精品解析:山东省潍坊市2025-2026学年高三上学期期中考试物理试题
2025-12-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 潍坊市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.69 MB |
| 发布时间 | 2025-12-18 |
| 更新时间 | 2025-12-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55512285.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高三阶段性诊断监测
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁、不折叠、不破损。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是( )
A. 图甲中改变摇把的转速,不会改变弹簧振子的振动周期
B. 图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的衍射现象
C. 图丙中具有主动降噪功能耳机是利用声波的反射来减弱噪声的
D. 图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应
2. 智能平衡车已成为现代都市居民理想的短途代步工具。质量为60kg的小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线行驶,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 匀速前进时,平衡车对小明的作用力为0
B. 加速前进时,平衡车对小明的作用力大于600N
C. 减速前进时,平衡车对小明的作用力小于600N
D. 减速前进时,平衡车对小明的作用力与运动方向相反
3. 一列沿轴正方向传播的简谐横波,在时刻波的图像如图甲所示,、是横坐标分别为和的两个质点,图乙为其中某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 图乙为Q的振动图像
B. t=2s时,P、Q的加速度方向相反
C. P经任意2s振动的路程均为0.5m
D. Q经8s沿x轴方向运动的距离为8m
4. 某大楼中的竖直货运电梯可将货物快速运送到顶楼。已知电梯运行的最大速度为,加速度大小不超过,若将某货物从一楼运送至高为的顶楼,到达时电梯速度减为,则电梯运行的最短时间为( )
A. 16s B. 18.5s C. 21s D. 32s
5. 如图所示,甲、乙两名运动员在同一高度的前后两个不同位置将网球击出,网球在空中运动一段时间后,同时垂直击中竖直墙上的点,运动轨迹如图中、所示,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 甲运动员先将网球击出
B. 两网球撞墙前瞬间的速度可能相等
C. 甲运动员将网球击出时的速度更大
D. 两网球被击出时的速度方向相同
6. 2025年5月29日,我国“天问二号”探测器成功发射。“天问二号”完成小行星采样后,将会绕太阳沿如图所示的椭圆轨道运行,其轨道半长轴大于地球公转轨道的半长轴,忽略其他天体对“天问二号”的引力影响。关于“天问二号”,下列说法正确的是( )
A. 绕太阳运行周期大于地球的公转周期
B. 在轨道近日点的速度小于远日点的速度
C. 在轨道近日点的机械能小于远日点的机械能
D. 若仅测得其公转周期,可求出太阳的密度
7. 冲牙器工作原理是高压水流通过泵体加压后从喷嘴喷出,冲击牙缝。某冲牙器工作时,从喷嘴喷出的水流垂直冲击到牙齿表面后,水流速度减为,迅速沿表面散开。已知水的密度为,水流对牙齿表面产生的压强约为,则喷嘴喷出水的速率约为( )
A. 14m/s B. 20m/s
C. 28m/s D. 40m/s
8. 如图所示,质量为m小滑块P套在竖直光滑杆上,质量为2m的小滑块Q置于水平面上,Q与水平面间的动摩擦因数μ=0.6,P、Q通过铰链与长为L的轻杆两端连接,轻杆与水平面的夹角为53°,整个装置处于静止状态。重力加速度大小为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。现用水平力F缓慢向右拉动Q至轻杆与水平面的夹角变为37°,该过程力F做的功为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为m的小物块放在半径为的碟子边缘,随碟子一起在水平面内绕圆心A做圆周运动。某次表演中,碟子从静止开始加速转动,转动5圈后角速度达到,小物块与碟子间的动摩擦因数为且始终无相对滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 小物块所受摩擦力为静摩擦力,方向始终指向圆心
B. 的最大值为
C. 碟子角速度从0增加到的过程中,摩擦力对小物块做功
D. 碟子角速度从0增加到的过程中,摩擦力对小物块做功
10. 如图所示,在倾角为的固定粗糙斜面上,两材质相同、质量分别为、的小物块用轻杆连接,轻杆始终与斜面平行。两物块在沿斜面向上的恒力作用下,一起向上做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 轻杆的弹力大小为
B. 轻杆的弹力大小为
C 若只增大倾角,轻杆弹力变大
D. 若只增大,轻杆弹力变大
11. 如图所示,离地面足够高的光滑长杆水平固定,杆上点正下方处的点固定一光滑定滑轮,物块甲套在长杆上,甲的下端用长为的刚性轻绳绕过定滑轮与物块乙相连,用外力将甲拉到点右侧的点,此时间的轻绳与竖直方向的夹角,整个装置处于静止状态。已知甲、乙的质量分别为、,重力加速度大小为,甲、乙、滑轮均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 甲在点静止时,滑轮对轻绳的作用力大小为
B. 撤去外力后,甲向左运动的最大速度为
C. 撤去外力后,甲从点运动到点的过程,乙的机械能先增大后减小
D. 撤去外力后,甲从点向左运动过程,乙到横杆的最小距离为
12. 如图所示,小物块甲置于水平地面上,与小物块乙通过竖直轻弹簧连接,整个装置处于静止状态。已知甲的质量,乙的质量,弹簧劲度系数,弹簧弹性势能、弹簧振子做简谐运动的周期(为弹簧形变量,为振子质量,为弹簧劲度系数),取。现用的恒力竖直向上拉动乙,下列说法正确的是( )
A. 经时间,甲恰好离开地面
B. 甲刚要离开地面时,乙的速度
C. 甲离开地面后,获得的最大速度
D. 甲离开地面后,甲、乙的加速度大小始终相等
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学在家里做“用单摆测量重力加速度”的实验,但没有合适的摆球。
他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球,设计了以下实验步骤:
①如图所示,用细线将小石块系好,结点为M,将细线的上端固定于O点;
②用刻度尺测量OM间细线的长度;
③将小石块拉开,使摆角约为,然后由静止释放;
④测出50次全振动的总时间,得出周期;
⑤改变OM间细线的长度,多次重复实验,记录多组、值。
请回答下列问题:
(1)该同学从小石块摆到______(选填“最高点”或“最低点”)开始计时,测得的周期更准确;
(2)该同学以为纵轴,以为横轴,做出的图像应为下图中的______;
A. B. C.
(3)该同学求出所做图线的斜率为,则当地重力加速度大小为______(用、表示)。
14. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量滑块(含遮光片)1、2的质量、。
部分实验步骤如下:
①打开光电门及计时装置,接通气源,调节气垫导轨水平;
②在滑块2上固定质量为配重片,在两个滑块中间放置一个压缩轻质弹簧(不栓接),用细线把两滑块拴接,使其处于静止状态;
③烧断细线,滑块1、2分别向左、右运动,弹簧完全弹开后,遮光片(宽度相同)通过光电门1、光电门2,记录遮光时间分别为、;
④改变滑块2上配重片的质量,多次重复实验,记录多组、及值;
⑤在坐标纸上以为纵轴,以为横轴,作出图像如图乙所示,为一条倾斜的直线,测出斜率为,纵轴截距为。
请回答下列问题:
(1)每次两滑块弹开过程可认为系统动量守恒,根据图乙可求出滑块1的质量________,滑块2的质量________;(结果均用、表示)
(2)每次实验,弹簧的压缩量________(选填“必须”或“不必”)相同;
(3)若滑块1上的遮光片稍微倾斜而实验者未发现,则测得滑块1的质量与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
15. 非法改装电动车对交通安全造成了严重的威胁。在某平直路段,一辆非法改装电动车无视红灯急速行驶,其位移时间-图像如图甲所示。电动车冲过停车线的同时,其正后方12.5m处的警车立即启动追赶电动车,为了在最短时间内追上电动车,警车的速度-时间图像如图乙所示。求:
(1)警车追上电动车所用的时间;
(2)警车追上电动车之前,两者间的最大距离。
16. 某研学小组在“传统文化与物理实践”活动中,模拟古代投石机进行小球的投掷。该小组制作的投石机模型如图所示,开始时长臂处于水平位置,右端放置一个待投小球。烧断固定绳后,长臂在左侧重物的作用下发生旋转,转过角后,长臂立即停止,小球由于惯性被抛出。已知小球运动的最高点到抛出点所在平面的距离为0.45m,取,,,忽略空气阻力。求:
(1)小球被抛出时的速度大小;
(2)小球落到与抛出点等高的平面上时,与抛出点的距离。
17. 如图甲所示,两倾角、长度的固定斜面与长度的水平轨道平滑连接,质量的小物块从左边斜面最高点静止释放。已知小物块与两斜面间的动摩擦因数均为0.125,与水平轨道间的动摩擦因数随水平轨道上各点到左边斜面底端的距离的变化关系如图乙所示,取,,。求:
(1)小物块第一次滑上水平轨道时的速度大小;
(2)小物块在右边斜面上运动的最大距离;
(3)小物块第二次经过右边斜面底端时重力的功率。
18. 如图所示,半径、质量的四分之一光滑圆弧轨道A静置于水平台面上,轨道最低点与台面相切。在A最低点右侧处有一质量、长度且上表面与台面等高的木板B紧靠水平台面静置于地面上。距离B右端处有一质量、半径的半圆形光滑轨道C,圆弧最低点与木板等高。现将质量的小物块从A最高点上方处由静止释放,经过一段时间,小物块以的速度从B左端滑到B上,带动B向右运动,当小物块刚好运动到B最右端时,B恰与C发生碰撞(作用时间极短),并粘在一起,小物块最终从C的最高点飞出后,落回B。A与水平台面的摩擦和B、C与地面的摩擦均不计,取。求:
(1)小物块与B间的动摩擦因数;
(2)小物块与水平台面间的动摩擦因数;
(3)小物块落回B时,落点到B右端的距离。
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高三阶段性诊断监测
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁、不折叠、不破损。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是( )
A. 图甲中改变摇把的转速,不会改变弹簧振子的振动周期
B. 图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的衍射现象
C. 图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的反射来减弱噪声的
D. 图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应
【答案】D
【解析】
【详解】A.受迫振动时,物体的频率等于驱动力的频率,因此图甲中改变摇把的转速,驱动力的频率改变,弹簧振子的频率改变,其振动周期也改变,故A错误;
B.图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的折射现象,故B错误;
C.图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的干涉来减弱噪声的,故C错误;
D.图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应,故D正确。
故选D。
2. 智能平衡车已成为现代都市居民理想的短途代步工具。质量为60kg的小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线行驶,不计空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 匀速前进时,平衡车对小明的作用力为0
B. 加速前进时,平衡车对小明的作用力大于600N
C. 减速前进时,平衡车对小明的作用力小于600N
D. 减速前进时,平衡车对小明的作用力与运动方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀速前进时,平衡车对小明的作用力等于小明的重力,大小为600N,故A错误;
B.加速前进时,如图
根据几何关系可知,平衡车对小明的作用力大于600N,故B正确;
CD.减速前进时,如图
根据几何关系可知,平衡车对小明的作用力大于600N,平衡车对小明的作用力与运动方向夹角为钝角,故CD错误;
故选B。
3. 一列沿轴正方向传播的简谐横波,在时刻波的图像如图甲所示,、是横坐标分别为和的两个质点,图乙为其中某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 图乙为Q的振动图像
B. t=2s时,P、Q的加速度方向相反
C. P经任意2s振动的路程均为0.5m
D. Q经8s沿x轴方向运动的距离为8m
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据“上、下坡法”可知,时刻,质点P沿y正方向振动,质点Q沿y负方向振动,因此图乙应为质点P的振动图像,故A错误;
B.由图乙可知,简谐波的振动周期
当时,质点P到达正向最大位移处,质点Q到达负的最大位移处,二者加速度的方向相反,故B正确;
C.质点只有从平衡位置或最大位移处开始振动时,经过时间质点经过的路程才等于一个振幅,故C错误;
D.简谐波中质点只能在平衡位置附近振动,不会随波迁移,因此Q经8s沿x轴方向运动的距离为0,故D错误。
故选B。
4. 某大楼中竖直货运电梯可将货物快速运送到顶楼。已知电梯运行的最大速度为,加速度大小不超过,若将某货物从一楼运送至高为的顶楼,到达时电梯速度减为,则电梯运行的最短时间为( )
A. 16s B. 18.5s C. 21s D. 32s
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,为了使电梯运行时间最短,则应使电梯加速到最大速度然后匀速行驶,最后减速,到达顶楼时速度减为0,在加速和减速阶段,所用时间均为
加速和减速阶段运动的位移均为为
匀速运动的位移为
匀速运动的时间为
所以电梯运行的最短时间为
故选C。
5. 如图所示,甲、乙两名运动员在同一高度的前后两个不同位置将网球击出,网球在空中运动一段时间后,同时垂直击中竖直墙上的点,运动轨迹如图中、所示,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 甲运动员先将网球击出
B. 两网球撞墙前瞬间的速度可能相等
C. 甲运动员将网球击出时的速度更大
D. 两网球被击出时的速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.将1、2轨迹的运动过程逆向看成从O点平抛的运动过程,根据平抛运动竖直方向做自由落体运动,则有
解得
由于甲乙击球的高度相同,因此两球的运动时间相等,故A错误;
BC.由于,根据平抛运动水平方向做匀速直线运动,则有
可知甲运动员将网球击出时的水平速度更大,网球撞墙前瞬间的速度
因此甲运动员击出的网球撞击墙瞬间的速度更大,两网球击出时的速度
结合上述分析可知,甲击出时网球的速度更大,故B错误,C正确;
D.设击球时的速度方向与水平方向的夹角为,则有
结合上述分析可知,两网球被击出时的速度方向不相同,故D错误。
故选C。
6. 2025年5月29日,我国“天问二号”探测器成功发射。“天问二号”完成小行星采样后,将会绕太阳沿如图所示的椭圆轨道运行,其轨道半长轴大于地球公转轨道的半长轴,忽略其他天体对“天问二号”的引力影响。关于“天问二号”,下列说法正确的是( )
A. 绕太阳运行的周期大于地球的公转周期
B. 在轨道近日点的速度小于远日点的速度
C. 在轨道近日点的机械能小于远日点的机械能
D. 若仅测得其公转周期,可求出太阳的密度
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,“天问二号”绕太阳运动的轨道半长轴更大,故绕太阳运行的周期大于地球的公转周期,故A正确;
B.根据开普勒第二定律可知,在轨道近日点的速度大于远日点的速度,故B错误;
C.在同一轨道运动时,只有万有引力做功,则近日点的机械能等于远日点的机械能,故C错误;
D.若仅测得其公转周期,轨道半径和太阳的半径未知,故不可求出太阳的密度,故D错误。
故选A。
7. 冲牙器工作原理是高压水流通过泵体加压后从喷嘴喷出,冲击牙缝。某冲牙器工作时,从喷嘴喷出的水流垂直冲击到牙齿表面后,水流速度减为,迅速沿表面散开。已知水的密度为,水流对牙齿表面产生的压强约为,则喷嘴喷出水的速率约为( )
A. 14m/s B. 20m/s
C. 28m/s D. 40m/s
【答案】B
【解析】
【详解】设水流垂直冲击牙齿表面的速度为,水流出口的面积为,则时间t内流出的水的质量为
对这部分水列动量定理,设水受到的牙齿的作用力为F,则
所以压强
代入数据后可得
故选B。
8. 如图所示,质量为m的小滑块P套在竖直光滑杆上,质量为2m的小滑块Q置于水平面上,Q与水平面间的动摩擦因数μ=0.6,P、Q通过铰链与长为L的轻杆两端连接,轻杆与水平面的夹角为53°,整个装置处于静止状态。重力加速度大小为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。现用水平力F缓慢向右拉动Q至轻杆与水平面的夹角变为37°,该过程力F做的功为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据几何关系,可得小滑块P下降的高度为
小滑块Q水平位移为
对小滑块P、Q及轻杆系统受力分析,可知系统在竖直方向的力平衡,则可得地面对Q的支持力为
则小滑块Q受到的滑动摩擦力为
重力对小滑块P做的功为
摩擦力对小滑块Q做的功为
因整个过程缓慢变化,故动能的变化量为零,根据动能定理有
联立解得
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为m的小物块放在半径为的碟子边缘,随碟子一起在水平面内绕圆心A做圆周运动。某次表演中,碟子从静止开始加速转动,转动5圈后角速度达到,小物块与碟子间的动摩擦因数为且始终无相对滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 小物块所受摩擦力为静摩擦力,方向始终指向圆心
B. 的最大值为
C. 碟子角速度从0增加到的过程中,摩擦力对小物块做功
D. 碟子角速度从0增加到的过程中,摩擦力对小物块做功
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小物块所受摩擦力为静摩擦力,由于小物块不是做匀速圆周运动,则静摩擦力的方向不是指向圆心,A错误;
B.根据
可知的最大值为,B正确;
CD.根据动能定理,碟子角速度从0增加到的过程中,摩擦力对小物块做功,C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在倾角为的固定粗糙斜面上,两材质相同、质量分别为、的小物块用轻杆连接,轻杆始终与斜面平行。两物块在沿斜面向上的恒力作用下,一起向上做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 轻杆的弹力大小为
B. 轻杆的弹力大小为
C. 若只增大倾角,轻杆弹力变大
D. 若只增大,轻杆弹力变大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设小物块与斜面的摩擦因数为,对整体,根据牛顿第二定律
设轻杆的弹力为,对根据牛顿第二定律
联立解得,故A错误,B正确。
C.由上述可知若只增大倾角,轻杆弹力不变,故C错误;
D.若只增大,则轻杆弹力变大,故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,离地面足够高的光滑长杆水平固定,杆上点正下方处的点固定一光滑定滑轮,物块甲套在长杆上,甲的下端用长为的刚性轻绳绕过定滑轮与物块乙相连,用外力将甲拉到点右侧的点,此时间的轻绳与竖直方向的夹角,整个装置处于静止状态。已知甲、乙的质量分别为、,重力加速度大小为,甲、乙、滑轮均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 甲在点静止时,滑轮对轻绳的作用力大小为
B. 撤去外力后,甲向左运动最大速度为
C. 撤去外力后,甲从点运动到点的过程,乙的机械能先增大后减小
D. 撤去外力后,甲从点向左运动过程,乙到横杆的最小距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲在点静止时,对Q受力分析
轻绳拉力为
两拉力夹角为120°,根据几何关系可知,滑轮对轻绳的作用力大小为,根据牛顿第三定律,滑轮对轻绳的作用力大小为,故A正确;
B.当甲运动到O点时乙的速度为零,此时甲的速度为,则由能量关系
可得,故B错误;
C.撤去外力后,甲从P点运动到O点的过程中,乙对甲先做正功后做负功,故乙的机械能先减小后增加,故C错误;
D.当甲滑过O点后,甲乙系统水平动量守恒且机械能守恒,则当两者共速时乙到达最高点,此时乙距离横杆最近,以甲的方向为正方向,则,
解得
物体乙离水平长杆的最小距离,故D正确;
故选AD。
12. 如图所示,小物块甲置于水平地面上,与小物块乙通过竖直轻弹簧连接,整个装置处于静止状态。已知甲质量,乙的质量,弹簧劲度系数,弹簧弹性势能、弹簧振子做简谐运动的周期(为弹簧形变量,为振子质量,为弹簧劲度系数),取。现用的恒力竖直向上拉动乙,下列说法正确的是( )
A. 经时间,甲恰好离开地面
B. 甲刚要离开地面时,乙的速度
C. 甲离开地面后,获得的最大速度
D. 甲离开地面后,甲、乙的加速度大小始终相等
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.初始时对乙受力分析,由平衡条件得
解得=0.4m
施加力F后,乙做简谐运动,设平衡位置时弹簧伸长量为,由
解得m
当甲恰好离地时,满足
解得m
因,表明此时乙位于平衡位置。乙从最低点(速度为零)运动至平衡位置(速度最大),历时。
由周期公式
代入数据得s
故s
此过程中振幅A=x1+ x2=0.6m
乙在平衡位置速度最大,由功能关系可知
解得,故A正确,B错误;
CD.甲离地后,对整体分析,系统受拉力F=6N与总重力G总=(m甲+m乙)g=6N
合力为零,故质心匀速运动。分离瞬间v甲=0,,由动量守恒得
解得=2m/s
此时甲受力kx3-m甲g=0
乙受力F-kx3-m乙g=0
即两物体合力均为零,该位置为相对运动平衡位置,甲相对质心速度最大,为v相对=
此后甲速度v=v共±v相对
最大速度vmax=4m/s
甲离地后系统合力为零,由m甲a甲+m乙a乙=0
得a甲=-2a乙
即甲加速度大小始终为乙的2倍,故C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学在家里做“用单摆测量重力加速度”的实验,但没有合适的摆球。
他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球,设计了以下实验步骤:
①如图所示,用细线将小石块系好,结点为M,将细线的上端固定于O点;
②用刻度尺测量OM间细线的长度;
③将小石块拉开,使摆角约为,然后由静止释放;
④测出50次全振动的总时间,得出周期;
⑤改变OM间细线的长度,多次重复实验,记录多组、值。
请回答下列问题:
(1)该同学从小石块摆到______(选填“最高点”或“最低点”)开始计时,测得的周期更准确;
(2)该同学以为纵轴,以为横轴,做出的图像应为下图中的______;
A. B. C.
(3)该同学求出所做图线的斜率为,则当地重力加速度大小为______(用、表示)。
【答案】(1)最低点 (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
小石块摆到最低点时速度最大,计时更准确,故在最低点开始计时测得的周期更准确。
【小问2详解】
根据题意由单摆周期公式有
即
故选A。
【小问3详解】
结合图像斜率有
解得
14. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量滑块(含遮光片)1、2的质量、。
部分实验步骤如下:
①打开光电门及计时装置,接通气源,调节气垫导轨水平;
②在滑块2上固定质量为的配重片,在两个滑块中间放置一个压缩轻质弹簧(不栓接),用细线把两滑块拴接,使其处于静止状态;
③烧断细线,滑块1、2分别向左、右运动,弹簧完全弹开后,遮光片(宽度相同)通过光电门1、光电门2,记录遮光时间分别为、;
④改变滑块2上配重片的质量,多次重复实验,记录多组、及值;
⑤在坐标纸上以为纵轴,以为横轴,作出图像如图乙所示,为一条倾斜的直线,测出斜率为,纵轴截距为。
请回答下列问题:
(1)每次两滑块弹开过程可认为系统动量守恒,根据图乙可求出滑块1的质量________,滑块2的质量________;(结果均用、表示)
(2)每次实验,弹簧的压缩量________(选填“必须”或“不必”)相同;
(3)若滑块1上的遮光片稍微倾斜而实验者未发现,则测得滑块1的质量与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)不必 (3)偏大
【解析】
【小问1详解】
由动量守恒定律可知
即
可得
即
解得
【小问2详解】
由于,与弹簧压缩量大小无关,每次实验,弹簧的压缩量不必相同;
小问3详解】
若滑块1上的遮光片稍微倾斜而实验者未发现,烧断细线后,遮光时间t1比理想值偏大,比理想值偏小,则m1 比理想值偏大。
15. 非法改装电动车对交通安全造成了严重威胁。在某平直路段,一辆非法改装电动车无视红灯急速行驶,其位移时间-图像如图甲所示。电动车冲过停车线的同时,其正后方12.5m处的警车立即启动追赶电动车,为了在最短时间内追上电动车,警车的速度-时间图像如图乙所示。求:
(1)警车追上电动车所用的时间;
(2)警车追上电动车之前,两者间的最大距离。
【答案】(1)5s (2)22.5m
【解析】
【小问1详解】
设警车追上电动车所用时间为,电动车位移
警车位移
结合题意可得
由图甲可知
由图乙可知
代入数据解得
【小问2详解】
当两车速度相等时距离最大,设经过时间两车的速度相等,则有
解得
两车的最大距离
16. 某研学小组在“传统文化与物理实践”活动中,模拟古代投石机进行小球的投掷。该小组制作的投石机模型如图所示,开始时长臂处于水平位置,右端放置一个待投小球。烧断固定绳后,长臂在左侧重物的作用下发生旋转,转过角后,长臂立即停止,小球由于惯性被抛出。已知小球运动的最高点到抛出点所在平面的距离为0.45m,取,,,忽略空气阻力。求:
(1)小球被抛出时的速度大小;
(2)小球落到与抛出点等高的平面上时,与抛出点的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球被抛出后做斜上抛运动,运动轨迹如图所示
将运动沿水平方向和竖直方向分解,竖直方向
代入数据得
则抛出时的速度
【小问2详解】
小球从抛出到运动到最高点所用时间设为,则有
根据对称性,小球落到与抛出点等高的平面上所用的时间
水平方向的速度为
水平方向的位移
联立解得
17. 如图甲所示,两倾角、长度的固定斜面与长度的水平轨道平滑连接,质量的小物块从左边斜面最高点静止释放。已知小物块与两斜面间的动摩擦因数均为0.125,与水平轨道间的动摩擦因数随水平轨道上各点到左边斜面底端的距离的变化关系如图乙所示,取,,。求:
(1)小物块第一次滑上水平轨道时的速度大小;
(2)小物块在右边斜面上运动的最大距离;
(3)小物块第二次经过右边斜面底端时重力的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块从左边斜面上滑下过程,由动能定理
代入数据得
【小问2详解】
小物块在水平轨道上运动,摩擦力做负功,由乙中图像与坐标轴围成图形的面积可得
小物块从开始运动到第一次到右边斜面最高点过程,由动能定理
代入数据得
【小问3详解】
小物块第一次从右边斜面滑下过程,由动能定理
第二次经过右边斜面底端时重力的功率
代入数据得
18. 如图所示,半径、质量的四分之一光滑圆弧轨道A静置于水平台面上,轨道最低点与台面相切。在A最低点右侧处有一质量、长度且上表面与台面等高的木板B紧靠水平台面静置于地面上。距离B右端处有一质量、半径的半圆形光滑轨道C,圆弧最低点与木板等高。现将质量的小物块从A最高点上方处由静止释放,经过一段时间,小物块以的速度从B左端滑到B上,带动B向右运动,当小物块刚好运动到B最右端时,B恰与C发生碰撞(作用时间极短),并粘在一起,小物块最终从C的最高点飞出后,落回B。A与水平台面的摩擦和B、C与地面的摩擦均不计,取。求:
(1)小物块与B间的动摩擦因数;
(2)小物块与水平台面间的动摩擦因数;
(3)小物块落回B时,落点到B右端的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律 ,木板的位移 ,
以物块为研究对象,根据牛顿第二定律 ,物块的位移
代入数据得
【小问2详解】
物块与轨道A水平方向动量守恒:
物块与轨道A系统机械能守恒:
解得:小物块与A分离时的速度
物块与轨道A为人船模型,设A向左运动的位移为,小物块的水平位移为
,
解得
物块在台面上匀减速直线运动 ,
联立可得
【小问3详解】
物块到达木板B右端时
木板B的速度 ,
物块的速度 ,
木板B与半圆轨道C相碰时动量守恒 ,
物块从半圆轨道C的最低点运动到最高点时,
水平方向动量守恒
系统机械能守恒
解得 , (或 不合题意,舍去)
物块从最高点飞出后:
竖直方向 ,水平方向
解得
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