精品解析：2026届河南南阳市方城县第一高级中学高三下学期考前冲顶实战演练（六）物理试题

2026届河南南阳市方城县第一高级中学高三下学期考前冲顶实战演练（六）物理试题 考生注意： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，在第十五届全国运动会开幕式上，机器人手握相同锤子的锤柄，通过对青铜句鑃（gōu diào）的不同位置进行轻重缓急的敲击，演奏了《彩云追月》。每次敲击完成后，机器人手会迅速将锤子归位，使锤柄竖直静止，然后开始下一次敲击。下列说法正确的是（　　） A. 每一次敲击过程中，锤子的机械能守恒 B. 每次与青铜句鑃作用前后，锤子的动量相同 C. 每次锤柄竖直时，锤柄受到机器人手的摩擦力相同 D. 敲击时，锤子对青铜句鑃的作用力大于青铜句鑃对锤子的作用力 2. “打弹珠”游戏规则为：将手中一弹珠以一定初速度瞬间弹出，并与另一静止弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。某次游戏如图甲，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距，弹珠B与坑间距。现用手指将A以某一初速度弹出，在坐标纸中作出运动的图像如图乙（实线代表A，虚线代表B）。忽略弹珠的大小和碰撞时间，取。则下列说法中正确的是（　　） A. 碰撞后瞬间弹珠A速度大小为 B. 碰撞前弹珠A运动时间为0.4s C. 弹珠B会落入坑中 D. 弹珠A会落入坑中 3. 如图所示的是两个单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法正确的是（　　） A. 时，两单摆的回复力最大 B. 乙摆球在第1s末和第3s末速度相同 C. 甲、乙两个摆的摆长之比为1∶4 D. 甲摆球位移随时间变化的关系式为 4. 2025年12月，中山大学学生自研的“逸仙-A星”立方星在酒泉成功发射，成为世界首颗成功在轨开展木质外板验证的卫星。此次发射采用“一箭九星”方式，共将九颗卫星送入离地高度500km的同一预定轨道。下列说法正确的是（　　） A. 九颗卫星的线速度相同 B. 九颗卫星的机械能一定相同 C. 在轨稳定运行时，卫星的线速度约为 D. 卫星所在轨道处重力加速度小于地面重力加速度 5. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴 沿逆时针方向匀速转动，内阻不计的矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. t=0.005s时，穿过线圈的磁通量变化最快 B. 矩形线圈经过图甲所示位置时，线圈中的电流方向为 C. 其他条件不变，R阻值增大时，电流表示数减小 D. 其他条件不变，滑片P向上移动时，电压表示数变小 6. 如图所示，用频率为的光照射阴极K，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使微安表的示数减小为0，此时电压表的示数为。已知普朗克常量为，电子电荷量为，下列说法正确的是（ ） A. 端为电源正极 B. K板材料的逸出功为 C. 若保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压会增大 D. 只要照射足够长的时间，任何频率的光都能够使K板发出光电子 7. 为避免雷击现象发生，人们在高大的建筑物上安装避雷针，云层和避雷针之间电场分布如图所示，、在同一电场线上，以点为原点沿到的方向建立轴，一个正电粒子从点无初速度释放，运动到。若取避雷针针尖的电势为零，不计粒子重力，则电场线上各点电势、粒子的电势能随位置的变化图像，以及粒子运动速度、加速度随时间变化图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8. 向袋装薯片包装袋内充入氮气，既抑制微生物繁殖与氧化反应，又能缓冲运输途中的冲击。袋装薯片中的密封氮气（视为理想气体）从状态a开始经a→b→c→a这一循环回到原状态，该过程中氮气的图像如图所示。已知ab反向延长线过O点，bc平行于p轴，ca平行于V轴，氮气在状态a、b的压强分别为、，氮气在状态a的体积为。对于袋内氮气，下列说法正确的有（　　） A. a→b过程中氮气分子的平均动能保持不变 B. b→c过程中氮气对外界放出的热量等于氮气内能的减少量 C. c→a过程中单位时间内撞击单位面积包装袋的氮气分子个数增加 D. 完成a→b→c→a过程，氮气从外界吸收热量 9. 如图所示，竖直平面内一半径为的圆形区域内存在磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一长度为的线状粒子源位于磁场左侧，磁场区域的直径为线状粒子源的垂直平分线，线状粒子源沿平行于直径的方向发射质量为、电荷量为的带电粒子。所有粒子的速率均为，不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的最大位移与最小位移之比为 B. 粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之差为 C. 磁场中有粒子经过的区域的面积为 D. 粒子动量变化量的最大值与最小值之比为 10. 市面上有一款“橡果投掷器”的玩具，利用弹力将玩具橡果投掷出去。小谣同学将玩具橡果换为小钢球，将投掷器的弹力片压至最低后将小钢球投射出去，同时用高频摄像机记录了投射与投射之后运动全过程（如图甲），并借助电脑软件分析和绘制出全程小钢球水平和竖直的速度随时间的变化情况，图乙中实线为球水平速度，虚线为球竖直速度，小钢球质量约为20g。不计风力和空气阻力，则下列分析正确的是（　　） A. 小钢球被掷出时初速度约为2.5m/s B. 小钢球离地的最大高度约为0.1875m C. 小钢球与地面碰撞损失机械能约为0.0175J D. 该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为，球2的质量为，已知＞。（P、M、N在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是______。（选填选项前的字母） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）①在误差允许范围内，若关系式______成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 ②完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是______。 （3）某次实验时先将球1从斜槽上位置S静止释放，确定球1平均落地点P。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从斜槽上位置S静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点M和N。若不考虑调整斜槽引起小球在空中运动时间的变化，则______。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是______。 A. B. C. D. 12. 某工厂的苹果自动分拣装置如甲图所示，该装置能按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。图中R1为半导体薄膜压力传感器，轻质托盘置于R1上，苹果经过托盘时对R1产生压力，R1的阻值随压力F变化图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U2≥3V时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻r＝1.0Ω，重力加速度g取10m/s2。 （1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值______（填“较大”或“较小”） （2）如图乙，现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，此时R1的阻值为______Ω；根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小苹果将通过______（填“上通道”或“下通道”）；为使该装置达到分拣标准，电阻箱R2的阻值应调为______Ω（结果保留一位小数） （3）若电源长时间未使用，内阻增大但电动势不变，则分拣标准质量将会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： （1）光学组件对该单色光的折射率n； （2）该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 14. 如图所示，质量的底座上通过轻质弹簧连接一水平托盘，静置于水平地面上。现将一质量的弹性小球自托盘正上方距托盘高度为处由静止释放，小球下落后与托盘发生弹性碰撞、且碰撞时间极短，碰后小球上升的最大高度为，并在最高点取走小球，托盘下降的最大高度为。已知整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，弹簧弹性势能与其形变量间的关系为为劲度系数，为形变量），重力加速度取，空气阻力不计，求： （1）小球碰撞前后的速度大小和； （2）托盘的质量； （3）底座对地面最大压力的大小。 15. 如图，间距为的两个足够长平行导轨，导轨面与水平面夹角为，顶端接阻值为的电阻，界线以下区域内有垂直于导轨面的磁感应强度的匀强磁场.质量为的金属棒从处从静止开始沿导轨下滑，保持与导轨接触良好，其运动过程中的速度-时间图像如图，不计导轨、金属棒电阻及空气的阻力，，，则 （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数 （2）求金属棒在磁场中下滑的最大速率 （3）已知金属棒从进入磁场到速度达到时通过电阻的电荷量为，求此过程中电阻产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届河南南阳市方城县第一高级中学高三下学期考前冲顶实战演练（六）物理试题 考生注意： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，在第十五届全国运动会开幕式上，机器人手握相同锤子的锤柄，通过对青铜句鑃（gōu diào）的不同位置进行轻重缓急的敲击，演奏了《彩云追月》。每次敲击完成后，机器人手会迅速将锤子归位，使锤柄竖直静止，然后开始下一次敲击。下列说法正确的是（　　） A. 每一次敲击过程中，锤子的机械能守恒 B. 每次与青铜句鑃作用前后，锤子的动量相同 C. 每次锤柄竖直时，锤柄受到机器人手的摩擦力相同 D. 敲击时，锤子对青铜句鑃的作用力大于青铜句鑃对锤子的作用力 【答案】C 【解析】 【详解】A．敲击过程中锤子与青铜句鑃相互作用，机械能转化为内能，机械能不守恒，故A错误； B．作用前后锤子速度方向改变，动量的方向（矢量）不同，故B错误； C．锤柄竖直静止时，受力平衡，摩擦力等于锤子重力（锤子相同），故摩擦力相同，故C正确； D．作用力与反作用力大小相等，锤子对青铜句鑃的作用力等于青铜句鑃对锤子的作用力，故D错误。 故选C。 2. “打弹珠”游戏规则为：将手中一弹珠以一定初速度瞬间弹出，并与另一静止弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。某次游戏如图甲，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距，弹珠B与坑间距。现用手指将A以某一初速度弹出，在坐标纸中作出运动的图像如图乙（实线代表A，虚线代表B）。忽略弹珠的大小和碰撞时间，取。则下列说法中正确的是（　　） A. 碰撞后瞬间弹珠A速度大小为 B. 碰撞前弹珠A运动时间为0.4s C. 弹珠B会落入坑中 D. 弹珠A会落入坑中 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，碰撞后瞬间弹珠A的速度大小为， A错误； B．碰撞前弹珠A的平均速度，运动时间，B错误； CD． 碰撞后两球均做匀减速运动，加速度大小均为 弹珠B碰后运动的距离，弹珠B可落入坑中 弹珠A碰后运动的距离，弹珠A不会落入坑中 C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示的是两个单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法正确的是（　　） A. 时，两单摆的回复力最大 B. 乙摆球在第1s末和第3s末速度相同 C. 甲、乙两个摆的摆长之比为1∶4 D. 甲摆球位移随时间变化的关系式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，两单摆处于平衡位置，该位置的回复力为零，A错误； B．根据图像切线斜率表示速度可知乙摆球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反，B错误； C．由单摆的周期公式可知 得甲、乙两个摆的摆长之比为 C正确； D．由图可知，甲摆的振幅为，周期为，且零时刻位于平衡位置并开始向上运动，故甲摆球位移随时间变化的关系式为 D错误。 故选C。 4. 2025年12月，中山大学学生自研的“逸仙-A星”立方星在酒泉成功发射，成为世界首颗成功在轨开展木质外板验证的卫星。此次发射采用“一箭九星”方式，共将九颗卫星送入离地高度500km的同一预定轨道。下列说法正确的是（　　） A. 九颗卫星的线速度相同 B. 九颗卫星的机械能一定相同 C. 在轨稳定运行时，卫星的线速度约为 D. 卫星所在轨道处重力加速度小于地面重力加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．线速度是矢量，九颗卫星在同一轨道上仅线速度大小相等，运动方向不一定相同，因此线速度不相同， 故A错误； B．机械能为动能与引力势能之和，动能和引力势能均与卫星质量有关，九颗卫星质量不一定相等，因此机械能不一定相同， 故B错误； C．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，轨道高度越高环绕速度越小，该卫星轨道高于近地轨道，线速度必然小于， 故C错误； D．由万有引力等于重力可得，卫星轨道半径大于地球半径，因此轨道处重力加速度小于地面重力加速度， 故D正确。 故选D。 5. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴 沿逆时针方向匀速转动，内阻不计的矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. t=0.005s时，穿过线圈的磁通量变化最快 B. 矩形线圈经过图甲所示位置时，线圈中的电流方向为 C. 其他条件不变，R阻值增大时，电流表示数减小 D. 其他条件不变，滑片P向上移动时，电压表示数变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，当时感应电流为零，则感应电动势为零，根据法拉第电磁感应定律 此时穿过线圈的磁通量变化率为零，故穿过线圈的磁通量变化不是最快，故A错误； B．图甲所示位置时，AB边、CD边切割磁感线，根据右手定则知电流方向为，故B错误； C．交流发电机的内阻不计，所以变压器的输入电压不变，根据 可知副线圈两端的电压不变，电阻两端的电压不变，当R阻值增大时，根据 可知流过电阻的电流减小，即副线圈中的电流变小，根据 可知原线圈中的电流减小，即电流表的示数减小，故C正确； D．由图可知，电压表测量的是线圈两端的电压，改变滑片的位置，线圈产生的电动势不变，由于不计内阻，所以电压表示数不变，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，用频率为的光照射阴极K，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使微安表的示数减小为0，此时电压表的示数为。已知普朗克常量为，电子电荷量为，下列说法正确的是（ ） A. 端为电源正极 B. K板材料的逸出功为 C. 若保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压会增大 D. 只要照射足够长的时间，任何频率的光都能够使K板发出光电子 【答案】B 【解析】 【详解】A．调节滑动变阻器的滑片，使微安表的示数减小为0，此时电压表的示数为，可知此时所加电压为反向电压，则K板带正电，A板带负电，端为电源正极，端为电源负极，故A错误； BC．根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 联立可得K板材料的逸出功为 若保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，逸出的光电子最大初动能不变，则遏止电压不变，故B正确，C错误； D．只有当入射光的频率大于等于K板材料对应的截止频率时，才能产生光电效应，使K板发出光电子，故D错误。 故选B。 7. 为避免雷击现象发生，人们在高大的建筑物上安装避雷针，云层和避雷针之间电场分布如图所示，、在同一电场线上，以点为原点沿到的方向建立轴，一个正电粒子从点无初速度释放，运动到。若取避雷针针尖的电势为零，不计粒子重力，则电场线上各点电势、粒子的电势能随位置的变化图像，以及粒子运动速度、加速度随时间变化图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A. 正电荷从B运动到A，电场线的方向沿x轴正方向，电势沿电场线降低，越靠近尖端B电场强度越大。根据电场强度与电势的关系，所以图像斜率绝对值代表场强，因为从B到A场强减小，所以图像斜率的绝对值逐渐减小，故A错误； B. 正电荷电势能，则图像斜率为 因此图像的斜率绝对值代表电场力，因为从B到A正电荷受到的电场力逐渐减小，所以图像斜率绝对值逐渐减小，故B正确； C．因为正电荷从B到A场强减小，所以电荷的加速度逐渐减小，即图像斜率逐渐减小，故C错误； D．根据可知，因为电场强度E随位置x增大而减小，而粒子做加速运动，即x随时间t单调递增，所以加速度a随时间t逐渐减小，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分） 8. 向袋装薯片包装袋内充入氮气，既抑制微生物繁殖与氧化反应，又能缓冲运输途中的冲击。袋装薯片中的密封氮气（视为理想气体）从状态a开始经a→b→c→a这一循环回到原状态，该过程中氮气的图像如图所示。已知ab反向延长线过O点，bc平行于p轴，ca平行于V轴，氮气在状态a、b的压强分别为、，氮气在状态a的体积为。对于袋内氮气，下列说法正确的有（　　） A. a→b过程中氮气分子的平均动能保持不变 B. b→c过程中氮气对外界放出的热量等于氮气内能的减少量 C. c→a过程中单位时间内撞击单位面积包装袋的氮气分子个数增加 D. 完成a→b→c→a过程，氮气从外界吸收热量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．题图可知状态b的压强与体积的乘积大于状态a的压强与体积的乘积，根据可知，状态b的温度大于状态a的温度，因此a→b过程中氮气分子的平均动能增大，故A错误； B．b→c过程中，压强减小、氮气体积不变（W=0），根据查理定律可知，该过程气体温度降低，气体内能减小（），根据 可知b→c过程中氮气对外界放出的热量等于氮气内能的减少量，故B正确； C．c→a过程中，气体压强不变、体积减小，根据盖-吕萨克定律可知，该过程温度降低，分子平均动能减小，因此c→a过程中单位时间内撞击单位面积包装袋的氮气分子个数增加，故C正确； D．题图可知a→b过程气体对外做功（因为气体体积增大）且设为，b→c过程气体不做功（因为气体体积不变），c→a过程外界对气体做功（因为气体体积减小）且设为，由于图面积表示功，由图可知，即整个过程气体对外做的功大于外界对气体做的功，即总功 又因为整个过程内能变化量为0，根据热力学第一定律可知，故完成a→b→c→a过程，氮气从外界吸收热量，故D正确。 故选BCD。 9. 如图所示，竖直平面内一半径为的圆形区域内存在磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一长度为的线状粒子源位于磁场左侧，磁场区域的直径为线状粒子源的垂直平分线，线状粒子源沿平行于直径的方向发射质量为、电荷量为的带电粒子。所有粒子的速率均为，不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的最大位移与最小位移之比为 B. 粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之差为 C. 磁场中有粒子经过的区域的面积为 D. 粒子动量变化量的最大值与最小值之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】根据洛伦兹力提供向心力，有 可得粒子做圆周运动的半径 粒子运动的周期为 所以平行入射的粒子都将汇聚于点正下方的点，如图所示 从A点入射的粒子在磁场中运动的时间最长，其转过的圆心角为，运动时间为 根据几何关系可得位移大小为 速度变化量为 从B点入射的粒子在磁场中运动的时间最短，其转过的圆心角为，运动时间为 位移大小为 速度变化量为 A．粒子在磁场中运动的最大位移与最小位移之比为，故A正确； ．粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之差为，故B错误； C．磁场中有粒子经过的区域如图中阴影部分所示，其面积等于扇形ABP的面积，为 故C正确； D．粒子动量变化量的最大值与最小值之比为，故D错误。 故选AC。 10. 市面上有一款“橡果投掷器”的玩具，利用弹力将玩具橡果投掷出去。小谣同学将玩具橡果换为小钢球，将投掷器的弹力片压至最低后将小钢球投射出去，同时用高频摄像机记录了投射与投射之后运动全过程（如图甲），并借助电脑软件分析和绘制出全程小钢球水平和竖直的速度随时间的变化情况，图乙中实线为球水平速度，虚线为球竖直速度，小钢球质量约为20g。不计风力和空气阻力，则下列分析正确的是（　　） A. 小钢球被掷出时初速度约为2.5m/s B. 小钢球离地的最大高度约为0.1875m C. 小钢球与地面碰撞损失机械能约为0.0175J D. 该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．不计风力和空气阻力，小球被掷出水平方向做匀速直线运动，则由图乙可知，时小球被掷出，被掷出瞬间水平分速度为，竖直分速度为，则小球被掷出瞬间的速率为，故A正确； B．由图乙可知，小球从最高点落到地面，竖直方向做匀变速直线运动，落地速率为，则下落高度为，故B错误； C．由图乙可知小球与地面碰撞后水平方向速度不变，竖直方向的速度大小变为1.5m/s，小钢球与地面碰撞损失机械能约为，故C正确； D．由功能关系可知，小球掷出过程投掷器做的功等于小球机械能的增加量，小球高度增加，重力势能增加，即小球掷出过程投掷器做的功等于小球获得的动能和增加的重力势能之和，即该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功，故D正确。 故选ACD。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为，球2的质量为，已知＞。（P、M、N在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是______。（选填选项前的字母） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）①在误差允许范围内，若关系式______成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 ②完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是______。 （3）某次实验时先将球1从斜槽上位置S静止释放，确定球1平均落地点P。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从斜槽上位置S静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点M和N。若不考虑调整斜槽引起小球在空中运动时间的变化，则______。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是______。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2） ①. ②. C （3）＜ （4）BC 【解析】 【小问1详解】 AB．球1从斜槽上同一位置S由静止释放，到达斜槽末端速度相同；小球离开斜槽后做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，速度​，动量守恒式中可约去，用代替，因此不需要测量释放高度和抛出点高度，故AB错误； C．本题中为抛出点在记录纸上的垂直投影，实验直接测量到落地点的距离，不需要测量小球半径，故C错误； D．必须用重锤线确定点位置，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]碰撞前入射球速度，碰撞后入射球速度，被碰球速度，代入动量守恒 可得验证式 [2]碰撞后球1速度小于，射程小于OP；碰撞后球2速度大于碰撞后球1速度，射程大于OM，因此落地点顺序可能为MPN。 故选C。 【小问3详解】 调整斜槽前，斜槽末端不水平，球1抛出时初速度水平分量小于球1的初速度大小，在空中运动时间不变，则​ 而动量守恒要求 因此 故填。 【小问4详解】 AB．弹性碰撞满足动量守恒和动能守恒， 推导得，代入，，整理得 仅换，增大时，减小，逐渐趋近于，故A错误，B正确； CD．仅换，​​随增大线性增大，截距为，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 某工厂的苹果自动分拣装置如甲图所示，该装置能按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。图中R1为半导体薄膜压力传感器，轻质托盘置于R1上，苹果经过托盘时对R1产生压力，R1的阻值随压力F变化图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U2≥3V时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻r＝1.0Ω，重力加速度g取10m/s2。 （1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值______（填“较大”或“较小”） （2）如图乙，现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，此时R1的阻值为______Ω；根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小苹果将通过______（填“上通道”或“下通道”）；为使该装置达到分拣标准，电阻箱R2的阻值应调为______Ω（结果保留一位小数） （3）若电源长时间未使用，内阻增大但电动势不变，则分拣标准质量将会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）较小 （2） ①. 20.0 ②. 上通道 ③. 10.5 （3）变大 【解析】 【小问1详解】 苹果通过托盘时，质量较大的苹果托盘对R1的压力较大，根据图乙可知，对应的R1的阻值较小。 【小问2详解】 [1]当苹果质量为0.3kg时，此时R1受到的压力为 由图乙可知此时R1的阻值为； [2]根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小苹果，对R1的压力较小，对应的R1的阻值较大，R2两端电压较小，电磁铁没有吸动衔铁，则小苹果将通过上通道； [3]为使该装置达到分拣标准，根据比例可得 其中，，，，解得电阻箱R2的阻值应调为 【小问3详解】 若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，根据 由于内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时对应的R1的阻值变小，需要的压力变大，即分拣标准质量将会变大。 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 由某均匀透明介质制成的光学组件，其横截面由直角梯形ABCD和半圆组成，如图所示，CD为半圆的直径，（CD⊥BC，CD⊥AD，E、F分别为AD、AB边上的点。一束单色光平行于AB边从E点射入光学组件，经一次折射后经过F点。已知半圆的半径为R，，，光在真空中传播的速率为c。求： （1）光学组件对该单色光的折射率n； （2）该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，过点做，已知，，则，根据数学知识有， 得折射角 依题意，平行于，则入射角 解得光学组件对该单色光的折射率 【小问2详解】 根据前面证明可知，，该束单色光从E点折射后到达点，在点的入射角为，，故该单色光在点发生全反射，可知折射角为，故折射光线与平行，到达半圆面的点，过点做，则 得，根据几何知识 得，，故单色光从点射出光学组件 过点做，则 得，由 解得该束单色光从E点到第一次射出光学组件的时间 14. 如图所示，质量的底座上通过轻质弹簧连接一水平托盘，静置于水平地面上。现将一质量的弹性小球自托盘正上方距托盘高度为处由静止释放，小球下落后与托盘发生弹性碰撞、且碰撞时间极短，碰后小球上升的最大高度为，并在最高点取走小球，托盘下降的最大高度为。已知整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，弹簧弹性势能与其形变量间的关系为为劲度系数，为形变量），重力加速度取，空气阻力不计，求： （1）小球碰撞前后的速度大小和； （2）托盘的质量； （3）底座对地面最大压力的大小。 【答案】（1）， （2） （3）15N 【解析】 【小问1详解】 根据自由落体运动的位移公式v2=2gh 可得， 【小问2详解】 根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 联立解得托盘的质量为， 【小问3详解】 托盘下降的过程中，托盘下降到最低点时下落的高度为，则根据托盘弹簧系统机械能守恒有 代入数据解得弹簧的劲度系数为 当托盘下降至最低点时地面对底座的支持力最大，其最大值为 根据牛顿第三定律可知，底座对地面的最大压力大小为15N。 15. 如图，间距为的两个足够长平行导轨，导轨面与水平面夹角为，顶端接阻值为的电阻，界线以下区域内有垂直于导轨面的磁感应强度的匀强磁场.质量为的金属棒从处从静止开始沿导轨下滑，保持与导轨接触良好，其运动过程中的速度-时间图像如图，不计导轨、金属棒电阻及空气的阻力，，，则 （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数 （2）求金属棒在磁场中下滑的最大速率 （3）已知金属棒从进入磁场到速度达到时通过电阻的电荷量为，求此过程中电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）0.25 （2）8 （3）5.75 【解析】 【小问1详解】 分析过程：金属棒在磁场外做匀加速直线运动。由图像得加速度。 摩擦力 根据牛顿第二定律 代入数据解得 【小问2详解】 金属棒进入磁场后，受安培力 当加速度为0时，速度最大，处于平衡状态。平衡方程 代入数据解得 【小问3详解】 根据 整理得电荷量公式 位移 根据能量守恒定律 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $