精品解析：山东省莱西市第一中学2025-2026学年高二上学期期末模拟物理试题（强基班）

莱西一中24级强基高二上学期期末模拟 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. 下列关于课本中相关案例的说法错误的是（　　） A. 图1所示演示实验说明物体做曲线运动的条件是其所受合力方向与速度方向不共线 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，可以得出小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 【答案】D 【解析】 【详解】A．图1所示的演示实验中，用小铁球来进行实验，磁体对小铁球有吸引力作用，出现小铁球靠近磁体做曲线运动的现象，说明物体做曲线运动的条件是其所受合力方向与速度方向不共线，故A正确； B．图2所示为阐述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确； C．图3所示的演示实验中，改变装置的高度和敲击振片的力度进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确； D．图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误； 故选D。 2. 如图所示，河宽为，一小船从A码头出发渡河，小船船头垂直河岸，小船划水速度大小不变为，河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸的距离成正比，即，要使小船能够到达距A正对岸为s的B码头，则（　　） A. 应为 B. 小船渡河的轨迹是直线 C. 渡河时间为 D. 前半段过程中平均加速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】AC．将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向，小船在沿河岸方向的速度随时间先均匀增大后均匀减小，前和后内的平均速度为 则渡河的时间，故C正确； 划水速度，故A错误； B．小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动，在沿河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动，故B错误； D．垂直河岸方向没有加速度，只考虑沿河岸方向，中间位置沿河岸分速度为，运动到中间位置时间是，则平均加速度为，故D错误。 故选C。 3. 如图，一质量均匀分布木板长度为L，静止在均匀粗糙的水平桌面上，其右端和桌面右端对齐。现给木板一水平向右的瞬时冲量，木板右移 后静止。将木板放回原位，桌子右端拼合上一张等高的光滑水平桌面，再给木板同样的瞬时冲量I，则木板完全停下时右移的距离为（　　） A B. C. D. L 【答案】C 【解析】 【详解】第一次根据动能定理 其中 第二次设木板完全停下时右移的距离为x，则由动能定理 解得 故选C。 4. 如图所示，宇宙中有一个由P和Q两颗恒星构成的双星系统，它们在彼此间万有引力下以周期绕O点逆时针旋转，轨道半径分别是和（），P有一颗卫星M，以轨道半径绕P顺时针以周期做匀速圆周运动，已知，卫星M对恒星P、Q的运动没有影响，且忽略恒星Q对卫星M的影响，万有引力常量为G，下列说法不正确的是（　　） A. 由已知条件可以求出Q的质量 B. 恒星P、Q之间的万有引力为 C. 若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，则其轨道半径一定小于M的轨道半径 D. P、Q、M由图示位置到再次共线所需时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在P、Q组成的双星系统中，对P根据牛顿第二定律有 解得Q的质量为，故A正确； B．对于卫星M，由万有引力提供向心力得 解得P的质量为 则恒星P、Q之间的万有引力为，故B正确； C．若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，设卫星的质量为m，轨道半径为r，根据牛顿第二定律可得 解得 同理可得M的轨道半径为 对P、Q组成的双星系统有 因为，则有，，故C正确； D．如图所示 P、Q、M三星由图示位置到再次共线时，P、Q转过的圆心角与M转过的圆心角互补，则有 解得，故D错误。 此题选择不正确的，故选D。 5. 某同学骑电动车在平直路段行驶的过程中，用智能手表记录了其速度随时间变化的关系图像，如图所示，AB、CD和EF段近似看成直线。电动车和人的总质量为100kg，电动车所受阻力恒定，已知AB段时间间隔为2.5s，CD段电动车的功率恒为240W，重力加速度g取，则该电动车（　　） A. 在AB段通过的位移大小为15m B. CD段所受的阻力大小为50N C. EF段的功率大小恒定 D. 在AB段所受牵引力大小为120N 【答案】D 【解析】 【详解】A．AB段电动车做匀加速直线运动，由运动学知识有，A错误； B．CD段电动车做匀速直线运动，则有，B错误； C．EF段电动车做匀减速直线运动由牛顿定律有 即在EF段电动车所受的牵引力不变，但电动车速度在减小，由 可知EF段的功率减小，C错误； D．由图像可知在AB段电动车做匀加速直线运动的加速度大小为 由牛顿第二定律有 联立解得在AB段所受牵引力大小为，D正确。 故选D。 6. 如图所示，用细绳悬挂木箱，水平箱底上有一个静止物块，物块与木箱右壁间夹有一弹簧，弹簧处于压缩状态。重力加速度g取，忽略一切阻力，细绳剪断后的一小段时间里，下列说法正确的是（　　） A. 物块的运动轨迹为直线 B. 物块的加速度a等于 C. 弹力做功等于物块动能增量 D. 物块动能增量大于重力势能减少量 【答案】D 【解析】 【详解】B．剪断细绳瞬间，整体在竖直方向上开始向下自由落体，木箱底面对物块的支持力突变为零，则此时物块受到重力和水平方向弹簧弹力，合力大于重力，方向指向左下方，故加速度大于10m/s2，方向指向左下方，故B错误； A．物块在竖直方向受到向下的重力，保持不变，加速度不变；在水平方向上，弹力是变力，加速度不断变化，根据运动的合成可知物块的运动轨迹为曲线，故A错误； CD．忽略一切阻力，细绳剪断后的一小段时间里，重力和弹力都做正功，根据动能定理可知重力和弹力做的功等于物块动能的增加量，又因重力做功值等于重力势能的减少量，所以物块动能增量大于重力势能减少量，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示是排球场地的示意图。排球场为矩形，长边，前场区的长度为，宽，网高为。在排球比赛中，对运动员的弹跳水平要求很高。如果运动员的弹跳水平不高，运动员的击球点的高度低于某个临界值，那么无论水平击球的速度多大，排球不是触网就是越界。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若在底线上方沿垂直水平击球，临界高度为 B. 若在前后场区的分界线的点正上方水平击球，沿着方向击球，临界高度为 C. 若在底线的点正上方的临界高度沿场地对角线水平击球，击球的速度为 D. 若在前后场区的分界线正上方的临界高度沿垂直水平击球，击球的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．临界高度可以理解为既触网，又出界。若在底线上方沿垂直水平击球，则在CD上某高度建立平抛模型，根据平抛运动的规律，在水平方向做匀速直线运动，根据几何关系，可知打到触网点与打到AB线水平位移之比为1:2，故打到触网点与打到AB线时间之比为1:2；在竖直方向做自由落体运动，根据 可知下落高度之比为1:4，根据几何关系，可知临界高度与网高之比为4:3，则临界高度为，故A错误； B．若在前后场区的分界线的点正上方水平击球，沿着方向击球，则在E点上某高度建立平抛模型，根据平抛运动的规律，在水平方向做匀速直线运动， 设球从E点打到触网点，触网点在水平方向上的投影点为，水平位移为；球从E点打到B点，水平位移为，根据几何关系有 可得球从E点打到触网点与球从E点打到B点水平位移之比为 故球从E点打到触网点与球从E点打到B点时间之比为1:4；在竖直方向做自由落体运动，根据 可知下落高度之比为1:16，根据几何关系，可知临界高度与网高之比为16:15，则临界高度为，故B正确； C．若在底线CD的D点正上方的临界高度沿场地对角线水平击球，则在D点上某高度建立平抛模型，根据平抛运动的规律，在水平方向做匀速直线运动， 设球从D点打到触网点，触网点在水平方向上的投影点为，水平位移为；球从D点打到B点，水平位移为，根据几何关系有 可得球从D点打到触网点与球从D点打到B点水平位移之比为 故球从D点打到触网点与球从D点打到B点时间之比为1:2；在竖直方向做自由落体运动，根据 可知下落高度之比为1:4，根据几何关系，可知临界高度与网高之比为4:3，则临界高度为 设球从D点打到B点的水平速度为，在竖直方向上有 解得 根据几何关系，可得对应的水平位移为 在水平方向上，根据 解得，故C错误； D．若在前后场区的分界线正上方的临界高度沿垂直水平击球，则在EF上某高度建立平抛模型，根据平抛运动的规律，在水平方向做匀速直线运动， 设球从EF线上打到触网点，触网点在水平方向上的投影点为，水平位移为；球从EF线打到AB线，水平位移为，则球从EF线上打到触网点与球从EF线打到AB线水平位移之比为 故球从EF线上打到触网点与球从EF线打到AB线时间之比为1:4；在竖直方向做自由落体运动，根据 可知下落高度之比为1:16，根据几何关系，可知临界高度与网高之比为16:15，则临界高度为 设球从EF线打到AB线的水平速度为，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数。过程I：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. P、M两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在M点以下 【答案】C 【解析】 【详解】A．设的距离为，过程I，根据动能定理有 设的距离为，过程Ⅱ中，当Q速度最大时，根据平衡条件 P、M两点之间的距离 联立可得 故A错误； B．根据功能关系，可知过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中Q和弹簧组成的系统损失的机械能为 结合 可得 但在过程Ⅱ中单独对于Q而言机械能是增加的，故B错误； C．设过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移，根据能量守恒定律 结合 解得 故C正确； D．无论Q从何处释放，Q在斜面上运动过程中，弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热，当在点时，满足 当在点时，满足 所以在OM（含O、M点）之间速度为零时，Q将静止，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 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】AD 【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相对于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、和速度的方向相反，即与水平向后的夹角应满足，故D正确。 故选AD。 10. 小球A、B的质量分别为2.4m、m，通过如图所示的装置悬挂。其中定滑轮P与固定点Q相距5L，P、Q两点处于同一高度。滑轮P的大小可忽略。静止时1绳与2绳垂直，3绳竖直，均在同一竖直面内。2绳与水平方向的夹角。已知，，重力加速度为g。不计一切摩擦阻力和空气阻力。某时刻剪断3绳，下列说法正确的是（　　） A. 剪断3绳前，3绳上的拉力大小为mg B. 剪断3绳瞬间，1绳上的拉力大小为 C. 小球B第一次运动到与P、Q等高时的动能为2.4mgL D. 若考虑空气阻力，小球A、B最终又处于静止状态，则最终2绳上拉力一定小于2mg 【答案】BC 【解析】 【详解】A．分析可知B球受到三条绳子拉力和自身重力二平衡，其中 由平衡条件有 联立解得 故A错误； B．剪断3绳瞬间，小球B做圆周运动，设此时A的加速度为，对B，沿1绳方向有 对A有 联立解得 故B正确； C．小球B第一次运动到与P、Q等高时，A的速度为0，由机械能守恒 解得 故C正确； D．若考虑空气阻力，小球A、B最终又处于静止状态，物体B受到自身重力、绳子2拉力及绳子1拉力而平衡，三力构成的矢量三角形如下 三角形二边之和大于第三边，二边之差小于第三边，故有 其中 联立整理得 可知最终2绳上拉力可以等于2mg，故D错误。 故选BC。 11. 2024年9月，我国成功发射北斗卫星导航系统第60颗卫星，标志着“北斗三号”全球卫星导航系统建设的圆满收官。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道I近似为圆轨道，高度低于地球静止卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。一段时间后，卫星在轨道I、II交点处通过快速喷气变轨到轨道II，如图（c）所示，轨道II为赤道平面圆轨道，I为倾斜圆轨道，I、II轨道高度相同。地球自转周期为24小时，卫星质量为，卫星在轨道上运行的速率，不考虑喷气时卫星的质量变化。根据以上信息可以判断（　　） A. 卫星在该轨道II运行时比赤道上随地球自转的物体所受的向心力大 B. 该卫星运行速度大于第一宇宙速度 C. 该卫星运行周期为12小时 D. 喷气变轨时，速度的变化量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据向心力表达式，由于卫星与赤道上物体的质量未知，所以无法比较向心力大小关系，故A错误； B．根据 可得 第一宇宙速度是近地卫星的最大环绕速度，该卫星轨道高度低于地球静止卫星轨道，但仍大于地球半径，故运行速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．由图（a）可知，该卫星绕地球转过两圈，地球自转一圈，所以 地球自转一圈时间为，所以，故C正确； D．由图（a）可知，卫星在轨道Ⅰ运行时，轨道Ⅰ与赤道平面夹角为，即与轨道Ⅱ的夹角为，短暂喷气使卫星由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，根据动量定理有卫星受到冲量大小 解得，故D正确。 故选CD。 12. 如图，与水平面成夹角且固定于O、M两点的硬直杆上套着一质量为的滑块，弹性轻绳一端固定于O点，另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长为OQ，PQ为且垂直于OM。现将滑块无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为0.16，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量x满足。，g取，。则滑块（　　） A. 与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 B. 下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同 C. 从释放到静止的位移大小为 D. 从释放到静止克服滑动摩擦力做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题意，设滑块下滑后弹性轻绳与PQ间夹角为时，对滑块进行受力分析，如图所示 在垂直杆方向有 由胡克定律结合几何关系有 联立解得 可知，滑块与杆之间的弹力不变，则滑块与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 故A正确； B．下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的方向不同，冲量是矢量，则下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量不相同，故B错误； C．设滑块从释放到静止运动的位移为，滑块开始向下做加速度减小的加速运动，当沿着杆方向合力为0时，滑块速度最大，之后滑块继续向下做加速度增大的减速运动，当速度为0时，有 由几何关系可得 此时 则滑块会继续向上滑动，做加速度减小的加速运动。当滑块速度再次为0时，有 解得 此时 此时 则滑块静止，故从释放到静止，滑块的位移为，故C正确； D．从释放到静止，设克服滑动摩擦力做功为，由能量守恒定律有 解得 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图1所示，一个半圆形光滑轨道，右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角，圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小，小球质量为m，重力加速度为g。 实验步骤如下： ①将小球在右侧轨道某处由静止释放，记录该处的角度； ②小球到达轨道最低点时，记录力传感器的示数； ③改变小球释放的位置、重复以上操作，记录多组、的数值； ④以为纵坐标，cos为横坐标，作出图像，如图2所示。 回答以下问题： （1）若该图像斜率的绝对值__________，纵截距__________，则可验证在最低点的向心力表达式。 （2）某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值，即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径，因此图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1） ①. 2 ②. 3 （2）相等 【解析】 【小问1详解】 [1][2]小球从出发点到达最低点，由动能定理可得 小球在最低点，由牛顿第二定律可得 联立可得 整理可得 即的图像斜率的绝对值，纵截距，则可验证在最低点的向心力表达式。 【小问2详解】 通过上述方程发现，表达式与轨道半径无关系，故图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比相等。 14. 某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置，其与水平面间的夹角为，在桌面上固定一悬挂点O，轻绳通过拉力传感器拴接在O点，另一端连接一个质量为m的物块。 ①现给物块足够大的初速度，使其在桌面内做圆周运动，分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力，改变不同的初速度，记录多组和； ②建立坐标系，以拉力为纵轴、拉力为横轴，得到了一条线性图像，测得图线斜率为k，纵轴截距为b （1）根据以上数据，可得重力加速度的表达式为______（用m、b、表示）； （2）在本次实验中，斜率______，若改变斜面的倾角，斜率k的值______（选填“会”或者“不会”）发生变化； （3）若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力，不计其他阻力，此时的斜率将______（选填“大于”“小于”或者“等于”）该值。 【答案】（1） （2） ①. 1 ②. 不会 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 小球在最低点 在最高点 从最低点到最高点根据动能定理有 可知 故 得 【小问2详解】 [1][2]由可知，斜率k始终为1，与斜面的倾角无关。 【小问3详解】 若考虑滑动摩擦力，则动能定理的方程为 其中 整理得 故仍然为1，保持不变。 15. 如图所示为工地上提升重物的示意图。质量kg的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2.在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中：（提示：，） （1）求物体出发时受到摩擦力的大小； （2）求拉力F与夹角β的关系式（式中仅保留F、β用符号表示）； （3）当β为何值时，拉力F取到最小值，并求拉力F的最小值。 【答案】（1）50N （2）或者 （3）， 【解析】 【详解】（1）当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°，绳子的拉力沿斜面向上，垂直斜面方向平衡 滑动摩擦力 解得 （2）对物体受力分析，根据平衡条件有， 滑动摩擦力 解得 应用和角公式，拉力F也可以表示为 （3）由可知，当时，F有最小值 16. 在火力发电厂，将煤块制成煤粉的球磨机的核心部件是一个半径的躺卧圆筒。圆筒绕水平中心轴旋转，将筒内的钢球带到一定高度后，钢球脱离筒壁落下将煤块击碎，截面简化如图。设筒内仅有一个质量为m=0.2kg、大小不计的钢球，初始静止在最低点A。（） （1）启动电机使圆筒加速转动，钢球与圆筒保持相对静止，第一次到达与圆心等高的位置B时，圆筒的角速度，求此时钢球线速度的大小和该过程中圆筒对钢球所做的功W； （2）当钢球通过C点时，另一装置瞬间让钢球与圆筒分离（分离前后钢球速度不变），此后钢球仅在重力作用下落到位置D。CD连线过O点，与水平方向成45°。求分离时圆筒的角速度； （3）停止工作后将圆筒洗净，内壁视为光滑。将一钢球从位置C正下方的E点由静止释放，与筒壁碰撞6次后恰好又回到E点。若所有碰撞都是弹性的（即碰撞前后沿半径方向速度大小相等方向相反，沿切线方向速度不变），求CE高度。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据线速度与角速度的关系式可得此时钢球线速度的大小为 该过程中设圆筒对钢球做的功为W，则由动能定理有 代入数据解得 【小问2详解】 钢球分离后做斜抛运动，将运动沿水平方向和竖直方向进行分解，其水平方向做匀速直线运动，则有 其竖直方向为竖直上抛运动，以竖直向上为正方向，则有 联立解得小球在C点的线速度为 根据圆周运动线速度与角速度的关系式可得 解得分离时圆筒的角速度为 【小问3详解】 6次返回E点，则只能按如下图轨迹运动： 在F点发生碰撞后做平抛运动，设小球从F点运动到A点的时间为，则根据竖直方向自由落体运动有 解得 又因为水平方向为匀速直线运动，则有 解得 小球从E点到F点做自由落体运动，则有 解得 所以CE间的高度为 17. 图（a）为成都天府国际机场某货物传送装置实物图，简化图如图（b）所示，该装置由传送带ABCD及固定挡板CDEF组成，固定挡板CDEF与传送带上表面垂直，传送带上表面ABCD与水平地面的夹角θ=37°，CD与水平面平行。传送带匀速转动时，工作人员将质量分布均匀的正方体货物从D点由静止释放，货物对地发生位移L=10m后被取走，货物在传送带上运动时的剖面图如图（c）所示。已知传送带匀速运行的速度v=1m/s，货物质量m=10kg，其底部与传送带ABCD的动摩擦因数为，其侧面与挡板CDEF的动摩擦因数为。（sin37°=0.6，重力加速度，不计空气阻力）。求： （1）货物刚放上传送带时，其底面所受滑动摩擦力的大小及侧面所受滑动摩擦力的大小； （2）货物在传送带上所经历的时间t及传送装置多消耗的电能E； （3）某次测试过程中工作人员每隔从D点静止释放相同的货物，货物对地发生位移L=10m后被取走，若维持传送带匀速运转，传送带相对空载时需增加的最大功率。 【答案】（1），；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）货物放上传送带后，由剖面图对货物受力分析可得，传送带对货物支持力为，货物底面所受滑动摩擦力为，挡板对货物支持力为，货物侧面所受滑动摩擦力为，由力的平衡条件 由滑动摩擦力计算式有 ， 代入数据可得 ， （2）因为与运动方向相同，与运动方向相反，货物将从静止开始沿传送带做匀加速直线运动，若能共速，则此后做匀速运动，由牛顿第二定律可得 解得 设货物匀加速至与传送带共速经历时间为，对地位移为，由运动学公式得 货物匀加速阶段的位移为 因，故能够共速。共速后，货物做匀速直线运动，直至被取下，设此段运动时间为，位移为由运动学公式得 货物匀速阶段所用的时间为 货物运动总时间为 传送装置多消耗的电能等于货物与传送装置之间由于摩擦产生的内能和货物增加的动能之和。货物与传送带之间 货物与挡板之间 货物增加的动能 传送装置多消耗的电能为 （3）分析可知货物在传送带上从静止到与传送带共速经历的时间均为，之后以速度v做匀速运动。因第1个货物在传送带上运动的总时间为t=10.2s，设第1个货物释放后又释放了N个货物，则 分析可知当第1个货物即将被取走时，传送带上共有11个货物，且前10个已共速。第11个货物在传送带上运动的时间为 第11个货物相对传送带滑动。综上，传送带上有11个货物且第11个处于加速运动阶段时，传送带需增加的功率达到最大值。传送带受到前10个货物的静摩擦力大小为，受到第11个货物的滑动摩擦力大小为，由瞬时功率计算式有 18. 如图所示，光滑轨道ABC中：AB段竖直，BC段为半径为R的圆弧形轨道，末端C处切线水平。紧邻C右端依次为水平粗糙传送带甲、乙和水平粗糙地面：传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止，其中木板长度与乙左右两端DE等长，均为kR（k未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙，且轨道末端C、传送带上方皮带、地面等高。现有一物块从轨道上的P处静止释放，经C点进入传送带甲，于D处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束时，传送带乙启动并以木板被碰后的速度顺时针匀速转动，最终木板运动2kR的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。 已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差h = R，物块、木板质量均为m，重力加速度为g，忽略物块和传送带轮子的尺寸。求： （1）物块即将滑出轨道末端C时，对C处的作用力； （2）将传送带甲因传送物块额外消耗的电能记为W、甲和物块之间由于摩擦产生的热量记为Q，则数值大小； （3）k的大小。 【答案】（1）5mg、方向竖直向下；（2）；（3）39.2 【解析】 【详解】（1）物块由P至C有 得 C处由牛顿第二定律 得 F = 5mg 由牛顿第三定律：对C处的作用力大小为5mg、方向竖直向下。 （2）物块进入传送带v0 < u，开始做匀加速，传送带长度、摩擦因数未知，无法直接确定是否出现共速情况。 ①假设物块一直匀加速到D，设加速度为a，末速度为vD，对物块 ，vD = v0＋at 对传送带 上述3式联立求解得 显然说明物块与甲会达到共速，然后匀速，并在后面D处以速度u与木板发生碰撞； ②设物块匀加速、匀速时间分别为t1、t2 对物块 u = v0＋at1， 对传送带 上述3式联立求解得 t1= 14t2 由 W = Ff∙ut1， 解得 （3）碰撞后木板的速度大小u，对木板此后运动的动力学分析结果 ①木板位移：合力为0，木板匀速； ②木板位移：木板合力为 则木板做变减速，合力随位移均匀增加； ③木板位移：木板合力 F = μmg 合力恒定、匀减速至静止对木板，全程由动能定理 解得 k = 39.2 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莱西一中24级强基高二上学期期末模拟 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. 下列关于课本中相关案例的说法错误的是（　　） A. 图1所示演示实验说明物体做曲线运动的条件是其所受合力方向与速度方向不共线 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，可以得出小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 2. 如图所示，河宽为，一小船从A码头出发渡河，小船船头垂直河岸，小船划水速度大小不变为，河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸的距离成正比，即，要使小船能够到达距A正对岸为s的B码头，则（　　） A. 应为 B. 小船渡河的轨迹是直线 C. 渡河时间为 D. 前半段过程中平均加速度大小 3. 如图，一质量均匀分布的木板长度为L，静止在均匀粗糙的水平桌面上，其右端和桌面右端对齐。现给木板一水平向右的瞬时冲量，木板右移 后静止。将木板放回原位，桌子右端拼合上一张等高的光滑水平桌面，再给木板同样的瞬时冲量I，则木板完全停下时右移的距离为（　　） A. B. C. D. L 4. 如图所示，宇宙中有一个由P和Q两颗恒星构成的双星系统，它们在彼此间万有引力下以周期绕O点逆时针旋转，轨道半径分别是和（），P有一颗卫星M，以轨道半径绕P顺时针以周期做匀速圆周运动，已知，卫星M对恒星P、Q的运动没有影响，且忽略恒星Q对卫星M的影响，万有引力常量为G，下列说法不正确的是（　　） A. 由已知条件可以求出Q的质量 B. 恒星P、Q之间的万有引力为 C. 若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，则其轨道半径一定小于M的轨道半径 D. P、Q、M由图示位置到再次共线所需时间为 5. 某同学骑电动车在平直路段行驶的过程中，用智能手表记录了其速度随时间变化的关系图像，如图所示，AB、CD和EF段近似看成直线。电动车和人的总质量为100kg，电动车所受阻力恒定，已知AB段时间间隔为2.5s，CD段电动车的功率恒为240W，重力加速度g取，则该电动车（　　） A. 在AB段通过的位移大小为15m B. CD段所受的阻力大小为50N C. EF段的功率大小恒定 D. 在AB段所受牵引力大小为120N 6. 如图所示，用细绳悬挂木箱，水平箱底上有一个静止物块，物块与木箱右壁间夹有一弹簧，弹簧处于压缩状态。重力加速度g取，忽略一切阻力，细绳剪断后的一小段时间里，下列说法正确的是（　　） A. 物块的运动轨迹为直线 B. 物块的加速度a等于 C 弹力做功等于物块动能增量 D. 物块动能增量大于重力势能减少量 7. 如图所示是排球场地的示意图。排球场为矩形，长边，前场区的长度为，宽，网高为。在排球比赛中，对运动员的弹跳水平要求很高。如果运动员的弹跳水平不高，运动员的击球点的高度低于某个临界值，那么无论水平击球的速度多大，排球不是触网就是越界。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若在底线上方沿垂直水平击球，临界高度为 B. 若在前后场区的分界线的点正上方水平击球，沿着方向击球，临界高度为 C. 若在底线的点正上方的临界高度沿场地对角线水平击球，击球的速度为 D. 若在前后场区的分界线正上方的临界高度沿垂直水平击球，击球的速度为 8. 如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数。过程I：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. P、M两点之间的距离为 B. 过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为 C. 过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D. 连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在M点以下 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 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 10. 小球A、B质量分别为2.4m、m，通过如图所示的装置悬挂。其中定滑轮P与固定点Q相距5L，P、Q两点处于同一高度。滑轮P的大小可忽略。静止时1绳与2绳垂直，3绳竖直，均在同一竖直面内。2绳与水平方向的夹角。已知，，重力加速度为g。不计一切摩擦阻力和空气阻力。某时刻剪断3绳，下列说法正确的是（　　） A. 剪断3绳前，3绳上的拉力大小为mg B. 剪断3绳瞬间，1绳上的拉力大小为 C. 小球B第一次运动到与P、Q等高时的动能为2.4mgL D. 若考虑空气阻力，小球A、B最终又处于静止状态，则最终2绳上拉力一定小于2mg 11. 2024年9月，我国成功发射北斗卫星导航系统第60颗卫星，标志着“北斗三号”全球卫星导航系统建设的圆满收官。图（a）是西安卫星测控中心对某卫星的监控画面，图中左侧数值表示纬度，下方数值表示经度，曲线是运行过程中，卫星和地心的连线与地球表面的交点（即卫星在地面上的投影点，称为星下点）的轨迹展开图。该卫星运行的轨道I近似为圆轨道，高度低于地球静止卫星轨道，绕行方向如图（b）所示。一段时间后，卫星在轨道I、II交点处通过快速喷气变轨到轨道II，如图（c）所示，轨道II为赤道平面圆轨道，I为倾斜圆轨道，I、II轨道高度相同。地球自转周期为24小时，卫星质量为，卫星在轨道上运行的速率，不考虑喷气时卫星的质量变化。根据以上信息可以判断（　　） A. 卫星在该轨道II运行时比赤道上随地球自转的物体所受的向心力大 B. 该卫星运行速度大于第一宇宙速度 C. 该卫星运行周期为12小时 D. 喷气变轨时，速度的变化量为 12. 如图，与水平面成夹角且固定于O、M两点的硬直杆上套着一质量为的滑块，弹性轻绳一端固定于O点，另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长为OQ，PQ为且垂直于OM。现将滑块无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为0.16，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量x满足。，g取，。则滑块（　　） A. 与杆之间的滑动摩擦力大小始终为 B. 下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同 C. 从释放到静止的位移大小为 D. 从释放到静止克服滑动摩擦力做功为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图1所示，一个半圆形光滑轨道，右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角，圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小，小球质量为m，重力加速度为g。 实验步骤如下： ①将小球在右侧轨道某处由静止释放，记录该处的角度； ②小球到达轨道最低点时，记录力传感器的示数； ③改变小球释放的位置、重复以上操作，记录多组、的数值； ④以为纵坐标，cos为横坐标，作出的图像，如图2所示。 回答以下问题： （1）若该图像斜率绝对值__________，纵截距__________，则可验证在最低点的向心力表达式。 （2）某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值，即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径，因此图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 14. 某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置，其与水平面间的夹角为，在桌面上固定一悬挂点O，轻绳通过拉力传感器拴接在O点，另一端连接一个质量为m的物块。 ①现给物块足够大的初速度，使其在桌面内做圆周运动，分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力，改变不同的初速度，记录多组和； ②建立坐标系，以拉力为纵轴、拉力为横轴，得到了一条线性图像，测得图线斜率为k，纵轴截距为b （1）根据以上数据，可得重力加速度的表达式为______（用m、b、表示）； （2）在本次实验中，斜率______，若改变斜面的倾角，斜率k的值______（选填“会”或者“不会”）发生变化； （3）若仅考虑物块运动过程中受到桌面的滑动摩擦力，不计其他阻力，此时的斜率将______（选填“大于”“小于”或者“等于”）该值。 15. 如图所示为工地上提升重物的示意图。质量kg的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2.在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中：（提示：，） （1）求物体出发时受到摩擦力的大小； （2）求拉力F与夹角β的关系式（式中仅保留F、β用符号表示）； （3）当β为何值时，拉力F取到最小值，并求拉力F的最小值。 16. 在火力发电厂，将煤块制成煤粉的球磨机的核心部件是一个半径的躺卧圆筒。圆筒绕水平中心轴旋转，将筒内的钢球带到一定高度后，钢球脱离筒壁落下将煤块击碎，截面简化如图。设筒内仅有一个质量为m=0.2kg、大小不计的钢球，初始静止在最低点A。（） （1）启动电机使圆筒加速转动，钢球与圆筒保持相对静止，第一次到达与圆心等高的位置B时，圆筒的角速度，求此时钢球线速度的大小和该过程中圆筒对钢球所做的功W； （2）当钢球通过C点时，另一装置瞬间让钢球与圆筒分离（分离前后钢球速度不变），此后钢球仅在重力作用下落到位置D。CD连线过O点，与水平方向成45°。求分离时圆筒的角速度； （3）停止工作后将圆筒洗净，内壁视为光滑。将一钢球从位置C正下方的E点由静止释放，与筒壁碰撞6次后恰好又回到E点。若所有碰撞都是弹性的（即碰撞前后沿半径方向速度大小相等方向相反，沿切线方向速度不变），求CE高度。 17. 图（a）为成都天府国际机场某货物传送装置实物图，简化图如图（b）所示，该装置由传送带ABCD及固定挡板CDEF组成，固定挡板CDEF与传送带上表面垂直，传送带上表面ABCD与水平地面的夹角θ=37°，CD与水平面平行。传送带匀速转动时，工作人员将质量分布均匀的正方体货物从D点由静止释放，货物对地发生位移L=10m后被取走，货物在传送带上运动时的剖面图如图（c）所示。已知传送带匀速运行的速度v=1m/s，货物质量m=10kg，其底部与传送带ABCD的动摩擦因数为，其侧面与挡板CDEF的动摩擦因数为。（sin37°=0.6，重力加速度，不计空气阻力）。求： （1）货物刚放上传送带时，其底面所受滑动摩擦力的大小及侧面所受滑动摩擦力的大小； （2）货物在传送带上所经历的时间t及传送装置多消耗的电能E； （3）某次测试过程中工作人员每隔从D点静止释放相同货物，货物对地发生位移L=10m后被取走，若维持传送带匀速运转，传送带相对空载时需增加的最大功率。 18. 如图所示，光滑轨道ABC中：AB段竖直，BC段为半径为R的圆弧形轨道，末端C处切线水平。紧邻C右端依次为水平粗糙传送带甲、乙和水平粗糙地面：传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止，其中木板长度与乙左右两端DE等长，均为kR（k未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙，且轨道末端C、传送带上方皮带、地面等高。现有一物块从轨道上的P处静止释放，经C点进入传送带甲，于D处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束时，传送带乙启动并以木板被碰后的速度顺时针匀速转动，最终木板运动2kR的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。 已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差h = R，物块、木板质量均为m，重力加速度为g，忽略物块和传送带轮子的尺寸。求： （1）物块即将滑出轨道末端C时，对C处的作用力； （2）将传送带甲因传送物块额外消耗的电能记为W、甲和物块之间由于摩擦产生的热量记为Q，则数值大小； （3）k的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $