【正文】 壁光滑的圓管構(gòu)成的軌道 ABCD，圓周部分的半徑R= m， AB與圓周相切于 B點，長度為 R，與水平方向的夾 角 θ=60176。 ，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．現(xiàn)將一質(zhì)量為 ，直徑可忽略的小球從管口 A處由靜止釋放， g取 10m/s2． （ 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？是多少？ 20．（ 12分）（ 2021秋 ?衡水校級月考）如圖所示，為一傳送裝置，其中 AB段粗糙， AB段長為 L=，動摩擦因數(shù) μ= ， BC、 DEN段均可視為光滑，且 BC的始、末端均水平，具有h=， DEN是半徑為 r=，其直徑 DN沿豎直方向， C位于 DN豎直線上， CD間的距離恰能讓小球自由通過．在左端豎直墻上固定一輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的小球，小球質(zhì)量 m=，壓縮輕質(zhì)彈簧至 A點后由靜止釋放（小球和彈簧不粘連），小球剛好能沿 DEN軌道滑下．求： （ 1）小球剛好能通過 D點時速度的大小； （ 2）小球到達 N點時速度的大小及受到軌道的支持力的大小； （ 3）壓縮的彈簧所具有的彈性勢能． 21．（ 12分）（ 2021?江西校級二模）如圖 ，一長木板位于光滑水平面上，長木板的左端固定一擋板，木板和擋板的總質(zhì)量為 M=，木板的長度為 L=．在木板右端有一小物塊，其質(zhì)量 m=，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ= ，它們都處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)令小物塊以初速度 v0沿木板向左滑動，重力加速度 g取 10m/s2． ① 若小物塊剛好能運動到左端擋板處，求 v0的大??； ② 若初速度 v0=3m/s，小物塊與擋板相撞后，恰好能回到右端而不脫離木板，求碰撞過程中損失的機械能． 20212021學年河北省衡水中學高三（上）四調(diào)物理試卷 參考答案與試題解析 一、選擇題（本大題共 15小題；每小題 4分，共 60分；其中 1 14是多項選擇題，其余各題是單項） 1．下列說法正確的是：（ ） A．物體速度變化越大，則加速度一定越大 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)機械能一定守恒 D．系統(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動量一定守恒． 【考點】 動量定理；速度；加速度；機械能守恒定律． 【專題】 動量定理應用專題． 【分析】 根據(jù)加速度的定義式判斷加速度與速度變化量的關系，動量是矢量，動 能是標量，動量變化，動能不一定變化；當系統(tǒng)只有重力做功，機械能守恒，當系統(tǒng)所受的外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒． 【解答】 解： A、根據(jù)加速度 a= 知，速度變化越大，則加速度不一定大．故 A錯誤． B、物體的動量發(fā)生變化，速度大小不一定變化，則動能不一定變化．故 B錯誤． C、合外力對系統(tǒng)做功為零，可能存在除重力以外其它力做功，其它力不為零，則機械能不守恒．故 C錯誤． D、系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒．故 D正確． 故選： D． 【點評】 解決本題的關鍵知道系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒的條件，知道動量是矢量，動能是標量， 物體的動量變化，動能不一定變化，動能變化，則動量一定變化． 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 656nm B．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 633nm的光照射，不能使氫原子從 n=2躍遷到 n=3的能級 【考點】 氫原子的能級公式和躍遷． 【專題】 原子的能級結(jié) 構(gòu)專題． 【分析】 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 △E=E m﹣ En．既不能多于能級差，也不能少于此值，同時根據(jù) ，即可求解． 【解答】 解： A、從 n=3躍遷到 n=2的能級時，輻射光的波長為 656nm，即有： h ，而當從 n=2躍遷到 n=1的能級時，輻射能量更多，則頻率更高，則波長小于 656nm．故 A錯誤． B、當從 n=1躍遷到 n=2的能級，需要吸收的能量為 △E= （﹣ ﹣（﹣ ）） 10 ﹣19J，根據(jù) A選項分析，則有： ，解得：λ=122 nm；故 B錯誤； C、根據(jù)數(shù)學組合 =3，可知一群 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．故C正確． D、同理，氫原子的電子從 n=2躍遷到 n=3的能級，必須吸收的能量為 △E′ ，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． 故選： CD． 【點評】 解決本題的關鍵掌握光電效應的條件，以及知道能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差． 3．已知鈣和鉀的截止頻率分別為 10 14Hz和 10 14Hz， 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 【考點】 電磁波譜． 【專題】 光電效應專題． 【分析】 根據(jù)愛因斯坦光電效應方程列式，分析鈣逸出的光電子波長、頻率、能量和動量大小．金屬的逸出功 W0=hγ c， γ c是金屬的截止頻率． 【解答】 解：根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得： Ek=hγ ﹣ W0， 又 W0=hγ c 聯(lián)立得： Ek=hγ ﹣ hγ c， 據(jù)題：鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鈣 表面逸出的光電子最大初動能較小，由 P= ，可知該光電子的動量較小，根據(jù) λ= 可知，波長較大，則頻率較?。蔄正確， BCD錯誤． 故選： A． 【點評】 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 λ= ． 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，但動能可能相同 【考點】 動能定理的應用；平拋運動． 【專題】 定量思想；合成分解法；機械能守恒定律應用專題． 【分析】 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． 【解答】 解： A、設 P點離地的高度為 h．對于 b： b做豎直上拋運動，上升過程與下落過程對稱，則 b上升到最大的時間為 t1= ，從最高點到落地的時間為 t2= ，故 b運動的總時間tb=t1+t2=（ +1） ； 對于 a：做平拋運動，運動時間為 ta= ；則有 tb=（ +1） ta．故 A錯誤． B、對于 b： h= ，則得 v0= ；對于 a：水平位移為 x=v0t= ? =2h， a的位移為 xa= = h，而 b的位移大小為 h，則 a的位移大小是 b的位移大小的 倍．故B正確． CD、根據(jù)機械能守恒定律得： Ek=mgh+ ，若兩球的質(zhì)量相等，則兩 球落地時動能相同．而速度方向不同，則落地時速度不同．故 C錯誤， D正確． 故選： BD 【點評】 本題的解題關鍵要掌握豎直上拋和平拋兩種運動的研究方法及其規(guī)律，并根據(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)用一水平拉力 F作用在 A上使其由靜止開始運動，用 f1代表 B對 A的摩擦力， f2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 f1對 A做的功之和小于 A的動能的增加量 D． f2對 B做的功小于 B的動能的增加量 【考點】 動能定理的應用． 【專題】 參照思想；推理法；動能定理的應用專題． 【分析】 對兩物體及整體受力分析，結(jié)合可能的運動狀態(tài)，由功能關系進行分析． 【解答】 解： A、若拉力不夠大， AB 一起加速運動時，對整體，根據(jù)動能定理可知，拉力 F做的功等于 A、 B系統(tǒng)動能的增加量．故 A正確． B、若拉力足夠大， A與 B有相對運動，對整體分析可知， F做功轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為兩個物體的動能及