精品解析：安徽省马鞍山市第二中学2025-2026学年高三上学期12月测试物理试题

马鞍山二中2025~2026学年度第一学期高三12月测试 物理试卷 考试时间：75分钟满分：100分 一、单项选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。每小题均只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，马鞍山体育公园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 游客的动量不变 B. 游客的动能不变 C. 游客的加速度不变 D. 游客所受重力的功率不变 2. 有A、B两个质量相同且分别带等量异种电荷的小球，通过两根细线1、2连接悬挂于O点。空间中有水平向右的匀强电场，当两个小球稳定后，所处的位置可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 3. 2025年4月24日17点17分，载有陈冬、陈中瑞、王杰三位航天员的神舟二十号飞船成功发射，火箭发射过程中某段的速度—时间关系可简化为如图所示的v-t图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（　　） A. t2时刻，火箭距离地面最远 B. 0~t1时间内，火箭的加速度保持不变 C. t1~t2时间内，航天员处于超重状态 D. t2~t3时间内，火箭的速度竖直向下 4. 某次乒乓球比赛中，球的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 研究乒乓球的旋转情况时可将乒乓球看作质点 B. 乒乓球的轨迹是抛物线 C. 乒乓球在空中运动时所受合力与速度方向一致 D. 乒乓球与台面碰撞过程中受到的弹力是由于台面发生了形变产生的 5. 一直升飞机质量为m，悬停在空中。直升机是靠螺旋桨向下推动空气，空气给飞机的反作用力而保持平衡，已知桨叶下空气向下运动的速度大小为v，重力加速度为g，则发动机维持飞机悬停所消耗的机械功率为（　　） A. B. C. D. 6. 空间中存在沿x轴方向的静电场，各点电势的变化规律如图中图像所示，电子以一定的初速度，仅受电场力作用，沿x轴从O点运动到处的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电子在处电势能最小 B. 电子在处受电场力沿x轴负方向 C. 电子在处速度最大 D. 处电势为零，电场强度也为零 7. 如图所示，平行板电容器与电压为U的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电荷 B. 将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容变大 C. 上极板向左平移一小段距离，油滴仍保持静止 D. 断开开关S，将上极板向下平移一小段距离P点电势升高 8. 如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接，一轻质弹簧下端固定在斜面底端，另一端连接在A上。开始时B被托住，轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放，在B运动至最低点的过程中（设B未落地，A未与滑轮相碰，弹簧始终在弹性限度内）（　　） A. A和B总的重力势能先减小后增大 B. 轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加 C. 当A受到的合外力为零时，A的速度最大 D. 当A和B的速度最大时，A和B的总机械能最大 二、多项选择题：本大题共2小题，每小题5分，共10分。每小题均有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，错选不得分。 9. 在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，已知木星公转周期为K年，则（　　） A. 从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速 B. 地球在转移轨道上运行时，速度不断增大 C. 地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变 D. 地球在转移轨道上运行的时间为年 10. 如图甲，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离比为2∶1，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t=0时刻，一不计重力的带电粒子以速度v0沿板间中线垂直电场方向射入电场，t=T时刻粒子恰好从MN板右边缘射出电场。下列说法正确的是（　　） A. 在t=时刻，该粒子的速度大小为 B. 该粒子射出电场时的速度方向与电场方向垂直 C. 若该粒子在时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上 D. 若该粒子的入射速度变为，则该粒子在t=2T时刻射出电场 三、实验题：每空2分，共16分。 11. 某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）关于该实验，下列说法正确的是______； A. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的夹角成90° B. OB和OC细绳应该短一些比较好 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 用两个弹簧秤同时拉细绳时，必须将结点O拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 （2）乙图中F是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，F′是用一个弹簧秤拉橡皮筋的弹力，其中一定沿AO方向的是______（选填“F”或“F′”）； （3）在另一小组利用传感器研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小最大值是______N。 12. 在实验室里为验证动量守恒定律，有不同的实验小组分别采用如图甲、乙所示的两种装置： （1）某实验小组用如图甲所示的装置来验证碰撞中的动量守恒定律。 ①下列说法中符合本实验要求的是________； A.轨道必须光滑，轨道末端必须水平 B.必要的测量仪器有天平、秒表和刻度尺 C.若入射小球和被碰小球的质量分别为、，则应该满足 D.在同一组实验的多次碰撞中，入射小球必须每次从斜槽上的同一位置由静止释放 ②实验中测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，轨道末端在记录纸上的竖直投影为点，经多次碰撞，两小球在记录纸上三个落点的平均位置分别为、、，并测得它们到点的距离分别为、、，验证碰撞中动量守恒的表达式为________； （2）另一实验小组利用图乙所示的装置，气垫导轨上有、两个滑块，滑块右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验已经测得滑块的质量，滑块的质量，遮光片的宽度，打点计时器所用交流电的频率，将光电门固定在滑块的右侧，启动打点计时器，给滑块一向右的初速度，使它与相碰。碰后光电计时器显示的时间为，碰撞前后打出的纸带如图丙所示。则碰撞前的动量大小为______，碰撞后的动量大小为______；若相对误差绝对值，即可认为本次实验成功，则该小组的实验______（选填“可以”或“不可以”）得到“在误差允许范围内，动量守恒定律成立”的结论。（计算结果均保留2位有效数字） 四、解答题：本大题共3小题，共42分。请写出必要的公式和文字说明，只有最后答案不得分。 13. 冬季，众多鸟类南飞入驻环境宜人的盐城滩涂，栖息于沿海湿地等水域。如图甲，一质量为2kg的鸬鹚观察到猎物后，在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后做减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示（未知），鸬鹚在入水瞬间的速度大小为3m/s。假定鸬鹚仅在空中加速俯冲的过程中受到空气阻力，且，重力加速度大小取。求： （1）鸬鹚加速过程的时间； （2）的时间内，水对鸬鹚作用力的冲量大小。 14. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，B点为圆弧轨道与水平面的切点，D点为轨道的末端，OD与水平方向的夹角，圆弧轨道半径。质量、电荷量的滑块静止在A点。某时刻在整个空间加上水平向左的匀强电场，电场强度，滑块开始运动。已知A、B间的水平距离，滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，取，规定B点电势为零，滑块可视为质点。求： （1）滑块在圆弧轨道上的最小电势能； （2）滑块在圆弧轨道上运动时，滑块对轨道的最大压力大小； （3）滑块第三次经过B点时的速度大小。 15. 如图所示，质量为的木板c（c足够长）放在光滑的水平面上，c的右端到右侧弹性挡板的距离为，左端紧靠一平台且上表面与平台平齐，c的最左端放置物体b。质量为的滑块d放在光滑平台上，d自带有四分之一光滑圆弧形轨道，且圆弧与平台相切。质量为的物体a由距离平台高处静止释放，a刚好由d的最高点进入弧形轨道，经过一段时间后与b发生弹性碰撞，b在c上相对滑动的距离为时，b第一次与c共速，此后c与挡板发生弹性碰撞。已知b与c间的动摩擦因数，a、b可视为质点，b始终在c上，且b未与挡板碰撞，重力加速度取。求： （1）a与b发生弹性碰撞前，a的速度大小； （2）b的质量； （3）从b开始运动到最终停止运动的过程中，b运动的平均速率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 马鞍山二中2025~2026学年度第一学期高三12月测试 物理试卷 考试时间：75分钟满分：100分 一、单项选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。每小题均只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，马鞍山体育公园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 游客的动量不变 B. 游客的动能不变 C. 游客的加速度不变 D. 游客所受重力的功率不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于摩天轮转动过程中角速度不变，因此游客从A点到B点的速度大小不变，但速度方向时刻变化，因此游客的动量大小不变，方向时刻改变，游客的动量改变，故A错误； B．根据动能 由于游客从A点到B点的速度大小不变，因此游客的动能不变，故B正确； C．根据上述分析可知，游客在转动过程中，向心加速度的大小不变，方向变化，因此游客的加速度改变，故C错误； D．重力的功率 由于游客在从A到B转动过程中，竖直方向的速度先增大后减小，因此重力的功率先增大后减小，故D错误。 故选B。 2. 有A、B两个质量相同且分别带等量异种电荷的小球，通过两根细线1、2连接悬挂于O点。空间中有水平向右的匀强电场，当两个小球稳定后，所处的位置可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由整体法可知，A、B所受电场力平衡，所以细绳1的拉力与A、B的总重力等大、反向，故细绳1的拉力的方向为竖直向上。分析小球B，小球B所受电场力方向向左，故小球B向左偏，C正确。 故选C。 3. 2025年4月24日17点17分，载有陈冬、陈中瑞、王杰三位航天员的神舟二十号飞船成功发射，火箭发射过程中某段的速度—时间关系可简化为如图所示的v-t图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（　　） A. t2时刻，火箭距离地面最远 B. 0~t1时间内，火箭的加速度保持不变 C. t1~t2时间内，航天员处于超重状态 D. t2~t3时间内，火箭的速度竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】AD．由题图可知，时间内，火箭加速上升；时间内，火箭减速上升，即整个过程火箭的速度都是竖直向上，所以时刻火箭距离地面并非最远，故AD错误； B．图像的斜率表示加速度，所以时间内火箭的加速度越来越大，故B错误； C．时间内，火箭加速上升，具有向上的加速度，所以航天员处于超重状态，故C正确。 故选C。 4. 某次乒乓球比赛中，球的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 研究乒乓球的旋转情况时可将乒乓球看作质点 B. 乒乓球的轨迹是抛物线 C. 乒乓球在空中运动时所受合力与速度方向一致 D. 乒乓球与台面碰撞过程中受到的弹力是由于台面发生了形变产生的 【答案】D 【解析】 【详解】A．研究乒乓球的旋转情况，要分析乒乓球不同位置的运动状态，乒乓球的大小和形状不可忽略，故不可将乒乓球看作质点，故A错误； B．乒乓球运动过程中受到空气阻力，故乒乓球不做斜抛运动，故轨迹不是抛物线，故B错误； C．乒乓球在空中做曲线运动，所受合力与速度方向不在一条直线上，故合力与速度方向不一致，故C错误； D．乒乓球与台面碰撞过程中受到弹力，是由于台面发生了形变，要恢复原状，从而对乒乓球产生弹力，故D正确。 故选D。 5. 一直升飞机质量为m，悬停在空中。直升机是靠螺旋桨向下推动空气，空气给飞机的反作用力而保持平衡，已知桨叶下空气向下运动的速度大小为v，重力加速度为g，则发动机维持飞机悬停所消耗的机械功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据功能关系和动量定理，发动机消耗的机械功率等于单位时间内被加速空气获得的动能，设单位时间内被螺旋桨推动的空气质量为 ，由动量定理，螺旋桨对空气的作用力满足 飞机悬停时，空气对飞机的反作用力等于重力，故 联立得 单位时间内空气获得的动能功率为 因此，发动机维持飞机悬停所消耗的机械功率为 。 故选B。 6. 空间中存在沿x轴方向的静电场，各点电势的变化规律如图中图像所示，电子以一定的初速度，仅受电场力作用，沿x轴从O点运动到处的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电子在处电势能最小 B. 电子在处受电场力沿x轴负方向 C. 电子在处速度最大 D. 处电势为零，电场强度也为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知，负点电荷在电势越低的地方，电势能越大，由图像可知x1处电势最低，则电子在x1处的电势能最大，故A错误； B．根据沿电场线方向电势降低可知，处电场向左，电子受力与场强方向相反，受力向右，沿x轴正方向，故B错误； C．结合上述分析，根据图像可知，处的电势能最小，处根据能量守恒可知，处的动能最大，速度最大，故C正确； D．图像斜率的绝对值表示电场强度大小，由图可知在处，图像的斜率不为0，场强不为零，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，平行板电容器与电压为U的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电荷 B. 将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容变大 C. 上极板向左平移一小段距离，油滴仍保持静止 D. 断开开关S，将上极板向下平移一小段距离P点电势升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．油滴在电场中处于静止状态，受到的重力与电场力平衡，电场力向上，由于电容器上极板带正电，电场方向向下，故油滴带负电，A错误； B．根据电容的公式 可知，当上极板向上移动一小段距离时，两极板间的距离d变大，电容器的电容减小，B错误； C．上极板向左平移一小段距离，两板间距离不变，由于电容器始终与电源连接，两极板间的电势差U不变，根据可知，极板间的电场强度不变，油滴受到的电场力不变，油滴依然处于静止状态，C正确； D．断开开关S电容器的电荷量Q不变，当将上极板向下平移一小段距离时，电容器两板间距离减小，根据，， 解得，由此可知，电容器的电荷量Q、正对面积S不变，电场强度的大小不变，结合电场强度与电势差的关系，P点到下极板距离不变，故P点电势不变，D错误。 故选C。 8. 如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接，一轻质弹簧下端固定在斜面底端，另一端连接在A上。开始时B被托住，轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放，在B运动至最低点的过程中（设B未落地，A未与滑轮相碰，弹簧始终在弹性限度内）（　　） A. A和B总的重力势能先减小后增大 B. 轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加 C. 当A受到的合外力为零时，A的速度最大 D. 当A和B的速度最大时，A和B的总机械能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在B运动至最低点的过程中，令B下降的高度为，斜面倾角为，则A和B总的重力做功为 可知，A和B总的重力势能一直减小，故A错误； B．在B运动至最低点的过程中，弹簧先处于压缩状态后处于拉伸状态，弹簧弹力对A先做正功后做负功，轻绳对A一直做正功，轻绳对A做功与弹簧对A做功的代数和等于A机械能的变化量，故B错误； C．在B运动至最低点的过程中，对A进行分析，A先向上做加速度减小的加速运动，后向上做加速度增大的减速运动，当A受到的合外力为零时，A的速度最大，故C正确； D．在B运动至最低点的过程中，结合上述可知，当A和B的速度最大时，A、B所受外力合力为0，此时弹簧处于拉伸状态，在弹簧从原长到该拉伸状态过程，弹簧对A做负功，该过程，A、B系统的机械能减小，可知，当A和B的速度最大时，A和B的总机械能并不是最大，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本大题共2小题，每小题5分，共10分。每小题均有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，错选不得分。 9. 在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，已知木星公转周期为K年，则（　　） A. 从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速 B. 地球在转移轨道上运行时，速度不断增大 C. 地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变 D. 地球在转移轨道上运行的时间为年 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从地球轨道进入转移轨道，做离心运动，行星发动机需要加速，故A正确； B．地球在转移轨道上向远日点运动中，速度不断减小，故B错误； C．根据可知，地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变，故C正确； D．设地球轨道半径为r，木星轨道半径为R，满足 解得 轨道的半长轴为两轨道半径的平均值 地球在转移轨道上运行的周期为T，则 解得年 地球在转移轨道上运行的时间为 故D错误。 故选AC。 10. 如图甲，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离比为2∶1，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t=0时刻，一不计重力的带电粒子以速度v0沿板间中线垂直电场方向射入电场，t=T时刻粒子恰好从MN板右边缘射出电场。下列说法正确的是（　　） A. 在t=时刻，该粒子的速度大小为 B. 该粒子射出电场时的速度方向与电场方向垂直 C. 若该粒子在时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上 D. 若该粒子的入射速度变为，则该粒子在t=2T时刻射出电场 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．粒子射入电场在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上前半个周期内先做匀加速直线运动，电场力做正功；在后半个周期内做匀减速直线运动，电场力做负功，竖直速度又减小为零，所以从MN边缘离开电场时速度是水平方向的，与电场方向垂直，设板长为2L，粒子在水平方向上则有 在竖直方向上则有 解得在t=时刻，粒子在竖直方向上的速度为 则粒子的合速度为，故AB正确； C．当该粒子在时刻以速度v0进入电场，则此时粒子竖直方向上在电场力的作用下，先做匀加速，再匀减速，接着再匀加速和匀减速后回到中线位置，其两板间最大偏移量为 粒子不会打在板上，故C错误； D．若该粒子的入射速度变为，此时粒子通过金属板的时间为 则在电场力不变的情况下，根据粒子运动的对称性可知，粒子偏转的位移将会为L，所以粒子在不会射出电场，故D错误。 故选AB。 三、实验题：每空2分，共16分。 11. 某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）关于该实验，下列说法正确的是______； A. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的夹角成90° B. OB和OC细绳应该短一些比较好 C. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D. 用两个弹簧秤同时拉细绳时，必须将结点O拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 （2）乙图中F是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，F′是用一个弹簧秤拉橡皮筋的弹力，其中一定沿AO方向的是______（选填“F”或“F′”）； （3）在另一小组利用传感器研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小最大值是______N。 【答案】（1）CD （2）F′ （3）7 【解析】 【小问1详解】 A．在用两个弹簧秤同时拉细绳时，为了减小实验误差，需要使两个弹簧秤之间的夹角适当大一些，但并不需要使两个弹簧秤的夹角成90°，故A错误； B．为了确定拉力的方向，实验中，OB和OC细绳应该长一些比较好，故B错误； C．为了使得拉力测量值准确一些，实验中，在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，故C正确； D．为了使得用两个弹簧秤同时拉细绳与用一个弹簧秤拉时的效果相同，实验中，用两个弹簧秤同时拉细绳时，必须将结点O拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 F′是用一个弹簧秤拉橡皮筋的弹力，其方向一定沿橡皮条拉伸方向，即一定沿AO方向是F′。 【小问3详解】 根据图丙可知，当两分力夹角为90°时有 当两分力夹角为180°时有 解得， 则合力大小最大值 12. 在实验室里为验证动量守恒定律，有不同的实验小组分别采用如图甲、乙所示的两种装置： （1）某实验小组用如图甲所示的装置来验证碰撞中的动量守恒定律。 ①下列说法中符合本实验要求的是________； A.轨道必须光滑，轨道末端必须水平 B.必要的测量仪器有天平、秒表和刻度尺 C.若入射小球和被碰小球的质量分别为、，则应该满足 D.在同一组实验的多次碰撞中，入射小球必须每次从斜槽上的同一位置由静止释放 ②实验中测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，轨道末端在记录纸上的竖直投影为点，经多次碰撞，两小球在记录纸上三个落点的平均位置分别为、、，并测得它们到点的距离分别为、、，验证碰撞中动量守恒的表达式为________； （2）另一实验小组利用图乙所示的装置，气垫导轨上有、两个滑块，滑块右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验已经测得滑块的质量，滑块的质量，遮光片的宽度，打点计时器所用交流电的频率，将光电门固定在滑块的右侧，启动打点计时器，给滑块一向右的初速度，使它与相碰。碰后光电计时器显示的时间为，碰撞前后打出的纸带如图丙所示。则碰撞前的动量大小为______，碰撞后的动量大小为______；若相对误差绝对值，即可认为本次实验成功，则该小组的实验______（选填“可以”或“不可以”）得到“在误差允许范围内，动量守恒定律成立”的结论。（计算结果均保留2位有效数字） 【答案】（1） ①. D ②. （2） ①. 0.60 ②. 0.30 ③. 可以 【解析】 【小问1详解】 [1]A．轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，但轨道不必光滑，只要入射小球每次从同一位置释放，就能保证初速度相同，故A错误； B．本实验利用平抛运动的水平位移代替速度，不需要秒表，必要的测量仪器为天平和刻度尺，故B错误； C．为防止入射小球反弹，应满足，故C错误； D．在同一组实验的多次碰撞中，入射小球必须每次从斜槽上的同一位置由静止释放，以保证初速度相同，故D正确。 故选D。 [2]设小球在空中运动时间为t，规定向右为正方向，则有 整理得 【小问2详解】 [1]图丙可知碰前A的速度大小 则碰前A的动量大小为 [2]碰后B的速度大小 则碰后B的动量大小为 [3]图丙可知碰后A的速度大小 则碰后A的动量大小为 结合以上分析，可知相对误差绝对值 则该小组的实验可以得到“在误差允许范围内，动量守恒定律成立”的结论。 四、解答题：本大题共3小题，共42分。请写出必要的公式和文字说明，只有最后答案不得分。 13. 冬季，众多鸟类南飞入驻环境宜人的盐城滩涂，栖息于沿海湿地等水域。如图甲，一质量为2kg的鸬鹚观察到猎物后，在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后做减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示（未知），鸬鹚在入水瞬间的速度大小为3m/s。假定鸬鹚仅在空中加速俯冲的过程中受到空气阻力，且，重力加速度大小取。求： （1）鸬鹚加速过程的时间； （2）的时间内，水对鸬鹚作用力的冲量大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对加速过程由动量定理（取向下为正）可得 【小问2详解】 对全程列动量定理（取向上为正）可得 14. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，B点为圆弧轨道与水平面的切点，D点为轨道的末端，OD与水平方向的夹角，圆弧轨道半径。质量、电荷量的滑块静止在A点。某时刻在整个空间加上水平向左的匀强电场，电场强度，滑块开始运动。已知A、B间的水平距离，滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，取，规定B点电势为零，滑块可视为质点。求： （1）滑块在圆弧轨道上的最小电势能； （2）滑块在圆弧轨道上运动时，滑块对轨道的最大压力大小； （3）滑块第三次经过B点时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电势能可知，滑块在电势最低的地方电势能最小，在圆弧轨道上，由于C点的电势最低，因此滑块在C点的电势能最小，根据功能关系可得 由于B点为零电势，则有 联立解得 【小问2详解】 由题可知， 则滑块的合力，方向指向左下方，与竖直方向成，等效成复合场中的圆周运动，根据动能定理可得 解得 结合牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可得，滑块对轨道的最大压力大小为 【小问3详解】 假设滑块第二次经过B点后，又滑行了速度减为零，根据动能定理，则有 解得 则第三次经过B点时，由动能定理可得 15. 如图所示，质量为的木板c（c足够长）放在光滑的水平面上，c的右端到右侧弹性挡板的距离为，左端紧靠一平台且上表面与平台平齐，c的最左端放置物体b。质量为的滑块d放在光滑平台上，d自带有四分之一光滑圆弧形轨道，且圆弧与平台相切。质量为的物体a由距离平台高处静止释放，a刚好由d的最高点进入弧形轨道，经过一段时间后与b发生弹性碰撞，b在c上相对滑动的距离为时，b第一次与c共速，此后c与挡板发生弹性碰撞。已知b与c间的动摩擦因数，a、b可视为质点，b始终在c上，且b未与挡板碰撞，重力加速度取。求： （1）a与b发生弹性碰撞前，a的速度大小； （2）b的质量； （3）从b开始运动到最终停止运动的过程中，b运动的平均速率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 a、d组成的系统水平方向动量守恒，则有 由能量守恒可得 联立解得 【小问2详解】 由于a、b碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 联立解得 同理对b、c根据动量守恒可得 解得 达到共速的时间 根据运动学规律则有 联立解得 【小问3详解】 由第（2）题可知，， 木板向右加速运动了 故还要匀速运动 木板反弹后，滑块向右减速，木板先向左减速，再向右加速，则有， 取向右为正，木板反弹后到、再次共速二者组成的系统动量守恒则有 木板反弹之后向左减速的位移 向右加速的位移 故要匀速跑完剩下的路程，木板与挡板发生第一次碰撞和第二次碰撞的时间间隔为 每次碰撞后共速的速度都为碰撞前的，故等比数列公比为 故所用总时间为，当时， 而最终滑块静止时，其相对于的位移为，则有 解得 的总路程为 故平均速率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $