本試卷共6頁(yè)，15小題，滿分100分?？荚囉脮r(shí)75分鐘。
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。
2.作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆在答題卡上對(duì)應(yīng)題目后面的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試卷上。
3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫(xiě)在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫(xiě)上新答案：不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。
4.考生必須保持答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將答題卡交回。
第一部分 選擇題（共46分）
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。選對(duì)的得4分，錯(cuò)選、不選的得0分。
1. 關(guān)于牛頓力學(xué)與相對(duì)論，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 中國(guó)東風(fēng)27超高音速導(dǎo)彈的飛行速度可達(dá)到3400m/s，牛頓力學(xué)不再適用
B. 真空中的光速大小在不同的慣性參考系中都是相同的
C. 牛頓力學(xué)在微觀領(lǐng)域物質(zhì)結(jié)構(gòu)中不適用，因此帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)不滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律
D. 對(duì)于地面上靜止不動(dòng)的物體，在不同參考系中測(cè)得該物體的長(zhǎng)度都是一樣的
2. 汽車瞬態(tài)工況法尾氣檢測(cè)如圖所示，汽車驅(qū)動(dòng)輪與兩個(gè)半徑相同的滾筒接觸，車輪與滾筒的半徑之比為，驅(qū)動(dòng)輪按照恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪不動(dòng)，模擬車輛實(shí)際行駛狀況，檢測(cè)尾氣，車輪與滾筒之間不打滑，P、Q兩點(diǎn)分別處于驅(qū)動(dòng)輪邊緣和滾筒邊緣，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 兩滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反
B. P、Q兩點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等
C. P、Q兩點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等
D. P、Q兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為
3. 雷雨天，高層建筑頂部的引雷針起到主動(dòng)吸引閃電的作用，叫“接閃”，以此保護(hù)周邊建筑和行人的安全。某次電視塔“接閃”前積雨云層與避雷針附近產(chǎn)生的電場(chǎng)的等差等勢(shì)面如圖所示，積雨云的底部積聚負(fù)電荷，電子的電量為e，取大地為零勢(shì)面，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. A、B、C三個(gè)位置中A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度最大
B. 避雷針的針尖由于靜電感應(yīng)而帶負(fù)電
C. B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
D. 空氣中一電子由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，其電勢(shì)能增加
4. 如圖所示，汽車輪胎進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡校準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)動(dòng)平衡機(jī)使車輪在豎直面內(nèi)以恒定速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪轂內(nèi)側(cè)某處粘貼平衡塊，使車輪重心調(diào)節(jié)到軸心上，從而避免行駛時(shí)車輪出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 車輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中平衡塊的向心力不變
B 平衡塊處于最高點(diǎn)時(shí)，一定對(duì)輪轂產(chǎn)生壓力
C. 平衡塊在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)輪轂的壓力與平衡塊的質(zhì)量成正比
D. 汽車沿直線行駛時(shí)，以地面為參考系，平衡塊做圓周運(yùn)動(dòng)
5. 工人為了提升貨物搬運(yùn)效率，在工廠樓層窗臺(tái)和卡車之間緊綁一布匹，將貨箱從布匹頂端由靜止滑至底端，該過(guò)程中說(shuō)法正確的是（ ）
A. 貨箱的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
B. 貨箱重力做的功等于貨箱動(dòng)能的增加量
C. 貨箱重力做的功等于貨箱重力勢(shì)能的減少量
D. 貨箱所受合力做的功等于貨箱機(jī)械能的減少量
6. 如圖所示，立方體棱長(zhǎng)為L(zhǎng)，在a點(diǎn)和c點(diǎn)分別固定一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，靜電力常數(shù)為k，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
B. b、d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C. 將一正點(diǎn)電荷從點(diǎn)經(jīng)任意路徑移動(dòng)至點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零
D. 將一正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)由靜止釋放后該電荷將由b到d做直線運(yùn)動(dòng)
7. 蘇軾的詩(shī)句“定知玉兔十分圓，已作霜風(fēng)九月寒，寄語(yǔ)重門休上鑰，夜潮留向月中看”形象地描述了八月十五日看潮的情景。如圖所示，太陽(yáng)、月亮和地球處于一條直線上，會(huì)在海面上引起“大潮”，已知太陽(yáng)質(zhì)量是月球質(zhì)量的2700萬(wàn)倍，日地距離是月地距離的390倍，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 海水在A處受到太陽(yáng)的引力比受到月球的引力小
B. 海水在B處受到太陽(yáng)的引力比受到月球的引力小
C. 同一質(zhì)量的海水在A處受到月球的引力比在B處小
D. 同一質(zhì)量的海水在A點(diǎn)受到太陽(yáng)和月球引力的合力比B處小
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不選的得0分。
8. 下列關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)方法與思想的理解，正確的是（ ）
A. 實(shí)驗(yàn)1中保持其他條件不變，增大刻度尺和平面鏡M距離，光斑在刻度尺上移動(dòng)的距離將增大
B. 實(shí)驗(yàn)2中使皮帶套在不同半徑的塔輪上，目的是改變兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
C. 實(shí)驗(yàn)3中用相同的不帶電小球與帶電小球接觸，使帶電小球電荷量減半，避免了電荷量無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題
D. 實(shí)驗(yàn)4中開(kāi)關(guān)S接到a端時(shí)，電流從左到右經(jīng)過(guò)電流傳感器，開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)接到b端時(shí)，電流從右到左經(jīng)過(guò)電流傳感器
9. “嫦娥六號(hào)”任務(wù)是中國(guó)探月工程四期新階段首次登月任務(wù)，也是人類首次月球背面采樣返回任務(wù)?！版隙鹆?hào)”探測(cè)器由組合體M與組合體N構(gòu)成，探測(cè)器在圓形環(huán)月軌道Ⅰ飛行期間，M和N在P點(diǎn)分離，M繼續(xù)在Ⅰ軌道環(huán)月飛行，N通過(guò)變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. M在Ⅰ軌道環(huán)月飛行的速度大于月球的第一宇宙速度
B. M在Ⅰ軌道飛行的周期大于N在Ⅱ軌道飛行的周期
C. M和N分離后，N需要點(diǎn)火減速進(jìn)入Ⅱ軌道
D. N在Ⅱ軌道從遠(yuǎn)月點(diǎn)無(wú)動(dòng)力飛行到近月點(diǎn)的過(guò)程中速度減小
10. 如圖所示，為了將橫放在水平地面的鋼管直立起來(lái)，工人控制起重機(jī)，使橫梁上的電機(jī)水平移動(dòng)，同時(shí)以速度v勻速收短牽引繩，使鋼管繞定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，繩始終保持豎直且與鋼管在同一豎直面內(nèi)，鋼管長(zhǎng)為L(zhǎng)，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 當(dāng)鋼管與地面夾角為時(shí)，鋼管頂端的速度水平向左
B. 當(dāng)鋼管與地面夾角為時(shí)，電機(jī)水平移動(dòng)速度為
C. 鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中角速度大小不變
D. 鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率不變
第二部分 非選擇題（共54分）
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。
11. 某同學(xué)利用粗細(xì)均勻的金屬桿制成的金屬框和光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)操作如下：按圖示安裝實(shí)驗(yàn)器材，松開(kāi)夾子，讓金屬框由靜止開(kāi)始下落，記錄金屬框下、上兩個(gè)邊框依次通過(guò)光電門的擋光時(shí)間和，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要記錄物理量有：______（填寫(xiě)選項(xiàng)前的代號(hào)）
A. 矩形金屬框的質(zhì)量mB. 金屬桿的直徑d
C. 矩形金屬框的寬aD. 矩形金屬框的高H
（2）矩形金屬框下邊框經(jīng)過(guò)光電門的速度為_(kāi)_____（用本題所給物理量字母表示）
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，如果滿足關(guān)系式______（用本題所給物理量字母表示），即可驗(yàn)證金屬框下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。
12. 某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（1）如圖甲所示，A、B兩球靜止在同一高度，用小錘擊打彈性金屬片，把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被釋放，改變小錘的擊打力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，若能觀察到每一次擊打彈性金屬片后______的現(xiàn)象，則說(shuō)明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。
（2）該小組利用平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，如圖乙所示，將坐標(biāo)紙、復(fù)寫(xiě)紙固定在平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器上，調(diào)節(jié)平拋實(shí)驗(yàn)器背板處于豎直面內(nèi)，還需要進(jìn)行以下的哪些操作？______（填寫(xiě)選項(xiàng)前的代號(hào)）
A.測(cè)量鋼球的質(zhì)量 B.標(biāo)記小球的拋出點(diǎn)
C.調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平 D.給斜槽內(nèi)表面涂蠟以減小摩擦力
（3）完成以上操作后，使小球從斜槽上固定位置靜止釋放，小球撞擊斜槽后在坐標(biāo)紙上留下落點(diǎn)的位置，改變接球槽的高度，重復(fù)以上操作。
（4）取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線將各落點(diǎn)連起來(lái)，描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，以小球拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立如圖丙的直角坐標(biāo)系，在y軸上作出幾個(gè)點(diǎn)，且O點(diǎn)到這三個(gè)點(diǎn)的距離滿足，過(guò)作垂線，與軌跡的交點(diǎn)記為，則小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間之比為_(kāi)_____，若間和間的水平距離相等，則說(shuō)明______。
（5）若在實(shí)驗(yàn)軌跡上連續(xù)標(biāo)記A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，如圖丁所示，若相鄰兩點(diǎn)間的水平距離相等，則相鄰兩點(diǎn)間的豎直距離應(yīng)滿足的關(guān)系式是：______。
四、解答題：本大題共3小題，共38分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。
13. 離心分離器是科研和生產(chǎn)中重要儀器，某同學(xué)自制簡(jiǎn)易離心分離器如圖甲所示，瓶子通過(guò)輕繩懸于豎直桿的頂端，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力。
（1）將瓶和瓶中液體整體作為研究對(duì)象，請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出其受力示意圖；
（2）若增大轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，判斷輕繩和豎直方向夾角的變化；
（3）如圖乙所示，若有兩個(gè)相同的瓶子A和B，用長(zhǎng)度分別為和的輕繩懸于豎直桿的頂端，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后兩個(gè)瓶子是否處于同一高度？并通過(guò)計(jì)算證明。（已知重力加速度為g）
14. 如圖甲所示，熾熱金屬絲不停地發(fā)射電子，一電子經(jīng)過(guò)電壓為U的兩極板間電場(chǎng)加速后，恰好通過(guò)筒壁一小孔P沿豎直圓筒的半徑方向進(jìn)入圓筒，圓筒內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，筒內(nèi)壁有熒光涂層，可記錄電子打到筒壁的位置，已知圓筒半徑為R，電子電量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力和離開(kāi)金屬絲時(shí)的初速度，求：
（1）電子到達(dá)圓筒小孔P時(shí)的速度；
（2）若電子打在圓筒內(nèi)壁的M點(diǎn)，M點(diǎn)與小孔P的豎直高度差為h，求圓筒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
（3）將圓筒繞其豎直中心軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，將圓筒展開(kāi)后如圖乙所示，熒光點(diǎn)Q恰好與小孔P處于同一豎直線上，則應(yīng)滿足什么條件？
15. 如圖所示，一拱形物塊豎直固定于水平地面上，ABC是一半徑的光滑半圓弧。質(zhì)量的木板Q靜止在水面上，木板長(zhǎng)度，上表面與拱形物塊A點(diǎn)等高，右端距離拱形物塊，左側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng)為，質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊P將彈簧長(zhǎng)度壓縮至并鎖定，現(xiàn)用一水平向右，大小的恒力作用在木板上，木板與拱形物塊碰撞瞬間小滑塊解除鎖定，木板與拱形物塊碰撞后與拱形物塊粘連在一起，小滑塊恰好能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小滑塊與木板與之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。（重力加速度）
（1）求木板與拱形物塊碰前瞬間速度大??；
（2）求鎖定時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能；
（3）保持小滑塊P鎖定的位置不變，木板Q右端與拱形物塊的距離改為，改變水平恒力F的大小，使小滑塊能沖上圓弧ABC且在圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，求F的范圍。
2023~2024學(xué)年下學(xué)期佛山市普通高中教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)
高一物理
本試卷共6頁(yè)，15小題，滿分100分。考試用時(shí)75分鐘。
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。
2.作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆在答題卡上對(duì)應(yīng)題目后面的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試卷上。
3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫(xiě)在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫(xiě)上新答案：不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。
4.考生必須保持答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將答題卡交回。
第一部分 選擇題（共46分）
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。選對(duì)的得4分，錯(cuò)選、不選的得0分。
1. 關(guān)于牛頓力學(xué)與相對(duì)論，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 中國(guó)東風(fēng)27超高音速導(dǎo)彈的飛行速度可達(dá)到3400m/s，牛頓力學(xué)不再適用
B. 真空中的光速大小在不同的慣性參考系中都是相同的
C. 牛頓力學(xué)在微觀領(lǐng)域物質(zhì)結(jié)構(gòu)中不適用，因此帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)不滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律
D. 對(duì)于地面上靜止不動(dòng)的物體，在不同參考系中測(cè)得該物體的長(zhǎng)度都是一樣的
【答案】B
【解析】
【詳解】A．中國(guó)東風(fēng)27超高音速導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)屬于低速宏觀的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，真空中光速在不同的慣性參考系中是相同的，故B正確；
C．狹義相對(duì)論即適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，也適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速（）條件下的近似，理想狀態(tài)下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也可以使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)尺縮效應(yīng)，相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為運(yùn)動(dòng)的尺子會(huì)變短，如果物體在地面上靜止不動(dòng)，在相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的參考系里面測(cè)出物體的長(zhǎng)度和在地面上測(cè)出物體的長(zhǎng)度是不一樣的，故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 汽車瞬態(tài)工況法尾氣檢測(cè)如圖所示，汽車驅(qū)動(dòng)輪與兩個(gè)半徑相同的滾筒接觸，車輪與滾筒的半徑之比為，驅(qū)動(dòng)輪按照恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪不動(dòng)，模擬車輛實(shí)際行駛狀況，檢測(cè)尾氣，車輪與滾筒之間不打滑，P、Q兩點(diǎn)分別處于驅(qū)動(dòng)輪邊緣和滾筒邊緣，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 兩滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反
B. P、Q兩點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等
C. P、Q兩點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等
D. P、Q兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．驅(qū)動(dòng)輪沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，根據(jù)靜摩擦力方向可知右側(cè)滾輪逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)；同理左側(cè)滾輪逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．P、Q兩點(diǎn)同緣轉(zhuǎn)動(dòng)，可知兩點(diǎn)的線速度大小相等，即相等時(shí)間內(nèi)兩點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．根據(jù)
可知P、Q兩點(diǎn)向心加速度大小之比為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 雷雨天，高層建筑頂部的引雷針起到主動(dòng)吸引閃電的作用，叫“接閃”，以此保護(hù)周邊建筑和行人的安全。某次電視塔“接閃”前積雨云層與避雷針附近產(chǎn)生的電場(chǎng)的等差等勢(shì)面如圖所示，積雨云的底部積聚負(fù)電荷，電子的電量為e，取大地為零勢(shì)面，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. A、B、C三個(gè)位置中A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度最大
B. 避雷針的針尖由于靜電感應(yīng)而帶負(fù)電
C. B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
D. 空氣中一電子由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，其電勢(shì)能增加
【答案】A
【解析】
【詳解】A．等勢(shì)面疏密程度表示強(qiáng)度大小，則A、B、C三個(gè)位置中A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，故A正確；
B．積雨云的底部積聚負(fù)電荷，根據(jù)靜電感應(yīng)可知避雷針帶正電，故B錯(cuò)誤；
C．圖中的虛線為等勢(shì)線，則B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤；
D．等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，且從正電荷指向帶負(fù)電的云層，則空氣中一電子由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 如圖所示，汽車輪胎進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡校準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)動(dòng)平衡機(jī)使車輪在豎直面內(nèi)以恒定速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪轂內(nèi)側(cè)某處粘貼平衡塊，使車輪重心調(diào)節(jié)到軸心上，從而避免行駛時(shí)車輪出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 車輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中平衡塊的向心力不變
B. 平衡塊處于最高點(diǎn)時(shí)，一定對(duì)輪轂產(chǎn)生壓力
C. 平衡塊在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)輪轂的壓力與平衡塊的質(zhì)量成正比
D. 汽車沿直線行駛時(shí)，以地面為參考系，平衡塊做圓周運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．車輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，平衡塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由所受外力的合力提供向心力，向心力大小不變，向心力方向始終指向圓心，方向在變化，可知，車輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中平衡塊的向心力發(fā)生了變化，故A錯(cuò)誤；
B．平衡塊處于最高點(diǎn)時(shí)，若有
解得
此時(shí)，平衡塊處于最高點(diǎn)，平衡塊對(duì)輪轂沒(méi)有壓力作用，故B錯(cuò)誤；
C．平衡塊在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有
根據(jù)牛頓第三定律有
解得
車輪在豎直面內(nèi)以恒定速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可知，平衡塊在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)輪轂的壓力與平衡塊的質(zhì)量成正比，故C正確；
D．汽車沿直線行駛時(shí)，以軸心為參考系，平衡塊做圓周運(yùn)動(dòng)，一地面為參考系，平衡塊做曲線運(yùn)動(dòng)，但不是圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 工人為了提升貨物搬運(yùn)效率，在工廠樓層窗臺(tái)和卡車之間緊綁一布匹，將貨箱從布匹頂端由靜止滑至底端，該過(guò)程中說(shuō)法正確的是（ ）
A. 貨箱的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
B. 貨箱重力做的功等于貨箱動(dòng)能的增加量
C. 貨箱重力做的功等于貨箱重力勢(shì)能的減少量
D. 貨箱所受合力做的功等于貨箱機(jī)械能的減少量
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)動(dòng)能定理可知，重力與摩擦力做功等于動(dòng)能的改變，貨箱的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和摩擦生熱，故AB錯(cuò)誤；
C．根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化的關(guān)系可知，重力做功等于貨箱重力勢(shì)能的減小量，故C正確；
D．根據(jù)動(dòng)能定理可知，貨箱所受合力做的功等于貨箱動(dòng)能的減少量，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖所示，立方體棱長(zhǎng)為L(zhǎng)，在a點(diǎn)和c點(diǎn)分別固定一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，靜電力常數(shù)為k，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
B. b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C. 將一正點(diǎn)電荷從點(diǎn)經(jīng)任意路徑移動(dòng)至點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零
D. 將一正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)由靜止釋放后該電荷將由b到d做直線運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．a(chǎn)點(diǎn)點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
c點(diǎn)點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
則b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)等量同種電荷電場(chǎng)分布可知，b、d兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，且關(guān)于連線對(duì)稱，所以，b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大，反向，故B錯(cuò)誤；
C．a(chǎn)點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)為
c點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)電勢(shì)為
所以，點(diǎn)的電勢(shì)為
c點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)為
a點(diǎn)點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)為
所以，點(diǎn)的電勢(shì)為
所以，點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)相等，電勢(shì)差為零，根據(jù)
可知，將一正點(diǎn)電荷從點(diǎn)經(jīng)任意路徑移動(dòng)至點(diǎn)，電場(chǎng)力做的總功為零，故C正確；
D．根據(jù)等量同種電荷電場(chǎng)分布可知，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿db方向，所以，將一正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)由靜止釋放后該電荷將沿db方向做直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 蘇軾的詩(shī)句“定知玉兔十分圓，已作霜風(fēng)九月寒，寄語(yǔ)重門休上鑰，夜潮留向月中看”形象地描述了八月十五日看潮的情景。如圖所示，太陽(yáng)、月亮和地球處于一條直線上，會(huì)在海面上引起“大潮”，已知太陽(yáng)質(zhì)量是月球質(zhì)量的2700萬(wàn)倍，日地距離是月地距離的390倍，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 海水在A處受到太陽(yáng)的引力比受到月球的引力小
B. 海水在B處受到太陽(yáng)的引力比受到月球的引力小
C. 同一質(zhì)量的海水在A處受到月球的引力比在B處小
D. 同一質(zhì)量的海水在A點(diǎn)受到太陽(yáng)和月球引力的合力比B處小
【答案】D
【解析】
【詳解】A．海水在A處時(shí)，設(shè)海水的質(zhì)量為m，到月球的距離為r，月球的質(zhì)量為M，地球半徑為R，則萬(wàn)有引力為
所以
故A錯(cuò)誤；
B．海水在B處時(shí)，萬(wàn)有引力為
所以
故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)
可知，海水在A點(diǎn)比B點(diǎn)距離月球距離小，則萬(wàn)有引力大，故C錯(cuò)誤；
D．海水在A處比在B處所受的太陽(yáng)的引力近似不變，受到的月球的引力大，所以太陽(yáng)和月球引力的合力較小，即同一質(zhì)量的海水在A點(diǎn)受到太陽(yáng)和月球引力的合力比B處小，故D正確。
故選D。
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不選的得0分。
8. 下列關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)方法與思想的理解，正確的是（ ）
A. 實(shí)驗(yàn)1中保持其他條件不變，增大刻度尺和平面鏡M的距離，光斑在刻度尺上移動(dòng)的距離將增大
B. 實(shí)驗(yàn)2中使皮帶套在不同半徑的塔輪上，目的是改變兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
C. 實(shí)驗(yàn)3中用相同的不帶電小球與帶電小球接觸，使帶電小球電荷量減半，避免了電荷量無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題
D. 實(shí)驗(yàn)4中開(kāi)關(guān)S接到a端時(shí)，電流從左到右經(jīng)過(guò)電流傳感器，開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)接到b端時(shí)，電流從右到左經(jīng)過(guò)電流傳感器
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A．實(shí)驗(yàn)1中俯視光路圖如圖所示
由圖可知，保持其他條件不變，增大刻度尺和平面鏡M的距離，光斑在刻度尺上移動(dòng)的距離將增大，故A正確；
B．實(shí)驗(yàn)2中使皮帶套在不同半徑的塔輪上，目的是改變兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度；小球放在長(zhǎng)槽的不同位置，目的是改變兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，故B錯(cuò)誤；
C．實(shí)驗(yàn)3中用相同的不帶電小球與帶電小球接觸，使帶電小球電荷量減半，避免了電荷量無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題，故C正確；
D．實(shí)驗(yàn)4中開(kāi)關(guān)S接到a端時(shí)，平行板電容器充電，電流從左到右經(jīng)過(guò)電流傳感器，且上極板帶正電；開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)接到b端時(shí)，平行板電容器放電，則電流從右到左經(jīng)過(guò)電流傳感器，故D正確。
故選ACD。
9. “嫦娥六號(hào)”任務(wù)是中國(guó)探月工程四期新階段首次登月任務(wù)，也是人類首次月球背面采樣返回任務(wù)?！版隙鹆?hào)”探測(cè)器由組合體M與組合體N構(gòu)成，探測(cè)器在圓形環(huán)月軌道Ⅰ飛行期間，M和N在P點(diǎn)分離，M繼續(xù)在Ⅰ軌道環(huán)月飛行，N通過(guò)變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. M在Ⅰ軌道環(huán)月飛行的速度大于月球的第一宇宙速度
B. M在Ⅰ軌道飛行的周期大于N在Ⅱ軌道飛行的周期
C. M和N分離后，N需要點(diǎn)火減速進(jìn)入Ⅱ軌道
D. N在Ⅱ軌道從遠(yuǎn)月點(diǎn)無(wú)動(dòng)力飛行到近月點(diǎn)的過(guò)程中速度減小
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．第一宇宙速度為最小的發(fā)射速度和最大的環(huán)繞速度，所以，M在Ⅰ軌道環(huán)月飛行的速度一定小于月球的第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律
M在Ⅰ軌道飛行的軌道半徑大于于N在Ⅱ軌道飛行半長(zhǎng)軸，所以，M在Ⅰ軌道飛行的周期大于N在Ⅱ軌道飛行的周期，故B正確；
C．M和N分離后，N在P點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，故需要點(diǎn)火減速進(jìn)入Ⅱ軌道，故C正確；
D．N在Ⅱ軌道從遠(yuǎn)月點(diǎn)無(wú)動(dòng)力飛行到近月點(diǎn)的過(guò)程中引力做正功，所以N的動(dòng)能增加，速度增大，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
10. 如圖所示，為了將橫放在水平地面的鋼管直立起來(lái)，工人控制起重機(jī)，使橫梁上的電機(jī)水平移動(dòng)，同時(shí)以速度v勻速收短牽引繩，使鋼管繞定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，繩始終保持豎直且與鋼管在同一豎直面內(nèi)，鋼管長(zhǎng)為L(zhǎng)，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A. 當(dāng)鋼管與地面夾角為時(shí)，鋼管頂端的速度水平向左
B. 當(dāng)鋼管與地面夾角為時(shí)，電機(jī)水平移動(dòng)速度為
C. 鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中角速度大小不變
D. 鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率不變
【答案】BD
【解析】
【詳解】ABC．根據(jù)
當(dāng)鋼管與地面夾角為時(shí)，鋼管頂端的做圓周運(yùn)動(dòng)，速度方向與桿垂直，且

則鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中角速度大小發(fā)變化，根據(jù)

故電機(jī)水平移動(dòng)速度為
故AC錯(cuò)誤，B正確；
D．鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率為重力與豎直速度的乘積，則
故鋼管在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中重力的瞬時(shí)功率不變，故D正確。
故選BD。
第二部分 非選擇題（共54分）
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。
11. 某同學(xué)利用粗細(xì)均勻的金屬桿制成的金屬框和光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)操作如下：按圖示安裝實(shí)驗(yàn)器材，松開(kāi)夾子，讓金屬框由靜止開(kāi)始下落，記錄金屬框下、上兩個(gè)邊框依次通過(guò)光電門的擋光時(shí)間和，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要記錄物理量有：______（填寫(xiě)選項(xiàng)前的代號(hào)）
A. 矩形金屬框的質(zhì)量mB. 金屬桿的直徑d
C. 矩形金屬框的寬aD. 矩形金屬框的高H
（2）矩形金屬框下邊框經(jīng)過(guò)光電門的速度為_(kāi)_____（用本題所給物理量字母表示）
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，如果滿足關(guān)系式______（用本題所給物理量字母表示），即可驗(yàn)證金屬框下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。
【答案】（1）BD （2）
（3）
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
由題意可知，該實(shí)驗(yàn)通過(guò)光電門測(cè)量金屬框上下兩邊分別通過(guò)光電門時(shí)的速度，即需要金屬桿的直徑d；通過(guò)計(jì)算減小的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能的對(duì)比，即
質(zhì)量可以約掉，不需要測(cè)量，需要測(cè)量矩形金屬框的高H；矩形金屬框的寬a與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)。
故選BD。
【小問(wèn)2詳解】
矩形金屬框下邊框經(jīng)過(guò)光電門的速度為
【小問(wèn)3詳解】
若金屬框下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則
其中
整理得
12. 某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（1）如圖甲所示，A、B兩球靜止在同一高度，用小錘擊打彈性金屬片，把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被釋放，改變小錘的擊打力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，若能觀察到每一次擊打彈性金屬片后______的現(xiàn)象，則說(shuō)明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。
（2）該小組利用平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，如圖乙所示，將坐標(biāo)紙、復(fù)寫(xiě)紙固定在平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器上，調(diào)節(jié)平拋實(shí)驗(yàn)器背板處于豎直面內(nèi)，還需要進(jìn)行以下的哪些操作？______（填寫(xiě)選項(xiàng)前的代號(hào)）
A.測(cè)量鋼球的質(zhì)量 B.標(biāo)記小球的拋出點(diǎn)
C.調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平 D.給斜槽內(nèi)表面涂蠟以減小摩擦力
（3）完成以上操作后，使小球從斜槽上固定位置靜止釋放，小球撞擊斜槽后在坐標(biāo)紙上留下落點(diǎn)位置，改變接球槽的高度，重復(fù)以上操作。
（4）取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線將各落點(diǎn)連起來(lái)，描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，以小球拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立如圖丙的直角坐標(biāo)系，在y軸上作出幾個(gè)點(diǎn)，且O點(diǎn)到這三個(gè)點(diǎn)的距離滿足，過(guò)作垂線，與軌跡的交點(diǎn)記為，則小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間之比為_(kāi)_____，若間和間的水平距離相等，則說(shuō)明______。
（5）若在實(shí)驗(yàn)軌跡上連續(xù)標(biāo)記A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，如圖丁所示，若相鄰兩點(diǎn)間的水平距離相等，則相鄰兩點(diǎn)間的豎直距離應(yīng)滿足的關(guān)系式是：______。
【答案】 ①. 見(jiàn)解析 ②. BC ③. ④. 見(jiàn)解析 ⑤.
【解析】
【詳解】（1）[1]在探究平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，改變小錘的擊打力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，若能觀察到每一次擊打彈性金屬片后，兩小球同時(shí)落地，說(shuō)明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)；
（2）[2]A．根據(jù)動(dòng)能定理可知，不需要測(cè)量小球質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B．實(shí)驗(yàn)必須調(diào)整斜槽末端的切線水平，使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，且小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放，這樣可以使小球每次軌跡相同，且斜槽水平末端端口處小球球心在白紙上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，即標(biāo)記小球的拋出點(diǎn)，故BC正確；
D．斜槽末端的粗糙程度對(duì)小球拋出時(shí)的初速度是否相等無(wú)影響，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
（4）[3]根據(jù)
可得小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間之比為
[4] 若間和間的水平距離相等，且時(shí)間間隔相等，故此階段速度大小相同，故可得平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
（5）[5] 若相鄰兩點(diǎn)間的水平距離相等，則豎直方向上相等兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔相等，豎直方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知
即
四、解答題：本大題共3小題，共38分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。
13. 離心分離器是科研和生產(chǎn)中重要的儀器，某同學(xué)自制簡(jiǎn)易離心分離器如圖甲所示，瓶子通過(guò)輕繩懸于豎直桿的頂端，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切阻力。
（1）將瓶和瓶中液體整體作為研究對(duì)象，請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出其受力示意圖；
（2）若增大轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，判斷輕繩和豎直方向夾角的變化；
（3）如圖乙所示，若有兩個(gè)相同的瓶子A和B，用長(zhǎng)度分別為和的輕繩懸于豎直桿的頂端，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后兩個(gè)瓶子是否處于同一高度？并通過(guò)計(jì)算證明。（已知重力加速度為g）
【答案】（1）；（2）增大；（3）處于同一高度，證明見(jiàn)解析
【解析】
【詳解】（1）將瓶和瓶中液體整體作為研究對(duì)象，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則整體受到豎直向下的重力和沿繩方向的拉力，如圖
（2）設(shè)輕繩和豎直方向夾角為，瓶和瓶中液體整體的質(zhì)量為m，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，則拉力豎直向上的分力等于重力，水平方向的分力提供向心力
其中
解得
所以，若增大轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，則輕繩和豎直方向夾角增大；
（3）設(shè)兩繩與水平方向夾角分別為和，則
其中
整理可得
轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后兩個(gè)瓶子到懸點(diǎn)的豎直距離為
所以，轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后兩個(gè)瓶子到懸點(diǎn)的豎直距離相等，即轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后兩個(gè)瓶子處于同一高度。
14. 如圖甲所示，熾熱金屬絲不停地發(fā)射電子，一電子經(jīng)過(guò)電壓為U的兩極板間電場(chǎng)加速后，恰好通過(guò)筒壁一小孔P沿豎直圓筒的半徑方向進(jìn)入圓筒，圓筒內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，筒內(nèi)壁有熒光涂層，可記錄電子打到筒壁的位置，已知圓筒半徑為R，電子電量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力和離開(kāi)金屬絲時(shí)的初速度，求：
（1）電子到達(dá)圓筒小孔P時(shí)的速度；
（2）若電子打在圓筒內(nèi)壁的M點(diǎn)，M點(diǎn)與小孔P的豎直高度差為h，求圓筒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?br>（3）將圓筒繞其豎直中心軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，將圓筒展開(kāi)后如圖乙所示，熒光點(diǎn)Q恰好與小孔P處于同一豎直線上，則應(yīng)滿足什么條件？
【答案】（1）；（2）；（3）（n=0，1，2，3…）
【解析】
【詳解】（1）電子到達(dá)圓筒小孔P時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理
解得
（2）電子在圓筒內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向
在豎直方向
其中，根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立，解得
（3）由題意可知，電子打到筒壁上時(shí)，筒轉(zhuǎn)過(guò)的弧度為
（n=0，1，2，3…）
電子打到筒壁上所用時(shí)間為
則角速度為
（n=0，1，2，3…）
15. 如圖所示，一拱形物塊豎直固定于水平地面上，ABC是一半徑的光滑半圓弧。質(zhì)量的木板Q靜止在水面上，木板長(zhǎng)度，上表面與拱形物塊A點(diǎn)等高，右端距離拱形物塊，左側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng)為，質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊P將彈簧長(zhǎng)度壓縮至并鎖定，現(xiàn)用一水平向右，大小的恒力作用在木板上，木板與拱形物塊碰撞瞬間小滑塊解除鎖定，木板與拱形物塊碰撞后與拱形物塊粘連在一起，小滑塊恰好能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小滑塊與木板與之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。（重力加速度）
（1）求木板與拱形物塊碰前瞬間速度大?。?br>（2）求鎖定時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能；
（3）保持小滑塊P鎖定的位置不變，木板Q右端與拱形物塊的距離改為，改變水平恒力F的大小，使小滑塊能沖上圓弧ABC且在圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，求F的范圍。
【答案】（1）；（2）；（3）或
【解析】
【詳解】（1）對(duì)木板Q與滑塊P組成的系統(tǒng)，從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始到碰撞前一瞬間，由動(dòng)能定理得
解得
（2）木板與拱形物塊碰撞瞬間，木板速度變?yōu)榱悖瑝KP的速度為，設(shè)滑塊P在A點(diǎn)時(shí)的速度為，從碰撞瞬間到滑塊P運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律
滑塊P從A到C機(jī)械能守恒，則
滑塊P恰好能運(yùn)動(dòng)到半圓最高點(diǎn)C，根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立解得
（3）對(duì)木板Q與滑塊P組成的系統(tǒng)，從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始到碰撞前一瞬間，由動(dòng)能定理得
從碰撞瞬間到滑塊P運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律
代入數(shù)據(jù)可得
小滑塊能沖上圓弧ABC且在圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，分兩種情況：一種是滑塊P恰好能順利通過(guò)C點(diǎn)，由第（2）問(wèn)得
可知，小滑塊能通過(guò)C點(diǎn)條件為
另一種臨界情況是到圓心等高處的速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律
解得
可知，在小滑塊能沖上圓弧ABC且不滑過(guò)圓心等高處的條件為
綜上所述，滑塊在A點(diǎn)時(shí)的速度需滿足
或
代入水平恒力的表達(dá)式可得
或

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