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广西桂林市普通高中2022届高三上学期物理10月质量监测试卷
一、单选题
1．（2021高三上·桂林月考）如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB 边与竖直方向的夹角均为θ．P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O．将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1A．OP绳子拉力大 B．OQ绳子拉力大
C．两根绳子拉力一定相等 D．两根绳子拉力一定不相等
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】据题，P、Q是两个轻质小环，不考虑重力，当系统平衡时，由于ABC是光滑的，P、Q环对AC、AB的压力都应分别垂直于AC、AB，根据几何知识得知，不论两绳的长度如何，它们之间的夹角与顶角C互补，则它们之间的夹角保持不变，又因为CA、CB与竖直方向的夹角相等，都是θ，根据平衡条件分析得知，两绳与竖直方向的夹角必然相等，则两绳的拉力大小相等，则有F1：F2=1：1
故答案为：C．
【分析】利用受力分析以及共点力平衡知识得出两绳与竖直方向的夹角相等，拉力也相等。
2．（2021高三上·桂林月考）如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平，设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端逆时针缓慢旋转90°，在此过程中 （　　）
A．F1先增大后减小 B．F2先增大后减小
C．F先增大后减小 D．F先减小后增大
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】对小球受力分析如图所示，小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等方向相反，则F不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对小球进行受力分析，利用共点力平衡以及平行四边形法则判断出当框架在竖直平面内缓慢旋转时F不变，F1逐渐减小，F2先增大后减小。
3．（2021高三上·桂林月考）某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图如图所示，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内。如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是（　　）
A．只增加绳的长度 B．只减小重物的重量
C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】A．对滑轮进行受力分析如图，
受重力、两个对称的拉力，当系统稳定时，绳的拉力等于悬挂重物的重力mg，由图可知，三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；当只增加绳的长度时，两侧绳的拉力大小不变，方向不变，所以手指所受的拉力不变，A项错误；
B．当只减小重物的重量时，两侧绳的拉力变小，动滑轮位置不变，则拉力方向不变，故两拉力合力变小，所以手指所受的拉力减小，B项错误；
C．当只将手指向下移动时，两侧绳的拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，所以手指所受的拉力变大，C项正确；
D．当只将手指向上移动时，两侧绳的拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，所以手指所受的拉力变小，D项错误。
故答案为：C。
【分析】对滑轮进行受力分析，系统稳定时处于平衡状态，根据力的合成利用平行四边形法则进行分析判断手指所受的力是否增大。
4．（2021高三上·桂林月考）四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表和两个电压表。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路则（　　）
A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数
B．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角
C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D．电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角
【答案】D
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用；表头的改装；电路动态分析
【解析】【解答】A．电流表A1的量程大于电流表A2的量程，故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A1的读数大于电流表A2的读数，A不符合题意；
B．两个电流表的表头是并联关系，电压相同，通过表头的电流相同，故指针偏转角度相等，B不符合题意；
C．电压表V1的量程大于V2的量程，根据电压表改装的压力可知电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值，串联时电流相同，电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C不符合题意；
D．两个电压表的表头是串联关系，电流相等，故指针偏转角度相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据并联电路的分流特点得出两个电流表读数的大小；再利用串联电路分压的特点得出电压表读数的大小；根据电表的改装原理可知指针的偏转角相等 。
5．（2021高三上·桂林月考）如图所示，用一个沿斜面向上的恒力F将静止在固定斜面底端的物体加速向上推，推到斜面中点时，撤去恒力F，之后物体恰好运动到斜面顶端并返回。已知物体从底端运动到顶端所需时间以及从顶端滑到底端所需时间相等，物体回到底端时速度大小为5m/s，则（　　）
