精品解析：安徽合肥四校2026-2027学年高三上学期10学情检测物理试卷

高三物理试卷 分值：100分　时长：75分钟 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，只有一项是符合要求的。 1. 近几年我国电动汽车发展迅速，其中两轮电动车更是给大家的日常出行提供了便利，我国道路交通安全法关于两轮电动车规定包括：严禁超速，严禁超载，佩戴安全头盔，避免急停急起等。下列对这些规定的物理解释正确的是（ ） A. 超速行驶会增大电动车的惯性 B. 超载行驶会增大电动车的惯性 C. 佩戴安全头盔主要是为了防止灰尘、雨水 D. “急停急起”是指电动车的速度变化比较大 2. 2026年10月11日，合肥市首届城市足球联赛决赛在市体育中心举行。决赛中某球员为接应传球，由静止开始沿直线跑动，先匀加速冲刺，接着匀减速至接球点恰好停止运动。全程用时5 s，位移大小为24 m，则该队员在跑动过程中的最大速度是（ ） A. 10 m/s B. 9.6 m/s C. 8 m/s D. 4.8 m/s 3. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小球从O点抛出沿轨迹OMN运动，其中M是最高点，O、N两点等高。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. OM段运动时间小于MN段运动时间 B. 小球运动到M点处加速度为g C. 小球从O运动到N轨迹为抛物线 D. 整个运动过程M点处速度最小 4. 如图所示，在倾角的粗糙斜面abcd上，质量为m的物体在平行于斜面的外力作用下，恰好能沿斜面的对角线db做匀速直线运动。已知四边形abcd为矩形，并且，物块与斜面间动摩擦因数，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 外力的方向可能平行于cb B. 外力的方向一定平行于ca C. 外力方向垂直于虚线时取得最小值 D. 撤除外力物体可以继续沿虚线db运动 5. 水平方向存在恒定的风力，小球仅在重力和风力作用下在竖直面（纸面）内运动。若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线（甲图）。若小球的初速度方向垂直于虚线（乙图），则其从O点出发运动到O点等高处的过程中（ ） A. 小球的运动轨迹为圆弧 B. 小球的速度先减小后增大 C. 小球的机械能将减小 D. 小球的动能将变大 6. 如图所示，一条全长为L、质量为M的匀质柔软绳索，置于光滑水平桌面上。桌面足够高，桌角右上方有一光滑的约束挡板，用以保证绳索不会飞起。初始时有的绳索下垂在桌边，现由静止释放绳索，已知重力加速度为g，则从释放到绳索完全离开桌面过程说法正确的是（ ） A. 刚释放瞬间绳索的加速度大小为g B. 绳索下落过程加速度大小不变 C. 绳索完全脱离桌面瞬间速度大小 D. 转折处O点绳索的拉力一直减小 7. 如图所示，某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动，卫星从近地点A点运动到远地点C点用时为t。卫星通过A、C两点速率之比2∶1，已知地球的半径为R，近地点A离地面的高度也为R，引力常量为G，假设卫星只受地球引力，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在近地点与远地点离地的高度之比为1∶2 B. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为16∶1 C. 地球的质量为 D. 忽略自转影响，地球表面的重力加速度大小为 8. 如图所示，曲面PQS是半径为R并且上表面光滑的球面，Q点为球面的最高点，质量为m的物块以某一速度沿切线方向经过Q点，当物块下降的高度为时，物块恰好离开球面。物块可看作质点，空气阻力不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块经过最高点时对球面的压力大小 B. 物块离开球面时速度大小为 C. 物块离开球面瞬间加速度大小为 D. 物块从最高点到离开球面过程中动量变化量的方向竖直向下 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，足够长的光滑水平横杆，横杆上C处固定一个阻挡钉。杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为2L不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球，现将小球拉至横杆处并将绳拉直，让绳与横杆平行，小球位于C右侧处，现由静止同时释放轻环和小球。重力加速度为g，则关于之后的整个运动过程，下列描述正确的是（ ） A. 从释放到轻环刚运动到C点过程，小球的竖直分位移大小L B. 从释放到轻环刚运动到C点过程，小球的水平分位移大小 C. 小球运动到最低点前瞬间对绳子的拉力大小等于 D. 最终稳定状态小球和轻环均做匀速直线运动 10. 如图甲所示，质量为m的物块受到水平推力F的作用，紧靠竖直墙壁。F随时间t变化的情况如图乙所示，t=0时刻，物块恰好不下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块与墙壁之间的动摩擦因数为 B. 时刻物块的速度大小为 C. 时刻物块的速度大小为 D. 可以求出时间内物块下降的高度 三、非选择题（本大题共5小题，共58分。11-12题，每空2分，共16分；13题10分；14题14分；15题18分；13-15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。） 11. 某同学在学习完自由落体这一节后，用如图甲所示的装置测量自由落体加速度。 （1）某同学按照正确的操作完成实验后，得到的纸带如图乙所示，其中纸带上的A、B、C、D、E为连续的5个计时点，A点到O点之间有部分点未画出。已知打点计时器打点的频率为50 Hz，则纸带上打出C点时重物的速度大小___________m/s，重物下落过程中的加速度大小___________m/s2。（结果均保留两位有效数字） （2）如果实验时电源中交流电的实际频率为49.5 Hz，而同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12. 某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。圆形量角器竖直固定在铁架台上，量角器的圆心处固定一个力传感器，将一根细线一端与力传感器相连，另一端系住一个小球。 实验操作步骤如下： ①将小球竖直悬挂，静止时测得悬点到球心间的距离为，测得传感器的示数为； ②向左拉动小球并记录细线与竖直方向的夹角，然后静止释放小球，记录轻绳拉力大小随时间的变化如图乙，其中是实验中测得的最大拉力值。 请回答以下问题： （1）小球从静止释放，运动至最低点时，小球减小的重力势能为___________（用字母、、表示）； （2）若在实验误差允许范围内，满足___________（用字母、、表示），即可验证机械能守恒定律； （3）上述实验步骤中不是必须测量的物理量是___________________； （4）正确操作的情况下，发现图乙中拉力峰值逐渐减小，主要影响因素是______________________。为减小实验误差，实验时应选用密度______________________（选填“较大”或“较小”）的小球。 13. 如图所示，足够长木板B静止在光滑水平面上，在木板左端放置小滑块A，已知滑块A、木板B的质量均为 ，滑块与木板间动摩擦因数为，现对滑块施加水平向右的外力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，求： （1）使滑块A与木板B发生相对滑动的最小外力； （2）若外力的大小随时间的大小变化关系为，求时木板B的速度。 14. 如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好无碰撞地进入半径，圆心角为的粗糙圆弧轨道BC与地面相切于C点，C与圆心O在同一竖直线上，A与C的高度差 。小物块从C点进入半径为的光滑小圆周轨道。重力加速度g取，求： （1）小物块的初速度； （2）若小物块恰好通过小圆的最高点，求在粗糙圆弧轨道BC上运动时，小物块克服阻力所做的功W； （3）若小物块运动过程中能够到达C点且未脱离小圆轨道，求在粗糙圆弧轨道BC上运动时，小物块克服阻力所做的功W满足的条件。 15. 如图所示，一足够长的水平传送带，传送带左侧顶端与光滑平台平滑相连。初始时刻，传送带被锁定处于静止状态，物块A、B用轻弹簧连接静止于传送带上，A位于传送带左侧顶端，轻弹簧处于原长状态，物体A、B可视为质点，质量分别为、 ，与传送带的动摩擦因数分别为、。质量为 的物体C以向右运动，与A发生弹性碰撞，碰撞时间极短。碰后瞬间，解除传送带锁定，传送带立刻以的恒定速率顺时针转动。从C与A碰后瞬间开始计时，经过一段时间t，A与传送带第一次共速，此时A对地的位移为，B对地的位移 。已知重力加速度g取，求： （1）C与A碰撞后A物块的速度大小； （2）A与传送带第一次共速时，弹簧的弹性势能； （3）从开始计时到A与传送带第一次共速的过程所经历的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理试卷 分值：100分　时长：75分钟 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，只有一项是符合要求的。 1. 近几年我国电动汽车发展迅速，其中两轮电动车更是给大家的日常出行提供了便利，我国道路交通安全法关于两轮电动车规定包括：严禁超速，严禁超载，佩戴安全头盔，避免急停急起等。下列对这些规定的物理解释正确的是（ ） A. 超速行驶会增大电动车的惯性 B. 超载行驶会增大电动车的惯性 C. 佩戴安全头盔主要是为了防止灰尘、雨水 D. “急停急起”是指电动车的速度变化比较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．惯性是物体的固有属性，其大小仅由物体的质量决定，与速度无关。超速行驶时电动车质量不变，惯性大小不变，故A错误； B．惯性大小随质量增大而增大，超载行驶时电动车总质量增大，因此惯性增大，故B正确； C．佩戴安全头盔主要是为了在发生碰撞时，通过头盔的缓冲结构延长力的作用时间，减小头部受到的冲击力，保护头部安全，并非为了防灰尘、雨水，故C错误； D．根据加速度定义式，“急停急起”是指速度变化快，即加速度大，不是速度变化大，速度变化量还和作用时间有关，故D错误。 故选B。 2. 2026年10月11日，合肥市首届城市足球联赛决赛在市体育中心举行。决赛中某球员为接应传球，由静止开始沿直线跑动，先匀加速冲刺，接着匀减速至接球点恰好停止运动。全程用时5 s，位移大小为24 m，则该队员在跑动过程中的最大速度是（ ） A. 10 m/s B. 9.6 m/s C. 8 m/s D. 4.8 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】设队员跑动的最大速度为，总运动时间，总位移，根据匀变速直线运动平均速度公式，两个阶段的平均速度均为，因此全程平均速度也为，则 解得 故选B。 3. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小球从O点抛出沿轨迹OMN运动，其中M是最高点，O、N两点等高。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. OM段运动时间小于MN段运动时间 B. 小球运动到M点处加速度为g C. 小球从O运动到N轨迹为抛物线 D. 整个运动过程M点处速度最小 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球在OM段的阻力斜向下，有竖直向下的分量，与重力同向，竖直方向加速度大于g；在MN段的阻力斜向上，有竖直向上的分量，与重力反向，竖直方向加速度小于g。 OM段和MN段的竖直位移大小是相等的，上升过程的竖直平均加速度始终大于下落过程的竖直平均加速度。由位移公式 可知位移h相同时，加速度越大，运动时间越短。因此上升段（OM）的时间小于下落段（MN）的时间，A正确； B．M点是轨迹最高点，小球在M点的竖直速度为0，但仍有水平方向的速度，因此会受到水平向左的空气阻力，合外力为重力与水平阻力的合力，合加速度大小大于g，并非等于g，B错误； C．抛物线是仅受重力、加速度恒为g的抛体运动轨迹。由于小球运动过程受阻力作用，空气阻力随速度变化，小球的加速度大小、方向时刻改变，轨迹不是抛物线，C错误； D．从M点继续向右下运动的过程中，小球的速度沿轨迹切线方向，重力做正功、阻力做负功，当切向的重力分力与切向阻力平衡前，速度还会继续减小，因此速度最小的点不是M点，D错误。 故选A。 4. 如图所示，在倾角的粗糙斜面abcd上，质量为m的物体在平行于斜面的外力作用下，恰好能沿斜面的对角线db做匀速直线运动。已知四边形abcd为矩形，并且，物块与斜面间动摩擦因数，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 外力的方向可能平行于cb B. 外力的方向一定平行于ca C. 外力方向垂直于虚线时取得最小值 D. 撤除外力物体可以继续沿虚线db运动 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．物体沿对角线做匀速直线运动，所受合力为零，它受重力、斜面支持力、摩擦力和外力四个力作用，其中沿斜面向下的重力分量为，方向沿； 由题干知 又为矩形，故，即 得与的夹角满足 即 摩擦力 方向沿，与重力分量的夹角为 这两个力大小相等、夹角，它们的合力大小仍为，方向与相反；由平衡条件，外力必须沿方向、大小也是，不可能平行于，故外力大小、方向唯一，不存在最小值，也不是垂直于虚线，而是与虚线所成夹角为，AC错误，B正确； D．撤去外力后，物体所受重力分量与摩擦力的合力不为零，不能保持匀速直线运动，也就不能继续沿运动，D错误。 故选B。 5. 水平方向存在恒定的风力，小球仅在重力和风力作用下在竖直面（纸面）内运动。若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线（甲图）。若小球的初速度方向垂直于虚线（乙图），则其从O点出发运动到O点等高处的过程中（ ） A. 小球的运动轨迹为圆弧 B. 小球的速度先减小后增大 C. 小球的机械能将减小 D. 小球的动能将变大 【答案】D 【解析】 【详解】小球的初速度方向沿虚线时，其运动轨迹为直线，根据物体做直线运动的条件可知，小球所受重力和风力的合力方向沿虚线方向向下，所以风力方向水平向右，如图所示。 小球的初速度方向垂直于虚线，小球做类平抛运动，轨迹为抛物线，小球的速度一直增加，动能一直增加，小球从O点出发运动到O点等高处的过程中，风力做正功，小球的机械能增加，故ABC错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，一条全长为L、质量为M的匀质柔软绳索，置于光滑水平桌面上。桌面足够高，桌角右上方有一光滑的约束挡板，用以保证绳索不会飞起。初始时有的绳索下垂在桌边，现由静止释放绳索，已知重力加速度为g，则从释放到绳索完全离开桌面过程说法正确的是（ ） A. 刚释放瞬间绳索的加速度大小为g B. 绳索下落过程加速度大小不变 C. 绳索完全脱离桌面瞬间速度大小 D. 转折处O点绳索的拉力一直减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．释放瞬间整根绳索根据牛顿运动定律可知，A选项错误； B．随着绳索的下滑，下垂部分的质量越来越大，所以下落的加速度越来越大，B选项错误； C．从释放到全部脱离桌面过程根据机械能守恒定律，可知 解得，C选项正确； D．设下垂部分长为x，O处张力为T。根据牛顿第二定律，有 以(L-x)部分为研究对象，同理有 解得 所以时，拉力最大，绳索下滑过程转折处O点的拉力先增大后减小，D选项错误。 故选C。 【点睛】 7. 如图所示，某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动，卫星从近地点A点运动到远地点C点用时为t。卫星通过A、C两点速率之比2∶1，已知地球的半径为R，近地点A离地面的高度也为R，引力常量为G，假设卫星只受地球引力，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在近地点与远地点离地的高度之比为1∶2 B. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为16∶1 C. 地球的质量为 D. 忽略自转影响，地球表面的重力加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律有 又卫星通过A、C两点速率之比2∶1，近地点A离地面的高度也为R，可知 可得卫星在远地点离地的高度为，可得卫星在近地点与远地点离地的高度之比为1∶3，故A错误； B．卫星在近地点与远地点离地心的距离之比为，根据牛顿第二定律有 可得加速度 可得卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为4∶1，故B错误； C．考虑轨道半径为的轨道，有 可得 该椭圆轨道的半长轴为 根据开普勒第三定律可知该椭圆轨道满足 可得地球的质量为，故C正确； D．忽略自转影响，有 可得地球表面的重力加速度大小为，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，曲面PQS是半径为R并且上表面光滑的球面，Q点为球面的最高点，质量为m的物块以某一速度沿切线方向经过Q点，当物块下降的高度为时，物块恰好离开球面。物块可看作质点，空气阻力不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块经过最高点时对球面的压力大小 B. 物块离开球面时速度大小为 C. 物块离开球面瞬间加速度大小为 D. 物块从最高点到离开球面过程中动量变化量的方向竖直向下 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设物块离开球面的位置为，半径与竖直方向的夹角为。由下降高度可得 最高点与离开点的速度和受力情况如图所示，其中为最高点球面对物块的支持力，和分别为物块经过最高点和离开球面时的速度大小 物块恰好离开球面时，球面对它的支持力为零。取沿半径指向球心的方向为正方向，由牛顿第二定律得 代入夹角的余弦值，解得 从最高点到离开球面的过程中，支持力始终与速度垂直而不做功，只有重力做功，由机械能守恒定律得 解得 物块经过最高点时，取竖直向下为正方向，由牛顿第二定律得 代入并由牛顿第三定律可知，物块对球面的压力大小为，故A错误，B正确； C．离开球面瞬间，物块只受重力，由牛顿第二定律得，因此物块的加速度大小为，故C错误； D．取水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向。离开球面时，速度沿球面切线方向，与水平方向的夹角为。由动量的定义，物块水平方向的动量变化量为 初速度的竖直分量为零，离开时速度有竖直向下的分量，所以动量变化量指向右下方，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，足够长的光滑水平横杆，横杆上C处固定一个阻挡钉。杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为2L不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球，现将小球拉至横杆处并将绳拉直，让绳与横杆平行，小球位于C右侧处，现由静止同时释放轻环和小球。重力加速度为g，则关于之后的整个运动过程，下列描述正确的是（ ） A. 从释放到轻环刚运动到C点过程，小球的竖直分位移大小L B. 从释放到轻环刚运动到C点过程，小球的水平分位移大小 C. 小球运动到最低点前瞬间对绳子的拉力大小等于 D. 最终稳定状态小球和轻环均做匀速直线运动 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．轻环与小球组成的系统水平方向不受外力，因此水平方向动量守恒，系统初始总动量为0，因此任意时刻水平方向总动量为0。由于轻环质量不计，因此小球的水平速度始终为0，即小球水平位移始终为0。初始时小球到轻环的绳长为，小球在右侧处，因此初始时轻环的位置在小球左侧处，也就是点左侧处。当轻环刚运动到点时，轻环被阻挡，此时剩余的可自由摆动的绳长为，小球的位置满足：小球到点的水平距离为，绳长为，由几何关系可得小球的竖直下落高度 也就是小球的竖直分位移大小为，故A正确，B错误。 C．轻环到达点后保持静止，小球绕点做圆周运动，从释放到轻环到达点的过程只有重力做功，系统机械能守恒。此时小球下落高度为，轻环质量为0，因此有 解得，速度方向竖直向下 之后小球以点为圆心、绳长为半径做圆周运动，继续下摆到最低点，从该位置到最低点小球又下落了额外的高度 由于轻绳不可伸长，全程只有重力做功，机械能守恒，有 解得最低点速度 在最低点，由向心力公式有 解得 根据牛顿第三定律，小球对绳子的拉力大小等于，故C正确。 D．轻环碰到点后被阻挡钉固定，无法再沿横杆运动，小球后续会以点为圆心做圆周运动，不会和轻环一起做匀速直线运动，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，质量为m的物块受到水平推力F的作用，紧靠竖直墙壁。F随时间t变化的情况如图乙所示，t=0时刻，物块恰好不下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块与墙壁之间的动摩擦因数为 B. 时刻物块的速度大小为 C. 时刻物块的速度大小为 D. 可以求出时间内物块下降的高度 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在t=0时刻物块恰好不下滑，对物块受力分析，可知在竖直方向最大静摩擦力的大小等于重力的大小，即 由乙图可知，在t=0时刻 联立解得，故A正确； BC．在时间内，由图乙可得推力随时间变化关系为 物块滑动后滑动摩擦力 根据牛顿第二定律有 解得 可知加速度随时间线性增大，物块做加速度增大的加速运动，当时，时，作出图像，如图所示 根据图像与时间围成的面积表示速度的变化量，可得时间内速度的变化量为 因物块初始时刻的速度，故物块在时刻的速度大小为，故B错误，C正确； D．在时间内，由图乙可得推力随时间变化关系为 物块滑动后滑动摩擦力 根据牛顿第二定律有 解得 可知加速度随时间线性减小，但方向仍与速度方向相同，故物块做加速度逐渐减小的加速运动，当时，当时，故作出全过程的图像，如图所示 根据图像与时间围成的面积表示速度的变化量，可得时间内速度的变化量为 因物块初始时刻的速度，故物块在时刻的速度大小为 故作出全过程的图像如图所示 根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可知在时间内曲实线与时间轴围成的面积等于直虚线与时间轴围成的面积，故在时间内物块下降的高度，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题（本大题共5小题，共58分。11-12题，每空2分，共16分；13题10分；14题14分；15题18分；13-15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。） 11. 某同学在学习完自由落体这一节后，用如图甲所示的装置测量自由落体加速度。 （1）某同学按照正确的操作完成实验后，得到的纸带如图乙所示，其中纸带上的A、B、C、D、E为连续的5个计时点，A点到O点之间有部分点未画出。已知打点计时器打点的频率为50 Hz，则纸带上打出C点时重物的速度大小___________m/s，重物下落过程中的加速度大小___________m/s2。（结果均保留两位有效数字） （2）如果实验时电源中交流电的实际频率为49.5 Hz，而同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 1.6 ②. 9.5 （2）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]打点的频率为50 Hz，则纸带上计时点时间间隔为，打出C点时重物的速度大小 [2]根据逐差法，重物下落过程中的加速度大小 【小问2详解】 实际频率为49.5 Hz，则实际的周期大于0.02s，计算时所用的T为0.02s偏小，故计算所得的测量值偏大。 12. 某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。圆形量角器竖直固定在铁架台上，量角器的圆心处固定一个力传感器，将一根细线一端与力传感器相连，另一端系住一个小球。 实验操作步骤如下： ①将小球竖直悬挂，静止时测得悬点到球心间的距离为，测得传感器的示数为； ②向左拉动小球并记录细线与竖直方向的夹角，然后静止释放小球，记录轻绳拉力大小随时间的变化如图乙，其中是实验中测得的最大拉力值。 请回答以下问题： （1）小球从静止释放，运动至最低点时，小球减小的重力势能为___________（用字母、、表示）； （2）若在实验误差允许范围内，满足___________（用字母、、表示），即可验证机械能守恒定律； （3）上述实验步骤中不是必须测量的物理量是___________________； （4）正确操作的情况下，发现图乙中拉力峰值逐渐减小，主要影响因素是______________________。为减小实验误差，实验时应选用密度______________________（选填“较大”或“较小”）的小球。 【答案】（1） （2） （3）悬点到球心的距离L （4） ①. 空气阻力 ②. 较大 【解析】 【小问1详解】 小球静止时有 从静止释放，运动至最低点时，小球减小的重力势能为 【小问2详解】 分析最低点时受力有 若机械能守恒，应有 解得 【小问3详解】 将进一步变形可得 化简得，可见无需测定悬点到球心间的距离L 【小问4详解】 [1] [2]由及可知，拉力峰值逐渐变小，说明除重力以外还有其它力做负功，主要影响因素应为空气阻力做负功，为减小影响，应采用密度较大的小球。 13. 如图所示，足够长木板B静止在光滑水平面上，在木板左端放置小滑块A，已知滑块A、木板B的质量均为 ，滑块与木板间动摩擦因数为，现对滑块施加水平向右的外力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，求： （1）使滑块A与木板B发生相对滑动的最小外力； （2）若外力的大小随时间的大小变化关系为，求时木板B的速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设向右为正方向。、未发生相对滑动时，两物体的加速度相同。对、整体，由牛顿第二定律得；对木板，静摩擦力提供其加速度，有 可昨 最大静摩擦力为 恰好发生相对滑动时，所以 解得 【小问2详解】 由题给关系和，得相对滑动开始的时刻为。在内，、相对静止，可视为整体。由于外力随时间线性增大，平均外力为 由动量定理，外力冲量等于整体动量的变化，有 解得。 当时，相对向右滑动，木板受到向右的滑动摩擦力，大小为 对木板由牛顿第二定律得，所以。由匀变速直线运动速度公式， 所以时木板的速度为 14. 如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好无碰撞地进入半径，圆心角为的粗糙圆弧轨道BC与地面相切于C点，C与圆心O在同一竖直线上，A与C的高度差 。小物块从C点进入半径为的光滑小圆周轨道。重力加速度g取，求： （1）小物块的初速度； （2）若小物块恰好通过小圆的最高点，求在粗糙圆弧轨道BC上运动时，小物块克服阻力所做的功W； （3）若小物块运动过程中能够到达C点且未脱离小圆轨道，求在粗糙圆弧轨道BC上运动时，小物块克服阻力所做的功W满足的条件。 【答案】（1） （2）10.5 J （3）0<W≤10.5 J或16.5 J≤W≤20.5 J 【解析】 【小问1详解】 小物块从A运动到B点的过程，在竖直方向上 解得 对B点速度进行分解，有 解得 【小问2详解】 设圆周最高点为D点，物块通过的速度为，若小物块恰好通过小圆周的最高点，根据牛顿第二定律可得 解得 从A点到D点，由动能定理 解得 【小问3详解】 小物块不脱离小圆周轨道有两种情况： ①能通过最高点，由（2）得0<W≤10.5 J ②小物块不超过小圆周轨道与圆心等高处，则根据动能定理可得 解得 同时，物块必须能到达C点，则根据动能定理可得 解得 综上所述，小物块克服阻力所做的功满足的条件为：0<W≤10.5 J或16.5 J≤W≤20.5 J 15. 如图所示，一足够长的水平传送带，传送带左侧顶端与光滑平台平滑相连。初始时刻，传送带被锁定处于静止状态，物块A、B用轻弹簧连接静止于传送带上，A位于传送带左侧顶端，轻弹簧处于原长状态，物体A、B可视为质点，质量分别为、 ，与传送带的动摩擦因数分别为、。质量为 的物体C以向右运动，与A发生弹性碰撞，碰撞时间极短。碰后瞬间，解除传送带锁定，传送带立刻以的恒定速率顺时针转动。从C与A碰后瞬间开始计时，经过一段时间t，A与传送带第一次共速，此时A对地的位移为，B对地的位移 。已知重力加速度g取，求： （1）C与A碰撞后A物块的速度大小； （2）A与传送带第一次共速时，弹簧的弹性势能； （3）从开始计时到A与传送带第一次共速的过程所经历的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向右为正方向，各物块质量分别记为，和，碰后瞬间物块A与C的速度分别为和。碰撞时间极短，摩擦力及弹簧弹力的冲量可忽略，物块C与A组成的系统动量守恒，有 碰撞为弹性碰撞，系统动能守恒，有 得 ， 故物块A碰后的速度大小为 。 【小问2详解】 物块A首次与传送带共速前，其速度始终大于带速，受到的滑动摩擦力向左，大小为 物块B受到的滑动摩擦力向右，大小为 因此A、B组成的系统在水平方向上所受合外力为0，动量守恒。 设A首次与传送带共速时B的速度为，还未和传送带共速，由 解得 刚好同时和传送带共速。设此过程中弹簧弹力对物块A与B所做的功分别为和，对物块A、B应用动能定理，有， 代入数据得 ， 弹簧对两物块做功之和等于弹性势能增加量的负值，故 所以 【小问3详解】 设物块A首次与传送带共速前任意时刻两物块的速度分别为和，由水平动量守恒，则 上述动量守恒关系适用于所求全过程。对上式两边同乘并求和，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $