精品解析：四川成都市彭州中学2026-2027学年高三上学期期中考试物理试卷

2026-2027学年度四川省彭州中学高2024级高三上期中考试 物理学科试题 测试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1、开考前，请先将你的个人信息，包含：准考证号、座位号、班级、姓名涂写在答题卡对应位置。 2、作答选择题时，请用2B铅笔填涂，若需修改，用橡皮擦干净后再修改；作答非选择题时，请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。 3、考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2025年1月6日，中国香港国际玩具展览会开展。若一辆玩具汽车在水平地面做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 汽车刚出发时的加速度大小为 B. 汽车在时间内加速度方向不变 C. 汽车在末的位移大小为 D. 汽车在前内通过的路程为 2. 宋应星，宜春奉新人，其所著《天工开物》一书是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作。其中描述的利用耕牛整理田地的场景如图甲所示，简化的物理模型如图乙所示：人站在水平木板上，两根绳子相互平行垂直于木板边缘与水平地面夹角θ=30°，人与木板的总重力为800N，木板与地面动摩擦因数，若人与木板匀速前进，以下说法正确的是（　　） A. 木板对地面的压力FN = 800N B. 每根绳中的拉力F =320N C. 若θ可调，则当绳子水平时有F最小值 D. 若θ可调，则当绳子与水平面夹角正切值为时有F最小值 3. 洗衣机脱水筒工作时，衣服（视为质点）在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，筒壁到转轴之间的距离为r，衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 衣服的线速度大小为 B. 衣服的角速度大小为 C. 若脱水筒的转速增大，衣服受到的摩擦力增大 D. 若脱水筒的转速增大，衣服转动的周期变大 4. 如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向夹角为45°，一电子从等势面D的O点进入匀强电场，经过等势面D时，动能为16eV，速度方向竖直向上，电子恰好不穿过B等势面。已知相邻等势面间的距离均为4cm，电子重力不计。则下列说法正确的是（　　） A. 电子做匀变速直线运动 B. 电子再次经过等势面D时的位置与O点相距16cm C. 电子飞经等势面C时的动能为12eV D. 匀强电场的电场强度大小为200V/m 5. 如图所示，光滑水平轨道上静置着A、B、C、D四个物块，其中mA=mB=mC=m，B、C两物块用一轻质弹簧连接，某一瞬间，物块A以速度v0向右滑动与物块B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当物块B、C速度相等时，物块C恰好与物块D发生弹性碰撞，碰后物块D的速度为，设整个过程中碰撞时间均极短，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中损失的机械能为 B. 物块D的质量为4m C. 物块C对物块D的冲量大小为 D. 物块C、D碰撞后弹簧再次压缩至最短时弹簧的弹性势能为 6. 回旋加速器的原理如图所示，加速器由两个间距很小的半圆形金属盒、构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与、相连，仅在、缝隙间的狭窄区域产生周期性交变电场。粒子源置于盒的圆心O，第一次将粒子1由静止释放后每次通过电场时恰能被加速，其经多次加速和偏转后离开回旋加速器，第二次粒子2由静止释放，在运动过程中与静止于磁场中的不带电粒子发生碰撞并结合为一个新粒子3，仅改变电场的周期，使粒子3依然能加速通过电场，不计所有粒子的重力，不计粒子在电场中的运动时间，下列说法正确的是（　　） A. 要使粒子3能够在碰撞后经电场时依然被加速，则需减小交变电压的周期 B. 粒子2与粒子3在回旋加速器中运动的总时间比粒子1长 C. 粒子2与粒子3在回旋加速器中加速的总次数比粒子1少 D. 粒子3离开回旋加速器时的动能比粒子1大 7. 如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错给0分） 8. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 9. 2025年，我国新一代人造太阳“中国环流三号”首次突破“双亿度”参数水平，可控核聚变技术取得重大突破。目前可控核聚变实验中最主要的核反应由一个氘核和一个氚核碰撞生成一个氦核实现。已知质子的质量为，中子的质量为，氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，氦核的比结合能为，真空中的光速为。下列说法正确的是（ ） A. 现在的核电站也是利用该原理发电 B. 该反应放出能量为 C. 该反应亏损质量为 D. 氦核的核子平均质量为 10. 如图所示，光滑硬直杆与水平面成夹角固定放置，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端连接在天花板的点，另一端与圆环（视为质点）相连，圆环套在杆上。现让圆环从与点等高的点由静止释放，当圆环运动到点的正下方点时，圆环的动能正好等于此处弹簧弹性势能的2倍。已知两点间的距离为，重力加速度为，对劲度系数为的轻质弹簧，弹性势能与弹簧的形变量的关系式为，下列说法正确的是（ ） A. 环在点，动能为 B. 环从运动到，环的机械能增加 C. 环的质量为 D. 环在点，加速度大小为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置。在O处固定一力传感器，其下方用细线悬挂一重力为的小球，在小球静止的最低点A处固定一光电门。（含有数据采集器及配套设施的光电门和力传感器均未画出）实验时，首先用刻度尺测出小球静止时悬点O到球心的距离L，然后将小球从最低点A处拉升到一定高度后（保持细线绷紧）由静止释放，释放后。小球做（部分）圆周运动，当小球运动到A处时采集一组数据：力传感器的示数F和小球通过光电门的遮光时间。之后每隔采集一组F、的数据，共采集6~10组。改变小球做圆周运动的半径L，重复上述步骤。根据采集的数据，作出的图像如图乙所示。 （1）图乙是以________为纵坐标作出的（用已知量和测量量的字母表示）。 （2）根据图乙中的任意一条图线均可得到：做圆周运动的物体，当质量和________一定时，向心力的大小与线速度或角速度的平方成正比。 （3）若在图乙中横坐标上取某一值，图乙中的每一条图线对应的纵坐标的值与相应的半径的________（选填“乘积”或“比值”）相等，则可得：做圆周运动的物体，当质量和线速度的大小一定时，向心力的大小与半径成反比。 （4）实验中，每次改变小球做圆周运动的半径L后，小球由静止释放的位置距最低点的高度________。 A．必须相同 B．必须不同 C．可以相同，也可以不同 12. 某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下： （1）用10分度的游标卡尺测量其长度如图甲，可知其长度为___________cm （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，可知其直径为___________mm （3）因电表内阻未知，用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1=1.70V，电流表的示数如图丁所示，其读数I1= ______ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2=1.80V，I2=0.33A。由此可知应采用电流表______ （填“内”或“外”）接法，测得的值比真实值______ （填“偏大”、“偏小”或“一样”） （4）根据上面的数据，算得该材料的电阻率为__________（保留三位有效数字） 四、计算题（本大题共3小题，满分为38分） 13. 如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径，端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，取，，。 （1）若小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离； （2）若小球从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，求小球在点对圆弧轨道的压力大小； （3）若小球从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，求小球在点受到的支持力的大小。 14. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界最先进的水平。某兴趣小组依据所学知识设计出了一种电磁弹射模型，其原理可简化为图乙所示情景：水平面内由平行长直金属导轨组成的水平区域内，等间距分布着竖直向下和竖直向上的磁场，磁感应强度均为B。电磁弹射装置可简化为一个矩形金属框，其长边等于导轨间距L，短边等于每个磁场的宽度。磁场以速度向右匀速运动，固定在金属框上方的舰载机在电磁力和发动机推力的双重作用下加速向右滑行，达到起飞速度时舰载机和金属框自动脱离，飞机升空。舰载机在水平跑道上加速滑行时，受到竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力。升力、空气阻力均与舰载机运动的速度成正比，即，，、为已知常量。金属框与导轨接触面间的等效动摩擦因数为。已知舰载机质量为M，金属框质量为m，舰载机在轨道上加速滑行时发动机推力为恒力F，金属框电阻为R，其余电阻均不计。（已知重力加速度为g） （1）当舰载机达到升空速度时，金属框内感应电流多大？ （2）舰载机在水平轨道上匀加速滑行时磁感应强度B需满足什么条件？ （3）写出舰载机在水平轨道上匀加速滑行时发动机推力的功率随时间变化的关系式。 15. 如图所示，在足够长的光滑水平面上有两个小物块A、B和凹槽C。物块A的质量为m，物块B的质量为3m，凹槽C的质量为3m，A、B相距为l，凹槽C的左端与B相距为3l，凹槽左、右槽壁的距离为3l且槽壁的厚度忽略不计，凹槽C内放一质量为6m的小物块D。物块D与左边槽壁的距离为l，与凹槽之间的动摩擦因数μ＝0.01。开始时物块、凹槽均静止，现给物块A施加水平向右的恒力F，物块A向右做匀加速运动，一段时间后与B发生弹性碰撞。当A与B发生第二次弹性碰撞时立刻撤去恒力F。B与凹槽C碰撞立即粘在一起运动。已知m＝1kg，l＝1m，F＝8N，取重力加速度，物块A、B、D均可视为质点，物块D与凹槽壁的碰撞没有能量损失，且所有碰撞时间均忽略不计。求： （1）小物块A从开始运动到与小物块B发生第一次碰撞所用的时间； （2）小物块A和B第二次碰撞后各自的速度大小； （3）物块D与凹槽相对静止时，物块D距凹槽左壁的距离； （4）从物块D开始运动到物块D与凹槽相对静止时，物块D运动的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年度四川省彭州中学高2024级高三上期中考试 物理学科试题 测试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1、开考前，请先将你的个人信息，包含：准考证号、座位号、班级、姓名涂写在答题卡对应位置。 2、作答选择题时，请用2B铅笔填涂，若需修改，用橡皮擦干净后再修改；作答非选择题时，请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。 3、考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 2025年1月6日，中国香港国际玩具展览会开展。若一辆玩具汽车在水平地面做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 汽车刚出发时的加速度大小为 B. 汽车在时间内加速度方向不变 C. 汽车在末的位移大小为 D. 汽车在前内通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，可得汽车刚出发时的加速度大小为 A错误； B．由图像可得，时斜率由正值变为负值，所以时汽车加速度开始反向，B错误； C．图线围成的面积为汽车位移的大小，汽车在末的位移大小为 C正确； D．由图像围成的面积可得，前内汽车通过的路程。D错误。 故选C。 2. 宋应星，宜春奉新人，其所著《天工开物》一书是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作。其中描述的利用耕牛整理田地的场景如图甲所示，简化的物理模型如图乙所示：人站在水平木板上，两根绳子相互平行垂直于木板边缘与水平地面夹角θ=30°，人与木板的总重力为800N，木板与地面动摩擦因数，若人与木板匀速前进，以下说法正确的是（　　） A. 木板对地面的压力FN = 800N B. 每根绳中的拉力F =320N C. 若θ可调，则当绳子水平时有F最小值 D. 若θ可调，则当绳子与水平面夹角正切值为时有F最小值 【答案】D 【解析】 【详解】AB．以人与木板为对象，根据受力平衡可得， 又 联立解得， 可知木板对地面的压力大小 故AB错误； CD．若θ可调，根据 其中， 可知当时，F有最小值，则有 故C错误，D正确。 故选D。 3. 洗衣机脱水筒工作时，衣服（视为质点）在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，筒壁到转轴之间的距离为r，衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 衣服的线速度大小为 B. 衣服的角速度大小为 C. 若脱水筒的转速增大，衣服受到的摩擦力增大 D. 若脱水筒的转速增大，衣服转动的周期变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．衣服在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，则受到的摩擦力等于重力，即 水平方向桶对衣服的支持力提供衣服需要的向心力 联立可得，衣服的线速度大小为，故A正确； B．根据 可得，衣服的角速度大小为，故B错误； C．若脱水筒的转速增大，则衣服做匀速圆周运动需要的向心力增大，则脱水筒对衣服的弹力增大，衣服受到的最大静摩擦力增大，衣服仍然保持不沿着筒壁向下滑动，则衣服受到的摩擦力仍为静摩擦力，且恰好等于衣服的重力保持不变，故C错误； D．根据周期与转速关系 可知，若脱水筒的转速n增大，则衣服转动的周期T变小，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向夹角为45°，一电子从等势面D的O点进入匀强电场，经过等势面D时，动能为16eV，速度方向竖直向上，电子恰好不穿过B等势面。已知相邻等势面间的距离均为4cm，电子重力不计。则下列说法正确的是（　　） A. 电子做匀变速直线运动 B. 电子再次经过等势面D时的位置与O点相距16cm C. 电子飞经等势面C时的动能为12eV D. 匀强电场的电场强度大小为200V/m 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子速度方向竖直向上，恰好不穿过B等势面，则电场力方向垂直于等势面斜向右下，加速度方向与电子速度方向不同线，所以电子做匀变速曲线运动，A错误； CD．将电子的初速度分解到平行于等势线方向（x方向）和垂直等势线斜向左上方向（y方向），初速度为v，则 电子经过B等势面时，只有沿x方向的分速度，即 由动能公式知电子经过B等势面时动能是经过等势面D的一半，即 由电场力做功决定式和动能定理知 2 解得 ，4V 又 可解得 E=100V/m C正确，D错误； B．电子在y方向上做类竖直上抛运动，再次经过等势面D时的时间 从等势面D运动到B的位移为 在x方向上匀速运动，再次经过等势面D时的位置与O点相距 B错误。 故选C。 5. 如图所示，光滑水平轨道上静置着A、B、C、D四个物块，其中mA=mB=mC=m，B、C两物块用一轻质弹簧连接，某一瞬间，物块A以速度v0向右滑动与物块B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当物块B、C速度相等时，物块C恰好与物块D发生弹性碰撞，碰后物块D的速度为，设整个过程中碰撞时间均极短，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中损失的机械能为 B. 物块D的质量为4m C. 物块C对物块D的冲量大小为 D. 物块C、D碰撞后弹簧再次压缩至最短时弹簧的弹性势能为 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据题意可知，由于A、B发生完全非弹性碰撞，存在机械能损失，那么根据动量守恒解得 整个过程中损失的机械能 解得，A错误； B.对A、B、C构成的系统，根据动量守恒定律解得 对C、D构成的系统，由于发生弹性碰撞，则有动量守恒 机械能守恒 联立解得，，B错误； C.结合上述，物块C对物块D的冲量，C正确； D.物块C、D碰撞后弹簧再次压缩至最短时，对A、B、C构成的系统，根据动量守恒定律有 结合上述解得 C、D碰撞前的弹簧弹性势能为 C、D碰撞后的弹性势能为，D错误。 故选C。 6. 回旋加速器的原理如图所示，加速器由两个间距很小的半圆形金属盒、构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与、相连，仅在、缝隙间的狭窄区域产生周期性交变电场。粒子源置于盒的圆心O，第一次将粒子1由静止释放后每次通过电场时恰能被加速，其经多次加速和偏转后离开回旋加速器，第二次粒子2由静止释放，在运动过程中与静止于磁场中的不带电粒子发生碰撞并结合为一个新粒子3，仅改变电场的周期，使粒子3依然能加速通过电场，不计所有粒子的重力，不计粒子在电场中的运动时间，下列说法正确的是（　　） A. 要使粒子3能够在碰撞后经电场时依然被加速，则需减小交变电压的周期 B. 粒子2与粒子3在回旋加速器中运动的总时间比粒子1长 C. 粒子2与粒子3在回旋加速器中加速的总次数比粒子1少 D. 粒子3离开回旋加速器时的动能比粒子1大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据粒子在磁场中运动的周期公式 可知碰后粒子的质量变大，电荷量不变，粒子在磁场中运动的周期变长，则电场的周期也应变长，故A错误； D．粒子离开回旋加速器时，根据牛顿第二定律有 又 联立解得离开回旋加速器时的动能 由于质量增大，则动能减小，故D错误； C．碰撞后，粒子经电场加速后，根据动能定理有 又 联立解得 由于质量增大，动量增加得多，根据轨迹半径 可知半径R增加的更快，则加速的总次数减少，故C正确； B．运动时间 由于加速次数减少，周期变大，则粒子2与粒子3在回旋加速器中运动的总时间无法判断，故B错误。 故选C。 7. 如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】第一步：判断进磁场过程线框中电流方向 线框进磁场过程，线框中的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿逆时针方向。 第二步：按阶段划分线框运动过程 开始计时后，在时刻，线框点到磁场左边界的距离［提示：由选项可知］。当时，线框的有效切割长度 感应电动势 又线框电阻不变，则回路中的感应电流随时间均匀增大，线框所受安培力 方向水平向左，安培力与时间的关系图像是过原点，开口向上的抛物线。 当时，线框的有效切割长度不变，为，感应电动势不变，感应电流不变，为沿逆时针方向，安培力大小不变，为，方向水平向左。 当时，线框的有效切割长度 感应电动势 线框中电流随时间均匀减小，沿逆时针方向，线框所受安培力 方向水平向左，安培力与时间的关系图像是顶点坐标为、开口向上的抛物线。 分析可知，线框出磁场过程的电流时间图线与进磁场过程的电流时间图线关于点中心对称，线框出磁场过程的安培力时间图线与进磁场过程的安培力时间图线关于对称，综上所述。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错给0分） 8. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 【答案】BD 【解析】 【详解】A．t1时刻，小球处于平衡位置，则 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得，大圆环对地压力大小为Mg+mg，故A错误； B．t2时刻，小球运动到正向最大位移处，此时大圆环对地面的压力最小，则 所以小球的加速度大小为，故B正确； C．t4时刻，小球运动到负向最大位移处，此时 所以 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得大圆环对地压力大小为2Mg+2mg，故C错误； D．根据题意可得 联立解得，故D正确。 故选BD。 9. 2025年，我国新一代人造太阳“中国环流三号”首次突破“双亿度”参数水平，可控核聚变技术取得重大突破。目前可控核聚变实验中最主要的核反应由一个氘核和一个氚核碰撞生成一个氦核实现。已知质子的质量为，中子的质量为，氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，氦核的比结合能为，真空中的光速为。下列说法正确的是（ ） A. 现在的核电站也是利用该原理发电 B. 该反应放出能量为 C. 该反应亏损质量为 D. 氦核的核子平均质量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．现在的核电站利用重核裂变原理发电，而题目描述的是核聚变，故A错误； B．该反应放出能量为，故B错误； C．根据质能方程，可得该反应亏损质量为，故C正确； D．由2质子和2中子组成，自由核子总质量，总结合能 解得氦核的核子平均质量，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，光滑硬直杆与水平面成夹角固定放置，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端连接在天花板的点，另一端与圆环（视为质点）相连，圆环套在杆上。现让圆环从与点等高的点由静止释放，当圆环运动到点的正下方点时，圆环的动能正好等于此处弹簧弹性势能的2倍。已知两点间的距离为，重力加速度为，对劲度系数为的轻质弹簧，弹性势能与弹簧的形变量的关系式为，下列说法正确的是（ ） A. 环在点，动能为 B. 环从运动到，环的机械能增加 C. 环的质量为 D. 环在点，加速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由几何关系可得，弹簧的原长为，则点弹簧的伸长量为，弹性势能为 环的动能为 选项A正确； B．点弹簧的伸长量为，弹性势能为 环从到，弹簧弹性势能减小量 由能量守恒可得环的机械能增加量为 选项B错误； C．由能量守恒可得 解得 选项C错误； D．环在点时，弹簧的弹力 把弹簧对环的弹力与环的重力的合力 分别沿着斜面和垂直斜面分解，环在点的合力等于沿斜面向上的分力，则有 综合解得 选项D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置。在O处固定一力传感器，其下方用细线悬挂一重力为的小球，在小球静止的最低点A处固定一光电门。（含有数据采集器及配套设施的光电门和力传感器均未画出）实验时，首先用刻度尺测出小球静止时悬点O到球心的距离L，然后将小球从最低点A处拉升到一定高度后（保持细线绷紧）由静止释放，释放后。小球做（部分）圆周运动，当小球运动到A处时采集一组数据：力传感器的示数F和小球通过光电门的遮光时间。之后每隔采集一组F、的数据，共采集6~10组。改变小球做圆周运动的半径L，重复上述步骤。根据采集的数据，作出的图像如图乙所示。 （1）图乙是以________为纵坐标作出的（用已知量和测量量的字母表示）。 （2）根据图乙中的任意一条图线均可得到：做圆周运动的物体，当质量和________一定时，向心力的大小与线速度或角速度的平方成正比。 （3）若在图乙中横坐标上取某一值，图乙中的每一条图线对应的纵坐标的值与相应的半径的________（选填“乘积”或“比值”）相等，则可得：做圆周运动的物体，当质量和线速度的大小一定时，向心力的大小与半径成反比。 （4）实验中，每次改变小球做圆周运动的半径L后，小球由静止释放的位置距最低点的高度________。 A．必须相同 B．必须不同 C．可以相同，也可以不同 【答案】 ①. ②. 半径 ③. 乘积 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]根据向心力公式有 可见图乙是以为纵坐标作出的。 （2）[2]根据图乙中的任意一条图线的斜率 所以可得到做圆周运动的物体，当质量和半径一定时，向心力的大小与线速度或角速度的平方成正比。 （3）[3]由上分析 变形得 所以若在图乙中横坐标上取某一值，图乙中的每一条图线对应的纵坐标的值与相应的半径的乘积相等，则可得：做圆周运动的物体，当质量和线速度的大小一定时，向心力的大小与半径成反比。 （4）[4]实验中，小球到最低点的速度不需要保持定值，所以每次改变小球做圆周运动的半径L后，小球由静止释放的位置距最低点的高度可以相同，也可以不同。 故选C。 12. 某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下： （1）用10分度的游标卡尺测量其长度如图甲，可知其长度为___________cm （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，可知其直径为___________mm （3）因电表内阻未知，用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1=1.70V，电流表的示数如图丁所示，其读数I1= ______ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2=1.80V，I2=0.33A。由此可知应采用电流表______ （填“内”或“外”）接法，测得的值比真实值______ （填“偏大”、“偏小”或“一样”） （4）根据上面的数据，算得该材料的电阻率为__________（保留三位有效数字） 【答案】 ①. 5.00 ②. 4.700 ③. 0.34 ④. 外 ⑤. 偏小 ⑥. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 游标卡尺读数为 （2）[2] 螺旋测微器读数为 （3）[3]电流表精确度为，读数为。 [4]根据题意可知，电流表的分压作用更明显，应该避免电流表的分压，故应采用电流表外接法。 [5]根据 得 因电压表的分流作用，电流的测量值偏大，则电阻率测量值比真实值偏小。 [6]根据 代入数据解得 四、计算题（本大题共3小题，满分为38分） 13. 如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径，端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，取，，。 （1）若小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离； （2）若小球从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，求小球在点对圆弧轨道的压力大小； （3）若小球从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，求小球在点受到的支持力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好能从点飞出，设此时速度为，对在点的小球受力分析，只受重力，根据牛顿第二定律 又小球落地时间满足 水平位移 联立解得 【小问2详解】 将小球在处的速度分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 联立并代入数据得 对小球在处受力分析，由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律知，圆弧轨道受到的压力大小 【小问3详解】 小球在处速度 其受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 解得 14. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界最先进的水平。某兴趣小组依据所学知识设计出了一种电磁弹射模型，其原理可简化为图乙所示情景：水平面内由平行长直金属导轨组成的水平区域内，等间距分布着竖直向下和竖直向上的磁场，磁感应强度均为B。电磁弹射装置可简化为一个矩形金属框，其长边等于导轨间距L，短边等于每个磁场的宽度。磁场以速度向右匀速运动，固定在金属框上方的舰载机在电磁力和发动机推力的双重作用下加速向右滑行，达到起飞速度时舰载机和金属框自动脱离，飞机升空。舰载机在水平跑道上加速滑行时，受到竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力。升力、空气阻力均与舰载机运动的速度成正比，即，，、为已知常量。金属框与导轨接触面间的等效动摩擦因数为。已知舰载机质量为M，金属框质量为m，舰载机在轨道上加速滑行时发动机推力为恒力F，金属框电阻为R，其余电阻均不计。（已知重力加速度为g） （1）当舰载机达到升空速度时，金属框内感应电流多大？ （2）舰载机在水平轨道上匀加速滑行时磁感应强度B需满足什么条件？ （3）写出舰载机在水平轨道上匀加速滑行时发动机推力的功率随时间变化的关系式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）达到升空速度，舰载机升力等于重力，即 感应电动势为 感应电流为 联立可得 （2）根据牛顿第二定律 其中 可得 变形得 舰载机做匀加速滑行需满足的条件 即 为保证飞机能做匀加速运动，还需满足动力大于阻力，即 解方程得 故需满足的条件为 （3）舰载机加速度为 舰载机速度为 发动机推力的功率为 联立解得发动机推力的功率随时间变化的关系式为 15. 如图所示，在足够长的光滑水平面上有两个小物块A、B和凹槽C。物块A的质量为m，物块B的质量为3m，凹槽C的质量为3m，A、B相距为l，凹槽C的左端与B相距为3l，凹槽左、右槽壁的距离为3l且槽壁的厚度忽略不计，凹槽C内放一质量为6m的小物块D。物块D与左边槽壁的距离为l，与凹槽之间的动摩擦因数μ＝0.01。开始时物块、凹槽均静止，现给物块A施加水平向右的恒力F，物块A向右做匀加速运动，一段时间后与B发生弹性碰撞。当A与B发生第二次弹性碰撞时立刻撤去恒力F。B与凹槽C碰撞立即粘在一起运动。已知m＝1kg，l＝1m，F＝8N，取重力加速度，物块A、B、D均可视为质点，物块D与凹槽壁的碰撞没有能量损失，且所有碰撞时间均忽略不计。求： （1）小物块A从开始运动到与小物块B发生第一次碰撞所用的时间； （2）小物块A和B第二次碰撞后各自的速度大小； （3）物块D与凹槽相对静止时，物块D距凹槽左壁的距离； （4）从物块D开始运动到物块D与凹槽相对静止时，物块D运动的位移大小。 【答案】（1） （2） （3）3m （4） 【解析】 【小问1详解】 物块A向右做匀加速运动： 由动量定理： 解得 【小问2详解】 A与B发生第一次弹性碰撞， 解得 假设B还没运动到凹槽所在处，A追上B发生第二次弹性碰撞，对A， 对B： 得x＝2m<3l 假设成立，A与B发生第二次弹性碰撞前，A的速度 B的速度 A与B发生第二次弹性碰撞， 解得 【小问3详解】 最终物块D与凸槽相对静止，一起匀速运动， ，， 解得s＝10m 物块D停在凹槽右壁处，距凹槽左壁的距离为3m。 【小问4详解】 设凹槽与物块D每次碰前的速度分别为、，碰后的速度分别为、，， 解得 即每碰撞一次物块B和凹槽C整体与物块D发生一次速度交换，v－T图像如图所示，， 解得 由动量守恒定律： 可得两物体位移关系为： 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $