精品解析：河北省邢台市2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题

NT20第一学期高三年级10月联考物理 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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. 在国际单位制（SI）中，黏滞力的表达式为，其中是粘度，是接触面积，是速度梯度。根据该定义式，黏度的单位用国际单位制基本单位表示应为（　　） A. B. C. D. 2. 圆周运动是自然界中最基础、最普遍的曲线运动形式之一，其规律是理解天体运行、机械设计、生活现象的关键纽带。以下关于生活中的圆周运动说法正确的是（　　） A. 骑自行车在水平路面匀速转弯时，自行车所受重力与支持力的合力提供了转弯所需的向心力 B. 驾驶汽车通过拱形桥最高点时，汽车对桥面的压力大小大于汽车自身的重力大小 C. 将衣物放入洗衣机脱水桶，脱水桶高速旋转时，衣物中的水分更容易被甩出桶外 D. 电风扇转动时，扇叶上某点随扇叶匀速转动，该点的速度方向始终与扇叶半径垂直且速度保持不变 3. 小明同学在河南宝泉旅游度假区体验了号称“崖壁穿梭机”的洞穴电梯。电梯沿陡峭崖壁垂直上行时，他打开手机中的传感器软件，测量电梯的加速度。软件显示出电梯在一段时间内的图像，如图所示，以竖直向上为正方向。则以下说法正确的是（ ） A. 时刻电梯的速度最大 B. 时刻电梯的速度最大 C. 时刻电梯处于失重状态 D. 时刻电梯处于超重状态 4. 如图所示为龟兔赛跑故事中乌龟和兔子沿某条直线运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 兔子先匀加速，再匀速，后继续做匀加速直线运动 B. 时间内乌龟的平均速度大于兔子 C. 时间内兔子和乌龟相遇三次 D. 时刻乌龟在前兔子在后 5. 在人类探索宇宙的进程中，人造卫星的轨道设计与运行规律研究至关重要。我国的“北斗”导航卫星系统和一些用于科学探测的实验卫星，就涉及到圆形轨道与椭圆轨道的卫星运行情况。如图所示，甲卫星类似于“北斗”系统中在距离球心的圆形轨道上稳定运行的导航卫星，周期为，为地面提供精准的定位服务；乙卫星则像一颗用于深空探测的实验卫星，在椭圆轨道上运行，A、B分别为椭圆轨道的远地点和近地点，C、D为椭圆轨道和圆形轨道的交点。已知圆形轨道的直径和椭圆轨道的长轴大小相等，椭圆面积公式（a、b分别为椭圆的半长轴和半短轴）。若取无穷远处引力势能为零，质量为的物体在距离地球球心为时的引力势能（为地球质量），则关于两卫星的运动，以下说法正确的是（　　） A. 乙卫星的运行周期大于 B. 甲与地心连线扫过的面积比乙与地心连线在相同时间内扫过的面积大 C. 甲经过点的速率一定比乙经过点的速率大 D. 甲的机械能一定等于乙的机械能 6. 在游乐园的趣味物理体验区，有一个模拟天体运动的装置。装置中有固定在竖直面内的光滑圆环，顶端点固定有一颗钉子，弹性轻绳一端固定在圆环上方的点，另一端绕过钉子与穿在圆环上的小球相连，用来模拟卫星受引力等作用的运动情况。弹性轻绳的原长等于间的距离，其弹力大小与绳的形变量成正比。初始状态，小球恰静止在圆环上的点，模拟卫星在某一轨道的平衡状态，现给小球一个轻微的扰动，使其绕圆环向下缓慢运动，模拟卫星轨道发生微小变化的过程，关于这个过程中圆环对小球的支持力的大小，以下说法中正确的是（　　） A. 不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 7. 如图所示为学生在体育课上投掷的铅球在空中飞行的轨迹图，质量为的铅球抛出时初速度大小为，与水平方向的夹角为，到达地面的速度与水平方向的夹角为，B是飞行过程中的最高点，重力加速度为，不计空气阻力，铅球可以看成质点，则下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的竖直高度为 B. 铅球落地时重力的功率 C. 从到重力对铅球做功 D. 若初速度变为，其余条件不变，则水平射程变为原来的2倍 二、多选题：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。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。 8. 某科技公司研发的新型混合动力机车，其动力系统可在“纯电动模式”和“发动机辅助模式”间智能切换。已知机车行驶中所受阻力恒定，在平直公路上启动过程中，纯电动模式保持额定功率不变，发动机辅助模式额定功率。若启动过程中机车从静止开始先以纯电动模式行驶，时刻恰好达到该模式下的最大速度，随后立即切换为发动机辅助模式继续加速。则下列描述机车运动图像可能正确的是（图中是机车的牵引力）（　　） A. B. C. D. 9. 已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零。现在质量为，半径为，球心在点的地球内部挖一个半径为，球心在的球形洞。现将一质量为的小球从洞内点由静止释放。其中地球可视为质量均匀分布。关于小球的运动，以下说法正确的是（　　） A. 小球做变加速运动，最终撞到点 B. 小球在点时的加速度方向为 C. 小球在点时的加速度大小为 D. 小球在点时所受万有引力的大小为 10. 如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在地面上，其底端和顶端点分别固定有一挡板和光滑的定滑轮，置于斜面上的物块、B通过一劲度系数为的轻弹簧相连，其中紧靠在挡板上，B通过一根跨过定滑轮的轻绳与固定在轻杆一端的小球相连，轻绳与斜面平行，轻杆另一端固定在点，点与点等高，且，轻杆长。初始时刻轻杆沿水平方向，轻绳恰好伸直且无张力。现将小球由静止释放，当小球运动到最低点时，物块恰好离开挡板。已知物块、B均可视为质点，质量均为，小球质量为，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），运动过程中弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为，忽略空气阻力。以下说法正确的是（　　） A. 运动过程中物块B和小球组成的系统机械能守恒 B. 轻弹簧劲度系数 C. 小球运动到最低点时的速度大小为 D. 当小球下落高度为时物块和小球的速度大小相等 三、非选择题：本题共5小题，共54分。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. 如图所示，某实验小组通过测量两辆完全相同小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系。将轨道分上下双层排列，甲、乙两辆小车分别在上下层轨道上，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码改变拉力的大小。 实验次数 小车 拉力 位移 1 甲 0.1 22.3 乙 0.2 43.5 2 甲 0.2 29.0 乙 0.3 43.0 3 甲 0.3 41.0 乙 0.4 55.4 实验步骤： ①按照图安装实验装置，将轨道的右侧抬高来平衡小车所受的摩擦力； ②在两小车的左面的槽码盘放不同槽码后，同时释放两辆小车； ③控制刹车系统，使小车同时立即停下来，并记录下小车的位移； ④改变槽码的数量，重复上述实验步骤。 （1）本实验的实验方法是_____； （2）实验中，平衡摩擦力时，_____（选填“挂”或“不挂”）槽码盘，轻推小车，使得小车能匀速下滑可认为完全平衡摩擦力了； （3）实验中，若要使槽码盘和槽码的重力大小近似等于小车所受轻绳的拉力大小，需满足的条件是_____； （4）某次实验数据如表，实验结论为_____。 12. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上，质量为的物块（含遮光片）通过与桌面平行细线和滑块相连，物块正下方固定一光电门。打开气源，将物块由静止释放，记录遮光片的挡光时间为。已知遮光片的宽度为，物块释放时遮光片距离光电门的高度为，个过程未离开桌面，重力加速度为。回答下列问题： （1）将a，b（含遮光片）作为一个系统，从物块由静止释放到遮光片通过光电门的过程中，系统增加的动能________，系统减少的重力势能________，比较与的大小，判断系统机械能是否守恒。 （2）改变高度，重复上述实验步骤，某同学根据记录的数据描绘出图像，若考虑到阻力作用不可忽略且大小不变为，则画出的图像应为图2中的图线________（选填“①”“②”或“③”），其图像的斜率________。阻力存在的情况下机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），把气垫导轨左端抬高，让滑块重力的分力与阻力平衡后来验证机械能守恒，这种做法________（选填“合理”或“不合理”）。 13. 在某风洞实验中，轻绳一端固定在点，另一端固定一质量为的小球。某次实验中，在水平风力的作用下，小球静止时轻绳与竖直方向间的夹角为。现将轻绳剪断，同时给小球一个初速度，方向与水平方向间的夹角为。不考虑空气阻力，小球可看作质点，重力加速度。则在以后的运动过程中，求： （1）小球的最小动能； （2）小球速度达到最小值时的竖直位移大小。 14. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面连接并相切于点，绷紧的水平传送带（足够长）与光滑水平平台连接。电动机带动水平传送带以恒定的速率顺时针匀速转动，在水平平台上有一质量的物块（可视为质点）以初速度向左滑上传送带，物块与传送带的动摩擦因数，向左运动的最远位移，物块返回到平台后恰好能沿着两个半圆轨道运动到最高点，重力加速度取，不计空气阻力，在连接处没有能量损失。求： （1）物块的初速度； （2）两个半圆的半径和； （3）物块在传送带上滑动过程中系统产生的热量。 15. 如图所示，长度的粗糙水平面的点并排放有质量均为的物块、，物块、与间的动摩擦因数分别为，。的右侧水平面上静止一长为，质量为的长木板（木板上表面与端齐平），的右端与点的距离为，B点固定有与长木板等高的挡板，撞到挡板时被立即锁定不动。水平面的右侧有固定在竖直面内、圆心位于点、半径的光滑四分之一圆弧轨道。现对物块施加外力F，F与物块移动的距离间的关系式为，物块到达点的瞬间同时撤去物块。已知物块、均可看做质点，物块与长木板间动摩擦因数，长木板与水平面间动摩擦因数，c撞到挡板前，物块未从长木板上滑下，重力加速度，求： （1）当时，物块、间作用力的大小； （2）物块到达点时的速度大小； （3）要使物块落到圆弧面时的动能最小，则板长的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ NT20第一学期高三年级10月联考物理 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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. 在国际单位制（SI）中，黏滞力的表达式为，其中是粘度，是接触面积，是速度梯度。根据该定义式，黏度的单位用国际单位制基本单位表示应为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据公式，变形得 力的单位为牛顿（N），国际单位制基本单位表示为，的单位为，的单位为，代入公式计算的单位得 故选A。 2. 圆周运动是自然界中最基础、最普遍的曲线运动形式之一，其规律是理解天体运行、机械设计、生活现象的关键纽带。以下关于生活中的圆周运动说法正确的是（　　） A. 骑自行车在水平路面匀速转弯时，自行车所受重力与支持力的合力提供了转弯所需的向心力 B. 驾驶汽车通过拱形桥最高点时，汽车对桥面的压力大小大于汽车自身的重力大小 C. 将衣物放入洗衣机脱水桶，脱水桶高速旋转时，衣物中的水分更容易被甩出桶外 D. 电风扇转动时，扇叶上某点随扇叶匀速转动，该点的速度方向始终与扇叶半径垂直且速度保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．骑自行车转弯时，向心力由地面摩擦力提供，而重力与支持力均在竖直方向，大小相等，方向相反，故A错误； B．汽车过拱桥最高点时，由牛顿第二定律得 故 支持力小于重力，根据牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小小于汽车自身的重力大小，故B错误； C．洗衣机脱水桶旋转时，衣物和水分随桶一起做圆周运动，衣物所需向心力由桶壁的弹力提供。水分的向心力由水分与衣物间的附着力提供，但水分与衣物间的附着力有限，当脱水桶转速足够大时，水分所需的向心力超过附着力，水分无法维持圆周运动，会做离心运动被甩出桶外，故C正确； D．匀速圆周运动中速度大小不变，方向始终变化，故速度变化，故D错误。 故选C。 3. 小明同学在河南宝泉旅游度假区体验了号称“崖壁穿梭机”的洞穴电梯。电梯沿陡峭崖壁垂直上行时，他打开手机中的传感器软件，测量电梯的加速度。软件显示出电梯在一段时间内的图像，如图所示，以竖直向上为正方向。则以下说法正确的是（ ） A. 时刻电梯的速度最大 B. 时刻电梯的速度最大 C. 时刻电梯处于失重状态 D. 时刻电梯处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】AB．时刻电梯向上运动的加速度向上，速度还要继续增大，时刻电梯的加速度开始反向，开始做减速运动，此时电梯速度最大，故A错误，B正确； CD．时刻电梯加速度向上，超重；时刻电梯加速度向下，失重，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示为龟兔赛跑故事中乌龟和兔子沿某条直线运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 兔子先匀加速，再匀速，后继续做匀加速直线运动 B. 时间内乌龟的平均速度大于兔子 C. 时间内兔子和乌龟相遇三次 D. 时刻乌龟在前兔子在后 【答案】B 【解析】 【详解】A．题图为图像，图像斜率表示速度。从图像中可以看出，兔子从时刻开始先匀速运动，时间内静止，后继续匀速运动，故A错误； B．从图像中可以看出，时间内乌龟的位移大于兔子的位移，所以由平均速度公式可知，乌龟的平均速度大于兔子的平均速度，故B正确； C．从图像中可以看出，时间内，在及时刻兔子与乌龟相遇，即共相遇两次，故C错误； D．从图像中可以看出，时间内乌龟的位移小于兔子的位移，所以时刻乌龟在后兔子在前，故D错误。 故选B。 5. 在人类探索宇宙的进程中，人造卫星的轨道设计与运行规律研究至关重要。我国的“北斗”导航卫星系统和一些用于科学探测的实验卫星，就涉及到圆形轨道与椭圆轨道的卫星运行情况。如图所示，甲卫星类似于“北斗”系统中在距离球心的圆形轨道上稳定运行的导航卫星，周期为，为地面提供精准的定位服务；乙卫星则像一颗用于深空探测的实验卫星，在椭圆轨道上运行，A、B分别为椭圆轨道的远地点和近地点，C、D为椭圆轨道和圆形轨道的交点。已知圆形轨道的直径和椭圆轨道的长轴大小相等，椭圆面积公式（a、b分别为椭圆的半长轴和半短轴）。若取无穷远处引力势能为零，质量为的物体在距离地球球心为时的引力势能（为地球质量），则关于两卫星的运动，以下说法正确的是（　　） A. 乙卫星的运行周期大于 B. 甲与地心连线扫过的面积比乙与地心连线在相同时间内扫过的面积大 C. 甲经过点的速率一定比乙经过点的速率大 D. 甲的机械能一定等于乙的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，甲卫星的轨道半径与乙卫星的轨道半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，甲乙周期相等，故A错误； B．甲乙周期相等，甲在单位时间与地心连线扫过的面积 乙在单位时间与地心连线扫过的面积 则，故B正确； CD．甲在点时，有 得动能，引力势能 则甲的机械能 设乙在远地点、近地点与地心的距离分别为、 联立下列式子， 得乙的机械能 由此可知若卫星质量相等，在半径与半长轴相等的圆形轨道和椭圆轨道运行时的机械能相等，在交点、的引力势能相等，则动能、速率亦相等，但题目中未说明甲、乙两卫星的质量。 故CD错误。 故选B。 6. 在游乐园的趣味物理体验区，有一个模拟天体运动的装置。装置中有固定在竖直面内的光滑圆环，顶端点固定有一颗钉子，弹性轻绳一端固定在圆环上方的点，另一端绕过钉子与穿在圆环上的小球相连，用来模拟卫星受引力等作用的运动情况。弹性轻绳的原长等于间的距离，其弹力大小与绳的形变量成正比。初始状态，小球恰静止在圆环上的点，模拟卫星在某一轨道的平衡状态，现给小球一个轻微的扰动，使其绕圆环向下缓慢运动，模拟卫星轨道发生微小变化的过程，关于这个过程中圆环对小球的支持力的大小，以下说法中正确的是（　　） A. 不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】对小球受力分析，如图所示 设弹性轻绳的形变量为，将三个力平移后的矢量三角形，与三角形相似，则 可得始终等于小球的重力，大小不变，方向一直发生变化。 故选A。 7. 如图所示为学生在体育课上投掷的铅球在空中飞行的轨迹图，质量为的铅球抛出时初速度大小为，与水平方向的夹角为，到达地面的速度与水平方向的夹角为，B是飞行过程中的最高点，重力加速度为，不计空气阻力，铅球可以看成质点，则下列说法正确的是（　　） A. A、B两点间的竖直高度为 B. 铅球落地时重力的功率 C. 从到重力对铅球做功 D. 若初速度变为，其余条件不变，则水平射程变为原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．铅球初速度在竖直方向和水平方向的分速度分别， 在竖直方向上做竖直上抛运动，最大上升高度，故A错误； B．从铅球抛出后到落地，水平方向上速度不变，落地时竖直方向上的速度 则重力的功率，故B正确； C．铅球落地时速度，根据动能定理重力做功，故C错误； D．铅球抛出后初速度在竖直方向分速度为，铅球在竖直方向做竖直上抛运动，有 设运动时间为，有 解得 由于铅球的初速度变为，则由其分析可知，铅球的运动时间增加。在水平方向 由于铅球初速度变为二倍，所以水平方向的速度也增加二倍，但其时间变长，所以铅球在水平方向的位移大于二倍，故D错误。 故选B。 二、多选题：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。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。 8. 某科技公司研发的新型混合动力机车，其动力系统可在“纯电动模式”和“发动机辅助模式”间智能切换。已知机车行驶中所受阻力恒定，在平直公路上启动过程中，纯电动模式保持额定功率不变，发动机辅助模式额定功率。若启动过程中机车从静止开始先以纯电动模式行驶，时刻恰好达到该模式下的最大速度，随后立即切换为发动机辅助模式继续加速。则下列描述机车运动图像可能正确的是（图中是机车的牵引力）（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由题意可知，当以额定功率启动时，有 v逐渐增加，逐渐减小，做加速度减小的加速运动，时达到纯电动模式下的最大速度，有， 切换模式后，功率突然增大，牵引力瞬间增大后继续做加速度减小的加速运动。 故A正确，B错误； CD．纯电动模式下有， 切换模式后稳定时有， 且在图像中，斜率表示额定功率的大小，两段均为过原点的直线。 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零。现在质量为，半径为，球心在点的地球内部挖一个半径为，球心在的球形洞。现将一质量为的小球从洞内点由静止释放。其中地球可视为质量均匀分布。关于小球的运动，以下说法正确的是（　　） A. 小球做变加速运动，最终撞到点 B. 小球在点时的加速度方向为 C. 小球在点时的加速度大小为 D. 小球在点时所受万有引力的大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】BCD．根据割补法可知，小球所受万有引力等于大球对其万有引力与挖去部分对其万有引力的矢量差值，如图所示，， 又质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零，则大球对小球的万有引力等于以为半径的球体对其的引力，挖去部分对其的万有引力等于以为半径的球体对其的引力，设地球密度为，则 方向为 方向为 可得 则球对其万有引力与挖去部分对其万有引力的矢量差值，即剩余部分对其产生的引力方向必平行于，有 可得小球在点时所受万有引力的合力 可知小球在点时的加速度大小为，加速度不变。 故BC正确，D错误； A．由此可知，将小球由静止释放后，其沿与平行的方向做匀加速直线运动，直到与洞壁相撞，故A错误。 故选BC。 10. 如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在地面上，其底端和顶端点分别固定有一挡板和光滑的定滑轮，置于斜面上的物块、B通过一劲度系数为的轻弹簧相连，其中紧靠在挡板上，B通过一根跨过定滑轮的轻绳与固定在轻杆一端的小球相连，轻绳与斜面平行，轻杆另一端固定在点，点与点等高，且，轻杆长。初始时刻轻杆沿水平方向，轻绳恰好伸直且无张力。现将小球由静止释放，当小球运动到最低点时，物块恰好离开挡板。已知物块、B均可视为质点，质量均为，小球质量为，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），运动过程中弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为，忽略空气阻力。以下说法正确的是（　　） A. 运动过程中物块B和小球组成的系统机械能守恒 B. 轻弹簧劲度系数 C. 小球运动到最低点时的速度大小为 D. 当小球下落高度为时物块和小球的速度大小相等 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．运动过程中B、小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； BC．初始状态，弹簧的压缩量 当小球运动到最低点时恰好离开挡板，弹簧此时的伸长量，， 则 代入数据得 小球运动到最低点时，设小球与B的速度分别为，，连接小球的轻绳与水平方向间的夹角为，，则速度 根据能量关系可得 得 故BC正确； D．当连接小球的轻绳与杆垂直时，小球的速度沿绳方向，与物块B的速度大小相等，此时连接小球的轻绳与水平方向间的夹角为，则，小球下落的高度，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。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. 如图所示，某实验小组通过测量两辆完全相同小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系。将轨道分上下双层排列，甲、乙两辆小车分别在上下层轨道上，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码改变拉力的大小。 实验次数 小车 拉力 位移 1 甲 0.1 22.3 乙 0.2 43.5 2 甲 0.2 29.0 乙 0.3 43.0 3 甲 0.3 41.0 乙 0.4 55.4 实验步骤： ①按照图安装实验装置，将轨道的右侧抬高来平衡小车所受的摩擦力； ②在两小车的左面的槽码盘放不同槽码后，同时释放两辆小车； ③控制刹车系统，使小车同时立即停下来，并记录下小车的位移； ④改变槽码的数量，重复上述实验步骤。 （1）本实验的实验方法是_____； （2）实验中，平衡摩擦力时，_____（选填“挂”或“不挂”）槽码盘，轻推小车，使得小车能匀速下滑可认为完全平衡摩擦力了； （3）实验中，若要使槽码盘和槽码的重力大小近似等于小车所受轻绳的拉力大小，需满足的条件是_____； （4）某次实验数据如表，实验结论为_____。 【答案】（1）控制变量法 （2）不挂 （3）槽码盘和槽码的质量远小于小车的质量 （4）在误差允许的范围内，小车质量一定时，其加速度与所受合外力成正比。 【解析】 【小问1详解】 本实验中，要求保持质量不变，探究力与加速度的关系，采用的实验方法是为控制变量法。 【小问2详解】 实验中，平衡摩擦力时，不挂槽码盘，轻推小车，使得小车能匀速下滑可认为完全平衡摩擦力了。 【小问3详解】 设小车的质量为，槽码盘和槽码质量为，根据牛顿第二定律可得， 联立可得 可知当槽码盘和槽码的质量远小于小车的质量时，可认为轻绳拉力大小近似等于槽码盘和槽码的重力大小。 【小问4详解】 在三次实验中，在误差允许的范围内，都有 则实验结论为：在误差允许的范围内，小车质量一定时，其加速度与所受合外力成正比 12. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上，质量为的物块（含遮光片）通过与桌面平行细线和滑块相连，物块正下方固定一光电门。打开气源，将物块由静止释放，记录遮光片的挡光时间为。已知遮光片的宽度为，物块释放时遮光片距离光电门的高度为，个过程未离开桌面，重力加速度为。回答下列问题： （1）将a，b（含遮光片）作为一个系统，从物块由静止释放到遮光片通过光电门的过程中，系统增加的动能________，系统减少的重力势能________，比较与的大小，判断系统机械能是否守恒。 （2）改变高度，重复上述实验步骤，某同学根据记录的数据描绘出图像，若考虑到阻力作用不可忽略且大小不变为，则画出的图像应为图2中的图线________（选填“①”“②”或“③”），其图像的斜率________。阻力存在的情况下机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），把气垫导轨左端抬高，让滑块重力的分力与阻力平衡后来验证机械能守恒，这种做法________（选填“合理”或“不合理”）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ② ②. ③. 不守恒 ④. 不合理 【解析】 【小问1详解】 [1]滑块与物块均沿着细线方向运动，两者速度大小相同，当物块经过光电门时，遮光片通过光电门的速度大小为，故系统增加的动能 [2]只有物块下降了高度，滑块的重力势能不变，故系统减少的重力势能 【小问2详解】 [1][2]阻力大小为，则物块下落的过程中，根据动能定理有 与图像对应的函数关系为 即图像为一条过原点的直线，与图线②对应，且斜率为 [3][4]有阻力存在，阻力做功会减少机械能，机械能不守恒； 利用重力分力平衡阻力后，阻力依然存在且减小机械能，机械能不守恒，这种做法是不合理的。 13. 在某风洞实验中，轻绳一端固定在点，另一端固定一质量为的小球。某次实验中，在水平风力的作用下，小球静止时轻绳与竖直方向间的夹角为。现将轻绳剪断，同时给小球一个初速度，方向与水平方向间的夹角为。不考虑空气阻力，小球可看作质点，重力加速度。则在以后的运动过程中，求： （1）小球的最小动能； （2）小球速度达到最小值时的竖直位移大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，剪断轻绳后，小球合力方向沿绳向下，初速度与绳的反向延长线间的夹角为，小球抛出后做类斜上抛运动。 设垂直绳方向为方向，，做匀速直线运动； 平行绳方向为方向，，做匀变速直线运动； 则抛出后的最小速度 最小动能 【小问2详解】 小球静止时对其受力分析可知 轻绳剪断后小球加速度大小为 小球抛出后到速度达到最小值的时间 方向位移 方向位移 则竖直位移 14. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面连接并相切于点，绷紧的水平传送带（足够长）与光滑水平平台连接。电动机带动水平传送带以恒定的速率顺时针匀速转动，在水平平台上有一质量的物块（可视为质点）以初速度向左滑上传送带，物块与传送带的动摩擦因数，向左运动的最远位移，物块返回到平台后恰好能沿着两个半圆轨道运动到最高点，重力加速度取，不计空气阻力，在连接处没有能量损失。求： （1）物块的初速度； （2）两个半圆的半径和； （3）物块在传送带上滑动过程中系统产生的热量。 【答案】（1）8m/s （2）， （3）169J 【解析】 【小问1详解】 物块滑上传送带后做匀减速直线运动，加速度大小 向左最远位移 解得物块的初速度 【小问2详解】 物块向左减速到零后向右加速，与传送带共速时位移为，， ，共速后，一起匀速运动，物块以的速率通过点，物块恰好通过下半个圆形轨道有 对此过程列能量守恒 联立解得 得 同理可得 得 【小问3详解】 物块在传送带上向左运动时传送带与物块的相对位移 物块在传送带上向右运动时传送带与物块的相对位移 摩擦产热 代入数据解得 15. 如图所示，长度的粗糙水平面的点并排放有质量均为的物块、，物块、与间的动摩擦因数分别为，。的右侧水平面上静止一长为，质量为的长木板（木板上表面与端齐平），的右端与点的距离为，B点固定有与长木板等高的挡板，撞到挡板时被立即锁定不动。水平面的右侧有固定在竖直面内、圆心位于点、半径的光滑四分之一圆弧轨道。现对物块施加外力F，F与物块移动的距离间的关系式为，物块到达点的瞬间同时撤去物块。已知物块、均可看做质点，物块与长木板间动摩擦因数，长木板与水平面间动摩擦因数，c撞到挡板前，物块未从长木板上滑下，重力加速度，求： （1）当时，物块、间作用力的大小； （2）物块到达点时的速度大小； （3）要使物块落到圆弧面时的动能最小，则板长的大小。 【答案】（1）7.5N （2）6m/s （3）3.375m 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，在外力的作用下，两物块先一起做加速运动，再做减速运动后分开，对整体，根据牛顿第二定律可得 对物块，有 F与物块移动的距离间的关系式为，当时， 代入上式得 【小问2详解】 当时，两物体在减速，有 可联立解得，得 即时，两物块分开，设分开时两物块速度大小为，根据动能定理 其中，得 两物块分开后物块做减速运动，设其运动到点时的速度大小为，则 得 【小问3详解】 要使落在圆弧面上时动能最小，设其运动到点时速度为，做平抛运动的时间为，则，， 落到上时的动能 当，即，时落到上时的动能最小。 滑到长木板上以后，做减速运动， 做加速运动，有 得 则 代入得， 移动的位移 移动的位移 共速后，一起做匀减速直线运动，有 设的右端运动到时的速度为，有 得 锁定后继续做减速运动到点，则 得 则长木板的长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $