精品解析：广东惠州市第一中学2026-2027学年高三上学期10月期中物理试题

2027届高三十月期中考试物理试题 一、单项选择题：本大题共7小题。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连一小球，小球由弹簧原长处静止释放，小球下降高度为h的过程中（弹簧在弹性限度内），弹簧弹力对小球做功为（ ） A. B. C. D. 2. 某“竖直加速度测量仪”的构造如图所示，轻弹簧上端固定在木板上，下端悬吊小钢球，静止时指针指在刻度尺上的“0”刻度线处。现将此仪器置于电梯中进行测量，下列说法正确的是（ ） A. 该仪器的加速度刻度是不均匀的 B. 当电梯减速下降时，指针指在“0”刻度线的下方 C. 当指针指在C位置时，电梯一定竖直向下加速运动 D. 若电梯缆绳意外断裂导致电梯自由下落时，指针指在“0”刻度线处 3. “嫦娥六号”探测器成功实现人类历史上首次月球背面采样。如图所示为其环月运行的简化模型：探测器先在贴近月球表面的近月圆轨道Ⅰ上运行，周期为T₁；随后在A点瞬间加速变轨，进入椭圆转移轨道Ⅱ。已知椭圆长轴为AB，短轴为CD，引力常量为G。下列说法中错误的是（ ） A. 在轨道Ⅱ上由D点经B点运动到C点的过程中，探测器的机械能先减小再增大 B. 探测器在轨道Ⅰ上的速率大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速率 C. 稳定运行时，探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过A点时的加速度相等 D. 可估算出月球的平均密度为 4. 高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。一枚质量的生鸡蛋从高楼坠下，到达地面时的速度。若鸡蛋与地面撞击时间，重力加速度，则撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力约为（ ） A. 45 N B. 225N C. 450N D. 900N 5. 2026年7月10日，我国海上回收平台通过网系捕获方式成功回收长征十号乙运载火箭。如图所示，火箭被垂直回收装置成功捕获后处于静止状态，4根对称分布的拦阻索与竖直方向的夹角均为60°，火箭的总质量为M，不计拦阻索质量，重力加速度为g。则每根拦阻索上的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，阿豪同学的自行车变速系统由两个大齿轮和七个小齿轮构成，相应的齿数如下表所示，前后轮半径均为33cm。某次阿豪同学骑自行车上学校，脚踏板带动大齿轮匀速转动的角速度是4rad/s，通过变速自行车可获得的最大速度约为（ ） 名称 大齿轮 小齿轮 齿数 46 30 24 21 19 17 15 13 11 A. 1.7m/s B. 2.5m/s C. 3.6m/s D. 5.5m/s 7. 民航客机在高空中飞行时，通过调整机翼后缘的副翼和机身尾部的方向舵来转弯。副翼上下偏转会使飞机绕机身中轴线左右滚转，方向舵左右偏转会使机头左右偏航。只有滚转方向与偏航方向一致，才能实现安全转弯。为简化分析，假设空气对副翼和方向舵的作用力垂直于翼面。下列四幅图中飞机能向右安全转弯的是 （ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本大题共3小题。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。 8. 一辆赛车静止在直线赛道上，某时刻以额定功率启动，经过时间t达到最大速度 vm，赛车受到的阻力大小恒为f，对该启动过程，下列说法正确的是（ ） A. 赛车做匀加速直线运动 B. 赛车的额定功率 C. 赛车的平均速度大于 D. 合外力对赛车做功为 9. 粗糙斜面固定在水平面上，其顶端与轻质弹簧的一端固定，如图所示，一物块从斜面底端以初速度v0冲上斜面，物块上滑压缩弹簧一段距离后减速为0，弹簧始终在弹性限度内。以水平面为重力势能的零势能面，对于物块沿斜面上滑的整个过程中，此物块重力势能EpG、动能Ek、机械能E机、物块和弹簧系统的机械能E随物块位移x变化的图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，长木板B放置在足够长的粗糙水平面上，可视作质点的物块A放置在其最右端，B的右侧通过不可伸长的水平轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接重物C，三者的质量均为，重物C距离地面高度。已知物块A与长木板B间的动摩擦因数，长木板B与桌面间的动摩擦因数。初始时三者均静止，现从静止开始释放重物C，C落地后马上静止。长木板B未与定滑轮发生碰撞，A未从B上滑落，重力加速度，下列说法中正确的是（ ） A. 释放瞬间重物C的加速度大小为 B. 释放瞬间轻绳的拉力大小为7N C. 重物C落地瞬间，物块A的速度大小为6m/s D. 全过程中A与B间因摩擦产生的热量为 三、非选择题：本大题共5小题。 11. “频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。利用如图甲所示的装置和如图乙所示的频闪摄影的图像可以探究平抛运动的特点。现调整频闪摄像机位置，正对实验装置甲。 （1）下列实验操作步骤，正确顺序是_______________。 ①敲击弹片，让A、B球同时开始运动 ②将A、B球放置在实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上 ③打开摄像机，开始摄像 ④小球落在实验台上后停止摄像 （2）下列说法中正确的是 。 A. A、B两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B. 改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间 C. 如果A、B两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D. 通过图乙所示的频闪图像能研究平抛运动的水平分运动特点 （3）图丙所呈现的是实验中小球A在运动途中连续的三个位置，背景小方格的边长L=5cm，则小球A做平抛运动的初速度为_____________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字） 12. 为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图甲所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。该学习小组设计了如下的实验步骤： ①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计； ②用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ③通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离L； ④调整导轨并测出导轨倾斜角的正弦值sinθ； ⑤将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、； ⑥移动光电门Ⅱ的位置，重复步骤③④⑤，完成多次测量。 已知滑块和遮光条的总质量为m，当地的重力加速度为g，回答以下问题 （1）用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，游标卡尺的读数__________ mm。 （2）遮光条从光电门Ⅰ到光电门Ⅱ过程中，滑块和遮光条重力势能减少了___________，滑块和遮光条动能增加了___________。（用题目中的字母表示） （3）通过移动光电门Ⅱ的位置，测出多组L、和数据，利用实验数据绘制图像，若图像斜率__________（用题目中的字母表示），则认为该系统机械能守恒。 13. 如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管的示意图，下半部AB是长为3R的竖直细管，其中轴线为，内部放有鱼饵，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧细弯管，管口沿水平方向，地面与水面相距2R。不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）一粒鱼饵以的速度在管口C处投射出去，鱼饵落到水面上的位置与中轴线的水平距离r是多少? （2）在过ABC的竖直平面内，一条小鱼在水面上以的速度正对投饵管游来，当鱼嘴与中轴线水平距离为时，另一粒鱼饵以的速度在管口C处投射出去，若鱼饵正好落入鱼嘴中，的大小是多少? 14. 秋千由一块踏板和两根平行的细绳构成，某人通过助跑跃到踏板上开始荡秋千，如图所示。在没有别人帮助的情况下，人靠自己在低处站起、在高处蹲下的方式会荡得越来越高。人与秋千的运动可以简化为单摆的摆动，等效摆球的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）某次人保持蹲在踏板上的姿势从最低点摆到最高点时对应的摆角为，设在最低点时两根细绳的总拉力为、在最高点时两根细绳的总拉力为，求是多少? （2）某次人蹲在踏板上从最大摆角开始下摆，到最低点时突然站起，水平速度增大，此后保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求人站起过程中做功W至少是多少? 15. 如图所示，某装置由四部分平滑连接构成：AB为光滑圆弧面，BC为光滑水平面，CD为倾斜传送带，DE为光滑水平面。传送带CD长度，倾角，以的速率逆时针速运行。有两个可视为质点的物块1与物块2，质量分别为，。物块2静止在BC水平面的左端紧临传送带，物块1从AB圆弧面上高处由静止滑下，到达C点时与物块2发生弹性正碰。碰后物块1与物块2同时平滑进入传送带。两物块与传送带间的动摩擦因数均为，，，，不计传送带转轮的大小。求： （1）碰撞后物块1与物块2的速度、各为多大? （2）物块1与传送带共速时，传送带因传送物块1和物块2多消耗的电能E是多少? （3）当物块2到达D点时，瞬间受到击打，使它的速度变为，方向沿传送带向下。若物块1与物块2第二次碰撞发生在DE平面上，则k的取值范围是多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三十月期中考试物理试题 一、单项选择题：本大题共7小题。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连一小球，小球由弹簧原长处静止释放，小球下降高度为h的过程中（弹簧在弹性限度内），弹簧弹力对小球做功为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球从弹簧原长处释放，下降高度h的过程中，弹簧的伸长量恰好为h。弹力是随形变量线性变化的变力，大小满足胡克定律 变力做功的大小等于图像的面积：从到，弹力的平均值为 因此弹力做功的大小为 联立可得 故选A。 2. 某“竖直加速度测量仪”的构造如图所示，轻弹簧上端固定在木板上，下端悬吊小钢球，静止时指针指在刻度尺上的“0”刻度线处。现将此仪器置于电梯中进行测量，下列说法正确的是（ ） A. 该仪器的加速度刻度是不均匀的 B. 当电梯减速下降时，指针指在“0”刻度线的下方 C. 当指针指在C位置时，电梯一定竖直向下加速运动 D. 若电梯缆绳意外断裂导致电梯自由下落时，指针指在“0”刻度线处 【答案】B 【解析】 【详解】A．设小球质量为m，弹簧劲度系数为k，静止时弹簧伸长量为，则有 当电梯具有竖直向上的加速度a时，设弹簧伸长量变化为（向下为正），根据牛顿第二定律有 联立解得 可见指针位移与加速度a成正比，故该仪器的加速度刻度是均匀的，故A错误； B．当电梯减速下降时，加速度方向竖直向上，处于超重状态。根据牛顿第二定律 可知弹簧弹力 弹簧伸长量变大，指针向下移动，即指在“0”刻度线的下方，故B正确； C．当指针指在C位置时，指针在“0”刻度线上方，说明弹簧长度比静止时短，弹力 根据牛顿第二定律 可知加速度a方向竖直向下。电梯可能竖直向下加速运动，也可能竖直向上减速运动，故C错误； D．若电梯缆绳意外断裂导致电梯自由下落时，电梯处于完全失重状态，加速度，方向竖直向下。此时弹簧弹力，弹簧恢复原长。而静止时弹簧处于伸长状态（指针在“0”处），所以此时指针应指在“0”刻度线的上方（原长位置），故D错误。 故选B。 3. “嫦娥六号”探测器成功实现人类历史上首次月球背面采样。如图所示为其环月运行的简化模型：探测器先在贴近月球表面的近月圆轨道Ⅰ上运行，周期为T₁；随后在A点瞬间加速变轨，进入椭圆转移轨道Ⅱ。已知椭圆长轴为AB，短轴为CD，引力常量为G。下列说法中错误的是（ ） A. 在轨道Ⅱ上由D点经B点运动到C点的过程中，探测器的机械能先减小再增大 B. 探测器在轨道Ⅰ上的速率大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速率 C. 稳定运行时，探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过A点时的加速度相等 D. 可估算出月球的平均密度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．轨道Ⅱ是只受月球万有引力作用的椭圆轨道，万有引力是保守力，且没有其他力对探测器做功，因此探测器的机械能保持不变。由点经点运动到点的过程中，机械能不变，故A错误； B．设月球质量为、半径为，轨道Ⅱ在点到月心的距离为，则。近月圆轨道Ⅰ中，由万有引力提供向心力有 整理得 在椭圆轨道Ⅱ的点和点，速度均沿切线方向，由开普勒第二定律有 再由机械能守恒， 联立可得 从而 所以轨道Ⅰ上的速率大于轨道Ⅱ经过点的速率，故B正确； C．在两条轨道经过点时，探测器到月心的距离都为，因此所受万有引力均为，方向均指向月心。由牛顿第二定律，向心加速度大小均为，故C正确； D．设月球质量为、半径为，近月圆轨道Ⅰ的线速度为。由万有引力提供向心力得 代入并整理得 月球体积为，平均密度为 代入得，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 4. 高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。一枚质量的生鸡蛋从高楼坠下，到达地面时的速度。若鸡蛋与地面撞击时间，重力加速度，则撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力约为（ ） A. 45 N B. 225N C. 450N D. 900N 【答案】C 【解析】 【详解】研究对象为鸡蛋，取竖直向上为正方向，鸡蛋质量 撞击过程鸡蛋受向下的重力、地面对鸡蛋向上的平均作用力，根据动量定理 解得地面对鸡蛋的作用力大小为 根据牛顿第三定律，撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力约为450N。 故选C。 5. 2026年7月10日，我国海上回收平台通过网系捕获方式成功回收长征十号乙运载火箭。如图所示，火箭被垂直回收装置成功捕获后处于静止状态，4根对称分布的拦阻索与竖直方向的夹角均为60°，火箭的总质量为M，不计拦阻索质量，重力加速度为g。则每根拦阻索上的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对火箭进行受力分析，火箭处于静止状态，受力平衡。