精品解析：福建省龙岩市龙岩12校2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

龙岩市一级校联盟2024—2025学年第一学期半期考联考 高三物理试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、单项选择题（4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. “北斗”是我国自主研发的高精度导航系统，如图为某款手机利用“北斗”系统绘制出某电动车在平直路段行驶的速度时间图像，AB、CD和EF段近似看成直线，已知A、B对应的时刻分别为3.3s和5.8s，则该电动车（　　） A. 在BC段做匀变速直线运动 B. 在AB段的平均速度为2.5m/s C. 在AB段加速度比EF段大 D. 在AB段通过的位移为7.5m 2. 如图所示为武平黄金百香果简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，百香果沿两杆向下运动，大、小百香果落入不同区域，不计阻力，则（　　） A. 百香果在经过左侧杆上M、N两点时受到的弹力方向不同 B. 百香果在杆上做匀速直线运动 C. 百香果离开杆后，在空中做变加速曲线运动 D. 百香果离开杆后，大果的速度变化比小果的快 3. 如图甲，绞车记载于北宋曾公亮的《武经总要》，其原理如图乙，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。a、b分别是大小辘轳边缘上的两点。在起吊过程中，下列说法正确的是（　　） A. a点的角速度大于b点的角速度 B. 重物在上升的过程中机械能守恒 C. 人对把手做的功大于重物克服重力所做的功 D. 滑轮不会转动 4. 最近，龙岩某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图1，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图2。若不计空气阻力，取重力加速度大小为10m/s2，机器人与水平桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列同学的推断结果正确的是（　　） A. 机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为6N B. 机器人的质量为1kg C. 在0~4s时间内，合外力做的功为120J D. 在t=4s时，牵引力的功率为216W 二、双项选择题（4小题，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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分） 5. “刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度v0=3m/s水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线和竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 面片在空中运动的竖直位移为0.45m B. 面片运动到锅边缘时的速度大小为4m/s C. 若面片落入锅中后可沿锅内曲面匀速下滑，则面片所受合力为零 D. 若面片落入锅中后可沿锅内曲面匀速下滑，则所受摩擦力减小 6. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品，精准着陆在内蒙古四子王旗，任务取得圆满成功。已知月球的半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，关于嫦娥六号的论述，正确的是（　　） A. 在环月做圆周运动的过程中的速度大于 B 要使嫦娥六号从低轨道上运动变到高轨道上运动应点火加速 C. 返回器进入地球大气层打开降落伞做减速运动，则月球背面样品处于超重状态 D. 在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则机械能越小 7. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，劲度系数为k的弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为800N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知AB长为2m，人与装备总质量m=80kg（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 从A点运动到B点的过程中，弹性轻绳减少的弹性势能大于人和装备增加的动能 B. 从A点运动到B点的过程中，弹性轻绳减少的弹性势能小于人和装备增加的动能 C. 弹性轻绳的劲度系数k=400N/m D. 弹性轻绳的劲度系数k=800N/m 8. 如图所示，在某竖直平面内，半径R=1m的光滑半圆弧轨道CEFD与水平传送带AB平滑连接于B点，传送带以某速率顺时针方向转动，半圆弧轨道中FD段为光滑圆管，E点和圆心O等高，∠EOF=30°。一质量m=1kg的小物块从水平传送带左端A点以v0=8m/s的初速度向右滑动，已知AB间长度L=9m，小物块（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，且小物块尺寸略小于光滑圆管内径。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 若传送带转动速率为10m/s，则小物块从A点第一次运动到C点所用时间为2s B. 若传送带转动速率为6m/s，则小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为46N C. 若传送带转动速率6m/s，则小物块第一次沿轨道CEFD运动时能经过F点 D. 只要传送带转动速率大于6m/s，小物块就能经过D点 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12~13题为实验题，14~16题为计算题，考生根据要求作答。 9. 某跳水运动员训练时从5m跳台双脚朝下由静止自由下落，教练用相机连拍功能连续拍摄了多张照片，其中一张照片中运动员双脚离水面1.8m，重力加速度g取10m/s2，则此时运动员速度大小为______m/s；相邻的另一张照片中运动员双脚离水面3.2m，则相邻两张照片拍摄的时间间隔为______s。 10. 深蹲是腿部训练的经典动作，它能够刺激全身肌肉，增强激素水平，提高新陈代谢。张同学用压力传感器来研究深蹲过程中脚对地面压力的变化情况。在完成一次动作的过程中，张同学的脚对地面的压力随时间变化图像如图所示，g取10m/s2。根据图像可以判断：张同学的质量为______kg，从a到b人处于______状态（选填“失重”、“超重”或“先超重后失重”）。 11. 图（甲）中，粗糙程度处处相同的斜面固定在地面上，将小物块从斜面顶端由静止释放，经6s匀加速下滑到底端。图（乙）中的①、②两条曲线分别表示该过程重力、摩擦力对物块做功随时间的变化关系，虚线AB为t=6s时曲线①的切线，则小物块在t=6s时重力的功率是______W。以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能Ep=12J时，其动能Ek=______J。 12. “探究平抛运动的特点”的实验有以下几步。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球由静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到的结论是：______。 （2）在（1）的基础上，该组同学用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是（　　） A. 重垂线可以不需要与坐标纸的y轴平行 B. 通过调节使斜槽末端保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次必须由静止开始释放小球 （3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丙所示，已知每个小方格的边长为0.80cm，重力加速度为g=10m/s2，则钢球平抛的初速度大小为______m/s（结果保留两位有效数字）。 13. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小张同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线的拉力，小车在水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是______ A. 必须测出砂和砂桶的质量，以其重力表示小车受到的合外力 B. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C 应当先释放小车，再接通电源 D. 要想探究加速度与相应力传感器示数的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量 （2）通过实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为、2、3、4是相邻计数点，相邻计数点之间还有四个计时点未标出，利用逐差法计算小车运动的加速度表达式为______（用表示）； （3）由实验得到力传感器示数与小车加速度的关系如图丙所示，由图丙中数据可知小车质量______kg（结果保留两位有效数字）。 14. 2024年9月14日新建龙岩至龙川高铁梅州西至龙川西段开通运营，这将大大拉近闽西、粤东等革命老区和粤港澳大湾区的距离。设有一列质量为m=4.0×105kg的高铁列车，从静止开始以恒定功率P=7.2×106W在平直轨道上运动，设列车行驶过程中所受到的阻力f始终为车重的0.02倍，g取10m/s2，求： （1）列车在该功率下的最大速度vm； （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，列车的瞬时加速度a的大小。 15. 如图，木板B静止在光滑的水平面上，小滑块A（可视为质点）静止在木板的左端，A与B的质量均为m=2kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。若从零时刻起，对滑块施加的恒定外力F=20N，方向与水平面成θ=53°斜向右上方，经过时间t=2s，A恰好到达B的最右端。取g=10m/s2，sin53°=0.8，求： （1）小滑块A加速度a1和木板B加速度a2的大小； （2）从零时刻起至A到达B的最右端的过程中，A与B因摩擦产生的热量Q。 16. 如图所示，ABC为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角θ37°、半径为2d的圆弧轨道；CD段为粗糙平直倾斜轨道，CD的长度为d，与BC段圆弧相切于C点，与滑块间的动摩擦因数，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，缓冲装置锁定时，轻杆不可移动；缓冲装置解除锁定时，轻杆可在固定的槽内移动。轻杆与槽间的滑动摩擦力fmg，轻杆向右移动不超过d时，装置可安全工作。缓冲装置解除锁定时，将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°0.6，重力加速度为g。 （1）现将缓冲装置锁定，滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求轨道对滑块的支持力FN； （2）仍保持缓冲装置的锁定状态，将滑块由D点静止释放，求弹簧最大的弹性势能Ep； （3）现将缓冲装置解除锁定，在缓冲装置安全工作时，试讨论该滑块第一次被弹回后上升距B点最大高度h与释放时距B点的高度H之间的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 龙岩市一级校联盟2024—2025学年第一学期半期考联考 高三物理试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、单项选择题（4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. “北斗”是我国自主研发的高精度导航系统，如图为某款手机利用“北斗”系统绘制出某电动车在平直路段行驶的速度时间图像，AB、CD和EF段近似看成直线，已知A、B对应的时刻分别为3.3s和5.8s，则该电动车（　　） A. 在BC段做匀变速直线运动 B. 在AB段的平均速度为2.5m/s C. 在AB段加速度比EF段大 D. 在AB段通过的位移为7.5m 【答案】D 【解析】 【详解】A．速度时间图像斜率表示加速度，结合图像可知，在BC段图像斜率不断变化，故在BC段不是匀变速直线运动，故A错误； B．依题知在AB段做匀加速直线运动，由匀变速直线运动规律可知，某段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度之和的一半，即在AB段的平均速度为 故B错误； C．速度时间图像斜率表示加速度，结合图像可知，在AB段加速度比EF段小，故C错误； D．以上分析可知，AB段的平均速度为，故在AB段通过的位移为 故D正确。 故选D 。 2. 如图所示为武平黄金百香果简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，百香果沿两杆向下运动，大、小百香果落入不同区域，不计阻力，则（　　） A. 百香果在经过左侧杆上M、N两点时受到的弹力方向不同 B. 百香果在杆上做匀速直线运动 C. 百香果离开杆后，在空中做变加速曲线运动 D. 百香果离开杆后，大果的速度变化比小果的快 【答案】A 【解析】 【详解】A．百香果受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直，杆对百香果的弹力指向百香果的球心，但由于两杆不平行，杆对百香果的弹力方向不同，故A正确； B．两根直杆共面但不平行倾斜放置，百香果受力不平衡，百香果在杆上做加速运动，故B错误； C．离开杆后，不计阻力，仅受重力作用，加速度为重力加速度，百香果在空中做匀变速曲线运动，故C错误； D．加速度是表示速度变化快慢的物理量，离开杆后，百香果的加速度相同，都为重力加速度，所以大果速度变化与小果的一样快，故D错误。 故选A。 3. 如图甲，绞车记载于北宋曾公亮的《武经总要》，其原理如图乙，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。a、b分别是大小辘轳边缘上的两点。在起吊过程中，下列说法正确的是（　　） A. a点的角速度大于b点的角速度 B. 重物在上升的过程中机械能守恒 C. 人对把手做的功大于重物克服重力所做的功 D. 滑轮不会转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．a、b两点为同轴转动，角速度相同， A错误； B．重物在上升的过程中，动能增大，重力势能增大，则机械能增大，B错误； C．由能量守恒定律可知，人对把手做的功等于重物机械能的增加量、轮轴动能及摩擦产生的热三者的和，则人对把手做的功大于重物克服重力所做的功，C正确； D．重物在起吊过程中，人顺时针转动把手，根据可知 a点的线速度大小大于b点的线速度大小，则在相同时间内，滑轮的左侧上升的距离大，滑轮的右侧下降的距离小，因此滑轮会顺时针转动，D错误。 故选C。 4. 最近，龙岩某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图1，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图2。若不计空气阻力，取重力加速度大小为10m/s2，机器人与水平桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列同学的推断结果正确的是（　　） A. 机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为6N B. 机器人的质量为1kg C. 在0~4s时间内，合外力做的功为120J D. 在t=4s时，牵引力的功率为216W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图2可知机器人在1s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时恰好达到最大静摩擦力 故A错误； B．当时，由图可知 ， 由牛顿第二定律可得 解得机器人的质量为 故B错误； C．在0～4s时间内，根据a-t图像的面积表示速度变化量，则 则在4s末机器人的速度为 由动能定理得在0~4s时间内，合外力做的功为 故C错误； D．在t=4s时，牵引力的功率为 故D正确。 故选D。 二、双项选择题（4小题，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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分） 5. “刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度v0=3m/s水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线和竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 面片在空中运动的竖直位移为0.45m B. 面片运动到锅边缘时的速度大小为4m/s C. 若面片落入锅中后可沿锅内曲面匀速下滑，则面片所受合力为零 D. 若面片落入锅中后可沿锅内曲面匀速下滑，则所受摩擦力减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．面片沿锅边缘的切线方向掉入锅中，则 且 解得 面片在空中运动的竖直位移为 故A正确； B．面片运动到锅边缘时的速度大小为 故B错误； C．若面片落入锅中后可沿锅内曲面匀速下滑，速度方向在改变，则存在加速度，合力不为零，故C错误； D．设面片、圆心的连线与竖直方向的夹角为，则面片所受摩擦力大小为 若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，逐渐减小，所受摩擦力大小逐渐减小，故D正确。 故选AD。 6. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品，精准着陆在内蒙古四子王旗，任务取得圆满成功。已知月球的半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，忽略月球自转，关于嫦娥六号的论述，正确的是（　　） A. 在环月做圆周运动的过程中的速度大于 B. 要使嫦娥六号从低轨道上运动变到高轨道上运动应点火加速 C. 返回器进入地球大气层打开降落伞做减速运动，则月球背面样品处于超重状态 D. 在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则机械能越小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对月球进行分析，在月球表面有 解得 该速度是月球的第一宇宙速度，是环绕月球做圆周运动的最大速度，所以在环月做圆周运动的过程中的速度小于，故A错误； B．要使嫦娥六号从低轨道上运动变到高轨道上需要点火加速，使其做离心运动，故B正确； C．打开降落伞做减速运动的过程中，加速度方向竖直向上，样品处于超重状态，故C正确； D．在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，需要点火加速做离心运动，除了万有引力的其他力做正功，机械能越大，故D错误。 故选BC。 7. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，劲度系数为k的弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为800N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知AB长为2m，人与装备总质量m=80kg（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 从A点运动到B点的过程中，弹性轻绳减少的弹性势能大于人和装备增加的动能 B. 从A点运动到B点的过程中，弹性轻绳减少的弹性势能小于人和装备增加的动能 C. 弹性轻绳的劲度系数k=400N/m D. 弹性轻绳劲度系数k=800N/m 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．从A点运动到B点的过程中，弹性轻绳减少的弹性势能等于人和装备增加的动能与重力势能之和，故A正确，B错误； CD．在B点时速度最大，人和装备与弹性轻绳的弹力大小相等，则 固定在地面时传感器示数为 T=800N 设此时弹性轻绳的弹力为F，由平衡条件得 =1600N 由胡克定律可得 解得弹性轻绳的劲度系数 故C正确，D错误。 故选AC 8. 如图所示，在某竖直平面内，半径R=1m的光滑半圆弧轨道CEFD与水平传送带AB平滑连接于B点，传送带以某速率顺时针方向转动，半圆弧轨道中FD段为光滑圆管，E点和圆心O等高，∠EOF=30°。一质量m=1kg的小物块从水平传送带左端A点以v0=8m/s的初速度向右滑动，已知AB间长度L=9m，小物块（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，且小物块尺寸略小于光滑圆管内径。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 若传送带转动速率为10m/s，则小物块从A点第一次运动到C点所用时间为2s B. 若传送带转动速率为6m/s，则小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为46N C. 若传送带转动速率为6m/s，则小物块第一次沿轨道CEFD运动时能经过F点 D. 只要传送带转动速率大于6m/s，小物块就能经过D点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若传送带转动速率为10m/s，则物块受到向右的摩擦力做加速运动，由牛顿第二定律可知加速度大小为 由匀变速直线运动速度时间公式可知，物块加速到与传送带共速所需时间 该过程小物块位移 刚好等于传送带长度L，故则小物块从A点第一次运动到C点所用时间为1s，故A错误； B．若传送带转动速率为6m/s，则物块受到向左的摩擦力做减速运动，由牛顿第二定律可知加速度大小为 故物块减速到与传送带共速所需时间 该过程小物块位移 此时物块还未到传送带右端，故物块先做减速运动后以做匀速运动到C点，设此时轨道给物块支持力为FN,由牛顿第二定律可知 解得 根据牛顿第三定律可知，则物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为46N，故B正确； C．以上分析可知，若传送带转动速率为6m/s，物块运到C点时速度为，设物块第一次沿轨道CEFD运动经过F点时速度为，由动能定理 解得 故能到F点，故C正确； D．设物块在C点速度为时刚好能运动到D点，该过程由动能定理 解得 故传送带速度至少要为物块才能经过D点，故D错误。 故选BC 。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12~13题为实验题，14~16题为计算题，考生根据要求作答。 9. 某跳水运动员训练时从5m跳台双脚朝下由静止自由下落，教练用相机连拍功能连续拍摄了多张照片，其中一张照片中运动员双脚离水面1.8m，重力加速度g取10m/s2，则此时运动员的速度大小为______m/s；相邻的另一张照片中运动员双脚离水面3.2m，则相邻两张照片拍摄的时间间隔为______s。 【答案】 ①. 8 ②. 0.2 【解析】 【详解】[1]运动员双脚离水面1.8m，则运动员下落了 5m－1.8m=3.2m 根据自由落体运动规律可得 所以 ， [2]相邻的另一张照片中运动员双脚离水面3.2m，则下落了 5m－3.2m=1.8m 根据 解得 相邻两张照片拍摄的时间间隔为 10. 深蹲是腿部训练的经典动作，它能够刺激全身肌肉，增强激素水平，提高新陈代谢。张同学用压力传感器来研究深蹲过程中脚对地面压力的变化情况。在完成一次动作的过程中，张同学的脚对地面的压力随时间变化图像如图所示，g取10m/s2。根据图像可以判断：张同学的质量为______kg，从a到b人处于______状态（选填“失重”、“超重”或“先超重后失重”）。 【答案】 ①. 50 ②. 失重 【解析】 【详解】[1]根据图像可知，当张同学处于静止状态时，有 则张同学的质量为 [2]从a到b，由于图像可知张同学对地面的压力小于张同学的重力，则人处于失重状态。 11. 图（甲）中，粗糙程度处处相同的斜面固定在地面上，将小物块从斜面顶端由静止释放，经6s匀加速下滑到底端。图（乙）中的①、②两条曲线分别表示该过程重力、摩擦力对物块做功随时间的变化关系，虚线AB为t=6s时曲线①的切线，则小物块在t=6s时重力的功率是______W。以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能Ep=12J时，其动能Ek=______J。 【答案】 ①. 9 ②. 4 【解析】 【详解】[1]重力做正功，摩擦力做负功，所以①图像是重力的图像，②图像是摩擦力的图像。切线AB斜率的物理意义是小物块的重力在时的瞬时功率，所以 [2]小物块在时下滑到斜面的最底端，重力一共做功 所以重力势能减小了18J。摩擦力一共做功 以地面为重力势能零势能面，当物块重力势能时,物块处于斜面长度的位置，则从出发到该位置，对物块用动能定理得 解得 12. “探究平抛运动的特点”的实验有以下几步。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球由静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到的结论是：______。 （2）在（1）的基础上，该组同学用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是（　　） A. 重垂线可以不需要与坐标纸的y轴平行 B. 通过调节使斜槽末端保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次必须由静止开始释放小球 （3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丙所示，已知每个小方格的边长为0.80cm，重力加速度为g=10m/s2，则钢球平抛的初速度大小为______m/s（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）平抛运动在竖直方向的运动是自由落体运动 （2）BD （3）0.60 【解析】 【小问1详解】 该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地，且改变高度仍然得到相同的结果，则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。 【小问2详解】 A．重垂线作用是确保坐标纸在竖直方向上与重力方向一致，如果重垂线与y轴不平行，那么记录的数据将无法准确反映小球在竖直方向上的运动情况，故A错误； B．调节使斜槽末端保持水平，这是确保小球离开斜槽后做的是平抛运动的关键，因为如果斜槽末端不水平，小球将获得一个与水平方向成角度的初速度，这将影响实验结果的准确性，故B正确； C．为了确保每次实验小球都有相同的初速度，需要每次从斜槽的同一位置由静止释放小球。如果释放位置不同，小球在滑到斜槽末端时的速度也会不同，这将影响实验结果的比较，故C错误； D．每次必须由静止开始释放小球，是为了确保小球每次离开斜槽时的速度都相同，从而可以比较不同次实验的结果。如果小球不是从静止开始释放，那么它在滑到斜槽末端时的速度将受到初始速度的影响，这将使实验结果不准确，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 平抛运动水平方向做匀速直线运动，而竖直方向做自由落体运动，根据图丙中可得，在水平方向有 在竖直方向由逐差法 联立方程代入数值解得 13. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小张同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线的拉力，小车在水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是______ A. 必须测出砂和砂桶的质量，以其重力表示小车受到的合外力 B. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C. 应当先释放小车，再接通电源 D. 要想探究加速度与相应力传感器示数的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量 （2）通过实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为、2、3、4是相邻计数点，相邻计数点之间还有四个计时点未标出，利用逐差法计算小车运动的加速度表达式为______（用表示）； （3）由实验得到力传感器示数与小车加速度的关系如图丙所示，由图丙中数据可知小车质量______kg（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）D （2） （3）3.0 【解析】 【小问1详解】 AB. 因有力传感器测量小车的拉力，则不需要测出砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项AB错误； C. 应当先接通电源，再释放小车，选项C错误； D. 要想探究加速度与相应力传感器示数关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量，多次实验得到结论，选项D正确。 故选D。 【小问2详解】 相邻计数点之间还有四个计时点未标出，则相邻计数点间的时间间隔 则加速度 【小问3详解】 根据 可得 由图像可知 可得 m=3.0kg 14. 2024年9月14日新建龙岩至龙川高铁梅州西至龙川西段开通运营，这将大大拉近闽西、粤东等革命老区和粤港澳大湾区的距离。设有一列质量为m=4.0×105kg的高铁列车，从静止开始以恒定功率P=7.2×106W在平直轨道上运动，设列车行驶过程中所受到的阻力f始终为车重的0.02倍，g取10m/s2，求： （1）列车在该功率下的最大速度vm； （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，列车的瞬时加速度a的大小。 【答案】（1）90m/s （2）0.4m/s2 【解析】 【详解】（1）当列车达到最大速度时，列车匀速运动，此时牵引力等于阻力，故 又因为 联立解得 （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，设此时列车牵引力为F1，根据 根据牛顿第二定律可知 联立解得 15. 如图，木板B静止在光滑的水平面上，小滑块A（可视为质点）静止在木板的左端，A与B的质量均为m=2kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.5。若从零时刻起，对滑块施加的恒定外力F=20N，方向与水平面成θ=53°斜向右上方，经过时间t=2s，A恰好到达B的最右端。取g=10m/s2，sin53°=0.8，求： （1）小滑块A加速度a1和木板B加速度a2的大小； （2）从零时刻起至A到达B的最右端的过程中，A与B因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）5m/s2，1m/s2 （2）16J 【解析】 【小问1详解】 对小滑块进行分析，竖直方向 水平方向由牛顿第二定律 对木板B 联立解得 【小问2详解】 设木板B的总长度为L，则 摩擦力做功转化为热量 联立解得 16. 如图所示，ABC为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角θ37°、半径为2d的圆弧轨道；CD段为粗糙平直倾斜轨道，CD的长度为d，与BC段圆弧相切于C点，与滑块间的动摩擦因数，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，缓冲装置锁定时，轻杆不可移动；缓冲装置解除锁定时，轻杆可在固定的槽内移动。轻杆与槽间的滑动摩擦力fmg，轻杆向右移动不超过d时，装置可安全工作。缓冲装置解除锁定时，将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°0.6，重力加速度为g。 （1）现将缓冲装置锁定，滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求轨道对滑块的支持力FN； （2）仍保持缓冲装置的锁定状态，将滑块由D点静止释放，求弹簧最大的弹性势能Ep； （3）现将缓冲装置解除锁定，在缓冲装置安全工作时，试讨论该滑块第一次被弹回后上升距B点的最大高度h与释放时距B点的高度H之间的关系。 【答案】（1），方向竖直向上 （2）0.8mgd （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 从C到B的过程中，机械能守恒 根据牛顿第二定律 解得 方向竖直向上。 【小问2详解】 由能量守恒 得 【小问3详解】 缓冲装置解除锁定时，滑块从C点释放至滑块向右速度为零，设弹簧最大的弹性势能为，则根据能量守恒 ⅰ）若杆未被推动，小球刚接触弹簧时动能的最大值为 则有 联立解得，小球释放时距B点的最大高度为 即当 时 ⅱ）若杆被推动，小球被弹簧弹回时的动能为 则有 得 即当 时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$