卷子答案网-一个不只有答案的网站广东省深圳市南山区为明学校2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。
1．2022年8月25日上午10：00，某中学2022级高一新生军训会操表演在学校操场隆重举行.下列说法中正确的是 ( )
A．“上午10：00”指时间间隔
B．裁判在会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点
C．当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系，其他同学是运动的
D．各班级方阵沿操场一周，其位移就是路程
【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；参考系与坐标系
【解析】【解答】A．“上午10：00”指时刻，故A错误；
B．裁判在会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点，故B正确；
C．当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系，其他同学是静止的，故C错误；
D．各班级方阵沿操场一周，其位移是0，路程是操场的周长，故D错误。
故选择B。
【分析】利用时刻、质点、参考系和位移的定义可得。
2．2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案：7Be原子核可以俘获原子的K层电子而成为7Li的激发态(7Li)*，并放出中微子(当时写作η)，即7Be+e(7Li)*+η。而(7Li)*又可以放出光子γ而回到基态7Li，即(7Li)*Li+γ。下列说法正确的是( )
A．7Be+e(7Li)*+η是衰变
B．(7Li)*和7Li的核子数相同
C．(7Li)*和7Li的比结合能相同
D．(7Li)*Li+γ的过程中，由于质量数守恒，故未出现质量亏损
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．是原子核的人工转变，故A错误；
B．又可以放出光子γ而回到基态，和质子数和中子数没有变化，则核子数不变，故B正确；
C．比更稳定，的比结合能大于的比结合能，故C错误；
D．核反应中放出了能量，根据爱因斯坦质能方程知，该反应过程发生了质量亏损，故D错误。
故选择B。
【分析】根据核反应的书写规律，质量数和电荷数守恒可得，再根据爱因斯坦质能方程知，该反应过程发生了质量亏损。
3．一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如从解得物理量单位、解随某些已知量变化的趋势、解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关，下列速度表达式中，k为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是 ( )
A．v= B．v= C．v= D．v=
【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】速度v的单位为m/s，密度单位为，压强p的单位为；
所以的单位是，的单位是m/s，K无单位，故的单位与速度v的单位相同。故ACD错误，B正确。
故选择B。
【分析】根据基本国际单位推导其他物理量的单位。即利用导出单位检验计算结果是否正确。
4．如图所示，一光滑的半圆面固定于水平地面上，用水平力F将一小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，水平力F大小的变化为（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】设小球受到的支持力与竖直方向夹角为，由题知小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，夹角逐渐减小，由水平方向平衡关系，知逐渐减小，水平力F逐渐减小。故ACD错误，B正确。
故选择B。
【分析】根据小球在水平方向平衡关系可得水平力F大小的变化规律。
5．假设高速公路上A、B两车在同一车道上同向行驶.A车在前，B车在后，速度均为v0=30 m/s，距离x0=100 m.t=0时刻A车遇紧急情况后，A、B两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示.取原运动方向为正方向.下面说法正确的是 ( )
A．t=3 s时，两车相距最近 B．0~9 s内，两车位移之差为35 m
C．t=6 s时，两车距离最近为10 m D．两车在0~9 s内会相撞
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动规律的综合运用；追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AC．由加速度—时间图像可画出两车的速度—时间图像，如图所示
由图像可知，t=6s时两车同速，此时距离最近，图中阴影部分面积0~6s内两车位移之差，即
，则此时两车相距，故A错误，C正确；
BD.0~9s内两车位移之差为，此时两车相距
所以两辆车不会相撞，故BD错误；
故选择C。
【分析】根据加速度时间图象，画出甲乙的速度时间图象，从图像上可得6s时两车同速，此时距离最近，当甲乙两车的速度相等时不相撞，以后就永远不会相撞。
6．某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况.实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上.水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力；摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，故C正确；
D．根据，，可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选择C。
【分析】根据图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，同时可得看出最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
7．某同学用图甲所示装置研究电梯的运动.安装拉力传感器的铁架台置于电梯中，装有水的矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上.电梯运行时，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态
B．电梯先后经历了上行、静止、下行三个过程
C．AB阶段的加速度大小约为0.67 m/s2，方向竖直向上
D．CD阶段的加速度大小约为0.67 m/s2，方向竖直向上
【答案】C
【知识点】超重与失重；牛顿定律与图象
【解析】【解答】A．AB阶段拉力大于重力，电梯处于超重状态，CD阶段小于重力，电梯处于失重状态。A错误；
B．AB阶段加速度向上，CD阶段加速度向下，电梯先后经历了向上加速，向上匀速和向上减速的过程。B错误；
C．由图可知矿泉水瓶的重力mg=15N，重力加速度取，矿泉水瓶的质量m=1.5kg，AB阶段的加速度大小约，方向竖直向上。C正确；
D．CD阶段的加速度大小约，方向竖直向下。D错误。
故选择 C。
【分析】根据图乙可知AB阶段拉力大于重力，电梯处于超重状态，CD阶段小于重力，电梯处于失重状态，再根据加速度的定义可得加速度的大小和方向。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．在足够长的光滑固定斜面上，有一物体以10 m/s的初速度从斜面上的某位置沿斜面向上运动，物体的加速度大小始终为5 m/s2、方向沿斜面向下，当物体的位移大小为7.5 m时，下列说法正确的是 ( )
A．物体运动时间可能为1 s
B．物体运动时间可能为3 s
C．物体运动时间可能为(2+) s
D．物体此时的速度大小一定为5 m/s
【答案】A,B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】ABC．设沿斜面向上为正方向，
则当物体的位移为向上的7.5m时，由运动学公式解得，解得：
当物体的位移为向下的7.5m时，由运动学公式解得，解得：故ABC正确；
D．因为时间可能为1s，3s，，
所以由速度公式解得：，，
故D错误。
故选择ABC。
【分析】根据运动学位移公式可解得时间，再根据速度公式可得速度的关系，注意公式的矢量性。
9．如图所示，质量M=3 kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连.今用与水平方向成60°角的力F拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，F=10 N，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，轻绳与杆的夹角为30°，g取10 m/s2，则( )
A．小球的质量m=1 kg
B．小球的质量m= kg
C．木块与水平杆间的动摩擦因数μ=
D．木块与水平杆间的动摩擦因数μ=
【答案】A,D
【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对小球受力分析，由平衡条件可知，
水平方向上有：，
竖直方向上有：
联立解得m=1kg，故A正确，B错误；
CD．以小球和木块整体为研究对象，
水平方向上有：，
竖直方向上有：
联立解得：，故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】对小球受力分析，由平衡条件可得小球的质量；小球和木块整体为研究对象，由平衡条件可得 木块与水平杆间的动摩擦因数 。
10．如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放上一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，重力加速度为g，则( )
A．传送带一定逆时针转动
B．
C．传送带的速度大于v0
D．t0时刻后木块的加速度为
【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；牛顿运动定律的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．若传送带顺时针转动，当小木块下滑时，有
小木块将一直做匀加速直线运动至传送带底端，当小木块上滑时，有，
小木块先做匀加速直线运动，小木块的速度等于传送带速度时做匀速直线运动，两种情况均不符合运动图象，故传送带一定逆时针转动，故A正确；
B．小木块在内，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向下，小木块的加速度为，
且，解得，故B错误；
C．当小木块的速度等于传送带速度时，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向上，故传送带的速度等于v0，故C错误；
D．时刻后木块的加速度为，故D正确。
故选择AD。
【分析】根据图乙可知小木块在时刻前后加速度不相等，并且速度一直在增加，这说明了传送带一定逆时针转动，再结合牛顿第二定律和加速度公式可得动摩擦因数，以及时刻后木块的加速度。
三、非选择题，本题共5小题，共54分。
11．某同学用如图甲所示装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”.弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计)，激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h.
（1）该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧 时，记录所挂钩码的重力和对应的h.
（2）根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图乙所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0= cm，弹簧的劲度系数k= N/m.(结果均保留一位小数)
【答案】（1）静止
（2）120.0；30.9(30.0~31.5均可)
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h
(2)由图可知，当F=0时，即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离
由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有.
【分析】(1)当弹簧静止时，弹簧的弹力与重力大小相等，此时才能记录所挂钩码的重力和对应的h；
（2）根据胡克定律可得图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数。
12．为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案，如图所示：方案甲中在小车前端固定了力传感器与细线相连，可以从传感器直接读出细线拉力；方案乙中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从测力计示数可读出细线拉力；方案丙中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替木板和小车，三种方案均以质量为 m的槽码的重力作为动力.
（1）关于上述不同实验方案的操作，下列说法正确的是____.
A．各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行
B．在研究加速度与质量关系的时候，需要保证槽码的质量不变
C．甲、乙两方案在计算加速度时必须将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量
D．各方案通过作出a-M图像即可得出加速度与质量的关系
（2）这些方案中，需要满足M m的是 ；必须倾斜轨道以平衡摩擦力的是 .
（3）如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，两个计数点间还有四个点未画出，小车运动到D点瞬时速度为 m/s，小车运动的加速度为 m/s2(结果均保留两位有效数字).
【答案】（1）A；B
（2）丙；甲、乙
（3）0.25；0.50
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）A．各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行，选项A正确；
B．在研究加速度与质量关系的时候，需要保证牵引力不变，即要使得槽码的质量不变，选项B正确；
C．甲、乙两方案在计算加速度时不一定要将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量，选项C错误；
D．各方案通过作出a-图像即可得出加速度与质量的关系，选项D错误；
故选择AB.
（2）这些方案中，甲中有力传感器测量拉力，乙中有弹簧测力计测量拉力，则甲、乙不需要满足M m，但是丙图需要满足M m的条件，丙图有气垫导轨，则不需要平衡摩擦力，但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力；
（3）小车运动到D点瞬时速度为
小车的加速度.
【分析】（1）本实验在拉动小车(滑块)的细线必须与轨道平行；由于涉及到多个物理量，我们采取控制变量法；在选择纸带的时候，应该选择点迹清楚即可，便于计算；我们做出来的图像最好是一次函数。
（2）甲中有力传感器测量拉力，乙中有弹簧测力计测量拉力，则甲、乙不需要满足M m，但是丙图需要满足M m的条件，丙图有气垫导轨，则不需要平衡摩擦力，但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力；
（3）根据匀变速直线运动的规律，时间中点速度等于这段时间的平均速度，求加速度我们采取逐差法可得。
13．如图所示，某单色平行光束入射到半径r= m半圆形玻璃砖的表面，已知玻璃砖对该单色光的折射率为，不考虑圆弧面上的反射光线。
（1）若α=0，求玻璃砖有光线射出部分圆弧所对应的圆心角；
（2）若α=45°，求从圆弧面射出的光线在玻璃砖中运动的最长距离。
【答案】（1）解：
设临界角为C，则sin C=
代入数值得：C=45°
根据甲图对称性可知：有光线射出的圆弧部分对应的圆心角为90°
（2）解：
由折射定律得：n=
代入数值得：β=30°
由乙图知从圆心的正上方射出光线位移最大，xmax=
代入数值得：xmax=2 m。
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）根据发生全反射的临界角为C，结合公式和折射率可得圆心角大小；
（2）根据折射定律可得出玻璃砖时的入射角，在利用几何关系可得从圆心的正上方射出光线位移最大。
14．如图所示，小球B和小球C静止在光滑水平面上，轻弹簧一端固定在B球上，另一端与C球接触但未拴接，弹簧处于自然伸长状态，小球A从光滑圆弧面上距水平地而高h处由静止滑下，圆弧面与水平地面平滑连接，A球与B球发生弹性正碰，并在碰撞后立即将A球拿走。已知小球A的质量为m，小球B的质量为3m，重力加速度为g，求：
（1）A球和B球碰撞后瞬间，B球的速度大小；
（2）要使C球能获得最大动能，C球的质量应为多少。
【答案】（1）解：球A与B第一次碰撞前的速度大小为，根据机械能守恒有
设碰撞后，A球的速度大小为，B球的速度大小为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
（2）解：设C球的质量为，要使C球具有最大动能，则B、C通过弹簧作用，将C球弹离时，B球的速度为零，设C球获得的速度大小为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
【知识点】功能关系；动量守恒定律；牛顿运动定律的综合应用；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】（1） 球A与B第一次碰撞前由根据机械能守恒可得碰撞前的速度，碰撞后由动量守恒和能量守恒可得B球的速度大小 ；
（2） 要使C球具有最大动能，则B、C通过弹簧作用，将C球弹离时，B球的速度为零，根据动量守恒和能量守恒可得C球的质量。
15．超级高铁（Pneumatic。Tubes）是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点，2017年8月中国航天科工公司启动时速1000千米的“高速飞行列车”研发项目，后续还将研制最大运行速度2000千米和4000千米的超级高速列车，如图甲是中国超级高铁模型效果图；在管道中固定着两根水平的平行导轨和，两导轨间距为，图乙是超级高铁列车的纵向截面图，截面是半径为R的圆，列车总质量为M，在列车底盘上固定有长为、宽为R的矩形金属线框，线框单位长度的电阻为r。管道内依次分布着磁感应强度大小均为B、宽度均为R且方向垂直导轨平面的匀强磁场，且相邻区域磁场方向相反，当列车进站时，列车以速度从图丙所示位置开始减速，管道内稀薄空气阻力及与轨道间摩擦均可忽略不计，重力加速度为g，，，求：
（1）导轨对列车的支持力N的大小；
（2）列车减速过程中的最大加速度a；
（3）列车减速的距离x。
【答案】（1）解：
对列车受力分析如图所示
根据平衡条件可得
其中 故
解得
（2）解：列车刚开始减速时加速度最大，安培力提供加速度，根据牛顿第二定律可得
丙图中，线框的ad与bc杆均受到向右的安培力
其中，电流为
电动势为
总电阻为
解得
（3）解：减速过程中对列车由动量定理得
其中
解得
【知识点】动量定理；安培力；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）对列车受力分析根据平衡条件结合几何关系可得支持力N的大小；
（2）列车刚开始减速时加速度最大，根据牛顿第二定律可得加速度，安培力提供加速度，在结合闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可解；
（3） 减速过程中对列车用动量定理，其中平均电流大小由平均电动势可表示出来，再将其代回到动量定理的公式中，即可解出最终答案。
广东省深圳市南山区为明学校2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。
1．2022年8月25日上午10：00，某中学2022级高一新生军训会操表演在学校操场隆重举行.下列说法中正确的是 ( )
A．“上午10：00”指时间间隔
B．裁判在会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点
C．当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系，其他同学是运动的
D．各班级方阵沿操场一周，其位移就是路程
2．2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案：7Be原子核可以俘获原子的K层电子而成为7Li的激发态(7Li)*，并放出中微子(当时写作η)，即7Be+e(7Li)*+η。而(7Li)*又可以放出光子γ而回到基态7Li，即(7Li)*Li+γ。下列说法正确的是( )
A．7Be+e(7Li)*+η是衰变
B．(7Li)*和7Li的核子数相同
C．(7Li)*和7Li的比结合能相同
D．(7Li)*Li+γ的过程中，由于质量数守恒，故未出现质量亏损
3．一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如从解得物理量单位、解随某些已知量变化的趋势、解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关，下列速度表达式中，k为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是 ( )
A．v= B．v= C．v= D．v=
4．如图所示，一光滑的半圆面固定于水平地面上，用水平力F将一小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，水平力F大小的变化为（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
5．假设高速公路上A、B两车在同一车道上同向行驶.A车在前，B车在后，速度均为v0=30 m/s，距离x0=100 m.t=0时刻A车遇紧急情况后，A、B两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示.取原运动方向为正方向.下面说法正确的是 ( )
A．t=3 s时，两车相距最近 B．0~9 s内，两车位移之差为35 m
C．t=6 s时，两车距离最近为10 m D．两车在0~9 s内会相撞
6．某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况.实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上.水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
7．某同学用图甲所示装置研究电梯的运动.安装拉力传感器的铁架台置于电梯中，装有水的矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上.电梯运行时，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态
B．电梯先后经历了上行、静止、下行三个过程
C．AB阶段的加速度大小约为0.67 m/s2，方向竖直向上
D．CD阶段的加速度大小约为0.67 m/s2，方向竖直向上
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．在足够长的光滑固定斜面上，有一物体以10 m/s的初速度从斜面上的某位置沿斜面向上运动，物体的加速度大小始终为5 m/s2、方向沿斜面向下，当物体的位移大小为7.5 m时，下列说法正确的是 ( )
A．物体运动时间可能为1 s
B．物体运动时间可能为3 s
C．物体运动时间可能为(2+) s
D．物体此时的速度大小一定为5 m/s
9．如图所示，质量M=3 kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连.今用与水平方向成60°角的力F拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，F=10 N，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，轻绳与杆的夹角为30°，g取10 m/s2，则( )
A．小球的质量m=1 kg
B．小球的质量m= kg
C．木块与水平杆间的动摩擦因数μ=
D．木块与水平杆间的动摩擦因数μ=
10．如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放上一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，重力加速度为g，则( )
A．传送带一定逆时针转动
B．
C．传送带的速度大于v0
D．t0时刻后木块的加速度为
三、非选择题，本题共5小题，共54分。
11．某同学用如图甲所示装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”.弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计)，激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h.
（1）该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧 时，记录所挂钩码的重力和对应的h.
（2）根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图乙所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0= cm，弹簧的劲度系数k= N/m.(结果均保留一位小数)
12．为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案，如图所示：方案甲中在小车前端固定了力传感器与细线相连，可以从传感器直接读出细线拉力；方案乙中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从测力计示数可读出细线拉力；方案丙中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替木板和小车，三种方案均以质量为 m的槽码的重力作为动力.
（1）关于上述不同实验方案的操作，下列说法正确的是____.
A．各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行
B．在研究加速度与质量关系的时候，需要保证槽码的质量不变
C．甲、乙两方案在计算加速度时必须将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量
D．各方案通过作出a-M图像即可得出加速度与质量的关系
（2）这些方案中，需要满足M m的是 ；必须倾斜轨道以平衡摩擦力的是 .
（3）如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，两个计数点间还有四个点未画出，小车运动到D点瞬时速度为 m/s，小车运动的加速度为 m/s2(结果均保留两位有效数字).
13．如图所示，某单色平行光束入射到半径r= m半圆形玻璃砖的表面，已知玻璃砖对该单色光的折射率为，不考虑圆弧面上的反射光线。
（1）若α=0，求玻璃砖有光线射出部分圆弧所对应的圆心角；
（2）若α=45°，求从圆弧面射出的光线在玻璃砖中运动的最长距离。
14．如图所示，小球B和小球C静止在光滑水平面上，轻弹簧一端固定在B球上，另一端与C球接触但未拴接，弹簧处于自然伸长状态，小球A从光滑圆弧面上距水平地而高h处由静止滑下，圆弧面与水平地面平滑连接，A球与B球发生弹性正碰，并在碰撞后立即将A球拿走。已知小球A的质量为m，小球B的质量为3m，重力加速度为g，求：
（1）A球和B球碰撞后瞬间，B球的速度大小；
（2）要使C球能获得最大动能，C球的质量应为多少。
15．超级高铁（Pneumatic。Tubes）是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点，2017年8月中国航天科工公司启动时速1000千米的“高速飞行列车”研发项目，后续还将研制最大运行速度2000千米和4000千米的超级高速列车，如图甲是中国超级高铁模型效果图；在管道中固定着两根水平的平行导轨和，两导轨间距为，图乙是超级高铁列车的纵向截面图，截面是半径为R的圆，列车总质量为M，在列车底盘上固定有长为、宽为R的矩形金属线框，线框单位长度的电阻为r。管道内依次分布着磁感应强度大小均为B、宽度均为R且方向垂直导轨平面的匀强磁场，且相邻区域磁场方向相反，当列车进站时，列车以速度从图丙所示位置开始减速，管道内稀薄空气阻力及与轨道间摩擦均可忽略不计，重力加速度为g，，，求：
（1）导轨对列车的支持力N的大小；
（2）列车减速过程中的最大加速度a；
（3）列车减速的距离x。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；参考系与坐标系
【解析】【解答】A．“上午10：00”指时刻，故A错误；
B．裁判在会操表演打分中，不能将队伍中某同学看作质点，故B正确；
C．当某班级方阵“正步走”通过主席台时，以某同学为参考系，其他同学是静止的，故C错误；
D．各班级方阵沿操场一周，其位移是0，路程是操场的周长，故D错误。
故选择B。
【分析】利用时刻、质点、参考系和位移的定义可得。
2．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．是原子核的人工转变，故A错误；
B．又可以放出光子γ而回到基态，和质子数和中子数没有变化，则核子数不变，故B正确；
C．比更稳定，的比结合能大于的比结合能，故C错误；
D．核反应中放出了能量，根据爱因斯坦质能方程知，该反应过程发生了质量亏损，故D错误。
故选择B。
【分析】根据核反应的书写规律，质量数和电荷数守恒可得，再根据爱因斯坦质能方程知，该反应过程发生了质量亏损。
3．【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】速度v的单位为m/s，密度单位为，压强p的单位为；
所以的单位是，的单位是m/s，K无单位，故的单位与速度v的单位相同。故ACD错误，B正确。
故选择B。
【分析】根据基本国际单位推导其他物理量的单位。即利用导出单位检验计算结果是否正确。
4．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】设小球受到的支持力与竖直方向夹角为，由题知小球沿着圆弧面从底端逐渐拉到顶端的过程中，夹角逐渐减小，由水平方向平衡关系，知逐渐减小，水平力F逐渐减小。故ACD错误，B正确。
故选择B。
【分析】根据小球在水平方向平衡关系可得水平力F大小的变化规律。
5．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动规律的综合运用；追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AC．由加速度—时间图像可画出两车的速度—时间图像，如图所示
由图像可知，t=6s时两车同速，此时距离最近，图中阴影部分面积0~6s内两车位移之差，即
，则此时两车相距，故A错误，C正确；
BD.0~9s内两车位移之差为，此时两车相距
所以两辆车不会相撞，故BD错误；
故选择C。
【分析】根据加速度时间图象，画出甲乙的速度时间图象，从图像上可得6s时两车同速，此时距离最近，当甲乙两车的速度相等时不相撞，以后就永远不会相撞。
6．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力；摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，故C正确；
D．根据，，可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选择C。
【分析】根据图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，同时可得看出最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
7．【答案】C
【知识点】超重与失重；牛顿定律与图象
【解析】【解答】A．AB阶段拉力大于重力，电梯处于超重状态，CD阶段小于重力，电梯处于失重状态。A错误；
B．AB阶段加速度向上，CD阶段加速度向下，电梯先后经历了向上加速，向上匀速和向上减速的过程。B错误；
C．由图可知矿泉水瓶的重力mg=15N，重力加速度取，矿泉水瓶的质量m=1.5kg，AB阶段的加速度大小约，方向竖直向上。C正确；
D．CD阶段的加速度大小约，方向竖直向下。D错误。
故选择 C。
【分析】根据图乙可知AB阶段拉力大于重力，电梯处于超重状态，CD阶段小于重力，电梯处于失重状态，再根据加速度的定义可得加速度的大小和方向。
8．【答案】A,B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】ABC．设沿斜面向上为正方向，
则当物体的位移为向上的7.5m时，由运动学公式解得，解得：
当物体的位移为向下的7.5m时，由运动学公式解得，解得：故ABC正确；
D．因为时间可能为1s，3s，，
所以由速度公式解得：，，
故D错误。
故选择ABC。
【分析】根据运动学位移公式可解得时间，再根据速度公式可得速度的关系，注意公式的矢量性。
9．【答案】A,D
【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．对小球受力分析，由平衡条件可知，
水平方向上有：，
竖直方向上有：
联立解得m=1kg，故A正确，B错误；
CD．以小球和木块整体为研究对象，
水平方向上有：，
竖直方向上有：
联立解得：，故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】对小球受力分析，由平衡条件可得小球的质量；小球和木块整体为研究对象，由平衡条件可得 木块与水平杆间的动摩擦因数 。
10．【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；牛顿运动定律的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．若传送带顺时针转动，当小木块下滑时，有
小木块将一直做匀加速直线运动至传送带底端，当小木块上滑时，有，
小木块先做匀加速直线运动，小木块的速度等于传送带速度时做匀速直线运动，两种情况均不符合运动图象，故传送带一定逆时针转动，故A正确；
B．小木块在内，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向下，小木块的加速度为，
且，解得，故B错误；
C．当小木块的速度等于传送带速度时，受到的滑动摩擦力方向沿传送带向上，故传送带的速度等于v0，故C错误；
D．时刻后木块的加速度为，故D正确。
故选择AD。
【分析】根据图乙可知小木块在时刻前后加速度不相等，并且速度一直在增加，这说明了传送带一定逆时针转动，再结合牛顿第二定律和加速度公式可得动摩擦因数，以及时刻后木块的加速度。
11．【答案】（1）静止
（2）120.0；30.9(30.0~31.5均可)
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h
(2)由图可知，当F=0时，即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离
由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有.
【分析】(1)当弹簧静止时，弹簧的弹力与重力大小相等，此时才能记录所挂钩码的重力和对应的h；
（2）根据胡克定律可得图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数。
12．【答案】（1）A；B
（2）丙；甲、乙
（3）0.25；0.50
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）A．各方案都需要使拉动小车(滑块)的细线与轨道平行，选项A正确；
B．在研究加速度与质量关系的时候，需要保证牵引力不变，即要使得槽码的质量不变，选项B正确；
C．甲、乙两方案在计算加速度时不一定要将纸带上打的第一个点作为计数点进行测量，选项C错误；
D．各方案通过作出a-图像即可得出加速度与质量的关系，选项D错误；
故选择AB.
（2）这些方案中，甲中有力传感器测量拉力，乙中有弹簧测力计测量拉力，则甲、乙不需要满足M m，但是丙图需要满足M m的条件，丙图有气垫导轨，则不需要平衡摩擦力，但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力；
（3）小车运动到D点瞬时速度为
小车的加速度.
【分析】（1）本实验在拉动小车(滑块)的细线必须与轨道平行；由于涉及到多个物理量，我们采取控制变量法；在选择纸带的时候，应该选择点迹清楚即可，便于计算；我们做出来的图像最好是一次函数。
（2）甲中有力传感器测量拉力，乙中有弹簧测力计测量拉力，则甲、乙不需要满足M m，但是丙图需要满足M m的条件，丙图有气垫导轨，则不需要平衡摩擦力，但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力；
（3）根据匀变速直线运动的规律，时间中点速度等于这段时间的平均速度，求加速度我们采取逐差法可得。
13．【答案】（1）解：
设临界角为C，则sin C=
代入数值得：C=45°
根据甲图对称性可知：有光线射出的圆弧部分对应的圆心角为90°
（2）解：
由折射定律得：n=
代入数值得：β=30°
由乙图知从圆心的正上方射出光线位移最大，xmax=
代入数值得：xmax=2 m。
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）根据发生全反射的临界角为C，结合公式和折射率可得圆心角大小；
（2）根据折射定律可得出玻璃砖时的入射角，在利用几何关系可得从圆心的正上方射出光线位移最大。
14．【答案】（1）解：球A与B第一次碰撞前的速度大小为，根据机械能守恒有
设碰撞后，A球的速度大小为，B球的速度大小为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
（2）解：设C球的质量为，要使C球具有最大动能，则B、C通过弹簧作用，将C球弹离时，B球的速度为零，设C球获得的速度大小为，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
【知识点】功能关系；动量守恒定律；牛顿运动定律的综合应用；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】（1） 球A与B第一次碰撞前由根据机械能守恒可得碰撞前的速度，碰撞后由动量守恒和能量守恒可得B球的速度大小 ；
（2） 要使C球具有最大动能，则B、C通过弹簧作用，将C球弹离时，B球的速度为零，根据动量守恒和能量守恒可得C球的质量。
15．【答案】（1）解：
对列车受力分析如图所示
根据平衡条件可得
其中 故
解得
（2）解：列车刚开始减速时加速度最大，安培力提供加速度，根据牛顿第二定律可得
丙图中，线框的ad与bc杆均受到向右的安培力
其中，电流为
电动势为
总电阻为
解得
（3）解：减速过程中对列车由动量定理得
其中
解得
【知识点】动量定理；安培力；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）对列车受力分析根据平衡条件结合几何关系可得支持力N的大小；
（2）列车刚开始减速时加速度最大，根据牛顿第二定律可得加速度，安培力提供加速度，在结合闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可解；
（3） 减速过程中对列车用动量定理，其中平均电流大小由平均电动势可表示出来，再将其代回到动量定理的公式中，即可解出最终答案。
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