精品解析：河南省豫西北教研联盟2025-2026学年高三上学期第一次质量检测物理试卷

豫西北教研联盟2025-2026学年高三第一次质量检测试题物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 空中悬停无人机从某高处先后自由释放两粒小石子甲和乙，不计空气阻力，则它们落地之前，下列说法正确的是（ ） A. 两石子之间的距离不断变大 B. 两石子之间的距离保持不变 C 甲相对乙做匀减速直线运动 D. 甲相对乙做匀加速直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．两石子均做自由落体运动，加速度均为。设甲比乙早释放时间，甲的位移为 乙的位移为 可知两石子间距为 当增大时，随线性增加，故两石子间距不断变大，故A正确，B错误； CD．甲与乙的加速度相同且均为g，甲相对乙的速度差为（为恒定值） 可知甲相对乙做匀速直线运动，故CD错误。 故选A。 2. 在光滑水平面上，质量为、速度为的球跟质量为的静止球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，碰撞后B球的速度可能值为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】规定v方向为正方向，若碰撞为完全非弹性碰撞，则B的速度有最小值，由动量守恒得 解得此时B的速度最小值 若碰撞为弹性碰撞，则B的速度有最大值，根据动量守恒、机械能守恒分别有， 解得此时B的速度最大值 可知B球速度范围在到之间。综合可知A符合题意。 故选A。 3. 某抛粮机可将小麦、稻谷等粮食水平抛出，简化模型如图所示。由于传送带的速度不同，导致小麦抛出的速度不同，小麦可能打在墙面上，也可能直接落在地面上。若将小麦视为质点，不计空气阻力，不考虑小麦的碰墙反弹，则关于小麦抛出后的水平位移与速度的关系图像，以及小麦在空中运动的时间与速度的关系图像，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当小麦初速度较小时，落在地面上，此时小麦下落高度一定，根据，小麦下落时间一定，再根据，x与v0成正比，图线为过原点的倾斜直线； 当小麦初速度较大时，打在墙面上，此时小麦的水平位移x保持不变，图线为水平直线，AB错误； CD．当小麦初速度较小时，落在地面上，此时小麦下落高度一定，根据，小麦下落时间一定，图线为水平直线； 当小麦初速度较大时，打在墙面上，此时小麦的水平位移x保持不变，根据，v0与t成反比，为双曲线的一支，C正确，D错误。 故选C。 4. 游标卡尺是常用的测量工具，若所用卡尺为20分度尺，则下面读数正确的是（ ） A. 读数为： B. 读数为：5.15mm C. 读数为： D. 读数为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．游标卡尺主尺读数，游标上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为 所以最终读数为：主尺读数+游标读数为 故A错误； B．游标卡尺主尺读数，游标上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为 所以最终读数为：主尺读数+游标读数为 故B错误； C．游标卡尺主尺读数，游标上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为 所以最终读数为：主尺读数+游标读数为 因位数不对，故C错误； D．由图可知游标20刻度在后，而20刻度游标总长，故游标卡尺主尺读数，游标上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为 所以最终读数为：主尺读数+游标读数为 故D正确。 故选D。 5. 王城公园幸福摩天轮的直径为，转一圈用时。某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C点的过程中（ ） A. 该同学线速度大小约为 B. 座舱对该同学的摩擦力在水平方向上，先增大后减小 C. 该同学的机械能保持不变 D. 重力对该同学做功的功率一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．该同学线速度大小约为，故A错误； B．设该同学的向心加速度大小为，所处位置的径向方向与竖直方向的夹角为，从A点经B点运动到C点的过程中，水平方向有 其中从增大到再减小为，所以座舱对该同学的摩擦力在水平方向上，先增大后减小，故B正确； C．该同学的动能保持不变，重力势能发生变化，所以机械能发生变化，故C错误； D．在A点和C点，由于重力与速度方向垂直，重力的瞬时功率为0，所以从A点经B点运动到C点的过程中，重力对该同学做功的功率先增大后减小，故D错误。 故选B。 6. “牡丹文化节”距今已有1600多年历史，2025年4月1日第42届“牡丹文化节”开幕，电视台摄制组为了拍到更广、更美的景色，采用了无人机拍摄的方法。现通过传感器采集某台无人机飞行过程中的数据，得到了水平方向的速度及竖直方向的加速度与飞行时间的关系图像，如图甲、乙所示。取水平向前和竖直向上为正方向，竖直方向初速度为零，则下列说法正确的是（ ） A. 内，无人机做匀变速曲线运动 B. 时，无人机速度为 C. 时，无人机运动到最高点 D. 时，无人机竖直方向的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲可知内无人机在水平方向的加速度（为恒定值） 图乙可知内无人机在竖直方向的加速度是变化的，可知合加速度不恒定，因此无人机不是匀变速曲线运动，故A错误； B．图甲可知4s时水平方向速度 面积表示速度变化量，由于竖直方向初速度为零，则内有 则4s时无人机速度，故B错误； C．图乙可知内无人机在竖直方向一直做加速运动，可知无人机在t=8s时运动到最高点，故C错误； D．根据图乙，可知内有，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，均匀型物块质量为，夹在两个相同的水平垫板中，与垫板间的动摩擦因数为，垫板、以相同的水平速率对称且匀速地向两侧退开，作用在中央位置上的水平拉力使以速率匀速前移，则下列说法正确的是（ ） A. 增大匀速前移速率，两侧垫板对A摩擦力的合力也增大 B. 增大，垫板对的摩擦力增大 C. 恒力的大小与大小无关 D. 两侧垫板对摩擦力的方向与水平向后的夹角均满足 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，因此摩擦力方向与垫板B、C相对与A的运动方向相反，即 水平拉力等于两个摩擦力沿方向分量的合力，即 是摩擦力与水平方向夹角的余弦值，即 解得 当增大，增大；当增大，摩擦力不变。故A正确；BC错误； D．两侧垫板对A摩擦力方向与水平向后的夹角应满足 故D错误。 故选A。 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. 在2024年WTA年终总决赛中，我国网球选手郑钦文获得亚军，追平了网球名将李娜的纪录。郑钦文在决赛中发球速度最高达到，达到网球选手世界顶尖水平，此次发球时网球与球拍接触的时间为，网球的质量约为，下列关于此次发球过程的说法正确的是（ ） A. 球拍对网球的冲量约为 B. 球拍对网球的平均作用力约为 C. 球拍对网球做的功约为 D. 球拍对网球做功的平均功率约为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据动量定理可得球拍对网球的冲量大小 可得球拍对网球的平均作用力，故A错误，B正确； C．根据动能定理可知球拍对网球做的功，故C错误； D．球拍对网球做功的平均功率，故D正确。 故选BD。 9. 火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入射线检查通道完成检查，如图所示。水平传送带长为，传送带末端装有一个斜面，斜面长，倾角，和斜面在B点通过一极短的圆弧平滑连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为，现将一质量的物品（可视为质点）无初速地放在A点，取，取，，下列说法正确的是（ ） A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为 B. 物品到达水平传送带末端时速度为 C. 物品走完水平传送带所用的时间为10.1s D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为7.76J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物品无初速度放在A点后，由受力可知物品先做匀加速运动 解得，物品做匀加速所用时间 物品做匀加速所走的位移为 传送带走的位移为 物品在水平传送带上运动时相对于传送带的位移 故A正确； B．由上述分析可知，物品做匀加速结束后，还没有到达水平传送带末端，物品匀加速结束后，由受力分析可知，将匀速运动，即和传送带共速，即物品到达水平传送带末端的速度为，故B错误； C．物品在水平传送带上匀速运动所用时间为 物品在水平传送带上所用的总时间 故C正确； D．当物品运动到斜面时，由可知物品在斜面上将加速下滑到底端，故摩擦产生的热量 故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，质量足够长的木板静止在粗糙水平地面上，木板左端放置一质量的小物块。时刻对小物块施加一水平向右的拉力，拉力的大小随时间的变化关系如图乙所示，末撤去拉力。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ） A. 时物块受到的摩擦力大小为 B. 撤去拉力后物块与木板达到共速 C. 撤去拉力后木板在水平面上停止运动 D. 在整个运动过程中摩擦生成的总热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意可知，在第1s时间内，物块受到拉力为4N，假设物块与板不发生相对滑动，对整体由牛顿第二定律可得 解得 因为 可知假设成立，对物块，由牛顿第二定律可知物块受到的摩擦力大小，故A错误； B．以上分析可知3s末整体速度 图乙可知拉力为20N，假设物块与板不发生相对滑动，对整体由牛顿第二定律可得 解得 因为 可知假设不成立，即物块与木板产生了相对滑动，对物块、木板分别有 可知4s末二者速度分别为 撤去拉力后物块加速度大小（方向水平向左） 则撤去拉力后到二者共速有 联立解得，故B正确； C．因为，二者共速后保持相对静止，则共速后到二者停止运动用时 因为 联立解得 则撤去拉力后木板在水平面上运动时间，故C正确； D．根据以上分析可知整个过程拉力做功 根据功能关系，可知在整个运动过程中摩擦生成的总热量为176J，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图甲所示装置探究小车加速度与力、质量关系的实验。 （1）实验中先把长木板略微倾斜，补偿小车阻力，再保持小车质量不变，探究小车的加速度与力的关系，得到加速度与力关系图像如图乙所示。对图像不过原点的原因，下列说法正确的是（ ） A. 图像没有通过坐标原点，因为长木板倾斜角度过大 B. 图像没有通过坐标原点，因为长木板倾斜角度过小 C. 图像没有通过坐标原点，因为小车质量没有远大于槽码总质量 （2）完善补偿阻力操作后，悬挂槽码让、两辆小车都由静止释放，得到经过相同位移的时间之比为，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比_____。 （3）经过完善补偿阻力操作后，图像仍“弯曲”的原因在于实验中认为细线对小车的拉力等于槽码总重力，而实际上与并不相等。现将记为相对误差，设槽码总质量为，小车的质量为，则相对误差与的关系图像应为（ ） A. B. C. D. 【答案】（1）B （2） （3）D 【解析】 【小问1详解】 图乙可知当F达到一定值时才有加速度，可知是补偿阻力不够引起的，即长木板倾斜角度过小引起的。 故选B。 【小问2详解】 根据初速度为零的匀变速直线运动有 解得 由于位移x相同，则有 【小问3详解】 对槽码有 对小车有 联立可得 则 联立可得 可知与成正比。 故选D。 12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮，轻绳两端分别连接物块与感光细钢柱，两者质量均为，钢柱下端与质量为的物块相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，查得当地重力加速度为。 （1）开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将系统由静止释放，Q落地前，激光笔在细钢柱上留下感光痕迹。取下，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。激光束照射到D点时，细钢柱速度大小为______（计算结果保留1位有效数字）。 （2）若系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙，在段，利用（1）问计算结果，系统动能的增加量为_____J，系统重力势能的减少量为_____J（计算结果均保留三位有效数字）。该实验存在一定的误差，请写出一条可能的原因：_____。 （3）选取相同的另一感光细钢柱，若初始时激光笔对准上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图丙所示的规律变化，图像斜率为，记录下如图丁所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为，重力加速度为。当_____即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母、、、的表达式表示）。 【答案】（1）0.8 （2） ①. 0.154 ②. 0.157 ③. 实验中存在空气阻力（或滑轮与轻绳间存在摩擦等） （3） 【解析】 【小问1详解】 题意可知打点周期 则激光束照射到D点时，细钢柱速度大小 【小问2详解】 [1]系统动能的增加量为 [2]系统重力势能的减少量 [3]实验中存在空气阻力（或滑轮与轻绳间存在摩擦等），会导致机械能有损失，产生误差。 【小问3详解】 从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段，根据时间关系有 根据运动学公式有 根据机械能守恒定律有 联立解得 13. 开普勒于1609年和1619年发表了行星运动三定律，其中，k为开普勒常量；牛顿建立万有引力定律之后，人们可以从动力学的视角，理解和解释开普勒定律。已知太阳质量为、行星质量为、太阳和行星间距离为L、引力常量为G，不考虑其它天体的影响。 （1）通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动。请推导开普勒第三定律中常量k的表达式（选用用、、L、G和其它常数表示）； （2）实际上太阳并非保持静止不动，如图所示，太阳和行星绕二者连线上的O点做周期均为的匀速圆周运动。依照此模型，开普勒第三定律形式上仍可表达为。请推导的表达式（用、、L、G和其它常数表示），并说明需满足的条件。 【答案】（1） （2），行星的质量远小于太阳的质量 【解析】 【小问1详解】 行星绕太阳做匀速圆周运动由万有引力提供向心力，所以根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 设行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有 行星做匀速圆周运动由万有引力提供向心力，所以根据牛顿第二定律有 太阳做匀速圆周运动由万有引力提供向心力，所以根据牛顿第二定律有 将以上两式相加可得 解得 则若要使，即，需要行星质量远小于太阳的质量。 14. 如图甲所示，水平地面上静止停放有A、B两个靠在一起的箱子，两箱子质量均为，与地面间的动摩擦因数为，与地面间的摩擦可忽略不计，两箱子在外力的作用下向右前进，的大小随位移的变化关系图像如图乙所示，之后撤去外力，水平地面足够长，取。求： （1）当时，A、B两个箱子的位移大小； （2）当时，A与B之间的弹力大小； （3）箱子停止运动时，与之间的距离。 【答案】（1）2m，2m （2）0.25N （3）4m 【解析】 【小问1详解】 A与地面间的摩擦力 由题图乙可知位移在之前外力不变且大小为，可知A、B一起运动（因为）。假设1s内两箱一起运动位移未超过2m，对A、B整体，由牛顿第二定律得 解得 可知 可知假设成立。 即A、B两个箱子位移均为2m。 【小问2详解】 图乙可知时拉力 可知A、B仍一起加速， 由牛顿第二定律得 解得 对B箱子分析 可知A、B之间的弹力大小为0.25N。 【小问3详解】 当拉力时A、B开始分离，由题图乙可知此时位移为，从A、B开始运动到分离过程，由动能定理得 其中图乙0~6m图像面积代表外力F做功，即 联立解得 之后B匀速，A匀减速到停止运动用时 因为 与之间的距离 联立解得 15. 有一种打积木的游戏，装置如图所示，三块完全相同的长方体积木水平叠放在靶位上，积木长为，积木与夹在固定的两光滑薄板间，一钢球用长为，且不可伸长的轻绳挂于点，钢球质量与每块积木的质量相等。游戏时，每次都将钢球拉至左上方P点处、轻绳处于伸直状态且与水平方向成的位置由静止释放，钢球运动到最低点时与积木发生弹性碰撞，积木A、B、C分别与钢球碰撞后，沿高、长度与积木相同的水平台面滑出，假设积木在落地前一直保持水平。已知积木与积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为，不计小球与积木的碰撞时间及空气阻力，取。求： （1）钢球与积木A碰撞前速度大小； （2）积木离开台面时的速度大小； （3）积木、、落地时水平位移大小之比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 钢球自由下落至左下方处、轻绳处于伸直状态且与水平方向成的位置时，钢球的速度为，根据机械能守恒定律有 轻绳在这个位置绷直，钢球开始做圆周运动到最低点，钢球做圆周运动的初速度为 钢球做圆周运动过程中机械能守恒，设钢球运动至最低点的速度为，根据机械能守恒定律有 联立解得钢球运动至最低点的速度为。 【小问2详解】 钢球运动到最低点时与积木发生弹性碰撞，钢球与积木质量相等，二者发生速度交换，积木具有运动的初速度，积木受到上下表面的摩擦力，其中上表面的摩擦力为 下表面受到的摩擦力为 设积木离开台面时的速度为，根据动能定理有 代入数据解得。 【小问3详解】 积木、、离开台面都做的是平抛运动，且竖直位移是相同的，根据，可知积木、、落地时间相等，由于水平方向做匀速直线运动，所以水平位移大小之比即为积木、、离开台面的初速度之比。积木离开台面的初速度。由于每次钢球的运动都是相同的，所以钢球与积木碰撞后积木在平台运动的初速度都是，积木在台面上运动上下表面受到摩擦力，其中上表面的摩擦力为 下表面受到的摩擦力为 设积木离开台面时的速度为，根据动能定理有 代入数据解得 积木在台面上运动下表面受到摩擦力为 设积木离开台面时的速度为，根据动能定理有 代入数据解得 所以积木、、落地时水平位移大小之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 豫西北教研联盟2025-2026学年高三第一次质量检测试题物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 空中悬停的无人机从某高处先后自由释放两粒小石子甲和乙，不计空气阻力，则它们落地之前，下列说法正确的是（ ） A. 两石子之间的距离不断变大 B. 两石子之间的距离保持不变 C. 甲相对乙做匀减速直线运动 D. 甲相对乙做匀加速直线运动 2. 在光滑水平面上，质量为、速度为的球跟质量为的静止球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，碰撞后B球的速度可能值为（ ） A. B. C. D. 3. 某抛粮机可将小麦、稻谷等粮食水平抛出，简化模型如图所示。由于传送带的速度不同，导致小麦抛出的速度不同，小麦可能打在墙面上，也可能直接落在地面上。若将小麦视为质点，不计空气阻力，不考虑小麦的碰墙反弹，则关于小麦抛出后的水平位移与速度的关系图像，以及小麦在空中运动的时间与速度的关系图像，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 游标卡尺是常用的测量工具，若所用卡尺为20分度尺，则下面读数正确的是（ ） A. 读数为： B. 读数为：5.15mm C. 读数为： D. 读数： 5. 王城公园幸福摩天轮的直径为，转一圈用时。某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A点经B点运动到C点的过程中（ ） A. 该同学线速度大小约为 B. 座舱对该同学的摩擦力在水平方向上，先增大后减小 C. 该同学的机械能保持不变 D. 重力对该同学做功的功率一直增大 6. “牡丹文化节”距今已有1600多年历史，2025年4月1日第42届“牡丹文化节”开幕，电视台摄制组为了拍到更广、更美的景色，采用了无人机拍摄的方法。现通过传感器采集某台无人机飞行过程中的数据，得到了水平方向的速度及竖直方向的加速度与飞行时间的关系图像，如图甲、乙所示。取水平向前和竖直向上为正方向，竖直方向初速度为零，则下列说法正确的是（ ） A. 内，无人机做匀变速曲线运动 B. 时，无人机速度为 C 时，无人机运动到最高点 D. 时，无人机竖直方向的速度为 7. 如图所示，均匀型物块质量为，夹在两个相同的水平垫板中，与垫板间的动摩擦因数为，垫板、以相同的水平速率对称且匀速地向两侧退开，作用在中央位置上的水平拉力使以速率匀速前移，则下列说法正确的是（ ） A. 增大匀速前移速率，两侧垫板对A摩擦力的合力也增大 B. 增大，垫板对的摩擦力增大 C. 恒力的大小与大小无关 D. 两侧垫板对摩擦力的方向与水平向后的夹角均满足 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. 在2024年WTA年终总决赛中，我国网球选手郑钦文获得亚军，追平了网球名将李娜纪录。郑钦文在决赛中发球速度最高达到，达到网球选手世界顶尖水平，此次发球时网球与球拍接触的时间为，网球的质量约为，下列关于此次发球过程的说法正确的是（ ） A. 球拍对网球冲量约为 B. 球拍对网球的平均作用力约为 C. 球拍对网球做的功约为 D. 球拍对网球做功的平均功率约为 9. 火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入射线检查通道完成检查，如图所示。水平传送带长为，传送带末端装有一个斜面，斜面长，倾角，和斜面在B点通过一极短的圆弧平滑连接，传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为，现将一质量的物品（可视为质点）无初速地放在A点，取，取，，下列说法正确的是（ ） A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为 B. 物品到达水平传送带末端时速度为 C. 物品走完水平传送带所用的时间为10.1s D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为7.76J 10. 如图甲所示，质量足够长的木板静止在粗糙水平地面上，木板左端放置一质量的小物块。时刻对小物块施加一水平向右的拉力，拉力的大小随时间的变化关系如图乙所示，末撤去拉力。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ） A. 时物块受到的摩擦力大小为 B. 撤去拉力后物块与木板达到共速 C. 撤去拉力后木板在水平面上停止运动 D. 在整个运动过程中摩擦生成的总热量为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图甲所示装置探究小车加速度与力、质量关系的实验。 （1）实验中先把长木板略微倾斜，补偿小车阻力，再保持小车质量不变，探究小车加速度与力的关系，得到加速度与力关系图像如图乙所示。对图像不过原点的原因，下列说法正确的是（ ） A. 图像没有通过坐标原点，因为长木板倾斜角度过大 B. 图像没有通过坐标原点，因为长木板倾斜角度过小 C. 图像没有通过坐标原点，因为小车质量没有远大于槽码总质量 （2）完善补偿阻力操作后，悬挂槽码让、两辆小车都由静止释放，得到经过相同位移的时间之比为，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比_____。 （3）经过完善补偿阻力操作后，图像仍“弯曲”的原因在于实验中认为细线对小车的拉力等于槽码总重力，而实际上与并不相等。现将记为相对误差，设槽码总质量为，小车的质量为，则相对误差与的关系图像应为（ ） A. B. C. D. 12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮，轻绳两端分别连接物块与感光细钢柱，两者质量均为，钢柱下端与质量为的物块相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，查得当地重力加速度为。 （1）开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将系统由静止释放，Q落地前，激光笔在细钢柱上留下感光痕迹。取下，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。激光束照射到D点时，细钢柱速度大小为______（计算结果保留1位有效数字）。 （2）若系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙，在段，利用（1）问计算结果，系统动能的增加量为_____J，系统重力势能的减少量为_____J（计算结果均保留三位有效数字）。该实验存在一定的误差，请写出一条可能的原因：_____。 （3）选取相同的另一感光细钢柱，若初始时激光笔对准上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图丙所示的规律变化，图像斜率为，记录下如图丁所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为，重力加速度为。当_____即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母、、、的表达式表示）。 13. 开普勒于1609年和1619年发表了行星运动三定律，其中，k为开普勒常量；牛顿建立万有引力定律之后，人们可以从动力学的视角，理解和解释开普勒定律。已知太阳质量为、行星质量为、太阳和行星间距离为L、引力常量为G，不考虑其它天体的影响。 （1）通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动。请推导开普勒第三定律中常量k的表达式（选用用、、L、G和其它常数表示）； （2）实际上太阳并非保持静止不动，如图所示，太阳和行星绕二者连线上的O点做周期均为的匀速圆周运动。依照此模型，开普勒第三定律形式上仍可表达为。请推导的表达式（用、、L、G和其它常数表示），并说明需满足的条件。 14. 如图甲所示，水平地面上静止停放有A、B两个靠在一起的箱子，两箱子质量均为，与地面间的动摩擦因数为，与地面间的摩擦可忽略不计，两箱子在外力的作用下向右前进，的大小随位移的变化关系图像如图乙所示，之后撤去外力，水平地面足够长，取。求： （1）当时，A、B两个箱子的位移大小； （2）当时，A与B之间的弹力大小； （3）箱子停止运动时，与之间的距离。 15. 有一种打积木的游戏，装置如图所示，三块完全相同的长方体积木水平叠放在靶位上，积木长为，积木与夹在固定的两光滑薄板间，一钢球用长为，且不可伸长的轻绳挂于点，钢球质量与每块积木的质量相等。游戏时，每次都将钢球拉至左上方P点处、轻绳处于伸直状态且与水平方向成的位置由静止释放，钢球运动到最低点时与积木发生弹性碰撞，积木A、B、C分别与钢球碰撞后，沿高、长度与积木相同的水平台面滑出，假设积木在落地前一直保持水平。已知积木与积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为，不计小球与积木的碰撞时间及空气阻力，取。求： （1）钢球与积木A碰撞前的速度大小； （2）积木离开台面时的速度大小； （3）积木、、落地时水平位移大小之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $