迹，并绘制出小球水平及竖直方向的速度与时间的关系图像如图2所示。图2中实线为球水平速度，虚线为球竖直速度。不计风力和空气阻力，则下列分析正确的是（ ）
A. 该小球被掷出瞬间速率为2.5m/s
B. 该小球最高点距离地面的高度约为1.88m
C. 当地的重力加速度大小约为
D. 该小球掷出过程获得的动能等于投球器做的功
11. 如图所示，半径为R、质量为3m的圆槽AB静止放在水平地面上，圆槽底端B点与地面相切，距离B点为R处有一理想轻弹簧，右端固定在竖直挡板上。现将质量为m的小球（可视为质点）从左侧圆槽上端距A点高度为R处由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球下滑过程中，小球和圆槽AB组成的系统动量守恒
B. 小球与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距
C. 弹簧弹性势能的最大值为
D. 小球最终的速度大小为0
12. 如图甲所示，两个带电荷量均为＋q的物块A、B（均可视为点电荷），A固定在光滑斜面顶端。质量为0.2kg的物块B从斜面底端，以某一初速度沿斜面向上运动，斜面长度L＝1m，以A为坐标原点，沿斜面向下建立直角坐标系，物块B沿斜面向上运动过程中，A、B系统的电势能和B的重力势能随x变化规律如图乙实线部分所示，M点的切线与直线平行。规定地面为重力场“0”势能面，无穷远为电场“0”势能面，重力加速度g取10m/s2，在物块B向上运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 斜面倾角为α=30°
B. 物块B的动量变化率越来越小
C. 物块B运动到xM处，B受到的库仑力大小为2N
D. 物块B的初始动能为3.45J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学利用图甲所示实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphx APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：
（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
（2）运行手机phyphx APP中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
（3）迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为。
（4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。
（5）若铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能________J（结果保留3位小数）。
（6）敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果________（选填“有”或“没有”）影响。
14. 两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下：
a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；
b．调节电阻丝上的导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；
c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。
（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。
（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）
（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。
（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）
15. 一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量。
16. “再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于v0时选择再生制动，后阶段速度小于等于v0时选择机械制动。当它以速度nv0（n＞1）在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即f＝kv，后阶段阻力恒为车重的倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：
（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；
（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大。
17. 如图所示，在平面坐标系xOy中，在x轴上方空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁场方向垂直纸面向外，在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m电荷量为q的带正电离子从x轴上的点射入电场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，之后该离子从点射入磁场Ⅰ，速度方向与x轴正方向夹角也为45°，速度大小为v，离子在磁场Ⅰ中的轨迹与y轴交于P点，最后从点射出第一象限，不计离子重力。
（1）求第三象限内电场强度的大小E；
（2）求出P点的坐标；
（3）边长为d的立方体中有垂直于AA'C'C面的匀强磁场Ⅱ，立方体的ABCD面刚好落在坐标系xOy平面内的第四象限，A点与Q点重合，AD边沿x轴正方向，离子从Q点射出后在该立方体内发生偏转，且恰好通过C'点，设匀强磁场Ⅰ的磁感应强度为，匀强磁场Ⅱ的磁感应强度为，求与的比值。
18. 如图所示，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为10l。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；
（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；
（3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。
济宁一中2023年12月份定时检测
高三物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2023年8月29日，全球瞩目的智能手机华为Mate 60 Pr上市。已知其锂离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“20V/4.4A”，兼容“11V/6A”或“10V/4A”超级快充，电池电动势为3.6V，正常通话额定功率为2W，则（ ）
A. 题中“”是能量的单位B. 最大超级快充对应的功率是66W
C. 充满电后可以正常通话的时间为9hD. 充满电后可以正常通话的时间为18h
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可知是电荷量的单位，故A错误；
B．最大超级快充对应的功率为
故B错误；
CD．充满电后可以正常通话的时间为
故C正确，D错误。
故选C。
2. 2023 年8月 28 日株洲清水塘大桥正式通车。如图甲所示，大桥全长2.85 千米，主跨为408米双层钢桁架拱桥结构，位列同类桥梁中湖南第一、桥梁上层为机动车道，下层为行人和非机动车通行的景观通道。大桥一经开通就成为了株洲市民观光散步、娱乐休闲的“网红桥”。图乙中A、B、C、D、E、F为大桥上的六根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间距离均相等，若一汽车在桥梁上层从吊索A 处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索 E、F的中点 N 点停下，汽车通过吊索 E 时的瞬时速度为vE，从 E 点到N 点的时间为t，则（ ）
A. 汽车通过吊索 A 时的速度为 9vE
B. 汽车通过 AE 段的时间等于 3t
C. 汽车通过 AE段的平均速度是EN 段平均速度的4倍
D. 汽车通过全程AN的平均速度小于vE
【答案】C
【解析】
【详解】A．令加速度为a，E到N的距离为L，从E到N根据速度-位移公式，有
从E到N根据速度-位移公式，有
联立可得
故A错误；
B．根据速度-时间公式，有
所以汽车通过 AE 段的时间等于2t，故B错误；
C．根据匀变速直线运动的推论有
所以汽车通过 AE段的平均速度是EN 段平均速度的4倍，故C正确；
D．汽车通过全程AN的平均速度为
故D错误。
故选C。
3. 某一赛车在倾角的斜面上以恒定功率加速启动并沿斜面向上运动，其加速度a与速度的倒数的关系图像如图所示，已知运动过程中赛车与路面间的摩擦阻力恒定不变（不计其它阻力），汽车的质量为，。则赛车的输出功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，对赛车进行受力分析，沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得
且汽车的输出功率恒定，故有
整理可得
所以图像的斜率等于，则根据图像可得
代入数据可得
故选C。
【点睛】对于图像类题型，可以根据题意尝试将图像的函数表达式推导出来，图像涉及到加速度，故优先含有加速度相关物理量的定义式，如牛顿第二定律、加速度与速度的关系等，最后再根据推导的公式，分析图像的斜率或者截距等所表达的含义。
4. 如图所示，竖直轻弹簧一端与地面相连，另一端与物块相连，物块处于静止状态。现对物块施加一个竖直向上的拉力，使物块向上做初速度为零的匀加速直线运动，此过程中弹簧的形变始终在弹性限度内，则拉力随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物块处于静止状态时，弹簧弹力等于重力，弹簧处于压缩状态
现给物体施加一个竖直向上的拉力，做匀加速直线运动则有
当物体向上位移x，则有
整理得
物块做匀加速直线运动，有
联立可得
可知拉力与时间图像呈抛物线形状。
故选A。
5. 如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒定的小灯泡，R1为定值电阻，R3为半导体材料制成的光敏电阻（光照越强，电阻越小），电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态，电源负极接地。则下列说法正确的是（ ）
A. 若将R2的滑片下移，电压表的示数增大
B. 若光照变强，则油滴会向下运动
C. 若光照变强，则灯泡变暗
D. 若将电容器上极板上移，则P点电势升高
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于电容器在直流电路中相当于断路，所以当电路稳定时，相当于导线，将的滑片上移时，电压表的示数保持不变，故A错误；
BC．若光照变强，光敏电阻减小，总电阻变小，电流变大，则通过小灯泡的电流变大，灯泡变亮；
电容器两端电压为
I变大，则变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，油滴所受的电场力变小，因此油滴要向下极板运动，故B正确，C错误；
D．由于电路电阻不变，则电容器板间电压不变，若将电容器上极板上移，电容器两极板的距离增大，根据可知场强变小，而P点与下极板的距离不变，则P点与下极板的电势差减小，而电势下极板的电势始终为0，因此P点电势降低，故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻（ ）
A. O点的磁感应强度方向垂直于cf向上
B. c导线所受安培力方向沿Oc指向c
C. d导线中电流对a导线中电流的安培力为
D. a导线所受安培力为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，a与d、b与e、c与f在O点的磁场大小相等、方向相反，故O点的磁感应强度为零，A错误；
B．根据安培定则，其他5根输电线在c处产生的磁场方向垂直fc向上，根据左手定则，c导线所受安培力方向沿Oc指向O，B错误；
CD．由题意可知，b、f对a的安培力大小为F，c、e对a的安培力为，d对a的安培力为，则a导线所受安培力为
C错误，D正确。
故选D。
7. 如图，真空中的正三棱柱，在A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，已知，静电力常量为k，选取无穷远处电势为0。则正确的是（ ）
A. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能先增加后减小
B. 、两点的电势差大于、两点的电势差
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功
D. 点的电场强度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，A'点电势高于C'点，所以负试探电荷从A'点移到C'点，电场力做负功，电势能增大，故A错误；
B．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，、两点的电势差等于、两点的电势差，故B错误；
C．根据等量异种电荷的电势分布特征可知，B、为等势面，所以将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功，故C正确；
D．根据点电荷场强公式可得+Q点电荷在点产生的场强为
场强方向由A指向；
同理可得-Q点电荷在点产生的场强为
场强方向由指向C；则的合场强如图所示
根据几何关系可知
的合场强为
其中
联立可得
故D错误。
故选C。
8. 1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负两极相接，从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦带上一定的电荷量。两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，r为油滴的半径，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴P带正电
B. 油滴P所带电荷量的值为
C. 从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小
D. 油滴先后两次经过M点经历的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于加上电压时，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小竖直向上匀速运动，说明油滴受到的电场力方向向上，所以油滴带负电，故A错误；
B．设油滴P所带电荷量的值为q，没有加电压时，根据平衡条件可得
施加电压后匀速向上运动时，根据平衡条件可得
联立解得
q=
故B错误；
C．从金属板加上电压到油滴速度减为零的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
随着速度的减小、加速度逐渐减小；
向上加速运动的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
随着速度的增大、加速度逐渐减小；
综上所述，从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度一直减小，故C错误；
D．油滴经过M点向下运动到速度为零过程中，取向上为正方向，根据动量定理可得
油滴从速度为零到达到M点的过程中，根据动量定理可得
其中
q=
联立解得油滴先后两次经过M点经历的时间为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。神舟十七号载人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示，因中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知神舟十七号载人飞船的引力势能大小的表达式为，式中为地心到飞船的距离，为地球的质量，为神舟十七号载人飞船的质量，为万有引力常量，地球表面的重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A. 神舟十七号在②轨道上经过点的速度小于在③轨道上经过点的速度
B. 神舟十七号先到③轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接
C. 神舟十七号从①轨道转移到③轨道，飞船增加的机械能为
D. 神舟十七号在②轨道上从点运动到点的最短时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．②轨道相对于③轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在两轨道切点Q位置加速，即神舟十七号在②轨道上经过点的速度小于在③轨道上经过点的速度，故A正确；
B．根据上述可知，神舟十七号先到②轨道，然后在与③轨道交会点加速，才能与天和核心舱完成对接，故B错误；
C．神舟十七号在①轨道上有
，
神舟十七号在③轨道有
，
在地球表明重力近似等于万有引力，则有
解得飞船增加的机械能为
故C正确；
D．神舟十七号在①轨道上有
结合上述解得
根据开普勒第三定律有
则神舟十七号在②轨道上从点运动到点的最短时间为
解得
故D正确。
故选ACD。
10. 用带有弹簧的晾衣夹自制的汤匙投球器，将一小球掷出去，同时用高频摄像机记录投射与飞行过程，如图1所示。逐帧分析小球的运动轨迹，并绘制出小球水平及竖直方向的速度与时间的关系图像如图2所示。图2中实线为球水平速度，虚线为球竖直速度。不计风力和空气阻力，则下列分析正确的是（ ）
A. 该小球被掷出瞬间的速率为2.5m/s
B. 该小球最高点距离地面的高度约为1.88m
C. 当地的重力加速度大小约为
D. 该小球掷出过程获得的动能等于投球器做的功
【答案】AC
【解析】
【详解】A．不计风力和空气阻力，小球被掷出水平方向做匀速直线运动，则由图2可知，时小球被掷出，被掷出瞬间水平分速度为，竖直分速度为，则小球被掷出瞬间的速率为
故A正确；
B．有图2可知，小球从最高点落到地面，竖直方向做匀变速直线运动，落地速率为，则下落高度为
故B错误；
C．竖直方向上，由位移与时间公式可得，重力加速度为
故C正确；
D．由功能关系可知，小球掷出过程投球器做的功等于小球机械能的增加量，小球高度增加，重力势能增加，即小球掷出过程投球器做的功等于小球获得的动能和增加的重力势能之和，故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，半径为R、质量为3m的圆槽AB静止放在水平地面上，圆槽底端B点与地面相切，距离B点为R处有一理想轻弹簧，右端固定在竖直挡板上。现将质量为m的小球（可视为质点）从左侧圆槽上端距A点高度为R处由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球下滑过程中，小球和圆槽AB组成的系统动量守恒
B. 小球与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距
C. 弹簧弹性势能的最大值为
D. 小球最终的速度大小为0
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．小球下滑过程中，小球和圆槽AB组成的系统水平方向动量守恒，故A错误；
B．设小球达到底端时速度大小为v1，左侧圆槽的速度大小为v2，取向右为正方向，小球在左侧圆槽下滑过程中，根据“人船模型”可得
其中
根据水平方向动量守恒可得
根据机械能守恒定律可得
解得小球与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距
故B正确；
C．由上述解得
，
根据能量守恒定律可知弹簧弹性势能的最大值为
故C正确；
D．小球向左运动，上升到最高点时，根据动量守恒定律结合能量守恒定律有
设小球再次落到槽底的速度为，此时槽的速度为，根据动量守恒定律结合能量守恒定律有
解得
小球最终的速度大小为0，故D正确；
故选BCD。
12. 如图甲所示，两个带电荷量均为＋q的物块A、B（均可视为点电荷），A固定在光滑斜面顶端。质量为0.2kg的物块B从斜面底端，以某一初速度沿斜面向上运动，斜面长度L＝1m，以A为坐标原点，沿斜面向下建立直角坐标系，物块B沿斜面向上运动过程中，A、B系统的电势能和B的重力势能随x变化规律如图乙实线部分所示，M点的切线与直线平行。规定地面为重力场“0”势能面，无穷远为电场“0”势能面，重力加速度g取10m/s2，在物块B向上运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 斜面倾角α=30°
B. 物块B动量变化率越来越小
C. 物块B运动到xM处，B受到的库仑力大小为2N
D. 物块B的初始动能为3.45J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物块B重力势能随x变化关系为
故图中直线表示该函数关系，根据图像的斜率，可知
得
故A正确；
B．根据动量定理可知物块B的动量变化率为
物块B沿斜面向上运动过程中AB间的库仑力在增大，合力在增大，物块B的动量变化率越来越大，故B错误；
C．根据题意可知物块B沿斜面向上运动过程中，表示A、B系统的电势能的变化曲线上某点处斜率绝对值为该位置AB间库仑力的大小，M点的切线与直线平行，故可知该处库仑力的大小等于
故C错误；
D．根据图线上实线部分的横坐标到截止可知，物块B在该处时速度为零，到达最高点，根据图中曲线可知初始位置时AB间的电势能为
最高点时AB间的电势能为
整个过程根据能量守恒有
得
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphx APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下：
（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差；
（2）运行手机phyphx APP中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
（3）迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为。
（4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。
（5）若铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能________J（结果保留3位小数）。
（6）敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小水平速度，对实验测量结果________（选填“有”或“没有”）影响。
【答案】 ①. ## ②. 0.380 ③. 没有
【解析】
【详解】（4）[1]铁球下落的速度为
根据初速度为0的匀变速直线运动的公式有
解得铁球下落时间t的速度为
若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式
代入数据解得
或
（5）[2]下落过程中增加的动能
（6）[3]根据运动的独立性，敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，不影响铁球竖直方向的运动，对实验测量结果没有影响。
14. 两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下：
a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；
b．调节电阻丝上的导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；
c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。
（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。
（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）
（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。
（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. （均给分） ②. 偏大 ③. ④. 没有 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为
（2）[2]由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。
（3）[3][4]根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻
设电流表内阻为，根据欧姆定律可知
根据图丙图像可知
解得
电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
（4）[5]根据闭合回路的欧姆定律可知
由图丁的图像可知，电源的内阻
15. 一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）电动机的输入功率为
（2）解法一：
物体上升的速度为
则电动机提升重物的机械功率为
电动机线圈所产生的热功率为
所生热量为
解法二：
30s内电动机消耗的总能量为Pt，输出的机械功等于物体的重力势能增加量，为mgh，故电动机线圈产生的热量为
16. “再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于v0时选择再生制动，后阶段速度小于等于v0时选择机械制动。当它以速度nv0（n＞1）在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即f＝kv，后阶段阻力恒为车重的倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：
（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；
（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设汽电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E，依题意
（2）设汽电混动汽车再生制动阶段运动的位移为，由动量定理得
又
即
所以在再生制动阶段有
解得
在机械制动阶段，汽电混动汽车做匀减速运动，由牛顿第二定律可得
又
解得
设匀减速运动位移为，由运动学得
解得
所以汽电混动汽车从刹车到停止的位移为
17. 如图所示，在平面坐标系xOy中，在x轴上方空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁场方向垂直纸面向外，在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m电荷量为q的带正电离子从x轴上的点射入电场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，之后该离子从点射入磁场Ⅰ，速度方向与x轴正方向夹角也为45°，速度大小为v，离子在磁场Ⅰ中的轨迹与y轴交于P点，最后从点射出第一象限，不计离子重力。
（1）求第三象限内电场强度的大小E；
（2）求出P点的坐标；
（3）边长为d的立方体中有垂直于AA'C'C面的匀强磁场Ⅱ，立方体的ABCD面刚好落在坐标系xOy平面内的第四象限，A点与Q点重合，AD边沿x轴正方向，离子从Q点射出后在该立方体内发生偏转，且恰好通过C'点，设匀强磁场Ⅰ的磁感应强度为，匀强磁场Ⅱ的磁感应强度为，求与的比值。
【答案】（1）；（2）（0，）；（3）
【解析】
【详解】
（1）粒子在M点的速度大小为v′，则
则
v′=v
粒子在电场中从M点到N点运动的时间为t，加速度为a，则
解得场强大小
（2）由几何关系可知
设P点的坐标为yP，则
解得
则P点的坐标为（0，）
（3）粒子在匀强磁场Ⅰ中
离子在匀强磁场Ⅱ中做匀速圆周运动的半径R2，则
由几何关系
解得
联立解得
带入数据
18. 如图所示，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为10l。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；
（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；
（3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。
【答案】（1）小球速度大小，圆盘速度大小；（2）l；（3）3
【解析】
【详解】（1）过程1：小球释放后自由下落，下降高度为，根据机械能守恒定律得
解得
过程2：小球以与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有
解得
即小球碰后速度大小，方向竖直向上，圆盘速度大小为，方向竖直向下。
（2）第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时，间距最大，即
解得
根据运动学公式得最大距离为
解得
（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有
即
解得
此时小球的速度
圆盘的速度仍为，这段时间内圆盘下降的位移
之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒
根据能量守恒
联立解得
，
同理可得当位移相等时
即
解得
圆盘向下运动
此时圆盘距下端管口
之后二者第三次发生碰撞，圆盘与管子的相对位移只会越来越大，第三次碰后只会大于，但第三次碰撞前圆盘距下端管口只剩，故第三次碰撞后圆盘将落出管口外，因此圆盘在管内运动的过程中，小球与圆盘的碰撞次数为3次。