【導(dǎo)讀】2021-2021學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三（上）四調(diào)物理試卷。多項選擇題，其余各題是單項）。1．下列說法正確的是：（）。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(jī)械能一定守恒。2．氫原子能級如圖，當(dāng)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。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。3．已知鈣和鉀的截止頻率分別為×1014Hz和×1014Hz，在某種單色光的照射下兩。種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，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。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。6．小行星繞恒星運動的同時，恒星均勻地向四周輻射能量，質(zhì)量緩慢減小，可認(rèn)為小行星。7．A、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

　　

【正文】 ） （ 1）在紙帶上打下記數(shù)點 5時的速度 v= m/s； （ 2）在 0～ 5過程中系統(tǒng)動能的增量 △E K= J，系統(tǒng)勢能的減少量 △E P= J； （ 3）若某同學(xué)作出 圖象如圖 3，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g= m/s2． 【考點】 驗證機(jī)械能守恒定律． 【專題】 實驗題；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題． 【分析】 （ 1）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點 5的瞬時速度． （ 2）根據(jù)點 5的瞬時速度求出系統(tǒng)動能的增加量，根據(jù)下 落的高度求出系統(tǒng)重力勢能的減小量． （ 3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律得出 的關(guān)系式，根據(jù)圖線的斜率得出重力加速度的值． 【解答】 解：（ 1） ． （ 2）在 0～ 5過程中系統(tǒng)動能的增量 △E K= J≈ ． 系統(tǒng)重力勢能的減小量為（ m2﹣ m1） gx= （ +） J≈ ． （ 3）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有： 則 知圖線的斜率 k= = 解得 g=． 故答案為：（ 1） （ 2） 、 （ 3） 【點評】 本題驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，關(guān)鍵得出系統(tǒng)動能的增加 量和系統(tǒng)重力勢能的減小量． 18．如圖所示，物體 A、 B的質(zhì)量分別是 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)與豎直墻壁接觸，另有一個物體 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﹣時間圖象如乙所示． （ 1）求物體 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． 【考點】 動量守恒定律；機(jī)械能守恒定律． 【專題】 動量與動能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合． 【分析】 （ 1） A、 C碰撞過程遵守動量守恒，即可列式求 出 C的質(zhì)量． （ 2）根據(jù)動量定理求出墻壁對物體 B的作用力沖量． 【解答】 解：（ 1）由圖象可得：物體 C以速度 v0=6m/s與 A相碰，碰撞后兩者立即有相同的速度 v=2m/s， A、 C在碰撞過程中動量守恒，以向左為正方向，由動量守恒得： mCv0=（ mA+mC） v， 代入數(shù)據(jù)解得： mC=2kg． （ 2）在 5s到 15s內(nèi)，墻壁對 B的作用力 F等于輕彈簧的彈力，輕彈簧的彈力使物體 A和 C的速度由 2m/s減到 0，再反彈到 2m/s，則彈力的沖量等于 F的沖量為： I=（ mA+mC） v﹣ [﹣（ mA+mC） v] 解得： I=24N?s，方向向右． 答：（ 1）物塊 C的質(zhì)量為 2kg； （ 2）在 5s到 15s的時間內(nèi)，墻壁對物體 B的作用力的沖量為 24N?s，方向向右． 【點評】 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．（ 10分）（ 2021?青島二模）如圖所示，在水平地面上固定一個傾角 α=45176。 、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R= m， AB與圓周相切于 B點，長度為 R，與水平方向的夾角 θ=6 0176。 ，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？ 【考點】 向心力；平拋運動． 【專題】 勻速圓周運動專題． 【分析】 （ 1）由幾何關(guān)系求出 AD之間的豎直高度為 h， A到 C根據(jù)動能定理求出 C點速度，在 C點，根據(jù)向心力公式求解 ； （ 2）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，再根據(jù)平拋運動基本公式結(jié)合數(shù)學(xué)知識求解． 【解答】 解：（ 1）設(shè) AD之間的豎直高度為 h， 由幾何關(guān)系可知： h=R+Rsin30176。+l ABsin60176。=2m A到 C根據(jù)動能定理得： mgh= 在 C點： FN﹣ mg= 解得： FN=7N 由牛頓第三定律可知小球在 C點時對軌道的壓力為 7N （ 2）從 A到碰撞點，根據(jù)動能定理得： mg（ h+x） = 平拋過程： H﹣ x= 平拋水平位移： Sx=v0t 代入數(shù) 據(jù)整理得： Sx= 可知：當(dāng) x=1m時平拋水平位移 Sx有最大值 Sm=6m 答：（ 1）求小球在 C點時對軌道的壓力為 7N； （ 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當(dāng) x=1m時平拋水平位移 Sx有最大值，最大值是 6m． 【點評】 本題主要考查了動能定理、向心力公式以及平拋運動基本公式得直接應(yīng)用，解題時注意數(shù)學(xué)知識的應(yīng)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．（ 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??； （ 2）小球到達(dá) N點時速度的大小及受到軌道的支持力的大??； （ 3）壓縮的彈簧所具有的彈性勢能． 【考點】 機(jī)械能守恒定律；牛頓第二定律；向心力． 【專題】 機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題． 【分析】 （ 1）小球剛好能沿 DEN軌道滑下，在 D點，由重力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律求出 D點的速度． （ 2）由機(jī)械能守恒求出小球到達(dá) N點的速度的大??；由牛頓運動定律求小球到達(dá) N點時對軌道的壓力． （ 3）從 A到 C的過程中，由動能定理求出彈簧具有的彈性勢能． 【解答】 解：（ 1）小球剛好能沿 DEN軌道滑下，則在半圓最高點 D點必有 ： mg=m 則有： vD= = m/s=2m/s （ 2）從 D點到 N點，由機(jī)械能守恒得： mvD2+mg?2r= mvN2 代入數(shù)據(jù)得： vN=2 m/s． 在 N點有： N﹣ mg=m 得： N=6mg=12N （ 3）彈簧推開小球的過程中，彈簧對小球所做的功 W等于彈簧所具有的彈性勢能 Ep，根據(jù)動能定理得： W﹣ μmgL+mgh= mvD2﹣ 0 得： W=μmgL ﹣ mgh+ mvD2= 即壓縮的彈簧所具有的彈性勢能為 ． 答：（ 1）小球剛好能通過 D點時速度的 大小是 2m/s； （ 2）小球到達(dá) N點時速度的大小是 2 m/s，受到軌道的支持力的大小是 12N； （ 3）壓縮的彈簧所具有的彈性勢能是 ． 【點評】 本題綜合考查了牛頓定律、動能定理和向心力知識的運用，關(guān)鍵要把握 D點的臨界速度，掌握每個過程的規(guī)律． 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?fàn)顟B(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(jī)械能． 【考點】 動量守恒定律；機(jī)械能守恒定律． 【專題】 動量與動能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合． 【分析】 （ 1）小物塊滑上木板后，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，再根據(jù)功能關(guān)系求得物塊初速度的大??； （ 2）木板與物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)功能關(guān)系分析碰撞過程中損失的機(jī)械能． 【解答】 解 ： ① 設(shè)木板和物塊最后共同的速度為 v，由動量守恒定律 mv0=（ m+M） v ① 對木板和物塊系統(tǒng)，由功能關(guān)系 ② 由 ①② 兩式解得： v0= m/s=2m/s ② 同樣由動量守恒定律可知，木板和物塊最后也要達(dá)到共同速度 v． 設(shè)碰撞過程中損失的機(jī)械能為 △E ． 對木板和物塊系統(tǒng)的整個運動過程，由功能關(guān)系 有 ③ 由 ①③ 兩式解得：= 答： ① 若小物塊剛好能運動到左端擋板處， v0的大小為 2m/s； 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，碰撞過程中損失的機(jī)械能為 ． 【點評】 正確應(yīng)用動量守恒和功能關(guān)系列方程是解決這類問題的關(guān)鍵，尤其是弄清相互作用過程中的功能關(guān)系．