火箭受到竖直向下的重力Mg和4根拦阻索的拉力。设每根拦阻索的拉力大小为F。由于4根拦阻索对称分布，且与竖直方向的夹角均为60°，根据平衡条件 解得 故选D。 6. 如图所示，阿豪同学的自行车变速系统由两个大齿轮和七个小齿轮构成，相应的齿数如下表所示，前后轮半径均为33cm。某次阿豪同学骑自行车上学校，脚踏板带动大齿轮匀速转动的角速度是4rad/s，通过变速自行车可获得的最大速度约为（ ） 名称 大齿轮 小齿轮 齿数 46 30 24 21 19 17 15 13 11 A. 1.7m/s B. 2.5m/s C. 3.6m/s D. 5.5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】要获得最大车速，需要让小齿轮的角速度尽可能大，已知脚踏板带动大齿轮的角速度固定，链条传动线速度相等，因此要选择齿数最大的大齿轮、齿数最小的小齿轮，也就是， 根据 自行车可获得的最大速度 其中 联立解得 故选D。 7. 民航客机在高空中飞行时，通过调整机翼后缘的副翼和机身尾部的方向舵来转弯。副翼上下偏转会使飞机绕机身中轴线左右滚转，方向舵左右偏转会使机头左右偏航。只有滚转方向与偏航方向一致，才能实现安全转弯。为简化分析，假设空气对副翼和方向舵的作用力垂直于翼面。下列四幅图中飞机能向右安全转弯的是 （ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】四幅图比较的都是操纵面偏转造成的偏航方向和滚转方向，二者都向右才满足安全转弯。方向舵对尾部的气动力垂直于尾翼；方向舵右摆时，尾部受向左的侧向力，机头向右偏航。下图示意方向舵侧向力与左右副翼气动力所产生的滚转作用 左翼副翼下摆、右翼副翼上摆时，按题设模型，空气对两侧副翼的垂直作用力分别向上和向下，形成使左翼上升、右翼下降的力偶，飞机向右滚转。四幅图中，只有A同时符合方向舵右摆和这一副翼组合，偏航、滚转方向均向右。 故选A。 二、多项选择题：本大题共3小题。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。 8. 一辆赛车静止在直线赛道上，某时刻以额定功率启动，经过时间t达到最大速度 vm，赛车受到的阻力大小恒为f，对该启动过程，下列说法正确的是（ ） A. 赛车做匀加速直线运动 B. 赛车的额定功率 C. 赛车的平均速度大于 D. 合外力对赛车做功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．赛车以额定功率启动时，由可知，速度v增大的过程中牵引力F会减小，根据牛顿第二定律可知加速度a也随之减小，赛车做的是加速度逐渐减小的变加速直线运动，故A错误； B．当赛车达到最大速度时，加速度减为0，此时牵引力与阻力平衡，即 代入功率公式可得额定功率，故B正确； C．匀加速直线运动的平均速度等于，而本题中赛车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，其图像是向上凸的曲线，相同时间内的位移比末速度为vm的匀加速直线运动的位移更大，因此平均速度大于，故C正确； D．额定功率下时间t内赛车牵引力做功为，根据动能定理，合外力对赛车做的功等于牵引力做功减去阻力做功，即合外力对赛车做功小于，故D错误。 故选BC。 9. 粗糙斜面固定在水平面上，其顶端与轻质弹簧的一端固定，如图所示，一物块从斜面底端以初速度v0冲上斜面，物块上滑压缩弹簧一段距离后减速为0，弹簧始终在弹性限度内。以水平面为重力势能的零势能面，对于物块沿斜面上滑的整个过程中，此物块重力势能EpG、动能Ek、机械能E机、物块和弹簧系统的机械能E随物块位移x变化的图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．物块沿斜面上滑过程重力一直做负功，则物块的重力势能一直增大，设斜面倾角为θ，根据重力势能大小的计算公式可得 即重力势能EpG随物块位移x变化的图像为过原点的倾斜直线，故A正确； B．物块接触弹簧之前，弹簧弹力为0，根据动能定理可得 则 设初始时弹簧下端与物块间的距离为x0，接触弹簧之后，有 即动能Ek随物块位移x变化的图像先为斜向下倾斜的直线后为开口向下的抛物线的一部分，直至动能减为零，故B正确； C．接触弹簧前，物块的机械能为 接触弹簧后，物块的机械能为 由此可知，物块机械能E机随物块位移x变化的图像先为斜向下倾斜的直线后为开口向下的抛物线的一部分，故C错误； D．接触弹簧前，物块和弹簧系统的机械能为 接触弹簧后，物块和弹簧系统的机械能为 由此可知，物块和弹簧系统的机械能E随物块位移x变化的图像先为斜向下倾斜的直线，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，长木板B放置在足够长的粗糙水平面上，可视作质点的物块A放置在其最右端，B的右侧通过不可伸长的水平轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接重物C，三者的质量均为，重物C距离地面高度。已知物块A与长木板B间的动摩擦因数，长木板B与桌面间的动摩擦因数。初始时三者均静止，现从静止开始释放重物C，C落地后马上静止。长木板B未与定滑轮发生碰撞，A未从B上滑落，重力加速度，下列说法中正确的是（ ） A. 释放瞬间重物C的加速度大小为 B. 释放瞬间轻绳的拉力大小为7N C. 重物C落地瞬间，物块A的速度大小为6m/s D. 全过程中A与B间因摩擦产生的热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．物块A的最大加速度由A、B间的最大静摩擦力提供 假设A、B相对静止，对A、B、C整体列牛顿第二定律 可得 可知A、B必然发生相对滑动，对A，由牛顿第二定律 解得 对B，由牛顿第二定律 对C，由牛顿第二定律 且 联立解得，，故A错误，B正确； C．根据 可得C落地所需时间 重物C落地瞬间，物块A的速度大小为，故C错误； D．C从静止到落地过程，A、B的相对位移 重物C落地瞬间，物块B的速度大小为 此后A加速，B减速，直到速度相等，对B由牛顿第二定律 可得 根据速度关系 此过程A、B的相对位移 总相对位移 全过程中A与B间因摩擦产生的热量 联立解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本大题共5小题。 11. “频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。利用如图甲所示的装置和如图乙所示的频闪摄影的图像可以探究平抛运动的特点。现调整频闪摄像机位置，正对实验装置甲。 （1）下列实验操作步骤，正确顺序是_______________。 ①敲击弹片，让A、B球同时开始运动 ②将A、B球放置在实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上 ③打开摄像机，开始摄像 ④小球落在实验台上后停止摄像 （2）下列说法中正确的是 。 A. A、B两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B. 改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间 C. 如果A、B两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D. 通过图乙所示的频闪图像能研究平抛运动的水平分运动特点 （3）图丙所呈现的是实验中小球A在运动途中连续的三个位置，背景小方格的边长L=5cm，则小球A做平抛运动的初速度为_____________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字） 【答案】（1）②③①④ （2）CD （3）1.5 【解析】 【小问1详解】 该实验正确操作步骤为将A、B球放置在实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上，打开摄像机，开始摄像，敲击弹片，让A、B球同时开始运动，小球落在实验台上后停止摄像。 顺序为②③①④。 【小问2详解】 A．若小球体积过大、质量过小，空气阻力影响不可忽略，会偏离理想运动规律，不能任意选择参数，A错误； B．平抛运动的空中运动时间仅由下落高度决定，与初速度（击打力度）无关，B错误； C．本实验中A做平抛运动、B做自由落体运动，两球始终同时落地，直接说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，C正确； D．图乙的频闪图像中，相邻A球的水平间隔相等、时间间隔固定，可直接验证平抛水平分运动为匀速直线运动，D正确。 故选CD。 【小问3详解】 平抛运动竖直方向为匀变速直线运动，有 水平方向为匀速直线运动，相邻两点水平位移 联立可得 12. 为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图甲所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。该学习小组设计了如下的实验步骤： ①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计； ②用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ③通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离L； ④调整导轨并测出导轨倾斜角的正弦值sinθ； ⑤将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、； ⑥移动光电门Ⅱ的位置，重复步骤③④⑤，完成多次测量。 已知滑块和遮光条的总质量为m，当地的重力加速度为g，回答以下问题 （1）用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，游标卡尺的读数__________ mm。 （2）遮光条从光电门Ⅰ到光电门Ⅱ过程中，滑块和遮光条重力势能减少了___________，滑块和遮光条动能增加了___________。（用题目中的字母表示） （3）通过移动光电门Ⅱ的位置，测出多组L、和数据，利用实验数据绘制图像，若图像斜率__________（用题目中的字母表示），则认为该系统机械能守恒。 【答案】（1）5.15 （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数 【小问2详解】 [1]遮光条从光电门Ⅰ到光电门Ⅱ过程中，滑块和遮光条重力势能减少量 [2]滑块和遮光条经过光电门Ⅰ时速度大小为 滑块和遮光条经过光电门Ⅱ时速度大小为 遮光条从光电门Ⅰ到光电门Ⅱ过程中，滑块和遮光条动能增加量 联立可得 【小问3详解】 若机械能守恒，则重力势能减少量等于动能增加量，有 整理得 则图像的斜率 13. 如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管的示意图，下半部AB是长为3R的竖直细管，其中轴线为，内部放有鱼饵，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧细弯管，管口沿水平方向，地面与水面相距2R。不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）一粒鱼饵以的速度在管口C处投射出去，鱼饵落到水面上的位置与中轴线的水平距离r是多少? （2）在过ABC的竖直平面内，一条小鱼在水面上以的速度正对投饵管游来，当鱼嘴与中轴线水平距离为时，另一粒鱼饵以的速度在管口C处投射出去，若鱼饵正好落入鱼嘴中，的大小是多少? 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 鱼饵从C点抛出后做平抛运动，竖直方向下落总高度 竖直方向由自由落体位移公式 水平方向做匀速直线运动，落点到的水平距离 联立可得 【小问2详解】 鱼饵竖直下落高度与(1)相同，故运动时间 时间内小鱼的位移 鱼饵水平位移 由位移关系 解得 14. 秋千由一块踏板和两根平行的细绳构成，某人通过助跑跃到踏板上开始荡秋千，如图所示。在没有别人帮助的情况下，人靠自己在低处站起、在高处蹲下的方式会荡得越来越高。人与秋千的运动可以简化为单摆的摆动，等效摆球的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）某次人保持蹲在踏板上的姿势从最低点摆到最高点时对应的摆角为，设在最低点时两根细绳的总拉力为、在最高点时两根细绳的总拉力为，求是多少? （2）某次人蹲在踏板上从最大摆角开始下摆，到最低点时突然站起，水平速度增大，此后保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求人站起过程中做功W至少是多少? 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 人保持蹲姿从最低点摆到最高点过程，由动能定理 解得 最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律 解得 最高点时速度为0，沿摆线方向合力为0，则 可得 【小问2详解】 人蹲姿从摆角下摆到最低点过程，由动能定理 解得 人站起后做完整竖直圆周运动，最高点最小速度满足 解得 从站起后的最低点摆到最高点过程，由动能定理 解得 人站起过程，由动能定理 解得 15. 如图所示，某装置由四部分平滑连接构成：AB为光滑圆弧面，BC为光滑水平面，CD为倾斜传送带，DE为光滑水平面。传送带CD长度，倾角，以的速率逆时针速运行。有两个可视为质点的物块1与物块2，质量分别为，。物块2静止在BC水平面的左端紧临传送带，物块1从AB圆弧面上高处由静止滑下，到达C点时与物块2发生弹性正碰。碰后物块1与物块2同时平滑进入传送带。两物块与传送带间的动摩擦因数均为，，，，不计传送带转轮的大小。求： （1）碰撞后物块1与物块2的速度、各为多大? （2）物块1与传送带共速时，传送带因传送物块1和物块2多消耗的电能E是多少? （3）当物块2到达D点时，瞬间受到击打，使它的速度变为，方向沿传送带向下。若物块1与物块2第二次碰撞发生在DE平面上，则k的取值范围是多少? 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块1从释放到点过程，机械能守恒，根据 解得碰撞前物块1的速度 物块1和物块2发生弹性正碰，满足动量守恒和动能守恒，有， 解得， 【小问2详解】 物块2初始速度等于传送带速度，受力满足 物块2与传送带相对静止，一起匀速向上运动，直到物块1与传送带共速，传送带与物块2之间的摩擦力 物块1初始速度小于传送带速度，沿传送带向上运动，根据牛顿第二定律 解得 物块1与传送带共速所需的时间 传送带向上运动的距离 传送带因传送物块1和物块2多消耗的电能等于传送带对两物块的摩擦力做的功，即 可得 【小问3详解】 根据（2）分析可知物块1与传送带共速时，物块1沿传送带向上运动的距离 物块2沿传送带向上运动的距离 物块1与传送带共速时，物块2恰好到点，物块2到达D点时，瞬间受到击打，使它的速度变为，方向沿传送带向下，根据牛顿第二定律 可得 物块2先向下减速到零，再向上加速，要使物块1与物块2第二次碰撞发生在DE平面上，则需要物块2在返回D点过程，与物块1不发生碰撞，即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $