精品解析：海南省三亚某校2024-2025学年高三上学期第三次月考物理试题

2025届高三第三次月考 物 理 试 卷 第I卷（选择题，共44分） 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 在物理学发展史上，许多科学家通过恰当地运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果。下列表述符合物理学史事实的是（　　） A. 库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系研究 B. 牛顿由斜面实验通过逻辑推理得出了自由落体运动的规律 C. 牛顿用“扭秤实验”测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人” D. 安培用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，促进了电磁现象的研究 2. 某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x与时间t的关系如图所示，则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 某种元件的I—U图像如图中的实线所示，虚线是实线在 P 点的切线，切线的斜率为k，P点的坐标为（U0，I0），则该元件在 P 点对应的电阻（　　） A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 大于 4. 如图所示，质量为M，长度为L的船停在平静的湖面上，船头站着质量为m的人，M>m，现在人由静止开始由船头走到船尾。不计水对船的阻力，则（　　） A. 人和船运动方向相同 B. 船运行速度小于人的行进速度 C. 由于船的惯性大，当人停止运动时，船还要继续运动一段距离 D. 人相对水面的位移为 5. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积S=4cm2，喷出水流的流速为v=10m/s，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，则墙壁受到的平均冲击力的大小为（　　） A. 4N B. 16N C. 20N D. 40N 6. 我国计划在2018年发射“嫦娥四号”，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号的质量为m，离月球中心的距离为r。根据以上信息可求出（　　） A. “嫦娥四号”绕月运行的动能为 B. “嫦娥四号”绕月运行的周期为 C. 月球的平均密度为 D. 月球的第一宇宙速度为 7. 两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示（只画出了部分区域内的电势），x轴上两点B、C点，且OB＞OC，由图可知（　　） A. C点的电势低于B点的电势 B. B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同 C. 正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动 D. 负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功 8. 如图甲所示，两平行金属板a、b间距为d，在两板右侧装有荧光屏MN（绝缘），O为其中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压，电压最大值为U0。现有一束带正电的离子束（比荷为k），从两板左侧沿中线方向以初速度v，连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏MN上，已知金属板长L=2v0t0，则在荧光屏上出现亮线的长度为（　　） A. kdU0t02 B. C. D. 二、多项选择题：本题共5题，每题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示的电路中，灯泡L的规格为“5V，0.5A”，电流表为理想电表，在A、B两端加上U=8V的恒定电压，将滑动变阻器滑片P从α端向b端移动，直至灯泡刚好正常发光，电流表的示数为1.5A。则下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光时电阻为10Ω B. 电路的总电阻为4Ω C. 滑动变阻器的最大阻值约为4.8Ω D. 此时滑动变阻器上消耗的电功率为16W 10. 如图所示，平行板电容器通过理想二极管与电压恒定的电源保持相连（图示的二极管只能通过从左往右的电流），电容器的下极板B接地，P为电容器两板间的一点，现仅将B板下移一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器两极板间的电场强度的大小会发生改变 B. 平行板电容器的电容变小 C. 平行板电容器的电压保持不变 D. P点的电势升高 11. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点，飞镖抛出时与等高，且与点的距离为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点水平抛出的同时，圆盘绕经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为，若飞镖恰好击中点，则（　　） A. 飞镖击中点所需的时间为 B. 圆盘的半径可能为 C. 圆盘转动角速度的最小值为 D. 点随圆盘转动的线速度不可能为 12. 图中K，L，M为静电场中的3个相距很近的等势线。一带电粒子射入此静电场中后，仅在电场力作用下沿abcde轨迹运动。已知电势φK＞φL＞φM。下列说法中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在bc段做减速运动 C. 粒子在a点比e点的速率要大 D. 粒子从c点到d点的过程中电场力做负功 13. 冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同μ满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 第Ⅱ卷（非选择题，共56分） 三、实验题：本题共2小题，共20分。每空两分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准： 如图，用螺旋测微器测得金属棒直径d为___________mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度l为___________cm。 15. 某实验小组用如图所示的装置，来做“验证机械能守恒定律”的实验其中，量角器的中心和长为的细线的一个端点重合，并且固定在一起细线的另一端系一个质量为、半径为的小球，当小球静止时量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置固定安装一个光电门，当小球由处静止释放时，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为。则： （1）在实验中测得小球通过光电门的时间为，那么，小球通过最低点的瞬时速度为___________。 （2）小球从A处运动到光电门的过程中重力势能减少量为___________。若在实验误差允许的范围内，满足___________，即可验证机械能守恒定律（用题中字母来表示）。 （3）通过改变小球由静止释放时，细线与竖直方向的夹角，测出相应情况下，小球通过光电门的时间，为了形象、直观地验证机械能是否守恒，在平面直角坐标系中，为使图像是经过坐标原点的直线，那么图像的横坐标为___________，纵坐标为。 16. 某同学设计如图所示装置来验证“动量守恒定律”。两个半径相同、质量不等的小球A、B用等长的不可伸长的细线分别悬于力传感器a、b上，静止时两线竖直且两球刚好接触。力传感器a、b的示数分别为、，当地的重力加速度为g。 （1）小球A的质量为______，小球B的质量为______； （2）将B球拉开一定的角度，由静止释放小球B，A、B碰撞后，发现B球被弹回，则表明B球的质量______（填“大于”“小于”或“等于”）A球的质量； （3）接（2），若测得碰撞前传感器b显示的最大拉力为，碰撞后力传感器a、b显示的最大拉力分别为、，当表达式______成立时，表明A、B两球碰撞过程中动量守恒。 四、计算题：本题共3小题，共36分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 17. 两个完全相同的质量都为、带等量电荷的小球A、B分别用等长L的绝缘细线悬挂在同一水平面上的、两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，已知小球B带正电，此时两球相距为，细线与竖直方向夹角均为。若外加水平向右的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，；求： （1）A球的电性及所带的电荷量Q； （2）外加匀强电场的场强E的大小。 18. 如图所示，小球（可视为质点）用非弹性悬线吊在天花板上，在悬点正下方A点处有一物块（可视为质点）放在水平地面上，一光滑曲面与地面在B点平滑连接，小球的质量为m，物块的质量为2m，物块与水平地面间的动摩擦因数为。将小球拉到悬线与竖直方向的夹角为θ=60°的位置由静止释放，小球运动到最低点时刚好与物块发生弹性碰撞，碰后物块能滑到曲面上某一高度处。悬线长为L，A、B两点间的距离也为L，重力加速度为g，求： （1）碰后小球再次摆动的最大高度； （2）碰后物块从A点运动到B点所用的时间及滑上曲面的最大高度。 19. 如图所示，“L”形长木板放在光滑的水平地面上，长木板上表面由水平面和半径为R的四分之一的光滑圆弧面组成，圆弧面和水平面在B点相切，质量为m的物块放在长木板上，用细线将物块与挡板连接，轻质压缩弹簧放在挡板和物块间，物块处在长木板上的A点，A、B间的距离为R，若锁定长木板，当剪断细线后，物块沿长木板表面滑动，并刚好能到达C点，长木板和挡板的总质量为4m，物块和长木板水平部分的动摩擦因数为0.5，不计物块的大小，弹簧开始的压缩量小于R，重力加速度为g，求： （1）弹簧开始被压缩时具有的弹性势能； （2）若先解除对长木板的锁定，当剪断细线后，求物块第一次到达B点时的速度大小； （3）在（2）的基础上，若将光滑圆弧面改为的光滑圆弧面（即圆弧对应的圆心角为60°），其它不变，请问物块能否冲出圆弧面？它在最高点的速度为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三第三次月考 物 理 试 卷 第I卷（选择题，共44分） 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 在物理学发展史上，许多科学家通过恰当地运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果。下列表述符合物理学史事实的是（　　） A. 库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系研究 B. 牛顿由斜面实验通过逻辑推理得出了自由落体运动的规律 C. 牛顿用“扭秤实验”测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人” D. 安培用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，促进了电磁现象的研究 【答案】A 【解析】 【详解】A．库仑利用库仑扭秤实验实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系的研究，故A正确； B．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动的规律，故B错误； C．卡文迪什用“扭秤实验”测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人”，故C错误； D．法拉第用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，促进了电磁现象的研究，故D错误。 故选A。 2. 某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x与时间t的关系如图所示，则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】图象斜率的物理意义是速度，在时间内，图象斜率增大，汽车的速度增大；在时间内，图象斜率不变，汽车的速度不变；在时间内，图象的斜率减小，汽车做减速运动，综上所述可知A中图象可能正确。 故选A。 3. 某种元件的I—U图像如图中的实线所示，虚线是实线在 P 点的切线，切线的斜率为k，P点的坐标为（U0，I0），则该元件在 P 点对应的电阻（　　） A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 大于 【答案】C 【解析】 【详解】由图像可知，切线的斜率为 则有 根据欧姆定律，元件在 P 点时的电阻为 由图像可知 可知 故选C。 4. 如图所示，质量为M，长度为L的船停在平静的湖面上，船头站着质量为m的人，M>m，现在人由静止开始由船头走到船尾。不计水对船的阻力，则（　　） A. 人和船运动方向相同 B. 船运行速度小于人的行进速度 C. 由于船的惯性大，当人停止运动时，船还要继续运动一段距离 D. 人相对水面的位移为 【答案】B 【解析】 【详解】A．人和船动量守恒，系统总动量为零，故人和船运动方向始终相反，故A错误； B．由动量守恒定律有 又，故 故B正确； C．由人和船组成的系统动量守恒且系统总动量为零知：人走船走，人停船停，故C错误； D．由平均动量守恒 和 知 故D错误。 故选B。 5. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积S=4cm2，喷出水流的流速为v=10m/s，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，则墙壁受到的平均冲击力的大小为（　　） A. 4N B. 16N C. 20N D. 40N 【答案】D 【解析】 【详解】设经过，冲击墙壁水的质量为 根据动量定理可得 联立解得 根据牛顿第三定律可知，墙壁受到的平均冲击力的大小为。 故选D。 6. 我国计划在2018年发射“嫦娥四号”，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号的质量为m，离月球中心的距离为r。根据以上信息可求出（　　） A. “嫦娥四号”绕月运行的动能为 B. “嫦娥四号”绕月运行的周期为 C. 月球的平均密度为 D. 月球的第一宇宙速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有， 解得“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为 所以嫦娥四号绕月运行的动能为 故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 联立可得 故B错误； C．根据 可得月球质量为 月球的体积为 所以月球的平均密度为 故C正确； D．第一宇宙速度为最大的环绕速度，即 则 故D错误。 故选C。 7. 两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示（只画出了部分区域内的电势），x轴上两点B、C点，且OB＞OC，由图可知（　　） A. C点的电势低于B点的电势 B. B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同 C. 正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动 D. 负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功 【答案】B 【解析】 【分析】根据电势的图象直接读出电势高低．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，由斜率分析场强的大小关系。根据顺着电场线方向电势降低，判断电场线的方向，确定正电荷所受的电场力方向，分析其运动情况。根据电场力与位移方向间的关系，判断电场力做功的正负。 【详解】A．由图知，C点的电势高于B点的电势．故A错误； B．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，可以看出B点的场强大小大于C点的场强大小，斜率都为正值，说明B、C点的电场方向相同，故B正确； C．根据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从C指向B，正电荷在x轴上B、C之间所受的电场力始终由C指向B，正电荷做单向直线运动，故C错误； D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力方向由从B指向C，电场力方向与位移相同，电场力一直做正功，故D错误。 故选B。 【点睛】本题考查对电势与场强、电场线方向、电场力做功等等关系的理解，难点是根据匀强电场电势差与场强的关系理解图象的斜率与场强的关系。 8. 如图甲所示，两平行金属板a、b间距为d，在两板右侧装有荧光屏MN（绝缘），O为其中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压，电压最大值为U0。现有一束带正电的离子束（比荷为k），从两板左侧沿中线方向以初速度v，连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏MN上，已知金属板长L=2v0t0，则在荧光屏上出现亮线的长度为（　　） A. kdU0t02 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】t=0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最大，设此距离为ymax，此粒子在0至t0时间内，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向的位移为 此粒子在t0至2t0时间内，做匀速直线运动，竖直方向分速度为 竖直方向的位移为 所以 T=t0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最小,设此距离为ymin。此粒子在t=t0至2t0时间内，做匀速直线运动；在t=2t0至t=3t0时间内，粒子在水平方向上仍做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向的位移为 所以在荧光屏上出现亮线的长度为 选项C正确，ABD错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共5题，每题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示的电路中，灯泡L的规格为“5V，0.5A”，电流表为理想电表，在A、B两端加上U=8V的恒定电压，将滑动变阻器滑片P从α端向b端移动，直至灯泡刚好正常发光，电流表的示数为1.5A。则下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光时电阻为10Ω B. 电路的总电阻为4Ω C. 滑动变阻器的最大阻值约为4.8Ω D. 此时滑动变阻器上消耗的电功率为16W 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由欧姆定律可知，灯泡的电阻为 故A正确； B．电路的总电阻为 故B正确； C．由于灯泡与滑动变阻器左侧部分并联，所以滑动变阻器左侧部分电阻为 滑动变阻器右侧部分电阻为 所以滑动变阻器的最大阻值为 故C正确； D．滑动变阻器上消耗的电功率为 故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，平行板电容器通过理想二极管与电压恒定的电源保持相连（图示的二极管只能通过从左往右的电流），电容器的下极板B接地，P为电容器两板间的一点，现仅将B板下移一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 平行板电容器两极板间的电场强度的大小会发生改变 B. 平行板电容器的电容变小 C. 平行板电容器的电压保持不变 D. P点的电势升高 【答案】BD 【解析】 【详解】B．当B板下移一小段距离，则两板间距d增大，根据 可知C减小，B正确； C．电容器与电源相连接，若U不变，根据 因C减小，则电容器电量要减小，电容器要放电，但由于二极管的单向导电导致电容器不能放电，故电容器电量 Q保持不变，C减小，所以U增大，C错误； A．根据 解得 可知，因为Q保持不变，所以当d变化时，E不变，A错误； D．根据电势的定义 dPB增大，P点的电势升高，D正确。 故选BD。 11. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点，飞镖抛出时与等高，且与点的距离为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点水平抛出的同时，圆盘绕经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为，若飞镖恰好击中点，则（　　） A. 飞镖击中点所需的时间为 B. 圆盘的半径可能为 C. 圆盘转动角速度的最小值为 D. 点随圆盘转动的线速度不可能为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此 故A正确； B．飞镖击中点时，恰好在最下方，则 解得圆盘的半径 故B错误； C．飞镖击中点，则点转过的角度 故 则圆盘转动角速度的最小值为，故C正确； D．点随圆盘转动的线速度为 当时 故D错误。 故选AC。 12. 图中K，L，M为静电场中的3个相距很近的等势线。一带电粒子射入此静电场中后，仅在电场力作用下沿abcde轨迹运动。已知电势φK＞φL＞φM。下列说法中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子在bc段做减速运动 C. 粒子在a点比e点的速率要大 D. 粒子从c点到d点的过程中电场力做负功 【答案】AB 【解析】 【详解】A．已知电势φK＞φL＞φM，可知电场线的方向大致向右，由轨迹弯曲方向知道，粒子所受的电场力方向大致向左，故电荷带负电。故A正确； B．由粒子所受的电场力方向大致向左，粒子从b→c电场力对其做负功，动能减小，做减速运动，故B正确； C．a与e处于同一等势面上电势相等，粒子电势能相等，根据能量守恒，粒子速率也相等。故C错误。 D．由于粒子所受的电场力方向大致向左，所以粒子从c点到d点的过程中，电场力做正功。故D错误。 故选AB。 【点睛】质点做曲线方向时，合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹弯曲方向，可判断电场力方向向左，作出电场线，大致方向向左，因此粒子带正电，bc段粒子做减速运动；根据电场力做功的正负，可知道电势能和动能如何变化。 13. 冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同μ满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】CD 【解析】 【详解】设斜面倾角为，游客在倾斜滑道上均减速下滑，则需满足 可得 即有 因，所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，可得 滑行结束时停在水平滑道上，即在摩擦因数去最小时能停在滑道上，由全程的动能定理有 要求进入水平滑道，因此最大的动摩擦因数能够进入水平滑道，即 综合需满足 和 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题，共56分） 三、实验题：本题共2小题，共20分。每空两分，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准： 如图，用螺旋测微器测得金属棒直径d为___________mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度l为___________cm。 【答案】 ①. 6.125##6.124##6.126 ②. 10.230 【解析】 【详解】[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以 [2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 15. 某实验小组用如图所示的装置，来做“验证机械能守恒定律”的实验其中，量角器的中心和长为的细线的一个端点重合，并且固定在一起细线的另一端系一个质量为、半径为的小球，当小球静止时量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置固定安装一个光电门，当小球由处静止释放时，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为。则： （1）在实验中测得小球通过光电门的时间为，那么，小球通过最低点的瞬时速度为___________。 （2）小球从A处运动到光电门的过程中重力势能减少量为___________。若在实验误差允许的范围内，满足___________，即可验证机械能守恒定律（用题中字母来表示）。 （3）通过改变小球由静止释放时，细线与竖直方向的夹角，测出相应情况下，小球通过光电门的时间，为了形象、直观地验证机械能是否守恒，在平面直角坐标系中，为使图像是经过坐标原点的直线，那么图像的横坐标为___________，纵坐标为。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球经过最低点的速度为 【小问2详解】 [1]小球从A处运动到光电门的过程中重力势能减少量为 [2]动能的增加量为 根据机械能守恒可得 则若在实验误差允许的范围内，满足 即可验证机械能守恒定律。 【小问3详解】 由 可得 为了形象、直观地验证机械能是否守恒，在平面直角坐标系中，为使图像是经过坐标原点的直线，那么图像的横坐标为，纵坐标为。 16. 某同学设计如图所示装置来验证“动量守恒定律”。两个半径相同、质量不等的小球A、B用等长的不可伸长的细线分别悬于力传感器a、b上，静止时两线竖直且两球刚好接触。力传感器a、b的示数分别为、，当地的重力加速度为g。 （1）小球A的质量为______，小球B的质量为______； （2）将B球拉开一定的角度，由静止释放小球B，A、B碰撞后，发现B球被弹回，则表明B球的质量______（填“大于”“小于”或“等于”）A球的质量； （3）接（2），若测得碰撞前传感器b显示的最大拉力为，碰撞后力传感器a、b显示的最大拉力分别为、，当表达式______成立时，表明A、B两球碰撞过程中动量守恒。 【答案】（1） ①. ②. （2）小于 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据平衡可知 ， 可得 ， 【小问2详解】 将B球拉开一定的角度，由静止释放小球B，A、B碰撞后，发现B球被弹回，则表明B球的质量小于A球的质量。 【小问3详解】 碰撞前一瞬间 解得 同理碰撞后一瞬间，小球A的动量大小为 小球B的动量大小为 当 成立时，即 时，A、B两球碰撞过程中动量守恒。 四、计算题：本题共3小题，共36分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 17. 两个完全相同的质量都为、带等量电荷的小球A、B分别用等长L的绝缘细线悬挂在同一水平面上的、两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，已知小球B带正电，此时两球相距为，细线与竖直方向夹角均为。若外加水平向右的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，；求： （1）A球的电性及所带的电荷量Q； （2）外加匀强电场的场强E的大小。 【答案】（1）负电， （2） 【解析】 【小问1详解】 已知小球B带正电，由甲图可知，A球带负电。对A球受力分析，由平衡条件可得 解得球所带的电荷量为 【小问2详解】 加电场后对球受力分析，由平衡条件可得 其中 解得 18. 如图所示，小球（可视为质点）用非弹性悬线吊在天花板上，在悬点正下方A点处有一物块（可视为质点）放在水平地面上，一光滑曲面与地面在B点平滑连接，小球的质量为m，物块的质量为2m，物块与水平地面间的动摩擦因数为。将小球拉到悬线与竖直方向的夹角为θ=60°的位置由静止释放，小球运动到最低点时刚好与物块发生弹性碰撞，碰后物块能滑到曲面上某一高度处。悬线长为L，A、B两点间的距离也为L，重力加速度为g，求： （1）碰后小球再次摆动的最大高度； （2）碰后物块从A点运动到B点所用的时间及滑上曲面的最大高度。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 设小球与物块碰撞前速度为v1，根据机械能守恒有 解得 小球与物块碰撞过程动量守恒、能量守恒，有， 解得， 设碰后小球摆动的最大高度为h1，则 解得 【小问2详解】 物块在地面上运动时的加速度大小为 设物块从A点运动到B点所用的时间为t，则 解得或（舍去） 设物块能滑上曲面的最大高度为h2，根据动能定理有 解得 19. 如图所示，“L”形长木板放在光滑的水平地面上，长木板上表面由水平面和半径为R的四分之一的光滑圆弧面组成，圆弧面和水平面在B点相切，质量为m的物块放在长木板上，用细线将物块与挡板连接，轻质压缩弹簧放在挡板和物块间，物块处在长木板上的A点，A、B间的距离为R，若锁定长木板，当剪断细线后，物块沿长木板表面滑动，并刚好能到达C点，长木板和挡板的总质量为4m，物块和长木板水平部分的动摩擦因数为0.5，不计物块的大小，弹簧开始的压缩量小于R，重力加速度为g，求： （1）弹簧开始被压缩时具有的弹性势能； （2）若先解除对长木板的锁定，当剪断细线后，求物块第一次到达B点时的速度大小； （3）在（2）的基础上，若将光滑圆弧面改为的光滑圆弧面（即圆弧对应的圆心角为60°），其它不变，请问物块能否冲出圆弧面？它在最高点的速度为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 依题意，锁定长木板，物块恰好能从A点运动到C点，则根据能量守恒定律，可得 【小问2详解】 由于地面光滑，所以物块、长木板、弹簧与挡板组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，设物块第一次到达B点时物块与长木板的速度大小分别为，可得 由能量守恒，可知 联立解得 【小问3详解】 假设物块能冲出圆弧面，且物块到达B点时物块、木板速度分别为，系统水平方向动量守恒有 由能量守恒，可知 联立以上解得 所以物块能冲出圆弧面，故在最高点速度大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $