精品解析：福建省福州第一中学2024-2025学年高三上学期开学质检物理试卷

福州一中2024-2025学年高三上开门考 （完卷75分钟 满分100分） 班级______姓名______座号______ 一、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 1000米速度滑冰是冰雪运动的体育项目之一，如图为运动员经过弯道处的情景。则（　　） A. 运动员在图示位置时的加速度一定不为零 B. 运动员在图示位置时受到重力、支持力和向心力作用 C. 研究运动员的弯道技术时可将其看做质点 D. 若某选手以1分05秒的成绩夺得1000米速度滑冰冠军，则其平均速度大小约为15.4m/s 2. 春秋战国时期，《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示，用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（　　） A. 斜面越短，推力对货物做的功越多 B. 斜面越长，推力对货物做的功越多 C. 斜面越短，推力越大 D. 斜面越长，推力越大 3. 如图甲所示，一粮食储备仓库工人正利用传送带运送货物，以恒定速率v0逆时针运行的传送带与水平面的夹角θ=37°，转轴间距L=3.5m。工人将货物（可视为质点）沿传送方向以速度v1=1.5m/s从传送带顶端推下，t=4.5s时货物运动到传送带底端，货物在传送带上运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A. t=2.5s时，货物所受摩擦力方向改变 B. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.4 C. 传送带运行的速度大小为0.5m/s D. 货物向下运动过程中所具有机械能先减小后不变 4. 狞猫主要分布在非洲以及亚洲的西部、中部和南部等地，擅长爬树，跳跃能力极强，能捉降落或起飞时的鸟类。某只狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度，则狞猫离地时的速度大小约为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 6m/s D. 8m/s 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 赣南脐橙，江西省赣州市特产。年产量达百万吨，但大小不一。为了筛选大小大致相同的脐橙，设计如图所示的橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙落入不同区域的接收桶中，不计阻力，则（ ） A. 离开杆后，大橙速度变化比小橙的快 B. 离开杆后，橙子在空中做匀变速曲线运动 C. 橙子落入接收桶时一定在掉落点的正下方 D. 杆对橙子的弹力不做功 6. 如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是α、β且，A、B、C三个小球在漏斗上做匀速圆周运动，A、B两球在同一漏斗的不同位置，C球在另一个漏斗上且与B球位置等高，下列说法正确的是（　　） A. A球与B球受到的支持力一定大小相等 B. A球与B球的向心加速度一定大小相等 C. B球与C球的速度一定大小相等 D. B球的周期一定等于C球的周期 7. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（ ） A. 鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B. 鹊桥二号在A、B两点加速度大小之比约为81：1 C. 鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 8. 在光滑水平面上叠放有A、B两个物体，它们的质量分别为2m和m，C物体上固连一轻质滑轮，与A连接的轻质细线绕过两轻质滑轮后固定到天花板上，其中与A连接的细线水平，绕过动滑轮的左右两段细线竖直，如图所示。不考虑滑轮的摩擦，A、B间的动摩擦因数，下列说法正确的是（ ） A. A物体的最大加速度为 B. B物体的最大加速度为 C. C物体质量为m时，B的加速度为 D. 若A、B不发生相对运动，则C物体的最大质量为3m 三、填空题（每空2分，共24分） 9. 某地防汛演练中，战士进行救援，河岸是平直的，河宽120m。船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则战士驾驶小船渡河的最短时间为______s。 10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和，取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面高度h的变化如图所示，重力加速度g取。结合图中数据可知物体的质量m=______kg，上升的最大高度h=______m。 11. 如图甲所示，一质量为的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度在水平路段AB上向右匀速运动，时汽车驶入较粗糙水平路段BC，汽车发动机的输出功率保持20kW不变，汽车在时离开BC路段。通过ABC路段的图像如图乙所示（时曲线的切线方向与t轴平行）。假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。则： （1）汽车在AB和BC路段上所受阻力大小比为______； （2）汽车刚好开过B点时加速度的大小为______。 12. 某实验小组利用如图所示的实验装置探究加速度与力的关系。图中小车A的质量为M，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码B的质量为m，C为力传感器（与计算机连接可以直接读数）。实验时改变B的质量，记下力传感器的不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。 （1）在实验过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车A的质量M远大于钩码B的质量m”这一条件。 （2）在实验中得到的一条纸带，从比较清晰的点起，每打五个点取一个点作为计数点，分别标上序号，如图所示。 已知打点计时器所用交变电流的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点。则当纸带上打出计数点2时钩码B的速度大小为______m/s，小车A的加速度大小为______（结果均保留2位有效数字）。 （3）实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 某实验小组用如图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）本实验主要用到的科学方法与下列哪个实验是相同的______； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究平抛运动的特点 （2）若某次实验中滑块到竖直转轴距离为r，测得遮光片的挡光时间为，则滑块的线速度表达式为______（用、d、R、r表示）； （3）实验小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力F与线速度的关系时，以F为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块到竖直转轴的距离，则滑块的质量______kg。 四、解答题（本题共3小题，共36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 2024年4月29日福建舰离开江南造船厂，开始海试验收阶段，该舰采用了更为稳定可靠的特级电磁弹射技术，标志着中国航母建造技术已经走在了世界前列。若一架质量的战斗机在跑道上由静止开始做匀加速直线运动的过程中，始终受到电磁弹射装置的水平推进力，及发动机提供的水平动力，战斗机受到的阻力为自身重力的，速度加速到的起飞速度时飞离航母，取重力加速度。求： （1）战斗机匀加速运动过程中的加速度大小； （2）航母跑道至少多长； （3）战斗机起飞时电磁弹射装置水平推进力的功率以及起飞过程中对战斗机所做的功。 15. 如图所示，倾角、光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆。当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取。求： （1）小环C的质量M； （2）小环C运动到位置Q速率v； （3）小环C通过位置S时动能； 16. 如图所示一轨道ABCD竖直放置，AB段和CD段的倾角均为θ=37°，与水平段BC平滑连接，BC段的竖直圆形轨道半径为R，其最低点处稍微错开，使得滑块能进入或离开。AB段和CD段粗糙，其余各段轨道光滑。将一质量为m的小滑块从轨道上离B点距离L=125R处由静止释放，滑块经过圆形轨道后冲上CD段上升一段距离后再次滑下，往返滑动多次后静止于轨道上某处。滑块和轨道AB、CD间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）滑块第一次到达圆轨道最高点时对轨道的压力大小； （2）滑块第一次在CD段向上滑行的最大距离； （3）整个过程中滑块在AB段滑行的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州一中2024-2025学年高三上开门考 （完卷75分钟 满分100分） 班级______姓名______座号______ 一、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 1000米速度滑冰是冰雪运动的体育项目之一，如图为运动员经过弯道处的情景。则（　　） A. 运动员在图示位置时的加速度一定不为零 B. 运动员在图示位置时受到重力、支持力和向心力作用 C. 研究运动员的弯道技术时可将其看做质点 D. 若某选手以1分05秒的成绩夺得1000米速度滑冰冠军，则其平均速度大小约为15.4m/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图可知，运动员在图示位置时做曲线运动，是变速运动，加速度一定不是零，A正确； B．运动员在图示位置时受到重力、支持力。重力和支持力的合力提供向心力，向心力是效果力，B错误； C．研究运动员的弯道技术时，运动员的形体动作和大小不能忽略，因此不可将其看做质点，C错误； D．若某选手以1分05秒的成绩夺得1000米速度滑冰冠军，1000米是路程，不是位移，因此有平均速率 D错误。 故选A。 2. 春秋战国时期，《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示，用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（　　） A. 斜面越短，推力对货物做的功越多 B. 斜面越长，推力对货物做的功越多 C. 斜面越短，推力越大 D. 斜面越长，推力越大 【答案】B 【解析】 【详解】CD．对货物进行受力分析，如图所示 则有 ，， 解得 令其中 ， 则有 可知，当有 推力F有最大值 可知，斜面倾角在0°到90°之间变化的过程中，推力F先增大后减小，由于斜面顶端的高度一定，可知，斜面在由足够长逐渐变短的过程，推力F先增大后减小，反之，斜面在由足够短逐渐变长的过程，推力F也是先增大后减小，故CD错误； AB．斜面顶端高度一定，令高度为h，结合上述可知，推力做的功 当斜面越长时，斜面倾角越小，根据上述表达式可知，推力对货物做的功越多，故A错误，B正确。 故选B。 3. 如图甲所示，一粮食储备仓库工人正利用传送带运送货物，以恒定速率v0逆时针运行的传送带与水平面的夹角θ=37°，转轴间距L=3.5m。工人将货物（可视为质点）沿传送方向以速度v1=1.5m/s从传送带顶端推下，t=4.5s时货物运动到传送带底端，货物在传送带上运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A. t=2.5s时，货物所受摩擦力方向改变 B. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.4 C. 传送带运行的速度大小为0.5m/s D. 货物向下运动过程中所具有的机械能先减小后不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在0~2.5s内，货物速度大于传动带的速度，则货物受沿斜面向上的滑动摩擦力，在2.5s~4.5s内，货物匀速下滑，根据平衡条件可知，货物受沿斜面向上的静摩擦力，所以2.5s时货物所受摩擦力方向不变，故A错误； C．图线与坐标轴围成的区域的面积表示位移的大小，根据题意可得 解得 故C正确； B．由图乙和C分析可知，货物在0~2.5s内的对物块由牛顿第二定律 由图像可知货物的加速度大小为 联立解得 故B错误； D．由于货物向下运动过程中所受到的摩擦力一直沿斜面向上，摩擦力一直做负功，根据功能关系可知，货物所具有的机械能一直减小，故D错误。 故选C。 4. 狞猫主要分布在非洲以及亚洲的西部、中部和南部等地，擅长爬树，跳跃能力极强，能捉降落或起飞时的鸟类。某只狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度，则狞猫离地时的速度大小约为（ ） A. 2m/s B. 5m/s C. 6m/s D. 8m/s 【答案】D 【解析】 【详解】设狞猫离地时的速度大小约为v 整理得 根据题意，ah表示a-h图像与坐标轴围成的面积 解得 故选D。 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 赣南脐橙，江西省赣州市特产。年产量达百万吨，但大小不一。为了筛选大小大致相同脐橙，设计如图所示的橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙落入不同区域的接收桶中，不计阻力，则（ ） A. 离开杆后，大橙速度变化比小橙的快 B. 离开杆后，橙子在空中做匀变速曲线运动 C. 橙子落入接收桶时一定在掉落点的正下方 D. 杆对橙子的弹力不做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．加速度是表示速度变化快慢的物理量，离开杆后，橙子的加速度相同，大橙速度变化与小橙的一样快，故A错误； B．离开杆后，不计阻力，仅受重力作用，加速度为重力加速度，橙子在空中做匀变速曲线运动，故B正确； C．橙子下落时做的是初速度斜向下的斜抛运动，因此不会落在正下方，故C错误； D．橙子受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直，弹力方向与橙子的速度方向总是垂直的，橙子受到杆的弹力始终不做功，故D正确。 故选BD。 6. 如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是α、β且，A、B、C三个小球在漏斗上做匀速圆周运动，A、B两球在同一漏斗的不同位置，C球在另一个漏斗上且与B球位置等高，下列说法正确的是（　　） A. A球与B球受到的支持力一定大小相等 B. A球与B球的向心加速度一定大小相等 C. B球与C球的速度一定大小相等 D. B球的周期一定等于C球的周期 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，A球与B球均做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力，分别对两球受力分析，如图所示 由几何关系，对A球有 对B球有 A球与B球质量关系不确定，受到的支持力大小不一定相等，故A错误； B．由几何关系，对A球有 对B球有 根据，可得A球与B球的向心加速度 故B正确； CD．同理可知，小球C的向心力为 根据可知，小球C做圆周运动的速度为 同理可知，小球B做圆周运动的速度为 其中，设B球与C球的高度为h，由几何关系可得 可得 由公式可知，由于 则有 故C正确，D错误。 故选BC。 7. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（ ） A. 鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B. 鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C. 鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，故A错误； B．鹊桥二号在A点根据牛顿第二定律有 同理在B点有 带入题中数据联立解得 aA：aB = 81：1 故B正确； C．由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，故C错误； D．由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故D正确。 故选BD。 8. 在光滑水平面上叠放有A、B两个物体，它们的质量分别为2m和m，C物体上固连一轻质滑轮，与A连接的轻质细线绕过两轻质滑轮后固定到天花板上，其中与A连接的细线水平，绕过动滑轮的左右两段细线竖直，如图所示。不考虑滑轮的摩擦，A、B间的动摩擦因数，下列说法正确的是（ ） A. A物体的最大加速度为 B. B物体的最大加速度为 C. C物体质量为m时，B的加速度为 D. 若A、B不发生相对运动，则C物体的最大质量为3m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对A受力分析，有 当外界拉力越大，则A物体的加速度越大（不超过2g），所以其无确定的最大值，故A错误； B．对B受力分析，当AB之间的摩擦力达到最大摩擦力，其加速度有最大值，有 解得 故B正确； D．假设AB恰好不发生相对滑动，设绳子中的力为T，对C有 对AB整体有 解得 故D正确； C．当C的质量为m时AB整体未发生相对滑动，对C有 对AB整体有 又因为 解得 故C错误。 故选BD。 三、填空题（每空2分，共24分） 9. 某地防汛演练中，战士进行救援，河岸是平直的，河宽120m。船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则战士驾驶小船渡河的最短时间为______s。 【答案】30 【解析】 【详解】当船头垂直河岸行驶时，小船渡河的时间最短，则有 10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和，取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面高度h的变化如图所示，重力加速度g取。结合图中数据可知物体的质量m=______kg，上升的最大高度h=______m。 【答案】 ①. 2 ②. 4 【解析】 【详解】[1]由图像可知，当h=4m时的重力势能为80J，根据 EP=mgh 可得 m=2kg [2]物体上升4m损失的机械能为20J，根据 可得 f=5N 由能量关系 解得 11. 如图甲所示，一质量为的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度在水平路段AB上向右匀速运动，时汽车驶入较粗糙水平路段BC，汽车发动机的输出功率保持20kW不变，汽车在时离开BC路段。通过ABC路段的图像如图乙所示（时曲线的切线方向与t轴平行）。假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。则： （1）汽车在AB和BC路段上所受阻力大小比为______； （2）汽车刚好开过B点时加速度的大小为______。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车匀速行驶，此时汽车的牵引力与阻力是一对平衡了，则有 同理，汽车也是匀速运动，则 所以 【小问2详解】 汽车在B点时，牵引力的大小仍为，由牛顿第二定律可得 解得 即汽车刚好开过B点时加速度的大小为，方向与运动方向相反。 12. 某实验小组利用如图所示的实验装置探究加速度与力的关系。图中小车A的质量为M，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码B的质量为m，C为力传感器（与计算机连接可以直接读数）。实验时改变B的质量，记下力传感器的不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。 （1）在实验过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车A的质量M远大于钩码B的质量m”这一条件。 （2）在实验中得到的一条纸带，从比较清晰的点起，每打五个点取一个点作为计数点，分别标上序号，如图所示。 已知打点计时器所用交变电流的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点。则当纸带上打出计数点2时钩码B的速度大小为______m/s，小车A的加速度大小为______（结果均保留2位有效数字）。 （3）实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）不需要 （2） ①. ②. （3）不变 【解析】 【小问1详解】 在实验过程中，由力传感器测量绳上的拉力，因此不需要满足“小车A的质量M远大于钩码B的质量m”这一条件。 【小问2详解】 [1]由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，纸带上打出计数点2时的速度大小为 由动滑轮的特点可知钩码B的速度大小为 [2]由匀变速直线运动的推论可得，小车A的加速度大小为 【小问3详解】 实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，可交变电流的频率为50Hz不变，则打点周期不变，即每隔0.02s仍打一个点不变，那么加速度的测量值与实际值相比不变。 13. 某实验小组用如图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）本实验主要用到的科学方法与下列哪个实验是相同的______； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究平抛运动的特点 （2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为，则滑块的线速度表达式为______（用、d、R、r表示）； （3）实验小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力F与线速度关系时，以F为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块到竖直转轴的距离，则滑块的质量______kg。 【答案】（1）B （2） （3）0.15 【解析】 【小问1详解】 A．探究小车速度随时间变化规律用的是极值法，图像法和逐差法，故A错误； B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系时，当研究加速度与其中某一个因素的关系，需控制其他量不变，采用的是控制变量法，而研究向心力与其中某一个因素的关系，需控制其他量不变，采用控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度力的合成规律采用的是等效法，故C错误； D．探究平抛运动的特点采用的科学方法是运动的独立性原理和运动的合成与分解方法，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 遮光片的线速度为 那么角速度为 解得 滑块与遮光片同轴转动，角速度相同，得 故填。 【小问3详解】 由滑块的向心力为 而 联立解得 由图乙所示，结合上式有 解得 故填0.15 四、解答题（本题共3小题，共36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 2024年4月29日福建舰离开江南造船厂，开始海试验收阶段，该舰采用了更为稳定可靠的特级电磁弹射技术，标志着中国航母建造技术已经走在了世界前列。若一架质量的战斗机在跑道上由静止开始做匀加速直线运动的过程中，始终受到电磁弹射装置的水平推进力，及发动机提供的水平动力，战斗机受到的阻力为自身重力的，速度加速到的起飞速度时飞离航母，取重力加速度。求： （1）战斗机匀加速运动过程中的加速度大小； （2）航母跑道至少多长； （3）战斗机起飞时电磁弹射装置水平推进力的功率以及起飞过程中对战斗机所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）由牛顿第二定律得 代入数据得 （2）匀加速过程，由 代入数据得 （3）由公式 得推进力的功率 又由公式 得弹射装置对战斗机所做的功 15. 如图所示，倾角、光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆。当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取。求： （1）小环C的质量M； （2）小环C运动到位置Q的速率v； （3）小环C通过位置S时的动能； 【答案】（1）0.72kg （2）2m/s （3）2.76J 【解析】 【小问1详解】 当圆环在Q点时由平衡可知 对AB整体 解得 M=0.72kg 【小问2详解】 圆环在R和Q位置时两位置的弹性势能相等，小环从位置R运动到位置Q的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统，由机械能守恒有 又 vA=vcosα 两式联立可得 v=2m/s 【小问3详解】 由题意可知，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、斜面的支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态，由平衡条件有 mgsinθ=kΔx1 解得弹簧的伸长量为 Δx1=0.05m 当小环C通过位置S时A下降的距离为 此时弹簧的压缩量为 Δx2=xA-Δx1=0.1m-0.05m=0.05m 由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末状态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统，由机械能守恒有 Mgdcotα+mgxAsinθ=Ek 解得 Ek=2.76J 16. 如图所示一轨道ABCD竖直放置，AB段和CD段的倾角均为θ=37°，与水平段BC平滑连接，BC段的竖直圆形轨道半径为R，其最低点处稍微错开，使得滑块能进入或离开。AB段和CD段粗糙，其余各段轨道光滑。将一质量为m的小滑块从轨道上离B点距离L=125R处由静止释放，滑块经过圆形轨道后冲上CD段上升一段距离后再次滑下，往返滑动多次后静止于轨道上某处。滑块和轨道AB、CD间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）滑块第一次到达圆轨道最高点时对轨道的压力大小； （2）滑块第一次在CD段向上滑行的最大距离； （3）整个过程中滑块在AB段滑行的总路程。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块第一次到达圆轨道最高点的过程中，由动能定理 在最高点，对滑块由牛顿第二定律 由牛顿第三定律可知，滑块第一次到达圆轨道最高点时对轨道的压力大小为 （2）滑块第一次在CD段向上滑行的过程中，由动能定理 解得滑块第一次在CD段向上滑行的最大距离为 （3）滑块第二次到达圆轨道最高点的过程中，由动能定理 解得 设滑块第一次在AB段向上滑行的最大距离为s1，由动能定理 解得 滑块第三次到达圆轨道最高点的过程中，由动能定理 解得 所以滑块第三次进入圆形轨道无法到达最高点，假设其运动的过程中不脱轨且上升的最大高度为h，由动能定理可得 解得 所以滑块第三次进入圆形轨道运动过程中没有脱轨，之后仅在AB段与圆形轨道间来回滑动，最终停在B点，设滑块在AB段滑行的路程为s2，由动能定理 整个过程中滑块在AB段滑行的总路程为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$