精品解析：安徽省芜湖市安徽师范大学附属中学2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题

2026届高三阶段模考物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 关于下列四幅图所描述的物理现象，说法正确的是（　　） A. 甲图中，打磨下来炽热微粒的轨迹与砂轮相切，说明微粒飞出瞬间速度沿砂轮的切线方向 B. 乙图中，篮球抛出后做曲线运动，说明手对篮球始终有力的作用 C. 丙图中，若A、B两球总是同时落地，则说明平抛运动水平分运动为匀速直线运动 D. 丁图中，沙袋做匀速圆周运动，是因为沙袋受到重力、绳子拉力和向心力的共同作用 2. 正四面体的棱长为，其底面处于水平地面上，为中点，从顶点A沿不同方向水平抛出相同质量的小球，不计空气阻力。对于小球的运动，下列说法正确的是（　　） A. 落在点的小球比落在点的小球的运动时间长 B. 落在棱上的小球末速度方向都相同 C. 落在、、三点的小球抛出时的初速度相同 D. 落在点的小球与落在点的小球抛出时初速度大小之比为4∶1 3. 长度为的匀质木板以的水平速度进入一段长度为的粗糙水平地面，木板与地面间的滑动摩擦因数为0.5，地面其余部分光滑，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为 B. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为 C. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为 D. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为 4. 如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为静止卫星，d为高空探测卫星，a向为他们的向心加速度，r为它们到地心的距离，T为周期，l、分别为相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，则下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图，一质量为M、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（　　） A. 木板的动能一定等于 B. 木板的动能一定大于 C. 物块的动能一定小于 D. 物块的动能一定等于 6. 某学习小组利用高脚杯进行搬运乒乓球的比赛，看相同时间内哪位同学将杯口倒立后搬运的数量更多；即用杯子罩住乒乓球，轻晃杯子后使乒乓球沿杯子的内壁运动；缓慢将酒杯竖直提起可看到乒乓球在水平面内做圆周运动。将该过程简化如下：高脚杯内壁有处于同一竖直面内的A、B、C、D四个点，过该四点杯身的竖直剖面可看成圆O的一段圆弧，其中C点位于杯身的内径最大处。乒乓球在杯身不同高度处的水平面内做圆周运动时，将乒乓球视为质点，且不考虑乒乓球所受的摩擦及空气作用力，下列说法中正确的是（　　） A. 乒乓球在某一水平面内稳定圆周运动时，杯子对小球做正功 B. 乒乓球可能在C、D间某一位置的水平面内做圆周运动 C. 乒乓球运动平面越接近C点，所需要的向心力越小 D. 乒乓球在过A与在过B的水平面内做圆周运动时，在B的速率更大 7. 如图所示，一辆在平直路面上匀速行驶的汽车，利用跨过光滑定滑轮的轻绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边，汽车与滑轮间的绳保持水平。小船的质量为m，受到的阻力大小恒为，汽车受到地面的阻力大小恒为，不计空气阻力。当牵引小船的绳与水平方向成角时，小船的速度大小为v，绳的拉力对小船做功的功率为P，此时（　　） A. 汽车的速度大小为 B. 绳的拉力大小为 C. 小船的加速度大小为 D. 汽车发动机的输出功率为 8. 有一个曲面轨道，其竖直截面如图所示，以水平向右为轴，竖直向上为轴建立直角坐标系，位置坐标满足方程（SI）。轨道的左端点A坐标为（-1m，0.5m），其切线与轴成。小球从A点正上方相距0.25m的Q点由静止释放，小球与轨道碰撞前后，沿接触面方向速度不变，垂直接触面方向速度大小不变，方向相反。小球在空中运动过程中只考虑重力的作用，且小球始终在图中竖直平面内运动，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球与轨道第一次碰撞后的速度大小为 B. 小球与轨道第一次碰撞后做平抛运动 C. 小球与轨道的第二次碰撞点坐标为（，） D. 小球与轨道的第二次碰撞点坐标为（0，0） 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 质量为2t的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，从时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为2000N，图中，，，则（　　） A. 时间内，汽车牵引力为6000N B. 时间内，汽车功率为60kW C. 汽车运动的最大速度为20m/s D. 时间内，汽车位移为1125m 10. 如图所示，一根长直轻杆两端固定着质量分别为5m、m的小球A和B，杆的长度为l。先将杆AB靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球A，使其在水平面上由静止开始向右滑动，假设所有接触面均光滑。下列说法正确的是（　　） A. 当小球B沿墙下滑距离为时，小球A的速度为 B. 当小球B沿墙下滑距离为时，小球B的速度为 C. 在小球B沿墙下滑的过程中，杆对A做功 D. 在小球B沿墙下滑的过程中，杆对B做功 11. 如图所示，质量为的物体放在水平面上，其内部有一个半径为的圆柱体空腔，空腔轴线水平，质量为的光滑小球静止于c点。现在使小球获得一个瞬间水平速度，使小球刚好在竖直平面abcd内做完整的圆周运动，物体始终保持静止。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球获得的瞬间水平速度 B. 小球通过d点时，物体M受到地面的静摩擦力大小为，方向水平向右 C. 物体M受到地面的最大支持力为 D. 物体M受到地面的最小支持力为 12. 如图所示，一绷紧的传送带与水平面夹角，在电动机带动下，传送带始终以速率逆时针运行。现将一质量的工件（可视为质点）轻放在传送带底端，工件被传送到高度的顶端。已知工件与传送带间动摩擦因数，以工件在传送带底端时的重力势能为零（，，重力加速度）。下列说法正确的是（ ） A. 工件从底端运送到顶端所需的时间为12.5s B. 工件到达顶端时的机械能为376J C. 工件与传送带之间因摩擦而产生的热量为512J D. 电动机由于传送工件而多消耗的电能为1264J 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 13. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间_____（填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽______（填“需要”或“不需要”）光滑； （3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为_______m/s。 14. 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l； E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组l和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中_____________（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 （2）某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t0，滑块由静止释放至光电门的过程，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________________（用以上物理量表示）。 （3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中符合实验要求的是（　　） A. B. C. D. 四、计算题：本大题共3小题，共38分。第15题10分，第16题12分，第17题16分 15. 如图所示，一水平圆盘半径为，绕过圆心的竖直轴转动，三点共线，且为圆盘边缘的标记点。当点转到最左侧时，在点相对于地面沿所在的竖直平面内斜向上抛出一个小球，小球速度方向与直线的夹角为。已知小球击中圆盘右边缘时，恰与此时转动到该位置的标记点重合。设重力加速度，取3，，求: （1）小球从点斜向上抛出的速度大小； （2）圆盘转动角速度的最小值。 16. 如图所示，竖直放置的圆锥顶角为2θ，侧壁光滑，可绕通过其中心的竖直轴匀速转动。质量为m的小球通过长为L的轻绳拴在竖直轴线上，可随轴线和侧壁一起相对静止的转动。已知轻绳与圆锥侧壁平行，重力加速度大小为g，问： （1）当圆锥不转动，小球静止在侧壁时，小球对绳子的拉力T1的大小； （2）试写出绳子的拉力T的大小和小球转动的角速度ω的函数关系（提示：需分类讨论）。 17. 如图，水平平台上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB段光滑，BC段长，与滑块间的摩擦因数为。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的长为，与滑块间的摩擦因数为，传送带向右匀速运动，其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切，圆弧形轨道半径。今将一质量的滑块向左压缩轻弹簧到最短，此时弹簧的弹性势能为，然后突然释放，滑块滑到传送带右端D点后继续滑上圆弧形轨道。重力加速度，。不计空气阻力。求： （1）滑块到达C点的速度。 （2）改变传送带的速度，求物块从传送带右侧D滑出时速度v的范围。 （3）要使滑块不脱离圆弧形轨道，求传送带的速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三阶段模考物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 关于下列四幅图所描述的物理现象，说法正确的是（　　） A. 甲图中，打磨下来炽热微粒的轨迹与砂轮相切，说明微粒飞出瞬间速度沿砂轮的切线方向 B. 乙图中，篮球抛出后做曲线运动，说明手对篮球始终有力的作用 C. 丙图中，若A、B两球总是同时落地，则说明平抛运动水平分运动为匀速直线运动 D. 丁图中，沙袋做匀速圆周运动，是因为沙袋受到重力、绳子拉力和向心力的共同作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向沿切线方向，炽热微粒的轨迹与砂轮相切，说明微粒飞出瞬间速度沿砂轮的切线方向，故A正确； B．篮球抛出后，手对篮球没有作用力，故B错误； C．丙图中，A、B同时落地说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故C错误； D．丁图中沙袋受到的重力、绳子拉力的合力提供向心力，使沙袋做匀速圆周运动，故D错误。 故选A。 2. 正四面体的棱长为，其底面处于水平地面上，为中点，从顶点A沿不同方向水平抛出相同质量的小球，不计空气阻力。对于小球的运动，下列说法正确的是（　　） A. 落在点的小球比落在点的小球的运动时间长 B. 落在棱上的小球末速度方向都相同 C. 落在、、三点的小球抛出时的初速度相同 D. 落在点的小球与落在点的小球抛出时初速度大小之比为4∶1 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题知、点等高，根据平抛运动规律，在竖直方向做自由落体运动，则有 可得 可知两小球运动的时间相同，故A错误； B．落在棱上的小球，根据几何关系，可知位移与水平方向夹角相同，根据速度夹角与位移夹角的关系，可知其速度与水平夹角也相同，故B正确； C．由题可知，三点抛出时小球的初速度方向不同，故C错误； D．落在、两点的小球运动时间相同，由题可知，水平位移之比为2∶1，根据 可知它们的初速度之比为2∶1，故D错误。 故选B。 3. 长度为的匀质木板以的水平速度进入一段长度为的粗糙水平地面，木板与地面间的滑动摩擦因数为0.5，地面其余部分光滑，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为 B. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为 C. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为 D. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．木板进入粗糙地面的过程中由动能定理得 解得 AB错误； CD．木板进入粗糙地面到全部滑出粗糙地面的过程中由动能定理得 解得 C错误，D正确； 故选D。 4. 如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为静止卫星，d为高空探测卫星，a向为他们的向心加速度，r为它们到地心的距离，T为周期，l、分别为相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，则下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对b、c、d三颗卫星，根据 可得 B．因c为静止卫星 故B错误； A．因ac两颗卫星的周期相同，角速度一样，由可知 故A错误； D．由可知，，由 可知，D错误； C．由 可知，C正确。 故选C。 5. 如图，一质量为M、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（　　） A. 木板的动能一定等于 B. 木板的动能一定大于 C. 物块的动能一定小于 D. 物块的动能一定等于 【答案】C 【解析】 【详解】设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，由题可知，设物块的对地位移为，木板的对地位移为 CD．根据能量守恒定律可得 整理得，故C正确，D错误； AB．因摩擦产生的热量为 根据运动学公式可得， 由于，所以 故 故，故AB错误； 故选C。 6. 某学习小组利用高脚杯进行搬运乒乓球的比赛，看相同时间内哪位同学将杯口倒立后搬运的数量更多；即用杯子罩住乒乓球，轻晃杯子后使乒乓球沿杯子的内壁运动；缓慢将酒杯竖直提起可看到乒乓球在水平面内做圆周运动。将该过程简化如下：高脚杯内壁有处于同一竖直面内的A、B、C、D四个点，过该四点杯身的竖直剖面可看成圆O的一段圆弧，其中C点位于杯身的内径最大处。乒乓球在杯身不同高度处的水平面内做圆周运动时，将乒乓球视为质点，且不考虑乒乓球所受的摩擦及空气作用力，下列说法中正确的是（　　） A. 乒乓球在某一水平面内稳定圆周运动时，杯子对小球做正功 B. 乒乓球可能在C、D间某一位置的水平面内做圆周运动 C. 乒乓球运动平面越接近C点，所需要的向心力越小 D. 乒乓球在过A与在过B的水平面内做圆周运动时，在B的速率更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．轻晃酒杯的过程中，杯子对乒乓球的弹力的竖直方向分力与重力平衡，不做功，水平方向的分力提供向心力，与速度方向垂直，也不做功，故轻晃酒杯的过程中，杯子对乒乓球不做功，故A错误； B．杯子对乒乓球的弹力的竖直方向分力与重力平衡，则杯子对乒乓球应有竖直向上的分力，故乒乓球不可能在、间某一位置的水平面内做圆周运动，故B错误； C．乒乓球在水平面内做圆周运动时，设球与圆心的连线与竖直方向夹角为，运动平面越接近点，增大，根据 可知向心力增大，故C错误； D．在过与在过的水平面内做圆周运动时有 解得 由于在B点的轨迹圆半径比A的大且在B点的也比A的大，故乒乓球在的速率大，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一辆在平直路面上匀速行驶的汽车，利用跨过光滑定滑轮的轻绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边，汽车与滑轮间的绳保持水平。小船的质量为m，受到的阻力大小恒为，汽车受到地面的阻力大小恒为，不计空气阻力。当牵引小船的绳与水平方向成角时，小船的速度大小为v，绳的拉力对小船做功的功率为P，此时（　　） A. 汽车的速度大小为 B. 绳的拉力大小为 C. 小船的加速度大小为 D. 汽车发动机的输出功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．将小船的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的分量，沿绳方向的分速度为，该分速度等于汽车的速度，因此汽车速度大小为，A错误； B．绳的拉力对小船做功的功率 解得绳的拉力大小为，B错误； C．对小船，由牛顿第二定律得 结合 解得小船的加速度大小为，C错误； D．汽车匀速行驶，发动机的牵引力 汽车速度 发动机输出功率，D正确。 故选D。 8. 有一个曲面轨道，其竖直截面如图所示，以水平向右为轴，竖直向上为轴建立直角坐标系，位置坐标满足方程（SI）。轨道的左端点A坐标为（-1m，0.5m），其切线与轴成。小球从A点正上方相距0.25m的Q点由静止释放，小球与轨道碰撞前后，沿接触面方向速度不变，垂直接触面方向速度大小不变，方向相反。小球在空中运动过程中只考虑重力的作用，且小球始终在图中竖直平面内运动，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球与轨道第一次碰撞后的速度大小为 B. 小球与轨道第一次碰撞后做平抛运动 C. 小球与轨道的第二次碰撞点坐标为（，） D. 小球与轨道的第二次碰撞点坐标为（0，0） 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设小球下落到点时的速度为，已知，根据自由落体运动规律，有 解得 方向竖直向下。轨道左侧A点切线与轴成，将碰撞前的速度分解为沿切线向下的和垂直切线向下的。 根据平行四边形定则，解得、的大小分别为， 小球与轨道碰撞后沿切线方向速度不变，则 方向沿切线向下。垂直切线方向速度大小不变，方向相反，则 方向垂直切线向上。根据平行四边形定则，碰撞后小球速度大小为 方向沿水平方向。则小球与轨道第一次碰撞后做平抛运动，故A错误，B正确； CD．小球与轨道第一次碰撞后做平抛运动，可分解为水平方向的匀速直线运动，有 在竖直方向上，做自由落体运动，有 联立可得小球做平抛运动的运动轨迹满足方程 轨道的截面形状满足方程 两方程联立解得小球与轨道第二次碰撞点的坐标为，故CD错误。 故选B。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 质量为2t的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，从时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为2000N，图中，，，则（　　） A. 时间内，汽车牵引力为6000N B. 时间内，汽车功率为60kW C. 汽车运动的最大速度为20m/s D. 时间内，汽车位移为1125m 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．汽车在时间内的加速度为 根据牛顿第二定律 得时间内，汽车牵引力为，A正确； B．在时间汽车的功率保持不变，可得汽车的额定功率为，B正确； C．当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则汽车运动的最大速度为，C错误； D．时间内，汽车运动的位移为 在时间由动能定理 代入数据解得汽车的位移为 所以运动的总位移为，D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，一根长直轻杆两端固定着质量分别为5m、m的小球A和B，杆的长度为l。先将杆AB靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球A，使其在水平面上由静止开始向右滑动，假设所有接触面均光滑。下列说法正确的是（　　） A. 当小球B沿墙下滑距离为时，小球A的速度为 B. 当小球B沿墙下滑距离为时，小球B的速度为 C. 在小球B沿墙下滑的过程中，杆对A做功 D. 在小球B沿墙下滑的过程中，杆对B做功 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．从开始到小球B沿墙下滑距离为 ，AB系统机械能守恒 考虑AB关联速度 求得 ， AB错误； C．从开始到小球B沿墙下滑距离为，对A应用动能定理 求得杆对A做功 C正确； D．从开始到小球B沿墙下滑距离为，对B应用动能定理 求得杆对B做功 D正确． 故选CD。 11. 如图所示，质量为的物体放在水平面上，其内部有一个半径为的圆柱体空腔，空腔轴线水平，质量为的光滑小球静止于c点。现在使小球获得一个瞬间水平速度，使小球刚好在竖直平面abcd内做完整的圆周运动，物体始终保持静止。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球获得的瞬间水平速度 B. 小球通过d点时，物体M受到地面的静摩擦力大小为，方向水平向右 C. 物体M受到地面的最大支持力为 D. 物体M受到地面的最小支持力为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球刚好在竖直平面abcd内做完整的圆周运动，最高点有 从a到c，根据动能定理有 解得 故A正确； B．从a到d，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 对物体，根据受力平衡结合牛顿第三定律有 摩擦力方向水平向左，故B错误； C．小球运动到c点时，物体M受到地面的支持力最大，根据牛顿第二定律有 对物体，根据受力平衡结合牛顿第三定律有 故C正确； D．如图所示 设此位置和О点的连线与水平方向的夹角为，小球在该点的速度大小为v，小球从A点到此点的过程，根据机械能守恒定律得 设支架对小球的弹力大小为，在此点，对小球由牛顿第二定律有 联立解得 根据牛顿第三定律可知，小球对支架的弹力大小为 支架对地面压力最小的位置应该在小球运动到圆心О点以上，以支架为研究对象，设地面对支架的支持力大小为在竖直方向上，根据平衡条件有 联立解得 即是关于sin 的二次函数，函数图像为开口向上的抛物线，根据二次函数性质可知地面对支架的最小支持力为，故D正确。 故选ACD。 12. 如图所示，一绷紧的传送带与水平面夹角，在电动机带动下，传送带始终以速率逆时针运行。现将一质量的工件（可视为质点）轻放在传送带底端，工件被传送到高度的顶端。已知工件与传送带间动摩擦因数，以工件在传送带底端时的重力势能为零（，，重力加速度）。下列说法正确的是（ ） A. 工件从底端运送到顶端所需的时间为12.5s B. 工件到达顶端时的机械能为376J C. 工件与传送带之间因摩擦而产生的热量为512J D. 电动机由于传送工件而多消耗的电能为1264J 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．工件放到传送带时先做匀加速直线运动，设加速度为a。根据牛顿第二定律得 解得 设工件匀加速至速度等于的时间为，则有 通过的位移为，则有 解得 共速时，由于 所以之后工件随传送带匀速上升，则到达顶端还需时间 共需时间，故A正确； B．工件到达顶端时的动能 重力势能 机械能，故B错误； C．设工件匀加速运动的时间为t，则有 解得 在t时间内传送带的位移 所以t时间内工件与传送带间的相对位移大小 因摩擦产生的热量 代入数据解得，故C正确； D．电动机由于传送工件而多消耗的电能，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 13. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间_____（填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽______（填“需要”或“不需要”）光滑； （3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为_______m/s。 【答案】（1）不变 （2）不需要 （3） ①. 3 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 将、球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，球落地点变远，水平速度变大，下落的高度不变，由自由落体运动下落时间 可知小球在空中运动的时间不变。 【小问2详解】 安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，使小球每次都是从斜槽上同一位置由静止开始释放，斜槽不需要光滑。 【小问3详解】 [1]由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论 可得 则小球平抛初速度的大小为 [2]小球在轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在点轴方向速度的大小 小球在点速度的大小 14. 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有： A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平； B．测出挡光条的宽度d； C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m； D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l； E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t； F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组l和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题： （1）本实验中_____________（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 （2）某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t0，滑块由静止释放至光电门的过程，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________________（用以上物理量表示）。 （3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中符合实验要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）不需要 （2） （3）D 【解析】 【小问1详解】 对砝码和滑块系统来说，验证机械能守恒律，系统减少的重力势能和增加的动能均可以测量，不必测拉力，故不需要满足m远小于M。 【小问2详解】 由于砝码向下运动，所以系统减少的重力势能为 滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，则 所以系统动能增加量为 联立可得系统机械能守恒成立的表达式为 【小问3详解】 由以上分析可得 所以的图线为一条过原点的直线。 故选D。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。第15题10分，第16题12分，第17题16分 15. 如图所示，一水平圆盘半径为，绕过圆心的竖直轴转动，三点共线，且为圆盘边缘的标记点。当点转到最左侧时，在点相对于地面沿所在的竖直平面内斜向上抛出一个小球，小球速度方向与直线的夹角为。已知小球击中圆盘右边缘时，恰与此时转动到该位置的标记点重合。设重力加速度，取3，，求: （1）小球从点斜向上抛出的速度大小； （2）圆盘转动角速度的最小值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球，竖直方向有 水平方向有 联立得 代入数据可解得小球从A点斜向上抛出的速度大小 【小问2详解】 设圆盘转动的周期为，则有（n=0，1，2，3…） 解得（n=0，1，2，3…） 由（1）解得，（n=0，1，2，3…） 当时，圆盘转动角速度的最小值 16. 如图所示，竖直放置的圆锥顶角为2θ，侧壁光滑，可绕通过其中心的竖直轴匀速转动。质量为m的小球通过长为L的轻绳拴在竖直轴线上，可随轴线和侧壁一起相对静止的转动。已知轻绳与圆锥侧壁平行，重力加速度大小为g，问： （1）当圆锥不转动，小球静止在侧壁时，小球对绳子的拉力T1的大小； （2）试写出绳子的拉力T的大小和小球转动的角速度ω的函数关系（提示：需分类讨论）。 【答案】（1） （2），；， 【解析】 【小问1详解】 如图所示，小球静止在侧壁时，受到重力G、侧壁的支持力FN和绳子的拉力T0的作用处于平衡状态 将力沿侧壁和垂直侧壁进行正交分解 根据牛顿第三定律可得 【小问2详解】 如图所示， 当小球转动的角速度ω较小时，小球贴着侧壁在水平面内做匀速圆周运动，转动半径 小球受重力G、侧壁的支持力FN和绳子的拉力T的作用，将力沿水平和竖直方向进行正交分解， 解得 小球刚要脱离侧壁时 代入上式，解得此时的角速度 如图所示 当小球转动的角速度时，小球将脱离侧壁在水平面内做匀速圆周运动，设绳与竖直方向的夹角为α，转动半径r=Lsinα 小球受重力G和绳子的拉力T的作用，将力沿水平和竖直方向进行正交分解， 解得 故拉力T和角速度ω的函数关系为，； 17. 如图，水平平台上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB段光滑，BC段长，与滑块间的摩擦因数为。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的长为，与滑块间的摩擦因数为，传送带向右匀速运动，其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切，圆弧形轨道半径。今将一质量的滑块向左压缩轻弹簧到最短，此时弹簧的弹性势能为，然后突然释放，滑块滑到传送带右端D点后继续滑上圆弧形轨道。重力加速度，。不计空气阻力。求： （1）滑块到达C点的速度。 （2）改变传送带的速度，求物块从传送带右侧D滑出时速度v的范围。 （3）要使滑块不脱离圆弧形轨道，求传送带的速度范围。 【答案】（1） ;（2）;（3）传送带速度或者 【解析】 【详解】（1）从释放物体到C点，根据动能定理有 带入数据解方程可得 （2）当物体滑上传送带就开始减速，此情况下物体到达D点有最小速度，根据动能定理有 代入数据，解方程可得到达D点有最小速度 当物体滑上传送带就开始加速，此情况下物体到达D点有最大速度，根据动能定理有 代入数据，解方程可得到达D点有最大速度 故 。 （3）（） 物体要不脱离圆轨道运动，通过E点的最小速度时，完全由重力提供向心力有 从，根据动能定理有 带入数据，解方程可得 由于 > ，所以物体滑上传送带时是加速，故传送带的速度 （）当物体速度比较小，不能滑上圆轨道的上半部分，此时的临界条件是物体最多滑到与圆心等高的地方，根据动能定理有 带入数据，解方程可得 故此种情况下，传送带的速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $