物理（广东专用）-2024年新高二开学摸底考试卷

绝密★考试结束前 2024年秋季高二摸底考试模拟卷（广东专用） 物 理 (考试时间75分钟 满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．（本题4分）有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（　　） A．平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值，方向沿运动轨迹的切线方向 B．瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度 C．做匀速直线运动的物体，瞬时速度的大小不变，方向可能变化 D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 2．（本题4分）一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为，当凿子竖直向下插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1面的弹力大小记为，忽略凿子受到的重力及摩擦力，则的大小为（　　） A． B． C． D． 3．（本题4分）将一小球从距水平地面某一高处由静止释放（），不计空气阻力，以水平地面为零势能面。下列关于小球在空中运动时的位移大小x、速度大小v、动能和重力势能随运动时间t变化的关系图线正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（本题4分）如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，距地面一定高度时，点燃返回舱的缓冲火箭，返回舱开始减速下降，落地速度恰好为零，返回舱安全着陆，则（    ） A．返回舱打开降落伞前处于超重状态 B．返回舱匀速运动过程中处于失重状态 C．火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D．火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化 5．（本题4分）如图所示，质量为m的小球穿在半径为R的光滑圆环上，圆环可绕竖直方向的轴以角速度匀速转动，相对于圆环静止（未在圆环最低点）的小球和圆心的连线与转轴的夹角为（大小未知），重力加速度大小为g．下列说法正确的是（    ） A． B． C．只要圆环转动的角速度足够大，可能为 D．当时，小球仍能在圆环上除最低点外的某位置相对于圆环静止 6．（本题4分）如图，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的两点，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B．甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向相同 C．甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 D．甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同 7．（本题4分）如图，斜面体A放在水平面上，球体B放在斜面体的斜面与竖直墙壁之间，外力F作用在A上使A、B处于静止状态，不计一切摩擦，现撤去F，在球B向下运动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．A对B不做功 B．B对A不做功 C．B的机械能守恒 D．A、B组成的系统机械能守恒 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．（本题6分）龙江大桥如图甲所示，是保腾高速公路的重点工程。为双向四车道设计，缆索主缆长1950米，宛如两条昂首云天、腾云驾雾的巨龙。两侧总计338根索股。远远望去，整座桥在云雾飘渺中煞是壮观。很多游客途经此地都会驻足欣赏。图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索，每两根吊索之间距离相等，若暑期某旅客驾驶汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E处的观景口停下，汽车通过吊索D时的瞬时速度为vD，通过DE段的时间为t，把汽车看作质点。则下列说法正确的是（    ） A．汽车通过吊索A时的速度大小为2vD B．汽车减速的时间等于 C．汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度 D．汽车通过AD段的平均速度是通过DE段平均速度的2倍 9．（本题6分）如图所示，哈雷彗星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳的中心在椭圆的一个焦点上，、为长轴的两端点，、为短轴的两端点。椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为，远日点到太阳中心的距离为，引力常量为。哈雷彗星在椭圆轨道运行的周期为，下列判断正确的是（　　） A．哈雷彗星从到的机械能先减小后增大 B．太阳的质量为 C．一个周期内，哈雷彗星在段的运动时间小于 D．假设另一行星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为，则其运动周期为 10．（本题6分）如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块，从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（　　） A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L B．全过程小车相对地面的位移大小为 C．小车在运动过程中速度的最大值为 D．、L、R三者之间的关系为 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11．（本题10分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。 (1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论。下列说法正确的是______。（填选项字母） A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．四组实验都需要平衡摩擦力 C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 (2)按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为 。（保留2位有效数字） (3)按丁同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量 ；该值与小车的实际质量相比是 （选填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。 (4)若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为 。 12．（本题8分）某同学利用如图所示的实验装置来验证系统机械能守恒，轻质细线跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只小球P和Q，P质量比Q大。已知小球Q的直径为d，重力加速度为g。实验操作如下： ①把实验装置安装好； ②开始时固定小球P，使Q球与A位置等高，与P、Q相连的细线竖直。释放P，记录光电 门显示的遮光时间t，测量A与光电门的高度差H； ③改变光电门的位置，重复实验步骤2，记录t和H。 请回答下列问题： (1)为了减小实验误差，实验中应选用 （填“实心小铁球”“小木球”或“空心小铁球”）。 (2)验证P和Q组成的系统机械能守恒，还需要的实验器材和对应测量的物理量有______（填正确选项序号）。 A．天平，测量小球P的质量M和小球Q的质量m B．打点计时器，测量小球Q过光电门的速度v C．刻度尺，测量开始时两小球的高度差h (3)想要验证P和Q的系统机械能守恒，只需验证表达式g= （用已知量和测量量的字母表示）成立即可。 (4)在坐标纸上，以H为横坐标，以u（填“t”、“”或“”）为纵坐标，描点连线后得到一条直线，测得斜率为k，只需验证g= （用已知量和测量量的字母表示）成立，即可验证机械能守恒。 13．（本题8分）汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面驾车司机减速安全通过。夜间有一小汽车因故障停在一条平直公路上，后面有一货车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，货车司机只能看清前方 50m内的物体，并且他的反应时间为1.0s，制动后最大加速度为，假设车始终沿直线运动。求： （1）货车从刹车到停止所用的最短时间t； （2）为了避免两车相撞，三角警示牌至少要放在小汽车后多远处？ 14．（本题14分）如图所示，半径为的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点和圆心的连线与水平方向夹角。另一个端点为轨道的最低点。点右侧的水平地面上紧挨着静止放置一足够长的木板，木板质量，上表面与点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道，从运动到的过程中物块克服摩擦力做功。已知物块和木板间的动摩擦因数，木板与水平地面之间的动摩擦因数，求： （1）物块在点时重力的瞬时功率； （2）物块在经过点时，圆弧轨道对物块的支持力大小； （3）经过足够长时间，系统产生的摩擦热为多少？ 15．（本题14分）如图所示，水平地面上固定着一个倾角为的足够长斜面，一质量为的滑块A放在斜面上时恰好处于静止状态，另一滑块B（滑块B光滑且滑块B的质量小于滑块A的质量）从滑块A上方相距L的位置由静止释放，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，两滑块间的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，第一次碰撞后瞬间滑块A与滑块B的速率之比为2∶1。求： （1）第一次碰撞前瞬间，滑块B的速率； （2）滑块B的质量； （3）两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( ) ( ) 2024年秋季高二摸底考试模拟卷（广东专用） 物理·答题卡 ( 姓 名： __________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填 ： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用 2B 铅笔 填涂 选择题填涂样例 ： 正确填涂 错误填 涂 [ × ] [ √ ] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；填空题和解答题必须用 0.5 mm 黑 色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 ) 第Ⅰ卷（请用2B铅笔填涂） ( 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] ) ( 第 Ⅱ 卷 （请在各试题的答题区内作答） ) ( 1 1 ． （ 10 分 ） （ 1 ） ______________（2分） （ 2 ） _______________（2分） （ 3 ） ______________（ 2 分） _________（ 2 分） （ 4 ） _________（ 2 分） 1 2 ． （ 8 分 ） （ 1 ） ______________（2分） （ 2 ） _______________（2分） （ 3 ） ______________（ 2 分） （ 4 ） （ 2 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 3 ．（ 8 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 4 ．（1 4 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 5 ． （ 14分 ） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 非 答 题 区 ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 非 答 题 区 ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 物理 第4页（共6页） 物理 第5页（共6页） 物理 第6页（共6页） 物理 第1页（共6页） 物理 第2页（共6页） 物理 第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年秋季高二摸底考试模拟卷（广东专用） 物理·答案及评分标准 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）。 1 2 3 4 5 6 7 B A C C B B D 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8 9 10 AC BC CD 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11（10分）(1)BC（2分） (2)1.0（2分） (3) （2分） 相等（2分） (4)（2分） 12.