精品解析：安徽合肥八中等校2027届高三上学期统一作业3物理试题

合肥八中2027届高三统一作业3 物 理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案选项涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案选项。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应区域。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、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，只有一项是符合要求的。 1. 张雪机车在2026赛季世界超级摩托车锦标赛（WSBK）中表现亮眼，已获得6个分站赛冠军。在一次比赛中车手连续通过图中a、b、c、d四个点时，赛车受到的合外力F与速度v方向关系符合实际的是（ ） A. a B. b C. c D. d 2. 小华用轻弹簧制作了一个如图所示的竖直弹射装置，将小球放在压缩的弹簧上端，释放弹簧后，小球能离开弹簧继续上升。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。则在弹簧恢复原长的整个过程中（ ） A. 小球的机械能守恒 B. 小球的加速度先减小后增大 C. 小球的速度一直增大 D. 弹簧对小球做的功等于小球动能的增加量 3. 我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号发射任务取得圆满成功。如图所示，假设该卫星发射后先在近地圆轨道I做匀速圆周运动，在点瞬时点火进入椭圆转移轨道Ⅱ，随后在远地点变轨进入地球同步圆轨道Ⅲ，点和点分别为轨道Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ的切点，其中圆轨道I和圆轨道Ⅲ的半径分别为和。下列关于中星26号的说法正确的是（　　） A. 根据，可知在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上的速度大小之比为 B. 在轨道Ⅱ上经过点的速度和点的速度大小之比为 C. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点的加速度 D. 在轨道Ⅱ上的机械能与在轨道Ⅰ上的机械能相等 4. 如图甲所示，某起重机的悬臂保持不动，可沿悬臂行走的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。现天车吊着质量为120 kg的货物在方向的位移时间图像和方向的速度时间关系图像如图乙、丙所示，下列说法错误的是（ ） A. 货物在方向的分速度的大小为 B. 时，货物的合速度的大小为 C. 前2 s时间内，货物在方向的分位移的大小为4 m D. 货物所受的合力大小为240 N 5. 如图所示，小物块以某一初速度冲上固定斜面，已知物块与斜面动摩擦因数，斜面足够长，则下列关于速度、加速度、动能随时间变化的图像，机械能随路程变化的图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 我国高铁动车技术世界领先。假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机最大输出功率为P，最大运行速度大小为，动车运行时所受阻力大小与其速率成正比（，k为比例系数）。若动车某次匀速运行时的输出功率为，则运行速度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 2026年6月美加墨世界杯足球比赛在墨西哥开幕，如图所示为某段时间内足球与水平地面碰撞前后的轨迹，已知足球碰撞前瞬间速度方向与竖直方向的夹角为45°，、两点速度大小均为且方向水平，重力加速度为，足球视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　 ） A. 点距地面的高度 B. 碰撞后瞬间，足球速度方向与竖直方向的夹角为 C. 碰撞后瞬间，足球的动量大小为碰前的 D. 碰撞后瞬间，足球的动能大小为碰前的 8. 如题图所示，2025年10月国庆节阅兵式上，直升机编队里共有9架由景德镇直升机厂研制的直升机。已知直升机质量为M，空气密度为，重力加速度大小为g。若直升机在空中悬停时，桨叶旋转形成的圆面面积为S，直升机的桨叶旋转推动空气，使空气获得速度，不计空气浮力及风力影响，下列说法正确的是（ ） A. 空气获得速度的大小为 B. 空气获得速度的大小为 C. 桨叶的输出功率为 D. 桨叶的输出功率为 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得5分，选不全的得3分，错选得0分。 9. 北斗导航系统使用倾斜地球同步轨道（IGSO）提升定位精度，该卫星沿圆轨道运行，绕行方向如图甲所示。位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图乙所示，当卫星位于接收站正上方时信号最强。已知地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星（ ） A. 始终相对地面静止 B. 线速度小于第一宇宙速度 C. 图乙中信号周期性变化间隔T=24h D. 该卫星轨道半径为 10. 如图1所示，光滑水平地面上并排放着质量kg的木板A、B，一质量为kg的滑块C（可视为质点）以水平初速度m/s从木板A的左端开始运动，最终与木板B保持相对静止。已知从滑块C滑上木板A开始计时，木板B运动的v-t图像如图2所示，木板A、B与滑块C之间的动摩擦因数相同，重力加速度g取10，下列说法正确的是（　　） A. 木板A、B与滑块C之间的动摩擦因数为0.2 B. 木板B获得的最大速度为m/s C. 木板A、B相互作用过程中，B对A的冲量大小为2N·s D. 整个过程中，A、B、C组成的系统机械能的减少量为60J 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末端在水平地面上垂直投影为O，地面上叠放白纸和复写纸。 实验步骤一：将球1从斜槽上释放，从轨道末端抛出，落到复写纸上，并在白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到若干个落点痕迹，并确定球1落点的平均位置 P。 实验步骤二：将球2放在轨道末端，将球1仍从斜槽上释放，球1 和球2 碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，确定它们落点的平均位置M、N，如图乙所示。 （1）本实验中，斜槽轨道___________光滑，且斜槽轨道末端___________水平。（均填“必须”或“不必”） （2）实验中小球1的质量m1和小球2 的质量m2应满足m1___________（填“>”“=”或“<”）m2。 （3）某次实验中得出的落点情况如图丙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则球1 和球2质量之比：___________ 12. 某学习小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的总质量、钩码的质量； 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之间的距离及遮光条的宽度，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间； ④改变遮光条中心与光电门中心之间的距离，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）用该装置验证系统机械能守恒定律，______________（选填“需要”或“不需要”）满足。 （3）根据测出的多组和，作出随的变化图像如图2所示，图线为过坐标原点的直线，其斜率为，若在误差允许的范围内满足关系式____________（用、、及重力加速度表示），则可以判断钩码带动滑块运动的过程中系统机械能守恒。 （4）图3中的、两图线，其中一图线为无任何阻力情况下的理想结果。另一图线为恒定空气阻力的实际结果，其中___________（选填“a”或“b”）图线为实际结果。若图线、的斜率分别为、，则空气阻力大小为_____________（用、、、表示）。 13. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图1所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量m=1kg的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度ω1=4rad/s的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小T1=4N，如图2所示。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度g取10m/s2。 （1）求轻绳的长度L； （2）若小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与轴的夹角，结点为O，如图3所示。求此时小球对地面的压力大小FN； 14. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端连接质量为的物体，轻绳跨过定滑轮，一端系在物体上，另一端与质量也为的物体相连，轻绳与斜面平行，斜面足够长，距地面足够高。用手托住物体使绳子刚好伸直且没有拉力，然后由静止释放。取。求： （1）释放B球前，弹簧的形变量大小； （2）当弹簧恢复原长时，物体的加速度大小； （3）当物体速度最大时，弹簧形变量的大小及此时的速度。 15. 如图（a）为某传送系统的简化图，长度为的水平传送带AB与固定在竖直平面内的光滑轨道BCD平滑连接，轨道BCD由水平BC部分和圆弧CD部分构成，传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带A端无初速度地放上小物块（可视为质点），经过一段时间小物块运动到传送带的右端，随后滑上轨道BCD，最终从D点飞出后落到与BC等高的水平地面上。已知小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块的作用力大小F随时间t的变化如图（b）所示，重力加速度大小取，不计空气阻力。 （1）求小物块的质量m； （2）求小物块在传送带上运动过程中所受的摩擦力冲量大小和支持力冲量大小； （3）已知圆弧轨道CD半径，小物块在圆弧轨道C、D两点对轨道压力大小的差值为，求小物块落到水平地面前瞬间重力的功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥八中2027届高三统一作业3 物 理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案选项涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案选项。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应区域。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、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，只有一项是符合要求的。 1. 张雪机车在2026赛季世界超级摩托车锦标赛（WSBK）中表现亮眼，已获得6个分站赛冠军。在一次比赛中车手连续通过图中a、b、c、d四个点时，赛车受到的合外力F与速度v方向关系符合实际的是（ ） A. a B. b C. c D. d 【答案】C 【解析】 【详解】做曲线运动的物体，所受合外力必须指向轨迹的凹侧（弯曲的内侧），同时速度方向一定沿轨迹在该点的切线方向。 故选C。 2. 小华用轻弹簧制作了一个如图所示的竖直弹射装置，将小球放在压缩的弹簧上端，释放弹簧后，小球能离开弹簧继续上升。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。则在弹簧恢复原长的整个过程中（ ） A. 小球的机械能守恒 B. 小球的加速度先减小后增大 C. 小球的速度一直增大 D. 弹簧对小球做的功等于小球动能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．弹簧恢复原长的过程中，小球向上运动，弹簧对小球做正功，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球的机械能增加，故A错误； BC．设小球质量为，弹簧劲度系数为，压缩量为，表示重力加速度。取竖直向上为正方向，用表示小球的加速度。由胡克定律，弹力大小为，由牛顿第二定律得 小球由静止开始向上运动，初始弹力大于重力。随弹簧压缩量逐渐减小，弹力逐渐减小：弹力大于重力时，加速度向上且大小逐渐减小，速度增大；弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大；此后弹力小于重力，加速度向下且大小逐渐增大，速度减小。恢复原长时，弹力为零，加速度大小为。因此，小球的加速度大小先减小后增大，速度先增大后减小，故B正确，C错误； D．设小球在弹簧恢复原长的过程中上升的高度为，弹簧对小球做功为，小球动能的增加量为。上升过程中重力做负功，由动能定理得，故D错误。 故选B。 3. 我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号发射任务取得圆满成功。如图所示，假设该卫星发射后先在近地圆轨道I做匀速圆周运动，在点瞬时点火进入椭圆转移轨道Ⅱ，随后在远地点变轨进入地球同步圆轨道Ⅲ，点和点分别为轨道Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ的切点，其中圆轨道I和圆轨道Ⅲ的半径分别为和。下列关于中星26号的说法正确的是（　　） A. 根据，可知在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上的速度大小之比为 B. 在轨道Ⅱ上经过点的速度和点的速度大小之比为 C. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点的加速度 D. 在轨道Ⅱ上的机械能与在轨道Ⅰ上的机械能相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．使用公式判断线速度和半径的关系，仅适用于角速度相同的场景。 圆轨道I和Ⅲ是卫星的两个不同圆轨道，由万有引力提供向心力 可得，两个轨道的角速度并不相等，因此不能用推导速度比。 对圆轨道由 ​得 两轨道速度比应为​，故A错误； B． 轨道Ⅱ是椭圆，P为近地点、Q为远地点，根据开普勒第二定律：卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，取极短时间，有 解得，故B正确； C．根据牛顿第二定律，加速度由万有引力决定：，轨道I和轨道Ⅱ上的P点到地心的距离r完全相同，因此两个轨道上P点的加速度大小相等，故C错误 D．卫星在轨道I的P点点火加速后才能进入更高的椭圆轨道Ⅱ，点火过程燃料做功使卫星机械能增加，因此轨道Ⅱ的机械能大于轨道I的机械能，故D错误。 故选B。 4. 如图甲所示，某起重机的悬臂保持不动，可沿悬臂行走的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。现天车吊着质量为120 kg的货物在方向的位移时间图像和方向的速度时间关系图像如图乙、丙所示，下列说法错误的是（ ） A. 货物在方向的分速度的大小为 B. 时，货物的合速度的大小为 C. 前2 s时间内，货物在方向的分位移的大小为4 m D. 货物所受的合力大小为240 N 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图乙是图像，直线斜率表示方向的速度，由图得 图丙是方向的图像，时有。水平与竖直方向互相垂直，故此时合速度的大小为，故A正确，B错误； C．图丙中前的速度均沿轴正方向，图线与时间轴围成的三角形面积表示该方向的位移，故，故C正确； D．图丙的斜率表示方向的加速度，由图得 图乙表明方向匀速，货物的合加速度大小等于方向加速度。由牛顿第二定律，货物所受合力大小为，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 5. 如图所示，小物块以某一初速度冲上固定斜面，已知物块与斜面动摩擦因数，斜面足够长，则下列关于速度、加速度、动能随时间变化的图像，机械能随路程变化的图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】物块上滑时，由牛顿第二定律 得，方向沿斜面向下 因，即 物块速度减为零后会沿斜面下滑，下滑时 得，方向沿斜面向下，故。 A．v‑t图像：上滑、下滑均为匀变速，图像是两段倾斜直线，上滑阶段斜率绝对值更大，A错误； B．a‑t图像：上滑加速度大小大于下滑加速度大小，加速度方向始终沿斜面向下，符号不变，B错误； C．动能，上滑动能匀减速减小到0，下滑动能匀加速增大，速度大小随时间线性变化，动能随时间是二次函数，图像为抛物线，但上滑时间短，下滑时间长，C错误； D．除重力之外只有摩擦力做功，，机械能E随路程s线性减小，E‑s图像为倾斜下降直线，D正确。 故选D。 6. 我国高铁动车技术世界领先。假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机最大输出功率为P，最大运行速度大小为，动车运行时所受阻力大小与其速率成正比（，k为比例系数）。若动车某次匀速运行时的输出功率为，则运行速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】动车以最大输出功率P行驶时，有 输出功率为匀速运行时，有 联立解得 故选C。 7. 2026年6月美加墨世界杯足球比赛在墨西哥开幕，如图所示为某段时间内足球与水平地面碰撞前后的轨迹，已知足球碰撞前瞬间速度方向与竖直方向的夹角为45°，、两点速度大小均为且方向水平，重力加速度为，足球视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　 ） A. 点距地面的高度 B. 碰撞后瞬间，足球速度方向与竖直方向的夹角为 C. 碰撞后瞬间，足球的动量大小为碰前的 D. 碰撞后瞬间，足球的动能大小为碰前的 【答案】B 【解析】 【详解】A．足球从点到点做平抛运动，水平分速度大小始终为。设碰撞前竖直分速度大小为，碰前速度与竖直方向成，两分速度大小相等，即，竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动规律得 解得，故A错误； B．足球从点反弹至点仅受重力，水平方向速度不变，故碰撞后水平分速度大小仍为。设碰撞后竖直分速度大小为，取竖直向上为正。由题图，点离地高度为，且该点竖直分速度为零，由匀变速直线运动规律得 代入前述高度，解得 由速度分解可得 所以，故B正确； CD．设足球质量为，用下标和分别表示碰撞前、后瞬间的状态。碰撞前，由速度合成得 碰撞后，由速度合成得 由动量定义，碰撞后与碰撞前的动量大小之比为 由动能表达式，碰撞后与碰撞前的动能之比为，故CD错误。 故选B。 8. 如题图所示，2025年10月国庆节阅兵式上，直升机编队里共有9架由景德镇直升机厂研制的直升机。已知直升机质量为M，空气密度为，重力加速度大小为g。若直升机在空中悬停时，桨叶旋转形成的圆面面积为S，直升机的桨叶旋转推动空气，使空气获得速度，不计空气浮力及风力影响，下列说法正确的是（ ） A. 空气获得速度的大小为 B. 空气获得速度的大小为 C. 桨叶的输出功率为 D. 桨叶的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设空气获得速度的大小为，时间内桨叶旋转推动空气的质量为 根据动量定理可得 对直升机根据平衡条件可得 根据牛顿第三定律有 联立可得空气获得速度的大小为，故AB错误； CD．桨叶的输出功率为，故C正确，D错误。 故选C。 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得5分，选不全的得3分，错选得0分。 9. 北斗导航系统使用倾斜地球同步轨道（IGSO）提升定位精度，该卫星沿圆轨道运行，绕行方向如图甲所示。位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图乙所示，当卫星位于接收站正上方时信号最强。已知地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星（ ） A. 始终相对地面静止 B. 线速度小于第一宇宙速度 C. 图乙中信号周期性变化间隔T=24h D. 该卫星轨道半径为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．只有轨道在赤道平面内的地球同步卫星才相对地面静止，该卫星是倾斜地球同步轨道，轨道平面不与赤道平面重合，因此不会始终相对地面静止，故A错误； B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度。该卫星轨道半径远大于地球半径，因此线速度必然小于第一宇宙速度，故B正确； C．倾斜地球同步轨道卫星的运行周期等于地球自转周期24h，每经过一半的运行周期，地球刚好也自转半周，该卫星会再次经过赤道观测站的正上方，因此信号最强的周期性变化间隔T=12h，故C错误； D．根据C项分析可知，该卫星运动周期为 万有引力提供向心力 推导可得轨道半径，故D正确。 故选BD。 10. 如图1所示，光滑水平地面上并排放着质量kg的木板A、B，一质量为kg的滑块C（可视为质点）以水平初速度m/s从木板A的左端开始运动，最终与木板B保持相对静止。已知从滑块C滑上木板A开始计时，木板B运动的v-t图像如图2所示，木板A、B与滑块C之间的动摩擦因数相同，重力加速度g取10，下列说法正确的是（　　） A. 木板A、B与滑块C之间的动摩擦因数为0.2 B. 木板B获得的最大速度为m/s C. 木板A、B相互作用过程中，B对A的冲量大小为2N·s D. 整个过程中，A、B、C组成的系统机械能的减少量为60J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据运动分析可知，前内，C在A上滑动，A与B一起加速，由图2知，B的加速度 对A、B整体，由牛顿第二定律 代入数据解得，故A正确； B． 时，C刚滑上B，此时， 此后A匀速，B与C组成系统动量守恒 解得，即B最大速度为，故B错误； C．设A受B的弹力为N，对A牛顿第二定律 解得 B对A的冲量大小为，故C正确； D．初始动能 末动能 机械能减少量，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末端在水平地面上垂直投影为O，地面上叠放白纸和复写纸。 实验步骤一：将球1从斜槽上释放，从轨道末端抛出，落到复写纸上，并在白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到若干个落点痕迹，并确定球1落点的平均位置 P。 实验步骤二：将球2放在轨道末端，将球1仍从斜槽上释放，球1 和球2 碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，确定它们落点的平均位置M、N，如图乙所示。 （1）本实验中，斜槽轨道___________光滑，且斜槽轨道末端___________水平。（均填“必须”或“不必”） （2）实验中小球1的质量m1和小球2 的质量m2应满足m1___________（填“>”“=”或“<”）m2。 （3）某次实验中得出的落点情况如图丙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则球1 和球2质量之比：___________ 【答案】（1） ①. 不必 ②. 必须 （2）> （3）5:2 【解析】 【小问1详解】 斜槽轨道不必光滑，只要小球每次从斜槽同一位置静止释放，小球到达轨道末端的初速度就相同；轨道末端必须水平，保证小球抛出后做平抛运动。 【小问2详解】 为避免碰撞后入射球1反弹，入射小球1质量要大于被碰小球2质量，即。 【小问3详解】 两球平抛的下落高度相同，由得，平抛运动时间t相同。 动量守恒表达式：，两边同乘时间t，得到： 代入图丙数据：，， 可得：。 12. 某学习小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的总质量、钩码的质量； 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之间的距离及遮光条的宽度，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间； ④改变遮光条中心与光电门中心之间的距离，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）用该装置验证系统机械能守恒定律，______________（选填“需要”或“不需要”）满足。 （3）根据测出的多组和，作出随的变化图像如图2所示，图线为过坐标原点的直线，其斜率为，若在误差允许的范围内满足关系式____________（用、、及重力加速度表示），则可以判断钩码带动滑块运动的过程中系统机械能守恒。 （4）图3中的、两图线，其中一图线为无任何阻力情况下的理想结果。另一图线为恒定空气阻力的实际结果，其中___________（选填“a”或“b”）图线为实际结果。若图线、的斜率分别为、，则空气阻力大小为_____________（用、、、表示）。 【答案】（1） （2）不需要 （3） （4） ①. b ②. 【解析】 【小问1详解】 遮光条通过光电门时的速度大小 【小问2详解】 本题是验证钩码与滑块的系统机械能守恒，与系统的内力大小无关，不需要满足。 【小问3详解】 若系统机械能守恒，则 即 变形得 图像的斜率为，则 【小问4详解】 [1]若有空气阻力，则 解得 则图像的斜率为 可知若有空气阻力，则图像的斜率小于无阻力的情况，所以b图线为实际结果。 [2]若图线、的斜率分别为、，则， 解得空气阻力的大小为 13. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图1所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量m=1kg的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度ω1=4rad/s的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小T1=4N，如图2所示。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度g取10m/s2。 （1）求轻绳的长度L； （2）若小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与轴的夹角，结点为O，如图3所示。求此时小球对地面的压力大小FN； 【答案】（1）0.25m （2）4N 【解析】 【小问1详解】 轻绳拉力充当向心力，有 代入数据可得，轻绳的长度 【小问2详解】 此时小球做圆周运动的半径 绳拉力的水平分力充当向心力 竖直方向上受力平衡，有 可求得， 根据牛顿第三定律 14. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端连接质量为的物体，轻绳跨过定滑轮，一端系在物体上，另一端与质量也为的物体相连，轻绳与斜面平行，斜面足够长，距地面足够高。用手托住物体使绳子刚好伸直且没有拉力，然后由静止释放。取。求： （1）释放B球前，弹簧的形变量大小； （2）当弹簧恢复原长时，物体的加速度大小； （3）当物体速度最大时，弹簧形变量的大小及此时的速度。 【答案】（1） （2） （3），，方向沿斜面向上 【解析】 【小问1详解】 对A进行受力分析，由平衡条件得 由胡克定律得 解得 【小问2详解】 当弹簧恢复原长时，设绳子拉力为。对A由牛顿第二定律得 对B由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 当A、B的加速度为0时，物体A的速度最大，此时B的加速度也为0 对B由平衡条件得 对A由平衡条件得 解得 从A、B开始运动到A速度最大，弹簧初、末状态的弹性势能相同，由机械能守恒定律得 解得，方向沿斜面向上。 15. 如图（a）为某传送系统的简化图，长度为的水平传送带AB与固定在竖直平面内的光滑轨道BCD平滑连接，轨道BCD由水平BC部分和圆弧CD部分构成，传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带A端无初速度地放上小物块（可视为质点），经过一段时间小物块运动到传送带的右端，随后滑上轨道BCD，最终从D点飞出后落到与BC等高的水平地面上。已知小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块的作用力大小F随时间t的变化如图（b）所示，重力加速度大小取，不计空气阻力。 （1）求小物块的质量m； （2）求小物块在传送带上运动过程中所受的摩擦力冲量大小和支持力冲量大小； （3）已知圆弧轨道CD半径，小物块在圆弧轨道C、D两点对轨道压力大小的差值为，求小物块落到水平地面前瞬间重力的功率P。 【答案】（1）0.4 kg （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，之前传送带给小物块的力为摩擦力与支持力的合力，后传送带给物块施加的只有支持力，支持力 由 得 【小问2详解】 由图可知，之前传送带给物块施加的摩擦力 摩擦力的作用时间，摩擦力冲量 得 令物块在传送带上匀速直线运动的时间为，则 支持力冲量 得 【小问3详解】 对物块在C点有 设圆弧CD所对圆心角为，在D点有 由题 对物块从C点运动到D点运用动能定理，有 令物块在D点速度的竖直分速度为，则 令物块落到水平面的速度在竖直方向的分速度为，则对物块在竖直方向有 根据功率的公式，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $