精品解析：河南省多校2024-2025学年高三上学期11月月考物理试题

高三物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的。第8~10题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。 1. 一辆汽车在变道超车时的轨迹如图所示，从A点经过P点后到达B点，假设超车过程中汽车速率不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车在沿着车道方向分速度不变 B. 汽车在垂直于车道方向分速度先减小后增大 C. 汽车在行驶到P点时受到的合力方向不可能沿着图中的方向 D. 汽车在行驶到P点时受到的合力方向可能沿着图中的方向 2. 如图所示，嫦娥六号经过圆形轨道Ⅲ，在Q处完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，在P处再次变轨后进入近月圆形轨道Ⅰ，之后于2024年6月成功着陆于月球背面。忽略地球对嫦娥六号的影响以及嫦娥六号的质量变化，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在地球上的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ运行的加速度大小小于在轨道Ⅲ运行的加速度大小 C. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上由Q运动到P的过程中，机械能减少 D. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 3. 一辆汽车正在笔直的公路上行驶，突然发现前方100m处有事故发生，于是立即刹车做匀减速直线运动，从此时开始计时，1s后汽车距离事故发生处还有78m，又经过0.5s，汽车距离事故发生处还有68.5m。再经历5.5s，汽车距离事故发生处还有（　　） A. 32m B. 30m C. 28m D. 26m 4. 如图所示为游乐项目中的一段滑索，滑索由固定的倾斜钢索、可以沿钢索运动的无动力滑车及滑车下的悬绳组成。悬绳质量不计，游客坐上滑索后，由静止开始下滑，稳定后悬绳与竖直方向之间的夹角为，假设钢索与水平方向之间的夹角为保持不变，则钢索与滑车之间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，一个磁铁吸附在竖直的门板上保持静止，假设磁铁的质量为m，距离门轴为r，与门板之间的磁力和动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现匀速转动门板，为使磁铁不滑动，则门板转动的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 6. 钓鱼时常有一种说法为“放长线、钓大鱼”，放长线时需要甩竿。钓鱼者在a位置开始甩竿，至竖直位置时立刻停下，鱼钩（含鱼饵）从竿的末端b被水平甩出，最后落在距b位置水平距离为s的水面上。甩竿过程可视为竿在竖直平面内绕O点转过了角，O点离水面高度为h、到竿末端的距离为L。鱼钩从b点被水平甩出后做平抛运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为 B. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为 C. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为 D. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为 7. 质量分别为、的两个物块A、B穿在倾斜直杆上，杆与水平面之间夹角，物块A与斜杆之间无摩擦，物块B与斜杆之间的动摩擦因数为（未知）。A、B之间用一根穿过轻质动滑轮的细线相连，滑轮下方悬挂物块C，现用手按住物块B不动，调节A的位置，A、C静止时松开B，B也能静止，如图所示，此时AC之间的绳子与竖直方向的夹角刚好为。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 物块C质量大小等于 B. 物块B受到的摩擦力大小为 C. 用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力不变 D. 用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力变小 8. 图甲为某型号的大型起重机，该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起，重物运动的v − t图像如图乙所示。已知t = 5 s时起重机达到额定功率，重物质量为m = 5000 kg，不计空气阻力，重力加速度为g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 重物上升的总高度为40 m B. 起重机的额定功率为1.04 × 105 W C. t = 18 s时起重机的瞬时功率为9.6 × 104 W D. 0 ~ 20 s内起重机对重物做功为1.5 × 106 J 9. 在现代战争中，常需要对敌方发射导弹进行拦截，可将该过程理想化为如图所示的模型。P处的拦截系统在时刻发现一颗导弹A以初速度从离地面高的正上方处竖直下落，拦截系统后竖直向上发射拦截弹B，为安全起见，拦截高度不低于，导弹和拦截弹在运动过程中均只受重力的作用，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 拦截弹B发射时导弹A的速度为 B. 拦截弹B发射时导弹A离地面高度为 C 拦截弹B发射速度大小不小于 D. 拦截弹B发射速度大小不小于 10. 救援车营救被困在深坑中探险车的情景可简化为如图甲所示的模型。斜坡倾角为，其动摩擦因数为。在救援车作用下，探险车从坑底A点由静止匀加速至B点时达到最大速度，接着匀速运动至C点，最后从C点匀减速运动到达最高点D，恰好停下，选深坑底部为参考平面，救援过程中探险车的机械能E随高度h变化的图线如图乙所示，已知重力加速度，，，下列说法正确的是（　　） A. 探险车质量为1500kg B. 探险车在坡面上的最大速度为4m/s C. 探险车在BC段运动的时间为18s D. 救援过程中救援车对探险车做功为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验时，发现缺少打点计时器，他想到手机中的软件可以测量加速度，于是他设计了如图甲所示的实验来进行探究。实验步骤如下： A．将智能手机固定在小车上； B．用细线连接小车，细线的另一端跨过定滑轮连接砝码盘，调节定滑轮位置，使细线与斜面平行，盘内放上砝码，由静止释放小车，用手机测量小车的加速度； C．改变砝码的质量m，且始终保持砝码和砝码盘的总质量远小于小车和手机的总质量，重复上述步骤，得到相应的加速度a； D．作出加速度a与砝码质量m的图像，如图乙所示。 回答以下问题： （1）该实验步骤AB之间遗漏的平衡摩擦力的操作是________； （2）已知重力加速度为g，根据图乙的坐标点，可知砝码盘的质量为________；小车和手机的总质量为________（均用题中字母g、p、q表示）。 12. 某同学利用图甲所示的气垫导轨实验装置探究轻弹簧弹力做功与物体动能变化的关系，主要实验步骤如下： A．将桌面上的气垫导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d； C．称出滑块（含遮光条）的质量m； D．将滑块左移压缩弹簧，测出弹簧的压缩量x； E．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； F．多次改变释放点的位置，重复D、E步骤，测出多组x、t数据。 已知弹簧始终在弹性限度内，且满足胡克定律，回答以下问题。 （1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度为______cm； （2）某次实验中，测出光电门的挡光时间为0.025 s，则滑块经过光电门的速度大小为______m/s（保留2位有效数字）； （3）通过改变滑块的释放位置，测出多组x、t数据，绘制出如图丙所示的图像，图中直线的斜率为a，若弹簧的劲度系数k = ______（用m、a、d表示），可认为弹簧弹力做功等于物体动能的增量。 （4）另一同学在用上述装置做实验时，分析数据，做出了丁图所示图线，图线不过原点的原因可能是______。 A 气垫导轨没有调水平 B. 滑块和导轨有摩擦 C. 光电门安放位置不合适，致使遮光条开始挡光时弹簧还没有恢复原长 13. 风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。如图所示，某风力发电机叶片长，某段时间内发电机所在地区的风速是，风向恰好跟叶片转动形成的圆面（叶片圆面）垂直，风吹过该圆面后风速变为，已知空气的密度为，该风力发电机发电效率为，重力加速度，最终结果用表示。求 （1）单位时间内通过发电机叶片圆面的气流的体积； （2）此风力发电机功率为多少。 14. 2024年4月，搭载3名航天员的神舟十八号飞船发射后，成功和空间站对接。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，空间站在离地面高度为的轨道上做匀速圆周运动，取，，，，计算结果均保留2位有效数字，求： （1）空间站的运动周期为多少小时； （2）若太阳光视为平行光，求空间站中的航天员在24h内经历“白天”的总时间为多少小时。 15. 如图所示，水平轨道与竖直半圆轨道底部平滑连接于B点。在水平轨道的A点放置一个的小滑块，AB间距为，竖直半圆轨道的半径。在的水平力作用下小滑块从A点由静止开始运动，当小滑块到达B点时改变力F的大小和方向，使小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，力F始终与小滑块运动方向相同，到达C点后，撤去外力F，小滑块水平抛出。已知小滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为，小滑块与竖直半圆轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度为，取。求： （1）小滑块经过B点时对半圆轨道的压力大小； （2）小滑块由C点水平抛出落回水平轨道的位置与A点的距离（答案可保留根号）； （3）小滑块由A运动至C的过程中外力F对小滑块做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的。第8~10题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。 1. 一辆汽车在变道超车时的轨迹如图所示，从A点经过P点后到达B点，假设超车过程中汽车速率不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车在沿着车道方向分速度不变 B. 汽车在垂直于车道方向分速度先减小后增大 C. 汽车在行驶到P点时受到的合力方向不可能沿着图中的方向 D. 汽车在行驶到P点时受到的合力方向可能沿着图中的方向 【答案】C 【解析】 【详解】AB．如图 根据运动的分解可知 ， 可知汽车在沿着车道方向分速度先减小，后增大；汽车在垂直于车道方向分速度先增大，后减小，故AB错误； CD．变轨过程中，汽车的速率不变，则合力方向应与速度垂直，故汽车在行驶到P点时受到的合力方向不可能沿着图中、的方向，故C正确，D错误； 故选C。 2. 如图所示，嫦娥六号经过圆形轨道Ⅲ，在Q处完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，在P处再次变轨后进入近月圆形轨道Ⅰ，之后于2024年6月成功着陆于月球背面。忽略地球对嫦娥六号的影响以及嫦娥六号的质量变化，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在地球上的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 嫦娥六号在轨道Ⅰ运行的加速度大小小于在轨道Ⅲ运行的加速度大小 C. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上由Q运动到P的过程中，机械能减少 D. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．嫦娥六号仍绕地球做圆周运动，其发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 解得 则嫦娥六号在轨道Ⅰ运行的加速度大小大于在轨道Ⅲ运行的加速度大小，故B错误； C．嫦娥六号在轨道Ⅱ上由Q运动到P的过程中，只有引力做功，机械能不变，故C错误； D．根据开普勒第三定律有 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的轨道半径大于在轨道Ⅰ上运动的轨道半径，则嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动的周期较大，故D正确。 故选D。 3. 一辆汽车正在笔直的公路上行驶，突然发现前方100m处有事故发生，于是立即刹车做匀减速直线运动，从此时开始计时，1s后汽车距离事故发生处还有78m，又经过0.5s，汽车距离事故发生处还有68.5m。再经历5.5s，汽车距离事故发生处还有（　　） A. 32m B. 30m C. 28m D. 26m 【答案】C 【解析】 【详解】1s后汽车距离事故发生处还有78m，则通过的位移为 此过程有 又经过0.5s，汽车距离事故发生处还有68.5m，则通过的位移为 此过程有 其中 解得 ， 则车停止运动时间 再经历5.5s，则开始刹车经历的总时间大于6s，则从刹车到静止过程有 解得 则汽车距离事故发生处还有 故选C。 4. 如图所示为游乐项目中的一段滑索，滑索由固定的倾斜钢索、可以沿钢索运动的无动力滑车及滑车下的悬绳组成。悬绳质量不计，游客坐上滑索后，由静止开始下滑，稳定后悬绳与竖直方向之间的夹角为，假设钢索与水平方向之间的夹角为保持不变，则钢索与滑车之间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】令滑车质量为M，游客质量为m，对滑车与游客整体进行分析有 结合几何关系，对游客进行分析有 ， 解得 故选A。 5. 如图所示，一个磁铁吸附在竖直门板上保持静止，假设磁铁的质量为m，距离门轴为r，与门板之间的磁力和动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现匀速转动门板，为使磁铁不滑动，则门板转动的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】磁铁受到的向心力由摩擦力和重力的合力提供，则有 磁铁不滑动时，则有 联立解得 故选B。 6. 钓鱼时常有一种说法为“放长线、钓大鱼”，放长线时需要甩竿。钓鱼者在a位置开始甩竿，至竖直位置时立刻停下，鱼钩（含鱼饵）从竿的末端b被水平甩出，最后落在距b位置水平距离为s的水面上。甩竿过程可视为竿在竖直平面内绕O点转过了角，O点离水面高度为h、到竿末端的距离为L。鱼钩从b点被水平甩出后做平抛运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为 B. 鱼钩在b点抛出时的速度大小为 C. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为 D. 竿到达竖直位置前瞬间的角速度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．鱼钩从抛出后做平抛运动，竖直方向 水平方向 联立解得鱼钩在b点抛出时的速度大小 故AB错误； CD．根据可得竿到达竖直位置前瞬间角速度 故D正确，C错误。 故选D。 7. 质量分别为、的两个物块A、B穿在倾斜直杆上，杆与水平面之间夹角，物块A与斜杆之间无摩擦，物块B与斜杆之间的动摩擦因数为（未知）。A、B之间用一根穿过轻质动滑轮的细线相连，滑轮下方悬挂物块C，现用手按住物块B不动，调节A的位置，A、C静止时松开B，B也能静止，如图所示，此时AC之间的绳子与竖直方向的夹角刚好为。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 物块C的质量大小等于 B. 物块B受到的摩擦力大小为 C. 用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力不变 D. 用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，B始终保持静止，则B受到的摩擦力变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．对A、B、滑轮受力分析如图 设绳子拉力为F，对A沿斜面方向列平衡方程可得 故 对滑轮受力分析可得 解得 故 A错误； B．对于物块B有 显然 B错误； CD．用外力使A沿杆向上缓慢移动一小段距离，则AC、BC绳夹角变小，绳子中的拉力减小，BC与斜面夹角增大，故BC沿斜面方向分力减小，B受到的摩擦力减小，C错误，D正确。 故选D。 8. 图甲为某型号的大型起重机，该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起，重物运动的v − t图像如图乙所示。已知t = 5 s时起重机达到额定功率，重物质量为m = 5000 kg，不计空气阻力，重力加速度为g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 重物上升的总高度为40 m B. 起重机的额定功率为1.04 × 105 W C. t = 18 s时起重机的瞬时功率为9.6 × 104 W D. 0 ~ 20 s内起重机对重物做功为1.5 × 106 J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据v − t图像的围成的面积表示位移，根据图乙可得重物上升的总高度为 故A错误； B．由图乙知，0 ~ 5 s过程中，起重机做匀加速直线运动，根据图像斜率可求得该过程中起重机的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得该过程中起重机的拉力大小为 已知t = 5 s时起重机达到额定功率，则可得 故B正确； C．根据图乙，可知起重机在15 s ~ 20 s这段时间做匀减速直线运动，根据图像斜率可得此过程中起重机的加速度大小为 t = 18 s时，起重机的瞬时速度大小为 根据牛顿第二定律可得该过程中，起重机拉力大小为 则t = 18 s时起重机的瞬时功率为 故C错误； D．0 ~ 20 s内对起重机，根据动能定理可得 则起重机对重物做功为 故D正确。 故选BD。 9. 在现代战争中，常需要对敌方发射的导弹进行拦截，可将该过程理想化为如图所示的模型。P处的拦截系统在时刻发现一颗导弹A以初速度从离地面高的正上方处竖直下落，拦截系统后竖直向上发射拦截弹B，为安全起见，拦截高度不低于，导弹和拦截弹在运动过程中均只受重力的作用，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 拦截弹B发射时导弹A的速度为 B. 拦截弹B发射时导弹A离地面高度为 C. 拦截弹B发射速度大小不小于 D. 拦截弹B发射速度大小不小于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．取竖直向下为正方向，拦截弹B发射时导弹A的速度为 故A正确； B．拦截弹B发射时导弹A离地面高度为 故B错误； CD．临界情况为拦截弹B上抛至处与导弹A相撞，此时对拦截弹B 对导弹A 解得 故C正确；D错误。 故选AC。 10. 救援车营救被困在深坑中探险车的情景可简化为如图甲所示的模型。斜坡倾角为，其动摩擦因数为。在救援车作用下，探险车从坑底A点由静止匀加速至B点时达到最大速度，接着匀速运动至C点，最后从C点匀减速运动到达最高点D，恰好停下，选深坑底部为参考平面，救援过程中探险车的机械能E随高度h变化的图线如图乙所示，已知重力加速度，，，下列说法正确的是（　　） A. 探险车质量为1500kg B. 探险车在坡面上的最大速度为4m/s C. 探险车在BC段运动的时间为18s D. 救援过程中救援车对探险车做功为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设点处最大速度为，则段速度大小不变，动能不变，机械能大小为 图像中斜率大小为探险车重力，则 则探险车质量为 故A正确； B．在的位置速度达到最大值，则将坐标点代入A中的表达式，则解得 故B正确； C．由图像可知探险车在BC段上升的高度为 探险车的位移 则探险车在BC段运动的时间为 故C错误； D．根据动能定理全过程 解得救援过程中救援车对探险车做功为 故D正确。 故选ABD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验时，发现缺少打点计时器，他想到手机中的软件可以测量加速度，于是他设计了如图甲所示的实验来进行探究。实验步骤如下： A．将智能手机固定在小车上； B．用细线连接小车，细线的另一端跨过定滑轮连接砝码盘，调节定滑轮位置，使细线与斜面平行，盘内放上砝码，由静止释放小车，用手机测量小车的加速度； C．改变砝码的质量m，且始终保持砝码和砝码盘的总质量远小于小车和手机的总质量，重复上述步骤，得到相应的加速度a； D．作出加速度a与砝码质量m的图像，如图乙所示。 回答以下问题： （1）该实验步骤AB之间遗漏的平衡摩擦力的操作是________； （2）已知重力加速度为g，根据图乙坐标点，可知砝码盘的质量为________；小车和手机的总质量为________（均用题中字母g、p、q表示）。 【答案】（1）打开手机加速度传感器，用木块调节斜面高度，轻推小车使得手机加速度软件中读出的加速度为零为止。 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 该实验步骤AB之间遗漏的平衡摩擦力的操作是：打开手机加速度软件，用木块调节斜面高度，轻推小车使得手机加速度软件中读出的加速度为零为止。 【小问2详解】 [1][2]对小车和手机，根据牛顿第二定律可得 整理可得 根据图乙的坐标点，可得 可得砝码盘的质量 小车和手机的总质量为 12. 某同学利用图甲所示的气垫导轨实验装置探究轻弹簧弹力做功与物体动能变化的关系，主要实验步骤如下： A．将桌面上的气垫导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d； C．称出滑块（含遮光条）的质量m； D．将滑块左移压缩弹簧，测出弹簧的压缩量x； E．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； F．多次改变释放点的位置，重复D、E步骤，测出多组x、t数据。 已知弹簧始终在弹性限度内，且满足胡克定律，回答以下问题。 （1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度为______cm； （2）某次实验中，测出光电门的挡光时间为0.025 s，则滑块经过光电门的速度大小为______m/s（保留2位有效数字）； （3）通过改变滑块的释放位置，测出多组x、t数据，绘制出如图丙所示的图像，图中直线的斜率为a，若弹簧的劲度系数k = ______（用m、a、d表示），可认为弹簧弹力做功等于物体动能的增量。 （4）另一同学在用上述装置做实验时，分析数据，做出了丁图所示的图线，图线不过原点的原因可能是______。 A. 气垫导轨没有调水平 B. 滑块和导轨有摩擦 C. 光电门安放位置不合适，致使遮光条开始挡光时弹簧还没有恢复原长 【答案】（1）0.575 （2）0.23 （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规律，该读数为 【小问2详解】 滑块通过光电门的速度 【小问3详解】 根据功能关系与能量守恒定律有 结合上述有 结合图像有 解得 【小问4详解】 A．结合上述有 即有 可知能够间接表示滑块通过光电门时的动能，x2能够间接表示弹簧的弹性势能，若气垫导轨没有调至水平，则滑块运动过程中还有重力势能的转化，由于弹簧的压缩量在发生变化，导致滑块经过光电门时的重力势能变化量与弹簧的形变量有关，即重力势能的变化量不是一个定值，是一个与形变量x有关的变量，导致图像不是一条直线，故A错误； B．结合上述，若滑块与导轨之间有摩擦，则滑块运动过程中还有摩擦生热，由于弹簧的压缩量在发生变化，导致滑块经过光电门时的摩擦生热与弹簧的形变量有关，即摩擦生热不是一个定值，是一个与形变量x有关的变量，导致图像不是一条直线，故B错误； C．若光电门安放位置不合适，致使遮光条开始挡光时弹簧还没有恢复原长，弹簧总的压缩量为x，令此时弹簧原长位置到光电门的间距为x0，即滑块通过光电门时，弹簧的压缩量为x0，则有 结合上述解得 该函数与图丁中的图像恰好吻合，故C正确。 故选C。 13. 风力发电机是将风能（气流动能）转化为电能的装置，其风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。如图所示，某风力发电机叶片长，某段时间内发电机所在地区的风速是，风向恰好跟叶片转动形成的圆面（叶片圆面）垂直，风吹过该圆面后风速变为，已知空气的密度为，该风力发电机发电效率为，重力加速度，最终结果用表示。求 （1）单位时间内通过发电机叶片圆面的气流的体积； （2）此风力发电机功率为多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 单位时间内通过叶片圆面的气流的体积为 【小问2详解】 单位时间内冲击发电机叶片圆面的空气的质量为 单位时间内该发电机产生的电能为 发电功率等于单位时间内该发电机产生的电能 14. 2024年4月，搭载3名航天员的神舟十八号飞船发射后，成功和空间站对接。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，空间站在离地面高度为的轨道上做匀速圆周运动，取，，，，计算结果均保留2位有效数字，求： （1）空间站的运动周期为多少小时； （2）若太阳光视为平行光，求空间站中的航天员在24h内经历“白天”的总时间为多少小时。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供空间站做圆周运动的向心力可得 在地球表面，有 整理可得空间站的运动周期为 【小问2详解】 设空间站在“白天”和“黑夜”的交界线处，连接空间站和地球的球心，则连线与太阳光线之间的夹角为，则 则 由几何关系可知空间站处于“白天”的角度为 则空间站中的航天员在24h内经历“白天”的总时间为 15. 如图所示，水平轨道与竖直半圆轨道底部平滑连接于B点。在水平轨道的A点放置一个的小滑块，AB间距为，竖直半圆轨道的半径。在的水平力作用下小滑块从A点由静止开始运动，当小滑块到达B点时改变力F的大小和方向，使小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，力F始终与小滑块运动方向相同，到达C点后，撤去外力F，小滑块水平抛出。已知小滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为，小滑块与竖直半圆轨道之间的动摩擦因数为，重力加速度为，取。求： （1）小滑块经过B点时对半圆轨道的压力大小； （2）小滑块由C点水平抛出落回水平轨道的位置与A点的距离（答案可保留根号）； （3）小滑块由A运动至C的过程中外力F对小滑块做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小滑块由A运动至B的过程，根据动能定理可得 解得 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小滑块经过B点时对半圆轨道的压力大小为。 【小问2详解】 根据题意可知，小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，则从C点水平抛出的速度大小为 根据平抛运动规律有 ， 解得 则小滑块落回水平轨道的位置与A点的距离为 【小问3详解】 小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，速度大小为，设小滑块在下半圆与上半圆两个对称位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为，分别根据动能定理可得 ， 小滑块在这两个对称位置受到的滑动摩擦力分别为 ， 这两个位置经过相同长度的一段极小位移克服摩擦的总功为 则整个过程克服摩擦力做的总功为 小滑块在竖直半圆轨道内做匀速圆周运动，根据动能定理可得 解得 则小滑块由A运动至C的过程中外力F对小滑块做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $