【首發(fā)】河北省衡水中學高三上學期第四次調(diào)研考試物理試題解析（解析版）

一、選擇題（每小題1分，共60分，其中5、6、7、8、10、11、14是多項選擇，其余各題是單選）1下列說法正確的是（）A、物體速度變化越大，則加速度越大B、物體動量發(fā)生變化，則物體的動能一定變化C、合外力對系統(tǒng)做功為零，則系統(tǒng)的動量一定守恒D、系統(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動量一定守恒【答案】D考點：考查了加速度，動量，動能，動量守恒定律學科網(wǎng)【名師點睛】滿足下列情景之一的，即滿足動量守恒定律：⑴系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；⑵系統(tǒng)受外力，但外力遠小于內(nèi)力，可以忽略不計；⑶系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒。⑷全過程的某一階段系統(tǒng)受的合外力為零，則該階段系統(tǒng)動量守恒2氫原子能級如圖，當氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時，輻射光的波長為656nm，以下判斷正確的是（）A、氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射光的波長大于656nmB、用波長為325nm的光照射，可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級C、一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D、用波長為633nm的光照射，不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級【答案】CD【解析】試題分析：氫原子從n=2躍遷到n=1的能級釋放出的光子的能量大于氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時釋放出的光子能量，根據(jù)公式可得，光子能量越大，頻率越大，波長越短，故A錯誤；氫原子從n=1躍遷到n=2能級，需要，根據(jù)公式可得，解得：，故B錯誤；一群處于n=3能級上的氫原子躍遷，可發(fā)生中光譜，不是一個氫原子，故C正確；氫原子的電子從n=2躍遷到n=3的能級，必須吸收的能量與從n=3躍遷到n=2的能級放出能量相等，因此只能用波長656nm的光照射，才能使得電子從n=2躍遷到n=3的能級．故D正確學科網(wǎng)考點：考查了氫原子躍遷【名師點睛】大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，可以輻射出3種不同頻率的光子，躍遷釋放能量滿足．既不能多于能級差，也不能少于此值，同時根據(jù)，即可求解3已知鈣和鉀的截止頻率分別為和z，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的（）A、波長B頻率C、能量D、動量【答案】A考點：考查了光電效應【名師點睛】解決本題的關鍵要掌握光電效應方程，明確光電子的動量與動能的關系、物質(zhì)波的波長與動量的關系4如圖所示，x軸在水平地面上，y軸豎直向上，在y軸上的P點分別沿x軸正方向和y軸正方向以相同大小的初速度拋出兩個小球a和b，不計空氣阻力，若b上行的最大高度等于P點離地的高度，則從拋出點到落地有A、a的運動時間是b的運動時間的倍B、a的位移大小是b的位移大小的倍C、a、b落地時的速度相同，因此動能一定相同D、a、b落地時的速度不同，但動能相同【答案】B考點：考查了平拋運動【名師點睛】a做平拋運動，運動平拋運動的規(guī)律得出時間與高度的關系．b做豎直上拋運動，上升過程做勻減速運動，下落做自由落體運動，分兩段求運動時間，即可求解時間關系；b的位移大小等于拋出時的高度．根據(jù)b的最大高度，求出初速度與高度的關系，即可研究位移關系；根據(jù)機械能守恒分析落地時動能關系5如圖所示，光滑水平面上放著足夠長的木板B，木板B上放著木塊A，A、B間的接觸面粗糙，現(xiàn)在用一水平拉力F作用在A上，使其由靜止開始運動，用代表B對A的摩擦力，代表A對B的摩擦力，則下列情況可能的是（）A、拉力F做的功等于A、B系統(tǒng)動能的增加量B、拉力F做的功大于A、B系統(tǒng)動能的增加量C、拉力F和B對A做的功之和小于A的動能的增加量D、A對B做的功小于B的動能的增加量【答案】A【解析】試題分析：將AB看做一個整體，由于水平面光滑，所以整體在水平方向上只有拉力F作用，根據(jù)動能定理可得拉力F做的功等于A、B系統(tǒng)動能的增加量，A正確B錯誤；對A分析，在水平方向上受到拉力F和B對A的摩擦力，根據(jù)動能定理，兩者做功之和等于A的動能增加量，C錯誤；對B分析，B在水平方向上只受到A對B的摩擦力，根據(jù)動能定理可得摩擦力做的功等于B的動能的增加量，D錯誤；考點：考查了動能定理的應用【名師點睛】本題的關鍵是利用整體和隔離法對整體或者隔離物體受力分析，分析哪些力做功，然后根據(jù)動能定理解題6小行星繞恒星運動的同時，恒星均勻地向四周輻射能力，質(zhì)量緩慢減小，可認為小行星在繞恒星運動一周的過程中近似做圓周運動，則經(jīng)過足夠長的時間后，小行星運動的（）A、半徑變大B、速率變大C、加速度變小D、周期變小【答案】AC考點：考查了萬有引力定律的應用【名師點睛】在萬有引力這一塊，設計的公式和物理量非常多，在做題的時候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細心計算7A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運動，圖表示發(fā)生碰撞前后的v-t圖線，由圖線可以判斷A、A、B的質(zhì)量比為3:2B、A、B作用前后總動量守恒C、A、B作用前后總動量不守恒D、A、B作用前后總動能不變【答案】ABD考點：考查了動量守恒定律【名師點睛】滿足下列情景之一的，即滿足動量守恒定律：⑴系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；⑵系統(tǒng)受外力，但外力遠小于內(nèi)力，可以忽略不計；⑶系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒。⑷全過程的某一階段系統(tǒng)受的合外力為零，則該階段系統(tǒng)動量守恒8如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關系如圖乙所示，設物塊與地面的靜摩擦力最大值與滑動摩擦力大小相等，則（）A、時間內(nèi)F的功率逐漸增大，B、時刻物塊A的加速度最大C、時刻后物塊A做反向運動D、時刻物塊A的動能最大【答案】BD【解析】試題分析：從圖乙中可得在時刻，物體開始運動，之前拉力小于最大靜摩擦力，處于靜止狀態(tài)，速度為零，所以時間內(nèi)F的功率恒等于零，A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律可得時刻拉力最大，而摩擦力不變恒等于，所以此刻加速度最大，B正確；時刻后拉力減小，在過程中，拉力大于最大靜摩擦力，做加速度減小的加速運動，當時刻拉力等于最大靜摩擦力，加速度為零，速度最大，之后物體開始做減速運動，故C錯誤D正確；考點：考查了牛頓第二定律與圖像，功率，【名師點睛】根據(jù)圖象找出力隨時間變化的關系是正確解題的前提與關鍵；要掌握圖象題的解題思路；當拉力大于最大靜摩擦力時，物體開始運動；當物體受到的合力最大時，物體的加速度最大；由動能定理可知，物體拉力做功最多時，物體獲得的動能最大9如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量的小球A以速率向右運動。在小球的前方O點處有一質(zhì)量為的小球B處于靜止狀態(tài)，Q點處為一豎直的墻壁．小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A與小球B均向右運動．小球B與墻壁碰撞后原速率返回并與小球A在P點相遇，，則兩小球質(zhì)量之比為A、7:5B、1:3C、2:1D、5:3【答案】D考點：考查了動量守恒定律，運動學公式，能量守恒定律【名師點睛】解答本題的突破口是根據(jù)碰后路程關系求出碰后的速度大小之比，本題很好的將直線運動問題與動量守恒和功能關系聯(lián)系起來，比較全面的考查了基礎知識．10兩個小球在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運動，B球在前，A球在后，，，當A球與B球發(fā)生碰撞后，AB兩球的速度可能為（）A、B、C、D、【答案】AB【解析】試題分析：兩個小球組成的系統(tǒng)，在碰撞前后外力為零，所以碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，若兩小球發(fā)生的是彈性碰撞，即沒有動能損失，在碰撞前后動能相等，，解得，因為碰撞后，根據(jù)實際情況，碰撞后A球速度不大于B球的速度，故有若兩小球發(fā)生非彈性碰撞，則有，解得，故AB正確；考點：考查了動量守恒定律的應用【名師點睛】兩球碰撞過程，系統(tǒng)不受外力，故碰撞過程系統(tǒng)總動量守恒；碰撞過程中系統(tǒng)機械能可能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，碰撞后的系統(tǒng)總動能應該小于或等于碰撞前的系統(tǒng)總動能；同時考慮實際情況，碰撞后A球速度不大于B球的速度11如圖所示，生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為，小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，乙的寬度足夠大，速度為，則A、在地面參考系中，工件做類平拋運動B、在乙參考系中，工件在乙上滑動的軌跡是直線C、工件在乙上滑動時，受到乙的摩擦力方向不變D、工件沿垂直于乙的速度減小為0時，工件的速度等于【答案】BD的速度增量大小分別為，解得：，由題意知，則，則當，所以工件沿垂直于乙的速度減小為0時，工件的速度等于，故D正確．考點：考查了運動的合成與分解【名師點睛】本題考查工件在傳送帶上的相對運動問題，關鍵將工件的運動分解為沿傳送帶方向和垂直傳送帶方向，結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式進行求解12人用手托著質(zhì)量為m的小蘋果，從靜止開始沿水平方向運動，前進距離L后，速度為v（物體與手始終相對靜止），物體與手掌之間的動摩擦因數(shù)為，則下列說法正確的是（）A、手對蘋果的作用力方向豎直向上B、蘋果所受摩擦力大小為C、手對蘋果做的功為D、蘋果對手不做功【答案】C考點：考查動能定理的應用，摩擦力【名師點睛】注意物體在手的作用下運動，是靜摩擦力，但不一定是最大靜摩擦力，而只有是最大靜摩擦力時，才能是13如圖所示，一小球從斜軌道的某高度處由靜止滑下，然后沿豎直光滑圓軌道的內(nèi)側(cè)運動，已知圓軌道的半徑為R，忽略一切摩擦阻力，則下列說法正確的是A、在軌道最低點，最高點，軌道對小球作用力的方向是相同的B、小球的初位置比圓軌道最低點高出2R時，小球能通過圓軌道的最高點C、小球的初位置比圓軌道最低點高出0.5R時，小球在運動過程中不脫離軌道D、小球的初位置只有比圓軌道最低點高出2.5R時，小球在運動過程中才能不脫離軌道【答案】C考點：考查了機械能守恒定律，圓周運動【名師點睛】明確最高點的臨界速度，并注意小球在軌道內(nèi)不超過R時也不會離開軌道，使小球能夠通過圓軌道最高點，那么小球在最高點時應該是恰好是物體的重力作為物體的向心力，由向心力的公式可以求得此時的最小的速度，再由機械能守恒可以求得離最低點的高度h14在光滑水平面上動能為E，動量大小為P的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞，碰撞前后球1的運動方向相反，將碰撞后球1的動能和動量大小分別記為，球2的動能和動量大小分別記為，則必有（）A、B、C、D、【答案】AB【解析】試題分析：因為碰撞前后動能不增加，故有，，,A正確CD錯誤；根據(jù)動量守恒定律得：，得到，可見，，B正確；考點：考查了動量守恒定律【名師點睛】本題考查對碰撞過程基本規(guī)律的理解和應用能力．碰撞過程的兩大基本規(guī)律：系統(tǒng)動量守恒和總動能不增加，常常用來分析碰撞過程可能的結(jié)果15如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止狀態(tài)，剪斷兩物塊之間的輕繩后A下落，B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地（）A、速率的變化量不同B、機械能的變化量不同C、重力勢能的變化量相同D、重力做功的平均功率相同【答案】D考點：考查了機械能守恒，功和功率的計算【名師點睛】剪斷輕繩后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，機械能守恒，重力做功決定重力勢能的變化與否，若做正功，則重力勢能減少；若做負功，則重力勢能增加，重力做功的平均功率等于重力做功與時間的比值，二、非選擇題16與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況時常用的計時儀器，如圖甲所示：a、b分別是光電門的激光發(fā)射器和接收裝置。現(xiàn)利用如圖乙所示的裝置驗證滑塊所受外力做功與其動能變化的關系。方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上（滑塊在該導軌上運動時所受阻力可忽略），通過跨過定滑輪的細繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為、。已知滑塊（含遮光板）質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L、當?shù)氐闹亓铀俣葹間（1）用游標卡尺（20分度）測量遮光板寬度，刻度如圖丙所示，讀數(shù)為_________mm（2）本實驗想用鉤碼的重力表示滑塊受到的合外力，為減小這種做法帶來的誤差，實驗中需要滿足的條件是M___________m（填“遠大于”“小于”“遠小于”）（3）計算滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度的表達式為：=________、=________（用題中的字母表示）（4）本實驗中，驗證滑塊運動的動能定理的表達式為________（用題中所給字母表示）【答案】（1）（2）遠大于（3），（4）考點：驗證動能定理實驗【名師點睛】（1、2）解決本題的關鍵掌握螺旋測微器和游標卡尺的讀數(shù)方法，以及掌握用鉤碼重力表示小車所受合力的處理方法．（3、4）解決本題的關鍵知道極短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，以及掌握該實驗的原理，滑塊的機械能守恒17用如圖1實驗裝置驗證組成的系統(tǒng)機械能守恒，從高處由靜止開始下落，上拖著的紙帶帶出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖2所示，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，，①紙帶上打下計數(shù)點5時的速度=__________m/s；②在打0～5點過程中系統(tǒng)動能的增量=__________J，系統(tǒng)重力勢能的減少量=__________J；由此得出的結(jié)論是_________________________________③若某同學作出了圖線（如圖3），據(jù)圖線得到的重力加速度為g=________m/s2【答案】①②、在誤差允許的范圍內(nèi)，組成的系統(tǒng)機械能守恒③考點：驗證機械能守恒實驗【名師點睛】根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點5時的速度大??；根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關系可以得出機械能是否守恒；根據(jù)圖象的物理意義可知，圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小18如圖所示，物體A、B的質(zhì)量分別為4kg和8kg，由輕質(zhì)彈簧連接，放在光滑的水平面上，物體B左側(cè)與豎直墻壁相接觸，另有一物體C水平向左運動，在t=5s時與物體A相碰，并立即與A有相同的速度，一起向左運動，物塊C的速度-時間如圖2所示。（1）求物塊C的質(zhì)量（2）在5s到15s的時間內(nèi)，墻壁對物體B的作用力的沖量【答案】（1）（2），方向向右考點：考查了動量守恒定律，沖量定理【名師點睛】本題一要由速度圖象讀出物體的運動情況，明確碰撞前后A、C的速度，二要會根據(jù)動量守恒定律求解C的質(zhì)量，由動量定理求解變力的沖量19如圖所示，在水平地面上固定一個傾角、高H=4m的斜面，在斜面上方固定放置一段由內(nèi)壁光滑的圓管構(gòu)成的軌道ABCD，圓周部分的半徑，AB與圓周相切于B點，長度為，與水平方向夾角，軌道末端豎直，已知圓周軌道最低點C、軌道末端D與斜面頂端處于同一高度?，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.1kg，直徑可以忽略的小球從管口A處由靜止釋放，（1）求小球在C點時對軌道的壓力（2）若小球與斜面碰撞（不計能量損失）后做平拋運動落到水平地面上，則碰撞點距斜面左端的水平距離x多大時小球平拋運動的水平位移最大？最大位移是多少？【答案】（1）7N（2）當x=1m時平拋水平位移有最大值代入數(shù)據(jù)整理得：，可知：當x=1m時平拋水平位移有最大值考點：考查了平拋運動，圓周運動，動能定理的綜合應用【名師點睛】解題時注意數(shù)學知識的應用，特別是從A到碰撞點，根據(jù)動能定理求出碰撞時的速度，由于沒有能量損失，則碰撞后做平拋運動的初速度即為碰撞時的速度，難度適中20如圖所示，為一傳送裝置，其中AB段粗糙，AB段長為L=0.2m