精品解析：2027届四川南充高级中学高三上学期第二次诊断考试（南充一诊模拟考试）物理试题

南充高中高2024级第二次诊断考试（南充一诊模拟考试） 物 理 试 题 （总分：100分 考试时间：75分钟） 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. 高速路上堵车，小东听到导航仪提醒“前方3公里拥堵，估计需要24分钟通过”，根据导航仪提醒，下列推断合理的是　　 A. 汽车将匀速通过前方3公里 B. 能够计算出此时车子的速度是 C. 通过前方这3公里的过程中，车子的平均速度大约为 D. 若此时离目的地还有30公里，到达目的地一定需要240分钟 2. 如图所示是甲、乙两物体从同一位置出发做直线运动的运动时间图像，y轴不慎没有标注，已知4 s时两物体相遇，由图像可以看出在这段时间内（ ） A. 甲、乙两物体之间的距离先增大后减小 B. 甲、乙两物体始终同向运动 C. 甲的平均速度大于乙的平均速度 D. 6s时甲物体刚好静止 3. 量不等的两光滑小球A、B在同一漏斗内，在不同高度的水平面内做匀速圆周运动（A球在B球上方），如图所示，下列说法正确的是（ ） A. A、B两小球对漏斗压力大小相等 B. A、B两小球的向心力大小相等 C. A、B两小球的向心加速度大小不相等 D. A球的角速度小于B球的角速度 4. 2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件-杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生的核反应方程为，其中、、X和的质量分别为、、、，真空中的光速为，下列说法正确的是（ ） A. X的比结合能比的比结合能小 B. X的比结合能比的比结合能大 C. 该核反应过程中释放的能量为 D. 由于质量亏损，因此该核反应过程中质量数不守恒 5. 一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，其运动的位移-时间图像如图所示，为图像上的一点。PQ为过P点的切线，与x轴交于点，则该汽车运动过程中的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 6. 卡诺循环是一种理想化的热力学循环，由法国工程师卡诺于1824年提出。一定质量某理想气体的卡诺循环（A→B→C→D→A）可用压强-体积（p-V）图像表示，A、B、C、D分别为四条曲线的交点。其中AB与CD为两条等温线，温度分别为T1、T2。B→C过程与D→A过程中气体与外界无热量交换。已知状态A的压强及体积分别为、，状态C的压强及体积分别为、。下列说法正确的是（ ） A. 根据理想气体的状态变化规律可知 B. 在A→B过程中，气体吸收的热量等于外界对气体做的正功 C. 从整个循环过程看，该气体对外做功为零，内能不变 D. 气体在A→B过程中吸收的热量大于C→D过程中放出的热量 7. 如图所示，一倾角为足够长的斜面体C置于粗糙的水平地面上，并排放在斜面上的小物块A、B（接触但未粘连）在平行于斜面向上的恒力F（未知）作用下沿斜面向上以做匀速直线运动，某时刻突然撤去F，斜面体始终处于静止状态。已知物块A、B的质量均为m，二者与斜面间的动摩擦因数分别为、，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，。则（ ） A. F=1.2mg B. 撤去F瞬间，A、B之间的弹力不为零 C. 撤去F后，B沿斜面向上的速度减为零时A、B之间的距离为 D. 撤去F瞬间，地面对斜面体C的摩擦力为零 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的。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. 如图所示，一个内壁光滑、导热良好的汽缸水平固定放置，汽缸内封闭一定质量的理想气体体积为、压强为p1，活塞横截面积为S，大气压强为。现水平向右缓慢拉动活塞，环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ） A. 缓慢拉动活塞的过程中，每个气体分子动能都不变 B. 当拉力大小为F时，该时刻活塞平衡，封闭的理想气体压强等于 C. 若缓慢拉动活塞向右移动位移L，拉力所做的总功为W，外界对气体做功为p0SL-W D. 若缓慢拉动活塞向右移动位移L，拉力所做的总功为W，气体吸收热量大小等于p0SL-W 9. 研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，其光电流与电压的关系如图（b）所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 若电源的左端是正极，滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流不一定增大 B. 图线甲与乙不是同一种入射光，入射光甲的强度等于乙光的强度 C. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小 D. 由图可知，乙光的频率小于丙光的频率 10. 如图所示，篮球运动员训练时，先后在不同位置进行了两次投篮。第一次在A位置将篮球斜向上（与水平方向夹角为）以速度抛出，第二次在B位置将篮球斜向上（与水平方向夹角为）以速度抛出，A、B处于同一高度h，两次篮球均恰好落入篮筐中C处，已知重力加速度大小为g，两运动轨迹的最高点到地面的距离相同，C到地面的高度为H，篮球质量为m，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. B. C. A点距第一次轨迹最高点的水平距离小于B点距第二次轨迹最高点的水平距离 D. A、B间的距离可表示为 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. 南充高中物理兴趣小组为了测量某轻弹簧劲度系数与物体间的动摩擦因数，设计了如下实验： （1）首先，将轻弹簧竖直悬挂（如图甲），用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1=0.0400m。 （2）其次，在弹簧的下端悬挂质量为m的小木块（如图乙），用刻度尺测出稳定时弹簧的长度L2=_______m，可知该弹簧的劲度系数为_________（用L1、L2、m、g表示）。 （3）接着，为测量图丙中小木块与长木板间的动摩擦因数，小王同学将（2）中弹簧水平放在光滑的玻璃板上，用刻度尺测出弹簧自由长度L0=0.0390m。然后将（2）中弹簧和小木块放置于木板上，将弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力向右拉动长木板，使长木板与小木块发生相对运动。当小木块静止后，测出此时弹簧的长度L3=0.0690m。则小木块与长木板间的动摩擦因数_________（结果保留两位有效数字）。 12. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度，光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点，用刻度尺测出、两点间的距离为，用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度，然后让滑块从点由静止滑下，遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、，然后改变滑块释放的位置，多测几组、的相应值，实验结束后作出的关系图像如图3所示，回答下列问题。 （1）木板上方的细线______与木板平行，木板______（两空均选填“一定”或“不一定”）光滑。 （2）用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示，则______。 （3）图3中倾斜直线的斜率为______。 （4）图3中图线与纵轴的交点坐标为（0，-b），则滑块的加速度______（用含、、的式子来表示）。 13. 随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常低头看手机，然而开车时看手机是一种危险驾驶行为，极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以v0=12m/s的速度匀速行驶，它正前方x0=24m处以v1=16m/s的速度同向匀速行驶的货车由于故障开始匀减速，而出租车司机此时开始低头看手机，t1=2.5s后才发现危险，司机经t2=0.5s反应时间后，立即采取紧急制动措施开始做匀减速直线运动，若货车从故障开始，需向前滑行s=64m才能停下，求： （1）货车加速度的大小； （2）当出租车开始刹车时，两车之间的距离； （3）若欲使出租车不和货车发生追尾，则出租车刹车的加速度至少多大？ 14. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.8m，A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道CD对应的圆心角。一质量为M=1kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，取g=10m/s2，，。 （1）若小球恰好能从A点飞出，水平轨道BC足够长，求小球落地点与B点的水平距离； （2）若小球从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，求①小球在A点对圆弧轨道的压力大小；②小球在C点受到的支持力的大小。 15. 智能物流仓库常利用传送带和平板车，根据快递信息进行货物分拣，其工作原理如下图所示。已知传送带顺时针匀速转动，转动速率v可以调节。将质量m=1kg的包裹无初速度地放在传送带的A端，包裹到达B端后能滑上质量为M=2kg的平板车左端，忽略包裹在B端转运时的机械能损失。当平板车感应到包裹，便会启动动力装置，获得水平向右的牵引力F=11N，平板车运动过程中所受阻力f=3N，已知物块与传送带及平板车之间的动摩擦因数均为μ=0.4，传送带A、B两端的距离为L1=2m，平板车的长度L2=1m，包裹可视为质点，重力加速度g=10 m/s2。 （1）若传送带转动速率v=2 m/s，包裹刚进入平板车时的速度大小是多少？ （2）调节传送带的转动速率至vm，使包裹以最大速度进入平板车，则vm至少是多大？包裹以最大速度进入平板车后，最终停留在距离平板车右端多远的地方？ （3）若拆除平板车上的动力装置，调节传送带的转动速率v，求包裹在平板车上相对滑动的最大时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南充高中高2024级第二次诊断考试（南充一诊模拟考试） 物 理 试 题 （总分：100分 考试时间：75分钟） 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. 高速路上堵车，小东听到导航仪提醒“前方3公里拥堵，估计需要24分钟通过”，根据导航仪提醒，下列推断合理的是　　 A. 汽车将匀速通过前方3公里 B. 能够计算出此时车子的速度是 C. 通过前方这3公里的过程中，车子的平均速度大约为 D. 若此时离目的地还有30公里，到达目的地一定需要240分钟 【答案】C 【解析】 【详解】前方拥堵，汽车不可能做匀速运动通过3公里，故A错误；根据题设条件，汽车的瞬时速度无法求出，故B错误；根据平均速度公式可知，平均速度约为：，故C正确；经过拥堵路段后，汽车的速度并不一定一直保持，故此后的运动时间无法确定，故D错误．故选C． 2. 如图所示是甲、乙两物体从同一位置出发做直线运动的运动时间图像，y轴不慎没有标注，已知4 s时两物体相遇，由图像可以看出在这段时间内（ ） A. 甲、乙两物体之间的距离先增大后减小 B. 甲、乙两物体始终同向运动 C. 甲的平均速度大于乙的平均速度 D. 6s时甲物体刚好静止 【答案】A 【解析】 【详解】A．若该图为速度—时间图像，图线与时间轴所围面积表示位移。按图中标度计算三角形和梯形面积，甲、乙在内的位移之比为 这与两物体同地出发且时相遇所要求的位移相等矛盾，因此该图应为位移—时间图像。取纵坐标增大的方向为正方向，纵坐标表示相对出发点的位移，同一时刻两图线纵坐标差的绝对值表示两物体间的距离。在内，该差值由零逐渐增大；在内，该差值逐渐减小至零，故A正确； B．位移—时间图像的斜率表示速度。甲在内的斜率为正，在内的斜率为负；乙的斜率始终为正。因此两物体先同向运动，后反向运动，故B错误； C．平均速度等于位移与所用时间之比，即。两物体同地出发且时相遇，这段时间的位移相同，所用时间也相同，所以平均速度满足，故C错误； D．时甲的纵坐标为零，表示甲回到出发点；此时图线的斜率仍为负且不为零，表示甲的速度不为零，故D错误。 故选A。 3. 量不等的两光滑小球A、B在同一漏斗内，在不同高度的水平面内做匀速圆周运动（A球在B球上方），如图所示，下列说法正确的是（ ） A. A、B两小球对漏斗压力大小相等 B. A、B两小球的向心力大小相等 C. A、B两小球的向心加速度大小不相等 D. A球的角速度小于B球的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．漏斗光滑，小球只受重力和漏斗的支持力。设任一小球的质量为，支持力大小为，支持力与竖直方向的夹角为，重力加速度为。支持力垂直漏斗壁，斜向上且指向漏斗内侧；两球所处漏斗壁的倾斜程度相同，因此这一夹角相同。以球为例，受力方向及夹角如下图所示 小球的竖直加速度为零，由竖直方向受力平衡得 因此支持力大小为 由牛顿第三定律，小球对漏斗的压力与漏斗对小球的支持力大小相等。两球质量不同，对漏斗的压力大小不等，故A错误； BCD．支持力的水平分力提供向心力。设向心力大小为，向心加速度大小为，由水平方向的牛顿第二定律得 代入上述支持力表达式，得 将向心力除以质量，得 两球质量不同，向心力大小不等；向心加速度与质量和轨道半径均无关，两球的向心加速度大小相等。设圆周运动半径为，角速度为，匀速圆周运动的向心加速度满足，因而 由图可知，球在球上方，其圆周运动半径更大，即。 在相同的向心加速度下可得，故BC错误，D正确。 故选D。 4. 2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件-杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生的核反应方程为，其中、、X和的质量分别为、、、，真空中的光速为，下列说法正确的是（ ） A. X的比结合能比的比结合能小 B. X的比结合能比的比结合能大 C. 该核反应过程中释放的能量为 D. 由于质量亏损，因此该核反应过程中质量数不守恒 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由核反应中质量数和电荷数守恒可知，生成的为。比结合能越大，原子核越稳定；氦核的比结合能大于氚核，氦核更稳定，故A错误，B正确； C．该反应有质量亏损，设质量亏损为，则 根据质能方程，反应释放的能量为，故C错误； D．核反应中质量数（核子总数）守恒，该反应前后的总质量数均为5。质量亏损是反应前后总静止质量之差，不表示核子数减少，故D错误。 故选B。 5. 一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，其运动的位移-时间图像如图所示，为图像上的一点。PQ为过P点的切线，与x轴交于点，则该汽车运动过程中的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】位移—时间图像的切线斜率表示瞬时速度。取汽车初始运动方向为正方向，图中斜率为正且逐渐减小，说明汽车做匀减速直线运动。将时刻的瞬时速度记为，由切线的斜率得 图像经过原点，初始位移为零。设初速度为，表示汽车的加速度，由匀变速直线运动的速度和位移公式，有， 在时刻消去，整理得 代入切线斜率对应的速度，解得 因此，加速度方向与初速度方向相反，其大小为 故选C。 6. 卡诺循环是一种理想化的热力学循环，由法国工程师卡诺于1824年提出。一定质量某理想气体的卡诺循环（A→B→C→D→A）可用压强-体积（p-V）图像表示，A、B、C、D分别为四条曲线的交点。其中AB与CD为两条等温线，温度分别为T1、T2。B→C过程与D→A过程中气体与外界无热量交换。已知状态A的压强及体积分别为、，状态C的压强及体积分别为、。下列说法正确的是（ ） A. 根据理想气体的状态变化规律可知 B. 在A→B过程中，气体吸收的热量等于外界对气体做的正功 C. 从整个循环过程看，该气体对外做功为零，内能不变 D. 气体在A→B过程中吸收的热量大于C→D过程中放出的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．AB与CD为两条等温线，由图可知 根据理想气体状态方程可知 则，故A错误； B．A→B是等温膨胀过程，理想气体等温过程内能不变（ΔU=0），根据热力学第一定律ΔU=Q+W 可得Q=−W 该过程气体体积膨胀，是气体对外界做功，吸收的热量等于气体对外做的功，并非外界对气体做正功，故B错误； C．整个循环的初末状态为同一状态，理想气体内能仅由温度决定，因此循环总内能不变；但p−V图中循环曲线包围的面积代表气体对外做的总功，该顺时针循环的包围面积不为零，气体对外做功不为零，故C错误； D．整个循环内能不变，根据热力学第一定律可知，A→B吸收的总热量与C→D放出的总热量的差值，等于循环对外做的净功（为正值），因此，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一倾角为足够长的斜面体C置于粗糙的水平地面上，并排放在斜面上的小物块A、B（接触但未粘连）在平行于斜面向上的恒力F（未知）作用下沿斜面向上以做匀速直线运动，某时刻突然撤去F，斜面体始终处于静止状态。已知物块A、B的质量均为m，二者与斜面间的动摩擦因数分别为、，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，。则（ ） A. F=1.2mg B. 撤去F瞬间，A、B之间的弹力不为零 C. 撤去F后，B沿斜面向上的速度减为零时A、B之间的距离为 D. 撤去F瞬间，地面对斜面体C的摩擦力为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．设斜面对和的支持力分别为和，与之间的接触弹力为。两物块沿斜面向上匀速运动，摩擦力均沿斜面向下；垂直斜面方向平衡，得 对沿斜面向上列牛顿第二定律，得 所以 对沿斜面向上列牛顿第二定律，得 代入得，故A错误； BC．撤去后两物块仍具有沿斜面向上的速度，若和仍接触并以共同加速度运动，对整体沿斜面向上列式，得 所以，再对沿斜面向上列式，得 代入得，接触弹力只能是压缩力，不能为负，因此两物块立即分离，撤力瞬间与之间弹力为零。分离后，和仍向上运动，动摩擦力均沿斜面向下；对沿斜面方向列牛顿第二定律，得 所以 对沿斜面方向列牛顿第二定律，得 所以 由匀变速公式，停下前上滑距离为 停止后，沿斜面向下的重力分力与维持静止所需的摩擦力均为，而最大静摩擦力也为，故保持静止。停下前上滑距离为 所以速度减为零时两物块间距离为，故B错误，C正确； D．撤去瞬间，和仍向上运动，斜面对每个物块的支持力为，动摩擦力沿斜面向下。对物块（），物块对斜面体的反作用力水平向左，其水平分量大小为 因斜面体保持静止，地面对的摩擦力大小为 方向水平向右，故D错误。 故选C。 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的。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. 如图所示，一个内壁光滑、导热良好的汽缸水平固定放置，汽缸内封闭一定质量的理想气体体积为、压强为p1，活塞横截面积为S，大气压强为。现水平向右缓慢拉动活塞，环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ） A. 缓慢拉动活塞的过程中，每个气体分子动能都不变 B. 当拉力大小为F时，该时刻活塞平衡，封闭的理想气体压强等于 C. 若缓慢拉动活塞向右移动位移L，拉力所做的总功为W，外界对气体做功为p0SL-W D. 若缓慢拉动活塞向右移动位移L，拉力所做的总功为W，气体吸收热量大小等于p0SL-W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，环境温度不变仅说明气体分子的平均动能不变，并非每个气体分子的动能都固定不变，分子热运动是无规则的，单个分子动能有大有小、时刻变化，故A错误； B．对活塞受力分析，水平方向受三个力平衡：向左的大气压力、向右的拉力F、向右的封闭气体压力，列平衡方程 整理得封闭气体压强，故B正确； C．拉动活塞向右移动位移L的过程中，拉力做功为W，大气对活塞的作用力为，方向向左，大气对活塞做负功，大小为。对活塞用动能定理（缓慢拉动，活塞动能变化为0），有W+W气对活塞−=0 其中W气对活塞是封闭气体对活塞做的功，而外界对气体做功W外对气与气体对外做功大小相等、符号相反，即W外对气=− W气对活塞，可得W外对气= W -p0SL，故C错误； D．封闭的是一定质量的理想气体，等温过程中理想气体内能仅由温度决定，温度不变则内能变化ΔU=0。根据热力学第一定律ΔU=W外对气+Q 解得Q=p0SL-W，故D正确。 故选BD。 9. 研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，其光电流与电压的关系如图（b）所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 若电源的左端是正极，滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流不一定增大 B. 图线甲与乙不是同一种入射光，入射光甲的强度等于乙光的强度 C. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小 D. 由图可知，乙光的频率小于丙光的频率 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知光电管的A板与电源左端一侧相连，若电源左端是正极，则A板电势高于K板，光电管所加为正向加速电压；滑动触头向右滑动时分压电路输出的正向电压增大，若光电流尚未达到饱和值则光电流增大，若已达到饱和光电流则光电流不再增大，所以光电流不一定增大，故A正确； B．由图可知甲、乙两条曲线的遏止电压相同，均为，根据爱因斯坦光电效应方程 可知甲、乙两光的频率相同，属于同一种入射光；而甲的饱和光电流大于乙的饱和光电流，说明甲光的强度大于乙光的强度，故B错误； C．金属的逸出功由金属材料本身决定，与入射光的种类和强度无关，将甲光换成丙光照射锌板，锌板的逸出功不变，故C错误； D．由图可知丙光的遏止电压为，乙光的遏止电压为，且，由可知遏止电压绝对值越大入射光频率越高，故丙光频率大于乙光频率，即乙光的频率小于丙光的频率，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，篮球运动员训练时，先后在不同位置进行了两次投篮。第一次在A位置将篮球斜向上（与水平方向夹角为）以速度抛出，第二次在B位置将篮球斜向上（与水平方向夹角为）以速度抛出，A、B处于同一高度h，两次篮球均恰好落入篮筐中C处，已知重力加速度大小为g，两运动轨迹的最高点到地面的距离相同，C到地面的高度为H，篮球质量为m，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. B. C. A点距第一次轨迹最高点的水平距离小于B点距第二次轨迹最高点的水平距离 D. A、B间的距离可表示为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．两次篮球竖直方向的分运动均为竖直上抛运动，由于两次篮球抛出点到轨迹最高点的竖直距离相等，且都经过C点，因此篮球从A运动到C的时间与从B运动到C的时间相等，对第一次的运动过程，水平方向上有 竖直方向上有 对第二次的运动过程，水平方向上有 竖直方向上有 则 又，则，故A正确，B错误； C．设两次篮球运动到最高点过程所用时间均为，篮球从A运动到最高点的过程，水平方向上有 同理篮球从B运动到最高点的过程，水平方向上有 结合 可知，，故C正确； D．根据AB项分析解得，以第一次的运动过程表示的时间为 而 解得，故D错误。 故选AC。 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. 南充高中物理兴趣小组为了测量某轻弹簧劲度系数与物体间的动摩擦因数，设计了如下实验： （1）首先，将轻弹簧竖直悬挂（如图甲），用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1=0.0400m。 （2）其次，在弹簧的下端悬挂质量为m的小木块（如图乙），用刻度尺测出稳定时弹簧的长度L2=_______m，可知该弹簧的劲度系数为_________（用L1、L2、m、g表示）。 （3）接着，为测量图丙中小木块与长木板间的动摩擦因数，小王同学将（2）中弹簧水平放在光滑的玻璃板上，用刻度尺测出弹簧自由长度L0=0.0390m。然后将（2）中弹簧和小木块放置于木板上，将弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力向右拉动长木板，使长木板与小木块发生相对运动。当小木块静止后，测出此时弹簧的长度L3=0.0690m。则小木块与长木板间的动摩擦因数_________（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 0.0850 ②. ③. 0.67 【解析】 【详解】[1]图乙中刻度尺的分度值为，读数时估读到分度值的下一位，弹簧下端指针的示数为，换算得 [2]设弹簧的劲度系数为。小木块竖直悬挂且稳定时，弹簧的伸长量为，由胡克定律和二力平衡条件得 解得 [3]小木块静止后，长木板仍向右运动，两者之间存在相对滑动，因此小木块所受滑动摩擦力向右、弹簧弹力向左。设木板对小木块的支持力为、滑动摩擦力大小为，小木块的受力方向如图所示。 取水平向右、竖直向上为正方向，小木块在竖直方向平衡，有 水平弹簧的伸长量应以水平自由长度为基准，由胡克定律、滑动摩擦力公式及水平方向的平衡条件得 将竖直平衡关系和[2]中求得的劲度系数代入，再代入题给长度并保留两位有效数字，得 12. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度，光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点，用刻度尺测出、两点间的距离为，用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度，然后让滑块从点由静止滑下，遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、，然后改变滑块释放的位置，多测几组、的相应值，实验结束后作出的关系图像如图3所示，回答下列问题。 （1）木板上方的细线______与木板平行，木板______（两空均选填“一定”或“不一定”）光滑。 （2）用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示，则______。 （3）图3中倾斜直线的斜率为______。 （4）图3中图线与纵轴的交点坐标为（0，-b），则滑块的加速度______（用含、、的式子来表示）。 【答案】（1） ①. 一定 ②. 不一定 （2）3.699##3.700##3.701 （3）1 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]为使滑块在之间运动时受力情况保持不变，细线应与木板平行，使细线拉力沿木板方向且方向不变，故填“一定”。 [2]木板若存在滑动摩擦，在压力和接触面情况不变时摩擦力大小仍可视为恒定，滑块所受合力不变，加速度仍可保持恒定，所以木板不一定光滑。 【小问2详解】 螺旋测微器固定套筒读数为，微分筒与基准线对齐的刻度为20格，每格为，因此 【小问3详解】 遮光条宽度为，通过甲、乙光电门的时间很短，可用遮光条通过光电门的平均速度表示该处瞬时速度，因此两处速度分别为和 滑块在之间做匀加速直线运动，由匀变速直线运动规律得。 代入速度表达式得 整理得 图3以为横坐标、以为纵坐标，故图线斜率为。 【小问4详解】 由小问3得到图线纵轴截距为。题设纵轴截距为，比较两者得 解得 13. 随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常低头看手机，然而开车时看手机是一种危险驾驶行为，极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以v0=12m/s的速度匀速行驶，它正前方x0=24m处以v1=16m/s的速度同向匀速行驶的货车由于故障开始匀减速，而出租车司机此时开始低头看手机，t1=2.5s后才发现危险，司机经t2=0.5s反应时间后，立即采取紧急制动措施开始做匀减速直线运动，若货车从故障开始，需向前滑行s=64m才能停下，求： （1）货车加速度的大小； （2）当出租车开始刹车时，两车之间的距离； （3）若欲使出租车不和货车发生追尾，则出租车刹车的加速度至少多大？ 【答案】（1） （2）27m （3） 【解析】 【小问1详解】 货车从故障开始匀减速至停止过程有 可得货车加速度的大小 【小问2详解】 从货车发生故障到出租车开始减速所用时间 这段时间两车发生的位移分别为， 两车之间的距离 【小问3详解】 出租车开始减速时货车的速度为 设出租车的加速度大小为时两车恰好不发生追尾，出租车开始减速至追上货车用时为t3，则有， 联立解得t3=27s 大于出租车开始减速后的货车的减速时间t4=5s，说明货车先减速到零，出租车才减速到零。出租车开始减速后的货车减速位移x1=t4=25m 出租车减速位移为x2=+x1=52m 出租车从开始匀减速至停止过程有 解得a2= 故出租车刹车的加速度至少为。 14. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.8m，A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道CD对应的圆心角。一质量为M=1kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，取g=10m/s2，，。 （1）若小球恰好能从A点飞出，水平轨道BC足够长，求小球落地点与B点的水平距离； （2）若小球从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，求①小球在A点对圆弧轨道的压力大小；②小球在C点受到的支持力的大小。 【答案】（1）1.6m （2）①12.5N；②106N 【解析】 【小问1详解】 小球恰好能从A点飞出，对在A点的小球受力分析，只受重力，重力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 小球从A点飞出后做平抛运动，A点到水平轨道的高度为，在竖直方向上有 得 落地点与B点的水平距离 【小问2详解】 ①将小球在C处的速度分解，C点与水平轨道等高，小球从A到C下落的高度为，在竖直方向上有 得 在水平方向上 解得 对小球在A处受力分析，圆弧轨道对小球的弹力竖直向下，由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律知，小球在A点对圆弧轨道的压力大小为 ②小球在C处速度 支持力沿半径指向圆心O，重力沿半径方向的分量为 由牛顿第二定律得 解得 15. 智能物流仓库常利用传送带和平板车，根据快递信息进行货物分拣，其工作原理如下图所示。已知传送带顺时针匀速转动，转动速率v可以调节。将质量m=1kg的包裹无初速度地放在传送带的A端，包裹到达B端后能滑上质量为M=2kg的平板车左端，忽略包裹在B端转运时的机械能损失。当平板车感应到包裹，便会启动动力装置，获得水平向右的牵引力F=11N，平板车运动过程中所受阻力f=3N，已知物块与传送带及平板车之间的动摩擦因数均为μ=0.4，传送带A、B两端的距离为L1=2m，平板车的长度L2=1m，包裹可视为质点，重力加速度g=10 m/s2。 （1）若传送带转动速率v=2 m/s，包裹刚进入平板车时的速度大小是多少？ （2）调节传送带的转动速率至vm，使包裹以最大速度进入平板车，则vm至少是多大？包裹以最大速度进入平板车后，最终停留在距离平板车右端多远的地方？ （3）若拆除平板车上的动力装置，调节传送带的转动速率v，求包裹在平板车上相对滑动的最大时间。 【答案】（1） （2）；距右端 （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向。包裹在传送带上加速时受到重力、支持力和向右的滑动摩擦力，受力如下图所示，其中表示包裹所受支持力 包裹竖直方向受力平衡，有，滑动摩擦力大小为。用表示包裹在传送带上加速时的加速度，水平方向由牛顿第二定律得 解得 设包裹从静止加速至传送带速度所需的位移为，由匀变速直线运动规律有 解得 因此，包裹在到达端之前已与传送带共速，随后匀速运动。忽略转运时的机械能损失，包裹刚进入平板车时的速度大小为 【小问2详解】 包裹在传送带上全程匀加速运动时，进入平板车的速度达到最大值。设此时入车速度为，由速度与位移的关系有 解得 传送带速率至少等于这一速度，才能使包裹在到达端前一直加速，因此的最小值为。包裹滑上车后，相对车向右滑动，受到向左的滑动摩擦力，车受到包裹向右的摩擦力、向右的牵引力及向左的阻力。两者受力如下图所示，其中表示地面对车的支持力，车受到的向下的为包裹对车的压力 此阶段包裹向右减速，表示其加速度。用表示车的加速度，对车由牛顿第二定律得 解得 车由静止开始运动。设经过时间两者达到共同速度，由各自的速度与时间关系分别有， 联立得 共同速度为 这一时间内，包裹的位移为 车的位移为 包裹相对车向右滑动的距离为 故包裹在共速前没有滑出车右端。若共速后包裹与车一起运动，用表示共同加速度，对两者整体由牛顿第二定律得 解得 维持共同运动时，包裹所需的静摩擦力向右，其大小为 静摩擦力能够满足这一要求，故两者共速后不再相对滑动。包裹最终距车右端的距离为 【小问3详解】 拆除动力装置后，包裹相对车向右滑动时，两者受力如下图所示；包裹仍向右减速，仍表示其加速度，车仅受到向右的滑动摩擦力和向左的阻力作为水平外力。 用表示车的加速度，由牛顿第二定律得 解得 先检查共速后能否保持相对静止。用表示两者共同加速度，对两者整体有 解得 此时包裹需要向左的静摩擦力，其大小为 因此，共速后两者一起减速至停止，不再发生相对滑动。设包裹进入车时的速度为，在车上相对滑动持续的时间为。相对滑动结束可能对应两者共速，也可能对应包裹滑出车右端。结束时包裹和车的速度分别为， 设此时包裹相对车的速度为，则 这一时间内两者的位移分别为，。由两者位移之差得 包裹在车上的相对位移不能超过车长，即 结合上述不等式可得 等号要求相对速度为零且相对位移等于车长，即包裹恰好滑到车右端时两者共速。此时所需入车速度为 取传送带速率，由第（1）问的加速位移关系得 故这一入车速度可以实现，包裹在车上相对滑动的最大时间为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $