精品解析：辽宁锦州市某校2026-2027学年高三上学期第二次自主考试物理试卷

高三第二次自主考试 物理试题 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共7道题，28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，错选或不选的得0分） 1. 神舟二十一号载人飞船于北京时间2025年11月1日3时22分成功对接中国空间站，历时仅3.5小时，创下我国载人航天交会对接最快纪录，以下说法正确的是（ ） A. 3时22分是时间间隔 B. 对接过程中，载人飞船内的物品处于完全失重状态 C. 对接过程中，飞船可看作质点 D. 以地球为参考系，对接过程中，空间站的速度可能不变 2. 电影《飞驰人生3》的票房一路领跑春节档。该系列的赛车题材速度与激情的氛围感拉满，为观众带来沉浸式视听震撼。若有一段赛道如图1所示，将赛车视为质点，依次经过赛道上的四个位置，如图2所示，其中D位置位于直道段，则图2中关于速度方向与加速度方向可能正确的是（　　） A. A位置 B. B位置 C. C位置 D. D位置 3. 星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度与其第一宇宙速度的关系是。已知某星球的半径为，表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，质量的物块静止在水平地面上。时刻物块受到水平向右的恒定拉力，第2 s末撤去拉力，物块的加速度-时间（）图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ） A. 恒定拉力大小为1.2 N B. 物块与地面间的动摩擦因数为0.4 C. 拉力的最大功率为12 W D. 物块在第5 s末返回出发点 5. 如图所示，在平台上的同学抓住绳的一端，从右侧定滑轮正下方处以速度向右匀速移动到点，此时细绳与水平方向的夹角为，物块的速度大小为，不考虑光滑滑轮的大小，下列说法正确的是（ ） A. 此时物块上升速度 B. 物块上升过程机械能守恒 C. 人行走过程中，绳的拉力大小不变 D. 人行走过程中，地面对人的摩擦力不做功 6. 果农采摘榴莲时，割断树上约6米高的榴莲果柄，树下另一人则双手撑开一个厚实的布袋。手握住布袋口的位置距地面高约1米。假设榴莲脱落后做自由落体运动，落入布袋口的瞬间，接果的果农顺势将布袋下沉一段距离，榴莲在袋内经过约0.3秒速度减为零，整个过程榴莲完好无损。已知这颗榴莲质量为3 kg，重力加速度取。关于这一接果过程（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ） A. 榴莲从脱离树梢到刚接触布袋口的过程中，动能随时间均匀增大 B. 榴莲从接触布袋口到速度减为零过程动量变化的大小为 C. 在布袋缓冲榴莲的过程中，布袋对榴莲的平均作用力大小约为130 N D. 若果农没有顺势下沉而是僵住不动，则榴莲受到的平均冲击力将更小 7. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为的长木板，在长木板的右端放一质量为的小物块（可视为质点），长木板与小物块间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，初始时长木板与小物块均静止，现用水平恒力向右拉长木板，取。下面说法正确的是（ ） A. 若要使小物块和木板间发生相对滑动，拉力的最小值为 B. 当时，长木板的加速度大小 C. 当，长木板的加速度大小 D. 若水平恒力施加在小物块上，不管多大，小物块和木板都相对静止一起运动 二、多选题（共3道题，18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6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 8. 以下叙述中正确的是（ ） A. 米、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位 B. 伽利略对自由落体运动的研究，应用了将逻辑推理和实验相结合的科学研究方法 C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证 D. 卡文迪什巧妙地利用扭秤实验发现万有引力定律，并测得万有引力常量，扭秤实验采用了微小量放大法 9. 我国计划发射“天问三号”探测器，开展火星取样返回相关任务。设想“天问三号”在完成取样后，从半径为R的火星表面发射升空，先进入近火点高度为R、远火点高度为5R的椭圆轨道Ⅰ，然后在远火点变轨进入半径为6R的圆轨道Ⅱ，并与在轨道Ⅱ运行的轨道器对接，如图所示。已知探测器的引力势能表达式为，（G为引力常量，M为火星质量，m为探测器质量，r为探测器到火星中心的距离）。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道Ⅰ的远火点速度小于在轨道Ⅱ上的运动速度 B. 探测器在轨道Ⅰ上远火点的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度 C. 探测器在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为 D. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的速度大小为 10. 如图，一个两端开口的长的圆筒沿着光滑地面以速度向右匀速直线运动，一无人机恰在筒右端开口的圆心处，以的初速度向右做匀加速直线运动，加速度大小为。假设无人机可以在筒内外自由穿梭不受筒的影响。则（ ） A. 若，无人机不能从圆筒左端筒口穿出 B. 若，无人机相对圆筒始终做匀减速直线运动 C. 若无人机能从左侧穿出圆筒，第一次穿过圆筒和第二次穿过圆筒所用时间相同 D. 若改变圆筒的初速度大小，无人机在圆筒内运动的最长时间为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2道题，14分） 11. 如下图，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，以下说法正确的是（ ） A. 该实验运用了控制变量法 B. 同一组实验，（b）和（c）中结点需要到达相同位置 C. （b）图中和间夹角越大越好 D. 连接结点和弹簧秤之间的两条细绳必须等长，且不可用橡皮筋替代 12. 某同学用下面实验装置验证动量守恒定律：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度相同的挡光片，测得滑块A、B（包含遮光片）的质量分别为和。 滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。则此实验需满足________（小于、等于或大于）；滑块A和滑块B碰撞过程动量守恒，则下列等式成立的是（ ） A. B. C. D. 13. 物理实验课上，老师与同学们一起研究了重锤下落过程中机械能守恒的问题，课后老师请同学们分小组设计实验继续研究： (1)甲小组同学想用如图1所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上，将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。 在误差允许范围内，当满足关系式_________________时，可验证机械能守恒。 (2)乙小组认为机械能也包含弹性势能，于是用如图2所示装置进行验证机械能守恒定律。已知重力加速度为，实验步骤如下： a、如图2甲所示，先把弹簧平放在光滑的水平面上，左端固定，用弹簧测力计多次水平向右拉伸弹簧，用刻度尺测出弹簧的长度，并读出对应的拉力，画出弹簧弹力与长度的函数关系图象如图2乙所示，则弹簧的劲度系数为______，弹簧长度为时，弹簧弹性势能大小为______。（取弹簧原长时弹性势能为零） b、如图2丙所示，用质量为的小球压缩弹簧，当弹簧长度为时，将小球由静止释放，小球脱离弹簧后从光滑水平面水平抛出，落在地面上，测得下落高度为，落地点到水平面右侧边缘的水平距离为，若满足关系式______（用字母、、、、、、表示），则可“验证机械能守恒定律”。 四、解答题（共3道题，40分，要求写出必要语言叙述，公式及计算结果） 14. 古代制糖工艺使用悬锤离心甩糖装置，其工作过程可以简化为如图所示的模型：轻质软绳上端固定在转轴上，下端拴质量为的糖锤（可看成质点）。绳长，重力加速度。实际运转时，每次缓慢增加转速，使糖锤从偏角为零处由静止开始，近似在水平面内做圆心缓慢抬高的匀速圆周运动。绳索允许偏离竖直方向最大角度，，，超过该偏角绳索滑脱，糖锤沿圆周切线水平飞出，落到水平地面上的收集装置。 （1）求糖锤以最大偏角做圆周运动的速度的大小； （2）求在一次完整甩糖过程中绳对糖锤拉力做的功。 15. 如图所示，粗糙水平面上放置一半径为（未知）的四分之一圆柱体，其圆弧表面光滑。圆柱体圆心的正上方有一个大小可忽略的光滑定滑轮A，在同一竖直线上且。一根轻绳跨过定滑轮A，一端连接小球（可视为质点）置于圆柱体圆弧表面上D点，。另一端系在固定竖直杆上的B点。一质量为的钩码（挂钩光滑）挂在间轻绳的P点，与竖直方向夹角为，整个装置处于静止状态。此时圆柱体恰好处于平衡状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知A、P、B、O、D在同一竖直面内，重力加速度，试求： （1）轻绳拉力大小和小球质量； （2）若圆柱体的质量为，则圆柱体与地面之间的动摩擦因数；（余弦定理，是角的对边）（两问结果均可用根号和分式表示） 16. 如图所示，光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，点与水平传送带平滑连接，、两点高度差，传送带长，以顺时针转动。传送带上端与水平面平齐，传送带右侧为光滑水平面，在水平面上静止放置一质量为的四分之一圆弧木块如图，圆弧半径，圆弧面光滑。一质量的小滑块（视为质点）从点由静止释放，沿轨道滑下，通过点滑上传送带。滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块离开传送带后滑上木块，并从木块最高点飞出，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）滑块第一次从传送带点运动到点的时间； （2）滑块从圆弧木块上飞出后相对水平面上升的最大高度； （3）滑块最终的运动状态及滑块从圆弧木块上返回后在传送带上由于摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三第二次自主考试 物理试题 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共7道题，28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，错选或不选的得0分） 1. 神舟二十一号载人飞船于北京时间2025年11月1日3时22分成功对接中国空间站，历时仅3.5小时，创下我国载人航天交会对接最快纪录，以下说法正确的是（ ） A. 3时22分是时间间隔 B. 对接过程中，载人飞船内的物品处于完全失重状态 C. 对接过程中，飞船可看作质点 D. 以地球为参考系，对接过程中，空间站的速度可能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．“3时22分”是时间轴上的一个时刻，不是持续的时间间隔，故A错误； B．对接过程中，飞船及舱内物品共同绕地球运行，物品所受地球引力提供轨道运动所需的向心力，不需舱内支持力，对支持面的压力为零，处于完全失重状态，故B正确； C．判断飞船能否与空间站对接必须考虑其大小、形状及接口姿态，飞船不能看作质点，故C错误； D．以地球为参考系，空间站沿弯曲轨道运动，速度方向不断变化，速度不可能保持不变，故D错误。 故选B。 2. 电影《飞驰人生3》的票房一路领跑春节档。该系列的赛车题材速度与激情的氛围感拉满，为观众带来沉浸式视听震撼。若有一段赛道如图1所示，将赛车视为质点，依次经过赛道上的四个位置，如图2所示，其中D位置位于直道段，则图2中关于速度方向与加速度方向可能正确的是（　　） A. A位置 B. B位置 C. C位置 D. D位置 【答案】B 【解析】 【详解】曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向；曲线运动的加速度（合外力）一定指向轨迹的凹侧；直线（直道）运动中，加速度与速度一定共线。 故选B。 3. 星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度与其第一宇宙速度的关系是。已知某星球的半径为，表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由 可知该星球的第一宇宙速度为 结合可得 故选C。 4. 如图甲所示，质量的物块静止在水平地面上。时刻物块受到水平向右的恒定拉力，第2 s末撤去拉力，物块的加速度-时间（）图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ） A. 恒定拉力大小为1.2 N B. 物块与地面间的动摩擦因数为0.4 C. 拉力的最大功率为12 W D. 物块在第5 s末返回出发点 【答案】C 【解析】 【详解】B．设物块与地面间的动摩擦因数为μ，撤去拉力后对物块受力分析由牛顿第二定律 其中 解得，故B错误； A．当恒定拉力作用在物块上时由牛顿第二定律 其中 解得，故A错误； CD．由图乙可知，物块在内做匀加速直线运动，内做匀减速直线运动，则第末物块的速度最大，有 所以拉力的最大功率为 物块在第末的速度为 则此时的位置离出发点最远，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，在平台上的同学抓住绳的一端，从右侧定滑轮正下方处以速度向右匀速移动到点，此时细绳与水平方向的夹角为，物块的速度大小为，不考虑光滑滑轮的大小，下列说法正确的是（ ） A. 此时物块上升速度 B. 物块上升过程机械能守恒 C. 人行走过程中，绳的拉力大小不变 D. 人行走过程中，地面对人的摩擦力不做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．将人的速度v沿绳子方向和垂直绳子方向分解，沿绳子方向的分速度即为绳端速度，大小为 由图可知有2段绳子承担重物，根据滑轮组速度关系 可得物块上升速度，故A错误； B．人向右匀速运动过程中，θ逐渐减小，cosθ逐渐增大，由可知物块速度 逐渐增大，物块做加速运动。物块动能增加，重力势能增加，故机械能不断增加，故B错误； C．对物块由牛顿第二定律 且由可知随的增大而增大，则物块的加速度不为零且在变化，则拉力是变化的，故C错误； D．人行走过程中，脚与地面之间是静摩擦力。在脚蹬地瞬间，脚相对于地面静止，虽然人有位移，但静摩擦力对人不做功，故D正确。 故选D。 6. 果农采摘榴莲时，割断树上约6米高的榴莲果柄，树下另一人则双手撑开一个厚实的布袋。手握住布袋口的位置距地面高约1米。假设榴莲脱落后做自由落体运动，落入布袋口的瞬间，接果的果农顺势将布袋下沉一段距离，榴莲在袋内经过约0.3秒速度减为零，整个过程榴莲完好无损。已知这颗榴莲质量为3 kg，重力加速度取。关于这一接果过程（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ） A. 榴莲从脱离树梢到刚接触布袋口的过程中，动能随时间均匀增大 B. 榴莲从接触布袋口到速度减为零过程动量变化的大小为 C. 在布袋缓冲榴莲的过程中，布袋对榴莲的平均作用力大小约为130 N D. 若果农没有顺势下沉而是僵住不动，则榴莲受到的平均冲击力将更小 【答案】C 【解析】 【详解】A．榴莲从脱离树梢到刚接触布袋口的过程中，动能与时间的关系为 由此可知动能与时间为二次函数关系，而非线性关系，即动能不随时间均匀增大，故A错误； B．榴莲接触布袋口时的速度为 榴莲从接触布袋口到速度减为零过程动量变化的大小为，故B错误； C．根据动量定理可得，布袋对榴莲的平均作用力大小约为，故C正确； D．若果农没有顺势下沉而是僵住不动，则榴莲的缓冲时间将变小，布袋对榴莲的平均作用力将变大，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为的长木板，在长木板的右端放一质量为的小物块（可视为质点），长木板与小物块间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，初始时长木板与小物块均静止，现用水平恒力向右拉长木板，取。下面说法正确的是（ ） A. 若要使小物块和木板间发生相对滑动，拉力的最小值为 B. 当时，长木板的加速度大小 C. 当，长木板的加速度大小 D. 若水平恒力施加在小物块上，不管多大，小物块和木板都相对静止一起运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块和木板间的最大静摩擦力为 物块和木板间恰好发生滑动时，物块的加速度大小为 若要使物块和木板间发生相对滑动，拉力的最小值为，故A错误； B．当拉力为时，小于，则物块和木板间未发生相对滑动，此时长木板的加速度大小为，故B错误； C．当拉力为时，大于，则物块和木板间发生相对滑动，此时长木板的加速度大小为，故C正确； D．若水平恒力施加在小物块上，当大于最大静摩擦力时，小物块和木板间会发生相对滑动，故D错误。 故选C。 二、多选题（共3道题，18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6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 8. 以下叙述中正确的是（ ） A. 米、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位 B. 伽利略对自由落体运动的研究，应用了将逻辑推理和实验相结合的科学研究方法 C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证 D. 卡文迪什巧妙地利用扭秤实验发现万有引力定律，并测得万有引力常量，扭秤实验采用了微小量放大法 【答案】AB 【解析】 【详解】A．国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，对应的基本单位分别是米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔，故A正确； B．伽利略在研究自由落体运动时，通过逻辑推理（如“冲淡重力”思想）和实验（斜面实验）相结合的方法，推翻了亚里士多德“重的物体下落快”的错误观点，开创了近代科学研究的方法，故B正确； C．牛顿第一定律描述的是物体在不受力时的运动状态，但现实中不受力的物体不存在，该定律是在大量实验（如伽利略理想斜面实验）基础上，通过科学推理得出的理想规律，无法用实验直接验证，故C错误； D．万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪什通过扭秤实验巧妙地将微小的万有引力（导致的扭秤转动）放大，从而测得万有引力常量，故D错误。 故选AB。 9. 我国计划发射“天问三号”探测器，开展火星取样返回相关任务。设想“天问三号”在完成取样后，从半径为R的火星表面发射升空，先进入近火点高度为R、远火点高度为5R的椭圆轨道Ⅰ，然后在远火点变轨进入半径为6R的圆轨道Ⅱ，并与在轨道Ⅱ运行的轨道器对接，如图所示。已知探测器的引力势能表达式为，（G为引力常量，M为火星质量，m为探测器质量，r为探测器到火星中心的距离）。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道Ⅰ的远火点速度小于在轨道Ⅱ上的运动速度 B. 探测器在轨道Ⅰ上远火点的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度 C. 探测器在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为 D. 探测器在轨道Ⅰ上近火点的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．探测器在椭圆轨道Ⅰ的远火点需要点火加速，才能做离心运动进入圆轨道Ⅱ，因此轨道Ⅰ远火点的速度必然小于轨道Ⅱ上的运动速度，故A正确。 B．根据万有引力提供加速度 解得 轨道Ⅰ的远火点和轨道Ⅱ上的点到火星中心的距离均为，因此两处加速度大小相等，故B错误。 C． 根据开普勒第三定律 椭圆轨道Ⅰ的半长轴，圆轨道Ⅱ的轨道半径，因此周期比： ，​​ 故C错误。 D．探测器在椭圆轨道上运行时机械能守恒，结合开普勒第二定律，近火点、远火点速度与到火星中心距离满足 其中，， 解得 由机械能守恒 解得，故D正确。 故选AD。 10. 如图，一个两端开口的长的圆筒沿着光滑地面以速度向右匀速直线运动，一无人机恰在筒右端开口的圆心处，以的初速度向右做匀加速直线运动，加速度大小为。假设无人机可以在筒内外自由穿梭不受筒的影响。则（ ） A. 若，无人机不能从圆筒左端筒口穿出 B. 若，无人机相对圆筒始终做匀减速直线运动 C. 若无人机能从左侧穿出圆筒，第一次穿过圆筒和第二次穿过圆筒所用时间相同 D. 若改变圆筒的初速度大小，无人机在圆筒内运动的最长时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．以圆筒为参考系，水平向右为正，无人机相对圆筒必须向左运动，才可能从圆筒左端穿出，则无人机相对圆筒的初速度为，方向向左，相对圆筒的加速度为，方向向右，当无人机的相对速度为0时，方向向左，若有，则无人机不能从左端穿出圆筒，由 有 得，A正确； C．由运动对称性可知若无人机能从左侧穿出圆筒，两次的相对速度不变，第一次穿过圆筒与第二次穿过圆筒所用时间相等，C正确； B．若，以圆筒为参考系，无人机相对于圆筒先向左做匀减速直线运动到相对速度为0，再向右做匀加速直线运动，B错误； D．以圆筒为参考系，水平向右为正，当无人机恰好不从左端穿出圆筒时，在圆筒内运动的时间最长，即无人机在圆筒内运动时间就是无人机回到圆筒右端的时间，此过程无人机的相对位移为0，由前面分析可知此时无人机的速度，，由 有 代入数据得，D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2道题，14分） 11. 如下图，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，以下说法正确的是（ ） A. 该实验运用了控制变量法 B. 同一组实验，（b）和（c）中结点需要到达相同位置 C. （b）图中和间夹角越大越好 D. 连接结点和弹簧秤之间的两条细绳必须等长，且不可用橡皮筋替代 【答案】B 【解析】 【详解】A．本实验的核心方法是等效替代法，即让两次拉橡皮筋的作用效果完全相同，并非控制变量法，A错误； B．同一组实验中，（b）图两个弹簧测力计共同拉结点、（c）图单个弹簧测力计拉结点时，必须让结点到达同一位置O，才能保证两次拉橡皮筋的作用效果完全等效，符合等效替代的实验要求，B正确； C．和的夹角适当大一些可以减小作图误差，但并非越大越好：夹角过大会导致两个分力的大小过大，超出弹簧测力计量程，或使合力过小，增大测量的相对误差，C错误； D．细绳的作用是记录力的方向，不需要等长；本实验的作用对象是橡皮筋，通过橡皮筋的伸长量体现力的作用效果，细绳也完全可以用橡皮筋替代，D错误。 故选B。 12. 某同学用下面实验装置验证动量守恒定律：将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有宽度相同的挡光片，测得滑块A、B（包含遮光片）的质量分别为和。 滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。则此实验需满足________（小于、等于或大于）；滑块A和滑块B碰撞过程动量守恒，则下列等式成立的是（ ） A. B. C. D. 【答案】 ①. 小于 ②. C 【解析】 【详解】[1]为了让碰撞后滑块A不会跟随滑块B一起向右运动，而是能够反向通过光电门1，需要保证碰撞过程中入射滑块A的质量小于被碰滑块B的质量，即。 [2]两滑块碰撞过程动量守恒，则有 设挡光片的宽度均为，则上式可变为 即，故ABD错误，C正确。 故选C。 13. 物理实验课上，老师与同学们一起研究了重锤下落过程中机械能守恒的问题，课后老师请同学们分小组设计实验继续研究： (1)甲小组同学想用如图1所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上，将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。 在误差允许范围内，当满足关系式_________________时，可验证机械能守恒。 (2)乙小组认为机械能也包含弹性势能，于是用如图2所示装置进行验证机械能守恒定律。已知重力加速度为，实验步骤如下： a、如图2甲所示，先把弹簧平放在光滑的水平面上，左端固定，用弹簧测力计多次水平向右拉伸弹簧，用刻度尺测出弹簧的长度，并读出对应的拉力，画出弹簧弹力与长度的函数关系图象如图2乙所示，则弹簧的劲度系数为______，弹簧长度为时，弹簧弹性势能大小为______。（取弹簧原长时弹性势能为零） b、如图2丙所示，用质量为的小球压缩弹簧，当弹簧长度为时，将小球由静止释放，小球脱离弹簧后从光滑水平面水平抛出，落在地面上，测得下落高度为，落地点到水平面右侧边缘的水平距离为，若满足关系式______（用字母、、、、、、表示），则可“验证机械能守恒定律”。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1]在最低点时 若从最高点到最低点机械能守恒则满足 解得 F0=3mg 即若机械能守恒则满足F0=3mg。 (2)a.[2]弹簧的劲度系数为 [3]弹簧长度为时，弹簧弹性势能大小等于F-L图像与坐标轴围成的面积，即 b.[4]小球从桌面上抛出时的动能等于弹簧的弹性势能，小球做平抛运动，则 解得 即若满足关系式 则可“验证机械能守恒定律”。 四、解答题（共3道题，40分，要求写出必要语言叙述，公式及计算结果） 14. 古代制糖工艺使用悬锤离心甩糖装置，其工作过程可以简化为如图所示的模型：轻质软绳上端固定在转轴上，下端拴质量为的糖锤（可看成质点）。绳长，重力加速度。实际运转时，每次缓慢增加转速，使糖锤从偏角为零处由静止开始，近似在水平面内做圆心缓慢抬高的匀速圆周运动。绳索允许偏离竖直方向最大角度，，，超过该偏角绳索滑脱，糖锤沿圆周切线水平飞出，落到水平地面上的收集装置。 （1）求糖锤以最大偏角做圆周运动的速度的大小； （2）求在一次完整甩糖过程中绳对糖锤拉力做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 糖锤以最大偏角做水平面内的匀速圆周运动，向心力由重力和绳拉力的合力提供，则有 其中 解得。 【小问2详解】 根据动能定理有 解得 15. 如图所示，粗糙水平面上放置一半径为（未知）的四分之一圆柱体，其圆弧表面光滑。圆柱体圆心的正上方有一个大小可忽略的光滑定滑轮A，在同一竖直线上且。一根轻绳跨过定滑轮A，一端连接小球（可视为质点）置于圆柱体圆弧表面上D点，。另一端系在固定竖直杆上的B点。一质量为的钩码（挂钩光滑）挂在间轻绳的P点，与竖直方向夹角为，整个装置处于静止状态。此时圆柱体恰好处于平衡状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知A、P、B、O、D在同一竖直面内，重力加速度，试求： （1）轻绳拉力大小和小球质量； （2）若圆柱体的质量为，则圆柱体与地面之间的动摩擦因数；（余弦定理，是角的对边）（两问结果均可用根号和分式表示） 【答案】（1）20N， （2） 【解析】 【小问1详解】 钩码受到重力和绳子的拉力，根据平衡条件可得 则轻绳拉力大小为 小球受到重力、支持力和绳子拉力，由三角形相似可得 则小球质量为 【小问2详解】 设，根据余弦定理可得 则 对小球和圆柱体系统受力分析，竖直方向有 水平方向有 联立后可得圆柱体与地面之间的动摩擦因数为 16. 如图所示，光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，点与水平传送带平滑连接，、两点高度差，传送带长，以顺时针转动。传送带上端与水平面平齐，传送带右侧为光滑水平面，在水平面上静止放置一质量为的四分之一圆弧木块如图，圆弧半径，圆弧面光滑。一质量的小滑块（视为质点）从点由静止释放，沿轨道滑下，通过点滑上传送带。滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块离开传送带后滑上木块，并从木块最高点飞出，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）滑块第一次从传送带点运动到点的时间； （2）滑块从圆弧木块上飞出后相对水平面上升的最大高度； （3）滑块最终的运动状态及滑块从圆弧木块上返回后在传送带上由于摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3）滑块最终以1m/s的速度向右做匀速直线运动， 【解析】 【小问1详解】 设滑块到达B点的速度为，由动能定理可得 代入数据可得 在传送带上，滑块的加速度为 滑块在传送带上减速运动的时间为 减速过程的位移为 则滑块在传送带上匀速运动的时间为 滑块第一次从B点到C点的时间为 【小问2详解】 对滑块和木块系统，根据水平方向动量守恒有 根据能量守恒有 联立后可得 【小问3详解】 滑块从滑上木块到返回离开的过程，根据水平方向动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得， 滑块在传送带上减速到0的位移为 可知滑块又反向加速到，则滑块最终以的速度向右做匀速直线运动。 由对称性可知，滑块在传送带上向左匀减速和向右匀加速到用时均为 则该过程滑块与传送带相对路程为 因此该过程摩擦产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $