山東省淄博市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期11月期中檢測(cè)物理試題（解析版）

PAGEPAGE12023—2024學(xué)年度第一學(xué)期高三期中檢測(cè)物理1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)等填寫(xiě)在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓名、考生號(hào)和座號(hào)等，并將條形碼粘貼在指定位置上。2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書(shū)寫(xiě)，字體工整、筆跡清楚。3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每個(gè)題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示，為位于淄川的楊寨古塔的塔頂避雷裝置。當(dāng)雷云接近塔頂時(shí)，塔頂?shù)谋芾籽b置頂端由于聚集著大量正電荷而形成局部電場(chǎng)集中的空間。圖中虛線表示某時(shí)刻避雷裝置周圍的等差等勢(shì)面分布情況，實(shí)線表示一帶電量不變的粒子僅在電場(chǎng)力作用下經(jīng)、、三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。則（）A.該粒子帶負(fù)電B.由到電勢(shì)逐漸降低C.該粒子由點(diǎn)到點(diǎn)受到的電場(chǎng)力做負(fù)功D.該粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能比在點(diǎn)的大【答案】C【解析】A．由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子所受電場(chǎng)力指向凹側(cè)，而避雷針頂端聚集大量正電荷，電場(chǎng)線方向應(yīng)如下所示粒子受力方向與電場(chǎng)線方向相同，故該粒子帶正電。故A錯(cuò)誤；B．沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，故由到電勢(shì)逐漸升高。故B錯(cuò)誤；CD．該粒子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力與位移的夾角為鈍角，故電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小。故該粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能比在點(diǎn)的小。故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。【點(diǎn)睛】根據(jù)題意及等勢(shì)面的分布圖畫(huà)出電場(chǎng)線的分布情況，再根據(jù)電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向的關(guān)系，確定粒子的電性。電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小。2.某同學(xué)用彈簧豎直懸掛智能手機(jī)做如下實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，將彈簧上端固定在鐵架臺(tái)上的點(diǎn)，打開(kāi)手機(jī)加速度傳感器，同時(shí)從彈簧原長(zhǎng)位置靜止釋放手機(jī)，獲得一段時(shí)間內(nèi)手機(jī)在豎直方向的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.手機(jī)在時(shí)處于失重狀態(tài) B.手機(jī)在時(shí)速度最大C.時(shí)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng) D.手機(jī)的速度最大值約為【答案】D【解析】A．從O點(diǎn)由靜止釋放手機(jī)，加速度為-10m/s2，只受重力作用，可知圖像以豎直向上為正方向；手機(jī)在0.3s時(shí)處于加速度方向向上，超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；BD．由圖像可知，手機(jī)一開(kāi)始向向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為0時(shí)，即0.17s時(shí)速度達(dá)到最大，根據(jù)a-t圖像，圖線與橫軸圍成的三角形的面積表示速度變化量可知，最大速度約為由圖可知實(shí)際面積要大于三角形的面積，所以手機(jī)的速度最大值約為，故B錯(cuò)誤，D正確；C．由圖像可知，1.1s時(shí)，手機(jī)加速度為0，受力平衡，彈簧的彈力與重力平衡，彈力不為零，彈簧沒(méi)有恢復(fù)到原長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤。故選D。3.我國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)成功登陸火星?；鹦菍儆陬惖匦行牵睆郊s為地球的0.5倍，質(zhì)量約為地球的0.1倍，繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期約為687天。下列說(shuō)法正確的是（）A.“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面附近運(yùn)行時(shí)的周期約為687天B.“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于C.“天問(wèn)一號(hào)”在火星上所受重力比在地球上所受重力大D.火星的平均密度比地球的平均密度小【答案】D【解析】A．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力提供向心力有解得又有則“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面附近運(yùn)行時(shí)的周期不可能為687天，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力提供向心力有解得又有則“天問(wèn)一號(hào)”在火星表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于，故B錯(cuò)誤；C．由萬(wàn)有引力等于重力有可得火星表面的重力加速度為則“天問(wèn)一號(hào)”在火星上所受重力比在地球上所受重力小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意，由公式可得，星球的平均密度為則有則火星的平均密度比地球的平均密度小，故D正確。故選D。4.伽利略在《關(guān)于兩門新科學(xué)對(duì)話》中寫(xiě)道：“我們將木板的一頭抬高，使之略呈傾斜，再讓銅球由靜止?jié)L下……為了測(cè)量時(shí)間，我們把一只盛水的大容器置于高處，在容器底部焊上一根口徑很細(xì)的管子，用小杯子收集每次下降時(shí)由細(xì)管流出的水，然后用極精密的天平稱水的重量”，若將小球由靜止?jié)L下的距離記為L(zhǎng)，對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)收集的水的質(zhì)量記為m，則L與m的比例關(guān)系為A. B. C. D.【答案】B【解析】明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，則水的質(zhì)量和時(shí)間成正比；所以該實(shí)驗(yàn)只要驗(yàn)證位移與質(zhì)量的二次方是否成正比，就可驗(yàn)證該運(yùn)動(dòng)是否勻變速直線運(yùn)動(dòng)．銅球做初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移L與時(shí)間t的二次方成正比，即：L∝t2由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，又：m=ρV所以水的質(zhì)量與時(shí)間成正比，即：m∝t所以量筒中收集的水量可以間接的測(cè)量時(shí)間，即：t∝m，所以可得：L∝m2故選B．【點(diǎn)睛】解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)流入量筒水的量與時(shí)間成正比，將時(shí)間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為為水量問(wèn)題．5.一彈丸在飛行到距離地面高時(shí)僅有水平速度，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為1:4。不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】取原來(lái)的速度v的方向?yàn)檎较?，彈丸質(zhì)量為5m，根據(jù)動(dòng)量守恒有可得爆炸后下落的時(shí)間為由于時(shí)間相同，等式兩邊同乘以時(shí)間t，可得水平位移的關(guān)系為由題可知，只有B選項(xiàng)滿足上述水平位移關(guān)系。故選B。6.如圖所示，有一質(zhì)量為、半徑為、密度均勻的球體，在距球心處有一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)。若以球心為中心挖去一個(gè)半徑為的球體，則剩下部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】剩下部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力應(yīng)等于完整球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力減去被挖去的小球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力，即被挖去小球體的質(zhì)量為而大球體的質(zhì)量為聯(lián)立可得，剩下部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力為故選C。7.“極限滑草”受到青少年的追捧。如圖所示，某同學(xué)在滑草斜面上從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，先后連續(xù)經(jīng)過(guò)P、M、N三點(diǎn)，已知MN間的距離是PM的兩倍，PM段的平均速度是5m/s，MN段的平均速度是10m/s，則該同學(xué)經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)PM的距離為x，則MN的距離為2x，則從P點(diǎn)到M點(diǎn)的時(shí)間等于從M點(diǎn)到N點(diǎn)的時(shí)間為在根據(jù)逐差公式可得，加速度為MN時(shí)間中點(diǎn)的速度為則該同學(xué)經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為故選A。8.空間有一如圖所示圓錐形區(qū)域，為頂點(diǎn)，為底面圓的直徑，A、C兩點(diǎn)分別是兩母線、的中點(diǎn)，底角為60°。過(guò)A、C兩點(diǎn)平行于底面的截面圓的圓心為；底面圓的圓心為，半徑為。在、處分別固定電荷量均為的正電荷，則A、O兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度之比為（）A. B. C.D.【答案】B【解析】由幾何關(guān)系可得、處的電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)分別為故聯(lián)立可得O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為故故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每個(gè)題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.如圖所示，原長(zhǎng)為的輕質(zhì)彈簧，一端固定在點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為的小球相連。小球套在傾斜固定的粗糙桿上，桿與水平方向的夾角為37°，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，桿上、兩點(diǎn)與點(diǎn)的距離均為，點(diǎn)到點(diǎn)的距離為，與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為，彈簧始終在彈性限度內(nèi)（）?，F(xiàn)使小球以某一初速度從點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，在小球第一次從到過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧的勁度系數(shù)為B.彈簧的勁度系數(shù)為C.從點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力先增大再減小D.小球從點(diǎn)到點(diǎn)受到的摩擦力做的功大于從點(diǎn)到點(diǎn)受到的摩擦力做的功【答案】AC【解析】AB．小球P點(diǎn)時(shí)恰好保持靜止，由平衡條件可得解得故A正確，B錯(cuò)誤；C．從M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力其中x為彈簧的壓縮量，α為彈簧與OP的夾角。因x變大，α減小，則摩擦力f變大；同理從O點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力減小。故從點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力先增大再減小，故C正確；D．根據(jù)對(duì)稱性可知，在任意關(guān)于P點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)摩擦力大小相等，而PM與PN距離相等。結(jié)合功的定義可知，小球從點(diǎn)到點(diǎn)受到的摩擦力做的功等于從點(diǎn)到點(diǎn)受到的摩擦力做的功，故D錯(cuò)誤。故選AC?！军c(diǎn)睛】根據(jù)平衡條件列出平衡方程，得出彈簧的勁度系數(shù)。下滑的過(guò)程中，小球受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的定義式分析其變化情況。對(duì)于運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題，需注意運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性及可逆性兩大特點(diǎn)。10.風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖甲所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測(cè)器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪帶動(dòng)凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)時(shí)光被擋住。已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為，每轉(zhuǎn)動(dòng)圈帶動(dòng)凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。若某段時(shí)間內(nèi)探測(cè)器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，則該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片（）A.轉(zhuǎn)速逐漸增大 B.轉(zhuǎn)速逐漸減小C.平均速率為 D.平均速率為【答案】AD【解析】AB．根據(jù)圖乙可知，在凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，探測(cè)器接收到光的時(shí)間越來(lái)越短，說(shuō)明凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度越來(lái)越快，所以該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片的轉(zhuǎn)速逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)圖乙可知，在時(shí)間內(nèi)，凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)了4圈，所以風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)了4n圈，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的平均角速度為則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速率為故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。11.電動(dòng)汽車在研發(fā)過(guò)程中都要進(jìn)行性能測(cè)試，如圖所示為某次測(cè)試中某型號(hào)汽車在水平路面上由初速度為開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，牽引力與速度的倒數(shù)圖像，表示最大速度，平行于軸，反向延長(zhǎng)過(guò)原點(diǎn)。已知阻力恒定，汽車質(zhì)量為。下列說(shuō)法正確的是（）A.汽車從到持續(xù)的時(shí)間為B.汽車由到過(guò)程做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.在此測(cè)試過(guò)程中汽車最大功率為D.汽車能夠獲得的最大速度為【答案】AC【解析】A．點(diǎn)時(shí)牽引力等于阻力，所以汽車從到的做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為汽車從到持續(xù)的時(shí)間為故A正確；B．根據(jù)，結(jié)合段圖像，可知汽車從到的恒定功率加速，根據(jù)牛頓第二定律有可知汽車由到過(guò)程做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．由點(diǎn)知故C正確；D．汽車能夠獲得的最大速度為故D錯(cuò)誤。故選AC。12.風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和控制的氣流，用以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)。圖甲為高的透明垂直風(fēng)洞。在某次風(fēng)洞飛行上升表演中，表演者的質(zhì)量，為提高表演的觀賞性，控制風(fēng)速與表演者上升高度間的關(guān)系如圖乙所示，在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí)，風(fēng)力（為風(fēng)速），。若表演者開(kāi)始靜臥于處，再打開(kāi)氣流，表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.表演者先做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)B.表演者先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)C.表演者上升達(dá)到最大速度時(shí)的高度D.表演者上升能達(dá)到的最大高度【答案】BD【解析】AB．當(dāng)時(shí)，合力向上，人向上加速，由牛頓第二定律故隨著風(fēng)速的減小，加速度減小，人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)時(shí)，加速度為零，速度最大；當(dāng)時(shí)，合力向下，人向上減速，由牛頓第二定律故隨著風(fēng)速的減小，加速度增大。所以表演者先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；CD．由乙圖可知時(shí)達(dá)到最大高度時(shí)故上升到最大高度過(guò)程中風(fēng)力對(duì)表演者做功為由動(dòng)能定理解得C錯(cuò)誤，D正確故選BD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某物理小組測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，位移傳感器連接到計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開(kāi)位移傳感器，再讓木塊從木板上端由A點(diǎn)靜止釋放，繪制出了木塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙中曲線②所示。其中木板與水平面夾角為（，，）（1）根據(jù)圖乙曲線②中的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出木塊的加速度__________，木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)__________；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（2）若只增大木板傾斜的角度，則木塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律可能是圖中的__________（選填“①”或“③”）；（3）為了提高木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量精度，下列措施可行的是__________。A．點(diǎn)與傳感器距離適當(dāng)大些B．木板的傾角越大越好C．選擇體積較大的空心木塊【答案】（1）0.250.24（2）①（3）A【解析】（1）[1]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，由逐差法得[2]選取木塊為研究的對(duì)象，在木塊沿斜面方向上由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)，解得（2）[3]木塊的加速度為若只增大木板傾斜的角度，可知加速度變大。又根據(jù)公式知，在相同時(shí)間內(nèi)，位移減小的更多，故木塊相對(duì)傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律可能是圖中①。（3）[4]根據(jù)前面分析可知，在實(shí)驗(yàn)中，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使木塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)一些，可以減小斜面的傾角、增加木塊在斜面上滑行的位移等；選擇體積較大的空心木塊會(huì)使運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力變大影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。故選A。14.在碰撞問(wèn)題中，人們經(jīng)常采用恢復(fù)系數(shù)來(lái)描述運(yùn)動(dòng)，的值只與材料有關(guān)，其定義式為碰撞后兩物體相對(duì)速度大小與碰撞前兩物體相對(duì)速度大小之比，即。某興趣小組通過(guò)測(cè)定恢復(fù)系數(shù)，來(lái)確定滑塊的材料。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：氣墊導(dǎo)軌上放有質(zhì)量不等、材料相同的兩滑塊和。用頻閃照相機(jī)進(jìn)行4次閃光拍照，第1次是在兩滑塊碰撞之前，其余3次是在碰撞之后，最終照片如圖所示。已知在這4次閃光的時(shí)間內(nèi)、均在范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)（以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn)），且第1次閃光時(shí)，恰好經(jīng)過(guò)處，恰好經(jīng)過(guò)處，碰撞后靜止。、兩滑塊的碰撞時(shí)間及閃光持續(xù)的時(shí)間極短，均可忽略不計(jì)，摩擦忽略不計(jì)。試根據(jù)閃光照片（閃光時(shí)間間隔為）分析得出：（1）碰撞發(fā)生位置在刻度尺_(dá)_________刻度處。（2）選取水平向右為正方向，則兩滑塊碰撞前：的動(dòng)量為_(kāi)_________，的動(dòng)量為_(kāi)_________；兩滑塊碰撞后：、的總動(dòng)量為_(kāi)_________。（3）比較、碰撞前后的動(dòng)量之和，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____________________。（4）通過(guò)查找資料各材料的恢復(fù)系數(shù)如下表。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的恢復(fù)系數(shù)，我們可以推測(cè)該實(shí)驗(yàn)使用的滑塊的材質(zhì)是____________________。材料鎢木材鋁合金玻璃恢復(fù)系數(shù)0.370.500.750.94【答案】（1）100.0（2）-21-1（3）碰撞前后動(dòng)量守恒（4）木材【解析】（1）[1]碰撞后靜止，從圖中可以看出是在100.0cm處；（2）[2][3][4]第一次閃光恰好經(jīng)過(guò)處，恰好經(jīng)過(guò)處，從圖中可以分析出，第二次閃光也恰好經(jīng)過(guò)處，A靜止在；第三次閃光經(jīng)過(guò)，A靜止在；第四次閃光經(jīng)過(guò)，A靜止在；由上面的分析發(fā)現(xiàn)，B碰撞前后速度大小相同，第一次閃光到碰撞的時(shí)間為0.1s；所以設(shè)碰撞前的A、B速度為v1、v2，碰撞后的A、B速度為、，有碰撞前的A、B動(dòng)量分別為碰撞之后的總動(dòng)量為（3）[5]碰撞前的總動(dòng)量等于碰撞后的總動(dòng)量，故碰撞前后動(dòng)量守恒；（4）[6]恢復(fù)系數(shù)故材質(zhì)為木材。15.嫦娥五號(hào)探測(cè)器首次實(shí)施無(wú)人月面取樣并返回，為2024年登月做好前期準(zhǔn)備。嫦娥五號(hào)探測(cè)器由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個(gè)部分組成。探測(cè)器完成對(duì)月球表面的取樣任務(wù)后，樣品將由上升器攜帶升空進(jìn)入環(huán)月軌道，與環(huán)月軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道器返回器組合體（簡(jiǎn)稱組合體）對(duì)接。為了安全，上升器與組合體對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度。已知上升器（含樣品）的質(zhì)量為，月球的半徑為，月球表面的重力加速度為，組合體到月球表面的高度為。取上升器與月球相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)引力勢(shì)能為零，上升器與月球球心距離為時(shí)，引力勢(shì)能為，為引力常量，月球的質(zhì)量為（未知），不計(jì)月球自轉(zhuǎn)的影響。求：（1）月球質(zhì)量及組合體在環(huán)月軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的速度的大??；（2）上升器從月球表面升空并與組合體成功對(duì)接至少需要的能量。【答案】（1），；（2）【解析】（1）在月球表面，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力有可得，月球質(zhì)量為組合體在環(huán)月軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有可得，組合體在環(huán)月軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為（2）上升器從月球表面升空并與組合體成功對(duì)接時(shí)，重力勢(shì)能的增加量為上升器從月球表面升空并與組合體成功對(duì)接時(shí)，增加的動(dòng)能為所以上升器從月球表面升空并與組合體成功對(duì)接至少需要的能量為16.如圖所示，高為的光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧，其一端固定在墻上，用質(zhì)量為的小球壓縮彈簧的另一端，使彈簧具有彈性勢(shì)能。小球釋放后，在彈簧作用下從靜止開(kāi)始在桌面上運(yùn)動(dòng)，與彈簧分離后，從桌面水平飛出。距離桌面右端水平距離為處，有豎直放置的探測(cè)屏，下端固定在水平地面上，高為。現(xiàn)把彈簧壓縮到不同長(zhǎng)度，使小球飛出。不計(jì)空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球落地后立即停止運(yùn)動(dòng)，重力加速度為。求：（1）為讓小球能打在探測(cè)屏上，開(kāi)始釋放小球時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能需滿足的條件；（2）小球打在探測(cè)屏上的最小動(dòng)能及此時(shí)小球打在探測(cè)屏上的位置距離地面的高度?！敬鸢浮浚?）；（2）mgL，1.5L【解析】（1）當(dāng)彈性勢(shì)能最小時(shí)，小球恰好打在B點(diǎn)，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有聯(lián)立解得，小球離開(kāi)桌面的速度為則此時(shí)的彈性勢(shì)能為則為讓小球能打在探測(cè)屏上，開(kāi)始釋放小球時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能（2）設(shè)小球離開(kāi)桌面時(shí)的速度為v，根據(jù)平拋規(guī)律有則此時(shí)小球打在探測(cè)屏上動(dòng)能為由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)時(shí)，即時(shí)，動(dòng)能最小為此時(shí)小球的豎直位移為則此時(shí)小球打在探測(cè)屏上的位置距離地面的高度為17.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，一端懸于O點(diǎn)，另一端連接帶電量為的金屬小球A，整個(gè)裝置處在與水平方向成夾角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，電場(chǎng)范圍足夠大，在距O點(diǎn)為L(zhǎng)的正下方有另一完全相同的不帶電金屬小球B置于光滑絕緣水平桌面的最左端，桌面離地面高度為H，現(xiàn)將細(xì)線向右拉至水平從靜止釋放A球。重力加速度為g，不計(jì)小球間庫(kù)侖力的作用，小球體積忽略不計(jì)。（，）（1）求A球釋放瞬間絕緣細(xì)線拉力的大??；（2）求A、B兩球剛要碰撞時(shí)A球的速度；（3）求A、B兩球碰撞前A球速度的最大值；（4）A、B兩球發(fā)生彈性碰撞瞬間，撤去原電場(chǎng)，同時(shí)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。求球從離開(kāi)桌面到落地過(guò)程位移的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）；（4）【解析】（1）A球釋放瞬間受力情況如圖所示即解得（2）對(duì)A球從靜止釋放到與B球碰撞之前的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理解得（3）如圖，由幾何關(guān)系可知，重力、電場(chǎng)力的合力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直，大小為當(dāng)A球運(yùn)動(dòng)到速度與垂直時(shí)速度最大，由動(dòng)能定理可得解得（4）A、B兩球發(fā)生彈性碰撞解得碰后B的電荷量為，豎直方向有水平向左方向位移大小為垂直紙面向外方向位移大小為垂直紙面向外方向加速度大小為B球從離開(kāi)桌面到落地過(guò)程的位移大小為聯(lián)立可得18.如圖所示，質(zhì)量的木板A置于光滑水平地面上，