精品解析：河北省衡水市冀州中学2024-2025学年高三上学期12月期末物理试题

2024-2025学年度高三年级上学期12月考试物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 甲图中记录送餐机器人从1楼至9楼的时间时，不可以把机器人看成质点 B. 乙图中导航显示的96公里是位移大小 C. 丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物是运动的 D. 丁图中雷达测速仪测得的是汽车的平均速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．记录送餐机器人从1楼至9楼的时间时，机器人自身大小、形状与研究问题无关可忽略，因此可以把机器人看成质点，A错误； B．导航显示的96公里是实际走的路线距离，是路程，B错误； C．以小孩为参考系，车外的建筑物相对小孩位置发生变化，是运动的，C正确； D．雷达测速仪测得的是汽车经过这个位置点的瞬时速度，D错误。 故选C。 2. 如图所示，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度自由摆下，当细绳与钉子相碰后继续向右做摆长更小的摆动。不计空气阻力，假设小球碰钉子前后无机械能损失，有关摆球在整个摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球碰钉子之后，绳上拉力减小 B. 碰后小球向心加速度大小不变 C. 碰后小球仍能摆到碰前释放摆球时高度 D. 碰后小球最大摆角小于碰前释放摆球的摆角 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于小球碰钉子前后无机械能损失，可知细绳与钉子相碰前后瞬间小球的线速度大小不变，半径变小，根据牛顿第二定律可得 可得 可知小球碰钉子之后，绳上拉力增大，A错误； B．根据向心加速度与线速度关系 细绳与钉子相碰前后瞬间小球的线速度大小不变，半径变小，可知碰后小球向心加速度大小变大，B错误； C．细绳与钉子相碰前后瞬间小球的线速度大小不变，说明小球在整个摆动过程都满足机械能守恒，故碰后小球仍能摆到碰前释放摆球时高度，设碰前释放摆球的摆角为，半径为，碰后小球最大摆角为，半径为，则有 又 可得 即 C正确，D错误； 故选C。 3. 如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内他圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等 B. t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等 C. t1时刻，杆中弹力一定最小 D. 在小球做一次完整圆周动的过程中，杆中弹力不可能两次为零 【答案】A 【解析】 【详解】AB．过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，故通过题图可知，图像的t1是最高点，面积S1表示的是从最低点运动到水平直径最左端位置的过程中通过的水平位移，其大小等于轨道半径；S2表示的是从水平直径最左端位置运动到最高点的过程中通过的水平位移，其大小也等于轨道半径，A正确、B错误； CD．若存在某点高于圆心，低于最高点，巧好重力的分力提供匀速圆周运动的向心力，则杆中的弹力为零，并存在关于过圆心竖直方向对称位置弹力也为零，故t1时刻，杆中弹力不一定最小；在小球做一次完整圆周动的过程中，杆中弹力可能两次为零，CD错误。 故选A。 4. 如图甲所示为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根水平的平行金属杆1、2中间，其截面图如图乙所示。香肠的圆心O到两根金属杆圆心、的距离均为l，圆心O到两根金属杆圆心、连线的垂直距离为d，重力加速度为g。则金属杆1对香肠的支持力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设金属杆对香肠的支持力方向与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得 由图中几何关系可得 联立解得金属杆1对香肠的支持力大小为 故选C。 5. 如图是《天工开物》中牛力齿轮的原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈所需的时间为t，则抽水桶的运动速率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】大齿轮的线速度大小为 由题意可知，大齿轮和中齿轮的线速度大小相等，即 中齿轮和小齿轮是同轴传动，具有相同的角速度，根据，可知 解得 故选A。 6. 如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气阻力，重力加速度为g，则下列选项正确的是（　　） A. 甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ∶1 B. 甲、乙两球下落的高度之比为2tan2θ∶1 C. 甲、乙两球的水平位移大小之比为tan θ∶1 D. 甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值之比为2tan2θ∶1 【答案】D 【解析】 【详解】A．由小球甲的运动可知 解得 t= 落到斜面上的速度方向与水平方向夹角的正切值为 则 tan α甲=2tan θ 由小球乙的运动可知 解得 t′= 落到斜面上的速度方向与水平方向夹角的正切值为 tan α乙= 甲、乙两球在空中运动的时间之比为 t∶t′=2tan2 θ∶1 选项A错误； B．由 h=gt2 可知甲、乙两球下落的高度之比为4tan4 θ∶1，B错误； C．由 x=v0t 可知甲、乙两球的水平位移大小之比为2tan2 θ∶1，C错误； D．甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值之比为2tan2 θ∶1，D正确。 故选D。 7. 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。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图，此装置可以实现机械化分离鱼和虾。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（　　） A. 鱼和虾在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向始终沿斜面向上 B. 虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动 C. 虾与传送带间的动摩擦因数有可能小于 D. 鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由于鱼和虾最终均能进入收集箱，且由于两者落在传送带时均有沿斜面向下的初速度，故鱼和虾所受摩擦力方向一定始终沿斜面向上，A正确； BCD．受力分析可知，虾的重力沿斜面向下的分力有可能小于虾所受到的摩擦力，故有可能减速向下运动，所以可能有 则 也有可能虾的重力沿斜面向下的分力大于虾所受的摩擦力，则有 则 同理可能有 要保证鱼均能进入上端收集箱，则应先减速向下，后加速向上，若传送带足够长还有可能最后做匀速运动，所以对鱼一定有 即 故B错误，CD均正确。 故选ACD。 9. 如图所示为一种圆锥筒状转筒,左、右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球,转筒静止时绳子平行于圆锥面,当转筒中心轴开始缓慢加速转动时,不计空气阻力,则下列说法正确的是（　　） A. 角速度慢慢增大,一定是线长的那个球先离开圆锥筒 B. 角速度达到一定值的时候两个球一定同时离开圆锥筒 C. 两个球都离开圆锥筒后,它们的高度一定相同 D. 两个球都离开圆锥筒时两端绳子的拉力一定相同 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设绳子与竖直方向的夹角为θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒对小球的支持力为0，则有 mg tan θ=mω2l sin θ 解得 则绳子越长的其角速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，所以A正确，B错误； C．两个球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，则小球的高度为 h=l cos θ 代入数据解得 所以C正确； D．两小球都离开圆锥筒时绳子的拉力为 由于绳子长度不同，则小球离开圆锥筒时的夹角也不同，所以拉力也不相同，则D错误。 故选AC。 10. 一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 前2s内物体做匀变速直线运动 B. 物体的初速度为8m/s C. 1.25s末物体的速度大小为5m/s D. 前2s内物体所受的合外力为16N 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，前2s内，在x轴方向上做匀减速运动，在y轴方向上做匀速运动，因此前2s内物体做匀变速曲线运动，A错误； B．在x轴方向上的初速度为 在y轴方向上的速度为 因此物体的初速度 B错误； C．由图乙可知，在1.25s末物体的沿x轴方向的速度大小为 因此合速度 C正确； D．在y轴方向做匀速运动，不受力；在x轴方向加速度大小为 因此所受的合外力 D错误。 故选C。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹横中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略。 （1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制_____和_____两个变量不变。改变转台的转速，由_____读出对应每个转速金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω=_____。 （2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期中的数据，他用图像法来处理数据，作出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析图像横坐标表示的物理量是_____（用题中所给字母表示），单位是_____。 （3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有_____和_____。 【答案】（1） ①. 半径 ②. 质量 ③. 力传感器 ④. （2） ①. ②. （3） ①. 刻度尺 ②. 天平 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制金属块转动半径和金属块质量两个变量不变；金属块受的拉力可由力传感器直接测量。 [4]根据题意知转动的角速度 【小问2详解】 [1][2]由向心力公式，可得当保持m和r不变，力F与成正比，图线为过原点的一条倾斜直线，所以横坐标表示的物理量是，单位是。 【小问3详解】 [1][2]为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到刻度尺测量不同转速下金属块转动的半径，天平测量金属块的质量。 12. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。 （1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____（填正确答案标号）。 A. 斜槽的末端必须调节成水平 B. 每次释放小球的位置必须相同 C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触 （2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置_____（填“较低”或“较高”） （3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度_____m/s（取）。 （4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g=_____（用斜率k和初速度表示）。 【答案】（1）AB （2）较高 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]A．斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故A正确； B．每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确； C．记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故C错误； D．小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相接触，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]由图可知小球下落相同高度时，图线①所对应的小球水平位移大，说明图线①所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。 【小问3详解】 [1]由竖直方向上 水平方向上 由题图中数据代入上式可得 【小问4详解】 [1]根据平抛规律可得， 可得 又因为斜率为k，故 解得 13. 2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。如图所示，如果降落前着陆器和上升器组合体在反推发动机作用下在距月面处悬停，选定着陆点后以加速度竖直下降，当距月面时，反推发动机立即调整工作状态使组合体减速，当组合体接触月面时速度减为零。若着陆器和上升器组合体总质量，月球表面重力加速度。求着陆器和上升器组合体。 （1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小F； （2）减速过程反推发动机推力的大小。 【答案】（1）600N （2）21600N 【解析】 【小问1详解】 着陆器和上升器组合体进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 F=600N 【小问2详解】 加速下降过程有 减速过程，利用逆向思维有 减速过程，根据牛顿第二定律有 解得 14. 某同学在看完精彩的篮球比赛后，设计并制作了一个投篮玩具，如图所示。该玩具由斜面体、轻质弹簧和一个缩小的篮球架组成，其中弹簧原长和斜面长度相同。把斜面体固定在水平地面上，弹簧下端与斜面体底部的固定挡板相连，上端与轻薄挡板相连。将一小球用力按压在弹簧上端的轻薄挡板上，使弹簧的压缩量为（来超过弹簧的弹性限度），松手后小球将沿斜面向上飞出。该同学进行了多次尝试，每次松手时小球都在同一位置，反复调节篮球架与斜面体间的水平距离，直至小球能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心，该玩具中的斜面与水平面的夹角为θ=60°，篮筐平面到篮板上沿的距离是h=0.1m，小球可以看作质点。某次投篮中，小球穿过篮筐中心时速度与水平方向的夹角α的正切值为，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知小球的质量为m=0.1kg，忽略一切摩擦，空气阻力不计，取。求： （1）小球飞出斜面瞬间的速度大小； （2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球从最高点到过篮筐中心的过程中，竖直方向有 则 则小球在空中运动的水平分速度大小为 小球从斜面抛出时竖直方向的速度大小为 则小球从斜面飞出时的速度为 【小问2详解】 小球从斜面抛出到过篮筐中心运动的时间为 所以斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离为 15. 如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度滑到传送带B处，时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求： （1）A，B两点之间的距离； （2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数； （3）水平台面的高度； （4）在时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。 【答案】（1）4m；（2）0.25；（3）8.4m；（4）4m 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据图乙所示，A、B两点之间的距离等于小煤块内运动的位移大小，由图像围成的面积可得 （2）根据速度-时间图象的斜率表示加速度的大小，则可得内的加速度大小为 内的加速度大小为 在内，根据牛顿第二定律有 在内，根据牛顿第二定律有 联立解得 （3）由图可知，在时间内，小煤块从B点运动到C点，可知传送带的长度 则水平台面的高度 （4）由图可知传送带与小煤块速度相等时。速度大小为，在内，小煤块相对于传送带的位移 在内，小煤块相对于传送带向前的位移 因为痕迹有覆盖，所以划痕长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度高三年级上学期12月考试物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 甲图中记录送餐机器人从1楼至9楼的时间时，不可以把机器人看成质点 B. 乙图中导航显示的96公里是位移大小 C. 丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物是运动的 D. 丁图中雷达测速仪测得的是汽车的平均速度 2. 如图所示，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度自由摆下，当细绳与钉子相碰后继续向右做摆长更小的摆动。不计空气阻力，假设小球碰钉子前后无机械能损失，有关摆球在整个摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球碰钉子之后，绳上拉力减小 B. 碰后小球向心加速度大小不变 C. 碰后小球仍能摆到碰前释放摆球时高度 D. 碰后小球最大摆角小于碰前释放摆球的摆角 3. 如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内他圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ） A. t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等 B. t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等 C. t1时刻，杆中弹力一定最小 D. 在小球做一次完整圆周动的过程中，杆中弹力不可能两次为零 4. 如图甲所示为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根水平的平行金属杆1、2中间，其截面图如图乙所示。香肠的圆心O到两根金属杆圆心、的距离均为l，圆心O到两根金属杆圆心、连线的垂直距离为d，重力加速度为g。则金属杆1对香肠的支持力大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图是《天工开物》中牛力齿轮的原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈所需的时间为t，则抽水桶的运动速率约为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气阻力，重力加速度为g，则下列选项正确的是（　　） A. 甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ∶1 B. 甲、乙两球下落的高度之比为2tan2θ∶1 C. 甲、乙两球的水平位移大小之比为tan θ∶1 D. 甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值之比为2tan2θ∶1 7. 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 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图，此装置可以实现机械化分离鱼和虾。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（　　） A. 鱼和虾在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向始终沿斜面向上 B. 虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动 C. 虾与传送带间的动摩擦因数有可能小于 D. 鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于 9. 如图所示为一种圆锥筒状转筒,左、右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球,转筒静止时绳子平行于圆锥面,当转筒中心轴开始缓慢加速转动时,不计空气阻力,则下列说法正确的是（　　） A. 角速度慢慢增大,一定是线长的那个球先离开圆锥筒 B. 角速度达到一定值的时候两个球一定同时离开圆锥筒 C. 两个球都离开圆锥筒后,它们的高度一定相同 D. 两个球都离开圆锥筒时两端绳子的拉力一定相同 10. 一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 前2s内物体做匀变速直线运动 B. 物体的初速度为8m/s C. 1.25s末物体的速度大小为5m/s D. 前2s内物体所受的合外力为16N 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹横中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略。 （1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制_____和_____两个变量不变。改变转台的转速，由_____读出对应每个转速金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω=_____。 （2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期中的数据，他用图像法来处理数据，作出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析图像横坐标表示的物理量是_____（用题中所给字母表示），单位是_____。 （3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有_____和_____。 12. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。 （1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____（填正确答案标号）。 A. 斜槽的末端必须调节成水平 B. 每次释放小球的位置必须相同 C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触 （2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置_____（填“较低”或“较高”） （3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度_____m/s（取）。 （4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g=_____（用斜率k和初速度表示）。 13. 2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。如图所示，如果降落前着陆器和上升器组合体在反推发动机作用下在距月面处悬停，选定着陆点后以加速度竖直下降，当距月面时，反推发动机立即调整工作状态使组合体减速，当组合体接触月面时速度减为零。若着陆器和上升器组合体总质量，月球表面重力加速度。求着陆器和上升器组合体。 （1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小F； （2）减速过程反推发动机推力的大小。 14. 某同学在看完精彩的篮球比赛后，设计并制作了一个投篮玩具，如图所示。该玩具由斜面体、轻质弹簧和一个缩小的篮球架组成，其中弹簧原长和斜面长度相同。把斜面体固定在水平地面上，弹簧下端与斜面体底部的固定挡板相连，上端与轻薄挡板相连。将一小球用力按压在弹簧上端的轻薄挡板上，使弹簧的压缩量为（来超过弹簧的弹性限度），松手后小球将沿斜面向上飞出。该同学进行了多次尝试，每次松手时小球都在同一位置，反复调节篮球架与斜面体间的水平距离，直至小球能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心，该玩具中的斜面与水平面的夹角为θ=60°，篮筐平面到篮板上沿的距离是h=0.1m，小球可以看作质点。某次投篮中，小球穿过篮筐中心时速度与水平方向的夹角α的正切值为，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知小球的质量为m=0.1kg，忽略一切摩擦，空气阻力不计，取。求： （1）小球飞出斜面瞬间的速度大小； （2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离。 15. 如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度滑到传送带B处，时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求： （1）A，B两点之间的距离； （2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数； （3）水平台面的高度； （4）在时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $