四川省成都教育科学研究院附属中学2024-2025学年高三上学期入学考试物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）。
1．（2024高三上·新都开学考）贵州“村超”6月9日的一场比赛中，一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角，所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是（ ）
A．比赛时间是当日16：30开始，观众提前60分钟入场。其中16：30是指时间间隔
B．研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点
C．一名前排观众激动说：“太精彩了，目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度
D．该足球的飞行轨迹长度就是它的位移
【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；瞬时速度
【解析】【解答】本题考查质点，路程和位移，平均速度和瞬时速度，这些均为运动描述时的基本物理量，比较基础。A.时刻是指某个时间点，时间间隔是指时间段，16：30是指时刻，故A错误；
B．研究足球的飞行轨迹时，足球的大小和形状可以忽略，故可以将足球看作质点，故B正确；
C．目测最大球速超过120km/h，这里的球速是指瞬时速度，故C错误；
D．该足球的飞行轨迹长度就是它的路程，故D错误。
故选B。
【分析】时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，当物体的大小和形状在研究问题时可忽略，则可把物体看成质点；某一瞬间的速度指瞬时速度，某段时间内的速度为平均速度；运动轨迹的长度为路程，位置的变化为位移。
2．（2024高三上·新都开学考）关于力，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力就是地球对物体的吸引力，它的方向总是垂直向下
B．重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的
C．正压力增大，摩擦力可能增大，也可能不变
D．放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的
【答案】C
【知识点】重力与重心；形变与弹力；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】本题考查学生对重力、弹力、摩擦力的基本性质的掌握， 重力是由地球的吸引而产生的，所以无论物体处于何处，是何运动状态，都会受到重力。A．物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的吸引力，它只是引力的一部分，它的方向总是竖直向下，故A错误；
B．重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的，动力、阻力是按力的效果命名的，故B错误；
C．正压力增大，静摩擦力有可能保持不变，例如用手握住瓶子时，手的握力变大了，静摩擦力仍然等于瓶子的重力；正压力增大，摩擦力可能增大，例如放在倾斜粗糙桌面上滑动的物体，正压力增大，则摩擦力增大，故C正确；
D．放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故D错误。
故选C。
【分析】重力是万有引力的一个分力，它的方向总是竖直向下；正压力影响滑动摩擦力，不影响静摩擦力；重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的；桌面发生微小形变而产生支持力。
3．（2024高三上·新都开学考）核电站在运行时会产生大量核污染水，其中含有放射性元素——氚，由于它和氢元素有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到和蛋白质上，一旦氚原子核衰变为氦3，会直接破坏和蛋白质上与氢有关化学键和氢键上，从分子层面造成人体病变。下列关于原子核的相关说法正确的是（ ）
A．核反应中的电子是核外电子
B．衰变成，经过了3次衰变
C．两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能
D．要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A． 核反应方程的电子来自原子核的衰变产生的电子，故A项错误；
B．考查结合能、比结合能以及衰变，及知道衰变的种类 ，衰变成，质量数减少了16，因此经历了4次衰变，故B项错误；
C．结合能是两个核子结合时释放的能量，故C项错误；
D．要使两个轻核发生核聚变，需将两个轻核加热到很高温度，使原子核具有足够的动能足以克服库仑斥力，故D项正确。
故选D。
【分析】比结合能越大原子核越稳定；只有较小的原子核才会发生聚变；根据α衰变和β衰变的特点分析发生衰变的次数。
4．（2024高三上·新都开学考）如图所示为氢原子能级图，用频率为的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为、、的三种光子，且用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为的光子能量相等。下列说法正确的是（ ）
A．当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能和氢原子的电势能均变大
B．三种光子中粒子性最强的是频率为的光子
C．
D．该新型材料的逸出功为1.89eV
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】氢原子从高能级向低能级跃迁要释放光子，熟练掌握能级跃迁公式和爱因斯坦的光电效应方程是解题的基础A．根据玻尔跃迁理论可得，当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能变大，氢原子的电势能变小，故A错误；
B．由于，所以三种光子中粒子性最强的是频率为的光子，故B错误；
C．由题知，用频率为的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为、、的三种光子，且，则有
，，
则有
可得
故C错误；
D．用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为光子的能量相等，则有
解得该新型材料的逸出功为
故D正确。
故选D。
【分析】根据电场力做功分析；光子频率越大，光的粒子性越显著；确定氢原子是从第三能级跃迁到第一能级的，然后根据能级跃迁公式计算；先根据能级跃迁公式得到入射光的能量，然后根据爱因斯坦的光电效应方程计算逸出功。
5．（2024高三上·新都开学考）如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是（ ）
A．用波长为2λ0的单色光照射该金属一定能发生光电效应
B．该金属的逸出功为
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1：2
D．若将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大
【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应方程：Ek=hν-W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功。AB．波长越长，光子频率越小，光子能量越小，越不容易发生光电效应，根据光电效应方程
及
可知当用波长为λ0的单色光照射时，可得
当用波长为的单色光照射时，可得
可得
由
可得
故AB错误；
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为
故C正确；
D．电流表测量光电流，光电流大小跟照射光子的强度有关，所以将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不一定增大，故D错误。
故选C。
【分析】根据前后两次的光电效应列式求出金属的逸出功，对光电子在极板间的运动过程列动能定理判断出光电子的最大初动能的关系。
6．（2024高三上·新都开学考）我国ETC（电子不停车收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动，经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成，司机立即加速，产生的加速度大小为2.5 m/s2，假设汽车可视为质点。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车开始减速时距离自动收费装置110 m
B．汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s
C．汽车从开始减速到速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m
D．汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s
【答案】C
【知识点】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
【解析】【解答】根据平均速度的推论知，汽车开始减速时距离自动收费装置的距离 ，A不符合题意；汽车恢复到20m/s所需的时间 ，B不符合题意；汽车加速运动的位移 ，则总路程 ，C符合题意；这段路程匀速运动通过的时间 ，则通过自动收费装置耽误的时间 ，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】汽车先匀减速运动，后做匀加速运动，结合物汽车的初速度和加速度，利用匀变速直线运动公式求解速度和位移即可。
7．（2024高三上·新都开学考）青岛气象台2024年2月11日21时15分发布大雾黄色预警，交警提示雨雾天气开车出行注意保持安全车距。期间在滨海大道同一直线车道上，甲车和乙车正同向匀速行驶，甲车在前乙车在后，时，甲车发现前方有险情立即刹车，为避免两车相撞，2s后乙车也开始刹车，如图是两车位置随时间变化图像，图中曲线均为抛物线。已知甲车匀速行驶的速度为10m／s，司机反应时间不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲车加速度大小为
B．当时，两车速度大小相等
C．若，两车恰好没有相撞
D．若没有相撞，两车相距最近时乙车的位移为48m
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象；追及相遇问题
【解析】【解答】A．由甲图，根据位移时间关系公式
对于甲车
解得甲车加速度为
即甲车加速度大小为1m/s2，故A错误；
B．由乙图可知，0-2s乙车匀速运动，乙车的初速度为
乙车加速度为
即乙车加速度大小为2m/s2，两车速度相等时，有
解得
可知，当时，两车速度大小不相等，故B错误；
C．两车恰好没有相撞，则
故C正确；
D．若没有相撞，两车相距最近时乙车的位移为
故D错误。
故选C。
【分析】本题考查x t图像以及追及相遇问题。x t图像表示物体的位置随时间变化的规律，由图像能直接读出物体运动的位置和对应的时间．图像的切线斜率表示物体的速度；由纵坐标的差值可得出位移。
对于追及相遇问题，要仔细分析两者的运动过程，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式，此类问题解题关键：①掌握好两个关系：时间关系和位移关系；②一个条件：两者速度相等，这往往是能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件是分析问题的切入点。
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，选错得0分）．
8．（2024高三上·新都开学考）如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图为α粒子散射图景，下列判断正确的是（ ）
A．甲图，铀核裂变反应方程为
B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半
C．丙图，原子核结合能低于
D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力
【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；康普顿效应；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】本题考查了重核裂变、半衰期、结合能、α粒子散射实验，解题的关键是理解并熟记这些基本概念。A．甲图，铀核裂变反应方程为
故A错误；
B．乙图，每过3.8天反应堆中氡的质量减少一半，不是反应堆的质量减少一半，故B错误；
C．丙图，原子核比结合能高于，原子核结合能低于，故C正确；
D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力，故D正确。
故选CD。
【分析】根据核裂变反应中子轰击铀核，同时释放中子分析；根据半衰期的物理意义分析；原子序数越大，结合能越大；根据少数α粒子受到原子核的库仑斥力分析。
9．（2024高三上·新都开学考）一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程，已知物体在这三个运动过程中的位移均为x，所用时间分别为、和，则（ ）
A．物体做匀加速运动时加速度大小为
B．物体做匀减速运动时加速度大小为
C．物体在这三个运动过程中的平均速度大小为
D．物体做匀减速运动的末速度大小为
【答案】B,D
【知识点】平均速度
【解析】【解答】本题关键掌握匀变速直线运动的规律，掌握不同运动的过程对应不同的物理量。A． 一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程， 对匀加速运动过程，有
解得
故A错误；
BD．匀速运动的速度为
设匀减速直线运动的末速度为，根据匀变速直线运动的平均速度公式有
解得
匀减速直线运动的加速度大小
故BD正确；
C．物体在这三个过程中的平均速度大小
故C错误。
故选BD。
【分析】根据位移—时间关系推导判断；根据匀变速直线运动的平均速度公式和加速度定义式推导；根据平均速度公式推导。
10．（2024高三上·新都开学考）如图所示，学校教学楼每层楼高均3.6m，每层楼墙壁中间高1.8m的窗户下沿离地板的距离均为0.9m，某同学将一枚硬币从三楼窗户下沿O处由静止释放，A、B、C、D依次为二楼和一楼窗户上、下沿，不计空气阻力，。下列说法正确的是（ ）
A．硬币由O落到一楼窗户下沿D的时间为1.2s
B．硬币通过AB和通过CD的时间之比为
C．硬币到达A点和B点的速度大小之比为
D．硬币到达A点和D点的速度大小之比为
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；自由落体运动
【解析】【解答】物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动。解题关键是掌握自由落体运动的规律，灵活应用相关的运动学公式。A．由图可得
根据可得硬币由O落到一楼窗户下沿D的时间为
故A正确；
B．由于 ，则根据匀变速直线运动规律可知，从静止开始通过相等的位移所用时间之比为
则硬币通过AB和通过CD的时间之比为，故B错误；
CD．设硬币到达A点的速度大小为，硬币到达B点的速度大小为，硬币到达B点的速度大小为，根据
则
故硬币到达A点和B点的速度大小之比为
硬币到达A点和D点的速度大小之比为
故D正确，C错误。
故选AD。
【分析】根据自由落体运动的规律和相关运动学公式求解即可。
三、实验题（11题5分，12题9分，共14分）
11．（2024高三上·新都开学考）某学习小组用如图1所示的装置研究小车匀变速直线运动。金属导轨与水平面成某一角度，光电门固定在导轨的B位置，挡光片安装在小车的车头位置，每次实验时车头都从导轨的A位置由静止释放。
（1）若挡光片的宽度为d，光电门测得挡光时间为，则车头到达B位置时的速度
（2）某同学认为挡光片的宽度较大，所测速度的误差也较大。他提出可以采用不同宽度的挡光片进行试验，记录挡光片的宽度和对应的挡光时间，作出图像如图2所示。则车头到达B位置时的速度 m/s，小车下滑的加速度 。（结果均保留3位有效数字）
【答案】；2.65；3.86~4.00
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】本题主要是考查研究小车匀变速直线运动的规律实验，解答关键是掌握匀变速直线运动的规律，知道瞬时速度的计算方法。
（1）光电门测速原理是用平均速度代替瞬时速度，因此可知车头到达B位置时的速度
（2）根据匀变速直线运动的规律有
变式可得
则可知图像与纵轴的截距表示初速度的大小，而根据斜率可求得加速度大小，根据图像可得
，
解得
【分析】（1）根据很短一段时间内的平均速度等于该过程中某点的瞬时速度进行解答；
（2）根据匀变速直线运动的规律得到 关系式，结合图2进行分析。
12．（2024高三上·新都开学考）高一年级某班的同学们充分利用实验室资源，采用不同的实验装置和方法研究匀变速直线运动规律。
（1）第一小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究，物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，在A、B、C、D、E五个点中，A、E两点的间距是 cm；在打出C点时物块的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。
（2）第二小组利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。
①实验时必要的措施是 。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
②某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz。分别测出A点到B、C、D、E点之间的距离为、、、，以A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值，并作出图像如图丙所示。由图丙求出小车加速度 m/s2，打A点时小车的速度 m/s。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）9.30；0.23；0.73
（2）AB；5.0；0.40
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置．求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。本题关键掌握纸带数据的处理方法和利用图像处理数据的方法。
（1）刻度尺的分度值是0.1cm，则读数为9.30cm。由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知
由图得C点的读数为3.20cm。由逐差法得
（2）A．为了使小车做匀变速直线运动，细线必须与长木板平行，故A正确；
B．先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；
CD．此实验中小车做匀加速运动即可，没必要使得小车的质量远大于钩码的质量，也没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，故CD错误。
故选AB。
由
得
结合图得
，
解得
【分析】（1）先确定刻度尺的最小分度值再读数；根据周期、频率关系计算计数点之间的时间间隔；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度计算打出C点时物块的速度大小；根据逐差法计算物块的加速度；
（2）细线与长木板不平行，小车受到的是变力，不能做匀变速运动；先释放小车，纸带上打出的点迹少；根据保证小车做匀加速运动分析判断；
（3）由匀变速直线运动位移—时间关系式推导图像函数表达式，结合图像计算。
（1）[1]刻度尺的分度值是0.1cm，则读数为9.30cm。
[2]由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知
[3]由图得C点的读数为3.20cm。由逐差法得
（2）[1]A．为了使小车做匀变速直线运动，细线必须与长木板平行，故A正确；
B．先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；
CD．此实验中小车做匀加速运动即可，没必要使得小车的质量远大于钩码的质量，也没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，故CD错误。
故选AB。
[2][3]由得
结合图得
，
解得
四、计算题（本题共3小题，共43分）
13．（2024高三上·新都开学考）2024年8月6日晚，在巴黎奥运会跳水女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵和队友陈芋汐上演“神仙打架”，最终全红婵以425.60拿下冠军，而陈芋汐以420.70高分获得银牌，惊艳世界，假设运动员可视为质点，如图乙所示为某次跳水过程中运动员的图像。时，以初速度竖直起跳，已知、，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）运动员离开跳台后，在空中运动的总路程s；
（2）t2时刻运动员的速度大小；
（3）运动员入水的最大深度。
【答案】（1）解：根据题意，运动员起跳刚开始做竖直上抛运动，则
所以
所以运动员离开跳台后，在空中运动的总路程为
（2）解：运动员从起跳到落至刚接触水面过程有
代入数据解得
所以t2时刻运动员的速度为
即速度大小为15m/s，方向竖直向下；
（3）解：由于
可得
所以运动员入水的最大深度为
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）根据位移—时间公式求出运动员入水前向上运动的位移与向下运动位移的大小，结合题意得到路程大小；
（2）根据自由落体运动的规律求出运动员入水时的速度大小；
（3）根据速度—时间求得运动时间；根据平均速度公式求运动员入水的深度。
（1）根据题意，运动员起跳刚开始做竖直上抛运动，则
所以
所以运动员离开跳台后，在空中运动的总路程为
（2）运动员从起跳到落至刚接触水面过程有
代入数据解得
所以t2时刻运动员的速度为
即速度大小为15m/s，方向竖直向下；
（3）由于
可得
所以运动员入水的最大深度为
14．（2024高三上·新都开学考）在中柬“金龙-2024”联合演习中，中国制造智能无人化装备亮相演兵场，如图为演习所使用的机器狗，可灵活穿越各种地形进行探测，现对其运动情况作一定的研究。已知机器狗在加速阶段加速度大小为，最大速度为8m/s，减速阶段加速度大小为时刻，机器狗由静止开始运动，同时在其前方20m处有一目标以4m/s同向开始匀速运动。求：
（1）若机器狗匀加速运动到最大速度后维持匀速运动，需多长时间追上前方目标；
（2）若机器狗能追上目标且最终停止运动，则由开始运动到最终停止过程中机器狗的最小位移为多少。 （目标对机器狗的运动无阻碍）
【答案】（1）机器狗加速阶段时间为
位移为
则此时未追上，在匀速阶段追上， 设机器狗运动时间为， 可得
解得
（2）若机器狗在最大速度时追上目标，不满足条件，题中要求最小位移，在追上目标时已经处于减速状态，与目标有共同速度，如图所示
机器狗减速到与目标有共同速度的时间为
运动的距离为
设机器狗与目标相遇时间为，机器狗匀速阶段用时为，可得
解得
机器狗从开始运动到与目标相遇，机器狗运动的位移大小为
机器狗超过目标后又减速运动的位移大小为
则最小位移为
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】（1）追上目标时，即机器狗运动的位移，恰好等于目标的位移与初始间距的和；由机器狗与目标的总运动时间相等，可列位移的关系式，从而计算时间；
（2）由机器狗可以追上目标，可知其加速、匀速、减速的过程总位移，恰好等于目标的位移与初始间距的和；要得到机器狗的最小位移，临界条件为机器狗追上目标时恰好减速到与目标的速度相等，结合运动时间相等，可列位移的关系式，计算机器狗的位移。
15．（2024高三上·新都开学考）如图所示，水平面内足够长的两平行光滑金属直导轨，左侧与R0=1 的定值电阻相连接，右端与两半径r=0.45m的竖直面内光滑圆弧轨道在PQ处平滑连接，PQ与直导轨垂直，轨道仅在PQ左侧空间存在竖直向上，大小为B=1T的匀强磁场。将质量为m1=0.2kg、电阻为R1=2 的金属棒M静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为L=1m，M距R0足够远，金属导轨电阻不计。开始时，用一恒为2N的拉力F作用于M，使M向右加速运动直至运动稳定，当M运动到GH处时撤去外力，随后择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为m2=0.1kg的绝缘棒N，当M速度变为3m/s时恰好与N在PQ处发生第1次弹性碰撞。随后N反向冲上圆弧轨道。已知之后N与M每次碰撞前M均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，M、N始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）金属棒M稳定运动时的速度；
（2）GH与PQ之间的距离d；
（3）自金属棒M发生第1次碰撞后到最终静止，金属棒M的总位移。
【答案】（1）金属棒M稳定运动时回路中电流恒定，金属棒做匀速运动，得
联立解得金属棒M稳定运动时的速度为
方向水平向右；
（2）根据题意当M速度变为时恰好与N在PQ处发生碰撞，对金属棒M从GH到PQ之间应用动量定理
即
又由
联立求得
（3）绝缘棒N滑到圆周最低点时，由动能定理可得
求得
金属棒M，绝缘棒N弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒
求得
因为对绝缘棒N分析可知绝缘棒将滑过圆弧轨道的最高点后继续向上运动然后再返回圆弧轨道，再以的速度与金属棒相碰；发生第一次碰撞后，金属棒M向左位移为，根据动量定理可得
即
根据前面分析同理可知
联立求得
由题可知，绝缘棒N第二次与金属棒M碰前速度为，方向水平向左，碰后速度为金属棒的速度为，由弹性碰撞可得
求得
金属棒M再次向左运动到静止的位移，同理得
求得
同理可知，金属棒M与绝缘棒N第三次碰撞后的瞬时速度
绝缘棒N第三次碰撞后的瞬时速度
金属棒M向左的位移
求得
同理可知，金属棒M与绝缘棒N第四次碰撞后的瞬时速度
金属棒M向左的位移
求得
以此类推，金属棒M与绝缘棒N第次碰撞后金属棒M向左的位移
发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒M的总位移
当趋于无穷大时得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）稳定运动时金属棒受力平衡，安培力与拉力相等。需先根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，再结合闭合电路欧姆定律求电流，进而得到安培力表达式，最后由力的平衡条件求解速度。
（2）撤去外力后金属棒做减速运动，依据动量定理求解。要先确定通过金属棒的电荷量表达式（通过法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及电流定义式推导），再结合动量定理建立等式求解距离。
（3）先根据弹性碰撞的动量守恒和机械能守恒定律求出每次碰撞后M、N的速度；再利用动量定理分别求出每次碰撞后M运动的位移；最后通过数列求和的方法求出M的总位移。
1 / 1四川省成都教育科学研究院附属中学2024-2025学年高三上学期入学考试物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）。
1．（2024高三上·新都开学考）贵州“村超”6月9日的一场比赛中，一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角，所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是（ ）
A．比赛时间是当日16：30开始，观众提前60分钟入场。其中16：30是指时间间隔
B．研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点
C．一名前排观众激动说：“太精彩了，目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度
D．该足球的飞行轨迹长度就是它的位移
2．（2024高三上·新都开学考）关于力，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力就是地球对物体的吸引力，它的方向总是垂直向下
B．重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的
C．正压力增大，摩擦力可能增大，也可能不变
D．放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的
3．（2024高三上·新都开学考）核电站在运行时会产生大量核污染水，其中含有放射性元素——氚，由于它和氢元素有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到和蛋白质上，一旦氚原子核衰变为氦3，会直接破坏和蛋白质上与氢有关化学键和氢键上，从分子层面造成人体病变。下列关于原子核的相关说法正确的是（ ）
A．核反应中的电子是核外电子
B．衰变成，经过了3次衰变
C．两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能
D．要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力
4．（2024高三上·新都开学考）如图所示为氢原子能级图，用频率为的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为、、的三种光子，且用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为的光子能量相等。下列说法正确的是（ ）
A．当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能和氢原子的电势能均变大
B．三种光子中粒子性最强的是频率为的光子
C．
D．该新型材料的逸出功为1.89eV
5．（2024高三上·新都开学考）如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是（ ）
A．用波长为2λ0的单色光照射该金属一定能发生光电效应
B．该金属的逸出功为
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1：2
D．若将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大
6．（2024高三上·新都开学考）我国ETC（电子不停车收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动，经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成，司机立即加速，产生的加速度大小为2.5 m/s2，假设汽车可视为质点。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车开始减速时距离自动收费装置110 m
B．汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s
C．汽车从开始减速到速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m
D．汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s
7．（2024高三上·新都开学考）青岛气象台2024年2月11日21时15分发布大雾黄色预警，交警提示雨雾天气开车出行注意保持安全车距。期间在滨海大道同一直线车道上，甲车和乙车正同向匀速行驶，甲车在前乙车在后，时，甲车发现前方有险情立即刹车，为避免两车相撞，2s后乙车也开始刹车，如图是两车位置随时间变化图像，图中曲线均为抛物线。已知甲车匀速行驶的速度为10m／s，司机反应时间不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲车加速度大小为
B．当时，两车速度大小相等
C．若，两车恰好没有相撞
D．若没有相撞，两车相距最近时乙车的位移为48m
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，选错得0分）．
8．（2024高三上·新都开学考）如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图为α粒子散射图景，下列判断正确的是（ ）
A．甲图，铀核裂变反应方程为
B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半
C．丙图，原子核结合能低于
D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力
9．（2024高三上·新都开学考）一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程，已知物体在这三个运动过程中的位移均为x，所用时间分别为、和，则（ ）
A．物体做匀加速运动时加速度大小为
B．物体做匀减速运动时加速度大小为
C．物体在这三个运动过程中的平均速度大小为
D．物体做匀减速运动的末速度大小为
10．（2024高三上·新都开学考）如图所示，学校教学楼每层楼高均3.6m，每层楼墙壁中间高1.8m的窗户下沿离地板的距离均为0.9m，某同学将一枚硬币从三楼窗户下沿O处由静止释放，A、B、C、D依次为二楼和一楼窗户上、下沿，不计空气阻力，。下列说法正确的是（ ）
A．硬币由O落到一楼窗户下沿D的时间为1.2s
B．硬币通过AB和通过CD的时间之比为
C．硬币到达A点和B点的速度大小之比为
D．硬币到达A点和D点的速度大小之比为
三、实验题（11题5分，12题9分，共14分）
11．（2024高三上·新都开学考）某学习小组用如图1所示的装置研究小车匀变速直线运动。金属导轨与水平面成某一角度，光电门固定在导轨的B位置，挡光片安装在小车的车头位置，每次实验时车头都从导轨的A位置由静止释放。
（1）若挡光片的宽度为d，光电门测得挡光时间为，则车头到达B位置时的速度
（2）某同学认为挡光片的宽度较大，所测速度的误差也较大。他提出可以采用不同宽度的挡光片进行试验，记录挡光片的宽度和对应的挡光时间，作出图像如图2所示。则车头到达B位置时的速度 m/s，小车下滑的加速度 。（结果均保留3位有效数字）
12．（2024高三上·新都开学考）高一年级某班的同学们充分利用实验室资源，采用不同的实验装置和方法研究匀变速直线运动规律。
（1）第一小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究，物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，在A、B、C、D、E五个点中，A、E两点的间距是 cm；在打出C点时物块的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。
（2）第二小组利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。
①实验时必要的措施是 。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
②某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz。分别测出A点到B、C、D、E点之间的距离为、、、，以A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值，并作出图像如图丙所示。由图丙求出小车加速度 m/s2，打A点时小车的速度 m/s。（结果均保留2位有效数字）
四、计算题（本题共3小题，共43分）
13．（2024高三上·新都开学考）2024年8月6日晚，在巴黎奥运会跳水女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵和队友陈芋汐上演“神仙打架”，最终全红婵以425.60拿下冠军，而陈芋汐以420.70高分获得银牌，惊艳世界，假设运动员可视为质点，如图乙所示为某次跳水过程中运动员的图像。时，以初速度竖直起跳，已知、，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）运动员离开跳台后，在空中运动的总路程s；
（2）t2时刻运动员的速度大小；
（3）运动员入水的最大深度。
14．（2024高三上·新都开学考）在中柬“金龙-2024”联合演习中，中国制造智能无人化装备亮相演兵场，如图为演习所使用的机器狗，可灵活穿越各种地形进行探测，现对其运动情况作一定的研究。已知机器狗在加速阶段加速度大小为，最大速度为8m/s，减速阶段加速度大小为时刻，机器狗由静止开始运动，同时在其前方20m处有一目标以4m/s同向开始匀速运动。求：
（1）若机器狗匀加速运动到最大速度后维持匀速运动，需多长时间追上前方目标；
（2）若机器狗能追上目标且最终停止运动，则由开始运动到最终停止过程中机器狗的最小位移为多少。 （目标对机器狗的运动无阻碍）
15．（2024高三上·新都开学考）如图所示，水平面内足够长的两平行光滑金属直导轨，左侧与R0=1 的定值电阻相连接，右端与两半径r=0.45m的竖直面内光滑圆弧轨道在PQ处平滑连接，PQ与直导轨垂直，轨道仅在PQ左侧空间存在竖直向上，大小为B=1T的匀强磁场。将质量为m1=0.2kg、电阻为R1=2 的金属棒M静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为L=1m，M距R0足够远，金属导轨电阻不计。开始时，用一恒为2N的拉力F作用于M，使M向右加速运动直至运动稳定，当M运动到GH处时撤去外力，随后择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为m2=0.1kg的绝缘棒N，当M速度变为3m/s时恰好与N在PQ处发生第1次弹性碰撞。随后N反向冲上圆弧轨道。已知之后N与M每次碰撞前M均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，M、N始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）金属棒M稳定运动时的速度；
（2）GH与PQ之间的距离d；
（3）自金属棒M发生第1次碰撞后到最终静止，金属棒M的总位移。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】质点；时间与时刻；位移与路程；瞬时速度
【解析】【解答】本题考查质点，路程和位移，平均速度和瞬时速度，这些均为运动描述时的基本物理量，比较基础。A.时刻是指某个时间点，时间间隔是指时间段，16：30是指时刻，故A错误；
B．研究足球的飞行轨迹时，足球的大小和形状可以忽略，故可以将足球看作质点，故B正确；
C．目测最大球速超过120km/h，这里的球速是指瞬时速度，故C错误；
D．该足球的飞行轨迹长度就是它的路程，故D错误。
故选B。
【分析】时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，当物体的大小和形状在研究问题时可忽略，则可把物体看成质点；某一瞬间的速度指瞬时速度，某段时间内的速度为平均速度；运动轨迹的长度为路程，位置的变化为位移。
2．【答案】C
【知识点】重力与重心；形变与弹力；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】本题考查学生对重力、弹力、摩擦力的基本性质的掌握， 重力是由地球的吸引而产生的，所以无论物体处于何处，是何运动状态，都会受到重力。A．物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的吸引力，它只是引力的一部分，它的方向总是竖直向下，故A错误；
B．重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的，动力、阻力是按力的效果命名的，故B错误；
C．正压力增大，静摩擦力有可能保持不变，例如用手握住瓶子时，手的握力变大了，静摩擦力仍然等于瓶子的重力；正压力增大，摩擦力可能增大，例如放在倾斜粗糙桌面上滑动的物体，正压力增大，则摩擦力增大，故C正确；
D．放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故D错误。
故选C。
【分析】重力是万有引力的一个分力，它的方向总是竖直向下；正压力影响滑动摩擦力，不影响静摩擦力；重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的；桌面发生微小形变而产生支持力。
3．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A． 核反应方程的电子来自原子核的衰变产生的电子，故A项错误；
B．考查结合能、比结合能以及衰变，及知道衰变的种类 ，衰变成，质量数减少了16，因此经历了4次衰变，故B项错误；
C．结合能是两个核子结合时释放的能量，故C项错误；
D．要使两个轻核发生核聚变，需将两个轻核加热到很高温度，使原子核具有足够的动能足以克服库仑斥力，故D项正确。
故选D。
【分析】比结合能越大原子核越稳定；只有较小的原子核才会发生聚变；根据α衰变和β衰变的特点分析发生衰变的次数。
4．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】氢原子从高能级向低能级跃迁要释放光子，熟练掌握能级跃迁公式和爱因斯坦的光电效应方程是解题的基础A．根据玻尔跃迁理论可得，当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能变大，氢原子的电势能变小，故A错误；
B．由于，所以三种光子中粒子性最强的是频率为的光子，故B错误；
C．由题知，用频率为的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为、、的三种光子，且，则有
，，
则有
可得
故C错误；
D．用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为光子的能量相等，则有
解得该新型材料的逸出功为
故D正确。
故选D。
【分析】根据电场力做功分析；光子频率越大，光的粒子性越显著；确定氢原子是从第三能级跃迁到第一能级的，然后根据能级跃迁公式计算；先根据能级跃迁公式得到入射光的能量，然后根据爱因斯坦的光电效应方程计算逸出功。
5．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应方程：Ek=hν-W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功。AB．波长越长，光子频率越小，光子能量越小，越不容易发生光电效应，根据光电效应方程
及
可知当用波长为λ0的单色光照射时，可得
当用波长为的单色光照射时，可得
可得
由
可得
故AB错误；
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为
故C正确；
D．电流表测量光电流，光电流大小跟照射光子的强度有关，所以将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不一定增大，故D错误。
故选C。
【分析】根据前后两次的光电效应列式求出金属的逸出功，对光电子在极板间的运动过程列动能定理判断出光电子的最大初动能的关系。
6．【答案】C
【知识点】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
【解析】【解答】根据平均速度的推论知，汽车开始减速时距离自动收费装置的距离 ，A不符合题意；汽车恢复到20m/s所需的时间 ，B不符合题意；汽车加速运动的位移 ，则总路程 ，C符合题意；这段路程匀速运动通过的时间 ，则通过自动收费装置耽误的时间 ，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】汽车先匀减速运动，后做匀加速运动，结合物汽车的初速度和加速度，利用匀变速直线运动公式求解速度和位移即可。
7．【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象；追及相遇问题
【解析】【解答】A．由甲图，根据位移时间关系公式
对于甲车
解得甲车加速度为
即甲车加速度大小为1m/s2，故A错误；
B．由乙图可知，0-2s乙车匀速运动，乙车的初速度为
乙车加速度为
即乙车加速度大小为2m/s2，两车速度相等时，有
解得
可知，当时，两车速度大小不相等，故B错误；
C．两车恰好没有相撞，则
故C正确；
D．若没有相撞，两车相距最近时乙车的位移为
故D错误。
故选C。
【分析】本题考查x t图像以及追及相遇问题。x t图像表示物体的位置随时间变化的规律，由图像能直接读出物体运动的位置和对应的时间．图像的切线斜率表示物体的速度；由纵坐标的差值可得出位移。
对于追及相遇问题，要仔细分析两者的运动过程，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式，此类问题解题关键：①掌握好两个关系：时间关系和位移关系；②一个条件：两者速度相等，这往往是能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件是分析问题的切入点。
8．【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；康普顿效应；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】本题考查了重核裂变、半衰期、结合能、α粒子散射实验，解题的关键是理解并熟记这些基本概念。A．甲图，铀核裂变反应方程为
故A错误；
B．乙图，每过3.8天反应堆中氡的质量减少一半，不是反应堆的质量减少一半，故B错误；
C．丙图，原子核比结合能高于，原子核结合能低于，故C正确；
D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力，故D正确。
故选CD。
【分析】根据核裂变反应中子轰击铀核，同时释放中子分析；根据半衰期的物理意义分析；原子序数越大，结合能越大；根据少数α粒子受到原子核的库仑斥力分析。
9．【答案】B,D
【知识点】平均速度
【解析】【解答】本题关键掌握匀变速直线运动的规律，掌握不同运动的过程对应不同的物理量。A． 一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程， 对匀加速运动过程，有
解得
故A错误；
BD．匀速运动的速度为
设匀减速直线运动的末速度为，根据匀变速直线运动的平均速度公式有
解得
匀减速直线运动的加速度大小
故BD正确；
C．物体在这三个过程中的平均速度大小
故C错误。
故选BD。
【分析】根据位移—时间关系推导判断；根据匀变速直线运动的平均速度公式和加速度定义式推导；根据平均速度公式推导。
10．【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；自由落体运动
【解析】【解答】物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动。解题关键是掌握自由落体运动的规律，灵活应用相关的运动学公式。A．由图可得
根据可得硬币由O落到一楼窗户下沿D的时间为
故A正确；
B．由于 ，则根据匀变速直线运动规律可知，从静止开始通过相等的位移所用时间之比为
则硬币通过AB和通过CD的时间之比为，故B错误；
CD．设硬币到达A点的速度大小为，硬币到达B点的速度大小为，硬币到达B点的速度大小为，根据
则
故硬币到达A点和B点的速度大小之比为
硬币到达A点和D点的速度大小之比为
故D正确，C错误。
故选AD。
【分析】根据自由落体运动的规律和相关运动学公式求解即可。
11．【答案】；2.65；3.86~4.00
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】本题主要是考查研究小车匀变速直线运动的规律实验，解答关键是掌握匀变速直线运动的规律，知道瞬时速度的计算方法。
（1）光电门测速原理是用平均速度代替瞬时速度，因此可知车头到达B位置时的速度
（2）根据匀变速直线运动的规律有
变式可得
则可知图像与纵轴的截距表示初速度的大小，而根据斜率可求得加速度大小，根据图像可得
，
解得
【分析】（1）根据很短一段时间内的平均速度等于该过程中某点的瞬时速度进行解答；
（2）根据匀变速直线运动的规律得到 关系式，结合图2进行分析。
12．【答案】（1）9.30；0.23；0.73
（2）AB；5.0；0.40
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置．求纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。本题关键掌握纸带数据的处理方法和利用图像处理数据的方法。
（1）刻度尺的分度值是0.1cm，则读数为9.30cm。由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知
由图得C点的读数为3.20cm。由逐差法得
（2）A．为了使小车做匀变速直线运动，细线必须与长木板平行，故A正确；
B．先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；
CD．此实验中小车做匀加速运动即可，没必要使得小车的质量远大于钩码的质量，也没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，故CD错误。
故选AB。
由
得
结合图得
，
解得
【分析】（1）先确定刻度尺的最小分度值再读数；根据周期、频率关系计算计数点之间的时间间隔；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度计算打出C点时物块的速度大小；根据逐差法计算物块的加速度；
（2）细线与长木板不平行，小车受到的是变力，不能做匀变速运动；先释放小车，纸带上打出的点迹少；根据保证小车做匀加速运动分析判断；
（3）由匀变速直线运动位移—时间关系式推导图像函数表达式，结合图像计算。
（1）[1]刻度尺的分度值是0.1cm，则读数为9.30cm。
[2]由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知
[3]由图得C点的读数为3.20cm。由逐差法得
（2）[1]A．为了使小车做匀变速直线运动，细线必须与长木板平行，故A正确；
B．先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；
CD．此实验中小车做匀加速运动即可，没必要使得小车的质量远大于钩码的质量，也没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，故CD错误。
故选AB。
[2][3]由得
结合图得
，
解得
13．【答案】（1）解：根据题意，运动员起跳刚开始做竖直上抛运动，则
所以
所以运动员离开跳台后，在空中运动的总路程为
（2）解：运动员从起跳到落至刚接触水面过程有
代入数据解得
所以t2时刻运动员的速度为
即速度大小为15m/s，方向竖直向下；
（3）解：由于
可得
所以运动员入水的最大深度为
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【分析】（1）根据位移—时间公式求出运动员入水前向上运动的位移与向下运动位移的大小，结合题意得到路程大小；
（2）根据自由落体运动的规律求出运动员入水时的速度大小；
（3）根据速度—时间求得运动时间；根据平均速度公式求运动员入水的深度。
（1）根据题意，运动员起跳刚开始做竖直上抛运动，则
所以
所以运动员离开跳台后，在空中运动的总路程为
（2）运动员从起跳到落至刚接触水面过程有
代入数据解得
所以t2时刻运动员的速度为
即速度大小为15m/s，方向竖直向下；
（3）由于
可得
所以运动员入水的最大深度为
14．【答案】（1）机器狗加速阶段时间为
位移为
则此时未追上，在匀速阶段追上， 设机器狗运动时间为， 可得
解得
（2）若机器狗在最大速度时追上目标，不满足条件，题中要求最小位移，在追上目标时已经处于减速状态，与目标有共同速度，如图所示
机器狗减速到与目标有共同速度的时间为
运动的距离为
设机器狗与目标相遇时间为，机器狗匀速阶段用时为，可得
解得
机器狗从开始运动到与目标相遇，机器狗运动的位移大小为
机器狗超过目标后又减速运动的位移大小为
则最小位移为
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】（1）追上目标时，即机器狗运动的位移，恰好等于目标的位移与初始间距的和；由机器狗与目标的总运动时间相等，可列位移的关系式，从而计算时间；
（2）由机器狗可以追上目标，可知其加速、匀速、减速的过程总位移，恰好等于目标的位移与初始间距的和；要得到机器狗的最小位移，临界条件为机器狗追上目标时恰好减速到与目标的速度相等，结合运动时间相等，可列位移的关系式，计算机器狗的位移。
15．【答案】（1）金属棒M稳定运动时回路中电流恒定，金属棒做匀速运动，得
联立解得金属棒M稳定运动时的速度为
方向水平向右；
（2）根据题意当M速度变为时恰好与N在PQ处发生碰撞，对金属棒M从GH到PQ之间应用动量定理
即
又由
联立求得
（3）绝缘棒N滑到圆周最低点时，由动能定理可得
求得
金属棒M，绝缘棒N弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒
求得
因为对绝缘棒N分析可知绝缘棒将滑过圆弧轨道的最高点后继续向上运动然后再返回圆弧轨道，再以的速度与金属棒相碰；发生第一次碰撞后，金属棒M向左位移为，根据动量定理可得
即
根据前面分析同理可知
联立求得
由题可知，绝缘棒N第二次与金属棒M碰前速度为，方向水平向左，碰后速度为金属棒的速度为，由弹性碰撞可得
求得
金属棒M再次向左运动到静止的位移，同理得
求得
同理可知，金属棒M与绝缘棒N第三次碰撞后的瞬时速度
绝缘棒N第三次碰撞后的瞬时速度
金属棒M向左的位移
求得
同理可知，金属棒M与绝缘棒N第四次碰撞后的瞬时速度
金属棒M向左的位移
求得
以此类推，金属棒M与绝缘棒N第次碰撞后金属棒M向左的位移
发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒M的总位移
当趋于无穷大时得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）稳定运动时金属棒受力平衡，安培力与拉力相等。需先根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，再结合闭合电路欧姆定律求电流，进而得到安培力表达式，最后由力的平衡条件求解速度。
（2）撤去外力后金属棒做减速运动，依据动量定理求解。要先确定通过金属棒的电荷量表达式（通过法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及电流定义式推导），再结合动量定理建立等式求解距离。
（3）先根据弹性碰撞的动量守恒和机械能守恒定律求出每次碰撞后M、N的速度；再利用动量定理分别求出每次碰撞后M运动的位移；最后通过数列求和的方法求出M的总位移。
1 / 1
