精品解析：天津市武清区杨村第一中学2026-2027学年高三第一学期第一次质量检测物理试题

杨村一中2026~2027学年度第一学期第一次学业质量检测 高三物理 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括 5小题，每小题 5分，共 25 分。每小题只有一个选项符合题意） 1. “物理”概念的思想源头，可追溯至先秦《庄子·天下》中“判天地之美，析万物之理”的论述。其中“析万物之理”一句，意为剖析天地间各类事物的内在法则，既蕴含了古人对自然现象的观察思考，也为“物理”一词的后续衍生奠定了思想基础。下列图片中涉及的物理思想方法，说法正确的是（ ） A. 图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，运用了控制变量法 B. 图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C. 图丙，遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是等效替代的思想 D. 图丁，通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的思想 2. 如图为某国产车分别在智驾模式、非智驾模式下沿直线刹车的图像，它们分别于和时刻停下来，且刹车过程位移相等，下列说法正确的是（ ） A. 智驾模式刹车，汽车加速度逐渐变大 B. 刹车过程，智驾模式全程的平均速度小于 C. 在时间内，智驾模式的位移等于非智驾模式的位移 D. 两种刹车模式，汽车受到的阻力都保持不变 3. 如图所示，将一个质量为4kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球与斜面均处于静止状态。现将竖直挡板逆时针缓慢放至水平，斜面仍静止。不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度取，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 斜面对铅球的支持力先减小后增大 B. 挡板对铅球的弹力一直增大 C. 挡板对铅球的弹力最小值为N D. 斜面所受地面摩擦力先变大后变小 4. 阅读下面的材料，回答下列小题： 2026年7月10日12时15分，长征十号乙运载火箭在海上平台“领航者号”上完成网系捕获整体回收，这是中国航天发展的里程碑事件。 （1）如图所示，回收着陆系统采用液压式减速缓冲，该过程中油液流入储能器，推动浮动活塞向右运动，瓶中的气体被压缩。该过程可视为绝热过程，气体为一定质量的理想气体。则（ ） A. 气体内能变大 B. 气体温度可能降低 C. 气体单位时间碰撞单位面积器壁的平均作用力可能不变 D. 所有气体分子的速率均增大 （2）海上回收系统采用网系结构，需要利用阻拦索将运载火箭高速拦停，此过程可简化为如图所示模型，设火箭被垂直回收，4根阻拦索对称分布，火箭从正中央钩住阻拦索，实现减速。阻拦索为弹性装置（遵循胡克定律），刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，速度一直在减小 B. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，加速度始终小于重力加速度 C. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，阻拦索对火箭的总拉力在变大 D. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，火箭所受合力一直在变大 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题 5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 5. 一定质量的理想气体，初始状态为a，经状态b、c再回到a，该过程中气体的体积V 随热力学温度T的变化规律如图所示。已知状态a和状态b 连线的延长线过原点，状态b 和状态c的连线垂直于纵轴，状态c到状态a 为绝热过程。则下列说法正确的是（ ） A. 状态a到状态b，气体对外做功 B. 状态a到状态b，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增加 C. 状态b到状态c，气体从外界吸收热量 D. 状态a 的压强大于状态c 的压强 6. 我国高铁技术处于世界领先水平。某列复兴号动车组由8节车厢组成，其中1车厢和8车厢为动车，可提供动力，其余为拖车，不能提供动力。设各节车厢质量及受到的阻力均相等，一节动车提供的动力为，下列说法中正确的是（ ） A. 列车启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上 B. 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比 C. 若仅1车厢为动车，则1车厢对2车厢作用力大小为 D. 若1、8两节车厢同时为动车，则3车厢对4车厢作用力大小为 7. 传送带广泛应用于物品的传输、分拣、分装等工作中。某工厂所使用的传送样品的传送带如图甲所示，样品从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的段为抛物线，段为直线，下列说法正确的是（重力加速度取）（ ） A. 物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反 B. 传送带的速度大小为 C. 样品刚放上传送带时的速度大小为 D. 内样品在传送带上留下的滑动痕迹为 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分） 8. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，小明用一个弹簧测力计和若干钩码设计了如图所示的实验装置。将橡皮条一端固定在竖直木板上，另一端系两根细绳OA、OB，O为细绳与橡皮条的结点。细绳OA跨过木板上的光滑钉子C，下端悬挂质量已知的钩码，细绳OB用弹簧测力计钩住。通过改变钩码的个数和弹簧测力计拉力，可调整结点O的位置。 （1）下列关于实验操作中必须注意的事项，描述正确的是 。 A. 两根细绳间的夹角必须为90° B. 确定两个分力方向时必须使铅笔紧贴细绳画出直线 C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D. 用钩码和弹簧测力计同时拉，与只用弹簧测力计拉时，结点O的位置应相同 （2）图中弹簧测力计的示数为_________N。 （3）在该实验中，若将细绳OA、OB换成轻质细橡皮条，正确操作后对实验结果__________影响（选填“有”或“没有”）。 9. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中，小川同学按照图甲所示实验装置安装好实验器材。实验中，可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小，利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。 （1）实验中正确的操作是 （填正确答案标号）； A. 实验前需要将不带滑轮的长木板左端适当垫高，以补偿阻力 B. 若钩码质量标注不清，实验需要用天平测出钩码的质量 C. 为减小系统误差，实验中一定要保证钩码的质量远小于小车的质量 D. 实验时小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 （2）小川按（1）中正确操作平衡摩擦力后，某次实验中让小车做匀加速运动，打出一条纸带，如图乙所示。相邻两个计数点间还有四个点未画出，实验中交变电源的频率是50Hz，小车的加速度大小为________（结果保留三位有效数字）。 （3）后续实验中，小川同学发现弹簧测力计损坏无法读数，因此改变实验方案∶他在小车上放上适量钩码，每增加一个悬挂的钩码，小车上同时减少钩码个数，每个钩码的质量均为；实验中测量小车的加速度，记录悬挂的钩码个数，重复该实验多次。要使绘制的图像为线性的，当悬挂钩码质量增加时，小车上钩码质量应减少________（用题中字母表示）。 四、计算题（本题包括3小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分） 10. 如图所示，光滑轻质滑轮固定在天花板上，一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块A和小球B，物块A放置在水平地面上，小球B静止在空中，A、B质量分别为、，物块A与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，滑轮左侧轻绳与水平面间夹角为，现施加水平拉力作用在小球B上使其缓慢转动至物块A即将发生滑动为止，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为，，，求： （1）物块A即将发生滑动时，绳子拉力T的大小； （2）物块A即将发生滑动时，水平拉力大小； （3）在物块A即将滑动瞬间，突然撤去拉力，求撤去瞬间小球B的加速度。 11. 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用，一架无人机连同所载货物质量，其动力系统所能提供的最大升力，运动过程中所受空气阻力大小恒为。取。（计算结果可用根号表示） （1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在时离地面的高度； （2）当无人机悬停在距离地面高度处时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中，在遥控设备的干预下动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间。 12. 如图所示，物块从固定斜面顶端由静止释放，斜面倾角，斜面长度L=4.5m。物块滑到斜面底端后无碰撞地滑上质量为的木板左端。已知物块与斜面、木板间的动摩擦因数分别为、。物块可视为质点，质量为，木板足够长，取。。求： （1）物块刚滑上木板的速度大小； （2）若木板下表面可以涂抹不同材料的涂层，使得木板与地面的动摩擦因数满足。求物块离开斜面后，物块相对地面运动的位移最小值和最大值； （3）若木板下表面特殊涂层使得木板与地面间动摩擦因数随木板对地位移满足： （单位m。且>0；物块滑上木板瞬间木板位置记为=0）。求木板在加速过程中速度达到 m/s时木板的对地位移为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杨村一中2026~2027学年度第一学期第一次学业质量检测 高三物理 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括 5小题，每小题 5分，共 25 分。每小题只有一个选项符合题意） 1. “物理”概念的思想源头，可追溯至先秦《庄子·天下》中“判天地之美，析万物之理”的论述。其中“析万物之理”一句，意为剖析天地间各类事物的内在法则，既蕴含了古人对自然现象的观察思考，也为“物理”一词的后续衍生奠定了思想基础。下列图片中涉及的物理思想方法，说法正确的是（ ） A. 图甲，作用在水桶上的两个力的效果与一个力的效果相同，运用了控制变量法 B. 图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C. 图丙，遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是等效替代的思想 D. 图丁，通过把物体匀变速直线运动的v-t图像分成小段，来求一段时间内的位移，运用了微元求和的思想 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，一个力与两个力对水桶产生相同的作用效果，用一个力替代两个力进行研究，体现的是等效替代思想，故A错误； B．忽略摩擦时，小球从一个斜面滚下后，会沿另一斜面上升到原来的高度。另一斜面的倾角越小，小球运动的路程越长；推理到水平面时，小球将一直做匀速直线运动。这说明运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．遮光条越窄，挡光时间越短，这段时间内速度的变化越小，所测平均速度越接近小车经过光电门时的瞬时速度，体现的是极限思想，故C错误； D．图丁为速度-时间图像，横坐标表示时间，纵坐标表示速度。将运动分为许多极短时间段，每段内近似认为速度不变，该段位移就用相应小矩形的面积表示。把各段位移相加得到总位移，运用了微元求和思想，故D正确。 故选D。 2. 如图为某国产车分别在智驾模式、非智驾模式下沿直线刹车的图像，它们分别于和时刻停下来，且刹车过程位移相等，下列说法正确的是（ ） A. 智驾模式刹车，汽车加速度逐渐变大 B. 刹车过程，智驾模式全程的平均速度小于 C. 在时间内，智驾模式的位移等于非智驾模式的位移 D. 两种刹车模式，汽车受到的阻力都保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．在图像中，图线斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度的大小。智驾模式刹车时曲线逐渐变平，斜率的绝对值逐渐减小，因此汽车加速度的大小逐渐减小，故A错误； B．刹车从时刻开始，设刹车阶段的位移为。图线与时间轴围成的面积表示位移，非智驾模式对应的面积为三角形，故 两种模式的刹车位移相等，且智驾模式刹车用时大于非智驾模式刹车用时，由平均速度的定义得，故B正确； C．在到时间内，智驾模式曲线整体位于非智驾模式直线下方，图线与时间轴围成的面积更小，所以智驾模式的位移小于非智驾模式的位移，故C错误； D．非智驾模式图线斜率不变，智驾模式图线斜率的绝对值逐渐减小。设汽车质量为，所受阻力大小为，取运动方向为正方向，由牛顿第二定律得 汽车质量不变，所以非智驾模式所受阻力保持不变，智驾模式所受阻力逐渐减小，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，将一个质量为4kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球与斜面均处于静止状态。现将竖直挡板逆时针缓慢放至水平，斜面仍静止。不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度取，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 斜面对铅球的支持力先减小后增大 B. 挡板对铅球的弹力一直增大 C. 挡板对铅球的弹力最小值为N D. 斜面所受地面摩擦力先变大后变小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．挡板缓慢转动，可认为铅球在各时刻均处于平衡状态。铅球受到重力、斜面的支持力和挡板的弹力。其中始终垂直斜面、指向左上方；始终垂直挡板，其方向由水平向右逐渐转为竖直向上。挡板竖直时，铅球的受力方向如图所示。 由共点力平衡条件，两个支持力的合力与重力等大反向。按同一标度将三个力首尾相接，作出下图的力三角形：表示重力，表示，表示。其中固定点为和，对应挡板竖直时的顶点，为转动过程中的动点，为到直线的垂足。 挡板逆时针转动时，的方向随之由水平向右转为竖直向上，沿从向移动。因此，逐渐缩短，挡板水平时缩为零，即斜面对铅球的支持力始终减小。的长度先减小后增大，当到达时最短，此时两个支持力互相垂直，挡板转过。在直角三角形中，对应重力大小，对应挡板弹力的最小值，且 由直角三角形的边角关系得，故AB错误，C正确； D．由牛顿第三定律，铅球对斜面的压力与等大反向。斜面保持静止，地面对斜面的摩擦力平衡该压力的水平分量。设摩擦力大小为，由于压力与水平方向的夹角始终为，有 前述图解已知始终减小，因此摩擦力也始终减小，故D错误。 故选C。 4. 阅读下面的材料，回答下列小题： 2026年7月10日12时15分，长征十号乙运载火箭在海上平台“领航者号”上完成网系捕获整体回收，这是中国航天发展的里程碑事件。 （1）如图所示，回收着陆系统采用液压式减速缓冲，该过程中油液流入储能器，推动浮动活塞向右运动，瓶中的气体被压缩。该过程可视为绝热过程，气体为一定质量的理想气体。则（ ） A. 气体内能变大 B. 气体温度可能降低 C. 气体单位时间碰撞单位面积器壁的平均作用力可能不变 D. 所有气体分子的速率均增大 （2）海上回收系统采用网系结构，需要利用阻拦索将运载火箭高速拦停，此过程可简化为如图所示模型，设火箭被垂直回收，4根阻拦索对称分布，火箭从正中央钩住阻拦索，实现减速。阻拦索为弹性装置（遵循胡克定律），刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，速度一直在减小 B. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，加速度始终小于重力加速度 C. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，阻拦索对火箭的总拉力在变大 D. 火箭钩住阻拦索继续向下运动的过程中，火箭所受合力一直在变大 【答案】（1）A （2）C 【解析】 【小问1详解】 AB．该过程为绝热过程，因此气体与外界无热量交换， 浮动活塞压缩气体，外界对气体做功， 根据热力学第一定律 可得 理想气体内能仅由温度决定，因此气体内能增大、温度升高，故A正确，B错误； C．气体单位时间碰撞单位面积器壁的平均作用力对应气体压强，由理想气体状态方程 体积减小、温度升高，压强一定增大，故C错误； D．温度升高是气体分子的平均速率增大，并非所有气体分子的速率都增大，部分分子速率可能减小，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 A．火箭刚钩住阻拦索时，初始阶段总拉力小于重力，合力向下，火箭仍在加速向下运动，直到拉力等于重力后才开始减速，速度并非一直减小，故A错误； B．当火箭向下运动位移足够大时，总拉力可以大于，此时合力向上且大于，加速度大于重力加速度，故B错误； C．火箭向下运动过程中阻拦索形变量增大，弹力增大，且弹力方向与竖直方向夹角减小，则总拉力持续变大，故C正确； D．初始阶段合力 随增大合力逐渐减小到0，拉力超过重力后合力 随增大合力开始变大，因此合力是先减小后增大，并非一直变大，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题 5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 5. 一定质量的理想气体，初始状态为a，经状态b、c再回到a，该过程中气体的体积V 随热力学温度T的变化规律如图所示。已知状态a和状态b 连线的延长线过原点，状态b 和状态c的连线垂直于纵轴，状态c到状态a 为绝热过程。则下列说法正确的是（ ） A. 状态a到状态b，气体对外做功 B. 状态a到状态b，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增加 C. 状态b到状态c，气体从外界吸收热量 D. 状态a 的压强大于状态c 的压强 【答案】BC 【解析】 【详解】A． a到b的过程中，气体体积V不断减小，说明外界对气体做功，故A错误； B．由题意，ab连线延长线过原点，根据理想气体状态方程变形得 V-T图中过原点的直线对应等压过程，因此a到b气体压强不变 同时该过程温度T降低，气体分子平均动能减小，而压强由分子平均动能和单位时间单位面积碰撞次数共同决定，压强不变时平均动能减小，碰撞次数必然增加，故B正确； C．b到c是等容过程，因此气体对外做功 该过程热力学温度T升高，理想气体内能仅由温度决定，故内能增量 根据热力学第一定律，可得 即气体从外界吸收热量，故C正确； D．c到a为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功 绝热过程 由热力学第一定律得 因此气体内能减小、温度降低，即 对b、c状态，b到c是等容过程，T升高则压强增大，即 而a到b是等压过程 因此，故D错误。 故选BC。 6. 我国高铁技术处于世界领先水平。某列复兴号动车组由8节车厢组成，其中1车厢和8车厢为动车，可提供动力，其余为拖车，不能提供动力。设各节车厢质量及受到的阻力均相等，一节动车提供的动力为，下列说法中正确的是（ ） A. 列车启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上 B. 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比 C. 若仅1车厢为动车，则1车厢对2车厢作用力大小为 D. 若1、8两节车厢同时为动车，则3车厢对4车厢作用力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．列车启动时乘客随列车水平加速，合力水平向前；乘客的重力竖直向下，因此车厢对乘客的作用力是竖直向上的支持力与水平向前的静摩擦力的合力，方向斜向前上方，并非竖直向上，故A错误； B．关闭发动机后列车仅受阻力做减速运动，加速度大小恒定，根据，滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故B正确； C．仅1车厢为动车时，对整体由牛顿第二定律： 对2到8共7节车厢，设1对2的作用力为，有 联立两式可得，故C错误； D．1、8均为动车时，整体为 取后5节为研究对象，设3对4的作用力为，有 联立可得，故D正确。 故选BD。 7. 传送带广泛应用于物品的传输、分拣、分装等工作中。某工厂所使用的传送样品的传送带如图甲所示，样品从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的段为抛物线，段为直线，下列说法正确的是（重力加速度取）（ ） A. 物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反 B. 传送带的速度大小为 C. 样品刚放上传送带时的速度大小为 D. 内样品在传送带上留下的滑动痕迹为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块在0~2s内向左做减速运动，2~3s内向右加速运动，而传送带始终向右匀速运动；0~2s和2~3s内物块相对传送带均向左滑动，所受滑动摩擦力方向始终向右，因此在2~3s内摩擦力方向与物块运动方向相同，3s后随传送带匀速运动，不受摩擦力，故A错误； B．由位移-时间图像可知，3~4.5s内图线为直线，样品做匀速直线运动，其速度，即传送带速度大小为，方向向右，故B正确； C．0~3s内图线为抛物线，样品做匀变速直线运动，设初速度为、加速度为，取向右为正方向，根据运动学公式有， 由图像可知时、，代入解得， 所以样品刚放上传送带时的速度大小为，故C正确； D．0~3s内物块相对传送带一直向左滑动，相对初速度，相对末速度为0，相对位移 3~4.5s内二者共速，无相对滑动，所以留下的滑动痕迹为，不是，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分） 8. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，小明用一个弹簧测力计和若干钩码设计了如图所示的实验装置。将橡皮条一端固定在竖直木板上，另一端系两根细绳OA、OB，O为细绳与橡皮条的结点。细绳OA跨过木板上的光滑钉子C，下端悬挂质量已知的钩码，细绳OB用弹簧测力计钩住。通过改变钩码的个数和弹簧测力计拉力，可调整结点O的位置。 （1）下列关于实验操作中必须注意的事项，描述正确的是 。 A. 两根细绳间的夹角必须为90° B. 确定两个分力方向时必须使铅笔紧贴细绳画出直线 C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D. 用钩码和弹簧测力计同时拉，与只用弹簧测力计拉时，结点O的位置应相同 （2）图中弹簧测力计的示数为_________N。 （3）在该实验中，若将细绳OA、OB换成轻质细橡皮条，正确操作后对实验结果__________影响（选填“有”或“没有”）。 【答案】（1）CD （2）3.60 （3）没有 【解析】 【小问1详解】 A．探究力的合成规律时，两根细绳的夹角不需要特意取90°，适当的任意角度均可，故A错误； B．确定分力方向时，不能紧贴细绳画直线（容易带动细绳形变改变方向，也会蹭脏纸面），正确操作是在细绳上取两个相距较远的点，再连线确定方向，故B错误； C．弹簧测力计与木板平面平行，才能保证拉力方向和纸面共面，避免垂直木板方向的分力带来误差，故C正确； D．根据等效替代的实验原理可知，用钩码和弹簧测力计同时拉，与只用弹簧测力计拉时，结点O的位置应相同，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 弹簧测力计的分度值为0.1N，需要估读到分度值下一位，读数为3.60N。 【小问3详解】 本实验中细绳的作用是记录力的方向，换成轻质细橡皮条后，依然可以准确标记两个分力的方向，不会影响力的大小和方向的测量，因此对实验结果没有影响。 9. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中，小川同学按照图甲所示实验装置安装好实验器材。实验中，可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小，利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。 （1）实验中正确的操作是 （填正确答案标号）； A. 实验前需要将不带滑轮的长木板左端适当垫高，以补偿阻力 B. 若钩码质量标注不清，实验需要用天平测出钩码的质量 C. 为减小系统误差，实验中一定要保证钩码的质量远小于小车的质量 D. 实验时小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 （2）小川按（1）中正确操作平衡摩擦力后，某次实验中让小车做匀加速运动，打出一条纸带，如图乙所示。相邻两个计数点间还有四个点未画出，实验中交变电源的频率是50Hz，小车的加速度大小为________（结果保留三位有效数字）。 （3）后续实验中，小川同学发现弹簧测力计损坏无法读数，因此改变实验方案∶他在小车上放上适量钩码，每增加一个悬挂的钩码，小车上同时减少钩码个数，每个钩码的质量均为；实验中测量小车的加速度，记录悬挂的钩码个数，重复该实验多次。要使绘制的图像为线性的，当悬挂钩码质量增加时，小车上钩码质量应减少________（用题中字母表示）。 【答案】（1）AD （2）1.36 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．实验前需将长木板左端适当垫高，平衡小车运动的阻力，补偿阻力，故A正确； B．本实验装置带有弹簧测力计，可以直接读出细线拉力，不需要通过钩码重力间接获取拉力，因此无需测量钩码质量，故B错误； C．弹簧测力计可直接测量拉力，不需要满足钩码质量远小于小车质量的近似条件，故C错误； D．实验操作规范要求小车靠近打点计时器，先接通电源待打点稳定后再释放小车，能充分利用纸带打出更多有效点，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 交变电源频率为50Hz，相邻计数点间还有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔 使用逐差法计算加速度， 四段位移分别为、、、 得： 【小问3详解】 小车（含车上钩码）的质量为，悬挂钩码总质量为，细线拉力为T。 对小车列牛顿第二定律方程 对悬挂钩码有 两式相加得 要使a与悬挂钩码个数n成线性关系，应使保持不变。因此每增加悬挂钩码，小车上钩码质量应减少 四、计算题（本题包括3小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分） 10. 如图所示，光滑轻质滑轮固定在天花板上，一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块A和小球B，物块A放置在水平地面上，小球B静止在空中，A、B质量分别为、，物块A与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，滑轮左侧轻绳与水平面间夹角为，现施加水平拉力作用在小球B上使其缓慢转动至物块A即将发生滑动为止，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为，，，求： （1）物块A即将发生滑动时，绳子拉力T的大小； （2）物块A即将发生滑动时，水平拉力大小； （3）在物块A即将滑动瞬间，突然撤去拉力，求撤去瞬间小球B的加速度。 【答案】（1） （2） （3），方向垂直于绳子向下 【解析】 【小问1详解】 物块A即将发生滑动时，设绳子拉力为。对物块A受力分析，竖直方向根据平衡条件有 水平方向根据平衡条件有 又最大静摩擦力等于滑动摩擦力，有 联立解得 【小问2详解】 小球B缓慢转动，处于平衡状态。设绳子与竖直方向夹角为。对小球B受力分析，竖直方向根据平衡条件有 代入解得，即 水平方向根据平衡条件有 代入数据解得 【小问3详解】 撤去拉力瞬间，小球B的速度为零，将绕滑轮做圆周运动。沿绳子方向根据牛顿第二定律有 由于此时速度为零，向心加速度，所以 垂直于绳子方向根据牛顿第二定律有 解得，方向垂直于绳子向下。 11. 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用，一架无人机连同所载货物质量，其动力系统所能提供的最大升力，运动过程中所受空气阻力大小恒为。取。（计算结果可用根号表示） （1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在时离地面的高度； （2）当无人机悬停在距离地面高度处时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中，在遥控设备的干预下动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间。 【答案】（1）48m （2）2.5s 【解析】 【小问1详解】 无人机以最大升力竖直向上起飞时，受向上的升力、向下的重力和向下的空气阻力 根据牛顿第二定律 解得上升加速度 无人机从静止开始做匀加速直线运动，由位移公式 代入得 【小问2详解】 失去升力后无人机坠落过程分为两个阶段： 失去升力的自由坠落阶段：无人机受向下的重力、向上的空气阻力，由牛顿第二定律 代入数值得坠落加速度 设该阶段最长运动时间为，此阶段末速度为 下落位移为 恢复最大升力后的减速下落阶段：无人机受向上的升力、向上的空气阻力、向下的重力，由牛顿第二定律 代入数值得减速加速度 为保证安全着地，要求落地时速度恰好为0，该阶段的下落位移为 两个阶段总位移等于初始高度，即 得 12. 如图所示，物块从固定斜面顶端由静止释放，斜面倾角，斜面长度L=4.5m。物块滑到斜面底端后无碰撞地滑上质量为的木板左端。已知物块与斜面、木板间的动摩擦因数分别为、。物块可视为质点，质量为，木板足够长，取。。求： （1）物块刚滑上木板的速度大小； （2）若木板下表面可以涂抹不同材料的涂层，使得木板与地面的动摩擦因数满足。求物块离开斜面后，物块相对地面运动的位移最小值和最大值； （3）若木板下表面特殊涂层使得木板与地面间动摩擦因数随木板对地位移满足： （单位m。且>0；物块滑上木板瞬间木板位置记为=0）。求木板在加速过程中速度达到 m/s时木板的对地位移为多少。 【答案】（1）6m/s （2）6m；10.8m （3）1m 【解析】 【小问1详解】 物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律： ​ 代入数据得 物块从静止下滑，由运动学公式 代入得 【小问2详解】 物块在木板上滑动时，物块的加速度大小恒为： 物块总位移最小的情况：当木板与地面的最大静摩擦力大于等于物块给木板的滑动摩擦力时，木板保持静止，对应临界条件 得 此时物块全程匀减速到0，位移 物块总位移最大的情况：当木板与地面动摩擦因数最小时，木板会在物块摩擦力作用下加速，最终二者共速，物块减速的位移更长。 木板加速度： 设经共速： 解得 共速 共速后二者一起匀减速到0，加速度 物块总位移： 【小问3详解】 木板加速阶段，由动能定理：物块对木板的摩擦力做功减去地面摩擦力做功等于木板动能增量： 代入、、、，解得正根 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $