精品解析：山东临沂第一中学2026-2027学年高三上学期第一次学情诊断考试物理试题

临沂一中南校区2024级上学期第二次学科素养调研测试物理试题 本卷满分100分，考试时间90分钟。 一、单选题（每小题3分，共24分。） 1. 青岛海湾大桥横跨青岛海湾，连接青岛市区与黄岛新区，总长约41.58公里，是世界上最长的海湾跨海大桥，青岛海湾大桥的最高时速为80km/h，从青岛市区到黄岛新区大约需要30min。下列说法正确的是（ ） A. “41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的位移 B. “80km/h”指的是从青岛市区到黄岛新区的平均速度 C. 汽车在大桥上行驶时不能看成质点 D. 汽车内的乘客说司机静止，是以汽车为参考系的 2. 五岳为群山之尊，泰山为五岳之长。甲、乙两位同学登临泰山，在山上做了个平抛运动的游戏。如图所示，甲、乙分别以、的速度沿同一水平方向抛出相同的小石子，小石子抛出点的高度差为且在同一竖直线上，不计空气阻力，下列条件中有可能使两小石子相碰的是（ ） A. 甲先抛出，且 B. 甲先抛出，且 C. 同时抛出，且 D. 甲后抛出，且 3. 如图所示，物块1、2用刚性轻质杆连接，物块3、4用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为，2、4的质量均为，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为、、、。已知重力加速度大小为，则有（ ） A. B. C. ，， D. ，，， 4. 如图所示，甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后工件运送至乙所在位置，完成工件的运送。若两绳端始终在同一水平面上，绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中（　　） A. 甲手中绳子上的拉力不断变小 B. 楼顶对甲的支持力不断增大 C. 楼顶对甲的摩擦力等于对乙的摩擦力 D. 乙手中绳子上的拉力不断增大 5. 如图所示，一物块（可视为质点）以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，上滑过程中的最初和最后的平均速度之比为，忽略空气阻力，则此物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是（ ） A. B. C. D. 6. 训练宇航员需要模拟完全失重的环境，飞机在电脑控制下按抛物线规律运动就能实现这一需求。如图所示，某次低空模拟飞行（重力加速度可视为），飞机在速率为，方向与水平方向成角时进入失重状态试验，下落的速率为时退出试验，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 飞机只有在经过最高点后才能模拟出完全失重环境 B. 本次飞行模拟完全失重的时间为10 s C. 若仅增大飞机与水平方向的夹角，本次试验模拟时间可以变长 D. 飞机在竖直平面内做加速度大小等于的匀速圆周运动也能满足试验要求 7. 如图所示，光滑圆弧竖直固定，用轻绳连接两个小球P、Q，两小球套在圆环上且均处于平衡状态，两小球与圆弧的圆心连线夹角分别为和，则两球质量之比为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示的圆锥筒开口向上，为圆锥筒的顶点，O点为底面圆的圆心，圆锥筒的母线与水平面的夹角为，现让圆锥筒绕竖直中心轴线匀速转动，一小物块相对圆锥筒静止做半径为R的圆周运动。已知小物块与内壁间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则圆锥筒的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每小题4分，共16分，选不全得2分，错选不得分。） 9. 如图所示，在绕中心轴转动的圆筒内壁上，有一物体A靠内壁随圆筒一起转动，在圆筒的角速度均匀增大的过程中，物体A相对圆筒始终保持静止，下列说法中正确的是（ ） A. 物体A所受合外力就是向心力 B. 在此过程中，圆筒对A的摩擦力一定竖直向上 C. 随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对物体A的弹力逐渐增大 D. 随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对物体A的摩擦力大小不变 10. 如图所示，半径为、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为（为重力加速度大小）的水平初速度向右运动，同时质量为的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 乙的初速度大小为 B. 甲、乙两小球运动的周期相等 C. 任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D. 任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 11. 智能飞行器飞行表演中，两飞行器M、N位于同一高度，沿同一直线同向匀速飞行。依据表演要求，M保持飞行速度不变，N先匀加速后匀减速调整与M的间距，20 s以内完成调整。从开始调整时计时，N传回的数据如表所示，则调整过程中（ ） 时间 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 间距 281 294 297 290 273 248 227 212 203 200 200 A. 10 s末N的速度达到最大值 B. 7 s末N与M的间距为281.5 m C. N加速阶段的加速度大小为 D. N与M的相对速度的最大值为 12. 如图所示，传送带与地面的夹角，顶端A到底端B的长度，传送带以的速率逆时针转动，在顶端A无初速地放一个质量的黑色煤块，它与传送带间的动摩擦因数，煤块在传送带上滑动会留下黑色痕迹。取重力加速度大小，。下列说法正确的是（ ） A. 煤块刚放上传送带时，加速度大小 B. 煤块从A运动到B的时间为 C. 煤块从A运动到B的过程中，传送带上黑色痕迹的长度为 D. 煤块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 三、实验题（共14分） 13. 在“探究平抛运动的特点”实验中： （1）用图甲装置进行探究，下列说法正确的是（　　） A. 只能探究平抛运动水平分运动的特点 B. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 C. 需要改变小锤击打的力度，多次重复实验 （2）用图乙装置进行实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B. 钢球每次必须从斜槽轨道M上同一位置由静止滚下 C. 上下调节挡板N时必须每次等间距移动 （3）用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。钢球从斜槽轨道上P点由静止滚下，撞击挡板留下点迹A，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹B、C。测得A、B间的距离为y1，B、C间的距离为y2。已知重力加速度大小为g。根据以上物理量推导出小球初速度的计算公式为v0=________（用所给字母表示）。 14. 某同学利用如图甲所示的实验装置进行了“探究加速度与力、质量的关系”的实验，该同学在钩码上方加装了一个力传感器，可以显示上方细线拉力的大小。图乙是打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E，且相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，计数点间的距离如图乙所示，电源的频率为50Hz。（计算结果均保留2位有效数字） （1）实验中___________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量m远小于小车的质量M。 （2）由图乙可求得C点的瞬时速度大小______m/s，小车运动的加速度大小___________m/s2。 （3）该同学在实验前，没有测量小车的质量M，也忘记平衡摩擦力，在保持小车的质量不变的情况下，进行了多次实验，得到了如图丙所示的图像，则根据图像可求得小车的质量___________kg。 四、解答题（共46分。） 15. 我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星。如图所示，卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度可以忽略不计，绕行周期为；月球绕地球公转的周期为，公转轨道半径为。地球半径为，月球半径为，忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，引力常量为。求： （1）月球质量； （2）地球的第一宇宙速度。 16. 如图所示，质量为的汽车驶上圆弧半径为的拱形桥，通过桥的最高点时汽车速度大小为，牵引力为，所受阻力为。g取。求在桥面最高点处，汽车 （1）向心加速度大小； （2）所受合力的大小。 17. 如图所示，一个无限长的斜面倾角。时刻质量的小物块沿斜面由静止开始向下运动，同时在小物块的正上方高度为处有一小球以初速度水平抛出。当运动时间时，小物块在斜面上某点恰好被小球击中，小物块、小球均可看作质点。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度，，，不计空气阻力。求： （1）小球的初速度的大小； （2）开始运动时，小球在小物块正上方的高度的大小。 18. 如图所示，质量为2m的木杆通过细绳OC悬挂在天花板上，质量为m的小猫抱住木杆保持静止，小猫与细绳末端C的距离为L。某时刻杆与细绳末端脱离，小猫立即沿杆匀加速上爬，杆对小猫竖直方向的作用力大小为2.5mg，最终小猫恰好能抓住细绳末端。已知小猫与杆分离前后速度不变，重力加速度为g，不计空气阻力，小猫可视为质点。求： （1）小猫匀加速上爬的时间； （2）从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临沂一中南校区2024级上学期第二次学科素养调研测试物理试题 本卷满分100分，考试时间90分钟。 一、单选题（每小题3分，共24分。） 1. 青岛海湾大桥横跨青岛海湾，连接青岛市区与黄岛新区，总长约41.58公里，是世界上最长的海湾跨海大桥，青岛海湾大桥的最高时速为80km/h，从青岛市区到黄岛新区大约需要30min。下列说法正确的是（ ） A. “41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的位移 B. “80km/h”指的是从青岛市区到黄岛新区的平均速度 C. 汽车在大桥上行驶时不能看成质点 D. 汽车内的乘客说司机静止，是以汽车为参考系的 【答案】D 【解析】 【详解】A．“41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的轨迹长度，则“41.58公里”指的是路程，而不是位移，故A错误； B．“80km/h”指的是瞬时速度，故B错误； C．汽车在大桥上行驶时，可以将汽车看成质点。故C错误； D．汽车内的乘客说司机静止，是以自己或汽车为参考系，故D正确。 故选D。 2. 五岳为群山之尊，泰山为五岳之长。甲、乙两位同学登临泰山，在山上做了个平抛运动的游戏。如图所示，甲、乙分别以、的速度沿同一水平方向抛出相同的小石子，小石子抛出点的高度差为且在同一竖直线上，不计空气阻力，下列条件中有可能使两小石子相碰的是（ ） A. 甲先抛出，且 B. 甲先抛出，且 C. 同时抛出，且 D. 甲后抛出，且 【答案】B 【解析】 【详解】竖直方向由 可得运动时间为 甲的抛出点更高，若两石子相碰，相碰点的位置必然在乙抛出点的下方、甲抛出点的下方，说明甲的竖直下落距离更大，因此甲的总运动时间一定比乙长，所以必须甲先抛出。 两石子从同一竖直线抛出，相碰时水平位移相等，即 已知运动时间，因此必须满足，才能让水平位移等式成立。 故选B。 3. 如图所示，物块1、2用刚性轻质杆连接，物块3、4用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为，2、4的质量均为，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为、、、。已知重力加速度大小为，则有（ ） A. B. C. ，， D. ，，， 【答案】C 【解析】 【详解】刚性轻质杆的弹力可以发生突变，抽出木板瞬间，物块1、2整体只受重力作用，做自由落体运动，加速度；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为，因此物块3在这一瞬间仍处于受力平衡状态，故；由牛顿第二定律得物块4的加速度满足 解得 故选C。 4. 如图所示，甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后工件运送至乙所在位置，完成工件的运送。若两绳端始终在同一水平面上，绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中（　　） A. 甲手中绳子上的拉力不断变小 B. 楼顶对甲的支持力不断增大 C. 楼顶对甲的摩擦力等于对乙的摩擦力 D. 乙手中绳子上的拉力不断增大 【答案】D 【解析】 【详解】AD．开始时甲手中绳子上的拉力大小等于工件的重力，当工件向左移动时，甲手中绳子的拉力等于工件的重力和乙手中绳子上的拉力的合力大小，如图所示，可知甲、乙手中的绳子拉力均不断增大，A错误，D正确； B．设θ为甲手中的绳子与竖直方向的夹角，对甲受力分析有 工件向左运动时，FT增大，工人甲位置不变，即θ不变，楼顶对甲的支持力不断减小，B错误； C．对乙受力分析楼顶对乙的摩擦力大小等于乙手中的绳子的拉力，设工件和滑轮之间的绳子与竖直方向的夹角为，则 即 由于 则 C错误。 故选D。 5. 如图所示，一物块（可视为质点）以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，上滑过程中的最初和最后的平均速度之比为，忽略空气阻力，则此物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】把物块速度减为0的匀减速上滑过程，反向看成从最高点开始、初速度为0的匀加速直线运动。那么上滑过程的“最后3 s”，就等效为这个反向初速度为0的匀加速运动的前3 s。初速度为0的匀加速直线运动，前3 s的位移为 对应这段的平均速度 设物块上滑总时间为，则上滑初速度满足 上滑最初3 s的位移 对应平均速度 题目给出 代入得 约去后，解得上滑总时间 由运动对称性，下滑时间也为5.1 s，因此从底端上滑到返回底端的总时间为 故选D。 6. 训练宇航员需要模拟完全失重的环境，飞机在电脑控制下按抛物线规律运动就能实现这一需求。如图所示，某次低空模拟飞行（重力加速度可视为），飞机在速率为，方向与水平方向成角时进入失重状态试验，下落的速率为时退出试验，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 飞机只有在经过最高点后才能模拟出完全失重环境 B. 本次飞行模拟完全失重的时间为10 s C. 若仅增大飞机与水平方向的夹角，本次试验模拟时间可以变长 D. 飞机在竖直平面内做加速度大小等于的匀速圆周运动也能满足试验要求 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于空气阻力不计，斜抛运动的整个过程（上升阶段、最高点、下降阶段）加速度都是竖直向下，整个过程都处于完全失重状态，不是只有最高点后才可以模拟出完全失重环境，故A错误； B．斜抛运动水平方向匀速，水平速度分量 设末状态竖直速度分量大小为，由末速率可知 解得，方向竖直向下。 初状态飞机速度的竖直分量大小为，方向竖直向上。 由竖直方向匀变速规律可知本次飞行模拟完全失重的时间为，故B错误； C．由上述分析可知， 若仅增大飞机与水平方向的夹角，则飞机的水平速度分量减小，飞机初速度和退出试验的末速度大小不变，则可知和均增大，飞机竖直方向的速度变化量增大，飞行模拟完全失重的时间为 故本次试验模拟时间可以变长，故C正确； D．匀速圆周运动的加速度为向心加速度，方向不断变化，竖直平面内飞机做匀速圆周运动，加速度不是始终竖直向下大小为，无法全程模拟完全失重环境，D错误。 故选C。 7. 如图所示，光滑圆弧竖直固定，用轻绳连接两个小球P、Q，两小球套在圆环上且均处于平衡状态，两小球与圆弧的圆心连线夹角分别为和，则两球质量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】方法一：以小球P和Q为系统，根据力矩平衡有 可得 方法二：对P受力分析，受重力、圆弧轨道的支持力和轻绳的拉力，将重力和绳子拉力沿着垂直半径方向分解，根据平衡条件可得 可得 同理可得 则 故选B。 8. 如图所示的圆锥筒开口向上，为圆锥筒的顶点，O点为底面圆的圆心，圆锥筒的母线与水平面的夹角为，现让圆锥筒绕竖直中心轴线匀速转动，一小物块相对圆锥筒静止做半径为R的圆周运动。已知小物块与内壁间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则圆锥筒的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当小物块所受的摩擦力达到最大静摩擦力，且方向沿圆锥面斜向下时，此时圆锥筒的角速度最大，此时水平方向 竖直方向 又有 解得 故选D。 二、多选题（每小题4分，共16分，选不全得2分，错选不得分。） 9. 如图所示，在绕中心轴转动的圆筒内壁上，有一物体A靠内壁随圆筒一起转动，在圆筒的角速度均匀增大的过程中，物体A相对圆筒始终保持静止，下列说法中正确的是（ ） A. 物体A所受合外力就是向心力 B. 在此过程中，圆筒对A的摩擦力一定竖直向上 C. 随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对物体A的弹力逐渐增大 D. 随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对物体A的摩擦力大小不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．圆筒的角速度均匀增大，因此物体做变速圆周运动，合力不是向心力，故A错误； B．圆筒的角速度均匀增大，因此物体在运动时有沿圆筒切线方向的大小恒定的加速度，静摩擦力有切线方向分量，且大小恒定，并不竖直向上，故B错误； C．在圆筒的角速度均匀增大过程中，A所需向心力也均匀增大，因此弹力逐渐增大，故C正确； D．物体A所受摩擦力有两个分量，竖直分量与物体重力平衡，大小不变。水平分量提供切向加速度，大小也不变，故物体所受摩擦力大小不变，故D正确； 故选CD。 10. 如图所示，半径为、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为（为重力加速度大小）的水平初速度向右运动，同时质量为的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 乙的初速度大小为 B. 甲、乙两小球运动的周期相等 C. 任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D. 任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于，设乙球在最低处时速度为，由机械能守恒得 解得，故A错误； B．根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，球从最高点到最低点和从最低点到最高点的时间相等，故甲乙两球运动的周期相等，故B正确； CD．分析可知，甲从最高点运动到最低点，速度大小从增大到，乙从最低点到最高点，速度大小从减小到，从初始时刻取一很短时间，甲经过的弧长短，乙经过的弧长长，转过的角度不同，故不可能任意时刻两小球的连线均过圆心；故C错误； D．根据前面分析可知除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其它位置均不满足两小球的连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有， 解得， 甲球在最低点和最高点时，分别有， 解得， 根据牛顿第三定律可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最低点对圆环的作用力大小为；当乙球在最低点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最高点对圆环的作用力大小为，故这两个位置两球对圆环的作用力的合力不为零，结合前面分析其它位置均不满足两小球的连线过圆心，即其它位置两球对圆环的作用力不共线，故合力不可能为零，故对任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零，故D正确。 故选BD。 11. 智能飞行器飞行表演中，两飞行器M、N位于同一高度，沿同一直线同向匀速飞行。依据表演要求，M保持飞行速度不变，N先匀加速后匀减速调整与M的间距，20 s以内完成调整。从开始调整时计时，N传回的数据如表所示，则调整过程中（ ） 时间 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 间距 281 294 297 290 273 248 227 212 203 200 200 A. 10 s末N的速度达到最大值 B. 7 s末N与M的间距为281.5 m C. N加速阶段的加速度大小为 D. N与M的相对速度的最大值为 【答案】CD 【解析】 【详解】ACD．以M飞行器为参考系，分别求出N在相邻2s内相对M的位移如表 时间区间 0-2s 2-4s 4-6s 6-8s 8-10s 10-12s 12-14s 14-16s 16-18s 18-20s 相对位移 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 13m 3m -7m -17m -25m -21m -15m -9m -3m 0 由于，， 故内N做匀加速直线运动，同理内N以另一加速度做匀减速直线运动，8s至10s内的某时刻，N匀加速运动结束开始做匀减速，所以内的某时刻，N的速度达到最大值，设加速阶段的加速度为，则由 可得 设减速阶段的加速度为，则由 解得 以M飞行器为参考系，N在第6s时的速度 第12s时的速度 则由 解得 即第9s时N的速度最大，N相对于M的速度最大值为，故A错误，CD正确； B．7s末时N与M的间距为，故B错误。 故选CD。 12. 如图所示，传送带与地面的夹角，顶端A到底端B的长度，传送带以的速率逆时针转动，在顶端A无初速地放一个质量的黑色煤块，它与传送带间的动摩擦因数，煤块在传送带上滑动会留下黑色痕迹。取重力加速度大小，。下列说法正确的是（ ） A. 煤块刚放上传送带时，加速度大小 B. 煤块从A运动到B的时间为 C. 煤块从A运动到B的过程中，传送带上黑色痕迹的长度为 D. 煤块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．煤块刚放上传送带时，对煤块受力分析，沿传送带方向，有 垂直传送带方向，有 则由牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．煤块加速度大小为，设煤块可加速到与传送带速度相同，此时 由匀加速直线运动公式得 解得 此时滑块位移 解得 由可得煤块可加速至与传送带速度大小相同，后续煤块所受摩擦力方向相反，对煤块受力分析，沿传送带方向，有 垂直传送带方向，有 则由牛顿第二定律得 解得 则煤块后续继续做匀加速运动，所走位移为 由匀加速直线运动公式得 解得 则煤块从A运动到B的时间，故B正确； C．由上述可知在时间内煤块速度小于传送带速度，传送带匀速运动，其位移 解得 则划痕 在时间内煤块速度大于传送带速度，传送带匀速运动，其位移 解得 则划痕 由于第二个时间段煤块速度大于传送带速度，划痕存在重合，因此应取两段划痕较大值，因此煤块从A运动到B的过程中，传送带上黑色痕迹的长度为，故C正确； D．由上述可知煤块做两段加速度不同的加速运动，故D错误。 故选BC。 三、实验题（共14分） 13. 在“探究平抛运动的特点”实验中： （1）用图甲装置进行探究，下列说法正确的是（　　） A. 只能探究平抛运动水平分运动的特点 B. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 C. 需要改变小锤击打的力度，多次重复实验 （2）用图乙装置进行实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B. 钢球每次必须从斜槽轨道M上同一位置由静止滚下 C. 上下调节挡板N时必须每次等间距移动 （3）用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。钢球从斜槽轨道上P点由静止滚下，撞击挡板留下点迹A，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹B、C。测得A、B间的距离为y1，B、C间的距离为y2。已知重力加速度大小为g。根据以上物理量推导出小球初速度的计算公式为v0=________（用所给字母表示）。 【答案】（1）C （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 用图甲装置只能探究平抛运动竖直方向做自由落体运动，且需要改变小锤击打的力度，多次重复实验。 故选C。 【小问2详解】 AB．用图乙装置进行实验，为了保证从斜槽末端水平飞出的速度大小相等，小钢球必须从斜槽M上同一位置静止滚下，斜槽轨道不必要光滑，但末端必须水平，故A错误，B正确； C．挡板的作用是为了方便确定小球的运动位置，没有必要每次等间距移动，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 根据题意，由图丙装置进行实验，由图可知，A、B间和B、C间的水平距离相等，则运动时间相等，设相等时间为T，竖直方向上，有 水平方向上，有 联立解得 14. 某同学利用如图甲所示的实验装置进行了“探究加速度与力、质量的关系”的实验，该同学在钩码上方加装了一个力传感器，可以显示上方细线拉力的大小。图乙是打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E，且相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，计数点间的距离如图乙所示，电源的频率为50Hz。（计算结果均保留2位有效数字） （1）实验中___________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量m远小于小车的质量M。 （2）由图乙可求得C点的瞬时速度大小______m/s，小车运动的加速度大小___________m/s2。 （3）该同学在实验前，没有测量小车的质量M，也忘记平衡摩擦力，在保持小车的质量不变的情况下，进行了多次实验，得到了如图丙所示的图像，则根据图像可求得小车的质量___________kg。 【答案】（1）不需要 （2） ①. 0.41 ②. 0.93 （3）2 【解析】 【小问1详解】 由于本实验具有力传感器，可以实时获得绳子上的拉力，因此，不需要满足所挂钩码的质量m远小于小车的质量M的条件。 【小问2详解】 [1]由于相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，所以计数点间的时间间隔为0.1s，结合题图有 [2]由于做加速直线运动，纸带为偶数段，所以有 【小问3详解】 对小车有 整理有 结合题图有 解得 四、解答题（共46分。） 15. 我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星。如图所示，卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度可以忽略不计，绕行周期为；月球绕地球公转的周期为，公转轨道半径为。地球半径为，月球半径为，忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，引力常量为。求： （1）月球质量； （2）地球的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 卫星绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，万有引力提供向心力，在地球上有 月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 联立解得 16. 如图所示，质量为的汽车驶上圆弧半径为的拱形桥，通过桥的最高点时汽车速度大小为，牵引力为，所受阻力为。g取。求在桥面最高点处，汽车 （1）向心加速度大小； （2）所受合力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由向心加速度公式可得 【小问2详解】 汽车在最高点时，水平方向上有 竖直方向有 则汽车在最高点受到的合力大小为 17. 如图所示，一个无限长的斜面倾角。时刻质量的小物块沿斜面由静止开始向下运动，同时在小物块的正上方高度为处有一小球以初速度水平抛出。当运动时间时，小物块在斜面上某点恰好被小球击中，小物块、小球均可看作质点。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度，，，不计空气阻力。求： （1）小球的初速度的大小； （2）开始运动时，小球在小物块正上方的高度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）以小物块为研究对象，由牛顿第二定律得 时间t内，小物块沿斜面运动的距离 小物块在水平方向上的位移 小球在水平方向上做匀速直线运动 解得 （2）小球在竖直方向做自由落体运动 小物块在竖直方向上位移 小球在小物块正上方的高度 解得 18. 如图所示，质量为2m的木杆通过细绳OC悬挂在天花板上，质量为m的小猫抱住木杆保持静止，小猫与细绳末端C的距离为L。某时刻杆与细绳末端脱离，小猫立即沿杆匀加速上爬，杆对小猫竖直方向的作用力大小为2.5mg，最终小猫恰好能抓住细绳末端。已知小猫与杆分离前后速度不变，重力加速度为g，不计空气阻力，小猫可视为质点。求： （1）小猫匀加速上爬的时间； （2）从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小猫受力分析，由牛顿第二定律：  已知杆对小猫的作用力，代入得：  对木杆受力分析，根据牛顿第三定律，小猫对杆的作用力大小也为，方向向下。 对杆由牛顿第二定律：   解得杆向下的加速度：  当小猫爬到杆上端时，满足：​  解得： 【小问2详解】 当小猫爬到杆上端时，杆下落距离 此时杆的速度 小猫刚脱离杆时的速度 小猫接着向上做竖直上抛运动，最终速度为0，此过程运动时间为 与此同时杆向下做加速度为g的加速运动，运动距离为 故从杆与细绳末端脱离到小猫抓住细绳末端时杆下降的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $