精品解析：山东省泰安市新泰第一中学（新泰中学）2024-2025学年高三上学期第二次阶段性考试物理试题

新泰中学2022级高三上学期第二次阶段性考试 物理试题 一、单项选择题 1. 秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后，有时要把米粒和糠秕分离。如图所示劳动情景，假设在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠秕落到地面不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同 B. 从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠秕的运动时间 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力冲量大小相同 D. 落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率 2. 如图所示，楔形物体a和b叠放在水平地面上，物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接整个系统处于静止状态。已知物体a、b之间的接触面光滑，下列说法正确的是（ ） A. 物体b对物体a的支持力大于物体a的重力 B. 物体b受到3个力的作用 C 弹簧可能处于伸长状态 D. 物体b对地面的摩擦力水平向左 3. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表示数变化量绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，则下列说法错误的是（ ） A. 电容器的带电量变小 B. 灯泡变亮 C. 与均保持不变 D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭 4. 2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号”F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利送入太空，与“神舟十五号”乘组胜利会师。若宇航员在空间站中测得空间站对地球的张角为2θ，如图所示，已知地球的近地卫星（可视为贴地面运行）的运动周期为T，则空间站在轨绕地球做圆周运动的周期大小为（　　） A. B. C. D. 5. 做匀加速直线运动的质点，连续经三点，已知，且质点在段的平均速度为，在段平均速度为，则下列说法正确的是：（　　） A. 通过与段所用时间之比为 B. 段质点速度变化量与段速度变化量之比为 C. 质点通过点时的速度大小为 D. 质点通过点时的速度大小为 6. 如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点H点，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点。滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 第一次轻绳拉力逐渐增大 B. 第一次半圆环受到的压力逐渐减小 C. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，轻绳的拉力相等 D. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压力相等 7. 如图所示，小球从O点开始做平抛运动，p为落地点，某红外线探测器置于线段Op的中点O'，可向竖直和水平方向发出两条射线，两次检测到小球的位置记为m、n，则（ ） A. 从O到m与从O到p重力做功之比为1： B. 从O到m与从O到n重力的冲量之比为1： C. 从O到m与从m到p重力平均功率之比为1：2 D. 经过m、n时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：2 8. 弹球游戏装置结构如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。 小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。 以O点为坐标原点， 沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度 v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题 9. 如图甲，在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为xA=0、xB=0.4m、xC=1.4m，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6m。t=0时刻，朱紫国国王搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图丙所示，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波，下列说法正确的是（　　） A. 波长为0.8m B. t = 2s时，质点C第一次运动到波峰 C. 在t = 0到t = 2.25s内，质点B通过的路程为3.5mm D. 若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上，他的脉搏振动频率为1Hz，则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象 10. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点的电势能最大，则下列说法正确的是（ ） A. O处点电荷带正电，M处点电荷带负电 B. q1的值大于q2的值 C. 将一正点电荷从N点由静止释放后，点电荷会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大 D. 将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 11. 如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里，菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交，菱形的中心O点到两导线的距离相等．则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度大小为零 B. a点与c点的磁感应强度大小相等、方向相同 C. Ob上各点的磁感应强度方向相同 D. 若在d点放入一个垂直纸面向里的电流（图中未画出），它受到的安培力方向沿dO向下 12. 如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，质量均为的A、B两物体用轻弹簧拴接。对物体B施加一沿斜面向下的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，B沿斜面做简谐运动，当B运动至最高点时，A刚要离开挡板。已知弹簧的劲度系数，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 物体B运动过程中，A、B、弹簧组成系统机械能及动量均守恒 B. 从撤掉F开始至弹簧首次恢复原长过程中，B的速度先增大后减小、再增大 C. 物体B静止于P点时，对物体B施加的压力F的大小为20N D. 物体B沿斜面做简谐运动的过程中，物体B的最大速度为1m/s 三、实验题 13. 某小组同学用如图甲所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力），实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动，系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图乙所示，在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能，并绘出对应的图线，如图丙所示。（当地的重力加速度g=10m/s2） （1）此单摆的周期为_________s； （2）在图丙中画出0~0.50s内摆球机械能的变化关系图线_________； （3）发射器的质量为___________kg（此结果保留两位有效数字）。 14. 某同学在“测定一种特殊直流电源的电动势和内阻”实验中，找到的电表量程有些偏小。于是采用了如图所示的电路进行测量。其中定值电阻R1和R2的阻值均为4Ω。电压表内阻5kΩ，量程3V，电流表为理想电表。 （1）该同学在闭合开关前，被告知此电源电动势约为5V，为使实验顺利进行，将此电压表串联阻值为_______的电阻，改装成量程6V的电压表； （2）利用改后的新电路进行实验，调节滑动变阻器阻值的大小，记录多组U、I数据，画出了如图所示的U—I图像。根据图像可计算出该电源的电动势为______V。电源的内阻为______Ω；（计算结果保留两位有效数字） （3）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源内阻的测量值与真实值相比______；电源电动势的测量值与真实值相比______。（均填下面选项前的字母） A．偏大 B．偏小 C．准确 四、解答题 15. 一根轻质细绳绕过轻质定滑轮，右边系着质量M=3kg的物块A，左边穿过长为L=3.0m的细管后下端系着质量m=2kg的物块B，细管由锁定装置固定不动，物块B距细管下端h=2.0m，已知物块B通过细管时与管内壁间的滑动摩擦力f=4N，开始时A、B均静止，绳处于拉直状态，同时释放A和B。A、B均看作质点，不计滑轮与轮轴之间的摩擦，重力加速度g=10m/s²。求： （1）刚释放A、B时，绳的拉力大小； （2）物块B刚通过细管时速度大小。 16. 如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面图，MN为直径，O点为圆心。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点，两束光分别记作B光、C光。已知，，，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求： （1）B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所需要的时间； （2）C光和B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过的时间之比。 17. 干旱季节，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田．已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为，水流由出水口水平喷出时的速度为，出水量为．已知电动机额定电压为，水泵的抽水效率为，水的密度为，求： （1）每秒内水流增加的机械能； （2）电动机的输入功率； （3）电动机线圈电阻[第（3）问保留两位有效数字]。 18. 一游戏装置如图所示，该装置由圆锥摆、传送带和小车三部分组成。长度为的细线（质量不计）一端被固定在架子上，另一端悬挂一个质量为的物体（可视为质点）。现使物体在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为。一段时间后悬挂物体的细线断裂，物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）沿传送方向进入传送带。倾角为的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行，物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度为，物体和传送带之间的动摩擦因数为。质量为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，圆轨道半径为。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。 （1）求物体做水平匀速圆周运动的线速度大小； （2）求物体在传送带上运动的时间和传送带对物体摩擦力冲量的大小； （3）从物体离开小车开始计时，求物体重新回到小车所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新泰中学2022级高三上学期第二次阶段性考试 物理试题 一、单项选择题 1. 秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后，有时要把米粒和糠秕分离。如图所示劳动情景，假设在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠秕落到地面不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同 B. 从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠秕的运动时间 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力冲量大小相同 D. 落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．米粒和糠秕的区别是质量不同，由于从同一高度h释放，由 可知，米粒和糠秕重力做功不同，故A错误； B．空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由 可知，运动时间相同，故B错； C．由 可知，重力对米粒冲量大于重力对糠秕冲量，故C错； D．空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由 可知，落地时竖直方向的速度大小相同，而 由于米粒质量大，落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，楔形物体a和b叠放在水平地面上，物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接整个系统处于静止状态。已知物体a、b之间的接触面光滑，下列说法正确的是（ ） A. 物体b对物体a的支持力大于物体a的重力 B. 物体b受到3个力的作用 C. 弹簧可能处于伸长状态 D. 物体b对地面的摩擦力水平向左 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体a要在光滑斜面上静止，弹簧一定压缩，对a受力分析知 根据平衡关系 因此物体b对物体a的支持力大于物体a的重力，A正确； B．物体b受到自身重力，地面支持力，物体a的压力，和地面对物体b的摩擦力４个力的作用，B错误； C．由A项分析可知，弹簧一定压缩，C错误； D．将a和b作为一个整体，因为整体受到弹簧水平向右的弹力，地面一定给木块B一个向左的摩擦力，物体b对地面的摩擦力水平向右，D错误。 故选A。 3. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，则下列说法错误的是（ ） A. 电容器的带电量变小 B. 灯泡变亮 C. 与均保持不变 D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，接入电路的阻值变小，则电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮；通过定值电阻的电流增大，定值电阻两端电压增大，则电容器两端电压减小，根据 可知电容器的带电量变小，故AB正确，不符合题意； C．电压表V1测定值电阻两端电压，电压表V2测电源两端电压，则有 ， 故C正确，不符合题意； D．当电路稳定后，断开开关，则电容器放电，与小灯泡、滑动变阻器构成回路，所以小灯泡不会立刻熄灭，故D错误，符合题意。 故选D。 4. 2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号”F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利送入太空，与“神舟十五号”乘组胜利会师。若宇航员在空间站中测得空间站对地球的张角为2θ，如图所示，已知地球的近地卫星（可视为贴地面运行）的运动周期为T，则空间站在轨绕地球做圆周运动的周期大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据几何关系可得空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为 根据开普勒第三定律可得 联立可得 故选A。 5. 做匀加速直线运动的质点，连续经三点，已知，且质点在段的平均速度为，在段平均速度为，则下列说法正确的是：（　　） A. 通过与段所用时间之比为 B. 段质点速度变化量与段速度变化量之比为 C. 质点通过点时的速度大小为 D. 质点通过点时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知 故A错误； B．根据 可知 故B错误； CD．设质点在AB段运动时间为，在BC段运动时间为，由 可得，AB段中间时刻速度 BC段中间时刻速度 设加速度为a，则B点速度为 又 且 联立以上各式可解得 所以 又由 即 解得 故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点H点，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点。滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 第一次轻绳的拉力逐渐增大 B. 第一次半圆环受到的压力逐渐减小 C. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，轻绳的拉力相等 D. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压力相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小圆环沿半圆环缓慢上移过程中，受重力G、拉力T、弹力FN三个力处于平衡状态，受力分析如图所示 由图可知△OMN与△NBA相似，则有 (式中R为半圆环的半径)，在小圆环缓慢上移的过程中，半径R不变，MN的长度逐渐减小，故轻绳的拉力T逐渐减小，小圆环所受的支持力的大小不变，由牛顿第三定律得半圆环所受的压力的大小不变，故AB错误； CD．第一次小圆环缓慢上升到N点时 FN＝G T＝G 第二次小圆环运动的过程中，假设小圆环速率恒为v，当小圆环运动到N点时，在水平方向上有 cos 45°－FN′＝ 在竖直方向上有 G＝sin 45° 解得 ＝G FN′＝G－ 再结合牛顿第三定律可知，故C正确，D错误 故选C。 7. 如图所示，小球从O点开始做平抛运动，p为落地点，某红外线探测器置于线段Op的中点O'，可向竖直和水平方向发出两条射线，两次检测到小球的位置记为m、n，则（ ） A. 从O到m与从O到p重力做功之比为1： B. 从O到m与从O到n重力的冲量之比为1： C. 从O到m与从m到p重力平均功率之比为1：2 D. 经过m、n时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：2 【答案】B 【解析】 【详解】AC．设从到p的运动的时间为，则有 ， 由于为线段的中点，点与在同一竖直线上，则有从到的时间为 从到的竖直位移为 根据重力做功公式 可得从到与从到p的重力做功之比为 根据平均功率公式 可得从O到m与从m到p重力平均功率之比为 故AC错误； B．从到的时间为 从到的时间为 根据冲量定义 可知从到与从到重力冲量之比为 故B正确； D．速度方向与水平方向夹角的正切值为 所以经过、时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为 故D错误。 故选B。 8. 弹球游戏装置结构如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。 小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。 以O点为坐标原点， 沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度 v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．设O点速度为v小球由O到B的过程中由动能定理可知 解得 图像中过O点后应为曲线，故A错误； B．设A点的弹性势能为，小球在恢复原长过程中由能量定理可知 整理可得 可知在O点前图像应为开口向下的抛物线 由O到B的过程中动能定理可知 图像为直线，故B正确； C．设弹簧原长为小球由A运动到O点的过程中受力分析可知 随着弹簧形变量减小，弹簧弹力减小，小球加速度逐渐变小；当a=0时物体达到最大速度此时受力分析可知 此后小球会做变减速运动直至到达O点受力分析可知 分析可知加速度逐渐变大； 小球由O到B的过程中，弹簧弹力为零受力分析可知 从O点开始物体做匀减速直线运动图像应为直线，故C错误； D．设A点的弹性势能为,小球在恢复原长过程中由能量定理可知 整理可得 图像为开口向下的抛物线，故D错误。 故选B。 【点睛】对于图像问题要明确坐标轴以及斜率的概念，关键要根据物理规律得到解析式，在研究图像。 二、多项选择题 9. 如图甲，在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为xA=0、xB=0.4m、xC=1.4m，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6m。t=0时刻，朱紫国国王搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图丙所示，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波，下列说法正确的是（　　） A. 波长为0.8m B. t = 2s时，质点C第一次运动到波峰 C. 在t = 0到t = 2.25s内，质点B通过的路程为3.5mm D. 若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上，他的脉搏振动频率为1Hz，则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B两质点间的距离为 由于波长大于，故 A正确； B．由图丙可知，所有质点的起振方向都是沿轴负方向，故质点C第一次运动到波峰的时间为 B错误； C．质点B从时开始振动，在t = 0到t = 2.25s内，质点B完成，故运动的路程为 C正确； D．丝线两端波源的频率相同，故可发生稳定的干涉现象，D正确。 故选ACD。 10. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点的电势能最大，则下列说法正确的是（ ） A. O处点电荷带正电，M处点电荷带负电 B. q1的值大于q2的值 C. 将一正点电荷从N点由静止释放后，点电荷会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大 D. 将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带负电的粒子在电势越低的地方电势能越大，而沿着电场线的方向电势降低，根据所给图像可知，该带负电的粒子从O到A电势能逐渐减小，则可知从O到A电势升高，因此可知O点处的点电荷带负电，M点处的点电荷带正电，故A错误； B．图中A点处的电势能为零，而根据 可知，A点处的电势为零，设OA之间的距离为，AM之间的距离为，则根据点电荷在某点产生的电势公式 以及电势所满足的代数运算可知 由于 则可知 故B正确； CD．负电荷由N到D电势能先增大后减小，则正电荷由N到D电势能先减小后增大，由此可知电场力先做正功后做负功，而负电荷在C点的电势能最大，因此可知正电荷在C点的电势能最小，动能最大，故C正确，D错误。 故选BC 11. 如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里，菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交，菱形的中心O点到两导线的距离相等．则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度大小为零 B. a点与c点的磁感应强度大小相等、方向相同 C. Ob上各点的磁感应强度方向相同 D. 若在d点放入一个垂直纸面向里的电流（图中未画出），它受到的安培力方向沿dO向下 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则，右边通电导线在产生的磁场大小为方向向上，左边通电导线在产生的磁场大小为方向向下，故O点的磁感应强度大小为零，故A正确； B．根据右手螺旋定则和磁场的叠加可知，a点与c点的磁感应强度大小相等，a点磁感应强度方向向下，c点磁感应强度方向向上，故B错误； C．根据右手螺旋定则和磁场的叠加可知，上各点的磁感应强度方向均由c指向a，故C正确； D．右边通电导线在d产生的磁场大小为方向向右上方，左边通电导线在d产生的磁场大小为方向向右下方，d点的磁感应强度方向由a指向c，若在d点放入一个垂直纸面向里的电流，由左手定则可知它受到的安培力方向沿dO向下，故D正确； 故选ACD。 12. 如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，质量均为的A、B两物体用轻弹簧拴接。对物体B施加一沿斜面向下的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，B沿斜面做简谐运动，当B运动至最高点时，A刚要离开挡板。已知弹簧的劲度系数，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 物体B运动过程中，A、B、弹簧组成的系统机械能及动量均守恒 B. 从撤掉F开始至弹簧首次恢复原长过程中，B的速度先增大后减小、再增大 C. 物体B静止于P点时，对物体B施加的压力F的大小为20N D. 物体B沿斜面做简谐运动的过程中，物体B的最大速度为1m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物体B运动过程中，对A、B、弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可系统在沿斜面方向受合外力不等于零，因此系统的动量不守恒，A错误； B．从撤掉F开始，B受向上弹力大于B的重力沿斜面向下的分力，B做加速运动，速度逐渐增大，随弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，速度仍逐渐增大，当弹力大小等于B的重力沿斜面向下的分力时，B的速度最大，以后弹力小于重力沿斜面向下的分力，B的加速度方向向下逐渐增大，B做减速运动，速度逐渐减小，减至弹簧首次恢复原长，B错误； C．当B运动至最高点时，A刚要离开挡板，对A则有 B在最高点时受弹力方向沿斜面向下，此时加速度最大，由牛顿第二定律则有 解得 由简谐运动的对称性，当物体B运动到最低点时，加速度最大，大小仍为a，方向沿斜面向上，在撤去外力F瞬间，合外力等于撤去的外力的大小，由牛顿第二定律，可得施加的压力F的大小为 C正确；     D．物体B沿斜面做简谐运动的过程中，物体B在平衡位置时的速度最大，物体B在P点时形变量最大为 物体B在平衡位置时，则有 解得形变量大小为 由能量守恒定律可得 代入数据解得物体B的最大速度为 D正确。 故选CD。 三、实验题 13. 某小组同学用如图甲所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力），实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动，系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图乙所示，在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能，并绘出对应的图线，如图丙所示。（当地的重力加速度g=10m/s2） （1）此单摆的周期为_________s； （2）在图丙中画出0~0.50s内摆球机械能的变化关系图线_________； （3）发射器的质量为___________kg（此结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 1.12 ②. ③. 0.058##0.059##0.060#0.061##0.062 【解析】 【详解】（1）[1]从平衡位置出发，一个周期内，两次通过平衡位置，由图丙可知，此单摆周期为 （2）[2]摆球摆动过程中只有重力做功，其机械能守恒，则机械能不变，如图所示 （3）[3]在丙图取0.3s时刻可得 解得 m=0.060kg 由于读数误差可取范围为0.058~0.062。 14. 某同学在“测定一种特殊直流电源电动势和内阻”实验中，找到的电表量程有些偏小。于是采用了如图所示的电路进行测量。其中定值电阻R1和R2的阻值均为4Ω。电压表内阻5kΩ，量程3V，电流表为理想电表。 （1）该同学在闭合开关前，被告知此电源电动势约为5V，为使实验顺利进行，将此电压表串联阻值为_______的电阻，改装成量程6V的电压表； （2）利用改后的新电路进行实验，调节滑动变阻器阻值的大小，记录多组U、I数据，画出了如图所示的U—I图像。根据图像可计算出该电源的电动势为______V。电源的内阻为______Ω；（计算结果保留两位有效数字） （3）实际上，电流表的内阻并不等于零，电压表的内阻也不是无限大，从系统误差的角度来看，电源内阻的测量值与真实值相比______；电源电动势的测量值与真实值相比______。（均填下面选项前的字母） A．偏大 B．偏小 C．准确 【答案】 ①. 5kΩ ②. 4.8 ③. 3.6 ④. A ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]将此电压表与电阻R串联，改装成量程6V的电压表，则根据串联电路规律有 可得，串联电阻的阻值为。 （2）[2][3]3V的电压表改装成量程6V的电压表，则根据闭合电路欧姆定律有 整理后可得 则结合图像的纵轴截距和斜率有 联立解得 ， （3）[4] 如果把电流表自身内阻计算在内，电源内阻就会小于，所以电源内阻的测量值与真实值相比偏大。 故选A。 [5]由于电压表没有分流作用，电流表读数能够真实反映处流经电源的电流，因此，电压表不会带来系统误差，电源电动势的测量值与真实值相比准确。 故选C。 四、解答题 15. 一根轻质细绳绕过轻质定滑轮，右边系着质量M=3kg的物块A，左边穿过长为L=3.0m的细管后下端系着质量m=2kg的物块B，细管由锁定装置固定不动，物块B距细管下端h=2.0m，已知物块B通过细管时与管内壁间的滑动摩擦力f=4N，开始时A、B均静止，绳处于拉直状态，同时释放A和B。A、B均看作质点，不计滑轮与轮轴之间的摩擦，重力加速度g=10m/s²。求： （1）刚释放A、B时，绳的拉力大小； （2）物块B刚通过细管时速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对物块A、B由牛顿第二定律分别可得 联立解得 （2）对A、B由机械能守恒可得 解得 16. 如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面图，MN为直径，O点为圆心。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点，两束光分别记作B光、C光。已知，，，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求： （1）B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所需要的时间； （2）C光和B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过时间之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由几何关系可知，入射角为，C光的折射角为，B光的折射角为，根据折射定律 得C光和B光的折射率分别为 根据发生全反射的临界角 可知B光发生全反射的临界角的正弦值为 画出B光的光路图如图所示 根据几何关系可知前两次在玻璃砖中入射的角度均为，第三次在玻璃砖中的入射角为，根据 可知在玻璃砖内发生两次全反射后从玻璃砖中射出，B光在玻璃砖中的路程为 B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所需要的时间 联立可得 （2）C光发生全反射的临界角的正弦值为 可知C光从C点射出玻璃砖，根据可知C光和B光在玻璃砖内的速度之比为，B光在玻璃砖内发生两次全反射后从N点射出，C光和B光在玻璃砖中的路程分别为 联立解得C光和B光从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间之比为 17. 干旱季节，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田．已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为，水流由出水口水平喷出时的速度为，出水量为．已知电动机额定电压为，水泵的抽水效率为，水的密度为，求： （1）每秒内水流增加的机械能； （2）电动机的输入功率； （3）电动机线圈的电阻[第（3）问保留两位有效数字]。 【答案】（1）；（2）344W；（3） 【解析】 【详解】（1）以每秒出水量为研究对象，每秒机械能增加 代入数据解得 （2）电动机的输出功率 电动机的输入功率为 （3）对电动机，有 代入数据联立解得 18. 一游戏装置如图所示，该装置由圆锥摆、传送带和小车三部分组成。长度为的细线（质量不计）一端被固定在架子上，另一端悬挂一个质量为的物体（可视为质点）。现使物体在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为。一段时间后悬挂物体的细线断裂，物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）沿传送方向进入传送带。倾角为的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行，物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度为，物体和传送带之间的动摩擦因数为。质量为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，圆轨道半径为。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。 （1）求物体做水平匀速圆周运动的线速度大小； （2）求物体在传送带上运动的时间和传送带对物体摩擦力冲量的大小； （3）从物体离开小车开始计时，求物体重新回到小车所用的时间。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）物体在水平面做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得 可得 （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，继续向下做匀加速运动，受到向上的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为 设物体从共速到传送带底端所用时间为，根据运动学公式可得 解得 或 （舍去） 所以物体在传送带上运动的时间 传送带对物体的摩擦力冲量 （3）物体刚滑上小车的速度为 物体刚离开小车时，相对速度方向竖直向上，则物体与小球有相同的水平速度，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竖直分速度为，根据系统机械能守恒可得 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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$