2023-2024内蒙古高三上学期物理模拟试卷（2份资料打包含答案解析）

2023-2024学年内蒙古重点中学上学期高三物理模拟试卷
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为( )
A．b/a B．b2/a C．a / b D．b/a2
2、关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．气体扩散的快慢与温度无关
B．分子间同时存在着引力和斥力
C．布朗运动是液体分子的无规则运动
D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大
3、下列说法正确的是
A．加速度为正值，物体一定做加速直线运动
B．百米比赛时，运动员的冲刺速度越大成绩越好
C．做直线运动的物体，加速度为零时，速度不一定为零，速度为零时，加速度一定为零
D．相对于某参考系静止的物体，对地速度不一定为零
4、某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场（可看作匀强电场）的特点。如图所示，把电容器的一个极板接地，然后用直流电源给电容器充电，接地极板连接电源正极，充电结束后电容器与电源断开。在两极板之间的P点固定一个负试探电荷，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离。在平移过程中，电容C、场强E、P点电势、试探电荷在P点电势能与负极板移动距离x的关系正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5、一根轻质弹簧原长为l0，在力F作用下伸长了x。则弹簧的劲度系数k是（　　）
A． B． C． D．
6、我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的（　　）
A．线速度等于第－宇宙速度 B．动能一定相等
C．向心力大小一定相等 D．向心加速度大小一定相等
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，小滑块P、Q通过轻质定滑轮和细线连接，Q套在光滑水平杆上，P、Q由静止开始运动，P下降最大高度为。不计一切摩擦，P不会与杆碰撞，重力加速度大小为g。下面分析不正确的是（ ）
A．P下落过程中，绳子拉力对Q做功的功率一直增大
B．Q的最大速度为
C．当P速度最大时，Q的加速度为零
D．当P速度最大时，水平杆给Q的弹力等于2mg
8、如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（轴）上必定有两个场强最强的点、，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（　　）
A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
C．如图(2)，若在平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
D．如图(3)，若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点，直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
9、如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B．导体棒的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度（物块不会触地），g表示重力加速度，其他电阻不计，则（　　）
A．电阻R中的感应电流方向由a到c
B．物体下落的最大加速度为
C．若h足够大，物体下落的最大速度为
D．通过电阻R的电量为
10、如图，正点电荷固定在O点，以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点，一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速率分别为va、vb．若a、b的电势分别为φa、φb，则
A．a、c两点电场强度相同 B．粒子的比荷
C．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．粒子从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）利用阿特伍德机可以验证力学定律。图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为m1、m2的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离地足够高。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，读出遮光片通过光电门所用的时间△t。若想要利用上述实验装置验证牛顿第二定律实验，则
(1)实验当中，需要使m1、m2满足关系：____。
(2)实验当中还需要测量的物理量有_____利用文字描述并标明对应的物理量符号）。
(3)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。
(4)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。
12．（12分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。
（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。
A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车
D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。
（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。
A． B． C． D．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，水平地面上有两个静止的物块A和B，A、B的质量分别为m1＝2kg，m2＝1kg，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.5。现对物块A施加一大小I＝40N·s，水平向右的瞬时冲量，使物块A获得一个初速度，t＝1s后与物块B发生弹性碰撞，且碰撞时间很短，A、B两物块均可视为质点，重力加速度g＝10m/s2。
(1)求A与B碰撞前瞬间，A的速度大小；
(2)若物块B的正前方20m处有一危险区域，请通过计算判断碰撞后A、B是否会到达危验区域。
14．（16分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H <<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．
（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；
（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：
①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；
②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．
15．（12分）一直桶状容器的高为21，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
根据在星球表面重力与万有引力相等，有：，可得：，故；竖直上抛运动的最大高度，所以有；故A，B，C错误；D正确；故选D.
2、B
【解析】
A．扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；
BD．分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，故B正确，D错误；
C．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子的无规则运动的反映，故C错误。
故选B。
3、D
【解析】
A.加速度为正向，速度不一定是正向，不一定做加速直线运动，故A错误；
B.百米比赛时，运动员的冲刺速度大成绩不一定好，但平均速度越大，成绩- -定越好，选项B错误；
C.做直线运动的物体，加速度为零时，速度不-一定为零，速度为零时，加速度也不一一定A为零，选项C错误
D.相对于参考系静止的物体，其相对地面的速度不一-定为零，选项D正确。
4、D
【解析】
设原两极板的距离为，负极板右移x时，两极板的距离为
两极板间的距离减小；
A．两极板间距减小为时，由知
则C增大，但C与x的关系不是一次函数，其图像不是直线，故A错误；
B．由
，
则有
则E与x无关，其图像为平行于x轴的直线，故B错误；
C．正极板接地其电势为0，且为最高值。P点与正极板距离不变，设为l，其电势为
得
则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为负值，故C错误；
D．负试探电荷电势能为
则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为正值，故D正确。
故选D。
5、B
【解析】
已知弹簧的弹力F与伸长的长度x，根据胡克定律
得
ACD错误，B正确。
故选B。
6、D
【解析】
A．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，其轨道半径一定大于地球半径，由公式
得
由于第一宇宙速度即为半径为地球半径的卫星的线速度，则这两颗卫星在轨运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；
B．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的动能，故B错误；
C．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的向心力，故C错误；
D．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，则两颗卫星的轨道半径一定相等，由公式
得
则加速度大小一定相等，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ACD
【解析】
A.下落过程中，绳子拉力始终对做正功，动能增大，当在滑轮正下方时，速度最大，拉力和速度垂直，拉力功率为0，所以功率不可能一直增大，故A错误；
B.当速度最大时，根据牵连速度，速度为零，、为系统机械能守恒，
所以的最大速度：
故B正确；
CD.先加速后减速，当加速度为零时，速度最大，此时绳子拉力等于，右侧绳子与竖直方向夹角小于90°，继续加速，对Q受力分析知，水平杆给Q的弹力不等于2mg，故CD错误。
本题选择不正确答案，故选：ACD。
8、ABC
【解析】
A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；
B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置，选项B正确；
C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；
D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。
故选ABC。
9、BCD
【解析】
从静止开始释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则可知，电阻R中的感应电流方向由c到a，故A错误；设导体棒所受的安培力大小为F，根据牛顿第二定律得：物块的加速度，当F=0，即刚释放导体棒时，a最大，最大值为，故B正确；物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有mg=F，而F=BIl，，解得物体下落的最大速度为: ，故C正确；通过电阻R的电量：，故D正确。
10、BC
【解析】
A.根据正点电荷电场的特征可知，a、c两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；
B.电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，由能量守恒定律，
-qφa=-qφb，
解得
，
选项B正确；
C.根据点电荷电场强度公式可知，a点的电场强度大于b点，粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力，由牛顿第二定律可知粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C正确；
D.电荷量为-q的粒子粒子从a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 物块A初始释放时距离光电门的高度h
【解析】
(1)[1]由题意可知，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，所以应让物块A向下运动，则有；
(2)[2]由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度为
则实验当中还需要测量的物理量有物块A初始释放时距离光电门的高度h；
(3)[3]对两物块整体研究，根据牛顿第二定律，则有
物块A经过光电门的速度为
联立得
(4)[4]机械能守恒定律得
12、AC 0.475（0.450～0.500都对） A
【解析】
（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；
D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。
故选：AC。
（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度
vD＝＝m/s＝0.475m/s。
（3）[3]．根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1) 15m/s (2) 物块A不会到达危险区域，物块B会到达危险区域
【解析】
（1）设物块A获得的初速度为v0，则
I=m1v0
A与B碰撞前的运动过程有:
v1=v0-at
其中
a=μg
解得：A与B碰撞前瞬间，A的速度大小
v1=15m/s
（2）A与B碰撞过程机械能守恒、动量守恒，则有
m1v1=m1v1′+m2v2
=+
解得:
v1′=5 m/s，v2=20 m/s
由运动学公式可知：
xA==2.5 m
xB== 40m
即物块A不会到达危险区域，物块B会到达危险区域。
14、（1）（2）①；②
【解析】
试题分析：（1）设卫星在R轨道运行的周期为T，
根据万有引力定律和牛顿第二定律有：
解得：
（2）①如图所示，最大横截面积为A的卫星，经过时间从图中的实线位置运动到了图中的虚线位置，该空间区域的稀薄空气颗粒的质量为
以这部分稀薄空气颗粒为研究对象，碰撞后它们都获得了速度v，设飞船给这部分稀薄空气颗粒的平均作用力大小为F，根据动量定理有：
根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得：
根据牛顿第三定律，卫星所受的阻力大小F′=．
②设卫星在R轨道运行时的速度为v1、动能为Ek1、势能为Ep1、机械能为E1，
根据牛顿定律和万有引力定律有：
卫星的动能，势能
解得：
卫星高度下降ΔH，在半径为（R-ΔH）轨道上运行，
同理可知其机械能
卫星轨道高度下降ΔH，其机械能的改变量
卫星机械能减少是因为克服空气阻力做了功．设卫星在沿半径为R的轨道运行一周过程中稀薄空气颗粒作用于卫星的阻力做的功为W0，利用小量累积的方法可知：
上式表明卫星在绕不同轨道运行一周，稀薄空气颗粒所施加的阻力做的功是一恒量，与轨道半径无关．
则ΔE=nW0
解得：
考点：牛顿定律；万有引力定律；能量守恒定律.
15、1.55
【解析】
设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接CD，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点；光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示；
设液体的折射率为n，由折射定律：①
②
依题意：③
联立①②③解得：④
由几何关系：⑤
⑥
联立④⑤⑥解得：n=1.552023-2024学年内蒙古上学期高三物理模拟试题试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A B两物体同时同地从静止开始运动，其运动的速度随时间的v—t图如图所示，关于它们运动的描述正确的是（ ）
A．物体B在直线上做往返运动
B．物体A做加速度增大的曲线运动
C．AB两物体在0-1s运动过程中距离越来越近
D．B物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小为1:3:2
2、 “世纪工程”﹣港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车，大桥主桥部分由约为6.7km海底隧道和22.9km桥梁构成，海底隧道需要每天24小时照明，而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯，已知r小于R1和R2，则下列说法正确的是（ ）
A．夜间，电流表示数为
B．夜间，开关K闭合，电路中电流表、电压表示数均变小
C．夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大
D．当电流表示数为I则太阳能电池供电系统输出电功率为EI
3、如图所示为单摆的振动图像，根据此振动图像不能确定的物理量是（　　）
A．摆长 B．回复力 C．频率 D．振幅
4、甲乙两车在相邻的平行车道同向行驶，做直线运动，v－t图像如图所示，二者最终停在同一斑马线处，则（　　）
A．甲车的加速度小于乙车的加速度
B．前3s内甲车始终在乙车后边
C．t=0时乙车在甲车前方9.4m处
D．t=3s时甲车在乙车前方0.6m处
5、如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆型槽的半径为R，将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则（　　）
A．A、B物体组成的系统动量守恒
B．A不能到达圆槽的左侧最高点
C．A运动到圆槽的最低点时A的速率为
D．A运动到圆槽的最低点时B的速率为
6、如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（　　）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒 的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是 F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒 与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是　　
A．给气缸缓慢加热
B．取走烧杯中的沙子
C．大气压变小
D．让整个装置自由下落
9、下列说法正确的（　　）
A．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少
B．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气（理想气体）内能减小
E.能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源
10、在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板，风垂直吹向钢板，在钢板由静止开始下落的过程中，作用在钢板上的风力恒定．用EK、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率，关于它们随下落高度或下落时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为Hz
（1）本实验中______（需要/不需要）满足
（2）松开砂桶，小车带动纸带运动，若相邻计数点间还有4个点未画出，纸带如图乙所示，则小车的加速度______m/s2（结果保留三位有效数字）
12．（12分）某同学用图示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”，实验的主要步骤如下：
A．将贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点，下端用细线挂一重物M。
B．弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，细线均与木板平行。
C．记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数和。
D．测量重物M的重力G，记录OM绳的方向。
E.选择合适的标度，用刻度尺做出测力计拉力和的图示，并用平行四边形定则求出合力。
F.按同一标度，做出重物M重力G的图示，并比较F与G，得出结论。
(1)在上述步骤中，有重要遗漏的步骤是________（请填写步骤前的序号），遗漏的内容是________。
(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，其中正确的是（____）
A．OA、OB两根绳必须等长
B．OA、OB两根绳的夹角应该等于
C．OA、OB两根绳要长一点，标记同一细绳方向的两个点要远一点
D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置
(3)本实验采用的科学方法是（____）
A．微元法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．科学推理法
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆环，圆心在O点。质量均为m的A、B两小球套在圆环上，用不可形变的轻杆连接，开始时球A与圆心O等高，球B在圆心O的正下方。轻杆对小球的作用力沿杆方向。
（1）对球B施加水平向左的力F，使A、B两小球静止在图示位置，求力的大小F；
（2）由图示位置静止释放A、B两小球，求此后运动过程中A球的最大速度v；
（3）由图示位置静止释放A、B两小球，求释放瞬间B球的加速度大小a。
14．（16分）如图所示，光滑的水平台高，在水平台上放置A、B两物体，质量分别为，一半径的光滑固定圆弧轨道竖直放置，与水平地面相切于C点，半径OD与竖直方向OC的夹角，现使物体A以的初速度水平向右运动，并与物体B发生正碰，物体B离开平台后恰能沿D点切线方向滑入圆弧轨道。已知重力加速度取，求：
(1)碰撞后物体A的速度；
(2)物体B经过圆弧轨道的C点时，轨道受到的压力大小。
15．（12分）质量为的小车置于光滑的水平面上，车上固定着一根竖直轻杆，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平，然后同时放开小车和小球，小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。
(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小；
(2)若碰撞的作用时间为，求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】v－t图，其数值代表速度大小和方向，斜率表示加速度，面积表示位移；由图可知，B先匀加速直线，再做匀减速直线，速度为正值，为单向直线运动。物体A做加速度增大的直线运动；在0-1s内，B物体在前，A物体在后，距离越来越远；由于面积表示位移，可求1s内、第2s内、第3s内的位移比为1:3:2，由，可知平均速度大小为1:3:2。综上分析，D正确。
2、C
【解析】
A．夜间，桥梁需要照明，开关K闭合，电阻R1、R2并联，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数，故A错误；
B．夜间，开关K闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数变大，故B错误；
C．根据能量守恒定律可知，夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大，故C正确；
D．当电流表示数为I，则太阳能电池供电系统总功率为EI，输出功率为EI﹣I2r，故D错误。
故选C.
3、B
【解析】
由图可直接看出的物理量有：周期T=2s，振幅A=3cm；由单摆的周期公式：
则频率：
可求出摆长为：
由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。B正确，ACD错误。
故选B。
4、D
【解析】
A．根据v－t图的斜率大小表示加速度大小，斜率绝对值越大加速度越大，则知甲车的加速度大于乙车的加速度，故A错误；
BCD．设甲运动的总时间为t，根据几何关系可得
解得
在0－3.6s内，甲的位移
0－4s内，乙的位移
因二者最终停在同一斑马线处，所以，t=0时乙车在甲车前方
0－3s内，甲、乙位移之差
因t=0时乙车在甲车前方8.4m处，所以t=3s时甲车在乙车前方0.6m处，由此可知，前3s内甲车先在乙车后边，后在乙车的前边，故BC错误，D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A．A、B物体组成的系统只有水平方向动量守恒，选项A错误；
B．运动过程不计一切摩擦，故机械能守恒，那么A可以到达B圆槽的左侧最高点，且A在B圆槽的左侧最高点时，A、B的速度都为零，故B错误；
CD．对A运动到圆槽的最低点的运动过程由水平方向动量守恒
对AB整体应用机械能守恒可得
所以A运动到圆槽的最低点时B的速率为
故C错误，D正确；
故选D。
6、D
【解析】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ABD
【解析】
AB．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得
合
因为金属棒从静止出发，所以有
且合
即加速度，加速度方向水平向右；
（1）若，则有
加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有
说明速度与时间成正比，故A可能；
(2)若，则有
随增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；
(3)若，则有
随增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B可能；
CD．设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知感应电动势
环路电流为
则有感应电流与速度成正比；
感应电流功率为
则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C错误，D正确。
故选ABD。
8、BD
【解析】
以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．
【详解】
A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：
(P0-P)(S-s)=G…①
给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．
B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．
C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．
D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．
故选BD．
【点睛】
本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．
9、ACD
【解析】
A．车胎突然爆炸瞬间，气体膨胀，视为短暂的绝热过程，根据热力学第一定律
车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，气体内能减少，A正确；
B．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，B错误；
C．根据气体压强的微观意义可知，气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C正确；
D．根据大气压的变化规律可知，随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气的温度随外界温度的降低而降低，所以氢气的内能减小，D正确；
E．能量转化过程中，总能量不变，但能量可以利用的品质降低，能源会越来越少，E错误。
故选ACD。
10、AC
【解析】
C、钢板受到重力mg、风力F、墙的支持力N和滑动摩擦力f，由于风力恒定，则由平衡条件得知，墙对钢板的支持力恒定，钢板所受的滑动摩擦力恒定，故钢板匀加速下滑，则有v=at，故C正确；
A、根据动能定理得：，可知与h成正比，故A正确；
B、设钢板开始时机械能为，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则，则知E与t是非线性关系，图象应是曲线，故B错误；
D、重力的功率，则知P与h是非线性关系，图象应是曲线，故D错误；
故选AC．
【点睛】本题首先要正确分析钢板的运动情况，其次要根据物理规律得到动能、机械能、速度和重力功率的表达式，再选择图象．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、不需要 2.01
【解析】
（1）[1]小车所受拉力可以由弹簧测力计测出，无需满足
（2）[2]计数点间有4个点没有画出，计数点间的时间间隔为
t=0.02×5s=0.1s
由匀变速直线运动的推论
可得小车的加速度
代入数据解得a=2.01m/s2
12、C 没有记录和的方向 C B
【解析】
(1)[1][2]本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，两个分力和一个合力应该具有相同的效果。所以实验时，步骤C:除记录弹簧秤的示数外， 还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示，即遗漏的内容是没有记录F1和F2的方向。
(2)[3]A．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误;
B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不需要两绳夹角要为120°，故B错误;
C．为了让效果相同，改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置，故C正确;
故选C。
(3)[4]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故ACD错误，B正确。
故选B。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）mg；（2）；（3）
【解析】
（1）设圆环对球的弹力为，轻杆对球的弹力为，对、和轻杆整体，根据平衡条件有
对球有
解得
（2）当轻杆运动至水平时，、球速度最大且均为，由机械能守恒有
解得
（3）在初始位置释放瞬间，、速度为零，加速度都沿圆环切线方向，大小均为，
设此时杆的弹力，根据牛顿第二定律
对球有
对球有
解得
14、 (1)(2) 136N
【解析】
（1）物体B离开平台下落到D点的高度为
由，解得
在D点由速度矢量三角形可得
即碰撞后B的速度为
A、B碰撞时由动量守恒得
联立解得
（2）B从平台落到圆弧轨道C点的全过程，由动能定理得
在C点由牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可得，轨道受到的压力为136N
15、 (1) ，；(2)
【解析】
(1)小球和小车组成的系统水平方向动量守恒
小球和小车组成的系统机械能守恒
解得
，
(2)对全过程，由动量守恒得
由机械能守恒得
碰撞过程中，以小球为研究对象，设轻杆对小球的平均作用力为F，由动量定理得
根据牛顿第三定律可知，小球对轻杆的平均冲击力大小
联立各式解得