2023-2024學(xué)年北京五中高三（上）期中物理試題和答案

高中PAGE1試題2023北京五中高三（上）期中物理一、單項選擇題。本部分共14小題，每小題3分，共42分。每小題只有一個選項符合題目的要求。1．一列沿x軸傳播的簡諧橫波在某時刻的圖像如圖所示，此時x＝3m處質(zhì)點的速度沿y軸正方向。下列說法正確的是（）A．該簡諧橫波沿x軸負方向傳播 B．該時刻，x＝2m處的質(zhì)點速度最大 C．該時刻，x＝4m處的質(zhì)點速度最大 D．經(jīng)過1個周期，x＝4m處的質(zhì)點運動的路程是8m2．將一端固定在墻上的輕質(zhì)繩在中點位置分叉成相同的兩股細繩，它們處于同一水平面上，在離分叉點相同長度處用左、右手在身體兩側(cè)分別握住直細繩的一端，同時用相同頻率和振幅上下持續(xù)振動，產(chǎn)生的橫波以相同的速率沿細繩傳播。因開始振動時的情況不同，分別得到了如圖甲和乙所示的波形。下列說法正確的是（）A．甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同 B．甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置 C．乙圖中繩子分叉點右側(cè)始終見不到明顯的波形 D．乙圖只表示細繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形3．甲、乙兩質(zhì)點以相同的初速度從同一地點沿同一方向同時開始做直線運動，以初速度方向為正方向，其加速度隨時間變化的a﹣t圖象如圖所示。關(guān)于甲、乙在0～t0時間內(nèi)的運動情況，下列說法正確的是（）A．0～t0時間內(nèi)，甲做減速運動，乙做加速運動 B．0～t0時間內(nèi)，甲和乙的平均速度相等 C．在t0時刻，甲的速度比乙的速度小 D．在t0時刻，甲和乙之間的間距最大4．如圖所示，在粗細均勻的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個紅蠟做的小圓柱體N（可視為質(zhì)點），穩(wěn)定時N在水中勻速上浮。現(xiàn)將玻璃管軸線與豎直方向y軸重合，在N上升剛好勻速運動時的位置記為坐標(biāo)原點O，同時玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動。N依次經(jīng)過平行橫軸的三條水平線上的A、B、C位置，在OA、AB、BC三個過程中沿y軸方向的距離相等，對應(yīng)的動能變化量分別為ΔEk1、ΔEk2、ΔEk3，動量變化量的大小分別為Δp1、Δp2、Δp3。則下面分析正確的是（）A．ΔEk1：ΔEk2：ΔEk3＝1：3：5，Δp1：Δp2：Δp3＝1：1：1 B．ΔEk1：ΔEk2：ΔEk3＝1：3：5，Δp1：Δp2：Δp3＝1：3：5 C．ΔEk1：ΔEk2：ΔEk3＝1：1：1，Δp1：Δp2：Δp3＝1：1：1 D．ΔEk1：ΔEk2：ΔEk3＝1：4：9，Δp1：Δp2：Δp3＝1：4：95．如圖所示，中國自行研制、具有完全知識產(chǎn)權(quán)的“神舟”飛船某次發(fā)射過程簡化如下：飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，由“長征”運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，在B點通過變軌進入預(yù)定圓軌道。則（）A．飛船在B點通過加速從橢圓軌道進入預(yù)定圓軌道 B．在B點變軌后，飛船的機械能減小 C．在橢圓軌道上運行時，飛船在A點的加速度比B點的小 D．在橢圓軌道上運行時，飛船在A點的速度比B點的小6．我國將在今年擇機執(zhí)行“天問1號”火星探測任務(wù)。質(zhì)量為m的著陸器在著陸火星前，會在火星表面附近經(jīng)歷一個時長為t0、速度由v0減速到零的過程。已知火星的質(zhì)量約為地球的0.1倍，半徑約為地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小為g，忽略火星大氣阻力。若該減速過程可視為一個豎直向下的勻減速直線運動，此過程中著陸器受到的制動力大小約為（）A．m（0.4g﹣） B．m（0.4g+） C．m（0.2g﹣） D．m（0.2g+）7．如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1，它會落到坑內(nèi)c點，c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點時的動能為E2，該摩托車恰能越過坑到達b點。等于（）A．20 B．18 C．9.0 D．3.08．如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜開始向右運動。重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為（）A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR9．“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的?？傎|(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比（F阻＝kv，k為常量），動車組能達到的最大速度為vm。下列說法正確的是（）A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變 B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動 C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P，則動車組勻速行駛的速度為vm D．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度vm，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為mvm2﹣Pt10．如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動車廂使彈簧壓縮，撤去推力時滑塊在車廂底板上有相對滑動。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（）A．動量守恒，機械能守恒 B．動量守恒，機械能不守恒 C．動量不守恒，機械能守恒 D．動量不守恒，機械能不守恒11．物體的運動狀態(tài)可用位置x和動量p描述，稱為相，對應(yīng)p﹣x圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用p﹣x圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應(yīng)的相軌跡可能是（）A．B．C． D．12．某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則（）A．一正電荷從b點運動到e點，電場力做正功 B．一電子從a點運動到d點，電場力做功為4eV C．b點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右 D．a(chǎn)、b、c、d四個點中，c點的電場強度大小最大13．具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子稱為同位素。讓氫的三種同位素原子核（H、H和H）以相同的速度從帶電平行板間的P點沿垂直于電場的方向射入電場，其中氘核（H）恰好能離開電場，軌跡如圖所示。不計粒子的重力，則（）A．H不能離開電場 B．H在電場中受到的電場力最大 C．H在電場中運動的時間最短 D．在電場中運動的過程中電場力對H做功最少14．某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)：石英鐘的工作電流可視為定值I0，當(dāng)電源電壓大于U0時，其內(nèi)部機芯能驅(qū)動表針走動；當(dāng)電源電壓小于U0時，石英鐘停止走動。他由此猜想：用充電電壓相同、但電容不同的電容器作為石英鐘電源，石英鐘的走動時長t正比于電容C．為此，他設(shè)計了如圖甲所示的實驗，圖中電源電動勢E＝1.5V．實驗時先使開關(guān)S擲向1，對電容器充電完畢后再把開關(guān)S擲向2，電容器對石英鐘供電，記錄表針停止前的走動時長t。實驗中分別更換7個不同的電容器重復(fù)上述實驗，數(shù)據(jù)記錄如表格所示。使用Excel處理數(shù)據(jù)得到圖乙所示的圖線，其斜率為k。下列推斷正確的是（）電容器編號1234567標(biāo)稱電容C/F0.220.4711.5245走動時長t/min8.522.043.049.580.0144.5173.0A．該石英鐘正常工作時的電流大小為I0＝ B．利用該圖象能推算出電壓U0的大小 C．根據(jù)此石英鐘的工作特點，從理論上也能推斷出該同學(xué)的猜想是正確的 D．由本實驗可知該石英鐘的走動時長t與電容器的電容C和電壓U0均成正比二、實驗題（共18分）15．（8分）如圖1所示，在“驗證動量守恒定律”實驗中，A、B兩球半徑相同。先讓質(zhì)量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，從軌道末端拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為m2的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，未放B球時，A球的落點是P點，O點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點，如圖2所示。（1）為了盡量減小實驗誤差，A球碰后要沿原方向運動，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1m2（選填“＞”或“＜”）。（2）實驗中，不容易直接測定小球碰撞前后的速度。但是，可以通過僅測量（填選項前的符號），間接地解決這個問題。A．小球開始釋放高度hB．小球拋出點距地面的高度HC．小球做平拋運動的水平位移（3）關(guān)于本實驗的條件和操作要求，下列說法正確的是。A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端必須水平C．B球每次的落點一定是重合的D．實驗過程中，復(fù)寫紙和白紙都可以移動（4）已知A、B兩個小球的質(zhì)量m1、m2，三個落點位置與O點距離分別為OM、OP、ON．在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，則可以認為兩球碰撞前后的總動量守恒。16．（10分）某實驗小組的同學(xué)用如圖1所示的裝置做“用單擺測量重力加速度”實驗。（1）實驗中該同學(xué)進行了如下操作，其中正確的是。A．用公式g＝計算時，將擺線長當(dāng)作擺長B．?dāng)[線上端牢固地系于懸點，擺動中不能出現(xiàn)松動C．確保擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動D．?dāng)[球不在同一豎直平面內(nèi)運動，形成了圓錐擺（2）在實驗中，多次改變擺長L并測出相應(yīng)周期T，計算出T2，將數(shù)據(jù)對應(yīng)坐標(biāo)點標(biāo)注在T2﹣L坐標(biāo)系（如圖2所示）中．請將L＝0.700m，T2＝2.88s2所對應(yīng)的坐標(biāo)點標(biāo)注在圖中，根據(jù)已標(biāo)注數(shù)據(jù)坐標(biāo)點描繪出T2﹣L圖線，并通過圖線求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（3）將不同實驗小組的實驗數(shù)據(jù)標(biāo)注到同一T2﹣L坐標(biāo)系中，分別得到實驗圖線a、b、c，如圖3所示。已知圖線a、b、c平行，圖線b過坐標(biāo)原點。對于圖線a、b、c，下列分析正確的是。A．出現(xiàn)圖線c的原因可能是因為使用的擺線比較長B．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將擺線長記作擺長LC．由圖線b計算出的g值最接近當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，由圖線a計算出的g值偏大，圖線c計算出的g值偏?。?）該同學(xué)通過自制單擺測量重力加速度。他利用細線和鐵鎖制成一個單擺，計劃利用手機的秒表計時功能和卷尺完成實驗。但鐵鎖的重心未知，不容易確定準確的擺長。請幫助該同學(xué)提出“通過一定測量，求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣取钡姆椒?。三、論述計算題（共40分。按要求作圖，寫出必要的物理推導(dǎo)過程和文字描述）17．（10分）如圖所示，長為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）。重力加速度為g。（1）在水平拉力的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為θ，小球保持靜止。請畫出此時小球的受力示意圖，并求所受水平拉力的大小F；（2）由圖示位置無初速釋放小球，不計空氣阻力。當(dāng)小球通過最低點時，求：①小球動量的大小p；②輕繩對小球拉力的大小FT。18．（10分）空間存在一方向豎直向下的勻強電場，O、P是電場中的兩點。從O點沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為m的小球A、B．A不帶電，B的電荷量為q（q＞0）。A從O點發(fā)射時的速度大小為v0，到達P點所用時間為t；B從O點到達P點所用時間為．重力加速度為g，求（1）電場強度的大??；（2）B運動到P點時的動能。19．（10分）密立根油滴實驗將微觀量轉(zhuǎn)化為宏觀量進行測量，揭示了電荷的不連續(xù)性，并測定了元電荷的數(shù)值。實驗設(shè)計簡單巧妙，被稱為物理學(xué)史上最美實驗之一。該實驗的簡化裝置如圖甲所示。水平放置、間距為d的兩平行金屬極板接在電源上，在上極板中間開一小孔，用噴霧器將油滴噴入并從小孔飄落到兩極板間。已知油滴帶負電。油滴所受空氣阻力f＝6πrηv，式中η為已知量，r為油滴的半徑，v為油滴的速度大小。已知油的密度為ρ，重力加速度為g。（1）在極板間不加電壓，由于空氣阻力作用，觀測到某一油滴以恒定速率緩慢下降距離L所用的時間為t1，求該油滴的半徑r；（2）在極板間加電壓U，經(jīng)過一段時間后，觀測到（1）問中的油滴以恒定速率緩慢上升距離L所用的時間為t2。求該油滴所帶的電荷量Q；（3）實驗中通過在兩極板間照射X射線不斷改變油滴的電荷量。圖乙是通過多次實驗所測電荷量的分布圖，橫軸表示不同油滴的編號，縱軸表示電荷量。請說明圖中油滴所帶電荷量的分布特點，并說明如何處理數(shù)據(jù)進而得出元電荷的數(shù)值。20．（10分）中國航天技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，航天過程有發(fā)射、在軌和著陸返回等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（1）航天員在空間站長期處于失重狀態(tài)，為緩解此狀態(tài)帶來的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，如圖甲所示。圓環(huán)繞中心軸勻速旋轉(zhuǎn)，航天員（可視為質(zhì)點）站在圓環(huán)內(nèi)的側(cè)壁上，隨圓環(huán)做圓周運動的半徑為r，可受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度為g。求圓環(huán)轉(zhuǎn)動的角速度大小ω。（2）啟動反推發(fā)動機是著陸返回過程的一個關(guān)鍵步驟。返回艙在距離地面較近時通過γ射線精準測距來啟動返回艙的發(fā)動機向下噴氣，使其減速著地。a．已知返回艙的質(zhì)量為M，其底部裝有4臺反推發(fā)動機，每臺發(fā)動機噴嘴的橫截面積為S，噴射氣體的密度為ρ，返回艙距地面高度為H時速度為v0，若此時啟動反推發(fā)動機，返回艙此后的運動可視為勻減速直線運動，到達地面時速度恰好為零。不考慮返回艙的質(zhì)量變化，不計噴氣前氣體的速度，不計空氣阻力。求氣體被噴射出時相對地面的速度大小v；b．圖乙是返回艙底部γ射線精準測距原理簡圖。返回艙底部的發(fā)射器發(fā)射γ射線。為簡化問題，我們假定：γ光子被地面散射后均勻射向地面上方各個方向。已知發(fā)射器單位時間內(nèi)發(fā)出N個γ光子，地面對光子的吸收率為η，緊鄰發(fā)射器的接收器接收γ射線的有效面積為A。當(dāng)接收器單位時間內(nèi)接收到n個γ光子時就會自動啟動反推發(fā)動機，求此時返回艙底部距離地面的高度h。

參考答案一、單項選擇題。本部分共14小題，每小題3分，共42分。每小題只有一個選項符合題目的要求。1．【分析】根據(jù)波的傳播方向得到質(zhì)點振動方向；再根據(jù)質(zhì)點位置得到速度、加速度的大??；質(zhì)點只能沿y軸運動，經(jīng)過1個周期，質(zhì)點運動的路程是4A。【解答】解：A、此時x＝3m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動，根據(jù)平移法可知波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；BC、此時x＝2m處的質(zhì)點位于波縫，故速度為零，x＝4m處的質(zhì)點位于平衡位置，速度最大，故B錯誤，C正確；D、經(jīng)過1個周期，x＝4m處的質(zhì)點運動的路程是s＝4A＝4×0.1m＝0.4m，故D錯誤；故選：C?！军c評】在機械振動的問題中，一般根據(jù)質(zhì)點的運動情況分析波的傳播情況，平衡位置的質(zhì)點速度最大，加速度為0。2．【分析】由圖甲可得，兩列波相遇時振動加強，根據(jù)波的疊加原理進行分析AB選項；由圖乙可得，兩列波相遇后疊加抵消，始終見不到明顯的波形，由此分析CD選項?！窘獯稹拷猓篈B、由圖甲可得，兩個橫波在分叉點相遇后疊加使振動加強了，可知兩手開始振動時的方向相同，分叉點為振動加強的位置，故AB錯誤；CD、由圖乙可得，分叉點左邊兩個橫波水平對稱，因此易得兩個橫波在周期上相差半個周期，即圖乙中兩手開始振動時的方向相反，因此兩個橫波在經(jīng)過分叉點后疊加抵消，始終見不到明顯的波形，并不是只有細繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形，故C正確，D錯誤。故選：C?！军c評】本題主要是考查波的疊加，知道頻率相同的兩列波在疊加時會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，弄清楚甲和乙兩列波相遇后的振動情況結(jié)合波的疊加原理即可分析。3．【分析】根據(jù)圖象可知，乙的加速度增大，甲的加速度減小，但方向不變，都為正方向，當(dāng)速度與加速度同向，物體做加速運動；根據(jù)加速度—時間圖象知道圖象與時間軸所圍的面積表示速度變化量，然后據(jù)甲乙物體的速度關(guān)系判斷選項?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖象可知，乙的加速度增大，甲的加速度減小，但方向不變，都為正方向，當(dāng)速度與加速度同向，物體做加速運動，故A錯誤；BC、據(jù)加速度—時間圖象知道圖象與時間軸所圍的面積表示速度變化量。據(jù)圖象可知，t0時，兩圖象與t軸所圍的面積相等，即該時刻兩輛車的速度變化量相等，初速度相等，則末速度相等，位移不等，故平均速度不等，故BC錯誤；D、速度再次相等時，兩者距離最大，即在t0時刻，甲和乙之間的間距最大，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查了圖象與追及問題的綜合，解決本題的關(guān)鍵知道加速度—時間圖線圍成的面積表示速度的變化量，難度適中。4．【分析】根據(jù)運動的合成與分解知識，利用運動的獨立性和等時性，分別分析豎直方向和水平方向的運動，求解機械能和動量的變化量。【解答】解：小圓柱體R在OA、AB、BC三個過程中沿y軸方向的高度均相等，則每個過程的時間相等，x軸方向上，R做初速度為零的勻加速直線運動，則每個過程對應(yīng)的水平位移的大小之比為：Δx1：Δx2：Δx3＝1：3：5，；豎直方向上，三個過程中重力勢能變化量相等，水平方向上，速度為：v＝，動能為：Ek＝＝max，則三個過程中，動能變化量之比為1：3：5；根據(jù)動量定理可知，合外力的沖量等于動量的變化，R的合外力不變，三個過程的時間相等，則沖量相等，動量的變化量大小相等，即為：Δp1：Δp2：Δp3＝1：1：1，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查了機械能變化和動量的變化，難度較大，解題的關(guān)鍵是利用運動的獨立性和等時性，分析豎直和水平方向的運動。5．【分析】根據(jù)“變軌原理”分析AB選項；根據(jù)牛頓第二定律分析加速度大小；根據(jù)開普勒第二定律分析線速度大小?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)“變軌原理”可知，飛船在B點通過加速做離心運動，才會從橢圓軌道進入預(yù)定圓軌道，故A正確；B、在B點變軌時，需要對飛船做正功，所以飛船的機械能增加，故B錯誤；C、根據(jù)牛頓第二定律可得＝ma，解得a＝，由于A點為近地點、B點為遠地點，所以在橢圓軌道上運行時，飛船在A點的加速度比B點的大，故C錯誤；D、根據(jù)開普勒第二定律可知，飛船在近地點的速度大、在遠地點的速度小，所以在橢圓軌道上運行時，飛船在A點的速度比B點的大，故D錯誤。故選：A。【點評】本題主要是考查萬有引力定律及其應(yīng)用，解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合向心力公式進行分析，掌握開普勒第二定律的應(yīng)用方法。6．【分析】根據(jù)萬有引力等于重力求出火星表面的重力加速度，根據(jù)運動學(xué)公式和牛頓第二定律即可求解制動力大小?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)重力等于萬有引力，得：得：火星表面的重力加速度為g火＝0.4g著陸器減速運動的加速度大小為對著陸器根據(jù)牛頓第二定律有：F﹣0.4mg＝ma解得，故B正確，ACD錯誤；故選：B?！军c評】本題考查萬有引力定律與牛頓第二定律的綜合問題，關(guān)鍵是知道在天體表面重力等于萬有引力，同時分析好運動情況和受力情況，靈活運用運動學(xué)公式和牛頓第二定律列式求解。7．【分析】根據(jù)豎直方向的運動規(guī)律求出落到坑內(nèi)c點時和到達b點時豎直方向的速度，再根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解水平方向的速度，由此求解動能之比?！窘獯稹拷猓涸O(shè)落到坑內(nèi)c點時豎直方向的速度為vy1，則有：vy1＝；根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得：v01t＝h＝h解得：v01＝則有：E1＝＝同理，設(shè)摩托車恰能越過坑到達b點時豎直方向的速度為vy2，則有：＝ghvy2＝；根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得：v02t′＝3h′＝0.5h解得：v02＝3vy2則有：E2＝＝所以＝18，故B正確、ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題主要是考查平拋運動的規(guī)律和動能的計算公式，知道平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。8．【分析】根據(jù)動能定理求出小球在c點的速度，再根據(jù)豎直上拋運動求解達到最高點的時間，根據(jù)水平方向的運動規(guī)律求解離開c后達到最高點時的水平位移，根據(jù)功能關(guān)系求解機械能的增加?！窘獯稹拷猓河深}意知水平拉力為：F＝mg，設(shè)小球達到c點的速度為v，從a到c根據(jù)動能定理可得：F?3R﹣mgR＝，解得：v＝小球離開c點后，豎直方向上做豎直上拋運動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)小球從c點達到最高點的時間為t，則有：t＝＝此段時間內(nèi)水平方向的位移為：x＝＝＝2R所以小球從a點開始運動到其軌跡最高點，小球在水平方向的位移為：L＝3R+2R＝5R此過程中小球的機械能增量為：ΔE＝FL＝mg×5R＝5mgR。故C正確、ABD錯誤。故選：C?！军c評】本題主要是考查功能關(guān)系；機械能守恒定律的守恒條件是系統(tǒng)除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做的功等于零；除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做多少功，系統(tǒng)的機械能就變化多少；注意本題所求的是“小球從a點開始運動到其軌跡最高點”，不是從a到c的過程，這是易錯點。9．【分析】根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律分析判斷在相關(guān)條件下加速度和牽引力的變化；當(dāng)牽引力和阻力的大小相等時，動車的速度達到最大值，由此可求解最大速率；根據(jù)動能定理計算經(jīng)過時間t達到最大速度時克服阻力做的功?！窘獯稹拷猓篈、若動車組做勻加速啟動，則加速度不變，而速度增大，則阻力也增大，要使合力不變則牽引力也將增大，故A錯誤；B、若動車組輸出功率均為額定值，則其加速a＝＝，隨著速度增大，加速度減小，所以動車組做加速度減小的加速運動，故B錯誤；C、當(dāng)動車組的速度增大到最大vm時，其加速度為零，則有：，若總功率變?yōu)?.25P，則同樣有：，聯(lián)立兩式可得：vm′＝，故C正確；D、對動車組根據(jù)動能定理有：4Pt﹣Wf＝，所以克服阻力做的功Wf＝4Pt﹣，故D錯誤。故選：C?！军c評】解決該題的關(guān)鍵是知道功率與牽引力之間的關(guān)系，知道什么時候速度達到最大，應(yīng)用動能定理求解在額定功率下達到最大速度時克服阻力做的功。10．【分析】系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒；系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)受力情況與各力做功情況，根據(jù)動量守恒與機械能守恒的條件分析答題?！窘獯稹拷猓簭某啡ネ屏﹂_始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒；撤去推力時滑塊在車廂底板上有相對滑動，系統(tǒng)要克服摩擦力做功，系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，系統(tǒng)機械能減小，系統(tǒng)機械能不守恒，故B正確，ACD錯誤。故選：B。【點評】本題考查了動量守恒定律與機械能守恒定律的應(yīng)用，知道動量守恒與機械能守恒的條件、分析清楚系統(tǒng)受力情況與力的做功情況即可解題。11．【分析】依據(jù)勻加速直線運動速度與位移關(guān)系，結(jié)合動量的定義式，及數(shù)學(xué)的二次函數(shù)圖象，即可分析判定?！窘獯稹拷猓阂毁|(zhì)點沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，那么位移與速度關(guān)系為：x＝，而動量表達式為：p＝mv，兩式聯(lián)立有：p2＝2am2x，再由位移與速度均沿著x軸正方向，則x取正值，動量p也取正值。綜上所述，故D正確，ABC錯誤。故選：D?！军c評】本題考查勻變速直線運動的規(guī)律及動量的表達式內(nèi)容，要理解位移、速度與動量均為矢量，并注意矢量的正負取值。12．【分析】A、正電荷從b點運動到e點，電場力做功為零；B、一電子從a點運動到d點運用公式W＝qU；C、根據(jù)電場線與等勢面處處垂直的關(guān)系可知，b點電場強度與該點所在等勢面垂直，方向由高電勢指向低電勢，即方向向左；D、等差等勢面的疏密可表示電場強度的大小，即等差等勢面密集處，電場強度大；反之電場強度小，abcd四個點中，6點處的等差等勢面最密集，即6點的電場強度最大?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)題圖可知φb＝φe＝5V，故一正電荷從b點運動到e點，電場力做功為零，故A錯誤；B、一電子從a點運動到d點，電場力做功Wad＝qUad＝（﹣e）?（φa﹣φb）＝4eV，故B正確；C、根據(jù)電場線與等勢面處處垂直的關(guān)系可知，b點電場強度與該點所在等勢面垂直，方向由高電勢指向低電勢，即方向向左，故C錯誤；D、題圖所示為等差等勢面，等差等勢面的疏密可表示電場強度的大小，即等差等勢面密集處，電場強度大；反之電場強度小，abcd四個點中，b點處的等差等勢面最密集，即b點的電場強度最大，故D錯誤；故選B?！军c評】本題考查電場能的性質(zhì)，易錯點等差等勢面密集處，電場強度大；反之電場強度小。13．【分析】三種粒子在電場中做類平拋運動，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律得到豎直位移h的表達式，分析H能否離開電場。由F＝qE分析電場力大小。根據(jù)水平位移關(guān)系，結(jié)合初速度關(guān)系，來分析運動時間關(guān)系。根據(jù)豎直位移關(guān)系，判斷電場力做功關(guān)系。【解答】解：A、三種粒子在電場中均做類平拋運動，設(shè)金屬板的長度為L，P點距底板的距離為h，則由平拋運動的相關(guān)知識可得，L＝vt聯(lián)立解得，分析可知，能否離開電場與比荷有關(guān)，氘核H恰好能離開電場，則可知H不能離開電場，故A正確；B、電場力大小為F＝Eq，同一電場，E相同，三種粒子所帶電荷量相同，故三種粒子在電場中所受電場力大小相等，故B錯誤；C、三種粒子的初速度相同，H不能離開電場，水平位移最小，由x＝vt知可知H在電場中運動的時間最短，H和H都能離開電場，則在電場中運動的時間相同，故C錯誤；D、電場力做功為W＝Eqd，電荷量相同，電場強度相同，分析可知H、H在電場中運動的豎直位移相等，而H在電場中運動的豎直位移最小，因此在電場中運動的過程中電場力對H做功最少，故D錯誤。故選：A。【點評】本題涉及到類平拋運動，其研究方法與平拋運動相似，采用運動的分解法，關(guān)鍵要掌握類平拋運動的規(guī)律，通過列式分析。14．【分析】利用電容器變形表示出t﹣C函數(shù)關(guān)系，結(jié)合乙圖分析求解?！窘獯稹拷猓篈BD、電容器電容（1），變形得：ΔQ＝ΔUC（2），ΔQ表示石英表工作時放電電量，ΔQ＝I0t（3）；將（3）代入（2）得：t＝＝C＝kC（4）其中k＝＝，k值由圖線斜率得出，但I0未知，故U0不可求，故ABD錯誤；C、實驗數(shù)據(jù)與理論推導(dǎo)一致，據(jù)此從理論上能推斷出該同學(xué)的猜想是正確的，故C正確。故選：C。【點評】本題考查了電容器定義式及變形式：，學(xué)生要學(xué)會函數(shù)式和圖形的結(jié)合對比，從而找出聯(lián)系和圖線提供的已知條件。二、實驗題（共18分）15．【分析】（1）為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量。（2）小球離開斜槽后做平拋運動，球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，水平位移與初速度成正比，可以用球的水平位移代替其初速度。（3）小球離開斜槽后做平拋運動，斜槽末端切線應(yīng)水平，根據(jù)實驗注意事項分析答題。（4）根據(jù)題意應(yīng)用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式?！窘獯稹拷猓海?）為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即m1＞m2。（2）小球離開斜槽后做平拋運動，球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，水平位移與初速度成正比，可以把小球做平拋運動的時間作為時間單位，用球的水平位移代替其初速度，實驗不需要測量小球釋放點的高度與拋出點的高度，只要測出小球做平拋運動的水平位移即可，故選：C。（3）A、實驗時只要從相同高度由靜止釋放入射球即可保證入射球到達斜槽末端的速度相對，斜槽軌道不必光滑，故A錯誤；B、為使小球離開軌道后做平拋運動，斜槽軌道末端必須水平，故B正確；C、每次實驗時B球每次的落點不一定是重合的，故C錯誤；D、為準確測出小球做平拋運動的水平位移，實驗過程中，白紙不可以移動，故D錯誤。故選：B。（4）兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m1v0＝m1v1+m2v2，小球做平拋運動拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，方程兩邊同時乘以t得：m1v0t＝m1v1t+m2v2t，則：m1OP＝m1OM+m2ON；故答案為：（1）＞；（2）C；（3）B；（4）m1OP＝m1OM+m2ON。【點評】該題考查用“碰撞試驗器”驗證動量守恒定律，該實驗中，雖然小球做平拋運動，但是卻沒有用到速度和時間，而是用位移x來代替速度v，成為是解決問題的關(guān)鍵；要注意理解該方法的使用。16．【分析】（1）根據(jù)實驗原理和實驗注意事項分析；（2）根據(jù)數(shù)據(jù)描點作圖，根據(jù)單擺周期公式求出T2﹣L圖像的函數(shù)表達式，結(jié)合圖線斜率求解重力加速度；（3）根據(jù)單擺周期公式求出重力加速的表達式，然后根據(jù)題意分析實驗誤差；（4）根據(jù)單擺周期公式推導(dǎo)分析?！窘獯稹拷猓海?）A、用公式g＝計算時，應(yīng)該將將懸點到擺球重心之間的間距當(dāng)作擺長，即應(yīng)該將擺線長與擺球的半徑之和當(dāng)作擺長，故A錯誤；B、實驗過程，單擺的擺長不能發(fā)生變化，即擺線上端牢固地系于懸點，擺動中不能出現(xiàn)松動，故B正確；CD、單擺的運動應(yīng)該是同一豎直平面內(nèi)的圓周運動，即實驗是應(yīng)該確保擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動，不能夠使擺球不在同一豎直平面內(nèi)運動，形成了圓錐擺，故C正確，D錯誤。故選：BC。（2）將該坐標(biāo)點標(biāo)注在坐標(biāo)系中，用一條傾斜的直線將描繪的點跡連接起來，使點跡均勻分布在直線兩側(cè)，如圖所示根據(jù)T＝可得：結(jié)合圖像的斜率k＝＝，解得g＝9.86m/s2（3）A、圖線c中擺長有了一定的擺長時，振動周期還是零，一定是擺長測量長了，原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L，它和擺線的長度無關(guān)，故A錯誤；B、圖線a中擺長為零時就已出現(xiàn)了振動周期，一定是擺長測量短了，原因可能是誤擺線長記為擺長L，故B正確；C、根據(jù)上述可知，三條圖像的斜率均為k＝，解得g＝，可知，三條圖線求出的重力加速度相同，故C錯誤。故選：B。（4）雖不容易確定準確的擺長，但可以通過多次改變擺線的長度，測量對應(yīng)的周期，獲得較準確的重力加速度。具體做法：設(shè)擺線下端距重心x，第一次測出擺線長l1，擺長L1＝l1+x，測出對應(yīng)的周期T1。僅改變擺線長，第二次測出擺線長l2，擺長L2＝l2+x，測出對應(yīng)的周期T2。根據(jù)，解得重力加速度。故答案為：（1）BC；（2）見解析，9.86；（3）B；（4）設(shè)擺線下端距重心x，第一次測出擺線長l1，擺長L1＝l1+x，測出對應(yīng)的周期T1，僅改變擺線長，第二次測出擺線長l2，擺長L2＝l2+x，測出對應(yīng)的周期T2。根據(jù)，，解得重力加速度。【點評】本題考查利用單擺測定重力加速度，要求掌握實驗原理、實驗裝置、實驗數(shù)據(jù)處理和注意事項。三、論述計算題（共40分。按要求作圖，寫出必要的物理推導(dǎo)過程和文字描述）17．【分析】（1）根據(jù)受力分析結(jié)合共點力平衡條件解答；（2）①根據(jù)機械能守恒結(jié)合動量的公式解答；②根據(jù)牛頓第二定律解得輕繩對小球拉力?！窘獯稹拷猓海?）對小球受力分析如圖可得F＝mgtanθ（2）①小球從釋放到通過最低點，機械能守恒小球在最低點