精品解析：四川南充高级中学2026-2027学年高三上学期开学物理试题

南充高中高2024级高三第一次月考 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 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，只有一项是最符合题目要求的。 1. 南充是“中国桑茶之乡”，桑叶茶将传统的养蚕桑叶变成了独具特色的养生茶饮，下列关于泡茶的物理现象说法正确的是（　　） A. 放入桑叶茶后茶水颜色逐渐变深是扩散现象 B. 泡好的桑茶放冰箱冻结成冰后，分子热运动就消失了 C. 摇晃茶杯时茶叶的运动就是布朗运动 D. 摇晃时不慎打碎的茶杯无法直接拼接复原是因为分子间没有引力作用 2. 核潜艇的动力核心是压水型核反应堆，反应堆中通过重核裂变释放能量，而核燃料的衰变规律直接影响反应堆的运行安全与寿命。下列有关核反应说法正确的是（　　） A. α衰变实质的转化方程为 B. （铀核）衰变为（铅核）要经过6次α衰变和2次β衰变 C. 放射性元素的半衰期与其所处的化学状态和外部条件有关 D. 已知（钍核）的半衰期是24天，可以准确预言200个（钍核）经过48天后还剩50个 3. 一质点在连续的6 s内做匀加速直线运动，在第一个2 s内位移为8 m，最后一个2 s内位移为24 m，则下面说法正确的是（　　） A. 质点的加速度大小是4 m/s2 B. 质点的初速度大小是4 m/s C. 第4 s末的速度大小是9 m/s D. 第1 s内的位移大小是3 m 4. 南充凤仪湾风筝节现场，一只平板形风筝（不带尾鸢）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　） A. 风筝所受的合力变大 B. 拉线对风筝的拉力变小 C. 拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变大 D. 风筝距离地面的高度变小 5. 关于甲、乙、丙、丁四个图像，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，在时间内，的平均速度大于的平均速度 B. 乙图中，若时刻、两质点第一次相遇，则时刻两质点再次相遇 C. 丙图中，0时刻物体的速度为 D. 丁图中，时物体的速度大小为 6. 一定质量的理想气体的p—V图像如图所示，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环。其中AB为双曲线的一部分，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程，气体对外界做功，分子平均动能减少 B. B→C过程，气体分子的平均动能减小 C. C→A过程，气体吸收的热量小于其内能的增加量 D. 气体在一次循环过程中对外界做的功为2p0V0 7. A、B两个可视为质点的汽车从同一位置以相同的方向沿同一直线运动，A车的初速度为零，加速度与时间关系如图甲所示，B车的速度与时间关系如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 1 s时A追上B B. A追上B前，A、B间的最大距离为1 m C. A、B第二次共速时，速度大小为16 m/s D. 8 s时A、B第二次相遇 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，有多项符合题目要求。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. 关于下面四幅图的说法正确的是（　　） A. 甲图采用悬挂法测薄板重心，利用了二力平衡原理 B. 乙图为显示微小形变实验，该实验运用了控制变量法 C. 丙图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像，该弹簧的劲度系数为2 N/cm D. 丁图通过采用多次快速击打球筒上端的方法拿出羽毛球，利用了惯性原理 9. 如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（　　） A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 B. 这群氢原子能够发出6种不同频率的光 C. 如果发出的光子中仅有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的 D. 从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光的波长最长 10. 水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示，圆心为O，两个可视为质点的小球a、b固定在质量不计的轻杆两端，开始时系统处于静止状态，aO、bO与水平面方向的夹角分别为37°和53°。现对小球a施加始终沿圆切线方向的推力F，使小球a、b在圆筒内缓慢移动，直到小球b到达与圆心O等高处，已知cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A. a、b质量之比为3∶4 B. 对a施力前，圆筒对a、b的支持力大小之比为1∶4 C. b到达与圆心O等高处时，F的大小等于b的重力 D. 移动过程中，轻杆上的弹力逐渐增加，圆筒对b的支持力先增加再减小 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 如图所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中，A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，图为白纸上根据实验要求画出的图示。 （1）本实验中采用的物理方法是____________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （2）图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______（选填“F”或“F′”）； （3）下列做法有利于减小误差的是______（填正确答案标号）。 A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使细绳、弹簧秤与木板平面平行 D. 两根细绳之间的夹角越大越好 12. 一学习小组利用如图甲所示的装置来测量物块与水平面间的动摩擦因数（取重力加速度为g），其实验步骤如下： （Ⅰ）按照图甲所示安装相应实验装置，遮光条的宽度为d。 （Ⅱ）将带有遮光条的小滑块从圆弧轨道上某点静止释放，测得遮光条通过光电门的时间Δt，和对应滑块离开光电门后在水平面滑行的最大距离x。 （Ⅲ）改变释放点的高度，重复（Ⅱ）实验步骤，得到其图像如图丙所示，其中图线的斜率为k。 （1）如图乙，用游标卡尺测得遮光条的宽度为______mm； （2）实验中，某次测得遮光条通过光电门的时间为0.020 s，则物块经过光电门时的速度为______m/s（结果保留三位有效数字）； （3）实验中，把挡光片经过光电门时的平均速度作为滑块的瞬时速度，因此，挡光片的宽度越大，滑块的瞬时速度误差就越______（选填“大”或“小”）； （4）由图丙可得物块与水平面间的动摩擦因数μ=______；（用d、k、g表示）； （5）如图甲所示，光电门传感器实际位于光电门小圆点处，如果考虑遮光条实际宽度的影响，则实验中动摩擦因数测量的结果______（选填“偏大、偏小、无影响”）。 13. 学校一课外活动小组自制一枚水火箭。设水火箭（可视为质点）发射后以5 m/s的初速度从地面竖直向上做匀加速直线运动，经过2 s到达离地面35 m高处时“燃料”恰好用完。不计空气阻力，取g=10 m/s2，求： （1）“燃料”恰好用完时火箭的速度大小； （2）火箭离地面的最大高度； （3）火箭从发射到落回地面过程的总时间。 14. 如图所示，质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。今用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对静止，取g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）轻绳对小球m的拉力大小； （2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ； （3）若拉力F的大小和方向可以调节，为保持木块M匀速向右滑行，F的最小值是多少？ 15. 工厂常用传送带来完成货物搬运。如图所示，传送带长L0=17.8 m，以速度大小v0=6 m/s顺时针转动，传送带与水平面间夹角为37°，光滑水平面上有质量M=1 kg的木板，木板与传送带底端平滑衔接，木板上表面粗糙，木板右侧足够远处固定一竖直挡板。质量为m=4 kg的滑块从传送带上端无初速度释放，到达底端后冲上木板，不考虑滑块冲上木板时的机械能损失，已知滑块与传送带间及滑块与木板上表面间的动摩擦因数均为μ=0.5，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10 m/s2。 （1）求滑块到达传送带底端所用的时间； （2）若木板长度L=4.8 m，木板碰撞挡板后立即锁定，求滑块撞上挡板前的瞬间速度大小； （3）若木板长度L=12 m，木板每次与挡板碰撞后速率不变、速度反向。请判断滑块是否能滑离木板；若能滑离，求滑离前木板与挡板碰撞的次数；若不能滑离，求木板第一次与挡板碰撞之后直至运动最终停止，木板运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南充高中高2024级高三第一次月考 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 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，只有一项是最符合题目要求的。 1. 南充是“中国桑茶之乡”，桑叶茶将传统的养蚕桑叶变成了独具特色的养生茶饮，下列关于泡茶的物理现象说法正确的是（　　） A. 放入桑叶茶后茶水颜色逐渐变深是扩散现象 B. 泡好的桑茶放冰箱冻结成冰后，分子热运动就消失了 C. 摇晃茶杯时茶叶的运动就是布朗运动 D. 摇晃时不慎打碎的茶杯无法直接拼接复原是因为分子间没有引力作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．扩散现象的本质是分子无规则热运动，不同物质相互接触时彼此进入对方，放入桑叶茶后茶水颜色变深是茶叶中的色素等分子扩散到水中的结果，故A正确； B．分子热运动是永不停息的，茶冻结成冰后仅分子热运动的剧烈程度降低，不会消失，故B错误； C．布朗运动是悬浮在流体中的微小颗粒受流体分子撞击不平衡产生的无规则运动，是分子热运动的反映；摇晃茶杯时茶叶的运动是外力和宏观水流带动的宏观运动，不属于布朗运动，故C错误； D．分子间引力是短程力，有效作用距离约为，打碎的茶杯拼接时断面分子间距远大于该距离，引力作用可忽略，并非分子间不存在引力，故D错误。 故选A。 2. 核潜艇的动力核心是压水型核反应堆，反应堆中通过重核裂变释放能量，而核燃料的衰变规律直接影响反应堆的运行安全与寿命。下列有关核反应说法正确的是（　　） A. α衰变实质的转化方程为 B. （铀核）衰变为（铅核）要经过6次α衰变和2次β衰变 C. 放射性元素的半衰期与其所处的化学状态和外部条件有关 D. 已知（钍核）的半衰期是24天，可以准确预言200个（钍核）经过48天后还剩50个 【答案】B 【解析】 【详解】A．α衰变的实质是原子核释放，给出的方程是β衰变的实质，故A错误； B．设铀核衰变为铅核经过次α衰变、次β衰变，根据质量数守恒有 解得；再根据电荷数守恒有 代入解得，即经过6次α衰变和2次β衰变，故B正确； C．放射性元素的半衰期由原子核内部自身结构决定，与其所处的化学状态和外部条件无关，故C错误； D．半衰期是统计规律，仅对大量原子核的衰变行为成立，无法准确预测少量原子核的衰变结果，故D错误。 3. 一质点在连续的6 s内做匀加速直线运动，在第一个2 s内位移为8 m，最后一个2 s内位移为24 m，则下面说法正确的是（　　） A. 质点的加速度大小是4 m/s2 B. 质点的初速度大小是4 m/s C. 第4 s末的速度大小是9 m/s D. 第1 s内的位移大小是3 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．连续相邻的相等时间间隔，第一个2s内位移，最后一个2s内位移。根据匀变速直线运动逐差法推论 代入数据得加速度，故A错误； B．对第一个2s的位移，由匀变速位移公式 代入数据，解得初速度，故B错误； C．由速度公式和 得第4s末速度，故C错误； D． 代入位移公式 得第1s内位移，故D正确。 故选D。 4. 南充凤仪湾风筝节现场，一只平板形风筝（不带尾鸢）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　） A. 风筝所受的合力变大 B. 拉线对风筝的拉力变小 C. 拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变大 D. 风筝距离地面的高度变小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．对风筝受力分析如图 风力变化之前，风力为F，风筝重力为G，拉线拉力为T；当风力增大，风力变为F1，风筝重力不变，拉线拉力变为T1，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力始终为零，保持不变，由图可以看出，再次平衡后相比于风力变化之前，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变大，故AB错误，C正确； D．设拉线长为L，则风筝距地面高度，变大，则变大，即再次平衡后相比于风力变化之前，风筝距离地面的高度变大，故D错误。 故选C。 5. 关于甲、乙、丙、丁四个图像，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，在时间内，的平均速度大于的平均速度 B. 乙图中，若时刻、两质点第一次相遇，则时刻两质点再次相遇 C. 丙图中，0时刻物体的速度为 D. 丁图中，时物体的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，在时间内，、两物体的初末位置相同，即位移相同，由可知，两物体平均速度相同，故A错误； B．乙图为速度时间图像，图线交点表示两质点速度相同，图线与坐标轴围成的面积表示位移，若时刻、两质点第一次相遇，则在时间内，A的位移大于B的，故时刻两质点未相遇，故B错误； C．丙图中，图线的表达式为 代入坐标点和联立解得，故C正确； D．丁图中坐标点的含义是前三秒内的平均速度为，故D错误。 故选C。 6. 一定质量的理想气体的p—V图像如图所示，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环。其中AB为双曲线的一部分，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程，气体对外界做功，分子平均动能减少 B. B→C过程，气体分子的平均动能减小 C. C→A过程，气体吸收的热量小于其内能的增加量 D. 气体在一次循环过程中对外界做的功为2p0V0 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，因为A→B过程，气体体积增大，所以气体对外界做功；AB为双曲线的一部分，根据玻意耳定律可知，A→B过程，气体温度不变，内能不变，所以分子平均动能不变，故A错误； B．由图可知，B→C过程，气体压强一定，体积减小，根据盖-吕萨克定律可知，气体温度降低，所以气体分子的平均动能减少，故B正确； C．C→A过程，气体体积不变，故外界对气体做功 根据查理定律可知，气体压强增大，温度升高，所以气体内能增加，即 根据热力学第一定律 得 即气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量，故C错误； D．根据p-V图线与横轴所围成的面积表示做功可知，若A→B过程，气体压强随体积增大而均匀减小，则气体在一次循环过程中对外界做的功大小为 而实际过程气体对外界做的功所对应面积小于W，所以气体在一次循环过程中对外界做的功小于，故D错误。 故选B。 7. A、B两个可视为质点的汽车从同一位置以相同的方向沿同一直线运动，A车的初速度为零，加速度与时间关系如图甲所示，B车的速度与时间关系如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 1 s时A追上B B. A追上B前，A、B间的最大距离为1 m C. A、B第二次共速时，速度大小为16 m/s D. 8 s时A、B第二次相遇 【答案】D 【解析】 【详解】设两车初始位置为坐标原点。时，A车加速度为，则，位移为。B车的图像经过和，则，位移为 A．时，，但，，A车并未追上B车，故A错误； B．A车追上B车前，两车间距离为 两车相对速度为零时距离最大，即，解得，此时，故B错误； C．时两车第一次共速。时，A车速度为，B车速度为。第二次共速时有 解得，此时速度大小为，故C错误； D．时，A、B两车位移均为，两车第一次相遇。令，则时两车的相对位移为 再次相遇时有 解得，所以时两车第二次相遇，故D正确。 故选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，有多项符合题目要求。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. 关于下面四幅图的说法正确的是（　　） A. 甲图采用悬挂法测薄板重心，利用了二力平衡原理 B. 乙图为显示微小形变实验，该实验运用了控制变量法 C. 丙图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像，该弹簧的劲度系数为2 N/cm D. 丁图通过采用多次快速击打球筒上端的方法拿出羽毛球，利用了惯性原理 【答案】AD 【解析】 【详解】A．悬挂法测薄板重心，薄板悬挂静止时，拉力与重力二力平衡，重心在悬线所在直线上，两次悬挂，两条直线交点就是重心，利用了二力平衡原理，故A正确； B．乙图中通过光的反射，将桌面的微小形变转化为光斑在墙上的较大移动，运用了微小量放大法，故B错误； C．丙图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像，根据 结合图像可知弹簧原长为 由图像斜率绝对值可得弹簧的劲度系数，故C错误； D．丁图中快速击打球筒上端，球筒受力向下运动，羽毛球由于惯性保持原来静止状态，相对球筒向上移出，利用了惯性原理，故D正确。 故选AD。 9. 如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（　　） A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 B. 这群氢原子能够发出6种不同频率的光 C. 如果发出的光子中仅有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的 D. 从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光的波长最长 【答案】BC 【解析】 【详解】A．氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故A错误； B．根据知，这群氢原子能够发出 种不同频率的光子，故B正确； C．如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应，知两种光子为能量最大的两种，分别为由跃迁到，和跃迁到能级发出的，故C正确； D．从跃迁到辐射的光子能量最大，频率最大，则波长最短，故D错误。 故选BC。 10. 水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示，圆心为O，两个可视为质点的小球a、b固定在质量不计的轻杆两端，开始时系统处于静止状态，aO、bO与水平面方向的夹角分别为37°和53°。现对小球a施加始终沿圆切线方向的推力F，使小球a、b在圆筒内缓慢移动，直到小球b到达与圆心O等高处，已知cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A. a、b质量之比为3∶4 B. 对a施力前，圆筒对a、b的支持力大小之比为1∶4 C. b到达与圆心O等高处时，F的大小等于b的重力 D. 移动过程中，轻杆上的弹力逐渐增加，圆筒对b的支持力先增加再减小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对小球a施力前，对a、b受力分析，组成的矢量三角形如图甲所示 由正弦定理有， 杆对a、b的弹力、等大反向，可得，故A正确； B．由正弦定理有, 由于 则有 联立可得，故B错误； D．移动过程对b受力分析，杆对b的弹力与圆筒对b的弹力间的夹角保持不变，画出力的矢量图如图所示 可以看出移动过程先增大后减小，当方向与竖直方向成45°角时达到最大，杆对b的弹力一直增加，小球b到达与圆心O等高处时，达到最大，故D正确； C．小球b到达与圆心O等高处时，小球a恰好位于圆筒最低点，对小球b受力分析，此时杆对b的弹力 对小球a受力分析，沿圆筒切线方向，有。故C正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 如图所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中，A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，图为白纸上根据实验要求画出的图示。 （1）本实验中采用的物理方法是____________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （2）图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______（选填“F”或“F′”）； （3）下列做法有利于减小误差的是______（填正确答案标号）。 A. 两根细绳必须等长 B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C. 在使用弹簧秤时要注意使细绳、弹簧秤与木板平面平行 D. 两根细绳之间的夹角越大越好 【答案】（1）等效替代法 （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 本实验通过使两个互成角度的力共同作用时的效果与另一个力单独作用时的效果相同，研究这两个互成角度的力与另外一个力的关系，所以采用的科学方法是等效替代法。 【小问2详解】 实验中是通过平行四边形定则作出来的合力的图示，为理论值，而是用一只弹簧秤拉橡皮筋时拉力的图示，为实验值，其方向一定与橡皮筋的方向相同。由于实验过程不可避免地存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差，所以方向一定沿AO方向的是。 【小问3详解】 A．为方便标出力的方向，两根细绳需要适当长些，但不需要等长，故A错误； B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，故B错误； C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小，故C正确； D．、两个力的夹角大小要适当，不能过大或过小，故D错误。 故选C。 12. 一学习小组利用如图甲所示的装置来测量物块与水平面间的动摩擦因数（取重力加速度为g），其实验步骤如下： （Ⅰ）按照图甲所示安装相应实验装置，遮光条的宽度为d。 （Ⅱ）将带有遮光条的小滑块从圆弧轨道上某点静止释放，测得遮光条通过光电门的时间Δt，和对应滑块离开光电门后在水平面滑行的最大距离x。 （Ⅲ）改变释放点的高度，重复（Ⅱ）实验步骤，得到其图像如图丙所示，其中图线的斜率为k。 （1）如图乙，用游标卡尺测得遮光条的宽度为______mm； （2）实验中，某次测得遮光条通过光电门的时间为0.020 s，则物块经过光电门时的速度为______m/s（结果保留三位有效数字）； （3）实验中，把挡光片经过光电门时的平均速度作为滑块的瞬时速度，因此，挡光片的宽度越大，滑块的瞬时速度误差就越______（选填“大”或“小”）； （4）由图丙可得物块与水平面间的动摩擦因数μ=______；（用d、k、g表示）； （5）如图甲所示，光电门传感器实际位于光电门小圆点处，如果考虑遮光条实际宽度的影响，则实验中动摩擦因数测量的结果______（选填“偏大、偏小、无影响”）。 【答案】（1）4.30 （2）0.215 （3）大 （4） （5）偏大 【解析】 【小问1详解】 挡光片的宽度为4mm+6×0.05mm=4.30mm 【小问2详解】 物块经过光电门时的速度 【小问3详解】 挡光片的宽度越大，挡光片经过光电门的时间越长，根据可得滑块的瞬时速度误差就越大。 【小问4详解】 经过光电门后滑块做匀减速运动，有 在水平面上由牛顿第二定律 其中 所以有 从而 即 可得物块与水平面间的动摩擦因数为 【小问5详解】 由甲图知，位移的测量值偏小，且速度越大，测量值与真实值的偏差越大，作图可知，真实值对应的图像斜率更小，即>，由 知，值偏大。 13. 学校一课外活动小组自制一枚水火箭。设水火箭（可视为质点）发射后以5 m/s的初速度从地面竖直向上做匀加速直线运动，经过2 s到达离地面35 m高处时“燃料”恰好用完。不计空气阻力，取g=10 m/s2，求： （1）“燃料”恰好用完时火箭的速度大小； （2）火箭离地面的最大高度； （3）火箭从发射到落回地面过程的总时间。 【答案】（1）30m/s （2）80m （3）9s 【解析】 【小问1详解】 设燃料用完时火箭的速度为，所用时间为。火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程做匀加速上升运动，第二个过程做竖直上抛运动至最高点。 对第一个过程，自制火箭做匀加速运动有 解得 由速度公式得 代入得 【小问2详解】 对第二个过程做竖直上抛运动，由位移与速度关系公式得 代入数据解得 所以火箭上升离地面的最大高度 解得 【小问3详解】 从燃料用完到运动至最高点的过程中，由 得 从最高点落回地面的过程中 代入得 总时间 14. 如图所示，质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。今用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对静止，取g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）轻绳对小球m的拉力大小； （2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ； （3）若拉力F的大小和方向可以调节，为保持木块M匀速向右滑行，F的最小值是多少？ 【答案】（1） （2）0.75 （3）24N 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，小球匀速运动，合力为0，将力正交分解： 水平方向： 竖直方向： 又 解得： 【小问2详解】 对M、m整体受力分析，整体匀速运动，合力为0： 竖直方向： 水平方向： 又 解得 【小问3详解】 设拉力F与水平方向成角，整体匀速运动，合力为0。 水平方向： 竖直方向： 整理得： 当取最大值时，F最小。 可得 15. 工厂常用传送带来完成货物搬运。如图所示，传送带长L0=17.8 m，以速度大小v0=6 m/s顺时针转动，传送带与水平面间夹角为37°，光滑水平面上有质量M=1 kg的木板，木板与传送带底端平滑衔接，木板上表面粗糙，木板右侧足够远处固定一竖直挡板。质量为m=4 kg的滑块从传送带上端无初速度释放，到达底端后冲上木板，不考虑滑块冲上木板时的机械能损失，已知滑块与传送带间及滑块与木板上表面间的动摩擦因数均为μ=0.5，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10 m/s2。 （1）求滑块到达传送带底端所用的时间； （2）若木板长度L=4.8 m，木板碰撞挡板后立即锁定，求滑块撞上挡板前的瞬间速度大小； （3）若木板长度L=12 m，木板每次与挡板碰撞后速率不变、速度反向。请判断滑块是否能滑离木板；若能滑离，求滑离前木板与挡板碰撞的次数；若不能滑离，求木板第一次与挡板碰撞之后直至运动最终停止，木板运动的总路程。 【答案】（1）2.6s （2）6m/s （3）不能滑离，5m 【解析】 【小问1详解】 对滑块根据牛顿第二定律 滑块加速度大小为 滑块从静止至与传送带共速所用时间为，有 解得 滑块位移 共速后，对滑块由牛顿第二定律 则此后滑块加速度大小为 设滑块到达传送带底端所用时间为，有 解得 滑块到达传送带底端所经历的时间 【小问2详解】 滑块滑上木板时速度 由于木板距离挡板足够远，滑块会与木板先达到共同速度一起匀速运动，由动量守恒有 解得 此过程滑块与木板间相对位移为d，根据能量守恒定律有 解得d=2m 设木板静止后滑块撞上挡板时速度为，由动能定理有 解得 【小问3详解】 滑块与木板达到共速后，木板与挡板相碰后原速率反弹，木板向左减速到零再向右加速至与滑块再次共速，再与挡板相碰，此后重复上述运动，设滑块最终没有滑离木板所需要的最小木板长度为，由功能关系有 解得 说明滑块不能滑离木板。木板第一次与挡板相碰后，向左做减速运动的加速度大小为 木板第一次碰后向左的最远距离 设木板第二次与挡板碰撞前速度为，有 解得 第二次碰后向左的最远距离 即 此后每次碰撞挡板前的共同速度满足 所以s1，s2，s3…是首项为s1，公比的无穷等比数列，由等比数列关系可得，木板与挡板第一次碰后到最终走过的总路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $