精品解析:山西省大同市2025-2026学年高三上学期11月期中联考物理试题
2026-08-24
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内容正文:
2026届高三年级第二次学情调研测试
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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,将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.本试卷共100分,考试时间75分钟。考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一些智能手机上配备的加速度传感器,能实时显示手机运动过程中的加速度变化情况。现在一实验小组将手机置于某升降机地面上并打开加速度传感器,使升降机从静止开始迅速上下运动,得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像,该图像以竖直向上为正方向,重力加速度g取。由此可判断出( )
A. 运行过程中手机有可能与升降机分离
B. 手机在时刻速度为0
C. 手机在时间内,处于超重状态
D. 在时间内,升降机受到手机的压力先减小再增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意,由题图可知,手机有段时间竖直向下的加速度等于重力加速度,所以手机有可能离开过升降机,故A正确;
B.根据题意,由题图可知,之前加速度一直向上,时刻加速度,则手机向上速度达到最大,故B错误;
C.根据题意,由题图可知,时间内手机的加速度向下,手机处于失重状态,故C错误;
D.根据题意,由题图可知,时间内手机加速度向上,由牛顿第二定律有
由于加速度减小,所以支持力减小,时间内手机加速度向下,由牛顿第二定律有
由于增大,则支持力减小,即在时间内,升降机对手机的支持力一直减小,由牛顿第三定律可知,手机对升降机的压力一直减小,故D错误。
故选A。
2. 唐代《耒耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中,牛通过两根耕索拉曲辕犁,如图所示,忽略耕索质量。则( )
A. 曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
B. 曲辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
C. 其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较大时,牛较省力
D. 其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较小时,耕索上的力比较小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,无论犁匀速运动还是加速运动,这两个力都是等大反向,故AB错误;
CD.两个分力一定时,夹角越小,合力越大,所以其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较小时,牛较省力,耕索上的力也比较小,故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,一小球从A点由静止释放,沿着内壁光滑的固定凹槽先下滑又上滑后从凹槽末端B点倾斜抛出。已知图中水平虚线与A点等高,b曲线在顶点处恰与水平虚线相切,不计空气阻力,则小球抛出后的轨迹线可能是( )
A. a曲线 B. b曲线 C. c曲线 D. d曲线
【答案】C
【解析】
【详解】小球从凹槽末端B点倾斜抛出后做斜上抛运动,小球到达抛物线的最高点时与小球在A点时机械能相等,又小球到达抛物线的最高点时在水平方向有速度,所以小球所在的抛物线最高点应低于水平虚线,故ABD错误,C正确。
故选C。
4. 为了迎接四方宾客,大同代王府推出了大型实景演艺《天下大同》,如甲图,演员们通过吊威亚在空中不断展现高超的表演技艺,为游客呈现了一场视觉盛宴!现将情境简化如乙图,若一演员通过两根不可伸长的绳索系于腰间O点,其中一根绳索的末端系于固定P点,另一根绳索末端绕过光滑的定滑轮Q(不计大小),被地面工作人员紧拽。已知P点与滑轮Q等高,现地面工作人员以的速度向下拉动绳索,将演员拉到空中,当PO、QO两根绳索均与PQ成角度时,演员的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】绳索不可伸长,一端固定在点,长度不变,因此演员(点)只能绕做圆周运动,合速度方向垂直于,沿方向的分速度为0。段绳子缩短的速度等于工作人员拉绳的速度,即演员速度沿方向的分速度大小等于。已知、都与水平成角,因此
结合,可得与方向的夹角为。沿方向分速度满足
利用三角关系
整理得
故选A。
5. 如图所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1kg,A、C与地面间的接触面光滑,B与地面间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连.现在给C一个水平向右的大小为4N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动.某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力T为(重力加速度g=10m/s2)
A. 0 B. 1N C. 2N D. 3N
【答案】B
【解析】
【详解】在拉力作用下对整体,由牛顿第二定律可得:
解得:
a=1m/s2
对A由牛顿第二定律可得,弹簧弹力:
当撤去外力后,把BC作为整体,由牛顿第二定律可知:
解得:
a′=1m/s2
方向向左
对C受力分析有牛顿第二定律可得:
A.0,与计算不符,故A项错误;
B.1N,与计算相符,故B项正确;
C.2N,与计算不符,故C项错误;
D.3N,与计算不符,故D项错误.
6. 如图所示,在橡皮筋下端拴一个质量一定的小球,用手捏住橡皮筋的上端,使小球在空中处于平衡状态。现使小球在水平面内由静止开始加速转动,然后以某一恒定角速度做匀速圆周运动,并保持手的位置与小球平衡时一致,与处于平衡状态相比,此时小球的高度(橡皮筋在弹性限度内)( )
A. 保持不变 B. 一定降低
C. 一定升高 D. 相关参数不明,无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】设橡皮筋的长度是L0,小球原来静止时,小球到手的竖直方向的距离为
小球做匀速圆周运动时,设偏离竖直方向角,如图
对小球进行受力分析,受重力mg和橡皮条的弹力F。小球在水平面内做圆周运动,则在竖直方向上
又由胡克定律得
则有
此时小球到手的竖直方向的距离为
则
由于手的位置不变,因此小球的高度一定升高,故选C。
7. 如图所示,质量为M、长度为L的物块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹以一定的水平速度 射入物块并射出,时间为t,子弹受到物块的阻力恒定,从子弹射入到射出物块,物块的位移为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设子弹射出时的速度为,木块获得的速度为,据动量守恒可得
设子弹与木块间的阻力为,从子弹射入到射出木块移动的距离为,对子弹由动能定理可得
对木块由动能定理可得
对木块由动量定理可得
联立解得,故选A。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上正确答案,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 北京时间2025年10月1日,我国在文昌航天发射场使用“长征七号”改运载火箭,成功将一颗新技术试验卫星发射升空。假设该新技术试验卫星、通信技术试验卫星十三号和同步卫星围绕地球均做匀速圆周运动,已知新技术试验卫星运行的周期为,通信技术试验卫星十三号运行的周期为,同步卫星运行的周期为,且,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 题中三颗卫星的运行速率均大于地球赤道上某物体随地球自转的速率
B. 通信技术试验卫星十三号的轨道半径与同步卫星轨道半径之比为
C. 结合题目条件可求出地球的平均密度
D. 因为轨道越高运行速度越小,所以通信技术试验卫星十三号在轨道上减速后将变入更高轨道
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.同步卫星的周期等于地球自转周期,对于随地球自转的赤道上的物体和同步卫星,角速度相同,根据圆周运动线速度与角速度的关系式有
由于同步卫星的轨道半径大于地球半径,可知同步卫星的运行速率大于地球赤道上某物体随地球自转的速率;
对于绕地球做匀速圆周运动的卫星,根据万有引力提供向心力有
解得
由于,根据开普勒第三定律可知,三颗卫星的轨道半径满足,则三颗卫星的运行速率满足,可知题中三颗卫星的运行速率均大于地球赤道上某物体随地球自转的速率,故A正确;
B.对于绕地球做匀速圆周运动的卫星,根据开普勒第三定律有
解得
可知通信技术试验卫星十三号的轨道半径与同步卫星轨道半径之比为,故B正确;
C.在地球表面上的物体,忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力有
解得
根据密度公式和球体体积公式分别有, 联立解得
由于已知地球的半径、地球表面的重力加速度和引力常量,可知结合题目条件可求出地球的平均密度,故C正确;
D.通信技术试验卫星十三号在轨道上减速后,运行速度减小,所需的向心力减小,此时万有引力大于所需的向心力,卫星将做近心运动,轨道高度将会降低,即变入更低的轨道,故D错误。
故选ABC。
9. 大同善化寺中的大雄宝殿是现存建筑体量最大的辽金时期建筑艺术的杰出代表,图1是该建筑的剖面结构图,其弧面屋顶在体现古建筑美学之外,还兼顾了力学属性,方便雨天排水。为了问题研究的方便,假设有如图2中一光滑的弧面屋顶(屋檐水平),其中一侧有A、B两点,A点距屋檐竖直高度是B点距屋檐竖直高度的2倍,现有两个相同的雨滴(质量恒定)甲、乙分别从A、B两点同时由静止释放,经过相同时间滑到屋檐处(不考虑相撞),不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 下滑的过程中,同一时刻雨滴甲的动能比乙的大
B. 雨滴甲、乙滑到屋檐处时,雨滴甲的速率是乙的2倍
C. 下滑的过程中,雨滴甲、乙重力的功率均增大
D. 下滑的全过程,雨滴甲的平均速度的大小小于雨滴乙的2倍
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两雨滴用时相同,但是甲雨滴的路程更长,可知同一时刻甲雨滴的瞬时速率更大,根据可得同一时刻雨滴甲的动能比乙的大,故A正确;
B.雨滴甲、乙滑到屋檐处时,根据
可得
A点距屋檐竖直高度是B点距屋檐竖直高度的2倍,可得雨滴甲的速率是乙的倍,故B错误;
C.下滑的过程中,雨滴甲、乙速度的竖直分量均先增大后减小,根据可得雨滴甲、乙重力的功率均先增大后减小,故C错误;
D.雨滴甲的竖直位移是雨滴乙的2倍,有
雨滴甲的水平位移小于雨滴乙水平位移的2倍,有
雨滴甲的位移为
雨滴乙的位移为
可得
根据可得雨滴甲的平均速度的大小小于雨滴乙的2倍,故D正确。
故选AD。
10. 为了助力大同能源结构的优化和转型,晋北采煤沉陷区新能源基地100万千瓦风电项目于2025年10月14日正式开工。如图所示,某风力发电机的三个叶片在风力作用下转动形成圆面,风穿过圆面后,可实现风能向电能的转化。已知叶片长为l,空气流速为v,空气的密度为,若空气垂直穿过圆面后,60%的空气减速为零,40%的空气速率恒定,则下列说法正确的是( )
A. 该风力发电机获得风能的功率为
B. 该风力发电机获得风能的功率为
C. 空气对该风力发电机一个叶片的平均作用力为
D. 空气对该风力发电机一个叶片的平均作用力为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设时间内穿过叶片扫过圆面的空气,圆面面积
空气体积
总质量
空气原总动能
经过叶片后60%空气动能为0,40%空气动能不变,剩余总动能
空气损失的动能就是发电机获得的风能
功率
故A错误,B正确;
CD.对空气由动量定理,设叶片对空气的总平均作用力为,取风速方向为正方向,动量变化
由动量定理:
代入得
解得
总作用力由三个叶片共同承担,因此单个叶片受到的平均作用力:
故C正确,D错误;
故选BC。
三、实验题:本题共2小题,共14分。
11. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验中“等效替代”的含义是______;
A. 橡皮筋可以用细绳替代
B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)如果没有操作失误,图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是______;
(3)如图所示,用a、b弹簧测力计拉橡皮筋使结点到O点且结点不动,当保持Oa与Ob的夹角不变(),使Oa、Ob从图中位置开始同时绕O点顺时针缓慢转动至Oa垂直于橡皮筋的过程中,下列关于弹簧测力计a与b的示数变化正确的是______。
A. a的示数减小,b的示数减小 B. a的示数增大,b的示数增大
C. a的示数减小,b的示数增大 D. a的示数增大,b的示数减小
【答案】(1)D (2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.本实验中“等效替代”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果与一个弹簧测力计作用的效果相同,并非指橡皮筋可以用细绳替代,故A错误;
B.本实验并不是用左侧弹簧测力计的作用效果去替代右侧弹簧测力计的作用效果,故B错误;
C.本实验并不是用右侧弹簧测力计的作用效果去替代左侧弹簧测力计的作用效果,故C错误;
D.本实验中“等效替代”指的是两弹簧测力计共同拉伸橡皮筋使结点到达某一点的作用效果,可以用一个弹簧测力计拉伸并产生相同效果来替代,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
如果实验操作没有失误,图乙中的是根据平行四边形定则作出的两分力和的理论合力,由于实验中不可避免地存在操作误差,的方向不一定严格沿橡皮筋AO所在的直线方向;而F'是用单个弹簧测力计拉橡皮筋时的实际拉力,由于此时结点处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,该拉力一定与橡皮筋的弹力等大反向,因此方向一定严格沿AO方向的是F'。
【小问3详解】
对结点进行受力分析,结点受到橡皮筋沿OA向上的拉力、弹簧测力计的拉力和弹簧测力计的拉力,由于结点的位置保持不变,则橡皮筋的拉力大小和方向均保持不变。 根据平衡条件可知,与的合力与等大反向,故合力的大小和方向也均保持不变。
由题意可知,与的夹角保持不变,将、与合力平移构成一个封闭的力三角形,根据正弦定理有
解得和
由于Oa,Ob同时绕点顺时针缓慢转动,则夹角逐渐增大,夹角逐渐减小。 当Oa转动至垂直于橡皮筋时,在此转动过程中从锐角逐渐增大至,其正弦值逐渐增大。 由于逐渐减小且一直为锐角,其正弦值逐渐减小。 由上述推导得到的拉力表达式可知,拉力逐渐减小,拉力逐渐增大,即的示数减小,的示数增大。
故选C。
12. 某同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验,斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成,两部分间由一段圆弧平滑连接,在平直轨道上一侧固定有刻度尺,其操作步骤如下:
①将斜槽轨道放置在水平桌面上;
②用天平测得A、B两个滑块的质量分别为、;
③不放滑块B,使滑块A从倾斜轨道顶端P点由静止释放,滑块A最终静止在平直轨道上,记下滑块A静止时其右侧面对应的刻度;
④把滑块B放在平直轨道上,记下其左侧面对应的刻度;
⑤让滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放,滑块A与滑块B发生碰撞后最终均静止在平直轨道上,记下最终滑块B静止时其左侧面对应的刻度、滑块A静止时其右侧面对应的刻度。
(1)实验中,必须满足的条件是______;
A. 倾斜轨道必须光滑
B. 平直轨道必须水平
C. 滑块A的质量应等于滑块B的质量
D. 同一组实验中,滑块A静止释放的位置要相同
(2)实验中滑块A碰撞前的速度大小与______成正比;
A. B. C. D.
(3)若关系式______成立,则可得出结论:滑块A、B碰撞过程中动量守恒。若要进一步验证滑块A、B的碰撞是否为弹性碰撞,则应满足的关系式为:______。(均用给定的物理量符号表示)
【答案】(1)D (2)D
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.倾斜轨道不一定需要光滑,只要每次从同一位置由静止释放,摩擦力做功相同,滑块到达底端时的速度即相同,故A错误;
B.只要滑块与平直轨道间的动摩擦因数相同,即使轨道不水平,滑块在轨道上做匀减速直线运动的加速度也相同,设滑行位移为,根据运动学公式有
解得
可知滑块的速度仍然与位移的平方根成正比,平直轨道不一定必须水平,故B错误;
C.为了防止碰后滑块反弹,应满足滑块的质量大于滑块的质量,不需要二者质量相等,故C错误;
D.为了保证滑块每次到达平直轨道时的初速度相同,同一组实验中,滑块静止释放的位置要相同,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
滑块在平直轨道上做匀减速直线运动,设加速度大小为,根据运动学公式有
解得
可知实验中滑块碰撞前的速度大小与成正比。 故选D。
【小问3详解】
[1]由上述分析可知,滑块在平直轨道上的速度与滑行位移的平方根成正比,设比例系数为,则碰撞前滑块的速度为,碰撞后滑块的速度为,碰撞后滑块的速度为,若碰撞过程动量守恒,则有
代入速度表达式可得
[2]若滑块、的碰撞为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能守恒,有
代入速度表达式并整理得
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答时须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位。
13. 如图甲,质量的物体静止在粗糙的水平地面上,从时刻起,给物体施加一水平拉力,时刻将水平拉力大小变为,方向不变。物体的速度v随运动时间t的变化关系图像如图乙所示,其中时间内图线与横轴围成的面积(图乙中阴影部分)是时间内的6倍。已知物体与地面之间的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度g取。试求:
(1)物体在时间内运动的位移;
(2)在时间内,力的冲量大小。
【答案】(1)2m (2)14N·s
【解析】
【小问1详解】
设时间内物体的加速度为,由牛顿第二定律,得
其中
联立以上两式,解得
由图乙可知,时刻物体的速度大小为
据运动学公式
得
则物体在时间内运动的位移为
【小问2详解】
设时刻物体速度大小为,则时间内物体的位移为
其中
解得
据牛顿第二定律,得
解得
则在时间内,力的冲量大小为
14. 如图所示,一斜面体固定在水平地面上,其顶端固定一光滑轻质的定滑轮(不计大小),两斜面光滑,斜面倾角分别为60°和30°,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接A、B两物块(可视为质点),且起初A、B距地面的高度均为h,已知B物块的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,计算结果可带根号。
(1)为了使A、B两物块恰能静止在斜面上,求A物块的质量;
(2)若A物块的质量也为m,由静止同时释放两物块,求当A物块刚滑至地面时的速度大小;
(3)若斜面体不固定,当斜面体在外力作用下以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,为了使A、B两物块相对斜面静止,求A物块的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设轻绳的张力大小为T,A物块的质量,由A、B两物块均处于平衡状态,可得,
解得
【小问2详解】
设A物块刚滑至地面时的速度为v,对于A、B系统,在滑动过程中,由机械能守恒定律得
解得
【小问3详解】
设轻绳的张力大小为T,当斜面体向左做匀加速直线运动时,对A、B两物块,分别建立平面直角坐标系,进行正交分解,由牛顿第二定律对A,水平方向
竖直方向
对B,水平方向
竖直方向
解得
15. 如图所示,半径的光滑半圆轨道BC与倾角的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连,A处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B处与圆轨道相切。在水平轨道上,两静止小球P、Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线后,小球P向左运动到A点时,小球Q沿圆轨道到达C点,之后小球Q落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量,小球Q的质量,小球P与斜面间的动摩擦因数,剪断细线前弹簧的弹性势能,小球到达A点或B点时已和弹簧分离。重力加速度,,,不计空气阻力,求:
(1)小球P、Q刚与弹簧分离时各自的速度大小;
(2)小球P沿斜面上升的最大高度h及小球Q运动到C点时的速度大小;
(3)小球Q离开圆轨道后经过多长时间与小球P相碰。
【答案】(1)5m/s,16m/s
(2)0.75m,12m/s
(3)1s
【解析】
【小问1详解】
设小球P、Q与弹簧刚分离时的速度大小分别为、,对于P、Q及弹簧组成的系统,在弹开的过程,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立可得,
【小问2详解】
对于小球P沿斜面向上运动过程,由动能定理得
解得上升的最大高度为
小球Q沿圆轨道运动过程中,由机械能守恒定律可得
解得小球Q运动到C点时的速度大小
【小问3详解】
设小球P从A点上升到两小球相遇所用的时间为t,小球P沿斜面上滑的加速度大小为,沿斜面下滑的加速度大小为,根据牛顿第二定律得,
解得,
小球P上升到最高点所用的时间
由小球P、Q相遇,可得
解得
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2026届高三年级第二次学情调研测试
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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,将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.本试卷共100分,考试时间75分钟。考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一些智能手机上配备的加速度传感器,能实时显示手机运动过程中的加速度变化情况。现在一实验小组将手机置于某升降机地面上并打开加速度传感器,使升降机从静止开始迅速上下运动,得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像,该图像以竖直向上为正方向,重力加速度g取。由此可判断出( )
A. 运行过程中手机有可能与升降机分离
B. 手机在时刻速度为0
C. 手机在时间内,处于超重状态
D. 在时间内,升降机受到手机的压力先减小再增大
2. 唐代《耒耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中,牛通过两根耕索拉曲辕犁,如图所示,忽略耕索质量。则( )
A. 曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
B. 曲辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
C. 其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较大时,牛较省力
D. 其他条件相同,当两根耕索之间的夹角较小时,耕索上的力比较小
3. 如图所示,一小球从A点由静止释放,沿着内壁光滑的固定凹槽先下滑又上滑后从凹槽末端B点倾斜抛出。已知图中水平虚线与A点等高,b曲线在顶点处恰与水平虚线相切,不计空气阻力,则小球抛出后的轨迹线可能是( )
A. a曲线 B. b曲线 C. c曲线 D. d曲线
4. 为了迎接四方宾客,大同代王府推出了大型实景演艺《天下大同》,如甲图,演员们通过吊威亚在空中不断展现高超的表演技艺,为游客呈现了一场视觉盛宴!现将情境简化如乙图,若一演员通过两根不可伸长的绳索系于腰间O点,其中一根绳索的末端系于固定P点,另一根绳索末端绕过光滑的定滑轮Q(不计大小),被地面工作人员紧拽。已知P点与滑轮Q等高,现地面工作人员以的速度向下拉动绳索,将演员拉到空中,当PO、QO两根绳索均与PQ成角度时,演员的速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1kg,A、C与地面间的接触面光滑,B与地面间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连.现在给C一个水平向右的大小为4N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动.某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力T为(重力加速度g=10m/s2)
A. 0 B. 1N C. 2N D. 3N
6. 如图所示,在橡皮筋下端拴一个质量一定的小球,用手捏住橡皮筋的上端,使小球在空中处于平衡状态。现使小球在水平面内由静止开始加速转动,然后以某一恒定角速度做匀速圆周运动,并保持手的位置与小球平衡时一致,与处于平衡状态相比,此时小球的高度(橡皮筋在弹性限度内)( )
A. 保持不变 B. 一定降低
C. 一定升高 D. 相关参数不明,无法确定
7. 如图所示,质量为M、长度为L的物块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹以一定的水平速度 射入物块并射出,时间为t,子弹受到物块的阻力恒定,从子弹射入到射出物块,物块的位移为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上正确答案,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 北京时间2025年10月1日,我国在文昌航天发射场使用“长征七号”改运载火箭,成功将一颗新技术试验卫星发射升空。假设该新技术试验卫星、通信技术试验卫星十三号和同步卫星围绕地球均做匀速圆周运动,已知新技术试验卫星运行的周期为,通信技术试验卫星十三号运行的周期为,同步卫星运行的周期为,且,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 题中三颗卫星的运行速率均大于地球赤道上某物体随地球自转的速率
B. 通信技术试验卫星十三号的轨道半径与同步卫星轨道半径之比为
C. 结合题目条件可求出地球的平均密度
D. 因为轨道越高运行速度越小,所以通信技术试验卫星十三号在轨道上减速后将变入更高轨道
9. 大同善化寺中的大雄宝殿是现存建筑体量最大的辽金时期建筑艺术的杰出代表,图1是该建筑的剖面结构图,其弧面屋顶在体现古建筑美学之外,还兼顾了力学属性,方便雨天排水。为了问题研究的方便,假设有如图2中一光滑的弧面屋顶(屋檐水平),其中一侧有A、B两点,A点距屋檐竖直高度是B点距屋檐竖直高度的2倍,现有两个相同的雨滴(质量恒定)甲、乙分别从A、B两点同时由静止释放,经过相同时间滑到屋檐处(不考虑相撞),不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 下滑的过程中,同一时刻雨滴甲的动能比乙的大
B. 雨滴甲、乙滑到屋檐处时,雨滴甲的速率是乙的2倍
C. 下滑的过程中,雨滴甲、乙重力的功率均增大
D. 下滑的全过程,雨滴甲的平均速度的大小小于雨滴乙的2倍
10. 为了助力大同能源结构的优化和转型,晋北采煤沉陷区新能源基地100万千瓦风电项目于2025年10月14日正式开工。如图所示,某风力发电机的三个叶片在风力作用下转动形成圆面,风穿过圆面后,可实现风能向电能的转化。已知叶片长为l,空气流速为v,空气的密度为,若空气垂直穿过圆面后,60%的空气减速为零,40%的空气速率恒定,则下列说法正确的是( )
A. 该风力发电机获得风能的功率为
B. 该风力发电机获得风能的功率为
C. 空气对该风力发电机一个叶片的平均作用力为
D. 空气对该风力发电机一个叶片的平均作用力为
三、实验题:本题共2小题,共14分。
11. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验中“等效替代”的含义是______;
A. 橡皮筋可以用细绳替代
B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)如果没有操作失误,图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是______;
(3)如图所示,用a、b弹簧测力计拉橡皮筋使结点到O点且结点不动,当保持Oa与Ob的夹角不变(),使Oa、Ob从图中位置开始同时绕O点顺时针缓慢转动至Oa垂直于橡皮筋的过程中,下列关于弹簧测力计a与b的示数变化正确的是______。
A. a的示数减小,b的示数减小 B. a的示数增大,b的示数增大
C. a的示数减小,b的示数增大 D. a的示数增大,b的示数减小
12. 某同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验,斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成,两部分间由一段圆弧平滑连接,在平直轨道上一侧固定有刻度尺,其操作步骤如下:
①将斜槽轨道放置在水平桌面上;
②用天平测得A、B两个滑块的质量分别为、;
③不放滑块B,使滑块A从倾斜轨道顶端P点由静止释放,滑块A最终静止在平直轨道上,记下滑块A静止时其右侧面对应的刻度;
④把滑块B放在平直轨道上,记下其左侧面对应的刻度;
⑤让滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放,滑块A与滑块B发生碰撞后最终均静止在平直轨道上,记下最终滑块B静止时其左侧面对应的刻度、滑块A静止时其右侧面对应的刻度。
(1)实验中,必须满足的条件是______;
A. 倾斜轨道必须光滑
B. 平直轨道必须水平
C. 滑块A的质量应等于滑块B的质量
D. 同一组实验中,滑块A静止释放的位置要相同
(2)实验中滑块A碰撞前的速度大小与______成正比;
A. B. C. D.
(3)若关系式______成立,则可得出结论:滑块A、B碰撞过程中动量守恒。若要进一步验证滑块A、B的碰撞是否为弹性碰撞,则应满足的关系式为:______。(均用给定的物理量符号表示)
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答时须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位。
13. 如图甲,质量的物体静止在粗糙的水平地面上,从时刻起,给物体施加一水平拉力,时刻将水平拉力大小变为,方向不变。物体的速度v随运动时间t的变化关系图像如图乙所示,其中时间内图线与横轴围成的面积(图乙中阴影部分)是时间内的6倍。已知物体与地面之间的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度g取。试求:
(1)物体在时间内运动的位移;
(2)在时间内,力的冲量大小。
14. 如图所示,一斜面体固定在水平地面上,其顶端固定一光滑轻质的定滑轮(不计大小),两斜面光滑,斜面倾角分别为60°和30°,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接A、B两物块(可视为质点),且起初A、B距地面的高度均为h,已知B物块的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,计算结果可带根号。
(1)为了使A、B两物块恰能静止在斜面上,求A物块的质量;
(2)若A物块的质量也为m,由静止同时释放两物块,求当A物块刚滑至地面时的速度大小;
(3)若斜面体不固定,当斜面体在外力作用下以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,为了使A、B两物块相对斜面静止,求A物块的质量。
15. 如图所示,半径的光滑半圆轨道BC与倾角的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连,A处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B处与圆轨道相切。在水平轨道上,两静止小球P、Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线后,小球P向左运动到A点时,小球Q沿圆轨道到达C点,之后小球Q落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量,小球Q的质量,小球P与斜面间的动摩擦因数,剪断细线前弹簧的弹性势能,小球到达A点或B点时已和弹簧分离。重力加速度,,,不计空气阻力,求:
(1)小球P、Q刚与弹簧分离时各自的速度大小;
(2)小球P沿斜面上升的最大高度h及小球Q运动到C点时的速度大小;
(3)小球Q离开圆轨道后经过多长时间与小球P相碰。
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