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广东省清远市2022-2023学年高三上学期物理期末教学质量检测试卷
一、单选题
1．（2023高三上·清远期末）物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象，是观察、实验和物理思维相结合的产物，在物理概念建立的过程中，用到大量的科学方法，如“理想模型”、“控制变量”、“比值定义”等，建构以下物理概念用的科学方法与加速度不同的是（）
A．动摩擦因数 B．元电荷 C．电场强度 D．磁感应强度
【答案】B
【知识点】比值定义法；理想模型法
【解析】【解答】建构加速度的概念用到“比值定义法”。
ACD．动摩擦因数、电场强度和磁感应强度的定义，均采用比值定义法，ACD不符合题意；
B．元电荷用到理想模型法，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】加速度的概念用到“比值定义法”。元电荷是指最小的电荷量，元电荷用到理想模型法。
2．（2023高三上·清远期末）某同学用手机程序phyphox中的速度传感器记录电动车直线运动的过程如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．80s时电动车回到出发点 B．A、B两点电动车运动方向相反
C．A点的加速度大于B点 D．电动车运动的位移约300m
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．phyphox软件绘制的实际上是v-t图像，由图可知，电动车的速度始终为正值，说明电动车一直向正方向运动，所以80s时电动车离出发点的距离最大，A不符合题意；
B．A，B两点的速度均为正值，所以运动方向相同，B不符合题意；
C．v-t图线切线的斜率表示物体运动的加速度，斜率的正负表示加速度的方向，由图可知，A点切线的斜率小于B点切线的斜率，即A点加速度小于B点的加速度，C不符合题意；
D.80s时电动车速度减为零，但位移等于图线与时间轴围成的面积，图中所围区域约为30小格，即 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图线切线的斜率表示物体运动的加速度，斜率的正负表示加速度的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移。
3．（2023高三上·清远期末）纸制“弹丸”跨过弹弓橡皮绳，用手拉动弹丸直到橡皮绳成θ角，如图所示。此时橡皮绳的张力为T，弹丸的重力可忽略不计，则（ ）
A．手对弹丸的拉力大小等于2T
B．松手瞬间弹丸所受合力为
C．松手前橡皮绳张力与θ角成反比
D．松手后在弹丸离开橡皮绳前，弹丸所受合力减小
【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A．对弹丸受力分析，如下图所示
将橡皮绳的张力合成后，由几何关系可知其所受拉力的合力为 ，手对弹丸的拉力大小 ，则A不符合题意；
B．松手瞬间弹丸所受手的拉力消失，但是橡皮仍然保持拉伸状态，此时弹力仍然存在，则合力为 ，则B不符合题意；
C．橡皮绳张力与橡皮绳的伸长量成正比，则由 可知，松手前橡皮绳张力与合力还有夹角都有关系，即橡皮绳张力与两根橡皮存在夹角的夹角不是反比关系，C不符合题意；
D．弹丸弹出时由于角度变大，拉力变小，则 可知，即弹丸所受合力减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用力的合成结合几何关系求出手对弹丸的拉力大小。橡皮绳张力与橡皮绳的伸长量成正比，弹丸弹出时由于角度变大，拉力变小。
4．（2023高三上·清远期末）跳伞运动员为安全着陆，会在适当的高度打开降落伞减速下落，如图所示。已知空气阻力随速度增大而增大，则下列说法正确的是（）
A．打开降落伞瞬间运动员向上运动
B．打开降落伞瞬间运动员处于失重状态
C．打开降落伞瞬间运动员处于超重状态
D．打开降落伞后运动员的加速度先减小后增大
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A．运动员打开降落伞后速度减小，但速度方向依然向下，A不符合题意；
BC．运动员加速度向上，受到降落伞的拉力大于重力，故处于超重状态，B不符合题意、C符合题意；
D．运动员受到向上的阻力使运动员减速，因为减速所以阻力减小，由于 ，则加速度减小，当加速度减小到零后保持匀速下降，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于惯性，物体继续保持原来的速度大小与方向。运动员加速度向上，受到降落伞的拉力大于重力，超重。阻力减小，阻力大于重力，加速度减小。
5．（2023高三上·清远期末）图为交流发电机的模型图，下列说法正确的是（ ）
A．仅对调磁极N和S，发电机将输出直流电
B．仅增加线圈匝数，产生电动势将增大
C．仅提高线圈转速，输出电流频率不变
D．仅采用更粗的导线制作的线圈产生电动势更大
【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A．集电环的结构可以实现将交流电转化为直流电，但通过磁极的对调只是实现了电流的方向改变。A不符合题意；
B．旋转线圈产生电动势峰值为 ，增加匝数N产生的电动势自然会增大。B符合题意；
C．由于 ，提高线圈的转速产生的交变电流频率增大。C不符合题意；
D．用更粗的导线制作的线圈能够减小线圈内阻，可以提高输出电压，但不影响电动势。D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁极的对调只是实现了电流的方向改变，匝数越多，产生感应电动势越大。转速越大，频率越高。
6．（2023高三上·清远期末）水上乐园的冲浪池示意图如图所示，波浪从深水区向浅水区传播。图中游客在波浪池中随波浪运动，则下列说法正确的是（ ）
A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动
C．波浪冲到浅水区波速增大 D．波浪传到浅水区频率增大
【答案】B
【知识点】波长、波速与频率的关系；简谐运动
【解析】【解答】A．可把游客视为质点，由机械振动的知识可知，游客在水中上下运动，并不会随波浪冲到浅水区，A不符合题意；
B．结合水波传播的方向，此时游客正在向上运动，B符合题意；
CD．波浪从深水区传播到浅水区，波速减小，频率不变，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】机械波向前传播的是质点的振动情况。质点在平衡位置上下振动。介质改变，波速改变，频率不变。
7．（2023高三上·清远期末）2022年1月17日清远市区出现三道彩虹横卧北江两岸的奇观，图为阳光射入球形雨滴经过折射形成彩虹的示意图。关于图中光线1和光线2说法正确的是（）
A．光线1的频率更小
B．光线1在真空中传播速度更小
C．光线2在雨滴中传播速度更小
D．光线1从雨滴进入空气时更容易发生全反射
【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．从光路图可以发现光线1的偏折更明显，说明其折射率更大，可知光线1的频率更大，A不符合题意；
B．不同频率的光在真空中传播速度是相同的，B不符合题意；
D．折射率越大越容易发生全反射，故光线1更容易发生全反射，D符合题意；
C．光线在介质中传播速度等于光速除以折射率，即频率越高传播速度越慢，故光线1传播速度更小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】光线1的第一次折射，折射角较小，偏折更明显，说明其折射率更大。折射率越大越容易发生全反射，不同频率的光在真空中传播速度是相同的，都等于光速。
8．（2023高三上·清远期末）微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列说法正确的是（）
A．匀速运动时，电阻R中有电流
B．向前减速时，电容器所带电荷量减小
C．向前加速时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀加速运动的过程中，MN之间的电场强度不变
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】A．，线路中无电流，A不符合题意；
BC．突然减速时，N板向前移动，d减小，由 ，知电容C增大，再根据Q = UC，电荷量Q增大；向前加速时，由于惯性N板向后移，d增大，电容C减小，电荷量Q减小，故有放电电流，电流b向a，BC不符合题意；
D．保持向前匀加速运动的过程，d不变，故MN之间的电场强度E不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】匀速运动时电容C不变，无电荷量变化，无电流产生。突然减速时，板间距减小，电容增大。电荷量Q增大，电流由电源流向电容器，电容器充电。
二、多选题
9．（2023高三上·清远期末）北京冬奥会报道中利用“”技术，把全新的“时间切片”特技效果应用在8K直播中，精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间，给观众带来全新的视觉体验。“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法。图为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“时间切片”特技图。忽略空气阻力的影响，其运动轨迹可近似为抛物线，a、c位置等高。已知起跳点a的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从b到c的时间为
B．运动员到达最高点时速度的大小为
C．运动员从a点到b点与从b点到c点的速度变化量不同
D．运动员做的是匀变速曲线运动
【答案】A,B,D
【知识点】斜抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．a与c等高，即ab间、bc间高度相等，从b到c在竖直方向看，是自由落体运动，利用 ，则 ，A符合题意；
B．从a到b根据动能定理得 ，解得 ，B符合题意；
C．由 ，a点到b点与从b点到c点的速度变化量相同，C不符合题意；
D．忽略空气阻力的影响，运动员仅所受重力，运动员做的是匀变速曲线运动，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】运动全过程为斜抛运动，竖直方向为自由落体运动。运动过程中只有重力做功，利用动能定理求解最高点速度。
10．（2023高三上·清远期末）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与中国太空站“天和核心舱”完成自主对接。对接前“神舟十五号”在较低轨道运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示，下列说法正确的是（）
A．“神舟十五号”和“天和核心舱”都处于平衡状态
B．“神舟十五号”运行时的向心力比“天和核心舱”大
C．“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小
D．“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．“神舟十五号”及“天和核心舱”均做圆周运动，故均不是平衡状态，A不符合题意；
B．由于题目没有给出“天和核心舱”和“神舟十五号”的质量关系，所以无法比较向心力大小，只能比较向心加速度大小，C不符合题意；
CD．根据 ，解得 ， ，由题图可看出r天 > r神，则“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小，“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】只有匀速直线运动或者静止是平衡状态。卫星“近大远小”，离地球越远，线速度，角速度，加速度小。但是向心力还和物体质量有关，无法直接比较大小。
11．（2023高三上·清远期末）2020年6月23日北斗全球组网卫星的收官之星发射成功，其中“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图所示，则（）
A．氢原子的核外电子在离原子核较近的地方出现的概率较小
B．用11eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用4eV的光子照射处于n = 2激发态的氢原子，可以使之电离
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
【答案】C,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．氢原子的核外电子在离原子核近的地方，概率大，A不符合题意；
B．让基态的氢原子跃迁到激发态，至少需要的能量是ΔE = E2－E1 = －3.4eV－(－13.6)eV = 10.2eV，或者ΔE′ = E3－E1 = －1.51eV－(－13.6)eV = 12.09eV，则11eV不满足两能级间的差值，不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，B不符合题意；
C．若使处于n = 2激发态的氢原子，光子的能量至少为3.4eV，用4eV的光子照射，可以使之电离，C符合题意；
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子运动到离原子核更远的地方，动能减小，原子的电势能增大，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】让基态的氢原子跃迁到激发态，光子的能量为两能级间的差值，电离时，光子能量大于原子的电离能，都可以使其电离。
12．（2023高三上·清远期末）半径为R的球形上、下两端点分别为О和。紧贴球面的半圆形导线和所在的平面相互垂直，其中与纸面平行，两导线均通以方向的电流I。整个空间中施加平行纸面向右的匀强磁场，磁感应强度为B。则下列说法正确的是（ ）
A．受到的安培力为
B．导线受到的安培力为
C．两导线受到的安培力方向相同
D．两导线受到的安培力方向相互垂直
【答案】B,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】导线 在垂直磁场方向的有效长度为 ，故受到的安培力为 ；导线 有效长度为起点与终点的连线，受到的安培力为 ；两根导线虽然垂直，但其有效电流方向均竖直向下，磁场方向水平向右，受到的安培力均垂直纸面向外。
故答案为：BC。
【分析】导线 在垂直磁场方向的有效长度为 ，有效长度是指导线两端点的连线长度，两根导线虽然垂直，但其有效电流方向均竖直向下，安培力均垂直纸面向外。
三、实验题
13．（2023高三上·清远期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图甲所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则物体运动的加速度a = m/s2（结果保留两位有效数字）。
（2）实验原理。用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。A、B两同学根据实验数据分别作出的力的图示如图乙、丙所示。你认为 哪位同学的实验过程有问题？请说明你的理由 。
（3）实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图丁所示。则该金属丝的直径为 mm。
【答案】（1）1.0
（2）A同学； 与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以 一定与橡皮筋共线，但由于实验误差的存在，F1和F2合力不可能与橡皮筋共线
（3）0.754
【知识点】验证力的平行四边形定则；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）读出B、C、D三点的读数，分别为3.50cm、7.40cm、12.30cm。由于相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则时间间隔为T = 0.1s，则根据逐差法，加速度为
（2） “探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程如下：通过两把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至O点，记录两弹簧秤示数和两细绳方向，记录结点位置O；通过一把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至相同位置O，记录弹簧秤示数和细绳方向。结合实验过程和给出的力的图示可知F1和F2为第一次操作时记录的数据， 为第二次操作时记录的数据。 与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以 一定与橡皮筋共线，但由于实验误差的存在，F1和F2合力不可能与橡皮筋共线，故错误的是A同学。
（3）根据螺旋测微器的读数法则有0.5mm＋25.4 × 0.01mm = 0.754mm
【分析】（1）利用逐差法求解加速度。相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则时间间隔为T = 0.1s。
（2）平行四边形法则作出的合力为理论合力，由于实验存在误差，一般不会沿着橡皮筋的方向，错误的是A同学。
（3）螺旋测微器读数等于固定刻度加上可动刻度，读数读到千分之一毫米。
14．（2023高三上·清远期末）为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求（电源及电流表内阻不计），其示意图如图甲所示。
（1）声控开关和光控开关的连接方式为 （填“串联”或“并联”）。
（2）其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，将多用电表的选择开关置于“”挡，再将红，黑表笔 ，调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为 。光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的增加，光敏电阻的阻值 。
（3）已知光控开关的电源电动势为，电阻箱的阻值为。若设计要求当流过电磁继电器的电流为时，光控开关闭合，则此时的照度约为 lx。为了节约用电，需要降低光照度值，应该把电阻箱的阻值调 。
【答案】（1）串联
（2）短接；20；减小
（3）0.6；小
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）因要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的要求，所以光控和声控开关必须是串联关系。
（2）多用电表测电阻的步骤是机械调零，选挡位，再欧姆调零，最后测量读数。所以选挡后应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧零刻线上。欧姆表的读数可估读一位或不估读。电磁继电器的等效电阻为 ，观察丙图可知，随光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小。
（3）由闭合电路欧姆定律有 ，解得 ，由图丙可知此时照度为 ；要降低光照度值，即要在低照度条件下才打开，光敏电阻阻值变大，要在继电器电流为 时亮灯，由闭合电路欧姆定律可知，需调小电阻箱阻值。
【分析】（1）同时满足光线较暗、有活动声音时才打开，开关必须是串联关系。
（2）红、黑表笔短接，笔间电阻为零，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧零刻线上。
（3）由闭合电路欧姆定律求出电流，求出对应电阻值。光照强度越小，电阻越大，但继电器接通电流不变。
四、解答题
15．（2023高三上·清远期末）某品牌酒精消毒液按压泵头结构图如图所示，它主要由进液阀门、弹簧、排气阀门、活塞组成，按下活塞，由于进液阀门小球的阻挡，两阀门间的空气只能从排气阀门排出；松开活塞，活塞将在弹簧的作用下抬起，同时排气阀门关闭，消毒液将进液阀门顶开，消毒液进入两阀门间的空间。每次按压活塞最多只能将两阀门间的体积减为原来的一半。（已知外界大气压强为p0，进液阀门小孔的有效横截面积为S，重力加速度大小为g，环境温度保持不变）。
（1）请用文字说明为什么松开活塞后，消毒液可以进入两阀门间的空间。
（2）为使该按压头正常工作，进液阀门处小球的质量不能超过多少？
【答案】（1）解：在活塞弹开过程中，内部气体压强小于大气压强，在大气压力作用下，消毒液进入进液阀门。
（2）解：假设活塞松开前到松开后并完全抬起过程中，两阀门处于封闭状态，对封闭气体有，松开活塞前p1= p0，
活塞完全抬起时V2= V
由玻意耳定律p1V1= p2V2
解得
此时内部气体压强小于大气压强，排气阀门在大气压力作用下关闭，假设成立。则对进液阀门小球，由受力平衡有p2S＋mg = p0S
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）大气压大于内部压强，所以在大气压力作用下，消毒液进入进液阀门。
（2）根据理想气体状态方程或者玻意耳定律结合受力平衡，列方程求解。
16．（2023高三上·清远期末）图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给电阻和平行金属板电容器供电，如图乙所示。已知铜盘的半径为r，铜盘边缘和圆心之间的电阻为R，铜盘外接电阻也为R，加在盘上的匀强磁场的磁感应强度为B1，每块平行板长度为，板间距离为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场。若有一质量为m、带电量为q的带电微粒从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动刚好打在下极板的中点。（重力加速度大小为g）
（1）求微粒射入的速度v大小；
（2）求铜盘匀速转动的角速度。
【答案】（1）解：对微粒：做圆周运动的洛伦兹力充当向心力
由几何关系得
解得
解得
（2）解：微粒做匀速圆周运动，电场力等于
由串联分压可知
解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）在磁场中，运动电荷所受的洛伦兹力提供向心力。结合几何关系求解。
（2） 微粒做匀速圆周运动， 电场力平衡重力。转动切割次感谢，产生感应电动势，由感应电动势结合串联分压求解铜盘匀速转动的角速度。
17．（2023高三上·清远期末）2022北京冬奥会中的冰壶比赛令人印象深刻，冰壶比赛场地的示意图如图所示：运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O（圆垒的圆心）。为了使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的阻力减小。已知未刷冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1= 0.04，刷冰后μ2= 0.01，投掷线AB与O点的距离为L = 30m。
（1）比赛中，若第一个冰壶以v0= 3m/s的速度被投出后，试判断如果不刷冰，冰壶能否停在圆垒中心O，如果不能请设计一个方案使冰壶刚好停在圆垒中心O；
（2）比赛中，为了使第一个冰壶恰好停在圆心O处，求冰壶被投出时初速度的最小值和最大值；
（3）在比赛中，黄队冰壶Q静止在图中虚线上O点的左侧L1= 1m处，红队冰壶P投出的初速度v0= 3m/s，沿中心线向冰壶Q滑去，两壶发生正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间Q获得的速度是Р碰前瞬间速度的，圆垒半径为r = 1.8m，两冰壶材料，规格均相同且可视为质点。两冰壶均停止后，冰壶在圆垒内且到O点距离较小的一方获胜。求在P碰上Q前，红队运动员用毛刷擦拭冰面的长度应满足什么条件才能使冰壶Р碰后留在O点左侧并赢得比赛胜利？（Р碰上Q后，假设运动员不再擦拭冰面，结果保留一位小数）
【答案】（1）解：设不刷冰时，冰壶运动距离为S1时，冰壶停下来，有
解得
冰壶未运动到圆垒中心O就停下来。则要使冰壶停在圆垒中心O，必须刷冰，设刷冰的距离为S时，冰壶刚好落在圆垒中心
解得S = 25m
（2）解：当运动员一直擦冰面时，此时加速度一直最小，则通过相同的位移时需要的初速度最小，即
解得
同理当运动员一直没有擦冰面时，此时加速度一直最大，则通过相同的位移时需要的初速度最大，即
解得
（3）解：假设冰壶的质量为m，冰壶P碰上Q前瞬间的速度为v，碰后瞬间P的速度为v1，Q的速度为v2，由题意有
P、Q碰撞过程，由动量守恒mv = mv1＋mv2
解得
若冰壶P最终停在O点左侧，红队获胜，则必须冰壶Q停在O点右侧，且冰壶P到O点的距离小于Q到O点的距离，即
L1－s1 < s2－L1
代入
解得v > 1.6m/s
假设红队用毛刷擦拭冰面的长度为s，P从起滑到与Q发生碰撞前的过程，有
解得s > 27.9m
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）冰壶运动过程中，冰壶克服摩擦力做功，动能转化为热能，结合动能定理求解。
（2）冰壶运动过程中只有摩擦力做功，利用动能定理求解。
（3） P、Q碰撞过程，内力远大于外力，系统动量守恒。移动位移越大，获胜。毛刷擦拭冰面使动摩擦因数减小，移动距离更大。
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广东省清远市2022-2023学年高三上学期物理期末教学质量检测试卷
一、单选题
1．（2023高三上·清远期末）物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象，是观察、实验和物理思维相结合的产物，在物理概念建立的过程中，用到大量的科学方法，如“理想模型”、“控制变量”、“比值定义”等，建构以下物理概念用的科学方法与加速度不同的是（）
A．动摩擦因数 B．元电荷 C．电场强度 D．磁感应强度
2．（2023高三上·清远期末）某同学用手机程序phyphox中的速度传感器记录电动车直线运动的过程如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．80s时电动车回到出发点 B．A、B两点电动车运动方向相反
C．A点的加速度大于B点 D．电动车运动的位移约300m
3．（2023高三上·清远期末）纸制“弹丸”跨过弹弓橡皮绳，用手拉动弹丸直到橡皮绳成θ角，如图所示。此时橡皮绳的张力为T，弹丸的重力可忽略不计，则（ ）
A．手对弹丸的拉力大小等于2T
B．松手瞬间弹丸所受合力为
C．松手前橡皮绳张力与θ角成反比
D．松手后在弹丸离开橡皮绳前，弹丸所受合力减小
4．（2023高三上·清远期末）跳伞运动员为安全着陆，会在适当的高度打开降落伞减速下落，如图所示。已知空气阻力随速度增大而增大，则下列说法正确的是（）
A．打开降落伞瞬间运动员向上运动
B．打开降落伞瞬间运动员处于失重状态
C．打开降落伞瞬间运动员处于超重状态
D．打开降落伞后运动员的加速度先减小后增大
5．（2023高三上·清远期末）图为交流发电机的模型图，下列说法正确的是（ ）
A．仅对调磁极N和S，发电机将输出直流电
B．仅增加线圈匝数，产生电动势将增大
C．仅提高线圈转速，输出电流频率不变
D．仅采用更粗的导线制作的线圈产生电动势更大
6．（2023高三上·清远期末）水上乐园的冲浪池示意图如图所示，波浪从深水区向浅水区传播。图中游客在波浪池中随波浪运动，则下列说法正确的是（ ）
A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动
C．波浪冲到浅水区波速增大 D．波浪传到浅水区频率增大
7．（2023高三上·清远期末）2022年1月17日清远市区出现三道彩虹横卧北江两岸的奇观，图为阳光射入球形雨滴经过折射形成彩虹的示意图。关于图中光线1和光线2说法正确的是（）
A．光线1的频率更小
B．光线1在真空中传播速度更小
C．光线2在雨滴中传播速度更小
D．光线1从雨滴进入空气时更容易发生全反射
8．（2023高三上·清远期末）微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列说法正确的是（）
A．匀速运动时，电阻R中有电流
B．向前减速时，电容器所带电荷量减小
C．向前加速时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀加速运动的过程中，MN之间的电场强度不变
二、多选题
9．（2023高三上·清远期末）北京冬奥会报道中利用“”技术，把全新的“时间切片”特技效果应用在8K直播中，精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间，给观众带来全新的视觉体验。“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法。图为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“时间切片”特技图。忽略空气阻力的影响，其运动轨迹可近似为抛物线，a、c位置等高。已知起跳点a的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从b到c的时间为
B．运动员到达最高点时速度的大小为
C．运动员从a点到b点与从b点到c点的速度变化量不同
D．运动员做的是匀变速曲线运动
10．（2023高三上·清远期末）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与中国太空站“天和核心舱”完成自主对接。对接前“神舟十五号”在较低轨道运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示，下列说法正确的是（）
A．“神舟十五号”和“天和核心舱”都处于平衡状态
B．“神舟十五号”运行时的向心力比“天和核心舱”大
C．“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小
D．“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大
11．（2023高三上·清远期末）2020年6月23日北斗全球组网卫星的收官之星发射成功，其中“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图所示，则（）
A．氢原子的核外电子在离原子核较近的地方出现的概率较小
B．用11eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用4eV的光子照射处于n = 2激发态的氢原子，可以使之电离
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
12．（2023高三上·清远期末）半径为R的球形上、下两端点分别为О和。紧贴球面的半圆形导线和所在的平面相互垂直，其中与纸面平行，两导线均通以方向的电流I。整个空间中施加平行纸面向右的匀强磁场，磁感应强度为B。则下列说法正确的是（ ）
A．受到的安培力为
B．导线受到的安培力为
C．两导线受到的安培力方向相同
D．两导线受到的安培力方向相互垂直
三、实验题
13．（2023高三上·清远期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
（1）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图甲所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则物体运动的加速度a = m/s2（结果保留两位有效数字）。
（2）实验原理。用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。A、B两同学根据实验数据分别作出的力的图示如图乙、丙所示。你认为 哪位同学的实验过程有问题？请说明你的理由 。
（3）实验仪器。用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图丁所示。则该金属丝的直径为 mm。
14．（2023高三上·清远期末）为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求（电源及电流表内阻不计），其示意图如图甲所示。
（1）声控开关和光控开关的连接方式为 （填“串联”或“并联”）。
（2）其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，将多用电表的选择开关置于“”挡，再将红，黑表笔 ，调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为 。光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的增加，光敏电阻的阻值 。
（3）已知光控开关的电源电动势为，电阻箱的阻值为。若设计要求当流过电磁继电器的电流为时，光控开关闭合，则此时的照度约为 lx。为了节约用电，需要降低光照度值，应该把电阻箱的阻值调 。
四、解答题
15．（2023高三上·清远期末）某品牌酒精消毒液按压泵头结构图如图所示，它主要由进液阀门、弹簧、排气阀门、活塞组成，按下活塞，由于进液阀门小球的阻挡，两阀门间的空气只能从排气阀门排出；松开活塞，活塞将在弹簧的作用下抬起，同时排气阀门关闭，消毒液将进液阀门顶开，消毒液进入两阀门间的空间。每次按压活塞最多只能将两阀门间的体积减为原来的一半。（已知外界大气压强为p0，进液阀门小孔的有效横截面积为S，重力加速度大小为g，环境温度保持不变）。
（1）请用文字说明为什么松开活塞后，消毒液可以进入两阀门间的空间。
（2）为使该按压头正常工作，进液阀门处小球的质量不能超过多少？
16．（2023高三上·清远期末）图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给电阻和平行金属板电容器供电，如图乙所示。已知铜盘的半径为r，铜盘边缘和圆心之间的电阻为R，铜盘外接电阻也为R，加在盘上的匀强磁场的磁感应强度为B1，每块平行板长度为，板间距离为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场。若有一质量为m、带电量为q的带电微粒从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动刚好打在下极板的中点。（重力加速度大小为g）
（1）求微粒射入的速度v大小；
（2）求铜盘匀速转动的角速度。
17．（2023高三上·清远期末）2022北京冬奥会中的冰壶比赛令人印象深刻，冰壶比赛场地的示意图如图所示：运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O（圆垒的圆心）。为了使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的阻力减小。已知未刷冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1= 0.04，刷冰后μ2= 0.01，投掷线AB与O点的距离为L = 30m。
（1）比赛中，若第一个冰壶以v0= 3m/s的速度被投出后，试判断如果不刷冰，冰壶能否停在圆垒中心O，如果不能请设计一个方案使冰壶刚好停在圆垒中心O；
（2）比赛中，为了使第一个冰壶恰好停在圆心O处，求冰壶被投出时初速度的最小值和最大值；
（3）在比赛中，黄队冰壶Q静止在图中虚线上O点的左侧L1= 1m处，红队冰壶P投出的初速度v0= 3m/s，沿中心线向冰壶Q滑去，两壶发生正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间Q获得的速度是Р碰前瞬间速度的，圆垒半径为r = 1.8m，两冰壶材料，规格均相同且可视为质点。两冰壶均停止后，冰壶在圆垒内且到O点距离较小的一方获胜。求在P碰上Q前，红队运动员用毛刷擦拭冰面的长度应满足什么条件才能使冰壶Р碰后留在O点左侧并赢得比赛胜利？（Р碰上Q后，假设运动员不再擦拭冰面，结果保留一位小数）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】比值定义法；理想模型法
【解析】【解答】建构加速度的概念用到“比值定义法”。
ACD．动摩擦因数、电场强度和磁感应强度的定义，均采用比值定义法，ACD不符合题意；
B．元电荷用到理想模型法，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】加速度的概念用到“比值定义法”。元电荷是指最小的电荷量，元电荷用到理想模型法。
2．【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．phyphox软件绘制的实际上是v-t图像，由图可知，电动车的速度始终为正值，说明电动车一直向正方向运动，所以80s时电动车离出发点的距离最大，A不符合题意；
B．A，B两点的速度均为正值，所以运动方向相同，B不符合题意；
C．v-t图线切线的斜率表示物体运动的加速度，斜率的正负表示加速度的方向，由图可知，A点切线的斜率小于B点切线的斜率，即A点加速度小于B点的加速度，C不符合题意；
D.80s时电动车速度减为零，但位移等于图线与时间轴围成的面积，图中所围区域约为30小格，即 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图线切线的斜率表示物体运动的加速度，斜率的正负表示加速度的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移。
3．【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A．对弹丸受力分析，如下图所示
将橡皮绳的张力合成后，由几何关系可知其所受拉力的合力为 ，手对弹丸的拉力大小 ，则A不符合题意；
B．松手瞬间弹丸所受手的拉力消失，但是橡皮仍然保持拉伸状态，此时弹力仍然存在，则合力为 ，则B不符合题意；
C．橡皮绳张力与橡皮绳的伸长量成正比，则由 可知，松手前橡皮绳张力与合力还有夹角都有关系，即橡皮绳张力与两根橡皮存在夹角的夹角不是反比关系，C不符合题意；
D．弹丸弹出时由于角度变大，拉力变小，则 可知，即弹丸所受合力减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用力的合成结合几何关系求出手对弹丸的拉力大小。橡皮绳张力与橡皮绳的伸长量成正比，弹丸弹出时由于角度变大，拉力变小。
4．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A．运动员打开降落伞后速度减小，但速度方向依然向下，A不符合题意；
BC．运动员加速度向上，受到降落伞的拉力大于重力，故处于超重状态，B不符合题意、C符合题意；
D．运动员受到向上的阻力使运动员减速，因为减速所以阻力减小，由于 ，则加速度减小，当加速度减小到零后保持匀速下降，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于惯性，物体继续保持原来的速度大小与方向。运动员加速度向上，受到降落伞的拉力大于重力，超重。阻力减小，阻力大于重力，加速度减小。
5．【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A．集电环的结构可以实现将交流电转化为直流电，但通过磁极的对调只是实现了电流的方向改变。A不符合题意；
B．旋转线圈产生电动势峰值为 ，增加匝数N产生的电动势自然会增大。B符合题意；
C．由于 ，提高线圈的转速产生的交变电流频率增大。C不符合题意；
D．用更粗的导线制作的线圈能够减小线圈内阻，可以提高输出电压，但不影响电动势。D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁极的对调只是实现了电流的方向改变，匝数越多，产生感应电动势越大。转速越大，频率越高。
6．【答案】B
【知识点】波长、波速与频率的关系；简谐运动
【解析】【解答】A．可把游客视为质点，由机械振动的知识可知，游客在水中上下运动，并不会随波浪冲到浅水区，A不符合题意；
B．结合水波传播的方向，此时游客正在向上运动，B符合题意；
CD．波浪从深水区传播到浅水区，波速减小，频率不变，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】机械波向前传播的是质点的振动情况。质点在平衡位置上下振动。介质改变，波速改变，频率不变。
7．【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．从光路图可以发现光线1的偏折更明显，说明其折射率更大，可知光线1的频率更大，A不符合题意；
B．不同频率的光在真空中传播速度是相同的，B不符合题意；
D．折射率越大越容易发生全反射，故光线1更容易发生全反射，D符合题意；
C．光线在介质中传播速度等于光速除以折射率，即频率越高传播速度越慢，故光线1传播速度更小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】光线1的第一次折射，折射角较小，偏折更明显，说明其折射率更大。折射率越大越容易发生全反射，不同频率的光在真空中传播速度是相同的，都等于光速。
8．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】A．，线路中无电流，A不符合题意；
BC．突然减速时，N板向前移动，d减小，由 ，知电容C增大，再根据Q = UC，电荷量Q增大；向前加速时，由于惯性N板向后移，d增大，电容C减小，电荷量Q减小，故有放电电流，电流b向a，BC不符合题意；
D．保持向前匀加速运动的过程，d不变，故MN之间的电场强度E不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】匀速运动时电容C不变，无电荷量变化，无电流产生。突然减速时，板间距减小，电容增大。电荷量Q增大，电流由电源流向电容器，电容器充电。
9．【答案】A,B,D
【知识点】斜抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．a与c等高，即ab间、bc间高度相等，从b到c在竖直方向看，是自由落体运动，利用 ，则 ，A符合题意；
B．从a到b根据动能定理得 ，解得 ，B符合题意；
C．由 ，a点到b点与从b点到c点的速度变化量相同，C不符合题意；
D．忽略空气阻力的影响，运动员仅所受重力，运动员做的是匀变速曲线运动，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】运动全过程为斜抛运动，竖直方向为自由落体运动。运动过程中只有重力做功，利用动能定理求解最高点速度。
10．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．“神舟十五号”及“天和核心舱”均做圆周运动，故均不是平衡状态，A不符合题意；
B．由于题目没有给出“天和核心舱”和“神舟十五号”的质量关系，所以无法比较向心力大小，只能比较向心加速度大小，C不符合题意；
CD．根据 ，解得 ， ，由题图可看出r天 > r神，则“神舟十五号”运行的周期比“天和核心舱”小，“神舟十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】只有匀速直线运动或者静止是平衡状态。卫星“近大远小”，离地球越远，线速度，角速度，加速度小。但是向心力还和物体质量有关，无法直接比较大小。
11．【答案】C,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．氢原子的核外电子在离原子核近的地方，概率大，A不符合题意；
B．让基态的氢原子跃迁到激发态，至少需要的能量是ΔE = E2－E1 = －3.4eV－(－13.6)eV = 10.2eV，或者ΔE′ = E3－E1 = －1.51eV－(－13.6)eV = 12.09eV，则11eV不满足两能级间的差值，不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，B不符合题意；
C．若使处于n = 2激发态的氢原子，光子的能量至少为3.4eV，用4eV的光子照射，可以使之电离，C符合题意；
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子运动到离原子核更远的地方，动能减小，原子的电势能增大，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】让基态的氢原子跃迁到激发态，光子的能量为两能级间的差值，电离时，光子能量大于原子的电离能，都可以使其电离。
12．【答案】B,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】导线 在垂直磁场方向的有效长度为 ，故受到的安培力为 ；导线 有效长度为起点与终点的连线，受到的安培力为 ；两根导线虽然垂直，但其有效电流方向均竖直向下，磁场方向水平向右，受到的安培力均垂直纸面向外。
故答案为：BC。
【分析】导线 在垂直磁场方向的有效长度为 ，有效长度是指导线两端点的连线长度，两根导线虽然垂直，但其有效电流方向均竖直向下，安培力均垂直纸面向外。
13．【答案】（1）1.0
（2）A同学； 与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以 一定与橡皮筋共线，但由于实验误差的存在，F1和F2合力不可能与橡皮筋共线
（3）0.754
【知识点】验证力的平行四边形定则；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）读出B、C、D三点的读数，分别为3.50cm、7.40cm、12.30cm。由于相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则时间间隔为T = 0.1s，则根据逐差法，加速度为
（2） “探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程如下：通过两把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至O点，记录两弹簧秤示数和两细绳方向，记录结点位置O；通过一把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至相同位置O，记录弹簧秤示数和细绳方向。结合实验过程和给出的力的图示可知F1和F2为第一次操作时记录的数据， 为第二次操作时记录的数据。 与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以 一定与橡皮筋共线，但由于实验误差的存在，F1和F2合力不可能与橡皮筋共线，故错误的是A同学。
（3）根据螺旋测微器的读数法则有0.5mm＋25.4 × 0.01mm = 0.754mm
【分析】（1）利用逐差法求解加速度。相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则时间间隔为T = 0.1s。
（2）平行四边形法则作出的合力为理论合力，由于实验存在误差，一般不会沿着橡皮筋的方向，错误的是A同学。
（3）螺旋测微器读数等于固定刻度加上可动刻度，读数读到千分之一毫米。
14．【答案】（1）串联
（2）短接；20；减小
（3）0.6；小
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）因要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的要求，所以光控和声控开关必须是串联关系。
（2）多用电表测电阻的步骤是机械调零，选挡位，再欧姆调零，最后测量读数。所以选挡后应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧零刻线上。欧姆表的读数可估读一位或不估读。电磁继电器的等效电阻为 ，观察丙图可知，随光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小。
（3）由闭合电路欧姆定律有 ，解得 ，由图丙可知此时照度为 ；要降低光照度值，即要在低照度条件下才打开，光敏电阻阻值变大，要在继电器电流为 时亮灯，由闭合电路欧姆定律可知，需调小电阻箱阻值。
【分析】（1）同时满足光线较暗、有活动声音时才打开，开关必须是串联关系。
（2）红、黑表笔短接，笔间电阻为零，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧零刻线上。
（3）由闭合电路欧姆定律求出电流，求出对应电阻值。光照强度越小，电阻越大，但继电器接通电流不变。
15．【答案】（1）解：在活塞弹开过程中，内部气体压强小于大气压强，在大气压力作用下，消毒液进入进液阀门。
（2）解：假设活塞松开前到松开后并完全抬起过程中，两阀门处于封闭状态，对封闭气体有，松开活塞前p1= p0，
活塞完全抬起时V2= V
由玻意耳定律p1V1= p2V2
解得
此时内部气体压强小于大气压强，排气阀门在大气压力作用下关闭，假设成立。则对进液阀门小球，由受力平衡有p2S＋mg = p0S
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）大气压大于内部压强，所以在大气压力作用下，消毒液进入进液阀门。
（2）根据理想气体状态方程或者玻意耳定律结合受力平衡，列方程求解。
16．【答案】（1）解：对微粒：做圆周运动的洛伦兹力充当向心力
由几何关系得
解得
解得
（2）解：微粒做匀速圆周运动，电场力等于
由串联分压可知
解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）在磁场中，运动电荷所受的洛伦兹力提供向心力。结合几何关系求解。
（2） 微粒做匀速圆周运动， 电场力平衡重力。转动切割次感谢，产生感应电动势，由感应电动势结合串联分压求解铜盘匀速转动的角速度。
17．【答案】（1）解：设不刷冰时，冰壶运动距离为S1时，冰壶停下来，有
解得
冰壶未运动到圆垒中心O就停下来。则要使冰壶停在圆垒中心O，必须刷冰，设刷冰的距离为S时，冰壶刚好落在圆垒中心
解得S = 25m
（2）解：当运动员一直擦冰面时，此时加速度一直最小，则通过相同的位移时需要的初速度最小，即
解得
同理当运动员一直没有擦冰面时，此时加速度一直最大，则通过相同的位移时需要的初速度最大，即
解得
（3）解：假设冰壶的质量为m，冰壶P碰上Q前瞬间的速度为v，碰后瞬间P的速度为v1，Q的速度为v2，由题意有
P、Q碰撞过程，由动量守恒mv = mv1＋mv2
解得
若冰壶P最终停在O点左侧，红队获胜，则必须冰壶Q停在O点右侧，且冰壶P到O点的距离小于Q到O点的距离，即
L1－s1 < s2－L1
代入
解得v > 1.6m/s
假设红队用毛刷擦拭冰面的长度为s，P从起滑到与Q发生碰撞前的过程，有
解得s > 27.9m
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）冰壶运动过程中，冰壶克服摩擦力做功，动能转化为热能，结合动能定理求解。
（2）冰壶运动过程中只有摩擦力做功，利用动能定理求解。
（3） P、Q碰撞过程，内力远大于外力，系统动量守恒。移动位移越大，获胜。毛刷擦拭冰面使动摩擦因数减小，移动距离更大。
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