山西省运城市2023-2024学年高三上学期11月期中考试 物理答案

运城市2023-2024学年高三期中调研测试物理参考答案一、选择题(46分)题号1234567891011121314DACDCDDBCDADBCACBD二．实验题（14分)15.(6分)（1）dtd22ℎt2（2）Md22ℎmg16.(8分)（1）D（2）B（3）4π2k（4）4t02kN−12三．计算题（40分）17.（11分）（1）对滑块A，由牛顿第二定律得：μmg=ma1.........1分对木板B，由牛顿第二定律得：F−μmg=Ma2.........1分解得a1=3m/s2 ..........1分a2=7m/s2..........1分（2）解法一设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：vA=a1t1=3m/svB=a2t1=7m/s..........1分撤去力F后，A的加速度不变，对B得：μmg=Ma..........1分所以a=1m/s2设再经过时间t2二者共速，速度为v，所以v=vA+a1t2=vB−at2..........1分解得：t2=1sv=6m/s..........1分解法二设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：vA=a1t1=3m/svB=a2t1=7m/s..........1分撤去力F后，对A、B系统由动量守恒得：mAvA+mBvB=mA+mBv..........2分解得：v=6m/s..........1分解法三对AB系统在整个过程，由动量定理得：Ft1=mA+mBv..........3分解得：v=6m/s..........1分（3）解法一由运动学规律可得：XB=12aBt12+vB+v2t2=10m..........1分XA=12aAt1+t22=6m..........1分所以L=4m..........1分解法二由功能关系得：F∙12aBt12−μmgL=12mA+mBv2..........2分解得：L=4m..........1分解法三由图像可得L=4m..........3分18（14分）（1）球B开始运动至绳断裂，A、B组成的系统水平动量、机械能均守恒，所以mAvA=mBvB..........1分mBgL=12mAVA2+12mBVB2..........1分解得vA=8m/s ..........1分vB=2m/s..........1分(2)A、B组成的系统水平动量守恒，所以mAxA=mBxB..........1分又根据xA+xB=L..........1分解得：xA=0.8m..........1分(3)B、C发生弹性碰撞，所以系统动量守恒以向左为正方向，mBvB+mCvC=mBvB'+mCvC'..........1分机械能守恒12mBVB2+12mCVC2=12mBVB'2+12mCVC'2..........1分解得：vB'=2+2vC3 ..........1分vC'=8−vC3..........1分又因为vC'=2vB'..........1分解得：vC=45m/s（舍去）vC=−4m/s负号表示速度方向向右..........2分19.(15分)(1)对滑块在D点，由牛顿第二定律得：mg=mv2L.........1分对滑块从P点到D点，由能量守恒得EP=μmgcos37o×3L2+mg3L2sin37o+mgL1+cos37o+12mv2.........2分解得：v=gLEP=3.8mgL.........1分(2)若滑块质量较大，恰好运动到B点，由能量守恒得EP=μm2gcos37o×3L2+m2g3L2sin37o........1分质量较小，恰好运动到C点，由能量守恒得EP=μm3gcos37o×3L2+m3g3L2sin37o+m3gLcos37o......1分解得：m2=3815m.........1分m3=3823m.........1分所以m1的可能值范围3823m≤m1<3815m.......2分(3)设滑块运动到C与B之间的F点时，重力功率最大。OF与水平OC夹角为α对C点到F点，由能量守恒得：mogLsinα=12mov'2.......1分功率P=mogv’cosα.......1分所以P=mog2gLsinα∙cosα.......1分令y=sinαcos2α求导可得当sinα=33时，y有最大值，且此时α<53o.......1分所以功率最大值P=65W.......1分解法2滑块在F点重力功率最大，即竖直方向速度最大，所以竖直方向受力平衡，mog=FNsinα.......1分又因为FN−mogsinα=mov‘2L.......1分对C点到F点，由能量守恒得：mogLsinα=12mov'2.......1分解得sinα=33且此时α<53o......1分所以P=mogv’cosα=65W......1分