精品解析：湖南省衡阳市衡阳县第一中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

衡阳县一中2025届高三第一学期期中考试 物理 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题，共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在如图所示的照片中，关于物体或人在运动过程中的一些描述正确的是（　　） A. 甲图是一列在12：35~20：07之间由厦门北开往武汉的动车，12：35是指动车运动的时间间隔 B. 乙图中的电风扇在断电后会慢慢停下，原因是断电后电动机不再提供动力，失去动力导致扇叶停下 C. 丙图中运动员在跑步比赛，起跑时，地面对运动员的作用力大于运动员对地面的作用力，因此运动员才能加速启动 D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员，台下的观众不可以把她们视为质点 2. 2024年7月31日，巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛，中国选手全红婵、陈芋汐完美展现“水花消失术”，以绝对优势获得金牌，跳水过程从离开跳板开始计时，图像如下图所示，图中仅段为直线，不计空气阻力，则由图可知（　　） A. 段运动员处于失重状态 B. 段为空中的运动时间，该段时间运动员的速度方向始终竖直向下 C. 段运动员的加速度逐渐增大 D. 段运动员一直处于超重状态 3. 如图所示，配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上，上语文课时，某同学将一本古汉语字典放在支架的斜面上，若字典与支架斜面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，缓慢地调节倾角使得字典与支架始终处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A. 倾角增大，字典受到的支持力增大 B. 倾角增大，字典受到的摩擦力减小 C. 若字典始终处于静止状态，支架对字典的作用力不变 D. 若字典始终处于静止状态，支架倾角的最大值 4. 如图，不可伸长的轻绳绕过光滑的钉子，一端固定在地面上，另一端吊着一个小球。在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球在竖直方向上做加速运动 B. 小球在竖直方向上做减速运动 C. 小球在竖直方向上做匀速运动 D. 小球的运动轨迹是一条倾斜直线 5. 如图所示，在距地面同一高度处将三个相同的小球以相同的速率分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右的方向抛出，不计空气阻力，比较这三个小球从抛出到落地的过程，下列说法正确的是（　　） A. 重力对每个小球做的功都各不相同 B. 重力对每个小球的冲量都各不相同 C. 每个小球落地时的速度都各不相同 D. 每个小球落地时重力做功的瞬时功率都各不相同 6. 与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，已知地球的公转半径为，公转周期为，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，引力常量为，下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小 C. 小行星甲的公转周期为 D. 太阳的密度为 7. 水平地面上有一质量为半球型碗，内表面光滑，质量的小球从边缘由静止滚到底端的过程，碗一直保持静止，（取重力加速度为g）在此过程中（　　） A. 底座受到地面的最大摩擦力为 B. 底座对地面的最大压力为 C. 底座与地面的动摩擦因数最小为 D. 如果把碗放在光滑的水平面上，小球不能到达碗的另一侧边缘 8. 2024年8月6日，千帆极轨01组卫星一箭18星发射升空，此次发射的千帆极轨01组卫星是我国低轨“千帆星座”的首批组网星，卫星运行的轨道高度距地面约500km到2000km，已知地球半径约为6400km，引力常量，静止卫星的轨道距地面高度约为36000km，运行周期24h，A卫星是01组中轨道最低的，B卫星是01组中轨道最高的，下列说法正确的是（　　） A. A卫星的运行周期约为1.6h B. A、B卫星的运行周期之比约为 C. 根据以上信息可以求出地球的质量 D. 千帆极轨01组卫星的发射速度大于11.2km/s 9. 某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰后两车的减速过程均视为匀减速直线运动，两车均视为质点且质量相等，所受阻力大小均始终为车重的0.5倍，碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段的限速为，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 两车碰后瞬间前车的速度为 B. 两车碰后瞬间后车的速度为 C. 后车刹车后，经4s停下来 D. 后车开始刹车时，没有超速 10. 如图所示，轻杆一端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，另一端固定一可视为质点的小球A；轻绳一端连接小球B，另一端穿过位于O点正下方的小孔P与A相连。用沿绳斜向上的拉力F作用于小球A，使杆保持水平。某时刻撤去拉力F，小球A、B带动轻杆绕O点转动。已知小球A、B的质量均为m，杆长为3L，OP长为5L，重力加速度为g，忽略一切阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 杆保持水平时，轻杆对小球A的拉力大小为 B. 运动过程中，两小球速度大小相等时的速度值为 C. 运动过程中，两小球速度大小相等时细绳对小球A的拉力大小为 D. 运动过程中，两小球速度大小相等时轻杆对小球A的拉力大小为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用如图（a）所示的装置进行探究物体之间拉力的关系。质量为m1、m2的物块A、B放在左端固定有光滑定滑轮的长木板上，两物块左端分别固定有拉力传感器1、2，拉力传感器质量不计。物块A与拉力传感器2通过轻绳连接，拉力传感器1通过绕过定滑轮的轻绳与装有砝码的砝码盘连接。现将纸带穿过打点计时器与物块B连接。实验过程中轻绳、纸带均与长木板平行，拉力传感器1、2对应的示数分别为F1、F2。 （1）以物块A和B作为研究对象，探究加速度a和拉力F1之间的关系。关于实验过程，下列说法正确的是_____。 A. 实验过程中需要补偿阻力 B. 实验过程中应先释放物块、后接通打点计时器的电源 C. 实验过程中需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量 （2）打出的纸带及数据如图（b）所示，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则系统的加速度大小为_____m/s2，（结果保留2位有效数字）。 （3）为探究拉力F1和F2的关系，根据数据绘制了F1-F2的图像如图（c）。已知物块A的质量为2.0kg，则物块B的质量为_____kg（结果保留2位有效数字）。 12. 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，质量为m1和m2的滑块与质量为m0的动滑轮用不可伸长的轻质绳按图示方式连接（绳竖直）。m2的右侧有宽度为d、质量忽略不计的遮光条。现让m2从距离光电门高度为h处由静止释放，发现光电计时器显示遮光条经过光电门的时间为t。已知重力加速度大小为g，且d远小于h。 （1）m2经过光电门时的速度大小为_______； （2）若将m0、m1和m2看作一个系统，则m2下落h过程中，系统减少的重力势能为_______，系统增加的动能为_______。 （3）经过多次实验发现m0、m1和m2组成的系统减少的重力势能与系统增加的动能并不相等，请从系统误差的角度分析二者不相等的可能原因是（写出一条即可）：____。 13. 乒乓球台的纵截面如图所示，A、D是台面的两个端点，位于正中间的乒乓球网高度，其中，P、Q、C在同一竖直线上，所有点均在同一竖直面内。第一次在P点将乒乓球水平击出，球恰好过球网的最高点F，且刚好落到B点；第二次在Q点将同一乒乓球斜向上击出，轨迹的最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。乒乓球可看作质点，不计空气阻力作用。求：（注意：计算题中二级结论不能直接使用） （1）P点到台面的高度； （2）Q点到台面的高度。 14. 汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，行驶过程中司机忽然发现前方处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车加速度的大小随位移变化的关系如图所示。司机的反应时间，在这段时间内汽车仍保持匀速行驶，段为刹车系统的启动阶段，从位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从位置开始计时，汽车第1s内的位移为10m，第3s内的位移为6m。 （1）求汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小及位置汽车的速度大小； （2）若段位移大小为11.5m，求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车位移的大小。 15. 如图所示，长L=3m的水平传送带MN沿逆时针方向转动，带速大小可以根据需要进行调节，传送带左右两侧光滑平台等高，左侧平台上固定着一个半径r=0.8m的光滑圆弧轨道和光滑圆轨道，两轨道间的平台足够长，C点为圆轨道内侧最高点，最低点D、D'点相互靠近且错开，右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量mA=30g的物块A从圆弧轨道的最高点P由静止释放，与静止在轨道最低点的质量mB=10g的物块B发生弹性碰撞，碰后撤去圆弧轨道。已知物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，物块A、B均可看作质点。 （1）物块A、B第一次碰撞后，求物块B的速度大小； （2）若两物块碰撞后只有物块B能通过圆轨道的最高点且物块A、B均不脱轨： i.求圆轨道半径的范围； ii.若中间圆轨道的半径为0.32m，当传送带沿逆时针转动的速度由0增加至某一值时，保持此值不变，将A仍从P点由静止释放后，物块B恰好与物块A发生第二次弹性碰撞，求物块B与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳县一中2025届高三第一学期期中考试 物理 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题，共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在如图所示的照片中，关于物体或人在运动过程中的一些描述正确的是（　　） A. 甲图是一列在12：35~20：07之间由厦门北开往武汉的动车，12：35是指动车运动的时间间隔 B. 乙图中的电风扇在断电后会慢慢停下，原因是断电后电动机不再提供动力，失去动力导致扇叶停下 C. 丙图中运动员在跑步比赛，起跑时，地面对运动员的作用力大于运动员对地面的作用力，因此运动员才能加速启动 D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员，台下的观众不可以把她们视为质点 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图是一列在12：35~20：07之间由厦门北开往武汉的动车，12：35是指的是时刻，故A错误； B．乙图中的电风扇在断电后会慢慢停下，原因是断电后扇叶受到阻力的作用，导致扇叶停下，故B错误； C．地面对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对相互作用力，大小总是相等，故C错误； D．丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员，芭蕾舞演员的形状大小不能忽略不计，台下的观众不可以把她们视为质点，故D正确。 故选D。 2. 2024年7月31日，巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛，中国选手全红婵、陈芋汐完美展现“水花消失术”，以绝对优势获得金牌，跳水过程从离开跳板开始计时，图像如下图所示，图中仅段为直线，不计空气阻力，则由图可知（　　） A. 段运动员处于失重状态 B. 段为空中的运动时间，该段时间运动员的速度方向始终竖直向下 C. 段运动员的加速度逐渐增大 D. 段运动员一直处于超重状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于v-t图像中，图线切线的斜率表示加速度，根据图像可知，段加速度为正值，竖直向下，故为失重状态，故A正确； B．v-t图像中，速度数值的正负表示方向，t1时刻之前，速度为负值，竖直向上，t1时刻之后，速度为正值，竖直向下，根据上述可知，在t1时刻，运动员的速度方向发生改变，故B错误； C．根据图像可知，在段时间内，图线切线斜率的绝对值先增大后减小，即段运动员的加速度先增大后减小，故C错误； D．根据图像可知，t3时刻运动员速度达最大，由于v-t图像中，图线切线的斜率表示加速度，根据图像可知，段运动员加速度始终为正值，竖直向下，故为失重状态，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上，上语文课时，某同学将一本古汉语字典放在支架的斜面上，若字典与支架斜面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，缓慢地调节倾角使得字典与支架始终处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A. 倾角增大，字典受到的支持力增大 B. 倾角增大，字典受到的摩擦力减小 C. 若字典始终处于静止状态，支架对字典的作用力不变 D. 若字典始终处于静止状态，支架倾角的最大值 【答案】C 【解析】 【详解】AB．字典受力情况如图所示 根据受力平衡可得 ， 可知随倾角增大，字典受到的支持力减小，字典受到的摩擦力增大，故AB错误； C．若字典始终处于静止状态，则支架对字典的作用力与字典的重力平衡，保持不变，故C正确； D．当字典受到静摩擦力达到最大时，根据受力平衡可知 解得 即 故D错误。 故选C。 4. 如图，不可伸长的轻绳绕过光滑的钉子，一端固定在地面上，另一端吊着一个小球。在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球在竖直方向上做加速运动 B. 小球在竖直方向上做减速运动 C. 小球在竖直方向上做匀速运动 D. 小球的运动轨迹是一条倾斜直线 【答案】A 【解析】 【详解】在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，设钉子的速度为，倾斜绳子与水平方向的夹角为，将钉子速度分解为沿倾斜绳子方向分速度和垂直倾斜绳子方向分速度，则有 小球由于受到绳子拉力与重力均处于竖直方向，所以小球水平方向做匀速直线运动，水平速度等于钉子速度，竖直方向小球的速度为 由于逐渐减小，逐渐增大，则小球在竖直方向上做加速运动；小球的合运动为曲线运动，所以小球的运动轨迹是一条曲线。 故选A。 5. 如图所示，在距地面同一高度处将三个相同的小球以相同的速率分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右的方向抛出，不计空气阻力，比较这三个小球从抛出到落地的过程，下列说法正确的是（　　） A. 重力对每个小球做的功都各不相同 B. 重力对每个小球的冲量都各不相同 C. 每个小球落地时的速度都各不相同 D. 每个小球落地时重力做功的瞬时功率都各不相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．设下落高度为h，重力做功为 三个小球下落高度相同，重力对每个小球做的功相同，故A错误； B．小球抛出后，加速度都是g，竖直方向都做匀变速直线运动，第1个球做竖直下抛运动，有 第2个球做竖直上抛运动，有 第3个球做平抛运动，有 可得 根据重力冲量公式 可得重力对每个小球的冲量都各不相同，故B正确； C．三个小球从抛出到落地的过程，根据动能定理 可知每个小球落地时的速度大小相同，第1个球、第2个球落地时的速度方向竖直向下，第3个球落地时的速度方向不是竖直向下，故每个小球落地时的速度不是各不相同，故C错误； D．小球落地时重力做功的瞬时功率 由于 故 故每个小球落地时重力做功的瞬时功率不是各不相同，故D错误。 故选B。 6. 与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，已知地球的公转半径为，公转周期为，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，引力常量为，下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小 C. 小行星甲的公转周期为 D. 太阳的密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，但小行星甲与小行星乙在不同轨道上，所以小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得 由于小行星乙在远日点离太阳距离等于地球离太阳距离，则小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小，故B正确； C．根据开普勒第三定律可得 解得小行星甲的公转周期为 故C错误； D．设太阳质量为，太阳半径为，太阳的密度为，则有 地球绕太阳转动，由万有引力提供向心力可得 联立可得太阳的密度为 故D错误。 故选B。 7. 水平地面上有一质量为半球型碗，内表面光滑，质量的小球从边缘由静止滚到底端的过程，碗一直保持静止，（取重力加速度为g）在此过程中（　　） A. 底座受到地面的最大摩擦力为 B. 底座对地面的最大压力为 C. 底座与地面的动摩擦因数最小为 D. 如果把碗放在光滑的水平面上，小球不能到达碗的另一侧边缘 【答案】C 【解析】 【详解】AC．设小球到达的位置与球心连线与竖直方向夹角为θ时底座受到地面的摩擦力最大，则由机械能守恒 由牛顿第二定律 对碗受力分析可知地面对碗的摩擦力 联立解得 可知当θ=45°时底座受到地面的最大摩擦力为 底座与地面的静摩擦力应满足 即 即动摩擦因数要大于等于的最大值，因 可知 选项A错误C正确； B．当小球到达碗底部时碗对地面的压力最大，则由机械能守恒 由牛顿第二定律 底座对地面的最大压力 联立解得 N=6mg 选项B错误； D．如果把碗放在光滑的水平面上，则小球和碗的系统水平方向动量守恒，当小球到达另一侧最高点时根据 可知碗和小球的速度均为零，由能量关系可知，小球能到达碗的另一侧边缘，选项D错误。 故选C。 8. 2024年8月6日，千帆极轨01组卫星一箭18星发射升空，此次发射的千帆极轨01组卫星是我国低轨“千帆星座”的首批组网星，卫星运行的轨道高度距地面约500km到2000km，已知地球半径约为6400km，引力常量，静止卫星的轨道距地面高度约为36000km，运行周期24h，A卫星是01组中轨道最低的，B卫星是01组中轨道最高的，下列说法正确的是（　　） A. A卫星的运行周期约为1.6h B. A、B卫星的运行周期之比约为 C. 根据以上信息可以求出地球的质量 D. 千帆极轨01组卫星的发射速度大于11.2km/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对A卫星和地球的静止卫星，由开普勒第三定律可知 解得 TA≈1.6h 选项A正确； B．由开普勒第三定律可知，A、B卫星的运行周期之比约为 选项B错误； C．根据静止卫星的周期和轨道半径由 可以求出地球的质量，选项C正确； D．千帆极轨01组卫星没有脱离地球的引力，则发射速度小于11.2km/s，选项D错误。 故选AC。 9. 某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰后两车的减速过程均视为匀减速直线运动，两车均视为质点且质量相等，所受阻力大小均始终为车重的0.5倍，碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段的限速为，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 两车碰后瞬间前车的速度为 B. 两车碰后瞬间后车的速度为 C. 后车刹车后，经4s停下来 D. 后车开始刹车时，没有超速 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律，两车做匀减速直线运动的加速度大小均为 根据运动学公式，前车、后车碰撞后瞬间速度分别为、 故A正确，B错误； CD．两车碰撞过程，根据动量守恒定律可得 解得碰撞前瞬间后车的速度为 根据 解得 后车开始刹车时，没有超速，后车的运动时间为 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，轻杆一端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，另一端固定一可视为质点的小球A；轻绳一端连接小球B，另一端穿过位于O点正下方的小孔P与A相连。用沿绳斜向上的拉力F作用于小球A，使杆保持水平。某时刻撤去拉力F，小球A、B带动轻杆绕O点转动。已知小球A、B的质量均为m，杆长为3L，OP长为5L，重力加速度为g，忽略一切阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 杆保持水平时，轻杆对小球A的拉力大小为 B. 运动过程中，两小球速度大小相等时的速度值为 C. 运动过程中，两小球速度大小相等时细绳对小球A的拉力大小为 D. 运动过程中，两小球速度大小相等时轻杆对小球A的拉力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由几何关系可知，杆保持水平时绳与竖直方向夹角为 可得 对小球A受力分析可知 对B 解得轻杆对小球A的拉力大小为 选项A错误； B．运动过程中，两小球速度大小相等时的，绳的方向与杆垂直，则此时绳与竖直方向夹角为 即 由能量关系 解得 选项B正确； C．两小球速度大小相等时，对小球A受力分析如图3，沿绳方向应有 T'+mgcosθ=ma1 小球B与小球A沿绳方向的加速度大小相等，则对小球B有 mg-T'=ma1 将角度θ代入并联立解得 故C正确； D．对A球，在速度最大时，沿杆方向应有 代入数据解得 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用如图（a）所示的装置进行探究物体之间拉力的关系。质量为m1、m2的物块A、B放在左端固定有光滑定滑轮的长木板上，两物块左端分别固定有拉力传感器1、2，拉力传感器质量不计。物块A与拉力传感器2通过轻绳连接，拉力传感器1通过绕过定滑轮的轻绳与装有砝码的砝码盘连接。现将纸带穿过打点计时器与物块B连接。实验过程中轻绳、纸带均与长木板平行，拉力传感器1、2对应的示数分别为F1、F2。 （1）以物块A和B作为研究对象，探究加速度a和拉力F1之间的关系。关于实验过程，下列说法正确的是_____。 A. 实验过程中需要补偿阻力 B. 实验过程中应先释放物块、后接通打点计时器的电源 C. 实验过程中需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量 （2）打出的纸带及数据如图（b）所示，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则系统的加速度大小为_____m/s2，（结果保留2位有效数字）。 （3）为探究拉力F1和F2的关系，根据数据绘制了F1-F2的图像如图（c）。已知物块A的质量为2.0kg，则物块B的质量为_____kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）A （2）2.0 （3）3.0 【解析】 【小问1详解】 A．为了排除摩擦力对实验的影响，需补偿阻力，A正确； B．在使用打点计时器时，应先接通电源再释放物体，B错误； C．实验过程中，拉力F1直接通过传感器1测出，实验过程中不需要保证砝码和砝码盘的质量远小于两物块的总质量，C错误。 故选A。 【小问2详解】 根据逐差法得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律得 解得 根据图像得 解得 12. 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，质量为m1和m2的滑块与质量为m0的动滑轮用不可伸长的轻质绳按图示方式连接（绳竖直）。m2的右侧有宽度为d、质量忽略不计的遮光条。现让m2从距离光电门高度为h处由静止释放，发现光电计时器显示遮光条经过光电门的时间为t。已知重力加速度大小为g，且d远小于h。 （1）m2经过光电门时的速度大小为_______； （2）若将m0、m1和m2看作一个系统，则m2下落h过程中，系统减少的重力势能为_______，系统增加的动能为_______。 （3）经过多次实验发现m0、m1和m2组成的系统减少的重力势能与系统增加的动能并不相等，请从系统误差的角度分析二者不相等的可能原因是（写出一条即可）：____。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）定滑轮有质量或旋转增加了动能或存在摩擦或存在阻力 【解析】 【小问1详解】 m2经过光电门时，遮光条宽度很小，可以看作匀速通过，其速度大小为 【小问2详解】 [1]m2下落h过程中，m0下落h，m1上升2h系统减少的重力势能为 [2]m2、m0下落速度相同，m1上升速度为2v，系统增加的动能为 【小问3详解】 从系统误差的角度分析二者不相等的可能原因是，定滑轮有质量或旋转增加了动能或存在摩擦或存在阻力。 13. 乒乓球台的纵截面如图所示，A、D是台面的两个端点，位于正中间的乒乓球网高度，其中，P、Q、C在同一竖直线上，所有点均在同一竖直面内。第一次在P点将乒乓球水平击出，球恰好过球网的最高点F，且刚好落到B点；第二次在Q点将同一乒乓球斜向上击出，轨迹的最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。乒乓球可看作质点，不计空气阻力作用。求：（注意：计算题中二级结论不能直接使用） （1）P点到台面的高度； （2）Q点到台面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 第一次在P点将乒乓球水平击出，乒乓球做平抛运动，由，可知 由于平抛运动在水平方向做匀速直线运动，由，可知乒乓球从P到F的时间与乒乓球从F到B的时间相等，即 乒乓球在竖直方向上做自由落体运动，由 ，， 解得P点到台面的高度 【小问2详解】 第二次在Q点将同一乒乓球斜向上击出，乒乓球做斜抛运动，乒乓球在水平方向上做匀速直线运动，由，可得 由，可得 乒乓球由F到A的运动为平抛运动，乒乓球从Q到F的运动可看作逆向的平抛运动，竖直方向上是自由落体运动，则 ， 解得Q点到台面的高度 14. 汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，行驶过程中司机忽然发现前方处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车加速度的大小随位移变化的关系如图所示。司机的反应时间，在这段时间内汽车仍保持匀速行驶，段为刹车系统的启动阶段，从位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从位置开始计时，汽车第1s内的位移为10m，第3s内的位移为6m。 （1）求汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小及位置汽车的速度大小； （2）若段位移大小为11.5m，求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车位移的大小。 【答案】（1）；；（2）45.35m 【解析】 【详解】（1）假设第三秒内未停止，则加速度大小为 最后一秒内的位移应为 假设成立。 根据匀变速直线运动规律 解得 （2）从x1~x2，取一小段位移，则有 … 上式相加有 其中括号内之和表示a- x图像围成面积，可得 解得 则反应时间内 在匀减速阶段有 汽车行驶总位移 15. 如图所示，长L=3m的水平传送带MN沿逆时针方向转动，带速大小可以根据需要进行调节，传送带左右两侧光滑平台等高，左侧平台上固定着一个半径r=0.8m的光滑圆弧轨道和光滑圆轨道，两轨道间的平台足够长，C点为圆轨道内侧最高点，最低点D、D'点相互靠近且错开，右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量mA=30g的物块A从圆弧轨道的最高点P由静止释放，与静止在轨道最低点的质量mB=10g的物块B发生弹性碰撞，碰后撤去圆弧轨道。已知物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，物块A、B均可看作质点。 （1）物块A、B第一次碰撞后，求物块B的速度大小； （2）若两物块碰撞后只有物块B能通过圆轨道的最高点且物块A、B均不脱轨： i.求圆轨道半径的范围； ii.若中间圆轨道的半径为0.32m，当传送带沿逆时针转动的速度由0增加至某一值时，保持此值不变，将A仍从P点由静止释放后，物块B恰好与物块A发生第二次弹性碰撞，求物块B与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。 【答案】（1） （2）i.0.2m≤R≤0.72m；ii. 【解析】 【小问1详解】 A从P点下滑到圆弧轨道最低点的过程，由机械能守恒定律 解得A第一次与B碰前速度大小 v0=4m/s 对A、B第一次弹性碰撞过程，由机械能守恒定律 由动量守恒定律 解得 ， 【小问2详解】 i.若B刚好能通过最高点C，有 B从D点运动到最高点C，由动能定理 解得 R1=0.72m A运动到与圆轨道的圆心等高处，速度减为零，恰好不脱轨，由动能定理 ， 解得 R2=0.2m 则圆轨道半径范围 0.2m≤R≤0.72m ii.B反弹后向左运动时，要想与A碰撞，首先要通过圆轨道最高点C，则 B从最高点C沿圆轨道滑下，到达底端D，设其速度为vB2， 由动能定理 解得 vB2=4m/s B从M点向右运动到N点，设B在N点的速度为v1，由动能定理 解得 B反弹后，若B从N点一直减速运动到M点，设B在M点的速度为v2，有 解得 由上式可知，当传送带速度v传=4m/s时，B向左运动，既能通过传送带，又能通过最高点C，之后恰好与A发生第2次弹性碰撞。 B向右运动过程中，B相对传送带滑动的时间 B与传送带的相对位移 B向左运动过程中，B相对传送带滑动的时间 B与传送带的相对位移 由于B与传送带因摩擦产生的热量 故 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $