精品解析：河南省信阳市商城县丰集高中观庙高中两校联考2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题

2025-2026学年商城县丰集高中观庙高中两校月考联考 高三物理试题 考生注意: 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一项是符合题目要求。） 1. 物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系。下列说法正确的是（　　） A. 牛顿运用理想实验法发现“力不是维持物体运动的原因” B. 秒、千克、牛顿都是国际单位制中力学的基本单位 C. 伽利略应用逻辑推理与实验相结合的方法得出“重物与轻物下落同样快”的结论 D. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，如加速度的定义 2. 让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，物体所受重力为40N，用细绳悬于点，绳所能承受的最大拉力为50N。现用细绳绑住绳的A点，水平拉动使物体缓慢上升，下列说法正确的是（　　） A. 水平力大小可能恒定 B. 逐渐右拉的过程中，绳拉力大小逐渐减小 C. 绳的拉力为30N时，段刚被拉断 D. 绳的拉力为10N时，段刚被拉断 4. 2024巴黎奥运会已圆满结束，中国运动健儿们再创佳绩。如图所示，MN为排球网，在一次排球比赛中运动员从M点左上方的P点将排球水平击出，排球恰好从M点越过球网落到对方场地。已知P、M两点的竖直高度差为h，水平距离为4h，重力加速度为g，排球可视为质点，不计空气阻力，则排球经过M点时的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 某科学卫星在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，对该卫星监测发现，该卫星离我国北斗三号系统中的某地球同步卫星的最远距离是最近距离的3倍。已知地球同步卫星绕地球运动一周的时间是24h。则下列说法正确的是（　　） A. 发射该科学卫星的速度大于发射地球同步卫星的速度 B. 该科学卫星在轨运行周期为 C. 该科学卫星在轨运行线速度是地球同步卫星在轨运行线速度的倍 D. 该科学卫星和地球同步卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 6. 如图所示，光滑水平面上放有一光滑斜面体，斜面体的质量为M、倾角为、斜面长为L。将一质量为m的小滑块从斜面的顶端由静止释放。已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 滑块下滑过程中斜面体的支持力对滑块不做功 B. 滑块滑到斜面底端时速度大小为 C. 滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为 D. 滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统机械能和动量均守恒 7. 如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，在此过程中主机沿竖直方向匀速上升，则在提升主机过程中，下列说法正确的是 A. 缆绳拉力和拉绳拉力大小都不变 B. 缆绳拉力和拉绳拉力大小都增大 C. 缆绳与竖直方向的夹角a可能大于拉绳与竖直方向的夹角 D. 缆绳拉力的功率保持不变 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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，有选错的得0分。） 8. 质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终左偏上45°，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 推力F先增大后减小 B. 墙面对凹槽的压力逐渐增大 C. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 D. 水平地面对凹槽的支持力不变 9. 导光管采光系统由采光装置、导光管和漫射装置组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形导光管过球心的截面如图乙所示，半球的直径，导光管长度，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为，导光管底面到地铁站地面的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 上有光照射到的区域长度为 B. 上有光照射到的区域长度为 C. 无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为 D. 无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为 10. 2024年2月9日，《自然·天文学》公布了清华大学物理系王晓锋教授课题组与合作者利用清华大学一马化腾巡天望远镜做出的一个重要天文发现，他们在距离地球约2760光年处发现了一个周期仅20.5分钟的双星系统，如图所示。假设A星球的质量为，B星球的质量为，A星球绕O点做圆周运动的半径为，B星球绕O点做圆周运动的半径为，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. A星球和B星球的转动半径之比为 B. A星球和B星球的运动速率之比 C. A星球的转动周期为 D. A星球和B星球的动能之和为 三、非选择题（共54分。） 11. 在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中，采用如图所示装置。 （1）关于该实验，下列说法正确的是_________。 A. 测量弹簧原长时应将弹簧水平放置 B. 根据所测数据在图像上描点，作图时应用折线连接每一个数据点 C. 实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材 （2）某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图所示。 由此图线可得该弹簧的原长是_________；劲度系数_________。 12. 某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球在背板上所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。 （1）对于本实验，下列说法正确的是 A. 每次必须从同一高度由静止释放钢球 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 挡板必须等间隔上下移动 D. 装置的背板必须竖直放置 （2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（）、（）和（）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是          。 A. 若时，满足 B. 若时，满足 C. 在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足） D. 在轨迹上取若干点获取数据，画出的图像是一条过原点的直线 （3）该同学用图甲所示的实验装置进行实验时，没有调整斜槽末端水平，在斜槽末端向下倾斜的情况下得到小球的运动轨迹如图所示，在轨迹中选取A、B两点，坐标分别为（）、（）。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得斜槽末端切线方向与x轴间夹角的正切值为__________。 （4）另一同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置。如图所示，在一个较高的塑料筒侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，在小孔处沿水平方向固定一小段吸管作为出水口。将塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中装入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，测量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x。在实验测量的过程中，该同学发现测量水柱的水平射程x时，若测量读数太慢，x的数值会变化。 a.请分析水平射程x的数值变化的原因________。 b.为了减小实验误差，应选用直径较大的容器，还是直径较小的容器？请说明判断依据_______。 13. 质量为的小物块静止在倾角为的斜面的底端，现对其施一沿斜面向上大小为7.5N的力F，2s后撤去力。已知，，物块与斜面间的动摩擦因数，取，设斜面足够长。求： （1）物块沿斜面向上运动的最大距离是多少？ （2）物块沿斜面运动的时间是多少？ 14. 如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O点．开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动．垂直于墙面的钉子N位于过O点竖直线的左侧，与的夹角为，且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断．已知小球的质量为m，细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为7mg，g为重力加速度大小． （1）求小球初速度的大小； （2）求小球绕钉子做圆周运动的半径r与的关系式； （3）在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A点．若能，请求出细线被拉断时的值；若不能，请通过计算说明理由． 15. 如图甲所示，在倾角θ = 30°的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为L = 0.2 m，空间分布着磁感应强度大小为B = 2 T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根始终与导轨垂直且接触良好的金属棒a、b放置在导轨上。已知两棒的长度均为L，电阻均为R = 0.2 Ω，质量均为m = 0.2 kg，不考虑其他电阻，不计绳与滑轮间摩擦，重力加速度大小为g = 10 m/s2。 （1）若给金属棒b一个沿导轨向上的初速度v0，同时静止释放金属棒a，发现释放瞬间金属棒a恰好无运动趋势，求v0大小。 （2）将金属棒a锁定，将b用轻绳通过定滑轮和物块c连接，如图乙，同时由静止释放金属棒b和物块c，c质量为m = 0.2 kg，求金属棒b的最大速度。 （3）在第（2）问的基础上，金属棒b速度达到最大时剪断细线，同时解除a的锁定，经t = 0.32 s后金属棒b到达最高点，此时金属棒a下滑了xa = 0.1 m，求：金属棒b沿导轨向上滑动的最大距离xb及剪断细线到金属棒b上升到最高点时间内回路产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年商城县丰集高中观庙高中两校月考联考 高三物理试题 考生注意: 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一项是符合题目要求。） 1. 物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系。下列说法正确的是（　　） A. 牛顿运用理想实验法发现“力不是维持物体运动的原因” B. 秒、千克、牛顿都是国际单位制中力学的基本单位 C. 伽利略应用逻辑推理与实验相结合的方法得出“重物与轻物下落同样快”的结论 D. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，如加速度的定义 【答案】C 【解析】 【详解】A．伽利略（非牛顿）使用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”，故A错误； B．牛顿是导出单位，国际单位制中力学基本单位为秒、千克、米，故B错误； C．伽利略通过逻辑推理和斜面实验相结合的方法，指出忽略空气阻力时重物与轻物下落速度相同，故C正确； D．加速度的定义式为，而是牛顿第二定律的表达式，非比值定义，故D错误。 故选C。 2. 让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为 故选B。 3. 如图所示，物体所受重力为40N，用细绳悬于点，绳所能承受的最大拉力为50N。现用细绳绑住绳的A点，水平拉动使物体缓慢上升，下列说法正确的是（　　） A. 水平力大小可能恒定 B. 逐渐右拉的过程中，绳拉力大小逐渐减小 C. 绳的拉力为30N时，段刚被拉断 D. 绳的拉力为10N时，段刚被拉断 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设OA段绳与竖直方向夹角为，对结点A受力分析，如图 得三段绳上的力分别为 ，， 水平向右的力随OA绳与竖直方向夹角的增大而增大。故AB错误； CD．OA段绳刚被拉断时， 则 即 可得 故C正确；D错误。 故选C。 4. 2024巴黎奥运会已圆满结束，中国运动健儿们再创佳绩。如图所示，MN为排球网，在一次排球比赛中运动员从M点左上方的P点将排球水平击出，排球恰好从M点越过球网落到对方场地。已知P、M两点的竖直高度差为h，水平距离为4h，重力加速度为g，排球可视为质点，不计空气阻力，则排球经过M点时的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】从P点到M点过程，排球做平抛运动，根据平抛运动规律有 ， 解得 ， 则排球经过M点时的竖直分速度大小为 排球经过M点时的速度大小为 故选D。 5. 某科学卫星在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，对该卫星监测发现，该卫星离我国北斗三号系统中的某地球同步卫星的最远距离是最近距离的3倍。已知地球同步卫星绕地球运动一周的时间是24h。则下列说法正确的是（　　） A. 发射该科学卫星的速度大于发射地球同步卫星的速度 B. 该科学卫星在轨运行周期为 C. 该科学卫星在轨运行线速度是地球同步卫星在轨运行线速度的倍 D. 该科学卫星和地球同步卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据能量守恒定律可知，要想发射到高轨道需要的初速度越大，则发射该科学卫星的速度小于发射地球同步卫星的速度，故A错误； B．设科学卫星的轨道半径为，同步卫星的轨道半径为，根据题意有 可得 根据开普勒第三定律有 解得，故B正确； C．根据万有引力提供向心力有 解得 由于，可知该科学卫星在轨运行线速度是地球同步卫星在轨运行线速度的倍，故C错误； D．绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t内扫过的面积为 可知该科学卫星和地球同步卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，光滑水平面上放有一光滑斜面体，斜面体的质量为M、倾角为、斜面长为L。将一质量为m的小滑块从斜面的顶端由静止释放。已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 滑块下滑过程中斜面体的支持力对滑块不做功 B. 滑块滑到斜面底端时速度大小为 C. 滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为 D. 滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统机械能和动量均守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑块下滑过程中，斜面体向左运动，斜面体的支持力与滑块的位移夹角大于90°，故支持力对滑块做负功，A错误； C．水平方向据动量守恒的推论可得 解得滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为 C正确； B．假设滑块下滑过程斜面体不动，据机械能守恒可得 解得 而实际上在滑块下滑过程，斜面体加速向左运动，据机械能守恒可得 对比可知 B错误； D．滑块下滑过程中，只有重力做功，滑块和斜面体组成的系统机械能守恒，而系统受到的合外力不为零，故动量不守恒，D错误。 故选C。 7. 如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角保持不变，在此过程中主机沿竖直方向匀速上升，则在提升主机过程中，下列说法正确的是 A. 缆绳拉力和拉绳拉力大小都不变 B. 缆绳拉力和拉绳拉力大小都增大 C. 缆绳与竖直方向的夹角a可能大于拉绳与竖直方向的夹角 D. 缆绳拉力的功率保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．主机竖直向上匀速运动故合力为零，受力分析如图： 在上升过程中，α增大，而β不变，则三个力构成动态平衡，重力mg为恒力，F2保持方向不变，F1顺时针转动，由图解法可判断出缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大，故A错误，B正确； C．由三力平衡特点（任意两个力的合力与第三个力等大反向）可知，F1的方向始终在mg和F2所夹的对角线的反向延长线上，则一定有缆绳与竖直方向的夹角α小于角β，故C错误； D．对于主机向上做匀速直线运动，由动能定理可知： 而拉力F2的功率为 PF2=F2vcosβ， 由于F2变大，而β不变，则拉力F2的功率会增大，由可知F1的功率增大，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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，有选错的得0分。） 8. 质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终左偏上45°，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 推力F先增大后减小 B. 墙面对凹槽的压力逐渐增大 C. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大 D. 水平地面对凹槽的支持力不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．对滑块受力分析如图，小滑块缓慢移动过程始终受力平衡，三个力平移组成首尾相接的闭合三角形，由A点向B点小滑块受到的支持力N的方向与水平方向夹角逐渐减小，如图中虚线， 则支持力N先减小后增大，推力F一直增大，故A错误，C正确； BD．对凹槽与滑块整体分析如图，由平衡条件有 根据上述分析推理F一直增大，则墙面对凹槽的压力F墙逐渐增大，水平地面对凹槽的支持力N地逐渐减小，故B正确，D错误。 故选BC。 9. 导光管采光系统由采光装置、导光管和漫射装置组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形导光管过球心的截面如图乙所示，半球的直径，导光管长度，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为，导光管底面到地铁站地面的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 上有光照射到的区域长度为 B. 上有光照射到的区域长度为 C. 无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为 D. 无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据题意，由折射定律画出光路图，如图所示， 根据题意，由折射定律可得 解得 即r=45° 由几何关系可得 则AB界面有光照射到的区域长度为AC=AO+OC= 故A错误，B正确。 CD．无采光装置和漫射装置时，根据题意有 可知单色光将在导光管中发生全反射，根据题意画出光路图，可得单色光由导光管中射出时的光路图如图所示， 根据几何知识可知CD=3mtan45°=3m 由于对称性可得，无采光装置和漫射装置时地面上左、右两侧光斑的最远距离为x=2CD+d 解得x=6.45m 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 2024年2月9日，《自然·天文学》公布了清华大学物理系王晓锋教授课题组与合作者利用清华大学一马化腾巡天望远镜做出的一个重要天文发现，他们在距离地球约2760光年处发现了一个周期仅20.5分钟的双星系统，如图所示。假设A星球的质量为，B星球的质量为，A星球绕O点做圆周运动的半径为，B星球绕O点做圆周运动的半径为，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. A星球和B星球的转动半径之比为 B. A星球和B星球的运动速率之比 C. A星球的转动周期为 D. A星球和B星球的动能之和为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题知，A星球与B星球具有相同的周期和角速度，向心力大小，根据万有引力提供向心力，则有 解得A星球和B星球的转动半径之比为 故A正确； B．根据 因相同，解得A星球和B星球的运动速率之比 故B正确； C．根据万有引力提供向心力，则有 解得 ， 则有 解得 故C正确； D．根据 可得 ， 根据 可得 或 故D错误。 故选ABC。 三、非选择题（共54分。） 11. 在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中，采用如图所示装置。 （1）关于该实验，下列说法正确的是_________。 A. 测量弹簧原长时应将弹簧水平放置 B. 根据所测数据在图像上描点，作图时应用折线连接每一个数据点 C. 实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材 （2）某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图所示。 由此图线可得该弹簧的原长是_________；劲度系数_________。 【答案】（1）C （2） ①. 3.0 ②. 100 【解析】 【小问1详解】 A．测量弹簧原长时应将弹簧竖直放置，故A错误； B．根据所测数据在图像上描点，作图时使大多数的点在直线上或相对均匀地分布在直线的两侧即可，故B错误； C．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]根据题意，由胡克定律有 由图可知，当时，弹簧弹力为0，即弹簧的原长为， 图像的斜率表示弹簧的劲度系数，可得 12. 某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球在背板上所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。 （1）对于本实验，下列说法正确的是 A. 每次必须从同一高度由静止释放钢球 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 挡板必须等间隔上下移动 D. 装置的背板必须竖直放置 （2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（）、（）和（）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是          。 A. 若时，满足 B. 若时，满足 C. 在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足） D. 在轨迹上取若干点获取数据，画出的图像是一条过原点的直线 （3）该同学用图甲所示的实验装置进行实验时，没有调整斜槽末端水平，在斜槽末端向下倾斜的情况下得到小球的运动轨迹如图所示，在轨迹中选取A、B两点，坐标分别为（）、（）。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得斜槽末端切线方向与x轴间夹角的正切值为__________。 （4）另一同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置。如图所示，在一个较高的塑料筒侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，在小孔处沿水平方向固定一小段吸管作为出水口。将塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中装入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，测量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x。在实验测量的过程中，该同学发现测量水柱的水平射程x时，若测量读数太慢，x的数值会变化。 a.请分析水平射程x的数值变化的原因________。 b.为了减小实验误差，应选用直径较大的容器，还是直径较小的容器？请说明判断依据_______。 【答案】（1）AD （2）CD （3） （4） ①. 由于水柱的流量不变，即单位时间流出的水的体积不变，所以当测量读数太慢时，塑料筒中的水的高度下降，出水口处水的压强减小，水的流速减小，所以水平射程x的数值变小 ②. 为了减小实验误差，应选用直径较小的容器，因为容器直径越小，出水口处水的压强越接近塑料筒中的水的高度决定的压强，水的流速越稳定，水平射程x的数值越稳定 【解析】 【小问1详解】 A．每次必须从同一高度由静止释放钢球，以保证小球到达斜槽底端速度相同，故A正确； B．斜槽轨道不必须光滑，只需保证每次必须从同一高度由静止释放钢球，每次克服阻力做功相同，小球到达斜槽底端速度相同，故B错误； C．挡板不需要等间隔上下移动，故C错误； D．装置的背板必须竖直放置，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 A．根据竖直方向初速度为零匀加速规律可知，若 则运动时间相同，满足 即可说明水平匀速运动，故A错误； B．若 竖直方向位移相同，但竖直是加速运动，时间不等，故B错误； C．根据， 整理可得 其中k是常数，故C正确； D．根据以上分析可知 在轨迹上取若干点获取数据，画出的图像是一条过原点的直线，故D正确。 故选CD。 【小问3详解】 水平方向 竖直方向， 解得 【小问4详解】 [1]由于水柱的流量不变，即单位时间流出的水的体积不变，所以当测量读数太慢时，塑料筒中的水的高度下降，出水口处水的压强减小，水的流速减小，所以水平射程x的数值变小； [2]为了减小实验误差，应选用直径较小的容器，因为容器直径越小，出水口处水的压强越接近塑料筒中的水的高度决定的压强，水的流速越稳定，水平射程x的数值越稳定。 13. 质量为的小物块静止在倾角为的斜面的底端，现对其施一沿斜面向上大小为7.5N的力F，2s后撤去力。已知，，物块与斜面间的动摩擦因数，取，设斜面足够长。求： （1）物块沿斜面向上运动的最大距离是多少？ （2）物块沿斜面运动的时间是多少？ 【答案】（1）15m （2） 【解析】 【小问1详解】 小物块向上匀加速过程，由牛顿第二定律得 解得加速度大小为 2s后撤去力，此时木箱的速度大小为 小物块通过的位移大小为 撤去力后，由牛顿第二定律得 解得加速度大小为 小物块继续向上做匀减速运动的时间为 小物块继续向上做匀减速运动的位移大小为 则物块沿斜面向上运动的最大距离为 【小问2详解】 小物块速度减为0后，向下加速运动过程，由牛顿第二定律得 解得加速度大小为 根据运动学公式可得 解得 则物块沿斜面运动的时间为 14. 如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O点．开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动．垂直于墙面的钉子N位于过O点竖直线的左侧，与的夹角为，且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断．已知小球的质量为m，细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为7mg，g为重力加速度大小． （1）求小球初速度的大小； （2）求小球绕钉子做圆周运动的半径r与的关系式； （3）在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A点．若能，请求出细线被拉断时的值；若不能，请通过计算说明理由． 【答案】（1）（2）（3）不能通过A点，理由见解析． 【解析】 【详解】(1) 小球恰能完整圆周运动至最高点，设最高点的速度为v，据圆周运动公式： 解得： 小球释放至最高点，由动能定理： 解得： (2)小球绕钉子做圆周运动，设碰到钉子时的速度为，由释放到碰到钉子时根据动能定理得： 碰到钉子到绳子断的过程，由动能定理得： 绳子断的瞬间： 联立以上几式，解得： （3）细线被拉断后，小球做平抛运动，设t时间小球运动到与A点同一竖直线上，由几何关系德： 平抛运动水平方向列方程得： 由（2）可知： 平抛运动竖直方向列方程得： 带入上面几式可得： 平抛开始点与A点的高度差h为： 若正好过A点，则，解得： 此结论与（2）不相符，所以小球不能通过A点． 15. 如图甲所示，在倾角θ = 30°的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为L = 0.2 m，空间分布着磁感应强度大小为B = 2 T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根始终与导轨垂直且接触良好的金属棒a、b放置在导轨上。已知两棒的长度均为L，电阻均为R = 0.2 Ω，质量均为m = 0.2 kg，不考虑其他电阻，不计绳与滑轮间摩擦，重力加速度大小为g = 10 m/s2。 （1）若给金属棒b一个沿导轨向上的初速度v0，同时静止释放金属棒a，发现释放瞬间金属棒a恰好无运动趋势，求v0大小。 （2）将金属棒a锁定，将b用轻绳通过定滑轮和物块c连接，如图乙，同时由静止释放金属棒b和物块c，c质量为m = 0.2 kg，求金属棒b的最大速度。 （3）在第（2）问的基础上，金属棒b速度达到最大时剪断细线，同时解除a的锁定，经t = 0.32 s后金属棒b到达最高点，此时金属棒a下滑了xa = 0.1 m，求：金属棒b沿导轨向上滑动的最大距离xb及剪断细线到金属棒b上升到最高点时间内回路产生的热量Q。 【答案】（1）2.5 m/s （2）2.5 m/s；沿导轨向上 （3）0.35 m；0.326 J 【解析】 【小问1详解】 金属棒a恰好无运动趋势，处于平衡状态，有 金属棒b切割磁感线，有 联立解得 【小问2详解】 设物块c和金属棒b运动的加速度大小为a，速度大小为v，对物块c受力分析得 对金属棒b受力分析得 当加速度大小为0时，金属棒b速度达到最大值，即 解得 方向沿导轨向上。 【小问3详解】 对金属棒b由动量定理得 其中 根据法拉第电磁感应定律可得 联立解得 对金属棒a由动量定理得 联立解得 由能量守恒得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $