精品解析：海南海口市海南中学2027届高三上学期第二次阶段检测物理试题

海南中学2027届高三年级第二次月考物理试题 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。答卷前，考生将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第II卷时，将各题的答案写在答题卡上指定位置，写在本试卷上无效。 4．考试结束后，本试卷由考生自行保管，仅将答题卡交回。 一、单选题（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，只有一个选项是符合题目要求的。） 1. 2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（ ） A. 以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是运动的 B. 降落伞在做减速运动，伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力 C. 研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，可以把它看成质点 D. 烟尘在空中处于平衡状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱的位置没有变化，因此神舟十九号返回舱是静止的，A错误； B．伞绳给伞的拉力与伞给伞绳的拉力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，两者始终大小相等，与降落伞是否做减速运动无关，B错误； C．研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，其大小和形状对所研究问题的影响可以忽略，因此可以把它看成质点，C正确； D．烟尘被反推发动机喷出的气体扬起，其运动速度发生变化，并非静止或做匀速直线运动，因此不处于平衡状态，D错误。 故选C。 2. 频闪照相是研究物体运动常用的实验手段。某小组运用频闪照相研究小球在水平面内的运动，得出如下示意图，根据示意图可知（ ） A. 小球的加速度向右 B. 小球的速度向左 C. 小球做匀变速直线运动 D. 小球在最左侧速度为0 【答案】A 【解析】 【详解】AB．频闪照相中，相邻两次曝光的时间间隔相等，图中相邻小球位置的间距表示这段时间内的位移大小，间距由左向右逐渐增大。若小球向右运动，则相等时间内的位移逐渐增大，速度增大，加速度与速度同向，即向右；若小球向左运动，则相等时间内的位移逐渐减小，速度减小，加速度与速度反向，仍向右。因此，加速度方向可以确定，但图中未标明拍摄的先后顺序，速度方向不能确定，故A正确，B错误； C．匀变速直线运动要求加速度恒定，即连续相等时间内的速度变化量相同。题图仅显示间距逐渐增大，不能据此确定加速度恒定，故C错误； D．最左侧位置只是频闪照相记录的位置之一，题目未给出小球在该处由静止开始运动或恰好停止的条件，不能确定该处速度为零，故D错误。 故选A。 3. 如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】下蹲过程，钩码先向下加速再向下减速，则加速度方向先向下后向上，则钩码先处于失重状态，再处于超重状态，传感器受到的拉力先小于钩码的重力再大于钩码的重力。 起立过程，钩码先向上加速再向上减速，则加速度方向先向上后向下，则钩码先处于超重状态，再处于失重状态，传感器受到的拉力先大于钩码的重力再小于钩码的重力。 故选C。 4. 在某次蹦床练习中运动员从离水平网面3.2m高处自由下落，与网接触0.5s后，沿竖直方向弹回到离水平网面5.0m高处。已知运动员的质量为50kg，g取，网对运动员的平均作用力大小为（ ） A. 1800N B. 700N C. 1012N D. 2300N 【答案】D 【解析】 【详解】运动员自由下落刚触网时的速度大小满足 解得 离开网时的速度大小满足 解得 取竖直向上为正方向，由动量定理可得 解得F=2300N 故选D。 5. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（ ） （图：四个图像选项，A先线性增大后水平，B线性增大，C先缓后陡再水平，D指数式增大） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据功能关系可知，物体的机械能变化量等于除重力外的其他力所做的功；物体受恒力加速上升时，恒力做正功，物体的机械能增大，又因为恒力做功为 可知恒力作用下的图像为一条开口向上的抛物线；撤去恒力后，物体只受重力作用，物体的机械能守恒。 故选C。 6. 某同学利用智能手机的“频闪照相”功能研究身边的平抛运动。他让一小球（可视为质点）从紧靠贴有正方形瓷砖的墙面的水平桌面边缘滚下，小球在平行于墙面的竖直平面内运动，利用图像处理软件将连续拍下的小球位置合成在同一张图上，选取其中的A、B、C三个连续位置，A点记为原点，如图所示。已知每块正方形瓷砖的边长均为L，相邻两帧画面的时间间隔均为T，不计空气阻力，则（ ） A. 小球经过B点的速度大小为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 记录的A点不是小球刚离开桌面开始平抛的位置 D. 小球从A点到B点，从B点到C点两个过程，动量变化量相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．取水平向右、竖直向下为正方向。频闪位置图中三个连续位置的时间间隔均为，故从到的水平位移和竖直位移分别为和，从到的竖直位移为。设小球在点的竖直分速度为，用表示当地重力加速度，竖直分运动为匀加速直线运动，从到的竖直运动满足 从到的竖直运动满足 联立解得，。设小球在点的水平、竖直分速度分别为和，水平方向做匀速运动，故 竖直方向由速度与时间的关系得 小球在点的速度分解如下图，两分速度相互垂直 由速度合成得，故AB错误； C．由前述计算可知，小球在点的竖直分速度为零。平抛运动的竖直分速度从零开始随时间增大，因此点就是小球刚离开桌面开始平抛的位置，故C错误； D．设小球质量为。从到和从到均历时，小球只受恒定的重力作用，由动量定理得 两次动量变化的方向也均竖直向下，故D正确。 故选D。 7. 中国天眼发现脉冲星J1856—0039所在的双中子星系统，其简化结构如图所示。可视为质点的双星P、Q绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。P、Q质量分别为、，两球心距离为，万有引力常量为，则（ ） A. Q的运动半径为 B. O的运动周期为 C. P、Q分别与O点的连线在相等时间内扫过的面积之比为 D. 若Q释放物质被P全部吸收，球心距离保持不变，则Q做圆周运动的周期变大 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．设双星和的轨道半径分别为和，共同周期为。由图可见，位于两星之间，故 两星相互间的万有引力大小相等，均由对方的引力提供向心力，分别以指向的方向为正方向。对，由万有引力定律和牛顿第二定律得 同理，对有 两式相比得 结合两半径之和，解得的轨道半径为 将代入的向心力方程，解得 因两星周期相同，相等时间内两条连线转过的角度相同，设该角度为，扫过的面积分别为和。由扇形面积公式有， 因此，故AB错误，C正确； D．若释放的物质被全部吸收，两星总质量不变，球心距离也不变。由前述周期表达式可知，做圆周运动的周期不变，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一质量为的木箱静止在光滑水平面上，内部有三段内径相同的光滑管道，三段管道均在同一竖直平面内且平滑连接。AB为倾斜直管道，其水平投影为QB，BC为水平直管道，CD为四分之一圆弧管道，圆心为O。现将一个质量为、直径略小于管道内径的光滑小球，从A点静止释放，已知，，，管道内径远小于，重力加速度为，取。则小球（ ） A. 由A点下滑到D点的过程中，小球和地球组成的系统机械能守恒 B. 在BC段的运动时间为 C. 在D点落地前瞬间的速率为 D. 由A点下滑到D点的过程中，小球相对于地面移动的位移为2R 【答案】B 【解析】 【详解】A．取水平向右为正，记小球的水平速度为，木箱相对地面的速度为。小球与木箱组成的系统不受水平外力，由水平动量守恒得 所有接触面均光滑，地面支持力不做功，小球、木箱和地球组成的系统机械能守恒。小球下滑初期，木箱获得动能，小球和地球组成的系统有一部分机械能转移给木箱，其机械能在过程中不守恒，故A错误； B．由题图中段的直角三角形关系，小球从点到点下降的高度为 小球在段运动时，管道弹力沿竖直方向，小球和木箱均做匀速直线运动。记小球在该段相对地面的速度为，由水平动量守恒得 以所在水平面为重力势能参考平面，对小球、木箱和地球组成的系统，由机械能守恒得 联立并代入题给质量关系，得 由上述动量关系，小球相对管道的速度为 小球相对管道通过的距离为，所需时间为，故B正确； C．小球到达点时，相对管道的速度沿圆弧切线，即竖直向下，因此小球与木箱的水平速度相等。由系统水平动量守恒得 故此时，小球相对地面的速度也竖直向下。由题图中的高度关系，小球从点到点下降的总高度为 以地面为重力势能参考平面，由系统机械能守恒得，解得小球落地前瞬间的速率为，故C错误； D．记小球与木箱在全过程中相对地面的水平位移分别为和。由系统水平动量始终为零，将各短时间段内两者的水平速度乘以同一时间间隔，再将各段位移相加，得 由原图中管道的水平投影，小球相对木箱的水平位移为 联立并代入题给质量关系，得小球的水平位移为 另取竖直向下为正，小球相对地面的竖直位移为 小球相对地面的初末位置及位移分量如下图，图中与分别表示小球的初、末位置，表示总位移大小 其大小为，故D错误。 故选B。 二、多选题（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. 下列说法中正确的是（ ） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先减小后增大 D. 由图丁可知，当分子间的距离时，分子势能先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦分子速率分布规律，温度越高，分子的平均速率越大，速率大的分子数占比越高，速率分布曲线的峰值会向速率大的方向移动，且曲线更平缓。图甲中状态①的峰值对应更大的分子速率，因此状态①温度高于状态②，故A正确； B．布朗运动是永不停息的无规则运动，图乙的连线是花粉颗粒每隔固定时间记录的位置的连线，并非花粉颗粒布朗运动的实际轨迹，在两次记录的时间间隔内，花粉颗粒的运动轨迹完全是无规则的，故B错误； C．由分子力随距离的变化规律可知，当​时，分子间的作用力表现为引力，是先增大后减小，故C错误； D．由分子势能随距离的变化规律可知，时分子势能取最小值，因此当​时，随着分子间距增大，分子势能是一直增大的，故D错误。 故选A。 10. 用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物体的机械能增加了 B. 物体的重力势能增加了 C. 物体的动能增加了 D. 起重机对物体的拉力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】D．设起重机对物体的拉力F，由牛顿第二定律得 F-mg=ma 解得 F=m（g+a） 故D错误； A．起重机拉力做的功等于物体机械能的增加，故机械能增加 E=FH=m（g+a）H 故A错误； B．物体上升了H，则物体克服重力做功mgH，其重力势能增加了mgH，故B正确； C．根据动能定理可知，合外力做的功等于动能的增加，所以动能增加 Ek=F合H=maH 故C正确。 故选BC。 11. 如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为m的装有光滑圆弧槽的小车，现有质量也为m的小球以的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，到某一高度（小球未离开小车）后，小球又返回小车右端，这段过程中（ ） A. 小车和小球组成的系统动量守恒 B. 小球从右侧离开车后，相对于地面做自由落体运动 C. 小车对小球的支持力一直对小球做负功 D. 小球上升的最大高度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．系统水平方向不受外力，水平动量守恒；但竖直方向小球有分速度变化、地面有支持力，总动量（矢量）不守恒，故A错误； B．地面光滑、槽面光滑，系统水平方向动量守恒，且机械能守恒。小球返回右侧槽口时高度与初态相同，由水平动量守恒和机械能守恒有， 解得返回时 、 小球离开槽口时竖直速度也为零，故相对地面只受重力、由静止开始做自由落体运动，故B正确； C．上升阶段支持力对小球做负功、小球机械能转移给小车；下降阶段支持力对小球做正功、小车机械能转移给小球，并非一直做负功，故C错误； D．上升到最大高度时小球与小车水平共速，设为，由水平动量守恒 求得 由机械能守恒 代入 ，得，故D错误。 故选B。 12. O为可绕竖直转轴自由转动的光滑小圆环，穿过圆环的轻绳两端分别连着小球A和B，使A、B两球同时绕过O点的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，两球做圆周运动的周期均为T。已知OA段和OB段轻绳长之比为2∶3，OA段轻绳与竖直方向的夹角为、OB段轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，不计球和环的大小，下列说法正确的是（ ） A. A、B两球运动的轨迹一定在同一平面内 B. A、B两球的质量之比为3∶2 C. D. O、B两点的高度差为 【答案】ABD 【解析】 【详解】设绳中张力为F，角速度，OA、OB长分别为、，且。对任一小球竖直方向与径向分别有， 得，， A．由前面分析可得，两球到O点的竖直高度相同，轨迹位于同一水平面内，故A正确； B．绳光滑，两侧张力相等， 故，故B正确； C．由径向力与竖直力之比 可得，故C错误； D．O、B两点高度差即，由上面结论，故D正确。 故选ABD。 13. 如甲图所示，顺时针旋转的传送带的速度为，传送带右端有一固定在墙上的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为。将一可视为质点、质量为的物块由静止轻放在传送带左端，乙图为物块运动的图像，图中和已知，重力加速度为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为 B. 0时刻与弹簧左端的距离为 C. 从0时刻到时刻，传送带因运送物块而多做的功为 D. 从时刻到弹簧压缩到最短，物块所受摩擦力做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图像可知，时间内，物块做匀加速直线运动，物块的加速度 这一段时间内物块在传送带上受到向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．物块与传送带共速后，物块与传送带之间无摩擦力，物块向右匀速运动。当物块与弹簧接触后，会受到向左的弹力，在弹簧弹力大于最大静摩擦力之前，弹力始终和静摩擦力大小相等方向相反，所以物块仍会向右匀速运动。可知在时刻前，物块就已经与弹簧接触。时间内物块的位移为图像与坐标轴围成的面积 故0时刻与弹簧左端的距离小于 故B错误； C．根据能量守恒定律，从0时刻到时刻，传送带因运送物块而多做的功为木块获得的动能与摩擦生热还有弹簧获得的弹性势能之和。根据动能定理可得，相对运动阶段木块的获得的动能 摩擦生热 其中， 联立解得 之后物块接触弹簧，物块动能保持不变，摩擦力对物块做的功最终转化成了弹簧的弹性势能，所以传送带因运送物块而多做的功大于物块获得的动能与摩擦生热之和，即 故C错误； D．设弹力与摩擦力平衡时弹簧的形变量为，弹簧被压缩到最短时的形变量为。则弹力与摩擦力平衡时有 解法1：从开始压缩弹簧到压缩到最短摩擦力对物块做功用两种形式表示 ①根据能量守恒定律，摩擦力对物块做功等于弹簧的弹性势能的增加量减去物块动能的减少量 ②摩擦力对物块做功在弹力等于摩擦力前与弹性势能的变化量相等，再压缩弹簧，摩擦力为滑动摩擦力，保持不变，故 则有 解得或（舍去） 则从时刻到弹簧压缩到最短，物块所受摩擦力做的功 解法2：弹簧从平衡位置向右运动到最大位置处是简谐运动的一部分，设从平衡位置到压缩最大位置处的位移为，有 解得 则从时刻到弹簧压缩到最短，物块所受摩擦力做的功 故D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。请将答案按题目要求写在答题卡上的指定位置，写在本试卷上无效。不要求写运算过程。） 14. 用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： （1）为了减小实验误差，下列操作正确的是                        （选填选项前的字母）。 A. 必须选择边界平行的玻璃砖 B. 为了使P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些 C. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖 D. 入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 （2）在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为n=______________（结果保留2位有效数字）。 （3）如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心、R为半径作圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记，再以O点为圆心、r为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是                        。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2）1.5 （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．玻璃砖上下界面不平行也可以通过插针法确定光路，完成折射率测量，无强制要求边界平行，故A错误； B．、间距过小会导致确定的入射光线误差大，应适当拉大两点间距来减小误差，故B错误； C．选用两光学表面间距大的玻璃砖，可使玻璃砖内的折射光线更长，确定光路时的相对误差更小，能减小实验误差，故C正确； D．光线从玻璃射向空气时，由于第一界面的折射角一定小于临界角，第二界面的入射角等于第一界面的折射角，必然小于临界角，不可能发生全反射；且入射角过小时，测量的相对误差会增大，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 玻璃砖的折射率满足 结合图乙可知图像斜率 故折射率 【小问3详解】 由几何关系，入射角的正弦值 折射角的正弦值 故玻璃砖的折射率满足 故选B。 15. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，重物的质量为，取打点O重物所在水平面为重力势能零势能面，打B点时重物的重力势能为________________________。 （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减小量大于动能的增加量，原因是____________________。 A. 接通电源前先释放了纸带 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 【答案】（1） （2）C 【解析】 【小问1详解】 取打点O重物所在水平面为重力势能零势能面，根据重力势能公式则有 【小问2详解】 A．接通电源前先释放纸带，会导致打出的初始点缺失，测得的动能增加量大于重力势能减少量，故A错误； B．用计算速度，相当于默认机械能守恒，故B错误； C．实验过程中重物下落会受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力，重物下落时需要克服这些阻力做功，部分重力势能会转化为内能，因此重力势能的减小量会大于动能的增加量，故C正确； D．是否采用多次实验取平均值，只会影响数据的误差大小，不会系统性地导致重力势能减小量始终大于动能增加量，故D错误。 故选C。 16. 为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置：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。 （1）拿掉滑块B，打开气泵，待气流稳定后将滑块A置于光电门1的左侧，水平向右轻推滑块A，与光电门1、2相连的计时器显示的遮光时间分别为、，发现。为使实验结果准确，应该调高气垫导轨的________________________端（填“左”或“右”）。 （2）该装置在用于“验证动量守恒定律”时________________________（填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度。 （3）将滑块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。实验中发现与光电门1相连的计时器先后两次显示的遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为，（不考虑滑块与气垫导轨左右挡板撞击后的运动）。 ①上述实验结果，若两滑块碰撞过程动量守恒，则等式是________________________（用题中所给物理量表示） ②上述实验结果，若两滑块发生的是弹性碰撞，则________________________（用，表示）。 【答案】（1）右 （2）不需要 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 同一挡光片先后通过两光电门，第二次遮光时间较短，说明滑块向右运动时速度增大。气垫导轨上的摩擦阻力可忽略，滑块加速说明导轨右端偏低，应调高右端，使导轨水平。 【小问2详解】 每次经过光电门的速度大小都等于挡光片宽度与对应遮光时间之比。两挡光片的宽度相同，将各速度代入动量守恒的验证式，各项均含共同因子，可整体约去，因此不需要测出挡光片的宽度。 【小问3详解】 [1]光电门1位于碰撞处左侧，且不考虑撞挡板后的运动，因此滑块第二次通过光电门1是碰撞后向左返回，滑块碰撞后向右运动。取向右为正方向，设碰撞前的速度大小为，碰撞后和的速度大小分别为和。导轨调平后，滑块在碰撞前后分别做匀速直线运动，由速度定义得，和 碰撞过程中，两滑块组成的系统所受合外力可忽略，由动量守恒定律得 代入各速度表达式并约去共同因子，得到待验证的等式 [2]若两滑块发生弹性碰撞，还满足总动能守恒，即 将前述动量方程整理为 将动能方程因式分解，再与上式相除，得 联立上述关系解得 挡光片宽度相同，遮光时间与对应速度大小成反比，因此 四、解答题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 17. 如图所示，在粗糙水平地面上静置着两个物块和，物块和之间夹有少量炸药。已知物块和的质量分别为，物块与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度。现引爆炸药，物块在极短的时间内获得的速度，炸药爆炸释放能量的60%转化为物块、的动能，求： （1）引爆炸药瞬间物块获得的速度大小和炸药释放的能量； （2）物块、间最终增加的距离。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 以水平向左为正，对物块和，由动量守恒定律有 解得 依题意有 解得 【小问2详解】 由牛顿第二定律有 解得物块和在地面滑行时的加速度大小 由，对物块有 解得 对物块有 解得 则物块、间最终增加的距离 18. 如图所示，球A由上方轻杆悬挂于固定转轴O。球B与下方轻杆相连，轻杆的另一端通过铰链与滑块C相连，滑块C套在光滑的水平轨道上，水平轨道固定且足够长。初始时，滑块C紧贴左侧竖直墙壁，下方轻杆竖直，上方轻杆与竖直方向夹角为。球A由静止释放运动到最低点时恰好与球B发生弹性碰撞。已知：球A和球B质量均为5 kg，滑块C质量为3 kg，两轻杆长度均为，取重力加速度，，。A、B、C均可视为质点，轻杆和球B在运动过程中不会和水平轨道相碰，不计转轴和铰链处摩擦及空气阻力。求： （1）球A释放瞬间的加速度大小； （2）球A与球B碰撞后瞬间下方轻杆对滑块C的作用力大小； （3）下方轻杆第一次水平时，球B的速度大小（结果可保留根号）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设两球质量均为，滑块质量为。球释放瞬间速度为零，向心加速度为零，杆力与重力沿杆的分量平衡，加速度沿切线向右下方。设上杆对球的作用力为，实际受力和切向合力如图 以沿切线向右下方为正方向，沿切线的合力就是重力的切向分量。由牛顿第二定律 整理得 【小问2详解】 设球到达最低点、碰撞前的速率为。初、末位置距转轴的竖直距离分别为和，下落过程中仅重力做功，由机械能守恒定律得 解得 碰撞时间极短，两杆均竖直，杆力不产生水平冲量。取水平向右为正方向，设碰后两球速度分别为和，由两球系统水平方向动量守恒得 弹性碰撞中两球的总动能不变，有 联立并取碰后两球分离的解，得，球碰后的初速度为 碰后瞬间滑块的速度和加速度均为零，球绕其转动。设下杆对球的作用力为，假定方向竖直向上，沿竖直向下列牛顿第二定律方程，有 代入得 结果为正，下杆受压。由轻杆质量可忽略及牛顿第三定律，下杆对滑块的作用力竖直向下，大小也为。 【小问3详解】 下杆初始受压，向右倾斜后对滑块产生水平向左的作用力，墙壁阻止滑块左移，因此滑块先保持静止，球先绕固定的滑块转动。设下杆与竖直向上的夹角为，球的速率为，杆对球的作用力为，规定该力以沿杆背离滑块为正。滑块静止阶段，球的机械能守恒，有 沿杆指向滑块的方向，由牛顿第二定律得 联立得 设墙对滑块的水平支持力为，滑块静止时水平方向受力平衡，有 随着增大，杆的压力逐渐减小；杆力降为零后转为拉力，滑块开始向右离墙。因此恰好离墙时。设该时下杆与竖直向上的夹角为，由前式得 由题给三角函数值可知。设球此时的速率为，由上述能量方程得 此时滑块速度仍为零，球的速度垂直于下杆，其水平分速度为。临界位置和速度分解如图 离墙后，球和滑块组成的系统不受水平外力，水平方向动量守恒。设下杆第一次水平时球的速率为，滑块速率为，球沿水平向右、竖直向下的速度分量分别为和。轻杆长度不变，球相对滑块只能沿垂直于杆的方向运动；此时杆水平，两者的水平分速度相同，因此，该状态及速度分解如图 从恰好离墙到下杆第一次水平，由水平方向动量守恒得 解得 以水平轨道所在平面为重力势能零点。从碰后到下杆第一次水平，墙壁在滑块静止时不做功，轨道支持力不做功，轻杆两端力的总功为零，球和滑块系统的机械能守恒，有 解得 19. 如图所示，质量的方盒A静止在光滑的水平面上，方盒内部盒底长，盒内有一个质量的小滑块B静止在盒的中央，滑块与盒底水平面间的动摩擦因数。若滑块B以的速度开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，碰撞时间忽略不计，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，小滑块B可视为质点，重力加速度。求： （1）小滑块B相对方盒静止时的速度； （2）从开始到第一次与方盒左壁碰撞时摩擦力对小滑块B所做的功； （3）从开始到滑块B相对方盒静止时， ①滑块B与方盒右壁的距离； ②方盒运动的位移大小。 【答案】（1），方向水平向左 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 水平面光滑，A、B组成的系统动量守恒。取向左为正方向，由动量守恒定律有 代入数据解得 方向水平向左。 【小问2详解】 小滑块从盒中央向左运动到左壁，相对A的位移为 对小滑块B，由牛顿第二定律有 解得小滑块B向右的加速度大小 方盒A在摩擦力作用下向左的加速度大小 设该过程时间为，小滑块B的位移 方盒A的位移 相对位移满足 联立解得 此时小滑块B的速度 摩擦力对小滑块B所做的功等于小滑块B的动能变化，由动能定理有 解得 【小问3详解】 ①系统损失的动能全部用于克服滑动摩擦力做功，设小滑块B相对方盒A的总位移为，由能量守恒定律有 解得 滑块初始时在盒中央，初始向左运动，相对路程走至时到达右壁，剩余相对路程为相对方盒向左运动，故最终滑块与右壁的距离 ②滑块相对方盒的初速度为，相对加速度为，总的运动时间 方盒初速度为0，末速度为，平均速度为，故方盒运动的总位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南中学2027届高三年级第二次月考物理试题 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。答卷前，考生将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第II卷时，将各题的答案写在答题卡上指定位置，写在本试卷上无效。 4．考试结束后，本试卷由考生自行保管，仅将答题卡交回。 一、单选题（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，只有一个选项是符合题目要求的。） 1. 2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（ ） A. 以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是运动的 B. 降落伞在做减速运动，伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力 C. 研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，可以把它看成质点 D. 烟尘在空中处于平衡状态 2. 频闪照相是研究物体运动常用的实验手段。某小组运用频闪照相研究小球在水平面内的运动，得出如下示意图，根据示意图可知（ ） A. 小球的加速度向右 B. 小球的速度向左 C. 小球做匀变速直线运动 D. 小球在最左侧速度为0 3. 如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（　　） A. B. C. D. 4. 在某次蹦床练习中运动员从离水平网面3.2m高处自由下落，与网接触0.5s后，沿竖直方向弹回到离水平网面5.0m高处。已知运动员的质量为50kg，g取，网对运动员的平均作用力大小为（ ） A. 1800N B. 700N C. 1012N D. 2300N 5. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力，不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（ ） （图：四个图像选项，A先线性增大后水平，B线性增大，C先缓后陡再水平，D指数式增大） A. B. C. D. 6. 某同学利用智能手机的“频闪照相”功能研究身边的平抛运动。他让一小球（可视为质点）从紧靠贴有正方形瓷砖的墙面的水平桌面边缘滚下，小球在平行于墙面的竖直平面内运动，利用图像处理软件将连续拍下的小球位置合成在同一张图上，选取其中的A、B、C三个连续位置，A点记为原点，如图所示。已知每块正方形瓷砖的边长均为L，相邻两帧画面的时间间隔均为T，不计空气阻力，则（ ） A. 小球经过B点的速度大小为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 记录的A点不是小球刚离开桌面开始平抛的位置 D. 小球从A点到B点，从B点到C点两个过程，动量变化量相同 7. 中国天眼发现脉冲星J1856—0039所在的双中子星系统，其简化结构如图所示。可视为质点的双星P、Q绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。P、Q质量分别为、，两球心距离为，万有引力常量为，则（ ） A. Q的运动半径为 B. O的运动周期为 C. P、Q分别与O点的连线在相等时间内扫过的面积之比为 D. 若Q释放物质被P全部吸收，球心距离保持不变，则Q做圆周运动的周期变大 8. 如图所示，一质量为的木箱静止在光滑水平面上，内部有三段内径相同的光滑管道，三段管道均在同一竖直平面内且平滑连接。AB为倾斜直管道，其水平投影为QB，BC为水平直管道，CD为四分之一圆弧管道，圆心为O。现将一个质量为、直径略小于管道内径的光滑小球，从A点静止释放，已知，，，管道内径远小于，重力加速度为，取。则小球（ ） A. 由A点下滑到D点的过程中，小球和地球组成的系统机械能守恒 B. 在BC段的运动时间为 C. 在D点落地前瞬间的速率为 D. 由A点下滑到D点的过程中，小球相对于地面移动的位移为2R 二、多选题（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. 下列说法中正确的是（ ） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先减小后增大 D. 由图丁可知，当分子间的距离时，分子势能先减小后增大 10. 用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（　　） A. 物体的机械能增加了 B. 物体的重力势能增加了 C. 物体的动能增加了 D. 起重机对物体的拉力大小为 11. 如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为m的装有光滑圆弧槽的小车，现有质量也为m的小球以的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，到某一高度（小球未离开小车）后，小球又返回小车右端，这段过程中（ ） A. 小车和小球组成的系统动量守恒 B. 小球从右侧离开车后，相对于地面做自由落体运动 C. 小车对小球的支持力一直对小球做负功 D. 小球上升的最大高度为 12. O为可绕竖直转轴自由转动的光滑小圆环，穿过圆环的轻绳两端分别连着小球A和B，使A、B两球同时绕过O点的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，两球做圆周运动的周期均为T。已知OA段和OB段轻绳长之比为2∶3，OA段轻绳与竖直方向的夹角为、OB段轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，不计球和环的大小，下列说法正确的是（ ） A. A、B两球运动的轨迹一定在同一平面内 B. A、B两球的质量之比为3∶2 C. D. O、B两点的高度差为 13. 如甲图所示，顺时针旋转的传送带的速度为，传送带右端有一固定在墙上的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为。将一可视为质点、质量为的物块由静止轻放在传送带左端，乙图为物块运动的图像，图中和已知，重力加速度为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为 B. 0时刻与弹簧左端的距离为 C. 从0时刻到时刻，传送带因运送物块而多做的功为 D. 从时刻到弹簧压缩到最短，物块所受摩擦力做的功为 三、实验题（本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。请将答案按题目要求写在答题卡上的指定位置，写在本试卷上无效。不要求写运算过程。） 14. 用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： （1）为了减小实验误差，下列操作正确的是                        （选填选项前的字母）。 A. 必须选择边界平行的玻璃砖 B. 为了使P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些 C. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖 D. 入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 （2）在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为n=______________（结果保留2位有效数字）。 （3）如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心、R为半径作圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记，再以O点为圆心、r为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是                        。 A. B. C. D. 15. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，重物的质量为，取打点O重物所在水平面为重力势能零势能面，打B点时重物的重力势能为________________________。 （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减小量大于动能的增加量，原因是____________________。 A. 接通电源前先释放了纸带 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 16. 为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置：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。 （1）拿掉滑块B，打开气泵，待气流稳定后将滑块A置于光电门1的左侧，水平向右轻推滑块A，与光电门1、2相连的计时器显示的遮光时间分别为、，发现。为使实验结果准确，应该调高气垫导轨的________________________端（填“左”或“右”）。 （2）该装置在用于“验证动量守恒定律”时________________________（填“需要”或“不需要”）测出遮光片的宽度。 （3）将滑块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。实验中发现与光电门1相连的计时器先后两次显示的遮光时间分别为和，与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为，（不考虑滑块与气垫导轨左右挡板撞击后的运动）。 ①上述实验结果，若两滑块碰撞过程动量守恒，则等式是________________________（用题中所给物理量表示） ②上述实验结果，若两滑块发生的是弹性碰撞，则________________________（用，表示）。 四、解答题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 17. 如图所示，在粗糙水平地面上静置着两个物块和，物块和之间夹有少量炸药。已知物块和的质量分别为，物块与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度。现引爆炸药，物块在极短的时间内获得的速度，炸药爆炸释放能量的60%转化为物块、的动能，求： （1）引爆炸药瞬间物块获得的速度大小和炸药释放的能量； （2）物块、间最终增加的距离。 18. 如图所示，球A由上方轻杆悬挂于固定转轴O。球B与下方轻杆相连，轻杆的另一端通过铰链与滑块C相连，滑块C套在光滑的水平轨道上，水平轨道固定且足够长。初始时，滑块C紧贴左侧竖直墙壁，下方轻杆竖直，上方轻杆与竖直方向夹角为。球A由静止释放运动到最低点时恰好与球B发生弹性碰撞。已知：球A和球B质量均为5 kg，滑块C质量为3 kg，两轻杆长度均为，取重力加速度，，。A、B、C均可视为质点，轻杆和球B在运动过程中不会和水平轨道相碰，不计转轴和铰链处摩擦及空气阻力。求： （1）球A释放瞬间的加速度大小； （2）球A与球B碰撞后瞬间下方轻杆对滑块C的作用力大小； （3）下方轻杆第一次水平时，球B的速度大小（结果可保留根号）。 19. 如图所示，质量的方盒A静止在光滑的水平面上，方盒内部盒底长，盒内有一个质量的小滑块B静止在盒的中央，滑块与盒底水平面间的动摩擦因数。若滑块B以的速度开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，碰撞时间忽略不计，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，小滑块B可视为质点，重力加速度。求： （1）小滑块B相对方盒静止时的速度； （2）从开始到第一次与方盒左壁碰撞时摩擦力对小滑块B所做的功； （3）从开始到滑块B相对方盒静止时， ①滑块B与方盒右壁的距离； ②方盒运动的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $