精品解析：湖北省武汉市新洲区第一中学邾城校区2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷

2026届高二下学期期末考试 物理试题 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。其中第1—7题为单选，第8—10题为多选） 1. 以下有关近代物理学的知识，正确的是（　　） A. 光电效应现象中逸出的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比 B. 根据玻尔模型，激发态氢原子向基态跃迁时，核外电子动能增大 C. β衰变属于强相互作用过程 D. 原子核的核子平均质量越大，原子核就越稳定 2. 如图所示，将一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（重力、长度均不计），在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计，若某次测量时易拉罐被轻微压扁一些，则（　　） A. 温度的测量值不变 B. 温度的测量值偏大 C. 温度的测量值偏小 D. 测量的温度范围变小了 3. 生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（　　） A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的折射率更大 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更快 C. 光从空气射向玻璃瓶，可能会发生全反射 D. 用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的瓶壁玻璃看起来比装橙汁的更薄一些 4. 如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A. 波速 B. 波源的平衡位置距离P点 C. 时，波源处于平衡位置且向下运动 D. 时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 5. 如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的平行导轨相连，导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场。所有电表均为理想电表，不计导体棒、导轨的电阻。导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A. 导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数减小 B. 导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数增大 C. 导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 D. 导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 6. “天问二号”火星探测器计划于2025年5月前后发射。未来，“天问二号”发射后按计划进入火星引力范围，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。“天问二号”质量为m，如图所示，ac为椭圆的长轴，bd为短轴，a点为椭圆的近火点、a点处的曲率半径为r1，“天问二号”经过a点时的速度大小为v1，所受引力大小为F1；c点为远火点、到火星中心的距离为r2，“天问二号”经过c点时的速度大小为v2，所受引力大小为F2。下列关于天问二号说法正确的是（　　） A. ， B. ， C. 在b点和d点的加速度相同 D. 在a点时的机械能跟在c点时的机械能不同 7. 如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，已知。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（　　） A. A球的质量大于B球的质量 B. B球的轨迹是一段圆弧 C. 此过程中点电荷对B球的库仑力不变 D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小 8. 有一款三轨推拉门，门框内部宽为2.4m，三扇相同的门板如图所示。每扇门板宽d=0.8m，质量m=20kg，与轨道的动摩擦因数μ=0.01。在门板边缘凸起部位贴有尼龙搭扣，两门板碰后立即连在一起，现将三扇门板静止在最左侧，用力F=12N水平向右拉3号门板，在与2号门板碰撞前一段时间撤去F，3号门板恰好到达门框最右侧，大门完整关闭。重力加速度g=10m/s2，取3号门运动的方向为正方向。则（　　） A. 3号门板与2号门板碰撞前瞬间的速度大小为0.8m/s B. 拉力F的作用时间为0.8s C. 三扇门板关闭过程中系统由于摩擦产生的热能为3.2J D. 2号门板对3号门板作用力的冲量大小为8N∙s 9. 如图甲所示，竖直放置的平行金属板M和N相互正对，间距为d=60cm，板长L=30cm，两板下端有一宽度等于板间距的粒子源，以速度v0=104m/s沿平行于金属板的方向向上连续不断均匀发射比荷为的带正电粒子，粒子间相互作用不计且忽略粒子重力。在M、N两板间加如图乙所示电势差，图中，在M板上边缘左方有足够长的水平吸收板MP，能吸收打到它的粒子，打到MN两板上的粒子也会被吸收。MN两板间认为是匀强电场，不考虑边缘效应。MP板所在水平线（图中虚线）的上方有匀强磁场（未画出），磁感应强度。观察到有粒子打在MP板上，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向外 B. 时刻进入平行板间的所有粒子经磁场偏转后击中MP板的长度为25cm C. MP板最终能吸收到粒子的总长度为55cm D. 若撤去原磁场，在虚线上方适当位置加一个面积最小的圆形匀强磁场，使所有从平行板间飞出的粒子都被收集于空中一点，则该圆形匀强磁场的磁感应强度为 10. 在2024年巴黎奥运会中，我国运动员郑钦文获得女子网球单打冠军。决赛中某次回球时，球被斜向上击出，之后依次经过、、三点，如图所示。已知网球经过点时的速度大小为，方向与、连线的夹角为；经过点时的速度与、连线平行；经过点时的速度与、连线成、大小为。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 网球由运动到的时间为 B. 和的水平距离相等 C. 与水平方向夹角为 D. 点到点的竖直高度为 二、非选择题（共5小题，共60分） 11. 为测量充电宝作为电源使用时电动势与内阻，某小组进行了如下实验： 实验器材：充电宝1个，定值电阻R1=5Ω，多用电表2个，滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）若多用电表选择开关旋到10V直流电压挡测量充电宝的输出电压，如图甲所示，多用电表的读数为______V。 （2）按照图乙正确接线后，调节滑动变阻器，得到多组电压和电流读数，并将所得数据整理成U—I图像如图丙所示，可知充电宝的电动势为5.07V，内阻为______Ω。（结果保留两位小数） （3）关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有______。 A. 电流表分压，电动势测量值偏大 B. 电流表分压，内阻测量值偏大 C. 电压表分流，电动势测量值偏小 D. 电压表分流，内阻测量值偏小 12. 物理实验小组采用如图1所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律，试回答下列问题： （1）实验时________（填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于重物质量。 （2）关于该实验操作，下列说法中正确的是________。 A. 必须用天平测出重物的质量 B. 每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 C. 连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 D. 应当先释放小车，再接通电源 （3）某同学做实验时，未把木板的一侧垫高平衡摩擦力，就继续进行其他实验步骤，该同学作出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中、、已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为________，小车的质量为________。 （4）某同学在实验中撤去了弹簧测力计，将细绳一端直接连在墙上，平衡摩擦力后其他操作正确，改变重物的质量m，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为________，此时使用的小车质量为________，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 某辆汽车以6m/s的初速度从匝道进入某一条笔直的高速，又以4m/s2的加速度匀加速到30m/s并开启定速巡航模式（开启后汽车会自动保持30m/s的速度匀速行驶，驾驶员无需再踩油门，若驾驶员踩刹车制动，则定速巡航会自动关闭）。（车辆均可视为质点） （1）求汽车加速阶段行驶的距离。 （2）驾驶员在行驶一段时间后发现定速巡航系统无法关闭，于是立即报警，在紧张行驶一段时间后到达距离下一个匝道40m处。此时一辆警车以10m/s的速度从此匝道汇入高速后与失控车保持在同一条车道上，然后进行拦截，要求警车汇入高速后匀加速到与失控车共速时两车刚好相遇，然后对失控车进行紧急逼停，求警车加速度的大小。 14. 如图所示，AB段为足够长的水平面，CD为光滑的水平导轨，质量为的小车静止在AB段，小车的上表面与CD面等高。倾角为，长为的传动带下端通过一小段光滑的圆弧轨道衔接于D点。已知传送带沿逆时针方向以恒定的速度运动，可视为质点的质量为的物体乙静止放在CD段，物体乙到C点的距离为，可视为质点的质量为的物体甲由传送带的顶端静止释放，经过一段时间两物体发生弹性正碰，物体乙滑上小车后经的时间从小车的左端飞出，物体乙落地后不反弹。已知小车上表面到AB面的高度差为，小车与AB段的动摩擦因数为，物体甲、乙与传送带以及小车上表面的动摩擦因数均为。重力加速度，，。试求： （1）甲乙碰后瞬间的速度大小； （2）小车左右两端的距离。 15. 学校科创团队同学们设计了一套智能化轨道模拟系统来研究小球的运动情况。如题图所示，固定在水平台面上的竖直半圆形光滑轨道半径可调，直径为AB，A端切线水平。轨道右侧有一个与A等高的装满新型材料（ER流体）的试验池，材料的力学特性能保证小球落入其中后以原速度做匀速直线运动。每次实验前调好轨道半径，弹射器（图中未画出）能使小球从A点以不同速度冲入轨道并始终以恒定速度从B点飞出，竖直挡板MN到AB的水平距离为7L，已知多次实验过程中位于轨道B点的力学传感器显示轨道所受最小压力为0、最大压力为4mg，重力加速度为g，挡板MN足够长，小球可视作质点，忽略空气阻力。求上述实验过程中： （1）当B点力学传感器示数为0时，轨道的半径大小； （2）小球离开B点到刚落入试验池的最短时间； （3）若轨道半径连续可调，挡板MN上可能有小球打到的区域的最大长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高二下学期期末考试 物理试题 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。其中第1—7题为单选，第8—10题为多选） 1. 以下有关近代物理学的知识，正确的是（　　） A. 光电效应现象中逸出的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比 B. 根据玻尔模型，激发态氢原子向基态跃迁时，核外电子动能增大 C. β衰变属于强相互作用过程 D. 原子核的核子平均质量越大，原子核就越稳定 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程 ，可知逸出的光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，而非正比例关系，故A错误； B．氢原子从激发态跃迁到基态时，电子轨道半径减小，由库仑力提供向心力得 可得电子的动能为 可知减小时，核外电子动能增大，故B正确； C．β衰变属于弱相互作用过程，故C错误； D．原子核的稳定性由比结合能决定，核子平均质量越大，比结合能越低，原子核越不稳定，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，将一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（重力、长度均不计），在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计，若某次测量时易拉罐被轻微压扁一些，则（　　） A. 温度的测量值不变 B. 温度的测量值偏大 C. 温度的测量值偏小 D. 测量的温度范围变小了 【答案】B 【解析】 【详解】相同的温度下，根据玻意耳定律，易拉罐被轻微压扁一些，则罐子内封闭气体的体积减小，压强则增大，所以吸管内油柱上升，温度测量值偏大。 故选B。 3. 生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（　　） A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的折射率更大 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更快 C. 光从空气射向玻璃瓶，可能会发生全反射 D. 用完全相同玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的瓶壁玻璃看起来比装橙汁的更薄一些 【答案】B 【解析】 【详解】A．因红光的频率小于橙光的频率，则红光的折射率小于橙光，可知西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的折射率更小，选项A错误； B．根据可知，因红光的折射率小于橙光，则西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更快，选项B正确； C．当光从光密介质射向光疏介质时可能发生全反射，可知光从空气射向玻璃瓶，不可能会发生全反射，选项C错误； D．红光的折射率更小，射到玻璃瓶壁上时的“视深”更大，看起来比装橙汁的更厚一些，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（　　） A. 波速为 B. 波源的平衡位置距离P点 C. 时，波源处于平衡位置且向下运动 D. 时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据波形可知， 可得 故波速为 故A错误； B．设波源的平衡位置距离P点距离为，根据左侧时的波形可知 解得 故B错误； C．根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下，由于，故可知此时波源处于平衡位置且向上运动，故C错误； D．由于，可知波源的平衡位置距离Q点距离为 故波传到PQ两点的时间分别为， 故时，平衡位置在P、Q处两质点已经振动的时间分别为， 由于波源刚开始向下振动，故时，P处质点处于平衡位置向上振动，Q处质点处于平衡位置向下振动，故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的平行导轨相连，导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场。所有电表均为理想电表，不计导体棒、导轨的电阻。导体棒在外力作用下沿导轨运动，以下说法正确的是（　　） A. 导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数减小 B. 导体棒匀速运动时，滑动触头下移，电流表示数增大 C. 导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 D. 导体棒匀加速运动时，电压表示数均匀增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．导体棒匀速运动时，感应电动势稳定，理想变压器原线圈回路产生恒定的电流，由楞次定律知，理想变压器副线圈回路不产生感应电流，滑动触头下移，电流表示数不发生变化，故AB错误； C．导体棒匀加速运动时，速度均匀增大，产生的感应电动势均匀增大 由题意知，电压表示数等于感应电动势的大小，即示数均匀增大，故C正确； D．由上述分析可知，理想变压器原线圈回路电流均匀增大，穿过闭合铁芯的磁通量均匀增大，副线圈产生稳定的感应电动势，副线圈回路产生稳定的感应电流，电压表示数为副线圈回路的路端电压将保持不变，故D错误； 故选C。 6. “天问二号”火星探测器计划于2025年5月前后发射。未来，“天问二号”发射后按计划进入火星引力范围，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。“天问二号”质量为m，如图所示，ac为椭圆的长轴，bd为短轴，a点为椭圆的近火点、a点处的曲率半径为r1，“天问二号”经过a点时的速度大小为v1，所受引力大小为F1；c点为远火点、到火星中心的距离为r2，“天问二号”经过c点时的速度大小为v2，所受引力大小为F2。下列关于天问二号说法正确的是（　　） A. ， B. ， C. 在b点和d点的加速度相同 D. 在a点时的机械能跟在c点时的机械能不同 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于a点处的曲率半径为r1，经过a点时的速度大小为v1，所受引力大小为F1，则有 c点为远火点、到火星中心的距离为r2，“天问二号”经过c点时的速度大小为v2，所受引力大小为F2，由于“天问二号”在c点做近心运动，则有 故A正确，B错误； C．根据对称性可知，“天问二号”在b点和d点的加速度大小相等，方向不同，故C错误； D．“天问二号”在椭圆停泊轨道运动过程，只有万有引力做功，机械能守恒，所以“天问二号”在a点时的机械能跟在c点时的机械能相同，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，已知。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（　　） A. A球的质量大于B球的质量 B. B球的轨迹是一段圆弧 C. 此过程中点电荷对B球的库仑力不变 D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】对球进行受力分析，B球受到轻绳的拉力、重力和库仑力，由相似三角形可知 （定值） 其中 整理各式得 （定值） A．由于，因此 A错误； B．由不变，可知不变，故球的轨迹是一段圆弧，B正确； C．由于减小，可知也减小，此过程中球所受库仑力减小且方向改变，C错误； D．滑轮受到的轻绳的作用力大小均为，大小不变，由于减小，可知两绳夹角减小，所以滑轮受到两绳的合力增大，D错误。 故选B。 8. 有一款三轨推拉门，门框内部宽为2.4m，三扇相同的门板如图所示。每扇门板宽d=0.8m，质量m=20kg，与轨道的动摩擦因数μ=0.01。在门板边缘凸起部位贴有尼龙搭扣，两门板碰后立即连在一起，现将三扇门板静止在最左侧，用力F=12N水平向右拉3号门板，在与2号门板碰撞前一段时间撤去F，3号门板恰好到达门框最右侧，大门完整关闭。重力加速度g=10m/s2，取3号门运动的方向为正方向。则（　　） A. 3号门板与2号门板碰撞前瞬间的速度大小为0.8m/s B. 拉力F的作用时间为0.8s C. 三扇门板关闭过程中系统由于摩擦产生的热能为3.2J D. 2号门板对3号门板作用力的冲量大小为8N∙s 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．设3号门板与2号门板碰撞前速度为v0，碰撞后速度为v1，碰后两门板位移为d，根据功能关系有 解得 碰撞过程，根据动量守恒定律可得 解得 2号门板与3号门板碰撞时，根据动量定理有 故AD正确； B．根据牛顿第二定律可得， 根据动能定理可得 联立解得，，故B错误； C．三扇门板关闭过程中，系统由于摩擦产生的热能为，故C错误。 故选AD。 9. 如图甲所示，竖直放置的平行金属板M和N相互正对，间距为d=60cm，板长L=30cm，两板下端有一宽度等于板间距的粒子源，以速度v0=104m/s沿平行于金属板的方向向上连续不断均匀发射比荷为的带正电粒子，粒子间相互作用不计且忽略粒子重力。在M、N两板间加如图乙所示电势差，图中，在M板上边缘左方有足够长的水平吸收板MP，能吸收打到它的粒子，打到MN两板上的粒子也会被吸收。MN两板间认为是匀强电场，不考虑边缘效应。MP板所在水平线（图中虚线）的上方有匀强磁场（未画出），磁感应强度。观察到有粒子打在MP板上，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向外 B. 时刻进入平行板间的所有粒子经磁场偏转后击中MP板的长度为25cm C. MP板最终能吸收到粒子的总长度为55cm D. 若撤去原磁场，在虚线上方适当位置加一个面积最小的圆形匀强磁场，使所有从平行板间飞出的粒子都被收集于空中一点，则该圆形匀强磁场的磁感应强度为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，粒子受到向左的洛伦兹力，则匀强磁场的方向垂直纸面向里，故A错误； B．时刻进入平行板间的所有粒子，根据类平抛运动规律有 解得 则内水平位移为， 内水平位移为， 代入数据解得粒子在水平方向的位移为 所以经磁场偏转后击中MP板的长度为 故B正确； C．，，……时刻进入平行板间的所有粒子其水平位移为 所以经磁场偏转后击中MP板的长度为 故C正确； D．若撤去原磁场，在虚线上方适当位置加一个面积最小的圆形匀强磁场，使所有从平行板间飞出的粒子都被收集于空中一点，根据磁聚焦原理可得，， 解得该圆形匀强磁场的磁感应强度为 故D正确。 故选BCD。 10. 在2024年巴黎奥运会中，我国运动员郑钦文获得女子网球单打冠军。决赛中某次回球时，球被斜向上击出，之后依次经过、、三点，如图所示。已知网球经过点时的速度大小为，方向与、连线的夹角为；经过点时的速度与、连线平行；经过点时的速度与、连线成、大小为。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 网球由运动到的时间为 B. 和的水平距离相等 C. 与水平方向的夹角为 D. 点到点的竖直高度为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．将网球的运动分解在ac方向与垂直ac方向，则在ac方向， 垂直ac方向， 且 解得 故A正确； B．a到b过程中 b到c过程中 解得， 两段时间相同，水平方向做匀速运动，可知 故B正确； C．假设与水平方向的夹角为，则 解得 故C错误； D．点到点的竖直高度为 故D错误 故选AB。 二、非选择题（共5小题，共60分） 11. 为测量充电宝作为电源使用时的电动势与内阻，某小组进行了如下实验： 实验器材：充电宝1个，定值电阻R1=5Ω，多用电表2个，滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）若多用电表选择开关旋到10V直流电压挡测量充电宝的输出电压，如图甲所示，多用电表的读数为______V。 （2）按照图乙正确接线后，调节滑动变阻器，得到多组电压和电流读数，并将所得数据整理成U—I图像如图丙所示，可知充电宝的电动势为5.07V，内阻为______Ω。（结果保留两位小数） （3）关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有______。 A. 电流表分压，电动势测量值偏大 B. 电流表分压，内阻测量值偏大 C. 电压表分流，电动势测量值偏小 D. 电压表分流，内阻测量值偏小 【答案】（1）4.8 （2）0.13（0.09~0.28） （3）CD 【解析】 【小问1详解】 若多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，由图示表盘可知，其分度值是0.2V，读数为4.8V。 【小问2详解】 根据图乙所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得U =E-I(r+ R1) 由图丙所示图像可知，图像斜率的绝对值 解得 【小问3详解】 实验误差来源于电压表分流，由图乙可知，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图象如图所示 由图象可知，电源电动势和内阻的测量值均小于真实值，故选CD。 12. 物理实验小组采用如图1所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律，试回答下列问题： （1）实验时________（填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于重物质量。 （2）关于该实验的操作，下列说法中正确的是________。 A. 必须用天平测出重物的质量 B. 每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 C. 连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 D. 应当先释放小车，再接通电源 （3）某同学做实验时，未把木板的一侧垫高平衡摩擦力，就继续进行其他实验步骤，该同学作出的小车加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图2所示，图中、、已知，则实验中小车受到的摩擦力大小为________，小车的质量为________。 （4）某同学在实验中撤去了弹簧测力计，将细绳一端直接连在墙上，平衡摩擦力后其他操作正确，改变重物的质量m，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为________，此时使用的小车质量为________，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）不需要 （2）C （3） ①. ②. （4） ①. ②. ③. 不变 【解析】 【小问1详解】 实验时有弹簧测力计测量拉力，则不需要满足小车质量远大于重物质量。 【小问2详解】 A．因为有弹簧测力计测量小车受的拉力，则不需要用天平测出重物的质量，选项A错误； B．平衡摩擦力时满足 两边质量消掉，则每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B错误； C．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行，选项C正确； D．应当先接通电源，再释放小车，选项D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1][2]对小车根据牛顿第二定律 即 由图像可知a=0时F=F0，可得， 可得 【小问4详解】 [1][2]对小车 对重物 联立可知 由题意可知 解得， [3]若动滑轮的质量不可以忽略，则表达式变为 不影响图像的截距，可知重力加速度的测量值不变。 13. 某辆汽车以6m/s的初速度从匝道进入某一条笔直的高速，又以4m/s2的加速度匀加速到30m/s并开启定速巡航模式（开启后汽车会自动保持30m/s的速度匀速行驶，驾驶员无需再踩油门，若驾驶员踩刹车制动，则定速巡航会自动关闭）。（车辆均可视为质点） （1）求汽车加速阶段行驶的距离。 （2）驾驶员在行驶一段时间后发现定速巡航系统无法关闭，于是立即报警，在紧张行驶一段时间后到达距离下一个匝道40m处。此时一辆警车以10m/s的速度从此匝道汇入高速后与失控车保持在同一条车道上，然后进行拦截，要求警车汇入高速后匀加速到与失控车共速时两车刚好相遇，然后对失控车进行紧急逼停，求警车加速度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 已知，， 汽车做匀加速直线运动 解得汽车加速阶段行驶的距离 【小问2详解】 已知， 设警车的加速度大小为a1，加速到与汽车共速所用时间为t，由运动学公式 在0~t时间内，警车位移 失控车的位移 由位移关系 联立解得， 14. 如图所示，AB段为足够长的水平面，CD为光滑的水平导轨，质量为的小车静止在AB段，小车的上表面与CD面等高。倾角为，长为的传动带下端通过一小段光滑的圆弧轨道衔接于D点。已知传送带沿逆时针方向以恒定的速度运动，可视为质点的质量为的物体乙静止放在CD段，物体乙到C点的距离为，可视为质点的质量为的物体甲由传送带的顶端静止释放，经过一段时间两物体发生弹性正碰，物体乙滑上小车后经的时间从小车的左端飞出，物体乙落地后不反弹。已知小车上表面到AB面的高度差为，小车与AB段的动摩擦因数为，物体甲、乙与传送带以及小车上表面的动摩擦因数均为。重力加速度，，。试求： （1）甲乙碰后瞬间的速度大小； （2）小车左右两端的距离。 【答案】（1）4m/s，12m/s （2）24m 【解析】 【小问1详解】 甲释放后沿传送带加速下滑，对甲受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 设经过时间甲与传送带共速，则有 此阶段甲的位移大小 由于 故甲与传送带共速后继续加速下滑，设此阶段的加速度为，根据牛顿第二定律则有 解得 此阶段的位移大小 设甲物体到达底端的速度大小为，则有 解得 两物体发生弹性碰撞，以向左的方向为正方向，根据动量守恒定律则有 根据能量守恒定律则有 联立解得， 【小问2详解】 甲乙碰后，乙滑上小车的时间 甲运动到C点的时间 乙滑上小车后，由牛顿第二定律可得 解得 对小车则有 解得 即小车静止不动，结合题意可知，物体乙滑上小车后经过的时间从小车的左端飞出。则乙在小车上滑行2s后，甲滑上小车，然后乙再滑行1s后飞出小车，乙在小车上滑行时间内的位移大小为 速度大小为 代入数据解得， 物体甲滑上小车后，由牛顿第二定律可得 解得 此后末物体甲的速度为 乙的速度为 小车速度为 此阶段甲的位移 乙的位移 小车的位移 故小车的长度为 15. 学校科创团队的同学们设计了一套智能化轨道模拟系统来研究小球的运动情况。如题图所示，固定在水平台面上的竖直半圆形光滑轨道半径可调，直径为AB，A端切线水平。轨道右侧有一个与A等高的装满新型材料（ER流体）的试验池，材料的力学特性能保证小球落入其中后以原速度做匀速直线运动。每次实验前调好轨道半径，弹射器（图中未画出）能使小球从A点以不同速度冲入轨道并始终以恒定速度从B点飞出，竖直挡板MN到AB的水平距离为7L，已知多次实验过程中位于轨道B点的力学传感器显示轨道所受最小压力为0、最大压力为4mg，重力加速度为g，挡板MN足够长，小球可视作质点，忽略空气阻力。求上述实验过程中： （1）当B点力学传感器示数为0时，轨道的半径大小； （2）小球离开B点到刚落入试验池的最短时间； （3）若轨道半径连续可调，挡板MN上可能有小球打到的区域的最大长度。 【答案】（1）3L （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当B点受到压力为0时，设轨道AB的半径为R1，则 解得 【小问2详解】 设轨道AB的最小半径为R2，根据牛顿第二定律可得 根据平抛运动的规律可得 解得， 【小问3详解】 由以上分析可得 即小球从B点平抛的高度为 根据平抛运动的规律， 可得 由此可知，小球平抛的水平位移总是小于7L，故每次都会落入试验池，如图所示 设小球落入试验池后，其与MN的碰撞点到液面的高度为y，根据平抛的规律可得 解得 由数学知识可知，当（抛物线对称轴）时，y取得极大值，且 当时，y取得极小值，且 故挡板MN上能有小球打到的区域长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $