精品解析：辽宁省普通高中2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

2024年高三12月份联合考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.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，再选涂其它答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。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、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 在物理学的发展历程中，科学家们创造了许多研究方法，下列说法错误是（　　） A. 根据，当非常小时，可以用表示物体在时刻的瞬时速度，此处采用了极限法 B. 用定义加速度时，采用了比值定义法，因此加速度与速度变化量成正比 C. 推导匀变速直线运动的位移公式时，先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，再将各小段的位移相加得到总位移，这里采用了微元法 D. 伽利略采用推理和实验相结合的方法研究了自由落体运动的规律 2. 一种倾斜放置的装取台球的圆筒如图所示。每个台球的质量均为m、半径均为R，圆筒直径略大于台球的直径，圆筒底部有一劲度系数为k的轻质弹簧。当将圆筒口处的台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。忽略台球与圆筒壁间的摩擦力，重力加速度为g，则圆筒与水平面之间的夹角应满足（　　） A. B. C. D. 3. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 极板间距离减小 B. 材料竖直方向尺度减小 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 4. 某兴趣小组对新能源汽车的性能进行研究，根据实验数据得到汽车启动时发动机的功率P随时间t变化的关系图像，如图所示。图中时刻汽车的发动机达到额定功率，此时额定功率。在运动过程中汽车受到的阻力大小恒为1000N。若汽车在时刻恰好达到最大速度，则下列说法正确的是（　　） A. 时间内，汽车做匀加速直线运动，时刻的速度大小为 B. 时间内，汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度小于 C. 时间内，汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度大小为 D. 时间内，汽车做匀速直线运动，时刻的速度大小为 5. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，已知面团到锅上沿的竖直距离为0.8m，面团离锅上沿最近的水平距离为0.4m，锅的直径为0.4m，重力加速度g取，不计空气阻力。若削出的面片落入锅中，则面片的水平初速度可能是（　　） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块以一定的初速度从底端冲上斜面，0~2.5m的过程中，物块的动能与其沿斜面运动的距离s之间的变化关系图像如图乙所示，已知重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.3 C. 物块回到斜面底端时的动能为24J D. 物块回到斜面底端时的动能为16J 7. 如图所示，在光滑水平地面上一长木板b以的速度向右匀速运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块a轻放在木板b上，同时对物块a施加一个水平向右的恒力F，已知木板b与物块a的质量相等，物块a始终在木板b上，且物块a与木板b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块a放到木板b上后，下列关于物块a、木板b运动的v-t图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（　　） A. “虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动 B. “鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动 C. “虾”在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功 D. “鱼”在传送带运动时，加速度方向先向下后向上 9. 2024年1月18日，天舟七号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口，中国空间站基本构型由“T”字型升级为“十”字型。中国空间站在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km，中国空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为h，经过一段时间后，轨道高度下降了，在这一过程中其损失的机械能为。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，中国空间站质量为m。（若规定某星球无限远处为星球的引力零势能点，星球附近物体的引力势能可表示为，其中M为星球质量，m为物体质量，r为物体到星球球心距离。物体的机械能等于其动能与引力势能之和）则下列说法正确的是（　　） A. 中国空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 B. 中国空间站在轨道降低的过程中引力势能变小 C. 中国空间站受阻力影响高度下降后在低轨做圆周运动的运行速率比在高轨做圆周运动的运行速率小 D. 中国空间站轨道高度下降，时损失的机械能 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静置于M点。现给小球一垂直于OM向上的初速度，使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的电场强度大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为mgL B. 小球第一次到B点时，细线上的力大小为4mg C. 细线断裂后，小球动能的最小值为 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学想测某电阻的阻值。 （1）该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为_________Ω。 （2）为了更准确地测量该电阻的阻值，有以下实验器材可供选择： A.电流表（量程为0~15mA，内阻约为2Ω）； B.电流表（量程为0~3mA，内阻）； C.定值电阻； D.定值电阻； E.滑动变阻器（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G.蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H.开关S。 （3）滑动变阻器应选择_______（填“”或“”）。 （4）该同学设计了测量该电阻的电路图，如图乙所示。 （5）该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该电阻表达式_______（用题中所给物理量的符号表示）。 （6）调节滑动变阻器，测得多组和，并作出图像如图丙所示，则该电阻的阻值为_______Ω。 12. 某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球的运动来验证动量定理。实验步骤如下： a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使三者在一条竖直线上； b．切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为，以及小铁球从光电门A到光电门B的时间t。 （1）由图乙可知小铁球直径________。 （2）若当地重力加速度为g，本实验需要验证的物理量关系为________（用题中所给物理量的字母表示）。 （3）若要重复多次实验，测量出多组有效数字进行验证，下列操作方法中最不可行的是________。 A. 换用直径不同的小铁球 B. 改变小铁球释放点的高度 C. 改变光电门A的高度 D. 改变光电门B的高度 （4）根据实验测定小铁球重力的冲量I与其动量的变化量绘制出图像，其中用虚线代表理论图线，用实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，则下列图像可能正确的是________。 A. B. C. D. 13. 分拣机器人在智能系统的调度下，能够自主规划路线，确保高效、准确的分拣作业。某次分拣过程示意图如图所示，机器人从A点由静止出发先沿直线AB运动到B点，此时机器人在B点的速率为零，再沿直线BC运动到C点停下，再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率，机器人在加速或减速运动的过程中的加速度大小均为，A、B间的距离，B、C间的距离。若机器人在最短时间内到达分拣口，求： （1）机器人从A点运动到B点的过程中，由静止加速到最大运行速率时发生的位移以及所需的时间； （2）机器人从A点运动到B点的时间； （3）机器人从B点运动到C点的平均速度大小。 14. 如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外。一束质量为m、电荷量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy平面内的OP方向发射，沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域，O、P两点间的距离为L，OP连线与x轴正方向的夹角α=30°，所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上垂直x轴射出，若速度最大的粒子A从x轴上的Q点以速度（未知）射出，且射出之前都在磁场内运动，粒子所受的重力忽略不计，求： （1）的大小； （2）粒子A在匀强磁场中运动的时间； （3）有界匀强磁场区域的最小面积。 15. 如图所示，质量为2m的滑板上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止在光滑的水平地面上，AB恰好与台阶等高。光滑的台阶上有物块1和小球2，质量均为m，两者之间有一被压缩的轻质弹簧。台阶右侧与一半径为r的光滑竖直圆形轨道相切于D点。某一时刻将压缩的弹簧释放，使得1、2瞬间分离，物块1向左运动的速度为v0，它与滑板水平部分的动摩擦因数为μ，求： (1)若，小球2运动到D点时，圆形轨道所受压力大小； (2)为了使小球2在运动过程中始终不脱离圆轨道，圆形轨道的半径r应满足的条件； (3)要使物体1在相对滑板反向运动过程中，相对地面有向右运动的速度，求AB的长度L应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年高三12月份联合考试 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.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，再选涂其它答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。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、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 在物理学的发展历程中，科学家们创造了许多研究方法，下列说法错误是（　　） A. 根据，当非常小时，可以用表示物体在时刻的瞬时速度，此处采用了极限法 B. 用定义加速度时，采用了比值定义法，因此加速度与速度变化量成正比 C. 推导匀变速直线运动的位移公式时，先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，再将各小段的位移相加得到总位移，这里采用了微元法 D. 伽利略采用推理和实验相结合的方法研究了自由落体运动的规律 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据，当非常小时，可以用表示物体在时刻的瞬时速度，此处采用了极限法，故A正确； B．用定义加速度时，采用了比值定义法，但是加速度是由物体受力和自身质量决定，所以不能说加速度与速度变化量成正比，故B错误； C．推导匀变速直线运动的位移公式时，先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，再将各小段的位移相加得到总位移，这里采用了微元法，故C正确； D．伽利略对自由落体运动的研究用到了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法，故D正确。 本题选说法错误的，故选B。 2. 一种倾斜放置的装取台球的圆筒如图所示。每个台球的质量均为m、半径均为R，圆筒直径略大于台球的直径，圆筒底部有一劲度系数为k的轻质弹簧。当将圆筒口处的台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。忽略台球与圆筒壁间的摩擦力，重力加速度为g，则圆筒与水平面之间的夹角应满足（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意分析可知 代入可得 解得 故选A。 3. 如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（　　） A. 极板间距离减小 B. 材料竖直方向尺度减小 C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大 【答案】B 【解析】 【详解】D．根据题意可知极板之间电压不变，极板上所带电荷量变少，根据 可知电容减小，D错误； AB．电容的决定式 电容减小，可知极板间距d增大；由于电容器上极板固定，则材料竖直方向尺度减小，A错误，B正确； C．极板之间形成匀强电场，场强 可知极板间电场强度E减小，C错误。 故选B。 4. 某兴趣小组对新能源汽车的性能进行研究，根据实验数据得到汽车启动时发动机的功率P随时间t变化的关系图像，如图所示。图中时刻汽车的发动机达到额定功率，此时额定功率。在运动过程中汽车受到的阻力大小恒为1000N。若汽车在时刻恰好达到最大速度，则下列说法正确的是（　　） A. 时间内，汽车做匀加速直线运动，时刻的速度大小为 B. 时间内，汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度小于 C. 时间内，汽车做加速度减小的加速直线运动，时刻的速度大小为 D. 时间内，汽车做匀速直线运动，时刻的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】在如果汽车匀变速启动，时间内，根据可知 由图像分析可知，汽车的牵引力保持不变，做匀加速直线运动，到时刻，达到额定功率，在时间内，随着速度的增加，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，到时刻，恰好达到最大速度，此时，则 故在时刻的速度小于。 故选C。 5. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，已知面团到锅上沿的竖直距离为0.8m，面团离锅上沿最近的水平距离为0.4m，锅的直径为0.4m，重力加速度g取，不计空气阻力。若削出的面片落入锅中，则面片的水平初速度可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，削出的面片在空中做平抛运动，根据平抛运动的规律，在水平方向有 在竖直方向有 解得 由题可知水平距离的范围为，联立解得面片水平初速度的范围为 故选B。 6. 如图甲所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块以一定的初速度从底端冲上斜面，0~2.5m的过程中，物块的动能与其沿斜面运动的距离s之间的变化关系图像如图乙所示，已知重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.3 C. 物块回到斜面底端时的动能为24J D. 物块回到斜面底端时的动能为16J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意由动能定理有 解得 故AB错误； CD．由动能定理有 解得物块沿斜面上滑的最大距离 对全程由动能定理有 解得物体回到斜面底端时的动能 故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，在光滑水平地面上一长木板b以的速度向右匀速运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块a轻放在木板b上，同时对物块a施加一个水平向右的恒力F，已知木板b与物块a的质量相等，物块a始终在木板b上，且物块a与木板b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块a放到木板b上后，下列关于物块a、木板b运动的v-t图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．和的速度达到共速之前，受到向右的摩擦力和恒力受到向左的摩擦力，做加速运动，做减速运动，则对于有 对于有 由此可知的加速度大于的加速度，故AB错误； C．共速后，若在恒力作用下，间的摩擦力没有达到最大静摩擦力，则一起做加速运动，则对于有 且 故和的加速度，故C正确； D．若在恒力作用下，间的摩擦力达到最大静摩擦力，发生相对滑动，则的加速度大小不相等，且均做加速运动，则对于有 对于有 可知的加速度小于共速前的加速度，故D错误。 故选C。 8. 渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是（　　） A. “虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动 B. “鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动 C. “虾”在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功 D. “鱼”在传送带运动时，加速度方向先向下后向上 【答案】AC 【解析】 【详解】A．虾的收集箱在下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，故A正确； B．鱼在掉落到传送带后，有一个沿传送带斜面向下的初速度，故不可能马上向上做加速直线运动。鱼先向下减速到速度为零后，变为向上的加速运动，最终可能变为匀速直线运动，故B错误； C．虾向下运动与传送带运动方向相反，虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，摩擦力对虾做负功，故C正确； D．鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，故D错误。 故选AC。 9. 2024年1月18日，天舟七号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口，中国空间站基本构型由“T”字型升级为“十”字型。中国空间站在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km，中国空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为h，经过一段时间后，轨道高度下降了，在这一过程中其损失的机械能为。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，中国空间站质量为m。（若规定某星球无限远处为星球的引力零势能点，星球附近物体的引力势能可表示为，其中M为星球质量，m为物体质量，r为物体到星球球心距离。物体的机械能等于其动能与引力势能之和）则下列说法正确的是（　　） A. 中国空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 B. 中国空间站在轨道降低的过程中引力势能变小 C. 中国空间站受阻力影响高度下降后在低轨做圆周运动的运行速率比在高轨做圆周运动的运行速率小 D. 中国空间站轨道高度下降，时损失的机械能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 则中国空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小 而当物体环绕地球表面做圆周运动时有 可得 故中国空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小还可表示为 A错误； B．根据引力势能表达式 可知，中国空间站在轨道降低的过程中，与地球地心的距离变小，则引力势能变小，B正确； C．根据万有引力提供向心力有 解得 可知轨道半径越小，线速度越大，故中国空间站受阻力影响高度下降后运行速率增大，C错误； D．轨道高度下降后机械能 则中国空间站轨道高度下降时损失的机械能 D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静置于M点。现给小球一垂直于OM向上的初速度，使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的电场强度大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为mgL B. 小球第一次到B点时，细线上的力大小为4mg C. 细线断裂后，小球动能的最小值为 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球静置于点，小球所受重力与静电力的合力大小为 根据牛顿第二定律有 解得等效重力加速度 小球恰好做完整的圆周运动时，在等效最高点的小球具有最小动能，初始状态下，小球静置于点，则该点是小球的等效最低点，点关于圆心对称的点是等效最高点，在等效最高点小球速度最小，且满足 解得最小动能 故A正确； B．设小球在点时细线与竖直方向的夹角为，则有 解得 小球运动到点过程，根据能量守恒定律有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．细线断裂后小球做类斜上抛运动，当沿合力方向速度为0时，速度最小，则速度的最小值 故最小动能 故C正确； D．细线断裂后，小球水平方向只受静电力，小球先做减速运动，后做加速运动，当细线断裂后，小球水平方向的位移为0时，小球的电势能与在点时的电势能相等，设所用时间为，以水平向右为正方向，则有 ， 解得 竖直方向只受重力，则有 则重力做的功 即重力势能减少了，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学想测某电阻的阻值。 （1）该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为_________Ω。 （2）为了更准确地测量该电阻的阻值，有以下实验器材可供选择： A.电流表（量程为0~15mA，内阻约为2Ω）； B.电流表（量程为0~3mA，内阻）； C.定值电阻； D.定值电阻； E.滑动变阻器（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F.滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G.蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H.开关S。 （3）滑动变阻器应选择_______（填“”或“”）。 （4）该同学设计了测量该电阻的电路图，如图乙所示。 （5）该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该电阻表达式_______（用题中所给物理量的符号表示）。 （6）调节滑动变阻器，测得多组和，并作出图像如图丙所示，则该电阻的阻值为_______Ω。 【答案】 ①. 260 ②. ③. ④. 250 【解析】 【详解】[1]图甲中欧姆表的读数为 [2]图乙中滑动变阻器连接方式为分压式，为了调节方便，应选择总阻值较小的滑动变阻器，即选。 [3]由并联电路规律得 求得 [4]由图丙可知 所以 12. 某同学用如图甲所示的装置，通过小铁球的运动来验证动量定理。实验步骤如下： a.用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使三者在一条竖直线上； b．切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为，以及小铁球从光电门A到光电门B的时间t。 （1）由图乙可知小铁球直径________。 （2）若当地重力加速度为g，本实验需要验证的物理量关系为________（用题中所给物理量的字母表示）。 （3）若要重复多次实验，测量出多组有效数字进行验证，下列操作方法中最不可行的是________。 A. 换用直径不同的小铁球 B. 改变小铁球释放点的高度 C. 改变光电门A的高度 D. 改变光电门B的高度 （4）根据实验测定小铁球重力的冲量I与其动量的变化量绘制出图像，其中用虚线代表理论图线，用实线代表实际测量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，则下列图像可能正确的是________。 A. B. C. D. 【答案】（1）6.763 （2） （3）A （4）B 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，小铁球直径 【小问2详解】 根据动量定理可知，需要验证的物理量关系为 整理得 【小问3详解】 若换用直径不同的小铁球，小铁球通过光电门的时间变化很小，从光电门A到光电门的时间不变，数据无效。 故选A。 【小问4详解】 若考虑空气阻力，小铁球受到的合力小于重力，则斜率减小，且动量变化的真实值会小于理论值。 故选B。 13. 分拣机器人在智能系统的调度下，能够自主规划路线，确保高效、准确的分拣作业。某次分拣过程示意图如图所示，机器人从A点由静止出发先沿直线AB运动到B点，此时机器人在B点的速率为零，再沿直线BC运动到C点停下，再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率，机器人在加速或减速运动的过程中的加速度大小均为，A、B间的距离，B、C间的距离。若机器人在最短时间内到达分拣口，求： （1）机器人从A点运动到B点的过程中，由静止加速到最大运行速率时发生的位移以及所需的时间； （2）机器人从A点运动到B点的时间； （3）机器人从B点运动到C点的平均速度大小。 【答案】（1）， （2）3.2s （3） 【解析】 【小问1详解】 机器人从A点运动到B点的过程中，由静止加速到最大运行速率，则有 解得 由 解得 【小问2详解】 机器人从A点运动到B点的过程中，做减速运动的位移也为1.8m，减速过程的时间也为1.2s，则匀速运动时间 故机器人从A点运动到B点的时间 【小问3详解】 由于，则机器人从B点运动到C点的过程不能加速到最大速度，设机器人加速到后开始减速，加速和减速过程中所用时间和位移大小均相等，设机器人从B点运动到C点的时间为，则有 ，， 联立解得 14. 如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外。一束质量为m、电荷量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy平面内的OP方向发射，沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域，O、P两点间的距离为L，OP连线与x轴正方向的夹角α=30°，所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上垂直x轴射出，若速度最大的粒子A从x轴上的Q点以速度（未知）射出，且射出之前都在磁场内运动，粒子所受的重力忽略不计，求： （1）的大小； （2）粒子A在匀强磁场中运动的时间； （3）有界匀强磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子的运动轨迹如图 设粒子A在磁场中做圆周运动的半径为Rm，由几何关系得 粒子在磁场中的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 （2）粒子做匀速圆周运动，则有 周期为 解得 由运动轨迹可知，粒子A经过磁场后的偏转角为120°，则粒子A在磁场中运动的时间 解得 （3）由几何关系可知三角形PO1Q的面积 120°圆心角对应的扇形面积 由数理规律可知，磁场区域的最小面积为图中阴影部分面积，其面积 15. 如图所示，质量为2m的滑板上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止在光滑的水平地面上，AB恰好与台阶等高。光滑的台阶上有物块1和小球2，质量均为m，两者之间有一被压缩的轻质弹簧。台阶右侧与一半径为r的光滑竖直圆形轨道相切于D点。某一时刻将压缩的弹簧释放，使得1、2瞬间分离，物块1向左运动的速度为v0，它与滑板水平部分的动摩擦因数为μ，求： (1)若，小球2运动到D点时，圆形轨道所受压力大小； (2)为了使小球2在运动过程中始终不脱离圆轨道，圆形轨道的半径r应满足的条件； (3)要使物体1在相对滑板反向运动过程中，相对地面有向右运动的速度，求AB的长度L应满足的条件。 【答案】(1)；(2)或；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)1、2分离过程，动量守恒 在D点，由牛顿第二定律可得 由牛顿第三定律可得 联立解得 (2)①小球2恰好运动到圆轨道的最高点，有 由动能定理可得 解得 ②小球2恰好运动到与圆心等高的位置，由动能定理可得 解得 所以圆形轨道的半径r应满足的条件为 或 (3)要使物体1有相对地面向右的速度，说明物体1要滑到曲面上再返回运动，物块1相对滑板反方向运动过程中，可以知道当再次回到B点时两者的速度最大，此时1有向右运动的速度即可，因此再次回到B时水平方向动量守恒可得 由能量守恒可得 联立可得方程 因物体要经过B点，因此要求判别式大于零，速度向右说明结果要小于零；则 满足不等式即 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $