精品解析:四川部分学校2026-2027学年高三上学期11月学情检测物理试题
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内容正文:
物理试卷
(时间:75分钟 分值:100分)
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其他答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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,只有一项是最符合题目要求的)
1. 甲、乙两款新型无人机在同一平直跑道上同时同地由静止起飞,其速度随时间变化的图像如图所示(甲为实线,乙为虚线)。由图像可知( )
A. 时间内,甲的平均加速度大于乙的平均加速度
B. 时间内,甲的位移大于乙的位移
C. 时间内,甲的平均速度小
D. 时刻后,甲做加速运动,乙做减速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,由题图可知时间内,甲的平均加速度比乙的小,故A错误;
B.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,甲的位移比乙的位移小,故B错误;
C.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,甲的位移比乙的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知甲的平均速度大,故C错误;
D.根据图像可直接判断知,时刻后,乙的速度减小,做减速运动,甲的速度增加,做加速运动,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,某次比赛中一运动员将篮球从地面上方点以速度斜向上抛出,恰好垂直击中篮板上点。不计空气阻力,若篮球从点正上方点斜向上抛出,仍然垂直击中篮板上点,则两次抛球相比( )
A. 从点抛出至点,速度变化量的大小更小
B. 从点抛出时,球撞到篮板时的速度较小
C. 从点抛出时,初速度与水平方向的夹角较大
D. 两次初速度与水平方向的夹角相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据逆向思维,把篮球的运动看成反向做平抛运动,A到B的下落高度大于A到C的下落高度
竖直方向根据
得
可知A到B的时间大于A到C的时间
再根据速度变化量
可得A到B的速度变化量大于A到C的速度变化量,故A错误;
B.水平方向做匀速运动,则有
由于水平位移相等,球从B至A用时较长,可知从B点抛出时,球撞到篮板时的速度较小,从C点抛出时,球撞到篮板时的速度较大,故B正确;
CD.篮球刚抛出时初速度与水平方向的夹角满足
由于从C点抛出时所用时间较短,且水平速度较大,可知从C点抛出时,抛射角较小,故C错误,D错误。
故选B。
3. 2026年5月24日,我国成功发射神舟二十三号载人飞船。如果“神舟二十三号”飞船升空后先进入停泊轨道Ⅰ(即近地圆形轨道,该轨道距离地面的高度可以忽略),之后进入转移轨道Ⅱ,最后在中国空间站轨道Ⅲ与天和核心舱对接,如图所示。已知中国空间站轨道Ⅲ为圆形轨道,距离地面高度为h,飞船在停泊轨道Ⅰ运行的周期为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 可估算得到地球的密度为
B. 飞船从P点运动到Q点的时间为
C. “神舟二十三号”飞船在中国空间站轨道Ⅲ运行的线速度大小为
D. 飞船在转移轨道Ⅱ上P点的加速度大于在停泊轨道Ⅰ上P点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,在停泊轨道Ⅰ上,万有引力提供飞船圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得,解得,地球的密度,故A错误;
B.根据开普勒第三定律有,飞船从P点运动到Q点的时间,解得,故B错误;
C.飞船在中国空间站轨道Ⅲ运行时,万有引力提供飞船圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得,在地球表面,有,联立解得“神舟二十三号”飞船在中国空间站轨道Ⅲ运行的线速度大小,故C正确;
D.在P点变轨前后,飞船受到的万有引力不变,根据牛顿第二定律可知,加速度不变,故D错误。
4. 某人从高平台自由落下,着地后用两脚同时缓冲并屈膝减速,最终在地面上短暂停稳。若用传感器记录了地面对脚的冲击力随时间变化的F−t图像,如图所示,其可以简单描述为:在自由落体阶段只有重力作用,着地后冲击力随时间快速增大到峰值后再逐渐减小,最终使体态稳定。根据图线提供的信息,以下判断正确的是( )
A. 时刻该人的加速度为零 B. 时刻该人重心的速度最大
C. 时刻该人的动能最小 D. 该人在时段处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.时刻人刚触地,地面冲击力为零,此时他仅受重力,加速度大小为g、方向向下,故A错误;
B.到阶段,冲击力小于重力,合力向下,加速向下;之后冲击力大于重力,合力向上,开始减速向下。因此时刻其加速度等于零,向下的速度达到最大值,故B正确;
C.时刻冲击力等于重力,该人已经静止,动能最小,故C错误;
D.时段,该人所受冲击力大于重力,有向上的加速度,处于超重状态,故D错误。
故选B。
5. 新能源汽车“零重力座椅”灵感源自NASA航天研究,模拟太空舱内航天员的姿势,以提高乘坐舒适性。如图所示,未开启零重力模式(正常坐姿)时,坐垫PB与水平面约成,座椅背板PA与坐垫PB的夹角锁定为;在座椅缓慢开启零重力模式的过程中,座椅背板PA与坐垫PB整体绕P轴在竖直面内逆时针转动,直到坐垫PB与水平面约成,即到达该车型零重力模式的标准姿态。忽略乘客与座椅的摩擦力,关于坐垫PB从与水平面约成逆时针转动到与水平面约成的过程中,下列说法正确的是( )
A. 零重力模式开启前背板PA对乘客的作用力大于坐垫PB对乘客的作用力
B. 零重力模式开启过程中坐垫PB对乘客的作用力一直减小直到为零
C. 零重力模式开启过程中背板PA对乘客的作用力一直减小
D. 零重力模式开启过程中座椅对乘客的作用力方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.零重力模式开启前,乘客受重力、背板对乘客的作用力、坐垫对乘客的作用力,三力合力为零,矢量三角形如图所示
因与的夹角小于与的夹角,故小于,故A错误;
BC.零重力模式开启过程中,在转到与水平面夹角为的过程中,变大,减小,但最后坐垫与水平面约成,不为零,故BC错误;
D.零重力模式开启过程中,座椅对乘客的作用力即与的合力,与等大反向,即座椅对乘客的作用力方向始终竖直向上,故D正确。
故选D。
6. 2025年,由中车株洲电力机车有限公司与国家能源集团联合研制的我国首台大功率氢能源动力调车机车完成万吨装车试验,其最大功率可达2400 kW。为考核机车自身的启动性能,技术人员在平直试验线上进行单机起动试验:该机车总质量,启动过程中输出功率恒为2400 kW,所受阻力大小恒为100 kN,机车由静止启动,经过100 s速度不再增大(此后保持匀速运行)。下列说法正确的是( )
A. 该机车在启动过程中做匀加速直线运动
B. 该机车在启动过程中牵引力不断增大
C. 该机车能达到的最大速度为24 km/h
D. 该机车从静止到速度达到最大的过程中,通过的位移为2040 m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.机车以恒定功率启动,功率不变,速度增大,根据功率公式,可知牵引力逐渐减小,又根据牛顿第二定律有
阻力不变,可知加速度逐渐减小,机车做变加速直线运动,故AB错误;
C.当机车速度达到最大时,加速度为零,机车处于平衡状态,,由可得最大速度,故C错误;
D.启动过程应用动能定理有
代入数据解得位移,故D正确。
故选D。
7. 2026年8月26日,因尼泊尔境内高位冰川发生崩塌,西藏吉隆口岸遭遇强烈泥石流,某陆航部队接到指令,立即派遣直升机赶赴灾区参与受伤群众转移工作。直升机于山谷穿行,途中经过一段半径为54m的水平圆弧路线时速度大小恒为36m/s。已知直升机去时空载总质量为5000kg(包括飞行员),返程时恰好达到最大载重,最大载重为5000kg。若直升机在往返该山谷时螺旋桨提供升力大小一定,重力加速度取,直升机返程时经过山谷中那段半径为54m的水平圆弧路线时的速度大约为( )
A. 11m/s B. 16m/s C. 21m/s D. 26m/s
【答案】C
【解析】
【详解】直升机在往返过程经过圆弧路段时都是靠重力和升力两个力提供向心力,去时直升机(包括飞行员)质量,速度,半径,则
根据勾股定理
返程时直升机(包括飞行员和伤员)质量,且不变,根据勾股定理,
解得
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题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,有选错的得0分)
8. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处,弹簧上端放一个质量的小物块,与弹簧间不拴接,开始时静止于点。另一质量也为的小物块从斜面上点由静止释放,与发生正碰后立即粘在一起成为组合体,、间距离,重力加速度取,弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是( )
A. 、碰撞过程中损失的机械能为
B. 组合体动能最大的位置到点的距离为
C. 向下运动到最低点时距点
D. 弹簧弹力的最大值为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.从点运动到点过程,由动能定理有
、碰撞过程根据动量守恒定律有
碰撞过程中损失的机械能
解得,故A正确;
B.设、碰撞前弹簧的压缩量为,碰前对根据平衡条件有
解得
碰后组合体动能最大时,弹簧的压缩量为,对根据平衡条件有
解得
故动能最大的位置到点的距离,故B正确;
C.组合体向下运动过程做简谐运动,平衡位置弹簧压缩量,即平衡位置距点1m,碰后在点时速度不为零,根据简谐运动对称性,距点2m处的点与点关于平衡位置对称,故该点速度不为零,即不是最低点,所以最低点到点的距离大于2m,故C错误;
D.最低点,弹簧压缩量最大,弹力最大,距点2m处弹簧的压缩量,此处弹簧弹力,因该位置不是最低点,故弹簧的弹力最大值大于15N,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,大圆环固定在竖直平面内,一根轻绳两端各系一个小球、,轻绳跨过固定在大圆环顶端的小滑轮,为有孔小球套在光滑的大圆环上。与大圆环圆心连线和竖直方向的夹角为,的质量为,的质量为,大圆环半径为,重力加速度取。不计一切摩擦,由静止释放、球,则在球下滑到大圆环最低点的过程中( )
A. 球的机械能先增大后减小
B. 球先处于超重状态,后处于失重状态
C. 球与大圆环圆心等高时,、球的速度大小相等
D. 球到达最低点时的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.B球机械能的改变量等于绳的拉力对B球做的功,在A球下滑到最低点的过程中,绳的拉力对B球一直做正功,故B球的机械能一直增大,故A错误;
B.B球的速度等于A球沿绳方向的分速度,最低点时该速度为零,可知B球先向上加速后向上减速,故B球先处于超重状态,后处于失重状态,故B正确;
C.B球的速度等于A球沿绳方向的分速度,当A球与大圆环圆心等高时,,故C错误;
D.A球下滑到最低点时,A球沿绳方向的分速度为零,即B球速度为零,对A、B球组成的系统由机械能守恒定律有
解得,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一水平传送带沿顺时针方向以恒定速率匀速转动,传送带两端A、B间距。时刻,将质量的小物块P无初速度轻放在传送带左端A点;时刻,将质量的小物块Q以的初速度从传送带右端B点水平向左滑上传送带。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为,重力加速度g取,两物块均可视为质点,碰撞为一维正碰且碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 两物块在传送带上发生第一次碰撞前,的加速度大小始终为
B. 两物块第一次碰撞的位置距离点
C. 若两物块发生弹性碰撞,碰后瞬间的速度大小为
D. 若两物块碰撞后粘在一起,碰撞过程系统损失的机械能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物块P受滑动摩擦力时,由牛顿第二定律
解得加速度大小。
物块P从静止加速到传送带共速的时间
此过程P的位移
此时物块Q刚滑上传送带,而P将随传送带匀速运动,则P的加速度为零,故A错误;
B.时,Q从B点向左滑入,此时P距A点1m,距B点5m。Q的初速度向左为4m/s,受向右的滑动摩擦力,向左做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
设从Q滑入到速度减为零的时间为,
,
此过程P向右匀速运动,位移
,说明在物块Q速度减为零之前两物体已经相碰。设从Q滑上传送带到两物块相遇的时间为,则
求得时间
所以两物体相遇时位置距A点的距离,故B正确;
C.碰撞前瞬间,P的速度大小,方向水平向右,Q的速度大小
方向水平向左。质量相等的两物体发生弹性正碰时速度交换,因此碰后瞬间P的速度大小为2m/s,方向向左,Q的速度大小也为2m/s,方向向右,故C正确;
D.若碰撞后粘在一起,由动量守恒定律,有
代入数据解得
所以碰撞过程损失的机械能,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,器材:重物、木板、白纸、图钉、刻度尺、细绳套、一只弹簧测力计a,另配一根轻弹簧b。
(1)用弹簧测力计和刻度尺测绘轻弹簧b的弹力F与总长L的图像如图甲所示,图像横轴为弹簧总长L,纵轴为弹力F;图像与横轴交点为;该弹簧的劲度系数________。
(2)实验步骤:
①如图乙所示,将贴白纸的木板竖直固定,弹簧测力计a上端挂在固定点P,下端悬挂重物Q。
②如图丙所示,再将轻弹簧b一端系在结点O,手拉弹簧b另一端,使结点O静止。实验中需要测量轻弹簧b的长度,利用F-L图像求出弹簧b的弹力;同时读出弹簧测力计a的示数,记录结点位置、三根细绳的方向。
③根据实验原理及操作,图丁或图戊是通过实验数据作出的图示,你认为图________(选填“丁”或“戊”)是正确的。
(3)如图丙所示,保持结点O位置不变,重物重力G不变,最初轻弹簧b与弹簧测力计a的夹角大于90°,现仅将弹簧测力计a悬挂点P缓慢向右平移,弹簧测力计a与竖直方向的夹角增大,则________。
A. 弹簧测力计a的读数增大,轻弹簧b的弹力增大
B. 弹簧测力计a的读数增大,轻弹簧b的弹力减小
C. 弹簧测力计a的读数先减小后增大,轻弹簧b的弹力一直增大
D. 弹簧测力计a的读数减小,轻弹簧b的弹力增大
【答案】(1)200 (2)丁 (3)A
【解析】
【小问1详解】
弹簧原长,由图甲可知,当时,弹力
伸长量
劲度系数
【小问2详解】
结点受两个拉力、,二者合力理论值与重力等大反向(竖直向上);平行四边形作出的是实验值,会存在误差,一般偏离竖直方向,因此图丁正确。
【小问3详解】
点不动,(轻弹簧)、(弹簧测力计)的合力恒等于重力。轻弹簧拉力方向不变;悬挂点右移,弹簧测力计拉力方向绕转动,夹角持续变大。根据矢量三角形分析可知:弹簧测力计的读数持续增大,轻弹簧的弹力持续增大。
故选A。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图甲所示的实验装置。小车左端固定一个质量为的动滑轮,轻绳一端连接在竖直墙壁上,并水平向右绕过动滑轮后,再水平向左绕过长木板左端的定滑轮,下端悬挂砂和砂桶(总质量为)。小车右端连接纸带,纸带穿过固定在长木板右端的打点计时器。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是________。
A. 悬挂砂和砂桶,将长木板右端适当垫高,使小车(含滑轮)在长木板上做匀速直线运动以平衡阻力
B. 实验时使小车靠近打点计时器,先接通电源,待打点稳定后再释放小车
C. 实验中把轻绳的拉力近似等于砂和砂桶的重力,需要满足的条件:
D. 实验前应调节定滑轮和动滑轮的高度,使牵引小车的轻绳与长木板平行
E. 为减小滑轮质量带来的误差,必须保证滑轮质量远小于小车质量
(2)若小王同学做实验时,未完全平衡阻力,以小车加速度为纵坐标,轻绳拉力为横坐标,则应该对应以下哪个图像________。
A. B.
C. D.
(3)平衡阻力后,小李同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带,两计数点间还有四个点没有画出,已知打点计时器采用交变电流的频率为50 Hz,各计数点之间的距离如下:,,,,根据纸带可求出小车的加速度为________(结果保留三位有效数字)。每得到一条纸带,可在图像上作出________(选填“1”或“多”)个点。
(4)小李同学把轻绳固定在墙壁的一端连接力传感器,这样就可以直接测出轻绳的拉力为,并以为横坐标,小车的加速度为纵坐标,画出的图线是一条直线,如图丙所示,图线的斜率为,则小车的质量________。
【答案】(1)BCD (2)D
(3) ①. 1.55 ②. 1
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.平衡摩擦力时应将长木板右端适当垫高,但不能悬挂砂和砂桶,应让小车(含滑轮)拖着纸带做匀速直线运动,此时重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡;若悬挂砂和砂桶,绳的拉力也会参与平衡,就不是单纯的平衡阻力了,A错误;
B.实验时使小车靠近打点计时器,先接通电源,待打点稳定后再释放小车,可以充分利用纸带并保证打点稳定,这是打点计时器实验的规范操作,B正确;
C.对砂和砂桶,由牛顿第二定律得
对小车(含滑轮),由牛顿第二定律得
由滑轮组结构可知,砂和砂桶运动的位移大小总是小车运动位移大小的2倍,故砂和砂桶的加速度大小
联立解得
当时,
即轻绳的拉力近似等于砂和砂桶的重力,C正确;
D.实验前应调节定滑轮和动滑轮的高度,使牵引小车的轻绳与长木板平行,以保证拉力方向与运动方向一致,避免产生垂直于木板的分力,D正确;
E.本实验中,小车和动滑轮作为一个整体加速,总质量为
只要把滑轮质量计入总质量即可,不需要满足,E错误。
故选BCD。
【小问2详解】
未完全平衡阻力时,设阻力大小为,小车(含滑轮)所受合外力为
由牛顿第二定律得
整理得
可见只有当时小车才产生加速度,图线在横轴上的截距为,即图线与横轴交于原点右侧。
故选D。
【小问3详解】
[1]打点计时器打点周期
两计数点间还有四个点未画出,故相邻计数点间的时间间隔
由逐差法得小车的加速度
代入得
[2]每条纸带只能求出小车的一个加速度值,对应图像上一个点,故每得到一条纸带,可在图像上作出1个点。
【小问4详解】
此时为单根轻绳的拉力,小车(含滑轮)受两段绳的拉力,所受合外力为;实验前已平衡阻力,由牛顿第二定律得
变形得
可见图线的斜率
解得
则小车的质量
13. 随着我国高层建筑日益增多,电梯已成为人们日常出行的重要设备。某高层建筑中的一部电梯,其轿厢连同所载货物的总质量。电梯从底层由静止开始竖直向上运动:先匀加速上升,经速度大小达到;接着匀速上升;再匀减速上升,加速度大小,到达顶层时恰好停止。电梯运行过程中,导轨对轿厢的摩擦等阻力大小恒为,重力加速度取。求:
(1)电梯在匀加速上升阶段钢绳对轿厢的拉力大小。
(2)电梯从底层上升到顶层过程的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
匀加速上升阶段,由运动学公式有
解得电梯的加速度
由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
匀加速上升阶段的高度
解得
匀速上升阶段的高度
解得
匀减速上升阶段,由运动学公式有
由运动学公式有
解得,
所以电梯上升的总高度
总时间
电梯从底层上升到顶层过程的平均速度
解得
14. 链球是田径运动中的投掷项目。比赛时运动员站在投掷圈内,双手握住链球的把手,通过预摆使链球在水平面内绕通过身体的竖直轴转动,以积蓄能量,如图甲所示。为了便于分析,将双臂和钢丝一起等效为一根长的轻绳,绳的上端位于身体竖直中轴线上、离地高度,另一端连接质量的链球(可视为质点),如图乙所示。某次训练中,轻绳先竖直下垂、链球处于静止状态,然后运动员甩动链球,使其绕通过身体的竖直轴加速转动;转动稳定时,链球在水平面内做匀速圆周运动,角速度大小。此时运动员突然松手,链球沿轨道切线方向水平飞出,最后落到地面。不计空气阻力,重力加速度取。求:
(1)链球稳定转动时,轻绳对链球的拉力大小。
(2)链球从静止(轻绳竖直下垂)到稳定转动的过程中,人对链球做的功。
(3)松手后链球落地点到竖直转轴的水平距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
链球稳定转动时,在水平面内做匀速圆周运动,设轻绳与竖直方向的夹角为,则链球做圆周运动的半径
链球受重力和轻绳拉力两个力作用,竖直方向两力平衡,有
水平方向的合力提供向心力,有
解得,,,
【小问2详解】
稳定转动时链球速度的大小
解得
从轻绳竖直下垂到稳定转动的过程中,对链球由动能定理得
解得
【小问3详解】
松手后链球做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向有
解得
落地点到竖直转轴的水平距离
解得
15. 光滑轨道包含一段半径为的竖直圆形轨道,滑块沿圆形轨道内侧运动。弹射点、圆形轨道最低点和水平出口等高。质量为、长度为的长板B静止在光滑水平地面上,左端紧靠轨道出口,上表面与出口齐平。质量为的滑块C静止在长板右侧,与长板右端的初始距离。长板B与C碰撞后立即锁定。滑块C及锁定装置均低于板面,不与滑块A接触,也不延长板面。质量为的滑块A从弹射点水平向右弹出,恰好通过圆形轨道最高点,随后从长板左端滑上长板。已知A与长板间的动摩擦因数,,,,重力加速度取。滑块A可视为质点,忽略空气阻力和轨道衔接处的机械能损失。碰撞时间极短,忽略碰撞过程中A所受摩擦力的冲量。
(1)求滑块A滑上长板时的速度大小。
(2)若,求碰撞后瞬间A、B的速度大小及此次碰撞损失的机械能。
(3)求滑块A始终不脱离长板B时的取值范围。在此范围内,增大是否一定能减小A相对长板的最大位移?请通过计算说明。
【答案】(1)6.0m/s
(2),,
(3),增大时,滑块相对长板的最大位移先减小,随后保持不变
【解析】
【小问1详解】
在圆形轨道最高点,滑块恰好不脱离轨道,有
从最高点到水平出口,由机械能守恒得
解得
【小问2详解】
对滑块 (减速)
对长板 (加速)
当时,长板要与滑块碰撞需满足,
碰撞前瞬间,,
碰撞过程中,忽略所受摩擦力的冲量,因此
对B、C系统,由水平方向动量守恒有
所以
碰撞损失的机械能
【小问3详解】
假设滑块始终未脱板。全系统水平方向动量守恒,最终三者共速
可得
全过程中,A相对长板的位移方向不变,故摩擦产生的热量为。
由能量守恒有
整理得
若不发生碰撞,A、B首次共速所需时间及此时长板的位移满足,
解得,
①当时
碰撞发生在首次共速前或恰好共速时。设碰撞前、后长板的速度分别为、,则,
碰撞损失的机械能
因此
A不脱板,解得
②当时
碰撞前A、B已共速,故,
碰撞损失的机械能
因此
不脱板条件与结论
由于滑块A相对长板的位移方向不变,不脱板的充要条件为。
当时,,解得
当时,,不会脱板
综上:时,A始终不脱离长板;增大时,滑块A相对长板的最大位移先减小,随后保持不变。
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物理试卷
(时间:75分钟 分值:100分)
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其他答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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,只有一项是最符合题目要求的)
1. 甲、乙两款新型无人机在同一平直跑道上同时同地由静止起飞,其速度随时间变化的图像如图所示(甲为实线,乙为虚线)。由图像可知( )
A. 时间内,甲的平均加速度大于乙的平均加速度
B. 时间内,甲的位移大于乙的位移
C. 时间内,甲的平均速度小
D. 时刻后,甲做加速运动,乙做减速运动
2. 如图所示,某次比赛中一运动员将篮球从地面上方点以速度斜向上抛出,恰好垂直击中篮板上点。不计空气阻力,若篮球从点正上方点斜向上抛出,仍然垂直击中篮板上点,则两次抛球相比( )
A. 从点抛出至点,速度变化量的大小更小
B. 从点抛出时,球撞到篮板时的速度较小
C. 从点抛出时,初速度与水平方向的夹角较大
D. 两次初速度与水平方向的夹角相等
3. 2026年5月24日,我国成功发射神舟二十三号载人飞船。如果“神舟二十三号”飞船升空后先进入停泊轨道Ⅰ(即近地圆形轨道,该轨道距离地面的高度可以忽略),之后进入转移轨道Ⅱ,最后在中国空间站轨道Ⅲ与天和核心舱对接,如图所示。已知中国空间站轨道Ⅲ为圆形轨道,距离地面高度为h,飞船在停泊轨道Ⅰ运行的周期为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 可估算得到地球的密度为
B. 飞船从P点运动到Q点的时间为
C. “神舟二十三号”飞船在中国空间站轨道Ⅲ运行的线速度大小为
D. 飞船在转移轨道Ⅱ上P点的加速度大于在停泊轨道Ⅰ上P点的加速度
4. 某人从高平台自由落下,着地后用两脚同时缓冲并屈膝减速,最终在地面上短暂停稳。若用传感器记录了地面对脚的冲击力随时间变化的F−t图像,如图所示,其可以简单描述为:在自由落体阶段只有重力作用,着地后冲击力随时间快速增大到峰值后再逐渐减小,最终使体态稳定。根据图线提供的信息,以下判断正确的是( )
A. 时刻该人的加速度为零 B. 时刻该人重心的速度最大
C. 时刻该人的动能最小 D. 该人在时段处于失重状态
5. 新能源汽车“零重力座椅”灵感源自NASA航天研究,模拟太空舱内航天员的姿势,以提高乘坐舒适性。如图所示,未开启零重力模式(正常坐姿)时,坐垫PB与水平面约成,座椅背板PA与坐垫PB的夹角锁定为;在座椅缓慢开启零重力模式的过程中,座椅背板PA与坐垫PB整体绕P轴在竖直面内逆时针转动,直到坐垫PB与水平面约成,即到达该车型零重力模式的标准姿态。忽略乘客与座椅的摩擦力,关于坐垫PB从与水平面约成逆时针转动到与水平面约成的过程中,下列说法正确的是( )
A. 零重力模式开启前背板PA对乘客的作用力大于坐垫PB对乘客的作用力
B. 零重力模式开启过程中坐垫PB对乘客的作用力一直减小直到为零
C. 零重力模式开启过程中背板PA对乘客的作用力一直减小
D. 零重力模式开启过程中座椅对乘客的作用力方向不变
6. 2025年,由中车株洲电力机车有限公司与国家能源集团联合研制的我国首台大功率氢能源动力调车机车完成万吨装车试验,其最大功率可达2400 kW。为考核机车自身的启动性能,技术人员在平直试验线上进行单机起动试验:该机车总质量,启动过程中输出功率恒为2400 kW,所受阻力大小恒为100 kN,机车由静止启动,经过100 s速度不再增大(此后保持匀速运行)。下列说法正确的是( )
A. 该机车在启动过程中做匀加速直线运动
B. 该机车在启动过程中牵引力不断增大
C. 该机车能达到的最大速度为24 km/h
D. 该机车从静止到速度达到最大的过程中,通过的位移为2040 m
7. 2026年8月26日,因尼泊尔境内高位冰川发生崩塌,西藏吉隆口岸遭遇强烈泥石流,某陆航部队接到指令,立即派遣直升机赶赴灾区参与受伤群众转移工作。直升机于山谷穿行,途中经过一段半径为54m的水平圆弧路线时速度大小恒为36m/s。已知直升机去时空载总质量为5000kg(包括飞行员),返程时恰好达到最大载重,最大载重为5000kg。若直升机在往返该山谷时螺旋桨提供升力大小一定,重力加速度取,直升机返程时经过山谷中那段半径为54m的水平圆弧路线时的速度大约为( )
A. 11m/s B. 16m/s C. 21m/s D. 26m/s
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题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,有选错的得0分)
8. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处,弹簧上端放一个质量的小物块,与弹簧间不拴接,开始时静止于点。另一质量也为的小物块从斜面上点由静止释放,与发生正碰后立即粘在一起成为组合体,、间距离,重力加速度取,弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是( )
A. 、碰撞过程中损失的机械能为
B. 组合体动能最大的位置到点的距离为
C. 向下运动到最低点时距点
D. 弹簧弹力的最大值为
9. 如图所示,大圆环固定在竖直平面内,一根轻绳两端各系一个小球、,轻绳跨过固定在大圆环顶端的小滑轮,为有孔小球套在光滑的大圆环上。与大圆环圆心连线和竖直方向的夹角为,的质量为,的质量为,大圆环半径为,重力加速度取。不计一切摩擦,由静止释放、球,则在球下滑到大圆环最低点的过程中( )
A. 球的机械能先增大后减小
B. 球先处于超重状态,后处于失重状态
C. 球与大圆环圆心等高时,、球的速度大小相等
D. 球到达最低点时的速度为
10. 如图所示,一水平传送带沿顺时针方向以恒定速率匀速转动,传送带两端A、B间距。时刻,将质量的小物块P无初速度轻放在传送带左端A点;时刻,将质量的小物块Q以的初速度从传送带右端B点水平向左滑上传送带。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为,重力加速度g取,两物块均可视为质点,碰撞为一维正碰且碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 两物块在传送带上发生第一次碰撞前,的加速度大小始终为
B. 两物块第一次碰撞的位置距离点
C. 若两物块发生弹性碰撞,碰后瞬间的速度大小为
D. 若两物块碰撞后粘在一起,碰撞过程系统损失的机械能为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,器材:重物、木板、白纸、图钉、刻度尺、细绳套、一只弹簧测力计a,另配一根轻弹簧b。
(1)用弹簧测力计和刻度尺测绘轻弹簧b的弹力F与总长L的图像如图甲所示,图像横轴为弹簧总长L,纵轴为弹力F;图像与横轴交点为;该弹簧的劲度系数________。
(2)实验步骤:
①如图乙所示,将贴白纸的木板竖直固定,弹簧测力计a上端挂在固定点P,下端悬挂重物Q。
②如图丙所示,再将轻弹簧b一端系在结点O,手拉弹簧b另一端,使结点O静止。实验中需要测量轻弹簧b的长度,利用F-L图像求出弹簧b的弹力;同时读出弹簧测力计a的示数,记录结点位置、三根细绳的方向。
③根据实验原理及操作,图丁或图戊是通过实验数据作出的图示,你认为图________(选填“丁”或“戊”)是正确的。
(3)如图丙所示,保持结点O位置不变,重物重力G不变,最初轻弹簧b与弹簧测力计a的夹角大于90°,现仅将弹簧测力计a悬挂点P缓慢向右平移,弹簧测力计a与竖直方向的夹角增大,则________。
A. 弹簧测力计a的读数增大,轻弹簧b的弹力增大
B. 弹簧测力计a的读数增大,轻弹簧b的弹力减小
C. 弹簧测力计a的读数先减小后增大,轻弹簧b的弹力一直增大
D. 弹簧测力计a的读数减小,轻弹簧b的弹力增大
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图甲所示的实验装置。小车左端固定一个质量为的动滑轮,轻绳一端连接在竖直墙壁上,并水平向右绕过动滑轮后,再水平向左绕过长木板左端的定滑轮,下端悬挂砂和砂桶(总质量为)。小车右端连接纸带,纸带穿过固定在长木板右端的打点计时器。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是________。
A. 悬挂砂和砂桶,将长木板右端适当垫高,使小车(含滑轮)在长木板上做匀速直线运动以平衡阻力
B. 实验时使小车靠近打点计时器,先接通电源,待打点稳定后再释放小车
C. 实验中把轻绳的拉力近似等于砂和砂桶的重力,需要满足的条件:
D. 实验前应调节定滑轮和动滑轮的高度,使牵引小车的轻绳与长木板平行
E. 为减小滑轮质量带来的误差,必须保证滑轮质量远小于小车质量
(2)若小王同学做实验时,未完全平衡阻力,以小车加速度为纵坐标,轻绳拉力为横坐标,则应该对应以下哪个图像________。
A. B.
C. D.
(3)平衡阻力后,小李同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带,两计数点间还有四个点没有画出,已知打点计时器采用交变电流的频率为50 Hz,各计数点之间的距离如下:,,,,根据纸带可求出小车的加速度为________(结果保留三位有效数字)。每得到一条纸带,可在图像上作出________(选填“1”或“多”)个点。
(4)小李同学把轻绳固定在墙壁的一端连接力传感器,这样就可以直接测出轻绳的拉力为,并以为横坐标,小车的加速度为纵坐标,画出的图线是一条直线,如图丙所示,图线的斜率为,则小车的质量________。
13. 随着我国高层建筑日益增多,电梯已成为人们日常出行的重要设备。某高层建筑中的一部电梯,其轿厢连同所载货物的总质量。电梯从底层由静止开始竖直向上运动:先匀加速上升,经速度大小达到;接着匀速上升;再匀减速上升,加速度大小,到达顶层时恰好停止。电梯运行过程中,导轨对轿厢的摩擦等阻力大小恒为,重力加速度取。求:
(1)电梯在匀加速上升阶段钢绳对轿厢的拉力大小。
(2)电梯从底层上升到顶层过程的平均速度大小。
14. 链球是田径运动中的投掷项目。比赛时运动员站在投掷圈内,双手握住链球的把手,通过预摆使链球在水平面内绕通过身体的竖直轴转动,以积蓄能量,如图甲所示。为了便于分析,将双臂和钢丝一起等效为一根长的轻绳,绳的上端位于身体竖直中轴线上、离地高度,另一端连接质量的链球(可视为质点),如图乙所示。某次训练中,轻绳先竖直下垂、链球处于静止状态,然后运动员甩动链球,使其绕通过身体的竖直轴加速转动;转动稳定时,链球在水平面内做匀速圆周运动,角速度大小。此时运动员突然松手,链球沿轨道切线方向水平飞出,最后落到地面。不计空气阻力,重力加速度取。求:
(1)链球稳定转动时,轻绳对链球的拉力大小。
(2)链球从静止(轻绳竖直下垂)到稳定转动的过程中,人对链球做的功。
(3)松手后链球落地点到竖直转轴的水平距离。
15. 光滑轨道包含一段半径为的竖直圆形轨道,滑块沿圆形轨道内侧运动。弹射点、圆形轨道最低点和水平出口等高。质量为、长度为的长板B静止在光滑水平地面上,左端紧靠轨道出口,上表面与出口齐平。质量为的滑块C静止在长板右侧,与长板右端的初始距离。长板B与C碰撞后立即锁定。滑块C及锁定装置均低于板面,不与滑块A接触,也不延长板面。质量为的滑块A从弹射点水平向右弹出,恰好通过圆形轨道最高点,随后从长板左端滑上长板。已知A与长板间的动摩擦因数,,,,重力加速度取。滑块A可视为质点,忽略空气阻力和轨道衔接处的机械能损失。碰撞时间极短,忽略碰撞过程中A所受摩擦力的冲量。
(1)求滑块A滑上长板时的速度大小。
(2)若,求碰撞后瞬间A、B的速度大小及此次碰撞损失的机械能。
(3)求滑块A始终不脱离长板B时的取值范围。在此范围内,增大是否一定能减小A相对长板的最大位移?请通过计算说明。
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