精品解析：江西省上饶中学2025-2026学年高三上学期期中考试物理试题

江西省上饶中学2025-2026学年度高三上学期期中考试 物理试题 时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题只有一项符合题目要求，共28分） 1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（ ） A. “探究向心力大小的表达式”实验中用到了控制变量法 B. 卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量主要用了控制变量法 C. 在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D. “探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想 【答案】B 【解析】 【详解】A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了控制变量法，A正确，不符合题意； B．卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量主要用了微小量放大法，B错误，符合题意； C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法，C正确，不符合题意； D．“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想，D正确，不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v0水平打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用，逆风时，球A落至地面上的P处，顺风时，球B落至地面上的Q处。则（ ） A. A球飞行时间比B球长 B. A球飞行时间比B球短 C. 两球飞行过程中重力的冲量不相同 D. 两球飞行过程中合外力的冲量相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．A、B两球竖直方向均做自由落体运动，则 得，两球飞行时间相等，故AB错误； C．重力的冲量，方向竖直向下，两球飞行过程中重力的冲量相同，故C错误； D．设水平风力为，两球飞行过程中合外力大小，合力与水平方向的夹角为，且 。 则两球飞行过程中合外力大小相等，方向相同，故合外力的冲量大小 相等，方向都与水平方向成斜向左下方，故D正确。 故选D。 3. 暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9米/秒。 某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞（假设伞面水平，且水打在伞上后竖直方向速度变为0，雨水的平均密度为0.5kg/m3），由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为（ ） A. 0.25N B. 2.5N C. 25N D. 250N 【答案】C 【解析】 【详解】雨滴撞击伞面时，竖直方向速度由变为0，动量变化产生冲击力。根据动量定理冲击力 F 在 Δ t 时间内的冲量等于雨水动量的变化量，可得 可得雨滴对伞的冲击力 又，将最小速度 代入解得 故选C。 4. 如图甲所示，一弹射器固定在地面上，初始时，弹射器内轻弹簧压缩一定的长度并处于锁定状态。将一个小球放置在弹簧的上端，解除锁定，小球由静止加速后竖直向上射出（竖直向上为正方向），一段时间后又落回弹射器内。整个运动过程中，小球受到的空气阻力随速率增大而增大，随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，小球上升到最高点 B. ，小球的加速度方向竖直向上 C. ，小球的加速度大小一直减小 D. ，小球处于失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．竖直向下，可知这段时间内速度方向竖直向上，，竖直向上，可知这段时间内速度方向竖直向下，所以时，小球上升到最高点，故A错误； B．先增大后减小，可知速度先增加后减小，所以加速度方向先竖直向上后竖直向下，故B错误； C．竖直向上且一直增大，根据牛顿第二定律，可知小球的加速度大小一直减小，故C正确； D．竖直向上且一直减小，可知速度竖直向下，也一直减小，加速度竖直向上，小球处于超重状态，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为探究滑块从同一高度沿不同轨道下滑时，水平位移大小关系的示意图，所有轨道均处在同一竖直平面内。某次实验中让滑块沿AB轨道从A点由静止释放，滑块最终停在水平面上的C点，且A、C连线与水平方向夹角为37°。滑块可视为质点，且不计经过弯角处的能量损失，滑块与所有接触面的动摩擦因数均相同。以下结论正确的是（　　） A. 滑块与接触面间的动摩擦因数为0.75 B. 滑块从A点由静止释放，沿AD轨道下滑，将停止在C点左侧 C. 滑块从A点由静止释放，沿AED轨道下滑，将停止在C点 D. 滑块从A点由静止释放，沿AED轨道下滑与沿AD轨道下滑，到达D点时速度大小相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．设高度为h，AB倾角为α，AD倾角为θ，则有滑块沿AB轨道从A点由静止释放，滑块最终停在水平面上的C点，根据能量守恒有 解得，故A正确； B．滑块从A点由静止释放，沿AD轨道下滑，根据能量守恒有 联立解得 即滑块沿AD轨道下滑将停止在C点，故B错误； CD．滑块从A点由静止释放，沿AD轨道下滑与沿AED轨道下滑，重力做功相同，但沿AED路径长，且滑块有沿指向轨迹内侧的向心力作用，则 可见滑块受到斜面的支持力增大，摩擦力增大，则摩擦力做功大，故到达轨道底端时的动能减小，速度减小，将不会到达C点，故CD错误。 故选A。 6. 如图所示，一滑板的上表面由光滑的四分之一圆弧AB和水平面BC组成，右侧有一固定挡板，轻弹簧右端与挡板连接放在平面BC上，左端在平面BC上的D点右侧，滑板静置于光滑水平面上，已知滑板的质量为3m，圆弧的半径R，圆弧底端B点与D的距离为R，水平面BD间粗糙，CD间光滑。一个质量m的物块，从圆弧的最高点A由静止释放，物块第一次向左滑上圆弧面的最高点的位置离B点的高度，重力加速度为g，弹簧的形变在弹性限度内，则（ ） A. 小物块第一次到达B点的速度大小为 B. 弹簧第一次被压缩到最短时，弹性势能为 C. 弹簧第二次被压缩到最短时，弹性势能为 D. 物块最终停止时，滑板的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设小物块第一次滑到B点时小物块和滑板的速度大小分别为、，小物块和滑板组成的系统不受水平外力，因此系统水平方向动量守恒，以向右为正有 根据机械能守恒定律得 解得，，故A错误； B．物块第一次向左滑上圆弧面的最高点时，滑板和物块速度相同，由水平方向动量守恒 解得 设物块通过BD段一次克服摩擦力做功为W，由系统能量守恒 联立解得 弹簧第一次压缩到最短时，滑板和物块速度相同，由水平方向动量守恒 解得 由系统能量守恒得 解得，故B错误； C．弹簧第二次被压缩到最短时，由系统能量守恒得 解得，故C错误； D．物块最终和滑板保持相对静止时，滑板和物块速度相同，由水平方向动量守恒 解得 由系统能量守恒解得 解得 物块最终停止时，恰好停在B点，物块与滑板均静止。 物块与滑板运动过程中由水平方向动量守恒得 可得 因为， 解得 又 解得，故D正确。 故选D。 7. 某同学设计贯通地球的弦线列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，为隧道的中点，与地心O的距离为h=0.8R，地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为零，P点是隧道中的一点，P到的距离为x，不计空气阻力与摩擦阻力，忽略地球自转的影响，则（ ） A. 列车在隧道中A点所受的支持力大小等于mg B. 列车在隧道中一直做加速运动 C. 列车运动过程中的最大速度 D. 列车运动到P点时的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】在点，列车位于地球表面，所受的万有引力大小为，方向指向地心，轨道对列车的支持力垂直于隧道，设与的夹角为，则， 解得，故A错误； B．列车从点运动到隧道中点的过程中，所受万有引力沿隧道方向的分力与运动方向相同，列车做加速运动，速度在点达到最大。从点运动到点的过程中，所受万有引力沿隧道方向的分力与运动方向相反，列车做减速运动，故B错误； C．列车在隧道内距的距离时合力为，所以随均匀变化列车在点有最大速度，根据动能定理则有 根据几何关系 解得，故C错误； D．设地球的质量为，列车运动到点距地心为，，根据几何关系有 根据牛顿第二定律可得列车运动到点加速度 地球为均匀球体，则 而 联立解得，故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3小题，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，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 8. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星。如图所示为发射卫星的简化示意图，先将卫星发射到半径为r1=r的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道Ⅱ，到椭圆轨道的远地点B时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为r2=4r的圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道Ⅱ上A点时的速率为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在I、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行周期关系是T1<T2<T3 B. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上通过A点时的速率小于在圆轨道Ⅲ上运行的速率 C. 发动机在A点对卫星做的功为 D. 发动机在A点对卫星做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知，卫星在I、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行的半径（半长轴）符合，则，故A正确； B．卫星在圆轨道Ⅰ上通过A点时需要点火加速才能进入椭圆轨道Ⅱ，则有，卫星在圆轨道运行时有 解得线速度大小为 由于在圆轨道Ⅲ上运动时轨道半径较高，则线速度较小，则，则，故B错误； CD．根据B选项分析，当卫星在r1=r的圆轨道Ⅰ上通过A点时的速率为 由动能定理，发动机在A点对卫星做的功，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，右侧是一个足够长固定斜面，一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及定滑轮，两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1＞m2。开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直，C点在圆心O的正下方，不计一切阻力及摩擦。当m1由静止释放开始运动，则下列说法中正确的是 A. 在m1从A点运动到C点的过程中，m1的机械能一直减少 B. 当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的倍 C. 若m1运动到C点时细绳突然断开，在细绳断开后，m1能沿碗面上升到B点 D. m2沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在m1从A点运动到C点的过程中，绳子的拉力对m1做负功，则m1的机械能一直减少，选项A正确； B．设小球m1到达最低点C时m1、m2的速度大小分别为v1、v2，由运动的合成分解得： v1cos45°=v2 则 v1=v2 故B错误。 C．在m1从A点运动到C点的过程中，对m1、m2组成的系统由机械能守恒定律得： 结合v1=v2解得： 若m1运动到C点时绳断开，至少需要有的速度，m1才能沿碗面上升到B点，故C错误。 D．m2沿斜面上滑过程中，m2对斜面的压力是一定的，斜面的受力情况不变，由平衡条件可知地面对斜面的支持力始终保持恒定，故D正确； 故选AD. 10. 如图所示，甲、乙两滑块的质量分别为1kg、2kg，放在静止的足够长的水平传送带上，两者相距2m，与传送带间的动摩擦因数均为0.2。t=0时，甲、乙分别以6m/s、2m/s的初速度开始沿同一直线向右滑行。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 若传送带始终静止，甲、乙经过时间t=0.5s发生碰撞 B. 若传送带始终静止，甲、乙发生的碰撞为弹性碰撞（碰撞时间极短），则两滑块最终静止时，相距的距离为4m C. 若从t=0时，传送带以v0=4m/s的速度向右做匀速直线运动，则甲、乙经过时间t=0.5s发生碰撞 D. 若从t=0时，传送带以v0=4m/s的速度向右做匀速直线运动，在0~1s内，电动机为维持传送带匀速运动而多做的功为8J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两滑块变速运动时的加速度大小均为 设甲、乙的初速度分别为v1、v2，经过时间t两滑块相遇，有 解得t=0.5s，故甲、乙经过时间t=0.5s发生碰撞，故A正确； B．设甲、乙碰前的速度分别为v1′、v2′，由运动学公式有v1′=v1-at=5m/s，v2′=v2-at=1m/s 设甲、乙碰后的速度分别为、，由动量守恒有 由能量关系可知 解得， 两滑块最终静止时，相距的距离为，故B错误； C．甲与皮带共速用时 乙与皮带共速用时 此时甲的位移 乙的位移 因，表明t=1s时，甲、乙与皮带速度相同且刚好不碰撞，故C错误； D．在t=1s内，传送带的位移为 则摩擦力对皮带做功为 则在0~1s内，电动机为维持传送带匀速运动而多做的功为8J，故D正确。 故选AD。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. （1）图1是“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验方案甲，图2是改进后的方案乙，两方案中滑轮与细线间摩擦力，以及它们的质量均不计。下列说法正确的是 。 A. 两种方案均需要补偿阻力 B. 两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行 C. 两种方案中均需要满足小车质量远大于槽码的质量 D. 操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 （2）A组同学按照方案甲正确操作打出的一条纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，则打点计时器打下D点时小车的速度大小v =______m/s，小车的加速度a =______m/s2。（结果均保留2位有效数字） （3）B组同学按照方案乙做实验，在实验中，正确补偿阻力后，保持槽码盘中的槽码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为-b，则槽码盘和动滑轮的总质量为______（用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）。 【答案】（1）AB （2） ①. 0.50 ②. 0.93 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．两种方案均需要补偿阻力，故A正确； B．两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行，以保证小车受到的合力等于细线的拉力，故B正确； C．方案乙中，小车受到细线的拉力可以直接由力传感器读出，此方案不需要满足小车质量远大于槽码的质量，故C错误； D．操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，如果在纸带上打出足够的点，得到的纸带可用，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1][2]已知所用电源的频率为50Hz，打点计时器每隔打一次点。相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为，打点计时器打下D点时小车的速度大小为 小车的加速度 【小问3详解】 设槽码盘和动滑轮的总质量为m，对槽码、槽码盘和动滑轮受力分析，由牛顿第二定律，得 对小车受力分析，由牛顿第二定律，得 解得 由图线可知 解得 12. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间 （1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，作出图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是______。 A. B. （2）在（1）中的条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用表示）。 （3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为______（表示）。 【答案】（1）B （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球经过光电门的速度为 若系统机械能守恒，则有 整理得 故选B。 【小问2详解】 当和时，物块通过光电门的时间相等，即物块经过光电门的速度相等，故动能也相等，根据机械能守恒定律分别有 整理可得 【小问3详解】 小物块经过光电门的速度越大，则小物块经过光电门所用时间越短，故由（1）可知，当时，小物块通过光电t时的速度最大时，且此时小物块的加速度为零。对其进行受力分析有 解得 代入（1）中可得最大速度为 四、计算题（共40分） 13. 如图所示，质量均为m的物块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m的球C，整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度，初速度大小为，式中g为重力加速度，不计空气阻力。求： （1）球C向右摆动过程中，当A、B、C速度相同时，求C球上升的高度h； （2）求B与A分开后B的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 球C向右摆动过程中，当A、B、C速度相同时，设三者具有共同速度，根据动量守恒定律，得 解得 根据系统机械能守恒定律，得 代入数据，解得 【小问2详解】 球C再次摆动到最低点后，细绳对轻杆的拉力有水平向左方向的分力，A做减速运动，A、B分开。则球C在最低点时，设A、B具有共同速度，球C的速度为，根据动量守恒定律，得 根据系统机械能守恒定律，得 解得 之后B与A分开，B做匀速运动，速度大小为 14. 如图所示，水平平台上一轻弹簧左端固定在A点，原长时在其右端B处放置一质量为m = 2kg的小滑块（可视为质点），平台AB段光滑，BC段长x=2m，与滑块间的动摩擦因数μ1 = 0.2。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带长L=5m，与滑块间的动摩擦因数μ2 = 0.4。传送带右端D点与一光滑竖直圆形轨道相切，圆形轨道半径R=0.4m，最高点E处有一弹性挡板，滑块碰撞挡板前后无机械能损失。现将滑块向左压缩弹簧后突然释放，滑块可在静止的传送带上滑行至距C点1.5m处停下。已知传送带只可顺时针匀速转动，重力加速度。g = 10m/s2 。求： （1）释放滑块时弹簧的弹性势能Ep； （2）若在相同位置释放滑块，要使滑块恰好上升到E点，传送带的速度v为多少以及物块在传送带上加速阶段的位移大小为多少； （3）若在相同位置释放滑块，要使滑块能到E点但不再返回压缩弹簧，传送带的速度大小范围。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块从释放到在传送带上静止，由能量守恒定律，得 其中，解得 【小问2详解】 设滑块到达C点的速度为，由动能定理，得 ，解得 滑块恰好上升到E点，在E点由重力提供向心力，有 解得 从D点上升到E点，由机械能守恒，得 代入，解得 因为，可知滑块在传送带上先做加速运动，后与传送带共速做匀速运动，则传送带的速度 设物块在传送带上加速的位移为，由动能定理，得 ，解得 【小问3详解】 物块上升到最高点E后再恰好返回B点，设物块在传送带上的加速位移为，对全程分析，由能量守恒定律，得 解得 设此时传送带速度为，则由动能定理，得 ，解得 要使滑块能到E点但不再返回压缩弹簧，传送带的速度大小范围 15. 如图所示，质量m=2kg的滑块（视为质点），从半径R=5m的光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，圆弧轨道最低点A与静止在光滑地面上的长木板平滑相接，长木板的长度L=5m，质量M=3kg。滑块运动到长木板最右端时恰好相对长木板静止，长木板右端也刚好到达右侧等高固定的平台处，滑块顺利滑上平台，平台上固定有一底端C处开口的竖直圆轨道，滑块从C处进入圆轨道后，在一沿运动切线方向的外力作用下做匀速圆周运动，转动一周后撤去外力，滑块通过圆轨道后滑上C右侧平台，与静止在D处的轻质挡板相撞后粘在一起。已知滑块与圆轨道间的动摩擦因数，与C右侧平台间的动摩擦因数μ3 = 0.35，C左侧平台光滑，LCD = 1.8m，轻质挡板与轻弹簧铰接，弹簧另一端固定在右侧挡板上，弹簧的劲度系数k=100N/m，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧形变量），取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）滑块对圆弧轨道最低点A处的压力大小； （2）滑块与长木板之间的动摩擦因数μ1； （3）从滑块冲上长木板到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量Q。 【答案】（1）60N （2）0.6 （3）202J 【解析】 【小问1详解】 根据机械能守恒定律则有 解得v0=10m/s 在A点时，由牛顿第二定律可得 解得FN=60N 根据牛顿第三定律可知F压=FN=60N 【小问2详解】 设二者相对静止时的速度为v1，设水平向右为正方向，根据动量守恒定律则有mv0=（M+m）v1 根据能量守恒定律有 解得v1=4m/s，μ1=0.6 【小问3详解】 滑块的整个运动过程有三段产生摩擦热，第一段过程为滑块以速度v0冲上长木板到两者相对静止的过程，此过程产生的摩擦热Q1=μ1mgL 解得Q1=60J 第二段过程为滑块以速度v1冲上右侧的固定平台后，在竖直圆轨道匀速运动一周的过程，如图所示 选取竖直圆轨道上下对称的P、P'两点，根据牛顿第二定律则有, 在P、P'两点附近选取微元，则滑块在这两段微元克服摩擦力做的功之和 求和可得 解得Q2=Wf=128J 第三段过程为滑块滑上C右侧平台并与弹簧接触，由功能关系可知，弹簧第一次被压缩到最短（此时滑块运动到E点）则有 解得LDE=0.2m 第三个阶段产生的热量Q3=μ3mg（LCD+LDE） 解得Q3=14J 故整个过程产生的热量为Q=Q1+Q2+Q3=202J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省上饶中学2025-2026学年度高三上学期期中考试 物理试题 时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题只有一项符合题目要求，共28分） 1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（ ） A. “探究向心力大小的表达式”实验中用到了控制变量法 B. 卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量主要用了控制变量法 C. 在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D. “探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想 2. 如图所示，某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v0水平打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用，逆风时，球A落至地面上的P处，顺风时，球B落至地面上的Q处。则（ ） A. A球飞行时间比B球长 B. A球飞行时间比B球短 C. 两球飞行过程中重力的冲量不相同 D. 两球飞行过程中合外力的冲量相同 3. 暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9米/秒。 某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞（假设伞面水平，且水打在伞上后竖直方向速度变为0，雨水的平均密度为0.5kg/m3），由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为（ ） A. 0.25N B. 2.5N C. 25N D. 250N 4. 如图甲所示，一弹射器固定在地面上，初始时，弹射器内轻弹簧压缩一定的长度并处于锁定状态。将一个小球放置在弹簧的上端，解除锁定，小球由静止加速后竖直向上射出（竖直向上为正方向），一段时间后又落回弹射器内。整个运动过程中，小球受到的空气阻力随速率增大而增大，随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，小球上升到最高点 B. ，小球的加速度方向竖直向上 C. ，小球的加速度大小一直减小 D. ，小球处于失重状态 5. 如图所示为探究滑块从同一高度沿不同轨道下滑时，水平位移大小关系的示意图，所有轨道均处在同一竖直平面内。某次实验中让滑块沿AB轨道从A点由静止释放，滑块最终停在水平面上的C点，且A、C连线与水平方向夹角为37°。滑块可视为质点，且不计经过弯角处的能量损失，滑块与所有接触面的动摩擦因数均相同。以下结论正确的是（　　） A. 滑块与接触面间的动摩擦因数为0.75 B. 滑块从A点由静止释放，沿AD轨道下滑，将停止在C点左侧 C. 滑块从A点由静止释放，沿AED轨道下滑，将停止在C点 D. 滑块从A点由静止释放，沿AED轨道下滑与沿AD轨道下滑，到达D点时速度大小相等 6. 如图所示，一滑板的上表面由光滑的四分之一圆弧AB和水平面BC组成，右侧有一固定挡板，轻弹簧右端与挡板连接放在平面BC上，左端在平面BC上的D点右侧，滑板静置于光滑水平面上，已知滑板的质量为3m，圆弧的半径R，圆弧底端B点与D的距离为R，水平面BD间粗糙，CD间光滑。一个质量m的物块，从圆弧的最高点A由静止释放，物块第一次向左滑上圆弧面的最高点的位置离B点的高度，重力加速度为g，弹簧的形变在弹性限度内，则（ ） A. 小物块第一次到达B点的速度大小为 B. 弹簧第一次被压缩到最短时，弹性势能为 C. 弹簧第二次被压缩到最短时，弹性势能为 D. 物块最终停止时，滑板的位移为 7. 某同学设计贯通地球的弦线列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，为隧道的中点，与地心O的距离为h=0.8R，地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为零，P点是隧道中的一点，P到的距离为x，不计空气阻力与摩擦阻力，忽略地球自转的影响，则（ ） A. 列车在隧道中A点所受的支持力大小等于mg B. 列车在隧道中一直做加速运动 C. 列车运动过程中的最大速度 D. 列车运动到P点时的加速度 二、多选题（本题共3小题，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，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 8. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星。如图所示为发射卫星的简化示意图，先将卫星发射到半径为r1=r的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道Ⅱ，到椭圆轨道的远地点B时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为r2=4r的圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道Ⅱ上A点时的速率为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在I、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行周期关系是T1<T2<T3 B. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上通过A点时的速率小于在圆轨道Ⅲ上运行的速率 C. 发动机在A点对卫星做的功为 D. 发动机在A点对卫星做的功为 9. 如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，右侧是一个足够长固定斜面，一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及定滑轮，两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1＞m2。开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直，C点在圆心O的正下方，不计一切阻力及摩擦。当m1由静止释放开始运动，则下列说法中正确的是 A. 在m1从A点运动到C点的过程中，m1的机械能一直减少 B. 当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的倍 C. 若m1运动到C点时细绳突然断开，在细绳断开后，m1能沿碗面上升到B点 D. m2沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定 10. 如图所示，甲、乙两滑块的质量分别为1kg、2kg，放在静止的足够长的水平传送带上，两者相距2m，与传送带间的动摩擦因数均为0.2。t=0时，甲、乙分别以6m/s、2m/s的初速度开始沿同一直线向右滑行。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. 若传送带始终静止，甲、乙经过时间t=0.5s发生碰撞 B. 若传送带始终静止，甲、乙发生的碰撞为弹性碰撞（碰撞时间极短），则两滑块最终静止时，相距的距离为4m C. 若从t=0时，传送带以v0=4m/s的速度向右做匀速直线运动，则甲、乙经过时间t=0.5s发生碰撞 D. 若从t=0时，传送带以v0=4m/s的速度向右做匀速直线运动，在0~1s内，电动机为维持传送带匀速运动而多做的功为8J 三、实验题（每空2分，共14分） 11. （1）图1是“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验方案甲，图2是改进后的方案乙，两方案中滑轮与细线间摩擦力，以及它们的质量均不计。下列说法正确的是 。 A. 两种方案均需要补偿阻力 B. 两种方案均需要让牵引小车的细线跟轨道保持平行 C. 两种方案中均需要满足小车质量远大于槽码的质量 D. 操作中，若有学生不小心先释放小车再接通电源，得到的纸带一定不可用 （2）A组同学按照方案甲正确操作打出的一条纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，则打点计时器打下D点时小车的速度大小v =______m/s，小车的加速度a =______m/s2。（结果均保留2位有效数字） （3）B组同学按照方案乙做实验，在实验中，正确补偿阻力后，保持槽码盘中的槽码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为-b，则槽码盘和动滑轮的总质量为______（用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）。 12. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间 （1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，作出图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是______。 A. B. （2）在（1）中的条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用表示）。 （3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为______（表示）。 四、计算题（共40分） 13. 如图所示，质量均为m的物块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m的球C，整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度，初速度大小为，式中g为重力加速度，不计空气阻力。求： （1）球C向右摆动过程中，当A、B、C速度相同时，求C球上升的高度h； （2）求B与A分开后B的速度大小。 14. 如图所示，水平平台上一轻弹簧左端固定在A点，原长时在其右端B处放置一质量为m = 2kg的小滑块（可视为质点），平台AB段光滑，BC段长x=2m，与滑块间的动摩擦因数μ1 = 0.2。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带长L=5m，与滑块间的动摩擦因数μ2 = 0.4。传送带右端D点与一光滑竖直圆形轨道相切，圆形轨道半径R=0.4m，最高点E处有一弹性挡板，滑块碰撞挡板前后无机械能损失。现将滑块向左压缩弹簧后突然释放，滑块可在静止的传送带上滑行至距C点1.5m处停下。已知传送带只可顺时针匀速转动，重力加速度。g = 10m/s2 。求： （1）释放滑块时弹簧的弹性势能Ep； （2）若在相同位置释放滑块，要使滑块恰好上升到E点，传送带的速度v为多少以及物块在传送带上加速阶段的位移大小为多少； （3）若在相同位置释放滑块，要使滑块能到E点但不再返回压缩弹簧，传送带的速度大小范围。 15. 如图所示，质量m=2kg的滑块（视为质点），从半径R=5m的光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，圆弧轨道最低点A与静止在光滑地面上的长木板平滑相接，长木板的长度L=5m，质量M=3kg。滑块运动到长木板最右端时恰好相对长木板静止，长木板右端也刚好到达右侧等高固定的平台处，滑块顺利滑上平台，平台上固定有一底端C处开口的竖直圆轨道，滑块从C处进入圆轨道后，在一沿运动切线方向的外力作用下做匀速圆周运动，转动一周后撤去外力，滑块通过圆轨道后滑上C右侧平台，与静止在D处的轻质挡板相撞后粘在一起。已知滑块与圆轨道间的动摩擦因数，与C右侧平台间的动摩擦因数μ3 = 0.35，C左侧平台光滑，LCD = 1.8m，轻质挡板与轻弹簧铰接，弹簧另一端固定在右侧挡板上，弹簧的劲度系数k=100N/m，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧形变量），取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）滑块对圆弧轨道最低点A处的压力大小； （2）滑块与长木板之间的动摩擦因数μ1； （3）从滑块冲上长木板到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $