精品解析：黑龙江哈尔滨市第三中学校2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题

哈三中2026—2027学年度上学期 高三学年10月月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，1~7小题只有一个选项正确，每小题4分。8~10小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的不得分） 1. 关于下列各图，说法正确的是（ ） A. 图甲中，传动装置转动过程中，小齿轮与大齿轮轮边缘上a、b两点的角速度相等 B. 图乙中，走时准确的时钟中，秒针上M、N两点的线速度相等 C. 图丙中，汽车通过拱桥顶端时，汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D. 图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，内轨与火车轮缘间有挤压 2. 成语“簸扬糠秕”源于下图劳动情景，在恒定水平风力作用下，某一时刻从同一高度由静止释放的米粒和糠落到地面不同位置，糠的落点更远。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 米粒和糠都做平抛运动 B. 米粒和糠质量相同 C. 从释放到落地过程中，米粒所受重力的平均功率等于糠所受重力的平均功率 D. 落地时，米粒所受重力的瞬时功率大于糠所受重力的瞬时功率 3. 如图所示，半径为R的半球形粗糙陶罐固定在水平转台上，随转台以相同角速度绕竖直轴转动，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐静止，此时小物块受到摩擦力恰好为零，物块和O点的连线与对称轴之间夹角为θ，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ） A. 此时小物块的合力为 B. 此时转台的角速度为 C. 此时小物块的动能为 D. 增大转台的角速度，且保持小物块相对罐壁静止，小物块仍不受摩擦力 4. 如图所示，质量为的小球，以的速度水平抛出，飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上，不计空气阻力，其中，以下说法正确的是（ ） A. 物体飞行时间是 B. 物体撞击斜面时的速度大小为 C. 物体飞行的位移是 D. 物体下落的过程中重力做功为 5. 如图所示，地球绕太阳公转的轨道可以看成半径为的圆形轨道，甲、乙两颗小行星的椭圆运动轨道分别与地球的公转轨道相切于、两点，为甲的近日点，为乙的远日点。假设两颗小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，万有引力常量为，则下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲在点的速率等于乙在点的速率 B. 小行星乙在点的加速度大小等于小行星甲在点的加速度大小 C. 小行星甲的机械能一定大于地球的机械能 D. 小行星甲与乙的运行周期之比 6. 宇宙中广泛存在着一种特殊的天体系统—双星系统。如图甲所示，某双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，在双星系统外且与系统在同一平面上的A点观测双星运动，观测点A始终静止。测得恒星a、b到OA连线距离x与时间t的关系图像如图乙所示，引力常量为G，则（ ） A. a、b的周期均为 B. a、b的线速度之比为2﹕3 C. a的质量为 D. b的质量为 7. 近年来，国产新能源汽车的销量得到大幅增长。为检测某新能源汽车的刹车性能，现在平直公路上做实验。如图甲所示，汽车质量为（可看作质点）在平直公路上行驶，其中PQ路段为柏油路，QM路段为沙石路，汽车从P地运动到M地的过程，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，15 s时图像的斜率为零，已知汽车在PQ路段受到的阻力恒定为其重力的，汽车在QM路段所受阻力恒定，整个行驶过程中汽车的功率保持不变。，则以下说法中正确的是（ ） A. 汽车的功率为 B. 汽车从Q地运动到M地的过程中牵引力做功为 C. 汽车从Q地运动到M地的过程中克服阻力做的功 D. 汽车从Q地运动到M地的过程中，牵引力的冲量大小为 8. 如图所示，航天员在地面模拟失重训练的一种方式是在水下进行。航天员需要穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，在某次出舱作业过程中，宇航员获得一初速度后竖直向上匀速上升的距离为h，以下说法正确的是（ ） A. 航天员上升h的过程中，航天员所受的合力为零，合力不做功，其机械能守恒 B. 航天员上升h的过程中，重力势能增加了 C. 航天员上升h的过程中，动能转化为重力势能 D. 航天员上升h的过程中，机械能增加了 9. 如图甲所示，刚性轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，绕O点做竖直面内的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，图像如图乙所示，取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为1 kg B. 轻杆的长度为4 m C. 若小球通过最高点时的速度大小为3 m/s，则小球受到杆的弹力大小为12.5 N，方向竖直向上 D. 若小球恰好能做完整的圆周运动，则小球在最低点时速度大小为4 m/s 10. 如图，与水平面成53°夹角且固定于O、M两点的粗糙硬直杆上套着一质量为1 kg的滑块，弹性轻绳一端固定于O点，另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长等于OQ，且OQ竖直，PQ长为1.4 m且PQ⊥OM。现将滑块从P点无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，滑块与杆之间的动摩擦因数为0.25，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量满足F=kl，k=10 N/m，g取10 m/s²，sin53°=0.8。滑块下滑过程中，弹性绳弹力始终在弹性限度内，弹性绳的弹性势能满足，l为其形变量。下列说法正确的是（ ） A. 滑块下滑过程中与杆之间的滑动摩擦力大小始终为2 N B. 以P为原点沿杆向下建立轴x，则滑块第一次下滑达到最大速度过程中，加速度a与沿杆位移x的a-x图像斜率逐渐减小 C. 滑块沿杆下滑过程中的最大速度大小为 D. 滑块从释放到最终静止克服滑动摩擦力做功为3.2 J 二、实验题（共14分） 11. 利用智能手机的加速度传感器，通过调整手机与车轮相对位置测量向心加速度，探究圆周运动向心加速度a与角速度ω、半径r的关系。如图（a），先后将手机固定在自行车后轮转动半径分别为r1、r2（）的位置，摇动踏板，用手机实时采集数据得到两种不同半径下散点图像和散点图像，如图（b）和图（c）。 （1）通过采集的数据散点分布可以判断出（ ） A. 图（b）中a与ω成正比 B. 图（c）中a与ω²成正比 （2）图（c）的II对应半径为________（选填“r1”或“r2”）的散点图； （3）实验过程中，________（选填“需要”或“不需要”）匀速摇动踏板。 12. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验装置由铁架台、轻质定滑轮、不可伸长的细绳、两个重锤、遮光片及光电门计时器组成。其实验操作步骤如下： ①测量固定在重锤1上的遮光片的宽度d，测量重锤1及遮光片的质量、重锤2质量； ②将细绳跨过固定在铁架台上的定滑轮，细绳两端分别悬挂重锤1、重锤2； ③安装光电门，使重锤1在外力作用下静置在水平桌面上，整个系统保持静止，此时重锤2悬空且距离地面高度足够大；用刻度尺测出遮光片中心到光电门的竖直距离H（d远小于H）； ④先启动光电门，再释放重锤1，利用数字计时器记录遮光片通过光电门的遮光时间t； ⑤计算重锤1从释放至遮光片经过光电门的过程中，系统重力势能的减少量与动能的增加量； ⑥多次调整光电门的安装高度，重复上述实验步骤，验证系统机械能守恒定律。 请回答下列问题： （1）设当地的重力加速度为g，系统重力势能的减少量__________。（用题中所给的物理量字母表示） （2）实验中发现系统动能增加量小于重力势能减少量，造成误差的原因可能是__________。 （3）实验中保持、不变，改变遮光片下落距离H，多次实验，记录遮光时间t。若以为纵坐标，为得到如图乙所示的图像，横坐标应选用_______（选填“”、“”、“”或“”）；若得到图像的斜率为k，则重力加速度_______（用、、d、k表示）。 （4）若存在空气阻力，图像的斜率与真实值相比会_______（填“偏大”“偏小”“不变”）。 三、计算题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 哈三中近期举行2026年教职工排球赛，参赛教师在比赛中展现出了永不言弃的拼搏精神。如图所示，一名教师在赛前进行垫球训练，排球以4 m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以6 m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为270 g，排球与手作用时间为0.05 s。重力加速度g取10 m/s²。求： （1）排球的动量变化量； （2）排球对手的平均作用力大小。 14. 如图甲所示，某款新能源汽车在一条改造的纵截面为圆形的狭长直隧道内完成大回环，成为全球首款达成该极限挑战的量产车型。这一真实的物理实测，宣告中国新能源汽车性能已跻身世界顶尖行列。如图乙所示，汽车在隧道最低点以冲上侧壁，之后立即关闭动力，汽车恰好完成大回环。已知水平且与沿隧道x轴正向夹角为，回环过程中不计阻力，汽车仅受重力与弹力作用，重力加速度为，汽车可视为质点。 （1）假设完成大回环的时间为，求改造隧道的长度； （2）求改造隧道的半径。 15. 如图所示，质量为1 kg可视为质点的物块以从A点滑上传送带甲。物块与传送带甲、乙间的动摩擦因数均为0.2，且两传送带的长度均为4 m。其中甲以大小为的速度向右传送，乙以大小为的速度向左传送，为光滑水平面且与两传送带平滑连接，重力加速度。 （1）求物块第一次离开传送带甲时的速度； （2）求物块从第一次进入传送带乙到第一次离开传送带乙，这一过程中摩擦生热； （3）若在物块第一次进入传送带乙后，立即在间某位置固定竖直碰撞板（图中未画出），且物块每次与板碰撞后，速度方向反向大小变为碰撞前的0.75倍。求此过程中传送带乙多消耗的电能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈三中2026—2027学年度上学期 高三学年10月月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，1~7小题只有一个选项正确，每小题4分。8~10小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的不得分） 1. 关于下列各图，说法正确的是（ ） A. 图甲中，传动装置转动过程中，小齿轮与大齿轮轮边缘上a、b两点的角速度相等 B. 图乙中，走时准确的时钟中，秒针上M、N两点的线速度相等 C. 图丙中，汽车通过拱桥顶端时，汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D. 图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，内轨与火车轮缘间有挤压 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，传动装置转动过程中，两轮边缘a、b两点的线速度大小相等，两点的半径不同，根据可知，a、b两点的角速度不相等，故A错误； B．图乙中，走时准确的时钟中，M、N两点绕同一个转动轴转动，M、N两点的角速度相等，两点的半径不同，根据可知，M、N两点的线速度不相等，故B错误； C．图丙中，对汽车在最高点受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，故C正确； D．图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，火车的重力与斜轨道的支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心运动的趋势，外轨与火车轮缘间有挤压，故D错误。 故选C。 2. 成语“簸扬糠秕”源于下图劳动情景，在恒定水平风力作用下，某一时刻从同一高度由静止释放的米粒和糠落到地面不同位置，糠的落点更远。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 米粒和糠都做平抛运动 B. 米粒和糠质量相同 C. 从释放到落地过程中，米粒所受重力的平均功率等于糠所受重力的平均功率 D. 落地时，米粒所受重力的瞬时功率大于糠所受重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．平抛运动要求物体具有水平初速度且只受重力。本题米粒和糠均由静止释放，并受到重力和水平恒定风力作用。设两者受到的水平风力大小均为，任一物体的质量为，其受力方向如下图所示。 两者的水平速度不断增大，不满足平抛运动的条件，故A错误； B．取风力方向为水平正方向、竖直向下为竖直正方向，设释放高度为，两者质量分别为和。竖直方向均只受重力，故竖直加速度均为。由自由落体的位移公式，两者落地时间相同。设两者的水平加速度分别为和，水平位移分别为和。水平方向由牛顿第二定律分别有和 由初速度为零的匀加速直线运动位移公式，分别有和 结合糠的落点更远，联立得 因此米粒质量大于糠的质量，故B错误； C．两者下落相同高度，重力做功分别为和 由平均功率的定义，两者所受重力的平均功率分别为和 两者落地时间相同，而米粒质量更大，所以，故C错误； D．设落地时的竖直速度为，由竖直方向的匀加速直线运动规律得，故两者落地时竖直速度相同。瞬时功率等于力与沿该力方向的速度分量的乘积，重力竖直向下，故两者落地时重力的瞬时功率分别为和 米粒质量更大，因此，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，半径为R的半球形粗糙陶罐固定在水平转台上，随转台以相同角速度绕竖直轴转动，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐静止，此时小物块受到摩擦力恰好为零，物块和O点的连线与对称轴之间夹角为θ，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ） A. 此时小物块的合力为 B. 此时转台的角速度为 C. 此时小物块的动能为 D. 增大转台的角速度，且保持小物块相对罐壁静止，小物块仍不受摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】物块不受摩擦力时只受重力和罐壁的支持力，支持力方向沿半径指向球心，与竖直方向成角。 竖直方向上由平衡条件得 物块做圆周运动的半径，水平方向上由牛顿第二定律得 联立解得 A．物块所受的合力提供向心力，大小为，故A错误； B．由上面解得，故B错误； C．物块的动能，故C正确； D．增大转台的角速度后，物块所需的向心力增大，重力和支持力的合力不足以提供向心力，物块有沿罐壁向上滑动的趋势，必然受到沿罐壁向下的摩擦力，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，质量为的小球，以的速度水平抛出，飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上，不计空气阻力，其中，以下说法正确的是（ ） A. 物体飞行时间是 B. 物体撞击斜面时的速度大小为 C. 物体飞行的位移是 D. 物体下落的过程中重力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体垂直撞在倾角的斜面上，即末速度方向垂直于斜面。斜面法线与竖直方向夹角为，因此速度与竖直方向夹角也为，有 解得 结合 解得，故A错误； B．物体撞击斜面时的速度大小为，故B错误； C．飞行过程中水平位移 竖直位移 故合位移大小，故C错误； D．物体下落的过程中重力做功为，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，地球绕太阳公转的轨道可以看成半径为的圆形轨道，甲、乙两颗小行星的椭圆运动轨道分别与地球的公转轨道相切于、两点，为甲的近日点，为乙的远日点。假设两颗小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，万有引力常量为，则下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲在点的速率等于乙在点的速率 B. 小行星乙在点的加速度大小等于小行星甲在点的加速度大小 C. 小行星甲的机械能一定大于地球的机械能 D. 小行星甲与乙的运行周期之比 【答案】B 【解析】 【详解】A．地球在半径为的圆轨道上运行，万有引力提供向心力，满足 解得 根据卫星变轨原理，升轨加速降轨减速，小行星甲在点速度大于地球公转速度，小行星乙在点速度小于地球公转速度，所以甲在点的速度大于乙在点的速度，故A错误； B．由万有引力提供向心力可知 可得 小行星甲在点、乙在点到太阳的距离均为，因此小行星甲、乙在、两点加速度大小相等，故B正确； C．机械能为动能与引力势能的总和，题中未给出小行星甲和地球的质量关系，无法比较二者机械能的大小，故C错误； D．根据开普勒第三定律，椭圆轨道的周期满足半长轴的三次方与周期平方成正比，由题意知小行星甲、乙的椭圆半长轴分别为， 因此，故D错误。 故选B。 6. 宇宙中广泛存在着一种特殊的天体系统—双星系统。如图甲所示，某双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，在双星系统外且与系统在同一平面上的A点观测双星运动，观测点A始终静止。测得恒星a、b到OA连线距离x与时间t的关系图像如图乙所示，引力常量为G，则（ ） A. a、b的周期均为 B. a、b的线速度之比为2﹕3 C. a的质量为 D. b的质量为 【答案】D 【解析】 【详解】由图乙可知，两恒星到连线的距离都按正弦规律变化，两条曲线形状相同、同时达到最大值（分别为和）又同时回到零，说明两恒星始终位于点两侧、以相同的角速度做圆周运动，且圆周半径之比 A．由图乙可知，两星从到再次回到历时，这只是它们做圆周运动周期的一半，故周期均为，故A错误； B．两星角速度相同，由可知线速度之比等于半径之比，即，故B错误； CD．两星间距，由双星模型、 解得，，故D正确，C错误。 故选D。 7. 近年来，国产新能源汽车的销量得到大幅增长。为检测某新能源汽车的刹车性能，现在平直公路上做实验。如图甲所示，汽车质量为（可看作质点）在平直公路上行驶，其中PQ路段为柏油路，QM路段为沙石路，汽车从P地运动到M地的过程，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，15 s时图像的斜率为零，已知汽车在PQ路段受到的阻力恒定为其重力的，汽车在QM路段所受阻力恒定，整个行驶过程中汽车的功率保持不变。，则以下说法中正确的是（ ） A. 汽车的功率为 B. 汽车从Q地运动到M地的过程中牵引力做功为 C. 汽车从Q地运动到M地的过程中克服阻力做的功 D. 汽车从Q地运动到M地的过程中，牵引力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图乙为汽车的图像，图线斜率表示加速度。内图线水平，汽车以做匀速直线运动。设牵引力大小为，柏油路阻力大小为，由受力平衡及题给条件得 牵引力与速度方向相同，由瞬时功率公式得，故A错误； BC．图中对应汽车从到的过程，行驶时间为，初、末速度分别为和。设这一过程中牵引力做功为，由功率定义，且功率恒定，可得 设汽车克服阻力做功为，平直路面上重力、支持力不做功，由动能定理得 所以，故BC错误； D．时图线斜率为零，汽车加速度为零。设沙石路上阻力大小为，由受力平衡和瞬时功率关系分别有和 联立得 以汽车行驶方向为正方向，记从到的过程中牵引力的冲量为。沙石路阻力恒定，由动量定理得 所以，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，航天员在地面模拟失重训练的一种方式是在水下进行。航天员需要穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，在某次出舱作业过程中，宇航员获得一初速度后竖直向上匀速上升的距离为h，以下说法正确的是（ ） A. 航天员上升h的过程中，航天员所受的合力为零，合力不做功，其机械能守恒 B. 航天员上升h的过程中，重力势能增加了 C. 航天员上升h的过程中，动能转化为重力势能 D. 航天员上升h的过程中，机械能增加了 【答案】BD 【解析】 【详解】A．航天员上升h的过程中，航天员的动能不变，重力势能增加，所以其机械能增加，故A错误； B．航天员上升h的过程中，重力做功为 根据功能关系可知，其重力势能增加了，故B正确； C．航天员上升h的过程中，航天员的动能不变，不是动能转化为重力势能，故C错误； D．航天员上升h的过程中，航天员的动能不变，重力势能增加了，所以其机械能增加了，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，刚性轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，绕O点做竖直面内的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，图像如图乙所示，取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为1 kg B. 轻杆的长度为4 m C. 若小球通过最高点时的速度大小为3 m/s，则小球受到杆的弹力大小为12.5 N，方向竖直向上 D. 若小球恰好能做完整的圆周运动，则小球在最低点时速度大小为4 m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】设轻杆长为（即小球做圆周运动的半径）。小球在最高点受重力和杆的弹力 当时杆对小球有向上的支持力 当时杆对小球有向下的拉力 故 A．由图像可知，时，故小球的质量，故A正确； B．由图像可知，时，故轻杆的长度，故B错误； C．当小球通过最高点的速度时， 由 得，方向竖直向下，故C错误； D．小球恰好能做完整圆周运动时，在最高点的速度为零 由机械能守恒定律得 解得最低点速度，故D正确。 故选AD。 10. 如图，与水平面成53°夹角且固定于O、M两点的粗糙硬直杆上套着一质量为1 kg的滑块，弹性轻绳一端固定于O点，另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长等于OQ，且OQ竖直，PQ长为1.4 m且PQ⊥OM。现将滑块从P点无初速度释放，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，滑块与杆之间的动摩擦因数为0.25，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量满足F=kl，k=10 N/m，g取10 m/s²，sin53°=0.8。滑块下滑过程中，弹性绳弹力始终在弹性限度内，弹性绳的弹性势能满足，l为其形变量。下列说法正确的是（ ） A. 滑块下滑过程中与杆之间的滑动摩擦力大小始终为2 N B. 以P为原点沿杆向下建立轴x，则滑块第一次下滑达到最大速度过程中，加速度a与沿杆位移x的a-x图像斜率逐渐减小 C. 滑块沿杆下滑过程中的最大速度大小为 D. 滑块从释放到最终静止克服滑动摩擦力做功为3.2 J 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABC．设的长度为，其中。以为原点，沿杆向下为正方向，设滑块下移后位于点。轻绳原长等于，故此时绳的伸长量等于；由 ，整理得 下图表示滑块当前位置及用于分解张力的直角三角形，蓝色虚线为辅助线。 由胡克定律得，结合直角三角形，张力垂直杆指向一侧的分量为 将杆对滑块的支持力记为，滑动摩擦力记为。滑块垂直杆方向上无加速度，取指向一侧为正，受力平衡方程为 因此支持力指向背离一侧，其大小始终为 滑动摩擦力大小为 下滑时摩擦力沿杆向上，下图以时的下滑状态为例表示滑块所受的四个实际力，蓝色虚线表示杆的方向。 结合直角三角形，张力沿杆向上的分量为 沿杆向下应用牛顿第二定律得 整理得 因此加速度随位移变化的图像为斜率恒定的直线。在首次下滑过程中，到达处以前，加速度沿杆向下，速度增大；经过该处后，加速度沿杆向上，速度减小，故速度在该处达到最大。由题给弹性势能公式，绳的弹性势能相对释放时增加了 从释放到首次下滑位移为的过程，对滑块应用动能定理，弹力做功等于绳的弹性势能减少量，故 于是速度满足 代入得，故AC正确，B错误； D．设滑块首次速度减至零时沿杆的位移为。在前述速度关系中取，舍去释放位置对应的零根，得 此时张力沿杆向上的分量与重力沿杆向下的分量之差为 该差值超过最大静摩擦力，故滑块不能停在此处，将沿杆上滑。设它上滑距离后再次速度为零，上滑时摩擦力沿杆向下，由动能定理得 取非零解，得 此处相对点沿杆向下的位移为 张力沿杆向上的分量为 恰与重力沿杆向下的分量相等，滑块可保持静止，因而运动总路程为 克服滑动摩擦力做功为，故D正确。 故选ACD。 二、实验题（共14分） 11. 利用智能手机的加速度传感器，通过调整手机与车轮相对位置测量向心加速度，探究圆周运动向心加速度a与角速度ω、半径r的关系。如图（a），先后将手机固定在自行车后轮转动半径分别为r1、r2（）的位置，摇动踏板，用手机实时采集数据得到两种不同半径下散点图像和散点图像，如图（b）和图（c）。 （1）通过采集的数据散点分布可以判断出（ ） A. 图（b）中a与ω成正比 B. 图（c）中a与ω²成正比 （2）图（c）的II对应半径为________（选填“r1”或“r2”）的散点图； （3）实验过程中，________（选填“需要”或“不需要”）匀速摇动踏板。 【答案】（1）B （2） （3）不需要 【解析】 【小问1详解】 A．图（b）的横轴是角速度，纵轴是向心加速度。从散点分布可以看出，数据点形成的曲线是抛物线形状，而不是过原点的直线。如果与成正比，则图像应该是过原点的直线（，为常数）。但实际图像是曲线，说明与不成正比，故A错误。 B．图（c）的横轴是角速度的平方，纵轴是向心加速度。从散点分布可以看出，数据点（Ⅰ和Ⅱ两条线）都近似分布在过原点的直线上。根据向心加速度公式，当一定时，与成正比，图像应该是过原点的直线，斜率。实验数据与理论公式吻合，说明与成正比，故B正确。 故选B。 【小问2详解】 由向心加速度公式可知，在散点图像中，斜率（为转动半径），即图像的斜率越大，对应的转动半径越大。观察图（c），可知直线Ⅰ斜率较大（较陡峭），直线Ⅱ斜率较小（较平缓），已知，所以斜率大的直线Ⅰ→半径大→对应，斜率小的直线Ⅱ→半径小→对应。 【小问3详解】 本实验的目的是探究向心加速度与角速度、半径r的关系，需要采集多组不同值下的值，从而找出规律。智能手机的加速度传感器可以实时采集数据，即在不同时刻记录对应的和值。为了获得完整的关系曲线，需要让变化，采集不同值下的值。如果匀速摇动踏板，保持不变，只能采集到一个值对应的值，无法得到完整的关系曲线。如果变速摇动踏板，不断变化，可以采集到多个不同值下的值，从而得到完整的散点图。实验过程中不需要匀速摇动踏板，反而应该变速摇动，以获得多组数据。 12. 某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验装置由铁架台、轻质定滑轮、不可伸长的细绳、两个重锤、遮光片及光电门计时器组成。其实验操作步骤如下： ①测量固定在重锤1上的遮光片的宽度d，测量重锤1及遮光片的质量、重锤2质量； ②将细绳跨过固定在铁架台上的定滑轮，细绳两端分别悬挂重锤1、重锤2； ③安装光电门，使重锤1在外力作用下静置在水平桌面上，整个系统保持静止，此时重锤2悬空且距离地面高度足够大；用刻度尺测出遮光片中心到光电门的竖直距离H（d远小于H）； ④先启动光电门，再释放重锤1，利用数字计时器记录遮光片通过光电门的遮光时间t； ⑤计算重锤1从释放至遮光片经过光电门的过程中，系统重力势能的减少量与动能的增加量； ⑥多次调整光电门的安装高度，重复上述实验步骤，验证系统机械能守恒定律。 请回答下列问题： （1）设当地的重力加速度为g，系统重力势能的减少量__________。（用题中所给的物理量字母表示） （2）实验中发现系统动能增加量小于重力势能减少量，造成误差的原因可能是__________。 （3）实验中保持、不变，改变遮光片下落距离H，多次实验，记录遮光时间t。若以为纵坐标，为得到如图乙所示的图像，横坐标应选用_______（选填“”、“”、“”或“”）；若得到图像的斜率为k，则重力加速度_______（用、、d、k表示）。 （4）若存在空气阻力，图像的斜率与真实值相比会_______（填“偏大”“偏小”“不变”）。 【答案】（1） （2）空气阻力或滑轮轴处的摩擦使部分机械能转化为内能 （3） ①. ②. （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 按图甲和步骤③，释放后重锤1上升、重锤2下降。第（3）问中的“遮光片下落距离”应按装置理解为遮光片的上升距离。不可伸长的细绳使两重锤移动的距离均为，重锤2的重力势能减少，重锤1及遮光片的重力势能增加，由重力势能变化与高度变化的关系得 【小问2详解】 空气阻力、滑轮轴处的摩擦等阻力做负功，将部分机械能转化为内能，所以重力势能的减少量没有全部转化为系统动能，系统动能增加量偏小。 【小问3详解】 [1]图乙为过原点的直线，纵坐标为，因此应寻找与该纵坐标成正比的物理量。设遮光片经过光电门时两重锤的速度大小均为。由于遮光片宽度远小于运动距离，可用通过光电门的平均速度近似表示此时的瞬时速度，即 在忽略阻力和轻质滑轮动能的理想条件下，两重锤及遮光片组成的系统从静止释放，由机械能守恒得 代入测速关系并整理得 保持两重锤质量和遮光片宽度不变时，纵坐标与成正比，因此横坐标应选。 [2]该直线斜率为纵坐标变化量与横坐标变化量的比值，因此 解得 【小问4详解】 在相同运动距离下，空气阻力做负功，使两重锤经过光电门时的速度偏小，遮光时间偏大，纵坐标偏小，因此图像的斜率与无空气阻力时相比偏小。 三、计算题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 哈三中近期举行2026年教职工排球赛，参赛教师在比赛中展现出了永不言弃的拼搏精神。如图所示，一名教师在赛前进行垫球训练，排球以4 m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以6 m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为270 g，排球与手作用时间为0.05 s。重力加速度g取10 m/s²。求： （1）排球的动量变化量； （2）排球对手的平均作用力大小。 【答案】（1），方向竖直向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 以排球为研究对象，取竖直向上为正方向。排球碰手前、离手后的速度分别为和，质量为。根据动量的定义，排球的动量变化量为 为正，说明动量变化量的方向竖直向上。 【小问2详解】 沿用竖直向上的正方向，设手对排球竖直向上的平均作用力大小为，作用时间为。接触过程中，排球还受竖直向下的重力，由动量定理得 将第（1）问的结果及题给数据代入，解得 根据牛顿第三定律，排球对手的平均作用力与手对排球的平均作用力大小相等、方向相反，因此排球对手的平均作用力大小为，方向竖直向下。 14. 如图甲所示，某款新能源汽车在一条改造的纵截面为圆形的狭长直隧道内完成大回环，成为全球首款达成该极限挑战的量产车型。这一真实的物理实测，宣告中国新能源汽车性能已跻身世界顶尖行列。如图乙所示，汽车在隧道最低点以冲上侧壁，之后立即关闭动力，汽车恰好完成大回环。已知水平且与沿隧道x轴正向夹角为，回环过程中不计阻力，汽车仅受重力与弹力作用，重力加速度为，汽车可视为质点。 （1）假设完成大回环的时间为，求改造隧道的长度； （2）求改造隧道的半径。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车沿x轴方向不受外力，做匀速直线运动，x方向分速度为 隧道长度等于x方向的位移，即 【小问2详解】 垂直隧道轴向的平面内，汽车恰好完成大回环，在最高点时重力提供向心力，设汽车在最高点时垂直于隧道轴向的分速度为，则有 汽车在隧道最低点以冲上侧壁，之后立即关闭动力，回环过程中不计阻力，由机械能守恒得 其中 联立得改造隧道的半径 15. 如图所示，质量为1 kg可视为质点的物块以从A点滑上传送带甲。物块与传送带甲、乙间的动摩擦因数均为0.2，且两传送带的长度均为4 m。其中甲以大小为的速度向右传送，乙以大小为的速度向左传送，为光滑水平面且与两传送带平滑连接，重力加速度。 （1）求物块第一次离开传送带甲时的速度； （2）求物块从第一次进入传送带乙到第一次离开传送带乙，这一过程中摩擦生热； （3）若在物块第一次进入传送带乙后，立即在间某位置固定竖直碰撞板（图中未画出），且物块每次与板碰撞后，速度方向反向大小变为碰撞前的0.75倍。求此过程中传送带乙多消耗的电能。 【答案】（1），方向向右 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取物块滑上传送带时的运动方向为正方向。物块受到的滑动摩擦力大小，物块的加速度大小 物块滑上传送带甲的速度小于甲的速度，物块相对甲向左滑动，所受摩擦力方向向右，物块向右做匀加速运动 设物块加速到与甲速度相同所通过的位移为，由 得 因小于传送带甲的长度，物块在甲上先匀加速、后随甲一起匀速运动，故物块第一次离开传送带甲时的速度 方向向右。 【小问2详解】 物块以滑上传送带乙，乙向左运动、速度大小为，物块相对乙向右滑动，所受摩擦力向左，物块向右做匀减速运动 设经时间物块与乙的速度相同，由（取向右为正） 得 这段时间内物块向右的位移 因小于乙的长度，物块与乙共速后随乙一起向左匀速运动直至离开乙 故物块相对乙滑动的路程 这一过程摩擦生热 【小问3详解】 物块离开乙后与板碰撞，以的速度向右再次进入乙 物块在乙上先向右减速，速度减为零的位移，随后摩擦力向左使物块向左加速，由对称性，物块回到原处离开乙时速度大小仍为，即物块每次进出乙的动能相同 设物块某次进入乙的速度大小为，则减速和加速所用的时间均为，物块返回原处，这段时间内乙的位移大小为，故相对滑动的路程为，摩擦生热 传送带乙多消耗的电能等于物块动能变化与摩擦生热之和。 第一次在乙上：物块动能由变为，故 第二次、第三次及以后，物块进出乙的动能不变，而进入速度逐次变为前一次的，摩擦生热依次为、… 故 故此过程中传送带乙多消耗的电能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $