精品解析：山东省中学联盟2024-2025学年高三上学期9月开学联合考试物理

山东新高考联合质量测评9月联考试题 高三物理 2024.9 本卷满分100分，考试时间90分钟 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 随着科技的发展，无人机在农业上有着广泛应用，如图为喷洒农药的无人机，无人机携带质量为40kg的农药从地面由静止开始沿竖直方向起飞，经过20s到达30m高处后悬停了10s，之后用了10s的时间沿水平方向运动了40m。重力加速度，关于这一过程下列说法正确的是（　　） A. 无人机在起飞后40s内的平均速度大小为1.25m/s B. 无人机沿竖直方向运动时一直处于超重状态 C. 无人机沿水平方向运动时，无人机对农药做功一定为0 D. 无人机沿水平方向运动时，无人机对农药的作用力等于400N 2. 2024年巴黎奥运会，全红婵成功卫冕女子十米跳台冠军，某次跳水过程全红婵重心的运动可以看作直线运动，从离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示，重力加速度g取，关于全红婵的运动下列说法正确的是（ ） A. 在入水前做自由落体运动 B. 入水前机械能守恒 C. 在0~2.80s时间内重力所做的功大于克服水的阻力做的功 D. 入水时的速度大小为 3. 某种型号的滚筒洗衣机的滚筒截面是直径为525mm的圆，如图所示，a、c位置分别为最低和最高点，b、d位置与圆心等高。洗衣机以800r/min的转速脱水时，有一玩具随滚筒在竖直平面内做匀速圆周运动，玩具可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 玩具在b、d两处的向心力相同 B. 玩具在b、d两处的摩擦力相同 C. 减小洗衣机转速脱水效果会更好 D. 玩具在c处时洗衣机对地面的压力大于玩具在a处时洗衣机对地面的压力 4. 如图所示，轻绳通过光滑的轻质定滑轮连接滑块A与小球B，滑块A套在水平杆上，小球B放在水平地面上，滑块A向左做匀速运动的速度大小为，经过图示位置时，连接滑块A的轻绳与水平杆的夹角为，连接小球B的轻绳与水平面的夹角为，此时小球B的速度为，则下列说法正确的是（ ） A. B. C. 小球B做加速运动 D. 小球B做匀速运动 5. 工地上有一种如图甲所示的搬运小车，前方挡板与小车平面垂直，每次总需要把小车平面放至竖直才能将货物卸下，某工友对其做了改进，将前方挡板与小车平面的夹角改为角，如图乙所示，这样不用再将小车平面放至竖直就可将货物卸下。某次使用改进后的小车搬运圆柱体货物，卸货时，挡板从与地面成角缓慢转至水平过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小车平面对货物的弹力增大 B. 小车平面对货物的弹力先增大后减小 C. 挡板对货物的弹力增大 D. 挡板对货物的弹力先减小后增大 6. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻质弹簧连接的滑块P、Q，滑块P、Q的质量均为m，滑块P用细线栓接在挡板上，初始时滑块P、Q均静止，现将细线剪断，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ） A. 滑块P的加速度最大值为2g B. 滑块Q的加速度最大值为g C. 滑块P的平均速度等于滑块Q的平均速度 D. 滑块P的速度大于同一时刻滑块Q的速度 7. 在将来的某一天，中国宇航员登陆火星，在火星表面，宇航员从距离地面高h处以初速度水平抛出一物块，落点距抛出点的水平距离为x。将火星看作质量分布均匀的球体，其半径为，万有引力常量为G，不考虑星球的自转，不计一切阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 火星表面的重力加速度为 B. 火星的质量为 C. 火星的密度为 D. 火星的第一宇宙速度为 8. 如图所示，物体a、b通过细绳连接在光滑的轻质定滑轮两侧，开始时用手托着物体a，细绳恰好伸直且无拉力，此时物体a与地面间的距离为h，物体b静止在地面上，物体a、b的质量分别为2m、m，重力加速度为g，由静止释放物体a，则下列说法中正确的是（ ） A. 物体a从释放到落地经历的时间为 B. 细绳的拉力对物体a做功为 C. 物体a落地时物体b的动能为mgh D. 物体b能上升最大高度为 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9. 如图所示为两颗绕地球运动的卫星1与卫星2，两颗卫星在同一平面内且沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，运动过程中，两颗卫星间的最小距离为3r，最大距离为5r，两次相距最近的时间间隔为T，不计两颗卫星间的万有引力，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星1、2的轨道半径之比为 B. 卫星1、2的周期之比为 C. 卫星1、2的向心加速度之比为 D. 卫星1的线速度大小为 10. 如图所示，一质量为M的斜面体放在水平面上，斜面体的倾角为37°。一轻质光滑定滑轮固定在斜面体的顶端，质量均为m的物体a、b通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，连接物体a的轻绳与斜面平行，a恰好不滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，，。现剪断轻绳，斜面体始终处于静止状态，则剪断轻绳后（ ） A. 物体a与斜面间的动摩擦因数为0.5 B. 物体a与斜面间的摩擦力大小为0.6mg C. 斜面体对地面的压力大于 D. 地面对斜面体的摩擦力大小为0.16mg 11. 如图所示，将小球由一倾角为的固定斜面底端沿与竖直方向夹角为的初速度斜向上抛出，经过时间小球恰好以水平速度经过斜面顶端，速度的变化量为。然后再次将小球由斜面中点沿与竖直方向夹角为的初速度斜向上抛出，经过时间小球也恰好以水平速度经过斜面顶端，速度的变化量为。小球可视为质点，不考虑空气阻力，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在光滑的竖直固定杆上，圆环从M处由静止释放，圆环在N点时弹簧处于原长，圆环在M点与在P点的机械能相同，下列说法中正确的是（ ） A. 圆环在N点时动能最大 B. 圆环在M点与P点时弹簧的弹性势能相同 C. 圆环由M到P的过程中，圆环的机械能守恒 D. 圆环由M到N的过程中增加的机械能等于圆环由N到P的过程中减少的机械能 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 钩码盒内装有10个100g的钩码，某同学用图甲所示装置测量钩码盒的质量。操作过程如下： ①装满钩码的钩码盒放在一端带滑轮的水平长木板上，右侧连接一细线跨过定滑轮，调节定滑轮使木板上方细线水平，在桌面上适当的位置固定光电门1和光电门2，宽度为d的遮光条固定在钩码盒上； ②从钩码盒中取出适当数目的钩码并挂在跨过定滑轮的细线末端（其余钩码仍在盒内），记录悬挂的钩码个数n，由静止释放钩码盒，记录两光电门的挡光时间以及遮光条在两光电门间运动的时间间隔； ③继续从钩码盒中取出钩码加挂在细线末端，重复实验，测得多组悬挂钩码的个数n与相应的加速度a； ④利用所测数据在坐标系中作图，如图乙所示。 请回答下列问题： （1）某次实验中，光电门1与光电门2的挡光时间分别为和，遮光条在两光电门间运动的时间间隔，此次运动的加速度________； （2）重力加速度，由图乙可得钩码盒与长木板间的动摩擦因数为______，钩码盒的质量为______kg。（结果均保留2位有效数字） 14. 用如图甲所示的装置探究合力做功与动能变化量的关系。长木板左端固定在水平桌面上，可调节垫块高度来改变长木板的倾角。木板右端固定一个定滑轮，靠近定滑轮处固定一个打点计时器。将小车放置在木板上，纸带一端固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔，纸带与木板平行，且小车通过轻质细线绕过定滑轮与沙桶相连。重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为f。 实验步骤如下： 第1步，安装好实验器材； 第2步，将垫块调至某一高度，调整沙桶内沙子的质量，给小车一个沿木板向下的初速度，直到纸带上打出均匀的点迹为止； 第3步，去掉沙桶，重新换一条纸带，由静止释放小车，得到一条如图乙所示纸带，利用天平测出沙与沙桶的质量m； 第4步，改变垫块高度，多次重复第2步与第3步。 第5步，完成实验，把实验器材归置好 请回答下列问题： （1）下列措施能有效减小实验误差的有______。 A. 垫块高度尽量小一些 B. 实验时应先释放小车再打开打点计时器电源 C. 连接小车的细线必须与长木板平行 D. 释放小车时应尽可能离打点计时器近一些 （2）图乙中O、A、B、C、D、E、F为打点计时器打出的相邻的点，则打点计时器打B点时小车运动的速度vB = ________。 （3）利用天平测出小车的质量M，选择BE段探究动能改变与合外力做功的关系，若满足关系式______（用M、m、f、g、纸带标出的物理量来表示），则说明合外力做功等于动能的改变量。 （4）实验中，纸带与限位孔间的摩擦力______（填“会”或“不会”）对实验结果造成影响，滑轮与转轴间的摩擦力______（填“会”或“不会”）对实验结果造成影响。 15. 某品牌新能源汽车在平直公路上进行性能测试，其运动的图像如图所示，已知在10s末关闭发动机，汽车的质量为1500kg，求汽车从起步到停止运动过程中： （1）发动机的最大输出功率； （2）牵引力做的功。 16. 夏季受连续降雨影响容易发生山体滑坡和泥石流现象，某处泥石流冲上公路时速度大小为，之后沿公路做匀减速直线运动，减速的加速度大小为，公路上一行人看到泥石流冲上公路时，距离其所在处为，人立即由静止加速沿公路运动躲避危险，已知人运动的最大速度为，加速过程可视为匀加速直线运动，求： （1）泥石流运动到人起跑处的速度大小； （2）人至少以多大的加速度运动才能避开危险。 17. 一斜坡侧视图如图所示，斜坡倾角为37°，斜坡的底边足够长，A处有一喷灌机的喷头，喷头到A点的竖直高度为h0 = 2.3 m，喷头可绕竖直轴线在360°范围内转动，出水口沿水平方向，出水速度在0到5 m/s间不断变化，A点到坡底的垂直距离OA为L = 4.5 m，已知g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）水在空中运动最短时间； （2）水的最远落点到出水口的距离； （3）坡底MN有水落到的底边长度。 18. 如图所示，在光滑水平地面上放一厚度为d = 2.2m的长木板，木板长度L = 2m，木板右端有一固定的竖直圆弧平台，圆弧上表面光滑，圆弧最低点与木板上表而等高，圆弧最低点与水平方向相切于C点，圆弧半径R = 2m，圆弧的圆心角为37°。薄木板AB与圆弧形平台在同一竖直面内，开始薄木板右端与C点相距x0 = 3m，一小铁块静止在木板右端B。已知铁块质量m = 1kg，木板质量M = 2kg，铁块与木板间的动摩擦因数μ = 0.4，对木板施加水平恒力F推动木板向右加速运动，直至木板与平台碰撞前瞬间撤去推力，碰撞瞬间两者粘在一起。已知重力加速度g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1）若F = 16N，求铁块在木板上滑动过程中摩擦产生的热量。 （2）若施加的推力为F0时，铁块经D点时对轨道的压力最大，求： ①推力F0的值； ②该情形下铁块经D点时对轨道压力的大小； ③铁块落地点到D点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东新高考联合质量测评9月联考试题 高三物理 2024.9 本卷满分100分，考试时间90分钟 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 随着科技的发展，无人机在农业上有着广泛应用，如图为喷洒农药的无人机，无人机携带质量为40kg的农药从地面由静止开始沿竖直方向起飞，经过20s到达30m高处后悬停了10s，之后用了10s的时间沿水平方向运动了40m。重力加速度，关于这一过程下列说法正确的是（　　） A. 无人机在起飞后40s内的平均速度大小为1.25m/s B. 无人机沿竖直方向运动时一直处于超重状态 C. 无人机沿水平方向运动时，无人机对农药做功一定为0 D. 无人机沿水平方向运动时，无人机对农药的作用力等于400N 【答案】A 【解析】 【详解】A．有题意可知无人机在起飞后40s内位移为 所以平均速度大小为 故A正确； B．竖直向上运动的过程中，无人机经历了先向上加速，后向上减速的过程，加速度先向上后向下，无人机先处于超重状态后处于失重状态，故B错误； CD．水平运动阶段，由于无人机运动性质未知，所以无人机对农药的作用力不能确定，无人机对农药做功也不一定为0，故CD错误。 故选A。 2. 2024年巴黎奥运会，全红婵成功卫冕女子十米跳台冠军，某次跳水过程全红婵重心的运动可以看作直线运动，从离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示，重力加速度g取，关于全红婵的运动下列说法正确的是（ ） A. 在入水前做自由落体运动 B. 入水前机械能守恒 C. 在0~2.80s时间内重力所做的功大于克服水的阻力做的功 D. 入水时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设入水前的加速度大小为，根据 可得 可知在入水前受到阻力作用，不是做自由落体运动，机械能不守恒，故AB错误； C．由于入水前受到阻力作用，在0~2.80s时间内根据动能定理可得 可知在0~2.80s时间内重力所做的功大于克服水的阻力做的功，故C正确； D．入水前的运动过程，根据运动学公式可得 可得入水时的速度大小为 故D错误。 故选C 3. 某种型号的滚筒洗衣机的滚筒截面是直径为525mm的圆，如图所示，a、c位置分别为最低和最高点，b、d位置与圆心等高。洗衣机以800r/min的转速脱水时，有一玩具随滚筒在竖直平面内做匀速圆周运动，玩具可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 玩具在b、d两处的向心力相同 B. 玩具在b、d两处的摩擦力相同 C. 减小洗衣机转速脱水效果会更好 D. 玩具在c处时洗衣机对地面的压力大于玩具在a处时洗衣机对地面的压力 【答案】B 【解析】 【详解】A．玩具随滚筒在竖直平面内做匀速圆周运动，则玩具在b、d两处的向心力大小相等，方向不同，故A错误； B．玩具在b、d两处，竖直方向根据受力平衡可知，两处的摩擦力大小均等于玩具的重力，方向均竖直向上，故B正确； C．增大洗衣机转速，水需要的向心力越大，水越容易做离心运动，脱水效果会更好，故C错误； D．玩具在a处，根据牛顿第二定律可得 可知玩具在a处受到竖直向上的支持力最大，则在a处玩具对洗衣机桶壁的竖直向下的压力最大，所以玩具在c处时洗衣机对地面的压力小于玩具在a处时洗衣机对地面的压力，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，轻绳通过光滑的轻质定滑轮连接滑块A与小球B，滑块A套在水平杆上，小球B放在水平地面上，滑块A向左做匀速运动的速度大小为，经过图示位置时，连接滑块A的轻绳与水平杆的夹角为，连接小球B的轻绳与水平面的夹角为，此时小球B的速度为，则下列说法正确的是（ ） A. B. C. 小球B做加速运动 D. 小球B做匀速运动 【答案】C 【解析】 【详解】滑块A和小球B沿绳子方向的分速度相等，则有 可得 由于不变，减小，增大，则有增大，减小，增大，则小球B做加速运动。 故选C。 5. 工地上有一种如图甲所示的搬运小车，前方挡板与小车平面垂直，每次总需要把小车平面放至竖直才能将货物卸下，某工友对其做了改进，将前方挡板与小车平面的夹角改为角，如图乙所示，这样不用再将小车平面放至竖直就可将货物卸下。某次使用改进后的小车搬运圆柱体货物，卸货时，挡板从与地面成角缓慢转至水平过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小车平面对货物的弹力增大 B. 小车平面对货物的弹力先增大后减小 C. 挡板对货物的弹力增大 D. 挡板对货物的弹力先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】对货物受力分析，如图所示 由拉密定律可知 AB．挡板从与地面成角缓慢转至水平过程中，图中由钝角逐渐增大，则逐渐减小，由可知，逐渐减小，即小车平面对货物的弹力一直减小，故AB错误； CD．挡板从与地面成角缓慢转至水平过程中，图中由钝角逐渐减小至直角，则逐渐增大，由可知，逐渐增大，即挡板对货物的弹力一直增大，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻质弹簧连接的滑块P、Q，滑块P、Q的质量均为m，滑块P用细线栓接在挡板上，初始时滑块P、Q均静止，现将细线剪断，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ） A. 滑块P的加速度最大值为2g B. 滑块Q的加速度最大值为g C. 滑块P的平均速度等于滑块Q的平均速度 D. 滑块P的速度大于同一时刻滑块Q的速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在剪断细线前，对Q分析，可得 对P分析，可得 剪断细线瞬间T=0，Q受力情况不变，则加速度为；P受力情况变化，则加速度为 可知P的加速度大于Q的加速度，则两物体之间的间距开始变小，对Q分析有 对P分析有 因弹簧开始是处于伸长状态，故弹簧的弹力不断变小，则Q的加速度从零开增加；P的加速度从g开始减小，当弹簧第一次回到原长时，弹簧的弹力为零，则两物体的加速度相等，都为，此为P加速度的最小值，Q加速度的最大值，可知P最大的加速度为g，故AB错误； CD．由上可知，在第一次回到原长之前，P的加速度一直大于Q的加速度，故在相同的时间内，P发生的位移大于Q发生的位移，所以滑块P的平均速度大于滑块Q的平均速度；同理，在相同的时间内，滑块P的速度大于同一时刻滑块Q的速度，故C错误，D正确。 故选D。 7. 在将来的某一天，中国宇航员登陆火星，在火星表面，宇航员从距离地面高h处以初速度水平抛出一物块，落点距抛出点的水平距离为x。将火星看作质量分布均匀的球体，其半径为，万有引力常量为G，不考虑星球的自转，不计一切阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 火星表面的重力加速度为 B. 火星的质量为 C. 火星的密度为 D. 火星的第一宇宙速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据平抛运动的规律有 ， 解得 故A错误； B．在火星表面的物体，则有 解得火星的质量为 故B正确； C．根据 可得火星的密度为 故C错误； D．根据万有引力定律有 解得 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，物体a、b通过细绳连接在光滑的轻质定滑轮两侧，开始时用手托着物体a，细绳恰好伸直且无拉力，此时物体a与地面间的距离为h，物体b静止在地面上，物体a、b的质量分别为2m、m，重力加速度为g，由静止释放物体a，则下列说法中正确的是（ ） A. 物体a从释放到落地经历的时间为 B. 细绳的拉力对物体a做功为 C. 物体a落地时物体b的动能为mgh D. 物体b能上升的最大高度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．以a为对象，根据牛顿第二定律可得 以b为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 ， 根据运动学公式可得 解得物体a从释放到落地经历的时间为 细绳的拉力对物体a做功为 故AB错误； C．物体a落地时，根据运动学公式可得 则物体b的动能为 故C错误； D．物体a落地后，物体b继续向上做竖直上抛运动，继续上升的高度为 则物体b能上升的最大高度为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9. 如图所示为两颗绕地球运动的卫星1与卫星2，两颗卫星在同一平面内且沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，运动过程中，两颗卫星间的最小距离为3r，最大距离为5r，两次相距最近的时间间隔为T，不计两颗卫星间的万有引力，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星1、2的轨道半径之比为 B. 卫星1、2的周期之比为 C. 卫星1、2的向心加速度之比为 D. 卫星1的线速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．卫星1的线速度大于卫星2的线速度，可知1的轨道半径较小，设卫星1的轨道半径为，卫星2的轨道半径为，结合图像有 解得 卫星1、2轨道半径之比为，故A错误； B．根据开普勒第三定律 故B正确； C．根据 则卫星1、2的向心加速度之比为 故C正确； D．两星两次相距最近经过的时间为T，则 解得 卫星1的轨道半径等于地球的半径，可知1的运行速度就是第一宇宙速度，即 故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一质量为M的斜面体放在水平面上，斜面体的倾角为37°。一轻质光滑定滑轮固定在斜面体的顶端，质量均为m的物体a、b通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，连接物体a的轻绳与斜面平行，a恰好不滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，，。现剪断轻绳，斜面体始终处于静止状态，则剪断轻绳后（ ） A. 物体a与斜面间的动摩擦因数为0.5 B. 物体a与斜面间的摩擦力大小为0.6mg C. 斜面体对地面的压力大于 D. 地面对斜面体的摩擦力大小为0.16mg 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．a恰好不滑动，对物体a、b分别根据受力平衡有 ， 联立可得 由于 则剪断轻绳，物体a将沿斜面向下加速运动，物体a与斜面间的摩擦力大小为 故A正确，B错误； CD．以物体a为对象，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 以物体a和斜面体为系统，竖直方向根据牛顿第二定律可得 可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 故C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，将小球由一倾角为的固定斜面底端沿与竖直方向夹角为的初速度斜向上抛出，经过时间小球恰好以水平速度经过斜面顶端，速度的变化量为。然后再次将小球由斜面中点沿与竖直方向夹角为的初速度斜向上抛出，经过时间小球也恰好以水平速度经过斜面顶端，速度的变化量为。小球可视为质点，不考虑空气阻力，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】根据逆向思维法，小球的运动可看成是从斜面顶端开始的平抛运动，则 联立可得 ，，， 故选CD。 12. 如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在光滑的竖直固定杆上，圆环从M处由静止释放，圆环在N点时弹簧处于原长，圆环在M点与在P点的机械能相同，下列说法中正确的是（ ） A. 圆环在N点时动能最大 B. 圆环在M点与P点时弹簧弹性势能相同 C. 圆环由M到P的过程中，圆环的机械能守恒 D. 圆环由M到N的过程中增加的机械能等于圆环由N到P的过程中减少的机械能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．圆环在N点时弹簧处于原长，则从N点继续向下运动时弹簧弹力从0开逐渐增大，一开始弹簧弹力沿竖直向上的分力仍然小于重力，圆环继续向下加速运动，所以圆环在N点时动能不是最大，故A错误； B．圆环与弹簧组成的系统满足机械能守恒，由题意可知圆环在M点与在P点的机械能相同，则圆环在M点与P点时弹簧的弹性势能相同，故B正确； C．圆环由M到P的过程中，由于存在弹簧弹力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，故C错误； D．有圆环在M点与P点时弹簧的弹性势能相同，所以圆环由M到N的过程中弹性势能的减少量等于圆环由N到P的过程中弹性势能的增加量，又圆环与弹簧组成的系统满足机械能守恒，所以圆环由M到N的过程中增加的机械能等于圆环由N到P的过程中减少的机械能，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13. 钩码盒内装有10个100g的钩码，某同学用图甲所示装置测量钩码盒的质量。操作过程如下： ①装满钩码钩码盒放在一端带滑轮的水平长木板上，右侧连接一细线跨过定滑轮，调节定滑轮使木板上方细线水平，在桌面上适当的位置固定光电门1和光电门2，宽度为d的遮光条固定在钩码盒上； ②从钩码盒中取出适当数目的钩码并挂在跨过定滑轮的细线末端（其余钩码仍在盒内），记录悬挂的钩码个数n，由静止释放钩码盒，记录两光电门的挡光时间以及遮光条在两光电门间运动的时间间隔； ③继续从钩码盒中取出钩码加挂在细线末端，重复实验，测得多组悬挂钩码的个数n与相应的加速度a； ④利用所测数据在坐标系中作图，如图乙所示。 请回答下列问题： （1）某次实验中，光电门1与光电门2的挡光时间分别为和，遮光条在两光电门间运动的时间间隔，此次运动的加速度________； （2）重力加速度，由图乙可得钩码盒与长木板间的动摩擦因数为______，钩码盒的质量为______kg。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1） （2） ①. 0.20 ②. 0.020 【解析】 【小问1详解】 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，遮光条通过光电门1、光电门2的速度分别为 ， 此次运动的加速度 【小问2详解】 [1]对整体，根据牛顿第二定律 整理得 图像的纵截距为 解得钩码盒与长木板间的动摩擦因数为 [2]图像的斜率为 解得钩码盒的质量为 14. 用如图甲所示的装置探究合力做功与动能变化量的关系。长木板左端固定在水平桌面上，可调节垫块高度来改变长木板的倾角。木板右端固定一个定滑轮，靠近定滑轮处固定一个打点计时器。将小车放置在木板上，纸带一端固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔，纸带与木板平行，且小车通过轻质细线绕过定滑轮与沙桶相连。重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为f。 实验步骤如下： 第1步，安装好实验器材； 第2步，将垫块调至某一高度，调整沙桶内沙子的质量，给小车一个沿木板向下的初速度，直到纸带上打出均匀的点迹为止； 第3步，去掉沙桶，重新换一条纸带，由静止释放小车，得到一条如图乙所示的纸带，利用天平测出沙与沙桶的质量m； 第4步，改变垫块高度，多次重复第2步与第3步。 第5步，完成实验，把实验器材归置好。 请回答下列问题： （1）下列措施能有效减小实验误差的有______。 A. 垫块高度尽量小一些 B. 实验时应先释放小车再打开打点计时器的电源 C. 连接小车的细线必须与长木板平行 D. 释放小车时应尽可能离打点计时器近一些 （2）图乙中O、A、B、C、D、E、F为打点计时器打出的相邻的点，则打点计时器打B点时小车运动的速度vB = ________。 （3）利用天平测出小车的质量M，选择BE段探究动能改变与合外力做功的关系，若满足关系式______（用M、m、f、g、纸带标出的物理量来表示），则说明合外力做功等于动能的改变量。 （4）实验中，纸带与限位孔间的摩擦力______（填“会”或“不会”）对实验结果造成影响，滑轮与转轴间的摩擦力______（填“会”或“不会”）对实验结果造成影响。 【答案】（1）CD （2） （3） （4） ①. 不会 ②. 会 【解析】 【小问1详解】 A．调节垫块高度，使重力的分力平衡摩擦力，故不是垫块高度尽量小一些，故A错误； BD．为充分利用纸带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故B错误，故D正确； C．实验时，连接小车的细线必须与长木板平行，使得合外力等于细线的拉力，故C正确。 故选CD。 【小问2详解】 打点计时器所接交流电的频率为f，则 故打点计时器打B点时小车运动的速度 【小问3详解】 设小车的质量M，设斜面倾角为θ，小车与长木板的摩擦为f0，纸带与限位孔的摩擦为f1，滑轮与转轴间的摩擦为f2，第2步中，小车沿木板向下匀速运动，有 Mgsinθ = f0＋mg＋f1＋f2 第3步中，去掉沙桶，有 Mgsinθ－f0－f1 = F合 整理有 F合 = mg＋f2 由动能定理可知 W合 = ΔEk 由于f2较小可认为 F合 = mg 整理有 可说明合外力做功等于动能的改变量。 【小问4详解】 [1] [2]根据（3）的分析可知，纸带与限位孔的摩擦f1可以消去，滑轮与转轴间的摩擦f2无法消去，故实验中，纸带与限位孔间的摩擦力不会对实验结果造成影响，滑轮与转轴间的摩擦力会对实验结果造成影响。 15. 某品牌新能源汽车在平直公路上进行性能测试，其运动的图像如图所示，已知在10s末关闭发动机，汽车的质量为1500kg，求汽车从起步到停止运动过程中： （1）发动机的最大输出功率； （2）牵引力做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在内，汽车由于关闭发动机运动方向上只受摩擦力作用，故加速度大小为 根据牛顿第二定律可得摩擦力为 当刚要结束匀加速直线运动时，发动机的输出功率最大，根据牛顿第二定律可得 根据图像可得 解得牵引力为 则发动机的最大输出功率为 【小问2详解】 根据动能定理可得 由图像可得 联立解得牵引力做的功为 16. 夏季受连续降雨影响容易发生山体滑坡和泥石流现象，某处泥石流冲上公路时速度大小为，之后沿公路做匀减速直线运动，减速的加速度大小为，公路上一行人看到泥石流冲上公路时，距离其所在处为，人立即由静止加速沿公路运动躲避危险，已知人运动的最大速度为，加速过程可视为匀加速直线运动，求： （1）泥石流运动到人起跑处的速度大小； （2）人至少以多大加速度运动才能避开危险。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据运动学公式 可得 【小问2详解】 人避险的最小加速度为，假设达到最大速度前追上，且追上时二者速度相同时，可得 求解可知假设不成立，速度大于人的最大速度； 故追上前，人已经达到最大速度，则 解得 则 则 解得 17. 一斜坡侧视图如图所示，斜坡倾角为37°，斜坡的底边足够长，A处有一喷灌机的喷头，喷头到A点的竖直高度为h0 = 2.3 m，喷头可绕竖直轴线在360°范围内转动，出水口沿水平方向，出水速度在0到5 m/s间不断变化，A点到坡底的垂直距离OA为L = 4.5 m，已知g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）水在空中运动的最短时间； （2）水的最远落点到出水口的距离； （3）坡底MN有水落到的底边长度。 【答案】（1）0.4 s （2） （3）6.94 m 【解析】 【小问1详解】 由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故其在空中运动的时间由竖直高度决定。当竖直高度最小时，水在空中运动的时间就最短。由题可知，当喷口朝上坡方向以最大速度喷出时，运动时间最短，设最短时间为t，则有 整理可得 解得 【小问2详解】 由题可知，当水流在空中运动时间最长且出水速度最大时，其水平距离最远，故由 所以 水的最远落点到出水口的距离 【小问3详解】 要使水落到底边MN上，其水平位移最大值为xm = 5 m，即底边MN上最远点到O点的距离为 坡底MN有水落到的底边长度 18. 如图所示，在光滑水平地面上放一厚度为d = 2.2m的长木板，木板长度L = 2m，木板右端有一固定的竖直圆弧平台，圆弧上表面光滑，圆弧最低点与木板上表而等高，圆弧最低点与水平方向相切于C点，圆弧半径R = 2m，圆弧的圆心角为37°。薄木板AB与圆弧形平台在同一竖直面内，开始薄木板右端与C点相距x0 = 3m，一小铁块静止在木板右端B。已知铁块质量m = 1kg，木板质量M = 2kg，铁块与木板间的动摩擦因数μ = 0.4，对木板施加水平恒力F推动木板向右加速运动，直至木板与平台碰撞前瞬间撤去推力，碰撞瞬间两者粘在一起。已知重力加速度g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1）若F = 16N，求铁块在木板上滑动过程中摩擦产生的热量。 （2）若施加的推力为F0时，铁块经D点时对轨道的压力最大，求： ①推力F0的值； ②该情形下铁块经D点时对轨道压力的大小； ③铁块落地点到D点的水平距离。 【答案】（1）12J （2）①12N；②16N；③3.2m 【解析】 【小问1详解】 设铁块的加速度为，由牛顿第二定律 木板的加速度为，由牛顿第二定律 设经时间木板撞击圆弧形台，根据位移时间关系 解得 此时铁块相对木板滑动的距离为 碰后，铁块经时间到达C点，根据运动学公式 解得 此时铁块达C点的速度为 vC = v1－a1t2 解得 设铁块不会冲出D点则有 解得 h = 0.4m = R－Rcos37° 假设成立，故此过程铁块与木板间产生的热量 解得 Q = 12J 【小问2详解】 铁块加速度越大，加速的距离越大，到达圆弧面的速度越大： ①当两者一起加速，且铁块加速度最大时，此时的加速度为，对整体 解得 ②铁块到达D点速度为，开始加速到D点过程由动能定理 解得 在D点由向心力公式 解得 ③铁块从D点抛出做抛体运动，经时间落至水平地面，根据 水平位移为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$