精品解析：福建省三明第一中学2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题

三明一中 2025-2026学年上学期半期考 高三物理试卷 （考试时间：75分钟满分∶ 100分） 一、单项选择题：（本题共4小题，每题4分，共16分。每题只有一项符合题目要求） 1. 在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是（ ） A. 水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因 B. “沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关 C. 只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持 D. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 2. 将一条长为的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环，不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率从点沿纸带中线向前爬行，当其再一次来到点的整个过程中，蚂蚁的（　　） A. 路程为 B. 位移的大小为 C. 加速度始终不为零 D. 平均速度不为零 3. 如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着皮球（细绳延长线过球心）、一端连在水平台上的玩具小车上，车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处以速度v匀速上升，某一时刻细绳与竖直方向夹角为，在球未离开墙面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该时刻玩具小车的速度为 B. 该过程玩具小车做加速运动 C. 该过程球对墙的压力逐渐增大 D. 该过程绳对球的拉力大小不变 4. 城市高层建筑建设施工，往往采用配重的方式把装修材料运送到高处，精简模型如图甲所示，固定于水平面上倾角为37°的斜面，绕过顶端定滑轮的轻绳连接两小球A、B（可视作质点），质量分别为M和m，B小球被固定于地面上的锁定装置锁定，某时刻解除锁定，安装在斜面底端的位移采集传感器采集到A在斜面上下滑的位移x与时间t的二次方关系如图乙所示，若该图像的斜率为k，不考虑一切摩擦， 重力加速度取， sin37°=0.6，则A与B的质量之比为（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：（本题共4小题，每题6分，共24分。每题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 5. 在武汉体育中心举行的2023年全国跳水锦标赛女子双人10米跳台决赛中陈芋汐、全红婵获得冠军。如果她们一起竖直跃起后重心升高0.45米到达最高位置然后再下落入水。不计空气阻力，重力加速度取。则（　　） A. 她们跃起后到最高点所用时间为 B. 她们从跳台上跃起的速度为 C. 跃起后上升过程的速度变化比下降过程的速度变化快 D. 跃起后上升过程中加速度向上、下降过程中加速度向下 6. 精彩的飙车比赛为我们解释了什么叫速度与激情。如图为一赛车手驾驶着方程式赛车飙车的物理模型，该赛车手正以速度v=8m/s匀速经过半径为16米的半圆（为简化问题，可视为轮胎所受摩擦力指向圆心），已知人与赛车质量为1t，重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 赛车受到地面的作用力为4×103N B. 向心加速度a=4m/s2 C. 轮胎与地面的摩擦系数至少为0.2 D. 轮胎所受摩擦力不做功 7. 我国计划完成下一代北斗系统关键技术攻关，形成由地球同步卫星和中轨道卫星组成的星座体系。如图甲所示，同步卫星a和中轨道卫星b在同一平面内环绕地球同向做匀速圆周运动。两卫星之间距离d随时间t变化关系如图乙所示。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑卫星间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. a与b轨道半径之比为4∶1 B. a与b的线速度之比为1∶4 C. 图乙中t0的值为 D. a卫星所在处的重力加速度大小为 8. 如图所示，一劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定，上端栓接质量为的水平木板，木板上再放一质量也为的小物块，静止时位置如图所示。现对施加一竖直向上、大小为的恒力，已知重力加速度大小为，不计空气阻力，则（ ） A. 刚施加力时，对的压力大小为 B. 运动到最高点时、分离 C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为 D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是 三、填空、实验题：（本题共5 小题，共26分，每空2分，请考生根据要求作答） 9. 如图所示，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。为了提高效率。常常选用质量较大的物体，质量越大，其运动状态越难改变，这是因为质量大的物体______大（选填“惯性”或“加速度”）；若两人同时释放绳子，重物在空中下落时处于______状态（选填“超重”或“失重”）。 10. 2023年9月19日，无人驾驶汽车在福州新区开始路试，即将实现手机上预约无人架驶网约车。它车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”。若无人驾驶汽车以的速度匀速行驶。“嗅”到前方处以的速度同向匀速行驶车辆“气息”时立即开始自动制动，制动反应时间为，制动加速度大小为，则无人驾驶汽车从“嗅到气息”到停止所用时间为________，无人驾驶汽车______（填“会”或“不会”）与前车相撞。 11. 如图所示，静止卫星的运行速率为，向心加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，已知静止卫星的轨道半径为r，地球半径为R，则______；______（用r和R表示）。 12. 某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： （1）测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知______cm。 （2）重锤1通过光电门时的速度大小为______（用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为______。 （3）实验发现，当M和m之比接近于1时，g测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小______（保留三位有效数字）。 β 004 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 13. 某实验小组用如图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）本实验主要用到的科学方法与下列哪个实验是相同的______； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究平抛运动的特点 （2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为，则滑块的线速度表达式为______（用、d、R、r表示）； （3）实验小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力F与线速度的关系时，以F为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块到竖直转轴的距离，则滑块的质量______kg。 四、计算题 （本题共3小题，共34分。）解题要求：（1）写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式；（2）代入数据；（3）凡有数字运算的题目，运算结果要写明单位。 14. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次比赛中，某同学在距离篮筐中心水平距离为x的地方跳起投篮，出手点离地面的高度为，篮筐离地面的高度为。该同学出手的瞬时速度，篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零。将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）出手后，篮球在空中运动的时间； （2）出手时瞬时速度与水平方向的夹角（可用三角函数值表示）： （3）水平距离x。 15. 如图甲所示，一倾角为足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上，质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动，同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F，此时刻计为时刻，1s末将恒力F撤走，物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点，重力加速度g取，，，求： （1）撤去恒力时，物块到斜面底端的距离； （2）恒力F的大小及物块与斜面间的动摩擦因数； （3）物块回到斜面底端时的速度大小。 16. 如图所示，倾角、高度的斜面体固定在水平地面上，质量、总长度的薄木板B置于斜面顶端，其下端连接一根原长的轻弹簧。质量的小物块A以水平初速度抛出，恰好从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上，木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下并被固定，物块A最后恰没能脱离弹簧。已知A、B之间的动摩擦因数，木板B与斜面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）物块A刚落到木板B上时，物块A速度大小v； （2）物块A与薄木板B共速时，物块A到薄木板B上端距离。 （3）弹簧的最大压缩量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 三明一中 2025-2026学年上学期半期考 高三物理试卷 （考试时间：75分钟满分∶ 100分） 一、单项选择题：（本题共4小题，每题4分，共16分。每题只有一项符合题目要求） 1. 在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是（ ） A. 水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因 B. “沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关 C. 只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持 D. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 【答案】B 【解析】 【详解】A．水冲沙石，沙石才能运动，因为水的冲击力克服了阻力，故力是改变运动的原因，故A错误； B．物体总有保持原有运动状态性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是改变物体运动状态的原因，重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水流改变，故B正确； C．物体的运动不需要力来维持，如沙石不受力的作用时，可以做匀速直线运动状态，故C错误； D．“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力为零，故D错误。 故选B。 2. 将一条长为的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环，不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率从点沿纸带中线向前爬行，当其再一次来到点的整个过程中，蚂蚁的（　　） A. 路程为 B. 位移的大小为 C. 加速度始终不为零 D. 平均速度不为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．路程指运动轨迹的长度，可知，蚂蚁的路程为2L，故A错误； B．位移指由始位置指向末位置的有向线段，题中始末位置相同，则蚂蚁的位移为0，故B错误； C．图中蚂蚁速度大小一定，方向在变化，可知速度在变化，根据加速度定义式可知，蚂蚁的加速度始终不为零，故C正确； D．平均速度等于总位移与总时间的比值，结合上述可知，蚂蚁的位移为零，则蚂蚁的平均速度为零，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着皮球（细绳延长线过球心）、一端连在水平台上的玩具小车上，车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处以速度v匀速上升，某一时刻细绳与竖直方向夹角为，在球未离开墙面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该时刻玩具小车的速度为 B. 该过程玩具小车做加速运动 C. 该过程球对墙的压力逐渐增大 D. 该过程绳对球的拉力大小不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．设绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示 将球的速度v分解，可知沿绳方向的分速度（即绳子的速度）为 即该时刻玩具小车的速度为，故A错误； B．因球匀速上滑过程中θ角将增大，所以v绳将减小，故小车做减速运动，故B错误； CD．球受三力作用处于平衡状态，设球重为G，则绳对球的拉力大小T、球对墙的压力大小N分别为 ， 因球匀速上滑过程中θ角将增大，则T、N均增大，故C正确，D错误。 故选C。 4. 城市高层建筑建设施工，往往采用配重的方式把装修材料运送到高处，精简模型如图甲所示，固定于水平面上倾角为37°的斜面，绕过顶端定滑轮的轻绳连接两小球A、B（可视作质点），质量分别为M和m，B小球被固定于地面上的锁定装置锁定，某时刻解除锁定，安装在斜面底端的位移采集传感器采集到A在斜面上下滑的位移x与时间t的二次方关系如图乙所示，若该图像的斜率为k，不考虑一切摩擦， 重力加速度取， sin37°=0.6，则A与B的质量之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】解除锁定后，沿绳方向上对A、B和绳组成的系统，由牛顿第二定律有 对A，由运动学规律有 联立解得 结合图像，斜率 解得 故选B。 二、双项选择题：（本题共4小题，每题6分，共24分。每题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 5. 在武汉体育中心举行的2023年全国跳水锦标赛女子双人10米跳台决赛中陈芋汐、全红婵获得冠军。如果她们一起竖直跃起后重心升高0.45米到达最高位置然后再下落入水。不计空气阻力，重力加速度取。则（　　） A. 她们跃起后到最高点所用时间为 B. 她们从跳台上跃起的速度为 C. 跃起后上升过程的速度变化比下降过程的速度变化快 D. 跃起后上升过程中加速度向上、下降过程中加速度向下 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．上升过程是竖直上抛运动，可逆向为初速度为0的匀加速直线运动，则初速度为 上升速度减小为0过程中所用时间为 故AB正确； CD．上升与下降过程加速度均为g、方向均向下，且速度变化快慢一样，故CD错误。 故选AB。 6. 精彩的飙车比赛为我们解释了什么叫速度与激情。如图为一赛车手驾驶着方程式赛车飙车的物理模型，该赛车手正以速度v=8m/s匀速经过半径为16米的半圆（为简化问题，可视为轮胎所受摩擦力指向圆心），已知人与赛车质量为1t，重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 赛车受到地面的作用力为4×103N B. 向心加速度a=4m/s2 C. 轮胎与地面的摩擦系数至少为0.2 D. 轮胎所受摩擦力不做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．赛车所需向心力 向心力由地面对车的摩擦力提供，地面的作用力还包含支持力的作用，故赛车受到地面的作用力大于4×103N，故A错误； B．向心加速度为，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 解得，可知轮胎与地面的动摩擦因数至少为0.4，故C错误； D．轮胎所受摩擦力提供向心力，方向总是与速度方向垂直，所以轮胎所受摩擦力不做功，故D正确。 故选BD。 7. 我国计划完成下一代北斗系统关键技术攻关，形成由地球同步卫星和中轨道卫星组成的星座体系。如图甲所示，同步卫星a和中轨道卫星b在同一平面内环绕地球同向做匀速圆周运动。两卫星之间距离d随时间t变化关系如图乙所示。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑卫星间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. a与b的轨道半径之比为4∶1 B. a与b的线速度之比为1∶4 C. 图乙中t0的值为 D. a卫星所在处的重力加速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由乙图可知， 解得， 即a与b的轨道半径之比为4∶1，故A正确； B．根据万有引力提供向心力，则有 解得 即卫星的线速度之比为，故B错误； C．根据线速度、角速度的关系 解得 故a、b卫星的角速度之比为 结合乙图可得 由于a为地球同步卫星，则有 联立解得，故C正确； D．在地球表面万有引力提供向心力，则有 a卫星所在处则有 结合上述结论 联立解得，故D错误 故选AC。 8. 如图所示，一劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定，上端栓接质量为的水平木板，木板上再放一质量也为的小物块，静止时位置如图所示。现对施加一竖直向上、大小为的恒力，已知重力加速度大小为，不计空气阻力，则（ ） A. 刚施加力时，对的压力大小为 B. 运动到最高点时、分离 C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为 D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是 【答案】CD 【解析】 【详解】A．刚施加力时，对、整体进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 对进行分析，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得对的压力大小为 A错误； B．假设、分离，则两者之间弹力为0，对进行分析， 根据牛顿第二定律有 解得加速度大小为 方向竖直向下，施加拉力后，对、整体进行分析，令平衡位置的压缩量为，则有 令整体相对平衡位置位移为，则回复力为 解得 可知，回复力大小与相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，可知，整体做简谐运动，根据简谐运动的对称性，整体运动的最大加速度为 表明、整体先向上做加速运动，后向上做减速至0，速度减为0时的加速度大小小于分离时向下的加速度，可知，假设不成立，即施加力后，在运动过程中、不可能分离，B错误； C．结合上述可知，运动到最高点时，整体加速度方向向下，大小为 对整体分析有 解得 即弹簧的弹力大小为，C正确； D．静止时设弹簧的压缩量为，则 第一次速度最大的位置即平衡位置，平衡位置的压缩量为，则有 则从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是 D正确。 故选CD。 三、填空、实验题：（本题共5 小题，共26分，每空2分，请考生根据要求作答） 9. 如图所示，人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。为了提高效率。常常选用质量较大的物体，质量越大，其运动状态越难改变，这是因为质量大的物体______大（选填“惯性”或“加速度”）；若两人同时释放绳子，重物在空中下落时处于______状态（选填“超重”或“失重”）。 【答案】 ①. 惯性 ②. 失重 【解析】 【详解】[1]质量越大，其运动状态越难改变，这是因为质量大的物体惯性大； [2]若两人同时释放绳子，重物在空中下落时，加速度方向向下，处于失重状态。 10. 2023年9月19日，无人驾驶汽车在福州新区开始路试，即将实现手机上预约无人架驶网约车。它车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”。若无人驾驶汽车以的速度匀速行驶。“嗅”到前方处以的速度同向匀速行驶车辆“气息”时立即开始自动制动，制动反应时间为，制动加速度大小为，则无人驾驶汽车从“嗅到气息”到停止所用时间为________，无人驾驶汽车______（填“会”或“不会”）与前车相撞。 【答案】 ①. 4.6 ②. 不会 【解析】 【详解】根据速度—时间公式有 无人驾驶汽车从“嗅到气息”到停止所用时间为 t总=4s+0.6s=4.6s 无人驾驶汽车与前方汽车速度相等时用时 无人驾驶汽车的位移为 m 前方汽车的位移为 m 由于 m<30m 所以不会碰撞。 11. 如图所示，静止卫星的运行速率为，向心加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，已知静止卫星的轨道半径为r，地球半径为R，则______；______（用r和R表示）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度与地球自转角速度相等，则有 ， 可得 [2]设地球质量为M，静止卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 解得 第一宇宙速度为卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的运行速度，根据万有引力提供向心力可得 解得 联立可得 12. 某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： （1）测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知______cm。 （2）重锤1通过光电门时的速度大小为______（用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为______。 （3）实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小______（保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 【答案】（1）0.515 （2） ①. ②. （3）9.81 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规律，该游标卡尺的读数为 【小问2详解】 [1]根据光电门的测速原理，重锤1通过光电门时的速度大小为 [2]对重锤1与重锤2构成的系统进行分析，根据系统机械能守恒定律有 其中 解得 【小问3详解】 由于是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数，且有 取表格从左至右四组数据分别为和对应的 利用表格中的数据，根据逐差法有 带入数据可则重力加速度 13. 某实验小组用如图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）本实验主要用到的科学方法与下列哪个实验是相同的______； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究平抛运动的特点 （2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为，则滑块的线速度表达式为______（用、d、R、r表示）； （3）实验小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力F与线速度的关系时，以F为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块到竖直转轴的距离，则滑块的质量______kg。 【答案】（1）B （2） （3）0.15 【解析】 【小问1详解】 A．探究小车速度随时间变化规律用的是极值法，图像法和逐差法，故A错误； B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系时，当研究加速度与其中某一个因素的关系，需控制其他量不变，采用的是控制变量法，而研究向心力与其中某一个因素的关系，需控制其他量不变，采用控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效法，故C错误； D．探究平抛运动的特点采用的科学方法是运动的独立性原理和运动的合成与分解方法，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 遮光片的线速度为 那么角速度为 解得 滑块与遮光片同轴转动，角速度相同，得 故填。 【小问3详解】 由滑块的向心力为 而 联立解得 由图乙所示，结合上式有 解得 故填0.15。 四、计算题 （本题共3小题，共34分。）解题要求：（1）写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式；（2）代入数据；（3）凡有数字运算的题目，运算结果要写明单位。 14. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次比赛中，某同学在距离篮筐中心水平距离为x的地方跳起投篮，出手点离地面的高度为，篮筐离地面的高度为。该同学出手的瞬时速度，篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零。将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）出手后，篮球在空中运动的时间； （2）出手时瞬时速度与水平方向的夹角（可用三角函数值表示）： （3）水平距离x 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）（2）根据题意，设出手时瞬时速度与水平方向的夹角为，则竖直方向的初速度为 篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零，则有 联立解得 则有 （3）由几何关系可知，水平初速度为 水平位移为 15. 如图甲所示，一倾角为足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上，质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动，同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F，此时刻计为时刻，1s末将恒力F撤走，物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点，重力加速度g取，，，求： （1）撤去恒力时，物块到斜面底端的距离； （2）恒力F的大小及物块与斜面间的动摩擦因数； （3）物块回到斜面底端时的速度大小。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）由图乙可得，图像与横轴的面积为物块的位移，即物块到斜面底端的距离 （2）由图乙可得，时，物块速度为零，即物块在时，到达斜面最高点，向上运动时，物块加速度的大小 此段，结合物块的受力，牛顿第二定律的表达式 后，物块向下运动，结合图乙，物块向下运动的加速度的大小 此段，结合物块受力，牛顿第二定律的表达式 解得 ， （3）撤走恒力F后，物块向下运动的加速度 此时物块速度大小为，由得，物块回到斜面底端时的速度大小 16. 如图所示，倾角、高度的斜面体固定在水平地面上，质量、总长度的薄木板B置于斜面顶端，其下端连接一根原长的轻弹簧。质量的小物块A以水平初速度抛出，恰好从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上，木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下并被固定，物块A最后恰没能脱离弹簧。已知A、B之间的动摩擦因数，木板B与斜面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）物块A刚落到木板B上时，物块A的速度大小v； （2）物块A与薄木板B共速时，物块A到薄木板B上端的距离。 （3）弹簧的最大压缩量。 【答案】（1）4m/s （2）0.8m （3） 【解析】 【小问1详解】 由题知，物块A落到木板时的速度大小为 【小问2详解】 物块A在木板B上滑行时，对物块A分析，根据牛顿第二定律有 解得 方向沿斜面向上，即物块A向下做匀减速直线运动； 对木板B分析，根据牛顿第二定律有 解得 方向沿斜面向下，即木板B向下做匀加速直线运动； 设经时间t两者共速，则有 解得 ， 物块A向下运动的位移为 木板B向下运动的位移为 所以当物块A与木板B共速时，木板B还没有下到最底端，故物块A到木板B上端的距离 【小问3详解】 因，说明物块A与木板B共速时，物块A还没有压缩弹簧且木板B还没有到达底端。两者共速后，对物块A分析，有 故物块A相对木板B静止向下运动； 对整体分析，有 故整体一起向下匀速，直到木板B下端与底端挡板碰撞，木板B立即停下，物块A以向下运动，直到弹簧压缩量达到最大，设弹簧的最大压缩量为，对物块A运动分析，下滑的位移为 根据动能定理有 由题意知，物块A最后恰没能脱离弹簧，说明物块A刚好回到弹簧的原长点位置，速度零，则从压缩量最大位置到原长点，根据动能定理有 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $