1、辽宁省铁岭市协作体2017届高三（上）第三次联考物理试卷（解析版）一、选择题：共12小题，每小题4分每小题的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理的发展起到了重要作用，下列关于物理思想个方法说法错误的是（）A质点和点电荷是同一种思想方法B重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想C加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量D牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证2在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下
2、，为了算出加速度，最合理的方法是（）计数点序号123456计数点对应的时刻/s0.10.20.30.40.50.6通过计数点时的速度/（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0A根据任意两个计数点的速度，用公式a=算出加速度B根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，用公式a=tan算出加速度C根据实验数据画出vt图象，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式a=算出加速度D依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度3如图（a）所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B
3、受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图（b）所示的状态，小球B刚好位于O点正下方则F1与F2的大小关系正确的是（）AF1=4F2BF1=3F2C2F1=3F2D2F1=5F24如图所示，质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上在小车右端施加一个F=10N的水平恒力当小车向右运动的速度达到2.8m/s时，在其右端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数=0.20假定小车足够长则下列说法正确的是（）A煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动B小车一直做加速度不变的匀加速直线运动C煤块在3s内前进的位移
4、为9mD小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m5点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c表示等势面上的点，下列说法正确的有（）A位于g点的点电荷不受电场力作用Bb点的场强与d点的场强大小一定相等C把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功D把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7kJ6如图所示，在竖直向下的匀强电场中，将质量相等的两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一竖直线上的不同位置，释放后，M、N
5、保持静止，则（）AM的带电量一定比N的大BM一定带负电荷，N一定带正电荷C静止时M受到的合力比N的大D移动过程中匀强电场对M做负功7两电源电动势分别为E1、E2（E1E2），内阻分别为r1、r2当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等若将R减小为R，电源输出功率分别为P1、P2，则（）Ar1r2 P1P2Br1r2 P1P2Cr1r2 P1P2Dr1r2 P1P28如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为（）A4RB5RC10RD16R9一宇航员到
6、达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示F1=7F2，设R、m、引力常量G以及F1为已知量，忽略各种阻力以下说法正确的是（）A该星球表面的重力加速度为B卫星绕该星球的第一宇宙速度为C星球的质量为D小球在最高点的速度为零10如图所示，半径为R的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动当小球回到A点
7、时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是（）ABCD111如图甲所示，在距离地面高度为h=0.80m的平台上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用物块开始静止于A点，与OA段的动摩擦因数=0.50现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示物块向左运动x
8、=0.40m到达B点，到达B点时速度为零，随即撤去外力F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从M点离开平台，落到地面上N点，取g=10m/s2，则（）A弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 JB弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0JC整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0JDMN的水平距离为1.6 m12如图，用轻绳连接的滑轮组下方悬挂着两个物体，它们的质量分别为m1、m2，且m2=2m1，m1用轻绳挂在动滑轮上，滑轮的质量、摩擦均不计，现将系统从静止释放，当m1上升h高度（h小于两滑轮起始高度差）这一过程中，下列说法正确的是（）Am2减小的重力势能全部转化为m1的重力势能Bm1上升到h高度时
9、的速度为C轻绳对m2做功的功率与轻绳对m1做功的功率大小相等D轻绳的张力大小为m1g二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）13（6分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验此方案验证机械能守恒定律方便快捷（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=mm；（2）在处理数据时，计算小球下落h高度时速度v的表达式为；（3）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象？；Aht
10、图象 Bh图象 Cht2图象 Dh图象（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会（填“增大”、“缩小”或“不变”）14（10分）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：（A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知（B）直流电流表量程300mA，内阻很小（C）电阻箱R，阻值范围为0999.9（D）定值电阻R0，标称阻值10（E）导线和开关（1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反
11、复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：断开电源开关S，将多用表选择开关置于1档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10，将多用表选择开关置于10档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好由以上操作可知，发生故障的元件是（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路（3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是（选填方案编号1、2或3） 方案编号 电阻箱的阻值R/ 1 300.0 25
12、0.0 200.0 150.0 100.0 2 100.0 85.0 70.0 55.0 40.0 3 40.0 30.0 25.0 20.0 15.0（4）根据实验数据描点，绘出的R图象是一条直线若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=（用k、b和R0表示）三、计算题（本题共3小题，共36分15题10分，16题11分，17题15分解答时应该写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（10分）如图所示，M，N为两块水平放置的平行金属板，板长为l，两板间的距离也为l，板间电压恒定，今有一带电
13、粒子（重量不计）以一定的初速度沿两板正中间垂直进入电场，最后打在距两平行板右端距离为l的竖直屏上，粒子落点距O点的距离为若大量的上述粒子（与原来的初速度一样，并忽略粒子间相互作用）从MN板间不同位置垂直进入电场试求这些粒子打到竖直屏上的范围16（11分）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示一质量m=1.01020kg，电荷量q=1.0109C的带负电的粒子从（1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动忽略粒子的重力等因素求：（1）x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大
14、小之比；（2）该粒子运动的最大动能Ekm；（3）该粒子运动的周期T17（15分）如图所示，倾角=37的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角=53，且物体B对挡板P的压力恰好为零图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行现让环C从位置R由静止
15、释放，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2求：（1）小环C的质量M；（2）小环C通过位置S时的动能Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT；（3）小环C运动到位置Q的速率v2016-2017学年辽宁省铁岭市协作体高三（上）第三次联考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：共12小题，每小题4分每小题的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理的发展起到了重要作用，下列关于物理思想个方法说法错误的是（）A质点和点电荷是同一种思想方法B重
16、心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想C加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量D牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证【考点】1U：物理学史【分析】质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，合力与分力能够等效替代，采用了等效替代的思想；伽利略提出“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点加速度、电场强度、电势都采取比值法定义【解答】解：A、质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，所以质点和点电荷是同一种思想方法，故A正确；B、重心、合力和分力、总电阻都采用了等效替代的思想，故B正确；C、加速度、电场强度、电势的定义式分别为：a=、E=、=，都是采取比值
17、法定义的物理量，故C正确；D、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故D错误；本题选错误的，故选：D【点评】对于物理学上重要的实验和发现，可根据实验的原理、内容、结论及相应的物理学家等等一起记忆，不能混淆2在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下，为了算出加速度，最合理的方法是（）计数点序号123456计数点对应的时刻/s0.10.20.30.40.50.6通过计数点时的速度/（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0A根据任意两个计数点的速度，用公式a=算出加速度B根据实验数据画出vt图象，量出其倾角，用公式a=t
18、an算出加速度C根据实验数据画出vt图象，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式a=算出加速度D依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度【考点】1B：加速度【分析】通过题目给出的数据作出速度时间图象，解出其斜率即是小车的加速度【解答】解：AC、在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出vt图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式a=算出加速度，所以误差小
19、；故A错误，C正确B、根据实验数据画出vt图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a=tan算出的数值并不是加速度，故B错误D、这种方法是不对的，因为根本就不知道加速度是一个什么函数，如果是一个变化值这种方法完全是错误的，除非你能确定加速度是什么函数，故D错误故选：C【点评】在实验中处理数据的方法较多，而图象法往往是一种比较准确的解题方法3如图（a）所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图（b）所示的状态，小球B刚好位
20、于O点正下方则F1与F2的大小关系正确的是（）AF1=4F2BF1=3F2C2F1=3F2D2F1=5F2【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力【分析】运用整体法研究OA绳与竖直方向的夹角；再隔离B研究，分析AB绳与竖直方向的夹角；由几何关系得到两夹角相等，判断两个拉力的关系【解答】解：A受到F1水平向右的力，B受到F2的水平向左的力，以整体为研究对象，分析受力如图：设OA绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得：tan=以B球为研究对象，受力如图设AB绳与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得：tan=由几何关系得到：=联立解得：2F1=5F2故选：D【点评】本题考查共点力作用
21、下物体的平衡问题，采用隔离法和整体法，由平衡条件分析物体的状态，考查灵活选择研究对象的能力4如图所示，质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上在小车右端施加一个F=10N的水平恒力当小车向右运动的速度达到2.8m/s时，在其右端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数=0.20假定小车足够长则下列说法正确的是（）A煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动B小车一直做加速度不变的匀加速直线运动C煤块在3s内前进的位移为9mD小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m【考点】37：牛顿第二定律；1G：匀变速直线运动规律的综合
22、运用【分析】分别对滑块和平板车进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自加速度，物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，根据运动学基本公式即可以求出时间通过运动学公式求出位移【解答】解：AB、根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：，代入数据解得：刚开始运动时对小车有：，解得：，经过时间t，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：，车的速度为：，解得：t=2s，以后煤块和小车一起运动，根据牛顿第二定律：，一起以加速度做运动加速运动，故选项AB错误；CD、在2s内小黑煤块前进的位移为：，然后和小车共同运动1s时间，此1s时间内位移为：，故煤块在3s内前进的位移为4+4.4m=8.4m，故选项C错
23、误；在2s内小黑煤块前进的位移为：，小车前进的位移为：，两者的相对位移为：，故选项D正确故选：D【点评】该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解，难度适中5点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c表示等势面上的点，下列说法正确的有（）A位于g点的点电荷不受电场力作用Bb点的场强与d点的场强大小一定相等C把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功D把1库仑正
24、电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7kJ【考点】A7：电场线；AE：电势能；AF：等势面【分析】空间中某一点的实际场强是由多个场强叠加产生的在等势面上移动电荷电场力做功为零根据电场力做功W=qU求解【解答】解：A、位于g点的位置电势为零，场强不为零，所以点电荷受电场力作用，故A错误B、b点的场强与d点的场强是由点电荷Q1、Q2和Q3所产生的场强叠加产生的，Q2和Q3与b点和d点的距离不等，根据点电荷场强公式E=得Q2和Q3在b点和d点的场强大小不等，方向不同所以b点的场强与d点的场强大小不相等，故B错误C、根据电场力做功W=qU得把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程
25、中，电场力做的总功等于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功，故C错误D、把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功W=qU=1C4kV（3kV）=7kJ，故D正确故选D【点评】本题考查了电场线特点及沿电场线的方向电势降低，点电荷连线上的电势分布6如图所示，在竖直向下的匀强电场中，将质量相等的两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一竖直线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，则（）AM的带电量一定比N的大BM一定带负电荷，N一定带正电荷C静止时M受到的合力比N的大D移动过程中匀强电场对M做负功【考点】AG：匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】分别对MN两个小球进行受力分析，
26、然后结合受力平衡的特点与库仑力的特点分析电性，再根据电场力做功的特点分析做功情况【解答】解：A、电场线竖直向下，因为M、N在释放后保持静止，说明受到的合力为0；对两小球分析可知，小球受重力、电场力和两小球间的库仑力作用；若M带正电，则受重力和电场力向下，如果平衡，则N对M的库仑力应向上，并且库仑力等于重力与电场力的合力；再对N分析，N对M库仑力向上，故N只能带正电荷，受电场力、重力及库仑力均向下，不可能平衡，故M不可能带正电；故M只能带负电，此时N受电场力向上，则库仑力可以向上也可以向下，由平衡关系可知；如果M受库仑力向上，对M有：EqM+F=mg；此时N带负电；再对N分析可知，N受重力、向上
27、的电场力以及向下的库仑力，应有：mg+F=EqN；故qM小于qN；如果M受库仑力向下，则有：EqM=mg+F；对N分析则有：N带正电，受电场力向下，则有EqN+mg=F，此时M的电量比N的大；由以上分析可知M一定带负电，而N可以带正电也可以带负电；带N带负电时，M的电量小于N，而N带正电时，M的电量大于N，故AB错误；C、由于两电荷均处于静止，因此静止时两电荷受到的合力均为零，故C错误；D、因M带负电，故由上到下移动电荷时，电场力与运动方向夹角为钝角，故电场对M一定做负功，故D正确故选：D【点评】该题考查电场中物体的受力平衡问题，对于电场中的共点力作用下物体的平衡其解决方法和纯力学中共点力作用
28、下物体的平衡适用完全相同的解决方法，但在解题时一定要注意全面分析，明确所有可能的情况才能准确求解7两电源电动势分别为E1、E2（E1E2），内阻分别为r1、r2当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等若将R减小为R，电源输出功率分别为P1、P2，则（）Ar1r2 P1P2Br1r2 P1P2Cr1r2 P1P2Dr1r2 P1P2【考点】BB：闭合电路的欧姆定律；BG：电功、电功率【分析】根据两个电池的UI图线，据两者电动势的大小关系及两条图线有交点，由图可读出内阻的大小关系；两线的交点对应的工作电阻为R，再作出一大于R的电阻的UI图线，分析对应电流及电压从而分析出功率的大小
29、关系【解答】解：根据闭合电路欧姆定律得：U=EIr，可知电源的UI图线的斜率绝对值等于r，所以有：r1r2电源的UI图线与电阻的UI图线的交点就表示了该电阻接在该电源上时的工作状态，此交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率，即以此交点和坐标原点为两个顶点的长方形的面积表示电源的输出功率，由P=UI得知，对应UI图象的是矩形面积若将R减小为R，由图中可知：P1P2故选：A【点评】本题为有关全电路电阻、功率关系的半定量问题，采用图线方法分析是较简捷的思路把电源和外电阻的伏安特性曲线合在一个坐标轴上比较，给运算带来方便8如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R
30、的电阻时，指针偏转至满刻度处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为（）A4RB5RC10RD16R【考点】NA：把电流表改装成电压表【分析】欧姆表调零即待测电阻为零，根据指针偏转位置和闭合回路欧姆定律求解【解答】解：设电动势为E，内阻为R内，满偏电流为Ig，欧姆表调零时，Ig=测一阻值为R的电阻时Ig=测一未知电阻时Ig=解这三式得： R=16R故选D【点评】考查欧姆表的改装原理，结合闭合回路欧姆定律进而求所测电阻9一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点
31、的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示F1=7F2，设R、m、引力常量G以及F1为已知量，忽略各种阻力以下说法正确的是（）A该星球表面的重力加速度为B卫星绕该星球的第一宇宙速度为C星球的质量为D小球在最高点的速度为零【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】（1）对砝码受力分析，在最高点和最低点时，由向心力的公式和整个过程的机械能守恒可以求得重力加速度的大小；（2）根据万有引力提供向心力可以求得星球的第一宇宙速度（3）求得星球表面的重力加速度的大小，再由在星球表面时，万有引力和重力近似相等，可以求得星球的质量；（4）对小球在最高点运用牛顿第二定律分析求解问题【解答
32、】解：A、设砝码在最低点时细线的拉力为F1，速度为v1，则 F1mg=m设砝码在最高点细线的拉力为F2，速度为v2，则 F2+mg=m由机械能守恒定律得 mg2r+mV22=mV12 由、解得 g=F1=7F2，所以该星球表面的重力加速度为故A正确B、根据万有引力提供向心力得：=卫星绕该星球的第一宇宙速度为v=，故B错误C、在星球表面，万有引力近似等于重力 G=mg 由、解得 M=，故C正确D、小球在最高点受重力和绳子拉力，根据牛顿运动定律得： F2+mg=mmg所以小球在最高点的最小速v2故D错误故选：AC【点评】根据砝码做圆周运动时在最高点和最低点的运动规律，找出向心力的大小，可以求得重力
33、加速度；知道在星球表面时，万有引力和重力近似相等，而贴着星球的表面做圆周运动时，物体的重力就作为做圆周运动的向心力10如图所示，半径为R的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是（）ABCD1【考点】6
34、B：功能关系【分析】第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系列式；两次击打后可以到轨道最高点，再次根据功能关系列式；最后联立求解即可【解答】解：第一次击打后球最高到达与球心O等高位置，根据功能关系，有： W1mgR两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有： W1+W22mgR=mv2在最高点，由牛顿第二定律有： mg+N=mmg联立解得： W1mgR W2mgR则，故AD错误，BC正确；故选：BC【点评】本题关键是抓住临界状态，然后结合功能关系和牛顿第二定律列式分析要知道小球刚好到达圆轨道最高点时，由重力提供向心力11如图甲所示，在距离地面高度为h=0.80m的平台上有一轻质弹
35、簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用物块开始静止于A点，与OA段的动摩擦因数=0.50现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示物块向左运动x=0.40m到达B点，到达B点时速度为零，随即撤去外力F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从M点离开平台，落到地面上N点，取g=10m/s2，则（）A弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 JB弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0JC整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0JDMN的水平距离为1.6 m【考点】6B：功能关系；69：
36、弹性势能【分析】Fx图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，由几何知识求外力F做的功根据能量守恒定律求弹簧最大的弹性势能由W=fx求克服摩擦力做功由能量守恒定律求出物体离开M点时的速度，由平抛运动的规律求MN的水平距离【解答】解：A、根据Fx图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，则弹簧被压缩过程中外力F做的功为 WF=+180.2=6.0J故A正确B、物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功 Wf=mgx=0.50.5100.4J=1.0J根据能量守恒可知，弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为 Ep=WFWf=5.0J，故B错误C、整个运动过程中克服摩擦力做功为 Wf总=2mgx=2.0J故C错误D
37、、设物块离开M点时的速度为v对整个过程，由能量守恒得： =WFWf总，解得 v=4m/s物块离开M点后做平抛运动，则有 h= x=vt解得 x=1.6m故D正确故选：AD【点评】解答本题的关键是知道外力F所做功等于其图象与x轴所围成的面积，能灵活选取研究的过程，根据能量守恒定律和平抛运动基本公式进行研究12如图，用轻绳连接的滑轮组下方悬挂着两个物体，它们的质量分别为m1、m2，且m2=2m1，m1用轻绳挂在动滑轮上，滑轮的质量、摩擦均不计，现将系统从静止释放，当m1上升h高度（h小于两滑轮起始高度差）这一过程中，下列说法正确的是（）Am2减小的重力势能全部转化为m1的重力势能Bm1上升到h高度
38、时的速度为C轻绳对m2做功的功率与轻绳对m1做功的功率大小相等D轻绳的张力大小为m1g【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率【分析】本题中单个物体系统机械能不守恒，但多个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒，利用好整体法和隔离法利用牛顿第二定律即可判断【解答】解：A、根据能量守恒可知，m2减小的重力势能全部转化为m1的重力势能和两物体的动能，故A错误；B、根据动滑轮的特点可知，m2的速度为m1速度的2倍，根据动能定律可得：解得：v=，故B正确；C、绳子的拉力相同，由于轻绳对m2做功的功率P2=Fv2，P1=2Fv1，由于v2=2v1，故轻绳对m2做功的功率与轻绳对m1做功的功率大小相等
39、，故C正确；D、根据动滑轮的特点可知，m1的加速度为m2的加速度的一半，根据牛顿第二定律可知：2Fm1g=m1a，m2gF=m2a联立解得：，故D正确；故选：BCD【点评】本题关键是多个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变，利用好整体法和隔离法利用牛顿第二定律即可判断二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）13在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验此方案验证机械能守恒定律方
40、便快捷（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=17.805mm；（2）在处理数据时，计算小球下落h高度时速度v的表达式为；（3）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象？D；Aht图象 Bh图象 Cht2图象 Dh图象（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会增大（填“增大”、“缩小”或“不变”）【考点】MD：验证机械能守恒定律【分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知
41、，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容【解答】解：（1）螺旋测微器的固定刻度为17.5mm，可动刻度为30.50.01mm=0.305mm，所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm，（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；所以v=，（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgh=mv2；即：2gh=（）2为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，所以应作h图象，故选：D（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，
42、两者的差值会增大，故答案为：（1）17.805（2）（3）D（4）增大【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解14（10分）（2015临潼区模拟）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：（A）电动车电池一组，电动势约为12V，内阻未知（B）直流电流表量程300mA，内阻很小（C）电阻箱R，阻值范围为0999.9（D）定值电阻R0，标称阻值10（E）导线和开关（
43、1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：断开电源开关S，将多用表选择开关置于1档，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为10，将多用表选择开关置于10档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为70，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好由以上操作可知，发生故障的元件是电流表（2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路（3）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值为R0=10的定值电阻的电流I，下列三组关于R的取值方案中，比较合理的方案是2
44、（选填方案编号1、2或3） 方案编号 电阻箱的阻值R/ 1 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 2 100.0 85.0 70.0 55.0 40.0 3 40.0 30.0 25.0 20.0 15.0（4）根据实验数据描点，绘出的R图象是一条直线若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=k，内阻r=bR0（用k、b和R0表示）【考点】N3：测定电源的电动势和内阻【分析】（1）欧姆表读数=刻度盘读数倍率；故障检测时，除电流表其余部分均没有问题，故问题只能出在电流表处；（3）为减小电流表的读数误差，电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一，即电流范围为：
45、100mAI300mA，根据欧姆定律，计算出电阻箱电阻值的大致范围即可；（4）根据闭合电路欧姆定律列式，然后进行公式变形，得到与R关系式，在分析讨论【解答】解：（1）欧姆表表盘读数为“7”，倍率为“10”，故为70；障检测时，除电流表其余部分均没有问题，故问题只能出在电流表处；故答案为：70，电流表；（3）为减小电流表的读数误差，电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一，即电流范围为：100mAI300mA，根据欧姆定律，总电阻120R总40，扣除定值电阻10，即电流表内阻和电源内阻加上电阻箱电阻应该大于等于30而小于等于110，由于电流表内阻不计，故应该选方案2；故答案为：2；（4）根据闭合电
46、路欧姆定律，有公式变形，得到对比一次函数y=kx+b，R相当于x，E相当于k，相当于y，（rR0）相当于b；故E=krR0=b解得E=k，r=bR0故答案为k，bR0【点评】本题涉及欧姆表的读数、测定电源电动势和内电阻的实验原理及具体操作，虽然最后的图象处理不是用的伏安法，但都可以用闭合电路欧姆定律列式分析，作出直线图象是关键三、计算题（本题共3小题，共36分15题10分，16题11分，17题15分解答时应该写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（10分）（2016秋铁岭月考）如图所示，M，N为两块水平放置的平行金
47、属板，板长为l，两板间的距离也为l，板间电压恒定，今有一带电粒子（重量不计）以一定的初速度沿两板正中间垂直进入电场，最后打在距两平行板右端距离为l的竖直屏上，粒子落点距O点的距离为若大量的上述粒子（与原来的初速度一样，并忽略粒子间相互作用）从MN板间不同位置垂直进入电场试求这些粒子打到竖直屏上的范围【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动【分析】根据粒子在电场中做类平抛运动，根据给出的数据绘出粒子运动轨迹，粒子轨迹求出粒子离开电场时侧向偏转位移y，又由于粒子进入电场时的速度不变，故粒子运动轨迹是相同的，故可以根据粒子射出电场时的侧向位移y可以判定能射出电场的粒子入射范围，从而据轨迹求粒子能打在
48、屏上的范围【解答】解：设粒子质量为m，带电荷量为q，初速度为v0，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动：水平方向：位移l=v0t，则电场中运动时间为t=，竖直方向：位移y=at2=a速度偏向角tan=飞出电场后做匀速直线运动，匀速直线运动的竖直位移y1=ltan=；由/，可得，即y=由题意知总的竖直位移为：y+y1=l 将带入，可得y1=，那么y=粒子从MN板间不同位置垂直进入电场当粒子从贴近下板进入电场，其总的竖直位移与前面相同（因为场强、电量等量是相同的），即为，所以打在O点当粒子恰好从上板边缘飞出电场时，斜向上匀速运动的竖直位移（与前面相同），即为所以，从O点到最上端的距离为如图：所以粒子打
49、到屏上的范围为O点向上至答：粒子打到竖直屏上的范围为为点上方【0，】【点评】本题关键是由粒子在电场中做类平抛运动，根据由此判定粒子运动轨迹并能计算相关的侧位移量，掌握运动的合成与分解是关键16（11分）（2015秋朝阳区期末）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示一质量m=1.01020kg，电荷量q=1.0109C的带负电的粒子从（1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动忽略粒子的重力等因素求：（1）x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比；（2）该粒子运动的最
50、大动能Ekm；（3）该粒子运动的周期T【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动；66：动能定理的应用【分析】（1）根据图象可明确左右两边电势的降落与距离间的关系，根据E=即可求得各自的电场强度，从而求出比值；（2）分析粒子运动过程，明确当粒子到达原点时速度最大，根据动能定理可求得最大动能； （3）粒子在原点两侧来回振动，故周期为粒子在两侧运动的时间之和；根据速度公式v=at即可求出各自的时间，则可求得周期【解答】解：（1）由图可知：根据U=Ed可知：左侧电场强度： V/m=2.0103V/m 右侧电场强度： V/m=4.0103V/m 所以：（2）粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：qE
51、1x=Ekm其中x=1.0102m联立并代入相关数据可得： J（3）设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有同理可知：而周期：T=2（t1+t2）联立并代入相关数据可得：T=3.0108s答：（1）x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比为1：2；（2）该粒子运动的最大动能Ekm为2.0108J；（3）该粒子运动的周期T为3.0108s【点评】本题考查带电粒子在电场中的运动分析，要注意明确运动过程，并能根据牛顿第二定律以及动能定理等物理规律进行分析，并灵活应用数学规律求解17（15分）（2016平度市模拟）如图所示，倾角=37的光滑且足够长的
52、斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角=53，且物体B对挡板P的压力恰好为零图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行现让环C从位置R由静止释放，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2求：（1）小环C的质量M；（2）小环C通过位置S时的动
53、能Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT；（3）小环C运动到位置Q的速率v【考点】6B：功能关系；44：运动的合成和分解；62：功的计算【分析】（1）该题中，共有ABC三个物体与弹簧组成一个系统，受力的物体比较多，可以先以AB组成的整体为研究对象，求出绳子的拉力，然后以C为研究对象进行受力分析，即可求出C的质量；（2）由几何关系求出绳子RD段的长度，再以B为研究对象，求出弹簧的伸长量，以及后来的压缩量，最后根据机械能守恒定律求出C的速度、动能；由动能定理求出轻绳对环做的功WT；（3）由机械能守恒定律即可求出C的速度【解答】解：（1）先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力
54、支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳子的拉力为：T=2mgsin=210sin37=12N以C为研究对象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图，则：Tcos53=Mg代入数据得：M=0.72kg（2）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；产生B沿斜面方向的受力：F1=mgsin=110sin37=6N弹簧的伸长量：x1=mgsin/K=0.025m当小环 C 通过位置 S 时A下降的距离为xA=0.05m此时弹簧的压缩量x2=xAx1=0.025m由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末态的弹性势能
55、相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒有：Mgdcot+mgxAsin=Ek解得：Ek=1.38J环从位置 R 运动到位置 S 的过程中，由动能定理可知：WT+Mgdcot=Ek解得：WT=0.3J（3）环从位置 R 运动到位置 Q 的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒Mg（2dcot）=对环在Q点的速度进行分解如下图，则： vA=vcos两式联立可得：v=2m/s答：（1）小环C的质量 是0.72kg； （2）小环C通过位置S时的动能Ek是1.38J，环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功是0.3J； （3）小环C运动到位置Q的速率是2m/s【点评】该题中，第一问相对比较简单，解答的关键是第二问，在解答的过程中一定要先得出弹簧的弹性势能没有变化的结论，否则解答的过程不能算是完整的