(1)实心小铁球（2分） (2)A（2分） (3)（2分） (4)（2分） 13（8分） （1）轿车从刹车到停止所用的最短时间为 （2）根据题意，有                                                                     所以 即三角警示牌至少要放在车后70m处。 14（14分） 解：（1）由题意得，物块在点的速度与竖直方向夹角为，则 物块从点到点的运动时间为 物块在点时重力的功率为 解得 （2）物块在点的速度为 根据动能定理得 解得 点根据牛顿第二定律 得 （3）根据牛顿第二定律， 对物块 对木板 解得 物块与木板共速时 解得 物块与木板的位移分别为 则物块与木板之间摩擦产生的热能为 板块共速后一起匀减速运动的加速度为 匀减速的位移为 木板与水平地面之间摩擦过程中产生的热能为 系统产生的摩擦热 解得 15（14分） （1）由牛顿第二定律得，滑块B的加速度大小为 由，解得两滑块第一次碰撞前瞬间，滑块B的速度 （2）取沿着斜面向下为速度的正方向，设两滑块第一次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 解得 ， 又 联立各式解得 （3）对于滑块A，由平衡条件得 两滑块第一次碰撞到第二次碰撞时间内，有 解得 ， 设两滑块第二次碰撞前瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 设两滑块第二次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 两滑块第二次碰撞到第三次碰撞时间内，有 联立各式解得 ， 两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移为 答案及评分标准 第4页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绝密★考试结束前 2024年秋季高二摸底考试模拟卷（广东专用） 物 理 (考试时间75分钟 满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．（本题4分）有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（　　） A．平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值，方向沿运动轨迹的切线方向 B．瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度 C．做匀速直线运动的物体，瞬时速度的大小不变，方向可能变化 D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 【答案】B 【详解】A．平均速度为一段时间内位移与所用时间的比值，但平均速度的方向为这段时间内物体位移的方向，不是运动轨迹的切线方向，故A错误； B．瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度，故B正确； C．做匀速直线运动的物体，瞬时速度的大小不变，方向不变，故C错误； D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的位移与所用时间的比值，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为，当凿子竖直向下插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1面的弹力大小记为，忽略凿子受到的重力及摩擦力，则的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】将力在木板1、2面分解如图 可得 故选A。 3．（本题4分）将一小球从距水平地面某一高处由静止释放（），不计空气阻力，以水平地面为零势能面。下列关于小球在空中运动时的位移大小x、速度大小v、动能和重力势能随运动时间t变化的关系图线正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．小球从距水平地面某一高处由静止释放，不计空气阻力，可知小球做自由落体运动，由自由落体运动的位移时间关系可得，小球在空中运动时的位移大小为 可知小球在空中运动时的位移大小与时间的平方成正比，可知位移与时间成二次函数关系，则图像应是抛物线，A错误； B．由自由落体运动的速度时间公式可知，速度与时间成正比，则有图像应是一条过原点的倾斜直线，其图像斜率是，B错误； C．由动能公式可得，动能与时间的关系 可知图像应是过原点开口向上的一条抛物线，C正确； D．以水平地面是零势能面，可知小球开始下落时的重力势能最大，设为 随时间的增大，下落的高度增大，则重力势能减小，可得 可知重力势能与时间不是一次函数关系，D错误。 故选C。 4．（本题4分）如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，距地面一定高度时，点燃返回舱的缓冲火箭，返回舱开始减速下降，落地速度恰好为零，返回舱安全着陆，则（    ） A．返回舱打开降落伞前处于超重状态 B．返回舱匀速运动过程中处于失重状态 C．火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D．火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化 【答案】C 【详解】A．返回舱打开降落伞前加速下降，加速度向下，处于失重状态，故A错误； B．返回舱匀速运动过程中处于平衡状态，故B错误； C．返回舱在喷气过程中，减速下降，加速度竖直向上，故C正确； D．根据G=mg可知火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力不变，故D错误。 故选C。 5．（本题4分）如图所示，质量为m的小球穿在半径为R的光滑圆环上，圆环可绕竖直方向的轴以角速度匀速转动，相对于圆环静止（未在圆环最低点）的小球和圆心的连线与转轴的夹角为（大小未知），重力加速度大小为g．下列说法正确的是（    ） A． B． C．只要圆环转动的角速度足够大，可能为 D．当时，小球仍能在圆环上除最低点外的某位置相对于圆环静止 【答案】B 【详解】AB．对小球受力分析可知 解得 A错误，B正确； C．当时，弹力方向水平，重力方向沿竖直方向，竖直方向无法平衡，无论如何小球无法做圆周运动，C错误； D．当时，可知圆环静止（未在圆环最低点）的小球和圆心的连线与转轴的夹角为 显然是不可能的，D错误。 故选B。 6．（本题4分）如图，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的两点，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B．甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向相同 C．甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 D．甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同 【答案】B 【详解】AC．设斜面倾角为，由于两次均落至斜面，位移偏角相同，可得 可得 落至斜面的位移为 由题意可知两次的位移之比为，故所用时间之比为，初速度之比为，故AC错误； B．甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向与水平方向夹角满足 故落至斜面时速度方向相同。故B正确； D．运动过程中速度变化量 可知甲、乙两球速度变化量的方向始终竖直向下，均与重力加速度方向相同。故D错误。 故选B。 7．（本题4分）如图，斜面体A放在水平面上，球体B放在斜面体的斜面与竖直墙壁之间，外力F作用在A上使A、B处于静止状态，不计一切摩擦，现撤去F，在球B向下运动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．A对B不做功 B．B对A不做功 C．B的机械能守恒 D．A、B组成的系统机械能守恒 【答案】D 【详解】ABCD．撤去推力后，A、B组成的系统机械能守恒，B对A做正功，A对B做负功，A的机械能增大，B的机械能减小。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．（本题6分）龙江大桥如图甲所示，是保腾高速公路的重点工程。为双向四车道设计，缆索主缆长1950米，宛如两条昂首云天、腾云驾雾的巨龙。两侧总计338根索股。远远望去，整座桥在云雾飘渺中煞是壮观。很多游客途经此地都会驻足欣赏。图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索，每两根吊索之间距离相等，若暑期某旅客驾驶汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E处的观景口停下，汽车通过吊索D时的瞬时速度为vD，通过DE段的时间为t，把汽车看作质点。则下列说法正确的是（    ） A．汽车通过吊索A时的速度大小为2vD B．汽车减速的时间等于 C．汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度 D．汽车通过AD段的平均速度是通过DE段平均速度的2倍 【答案】AC 【详解】AB．依题意，由逆向思维可得，汽车通过DE、AD段所用的时间之比为1∶1，可得汽车减速的时间等于2t，则有 解得 故A正确；B错误； C．依题意，汽车做匀减速运动，先经过吊索C，所以通过吊索C的速度大于通过吊索D时的速度，根据 即AE段的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。所以汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度。故C正确； D．时间相等根据 可知，汽车通过AD段的平均速度是通过DE段平均速度的3倍。故D错误。 故AC。 9．（本题6分）如图所示，哈雷彗星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳的中心在椭圆的一个焦点上，、为长轴的两端点，、为短轴的两端点。椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离为，远日点到太阳中心的距离为，引力常量为。哈雷彗星在椭圆轨道运行的周期为，下列判断正确的是（　　） A．哈雷彗星从到的机械能先减小后增大 B．太阳的质量为 C．一个周期内，哈雷彗星在段的运动时间小于 D．假设另一行星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为，则其运动周期为 【答案】BC 【详解】A．哈雷彗星绕太阳沿椭圆轨道运动中，只有两者之间的引力做功，则机械能守恒，故A错误； B．哈雷彗星运动的椭圆轨道可以等效于半径为 由万有引力提供向心力有 得太阳的质量为 故B正确； C．越靠近近日点速率越大，所以一个周期内，哈雷彗星在EPF段的运动时间小于，故C正确； D．由开普勒第三定律有 得另一行星的周期为 故D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块，从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（　　） A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L B．全过程小车相对地面的位移大小为 C．小车在运动过程中速度的最大值为 D．、L、R三者之间的关系为 【答案】CD 【详解】AB．滑块与小车组成的系统水平方向动量守恒，由人船模型特点有 由上两式解得 全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为， 全过程小车相对地面的位移大小为，所以AB错误； C．滑块滑到圆弧轨道最低点时，小车速度最大，滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有 由上两式解得 小车在运动过程中速度的最大值为，故C正确； D．滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，全程由能量守恒定律则有 解得 故D正确。 故选CD。 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11．（本题10分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。 (1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论。下列说法正确的是______。（填选项字母） A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．四组实验都需要平衡摩擦力 C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 (2)按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为 。（保留2位有效数字） (3)按丁同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量 ；该值与小车的实际质量相比是 （选填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。 (4)若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为 。 【答案】(1)BC (2)1.0 (3) 相等 (4) 【详解】（1）AB．实验中均需要使细线对小车的拉力等于小车所受外力的合力，则四组实验都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确； CD．甲中近似认为重物的重力等于细线的拉力，而乙、丙、丁均能够直接测量出细线的拉力，可知，四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。 故选BC。 （2）根据数学函数规律，图像对应的函数关系式为 当小车的质量M为0.5kg时，解得它的加速度为 （3）[1]丁同学设计装置完成实验，弹簧测力计的拉力为F，画出小车的图像纵轴截距为正值，即细线没有拉力作用时，小车已经存在一定的加速度表明平衡摩擦力过多，令小车重力沿长木板的分力与摩擦力的合力大小为，根据牛顿第二定律有 则有 结合图像有 解得 [2]根据上述数据处理的方法可知，利用图像的斜率求解小车的质量与平衡摩擦力过多没有关系，即该值与小车的实际质量相比是相等。 （4）平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律有 ，， 解得 12．（本题8分）某同学利用如图所示的实验装置来验证系统机械能守恒，轻质细线跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只小球P和Q，P质量比Q大。已知小球Q的直径为d，重力加速度为g。实验操作如下： ①把实验装置安装好； ②开始时固定小球P，使Q球与A位置等高，与P、Q相连的细线竖直。释放P，记录光电 门显示的遮光时间t，测量A与光电门的高度差H； ③改变光电门的位置，重复实验步骤2，记录t和H。 请回答下列问题： (1)为了减小实验误差，实验中应选用 （填“实心小铁球”“小木球”或“空心小铁球”）。 (2)验证P和Q组成的系统机械能守恒，还需要的实验器材和对应测量的物理量有______（填正确选项序号）。 A．天平，测量小球P的质量M和小球Q的质量m B．打点计时器，测量小球Q过光电门的速度v C．刻度尺，测量开始时两小球的高度差h (3)想要验证P和Q的系统机械能守恒，只需验证表达式g= （用已知量和测量量的字母表示）成立即可。 (4)在坐标纸上，以H为横坐标，以u（填“t”、“”或“”）为纵坐标，描点连线后得到一条直线，测得斜率为k，只需验证g= （用已知量和测量量的字母表示）成立，即可验证机械能守恒。 【答案】(1)实心小铁球 (2)A (3) (4) 【详解】（1）为了减小空气阻力产生的实验误差，实验中应选用实心小铁球； （2）根据机械能守恒定律得 用天平，测量小球P的质量M和小球Q的质量m，不用打点计时器测量小球Q过光电门的速度v，也不用刻度尺测量开始时两小球的高度差h。 故选A。 （3）根据机械能守恒定律得 解得 （4）根据机械能守恒定律得 解得 斜率为 解得 13．（本题8分）汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面驾车司机减速安全通过。夜间有一小汽车因故障停在一条平直公路上，后面有一货车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，货车司机只能看清前方 50m内的物体，并且他的反应时间为1.0s，制动后最大加速度为，假设车始终沿直线运动。求： （1）货车从刹车到停止所用的最短时间t； （2）为了避免两车相撞，三角警示牌至少要放在小汽车后多远处？ 【答案】．（1）6s；（2）70m 【详解】（1）轿车从刹车到停止所用的最短时间为 （2）根据题意，有                                                                     所以 即三角警示牌至少要放在车后70m处。 14．（本题14分）如图所示，半径为的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点和圆心的连线与水平方向夹角。另一个端点为轨道的最低点。点右侧的水平地面上紧挨着静止放置一足够长的木板，木板质量，上表面与点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道，从运动到的过程中物块克服摩擦力做功。已知物块和木板间的动摩擦因数，木板与水平地面之间的动摩擦因数，求： （1）物块在点时重力的瞬时功率； （2）物块在经过点时，圆弧轨道对物块的支持力大小； （3）经过足够长时间，系统产生的摩擦热为多少？ 【答案】（1）12W；（2）23N；（3）9J 【详解】解：（1）由题意得，物块在点的速度与竖直方向夹角为，则 物块从点到点的运动时间为 物块在点时重力的功率为 解得 （2）物块在点的速度为 根据动能定理得 解得 点根据牛顿第二定律 得 （3）根据牛顿第二定律， 对物块 对木板 解得 物块与木板共速时 解得 物块与木板的位移分别为 则物块与木板之间摩擦产生的热能为 板块共速后一起匀减速运动的加速度为 匀减速的位移为 木板与水平地面之间摩擦过程中产生的热能为 系统产生的摩擦热 解得 15．（本题14分）如图所示，水平地面上固定着一个倾角为的足够长斜面，一质量为的滑块A放在斜面上时恰好处于静止状态，另一滑块B（滑块B光滑且滑块B的质量小于滑块A的质量）从滑块A上方相距L的位置由静止释放，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，两滑块间的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，第一次碰撞后瞬间滑块A与滑块B的速率之比为2∶1。求： （1）第一次碰撞前瞬间，滑块B的速率； （2）滑块B的质量； （3）两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由牛顿第二定律得，滑块B的加速度大小为 由，解得两滑块第一次碰撞前瞬间，滑块B的速度 （2）取沿着斜面向下为速度的正方向，设两滑块第一次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 解得 ， 又 联立各式解得 （3）对于滑块A，由平衡条件得 两滑块第一次碰撞到第二次碰撞时间内，有 解得 ， 设两滑块第二次碰撞前瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 设两滑块第二次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为和，则有 两滑块第二次碰撞到第三次碰撞时间内，有 联立各式解得 ， 两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$