2024-2025學(xué)年湖北省武漢市江岸區(qū)高一物理下學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)試卷（附答案）

2024-2025學(xué)年湖北省武漢市江岸區(qū)高一物理下學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)試卷（含答案）一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.關(guān)于機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的描述，下列說法中正確的是（）A.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過平衡位置時(shí)，加速度一定為零B.衍射是橫波特有的現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象C.單擺在做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率大于其固有頻率時(shí)，可以通過增大擺長(zhǎng)來產(chǎn)生共振現(xiàn)象D.聲源靠近觀測(cè)者，觀測(cè)者接收到的聲波頻率大于聲源的振動(dòng)頻率【答案】D【解析】【詳解】A．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零，但合外力不一定為零，加速度也不一定為零。例如單擺，在最低點(diǎn)時(shí)加速度不為零指向懸點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．衍射是所有波特有的現(xiàn)象，橫波和縱波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．單擺在做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率大于其固有頻率時(shí)，若產(chǎn)生共振現(xiàn)象則需使驅(qū)動(dòng)力的頻率等于單擺的固有頻率，即使單擺的頻率增大，周期減小，根據(jù)可知，需減小擺長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)多普勒效應(yīng)，聲源靠近觀測(cè)者，觀測(cè)者接收到的聲波頻率大于聲源的原頻率，故D正確。故選D。2.關(guān)于靜電場(chǎng)的描述，下列說法中正確的是（）A.摩擦起電時(shí)，未帶電物體帶上正電因?yàn)樵诖诉^程中得到正電荷B.電場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，故電場(chǎng)線是實(shí)際存在的曲線C.在電場(chǎng)中，電勢(shì)越高的位置，其電場(chǎng)強(qiáng)度一定越大D.野外三條高壓輸電線的上方還有兩條與大地相連的導(dǎo)線，形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，是利用靜電屏蔽來避免雷擊【答案】D【解析】【詳解】A．摩擦起電時(shí)，未帶電物體帶上正電是因?yàn)樵诖诉^程中失去電子，故A錯(cuò)誤；B．電場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，但電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的曲線，是人為引入的假想曲線，故B錯(cuò)誤；C．在電場(chǎng)中，電勢(shì)越高的位置，其電場(chǎng)強(qiáng)度不一定越大，兩者沒有絕對(duì)關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．野外三條高壓輸電線的上方還有兩條與大地相連的導(dǎo)線，形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，是利用靜電屏蔽來避免雷擊，故D正確。故選D。3.一物體靜止在光滑水平面上，從t=0時(shí)刻起，受到如圖所示的水平外力F，以向右運(yùn)動(dòng)為正方向，物體質(zhì)量為2.5kg，則下列說法正確的是（）A.第1s末物體的動(dòng)量大小為5kg·m/s B.前2.5s內(nèi)物體所受合外力的沖量為零C.第3s末水平外力F的功率為10W D.前3s內(nèi)物體的位移為2m【答案】C【解析】【詳解】A．0~1s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理可得F-t圖線與橫軸所圍區(qū)域的面積表示力的沖量，即所以第1s末物體的速度大小為1m/s，物體的動(dòng)量大小為2.5kg·m/s，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，前2.0s內(nèi)物體所受合外力的沖量為零，故B錯(cuò)誤；C．0~3s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理可得所以3s末物體的速度大小為所以第3s末水平外力F的功率為故C正確；D．第3s內(nèi)物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可得，0~1s內(nèi)與1s~2s內(nèi)位移相同，由于0~1s內(nèi)物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，且1s末的速度為1m/s，所以0~1s內(nèi)物體的位移大小所以前3s內(nèi)的位移大于2m，故D錯(cuò)誤。故選C。4.在宇宙中當(dāng)一顆恒星靠近黑洞時(shí)，黑洞和恒星可以相互繞行，從而組成雙星系統(tǒng)。在相互繞行的過程中，質(zhì)量較大的恒星上的物質(zhì)會(huì)逐漸被吸入到質(zhì)量較小的黑洞中，從而被吞噬掉，黑洞吞噬恒星的過程也被稱之為“潮汐瓦解”。天鵝座X-1就是一個(gè)由質(zhì)量較小的黑洞和質(zhì)量較大的恒星組成的雙星系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。在剛開始吞噬的時(shí)間內(nèi)，恒星和黑洞的距離可認(rèn)為不變，不考慮其他星體的引力作用，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）A.恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度變小B.黑洞的軌道半徑變大C.恒星與黑洞之間的萬有引力將變大D.恒星與黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之和變小【答案】C【解析】【詳解】A．假設(shè)恒星和黑洞的質(zhì)量分別為M、m，環(huán)繞半徑分別為R、r，且，兩者之間的距離為L(zhǎng)，雙星系統(tǒng)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的模型，角速度相等，根據(jù)萬有引力提供向心力其中解得恒星的角速度為恒星和黑洞的質(zhì)量之和不變，恒星和黑洞的距離認(rèn)為不變，則恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不變，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可得由于恒星和黑洞的質(zhì)量之和不變，M減小，m增大，所以r減小，故B錯(cuò)誤；C．恒星與黑洞之間的萬有引力為由于恒星和黑洞的質(zhì)量之和不變，M減小，m增大，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得，萬有引力增大，故C正確；D．線速度為可得，恒星與黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之和為所以，恒星與黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之和不變，故D錯(cuò)誤。故選C。5.圖甲為科技活動(dòng)節(jié)學(xué)生自制小型拋石機(jī)。首先將石塊放在長(zhǎng)臂一端的凹槽中，在短臂端固定重物，發(fā)射前將長(zhǎng)臂端往下拉至地面，然后突然松開，凹槽中的石塊過最高點(diǎn)時(shí)就被拋出?，F(xiàn)將其簡(jiǎn)化為如圖乙所示的模型，將一質(zhì)量的小石塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）裝在長(zhǎng)的長(zhǎng)臂末端的凹槽中，質(zhì)量為M的重物裝在長(zhǎng)的短臂末端的筐子內(nèi)。初始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面的夾角為，松開后長(zhǎng)臂與短臂轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，石塊被水平拋出，落在水平地面上，測(cè)得石塊落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為。此過程中，重物沒有從筐中灑落，不計(jì)空氣阻力，不考慮桿與轉(zhuǎn)軸的摩擦力。取地面為零勢(shì)能面，重力加速度大小，下列說法正確的是（）A.重物的質(zhì)量B.石塊著地時(shí)，重力做功的功率為C.石塊被水平拋出時(shí)的動(dòng)能為D.重物重力勢(shì)能的減少量等于石塊機(jī)械能的增加量【答案】AC【解析】【詳解】BC．石塊被水平拋出時(shí)的高度為重力勢(shì)能增加量為石塊被水平拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有豎直方向有聯(lián)立解得石塊被水平拋出時(shí)的動(dòng)能為石塊著地時(shí)重力的功率為故B錯(cuò)誤，C正確；AD．石塊從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，由能量守恒有，重物重力勢(shì)能的減小量等于石塊動(dòng)能和勢(shì)能的增加量和重物動(dòng)能增加量之和，而且根據(jù)解得故A正確，D錯(cuò)誤。故選AC。6.如圖（a）為湖面上漂浮著的水平間距不超過5m的兩個(gè)浮子A、B。時(shí)刻，湖面形成的水波可視為橫波，如圖（b）所示，波沿水平方向傳播，浮子A的平衡位置在處，浮子A、B的振動(dòng)圖像如圖（c）所示。下列判斷正確的是（）A.水波的傳播速度大小為B.水波的傳播方向可能沿著x軸負(fù)方向C.浮子A經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)移動(dòng)到浮子B處D.浮子B的平衡位置可能位于處【答案】D【解析】【詳解】A．由圖b可知，水波的波長(zhǎng)為；由圖c可知，水波的周期為。水波的波速為故A錯(cuò)誤；B．由圖c可知，時(shí)，A沿y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)“同側(cè)法”可知，水波沿x軸正方向傳播，故B錯(cuò)誤；C．浮子只會(huì)在平衡位置上下振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”，故C錯(cuò)誤；D．由圖c可知，因浮子A先振動(dòng)，則從A傳到B經(jīng)歷的時(shí)間為（n=0，1，2，3…）則時(shí)A、B距離則B浮子的坐標(biāo)可能為4.25m，故D正確。故選D。7.已知均勻帶電薄球殼外部空間電場(chǎng)與將等量電荷全部集中在球心時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。如圖（a）所示，一帶電量為，半徑為R的均勻帶電金屬薄球殼，以球心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立Ox軸，其中A點(diǎn)為球殼內(nèi)一點(diǎn)，B點(diǎn)坐標(biāo)為2R，靜電力常量為k，下列說法正確的是（）A.球殼內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)分布如圖（b）所示B.將電荷量為的試探電荷由球殼內(nèi)A點(diǎn)移到O點(diǎn)，試探電荷的電勢(shì)能減小C.在圓心O處放一個(gè)電量為的點(diǎn)電荷，球殼外表面帶電量仍為D.在處取走極小的一塊面積△S（不影響球殼表面其余部分電荷分布），則從O點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一直減小，且電勢(shì)也一直降低【答案】D【解析】【詳解】A．殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處0，故A錯(cuò)誤；B．殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為0，故移動(dòng)試探電荷不做功，從A點(diǎn)移到O點(diǎn)，試探電荷電勢(shì)能不變，故B錯(cuò)誤；C．在圓心O處放一個(gè)電量為的點(diǎn)電荷，由于靜電感應(yīng)，球殼內(nèi)表面感應(yīng)出的電荷，則球殼外表面帶電量為，故C錯(cuò)誤；D．在處取走極小的一塊面積，根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性可知，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為處面積為的球殼上的電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，大小為根據(jù)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布可知，從O點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一直減小，且電勢(shì)也一直降低，故D正確。故選D。8.在高空運(yùn)行的衛(wèi)星功能失效之后，會(huì)被送往離地球同步軌道外幾百公里處的“墓地軌道”，避免影響其他在軌衛(wèi)星，同時(shí)能節(jié)省軌道資源。2022年1月22日我國(guó)發(fā)射的實(shí)踐21號(hào)衛(wèi)星成功“捕獲”失效的北斗二號(hào)衛(wèi)星并將其送至墓地軌道。已知同步軌道與墓地軌道可近似看成圓軌道且軌道半徑分別為、，轉(zhuǎn)移軌道可視為橢圓軌道，且分別與同步軌道和墓地軌道相切于P、Q兩點(diǎn)。地球自轉(zhuǎn)周期為，則關(guān)于北斗二號(hào)衛(wèi)星下列說法正確的是（）A.要想在同步軌道脫離地球的束縛，必須在P點(diǎn)加速至11.2km/sB.從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)所用時(shí)間最短為C.在轉(zhuǎn)移軌道上Q點(diǎn)機(jī)械能比在同步軌道上P點(diǎn)機(jī)械能大D.在同步軌道、轉(zhuǎn)移軌道與墓地軌道運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星與地球連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積，同步軌道最大【答案】C【解析】【詳解】A．衛(wèi)星逃脫地球的引力束縛，則衛(wèi)星離開地球時(shí)的速度要大于或等于11.2km/s，若要從P點(diǎn)逃脫地球的引力束縛，則在該處地球?qū)πl(wèi)星的引力小于在地球表面附近地球的引力，因此速度要小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤；B．由開普勒第三定律可得沿轉(zhuǎn)移軌道從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)所用最短時(shí)間為故B錯(cuò)誤；C．在轉(zhuǎn)移軌道上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒。而從同步軌道到轉(zhuǎn)移軌道過程中，做加速運(yùn)動(dòng)，故速度增大，則在轉(zhuǎn)移軌道上Q點(diǎn)機(jī)械能比在同步軌道上P點(diǎn)機(jī)械能大，故C正確；D．根據(jù)幾何關(guān)系可知，衛(wèi)星在墓地軌道運(yùn)行衛(wèi)星與地球連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積最大，故D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖甲為皮帶輸送機(jī)簡(jiǎn)化模型圖，皮帶輸送機(jī)傾角，順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶下端A點(diǎn)無初速放上貨物。貨物從下端A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上端B點(diǎn)的過程中，其機(jī)械能E與位移s的關(guān)系圖像（以A點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面）如圖乙所示。貨物視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量，重力加速度，，。下列說法正確的是（）A.傳送帶A、B兩端點(diǎn)間的距離為8mB.貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為35JC.貨物從下端A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上端B點(diǎn)的過程中，重力沖量的大小為540N·sD.皮帶輸送機(jī)因運(yùn)送該貨物而多消耗電能為585J【答案】B【解析】【詳解】A．由題圖可知，物塊沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)m后與傳送帶相對(duì)靜止，則貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為35J，機(jī)械能增加量物塊與傳送帶相對(duì)靜止后則傳送帶兩端點(diǎn)之間的距離為解得m，故A錯(cuò)誤；C．物塊加速時(shí)的加速度為加速過程中有勻速過程中有則重力的沖量為解得故C錯(cuò)誤；BD．貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量其多消耗的能量為其中聯(lián)立解得J故D錯(cuò)誤。故選B。10.如圖是2023年清華大學(xué)攝影愛好者成功拍攝到的中國(guó)空間站“凌月”畫面?？臻g站與月球在同一軌道平面且繞行方向相同，在地球上觀測(cè)月球時(shí)看到空間站在月球前面快速掠過的過程即為“凌月”過程，整個(gè)過程持續(xù)時(shí)間極短，僅約半秒鐘。已知地球半徑為，月球半徑為，空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，地球表面的重力加速度為g，引力常數(shù)為G，則下列說法正確的是（）A.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為B.地球的質(zhì)量為C.空間站繞地球運(yùn)動(dòng)周期大于TD.再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象的時(shí)間為【答案】AD【解析】【詳解】A．設(shè)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，根據(jù)萬有引力提供向心力其中地球表面的物理的重力解得故A正確；B．設(shè)空間站繞地球的運(yùn)動(dòng)的周期為，根據(jù)萬有引力提供向心力解得故B錯(cuò)誤；C．由于空間站“凌月”現(xiàn)象，所以空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度大于月球的角速度，根據(jù)可知，空間站的周期小于月球的周期，即空間站繞地球運(yùn)動(dòng)周期小于T，故C錯(cuò)誤；D．對(duì)空間站解得角速度月球的角速度為設(shè)再次出現(xiàn)空間站凌月現(xiàn)象的時(shí)間為t，則解得故D正確。故選AD。11.兩個(gè)步調(diào)相同的相干波源上、下振動(dòng)，波在水平面內(nèi)傳播，形成了如圖所示的干涉圖樣，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅分別為，下列說法中正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)a始終保持靜止不動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)b的位移始終大于質(zhì)點(diǎn)d的位移C.質(zhì)點(diǎn)b與質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)始終加強(qiáng)D.任意時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)c和質(zhì)點(diǎn)d在豎直方向上的高度差不超過20cm【答案】CD【解析】【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)a為兩波源連線的中垂線上，到兩波源的距離相等，且兩波源振動(dòng)完全相同，所以質(zhì)點(diǎn)a為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．質(zhì)點(diǎn)b是波峰與波峰相遇，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅最大為兩波振幅之和15cm；質(zhì)點(diǎn)d是波峰與波谷相遇，所以d為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅最小為兩波振幅之差5cm，但兩點(diǎn)的位移不一定質(zhì)點(diǎn)b的位移大于質(zhì)點(diǎn)d的位移，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)b是波峰與波峰相遇，質(zhì)點(diǎn)c是波谷與波谷相遇，它們均屬于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振動(dòng)始終加強(qiáng)，故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)c是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅最大為兩波振幅之和15cm，質(zhì)點(diǎn)d為振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅最小為兩波振幅之差5cm，d在波峰，c在波谷，則此時(shí)b、c兩質(zhì)點(diǎn)的豎直高度差最大為20cm，故D正確。故選CD12.空間某一勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行紙面，在電場(chǎng)中同一紙面內(nèi)A、B、C三點(diǎn)的位置如圖所示，，，。一電子以速度從C點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為，此過程中電子的電勢(shì)能增加1.5eV。若讓電子以速度從C點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為，此過程電子的動(dòng)能增加0.75eV。電子質(zhì)量為m，在運(yùn)動(dòng)過程中只受電場(chǎng)力，下列結(jié)論正確的是（）A.三點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系為B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由A指向BC.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為1.5V/mD.如果，那么【答案】CD【解析】【詳解】A．由功能關(guān)系，粒子從C到B電場(chǎng)力做功為即解得故負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大，C點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)，粒子從C到A，根據(jù)動(dòng)能定理解得故故A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)，故，故A錯(cuò)誤；BC．D、E兩點(diǎn)將邊三等分根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)分布特點(diǎn)可知，為等勢(shì)線。由A點(diǎn)作垂直，則故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小由于A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高，因此電場(chǎng)方向沿AF方向，即垂直于CD斜向左下方，故B錯(cuò)誤，C正確；D．一電子以速度從C點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可知讓電子以速度從C點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可知?jiǎng)t故D正確。故選CD。13.如圖所示，圓筒C套在足夠長(zhǎng)的水平固定光滑桿上，圓筒下方用不可伸長(zhǎng)的長(zhǎng)為輕繩懸掛物體B。開始時(shí)物體B和圓筒C均靜止，子彈A以的水平初速度在極短時(shí)間內(nèi)擊穿物體B，其速度減為。已知子彈A、物體B、圓筒C的質(zhì)量分別為，不計(jì)空氣阻力，重力加速度。關(guān)于子彈穿出物體之后的過程，下列說法正確的是（）A.物體B能上升的最大高度為B.物體C能達(dá)到的最大速度為C.輕繩所受最大拉力與最小拉力之比為D.如果物體B經(jīng)過第一次上升到最大高度，那么此過程中圓筒C的位移為【答案】ACD【解析】【詳解】A．子彈A擊穿物體B，過程中動(dòng)量守恒解得此后，物體B、圓筒C組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng)共速時(shí)物體B能上升的高度最大解得根據(jù)能量守恒定律解得故A正確；B．當(dāng)物塊B回到最低點(diǎn)時(shí)，C的速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒由機(jī)械能守恒定律解得故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)BC共速時(shí)，即B在最高點(diǎn)時(shí)，輕繩的拉力最小，等于重力沿繩方向的分力，設(shè)此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為，則解得此時(shí)輕繩的拉力為當(dāng)B在最低點(diǎn)時(shí)，BC相對(duì)速度最大，此時(shí)輕繩拉力和重力的合力提供向心力，拉力最大，根據(jù)牛頓第二定律解得所以故C正確；D．物塊BC在水平方向上動(dòng)量守恒一直成立，則即物體B第一次上升到最大高度過程中兩邊同乘時(shí)間t，可得即其中解得故D正確。故選ACD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。14.某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖（a）所示。一質(zhì)量為m、直徑為d的小球固定于釋放裝置上，在小球正下方固定四個(gè)光電門，調(diào)節(jié)各光電門的中心，使其與小球的球心均在同一豎直線上。由靜止釋放小球，記錄小球通過每個(gè)光電門的擋光時(shí)間，重力加速度為g。（1）若測(cè)得某光電門的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離為h，小球通過此光電門的擋光時(shí)間為，則小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門中心時(shí)重力勢(shì)能減小量，動(dòng)能增加量___________（用題中字母表示）；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出的圖像，如圖（b）所示。若圖中虛線的斜率__________，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；（結(jié)果取一位有效數(shù)字）（3）經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小球經(jīng)過第三個(gè)光電門時(shí)，總是大于，下列哪一項(xiàng)會(huì)造成以上情況_____________。A.選用的小球的密度和質(zhì)量小B.小球下落過程中受到空氣阻力的作用C.第三個(gè)光電門的中心偏離小球下落時(shí)球心所在的豎直線D.第三個(gè)光電門的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離測(cè)量值偏大【答案】（1）（2）1（3）C【解析】【小問1詳解】小球通過此光電門的瞬時(shí)速度為動(dòng)能增加量為【小問2詳解】若小球機(jī)械能守恒，則即斜率為【小問3詳解】A．選用的小球的密度和質(zhì)量小，則小球受到的空氣阻力較大，使得減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則小于，故A錯(cuò)誤；B．小球下落過程中受到空氣阻力的作用，使得減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則小于，故B錯(cuò)誤；C．第三個(gè)光電門的中心偏離小球下落時(shí)球心所在的豎直線，使得擋光寬度小于小球的直徑，則速度測(cè)量值偏大，動(dòng)能的測(cè)量值偏大，使得大于，故C正確；D．第三個(gè)光電門的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離測(cè)量值偏大，則的測(cè)量值偏大，使得小于，故D錯(cuò)誤。故選C。15.如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以探究碰撞中的不變量。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓質(zhì)量為的入射小球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，落到與軌道O點(diǎn)連接的傾角為θ的斜面上。再把質(zhì)量為的被碰小球放在斜槽軌道末端，讓入射小球仍從位置S由靜止?jié)L下，與被碰小球碰撞后，分別與斜面第一次碰撞留下各自的落點(diǎn)痕跡，M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的位置。（不考慮小球在斜面上的多次碰撞）（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_____________。A.斜槽軌道不必光滑，入射小球每次釋放的初位置也不必相同B.斜槽軌道末端必須水平C.為保證入射球碰后沿原方向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿足入射球的質(zhì)量等于被碰球的質(zhì)量（2）實(shí)驗(yàn)中不易直接測(cè)定小球碰撞前后的速度，可以通過僅測(cè)量_____________，間接地解決這個(gè)問題。A.小球開始釋放高度h B.斜面的傾角θ C.O點(diǎn)與各落點(diǎn)的距離（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式_____________，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后總動(dòng)量守恒。A. B.C. D.（4）如果該碰撞為彈性碰撞，則只需要滿足一個(gè)表達(dá)式，即_____________?！敬鸢浮浚?）B（2）C（3）C（4）【解析】【小問1詳解】A．只要小球從斜面上同一位置由靜止釋放即可保證小球到達(dá)斜槽末端的速度相等，斜槽軌道不必光滑，故A錯(cuò)誤；B．為保證小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道末端必須水平，故B正確；C．為保證入射球碰后沿原方向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿足入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤。故選B；【小問2詳解】小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球的位移大小為L(zhǎng)，豎直方向有水平方向有解得入射球碰撞前的速度為碰撞后的速度為被碰球碰撞后的速度為兩球碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得整理得實(shí)驗(yàn)可以通過O點(diǎn)與各落點(diǎn)的距離代替測(cè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。故選C；【小問3詳解】由（2）可知在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式則可以認(rèn)為兩球碰撞前后總動(dòng)量守恒。故選C。【小問4詳解】若碰撞是彈性碰撞，以上物理量還滿足的表達(dá)式為因即則表達(dá)式為16.一枚在空中水平飛行的玩具火箭質(zhì)量為m，在某時(shí)刻距離地面的高度為h，速度為v。此時(shí)，火箭突然炸裂成A、B兩部分，其中質(zhì)量為的B部分速度恰好為0。忽略空氣阻力的影響，不考慮爆炸過程中質(zhì)量損失，A、B落地后不反彈，重力加速度為g。求：（1）炸裂后瞬間A部分的速度大??；（2）A、B落地點(diǎn)之間的水平間距s；（3）在爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的機(jī)械能?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）炸裂后瞬間由動(dòng)量守恒可知解得A部分的速度為（2）炸裂后由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知空中下落的時(shí)間為A、B落地點(diǎn)之間的水平間距為（3）在爆炸過程中增加的機(jī)械能為解得17.如圖所示，某固定裝置由圓心角θ=60°，半徑R=1.5m的兩圓弧管道AB、BC平滑連接。在軌道末端C的右側(cè)光滑水平面上緊靠著輕質(zhì)小車，其上表面與軌道末端C所在的水平面平齊，右端放置質(zhì)量m2=3kg的物塊b。質(zhì)量m1=1kg的物塊a以速度從左端A點(diǎn)進(jìn)入圓弧管道，經(jīng)過ABC滑出圓弧管道。已知物塊a、b與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.6，μ2=0.1，其它軌道均光滑，物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。已知重力加速度為g=10m/s2，求：（結(jié)果可保留分?jǐn)?shù)）（1）求物塊a到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的作用力FN；（2）要使物塊a恰好不與物塊b發(fā)生碰撞，求小車長(zhǎng)度的最小值d；（3）如果小車足夠長(zhǎng)，物塊b開始在距小車左端d1=6m處，求物塊a與物塊b發(fā)生第一次彈性碰撞后的速度va與vb?！敬鸢浮浚?）；（2）6.125m；（3）1m/s，2m/s【解析】【詳解】（1）由題意可知，圓弧軌道光滑，所以從A到C，根據(jù)動(dòng)能定理有解得在C點(diǎn)有解得由牛頓第三定律可知，物塊a對(duì)管道的作用力大小為方向豎直向上；（2）當(dāng)物塊滑上小車后，由于所以小車與物塊a保持相對(duì)靜止，而物塊b相對(duì)于小車發(fā)生滑動(dòng)，當(dāng)兩者速度相同時(shí)，為物塊a與物塊b相碰的臨界狀態(tài)，則解得（3）如果小車足夠長(zhǎng)，物塊b開始在距小車左端d1=6m處，小于d，則解得，當(dāng)兩物塊發(fā)生彈性碰撞有解得，18.如圖所示，一豎直光滑的管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，彈簧下端固定于地面，上端與一質(zhì)量為m的小球A相連，小球A靜止于O點(diǎn)。另一質(zhì)量為m的小球B從距A高為的P點(diǎn)由靜止開始下落，與A發(fā)生碰撞瞬間粘在一起開始向下運(yùn)動(dòng)。兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)，當(dāng)其形變量為x時(shí)，彈性勢(shì)能為。已知彈簧振子的周期，M為振子的總質(zhì)量，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）B與A碰撞后瞬間一起向下運(yùn)動(dòng)的速度大小；（2）小球A被碰后向下運(yùn)動(dòng)的最大速度，向下運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最大距離；（3）小球A從開始向下運(yùn)動(dòng)到第一次回到O