A．恒力F与物体所受摩擦力之比为6∶1
B．物体所受重力与物体所受摩擦力之比为3∶1
C．撤去恒力F时物体的速度大小为5m/s
D．物体在沿斜面上升过程与下滑过程中加速度相等
【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；牛顿第二定律
【解析】【解答】ABD．施加恒力F的上升过程
撤去恒力F的上升过程
下降过程
又由于上升时两个阶段中向上做匀加速直线运动初速度是0，末速度为v，向上做匀减速直线运动初速是v，末速度是0，故可以知道两个阶段的加速度大小相等，运动时间相等
设斜面长为2s，上升时间为2t
对上升匀加速直线运动
对下降过程
由以上两式解得
联合解得
ABD不符合题意；
C．向上做匀加速运动过程
下降过程
解得
C符合题意。
故答案为：C。
【分析】施加恒力F的上升过程和撤去F的过程中根据牛顿第二定律同时利用匀变速直线运动的基本规律得出上升和撤去F时的加速度，从而得出恒力F与物体所受摩擦力之比以及每个过程中加速度的大小关系。
6．（2021高三上·桂林月考）如图所示，用大小恒定的力F将物体压在粗糙竖直面上，当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置，物体始终静止，则在这个过程中，摩擦力f与墙壁对物体弹力FN的变化情况是（　　）
A．FN先变小后变大 B．FN先变大后变小
C．f方向一直竖直向上 D．f一定是先变小后变大
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】物体始终静止状态，受力平衡，对物体受力分析，若F斜向下，设与水平方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡条件得f=mg+Fsinθ
方向向上，水平方向FN=Fcosθ
当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中，θ减小，则sinθ减小，cosθ增大，所以f减小，FN增大。
若F斜向上，设与水平方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡条件得：f=mg-Fsinθ
若Fsinθ＜mg，则摩擦力方向向上，水平方向FN=Fcosθ
当F从水平位置转至虚线位置时，θ增大，则sinθ增大，cosθ减小，所以f减小，FN减小．
若Fsinθ＞mg，则摩擦力方向向下Fsinθ=mg+f
θ增大，则sinθ增大，f增大．综上可知，f的方向可以一直向上，大小逐渐减小；也可能先向上后向下，大小先减小后增大；FN先增大后减小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，在F向上或向下的过程中利用共点力平衡得出 FN 与f的表达式，再利用几何知识进行判断大小变化情况。
二、多选题
7．（2021高三上·桂林月考）探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升窄，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面 的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
【答案】B,D
【知识点】重力加速度；线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据万有引力定律可得
在月球表面
则
A不符合题意；
B．由
可得
B符合题意；
C．根据
可得
C不符合题意；
D．月球的平均密度为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据万有引力提供向心力得出绕月周期以及绕月速度，结合星球表面重力等于万有引力从而求出重力加速度的大小，同时利用质量关系求出月球的密度。
8．（2021高三上·桂林月考）如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E，现在电场区域内某点O处放置一负点电荷Q，并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d四点，其中ac连线为球的水平大圆直径，bd连线与电场方向平行。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．b、d两点的电场强度大小相等，电势相等
B．a、c两点的电场强度大小相等，电势相等
C．若从a点抛出一带负电小球，小球可能沿b、d所在的竖直圆周作匀速圆周运动
D．若从a点抛出一带正电小球，小球可能沿a、c所在的水平圆周作匀速圆周运动
【答案】B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A．Q在b点与d点场强方向相反，与匀强电场叠加后d点场强大于b点场强。A不符合题意；
B．a、c两点的电场强度大小相等，点电荷在ac两点的电势相等，电场E在ac两点的电势相等，所以ac两点的电势相等。B符合题意；
C．若从a点抛出一带负电小球，其所受合力不可能指向Q点，则不能做匀速圆周运动。C不符合题意；
D．若能做匀速圆周运动，要使小球所受的合力大小不变，方向变化，则应为匀强电场力与重力相平衡，合力为Q所给的库仑力。故为正电荷沿水平面运动。D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据点电荷周围电场线的分布特点缺点电场强度的大小以及电势和电场强度的大小；物体做匀速直线运动，合力提供向心力。
9．（2021高三上·桂林月考）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是（　　）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
E．去掉滤光片后，干涉现象消失
【答案】A,B,D
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】A.由条纹间距公式 可知：当将屏移近双缝时，屏与双缝间的距离l减小，条纹间距 变窄，A符合题意；
B.将滤光片由蓝色的换成红色的，由于红色的波长大，所以条纹间距 变宽，B符合题意；
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，对条纹间距 没有影响，C不符合题意；
D.当两双缝间距离d增大时，条纹间距 变窄， D符合题意；
E.滤光片的作用是为了得到单色光，去掉滤光片后，干涉条纹成为彩色条纹，E不符合题意．
故答案为：ABD
【分析】利用条纹间距公式得出将屏移近双缝时条纹间距的变化情况，而单缝移动时不影响条纹间距；滤光片的作用是得到单色光。
10．（2021高三上·桂林月考）如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，则下列判断正确的是（　　）
A．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在玻璃砖中，a光的速度大于b光的速度
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．以同一入射角从某介质射入空气，若a恰发生全反射，则b光一定能发生全反射
E．以同一入射角从某介质射入空气，若b光恰发生全反射，则a光一定能发生全反射
【答案】A,C,E
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，A符合题意；
B．根据
知，a光的折射率大，则a光在玻璃砖中传播速度小，B不符合题意；
C．a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据
知，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C符合题意；
D．根据sinC=
知，a光的折射率较大，则a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，a光能发生全反射，b光不一定能发生全反射，D不符合题意；
E．a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，b光能发生全反射，b光一定能发生全反射， E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】根据两种光的偏折程度判断折射率的大小，结合折射率与传播速度和光速关系的表达式确定两种光在玻璃中速度的大小；通过与临界角大小的比较全得出是否发生全发射。
三、实验题
11．（2021高三上·桂林月考）某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。则：该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续打出的点作为六个计数点。根据以上数据，当打B点时重锤的速度　 　m/s，计算出该对应的 =　 　m2/s2，gh=　 　m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式　 　，即可验证机械能守恒定律。（g=9.8 m/s2）
【答案】1.84；1.69；1.74； =gh
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为
所以 ，
可认为在误差范围内存在关系式
即可验证机械能守恒定律。
【分析】根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，再利用机械能守恒的表达式计算并验证机械能是否守恒。
四、解答题
12．（2021高三上·桂林月考）如图所示，A、B两个气缸分别与粗细均匀的U形管的一臂相连。管内盛有水银。用轻杆相连的两轻质活塞在A、B两气缸内分别密封质量不等的理想气体，A气缸的横截面积为B的一半，开始时A气缸内的气体的体积为 ，B气缸内气体的体积为 ，压强均为 =75cmHg，且水银的液面处在同一高度。现缓慢向右推进B的活塞，直到水银在U形管中的高度差h=75cm，两侧竖直细管内均有水银且未进入气缸。求此时A气缸内气体的压强 和体积 。假定两气室的温度保持不变，气缸不漏气。计算时不计U形管和连接管道中气体的体积。
【答案】解：假设U形管中的高度差为h时，A气缸体积增加了ΔV，由横截面积的关系可知，B气缸体积减小了2ΔV，对左气缸气体，有p0VA = p1 (VA +ΔV)
对右气缸气体，有p0VB =(p1 +h)(VB一2ΔV)
代入数据可得p1 =50cmHg，V1=VA+ΔV=30L
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】 对左气缸气体和右缸气体，根据等温变化得出时A气缸内气体的压强 和体积 。
13．（2021高三上·桂林月考）如图所示，质量为M、内间距为L的箱子静止在光滑水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块（可视为质点），初始时小物块停在箱子正中间．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁N次碰撞后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞过程中没有机械能损失．求：
（1）小物块与箱子相对静止后共同速度的大小；
（2）整个过程中系统产生的热量；
（3）小物块与箱子底板间的动摩擦因数．
【答案】（1）解：小物块与箱子组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得：
（2）解：对小物块和箱子组成的系统，由能量守恒定律得：
解得：
（3）解：由题意可知，小物块与箱子发生N次碰撞恰好又回到箱子正中间，由此可知，小物块相对于箱子滑动的距离： ，小物块受到摩擦力为：
对系统，由能量守恒定律得：
解得：
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】（1）根据动量守恒定律得出小物块与箱子相对静止后共同速度的大小；
（2）根据能量守恒得出整个过程中系统产生的热量；
（3）根据摩擦力表达式以及能量守恒关系得出小物块与箱子底板间的动摩擦因数．
1 / 1广西桂林市普通高中2022届高三上学期物理10月质量监测试卷
一、单选题
1．（2021高三上·桂林月考）如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB 边与竖直方向的夹角均为θ．P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O．将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1A．OP绳子拉力大 B．OQ绳子拉力大
C．两根绳子拉力一定相等 D．两根绳子拉力一定不相等
2．（2021高三上·桂林月考）如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平，设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端逆时针缓慢旋转90°，在此过程中 （　　）
A．F1先增大后减小 B．F2先增大后减小
C．F先增大后减小 D．F先减小后增大
3．（2021高三上·桂林月考）某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图如图所示，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内。如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是（　　）
A．只增加绳的长度 B．只减小重物的重量
C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动
4．（2021高三上·桂林月考）四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表和两个电压表。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路则（　　）
A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数
B．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角
C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D．电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角
5．（2021高三上·桂林月考）如图所示，用一个沿斜面向上的恒力F将静止在固定斜面底端的物体加速向上推，推到斜面中点时，撤去恒力F，之后物体恰好运动到斜面顶端并返回。已知物体从底端运动到顶端所需时间以及从顶端滑到底端所需时间相等，物体回到底端时速度大小为5m/s，则（　　）
A．恒力F与物体所受摩擦力之比为6∶1
B．物体所受重力与物体所受摩擦力之比为3∶1
C．撤去恒力F时物体的速度大小为5m/s
D．物体在沿斜面上升过程与下滑过程中加速度相等
6．（2021高三上·桂林月考）如图所示，用大小恒定的力F将物体压在粗糙竖直面上，当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置，物体始终静止，则在这个过程中，摩擦力f与墙壁对物体弹力FN的变化情况是（　　）
A．FN先变小后变大 B．FN先变大后变小
C．f方向一直竖直向上 D．f一定是先变小后变大
二、多选题
7．（2021高三上·桂林月考）探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升窄，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面 的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．飞行试验器绕月球运行的周期为
B．在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为
C．飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D．由题目条件可知月球的平均密度为
8．（2021高三上·桂林月考）如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E，现在电场区域内某点O处放置一负点电荷Q，并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d四点，其中ac连线为球的水平大圆直径，bd连线与电场方向平行。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．b、d两点的电场强度大小相等，电势相等
B．a、c两点的电场强度大小相等，电势相等
C．若从a点抛出一带负电小球，小球可能沿b、d所在的竖直圆周作匀速圆周运动
D．若从a点抛出一带正电小球，小球可能沿a、c所在的水平圆周作匀速圆周运动
9．（2021高三上·桂林月考）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是（　　）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
E．去掉滤光片后，干涉现象消失
10．（2021高三上·桂林月考）如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，则下列判断正确的是（　　）
A．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在玻璃砖中，a光的速度大于b光的速度
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．以同一入射角从某介质射入空气，若a恰发生全反射，则b光一定能发生全反射
E．以同一入射角从某介质射入空气，若b光恰发生全反射，则a光一定能发生全反射
三、实验题
11．（2021高三上·桂林月考）某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。则：该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续打出的点作为六个计数点。根据以上数据，当打B点时重锤的速度　 　m/s，计算出该对应的 =　 　m2/s2，gh=　 　m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式　 　，即可验证机械能守恒定律。（g=9.8 m/s2）
四、解答题
12．（2021高三上·桂林月考）如图所示，A、B两个气缸分别与粗细均匀的U形管的一臂相连。管内盛有水银。用轻杆相连的两轻质活塞在A、B两气缸内分别密封质量不等的理想气体，A气缸的横截面积为B的一半，开始时A气缸内的气体的体积为 ，B气缸内气体的体积为 ，压强均为 =75cmHg，且水银的液面处在同一高度。现缓慢向右推进B的活塞，直到水银在U形管中的高度差h=75cm，两侧竖直细管内均有水银且未进入气缸。求此时A气缸内气体的压强 和体积 。假定两气室的温度保持不变，气缸不漏气。计算时不计U形管和连接管道中气体的体积。
13．（2021高三上·桂林月考）如图所示，质量为M、内间距为L的箱子静止在光滑水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块（可视为质点），初始时小物块停在箱子正中间．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁N次碰撞后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞过程中没有机械能损失．求：
（1）小物块与箱子相对静止后共同速度的大小；
（2）整个过程中系统产生的热量；
（3）小物块与箱子底板间的动摩擦因数．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】据题，P、Q是两个轻质小环，不考虑重力，当系统平衡时，由于ABC是光滑的，P、Q环对AC、AB的压力都应分别垂直于AC、AB，根据几何知识得知，不论两绳的长度如何，它们之间的夹角与顶角C互补，则它们之间的夹角保持不变，又因为CA、CB与竖直方向的夹角相等，都是θ，根据平衡条件分析得知，两绳与竖直方向的夹角必然相等，则两绳的拉力大小相等，则有F1：F2=1：1
故答案为：C．
【分析】利用受力分析以及共点力平衡知识得出两绳与竖直方向的夹角相等，拉力也相等。
2．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】对小球受力分析如图所示，小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等方向相反，则F不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对小球进行受力分析，利用共点力平衡以及平行四边形法则判断出当框架在竖直平面内缓慢旋转时F不变，F1逐渐减小，F2先增大后减小。
3．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】A．对滑轮进行受力分析如图，
受重力、两个对称的拉力，当系统稳定时，绳的拉力等于悬挂重物的重力mg，由图可知，三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；当只增加绳的长度时，两侧绳的拉力大小不变，方向不变，所以手指所受的拉力不变，A项错误；
B．当只减小重物的重量时，两侧绳的拉力变小，动滑轮位置不变，则拉力方向不变，故两拉力合力变小，所以手指所受的拉力减小，B项错误；
C．当只将手指向下移动时，两侧绳的拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，所以手指所受的拉力变大，C项正确；
D．当只将手指向上移动时，两侧绳的拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，所以手指所受的拉力变小，D项错误。
故答案为：C。
【分析】对滑轮进行受力分析，系统稳定时处于平衡状态，根据力的合成利用平行四边形法则进行分析判断手指所受的力是否增大。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用；表头的改装；电路动态分析
【解析】【解答】A．电流表A1的量程大于电流表A2的量程，故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A1的读数大于电流表A2的读数，A不符合题意；
B．两个电流表的表头是并联关系，电压相同，通过表头的电流相同，故指针偏转角度相等，B不符合题意；
C．电压表V1的量程大于V2的量程，根据电压表改装的压力可知电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值，串联时电流相同，电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C不符合题意；
D．两个电压表的表头是串联关系，电流相等，故指针偏转角度相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据并联电路的分流特点得出两个电流表读数的大小；再利用串联电路分压的特点得出电压表读数的大小；根据电表的改装原理可知指针的偏转角相等 。
5．【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；牛顿第二定律
【解析】【解答】ABD．施加恒力F的上升过程
撤去恒力F的上升过程
下降过程
又由于上升时两个阶段中向上做匀加速直线运动初速度是0，末速度为v，向上做匀减速直线运动初速是v，末速度是0，故可以知道两个阶段的加速度大小相等，运动时间相等
设斜面长为2s，上升时间为2t
对上升匀加速直线运动
对下降过程
由以上两式解得
联合解得
ABD不符合题意；
C．向上做匀加速运动过程
下降过程
解得
C符合题意。
故答案为：C。
【分析】施加恒力F的上升过程和撤去F的过程中根据牛顿第二定律同时利用匀变速直线运动的基本规律得出上升和撤去F时的加速度，从而得出恒力F与物体所受摩擦力之比以及每个过程中加速度的大小关系。
6．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】物体始终静止状态，受力平衡，对物体受力分析，若F斜向下，设与水平方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡条件得f=mg+Fsinθ
方向向上，水平方向FN=Fcosθ
当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中，θ减小，则sinθ减小，cosθ增大，所以f减小，FN增大。
若F斜向上，设与水平方向的夹角为θ，竖直方向根据平衡条件得：f=mg-Fsinθ
若Fsinθ＜mg，则摩擦力方向向上，水平方向FN=Fcosθ
当F从水平位置转至虚线位置时，θ增大，则sinθ增大，cosθ减小，所以f减小，FN减小．
若Fsinθ＞mg，则摩擦力方向向下Fsinθ=mg+f
θ增大，则sinθ增大，f增大．综上可知，f的方向可以一直向上，大小逐渐减小；也可能先向上后向下，大小先减小后增大；FN先增大后减小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物体进行受力分析，在F向上或向下的过程中利用共点力平衡得出 FN 与f的表达式，再利用几何知识进行判断大小变化情况。
7．【答案】B,D
【知识点】重力加速度；线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据万有引力定律可得
在月球表面
则
A不符合题意；
B．由
可得
B符合题意；
C．根据
可得
C不符合题意；
D．月球的平均密度为
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据万有引力提供向心力得出绕月周期以及绕月速度，结合星球表面重力等于万有引力从而求出重力加速度的大小，同时利用质量关系求出月球的密度。
8．【答案】B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A．Q在b点与d点场强方向相反，与匀强电场叠加后d点场强大于b点场强。A不符合题意；
B．a、c两点的电场强度大小相等，点电荷在ac两点的电势相等，电场E在ac两点的电势相等，所以ac两点的电势相等。B符合题意；
C．若从a点抛出一带负电小球，其所受合力不可能指向Q点，则不能做匀速圆周运动。C不符合题意；
D．若能做匀速圆周运动，要使小球所受的合力大小不变，方向变化，则应为匀强电场力与重力相平衡，合力为Q所给的库仑力。故为正电荷沿水平面运动。D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据点电荷周围电场线的分布特点缺点电场强度的大小以及电势和电场强度的大小；物体做匀速直线运动，合力提供向心力。
9．【答案】A,B,D
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】A.由条纹间距公式 可知：当将屏移近双缝时，屏与双缝间的距离l减小，条纹间距 变窄，A符合题意；
B.将滤光片由蓝色的换成红色的，由于红色的波长大，所以条纹间距 变宽，B符合题意；
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，对条纹间距 没有影响，C不符合题意；
D.当两双缝间距离d增大时，条纹间距 变窄， D符合题意；
E.滤光片的作用是为了得到单色光，去掉滤光片后，干涉条纹成为彩色条纹，E不符合题意．
故答案为：ABD
【分析】利用条纹间距公式得出将屏移近双缝时条纹间距的变化情况，而单缝移动时不影响条纹间距；滤光片的作用是得到单色光。
10．【答案】A,C,E
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，A符合题意；
B．根据
知，a光的折射率大，则a光在玻璃砖中传播速度小，B不符合题意；
C．a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据
知，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C符合题意；
D．根据sinC=
知，a光的折射率较大，则a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，a光能发生全反射，b光不一定能发生全反射，D不符合题意；
E．a光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从介质射入空气，b光能发生全反射，b光一定能发生全反射， E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】根据两种光的偏折程度判断折射率的大小，结合折射率与传播速度和光速关系的表达式确定两种光在玻璃中速度的大小；通过与临界角大小的比较全得出是否发生全发射。
11．【答案】1.84；1.69；1.74； =gh
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为
所以 ，
可认为在误差范围内存在关系式
即可验证机械能守恒定律。
【分析】根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，再利用机械能守恒的表达式计算并验证机械能是否守恒。
12．【答案】解：假设U形管中的高度差为h时，A气缸体积增加了ΔV，由横截面积的关系可知，B气缸体积减小了2ΔV，对左气缸气体，有p0VA = p1 (VA +ΔV)
对右气缸气体，有p0VB =(p1 +h)(VB一2ΔV)
代入数据可得p1 =50cmHg，V1=VA+ΔV=30L
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】 对左气缸气体和右缸气体，根据等温变化得出时A气缸内气体的压强 和体积 。
13．【答案】（1）解：小物块与箱子组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得：
（2）解：对小物块和箱子组成的系统，由能量守恒定律得：
解得：
（3）解：由题意可知，小物块与箱子发生N次碰撞恰好又回到箱子正中间，由此可知，小物块相对于箱子滑动的距离： ，小物块受到摩擦力为：
对系统，由能量守恒定律得：
解得：
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】（1）根据动量守恒定律得出小物块与箱子相对静止后共同速度的大小；
（2）根据能量守恒得出整个过程中系统产生的热量；
（3）根据摩擦力表达式以及能量守恒关系得出小物块与箱子底板间的动摩擦因数．
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