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2024届辽宁省实验中学高三上学期期中考试 物理 解析版
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这是一份2024届辽宁省实验中学高三上学期期中考试 物理 解析版，共28页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试题满分：100分
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/s
B. 新一代载人飞船赴月过程无须主动变速
C. 载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态
D. 载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨
2. 如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的拉力
B. 人对地面的摩擦力
C. 若将系绳B端向左缓慢移动，人不能保持静止状态
D. 若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人不能保持静止状态
3. 一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹abcde是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b点和d点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（ ）
A. 飞机在b点所受合外力沿水平向右
B. 飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力
C. 从b点到d点的飞行中，飞机的水平速度大小不变
D. 从b点到d点的飞行中，飞机一直处于超重状态
4. 如图所示电路，由定值电阻R0，可变电阻R1、R2，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关S组成。闭合开关，电路稳定后，质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧
B. 保持开关S闭合，减小R2，粒子打在O点左侧
C. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧
D. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
5. 在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（ ）
A. B. C. D.
6. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
7. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为
B. 小球运动到最低点时速度大小为
C. 小球运动到最低点时的速度大小为
D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的高度与释放高度相同
8. 如图所示，在O点固定一个点电荷Q，一个带电粒子P从很远处以初速度射入电场，MN为粒子P仅在电场力作用下的运动轨迹，图中虚线分别是以O为中心，以R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且，a、b、c分别为轨迹MN与三个圆的交点，以下说法中正确的是（ ）
A. P、Q两电荷可能同号，也可能异号
B. a点电势高于b点电势
C. P在a点的电势能大于在c点的电势能
D. P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值
9. 如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（ ）
A. 物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s
B. 物块B在c点时具有的电势能最大
C. 物块B可以运动到圆轨道的最高点
D. 物块B离开轨道时的速度大小为m/s
10. 如图所示，一个固定斜面的倾角，其中段光滑，段粗糙，斜面足够长。在段并排放着10个完全相同的正方形小物块，第1个小物块的前端刚好在B点，由静止释放以后，当第4个小物块刚滑过B点时速度最大。已知每个小物块的质量均为m，边长均为d，取，，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 在段小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B. 第2个小物块刚滑过B点瞬间的加速度大小为0.5g
C. 第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg
D. 10个小物块的最大总动能为
二、非选择题（第11、12题每空2分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共54分。）
11. 某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d，其示数如图（b）所示，__________；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能__________（用物理量符号表示）；
（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为__________，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数__________
（用物理量的符号表示）。
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池一节，电动势约1.5V，内电阻约2.5Ω
B．定值电阻（阻值为20Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为980Ω）
D．电阻箱R（0~9999.9Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图所示：
（1）实验过程中，电阻箱电阻R最小值为________Ω。
（2）根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数为U、与电阻箱电阻R的关系为________。（请用相应的字母和数字表示）
（3）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法数据：以R为横坐标、以为纵坐标，根据实验中得到的多组R、U数据，在坐标系中描点、连线如图，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势________V，被测电池内阻________Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
13. 如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为质点的小物块以水平速度滑上木板，当物块和木板相对静止时，物块刚好位于长木板中点处，重力加速度为g。
（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；
（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间的动摩擦因数为，小物块仍然以相同的速度滑上长木板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。
14. 如图所示， O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m，杆长均为L，重力加速度为g， 忽略一切摩擦。求：
（1） 推力F的大小；
（2）两杆间的夹角变为120°时， B球动能；
（3）A 球落地时重力的功率。
15. 如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道与y轴正方向夹角为，轨道与水平轨道及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为，其所在圆分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为的匀强电场，第一象限内，的区域内有水平向右的匀强电场，其中区域内场强大小为区域内场强大小为。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从到O点距离为R的Q点由静止释放，经水平轨道进入圆管内。小球与水平轨道之间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，所有轨道均为绝缘轨道，轨道的直径远小于所在圆的直径，小球所带电荷量不损失，进入和飞出管道时无能量损失，重力加速度为g。求：
（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；
（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；
（3）从开始运动到小球静止，小球在段走过的总路程s为多少？
辽宁省实验中学2023-2024学年度上学期期中阶段测试
高三年级物理（科目）试卷
考试时间：75分钟 试题满分：100分
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/s
B. 新一代载人飞船赴月过程无须主动变速
C. 载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态
D. 载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨
【答案】D
【解析】
【详解】A．若飞船的发射速度大于11.2km/s，则会逃脱地球束缚，故A错误；
BD．飞船在飞向月球过程中需不断加速变轨，与着陆器登月过程相反，故D正确、B错误；
C．由于着陆器只受月球的万有引力（其他引力可不计），因此其不可能静止在环月轨道上，故C错误。
故选D。
2. 如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的拉力
B. 人对地面的摩擦力
C. 若将系绳的B端向左缓慢移动，人不能保持静止状态
D. 若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人不能保持静止状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．对O点，由平衡条件得
得
故A错误；
B．设地面对人的摩擦力，由平衡条件得
由牛顿第三定律得，人对地面的摩擦力大小
故B正确；
C．若将系绳的B端向左缓慢移动，和与竖直方向的夹角θ减小，设绳子上的拉力为，得
得
θ减小，增大，绳子上的拉力减小。人受到的摩擦力
减小。故若将系绳的B端向左缓慢移动，人仍能保持静止状态。故C错误；
D．若将系绳的B端向正下方缓慢移动，绳子上的拉力不变，人受的静摩擦力不变，人仍能保持静止状态。故D错误。
故选B。
3. 一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹abcde是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b点和d点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（ ）
A. 飞机在b点所受合外力沿水平向右
B. 飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力
C. 从b点到d点飞行中，飞机的水平速度大小不变
D. 从b点到d点的飞行中，飞机一直处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．曲线运动的合外力指向曲线的凹侧一方，故A错误；
B．飞机在b点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，此时可以近似看为升力与重力的差值提供向心力，近似为
在c点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，根据三角形定则可知
b点受到的升力大于在c点受到的升力，故B正确；
C．b点和d点分别为轨迹最低点和最高点，两点只有水平方向上的速度，竖直方向上速度为0，且此次飞行中飞机的速率近似保持不变，则从b点到d点的飞行中，竖直方向上的速度与水平方向上的速度的合速度大小等于b点和d点的速度大小，则此过程中水平速度大小一定在改变，故C错误；
D．从b点到d点的飞行中，合外力方向会发生变化，故从b点到d点的过程中，先超重，再失重，故D错误。
故选B。
4. 如图所示电路，由定值电阻R0，可变电阻R1、R2，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关S组成。闭合开关，电路稳定后，质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧
B. 保持开关S闭合，减小R2，粒子打在O点左侧
C. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧
D. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
【答案】D
【解析】
【详解】A．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端电压为
增大R1，U减小，电容器两端的电压减小，因此电容两极板带电量减少，由于上极板带负电，电荷量要减少时二极管不导通，故电容器上电荷量不变；
根据
可知，两极板间电场强度不变化，故粒子仍打在O点，故A错误；
B．保持开关S闭合，减小R2，R0两端电压不变，则电容器两端的电压不变，加速度不变，粒子仍打在O点，故B错误；
C．断开开关S，平行板电量不变，根据
可知，M极板稍微上移，E不变，故加速度不变，不影响粒子的运动，粒子仍打在O点，故C错误；
D．断开开关S，N极板稍微下移，E不变，故加速度不变，但y增大，则x增大，粒子打在O点右侧，故D正确。
故选D。
5. 在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】令偏后白球的位移为3x0，则黑球碰后位移为12x0，碰撞过程，根据动量守恒定律有
碰撞后两球做匀减速直线运动，利用逆向思维，根据速度与位移关系有
，
白、黑两球碰撞过程中损失的动能
碰前时刻白球动能
解得
故选C。
6. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，且P点电势为最低，可知该放置的是负的点电荷，故A错误；
BC．根据图像切线的斜率等于场强，可知C点合场强为零，A点的合场强不等于零，则A点的场强比C点的大，由于C点与q2的点电荷的距离较q1近，根据，可知
故B正确，C错误；
D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，根据可知，电势能先减小后增大，故错误。
故选B。
7. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为
B. 小球运动到最低点时的速度大小为
C. 小球运动到最低点时的速度大小为
D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的高度与释放高度相同
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．设小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，小球的水平位移大小为x1，木块A的位移大小为x2，小球运动到最低点时的速度大小为vC，A、B的速度为vA；小球由静止释放在向下摆动的过程中，对A有拉力，使得A、B之间有弹力，A、B不会分离，当C运动到最低点时，A、B间弹力为零，A、B将要分离，A、B分离时速度相等，A、B、C系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，由系统水平方向动量守恒得
则
由几何关系得
由机械能守恒定律得
解得
，，
故AC错误，B正确；
D．小球C从最低处向左运动上升时，A、B分离，A开始做减速运动，B在光滑的水平面上做匀速直线运动，具有一定的动能，由系统机械能守恒知，C第一次到达轻杆左侧最高处时，重力势能小于刚开始时静止释放C球的重力势能，即C第一次到达轻杆左侧最高处的高度比释放高度要低，故D错误；
故选B。
8. 如图所示，在O点固定一个点电荷Q，一个带电粒子P从很远处以初速度射入电场，MN为粒子P仅在电场力作用下的运动轨迹，图中虚线分别是以O为中心，以R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且，a、b、c分别为轨迹MN与三个圆的交点，以下说法中正确的是（ ）
A. P、Q两电荷可能同号，也可能异号
B. a点电势高于b点电势
C. P在a点的电势能大于在c点的电势能
D. P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间的库仑力为引力，所以P、Q两电荷是异号电荷，故A错误；
B．由于Q的电性不确定，所以a、b两点的电势大小关系也不能确定，故B错误；
C．因带电粒子与点电荷Q带异种电荷，可知P距离点电荷Q越近时电势能越小，越远时电势能越大，则P在a的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；
D．根据点电荷电场分布特点可知，等势面b、c间的场强大于等势面c、a间场强，由公式
可知
根据电场力做功与电势差关系
可知
根据动能定理可知，P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值，故D正确。
故选CD。
9. 如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑的圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（ ）
A. 物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s
B. 物块B在c点时具有的电势能最大
C. 物块B可以运动到圆轨道的最高点
D. 物块B离开轨道时的速度大小为m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．剪断绳子后，物块A、B获得速度vA、vB，A在d点左侧做匀减速直线运动，则有
解得
A、B组成系统动量守恒，则有
解得
故A正确；
B．B带正电，在B运动到电场中最高点过程，电场力对B做负功，电势能增大，物块B在电场中最高点时具有的电势能最大，故B错误；
C．若物块B恰好能达最高点，则有
解得
假设B从上述临界状态返回至c点，则有
解得
由于
故B脱离弹簧后不能到达圆弧轨道最高点，故C错误；
D．设B在离开轨道时速度为，飞出点位置的半径与竖直方向夹角为，则在飞出点有
B从离开弹簧到运动至飞出点有
解得
，
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一个固定斜面的倾角，其中段光滑，段粗糙，斜面足够长。在段并排放着10个完全相同的正方形小物块，第1个小物块的前端刚好在B点，由静止释放以后，当第4个小物块刚滑过B点时速度最大。已知每个小物块的质量均为m，边长均为d，取，，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 在段小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B. 第2个小物块刚滑过B点瞬间的加速度大小为0.5g
C. 第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg
D. 10个小物块的最大总动能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．当加速度为零时，小物块速度最大，根据受力平衡可得
解得
故A错误；
B．第2个小物块刚滑过B点时，根据牛顿第二定律可得
解得
故B错误；
C．设第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5个小物块对第6个小物块的作用力为F，以后面5个小物块整体为研究对象，在沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg，故C正确；
D．当第4个小物块刚滑过B点时速度最大，此时10个小物块的动能最大，整个过程根据动能定理可得
解得
故D正确。
故选CD。
二、非选择题（第11、12题每空2分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共54分。）
11. 某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，__________；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能__________（用物理量符号表示）；
（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为__________，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数__________
（用物理量的符号表示）。
【答案】 ①. 1.30 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为，则；
（2）[2]位置的速度为
根据功能关系有
根据动能定理有
解得
（3）[3] [4]的过程中，根据动能定理有
可得
则横坐标应为，根据图象斜率可知
解得
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池一节，电动势约1.5V，内电阻约2.5Ω
B．定值电阻（阻值为20Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为980Ω）
D．电阻箱R（0~99999Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图所示：
（1）实验过程中，电阻箱电阻R的最小值为________Ω。
（2）根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数为U、与电阻箱电阻R的关系为________。（请用相应的字母和数字表示）
（3）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法数据：以R为横坐标、以为纵坐标，根据实验中得到的多组R、U数据，在坐标系中描点、连线如图，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势________V，被测电池内阻________Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
【答案】 ①. 7.3 ②. ③. 1.43 ④. 2.80
【解析】
【详解】（1）[1]电压表量程是1V，定值电阻阻值为20Ω，则流经的电流最大值是
电路总电流为
电阻箱电阻R的最小值是
（2）[2]由闭合电路欧姆定律可得
又有
联立解得
（3）[3]由图像的斜率
解得
[4]纵轴截距
解得
13. 如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为质点的小物块以水平速度滑上木板，当物块和木板相对静止时，物块刚好位于长木板中点处，重力加速度为g。
（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；
（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间动摩擦因数为，小物块仍然以相同的速度滑上长木板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。
【答案】（1）；（2），物块与长木板不分离
【解析】
【详解】（1）物块和长木板动量守恒可得
得
由能量守恒可得
解得
（2）由牛顿第二定律可得物块的加速度为
长木板的加速度为
解得
，
物块与长木板共速的时间为
解得
共速前物块的位移为
共速前长木板的位移为
由于
故二者不会分离。
14. 如图所示， O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m，杆长均为L，重力加速度为g， 忽略一切摩擦。求：
（1） 推力F的大小；
（2）两杆间的夹角变为120°时， B球动能；
（3）A 球落地时重力的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对A球运用力的合成法可知
再对B球分析，水平推力
（2） 两轻杆夹角为 120°时，分别分解A、B两球速度，可得
由系统机械能守恒得
则B球动能
（3）A球落地前瞬间， B球到达最左端
由能量守恒可得
解得
则A球落地前瞬间重力的功率
15. 如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道与y轴正方向夹角为，轨道与水平轨道及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为，其所在圆分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为的匀强电场，第一象限内，的区域内有水平向右的匀强电场，其中区域内场强大小为区域内场强大小为。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从到O点距离为R的Q点由静止释放，经水平轨道进入圆管内。小球与水平轨道之间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，所有轨道均为绝缘轨道，轨道的直径远小于所在圆的直径，小球所带电荷量不损失，进入和飞出管道时无能量损失，重力加速度为g。求：
（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；
（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；
（3）从开始运动到小球静止，小球在段走过的总路程s为多少？
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）带电小球从Q点到O点，应用动能定理有
解得
（2）小球从O点到B点过程中，动能定理可知
解得
小球进入圆管之后，进入复合场中，将重力场和电场E2合成为等效重力场，用g′表示该等效场的加速度，如图所示：
根据平行四边形法则可知等效重力
与竖直方向的夹角θ满足
则
θ=60°
当小球运动到等效重力场与圆管相交点P时，速度最大。P点的位置为
则P点的位置坐标为。
小球从B点到P点，根据动能定理可知
解得
（3）假设小球能够到达管口上端D点，设小球到达管口上端D点的速度为v1，从B到到D根据动能定理有
解得
说明小球不会从最高点飞出。最终小球将静止于OB段上的某点，系统的动能最终全部转化为摩擦生热，根据能量守恒有
解得
考试时间：75分钟 试题满分：100分
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/s
B. 新一代载人飞船赴月过程无须主动变速
C. 载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态
D. 载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨
2. 如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的拉力
B. 人对地面的摩擦力
C. 若将系绳B端向左缓慢移动，人不能保持静止状态
D. 若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人不能保持静止状态
3. 一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹abcde是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b点和d点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（ ）
A. 飞机在b点所受合外力沿水平向右
B. 飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力
C. 从b点到d点的飞行中，飞机的水平速度大小不变
D. 从b点到d点的飞行中，飞机一直处于超重状态
4. 如图所示电路，由定值电阻R0，可变电阻R1、R2，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关S组成。闭合开关，电路稳定后，质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧
B. 保持开关S闭合，减小R2，粒子打在O点左侧
C. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧
D. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
5. 在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（ ）
A. B. C. D.
6. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
7. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为
B. 小球运动到最低点时速度大小为
C. 小球运动到最低点时的速度大小为
D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的高度与释放高度相同
8. 如图所示，在O点固定一个点电荷Q，一个带电粒子P从很远处以初速度射入电场，MN为粒子P仅在电场力作用下的运动轨迹，图中虚线分别是以O为中心，以R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且，a、b、c分别为轨迹MN与三个圆的交点，以下说法中正确的是（ ）
A. P、Q两电荷可能同号，也可能异号
B. a点电势高于b点电势
C. P在a点的电势能大于在c点的电势能
D. P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值
9. 如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（ ）
A. 物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s
B. 物块B在c点时具有的电势能最大
C. 物块B可以运动到圆轨道的最高点
D. 物块B离开轨道时的速度大小为m/s
10. 如图所示，一个固定斜面的倾角，其中段光滑，段粗糙，斜面足够长。在段并排放着10个完全相同的正方形小物块，第1个小物块的前端刚好在B点，由静止释放以后，当第4个小物块刚滑过B点时速度最大。已知每个小物块的质量均为m，边长均为d，取，，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 在段小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B. 第2个小物块刚滑过B点瞬间的加速度大小为0.5g
C. 第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg
D. 10个小物块的最大总动能为
二、非选择题（第11、12题每空2分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共54分。）
11. 某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d，其示数如图（b）所示，__________；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能__________（用物理量符号表示）；
（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为__________，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数__________
（用物理量的符号表示）。
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池一节，电动势约1.5V，内电阻约2.5Ω
B．定值电阻（阻值为20Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为980Ω）
D．电阻箱R（0~9999.9Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图所示：
（1）实验过程中，电阻箱电阻R最小值为________Ω。
（2）根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数为U、与电阻箱电阻R的关系为________。（请用相应的字母和数字表示）
（3）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法数据：以R为横坐标、以为纵坐标，根据实验中得到的多组R、U数据，在坐标系中描点、连线如图，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势________V，被测电池内阻________Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
13. 如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为质点的小物块以水平速度滑上木板，当物块和木板相对静止时，物块刚好位于长木板中点处，重力加速度为g。
（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；
（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间的动摩擦因数为，小物块仍然以相同的速度滑上长木板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。
14. 如图所示， O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m，杆长均为L，重力加速度为g， 忽略一切摩擦。求：
（1） 推力F的大小；
（2）两杆间的夹角变为120°时， B球动能；
（3）A 球落地时重力的功率。
15. 如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道与y轴正方向夹角为，轨道与水平轨道及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为，其所在圆分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为的匀强电场，第一象限内，的区域内有水平向右的匀强电场，其中区域内场强大小为区域内场强大小为。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从到O点距离为R的Q点由静止释放，经水平轨道进入圆管内。小球与水平轨道之间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，所有轨道均为绝缘轨道，轨道的直径远小于所在圆的直径，小球所带电荷量不损失，进入和飞出管道时无能量损失，重力加速度为g。求：
（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；
（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；
（3）从开始运动到小球静止，小球在段走过的总路程s为多少？
辽宁省实验中学2023-2024学年度上学期期中阶段测试
高三年级物理（科目）试卷
考试时间：75分钟 试题满分：100分
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/s
B. 新一代载人飞船赴月过程无须主动变速
C. 载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态
D. 载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨
【答案】D
【解析】
【详解】A．若飞船的发射速度大于11.2km/s，则会逃脱地球束缚，故A错误；
BD．飞船在飞向月球过程中需不断加速变轨，与着陆器登月过程相反，故D正确、B错误；
C．由于着陆器只受月球的万有引力（其他引力可不计），因此其不可能静止在环月轨道上，故C错误。
故选D。
2. 如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的拉力
B. 人对地面的摩擦力
C. 若将系绳的B端向左缓慢移动，人不能保持静止状态
D. 若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人不能保持静止状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．对O点，由平衡条件得
得
故A错误；
B．设地面对人的摩擦力，由平衡条件得
由牛顿第三定律得，人对地面的摩擦力大小
故B正确；
C．若将系绳的B端向左缓慢移动，和与竖直方向的夹角θ减小，设绳子上的拉力为，得
得
θ减小，增大，绳子上的拉力减小。人受到的摩擦力
减小。故若将系绳的B端向左缓慢移动，人仍能保持静止状态。故C错误；
D．若将系绳的B端向正下方缓慢移动，绳子上的拉力不变，人受的静摩擦力不变，人仍能保持静止状态。故D错误。
故选B。
3. 一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹abcde是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b点和d点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（ ）
A. 飞机在b点所受合外力沿水平向右
B. 飞机在b点受到的升力大于在c点受到的升力
C. 从b点到d点飞行中，飞机的水平速度大小不变
D. 从b点到d点的飞行中，飞机一直处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．曲线运动的合外力指向曲线的凹侧一方，故A错误；
B．飞机在b点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，此时可以近似看为升力与重力的差值提供向心力，近似为
在c点受到升力和重力的合外力指向曲线的凹侧一方且与运动方向垂直，根据三角形定则可知
b点受到的升力大于在c点受到的升力，故B正确；
C．b点和d点分别为轨迹最低点和最高点，两点只有水平方向上的速度，竖直方向上速度为0，且此次飞行中飞机的速率近似保持不变，则从b点到d点的飞行中，竖直方向上的速度与水平方向上的速度的合速度大小等于b点和d点的速度大小，则此过程中水平速度大小一定在改变，故C错误；
D．从b点到d点的飞行中，合外力方向会发生变化，故从b点到d点的过程中，先超重，再失重，故D错误。
故选B。
4. 如图所示电路，由定值电阻R0，可变电阻R1、R2，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关S组成。闭合开关，电路稳定后，质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧
B. 保持开关S闭合，减小R2，粒子打在O点左侧
C. 断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧
D. 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
【答案】D
【解析】
【详解】A．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端电压为
增大R1，U减小，电容器两端的电压减小，因此电容两极板带电量减少，由于上极板带负电，电荷量要减少时二极管不导通，故电容器上电荷量不变；
根据
可知，两极板间电场强度不变化，故粒子仍打在O点，故A错误；
B．保持开关S闭合，减小R2，R0两端电压不变，则电容器两端的电压不变，加速度不变，粒子仍打在O点，故B错误；
C．断开开关S，平行板电量不变，根据
可知，M极板稍微上移，E不变，故加速度不变，不影响粒子的运动，粒子仍打在O点，故C错误；
D．断开开关S，N极板稍微下移，E不变，故加速度不变，但y增大，则x增大，粒子打在O点右侧，故D正确。
故选D。
5. 在某次台球比赛中，质量均为m、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上，某时刻一青少年瞬击白球后，白球与一静止的黑球发生了对心碰撞，碰撞前后两球的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置，C、D分别为碰撞后白球、黑球停止的位置。则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】令偏后白球的位移为3x0，则黑球碰后位移为12x0，碰撞过程，根据动量守恒定律有
碰撞后两球做匀减速直线运动，利用逆向思维，根据速度与位移关系有
，
白、黑两球碰撞过程中损失的动能
碰前时刻白球动能
解得
故选C。
6. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，且P点电势为最低，可知该放置的是负的点电荷，故A错误；
BC．根据图像切线的斜率等于场强，可知C点合场强为零，A点的合场强不等于零，则A点的场强比C点的大，由于C点与q2的点电荷的距离较q1近，根据，可知
故B正确，C错误；
D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，根据可知，电势能先减小后增大，故错误。
故选B。
7. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块A的位移大小为
B. 小球运动到最低点时的速度大小为
C. 小球运动到最低点时的速度大小为
D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的高度与释放高度相同
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．设小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，小球的水平位移大小为x1，木块A的位移大小为x2，小球运动到最低点时的速度大小为vC，A、B的速度为vA；小球由静止释放在向下摆动的过程中，对A有拉力，使得A、B之间有弹力，A、B不会分离，当C运动到最低点时，A、B间弹力为零，A、B将要分离，A、B分离时速度相等，A、B、C系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，由系统水平方向动量守恒得
则
由几何关系得
由机械能守恒定律得
解得
，，
故AC错误，B正确；
D．小球C从最低处向左运动上升时，A、B分离，A开始做减速运动，B在光滑的水平面上做匀速直线运动，具有一定的动能，由系统机械能守恒知，C第一次到达轻杆左侧最高处时，重力势能小于刚开始时静止释放C球的重力势能，即C第一次到达轻杆左侧最高处的高度比释放高度要低，故D错误；
故选B。
8. 如图所示，在O点固定一个点电荷Q，一个带电粒子P从很远处以初速度射入电场，MN为粒子P仅在电场力作用下的运动轨迹，图中虚线分别是以O为中心，以R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且，a、b、c分别为轨迹MN与三个圆的交点，以下说法中正确的是（ ）
A. P、Q两电荷可能同号，也可能异号
B. a点电势高于b点电势
C. P在a点的电势能大于在c点的电势能
D. P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间的库仑力为引力，所以P、Q两电荷是异号电荷，故A错误；
B．由于Q的电性不确定，所以a、b两点的电势大小关系也不能确定，故B错误；
C．因带电粒子与点电荷Q带异种电荷，可知P距离点电荷Q越近时电势能越小，越远时电势能越大，则P在a的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；
D．根据点电荷电场分布特点可知，等势面b、c间的场强大于等势面c、a间场强，由公式
可知
根据电场力做功与电势差关系
可知
根据动能定理可知，P由c点运动到b点时的动能变化量大于由c点运动到a点时的动能变化量绝对值，故D正确。
故选CD。
9. 如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑的圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（ ）
A. 物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/s
B. 物块B在c点时具有的电势能最大
C. 物块B可以运动到圆轨道的最高点
D. 物块B离开轨道时的速度大小为m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．剪断绳子后，物块A、B获得速度vA、vB，A在d点左侧做匀减速直线运动，则有
解得
A、B组成系统动量守恒，则有
解得
故A正确；
B．B带正电，在B运动到电场中最高点过程，电场力对B做负功，电势能增大，物块B在电场中最高点时具有的电势能最大，故B错误；
C．若物块B恰好能达最高点，则有
解得
假设B从上述临界状态返回至c点，则有
解得
由于
故B脱离弹簧后不能到达圆弧轨道最高点，故C错误；
D．设B在离开轨道时速度为，飞出点位置的半径与竖直方向夹角为，则在飞出点有
B从离开弹簧到运动至飞出点有
解得
，
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一个固定斜面的倾角，其中段光滑，段粗糙，斜面足够长。在段并排放着10个完全相同的正方形小物块，第1个小物块的前端刚好在B点，由静止释放以后，当第4个小物块刚滑过B点时速度最大。已知每个小物块的质量均为m，边长均为d，取，，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 在段小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B. 第2个小物块刚滑过B点瞬间的加速度大小为0.5g
C. 第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg
D. 10个小物块的最大总动能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．当加速度为零时，小物块速度最大，根据受力平衡可得
解得
故A错误；
B．第2个小物块刚滑过B点时，根据牛顿第二定律可得
解得
故B错误；
C．设第2个小物块刚滑过B点瞬间，第5个小物块对第6个小物块的作用力为F，以后面5个小物块整体为研究对象，在沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知第5和第6个小物块之间的作用力大小为0.25mg，故C正确；
D．当第4个小物块刚滑过B点时速度最大，此时10个小物块的动能最大，整个过程根据动能定理可得
解得
故D正确。
故选CD。
二、非选择题（第11、12题每空2分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共54分。）
11. 某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，__________；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能__________（用物理量符号表示）；
（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为__________，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数__________
（用物理量的符号表示）。
【答案】 ①. 1.30 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为，则；
（2）[2]位置的速度为
根据功能关系有
根据动能定理有
解得
（3）[3] [4]的过程中，根据动能定理有
可得
则横坐标应为，根据图象斜率可知
解得
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池一节，电动势约1.5V，内电阻约2.5Ω
B．定值电阻（阻值为20Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为980Ω）
D．电阻箱R（0~99999Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图所示：
（1）实验过程中，电阻箱电阻R的最小值为________Ω。
（2）根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数为U、与电阻箱电阻R的关系为________。（请用相应的字母和数字表示）
（3）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法数据：以R为横坐标、以为纵坐标，根据实验中得到的多组R、U数据，在坐标系中描点、连线如图，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势________V，被测电池内阻________Ω。（计算结果均保留三位有效数字）
【答案】 ①. 7.3 ②. ③. 1.43 ④. 2.80
【解析】
【详解】（1）[1]电压表量程是1V，定值电阻阻值为20Ω，则流经的电流最大值是
电路总电流为
电阻箱电阻R的最小值是
（2）[2]由闭合电路欧姆定律可得
又有
联立解得
（3）[3]由图像的斜率
解得
[4]纵轴截距
解得
13. 如图所示，质量为m、长为2L的长木板静止在光滑的水平面上，一质量也为m、可视为质点的小物块以水平速度滑上木板，当物块和木板相对静止时，物块刚好位于长木板中点处，重力加速度为g。
（1）求物块和长木板之间的动摩擦因数μ；
（2）若水平面不光滑，且长木板与水平面间动摩擦因数为，小物块仍然以相同的速度滑上长木板，求经多长时间，小物块和长木板速度相等，并判断此时小物块是否与长木板分离。
【答案】（1）；（2），物块与长木板不分离
【解析】
【详解】（1）物块和长木板动量守恒可得
得
由能量守恒可得
解得
（2）由牛顿第二定律可得物块的加速度为
长木板的加速度为
解得
，
物块与长木板共速的时间为
解得
共速前物块的位移为
共速前长木板的位移为
由于
故二者不会分离。
14. 如图所示， O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m，杆长均为L，重力加速度为g， 忽略一切摩擦。求：
（1） 推力F的大小；
（2）两杆间的夹角变为120°时， B球动能；
（3）A 球落地时重力的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对A球运用力的合成法可知
再对B球分析，水平推力
（2） 两轻杆夹角为 120°时，分别分解A、B两球速度，可得
由系统机械能守恒得
则B球动能
（3）A球落地前瞬间， B球到达最左端
由能量守恒可得
解得
则A球落地前瞬间重力的功率
15. 如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道与y轴正方向夹角为，轨道与水平轨道及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为，其所在圆分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为的匀强电场，第一象限内，的区域内有水平向右的匀强电场，其中区域内场强大小为区域内场强大小为。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从到O点距离为R的Q点由静止释放，经水平轨道进入圆管内。小球与水平轨道之间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，所有轨道均为绝缘轨道，轨道的直径远小于所在圆的直径，小球所带电荷量不损失，进入和飞出管道时无能量损失，重力加速度为g。求：
（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；
（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；
（3）从开始运动到小球静止，小球在段走过的总路程s为多少？
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）带电小球从Q点到O点，应用动能定理有
解得
（2）小球从O点到B点过程中，动能定理可知
解得
小球进入圆管之后，进入复合场中，将重力场和电场E2合成为等效重力场，用g′表示该等效场的加速度，如图所示：
根据平行四边形法则可知等效重力
与竖直方向的夹角θ满足
则
θ=60°
当小球运动到等效重力场与圆管相交点P时，速度最大。P点的位置为
则P点的位置坐标为。
小球从B点到P点，根据动能定理可知
解得
（3）假设小球能够到达管口上端D点，设小球到达管口上端D点的速度为v1，从B到到D根据动能定理有
解得
说明小球不会从最高点飞出。最终小球将静止于OB段上的某点，系统的动能最终全部转化为摩擦生热，根据能量守恒有
解得
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