精品解析：山东省德州市2025-2026学年高三上学期10月校际联考物理试题

2023级校际联考（二）物理学科试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一项符合题目要求 1. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（　　） A. 加速度的定义式，采用了比值定义法 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法 C. 根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里采用了极限法 D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里采用了微元法 2. “电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）。 A. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力 B. “电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小 C. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上 D. “电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力 3. 如图所示，正方体框架的底面处于水平地面上。从顶点A沿不同方向水平抛出小球（可视为质点），不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ） A. 落点在上的小球，落在点时平抛的初速度最大 B. 落点在内的小球，落在点的运动时间最长 C. 落点在上的小球，平抛初速度的最小值与最大值之比是 D. 落点在上的小球，落地时重力的瞬时功率均不相同 4. 山东省科技馆的科技大篷车来省实验中学了！其中一项展示如图所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开。一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，锥体自动地沿木板滚上了B、C板的高处。不计一切阻力，在上述过程中（ ） A. 锥体的重心逐渐升高 B. 锥体的重力势能逐渐减小 C. 锥体的机械能逐渐增大 D. 锥体的机械能逐渐减小 5. 在蹦床运动过程中，用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F，下图是绘制的F随时间t的变化图像，不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员质量为40kg B. 运动员在内处于超重状态 C. 运动员的最大加速度大小为40m/s2 D. 运动员离开蹦床上升的最大高度为12.8m 6. 如图所示，一辆轿车以20m/s的速度，从匝道驶入限速为90km/h的某高架桥快速路的行车道。由于前方匀速行驶的货车速度较小，轿车司机踩油门超车，加速8s后发现无超车条件，立即踩刹车减速，经过3s减速后，刚好与前方货车保持约60m左右距离同速跟随。整个过程中轿车的速度与时间的关系如图乙所示，货车一直保持匀速。下列说法中正确的是（　　） A. 该过程轿车出现了超速情况 B. 该过程轿车的平均加速度大小为1.25m/s2 C. 该过程轿车与货车之间的距离先减小后增大 D. 轿车开始加速时与货车的距离约为100m 7. “雨打芭蕉”是自然现象，也是富含美感和韵味的古典意象。设某张芭蕉叶水平，叶片面积为，雨水以速度竖直匀速下落，落到叶片上以原来速率的一半竖直反弹。已知空中雨水的平均密度为，不计落到叶片上雨水的重力。则雨打芭蕉叶的力大小为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，正三棱柱ABC-A'B'C'的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为-Q的点电荷，D、D'点分别为AC、A'C'边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法正确的是（　　） A. B、B'两点的电场强度相同 B 将一负试探电荷从A'点移到C'点，其电势能减少 C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到D'点，静电力始终不做功 D. 若在A'点再固定一电荷量为+Q的点电荷，C'点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则D点的电场强度指向B点 二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电场力做负功 B. 重力和电场力的合力做正功 C. 电势能逐渐减小 D. 重力势能的减少量小于动能的增加量 10. 图甲为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量一定的锅放在炉架上，如图乙所示（侧视图）。忽略爪与锅之间的摩擦力，若锅可以看作半径为R的球面，正对的两爪间距为d，则下列说法正确的是（　　） A. R越大，爪与锅之间的弹力越小 B. R越大，爪与锅之间的弹力越大 C. d越大，爪与锅之间的弹力越大 D. d越大，锅受到的合力越大 11. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ=2QS=4R（R为火星的半径）。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为v1、v2、v3，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. v1 <v2<v3 B. 火星的密度为 C. 着陆器变轨前在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度大于 D. 着陆器在轨道Ⅱ上经过S点的机械能大于轨道Ⅲ上经过Q点的机械能 12. 将木块M与N并排静置在光滑地面上，木块M上固定一竖直轻杆，轻杆上端小横杆上系一长为的轻细线，细线下端系一质量为的小球Q。将一质量的橡皮泥P从距Q水平距离的地方以的速度水平抛出，恰好与小球Q碰撞并瞬间连结为一整体S（可视为质点），随后绕悬点摆动（不与竖直杆碰撞）。已知木块M与N的质量分别为与。则（　　） A. 碰撞后瞬间的速度为 B. S摆到最高点时M、N分离 C. M与N分离时的速度大小为 D. 摆回到最低点时绳子的拉力为 三、非选择题：本题共6小题，共计60分。 13. 兴趣小组利用轻质弹簧、刻度尺、天平、钢球、盒子不仅可以测量弹簧的劲度系数，也可用来制作一个简易加速度测量仪，测量竖直方向上的加速度大小，制作过程如下： A.将盒子竖直放置，轻质弹簧上端固定在盒子上部，弹簧末端固定指针，在弹簧侧旁竖直固定刻度尺； B.使盒子静止，弹簧下端不悬挂钢球，弹簧在自然状态下，指针位于刻度尺的处； C.用天平测出钢球质量为，在弹簧下端悬挂钢球，钢球静止时指针位置如图所示； D.通过计算，在刻度尺不同刻度处标注相对应的加速度数值。若当地重力加速度大小取，不计弹簧质量和空气阻力完成以下问题： （1）钢球静止时弹簧指针示数为____________cm； （2）弹簧的劲度系数为____________； （3）若弹簧处于弹性限度内（伸长量的范围为，当盒子竖直向上做加速，运动时，其加速度最大值为____________。 14. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的关系。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是（　　）（填选项前的符号） A. 测量小球开始释放的高度h B. 用天平测量两个小球的质量、 C. 测量平抛射程OM、ON D. 测量抛出点距地面高度H （2）在某次的实验中，得到小球的落点情况为，，，假设碰撞中系统动量守恒，则入射小球的质量和被碰小球的质量应该满足________（填“”、“”、“”），它们的比值__________。 （3）若碰撞中系统动量守恒，OM、OP、ON三者再满足关系式__________，则可证明碰撞是弹性碰撞。 15. 为节省空间，超市手推购物车收纳时可以相互嵌套。在水平面上有两辆相互嵌套的购物车，工作人员将处于同一直线上的另一辆购物车猛推一下，沿直线运动与前面的两辆车嵌套在一起，嵌套后共同向前运动后停了下来。人推车时间、两车相碰时间极短，可忽略，已知购物车的质量均为，车运动时受到的阻力恒为车重的倍，重力加速度，求： （1）两辆车从嵌套后一起运动到停下来所用的时间； （2）工作人员对第一辆车冲量的大小。 16. 打弹珠游戏承载了许多人的童年回忆，如图是打弹珠的某种玩法；在竖直平面内放置一半径为R的固定光滑细管（忽略管的内径），半径OM竖直，ON与竖直方向夹角成60°，O点为圆心。一直径略小于管内径的质量为m的弹珠（可视为质点），由N点正上方P点静止释放（NP长度大小未知），弹珠在N处与细管发生短暂碰撞后进入细管，若弹珠从M点飞出后恰好能击中N点，则取得胜利，已知重力加速度为g，不计一切摩擦。 （1）求胜利过程M点处管道对小球的压力。 （2）求胜利过程小球第一次进入光滑细管前一刻重力瞬时功率P的大小。 17. 在光滑绝缘水平桌面上有一直角坐标系，现有一个质量、电量为的带电小球，经电势差为U的加速电场加速后，从y轴正半轴上的处以速度沿x轴正方向射入、的空间，在、的空间有沿y轴负方向的匀强电场，经的点射入、的空间，在、的空间存在与x轴负方向夹角为、大小匀强电场，小球从y轴负半轴上的点射出。如图所示，求： （1）加速电场电势差U大小； （2）带电小球经过时的速度； （3）的坐标。 18. 如图所示，长L=1.0m的不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端拴小球A，锁定在水平面上的木板C左端静置一滑块B，右端N固定一水平放置的自由轻弹簧，弹簧左端位于M点。木板上表面M点左侧粗糙，与滑块B之间的动摩擦因数为，M点右侧光滑，M点与木板左端的距离d=1.0m，将轻绳伸直，在与O点等高处给小球A一个竖直向下且大小为的初速度，小球A在最低点与滑块B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失，碰后小球A即被取走，滑块B恰好未脱离木板C．已知小球A的质量，滑块B的质量，木板C的质量，滑块B可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，g取10，忽略空气阻力。 （1）求A球与滑块B碰撞前瞬间轻绳的拉力大小； （2）求弹簧弹性势能的最大值； （3）若将长木板C解锁，且不计木板C与水平面间的摩擦力，求弹簧的最大弹性势能和滑块B最终与木板C左端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级校际联考（二）物理学科试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一项符合题目要求 1. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（　　） A. 加速度定义式，采用了比值定义法 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法 C. 根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里采用了极限法 D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里采用了微元法 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度的定义式，采用的是比值定义法，故A正确； B．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体采用了理想模型法，故B错误； C．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法，故C正确； D．在推导匀变速直线运动位移公式时，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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D正确。 故选B。 2. “电动平衡车”是青少年非常喜欢一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）。 A. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力 B. “电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小 C. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上 D. “电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力 【答案】B 【解析】 【详解】AC．“电动平衡车”加速行驶时，车对人在竖直方向的作用力等于人的重力，，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度，故车对人的作用力大于人的重力，车对人的作用力方向斜向上，故AC错误； BD．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力只有竖直方向的支持力，故车对人的作用力大小等于人对车的压力大小；根据受力平衡可得，平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力，故B正确，D错误。 故选B。 3. 如图所示，正方体框架的底面处于水平地面上。从顶点A沿不同方向水平抛出小球（可视为质点），不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ） A. 落点在上的小球，落在点时平抛的初速度最大 B. 落点在内的小球，落在点的运动时间最长 C. 落点在上的小球，平抛初速度的最小值与最大值之比是 D. 落点在上的小球，落地时重力的瞬时功率均不相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有 水平位移为 落点在上的小球，水平位移相同，则落在点时运动时间最大，平抛的初速度最小，故A错误； B．落点在内的小球，运动竖直位移相同，时间相同，故B错误； C．落点在上的小球，运动时间相同，水平位移最小和最大比值为 所以平抛初速度的最小值与最大值之比是，故C正确； D．落点在上的小球，运动时间相同，则竖直分速度 相同，落地时重力的瞬时功率 均相同，故D错误。 故选C。 4. 山东省科技馆的科技大篷车来省实验中学了！其中一项展示如图所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开。一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，锥体自动地沿木板滚上了B、C板的高处。不计一切阻力，在上述过程中（ ） A. 锥体的重心逐渐升高 B. 锥体的重力势能逐渐减小 C. 锥体的机械能逐渐增大 D. 锥体的机械能逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．锥体的高度减小，重心逐渐降低，且重力势能减小，故A错误，B正确； CD．只有重力做功，锥体的机械能不变，故CD错误； 故选B。 5. 在蹦床运动过程中，用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F，下图是绘制的F随时间t的变化图像，不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员的质量为40kg B. 运动员在内处于超重状态 C. 运动员的最大加速度大小为40m/s2 D. 运动员离开蹦床上升的最大高度为12.8m 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知 所以 故A错误； B．由图可知，运动员在3.6s~4.2s内弹力大于重力，加速度方向向上，运动员处于超重状态，在4.2s~4.8s内弹力小于重力，加速度方向向下，处于失重状态，故B错误； C．当运动员处于最低点时，加速度最大，根据牛顿第二定律可得 故C正确； D．由图可知，运动员离开蹦床在空中运动的时间为 所以运动员离开蹦床上升的最大高度为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一辆轿车以20m/s的速度，从匝道驶入限速为90km/h的某高架桥快速路的行车道。由于前方匀速行驶的货车速度较小，轿车司机踩油门超车，加速8s后发现无超车条件，立即踩刹车减速，经过3s减速后，刚好与前方货车保持约60m左右距离同速跟随。整个过程中轿车的速度与时间的关系如图乙所示，货车一直保持匀速。下列说法中正确的是（　　） A. 该过程轿车出现了超速情况 B. 该过程轿车的平均加速度大小为1.25m/s2 C. 该过程轿车与货车之间的距离先减小后增大 D. 轿车开始加速时与货车的距离约为100m 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知轿车的最大速度为 该过程轿车没有超速，故A错误； B．由图乙可知该过程轿车的平均加速度大小为 故B错误； C．轿车速度一直大于货车速度，直到11s末两车速度相等，所以辆车距离一直在减小，故C错误； D．0~11s内，轿车的位移为 货车的位移为 开始的距离为 故D正确。 故选D。 7. “雨打芭蕉”是自然现象，也是富含美感和韵味的古典意象。设某张芭蕉叶水平，叶片面积为，雨水以速度竖直匀速下落，落到叶片上以原来速率的一半竖直反弹。已知空中雨水的平均密度为，不计落到叶片上雨水的重力。则雨打芭蕉叶的力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，设时间为，则落到芭蕉叶上雨水的质量为 设雨打芭蕉叶的力大小为，取向上为正方向，由动量定理有 解得 故选A。 8. 如图所示，正三棱柱ABC-A'B'C'的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为-Q的点电荷，D、D'点分别为AC、A'C'边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法正确的是（　　） A. B、B'两点的电场强度相同 B. 将一负试探电荷从A'点移到C'点，其电势能减少 C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到D'点，静电力始终不做功 D. 若在A'点再固定一电荷量为+Q的点电荷，C'点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则D点的电场强度指向B点 【答案】C 【解析】 【详解】A．距离正点电荷电荷量为Q距离为r处的电场强度大小为，方向沿正电荷与该点连线向外，距离负点电荷电荷量为Q距离为r处的电场强度大小为，方向沿该点与负电荷连线向内，由此可分析得出B、B'两点的电场强度不相同，故A错误； B．电场线由正电荷（或无穷远）出发指向负电荷（或无穷远），沿电场线方向电势降低，点电荷附近电势大小可表示为，则当选无穷远处电势为0时，A'点电势高于零，C'点电势低于零，则将一负试探电荷从A'点移到C'点，其电势能升高，故B错误； C．平面BDD'B'是等势面，则将一正试探电荷沿直线从B点移到D'点，静电力始终不做功，故C正确； D．若在A'点再固定一电荷量为+Q的点电荷，C'点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则由A、C两处电荷在D点的电场强度指向C，在A'、C'两处的电荷在D点的合电场强度也是指向C，则D点的电场强度指向C点，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电场力做负功 B. 重力和电场力的合力做正功 C. 电势能逐渐减小 D. 重力势能的减少量小于动能的增加量 【答案】AB 【解析】 【详解】AC．由图可知，电场强度方向向下，故带负电的油滴受向上的电场力，向下加速运动，则电场力做负功，电势能变大，故A正确，C错误； B．油滴向下做加速运动，则重力和电场力的合力向下，则合力做正功，故B正确； D．根据能量关系可知，重力势能的减少量等于电势能的增加量与动能的增加量之和，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故D错误。 故选AB。 10. 图甲为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量一定的锅放在炉架上，如图乙所示（侧视图）。忽略爪与锅之间的摩擦力，若锅可以看作半径为R的球面，正对的两爪间距为d，则下列说法正确的是（　　） A. R越大，爪与锅之间的弹力越小 B. R越大，爪与锅之间的弹力越大 C. d越大，爪与锅之间的弹力越大 D. d越大，锅受到的合力越大 【答案】AC 【解析】 【详解】对锅进行受力分析如图所示 炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅受到的重力大小相等，方向相反，根据受力平衡可得 根据几何关系可得 则越大，越大，爪与锅之间弹力越小；同理d越大，越小，爪与锅之间弹力越大，锅受到的合力为零。 故选AC。 11. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ=2QS=4R（R为火星的半径）。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为v1、v2、v3，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. v1 <v2<v3 B. 火星的密度为 C. 着陆器变轨前在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度大于 D. 着陆器在轨道Ⅱ上经过S点的机械能大于轨道Ⅲ上经过Q点的机械能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．着陆器在P点两次变轨都是做近心运动，需要向前喷火减速，从而从高轨道变到低轨道，所以v1>v2>v3 ，故A错误； B．着陆器在火星的II轨道上做圆周运动，根据万有引力提供向心力得 解得 火星的体积 可得火星的密度为，故B正确； C．着陆器变轨前在轨道I上运动时经过P点与着陆器变轨后在火星的II轨道上做匀速圆周运动经过P点时受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律有 解得 可知着陆器两次经过P点时的加速度相等。又着陆器在火星的II轨道上做匀速圆周运动的加速度表达式为 可得着陆器过 P 点时的加速度为 ，故C错误； D．着陆器从轨道II变到轨道III上运行时，需要在P点减速，即发动机对着陆器做负功，着陆器的机械能减少，所以可知着陆器在轨道II上经过S点的机械能大于轨道III上经过 Q 点的机械能，故 D正确。 故选BD。 12. 将木块M与N并排静置在光滑地面上，木块M上固定一竖直轻杆，轻杆上端小横杆上系一长为的轻细线，细线下端系一质量为的小球Q。将一质量的橡皮泥P从距Q水平距离的地方以的速度水平抛出，恰好与小球Q碰撞并瞬间连结为一整体S（可视为质点），随后绕悬点摆动（不与竖直杆碰撞）。已知木块M与N的质量分别为与。则（　　） A. 碰撞后瞬间的速度为 B. S摆到最高点时M、N分离 C. M与N分离时的速度大小为 D. 摆回到最低点时绳子的拉力为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对P、Q构成的整体，在碰撞过程，水平方向上动量守恒，碰撞后竖直方向的分速度突变为0，则有 解得，故A正确； B．整体S在杆右侧运动时，绳的弹力对M做正功，M的速度增大，M、N之间存在弹力作用，可知，S向右摆动到最高点过程，M、N没有分离，故B错误； C．结合上述可知，当S从杆右侧再次返回最低点时，M与N恰好分离，令此时S速度为，则有， 解得， 即M与N分离时的速度大小为，故C正确； D．结合上述，对S进行分析，根据牛顿第二定律有 解得，故D正确 故选ACD。 三、非选择题：本题共6小题，共计60分。 13. 兴趣小组利用轻质弹簧、刻度尺、天平、钢球、盒子不仅可以测量弹簧的劲度系数，也可用来制作一个简易加速度测量仪，测量竖直方向上的加速度大小，制作过程如下： A.将盒子竖直放置，轻质弹簧上端固定在盒子上部，弹簧末端固定指针，在弹簧侧旁竖直固定刻度尺； B.使盒子静止，弹簧下端不悬挂钢球，弹簧在自然状态下，指针位于刻度尺处； C.用天平测出钢球质量为，在弹簧下端悬挂钢球，钢球静止时指针位置如图所示； D.通过计算，在刻度尺不同刻度处标注相对应的加速度数值。若当地重力加速度大小取，不计弹簧质量和空气阻力完成以下问题： （1）钢球静止时弹簧指针示数为____________cm； （2）弹簧的劲度系数为____________； （3）若弹簧处于弹性限度内（伸长量的范围为，当盒子竖直向上做加速，运动时，其加速度最大值为____________。 【答案】（1）7.20 （2）80 （3）26 【解析】 【小问1详解】 由图可知，钢球静止时弹簧示数为7.20cm； 【小问2详解】 弹簧形变量为 7.20cm-4.70cm=2.50cm=0.0250m 钢球静止时，有 解得 N/m 【小问3详解】 弹簧在弹性限度内，弹簧最大伸长时对应加速度最大，由牛顿第二定律可得 解得 14. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的关系。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是（　　）（填选项前的符号） A. 测量小球开始释放的高度h B. 用天平测量两个小球的质量、 C. 测量平抛射程OM、ON D. 测量抛出点距地面的高度H （2）在某次的实验中，得到小球的落点情况为，，，假设碰撞中系统动量守恒，则入射小球的质量和被碰小球的质量应该满足________（填“”、“”、“”），它们的比值__________。 （3）若碰撞中系统动量守恒，OM、OP、ON三者再满足关系式__________，则可证明碰撞是弹性碰撞。 【答案】（1）BC （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 根据动量守恒定律，则有 小球碰前碰后从同一高度做平抛运动，即平抛运动时间相等，根据平抛运动特点有 即 表示碰前小球平抛运动水平位移，、分别表示碰后两小球的位移。整理知要验证动量守恒定律，需要验证的关系式为 故实验还需完成的必要步骤是BC。 故选BC。 【小问2详解】 [1]为了使两小球碰撞后不反弹，应设入射球的质量大于被碰球的质量，即 [2]由上述结论 解得 【小问3详解】 若为弹性碰撞同时满足动量守恒和机械能守恒，则有， 联立解得 15. 为节省空间，超市手推购物车收纳时可以相互嵌套。在水平面上有两辆相互嵌套的购物车，工作人员将处于同一直线上的另一辆购物车猛推一下，沿直线运动与前面的两辆车嵌套在一起，嵌套后共同向前运动后停了下来。人推车时间、两车相碰时间极短，可忽略，已知购物车的质量均为，车运动时受到的阻力恒为车重的倍，重力加速度，求： （1）两辆车从嵌套后一起运动到停下来所用的时间； （2）工作人员对第一辆车冲量的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，车运动时受到的阻力恒为车重的倍，设嵌套后购物车共同运动的加速度大小为，则根据牛顿第二定律有 解得 设两辆车从嵌套后一起运动到停下来所用的时间为，运用逆向思维，可得 解得 （2）由于车运动时受到的阻力恒为车重的倍，则可知，第一辆车被推车后做匀减速运动的加速度大小为，设被推出时的速度大小为，与第二辆车碰撞时的速度大小为，碰撞后获得的公共速度大小为，根据（1）中可得 购物车之间碰撞时间，可认为碰撞前后瞬间动量守恒，由动量守恒定律有 解得 根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得 代入数据解得 则由动量定理可得，工作人员对第一辆车冲量的大小为 16. 打弹珠游戏承载了许多人的童年回忆，如图是打弹珠的某种玩法；在竖直平面内放置一半径为R的固定光滑细管（忽略管的内径），半径OM竖直，ON与竖直方向夹角成60°，O点为圆心。一直径略小于管内径的质量为m的弹珠（可视为质点），由N点正上方P点静止释放（NP长度大小未知），弹珠在N处与细管发生短暂碰撞后进入细管，若弹珠从M点飞出后恰好能击中N点，则取得胜利，已知重力加速度为g，不计一切摩擦。 （1）求胜利过程M点处管道对小球的压力。 （2）求胜利过程小球第一次进入光滑细管前一刻重力瞬时功率P的大小。 【答案】（1），方向由圆心O指向M。 （2） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，小球从M点射出后到N点的过程中做平抛运动，则有 设该过程小球运动时间为，小球竖直方向上做自由落体运动，则有 小球在M点时，根据牛顿第二定律可得 其中 联立解得 即胜利过程M点处管道对小球的压力大小为，方向由圆心O指向M。 【小问2详解】 根据能量守恒可得 结合上述各式，解得 由于小球在N处与细管碰撞时间极短，能量损失可以不计，故可以认为时小球进入光滑细管前的瞬时速，则此时重力瞬时功率大小 17. 在光滑的绝缘水平桌面上有一直角坐标系，现有一个质量、电量为的带电小球，经电势差为U的加速电场加速后，从y轴正半轴上的处以速度沿x轴正方向射入、的空间，在、的空间有沿y轴负方向的匀强电场，经的点射入、的空间，在、的空间存在与x轴负方向夹角为、大小匀强电场，小球从y轴负半轴上的点射出。如图所示，求： （1）加速电场电势差U的大小； （2）带电小球经过时的速度； （3）的坐标。 【答案】（1）；（2），方向与x轴正方向夹角为；（3） 【解析】 【详解】（1）带电小球在加速电场加速过程中，由动能定理得 在电场中有 联立解得 （2）设带电小球经过时的速度为v，v与x轴正方向夹角为，沿y轴负方向的速度为 解得 故：经过时的速度为，方向与x轴正方向夹角为 （3）设带电小球在y轴负半轴上的点的坐标为，在中运动的时间， 解得 因此坐标为 18. 如图所示，长L=1.0m的不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端拴小球A，锁定在水平面上的木板C左端静置一滑块B，右端N固定一水平放置的自由轻弹簧，弹簧左端位于M点。木板上表面M点左侧粗糙，与滑块B之间的动摩擦因数为，M点右侧光滑，M点与木板左端的距离d=1.0m，将轻绳伸直，在与O点等高处给小球A一个竖直向下且大小为的初速度，小球A在最低点与滑块B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失，碰后小球A即被取走，滑块B恰好未脱离木板C．已知小球A的质量，滑块B的质量，木板C的质量，滑块B可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，g取10，忽略空气阻力。 （1）求A球与滑块B碰撞前瞬间轻绳的拉力大小； （2）求弹簧弹性势能最大值； （3）若将长木板C解锁，且不计木板C与水平面间的摩擦力，求弹簧的最大弹性势能和滑块B最终与木板C左端的距离。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球A下摆过程由动能定理有 在小球A与滑块B碰撞前瞬间，对小球A受力分析有 解得 【小问2详解】 小球A与滑块B碰撞过程有 解得 滑块B在木板C上滑行的过程中由动能定理有 解得 当弹簧压缩量最大时弹性势能最大，此过程由能量守恒有 解得 【小问3详解】 将C释放后且不计木板与水平面间的摩擦力，当滑块B在木板C上滑行过程中动量守恒，当滑块B与木板C速度相同时，弹簧的弹性势能最大，此过程有 解得 由能量守恒有 解得 最后滑块B与木板C共速，所以动量守恒有 能量守恒有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $