精品解析：安徽部分校2026-2027学年高三上学期10月学情检测物理试题

高三10月物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 某新型智能无人驾驶汽车在封闭测试场进行运动性能测试。测试中汽车在水平面上做直线运动，其图线如图所示，则（　　） A. 在0~时间内，汽车的加速度不断增大 B. 在时刻，汽车的运动方向发生改变 C. 在~时间内，汽车的平均速度大于 D. 在时刻，汽车回到出发点 2. 2025年7月，我国首次实现“深海一号”科考船携“蛟龙”号载人潜水器在北极冰区下潜。科考船利用缆绳将载人潜水器竖直匀速下放至深海，潜水器所受的重力为，海水的浮力为，缆绳的拉力为，海水的阻力为。下列说法正确的是（ ） A. 缆绳的拉力是由于缆绳发生拉伸形变而产生的弹力 B. 潜水器的重力与缆绳的拉力是一对相互作用力 C. 潜水器的重力与海水对潜水器的浮力是一对平衡力 D. 若将潜水器加速下放，则潜水器处于超重状态 3. 我国“嫦娥七号”探测器预计2027年在月球南极光照区着陆。若探测器主体质量均匀，总质量为，通过四根等长的轻质着陆腿对称支撑在水平月面上，每根着陆腿与竖直方向的夹角均为，如图所示。月球表面重力加速度为，探测器静止时，每根着陆腿对探测器的作用力均沿着陆腿的方向，则每根着陆腿的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，在粗糙的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，物体B的质量是物体质量的4倍，与桌面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为，绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可忽略不计，桌面上方的绳子水平。释放物体后，物体的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 一无人机在空旷场所试飞，它先悬停在20 m高空，后由于动力故障由静止开始坠落，同一时刻工作人员从无人机正下方的地面竖直向上抛出一弹性网篮尝试在空中接住无人机。若不计空气阻力，网篮的运动可视为竖直上抛运动，无人机与网篮均可视为质点，重力加速度g取，要使网篮能在空中接住无人机，则网篮竖直上抛的初速度大小至少为（ ） A. 5 m/s B. 10 m/s C. D. 20 m/s 6. 铸造车间常利用皮带输送机将小型铸件从地面输送至位于高处的处理设备。如图所示，传送带顺时针匀速运转，速率，两轮转轴的间距，传送带的倾角。现将质量的铸件无初速度地轻放在传送带底端，铸件与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，铸件可视为质点。重力加速度g取，，，下列说法正确的是（ ） A. 铸件在传送带上做匀加速运动到顶端 B. 铸件运动过程中受到的摩擦力大小始终为32 N C. 铸件从底端运动到顶端的总时间为11.25 s D. 铸件从底端运动到顶端相对于传送带的位移为3.75 m 7. 如图1所示，某汽车研发基地有一半径很大的环形高速试验跑道，跑道路面沿径向向内倾斜，与水平面夹角为，质量为、可视为质点的测试小车在跑道上做水平面内的圆周运动，圆周运动的半径为，简化图如图2所示。轮胎与路面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。缓慢改变车速，小车相对路面始终没有发生侧向滑动。下列说法正确的是（ ） A. 小车做圆周运动时，路面对小车的支持力大小恒为 B. 由静止开始，车速缓慢增大的过程中，小车沿斜面方向受到的静摩擦力也持续增大 C. 当做圆周运动的角速度为时，小车有沿斜面向上滑动的趋势 D. 当做圆周运动的角速度为时，小车有沿斜面向下滑动的趋势 8. 如图1所示，“筷运明珠”是校园团队拓展游戏中常见的项目，它要求同学们用筷子夹住玻璃球进行接力运输。如图2所示，某同学用两根筷子平行夹住一个玻璃球使其恰好保持静止不动，两根筷子所在平面与水平方向的夹角为，玻璃球的质量为m，半径为R，筷子的直径可忽略，两根筷子的间距为d（），与玻璃球间的动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 每根筷子对玻璃球的弹力大小均为 B. 每根筷子对玻璃球的弹力大小均为 C. 筷子与玻璃球间的动摩擦因数为 D. 筷子与玻璃球间的动摩擦因数为 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 大型风洞是研发飞行器的重要设施之一，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示、某次风洞实验中，风力大小和方向均恒定，一质量为的小球先后经过、两点，其中在点的速度大小为，方向与、连线成角，在点的速度大小也为。已知、连线长为，重力加速度为，小球的运动轨迹在竖直面内。下列说法正确的是（　　） A. 风力大小可能为 B. 小球运动过程中的最小速度为 C. 小球从点运动到点所用的时间为 D. 小球在点的速度方向与、连线成角 10. 如图所示，质量相等的物体a和b用劲度系数的轻弹簧连接，物体b放置在地面上，一根不可伸长的轻绳一端与物体a连接，另一端绕过两个光滑的小定滑轮、与小球c连接，小球c套在倾角的光滑固定轻杆上，F点为轻杆的底端，开始时小球c处于轻杆的E点，连接小球c的轻绳处于水平状态，此时物体b恰好对地面没有压力。E、F两点关于P点对称，且。已知物体a和b的质量均为3 kg，小球c的质量为2 kg，，重力加速度g取，，弹簧的弹性势能为（x为弹簧的形变量）。小球c从E点由静止释放到达F点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 初始状态弹簧的形变量为0.3 m B. 小球c到达P点时，小球c的速度最大 C. 小球c到达P点时，若剪断轻绳，则物体a的加速度大小为 D. 小球c到达F点时，物体a和小球c的速度大小之比为 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某同学进行验证“力的平行四边形定则”的实验。步骤如下： ①如图1所示，将弹簧测力计A上端固定于点，下端用细线挂重物M，测出重物M的重力； ②如图2所示，把弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点静止在位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录的位置和各力的方向； ③改变弹簧测力计B的拉力方向，重复实验。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图2中弹簧测力计A的示数为_________。 （2）下列实验操作不必要的是（　　）。 A. 弹簧测力计应在使用前调零 B. 图1中应待重物M静止后读数 C. 图2中拉线方向应与木板平面平行 D. 改变拉力前后，每次都要使结点静止在同一位置 （3）改变弹簧测力计B的拉力，发现两次结点的位置、与刚好在同一直线上，如图3所示，则第二次弹簧测力计B的拉力方向沿____________（选填“左上方”“左下方”或“水平方向”）。 12. 某学习小组用如图1所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验。当地的重力加速度为g，实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的总质量M、单个钩码的质量m； ②调整气垫导轨水平，按图1连接好实验装置，固定滑块； ③测量遮光条中心与光电门中心间的距离L及遮光条的宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间t； ④改变悬挂钩码的个数n，进行多次实验。 （1）根据步骤③，可知遮光条通过光电门时的速度大小________。 （2）用该装置完成实验探究滑块的加速度与其所受合力的关系时，________（选填“需要”或“不需要”）满足。 （3）根据测出的多组n和t，作出随n的变化图像，图线为一条直线，其斜率为k，若在误差允许的范围内满足关系式________（用m、M、L、d、g表示），则可以得出滑块的质量一定时，加速度与作用力成正比。 （4）实际操作过程中滑块受到较小空气阻力的影响，则实验中采集数据所得的图线应该是图2中的图线________（选填“A”或“B”）；已知a、b分别是图线A、B与坐标轴的交点坐标，则根据图线可求得滑块受到的空气阻力大小为________（选用m、M、a、b、g表示）。 13. 如图1所示，时刻一物体从足够长斜面底端以初速度沿斜面向上运动，其运动的图像如图2所示。已知斜面的倾角，重力加速度取，，。求： （1）物体与斜面间的动摩擦因数； （2）物体的初速度的大小； （3）物体在斜面上运动的总时间。 14. 如图所示，足够长的固定斜面与竖直面内的光滑半圆轨道通过小圆弧（长度可忽略）平滑相接于半圆轨道最低点A，质量的小滑块从斜面上某点由静止释放。已知斜面的倾角，小滑块与斜面间的动摩擦因数，半圆轨道的半径，重力加速度g取。 （1）当小滑块从某高度释放时，刚好能到达半圆轨道的B点，求滑块在B点的速度大小； （2）若小滑块从斜面上距离地面高处静止释放，求小滑块到达A点时对半圆轨道的压力大小； （3）改变小滑块从斜面上释放的位置，分析小滑块经过最高点B后，落在斜面上时的速度能否垂直斜面（写出分析过程）。 15. 如图所示，一个质量的足够长木板置于水平面上，一可视为质点的物块质量，初始时刻物块处于木板右端。木板与水平面间、物块与木板间的动摩擦因数分别为和。现对木板施加一水平向右的拉力，同时给物块一水平向左的初速度，后撤去拉力。不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）小物块向左运动的最远距离； （2）时木板的速度大小和0~11 s内木板的位移大小； （3）两者最后都静止时，物块到木板右端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三10月物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 某新型智能无人驾驶汽车在封闭测试场进行运动性能测试。测试中汽车在水平面上做直线运动，其图线如图所示，则（　　） A. 在0~时间内，汽车的加速度不断增大 B. 在时刻，汽车的运动方向发生改变 C. 在~时间内，汽车的平均速度大于 D. 在时刻，汽车回到出发点 【答案】C 【解析】 【详解】A．图线的斜率表示加速度，由图可知，在0~时间内，图线的斜率不断减小，即汽车的加速度不断减小，故A错误； B．在时刻，汽车的运动方向仍为正方向，未发生改变，故B错误； C．若在~时间内，汽车做匀减速直线运动，其图线为连接和的直线，该阶段平均速度为 实际图线在该直线的上方，因此实际位移（图线与时间轴围成的面积）大于匀减速运动的位移。根据平均速度定义，时间相同的情况下，位移越大平均速度越大，因此实际平均速度大于，故C正确； D．图像与坐标轴围成的面积表示位移，在时刻，图像与坐标轴围成的面积不为零，表示汽车的位移不为零，即汽车未回到出发点，故D错误； 故选C。 2. 2025年7月，我国首次实现“深海一号”科考船携“蛟龙”号载人潜水器在北极冰区下潜。科考船利用缆绳将载人潜水器竖直匀速下放至深海，潜水器所受的重力为，海水的浮力为，缆绳的拉力为，海水的阻力为。下列说法正确的是（ ） A. 缆绳的拉力是由于缆绳发生拉伸形变而产生的弹力 B. 潜水器的重力与缆绳的拉力是一对相互作用力 C. 潜水器的重力与海水对潜水器的浮力是一对平衡力 D. 若将潜水器加速下放，则潜水器处于超重状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．弹力是施力物体发生形变产生的，故缆绳的拉力是缆绳发生拉伸形变产生的，故A正确； B．重力与拉力不是相互作用力，相互作用力应等大反向、作用在不同物体上，故B错误； C．潜水器匀速下放，处于平衡状态，合力为零。以竖直向下为正方向，受力分析：重力G向下，拉力T向上，浮力向上，阻力F向上（与运动方向相反）。平衡方程为 即 重力与浮力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误； D．若将潜水器加速下放，则潜水器具有向下的加速度，潜水器处于失重状态，故D错误。 故选A。 3. 我国“嫦娥七号”探测器预计2027年在月球南极光照区着陆。若探测器主体质量均匀，总质量为，通过四根等长的轻质着陆腿对称支撑在水平月面上，每根着陆腿与竖直方向的夹角均为，如图所示。月球表面重力加速度为，探测器静止时，每根着陆腿对探测器的作用力均沿着陆腿的方向，则每根着陆腿的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对探测器进行受力分析，探测器静止时竖直方向受力平衡，月球对探测器的重力为，四根着陆腿的作用力均沿着陆腿方向，设每根着陆腿的作用力大小为 将每根着陆腿的作用力沿竖直方向和水平方向分解，由于着陆腿与竖直方向夹角为，单根力的竖直分量为 可得 解得每根着陆腿的作用力大小 故选A。 4. 如图所示，在粗糙的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，物体B的质量是物体质量的4倍，与桌面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为，绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可忽略不计，桌面上方的绳子水平。释放物体后，物体的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设物体A的质量为，则物体B的质量为，A、B通过不可伸长的绳子连接，二者加速度大小相等。 对A、B组成的整体用牛顿第二定律 解得 故选D。 5. 一无人机在空旷场所试飞，它先悬停在20 m高空，后由于动力故障由静止开始坠落，同一时刻工作人员从无人机正下方的地面竖直向上抛出一弹性网篮尝试在空中接住无人机。若不计空气阻力，网篮的运动可视为竖直上抛运动，无人机与网篮均可视为质点，重力加速度g取，要使网篮能在空中接住无人机，则网篮竖直上抛的初速度大小至少为（ ） A. 5 m/s B. 10 m/s C. D. 20 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】设网篮竖直上抛的初速度为，相遇时间为t，无人机自由落体下落的位移 网篮竖直上抛上升的位移 相遇满足位移关系 联立得，即 网篮在空中运动的最长时间 空中接住无人机的临界条件：相遇发生在网篮落地前，极限为网篮落地瞬间接住无人机。 要在空中完成接住，相遇时刻必须不大于网篮在空中运动的最长时间，，即 整理得，代入数据解得 故选B。 6. 铸造车间常利用皮带输送机将小型铸件从地面输送至位于高处的处理设备。如图所示，传送带顺时针匀速运转，速率，两轮转轴的间距，传送带的倾角。现将质量的铸件无初速度地轻放在传送带底端，铸件与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，铸件可视为质点。重力加速度g取，，，下列说法正确的是（ ） A. 铸件在传送带上做匀加速运动到顶端 B. 铸件运动过程中受到的摩擦力大小始终为32 N C. 铸件从底端运动到顶端的总时间为11.25 s D. 铸件从底端运动到顶端相对于传送带的位移为3.75 m 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．铸件刚放上传送带时，速度小于传送带的速度，铸件相对传送带向下滑动，滑动摩擦力沿斜面向上，大小为，沿斜面方向由牛顿第二定律 解得 铸件从静止加速到与传送带共速的时间 加速阶段铸件的位移 因为，共速后铸件与传送带相对静止，随传送带匀速向上运动，摩擦力为静摩擦力，大小为30N，剩余位移 匀速阶段的时间 故总时间，AB错误，C正确； D．铸件加速阶段传送带的位移 铸件相对传送带向下滑动，相对位移大小，D错误。 故选C。 7. 如图1所示，某汽车研发基地有一半径很大的环形高速试验跑道，跑道路面沿径向向内倾斜，与水平面夹角为，质量为、可视为质点的测试小车在跑道上做水平面内的圆周运动，圆周运动的半径为，简化图如图2所示。轮胎与路面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。缓慢改变车速，小车相对路面始终没有发生侧向滑动。下列说法正确的是（ ） A. 小车做圆周运动时，路面对小车的支持力大小恒为 B. 由静止开始，车速缓慢增大的过程中，小车沿斜面方向受到的静摩擦力也持续增大 C. 当做圆周运动的角速度为时，小车有沿斜面向上滑动的趋势 D. 当做圆周运动的角速度为时，小车有沿斜面向下滑动的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】A．只有当小车不受侧向静摩擦力时，受力如图： 垂直斜面方向合力为零，有支持力 但小车做圆周运动的向心力是水平指向圆心的，车速变化时静摩擦力的大小、方向都会改变，垂直斜面方向的受力平衡会随摩擦力分量变化，因此支持力并非恒为mgcosθ，A错误； B．从静止开始增大车速的过程中：初始车速极小时，小车有沿斜面向下滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向上；随着车速增大，所需向心力增大，沿斜面向上的静摩擦力会先逐渐减小到零，之后反向变为沿斜面向下，再随车速继续增大而增大。因此静摩擦力并非持续增大，B错误； CD．当角速度时，代入向心力公式得 向心力沿斜面向下的分量小于重力沿斜面方向重力的分力mgsinθ，说明摩擦力沿斜面向上，小车有沿斜面向下滑动的趋势，C错误，D正确。 故选D。 8. 如图1所示，“筷运明珠”是校园团队拓展游戏中常见的项目，它要求同学们用筷子夹住玻璃球进行接力运输。如图2所示，某同学用两根筷子平行夹住一个玻璃球使其恰好保持静止不动，两根筷子所在平面与水平方向的夹角为，玻璃球的质量为m，半径为R，筷子的直径可忽略，两根筷子的间距为d（），与玻璃球间的动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 每根筷子对玻璃球的弹力大小均为 B. 每根筷子对玻璃球的弹力大小均为 C. 筷子与玻璃球间的动摩擦因数为 D. 筷子与玻璃球间的动摩擦因数为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对玻璃球进行受力分析，玻璃球受重力、两根筷子的支持力和摩擦力，对玻璃球的重力分解可知，其重力沿筷子构成的斜面的分力为，垂直于斜面的分力为，对玻璃球从正对筷子构成的截面画出受力示意图如图所示 其中两根筷子对玻璃球的弹力N的合力等于重力垂直于斜面的分力，故有 其中为两个弹力夹角的一半，根据几何知识可知 解得，故AB错误； CD．沿着筷子所构成的斜面来看，因为玻璃球恰好静止，其静摩擦力恰好为最大静摩擦力，故两根筷子对玻璃球的摩擦力等于重力沿斜面的分力，即 将N代入解得，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 大型风洞是研发飞行器的重要设施之一，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示、某次风洞实验中，风力大小和方向均恒定，一质量为的小球先后经过、两点，其中在点的速度大小为，方向与、连线成角，在点的速度大小也为。已知、连线长为，重力加速度为，小球的运动轨迹在竖直面内。下列说法正确的是（　　） A. 风力大小可能为 B. 小球运动过程中的最小速度为 C. 小球从点运动到点所用的时间为 D. 小球在点的速度方向与、连线成角 【答案】AD 【解析】 【详解】小球受恒定重力和恒定风力，合外力为恒力，小球做匀变速曲线运动。小球在，两点速率相等，由动能定理：从，合外力做功，说明合外力方向垂直于连线。将速度沿连线（平行方向），垂直连线（垂直方向）正交分解： 平行方向：合外力分量为0，该方向匀速直线运动； 垂直方向：合外力恒定，该方向匀变速直线运动。 A．合外力方向固定（垂直）。 矢量关系：，矢量三角形中，重力大小固定、合外力方向固定，可以构造出风力大小等于的情况，因此风力大小有可能为，故A正确； B．小球的速度是平行分量与垂直分量的合速度；平行分量恒定不变，当垂直方向分速度减为0时，合速度最小：，故B错误； C．平行ab方向分速度： 运动时间，故C错误； D．点沿分速度： 点沿分速度： 平行方向匀速，分速度不变，，又两点速率都是垂直分量大小相等，方向相反，得，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，质量相等的物体a和b用劲度系数的轻弹簧连接，物体b放置在地面上，一根不可伸长的轻绳一端与物体a连接，另一端绕过两个光滑的小定滑轮、与小球c连接，小球c套在倾角的光滑固定轻杆上，F点为轻杆的底端，开始时小球c处于轻杆的E点，连接小球c的轻绳处于水平状态，此时物体b恰好对地面没有压力。E、F两点关于P点对称，且。已知物体a和b的质量均为3 kg，小球c的质量为2 kg，，重力加速度g取，，弹簧的弹性势能为（x为弹簧的形变量）。小球c从E点由静止释放到达F点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 初始状态弹簧的形变量为0.3 m B. 小球c到达P点时，小球c的速度最大 C. 小球c到达P点时，若剪断轻绳，则物体a的加速度大小为 D. 小球c到达F点时，物体a和小球c的速度大小之比为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球c处于轻杆的E点时，由于物体b恰好对地面没有压力，则弹簧的伸长量为，故A正确； B．由于，可知小球c到达P点时，小球c的重力的下滑分力提供沿杆向下的加速度，小球将继续做加速运动，B错误； C．小球c到达P点时，物体a下降的高度为 可知小球c到达P点时，弹簧处于压缩状态，压缩量为 此时若剪断轻绳，物体a受到的弹力大小不变，根据牛顿第二定律知 解得 故C正确； D．小球c到达F点时，小球c的速度沿杆向下，将小球c的速度沿绳和垂直于绳分解，得 故 故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某同学进行验证“力的平行四边形定则”的实验。步骤如下： ①如图1所示，将弹簧测力计A上端固定于点，下端用细线挂重物M，测出重物M的重力； ②如图2所示，把弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点静止在位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录的位置和各力的方向； ③改变弹簧测力计B的拉力方向，重复实验。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图2中弹簧测力计A的示数为_________。 （2）下列实验操作不必要的是（　　）。 A. 弹簧测力计应在使用前调零 B. 图1中应待重物M静止后读数 C. 图2中拉线方向应与木板平面平行 D. 改变拉力前后，每次都要使结点静止在同一位置 （3）改变弹簧测力计B的拉力，发现两次结点的位置、与刚好在同一直线上，如图3所示，则第二次弹簧测力计B的拉力方向沿____________（选填“左上方”“左下方”或“水平方向”）。 【答案】（1）3.4 （2）D （3）左下方 【解析】 【小问1详解】 最小分度为0.2N，图2中弹簧测力计A指针落在3N到4N的第2格处，所以弹簧测力计A的读数为3.4N。 【小问2详解】 A．要用弹簧测力计准确测力，必须在使用之前调零，故A正确，不符合题意； B．图1中应待重物M静止后读数，弹簧测力计的示数就等于重力，故B正确，不符合题意； C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确，不符合题意； D．该实验中根据平行四边形定则，得出弹簧测力计A和B拉力的合力，然后与重物M的重力进行比较，看是否与其等大反向，因此改变拉力，进行多次实验，并非要求每次都要使O点静止在同一位置，故D错误，符合题意。 故选D。 【小问3详解】 如图3所示两次结点的位置、与刚好在同一直线上，则弹簧测力计A的拉力变大，但方向不变，弹簧测力计A和B拉力的合力又是不变的。如图 根据平行四边形定则，弹簧测力计B的拉力应向左下方变大。 12. 某学习小组用如图1所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验。当地的重力加速度为g，实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的总质量M、单个钩码的质量m； ②调整气垫导轨水平，按图1连接好实验装置，固定滑块； ③测量遮光条中心与光电门中心间的距离L及遮光条的宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间t； ④改变悬挂钩码的个数n，进行多次实验。 （1）根据步骤③，可知遮光条通过光电门时的速度大小________。 （2）用该装置完成实验探究滑块的加速度与其所受合力的关系时，________（选填“需要”或“不需要”）满足。 （3）根据测出的多组n和t，作出随n的变化图像，图线为一条直线，其斜率为k，若在误差允许的范围内满足关系式________（用m、M、L、d、g表示），则可以得出滑块的质量一定时，加速度与作用力成正比。 （4）实际操作过程中滑块受到较小空气阻力的影响，则实验中采集数据所得的图线应该是图2中的图线________（选填“A”或“B”）；已知a、b分别是图线A、B与坐标轴的交点坐标，则根据图线可求得滑块受到的空气阻力大小为________（选用m、M、a、b、g表示）。 【答案】（1） （2）需要 （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 遮光条宽度很小，通过光电门期间的速度变化很小，可用这段时间的平均速度近似表示通过光电门时的瞬时速度，故速度大小为 【小问2详解】 设滑块和钩码的加速度大小为，绳中拉力为。忽略空气阻力，分别取滑块向滑轮运动的方向、钩码竖直向下的方向为正方向。对滑块应用牛顿第二定律，有 对总质量为的钩码应用牛顿第二定律，有 联立可得绳中拉力 实验中用钩码的重力近似代替滑块所受合力，因此需要满足题给条件；对于悬挂多个钩码的情况，实际应保证 【小问3详解】 忽略空气阻力且满足第（2）问的近似条件时，滑块所受合力近似等于钩码的重力。代入第（2）问的滑块动力学方程，得 滑块从静止开始做匀加速直线运动，遮光条中心移动距离时，由速度与位移的关系有。代入第（1）问的测速关系并消去加速度，得 图像的横坐标为钩码个数，纵坐标为遮光时间平方的倒数，斜率就是上式中的系数，因此应满足 在上述条件下，加速度与成正比，滑块所受合力与成正比，故滑块质量一定时，加速度与所受合力成正比。 【小问4详解】 [1]设滑块受到的空气阻力大小为，在题设直线模型中将其视为实验范围内的恒定阻力。仍在第（2）问的近似条件下，以滑块向滑轮运动的方向为正方向，由牛顿第二定律得 代入前述速度与位移的关系以及光电门测速关系，整理得 因此图线延长后与纵轴的交点在原点下方，与横轴的交点在原点右侧，对应图2中的图线。 [2]图线的横轴截距为，表示该直线外推至纵坐标为零时的钩码个数。将此截距代入上式，得 解得空气阻力大小 13. 如图1所示，时刻一物体从足够长斜面底端以初速度沿斜面向上运动，其运动的图像如图2所示。已知斜面的倾角，重力加速度取，，。求： （1）物体与斜面间的动摩擦因数； （2）物体的初速度的大小； （3）物体在斜面上运动的总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像的斜率表示加速度可知，由图2可知，在1 s~2 s内物体沿斜面向下滑行的加速度大小为 物体沿斜面向下滑行，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 物体沿斜面向上滑行时，根据牛顿第二定律有 解得 在0~1 s内，有 解得 【小问3详解】 在0~1 s内，物体沿斜面向上运动的位移 设物体下滑的时间为，有 解得 故物体在斜面上运动的总时间 14. 如图所示，足够长的固定斜面与竖直面内的光滑半圆轨道通过小圆弧（长度可忽略）平滑相接于半圆轨道最低点A，质量的小滑块从斜面上某点由静止释放。已知斜面的倾角，小滑块与斜面间的动摩擦因数，半圆轨道的半径，重力加速度g取。 （1）当小滑块从某高度释放时，刚好能到达半圆轨道的B点，求滑块在B点的速度大小； （2）若小滑块从斜面上距离地面高处静止释放，求小滑块到达A点时对半圆轨道的压力大小； （3）改变小滑块从斜面上释放的位置，分析小滑块经过最高点B后，落在斜面上时的速度能否垂直斜面（写出分析过程）。 【答案】（1） （2） （3）设小滑块离开B点时的速度为，离开B点后小滑块做平抛运动，假设落在斜面上时速度垂直斜面，如图所示 有 在水平方向 在竖直方向， 根据几何关系有 解得 故小滑块经过最高点B后落在斜面上，速度不能垂直斜面。 【解析】 【小问1详解】 若小滑块恰能经过最高点B，则在B点对轨道压力为0 有 解得 【小问2详解】 对斜面上的小滑块进行受力分析知小滑块的加速度 根据 解得物块到达A点时的速度 在A点根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小 【小问3详解】 设小滑块离开B点时的速度为，离开B点后小滑块做平抛运动，假设落在斜面上时速度垂直斜面，如图所示 有 在水平方向 在竖直方向 根据几何关系有 解得 故小滑块经过最高点B后落在斜面上，速度不能垂直斜面。 15. 如图所示，一个质量的足够长木板置于水平面上，一可视为质点的物块质量，初始时刻物块处于木板右端。木板与水平面间、物块与木板间的动摩擦因数分别为和。现对木板施加一水平向右的拉力，同时给物块一水平向左的初速度，后撤去拉力。不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）小物块向左运动的最远距离； （2）时木板的速度大小和0~11 s内木板的位移大小； （3）两者最后都静止时，物块到木板右端的距离。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向。开始时物块相对木板向左滑动，受到向右的滑动摩擦力。物块竖直方向平衡，设木板对它的支持力大小为，则 以表示物块此阶段的加速度，由牛顿第二定律得 解得 物块向左减速至速度为零所经历的时间为，由匀变速直线运动的速度公式得 解得。此后物块向右运动，故向左运动的最远距离为，由速度与位移的关系得 解得 【小问2详解】 物块与木板相对滑动时，木板受到向右的拉力、向左的地面滑动摩擦力和向左的物块滑动摩擦力。设地面对木板的支持力大小为，由竖直方向受力平衡得 以表示木板此阶段的加速度，由牛顿第二定律得 代入数据得 设从开始到两者首次共速的时间为，共同速度为。由匀变速直线运动的速度公式，物块、木板分别满足和 联立得。首次共速时的速度为 假设共速后两者保持相对静止，以表示共同加速度。取物块与木板整体为研究对象，由牛顿第二定律得 解得 此时物块所需的静摩擦力为 故上述假设成立，两者共同向右匀加速运动至撤力。记撤力时的共同速度为，则在时有 木板前一阶段从静止开始匀加速，后一阶段以为初速度继续匀加速，因此其在内的位移为 【小问3详解】 到首次共速时，物块相对地面的位移为 此时木板相对地面的位移为 物块初始位于木板右端，故首次共速时物块在木板右端左侧，两者距离为 共速后到撤力前，两者相对静止，该距离保持不变。若撤力后仍相对静止，以表示共同加速度，由整体的牛顿第二定律得 解得 物块所需的摩擦力大小为 因此两者不能继续保持相对静止，物块相对木板向右滑动。物块受到向左的滑动摩擦力，以表示其加速度，由牛顿第二定律得 木板仍向右运动，受到向左的地面滑动摩擦力和向右的物块滑动摩擦力，以表示其加速度，则 两者的加速度分别为和。设撤力后木板和物块减速至零的时间分别为和，由速度公式得和 解得和。木板停止后，物块对它的向右摩擦力大小仅为，小于地面所能提供的最大静摩擦力，故木板保持静止，物块继续匀减速至停止。以撤力时刻为计时起点，两者的速度—时间图如下，陡线表示木板，缓线表示物块 速度—时间图线与时间轴围成的面积表示相应位移，故撤力后物块、木板的位移分别为和 物块相对木板向右移动，最终物块距木板右端的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $