2021年上海市普陀区高考物理质量调研试卷

2021年上海市普陀区高考物理质量调研试卷

一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）

1.用a粒子轰击得到了铲C和一种粒子，这种粒子是（）

A.电子B.质子C.中子D.正电子

2.如图，某同学用激光器作为光源，在不透光的挡板上

开一条窄缝，进行光的衍射实验。在光屏上观察到的

图样可能是图中的（）

UHB三C|||||0=

3.在“用O/S测变速直线运动的瞬时速度”学生实验中，除需要用计算机、数据采集

器、小车、轨道及配件外，还需要的仪器有（）

A.秒表B.米尺

C.位移传感器D.光电门传感器和挡光片

4.用光照射某种金属，金属表面有电子逸出。若保持入射光的频率不变，减小入射光

的强度，则（）

A.光电子的最大初动能减小

B.光电子的最大初动能保持不变

C.可能无电子从金属表面逸出

D.单位时间内逸出的光电子数目不变

5.某气体的摩尔质量和摩尔体积分别为M和4,每个气体分子的质量和体积分别为

，〃和力,则阿伏加德罗常数以可表示为（）

A.M弋B.NATCNA弋DM、

6.质量相等的甲、乙、丙三个物体，分别只受大小为F1和F2、方向如图的两个力作用。

甲、乙、丙三个物体产生的加速度大小分别为。乙、a丙，则（）

%

A.a甲＞a乙＞a丙B.。丙＞a■乙＞a甲C.a甲=。乙=a丙D.a乙＞。丙＞a甲

7.如图，一弹性绳上有&和S2两个波源，P点为品和S2连二

线的中点。两个波源同时开始振动发出两个相向传播7A/\

的波1和波2,波长分别为;11和＞%），则两列波上/"

（）

A.频率相同B.同时到达P点

C.相遇时，发生干涉现象D.相遇时，波长均变大

8.如图，人骑自行车在水平路面沿直线行进。当人停止蹬E

车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零。......，—％科

此过程中克服阻力做功为W,人停止蹬车时自行车的速度为v,符合实际情况的/-

口图像为图中的（）

9.一定质量的理想气体，温度为0式时压强为po。经过等容变化后，温度变为T=（t+

273）K时压强为p,在此过程中气体温度每升高1国，对应压强的增量不能表达

为（）

PocPo

A.C273

TB-FD.中

10.如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一

个焦点上。A、B、C、力是地球运动轨道上的四个

位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B

和。点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳

（）

A.做匀速率的曲线运动

B.经过A点时的加速度最小

C.从8经A运动到D的时间小于从。经C运动到B的时间

D.从A经。运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间

11.如图，倾角为30。的光滑斜面固定在水平地面上，用不可

伸长的轻绳将A与B相连，A、8静止于离地面高度相同

的位置。现将轻绳C处剪断，在8刚要着地瞬间，A、B

的动能之比为（）

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A.1：1B.1：2C.2：1D.1：4

12.如图，在水平地面上竖直固定一个光滑的圆环，一个质量为机

的小球套在环上，圆环最高点有一小孔尸,细线上端被人牵着，t?（、）

下端穿过小孔与小球相连，使球静止于A处，此时细线与竖直（j

方向的夹角为。，重力加速度为g，则（）

A.在A处，细线对小球的弹力大小为mgcos。

B.将小球由A缓慢拉至B的过程，细线所受拉力变大

C.在月处，圆环对小球的弹力大小为小g

D.将小球由A缓慢拉至B的过程，圆环所受压力变小

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.如图，①、②两条线表示a粒子散射实验中某两个a粒

0）/，，b

子运动的轨迹，那么沿轨迹③射向原子核的a粒子经过@一•黑亍栈。，《二

原子核附近后可能的运动轨迹为（选填②一4d

“a”“b”“c”“d”）,选择的理由是。

14.如图甲，两条无限长导线均通以电流强度大小为/的恒定电流，导线的直线部分和

坐标轴趋于重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心、半径相同的一段圆弧。己知直

线部分在原点O处不产生磁场，若图甲中。处的磁感应强度大小为%,则图乙中

15.某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，测出多

组单摆的摆长乙和周期兀如图为根据实验数据作出的尸-

L图像，由图像可得重力加速度g为7n/s2（精确到小

数点后两位），图像不过原点可能是由于摆长测量______

造成的（选填“偏大”“偏小”）。

16.如图，匀强电场中有一平行于电场方向的正六边形，其顶点分A,------

/'

别为A、B、aD、E、凡电荷量为4的负电荷在外力作用下Ft)c

\，

从A点移动到C点，克服电场力做功W；从C点移动到E点，p______'

其电势能减少卬。正六边形顶点中电势最高的是，顶点

C、。间的电势差为。

17.如图，一粗细均匀、底部装有阀门的U形管竖直放置，其左端开口、|

右端封闭、截面积为4cm2。现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使Ij

左管液面比右管液面高5c,“，右端封闭了长为15CTM的空气柱。已知大

气压强为75cvnHg,右管封闭气体的压强为cmHg；若打开阀门

使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出

的水银最多为cm3.

三、实验题(本大题共1小题，共10.0分)

18.某小组研究电源和小灯泡两端的电压随电流的变化规律，实验电路如图甲。

①按规范连接好实验电路；

②闭合电键S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置，读出电流表A和电压表匕、%

的示数，并记录数据；

③改变滑动变阻器滑片P的位置，重复步骤②多次测量：

④根据数据描绘U-/图像，获得图线A、B,如图乙；

⑤完成实验，整理实验器材。

(1)在步骤②中，移动滑动变阻器滑片P使其阻值变小的过程中，电流表A的示数

将(选填“逐渐变小”“不变”“逐渐变大”)；电压表匕的示数(选

填“逐渐变小”“不变”“逐渐变大”)。

(2)从图乙中可得，电源的电动势E=V,内阻r=。。

(3)如图甲，当滑片P移到滑动变阻器的最左端时，小灯泡的实际功率为W,

此时电源的效率为。

(4)下列选项中，使滑动变阻器和小灯泡的功率最为相近的电流表A示数为。

A.1.0A

B.1.25A

C.1.5A

D.1.75A

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'UN

乙

四、计算题(本大题共2小题，共30.0分)

19.如图甲，导轨倾斜固定在地面上，其O端带有挡板。一小物块套在导轨上，将其从

P点静止释放，经过一段时间物块与挡板发生碰撞(碰撞时间极短)：碰撞后物块返

回到导轨。处(图中未标出)时速度减为零，此时沿导轨方向对物块施加一外力F,

使其在导轨上保持静止。此过程物块运动的D-t图像如图乙(图中巧和L均为已知

量)，已知物块质量为，小最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g,不

计空气阻力。求：

(1)P点距。端的距离；

(2)碰撞时挡板对物块所做的功；

(3)物块运动过程中所受的摩擦力大小；

(4)物块返回到Q处时，对其施加外力F大小的范围。

20.如图，足够长的直角金属导轨MO]N与PO2Q平行放置在竖直向上的匀强磁场中，它

们各有一部分在同一水平面内，另一部分在同一竖直平面内，两轨相距L=

金属细杆外、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，两杆质量均为m=1kg、电阻均

为R=10,两杆与导轨之间的动摩擦因数均为〃=0.5,导轨电阻不计。当t=0时，

对油杆施加水平向右的力F,使杆碗做初速度为零的匀加速运动，同时将杆cd

在竖直面内由静止释放。已知尸随时间的变化关系为F=(6+2t)N,重力加速度g

取lOm/s?。

(1)判断流经杆cd的电流方向；

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小和杆ab的加速度a；

(3)若前2秒内，水平力/做的功W=17/,求前2s内闭合回路产生的焦耳热。；

(4)请列式分析杆cd由静止释放后的运动状况,并求出杆W从静止释放到达到最大

速度所用的时间。

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答案和解析

1.【答案】C

【解析】解；根据电荷数守恒、质量数守恒，可知用a粒子轰击得到了和一种粒

子，这种粒子的质子数为：2+4-6=0,质量数为：4+9—12=1,所以这种粒子

为二，即为中子，故C正确，48。错误。

故选：Co

根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒求解。

本题考查了中子发现的核反应方程式，注意反应过程中电荷数守恒、质量数守恒。

2.【答案】D

【解析】解：根据衍射条纹狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距，条纹宽度关于中

间条纹对称，可知只有。选项的图样是正确的，故。正确，ABC错误。

故选：

根据衍射条纹的特点进行判断，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄，条纹宽

度关于中间条纹对称。

解决本题的关键知道衍射条纹的特点，知道衍射条纹与干涉条纹的区别。

3.【答案】D

【解析】解：图形计算器实验系统是一种由传感器、数据采集器与图形计算器组合起来，

在用C/S测瞬时速度的实验中，必需的器材是计算机、数据采集器、小车、轨道及配件，

挡光片，光电门传感器，故。正确，A2C错误。

故选：D。

用O/S测变速直线运动的瞬时速度的是光电门传感器，通过测定挡光的时间，从而得出

在挡光时间内的平均速度，用平均速度代替瞬时速度.

本题考查了用。/S测变速直线运动的瞬时速度的基本原理，题目看起来难度不大，但容

易做错，要多了解传感器的具体应用。

4.【答案】B

【解析】解：ABC、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，光的频率不变，一

定会发生光电效应，

根据光电效应方程=hv-%可知，入射光的频率不变则光电子的最大初动能不变，

故AC错误，8正确；

。、保持入射光的频率不变而减弱光的强度，则单位时间内逸出的光电子数减少，故。

错误。

故选：Bo

发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率.频率一定时光的强弱不影响光电子

的最大初动能，只影响单位时间内发出光电子的数目.

解决本题的关键知道发生光电效应的条件，以及知道入射光频率一定时光的强弱会影响

单位时间内发出光电子的数目。

5.【答案】D

【解析】解：AB、公式/=保中，%应该为气体分子所占空间的平均体积，和题给条

件不符，故A8错误；

CD、公式治='中，M为气体的摩尔质量，〃?为每个分子的质量，和题给条件相同，

故C错误，。正确。

故选：。。

根据NA=母=M%应该为气体分子所占空间的平均体积，M为气体的摩尔质量，机

为每个分子的质量，由此判断相关选项。

本题考查了阿伏加德罗常数的应用，要注意区别气体分子所占空间的平均体积和气体分

子体积大小的区别。

6.【答案】A

【解析】解：两个分力大小一定，合力随着夹角的增大而减小，故合力大小关系是：F尹〉

F乙）F丙,根据牛顿第二定律产合=ma可得：a甲〉a乙＞a丙,故A正确，错误。

故选：Ao

先比较三图中合力的大小关系，再通过牛顿第二定律比较加速度大小关系。

本题考查了牛顿第二定律和力的合成与分解的综合运用，解题关键是要知道：两个分力

大小一定，夹角越小合力越大。

7.【答案】B

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【解析】解：A、两波源在同一绳上，则它们的波速相等，因为两列波的波长不同，由

v=Af,所以两列波的频率不同，故A错误；

8、两波源在同一绳上，则它们的波速相等，由于P为两个波源连线的中点，所以它们

会同时到达尸点，故B正确；

C、两列波相遇时，因频率不同，只能相互叠加，不发生干涉现象，故C错误；

。、波传播具有相互独立性，则相遇后，互不干扰，各自独立传播，相遇时，波长不变，

故。错误。

故选：B。

波传播具有相互独立性，波传播速度由介质决定，两波源在同一绳上，则它们的波速相

等，因为两列波的波长不同，两列波的频率不同，不发生干涉现象

本题考查机械波传播的特点，学生需注意，波传播具有相互独立性，波传播速度由介质

决定，两列波的频率相同，相差保持不变，才会产生干涉。

8.【答案】C

【解析】解：根据动能定理得：-皿=0-如〃2,解得：W=|mv2

故知W与v成二次函数关系，且抛物线开口向上.故C正确，ABD错误。

故选：Co

根据动能定理得出人停止蹬车后，阻力做功与自行车速度的关系，从而判断w与丫图

线.

解决本题的关键根据动能定理得出阻力做功与速度的关系，要能利用所学物理知识分析

生活中的问题。

9.【答案】A

【解析】解：气体状态参量为：Pi=Po，7\=273K,p2=p,&=7=(t+273)K,

气体发生等容变化，由查理定律得：果若,

12

即：■=，_=?

1273273+tT

温度升高，气体压强的增量为P-Po,气体温度每升高对应压强的增量=

在此过程中气体温度每升高=1冤)压强的增量：△p=p-Po=I^Po-Po=景;

在此过程中气体温度每升高1。氯7=1K)压强的增量：△p=p—po=p—|gp=£,故

BCD能表达对应压强的增量4p,A不能表达对应压强的增量Ap。

本题选错误的，故选：A。

气体发生等容变化，应用查理定律可以求出气体末状态的压强，然后根据题意可以求出

温度每升高1℃气体压强的增量。

本题考查了求气体压强的增加量，知道气体发生等容变化、应用查理定律即可解题，解

题时要注意摄氏温度与热力学温度间的关系7=273+t。

10.【答案】C

【解析】解：A、由开普勒第二定律，地球在近日点的速度大，在远日点的速度小，故

4错误.

B、根据公式G罢=小。得。=胃，可知4点的加速度最大，故8错误。

C、由4可知，地球在近日点的速度大，远日点的速度小，所以从B经A运动到。的时

间小于从。经C运动到8的时间，故C正确。

。、由C可知，从A经力运动到C的时间等于从C经B运动到A的时间，故。错误。

故选：Co

由开普勒第二定律，太阳系中太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，即远

日点的速度较小，近日点的速度较大，进而判断比较运动的时间。根据万有引力定律和

牛顿第二定律可比较加速度。

本题考查开普勒定律的应用、万有引力定律的应用、牛顿第二定律，题型基础，难度小。

11.【答案】B

【解析】解：根据平衡条件得：

对B：7=mBg

对A：T=mAgsin30°

解得：mA：mB=2：1；

设两物体离地高度为〃，B做自由落体运动，由九=：gt2可得，B下落时间士=赊

A沿斜面做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得，加速度。=舔讥30。=：9，

f时间A的位移心=%砒2=1X1X（巧产=4A下落高度也=xsin30°=^xi=i/i；

两物体在下落过程中均只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒定律可知，在

B刚要落地的瞬间，A的动能以4=mAghA,B的动能EKB=mBgh,故AB的动能之比：

-mg-^：mgh-1：2,故B正确，ACC错误。

EKA：EKBAB

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故选：B。

两物体均处于静止状态，根据平衡条件即可求出两小球的质量之比；设AB离地高度为

h,对8由自由落体规律可求出B落地时间r,再对A由牛顿第二定律以及运动学公式

即可分析时间f内A下落的高度;再由机械能守恒定律列式即可分别得出B落地瞬间A、

8的动能，从而求出动能之比。

本题要知道物体在只有重力做功的情形下物机械能守恒以及共点力的平衡条件的应用，

要注意正确分析物理过程，明确机械能守恒定律的应用。

12.【答案】C

【解析】解:AC、小球沿圆环缓慢上移可看做平衡状态，

对小球进行受力分析，小球受重力G、拉力F、支持力N

三个力，受力平衡，作出受力分析图如下：

由图可知△。人尸一4GF4则：

RAPR

解得：p=—.mg,N=G=mg

R

G・

由于细线与竖直方向的夹角为。，则：cos。=芸，故F=

2.R

2mgeos。；故4错误，C正确；F

BD、将球由A处缓慢地拉至8处的过程中，半径不变，AP长度减小，角。变大，故尸

减小，N不变，故BQ错误；

故选：C„

对小球受力分析，作出力的平行四边形，同时作出AP与半径组成的图象；则可知两三

角形相似，故由相似三角形知识可求得拉力及支持力的表达式。

对于非直角三角情形，相似三角形法在处理共点力的动态平衡时常用的方法，当无法找

到直角时，应考虑应用此法。

13.【答案】a沿轨迹③运动的粒子比沿轨迹①运动的粒子更靠近原子核，a粒子所受

斥力更大，故偏转角度也就更大。

【解析】解：原子核与a粒子均带正电，故受相互排斥的库仑力，又③比①更靠近原子

核，a粒子所受斥力更大，故偏转角度也就更大，所以选轨迹a。

故答案为：a；沿轨迹③运动的粒子比沿轨迹①运动的粒子更靠近原子核，a粒子所受

斥力更大，故偏转角度也就更大。

卢瑟福通过a粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数

a粒子几乎不发生偏转，少数a粒子发生了较大的角度偏转，极少数a粒子发生了大角度

偏转（偏转角度超过90。，有的甚至几乎达到180。，被反弹回来），据此可得出沿③所示

方向射向原子核的a粒子可能的运动轨迹。

本题考查了卢瑟福a粒子散射实验的现象，要注意明确只有少数粒子会出现大角度偏转,

大部分粒子偏转角度不大。

14.【答案】Bo垂直纸面向外

【解析】解：由题意可知，图甲中O处磁感应强度的大小是其中一段在。点的磁场大

小的两倍；根据右手螺旋定则，由乙图知，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余

两段产生磁场大小是其中一段在。点产生磁场的两倍，则乙图中。点的磁感应强度大

小与甲图中O点的磁感应强度大小相等为％,方向垂直纸面向外。

故答案为：B。，垂直纸面向外。

根据通电导线周围存在磁场，结合相同圆弧，则产生有磁感应强度大小，再根据右手螺

旋定则可知，通电导线在。点的磁场方向，最后由矢量合成法则，即可求解。

考查通电导线周围磁场的分布，掌握矢量合成法则，注意叠加原则，理解右手螺旋定则

是解题的关键。

15.【答案】9.86偏小

【解析】解：⑴根据单摆周期公式可得产=等•磊（因为图中的L单位是闲，所以

进行换算），结合图像可知：k若=4,解得g=9.86m/s2.

（2）由图可知，摆长为0时，单摆存在周期，说明摆长测量结果偏小。

故答案为：9.86；偏小。

根据单摆的周期公式可得T2="四，通过图线的斜率求出重力加速度的大小.通过图像

9

分析出摆长为零时有周期，说明测量结果偏小。

本题关键明确实验原理，根据单摆的周期公式变形，得到丁2=如乜关系式，得到图象斜

9

率的物理意义，再分析实验产生的误差.

16.【答案】FV

3q

【解析】解：从A点移动到C点，克服电场力做功W,从C点移动到E点，其电势能

减少W,知C至IJE点，电场力做正功，则4E为等势点.所以电场线方向垂直于4E.电

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子从4到C电场力做负功，可知电场力方向为C指向凡则电场的方向由尸指向C,沿

电场线方向电势降低，可知尸点电势最高.AC间的电势差大小U=?，设正六边形边

长为a,AC间沿电场线方向上距离为：d=半，电场强度后=3=券，

C、。间沿电场线方向上距离为一如C、。间的电势差Uco=Ed=q；

故答案为：F;一奈

电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加.通过电场力做功找出等势点，

作出等势线，电场线方向与等势线垂直，即可知道电场线的方向，沿电场线方向电势降

低.通过电场力做功，求出电势差.

解决本题的关键知道电场力做功与电势能的关系，以及知道电场线与等势线垂直.

17.【答案】8028

【解析】解：右管封闭气体的压强为Pi=po+b=75cmHg+ScmHg=80cmHg

对封闭气体，初状态：Pi-QOcmHg,=LtS

=

末状态：P2Po—75cmHg,V2—L2s

根据玻意耳定律可得：=p2V2，解得：切=16cm

故右侧水银下降的高度为△hx=L2-Lr=16cm-15cm=1cm

左侧水银下降的高度为^h2-hi+△b—5cm+1cm=6cm

33

故流出的水银体积为△V=(△砥+△h2)S=(1+6)X4cm=28cm

故答案为：80；28。

根据液面平衡法求解压强；找出被封闭气体初末状态参量，利用玻意耳定律求得体积,

即可求得左右两侧水银面下降的高度，求得流出的体积。

本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要分析好压强P、体积V、温度7三个参量

的变化情况，选择合适的规律解决；抓住左右两侧水银面高度刚好相同即可。

4.5-2.5

为4.5V,则电源电动势：E=4.5lZo电源内阻：r=\^\=Q=1.0/2;

2.0

(3)滑动变阻器滑动片P移到滑动变阻器的最左端时滑动变阻器接入电路的阻值为零，

两电压表示数相等，由图示图象可知，灯泡电压为2.5V,电流为2.04,灯泡实际功率:

P=U1=2.5x2.0W=5.0亿

此时电源的效率〃=詈=Hx%=55.6%；

(4)滑动变阻器两端电压｛/=a-4，根据图示图线求出滑动变阻器两端电压，在坐标

系内描出对应点，然后作出图象如图所示，与小灯泡的U-/图象相交，交点坐标为

(1.54,1.57),所以此时电流表的示数为1.5A左右。

故答案为：(1)逐渐变大、逐渐变小；(2)4.5、也正确)；(3)50(4.8-5.0均正确)、

56%(53.3%-55.6%均正确)；(4)C

(1)闭合开关前滑片应置于阻值最大处，当减小阻值时，电流逐渐增大，再确定电压表

示数的变化；

(2)电源U-/图线与纵轴交点坐标值是电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻。

(3)根据图示电路图判断两电压表示数关系，然后根据图示图象找出此时电压与电流，

由「=以求出灯泡实际功率，由詈求出电源效率；

(4)滑动变阻器两端电压U=%-U2,根据图示图线在坐标系内描出滑动变阻器两端电

压与电流对应点，然后作出图象，从两者U-/图象的交点就能读出电流表的示数。

本题考查了实验注意事项、实验数据处理、灯泡功率计算、电源效率计算等内容，此处

要注意的是由于灯泡是非线性元件，在计算当功率相等时电路的电流时，不能用定值电

阻常规方法进行计算，要体会图象的巧妙之处。

19.【答案】解：(1)设尸点距。端距离为s,由物体运动u—t图像可卡尸

生】丫V'

知：S=-Vitio

(2)由动能定理可知，碰撞过程中挡板对物块做功W等于碰撞前后物'G

块动能的变化量，即F

W=-mVf--mvg=-jnCO.Svj)2—yrnvl=*A

22228・

Fi

即在碰撞过程中，挡板对物块做功3-资。

OCz

(3)设导轨与水平面的倾角为仇当物块4沿斜面下滑时：

由"一t图像得：=7-

受力如图，由牛顿第二定律得mgsin。-Ff=ma^

当物体A沿斜面上滑时：

第14页，共17页

由U—t图像知I:。2=普7，解得。2=要

受力如图，由牛顿第二定律得mgsin。+Ff=ma2i

解得：6:翳。

OCj

(4)由(3)可得号=^mgsin9(mgsin9>/y),所以应沿斜面向上施加一外力F。

。点处施加沿导轨方向的外力范围为：mgsind-Ff<F<mgsinO+Ff

HP|mgsind<F<^-mgsinO,

解得詈SFS啜。

ti4tl

答：(1)P点距。端的距离为：%ti；

(2)碰撞时挡板对物块做功为-1mvl；

(3)物块运动过程中所受的摩擦力大小为粉

(4)物块返回到。处时，对其施加外力F大小的范围为？1<F<誓1。

C1*1

【解析】(1)由物体运动的U-1图像求得P点距。端的距离；

(2)由动能定理可求碰撞时挡板对物块所做的功；

(3)由物体运动的v-t图像求出物块A沿斜面上滑和下滑时的加速度，结合牛顿第二定

律求物块运动过程中所受的摩擦力大小；

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