精品解析：安徽省合肥市第一中学滨湖校区2024-2025学年高二上学期素质拓展训练（四）物理试题

合肥一中滨湖校区2024—2025学年度第一学期 高二物理素质拓展训练（四） 一、单选题，本大题共9小题，每题4分，共36分。 1. 2024年3月，2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛落幕，中国蹦床队斩获3金2银。某运动员的质量为，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，重力加速度，规定竖直向下为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员与网刚分离时的动量为 B. 运动员与网接触时间内动量的改变量为 C. 网对运动员的平均作用力大小为1350N D. 从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 2. 如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱横截面积为，水速为，水的密度，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小是（　　） A. B. C. D. 3. 物理学家们在探索微观世界时，经常用一种微观粒子轰击另一种微观粒子，如图，中子以速度分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为和。设碰撞为弹性正碰，氢核质量与中子近似相同，氮核质量约是中子质量的14倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后氮核的动量比氢核的小 B. 碰撞后氮核的动能比氢核的小 C. 大于 D. 大于 4. 物理老师给同学们介绍了童年的一种游戏比赛，如图所示，通过一根轻绳悬挂着一个质量为m的盒子，盒子开口向左，小朋友将泥巴以某一初速度水平向右扔到盒子内，装有泥巴的盒子上升的高度越高，比赛得分就越高。已知悬点O到盒子中心的距离为l，泥巴的质量始终为2m，进入盒子前泥巴的速度为（g为重力加速度）。认为泥巴进入盒子后立即与盒子相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 泥巴进入盒子瞬间，与盒子的共同速度为 B. 进入盒子的过程中泥巴损失的机械能为 C. 泥巴进入盒子瞬间，轻绳对盒子的拉力大小为4mg D. 盒子上升的最大高度为 5. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，则在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 6. 如图所示，质量和大小完全相同的A、B两球，在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是vA = 8 m/s，B球的速度vB = −2 m/s，一段时间后A、B两球发生对心碰撞。碰撞之后A、B两球的速度vA′、vB′，不可能的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 一架总质量为（含燃料）的飞船在太空背景中以速度匀速航行，某时刻飞船在极短的时间内喷射出质量为的燃烧气体，气体喷出后与飞机的相对速度大小为，设飞船初始运动方向为正方向，则（　　） A. 气体对飞船的冲量小于飞船动量的变化 B. 气体喷出后的运动方向可能与飞船运动方向相同 C. 和的比值越大，飞船速度的增加量就越小 D. 飞船喷出气体后速度可增加到 8. 如图所示，质量均为M=2kg的木块A和B，并排但不粘连放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的О点系一长l=1m的细线，细线另一端系一质量m=1kg的小球C，现将小球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放小球C，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，细杆的高度大于绳长，则下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中A、B、C组成的系统动量守恒 B. 小球C第一次到达最低点时速度大小是2m/s C. 小球C第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离是0.2m D. 小球C第二次到达最低点时速度大小是3m/s 9. 如图所示的电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表变化量的绝对值分别、和，电流表A的示数为I（电流表示数变化量的绝对值为，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A. 和均增大 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 二、多选题，本大题共3小题，每题4分，共12分。漏选得2分，错选不得分。 10. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（ ） A. 碰后两物体的运动方向相反 B. 碰后的速度大小为4m/s C. 两物体的质量之比 D. 两物体的碰撞是弹性碰撞 11. 在无风的条件下，雨滴在空中下落，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度下降，这个速度叫做收尾速度。质量为（保持不变）的雨滴从静止开始下落，经过时间，下降高度，恰好达到收尾速度。已知空气对下落雨滴的阻力大小与雨滴速度大小成正比，即，为已知常数，重力加速度大小为。下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 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，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM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。已知匀强电场的场强大小为，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 B. 细线断裂后，小球动能的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 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 三、实验题，本大题共2小题、10空，每空2分，共20分。 13. 在验证动量守恒定律的实验中，某实验小组的同学设计了图甲所示的实验装置：将气垫导轨放置在水平桌面上，气垫导轨右侧支点高度固定，左侧支点高度可调节，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，弹性滑块A、B上方固定宽度均为的遮光条，测得滑块A、B（包含遮光条）的质量分别为和。 （1）如图乙，用游标卡尺测得遮光条宽度_______mm；设遮光条通过光电门的时间为，则滑块通过光电门的速度________（用、表示）； （2）在调节气垫导轨水平时，该同学开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动，此时应调节左支点使其高度__________（选填“升高”或“降低”）；实验中为确保碰撞后滑块A不反弹，则、应满足的关系是________（填“＞”“＜”或“=”）； （3）气垫导轨调节水平后，将滑块B静置于两光电门之间且靠近光电门2的右侧一端，滑块A置于光电门1右侧，用手轻推一下滑块A，使其向左运动，与滑块B发生碰撞后，滑块B和A先后通过光电门2。光电计时装置记录下滑块A的遮光条通过光电门1和光电门2的时间分别为和，滑块B的遮光条通过光电门2的时间为。实验中若等式_________（用题目所给字母表示）成立，即可验证滑块A、B在碰撞过程中动量守恒。 14. 某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。 （1）根据以上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为_________W，对应的外电阻R的阻值为_________Ω； （2）若与蓄电池串联的定值电阻的阻值R0=7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0=__________V，内电阻r0=_________Ω； （3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是 。 A. B. C. D. 四、解答题，本大题共3题，15题10分，16题10分，17题12分，共32分。 15. 如图在光滑水平面上静止着两个木块A和B，A、B间用轻弹簧相连接，已知，。一质量为的子弹，以水平速度射入木块A中未穿出，子弹与木块A相互作用时间极短。求： （1）子弹射入A后瞬间，木块A和子弹共同运动的速度大小； （2）弹簧的弹性势能最大值是多少。 16. 如图所示，质量的木船静止在湖边附近的水面上，船面可看作水平面，并且比湖岸高出。在船尾处有一质量铁块，铁块将一端固定的轻弹簧压缩后再用细线拴住，铁块与弹簧不栓接，此时铁块到船头的距离，船头到湖岸的水平距离。将细线烧断后铁块恰好能落到湖岸上，忽略船在水中运动时受到水的阻力以及其它一切摩擦力，重力加速度。求： （1）铁块脱离木船时的瞬时速度大小； （2）木船最终的速度大小； 17. 绝缘的粗糙水平地面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域由三个水平边长是L，竖直边长是的小矩形区域组成，从左到右依次为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，且矩形区域的下边OC与桌面相接。为方便描述建立如图所示的平面直角坐标系；区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别存在沿y轴负方向、y轴正方向、y轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为。现有一带正电的滑块（可视为质点）以某一初速度（未知）从O点沿x轴正方向进入区域Ⅰ，滑块最终从P点（图中未标出）离开区域Ⅲ。已知滑块在区域Ⅰ中所受静电力与所受重力大小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为0.125，重力加速度为g。求： （1）滑块进入区域Ⅲ时的速度大小； （2）滑块在矩形区域运动的总时间； （3）若滑块以相同大小的初速度（未知）从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置（Q点）坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥一中滨湖校区2024—2025学年度第一学期 高二物理素质拓展训练（四） 一、单选题，本大题共9小题，每题4分，共36分。 1. 2024年3月，2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛落幕，中国蹦床队斩获3金2银。某运动员的质量为，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，重力加速度，规定竖直向下为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员与网刚分离时的动量为 B. 运动员与网接触时间内动量的改变量为 C. 网对运动员的平均作用力大小为1350N D. 从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．运动员与网刚分离时的速度 动量为 选项A错误； B．运动员与网刚接触时的速度 接触时间内动量的改变量为 选项B正确； C．根据动量定理 网对运动员的平均作用力大小为 F=1950N 选项C错误； D．从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 选项D错误。 故选B。 2. 如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱横截面积为，水速为，水的密度，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设时间内水枪射出水的质量为，则有 以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，设煤层对水柱的平均作用力为，根据动量定理，则有 联立解得 根据牛顿第三定律可知，水柱对煤层平均作用力的大小等于煤层对水柱平均作用力的大小，即水柱对煤层平均作用力的大小为。 故选A。 3. 物理学家们在探索微观世界时，经常用一种微观粒子轰击另一种微观粒子，如图，中子以速度分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为和。设碰撞为弹性正碰，氢核质量与中子近似相同，氮核质量约是中子质量的14倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后氮核的动量比氢核的小 B. 碰撞后氮核的动能比氢核的小 C. 大于 D. 大于 【答案】B 【解析】 【详解】CD．设中子的质量为，氢核的质量为，氮核的质量为，设中子和氢核碰撞后中子速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律可得 联立解得 设中子和氮核碰撞后中子速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律可得 联立解得 可得 故CD错误； A．碰撞后氢核的动量为 氮核的动量为 可得 故A错误； B．碰撞后氢核的动能为 氮核的动能为 可得 故B正确。 故选B。 4. 物理老师给同学们介绍了童年的一种游戏比赛，如图所示，通过一根轻绳悬挂着一个质量为m的盒子，盒子开口向左，小朋友将泥巴以某一初速度水平向右扔到盒子内，装有泥巴的盒子上升的高度越高，比赛得分就越高。已知悬点O到盒子中心的距离为l，泥巴的质量始终为2m，进入盒子前泥巴的速度为（g为重力加速度）。认为泥巴进入盒子后立即与盒子相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 泥巴进入盒子瞬间，与盒子的共同速度为 B. 进入盒子的过程中泥巴损失的机械能为 C. 泥巴进入盒子瞬间，轻绳对盒子的拉力大小为4mg D. 盒子上升的最大高度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．泥巴进入盒子的过程，满足动量守恒，则 解得 故A错误； B．进入盒子的过程中泥巴损失的机械能为 故B正确； C．根据牛顿第二定律有 解得 故C错误； D．根据机械能守恒定律有 所以 故D错误。 故选B。 5. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，则在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，小球和滑块组成的系统动量不守恒，故A错误； B．小球在圆弧轨道上升到最高点时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒。规定的方向为正方向，水平方向根据动量守恒定律可得 解得，故B错误； C．取水平面为零势能面，根据机械能守恒定律得： 解得：，故C正确； D．小球离开圆弧轨道时，规定的方向为正方向，水平方向根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律，则有 联立以上两式可得：， 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为，方向向左，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量和大小完全相同的A、B两球，在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是vA = 8 m/s，B球的速度vB = −2 m/s，一段时间后A、B两球发生对心碰撞。碰撞之后A、B两球的速度vA′、vB′，不可能的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】A．设两球质量均为m，由题意可知，两小球碰撞前总动量为 总动能为 若碰后，，总动量为 总动能为 此次碰撞符合动量守恒定律，动能不增加，故A不符合题意； B．若碰后，，则总动量为 总动能为 此次碰撞符合动量守恒定律，动能不增加，故B不符合题意； C．若碰后，，则总动量为 总动能为 此次碰撞符合动量守恒定律，动能不增加，故C不符合题意； D．若碰后，，即碰撞后，两小球运动方向都不改变，不符合实际，故D符合题意。 故选D。 7. 一架总质量为（含燃料）的飞船在太空背景中以速度匀速航行，某时刻飞船在极短的时间内喷射出质量为的燃烧气体，气体喷出后与飞机的相对速度大小为，设飞船初始运动方向为正方向，则（　　） A. 气体对飞船的冲量小于飞船动量的变化 B. 气体喷出后的运动方向可能与飞船运动方向相同 C. 和的比值越大，飞船速度的增加量就越小 D. 飞船喷出气体后速度可增加到 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据动量定理，气体对飞船的冲量等于飞船动量的变化，选项A错误； B．当飞船的速度大于气体相对飞船的速度时，气体喷出后的运动方向与飞船运动方向相同，选项B正确； CD．设飞船的运动方向为正，由动量守恒 可得 和的比值越大，飞船速度的增加量就越大，选项CD错误。 故选B。 8. 如图所示，质量均为M=2kg的木块A和B，并排但不粘连放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的О点系一长l=1m的细线，细线另一端系一质量m=1kg的小球C，现将小球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放小球C，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，细杆的高度大于绳长，则下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中A、B、C组成的系统动量守恒 B. 小球C第一次到达最低点时速度大小是2m/s C. 小球C第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离是0.2m D. 小球C第二次到达最低点时速度大小是3m/s 【答案】C 【解析】 【详解】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，所以系统的总动量不守恒，A错误； B．设小球C第一次到达最低点时的速度大小为，两木块速度大小均为，在水平方向根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 =4m/s =1m/s B错误； C．小球C第一次摆到最低点过程中，由动量守恒定律得 则 由几何关系得 解得木块A、B向右移动的距离 =0.2m C正确； D．小球C第一次摆到最低点时，A、B开始分离，到小球C第二次摆到最低点的过程中，小球C和木块A组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，以向左为正方向，有 解得 m/s m/s D错误。 故选C。 9. 如图所示的电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表变化量的绝对值分别、和，电流表A的示数为I（电流表示数变化量的绝对值为，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A. 和均增大 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于 当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，增大，根据 得 则 不变，故A错误； B．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源的总功率 减小，故B错误； C．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，为正值，为负值，为正值，且 所以 故C错误； D．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，电路中总电阻增大，总电流减小，则通过的电流减小，通过的电流等于通过电阻电流和流过滑动变阻器的电流之和，且流过的电流增大，流过滑动变阻器的电流减小，所以 故D正确。 故选D。 二、多选题，本大题共3小题，每题4分，共12分。漏选得2分，错选不得分。 10. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（ ） A. 碰后两物体的运动方向相反 B. 碰后的速度大小为4m/s C. 两物体的质量之比 D. 两物体的碰撞是弹性碰撞 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图像斜率表示速度可知碰后两物体的运动方向相反，故A正确； B．碰后的速度大小为 故B错误； C．碰撞后的速度为 碰撞前的速度为 碰撞前的速度为0，根据动量守恒定律得 代入数据得 故C正确； D．碰撞前的总动能为 碰撞后的总动能为 代入数据比较可得 由能量损失，可知不是弹性碰撞，故D错误。 故选AC。 11. 在无风的条件下，雨滴在空中下落，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度下降，这个速度叫做收尾速度。质量为（保持不变）的雨滴从静止开始下落，经过时间，下降高度，恰好达到收尾速度。已知空气对下落雨滴的阻力大小与雨滴速度大小成正比，即，为已知常数，重力加速度大小为。下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．雨滴达到最大速度时，所受空气阻力与重力相等，即 求得 故A错误，B正确； CD．设竖直向下为正方向，雨滴从开始下落到达到收尾速度的过程中，根据动量定理有 将时间平均分成n个小段，每小段设为，小到在每小段时间内可认为雨滴做匀速直线运动，则 又 三式联立，得 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 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，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM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。已知匀强电场的场强大小为，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 B. 细线断裂后，小球动能的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 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】D 【解析】 【详解】A．小球静止在M点，该点就是小球的等效最低点，等效最高点在OM连线的反向延长线与圆周的交点上，设为点。等效重力为 等效重力加速度为 设，等效重力加速度与竖直方向夹角的正切值为 可知 恰好做完整的圆周运动，等效最高点点动能最小，且满足 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为 故A错误； B．点到B点，由能量守恒得 解得 细线断裂后小球做类斜上抛运动，速度的最小值 最小动能为 故B错误； C．从细线断裂后，将小球的运动沿合力方向和垂直合力方向做运动的分解。沿合力方向做匀变速直线运动（类竖直上抛），设从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等所经历的时间为t，则 垂直合力方向做匀速直线运动，时间t内走过位移 电场力做功 根据功能关系可知，电势能增加了，故C错误； D．小球的电势能与在B点时的电势能相等时，小球到达B点所在等势线（AB所在的直线）。小球的运动可分解为水平分运动和竖直分运动，小球水平方向只受电场力，可得 水平方向做匀变速直线运动（类竖直上抛），到达与B点等电势能位置时，速度等大反向，水平方向运动时间为 竖直方向只受重力，做自由落体运动，可得 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的时候，竖直方向分位移为 重力做功为 根据重力做功与重力势能的关系，可知重力势能减少了，故D正确。 故选D。 三、实验题，本大题共2小题、10空，每空2分，共20分。 13. 在验证动量守恒定律的实验中，某实验小组的同学设计了图甲所示的实验装置：将气垫导轨放置在水平桌面上，气垫导轨右侧支点高度固定，左侧支点高度可调节，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，弹性滑块A、B上方固定宽度均为的遮光条，测得滑块A、B（包含遮光条）的质量分别为和。 （1）如图乙，用游标卡尺测得遮光条宽度_______mm；设遮光条通过光电门的时间为，则滑块通过光电门的速度________（用、表示）； （2）在调节气垫导轨水平时，该同学开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动，此时应调节左支点使其高度__________（选填“升高”或“降低”）；实验中为确保碰撞后滑块A不反弹，则、应满足的关系是________（填“＞”“＜”或“=”）； （3）气垫导轨调节水平后，将滑块B静置于两光电门之间且靠近光电门2的右侧一端，滑块A置于光电门1右侧，用手轻推一下滑块A，使其向左运动，与滑块B发生碰撞后，滑块B和A先后通过光电门2。光电计时装置记录下滑块A的遮光条通过光电门1和光电门2的时间分别为和，滑块B的遮光条通过光电门2的时间为。实验中若等式_________（用题目所给字母表示）成立，即可验证滑块A、B在碰撞过程中动量守恒。 【答案】（1） ①. 5.45 ②. （2） ①. 降低 ②. > （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知，遮光条宽度为 [2]遮光条通过光电门的时间为，根据时间极短的平均速度等于瞬时速度，则滑块通过光电门的速度为 【小问2详解】 [1]开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动；说明左高右低，则应调节左支点使其高度降低。 [2]实验中为确保碰撞后滑块不反弹，则、应满足的关系是>。 【小问3详解】 滑块A碰撞前的速度大小为 滑块A碰撞后的速度大小为 滑块B碰撞后的速度大小为 根据动量守恒可得 联立可得实验中若等式 即 成立，即可验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒。 14. 某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。 （1）根据以上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为_________W，对应的外电阻R的阻值为_________Ω； （2）若与蓄电池串联的定值电阻的阻值R0=7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0=__________V，内电阻r0=_________Ω； （3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是 。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 6 ②. 1 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]由图乙图像得新电源的路端电压与电流的数值关系为 根据闭合电阻的欧姆定律 可得 ， 新电源输出功率为 可得当 时，新电源输出功率的最大，最大值为 [2]根据闭合电阻的欧姆定律 解得对应的外电阻R的阻值为 【小问2详解】 [1]由图乙图像得新电源的路端电压与电流的数值关系为 根据闭合电阻的欧姆定律 可得蓄电池的电动势为 [2]图像斜率的绝对值为 解得内电阻 【小问3详解】 新电源的路端电压测量准确，但干路电流测量小了，少测的部分为通过电压表的电流，且路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距，故图C符合要求。 故选C。 四、解答题，本大题共3题，15题10分，16题10分，17题12分，共32分。 15. 如图在光滑水平面上静止着两个木块A和B，A、B间用轻弹簧相连接，已知，。一质量为的子弹，以水平速度射入木块A中未穿出，子弹与木块A相互作用时间极短。求： （1）子弹射入A后瞬间，木块A和子弹共同运动的速度大小； （2）弹簧的弹性势能最大值是多少。 【答案】（1） （2）1.6J 【解析】 【小问1详解】 设子弹初速度为正方向，子弹射入木块A中，由动量守恒定律，有  解得 【小问2详解】 当弹簧压缩量最大时，即子弹、木块A与木块B共速时，弹簧的弹性势能最大，在此过程中，系统动量守恒，以子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 则弹性势能的最大值是 代入数据解得 J 16. 如图所示，质量的木船静止在湖边附近的水面上，船面可看作水平面，并且比湖岸高出。在船尾处有一质量铁块，铁块将一端固定的轻弹簧压缩后再用细线拴住，铁块与弹簧不栓接，此时铁块到船头的距离，船头到湖岸的水平距离。将细线烧断后铁块恰好能落到湖岸上，忽略船在水中运动时受到水的阻力以及其它一切摩擦力，重力加速度。求： （1）铁块脱离木船时的瞬时速度大小； （2）木船最终的速度大小； 【答案】（1）3.5m/s （2）0.7m/s 【解析】 【小问1详解】 烧断细线后，M、m组成的系统，合力为零，动量守恒 由平均动量守恒得 又 解得 铁块离开小木船后做平抛运动，在水平方向 在竖直方向 解得 【小问2详解】 铁块与小木船相互作用时，由动量守恒得 解得 17. 绝缘的粗糙水平地面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域由三个水平边长是L，竖直边长是的小矩形区域组成，从左到右依次为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，且矩形区域的下边OC与桌面相接。为方便描述建立如图所示的平面直角坐标系；区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别存在沿y轴负方向、y轴正方向、y轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为。现有一带正电的滑块（可视为质点）以某一初速度（未知）从O点沿x轴正方向进入区域Ⅰ，滑块最终从P点（图中未标出）离开区域Ⅲ。已知滑块在区域Ⅰ中所受静电力与所受重力大小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为0.125，重力加速度为g。求： （1）滑块进入区域Ⅲ时的速度大小； （2）滑块在矩形区域运动的总时间； （3）若滑块以相同大小的初速度（未知）从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置（Q点）坐标。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在区域Ⅱ中由于所受静电力与所受重力大小相等，则滑块做匀速直线运动，区域Ⅲ做类平抛运动，竖直方向加速度 根据类平抛运动规律 解得 ， （2）滑块进入区域Ⅲ时，根据动能定理 解得 在区域Ⅰ运动时间 运动的总时间 （3）滑块以的速度从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ做类平抛运动，如答图所示，在水平方向有 在竖直方向有 解得 ， 滑块在区域Ⅱ中做匀速直线运动，在竖直方向上的位移有 滑块在区域Ⅰ中做类斜抛运动，从出区域Ⅱ到上升到最高点的过程中，在竖直方向上有 解得 由于 可知滑块从边界OO'离开电场区域，在区域Ⅰ竖直方向上的位移为 则Q点的纵坐标为 故滑块离开电场区域的位置为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $