精品解析：海南部分学校2026-2027学年高三上学期第一次学情检测物理试题

高三物理 注意事项： 1、答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 小雨滴在空中下落过程中，所受的阻力近似满足（v是小雨滴的速度），则k的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 伽利略对自由落体的研究不只是发现了一条运动规律，更重要的是发明了实验、逻辑、数学三者结合起来的科学方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。以地面为参考系，以下四种情况，可以看作是自由落体运动的是（ ） A. 我国火箭落入回收装置的过程中 B. 从匀速飞行的飞机上跳伞后 C. 翼装飞行从悬崖跳下后 D. 蹦极运动由静止跳下后绳子被拉直之前 3. 不可伸长的细绳一端固定在天花板上，另一端拴接一小球，小球在竖直面内摆动，忽略空气阻力，小球摆动到左侧最高点A时的受力分析示意图如图所示。图中F是绳子对小球的拉力，和是小球重力G沿绳方向和垂直绳方向的两个分力。以下说法正确的是（ ） A. 小球受到、和三个力的作用 B. 重力的两个分力和都存在反作用力 C. 可以先将与合成再与、合成求小球受到的合力 D. 可以先将与合成再与合成求小球受到的合力 4. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，高。质量为的物块在沿斜面向上的外力的作用下匀速上滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度取，在物块从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块的重力做功20 J B. 物块克服摩擦力做功20 J C. 外力做功20 J D. 合力做功20 J 5. 甲、乙课本叠放在水平桌面上，简化图如图所示。小明同学用水平拉力拉动甲课本水平向右运动，乙课本和桌面保持静止，下列说法正确的是（ ） A. 甲对乙的压力和乙对甲的支持力是一对平衡力 B. 乙上、下表面受到的摩擦力均为静摩擦力 C. 甲受到3个力的作用 D. 乙受到5个力的作用 6. 2026年9月20日，我国力箭一号遥十八火箭在东风商业航天创新试验区点火，把包括“超智算一号”在内的九颗卫星成功送入预定轨道。“超智算一号”卫星轨道距离地面的高度为地球半径的，围绕地球做匀速圆周运动的周期为，已知引力常量为，据此可知地球的密度为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，跨过光滑定滑轮的轻质细绳分别与甲、乙两个物块相连，甲位于光滑的水平平台上，乙竖直悬挂，平台上方的细绳水平，甲离定滑轮足够远，乙离地面足够高。甲的质量为m，乙的质量为，重力加速度为，由静止释放两物块，则释放后细绳对物块甲的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 8. 在机器人踢足球表演活动中，机器人站立在水平面上的a点，足球在水平面上由b向a运动，机器人踢球后足球从a向c运动，ab垂直于ac，足球踢出前后的速度大小均为v，如图所示。已知足球的质量为m，不计足球与地面的摩擦及其他阻力，则在机器人踢球过程中，机器人（ ） A. 对足球的冲量大小为 B. 对足球的冲量大小为 C. 对足球做的功为 D. 对足球做的功为 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一半径为R的水平金属圆盘可以绕通过其中心的竖直轴旋转。圆盘的上表面均匀覆盖着单层小碎石颗粒。小碎石颗粒与金属圆盘之间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知甲、乙两小碎石颗粒质量相等，甲位于圆盘边缘，乙到圆盘中心的距离为，重力加速度为。现让圆盘以较小的角速度匀速转动，甲、乙均相对圆盘静止，下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙的向心力大小之比为2∶1 B. 甲、乙的向心力大小之比为4∶1 C. 若圆盘以角速度匀速转动，甲恰好不会脱离圆盘 D. 若圆盘以角速度匀速转动，甲恰好不会脱离圆盘 10. 将一物体从空中水平抛出，经过0.1 s速度方向与水平方向成45°角，再经过0.1s落到地面，落地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为。重力加速度g取，忽略空气阻力，则（ ） A. 从抛出到落地的水平位移大小为0.1m B. 从抛出到落地的竖直位移大小为0.2m C. 落地时速度大小为 D. 11. 一辆汽车在一条平直路面上以恒定功率由静止启动，启动后经过时间t达到最大速度。若汽车启动过程中所受阻力恒定，则关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 汽车做匀加速运动 B. 汽车的加速度越来越小 C. 汽车加速行驶的距离大于 D. 汽车加速行驶的距离小于 12. 将一质量为m的石块在地面上以初动能竖直向上抛出。若在整个运动过程中，石块所受空气阻力的大小恒为其重力的k倍（k<1），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 石块上升的最大高度为 B. 石块上升的最大高度为 C. 石块落回地面时的速度大小为 D. 石块落回地面时的速度大小为 13. 如图1所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根水平轻弹簧的两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰好处于原长。物块向右运动的过程中，加速度与位移的关系如图2所示，其中、为已知量，~之间加速度为0。已知物块的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 物块与传送带间的动摩擦因数为 B. 传送带的速度大小为 C. 弹簧的劲度系数为 D. 物块向右运动的最大距离为 三、实验题：本题共两个小题，其中第14题10分，第15题10分，共20分。 14. 在测量弹簧劲度系数的实验中，把轻弹簧竖直悬挂起来，在轻弹簧的一侧竖直固定一把直尺，如图1所示。弹簧下端挂上槽码，记录下槽码的重力与相应的弹簧长度，通过改变槽码个数，获取多组、数据，作出图像如图2所示。 （1）由图2可知弹簧的原长为________cm（保留1位有效数字），弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。 （2）图像末端弯曲的原因可能是________________________________________________________。 15. 某实验小组的同学利用了如图所示的装置探究向心力大小与小球的质量、半径以及角速度的关系，图中卡槽、、到轴心的距离分别为、和。 （1）该实验主要利用的方法是________。 A. 放大法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 等效替代法 （2）在探究向心力与角速度的关系时，将质量相等的小球分别放在卡槽A、C位置，皮带应连接在半径________（选填“相同”或“不同”）的左塔轮和右塔轮上。 （3）在探究向心力与小球质量的关系时，应将小球甲和小球乙分别置于卡槽的________（选填“A、C”“A、B”或“B、C”）位置，并将皮带连接在半径相同的左塔轮和右塔轮上，匀速转动手柄时，左、右标尺露出的红、白相间的格子总数分别为4个和3个，则小球甲和小球乙的质量之比为________。 16. 某学习小组利用图1所示的滑轮装置，测量物块a的质量（包括遮光片）及当地的重力加速度。轻质滑轮均光滑，绕过滑轮的细线均竖直，开始时物块a被下方竖直细线拉住，系统保持静止。测出遮光片到光电门的距离为h。现剪断物块a下方的细线，物块a加速上升，通过拉力传感器测出细线的拉力为F，测出遮光片经过光电门时的挡光时间为t。请回答下列问题： （1）用游标卡尺测遮光片的宽度，示数如图2所示，则遮光片的宽度________mm。 （2）若某次实验时，光电门的挡光时间，则物块a运动至光电门处时的速度大小________m/s（保留2位有效数字）。 （3）不计空气阻力，物块a从静止加速上升h的过程，F、m、g、h及v之间应该满足的关系式是__________________________。 （4）只改变图1中物块b的质量，重复实验，得到多组数据，拟合出图像为图3所示的一条直线，测出直线的斜率为k，横轴截距为，则物块a（包括遮光片）的质量________（用h、k表示），当地的重力加速度________（用h、k、表示）。 四、计算题：本题共三个小题，其中第16题8分，第17题12分，第18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 17. 一汽车在平直公路上以的速度匀速行驶。司机发现前方路口信号灯变为红灯，立即采取制动措施。刹车过程汽车在路面上做匀减速直线运动，汽车受到的阻力与重力的比值恒为，重力加速度g取。求： （1）刹车过程中汽车的加速度大小； （2）从开始刹车到停止，汽车运动的距离。 18. 如图1所示，竖直面内有一条复合轨道，由粗糙斜面、光滑圆弧轨道和光滑水平面三部分构成。圆弧轨道AB对应的圆心角，A、B分别是圆弧与斜面、水平面的切点。现将一个小滑块从斜面上某点由静止释放，小滑块滑过斜面、圆弧轨道后到达水平面上，忽略空气阻力，重力加速度取。 （1）某次释放点与A点的竖直距离为3.75 m，小滑块由静止释放后经过到达A点，求小滑块与斜面之间的动摩擦因数； （2）用表示小滑块在斜面上的释放点与A点的竖直距离，改变，小滑块通过B点时对圆弧轨道的压力大小也随着发生变化，已知图像如图2所示，求小滑块的质量和圆弧轨道的半径。 19. 如图所示，质量分别为、的两滑块A、B静置在台阶左侧的水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为，两滑块之间有一锁定的压缩弹簧（劲度系数很大），滑块A与台阶相距。某时刻解除弹簧的锁定，弹簧在极短的时间内将两滑块弹开，两滑块获得的初动能之和为，弹开后取走弹簧，之后发生的所有碰撞均为弹性碰撞，弹簧的原长忽略不计，重力加速度取。 （1）求两滑块被弹开瞬间的速度大小以及滑块B第1次停下的瞬间两滑块间的距离； （2）求两滑块均静止时两者间的距离； （3）其他条件不变，将滑块B更换为另一相同材质的滑块C，同时调整弹簧压缩量，解除弹簧的锁定后两滑块获得的初动能之和为，两滑块恰好未发生碰撞，求滑块C的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 注意事项： 1、答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 小雨滴在空中下落过程中，所受的阻力近似满足（v是小雨滴的速度），则k的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由 变形得 即 的单位等于力的单位与速度单位的比值；力 的单位用国际单位制基本单位表示为 ，速度 的单位为 故 的单位为 故选C。 2. 伽利略对自由落体的研究不只是发现了一条运动规律，更重要的是发明了实验、逻辑、数学三者结合起来的科学方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。以地面为参考系，以下四种情况，可以看作是自由落体运动的是（ ） A. 我国火箭落入回收装置的过程中 B. 从匀速飞行的飞机上跳伞后 C. 翼装飞行从悬崖跳下后 D. 蹦极运动由静止跳下后绳子被拉直之前 【答案】D 【解析】 【详解】A．自由落体运动是初速度为零、只受重力作用的运动，火箭落入回收装置的过程中受空气阻力和回收装置的阻拦作用，并非只受重力，加速度小于，不能看作自由落体运动，A错误； B．跳伞者离开匀速飞行的飞机时具有与飞机相同的水平速度，以地面为参考系初速度不为零，开伞后还要受到空气阻力作用，不能看作自由落体运动，B错误； C．翼装飞行时人和翼装受到空气的升力和阻力作用，并非只受重力，加速度远小于，且运动方向不一定竖直，不能看作自由落体运动，C错误； D．蹦极运动由静止跳下，在绳子被拉直之前人只受重力作用（空气阻力可忽略），初速度为零，符合自由落体运动的条件，D正确； 故选D。 3. 不可伸长的细绳一端固定在天花板上，另一端拴接一小球，小球在竖直面内摆动，忽略空气阻力，小球摆动到左侧最高点A时的受力分析示意图如图所示。图中F是绳子对小球的拉力，和是小球重力G沿绳方向和垂直绳方向的两个分力。以下说法正确的是（ ） A. 小球受到、和三个力的作用 B. 重力的两个分力和都存在反作用力 C. 可以先将与合成再与、合成求小球受到的合力 D. 可以先将与合成再与合成求小球受到的合力 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在左侧最高点A时只受竖直向下的重力G和沿绳指向悬点的拉力F两个力作用，、是把G沿绳方向和垂直绳方向分解得到的两个分力，与G是等效替代关系，并非小球另外受到的力，故A错误； B．、是重力G的分力，分力是按效果等效替代出来的，没有独立的施力物体，也就不存在反作用力，故B错误； C．是G的一个分力，不是单独的一个力，所以不能将与合成，故C错误； D．力的合成遵循平行四边形定则，各力可以按任意顺序合成，把与F合成、再与合成，得 正是小球所受F与G的合力，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，高。质量为的物块在沿斜面向上的外力的作用下匀速上滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度取，在物块从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块的重力做功20 J B. 物块克服摩擦力做功20 J C. 外力做功20 J D. 合力做功20 J 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块沿斜面上滑，位移 代入数据得 重力做功 即物块克服重力做功，故A错误； B．垂直斜面方向，支持力 滑动摩擦力 代入数据得 克服摩擦力做功，故B正确； C．物块匀速上滑，沿斜面方向合力为零，外力 代入数据得 外力做功，故C错误； D．物块做匀速运动，动能不变，由动能定理 即合力做功为零，故D错误。 故选B。 5. 甲、乙课本叠放在水平桌面上，简化图如图所示。小明同学用水平拉力拉动甲课本水平向右运动，乙课本和桌面保持静止，下列说法正确的是（ ） A. 甲对乙的压力和乙对甲的支持力是一对平衡力 B. 乙上、下表面受到的摩擦力均为静摩擦力 C. 甲受到3个力的作用 D. 乙受到5个力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲对乙的压力与乙对甲的支持力分别作用在乙和甲两个不同物体上，是一对相互作用力，A错误； B．甲被拉动后相对乙向右滑动，乙的上表面受到甲施加的滑动摩擦力，方向水平向右；乙相对桌面静止，下表面受到桌面施加的静摩擦力，方向水平向左，B错误； C．以甲为研究对象，甲受竖直向下的重力、乙对甲竖直向上的支持力、乙对甲水平向左的滑动摩擦力、水平向右的拉力F，共4个力，C错误； D．以乙为研究对象，乙受竖直向下的重力、甲对乙竖直向下的压力、桌面对乙竖直向上的支持力，由竖直方向受力平衡得 水平方向上乙受甲施加的滑动摩擦力（水平向右），因乙有向右滑动的趋势，桌面又施加水平向左的静摩擦力，由水平方向受力平衡得 故乙共受5个力，D正确。 故选D。 6. 2026年9月20日，我国力箭一号遥十八火箭在东风商业航天创新试验区点火，把包括“超智算一号”在内的九颗卫星成功送入预定轨道。“超智算一号”卫星轨道距离地面的高度为地球半径的，围绕地球做匀速圆周运动的周期为，已知引力常量为，据此可知地球的密度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球半径为R，由题意卫星离地面的高度 卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径 由万有引力提供向心力得 得地球质量 将地球视为质量分布均匀的球体，其体积 故地球的平均密度 代入 可得 故选A。 7. 如图所示，跨过光滑定滑轮的轻质细绳分别与甲、乙两个物块相连，甲位于光滑的水平平台上，乙竖直悬挂，平台上方的细绳水平，甲离定滑轮足够远，乙离地面足够高。甲的质量为m，乙的质量为，重力加速度为，由静止释放两物块，则释放后细绳对物块甲的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设两物块运动的加速度大小为a，绳中的张力为T。轻绳不可伸长，甲、乙的加速度大小相等。对甲、乙组成的整体，沿运动方向的合外力只有乙的重力，由牛顿第二定律得 解得 隔离甲，甲在水平方向只受绳的拉力，由牛顿第二定律得 故选C。 8. 在机器人踢足球表演活动中，机器人站立在水平面上的a点，足球在水平面上由b向a运动，机器人踢球后足球从a向c运动，ab垂直于ac，足球踢出前后的速度大小均为v，如图所示。已知足球的质量为m，不计足球与地面的摩擦及其他阻力，则在机器人踢球过程中，机器人（ ） A. 对足球的冲量大小为 B. 对足球的冲量大小为 C. 对足球做的功为 D. 对足球做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．踢球前足球的速度由b指向a、踢球后由a指向c，两速度大小均为v且相互垂直，则速度变化量的大小 由动量定理，机器人对足球的冲量大小为，A错误，B正确； CD．足球在水平面上运动，重力与支持力均与位移垂直、不做功，由动能定理，机器人对足球做的功等于动能的变化量；踢球前后速率不变，则，CD错误； 故选B。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一半径为R的水平金属圆盘可以绕通过其中心的竖直轴旋转。圆盘的上表面均匀覆盖着单层小碎石颗粒。小碎石颗粒与金属圆盘之间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知甲、乙两小碎石颗粒质量相等，甲位于圆盘边缘，乙到圆盘中心的距离为，重力加速度为。现让圆盘以较小的角速度匀速转动，甲、乙均相对圆盘静止，下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙的向心力大小之比为2∶1 B. 甲、乙的向心力大小之比为4∶1 C. 若圆盘以角速度匀速转动，甲恰好不会脱离圆盘 D. 若圆盘以角速度匀速转动，甲恰好不会脱离圆盘 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．甲、乙和水平金属圆盘一起绕通过其中心的竖直轴旋转，属于同轴转动，其角速度相等，则根据 可知甲、乙的向心力大小之比为，故A正确，B错误； CD．当甲恰好不会脱离圆盘时，应满足其受到的最大静摩擦力提供向心力，则有 解得 即若圆盘以角速度匀速转动，甲恰好不会脱离圆盘，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 将一物体从空中水平抛出，经过0.1 s速度方向与水平方向成45°角，再经过0.1s落到地面，落地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为。重力加速度g取，忽略空气阻力，则（ ） A. 从抛出到落地的水平位移大小为0.1m B. 从抛出到落地的竖直位移大小为0.2m C. 落地时速度大小为 D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．经过0.1s时的竖直速度为 此时速度方向与水平方向成45°角，则 可知水平速度为 从抛出到落地的水平位移大小为，故A错误； B．从抛出到落地的竖直位移大小为，故B正确； C．落地时的竖直速度为 落地时速度大小为，故C错误； D．落地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为，有，故D正确。 故选BD。 11. 一辆汽车在一条平直路面上以恒定功率由静止启动，启动后经过时间t达到最大速度。若汽车启动过程中所受阻力恒定，则关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 汽车做匀加速运动 B. 汽车的加速度越来越小 C. 汽车加速行驶的距离大于 D. 汽车加速行驶的距离小于 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．汽车以恒定功率由静止启动，设其功率为，牵引力为，阻力为，则由可知，随着速度的增大，牵引力逐渐减小；根据牛顿第二定律有 可知随着牵引力的逐渐减小，汽车的加速度也越来越小，因此汽车做的是加速度不断减小的加速运动，故A错误，B正确； CD．汽车以恒定功率由静止启动的图像如图所示： 图像与坐标轴围成的面积代表位移。由上图可知，如果汽车做的是匀加速直线运动，汽车加速行驶的距离为，但汽车做的是加速度不断减小的加速运动，其图像是向上凸的曲线，曲线始终在匀加速直线运动图线的上方，所以汽车加速行驶的距离大于，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 将一质量为m的石块在地面上以初动能竖直向上抛出。若在整个运动过程中，石块所受空气阻力的大小恒为其重力的k倍（k<1），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 石块上升的最大高度为 B. 石块上升的最大高度为 C. 石块落回地面时的速度大小为 D. 石块落回地面时的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设石块上升的最大高度为，根据能量守恒有 则石块上升的最大高度为，故A正确，B错误； CD．石块从抛出到落回地面的过程，由动能定理有 则石块落回地面时的速度大小为，故C错误，D正确。 故选AD。 13. 如图1所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根水平轻弹簧的两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰好处于原长。物块向右运动的过程中，加速度与位移的关系如图2所示，其中、为已知量，~之间加速度为0。已知物块的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 物块与传送带间的动摩擦因数为 B. 传送带的速度大小为 C. 弹簧的劲度系数为 D. 物块向右运动的最大距离为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．刚开始时弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律有 可得物块与传送带间的动摩擦因数为，故A正确； BC．物块向右运动的过程中，在过程中，物块与传送带之间为滑动摩擦力，~之间加速度为0，可知此阶段二者共速，之间为静摩擦力，之后又变为滑动摩擦力，可知 解得弹簧的劲度系数为，故C错误； 设传送带的速度为，由动能定理得 解得传送带的速度大小为，故B正确； D．之后又变为滑动摩擦力，滑块向右做简谐运动，为平衡位置，有 解得振幅为 即物块向右运动的最大距离为，故D正确。 故选ABD。 三、实验题：本题共两个小题，其中第14题10分，第15题10分，共20分。 14. 在测量弹簧劲度系数的实验中，把轻弹簧竖直悬挂起来，在轻弹簧的一侧竖直固定一把直尺，如图1所示。弹簧下端挂上槽码，记录下槽码的重力与相应的弹簧长度，通过改变槽码个数，获取多组、数据，作出图像如图2所示。 （1）由图2可知弹簧的原长为________cm（保留1位有效数字），弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。 （2）图像末端弯曲的原因可能是________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 4 ②. 100 （2）所挂槽码过多，超过了弹簧的弹性限度 【解析】 【小问1详解】 [1]由胡克定律 可知，当时 即图线与横轴的交点对应弹簧的原长。 由图2读得图线与横轴交于处，故弹簧的原长为。 [2]图线的斜率等于弹簧的劲度系数，即 在图2的直线上取两点、 代入得 即弹簧的劲度系数为 【小问2详解】 挂的槽码较少时，图线是一条直线，说明弹簧的形变在弹性限度内、弹力与形变量成正比； 当所挂槽码过多、重力过大时，弹簧的形变超过弹性限度，弹力与形变量不再成正比，图线便发生弯曲。 故图线末端弯曲的原因是所挂槽码过多，超过了弹簧的弹性限度。 15. 某实验小组的同学利用了如图所示的装置探究向心力大小与小球的质量、半径以及角速度的关系，图中卡槽、、到轴心的距离分别为、和。 （1）该实验主要利用的方法是________。 A. 放大法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 等效替代法 （2）在探究向心力与角速度的关系时，将质量相等的小球分别放在卡槽A、C位置，皮带应连接在半径________（选填“相同”或“不同”）的左塔轮和右塔轮上。 （3）在探究向心力与小球质量的关系时，应将小球甲和小球乙分别置于卡槽的________（选填“A、C”“A、B”或“B、C”）位置，并将皮带连接在半径相同的左塔轮和右塔轮上，匀速转动手柄时，左、右标尺露出的红、白相间的格子总数分别为4个和3个，则小球甲和小球乙的质量之比为________。 【答案】（1）B （2）不同 （3） ①. A、C ②. 【解析】 【15题详解】 向心力公式为，向心力的大小和质量、角速度、转动半径三个变量相关，探究其中一个变量对向心力的影响时，需要控制另外两个变量不变，该实验主要利用的方法是控制变量法。 故选B。 【16题详解】 探究向心力与角速度的关系时，需要控制小球质量、转动半径相同，改变角速度。A、C到轴心的距离均为，满足半径相等的要求；皮带传动的塔轮边缘线速度大小相等，若连接不同半径的塔轮，由可知，两个塔轮带动的小球转动角速度不同，可实现角速度变量的控制。 【17题详解】 [1]探究向心力与小球质量的关系时，需要控制角速度、转动半径相同，改变小球质量。皮带连接半径相同的塔轮时，两塔轮角速度相等，因此要选择到轴心距离均为的卡槽A、C，保证转动半径一致。 [2]该装置中标尺露出的格子数和向心力大小成正比（弹簧弹力提供向心力，标尺露出长度反映弹力大小），即 根据向心力公式，本实验中、均相同，因此与成正比，可得 16. 某学习小组利用图1所示的滑轮装置，测量物块a的质量（包括遮光片）及当地的重力加速度。轻质滑轮均光滑，绕过滑轮的细线均竖直，开始时物块a被下方竖直细线拉住，系统保持静止。测出遮光片到光电门的距离为h。现剪断物块a下方的细线，物块a加速上升，通过拉力传感器测出细线的拉力为F，测出遮光片经过光电门时的挡光时间为t。请回答下列问题： （1）用游标卡尺测遮光片的宽度，示数如图2所示，则遮光片的宽度________mm。 （2）若某次实验时，光电门的挡光时间，则物块a运动至光电门处时的速度大小________m/s（保留2位有效数字）。 （3）不计空气阻力，物块a从静止加速上升h的过程，F、m、g、h及v之间应该满足的关系式是__________________________。 （4）只改变图1中物块b的质量，重复实验，得到多组数据，拟合出图像为图3所示的一条直线，测出直线的斜率为k，横轴截距为，则物块a（包括遮光片）的质量________（用h、k表示），当地的重力加速度________（用h、k、表示）。 【答案】（1） （2） （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 图中游标卡尺为分度，分度值为；游标零刻度线位于主尺的与之间，游标第条刻度线与主尺刻度线对齐，遮光片宽度为 【小问2详解】 已知，挡光时间；遮光片很窄，可用挡光过程的平均速度近似表示物块经过光电门时的瞬时速度，即 代入数据解得 【小问3详解】 轻质滑轮光滑，细绳质量不计，故同一根细绳各处张力大小相等；拉力传感器测得的即细绳对物块的拉力。物块从静止开始上升，高度增加，拉力做正功，重力做负功，根据动能定理有 整理得 【小问4详解】 [1]由动能定理，将物块经过光电门时的速度平方表示为 与图中直线的斜率比较可得 解得 [2]图像的横轴截距为，将、代入上述关系式，有 解得 四、计算题：本题共三个小题，其中第16题8分，第17题12分，第18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 17. 一汽车在平直公路上以的速度匀速行驶。司机发现前方路口信号灯变为红灯，立即采取制动措施。刹车过程汽车在路面上做匀减速直线运动，汽车受到的阻力与重力的比值恒为，重力加速度g取。求： （1）刹车过程中汽车的加速度大小； （2）从开始刹车到停止，汽车运动的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设汽车质量为，所受阻力大小为，取汽车初速度方向为正方向。由题给阻力与重力的比值可得 汽车在水平路面上运动，竖直方向受力平衡，水平方向只受与运动方向相反的阻力，由牛顿第二定律得 联立并代入数据得 故汽车加速度大小为，方向与初速度方向相反。 【小问2详解】 汽车从开始刹车到停止做匀减速直线运动，停止时速度。设此过程的位移为，由匀变速直线运动的速度与位移关系得，代入初速度及第（1）问求得的加速度，得 此过程中汽车运动方向不变，因此汽车运动的距离为。 18. 如图1所示，竖直面内有一条复合轨道，由粗糙斜面、光滑圆弧轨道和光滑水平面三部分构成。圆弧轨道AB对应的圆心角，A、B分别是圆弧与斜面、水平面的切点。现将一个小滑块从斜面上某点由静止释放，小滑块滑过斜面、圆弧轨道后到达水平面上，忽略空气阻力，重力加速度取。 （1）某次释放点与A点的竖直距离为3.75 m，小滑块由静止释放后经过到达A点，求小滑块与斜面之间的动摩擦因数； （2）用表示小滑块在斜面上的释放点与A点的竖直距离，改变，小滑块通过B点时对圆弧轨道的压力大小也随着发生变化，已知图像如图2所示，求小滑块的质量和圆弧轨道的半径。 【答案】（1） （2）0.4kg；1.25m 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可知，斜面的倾角也为， 设释放点到A点的竖直高度为 则滑块在斜面上的运动位移为   滑块沿斜面做初速度为0的匀加速直线运动，由运动学公式 代入，可解得加速度  对滑块沿斜面方向受力分析，由牛顿第二定律  解得  【小问2详解】 从释放点到B点的全过程，斜面摩擦力做功、重力做功，圆弧轨道光滑无摩擦，由动能定理  化简可得 滑块在B点时，轨道支持力与重力的合力提供向心力  ​​联立两式整理得支持力的表达式   根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力 当时，由图2得截距，对应 解得 代入时，可解得圆弧半径 19. 如图所示，质量分别为、的两滑块A、B静置在台阶左侧的水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为，两滑块之间有一锁定的压缩弹簧（劲度系数很大），滑块A与台阶相距。某时刻解除弹簧的锁定，弹簧在极短的时间内将两滑块弹开，两滑块获得的初动能之和为，弹开后取走弹簧，之后发生的所有碰撞均为弹性碰撞，弹簧的原长忽略不计，重力加速度取。 （1）求两滑块被弹开瞬间的速度大小以及滑块B第1次停下的瞬间两滑块间的距离； （2）求两滑块均静止时两者间的距离； （3）其他条件不变，将滑块B更换为另一相同材质的滑块C，同时调整弹簧压缩量，解除弹簧的锁定后两滑块获得的初动能之和为，两滑块恰好未发生碰撞，求滑块C的质量。 【答案】（1）vB=2m/s，vA=6m/s，1.5m （2）1.25m （3）2.1kg 【解析】 【小问1详解】 弹开时间极短，弹簧弹力远大于摩擦力，摩擦力的冲量可以忽略，弹开过程中 A、B组成的系统动量守恒。设弹开后A、B的速度大小分别为vA、vB，以A的运动方向为正方向，则有mAvA=mBvB 即vA=3vB 两滑块获得的初动能之和为24J，即 代入解得vB=2m/s，vA=6m/s 弹开后A向右滑向台阶，B向左滑离。两滑块在水平面上滑行时只受滑动摩擦力，加速度大小相同，均为a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2 方向与各自的速度方向相反。 A到达台阶前的速度由 解得v1=5m/s 所用时间 台阶固定，发生弹性碰撞后A的速度大小不变、方向反向，即以5m/s的速度向左运动。 B向左做匀减速运动，第1次停下的时间 滑行距离 可见B第1次停下时A已从台阶向左运动了 其位移为 即A在弹开位置右侧2.75m−2.25m=0.5m B在左侧1m处，两者相距1.5m。 【小问2详解】 B停下时，A向左的速度为v2=v1−at1=4m/s 其停止所需的距离为 所以A一定会追上B并与之发生碰撞。 A追上B时有 解得 取向左为正方向，AB发生弹性碰撞有， 解得，方向向右 ，方向向左 碰后两者速率相同、方向相反，加速度大小也相同，因此继续滑行的距离均为 以碰撞点x=−1m为基准，A向右滑行0.625m，停在−1m+0.625m=−0.375m B 向左滑行0.625m，停在−1m−0.625m=−1.625m 两滑块最终相距1.25m。 【小问3详解】 换成滑块C后，弹开过程仍是极短时间内的内力作用，动量守恒依然成立，有pA=pC 设C的质量为m，弹开后A、C的初动能分别为EA、EC，根据 可得 即 又两滑块获得的初动能之和为21J，故EkA+EkC=21J “恰好未发生碰撞”是指A与台阶碰后向左滑行，到达C的停止位置时，A 与C的速度恰好同时减为零，此后两者不再靠近。 设C从弹开位置向左滑行的距离为s，对C由动能定理有 A先向右滑行L0，碰后又向左滑行L0+s，总路程为2L0+s，故有 联立解得m=2.1kg 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $