卷子答案网-一个不只有答案的网站辽宁省实验中学东戴河分校2019-2020学年高三上学期物理12月月考试卷
一、单选题
1．（2019高三上·辽宁月考）一个高尔夫球静止于平坦的地面上．在t=0时球被击出，若不计空气阻力的影响，飞行 中球的速率与时间的关系如图，根据图象提供的信息不能求出的物理量是（ ）
A．高尔夫球的飞行时间
B．高尔夫球上升的最大高度
C．人击球时对高尔夫球做的功
D．高尔夫球落地时离击球点的距离
2．（2019高三上·辽宁月考）一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态．一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示．让环自由下落，撞击平板．已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长，则（ ）
A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C．环撞击板后，板的新平衡位置与h的大小有关
D．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
3．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于O点，现在有三条光滑轨道a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端(轨道先后放置)，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（ ）
A．ta＞tb＞tc B．ta＜tb＜tc C．ta＝tb＝tc D．无法确定
4．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B，两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同，用平行于斜面的恒力F向上推物体A使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B对A的压力平行于斜面，则下列说法中正确的是（ ）
A．只减小A的质量，B对A的压力大小不变
B．只减小B的质量，B对A的压力大小会增大
C．只减小斜面间的倾角，B对A的压力大小不变
D．只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ，B对A的压力会增大
5．（2019高二上·嘉兴期中）物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化如图所示。则物体在直角坐标系xOy所在的平面内的运动轨迹是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2019高三上·辽宁月考）2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星，拉开了今年北斗全球高密度组网的序幕．北斗系统主要由离地而高度约为6R(R为地球半径)同步轨道卫星和离地面高度约为3R的中圆轨道卫星组成，已知地球表面重力加速度为g，忽略地球自转．则下列说法正确的是（ ）
A．中圆轨道卫星的运行周期为12 小时
B．中圆轨道卫星的向心加速度约为
C．同步轨道卫星受到的向心力小于中圆轨道卫星受到的向心力
D．因为同步轨道卫星的速度小于中圆轨道卫星的速度，所以卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速
二、多选题
7．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，一物体自倾角为 的固定斜面上某一位置 处斜向上抛出，到达斜面顶端 处时速度恰好变为水平方向，已知 、 间的距离为 ，重力加速度为 ，则关于抛出时物体的初速度 的大小及其与斜面间的夹角 ，以下关系中正确的有（ ）
A． B．
C． D．
8．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷 ＝k，则质子的速度可能为（ ）
A．2BkL B． C． D．
9．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，一质量为m的铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为m的小球，小球还用一水平细线拉着．保持环和小球的位置不变，横杆的位置逐渐按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静止，则（ ）
A．连接环和小球的细线拉力增大
B．杆对环的作用力保持不变
C．杆对环的弹力一直减小，最小值为mg
D．杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为2mg
10．（2019高三上·辽宁月考）超导是当前物理学研究的前沿之一，它是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。如图所示，由某超导材料制成的圆形线圈放在绝缘水平面上，在其圆心正上方某一高度处，在外力作用下将小磁铁向下移动到P点后，撤去外力，小磁铁刚好能静止不动。则在小磁铁向下移动过程中（ ）
A．从上往下看，线圈中将产生逆时针方向的感应电流
B．线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力
C．小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中电流为零
D．小磁铁减小的重力势能等于线圈中产生的电能
11．（2019高三上·昌平月考）在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P，从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示，则（ ）
A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10Ω
C．电源的最大输出功率为1.8W
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
12．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，F、K、L、T是与一带正电的点电荷处于同一平面内的四个确定点，将一带正电的试探电荷从F点移至K点和从L点移至K点，静电力做功相等；将这一试探电荷从T点移至L点和从K点移至L点，静电力做功也相等。则（ ）
A．F、K两点电势相等，L、T两电电视相等
B．可以确定F、K、L、T各点的电场强度方向
C．F点的电场强度与L点的电场强度大小相等
D．将试探电荷从F点移至L点的过程中静电力做负功
三、实验题
13．（2019高三上·辽宁月考）如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9
Ω；S为开关．已知RT在95℃时的阻值为150 Ω，在20℃时的阻值约为550 Ω．现要求在降温过程中测量在 之间的多个温度下RT的阻值．
（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图．
（2）完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线；
②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃；
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；
④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录 ；
⑤将RT的温度降为T1 (20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数 ，记录 ；
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝ ；
⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤、⑥．
14．（2019高三上·辽宁月考）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据已在下表中给出，其中 的值可从图（b）中弹簧测力计的示数读出。
砝码的质量 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力 2.15 2.36 2.55 2.93
回答下列问题：
（1） = ：
（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出 图线；
（3） 与 、木块质量 、木板与木块之间的动摩擦因数 及重力加速度大小 之间的关系式为 = ， 图线（直线）的斜率的表达式为 = 。
（4）取 ，由绘出的 图线求得 。（保留2位有效数字）
四、解答题
15．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，竖直平面内半径为R的四分之一光画圆弧轨道AB处于磁感应强度为 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，CD下方没有磁场。紧挨着圆弧轨道底端右下侧竖直平面内有一正方形区域CDEF，CD与圆弧轨道底部相切于C点，该区域有匀强电场，一质量为m，带电荷量为+q的小球，从A点静止释放，由C点水平进入右侧正方形区域CDEF。已知正方形区域的边长等于圆弧轨道的半径，重力加速度为g。
（1）求小球在轨道最低点对轨道的压力
（2）若在正方形区域仅加竖直向下的匀强电场，能使小球恰好从E点飞出，求该电场场强E的大小
16．（2018高二下·沂南期中）发电机输出功率为P＝50kW，输出电压 ＝500V，用户需要的电压 ＝220V，连接升压变压器和降压变压器的输电线电阻为R＝3Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的0.6%，试求：
（1）用户得到的电功率是多少？
（2）输电线中的电流和输电线上损失电压分别是多少？
（3）在输电线路中的升压、降压变压器原副线圈的匝数比分别是多少？
17．（2019高三上·辽宁月考）一物理兴趣小组为了研究碰撞过程的不变量，在水平气垫导轨上设计如图实验，为了分析问题方便，可以把水平气垫导轨设想为水平光滑地面，从而不计滑块与导轨间的摩擦，滑块的速度可以利用光电门测定，图上未画．导轨上质量均为 的滑块 和 通过一根轻弹簧连接，且弹簧处于原长， 左侧紧挨着竖直挡板且不粘连．一质量为 的滑块 以速度 水平向左运动，与滑块 碰后粘连在一起．试求：
（1）弹簧所具有的最大弹性势能；
（2）整个过程竖直挡板对滑块 的冲量；
（3）整个过程滑块 的最大速度．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】斜抛运动；动能定理的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.不计空气阻力，高尔夫球落到水平地面上时，速率相等，由图看出，小球5s时刻落地，A不符合题意；
B.小球的初速度大小为v0=31m/s，到达最高点时的速度大小为v=19m/s，由动能定理得-
由此式可求出最大高度h，B不符合题意；
C. 由动能定理得，人击球时对高尔夫球做的功
由于高尔夫球的质量m未知，无法求出W，C符合题意；
D. 高尔夫球水平方向做匀速直线运动，水平方向分速度vx=19m/s，运动时间已知，则可求落地点的距离，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于不计空气阻力可以判别小球的运动时间；利用动能定理可以求出最大的高度；利用水平方向的位移公式可以求出水平方向的距离；由于不知道小球的质量不能求出人对高尔夫球做的功。
2．【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律
【解析】【解答】AB.圆环与平板碰撞过程，若碰撞时间极短，内力远大于外力，系统总动量守恒，由于碰后速度相同，为完全非弹性碰撞，机械能不守恒，减小的机械能转化为内能，A符合题意，B不符合题意；
C.碰撞后平衡位置，有
即碰撞后新平衡位置与下落高度h无关，C不符合题意；
D.碰撞后环与板共同下降的过程中重力和弹簧的弹力都做功，它们动能和重力势能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，D不符合题意；
故答案为：A；
【分析】利用碰撞过程内力远远大于外力可以判别动量守恒；利用属于非弹性碰撞所以机械能减小；利用平衡条件可以判别新的平衡位置跟高度无关；碰后环和板下落时动能和重力势能的减小量等于弹性势能的增加量。
3．【答案】B
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】设上面圆的半径为r，矩形宽为R，则轨道的长度s=2rcosα+ ，下滑的加速度 ，根据位移时间公式得，x= at2，则 ．因为a、b、c夹角由小至大，所以有tc＞tb＞ta．B符合题意，ACD不符合题意．
故答案为：B．
【分析】解决本题的关键通过牛顿第二定律和运动学公式得出时间的表达式，结合角度的大小关系进行比较．
4．【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】将AB看做一个整体，整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面向上的推力，根据牛顿第二定律可得
，
隔离B分析可得 ，解得： ，由牛顿第三定律可知，B对A的压力： ，若只减小A的质量，变大，若只减小B的质量，变小，AB不符合题意；AB之间的压力与斜面的倾角、与斜面的动摩擦因数无关，C符合题意D不符合题意
故答案为：C
【分析】以两物体组成的系统为研究对象，应用牛顿第二定律求出加速度，然后以B为研究对象，应用牛顿第二定律求出B与A间的作用力，然后根据该作用力的表达式分析答题
5．【答案】B
【知识点】位移的合成与分解；速度的合成与分解
【解析】【解答】在0～3s，在y正方向上做匀速直线运动，x正方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度方向向上，对应的轨迹向x轴正方向弯曲的抛物线；在3s～4s，初速度与横轴正方向夹角
根据图像可知，加速度方向与横轴方向夹角，图像斜率代表加速度
合加速度与合速度在一条直线上，做匀加速直线运动，图像是倾斜的直线。
故答案为：B
【分析】物体的运动分为两个方向，结合两个方向的v-t图像，图像与时间轴所围成的面积是位移，求解合位移即可。
6．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．M表示地球的质量，m表示卫星的质量，根据万有引力提供向心力
可得：
则
可知中圆轨道卫星的运行周期不等于12小时。A不符合题意；
B．在地球表面为m0的物体，有：
中圆轨道卫星：
则其向心加速度约为 ．B符合题意；
C．同步轨道卫星与中圆轨道卫星的质量关系不确定，则不能判断所受的向心力的关系，C不符合题意；
D．因为同步轨道卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星的轨道半径，所以卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向后方喷气加速做离心运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用引力提供向心力结合半径之比可以求出运行周期的大小；利用引力提供向心力可以求出向心加速度的大小；由于不知道质量关系不能确定向心力的大小；利用轨道半径的比较可以判别离心运动变轨时卫星需要加速。
7．【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.运用逆向思维，物体做平抛运动，设初速度方向与水平方向的夹角为β，根据平抛运动的推论有 ，
又 ，
则 ，
B符合题意，A不符合题意；
CD.运用逆向思维，物体做平抛运动，根据：
得： ，
则P点的竖直分速度为：
P点的水平分速度为： ，
又：
则有： ，
C符合题意、D不符合题意；
故答案为：BC；
【分析】利用平抛运动位移方向和速度方向角的关系结合几何关系可以导出与角度的关系；利用平抛运动的位移公式可以求出运动的时间；结合速度公式可以求出竖直方向的速度大小，结合速度的方向可以求出初速度的大小。
8．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】因质子带正电，且经过c点，其可能的轨迹如图所示，
所有圆弧所对圆心角均为 ，所以质子运行半径r＝ (n＝1，2，3．．．．．．)
由洛伦兹力提供向心力得Bqv＝m
即v＝ ＝Bk (n＝1，2，3．．．．．．)
BD符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用质子的运动轨迹结合几何关系可以求出运动的半径；结合牛顿第二定律可以求出速度的大小。
9．【答案】B,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．保持环和小球的位置不变，细线与竖直方向的夹角不变，细线的拉力Tcos45°=mg，T= mg，保持不变，A符合题意；
B．环受到重力、细线的拉力、杆的作用力，由于重力和细线的拉力不变，杆对环的作用力保持不变，B符合题意；
CD．杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，由于线的拉力与环重力的合力方向斜向右下，杆对环的弹力始终垂直于杆方向，根据动态分析方法可知，杆对环的弹力先增大后减小，对环的摩擦力先减小再增大，因此杆对环的弹力在杆水平时为2mg，竖直时为mg，所以杆对环的弹力的最小值为mg；杆对环的摩擦力在水平时为f=Tsin45°=mg，在竖直时为：f2=mg+Tcos45°=2mg，所以杆对环的摩擦力最大值2mg，C不符合题意，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】利用小球的平衡方程可以判别绳子的拉力大小保持不变；利用环的平衡结合重力和拉力不变可以判别杆对环的作用力保持不变；利用杆的动态平衡可以判别杆对环的摩擦力和弹力大小变化；利用竖直位置和水平位置的平衡方程可以求出弹力和摩擦力的最值。
10．【答案】A,B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A.小磁铁向下移动线圈中向下的磁通量在增加，由楞次定律，增反减同可知，产生的感应磁场向上，从上往下看，由安培定则可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，A符合题意；
B.小磁铁向下移动，线圈阻碍小磁铁向下运动，故线圈给小磁铁的力向上，由牛顿第三定律可知，小磁铁给线圈的力向下，故线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力，B符合题意；
C.小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中感应电流为零，但小磁铁静止，说明线圈产生的磁场给小磁铁一个向上的力，故线圈中有电流，C不符合题意；
D.由于有外力做功，故小磁铁减小的重力势能不等于线圈中产生的电能，D不符合题意；
故答案为：AB；
【分析】利用磁通量变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向；利用楞次定律可以判别安培力的方向结合线圈的平衡可以判别线圈对桌面的压力大小；由于有外力做功所以重力势能的减少量不等于产生的电能。
11．【答案】A,C,D
【知识点】欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】A. 当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而 两端的电压增大，故乙图线表示是 示数的变化；图线甲表示 示数的变化，A符合题意；
B.由图可知，当只有 接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由 可得：
当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为 ，故有：
由闭合电路欧姆定律可得：
解得： ，
B不符合题意；
C.因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流：
故电源的最大输出功率： C符合题意；
D.由B的分析可知， 的阻值为5Ω， 电阻为20Ω；当 等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流：
则滑动变阻器消耗的最大功率：
D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别电压表对应的图线；利用闭合电路的欧姆定律结合坐标可以求出内阻和电动势的大小；利用内外电阻相等结合功率表达式可以求出最大的功率；利用滑动变组器电阻和其他元件电阻相等可以求出最大的功率。
12．【答案】B,C
【知识点】电场及电场力；电场强度；电势
【解析】【解答】A.根据 ，
又因为试探电荷从F点移至K点和从L点移至K点，静电力做功相等，可知F、L两点的电势相等，即F、L在同一等势面上；同理，试探电荷从T点移至L点和从K点移至L点，静电力做功也相等，可知T、K两点的电势相等，即T、K两点在同一等势面上，A不符合题意；
B.分别作F、L两点和K、T两点连线的垂直平分线，其交点O即为点电荷的位置，如图所示，根据点电荷的位置即可确定出F、L、K、T四点处的电场方向，B符合题意；
C.根据正点电荷的电场分布特点，可知F点的电场强度大小等于L点的电场强度大小，C符合题意；
D.由于F点的电势等于L点的电势，将试探电荷从F点移至L点的过程中静电力做功为零，D不符合题意；
故答案为：BC；
【分析】利用等势点的中垂线交点可以判别点电荷的位置；利用坐标点距离点电荷的位置可以判别电势和场强的大小；利用电势的大小可以判别电场力做功的情况。
13．【答案】（1）
（2）电阻箱的读数 ；仍为 ；电阻箱的读数 ；
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，实物电路图如图所示：
；（2）闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0．⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数I0，记录电阻箱电阻R1．⑥由闭合电路欧姆定律可得：温度为95℃时：E=I0（r+RA+RT+R0），即：E=I0（r+RA+150Ω+R0）当RT的温度降为T1时，有：E=I0（r+RA+RT1+R1），联立解得：RT1=R0+150-R1．
【分析】（1）由于电路中没有电压表所以只能利用电阻箱调节电路实验电流的大小相等，使之出现等效效果，利用电阻箱的电阻求出对应温度下热敏电阻的阻值；闭合开关时要记录电流表读数和电阻箱读数；调节温度后，要利用电阻箱调节使电流还是原来电流，记录此时电阻箱的电阻；利用电阻箱的差值和热敏电阻的初始电阻可以求出不同温度下的阻值大小。
14．【答案】（1）2.75
（2）
（3）；
（4）0.40
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】（1）由图（b）可读出弹簧测力计的示数 （2） 图线如图所示。
；（3）摩擦力表达式 ，其斜率 。（4）图线的斜率 ，解得 。
【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用表格数据进行描点连线；
（3）利用动摩擦因数和重力大小可以求出摩擦力的表达式；摩擦力的表达式可以判别图像斜率的含义；
（4）利用图像斜率可以求出动摩擦因数的大小。
15．【答案】（1）解：由于洛伦兹力不做功，根据机械能守恒定律有： ，
在最低点根据牛顿第二定律有： ，
解得： ；
根据牛顿第三定律可得小球在轨道最低点时对轨道的压力为2mg
（2）解：小球进入CDEF区域后做类平抛运动，水平方向： ，
解得： ，
竖直方向：
解得： ，
又： ，
解得：
【知识点】机械能守恒及其条件；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）小球在磁场中运动过程只有重力做功，利用机械能守恒可以求出小球在轨道最低点的速度大小；利用最低点的牛顿第二定律可以求出小球对轨道的压力大小；
（2）小球在电场中做类平抛运动，利用类平抛的位移公式可以求出小球加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
16．【答案】（1）解：输电线上损耗的功率
用户得到的功率
（2）解：由 得：
输电线上损失电压：
（3）解：升压变压器原线圈输入电流为：
升压变压器原、副线圈匝数之比：
升压变压器的输出电压为：
降压变压器的输入电压为：
降压变压器原、副线圈两端的匝数之比：
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】本题考查远距离输电原理。解题要点：一是利用升压变压器和降压变压器的电压、电流和功率与匝数比的关系，二是两变压器间的联系。，，。
17．【答案】（1）解：滑块 和 做完全非弹性碰撞，由动量守恒可知
解得
当 和 向左的速度减为零时，弹簧的弹性势能达到最大，由机械能守恒知 解得
（2）解：当弹簧第一次恢复原长时，滑块 刚好离开挡板，此时 和 向右的速度大小也为 ，由动量定理知挡板对滑块 的冲量
方向水平向右
（3）解：滑块 离开挡板后，当弹簧再次恢复原长时滑块 的速度最大，设为 ，由动量守恒知
由机械能守恒知
联立以上各式解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）B与C碰撞过程不受外力，利用动量守恒定律可以求出碰后速度的大小；碰后两者一起共速压缩弹簧，利用动能转化为弹性势能可以求出最大的弹性势能大小；
（2）竖直挡板从C碰撞B的过程到A离开墙壁一直产生弹力作用；利用动量定理结合系统前后动量的变化可以求出弹力对系统冲量的大小；
（3）A从离开墙壁到弹簧再次恢复原长时速度达到最大，利用系统动量守恒及机械能守恒定律可以求出滑块A的最大速度。
辽宁省实验中学东戴河分校2019-2020学年高三上学期物理12月月考试卷
一、单选题
1．（2019高三上·辽宁月考）一个高尔夫球静止于平坦的地面上．在t=0时球被击出，若不计空气阻力的影响，飞行 中球的速率与时间的关系如图，根据图象提供的信息不能求出的物理量是（ ）
A．高尔夫球的飞行时间
B．高尔夫球上升的最大高度
C．人击球时对高尔夫球做的功
D．高尔夫球落地时离击球点的距离
【答案】C
【知识点】斜抛运动；动能定理的综合应用；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.不计空气阻力，高尔夫球落到水平地面上时，速率相等，由图看出，小球5s时刻落地，A不符合题意；
B.小球的初速度大小为v0=31m/s，到达最高点时的速度大小为v=19m/s，由动能定理得-
由此式可求出最大高度h，B不符合题意；
C. 由动能定理得，人击球时对高尔夫球做的功
由于高尔夫球的质量m未知，无法求出W，C符合题意；
D. 高尔夫球水平方向做匀速直线运动，水平方向分速度vx=19m/s，运动时间已知，则可求落地点的距离，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于不计空气阻力可以判别小球的运动时间；利用动能定理可以求出最大的高度；利用水平方向的位移公式可以求出水平方向的距离；由于不知道小球的质量不能求出人对高尔夫球做的功。
2．（2019高三上·辽宁月考）一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态．一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示．让环自由下落，撞击平板．已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长，则（ ）
A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C．环撞击板后，板的新平衡位置与h的大小有关
D．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
【答案】A
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律
【解析】【解答】AB.圆环与平板碰撞过程，若碰撞时间极短，内力远大于外力，系统总动量守恒，由于碰后速度相同，为完全非弹性碰撞，机械能不守恒，减小的机械能转化为内能，A符合题意，B不符合题意；
C.碰撞后平衡位置，有
即碰撞后新平衡位置与下落高度h无关，C不符合题意；
D.碰撞后环与板共同下降的过程中重力和弹簧的弹力都做功，它们动能和重力势能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，D不符合题意；
故答案为：A；
【分析】利用碰撞过程内力远远大于外力可以判别动量守恒；利用属于非弹性碰撞所以机械能减小；利用平衡条件可以判别新的平衡位置跟高度无关；碰后环和板下落时动能和重力势能的减小量等于弹性势能的增加量。
3．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于O点，现在有三条光滑轨道a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端(轨道先后放置)，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（ ）
A．ta＞tb＞tc B．ta＜tb＜tc C．ta＝tb＝tc D．无法确定
【答案】B
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】设上面圆的半径为r，矩形宽为R，则轨道的长度s=2rcosα+ ，下滑的加速度 ，根据位移时间公式得，x= at2，则 ．因为a、b、c夹角由小至大，所以有tc＞tb＞ta．B符合题意，ACD不符合题意．
故答案为：B．
【分析】解决本题的关键通过牛顿第二定律和运动学公式得出时间的表达式，结合角度的大小关系进行比较．
4．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B，两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同，用平行于斜面的恒力F向上推物体A使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B对A的压力平行于斜面，则下列说法中正确的是（ ）
A．只减小A的质量，B对A的压力大小不变
B．只减小B的质量，B对A的压力大小会增大
C．只减小斜面间的倾角，B对A的压力大小不变
D．只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ，B对A的压力会增大
【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】将AB看做一个整体，整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面向上的推力，根据牛顿第二定律可得
，
隔离B分析可得 ，解得： ，由牛顿第三定律可知，B对A的压力： ，若只减小A的质量，变大，若只减小B的质量，变小，AB不符合题意；AB之间的压力与斜面的倾角、与斜面的动摩擦因数无关，C符合题意D不符合题意
故答案为：C
【分析】以两物体组成的系统为研究对象，应用牛顿第二定律求出加速度，然后以B为研究对象，应用牛顿第二定律求出B与A间的作用力，然后根据该作用力的表达式分析答题
5．（2019高二上·嘉兴期中）物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化如图所示。则物体在直角坐标系xOy所在的平面内的运动轨迹是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】位移的合成与分解；速度的合成与分解
【解析】【解答】在0～3s，在y正方向上做匀速直线运动，x正方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度方向向上，对应的轨迹向x轴正方向弯曲的抛物线；在3s～4s，初速度与横轴正方向夹角
根据图像可知，加速度方向与横轴方向夹角，图像斜率代表加速度
合加速度与合速度在一条直线上，做匀加速直线运动，图像是倾斜的直线。
故答案为：B
【分析】物体的运动分为两个方向，结合两个方向的v-t图像，图像与时间轴所围成的面积是位移，求解合位移即可。
6．（2019高三上·辽宁月考）2019年4月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星，拉开了今年北斗全球高密度组网的序幕．北斗系统主要由离地而高度约为6R(R为地球半径)同步轨道卫星和离地面高度约为3R的中圆轨道卫星组成，已知地球表面重力加速度为g，忽略地球自转．则下列说法正确的是（ ）
A．中圆轨道卫星的运行周期为12 小时
B．中圆轨道卫星的向心加速度约为
C．同步轨道卫星受到的向心力小于中圆轨道卫星受到的向心力
D．因为同步轨道卫星的速度小于中圆轨道卫星的速度，所以卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．M表示地球的质量，m表示卫星的质量，根据万有引力提供向心力
可得：
则
可知中圆轨道卫星的运行周期不等于12小时。A不符合题意；
B．在地球表面为m0的物体，有：
中圆轨道卫星：
则其向心加速度约为 ．B符合题意；
C．同步轨道卫星与中圆轨道卫星的质量关系不确定，则不能判断所受的向心力的关系，C不符合题意；
D．因为同步轨道卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星的轨道半径，所以卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向后方喷气加速做离心运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用引力提供向心力结合半径之比可以求出运行周期的大小；利用引力提供向心力可以求出向心加速度的大小；由于不知道质量关系不能确定向心力的大小；利用轨道半径的比较可以判别离心运动变轨时卫星需要加速。
二、多选题
7．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，一物体自倾角为 的固定斜面上某一位置 处斜向上抛出，到达斜面顶端 处时速度恰好变为水平方向，已知 、 间的距离为 ，重力加速度为 ，则关于抛出时物体的初速度 的大小及其与斜面间的夹角 ，以下关系中正确的有（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.运用逆向思维，物体做平抛运动，设初速度方向与水平方向的夹角为β，根据平抛运动的推论有 ，
又 ，
则 ，
B符合题意，A不符合题意；
CD.运用逆向思维，物体做平抛运动，根据：
得： ，
则P点的竖直分速度为：
P点的水平分速度为： ，
又：
则有： ，
C符合题意、D不符合题意；
故答案为：BC；
【分析】利用平抛运动位移方向和速度方向角的关系结合几何关系可以导出与角度的关系；利用平抛运动的位移公式可以求出运动的时间；结合速度公式可以求出竖直方向的速度大小，结合速度的方向可以求出初速度的大小。
8．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷 ＝k，则质子的速度可能为（ ）
A．2BkL B． C． D．
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】因质子带正电，且经过c点，其可能的轨迹如图所示，
所有圆弧所对圆心角均为 ，所以质子运行半径r＝ (n＝1，2，3．．．．．．)
由洛伦兹力提供向心力得Bqv＝m
即v＝ ＝Bk (n＝1，2，3．．．．．．)
BD符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用质子的运动轨迹结合几何关系可以求出运动的半径；结合牛顿第二定律可以求出速度的大小。
9．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，一质量为m的铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为m的小球，小球还用一水平细线拉着．保持环和小球的位置不变，横杆的位置逐渐按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静止，则（ ）
A．连接环和小球的细线拉力增大
B．杆对环的作用力保持不变
C．杆对环的弹力一直减小，最小值为mg
D．杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为2mg
【答案】B,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．保持环和小球的位置不变，细线与竖直方向的夹角不变，细线的拉力Tcos45°=mg，T= mg，保持不变，A符合题意；
B．环受到重力、细线的拉力、杆的作用力，由于重力和细线的拉力不变，杆对环的作用力保持不变，B符合题意；
CD．杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，由于线的拉力与环重力的合力方向斜向右下，杆对环的弹力始终垂直于杆方向，根据动态分析方法可知，杆对环的弹力先增大后减小，对环的摩擦力先减小再增大，因此杆对环的弹力在杆水平时为2mg，竖直时为mg，所以杆对环的弹力的最小值为mg；杆对环的摩擦力在水平时为f=Tsin45°=mg，在竖直时为：f2=mg+Tcos45°=2mg，所以杆对环的摩擦力最大值2mg，C不符合题意，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】利用小球的平衡方程可以判别绳子的拉力大小保持不变；利用环的平衡结合重力和拉力不变可以判别杆对环的作用力保持不变；利用杆的动态平衡可以判别杆对环的摩擦力和弹力大小变化；利用竖直位置和水平位置的平衡方程可以求出弹力和摩擦力的最值。
10．（2019高三上·辽宁月考）超导是当前物理学研究的前沿之一，它是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。如图所示，由某超导材料制成的圆形线圈放在绝缘水平面上，在其圆心正上方某一高度处，在外力作用下将小磁铁向下移动到P点后，撤去外力，小磁铁刚好能静止不动。则在小磁铁向下移动过程中（ ）
A．从上往下看，线圈中将产生逆时针方向的感应电流
B．线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力
C．小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中电流为零
D．小磁铁减小的重力势能等于线圈中产生的电能
【答案】A,B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A.小磁铁向下移动线圈中向下的磁通量在增加，由楞次定律，增反减同可知，产生的感应磁场向上，从上往下看，由安培定则可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，A符合题意；
B.小磁铁向下移动，线圈阻碍小磁铁向下运动，故线圈给小磁铁的力向上，由牛顿第三定律可知，小磁铁给线圈的力向下，故线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力，B符合题意；
C.小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中感应电流为零，但小磁铁静止，说明线圈产生的磁场给小磁铁一个向上的力，故线圈中有电流，C不符合题意；
D.由于有外力做功，故小磁铁减小的重力势能不等于线圈中产生的电能，D不符合题意；
故答案为：AB；
【分析】利用磁通量变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向；利用楞次定律可以判别安培力的方向结合线圈的平衡可以判别线圈对桌面的压力大小；由于有外力做功所以重力势能的减少量不等于产生的电能。
11．（2019高三上·昌平月考）在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P，从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示，则（ ）
A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10Ω
C．电源的最大输出功率为1.8W
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
【答案】A,C,D
【知识点】欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】A. 当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而 两端的电压增大，故乙图线表示是 示数的变化；图线甲表示 示数的变化，A符合题意；
B.由图可知，当只有 接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由 可得：
当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为 ，故有：
由闭合电路欧姆定律可得：
解得： ，
B不符合题意；
C.因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流：
故电源的最大输出功率： C符合题意；
D.由B的分析可知， 的阻值为5Ω， 电阻为20Ω；当 等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流：
则滑动变阻器消耗的最大功率：
D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别电压表对应的图线；利用闭合电路的欧姆定律结合坐标可以求出内阻和电动势的大小；利用内外电阻相等结合功率表达式可以求出最大的功率；利用滑动变组器电阻和其他元件电阻相等可以求出最大的功率。
12．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，F、K、L、T是与一带正电的点电荷处于同一平面内的四个确定点，将一带正电的试探电荷从F点移至K点和从L点移至K点，静电力做功相等；将这一试探电荷从T点移至L点和从K点移至L点，静电力做功也相等。则（ ）
A．F、K两点电势相等，L、T两电电视相等
B．可以确定F、K、L、T各点的电场强度方向
C．F点的电场强度与L点的电场强度大小相等
D．将试探电荷从F点移至L点的过程中静电力做负功
【答案】B,C
【知识点】电场及电场力；电场强度；电势
【解析】【解答】A.根据 ，
又因为试探电荷从F点移至K点和从L点移至K点，静电力做功相等，可知F、L两点的电势相等，即F、L在同一等势面上；同理，试探电荷从T点移至L点和从K点移至L点，静电力做功也相等，可知T、K两点的电势相等，即T、K两点在同一等势面上，A不符合题意；
B.分别作F、L两点和K、T两点连线的垂直平分线，其交点O即为点电荷的位置，如图所示，根据点电荷的位置即可确定出F、L、K、T四点处的电场方向，B符合题意；
C.根据正点电荷的电场分布特点，可知F点的电场强度大小等于L点的电场强度大小，C符合题意；
D.由于F点的电势等于L点的电势，将试探电荷从F点移至L点的过程中静电力做功为零，D不符合题意；
故答案为：BC；
【分析】利用等势点的中垂线交点可以判别点电荷的位置；利用坐标点距离点电荷的位置可以判别电势和场强的大小；利用电势的大小可以判别电场力做功的情况。
三、实验题
13．（2019高三上·辽宁月考）如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9
Ω；S为开关．已知RT在95℃时的阻值为150 Ω，在20℃时的阻值约为550 Ω．现要求在降温过程中测量在 之间的多个温度下RT的阻值．
（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图．
（2）完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线；
②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃；
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；
④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录 ；
⑤将RT的温度降为T1 (20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数 ，记录 ；
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝ ；
⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤、⑥．
【答案】（1）
（2）电阻箱的读数 ；仍为 ；电阻箱的读数 ；
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，实物电路图如图所示：
；（2）闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0．⑤将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数I0，记录电阻箱电阻R1．⑥由闭合电路欧姆定律可得：温度为95℃时：E=I0（r+RA+RT+R0），即：E=I0（r+RA+150Ω+R0）当RT的温度降为T1时，有：E=I0（r+RA+RT1+R1），联立解得：RT1=R0+150-R1．
【分析】（1）由于电路中没有电压表所以只能利用电阻箱调节电路实验电流的大小相等，使之出现等效效果，利用电阻箱的电阻求出对应温度下热敏电阻的阻值；闭合开关时要记录电流表读数和电阻箱读数；调节温度后，要利用电阻箱调节使电流还是原来电流，记录此时电阻箱的电阻；利用电阻箱的差值和热敏电阻的初始电阻可以求出不同温度下的阻值大小。
14．（2019高三上·辽宁月考）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据已在下表中给出，其中 的值可从图（b）中弹簧测力计的示数读出。
砝码的质量 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力 2.15 2.36 2.55 2.93
回答下列问题：
（1） = ：
（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出 图线；
（3） 与 、木块质量 、木板与木块之间的动摩擦因数 及重力加速度大小 之间的关系式为 = ， 图线（直线）的斜率的表达式为 = 。
（4）取 ，由绘出的 图线求得 。（保留2位有效数字）
【答案】（1）2.75
（2）
（3）；
（4）0.40
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】（1）由图（b）可读出弹簧测力计的示数 （2） 图线如图所示。
；（3）摩擦力表达式 ，其斜率 。（4）图线的斜率 ，解得 。
【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用表格数据进行描点连线；
（3）利用动摩擦因数和重力大小可以求出摩擦力的表达式；摩擦力的表达式可以判别图像斜率的含义；
（4）利用图像斜率可以求出动摩擦因数的大小。
四、解答题
15．（2019高三上·辽宁月考）如图所示，竖直平面内半径为R的四分之一光画圆弧轨道AB处于磁感应强度为 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，CD下方没有磁场。紧挨着圆弧轨道底端右下侧竖直平面内有一正方形区域CDEF，CD与圆弧轨道底部相切于C点，该区域有匀强电场，一质量为m，带电荷量为+q的小球，从A点静止释放，由C点水平进入右侧正方形区域CDEF。已知正方形区域的边长等于圆弧轨道的半径，重力加速度为g。
（1）求小球在轨道最低点对轨道的压力
（2）若在正方形区域仅加竖直向下的匀强电场，能使小球恰好从E点飞出，求该电场场强E的大小
【答案】（1）解：由于洛伦兹力不做功，根据机械能守恒定律有： ，
在最低点根据牛顿第二定律有： ，
解得： ；
根据牛顿第三定律可得小球在轨道最低点时对轨道的压力为2mg
（2）解：小球进入CDEF区域后做类平抛运动，水平方向： ，
解得： ，
竖直方向：
解得： ，
又： ，
解得：
【知识点】机械能守恒及其条件；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）小球在磁场中运动过程只有重力做功，利用机械能守恒可以求出小球在轨道最低点的速度大小；利用最低点的牛顿第二定律可以求出小球对轨道的压力大小；
（2）小球在电场中做类平抛运动，利用类平抛的位移公式可以求出小球加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。
16．（2018高二下·沂南期中）发电机输出功率为P＝50kW，输出电压 ＝500V，用户需要的电压 ＝220V，连接升压变压器和降压变压器的输电线电阻为R＝3Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的0.6%，试求：
（1）用户得到的电功率是多少？
（2）输电线中的电流和输电线上损失电压分别是多少？
（3）在输电线路中的升压、降压变压器原副线圈的匝数比分别是多少？
【答案】（1）解：输电线上损耗的功率
用户得到的功率
（2）解：由 得：
输电线上损失电压：
（3）解：升压变压器原线圈输入电流为：
升压变压器原、副线圈匝数之比：
升压变压器的输出电压为：
降压变压器的输入电压为：
降压变压器原、副线圈两端的匝数之比：
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】本题考查远距离输电原理。解题要点：一是利用升压变压器和降压变压器的电压、电流和功率与匝数比的关系，二是两变压器间的联系。，，。
17．（2019高三上·辽宁月考）一物理兴趣小组为了研究碰撞过程的不变量，在水平气垫导轨上设计如图实验，为了分析问题方便，可以把水平气垫导轨设想为水平光滑地面，从而不计滑块与导轨间的摩擦，滑块的速度可以利用光电门测定，图上未画．导轨上质量均为 的滑块 和 通过一根轻弹簧连接，且弹簧处于原长， 左侧紧挨着竖直挡板且不粘连．一质量为 的滑块 以速度 水平向左运动，与滑块 碰后粘连在一起．试求：
（1）弹簧所具有的最大弹性势能；
（2）整个过程竖直挡板对滑块 的冲量；
（3）整个过程滑块 的最大速度．
【答案】（1）解：滑块 和 做完全非弹性碰撞，由动量守恒可知
解得
当 和 向左的速度减为零时，弹簧的弹性势能达到最大，由机械能守恒知 解得
（2）解：当弹簧第一次恢复原长时，滑块 刚好离开挡板，此时 和 向右的速度大小也为 ，由动量定理知挡板对滑块 的冲量
方向水平向右
（3）解：滑块 离开挡板后，当弹簧再次恢复原长时滑块 的速度最大，设为 ，由动量守恒知
由机械能守恒知
联立以上各式解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律
【解析】【分析】（1）B与C碰撞过程不受外力，利用动量守恒定律可以求出碰后速度的大小；碰后两者一起共速压缩弹簧，利用动能转化为弹性势能可以求出最大的弹性势能大小；
（2）竖直挡板从C碰撞B的过程到A离开墙壁一直产生弹力作用；利用动量定理结合系统前后动量的变化可以求出弹力对系统冲量的大小；
（3）A从离开墙壁到弹簧再次恢复原长时速度达到最大，利用系统动量守恒及机械能守恒定律可以求出滑块A的最大速度。
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