精品解析：湖南部分学校2026-2027学年高三上学期学情检测物理试题

高三物理 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年美加墨世界杯落下帷幕，西班牙队在决赛中以1∶0战胜阿根廷队摘得桂冠。如图所示，球员正在带球进攻，某时刻将足球踢出，足球在空中运动时空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 研究足球运动员带球的动作时可以将运动员视为质点 B. 运动员奔跑的速度越大，惯性越大 C. 足球被踢出后的瞬间，加速度为零 D. 足球被踢出后在空中运动时，处于完全失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．研究足球运动员带球的动作时，运动员的大小和姿态是不能忽略的，所以运动员不可视为质点，故A错误； B．运动员惯性大小由其质量决定，与运动员奔跑的速度大小无关，故B错误； C．足球被踢出后的瞬间，所受合力不为零，加速度不为零，故C错误； D．足球被踢出后在空中运动时，不计空气阻力，只受重力作用，处于完全失重状态，故D正确。 故选D。 2. 如图1所示，直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线，P是AB的中点，一带电粒子从A点静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是（ ） A. 点电荷Q在A的左侧 B. 该带电粒子一定带负电 C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能 D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据v-t图像的斜率表示加速度，由图2可知粒子运动的加速度逐渐增大。粒子仅受静电力作用，根据牛顿第二定律F=qE=ma 可知粒子运动过程中所处位置的电场强度逐渐增大。点电荷的电场中，越靠近点电荷的位置电场强度越大，因此粒子从A向B运动时是逐渐靠近点电荷Q，说明点电荷Q在B的右侧，故A错误； B．粒子从静止开始向B运动，说明粒子所受静电力方向沿A指向B，即电场力方向与运动方向一致。但题目未给出点电荷Q的电性，无法确定电场线AB的方向，因此无法判断带电粒子的电性，故B错误； C．粒子从A到B的过程中，静电力方向与运动方向相同，因此静电力对粒子做正功。根据静电力做功与电势能变化的关系:静电力做正功，电势能减小，因此粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，故 C错误； D．由前面分析可知，从A到B电场强度逐渐增大，因此 AP段的平均电场强度小于PB段的平均电场强度。又因为P是AB中点，AP与PB的长度相等，对于非匀强电场，沿电场线方向相同距离的两点，平均场强越大，电势差的绝对值越大，因此A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值，故D正确。 故选D。 3. 图1所示为狐狸捕鼠时的情景，假设狐狸发现老鼠后某段时间内做匀加速直线运动，其图像如图2所示。已知图像的纵截距为b，斜率为k，则下列说法正确的是（ ） A. 狐狸的初速度大小为b B. 狐狸的初速度大小为k C. 狐狸的加速度大小为 D. 狐狸的加速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．狐狸做匀加速直线运动，由 变形得 结合图像斜率为、纵截距为可知，故A错误，B正确； CD．由上述函数关系式可知纵截距对应加速度，即，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m的小环套在大圆环上。小环从静止开始由大圆环最高点经Q点自由下滑至其底部，Q为竖直线与大圆环的切点，重力加速度为g，则小环下滑经过Q点时对大圆环的作用力大小为（ ） A. mg B. 2mg C. D. 3mg 【答案】B 【解析】 【详解】从最高点到点，由动能定理 解得 对点受力分析，点和圆心同一高度，向心力由圆环对小环的水平弹力提供，则有 得 故选B。 5. 如图1、2所示，单刀双掷开关S先接到1，时刻电容器开始充电，时开关改接到2。已知内电容器两端的电压随时间变化的图像如图2所示，则下列描述电阻两端的电压随时间变化的图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】时间内，开关S接1，电容器充电，电流从电源正极流出，经电阻R的c端流向d端，因此c点电势高于d点，为正值，电容器充电过程中，回路电流逐渐减小，充电完毕后电流为零，根据欧姆定律，R为定值，因此随电流减小逐渐降低到0。时间内，开关S接2，电容器放电，此时回路电流方向与充电阶段相反，电阻R两端的电压极性会反转，变为负值，由图2可知，放电过程中的下降斜率的绝对值变小，说明放电电流的大小从初始的最大值逐渐减小到0，对应的的绝对值也从初始的最大值逐渐减小到0。只有A选项符合要求。 故选A。 6. 如图所示，在空间内施加恒定的水平风力，由A点静止释放一个小球，一段时间后小球恰好落入地面上B点的坑中。撤去水平风力，在A点以某一初速度水平抛出该小球，小球仍恰好落入坑中。已知水平风力的大小等于重力大小的2倍，A点离地高度为h，小球竖直方向均可视为自由落体运动，重力加速度为g，则平抛的初速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小球受水平风力时，在水平方向与竖直方向均做匀加速运动，水平风力的大小等于重力大小的2倍，则水平方向与竖直方向加速度满足， 则得水平位移与竖直位移满足， 联立解得， 撤去水平风力，在A点以某一初速度水平抛出该小球，小球仍恰好落入坑中，该过程小球做平抛运动，竖直高度不变，则运动时间为 设抛出水平速度为，则由平抛运动公式得 联立解得 故选B。 7. 如图所示，真空中三个相同的金属球A、B、C分别位于等边三角形ABC的三个顶点上（三角形边长远大于金属球的半径），其中A球不带电，B球带正电，电荷量为，C球带正电，电荷量为，O为三角形ABC的中心。现将A球先后与C、B球接触后再放回原处，则A球接触另外两球前与接触两球放回原处后O点的电场强度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设外接圆半径为，接触前O点水平方向场强为 竖直方向场强为 总场强 接触后再放回原处时A、B、C三球带电量分别为、、，将C球带电量视为，由对称性知，此时O点场强相当于在C处放置一电荷量为的点电荷在O点处产生的电场对应的强度，则此时O点处的场强 联立解得 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。 8. 如图所示，轻绳AO一端固定在天花板上，另一端与轻绳OB相连，OB下端连接一重物，在O点施加水平向右的拉力F，使系统处于静止状态且AO与竖直方向的夹角为30°。现保持F的大小不变，方向逆时针缓慢旋转90°，则下列说法正确的是（ ） A. 轻绳OA的拉力一直减小 B. 轻绳OA的拉力先减小再增大 C. 轻绳OA与竖直方向的夹角一直减小 D. 轻绳OA与竖直方向的夹角先增大后减小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．节点O受到F、OA拉力、OB拉力而平衡，对重物，根据平衡条件有 对O点，由平衡条件可知，F与的合力与等大，将F方向逆时针缓慢旋转过程中，F与大小不变，二者方向夹角增大，根据平行四边形定则可知，二者合力减小，即减小，故A正确，B错误； CD．现保持F的大小不变，方向逆时针缓慢旋转90°，三力构成的矢量三角形如下图 由图可知，轻绳OA与竖直方向的夹角先增大后减小，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，某公司研制的新型汽车在一平直公路进行测试，汽车的质量为，其运动过程中所受的阻力大小满足（为常量且，为汽车的速度大小）。汽车从静止开始加速，功率始终为，经过时间达到最大速度，该过程牵引力的冲量为，下列说法正确的是（ ） A. 汽车行驶的最大速度为 B. 当汽车的速度为最大速度的一半时，汽车的加速度为 C. 该过程汽车克服阻力做的功为 D. 该过程汽车克服阻力做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．汽车达到最大速度时，加速度为0，牵引力与阻力平衡 由功率定义，结合阻力公式，得 ，故A正确； B．当速度为最大速度的一半，即时，牵引力 阻力 代入牛顿第二定律 可得 ，故B错误； CD．用动能定理，即 将代入，整理得克服阻力做功 ，故D正确，C错误。 故选AD。 10. 如图1所示，竖直平面内存在平行于该平面的匀强电场（未画出），匀强电场中有一个半径为的固定光滑圆形绝缘轨道，圆心为，水平。轨道内一质量为、电荷量为的带电小球从点以一定的初速度沿轨道逆时针运动，运动过程中始终不脱离轨道。小球运动过程中的机械能随位置和圆心的连线与的夹角的关系如图2所示。已知，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 电场强度大小 B. 小球从点第一次运动到的过程中，电势能一直减小 C. 小球从点第一次运动到的过程中，轨道对小球的支持力一直增大 D. 若小球能够完成完整的圆周运动，则在点的初速度满足 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图2知，在半径OA对应直径的另一端机械能最大，说明电场方向沿AO向右。 因，说明从A运动到电场力做的正功为 解得电场强度，故A正确； B．小球从A点第一次运动到的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故B正确； C．构建重力场与电场的复合场，设等效重力与竖直线的夹角为，有 解得，如图所示 该复合场的等效最低点在N处，从A点至N点的过程中，速度增大，轨道支持力增大，从N点至的过程中，速度减小，轨道对小球的支持力减小，故C错误； D．该复合场中，等效重力 若小球恰能够完成完整的圆周运动，则有 从A至M有 联立解得 可知，若小球能够完成完整的圆周运动，则在A点的初速度满足 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 如图所示，某实验小组利用智能电动小车（可输出恒定牵引力）、长木板、砝码和数字化传感器（能直接测量加速度大小）进行实验，探究加速度与牵引力F和小车质量（含车中砝码）的关系。小车自身的质量为M=0.30 kg，实验前已平衡阻力。实验过程中通过遥控器可设定三挡恒定牵引力，分别为0.10 N、0.15 N和0.20 N。 表格1 加速度a随牵引力F的变化（质量M=0.30 kg，未放砝码） 实验次数 牵引力F/N 加速度a/（m·s-2） 1 0.10 0.32 2 0.15 0.48 3 0.20 0.65 （1）由表格1可知F=0.15 N时实验测得的加速度为0.48 m/s2，那么本次测得加速度的相对误差______%（保留2位有效数字）。 表格2 加速度a随小车质量（含砝码）M′的变化（牵引力F=0.15 N） 实验次数 小车质量（含砝码）M′/kg 加速度a/（m·s-2） 1 0.30 0.48 2 0.35 0.41 3 0.40 0.36 4 0.45 0.32 （2）为了直观验证“合外力一定时，加速度与质量成反比”，应处理数据并作出______（选填“”或“”）图像。 （3）小组成员发现，根据测量数据计算出来的合外力总是小于设定的牵引力，可能的原因是______（填选项标号）。 A. 阻力未完全平衡 B. 传感器测量的加速度值偏小 C. 传感器测量的加速度值偏大 【答案】（1）4.0 （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律，理论加速度为 代入相对误差公式得 【小问2详解】 由牛顿第二定律可知，当合外力一定时，加速度与质量成反比，即。为了直观验证线性关系，应作出图像，若图像为过原点的倾斜直线，则验证了结论。 【小问3详解】 A．若阻力未完全平衡，则小车受到的合外力 导致，即计算出的合外力小于设定牵引力，故A正确； B．传感器测量误差通常为偶然误差，不会导致合外力总是小于设定值，故B错误； C．若传感器测量的加速度值偏大，则计算出的合外力会大于设定牵引力，与题意不符，故C错误。 故选A。 12. 某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。实验器材包括：铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤（质量）、毫米刻度尺、导线、电源（频率）等。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端与重锤相连，另一端穿过打点计时器。接通电源后释放重锤，重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是________。 A. 实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带 B. 为减小空气阻力的影响，应选用密度大的材料制成的重锤 C. 实验中必须测量重锤的质量，因为需要计算重力势能变化量 D. 若纸带上打出的第1、2点间距离明显大于，说明释放纸带前已先接通电源 （2）某次实验得到的纸带如图2所示，O点为打出的第一个点，A、B、C、D为依次选取的计数点，相邻两计数点间还有1个点未画出。打点计时器打下C点时，重锤的瞬时速度大小________m/s（结果保留3位有效数字）。 （3）已知当地重力加速度，从到的过程，重锤重力势能的减少量________J，动能的增加量________J（结果均保留3位有效数字）。在误差允许范围内，，则表明机械能守恒定律成立，如果实验重复多次，发现总是稍大于，则主要原因可能是________________________________________________________________。 【答案】（1）AB （2）2.50 （3） ①. 0.319 ②. 0.313 ③. 重锤下落过程中存在阻力 【解析】 【小问1详解】 A．实验时应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带，这样可以保证打出的第一个点清晰，且初速度为零，故A正确。 B．为减小空气阻力对实验的影响，应选用密度大、体积小的重锤，这样空气阻力相对重力可以忽略不计，故B正确。 C．验证机械能守恒的表达式为，等式两边都有质量，可以约去，因此不需要测量重锤的质量，故C错误。 D．若纸带上第1、2点间距离明显大于（自由下落的位移约为），说明重锤在打第一个点时已有初速度，即先释放了纸带后接通电源，操作顺序错误，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 打点计时器电源频率，打点周期 相邻两计数点间还有1个点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔 根据匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以点的瞬时速度等于段的平均速度。 【小问3详解】 [1]从点到点，重锤重力势能减少量； [2]点为第一个点，初速度，点速度，动能增加量； [3]实验中发现总是稍大于，即重力势能的减少量略大于动能的增加量。这是因为重锤下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力，部分机械能转化为内能，导致动能的增加量小于重力势能的减少量。 13. 若宇航员在某未知星球的北极以初速度v0竖直上抛一个小球，小球经时间t落回手中，在该星球赤道处，以同样的速度竖直上抛一个小球，经时间落回手中。已知引力常量为G，该星球的半径为R，不计空气阻力，求： （1）该星球的质量M； （2）该星球同步卫星的公转周期。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在北极，有 万有引力等于重力 联立解得 【小问2详解】 在赤道处有 由牛顿第二定律可得 该星球的自转周期等于其同步卫星的公转周期，则联立解得 14. 如图1所示，竖直面内的固定光滑圆弧轨道与水平面相切于点，质量为、可视为质点的滑块以初速度从点开始向右运动，沿水平面运动后到达点，段与滑块间的动摩擦因数随滑块运动距离变化的图像如图2所示。之后滑块从点进入圆弧轨道，然后从点飞出，飞出后滑块经过时间到达最高点，再经时间后落回水平地面。已知为重力加速度，不计空气阻力，求： （1）滑块在点的速度大小； （2）滑块在圆弧轨道点所受的支持力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题图2可知滑块在段克服摩擦力做功为 滑块在段根据动能定理可知 解得 【小问2详解】 设圆弧半径为，所对应圆心角为，滑块从点飞出后的运动轨迹如图所示 滑块从点到点，根据动能定理可知 滑块从点上升到最高点的高度为 滑块从最高点下落至所在水平面的高度为 结合几何关系可知 解得 滑块在竖直方向上 解得 则轨道半径为 滑块在点，根据牛顿第二定律可知 解得 15. 在竖直平面内建立直角坐标系，其中轴竖直，、、为坐标系上的点，其坐标分别为、、，如图所示。质量为、带电荷量为（）的小球，在不加电场时，自点以某一初动能（未知）沿轴正方向抛出，小球恰好经过点。现在空间内施加平行于该平面的匀强电场，保持小球的初动能不变，调整抛出方向，若小球恰经过点，则经过点时的动能为初动能的5倍；若小球恰经过点，则经过点时的动能为初动能的3倍。不计空气阻力，重力加速度为。 （1）求小球的初动能； （2）求匀强电场的电场强度大小与方向； （3）以点为零电势点，保持初动能不变，选择合适的抛出方向，使小球运动过程中电势能的最大值恰好为，求抛出时所有可能的速度方向； （4）现有质量均为、带电荷量均为（）的小球甲和乙，甲小球以初动能从点沿与轴正方向成45°角斜向上抛出；同时，乙小球从点以初动能在平面内沿某一方向抛出，已知，若存在某一抛出方向使两小球能在空中相遇，求所有相遇点的横坐标的取值范围。 【答案】（1） （2），电场方向与轴负方向夹角45°斜向下（第三象限角平分线） （3）抛出时速度沿轴正方向或沿轴正方向 （4） 【解析】 【小问1详解】 无电场时，小球抛出后经过点，水平方向 竖直方向 可得 【小问2详解】 设匀强电场沿轴正向与轴正向的分量分别为、 小球由到应用动能定理得 小球由到应用动能定理得 解得， 则有 电场强度大小 电场方向与轴负方向夹角45°斜向下（第三象限角平分线） 【小问3详解】 电势能最大为，设小球沿电场方向的最大位移为。电场力做功 设初速度沿电场反方向的分速度为，垂直于电场方向的分速度为，如图所示 则有 沿电场方向的加速度 小球沿电场方向 解得， 故抛出时速度沿轴正方向或沿轴正方向。 【小问4详解】 甲、乙小球的相对加速度为零，相对位移沿轴，将两球的速度沿轴与轴分解。两小球能相遇则有 且有 若沿轴向下，则 解得 若沿轴向上，则 解得 可得相遇时甲运动的时间 甲小球沿轴方向做匀变速直线运动的加速度 由运动学公式可得 在区间，该函数单调递减，代入解得相遇点横坐标的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年美加墨世界杯落下帷幕，西班牙队在决赛中以1∶0战胜阿根廷队摘得桂冠。如图所示，球员正在带球进攻，某时刻将足球踢出，足球在空中运动时空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 研究足球运动员带球的动作时可以将运动员视为质点 B. 运动员奔跑的速度越大，惯性越大 C. 足球被踢出后的瞬间，加速度为零 D. 足球被踢出后在空中运动时，处于完全失重状态 2. 如图1所示，直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线，P是AB的中点，一带电粒子从A点静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是（ ） A. 点电荷Q在A的左侧 B. 该带电粒子一定带负电 C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能 D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值 3. 图1所示为狐狸捕鼠时的情景，假设狐狸发现老鼠后某段时间内做匀加速直线运动，其图像如图2所示。已知图像的纵截距为b，斜率为k，则下列说法正确的是（ ） A. 狐狸的初速度大小为b B. 狐狸的初速度大小为k C. 狐狸的加速度大小为 D. 狐狸的加速度大小为 4. 如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m的小环套在大圆环上。小环从静止开始由大圆环最高点经Q点自由下滑至其底部，Q为竖直线与大圆环的切点，重力加速度为g，则小环下滑经过Q点时对大圆环的作用力大小为（ ） A. mg B. 2mg C. D. 3mg 5. 如图1、2所示，单刀双掷开关S先接到1，时刻电容器开始充电，时开关改接到2。已知内电容器两端的电压随时间变化的图像如图2所示，则下列描述电阻两端的电压随时间变化的图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，在空间内施加恒定的水平风力，由A点静止释放一个小球，一段时间后小球恰好落入地面上B点的坑中。撤去水平风力，在A点以某一初速度水平抛出该小球，小球仍恰好落入坑中。已知水平风力的大小等于重力大小的2倍，A点离地高度为h，小球竖直方向均可视为自由落体运动，重力加速度为g，则平抛的初速度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，真空中三个相同的金属球A、B、C分别位于等边三角形ABC的三个顶点上（三角形边长远大于金属球的半径），其中A球不带电，B球带正电，电荷量为，C球带正电，电荷量为，O为三角形ABC的中心。现将A球先后与C、B球接触后再放回原处，则A球接触另外两球前与接触两球放回原处后O点的电场强度大小之比为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。 8. 如图所示，轻绳AO一端固定在天花板上，另一端与轻绳OB相连，OB下端连接一重物，在O点施加水平向右的拉力F，使系统处于静止状态且AO与竖直方向的夹角为30°。现保持F的大小不变，方向逆时针缓慢旋转90°，则下列说法正确的是（ ） A. 轻绳OA的拉力一直减小 B. 轻绳OA的拉力先减小再增大 C. 轻绳OA与竖直方向的夹角一直减小 D. 轻绳OA与竖直方向的夹角先增大后减小 9. 如图所示，某公司研制的新型汽车在一平直公路进行测试，汽车的质量为，其运动过程中所受的阻力大小满足（为常量且，为汽车的速度大小）。汽车从静止开始加速，功率始终为，经过时间达到最大速度，该过程牵引力的冲量为，下列说法正确的是（ ） A. 汽车行驶的最大速度为 B. 当汽车的速度为最大速度的一半时，汽车的加速度为 C. 该过程汽车克服阻力做的功为 D. 该过程汽车克服阻力做的功为 10. 如图1所示，竖直平面内存在平行于该平面的匀强电场（未画出），匀强电场中有一个半径为的固定光滑圆形绝缘轨道，圆心为，水平。轨道内一质量为、电荷量为的带电小球从点以一定的初速度沿轨道逆时针运动，运动过程中始终不脱离轨道。小球运动过程中的机械能随位置和圆心的连线与的夹角的关系如图2所示。已知，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 电场强度大小 B. 小球从点第一次运动到的过程中，电势能一直减小 C. 小球从点第一次运动到的过程中，轨道对小球的支持力一直增大 D. 若小球能够完成完整的圆周运动，则在点的初速度满足 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 如图所示，某实验小组利用智能电动小车（可输出恒定牵引力）、长木板、砝码和数字化传感器（能直接测量加速度大小）进行实验，探究加速度与牵引力F和小车质量（含车中砝码）的关系。小车自身的质量为M=0.30 kg，实验前已平衡阻力。实验过程中通过遥控器可设定三挡恒定牵引力，分别为0.10 N、0.15 N和0.20 N。 表格1 加速度a随牵引力F的变化（质量M=0.30 kg，未放砝码） 实验次数 牵引力F/N 加速度a/（m·s-2） 1 0.10 0.32 2 0.15 0.48 3 0.20 0.65 （1）由表格1可知F=0.15 N时实验测得的加速度为0.48 m/s2，那么本次测得加速度的相对误差______%（保留2位有效数字）。 表格2 加速度a随小车质量（含砝码）M′的变化（牵引力F=0.15 N） 实验次数 小车质量（含砝码）M′/kg 加速度a/（m·s-2） 1 0.30 0.48 2 0.35 0.41 3 0.40 0.36 4 0.45 0.32 （2）为了直观验证“合外力一定时，加速度与质量成反比”，应处理数据并作出______（选填“”或“”）图像。 （3）小组成员发现，根据测量数据计算出来的合外力总是小于设定的牵引力，可能的原因是______（填选项标号）。 A. 阻力未完全平衡 B. 传感器测量的加速度值偏小 C. 传感器测量的加速度值偏大 12. 某实验小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。实验器材包括：铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤（质量）、毫米刻度尺、导线、电源（频率）等。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端与重锤相连，另一端穿过打点计时器。接通电源后释放重锤，重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是________。 A. 实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带 B. 为减小空气阻力的影响，应选用密度大的材料制成的重锤 C. 实验中必须测量重锤的质量，因为需要计算重力势能变化量 D. 若纸带上打出的第1、2点间距离明显大于，说明释放纸带前已先接通电源 （2）某次实验得到的纸带如图2所示，O点为打出的第一个点，A、B、C、D为依次选取的计数点，相邻两计数点间还有1个点未画出。打点计时器打下C点时，重锤的瞬时速度大小________m/s（结果保留3位有效数字）。 （3）已知当地重力加速度，从到的过程，重锤重力势能的减少量________J，动能的增加量________J（结果均保留3位有效数字）。在误差允许范围内，，则表明机械能守恒定律成立，如果实验重复多次，发现总是稍大于，则主要原因可能是________________________________________________________________。 13. 若宇航员在某未知星球的北极以初速度v0竖直上抛一个小球，小球经时间t落回手中，在该星球赤道处，以同样的速度竖直上抛一个小球，经时间落回手中。已知引力常量为G，该星球的半径为R，不计空气阻力，求： （1）该星球的质量M； （2）该星球同步卫星的公转周期。 14. 如图1所示，竖直面内的固定光滑圆弧轨道与水平面相切于点，质量为、可视为质点的滑块以初速度从点开始向右运动，沿水平面运动后到达点，段与滑块间的动摩擦因数随滑块运动距离变化的图像如图2所示。之后滑块从点进入圆弧轨道，然后从点飞出，飞出后滑块经过时间到达最高点，再经时间后落回水平地面。已知为重力加速度，不计空气阻力，求： （1）滑块在点的速度大小； （2）滑块在圆弧轨道点所受的支持力大小。 15. 在竖直平面内建立直角坐标系，其中轴竖直，、、为坐标系上的点，其坐标分别为、、，如图所示。质量为、带电荷量为（）的小球，在不加电场时，自点以某一初动能（未知）沿轴正方向抛出，小球恰好经过点。现在空间内施加平行于该平面的匀强电场，保持小球的初动能不变，调整抛出方向，若小球恰经过点，则经过点时的动能为初动能的5倍；若小球恰经过点，则经过点时的动能为初动能的3倍。不计空气阻力，重力加速度为。 （1）求小球的初动能； （2）求匀强电场的电场强度大小与方向； （3）以点为零电势点，保持初动能不变，选择合适的抛出方向，使小球运动过程中电势能的最大值恰好为，求抛出时所有可能的速度方向； （4）现有质量均为、带电荷量均为（）的小球甲和乙，甲小球以初动能从点沿与轴正方向成45°角斜向上抛出；同时，乙小球从点以初动能在平面内沿某一方向抛出，已知，若存在某一抛出方向使两小球能在空中相遇，求所有相遇点的横坐标的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $