2022-2022学年山东省潍坊市高三（上）期中物理模拟试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．在一条宽马路上某一处有A、B两车，它们同时开始运动，取开始运动时刻为计时零点，它们的速度﹣时间图象如图所示，在0～t4这段时间内的情景是（ ）A．A在0～t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻改变运动方向B．在t2时刻A车速度为零，然后反向运动，此时两车相距最远C．在t2时刻A车追上B车D．在t4时刻两车相距最远 2．如图所示，在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕A端缓慢抬起时，铁块所受的摩擦力（ ）A．随倾角θ的增大而减小B．开始滑动前，随倾角θ的增大而增大，滑动后，随倾角θ的增大而减小C．开始滑动前，随倾角θ的增大而减小，滑动后，随倾角θ的增大而增大D．开始滑动前保持不变，滑动后，随倾角θ的增大而减小 3．有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O点，如图所示．有一系列完全相同的滑块（可视为质点）从这些斜面上的A、B、C、D…各点同时由静止释放，下列判断正确的是（ ）A．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一水平线上B．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上-21-\nC．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D…各点处在同同一直面内的圆周上D．若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数，滑到达O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上 4．如图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M（M＞＞m1，M＞＞m2）．在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比Ta：Tb=1：k；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，则（ ）A．a、b距离最近的次数为k次B．a、b、c共线的次数为2k﹣2C．a、b、c共线的次数为2kD．a、b距离最近的次数为k+1次 5．如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN、φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（ ）A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP＞φM 6．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，下列比值错误的是（ ）A．不变，不变B．变大，变大C．变大，不变D．变大，不变 -21-\n7．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如图乙所示．不计空气阻力，则（ ）A．小球的质量为B．当地的重力加速度大小为C．v2=c时，杆对小球的弹力方向向下D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等 8．如图所示，一长为r=L的木板，倾斜放置，倾角为45°，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为（ ）A．LB．LC．LD．L 9．如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度v0（v0＞），则（ ）A．环将向右减速，最后匀速B．环将向右减速，最后停止运动C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv02D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv02﹣m（）2 -21-\n10．如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面体固定在水平面内，经度系数为k的轻弹簧，一端固定在斜面底端，另一端与质量为m的小滑块接触但不栓接，现用沿斜面向下的力F推滑块至离地高度h0处，弹簧与斜面平行，撤去力F，滑块沿斜面向上运动，其动能Ek和离地高度h的变化关系如图乙所示，图中h2对应图线的最高点，h3到h4范围内图线为直线，其余部分为曲线，重力加速度为g，则（ ）A．h1高度处，弹簧形变量为B．h2高度处，弹簧形变量为C．h0高度处，弹簧的弹性势能为g（h3﹣h0）D．h1高度处，弹簧的弹性势能为mg（h3﹣h1） 二、填空题：本题共2小题，共13分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11．用如图所示的实验装置测量弹簧压缩时的弹性势能大小，轻弹簧一端固定在桌面的左侧，滑块紧靠在弹簧的右端（不栓接），调节桌面水平，将滑块向左压缩弹簧到A点，放手后滑块向右滑行到B点停止运动，已知木块质量为m，与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．（1）实验中还需要测量的物理量是 （填正确答案标号）．A．O、A间的距离LOAB．A、B间的距离LABC．O、B间距离LOB（2）弹簧的弹性势能EP= （用给出的物理量字母表示）（3）若实验过程中没有调节桌面水平，而是桌面左侧比右侧略高，该同学仍用原来方法测弹簧势能，则测得的EP （填“偏大”、“偏小”或“不变”）． 12．某同学把较粗的铜丝和铁丝相隔较近插入苹果中，制成一个苹果电池，用如下器材研究苹果电池的电动势与内阻：开关、电阻箱（最大阻值为999Ω）、毫安表（量程Ig-21-\n=1mA，内阻忽略不计）、导线若干．①在图甲中用实线连接成实验电路；②闭合开关，改变电阻箱的阻值R，记录多组I、R的数据，作出R﹣专图象如图乙直线a．由此可知此时苹果电池的电动势E= V，内阻r Ω；③增大铜丝和铁丝的插入深度，重复上述步骤进行实验，作出的R﹣图线如图乙直线b．由此可知，电极插入的深度增大，电池电动势 ，内阻 ．（选填“增大”、“减小”或“不变”） 三、计算题：本题共4小题，共47分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.13．据报道，一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下，在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现，该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底，准备接住儿童．已知管理人员到楼底的距离为18m，为确保能稳妥安全接住儿童，管理人员将尽力节约时间，但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击．不计空气阻力，将儿童和管理人员都看作质点，设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动，g取10m/s2．（1）管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底？（2）若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等，且最大速度不超过9m/s，求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件？ 14．（12分）（2022•临沂模拟）如图所示，两木板A、B并排放在地面上，A左端放一小滑块，滑块在F=6N的水平力作用下由静止开始向右运动．已知木板A、B长度均为l=1m，木板A的质量MA=3kg，小滑块及木板B的质量均为m=1kg，小滑块与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1=0.4，木板A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1，重力加速度g=10m/s2．求：（1）小滑块在木板A上运动的时间；（2）木板B获得的最大速度． 15．（12分）（2022•浏阳市校级模拟）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km．（1）该星球表面的重力加速度g′多大？-21-\n（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？（3）若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心r时其引力势能Ep=﹣（式中m为物体的质量，M为星球的质量，G为万有引力常量）．问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？ 16．如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上级板开有一小孔．一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小；（3）若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程． 2022-2022学年山东省潍坊市高三（上）期中物理模拟试卷参考答案与试题解析 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．在一条宽马路上某一处有A、B两车，它们同时开始运动，取开始运动时刻为计时零点，它们的速度﹣时间图象如图所示，在0～t4这段时间内的情景是（ ）-21-\nA．A在0～t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻改变运动方向B．在t2时刻A车速度为零，然后反向运动，此时两车相距最远C．在t2时刻A车追上B车D．在t4时刻两车相距最远【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】解答速度图象关键应抓住：v﹣t图象的斜率等于加速度，倾斜的直线表示匀变速直线运动．速度的正负表示速度的方向；根据速度图象分析两物体的运动情况，判断何时两者相距最远；两车从同一点出发，当位移再次相同时，A车追上B车，根据“面积”的大小等于位移，速度关系进行即可分析两者何时相距最远；【解答】解：A、由图看出，A在0～t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻速度仍为负值，说明其运动方向没有改变；故A错误．B、D分析两车的运动情况：B车一直沿正方向做匀加速直线运动；而A车在0﹣t2先沿负方向，两者距离增大；在t2﹣t4时间内，A沿正方向运动，两车同向运动，B车在前，由于A的速度小于B的速度，两者的距离继续增大，在t4时刻之后，A车的速度将大于B车的速度，两者距离减小，所以t4时刻两车相距最远．故B错误，D正确．C、由上分析可知，在t2时刻A车没有追上B车．故C错误．故选D【点评】本题关键根据速度的正负表示速度的方向、速度的大小和方向关系可判断两者距离的变化情况． 2．如图所示，在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕A端缓慢抬起时，铁块所受的摩擦力（ ）A．随倾角θ的增大而减小B．开始滑动前，随倾角θ的增大而增大，滑动后，随倾角θ的增大而减小C．开始滑动前，随倾角θ的增大而减小，滑动后，随倾角θ的增大而增大D．开始滑动前保持不变，滑动后，随倾角θ的增大而减小【考点】静摩擦力和最大静摩擦力；滑动摩擦力．【专题】摩擦力专题．【分析】要求支持力和摩擦力如何变化，需要对物体进行受力分析，然后通过正交分解求出重力的沿木板方向和垂直木板方向的分力，再根据物体处于平衡状态求出支持力和摩擦力的表达式，最后根据倾角的变化判断出支持力和摩擦力的变化情况．【解答】解：设木板与水平面的倾角为θ，对物体进行受力分析可知物体受竖直向下的重力mg，垂直木板向上的支持力N，沿木板向上的静摩擦力f，当物体处于静止状态，则在沿斜面方向有f=mgsinθ，由题意可知当θ逐渐增大时，故铁块受到的摩擦力增大；当物体处于滑动状态，则在沿斜面方向有f=μmgcosθ，由题意可知θ逐渐增大时，故铁块受到的摩擦力减小．因此只有B正确，ACD均是错误；故选B．-21-\n【点评】本类题目的解题步骤：确定研究对象，对研究对象进行受力分析，再进行正交分解，最后根据受力平衡写出所求力的数学表达式，从而可以根据角度的变化情况判断出力的变化情况．同时摩擦力先要确定是静摩擦力还是滑动摩擦力． 3．有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是O点，如图所示．有一系列完全相同的滑块（可视为质点）从这些斜面上的A、B、C、D…各点同时由静止释放，下列判断正确的是（ ）A．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一水平线上B．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上C．若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D…各点处在同同一直面内的圆周上D．若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数，滑到达O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）重力做功相同，小球的重力势能改变量就相同，动能增加量相同；（2）根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”，作出图象，根据位移之间的关系即可判断运动时间；（3）滑块损失的机械能为克服摩擦力做功．【解答】解：A．根据mgh=，小球质量相同，达O点的速率相同，则h相同，即各释放点处在同一水平线上，故A正确，B错误；C、以O点为最低点作等时圆，可知从ab点运动到O点时间相等，C正确；D、若各次滑到O点的过程中，滑块滑动的水平距离是x，滑块损失的机械能为克服摩擦力做功为：，即各释放点处在同一竖直线上，D正确；故选：ACD-21-\n【点评】本题考查了功能关系，其中根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”，作出图象，根据位移之间的关系即可判断运动时间是本题的难点． 4．如图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M（M＞＞m1，M＞＞m2）．在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比Ta：Tb=1：k；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，则（ ）A．a、b距离最近的次数为k次B．a、b、c共线的次数为2k﹣2C．a、b、c共线的次数为2kD．a、b距离最近的次数为k+1次【考点】万有引力定律及其应用；线速度、角速度和周期、转速．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】质点a、b均在c点的万有引力的作用下绕c做圆周运动，根据周期比，每多转半圈，三质点共线一次，可先求出多转半圈的时间，与总时间相比，得出三点共线次数．【解答】解：AD、设每隔时间T，a、b相距最近，则（ωa﹣ωb）T=2π，所以T==故b运动一周的过程中，a、b相距最近的次数为：n==即a、b距离最近的次数为k﹣1次，故AD均错误．BC、设每隔时间t，a、b共线一次，则（ωa﹣ωb）t=π，所以t==；故b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：n==．故a、b、c共线的次数为2k﹣2，故B正确、C错误．故选：B．【点评】本题主要考查圆周运动的概念，以及的角速度与周期之间的关系，解这样的问题，最好画画草图，寻找角度与周期之间的关系． -21-\n5．如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN、φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（ ）A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP＞φM【考点】电势；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心；找出电荷位置后，根据电势能的变化情况判断电场力做功情况．【解答】解：A、点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，在MP的连线上，如图所示，故A正确；B、φP=φF，线段PF是P、F所在等势面（圆）的一个弦，故B错误；C、在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；D、在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故φP＞φM，故D正确．故选：AD．【点评】本题关键是明确点电荷的电场的电场线和等势面的分布规律，知道沿着电场线电势逐渐降低；基础问题． 6．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，下列比值错误的是（ ）-21-\nA．不变，不变B．变大，变大C．变大，不变D．变大，不变【考点】闭合电路的欧姆定律．【专题】恒定电流专题．【分析】由题意知：R1是定值电阻，根据欧姆定律得知==R1．变阻器是可变电阻，根据闭合电路欧姆定律研究、与电源内阻的关系，再分析选择．【解答】解：A、根据欧姆定律得知：==R1．故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变．故A正确．B、C，=R2，变大．根据闭合电路欧姆定律得：U2=E﹣I（R1+r），则有=R1+r，不变．故B错误，C正确．D、=R1+R2，变大．根据闭合电路欧姆定律得：U3=E﹣Ir，则有=r，不变．故D正确．本题选错误的，故选B【点评】本题对于定值电阻，是线性元件有R==，对于非线性元件，R=≠． 7．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v2图象如图乙所示．不计空气阻力，则（ ）A．小球的质量为B．当地的重力加速度大小为C．v2=c时，杆对小球的弹力方向向下D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等【考点】向心力．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】（1）在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，则mg=m，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；-21-\n（2）由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下；（3）若c=2b．根据向心力公式即可求解．【解答】解：A、在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，则mg=m，解得g=，m=R，故A正确，B错误；C、由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故C正确；D、若c=2b．则N+mg=m，解得N=a=mg，故D错误．故选：AC【点评】本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中． 8．如图所示，一长为r=L的木板，倾斜放置，倾角为45°，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为（ ）A．LB．LC．LD．L【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】欲使小球恰好落到木板下端，根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住位移关系求出平抛运动的时间，根据碰撞前后的速度大小相等，求出自由落体和平抛运动的时间关系，从而求出下降的高度，根据几何关系求出球释放点距木板上端的水平距离．【解答】解：根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，有：，则平抛运动的时间t=．物体自由下落的时间为t′=，根据h=得平抛运动在竖直方向上的位移和自由落体运动的位移之比为4：1，木板在竖直方向上的高度为L，则碰撞点竖直方向上的位移为．所以小球释放点距木板上端的水平距离为．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式进行求解．-21-\n 9．如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度v0（v0＞），则（ ）A．环将向右减速，最后匀速B．环将向右减速，最后停止运动C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv02D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv02﹣m（）2【考点】功能关系；安培力．【分析】环受重力、支持力、洛伦兹力以及摩擦力作用做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力等于零，环做匀速直线运动．根据能量守恒求出损失的机械能．【解答】解：A、当环受到重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，先向右做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力为零，环将做匀速直线运动．故A正确，B错误．C、根据能量守恒知，损失的机械能等于环动能的减小量，匀速直线运动时有qvB=mg，解得v=．损失的机械能△E=mv02﹣m（）2．故C错误，D正确．故选AD．【点评】解决本题的关键能够根据物体的受力，通过合力的变化以及与速度方向的关系判断出环的运动情况． 10．如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面体固定在水平面内，经度系数为k的轻弹簧，一端固定在斜面底端，另一端与质量为m的小滑块接触但不栓接，现用沿斜面向下的力F推滑块至离地高度h0处，弹簧与斜面平行，撤去力F，滑块沿斜面向上运动，其动能Ek和离地高度h的变化关系如图乙所示，图中h2对应图线的最高点，h3到h4范围内图线为直线，其余部分为曲线，重力加速度为g，则（ ）A．h1高度处，弹簧形变量为B．h2高度处，弹簧形变量为-21-\nC．h0高度处，弹簧的弹性势能为g（h3﹣h0）D．h1高度处，弹簧的弹性势能为mg（h3﹣h1）【考点】功能关系；弹性势能．【分析】由图看出，h2处小滑块的动能最大，此时滑块受力平衡，由平衡条件和胡克定律可得到弹簧的形变量；对于滑块和弹簧组成的系统，在撤去F后，h3处滑块离开弹簧，系统的机械能守恒．根据机械能守恒定律分析弹簧的弹性势能．【解答】解：A、B、由图知，h2处小滑块的动能最大，此时滑块受力平衡，由平衡条件得：mgsinθ=kx，则得：弹簧的压缩量为：x=，则h1高度处，弹簧压缩量大于．故A错误，B正确．C、由图知，滑块在h4处到达最高点，对于滑块从h0到h4过程，根据滑块和弹簧组成的系统，机械能守恒得：EP0=mg（h4﹣h0），即h0高度处，弹簧的弹性势能为mg（h4﹣h0），故C错误．D、由图看出在h3处滑块与弹簧刚分离，对于滑块从h1到h3过程，动能变化量为0，根据滑块和弹簧组成的系统，机械能守恒得：EP1=mg（h3﹣h1），即h1高度处，弹簧的弹性势能为mg（h3﹣h1），故D正确．故选：BD．【点评】本题关键要读懂图象的物理意义，正确判断滑块的运动状态，再根据系统的机械能守恒和临界条件列式，进行分析． 二、填空题：本题共2小题，共13分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11．用如图所示的实验装置测量弹簧压缩时的弹性势能大小，轻弹簧一端固定在桌面的左侧，滑块紧靠在弹簧的右端（不栓接），调节桌面水平，将滑块向左压缩弹簧到A点，放手后滑块向右滑行到B点停止运动，已知木块质量为m，与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．（1）实验中还需要测量的物理量是 B （填正确答案标号）．A．O、A间的距离LOAB．A、B间的距离LABC．O、B间距离LOB（2）弹簧的弹性势能EP= μmgLAB （用给出的物理量字母表示）（3）若实验过程中没有调节桌面水平，而是桌面左侧比右侧略高，该同学仍用原来方法测弹簧势能，则测得的EP 偏大 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【专题】实验题．【分析】从A到B的运动过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，由于A和B点的动能均为零，根据动能定理可知，在此过程中弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求弹簧的弹性势能，只要计算克服摩擦力做的功即可．【解答】-21-\n解：（1）（2）从A到B的运动过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，由于A和B点的动能均为零，故在此过程中弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求弹簧的弹性势能，只要计算克服摩擦力做的功即可．已知动摩擦因数和重力加速度，即可知道滑动摩擦力的大小，要计算克服摩擦力做功，还要测量AB之间的距离LAB．故弹簧的弹性势能EP=μmgLAB．（3）若实验过程中没有调节桌面水平，而是桌面左侧比右侧略高，则滑块从A到B的过程中，除了克服摩擦力做功，重力也要做正功，及物体会滑动的更远，故该同学仍用原来方法测弹簧势能，则测得的EP偏大．故答案为：（1）B；（2）μmgLAB；（3）偏大．【点评】本题关键是明确实验原理，能够根据功能关系得到弹簧的弹性势能等于克服摩擦力做的功． 12．某同学把较粗的铜丝和铁丝相隔较近插入苹果中，制成一个苹果电池，用如下器材研究苹果电池的电动势与内阻：开关、电阻箱（最大阻值为999Ω）、毫安表（量程Ig=1mA，内阻忽略不计）、导线若干．①在图甲中用实线连接成实验电路；②闭合开关，改变电阻箱的阻值R，记录多组I、R的数据，作出R﹣专图象如图乙直线a．由此可知此时苹果电池的电动势E= 1 V，内阻r 900 Ω；③增大铜丝和铁丝的插入深度，重复上述步骤进行实验，作出的R﹣图线如图乙直线b．由此可知，电极插入的深度增大，电池电动势 不变 ，内阻 减小 ．（选填“增大”、“减小”或“不变”）【考点】测定电源的电动势和内阻．【专题】实验题．【分析】（1）用电流表与电阻箱测电源电动势与内阻，应把电源、电流表、电阻箱串联接入电路．（2）根据闭合电路欧姆定律求出R﹣的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．（3）根据图象的物理意义判断．【解答】解：（1）把苹果电池、电流表、电阻箱、开关串联接入电路，电路图如图甲所示．-21-\n（2）在闭合电路中，E=I（r+R），则R=E﹣r，R﹣图象的斜率斜率等于电源电动势，图象截距是电源内阻，由图象可知，电源电动势E=k==1V，电源内阻r=900Ω．（3）由R=E﹣r得R﹣图象的斜率斜率等于电源电动势，图象截距是电源内阻，如图乙直线b，图象斜率不变，截距变小，所以电源电动势不变，内阻减小．故答案为：（1）如图（2）1；900；（3）不变，减小【点评】本题考查了连接实物电路图、求电源电动势与内阻等问题，要知道安阻法测电源电动势与内阻的实验原理与实验方法，由闭合电路欧姆定律求出函数表达式，根据图象斜率与截距的意义分析答题是正确求出电动势与内阻的关键． 三、计算题：本题共4小题，共47分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.13．据报道，一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下，在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现，该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底，准备接住儿童．已知管理人员到楼底的距离为18m，为确保能稳妥安全接住儿童，管理人员将尽力节约时间，但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击．不计空气阻力，将儿童和管理人员都看作质点，设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动，g取10m/s2．（1）管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底？（2）若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等，且最大速度不超过9m/s，求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件？【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】（1）根据位移时间公式求出儿童自由落体运动的时间，结合位移和时间求出管理人员的最小平均速度．（2）根据运动学公式判断出管理人员先加速、后匀速、再减速过程，抓住总位移和总时间，结合运动学公式求出管理人员奔跑时的加速度大小．【解答】解：（1）儿童下落过程，由运动学公式得，①管理人员奔跑的时间t≤t0②-21-\n对管理人员奔跑过程，由运动学公式得③由①②③联立并代入数据得，≥6m/s．（2）假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底，奔跑过程中的最大速度为v0，由运动学公式得，，得=9m/s，再匀速，最后匀减速奔跑到楼底．设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为名；t1、t2、t3，位移分别为s1、s2、s3，由运动学公式得，④，⑤，s2=vmaxt2⑥，vmax=at1=at3⑦，t1+t2+t3≤t0⑧，s1+s2+s3=s⑨由④～⑨联立并代入数据得，a≥9m/s2．答：（1）管理人员至少用6m/s的平均速度跑到楼底；（2）管理人员奔跑时加速度的大小需满足a≥9m/s2．【点评】解决本题的关键理清管理人员在整个过程中的运动规律，抓住总时间和总位移，结合运动学规律灵活求解，难度中等． 14．（12分）（2022•临沂模拟）如图所示，两木板A、B并排放在地面上，A左端放一小滑块，滑块在F=6N的水平力作用下由静止开始向右运动．已知木板A、B长度均为l=1m，木板A的质量MA=3kg，小滑块及木板B的质量均为m=1kg，小滑块与木板A、B间的动摩擦因数均为μ1=0.4，木板A、B与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1，重力加速度g=10m/s2．求：（1）小滑块在木板A上运动的时间；（2）木板B获得的最大速度．【考点】牛顿第二定律；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．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）先根据滑动摩擦定律求解滑块与A间的摩擦力，两个滑板的总的最大静摩擦力，判断相对运动情况，然后根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动学公式求解时间；（2）先根据运动学公式求解滑上B时的速度，然后根据牛顿第二定律求解滑板B和滑块的加速度，根据运动学公式求解木板B获得的最大速度．【解答】解：（1）小滑块对木板A的摩擦力：f1=μ1mg=0.4×1×10=4N木板A与B整体受到地面的最大静摩擦力：f2=μ2（2m+MA）g=0.1×（2×1+3）=5Nf1＜f2，小滑块滑上木板A后，木板A保持静止设小滑块滑动的加速度为a1，则：F﹣μ1mg=ma1根据运动学公式，有：l=解得：-21-\nt1=1s（2）设小滑块滑上B时，小滑块速度v1，B的加速度a2，经过时间t2滑块与B速度脱离，滑块的位移x块，B的位移xB，B的最大速度vB，则：μ1mg﹣2μ2mg=ma2vB=a2t2xB=v1=a1t1x块﹣xB=l联立解得：vB=1m/s答：（1）小滑块在木板A上运动的时间为1s；（2）木板B获得的最大速度为1m/s．【点评】本题研究对象多，力多，关键先求解出各个具体的力，确定相对滑动情况；根据牛顿第二定律求解加速度，再然后根据运动学公式列式求解即可，不难． 15．（12分）（2022•浏阳市校级模拟）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km．（1）该星球表面的重力加速度g′多大？（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？（3）若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心r时其引力势能Ep=﹣（式中m为物体的质量，M为星球的质量，G为万有引力常量）．问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】（1）根据竖直上抛运动，运用运动学公式求出星球表面的重力加速度．（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，恰好由物体的重力提供向心力，物体绕星球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律和向心力公式列式求解．（3）根据机械能守恒和重力加速度的表达式结合求解．【解答】解：（1）物体做竖直上抛运动，则有t=则得该星球表面的重力加速度g===8m/s2（2）由mg=m，得v1===7600m/s（3）由机械能守恒，得+（﹣G）=0+0又因g=-21-\n所以v2=代入解得，v2=7600m/s≈10746m/s答：（1）该星球表面的重力加速度g是8m/s2．（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是7600m/s．（3）要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是10746m/s．【点评】解决本题的关键理解第一宇宙速度，掌握竖直上抛运动的规律，并能读懂题给予的信息，运用机械能守恒求解速度问题． 16．如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上级板开有一小孔．一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小；（3）若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】（1）带电粒子在电场中做加速运动；根据动能定理可求得电场强度的大小；（2）明确两种可能的相切情况，即可求得半径；根据洛仑兹充当向心力求解磁感应强度；（3）分析粒子在磁场中的运动，根据运动周期明确经过的圆心角，再由圆的性质明确对应的路程．【解答】解：（1）设极板间电场强度大小为E，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理可得：qE=mv2解得：E=（2）设I区内磁感应强大小为B，粒子做圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得：-21-\nqvB=m如图甲所示，粒子的运动轨迹与小圆相切有两种情况，若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系可得：R=；解得：B=；若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得：R=；解得：B=（3）设粒子在I区和II区做圆周运动的半径分别为R1、R2，由题意可知，I区和II内的磁感应强度大小分别为B1=；B2=；由牛顿第二定律可得：qvB1=m，qvB2=m代入解得：R1=，R2=；设粒子在I区和II区做圆周运动的周期分别为T1、T2，由运动学公式得：T1=，T2=由题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔的运动轨迹如图乙所示，由对称性可知，I区两段圆弧所对圆心角相同，设为θ1，II区内所对圆心角设为θ2，圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角为α，由几何关系可得：θ1=120°θ2=180°α=60°粒子重复上述交替运动到H点，设粒子I区和II区做圆周运动的时间分别为t1、t2，可得：t1=×T1，t2=×T2设粒子运动的路程为s，由运动学公式可得s=v（t1+t2）联立解得：s=5.5πD答：（1）极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，Ⅰ区磁感应强度的大小或；（3）若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，这段时间粒子运动的路程5.5πD．-21-\n【点评】本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，要注意明确洛仑兹力充当向心力的应用，同时要注意分析可能的运动过程，特别是具有对称性的性质要注意把握．-21-
