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福建省泉州第一中学2023-2024学年高三上学期第二次月考（12月）物理试题（Word版附解析）
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这是一份福建省泉州第一中学2023-2024学年高三上学期第二次月考（12月）物理试题（Word版附解析），共18页。
1. 泉州的非物质文化遗产有不少，花灯就是其中一种，泉州花灯起于唐代，盛于宋元，一直延续至今。泉州花灯历史悠久，具有鲜明的地方特色，是南方花灯的代表。花灯用四条长度相同、承受能力相同的绳子高高吊起，如图所示，绳子与竖直方向夹角均相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 绳子长一些更易断
B. 增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力增大
C. 绳子拉力的合力方向为竖直方向
D. 每条绳子的拉力均相同
【答案】C
【解析】
【详解】D．根据对称性可知，每条绳子的拉力大小相等，但方向不同。故D错误；
BC．绳子拉力的合力与花灯的重力等大反向，方向竖直向上，增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力不变。故B错误；C正确；
A．设每条绳子拉力大小为F，分解到水平方向和竖直方向，由平衡条件可得竖直方向为
解得
绳子长一些，则变小，变大，力变小，绳子不容易断。故A错误。
故选C。
2. 如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的AB两点，其中∠ABC=30°。若AC长度为d，则C点电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两个点电荷在点产生电场强度的方向如图所示
其中正点电荷在点产生的场强大小为
负点电荷在点产生的场强大小也为
由于夹角为120°，由平行四边形定则有，合场强的大小为。
故选B。
3. 如图所示，一个带有挡板的光滑斜面固定在地面上，斜面倾角为θ，轻弹簧的上端固定于挡板，下端连接滑块P，开始处于平衡状态。现用一平行于斜面向下的力F作用在P上，使滑块向下匀加速（aA. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设物块P的质量为m，系统静止时弹簧相对原长的伸长量为x0，弹簧的劲度系数为k，则有
由牛顿第二定律有
两式联立可得
A错误，B正确；
CD．由题可知
初位置物块P的机械能为0，则物块P机械能的变化量
CD错误。
故选B。
4. 如图所示，用六根符合胡克定律且原长均为橡皮筋将六个质量为m的小球连接成正六边形，放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴以角速度匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为l，则橡皮筋的劲度系数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对小球受力分析，相邻两根橡皮筋的合力提供向心力
解得
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图，某次小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球，将球从 A 点斜向上击出，球垂直撞在墙上的 O 点后，反向弹回正好落在 A 点正下方的 B 点。忽略球的旋转及空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 球在上升阶段和下降阶段的加速度相同
B. 球从 A 点到 O 点的运动时间等于从 O 点到 B 点的运动时间
C. 球刚离开 A 点时的水平速度大小大于刚到达 B 点时的水平速度大小
D. 球刚离开 A 点时的速度大小一定大于刚到达 B 点时的速度大小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．忽略空气阻力，球在上升阶段和下降阶段只受重力，所以加速度均为，A正确；
B．A 点到 O 点的过程可以看成由O 点到 A点的平抛运动的逆过程，时间相等，根据
可得
球从 O 点到 A 点的竖直高度小于从 O 点到 B 点的竖直高度，所以球从 A 点到 O 点的运动时间小于从 O 点到 B 点的运动时间，B错误；
C．因从A 点到 O 点的水平位移大小等于从 O 点到 B 点的水平位移大小，从 A 点到 O 点的运动时间小于从 O 点到 B 点的运动时间，根据
可知， 刚离开 A 点时的水平速度大小大于刚到达 B 点时的水平速度大小，C正确；
D．根据
可知，球离开 A 点时的竖直速度大小小于刚到达 B 点时的竖直速度大小，根据
可知，球刚离开 A 点时的速度大小不一定大于刚到达 B 点时的速度大小，D错误。
故选AC.
6. 两个物体A、B的质量相等，并排静止在水平地面上，与水平面摩擦因数分别μ1和μ2用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来。两物体运动的速度-时间图像分别如图中图线a、b所示，已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出）。由图中信息可以得出（ ）
A. 两个物体A、B与水平地面的动摩擦因数
B. 力F1对物体A所做的功比力对物体B所做的功多
C. 力对物体冲量大小之比为4：5
D. 力对物体的做功大小相等
【答案】CD
【解析】
【详解】设两物体质量为，由图可知撤去拉力后，两物体都有
因撤去拉力后两图线平行，所以加速度相同，为
所以
受拉力时有，A物体的位移和加速度大小分别为
所以
受拉力时有，B物体的位移和加速度大小分别为
所以
力F1对物体A所做的功为
力F2对物体B所做的功为
力F₁对物体的冲量大小为
力F2对物体的冲量大小为
所以力F₁、F₂对物体的冲量大小之比为4：5。
故选CD。
7. 在距地面高d处由静止释放一小球，小球向下运动过程中受到的阻力不能忽略，以地面为重力势能的零势能面，物体的机械能E随小球到地面的高度h的变化关系图像如图所示，图中纵坐标 b、c为已知数据，重力加速度为g。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A. 小球的质量等于
B. 当 时，小球的动能等于
C. 运动过程中小球受到的阻力大小恒为
D. 小球运动的加速度等于
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．在距地面高d处小球的机械能与重力势能相等，则有
解得小球的质量为
故A正确；
C．小球克服阻力做的功等于小球机械能的减少，则有
图象的斜率绝对值表示阻力大小，则阻力的大小为
故C错误；
B．小球释放到当过程中，根据动能定理可得
代入值计算可得
故B错误；
D．根据牛顿第二定律有
代入m和f可得加速度为
故D正确。
故选AD。
【点睛】
8. 如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为m、2m的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，开始时用手托着物体A在距地面h高处静止，此时细绳恰伸直无弹力，弹簧轴线沿竖直方向，物体B静止在地面上、放手后经时间t物体A下落至地面，落地前瞬间物体A的速度为零，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体A在下落过程中其机械能减小
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为mgt
D. 将A物体质量改为1.5m，再将A物体由从原位置释放，A物体下落过程的最大速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．物体A在下落过程中，除了重力做功之外，绳的拉力对物体A做负功，故机械能减小，故A正确；
B．由题意可知，初始状态弹簧无弹力，物体A落地前瞬间，弹簧的形变量等于h，此时弹簧的弹力
弹簧的劲度系数为
故B错误；
C．设整个过程中，绳子对A的冲量大小为，则绳子对B和弹簧的冲量大小也为，对A由动量定理得
对B和弹簧由动量定理得
解得物体A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为
故C正确。
D．将A物体质量改为1.5m，当弹簧弹力恰好等于1.5mg时，A受力平衡，加速度为零，速度最大，此时弹簧形变量
对A和弹簧系统，根据机械能守恒
解得
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的线速度大小________地球的线速度大小（选填“大于”、“小于”、“等于”），向心加速度大小_______地球的向心加速度大小（选填“大于”、“小于”、“等于”），向心力由__________的引力提供（选填“太阳”、“地球”、“太阳和地球”）。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于 ③. 太阳和地球
【解析】
【详解】[1]由于飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以它们角速度相同，飞行器的轨道半径大，根据
可知，飞行器的线速度大小大于地球的线速度大小。
[2]根据
可知，飞行器的向心加速度大小大于地球的向心加速度大小。
[3]飞行器的向心力由太阳和地球的万有引力的合力提供。
10. 如图所示，两个可视为质点金属球A、B质量都是m，带电荷量分别为+3q和-q，用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住A悬挂于O点而保持平衡。重力加速度为g，则连接OA的细线张力是_________，连接AB的细线张力是_______。剪断OA瞬间，AB细线张力是___________（已知静电力常量为k）
【答案】 ①. 2mg ②. ③. 0
【解析】
【详解】[1]以金属球A、B为整体受力分析，连接OA的细线张力为
[2]对金属球A受力分析，根据平衡条件可得
解得连接AB的细线张力为
[3]剪断OA瞬间，AB细线张力发生突变，以竖直向下为正方向，对金属球A，根据牛顿第二定律可得
对金属球B，根据牛顿第二定律可得
且
则
故剪断OA瞬间，金属球A、B间的距离有变小的趋势，故AB细线张力为0。
11. 2022年，中国新一代“人造太阳”科学研究取得突破性进展，HL-2M等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变装置运行新记录。其中，氢核聚变的核反应方程为。则X为______，该核反应属于________（选填“核聚变”、“核裂变”）已知质量为m1，质量为m2，质量为m3， X的质量为m4，光速c，则该核反应释放的核能大小为______（请用 m1、m2、m3、m4、 c表示）
【答案】 ①. 中子 ②. 核聚变 ③.
【解析】
【详解】[1][2][3]根据核反应方程，X质量数为1，核电荷数为0，则X为中子。该核反应属于核聚变。根据质能方程该核反应释放的核能大小为
12. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。
④将小球 m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
（1）小球m1和m2需要m1__________m2，（填“大于”、“小于”或者“等于”），发生碰撞后，m1的落点是图中的__________点。
（2）实验中小球均落在斜面上，用测得的物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项_________则说明碰撞中动量守恒。（将正确答案前面的选项填入适当的位置）
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 大于 ②. D ③. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了防止入射球反弹，需要入射小球质量m1大于被碰小球质量m2，发生碰撞后，m1的落点是图中的D点。
（2）[3]由题可知，碰撞后m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的F点，设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，位移为L，由平抛运动的知识可知
联立可得
由于、g都是恒量，所以
则动量守恒的表达式可化简为
故选A。
13. 如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.8 m/s2）
(1)选出一条清晰的纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图乙所示的图线，图线的斜率近似等于________。
A．19.6 B.9.8
图线未过原点O的原因是____________________。
【答案】 ①. 1.85 ②. 1.67 ③. B ④. 先释放了纸带，再合上打点计时器的开关
【解析】
【详解】(1)[1]当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.8×18.90×10－2J≈1.85 J
[2]打B点时重锤的速度
m/s≈1.83m/s
此时重锤的动能增加量
(2)[3]由机械能守恒定有
可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g，故选B；
[4]由图线可知，h=0时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关。
14. 美国航天局的“机智”号直升机在火星表面尝试动力飞行，并且在起飞后成功着陆，这是人类首次用飞行器探测其他天体表面，当“机智”号悬停在空中时，直升机旋翼提供的动力为F，已知“机智”号的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度以及火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据二力平衡可得
所以
由万有引力提供重力可得
联立解得
（2）由万有引力提供向心力可得
解得
15. 一根长不可伸长的轻质长绳，一端固定于O点，另一端系上一个质量的小球，将细绳拉到水平位置，由静止释放，当小球运动到最低点时细绳刚好断裂，小球恰能无碰撞地进入粗糙斜面，已知斜面倾角，小球与斜面间的动摩擦因数斜面的底端有一块固定挡板，一根轻质弹簧下端与挡板相连。已知小球第一次与弹簧作用之后恰能回到斜面最高点，运动过程，弹簧始终处于弹性限度内。重力加速度取。求
（1）细绳所能承受的最大拉力大小；
（2）斜面顶点A与细绳悬点O的竖直距离；
（3）小球运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，从最高点到最低点由动能定理有
在最低点，由牛顿第二定律有
解得
（2）小球恰好无碰撞进入斜面，则
又有
解得
斜面顶点A与细绳悬点O的竖直距离
（3）小球恰好回到最高点，小球在斜面上运动的初速度
全过程
解得小球沿斜面下滑到最低点的过程中
又有
从点到最低点由动能定理有
又有
解得
16. 如图，光滑平台上的弹性滑块A以v0＝9m/s的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置干光滑水平面、上表而与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知滑块A、B质量分别为mA＝1kg、 mB＝2kg，平板车质量为mC＝2kg，平板车右端到竖直墙整的距离L＝1m，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）滑块A、B分开瞬间，B的速度大小vB；
（2）平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时，B和C的速度大小vB1、vC1分别为多少；
（3）从滑块B滑上平板车C、到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。
【答案】（1）6m/s；（2）4m/s；2m/s；（3）32J
【解析】
【详解】（1）滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知
解得
vB=6m/s
（2）当B滑上平板车后做减速运动，加速度大小
aB=μg=2m/s2
C做加速运动的加速度
当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时由
解得
t1=1s
此时B的速度
C的速度
（3）C与墙壁碰后到返回到平台右端
解得
t2=1s
此时C的速度
C与墙壁碰后到返回到平台右端时的速度恰为零；此时滑块B向右的速度为
系统产生的热量
解得
Q=32J
1. 泉州的非物质文化遗产有不少，花灯就是其中一种，泉州花灯起于唐代，盛于宋元，一直延续至今。泉州花灯历史悠久，具有鲜明的地方特色，是南方花灯的代表。花灯用四条长度相同、承受能力相同的绳子高高吊起，如图所示，绳子与竖直方向夹角均相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 绳子长一些更易断
B. 增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力增大
C. 绳子拉力的合力方向为竖直方向
D. 每条绳子的拉力均相同
【答案】C
【解析】
【详解】D．根据对称性可知，每条绳子的拉力大小相等，但方向不同。故D错误；
BC．绳子拉力的合力与花灯的重力等大反向，方向竖直向上，增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力不变。故B错误；C正确；
A．设每条绳子拉力大小为F，分解到水平方向和竖直方向，由平衡条件可得竖直方向为
解得
绳子长一些，则变小，变大，力变小，绳子不容易断。故A错误。
故选C。
2. 如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的AB两点，其中∠ABC=30°。若AC长度为d，则C点电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两个点电荷在点产生电场强度的方向如图所示
其中正点电荷在点产生的场强大小为
负点电荷在点产生的场强大小也为
由于夹角为120°，由平行四边形定则有，合场强的大小为。
故选B。
3. 如图所示，一个带有挡板的光滑斜面固定在地面上，斜面倾角为θ，轻弹簧的上端固定于挡板，下端连接滑块P，开始处于平衡状态。现用一平行于斜面向下的力F作用在P上，使滑块向下匀加速（a
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设物块P的质量为m，系统静止时弹簧相对原长的伸长量为x0，弹簧的劲度系数为k，则有
由牛顿第二定律有
两式联立可得
A错误，B正确；
CD．由题可知
初位置物块P的机械能为0，则物块P机械能的变化量
CD错误。
故选B。
4. 如图所示，用六根符合胡克定律且原长均为橡皮筋将六个质量为m的小球连接成正六边形，放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴以角速度匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为l，则橡皮筋的劲度系数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对小球受力分析，相邻两根橡皮筋的合力提供向心力
解得
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图，某次小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球，将球从 A 点斜向上击出，球垂直撞在墙上的 O 点后，反向弹回正好落在 A 点正下方的 B 点。忽略球的旋转及空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 球在上升阶段和下降阶段的加速度相同
B. 球从 A 点到 O 点的运动时间等于从 O 点到 B 点的运动时间
C. 球刚离开 A 点时的水平速度大小大于刚到达 B 点时的水平速度大小
D. 球刚离开 A 点时的速度大小一定大于刚到达 B 点时的速度大小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．忽略空气阻力，球在上升阶段和下降阶段只受重力，所以加速度均为，A正确；
B．A 点到 O 点的过程可以看成由O 点到 A点的平抛运动的逆过程，时间相等，根据
可得
球从 O 点到 A 点的竖直高度小于从 O 点到 B 点的竖直高度，所以球从 A 点到 O 点的运动时间小于从 O 点到 B 点的运动时间，B错误；
C．因从A 点到 O 点的水平位移大小等于从 O 点到 B 点的水平位移大小，从 A 点到 O 点的运动时间小于从 O 点到 B 点的运动时间，根据
可知， 刚离开 A 点时的水平速度大小大于刚到达 B 点时的水平速度大小，C正确；
D．根据
可知，球离开 A 点时的竖直速度大小小于刚到达 B 点时的竖直速度大小，根据
可知，球刚离开 A 点时的速度大小不一定大于刚到达 B 点时的速度大小，D错误。
故选AC.
6. 两个物体A、B的质量相等，并排静止在水平地面上，与水平面摩擦因数分别μ1和μ2用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来。两物体运动的速度-时间图像分别如图中图线a、b所示，已知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出）。由图中信息可以得出（ ）
A. 两个物体A、B与水平地面的动摩擦因数
B. 力F1对物体A所做的功比力对物体B所做的功多
C. 力对物体冲量大小之比为4：5
D. 力对物体的做功大小相等
【答案】CD
【解析】
【详解】设两物体质量为，由图可知撤去拉力后，两物体都有
因撤去拉力后两图线平行，所以加速度相同，为
所以
受拉力时有，A物体的位移和加速度大小分别为
所以
受拉力时有，B物体的位移和加速度大小分别为
所以
力F1对物体A所做的功为
力F2对物体B所做的功为
力F₁对物体的冲量大小为
力F2对物体的冲量大小为
所以力F₁、F₂对物体的冲量大小之比为4：5。
故选CD。
7. 在距地面高d处由静止释放一小球，小球向下运动过程中受到的阻力不能忽略，以地面为重力势能的零势能面，物体的机械能E随小球到地面的高度h的变化关系图像如图所示，图中纵坐标 b、c为已知数据，重力加速度为g。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A. 小球的质量等于
B. 当 时，小球的动能等于
C. 运动过程中小球受到的阻力大小恒为
D. 小球运动的加速度等于
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．在距地面高d处小球的机械能与重力势能相等，则有
解得小球的质量为
故A正确；
C．小球克服阻力做的功等于小球机械能的减少，则有
图象的斜率绝对值表示阻力大小，则阻力的大小为
故C错误；
B．小球释放到当过程中，根据动能定理可得
代入值计算可得
故B错误；
D．根据牛顿第二定律有
代入m和f可得加速度为
故D正确。
故选AD。
【点睛】
8. 如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为m、2m的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，开始时用手托着物体A在距地面h高处静止，此时细绳恰伸直无弹力，弹簧轴线沿竖直方向，物体B静止在地面上、放手后经时间t物体A下落至地面，落地前瞬间物体A的速度为零，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体A在下落过程中其机械能减小
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为mgt
D. 将A物体质量改为1.5m，再将A物体由从原位置释放，A物体下落过程的最大速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．物体A在下落过程中，除了重力做功之外，绳的拉力对物体A做负功，故机械能减小，故A正确；
B．由题意可知，初始状态弹簧无弹力，物体A落地前瞬间，弹簧的形变量等于h，此时弹簧的弹力
弹簧的劲度系数为
故B错误；
C．设整个过程中，绳子对A的冲量大小为，则绳子对B和弹簧的冲量大小也为，对A由动量定理得
对B和弹簧由动量定理得
解得物体A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为
故C正确。
D．将A物体质量改为1.5m，当弹簧弹力恰好等于1.5mg时，A受力平衡，加速度为零，速度最大，此时弹簧形变量
对A和弹簧系统，根据机械能守恒
解得
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的线速度大小________地球的线速度大小（选填“大于”、“小于”、“等于”），向心加速度大小_______地球的向心加速度大小（选填“大于”、“小于”、“等于”），向心力由__________的引力提供（选填“太阳”、“地球”、“太阳和地球”）。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于 ③. 太阳和地球
【解析】
【详解】[1]由于飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以它们角速度相同，飞行器的轨道半径大，根据
可知，飞行器的线速度大小大于地球的线速度大小。
[2]根据
可知，飞行器的向心加速度大小大于地球的向心加速度大小。
[3]飞行器的向心力由太阳和地球的万有引力的合力提供。
10. 如图所示，两个可视为质点金属球A、B质量都是m，带电荷量分别为+3q和-q，用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住A悬挂于O点而保持平衡。重力加速度为g，则连接OA的细线张力是_________，连接AB的细线张力是_______。剪断OA瞬间，AB细线张力是___________（已知静电力常量为k）
【答案】 ①. 2mg ②. ③. 0
【解析】
【详解】[1]以金属球A、B为整体受力分析，连接OA的细线张力为
[2]对金属球A受力分析，根据平衡条件可得
解得连接AB的细线张力为
[3]剪断OA瞬间，AB细线张力发生突变，以竖直向下为正方向，对金属球A，根据牛顿第二定律可得
对金属球B，根据牛顿第二定律可得
且
则
故剪断OA瞬间，金属球A、B间的距离有变小的趋势，故AB细线张力为0。
11. 2022年，中国新一代“人造太阳”科学研究取得突破性进展，HL-2M等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变装置运行新记录。其中，氢核聚变的核反应方程为。则X为______，该核反应属于________（选填“核聚变”、“核裂变”）已知质量为m1，质量为m2，质量为m3， X的质量为m4，光速c，则该核反应释放的核能大小为______（请用 m1、m2、m3、m4、 c表示）
【答案】 ①. 中子 ②. 核聚变 ③.
【解析】
【详解】[1][2][3]根据核反应方程，X质量数为1，核电荷数为0，则X为中子。该核反应属于核聚变。根据质能方程该核反应释放的核能大小为
12. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2）。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球的落点位置。
④将小球 m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
（1）小球m1和m2需要m1__________m2，（填“大于”、“小于”或者“等于”），发生碰撞后，m1的落点是图中的__________点。
（2）实验中小球均落在斜面上，用测得的物理量来表示，只要满足以下关系式中的哪一项_________则说明碰撞中动量守恒。（将正确答案前面的选项填入适当的位置）
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 大于 ②. D ③. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了防止入射球反弹，需要入射小球质量m1大于被碰小球质量m2，发生碰撞后，m1的落点是图中的D点。
（2）[3]由题可知，碰撞后m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的F点，设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，位移为L，由平抛运动的知识可知
联立可得
由于、g都是恒量，所以
则动量守恒的表达式可化简为
故选A。
13. 如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.8 m/s2）
(1)选出一条清晰的纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图乙所示的图线，图线的斜率近似等于________。
A．19.6 B.9.8
图线未过原点O的原因是____________________。
【答案】 ①. 1.85 ②. 1.67 ③. B ④. 先释放了纸带，再合上打点计时器的开关
【解析】
【详解】(1)[1]当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.8×18.90×10－2J≈1.85 J
[2]打B点时重锤的速度
m/s≈1.83m/s
此时重锤的动能增加量
(2)[3]由机械能守恒定有
可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g，故选B；
[4]由图线可知，h=0时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关。
14. 美国航天局的“机智”号直升机在火星表面尝试动力飞行，并且在起飞后成功着陆，这是人类首次用飞行器探测其他天体表面，当“机智”号悬停在空中时，直升机旋翼提供的动力为F，已知“机智”号的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度以及火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据二力平衡可得
所以
由万有引力提供重力可得
联立解得
（2）由万有引力提供向心力可得
解得
15. 一根长不可伸长的轻质长绳，一端固定于O点，另一端系上一个质量的小球，将细绳拉到水平位置，由静止释放，当小球运动到最低点时细绳刚好断裂，小球恰能无碰撞地进入粗糙斜面，已知斜面倾角，小球与斜面间的动摩擦因数斜面的底端有一块固定挡板，一根轻质弹簧下端与挡板相连。已知小球第一次与弹簧作用之后恰能回到斜面最高点，运动过程，弹簧始终处于弹性限度内。重力加速度取。求
（1）细绳所能承受的最大拉力大小；
（2）斜面顶点A与细绳悬点O的竖直距离；
（3）小球运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，从最高点到最低点由动能定理有
在最低点，由牛顿第二定律有
解得
（2）小球恰好无碰撞进入斜面，则
又有
解得
斜面顶点A与细绳悬点O的竖直距离
（3）小球恰好回到最高点，小球在斜面上运动的初速度
全过程
解得小球沿斜面下滑到最低点的过程中
又有
从点到最低点由动能定理有
又有
解得
16. 如图，光滑平台上的弹性滑块A以v0＝9m/s的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置干光滑水平面、上表而与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知滑块A、B质量分别为mA＝1kg、 mB＝2kg，平板车质量为mC＝2kg，平板车右端到竖直墙整的距离L＝1m，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）滑块A、B分开瞬间，B的速度大小vB；
（2）平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时，B和C的速度大小vB1、vC1分别为多少；
（3）从滑块B滑上平板车C、到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。
【答案】（1）6m/s；（2）4m/s；2m/s；（3）32J
【解析】
【详解】（1）滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知
解得
vB=6m/s
（2）当B滑上平板车后做减速运动，加速度大小
aB=μg=2m/s2
C做加速运动的加速度
当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时由
解得
t1=1s
此时B的速度
C的速度
（3）C与墙壁碰后到返回到平台右端
解得
t2=1s
此时C的速度
C与墙壁碰后到返回到平台右端时的速度恰为零；此时滑块B向右的速度为
系统产生的热量
解得
Q=32J
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